終端能耗是5G終端面臨的重要難題，提升終端待機時長是提升移動網用戶感知的重要因素。介紹了移動網與5G終端能耗相關的各類參數原理，分析了各類參數與移動網絡性能和5G終端耗電的關系，同時結合中國聯通移動網絡現狀，協同設備廠家、終端廠家從端網協同優化的角度，研究總結出目前網絡側與5G終端節電強相關的各類參數的優化建議，以華為終端為例進行了待機時長提升效果驗證，并將研究成果應用到中國聯通全網。

01 概述

5G終端商用在即，根據前期測試及部分5G友好用戶反饋，“5G終端功耗大，待機差”問題特別突出。根據5G技術特性，導致5G終端相比4G功耗大很多的原因有如下4個方面。一是5G帶寬是4G的5倍，通信功耗增加50%。二是NSA網絡下，終端需同時保持LTE和NR 2套通信鏈路。三是5G的下行默認支持4*4 MIMO，天線數增加，通信功耗增加50%。四是5G的上行支持2T，相比1T， PA功耗增加50%~100%。可見5G基礎功耗相比4G有比較大的增幅，對網絡參數更敏感，亟需網絡參數配合降低功耗，提升5G終端續航體驗。

02 與5G終端能耗相關的網絡參數

2.1 UE不活動定時器

在5G當前NSA網絡架構下，該參數設置于4G錨點基站和5G NR基站設備中，其作用是用于基站對UE是否發送和接收數據進行檢測，如果UE一直都沒有接收和發送數據，并且持續時間超過該定時器時長，則釋放該UE的信令鏈接。當不活動定時器為0時，用戶一直駐留5G網絡。

2.2 SCG添加控制參數

在5G當前NSA架構即LTE-NR雙鏈接（DC）下，LTE eNB（4G基站）為主站，gNB（5G基站）為從站，SCG（Secondary Cell group）即為5G基站的輔小區組。5G終端添加SCG的動作會導致終端耗電增多。

SCG添加在4G錨點基站側的控制參數主要有3個：載波配置間隔定時器、時延門限、流量門限。

載波配置間隔定時器的作用是在載波建立不成功時啟動該定時器，定時器超時后再次添加5G載波。該參數配置越小，配置SCG頻率越高；該參數配置越大，配置SCG頻率越低。

時延門限（業務緩存時延激活門限ScgAdditionBufferDelayThld）表示業務量緩存時延門限。只有當NSA DC UE在基站上的緩存時延大于該門限時才允許添加5G載波。該參數配置越小，越容易滿足SCG添加條件，即UE在4G錨點小區無5G覆蓋的區域，會反復添加5G網絡；該參數配置越大，越不容易滿足SCG添加條件，即用戶進入5G覆蓋區域后長時間不能使用5G網絡。

流量門限（業務緩存長度激活門限ScgAdditionBufferLenThld）的作用是當UE在基站緩存業務量大于該門限才允許添加5G載波。該參數配置越小，越容易滿足SCG添加條件；該參數配置越大，越不容易滿足SCG添加條件。當流量門限為0時，用戶發起任何業務都會添加5G載波。

在5G初期，為了最大化體現5G網絡和業務性能，網絡上大部分基站的“不活動定時器參數設置為0， 5G連接SCG的添加門限設置為0” ， 這2個參數導致終端息屏狀態5G連接不會釋放， 很小的心跳業務也建立5G連接。

由于4G網絡仍然作為主力覆蓋網絡，初期的5G網絡建設規模較小， 主要用于熱點流量吸納。因此當前階段，可以通過優化UE不活動定時器和NR載波添加門限等參數合理控制5G載波添加，延長手機待機時長。即便是在有5G網絡覆蓋的區域，空閑態時使UE能夠釋放5G載波，節省電量。業務態時，小業務量直接承載在LTE，給終端省電；對于大業務量，添加5G，享受高速服務。

