首先是上行覆盖,是业界非常关注的问题,对于终端来说,因为终端的发射功率是受限的,TDD频率上行覆盖更是一个短板,因为允许发的时机是受限的,5G大部分的中高频段都是TDD频段。我们以NSA来看,还进一步面临终端上行发射功率需要在LTE/NR之间做共享的问题,通常有两种功率共享方案,一个是SUO,一种是DPS。SUO顾名思义,在一个时间只会在一个RAT上发上行,但是该方案导致每个RAT的上行时机减少。DPS是动态功率共享,UE即使移动到小区边缘,仍然能够维持两个上行链路,在保证LTE上行覆盖的基础上,最大化了NR上行吞吐率,我们的系统仿真结果表明DPS比SUO平均有28%的上行的改善。
在3GPP的标准当中,对于上行控制信道PUCCH并没有定义任何发送分集方案,但是我们可以通过两个天线可以实现预编码发送分集的,这样的发送分集方案对于基站是透明的,并不会增加基站额外处理复杂度,系统仿真结果也表明,这种预编码方案能够提高27%到60%的一个覆盖改善,同时对于提升HARQ和CSI feedback)稳定性也有帮助。
最直接的上行覆盖解决方案就是提升发送功率,也就HPUE,采用功率等级2, 26dBm最大发射功率,直接提升上行覆盖,改善上行容量。在系统仿真中,我们做了N41 Uma的一个仿真,3dB power gain等效于增加了40%的覆盖范围,同时上行的吞吐率也有25%的一个改善。
接下来看一下功耗问题。其实NR的终端功耗问题是非常严重的,首先NR支持更大的带宽、更高的速率和更低的延迟,这都需要modem的处理速度更快,clock rate更高,都无疑会带来更多的功耗。初步分析表明,sub-6G 5G modem的功耗会是4G的modem的2到3倍。5G modem很可能会出现散热问题,业界普遍认为5G modem已经成为继CPU/GPU后新的手机发热源头。
另一方面,从手机的整体设计来看,由于要向下整体兼容,同时要支持2G、3G、4G,同时支持5G的NSA和SA,更多的天线,包括RF前端器件,这些无疑都会挤压手机的一个电池空间。超强的手机续航能力对普通用户来说是刚需,但是对芯片厂商和手机厂商是一个痛点。
这边先以4G用户的一个DOU切入一下看看有什么样的解决方案,一个用户手机一天80%以上的时间都处于非数据传输时间,这个非数据传输包括待机或者是仅有控制信道但是没有调度的数据业务的场景。
这些非数据传输所占的功耗大概是整个modem功耗的60%。其实这些非数据传输并不需要开一个100M Hz的大带宽,如果有一个动态的带宽切换方案,这将对于功耗改善有巨大的帮助。
先来看一下3GPP标准上是怎么定义动态带宽切换的,在R15引入了BWP,就是带宽分段的节电方案,就是希望动态调整终端带宽,在保持传输性能同时最大化节电的效果,让终端的电池真正做到物尽其用。
比如终端在接入和待机的时候,都尽可能待在窄的带宽上,连接态需要适应不同的流量甚至业务类型配置不同的终端带宽。联发科技在3GPP中作为BWP一个重要的贡献者,我们目前持续跟3GPP其他公司推R16的一些新的省电方向,包括在CDRX下power saving signal/channel设计,以及R17会把省电从终端侧拓展到网络侧,希望通过大家的共同努力,让5G通讯系统更加绿色节电。
这里以一个视频业务为例,看一下BWP的节电效果。如果传输的是一个4K高清视频,对于LTE来说带宽窄,容量小,需要更多时间传递大包的视频数据。NR拥有大带宽了,可以在短时间内传输完大数据包,但是传输完之后,如果终端仍然维持在大带宽下监听PDCCH信道,无疑仍会消耗不少电量。而BWP可以及时动态灵活调整终端带宽,极致情况下可以让终端带宽适配到流量上去。系统仿真结果表明NR搭配BWP上能量效率上有明显的优势,比100M带宽的NR节省节省50%以上的能耗。
对于R15这样一个几个重要的节电特性BWP,我们的芯片已经完全能够支持了,业界也越来越重视终端的功耗,不管是国标还是运营商的终端白皮书里面,BWP都被视为了必选。
整个低功耗的落地是需要各方面共同努力的,除了R15 BWP的引入之外,连接态下非连续接收CDRX,也是一种改善终端功耗的方案,通过设置合理的CDRX周期,on-duration,inactivity timer,TRS等参数,在没有数据的情况下,可以通过关闭UE的接收链路,降低功耗。CDRX搭配上BWP可以进一步改善终端的一个续航。
这里我们也进一步推荐跨时隙调度的参数配置,一台手机大多数情况下只有PDCCH(,并没有对应调度的数据业务,在这个情况下,如果第N个时隙持续的数据业务没有被N-1时隙的PDCCH调度,那么终端在接收完第N个时隙的PDCCH后即可关断RF,就可以直接进入休眠状态,3GPP标准完全支持跨时隙调度,只是把K0配置为1即可。我们的系统仿真结果表明在PDCCH only场景下,采用跨时隙调度能够提供20%以上的节电效果,而此时引入的空口延迟在30kHz的子载波下,比非跨时隙调度仅增加0.5ms,这在eMBB场景是完全可以接受的。
如果下行做高速接收,上行一直采用峰值速率发送,终端可能面临过热问题,严重情况下,终端不得不直接断链关机重启,R15中已经提供了一种过热解法,UE可以通过RRC信令上报能力降低,网络响应这个请求,降低UE能力,链路仍然可以维持下去。
所有这些终端节电的解法都有赖于端到端的一个支持,我们希望和业界伙伴一起推动省电方案的落地,从源头上改善手机的一个续航能力。
rghost 发表于 2019-7-18 09:54
好贴,顶一个。比论坛大多数帖子有意义,例如:
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