對(duì)于我們消費(fèi)者而言，5G 是指更高的（手機(jī)）性能、更高分辨率的視頻、更快的手游速度，是通過更多方式滿足我們消費(fèi)者的需求。但 5G 的真正承諾是為眾多垂直非手機(jī)的市場(chǎng)服務(wù)。這也是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)希望通過 5G 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)巨大投資變現(xiàn)的領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)革命的預(yù)期 5G 效果是將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到數(shù)十億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。這是一個(gè)遠(yuǎn)大目標(biāo)，因?yàn)?5G 除了要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模爆炸式增長(zhǎng)之外，還必須適應(yīng)這些網(wǎng)絡(luò)終端（以下簡(jiǎn)稱“物”）的多樣性。此處提到的物，從需要大量帶寬的移動(dòng)電話和“頻繁運(yùn)行”的固定無線網(wǎng)絡(luò)，到只需要不經(jīng)常傳輸或接收小數(shù)據(jù)包的場(chǎng)景的傳感器。許多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的需求介于兩者之間，這一點(diǎn)不足為奇。他們不需要完整的 eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）5G 性能，但他們的功率/成本期望要比智能電話或固定終端更嚴(yán)格，而且在各種應(yīng)用中都要求極低的延遲。這就是新的 5G RedCap 標(biāo)準(zhǔn)的用武之地。

3GPP 寬帶標(biāo)準(zhǔn)在 4 個(gè)不同（但相關(guān)）方向發(fā)展（見下方圖表）。自第 15 版開始，首個(gè)且主要的方向是 eMBB，面向消費(fèi)類手機(jī)和固定無線接入 （FWA）。自第 16 版開始，第二個(gè)方向是低延遲 URLLC，面向?qū)r(shí)間要求嚴(yán)格的邊緣計(jì)算和支持未來的 AR/VR 設(shè)備。第三個(gè)方向是 Sidelink，主要面向汽車 V2X，但預(yù)計(jì)自第 18 版開始才會(huì)支持非汽車用例，涵蓋工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域（此領(lǐng)域?qū)⑴c RedCap 融合）。第四個(gè)方向是物聯(lián)網(wǎng) 5G。LTE（尤其是 LTE Cat-1）目前提供部分服務(wù)，但隨著在第 17 版中引入 5G RedCap，5G 現(xiàn)在已完全接管這些服務(wù)，并預(yù)計(jì)在第 18 版中進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。

圖 1 5G 寬帶標(biāo)準(zhǔn)演變

什么是 RedCap？

RedCap 簡(jiǎn)單來說就是降低容量。5G 的所有優(yōu)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)中尤為明顯，其性能與上一代 LTE 相當(dāng)，但延遲明顯更低，主要針對(duì)支持 eMBB 和 URLLC 的基線全性能 5G 設(shè)備（峰值速率在 Gbps 范圍內(nèi)）之間缺少的性能等級(jí)，和窄帶寬 MMTC（支持僅 1Mbps）。RedCap 設(shè)備將支持大約 85 Mbps 的性能等級(jí)，可用于各種工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)用例 。

但是如果不充分利用速度的話，使用 5G 有什么好處？好處有很多。通過 5G 網(wǎng)絡(luò)支持物聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的綠地部署（無需支持 3 個(gè)網(wǎng)絡(luò)：5G、LTE 和 eMTC/NB-IoT）。5G 關(guān)注降低容量的使用案例，與基礎(chǔ)設(shè)施方面私有網(wǎng)絡(luò)的快速增長(zhǎng)速度相一致，這絕非巧合。兩者的結(jié)合為以全新且經(jīng)濟(jì)高效的部署方式解決企業(yè)和工業(yè)應(yīng)用難題開辟了領(lǐng)域。5G 網(wǎng)絡(luò)還可提供更多頻譜選項(xiàng)，包括未經(jīng)許可的頻譜。如果有限的覆蓋范圍可在頻譜復(fù)用中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，RedCap 還將支持毫米波操作。5G 網(wǎng)絡(luò)利用先進(jìn)的波束形成技術(shù)（復(fù)雜性在于基礎(chǔ)設(shè)施方面），還可在低于 6GHz 的范圍內(nèi)提供更廣的覆蓋范圍，使用戶端設(shè)備更精簡(jiǎn)、緊湊及節(jié)能。

5G 還可以改進(jìn)設(shè)備定位，并有望在即將發(fā)布的第 17 版中實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度，進(jìn)一步促進(jìn)工業(yè)應(yīng)用。

