大規(guī)模商用的Redcap靠什么被選中？

最近通信行業(yè)有一個(gè)詞被頻繁提起——Redcap。這個(gè)小紅帽究竟是個(gè)啥？為啥被越來(lái)越多的選擇呢？今天文檔君從一個(gè)小故事入手，帶大家一探究竟！

1、小興的困惑

作為公司采購(gòu)，小興最近接到了采購(gòu)一批攝像頭的任務(wù)，但在攝像頭類型的選擇上犯了難：

4G攝像頭價(jià)格低，但畫質(zhì)低，卡頓較為嚴(yán)重。而畫質(zhì)清晰又不卡頓的5G攝像頭，價(jià)格又超出了預(yù)算。

這可如何是好?

不要慌，我們現(xiàn)在有了第三種選擇——RedCap攝像頭。

是不是很疑惑，這是什么新興攝像頭？這個(gè)攝像頭真的比上述兩種好嗎？那就要先從RedCap說(shuō)起了。

2、Redcap是什么？

RedCap全稱5G NR Reduced Capability，又稱5G NR-Light，是輕量化的5G技術(shù)。

它的出現(xiàn)補(bǔ)齊了5G在中速率（20Mbps~100Mbp）的缺失。

在確保應(yīng)用需求和性能的前提下，RedCap可以通過(guò)削減設(shè)備的能力，降低終端的復(fù)雜度，從而降低成本和功耗，適應(yīng)更多領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)需求。

為什么有現(xiàn)實(shí)需求這一說(shuō)呢？

我們知道，原始5G提供了極高的數(shù)據(jù)傳輸速度和容量，但是這種高性能需要極高的能耗和成本來(lái)支撐。對(duì)于一些設(shè)備來(lái)說(shuō)，并不需要這樣高的性能。

例如現(xiàn)如今廣泛使用的設(shè)備監(jiān)控、工業(yè)無(wú)線傳感器和智能穿戴等。這些設(shè)備的功能并不像VR、無(wú)人駕駛等那么復(fù)雜，原始5G就顯得有點(diǎn)“大材小用”。

這時(shí)候，RedCap就橫空出世了。

原始5G和RedCap有什么區(qū)別呢？

我們可以用一對(duì)比喻來(lái)初步感知一下：如果說(shuō)原始5G是一款“豪華超跑”，那么RedCap就可以看作是“經(jīng)濟(jì)適用型汽車”。

“豪華超跑”速度快，性能高，但同時(shí)油耗大，維護(hù)成本高。

“經(jīng)濟(jì)實(shí)用型汽車”雖然速度和性能不如“豪華超跑”，但它油耗低，維護(hù)成本低，完全可以滿足日常通勤的需求。

RedCap是如何成為名副其實(shí)的“經(jīng)濟(jì)適用型汽車”的呢？

3、Redcap的技術(shù)原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，作為輕量化5G，RedCap可以看做是對(duì)原始5G的“裁剪”，但具體的“裁剪”過(guò)程是非常復(fù)雜的。

在這一過(guò)程中，核心網(wǎng)側(cè)發(fā)揮作用了嗎?

答案當(dāng)然是肯定的。

核心網(wǎng)在“裁剪”的核心過(guò)程——節(jié)電方面，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

3GPP協(xié)議定義的5G節(jié)電技術(shù)包括eDRX、PSM、WUS等，目前我們采用eDRX技術(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)電的目的。

eDRX是什么呢？我們一起來(lái)了解一下。

eDRX是一種用于降低設(shè)備功耗的機(jī)制，允許設(shè)備在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入低功耗模式，期間不會(huì)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。啟用eDRX節(jié)電技術(shù)后，RedCap終端進(jìn)入空閑態(tài)后的時(shí)間被分割為若干時(shí)間段，每一個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)eDRX Cycle周期。一般以分鐘或數(shù)十分鐘為單位。

eDRX Cycle周期由兩部分組成：

可尋呼時(shí)間窗口：這段時(shí)間內(nèi)尋呼可達(dá)，設(shè)備保持喚醒狀態(tài)以接收可能的下行數(shù)據(jù)或執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信。

節(jié)電狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)終端尋呼臨時(shí)不可達(dá)，設(shè)備進(jìn)入低功耗模式，不監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，以此節(jié)約能源。

針對(duì)eDRX Cycle周期的不同狀態(tài)，核心網(wǎng)側(cè)AMF在收到下行數(shù)據(jù)通知時(shí)，會(huì)采取不同的操作：

如果RedCap終端處于可尋呼時(shí)間窗口，則AMF觸發(fā)用戶尋呼。

如果RedCap終端處于節(jié)電狀態(tài)，則AMF回復(fù)失敗響應(yīng)給對(duì)端網(wǎng)元，指示終端不可達(dá)。

如果把RedCap終端比作一個(gè)商店，那么可尋呼時(shí)間窗口就好像商店開門營(yíng)業(yè)的時(shí)間段，顧客可以隨時(shí)進(jìn)入商店購(gòu)物；而終端處于節(jié)電狀態(tài)，就好比商店關(guān)門的時(shí)間段，謝絕顧客進(jìn)入。這樣一來(lái)，商店無(wú)需全天營(yíng)業(yè)，開店成本就可以得到有效控制。

