雖說(shuō)RedCap的市場(chǎng)前景被業(yè)界一致看好，但其商用化之路卻面臨三座“大山”，即成本、5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和物聯(lián)網(wǎng)終端的長(zhǎng)周期特性。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在RedCap跨過(guò)這三座“大山”后，一個(gè)豐富而龐大的市場(chǎng)將在眼前浮現(xiàn)。

近期，在3GPP的第96次全會(huì)上，5G R17標(biāo)準(zhǔn)終于迎來(lái)凍結(jié)之日，為5G市場(chǎng)打開(kāi)一片新天地。5G R17標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了大量創(chuàng)新，包括厘米級(jí)的定位特性，空天地一體化場(chǎng)景的非地面網(wǎng)絡(luò)通信，大量的功耗優(yōu)化等。不過(guò)，在這些創(chuàng)新中，最受關(guān)注的當(dāng)屬RedCap技術(shù)。

R17 發(fā)展時(shí)間線 圖源 3GPP

RedCap因何而來(lái)？

RedCap的全稱是“Reduced Capability”，意為“降低能力”。聽(tīng)上去似乎有些奇怪，實(shí)際上卻清楚地表明了RedCap的定位，那就是降低5G的能力，進(jìn)而滿足中高速物聯(lián)場(chǎng)景的需求，大大拓寬5G的商用空間。

從技術(shù)和應(yīng)用特性上看，RedCap主要針對(duì)在帶寬、功耗、成本等需求都落在eMBB和LPWA之間的應(yīng)用。它的帶寬和通信碼率低于eMBB，卻又遠(yuǎn)高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，卻又遠(yuǎn)低于eMBB。

在已凍結(jié)并商用的5G R16標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)eMBB、uRLLC和mMTC都有完善的標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)處于三者“中間地帶”的需求卻仍是一片空白，這就使得5G的網(wǎng)絡(luò)能力并不能全面覆蓋所有無(wú)線場(chǎng)景。

對(duì)此，智聯(lián)安科技市場(chǎng)銷售高級(jí)副總裁王志軍表示，RedCap的出現(xiàn)正好補(bǔ)齊了此前缺失的“中間地帶”，為眾多場(chǎng)景應(yīng)用鋪平了道路，比如對(duì)于工業(yè)傳感器，雖然承載的數(shù)據(jù)量很小，但對(duì)時(shí)延的要求很高；對(duì)于監(jiān)控?cái)z像頭，雖然數(shù)量很多，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到eMBB的級(jí)別，對(duì)時(shí)延又有一定要求，這些應(yīng)用需求都可以借助RedCap完美解決。

根據(jù)3GPP R17的標(biāo)準(zhǔn)定義，RedCap對(duì)三大核心業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供支持，分別是可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控，預(yù)計(jì)到2030年全球連接數(shù)將達(dá)到近百億。這些應(yīng)用場(chǎng)景給終端設(shè)備帶來(lái)低復(fù)雜度、低成本、小尺寸、低能耗等方面的要求。

總體而言，RedCap將開(kāi)啟4G物聯(lián)網(wǎng)向5G的遷移之路，未來(lái)將在4G和5G代際升級(jí)中發(fā)揮重大作用。王志軍表示：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，2G3G馬上就要退出歷史舞臺(tái)了，4G也將有退網(wǎng)的一天，隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和發(fā)展，RedCap是承接4G物聯(lián)網(wǎng)通信的最佳“選手”?！?/p>

RedCap關(guān)鍵場(chǎng)景特性要求 數(shù)據(jù)來(lái)源： 3GPPTR38.875

中國(guó)移動(dòng)研究院無(wú)線與終端技術(shù)研究所主任研究員宋丹博士表示：“R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)使得RedCap技術(shù)得以進(jìn)入終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)工作將更加聚焦，通過(guò)功能裁剪，達(dá)到成本降低、尺寸極致、功耗減少等效果，從而降低芯片、模組、終端的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造門檻，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模，助力推動(dòng)5G規(guī)模商用、拓展5G應(yīng)用場(chǎng)景、繁榮5G生態(tài)系統(tǒng)。”

除可穿戴等消費(fèi)類產(chǎn)品外，RedCap還可廣泛應(yīng)用于工廠、礦山、港口、電力、冶金、醫(yī)療等豐富場(chǎng)景，為5G向行業(yè)應(yīng)用規(guī)模化擴(kuò)展提供條件。高通技術(shù)公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)副總裁李儼認(rèn)為，考慮到行業(yè)中存在眾多將通信能力置入不同類型終端中的需求，RedCap技術(shù)有望成為R17標(biāo)準(zhǔn)中最快推廣和應(yīng)用的功能之一。

