LTE_DRX处理流程

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1、DRX处理流程 本节主要介绍处于RRC_CONNECTED态下的UE的DRX处理流程。结合3GPP协议，介绍了几个timer的作用，同时还简单介绍了载波聚合对DRX的影响。1.1 DRX介绍 基于包的数据流通常是突发性的，在一段时间内有数据传输，但在接下来的一段较长时间内没有数据传输。在没有数据传输的时候，可以通过停止接收PDCCH（此时会停止PDCCH盲检）来降低功耗，从而提升电池使用时间。这就是DRX（Discontinuous Reception，非连续接收）的由来。 DRX的基本机制是为处于RRC_CONNECTED态的UE配置一个DRX cycle。DRX cycle由“On Dur

2、ation”和“Opportunity for DRX”组成：在“On Duration”时间内，UE监听并接收PDCCH（激活期）；在“Opportunity for DRX”时间内，UE不接收PDCCH以减少功耗（休眠期）。 从图1可以看出，在时域上，时间被划分成一个个连续的DRX Cycle。图1：DRX cycle 注意：处于休眠期的UE，只是不接收PDCCH，但是可以接收来自其它物理信道的数据，如PDSCH、ACK/NACK等。例如：在SPS调度中，处于休眠期的UE可以接收周期性配置的下行子帧上发送的PDSCH数据。 eNodeB通过DRX-Config来配置某个UE的DRX相关参数

3、。DRX-Config :=CHOICE releaseNULL,setupSEQUENCE onDurationTimerENUMERATED psf1, psf2, psf3, psf4, psf5, psf6,psf8, psf10, psf20, psf30, psf40,psf50, psf60, psf80, psf100,psf200,-从一个DRX Cycle的起始处算起，连续监听的PDCCH子帧数。drx-InactivityTimerENUMERATED psf1, psf2, psf3, psf4, psf5, psf6,psf8, psf10, psf20, psf30

4、, psf40,psf50, psf60, psf80, psf100,psf200, psf300, psf500, psf750,psf1280, psf1920, psf2560, psf0-v1020,spare9, spare8, spare7, spare6,spare5, spare4, spare3, spare2,spare1,-当UE成功解码一个指示初传的UL或DL用户数据的PDCCH后，持续处于激活态的连续PDCCH子帧数。drx-RetransmissionTimerENUMERATED psf1, psf2, psf4, psf6, psf8, psf16,psf24

5、, psf33, -从UE期待收到DL重传的子帧（HARQ RTT之后）开始，连续监听的PDCCH子帧数。longDRX-CycleStartOffsetCHOICE sf10INTEGER(0.9),sf20INTEGER(0.19),sf32INTEGER(0.31),sf40INTEGER(0.39),sf64INTEGER(0.63),sf80INTEGER(0.79),sf128INTEGER(0.127),sf160INTEGER(0.159),sf256INTEGER(0.255),sf320INTEGER(0.319),sf512INTEGER(0.511),sf640INTE

6、GER(0.639),sf1024INTEGER(0.1023),sf1280INTEGER(0.1279),sf2048INTEGER(0.2047),sf2560INTEGER(0.2559),-指定了longDRX-Cycle和drxStartOffset。shortDRXSEQUENCE shortDRX-CycleENUMERATEDsf2, sf5, sf8, sf10, sf16, sf20,sf32, sf40, sf64, sf80, sf128, sf160,sf256, sf320, sf512, sf640,-指定了short DRX Cycle持续的子帧数，即shor

7、t DRX Cycle的大小。drxShortCycleTimerINTEGER (1.16)-指定了UE在多长的时间内，使用的是short DRX Cycle。该值为shortDRX-Cycle的倍数。OPTIONAL- Need OR DRX cycle的选择需要考虑电池节约与延迟之间的平衡。从一个方面讲，长DRX周期有益于延长UE的电池使用时间；例如网页浏览过程中，当用户正在阅读已经下载好的网页时，UE持续接收下行数据是对资源的浪费。从另一个方面讲，当有新的数据传输时，一个更短的DRX周期有益于更快的响应，例如用户请求另一个网页或者进行VoIP通话时。为了满足上述需求，每个UE可以配置两

8、个DRX cycle：shortDRX-Cycle和longDRX-Cycle。如果UE配置了shortDRX-Cycle，则longDRX-Cycle应该配置为shortDRX-Cycle的倍数。但在任一时刻，UE只能使用其中一种配置。 drxStartOffset指定DRX cycle的起始子帧，longDRX-Cycle指定了一个long DRX cycle占多少个子帧（即连续的“子帧数”），这两个参数都是由longDRX-CycleStartOffset字段确定的。onDurationTimer指定了从DRX cycle的起始子帧算起，需要监听PDCCH的连续“PDCCH子帧数”。 对

