DRX及寻呼流程

DRX（非连续接收）1.DRX基本概念RRC层为UE配置DRX功能。DRX的基本机制是为处于RRC_CONNECTED态的UE配置一个DRXcycle。如图1所示，DRXcycle由“OnDuration”和“OpportunityforDRX”组成：在“OnDuration”时间内，UE监听并接收PDCCH（激活期）；在“OpportunityforDRX”时间内，UE不接收PDCCH以减少功耗（休眠期）。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。DRXcycle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可以配置两个DRXcycle：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。DRXcycleOnDurationOpportunityforDRXUEshallmonitorPDCCH图1DRXCycle2.DRX相关参数RRC通过DRX-Config来配置某个UE的DRX相关参数，具体的参数和含义如表格1所示。表1DRX相关参数TimerStart（restart）Stop“子帧数”或“PDCCH子帧数”onDurationTimer（终端在DRX周期开始时，允许连续监听PDCCH子帧的数目）UE当前使用shortDRXcycle，且[(SFN*10)+subframenumber]modulo(shortDRX-Cycle)=(drxStartOffset)modulo(shortDRX-Cycle)；或者UE当前使用longDRX（1）收到DRXCommandMACcontrolelement；（2）timer超时PDCCH子帧数cycle，且[(SFN*10)+subframenumber]modulo(longDRX-Cycle)=drxStartOffsetdrx-InactivityTimer（终端收到调度新数据的PDCCH指示后，允许连续监听PDCCH子帧的数目）收到用于调度newtransmission的PDCCH（DL和UL的均可）（1）收到DRXCommandMACcontrolelement；（2）timer超时PDCCH子帧数drx-RetransmissionTimer（除广播进程外，每一个下行HARQ进程配置一个，表示UE期待重传时，需要连续监听PDCCH子帧的数目）HARQRTTTimer超时且对应HARQprocess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（是一个可选配置）当配置了ShortDRXcycle时，如果drx-InactivityTimer超时，或收到DRXCommandMACcontrolelement，则启动或重启drxShortCycleTimer，并开始使用ShortDRXcycleTimer超时，此时开始使用LongDRXcycle子帧数HARQRTTtimer（除广播进程外，UE等待接收HARQ重传的最小子帧个数，对FDD而言，固定为8个子帧）（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longDRX-Cycle一个长DRX周期包含的子帧的数目shortDRX-Cycle是一个可选配置，表示一个短DRX周期包含的子帧的数目drxStartOffsetDRX周期起始点的子帧号表格1中所示的任一timer启动时，不会影响其它timer的运行。也就是说，UE处于激活态的最短时间为onDurationTimer指定的时间，而最长时间是不定的。当UE配置了DRXcycle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HARQbuffer存在数据，并等待HARQ重传的ULgrant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。3.DRX基本流程如下图2所示，当UE在“OnDuration”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。当“drx-InactivityTimer”超时或收到DRXCommandMACcontrolelement时：（1）如果UE没有配置shortDRXcycle，则直接使用longDRXcycle；（2）如果UE配置了shortDRXcycle，UE会使用shortDRXcycle并启动（或重启）“drxShortCycleTimer”，当“drxShortCycleTimer”超时，UE使用longDRXcycle。