5G 手机更费电？别慌，UAI 会出手

信息化时代，我们工作、出行、购物、娱乐都越来越依赖于手机。特别是出门在外时，一旦手机显示电量低，文档君的心就悬了起来，总觉得缺乏安全感。

而 5G 的大带宽、多天线等特性在提升速率体验的同时，也导致了基带芯片和射频的功耗大幅增加，使得 5G 手机耗电更快，常常一天还未结束，手机电量却已所剩无几。

要提升 5G 手机的续航能力，最简单的方法当然是增大电池容量，但在电池技术取得突破性进展之前，增大电池容量，手机也会更大更重，与轻薄便携的目标相背离。

正所谓开源节流，除了通过增大电池容量来提升手机续航能力，5G 在终端节电问题上会如何破局呢？

终端侧节电方案

屏幕是手机电量的消耗大户，手机厂商一方面从降低手机屏幕耗电入手：自动调节屏幕刷新率及“深色模式”，另一方面则是：开启智能网络选择。所谓的智能网络选择，就是根据用户的使用需求随时切换 5G 和 4G，以此来保证手机的续航。例如：

上述省电策略本质上都是：在没有大流量业务，比如仅仅查看文字消息时，自动关闭 5G 网络，使用 4G 网络传输数据，从而让手机更省电。

但以不使用 5G 网络来为 5G 终端节电，肯定不是最优解，毕竟办了更贵的 5G 套餐、买了更贵的 5G 手机，结果告诉我：还是用 4G 吧！不太合适~

那咋办呢？

实际上，终端节电不仅可以从终端本身入手，基站侧对网络配置的优化同样有效。

UAI 节电方案

UAI（UE Assistance Information，用户设备辅助信息），即终端辅助信息。上报 UAI 是一种准确有效的让基站获取终端需求的方法。

UAI 节电方案：终端为了降低自身能耗，将期待的网络配置上报给基站，帮助基站更好地了解每个终端的实际情况。基站会参考终端的建议调整资源配置，以达到帮助终端省电的目的。

3GPP R15 中就引入了 UAI，用于终端过热保护。5G 系统功耗大幅增加导致终端容易过热发烫，当终端检测到自身过热时，会主动向基站上报过热辅助信息，基站会根据辅助信息调整终端配置（例如：降低带宽），从而避免终端过热问题。

为了进一步降低终端功耗，3GPP R16 增加了基于节能的 UAI，用于辅助终端节能。终端运行过程中可能由于业务量较小或终端电量受限，希望通过降低配置的方式尽量节约终端电量，于是向基站上报节能辅助信息，基站进行针对性调整，以降低终端能耗。具体过程如下：

基站给终端下发 UE 能力查询消息。

终端回复基站，告知其支持哪些节能能力。

基站通过 RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）重配消息为终端配置不同的节能配置。

业务量较小或终端电量受限时，终端向基站上报 UAI，并携带推荐的节能配置。

基站根据终端的推荐配置进行针对性调整，为终端节能。

不再需要节能时，终端向基站上报 UAI，通知基站恢复配置。

基站下发 RRC 重配消息恢复终端配置，提高终端业务速率。

节能 UAI 有哪些？如何节能？

在终端上报给基站的 UAI 中，涉及终端能耗的有如下信息。

过热辅助信息：最大聚合带宽、最大辅载波个数、最大 MIMO 层数。

节能辅助信息：DRX（Discontinuous Reception，非连续接收）配置、最大聚合带宽、最大辅载波个数、最大 MIMO 层数、最小跨时隙调度间隔、RRC 状态。

各项 UAI 信息节能机制如下：

01、DRX   

非连续接收，即终端周期性对 PDCCH 进行检测和接收，减少终端唤醒时间。

02、最大聚合带宽   

配置小带宽节能 BWP（Bandwidth Part，部分带宽），当业务量较小时，切换至较小带宽 BWP。相比于固定工作在 100 MHz 大带宽上，切换至小带宽 BWP，采样频率降低，终端功耗也随之下降。

03、最大辅载波个数   

载波聚合场景，Pcell（主小区）和 Scell（辅小区）可同时向终端发送数据，以提升数据传输速率，但是在 Scell 没有数据传输的情况下，终端也要持续监测，导致终端功耗增大。因此，业务量低时，可以去激活部分辅载波降低终端功耗。

04、最大 MIMO 层数   

调整 MIMO 天线的数目，将不需要使用的天线面板暂时关闭，减少接收数据的天线数目。

05、最小跨时隙调度间隔   

跨时隙调度即控制信道 PDCCH 和业务信道 PDSCH 不在相同时隙调度。终端盲检接收 PDCCH 控制信号后，不立即对 PDSCH 中的业务数据进行解码，而是在指示的调度间隔后再解码，以节省无数据传输时的解码功耗。

06、RRC 状态   

指示终端期望进入的节能状态。基站根据终端上报的节能状态，结合自身策略决策是否释放终端到 RRC_INACTIVE（去激活）态或 RRC_IDLE（空闲）态。

小知识

5G NR 终端有 3 种 RRC 状态：CONNECTED、IDLE、INACTIVE。

CONNECTED：连接态，终端和基站、基站和核心网之间都建立了连接，可以随时传输数据，但终端功耗高。

IDLE：空闲态，终端和基站、基站和核心网之间的连接都切断，终端功耗低，但转入连接态时延较高。

INACTIVE：去激活态，终端和基站之间连接切断，基站和核心网之间的连接保留，终端功耗低，如果有业务到来可以快速转入连接态。

结语

除了 UAI，3GPP 还提供了许多其他终端节能方案，比如 DRX 自适应、最大 MIMO 层自适应等。但这些方案都是基站侧主动发起，UAI 的优势在于：由终端向基站提供其期望的节能配置，可以更贴合终端的实际情况，从而更有效地达到节能目的。

因此，随着 UAI 节能技术逐渐落地，手机可以根据自身业务和电量情况上报节能 UAI，基站可以根据每台手机的节能需求针对性调整资源配置为手机节电，我们也不用再担心 5G 手机更费电啦~

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