DRX功能對ping時延和終端待機時長的影響研究

鄒廷鋼　鄭斌

【摘 要】主要對網(wǎng)絡側DRX功能的相關參數(shù)進行優(yōu)化研究。通過在相同測試環(huán)境下對不同的DRX參數(shù)設置值進行測試，對比該參數(shù)對終端待機時長和ping測試時延的影響，最后總結出了適用于貴陽網(wǎng)絡的DRX參數(shù)優(yōu)化值。

【關鍵詞】DRX機制 ping時延 待機時長

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.06.007 中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）06-0030-04

引用格式：鄒廷鋼，鄭斌. DRX功能對ping時延和終端待機時長的影響研究[J]. 移動通信， 2016，40（6）： 30-33.

1 引言

智能終端越來越普及，由于電池容量的限制所導致的待機時間不足的問題對用戶上網(wǎng)體驗的影響越來越明顯，當終端電量消耗較慢時，用戶有更多的時間進行上網(wǎng)體驗。根據(jù)協(xié)議，即使在終端與網(wǎng)絡側沒有業(yè)務交互的情況下，終端也要保持對網(wǎng)絡的監(jiān)聽，需要周期性地解碼PDCCH幀，查看是否有針對終端的尋呼消息。而在連接態(tài)，即使用戶并未一直進行業(yè)務交互，終端亦需要對每個子幀進行監(jiān)聽，以免錯過相應的數(shù)據(jù)，此機制的副作用就是增加了終端電量的消耗。為了延長終端的待機時間，在LTE規(guī)范中，引入了DRX機制來解決此問題，其又分為空閑態(tài)的DRX和連接態(tài)的DRX兩種情況。

2 空閑態(tài)DRX

空閑態(tài)DRX是指在終端與網(wǎng)絡側之間不存在RRC連接的狀態(tài)，且沒有占用網(wǎng)絡資源的情況下，終端唯一要做的工作就是周期性地監(jiān)聽尋呼消息和廣播消息，這個周期由網(wǎng)絡規(guī)定。該周期決定了終端監(jiān)聽PDCCH信道的頻率，頻率越高，耗電量越大。以貴陽為例，目前貴陽網(wǎng)絡的相關參數(shù)配置如表1所示：

貴陽LTE網(wǎng)絡中，中興設備區(qū)域與華為設備區(qū)域采用的都是默認配置，尋呼周期為128個無線幀，即對應的尋呼周期是1.28s。這意味著每隔1.28s，終端就需要去解碼一次PDCCH，將默認尋呼周期從128個無線幀改為256個無線幀進行試驗，查看終端待機時長的變化情況。

測試終端：三星S5 G9009W。

測試方法：充電至100%后，重啟手機，空閑放置，每隔1個小時記錄剩余電量，連續(xù)觀察10個小時。測試結果如表2所示。

根據(jù)測試結果來看，增大尋呼周期對提高待機時間的確有效果，這里電量消耗減少了6%。但考慮到平時用戶的使用習慣，應用程序APP、Android系統(tǒng)運行、上網(wǎng)瀏覽等行為才是用電大戶?？臻e態(tài)整體節(jié)省的電量和其他系統(tǒng)進程消耗的電量相比，提高的效果并不明顯，而且增加尋呼周期會影響用戶的及時響應率。因此，一般不建議將修改尋呼周期作為主要手段來提高用戶的待機時長。

3 連接態(tài)DRX

考慮到數(shù)據(jù)包流量的突發(fā)性，針對一些非實時應用，像Web瀏覽、即時通信等業(yè)務，總是存在一段時間，比如數(shù)據(jù)閱讀期和信息交互間隙，由于此時并沒有數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送，手機不需要連續(xù)監(jiān)聽下行數(shù)據(jù)信道，這就是DRX在連接態(tài)應用的地方。

首先簡單說明下連接態(tài)的DRX機制：以網(wǎng)絡配置長周期為例，在當前的SFN號滿足公式[（SFN10）+subframe.number]×modulo×（longDRX-Cycle）=drxStartOffset時，啟動長周期DRX，同時啟動的還有onDurationTimer，該參數(shù)為DRX持續(xù)時間定時器，告訴終端接下來要持續(xù)解析的PDCCH子幀數(shù)。如果在onDuration期間，終端收到了有效的PDCCH子幀，則啟動Drx-InactivityTimer，該參數(shù)為DRX非激活定時器，該參數(shù)表示當UE成功解碼一個指示初傳的UL或DL用戶數(shù)據(jù)的PDCCH后，持續(xù)處于激活態(tài)的連續(xù)PDCCH子幀數(shù)。在此定時器超時后，終端將處于休眠態(tài)，不進行數(shù)據(jù)的監(jiān)聽。直到longDRX-Cycle結束，終端又進入onDurationTimer，開始監(jiān)聽，如此循環(huán)，直到終端的用戶面激活定時器超時，超時后釋放連接，進入空閑態(tài)。

