RedCap原生于5G，天然具有5G NR的優勢，還能與5G切片、UPF下沉、uRLLC能力、覆蓋增強、5G LAN、5G定位、終端節能等技術相結合，靈活匹配多樣化的中速率物聯網應用，從而更好(hao)賦能各行(xing)各業。
幾天前，3GPP宣布5G R17標準凍結。在R17版本中，RedCap這個“小紅帽”尤為顯眼，被譽為5G物聯網不(bu)可或缺的一塊大(da)蛋糕。
那究竟(jing)什么是RedCap？下面來聊(liao)(liao)一聊(liao)(liao)。
為什么要定義RedCap？
我們(men)先來看(kan)(kan)看(kan)(kan)可(ke)穿戴設備（包括可(ke)穿戴手表(biao)、AR/VR眼鏡(jing)等）、工業無線傳感器、監(jian)控攝像頭(tou)這(zhe)三類終端對(dui)網絡能力的需求：
眾所周(zhou)知，5G eMBB支持(chi)(chi)載(zai)波(bo)帶寬(kuan)100MHz以上，峰值速(su)率(lv)可達(da)10Gbps；uRLLC支持(chi)(chi)毫秒級時延和超高可靠性；而mMTC由(you)4G時代(dai)的(de)NB-IoT和eMTC演(yan)進而來(lai)，主要(yao)支持(chi)(chi)帶寬(kuan)小(xiao)于1.4MHz、速(su)率(lv)低于1Mbps的(de)低速(su)率(lv)、低成本、低功(gong)耗的(de)物聯網(wang)連接。
但從上(shang)表不難發(fa)現，可穿戴設(she)備、工(gong)業(ye)無(wu)線傳感器、視頻監控(kong)等用(yong)例的(de)網絡能(neng)力需(xu)求介于eMBB、uRLLC和mMTC能(neng)力之間(jian)。
因此，為了匹配對速率、設備成(cheng)本(ben)和電池壽命等要求介于eMBB、uRLLC和mMTC之(zhi)間的這些用例，3GPP在R17版本(ben)中(zhong)定(ding)義(yi)了對RedCap NR設備的支(zhi)持。
從技術演進的(de)(de)角度看(kan)，一方面，4G有(you)成本更低(di)的(de)(de)LTE Cat-1、Cat-3、Cat4中速率物(wu)聯(lian)(lian)標(biao)準，但沒(mei)(mei)有(you)面向(xiang)5G NR的(de)(de)平滑(hua)升級(ji)路(lu)徑(jing)；另(ling)一方面，5G還沒(mei)(mei)有(you)與4G相對應的(de)(de)中速率物(wu)聯(lian)(lian)標(biao)準，現有(you)支(zhi)持5G eMBB的(de)(de)模塊價(jia)格較高(gao)，因此，為擴大(da)5G時(shi)代的(de)(de)物(wu)聯(lian)(lian)網市場，行業亟需定義更簡化、成本更低(di)的(de)(de)5G中速率物(wu)聯(lian)(lian)標(biao)準。
RedCap不僅功(gong)能更簡化、成本(ben)更低，更重(zhong)要的是，相比4G LTE中速(su)率(lv)物(wu)聯(lian)網方(fang)案，其原生于5G，天然(ran)具有(you)5G NR的優勢，比如支(zhi)持包括毫(hao)米波在內的非常廣泛的頻段、網絡效率(lv)更高、支(zhi)持波束賦(fu)形、可連接到5G核心網等，還可以在NR載波上與NR eMBB和uRLLC共存，因此，RedCap有(you)望替代4G中速(su)率(lv)物(wu)聯(lian)，支(zhi)撐更龐(pang)大的物(wu)聯(lian)市場。
在R17版本(ben)，RedCap主要支持用例(li)如下：
? 工(gong)業傳感(gan)器(qi)(qi)：壓力傳感(gan)器(qi)(qi)、濕度(du)傳感(gan)器(qi)(qi)、溫度(du)計、運動傳感(gan)器(qi)(qi)、加速度(du)計和執行器(qi)(qi)等(deng)
? 監控攝像頭：應用于智慧城市、工(gong)廠和其他工(gong)業場(chang)所
? 可穿戴設備(bei)：智能手表(biao)、電子健康相關設備(bei)、醫(yi)療(liao)監控設備(bei)、AR/VR眼鏡等
在R18版本中(zhong)，RedCap還將進(jin)一步降低終端復雜度，支持更廣(guang)泛的速(su)率(lv)，以(yi)(yi)及可(ke)能增(zeng)加支持定位、sidelink協(xie)議、非(fei)授權頻譜等能力，以(yi)(yi)支撐更多(duo)用例。
裁剪了哪些能力？
RedCap，全稱Reduced Capability NR，直譯過來(lai)就是縮減NR能力的意思。在(zai)標準研究過程中也有廠(chang)商叫它(ta)NR-Light或NR-lite，后(hou)來(lai)3GPP正式(shi)將它(ta)命(ming)名為RedCap。
RedCap到(dao)底(di)裁剪(jian)了哪些能力？
如上表，在R17中RedCap主要(yao)裁剪了(le)以(yi)下功能，從(cong)而將終端復雜度和(he)成本(ben)下降50%至(zhi)65%。
? 最大帶寬從NR的100MHz縮減為(wei)20MHz
? 最小(xiao)天線(xian)配(pei)置從NR的2T4R減少到1T1R或1T2R
? 最小下行MIMO層數減少至1
? 最大調制(zhi)階數最低可支持64QAM
? 引入了半(ban)雙工模式
通過最大化功能剪裁(cai)后，RedCap在(zai)FR1頻段范圍內可支持約20Mbps-100Mbps范圍的上(shang)下(xia)行理論峰(feng)值速率(lv)，足(zu)以(yi)滿足(zu)大多數的中速物聯需(xu)求。
