5G天线PCB之轻量化5G能否破解成本痛点？

在5G商用的第四个年头，我国5G已经实现了从基础设施建设到产业链生态发展，再到产业应用探索均已走在世界前列的跨越式发展。据工信部数据，截至2022年底，我国累计建成并开通5G基站231.2万个，基站总量占全球60%以上。

不过，在5G进行商业化的探索过程中，绝大多数的应用场景都主要利用了5G的高传输速率特性。而5G技术的其它先进特性，如高精度授时、高可靠性、非卫星定位等，一方面由于应用场景不成熟，另一方面，由于高传输速率带来的高设备成本、高耗能、高电信资费等因素，一直没有得到非常广泛的利用。

而5G R17版本中引入的最具代表性的技术RedCap（也称作NR-Light）则是通过降低天线数量和最大速率以达到“节能降本”的目的，这也恰好弥补了5G商用过程中面临的高成本、高能耗等弊端。因此，对于物联网产业（m-IOT）中不需要极高传输速率的应用场景来说，5G RedCap无疑具有举足轻重的地位。

每一次通信网络的迭代、创新都伴随着大量的市场机会，5G RedCap也不例外。自R17版本标准冻结后，业界便开始依据标准推动RedCap商用化进程，产业链多方开始进行相关的测试验证和互联互通实验。早在去年11月的相关会议上，中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌曾预估，2023年上半年，业内将推出第一代RedCap商用产品（包括网络设备和芯片模组）；预计2025年，RedCap产业链将逐渐成熟。

如今，5G RedCap的商用化进程似乎比预想的更快一些。就在2月份，全球领先的物联网整体解决方案供应商移远通信正式对外宣布，将推出基于高通骁龙X35 5G调制解调器及射频系统的5G RedCap模组Rx255C系列，该系列产品在尺寸、耗能和成本效益等方面进行了大幅度优化，将直接助力5G中速移动宽带场景的应用探索。

众所周知，5G定义了三大场景——eMBB针对大带宽应用，支持载波带宽100MHz以上，峰值速率可达10Gbps；uRLLC支持毫秒级时延和超高可靠性；而mMTC是由4G时代的NB-IoT和eMTC演进而来，主要针对带宽小于1.4MHz、速率低于1Mbps的低速率、低成本、低功耗的物联网连接。三大场景目前都已制定完善的标准且在众多物联场景中有了实践基础。但是，三者之间同样还存在一片“中间地带”，这也使得5G网络能力并不能完全覆盖所有无线场景，而这一片“中间地带”恰恰就是5G RedCap大展拳脚之地。

如果说NB-IoT在百亿级低速率物联网领域完成了一场跨入5G时代的“长跑”，那么在未来4G/5G长期共存的时代，具有“承上启下”作用的RedCap将会发挥类似4G时代Cat 1的重要作用，补齐5G中高速大连接的能力，使5G面向各类物联网应用需求形成具备低、中、高、超高分档分级能力的完备技术承载体系。

例如，在5G商用进程中的一个重要目标就是实现工业场景互联互通。但制造业场景非常复杂，设备数量庞大，品类繁杂。以传感设备为例，其包括了压力传感器、湿度传感器、温度传感器、运动传感器、加速度计等众多在未来势必要接入5G网络的设备终端，这对带宽、低延时等都提出了较高的要求。

同时，在3GPP多个技术研究和规范中都曾描述过大规模工业无线传感网络（IWSN）也需适用设备的外形、尺寸较小的特殊要求服务。这类服务虽不需要eMBB那般高速传输，但电池寿命需要达到数年，对能耗要求较高，同时对低延时等网络性能也有高要求。类似需求的还有智慧城市中的监测场景，以及可穿戴设备，例如智能手表、智能手环、健康类设备和医疗监测相关设备，都需要在满足通信需求的前提下缩小终端尺寸。