求教DRX參數(shù)的含義及作用

        連接態(tài)的DRX，長DRX相對應(yīng)的就有短DRX，是為了更省電，On Duration Timer就是周期內(nèi)UE處于激活態(tài)搜尋PDCCH的時(shí)間，一般為8psf；DRX-Inactivity Timer是周期內(nèi)UE搜尋到了PDCCH，然后啟動(dòng)DRX-Inactivity Timer定時(shí)器，在定時(shí)器時(shí)間內(nèi)一直處于激活態(tài)的時(shí)間，如果UE在此激活態(tài)時(shí)間內(nèi)搜尋到了PDCCH，就會再次重啟該定時(shí)器；DRX-Retransmission Timer指的是UE開始搜尋重傳消息的時(shí)間。以上參數(shù)設(shè)置目的都是為了UE以更省電的方式工作。

內(nèi)容摘要

非連續(xù)接收DRX（Discontinuous reception）是在LTE中引入的一種新的省電工作機(jī)制，使UE在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不需要進(jìn)入空閑模式，仍保持與基站的同步狀態(tài)。本文針對3GPP最新發(fā)布的LTE R8標(biāo)準(zhǔn)研究了LTE中的DRX工作機(jī)制，首先介紹了空閑模式下接收系統(tǒng)消息與尋呼消息的DRX工作機(jī)制，然后就RRC連接狀態(tài)下的DRX工作進(jìn)行研究。本文還給出了一種可應(yīng)用于RRC連接狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的DRX工作方案。最后還就DRX的工作方式及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總結(jié)。

1 DRX功能描述

在TD-SCDMA中首先使用了DRX算法，但這種算法比較簡單，使用單一的DRX環(huán)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，只有在激活期才接收下行數(shù)據(jù)和上行授權(quán)，LTE中在空閑模式下采用的根據(jù)尋呼周期進(jìn)行DRX環(huán)循環(huán)。在RRC連接狀態(tài)下，采用的是多種定時(shí)器配合運(yùn)作來保證下行數(shù)據(jù)與上行授權(quán)的接收。LTE中的大數(shù)據(jù)量的通信勢必造成耗電量的急劇增加，從而使得電池的供應(yīng)不足或造成因?yàn)楹碾娏考哟笤斐傻纳�熱量加大而�?dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)故障。而DRX功能的利用大大降低了LTE系統(tǒng)中的耗電量。

LTE中的DRX功能控制實(shí)體位于協(xié)議棧的MAC層，其主要功能是控制向物理層發(fā)送指令，通知物理層在特定的時(shí)間監(jiān)視PDCCH，其余時(shí)間不會開啟接收天線，處于睡眠狀態(tài)。

2空閑模式下的DRX功能機(jī)制[1]

目前LTE中空閑模式下對PDCCH的監(jiān)視功能采用DRX方式，從而降低了功耗，空閑模式下的DRX工作機(jī)制固定，采用固定的周期，并在尋呼時(shí)刻（PO）到來時(shí)啟動(dòng)監(jiān)視PDCCH的功能，進(jìn)入空閑模式下的激活期（Onduration Timer），在激活期需要全面監(jiān)視PDCCH，在DRX激活期過去之后再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，PF（Paging Frame）表示含有一個(gè)或者多個(gè)PO的無線幀；若使用DRX，那么UE僅監(jiān)控每個(gè)DRX周期的PO。

在UE開機(jī)后將會按照默認(rèn)的DRX周期配置進(jìn)行周期循環(huán)。在尋呼時(shí)刻到來時(shí)將用P-RNTI對PDCCH進(jìn)行擾碼以便解出上面的數(shù)據(jù)。

3 RRC連接狀態(tài)下的DRX工作機(jī)制[3]

在RRC連接狀態(tài)下的DRX工作機(jī)制，采用的是定時(shí)器與DRX環(huán)結(jié)合的工作方式，且eNB也會保持與UE保持相同的DRX工作方式，并實(shí)時(shí)了解UE是處于激活期還是睡眠期，因此保證在激活期傳遞數(shù)據(jù)，而在睡眠期不會進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

