隨著3GPP R17版本的凍結(jié)，一個新的名詞逐漸開始熱門起來，那就是RedCap。

究竟什么是RedCap？為什么要引入它？它和現(xiàn)在的5G有什么區(qū)別？

█ 什么是RedCap

RedCap，全名是Reduced Capability，中文意思是“降低能力”。它是3GPP在5G R17階段，專門立項研究的一種新技術(shù)標準。

對于RedCap這個名字，大家可能覺得比較陌生。其實，它此前的名字，可能有讀者聽說過，就是NR light（NR lite）。

說白了，RedCap就是輕量級的5G。

值得一提的是，國內(nèi)有些文章將RedCap全名說成是Reduced Capacity。這顯然是不對的，Capacity的意思是容量，Capability是能力。

█ 為什么會有RedCap

5G搞得好好的，為什么要搞一個輕量級的版本呢？原因如下：

眾所周知，5G分為三大應(yīng)用場景，分別是eMBB（增強型移動寬帶）、uRLLC（低時延高可靠通信）、mMTC（海量物聯(lián)網(wǎng)通信）。

eMBB是4G時代MBB（移動寬帶）的升級，主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)速率、帶寬容量、頻譜效率等指標。目前我們使用的5G手機通信，就屬于eMBB場景。

而uRLLC和mMTC，前者側(cè)重可靠性和時延，后者側(cè)重連接數(shù)和能耗。兩者都是主要服務(wù)于行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，包括工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)、遠程抄表等垂直行業(yè)領(lǐng)域。

我以前和大家說過，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景是極其復雜、多樣的。不同的場景，對網(wǎng)絡(luò)的指標要求并不一樣。

以速率為例，VR/AR、高清轉(zhuǎn)播需要高速連接，但是，遠程抄表（水表、電表），還有共享單車同步數(shù)據(jù)，只需要低速就可以了。相比速率，很多應(yīng)用場景更關(guān)心功耗和成本。

物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過這么多年發(fā)展，已經(jīng)形成了高速、中速和低速三個類別：

“631”結(jié)構(gòu)

如果算上現(xiàn)在越來越火的無源物聯(lián)網(wǎng)（超低速率），那就是四個類別：

僅靠5G，是滿足不了全部需求的。所以，現(xiàn)階段，是5G、4G一起在扛。甚至2G、3G也在幫忙。

隨著2G、3G的退網(wǎng)，絕大部分的2G、3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將會遷移到LTE Cat.1、LTE Cat.4和NB-IoT。也就是4G、5G打天下。

那么問題來了，將來4G要退網(wǎng)，怎么辦？或者，新運營商成立，難道除了5G之外，還要再建一個4G網(wǎng)絡(luò)嗎？

所以，5G必須考慮長遠，建立一個輕量化的版本，用于覆蓋住目前LTE Cat.1以及Cat.4的需求，也就是中速及中高速需求。

于是，就有了RedCap。

換言之，NB-IoT/eMTC是閹割版的4G。而RedCap，是閹割版的5G。

從技術(shù)特性上來說，RedCap介于eMBB（超寬帶）和LPWA（低功耗廣域網(wǎng)，NB-IoT等）之間。

RedCap主要針對的是帶寬、功耗、成本等需求都基于eMBB和LPWA之間的應(yīng)用。

它的帶寬速率低于eMBB，但是遠高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，但是卻又遠低于eMBB。

RedCap的能力，非常“均衡”（黃色線是RedCap）

RedCap誕生的另一個驅(qū)動力，是5G終端芯片和模組的成本問題。

完整版的5G終端芯片和模組，設(shè)計極為復雜，研發(fā)門檻極高，投入成本巨大。它們的價格，也一直居高不下（500-1000元）。

高昂的價格，影響了5G在垂直行業(yè)的落地，用戶不愿意花這么多錢。

所以，搞一個輕量化的5G，也是為了在一些對速率、時延要求不那么高的場景，降低5G部署和使用的成本，更好地服務(wù)用戶，加速5G落地。

█ RedCap是如何實現(xiàn)低成本的？

來到本文的關(guān)鍵部分，RedCap究竟是如何被閹割Reduced的。

下面這個表格，顯示了5G RedCap設(shè)備和5G傳統(tǒng)設(shè)備之間的主要區(qū)別。

原圖來自愛立信（鮮棗課堂翻譯）

首先，RedCap的頻譜帶寬更小。在Sub-6GHz頻段，RedCap的帶寬為20MHz，小于傳統(tǒng)5G的100MHz。

其次，RedCap減少了收發(fā)天線數(shù)量，并降低了MIMO層數(shù)。對于Sub-6GHz頻段，RedCap終端的接收鏈路可減少為1個或2個，相應(yīng)下行MIMO降低為1層或2層接收。這樣一來，就降低了對終端射頻收發(fā)信機和基帶處理模塊的能力要求。

第三，RedCap采用了64QAM這種更簡單的調(diào)制方式，同樣意味著對射頻和基帶的要求大幅降低。

第四，RedCap采用半雙工FDD（HD-FDD），可以在不同時刻在不同頻率上進行收發(fā)，不需要雙工器。不僅節(jié)約了成本，還獲得了更好的集成能力（雙工器一般都比較大），減小了對設(shè)備空間的占用，有利于設(shè)備的小型化。

第五，RedCap引入了一些節(jié)省功耗的手段，例如增強的非連續(xù)接收特性（eDRX），采用更長的休眠模式，讓終端減小功耗，獲得更高的續(xù)航能力。

