Giới thiệu: 5G NR RedCap (Reduced Capability) là phiên bản nâng cao của 5G được thiết kế để hỗ trợ các thiết bị IoT tầm trung, yêu cầu tốc độ dữ liệu vừa phải, độ phức tạp thấp và hiệu quả năng lượng được cải thiện so với các thiết bị 5G đầy đủ chức năng. Nó lấp đầy khoảng trống quan trọng giữa các công nghệ tiêu thụ điện năng thấp, tốc độ dữ liệu thấp như NB-IoT và các công nghệ hiệu năng cao, chi phí cao của 5G Enhanced Mobile Broadband (eMBB).

Các tính năng của 5G NR RedCap

• Đơn giản hóa phần cứng và anten: Các thiết bị RedCap được thiết kế chỉ sử dụng một hoặc hai anten thu và một anten phát. So với các hệ thống đa anten phức tạp được tìm thấy trong điện thoại thông minh, sự đơn giản hóa này giúp giảm đáng kể kích thước vật lý, chi phí và độ phức tạp của phần giao diện tần số vô tuyến (RF).
• Băng thông bị hạn chế: Băng thông của nó bị giới hạn ở mức 20 MHz trong dải tần 5G FR1 (và 100 MHz trong FR2), và tiếp tục giảm xuống còn 5 MHz trong tiêu chuẩn 3GPP Release 18 (còn được gọi là eRedCap).
• Định dạng giao tiếp đơn giản hơn: Các thiết bị RedCap sử dụng FDD bán song công, nghĩa là chỉ có thể gửi hoặc nhận một loại dữ liệu tại một thời điểm; cả hai không thể được thực hiện đồng thời. Các định dạng điều chế phức tạp hơn như 256QAM được chỉ định là tính năng tùy chọn.
• Công suất phát thấp: Các yêu cầu cho phép công suất phát tối đa thấp hơn, giúp đơn giản hóa mạch khuếch đại công suất.
• Được thiết kế cho các ứng dụng có chuyển động thấp: RedCap được thiết kế dựa trên giả định rằng hầu hết các thiết bị mục tiêu sẽ đứng yên hoặc di chuyển chậm (ví dụ: cảm biến công nghiệp, camera an ninh).

Ưu điểm của 5G NR RedCap

Dưới đây là một số ưu điểm của 5G NR RedCap:

1. Giảm chi phí đáng kể: Lợi ích quan trọng nhất là chi phí thiết bị giảm mạnh so với modem 5G eMBB đầy đủ tính năng.
2. Hiệu năng cân bằng: Với tốc độ truyền dữ liệu tối đa từ 10-100 Mbps (theo thông số kỹ thuật), công nghệ này nhanh hơn đáng kể và có độ trễ thấp hơn so với các công nghệ LTE-M hoặc NB-IoT cũ hơn.
3. Mở ra các trường hợp sử dụng 5G mới: Tỷ lệ hiệu năng trên chi phí cân bằng này sẽ mở ra các thị trường mới cho 5G, chẳng hạn như camera giám sát (CCTV), hệ thống thông tin liên lạc di động đường sắt tương lai (FRMCS), thông tin liên lạc quốc phòng và cứu trợ thiên tai (PPDR), cảm biến không dây, và nhiều hơn nữa.
4. Hiệu quả năng lượng được cải thiện: Sự kết hợp giữa phần cứng đơn giản hơn và các giao thức được tối ưu hóa giúp giảm mức tiêu thụ điện năng, kéo dài đáng kể thời lượng pin cho các thiết bị IoT di động.
5. Kế hoạch mở rộng trong tương lai: Lộ trình phát triển của RedCap bao gồm hỗ trợ mạng không dây (NTN), cho phép các thiết bị này kết nối qua vệ tinh, cung cấp vùng phủ sóng toàn cầu thực sự cho các ứng dụng trong lĩnh vực hậu cần, nông nghiệp và giám sát từ xa.

Những thách thức của 5G NR RedCap

Dưới đây là một số hạn chế của Ambient IoT:

1. Hiệu năng thấp hơn dự kiến: RedCap được thiết kế để không phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi cao. Tốc độ tối đa, băng thông và độ trễ của nó thấp hơn đáng kể so với những gì mong đợi từ một điện thoại thông minh 5G hoặc thiết bị đầu cuối truy cập không dây cố định.
2. Phụ thuộc vào chế độ 5G SA: Các thiết bị RedCap chỉ yêu cầu kiến ​​trúc mạng 5G Standalone (SA) và không thể hoạt động trên các mạng 5G Non-Standalone (NSA) thông thường sử dụng lõi 4G.
3. RedCap không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu kết nối ổn định khi di chuyển ở tốc độ cao, vì khả năng truyền dữ liệu của nó được đơn giản hóa một cách có chủ ý.
4. Việc sử dụng thiết bị RedCap ở giữa quá trình kết nối vệ tinh (NTN) dẫn đến độ trễ tín hiệu đáng kể.

Tóm tắt

“5G NR RedCap” là công nghệ thu hẹp khoảng cách giữa các triển khai 5G hiệu năng cao và các công nghệ tiết kiệm năng lượng như LTE-M hoặc NB-IoT. Những ưu điểm chính bao gồm chi phí thiết bị thấp hơn, thời lượng pin dài hơn, thiết kế đơn giản hơn và tích hợp 5G liền mạch, dẫn đến độ tin cậy và hiệu suất độ trễ được cải thiện.