在RRC連接狀態(tài)下所涉及的省電方式可以歸為一下三種：

1短DRX環(huán)循環(huán)。如果在UE自身配置中包含有短DRX環(huán)及短DRX環(huán)定時(shí)器，則按照短DRX環(huán)進(jìn)行運(yùn)行，在短DRX環(huán)定時(shí)器超時(shí)后將會進(jìn)入長DRX周期運(yùn)行狀態(tài)。2長DRX環(huán)循環(huán)。在激活期之后或短DRX環(huán)定時(shí)器超時(shí)后進(jìn)入長DRX環(huán)運(yùn)行階段。3收到DRX命令之后將會立即進(jìn)入睡眠狀態(tài)，進(jìn)行DRX環(huán)的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。

3.1 DRX激活期

當(dāng)UE配置了DRX的功能，就會在激活期監(jiān)視PDCCH。若在RRC_CONNECTED狀態(tài)，配置了DRX功能，UE則使用DRX的操作規(guī)范，不連續(xù)監(jiān)視PDCCH；否則，UE將連續(xù)的監(jiān)視PDCCH。

若配置了DRX環(huán)，激活時(shí)間包括:

1 onDurationTimer（持續(xù)時(shí)間定時(shí)器）,drx-InactivityTimer（DRX靜止定時(shí)器）, drx-RetransmissionTimer（DRX重傳定時(shí)器），mac-ContentionResolutionTimer（競爭解決定時(shí)器），四種定時(shí)器運(yùn)行期間將會開啟接收天線監(jiān)視PDCCH。2 在PUCCH上已經(jīng)發(fā)送了SR，此時(shí)處于等待狀態(tài) ，需要監(jiān)視PDCCH，目的是獲取傳輸上行數(shù)據(jù)的上行授權(quán)。在獲取了新的上行授權(quán)之后將會通知DRX按照固定的DRX流程運(yùn)行，進(jìn)入drx-InactivityTimer運(yùn)行階段。

3 在上行HARQ進(jìn)程中含有發(fā)送失敗的上行數(shù)據(jù)時(shí)，重傳時(shí)需要接收上行授權(quán)或上行反饋時(shí)需要保持醒來狀態(tài)。在接收上行重傳授權(quán)或反饋時(shí)，需要設(shè)置一個(gè)反饋定時(shí)器（FEEDBACK Timer），目的是在定時(shí)器超時(shí)后接收反饋或授權(quán)。

3.2 RRC連接模式下的DRX工作原理

1進(jìn)入競爭解決定時(shí)器后需要全面監(jiān)視PDCCH，在獲取上行數(shù)據(jù)之后立即開啟DRX靜止定時(shí)器，在DRX靜止定時(shí)器超時(shí)后進(jìn)入DRX短環(huán)定時(shí)器運(yùn)行階段。在DRX短環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)當(dāng)子幀號滿足下述條件時(shí)：

[(SFN * 10) + 子幀號] mod (短DRX環(huán)長) = (drxStartOffset) mod (短DRX環(huán)長)，進(jìn)入Onduration Timer運(yùn)行階段開始監(jiān)視PDCCH。

長DRX環(huán)運(yùn)行時(shí)進(jìn)入Onduration Timer激活期的條件與短DRX環(huán)不同，下面給出長DRX環(huán)運(yùn)行時(shí)進(jìn)入激活期的條件：

[(SFN * 10) + 子幀數(shù)] mod (長DRX周期) = drxStartOffset；其中drxStartOffset是指在一個(gè)DRX環(huán)中的第幾個(gè)子幀開啟Onduration Timer，進(jìn)入激活期。

