適配RedCap終端的5G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)方案

研究報(bào)告

IMT-2020（5G）推進(jìn)組5G試驗(yàn)工作組

適配RedCap終端的5G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)方案研究報(bào)告

1.RedCapUE應(yīng)用場(chǎng)景與網(wǎng)絡(luò)需求

1.1視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控應(yīng)用廣泛，中國(guó)每年銷售超過(guò)1.2億只攝像頭，目前攝像頭無(wú)線化比例低于3%。

但從公安部門(mén)統(tǒng)計(jì)，城市安防的有線傳輸攝像頭在線率在70%~90%之間，離線的原因主要是

光纖不可達(dá)、傳輸損壞等，攝像頭無(wú)線化是剛性需求。不同場(chǎng)景的視頻監(jiān)控對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能需

求如下：

表1-1不同場(chǎng)景的視頻監(jiān)控對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能需求

單攝像頭上行通信帶

典型場(chǎng)景分辨率幀率時(shí)延移動(dòng)速度覆蓋

寬（H.265壓縮）

固定監(jiān)控100萬(wàn)像素25fps2Mbps400ms/室外覆蓋

臨時(shí)布控400萬(wàn)像素25fps8Mbps400ms/室外覆蓋

高點(diǎn)巡防1600萬(wàn)像素25fps32Mbps400ms/室外覆蓋

普通巡防400萬(wàn)像素25fps8Mbps400ms/室外覆蓋

移動(dòng)執(zhí)法200萬(wàn)像素30fps4Mbps400ms/室外覆蓋

室外、室內(nèi)

疫情防控200萬(wàn)像素25fps4Mbps400ms/

覆蓋

車內(nèi)監(jiān)控200萬(wàn)像素25fps4Mbps400ms120km/h室外覆蓋

運(yùn)鈔車監(jiān)控200萬(wàn)像素25fps4Mbps150ms80km/h室外覆蓋

電力變電站

200萬(wàn)像素25fps4Mbps400ms/室外覆蓋

巡檢

地面機(jī)器人

400萬(wàn)像素25fps8Mbps400ms1m/s室外覆蓋

巡檢

無(wú)人機(jī)巡檢2000萬(wàn)像素25fps40Mbps400ms15m/s低空覆蓋

礦下安全生

400萬(wàn)像素25fps8Mbps400ms/井下覆蓋

產(chǎn)

移動(dòng)機(jī)器人

30萬(wàn)像素30fps10Mbps20ms/室內(nèi)覆蓋

（AMR）

1.2智能可穿戴設(shè)備

智能可穿戴設(shè)備主要包括智能手表、智能手環(huán)、醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備等，普遍要求設(shè)備體積小、

功耗低。其典型業(yè)務(wù)需求包括：下行參考速率為5-50Mbps、上行參考速率為2-5Mbps，下行

峰值速率為150Mbps、上行峰值速率為50Mbps；電池的理想工作續(xù)航為數(shù)天甚至1-2周。

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隨著5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模商用，個(gè)人消費(fèi)類產(chǎn)品正逐步由4G向5G升級(jí)換代，其中可穿戴領(lǐng)域

如智能手表、手環(huán)、AR/VR等穿戴設(shè)備對(duì)小尺寸及低功耗要求較高，采用常規(guī)的5GeMBB芯

片和終端無(wú)法有效滿足上述需求，產(chǎn)業(yè)也同樣期待5G終端能夠具備差異化能力，能在尺寸、

功耗和性能之間進(jìn)行折中，通過(guò)剪裁設(shè)計(jì)，減小終端尺寸，解決可穿戴領(lǐng)域的痛點(diǎn)需求。

表1-2智能可穿戴設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵指標(biāo)需求

應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)速率電池壽命

參考速率：下行5-50Mbps，上行2-5Mbps

可穿戴設(shè)備幾天（甚至1-2周）

峰值速率：下行150Mbps，上行50Mbps

1.3工業(yè)設(shè)備

1.3.1工業(yè)無(wú)線傳感器

工業(yè)無(wú)線傳感器通過(guò)內(nèi)置5G模組或外接5G終端設(shè)備采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，產(chǎn)品形態(tài)主要包括

DTU、CPE、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等，如下列舉了采礦、電力、港口、工廠等場(chǎng)景工業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備典型數(shù)

據(jù)采集的通信性能要求。

表1-3工業(yè)無(wú)線傳感器典型應(yīng)用場(chǎng)景通信性能需求

應(yīng)用場(chǎng)景帶寬時(shí)延可靠性

采礦設(shè)備數(shù)采上行速率：<30Mbps<50ms99.99%

用電信息采集（臺(tái)區(qū)）上行速率：2Mbps100ms99.9%

龍門(mén)吊遠(yuǎn)控操作（視頻回傳）30-100Mbps（注1）50ms99.9%

工廠數(shù)據(jù)采集上行速率：<30Mbps100ms99.9%

注1：需考慮FDD頻段或TDD頻段特殊上下行配比，以滿足較高上行速率需求。

1.3.2面向電力等控制類設(shè)備

控制類場(chǎng)景可分為三類場(chǎng)景：遠(yuǎn)程操控、邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制，RedCap的目標(biāo)場(chǎng)景聚焦

遠(yuǎn)程操控場(chǎng)景。如下列舉在采礦、電力、港口場(chǎng)景的遠(yuǎn)程操控場(chǎng)景對(duì)通信的要求，總體上保

持20ms時(shí)延、99.99%可靠性可滿足遠(yuǎn)程操控場(chǎng)景的性能要求。

表1-4控制類設(shè)備典型應(yīng)用場(chǎng)景通信性能需求

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應(yīng)用場(chǎng)景特性帶寬時(shí)延可靠性

控制臺(tái)與設(shè)備間L2高密4K攝像頭實(shí)時(shí)

采礦行業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)控互通、上行大帶寬回監(jiān)控，總?cè)?lt;50ms99.999%

傳量：>30Mbps（注2）

（電網(wǎng)）精準(zhǔn)負(fù)荷控?cái)?shù)據(jù)隔離實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)大

上行速率<2Mbps<50ms99.99%

制區(qū)和管理大區(qū)隔離

數(shù)據(jù)隔離實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)大

區(qū)和管理大區(qū)隔離、

配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)上行速率>3Mbps<15ms99.99%

提供12us級(jí)時(shí)鐘同步

信號(hào)

控制臺(tái)與設(shè)備間L2

港口龍門(mén)吊遠(yuǎn)控50-100Kbps<20ms99.99%

互通

注2：需考慮FDD頻段或TDD頻段特殊上下行配比，以滿足較高上行速率需求。

2.支持RedCapUE關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1支持RedCapUE的關(guān)鍵特性