5G 網(wǎng)絡(luò)還提供了比 LTE 更好的網(wǎng)絡(luò)管理，支持有保障的服務(wù)質(zhì)量 （QoS），例如安全性方面。

通過基于軟件的網(wǎng)絡(luò)切片、安全和移動(dòng)邊緣計(jì)算 （MEC） 選項(xiàng)，可以在通用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中提供這種增強(qiáng)的管理。網(wǎng)絡(luò)切片可以提供多級(jí) QoS，而無需增加更多網(wǎng)絡(luò)硬件成本，并重新使用相同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來支持高度分散的工業(yè)應(yīng)用。MEC 將傳統(tǒng)云計(jì)算功能遷移到網(wǎng)絡(luò)中，以減少擁塞，提高成本，降低延遲。比如說，安全和人工智能功能可在本地網(wǎng)關(guān)中提供。專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)是另一種可能的應(yīng)用，在這種應(yīng)用中，超高性能可能不如增強(qiáng)安全程度、改進(jìn)可用性、擴(kuò)大覆蓋范圍以及根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)的需要提供切片選項(xiàng)帶來的優(yōu)勢(shì)那么重要。

這些增強(qiáng)功能可使哪些類型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序受益？工廠和電網(wǎng)中的工業(yè)傳感器（例如壓力、CO2、濕度、運(yùn)動(dòng)、溫度傳感器等）、監(jiān)控監(jiān)測(cè)器、可穿戴設(shè)備（包括新興的 XR 設(shè)備，尤其是眼鏡形式的設(shè)備）、車用資通系統(tǒng)、電子健康和醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備。他們共享或必須響應(yīng)的信息都具有一定程度的關(guān)鍵度。不過，以上所有應(yīng)用都在市場(chǎng)中對(duì)成本和功率非常敏感。RedCap 旨在幫助物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品制造商找到滿足其需求的合適平衡點(diǎn)。

汽車遙測(cè)是一個(gè)具體示例。我們通常會(huì)考慮 V2X 車輛中的蜂窩應(yīng)用，既車輛與其他車輛或基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行通信，或用于確保安全、導(dǎo)航、交通管理的基礎(chǔ)設(shè)施。這就需要 Side-link 通信提供專屬支持，以及類似 5G Redcap 的性能。遙測(cè)是一種截然不同的應(yīng)用。車聯(lián)網(wǎng)通信盒（T-Box）是現(xiàn)代汽車中的一個(gè)成熟電子設(shè)備，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程連接車輛功能等。這些系統(tǒng)使用蜂窩技術(shù)，而新興系統(tǒng)則開始使用 5G。在這種應(yīng)用中車聯(lián)網(wǎng)通信盒可以處理無線更新、收集和傳達(dá)車輛統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并在檢測(cè)到問題時(shí)安排服務(wù)。據(jù)估計(jì)，遠(yuǎn)程通信鏈路的數(shù)量將超過 V2X，非常適合 Redcap 性能范圍。

那么，我們?nèi)绾胃?RedCap 的腳步？

這聽起來不錯(cuò)，但 RedCap 尚未完全獲批；預(yù)計(jì)將在 2022 年年中獲批。我們預(yù)計(jì)將在 2024-2025 年之間對(duì) RedCap 進(jìn)行初始部署，在 2026 年之后實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)量激增。但這是否意味著當(dāng) RedCap 上線時(shí)，通訊功能必須被完全取代？ 如果是的話，這種變化可能對(duì)進(jìn)度和開發(fā)成本帶來昂貴成本。建議最好使用既可以在 LTE 中運(yùn)行，又可以通過軟件更新形式或簡(jiǎn)單衍生版本輕松切換為支持 RedCap 的通信系統(tǒng)來構(gòu)建您的產(chǎn)品。許多產(chǎn)品制造商都渴望找到這樣的解決方案，這是一種通信鏈路，可以幫助他們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)成熟后順利遷移到 5G RedCap，從而在明天將產(chǎn)品上架。在不影響短期收入的情況下，為下一代做規(guī)劃始終存在風(fēng)險(xiǎn)，但這種風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該是可控的。由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要低成本，我們預(yù)計(jì) RedCap 實(shí)施將更加集成，不僅是數(shù)字基帶和 RF 部分，而且在某些情況下還與其他互補(bǔ)通信技術(shù)以及應(yīng)用特定的 SoC 集成。這將允許根據(jù)特定應(yīng)用優(yōu)化 SoC，并為不專門從事通信的新供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商 （OEM） 提供選擇，通過將 RedCap IP 集成到 SoC 實(shí)現(xiàn)差異化優(yōu)勢(shì)。類似他們現(xiàn)在對(duì) WiFi 的作為。