5G 手機更費電？別慌，UAI 會(huì )出手

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

而 5G 的大帶寬、多天線(xiàn)等特性在提升速率體驗的同時(shí)，也導致了基帶芯片和射頻的功耗大幅增加，使得 5G 手機耗電更快，常常一天還未結束，手機電量卻已所剩無(wú)幾。

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

正所謂開(kāi)源節流，除了通過(guò)增大電池容量來(lái)提升手機續航能力，5G 在終端節電問(wèn)題上會(huì )如何破局呢？

終端側節電方案

屏幕是手機電量的消耗大戶(hù)，手機廠(chǎng)商一方面從降低手機屏幕耗電入手：自動(dòng)調節屏幕刷新率及“深色模式”，另一方面則是：開(kāi)啟智能網(wǎng)絡(luò )選擇。所謂的智能網(wǎng)絡(luò )選擇，就是根據用戶(hù)的使用需求隨時(shí)切換 5G 和 4G，以此來(lái)保證手機的續航。例如：

上述省電策略本質(zhì)上都是：在沒(méi)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 )傳輸數據，從而讓手機更省電。

但以不使用 5G 網(wǎng)絡(luò )來(lái)為 5G 終端節電，肯定不是最優(yōu)解，畢竟辦了更貴的 5G 套餐、買(mǎi)了更貴的 5G 手機，結果告訴我：還是用 4G 吧！不太合適~

那咋辦呢？

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

UAI 節電方案

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

UAI 節電方案：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 )參考終端的建議調整資源配置，以達到幫助終端省電的目的。

3GPP R15 中就引入了 UAI，用于終端過(guò)熱保護。5G 系統功耗大幅增加導致終端容易過(guò)熱發(fā)燙，當終端檢測到自身過(guò)熱時(shí)，會(huì )主動(dòng)向基站上報過(guò)熱輔助信息，基站會(huì )根據輔助信息調整終端配置（例如：降低帶寬），從而避免終端過(guò)熱問(wèn)題。

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

• 基站給終端下發(fā) UE 能力查詢(xún)消息。

• 終端回復基站，告知其支持哪些節能能力。

• 基站通過(guò) RRC（Radio Resource Control，無(wú)線(xiàn)資源控制）重配消息為終端配置不同的節能配置。

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

• 基站根據終端的推薦配置進(jìn)行針對性調整，為終端節能。

• 不再需要節能時(shí)，終端向基站上報 UAI，通知基站恢復配置。

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

節能 UAI 有哪些？如何節能？

在終端上報給基站的 UAI 中，涉及終端能耗的有如下信息。

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

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

各項 UAI 信息節能機制如下：

01、DRX   

非連續接收，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   

配置小帶寬節能 BWP（Bandwidth Part，部分帶寬），當業(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   

載波聚合場(chǎng)景，Pcell（主小區）和 Scell（輔小區）可同時(shí)向終端發(fā)送數據，以提升數據傳輸速率，但是在 Scell 沒(méi)有數據傳輸的情況下，終端也要持續監測，導致終端功耗增大。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   

調整 MIMO 天線(xiàn)的數目，將不需要使用的天線(xiàn)面板暫時(shí)關(guān)閉，減少接收數據的天線(xiàn)數目。

05、最小跨時(shí)隙調度間隔   

跨時(shí)隙調度即控制信道 PDCCH 和業(yè)務(wù)信道 PDSCH 不在相同時(shí)隙調度。終端盲檢接收 PDCCH 控制信號后，不立即對 PDSCH 中的業(yè)務(wù)數據進(jìn)行解碼，而是在指示的調度間隔后再解碼，以節省無(wú)數據傳輸時(shí)的解碼功耗。

06、RRC 狀態(tài)   

指示終端期望進(jìn)入的節能狀態(tài)?；靖鶕K端上報的節能狀態(tài)，結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

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)傳輸數據，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(lái)可以快速轉入連接態(tài)。

結語(yǔ)

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

因此，隨著(zhù) UAI 節能技術(shù)逐漸落地，手機可以根據自身業(yè)務(wù)和電量情況上報節能 UAI，基站可以根據每臺手機的節能需求針對性調整資源配置為手機節電，我們也不用再擔心 5G 手機更費電啦~