RedCap让5G发展换挡提速，为什么说模组才是此中关键？

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）2022年6月，在3GPP全会第96次会议上，5G R17标准正式宣布冻结，标志着5G商用进入全新的阶段。作为5G R17标准中的一项重要更新，RedCap（Reduced Capability，也被称为“轻量化5G”）一经推出就受到了产业链各环节的广泛欢迎，为5G商用打开了一扇新的大门。

为了加速5G商用落地，RedCap在多项关键技术指标上对5G进行裁剪，得到了一个性能和成本均衡的“新5G”，这使得RedCap有望替代4G中、高速率物联，将5G带入到更广泛的物联网场景中。为了帮助5G RedCap扫平商业化障碍，全球领先的物联网整体解决方案供应商移远通信率先开展符合5G R17标准模组的研发，并于日前正式推出5G RedCap模组——Rx255C系列，帮助5G在RedCap领域完成快速落地。

RedCap让5G“轻装上阵”

如上所述，在5G R17标准定义里，RedCap主要面向中高速物联场景。此前，由于传统5G模组在上述场景应用过程中出现了太多的功能冗余，造成了性能和成本的浪费，功耗和散热上也有很大的挑战，因此主要依靠4G来进行通信。比如在常见的工业物联网场景中，这种成本上的不匹配现象更加明显。下图是《中国联通5G RedCap白皮书》中提到的RedCap适用的工业控制应用，可以看到即便是采煤机远程操控，实际上需要的上行速率也不超过7Mbps。而我们日常提到的5G，最大上行速率约为100Mbps，远超这一水平。

▲ RedCap适用的工业控制应用

图源：《中国联通5G RedCap白皮书》

通过上述案例，可以看出在很多场景下，终端应用都无须使用5G eMBB所带来的100MHz以上带宽以及100Mbps上行峰值速率；而当前5G模组的典型时延在5-10ms，可靠性可以高达99.999%，这一标准也远超很多终端应用对可靠性的要求；5G mMTC也是主要面向低功耗、低成本、低速率场景，带宽小于1.4MHz、速率低于1Mbps。

因此，在5G eMBB、5G uRLLC和5G mMTC之间，存在着一个巨大的空白区，这便是人们定义的中高速5G物联场景，RedCap的出现就是为了满足这些场景的需求，找到性能和成本的最佳平衡。

▲RedCap填补中高速5G空白

图源：爱立信

下图能够较为直观地展示出，5G RedCap和5G NR、LTE-M、NB-IoT之间的带宽和速度差异。

那么，5G RedCap到底做出了哪些改变呢？通过《中国联通5G RedCap白皮书》中对RedCap基本通信功能要求的描述，将这些内容汇总可以得出，RedCap在覆盖范围、频谱效率、移动性、功耗、带宽、天线配置、下行MIMO层数、调制阶数等方面对传统的5G部分功能进行了裁剪。

在功耗技术上，RedCap通过采用5G相关的节能技术，能让模组在保证低成本的同时，功耗明显低于传统5G模组。此外，RedCap原生于5G，具备很多4G模组并不具备的5G增强性能，包括5G切片、5G LAN、高精度授时、5G uRLLC等，也就是说RedCap允许方案设计按需引入5G NR的能力，大幅提升了方案的灵活度以及应用的覆盖范围。

在3GPP R17的标准定义中，RedCap支持的三大场景分别是可穿戴设备、工业传感器和视频传输。不过，从业者将RedCap技术和终端需求对比后发现，RedCap的潜力远不止于此。综合多份白皮书和技术博文的内容来看，以DTU、CPE和工业网关为代表的工业控制应用，以智能手表、XR眼镜等为代表的可穿戴设备，以安全驾驶、T-BOX为代表的车联网应用，以视频传输、巡逻机器人、智慧门禁为代表智慧城市应用，以及以电力、矿山为代表的智慧能源，这五大领域有望率先受益，并逐渐扩散到港口、医疗、文旅等其他垂直领域。

如何帮助这些领域快速享受到RedCap带来的技术福利呢？答案是RedCap模组。在中国工信部等十部门印发的《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》中明确提出，要加快轻量化5G芯片模组的研发及产业化，进一步提升终端模组性价比，满足行业应用个性化需求，提升产业基础支撑能力。同时，在《中国联通5G RedCap白皮书》中也花费了大量篇幅来描述 RedCap模组的元器件选择、接口、封装等规范。之所以政策和白皮书如此重视模组环节，一个重要的原因在于模组能够释放 RedCap技术的自由度，满足不同行业的差异化需求。

Rx255C系列模组完美诠释RedCap

IMT-2020（5G）推进组在5G R17版本标准冻结会议上曾表示，将全力推动RedCap产业成熟，2023年开展端到端测试和互操作测试，满足RedCap商用需求。如今，RedCap测试正在各个细分行业如火如荼的进行，可实现RedCap落地的模组——移远通信Rx255C系列也已经正式推出。

Rx255C系列包含RG255C和RM255C两大版本，是基于高通骁龙®X35 5G调制解调器及射频系统打造的轻量化5G RedCap模组，符合3GPP R17标准，并支持5G独立(SA)模式。在特征参数方面，Rx255C系列模组在Sub-6GHz频谱下最大带宽可达20MHz，理论下行峰值速率约为220 Mbps，最大上行速率约100 Mbps，并向后兼容LTE网络，这些特征让Rx255C系列模组能够满足机器人、DTU、无人机、智能港口、智能电网、AR/VR可穿戴设备、学习电脑等领域对中高速5G的需求。特别需要指出的是，Rx255C系列是面向全球市场设计的模组，可广泛覆盖全球主流运营商。

我们上面已经提到，RedCap在带宽、天线配置、下行MIMO层数、调制阶数等方面对5G功能进行了裁剪。Rx255C系列模组同样优化了天线数量，降低发射和接收带宽，并提供64QAM/256QAM(可选)调制方式。通过这样的创新设计，该系列模组在成本和尺寸方面具有突出的优势。并且，得益于核心芯片的高集成度和独特的架构，Rx255C系列模组的功耗水平也得到了进一步降低。

在性能裁剪的同时，RedCap技术也要求模组能够针对不同的终端应用提供差异化的5G增强性能。移远通信在受访时也指出，自5G技术伴随着3GPP R15标准问世以来，绝大多数的应用场景，或者说可以达到商用化的应用场景，都主要利用了5G的高传输速率特性。而5G技术的其它先进特性，如高精度授时、高可靠性、非卫星定位等等，一方面由于应用场景不成熟，另一方面由于高传输速率带来的高设备成本、高耗能、高电信资费等因素，一直没有得到非常广泛的利用。

针对这一行业痛点，Rx255C系列模组支持L1+L5双频GNSS定位，帮助智能终端实现精准定位；提供PCIe 2.0、USB 2.0等接口以及包括VoLTE和DFOTA在内的辅助功能，提升终端方案的开发自由度；提供各种配套的高性能5G天线，可根据终端需求灵活地增强天线性能；还有配套可选的预认证服务，进一步降低了终端设备的开发周本，缩短了开发周期。

写在最后

目前，主流通信芯片厂商以及移远通信等产业链重要成员，都在积极推动RedCap的发展，相关工作进程明显提前。从终端产业的角度来看，各细分行业对中高速5G盼望已久，将RedCap技术的出现比喻成“久旱逢甘霖”一点都不为过。因此，2023年注定将成为RedCap这项技术的商用元年。

移远通信模组Rx255C工程样品将于2023年上半年正式对外提供。

移远通信同步推出新一代3GPPR17工业级5G通信模组
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2月28日19:00-20:00

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