RedCap如何為5G做減法？

近年來(lái)，在推動(dòng)5G商用落地的過(guò)程中，成本與性能依舊是橫垣前方的兩大核心痛點(diǎn)。一方面，5G終端芯片、模組到終端高昂的成本與5G在垂直行業(yè)應(yīng)用普及之間存在矛盾；另一方面，許多應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際需求對(duì)速率、性能、功耗要求并不是太高，卻苦于沒(méi)有適配的技術(shù)。RedCap正是通過(guò)為5G做“減法”的方式來(lái)調(diào)和上述雙重矛盾。

相較R15和R16階段的終端產(chǎn)品，R17 RedCap終端產(chǎn)品在通信能力方面做了許多功能上的裁減，以實(shí)際場(chǎng)景需求為最核心的導(dǎo)向。包括在Sub-6GHz終端支持的最大帶寬降至20MHz；接收天線數(shù)量降低至兩收甚至一收，MIMO流數(shù)也將相應(yīng)降低；引入半雙工FDD；最大必選支持的調(diào)制階數(shù)降至64QAM等等。

與5G eMBB相比，芯翼信息科技（上海）有限公司高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)祁衛(wèi)認(rèn)為RedCap最重要的簡(jiǎn)化體現(xiàn)在兩個(gè)方面。由于RedCap減少了收發(fā)天線數(shù)量，并降低了MIMO層數(shù)，這就降低了對(duì)終端射頻收發(fā)信機(jī)和基帶處理模塊的能力要求；另外，因?yàn)镽edCap采用半雙工FDD，不需采用雙工器,這不僅節(jié)約了成本，還獲得了更好的集成能力，減小了對(duì)設(shè)備空間的占用，有利于終端設(shè)備的小型化。

宋丹表示，從技術(shù)性能方面來(lái)看，R17 RedCap終端在最大工作帶寬、調(diào)制階數(shù)、數(shù)據(jù)速率等方面與4G Cat.4終端相當(dāng)。但是，5G RedCap終端可以通過(guò)支持URLLC、節(jié)能、覆蓋增強(qiáng)、切片、SUL、5G LAN等5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力的組合增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直行業(yè)需求更好地滿足，在綜合能力表現(xiàn)上，RedCap終端將超越現(xiàn)有的4G Cat.4終端。

祁衛(wèi)則從市場(chǎng)的角度進(jìn)行分析，他認(rèn)為5G RedCap的出現(xiàn)最大的影響是大大降低了5G產(chǎn)品的價(jià)格。一個(gè)5G eMBB通信模組動(dòng)輒幾百元人民幣，而5G RedCap通信模組的預(yù)期將會(huì)在短期內(nèi)低于一百元人民幣。相對(duì)于4G的Cat.4，RedCap初期的成本仍然會(huì)偏高，但由于5G RedCap具有更好的低時(shí)延特性，在某些工業(yè)領(lǐng)域可能很快會(huì)沖擊到原來(lái)的4G Cat.4市場(chǎng)。

由于3GPP對(duì)5G RedCap有較明確的定位，即R17對(duì)標(biāo)LTE Cat.4，R18對(duì)標(biāo)LTE Cat.1，可以看出5G RedCap的目標(biāo)是整個(gè)蜂窩通信的中速率市場(chǎng)。祁衛(wèi)指出：“就目前看來(lái)，4G LTE Cat.4每年的出貨量約有80M，Cat.1近年來(lái)成長(zhǎng)迅速，預(yù)測(cè)1到2年內(nèi)將達(dá)到約200M每年的出貨量。所以，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展來(lái)看，可以推測(cè)出RedCap有約300M每年的市場(chǎng)空間潛力。”

根據(jù)3GPP的規(guī)劃，R18 RedCap標(biāo)準(zhǔn)將于2023年底凍結(jié)。宋丹認(rèn)為，可以預(yù)計(jì)R18 RedCap終端將在最大工作帶寬上做進(jìn)一步降低，屆時(shí)RedCap在通信速率等方面將與4G Cat.1/Cat.1 bis終端相當(dāng)，進(jìn)一步擴(kuò)展支持中速率物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，預(yù)計(jì)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有4G Cat.1/Cat.1 bis終端產(chǎn)品的替代。

Redcap商用面臨三座“大山”

雖然，RedCap定位清晰，并適配豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，業(yè)界對(duì)其商用前景普遍充滿信心，但真正商用仍需翻越三座“大山”，分別是成本、5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和物聯(lián)網(wǎng)終端的長(zhǎng)周期特性。

