本文来自微信公众号 “鲜枣课堂”（微信号：xzcalsscom），作者：小枣君，泽酷网经授权发布。
随着3GPP R17版本的冻结，一个新的名词逐渐开始热门起来，那就是RedCap。
究竟什么是RedCap？为什么要引入它？它和现在的5G有什么区别？
且看小枣君的深入解析……
█ 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阶段，专门立项研究的一种新技术标准。
对于RedCap这个名字，大家可能觉得比较陌生。其实，它此前的名字，可能有读者听说过，就是NR light（NR lite）。
说白了，RedCap就是轻量级的5G。
值得一提的是，国内有些文章将RedCap全名说成是Reduced Capacity。这显然是不对的，Capacity的意思是容量，Capability是能力。
█ 为什么会有RedCap
5G搞得好好的，为什么要搞一个轻量级的版本呢？原因如下：
众所周知，5G分为三大应用场景，分别是eMBB（增强型移动宽带）、uRLLC（低时延高可靠通信）、mMTC（海量物联网通信）。
eMBB是4G时代MBB（移动宽带）的升级，主要侧重于网络速率、带宽容量、频谱效率等指标。目前我们使用的5G手机通信，就属于eMBB场景。
而uRLLC和mMTC，前者侧重可靠性和时延，后者侧重连接数和能耗。两者都是主要服务于行业互联网，包括工业制造、车联网、远程抄表等垂直行业领域。
我以前和大家说过，物联网的应用场景是极其复杂、多样的。不同的场景，对网络的指标要求并不一样。
以速率为例，VR/AR、高清转播需要高速连接，但是，远程抄表（水表、电表），还有共享单车同步数据，只需要低速就可以了。相比速率，很多应用场景更关心功耗和成本。
物联网经过这么多年发展，已经形成了高速、中速和低速三个类别：
“631”结构
如果算上现在越来越火的无源物联网（超低速率），那就是四个类别：
仅靠5G，是满足不了全部需求的。所以，现阶段，是5G、4G一起在扛。甚至2G、3G也在帮忙。
随着2G、3G的退网，绝大部分的2G、3G物联网业务将会迁移到LTE Cat.1、LTE Cat.4和NB-IoT。也就是4G、5G打天下。
那么问题来了，将来4G要退网，怎么办？或者，新运营商成立，难道除了5G之外，还要再建一个4G网络吗？
所以，5G必须考虑长远，建立一个轻量化的版本，用于覆盖住目前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。
换言之，NB-IoT/eMTC是阉割版的4G。而RedCap，是阉割版的5G。
从技术特性上来说，RedCap介于eMBB（超宽带）和LPWA（低功耗广域网，NB-IoT等）之间。
RedCap主要针对的是带宽、功耗、成本等需求都基于eMBB和LPWA之间的应用。
它的带宽速率低于eMBB，但是远高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，但是却又远低于eMBB。
RedCap的能力，非常“均衡”（黄色线是RedCap）
RedCap诞生的另一个驱动力，是5G终端芯片和模组的成本问题。
完整版的5G终端芯片和模组，设计极为复杂，研发门槛极高，投入成本巨大。它们的价格，也一直居高不下（500-1000元）。
高昂的价格，影响了5G在垂直行业的落地，用户不愿意花这么多钱。
所以，搞一个轻量化的5G，也是为了在一些对速率、时延要求不那么高的场景，降低5G部署和使用的成本，更好地服务用户，加速5G落地。
█ RedCap是如何实现低成本的？
来到本文的关键部分，RedCap究竟是如何被阉割Reduced的。
下面这个表格，显示了5G RedCap设备和5G传统设备之间的主要区别。
原图来自爱立信（鲜枣课堂翻译）
首先，RedCap的频谱带宽更小。在Sub-6GHz频段，RedCap的带宽为20MHz，小于传统5G的100MHz。
其次，RedCap减少了收发天线数量，并降低了MIMO层数。对于Sub-6GHz频段，RedCap终端的接收链路可减少为1个或2个，相应下行MIMO降低为1层或2层接收。这样一来，就降低了对终端射频收发信机和基带处理模块的能力要求。
第三，RedCap采用了64QAM这种更简单的调制方式，同样意味着对射频和基带的要求大幅降低。
第四，RedCap采用半双工FDD（HD-FDD），可以在不同时刻在不同频率上进行收发，不需要双工器。不仅节约了成本，还获得了更好的集成能力（双工器一般都比较大），减小了对设备空间的占用，有利于设备的小型化。
第五，RedCap引入了一些节省功耗的手段，例如增强的非连续接收特性（eDRX），采用更长的休眠模式，让终端减小功耗，获得更高的续航能力。
基于上述改动，根据预测，RedCap相比于5G公网终端，复杂度下降了60%，在基带和射频侧大约有70%左右的成本降低。更有说法称，RedCap的整体成本可以减小2-5倍，甚至7-8倍。
