芯耀
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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，但在攝像頭類型的選擇上犯了難：
4G攝像頭價格低，但畫質低，卡頓較為嚴重。而畫質清晰又不卡頓的5G攝像頭，價格又超出了預算。
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。
它的出現(xiàn)補齊了5G在中速率（20Mbps~100Mbp）的缺失。
在確保應用需求和性能的前提下，RedCap可以通過削減設備的能力，降低終端的復雜度，從而降低成本和功耗，適應更多領域的現(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)如今廣泛使用的設備監(jiān)控、工業(yè)無線傳感器和智能穿戴等。這些設備的功能并不像VR、無人駕駛等那么復雜，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”過程是非常復雜的。
在這一過程中，核心網(wǎng)側發(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)揮了至關重要的作用。
3GPP協(xié)議定義的5G節(jié)電技術包括eDRX、PSM、WUS等，目前我們采用eDRX技術來達到節(jié)電的目的。
eDRX是什么呢？我們一起來了解一下。
eDRX是一種用于降低設備功耗的機制，允許設備在預定的時間間隔內進入低功耗模式，期間不會監(jiān)聽網(wǎng)絡信號。啟用eDRX節(jié)電技術后，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：這段時間內尋呼可達，設備保持喚醒狀態(tài)以接收可能的下行數(shù)據(jù)或執(zhí)行網(wǎng)絡通信。
節(jié)電狀態(tài)：這段時間內終端尋呼臨時不可達，設備進入低功耗模式，不監(jiān)聽網(wǎng)絡信號，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回復失敗響應給對端網(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、高清轉播等對畫質清晰度、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、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)更復雜的自動化任務。
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，只需要一款基礎型的智能手表，用來顯示通知、基礎健康追蹤、實時位置更新、基礎通信和一些簡單的應用程序。
而RedCap技術就已經(jīng)可以滿足這些功能需求，同時由于節(jié)電技術的應用和配置的簡化，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)還是日常生活領域，它都當之無愧的成為了“經(jīng)濟適用型”選擇。
Redcap的更多應用
當然，RedCap在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等領域也具有廣泛應用，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的城市基礎設施：街道燈具等智能城市設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)絡連接，同時控制維護成本。
4、總結
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)
