5G轻量化可穿戴类终端技术要求白皮书总结
前言
5G作为新基建的核心技术，已广泛渗透到社会生活的各个方面，推动科技创新、经济发展和社会进步。5G技术标准经历了R15、R16、R17多个版本的演进，其中R17版本引入了RedCap（Reduced-Capability）技术，为中低速物联网场景提供支持，尤其适用于可穿戴类终端。本白皮书由中国移动通信研究院联合多家企业共同编写，旨在为可穿戴类终端厂商提供基于R17 RedCap技术的开发指导，推动5G在可穿戴设备领域的应用和发展。
产业发展现状
5G（SA）网络发展现状
- 中国移动已建成全球最大的5G网络，截至2023年8月底，累计开通5G基站超185万个。
- 中国移动计划在2023年底支持RedCap能力。
4G可穿戴类终端发展现状
- 4G可穿戴终端快速发展，主要产品包括智能手表、智能眼镜、智能手环、智能衣物等。
- 儿童手表依赖4G网络实现语音、数据通信及多维用户信息传递。
- 当前4G终端在定位精度方面仍存在不足，期待5G技术提升室内高精度定位能力。
5G可穿戴类终端发展预期
- 网络基础：5G RedCap网络体验优于4G+2G，需具备合理资费。
- 终端成本：RedCap终端成本应接近LTE Cat4终端。
- 差异化应用：支持高精度室内定位、云端低时延高丰富度应用、NRNTN天地一网通等。
- 功耗续航：RedCap终端功耗应与LTE Cat4终端相当，甚至更低。
通信能力要求
模式要求
- RedCap终端应至少支持5G（SA）能力，当前阶段同时支持4G，待5G RedCap覆盖达到4G水平后可选支持4G。
频段要求
- 支持频段n41（2496-2690MHz）、n79（4400-5000MHz）、n28（703-748MHz）等。
- 初始BWP带宽应不超过20MHz，支持灵活配置。
天线能力
RedCap关键技术要求
- RedCap终端通过减少带宽、天线数和调制阶数，实现终端复杂度降低约60%。
- 支持R17版本的RedCap协议，具备低复杂度、低成本、小尺寸、低能耗等特性。
3.4.1. 基本能力要求
- 支持最大系统带宽20MHz，调制方式至少为64QAM。
- PDCP SN及RLC-AM SN长度从18比特调整为12比特，以降低缓存需求。
3.4.2. BWP要求
- 支持初始BWP及业务专用BWP配置。
- 空闲态/非激活态终端应支持在初始BWP中接收SIB及监听寻呼。
- 支持多BWP配置及基于NCD-SSB的RLM和测量。
3.4.3. 接入控制与终端识别
- 网络通过SIB1中的IFRI字段指示RedCap终端是否可接入同频小区。
- 支持通过MSG1、MSG3及UE Capability Information上报RedCap能力。
3.4.4. 驻留与移动性管理
- 空闲态和非激活态终端应支持在RedCap小区间进行选择与重选。
- 连接态终端支持在RedCap小区间切换。
3.4.5. RedCap节电
- 引入RRM测量放松机制及eDRX功耗优化特性。
- RRC_IDLE状态下eDRX周期最大扩展至10485.76秒，RRC_INACTIVE状态下扩展至10.24秒。
3.4.6. 射频指标
- 需满足3GPP 38.101-1、38.101-4中相应频段的射频指标要求。
3.4.7. 发射功率
- 支持PC3能力，符合SAR（Specific Absorption Rate）标准。
语音特性
- 支持VoNR（Voice over NR）及ViNR（Video over NR）能力。
- 若支持4G，应支持VoLTE。
节能增强
- 支持R15至R17阶段的节能技术，包括C-DRX、SkipULTxDynamic、PDCCH skipping等。
5G定位要求
- 推荐支持基于R16 SRS信号的UTDOA（5G定位技术）。
时延要求
4/5G互操作
覆盖增强
- 推荐支持基于slot的PUSCH重复传输及PUSCH多时隙联合信道估计（R17）。
CMAS和ETWS
- 支持CMAS能力，解析SIB8中的CMAS信息。
- 推荐支持ETWS能力，解析SIB7中的ETWS信息。
其他关键能力
| 能力项 |
要求 |
| AP/MCU |
处理主频不低于1.7GHz，RAM+ROM建议不低于1GB+8GB |
| 固态存储 |
推荐不低于8GB |
| SIM卡 |
支持插入式SIM或eSIM |
| 定位能力 |
至少支持GNSS，推荐支持蓝牙定位 |
| 语音能力 |
支持扬声器和麦克风，具备话音能力 |
| 摄像/拍照能力 |
