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我们都知道3GPP为了与non-3GPP的IoT技术系列竞争在2016年的R13发布了MTC和NBIoT两大版本的3GPP 4G IoT技术。而ITU为NR规划的发展远景中也加入了eMTC的usecase作为5G平台三大主要usecase之一。随着eMBB部署的深入，蜂窝平台必然会急于引入垂直行业的广泛应用，光靠eMBB的发展对于投入巨资的5G网络平台前景堪忧，物联网和URLLC及其他潜在的垂直应用机会才是5G的未来。预计在2022年中发布的R17将正式发布5G NR IoT技术---Reduced capability（REDCAP）作为4G IoT的扩展和延伸技术。在R18中也对其有相应的演进规划。
Ok，基于以上信息，书归正传。NR REDCAP=Reduced Capability将聚焦中速智能物联网IoT应用，其连接性要求高于LTE-M/NB-IoT所能提供的服务，但不需要关键的物联网服务，如要求超低延迟的业务。结合之前的三个5G应用场景，此类技术特性和所处的位置可示意如下：
这里我们一起回顾下蜂窝物联网的发展历史：在过去的几年中，随着工业应用对低功耗广域网(LPWANs)的需求不断增加，两种基于4G蜂窝网络的技术已经成为部署物联网选用的解决方案:LTE CatM和NB-IoT（NBIoT为主）。这两种技术都支持大规模物联网和4G LTE网络上的广域连接，使得数百万小型设备(如传感器和执行器)成为可能，这些设备需要满足基本连接需求、广域覆盖且必须使用电池或有限的电力。NB-IoT旨在将功耗保持在最低水平，并在sub-GHz频段(包括未授权频段)运行。同时，LTE-M使用更高的带宽，也支持短信和语音应用。NB-IoT和LTE-CatM(又名eMTC)均满足mMTC的IMT-2020要求，可认证为5G技术。但随着5G网络的出现，新的可能性出现了，因为5G NR允许使用更高的带宽，特别是毫米波频率mmWave，以及超低延迟，这是远程操作和自动驾驶汽车等关键应用所需的。于是在2019年，作为R17最重要的SI之一引入了被称为NR-Lite（NR-Light）的技术选项，即为REDCAP的前身，在开始study之后重新命名为REDCAP，这个历史记录为：
R17预计将于2022年中之前冻结，REDCAP在整个R17预研过程中的相关的蛛丝马迹回顾：
细看一下：
下面回顾一下5G几个主要场景的特性Spider diagram，首先是eMBB的，各方面特性比较明显，不多赘述：
URLLC：
然后来个混合的Spider Diagram，将各个技术特性放一起看：
更详细的需求参数对比：
当初针对NR-Lite研究的生态系统范围：
REDCAP UE的终端种类如下，有我们所熟知的可穿戴设备，物联网IoT，工业无线传感器等：
也就是说，NR在IoT方向除了认证并接受4G NBIoT/LTE-M外还引入了一套新的技术，虽然这个技术吸取了之前相关技术的设计思路/商用经验和教训，其方方面面都有很多以前各项热门技术的影子。引入新技术的具体原因在NR-Lite讨论阶段也列了一些，供大家参考:
首先是要统一在IoT方面的部署，运营商就可以将所有频谱挪到5G而不必继续维护4G相关资源。当然这是个循序渐进的过程。其次设计的NR REDCAP拥有比LTE的几个IoT技术更高的系统效率。还有就是在NR FR2等新频谱上部署以及要考虑与5G核心网的SBA和slice等新架构与技术的更好集成。看来理由还是比较充分的。
Ok，我们来看看REDCAP的Spider Diagram，看起来还是比较“中庸”：
REDCAP与其他usecase合并的spider diagram：
REDCAP一些主要的应用场景：
R15设备基线与R17 REDCAP设备对照表：
R18针对REDCAP演进增强展望：
截至当前的REDCAP信息的更新如下：
1) REDCAP UE在FR1频段必须支持20MHz带宽，在FR2频段需要支持100MHz带宽，这些是必选条件。
2) REDCAP UE将不支持CA,MR-DC,DAPS,CPC和IAB。
3) 关于REDCAP UE在网络的标识，接入和驻留限制方面, 将采用MSG3/MSGA(2 steps RA)消息中REDCAP LCID来标识REDCAP UE。另外还定义了可选的方案，可以采用MSG1/MSGA（PRACH occasion或者PRACH Preamble）来标识，这时需要网侧使用特定的RA配置。而在采用MSG3/MSGA时，REDCAP UE可通过专有的LCID指示用于CCCH标识（CCCH或者CCCH1）而不管网侧是否使用了REDCAP特定的RA配置。
4）通过系统消息告知REDCAP UE分别使用1RX天线和2RX天线。
5）通过系统消息通知REDCAP UE是否允许采用Half-Duplex FDD模式。
6）通过SIB1可为REDCAP UE提供特定的IFRI，而当缺省时REDCAP UE将不被允许采用。
7）通过系统消息可通知REDCAP UE是否允许在某些频段驻留。
8）所谓的RRM measurement relaxations功能可通过网络打开和关闭。处于RRC_IDLE 和RRC_INACTIVE状态的REDCAP UE可以放松针对邻区的RRM测量，比如满足stationary criteria，或者同时满足stationary criteria和not-at-cell-edge criteria的条件。网络在RRC_Connected连接态时为REDCAP UE配置stationary criteria，而后UE将在满足适当条件时使用UE Assistance 上报其RRM measurement relaxation status。（截至目前，RAN4还没有就相关的消息和信令流程最后定稿）。
9）是关于BWP的topic，我们在之前讨论BWP话题时曾经提到了，在大带宽的NR情况下特地设计了BWP，其出发点之一就是为了同时承载不同的特性的业务，比如Iot和MBB BWP同时使用。
当前的R17版本规定处于RRC_IDLE 和RRC_INACTIVE状态的REDCAP UE只在与CD-SSB关联的initial BWP（可以是default BWP或者REDCAP特定的BWP）监听paging，并通过对CD-SSB的测量进行小区重选。CD-SSB在规范中的定义可以recall下：
举个例子：
如果配置使用了REDCAP特定的initial UL BWP，处于RRC_IDLE 和RRC_INACTIVE状态的REDCAP UE将只在该Initial UL BWP上发起RA。
10）可为REDCAP UE配置使用多个NCD-SSB（Non Cell Defining SSB），但每个BWP最多配置一个SSB。在RRC_CONNECTED时，当active BWP中不包含CD-SSB时，可以配置RLM、BFD和服务cell测量NCD-SSB。
最后，用一张综合的Spider Diagram图和3GPP 规范演进图结束本文：
3GPP NR REDCAP大幕通过R17正在徐徐打开，我们后续将对REDCAP技术各个方面的细节进行总结。就像我们当初总结NBIoT和MTC那样。期待大家共同学习进步。
读书愉快！
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