現(xiàn)在全球每個(gè)運(yùn)營(yíng)商都在追求極致的網(wǎng)絡(luò)效能，且TR 38.913中也包含與NR網(wǎng)絡(luò)能效相關(guān)的要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)。指出在沒有數(shù)據(jù)傳輸且保持網(wǎng)絡(luò)可用性的情況下，提供足夠粒度的網(wǎng)絡(luò)不連續(xù)傳輸?shù)哪芰?/span>。

當(dāng)沒有用戶面數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)，最大網(wǎng)絡(luò)DTX持續(xù)時(shí)間直接影響網(wǎng)絡(luò)的睡眠功耗。與當(dāng)沒有活動(dòng)用戶被服務(wù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的最大DTX比率一起，DTX持續(xù)時(shí)間是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗有重大影響。

網(wǎng)絡(luò)能效被選為IMT-2020的十三項(xiàng)技術(shù)性能要求之一。

綜合能效評(píng)估非常復(fù)雜，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)能效在很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)負(fù)載以及高負(fù)載和低負(fù)載下的設(shè)備行為。[“Working document towards a Preliminary Draft New Report ITU-R M.[IMT-2020.TECH PERF”, Attachment 5.12 to Document 5D/234.]提供了一種示例方法。該方法的關(guān)鍵部分是設(shè)備功率行為和能耗模型。

然而，設(shè)備能耗在很大程度上是一個(gè)實(shí)施問題，因此超出了無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的范圍。然而，更深入的分析表明，能源效率主要受與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的兩種能力的影響：

1） 當(dāng)有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)有效地傳輸

2） 當(dāng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，不發(fā)送那么多。

特別是（2）很重要，因?yàn)樗鼮樵O(shè)備睡眠模式的設(shè)計(jì)設(shè)定了限制，這對(duì)于低能耗運(yùn)行至關(guān)重要。

本質(zhì)上，（2）意味著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該能夠具有大的睡眠比率。此外，重要的是睡眠期的持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)。其動(dòng)機(jī)是，停用和重新激活某些組件需要一些時(shí)間，考慮到這一點(diǎn)，睡眠持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，可以讓更多的組件進(jìn)入睡眠狀態(tài)，睡眠功耗也就越低。

更詳細(xì)地說，期望支持睡眠模式的過渡時(shí)間（去激活加再激活），對(duì)于這些時(shí)間有顯著的增益，并且能夠有效地使用這些時(shí)間，對(duì)其他性能指標(biāo)的影響相當(dāng)小。

在[B. Debaillie, C. Desset, and F. Louagie, “A Flexible and Future-Proof Power Model for Cellular Base Stations,” IEEE VTC Spring, Glasgow, Scotland, UK, 2015.]中，對(duì)具有不同過渡時(shí)間的睡眠模式中的功率節(jié)省進(jìn)行了分析。摘要如圖1所示?？梢钥闯?，在轉(zhuǎn)換時(shí)間為10ms的情況下，支持睡眠模式（sleep mode 3）的效果顯著。在1000ms的過渡時(shí)間內(nèi)，睡眠模式確實(shí)也有明顯的增加，但由于對(duì)其他性能指標(biāo)的影響，這些模式的吸引力較小。

轉(zhuǎn)換時(shí)間為10ms的組件需要連續(xù)靜音，表示為“睡眠持續(xù)時(shí)間”，超過10ms才能獲得任何睡眠。睡眠時(shí)間為20ms時(shí)，它可以睡50%的時(shí)間，而睡眠時(shí)間為100ms時(shí)，可以睡90%的時(shí)間。這在圖2中進(jìn)行了說明，其中可以看到，為了有效地利用sleep mode 3，需要幾個(gè)10ms的睡眠持續(xù)時(shí)間。

睡眠時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)對(duì)其他性能指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面影響。這些包括小區(qū)搜索和初始傳輸?shù)难舆t。支持這些功能的信號(hào)的合理周期為100ms，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，這將產(chǎn)生相同數(shù)量級(jí)的延遲影響。

注意，NR可以被配置為以不同的睡眠持續(xù)時(shí)間運(yùn)行，并且其中至少一個(gè)應(yīng)該滿足提供大約100ms DTX的目標(biāo)，從而能夠有效利用具有10ms過渡時(shí)間的睡眠模式（即圖1中的睡眠模式3）。

