5G网络基于多BWP的终端节能方案探究

周志学 王君 李忠良 王勇

摘要：目前5G网络已具备SA商用条件，集团考虑5G商用机型的待机续航能力，要求无线网络须开启终端节电功能，因此无线网络侧需部署多BWP功能。部署多BWP后，通过接收带宽自适应技术，终端只在一个较小的带宽上监听下行控制信道，以及接收少量的下行数据传输，当终端有大量的数据接收的时候，则使用整个带宽进行接收，从而达到终端节能效果。

关键字：5G终端节能；多BWP；大/小带宽；节能方案

1. 引言

在5G协议中，带宽最小可以是5MHz，最大能到400MHz，如果要求所有UE都支持最大的400MHz，无疑会对UE的性能提出较高的要求，不利于降低UE的成本。同时，一个UE不可能同时占满整个400M带宽，如果UE所有业务都采用400M带宽，无疑是对性能的浪费。此外，大带宽意味着高采样率，高采样率意味着高功耗。在这样的大背景下，协议提出了BWP技术来解决上述问题。

2. BWP概述

2.1技术原理

BWP分为上行BWP和下行BWP。下行BWP又分为下行初始BWP和下行UE专用BWP；上行BWP分为上行初始BWP和上行UE专用BWP。按照5G协议38.213和38.321描述，UE可以配置最多4个上行/下行专用BWP，但同一时刻只能激活一个上行/下行BWP，UE在激活的BWP范围内接收/发送信息。

对于每一个BWP，需要配置给UE 的参数有：

• 子载波间隔，由高层参数subcarrierSpacing配置；

• CP，由高层参数cyclicPrefix配置；

• BWP的频域位置和带宽，由高层参数locationAndBandwidth配置；

• DL BWP或UL BWP的索引，由高层参数bwp-Id配置；

• 由BWP-common或BWP-dedicated指定的一组公共或专用BWP。

多BWP的引入，可以根据运营商的可用带宽和UE能力支持的带宽综合配置，满足不同需求；同时，针对支持多专用BWP的终端，可以通过不同带宽大小的BWP之间的转换和自适应，将UE切换到所需带宽运行来降低UE的电量消耗。

2.2 BWP实现机制

中兴业务区目前是基于DCI切换的1+2BWP模式开启多BWP。

实现机制：通过流量与负荷联合控制，当流量与(小BWP)负荷同时低于门限则进行大到小带宽的切换；当流量或（小BWP）负荷任一个高于门限进行小到大带宽的切换。

2.3参数部署策略

多BWP功能开通，小流量用户分布在20M带宽，针对频域上用户集中度增高的情况，基站侧提供以下优化策略。

• 基于DCI方式的BWP切换：是一种动态BWP切换，通过DCI中的BWP字段，在上下行调度时切换BWP，与通过RRC信令重配的BWP切换方式相比，基于DCI的BWP切换时延更低，业务中断影响更小。

• BWP快速切换：为了降低BWP切换时延，同时避免多BWP开启后用户体验速率下降，从而出现流量爬坡现象，打开BWP快速切换开关。

• 上下行PRB随机化：通过相邻小区PRB错开分配方式，降低相邻小区UE间干扰，特别是20M小BWP上的邻区干扰。

• RLC重传优化功能：打开SecurityModeCommand RLC重传优化功能，优化多BWP场景下无线接通率。

3. 多BWP部署效果评估

3.1多BWP开通5G KPI 指标评估

对比开启多BWP前后5G KPI指标，QosFlow建立成功率、无线掉线率由于现网存在对BWP支持不完善终端，指标轻微下降，符合预期；上/下行UE throughput、CQI优良率由于20M小BWP带宽指标轻微下降，符合预期。其余指标正常波动。

指标	部署前	部署后	增益	趋势
无线接通率	99.57%	99.52%	-0.05%	↓
RRC连接建立成功率	99.73%	99.70%	-0.03%	↓
QoS Flow 建立成功率	99.85%	99.82%	-0.03%	↓
无线掉线率	0.17%	0.29%	0.12%	↓
RRC连接最大SA用户数	24,364	24,307	-57	↓
上行共享信道PRB利用率	0.59%	0.57%	-0.02%	-
下行共享信道PRB利用率	2.51%	2.43%	-0.08%	-
CQI优良率	98.31%	98.17%	-0.14%	↓
小区上行UE throughput(Mbps)	3.695	3.2151	-0.4799	↓
小区下行UE throughput(Mbps)	172.9106	131.1161	-41.7945	↓
上行业务量（GB）	2275.45307	2161.600148	-113.8529224	↓
下行业务量（GB）	27307.48834	25534.81469	-1772.673655	↓

3.2终端节电效果评估

测试验证三部不同型号手机，100%电量和相同系统设置（关闭蓝牙，相同屏幕亮度和刷新率，关闭后台进程、关闭其他程序连网）进行测试，开启多BWP后，验证王者荣耀游戏在同一个站同一位置进行测试比较，1小时耗电量降低2%-3%，折算节电比例13%-25%。

4. 结论

通过对网络参数机制的研究，结合当前网络现状，在不影响网络性能、不降低用户业务感知的前提下，通过部署多BWP参数，可有效提升终端整体待机时长，改善了用户体验，为5G发展提供助力。

参考文献：

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