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专题
2025/3/20 16:53

空闲模式下5GNR终端节能增强方案研究

邮电设计技术  任 青,王 森,杨东来,张建国

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘 要:首先阐述了空闲模式下NR终端的功耗和寻呼过程,由于SSB是周期性且以波束扫描的方式发射,空闲模式下NR终端比LTE终端的功耗更高。然后提出了基于PEI的NR终端节能增强方案和寻呼过程,基于DCI的PEI方案具有携带信息量大、复用传统的DCI格式与DCI监听机制、满足检测精度需求这三大优点,并且支持子组划分,这使PEI带来的节能增益达到最大化。最后对基于PEI的NR终端节能增强方案的效果进行了评估,在中低SINR场景下,基于PEI的节能增强方案具有明显的增益。

关键词:5G NR;寻呼提前指示;功耗节约;寻呼过程;空闲模式

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2025.02.003

概述

为了节能,空闲模式下的LTE终端和NR终端通常采用非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)模式,当网络有数据发送给UE时,则发送寻呼消息以唤醒UE。在1个寻呼周期内,UE需要从休眠状态醒来,以完成自动增益控制(AutomacticGain Control,AGC)、时间/频率跟踪、无线资源管理(Radio Resource Management,RRM)和寻呼监听等,如果UE使用寻呼无线网络临时标识(PagingRadio-Network Temporary Identifier,P-RNTI)加扰的循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)解码失败,则UE在寻呼周期的其他时间内继续处于休眠状态。

与LTE终端相比,空闲模式下NR终端的功耗更高,主要原因有如下2点。

a)LTE终端使用连续的小区专用参考信号(Cellspecific Reference Signal,CRS)完成AGC、时间/频率跟踪、RRM等;而NR终端使用同步信号块(Synchronization Signal Block,SSB)来完成 AGC、时间/频率跟踪、RRM和寻呼监听等,SSB是周期性传输的,通常情况下周期是20ms,这就使SSB和寻呼时机(PagingOccasion,PO)之间存在时间间隙。

b)在LTE中,CRS和寻呼是以广播方式发射的,而在NR中,SSB和寻呼是以波束扫描的方式发射的。因此在每个寻呼周期内,NR终端比LTE终端清醒时间更长,据统计,NR终端清醒的时间大约是LTE终端清醒时间的2倍,导致空闲模式下,NR终端比LTE终端的平均功耗至少高30%。

对于智能手机,空闲模式的时间占比大约是80%;而对于可穿戴设备,空闲模式的时间占比大约是97%,从功耗上看,空闲模式的功耗占比大约是60%。不管是智能手机还是可穿戴设备,空闲模式的功耗都占了终端功耗的大部分,因此有必要对NR终端的寻呼过程进行增强以减少NR终端清醒时间,从而达到NR终端节能的目的。

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