2023 年に入り、なぜ誰もが RedCap に注目し始めているのでしょうか?

昨年 6 月、3GPP R17 バージョンの凍結が発表され、通信業界全体の注目を集めました。

ご存知のとおり、世界的なモバイル通信標準の現在の権威団体である 3GPP がリリースする各リリース (リリース) は、モバイル通信技術の進化の方向性を示し、全体の開発の今後の方向性を明らかにしています。業界。

R17 バージョンでは、特別に研究された 5G の重要な新技術として、RedCap が特別な注目を集め、メディアで繰り返し報道されてきました。

█ RedCap、それは正確には何ですか?

RedCap は、文字通り「赤ずきんちゃん」を意味します。しかし実際には、これは Reduced Capability の略語であり、実際には「能力の低下」を意味します。

いわゆる「還元力」は相対的な概念です。比較対象は5Gです。

つまり、RedCapは5Gの簡易版であり、5Gをベースに一部の機能を「カット」して形成された新しい技術規格です。

以前は、RedCap は現在の名前ではなく、NR ライト (NR lite) と呼ばれていました。名前が示すように、5G NR (New Radio) の軽量版です。したがって、業界では現在、RedCap を「軽量 5G」とも呼んでいます。

█ なぜ「軽量 5G」を構築する必要があるのですか?

RedCap の定義を明確にした後、次のように疑問に思うかもしれません。なぜ代わりに構築する必要があるのですか? 単純な構成バージョン、パフォーマンスのダウングレード?」

これに関して言えば、まずモノのインターネットの技術体系について説明する必要があります。

モノのインターネットの概念は 1999 年に正式に提案されました。

初期のモノのインターネット技術は、主に Wi-Fi、Bluetooth、NFC などの短距離通信技術に基づいていました。当時、専門家も 2G テクノロジーを IoT シナリオに適用しようとしましたが、2G のパフォーマンスがあまりにも遅れていたため、進歩はありませんでした。

3G/4G時代、セルラー通信技術は急速に進化し、その性能は大幅に向上しました。その結果、このような技術をベースにした長距離IoT通信が台頭し始めました。

2016 年、3GPP は 2 つの重要な IoT 技術標準、つまり NB-IoT (Narrowband IoT) と eMTC (Enhanced Machine Type Communications) を立ち上げました。

これら 2 つの技術標準は、実際には LTE の簡易版に基づいています。速度とコストは低くなりますが、より多くの端末を同時に接続できるため、特に IoT シナリオで使用されます。これらは、LPWAN (Low Power Wide Area、低電力ワイドエリアネットワーク) テクノロジーと呼ばれる総称です。

NB-IoT と eMTC に加えて、LTE 自体にも複数のユーザー端末カテゴリ (LTE UE-Category) があります。カテゴリが異なると料金も異なります。 LTE Cat 1 はこれらのカテゴリの 1 つです。ピークアップリンク速度はわずか 5Mbit/s で、モノのインターネット向けにも設計されています。

5G 時代では、設計者はさらに一歩進んで、モノのインターネットを 5G の主な開発シナリオとして取り上げ、「すべてのインターネット」という壮大な目標を提案しました。

5G の 3 つの主要なアプリケーション シナリオは、eMBB (拡張モバイル ブロードバンド)、uRLLC (低遅延で信頼性の高い通信)、および mMTC (大規模 IoT 通信) です。ネットワーク速度、帯域幅容量、通信可能距離、スペクトル効率などに独自の重点を置いており、工業製造、輸送および物流、医療教育、スマートシティなどの垂直産業分野の細分化されたシナリオにそれぞれ対応します。

モノのインターネットの開発過程で、専門家はモノのインターネットのアプリケーション シナリオが非常に複雑であることを発見しました。シナリオが異なれば、ネットワーク インジケーターの要件も異なります。

その結果、業界は IoT シナリオを高速、中速、低速の 3 つのカテゴリに徐々に細分化しました。

従来の高速 5G では実現できませんでした。モノのインターネットのあらゆるニーズを満たします。したがって、LTEがNB-IoTとeMTCをリリースするのと同じように、5Gも簡易版をリリースする必要があります。それで、レッドキャップがあります。

計画によると、2G および 3G の撤退に伴い、ほとんどの 2G および 3G IoT サービスは LTE Cat 1、LTE Cat 4、および NB-IoT に移行されます (eMTC は中国では使用すべきではありません)。将来的には、LTE Cat 1 および Cat 4 の要件 (つまり、中速および中高速の要件) が段階的に RedCap に移行される予定です。 RedCap は高速 5G と連携して、モノのインターネット全体の将来の開発をサポートします。

█ RedCap の技術的特徴は何ですか?

