DRX功能对ping时延和终端待机时长的影响研究

邹廷钢　郑斌

【摘 要】主要对网络侧DRX功能的相关参数进行优化研究。通过在相同测试环境下对不同的DRX参数设置值进行测试，对比该参数对终端待机时长和ping测试时延的影响，最后总结出了适用于贵阳网络的DRX参数优化值。

【关键词】DRX机制 ping时延 待机时长

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.06.007 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）06-0030-04

引用格式：邹廷钢，郑斌. DRX功能对ping时延和终端待机时长的影响研究[J]. 移动通信， 2016，40（6）： 30-33.

1 引言

智能终端越来越普及，由于电池容量的限制所导致的待机时间不足的问题对用户上网体验的影响越来越明显，当终端电量消耗较慢时，用户有更多的时间进行上网体验。根据协议，即使在终端与网络侧没有业务交互的情况下，终端也要保持对网络的监听，需要周期性地解码PDCCH帧，查看是否有针对终端的寻呼消息。而在连接态，即使用户并未一直进行业务交互，终端亦需要对每个子帧进行监听，以免错过相应的数据，此机制的副作用就是增加了终端电量的消耗。为了延长终端的待机时间，在LTE规范中，引入了DRX机制来解决此问题，其又分为空闲态的DRX和连接态的DRX两种情况。

2 空闲态DRX

空闲态DRX是指在终端与网络侧之间不存在RRC连接的状态，且没有占用网络资源的情况下，终端唯一要做的工作就是周期性地监听寻呼消息和广播消息，这个周期由网络规定。该周期决定了终端监听PDCCH信道的频率，频率越高，耗电量越大。以贵阳为例，目前贵阳网络的相关参数配置如表1所示：

贵阳LTE网络中，中兴设备区域与华为设备区域采用的都是默认配置，寻呼周期为128个无线帧，即对应的寻呼周期是1.28s。这意味着每隔1.28s，终端就需要去解码一次PDCCH，将默认寻呼周期从128个无线帧改为256个无线帧进行试验，查看终端待机时长的变化情况。

测试终端：三星S5 G9009W。

测试方法：充电至100%后，重启手机，空闲放置，每隔1个小时记录剩余电量，连续观察10个小时。测试结果如表2所示。

根据测试结果来看，增大寻呼周期对提高待机时间的确有效果，这里电量消耗减少了6%。但考虑到平时用户的使用习惯，应用程序APP、Android系统运行、上网浏览等行为才是用电大户。空闲态整体节省的电量和其他系统进程消耗的电量相比，提高的效果并不明显，而且增加寻呼周期会影响用户的及时响应率。因此，一般不建议将修改寻呼周期作为主要手段来提高用户的待机时长。

3 连接态DRX

考虑到数据包流量的突发性，针对一些非实时应用，像Web浏览、即时通信等业务，总是存在一段时间，比如数据阅读期和信息交互间隙，由于此时并没有数据需要实时发送，手机不需要连续监听下行数据信道，这就是DRX在连接态应用的地方。

首先简单说明下连接态的DRX机制：以网络配置长周期为例，在当前的SFN号满足公式[（SFN10）+subframe.number]×modulo×（longDRX-Cycle）=drxStartOffset时，启动长周期DRX，同时启动的还有onDurationTimer，该参数为DRX持续时间定时器，告诉终端接下来要持续解析的PDCCH子帧数。如果在onDuration期间，终端收到了有效的PDCCH子帧，则启动Drx-InactivityTimer，该参数为DRX非激活定时器，该参数表示当UE成功解码一个指示初传的UL或DL用户数据的PDCCH后，持续处于激活态的连续PDCCH子帧数。在此定时器超时后，终端将处于休眠态，不进行数据的监听。直到longDRX-Cycle结束，终端又进入onDurationTimer，开始监听，如此循环，直到终端的用户面激活定时器超时，超时后释放连接，进入空闲态。

3.1 贵阳网络相关设置

目前，在贵阳LTE网络中，中兴设备区域并未启动DRX功能，其对应的开关为关闭。而华为设备区域开启了该功能，全网的具体参数如表3所示：

3.2 DRX参数配置优化

以华为设备参数为对象，对华为DRX参数进行评估，同时参考集团对DRX设置的指导意见，测试了几组不同配置参数，主要从ping时延和待机电量两方面来进行比较评估。分组测试的参数对应取值如表4所示。

针对要试验的参数配置，分组设置如下：

组1：未打开DRX功能。

组2：现网默认参数设置。

组3：现网默认参数设置情况下关闭短DRX周期。

组4：对现网配置进行优化设置。DRX长周期从40ms改为160ms，DRX持续时间从2个PDCCH子帧改为8个PDCCH子帧，将DRX非激活定时器从80个PDCCH子帧改为60个PDCCH子帧，DRX等待重传数据的定时器长度从8个PDCCH子帧改为4个PDCCH子帧。

组5：在优化配置的基础上，关闭短DRX周期配置。

（1）ping时延对比

为了验证DRX的不同配置对时延的影响。对5组设定参数进行对比验证。

测试终端：三星Galaxy S5 G9009W。

测试软件：鼎利软件Pilot Pioneer9.6.0.

0710。

测试方式：ping测试，配置ping IP地址为106.43.254.122，包大小为32 Byte，超时间隔5000ms，空闲间隔5000ms，循环次数500次。记录ping的平均时延。同时每10分钟记录一次手机电量。

测试结果如图1所示。

如图1所示，组1未打开DRX时，终端实时对PDCCH进行盲检监控，其反应时间最快，平均为21ms。组4的配置，时延为29ms，与组1相比，平均时延增加了8ms。

针对短DRX配置的对比分析，组3相对于组2来说，平均时延增加了4ms；而组5相对于组4来说，平均时延只增加了1ms，差别很小。这说明短DRX周期配置对终端的ping时延影响有限。

（2）终端电量对比

由于DRX的主要目的，就是提高终端的待机时间。本次ping测试了500次，每次的时间不到6s，总计测试时间不到60分钟。由于手机电量无法实时对齐进行对比，这里以电量减少值来做对比，同时由于ping测试耗电较少，因此在测试终端持续运行部分程序，以加大耗电变化区间。各组设置耗电结果统计如图2所示。

通过观察，在不到1个小时的测试时间内，电池电量的变化差别有10%，可谓相当明显。在未开启DRX功能的情况下，组1的终端在50分钟的时间内，电量减少了27%，而在相同时间里，组5的电量只减少了17%，显著地节省了用户的手机电量，增加了用户手机的待机时长。

4 结论

对比几组实验结果，组5的参数设置，即DRX持续时间定时器设置为8个PDCCH子帧，DRX非激活定时器设置为60个PDCCH子帧，DRX等待重传数据的定时器长度设置为4个PDCCH子帧，DRX长周期的长度设置为160ms，不打开短DRX周期的情况下得到了较为理想的结果。

由本研究可知，DRX的使用能有效地提高用户的待机时长。而且优化后的DRX参数配置对时延的影响也比较小，整体变化不大，处于毫秒级别，不会对用户的感知造成影响。因此，DRX功能在LTE网络中进行推广有较大的实际意义。

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