5G Red Cap全稱5G Reduced Capability,是3GPP在5G R17階段,專門立項研究的一種新技術標準。Red Cap技術降低了設備復雜性與設備成本,改善了設備功耗,數據傳輸速率也保持在穩定范圍。5G Red Cap技術也補齊了5G中高速大連接能力,使5G面向各類物聯網應用需求形成了具備低、中、高、超高分檔分級能力的完備技術承載體系。通過將最大傳輸帶寬縮減至20MHz、裁剪收發天線數目(最低1T1R)、降低上下行最大調制階數(如64QAM),承載高速率的物聯網業務。
5G物聯技術承載體系
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目前,國家大力推進包括5G在內的新基建。2021年11月,工信部發布《“十四五”信息通信行業發展規劃》,提出“到2025年,信息通信行業整體規模進一步壯大,發展質量顯著提升,基本建成高速泛在、集成互聯、智能綠色、安全可靠的新型數字基礎設施,創新能力大幅增強,新興業態蓬勃發展,賦能經濟社會數字化轉型升級的能力全面提升。”工信部在《5G應用“揚帆”行動計劃》中部署開展5G產業基礎強化行動,提出加快推進5G+信息消費、5G+工業互聯網、5G+智慧城市等(deng)15個(ge)垂直(zhi)行業發展,在智能(neng)安防監(jian)控、新型穿(chuan)戴(dai)(dai)設備、遠程操控設備、高(gao)(gao)清視(shi)頻監(jian)控等(deng)眾多應(ying)用領域的廣覆蓋低(di)成(cheng)本(ben)場景普及5G技術和(he)應(ying)用。5G RedCap由4G Cat.1與Cat.4技術演進(jin)而來,具有低(di)成(cheng)本(ben)、高(gao)(gao)可靠、低(di)時延、高(gao)(gao)速(su)率等(deng)特點,可廣泛應(ying)用于視(shi)頻監(jian)控、智能(neng)穿(chuan)戴(dai)(dai)、工業R18傳感等(deng)領域。預(yu)計未來5G RedCap連接數將增長至十億級別。
2022年3月,IMT 2020(5G)推(tui)進(jin)組(zu)第(di)23次會(hui)議明確開(kai)展RedCap 關鍵技(ji)術研(yan)究,制(zhi)定試(shi)(shi)驗規(gui)范,構建測試(shi)(shi)系統,分階段(duan)組(zu)織RedCap 關鍵技(ji)術與端(duan)(duan)(duan)到(dao)端(duan)(duan)(duan)測試(shi)(shi),推(tui)動產(chan)業(ye)發展。隨著2022年6月R17宣布凍結(jie)標準,進(jin)入審批流(liu)程,新(xin)一代(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)面向工業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)及(ji)(ji)可(ke)穿戴設備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)5G技(ji)術將加速5G的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)和普及(ji)(ji),極(ji)大地提高(gao)生產(chan)效率和實現可(ke)控(kong)管理。國內Redcap產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)進(jin)整體(ti)提前半(ban)年,各大運(yun)營(ying)商計(ji)劃2022年底將開(kai)展5G Redcap的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)絡及(ji)(ji)終(zhong)端(duan)(duan)(duan)互(hu)聯(lian)互(hu)通測試(shi)(shi);2023年Q1將進(jin)行Redcap終(zhong)端(duan)(duan)(duan)集采,現網(wang)進(jin)行R17的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)模升級(ji)和網(wang)絡優化,預計(ji)在(zai)2023年下半(ban)年實現商用(yong),這將極(ji)大的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)動Redcap的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)業(ye)鏈的(de)(de)(de)(de)(de)成熟(shu),加速中(zhong)國5G工業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)及(ji)(ji)行業(ye)應用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)普及(ji)(ji)和規(gui)模化商用(yong)。同時5G網(wang)絡的(de)(de)(de)(de)(de)覆(fu)(fu)(fu)蓋將更加有廣度和深度,采用(yong)700MHz對山區景區進(jin)行深度覆(fu)(fu)(fu)蓋,2.6GHz進(jin)行廣域覆(fu)(fu)(fu)蓋,加上4.9GHz進(jin)行熱點覆(fu)(fu)(fu)蓋。
面向多樣(yang)化的5G目標場(chang)景(jing),3GPP提(ti)出了三類(lei)RedCap典型(xing)應用場(chang)景(jing),分別(bie)為(wei)工業無線傳感器、視(shi)頻(pin)監控(kong)和可穿戴設備(bei)。
工業(ye)(ye)無線(xian)傳(chuan)感器(qi)設(she)備(bei)包括工業(ye)(ye)環境中的壓力傳(chuan)感器(qi)、濕度(du)傳(chuan)感器(qi)、運動(dong)(dong)傳(chuan)感器(qi)、溫度(du)計、加速(su)度(du)計、驅(qu)動(dong)(dong)器(qi)等。其工業(ye)(ye)無線(xian)傳(chuan)感器(qi)需要業(ye)(ye)務可用(yong)性達到99.99%,業(ye)(ye)務端到端時(shi)延小(xiao)于100ms,設(she)備(bei)靜止時(shi)的參考速(su)率(lv)要求(qiu)小(xiao)于2Mbps,用(yong)例電池使用(yong)壽命(ming)至少可持續幾年。
視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)在(zai)5G城(cheng)市(shi)管(guan)理(li)、工(gong)業(ye)/農業(ye)或各類(lei)區域監(jian)(jian)(jian)測(ce)場(chang)景中存在(zai)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)需求(qiu)(qiu)(qiu)。視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)管(guan)在(zai)解(jie)決安全風險問(wen)題、提升(sheng)管(guan)理(li)手(shou)(shou)段,從而(er)更有效地管(guan)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)城(cheng)市(shi)資源等方面(mian)提供幫助。通過(guo)將5G終端模組與監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)攝像機集成(cheng),為(wei)視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)提供靈活(huo)、低成(cheng)本的回傳手(shou)(shou)段。視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)管(guan)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)經濟型視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)的參考速率(lv)保持在(zai)2-4Mbps,高端型視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)保持在(zai)7.5-25Mbps,業(ye)務量以(yi)上行為(wei)主(zhu);視(shi)頻(pin)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)業(ye)務的時(shi)延要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)小于500ms;通信可靠性要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)在(zai)99%-99.9%之間。
可(ke)穿戴設備主要包括智(zhi)能(neng)手表、智(zhi)能(neng)手環(huan)、醫療監(jian)控設備等,普遍要求(qiu)設備體積小、功耗低。其(qi)要求(qiu)下行(xing)參考(kao)速(su)(su)率為(wei)5-50Mbps、上行(xing)參考(kao)速(su)(su)率為(wei)2-5Mbps,下行(xing)峰值速(su)(su)率為(wei)150Mbps、上行(xing)峰值速(su)(su)率為(wei)50Mbps;電池的理想工(gong)作續航(hang)為(wei)數(shu)天甚(shen)至1-2周。