大规模商用的 Redcap 靠什么被选中

最近通信行业有一个词被频繁提起 ——Redcap。

这个小红帽究竟是个啥？为啥被越来越多的选择呢？

今天文档君从一个小故事入手，带大家一探究竟！

1、小兴的困惑

作为公司采购，小兴最近接到了采购一批摄像头的任务，但在摄像头类型的选择上犯了难：

4G 摄像头价格低，但画质低，卡顿较为严重。而画质清晰又不卡顿的 5G 摄像头，价格又超出了预算。

这可如何是好?

不要慌，我们现在有了第三种选择 ——RedCap 摄像头。

是不是很疑惑，这是什么新兴摄像头？这个摄像头真的比上述两种好吗？那就要先从 RedCap 说起了。

2、Redcap 是什么？

RedCap 全称 5G NR Reduced Capability，又称 5G NR-Light，是轻量化的 5G 技术。

它的出现补齐了 5G 在中速率（20Mbps~100Mbp）的缺失。

在确保应用需求和性能的前提下，RedCap 可以通过削减设备的能力，降低终端的复杂度，从而降低成本和功耗，适应更多领域的现实需求。

为什么有现实需求这一说呢？

我们知道，原始 5G 提供了极高的数据传输速度和容量，但是这种高性能需要极高的能耗和成本来支撑。对于一些设备来说，并不需要这样高的性能。

例如现如今广泛使用的设备监控、工业无线传感器和智能穿戴等。这些设备的功能并不像 VR、无人驾驶等那么复杂，原始 5G 就显得有点“大材小用”。

这时候，RedCap 就横空出世了。

原始 5G 和 RedCap 有什么区别呢？

我们可以用一对比喻来初步感知一下：如果说原始 5G 是一款“豪华超跑”，那么 RedCap 就可以看作是“经济适用型汽车”。

“豪华超跑”速度快，性能高，但同时油耗大，维护成本高。

“经济实用型汽车”虽然速度和性能不如“豪华超跑”，但它油耗低，维护成本低，完全可以满足日常通勤的需求。

RedCap 是如何成为名副其实的“经济适用型汽车”的呢？

3、Redcap 的技术原理

简单来说，作为轻量化 5G，RedCap 可以看做是对原始 5G 的“裁剪”，但具体的“裁剪”过程是非常复杂的。

在这一过程中，核心网侧发挥作用了吗?

答案当然是肯定的。

核心网在“裁剪”的核心过程 —— 节电方面，发挥了至关重要的作用。

3GPP 协议定义的 5G 节电技术包括 eDRX、PSM、WUS 等，目前我们采用 eDRX 技术来达到节电的目的。

eDRX 是什么呢？我们一起来了解一下。

eDRX 是一种用于降低设备功耗的机制，允许设备在预定的时间间隔内进入低功耗模式，期间不会监听网络信号。启用 eDRX 节电技术后，RedCap 终端进入空闲态后的时间被分割为若干时间段，每一个时间段称为一个 eDRX Cycle 周期。一般以分钟或数十分钟为单位。

eDRX Cycle 周期由两部分组成：

• 可寻呼时间窗口：这段时间内寻呼可达，设备保持唤醒状态以接收可能的下行数据或执行网络通信。

• 节电状态：这段时间内终端寻呼临时不可达，设备进入低功耗模式，不监听网络信号，以此节约能源。

针对 eDRX Cycle 周期的不同状态，核心网侧 AMF 在收到下行数据通知时，会采取不同的操作：

• 如果 RedCap 终端处于可寻呼时间窗口，则 AMF 触发用户寻呼。

• 如果 RedCap 终端处于节电状态，则 AMF 回复失败响应给对端网元，指示终端不可达。

如果把 RedCap 终端比作一个商店，那么可寻呼时间窗口就好像商店开门营业的时间段，顾客可以随时进入商店购物；而终端处于节电状态，就好比商店关门的时间段，谢绝顾客进入。这样一来，商店无需全天营业，开店成本就可以得到有效控制。

