2024随手记(12)R18中WUR架构总结

文摘   科技   2024-03-11 08:36   瑞典  

2024年随手记第十二篇。UE终端侧的节能省电功能是个很大的话题。我们之前在如下文章中做过相关总结:

精华文2023(5)--R17中UE节能功能增强的总结

通常来说,5G系统是针对传统移动业务和垂直行业用例而设计和开发的。除了延迟、可靠性和可用性之外,UE能效对于5G也至关重要。目前,5G设备可能需要每周或每天充电一次,具体取决于个人的使用时间。一般来说,5G设备在RRC空闲/非活动状态下消耗数十毫瓦,在RRC连接状态下消耗数百毫瓦。延长电池寿命的设计是提高能源效率和更好的用户体验的必要条件。对于没有连续能源的UE(例如使用小型可充电电池和单纽扣电池的UE)来说,能源效率更为重要。在垂直行业用例中,传感器和执行器广泛用于监控、测量、充电等场景。一般来说,它们的电池不可充电,预计至少可持续使用几年到十几年。可穿戴设备包括智能手表、戒指、电子健康相关设备和医疗监控设备,对于典型的电池容量,要按要求维持 1-2 周是一项挑战。功耗取决于配置的唤醒周期长度,例如寻呼周期。为了满足上述的电池寿命要求,预计会使用大值的eDRX周期,导致时延较高,不适合此类同时要求长电池寿命和低时延的业务。例如,在火灾探测和灭火用例中,传感器检测到火灾后1至2秒内,执行器应关闭防火卷帘并打开消防喷头,长eDRX周期无法满足延迟要求。eDRX显然不适合延迟关键的用例。因此在R18中研究的目标是可以支持低延迟的超低功耗机制,例如低于 eDRX延迟。

目前,UE需要在每个DRX周期定期唤醒一次,这在没有信令或数据流量的时段中主导功耗。如果UE仅在被触发(例如寻呼)时才能够唤醒,则可以显著降低功耗。这可以通过使用唤醒信号触发主无线模块和能够以超低功耗监控唤醒信号的单独接收器来实现。主无线模块用于数据传输和接收,除非打开,否则可以将其关闭或设置为深度睡眠。

而对于唤醒信令控制WUS,我们在文章2021精华文(11)C-DRX adaptation相关3GPP规范文本与提案整理(R16)的R16文章中总结了与2021精华文(10)休眠BWP(Dormant BWP)共同使用DCI2-6的老WUS功能,这个老的WUS机制完全依赖控制信令来实现。而在R18中研究的此类监测唤醒信号的功耗取决于唤醒信号设计以及用于信号检测和处理的唤醒接收器的硬件模块。该研究应主要针对功耗敏感的小型设备的低功耗 WUS/WUR(这个R就是硬件为主的receiver),包括物联网用例(例如工业传感器、控制器)和可穿戴设备。不排除其他用例,例如XR/智能眼镜、智能手机。与之前版本中关于UE节能的工作相反,本研究不需要将现有信号用作WUS。确定的所有WUS解决方案应能够在支持传统UE的小区中运行。与现有的R15/16/17的UE省电机制相比,此解决方案应以大幅收益为目标。评估还应涵盖检测性能、覆盖范围、UE复杂度等其他方面。

这个话题其实包含了两个部分LP-WUS和LP-WUR,后者是偏硬件,前者是控制信令的设计。本文先简要总结一下R18中的WUR架构,这里分了三大类:

对于OOK waveform,引入了3类接收机架构:

- 对于第一类,报告的开启状态相对功耗范围为0.01~0.2,报告的噪声系数范围为12~22dB。
- 对于第二类,报告的开启状态相对功耗在0.1~4范围内,报告的噪声系数在9~15 dB范围内。
- 对于第三类,报告的开启状态相对功耗在0.05~4范围内,报告的噪声系数在10~16dB范围内。

对于FSK waveform,引入了两类架构

在具有超过 2 个源提供分析的架构中,
- 对于第一类架构,报告的开启状态相对功耗在0.1~1范围内,报告的噪声系数在9~15dB范围内。
- 对于第二类架构,报告的导通状态相对功耗在0.1~1范围内,报告的噪声系数在10~16dB范围内。

对于OFDMA-based信号

已经考虑了基于序列的信号,其中LP WUR执行不带FFT的时域相关或 FFT 后执行频域相关。也就是也要两类:

- 对于第一类时域相关性,报告的开启状态相对功耗范围为0.15~10/30,报告的噪声系数范围为7~25。

- 对于第二类频域相关性,报告的开启状态相对功耗范围为1~30,报告的噪声系数范围为 7~12。

这里需要注意的是,不同架构的一些宽范围是由于不同来源做出了不同的假设,并且功耗和噪声系数之间存在权衡。

R18中WUS/WUR功能的主要提案列表如下,感兴趣的同仁可参考:
R1-2306549
R1-2306692
R1-2308472
R1-2307063
R1-2307143
R1-2307700
R1-2307990
R1-2307949
R1-2307300
R1-2308068
R4-2314665
R4-2311502
R4-2315194
R4-2312248
R4-2311902
R4-2316697
R4-2313476
R4-2316280
R4-2320546
R4-2315206
R1-2307299
R1-2307062
R1-2308438
R1-2306428
R1-2306548
R1-2306691
R1-2308067
R1-2307699
R1-2308563
R1-2306665
R1-2308249
R1-2306921
R1-2307142
R1-2307356
R1-2308234
R1-2307948
R1-2304803
R1-2306429
R1-2306550
R1-2306626
R1-2306666
R1-2306682
R1-2306693
R1-2306771
R1-2306805
R1-2306922
R1-2306927
R1-2307064
R1-2307116
R1-2307144
R1-2307216
R1-2308469
R1-2307357
R1-2307420
R1-2307491
R1-2307557
R1-2307625
R1-2307701
R1-2307795
R1-2307856
R1-2307950
R1-2307991
R1-2308022
R1-2308069
R1-2308102
R1-2308647

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