RedCap は、パフォーマンス、消費電力、コストのバランスを追求したテクノロジーです。

パフォーマンスは eMBB と NB-IoT の間です;

帯域幅レートは eMBB より低いですが、LPWA よりははるかに高いです;

消費電力とコストが高くなりますLPWAよりは高いですが、eMBBよりははるかに低いです。

速度、消費電力、コストの間のこのバランスの状態は、多くの特殊な IoT シナリオに適しています。

RedCap の機能は非常に「バランスが取れています」(黄色の線が RedCap)

RedCap がどのように合理化されているかを詳細に分析できます。

まず第一に、RedCap のスペクトル帯域幅は小さいです。サブ 6GHz の周波数帯域では、RedCap の帯域幅は 20MHz で、従来の 5G の 100MHz よりも小さいです。 3GPP Release 18 では、帯域幅 5MHz のさらに軽量な Redcap も計画されています。

第二に、RedCap は送受信アンテナの数を減らし、MIMO レイヤーの数を減らします。 Sub-6GHz 周波数帯域の場合、RedCap 端末の受信リンクは 1 または 2 に削減でき、対応するダウンリンク MIMO はレイヤー 1 またはレイヤー 2 受信に削減されます。このようにして、端末の RF トランシーバーとベースバンド処理モジュールの機能要件が軽減されます。

第 3 に、RedCap はより単純な変調方式 64QAM を採用しています。これは、無線周波数とベースバンドの要件が大幅に軽減されることも意味します。

第 4 に、RedCap は、強化された不連続受信機能 (eDRX) やより長いスリープ モードなどのいくつかの省電力方法を導入し、端末の消費電力を削減し、より長いバッテリー寿命を実現できるようにしました。

上記の変更に基づいて、RedCap の複雑さは 5G 公衆ネットワーク端末と比較して大幅に軽減されると予測されます。ベースバンド側と無線周波数側のコストも大幅に削減されました。

特に特筆すべき点は、RedCap は 5G 既存ネットワークのスムーズなアップグレードに基づいて導入でき、既存ネットワークの大規模な変更を必要としないことです。 RedCap は、5G システムに基づいて、5G スライシング、5G LAN、高精度タイミング、uRLLC などの拡張機能をオンデマンドで実装し、さまざまな分野の業界アプリケーションのニーズを満たすことができます。

█ RedCap はどのようなシナリオで使用できますか?

3GPP は、RedCap の 3 種類のアプリケーション シナリオ (ウェアラブル デバイス、産業用センサー、ビデオ伝送) を公式に提供しています。

スマートウォッチ端末は代表的なウェアラブルデバイスです。この種の端末には高速要件はありませんが、消費電力に非常に敏感であるため、RedCap の使用に適しています。

産業用センサーは産業分野に属し、一般的に使用されるタイプには、温度センサー、湿度センサー、圧力センサー、モーションセンサー、加速度センサー、ドライブなどが含まれます。これらのセンサー端末のアプリケーション規模は非常に大きく、速度と遅延についてはそれほど高い要件はありませんが、消費電力とコストの影響を受けやすいです。

ビデオ送信は誰にとっても身近なものです。さまざまなカテゴリーに分かれています。 4K/8K超高画質のハイエンドモデル（7.5～25Mbps）もあれば、ハイビジョンや標準画質で経済的に監視できるモデル（2～4Mbps）もあります。実際のアプリケーションでは、経済的な監視アプリケーションが多数あるため、RedCap が適しています。

上記のシナリオに加えて、RedCap は産業制御 (産業オートメーション、インテリジェンス)、エネルギーと電力、および車両のインターネットの分野でも非常に幅広い開発の見通しを持っています。

これらのシナリオでは、中程度または低い伝送速度のみが必要ですが、5G の低遅延、高信頼性、ネットワーク スライシング、5G LAN およびその他の機能に対する需要が高まっています。

█ RedCap の工業化はどのように進んでいますか?

