从 R17 开始,为了填补 5G NR 技术体系下中速物联网技术标准的空白,5G RedCap 应运而生。
5G RedCap 全称 5G NR Reduced Capability,意思是轻量化的。通过保留 5G NR 核心优势,如低时延、高可靠、高 精定位与网络切片,同时精简 5G 设计比如优化天线数量、降低发射和接收带宽以减少技术过剩,因此 5G RedCap 相比 5G 技术对物联网应用来说性价比更高。研究公司 Transforma Insights 表示,RedCap 模组价格比 5G eMBB 模组降低 80%,同时还节省 90% 的功耗。 因为性能够用,相对标准 5G 产品降低了价格,几乎所有的非手机 5G 终端都适合采用 5G RedCap 技术路线,比如 路由器、CPE、MiFi、IPC、智能手表、定位器、工业 PDA、AGV 等,应用场景覆盖电力、视频监控、工业、车联、医疗、 教育、消费等类型。尤其考虑到后期行业将淘汰 4G,5G RedCap 最先适用于预期寿命较长的设备。

024 年工信部发布的《关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知》要求进一步加大 5G RedCap 部署力度,加快推 进新建 5G 基站同步开通 5G RedCap,支持已建 5G 基站完成 5G RedCap 升级,并且鼓励 5G RedCap 车载应用创新。 不仅如此,与 5G 低速 RedCap 相近的一个概念是 5G eRedCap。 具体来说,5G RedCap 支持 3GPP R17,通过裁剪 5G 功能实现低功耗和低成本,速度为上行 120M/ 下行 220M, 属于中高速率范围,终端能力与 Cat.4 接近。但这样的功能条件对更广泛的物联网终端来说可能依然过剩——R17 阶段的 RedCap 在 20MHz 带宽、1 天线、1MIMO、下行 64QAM 这种最低能力配置下,峰值速率依然能够达到 80Mbps 以上。 为此在 2024 年新冻结的 3GPP R18 标准中,5G eRedCap 技术被提出,上下行速率降低为 10Mbps,性能上更与 Cat.1 接近。事实上,对标 Cat.1 且更适合物联网广泛应用的 5G eRedCap 也大概率在下一个阶段规模壮大,相应地研发门 槛也更低,例如法国蜂窝物联网芯片设计公司 Sequans 2024 年宣布将开发 5G eRedCap 芯片。
这样一来,在引入 RedCap 技术后,5G 产业就覆盖了低速(NB-IoT)、中高速(eRedCap、RedCap)、超高速(eMBB、 uRLLC)全部范围。
2024 年可以认为是 5G RedCap 商用元年。目前,产业链不同环节都在积极推动 5G RedCap 应用落地。 工信部提出行动要求:2024 年完成不少于 3 款芯片研发并推进产业化,推出超 100 款 5G RedCap 终端产品;到 2025 年,全国县级以上城市实现 5G RedCap 规模覆盖,5G RedCap 连接数实现千万级增长。 运营商有明确的投资 5G RedCap 的决心,他们属于推动产业发展的关键助力。 • 根据中国移动《5G 轻量化技术(RedCap)行业解决方案白皮书》,截至 2024 年三季度末,中国移动开通超 43 万的 5G RedCap 基站,已经实现全国所有县城以上区域 n28(700MHz) RedCap 连续覆盖,并也已按需开通n41/n79(2.6GHz/4.9GHz)RedCap 功能。截至 2024 年 6 月,中国电信和中国联通已在 17 省份实现 5G RedCap 连续覆盖,累计开通支持 RedCap 的 5G 基站规模超过 13 万站。
行业应用是 RedCap 出货的主力,例如电力、工业无线传感器、视频监控、可穿戴设备等,其中电力产业对 RedCap 兴趣颇高,正在率先实现规模化出货。最核心的原因是,5G NR 终端能力对电力通信网业务也是过剩的,轻量化 的 5G RedCap 成为运营商及通信设备厂商力推电网智能化建设的关键技术载体,可以在配网差动保护、自动化“三遥”( 遥信、 遥测、遥控 )、精准负荷控制、配电站设备及生产安全综合监控等应用场景发挥作用。目前,中移物联完成了 5G RedCap 智慧电力网关在现网环境下电力配网自动化业务的验证。中国联通打造了雁飞 5G RedCap 电力网关,并且联合国家电网、 南方电网,分别在山东实现面向省域 5G 电力专网的 RedCap 部署,在贵州完成首个基于 900MHz 的 5G RedCap 终端验证。 天翼物联、湖北电信、华为等联合为国网湖北省电力构建 5G RedCap 新型电力通信专网,验证了 5G 短切片能力可以全方 位满足电力控制类业务的严苛要求,同时基于 RedCap 终端的广泛采用,在满足电网行业数据安全、通道专用安全需求的 同时,大幅降低了企业经营成本。

5G RedCap 的终端及应用类型还包括: 有人物联网推出基于海思芯片 & 鼎桥模组的 5G RedCap 工业路由网关 G815R,支持 5G SA 组网,向下兼容 4G,单 价小于 700 元。 金康特科技开发了第一代基于鸿蒙和 5G RedCap 的智能手表,支持应用在 5G 智慧工厂中,员工通过佩戴手表,可 以实时监控设备运行状态、接收警报和通知、远程操作机器或设备,该款手表也同样具备健康监测等功能。在此之前,因 为 5G eMBB 芯片成本较高,且发热量大,市场一直未能推出基于 5G eMBB 的可穿戴产品,尤其是智能手表产品。 高新兴物联与多家知名车企及 Tier1 合作,将 5G RedCap 技术应用于车联网领域,实现了车辆之间的高清视频传输、 实时数据共享等功能。 杭州赋信科技推出“太阳能 +AI 摄像头 +5G RedCap 无线接入 + 视联平台本地 / 公网部署”全 5G 化视联解决方案,可 以适配各种复杂场景,具有全无线极简部署、全本地化部署、低施工成本、安全、易于管理、AI 多场景识别告警等优势。 赋信科技已与深圳市城市管理和综合执法局、深圳移动携手,合作构建国内首个“5G-A RedCap+AI垃圾分类”全流程监管模式。 最终在产业规模方面,我们预测到 2030 年,5G RedCap 模组将占蜂窝物联网模组总出货量的 14%,5G eRedCap 商业化进程则会晚些,预计到 2030 年 5G eRedCap 模组将占蜂窝物联网模组总出货量的 7%。