RedCap关键技术研究

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。

RedCap 的理念是使用户设备既能从 5G NR 大规模部署中受益，又不必支持所有的 5G NR 功能，在功能与成本和功耗之间实现良好平衡。其典型应用场景分别为：工业无线传感器、视频监控、可穿戴设备。

RedCap关键技术研究

RedCap 作为 5G 轻量级终端，其独特性在于以下几个方面：

相较于传统 5G 终端，RedCap 终端剪裁后终端复杂度可降低约 60%，大大降低了终端复杂度；

RedCap 的各项能力特性确保了其可基于 5G 现网平滑升级引入；

最为关键的是 RedCap 延续了 5G NR 的各类优秀特性，如低时延、高可靠性、业务保障低功耗、强覆盖等诸多优势，可针对不同应用场景按需引入，有效满足业务需求。

终端复杂度降低

RedCap 的终端复杂度的降低，可从缩减 UE 带宽、减少收发天线数量、降低调制阶数、调整双工模式等方面有效降低终端复杂度。相较于传统 5G 终端，按照上述技术手段对终端进行剪裁，整体带来 RedCap 终端复杂度降低可达到 60%左右，具体如下：

最大带宽：

在 FR1 频段上，基于 NR UE 的 100MHz 带宽，将 RedCap UE 支持的最大带宽缩减为 20MHz，适用于业务需求相对低的 5G 终端通信使用；

天线能力：

在传统 NR UE 支持 2T4R 天线的基础上，将 RedCap UE 的天线数量降低至 1T1R 或 1T2R；

最大调制阶数：

在 NR 终端支持 256QAM 的基础上，调整对 RedCap 终端调制阶数的要求，上下行最大调制阶数最低可支持 64QAM；

双工模式：

支持 FD-FDD 和 TDD，并且在 NR 双工通信的基础上针对 RedCap UE 引入了半双工模式；

PDCP SN 及 RLC-AM SN 长度：

为了降低 RedCap UE 缓存的要求，将传统的 18 比特调整为 12 比特。

能力特性研究

基本能力特性

对于网络来说，引入 RedCap 设备的主要影响是在随机接入信道（RACH）过程中和设备保持连接期间，网络需要适应其特定功能。如表所示，汇总了处理这些过程所需要的新信息元素（IE）。

（一）驻留与接入控制特性

RedCap UE 可驻留于支持 RedCap UE 的小区，且网络可以针对不同类型的 RedCap UE，如 1Rx/2Rx 终端进行限制。面向 RedCap 终端的接入控制特性 具体特性包括：系统信息中通过包含 IFRI（IntraFreqReselectionRedCap：allowed, notAllowed）来指示是否允许 RedCap UE 小区选择（重选）到同频小区，同时具备面向 1Rx/2Rx 的 RedCap UE 的接入允许/拒绝设置；在Msg3/MsgA中加入LCID标识，用于指示和识别RedCap设备。

（二）移动性特性

针对可穿戴等有移动性需求的业务应用，RedCap 对于移动性的支持必不可少，包含小区选择、重选及切换，同样归属于 RedCap 基础特性。

高效接入特性

（一）终端识别特性

终端识别特性有助于使 5G 网络在不同阶段都能快速识别出 RedCap 终端类型，从而及时采取相应策略，允许/拒绝5G RedCap 终端。

（二）初始 BWP 配置

BWP 作为 5G 网络中的一个独特特性，在初始 BWP 配置上网络在 RedCap 终端高效接入以及与传统 5G 终端兼容共存方面均提供了强大支持。与传统 5G 终端兼容共存方面，当系统从终端节能考虑为传统 5G 终端配置初始 BWP 不超过 20MHz 时，从兼容共存和资源共用考虑，系统可将传统 5G 终端初始 BWP 配置提供给 RedCap 终端，RedCap 终端和传统 5G 终端共享初始 BWP。

（三）专用 BWP 配置

BWP 作为 5G 网络中的一个独特特性，在专用 BWP 配置上网络着重在 RedCap 终端高效接入上提供了强大支持。网络会为进入 RRC 连接态的 RedCap 终端配置独立上行或下行专用 BWP，同时在下行专用 BWP 不包含 CD-SSB 时，可为专用 BWP 配置 NCD-SSB，能够保证 RedCap 终端在当前 BWP 下基于 Msg1 识别 Msg3 识别 终端能力上报识别，NCD-SSB 进行 RLM、BFD 等测量。

功耗优化特性

针对可穿戴设备等终端功耗敏感的特点，RedCap 围绕降低功耗进行设计，主要包含 RRM 测量放松机制及扩展非连续接收（eDRX）功耗优化特性。

1）RRM 测量放松：

网络通过系统消息通知终端 RRM 测量放松的触发条件，使偏静止且处于小区中心区域的终端在满足触发条件时，可放松对于邻区的 RRM 的测量，以达到节省终端功耗的目的。

2）eDRX：

为了进一步减少终端功耗，RedCap 引入了 eDRX 节电特性，即延长终端监听寻呼的周期，不监听寻呼时终端进入休眠状态。针对 RRC_IDLE 状态下 RedCap 终端，eDRX 周期最大扩展至 10485.76 秒， RRC_INACTIVE 状态下 RedCap 终端，eDRX 周期最大扩展至 10.24 秒，采用更长的 eDRX 周期可增加终端睡眠时长，降低终端待机电流。

RedCap Rel-18 技术演进

RedCap 技术天然继承了 5G NR 在带宽、时延、可靠性、切片等方面的各类优秀特性，因此其具备广阔的目标场景。因此 RedCap 可按需与 5G NR 其它技术结合，通过支持 URLLC、切片、UPF 下沉、终端节能、覆盖增强等技术，可实现对垂直行业的强大赋能。

3GPP已经明确在 Rel-18中会针对 RedCap进一步演进，进一步降低终端复杂度，实现 RedCap 终端复杂度极致化。RedCap Rel-18 研究目标包括：降低 UE 复杂度与成本、挖掘新的应用场景，其中降低 UE 复杂度和成本包括，涵盖 UE 带宽缩减至 5MHz（FR1）、降低峰值数据速率等。

是德科技RedCap测试方案

是德科技基于5G网络仿真解决方案平台推出了E7515R 解决方案。E7515R是一款精简的网络仿真器，可专门用于对包括RedCap技术在内的所有蜂窝物联网（CIoT）技术执行协议、射频（RF）和功能测试。E7515R解决方案的推出扩充了是德科技5G网络仿真解决方案的产品阵容。作为功能强大的产品组合之一，可支持从早期设计到验收及部署的整个移动设备验证工作流程。

E7515R解决方案具有以下优势

专为RedCap和CIoT而设计：

E7515R支持5G R17 RedCap新技术标准以及现有的CIoT技术，如窄带物联网（NB-IoT）、LTE Category M、和LTE Cat-1bis等。

集成平台：

E7515R是一款完整的解决方案，支持在外形紧凑的单个仪器中执行射频（RF）、协议、功能和性能测试。

基于是德科技成熟的技术打造而成：

E7515R采用了是德科技领先的5G网络仿真解决方案平台，沿用了相同的硬件架构和经过验证的软件解决方案，能够为用户提供与原有系统一致的工作界面，缩短用户的学习曲线。

端到端的解决方案：

E7515R能够为RedCap和CIoT设备的整个开发流程提供支持，范围涵盖从早期设计和开发，到设备验收和认证测试，再到部署的不同阶段。

审核编辑：刘清