宋丹-RedCap标准进展及应用展望-CCSA TC10研讨会-无线与终端技术研究所

R17RedCap技术，助力5G终端更轻、更简、更优化 国际电信联盟（ITU）定义了5G的三大需求，分别是eMBB（增强型移动宽带）、uRLLC（低时延高可靠通信）和mMTC（海量物联网机器类通信）三大应用场景 n2018年，R15提供了大幅超越4G体验的5GeMBB能力。n2020年，R16提供了完整的URLLC能力，使能低时延、高可靠、TSN时间同步网络，为智能制造工厂类业务提供了基于蜂窝技术前所未有的体验。n2022年，R17完成，为业界带来了基于NR新空口的5G物联网技术RedCap，定义了面向物联网的第一款5G NR终端类型。üRedCap定位：相比eMBB、URLLC更轻量级、更低复杂度、更低成本üRedCap意义：大幅降低5G终端模组成本，扩展5G生态系统，推动5G在更多行业的落地和增长。 RedCap标准化，指导5G行业发展 R17RedCap典型应用场景 RedCap是3GPP R17面向低复杂度5G终端类型的标准，旨在打造轻量级终端，满足中速物联网需求。针对无线传感器、视频监控、可穿戴等业务应用，利用RedCap，可同时满足业务性能和低成本需求 参考比特速率<2Mbps，可靠性为99.99%，端到端时延<100ms。对于安全类型的传感器，时延需求更低，为5-10ms，电源可持续数年 工业无线传感器 经济型视频，参考比特速率为2-4Mbps,可靠性为99%-99.9%，时延<500ms。高端视频，例如用于农业，需要7.5-25Mbps。视频监控的业务模型主要为上行传输 视频监控 例如：智能手表、可穿戴医疗设备、AR/VR护目镜等。 参考比特速率为下行5-50Mbps和上行2-5Mbps，峰值速率下行达到150Mbps，上行达到50Mbp。电源应能持续1-2周 R17RedCap研究内容（1/2） Specify support for the following UE complexity reduction features [RAN1, RAN2, RAN4]: oReduced maximum UE bandwidth: Maximum bandwidth of anFR1RedCapUEduring and after initial access is20MHz.Maximum bandwidth of anFR2RedCapUEduring and after initial access is100MHz.oReduced minimum number of Rx branches: For frequency bands where a legacy NR UE is required to be equipped with a minimum of 2 Rx antenna ports, the minimum number of Rx branches supported by specification for aRedCapUE is1. Thespecificationalso supports 2 Rx branches for aRedCapUEin these bands.For frequency bands where a legacy NR UE (other than 2-Rx vehicular UE) is required to be equipped with aminimum of 4 Rx antenna ports, the minimum number of Rx branches supported by specification for aRedCapUE is1. The specificationalso supports 2 Rx branches for aRedCapUEin these bands.ThegNBcan know the number of Rx branches of the UEby MIMO layer reporting.oMaximum number of DL MIMO layers: For aRedCapUE with 1 Rx branch,1 DL MIMO layeris supported. For aRedCapUE with 2 Rx branches,2 DL MIMO layersare supported.oRelaxed maximum modulation order: Support of256QAM in DL is optional(instead of mandatory) for an FR1RedCapUE.No other relaxations of maximum modulation order are specified for aRedCapUE.oDuplex operation: HD-FDDtype A with the minimum specification impact (Note thatFD-FDDandTDDare also supported.) R17RedCap研究内容（2/2） 终端类型定义：区分RedCap和非RedCap终端，对RedCap接入控制 Specify definition of oneRedCapUE type including capabilities forRedCapUE identificationand forconstrainingthe use of thoseRedCapcapabilities only forRedCapUEs, and preventingRedCapUEs from using capabilities notintended forRedCapUEs