RedCap は 3GPP R17 バージョンで凍結されており、これは RedCap の標準化が完了したことを意味します。

ただし、標準凍結から初期工業化までは1～2年程度かかります。そのため、昨年下半期はRedCap関連の製品は見かけませんでした。

2023 年に入り、RedCap の産業化が加速し始めています。

世界的な IoT 総合ソリューション プロバイダーである Quectel は 2 月 27 日、RG255C と RM255C の 2 つのバージョンを含む 5G RedCap モジュール Rx255C シリーズを正式にリリースしました。

このシリーズのモジュールは、Qualcomm Snapdragon® X35 5G モデムおよび無線周波数システムに基づいており、3GPP R17 標準に準拠し、優れた無線接続パフォーマンスと低遅延通信を備えています。能力。

Rx255C シリーズは、最大 20MHz の帯域幅とすべての世界市場を対象とした周波数帯域幅の 5G スタンドアロン (SA) モードをサポートします。このモジュールは LTE ネットワークとも互換性があり、世界中のほぼすべての主流通信事業者をカバーします。

速度の点では、このシリーズのモジュールは、理論上のピーク ダウンリンク データ レート約 220 Mbps、アップリンク データ レート約 100 Mbps を達成できます。これは、次のような IoT アプリケーションのニーズを満たすのに十分です。ロボット、DTU、無人航空機、機械、スマート ポート、スマート グリッド、AR/VR ウェアラブル デバイス、教育用ラップトップ、その他の中速度モバイル ブロードバンド デバイス。

RedCap 標準に基づいて、Rx255C はアンテナの数と送受信帯域幅を最適化し、64QAM/256QAM (オプション) 変調を提供して、コストとサイズを大幅に最適化します。さらに、Snapdragon X35 の高い統合レベルと独自のアーキテクチャにより、モジュール製品の低消費電力を実現でき、ほとんどの新しい端末カテゴリが 5G 機能を取得できるようになります。

機能面では、Rx255C シリーズは L1 L5 デュアル周波数 GNSS をサポートしており、スマート端末に正確な測位サービスを提供できます。同時に、顧客の開発を容易にするために、このモジュールは PCIe 2.0、USB 2.0 などのインターフェイスに加え、VoLTE や DFOTA などの補助機能も提供します。

顧客のより良い製品設計を支援するために、Quectel は、ワイヤレス接続パフォーマンスを大幅に向上させる、さまざまなサポート用高性能 5G アンテナも提供しています。端末メーカーは、Rx255C モジュールを Quectel のアンテナおよび事前認証サービスとバンドルすることができるため、製品の総コストが大幅に削減され、市場投入までの時間が短縮されます。

Quectel が開示した情報によると、顧客が評価およびテストできるように、2023 年前半に RG255C シリーズおよび RM2550C シリーズ モジュールのエンジニアリング サンプルを提供する予定です。

RedCap モジュールのリリースは、5G 時代のあらゆるものの相互接続の実現に向けた重要なステップです。 Quectel の CEO、Qian Penghe 氏は次のように述べています。「多くの IoT シナリオでは、帯域幅要件は低いですが、コストと消費電力の影響を受けやすいです。Rx255C シリーズは、コストとパフォーマンスのバランスが良く、これらの業界が直面している問題点の解決を目指すことができます。インテリジェントなアップグレードを行い、より多くのアプリケーション分野での 5G テクノロジーの大規模展開をサポートします。」

█ 結論

2023 年に入ると、世界的なデジタル変革が新たな波を引き起こすでしょう。あらゆる分野が今後もICT技術と自国の産業の統合を強化し、デジタル技術による自国の伝統産業の強化を模索していくだろう。

RedCap に代表されるネットワーク接続テクノロジーは、この実現プロセスを加速します。

私たちは、RedCap のエコシステムの急速な成熟を楽しみにしており、業界ができるだけ早くさらに多くの RedCap 製品とソリューションを発売して、「すべてのものがインテリジェントに接続される」時代ができるだけ早く到来することを願っています。

以上が2023 年に入り、なぜ誰もが RedCap に注目し始めているのでしょうか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。