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5G新技术 R17 RedCap介绍

2023/11/13
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发展背景

5G 规模商用开启万物互联新时代,加快各行各业数字化转型,据最新统计物联网用户数已达18.45亿,中国步入”物超人”时代,预计2026年我国5G物联网用户数突破1亿。随着5G系统深入赋能行业应用,为更好的满足工业无线传感网、视频监控、可穿戴设备等中低端物联网对设备复杂度的要求,R17 版本冻结首次提出RedCap 技术,意味着5G进入一个全新的阶段即5G-Advanced阶段。

什么是RedCap?

RedCap,全称Reduced Capability,即“降低能力”,在确保业务需求和性能需求的前提下,通过对终端能力进行裁剪达到成本降低、尺寸缩减、功耗降低,从而有助于推动5G行业终端规模商用,扩大5G应用场景。这也是3GPP标准组织在R17阶段,为满足物联网需求专门立项研究的一种新技术标准。

为什么引入RedCap?

5G在R15/16 定义了eMBB、eMTC、uRLLC 三大应用场景,其中eMBB是侧重于网络速率、带宽容量、频谱效率等指标,如5G手机通信。而uRLLC和eMTC,前者侧重可靠性和时延;后者侧重连接数和能耗。两者主要服务于行业互联网,包括工业制造、车联网等垂直行业领域。

 

5G发展至今,以上三大应用场景已不能完全满足行业场景需求,且受限于5G终端芯片和模组设计复杂,投入成本大,价格昂贵(5G模组价格500~1000元),使5G在各行各业的应用落地发展、普及带来了极大挑战。其中大部分的行业应用场景,对速率等指标不高,以5G现有的能力,已经超出了场景的需求。

为平衡成本与性能,考虑适当牺牲性能指标、降低网络要求,进而节约终端技术成本,因此RedCap 技术应用而生,成为轻量级的5G技术

能力评估

RedCap 能力用红颜色表征,如图可见RedCap 能够很好的平衡性能速率、低时延、可靠性、终端功耗、成本、覆盖能力。主要针对的带宽、功耗、成本等需求都介于eMBB(超宽带)和LPWA(低功耗广域网NB-IoT等)之间,这种平衡状态使RedCap 技术可以广泛应用于更多的物联网场景。

技术定位

传统5G无法满足将来物联网旺盛的需求,对于可承载中高速物联网业务大部分由LTE Cat1/Cat4承担,暂无平滑向5G升级路径。

5G物联网体系中,NR可满足超100 Mbps超高速业务速率,NB-IoT作为LPWA技术面向低速率小于100Kbps小包物联网业务,而 RedCap技术可承载中高速物联网业务,完善并补齐了5G在物联网体系中的应用需求。

RedCap如何裁剪5G

RedCap的频谱带宽更小,减少了收发天线数量,降低了MIMO层数。

采用64QAM调制方式,以及半双工FDD(HD-FDD),降低射频基带处理能力。

考虑场景和成本,3GPP提出RedCap只能在一个频带内工作,不需要支持CA或NR-DC。

降功耗的手段,例如增强的非连续接收特性(eDRX)、RRM测量放松,让终端减小功耗,获得更高的续航待机能力。

典型业务场景

关键技术

 

RedCap演进

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