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5G RedCap
Zellulares IoT für das 5G-Zeitalter
Ermöglichung einer neuen Klasse von 5G-Geräten
Das Third Generation Partnership Project (3GPP), Release 17, führt Verbesserungen ein, die es einer neuen Klasse von Geräten ermöglichen, in 5G-Netzen zu arbeiten. Diese Geräte mit reduzierter Kapazität (RedCap) (z. B. Wearables, drahtlose Sensoren und Überwachungsgeräte) profitieren vom Umfang der 5G-Bereitstellung, nutzen aber weniger Funktionen, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Funktionen und Kosten sowie Stromverbrauch zu erreichen.
Entwickelt für RedCap und andere C-IoT-Technologien
Die Keysight E7515R UXM 5G Wireless Test Platform ist ein optimierter Netzwerkemulator, der speziell für Protokoll-, Funkfrequenz- (RF) und Funktionstests aller zellularen IoT-Technologien, einschließlich RedCap, entwickelt wurde.
Der E7515R erweitert das umfassende Portfolio an 5G-Netzwerkemulationslösungen von Keysight, die bei der Validierung von Mobilgeräten über den gesamten Arbeitsablauf hinweg eingesetzt werden, von der frühen Entwicklung bis zur Abnahme und Fertigung.
Sie basiert auf der gleichen bewährten Architektur wie der Keysight E7515B UXM 5G und bietet Testunterstützung für RedCap-Funktionen in allen Übertragungsmodi. Die Plattform unterstützt auch zusätzliche Funktionen von Release 17, wie z. B. kleine Datenübertragungen, stromsparende Verbesserungen und Verbesserungen bei der Uplink-Abdeckung.
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Häufig gestellte Fragen
Was ist 5G RedCap?
RedCap ist eine Variante der 5G-Technologie, die durch Verbesserungen in 3GPP Release 17 entstanden ist. RedCap ermöglicht es Internet-of-Things-Geräten (IoT) mit eingeschränkten Funktionen, sich über 5G-Netze mit dem Internet zu verbinden. Diese RedCap-Geräte sind weniger komplex, weniger kostspielig und energieeffizienter als herkömmliche 5G-Geräte wie Smartphones. Sie benötigen jedoch nicht die vollen Fähigkeiten und die volle Leistung, die der 5G-Standard New Radio (NR) ermöglicht.
Welche Arten von Geräten verwenden 5G RedCap?
5G RedCap richtet sich an Anwendungen für einfachere und kostengünstigere IoT-Geräte wie Sensoren und Aktoren, die kontinuierlich kleine Informationspakete senden und eine lange Batterielebensdauer benötigen. Solche Anwendungen passen nicht genau in die anfänglichen Anwendungsfälle, die durch den 5G NR-Standard definiert sind. Release 17 spezifiziert drei RedCap-Anwendungsfälle: drahtlose Industriesensoren, Gesundheits-Wearables und Überwachungsgeräte.
Jeder RedCap-Anwendungsfall hat seine eigenen Anforderungen an die maximale Datenrate, die End-to-End-Latenzzeit und die Serviceverfügbarkeit. Zu den frühen Anwendern von RedCap gehören Chipsatzhersteller und Hersteller von IoT-Produkten, die in die Anwendungsfälle Wearables, Sensoren und Überwachung passen.
Was sind die wichtigsten Vorteile von 5G RedCap?
5G-RedCap-Geräte verwenden weniger Antennen und unterstützen geringere Bandbreiten als herkömmliche 5G-Nutzergeräte wie Smartphones. Weniger Antennen und MIMO-Schichten (Multiple-Input/Multiple-Output) senken die Gerätekosten. Geringere Bandbreiten senken die Kosten für Leistungsverstärker.
RedCap bietet weitere Verbesserungen, die die Kosten der RedCap-Geräte weiter senken. So unterstützt RedCap beispielsweise Halbduplex-Frequenzduplex (FDD), einen Übertragungsmodus, der sich erheblich auf die Gerätekosten auswirken kann. Halbduplex FDD verhindert, dass das Gerät gleichzeitig Daten auf verschiedenen Frequenzen sendet und empfängt. Dadurch können RedCap-Geräte Switches anstelle von teuren Duplexern verwenden.
Weniger Antennen, geringere Bandbreiten und verschiedene Betriebsmodi tragen ebenfalls zur Senkung des Stromverbrauchs bei. RedCap-Geräte können Daten übertragen, ohne sich mit dem Netz zu verbinden, und haben weniger strenge Anforderungen an die Verwaltung der Funkressourcen als andere 5G-Geräte, wodurch das Gerät Energie sparen kann.
Wo liegen die Grenzen der 5G-RedCap-Geräte?
Da RedCap-Geräte weniger Antennen haben und geringere Bandbreiten unterstützen, verfügen sie nicht über den vollen Durchsatz, die Latenzzeit und den Frequenzbereich herkömmlicher 5G-Geräte. 5G-RedCap-Geräte unterstützen nur 2x2 MIMO für den Downlink und Single-Input/Single-Output für den Uplink sowie Bandbreiten von 20 MHz für Frequenzen unter 7,125 GHz und 100 MHz für Millimeterwellenfrequenzen.
Die geringeren Bandbreiten des RedCap-Betriebs erfordern Änderungen der Bandbreiten-Teilkonfigurationen sowohl für den Downlink als auch für den Uplink. Neue Informationselemente ermöglichen es, die Bandbreite dynamisch an die Aktionen des Geräts anzupassen.
5G-RedCap-Geräte erfordern spezielle Signalisierungsparameter und -verfahren. RedCap-Geräte verwenden für den Zugriff auf das Netz ein anderes Kanalverfahren mit wahlfreiem Zugriff, was die Gerätekompatibilität beeinträchtigt.
5G-RedCap-Geräte erkennen auch keine Zeitplanungsinformationen für den Downlink und den Uplink im selben Satz von Symbolen. Folglich können sie im Uplink-Modus keine Nachrichten im Downlink überprüfen oder Informationen im Uplink senden, während sie den Downlink überwachen.
Wann werden 5G RedCap-Geräte verfügbar sein?
Die ersten 5G-RedCap-Chipsätze werden in den Jahren 2023 und 2024 verfügbar sein, kommerzielle RedCap-Geräte kommen in den Jahren 2025 und 2026 auf den Markt. Nach 2026 dürfte das Wachstum der kommerziellen RedCap-Geräte steil ansteigen. Industrie und Verbraucher werden 5G-verbundene Wearables für die Gesundheitsüberwachung und andere Anwendungen, kostengünstige drahtlose Sensoren für die industrielle Datenerfassung und Anlagenverfolgung sowie Überwachungsgeräte für den Einsatz in intelligenten Städten, Fabriken und anderen Anwendungen übernehmen.
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