2.1.1接入控制與RedCapUE識(shí)別

RedCapUE是否可以接入一個(gè)小區(qū)，主要是根據(jù)3GPPTS38.300、38.304和38.331協(xié)議中

相關(guān)的參數(shù)和規(guī)則確定。

SIB1中的參數(shù)cellBarredRedCap1Rx/cellBarredRedCap2Rx指示本小區(qū)是否允許1Rx/2Rx

天線的RedCapUE接入。參數(shù)halfDuplexRedCapAllowed指示本小區(qū)是否允許僅支持半雙工的

RedCapUE接入，此參數(shù)只適用于FDD制式。SIB1中的參數(shù)intraFreqReselectionRedCap指示

當(dāng)小區(qū)為barred狀態(tài)時(shí)，RedCapUE是否可以在300秒后選擇或重選本小區(qū)，以及如何在同頻

段搜索其他可接入的鄰區(qū)。如果SIB1中沒(méi)有出現(xiàn)intraFreqReselectionRedCap，本小區(qū)禁止

RedCap終端接入。

RedCapUE應(yīng)判斷上述指示信息，當(dāng)滿足允許接入的要求時(shí)，才可以在小區(qū)駐留和發(fā)起

隨機(jī)接入。

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RedCapUE的識(shí)別策略是，基站在UE的接入階段盡早識(shí)別出該終端為RedCapUE。在隨

機(jī)接入過(guò)程中，SIB1中配置RedCapUE專用PRACH導(dǎo)頻序列，基站通過(guò)檢測(cè)到MSG1/MSGA

使用的專用PRACH導(dǎo)頻序列識(shí)別RedCapUE。SIB1中還可以配置RedCapUE專用的PRACH

時(shí)機(jī)，基站通過(guò)檢測(cè)到MSG1/MSGA所在的專用PRACH時(shí)機(jī)識(shí)別RedCapUE。

在隨機(jī)接入過(guò)程中，RedCapUE發(fā)送MSG3/MSGA需要使用特定LCID標(biāo)識(shí)CCCH（CCCH

或CCCH1），網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)RedCapUE使用的LCID來(lái)識(shí)別RedCapUE。

UE能力上報(bào)信息中redCapParameters-r17參數(shù)給出了終端的RedCap特性支持情況的信息。

2.1.2獨(dú)立初始BWP

相比non-RedCapUE，RedCapUE的最大帶寬能力大幅降低（如FR1從100MHz降低至

20MHz），所以在網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過(guò)SIB1配置的初始上下行BWP大于RedCapUE帶寬能力的情況下，

RedCapUE無(wú)法與non-RedCapUE共享該初始上下行BWP，即這種情況下RedCapUE沒(méi)有有

效的上下行資源來(lái)執(zhí)行后續(xù)接入。由此，引入了RedCapUE的獨(dú)立初始上下行BWP。

針對(duì)RedCapUE的初始BWP，有兩種配置方式：

方式一：RedCapUE和non-RedCapUE共享相同的初始上下行BWP。

方式二：為RedCapUE配置獨(dú)立初始BWP。

由于RedCapUE支持的帶寬較窄，與non-RedCapUE共享相同初始上下行BWP資源可能

導(dǎo)致過(guò)多的用戶聚集在相同的窄帶資源內(nèi)造成擁塞，引入獨(dú)立初始BWP可避免該情況。網(wǎng)絡(luò)

設(shè)備可以給RedCapUE配置１個(gè)獨(dú)立的初始上行BWP或1個(gè)獨(dú)立初始下行BWP，或同時(shí)配置

１個(gè)獨(dú)立的初始上行BWP與1個(gè)獨(dú)立初始下行BWP。具體又分為兩種情形，一是獨(dú)立初始下

行BWP包含CD-SSB/CORESET0，二是獨(dú)立初始下行BWP不包含CD-SSB/CORESET0。

RedCapUE的接入具體流程見(jiàn)圖2-1。

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圖2-1RedCap接入流程圖

為了避免RedCapUE引起的上行資源碎片化問(wèn)題，協(xié)議中針對(duì)獨(dú)立初始BWP引入了

RedCap場(chǎng)景下公共PUCCH不跳頻的配置，詳見(jiàn)圖2-2。

圖2-2RedCapUE與nod-RedCapUE上行資源示意圖

2.1.3激活BWP

RedCapUE默認(rèn)支持BWP包含NCD-SSB（Non-CellDefiningSSB：非定義小區(qū)的SSB）的

功能，該功能為RedCapUE激活BWP的選擇提供了較大的靈活性。

對(duì)于RedCapUE激活BWP的部署建議，期望根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中RedCap用戶規(guī)模、業(yè)務(wù)量等因素

按需增加或減少專用BWP的數(shù)量。

一種可能的部署方式如下所述（具體見(jiàn)圖2-3）：

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（a）網(wǎng)絡(luò)中RedCapUE數(shù)較少、業(yè)務(wù)量較低的情況下

建議RedCap的專用BWP包含CD-SSB（CellDefiningSSB：定義小區(qū)的SSB）。

（b）網(wǎng)絡(luò)中RedCapUE數(shù)較多和/或業(yè)務(wù)量較高，或者業(yè)務(wù)出現(xiàn)擁塞的情況下

建議配置1個(gè)包含CD-SSB的專用BWP+1個(gè)或多個(gè)包含NCD-SSB的專用BWP。

圖2-3RedCapUE專用BWP的配置示意圖

2.1.4RRM測(cè)量與切換

在R15/R16標(biāo)準(zhǔn)定義中，UE對(duì)服務(wù)小區(qū)的測(cè)量都是基于CD-SSB（CellDefiningSSB：定

義小區(qū)的SSB）進(jìn)行的。RedCapUE由于最大支持20MHz帶寬，為了網(wǎng)絡(luò)側(cè)的負(fù)載均衡，

RedCap引入了獨(dú)立初始BWP，支持了包含NCD-SSB的專用BWP的配置，需要RedCapUE支

持在連接態(tài)基于NCD-SSB進(jìn)行服務(wù)小區(qū)測(cè)量。同時(shí)也對(duì)服務(wù)小區(qū)測(cè)量配置、同頻/異頻測(cè)量

的定義以及切換流程進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和增強(qiáng)。

測(cè)量配置方面，在BWP配置參數(shù)中新增了servingCellMO信息，可以用于指示該專用BWP

上NCD-SSB的頻域位置。當(dāng)激活BWP中配置了該參數(shù)，RedCapUE使用該參數(shù)指示的SSB作

為參考SSB進(jìn)行服務(wù)小區(qū)的測(cè)量；如果沒(méi)有配置該參數(shù)，則繼續(xù)使用小區(qū)公共參數(shù)中的

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servingCellMO作為參考SSB進(jìn)行服務(wù)小區(qū)的測(cè)量。

