第 4 章：DRX 与盲检功耗管理
非连续接收机制与盲检时机优化
4.1 DRX 概述
4.1.1 什么是 DRX？
DRX (Discontinuous Reception) — 非连续接收，是 UE 的省电机制。
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ DRX 核心思想 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 连续接收: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ PDCCH 盲检 │ PDCCH 盲检 │ PDCCH 盲检 │ PDCCH 盲检 │ ... │
│ │ (每个 slot) │ (每个 slot) │ (每个 slot) │ (每个 slot) │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ 功耗：高 ⚡⚡⚡ │
│ │
│ DRX 接收: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ PDCCH │ 睡眠 │ 睡眠 │ PDCCH │ 睡眠 │ 睡眠 │ │
│ │ 盲检 │ │ │ 盲检 │ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ ↑ ↑ │
│ 监测时机 监测时机 │
│ 功耗：低 ⚡ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.1.2 DRX 的应用场景
| 场景 | DRX 类型 | 周期 | 说明 |
| 空闲态 | Idle DRX | 1.28s/2.56s | 寻呼监测 |
| 连接态 | Connected DRX | 10ms-2.56s | 数据调度 |
| 非激活态 | Inactive DRX | 1.28s-10.24s | RRC_INACTIVE |
4.2 空闲态 DRX (Idle DRX)
4.2.1 DRX 周期配置
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 空闲态 DRX 参数 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 默认 DRX 周期: │
│ • 1.28 秒 (默认) │
│ • 2.56 秒 (省电模式) │
│ │
│ 寻呼帧 (PF) 计算: │
│ • SFN mod T = (T div N) × (UE_ID mod N) │
│ • T: DRX 周期 │
│ • N: min(T, nB) │
│ • UE_ID: IMSI mod 1024 │
│ │
│ 寻呼时机 (PO): │
│ • PF 内的特定子帧 │
│ • 根据 UE_ID 计算 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.2.2 空闲态盲检流程
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 空闲态 DRX 唤醒流程 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ DRX 睡眠 │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │ DRX 唤醒 │ 到达 PF/PO │
│ └────────┬────────┘ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │ 同步检查 │ 检查是否需要重新同步 │
│ └────────┬────────┘ │
│ │ │
│ ┌─────┴─────┐ │
│ │ │ │
│ ▼ ▼ │
│ 同步良好 失步 │
│ │ │ │
│ │ ▼ │
│ │ ┌─────────────────┐ │
│ │ │ PSS/SSS 检测 │ │
│ │ └────────┬────────┘ │
│ │ ▼ │
│ │ ┌─────────────────┐ │
│ │ │ PBCH 盲检 │ │
│ │ └────────┬────────┘ │
│ │ ▼ │
│ └──────→┌─────────────────┐ │
│ │ PDCCH 盲检 │ │
│ │ (CSS Type2) │ │
│ │ 寻呼 DCI │ │
│ └────────┬────────┘ │
│ │ │
│ ┌─────┴─────┐ │
│ │ │ │
│ ▼ ▼ │
│ 有寻呼 无寻呼 │
│ │ │ │
│ ▼ │ │
│ ┌─────────────┐ │ │
│ │ PDSCH 接收 │ │ │
│ │ (寻呼消息) │ │ │
│ └─────────────┘ │ │
│ │ │ │
│ └────┬─────┘ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ DRX 睡眠 │ │
│ └─────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.2.3 盲检次数
| 操作 | 盲检次数 | 频率 |
| PSS/SSS 检测 | 3 + 336 次 | 失步时 |
| PBCH 盲检 | 12-512 次 | 失步时 |
| PDCCH 盲检 (寻呼) | 44 次 | 每个 PO |
4.3 连接态 DRX (Connected DRX)
4.3.1 C-DRX 参数
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 连接态 DRX 参数配置 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ drx-OnDurationTimer: │
│ • 每个 DRX 周期开始时的唤醒时长 │
│ • 配置范围：1-200 slots │
│ │
│ drx-InactivityTimer: │
│ • 收到新数据后的额外唤醒时长 │
│ • 配置范围：0-2560 slots │
│ │
│ drx-RetransmissionTimer: │
│ • HARQ 重传等待时长 │
│ • 配置范围：0-33 slots │
│ │
│ drx-LongCycle: │
│ • 长 DRX 周期 │
│ • 配置范围：10ms-10.24s │
│ │
│ drx-ShortCycle (可选): │
│ • 短 DRX 周期 (活跃期后使用) │
│ • 配置范围：2ms-640ms │
│ │
│ drx-ShortCycleTimer: │
│ • 短周期使用时长 │