2在DRX環(huán)進(jìn)入Onduration Timer激活期之后將會監(jiān)視PDCCH，此時(shí)如果收到下行新數(shù)據(jù)或上行新授權(quán)將會開啟DRX靜止定時(shí)器，并在此期間監(jiān)視所有的下行子幀。如果收到的是下行數(shù)據(jù)則將會開啟對應(yīng)的HARQ進(jìn)程的HARQ RTT定時(shí)器，這個(gè)定時(shí)器的作用是保證在其運(yùn)行期間，此HARQ進(jìn)程將不會接收其他數(shù)據(jù)，從而不再監(jiān)視其他PDCCH，降低功耗。

在收到新的數(shù)據(jù)塊A后立即進(jìn)行解碼，并開啟對應(yīng)的HARQ進(jìn)程的HARQ RTT定時(shí)器，由于數(shù)據(jù)塊A解碼失敗，因此在HARQ RTT超時(shí)之后需要開啟DRX重傳定時(shí)器進(jìn)行監(jiān)視PDCCH。此外在收到數(shù)據(jù)塊A之后需要判斷是否是新數(shù)據(jù)，在判斷是新數(shù)據(jù)且檢出的MAC PDU中沒有包含DRX命令控制元后，立即開啟DRX靜止定時(shí)器，此定時(shí)器屬于全局定時(shí)器，在此定時(shí)器運(yùn)行期間將會連續(xù)監(jiān)視下行子幀。

3 在發(fā)送完畢上行數(shù)據(jù)之后將會根據(jù)固定的K值關(guān)系接收上行反饋[2]。

在LTE中發(fā)送上行數(shù)據(jù)的子幀位置與接收此上行數(shù)據(jù)反饋的下行子幀的時(shí)隙關(guān)系是固定的，用KPHICH表示發(fā)送上行數(shù)據(jù)的子幀與接收對應(yīng)該上行子幀的反饋的下行子幀之間的差值[4]。發(fā)送上行數(shù)據(jù)的子幀號為N在不同的TDD配置下，接收上行反饋的位置為N+KPHICH。

在Onduration Timer中收到上行授權(quán)之后將會進(jìn)入Inactivity Timer運(yùn)行的階段，在DRX Inactivity Timer超時(shí)之后進(jìn)入短DRX環(huán)運(yùn)行時(shí)期，在應(yīng)該接收上行反饋的下行子幀處強(qiáng)制醒來，但并不影響短DRX環(huán)的運(yùn)行。4收到DRX命令控制元后的操作

在PDCCH上檢測到DRX命令控制元之后需要立即停止對應(yīng)激活期的定時(shí)器如onDurationTimer，drx-InactivityTimer，并立即進(jìn)入短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行階段。在接收DRX命令控制元的時(shí)隙有可能處于Onduration Timer或Inactivity Timer運(yùn)行之下，在收到DRX命令之后將會立即通知DRX進(jìn)程停止這兩個(gè)定時(shí)器并進(jìn)入短DRX環(huán)運(yùn)行階段。

3.3 RRC連接狀態(tài)下的DRX工作機(jī)制[3]

在RRC連接狀態(tài)下DRX工作機(jī)制中較為復(fù)雜的是Inactivity Timer運(yùn)行時(shí)及短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)UE的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其余定時(shí)器運(yùn)行時(shí)只需要判斷是處于激活期還是睡眠狀態(tài)即可，Inactivity Timer運(yùn)行時(shí)及短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)，有可能同時(shí)存在多種定時(shí)器運(yùn)行的情況，如在短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)有可能存在上行數(shù)據(jù)的反饋需要接收，下面分別Inactivity Timer與短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)UE的DRX工作機(jī)制進(jìn)行研究。

3.3.1 DRX Inactivity Timer運(yùn)行時(shí)UE的DRX工作機(jī)制

在DRX Inactivity Timer運(yùn)行時(shí)只能將下行子幀計(jì)算在內(nèi)，并需要連續(xù)監(jiān)視PDCCH子幀，在發(fā)現(xiàn)了新的下行數(shù)據(jù)或上行授權(quán)之后將會重新啟動(dòng)此定時(shí)器。在這個(gè)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)同時(shí)還存在HARQ RTT(HARQ Round Timer )定時(shí)器或HARQ RT(HARQ Retransmit Timer)重傳定時(shí)器，因此這種定時(shí)器運(yùn)行時(shí)需要考慮多種情況同時(shí)存在的可能。

