5G系統(tǒng)中的不連續(xù)接收
DRX：Discontinuous Reception
今天的文章給大家分享5G系統(tǒng)中的不連續(xù)接收，這種方法主要用于終端節(jié)電，可以讓終端周期性的在某些時(shí)候進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不去監(jiān)聽PDCCH子幀，而需要監(jiān)聽的時(shí)候，則從睡眠狀態(tài)中喚醒，這樣就可以使終端達(dá)到省電的目的。
雖然這樣做對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延有一定的影響，但如果這種時(shí)延并不影響用戶體驗(yàn)，考慮到終端更為重要的功率消耗，執(zhí)行DRX是很有意義的。
DRX分為：空閑態(tài)下的DRX和連接態(tài)下的DRX ，空閑態(tài)的DRX又稱尋呼過程（Paging），連接態(tài)的DRX稱為CDRX，本篇內(nèi)容主要針對(duì)CDRX。
CDRX-Connected DRX
一個(gè)典型的DRX周期如下圖所示。在這個(gè)圖中，“On Duration”的這段時(shí)間是UE監(jiān)控下行PDCCH子幀的時(shí)間，在這段時(shí)間里，UE是處于喚醒狀態(tài)的。
“Opportunity for DRX”的這段時(shí)間是DRX睡眠時(shí)間，即UE為了省電，進(jìn)入了睡眠而不監(jiān)控PDCCH子幀的時(shí)間。
從這個(gè)圖中可以看到，用于DRX睡眠的時(shí)間越長(zhǎng)，UE的功率消耗就越低，但相應(yīng)的，業(yè)務(wù)傳輸?shù)臅r(shí)延也會(huì)跟著增加。
參數(shù)配置
Parameters configuration
受篇幅影響，讀者可自行查看3GPP TS 38.331-g10
6.3.2 DRX-Config information element 作為參考。
SP9500-CTS的配置界面如下圖所示：
DRX-Config
DRXCtrl：默認(rèn)“OFF”，關(guān)閉DRX功能，設(shè)置為“ON，開啟DRX功能。
(1) drx-onDurationTimer
DRX持續(xù)監(jiān)聽定時(shí)器，從一個(gè)DRX Cycle的起始處算起，在該定時(shí)器運(yùn)行期間，終端需要持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的PDCCH的“PDCCH子幀數(shù)”，可選設(shè)置subMilliSeconds/MilliSeconds，
配置范圍（單位ms）：
subMilliSeconds：integer (1..31)
MilliSeconds：ms1, ms2, ms3, ms4, ms5, ms6, ms8, ms10, ms20, ms30, ms40, ms50, ms60,ms80, ms100, ms200, ms300, ms400, ms500, ms600, ms800, ms1000, ms1200, ms1600, spare8, spare7, spare6, spare5, spare4, spare3, spare2, spare1.
(2) drx-InactivityTimer
DRX非激活定時(shí)器，該定時(shí)器在終端收到新數(shù)據(jù)調(diào)度PDCCH信令后啟動(dòng)，該參數(shù)表示當(dāng)終端成功解碼到一個(gè)下行PDCCH信道的DCI之后，還需要繼續(xù)監(jiān)測(cè)持續(xù)處于激活態(tài)的連續(xù)PDCCH 子幀數(shù)。
配置范圍（單位ms）：
ms0, ms1, ms2, ms3, ms4, ms5, ms6, ms8, ms10, ms20, ms30, ms40, ms50, ms60, ms80, ms100, ms200, ms300, ms500, ms750, ms1280, ms1920, ms2560, spare9, spare8,spare7, spare6, spare5, spare4, spare3, spare2, spare1.