2.3 CDRX

CDRX特性可以使處于連接態的終端周期性地暫停偵聽PDCCH，從而降低終端能耗，尤其是當終端進行周期性連續小包、對時延不敏感、稀疏小包等業務時。

CDRX的最終生效需要移動網基站與終端協同工作。對于節能不敏感的應用場景，終端可以上報不支持DRX或基站側直接關閉CDRX功能。

終端是否支持CDRX，在終端通過信令上報基站的UE capability字段有能力指示標記。

CDRX參數配置于移動網基站，基站通過RRC信令將各項參數發送給終端，指示終端按照基站配置的CDRX模式工作，從而達到省電效果。

03 參數優化研究

為盡快解決5G終端功耗大、5G待機差的問題，本文從上面3類網絡參數設置入手，在現網進行了測試和優化驗證，并以華為5G終端為例，對網絡參數調優前后的終端電量消耗及待機時長效果進行了詳細驗證。

UE不活動定時器參數，設置過長，會增加終端在線時間；設置過短，會增加NR建立次數，增加信令開銷，兩者都會增加終端能耗。考慮到中國聯通4G網絡的UE不活動定時器全網基本設置為10 s，目前4G錨點基站的該參數與4G獨立基站的設置是一致的，為了保持5G終端在中國聯通5G網絡和4G網絡的一致性，本次對5G NR基站的UE不活動定時器參數優化與4G網絡保持一致，設置為10s。

SCG添加控制參數，設置過大，終端進入5G覆蓋區域不能第一時間使用5G網絡，影響用戶5G網絡使用感知；但設置過小，在4G錨點基站下，即便沒有5G覆蓋，終端也會反復嘗試添加5G網絡，增加信令開銷，增加終端能耗。綜合用戶的5G網絡使用感知和3個參數的相互制約機制，本次優化對SCG添加控制參數配置如下：載波配置間隔定時器5 s、業務緩存長度激活門限10 ms、業務緩存時延激活門限50KB。

采用華為5G終端（mate20，版本：9.1.1.126），在4G錨點基站和NR基站的NSA網絡環境下，對以上網絡參數設置下的實測結果：節電90%左右，具體見表1。

CDRX參數的設置， 包括短DRX環循環、長DRX環循環等模式，以確保RRC連接狀態下的省電。理論上分析，由于4G和5G網絡中的DRX引入了休眠期，在節約UE耗電量的同時對該終端正在進行的業務可能會增加時延。與時延相關的業務會受到影響，目前中國聯通現網對時延敏感的典型業務為王者榮耀類游戲。綜合考慮了5G網絡業務感知和5G終端節電，本次優化按如表2所示CDRX參數配置進行效果驗證。

采用華為5G終端（mate20，版本：9.1.1.126，定點模式觀看騰訊視頻（720P），屏幕亮度50%），在4G錨點基站和NR基站的NSA網絡環境下，實測結果：節電50%左右，具體見表3。

根據當前網絡時延對王者榮耀游戲用戶體驗的關系：100 ms以下，流暢；100~200 ms，般；l 200~460 ms，體驗不好；460 ms以上，服務器視為丟包，不處理。在5G網絡下，增加約15 ms的時延，不會帶來對王者榮耀用戶體驗的影響。

04 結論

本文從5G終端與網絡協同的角度研究終端節能以提升待機時長，通過對網絡參數的機制研究，結合中國聯通移動網絡現狀，在不影響網絡性能、不降低用戶業務感知的前提下，通過試點驗證提出符合中國聯通情況的網絡參數設置，并以華為終端為例進行了效果驗證，中國聯通5G網絡下的華為5G終端待機時長整體提升約90%，已將研究成果應用到中國聯通全網，大大提升了中國聯通網絡上的5G終端整體待機時長。

后續將針對5G終端在4G網絡上待機時長劣于4G終端的情況，持續開展5G終端在4G網絡上的節能研究和優化。
? ? ? ?責任編輯：tzh