文｜ IT時報記者 錢立富
編輯｜錢立富 挨踢妹
今年6月，5G R17標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，從這時起，作為R17標(biāo)準(zhǔn)重要特性之一的“輕量級”5G 技術(shù)——RedCap就備受產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)注，明星效應(yīng)十足。
就在最近兩個月，有關(guān)RedCap最新進展的消息猶如雨點般密集落下。一方面，在IMT-2020（5G）推進組的指導(dǎo)下，愛立信、華為、中興、諾基亞、中信科移動、紫光展銳等相繼完成了RedCap關(guān)鍵技術(shù)和外場性能測試。另一方面，運營商也非常忙碌，如上海電信聯(lián)合華為完成全球首個5G RedCap業(yè)務(wù)場景驗證，上海聯(lián)通攜手華為、百度率先完成全球首個5G物聯(lián)RedCap連片部署驗證，中國移動攜手華為、中興、紫光展銳完成首批5G RedCap端到端實驗室測試驗證。
可以看出，業(yè)界對于5G RedCap抱有相當(dāng)高的期望，期待隨著RedCap的推廣，5G在垂直行業(yè)能得到廣泛應(yīng)用。
“輕量級”5G 技術(shù)走紅
RedCap，并非“紅帽子”之意，其英文全稱是Reduced Capability，中文直譯“降低能力”。它是3GPP在5G R17階段專門推出的一種新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過降低5G的能力和成本，來滿足中等速率物聯(lián)網(wǎng)場景的需求，進一步拓展5G發(fā)展空間。換而言之，這是“輕量級5G”。
“Redcap相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的立項和制定，補齊了5G能力的中間地帶，有效拓展了5G能力和應(yīng)用場景，使5G面向各類2C及2B的行業(yè)應(yīng)用需求形成了具備高、中、低分級能力的完備技術(shù)體系。”愛立信相關(guān)技術(shù)人士對《IT時報》記者介紹道。
眾所周知，5G除了要滿足eMBB（增強型移動寬帶）應(yīng)用場景，讓用戶享受到比4G更快的速率之外，還要滿足垂直行業(yè)的需求，無論是URLLC（低時延高可靠通信）應(yīng)用場景、mMTC（海量物聯(lián)網(wǎng)通信）應(yīng)用場景，都是為此目的。
但相比個人用戶，垂直行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)能力的需求可謂千差萬別，有的場景低速率就可以滿足，比如水質(zhì)監(jiān)測、遠程抄表等，對低功耗的要求比較高；有的場景則要求高速率、低時延連接，比如AR/VR、遠程操控、視覺質(zhì)檢等；有的場景只需中等速率，比如可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器、視頻監(jiān)控等，以可穿戴設(shè)備為例，下行速率在5~50Mbps、上行速率在2~5Mbps就可以滿足。
目前，低速率場景主要是由以NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）為代表的LPWA（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)來承擔(dān)，實際上，NB-IoT也是5G標(biāo)準(zhǔn)的一種。高速率、高性能場景是由Sub-6 5G或者毫米波5G來承擔(dān)。而對于中速率場景，現(xiàn)在主要是由4G以及3G來挑大梁，比如智能穿戴、物流追蹤等領(lǐng)域。
換而言之，目前5G并不能“包打天下”，尤其是在中速率應(yīng)用場景下。所以從長遠發(fā)展來考慮，尤其是將來3G、4G退網(wǎng)之后，5G需要滿足眾多行業(yè)對中速率以及低成本、低功耗的要求。
于是，Redcap應(yīng)運而生，它的傳輸速率比eMBB低，但遠高于LPWA；它的功耗和成本遠低于eMBB，但是比LPWA要高。
對于運營商來說，隨著將來RedCap的商用，使得5G在面向各類物聯(lián)應(yīng)用時具備了低、中、高能力檔位，來滿足不同場景的需求，從而推動5G加速在垂直落地。
推動5G模組成本降至百元內(nèi)