(3) drx-HARQ-RTT-TimerDL
下行HARQ RTT定時(shí)器，該定時(shí)器的長(zhǎng)度為從HARQ反饋時(shí)刻到收到針對(duì)該進(jìn)程的HARQ重傳之間的最小時(shí)間間隔。只有下行進(jìn)程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)未解碼成功，終端才會(huì)在該進(jìn)程的HARQ NACK反饋之后的第一個(gè)符號(hào)啟動(dòng)。下行進(jìn)程的重傳調(diào)度要在該Timer值之后才會(huì)調(diào)度。
配置范圍（單位symbol）：integer (0..56)
(4) drx-HARQ-RTT-TimerUL
上行HARQ RTT定時(shí)器，該定時(shí)器的長(zhǎng)度為從PUSCH傳輸時(shí)刻到收到針對(duì)該進(jìn)程的HARQ重傳之間的最小時(shí)間間隔。上行PUSCH傳輸后，終端啟動(dòng)針對(duì)該進(jìn)程的上行HARQ RTT定時(shí)器，如果PUSCH傳輸使用PUSCH重復(fù)，那么上行HARQ RTT定時(shí)器在PUSCH第一次重復(fù)后啟動(dòng)。
配置范圍（單位symbol）：integer (0..56)
(5) drx-RetransmissionTimerDL
下行重傳定時(shí)器，drx-HARQ-RTT-TimerDL超時(shí)后的下一個(gè)符號(hào)啟動(dòng)該定時(shí)器。該定時(shí)器運(yùn)行期間，終端監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的控制信道，如果接收到針對(duì)該進(jìn)程的下行調(diào)度信息或下行配置授權(quán)，則停止該定時(shí)器。
配置范圍（單位slot）：
sl0, sl1, sl2, sl4, sl6, sl8, sl16, sl24, sl33, sl40, sl64, sl80, sl96, sl112, sl128,sl160, sl320, spare15, spare14, spare13, spare12, spare11, spare10, spare9,spare8, spare7, spare6, spare5, spare4, spare3, spare2, spare1
(6) drx-RetransmissionTimerUL
上行重傳定時(shí)器，drx-HARQ-RTT-TimerUL超時(shí)后的下一個(gè)符號(hào)啟動(dòng)該定時(shí)器。該定時(shí)器運(yùn)行期間，終端監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的控制信道，如果接收到針對(duì)該進(jìn)程的上行調(diào)度信息或上行配置授權(quán)，則停止該定時(shí)器。
配置范圍（單位slot）：
sl0, sl1, sl2, sl4, sl6, sl8, sl16, sl24, sl33, sl40, sl64, sl80, sl96, sl112, sl128,sl160, sl320, spare15, spare14, spare13, spare12, spare11, spare10, spare9,spare8, spare7, spare6, spare5, spare4, spare3, spare2, spare1
(7) drx-LongCycleStartOffset
用于配置長(zhǎng)DRX周期的周期和偏移
默認(rèn)配置表示周期為10ms，起始偏移為1ms
ShortDRX
(1)drx-ShortCycle
用于配置短DRX周期的周期。
配置范圍（單位為ms）：
ms2, ms3, ms4, ms5, ms6, ms7, ms8, ms10, ms14, ms16, ms20, ms30, ms32,ms35, ms40, ms64, ms80, ms128, ms160, ms256, ms320, ms512, ms640, spare9,spare8, spare7, spare6, spare5, spare4, spare3, spare2, spare1
(2)drx-ShortCycleTimer
用于控制終端使用短DRX周期的時(shí)間長(zhǎng)度，單位為整數(shù)，表示在短周期內(nèi)持續(xù)多少個(gè)子幀就進(jìn)入長(zhǎng)周期。如果值為2，則表示持續(xù)（2*drx-ShortCycle）個(gè)子幀就進(jìn)入長(zhǎng)周期。