9、于DRX，需要注意“连续的子帧数”与“连续的PDCCH子帧数”的区别。FDD中，PDCCH子帧可以是任意子帧；但在TDD中，PDCCH子帧只包含下行子帧和包含DwPTS的子帧，这是因为只有下行子帧才有可能传输PDCCH。 DRX中定义了多个定时器（timer），有些指定的是“连续的子帧数”，而另一些指定的是“连续的PDCCH子帧数”。在TDD中，如果某个定时器指定的是“连续的PDCCH子帧数”，则上行子帧是不统计在该定时器的持续时间中的，此时该定时器实际持续的“子帧数”可能大于其指定的“PDCCH子帧数”。（见图3） 在大多数情况下，当一个UE在某个子帧被调度并接收或发送数据后，很可能在接下来

10、的几个子帧内继续被调度，如果要等到下一个DRX cycle再来接收或发送这些数据将会带来额外的延迟。为了降低这类延迟，UE在被调度后，会持续处于激活期，即会在配置的激活期内持续监听PDCCH。其实现机制是：每当UE被调度以初传数据时，就会启动（或重启）一个定时器drx-InactivityTimer，UE将一直处于激活态直到该定时器超时。drx-InactivityTimer指定了当UE成功解码一个指示初传的UL或DL用户数据的PDCCH后，持续处于激活态的连续PDCCH子帧数。即当UE有初传数据被调度时，该定时器就启动或重启一次。注意：（1）这里是初传而不是重传，即指示重传的PDCCH并不会

11、重启该定时器；（2）周期性的SPS子帧上发送的PDSCH虽然是初传，但并没有伴随着传输PDCCH，因此该PDSCH并不会重启该定时器；（3）drx-InactivityTimer指定的是连续的“PDCCH子帧数（下行子帧）”，而不是连续的“子帧数”。 HARQ重传并不关心DRX cycle，配置了DRX的UE与没有配置DRX时使用相同的方式来接收/发送HARQ反馈和重传。上行使用同步方式，前一次传输与重传之间有固定的timing关系。下行使用异步方式，前一次传输与重传之间没有固定的timing关系，因此LTE定义了一个时间窗（HARQ RTT Timer），允许UE从前一次下行传输算起，并持续

12、该时间窗之后，才开始监听下行的重传。 为了允许UE在HARQ RTT期间内休眠，每个DL HARQ process定义了一个 “HARQ RTT(Round Trip Time) timer”。当某个下行HARQ process的TB解码失败时，UE可以假定至少在“HARQ RTT”子帧后才会有重传，因此当HARQ RTT timer正在运行时，UE没必要监听PDCCH。当HARQ RTT timer超时，且对应HARQ process接收到的数据没有被成功解码时，UE会为该HARQ process启动一个drx-RetransmissionTimer。当该timer运行时，UE会监听用于HA

13、RQ重传的PDCCH。drx-RetransmissionTimer的长度与eNodeB调度器的灵活度要求相关。如果是要达到最优的电池消耗，就要求eNodeB在HARQ RTT timer超时之后，立即调度HARQ重传，这就也要求eNodeB为此预留无线资源，此时drx-RetransmissionTimer也就可以配得短些。drx-RetransmissionTimer指定了从UE期待收到DL重传的子帧（HARQ RTT之后）开始，连续监听的“PDCCH子帧数”。注意：这里针对的是“下行重传”，而不是“上行重传”。 对FDD而言，HARQ RTT Timer的大小固定为8个子帧。对TDD而言

14、，HARQ RTT Timer的大小为k + 4个子帧，其中k值为下行传输与对应HARQ反馈之间的时间间隔（k值见36.213的Table 10.1.3.1-1）。图2：DRX流程 当UE在“On Duration”期间收到一个调度消息（指示初传的PDCCH）时，UE会启动一个“drx-InactivityTimer”并在该timer运行期间的每一个下行子帧监听PDCCH。当“drx-InactivityTimer”运行期间收到一个调度信息（指示初传的PDCCH）时，UE会重启该timer。（对应图2中标红为(2)的部分） 当“drx-InactivityTimer”超时或收到DRX Comm

15、and MAC control element时：1）如果UE没有配置short DRX cycle，则直接使用long DRX cycle；2）如果UE配置了short DRX cycle，UE会使用short DRX cycle并启动（或重启）“drxShortCycleTimer”，当“drxShortCycleTimer”超时，UE使用long DRX cycle。（对应图2中标红为(3)的部分） 如果UE当前使用short DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number modulo (shortDRX - Cycle) = (drxStartOffs

