什么是LTE中的DRX（非連續接收）？

不連續接收 （DRX） 是 LTE 網絡中的一種省電機制，旨在延長用戶設備 （UE） 的電池壽命，例如智能手機。

本常見問題解答首先從 DRX 的角度解釋物理下行鏈路控制信道 （PDCCH） 在 LTE 中的作用。然后，它將使用短/長 DRX 周期和狀態圖來說明完整的 DRX 過程。

PDCCH 對 DRX 機制中的功耗有何影響？

PDCCH 負責將基本控制信息傳輸到 UE，包括：

• 資源分配：有關 UE 應如何利用可用資源的說明。

• 計劃：UE 何時可以發送或接收數據的時間詳細信息。

• 電源控制命令：有關 UE 應使用的電源級別以優化網絡性能的指南。

UE 必須持續監控 PDCCH 的控制信息，這可能會導致功耗增加。監控的頻率和持續時間直接影響電池壽命，尤其是在配置了多個服務單元的情況下。如果需要 UE 同時監控多個 PDCCH，則電源需求可能會大大增加。

為了解決 PDCCH 監控期間的過度功耗，在 PDCCH 搜索空間設置期間確定監控場合。確定是什么？去掉被動語態，這樣讀者就知道這是如何工作的。這讓我感到困惑。為監控場合提供了一套關于何時監控 PDCCH 的指南。這種實現是 LTE 應用中DRX 過程的一部分。DRX 函數由稱為場合的時隙組成，這些時隙是指活動或不活動的時間段。

圖 1 說明了 PDCCH 監控場合的概念，其中周期性、偏移量、持續時間和監控模式等參數決定了 PDCCH 搜索空間集。

圖 1.作為 LTE 中 DRX 的一部分的 PDCCH 監控場合實施。（圖片：IEEE)

圖 1 所示的系統幀號 （SFN） 帶有 PDCCH 監控指南。監控在兩個插槽期間進行，由 “Duration” 參數決定。它延遲一個插槽，并且 pattern 每 4 個插槽重復一次，這由 “Offset” 和 “Periodicity” 參數決定。

LTE 應用中的完整 DRX 周期是怎樣的？

圖 2 說明了 LTE/5G 網絡中的 DRX 機制，顯示了設備如何在活動狀態和睡眠狀態之間切換，以在保持連接的同時節省功耗。

在第一階段，設備喚醒以檢查來自網絡的控制信息，該信息表示為 PDCCH 接收。此時，DRX 計時器 drx-InactivityTimer 和 drx-onDurationTimer 處于活動狀態。drx-InactivityTimer 在接收數據后使設備保持活動狀態一段時間。drx-onDurationTimer 定義設備在 DRX 周期內保持喚醒狀態以監控下行鏈路傳輸的時間。

圖 2.LTE 中的 DRX 機制，使用短 DRX 周期和長 DRX 周期。（圖片：LTE Stuff 的工作原理)

不活動計時器到期后，設備將進入一個較短的 DRX 周期，喚醒間隔更頻繁。Short DRX Cycle Occasions 指示設備何時短暫喚醒以檢查數據。短周期持續時間是定義的（例如，80 ms），并在設定的周期數 （drx-ShortCycleTimer = 2） 內發生。

如果在短 DRX 期間沒有收到數據，則設備將轉換為長 DRX 周期，此時喚醒間隔更長（例如 320 毫秒）。這進一步降低了功耗。

無線電資源控制中 DRX 周期的狀態圖表示

圖 3 顯示了蜂窩網絡的無線資源控制 （RRC） 狀態圖，顯示了設備如何在不同的功耗狀態之間轉換。狀態圖的關鍵元素可分為 RRC Idle、RRC Connected 和指示轉換的箭頭。

圖 3.RRC 狀態圖：IDLE、DRX 和 Active 模式之間的轉換。圖片來源：Kevin Sookocheff)

RRC IDLE（左部分）：

• 設備已斷開與網絡的連接，并且消耗的電量最少。

• 當數據傳輸發生時，它會轉換為 Active （活動） 狀態（紅色箭頭）。

• 如果在一段時間內沒有活動發生，它將保持 IDLE 狀態。

RRC 已連接（右側部分）：

• 設備已連接到網絡。

• 它可以在：

• Active state：功耗高，用于數據傳輸。

• 短 DRX：低功耗和短睡眠周期。

• 長 DRX：功耗更低，休眠周期更長。

• 這些狀態之間的轉換基于網絡活動和超時。

指示過渡的箭頭：

• 紅色箭頭 （Data Transfer）：從低功率狀態移動到高功率狀態。

• 藍色箭頭 （Timeout）：從高功率狀態移動到低功耗狀態。

總結

有效使用 PDCCH 可確保控制信息得到有效傳達，從而在網絡內實現最佳調度和資源分配。短 DRX 周期和長 DRX 周期的組合允許在節能和延遲之間取得平衡。短 DRX 周期可快速響應傳入數據，而長 DRX 周期可在長時間不活動時節省更多電量。