5G手機更費電？

信息化時代，我們工作、出行、購物、娛樂都越來越依賴于手機。特別是出門在外時，一旦手機顯示電量低，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的同時，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幾。

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

正所謂開源節流，除了通過增大電池容量來提升手機續航能力，5G在終端節電問題上會如何破局呢？

終端側節電方案

屏幕是手機電量的消耗大戶，手機廠商一方面從降低手機屏幕耗電入手：自動調節屏幕刷新率及“深色模式”，另一方面則是：開啟智能網絡選擇。所謂的智能網絡選擇，就是根據用戶的使用需求隨時切換5G和4G，以此來保證手機的續航。例如：

上述省電策略本質上都是：在沒有大流量業務，比如僅僅查看文字消息時，自動關閉5G網絡，使用4G網絡傳輸數據，從而讓手機更省電。

但以不使用5G網絡來為5G終端節電，肯定不是最優解，畢竟辦了更貴的5G套餐、買了更貴的5G手機，結果告訴我：還是用4G吧！不太合適~

那咋辦呢？

實際上，終端節電不僅可以從終端本身入手，基站側對網絡配置的優化同樣有效。

UAI節電方案

UAI（UE Assistance Information，用戶設備輔助信息），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，將期待的網絡配置上報給基站，幫助基站更好地了解每個終端的實際情況。基站會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，用于終端過熱保護。5G系統功耗大幅增加導致終端容易過熱發燙，當終端檢測到自身過熱時，會主動向基站上報過熱輔助信息，基站會根據輔助信息調整終端配置（例如：降低帶寬），從而避免終端過熱問題。

為了進一步降低終端功耗，3GPP R16增加了基于節能的UAI，用于輔助終端節能。終端運行過程中可能由于業務量較小或終端電量受限，希望通過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，基站進行針對性調整，以降低終端能耗。具體過程如下：

1. 基站給終端下發UE能力查詢消息。

2. 終端回復基站，告知其支持哪些節能能力。

3. 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能配置。

4. 業務量較小或終端電量受限時，終端向基站上報UAI，并攜帶推薦的節能配置。

5. 基站根據終端的推薦配置進行針對性調整，為終端節能。

6. 不再需要節能時，終端向基站上報UAI，通知基站恢復配置。

7. 基站下發RRC重配消息恢復終端配置，提高終端業務速率。

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。

• 過熱輔助信息：最大聚合帶寬、最大輔載波個數、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、最大輔載波個數、最大MIMO層數、最小跨時隙調度間隔、RRC狀態。

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進行檢測和接收，減少終端喚醒時間。

02

最大聚合帶寬

配置小帶寬節能BWP（Bandwidth Part，部分帶寬），當業務量較小時，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

最大輔載波個數

載波聚合場景，Pcell（主小區）和Scell（輔小區）可同時向終端發送數據，以提升數據傳輸速率，但是在Scell沒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，業務量低時，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天線的數目，將不需要使用的天線面板暫時關閉，減少接收數據的天線數目。

05

最小跨時隙調度間隔

跨時隙調度即控制信道PDCCH和業務信道PDSCH不在相同時隙調度。終端盲檢接收PDCCH控制信號后，不立即對PDSCH中的業務數據進行解碼，而是在指示的調度間隔后再解碼，以節省無數據傳輸時的解碼功耗。

06

RRC狀態

指示終端期望進入的節能狀態。基站根據終端上報的節能狀態，結合自身策略決策是否釋放終端到RRC_INACTIVE（去激活）態或RRC_IDLE（空閑）態。

小知識

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

• CONNECTED：連接態，終端和基站、基站和核心網之間都建立了連接，可以隨時傳輸數據，但終端功耗高。

• IDLE：空閑態，終端和基站、基站和核心網之間的連接都切斷，終端功耗低，但轉入連接態時延較高。

• INACTIVE：去激活態，終端和基站之間連接切斷，基站和核心網之間的連接保留，終端功耗低，如果有業務到來可以快速轉入連接態。

結語

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發起，UAI的優勢在于：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際情況，從而更有效地達到節能目的。

因此，隨著UAI節能技術逐漸落地，手機可以根據自身業務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~