Abilitazione di una nuova classe di dispositivi 5G

Il Third Generation Partnership Project (3GPP), Release 17, introduce miglioramenti che consentono a una nuova classe di dispositivi di funzionare sulle reti 5G. Questi dispositivi a capacità ridotta, o RedCap (ad esempio, dispositivi indossabili, wireless e apparecchiature di sorveglianza) beneficiano della portata delle implementazioni 5G, ma sfruttano meno funzionalità per un equilibrio ottimale tra caratteristiche, costi e consumo energetico.

Progettato per RedCap e altre tecnologie C-IoT

La piattaforma Wireless Keysight E7515R UXM 5G è un emulatore di rete semplificato progettato specificamente per i test di protocollo, radiofrequenza (RF) e funzionali di tutte le tecnologie IoT cellulari, incluso RedCap.

L'E7515R amplia il portafoglio completo di soluzioni di emulazione di rete 5G di Keysight, utilizzate per la convalida dei dispositivi mobili in tutto il flusso di lavoro, dalla progettazione iniziale all'accettazione e alla produzione.

Costruita sulla stessa architettura collaudata del Keysight E7515B UXM 5G, offre il supporto di test per le funzioni RedCap in tutte le modalità di trasmissione. La piattaforma supporta inoltre ulteriori funzionalità della Release 17, come le trasmissioni di dati di piccole dimensioni, i miglioramenti del risparmio energetico e i miglioramenti della copertura dell'uplink.

Domande frequenti

Che cos'è il 5G RedCap?

RedCap è una variante della tecnologia 5G creata grazie ai miglioramenti apportati dalla Release 17 del 3GPP. RedCap consente ai dispositivi Internet of Things (IoT) con capacità ridotte di connettersi a Internet tramite le reti 5G. Questi dispositivi RedCap sono meno complessi, meno costosi e più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai dispositivi 5G tradizionali come gli smartphone. Tuttavia, non richiedono le capacità e le prestazioni complete consentite dallo standard 5G New Radio (NR).

Quali tipi di dispositivi utilizzano 5G RedCap?

5G RedCap è destinato ad applicazioni per dispositivi IoT più semplici ed economici, come sensori e attuatori che inviano continuamente piccoli pacchetti di informazioni e richiedono una lunga durata della batteria. Tali applicazioni non rientrano perfettamente in nessuno dei casi d'uso iniziali definiti dallo standard 5G NR. La versione 17 specifica tre casi d'uso di RedCap: wireless industriali, dispositivi indossabili per la salute e dispositivi di sorveglianza.

Ogni caso d'uso di RedCap ha i propri requisiti in termini di velocità massima dei dati, latenza end-to-end e disponibilità del servizio. Tra i primi utilizzatori di RedCap ci sono i produttori di chipset e di prodotti IoT che rientrano nei casi d'uso degli indossabili, dei sensori e della sorveglianza.

Quali sono i principali vantaggi di 5G RedCap?

I dispositivi 5G RedCap utilizzano un minor numero di antenne e supportano larghezze di banda inferiori rispetto alle apparecchiature utente 5G convenzionali, come gli smartphone. Un minor numero di antenne e livelli di ingresso/uscita multipli (MIMO) riducono il costo del dispositivo. Le larghezze di banda inferiori riducono i costi degli amplificatori di potenza.

RedCap offre altri miglioramenti che riducono ulteriormente il costo dei dispositivi RedCap. Ad esempio, RedCap supporta l'half-duplex frequency division duplex (FDD), una modalità di trasmissione che può incidere significativamente sul costo del dispositivo. L'half-duplex FDD impedisce al dispositivo di trasmettere e ricevere dati su frequenze diverse allo stesso tempo. Di conseguenza, i dispositivi RedCap possono utilizzare switch invece di costosi duplexer.

Un minor numero di antenne, larghezze di banda inferiori e diverse modalità di funzionamento contribuiscono a ridurre il consumo energetico. I dispositivi RedCap possono trasmettere dati senza connettersi alla rete e hanno requisiti di gestione delle risorse radio meno stringenti rispetto ad altri dispositivi 5G, aiutando il dispositivo a risparmiare energia.

Quali sono le limitazioni dei dispositivi 5G RedCap?

Poiché i dispositivi RedCap hanno un numero inferiore di antenne e supportano larghezze di banda inferiori, non hanno le capacità di throughput, latenza e gamma di frequenze dei dispositivi 5G convenzionali. I dispositivi 5G RedCap supportano solo 2x2 MIMO per il downlink e single-input/single-output per l'uplink, e larghezze di banda di 20 MHz per le frequenze inferiori a 7,125 GHz e 100 MHz per le frequenze a onde millimetriche.

Le larghezze di banda inferiori del funzionamento di RedCap richiedono modifiche alle configurazioni delle parti di larghezza di banda sia per il downlink che per l'uplink. I nuovi elementi informativi consentono alla larghezza di banda di adattarsi dinamicamente alle azioni del dispositivo.

I dispositivi 5G RedCap richiedono parametri e procedure di segnalazione specifici. I dispositivi RedCap utilizzano una diversa procedura di canale ad accesso casuale per accedere alla rete, il che influisce sulla compatibilità dei dispositivi.

Inoltre, i dispositivi 5G RedCap non rilevano le informazioni di pianificazione per il downlink e l'uplink nello stesso set di simboli. Di conseguenza, non possono controllare i messaggi nel downlink mentre sono in modalità uplink o inviare informazioni nell'uplink mentre monitorano il downlink.

Quando saranno disponibili i dispositivi 5G RedCap?

I primi chipset 5G RedCap saranno disponibili nel 2023 e nel 2024, mentre i dispositivi RedCap commerciali entreranno sul mercato nel 2025 e nel 2026. Dopo il 2026, la crescita dei dispositivi RedCap commerciali dovrebbe aumentare notevolmente. Le industrie e i consumatori adotteranno dispositivi indossabili connessi al 5G per il monitoraggio della salute e altre applicazioni, wireless a basso costo per la raccolta di dati industriali e il tracciamento delle risorse, nonché dispositivi di sorveglianza da utilizzare nelle città intelligenti, nelle fabbriche e in altre applicazioni.

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