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5G网络RedCap

        RedCap:RedCap(Reduced Capability),即“降低能力”。它是3GPP在5G R17阶段,针对速率、时延要求不高的5G应用场景,专门推出的一种新技术标准协议,旨在全面提升5G网络质量和覆盖率,也可以理解为“轻量级5G”。

        推出RedCap的意义

        5G分为三大应用场景:eMBB(增强型移动宽带)、uRLLC(低时延高可靠通信)、mMTC(海量物联网通信)。eMBB是4G MBB(移动宽带)的升级,主要侧重于网络速率、带宽容量、频谱效率等指标。而uRLLC侧重可靠性和时延,mMTC侧重连接数和能耗,都服务于行业互联网,包括工业制造、车联网、远程抄表等垂直行业领域。但是,物联网中不同的应用场景,对网络能力的要求也不一样。比如,在速率方面,VR / AR、高清转播需要高速连接;而远程抄表、共享设备只需要同步数据,低速就可以满足。除了速率,还有很多应用场景更关心功耗和成本。完整版的5G终端芯片和模组,设计极为复杂,研发门槛极高,投入成本巨大。高昂的价格,也影响了5G在垂直行业的落地。

        所以,5G需要建立一个轻量化的版本,用于满足中速及中高速需求的应用场景,降低5G部署和使用成本,加速5G商用落地。

        于是,就有了RedCap。5G RedCap可以支持较低复杂程度的5G设备,在带宽、功耗、天线设计和成本方面均介于eMBB和LPWAN之间,有效均衡5G大宽带、高速率、广连接、低时延之间的能力,满足差异化行业联网需求。

        RedCap缩减了什么

        如下表,在R17中,RedCap主要裁剪了以下功能,从而将终端复杂度和成本下降50%至65%。RedCap­­­­通过减少带宽、减少MIMO层数以及放宽下行链路调制阶数,从而降低基带复杂性,减少所需接收分支的最小数量并允许在所有频段中进行半双工(HD)操作,从而实现降低天线和射频组件的材料成本。

        RedCap特点

        (1)低成本:低于 6 GHz 频段的 RedCap 设备的最大带宽要求降低到 20 MHz。RedCap 减少了所需的接收天线和设备层数,支持 1R 或 2R,大大降低了 5G 设备芯片组和模块的成本。据估计,RedCap组件的成本比eMBB组件低5倍,大规模商用的组件价格可与Cat 4组件媲美。

        (2)大容量高效共存:RedCap设备可以通过单独的初始BWP(Bandwidth Part)和小区定义的同步独立信号在5G网络上运行,并可以与eMBB设备高效共存,充分发挥5G的高带宽和大容量(与4G相比)的优势。

        (3)高集成:RedCap数据可以具备不同频率在不同频率上进行收发的能力,使连接具有简单化的集成,设备趋向小型化。

        (4)多功能:低延迟、切片、定位、低功耗等。

        RedCap应用场景

        根据 3GPP R17 的标准定义,RedCap支持三大业务场景,分别是:可穿戴设备、工业传感器和视频监控。预计到2030年,全球物联网连接数将达到近100亿。前三项业务对数据速率的要求远低于eMBB业务,但高于NB-IoT和LPWA等低功耗广域网(LPWA)网络。因此,RedCap 设备将定位为低于 eMBB 设备的细分市场,但在技术特性方面高于 LPWA 设备,实现网络性能和设备成本之间的平衡。

        这三类终端对网络能力的具体需求,如下表所示。可穿戴设备、工业无线传感器、视频监控终端的网络能力需求介于eMBB、uRLLC和mMTC之间。因此,为了匹配对速率、设备成本和电池寿命等要求介于eMBB、uRLLC和mMTC之间,3GPP在R17版本中定义了对RedCapNR设备的支持。

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