5G NR DRX 喚醒模式
在LTE C-DRX中,UE的喚醒或休眠狀態(tài)主要由 DRX Cycle, onDuration Timer, drx-Inactivity Timer, 和其他 timer控制。然而,該當前方案存在以下兩個缺點:
1.即使在沒有授權調度的情況下,long drx-Inactivity Timer也使UE保持喚醒。
2.當沒有數(shù)據(jù)授權時,onDuration-Timer仍然觸發(fā)UE喚醒并不必要地浪費功率。
因此,為了解決這兩個缺點,提出了wake-up(WU)信令的概念和兩種基于WU信令的C-DRX方案。
如上所述,onDuration Timer觸發(fā)UE在每個DRX周期喚醒,即使沒有授權,這也會導致不必要的功率浪費。為了解決這個缺點,提出了一個新的概念——喚醒信令。
引入了WU信令的概念來優(yōu)化DRX中的UE功率。在每個DRX周期開始時,UE不是進入onDuration階段,而是首先進入WU階段,在此期間,eNB向UE發(fā)送WU指示,以僅通知UE是否應該在接下來的DRX周期中醒來以進行授權和數(shù)據(jù)接收。由于UE只需要解碼此WU指示,而不是傳統(tǒng)C-DRX方案的正常onDuration中的下行授權,因此此WU階段可以持續(xù)更短的時間并消耗更少的功率。還應注意,WU階段的斜升和斜降功耗與onDuration階段相比可以顯著更小。
然后在WU階段之后,
如果UE沒有接收到WU指示,則UE進入休眠狀態(tài)直到下一個DRX周期。
或者UE處理所接收的WU指示以準備即將到來的喚醒時間。
接下來,將描述喚醒概念的兩種變體。
盲WU方案
在該方案中,在每個DRX周期開始時,UE進入WU階段。在此階段:
如果eNB在緩沖器中具有上下行未決數(shù)據(jù),eNB將通過發(fā)送WU指示來通知該UE在這個即將到來的DRX周期中醒來。然后,在處理該指示之后,UE喚醒“onDuration”長度以接收可能的授權到達。
如果eNB在緩沖器中沒有上下行未決數(shù)據(jù),則eNB將不會向UE發(fā)送WU指示,并且直到下一個DRX周期才會調度該UE。因此,UE在WU階段之后進入休眠,直到下一個DRX周期。
類似于LTE中的傳統(tǒng)C-DRX方案,一旦UE接收到上下行授權,它將重置DRX不活動定時器并遵循其他傳統(tǒng)C-DRX過程。
智能WU方案
與先前的方案類似,UE在每個DRX周期開始時進入WU階段。在此階段:
如果eNB在緩沖器中具有上下行未決數(shù)據(jù),并且它決定在即將到來的DRX周期中調度UE,則eNB將通過發(fā)送WU指示來通知該UE在該即將到來的RRX周期中醒來。然后,在處理指示之后,UE喚醒“onDuration”長度以接收授權。
否則,eNB將不向UE發(fā)送WU指示,并且直到下一個DRX周期才調度該UE。因此,UE僅在WU階段之后進入休眠,直到下一個DRX周期。
類似于LTE中的傳統(tǒng)C-DRX方案,一旦UE接收到上下行授權,它將重置DRX不活動定時器并遵循其他傳統(tǒng)C-DRX過程。
可以使用網(wǎng)絡模擬器來比較傳統(tǒng)C-DRX方案和提出的基于WU的方案之間的性能。在這個模擬中,評估了以下兩個指標,即突發(fā)下載的持續(xù)時間加上突發(fā)完成后20秒的不活動時間。
Metric I:功效
Metric II:總體時延
模擬設置和假設如下所示:
假設WU信號的接收的能量消耗比單個PDCCH的接收低一個數(shù)量級(10x)。這包括相應的斜升/斜降開銷。

模擬結果如下圖和表所示:

在頻繁調度率的情況下(例如SR=50%)
4G C-DRX方案和5G WU方案的時延非常相似,因為drxInactivityTimer不會過期,這減少了WU信令對時延的影響。
由于WU階段的功耗較低,5G?WU方案的效率更好。
在稀疏調度率的情況下(例如SR=20%或10%)
智能WU方案實現(xiàn)了良好的效率,并且僅略微延長了時延,因為UE不會在沒有得到調度的情況下浪費功率來喚醒。稍長的時延是由于WU信令所需的時間。
由于WU信令時間的原因,盲WU方案的效率略優(yōu)于4G C-DRX方案,其時延略差。
處于連接模式的激活UE必須持續(xù)監(jiān)視下行鏈路的控制信息DCI,以查看是否存在它們應該響應的下行鏈路分配或上行鏈路授權。省電功能連接模式DRX(C-DRX)允許UE在非活動時間后進入休眠模式,在該時間中,UE僅根據(jù)配置的每個C-DRX周期的持續(xù)時間喚醒以監(jiān)控PDCCH,見圖1。

當向UE發(fā)送DCI時,CRC被附加到每個DCI消息有效載荷。一個或多個設備的標識,即無線網(wǎng)絡臨時標識符RNTI,被包括在CRC計算中,并且沒有被明確地發(fā)送。根據(jù)DCI的用途,使用不同的RNTI。當UE監(jiān)視并嘗試解碼PDCCH時,UE將使用一組分配的RNTI來檢查CRC。如果CRC校驗通過,則該消息被聲明為正確接收并打算用于UE。因此,消息所針對的設備的標識在CRC中隱式編碼,而不是顯式傳輸。
當UE在每個C-DRX周期中醒來時,它需要在On-Duration期間監(jiān)視PDCCH。LTE C-DRX On-Duration的典型設置被觀察到為幾十毫秒量級,因此,即使沒有為UE調度的數(shù)據(jù),UE也必須在整個On-Duration內保持清醒。這可以被視為UE的功率浪費。
由于需要UE準備在On-Duration期間接收到有效DCI期間和之后立即接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。UE在接收到有效DCI后不久對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼并提供HARQ反饋,這意味著UE為了在C-DRX中執(zhí)行時延敏感處理(HARQ RTT等),需要激活更多的處理硬件,從而消耗更多的功率。在大多數(shù)情況下,不會接收到DCI,用于準備傳輸?shù)哪芰繉⒈焕速M。
On-Duration計時器的長度影響UE的可達性和網(wǎng)絡的調度靈活性,但On-Duration越長,UE中使用的能量越多。
由于在On-Duration期間的大多數(shù)調度場合將不包括UE的DCI,因此如果在不影響可達性和調度靈活性的情況下將監(jiān)控時間保持在最小值將是有益的。
為了允許UE在每個C-DRX周期的整個持續(xù)時間內不監(jiān)視PDCCH,可以通知UE何時應該準備監(jiān)視包括調度分配的DCI的PDCCH。這可以通過向為C-DRX配置的UE分配“DRX”RNTI來實現(xiàn)。然后,當監(jiān)視PDCCH上的公共搜索空間以查看任何DCI是否具有與計算中包括的分配的DRX-RNTI一起附加的CRC時,可以為每個UE允許非常短的喚醒持續(xù)時間。當UE監(jiān)視并嘗試解碼PDCCH時,UE將使用分配的DRX-RNTI檢查CRC。如果CRC檢查,則該消息被聲明為正確接收并針對UE,并且UE將知道它例如應該在下一個C-DRX周期根據(jù)持續(xù)時間開始監(jiān)視PDCCH,見圖2。

如果CRC檢查失敗,則該消息不打算作為UE的喚醒消息,并且它將能夠根據(jù)C-DRX周期返回休眠狀態(tài),直到下一次喚醒,見圖2。
這種喚醒方案具有增加時延的代價。然而,可以進行設計選擇以通過使UE在接收到喚醒信號之后的預定義時間喚醒來限制延遲。
NR在與UE通信時將在很大程度上依賴于波束賦形。這意味著下行波束將在不同的時間點被轉向不同的方向。因此,允許網(wǎng)絡在一個或幾個TTI內到達C-DRX中的一組UE可能是有益的,并且可以通過使用DRX-RNTI來實現(xiàn)。如果多個UE被分配了相同的DRX-RNTI,則所有這些UE都將在解碼DRX-RNT1時喚醒。這可以通過進一步使用DCI格式來防止,該格式允許將需要喚醒的UE與沒有喚醒的UE分開。例如,在公共搜索空間中發(fā)送的DRX-RNTI編碼的DCI可以指示應該喚醒的UE ID。
該喚醒方案應被視為現(xiàn)有C-DRX框架的一個附加組件,并在節(jié)能最受關注時使用。