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什么是RedCap

发布时间:2023-09-15 浏览次数:1184

         近日,工信部发布《关于推进5G轻量化(RedCap)技术演进和应用创新发展的通知(征求意见稿)》,提出到2025年,5G RedCap产业综合能力显著提升,新产品、新模式不断涌现,融合应用规模上量,安全能力同步增强。其中,全国县级以上城市实现5G RedCap规模覆盖,5G RedCap连接数实现千万级增长。

自Release 8以来,在移动宽带(MBB/eMBB)速率不断增长的同时,3GPP也引入了LTE Cat 1、Cat 1 bis、eMTC、NB-IoT、EC-GSM、RedCap等多种蜂窝物联技术。

 

这些蜂窝物联技术通过不同程度的“功能裁剪”来降低终端和模组的复杂度、成本、尺寸和功耗等指标,从而“量体裁衣”适配不同的物联需求。

 

简单介绍一下:

 

LTE Cat 1/LTE Cat 1 bis:

 

LTE Cat 1是3GPP Release 8专门为M2M物联应用制定的蜂窝物联技术,信道带宽为20MHz,下行峰值速率为10Mbps,上行为5Mbps。

 

LTE Cat1 bis提出于Release 13,作为Cat 1的演进,它进一步将LTE Cat 1终端的双接收天线裁剪为单接收天线。

 

LTE Cat 0/eMTC:

 

LTE Cat 0是3GPP Release 12提出的适用于物联应用的UE类型,信道带宽为20MHz,上下行峰值速率为1Mbps。LTE Cat 0支持单接收天线和半双工模式,因此与LTE Cat 1相比,终端复杂度下降至少50%。

 

在Release 13中,LTE Cat 0演进为eMTC或LTE-M(Cat M1)。由于最大信道带宽缩减至1.4MHz,LTE Cat M1相比LTE Cat 0的复杂度进一步减小,覆盖能力得到进一步提升。

 

之后,eMTC演进至5G时代的Release 15和Release 16,功能持续增强。

 

NB-IoT:

 

NB-IoT是3GPP Release 13引入的窄带物联技术,信道带宽为180KHz,峰值速率几十至200Kbps左右。

 

与eMTC一样,NB-IoT也从4G时代的Release 13、Release14持续演进至5G时代,功能不断增强,共同推动5G Massive IoT发展。

 

EC-GSM-IoT:

 

EC-GSM-IoT是3GPP Release 13规范的一部分,主要由2G技术升级演变而来,可通过2G GSM网络软件升级实现,信道带宽为200KHz,峰值速率约70至240Kbps。

 

RedCap:

 

RedCap制定于5G Release 17版本,全称Reduced Capability NR,即“裁剪NR能力”的意思,所以也被称为轻量版、简化版的5G NR。

众所周知,5G最初定义了eMBB、uRLLC和mMTC三大场景,与之相对应,5G时代的物联网类型包括宽带物联网、关键任务型物联网和大规模物联网。

eMBB主要针对高清视频、VR/AR等大带宽应用,通常网络下行峰值速率高达Gbps,上行达几百Mbps。

 

uRLLC主要针对远程控制、无人驾驶等关键任务型物联网应用,要求网络端到端时延低至毫秒级,可靠性高达5个9。

 

而mMTC由4G时代的NB-IoT和eMTC低功耗广域物联网技术演进而来,主要面向智能抄表、智能路灯等大规模物联网场景,对数据传输速率和时延要求很低,网速小于2Mbps,时延可容忍至10秒。

 

虽然这三大场景差异化匹配了高速率、低时延和低速率的物联应用需求,但细心的你一定发现了,那些对速率和时延要求中等的物联网应用还没有覆盖到。

 

比如,用于测量和采集温度、湿度、压力等数据的工业无线传感器要求数据传输速率约2Mbps,时延小于100毫秒,可靠性仅需99.99%;智能手表、医疗监控设备、AR/VR眼镜等可穿戴设备要求数据传输速率约2至10Mbps;监控摄像头要求数据传输速率约2至25Mbps,时延小于500毫秒,可靠性仅需99%至99.9%。

 

这些物联网场景如果用eMBB和uRLLC能力来支撑,就是大材小用、资源浪费,而mMTC的速率和时延能力又不能满足需求。

 

RedCap,正是为了填补eMBB、mMTC与uRLLC之间的“空白地带”而生的蜂窝物联技术。

正如演进图中所示,RedCap位于中间位置。如果根据带宽、时延、成本、终端功耗、覆盖距离等技术指标将5G蜂窝物联网分为低、中、高三个档位,那么RedCap就是5G时代的“中档”物联技术。