5G RedCapネットワークとは何か

5G RedCapネットワークとは何ですか？

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RedCap（Reduced Capability）は、3GPP標準化団体によって定義された特殊な5Gネットワークモードであり、軽量5Gとも呼ばれる。

 

端末の帯域幅、トランシーバーアンテナ数、変調順序を削減することで、RedCapは端末コスト、サイズ、消費電力を低減し、大規模商用5Gネットワークアプリケーションへの適性を高めます。

 

レッドキャップが製造コストを削減する方法

 

製造コスト削減のため、RedCap端末は主に以下の技術を採用しています：

 

帯域幅削減

 

RedCap端末はFR1およびFR2において帯域幅の縮小機能をサポートし、具体的にはそれぞれ100MHzおよび200MHzから20MHzおよび100MHzへ減少します。

 

この簡素化により、アナログ-デジタル変換器／デジタル-アナログ変換器、FFT／IFFTモジュール、データバッファを含むベースバンド部品の複雑さが軽減される。

 

重要なのは、5G R16のアクセスプロセスを維持しながらこれを実現することで、市場の分断を防ぐことである。

 

アンテナ数の削減

 

従来の5G R16端末は2T4Rアンテナを採用しているが、RedCapはこの構成を1T1Rまたは1T2Rに削減する。

 

この低減により、RFフィルタやトランシーバモジュールの必要性が最小限に抑えられ、必要な送信電力と感度を維持しながら端末コストを削減します。

 

変調順序制限

 

標準的なNR端末が256QAMをサポートするのに対し、RedCapは上りリンクと下りリンクの両方で変調要件を最大64QAMに調整する。

 

この調整により、RFトランシーバーおよび高速アナログ-デジタル/デジタル-アナログ（AD/DA）変換器に関連するコストが削減されます。

 

複層モード最適化

 

RedCapはFD-FDDおよびTDDのデュプレックスモードの両方をサポートします。

 

さらに、デュプレクサをスイッチとフィルタに置き換えることで、半二重モードを導入する。

 

これにより、様々なFDD送受信帯域における半二重通信が可能となり、データ伝送要件を満たしつつ、RFハードウェアコストを効果的に削減します。

 

データ無線搬送路（DRB）のカウント削減：

 

RedCap端末がサポートするデータ無線ベアラー（DRB）の最大数は、16から8に減少します。

 

この削減によりメモリとチップバッファのコストが低減され、特定のアプリケーションの要件に適合します。

 

RedCapと標準5Gの比較

 

機能 標準5G レッドキャップ5G
ネットワーク機能 より高いデータレート、より低い遅延 ネットワーク能力の低下、データ転送速度の低下、および潜在的に高い遅延
コストとリソース需要 より多くの資源を必要とし、結果としてコストが高くなる リソース要求の低減により、費用対効果を提供します
柔軟性 汎用性が高く、幅広い用途に適している 特定のシナリオ向けに最適化され、カスタマイズされたソリューションを提供します
アプリケーションシナリオ モバイル通信、IoT、エッジコンピューティング IoT導入、産業用アプリケーション、プライベートネットワーク
パフォーマンス 高性能、速度とレイテンシに敏感なアプリケーションに最適 費用対効果が高く、性能面でのトレードオフが生じる可能性がある

 

レッドキャップ・アプリケーションズ

 

RedCapは効率的でコスト効率の高い接続性を提供できるため、様々な専門用途に最適です。これには産業オートメーション、高度な監視システム、ウェアラブルデバイス、エネルギー分野向けソリューション、コネクテッドカー、そしてスマートシティや製造業の基盤技術が含まれます。

  • 産業用ワイヤレスセンサー：産業環境において圧力、湿度、動作、温度、加速度の検知に導入される。これらの用途では99.99%の可用性、エンドツーエンドの遅延100ms未満、安全上重要なセンサーには厳格な遅延要件（5～10ms）が求められる。
  • ビデオ監視：都市管理、産業／農業監視、セキュリティ監視などのアプリケーションに導入されています。RedCapはビデオ伝送のための費用対効果が高く柔軟なソリューションを提供します。経済的なビデオ監視には2～4Mbpsのデータレートが必要ですが、ハイエンドシステムでは7.5～25Mbpsが必要です。遅延は500ms未満、通信信頼性は99%から99.9%であるべきです。
  • ウェアラブルデバイス：スマートウォッチ、健康モニタリングデバイス、AR/VRグラス、医療用モニタリング機器を含む。RedCapは厳しいサイズと電力制約を満たしつつ、効率的な通信を保証します。
  • エネルギー分野：発電、送電、変電、配電におけるアプリケーションを支援し、ドローン点検、送電線監視、スマートグリッド自動化などを含む。
  • コネクテッド・ビークルとスマートウェアラブル：RedCapは、車両とあらゆるものとの通信（V2X）アプリケーションおよびスマートウェアラブルの通信要件に対応し、コスト効率を維持します。
  • スマート製造、スマートグリッド、スマートシティ：RedCapは最適化された接続ソリューションを提供することで、様々な産業におけるデジタルトランスフォーメーションを推進する上で重要な役割を果たしています。

結論

 

RedCap技術は、特にコスト、消費電力、フォームファクターが最重要考慮事項となる状況において、多様な産業分野で広く適用可能です。

 

最適化された5G接続を通じて、RedCapはコスト重視の特殊用途における5G導入を促進します。

 

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