为5G NR做准备：物联网制造商需要知道什么

　　很难决定何时采用新技术。 行动过早和不断发展的基础设施可能会限制您的市场。 坚持使用旧网络和功能可能会受到影响。 问题是：物联网制造商何时应采用 5G 新无线电 (NR) 标准? 答案是：这取决于您设备的技术要求。 让我们来看看当今的物联网制造商需要了解哪些与产品开发时间表相关的 5G NR 标准。

　　5G NR 标准概述

　　关于 NR，首先要了解的是它不会很快取代现有的机器类型通信 (MTC) 蜂窝标准。 大规模 MTC (mMTC) 连接在 5G 上运行良好，目前，整个 5G mMTC 空间都在 LTE-M 和 NB-IoT 上运行。

　　换句话说，5G 不是 NR 的替代名称。 在 mMTC 领域，5G 基于 LTE-M 和 NB-IoT 波形。 这些大规模物联网标准支持低数据速率，窄带物联网通常以每秒约 100 千比特 (kbps) 的速率传输数据; LTE-M 提供数百 kbps，大约 1000 kbps 或 1 Mbps(每秒兆比特)。

　　对于此范围内的数据速率，我们预计至少到 2030 年，甚至可能更长的时间内，LTE-M 和 NB-IoT 都支持 MTC 要求。 那么 NR 标准的意义何在?

　　从本质上讲，根据最初的设计和目的，NR 波形和参数集支持更高的数据速率，以数十或数百 Mbps 为单位进行测量。 这些极高的速率支持大量物联网用例，包括智能手表、耳机、远程信息处理、智能家居设备，甚至是移动路由器、物联网网关和其他物联网聚合器等高数据设备。

　　“本质上，根据最初的设计和目的，NR 波形和参数集支持更高的数据速率，以数十或数百 Mbps 测量。”---Sequans

　　下面讨论的 5G NR 标准由第三代合作伙伴计划 (3GPP) 开发和维护，特别是他们专门负责无线电接入网络的工作委员会。 在撰写本文时，3GPP 一直在为蜂窝物联网制定两个 NR 标准：

　　1.NR Reduced Capability (RedCap)：NR RedCap 是针对无线电接入的 5G NR 标准，目标数据速率为几百 Mbps。 这与 LTE Cat 4 和 Cat 6 标准目前涵盖的数据范围大致相同，因此我们可以预期 RedCap 将接管当前通过 LTE Cat 4 或 Cat 6 连接的设备。

　　2.NR Enhanced Reduced Capability (eRedCap)：虽然 3GPP 的第 18 版仍在开发中，但其初始定义引入了适合当前 LTE Cat 1/Cat 1bis 数据速率范围的 NR 标准。 增强型 RedCap 或 eRedCap 支持使用几 Mbps 的用例，例如，许多具有音频或视频功能的消费者物联网设备。

　　根据您设备的用例，RedCap 或 eRedCap 可能会在 5G 网络上提供比当前 LTE 标准更强的性能，而且它自然是面向未来的——何时切换到 NR 的问题应该完全取决于您的用例和开发时间表。

　　5G NR 物联网商业案例

　　在决定何时开始实施 RedCap 技术之前，您必须查看产品的业务案例。 换句话说，你的产品是做什么的? 以三个虚构的公司为例：

　　#1：A公司

　　A 公司为全球市场制造电池供电的智能电表。 产品的使用寿命取决于电池寿命，约为 20 年。 由于数据要求和政府客户非常低，5G NR 的好处可能还没有超过当前的成本或部署限制。 该公司最好坚持使用覆盖其所有本地市场的双模 LTE-M 和 NB-IoT 解决方案。

　　#2：B公司

　　B 公司生产智能家居面板并在多个国家销售。 这些产品最重要的连接因素是可靠性，但公司领导层还希望通过单个 SKU 简化库存，并使其单位成本保持低于目前的水平。

　　在网络可用性方面，一些国家仅提供 LTE-M; 其他人仅提供 NB-IoT; 有些两者都提供。 由于 NB-IoT 无法支持至少需要 LTE-M 速度的智能家居面板所需的数据速率，因此出于成本和全球网络可用性的考虑，该公司可能还没有为 5G NR 做好准备。 在未来 10 年左右，他们最好使用全球可用的 Cat 1 或 Cat 1bis。

　　#3：C公司

　　C 公司生产消费电子产品。 他们的品牌形象是技术前沿和面向未来的，公司没有太多的成本或时间限制。 这是 5G RedCap 或 eRedCap(取决于实际数据速率需求)的理想用例，因为它利用了对 5G 的兴奋——但前提是 5G 产品可以在 2026 年或更晚发布。

　　说到2026年，这可能是我们开始看到5G NR过渡变得普遍的一年。让我们更多地谈谈预计的时间表，但要注意的是，没有人知道技术将以多快的速度发展。这只是我们最好的猜测。

　　5G 过渡时间表：有根据的猜测

　　根据 3GPP 报告和 2023 年的当前蜂窝格局，蜂窝物联网似乎有可能在 2026 年或 2027 年开始大规模转向 5G NR 标准。RedCap 应该在大约一年前变得司空见惯，因此开始寻找竞争对手在 2025 年实施 RedCap 或 2026 年。

　　这不会阻止在 2023 年或 2024 年在有限的地区进行早期部署，并且单位价格高仍然会阻止大规模采用。

　　随着技术格局的变化，您不必致力于RedCap或eRedCap。大多数5G NR标准的早期采用者将首先在其产品中包括双模连接。

　　例如，具有 iSIM 连接功能的芯片组可能会支持 Cat 1 或 Cat 1bis 以及 NR eRedCap。 这样，无论设备移动到哪里，设备都可以选择提供最佳性能的连接标准。 这种灵活性弥合了旧网络和新范式之间的差距，这确实是个好消息。

　　展望更远的未来，人们可以预期 eRedCap 将进一步发展成为我们称之为 feRedCap(进一步增强的 RedCap)的东西，它将成为与现有 LTE-M 和 NB-IoT 等效的 NR。

　　这可以在 5G 或即将到来的 6G 背景下完成，取代为 4G 设计的现有波形和参数集，并确保在不断发展的网络中的寿命。

　　作者：Sequans Communications SA