寻呼与DRX

LOGOLTE培训-寻呼与DRXHuangzhen2015/09/02LOGO寻呼的定义(Paging)2网络可以向空闲状态和连接状态的UE发送寻呼，寻呼过程可以由核心网触发，用于通知某个UE接收寻呼请求，或者由eNodeB触发，用于通知系统信息更新，以及通知UE接收ETWS以及CMAS等信息。LOGO相关参数及其定义DRX:DiscontinuousReceptionSFN：SystemFrameNumberPO：PagingOccasionPF：PagingFrameP-RNTI:pagingradionetworktemporaryidentityS_TMSI：SystemArchitectureEvolutionTemporaryMobileSubscriberIdentityIMSI:InternationalMobileSubscriberIdentityLOGO寻呼消息的传输4寻呼消息接口传输寻呼消息空口传输LOGO非接入层（NAS）信令连接建立的通知终端收到的寻呼消息中如果带有UEID列表，终端需要用自己的UEID来跟寻呼消息中携带的UEID一一进行匹配，以判断此寻呼消息是否是在呼叫自己。在寻呼消息中如果所指示PagingID是S-TMSI，则表示本次寻呼是一个正常的业务呼叫；如果PagingID是IMSI，则表示本次寻呼是一次异常的呼叫，用于网络侧的错误恢复，此种情况下终端需要重新做一次附着(Attach)过程。5LOGO寻呼消息的承载在LTE的协议中，定义了承载寻呼消息的逻辑信道(PCCH)、传输信道(PCH)物理信道(PDSCH)，其映射关系如下图所示。6LOGO寻呼相关信道映射过程寻呼消息是由PCCH逻辑信道承载的，PCCH逻辑信道的数据块又是由PCH传输信道来承载，而PCH传输信道的数据块又是由PDSCH物理信道来承载的。由于PDSCH是下行共享物理信道，所以其上除了可以承载PCH传输信道之外，还可以承载DL—SCH传输信道。因此在接收寻呼消息之前，终端需要先去监听PDCCH物理信道，然后根据PDCCH物理信道上是否有携带P-RNTI，来判断网络在本次寻呼周期是否有发寻呼消息给自己。7LOGOLTE终端监听寻呼周期的过程终端在一个DRX的周期内，可以只在相应的寻呼无线帧(Pf)上的寻呼时刻(PO)先去监听PDCCH上是否携带有P—RNTI，进而去判断相应的PDSCH上是否有承载寻呼消息。如果在PDCCH上携带有P—RNTI，就按照PDCCH上指示的PDSCH的参数去接收PDSCH上的数据；如果终端在PDCCH上未解析出P—RNTI，则无需再去接收PDSCH物理信道，就可以依照DRX周期进入休眠。利用这种机制，在一个DRX周期内，终端可以只在PO出现的时间位置上去接收PDCCH，然后再根据需要去接收PDSCH。而在其它时间可以睡眠，以达到省电的目的。8LOGOTD-lte帧结构9一个无线帧=10ms在LTE的物理层协议中，其无线帧帧号的重复周期是1024，因此每个无线帧帧号的取值范围是0～1023。每个无线帧又被分成10个子帧，其子帧编号的取值范围是0～9。因此终端需要先计算出所监听的PDCCH出现的无线帧帧号(PF)，然后再计算出PF上的寻呼时刻(PO)，就可以精确地知道所监听的PDCCH物理信道的具体位置。LOGO寻呼中的相关算法--PF关于PF的计算，有公式SFNmodT=(T／N)×(UE_IDmodN)(1)凡是满足公式(1)的所有SFN的值，都是PF。由于SFN的取值范围是0一1023，所以PF会在0～1023的取值范围内周期性的出现。10LOGOPF计算中的相关参数T是DRX参数。网络会在系统消息SIB2中广播此参数给终端，其取值范围是32，64，128，256，单位是无线帧。nB是网络在SIB2中广播的，其取值范围是4T，2T，T，T／2，T／4，T／8，T／16，T／32，单位是无线帧。nB=4T表示每个无线帧中有4个寻呼子帧，=2T表示每个每个无线帧中有2个寻呼子帧，=T／2表示每两个无线帧有一个寻呼帧，=T／4表示每四个无线帧有一个寻呼帧，以此类推。N等于min(T,nB)，取DRX和nB中的最小值，单位是无线帧。UE—ID等于IMSImod102411LOGO寻呼中的相关算法--POPO是终端需要监听的PDCCH在寻呼无线帧上的子帧号。因此计算出PF之后，如果再计算出本终端的PO在PF上的位置i_s，然后再根据i_s与PO之间的映射关系，就可以精确地获得终端应该去监听的PDCCH物理信道所出现的精确的时间位置。i_s=floor(UE_ID/N)modNs12LOGOPO计算中的相关参数N:min(T,nB)Ns:max(1,nB/T)UE_ID:IMSImod1024.根据公式(1)中对nB取值范围的解释，Ns的取值范围是1，2，4。所以i_s的取值范围是0，l，2，3。根据LTE标准中的定义，i_s与PO之间有一个固定的映射关系.(右图为TDD模式下的对应关系)13NsPOwheni_s=0POwheni_s=1POwheni_s=2POwheni_s=310N/AN/AN/A205N/AN/A40156LOGOPF与PO的位置关系在下图中，给出了关于PF与PO之间的位置关系的示意。当SFN等于i时，如果能满足公式(1)中的等号两边的值相等，则此时PF的SFN值等于i。假设根据网络配置的参数，终端计算出Ns的值是2，i_s的值是0，根据对应关系表可知PO的值等于0，则此种情况下的PO与PF之间的位置关系如下图所示。14NsPOwheni_s=0POwheni_s=1POwheni_s=2POwheni_s=310N/AN/AN/A205N/AN/A40156……#0#1#2#3#4#9LOGODRXPage152种DRX，即IDLE态和连接态下都有的pagingDRX和连接态下的DRX。