集微網報導（文/王小方） 雖說RedCap的市場前景被業界一致看好，但其商用化之路卻面臨三座「大山」，即成本、5G網絡覆蓋和物聯網終端的長周期特性。長遠來看，在RedCap跨過這三座「大山」後，一個豐富而龐大的市場將在眼前浮現。
近期，在3GPP的第96次全會上，5G R17標準終於迎來凍結之日，為5G市場打開一片新天地。5G R17標準帶來了大量創新，包括厘米級的定位特性，空天地一體化場景的非地面網絡通信，大量的功耗優化等。不過，在這些創新中，最受關注的當屬RedCap技術。
R17 發展時間線 圖源 3GPP
RedCap因何而來？
RedCap的全稱是「Reduced Capability」，意為「降低能力」。聽上去似乎有些奇怪，實際上卻清楚地表明了RedCap的定位，那就是降低5G的能力，進而滿足中高速物聯場景的需求，大大拓寬5G的商用空間。
從技術和應用特性上看，RedCap主要針對在帶寬、功耗、成本等需求都落在eMBB和LPWA之間的應用。它的帶寬和通信碼率低於eMBB，卻又遠高於LPWA。它的功耗和成本高於LPWA，卻又遠低於eMBB。
在已凍結並商用的5G R16標準中，對eMBB、uRLLC和mMTC都有完善的標準，但對處於三者「中間地帶」的需求卻仍是一片空白，這就使得5G的網絡能力並不能全面覆蓋所有無線場景。
對此，智聯安科技市場銷售高級副總裁王志軍表示，RedCap的出現正好補齊了此前缺失的「中間地帶」，為眾多場景應用鋪平了道路，比如對於工業傳感器，雖然承載的數據量很小，但對時延的要求很高；對於監控攝像頭，雖然數量很多，但還遠遠達不到eMBB的級別，對時延又有一定要求，這些應用需求都可以藉助RedCap完美解決。
根據3GPP R17的標準定義，RedCap對三大核心業務場景提供支持，分別是可穿戴設備、工業傳感器和視頻監控，預計到2030年全球連接數將達到近百億。這些應用場景給終端設備帶來低複雜度、低成本、小尺寸、低能耗等方面的要求。
總體而言，RedCap將開啟4G物聯網向5G的遷移之路，未來將在4G和5G代際升級中發揮重大作用。王志軍表示：「從長遠發展來看，2G\3G馬上就要退出歷史舞台了，4G也將有退網的一天，隨著技術的不斷演進和發展，RedCap是承接4G物聯網通信的最佳「選手」。」
RedCap關鍵場景特性要求 數據來源： 3GPPTR38.875
中國移動研究院無線與終端技術研究所主任研究員宋丹博士告訴集微網：「R17標準的凍結使得RedCap技術得以進入終端產品開發階段，開發工作將更加聚焦，通過功能裁剪，達到成本降低、尺寸極致、功耗減少等效果，從而降低晶片、模組、終端的設計、生產、製造門檻，擴大產業鏈的規模，助力推動5G規模商用、拓展5G應用場景、繁榮5G生態系統。」
除可穿戴等消費類產品外，RedCap還可廣泛應用於工廠、礦山、港口、電力、冶金、醫療等豐富場景，為5G向行業應用規模化擴展提供條件。高通技術公司技術標準副總裁李儼認為，考慮到行業中存在眾多將通信能力置入不同類型終端中的需求，RedCap技術有望成為R17標準中最快推廣和應用的功能之一。
RedCap如何為5G做減法？
近年來，在推動5G商用落地的過程中，成本與性能依舊是橫垣前方的兩大核心痛點。一方面，5G終端晶片、模組到終端高昂的成本與5G在垂直行業應用普及之間存在矛盾；另一方面，許多應用場景的實際需求對速率、性能、功耗要求並不是太高，卻苦於沒有適配的技術。RedCap正是通過為5G做「減法」的方式來調和上述雙重矛盾。
相較R15和R16階段的終端產品，R17 RedCap終端產品在通信能力方面做了許多功能上的裁減，以實際場景需求為最核心的導向。包括在Sub-6GHz終端支持的最大帶寬降至20MHz；接收天線數量降低至兩收甚至一收，MIMO流數也將相應降低；引入半雙工FDD；最大必選支持的調製階數降至64QAM等等。
與5G eMBB相比，芯翼信息科技（上海）有限公司高級市場總監祁衛認為RedCap最重要的簡化體現在兩個方面。由於RedCap減少了收發天線數量，並降低了MIMO層數，這就降低了對終端射頻收發信機和基帶處理模塊的能力要求；另外，因為RedCap採用半雙工FDD，不需採用雙工器,這不僅節約了成本，還獲得了更好的集成能力，減小了對設備空間的占用，有利於終端設備的小型化。
宋丹表示，從技術性能方面來看，R17 RedCap終端在最大工作帶寬、調製階數、數據速率等方面與4G Cat.4終端相當。但是，5G RedCap終端可以通過支持URLLC、節能、覆蓋增強、切片、SUL、5G LAN等5G技術實現能力的組合增強，實現對垂直行業需求更好地滿足，在綜合能力表現上，RedCap終端將超越現有的4G Cat.4終端。
