5G天線PCB之輕量化5G能否破解成本痛點？

在5G商用的第四個年頭，我國5G已經(jīng)實現(xiàn)了從基礎設施建設到產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)發(fā)展，再到產(chǎn)業(yè)應用探索均已走在世界前列的跨越式發(fā)展。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2022年底，我國累計建成并開通5G基站231.2萬個，基站總量占全球60%以上。

不過，在5G進行商業(yè)化的探索過程中，絕大多數(shù)的應用場景都主要利用了5G的高傳輸速率特性。而5G技術(shù)的其它先進特性，如高精度授時、高可靠性、非衛(wèi)星定位等，一方面由于應用場景不成熟，另一方面，由于高傳輸速率帶來的高設備成本、高耗能、高電信資費等因素，一直沒有得到非常廣泛的利用。

而5G R17版本中引入的最具代表性的技術(shù)RedCap（也稱作NR-Light）則是通過降低天線數(shù)量和最大速率以達到“節(jié)能降本”的目的，這也恰好彌補了5G商用過程中面臨的高成本、高能耗等弊端。因此，對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)（m-IOT）中不需要極高傳輸速率的應用場景來說，5G RedCap無疑具有舉足輕重的地位。

每一次通信網(wǎng)絡的迭代、創(chuàng)新都伴隨著大量的市場機會，5G RedCap也不例外。自R17版本標準凍結(jié)后，業(yè)界便開始依據(jù)標準推動RedCap商用化進程，產(chǎn)業(yè)鏈多方開始進行相關的測試驗證和互聯(lián)互通實驗。早在去年11月的相關會議上，中國聯(lián)通研究院無線技術(shù)研究中心總監(jiān)李福昌曾預估，2023年上半年，業(yè)內(nèi)將推出第一代RedCap商用產(chǎn)品（包括網(wǎng)絡設備和芯片模組）；預計2025年，RedCap產(chǎn)業(yè)鏈將逐漸成熟。

如今，5G RedCap的商用化進程似乎比預想的更快一些。就在2月份，全球領先的物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案供應商移遠通信正式對外宣布，將推出基于高通驍龍X35 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的5G RedCap模組Rx255C系列，該系列產(chǎn)品在尺寸、耗能和成本效益等方面進行了大幅度優(yōu)化，將直接助力5G中速移動寬帶場景的應用探索。

眾所周知，5G定義了三大場景——eMBB針對大帶寬應用，支持載波帶寬100MHz以上，峰值速率可達10Gbps；uRLLC支持毫秒級時延和超高可靠性；而mMTC是由4G時代的NB-IoT和eMTC演進而來，主要針對帶寬小于1.4MHz、速率低于1Mbps的低速率、低成本、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)連接。三大場景目前都已制定完善的標準且在眾多物聯(lián)場景中有了實踐基礎。但是，三者之間同樣還存在一片“中間地帶”，這也使得5G網(wǎng)絡能力并不能完全覆蓋所有無線場景，而這一片“中間地帶”恰恰就是5G RedCap大展拳腳之地。

如果說NB-IoT在百億級低速率物聯(lián)網(wǎng)領域完成了一場跨入5G時代的“長跑”，那么在未來4G/5G長期共存的時代，具有“承上啟下”作用的RedCap將會發(fā)揮類似4G時代Cat 1的重要作用，補齊5G中高速大連接的能力，使5G面向各類物聯(lián)網(wǎng)應用需求形成具備低、中、高、超高分檔分級能力的完備技術(shù)承載體系。

例如，在5G商用進程中的一個重要目標就是實現(xiàn)工業(yè)場景互聯(lián)互通。但制造業(yè)場景非常復雜，設備數(shù)量龐大，品類繁雜。以傳感設備為例，其包括了壓力傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、運動傳感器、加速度計等眾多在未來勢必要接入5G網(wǎng)絡的設備終端，這對帶寬、低延時等都提出了較高的要求。

同時，在3GPP多個技術(shù)研究和規(guī)范中都曾描述過大規(guī)模工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡（IWSN）也需適用設備的外形、尺寸較小的特殊要求服務。這類服務雖不需要eMBB那般高速傳輸，但電池壽命需要達到數(shù)年，對能耗要求較高，同時對低延時等網(wǎng)絡性能也有高要求。類似需求的還有智慧城市中的監(jiān)測場景，以及可穿戴設備，例如智能手表、智能手環(huán)、健康類設備和醫(yī)療監(jiān)測相關設備，都需要在滿足通信需求的前提下縮小終端尺寸。