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RedCap:5G时代的新蜂窝物联网技术是德科技行业解决方案经理5G DylanMcGrath多年来,蜂窝网络行业已经推出了多种无线技术,以推动物联网设备的连接入网表中列出1的蜂窝物联网技术包括、扩展覆盖物联网・和窄带物联网LTE CatM GSMEC-GSM loTNB-loT这些技术的出现都是为了最大限度地降低蜂窝连接的附加成本,让远程无线连接的成本效益最大化最新推出的强大的蜂窝物联网技术,有望成为首个能够充分释放潜能的蜂窝物联网技术5G标准引入了一些增强特性,使得轻量级设备或者设备能够在网络3GPP R175G RedCap5G上运行Legacy CellularloT TechnologiesITE1IR«U/13ECGSM RH.13Range maxcoupling lossdB144dB15km164dBSpectrum tandwdthLicensed licensedLicensed700-900MHz700-900MHz800-900MHz200kHz orshared14MHz orshared24MHz orsharedData rate100kbps1MbpsVoce serMceNo Y”YesBattery life10yearsW years10ears表蜂窝物联网技术对比1顾名思义,设备通过网络接入互联网,但是它们并不像智能手机等传统设备以5G RedCap5G及其他在网络上运行的更先进的终端设备一样具备完整的功能(性能)虽然可穿戴设备、5G传感器、监控设备和其他物联网设备等设备并不具备技术标准所要求的高吞吐量、RedCap5G大带宽和低时延能力,但是它们通常对功耗和成本有更为严格的限制设务将受益于的大规模部署,同时利用较少的能力即可实现功能与成本和功RedCap5G5G耗的最佳平衡规范了设备的三大用例工业传感器、监控设备和可穿戴设备的技术3Gpp RedCap3Gpp报告(版本)规定了每个用例的最大数据速率、端到端()延迟和服务可用性,TR
38.875E2E如表所示2Requirements CostreductionLow powerper usecase strategiesconsumption3GPP Release17RedCap Enhancements・Industrial sensorsReduced RelaxedDL andRRM・Wearables Tx/Rx andMIMO monitoringExtendedSurveillance Reducedbandwidth disconnectreceiverHalf duplextimesand reducedantenna gainSmall datatransmission表标准引入的增强特性包括低成本和低功耗2R17叩追求成本和性能的平衡RedC为了降低复杂度、成本和功耗,设备所需的天线数量比标准设备要少这不仅降RedCap5G低了成本,还减少了多入多出()层的最大数量设备的下行链路仅支持M1MQ RedCap2x2而上行链路仅支持单入单出MIMO,设备支持的带宽比标准终端设备要低,较低的带宽可以有效降低功率放大器RedCap5G PA的成本设备只支持频段的带宽和频段的带宽RedCap FR120MHz FR2100MHzRedCap CostReduction EnhancementComparisonTradeoffReduced numberof Txand Rxwith supportStrong costCoverage andmaximum dataratesEnhancementfor maximumDL2x2and ULSISO onlyreductionReduced bandwidthof20MHz FR1Strong costCoverage andmaximum dataratesreductionHalf-duplex FDDinstead offul-duplex Moderatecost Increasedscheduling complexityas RedCapFDDreduction HDdevice willnot monitorDL messageswhilecommunicating inUL表降低成本策略的益处及其实现的成本与性能之间的平衡3RedCap为设备引入的另一个能够降低成本的增强特性是支持半双工传输3GPP R17RedCap FDD虽然半双工通过支持设备使用转换开关来代替全双工所需的双工器,大幅FDD