LTE：DRX介紹

1、本文介紹了LTE中關(guān)于RRC_CONNECTED態(tài)下的UE的DRX處理流程。主要結(jié)合3GPP協(xié)議，介紹了幾個timer的作用。同時簡單介紹了載波聚合對DRX的影響。一、DRX介紹      基于包的數(shù)據(jù)流通常是突發(fā)性的，在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，可以通過關(guān)閉UE的接收電路來降低功耗，從而提升電池使用時間。這就是DRX（Discontinuous Reception，不連續(xù)接收）的由來。       DRX的基本機制是為處于RRC_CONNECTED態(tài)的UE配置一個DRX cycle。DRX

2、 cycle由“On Duration”和“Opportunity for DRX”組成：在“On Duration”的時間內(nèi)，UE監(jiān)聽并接收PDCCH（激活期）；在“Opportunity for DRX”時間內(nèi)，UE不接收下行信道的數(shù)據(jù)以節(jié)省功耗（休眠期）。       從下圖可以看出，在時域上，時間被劃分成一個個連續(xù)的DRX Cycle。 圖一：DRX cycle       drxStartOffset指定DRX cycle的起始子幀，longDRX-Cyc

3、le指定了一個long DRX cycle占多少個子幀，這兩個參數(shù)都是由longDRX-CycleStartOffset字段確定的。onDurationTimer指定了從DRX cycle的起始子幀算起，需要監(jiān)聽PDCCH的連續(xù)子幀數(shù)（即激活期持續(xù)的子幀數(shù)）。       在大多數(shù)情況下，當(dāng)一個UE在某個子幀被調(diào)度并接收或發(fā)送數(shù)據(jù)后，很可能在接下來的幾個子幀內(nèi)繼續(xù)被調(diào)度，如果要等到下一個DRX cycle再來接收或發(fā)送這些數(shù)據(jù)將會帶來額外的延遲。為了降低這類延遲，UE在被調(diào)度后，會持續(xù)位于激活期，即會在配置的激活期內(nèi)持續(xù)監(jiān)聽PDCCH

4、。其實現(xiàn)機制是：每當(dāng)UE被調(diào)度以初傳數(shù)據(jù)時，就會啟動（或重啟）一個定時器drx-InactivityTimer，UE將一直位于激活態(tài)直到該定時器超時。drx-InactivityTimer指定了當(dāng)UE成功解碼一個指示初傳的UL或DL用戶數(shù)據(jù)的PDCCH后，持續(xù)位于激活態(tài)的連續(xù)子幀數(shù)。即每當(dāng)UE有初傳數(shù)據(jù)被調(diào)度，該定時器就重啟一次。（注意：這里是初傳而不是重傳）       為了允許UE在HARQ RTT期間內(nèi)休眠，每個DL HARQ process定義了一個 “HARQ RTT(Round Trip Time) timer”。當(dāng)某個下

5、行HARQ process的TB解碼失敗時，UE可以假定至少在“HARQ RTT”子幀后才會有重傳，因此當(dāng)HARQ RTT timer正在運行時，UE沒必要監(jiān)聽PDCCH。當(dāng)HARQ RTT timer超時，且對應(yīng)HARQ process接收到的數(shù)據(jù)沒有被成功解碼時，UE會為該HARQ process啟動一個drx-RetransmissionTimer。當(dāng)該timer運行時，UE會監(jiān)聽用于HARQ重傳的PDCCH。drx-RetransmissionTimer的長度與eNodeB調(diào)度器的靈活度要求相關(guān)。如果是要達(dá)到最優(yōu)的電池消耗，就要求eNodeB在HARQ RTT timer超時之后，立即

6、調(diào)度HARQ重傳，這就也要求eNodeB為此預(yù)留無線資源，此時drx-RetransmissionTimer也就可以配得短些。drx-RetransmissionTimer指定了從UE期待收到DL重傳的子幀（HARQ RTT之后）開始，連續(xù)監(jiān)聽PDCCH的最大子幀數(shù)。       DXR cycle的選擇包含了電池節(jié)約和延遲之間的平衡。從一個方面講，長DRX周期有益于延長UE的電池使用時間；例如網(wǎng)頁瀏覽，當(dāng)用戶在閱讀已經(jīng)下載好的網(wǎng)頁時，如果此時UE持續(xù)接收下行數(shù)據(jù)則是浪費資源。從另一個方面講，當(dāng)有新的數(shù)據(jù)傳輸時，一個更短的DRX周期有

7、利于更快的響應(yīng)；例如用戶請求另一個網(wǎng)頁或者VoIP。為了滿足上述需求，每個UE可以配置兩個DRX cycle：shortDRX-Cycle和longDRX-Cycle。 圖二：DRX流程       當(dāng)UE在“On Duration”期間收到一個調(diào)度消息時，UE會啟動一個“drx-InactivityTimer”并在該timer運行期間的每一個子幀監(jiān)聽PDCCH。當(dāng)“drx-InactivityTimer”運行期間收到一個調(diào)度信息時，UE會重啟該Timer。（對應(yīng)上圖標(biāo)紅為(2)的部分）   

