LTE-CDRX原理

1、LTE-CDRX原理技 术 文 件技术文件名称：DRX技术报告 技术文件编号： 版 本： 文件质量等级：共15页（包括封面） 拟 制 审 核 会 签 标准化 批 准 修改记录：发布日期： 编号更改人更改原因日期版本内容1创建2013/08/16V1.0DRX报告，研究DRX各个定时器的启动停止时刻、基本原理目 录1概述41.1编写目的41.2参考资料42概述43DRX53.1DRX 周期相关概念53.1.1On Duration53.1.2DRX 周期53.1.3DRX 周期启动63.2DRX 周期转换73.2.1定时器73.2.2激活期与休眠期转换103.2.3长周期与短周期转换134DRX

2、 与其他功能的交互144.1DRX 与调度的交互144.2DRX 与连接管理的交互144.3DRX 与连接态移动性管理的交互144.4DRX 功能对网络的影响1515 / 1515 / 15第 15 页 共15页DRX技术报告1 概述1.1 编写目的本文档描述了连接态（RRC_CONNECTED）DRX（Discontinuous Reception）相关特性，DRX 相关实现原理、与其余功能的关系。本算法中所定义的术语、缩略语的中、英文和缩写。本文使用的专用术语、定义见表1.2-1。表 1.11术语/定义英文对应词含 义1.2 参考资料1 36.3212 36.3312 概述DRX（Disc

3、ontinuous Reception）即非连续接收，是指UE 仅在必要的时间段打开接收机以接收下行数据和信令，而在其他时间段关闭接收机停止接收下行数据和信令的一种节省UE 电量的工作模式。在DRX 工作模式下：l UE 无需连续侦听PDCCH（Physical Downlink Control Channel）信道，从而可达到节省UE 的耗电量以延长其使用时间的效果。l 减少了RRC Connected 状态向RRC IDLE 态转换的概率，从而减少整个网络的信令开销。该效果在智能UE 所占比例较高的网络中更为明显。DRX 的典型应用场景包括如下几类：l 周期性连续小包业务，如：VoIP（V

4、oice over IP）业务。l 对时延不敏感、并非大多数时间内有数据接收和发送的业务，如：E-Mail、FTP、网页浏览等业务。l 产生稀少小包的业务，如：Presence 业务。注：Presence 业务也被称为呈现业务。Presence 业务是以某种通信方式，按照一定的接入准则，实时获取Presence 信息（如用户状态、通信能力、个人喜好等信息），并展现给其他用户的一种业务，具有类似MSN 用户上线通知的特性。Short DRX应用场景：3 DRX3.1 DRX 周期相关概念3.1.1 On DurationDRX 工作模式下，UE 不能一直关闭接收机，而必须周期性打开接收机来侦听可

5、能到来的信令，周期性打开接收机的这个时间段（子帧）即为On Duration，该周期由定时器On Duration Timer 控制，该时段的时长通过参数OnDurationTimer设置。3.1.2 DRX 周期DRX 周期按状态可分为激活期和休眠期，按类型可分为长周期和短周期。DRX 周期即DRX 状态下On Duration 重复出现的周期。每个DRX 周期由一个On Duration 和一个可能存在的休眠期组成，如图3-1所示。On Duration 状态之后未必是休眠期，也可能是激活期，详细信息可参考 “3.2 DRX 周期转换”。l 激活期UE 打开接收机，侦听PDCCH 信道的时

6、间段称为DRX 激活期。DRX 激活期包括On Duration、DRX相关定时器处于工作状态、有高优先级业务进程的几个时间段。其他DRX相关定时器包含：DRXInactivity Timer、Contention Resolution Timer、DRX Retransmission Timer。DRX 激活期的长短与业务处理情况如下： DRX 激活期越长，业务处理越及时。相应地，接收机在同一周期内工作时间较长，耗电量较大。 DRX 激活期越短，业务处理会延迟。相应地，接收机在同一周期内关闭时间较长，耗电量较小。l 休眠期一个DRX 周期内的非激活期时段即为休眠期。UE 处于休眠期时，关闭接

7、收机。l 长周期进入DRX 工作模式之时，DRX 周期必须配置为长周期。l 短周期当UE 配置了短周期后，可按照“3.2 DRX 周期转换”中的流程决定长短周期间的转换。3.1.3 DRX 周期启动UE 进入DRX 工作模式后并不意味着立即进入DRX 周期。只有在如下条件满足时，才会立即启动OnDuration Timer，从而进入一个DRX 周期。l 使用DRX 长周期时，若某时刻满足：(SFN * 10) + SSFN modulo (LongDRXCycle) = DRX Start Offset;则在此时刻（SFN、SSFN）启动DRX 长周期。l 使用DRX 短周期时，若某时刻满足：

