什么是LTE中的DRX（非连续接收）？

不连续接收 （DRX） 是 LTE 网络中的一种省电机制，旨在延长用户设备 （UE） 的电池寿命，例如智能手机。

本常见问题解答首先从 DRX 的角度解释物理下行链路控制信道 （PDCCH） 在 LTE 中的作用。然后，它将使用短/长 DRX 周期和状态图来说明完整的 DRX 过程。

PDCCH 对 DRX 机制中的功耗有何影响？

PDCCH 负责将基本控制信息传输到 UE，包括：

• 资源分配：有关 UE 应如何利用可用资源的说明。

• 计划：UE 何时可以发送或接收数据的时间详细信息。

• 电源控制命令：有关 UE 应使用的电源级别以优化网络性能的指南。

UE 必须持续监控 PDCCH 的控制信息，这可能会导致功耗增加。监控的频率和持续时间直接影响电池寿命，尤其是在配置了多个服务单元的情况下。如果需要 UE 同时监控多个 PDCCH，则电源需求可能会大大增加。

为了解决 PDCCH 监控期间的过度功耗，在 PDCCH 搜索空间设置期间确定监控场合。确定是什么？去掉被动语态，这样读者就知道这是如何工作的。这让我感到困惑。为监控场合提供了一套关于何时监控 PDCCH 的指南。这种实现是 LTE 应用中DRX 过程的一部分。DRX 函数由称为场合的时隙组成，这些时隙是指活动或不活动的时间段。

图 1 说明了 PDCCH 监控场合的概念，其中周期性、偏移量、持续时间和监控模式等参数决定了 PDCCH 搜索空间集。

图 1.作为 LTE 中 DRX 的一部分的 PDCCH 监控场合实施。（图片：IEEE)

图 1 所示的系统帧号 （SFN） 带有 PDCCH 监控指南。监控在两个插槽期间进行，由 “Duration” 参数决定。它延迟一个插槽，并且 pattern 每 4 个插槽重复一次，这由 “Offset” 和 “Periodicity” 参数决定。

LTE 应用中的完整 DRX 周期是怎样的？

图 2 说明了 LTE/5G 网络中的 DRX 机制，显示了设备如何在活动状态和睡眠状态之间切换，以在保持连接的同时节省功耗。

在第一阶段，设备唤醒以检查来自网络的控制信息，该信息表示为 PDCCH 接收。此时，DRX 计时器 drx-InactivityTimer 和 drx-onDurationTimer 处于活动状态。drx-InactivityTimer 在接收数据后使设备保持活动状态一段时间。drx-onDurationTimer 定义设备在 DRX 周期内保持唤醒状态以监控下行链路传输的时间。

图 2.LTE 中的 DRX 机制，使用短 DRX 周期和长 DRX 周期。（图片：LTE Stuff 的工作原理)

不活动计时器到期后，设备将进入一个较短的 DRX 周期，唤醒间隔更频繁。Short DRX Cycle Occasions 指示设备何时短暂唤醒以检查数据。短周期持续时间是定义的（例如，80 ms），并在设定的周期数 （drx-ShortCycleTimer = 2） 内发生。

如果在短 DRX 期间没有收到数据，则设备将转换为长 DRX 周期，此时唤醒间隔更长（例如 320 毫秒）。这进一步降低了功耗。

无线电资源控制中 DRX 周期的状态图表示

图 3 显示了蜂窝网络的无线资源控制 （RRC） 状态图，显示了设备如何在不同的功耗状态之间转换。状态图的关键元素可分为 RRC Idle、RRC Connected 和指示转换的箭头。

图 3.RRC 状态图：IDLE、DRX 和 Active 模式之间的转换。图片来源：Kevin Sookocheff)

RRC IDLE（左部分）：

• 设备已断开与网络的连接，并且消耗的电量最少。

• 当数据传输发生时，它会转换为 Active （活动） 状态（红色箭头）。

• 如果在一段时间内没有活动发生，它将保持 IDLE 状态。

RRC 已连接（右侧部分）：

• 设备已连接到网络。

• 它可以在：

• Active state：功耗高，用于数据传输。

• 短 DRX：低功耗和短睡眠周期。

• 长 DRX：功耗更低，休眠周期更长。

• 这些状态之间的转换基于网络活动和超时。

指示过渡的箭头：

• 红色箭头 （Data Transfer）：从低功率状态移动到高功率状态。

• 蓝色箭头 （Timeout）：从高功率状态移动到低功耗状态。

总结

有效使用 PDCCH 可确保控制信息得到有效传达，从而在网络内实现最佳调度和资源分配。短 DRX 周期和长 DRX 周期的组合允许在节能和延迟之间取得平衡。短 DRX 周期可快速响应传入数据，而长 DRX 周期可在长时间不活动时节省更多电量。