基于如上原則，重新定義同頻/異頻測(cè)量如下：

同頻測(cè)量：鄰小區(qū)測(cè)量配置中的SSB的中心頻點(diǎn)及子載波間隔與服務(wù)小區(qū)參考SSB的

中心頻點(diǎn)及子載波間隔相比，兩者都相同。

異頻測(cè)量：鄰小區(qū)測(cè)量配置中的SSB的中心頻點(diǎn)及子載波間隔與服務(wù)小區(qū)參考SSB的

中心頻點(diǎn)及子載波間隔相比，其中至少有一項(xiàng)不同。

在切換流程方面，如下4種切換場(chǎng)景都是支持的，但前提是網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給UE的切換消息中

攜帶的目標(biāo)小區(qū)的firstActiveUplinkBWP上應(yīng)關(guān)聯(lián)用于隨機(jī)接入的RACH資源。

1）在原小區(qū)上工作于包含CD-SSB的BWP，切換到目標(biāo)小區(qū)中包含CD-SSB的BWP(現(xiàn)

R15/R16已支持流程)。

2）在原小區(qū)上工作于包含CD-SSB的BWP，切換到目標(biāo)小區(qū)中包含NCD-SSB的BWP。

3）在原小區(qū)上工作于包含NCD-SSB的BWP，切換到目標(biāo)小區(qū)中包含CD-SSB的BWP。

4）在原小區(qū)上工作于包含NCD-SSB的BWP，切換到目標(biāo)小區(qū)包中含NCD-SSB的BWP。

2.2RedCapUE相關(guān)的其它NR特性

2.2.1VoNR語(yǔ)音

RedCap的三大應(yīng)用場(chǎng)景包括視頻監(jiān)控、智能可穿戴設(shè)備、工業(yè)無(wú)線傳感器等工業(yè)設(shè)備。

面向2C領(lǐng)域，可穿戴設(shè)備如智能手表對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)有較強(qiáng)的要求，隨著VoNR業(yè)務(wù)的全面

商用，RedCap終端支持VoNR可減少終端NR/LTE的頻繁切換，提高語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，

RedCap終端建議支持VoNR以保障用戶高品質(zhì)語(yǔ)音通信需求。

面向2B領(lǐng)域，視頻監(jiān)控和工業(yè)場(chǎng)景，RedCap終端可根據(jù)需求選擇支持VoNR。

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2.2.2NR/LTE雙模

RedCap終端的主要典型應(yīng)用場(chǎng)景包括工業(yè)傳感器、視頻監(jiān)控等行業(yè)應(yīng)用，以及穿戴類設(shè)

備的消費(fèi)類應(yīng)用。面向行業(yè)應(yīng)用的RedCap終端大部分是無(wú)人值守場(chǎng)景，需要通過(guò)遠(yuǎn)程升級(jí)

和維護(hù)，因此，終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連接的可靠性要求較高。

RedCap設(shè)備的規(guī)?；瘧?yīng)用依賴于5G網(wǎng)絡(luò)的大范圍覆蓋，鑒于5G商用網(wǎng)絡(luò)覆蓋要達(dá)到4G

商用網(wǎng)絡(luò)的廣度和深度覆蓋還尚需時(shí)日，并且支持RedCap終端的接入也需要對(duì)5G現(xiàn)有商用

網(wǎng)絡(luò)適配和升級(jí)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，4G、5G連接將成為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主力，因此，在5G網(wǎng)絡(luò)

未完全實(shí)現(xiàn)廣度和深度覆蓋時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋連續(xù)性和移動(dòng)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，建議

RedCap終端兼容支持4G模式接入，一方面可以提高RedCap終端的更廣泛的業(yè)務(wù)接入和處理

能力、以及遠(yuǎn)程升級(jí)和維護(hù)的可靠性，另一方面也可以通過(guò)更廣泛的接入能力帶動(dòng)規(guī)?；l(fā)

展，來(lái)進(jìn)一步降低終端的成本。

2.2.3小數(shù)據(jù)包傳輸

對(duì)于RedCap終端的工業(yè)無(wú)線傳感器和可穿戴設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景，存在大量的小包業(yè)務(wù)傳輸，

例如可穿戴設(shè)備的即時(shí)通信、心跳/?；睢⑼扑屯ㄖ葮I(yè)務(wù)，傳感器的定期或者事件觸發(fā)數(shù)據(jù)

傳輸、溫度/壓力讀數(shù)等業(yè)務(wù)。因此間歇性小包業(yè)務(wù)傳輸特性對(duì)于RedCap的這些場(chǎng)景有著重

要應(yīng)用價(jià)值。

5GR15/R16版本中RRC_INACTIVE狀態(tài)并不支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，處于該狀態(tài)的終端在進(jìn)行任

何上行或下行數(shù)據(jù)傳輸之前，必須恢復(fù)連接，轉(zhuǎn)換到RRC_CONNECTED狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸完

成后再釋放連接。這些過(guò)程帶來(lái)了不必要的信令開(kāi)銷。

為了更高效地支持間歇性小數(shù)據(jù)的傳輸，R17引入了基于RA（隨機(jī)接入）的SDT（小數(shù)

據(jù)包傳輸）以及基于CG（配置授權(quán)）的SDT（二者同時(shí)配置時(shí)，CG的SDT優(yōu)先），可以讓

終端在RRC_INACTIVE狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少信令開(kāi)銷和降低終端能耗。對(duì)于基于RA或

CG的SDT傳輸有時(shí)間限制,定時(shí)器從由SDT觸發(fā)的RRC層RRCResumeRequest或者

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RRCResumeRequest1發(fā)送開(kāi)始計(jì)時(shí)，到SDT傳輸完成后的RRCRelease結(jié)束。

下面分別介紹基于RA的SDT與基于CG的SDT：

（一）基于RA的SDT

1）小包業(yè)務(wù)傳輸條件

對(duì)于小包業(yè)務(wù)傳輸，有一定的使用條件：（1）所有承載上等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小于數(shù)據(jù)量

門(mén)限（協(xié)議參數(shù)）；（2）DLRSRP高于配置門(mén)限(協(xié)議參數(shù)）；（3）有可用的有效SDT資源。

2）資源配置

對(duì)于RA資源，協(xié)議給出了用于SDT的特定PreambleID段配置，可配置該特性的起始

PreambleID以及連續(xù)PreambleID數(shù)目。除此以外，如果每個(gè)SSB映射的RO個(gè)數(shù)大于1

（ssbPerRachOccasionAndCbPreamblesPerSsb<1),則可以通過(guò)索引配置用于SDT的RO。

對(duì)于SDT，協(xié)議支持配置專用的搜索空間，用于上下行動(dòng)態(tài)調(diào)度。

3）小包業(yè)務(wù)傳輸過(guò)程

（1）終端通過(guò)在配置的RA資源上發(fā)起RACH；

（2）終端會(huì)通過(guò)Msg2的授權(quán)攜帶一部分上行SDT數(shù)據(jù)；

（3）如果Msg2的授權(quán)量不足以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或者有下行SDT業(yè)務(wù)，通過(guò)在SDT的專用