│ • 配置范围：1-16 个短周期 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.3.2 C-DRX 状态机
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ C-DRX 状态机 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ DRX 睡眠 │ │
│ └──────┬──────┘ │
│ │ │
│ DRX 周期开始 │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────┐ │
│ ┌─────│ On Duration │─────┐ │
│ │ └──────┬──────┘ │ │
│ │ │ │ │
│ │ OnDurationTimer │ │
│ │ 超时 │ │
│ │ │ │ │
│ │ ▼ │ │
│ │ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ 睡眠 │ │ │
│ │ └─────────────┘ │ │
│ │ │ │
│ │ PDCCH 检测 │ 新数据 │
│ │ (DCI 调度) │ │
│ │ │ │
│ │ │ │ │
│ │ ▼ │ │
│ │ ┌─────────────┐ │ │
│ └────│ Active Time │←─┘ │
│ └──────┬──────┘ │
│ │ │
│ ┌──────────────────┼──────────────────┐ │
│ │ │ │ │
│ │ InactivityTimer │ │
│ │ 超时 │ │
│ │ │ │ │
│ ▼ ▼ ▼ │
│ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │
│ │短 DRX 周期│ ←───│ 长 DRX 周期 │ ←───│ 睡眠 │ │
│ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.3.3 Active Time 定义
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Active Time (活跃时间) 包括： │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ✅ drx-OnDurationTimer 运行期间 │
│ ✅ drx-InactivityTimer 运行期间 │
│ ✅ drx-RetransmissionTimer 运行期间 │
│ ✅ ra-ContentionResolutionTimer 运行期间 │
│ ✅ 等待 SR (Scheduling Request) 期间 │
│ ✅ 等待 HARQ 重传期间 │
│ │
│ ❌ 以上定时器都不运行时 → DRX 睡眠 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.4 DRX 与盲检时机的关系
4.4.1 监测时机 (Monitoring Occasion)
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ DRX 下的 PDCCH 监测时机 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ DRX 周期：40ms │
│ OnDuration: 5 slots │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Slot: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12... │ │
│ │ ┌───────────┐ │ │
│ │ │ OnDuration│ │ │
│ │ │ (监测) │ │ │
│ │ │ M M M M M │ │
│ │ └───────────┘ │ │
│ │ 睡眠 │ │
│ │ . . . . . . . . │ │
│ │ ┌───────────┐ │ │
│ │ │ OnDuration│ │ │
│ │ │ (监测) │ │ │
│ │ │ M M M M M │ │
│ │ └───────────┘ │ │
│ │ 睡眠 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ M = Monitoring Occasion (监测时机） │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.4.2 Search Space 与 DRX 配合
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Search Space 周期与 DRX 对齐 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 配置原则: │
│ • Search Space 监测时机应在 DRX Active Time 内 │
│ • 避免在 DRX 睡眠期配置监测时机 │
│ │
│ 示例配置: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Search Space #1 (USS) │ │
│ │ • 周期：1 slot (每个 slot 监测) │ │
│ │ • 仅在 Active Time 内有效 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Search Space #2 (CSS Type2) │ │
│ │ • 周期：20 slots (寻呼) │ │
│ │ • 与 DRX 周期对齐 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.5 盲检功耗分析
4.5.1 功耗组成
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ UE 功耗组成 (连接态) │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ PDCCH 盲检：~30-40% │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ • RF 接收前端 │ │
│ │ • 基带处理 (解调、解码) │ │
│ │ • CRC 校验 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ PDSCH 接收：~40-50% │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ • 大数据量解码 │ │
