5G轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书

物联网（IoT）作为新一代信息技术的重要组成部分，日益成为推动社会进步和经济发展的重要力量，随着5G技术的不断演进与成熟，5G-Advanced（5G-A）正引领着物联网技术迈向新的高度。RedCap作为5G-A的关键技术，通过终端剪裁有效降低终端复杂度和成本，同时可继承5G切片、uRLLC等优秀特性，以其低成本、强能力的优势驱动着物联网技术的快速发展和广泛应用，为数字经济发展、产业升级转型及智慧城市建设注入新活力。 中国移动积极响应国家政策，网络先行，RedCap已完成全国县城及以上连续覆盖，重点行业领域按需覆盖。除此之外，中国移动向RedCap端到端产业提供自研产品、运营平台和测试认证等服务能力，为RedCap规模化发展奠定坚实的基础。 本白皮书聚焦RedCap在智慧电力、安防监控、智慧工厂、智慧城市、智慧海域、智慧政务、车联网、消费电子八大典型行业的应用，形成RedCap典型行业标杆案例，为RedCap在各行业发展提供端到端创新解决方案和参考依据。 本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。 目录 1. RedCap概述...............................................................11.1政策方向.............................................................11.2技术简介.............................................................11.3产业现状.............................................................31.4技术演进.............................................................42.中国移动RedCap能力及规划.................................................42.1中国移动RedCap服务能力..............................................42.1.1网络能力.......................................................42.1.2自研产品.......................................................52.1.3运营平台.......................................................52.1.4测试认证.......................................................62.2中国移动RedCap发展规划..............................................63. RedCap典型行业解决方案...................................................73.1整体架构.............................................................73.2典型行业分析及技术解决方案...........................................83.2.1智慧电力.......................................................83.2.2安防监控......................................................153.2.3智慧工厂......................................................183.2.4智慧城市......................................................253.2.5智慧海域......................................................283.2.6智慧政务......................................................333.2.7车联网........................................................383.2.8消费电子......................................................404.愿景及展望...............................................................42缩略语列表..................................................................43参考文献....................................................................45参编单位及人员..............................................................46 1.RedCap概述 1.1政策方向 习近平总书记在党的二十大报告中要求“加快发展物联网”。2023年2月，中共中央、国务院发布的《数字中国建设整体布局规划》中指出“推进移动物联网全面发展”。2023年10月，工业和信息化部发布《关于推进5G轻量化(RedCap)技术演进和应用创新发展的通知》，明确提出RedCap发展目标：到2025年，5GRedCap产业综合能力显著提升，新产品、新模式不断涌现，融合应用规模上量，安全能力同步增强。 