8、(SFN * 10) + SSFN modulo (ShortDRXCycle) = (DRX Start Offset) modulo (ShortDRXCycle);则在此时刻（SFN、SSFN）启动DRX 短周期。其中，DRX Start Offset 是长周期的起始偏置；(DRX Start Offset) modulo (ShortDRXCycle)是短周期的起始偏置，modulo 表示取余运算。周期时长和DRX Start Offset 均由eNodeB 通过RRC ConnectionReconfiguration 信令发送到UE。SFN：System Frame Number

9、系统帧SSFN：System Subframe Number 系统子帧图3-1中，eNodeB 为小区内的两个UE 分别下发了时长为10 个TTI(Transmission Time Interval)的DRX长周期。eNB通过RRC重配置知识UE在TTI 0时刻进入DRX状态。eNodeB 通过信令指示第一个UE 在TTI#0 处进入DRX 模式；eNodeB 通过信令指示第二个UE 在TTI#0 处进入DRX 模式。两个UE 根据各自不同的DRX Start Offset 配置，分别在TTI#1、TTI#2 启动了DRX 长周期。在红线开始之前，UE已经进入了DRX模式，这些时间通过公式计

10、算是否处于idle态，相关的定时器已经生效。图3-1中，由于配置DRX生效时刻与DRX start offset距离较近，只有1-2ms，按照HARQ RTT等，图中在这1-2ms内一直处于激活状态。实际中，如果DRX周期较长，DRX相关定时器生效后，可能在DRX start offset之前进入idle状态。即DRX模式基本上都是从不完整的一个DRX周期开始的，此处说的基本上，因为不排除DRX生效时刻正好是在start offset时刻。注意：由于UE制造商不同，不完整的DRX周期部分并不进入DRX状态，但是基站侧是不敢冒险随意调度的，会影响KPI指标。图 31进入DRX 模式以及DRX 周

11、期启动3.2 DRX 周期转换DRX 周期转换的定时器配置需要在eNodeB 侧进行，下面详细介绍一下定时器的概念和周期间转换的流程。3.2.1 定时器定时器含义表定时器定义说明On DurationTimer作用 本定时器在每个DRX 周期开始时启动。UE 在本定时器时间段内侦听PDCCH。启动。在DRX 周期的起始偏置启动，即在DRX start offset时刻启动，参见“3.1.3 DRX 周期启动”计时 以连续的PDCCH 子帧数计时。停止 UE 收到DRX Command MCE（MAC control element）时停止。 本定时器超时则停止。超时停止计时，UE 无其他操作D

12、RXInactivityTimer作用本定时器用于判断UE 的激活期是否因为新数据的到达而延长，也为UE应用DRX 短周期提供时间参考。在On Duration 时段内，如果UE 从PDCCH 信道上的调度信息获知要开始上行或下行初传，则启动DRX Inactivity Timer。在DRX Inactivity Timer 超时前，UE 也会持续侦听PDCCH，如果又出现新的初传，则重启DRX Inactivity Timer。因此持续不断的数据传输可使DRX Inactivity Timer 不断重启，从而使得DRX 激活期延长。启动UE 成功解码PDCCH，获知存在与自己相关的初传数据（

13、上行授权或下行数据指示）时启动或重启计时以连续的PDCCH 子帧数计时。停止 UE 收到DRX Command MCE（MAC control element）时停止。 本定时器超时则停止。 若用户配置了短周期，且当DRX Inactivity Timer 超时，则UE将进入短周期。详细信息请参见“长周期转换为短周期”。超时 如果配置了DRX 短周期，则超时后启动或重启短周期定时器DRX Short Cycle Timer。 如果没有配置DRX 短周期，则继续应用DRX 长周期。DRX ShortCycle Timer作用标识了进入短周期后的连续重复次数启动 如果配置了短周期，DRX Inac

14、tivity Timer 超时，则启动或重启； UE 收到DRX Command MCE 时，如果配置了短周期，则启动或重启。 启动的同时应用短周期。计时以短周期的重复次数计数。停止本定时器超时则停止。超时停止计时，并应用长周期。DRXRetransmission Timer作用本定时器定义了UE 处于激活期等待重传的时长。如果该定时器超时，UE 依旧没有收到下行重传数据，则UE 不再接收该重传数据。启动如果HARQ RTT Timer 已超时，却还未收到相应下行数据的ACK反馈，则该定时器启动或重启。计时以连续的PDCCH 子帧数计时停止如果在超时前收到重传数据，则该定时器停止。超时停止计时

