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5G輕量化再出發 RedCap勇闖物聯網市場
加速物聯網發展

【作者: 王岫晨】   2024年02月22日 星期四

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5G RedCap(Reduced Capability)是5G技術的一種輕量化版本,也被稱作5G輕量化技術或低複雜度NR設備。這種技術對5G進行一定程度的功能裁剪,降低了終端和模組的複雜度、成本、尺寸和功耗等指標,使其能夠適應不同的物聯網需求。


輕量化技術

5G RedCap對5G技術進行了多項輕量簡化,包括將最大頻寬從NR的100MHz縮減為20MHz,將天線配置從NR的2T4R減少到1T1R或1T2R,並將最大調製階數控制到最低可支援64QAM,以及導入半雙工模式等。透過這些能力的剪裁,5G RedCap終端的複雜度和成本可以下降50~65%,能夠以更低成本、高效率地匹配可穿戴設備、工業無線感測器、監控攝像頭等物聯網應用的網路連接需求和低功耗需求。5G RedCap的重要性主要包括以下幾點:


●成本優化:由於5G RedCap降低了終端和模組的複雜度、成本、尺寸和功耗等指標,使得物聯網設備的製造成本大大降低,促進了物聯網的普及和發展。


●能耗降低:5G RedCap的低功耗特性使得物聯網設備在運行時的能耗減少,這對於那些需要長時間運行且依賴電池供電的物聯網設備來說尤其重要。


●網路相容性:5G RedCap可以運行在現有的5G網路上,無需對基礎設施進行大規模改造或升級,提高了網路的相容性和可擴展性。


●應用場景廣泛:由於5G RedCap的低成本、低功耗和高效率等特點,使得它在可穿戴設備、工業無線感測器、監控攝影機等物聯網應用中具有廣泛的應用前景。



圖一 :  RedCap對於依賴電池供電的物聯網設備尤其重要。
圖一 : RedCap對於依賴電池供電的物聯網設備尤其重要。

RedCap技術特點

5G RedCap對5G技術進行了一定程度的裁剪,透過這些裁剪措施,5G RedCap在保持一定通訊性能的同時,也明顯降低了設備的複雜度和成本,使其更加適合物聯網應用需求。同時,這也使得5G RedCap在功耗、尺寸等方面具有更好的表現,為物聯網設備的普及和發展提供了有力支援。5G RedCap技術的特性如下:


頻寬降低

5G RedCap將最大頻寬從NR的100MHz縮減為20MHz。這種頻寬的降低使得終端的複雜度和成本得以降低,同時也使得設備更加適合低功耗的物聯網應用場景。


天線配置減少

5G RedCap將天線配置從NR的2T4R(2個發射天線,4個接收天線)減少到1T1R或1T2R(1個發射天線,1或2個接收天線)。這種天線配置的減少進一步降低了設備的複雜度和成本,同時也使得設備更加適合小型化和低功耗的需求。


調製階數控制

5G RedCap將最大調製階數控制到最低可支援64QAM(64正交振幅調製)。相比傳統的5G技術,這種調製階數的降低有助於簡化設備的基頻處理複雜度,進一步降低設備的成本。


半雙工模式

5G RedCap導入了半雙工模式,使得設備在上行和下行傳輸時可以使用不同的頻段。這種模式有助於降低設備的射頻複雜度,進一步降低設備成本。


應用領域

RedCap主要應用領域包括可穿戴設備、工業感測器和視訊監控等領域,可以滿足如智慧物流、智慧電力、智慧巡檢、智慧製造等垂直產業應用場景。


5G RedCap的可穿戴設備應用領域包括智慧手錶、健康監測設備等,這些設備可以透過5G RedCap連接網路,實現資料即時傳輸和遠端監控。在工業感測器領域,5G RedCap可以用於實現工業設備的無線連接和資料傳輸,提高工業生產的效率和可靠性。在視頻監控領域,5G RedCap可以用於實現高清視訊串流的傳輸和儲存,提高視頻監控的清晰度和即時性。



圖二 : RedCap的可穿戴應用包括智慧手錶、健康監測設備等。
圖二 : RedCap的可穿戴應用包括智慧手錶、健康監測設備等。

而根據各大市場諮詢機構的預測資料,到2025年,各種可穿戴、視訊監控及電力產業終端規模均會快速飛升,這為RedCap的應用提供了廣闊的市場前景。同時,RedCap還可以支援較低複雜程度的5G設備,在頻寬、功耗、天線設計和成本方面均介於eMBB和LPWAN之間,有效均衡5G大寬頻、高速率、廣連接、低時延之間的能力,滿足差異化行業聯網需求。


RedCap優缺點分析

在RedCap的優點方面,由於RedCap對5G技術進行了裁剪,降低了終端和模組的複雜度、成本、尺寸和功耗等指標,使得設備的製造成本大大降低,促進了物聯網的普及和發展。RedCap的低功耗特性使得物聯網設備在運行時的能耗減少,這對於那些需要長時間運行且依賴電池供電的物聯網設備來說尤為重要。而RedCap可以運行在現有的5G網路上,無需對基礎設施進行大規模改造或升級,提高了網路的相容性和可擴展性。由於RedCap的低成本、低功耗和高效率等特點,使得它在可穿戴設備、工業無線感測器、監控攝像頭等物聯網應用中具有廣泛的應用前景。


至於缺點,則由於對5G技術進行了一定程度的裁剪,因此在某些方面可能無法達到傳統5G技術的性能水準。例如,它的頻寬、天線配置和調製階數等方面的限制可能會影響到設備的通訊速率和穩定性。雖然RedCap的標準化工作已經取得了一定進展,但目前還處於早期階段,技術成熟度相對較低。因此,在實際應用中可能會遇到一些技術挑戰和問題。


目前,物聯網市場已經存在多種技術競爭方案,如LoRa、NB-IoT等。雖然RedCap具有諸多優勢,但在市場競爭中仍需不斷發展和完善自身技術,才能擴大市場接受度。


開發廠商

發展RedCap技術的主要廠商包括高通、MTK(聯發科)、華為海思、紫光展銳、ASR(翱捷科技)、移芯通信、芯翼資訊科技、智聯安和星思等。這些公司在RedCap技術的研發和應用方面均有所投入和佈局,並且取得了一些重要的進展和成果。


其中,高通和華為海思在RedCap技術的研發和應用方面處於領先地位。聯發科和紫光展銳則是在5G晶片領域具有重要影響力的企業,他們的技術實力和產品性能也得到了廣泛認可。


除此之外,還有一些初創企業也在積極投入RedCap技術的研發和應用,如ASR、移芯通信、芯翼資訊科技、智聯安和星思等。這些企業通常具有較強的創新能力和靈活性,能夠快速回應市場需求,並推出具有競爭力的產品和服務。


結語

RedCap是輕量化的5G技術,降低終端和模組的複雜度、成本、尺寸和功耗等效能指標,來為物聯網的普及和發展提供了力支援。因此,可以說RedCap在物聯網領域具有廣泛的應用前景和巨大的市場潛力,可望在未來成為推動物聯網發展的重要力量。


隨著5G RedCap技術的不斷發展和普及,越來越多的企業開始關注並投入該領域的研發和應用,這為RedCap技術的進一步發展和推廣提供了有力支援。


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