16、et) modulo (shortDRX-Cycle)；或者UE当前使用long DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number modulo (longDRX-Cycle) = drxStartOffset，则启动“onDurationTimer”。（对应图2中标红为(1)的部分） 注：drxShortCycleTimer启动后，只说明当前使用short DRX cycle，但此时未必启动了DRX short cycle。DRX short cycle是与onDurationTimer同时启动的。类似的，long DRX cycle也是与onDurationT

17、imer同时启动的。 当UE配置了DRX cycle时，UE处于激活期的时间包括： onDurationTimer、或InactivityTimer、或drx-RetransmissionTimer、或mac-ContentionResolutionTimer正在运行时； UE已经在PUCCH上发送了SR，且该SR当前处于pending态； UE的HARQ buffer存在数据，并等待HARQ重传的UL grant时； UE成功接收了用于响应非UE选择的preamble的RAR，却没有收到指示初传（使用C-RNTI）的PDCCH时。 DRX是UE级别的特性，而不是基于每个无线承载来配置的。 当

18、UE配置了DRX时， UE只能在“激活期”的时间内发送周期性CQI。eNodeB在使用RRC来配置周期性CQI上报时，可以进一步地限制UE只能在“on-duration”的时间内发送CQI。 图3结合36.213的5.7节总结了关于各种DRX相关的timer启动和停止的触发条件。TimerStart（Restart）Stop“子帧数”或“ PDCCH子帧数”onDurationTimerUE当前使用short DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number modulo (shortDRX - Cycle) = (drxStartOffset) modulo (

19、shortDRX-Cycle)；或者UE当前使用long DRX cycle，且(SFN * 10) + subframe number modulo (longDRX-Cycle) = drxStartOffset（1）收到DRX Command MAC control element；（2）timer超时PDCCH子帧数drx-InactivityTimer收到用于调度new transmission的PDCCH（DL和UL的均可）（1）收到DRX Command MAC control element；（2）timer超时PDCCH子帧数drx-RetransmissionTimerHA

20、RQ RTT Timer超时且对应HARQ process的buffer中的数据没有成功解码（1）收到指示下行传输的PDCCH；（2）当前子帧是周期性配置的下行SPS子帧（此时没有伴随着传输PDCCH）；（3）timer超时PDCCH子帧数drxShortCycleTimer当配置了Short DRX cycle时，如果drx-InactivityTimer超时，或收到DRX Command MAC control element，则启动或重启drxShortCycleTimer，并开始使用Short DRX cycleTimer超时，此时开始使用Long DRX cycle子帧数HARQ R

21、TT timer（1）UE收到一个指示下行传输的PDCCH；（2）当前子帧是周期性配置的下行SPS子帧（此时没有伴随着传输PDCCH）timer超时子帧数图3：与DRX相关timer的启动和停止 注：longDRX-Cycle和shortDRX-Cycle指定的是连续的“子帧数”。 除了HARQ RTT timer和drx-RetransmissionTimer是每个DL HARQ process都有一个外，其它的timer是每个UE只有一个。 从图3可以看出，当任一timer启动时，不会影响其它timer的运行。也即，UE处于激活态的最短时间为onDurationTimer指定的时间，而最长

22、时间是不定的。 需要说明的是，对于eNodeB的调度器而言，需要知道UE何时处于激活期，何时处于休眠期，以便只在激活期调度该UE。1.2 载波聚合（CA）对DRX的影响 如果配置了一个或多个SCell，则所有的serving cells使用相同的DRX操作： 对于所有的DL 载波单元（component carrier）而言，PDCCH 监测的激活时间是相同的； 当UE处于休眠期时，所有的载波单元都不接收数据； 当UE被激活时，所有activated的载波单元都将被激活以接收数据。 虽然DRX降低了UE的功耗，但CA可能进一步提高功耗，因此，LTE提供了载波单元的activation/deac

23、tivation机制。（详见我的博客中关于CA的介绍） 关于RRC_IDLE态下的DRX，请参见参考资料中的7，这篇文章介绍得相当详细。【参考资料】1 36.321的5.7节、6.1.3.3节和7.7节2 36.300的12章3 LTE - The UMTS Long Term Evolution, 2nd Edition的4.4.2.5节4 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband的13.2.6节5 36.321的DRX-Config6 36.300的12章 DRX in RRC_CONNECTED7 Discontinuous Reception (DRX) in RRC_IDLE: Part 1和Discontinuous Reception (DRX) in RRC_IDLE: Part 2