對于我們消費者而言，5G 是指更高的（手機）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者的需求。但 5G 的真正承諾是為眾多垂直非手機的市場服務。這也是移動網絡運營商和整個生態系統希望通過 5G 網絡基礎設施實現巨大投資變現的領域。物聯網革命的預期 5G 效果是將移動網絡擴展到數十億個物聯網節點。這是一個遠大目標，因為 5G 除了要實現移動網絡規模爆炸式增長之外，還必須適應這些網絡終端（以下簡稱“物”）的多樣性。此處提到的物，從需要大量帶寬的移動電話和“頻繁運行”的固定無線網絡，到只需要不經常傳輸或接收小數據包的場景的傳感器。許多物聯網產品的需求介于兩者之間，這一點不足為奇。他們不需要完整的 eMBB（增強移動寬帶）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格，而且在各種應用中都要求極低的延遲。這就是新的 5G RedCap 標準的用武之地。

3GPP 寬帶標準在 4 個不同（但相關）方向發展（見下方圖表）。自第 15 版開始，首個且主要的方向是 eMBB，面向消費類手機和固定無線接入 （FWA）。自第 16 版開始，第二個方向是低延遲 URLLC，面向對時間要求嚴格的邊緣計算和支持未來的 AR/VR 設備。第三個方向是 Sidelink，主要面向汽車 V2X，但預計自第 18 版開始才會支持非汽車用例，涵蓋工業和物聯網領域（此領域將與 RedCap 融合）。第四個方向是物聯網 5G。LTE（尤其是 LTE Cat-1）目前提供部分服務，但隨著在第 17 版中引入 5G RedCap，5G 現在已完全接管這些服務，并預計在第 18 版中進一步改進和優化。

圖 1 5G 寬帶標準演變

什么是 RedCap？

RedCap 簡單來說就是降低容量。5G 的所有優勢，在網絡中尤為明顯，其性能與上一代 LTE 相當，但延遲明顯更低，主要針對支持 eMBB 和 URLLC 的基線全性能 5G 設備（峰值速率在 Gbps 范圍內）之間缺少的性能等級，和窄帶寬 MMTC（支持僅 1Mbps）。RedCap 設備將支持大約 85 Mbps 的性能等級，可用于各種工業和物聯網用例 。

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 網絡支持物聯網，可以實現經濟高效的綠地部署（無需支持 3 個網絡：5G、LTE 和 eMTC/NB-IoT）。5G 關注降低容量的使用案例，與基礎設施方面私有網絡的快速增長速度相一致，這絕非巧合。兩者的結合為以全新且經濟高效的部署方式解決企業和工業應用難題開辟了領域。5G 網絡還可提供更多頻譜選項，包括未經許可的頻譜。如果有限的覆蓋范圍可在頻譜復用中發揮優勢，RedCap 還將支持毫米波操作。5G 網絡利用先進的波束形成技術（復雜性在于基礎設施方面），還可在低于 6GHz 的范圍內提供更廣的覆蓋范圍，使用戶端設備更精簡、緊湊及節能。

5G 還可以改進設備定位，并有望在即將發布的第 17 版中實現厘米級定位精度，進一步促進工業應用。

5G 網絡還提供了比 LTE 更好的網絡管理，支持有保障的服務質量 （QoS），例如安全性方面。

通過基于軟件的網絡切片、安全和移動邊緣計算 （MEC） 選項，可以在通用網絡基礎設施中提供這種增強的管理。網絡切片可以提供多級 QoS，而無需增加更多網絡硬件成本，并重新使用相同的網絡基礎設施來支持高度分散的工業應用。MEC 將傳統云計算功能遷移到網絡中，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關中提供。專用蜂窩網絡是另一種可能的應用，在這種應用中，超高性能可能不如增強安全程度、改進可用性、擴大覆蓋范圍以及根據該網絡的需要提供切片選項帶來的優勢那么重要。

這些增強功能可使哪些類型的物聯網應用程序受益？工廠和電網中的工業傳感器（例如壓力、CO2、濕度、運動、溫度傳感器等）、監控監測器、可穿戴設備（包括新興的 XR 設備，尤其是眼鏡形式的設備）、車用資通系統、電子健康和醫療監測設備。他們共享或必須響應的信息都具有一定程度的關鍵度。不過，以上所有應用都在市場中對成本和功率非常敏感。RedCap 旨在幫助物聯網產品制造商找到滿足其需求的合適平衡點。

汽車遙測是一個具體示例。我們通常會考慮 V2X 車輛中的蜂窩應用，既車輛與其他車輛或基礎設施進行通信，或用于確保安全、導航、交通管理的基礎設施。這就需要 Side-link 通信提供專屬支持，以及類似 5G Redcap 的性能。遙測是一種截然不同的應用。車聯網通信盒（T-Box）是現代汽車中的一個成熟電子設備，負責遠程連接車輛功能等。這些系統使用蜂窩技術，而新興系統則開始使用 5G。在這種應用中車聯網通信盒可以處理無線更新、收集和傳達車輛統計數據，并在檢測到問題時安排服務。據估計，遠程通信鏈路的數量將超過 V2X，非常適合 Redcap 性能范圍。

那么，我們如何跟上 RedCap 的腳步？

這聽起來不錯，但 RedCap 尚未完全獲批；預計將在 2022 年年中獲批。我們預計將在 2024-2025 年之間對 RedCap 進行初始部署，在 2026 年之后實現用戶數量激增。但這是否意味著當 RedCap 上線時，通訊功能必須被完全取代？ 如果是的話，這種變化可能對進度和開發成本帶來昂貴成本。建議最好使用既可以在 LTE 中運行，又可以通過軟件更新形式或簡單衍生版本輕松切換為支持 RedCap 的通信系統來構建您的產品。許多產品制造商都渴望找到這樣的解決方案，這是一種通信鏈路，可以幫助他們在標準成熟后順利遷移到 5G RedCap，從而在明天將產品上架。在不影響短期收入的情況下，為下一代做規劃始終存在風險，但這種風險應該是可控的。由于物聯網應用需要低成本，我們預計 RedCap 實施將更加集成，不僅是數字基帶和 RF 部分，而且在某些情況下還與其他互補通信技術以及應用特定的 SoC 集成。這將允許根據特定應用優化 SoC，并為不專門從事通信的新供應商和原始設備制造商 （OEM） 提供選擇，通過將 RedCap IP 集成到 SoC 實現差異化優勢。類似他們現在對 WiFi 的作為。