祁衛則從市場的角度進行分析，他認為5G RedCap的出現最大的影響是大大降低了5G產品的價格。一個5G eMBB通信模組動輒幾百元人民幣，而5G RedCap通信模組的預期將會在短期內低於一百元人民幣。相對於4G的Cat.4，RedCap初期的成本仍然會偏高，但由於5G RedCap具有更好的低時延特性，在某些工業領域可能很快會衝擊到原來的4G Cat.4市場。
由於3GPP對5G RedCap有較明確的定位，即R17對標LTE Cat.4，R18對標LTE Cat.1，可以看出5G RedCap的目標是整個蜂窩通信的中速率市場。祁衛指出：「就目前看來，4G LTE Cat.4每年的出貨量約有80M，Cat.1近年來成長迅速，預測1到2年內將達到約200M每年的出貨量。所以，從長遠的發展來看，可以推測出RedCap有約300M每年的市場空間潛力。」
根據3GPP的規劃，R18 RedCap標準將於2023年底凍結。宋丹認為，可以預計R18 RedCap終端將在最大工作帶寬上做進一步降低，屆時RedCap在通信速率等方面將與4G Cat.1/Cat.1 bis終端相當，進一步擴展支持中速率物聯網業務場景，預計將進一步實現對現有4G Cat.1/Cat.1 bis終端產品的替代。
Redcap商用面臨三座「大山」
雖然，RedCap定位清晰，並適配豐富的應用場景，業界對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網絡覆蓋和物聯網終端的長周期特性。
從市場端看，RedCap主要應用於成本敏感的物聯網場景，面對性能成熟、價格低廉的4G終端，RedCap終端早期將面臨一定挑戰。不過，宋丹亦指出，RedCap相較現有4G終端，將具備URLLC、節能、覆蓋增強、切片、SUL、5G LAN等5G技術能力，在性價比上比4G終端更有優勢，且RedCap終端預期將比4G終端具備更長久的生命周期。
脫胎於5G的RedCap對5G網絡有著天然的依賴性。從網絡覆蓋面上看，5G網絡在短期內還無法形成如4G一樣的廣度和深度支持。目前，我國已建成全球規模最大的4G網絡，隨著2G/3G退網，4G連接逐漸成為蜂窩物聯網的發展主力，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網絡。
從終端周期來看，物聯網的長周期特性使得未來存量替換的難度較大。與智慧型手機不同，物聯網終端的更新周期更長，特別在一些無人值守的場景下，甚至能達到10年以上的生命周期。王志軍認為：「Redcap商用的根本在於需求，如果是偏硬性需求的場景，如工業傳感，那就只有RedCap可以滿足，會比較容易打開市場。但在一些必要性不那麼強的場景，RedCap面臨的阻力則會體現在5G覆蓋，以及用戶的替換意願上。」
回望Cat.1的發展歷程，或許能帶來一些啟示。早在2009年，隨著3GPP R8標準的凍結，Cat.1的首個標準問世。然而，一直到近幾年2G/3G退網的推進，Cat.1才終於迎來了爆發式增長，這一過程前後走了10年左右。
在祁衛看來，5G RedCap的發展有點類似幾年前的NB-IoT，在國內的發展將大幅領先於海外。這主要因為國內5G基站滲透率較高的天然加成，另外，由於國內物聯網應用百花齊放的局面已經形成，這也為RedCap的加速發展創造了條件。
早在去年年底，5G Advanced首個版本R18的主要演進方向研究課題已塵埃落定，RedCap的持續增強成為其中的重點方向之一，由此可見RedCap在5G物聯網場景中的地位之重。
宋丹告訴集微網：「隨著R17標準的凍結，RedCap迎來完整標準版本，結合4G和5G的商用表現，預期從標準凍結到商用產品發布一般需要1到2年時間。預計在2022年下半年，業內將啟動針對RedCap終端的技術驗證，2023至2024年市場上有望出現RedCap晶片和終端（模組）產品，並開啟一些場景應用，2024至2025年RedCap終端有望開始規模化應用。」
王志軍也表達了類似看法，他認為Redcap走向商用成熟大概需要3至5年，大致分為商用啟動、行業小批量應用、進入成熟期三個階段。此外，他還表示，早在2021年9月智聯安發布的全球第一顆高精度低功耗定位晶片MK8510，硬體上已具備RedCap的功能，該晶片將於今年9月商用，而智聯安的RedCap晶片MK8520則預計會在2023年和大家見面。
為了更好地滿足市場需求，芯翼科技也已經開始了5G RedCap的預研，2023年將正式啟動項目，大概會在2023年年底至2024年初研發出第一代5G RedCap晶片。
作為面向中速物聯網場景應用的技術，RedCap補齊了5G網絡能力的「中間地帶」，使5G終端在面向各類物聯網應用需求方面具備了更為完善的技術承載體系。隨著R17標準的凍結，RedCap在標準、晶片、模組、終端、網絡、行業應用各環節都會加速發展，將逐步形成一個完善的產業生態。
（校對/Andrew）