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(gòu)物、娛樂(lè)都越來(lái)越依賴于手機(jī)。特別是出門(mén)在外時(shí)，一旦手機(jī)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。
(資料圖片)
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(wú)幾。
要提升 5G 手機(jī)的續(xù)航能力，最簡(jiǎn)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(kāi)源節(jié)流，除了通過(guò)增大電池容量來(lái)提升手機(jī)續(xù)航能力，5G 在終端節(jié)電問(wèn)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(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(jù)用戶的使用需求隨時(shí)切換 5G 和 4G，以此來(lái)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(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(shù)據(jù)，從而讓手機(jī)更省電。
但以不使用 5G 網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(duì)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。基站會(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(guò)熱保護(hù)。5G 系統(tǒng)功耗大幅增加導(dǎo)致終端容易過(guò)熱發(fā)燙，當(dāng)終端檢測(cè)到自身過(guò)熱時(shí)，會(huì)主動(dòng)向基站上報(bào)過(guò)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(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(jié)能的 UAI，用于輔助終端節(jié)能。終端運(yùn)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(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(duì)性調(diào)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(guò) RRC（Radio Resource Control，無(wú)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(duì)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(guò)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(duì) PDCCH 進(jìn)行檢測(cè)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(chǎng)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(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，終端也要持續(xù)監(jiān)測(cè)，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(duì) 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(wú)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)。基站根據(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(lái)可以快速轉(zhuǎn)入連接態(tài)。
結(jié)語(yǔ)
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(shì)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(duì)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~
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