3.1 貴陽網(wǎng)絡相關設置

目前，在貴陽LTE網(wǎng)絡中，中興設備區(qū)域并未啟動DRX功能，其對應的開關為關閉。而華為設備區(qū)域開啟了該功能，全網(wǎng)的具體參數(shù)如表3所示：

3.2 DRX參數(shù)配置優(yōu)化

以華為設備參數(shù)為對象，對華為DRX參數(shù)進行評估，同時參考集團對DRX設置的指導意見，測試了幾組不同配置參數(shù)，主要從ping時延和待機電量兩方面來進行比較評估。分組測試的參數(shù)對應取值如表4所示。

針對要試驗的參數(shù)配置，分組設置如下：

組1：未打開DRX功能。

組2：現(xiàn)網(wǎng)默認參數(shù)設置。

組3：現(xiàn)網(wǎng)默認參數(shù)設置情況下關閉短DRX周期。

組4：對現(xiàn)網(wǎng)配置進行優(yōu)化設置。DRX長周期從40ms改為160ms，DRX持續(xù)時間從2個PDCCH子幀改為8個PDCCH子幀，將DRX非激活定時器從80個PDCCH子幀改為60個PDCCH子幀，DRX等待重傳數(shù)據(jù)的定時器長度從8個PDCCH子幀改為4個PDCCH子幀。

組5：在優(yōu)化配置的基礎上，關閉短DRX周期配置。

（1）ping時延對比

為了驗證DRX的不同配置對時延的影響。對5組設定參數(shù)進行對比驗證。

測試終端：三星Galaxy S5 G9009W。

測試軟件：鼎利軟件Pilot Pioneer9.6.0.

0710。

測試方式：ping測試，配置ping IP地址為106.43.254.122，包大小為32 Byte，超時間隔5000ms，空閑間隔5000ms，循環(huán)次數(shù)500次。記錄ping的平均時延。同時每10分鐘記錄一次手機電量。

測試結果如圖1所示。

如圖1所示，組1未打開DRX時，終端實時對PDCCH進行盲檢監(jiān)控，其反應時間最快，平均為21ms。組4的配置，時延為29ms，與組1相比，平均時延增加了8ms。

針對短DRX配置的對比分析，組3相對于組2來說，平均時延增加了4ms；而組5相對于組4來說，平均時延只增加了1ms，差別很小。這說明短DRX周期配置對終端的ping時延影響有限。

（2）終端電量對比

由于DRX的主要目的，就是提高終端的待機時間。本次ping測試了500次，每次的時間不到6s，總計測試時間不到60分鐘。由于手機電量無法實時對齊進行對比，這里以電量減少值來做對比，同時由于ping測試耗電較少，因此在測試終端持續(xù)運行部分程序，以加大耗電變化區(qū)間。各組設置耗電結果統(tǒng)計如圖2所示。

通過觀察，在不到1個小時的測試時間內，電池電量的變化差別有10%，可謂相當明顯。在未開啟DRX功能的情況下，組1的終端在50分鐘的時間內，電量減少了27%，而在相同時間里，組5的電量只減少了17%，顯著地節(jié)省了用戶的手機電量，增加了用戶手機的待機時長。

4 結論

對比幾組實驗結果，組5的參數(shù)設置，即DRX持續(xù)時間定時器設置為8個PDCCH子幀，DRX非激活定時器設置為60個PDCCH子幀，DRX等待重傳數(shù)據(jù)的定時器長度設置為4個PDCCH子幀，DRX長周期的長度設置為160ms，不打開短DRX周期的情況下得到了較為理想的結果。

由本研究可知，DRX的使用能有效地提高用戶的待機時長。而且優(yōu)化后的DRX參數(shù)配置對時延的影響也比較小，整體變化不大，處于毫秒級別，不會對用戶的感知造成影響。因此，DRX功能在LTE網(wǎng)絡中進行推廣有較大的實際意義。

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