如果UE当前使用shortDRXcycle，且[(SFN*10)+subframenumber]modulo(shortDRX-Cycle)=(drxStartOffset)modulo(shortDRX-Cycle)；或者UE当前使用longDRXcycle，且[(SFN*10)+subframenumber]modulo(longDRX-Cycle)=drxStartOffset，则启动“onDurationTimer”。OnDurationsubframeLongDRXcycleContinuousReceptionShortDRXCycleLongDRXcycleSchedulingMessageReceptionInactivityTimerExpiryorMACCEreceptionShortDRXCycleTimerExpiry（1）（2）（3）图2DRX流程寻呼1.寻呼基本流程当需要向处于ECM-IDLE态（UE在MME中的状态）的UE发送下行数据时，MME会向UE所注册的所有TA（TrackingArea）内的所有eNodeB发送一条PAGING消息（MME发往eNodeB），然后eNodeB会通过空口发送一条Paging消息（eNodeB发往UE）以寻呼UE。处于RRC_IDLE态的UE收到Paging消息后，可能会发起一个RRC连接建立过程以便接收呼叫。处于RRC_IDLE态的UE：（1）在eNodeB上并没有RRC上下文，即eNodeB并不知道是否存在该UE；（2）UE与eNodeB之间不存在RRC连接；（3）UE在所处的TA（TrackingArea）内已经被分配了一个唯一的标识；（4）UE已经在MME注册，且在MME中存在上下文；（5）UE同核心网之间不存在NAS信令的连接。Paging消息的作用包括：（1）向处于RRC_IDLE态的UE发送呼叫请求；（2）通知处于RRC_IDLE和RRC_CONNECTED态的UE，系统信息发生了变化；（3）通知UE开始接收ETWSprimary通知和/或ETWSsecondary通知；（4）通知UE开始接收CMAS通知。PCH（PagingCHannel）用于传输来自PCCH逻辑信道的Paging信息。PCH传输信道直接映射到PDSCH物理信道，与DL-SCH数据共同参与下行调度。UEeNodeBMMEPAGINGMME发起一个paging流程Paging图1寻呼流程2.寻呼DRXPaging支持非连续接收（DiscontinuousReception，DRX），使得处于RRC_IDLE态的UE只在预先定义好的时间段内“醒来”以接收Paging消息，而在其它时间可以保持“休眠”状态，这样就能够降低功耗，提升UE的电池使用时间。寻呼DRX是完全由NAS控制的。为了接收来自eNodeB的Paging消息，处于RRC_IDLE态的UE会监听使用P-RNTI（值为0xFFFE）加扰的PDCCH。处于RRC_IDLE态下的UE的DRX处理与处于RRC_CONNECTED态下的UE的DRX处理是不同的。Paging消息所占的频域资源是由P-RNTI加扰的PDCCH指定的，而在时域上，UE只会在其Paging周期内的某个特定帧（称为PF）的特定子帧（称为PO）去尝试接收Paging消息。PF（PagingFrame）是一个无线帧，该帧可能包含一个或多个PO。PO（PagingOccasion）是一个子帧，在该子帧上可能会有使用P-RNTI加扰，并指示Paging消息的PDCCH。对于某个UE来说，PF就是用于发送Paging的系统帧，PO就是该PF内用于发送Paging的子帧。如何确定特定UE在哪个系统帧的哪个子帧上接收寻呼消息是由表格1中的参数共同决定的。eNodeB侧同样需要计算特定UE的DRXcycle、PF和PO，这样eNodeB才能只在对应的PO上给UE发送Paging消息。表1寻呼DRX的相关参数参数说明𝑇𝑐（以系统帧为单位）小区特定的默认DRXcycle。通过SIB2的IE:PCCH-Config-defaultPagingCycle来配置的。𝑇𝑢𝑒（以系统帧为单位）UE特定的DRXcycle。由MME通过IE:PagingDRX来配置的。T（以系统帧为单位）UE最终使用的DRXcycle。T=min（𝑇𝑐，𝑇𝑢𝑒）。如果MME没有配置UE特定的DRXcycle，则使用默认的DRXcycle，即defaultPagingCycle。nB取值：4T,2T,T,T/2,T/4,T/8,T/16,T/32。nB表示在每个DRXcycle内包含了多少个PO。（通过SIB2的IE:PCCH-Config-nB配置）NN=min（T，nB）。表示在每个DRXcycle内包含了多少个PF。𝑁𝑆𝑁𝑆=max（1，nB/T）。Ns表示在每个PF内包含了多少个PO。UE_IDIMSImod1024PFPF是满足如下公式的系统帧：SFNmodT=(TdivN)*(UE_IDmodN)i_s使用索引i_s查表2可得到某个UE对应的PO。i_s=floor(UE_ID/N)modNs表2FDD下𝑁𝑆、i_s与PO的对应关系𝑁𝑆POwheni_s=0POwheni_s=1POwheni_s=2POwheni_s=319N/AN/AN/A249N/AN/A40459