基于上述改動，根據(jù)預(yù)測，RedCap相比于5G公網(wǎng)終端，復雜度下降了60%，在基帶和射頻側(cè)大約有70%左右的成本降低。更有說法稱，RedCap的整體成本可以減小2-5倍，甚至7-8倍。

雖然RedCap被嚴重閹割，但基本性能還是保留的。它可以基于5G現(xiàn)網(wǎng)平滑升級引入，不需要對現(xiàn)網(wǎng)進行大的改造。

說完好的，再說不好的。RedCap失去了什么呢？

首先是速率。隨著終端帶寬的下降，MIMO接收的簡化，以及最高調(diào)制階數(shù)的下降，RedCap的峰值速率也將大幅下降。

具體的速率值，根據(jù)天線數(shù)量和幀結(jié)構(gòu)有所不同，可以參看下面的表格：

RedCap 上下行峰值速率參考

（來自5G RedCap 技術(shù)白皮書）

覆蓋能力方面，因為天線設(shè)計的縮水，加上可穿戴終端的尺寸限制，覆蓋能力略有縮水。

傳輸時延方面，HD-FDD不能同時發(fā)送和接受，傳輸時延會有所增加。不過，對于RedCap的應(yīng)用場景來說，這些問題都沒有太大影響。

值得一提的是，考慮到應(yīng)用場景和成本，3GPP提出RedCap一次只能在一個頻帶內(nèi)工作，不需要支持載波聚合或者雙連接。（當然了，早期的RedCap終端，肯定是雙模的，畢竟5G的覆蓋并不完美。）

差點忘記說價格。根據(jù)預(yù)測，RedCap的模組價格將會控制在100-200元（人民幣）之間，遠低于目前大幾百元的5G模組，但是會比幾十元的NB-IoT模組高。

█ RedCap的典型業(yè)務(wù)場景

目前，根據(jù)3GPP R17的標準定義，RedCap支持三大業(yè)務(wù)場景，分別是：可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控。

這三種場景對網(wǎng)絡(luò)的具體需求，如下表所示：

原圖來自愛立信（鮮棗課堂翻譯）

可穿戴設(shè)備，以智能手表為例。

目前，市面上主流的智能手表都只支持4G，不支持5G。因為5G芯片成本太高，發(fā)熱量大，而且eMBB的高速率，對于手表的屏幕尺寸來說，有點多余。

采用RedCap，完全可以滿足智能手表的視頻通話需求，不僅下行帶寬足夠，上行帶寬也遠遠高于LTE Cat.1。

此外，RedCap在尺寸和功耗方面，也能夠滿足智能手表的需求。

再看看工業(yè)傳感器。

工業(yè)無線傳感器大家可能比較陌生。這個東西的類別很多，包括壓力傳感器、濕度傳感器、運動傳感器、溫度計、加速度計、驅(qū)動器，等等。

這些傳感器在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，數(shù)量巨大。它對可靠性要求略高，大概是99.99%。但是，對時延要求不算高，100ms以內(nèi)就行。速率的話，一般都不超過2Mbps。

毫無疑問，RedCap是可以滿足的。

最后是視頻監(jiān)控。

視頻監(jiān)控是目前廣泛存在的一種物聯(lián)網(wǎng)需求，我們身邊到處都是。

很多人認為，視頻監(jiān)控要用5G。其實，視頻監(jiān)控也分為多種類別。有的是4K/8K超高清，高端型監(jiān)控（7.5-25 Mbps）。也有的是高清或標清，屬于經(jīng)濟型監(jiān)控（2-4 Mbps）。

在實際應(yīng)用中，經(jīng)濟型視頻監(jiān)控的占比反而更大一些，這些都不需要5G，用LTE Cat.1/Cat.4，還有我們的RedCap，就足夠了。

除了上述三大場景之外，RedCap可以應(yīng)用的地方還有很多，例如智能物流、智能電力、智能巡檢、智能制造等。

根據(jù)各大市場咨詢機構(gòu)的預(yù)測數(shù)據(jù)，到2025年，國內(nèi)可穿戴、視頻監(jiān)控及電力行業(yè)終端規(guī)模均可達千萬量級。對于RedCap來說，市場前景廣闊。

█ RedCap什么時候可以商用？

2019年6月，在3GPP RAN #84會議上，RedCap被首次作為一個R17 Study Item（研究項目）出現(xiàn)在大家面前。

2021年3月，3GPP正式通過了NR RedCap UE 標準化（即Work Item）項目的立項。

如今，2022年6月9日，3GPP R17凍結(jié)，也就意味著RedCap R17標準化完成。

根據(jù)經(jīng)驗，標準化之后，至少要1-2年的時間，才能實現(xiàn)初步的產(chǎn)業(yè)化。所以說，預(yù)計到2023年的年中（或者2024年年初），我們將看到RedCap的早期商用化產(chǎn)品。

注意啊，RedCap的標準化并沒有徹底結(jié)束。2021年12月，3GPP R18 RedCap的標準化，已經(jīng)啟動了。

3GPP RedCap 標準化工作進程

（來自5G RedCap 技術(shù)白皮書）

R18 RedCap的目標，是對標Cat.1/1bis，進一步降低終端復雜度，實現(xiàn)RedCap終端復雜度的極致簡化。

換言之，RedCap這項技術(shù)，未來還有很長的路要走。

審核編輯 ：李倩