人們普遍認為，5G技術的引入在電信和連接領域具有革命性意義。5G技術的革命性體現在支持更快的數據速度、更低的延遲、增強的容量、更大規模的物聯網連接、網絡切片和邊緣計算。

5G技術有潛力推動開拓性應用和服務的開發，包括增強和虛擬現實體驗、智能運輸解決方案、遠程醫療保健等。

即將推出的5G演進版本充分展示了5G技術革命的全部優勢。5G演進的第一步是3GPP Release 17的批準，該版本除了支持NR SideLink和5G RedCap外，還引入了許多優化措施。第二步是隨3GPP Release 18推出的5G-Advanced和eRedCap技術，預計將在2025 年獲得批準。

RedCap和eRedCap的意義

RedCap

5G RedCap技術平衡結合了吞吐量、電池壽命、復雜性和設備密度等多種能力，使其成為一種經濟高效的解決方案，在許多可能不需要傳統高性能5G技術的場景中得以應用。

	高性能 5G	RedCap	LTE Cat. 1	LTE Cat. M
比特率	> Gbps	75-150 Mbps	10 Mbps	1 Mbps
帶寬	100 MHz	20 MHz (Rel 18 5 MHz)	20 MHz	1.4-5 MHz
天線數量	2-4	1-2	1-2	1
層數	2-4	典型 1	典型 1	1
調制	256 QAM	64 QAM（強制）	64 QAM	16 QAM
雙工模式	全	半/全	全	半/全
芯片價格	$70-80（2021 年） 約$50（2022 年）	$5-10 ？未來	$3-4（2020 年 - 2021 年）

如上表所示，根據3GPP Release 17的定義，RedCap與 LTE Cat 4的性能和功能相似。因此，它適用于高質量視頻流媒體、在線游戲和其他需要大量帶寬的應用程序。RedCap的最高配置將支持150 Mbits/s 的帶寬，并且能夠為許多應用提供服務，規避了成本較高的5G eMBB技術。

為了向大多數電池供電、帶寬有限的成本敏感型物聯網應用提供服務，我們需要等待隨3GPP Release 18推出的eRedCap技術。

eRedCap

根據eRedCap技術的定義，該技術預計會對RedCap 設備進行進一步的簡化和優化。這些改進措施旨在更好地支持引入到Release 17中的用例，并且還具備拓展到新的用例領域的能力。該項技術預計將在兩年后隨 3GPP Release 18推出，支持10MHz和5MHz的帶寬，同時能夠支持目前由LTE Cat 1甚至LTE Cat M提供服務的各類應用程序。

采用技術的驅動因素

RedCap/eRedCap的優勢不僅限于設備本身的鏈路速度/帶寬，因為它們與LTE速度類別類似。其更大的吸引力在于，基于RedCap/eRedCap的服務可以在同一個 5G平臺上運行，從而可實現對5G核心的全面管理。這種全面管理涵蓋了5G邊緣計算、專用網絡、網絡切片等多個方面。與LTE技術相比，對于5G網絡的管理控制水平明顯更高。

移動運營商的動機

目前，移動運營商并沒有從5G手機服務中獲得更多利潤，因為市場只接受與LTE類似的定價水平。通過提供如上所述的更多服務，移動運營商將從5G技術基礎設施的大規模投資中獲得回報。就基礎設施而言，支持 RedCap技術主要涉及移動運營商進行的軟件升級。

消費者動機

5G RedCap技術為全新創新應用帶來了機遇，使得當下使用LTE時無法實現或難以實現的應用得以實施。用戶可以享受到新一代的體驗，如基于增強現實(AR)/虛擬現實(VR)的應用、遠程機械操作、智能城市服務等。通過更有效地利用頻譜和波束成形等先進技術，5G有望比LTE更節能，從而為用戶設備賦予更長的電池壽命。

隨著5G網絡的持續擴展和演進，遷移到5G可確保用戶獲得蜂窩通信領域的最新進展和技術。3GPP Release 18旨在進一步優化和增強5G物聯網生態系統，從而為從智能城市到工業自動化和遠程手術的各種物聯網用例提供更高效和可擴展的連接。

與eMBB設備相比，RedCap設備的復雜性顯著降低。例如，5G RedCap設備需要單天線或雙天線，而5G eMBB設備需要4x4 MIMO天線。

盡管如此，在設備端支持RedCap需要使用RedCap芯片。

關于RedCap芯片實施的對比決策

5G RedCap和未來的5G eRedCap技術的實施一直是一個備受關注的話題，不同的地理區域采取了不同的實施方法。下圖顯示了RedCap設備的銷量預測。

目前，5G平臺上的工業網絡、專用網絡和企業網絡正在大力發展。這為那些正在開發RedCap芯片的公司帶來了潛在機遇。

全球5G發展的動機和展望

盡管中國正在積極迅速推動RedCap的實施，尤其是在采用了Release 17方面取得了重要進展，但要達到全球市場的規模，預計仍需等待至2026-2027年。中國的動機在于在5G技術開發和部署方面獲得競爭優勢：增強國內技術能力，減少對外國供應商的依賴，以及在關鍵基礎設施方面實現自給自足。

實現向全新芯片技術的過渡需要大量投資，并需確保所面向的市場做好準備工作。盡管如此，中國企業在政府的資助下，正在積極開發5G RedCap芯片，并計劃以3至4美元的單價出售。相比之下，如果在中國以外地區生產，芯片價格約為10美元。這將使中國的RedCap 芯片技術能夠取代目前由LTE提供的通信連接。

西方國家的做法

西方公司在全面采用RedCap技術方面表現得猶豫不決。許多公司正在等待5G Advanced和eRedCap（Release 18）的發布以及真實的部署數據，以便為采納該技術提供正當理由。他們在完全了解RedCap技術的長期可行性以及與其他技術可能存在的兼容性問題之前，對投入使用RedCap持謹慎態度。這種保守的態度源于市場考慮、技術不確定性和監管挑戰等多種因素。

CEVA的RedCap實施平臺

如果您希望構建5G調制解調器解決方案，請查看我們的PentaG2平臺，該平臺為3GPP Release 15到 Release 17各版本提供全方位支持。它有兩種配置。PentaG2-Lite配置面向RedCap和低端LTE(Cat M)。這種配置更加緊湊和精簡，并為電源優化和硬件/軟件分區提供了靈活性。PentaG2 Max配置面向高端 eMBB用例，如手機、CPE和FWA，以及工業、V2X 和新興XR應用中的低延遲URLLC用例（3GPP Release 18草案）。

結論

隨著5G網絡的不斷擴展和成熟，未來幾年內，5G技術帶來的革命性影響可能會日益凸顯。隨著5G技術的不斷發展，我們可以預見到會有更多創新的應用和服務，賦能一個更加聯通和智能的世界。

中國正在積極開展3GPP Release 17專用RedCap芯片的研發工作，目標是盡早將RedCap技術部署到其 5G網絡。與此同時，西方國家似乎已做好直接升級至 RedCap 5G高級版本的準備，該版本將隨3GPP Release 18一同發布。

正如本文所述，這兩個陣營雖然受到不同的動機和考慮因素驅動，但同樣都需要一個靈活的5G調制解調器平臺解決方案，以應對不斷演變的標準要求。

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本文作者：Nir Shapira, CEVA