大規(guī)模商用的Redcap靠什么被選中？

最近通信行業(yè)有一個詞被頻繁提起——Redcap。這個小紅帽究竟是個啥？為啥被越來越多的選擇呢？今天文檔君從一個小故事入手，帶大家一探究竟！

1、小興的困惑

作為公司采購，小興最近接到了采購一批攝像頭的任務(wù)，但在攝像頭類型的選擇上犯了難：

4G攝像頭價格低，但畫質(zhì)低，卡頓較為嚴重。而畫質(zhì)清晰又不卡頓的5G攝像頭，價格又超出了預(yù)算。

這可如何是好?

不要慌，我們現(xiàn)在有了第三種選擇——RedCap攝像頭。

是不是很疑惑，這是什么新興攝像頭？這個攝像頭真的比上述兩種好嗎？那就要先從RedCap說起了。

2、Redcap是什么？

RedCap全稱5G NR Reduced Capability，又稱5G NR-Light，是輕量化的5G技術(shù)。

它的出現(xiàn)補齊了5G在中速率（20Mbps~100Mbp）的缺失。

在確保應(yīng)用需求和性能的前提下，RedCap可以通過削減設(shè)備的能力，降低終端的復(fù)雜度，從而降低成本和功耗，適應(yīng)更多領(lǐng)域的現(xiàn)實需求。

為什么有現(xiàn)實需求這一說呢？

我們知道，原始5G提供了極高的數(shù)據(jù)傳輸速度和容量，但是這種高性能需要極高的能耗和成本來支撐。對于一些設(shè)備來說，并不需要這樣高的性能。

例如現(xiàn)如今廣泛使用的設(shè)備監(jiān)控、工業(yè)無線傳感器和智能穿戴等。這些設(shè)備的功能并不像VR、無人駕駛等那么復(fù)雜，原始5G就顯得有點“大材小用”。

這時候，RedCap就橫空出世了。

原始5G和RedCap有什么區(qū)別呢？

我們可以用一對比喻來初步感知一下：如果說原始5G是一款“豪華超跑”，那么RedCap就可以看作是“經(jīng)濟適用型汽車”。

“豪華超跑”速度快，性能高，但同時油耗大，維護成本高。

“經(jīng)濟實用型汽車”雖然速度和性能不如“豪華超跑”，但它油耗低，維護成本低，完全可以滿足日常通勤的需求。

RedCap是如何成為名副其實的“經(jīng)濟適用型汽車”的呢？

3、Redcap的技術(shù)原理

簡單來說，作為輕量化5G，RedCap可以看做是對原始5G的“裁剪”，但具體的“裁剪”過程是非常復(fù)雜的。

在這一過程中，核心網(wǎng)側(cè)發(fā)揮作用了嗎?

答案當然是肯定的。

核心網(wǎng)在“裁剪”的核心過程——節(jié)電方面，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

3GPP協(xié)議定義的5G節(jié)電技術(shù)包括eDRX、PSM、WUS等，目前我們采用eDRX技術(shù)來達到節(jié)電的目的。

eDRX是什么呢？我們一起來了解一下。

eDRX是一種用于降低設(shè)備功耗的機制，允許設(shè)備在預(yù)定的時間間隔內(nèi)進入低功耗模式，期間不會監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信號。啟用eDRX節(jié)電技術(shù)后，RedCap終端進入空閑態(tài)后的時間被分割為若干時間段，每一個時間段稱為一個eDRX Cycle周期。一般以分鐘或數(shù)十分鐘為單位。

eDRX Cycle周期由兩部分組成：

可尋呼時間窗口：這段時間內(nèi)尋呼可達，設(shè)備保持喚醒狀態(tài)以接收可能的下行數(shù)據(jù)或執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信。

節(jié)電狀態(tài)：這段時間內(nèi)終端尋呼臨時不可達，設(shè)備進入低功耗模式，不監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信號，以此節(jié)約能源。

針對eDRX Cycle周期的不同狀態(tài)，核心網(wǎng)側(cè)AMF在收到下行數(shù)據(jù)通知時，會采取不同的操作：

如果RedCap終端處于可尋呼時間窗口，則AMF觸發(fā)用戶尋呼。

如果RedCap終端處于節(jié)電狀態(tài)，則AMF回復(fù)失敗響應(yīng)給對端網(wǎng)元，指示終端不可達。

如果把RedCap終端比作一個商店，那么可尋呼時間窗口就好像商店開門營業(yè)的時間段，顧客可以隨時進入商店購物；而終端處于節(jié)電狀態(tài)，就好比商店關(guān)門的時間段，謝絕顧客進入。這樣一來，商店無需全天營業(yè)，開店成本就可以得到有效控制。

