為5G NR做準(zhǔn)備：物聯(lián)網(wǎng)制造商需要知道什么

　　很難決定何時(shí)采用新技術(shù)。 行動(dòng)過(guò)早和不斷發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)限制您的市場(chǎng)。 堅(jiān)持使用舊網(wǎng)絡(luò)和功能可能會(huì)受到影響。 問(wèn)題是：物聯(lián)網(wǎng)制造商何時(shí)應(yīng)采用 5G 新無(wú)線電 (NR) 標(biāo)準(zhǔn)? 答案是：這取決于您設(shè)備的技術(shù)要求。 讓我們來(lái)看看當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)制造商需要了解哪些與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間表相關(guān)的 5G NR 標(biāo)準(zhǔn)。

　　5G NR 標(biāo)準(zhǔn)概述

　　關(guān)于 NR，首先要了解的是它不會(huì)很快取代現(xiàn)有的機(jī)器類型通信 (MTC) 蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。 大規(guī)模 MTC (mMTC) 連接在 5G 上運(yùn)行良好，目前，整個(gè) 5G mMTC 空間都在 LTE-M 和 NB-IoT 上運(yùn)行。

　　換句話說(shuō)，5G 不是 NR 的替代名稱。 在 mMTC 領(lǐng)域，5G 基于 LTE-M 和 NB-IoT 波形。 這些大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)支持低數(shù)據(jù)速率，窄帶物聯(lián)網(wǎng)通常以每秒約 100 千比特 (kbps) 的速率傳輸數(shù)據(jù); LTE-M 提供數(shù)百 kbps，大約 1000 kbps 或 1 Mbps(每秒兆比特)。

　　對(duì)于此范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率，我們預(yù)計(jì)至少到 2030 年，甚至可能更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，LTE-M 和 NB-IoT 都支持 MTC 要求。 那么 NR 標(biāo)準(zhǔn)的意義何在?

　　從本質(zhì)上講，根據(jù)最初的設(shè)計(jì)和目的，NR 波形和參數(shù)集支持更高的數(shù)據(jù)速率，以數(shù)十或數(shù)百 Mbps 為單位進(jìn)行測(cè)量。 這些極高的速率支持大量物聯(lián)網(wǎng)用例，包括智能手表、耳機(jī)、遠(yuǎn)程信息處理、智能家居設(shè)備，甚至是移動(dòng)路由器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和其他物聯(lián)網(wǎng)聚合器等高數(shù)據(jù)設(shè)備。

　　“本質(zhì)上，根據(jù)最初的設(shè)計(jì)和目的，NR 波形和參數(shù)集支持更高的數(shù)據(jù)速率，以數(shù)十或數(shù)百 Mbps 測(cè)量。”---Sequans

　　下面討論的 5G NR 標(biāo)準(zhǔn)由第三代合作伙伴計(jì)劃 (3GPP) 開(kāi)發(fā)和維護(hù)，特別是他們專門(mén)負(fù)責(zé)無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)的工作委員會(huì)。 在撰寫(xiě)本文時(shí)，3GPP 一直在為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)制定兩個(gè) NR 標(biāo)準(zhǔn)：

　　1.NR Reduced Capability (RedCap)：NR RedCap 是針對(duì)無(wú)線電接入的 5G NR 標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)數(shù)據(jù)速率為幾百 Mbps。 這與 LTE Cat 4 和 Cat 6 標(biāo)準(zhǔn)目前涵蓋的數(shù)據(jù)范圍大致相同，因此我們可以預(yù)期 RedCap 將接管當(dāng)前通過(guò) LTE Cat 4 或 Cat 6 連接的設(shè)備。

　　2.NR Enhanced Reduced Capability (eRedCap)：雖然 3GPP 的第 18 版仍在開(kāi)發(fā)中，但其初始定義引入了適合當(dāng)前 LTE Cat 1/Cat 1bis 數(shù)據(jù)速率范圍的 NR 標(biāo)準(zhǔn)。 增強(qiáng)型 RedCap 或 eRedCap 支持使用幾 Mbps 的用例，例如，許多具有音頻或視頻功能的消費(fèi)者物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　根據(jù)您設(shè)備的用例，RedCap 或 eRedCap 可能會(huì)在 5G 網(wǎng)絡(luò)上提供比當(dāng)前 LTE 標(biāo)準(zhǔn)更強(qiáng)的性能，而且它自然是面向未來(lái)的——何時(shí)切換到 NR 的問(wèn)題應(yīng)該完全取決于您的用例和開(kāi)發(fā)時(shí)間表。

