RedCap：助力5G应用“轻装上阵”

RedCap，“小”5G有哪些“大”能耐？

作为“轻量级”5G 技术，RedCap自诞生以来备受产业关注。

日前，上海联通携手华为、百度Apollo完成了全球首个运营商的5G物联RedCap连片部署实验局验证。不仅有效验证了RedCap在车载端的终端能力，进一步扩充了RedCap的场景落地，也为加快RedCap生态成熟和商用部署奠定坚实基础。

那么，究竟什么是5G RedCap?对5G发展又有哪些影响与推动?

“轻量级”5G 技术

2021年3月，3GPP正式通过了NR RedCap UE标准化(即Work Item)项目的立项，针对速率、时延要求不高的5G应用场景，3GPP推出这一标准协议，旨在全面提升5G网络质量和覆盖率。

RedCap(Reduced Capability)中文直译“降低能力”，即轻量级的5G终端，从技术和应用特性上看，RedCap主要针对在带宽、功耗、成本等需求在eMBB和LPWA之间的应用。它的带宽和通信码率低于eMBB，却又远高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，却又远低于eMBB。

而为了缩减NR终端的成本，RedCap支持FR1 20MHz、FR2 100MHz的带宽，接收天线数目减少低至1或2根，调制阶数也由原来的FR1 256QAM必选降为FR1 64QAM。同时，为了克服低天线数目带来的覆盖问题，RedCap终端也支持R17覆盖增强技术。通过引进separated initial BWP, 可有效实现RedCap终端和non-RedCap终端的友好共存。

今年6月，3GPP宣布5G R17版本标准冻结，标志着5G第二个演进版本标准正式完成。也意味着RedCap R17标准化完成。

随着3GPP R17 RedCap标准的冻结，业界对RedCap的关注度也与日俱增。如何将RedCap技术引入服务于千行百业，则需要明确 RedCap在5G承载体系中的能力定位并探究当前 5G 行业发展的痛点需求，从而结合RedCap特性优势，加速RedCap产业成熟及技术落地，最终赋能千行百业“数智化”转型。

场景下的强需求

国际电信联盟(ITU)将5G的三大应用场景分为增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)，其目标分别为提升网络峰值速率、提高通信可靠性及响应速度、实现万物互联。

其中，eMBB旨在满足人们对多媒体业务、服务、数据的获取及交互需求，应用场景包括手机、4K 高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、远程教育等;uRLLC对系统的吞吐量、时延、可靠性有极高的要求，典型实例包括工业生产过程的无线控制、远程医疗手术、自动车辆驾驶、运输安全保障等;mMTC则是大规模物联网部署与应用，这类设备需要传输的数据量较小、时延敏感性较弱，同时还要兼顾低成本、低功耗的要求，主要用例部署于智慧城市、智能家居等。

然而，面对5G落地应用，虽对eMBB、uRLLC和mMTC都有完善的标准，但对处于三者“中间地带”的需求却仍是一片空白，这就使得5G的网络能力并不能全面覆盖所有无线场景。

智联安科技市场销售高级副总裁王志军表示，RedCap的出现正好补齐了此前缺失的“中间地带”，为众多场景应用铺平了道路，如工业传感器，虽然承载的数据量很小，但对时延的要求很高;监控摄像头，虽然数量很多，但还远远达不到eMBB的级别。

对此，IMT 2020(5G)推进组对RedCap寄予厚望，全力推动产业成熟，计划2022年完成应用场景与关键技术研究、关键技术测试规范制定、开展关键技术测试;2023年面向商用需求，制定终端、系统设备规范及测试规范，开展端到端测试和互操作测试。

聚焦中国，5G商用三年以来，各行各业的5G应用规模不断扩大，广泛分布于2B类行业应用和 2C 类个人消费领域，其中行业应用主要包括工业互联网、车联网、视频监控、电力、物流、港口、农业、医疗等众多领域。

同时，工信部等十部门印发的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》明确指出，加快弥补产业短板弱项，加快轻量化5G芯片模组的研发及产业化，进一步提升终端模组性价比;实现5G物联网终端用户数年均增长率超200%。