搜索空間進(jìn)行上下行動(dòng)態(tài)調(diào)度來(lái)完成后續(xù)的小包業(yè)務(wù)傳輸。

（二）基于CG的SDT

SDT-CG，即小業(yè)務(wù)時(shí)的上行免授權(quán)，UE處于RRC_INACTIVE狀態(tài)下，可以通過(guò)上行免

授權(quán)方式發(fā)送PUSCH。

1）SDT-CG免授權(quán)發(fā)送時(shí)刻與SSB的關(guān)系

SDT-CG免授權(quán)發(fā)送方式：類似RO（PRACHOccasion）到SSB映射方法去發(fā)送PRACH。

即SSB與PO（PUSCHOccasion）也有映射關(guān)系，可以是一個(gè)SSB映射多個(gè)PO，也可以是多個(gè)

SSB映射一個(gè)PO。通過(guò)SSB的周期和CG的周期，共同決定一個(gè)聯(lián)合周期，聯(lián)合周期的定義是

所有的SSB都至少有一個(gè)PO可以映射。

在一個(gè)聯(lián)合周期下，多個(gè)SSB映射一個(gè)PO時(shí)，可以通過(guò)DMRS端口和序列區(qū)分開(kāi)。例如，

8個(gè)SSB映射一個(gè)PO，其中每?jī)蓚€(gè)SSB映射一個(gè)PUSCH的DMRS端口，且該兩個(gè)DMRS的序列

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是不同的。于是當(dāng)UE所屬某個(gè)最強(qiáng)SSB波束時(shí)，即可在對(duì)應(yīng)的PO上用對(duì)應(yīng)的DMRS進(jìn)行

PUSCH免授權(quán)發(fā)送。

2）SDT-CG免授權(quán)傳輸過(guò)程

在確定SDT-CG的傳輸周期和所使用的DMRS信息后，SDT-CG免授權(quán)在無(wú)需任何上行動(dòng)

態(tài)授權(quán)下，在所屬的周期點(diǎn)周期性的發(fā)送PUSCH。其中SDT-CG授權(quán)的PUSCH的相關(guān)的調(diào)度

授權(quán)信息，如RB/MCS等信息，通過(guò)基于Type1的免授權(quán)RRC配置確定。

2.2.4終端節(jié)能

綠色低碳，節(jié)能減排是全社會(huì)全行業(yè)持續(xù)追求的目標(biāo)。終端節(jié)能可以降低能耗，延長(zhǎng)待

機(jī)時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)，是終端最重要的功能之一。5GeMBB終端從誕生之初，由于大帶寬、

多天線、峰值速率高，帶來(lái)的功耗也隨之升高。3GPP從R15到R17，針對(duì)終端節(jié)電特性（UE

powersaving），一直持續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)工作。RedCap終端相對(duì)于eMBB終端雖然帶寬和

天線數(shù)目有所減少，仍對(duì)節(jié)電有著強(qiáng)烈的需求。

下面給出RedCap終端支持節(jié)電特性的建議。

（一）R15的終端節(jié)電特性

1）連接態(tài)非連續(xù)接收（C-DRX）

UE在連接態(tài)進(jìn)行非連續(xù)接收可以降低對(duì)PDCCH控制信道的監(jiān)聽(tīng)，使得UE可以進(jìn)入休眠

態(tài)，從而大幅降低UE的功耗。C-DRX特性非常成熟，是UE節(jié)電的一個(gè)最基本的功能。

2）小帶寬BWP

R15的eMBB終端在連接態(tài)可以支持最大4個(gè)專用BWP。RedCap終端最大帶寬20MHz，相

比eMBB終端帶寬降低很多。但考慮到RedCap終端也會(huì)工作在較低速率的情況下，如果能基

于網(wǎng)絡(luò)配置工作在更小的BWP帶寬（比如10MHz）下，可進(jìn)一步降低終端耗電，但會(huì)增加網(wǎng)

絡(luò)的復(fù)雜度。

（二）R16的終端節(jié)電特性

1）UE喚醒信號(hào)（Wakeupsignal）

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處于連接態(tài)的UE可以由網(wǎng)絡(luò)配置喚醒信號(hào)從而進(jìn)一步達(dá)到節(jié)電目的。對(duì)于配置了連接

態(tài)DRX的UE，網(wǎng)絡(luò)可以給其配置喚醒信號(hào)。在喚醒信號(hào)的指示下，UE可以監(jiān)聽(tīng)或者不監(jiān)聽(tīng)

對(duì)應(yīng)DRX激活期內(nèi)的PDCCH。

對(duì)于實(shí)際很多業(yè)務(wù)傳輸場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)包到達(dá)并不是連續(xù)的，在數(shù)據(jù)傳輸比較稀疏的時(shí)間

窗口內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)喚醒信號(hào)指示UE不需要進(jìn)入DRX激活期，從而有效降低終端對(duì)

PDCCH信道的監(jiān)聽(tīng)時(shí)機(jī)。

圖2-4喚醒信號(hào)（WUS）示意圖

2）終端輔助的節(jié)能信息上報(bào)（UAI）

為了更好地輔助網(wǎng)絡(luò)為終端配置合適的參數(shù)，以達(dá)到終端節(jié)能的目的，網(wǎng)絡(luò)可以為終端

配置節(jié)能相關(guān)的終端輔助信息上報(bào)。NRR16標(biāo)準(zhǔn)中引入了多種類型的節(jié)能相關(guān)的終端輔助

信息，考慮到RedCap終端不支持載波聚合（CA）以及雙連接（DC），如下幾種終端輔助的

節(jié)能指示上報(bào)可適應(yīng)于RedCap終端：

?終端期望的RRC狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

?終端期望的下行最大MIMO層數(shù)。

?終端期望的DRX參數(shù)配置，包括長(zhǎng)短DRX周期，DRX非活動(dòng)定時(shí)器等。

對(duì)于每種類型的終端輔助節(jié)能信息上報(bào)，最終由網(wǎng)絡(luò)決策配置哪種相應(yīng)的節(jié)能參數(shù)給終

端。

3）下行MIMO層數(shù)限制

減少終端工作的接收天線通道數(shù)目可有效的節(jié)省終端的功耗。對(duì)于RedCap終端而言，支

持最大接收天線數(shù)為2。如果網(wǎng)絡(luò)判斷在下行傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)速率不高的情況下，可以指示終端