│ │ • 高层处理 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ PUSCH 发送：~10-20% │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ • RF 功率放大器 │ │
│ │ • 基带编码 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 其他：~5-10% │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.5.2 DRX 省电效果
| DRX 配置 | 占空比 | 省电效果 |
| 无 DRX | 100% | 基准 |
| DRX 40ms | 12.5% | 省电 87.5% |
| DRX 80ms | 6.25% | 省电 93.75% |
| DRX 160ms | 3.125% | 省电 96.875% |
| DRX 320ms | 1.56% | 省电 98.44% |
| DRX 640ms | 0.78% | 省电 99.22% |
| DRX 1280ms | 0.39% | 省电 99.61% |
| DRX 2560ms | 0.20% | 省电 99.80% |
4.5.3 盲检次数与功耗
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 盲检次数对功耗的影响 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 盲检次数越多 → 功耗越高 │
│ │
│ 优化策略: │
│ ① 减少 Search Space 数量 │
│ ② 增加 Search Space 周期 │
│ ③ 减少每 AL 的候选数量 │
│ ④ 使用更长的 DRX 周期 │
│ │
│ 权衡: │
│ • 盲检次数少 → 省电但调度延迟增加 │
│ • 盲检次数多 → 耗电但调度灵活 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.6 5G 增强 DRX
4.6.1 Wake-Up Signal (WUS)
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ WUS 机制 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 传统 DRX: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ DRX 睡眠 → 唤醒 → 盲检 PDCCH → 无数据 → 睡眠 │ │
│ │ ↑ │ │
│ │ 浪费功耗 (空唤醒) │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ WUS 增强 DRX: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ DRX 睡眠 → 检测 WUS → 无 WUS → 继续睡眠 │ │
│ │ ↓ │ │
│ │ 有 WUS → 唤醒 → 盲检 PDCCH │ │
│ │ (仅在有数据时唤醒) │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 省电效果：额外省电 50-70% (相比传统 DRX) │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.6.2 Cross-Slot Scheduling
| ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 跨时隙调度 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 传统调度: │
│ ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │
│ │ Slot N │ Slot N │ Slot N │ Slot N │ │
│ │ PDCCH │ PDSCH │ │ │ │
│ │ (调度) │ (数据) │ │ │ │
│ └─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ │
│ ↑ │
│ 同 slot 内，UE 必须持续监测 │
│ │
│ Cross-Slot 调度: │
│ ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │
│ │ Slot N │ Slot N+1│ Slot N+2│ Slot N+3│ │
│ │ PDCCH │ │ │ PDSCH │ │
│ │ (调度) │ 睡眠 │ 睡眠 │ (数据) │ │
│ └─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ │
│ ↑ ↑ │
│ 收到调度后，UE 知道数据在 Slot N+3 │
│ 中间 Slot N+1/N+2 可以睡眠 │
│ │
│ 省电效果：额外省电 20-30% │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
4.7 关键要点
✅ DRX 核心原则
- 只在需要时唤醒
- OnDuration 期间监测 PDCCH
-
无数据时快速返回睡眠
-
盲检仅在 Active Time 进行
- 睡眠期不进行盲检
-
Search Space 配置应与 DRX 对齐
-
功耗与延迟权衡
- 短 DRX 周期：低延迟，高功耗
-
长 DRX 周期：高延迟，低功耗
-
5G 增强特性
- WUS：避免空唤醒
- Cross-Slot：调度后睡眠
4.8 DRX 配置示例
4.8.1 eMBB 场景
| # eMBB (高速数据)
drx-LongCycle: 40ms
drx-ShortCycle: 5ms
drx-ShortCycleTimer: 8
drx-OnDurationTimer: 5 slots
drx-InactivityTimer: 20 slots
|
4.8.2 IoT 场景
| # IoT (低功耗)
drx-LongCycle: 2560ms
drx-OnDurationTimer: 2 slots
drx-InactivityTimer: 0 slots
# 配合 WUS 使用
|
4.8.3 URLLC 场景
| # URLLC (低延迟)
drx-LongCycle: 10ms
drx-OnDurationTimer: 10 slots
drx-InactivityTimer: 40 slots
# 不使用短周期，保持快速响应
|
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