华为相关负责人指出，目前RedCap已获得了多方的关注和大力投入，共同推进快速的商用成熟，包括电力、智慧城市、安防和工业制造等行业推动RedCap在具体应用场景、技术和产品解决方案的定义和适配。

记者了解到，近期，业界针对RedCap的商用化和增强标准演进迎来了一些显著进展。

其中，上海联通携手华为、百度Apollo完成全球首个运营商的5G物联RedCap(Reduced Capability)连片部署实验局验证，本次测试基于联通5G商用频谱NR2.1Ghz和上海联通创新型双拼8TR基站，实测结果满足RedCap在车联网等场景下的上行大带宽需求。相较于传统5G终端，RedCap终端复杂度可降低约60%，具备大容量优势且能基于5G现网平滑升级引入，同时继承5G NR的低时延、高可靠、低功耗、强覆盖、数据不出厂等诸多优秀特性，可面向不同应用场景按需引入。

今年9月23日，中国信息通信研究院MTNet实验室、IMT-2020(5G)推进组完成全球首个5G R17 RedCap基站与芯片关键技术测试。测试包括RedCap UE基本驻留与接入、切换、RedCap UE与普通5G UE共用初始BWP、RedCap UE独立上行/下行初始BWP、上下行速率等测试内容;翌日，山东联通在济南莱芜完成全国首个RedCap终端接入5G网络的内场关键技术测试。

可见，RedCap拥有丰富的应用场景和巨大的市场发展空间，也将成为5G物联网的一种核心技术能力，那么，从技术到落地，RedCap还存在哪些挑战?

面向R18：共建高质量场景应用

宏观来看，相比R16主要面向低时延、高可靠的多业务场景，支持工业IoT、时延敏感通信等新业务，提高业务差异化QoS保障能力。RedCap是R17中一个极简版本，聚合行业的定制化、精简化设计，能够实现性能、复杂度和成本之间的平衡，可以满足差异化物联网场景需求。根据各大市场咨询机构的预测数据，到2025年，国内可穿戴、视频监控及电力行业终端规模均可达千万量级。

作为物联网关键一环，5G终端芯片和模组，因其设计复杂、研发门槛高、投入成本巨大事关物联网落地的核心。目前，以移远通信、广和通、芯讯通为代表的物联网模组商也纷纷投身于精简化、定制化的5G模组，以及推动模组软硬件符合RedCap演进，朝着更低功耗、更低成本，操作系统更趋向灵活定制等方向深耕，为推动5G连接规模化奠定基础。

可见，随着5G R17标准版本的冻结，供应链已经做好准备。然而在业界专家看来，根据经验，RedCap标准化之后，至少要1-2年的时间，才能实现初步的产业化，所以说，预计到2023年的年中或2024年年初，将有一批RedCap的早期商用化产品。

“未来十年，以5G为核心的三类技术支撑千亿联接。”在业界专家看来，RedCap、NB-IoT、无源物联这三类技术将依托无线产业的规模效应实现商业成功，RedCap中高速物联当前已经具备商用能力，相比eMBB终端模组，具备低功耗低成本的特性，更易形成规模应用。

值得一提的是，3GPP已经明确在 R18中会针对RedCap进一步演进，目标对标 Cat 1/1bis，进一步降低终端复杂度，实现RedCap终端复杂度极致化。标准预计 2024年Q1结项，最早2025年商用。

独行快，众行远。无疑，面向R18愿景，产业链仍需携手标准制定、技术攻关以及产业推动全方位加速 RedCap 技术成熟。其中，标准制定方面，将着力推进3GPP R18更低成本RedCap标准制定，加快CCSA RedCap行标制定;技术攻关方面，将着力加快网络、终端及业务关键技术研究，同时加强RedCap增强特性的研究;产业推进方面，将着力加速端到端产品研发和测试验证，同时加强产业应用生态构建。

采写：党博文

编辑：博文

指导：新文

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