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最大傳輸?shù)腗IMOlayer數(shù)降為1，這樣終端可以關(guān)閉掉一個(gè)接收通路來(lái)降低功耗。R16支持

的下行BWP級(jí)別的最大MIMOLayer配置功能，通過(guò)DCI觸發(fā)的BWP切換可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的

MIMO層數(shù)切換，來(lái)降低終端功耗。

（三）R17的終端節(jié)電特性

1）尋呼提早指示PEI（pagingEarlyIndication）

基于大數(shù)據(jù)對(duì)智能手機(jī)的使用情況的統(tǒng)計(jì)，全天24小時(shí)中有大約12小時(shí)終端是處于空閑

狀態(tài)下。而終端在空閑狀態(tài)下主要的功耗是用于定期的進(jìn)行尋呼消息的監(jiān)聽(tīng)，因?yàn)閁E需要

在每次尋呼周期到來(lái)時(shí)自動(dòng)醒來(lái)，獲取SSB信號(hào)進(jìn)行下行時(shí)頻同步，完成對(duì)尋呼消息的接收

處理。R17針對(duì)空閑態(tài)的終端節(jié)能引入了尋呼提早指示（PDCCHDCI2-7），網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以在每

個(gè)尋呼周期到來(lái)時(shí)提前通知UE本次尋呼時(shí)機(jī)（PagingOccasion）中是否包含對(duì)本UE的有效

尋呼，從而降低空閑態(tài)UE對(duì)尋呼消息不必要的接收。同時(shí)，PEI特性可以結(jié)合對(duì)小區(qū)中的待

尋呼UE進(jìn)行分組（sub-grouping），可以進(jìn)一步降低UE定時(shí)被喚醒監(jiān)聽(tīng)尋呼的概率，更大程

度降低空閑態(tài)下終端的功耗。

圖2-5尋呼提早指示（PEI）示意圖

2）控制信道監(jiān)聽(tīng)降低自適應(yīng)（PDCCHMonitoringAdaptation）

在連接態(tài)下的終端節(jié)能，R16已經(jīng)針對(duì)C-DRX功能增強(qiáng)了喚醒信號(hào)WUS，可以針對(duì)業(yè)務(wù)

量稀疏情況下，降低進(jìn)入DRX激活期的概率?？紤]到未來(lái)需要支持例如VR/AR這種數(shù)據(jù)包到

達(dá)比較密集型的業(yè)務(wù)，UE在業(yè)務(wù)過(guò)程中可能一直工作在C-DRX的激活期（onduration）。針

對(duì)這種數(shù)據(jù)量大且數(shù)據(jù)包到達(dá)間隔短的場(chǎng)景，R17引入了控制信道監(jiān)聽(tīng)降低自適應(yīng)（PDCCH

MonitoringAdaptation）的功能，來(lái)進(jìn)一步減少對(duì)PDCCH監(jiān)聽(tīng)和盲檢的頻率。PDCCH

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Adaptation又支持了兩種方案，分別是PDCCH監(jiān)聽(tīng)跳過(guò)（PDCCHskipping）和搜索空間集合

組的切換（SSSGSwitching）。

圖2-6PDCCH監(jiān)聽(tīng)跳過(guò)示意圖

PDCCH監(jiān)聽(tīng)跳過(guò)：網(wǎng)絡(luò)側(cè)基于對(duì)下行業(yè)務(wù)量的預(yù)測(cè)情況，判斷在一段時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有

數(shù)據(jù)包需要調(diào)度時(shí)，通過(guò)PDCCH專用DCI通知UE可以在接下來(lái)的若干時(shí)隙內(nèi)不需要進(jìn)行

PDCCH的監(jiān)聽(tīng)。

圖2-7搜索空間集合組切換示意圖

搜索空間集合組切換：網(wǎng)絡(luò)會(huì)給UE配置的不同的PDCCH監(jiān)聽(tīng)密度的搜索空間的組合，

在業(yè)務(wù)傳輸過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)側(cè)基于對(duì)下行業(yè)務(wù)量的飽滿和稀疏情況，通過(guò)PDCCH專用DCI觸發(fā)

UE對(duì)不同的搜索空間的組合進(jìn)行切換，數(shù)據(jù)包集中到達(dá)時(shí)工作在PDCCH密集監(jiān)聽(tīng)的狀態(tài)下，

數(shù)據(jù)包稀疏到達(dá)時(shí)工作在PDCCH監(jiān)聽(tīng)放松的狀態(tài)下。

可見(jiàn)，PDCCH監(jiān)聽(tīng)自適應(yīng)包含的PDCCHskipping和SSSGSwitching兩種方案技術(shù)原理

相同，都是基于業(yè)務(wù)包疏密來(lái)精細(xì)化控制DRX激活期的PDCCH監(jiān)聽(tīng)頻度，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大化終

端節(jié)能目標(biāo)。

3）擴(kuò)展的非連續(xù)接收（extendedDRX）

在空閑態(tài)，終端周期性監(jiān)聽(tīng)尋呼是主要的能量消耗。針對(duì)RedCap終端而言，很多場(chǎng)景下

對(duì)尋呼響應(yīng)的及時(shí)性要求并不高，比如工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控場(chǎng)景。因此R17RedCap標(biāo)準(zhǔn)化

項(xiàng)目中對(duì)非連接態(tài)下的DRX周期進(jìn)行了擴(kuò)展，延長(zhǎng)了終端監(jiān)聽(tīng)尋呼的周期，使得終端能更長(zhǎng)

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時(shí)間處于休眠狀態(tài)以節(jié)能?？臻e態(tài)（RRC_IDLE）下eDRX周期擴(kuò)展到最大10485.76秒（2.91

小時(shí)），非激活態(tài)(RRC_INACTIVE)下eDRX周期擴(kuò)展到最大10.24秒。可以使得RedCap終端

在空閑態(tài)和非激活態(tài)下以更低的頻率監(jiān)聽(tīng)尋呼，降低終端待機(jī)電流，延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。

4）RRM測(cè)量放松（RRMRelaxation）

考慮到RedCap終端應(yīng)用在工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控場(chǎng)景下，終端大都是固定位置的，并沒(méi)

有移動(dòng)性，因此RedCap終端在R16的測(cè)量放松基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了增強(qiáng)。

針對(duì)空閑態(tài)和非激活態(tài)，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)系統(tǒng)信息配置UE滿足靜止（Stationary）條件和非小區(qū)

邊緣位置(not-at-cell-edge)條件對(duì)應(yīng)的門(mén)限和準(zhǔn)則。UE通過(guò)對(duì)服務(wù)小區(qū)參考信號(hào)在一定周期

內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度以及波動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量，判斷滿足靜止條件，或同時(shí)滿足靜止條件和位于非小

