终端优化特性与增益分析

1.复杂度降低技术

（1）降低UE带宽

（2）降低UE接收天线数与MIMO层数

（3）半双工FDD

（4）降低调制阶数

2.节电技术

(1)减少PDCCH监控

(2)增加RRC空闲态或非激活态UE的DRX周期

（3）放松RRM测量要求

3.RedCap终端定义与识别技术

面向工业无线传感器、视频监控、可穿戴等场景，3GPP Release 17 CReI-17)提出了一种5G轻量级用户终端(reduced-capability user equipment Redcap UE)类型，能够在满足这类业务需求的前提下极大降低终端成本。

5G的三大应用场景分为

增强型移动宽带(enhanced mobile broadband ,eMBB）：提高网络峰值速度
超可靠低时延通信(ultra-reliable and low latency communication, URLLC)：提高通信可靠性及响应速度
大连接物联网（massive machine type communication,mMTC）:实现万物互联

产业界提出在5G网络中研究性能与成本的平衡，通过牺牲部分指标实现研发成本的降低，由此提出了5G轻量级（reduced-capability , Redcap)终端。Redcap概念定义如图，顾名思义，Redcap即降低能力，是基于5 G NR终端进行剪裁形成的低复杂度终端类型，是一种轻量级的5G技术。

终端优化特性与增益分析

1.复杂度降低技术

（1）降低UE带宽

降低UE带宽可以降低对UE基带处理能力的要求。基于3GPP提供的成本评估模型，在FR1频段上，UE最大带宽从100ＭＨｚ降低为20ＭＨｚ，UE成本可降低超过30％。降低终端成本的主要模块为部分基带模块，如数模转化／模数转换器、快速傅里叶变换（FFT）模块、快速傅里叶逆变换（IFFT）模块、接收处理块、低密度奇偶校验（LDPC）解码模块等。

（2）降低UE接收天线数与MIMO层数

减少UE接收天线数量、多输入多输出( MIMO)层数后，UE复杂度及成本随之降低。对FR1频率范围的Redcap UE，接收链路可减少为1个(1Rx)或2个(2Rx)，相应下行MIMO降低为1 层或2层接收。

（3）半双工FDD

在NR中，UE采用全双工的频分双工(FD-FDD)模式，即在相同时刻可以在不同频率上进行发射和接收，使用双工器的成本较高，而Redcap中引入了半双工的频分双工（HD-FDD），即在不同时刻分别在不同频率上进行发射和接收，采用开关和低通滤波器等组件代替了双工器，UE的复杂度及成本也随之降低。

（4）降低调制阶数

降低最大调制阶数后，UE复杂度及成本随之降低。在NR中，UE最高支持256QAM调制，对于Redcap UE, 3GPP讨论将其设定为64QAM必选、256QAM可选。基于3GPP提供的成本评估模型，在FR1上，由256QAM调制变为64QAM调制后，UE成本降低约6%

2.节电技术

3GPP Rel-15/Rel-16阶段引入了一系列5G终端节能技术，包括节能唤醒信号触发非连续接收(discontinuous reception, DRX)自适应、跨时隙调度、基于带宽部分(BWP)的MIMO层数配置、辅小区休眠、终端辅助信息上报、测量放松等
目前研究的节电技术主要有以下3类:

减少物理下行控制信道(physical downlink control channel, PDCCH)监控、
增加无线资源控制(radio resource control, RRC)空闲态或非激活态UE的DRX周期、
放松无线资源管理(radio resource management, RRM)测量要求。

(1)减少PDCCH监控

UE在RRC连接态下需要进行PDCCH监控，从而及时接收基站对UE的调度信息。UE在每个时隙都会进行PDCCH检测和缓存，然而在多数时隙中只有很少的数据或没有数据，待机时的PDCCH监控会占据超过一半的通信功耗，这些不必要的PDCCH监控增大了UE的能耗，因此，可以通过减少PDCCH监控的方式实现UE节电。

(2)增加RRC空闲态或非激活态UE的DRX周期

针对非活跃的Redcap UE，频繁的唤醒会消耗UE的电量，基于3 GPP Rel-13引入的扩展DRX机制，在Rel-17中针对Redcap UE继续采用增大DRX周期的方式节省UE的耗电。 3GPP评估结果表明，增大DRX周期至10.24 s以上，RRC空闲态或非激活态中的扩展非连续接收( eDRX)有明显的节能增益，有利于电池寿命的提高，该方法尤其适合业务周期较大的终端。

（3）放松RRM测量要求

在终端处于静止或低速度移动状态下，信道的变化相对较慢，可以一定程度上降低对邻区的测量要求，减少单位时间内的测量频次对性能的影响较小，从而实现UE耗电的降低

3.RedCap终端定义与识别技术

根据Redcap UE指示发生在随机接入过程中的先后位置，可将Redcap UE识别方案分为4类，分别在随机接入的Msg 1. Msg3. Msg5或两步随机接入的MsgA传输期间指示RedcapUE。

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