5G终端空闲态节能方案分析

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021066

电信科学 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (4): 125-131.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2021066

5G终端空闲态节能方案分析

杨拓¹, 胡丽洁¹, 王飞¹, 刘建军¹, 胡南¹, 李男¹, 胡臻平²

¹ 中国移动通信有限公司研究院，北京 100053
² 中国移动通信集团有限公司，北京 100032

修回日期:2021-02-08 出版日期:2021-04-20 发布日期:2021-04-01
作者简介:杨拓（1992- ），男，中国移动通信有限公司研究院研究员，主要从事4G 和5G 移动通信网络技术研究、物理层协议设计和标准化工作
胡丽洁（1984- ），女，中国移动通信有限公司研究院资深研究员，主要从事4G 和5G移动通信网络技术研究、物理层协议设计和标准化工作
王飞（1984- ），男，中国移动通信有限公司研究院主任研究员，主要从事4G 和5G移动通信网络技术研究、物理层协议设计和标准化工作
刘建军（1979- ），男，博士，中国移动通信有限公司研究院主任研究员，主要从事4G、5G和6G移动通信网络技术研究工作
胡南（1980- ），男，博士，中国移动通信有限公司研究院主任研究员，主要从事4G和5G 移动通信网络技术研究、高层协议设计和标准化工作
李男（1981- ），男，中国移动通信有限公司研究院无线与终端技术研究所副所长，主要从事 4G 和 5G 移动通信网络技术研究工作
胡臻平（1979- ）男，博士，中国移动通信集团有限公司技术部资源管理处处长，主要从事4G 、5G 和6G移动通信网络技术研究工作

Power saving techniques for 5G RRC_Idle mode UE

Tuo YANG¹, Lijie HU¹, Fei WANG¹, Jianjun LIU¹, Nan HU¹, Nan LI¹, Zhenping HU²

¹ China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China
² China Mobile Communications Group Co., Ltd., Beijing 100032, China

Revised:2021-02-08 Online:2021-04-20 Published:2021-04-01

摘要/Abstract

摘要：

由于大带宽、大规模天线、高速率等新特性的引入，5G终端的能耗问题比4G终端更加严峻，成为影响5G网络用户体验的重要原因之一。3GPP标准化组织开展了与NR终端节能课题相关的研究，R16协议版本主要面向连接态下的终端节能优化，R17 协议版本则主要面向空闲态终端节能优化。首先分析了空闲态下的终端节能问题，同时与LTE终端能耗进行对比。针对寻呼检测和时频跟踪过程的能耗问题提出了节能优化解决方案，进行了节能增益分析，该方案可以降低5G终端的能耗，为后续5G商用终端空闲态的节能技术指明了方向。

关键词: 终端节能, 空闲态, 寻呼, 时频跟踪同步参考信号

Abstract:

The power consumption of 5G UE is much serious than 4G UE due to larger bandwidth, massive MIMO, and higher data rate and has been one of the important reason affecting users’ experience of 5G network.3GPP has promoted the study and standardization of NR UE power saving techniques, which the R16 techniques is designed for RRC_connected mode and the started R17 techniques focus on RRC_idle mode.The power consumption of NR UE in RRC_idle was analyzed and compared with LTE UE.The power saving techniques to solve the power consumption in paging and tracking procedure were proposed and the power saving gain were also evaluated.The proposed techniques can reduce 5G UE power consumption and be applicable to future 5G commercial UE.

Key words: UE power saving, RRC_Idle mode, paging, TRS

中图分类号:

TN929

杨拓, 胡丽洁, 王飞, 刘建军, 胡南, 李男, 胡臻平. 5G终端空闲态节能方案分析[J]. 电信科学, 2021, 37(4): 125-131.

Tuo YANG, Lijie HU, Fei WANG, Jianjun LIU, Nan HU, Nan LI, Zhenping HU. Power saving techniques for 5G RRC_Idle mode UE[J]. Telecommunications Science, 2021, 37(4): 125-131.

图/表 9

表1

表2

空闲态能耗模型（NR/LTE）"

物理层过程	相对能耗	时间/ms	注释
深度睡眠	P_DS=1	T_DS	取决于PO配置
中度睡眠	P_LS=20	T_LS	取决于PO配置
浅度睡眠	P_MS=45	T_MS	取决于PO配置
SSB处理	P_SSB=50	T_SSB=2	NR 利用SSB同步
CRS处理	P_CRS=50	T_CRS=1	LTE利用 CRS 同步
PDCCH-only检测	P_PDCCH=50		NR和LTE相同
PDCCH+PDSCH检测	P_PDCCH+PDSCH=120		NR和LTE相同
PO处理	P_PO=50（没有寻呼PDSCH）	$T_{PO} = \frac{1}{4}$	LTE 1 ms
	P_PO=120（有寻呼PDSCH）		NR 4 ms

表2

表3

睡眠转换时间和转换能耗（NR/LTE）"

	转换时间/ms	转换能耗
深度睡眠	$T_{{DS}_{T}} = 20$	E_DS=450
中度睡眠	$T_{{LS}_{T}} = 6$	E_LS=100
浅度睡眠	$T_{{MS}_{T}} = 0$	E_MS=0

表3

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参数	取值
子载波间隔	30 kHz
载波数量	1
带宽	20 MHz
DRX周期	1.28 s
PO寻呼概率	10%
SSB配置	每个SSB burst 包含8个波束（2 ms）
SSB周期	20 ms
PO检测时间	4 ms（8时隙）

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5G终端空闲态节能方案分析

Power saving techniques for 5G RRC_Idle mode UE

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