　　5G NR 物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)案例

　　在決定何時(shí)開(kāi)始實(shí)施 RedCap 技術(shù)之前，您必須查看產(chǎn)品的業(yè)務(wù)案例。 換句話說(shuō)，你的產(chǎn)品是做什么的? 以三個(gè)虛構(gòu)的公司為例：

　　#1：A公司

　　A 公司為全球市場(chǎng)制造電池供電的智能電表。 產(chǎn)品的使用壽命取決于電池壽命，約為 20 年。 由于數(shù)據(jù)要求和政府客戶非常低，5G NR 的好處可能還沒(méi)有超過(guò)當(dāng)前的成本或部署限制。 該公司最好堅(jiān)持使用覆蓋其所有本地市場(chǎng)的雙模 LTE-M 和 NB-IoT 解決方案。

　　#2：B公司

　　B 公司生產(chǎn)智能家居面板并在多個(gè)國(guó)家銷售。 這些產(chǎn)品最重要的連接因素是可靠性，但公司領(lǐng)導(dǎo)層還希望通過(guò)單個(gè) SKU 簡(jiǎn)化庫(kù)存，并使其單位成本保持低于目前的水平。

　　在網(wǎng)絡(luò)可用性方面，一些國(guó)家僅提供 LTE-M; 其他人僅提供 NB-IoT; 有些兩者都提供。 由于 NB-IoT 無(wú)法支持至少需要 LTE-M 速度的智能家居面板所需的數(shù)據(jù)速率，因此出于成本和全球網(wǎng)絡(luò)可用性的考慮，該公司可能還沒(méi)有為 5G NR 做好準(zhǔn)備。 在未來(lái) 10 年左右，他們最好使用全球可用的 Cat 1 或 Cat 1bis。

　　#3：C公司

　　C 公司生產(chǎn)消費(fèi)電子產(chǎn)品。 他們的品牌形象是技術(shù)前沿和面向未來(lái)的，公司沒(méi)有太多的成本或時(shí)間限制。 這是 5G RedCap 或 eRedCap(取決于實(shí)際數(shù)據(jù)速率需求)的理想用例，因?yàn)樗�利用了�?duì) 5G 的興奮——但前提是 5G 產(chǎn)品可以在 2026 年或更晚發(fā)布。

　　說(shuō)到2026年，這可能是我們開(kāi)始看到5G NR過(guò)渡變得普遍的一年。讓我們更多地談?wù)勵(lì)A(yù)計(jì)的時(shí)間表，但要注意的是，沒(méi)有人知道技術(shù)將以多快的速度發(fā)展。這只是我們最好的猜測(cè)。

　　5G 過(guò)渡時(shí)間表：有根據(jù)的猜測(cè)

　　根據(jù) 3GPP 報(bào)告和 2023 年的當(dāng)前蜂窩格局，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)似乎有可能在 2026 年或 2027 年開(kāi)始大規(guī)模轉(zhuǎn)向 5G NR 標(biāo)準(zhǔn)。RedCap 應(yīng)該在大約一年前變得司空見(jiàn)慣，因此開(kāi)始尋找競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在 2025 年實(shí)施 RedCap 或 2026 年。

　　這不會(huì)阻止在 2023 年或 2024 年在有限的地區(qū)進(jìn)行早期部署，并且單位價(jià)格高仍然會(huì)阻止大規(guī)模采用。

　　隨著技術(shù)格局的變化，您不必致力于RedCap或eRedCap。大多數(shù)5G NR標(biāo)準(zhǔn)的早期采用者將首先在其產(chǎn)品中包括雙模連接。

　　例如，具有 iSIM 連接功能的芯片組可能會(huì)支持 Cat 1 或 Cat 1bis 以及 NR eRedCap。 這樣，無(wú)論設(shè)備移動(dòng)到哪里，設(shè)備都可以選擇提供最佳性能的連接標(biāo)準(zhǔn)。 這種靈活性彌合了舊網(wǎng)絡(luò)和新范式之間的差距，這確實(shí)是個(gè)好消息。

　　展望更遠(yuǎn)的未來(lái)，人們可以預(yù)期 eRedCap 將進(jìn)一步發(fā)展成為我們稱之為 feRedCap(進(jìn)一步增強(qiáng)的 RedCap)的東西，它將成為與現(xiàn)有 LTE-M 和 NB-IoT 等效的 NR。

　　這可以在 5G 或即將到來(lái)的 6G 背景下完成，取代為 4G 設(shè)計(jì)的現(xiàn)有波形和參數(shù)集，并確保在不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)中的壽命。

　　作者：Sequans Communications SA