區(qū)邊緣位置條件時(shí)，終端可以放松空閑態(tài)和非激活態(tài)下的RRM測(cè)量，以達(dá)到節(jié)省終端功耗

的目的。

在連接態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)專用信令給UE配置滿足靜止條件的RSRP門(mén)限和準(zhǔn)則。UE在

連接態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，如果靜止條件的準(zhǔn)則滿足，UE通過(guò)UE輔助信息（UAI）消息上報(bào)給網(wǎng)

絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)決策配置相應(yīng)的測(cè)量參數(shù)來(lái)放松UE在連接態(tài)的下的測(cè)量，比如減少測(cè)量鄰小區(qū)

個(gè)數(shù)，拉長(zhǎng)測(cè)量上報(bào)周期等。

2.2.5覆蓋增強(qiáng)技術(shù)

對(duì)于移動(dòng)通信，覆蓋能力是最重要的關(guān)鍵指標(biāo)。RedCap終端應(yīng)用的三個(gè)典型場(chǎng)景，有工

業(yè)傳感器，視頻監(jiān)控，可穿戴設(shè)備。其中工業(yè)傳感器主要應(yīng)用在工廠的室內(nèi)場(chǎng)景，可以認(rèn)為

覆蓋問(wèn)題不是瓶頸。但視頻監(jiān)控類設(shè)備雖然是固定安裝，但存在著位于小區(qū)邊緣或者室外覆

蓋室內(nèi)的場(chǎng)景。特別是對(duì)于可穿戴設(shè)備，一方面是存在移動(dòng)性，另外可穿戴設(shè)備的尺寸一般

比較小，天線效率會(huì)隨之降低。因此當(dāng)可穿戴設(shè)備類終端工作在較高頻段，處于小區(qū)邊緣位

置時(shí)，覆蓋增強(qiáng)技術(shù)對(duì)于RedCap可穿戴類設(shè)備是是至關(guān)重要。

3GPP在R17開(kāi)展了覆蓋增強(qiáng)項(xiàng)目（CoverageEnhancement），考慮到無(wú)線基站的射頻天線

單元可以實(shí)現(xiàn)大功率和多天線，但終端相比基站的天線數(shù)目少，發(fā)送功率低，因此蜂窩通信

中都是上行方向的覆蓋能力受限，3GPP研究表明上行方向相比下行有11dB的覆蓋差異。R17

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為上行物理信道的傳輸引入了多個(gè)覆蓋增強(qiáng)特性，包括增加PUSCH和PUCCH信道的重復(fù)傳

輸次數(shù)，多時(shí)隙傳輸一個(gè)傳輸塊（TB），PUSCH/PUCCH信道的多時(shí)隙的聯(lián)合信道估計(jì)，以

及消息3（Msg3PUSCH）重復(fù)傳輸?shù)?。所有這些覆蓋增強(qiáng)的功能都是可以結(jié)合實(shí)際的場(chǎng)景，

應(yīng)用在RedCap終端中。

（一）PUSCH信道覆蓋增強(qiáng)

1)PUSCH信道重復(fù)傳輸（PUSCHrepetition）

為了提高上行業(yè)務(wù)信道傳輸?shù)目煽啃?，在R16的低時(shí)延高可靠項(xiàng)目中已經(jīng)支持了PUSCH

信道的重傳傳輸。R17在此基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了PUSCH類型A（PUSCHTypeA）的最大重復(fù)傳輸

次數(shù)到32次，支持動(dòng)態(tài)調(diào)度（DynamicGrant）和半靜態(tài)資源授權(quán)（ConfiguredGrant）兩種方

式，且重復(fù)傳輸次數(shù)可以被動(dòng)態(tài)指示。通過(guò)PUSCH的重復(fù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以獲得時(shí)間分集增

益以及冗余信息的譯碼增益，提升上行業(yè)務(wù)信道的覆蓋信道。

圖2-8PUSCH信道重復(fù)傳輸示意圖

2)多時(shí)隙承載傳輸塊(TBoMS)

多時(shí)隙承載傳輸塊（TBoMS：TBprocessingovermulti-slot）功能是將一個(gè)大的傳輸塊

映射到多個(gè)時(shí)隙的物理資源上進(jìn)行發(fā)送。相比于單時(shí)隙的數(shù)據(jù)傳輸方式，TBoMS可以獲得

兩個(gè)方面的增益。一方面是由于可用的時(shí)域資源增加，可以獲得更大的信道編碼的增益，從

而可以提高接收端譯碼的可靠性。另一方面是，一次傳輸一個(gè)大數(shù)據(jù)包相比多次傳輸幾個(gè)小

數(shù)據(jù)包，可降低MACPDU的開(kāi)銷，從而降低了占用的頻域資源，等效提高了單位頻率資源

上的發(fā)送功率。

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圖2-9多時(shí)隙承載傳輸塊（TBoMS）示意圖

當(dāng)然，TBoMS也可以應(yīng)用重復(fù)傳輸?shù)姆绞絹?lái)提高傳輸塊的合并譯碼增益，前提是配置的

TBoMS多次重復(fù)傳輸?shù)目倳r(shí)隙數(shù)目要小于等于32。

3)多時(shí)隙聯(lián)合信道估計(jì)(JCE)

多時(shí)隙聯(lián)合信道估計(jì)（JCE：Jointchannelestimation）是基站對(duì)PUSCH多次重復(fù)傳輸?shù)?/p>

時(shí)隙中的解調(diào)導(dǎo)頻參考信號(hào)（DMRS）進(jìn)行聯(lián)合信道估計(jì)，以提升低信噪比條件下的上行信

道估計(jì)的性能，從而提升上行業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能。

圖2-10多時(shí)隙聯(lián)合信道估計(jì)（JCE）示意圖

當(dāng)然，基站側(cè)多時(shí)隙聯(lián)合信道估計(jì)功能對(duì)終端能力也有更高的要求，即在聯(lián)合信道估計(jì)

的時(shí)間周期內(nèi)，需要終端能保證上行發(fā)送的相位連續(xù)性和功率一致性，也即對(duì)應(yīng)終端需要具

備導(dǎo)頻捆綁（DMRSbundling）的能力，否則基站側(cè)的聯(lián)合信道估計(jì)性能增益就無(wú)法保證。

具體的，聯(lián)合信道估計(jì)還包含如下四種PUSCH資源的聯(lián)合傳輸方式:

Case1:在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的背靠背（back-to-back）PUSCH傳輸（mappingtypeB）