2024年4月，工业和信息化部发布《关于开展2024年度5G轻量化（RedCap）贯通行动的通知》中要求，扎实有序推进5G RedCap商用进程，打通5G RedCap标准、网络、芯片、模组、终端、应用等关键环节。此外，2024年7月，第二十届三中全会中明确提出要“加快发展物联网，降低全社会物流成本”。2024年9月，工业和信息化部出台《关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知》，明确到2027年，RedCap（轻量化）高低搭配、泛在智联、安全可靠的移动物联网综合生态体系进一步完善。5GRedCap实现全国县级以上城市规模覆盖，并向重点乡镇、农村延伸覆盖。 由此可见，国家高度重视移动物联网的发展,正通过一系列政策引导、技术布局和生态构建，加速5G全物联网体系的发展和应用，旨在构建一个更加智能、高效、便捷的“万物智联”时代，推动经济高质量发展。 1.2技术简介 RedCap是5G演进的标志性技术，通过终端轻量化设计大幅降低5G终端成本，同时提供高速率大连接能力，RedCap技术填补了5G技术在中高速物联网应用中的空白，使5G面向各类物联网应用需求形成了具备低、中、高、超高分档分级能力的完备技术承载体系，如图1所示。同时，RedCap技术适用于可穿戴设备、视频监控、工业能源等对数据传输速率和延迟有一定要求的中高速率连接场景，未来可实现对LTE Cat4等技术替代。 相比5G，RedCap通过缩减最大带宽（100MHz→20MHz）、减少收发天线数目（最低1T1R）、降低调制阶数（上/下行64QAM），能够有效降低终端成本和功耗，如表1，根据3GPP TR 38.875协议，相比5G NR终端，RedCap终端复杂度降低约60%。 相比4G，RedCap除上下行速率优于Cat 4终端外，还具备两方面技术优势，一是RedCap支持多BWP动态配置，可充分发挥5G大带宽、高容量的优势，小区上/下行容量约为4G的7~18倍；二是RedCap可继承5G低时延、高可靠性、安全隔离等优势，代际优势显著，满足客户的本地业务分流、切片业务隔离等多样化需求。 1.3产业现状 华为、中兴、爱立信、诺基亚、中信科5家主设备均已商用。2022年，华为、中兴等5家主设备厂家完成中国移动组织的RedCap技术验证，支持RedCap终端接入、用户识别、移动性等基本功能。2023年，华为、中兴等5家主设备厂家完成中国移动RedCap现网规模试验，端到端功能及性能均符合预期，已具备商用能力。2024年，中国移动携手华为等合作伙伴，面向RedCap重点行业开展网络与业务适配研究，推动RedCap行业应用落地。 高通、MTK、展锐、翱捷科技等主流芯片厂商和必博、新基讯等新兴芯片厂商积极研发和推出RedCap商用芯片。2022年，芯片厂商推出原型样机，参加中国移动技术验证；2023年，MTK、高通等芯片厂商推出RedCap先发产品，完成中国移动规模端网试验，具备商用条件；2024年，翱捷科技、必博、新基讯等更多芯片厂商推出RedCap商用芯片。 产业积极规划RedCap模组产品，RedCap模组已达商用状态。2023年，移远、广和通、鼎桥、芯讯通、美格、中移物联等模组厂家均发布了RedCap模组产品，支持行业终端产品研发；2024年，海信、有方、中兴等更多品牌、更多款型模组商用，具备规模供货能力，当前中国移动已完成首批9款RedCap模组产品招募。RedCap模组商用初期售价在200-300元，随着后续商用节奏加速、市场规模发展，RedCap模组价格预计可降至百元。 RedCap已有商用行业终端产品，可穿戴终端预计2025年上市。5G行业终端厂家包括浪潮、通则、大塔、四信等，5G终端产业链正在开发RedCap整机产品，鼎桥和通则等厂家已有商用产品，品类主要以CPE、网关、MIFI、数据上网卡、摄像头为主，预计在2024年四季度达到商用状态；在个人消费电子产品领域，RedCap将率先应用于可穿戴终端，预计在2025年将有首款支持RedCap可 穿戴终端上市。 1.4技术演进 目前，产业已支持RedCap接入、策略控制、计费等，全面保障业务体验。未来RedCap技术将面向更低成本、更低功耗方向演进。 ⚫eRedCap：目前RedCap技术主要聚焦于视频监控、智能穿戴等带宽需求相对较高的场景，未来随着工业无线传感器、智能电网等成本敏感、数据传输速率要求不高的物联网需求日益增加，3GPP在R18版本中引入了eRedCap技术，限制峰值速率10Mbps，主要对标LTE Cat1/1 bis，进一步降低终端复杂度和成本。未来网络也可考虑支持eRedCap用户识别，支持区别eRedCap用户、RedCap用户以及NR用户的计费控制、策略控制等，助力RedCap及eRedCap技术向更低成本、更低能耗的应用场景演进。 ⚫eDRX节电技术：eDRX是一种用于降低终端功耗的机制，它允许终端在特定的时间间隔内不监听网络寻呼信号，进而进入低功耗模式。具体来说，eDRX技术主要包括一个寻呼时间窗口（PTW）和多个DRX周期。在PTW内，终端按照DRX周期监听寻呼信道；而在PTW外，终端则不监听寻呼信道，处于休眠状态，以降低终端功耗。但当前RedCap终端应用eDRX节电功能的瓶颈在于需求场景不明确，进而导致产业支持意愿不强。随着RedCap技术向成本敏感、对数据传输速率要求不高的物联网应用场景的不断延伸，以及eRedCap技术的引入，未来可聚焦典型业务场景，并选取重点行业推进，通过制定节电参数模板等手段理顺业务运维开通流程，推动eDRX技术从理论到商用。 2.中国移动RedCap能力及规划 2.1中国移动RedCap服务能力 中国移动面向RedCap行业及客户，提供优质的网络能力、丰富的终端产品、高效的运营平台、完备的测试认证等能力及服务，助推RedCap规模化发展。 2.1.1网络