智能電話省電功能的二三事


圖文不符,筆者手中的不是 5G 版 4A… XD

如果你有留意 iPhone 12 的特別功能,你或許有留意到有所謂「Smart Data Mode」的功能,即是說當電話認為數據使用量低,就不使用 5G 網絡,以節省電力。這招背後其實沒有甚麼秘技,單純是網絡指示電話搜尋 5G 訊號的時候,電話一直不回報自己找到甚麼 5G 訊號,裝作收不到 5G。這種技量很難取得專利,其他廠商很快就嘗試效法,Google 就宣佈旗下 5G 電話會在下一個版本加入類似功能。不過這種超出 3gpp 通訊協議的做法,其實對無線網絡規劃有一定影響。

3G 時代的電話省電故事

在繼續說最近的 5G Smart Data Mode 之前,我先說一個舊故事。電話廠商一直想辦法節省用電,其實已不是第一次這樣走通訊協議的灰色地帶。大約十年前,隨着 iPhone 引爆智能電話熱潮,那個一直放着沒有人用的 3G 網絡終於迎來流量增長。智能電話的使用模式與傳統 feature phone 差異很大,iOS 及一眾初代 Android 廠商都急需解決耗電量大的問題,他們希望當電話不需要使用數據的時候,能立刻把數據連接斷掉,減少電話 online 連接時間。但是在 3gpp 協議裏,電話等待多久沒有數據才斷開連接,是由網絡決定的,手機無法主動決定要因為省電而離線。

Sony 及 Apple 就想到一個方法:3gpp 協議中有一個稱為 SCRI 的流程,當核心網絡要求電話斷開通訊連接,電話要發出 SCRI 消息確認離線。Sony 及 Apple 就讓電話在認為自己沒有數據要接收或發送的時候,主動發出 SCRI 來中斷連接。因為電話其實沒有收到核心網的指示,所以嚴格而言這做法是違反通訊協議的。由於採用這種手法的是幾款非常流行的手機型號,電話廠商這個做法令不少網絡的斷線量突然升高,頻繁的「斷線連線斷線連線」甚至造成「訊令風暴」,網絡負荷暴升,衝擊網絡穩定性。Ericsson及Nokia等網絡設備廠家急於制定臨時解決方法,緩解網絡負荷,同時在 3gpp 組織層面推動一套使用 SCRI 的規範,要求電話廠商採用 3gpp 協議所設計的省電方法,及後稱為快速休眠(Fast Dormancy)。

3gpp 協議 25.331 中一這段 (8.1.14),就是因為當年電話廠商故意誤用 SCRI,所以 3gpp 在 R8 版本的通訊協議加入「由於沒有數據傳輸而觸發 SCRI」的流程

再談 5G Smart Data Mode

回到文首的「5G Smart Data Mode」,這次電話廠商純粹是裝作沒有收到 5G 訊號,理論上不會對網絡負荷造成甚麼影響。但是這種做法其實對於無線網絡策略規劃仍有影響,而且對於電話用家而言亦不是最理想的解決辦法。

對無線網絡工程人員而言,電話經常故意裝作自己接收不到5G訊號,最直接的影響了系統統計數據,無法準確反映不同地區的5G覆蓋情況,降低了網絡鋪設規劃的效率。如果再深究一下技術流程,其實電話廠商這種做法亦無法應對所有5G網絡設計,某些特定情況是無法達到預期的省電效果,而且還可能導致電話與網絡之間的溝通出現問題。(詳細解說就涉及太多技術流程,而且涉及個別網絡商的策略,這裏暫且略過)

對電話用家而言,雖然電話故意不連接5G網絡是可以減低耗電量,但這其實絕對不是最好的省電方法。因為以現今的主流5G無線策略,當網絡認為電話收不到5G,就會週期性反覆要求電話尋找5G訊號。而這種5G訊號測量的工作,也需要耗費不少電力。我相信電話廠商的工程師必然了解這個問題,或許他們這個設計除了想盡快達到省電效果之外,其實同時也是一種抗議, 試圖逼使3gpp組織在通訊協議中加入讓電話主動停用5G的機制。

3gpp網站截圖

最終究竟誰怕誰?

電話廠商繼3G省電之後,在5G時代再次使用這種先斬後奏的手法,在電話系統上加入不符合通訊協議的設計,透過直接影響世界各地的網絡營運商來逼使3gpp正視電話廠商的需求。究竟這次在3gpp組織上誰怕誰?誰人的聲音可以左右通訊協議的方向?會否在下一個版本緊急加入相應的機制去滿足電話廠商的訴求?還要繼續觀察後續發展。

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