當然，作為輕量化5G，RedCap的“裁剪”不僅僅局限于核心網(wǎng)的努力，無線、承載等網(wǎng)絡(luò)也都扮演著重要的角色，包括減少終端帶寬、減少收發(fā)天線數(shù)量、降低調(diào)制階數(shù)等。正是上述這些“裁剪”的作用，降低了RedCap終端的成本和功耗，從而具備了一定的價格優(yōu)勢。

4、Redcap的應(yīng)用

讓我們回到文章開頭小興的困惑。

在剛剛的描述中，我們已經(jīng)知道了RedCap攝像頭的成本會低于5G攝像頭，但是既然RedCap是對5G的“裁剪”，那么RedCap攝像頭的性能還能保證嗎？

不可否認，原始5G在某些性能上確實會優(yōu)于RedCap，但是這部分對于攝像頭來說，恰恰是一種過剩的性能。

例如，原始5G可以提供極低時延的高速連接，但其實這樣的能力只在VR/AR、高清轉(zhuǎn)播等對畫質(zhì)清晰度、傳播時延有極高要求的場景中才不可或缺。對于一個攝像頭來說，這樣的能力其實就是一種過剩的性能了。

所以，RedCap攝像頭兼顧了畫質(zhì)、傳播時延、價格三個方面，達到了節(jié)約成本、降低功耗、縮小設(shè)備尺寸和延長使用壽命等目的，無疑成為當下的性價比之王。

當然，RedCap的應(yīng)用遠遠不止于此。

工業(yè)生產(chǎn)中的Redcap

一些工廠需要使用大量的傳感器來追蹤生產(chǎn)線的效率和安全性。這些傳感器需要可靠的網(wǎng)絡(luò)連接來傳輸數(shù)據(jù)，但不需要高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。這時RedCap提供了一個理想的解決方案，這些設(shè)備可以以較低的成本和能耗實現(xiàn)穩(wěn)定連接，同時數(shù)據(jù)傳輸速率也可以滿足數(shù)據(jù)收集的需求。

當然，對于一些需要快速可靠的數(shù)據(jù)傳輸來進行實時決策和協(xié)同工作的工廠（例如元宇宙工廠），原始5G的高速率和低延遲特性將更為適合。這種技術(shù)能夠支持機器人之間的快速通信，以及大量的視覺數(shù)據(jù)處理，以實現(xiàn)更復(fù)雜的自動化任務(wù)。

看到這里，你是不是覺得RedCap又是一個針對各類生產(chǎn)場景的方案，距離我們的生活很遙遠？并不是哦！針對我們個人消費者，也有RedCap大顯身手的地方，例如現(xiàn)在非常普及的智能手表。

生活中的Redcap

先做一個小測試。

已經(jīng)使用過自己腕上智能手表全部功能的同學(xué)請舉手~

目前，很多智能手表功能豐富，這些功能的實現(xiàn)確實需要原始5G的加持。

但是我們很多人其實并不會使用全部的功能，只需要一款基礎(chǔ)型的智能手表，用來顯示通知、基礎(chǔ)健康追蹤、實時位置更新、基礎(chǔ)通信和一些簡單的應(yīng)用程序。

而RedCap技術(shù)就已經(jīng)可以滿足這些功能需求，同時由于節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用和配置的簡化，還能延長續(xù)航里程，降低購買價格。這還不心動嗎？

我們不難看出，RedCap在裁剪了原始5G的某些性能后，更匹配中速率場景，還降低了成本。因此，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活領(lǐng)域，它都當之無愧的成為了“經(jīng)濟適用型”選擇。

Redcap的更多應(yīng)用

當然，RedCap在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用，例如：

基于RedCap的遠程灌溉系統(tǒng)：基本的數(shù)據(jù)傳輸功能足以處理灌溉系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)，如土壤濕度監(jiān)測、基本天氣信息等。而低功耗特性使其可以在野外長時間運行，無需頻繁維護，同時也降低了使用成本。

基于RedCap的城市基礎(chǔ)設(shè)施：街道燈具等智能城市設(shè)備通常需要長時間運行，不需要高速的數(shù)據(jù)傳輸。RedCap可以提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，同時控制維護成本。

4、總結(jié)

總之，原始5G和RedCap二者各有所長，原始5G正以其高速率和低延遲優(yōu)勢，重塑我們對未來的暢享，而RedCap則為那些對成本有更高要求的場景提供了理想的解決方案。

在未來，無論是在城市街頭，還是在遠離城市喧囂的偏遠地區(qū)，原始5G和RedCap的協(xié)同和合作，將共同構(gòu)建一個更加智能和高效的世界。

RedCap（Reduced Capability，縮減能力）

eDRX（Extended Discontinuous Reception，增強的非連續(xù)性接收特性）

PSM? (Power Saving Mode，省電模式)

WUS (Wake-Up Signal，喚醒信號)