點點滴滴學5G——一文掌握 NR連接態DRX的原理

引言

在5G系統應用中，降低終端的功耗是一項很大的挑戰，和LTE一樣,NR也支持DRX(Discontinuous Reception,非連續接收）作為UE節能的技術特徵，對於廣義上的DRX的理解，可以分為RRC_IDLE/RRC_INACTIVE狀態和RRC_CONNECTED狀態的DRX，本文主要是講解RRC連接態下的DRX原理，一般也稱為CDRX。

1. CDRX基本概念介紹

在RRC連接態下，當基站配置DRX功能後，DRX總體示意圖如圖1所示

圖1

CDRX規則包括以下幾個方面：

（1）UE按照基站配置的DRX周期來監聽PDCCH信道

（2）在On Duration時間內，UE正常監聽PDCCH信道

（3）On Duration之後，UE有機會進入DRX狀態休眠狀態，即sleep狀態，從而節省能耗。

（4）進入休眠狀態之後，如果此時基站有下行數據到達，也不能進行PDCCH調度

（5）配置DRX能有效節省功耗，但是可能下行數據業務的時延增長

2. CDRX相關參數說明

CDRX參數攜帶在DRX-config消息結構體中，基站通過RRC Reconfiguration消息將DRX配置信息告訴UE，其配置消息如圖2所示，接下來對參數含義一一進行講解。

圖2

（1）drx-OnDurationTimer：當DRX cycle到達後開始一段時間（即drx-OnDurationTimer運行期間），UE監聽PDCCH信道，即UE處於激活態，此定時器的長度可以配置小於1ms,當配置為subMiliSeconds時，單位為1/32ms.

(2) drx_inactiveTimer: 當UE在「On Duration」期間收到一個調度消息時，UE會啟動一個「drx-InactivityTimer」並在該timer運行期間的每一個子幀監聽PDCCH。當「drx-InactivityTimer」運行期間收到一個調度信息時，UE會重啟該Timer

（3）DRX-longCycleStartoffset: 主要包含DRX-longCycle和DRX-Startoffset兩部分，根據以下公式1可以得到longDRX周期的起始位置

[(SFN × 10) + subframe number] modulo (drx-LongCycle) = drx-StartOffset: （公式1）

例如：當配置drx-longcycle=80ms, drx-startoffset=10ms時，則DRX周期按照幀號/子幀號從10ms,90ms...位置開始。

圖3

（4）ShortDRX: DRX周期可以配置長周期和短周期，其中長周期是必選的，而短周期是可選的。 通過當「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並啟動（或重啟）「drxShortCycleTimer」，當「drxShortCycleTimer」超時，UE使用long DRX cycle（如圖4所示）

圖4

（5）drx-HARQ-RTT-Timer：表示對於同一HARQ進程，當一次上行或者下行調度後（PDCCH動態調度或者SPS半靜態調度），到下一次上/下行調度之間的處理時長，對於NR來說，上下行HARQ都是異步的，因此HARQ RTT時間是不固定的，因此規範中把定時器也描述為上/下行調度重傳的最短時間，如果配置了DRX，需要配置這個時長，對於同一個HARQ而言，這個時間內是不可能有PDCCH調度的。drx-HARQ-RTT-Timer的示意圖如圖5所示

圖5

（6）drx-RetransmissionTimer：當HARQ RTT timer超時，且對應HARQ process接收到的數據沒有被成功解碼時，UE會為該HARQ process啟動一個drx-RetransmissionTimer。當該timer運行時，UE會監聽用於HARQ重傳的PDCCH。drx-RetransmissionTimer的長度與eNodeB調度器的靈活度要求相關。如果是要達到最優的電池消耗，就要求eNodeB在HARQ RTT timer超時之後，立即調度HARQ重傳，這就也要求eNodeB為此預留無線資源，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之後）開始，連續監聽PDCCH的最大子幀數。

從參數中我們可以看到DRX有很多定時器控制，協議中也對這些定時器的啟動/停止條件進行了總結（如圖6所示）

圖6

3. DRX特殊場景說明

（1）對於SR發送之後，在接收到上行新數據調度之前SR都處於Pending狀態，這段期間也屬於Active Time。

（2）在非競爭性隨機接入過程中，在隨機接入成功之後，在接收到C-RNTI PDCCH新數據調度之前，屬於Active Time。

（3）在隨機接入過程中，如果在ra-ContentionResolutionTimer 運行的時候，屬於Active Time。