2/01/2024，光纖在線訊，什么是RedCap：RedCap是Reduced Capability（降低能力）的縮寫，取兩個(gè)單詞的前三個(gè)字母拼接而成，它是國際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP面向中高速物聯(lián)網(wǎng)場景定義的一種5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。3GPP一開始討論這個(gè)技術(shù)的時(shí)候用的是5G NR-Light這個(gè)名稱，直譯過來就是5G輕量化，相比RedCap來說似乎更好理解些。直到MWC2023大會(huì)上高通公司發(fā)布業(yè)界首個(gè)5G RedCap調(diào)制解調(diào)器芯片的時(shí)候， 5G NR-Light和RedCap這2種名稱還在同時(shí)使用，之后RedCap已基本成為主流的稱謂。RedCap作為3GPP Rel-17版的重要技術(shù)，已經(jīng)于2022年6月正式納入3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)布。

為什么需要RedCap
     2015年，國際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G的三大使用場景：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）和超可靠低延遲通信（URLLC）。除此之外，另一個(gè)確定的領(lǐng)域是時(shí)間敏感通信（TSC）。mMTC、URLLC和TSC都與針對(duì)垂直行業(yè)的新型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有關(guān)。

     3GPP在2017 年啟動(dòng) Rel-15的標(biāo)準(zhǔn)研究，作為5G標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)階段，主要是滿足了eMBB和部分URLLC場景的需求。2021年7月，5G第一個(gè)演進(jìn)版本3GPP Rel-16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，相比2019年凍結(jié)的Rel-15，Rel-16標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善了5G在URLLC和mMTC等場景的能力，可靠性和延遲得到了增強(qiáng)， 還為時(shí)間敏感通信應(yīng)用引入了對(duì)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）的支持。3GPP還確認(rèn)NB-IoT和LTE-MTC（eMTC）符合IMT-2020對(duì)mMTC的要求，被接納為5G技術(shù)。


     除了上述技術(shù)已經(jīng)充分解決的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景外，還有一些中等水平的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景是Rel-15/16 5G規(guī)范無法滿足的能力領(lǐng)域，這些應(yīng)用場景需要更低成本、更低功耗、更低復(fù)雜度要求，高于LPWA（NB-IoT/ LTE-MTC），但低于URLLC和eMBB，主要包括：（1）智慧工廠：工業(yè)中的數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率、設(shè)備成本、端到端時(shí)延、可靠性等性能要求較高；（2）智慧電力：安全隔離、精準(zhǔn)負(fù)控是電力行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題；（3）視頻監(jiān)控：城市管理、公共安全、家庭安防等應(yīng)用場景需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此具有高速率、低成本需求；（4）包括智能手表、電子健康、醫(yī)療監(jiān)測等在內(nèi)的可穿戴設(shè)備。

     在這些應(yīng)用場景中，面向eMBB和URLLC的Rel-15/16規(guī)范都可以說是“大材小用”，所以至少從經(jīng)濟(jì)效益角度上來講不夠理想。與此同時(shí)，LTE-M和NB-IoT等mMTC解決方案無法滿足性能要求。RedCap能夠覆蓋以上需求場景，同時(shí)又在技術(shù)性能與部署成本之間找到平衡，為5G規(guī)模發(fā)展帶來新機(jī)遇、注入新活力。


RedCap關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
RedCap技術(shù)最主要的特點(diǎn)就是對(duì)用戶終端設(shè)備（UE）的復(fù)雜性的降低，主要包括以下方面：

（1）縮減UE最大帶寬：FR1頻段的最大帶寬降低到20MHz，F(xiàn)R2頻段最大帶寬降低到100MHz。

（2）最小天線配置減少到1T1R或1T2R，下行MIMO層數(shù)相應(yīng)降低為1層或2層接收。降低了對(duì)終端射頻收發(fā)器和基帶處理模塊的能力要求。

（3）最大下行調(diào)制階數(shù)降低為64QAM，256QAM僅作為可選。

（4）雙工模式：RedCap可采用半雙工FDD（HD-FDD），可以在不同時(shí)間和不同頻率上進(jìn)行收發(fā)，而不需要雙工器。

     此外RedCap引入了一些節(jié)省功耗的手段，例如增強(qiáng)的非連續(xù)接收特性（eDRX），將RRC_IDLE狀態(tài)下的DRX周期擴(kuò)展到長達(dá)10485.76秒（即大約3小時(shí)），將RRC_INACTIVE狀態(tài)下的DRX周期擴(kuò)展到10.24秒，從而終端休眠時(shí)間更長，更加節(jié)省功耗，更能延長電池壽命。最后要注意的是，RedCap只能部署于5G SA（獨(dú)立組網(wǎng)模式）網(wǎng)絡(luò)，因此RedCap設(shè)備不需要2/3/4G的網(wǎng)絡(luò)連接能力，減少了相應(yīng)的射頻器件。


5G物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)能力比較

RedCap技術(shù)演進(jìn)
     2024年上半年3GPP Rel-18規(guī)范即將全面完成，標(biāo)志著5G Advanced的開端。Rel-18將拓展RedCap的支持范圍，涵蓋額外的應(yīng)用場景，其中大多是較低級(jí)別的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，其功能介于現(xiàn)有LPWA用戶設(shè)備與Rel-17 RedCap用戶設(shè)備之間。


     Rel-18版RedCap的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)10Mbps左右的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，F(xiàn)R1頻段的最大帶寬可進(jìn)一步降低到5?MHz。Re-18版RedCap并非取代現(xiàn)有LPWA解決方案，因?yàn)楝F(xiàn)有方案在室內(nèi)覆蓋范圍和功耗方面的表現(xiàn)依然要更好一些。未來RedCap主要的市場定位將取代LTE Cat 4和LTE Cat 1/1 bis。準(zhǔn)確點(diǎn)講，Rel-17版本的RedCap將取代LTE Cat 4。而Rel-18版RedCap，將取代LTE Cat 1/1 bis。



在下一篇文章中我們將給大家分享下RedCap最新市場應(yīng)用方向與前景，敬請關(guān)注。

RedCap測試方案

     MT8000A是一款用于5G終端及芯片射頻、協(xié)議、波束測試及波束賦形評(píng)估的一體化測試平臺(tái)。除了支持模擬開發(fā)5G芯片和終端所需的SA與NSA模式的基站功能之外，它還支持最新技術(shù)，如用于增加Sub-6GHz頻段數(shù)據(jù)傳輸速度的2CC+4x4 MIMO，以及用于實(shí)現(xiàn)寬帶毫米波的8CC+2x2MIMO，5G RedCap等。

關(guān)于安立
     安立公司是一家擁有120多年歷史的創(chuàng)新通信解決方案供應(yīng)商。公司的測試和測量解決方案包括無線、光通信、微波/射頻和數(shù)字儀器，支持了系統(tǒng)以及研發(fā)、制造、安裝和維護(hù)的解決方案。安立還為通信產(chǎn)品和系統(tǒng)提供精密微波/射頻元件、光器件和高速器件。安立通過增加用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和優(yōu)化的多維服務(wù)保證解決方案為現(xiàn)有和下一代有線和無線通信系統(tǒng)以及服務(wù)供應(yīng)商提供完整的解決方案。安立業(yè)務(wù)遍布 90 多個(gè)國家，擁有約4,000名員工。


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