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点点滴滴学5G—一文掌握DRX 寻呼的基本原理

baijin 2024-10-08 00:26:34 博客文章 3 ℃ 0 评论


引言

DRX,英文全称为Discontinuous Reception,即不连续接收,这种方法可以让UE周期性的在某些时候进入睡眠状态(sleep mode),不去监听PDCCH子帧,而需要监听的时候,则从睡眠状态中唤醒(wake up),这样就可以使UE达到省电的目的。虽然这样做对数据传输的时延有一定的影响,但如果这种时延并不影响用户体验,那么考虑到UE更为重要的功率消耗,执行DRX是很有意义的。

DRX机制在空闲态和连接态下的实现是不同的,关于连接态DRX机制笔者在之前的文章中有讲,本文主要是讲空闲态DRX 寻呼原理

1.寻呼DRX的基本概念

无论是LTE还是NR,paging都支持非连续接收Discontinuous Reception,DRX。目的是为了可以使UE只在固定的时间内醒来接收paging消息,其余时间可以休眠以降低功耗,非连接接收寻呼是指终端是周期性地在某些特定位置接收Paging,以此来达到省电的目的(如图1所示),即终端在一个DRX周期内,可以只在相应的寻呼无线帧(PF)的寻呼时刻(PO)先去监听PDCCH上是否携带有P-CRNTI,从而去判断相应的PDSCH上是否承载寻呼消息,如果UE在PDCCH上未解析出P-RNTI,则无需再去接收PDSCH物理信道,从而依据DRX周期进行休眠。

2. 寻呼DRX基本参数定义

一个DRX cycle内有若干个PF(Paging Frame),一个PF对应若干个PO(Paging occasion),一个UE只需要在某一个PO上接收Paging消息。i_s是一个PF对应的PO的编号,即某个UE的i_s就指示了该UE要接收该PF内的第i_s+1个PO内的paging消息。PF和i_s的计算公式如下:

  • (SFN + PF_offset) mod T = (T div N)*(UE_ID mod N)
  • i_s = floor (UE_ID/N) mod Ns

计算寻呼时刻关键参数有RRC层配置下来,携带在PDCCH-CONFIG里面(如图2所示)



相关参数解释如下:

  • T:就是DRX cycle
    系统消息中会有一个小区级别的指示Tc,同时RRC也有可能会有UE级别的指示Tue,如果没有指示Tue,则T=Tc,如果指示了Tue,则T=min(Tc,Tue)。
  • N: T中的PF总数
  • Ns: 一个PF对应的PO数量
  • PF_offset:PF的偏移
  • UE_ID: 5G-S-TMSI mod 1024
    TMSI是UE的临时移动用户识别码Temporary Mobile Subscriber Identify,可以用于唯一区分不同的UE,这个在随机接入的Msg3中也会用到。当UE还没有TMSI时,默认UE_ID = 0。
  • defaultPagingCycle就是T;
  • NAndPagingFrameOffset就是N和PF_offset,其中“oneT”就表示一个DRX cycle内有一个PF,即一个PF对应的长度为一个T,“halfT”表示一个DRX cycle内有2个PF,一个PF要对应half个T,其余同理,后面的整数表示PF_offset;
  • ns表示Ns。

对于某个UE来说,通过计算得到PF,就可以知道自己接收paging消息的系统帧号,再通过计算得到i_s,就可以知道自己的PO是该PF内的第i_s+1个PO。

3 .寻呼slot确定

确定slot是DRX寻呼的一个难点,因此单独作为一个章节来具体说明,在5G中,一个PO不再是一个子帧而是若干个PDCCH monitoring occasions对应方式由SIB1中PDCCH-ConfigCommon中参数firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPO决定。从PF的第一个PDCCH monitoring occasion开始编号,如果该参数存在,则第(i_s + 1)个PO的起始PDCCH monitoring occasion编号为该参数的第(i_s + 1)个值,如果该参数不存在,则第(i_s + 1)个PO的起始PDCCH monitoring occasion编号为i_s * S。

在5G中,一个PF仍然是一个系统帧,但PO不再只被包含在PF内,即一个PF不再是包含若干个PO,而是对应若干个PO,因为在两个PF之间的所有PDCCH monitoring occasions都是组成PO的PDCCH monitoring occasions,PDCCH monitoring occasion说白了就是CORESET的时域位置,由pagingsearchspace指示,再加上该search space对应的CORESET,则可以具体确定接收P-RNTI加扰的PDCCH的CORESET时频资源。Pagingsearchspace在SIB1的PDCCH-ConfigCommon中指示(如图3所示):



通过search space(如图4所示),UE可以确定一个以slot为单位的周期和偏移,以及每个周期内的持续slot个数和每个slot中的起始符号位置,从而可以确定所有的PDCCH monitoring occasions


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