隨著節(jié)能減排意識的不斷深入人心,，移動通信系統(tǒng)在提供更高的頻譜利用率、更高速率,、更豐富多媒體業(yè)務(wù)的同時,，終端電能功耗將直接影響用戶的服務(wù)滿意度。為了最大程度地支持終端移動性,，保證優(yōu)良的用戶業(yè)務(wù)體驗,，需要在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，盡可能延長用戶終端的續(xù)航時間,。非連續(xù)接收機(jī)制(DRX)作為從無線通信系統(tǒng)鏈路層優(yōu)化能量效率的一項重要方法被大多數(shù)無線通信系統(tǒng)所采納,，其基本思想是允許終端在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r刻關(guān)閉無線收發(fā)單元，進(jìn)入睡眠模式,，以降低額外能量開銷,。DRX周期的參數(shù)涉及省電和時延之間的折中。長的DRX周期對省電有利,，短的DRX周期對數(shù)據(jù)傳輸時的快速反應(yīng)更加有利,，為了滿足這些沖突的需求，本文詳盡分析了DRX機(jī)制的各種定時器并設(shè)計了一種可適應(yīng)的DRX調(diào)度算法,。

1 DRX機(jī)制原理分析
    為了達(dá)到節(jié)省用戶設(shè)備UE(User Eguipment)功耗的目的,，UE會在某些時候采取非連續(xù)接收（DRX）的方式監(jiān)聽PDCCH。下面分析連接態(tài)下的DRX,。
    對于RRC連接態(tài)下的DRX,，RRC通過配置幾個定時器和DRX周期相結(jié)合的方式來實現(xiàn)DRX的功能。定時器有OnDurationTimer,、Drx-InactiveTimer,、DrxShortCycleTimer、HARQ-RTT-Timer和Drx-RetransmissionTimer等,，只要理解這些定時器的使用,，連接態(tài)下的DRX機(jī)制基本上也就清楚了。下面簡要介紹這幾個定時器。
    On Duration Timer：指定在一個DRX周期開始的連續(xù)PDCCHsubframe 的個數(shù)（1,、2,、3、4,、5,、6、8,、10,、20、30,、40,、50、60,、80,、100、200）,。
    Drx-InactiveTimer：指定成功解碼一個指示初始UL/DL用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH后連續(xù)PDCCH subframe 的個數(shù)，其值可為（1,、2,、3、4,、5,、6、810,、20,、30、40,、50,、60、80,、100,、200、300,、500,、750、1 280,、1 920,、2 560）。
    Drx-RetransmissionTimer：UE預(yù)期接收DL Retransmission的時間的最大PDCCH subframe的個數(shù)其值可為1、2,、4,、6、8,、16,、24、33,。
    DrxShortCycleTimer：指定短DRX周期的個數(shù),。
    HARQ-RTT-timer：在DL HARQ重傳之前最少的子幀個數(shù)，也就是UE預(yù)期DL Retransmission到達(dá)的最少間隔時間,。
    下面用一個圖例,，詳細(xì)說明DRX中幾個定時器的操作過程。
    如圖1所示,，不論是短DRX周期還是長DRX周期,，都要啟動On Duration Timer定時器，在這個定時器內(nèi),，終端都會不停地監(jiān)聽是否有數(shù)據(jù)傳輸,。在時刻1時，監(jiān)聽到有指示上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH,，此時將開啟非激活定時器Drx-InactiveTimer,，在這個定時器超時前，在時刻2又監(jiān)聽到了一個指示下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH,，此時重啟非激活定時器Drx-InactiveTimer,。不論此時PDCCH指示的下行數(shù)據(jù)是重傳數(shù)據(jù)還是新數(shù)據(jù)，都啟動定時器HARQ RTT Timer,，等待著下一次數(shù)據(jù)的重傳,。而在時刻3又監(jiān)聽到了指示上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH，然后再次重啟非激活定時器Drx-InactiveTimer,，直到這個定時器超時,，然后在時刻4進(jìn)入休眠期。經(jīng)過一段時間后,，在時刻5進(jìn)入到下一個短DRX周期內(nèi),，又一次啟動定時器OnDuration Timer。在時刻6定時器HARQ-RTT-Timer超時,，然后啟動定時器HARQ Retransmission Timer,，在這個定時器期間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的重傳，這一次數(shù)據(jù)解碼正確,，在時刻7又檢測到新的上行數(shù)據(jù)的傳輸,，此時啟動非激活定時器Drx-InactiveTimer，在其超時后在時刻8再次進(jìn)入到休眠期。在等待一段時間后,，此時定時器DrxShortCycleTimer超時,，這個定時器超時意味著所有短DRX周期的結(jié)束，然后在時刻9進(jìn)入到長DRX周期內(nèi),，其的目的是更加節(jié)省終端的功耗,。一般情況下，若配置了短DRX周期,，都將先進(jìn)入短DRX周期內(nèi),，這樣就不會因為休眠期過長而監(jiān)聽不到數(shù)據(jù)的傳輸，給用戶帶來很不好的體驗,。在經(jīng)歷若干個短DRX周期之后,，就會進(jìn)入到長DRX周期內(nèi)，長短DRX周期的結(jié)合能更好地提高DRX的效果,。

