UE自适应业务达到节能目的
UE的功率状态可以分为正常接入状态、深度睡眠、微睡眠、轻度睡眠。在不同的功率状态下,可以针对不同的节能性能应用不同的UE适应行为。然而,功率状态应该是有不同配置/参数集的统一节能机制。例如,需要设计统一的PDCCH监控。不同的gNB/UE实现机制可能导致时域中search space的密度不同,从而导致不同级别的功耗。应避免针对不同功率状态的不同节电方案。但R16规范中不会定义功率状态。
虽然符号级UE自适应在NR TDD系统中是可能的,并且在某些时隙格式中似乎是必要的。但UE侧的可行功耗只能以时隙为单位进行测量。从一个状态到另一个状态的转换至少消耗了几个符号。符号级UE自适应仅比时隙级UE自适应提供边际节能增益。最后,UE节能机制主要用于正常的eMBB系统,而不是低延迟系统。因此,配置有大量自包含时隙的NR TDD系统不是UE节能的设计目标。UE节能应设计用于NR TDD系统,其中大多数时隙为仅DL或仅UL时隙。
时域上UE自适应
时域UE自适应主要用于减少PDCCH监测。
在R15 NR中,PDCCH监控基于two-level search space set 配置。在时隙级别上,包含PDCCH搜索空间集的时隙由高层的参数monitoringSlotPeriodicityAndOffset配置。并且在每个配置的时隙内,通过高层的参数monitoringSymbolsWithinSlot配置符号级PDCCH监控模式。因此,时隙级PDCCH监测时机是均匀分布的(在图1所示的示例中,监测时隙是4时隙周期中的第二个时隙),如果周期相对较小,则UE无法进入微睡眠。即使gNB清楚地知道DCI将不会在某些时隙中发送,它也不能通知UE跳过这些时隙以用于其PDCCH监测以节省功率。


因此,需要在一个监测周期内的多个监测场合来支持唤醒期间的多DCI传输。可以考虑两种选择来实现一个监测期内的多个监测场合:
Option 1a:配置具有相同监测周期的多个SS set(不影响规范)
一种简单的方法是配置具有相同监视周期的多个search space set。如图3所示,可以用相同的监视周期配置一组search space set(示例中为4)。SS setgroup将满足不同类型DCI的时间线要求。UE需要在覆盖SS set group的持续时间(即唤醒持续时间)内保持正常接入状态。可以在监测周期的剩余部分提供睡眠时机,在该睡眠时机中,UE可以进入功率有效状态。
该选项不需要额外的规范工作,但似乎对gNB侧的search space资源分配设置了约束。

Option 1b:配置具有非连续监控时隙的SS set(具有规范影响)
另一种方法是增强NR搜索空间配置,以支持包含多个非连续监视时隙的search space set。如图4所示,可以为具有位图的search space set配置多个监控场景(时隙),以满足不同类型DCI的时间线要求。多个监测场合的跨度构成了唤醒持续时间。可以在监测周期的剩余部分提供睡眠时机,在该睡眠时机中,UE可以进入功率有效状态。

Option 1的优点是没有误检测问题。然而,Option 1只能支持睡眠场合的半静态配置,无法适应各种服务需求,尤其是低时延需求。
Option 2:跳过动态指示的监测周期
从UE节能的角度来看,在没有基于动态指示的DCI的情况下跳过监视周期可以支持更高效的微睡眠。可以研究和比较基于DCI或新设计的节电信号(PS信号)的指示。对于DCI或节电信号,可以研究和比较唤醒持续时间或睡眠时间的指示。
Option 2a:基于DCI的“sleep indication”(如图5所示)。当UE接收到指示时,UE可以进入微睡眠状态并跳过特定数量的后续监测周期。并且在时隙数之后,UE返回到正常接入状态。
Option 2b:基于DCI的“sleep indication”(如图6所示)。当UE接收到指示时,UE可以进入正常接入状态,并在特定数量的后续监测周期内开始监测PDCCH。并且在时隙数之后,UE返回到微睡眠状态。
Option 2c:基于PS信号的“sleep indication”(如图7所示)。与Option 2a不同,UE监测省电信号以进入微睡眠状态,并跳过后续监测周期的数量。
Option 2d:基于PS信号的“sleep indication”(如图8所示)。与Option 2b不同,UE监测省电信号以进入正常接入状态,并在随后的监测周期数内开始监测PDCCH。