當(dāng)然，作為輕量化5G，RedCap的“裁剪”不僅僅局限于核心網(wǎng)的努力，無(wú)線、承載等網(wǎng)絡(luò)也都扮演著重要的角色，包括減少終端帶寬、減少收發(fā)天線數(shù)量、降低調(diào)制階數(shù)等。正是上述這些“裁剪”的作用，降低了RedCap終端的成本和功耗，從而具備了一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

4、Redcap的應(yīng)用

讓我們回到文章開頭小興的困惑。

在剛剛的描述中，我們已經(jīng)知道了RedCap攝像頭的成本會(huì)低于5G攝像頭，但是既然RedCap是對(duì)5G的“裁剪”，那么RedCap攝像頭的性能還能保證嗎？

不可否認(rèn)，原始5G在某些性能上確實(shí)會(huì)優(yōu)于RedCap，但是這部分對(duì)于攝像頭來(lái)說(shuō)，恰恰是一種過(guò)剩的性能。

例如，原始5G可以提供極低時(shí)延的高速連接，但其實(shí)這樣的能力只在VR/AR、高清轉(zhuǎn)播等對(duì)畫質(zhì)清晰度、傳播時(shí)延有極高要求的場(chǎng)景中才不可或缺。對(duì)于一個(gè)攝像頭來(lái)說(shuō)，這樣的能力其實(shí)就是一種過(guò)剩的性能了。

所以，RedCap攝像頭兼顧了畫質(zhì)、傳播時(shí)延、價(jià)格三個(gè)方面，達(dá)到了節(jié)約成本、降低功耗、縮小設(shè)備尺寸和延長(zhǎng)使用壽命等目的，無(wú)疑成為當(dāng)下的性價(jià)比之王。

當(dāng)然，RedCap的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。

工業(yè)生產(chǎn)中的Redcap

一些工廠需要使用大量的傳感器來(lái)追蹤生產(chǎn)線的效率和安全性。這些傳感器需要可靠的網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，但不需要高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。這時(shí)RedCap提供了一個(gè)理想的解決方案，這些設(shè)備可以以較低的成本和能耗實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率也可以滿足數(shù)據(jù)收集的需求。

當(dāng)然，對(duì)于一些需要快速可靠的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和協(xié)同工作的工廠（例如元宇宙工廠），原始5G的高速率和低延遲特性將更為適合。這種技術(shù)能夠支持機(jī)器人之間的快速通信，以及大量的視覺(jué)數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。

看到這里，你是不是覺(jué)得RedCap又是一個(gè)針對(duì)各類生產(chǎn)場(chǎng)景的方案，距離我們的生活很遙遠(yuǎn)？并不是哦！針對(duì)我們個(gè)人消費(fèi)者，也有RedCap大顯身手的地方，例如現(xiàn)在非常普及的智能手表。

生活中的Redcap

先做一個(gè)小測(cè)試。

已經(jīng)使用過(guò)自己腕上智能手表全部功能的同學(xué)請(qǐng)舉手~

目前，很多智能手表功能豐富，這些功能的實(shí)現(xiàn)確實(shí)需要原始5G的加持。

但是我們很多人其實(shí)并不會(huì)使用全部的功能，只需要一款基礎(chǔ)型的智能手表，用來(lái)顯示通知、基礎(chǔ)健康追蹤、實(shí)時(shí)位置更新、基礎(chǔ)通信和一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。

而RedCap技術(shù)就已經(jīng)可以滿足這些功能需求，同時(shí)由于節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用和配置的簡(jiǎn)化，還能延長(zhǎng)續(xù)航里程，降低購(gòu)買價(jià)格。這還不心動(dòng)嗎？

我們不難看出，RedCap在裁剪了原始5G的某些性能后，更匹配中速率場(chǎng)景，還降低了成本。因此，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活領(lǐng)域，它都當(dāng)之無(wú)愧的成為了“經(jīng)濟(jì)適用型”選擇。

Redcap的更多應(yīng)用

當(dāng)然，RedCap在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用，例如：

基于RedCap的遠(yuǎn)程灌溉系統(tǒng)：基本的數(shù)據(jù)傳輸功能足以處理灌溉系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)，如土壤濕度監(jiān)測(cè)、基本天氣信息等。而低功耗特性使其可以在野外長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，無(wú)需頻繁維護(hù)，同時(shí)也降低了使用成本。

基于RedCap的城市基礎(chǔ)設(shè)施：街道燈具等智能城市設(shè)備通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，不需要高速的數(shù)據(jù)傳輸。RedCap可以提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)控制維護(hù)成本。

4、總結(jié)

總之，原始5G和RedCap二者各有所長(zhǎng)，原始5G正以其高速率和低延遲優(yōu)勢(shì)，重塑我們對(duì)未來(lái)的暢享，而RedCap則為那些對(duì)成本有更高要求的場(chǎng)景提供了理想的解決方案。

在未來(lái)，無(wú)論是在城市街頭，還是在遠(yuǎn)離城市喧囂的偏遠(yuǎn)地區(qū)，原始5G和RedCap的協(xié)同和合作，將共同構(gòu)建一個(gè)更加智能和高效的世界。

RedCap（Reduced Capability，縮減能力）

eDRX（Extended Discontinuous Reception，增強(qiáng)的非連續(xù)性接收特性）

PSM? (Power Saving Mode，省電模式)

WUS (Wake-Up Signal，喚醒信號(hào))