RedCapFDD降低了成本,但它确实存在着一些缺陷设备无法同时发送和接收数据这是因为设RedCap备使用半双工也会产生一些问题FDD•将无法在同一组信号集中同时检测下行链路和上行链路调度信息不能在上行链路模式下监测下行链路信息•也无法在监测下行链路的同时发送上行链路控制信息一旦出现冲突,设备能够根据具体实践来决定采取何种操作RedCap叩的低功耗增强特性RedC专门对规范进行了一些简化,以提高电源效率,最大限度地降低功耗,并延长RedCap5G设备的电池使用寿命例如与完整的规范相比,采用了一种精简的网络RedCap5G RedCap监测方案减少了设备在物理下行链路控制信道中监测的盲解码和控制信道RedCap PDCCH单元的数量,从而降低了用于执行这些任务所需的能耗实施的另一项降低功耗的策略就是扩展非连续接收周期在设备处于非连接态RedCap eDRX或空闲态时,可以增加周期,大幅延长电池的使用寿命更长的周期对RedCap eDRXeDRX于固定的无线传感器等特定用例是非常有益的,因为延长周期需要降低设备的可移动性eDRX设想一下,一个监测铁轨的无线传感器只需要定期连接到网络上来传输数据此外,对于不处在小区边缘的设备,还放宽了对无线资源管理()的要求,并且RedCap RRM引入了无线资源控制()非活动状态,允许终端设备在不切换连接状态的情况下进RRC RRC行小批量的数据传输这两项增强特性都是为了降低功耗,延长设备的电池使用寿命RedCap叩设备的复杂性降低RedC最后,的增强特性还体现在采取一系列简化措施来降低设备的复杂性这些RedCap RedCap措施也可以降低功耗和设备成本,但它们的主要目的是为了降低设备的复杂性,这样射频元器件便能够匹配外形非常小巧或者具有非常规外形尺寸的设备(例如智能眼镜等可穿戴设备)为降低设备的复杂性所采取的简化措施包括仅支持单一运营商(不支持运营商聚合),RedCap以及支持单一连接,让设备只能在独立模式下运行还支持功率等RedCap5G RedCap5G级它限制了设备的等效各向同性辐射功率()从而缩小了设备电池的体积3,EIRP,对网络的影响5G上述的增强特性主要集中在设备上但是的增强特性也对网络产生R17RedCap RedCap5G了影响给网络带来的最大影响是,在随机接入过程中以及设备保持连接时,网络必须适RedCap5G配的特定功能为引入的新信息元素()让带宽能够根据设备采取的操作RedCap RedCapIE进行动态匹配例如,其中一些新的涉及到将终端设备接入小区或者使用半双工IE RedCap模式的许可(一些是设备接入小区的必要条件;当这些没有被检测到时,小IE RedCapIE区将禁止设备连接,设备将不得不启动程序以连接到另一个它可以提RedCap RedCap RRC供对应的小区)IE另一个新的让固定设备或者处在小区边缘的设备能够应用精简的技术标准IE RedCap一些新的则用于支持部分带宽()配置,它允许灵活地使用频谱,以便根据终端设备IE BWP的需要自适应动态分配到的带宽,从而降低功耗低带宽也会影响设备访问网络所使用的随机接入信道()程序网络可以为设备指定一个或者减少这些设备连接到RACH RedCapBWP,网络时所需的大小但是,这一改进给带来的价值有限,正是由于如上所述,BWP RedCap设备支持的最大带宽为RedCap20MHz为了让网络能够支持设备,引入的新信令参数和程序要求设备工程师通过检查设RedCapR17备的兼容性来确保连接设备的开发工程师出于调试的目的,还需要用特定的工具检查5G参数RedCap市场展望RedCap未来几年,设备的落地应用前景一片光明分析师预测,芯片组将于5G RedCap5G RedCap今年或者年问世,第一批商用设备也将在年或者年进入市场2024RedCap202520262026年之后,随着各个行业以及消费者迫切希望采用支持连接的可穿戴设备来进行健康检测或5G者用于其他应用,商用设备的市场规模将急剧上升比如,经济高效的无线传感器将RedCap用于工业领域的数据收集和资产追踪,一些监控设备也将用于智慧城市、工厂和其他应用场景与所有的蜂窝网络设备一样,设备在推向市场之前需要经过全面的测试,这一点5G RedCap至关重要采用正确的测试方法对于验证设备的协议合规性和性能而言非常关键5G RedCap关于是德科技是德科技提供先进的设计和验证解决方案,旨在加速创新,创造一个安全互联的世界我们在关注速度和精度的同时,还致力于通过软件实现更深入的洞察和分析在整个产品开发周期中,即从设计仿真、原型验证、自动化软件测试、制造分析,再到网络性能优化与可视化的整个过程中,是德科技能够更快地将具有前瞻性的技术和产品推向市场,充分满足企业、服务提供商和云环境的需求我们的客户遍及全球通信和工业生态系统、航空航天与国防、汽车、能源、半导体和通用电子等市场财年,是德科技收入达亿美元关于是德科技公司(202254NYSE)的更多信息,请访问KEYS。