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RedCap，下一个Cat

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航行五百年的公社达人

2023-03-01 13:39:34

RedCap 是什么?与 Cat.1 出身相似，RedCap 是3GPP Rel-17 提出的一种5G轻量级用户终端类型。主要面向工业无线传感器、视频监控和可穿戴设备等场景，RedCap 能够在满足这类业务需求的同时大幅降低 5G 芯片、模组和终端成本在5G物联网体系中,5GNR 能力最高,可满足 100Mbps 以上超高速率需求的物联网业务,5GNB-IOT作为LPWA 技术,面向低速率、小包物联网业务而设计,主要承载 100kbps速率以下低速物联网业务，提供低速 mMTC 能力，RedCap 则补齐了 5G中高速大连接能力，使 5G 面向各类物联网应用需求形成了低、中、高以及超高速率的完备技术承载体系，我们认为，RedCap 能有效满足市场对 5G 差异化能力需求，同时解决了5G 芯片成本高企的痛点，有望极大推动 5G 应用的规模化落地。

RedCap 作为 5G 轻量级终端，其独特性主要体现在: 1) 终端复杂度大幅降低相较于传统 5G终端，RedCap 终端剪裁后终端复杂度可降低约 60%;2)复用 5G现有网络资源，RedCap 的各项能力特性确保了其可基于 5G 现网平滑升级引入;3)继承5GNR优势特性，按需灵活引入，RedCap 延续了5G NR 的大带宽、低时延、高可靠性、业务保障、数据不出厂、低功耗、强覆盖等诸多优秀特性，可针对不同应用场景按需引入，RedCap 低成本技术实现路径为: 1)采用更小的频谱带宽，在 Sub6GHz 频段，RedCap 的带宽为 20MHz; 2) 减少收发天线数量、降低 MIMO 层数对于 Sub-6GHz 频段,RedCap 终端的接收链路可减少为 1个或 2个,相应下行MIMO降低为 1 层或 2 层接收;3)采用 64QAM 调制方式，大幅隆低对终端射频收发器和基带处理模块的能力要来，4)采用半双工 FDD，可以在不同时间和不同频率上进行收发，而不需要双工器。节约成本的同时有利于设备小型化;5) 综合运用上述技术方案同时引入 eDRX和 RRM 测量放松等降低功耗的手段

长期看，RedCap 将对 Cat.4/Cat.1形成替代，Cat.4和 Cat.1仍处于当打之年5G 在物联网领域想覆盖高中低多种应用场景。针对低速的大连接应用场景，继续沿用4.5G 时代制定的 NBlOT和 eMTC 标准。从目前的格局分析，中速率的应用场景主要依赖 LTE Cat.4和LTE Cat.1，5G 在中速率领域并没有实现完全的覆盖。从长远的演进来看，未来 5G 发展必须要补齐这些空缺，以便在 4G 退出历史舞台后仍能满足市场上对差异化连接的需来，因此,在 FR1(Sub 6GHz 频段)，Rel17 定义的 RedCap最大带宽为 20MHz，旨在替代LTE Cat.4，预计 2023 年冻结的 Rel18 将再定义一个版本，届时 RedCap 最大带宽为 5MHz，旨在替代LTE Cat.1，我们认为，网络是长期演进的，RedCap 将对 Cat.4/Cat.1 形成替代，但是，4G 网络在 2020 年至 2030年都将是主力支撑网络，Cat.4和 Cat.1 仍处于当打之年。
我们认为，RedCap 对 Cat.4/Cat.1 的替代将是一条“J”型曲线，类比 Cat.1,Cat.1 在大规模替代2G/3G之前也经历了 10 年左右的蛰伏期，直到全球 2G/3G 退网清频的政策逐渐明晰，才有了 Cat.1在 2021年的爆发，RedCap 替代 Cat.4/Cat.1还有赖政策端和成本端的相互配合。政策方面，4G 退网政策明晰将是拐点，但 4G 是目前最为成功的蜂窝网络，且在未来多年中依然发挥着重要作用，2030 年是否能够启动4G 退网还是未知数，成本方面，目前 Cat.4 模组价格在 60-80 元之间，Cat1 模组价格在 30-40 元之间，随着未来 Cat.1 在各垂直行业中的应用，价格有望进一步下探至20 元左右，虽然 RedCaD 相对于高性能 5G模组成本将实现大幅下降，但与 4G 模组相比，商用初期的成本依然高出不少，因此，RedCap 成本的下降同样需要经历时间和出货量的考验。

随着5G Rel-17正式冻结，RedCap 最快有望在 2023 年实现商用。6月9日，5G R17 标准官宣冻结，Counterpoint 预计 5G RedCap 模组将于 2024 年上市，到2027年 RedCap 开始规模化应用,到 2029 年其出货量将超过4G Cat.4我们认为，RedCad 商用或早于2024 年，目前，高通、紫光展锐、联发科等主流芯片厂商和国内外领先无线模组供应商都在积极参与和推动 RedCap 的发展进程。其中，芯片方面，高通在 2021年6月于巴塞罗那举行的世界移动技术大会上展示了其 5G RedCap 的原型系统;紫光展锐则深度参与 3GPP R17 以及未来 R18 准的制定，推动智能电网作为拓展场景写入了 Rel18 RedCap 立项草案;翻捷科技 2021 年年报披露正在研发高质量R16及RedCa 国产芯片,模组方面,移远通信将在 2023 年推出支持3GPPR17 RedCaD 的5G 模组: 广和通也已经率先在 5G RedCaD 方面发力，提前启动了RedCap 行业标准的研究，并将产品研发和 R17 标准对接

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