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一文了解读懂系列:5G连接模式DRX-原理篇

时间:2024-08-05 15:58:19浏览次数:18  
标签:DRX 周期 drx 原理篇 PDCCH UE 5G 时段

一、引言

与LTE类似,5G中的不连续接收(DRX)分为两种类型:空闲模式DRX和连接模式DRX。在空闲模式DRX中,用户设备(UE)会定期唤醒以监测寻呼消息,如果寻呼消息不是针对它的,则会回到休眠模式。本文将详细讨论5G NR的连接模式DRX。

如果在5G NR或LTE中没有连接模式DRX,UE必须始终保持清醒状态以解码下行数据,因为下行数据可能随时到达。这意味着UE必须在每个子帧中监测物理下行控制信道(PDCCH)以检查是否有PDCCH可用,这会消耗大量的设备电量。

在5G/LTE中引入连接模式DRX是为了通过允许UE周期性地进入“休眠”状态(关闭时段)来改善UE的电池电量消耗,在此期间无需监测PDCCH。为了监测PDCCH以获取可能的下行/上行数据,UE可以周期性地唤醒并保持“清醒”(开启时段)一段时间,然后再进入“休眠”状态。此外,UE可能需要偶尔唤醒以监测PDCCH,例如接收可能的重传数据。
在这里插入图片描述
gNodeB会配置UE一组连接模式DRX参数。这些DRX参数是基于应用类型选择的,以便最大化电量和资源的节省。当启用连接模式DRX时,UE的电池电量消耗减少,但这会增加延迟。这是因为,当数据到达gNodeB时,UE可能处于DRX休眠状态,gNodeB必须等待UE变为活跃状态才能接收数据。延迟随着DRX周期长度的增加而增加,即DRX周期越长,延迟越高。因此,必须仔细选择DRX参数,以便在最小化数据包延迟的同时最大化电量节省。

从网络角度来看,DRX也是有利的。如果没有DRX,UE会非常频繁地传输周期性的信道状态信息(CSI)或参考信号(SRS),这基于配置而定。有了DRX,在关闭时段,UE不允许传输周期性的CSI或SRS,因此gNodeB可以将这些资源分配给其他UE,以最大化资源利用率。

上行链路通常不受DRX的影响,因为不连续接收仅适用于下行链路。每当上行缓冲区有数据时,无论是活跃还是休眠状态,UE都可以发送调度请求(SR),即当需要传输上行数据时,UE可以中断“休眠”状态。

二、详细介绍C-DRX

DRX模式下,当没有数据包需要接收或传输时,用户设备(UE)会关闭大部分电路。在此期间,UE偶尔监听下行PDCCH,这段时间称为活跃状态或DRX开启时段,而UE不监听PDCCH的时间称为DRX休眠状态或DRX关闭时段。

每个DRX周期包括DRX开启时段和关闭时段。定义了两种类型的DRX周期:长DRX周期和短DRX周期,下面将详细解释每种周期。

2.1 情况1:仅配置了长DRX周期

每个长DRX周期包括一个开启时段和一个关闭时段。开启时段也称为“开启持续时间”,以毫秒为单位定义,是UE保持清醒并解码PDCCH的时间。开启时段和关闭时段共同组成一个长DRX周期,由无线资源控制(RRC)配置并每个长DRX周期重复一次。

网络可以使用RRC参数drx-LongCycleStartOffset控制长DRX周期的起始位置。这个偏移值以毫秒为单位定义,即偏移值定义为长DRX周期可以从一个子帧边界开始。

此外,网络可以在子帧内的时隙级别配置“开启持续时间”的起始位置。参数drx-SlotOffset定义了相对于子帧边界的“开启持续时间”的起始位置。

一旦长DRX周期开始,UE在“drx-onDurationTimer”期间保持活跃,如果在此期间没有接收到PDCCH,UE将进入DRX休眠状态,直到下一个“开启持续时间”开始。下图示例说明了这种情况。
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假设在“开启时段”期间有PDCCH活动,那么设备很可能会再次被调度。如果UE进入DRX休眠状态,就无法接收调度许可/指派。因此,3GPP定义了一个参数,用于在被调度后保持UE的活跃状态。这个计时器称为DRX非活跃计时器,由无线资源控制(RRC)配置为drx-InactivityTimer。每次PDCCH指示新的上行或下行传输时,UE都会启动/重启此计时器,并在drx-InactivityTimer到期之前保持活跃状态并继续监测PDCCH。下图示例说明了这种情况。
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2.2 情况2:同时配置长DRX周期和短DRX周期

2.2 情况2:如前所述,长DRX周期包括活跃状态和休眠状态,如果有一定的数据活动,设备会通过延长非活跃持续时间来延长活跃状态。然而,长DRX周期并不适合需要数据传输和无活动周期交替的某些服务。在这种情况下,gNodeB可以灵活地配置长DRX周期以及一个较短的DRX周期,这个第二周期被称为“短DRX周期”。

当gNodeB配置了短DRX周期时,意味着同时配置了长周期和短周期。配置短DRX周期是可选的,如果未配置,UE将按通常方式遵循长DRX周期。每当gNodeB配置短DRX周期时,应确保长DRX周期时长是短DRX周期时长的整数倍。这意味着,短周期时长通常短于长周期时长。

如果在长周期的“开启时段”期间没有数据活动,设备将按未配置短DRX周期的情况继续遵循长DRX周期。如果有任何数据活动,UE将切换到短DRX周期并遵循短周期一段时间。如果在此期间没有数据活动,UE将再次切换回长DRX周期,以此类推。短DRX周期在最近数据活动后非常有用,因为在最近活动后的某段时间内再次被调度的概率较高。
短DRX配置包含两个参数:
drx-ShortCycle:定义短DRX周期的时长。
drx-ShortCycleTimer:配置为整数,定义了短周期开始后UE应遵循的短周期数量。
如果在drx-ShortCycleTimer乘以drx-ShortCycle定义的期间内没有数据活动,UE将进入长周期,即在drx-ShortCycleTimer数量的短周期后,UE进入长DRX周期。

在一个短DRX周期内,“开启时段”的开始是使用长周期参数drx-StartOffset和drx-SlotOffset确定的,这与长周期的机制类似。下图示例展示了同时配置短周期和长周期时的基本操作。
!片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/310a9d63489144dcb5a52e5825c0309a.png)
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标签:DRX,周期,drx,原理篇,PDCCH,UE,5G,时段
From: https://blog.csdn.net/kangzenghui_liu/article/details/140882571

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