drx-SlotOffset
終端啟動(dòng)drx-onDurationTimer的時(shí)延，通過該參數(shù)設(shè)置DRX onDuration的起始時(shí)刻相對(duì)于子幀起點(diǎn)的偏移量，偏移量是1/32ms的整數(shù)倍。
配置范圍：integer (1..31)
CDRX基本過程
CDRX基本過程如上圖所示：
① 終端drx-onDurationTimer啟動(dòng)，終端開始監(jiān)聽控制信道。
② 在 drx-ondurationTimer運(yùn)行期間，gNB在t1時(shí)刻發(fā)送了針對(duì)下行進(jìn)程1的初始傳輸?shù)恼{(diào)度信令，于是drx- InactivityTimer啟動(dòng)。
③ 如果終端未成功解碼該進(jìn)程的下行數(shù)據(jù)，則反饋HARQ NACK，在HARQ NACK反饋之后的第一個(gè)符號(hào)啟動(dòng)下行drx-HARO-RTT-TimerDL。
④ t2時(shí)刻 drx-InactivityTimer超時(shí)，終端停止監(jiān)聽控制信道。
⑤t3時(shí)刻drx-HARQ-RTT-TimerDL超時(shí)，啟動(dòng)drx-RetransmissionTimerDL，終端開始監(jiān)聽控制信道。
⑥ 在t4時(shí)刻，終端接收到gNB發(fā)送的針對(duì)進(jìn)程1的第一次重傳調(diào)度信令，drx- Retransmission TimerDL停止，終端停止監(jiān)聽控制信道。
⑦ 如果終端對(duì)第一次重傳數(shù)據(jù)解碼仍未成功，則在t5進(jìn)行 HARQ NACK反饋，并在 HARQ NACK反饋之后的第一個(gè)符號(hào)啟動(dòng)drx-HARO-RTT-TimerDL。
⑧在t6時(shí)刻drx-HARO-RTT-TimerDL超時(shí)，啟動(dòng)drx-RetransmissionTimerDL。
⑨ 在t7時(shí)刻，終端接收到gNB針對(duì)進(jìn)程1的第二次重傳調(diào)度信令，drx- Retransmission TimerDL停止，終端停止監(jiān)聽控制信道。由于第二次重傳解碼成功，終端不再啟動(dòng)在drx-HARO-RTT- TimerDL。
測(cè)試流程
配置
典型配置
drx-onDurationTimer設(shè)置為“MilliSeconds”= 5ms，
drx-LongCycleStartOffset周期設(shè)置為20ms，偏移為0ms，
drx-InactivityTimer設(shè)置為5ms，調(diào)度slot4。
drx-onDurationTimer設(shè)置為“MilliSeconds”= 8ms，
drx-LongCycleStartOffset周期設(shè)置為40ms，偏移為0ms，
drx-InactivityTimer設(shè)置為8ms，調(diào)度slot3和slot16。
drx-onDurationTimer設(shè)置為“MilliSeconds”= 20ms，
drx-LongCycleStartOffset周期設(shè)置為160ms，偏移為0ms，
drx-InactivityTimer設(shè)置為5ms，調(diào)度slot9
測(cè)試流程
說明
以SCS=30kHz為例
未配DRX功能的RMC調(diào)度過程如下圖所示，每幀的slot5均調(diào)度。
開啟DRX功能后的RMC調(diào)度過程如下圖，配置DRX 長(zhǎng)周期為20ms，每隔兩個(gè)SFN調(diào)度一次slot5。
調(diào)度的Slot要在drx-onDurationTimer長(zhǎng)度范圍內(nèi)，例如，drx-onDurationTimer設(shè)置為“MilliSeconds”且長(zhǎng)度為5ms時(shí)，配置的RMC 調(diào)度的Slot索引需要在0-9范圍內(nèi)，DRX功能才會(huì)生效，例如調(diào)度slot5，如下圖所示：
測(cè)試配置小結(jié)
①drx-InactivityTimer的長(zhǎng)度要小于2n幀最后調(diào)度的slot到2n+1最開始調(diào)度的slot之間的間隔（即圖1的間隔X，且針對(duì)SP9500，drx-InactivityTimer長(zhǎng)度一般小于10ms）。
