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5G RedCap是什么,它能拯救蜂窝物联网吗?
网络 4G/5G
无论如何,理论上最新版本的 5G 新无线电 (NR) 标准终于解决了基于蜂窝的传感器通信的问题,出现了用于大规模物联网部署的 5G 精简版。

无论如何,理论上最新版本的 5G 新无线电 (NR) 标准终于解决了基于蜂窝的传感器通信的问题,出现了用于大规模物联网部署的 5G 精简版。但实际上,该消息只是证实了一个即将到来的航路点,指向 2024 年的商业路径,现有的基于 LTE 的大规模机器类型通信 (mMTC) 迁移到单个基于 5G 的网络。 

更大的问题是,它是否会拯救基于蜂窝的物联网,作为一种商业上可行的技术,带来大规模的工业变革?因为(如果有一件事是明确的),在所有关于拯救地球的未来技术的吹捧中,没有比物联网更长久的承诺和更大的宣传了——而到目前为止,蜂窝市场显得有点杂乱无章 ,不过更多的非蜂窝运营商已经参与进来,而且他们也有能力这么做。

发布17标准于6月冻结,其中包括一项条款,允许物联网传感器连接到5G,并大幅降低网络(因此降低了硬件和成本挂钩的能力)。这个新规范被称为降低能力(RedCap;之前的“NR- light”和其变体,在3GPP工作项中),暂时位于mMTC和eMBB之间的5G NR功率等级。

但在我们发表更多评论和对细节吹毛求疵之前,我们应该回顾一下;6 月冻结的第 17 版标准包括为物联网传感器连接到 5G 的条款,该标准大大降低了网络网络能力—— 因此降低了相关硬件成本 。这一新规范称为RedCap(Reduced Capability),即“降低能力”。它是3GPP在5G R17阶段,针对速率、时延要求不高的5G应用场景,专门推出的一种新技术标准协议,旨在全面提升5G网络质量和覆盖率,也可以理解为“轻量级5G”。

添加上下文;它位于 URLLC 下方的两个梯级,在这个 3GPP 阶梯中提供物联网通信的最令人兴奋的视图——实际上,它最常见的是 5G NR 系列中的三个点。然而,这三种规范类型的问题在于,只有两种是 5G 原生的。支撑大规模(机器类型)物联网细分市场 mMTC 的双低功耗广域 (LPWA) 技术基于 LTE,尽管与 5G NR 无线电兼容。  

只有这些技术,超低功耗 NB-IoT 和类似 2G/3G 的 LTE-M,才能为精简、廉价、长寿命、超大规模物联网提供支持。因此,就目前和未来而言,蜂窝物联网需要 LTE 才能战胜传统物联网——而且它与根深蒂固的非蜂窝标准(如未经许可的频段中的 LoRaWAN)进行了竞争。但 RedCap 承诺会解决这个问题——在某些地方,就像蜂窝网络一样。

5G RedCap是什么,它能拯救蜂窝物联网吗?


从表面上看,RedCap 的设计是为了将这个熟悉的 5G NR 家族技术三角形变成维恩图(见上文),与其他三个操作场景重叠。这实际上是爱立信的图表,来自一篇关于新 NR 版本的文章。就能力而言,它应该是堵住了一个洞。爱立信评论道:“RedCap 的定位是解决当今使用 eMBB、URLLC 或 LPWA(基于 LTE 的 mMTC)解决方案无法获得最佳服务的用例。”

RedCap 的定位是“比 eMBB 更低……但高于 LPWA”,它在一篇博文中写道。华为也是这么说的。在其他地方,Qualcomm 将 RedCap 置于任务关键型物联网之间(见下图),目前由类似消费者的基于 NR 的 eMBB 提供服务,但很快通过开发 URLLC 条款和大规模物联网(由非 NR NB-IoT 或LTE-M或 LoRaWAN 等非蜂窝 LPWA 技术)。

5G RedCap是什么,它能拯救蜂窝物联网吗?

