一文带你深入剖析RedCap技术

 

随着 3GPP R17 RedCap 标准的冻结，业界对 RedCap 技术的关注持续升温。要将 RedCap 有效引入并服务于各行各业，亟需明确其在 5G 承载体系中的能力定位，并深入分析当前 5G 行业发展所面临的痛点与需求。在此基础上，结合 RedCap 的技术优势，推动其产业生态的成熟与技术的快速落地，从而有力支撑千行百业的“数智化”转型。

RedCap（Reduced Capability，即“降低能力”）的核心理念在于：让用户设备既能享受 5G NR 大规模部署带来的性能优势，又无需支持全部复杂的 5G 功能，从而在性能、成本与功耗之间实现良好的平衡。其典型应用场景主要包括：工业无线传感器、视频监控系统以及各类可穿戴设备等。

 

 

RedCap关键技术研究

 

RedCap 作为 5G 轻量级终端，其独特性在于以下几个方面：

相较于传统 5G 终端，RedCap 终端剪裁后终端复杂度可降低约 60%，大大降低了终端复杂度；

RedCap 的各项能力特性确保了其可基于 5G 现网平滑升级引入；

最关键的是，RedCap 延续了 5G NR 的多项核心优势，如低时延、高可靠性、业务保障能力、低功耗以及强覆盖等特性，能够根据不同应用场景灵活按需引入，从而更有效地满足多样化业务需求。

 

终端复杂度降低

RedCap 通过降低终端复杂度，实现了在成本、功耗与性能之间的良好平衡。具体而言，其主要手段包括：缩减 UE 带宽、减少收发天线数量、降低调制阶数以及调整双工模式等。相比传统 5G 终端，采用上述技术进行功能裁剪后，RedCap 终端的整体复杂度可降低约 60%，具体实现方式如下：

 

最大带宽：

在 FR1 频段上，基于 NR UE 的 100MHz 带宽，将 RedCap UE 支持的最大带宽缩减为 20MHz，适用于业务需求相对低的 5G 终端通信使用；

 

天线能力：
 

在传统 NR UE 支持 2T4R 天线的基础上，将 RedCap UE 的天线数量降低至 1T1R 或 1T2R；

 

最大调制阶数：
 

在 NR 终端支持 256QAM 的基础上，调整对 RedCap 终端调制阶数的要求，上下行最大调制阶数最低可支持 64QAM；

 

双工模式：
 

支持 FD-FDD 和 TDD，并且在 NR 双工通信的基础上针对 RedCap UE 引入了半双工模式；

 

PDCP SN 及 RLC-AM SN 长度：
 

为了降低 RedCap UE 缓存的要求，将传统的 18 比特调整为 12 比特。

 

能力特性研究
 

 

基本能力特性
 

对于网络而言，引入 RedCap 设备的主要影响体现在随机接入信道（RACH）过程以及设备连接保持期间，网络需适配其特定的功能特性。如下表所示，汇总了处理这些过程所需新增的信息元素（IE）。

（一）驻留与接入控制特性

RedCap UE 可驻留于支持 RedCap UE 的小区，且网络可以针对不同类型的 RedCap UE，如 1Rx/2Rx 终端进行限制。面向 RedCap 终端的接入控制特性 具体特性包括：系统信息中通过包含 IFRI（IntraFreqReselectionRedCap：allowed, notAllowed）来指示是否允许 RedCap UE 小区选择（重选）到同频小区，同时具备面向 1Rx/2Rx 的 RedCap UE 的接入允许/拒绝设置；在Msg3/MsgA中加入LCID标识，用于指示和识别RedCap设备。

（二）移动性特性

针对可穿戴设备等具有移动性需求的业务场景，RedCap 对移动性的支持至关重要，涵盖了小区选择、重选和切换等关键过程，这些功能同样属于 RedCap 的基础特性范畴。

 

高效接入特性
 

（一）终端识别特性

终端识别特性有助于使 5G 网络在不同阶段都能快速识别出 RedCap 终端类型，从而及时采取相应策略，允许/拒绝5G RedCap 终端。

（二）初始 BWP 配置

BWP作为 5G 网络中的一项独特特性，在 RedCap 终端的高效接入以及与传统 5G 终端的兼容共存方面发挥了重要作用。在网络初始 BWP 配置上，为兼顾终端节能需求，当系统为传统 5G 终端配置的初始 BWP 带宽不超过 20MHz 时，出于兼容性与资源共享的考虑，该初始 BWP 配置也可同时用于 RedCap 终端，从而实现 RedCap 终端与传统 5G 终端在相同初始 BWP 上的共享与共存。