including at leastcarrier aggregation, dual connectivity and wider bandwidths. [RAN2,RAN1] 早期识别：匹配的调度，接入控制 Specify functionality that will enableRedCapUEs to be explicitly identifiable to networks through anearlyindicationin Msg1 and/or Msg3, andMsgA if supported, including the ability for the early indication to beconfigurable by the network. [RAN2, RAN1] 接入控制：降低对传统终端影响 Specify a system information indicationto indicate whether aRedCapUE can camp on the cell/frequency or not;The indicationisspecific to the number of Rx branches of the UE. [RAN2, RAN1]Specify support for the Extended DRX enhancements forRedCapUEs [RAN2, RAN3, RAN4]:Specify support for the RRM measurement relaxations for neighbouring cells forRedCapdevices: forRRC_Idle/Inactive/Connected [RAN2, RAN4] RedCap技术，促进5G行业应用落地 •RedCap通过最大带宽缩减（20MHz）、减少收发天线数目（最低1T1R）、降低调制阶数（上下行64QAM）等规格裁减，有效降低复杂度和终端（模组）成本，预期复杂度相比eMBB终端降低约37%~60%，芯片设计开发难度大幅下降，在一定程度上降低芯片研发/制造成本 •RedCap速率方面略优于LTE Cat4终端，结合5G网络覆盖度以及RedCap终端初始价格的影响，建议产业优先切入RedCap具备明显优势的领域 R18RedCap研究背景及研究内容 背景与需求 R18RedCap定位：比R17 RedCap低端，比LPWA高端的物联网终端，例如工业传感器，峰值速率10Mbps 研究内容 Ø5 MHz BB bandwidthonly for PDSCH (for both unicast and broadcast) and PUSCH, with20 MHz RF bandwidthfor UL and DLØThe other physical channels and signals are still allowed to use a BWP up to the 20 MHz maximum UE RF+BBbandwidthØSupport additional separate early indication(s) [RAN1, RAN2]üUE peak data rate reduction ØRelaxation of the constraint (vLayers ·Qm·f≥ 4) for peak data rate reductionØThe relaxed constraint is, e.g., 1 (instead of 4)ØThe parameters (vLayers,Qm,f) can be as in Rel-17 RedCapüBoth15 kHz SCSand30 kHz SCSare supported. üDefine at most one Rel-18 RedCap UE type for further UE complexity reduction. RedCap引入5G通用模组，加速5G行业发展 RedCap的产业发展必然经历标准制定、技术验证、芯片产品化、终端/模组商用初期、规模化应用阶段的历程，随着商用进程，功能逐步叠加，性能日趋稳定。 预计RedCap引入5G通用模组后，年出货量达千万量级、累计出货量上亿级时，5G通用模组价格有望达到100元级（4G模组出货量达亿级以上，加上对4G芯片的持续优化，Cat4模组已降至70元左右） RedCap+NR其他技术，赋能千行百业 •叠加NR各类优秀特性（URLLC、节能、覆盖增强、切片、CAG、边缘计算、SUL、5G LAN等），在带宽、时延、可靠性、安全隔离等具备优势，实现对垂直行业的强大赋能•RedCap终端能够更好地满足垂直行业需求，在性价比上将比4G终端更具优势，且RedCap终端预期将比4G终端具备更长久的生命周期、更广阔的应用领域 降功耗 lRedCap+URLLC等l场景：工业传感器等低时延场景 强覆盖 lRedCap+R17覆盖增强/SUL等l场景：深度覆盖场景 lRedCap+切片、CAG、边缘计算l场景：不同业务需求场景 开展技术试验，加速RedCap商用成熟 2023年是发展初期，预计2024年起逐步起量规模发展 面向RedCap商用，构建端网协同测试体系，联合产业在实验室和外场开展全面测试，加速端网互通，提升产业成熟度，助力RedCap商用. •覆盖5家网络厂商和4家芯片厂商•涵盖基本功能、终端识别、驻留与接入控制、BWP配置、功耗优化等关键技术•网络初步具备RedCap能力 •覆盖5家网络厂商和3家芯片厂商•涵盖业务性能、移动性、边缘覆盖等方面关键技术•网络具备商用条件 发展与应用建议 Ø继续完善RedCap国内相关标准的制定，明确具体能力要求，指导产业，加快产业节奏；