5G新技術(shù) R17 RedCap介紹

發(fā)展背景

5G 規(guī)模商用開啟萬物互聯(lián)新時代，加快各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，據(jù)最新統(tǒng)計物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)已達(dá)18.45億，中國步入”物超人”時代，預(yù)計2026年我國5G物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)突破1億。隨著5G系統(tǒng)深入賦能行業(yè)應(yīng)用，為更好的滿足工業(yè)無線傳感網(wǎng)、視頻監(jiān)控、可穿戴設(shè)備等中低端物聯(lián)網(wǎng)對設(shè)備復(fù)雜度的要求，R17 版本凍結(jié)首次提出RedCap 技術(shù)，意味著5G進(jìn)入一個全新的階段即5G-Advanced階段。

什么是RedCap？

RedCap，全稱Reduced Capability，即“降低能力”，在確保業(yè)務(wù)需求和性能需求的前提下，通過對終端能力進(jìn)行裁剪達(dá)到成本降低、尺寸縮減、功耗降低，從而有助于推動5G行業(yè)終端規(guī)模商用，擴(kuò)大5G應(yīng)用場景。這也是3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織在R17階段，為滿足物聯(lián)網(wǎng)需求專門立項研究的一種新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

為什么引入RedCap？

5G在R15/16 定義了eMBB、eMTC、uRLLC 三大應(yīng)用場景，其中eMBB是側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)速率、帶寬容量、頻譜效率等指標(biāo)，如5G手機(jī)通信。而uRLLC和eMTC，前者側(cè)重可靠性和時延；后者側(cè)重連接數(shù)和能耗。兩者主要服務(wù)于行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，包括工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)領(lǐng)域。

5G發(fā)展至今，以上三大應(yīng)用場景已不能完全滿足行業(yè)場景需求，且受限于5G終端芯片和模組設(shè)計復(fù)雜，投入成本大，價格昂貴（5G模組價格500~1000元），使5G在各行各業(yè)的應(yīng)用落地發(fā)展、普及帶來了極大挑戰(zhàn)。其中大部分的行業(yè)應(yīng)用場景，對速率等指標(biāo)不高，以5G現(xiàn)有的能力，已經(jīng)超出了場景的需求。

為平衡成本與性能，考慮適當(dāng)犧牲性能指標(biāo)、降低網(wǎng)絡(luò)要求，進(jìn)而節(jié)約終端技術(shù)成本，因此RedCap 技術(shù)應(yīng)用而生，成為輕量級的5G技術(shù)。

能力評估

RedCap 能力用紅顏色表征，如圖可見RedCap 能夠很好的平衡性能速率、低時延、可靠性、終端功耗、成本、覆蓋能力。主要針對的帶寬、功耗、成本等需求都介于eMBB（超寬帶）和LPWA（低功耗廣域網(wǎng)，NB-IoT等）之間，這種平衡狀態(tài)使RedCap 技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于更多的物聯(lián)網(wǎng)場景。

技術(shù)定位

傳統(tǒng)5G無法滿足將來物聯(lián)網(wǎng)旺盛的需求，對于可承載中高速物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)大部分由LTE Cat1/Cat4承擔(dān)，暫無平滑向5G升級路徑。

5G物聯(lián)網(wǎng)體系中，NR可滿足超100 Mbps超高速業(yè)務(wù)速率，NB-IoT作為LPWA技術(shù)面向低速率小于100Kbps小包物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而 RedCap技術(shù)可承載中高速物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，完善并補(bǔ)齊了5G在物聯(lián)網(wǎng)體系中的應(yīng)用需求。

RedCap如何裁剪5G

RedCap的頻譜帶寬更小，減少了收發(fā)天線數(shù)量，降低了MIMO層數(shù)。

采用64QAM調(diào)制方式，以及半雙工FDD（HD-FDD），降低射頻和基帶處理能力。

考慮場景和成本，3GPP提出RedCap只能在一個頻帶內(nèi)工作，不需要支持CA或NR-DC。

降功耗的手段，例如增強(qiáng)的非連續(xù)接收特性（eDRX）、RRM測量放松，讓終端減小功耗，獲得更高的續(xù)航待機(jī)能力。

典型業(yè)務(wù)場景

關(guān)鍵技術(shù)

RedCap演進(jìn)