Case2:在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的非背靠背（nonback-to-back）PUSCH傳輸（mapping

typeB）

Case3:跨多個(gè)連續(xù)時(shí)隙的背靠背（back-to-back）PUSCH傳輸（mappingtype

A）

Case4:跨多個(gè)連續(xù)時(shí)隙的非背靠背（nonback-to-back）PUSCH傳輸（mapping

typeA）

對(duì)于非背靠背傳輸，兩次傳輸之間的間隔需要小于等于13個(gè)符號(hào)，否則就違背了DMRS

bundling的條件。另外，多時(shí)隙承載傳輸塊(TBoMS)也可以與DMRSbundling聯(lián)合應(yīng)用。終端

針對(duì)DMRSbundling，非背靠背傳輸模式，TBoMS疊加DMRSbundling等，都是有單獨(dú)的UE

能力上報(bào)指示給網(wǎng)絡(luò)的。

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（二）PUCCH信道覆蓋增強(qiáng)

為了提高上行控制信道覆蓋性能，覆蓋增強(qiáng)項(xiàng)目也對(duì)PUCCH信道進(jìn)行了增強(qiáng)，包括

PUCCH重復(fù)傳輸，以及支持PUCCH信道導(dǎo)頻捆綁（DMRSbundling）功能。

針對(duì)PUCCH重復(fù)傳輸增強(qiáng)，僅支持整時(shí)隙級(jí)別的重復(fù)傳輸，為了提高重復(fù)傳輸資源的利

用效率，可以支持重復(fù)傳輸次數(shù)的動(dòng)態(tài)指示。

針對(duì)PUCCH信道DMRSbundling功能，與PUSCH信道支持的DMRSbundling功能類似。

但PUCCH信道不支持時(shí)隙內(nèi)的DMRSbundling，僅支持連續(xù)時(shí)隙間的背靠背和非背靠背的

DMRSbundling傳輸。同樣，是否支持PUCCH信道的非背靠背DMRSbundling有單獨(dú)的UE能

力上報(bào)給網(wǎng)絡(luò)。

（三）Msg3(消息3)覆蓋增強(qiáng)

為了提高隨機(jī)接入過(guò)程中Msg3的覆蓋性能，覆蓋增強(qiáng)項(xiàng)目支持了Msg3的重復(fù)傳輸功能。

Msg3僅支持時(shí)隙級(jí)別（PUSCHmappingTypeA）的重復(fù)傳輸，不支持mappingTypeB的時(shí)

域資源映射方式。

Msg3是隨機(jī)接入過(guò)程中的公共消息，為了使得終端能向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起Msg3重復(fù)傳輸?shù)恼?qǐng)求，

網(wǎng)絡(luò)在廣播消息中給UE配置滿足Msg3重傳請(qǐng)求的RSRP門(mén)限值和相應(yīng)的PRACH專用資源。

終端在初始接入過(guò)程測(cè)量到的RSRP（從終端側(cè)反映的是路損信息）低于配置的門(mén)限值，則

會(huì)選擇專用的PRACH資源來(lái)發(fā)送Msg1。網(wǎng)絡(luò)側(cè)在RA專用資源檢測(cè)到Msg1后，可以在隨機(jī)

接入響應(yīng)消息中（Msg2）指示終端Msg3的重復(fù)發(fā)送的次數(shù)，終端基于網(wǎng)絡(luò)指示在上行可用

的時(shí)隙上進(jìn)行Msg3的重復(fù)發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)對(duì)多次重復(fù)的Msg3消息進(jìn)行合并接收，從而可以增強(qiáng)

Msg3消息的覆蓋性能。

考慮到Msg3的初始重復(fù)傳輸不能保證正確接收的情況，網(wǎng)絡(luò)還可用通過(guò)動(dòng)態(tài)指示

（DCI0_0withCRCscrambledbyTC-RNTI）的方式支持對(duì)Msg3的重復(fù)傳輸進(jìn)行重傳調(diào)度。

具體的重傳調(diào)度的MCS等級(jí)和重傳次數(shù)，都在DCI消息中進(jìn)行指示?；究梢曰贛sg3的重

傳調(diào)度進(jìn)一步提升Msg3的接收性能。

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2.2.6網(wǎng)絡(luò)切片

考慮到RedCap有豐富的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求存在明顯差異。基于QoS的傳

統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法按照不同的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和安全隔離，實(shí)際也無(wú)法為所有業(yè)務(wù)提供高效

的SLA保障。

為了滿足這些業(yè)務(wù)可保障的SLA（ServiceLevelAgreement）需求，以及獨(dú)立運(yùn)營(yíng)、安全

隔離的訴求，RedCap也需要切片，使得運(yùn)營(yíng)商能夠在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建多個(gè)端到端（無(wú)線

接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)）的、虛擬的、隔離的、按需定制的專用邏輯網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用，

以滿足不同行業(yè)客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的不同要求（時(shí)延、帶寬、連接數(shù)、可靠性等）。

端到端的切片解決方案，需要拉通無(wú)線接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)切片能力。

圖2-11端到端網(wǎng)絡(luò)切片示意圖

對(duì)于無(wú)線接入網(wǎng)，切片的切分對(duì)象為無(wú)線時(shí)頻資源，切分方式包含硬切（載波隔離）、

軟切（基于QoS調(diào)度、基于RB資源預(yù)留）等方案。

當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)已普遍支持切片能力，RedCapUE可借助5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的能力，較低成本地支

持端到端的切片能力。在實(shí)現(xiàn)中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要綜合考慮RedCap的帶寬能力、業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)

負(fù)載等因素，綜合考慮切片的切分配置策略。

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3.網(wǎng)絡(luò)適配RedCapUE方案分析

3.1網(wǎng)絡(luò)基本參數(shù)分析

3.1.1承載頻段分析

RedCap目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景多樣化，不同業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)有不同的需求，例如，可穿戴業(yè)務(wù)對(duì)覆

蓋連續(xù)性要求較高，需要保證5G網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性；視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在多用戶并發(fā)場(chǎng)景下對(duì)網(wǎng)絡(luò)

有大容量多并發(fā)需求，對(duì)系統(tǒng)容量需求較高，需要5G大帶寬能力提供保障；工業(yè)無(wú)線傳感器

有低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù)需求等。RedCap部署承載頻段，需要考慮不同頻段覆蓋、容量對(duì)業(yè)務(wù)體

驗(yàn)的影響。

1、TDD頻段（n41/n78/n79等）引入RedCap的影響分析

（1）TDD頻段RedCap和NR的終端能力對(duì)比

TDD頻段RedCap終端和普通NR終端的主要能力對(duì)比如下表所示：

表3-1TDD頻段RedCap和普通NR終端的能力對(duì)比

參數(shù)普通NR終端RedCap終端

頻段N78(3.5G)/N41(2.6G)/N79（4.9G）等

UE帶寬100MHz(273PRBs,30kHzSCS)20MHz(51PRBs,30kHzSCS)