前者是寻呼DRX，完全由NAS控制，控制UE监听P-RNTI加扰的PDCCH；后者是eNB控制，由RRC下发信令通知UE各种DRX参数的配置，同时MAC层也可以通过MACCE控制DRX。LOGO寻呼DRXPage16对于寻呼DRX，根据36.304协议的规定，其寻呼的帧号和子帧号可以计算出来，每个UE有自己特定的发射时刻（PO）：,SFNmodT=(T/N)×(UE_IDmodN)i_s=(UE_ID/N)modNsT=min(Tc,Tue)N=min(T,numberofpagingsubframesperframe.×T)Ns=max(1,numberofpagingsubframesperframe)(3.1)where:Tcisthecell-specificdefaultpagingcycle{32,64,128,256}radioframes,TueistheUE-specificpagingcycle{32,64,128,256}radioframes,NisthenumberofpagingframeswiththepagingcycleoftheUE,UE_IDistheIMSImod4096,withIMSIbeingthedecimalratherthanthebinarynumber,i_sisanindexpointingtoapre-definedtabledefiningthecorrespondingsubframe,Nsisthenumberof‘pagingsubframes’inaradioframe.thatisusedforpaging.LOGO寻呼DRXPage17寻呼DRX的周期T决定于Tc和Tue，前者自不必多说，为RRC协议331中规定的值；那么Tue如何得来？这个值由UE在attach过程中的附着请求消息中携带，属于NAS消息，传输给核心网MME，基站透传，并不知道其内容，因此MME再发送给eNB来通知UE的特定DRX大小（23.401，36.413）。基站根据T=min(Tc,Tue)来确定T的大小。同样，UE通过SIB2中的PCCH-CONFIG中的pagingmessage得到RRC配置的defaultpagingcycle后（即Tc），与自己请求的UEspecificDRX取小作为监听paging信道的周期。LOGORRC连接模式下的DRXPage18RRC_CONNECTED状态，配置了DRX功能，UE则使用DRX的操作规范，不连续监听PDCCH。DRX模式下，所有定时器和参数的设置都是通过RRC层来完成的。与DRX相关的定时器主要有：（1）On-durationtimer：每个DRX周期内,UE需要监听的PDCCH的子帧数目。在其余的时间内，UE就可以关闭其接收机。（2）DRXInactivityTimer：在UE成功地解码指示UL或DL初始传输的PDCCH后,所连续监听的非活动的PDCCH的子帧数目，也就是说,必须在此时间之内，没有监听到与UE相关的PDCCH，UE才能进入到DRX状态.（3）drx-RetransmissionTimer：在重传模式下，UE预期接收DLRetransmission的时间，也就是需要这么多时间来接受下行重传。三种定时器运行期间将会开启接收天线监视PDCCH。LOGORRC连接模式下的DRXPage19DRX的基本机制是为处于RRC_CONNECTED态的UE配置一个DRXcycle。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）。从图1可以看出，在时域上，时间被划分成一个个连续的DRXCycle。UEshallmonitorPDCCHOnDurationDRXCycleOpportunityforDRX图1：DRXcycle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。LOGORRC连接模式下的DRXPage20•如果使用短DRX周期，检查当前子帧是否满足下面的公式：[(SFN*10)+subframenumber]modulo(shortDRX-Cycle)=(drxStartOffset)modulo(shortDRX-Cycle)•如果使用长DRX周期，则检查如下的公式：[(SFN*10)+subframenumber]modulo(longDRX-Cycle)=drxStartOffset其中drxStartOffset是指在第几个子帧开启OndurationTimer，进入激活期。当上面的两个条件满足其中之一，那么就启动定时器onDurationTimer，此时UE就开始监听PDCCH信道。LOGORRC连接模式下的DRXPage21在RRC连接状态下的DRX工作机制，采用的是定时器与DRX周期结合的工作方式，且eNB也会保持与UE相同的DRX工作方式，并实时了解UE是处于激活期还是睡眠期，因此保证在激活期传递数据，而在睡眠期不会进行数据传输。下面以下图为例说明DRX的工作机制：长周期短周期onDurationTimeronDurationTimeronDurationTimer1231、2、3均为drx-InactivityTimeHARQRTTTimerHAR重传定时器LOGORRC连接模式下的DRXPage22开始的时候无论是长或者短周期都会启动onDurationTimer定时器，开始监听PDCCH。首先开始收到下行的一个新数据包（1），此时需要启动drx-InactivityTimer定时器，因为现在要完成这个下行包发送的处理，所以它还会持续监听这么长时间，数据包解码成功，所以不