當然(ran)，為了實現(xian)更(geng)高的(de)峰(feng)值速率(lv)，RedCap終端設備(bei)也可(ke)以(yi)(yi)不用(yong)裁剪得這么狠，也可(ke)以(yi)(yi)選(xuan)擇(ze)更(geng)高級的(de)功能，比如(ru)支持(chi)2個接收(shou)天線、2個下行(xing)MIMO層、256QAM、全(quan)雙工(gong)FDD等。
通(tong)過剪裁，在數據(ju)速(su)率方面，RedCap與(yu)LTE Cat-4終端能力接近(jin)。
除了剪裁了以上列出的物理層(ceng)功(gong)能，RedCap也對一(yi)些更高層(ceng)的功(gong)能進(jin)行了剪裁，比(bi)如規定DRB的最大數量從16個(ge)(ge)減少至(zhi)8個(ge)(ge)，將(jiang)PDCP SN和RLC-AM SN長(chang)度從18比(bi)特(te)減少至(zhi)12比(bi)特(te)，可(ke)選支(zhi)持(chi)ANR功(gong)能等。
有哪些關鍵技術？
除(chu)了(le)功能(neng)裁剪，需重點(dian)提及的是，為了(le)降低終端(duan)設備功耗，RedCap在R17中引入(ru)了(le)兩大可延長電池壽命的節能(neng)技術：eDRX和RRM測量放松(song)。
eDRX
一方面，終端與網絡之間的數據(ju)流(liu)通常(chang)是(shi)間隙(xi)性的或突發性的；另一方面，如果終端一直監聽(ting)網絡尋(xun)呼，耗電(dian)很大。基于此，為了讓終端更省(sheng)電(dian)，5G R15版本中為NR引入了DRX（不連續接收）機(ji)制，其在(zai)RRC_IDLE（空閑(xian)態(tai)）和(he)RRC_INACTIVE（非激活態(tai)）狀(zhuang)態(tai)下，讓終端周期(qi)性地監聽(ting)PDCCH信道以接收尋(xun)呼消息(xi)，剩余(yu)時間則進(jin)入休眠狀(zhuang)態(tai)，不用監聽(ting)尋(xun)呼，從而可以大大降低(di)功耗。
在(zai)NR中，RRC_IDLE和RRC_INACTIVE狀(zhuang)態下的(de)DRX周期最大為2.56秒。
而RedCap引入eDRX機制，顧名思(si)義就是擴展的DRX機制，其將RRC_IDLE狀態下的DRX周(zhou)期擴展到長(chang)達10485.76秒(miao)（即大(da)約3小時），將RRC_INACTIVE狀態下的DRX周(zhou)期擴展到10.24秒(miao)，從(cong)而終端休眠時間更(geng)(geng)長(chang)，更(geng)(geng)加節(jie)省功耗，更(geng)(geng)能延(yan)長(chang)電池壽命。
值得一提的是(shi)，使(shi)用(yong)DRX機制(zhi)時(shi)(shi)，需在終(zhong)端功耗與時(shi)(shi)延之間權(quan)衡，即DRX周期(qi)越(yue)長，下行時(shi)(shi)延可(ke)能就越(yue)大。由于RedCap在時(shi)(shi)延和(he)可(ke)靠(kao)性上沒有eMBB/uRLLC用(yong)例(li)要求(qiu)嚴苛(ke)，這(zhe)為RedCap采用(yong)eDRX機制(zhi)提供了可(ke)能。
RRM測量放松
終(zhong)端(duan)(duan)在RRC-IDLE和(he)RRC_INACTIVE狀(zhuang)態下，會頻(pin)繁執行RRM（無線資源管理）測量(liang)，以確保終(zhong)端(duan)(duan)駐(zhu)留在最佳(jia)的(de)可用小區(qu)。RRM測量(liang)主要測量(liang)服務小區(qu)和(he)相鄰小區(qu)的(de)RSRP和(he)RSRQ值。RRM測量(liang)盡管可以確保終(zhong)端(duan)(duan)能獲(huo)得最佳(jia)的(de)連(lian)接質量(liang)，但會導致即使終(zhong)端(duan)(duan)與網(wang)絡之(zhi)間沒有數據傳輸時也會耗費(fei)電池電量(liang)。
對(dui)此(ci)，在R16版本中，針(zhen)對(dui)低速移(yi)動(dong)和非(fei)小(xiao)區邊緣場(chang)景(jing)定義(yi)了RRM測(ce)(ce)(ce)量放(fang)松(song)機制，當滿足(zu)低速率(lv)條(tiao)件一定時(shi)間或(huo)同時(shi)滿足(zu)低速率(lv)和非(fei)小(xiao)區邊緣條(tiao)件時(shi)，允許設(she)備放(fang)寬相鄰小(xiao)區測(ce)(ce)(ce)量，比(bi)如通(tong)過加大RRM測(ce)(ce)(ce)量周期來降低鄰區測(ce)(ce)(ce)量次數和小(xiao)區測(ce)(ce)(ce)量數，從(cong)而減少(shao)終端(duan)耗電(dian)。而在R17版本中，針(zhen)對(dui)RedCap終端(duan)進一步延長了放(fang)寬時(shi)間。
此外，如(ru)上所述，由于RedCap原生于5G，天然具有5G NR的(de)優勢，RedCap還能(neng)與5G切片(pian)、UPF下沉(chen)、uRLLC能(neng)力、覆蓋增強、5G LAN、5G定位、終(zhong)端節能(neng)等技術相結合，靈活匹配多樣(yang)化(hua)的(de)中速率物聯網(wang)應用，從而更好賦能(neng)各(ge)行各(ge)業(ye)。