DCI和PS信号将遇到误检测问题。特别是如果未正确检测到唤醒DCI或唤醒信号(触发UE进入正常接入状态),则UE将无法进入正常接入状态,并错过后续PDCCH监测场合。
Option 3:动态切换之间的监测周期
第三种选择是从监测周期动态切换到另一个周期。
Option 3a:基于DCI的长短周期切换(如图9所示)。当UE接收到DCI时,UE可以从短PDCCH监测周期(用于正常接入状态)切换到长PDCCH监测周期(用于微睡眠状态)。并且在长周期之后,UE返回到短周期。
Option 3b:基于DCI的长短周期切换(如图10所示)。当UE接收到DCI时,UE可以从长PDCCH监测周期(用于微睡眠状态)切换到短PDCCH监测周期(用于正常接入状态)。并且在短周期之后,UE返回到长周期。
Option 3c:基于PS信号的长短周期切换(如图11所示)。与Option 3a不同,UE监测省电信号以从短PDCCH监测周期(用于正常接入状态)切换到长PDCCH监测周期(用于微睡眠状态)。
Option 3d:PS信号长短周期切换(如图12所示)。与Option 3b不同,UE监视省电信号以进入正常接入状态,并在随后的监视周期中开始监视PDCCH。

与选项2类似,选项3也会遇到DCI和PS信号的误检测问题。特别是如果未正确检测到唤醒DCI或唤醒信号(将UE切换到短监测周期),则UE可能无法进入正常接入状态,并错过后续PDCCH监测场合。
虽然PDCCH监控和DRX部署可以采用不同的节能机制,但可以考虑上述选项来触发不同的DRX配置。
基于SPS的数据信道可能会受到时域UE自适应的影响。但是,时域UE自适应可能不会影响基于调度的数据信道,因为其时间轴特征取决于流量到达的时间点。跨时隙调度可以通过避免将PDSCH调度在与DCI相同的时隙中来减少UE功率假设,从而避免缓冲整个时隙。但R15 NR规范支持跨时隙调度,无需进一步增强。
频域上UE自适应
为了节省UE功率,在R15 中引入了带宽自适应,这成为引入BWP概念的主要动机。在R15 NR系统中,当没有调度PDSCH时,可以将UE切换到默认的下行BWP(可以比用于PDSCH接收的BWP小得多),以减少仅在PDCCH监视状态下的UE功耗,如图13所示。

然而,由于在大多数监测时隙中没有向UE发送DCI,因此在大多数情况下仍然不需要在默认BWP中部署。可以引入新设计的节能信号(PS信号)用于时域UE自适应。通过大幅减少有效载荷(例如,仅包含多个比特或采用基于序列的设计),PS信号可以提供比基于DCI的PS指示更好的鲁棒性。因此,PS信号可以容纳在比默认BWP小得多的BWP中。如图14所示,在功率有效状态下,UE可以保持“PS signal BWP”。当UE被唤醒(即进入正常接入状态)时,它可以切换到默认的下行BWP以开始监视PDCCH,甚至可以直接切换到更宽的BWP以进行PDSCH接收。由于在“PS signal BWP”中不需要监控PDCCH,因此应允许没有CORESET set配置的“PS signal BWP”。

该方法可能带来的影响是引入了更多的射频重新调谐时间,在计算从接收唤醒信号到实际启动PDCCH监测的延迟时应考虑到这一点。为了最小化射频重新调谐时间,“PS signal BWP”可以具有与默认下行BWP相同的中心频率。
在天线域上UE自适应
对于某些NR频段,NR UE应支持至少4个接收天线。如果UE仅接收低或中数据速率服务,则在大多数时间内,这可能导致不必要的功率消耗。
这种情况下的一种省电方法是,UE可以在通知gNB后进入2-Rx模式。然后,gNB可以避免向UE调度具有2个以上MIMO层的PDSCH。
不同时间线要求上的UE自适应
NR的另一项创新是支持低时延服务。UE可以在相应DCI的相同时隙中调度PUSCH传输,并且可以在相应PDSCH的相同时隙中调度HARQ-ACK。一些eMBB UE将能够在多个符号中编码/调制PUSCH和解码/解调PDSCH。然而,这需要UE的芯片组以最高的处理速度运行,从而导致高功耗。当仅传输/接收时延容忍服务时,不需要功耗。
一种节能方法是解决此问题的可能方法:
1) UE通知gNB期望使用省电模式,并且gNB为UE配置宽松的最小HARQ时间线
2) 对于不同的服务,使用不同的最小HARQ时间线