②drx-onDurationTimer和drx-InactivityTimer長(zhǎng)度范圍內(nèi)均為Active time，可調(diào)度上/下行數(shù)據(jù)，其余為Sleep time，不可調(diào)度上/下行數(shù)據(jù)。
③配置RMC調(diào)度的初始slot必須在drx-onDurationTimer內(nèi)，DRX功能才會(huì)生效。
DRX測(cè)試實(shí)例
以n78,scs=30kHz,BW=100MHz為例，無線幀長(zhǎng)度10ms，slot編號(hào)0~19，共20個(gè)slot，每一個(gè)slot長(zhǎng)度0.5ms，下面講幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
關(guān)閉DRX
n78 100M帶寬下調(diào)度slot3 PDSCH，吞吐量如下圖所示：
【例1】開啟DRX-長(zhǎng)周期
【配置】長(zhǎng)周期20ms，onDurationTimer 5ms，InactivityTimer 5ms，同樣調(diào)度slot3，如下圖所示：
在onDurationTimer 5ms當(dāng)中，終端在slot3監(jiān)聽到PDCCH，按照規(guī)則，從slot4開始激活I(lǐng)nactivityTimer 5ms到slot13結(jié)束監(jiān)聽，計(jì)時(shí)器完畢也沒有收到其他數(shù)據(jù)，則終端進(jìn)入睡眠時(shí)間10ms，所以終端每隔一個(gè)無線幀，能夠收到一次Slot3上的PDSCH數(shù)據(jù)包，相比于不開啟DRX（每一幀都在slot3上收到下行數(shù)據(jù)）而言，吞吐量減小為之前的一半，如下圖所示
【例2】開啟DRX-長(zhǎng)周期
【配置】長(zhǎng)周期變?yōu)?0ms，onDurationTimer 5ms不變，InactivityTimer 5ms不變，如下圖所示：
同樣調(diào)度slot3，相比于【例1】，該配置長(zhǎng)周期變?yōu)?0ms，則每4個(gè)無線幀，才能監(jiān)聽到1個(gè)slot3，吞吐量降為不開啟DRX的1/4，如下圖所示：
【例3】開啟DRX-長(zhǎng)周期
【配置】長(zhǎng)周期20ms，onDurationTimer 5ms，InactivityTimer 5ms。如下圖所示：
調(diào)度slot11，因?yàn)閟lot11在on duration外，終端已進(jìn)入休眠狀態(tài)，終端在激活時(shí)間內(nèi)監(jiān)聽不到任何數(shù)據(jù)，則吞吐量變?yōu)?，如下圖所示
【例4】開啟DRX-長(zhǎng)周期+短周期
【配置】長(zhǎng)周期20ms，短周期5ms，ShortCycleTimer 2，onDurationTimer 2ms，InactivityTimer 2ms，如下圖所示
調(diào)度slot3，在onDurationTimer 2ms時(shí)間內(nèi)，終端監(jiān)聽到slot3下行數(shù)據(jù)，立即激活slot4~slot7 InactivityTimer 2ms，沒有監(jiān)聽到數(shù)據(jù)之后，激活短周期，短周期只能在0/5/10ms的位置被激活，所以跳過slot8/9，從slot10開始進(jìn)入短周期，到slot19結(jié)束，沒有監(jiān)聽到數(shù)據(jù)，短周期結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)短周期（進(jìn)入新的無線幀調(diào)度），Slot3上監(jiān)聽到數(shù)據(jù)，重復(fù)以上步驟，則每個(gè)無線幀上都能監(jiān)聽到Slot3上的下行數(shù)據(jù)調(diào)度，吞吐量結(jié)果與不開啟DRX保持一致，如下圖所示：
【例5】開啟DRX-長(zhǎng)周期+短周期
【配置】長(zhǎng)周期20ms，短周期5ms，ShortCycleTimer 2，onDurationTimer 2ms，InactivityTimer 2ms。
調(diào)度slot3和slot11，過程和【例4】保持一致，只是在短周期激活的過程中，監(jiān)聽到了slot11的數(shù)據(jù)，吞吐量結(jié)果較之前，提升一倍。如下圖所示：
寫在最后
DRX方法主要用于終端節(jié)電，本文測(cè)試實(shí)例從配置DRX和slot調(diào)度出發(fā)，觀測(cè)查看吞吐量結(jié)果表征數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用情況，印證終端的功耗情況。