分析机构 Omdia 将 RedCap 称为“ 5G 物联网难题中缺失的一大块”。但在操作上,它最接近 LTE-M(见下图高通图表),被 Omdia 描述为“最流行和最广泛使用的蜂窝物联网标准”,因此也最接近 2G/3G,仍然用于传统的蜂窝 M2M 设备。当然,许多用例听起来都是一样的:标准的 3GPP 产品线是关于工业传感、视频监控和可穿戴技术的。

Telit在博客文章中写道:“在某些方面,5G RedCap 试图满足 LTE-M [Cat 1 到 Cat 4] 目前满足的需求。它是 5G 标准的轻量级版本。5G RedCap 专为不需要超低延迟但需要合理吞吐量以确保支持下一代应用的数据流的用例而设计。它有望用于无线工业传感器、视频监控和智能可穿戴技术。”

Omdia 建议为基于 NR 的 IoT gadetry 提供 LTE-M 级定价,以服务于类似的中级 IoT 用例,这只是蜂窝行业持续发展大规模传感器网络的门票。它注意到 LTE-M 和 eMBB 模块成本之间存在 10 倍 (1000%) 的差额,就目前而言,分别从每单位 30 美元到 300 美元;到目前为止,还没有针对此类“中速 (IoT) 应用”的 NR 规定。

“4G 和 5G 模块之间的价格差距是基本因素之一——如果不是最关键的因素——将继续限制物联网应用中 5G 的采用……为了缩小价格差距……有必要开发功能更少、硬件复杂性更低的 5G 标准。” RedCap 就是答案。“没有 RedCap,5G NR 就缺少物联网的关键技术。”

高通还谈到了“智能电网、环境传感器、预测性维护、公用事业仪表、高分辨率监控等方面的应用”。实际上,这听起来非常 LPWA——甚至可能比 LTE-M 更多的是 NB-IoT 和 LoRaWAN。尽管如此,关于其近期(2024 年后)使用情况的讨论都是关于填补技术/应用的空白;比如说,华为提到了“中间层应用……具有介于这些极端之间的能力”。

爱立信在技术成就方面表现出色,围绕 RedCap 放弃的内容:例如,在频率范围 1(FR1;4.1 GHz 至 7.125 GHz)和 FR2(24.25 GHz 至 52.6 GHz)中,带宽要求降低至 20 MHz 和 100 MHz ); “接收分支”的数量减少了,也意味着接收天线的减少;下行链路 MIMO 层的最大数量,等于接收分支的数量,也减少了。 

5G RedCap是什么,它能拯救蜂窝物联网吗?

还有其他创新,使 5G 可用于低功耗物联网传感器应用,特别是在调制阶数、双工操作/支持方面具有更多灵活性。爱立信写道:“可以实现大幅降低成本和复杂性……将 RedCap 确立为与 eMBB 或 [URLLC] 不同的设备细分市场。” 结果是降低了设备复杂性,从而降低了成本、延长了使用寿命,并且有足够的工作量来完成大多数物联网工作。

但是关于缺失修补的信息可能被认为是烟幕弹;从技术角度来看,与 RedCap 相关联的大多数工业物联网应用都可以通过使用 NB-IoT、LTE-M 或 LoRaWAN 或 Sigfox 或 MIOTY (TS-UNB) 的 LPWA 网络解决方案得到很好的服务,或者不管怎么说。2024 年发布 17 级配备 RedCap 的物联网设备的时间框架也为市场的其余部分提供了回旋余地。

RedCap 的关键进步——包括更高的传输速率、先进的定位、“sidelink”近场通信,甚至对未授权频谱的支持——仅在 Release 18 中定义(见下图高通图),将于本世纪下半叶推出,蜂窝人群的物联网游戏仍然是一个漫长的过程。短期(2024 年)的巨大推动力是工业企业,包括那些部署私有 5G 的企业,将能够在物联网网络上实现二合一。

5G RedCap是什么,它能拯救蜂窝物联网吗?

Omdia 解释说:“希望部署混合......高性能和中速设备的企业必须部署两个 [5G 和 4G/LTE] 独立网络...... 会产生额外的成本和复杂性。现有的……[LTE-M] 设备没有升级到 5G NR 的途径。由于大多数运营商没有立即淘汰 4G 网络的计划,因此这个问题不是主要问题。然而,这个问题将在几年后成为更关键的因素。”

但是,正如 Omdia 上面所指出的,RedCap 的真正动机是及时将新的和传统的 M2M/IoT 合同迁移到 5G NR,以适应日落 LTE 以及随之而来的 NB-IoT 和 LTE-M。高通表示:“随着 5G 演进的继续,未来一定会有通信服务提供商开始从 4G 向 5G 迁移的时刻。考虑到这一点,5G NR-Light 成为面向未来的新型中端物联网设计的首选平台。”

或者是吗?这听起来还有很长的路要走——就像另一种没有生态系统的未来技术,或者一种简单的销售方式,以及不会带来太多乐观的往绩记录。

责任编辑:姜华 来源: 千家网
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