5G R17标准已冻结,模组厂商如何助力5G物联网跑出加速度?
作者 | 物联网智库2022-07-25

模组是一个快速变化的市场,尤其是在5G时代,越来越多的玩家加入到市场的角逐当中,模组厂商要推出技术含量更高的5G模组,就需要紧跟新标准新技术的演进,通过超前的技术布局和巨额的研发投入,构建差异化优势,从而满足市场对5G物联的需求。

5G R17标准已冻结,模组厂商如何助力5G物联网跑出加速度?

当前,我们正处于物联网连接红利的起始阶段,大量的设备还未被联网,5G连接的红利也才刚刚开始。在这一过程中,模组作为连接上游高度标准化芯片与下游高度碎片化应用的中间环节,无疑将会对5G物联网的发展起到重要作用。

但与此同时,模组是一个快速变化的市场,尤其是在5G时代,越来越多的玩家加入到市场的角逐当中,模组厂商要推出技术含量更高的5G模组,就需要紧跟新标准新技术的演进,通过超前的技术布局和巨额的研发投入,构建差异化优势,从而满足市场对5G物联的需求。

R17标准带来更强5G新特性

就在上个月,于匈牙利布达佩斯召开的3GPP RAN第96次会议圆满结束。会上,5G R17标准正式宣布冻结,标志着5G第二个演进版本标准正式完成。作为5G标准第一阶段的最后一个版本,R17是5G标准演进过程中一个重要的里程碑。它的冻结为5G带来了更强的技术性保障。

3GPP RAN第96次会议

3GPP RAN第96次会议

从无线接入网的角度来看,R17标准主要包含了三大特征,即商用性能持续得到增强、场景化应用能力得到提升,以及组网优化探索出新的方向。具体来看:

在商用性能方面,R17汲取了5G规模商用实践中的大量经验和新要求,实现了标准与应用的闭环,包括对大规模天线技术进行增强,对双连接和多载波的激活/去激活,对移动性管理进行效率和时延的优化,以及对网络覆盖以及终端节能等方面的增强等。

在场景化应用方面,R17针对5G应用场景引入了“新终端”“新网络”和“新功能”,比如RedCap(Reduced Capability)终端、卫星网络、高精度定位功能等,进一步拓展了5G应用场景的范围,降低了5G应用的门槛和可行性。另外R17也对直通链路、中继等进行了增强,加速了5G技术在实际场景中落地的可能。

在组网优化方面,传统网络建网成本高、建模难的问题将随着人工智能技术的引入而得到解决。比如3GPP RAN在R17的SON(自组织网络)和MDT(最小化路测)中首次探索了5G和AI的融合,加速了自智网络的实现。除此外,IAB、Smart Repeater等灵活拓扑方面也实现了增强。

总的来说,相较于5G的前两个版本,R17标准正朝着5G的最终目标演进,让5G从R15的“有的用”和R16的“能够用”变为R17的“更好用”,这也将促使5G在创新应用场景上有“更上一层楼”的可能。

标准冻结赋予5G更丰富应用场景

此前,工信部等十部门印发的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》明确指出,加快弥补产业短板弱项,加快轻量化5G芯片模组的研发及产业化,进一步提升终端模组性价比;实现5G物联网终端用户数年均增长率超200%。这一方面需要不断提升5G的商用可行性,另一方面则需要使5G能够在更多行业中得到应用和拓展,而R17正是为此而生。

5G RedCap

5G RedCap

比如,R17中最受业界关注的5G新特性之一——RedCap。根据3GPP标准化文档的描述,RedCap主要应用于中高速物联网场景,包括智能可穿戴设备、工业无线传感器和视频监控等业务场景,其速率远低于eMBB,但高于NB-IoT和eMTC这些低功耗广域网络。

比如在智能制造工厂中,5G的超大带宽和高可靠低时延特性可以实现对工业机器人的精准控制,也能驱动5G+AIoT创新应用提升生产效率。但是,工厂内仍存有大量的传感器是既用不到如eMBB那般高性能网络,却又需要比NB-IoT和eMTC这些低功耗广域网更高的网络,典型的比如监控摄像头、温湿度传感器、工业可穿戴设备等。

此时,针对5G打造的新型轻量级RedCap终端就能派上用场,它能满足低成本、低功耗、中等数据传输的物联网需求。更值得一提的是,预计RedCap模组成本相对eMBB可以降低5倍,规模商用的模组价格可以与Cat.4相当,这将极大满足业界对低成本5G连接的需求,拓展了5G商业应用的空间。