當(dāng)同步信號(hào)開銷對(duì)于較長(zhǎng)的周期性與對(duì)于較短的周期性相同時(shí)，對(duì)于較長(zhǎng)的同步信號(hào)周期性可以實(shí)現(xiàn)相同的漏檢概率。

5 ms vs longer SS periodicity

可以比較具有不同同步信號(hào)（SS）周期的基站平均空閑模式功耗。見表1

就基站功耗而言，2至4倍的因素可能是大問題，也可能不是大問題。然而，這種差異將直接轉(zhuǎn)化為備用電池容量、太陽(yáng)能大小、柴油使用量或運(yùn)營(yíng)商能源賬單等方面的巨大差異。

SS周期應(yīng)選擇得足夠大，以支持高度的空間重復(fù)。如果選擇5ms作為SS周期，并且希望支持64個(gè)波束上的波束掃描，則每個(gè)脈沖串將被限制為5/64 78μs，或者在實(shí)踐中，15 KHz numerology中的1個(gè)OFDM符號(hào)。在今天的LTE中，PSS+SSS+PBCH跨越6個(gè)OFDM符號(hào)或subframe 0中的0.4ms。如果希望在每個(gè)波束中掃描0.4毫秒的傳輸時(shí)間，那么只能掃描5/0.4=12.5。為了有效尋址，希望波束數(shù)為2的冪，然后最大波束數(shù)變?yōu)?。最多8波束是不夠的，建議SS周期性應(yīng)設(shè)計(jì)為可支持64波束。

當(dāng)UE在覆蓋范圍之外時(shí)，它需要在每個(gè)頻率上搜索SS傳輸。在PSS/SSS周期設(shè)置為5ms的LTE中，UE通常嘗試在50ms期間收集PSS/SSSS能量。該時(shí)間表示為UE“停留時(shí)間”，并且在50ms的情況下，UE可以在10次連續(xù)PSS/SSSs傳輸上進(jìn)行累積。這些累積中的大部分將是非相干的，如果將在一個(gè)具有50ms周期的突發(fā)中發(fā)送所有PSS/SSS，則UE將能夠相干地累積所有能量。

就UE在覆蓋范圍之外時(shí)的功耗而言，不僅每個(gè)頻率的駐留時(shí)間非常重要，而且UE需要搜索的頻率總數(shù)也非常重要。具有無(wú)限復(fù)雜度，UE可以在一個(gè)駐留時(shí)間內(nèi)搜索所有相關(guān)頻率，但是對(duì)于現(xiàn)實(shí)的UE，我們應(yīng)該假設(shè)它們一次只能搜索一個(gè)頻率。

在LTE中，PSS/SSS搜索網(wǎng)格是100KHz。然而，UE利用CRS的功率來(lái)確定在哪里搜索。由于NR基于超瘦設(shè)計(jì)，因此沒有CRS可以指導(dǎo)UE僅在最可能的位置搜索SS。仍然，可以顯著減少UE需要考慮的搜索位置的數(shù)量。例如，100MHz頻帶將不需要超過10個(gè)潛在SS位置。NR的總最壞情況搜索時(shí)間不應(yīng)超過LTE的搜索時(shí)間，因此如果可以減少UE需要考慮的頻率的數(shù)量。

當(dāng)在UE駐留時(shí)間期間在一個(gè)burst中發(fā)送SS時(shí)，與幾個(gè)較小的burst相比，可能會(huì)丟失一點(diǎn)分集。因此，可以考慮在SS設(shè)計(jì)中利用發(fā)射分集的可能性，以便再次獲得一些丟失的分集。

與SS設(shè)計(jì)相關(guān)的最后一個(gè)觀察結(jié)果是，需要避免分割網(wǎng)絡(luò)DTX間隙，因?yàn)檫@將減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入深度睡眠水平的可能性。在設(shè)計(jì)其他信號(hào)（如PBCH、MRS、PRS等）時(shí)，避免網(wǎng)絡(luò)DTX碎片化同樣重要。由于這一點(diǎn)非常重要，我們建議在設(shè)計(jì)空閑模式信號(hào)時(shí)優(yōu)先考慮避免網(wǎng)絡(luò)DTX碎片化。