E-post: anwenqq2690502116@gmail.com
5G "Ungdomsupplagan" populär vetenskap: Vad exakt är RedCap?
Med den kontinuerliga utvecklingen av 3GPP R17-versionen, en ny term har gradvis blivit populär, det är RedCap.
Vad exakt är RedCap? Varför introduceras det? Vad är skillnaden mellan den och nuvarande 5G?
Vad är RedCap?
Röd keps, det fullständiga namnet är Reduced Capability, som betyder "minskad förmåga" på kinesiska. Det är en ny teknikstandard speciellt etablerad av 3GPP i 5G R17-stadiet. 
Du kanske känner dig obekant med namnet RedCap. Faktiskt, dess tidigare namn, som vissa läsare kanske har hört talas om, är NR-ljus (NR lite).
För att gå rakt på sak, RedCap är lätt 5G.
5g redcap funktioner
Det är värt att nämna att vissa inhemska artiklar hänvisar till RedCaps fullständiga namn som Reduced Capacity. Detta är uppenbarligen fel, Kapacitet betyder kapacitet, och Förmåga är förmåga.
Varför RedCap
5G mår bra, varför göra en lätt version? Skälen är följande:
Som vi alla vet, 5G är uppdelad i tre stora tillämpningsscenarier, nämligen eMBB (utökat mobilt bredband), uRLLC (låg latens och hög tillförlitlighet kommunikation), och mMTC (massiv Internet of Things-kommunikation).
5G "Ungdomsupplagan" Vetenskapens popularisering: Vad är RedCap?
eMBB är en uppgradering av MBB (Mobilt bredband) i 4G-eran, med fokus på indikatorer som nätverkshastighet, bandbreddskapacitet, och spektrumeffektivitet. Den 5G-mobilkommunikation vi använder för närvarande tillhör eMBB-scenariot.
För uRLLC och mMTC, den förra fokuserar på tillförlitlighet och latens, medan den senare fokuserar på antalet anslutningar och energiförbrukning. Båda betjänar huvudsakligen branschens Internet, inklusive vertikala industriområden som industriell tillverkning och Internet of Vehicles.
Med den kontinuerliga kommersialiseringen av 5G, människor har funnit att ovanstående tre tillämpningsscenarier fortfarande inte helt kan uppfylla behoven, och det har funnits "blinda fläckar" som inte har täckts.
Det borde alla ha märkt i det här skedet, tillämpningen av 5G i olika branscher har gått in i klättringsperioden. Det verkar vara i full gång, men i själva verket finns det mycket motstånd.
Bland dem, ett av de största hindren är den höga kostnaden för 5G-terminalchips och -moduler.
Utformningen av 5G-terminalchips och -moduler är extremt komplex, tröskeln för forskning och utveckling är extremt hög, och investeringskostnaden är enorm. Deras priser har också varit höga.
5g redcap chipset - 5g redcap användningsfall - 5G FÖRKLADE
Om priset inte kan komma ner, användare kommer definitivt inte att vilja köpa den. Om saker och ting fortsätter så här, hur kan 5G utvecklas?
Dessutom, människor har också funnit att de flesta industriapplikationsscenarier inte har höga krav på indikatorer som hastighet. De befintliga funktionerna för 5G har överträffat scenariernas behov.
Därför, branschen frågade om det är möjligt att göra om balansen mellan kostnad och prestanda, på lämpligt sätt offra vissa indikatorer, sänka vissa krav, och sedan minska lite kostnad?
På det här sättet, Röd keps (NR-ljus) föddes.
Låter det jag sa ovan bekant för dig?
Det är rätt, Jag använde samma beskrivning när jag populariserade NB-IoT/eMTC. dock, i dag, 4G har blivit 5G, och RedCap är lite som NB-IoT/eMTC till 4G för 5G.
Med andra ord, OBS-IoT/eMTC är en kastrerad version av 4G, och RedCap är en kastrerad version av 5G.
När det gäller tekniska egenskaper, RedCap är mellan eMBB (Ultra bredband) och LPWA (Low Power Wide Area Network, OBS-IoT, etc.).
RedCap är främst inriktat på applikationen mellan eMBB och LPWA utifrån krav som bandbredd, Energiförbrukning, och kostnad. Dess bandbredd och kommunikationsbithastighet är lägre än eMBB, men mycket högre än LPWA. Dess strömförbrukning och kostnad är högre än LPWA, men mycket lägre än eMBB.
▲ Förmågan hos RedCap är mycket "balanserad" (den gula linjen är RedCap)
Faktiskt, att döma av den nuvarande praktiska tillämpningen, RedCap är inte en särskilt brådskande teknik.
Jag har berättat för dig tidigare att Internet of Things är uppdelat i höghastighet, medelhastighet och låg hastighet. RedCap motsvarar faktiskt mer medel- eller medelhastighet. För närvarande, LTE Cat.1 och Cat.4 har redan täckt denna del av efterfrågan.
▲ "631" strukturera
Experterna föreslog RedCap med långsiktiga planer. För att gå rakt på sak, RedCap är mer för att förbereda för tillbakadragandet av 4G LTE i framtiden.
När 4G LTE drar sig ur nätet, OBS-IoT, eMTC, Katt.1, och Cat.4 kommer inte längre att existera. Just nu, RedCap kommer att spela en substitut.
Hur uppnår RedCap låg kostnad?
Kommer till den viktigaste delen av denna artikel, exakt hur kastrerades och reducerades RedCap.
Tabellen nedan visar de viktigaste skillnaderna mellan 5G RedCap-enheter och 5G äldre enheter.
