5G NR Light: стандарт сети радиодоступа 5G с пониженными возможностями взамен 5G RedCap NR.

Стандарт на новые частотные диапазоны 5G NR (5G New Radio) появился в поколении стандартов 3GPP Release 16 на 5G для улучшения услуг мобильного широкополосного доступа.

По мере совершенствования мобильных сервисов, в поколении Release 17 дополнительно поддерживается Интернет вещей (IoT) в виде «NR-Light» (в первых драфтах стандарт назывался Lite, потом название было изменено на Light), известного как «устройства NR с ограниченными возможностями» RedCap NR (Reduced Capability). Такие устройства позволят использовать технологии 5G в камерах видеонаблюдения и промышленных датчиков, а также в некоторых носимых и потребительских устройствах IoT.

Компания Nokia отмечает, что устройства NR-Light будут иметь более низкую скорость передачи данных и меньшее количество антенн, чтобы снизить стоимость и сложность, но при этом будут обладать лучшими возможностями подключения (connectivity).

По мнению Ericsson, технология радиодоступа New Radio (NR) является основным инструментом быстрого развития и роста сетей 5G. Гибкость и масштабируемость 5G NR позволяет быстро модернизировать структуру и свойства сети для новых вариантов использования, подключать к 5G сети больше устройств и расширять номенклатуру поддерживаемых устройств.

Поддержка 5G NR для устройств с ограниченными возможностями (Reduced Capability — RedCap) была одобрен на пленарном заседании 3GPP RAN в декабре 2020 года, и эта функция теперь представлена ​​в 3GPP Release 17.

5G NR-Light будет поддерживать приложения с низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи канала, при полосе пропускания от 10 до 20 МГц, а не 100 Мгц, как в режиме усовершенствованного мобильного ШПД (eMBB). Более того, в 5G NR-Light будет использоваться режим полудуплексной передачи, упрощенный режим выбора радиочастот и их смены, а также устройства 5G NR-Light будут более компактными и с более долгим сроком службы батареи.

Приложения 5G NR включают носимые устройства, сенсоры, видеонаблюдение

По мнению компании Ericsson, варианты использования NR RedCap (Light), включают такие применения, как носимые устройства (умные часы, носимые медицинские устройства, очки AR/VR и т. д.), промышленные беспроводные датчики для считывания параметров работы оборудования и устройства для видеонаблюдения (камеры, датчики движения). Причем, эти три применения не столь требовательны к скорости передачи данных, как приложения в области улучшенного мобильного широкополосного доступа eMBB (enhanced mobile broadband). Точно так же NR Light не требует столь жестких требований к задержке приложений связи, критичных ко времени, таких как автоматизированное производство с роботами, удалённая телемедицина и пр.

В основном, NR Light предназначен для случаев, которые не относятся напрямую ни к eMBB, ни сверхнадежной связь с малой задержкой URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications) или решения LPWA (Low Power Wide Area) для Интернета вещей. При этом спектр применений 5G NR ещё больше расширяется.

Некоторые из вариантов использования носимых устройств и видеонаблюдения в настоящее время решаются с помощью решений на основе LTE. NR Light подходит для таких вариантов, и тогда относительно дорогое решение LTE заменяется на NR. 

Основные усовершенствования в Release 17

• NR Light
• Оптимизация передачи небольших порций данных
• Усовершенствования в передаче данных между устройствами (sidelink)
• Частоты New Radio выше 52,6 ГГц (включая нелицензируемый диапазон 60 ГГц)
• Работа с несколькими SIM-картами
• Множественная рассылка NR Multicast
• Улучшенное покрытие
• Улучшения режима NB-IoT и eMTC
• Усовершенствования в MIMO
• NR для не-наземных сетей (Non-Terrestrial)
• Улучшения в технологиях сетей доступа и сетей агрегации (Backhaul)
• Улучшения в NR-U
• Улучшения в энергосбережении
• Улучшение в сборе данных в сетях радиодоступа
• Улучшения в позиционировании устройств.

Новые функции 5G NR Light, которые появятся в 3GPP Release 18

3GPP сейчас работает над добавлением новых функций 5G Light NR в стандарте 5G Release 18: более высокая по сравнению с Release 17 скорость передачи данных, сервисные приложения на основе местоположения (например, отслеживание активов собственности предприятий), протокол связи между устройствами (sidelink) и поддержка нелицензируемого спектра.

Первая версия стандарта 5G NR Light в Release 17 выйдет в июне 2022 года. Первые чипсеты с поддержкой 5G NR Light появятся в конце 2023 либо в начале 2024 года.

Документы членов 3GPP по 5G NR Light

[1] RP-190831: Key directions for Release 17 (Nokia)

[2] RP-190844: NR-Lite for Rel-17 Qualcomm views (Qualcomm)

[3] RP-191047: NR-Lite for Industrial Sensors and Wearables (Ericsson)

[4] RP-191175: Motivation for NR-lite: IoT over NR (Samsung)