2 DRX機(jī)制算法設(shè)計        
2.1 連接下的DRX算法設(shè)計

    一般來說,，對DRX算法的研究，考慮兩種不同的方法：(1)靜態(tài)DRX,。在這種模式中,，只保存了一些基本的參數(shù)如DRX周期、On Duration Timer,，非激活定時器被廢棄,。其優(yōu)勢是不用更新配置信令，在省電方面能滿足要求,。但是不能根據(jù)業(yè)務(wù)量動態(tài)監(jiān)聽數(shù)據(jù),導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失。(2)自適應(yīng)DRX,。此DRX機(jī)制主要是通過動態(tài)地配置DRX周期,、On-Duration Timer、Drx-InactivityTimer等實現(xiàn)的,。關(guān)于DRX周期的配置,，一般有兩種考慮：(1)節(jié)省能量，它需要配置短的On Duration Timer,、短的Drx-InactivityTimer,、長的DRX cycle。(2)資源利用和信號的質(zhì)量,。為此,，需要配置長的On Duration Timer、長的Drx-InactivityTimer,、短的DRX cycle,，但是如果網(wǎng)絡(luò)配置UE的DRX周期過長，用戶體驗會有很大的下降?；谶@種情況,，一種自適應(yīng)DRX調(diào)度的機(jī)制被提出，此機(jī)制能夠最大化能量效率并滿足系統(tǒng)的需求,。自適應(yīng)DRX算法具體設(shè)計如圖2所示,。

2.2 自適應(yīng)DRX機(jī)制算法優(yōu)勢
    非連續(xù)接收機(jī)制在LTE系統(tǒng)中有Active、Save兩種不同的模式,。Active相當(dāng)于正常模式,，Save相當(dāng)于節(jié)省模式。主要通過是否在接收數(shù)據(jù)來區(qū)別Active模式中的狀態(tài),，通過是否監(jiān)聽控制信道來區(qū)別Save模式的狀態(tài),。為了闡明DRX算法的優(yōu)勢，假設(shè)兩種模式出現(xiàn)各種狀態(tài)的概率為0.5,，通過計算得單位幀內(nèi)功率比Esleep：Eawake=1：68,，其中深睡功耗為0 mW/TTI，淺睡功耗為11 mW/TTI,，激活狀態(tài)下有數(shù)據(jù)傳輸時的功耗為500 mW/TTI,，無數(shù)據(jù)傳輸時的功耗為255.5 mW/TTI。UE在可適應(yīng)的DRX調(diào)度機(jī)制下的功率節(jié)省公式如下：


    假設(shè)tmax：tl= 4：1,，K的取值為2,、4、6,。圖4描述了不同周期的時延,，結(jié)果顯示，DRX周期和時延越長,，用戶體驗就越差,、且返回工作模式前睡眠周期的個數(shù)越少、時延越短,。為了解決時延和功率的矛盾,，在用戶可接受的情況下，通過圖3和圖4,，此機(jī)制能夠確定出最佳周期長度的值,。所以本文研究的自適應(yīng)調(diào)度算法在LTE系統(tǒng)中有一定的參考價值。
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