▲ Originalbilden är från Ericsson (översatt av Fresh Jujube Classroom)
Först, RedCap har en mindre spektral bandbredd. I sub-6GHz frekvensbandet, RedCap har en bandbredd på 20MHz, vilket är mindre än 100MHz för traditionell 5G.
Andra, RedCap minskar antalet sändnings- och mottagningsantenner och minskar antalet MIMO-lager. För sub-6GHz frekvensbandet, RedCap-terminalens mottagande kedja kan reduceras till 1 eller 2, och motsvarande nedlänks-MIMO kan reduceras till 1-lagers eller 2-lagers mottagning. På det här sättet, kapacitetskraven för radiofrekvenssändtagaren och basbandsbehandlingsmodulen för terminalen reduceras.
Tredje, RedCap använder den enklare moduleringsmetoden 64QAM, vilket också innebär att kraven på radiofrekvens och basband minskar kraftigt.
Fjärde, RedCap använder halvduplex FDD (HD-FDD), som kan sända och ta emot vid olika frekvenser vid olika tidpunkter utan behov av en duplexer. Det sparar inte bara kostnader, men får också bättre integrationsförmåga (duplexer är i allmänhet relativt stora), minskar ockupationen av utrustningsutrymme, och bidrar till miniatyrisering av utrustning.
Femte, RedCap introducerar några sätt att spara energi, såsom förbättrad diskontinuerlig mottagning (eDRX), använder ett längre viloläge, vilket gör att terminalen kan minska strömförbrukningen och få längre batteritid.
3GPP 5G release 17 RedCap enhetstestning
Baserat på ovanstående ändringar, det förutspås att jämfört med 5G offentliga nätverk terminaler, RedCap kommer att minska kostnaden med ca 70% på basbands- och radiofrekvenssidan. Det sägs till och med att den totala kostnaden för RedCap kan minskas med 2-5 gånger, eller ens 7-8 gånger.
Säg bra, säga dåligt. Vad förlorade RedCap?
Det första är hastighet. Med minskningen av terminalbandbredden, förenklingen av MIMO-mottagning, och minskningen av den högsta moduleringsordningen, topphastigheten för RedCap kommer också att sjunka avsevärt.
Enligt UE-topphastighetsberäkningsmetoden som ges i 3GPP TS36.306, den teoretiska topphastigheten för RedCap är cirka 80~90Mbps.
När det gäller täckning, på grund av krympningen av antenndesignen och storleksbegränsningen för bärbara terminaler, täckningen har krympt något.
När det gäller överföringsfördröjning, HD-FDD kan inte skicka och ta emot samtidigt, och överföringsfördröjningen ökar. dock, för applikationsscenarierna för RedCap, dessa problem har liten inverkan.
Det är värt att nämna det, med hänsyn till tillämpningsscenarier och kostnader, 3GPP föreslår att RedCap endast kan arbeta i ett frekvensband åt gången, och behöver inte stödja operatörsaggregation eller dubbla anslutningar. (Självklart, de tidiga RedCap-terminalerna måste vara dual-mode, trots allt, 5G-täckning är inte perfekt.)
Glömde nästan att nämna priset. Enligt prognoser, priset på RedCaps moduler kommer att styras mellan 100-200 Yuan (RMB), vilket är mycket lägre än de nuvarande 5G-modulerna som kostar flera hundra yuan, men högre än NB-IoT-modulerna som kostar tiotals yuan.
Typiska affärsscenarier för RedCap
För närvarande, enligt standarddefinitionen av 3GPP R17, RedCap stöder tre stora affärsscenarier: bärbara enheter, industriella sensorer och videoövervakning.
De specifika kraven för nätverket i dessa tre scenarier visas i följande tabell:
▲ Originalbilden är från Ericsson (översatt av Fresh Jujube Classroom)
Bärbara enheter, som smarta klockor.
5G redcap
För närvarande, vanliga smarta klockor på marknaden stöder endast 4G, inte 5G. Eftersom kostnaden för 5G-chips är för hög, värmen är stor, och den höga hastigheten på eMBB är lite överflödig för klockans skärmstorlek.
Användningen av RedCap kan till fullo tillgodose behoven för videosamtal för smarta klockor. Inte bara är nedlänkens bandbredd tillräcklig, men upplänkens bandbredd är också mycket högre än LTE Cat.1.
Dessutom, RedCap kan också möta behoven hos smarta klockor vad gäller storlek och strömförbrukning.
När kommer RedCap att vara kommersiellt tillgänglig?
I juni 2019, vid 3GPP RAN #84 möte, RedCap presenterades för alla för första gången som ett R17-studieobjekt (forskningsrojekt).
I mars 2021, 3GPP godkände officiellt NR RedCap UE-standardiseringen (Arbets objekt) projektgodkännande. Enligt planen, när 3GPP R17 är fryst, standardiseringen av RedCap kommer att slutföras.
För närvarande, på grund av den nya kronepidemin, 3GPP har successivt skjutit upp R17-schemat med 9 månader. Enligt de senaste framstegen, 3GPP R17 kommer att frysas i juni 2022. Med andra ord, standardiseringen av RedCap kommer att slutföras i juni nästa år.
▲ 3GPP R17 tidtabell
Enligt erfarenhet, efter standardisering, det tar åtminstone 1-2 år för att förverkliga den initiala industrialiseringen. Därför, det förväntas att i mitten av 2023 (eller tidigt 2024), vi kommer att se tidiga kommersiella produkter från RedCap.
För närvarande, chipföretag i Kina, inklusive Ziguang Zhanrui, planerar för RedCap, och man tror att kommersiella marker kommer att lanseras så snart som möjligt. Med chips, det kommer att finnas moduler och produkter.
