人们普遍认为，5G 技术的引入在电信和连接领域具有革命性意义。5G 技术的革命性体现在支持更快的数据速度、更低的延迟、增强的容量、更大规模的物联网连接、网络切片和边缘计算。5G 技术有潜力推动开拓性应用和服务的开发，包括增强和虚拟现实体验、智能运输解决方案、远程医疗保健等。
即将推出的 5G 演进版本充分展示了 5G 技术革命的全部优势。5G 演进的第一步是 3GPP Release 17 的批准，该版本除了支持 NR SideLink 和 5G RedCap 外，还引入了许多优化措施。第二步是随 3GPP Release 18 推出的 5G-Advanced 和 eRedCap 技术，预计将在 2025 年获得批准。
RedCap 和 eRedCap 的意义
RedCap
5G RedCap 技术平衡结合了吞吐量、电池寿命、复杂性和设备密度等多种能力，使其成为一种经济高效的解决方案，在许多可能不需要传统高性能 5G 技术的场景中得以应用。
| 高性能 5G | RedCap | LTE Cat. 1 | LTE Cat. M | |
| 比特率 | > Gbps | 75-150 Mbps | 10 Mbps | 1 Mbps |
| 带宽 | 100 MHz | 20 MHz (Rel 18 5 MHz) | 20 MHz | 1.4-5 MHz |
| 天线数量 | 2-4 | 1-2 | 1-2 | 1 |
| 层数 | 2-4 | 典型 1 | 典型 1 | 1 |
| 调制 | 256 QAM | 64 QAM（强制） | 64 QAM | 16 QAM |
| 双工模式 | 全 | 半/全 | 全 | 半/全 |
| 芯片价格 | $70-80（2021 年）约 $50（2022 年） | $5-10？未来 | $3-4（2020 年 - 2021 年） |
如上表所示，根据 3GPP Release 17 的定义，RedCap 与 LTE Cat 4 的性能和功能相似。因此，它适用于高质量视频流媒体、在线游戏和其他需要大量带宽的应用程序。RedCap 的最高配置将支持 150 Mbits/s 的带宽，并且能够为许多应用提供服务，规避了成本较高的 5G eMBB 技术。
为了向大多数电池供电、带宽有限的成本敏感型物联网应用提供服务，我们需要等待随 3GPP Release 18 推出的 eRedCap 技术。
eRedCap
根据 eRedCap 技术的定义，该技术预计会对 RedCap 设备进行进一步的简化和优化。这些改进措施旨在更好地支持引入到 Release 17 中的用例，并且还具备拓展到新的用例领域的能力。该项技术预计将在两年后随 3GPP Release 18 推出，支持 10MHz 和 5MHz 的带宽，同时能够支持目前由 LTE Cat 1 甚至 LTE Cat M 提供服务的各类应用程序。
采用技术的驱动因素
RedCap/eRedCap 的优势不仅限于设备本身的链路速度/带宽，因为它们与 LTE 速度类别类似。其更大的吸引力在于，基于 RedCap/eRedCap 的服务可以在同一个 5G 平台上运行，从而可实现对 5G 核心的全面管理。这种全面管理涵盖了 5G 边缘计算、专用网络、网络切片等多个方面。与 LTE 技术相比，对于 5G 网络的管理控制水平明显更高。
移动运营商的动机
目前，移动运营商并没有从 5G 手机服务中获得更多利润，因为市场只接受与 LTE 类似的定价水平。通过提供如上所述的更多服务，移动运营商将从 5G 技术基础设施的大规模投资中获得回报。就基础设施而言，支持 RedCap 技术主要涉及移动运营商进行的软件升级。
消费者动机
5G RedCap 技术为全新创新应用带来了机遇，使得当下使用 LTE 时无法实现或难以实现的应用得以实施。用户可以享受到新一代的体验，如基于增强现实 (AR)/虚拟现实 (VR) 的应用、远程机械操作、智能城市服务等。通过更有效地利用频谱和波束成形等先进技术，5G 有望比 LTE 更节能，从而为用户设备赋予更长的电池寿命。随着 5G 网络的持续扩展和演进，迁移到 5G 可确保用户获得蜂窝通信领域的最新进展和技术。3GPP Release 18 旨在进一步优化和增强 5G 物联网生态系统，从而为从智能城市到工业自动化和远程手术的各种物联网用例提供更高效和可扩展的连接。与 eMBB 设备相比，RedCap 设备的复杂性显著降低。例如，5G RedCap 设备需要单天线或双天线，而 5G eMBB 设备需要 4x4 MIMO 天线。
尽管如此，在设备端支持 RedCap 需要使用 RedCap 芯片。
关于 RedCap 芯片实施的对比决策
5G RedCap 和未来的 5G eRedCap 技术的实施一直是一个备受关注的话题，不同的地理区域采取了不同的实施方法。下图显示了 RedCap 设备的销量预测。
目前，5G 平台上的工业网络、专用网络和企业网络正在大力发展。这为那些正在开发 RedCap 芯片的公司带来了潜在机遇。
全球 5G 发展的动机和展望
尽管中国正在积极迅速推动 RedCap 的实施，尤其是在采用了 Release 17 方面取得了重要进展，但要达到全球市场的规模，预计仍需等待至 2026-2027 年。中国的动机在于在 5G 技术开发和部署方面获得竞争优势：增强国内技术能力，减少对外国供应商的依赖，以及在关键基础设施方面实现自给自足。
实现向全新芯片技术的过渡需要大量投资，并需确保所面向的市场做好准备工作。尽管如此，中国企业在政府的资助下，正在积极开发 5G RedCap 芯片，并计划以 3 至 4 美元的单价出售。相比之下，如果在中国以外地区生产，芯片价格约为 10 美元。这将使中国的 RedCap 芯片技术能够取代目前由 LTE 提供的通信连接。
西方国家的做法
西方公司在全面采用 RedCap 技术方面表现得犹豫不决。许多公司正在等待 5G Advanced 和 eRedCap（Release 18）的发布以及真实的部署数据，以便为采纳该技术提供正当理由。他们在完全了解 RedCap 技术的长期可行性以及与其他技术可能存在的兼容性问题之前，对投入使用 RedCap 持谨慎态度。这种保守的态度源于市场考虑、技术不确定性和监管挑战等多种因素。
CEVA 的 RedCap 实施平台
如果您希望构建 5G 调制解调器解决方案，请查看我们的 PentaG2 平台，该平台为 3GPP Release 15 到 Release 17 各版本提供全方位支持。它有两种配置。PentaG2-Lite 配置面向 RedCap 和低端 LTE (Cat M)。这种配置更加紧凑和精简，并为电源优化和硬件/软件分区提供了灵活性。PentaG2 Max 配置面向高端 eMBB 用例，如手机、CPE 和 FWA，以及工业、V2X 和新兴 XR 应用中的低延迟 URLLC 用例（3GPP Release 18 草案）。
结论
随着 5G 网络的不断扩展和成熟，未来几年内，5G 技术带来的革命性影响可能会日益凸显。随着 5G 技术的不断发展，我们可以预见到会有更多创新的应用和服务，赋能一个更加联通和智能的世界。
中国正在积极开展 3GPP Release 17 专用 RedCap 芯片的研发工作，目标是尽早将 RedCap 技术部署到其 5G 网络。与此同时，西方国家似乎已做好直接升级至 RedCap 5G 高级版本的准备，该版本将随 3GPP Release 18 一同发布。正如本文所述，这两个阵营虽然受到不同的动机和考虑因素驱动，但同样都需要一个灵活的 5G 调制解调器平台解决方案，以应对不断演变的标准要求。
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