5G 基于信令机制的UE节能
其实,为了降低5G终端的功耗,一般的做法就是在BWP、DRX及调度方面做文章,本文是华为公司的一些做法和建议。
CDRX
图1显示了C-DRX机制的原理。在每个DRX循环中,都配置了“On Duration”。在“On Duration”期间,UE应监测配置的搜索空间集中的PDCCH,以检查是否允许UL/DL调度。当检测到DCI以在“On Duration”期间调度新数据时,应触发“Inactive Timer”。UE持续监视PDCCH,直到“Inactive Timer”过期,并且当有新的数据调度时,“Inactive Timer”应重新启动。在“On Duration”期间和“Inactive Timer”到期之前,UE处于活动时间。当“Inactive Timer”过期时,UE不再处于活动时间,在这种情况下,UE可以进入睡眠模式以节省电量。配置了两个DRX周期,短周期和长周期,用于平衡节能和低延迟要求。

如图1所示,有些DRX周期没有任何调度。表1显示了没有任何调度的C-DRX周期数的统计百分比。表1中的统计结果来自LTE部署,其中长C-DRX周期和短C-DRX周期分别为320ms和40ms。开启持续时间和Inactive Timer的长度分别为6ms和100ms。计算未进行任何调度的DRX周期数,计算未进行任何调度的DRX周期数与DRX周期总数之间的比率,并在表1中列出。

从表1可知,存在一些没有任何调度的DRX周期,因此,在C-DRX持续时间周期之前或在指示相关UE是否需要在C-DRX周期的一个或多个“On Duration”周期中唤醒或睡眠,对于UE功率降低是有益的。基于这种节能指示,UE可以决定是否继续睡眠。
节能信令可以是一种新型信令,也可以基于现有信号/信道。为了将对UE实现和标准化工作的影响降至最低,优选信令基于修改为携带唤醒或进入睡眠信息的现有信号/信道。
在Rel-15中,处于RRC连接模式的UE应配置TRS集,并且可以配置CSI-RS。配置的CSI-RS或TR用于时间/频率跟踪、AGC调整和UE在DRX周期的活动时间内检测PDCCH之前的无线链路测量。当配置C-DRX时,UE可能需要在DRX周期的每个“On Duration”之前提前唤醒。因此,直接使用CSI-RS/TRS信号来传输唤醒信息。如图2所示,如果参考信号可用于传输唤醒信息,当在相应的一个或多个“On Duration”周期中存在UL/DL调度时,将传输指示“wake-up”的参考信号。否则,不需要传输TRS。如果UE检测到TRS在C-DRX周期之前存在,则UE需要在相应的C-DRX周期中唤醒。如果检测到TRS不存在,即检测到TRS的DTX,则UE应在C-DRX周期中再次进入睡眠。通过检测TRS的存在,UE可以知道是否唤醒以处理相应的PDCCH检测,同时参考信号用于跟踪时间/频率偏移、调整AGC等,如NR Rel-15系统中所述。

PDCCH信道是另一个现有信道,可以考虑用于指示唤醒或进入睡眠信息。基于DCI的解决方案如图3所示,如果携带指示“wake-up”或“go-to-sleep”信息的DCI的PDCCH在相应的C-DRX循环之前或开始时传输,则活动时间可以显著减少,因此UE可以节省功率。图3是C-DRX循环前的节电指示示例。基于DCI的节电指示可以通过CRC检查进行保护,从而实现低误报率。


在功耗评估中,可能需要调查不同几何形状下的UE,并且可以基于系统级调查获得需要调查的几何形状。例如,基于从系统级假设获得的UE几何形状的CDF,可以报告小区中的平均功率效率和5%瓦覆盖UE的功率效率,以评估降低功耗的增益。
除了功耗增益外,还需要研究网络资源开销,因为节电信号占用额外的网络资源来指示唤醒或进入睡眠信息。在给定SNR/geometry下,用于UE节能信号/信道的网络资源可以从链路级评估中获得。系统级网络资源开销可以根据信噪比/geometry的CDF和链路级评估结果来计算。
在研究中还可以考虑其他可能优化节电信号效益的因素。例如,如果节能信号对应于多个C-DRX周期,则最好在网络开销和节能增益之间进行平衡。
减少PDCCH监控
分析UE处于活动时间时的调度,以查看是否可能由于PDCCH监视而进一步降低功耗。处于活动时间包括以下情况:
未配置C-DRX。
配置了C-DRX,并且UE处于drx-onDurationTimer, drx-InactivityTimer, drx-RetransmissionTimerDL, drx-RetransmissionTimerUL 和ra-ContentionResolutionTimer中的至少一个正在运行。
图4说明了LTE部署的统计数据,其中活动时间内两个连续调度之间的时间间隔分布。统计结果是从UE的角度来看的,并且基于给定UE在UE进入睡眠之前处于活动时间的持续时间。时隙为0的概率约为22.5%,这对应于两个连续时隙中发生两个连续调度的情况。连续调度发生在由一个或多个时隙分隔的两个时隙中的概率约为77.5%。