支持摄像和拍照，像素建议不低于720P |
| 视频通话能力 |
推荐支持视频通话，若支持ViNR则通过5G网络传输 |
| 电池容量 |
手表型终端推荐电池容量不低于700mAh |
| 充电方式 |
至少支持有线或无线充电中的一种 |
| WLAN |
至少支持WIFI5（802.11b/g/n），可支持WIFI6及以上 |
| 蓝牙 |
至少支持蓝牙5.2版本 |
总结与展望
- 5G RedCap技术为可穿戴终端提供了轻量化、低成本、低功耗的解决方案。
- 随着5G网络的建设与优化，RedCap终端将逐步替代传统4G同类型产品，覆盖更多应用场景。
- 未来2~3年，RedCap终端将全面推向市场，结合5G优势技术，用户体验有望超越4G产品。
- 正在进行的R18标准化工作将进一步优化RedCap特性，推动eRedCap产品发展。
- 中国移动将持续关注新技术，优化网络部署，提升5G技术在日常应用中的表现。
缩略语列表
| 缩略语 |
英文全名 |
中文解释 |
| BWP |
Bandwidth part |
部分带宽 |
| CMAS |
Commercial mobile alert system |
商业移动警报服务 |
| eDRX |
Extended DRX |
扩展不连续接收模式 |
| ETWS |
Earthquake and Tsunami Warning System |
地震和海啸预警系统 |
| IFRI |
IntraFreqReselectionRedCap |
RedCap同频重选指示信息 |
| MIB |
Master Information Block |
主信息块 |
| RedCap |
Reduced Capability |
轻量级终端 |
| RRC |
Radio Resource Control |
无线资源控制 |
| SIB |
System Information Block |
系统信息块 |
| VoNR |
Voice over NR |
5G语音业务 |
| ViNR |
Video over NR |
5G视频通话 |
参考文献
- [1] QB-E-079-202301，中国移动5G sub-6GHz终端总体技术要求规范
附录
20MHz系统带宽，RedCap单用户峰值速率要求
TDD-单用户下行峰值速率（Mbps）
| 频段 |
帧结构 |
特殊时隙 |
流数 |
调制方式 |
下行峰值速率 |
| n41 |
5ms帧周期 DDDD DDSUU |
6:4:4 |
下行2流 |
256QAM |
170 |
| n41 |
5ms帧周期 DDDD DDSUU |
6:4:4 |
下行1流 |
256QAM |
85 |
| n79 |
2.5ms单周期 DSUUU |
10:2:2 |
下行2流 |
256QAM |
77 |
| n79 |
2.5ms单周期 DSUUU |
10:2:2 |
下行1流 |
256QAM |
38 |
| n79 |
2.5ms双周期 DDDSU DDSUU |
10:2:2 |
下行2流 |
256QAM |
145 |
| n79 |
2.5ms双周期 DDDSU DDSUU |
10:2:2 |
下行1流 |
256QAM |
72 |
| n79 |
1ms单周期 DS |
0:2:12 |
下行2流 |
256QAM |
110 |
| n79 |
1ms单周期 DS |
0:2:12 |
下行1流 |
256QAM |
55 |
TDD-单用户上行峰值速率（Mbps）
| 频段 |
帧结构 |
特殊时隙 |
流数 |
调制方式 |
上行峰值速率 |
| n41 |
5ms帧周期 DDDD DDSUU |
6:4:4 |
上行1流 |
256QAM |
25 |
| n79 |
2.5ms单周期 DSUUU |
10:2:2 |
上行1流 |
256QAM |
75 |
| n79 |
2.5ms双周期 DDDSU DDSUU |
10:2:2 |
上行1流 |
256QAM |
37 |
| n79 |
1ms单周期 DS |
0:2:12 |
上行1流 |
256QAM |
53 |
FDD-单用户下行峰值速率（Mbps）
| 频段 |
流数 |
调制方式 |
下行峰值速率 |
| n28 |
下行2流 |
256QAM |
230 |
| n28 |
下行1流 |
256QAM |
115 |
FDD-单用户上行峰值速率（Mbps）
| 频段 |
流数 |
调制方式 |
上行峰值速率 |
| n28 |
上行1流 |
256QAM |
115 |
