利好消息不斷 5G RedCap邁出加速商用的關鍵性一步！

　　今年6月，3GPP宣布5G R17版本標準凍結，標志著5G第二個演進版本標準正式完成。其中RedCap是R17中最受關注的物聯(lián)網領域創(chuàng)新，為5G一張網中引入中高速物聯(lián)網的能力。

　　今年6月，3GPP宣布5G R17版本標準凍結，標志著5G第二個演進版本標準正式完成。其中RedCap是R17中最受關注的物聯(lián)網領域創(chuàng)新，為5G一張網中引入中高速物聯(lián)網的能力。隨著標準凍結，產業(yè)界也開始緊鑼密鼓推進各項商業(yè)化工作，同時RedCap標準演進也同步推進，在R17基礎上推動增強功能的標準化。近期，針對RedCap的商用化和增強標準演進迎來了一些顯著進展，可以看出業(yè)界對于RedCap持續(xù)抱有較高期望。

　　5G RedCap加速標準向商用推進

　　作為5G R17版本中關注度最高的技術，RedCap的定位是應用于中高速物聯(lián)網場景，包括智能可穿戴設備、工業(yè)無線傳感器和視頻監(jiān)控等業(yè)務場景，其速率遠低于eMBB，但高于NB-IoT和eMTC這些低功耗廣域網絡。R17標準中，定義了RedCap終端能力，從帶寬、天線數(shù)目、雙工模式、調制方式、MIMO層數(shù)等方面降低終端復雜度，支持RedCap終端的早期識別，DRX增強等。在R17標準指引下，產業(yè)界開始推動標準向商用轉化，商用化的初期先是技術驗證和測試，近期國內多家機構完成了RedCap的技術驗證，而對外宣傳中均冠以“首個”來顯示自身搶占先機。

　　當然，每個“首個”都有具體的定語，能夠或多或少區(qū)別開來，主要包括：

　　(1)全球首個RedCap基站與芯片關鍵技術測試9月23日，中國信息通信研究院MTNet實驗室、IMT-2020(5G)推進組完成全球首個5G R17 RedCap基站與芯片關鍵技術測試。該測試采用華為商用基站和國內知名廠家芯片，遵循IMT-2020(5G)推進組編制的《5G增強技術研發(fā)試驗 NR RedCap關鍵技術要求》規(guī)范要求，測試結果表明R17 RedCap從標準走向商用，產業(yè)鏈已初步具備商用條件。根據(jù)對外發(fā)布的新聞稿，本次RedCap關鍵技術測試包括RedCap UE基本駐留與接入、切換、RedCap UE與普通5G UE共用初始BWP、RedCapUE獨立上行/下行初始BWP、上下行速率等測試內容。

　　(2)全國首個RedCap終端接入5G網絡的內場關鍵技術測試9月24日，山東聯(lián)通在濟南萊蕪完成全國首個RedCap終端接入5G網絡的內場關鍵技術測試。山東聯(lián)通表示，這一此時率先拉開了RedCap這一面向中高速物聯(lián)場景業(yè)務的試商用序幕。關于本次測試的內容，山東聯(lián)通并未給出更多的信息，當然，其關鍵詞為“內場”，即在實驗室、機房或模擬網絡環(huán)境下進行的測試。

　　(3)全球首個RedCap業(yè)務場景驗證近日，上海電信聯(lián)合華為在上海完成全球首個5G RedCap業(yè)務場景驗證。本次驗證基于車聯(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 Cat.4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。上海電信在其發(fā)布的新聞稿中指出，本次驗證采用和4G同樣的1T2R終端配置，測試結果表明，相比4G，相同條件下RedCap的廣度和深度覆蓋能力可以提升7dB，上行容量提升8倍，可滿足多個RedCap終端上行并發(fā)。

　　(4)全球首個RedCap連片部署實驗局驗證近日，上海聯(lián)通攜手華為、百度Apollo，基于3GPP R17標準，率先完成全球首個5G RedCap連片部署實驗局驗證。本次測試基于中國聯(lián)通5G商用頻譜2.1GHz和上海聯(lián)通雙拼8T8R基站，實測結果表明RedCap滿足在車聯(lián)網等場景下的泛在上行大帶寬需求。測試選址上海嘉定區(qū)，嘉定聯(lián)通現(xiàn)網實測結果顯示，RedCap毫秒級時延充分體現(xiàn)FDD對稱頻譜優(yōu)勢。目前，上海聯(lián)通已在寶山、靜安等區(qū)域實現(xiàn)5G RedCap連片實驗局部署，為5G RedCap演進提前準備夯實的網絡能力。

　　此外，芯片廠商也在積極參與RedCap測試驗證工作。根據(jù)IMT-2020(5G)推進組的消息，近日國內物聯(lián)網芯片廠商翱捷科技5G芯片平臺實現(xiàn)首秀，完成RedCap關鍵技術驗證，該驗證基于5G商用基站與核心網設備，遵循IMT-2020(5G)推進組5G試驗工作組制定的《5G增強技術研發(fā)試驗 NR RedCap關鍵技術要求》規(guī)范要求和對應的測試方法。

　　RedCap的驗證中體現(xiàn)出的特點

　　在筆者看來，以上多個“首次”RedCap的技術驗證測試體現(xiàn)了幾個特點：

　　第一，商用基站快于終端，終端是RedCap商用的重點。幾乎每個技術驗證均采用了已商用基站甚至現(xiàn)網，而測試過程中并沒有特定的RedCap終端，可以看出未來RedCap的商用過程中，專用終端是其中一個關鍵，而芯片和模組則是決定終端的關鍵，因此業(yè)界對于首款RedCap商用芯片高度關注。