15、，UE 无其他操作。HARQ RTTTimer作用本定时器用于判断何时启动DRX Retransmission Timer。表示从出现下行数据包的子帧开始，若发生了错误而需要重传本数据包，则重传会在多少个子帧之后到来。启动UE 在下一个可能存在半静态下行数传的子帧起始处，或者通过检测PDCCH 获知自身某HARQ 进程存在新的下行数传的子帧时，停止HARQ 进程所对应的DRX Retransmission Timer，同时启动HARQ RTT Timer。计时以子帧数计时停止该定时器超时则停止。超时停止计时，并判断下行数据是否接收正确： 如果接收正确，则无操作； 如果接收错误，则启动定时器DR

16、X Retransmission Timer 进行数据重传。ContentionResolutionTimer作用本定时器定义了UE 在竞争随机接入过程中等待接收Contention Resolution 的时长。启动在竞争随机接入过程中，UE 初传或重传Msg3 时启动。计时以连续的PDCCH 子帧数计时。停止UE 收到Contention Resolution 时停止。超时停止计时，并发起前导重传。3.2.2 激活期与休眠期转换激活期与休眠期状态转换受到定时器以及业务进程的影响。图3-2 介绍了UE 的接收机根据不同的定时器和其他业务进程在激活期与休眠期之间进行转换的流程。其中各子图分别表

17、示各个定时器的工作状态。TDD 模式下，PDCCH 子帧指下行子帧以及含有DwPTS 的特殊子帧。图 32激活期与休眠期转换（基本）图 33激活期与休眠期转换（扩展）3GPP 定义如下时间段（子帧）属于DRX 激活期，可结合上图看出：l 定时器On Duration Timer、DRX Inactivity Timer、Contention Resolution Timer 或DRX RetransmissionTimer 中任何一个处于运行状态时。l UE 发送了上行调度请求SR，且该SR 处于“pending”状态。l 对于给“处于pending 状态的上行重传数据”分配上行授权的TTI认

18、为UE 处于活动期。l 非竞争随机接入时，UE 从接收到RA response 到收到PDCCH 指示的新数据之间这段时间内。l 将HARQ RTT Timer 之外的其他激活期合并起来，便组成了“UE DRX 状态”下整个DRX 激活期。HARQ的优先级高于DRX，即无论UE是否处在激活期，UE均可在HARQ 进程出现时发送或接收HARQ 的反馈信息。l HARQ RTT Timer 中的“下行传输”指下行HARQ 传输的如下两种场景： 在某子帧处将开始半静态配置的下行数据传输。 通过检测PDCCH 获知即将有下行数据传输。表3-2 介绍了DRX 激活期的各个启动条件。比如：“OD”代表了T

19、TI#2 和TTI#12 处On Duration Timer的启动条件。具体描述参见表3-2。激活期条件含义ODDRXIA收到上下行初传PDCCHRHARQSR发送上行调度请求UR上行出现NACKRAR收到非竞争随机接入的响应CR发出随机接入MSG33.2.3 长周期与短周期转换即使eNodeB 为UE 同时下发了长、短两种周期时长参数，UE 在任何时刻也只能处于一种DRX 周期状态。UE 会根据一定的原则在两种周期之间进行转换。长周期转换为短周期在DRX Inactivity Timer 超时，或UE 收到eNodeB 下发的DRX Command MCE 信令时，UE 转换为DRX短周期

20、。l DRX Inactivity Timer 超时触发的周期转换如果当前时刻有数据出现，eNodeB 将启动DRX Inactivity Timer。DRX Inactivity Timer 超时则启动DRX短周期。l DRX Command MCE 信令触发的周期转换当收到DRX Command MCE 信令时，如果eNodeB 为UE 配置并下发了短周期，则UE 应用DRX 短周期。短周期转换为长周期如果UE在短周期下持续工作了一段时间，却仍然没有新数据的传输出现，这时UE应转换为DRX 长周期，以达到令UE 更省电的目的。转换长周期前的这段时间称为短周期的生命期，以短周期的重复次数度量，对应的定时器为DRX ShortCycle Timer，若Drx Short Cycle Timer 超时，UE 则转换为DRX 长周期。4 DRX 与其他功能的交互4.1 DRX 与调度的交互eNodeB 在不下发系统消息和不寻呼的情况下，仅在UE 处于DRX 激活期时启动对UE 的资源调度。UE 在DRX 工作模式下，其缓存中有数据出现时，UE会立即进行SR（Schedule Requ