虽然RedCap被严重阉割，但基本性能还是保留的。它可以基于5G现网平滑升级引入，不需要对现网进行大的改造。
说完好的，再说不好的。RedCap失去了什么呢？
首先是速率。随着终端带宽的下降，MIMO接收的简化，以及最高调制阶数的下降，RedCap的峰值速率也将大幅下降。
具体的速率值，根据天线数量和帧结构有所不同，可以参看下面的表格：
RedCap 上下行峰值速率参考
（来自5G RedCap 技术白皮书）
覆盖能力方面，因为天线设计的缩水，加上可穿戴终端的尺寸限制，覆盖能力略有缩水。
传输时延方面，HD-FDD不能同时发送和接受，传输时延会有所增加。不过，对于RedCap的应用场景来说，这些问题都没有太大影响。
值得一提的是，考虑到应用场景和成本，3GPP提出RedCap一次只能在一个频带内工作，不需要支持载波聚合或者双连接。（当然了，早期的RedCap终端，肯定是双模的，毕竟5G的覆盖并不完美。）
差点忘记说价格。根据预测，RedCap的模组价格将会控制在100-200元（人民币）之间，远低于目前大几百元的5G模组，但是会比几十元的NB-IoT模组高。
█ RedCap的典型业务场景
目前，根据3GPP R17的标准定义，RedCap支持三大业务场景，分别是：可穿戴设备、工业传感器和视频监控。
这三种场景对网络的具体需求，如下表所示：
原图来自爱立信（鲜枣课堂翻译）
可穿戴设备，以智能手表为例。
目前，市面上主流的智能手表都只支持4G，不支持5G。因为5G芯片成本太高，发热量大，而且eMBB的高速率，对于手表的屏幕尺寸来说，有点多余。
采用RedCap，完全可以满足智能手表的视频通话需求，不仅下行带宽足够，上行带宽也远远高于LTE Cat.1。
此外，RedCap在尺寸和功耗方面，也能够满足智能手表的需求。
再看看工业传感器。
工业无线传感器大家可能比较陌生。这个东西的类别很多，包括压力传感器、湿度传感器、运动传感器、温度计、加速度计、驱动器，等等。
这些传感器在工业领域广泛应用，数量巨大。它对可靠性要求略高，大概是99.99%。但是，对时延要求不算高，100ms以内就行。速率的话，一般都不超过2Mbps。
毫无疑问，RedCap是可以满足的。
最后是视频监控。
视频监控是目前广泛存在的一种物联网需求，我们身边到处都是。
很多人认为，视频监控要用5G。其实，视频监控也分为多种类别。有的是4K/8K超高清，高端型监控（7.5-25 Mbps）。也有的是高清或标清，属于经济型监控（2-4 Mbps）。
在实际应用中，经济型视频监控的占比反而更大一些，这些都不需要5G，用LTE Cat.1/Cat.4，还有我们的RedCap，就足够了。
除了上述三大场景之外，RedCap可以应用的地方还有很多，例如智能物流、智能电力、智能巡检、智能制造等。
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。对于RedCap来说，市场前景广阔。
█ RedCap什么时候可以商用？
2019年6月，在3GPP RAN #84会议上，RedCap被首次作为一个R17 Study Item（研究项目）出现在大家面前。
2021年3月，3GPP正式通过了NR RedCap UE 标准化（即Work Item）项目的立项。
如今，2022年6月9日，3GPP R17冻结，也就意味着RedCap R17标准化完成。
根据经验，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（或者2024年年初），我们将看到RedCap的早期商用化产品。
注意啊，RedCap的标准化并没有彻底结束。2021年12月，3GPP R18 RedCap的标准化，已经启动了。
3GPP RedCap 标准化工作进程
（来自5G RedCap 技术白皮书）
R18 RedCap的目标，是对标Cat.1/1bis，进一步降低终端复杂度，实现RedCap终端复杂度的极致简化。
换言之，RedCap这项技术，未来还有很长的路要走。
好了，以上就是关于RedCap的全部内容。感谢大家的耐心观看，我们下期再见！
—— The End ——
参考文献：
1、
2、《5G R17带来的芯片机会》，李飞，半导体行业观察
3、《RedCap，来了！》，5GSA
4、《5G RedCap UE关键技术与标准化进展》，徐霞艳，移动通信；
5、3GPP Enhancements Planned for 5G Release 17 Include RedCap, Coverage Improvements, Satellite Standards, and More， sierrawireless.com
6、
7、3GPP.org
8、5G RedCap 技术白皮书，中国移动
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