除此之外,R17中某些新特性的增加或增强,也会使得5G在更多行业中得到拓展。比如新增的NB-IoT和eMTC支持非地面网络(Non-Terrestrial Networks,NTN)的能力。这对于形成空天一体、海陆空立体式无线覆盖,实现真正万物可连接具有重要意义。未来,在广阔无垠的海上运输,在深山野林的生态监控,在偏远地区的资源管控……都将会借助5G物联而轻松实现。

另外基于直通链路增强,R16中对C-V2X(蜂窝车联网)的PC5设计在R17中也有了更进一步的增强,有助于真正实现车与人、道路、公共基础设施之间短距离直连通信,让车联网、应急/公共安全以及其它机器对机器等邻近服务应用有快速落地的可能。

当然,虽然R17用更加专业、更加饱满、更加优质的技术勾勒出了5G美好的商用应用的蓝图,但具体到实际的落地过程中还有诸多挑战等到解决。其中,模组作为5G落地的关键一环尤为重要。

广和通超前布局助力行业跑出加速

众所周知,模组并不是针对上游芯片的“二次加工”,其自身实际有着很高的技术壁垒。一款模组的诞生并非仅仅把基带芯片、射频芯片、存储芯片、电容电阻等各类元器件集成到一块电路板上,提供标准的接口。同时,模组厂商还需要在集成的过程中针对性的对模组产品进行设计,并使其能够兼容各种新特性来满足不同客户的需求。

比如就上述中的RedCap新特性为例,RedCap和5G的关系虽然可以简单的以NB-IoT与4G的关系进行类比,从技术特性上来看,都是相对于“正统”的裁剪和轻量化,但真的要做这样一个“减法”却并不简单。

5G R17标准针对RedCap达成了低成本、大容量和高效共存、可选支持更多功能三大特性的共识,并在终端能力上,要求从带宽、天线数目、双工模式、调制方式、MIMO层数等方面降低终端复杂度,支持RedCap终端的早期识别,DRX增强,RRM测量放松等。这一过程本身就需要模组厂商通过反复设计和不断调试来达到RedCap所要求的能力,最后如何推动RedCap模组成本达到业界预计的相对eMBB降低5倍、规模商用的模组价格与Cat 4相当的目标,则是模组厂商和生态链需要共同面对的又一道难题。

而除此之外,R17还进一步扩展了新的频段,增强了业务速率、网络覆盖、频谱效率、移动性、功耗、时延等技术指标,这就需要模组厂商在5G模组研发的过程中,更加注重于技术积累、人员投入、新工具和新设备使用等。

不久前,市场研究公司Counterpoint发布的最新全球蜂窝物联网模组追踪报告中显示,中国的三家模组厂商首次支撑起了全球蜂窝物联网模组出货量的半壁江山。其中,Counterpoint就针对排名前列的广和通指出,广和通正积极地重点部署基于5G AIoT的智能模组,以保持在高价值应用领域的领先地位。

比如就5G RedCap而言,广和通其实早在去年就已经提前着手进行相关行业标准的研究,并积极将产品研发和5G R17标准相对接。这也反映了广和通紧随5G标准,不断推陈出新的能力。

广和通5G模组家族图

广和通5G模组家族图

当然,回顾广和通5G产品的发布历程就能一窥其追随行业标准的脚步。2019年全球5G商用刚刚启动,行业发展正处于混沌未开之时,广和通是全球首批发布5G模组的厂商之一,其发布的第一代工规级5G模组——FG 150/FM150系列,基于高通SDX55 5G调制解调器开发,从而帮助行业迅速打开了5G市场大门,并引领了5G的行业普及和应用。

2020年中,5G R16标准冻结。在时隔不到半年的2021年初,广和通在行业率先发布了符合3GPP R16标准的5G模组——FG160/FM160系列,并在2022年实现量产。其中,FM160-CN模组也是首款专为国内定制的R16工规级模组。相较第一代5G模组产品,FG160/FM160系列支持了R16标准的5G增强特性,能够更好的以超可靠性和低时延赋能5G工业互联网、车联网、智慧城市等更多垂直行业场景。

因此,站在5G R17标准冻结的当下,有理由相信广和通会继续基于新标准、新技术、新特性,不断在5G产品上突破、创新、迭代,也相信不久的未来,业界就能再次看到广和通基于5G R17标准所开发的模组产品,比如应用轻量版的RedCap模组,能够满足20MHz带宽、150Mbps下行速率和50Mbps上行速率的要求等,从而带动5G模组价格进一步降低。

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