当然，作为轻量化 5G，RedCap 的“裁剪”不仅仅局限于核心网的努力，无线、承载等网络也都扮演着重要的角色，包括减少终端带宽、减少收发天线数量、降低调制阶数等。正是上述这些“裁剪”的作用，降低了 RedCap 终端的成本和功耗，从而具备了一定的价格优势。

4、Redcap 的应用

让我们回到文章开头小兴的困惑。

在刚刚的描述中，我们已经知道了 RedCap 摄像头的成本会低于 5G 摄像头，但是既然 RedCap 是对 5G 的“裁剪”，那么 RedCap 摄像头的性能还能保证吗？

不可否认，原始 5G 在某些性能上确实会优于 RedCap，但是这部分对于摄像头来说，恰恰是一种过剩的性能。

例如，原始 5G 可以提供极低时延的高速连接，但其实这样的能力只在 VR / AR、高清转播等对画质清晰度、传播时延有极高要求的场景中才不可或缺。对于一个摄像头来说，这样的能力其实就是一种过剩的性能了。

所以，RedCap 摄像头兼顾了画质、传播时延、价格三个方面，达到了节约成本、降低功耗、缩小设备尺寸和延长使用寿命等目的，无疑成为当下的性价比之王。

当然，RedCap 的应用远远不止于此。

工业生产中的 Redcap

一些工厂需要使用大量的传感器来追踪生产线的效率和安全性。这些传感器需要可靠的网络连接来传输数据，但不需要高速的数据传输能力。

这时 RedCap 提供了一个理想的解决方案，这些设备可以以较低的成本和能耗实现稳定连接，同时数据传输速率也可以满足数据收集的需求。

当然，对于一些需要快速可靠的数据传输来进行实时决策和协同工作的工厂（例如元宇宙工厂），原始 5G 的高速率和低延迟特性将更为适合。这种技术能够支持机器人之间的快速通信，以及大量的视觉数据处理，以实现更复杂的自动化任务。

看到这里，你是不是觉得 RedCap 又是一个针对各类生产场景的方案，距离我们的生活很遥远？并不是哦！

针对我们个人消费者，也有 RedCap 大显身手的地方，例如现在非常普及的智能手表。

生活中的 Redcap

先做一个小测试。

已经使用过自己腕上智能手表全部功能的同学请举手~

目前，很多智能手表功能丰富，这些功能的实现确实需要原始 5G 的加持。

但是我们很多人其实并不会使用全部的功能，只需要一款基础型的智能手表，用来显示通知、基础健康追踪、实时位置更新、基础通信和一些简单的应用程序。

而 RedCap 技术就已经可以满足这些功能需求，同时由于节电技术的应用和配置的简化，还能延长续航里程，降低购买价格。这还不心动吗？

我们不难看出，RedCap 在裁剪了原始 5G 的某些性能后，更匹配中速率场景，还降低了成本。因此，无论是工业生产还是日常生活领域，它都当之无愧的成为了“经济适用型”选择。

Redcap 的更多应用

当然，RedCap 在智慧农业、智慧城市等领域也具有广泛应用，例如：

基于 RedCap 的远程灌溉系统：基本的数据传输功能足以处理灌溉系统所需的数据，如土壤湿度监测、基本天气信息等。而低功耗特性使其可以在野外长时间运行，无需频繁维护，同时也降低了使用成本。

基于 RedCap 的城市基础设施：街道灯具等智能城市设备通常需要长时间运行，不需要高速的数据传输。RedCap 可以提供稳定的网络连接，同时控制维护成本。

4、总结

总之，原始 5G 和 RedCap 二者各有所长，原始 5G 正以其高速率和低延迟优势，重塑我们对未来的畅享，而 RedCap 则为那些对成本有更高要求的场景提供了理想的解决方案。

在未来，无论是在城市街头，还是在远离城市喧嚣的偏远地区，原始 5G 和 RedCap 的协同和合作，将共同构建一个更加智能和高效的世界。

RedCap（Reduced Capability，缩减能力）

eDRX（Extended Discontinuous Reception，增强的非连续性接收特性）

PSM  (Power Saving Mode，省电模式)

WUS (Wake-Up Signal，唤醒信号)

本文来自微信公众号：中兴文档（ID：ztedoc）