從市場(chǎng)端看，RedCap主要應(yīng)用于成本敏感的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，面對(duì)性能成熟、價(jià)格低廉的4G終端，RedCap終端早期將面臨一定挑戰(zhàn)。不過(guò)，宋丹亦指出，RedCap相較現(xiàn)有4G終端，將具備URLLC、節(jié)能、覆蓋增強(qiáng)、切片、SUL、5G LAN等5G技術(shù)能力，在性價(jià)比上比4G終端更有優(yōu)勢(shì)，且RedCap終端預(yù)期將比4G終端具備更長(zhǎng)久的生命周期。

脫胎于5G的RedCap對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)有著天然的依賴性。從網(wǎng)絡(luò)覆蓋面上看，5G網(wǎng)絡(luò)在短期內(nèi)還無(wú)法形成如4G一樣的廣度和深度支持。目前，我國(guó)已建成全球規(guī)模最大的4G網(wǎng)絡(luò)，隨著2G/3G退網(wǎng)，4G連接逐漸成為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主力，尤其是Cat.1連接增速最快，而這在一定程度上依賴完善的4G網(wǎng)絡(luò)。

從終端周期來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)周期特性使得未來(lái)存量替換的難度較大。與智能手機(jī)不同，物聯(lián)網(wǎng)終端的更新周期更長(zhǎng)，特別在一些無(wú)人值守的場(chǎng)景下，甚至能達(dá)到10年以上的生命周期。王志軍認(rèn)為：“Redcap商用的根本在于需求，如果是偏硬性需求的場(chǎng)景，如工業(yè)傳感，那就只有RedCap可以滿足，會(huì)比較容易打開(kāi)市場(chǎng)。但在一些必要性不那么強(qiáng)的場(chǎng)景，RedCap面臨的阻力則會(huì)體現(xiàn)在5G覆蓋，以及用戶的替換意愿上?！?/p>

回望Cat.1的發(fā)展歷程，或許能帶來(lái)一些啟示。早在2009年，隨著3GPP R8標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，Cat.1的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世。然而，一直到近幾年2G/3G退網(wǎng)的推進(jìn)，Cat.1才終于迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，這一過(guò)程前后走了10年左右。

在祁衛(wèi)看來(lái)，5G RedCap的發(fā)展有點(diǎn)類似幾年前的NB-IoT，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展將大幅領(lǐng)先于海外。這主要因?yàn)閲?guó)內(nèi)5G基站滲透率較高的天然加成，另外，由于國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用百花齊放的局面已經(jīng)形成，這也為RedCap的加速發(fā)展創(chuàng)造了條件。

早在去年年底，5G Advanced首個(gè)版本R18的主要演進(jìn)方向研究課題已塵埃落定，RedCap的持續(xù)增強(qiáng)成為其中的重點(diǎn)方向之一，由此可見(jiàn)RedCap在5G物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的地位之重。

宋丹表示：“隨著R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，RedCap迎來(lái)完整標(biāo)準(zhǔn)版本，結(jié)合4G和5G的商用表現(xiàn)，預(yù)期從標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)到商用產(chǎn)品發(fā)布一般需要1到2年時(shí)間。預(yù)計(jì)在2022年下半年，業(yè)內(nèi)將啟動(dòng)針對(duì)RedCap終端的技術(shù)驗(yàn)證，2023至2024年市場(chǎng)上有望出現(xiàn)RedCap芯片和終端（模組）產(chǎn)品，并開(kāi)啟一些場(chǎng)景應(yīng)用，2024至2025年RedCap終端有望開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用?！?/p>

王志軍也表達(dá)了類似看法，他認(rèn)為Redcap走向商用成熟大概需要3至5年，大致分為商用啟動(dòng)、行業(yè)小批量應(yīng)用、進(jìn)入成熟期三個(gè)階段。此外，他還表示，早在2021年9月智聯(lián)安發(fā)布的全球第一顆高精度低功耗定位芯片MK8510，硬件上已具備RedCap的功能，該芯片將于今年9月商用，而智聯(lián)安的RedCap芯片MK8520則預(yù)計(jì)會(huì)在2023年和大家見(jiàn)面。

為了更好地滿足市場(chǎng)需求，芯翼科技也已經(jīng)開(kāi)始了5G RedCap的預(yù)研，2023年將正式啟動(dòng)項(xiàng)目，大概會(huì)在2023年年底至2024年初研發(fā)出第一代5G RedCap芯片。

作為面向中速物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景應(yīng)用的技術(shù)，RedCap補(bǔ)齊了5G網(wǎng)絡(luò)能力的“中間地帶”，使5G終端在面向各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求方面具備了更為完善的技術(shù)承載體系。隨著R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，RedCap在標(biāo)準(zhǔn)、芯片、模組、終端、網(wǎng)絡(luò)、行業(yè)應(yīng)用各環(huán)節(jié)都會(huì)加速發(fā)展，將逐步形成一個(gè)完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。