（三）专用 BWP 配置

BWP 作为 5G 网络中的一个独特特性，在专用 BWP 配置上网络着重在 RedCap 终端高效接入上提供了强大支持。网络会为进入 RRC 连接态的 RedCap 终端配置独立上行或下行专用 BWP，同时在下行专用 BWP 不包含 CD-SSB 时，可为专用 BWP 配置 NCD-SSB，能够保证 RedCap 终端在当前 BWP 下基于 Msg1 识别 Msg3 识别 终端能力上报识别，NCD-SSB 进行 RLM、BFD 等测量。

 

功耗优化特性
 

针对可穿戴设备等对功耗敏感的终端，RedCap 在设计上重点围绕功耗优化展开，主要包括 RRM（无线资源管理）测量放松机制以及扩展非连续接收（eDRX）等低功耗特性，有效提升终端的续航能力与能效表现。

1）RRM 测量放松：

网络通过系统消息向终端通知RRM测量放松的触发条件，使得那些处于静止状态或位于小区中心区域的终端，在满足特定条件时可以减少对邻区的RRM测量。这一机制能够有效降低终端功耗，延长设备的电池寿命。

2）eDRX：

为进一步降低终端功耗，RedCap 引入了 eDRX（扩展非连续接收）节电机制，通过延长终端监听寻呼消息的时间间隔，在不监听寻呼的周期内，终端可进入休眠状态以节省能耗。对于处于 RRC_IDLE 状态的 RedCap 终端，eDRX 周期最长可扩展至 10485.76 秒（约 3 小时）；而对于处于 RRC_INACTIVE 状态的终端，eDRX 周期最长可扩展至 10.24 秒。采用更长的 eDRX 周期可显著增加终端的睡眠时间，从而有效降低待机状态下的电流消耗，提升整体能效表现。

 

 

RedCap Rel-18 技术演进

RedCap 技术天然继承了 5G NR 在带宽、时延、可靠性及网络切片等方面的多项优秀特性，因此具备广泛的目标应用场景。RedCap 可根据业务需求灵活结合 5G NR 的其他关键技术，通过支持 URLLC（超可靠低时延通信）、网络切片、UPF 下沉、终端节能以及覆盖增强等能力，实现对垂直行业的深度赋能。

3GPP 已明确在 Rel-18 版本中持续推进 RedCap 的演进，目标是进一步降低终端复杂度，实现终端设计的极致简化与成本优化。Rel-18 中 RedCap 的研究方向主要包括：降低 UE 的复杂度与成本、探索新的应用场景。其中，在降低 UE 复杂度方面，计划将 UE 带宽缩减至 5MHz（FR1 频段），并适度降低峰值数据速率等关键指标，从而推动 RedCap 在更多低成本、低功耗场景中的广泛应用。

 

是德科技RedCap测试方案

 

是德科技基于其 5G 网络仿真解决方案平台推出了 E7515R 解决方案。E7515R 是一款高度集成的网络仿真器，专为包括 RedCap 在内的各类蜂窝物联网（CIoT）技术的协议、射频（RF）及功能测试而设计，能够提供全面的验证能力。该解决方案的推出进一步丰富了是德科技在 5G 网络仿真领域的产品线，作为其强大解决方案组合的重要一员，E7515R 支持从早期研发、设计验证到终端验收及部署的全生命周期移动设备测试流程，助力企业高效推进产品开发与商用落地。

 

 

E7515R解决方案具有以下优势

专为RedCap和CIoT而设计：

E7515R支持5G R17 RedCap新技术标准以及现有的CIoT技术，如窄带物联网（NB-IoT）、LTE Category M、和LTE Cat-1bis等。

集成平台：
 

E7515R是一款完整的解决方案，支持在外形紧凑的单个仪器中执行射频（RF）、协议、功能和性能测试。

基于是德科技成熟的技术打造而成：
 

E7515R采用了是德科技领先的5G网络仿真解决方案平台，沿用了相同的硬件架构和经过验证的软件解决方案，能够为用户提供与原有系统一致的工作界面，缩短用户的学习曲线。

端到端的解决方案：
 

E7515R能够为RedCap和CIoT设备的整个开发流程提供支持，范围涵盖从早期设计和开发，到设备验收和认证测试，再到部署的不同阶段。