2R（2層DLMIMO）

UE天線能力4R（4層DLMIMO）

或1R（1層DLMIMO）

上行256QAM可選，64QAM必

選

UE調(diào)制上下行256QAM

下行256QAM可選，64QAM必

選

（2）TDD頻段RedCap和NR的單用戶峰值速率對(duì)比

TDD頻段RedCap終端和普通NR終端的單用戶峰值速率對(duì)比如下表所示：

表3-2TDD頻段RedCap和普通NR終端的單用戶峰值速率

終端類型制式配置峰值速率

下行：64/256QAM，20M帶寬105/140Mbps

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RedCapTDD

上行：64/256QAM，20M帶寬26/35Mbps

雙周期

1T2R2.5ms

TDD下行：64/256QAM，20M帶寬122/162Mbps

5ms單周期上行：64/256QAM，20M帶寬17.5/23Mbps

下行：/，帶寬/

RedCapTDD64256QAM20M5270Mbps

雙周期上行：64/256QAM，20M帶寬26/35Mbps

1T1R2.5ms

TDD下行：64/256QAM，20M帶寬61/81Mbps

5ms單周期上行：64/256QAM，20M帶寬17.5/23Mbps

TDD下行：256QAM，100M帶寬1.5Gbps

NR

2.5ms雙周期上行：256QAM，100M帶寬380Mbps

2T4R

TDD下行：256QAM，100M帶寬1.7Gbps

5ms單周期上行：256QAM，100M帶寬250Mbps

下行：，帶寬

NRTDD256QAM100M1.5Gbps

雙周期上行：256QAM，100M帶寬190Mbps

1T4R2.5ms

TDD下行：256QAM，100M帶寬1.7Gbps

5ms單周期上行：256QAM，100M帶寬125Mbps

（3）RedCap網(wǎng)絡(luò)覆蓋影響

以n78頻段規(guī)劃為例，如以上下行邊緣速率5Mbps/100Mbps為覆蓋目標(biāo)，終端能力為

2T4R，以表3-3給出的鏈路預(yù)算參數(shù)表為依據(jù)，得到一般城區(qū)建議站間距規(guī)劃為353m。

在此規(guī)劃下，RedCap終端的上下行最大邊緣速率為1.6Mbps/43.6Mbps（1T1R），或

1.6Mbps/71.8Mbps（1T2R）。

表3-35Gn78頻段一般城區(qū)64TR鏈路預(yù)算參數(shù)表

參數(shù)取值

載頻(GHz)3.5

基站天線數(shù)64TR

用戶天線數(shù)2T4R→1T1R/1T2R

幀結(jié)構(gòu)2.5ms雙周期

帶寬100MHz

基站功率320W設(shè)備

基站天線增益(dBi)24.5

終端發(fā)送功率(dBm)26

噪聲系數(shù)(dB)(上/下)3.5/7

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饋線損耗(dB)0

人體損耗(dB)3

穿透損耗(dB)17

陰影衰落儲(chǔ)備(dB)8

站高/街道寬度/建筑物高度/終

30/10/30/1.5

端高度(m)

（4）TDD頻段引入RedCap對(duì)容量的影響

3GPPTR38.875分析了在城區(qū)TDD系統(tǒng)引入RedCapUE的影響，該仿真分別對(duì)比了１Rx

和２Rx20MHzRedCapUE(假設(shè)DL64QAM)，分析了RedCap終端的三種業(yè)務(wù)模型:

1)非全緩沖（Non-fullbuffer）業(yè)務(wù)模型：FTP業(yè)務(wù)模型3

2)非全緩沖（Non-fullbuffer）業(yè)務(wù)模型：即時(shí)信息IM業(yè)務(wù)模型

3)全緩沖（Fullbuffer）業(yè)務(wù)模型

表3-4TDD頻段容量影響評(píng)估的仿真條件

參數(shù)FR1配置

單層

拓?fù)?/p>

宏蜂窩層：Hex.Grid

站間距500m

密集城區(qū)：

頻段2.6GHz(TDD)

4GHz(TDD)

對(duì)2.6GHz：

DDDDDDDSUU(S:6D:4G:4U)

TDD幀結(jié)構(gòu)

對(duì)4GHz：

DDDSUDDSUU(S:10D:2G:2U)

信道模型3D-UMa

20%室外（車內(nèi)）：30km/h

用戶分布

80%室內(nèi)：3km/h

全緩沖（Fullbuffer）業(yè)務(wù)模型（可選）

業(yè)務(wù)模型非全緩沖（Non-fullbuffer）業(yè)務(wù)模型：參照UE采用FTP業(yè)務(wù)模型3，

RedCapUE采用即時(shí)信息IM業(yè)務(wù)模型

全緩沖業(yè)務(wù)模型（可選）：共10個(gè)用戶，包括RedCapUE和參照UE

業(yè)務(wù)負(fù)載

非全緩沖業(yè)務(wù)模型：低負(fù)載(例如<30%)和中負(fù)載例如30%-50%)

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RedCap用戶占全緩沖業(yè)務(wù)模型（可選）：0,20%,50%(例如每小區(qū)中0,2或5個(gè)

比RedCapUE),100%

非全緩沖業(yè)務(wù)模型：0,25%,50%,100%

通過(guò)仿真結(jié)果分析得出：

在RedCap終端采用即時(shí)信息（IM）業(yè)務(wù)，eMBB終端采用FTP業(yè)務(wù)模型3時(shí)：由于IM業(yè)

務(wù)的數(shù)據(jù)吞吐量小，RedCapUE對(duì)小區(qū)容量和頻譜效率影響較小，１Rx和２Rx的RedCapUE

差別不大；

在RedCap終端和eMBB終端采用非全緩沖業(yè)務(wù)模型的FTP３業(yè)務(wù)時(shí)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷輕載時(shí)，

RedCapUE對(duì)小區(qū)容量影響較??；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和RedCapUE占比高時(shí)，RedCap２RxUE

（DL64QAM）可能導(dǎo)致TDD頻譜效率最高降低30%；RedCap1RxUE（DL64QAM）可能導(dǎo)

致TDD頻譜效率最高降低50%；

在RedCap終端和eMBB終端采用全緩沖業(yè)務(wù)模型時(shí):當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷輕載時(shí)，RedCapUE對(duì)

小區(qū)容量影響較?。划?dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和RedCapUE占比高時(shí)，RedCap２RxUE（DL64QAM）可

能導(dǎo)致TDD頻譜效率最高降低50%；RedCap１RxUE（DL64QAM）最高降低70%。

2、FDD頻段引入RedCap的影響分析

（1）FDD頻段RedCap和NR的終端能力對(duì)比

FDD頻段RedCap終端和普通NR終端的主要能力對(duì)比如下表所示：

表3-5FDD頻段RedCap和普通NR終端的能力對(duì)比

參數(shù)NRRedCap

頻段n1(2.1G)