隨著節(jié)能減排意識(shí)的不斷深入人心，移動(dòng)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(shí)，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(dòng)性,，保證優(yōu)良的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，需要在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下,，盡可能延長(zhǎng)用戶終端的續(xù)航時(shí)間,。非連續(xù)接收機(jī)制(DRX)作為從無(wú)線通信系統(tǒng)鏈路層優(yōu)化能量效率的一項(xiàng)重要方法被大多數(shù)無(wú)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(shí)刻關(guān)閉無(wú)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(shí)延之間的折中,。長(zhǎng)的DRX周期對(duì)省電有利,，短的DRX周期對(duì)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(shí)器并設(shè)計(jì)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(huì)在某些時(shí)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(duì)于RRC連接態(tài)下的DRX，RRC通過配置幾個(gè)定時(shí)器和DRX周期相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)DRX的功能,。定時(shí)器有OnDurationTimer,、Drx-InactiveTimer、DrxShortCycleTimer,、HARQ-RTT-Timer和Drx-RetransmissionTimer等,，只要理解這些定時(shí)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(jiǎn)要介紹這幾個(gè)定時(shí)器,。
    On Duration Timer：指定在一個(gè)DRX周期開始的連續(xù)PDCCHsubframe 的個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)間的最大PDCCH subframe的個(gè)數(shù)其值可為1,、2,、4、6,、8,、16、24,、33,。
    DrxShortCycleTimer：指定短DRX周期的個(gè)數(shù)。
    HARQ-RTT-timer：在DL HARQ重傳之前最少的子幀個(gè)數(shù),，也就是UE預(yù)期DL Retransmission到達(dá)的最少間隔時(shí)間,。
    下面用一個(gè)圖例，詳細(xì)說明DRX中幾個(gè)定時(shí)器的操作過程,。
    如圖1所示,，不論是短DRX周期還是長(zhǎng)DRX周期，都要啟動(dòng)On Duration Timer定時(shí)器,，在這個(gè)定時(shí)器內(nèi),，終端都會(huì)不停地監(jiān)聽是否有數(shù)據(jù)傳輸。在時(shí)刻1時(shí),，監(jiān)聽到有指示上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH,，此時(shí)將開啟非激活定時(shí)器Drx-InactiveTimer，在這個(gè)定時(shí)器超時(shí)前,，在時(shí)刻2又監(jiān)聽到了一個(gè)指示下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜DCCH,，此時(shí)重啟非激活定時(shí)器Drx-InactiveTimer。不論此時(shí)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(dòng)定時(shí)器HARQ RTT Timer,，等待著下一次數(shù)據(jù)的重傳。而在時(shí)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(shí)器Drx-InactiveTimer,，直到這個(gè)定時(shí)器超時(shí)，然后在時(shí)刻4進(jìn)入休眠期,。經(jīng)過一段時(shí)間后,，在時(shí)刻5進(jìn)入到下一個(gè)短DRX周期內(nèi)，又一次啟動(dòng)定時(shí)器OnDuration Timer,。在時(shí)刻6定時(shí)器HARQ-RTT-Timer超時(shí),，然后啟動(dòng)定時(shí)器HARQ Retransmission Timer，在這個(gè)定時(shí)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(shí)刻7又檢測(cè)到新的上行數(shù)據(jù)的傳輸，此時(shí)啟動(dòng)非激活定時(shí)器Drx-InactiveTimer,，在其超時(shí)后在時(shí)刻8再次進(jìn)入到休眠期,。在等待一段時(shí)間后,，此時(shí)定時(shí)器DrxShortCycleTimer超時(shí)，這個(gè)定時(shí)器超時(shí)意味著所有短DRX周期的結(jié)束,，然后在時(shí)刻9進(jìn)入到長(zhǎng)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(huì)因?yàn)樾菝咂谶^長(zhǎng)而監(jiān)聽不到數(shù)據(jù)的傳輸,，給用戶帶來(lái)很不好的體驗(yàn),。在經(jīng)歷若干個(gè)短DRX周期之后，就會(huì)進(jìn)入到長(zhǎng)DRX周期內(nèi),，長(zhǎng)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(jì)        
2.1 連接下的DRX算法設(shè)計(jì)

    一般來(lái)說，對(duì)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(shí)器被廢棄,。其優(yōu)勢(shì)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(dòng)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(dòng)態(tài)地配置DRX周期、On-Duration Timer,、Drx-InactivityTimer等實(shí)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(zhǎng)的DRX cycle,。(2)資源利用和信號(hào)的質(zhì)量,。為此，需要配置長(zhǎng)的On Duration Timer,、長(zhǎng)的Drx-InactivityTimer,、短的DRX cycle，但是如果網(wǎng)絡(luò)配置UE的DRX周期過長(zhǎng),，用戶體驗(yàn)會(huì)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(jì)如圖2所示。

2.2 自適應(yīng)DRX機(jī)制算法優(yōu)勢(shì)
    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(lái)區(qū)別Active模式中的狀態(tài),，通過是否監(jiān)聽控制信道來(lái)區(qū)別Save模式的狀態(tài)。為了闡明DRX算法的優(yōu)勢(shì),，假設(shè)兩種模式出現(xiàn)各種狀態(tài)的概率為0.5,，通過計(jì)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(shí)的功耗為500 mW/TTI，無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(shí)延，結(jié)果顯示,，DRX周期和時(shí)延越長(zhǎng),，用戶體驗(yàn)就越差、且返回工作模式前睡眠周期的個(gè)數(shù)越少,、時(shí)延越短,。為了解決時(shí)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(zhǎng)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(jià)值,。
參考文獻(xiàn)
[1] 3GPP  TS 36.321 V9.1.0,，Evolved  Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA) Medium Access Control(MAC) protocol specification[S].2010(3).
[2] 3GPP  TS 36.331 V9.1.0，Evolved  Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA) Radio Resource Control(RRC)[S]. 2010(3).
[3] KOLDING T E,，WIGARD J,，DALSGAARD L.Balancing power saving and single user experience with discontinuous reception in LTE[C].ISWCS’08，Reykajvik，2008.
[4] BONTU C,，ILLIDGE E.DRX mechanism for power saving  in LTE[J],，J.IEEE CommunicationMagazine,2009,47(6)：48-55.
[5] WIGARD J.On the user performance of LTE UE power  savings schemes with discontinuous reception in LTE[C]. ICC Dresden,2009.
[6] 張春業(yè)，寧祥峰,，李仁波.一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法：中國(guó),，201010178840.9[P].2010-05-21.