本文根据:MTK BWP白皮书编译整理
作为终端节电四大技术之一BWP(带宽部分)在5G 网络中可以显著降低终端(UE)的电能损耗。MTK通过对手机游戏、NR语音(VoNR)和视频场景分析和研究展示了5G网络中带宽部分(BWP)降低手机电池耗损的秘密。
一、手机游戏在全球范围一直呈现迅猛的上涨趋势，2021年使用智能手机作为在线游戏设备的占比已达70%左右，随着5G推出和在线游戏生态系统的快速发展，手机游戏已经成为移动通信网络重要且持续的收入流。
在4G(LTE)网络中热门游戏
王者荣耀流量资源块分布如图1所示,其使用的PRB=4分配占比高达65%，PRB<50分配中占用了87%的时间；这种低速率数据包分布占据了大部分时间。
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图1.网游王者荣耀PRB分配分布示意图
当使用5G网络进行王者荣耀游戏时，相同流量模型有两种不同的配置：
Config1：无BWP–终端(UE)使用整个小区载波BW。
Config2：应用BWP,第一个BWP=10MHz,第二个为100MHz(整个载波BW)和基于DCI的BWP适配应用。
测试结果显示:与Config1相比，使用Config2的电源效率提升高达50%。使用BWP对于设备功耗相同的终端，可支持的在线游戏时间加倍。
二、5G语音通话(VoNR)语音服务是一种低吞吐量服务，具有半固定的突发流量模式(包括沉默期)。由于这种服务特性的预算功率非常低效，在FR1🀄️100 MHz宽带的宽载波上进行VoLTE方案部署时，功耗曲线如图2中所示假设40毫秒CDRX(连接模式不连续接收)配置，三种模式:
静音/收听/通话在LTE中周期和数据吞吐量范围为12~36kbps。
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图2:VoLTE通信中不同模式功耗曲线 上图中用于麦克风、语音编码器/解码器和扬声器的语音电路占43%能量消耗；语音包的数字基带(DBB)处理占18%。PDCCH-only占29%，真正的语音数据传输只占10%。根据MediaTek的研究：5G(NR)中将带宽达到 100MHz；LTE只有20MHz增加功率在PDCCH-only模式和数据传输中消耗高达250%其将导致总功率消费将激增约60%；因此BWP非常适合这种情况，它可以确保语音通话的窄带宽，而消耗的功率保持与4G一致甚至更低，这具体取决于分配的BWP大小。基于RRC和基于DCI的BWP切换可适用于VoNR场景；引用BWP终端可多享受40%相同功耗的语音通话分钟或更长时间。
三、视频流量如YouTube或爱奇艺，它们特点是连续的数据流，相对较低吞吐量和零星的高速率数据突发。图3显示了LTE和NR场景下流量占用情况，假设LTE使用2x20MHz载波聚合，而NR使用单个100MHz宽的载波。图中视频流量配置文件通常需要网络调度器在PCC上分配连续的数据流，而在SCC上分配零星的大数据。这可能会导致PCC中的传输块大小较小，而SCC的传输块较大以实现中继效率在载波聚合场景中。
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图3:4G和5G视频流流量概况
5G(NR)的流量显然可以从BWP中受益。根据目前LTE网络视频流应用的功耗曲线在载波聚合场景下，终端(UE)在2xCCPDCCH-only模式下消耗了终端超过60%的能量，其中CDRX是LTE中在出现突发数据传输时产生节能效果的最有效方式。BWP仍可以在CDRX之上提供进一步的增强，这是因为PCC中频繁的小数据可能会导致无效的DRX，因为CDRX参数可能不会根据流量配置文件快速更改。
在5G网络中由于大部分时间只有PDCCH,接入过程中应用较小BWP进行PDCCH解码(如20MHz)并在需要时切换到更大的带宽(例如100MHz)将产生可观的功率节省。BWP操作可将功耗降低多达2倍，从而使总功耗降低30% 以上；另请注意更快的调度基于DCI切换被视为最佳BWP适配方案。
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图4:视频流应用功耗比例
借助5G(NR)支持的许多功能和增强功能,如更宽信道、更高吞吐量、新频率范围，更严格处理时间等等，设备功耗正在成为一个通过技术确保用户应用和满意度提升的关键目标。
四、5G终端节电小结随着3GPP有关5G(NR)版本不断更新，更多关于终端功率优化的工作正在进行中。而BWP引入的节电收益可能很重要，其适用于不同的不同数据速率要求下的流量配置文件类型：
4.1.视频流量(以爱奇艺为例）
通过BWP获得>30% 的节电增益;
BWP=100MHz应用于大负载时；
BWP=20MHz应用于载荷；
应用基于DCI的BWP。
4.2.语音流量(来自VoLTE流量模式）
4.3.游戏流量(以王者荣耀为例）
BWP可节省高达50%的功耗；
BWP带宽=10MHz或100MHz；
应用基于DCI的BWP。
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发表于 2022-12-10 13:53:54