除了從技術(shù)維度，推動5G一張網(wǎng)能夠支撐各類物聯(lián)技術(shù)，讓5G一張網(wǎng)能“通吃天下”，就能降低多網(wǎng)絡(luò)制式并存所造成的網(wǎng)絡(luò)運維復(fù)雜度。而RedCap出爐的另一個動因，在于成本。
隨著5G與行業(yè)融合應(yīng)用向縱深、規(guī)?；l(fā)展，5G終端模組價格貴的問題越來越突出。據(jù)IMT-2020(5G)推進組披露的信息，雖然5G行業(yè)模組價格從2019年1500元下降到2022年450元，下降幅度高達70%，幅度不可謂不大，但相比百元以內(nèi)的4G模組，5G模組規(guī)模上量的成本壓力仍然非常大。
為了降低模組成本，RedCap對5G進行了“閹割”，比如將終端頻譜帶寬降低至20MHz，傳統(tǒng)5G的帶寬則是100MHz；減少終端接收天線和層數(shù)，支持1或2個接收天線；并允許終端支持半雙工模式等。通過這些舉措，5G模組價格未來可大幅降低至100元以下，但同時繼承5G網(wǎng)絡(luò)切片、低時延等優(yōu)勢。
而從最近運營商的測試來看，R17版本RedCap相比4G物聯(lián)網(wǎng)展現(xiàn)出了代際優(yōu)勢，性能好、功能強。相同條件下的測試表明，相比4G，RedCap的廣度和深度覆蓋能力明顯提升，而上行容量提升了8倍，可滿足多個RedCap終端上行并發(fā)。而且，隨著5G商用規(guī)模推進及3GPP協(xié)議的持續(xù)演進，可以預(yù)見RedCap在成本、性能、功能上將持續(xù)優(yōu)化。
在技術(shù)功能上具有代際優(yōu)勢，一旦模組成本降至與4G模組持平，毫無疑問，RedCap的前景是廣闊的。
具體來說，RedCap低成本方案適用于低于100Mbps的中速率業(yè)務(wù)。根據(jù)3GPP R17的標(biāo)準(zhǔn)定義，RedCap主要支持可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控三大業(yè)務(wù)場景。比如工業(yè)無線傳感器，它對速率和時延要求都不高，但是因為在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，所以對模組成本比較敏感。一旦RedCap翻過模組成本高這道坎，未來可期。
明年滿足商用需求
從產(chǎn)業(yè)鏈的情況來看，在IMT-2020（5G）推進組全力推動下，主流設(shè)備廠商在近期相繼完成了RedCap關(guān)鍵技術(shù)驗證和外場性能測試。
華為在9月23日打響了“第一槍”，率先完成業(yè)界首個5G RedCap關(guān)鍵技術(shù)驗證，測試結(jié)果表明 RedCap從標(biāo)準(zhǔn)走向商用，產(chǎn)業(yè)鏈已初步具備商用條件。11月14日，華為又在北京懷柔順利完成RedCap外場測試。
就在最近這兩個月，愛立信、中興、諾基亞等也先后完成了有關(guān)RedCap的關(guān)鍵技術(shù)驗證和外場性能測試。另外，手機廠商vivo也參與了測試，基于自研終端實驗樣機，與中信科移動的5G商用基站進行了聯(lián)調(diào)測試，驗證了RedCap的關(guān)鍵性能。
與此同時，三大運營商在RedCap測試驗證方面也進展迅速。今年9月，上海電信聯(lián)合華為在上海完成全球首個5G RedCap業(yè)務(wù)場景驗證?；谲嚶?lián)移動性場景，實測單小區(qū)上行容量可達200+Mbps，單用戶上行峰值100+Mbps，相同邊緣速率下相比4G CAT4提升覆蓋7dB，滿足RedCap在車載及穿戴場景下的泛在上行大帶寬需求。上海聯(lián)通則攜手華為、百度Apollo完成5G RedCap連片部署實驗局驗證，實測結(jié)果滿足RedCap在車聯(lián)網(wǎng)等場景下的上行大帶寬需求。目前，上海聯(lián)通已在寶山、靜安等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)5G RedCap連片實驗局部署。
“根據(jù)IMT-2020（5G）推進組的安排，今年按計劃要完成RedCap應(yīng)用場景與關(guān)鍵技術(shù)研究，制定關(guān)鍵技術(shù)測試規(guī)范，并開展關(guān)鍵技術(shù)測試；2023年制定終端和系統(tǒng)設(shè)備的測試規(guī)范，開展端到端測試和互操作測試，滿足RedCap商用需求?！币晃贿\營商人士介紹。
排版／ 季嘉穎