5g 网站 5G RedCap简介

RedCap（Reduced Capability，降低能力）是3GPP标准化组织定义的一种5G技术，属于新技术标准NR light（NR lite）。

RedCap的诞生

在5G初期，5G的关注焦点主要集中在大带宽和低时延，但早期5G芯片和终端的设计极为复杂，不仅研发投入极高，终端成本也让很多实际部署的应用场景无法接受。

对于很多应用场景，速率要求中等、性能要求中等、功耗要求中等、成本要求中等，如何针对这些诉求实现性能和成本的均衡，并且还能和5G网络部署共生共存？在这种诉求之下，RedCap应运而生。

2019年6月，在3GPP RAN #84会议上，RedCap被首次作为一个Rel-17 Study Item（研究项目）出现在大家面前。

2021年3月，3GPP正式通过了NR RedCap 终端标准化（即Work Item）项目的立项。

2022年6月，3GPP Rel-17冻结，意味着5G RedCap标准第一版正式确立。

RedCap的应用场景

在已经确定的5G标准之中，主要针对三大类应用场景，分别是：

1：增强型移动宽带（eMBB，Enhanced Mobile Broadband）

2：海量机器类通信（mMTC，Massive MachineType Communication）

3：超可靠低延迟通信（URLLC，Ultra-reliable and Low Latency Communications）

另外一个值得普遍关注的应用领域是时间敏感通信（TSC，Time Sensitive Communication）。

在5G网络的部署过程之中，如果在同一个网络中都支持eMBB、mMTC、URLLC和TSC，那将尽最大可能满足各种物联网行业应用部署场景。

在3GPP Rel-16版本中，针对TSC的应用场景，引入了对时间敏感网络（TSN，Time Sensitive Networking）和5G系统集成的支持：

1、工业传感器领域：5G连接成为新一轮工业互联网和数字化浪潮的催化剂，从而可以灵活部署网络、提高生产效率、降低维护成本和确保运营安全。在这类应用场景中，包含大量的温湿度传感器、压力传感器、加速度传感器、远程控制器等。这些场景对网络服务质量的的要求高于LPWAN（包括NB-IoT、e-MTC等），但低于URLLC和eMBB的能力。

2、视频监控领域：智慧城市领域中涵盖各种垂直应用行业的数据采集和处理，以便更有效地监测和控制城市资源，为城市居民提供各种便利服务。比如针对视频摄像头的部署，有线部署方式的成本越来越高，无线部署的灵活性越来越受到青睐，涉及城市交通、城市安防、城市管理等多种场景，也包括智能工厂、家庭安防、办公环境等应用场景。

3.可穿戴设备领域：随着人们对大健康的关注度逐步提升，智能手表、智能手环、慢病监测设备、医疗监控设备等实现了大规模普及。此类产品在迭代的过程中5g 网站，亟需更强的网络连接能力、更低的功率消耗、更小的设备体积、以及更丰富的软件功能。LTE Cat.1在承接2G网络换代之后，逐步扩大应用场景，同时也为5G RedCap在可穿戴领域奠定良好的基础。

RedCap应用场景的基本诉求

设备复杂性：与Rel-15/Rel-16的高端eMBB和URLLC设备相比，新设备类型的主要动机是降低设备成本和复杂性。工业传感器尤其如此。

设备尺寸：大多数用例的要求是该标准能够实现具有紧凑外形的设备设计。

部署方案：系统应支持FDD和TDD的所有FR1/FR2频段。

RedCap应用场景的特殊诉求

1、工业传感器领域

在3GPP TR 22.832和TS 22.104标准中，描述了工业传感器的应用场景诉求：无线通信的QoS服务质量达到99.99%，端到端的延迟小于100毫秒。

对于所有的应用场景，通信速率小于2Mbps，有些是上行下行对称的，有些是上行需要大流量的，有些设备是固定安装的，有些是电池供电需要好几年的。有些需要远程控制的传感器应用，延迟还要相对较低，达到5~10毫秒（TR 22.804）。

2、视频监控领域

在3GPP TR 22.804标准中，大多数的视频传输比特率为2M~4Mbps，延迟大于500毫秒，可靠性达到99%~99.9%。有些高清视频传输需要7.5M~25Mbps，此类应用场景主要对上行传输要求较高。

3、可穿戴设备领域

智能可穿戴设备的数据传输速率大多数在下行速率5M~50Mbps和上行速率2M~5Mbps，有些场景的峰值速率要求更高，下行高达150Mbps，上行高达50Mbps。另外针对设备的电池应持续数天（最多1~2周）。

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备注：关于RedCap标准的详细信息，可参考3GPP TR 38.875 V17.0.0 （2021-03） Technical Specification Group Radio Access Network; Study on support of reduced capability NR devices （Release 17）。

5G物联网产业联盟 解运洲

2022年2月5日

（编辑：晋中站长网）

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