5G 手機(jī)更費(fèi)電？別慌，UAI 會(huì)出手

信息化時(shí)代，我們工作、出行、購物、娛樂都越來越依賴于手機(jī)。特別是出門在外時(shí)，一旦手機(jī)顯示電量低，文檔君的心就懸了起來，總覺得缺乏安全感。

而 5G 的大帶寬、多天線等特性在提升速率體驗(yàn)的同時(shí)，也導(dǎo)致了基帶芯片和射頻的功耗大幅增加，使得 5G 手機(jī)耗電更快，常常一天還未結(jié)束，手機(jī)電量卻已所剩無幾。

要提升 5G 手機(jī)的續(xù)航能力，最簡單的方法當(dāng)然是增大電池容量，但在電池技術(shù)取得突破性進(jìn)展之前，增大電池容量，手機(jī)也會(huì)更大更重，與輕薄便攜的目標(biāo)相背離。

正所謂開源節(jié)流，除了通過增大電池容量來提升手機(jī)續(xù)航能力，5G 在終端節(jié)電問題上會(huì)如何破局呢？

終端側(cè)節(jié)電方案

屏幕是手機(jī)電量的消耗大戶，手機(jī)廠商一方面從降低手機(jī)屏幕耗電入手：自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕刷新率及“深色模式”，另一方面則是：開啟智能網(wǎng)絡(luò)選擇。所謂的智能網(wǎng)絡(luò)選擇，就是根據(jù)用戶的使用需求隨時(shí)切換 5G 和 4G，以此來保證手機(jī)的續(xù)航。例如：

上述省電策略本質(zhì)上都是：在沒有大流量業(yè)務(wù)，比如僅僅查看文字消息時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉 5G 網(wǎng)絡(luò)，使用 4G 網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，從而讓手機(jī)更省電。

但以不使用 5G 網(wǎng)絡(luò)來為 5G 終端節(jié)電，肯定不是最優(yōu)解，畢竟辦了更貴的 5G 套餐、買了更貴的 5G 手機(jī)，結(jié)果告訴我：還是用 4G 吧！不太合適~

那咋辦呢？

實(shí)際上，終端節(jié)電不僅可以從終端本身入手，基站側(cè)對網(wǎng)絡(luò)配置的優(yōu)化同樣有效。

UAI 節(jié)電方案

UAI（UE Assistance Information，用戶設(shè)備輔助信息），即終端輔助信息。上報(bào) UAI 是一種準(zhǔn)確有效的讓基站獲取終端需求的方法。

UAI 節(jié)電方案：終端為了降低自身能耗，將期待的網(wǎng)絡(luò)配置上報(bào)給基站，幫助基站更好地了解每個(gè)終端的實(shí)際情況?；緯?huì)參考終端的建議調(diào)整資源配置，以達(dá)到幫助終端省電的目的。

3GPP R15 中就引入了 UAI，用于終端過熱保護(hù)。5G 系統(tǒng)功耗大幅增加導(dǎo)致終端容易過熱發(fā)燙，當(dāng)終端檢測到自身過熱時(shí)，會(huì)主動(dòng)向基站上報(bào)過熱輔助信息，基站會(huì)根據(jù)輔助信息調(diào)整終端配置（例如：降低帶寬），從而避免終端過熱問題。

為了進(jìn)一步降低終端功耗，3GPP R16 增加了基于節(jié)能的 UAI，用于輔助終端節(jié)能。終端運(yùn)行過程中可能由于業(yè)務(wù)量較小或終端電量受限，希望通過降低配置的方式盡量節(jié)約終端電量，于是向基站上報(bào)節(jié)能輔助信息，基站進(jìn)行針對性調(diào)整，以降低終端能耗。具體過程如下：