8、    當(dāng)“drx-InactivityTimer”超時或收到DRX Command MAC control element時：1）如果UE沒有配置short DRX cycle，則直接使用long DRX  cycle；2）如果UE配置了short DRX cycle，UE會使用short DRX cycle并啟動（或重啟）“drxShortCycleTimer”，當(dāng)“drxShortCycleTimer”超時，UE使用long DRX cycle。（對應(yīng)圖中標(biāo)紅為(3)的部分）      

9、如果UE當(dāng)前使用short DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number  modulo (shortDRX - Cycle) = (drxStartOffset) modulo (shortDRX-Cycle)；或者當(dāng)UE當(dāng)前使用long DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number modu lo (longDRX-Cycle) = drxStartOffset，啟動“onDurationTimer”。（對應(yīng)上圖標(biāo)紅為(1)的部分）       總結(jié)一下

10、如何控制處于RRC_CONNECTED的UE進(jìn)入DRX模式：·        UE側(cè)：UE基于定時器的超時來進(jìn)入DRX態(tài)；·        eNodeB側(cè)：eNodeB通過DRX Command MAC control element來通知UE進(jìn)入DRX態(tài)；       總結(jié)一下當(dāng)配置了DRX cycle，UE處于激活期的時間（有些并沒有在前面介紹）：· &

11、#160;      onDurationTimer或InactivityTimer或drx-RetransmissionTimer或mac-ContentionResolutionTimer正在運行時；·        UE有在PUCCH上發(fā)送的掛起的SR時；·        UE的HARQ buffer存在數(shù)據(jù)，并等待用于HARQ重傳的UL grant時；· &#

12、160;      UE成功接收用于響應(yīng)非UE選擇的preamble的RAR，卻沒有收到指示初傳（使用C-RNTI）的PDCCH時。       關(guān)于DRX的詳細(xì)處理流程：見36.321的5.7節(jié)      DRX是UE級別的特性，而不是基于每個無線承載來配置的。      當(dāng)UE配置了DRX時， UE只能在“激活期”的時間內(nèi)發(fā)送周期性CQI。eNodeB在使用RRC來配置周期性CQI上報時，可以

13、進(jìn)一步地限制UE只能在“on-duration”的時間內(nèi)發(fā)送CQI。      圖三結(jié)合36.213的5.7節(jié)總結(jié)了關(guān)于各種DRX相關(guān)的timer啟動和停止的觸發(fā)條件。 TimerStart（Restart）StoponDurationTimer當(dāng)前使用Long DRX  Cycle且(SFN * 10) + subframe number modu lo (longDRX-Cycle) = drxStartOffset。（1）收到DRX  Command  MAC control element；（2）

14、timer超時drx-InactivityTimer收到用于調(diào)度new transmission的PDCCH（DL和UL的均可）（1）收到DRX  Command  MAC control element；（2）timer超時drx-RetransmissionTimerHARQ RTT Timer超時且對應(yīng)HARQ process的buffer中的數(shù)據(jù)沒有成功解碼（1）收到指示下行傳輸?shù)腜DCCH；（2）timer超時drxShortCycleTimer當(dāng)配置了Short DRX cycle時，如果drx-InactivityTimer超時，或收到DRX  Co

15、mmand  MAC control element，則啟動或重啟drxShortCycleTimer，并開始使用Short DRX cycleTimer超時，此時開始使用Long DRX cycleHARQ  RTT  timerUE收到一個指示下行傳輸?shù)腜DCCHTimer超時圖三：與DRX相關(guān)timer的啟動和停止       除了HARQ  RTT  timer和drx-RetransmissionTimer是每個DL HARQ process都有一個外，其它的timer是每個

16、UE只有一個。      從圖三可以看出，當(dāng)任一timer啟動時，不會影響其它timer的運行。也即，UE處于激活態(tài)的最短時間為onDurationTimer指定的時間，而最長時間是不定的。二、載波聚合（Carrier Aggregation，CA）對DRX的影響        如果配置了一個或多個SCell，則所有的serving cells使用相同的DRX操作：·        對于所有的DL

17、 載波單元（component carrier）而言，PDCCH 監(jiān)測的激活時間是相同的；·        當(dāng)UE處于休眠期時，所有的載波單元都不接收數(shù)據(jù)；·        當(dāng)UE被激活時，所有activated的載波單元都將被激活以接收數(shù)據(jù)。       雖然DRX降低了UE的功耗，但CA可能進(jìn)一步提高功耗，因此，LTE提供了載波單元的activation/deactivation機制。（詳見我的博客中關(guān)于CA的介紹）       關(guān)于RRC_IDLE態(tài)下的DRX，請參見參考資料中的7，這篇文章介紹得相當(dāng)詳細(xì)。 【參考資料】1 36.321的5.7節(jié)2 36.300的12章3 LTE - The UMTS Long