　　第二，目前以內場測試為主，形成真正商用化的能力還需較長時間。現(xiàn)有驗證更多以實驗室、專門的實驗局環(huán)境下的內場測試為主，后續(xù)還需要進行大量測試驗證工作。5G推進組也明確提出，今年將組織開展RedCap外場性能測試，明年將進一步開展?jié)M足商用需求的端到端測試和互操作測試。

　　第三，RedCap的性能已被證明優(yōu)于4G Cat.4，形成潛在替代關系。從RedCap問世之初，它的一項關鍵任務就是在物聯(lián)網方面替代現(xiàn)有的4G Cat.4技術。上海電信的測試表明，相比4G，相同條件下RedCap的廣度和深度覆蓋能力可以提升7dB，上行容量提升8倍。可以看出，現(xiàn)行條件下的RedCap技術能力優(yōu)于4G Cat.4，加上借助5G一張網實現(xiàn)所有物聯(lián)網的優(yōu)勢，假以時日，RedCap會對4G物聯(lián)網形成替代。

　　第四，車聯(lián)網成為重點場景，RedCap已突破3GPP原來設定的三大場景。上海電信、上海聯(lián)通的RedCap測試驗證，均選擇智能網聯(lián)汽車的場景，驗證了RedCap能否符合車聯(lián)網上行的需求。3GPP在R17中針對RedCap的場景研究，聚焦于工業(yè)無線傳感器、視頻監(jiān)控和穿戴設備三大場景，從驗證工作來看，預計RedCap可應用的場景會遠遠突破這三類。

　　筆者認為，RedCap雖然受到業(yè)界熱捧，但其商用之路還很長。目前，RedCap商用芯片還未問世，即使能夠快速推出商用芯片，其市場驗證、成本降低還要一段時間，產業(yè)生態(tài)建設也需要一個過程。筆者曾在《5G RedCap就快來了!但其全面商用有多難?》一文中從終端成本、網絡覆蓋、物聯(lián)網節(jié)點更新周期、4G退網時間節(jié)點等角度進行分析，RedCap全面商用還需從長計議。

　　5G RedCap標準持續(xù)演進

　　如果說目前已凍結的R17版本中的RedCap是為了支撐中高速率的蜂窩物聯(lián)網場景，那么RedCap在R18版本中的演講則是要進一步降低終端復雜程度，通過5G網絡支持中速率物聯(lián)網場景。

　　早在R17研究方向討論時，各代表廠商對于RedCap在5G覆蓋的場景方面達成共識，即相應場景需求遠低于eMBB和uRLLC的要求，但高于NB-IoT為代表的低功耗廣域物聯(lián)網需求，因此R17中確定了減少終端對無線電頻譜帶寬的占用，在Sub 6GHz頻段下其最大帶寬為20MHz;減少終端接收天線和層數(shù)，支持1收或2收，降低終端芯片和模組的成本，規(guī)模商用的模組價格可以與Cat.4相當;減少終端處理時間和終端處理復雜度等特性，并明確了工業(yè)無線傳感器、穿戴設備、視頻監(jiān)控等場景。

　　根據(jù)相關要求，最終形成了R17中RedCap的標準化內容，也是當前業(yè)界進行商用可參考的規(guī)范。隨著5G Advanced演進方向確立，R18版本各項研究工作也相繼啟動，RedCap的增強成為R18版本中的一項重要研究內容。經過全球多家代表的努力，今年9月份形成的3GPP TR38.865技術報告第一版本，詳細描述了對RedCap演進的研究。

　　這一技術報告明確提出，R18版本中的RedCap終端類型介于R17 RedCap終端和LPWA終端(如NB-IoT終端)，即相對于已凍結的RedCap來說，R18 RedCap支持更低級別的終端，但其各方面性能高于NB-IoT，這樣進一步擴大RedCap的應用場景類型，并降低終端成本和功耗。

　　R18 RedCap包括多個關鍵性指標，如峰值速率為10Mbps，在Sub 6G帶寬下終端占用頻譜帶寬為5MHz，放寬處理時間軸等。從速率上來看，R18 RedCap與目前規(guī)�；�商用的LTE Cat.1類似，但其所占用的頻譜資源更低，帶寬僅為5MHz，在相同條件下相對Cat.1具備一定優(yōu)勢，能夠形成潛在替代作用。

　　3GPP此前全會對RedCap的討論中，大部分參與討論的廠商都提到RedCap的增強應該覆蓋LTE Cat.1和Cat.1 bis，但不應該與低功耗廣域網形成重疊，這一提議最終形成共識，可以說未來R18版本的RedCap將會對4GLTE形成全面替代。同時，由于終端復雜的降低，RedCap在一定程度上也可以向更低級別終端延伸，eMTC部分場景也能夠通過R18 RedCap實現(xiàn)。

　　若未來R18 RedCap按此方向演進，則能夠實現(xiàn)5G一張網覆蓋所有中低速率到中高速率的蜂窩物聯(lián)網場景。目前，5G eMBB和uRLLC能夠實現(xiàn)對高速率物聯(lián)網場景的覆蓋，NB-IoT已納入5G標準加速且不斷演進完善，能夠覆蓋大部分低速率蜂窩物聯(lián)網的場景，而從R18版本開始，無源物聯(lián)網(Passive IoT)也成為3GPP研究的重點內容，未來已將形成基于蜂窩網絡支持的無源物聯(lián)網技術。

　　以此來看，從速率最低、無需能量供給的無源物聯(lián)網，到高速率、能量消耗最大的物聯(lián)網場景，加上非地面通信技術(NTN)的演進，5G支持衛(wèi)星物聯(lián)網融合，則5G一張網能夠實現(xiàn)了對所有速率等級的蜂窩物聯(lián)網場景支持。當然，這一愿景的實現(xiàn)是一個長跑的過程。