RTT即HARQ RoundTimer在啟動(dòng)了DRX 靜止定時(shí)器（DRX Inactivity Timer）之后將會將下行子幀計(jì)算在內(nèi)，在下行子幀到來時(shí)首先判斷是否含有數(shù)據(jù)，如果有下行數(shù)據(jù)則立即開啟HARQ RTT定時(shí)器，如果是新數(shù)據(jù)則還需要開啟DRX Inactivity Timer。在MAC PDU中如果含有DRX命令控制元?jiǎng)t立即進(jìn)入短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行狀態(tài)。

3.3.2 DRX環(huán)運(yùn)行時(shí)DRX工作機(jī)制[6-7]

短DRX環(huán)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)包含多個(gè)短DRX環(huán)，在DRX Inactivity Timer超時(shí)之后將會立即開啟短DRX環(huán)定時(shí)器，短DRX環(huán)定時(shí)器超時(shí)之后進(jìn)入長DRX環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)槎藾RX環(huán)與長DRX環(huán)下UE的工作機(jī)制是相同的，只是省電的比例不同，在長DRX環(huán)中需要監(jiān)視的下行子幀所占的整個(gè)DRX環(huán)的比例較少，下面介紹短DRX環(huán)運(yùn)行時(shí)DRX工作機(jī)制。

在啟動(dòng)短DRX環(huán)定時(shí)器后將會進(jìn)行子幀遞加，并且每次子幀到來時(shí)將會觸發(fā)規(guī)劃信號，針對每個(gè)子幀判斷短DRX環(huán)定時(shí)器是否超時(shí)，如果超時(shí)則會進(jìn)入長DRX環(huán)運(yùn)行階段，否則判斷是否滿足短DRX環(huán)內(nèi)的Onduration Timer啟動(dòng)的條件，如果滿足則啟動(dòng)Onduration Timer，否則判斷在睡眠狀態(tài)下是否存在HARQ RTT，如果存在則在判斷是否超時(shí)及對應(yīng)此HARQ RTT的HARQ進(jìn)程存在解碼失敗的情況時(shí)開啟HARQ RT（HARQ重傳定時(shí)器），在HARQ RTT運(yùn)行時(shí)是不監(jiān)視PDCCH的，但如果在這個(gè)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)還有其他HARQ進(jìn)程的HARQ RT定時(shí)器運(yùn)行則會監(jiān)視PDCCH，此外還需要判斷上行HARQ進(jìn)程中接收反饋的子幀號是否到來，如果到來則也需要監(jiān)視PDCCH接收上行反饋。

根據(jù)上下行子幀配比判斷是上行子幀還是下行子幀，如果是下行子幀則將HARQ RT，Onduration Timer加1.如果是上行子幀則這兩個(gè)定時(shí)器不會增加。

4 DRX運(yùn)行機(jī)制總結(jié)

在LTE中各種定時(shí)器是由RRC層配置的，在發(fā)起RRC連接建立或重建之后將會通過MAC主配置將MAC層需要的各種參數(shù)配置下來，然后立即進(jìn)入短DRX環(huán)或長DRX環(huán)運(yùn)行階段。在進(jìn)行激活期的定時(shí)器的計(jì)時(shí)中需要注意的是HARQ重傳定時(shí)器，DRX Inactivity Timer，Onduration Timer，只能計(jì)算下行子幀的時(shí)隙，上行子幀的時(shí)隙則不會包含在內(nèi)[5]。在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候?qū)⑺�有的下行子幀的�?biāo)識位置為1，在進(jìn)行定時(shí)器運(yùn)行時(shí)需要此子幀標(biāo)志位是1還是0。此外如果沒有配置短DRX環(huán)定時(shí)器則在DRX Inactivity Timer超時(shí)后直接進(jìn)入長DRX環(huán)運(yùn)行階段