• 基站給終端下發(fā) UE 能力查詢消息。

• 終端回復(fù)基站，告知其支持哪些節(jié)能能力。

• 基站通過 RRC（Radio Resource Control，無線資源控制）重配消息為終端配置不同的節(jié)能配置。

• 業(yè)務(wù)量較小或終端電量受限時(shí)，終端向基站上報(bào) UAI，并攜帶推薦的節(jié)能配置。

• 基站根據(jù)終端的推薦配置進(jìn)行針對性調(diào)整，為終端節(jié)能。

• 不再需要節(jié)能時(shí)，終端向基站上報(bào) UAI，通知基站恢復(fù)配置。

• 基站下發(fā) RRC 重配消息恢復(fù)終端配置，提高終端業(yè)務(wù)速率。

節(jié)能 UAI 有哪些？如何節(jié)能？

在終端上報(bào)給基站的 UAI 中，涉及終端能耗的有如下信息。

• 過熱輔助信息：最大聚合帶寬、最大輔載波個(gè)數(shù)、最大 MIMO 層數(shù)。

• 節(jié)能輔助信息：DRX（Discontinuous Reception，非連續(xù)接收）配置、最大聚合帶寬、最大輔載波個(gè)數(shù)、最大 MIMO 層數(shù)、最小跨時(shí)隙調(diào)度間隔、RRC 狀態(tài)。

各項(xiàng) UAI 信息節(jié)能機(jī)制如下：

01、DRX   

非連續(xù)接收，即終端周期性對 PDCCH 進(jìn)行檢測和接收，減少終端喚醒時(shí)間。

02、最大聚合帶寬   

配置小帶寬節(jié)能 BWP（Bandwidth Part，部分帶寬），當(dāng)業(yè)務(wù)量較小時(shí)，切換至較小帶寬 BWP。相比于固定工作在 100 MHz 大帶寬上，切換至小帶寬 BWP，采樣頻率降低，終端功耗也隨之下降。

03、最大輔載波個(gè)數(shù)   

載波聚合場景，Pcell（主小區(qū)）和 Scell（輔小區(qū)）可同時(shí)向終端發(fā)送數(shù)據(jù)，以提升數(shù)據(jù)傳輸速率，但是在 Scell 沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，終端也要持續(xù)監(jiān)測，導(dǎo)致終端功耗增大。因此，業(yè)務(wù)量低時(shí)，可以去激活部分輔載波降低終端功耗。

04、最大 MIMO 層數(shù)   

調(diào)整 MIMO 天線的數(shù)目，將不需要使用的天線面板暫時(shí)關(guān)閉，減少接收數(shù)據(jù)的天線數(shù)目。

05、最小跨時(shí)隙調(diào)度間隔   

跨時(shí)隙調(diào)度即控制信道 PDCCH 和業(yè)務(wù)信道 PDSCH 不在相同時(shí)隙調(diào)度。終端盲檢接收 PDCCH 控制信號(hào)后，不立即對 PDSCH 中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，而是在指示的調(diào)度間隔后再解碼，以節(jié)省無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的解碼功耗。

06、RRC 狀態(tài)   

指示終端期望進(jìn)入的節(jié)能狀態(tài)?；靖鶕?jù)終端上報(bào)的節(jié)能狀態(tài)，結(jié)合自身策略決策是否釋放終端到 RRC_INACTIVE（去激活）態(tài)或 RRC_IDLE（空閑）態(tài)。

小知識(shí)

5G NR 終端有 3 種 RRC 狀態(tài)：CONNECTED、IDLE、INACTIVE。

• CONNECTED：連接態(tài)，終端和基站、基站和核心網(wǎng)之間都建立了連接，可以隨時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，但終端功耗高。

• IDLE：空閑態(tài)，終端和基站、基站和核心網(wǎng)之間的連接都切斷，終端功耗低，但轉(zhuǎn)入連接態(tài)時(shí)延較高。

• INACTIVE：去激活態(tài)，終端和基站之間連接切斷，基站和核心網(wǎng)之間的連接保留，終端功耗低，如果有業(yè)務(wù)到來可以快速轉(zhuǎn)入連接態(tài)。

結(jié)語

除了 UAI，3GPP 還提供了許多其他終端節(jié)能方案，比如 DRX 自適應(yīng)、最大 MIMO 層自適應(yīng)等。但這些方案都是基站側(cè)主動(dòng)發(fā)起，UAI 的優(yōu)勢在于：由終端向基站提供其期望的節(jié)能配置，可以更貼合終端的實(shí)際情況，從而更有效地達(dá)到節(jié)能目的。

因此，隨著 UAI 節(jié)能技術(shù)逐漸落地，手機(jī)可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)和電量情況上報(bào)節(jié)能 UAI，基站可以根據(jù)每臺(tái)手機(jī)的節(jié)能需求針對性調(diào)整資源配置為手機(jī)節(jié)電，我們也不用再擔(dān)心 5G 手機(jī)更費(fèi)電啦~