EO_449

EDA/SW/T&M

VoLTE

- ELETTRONICA OGGI 449 - OTTOBRE 2015

la telefonia, le regole di negoziazione in tempo reale, i proto-

colli e le codifiche, questo documento organizza anche il sup-

porto di svariate altre funzionalità per i collegamenti radio e

il trasferimento dei singoli pacchetti. Tra le caratteristiche a

livello PHY/MAC c’è il supporto delle tecniche di ricezione di-

scontinue DRX (Discontinuous Reception), indispensabili per

ottimizzare il consumo nei collegamenti VoLTE e far durare di

più le batterie dei terminali. È perciò di fondamentale impor-

tanza analizzare le caratteristiche dei collegamenti DRX.

DRX in duplice modalità

Per LTE sono definite due modalità DRX: lo stato di riposo “idle

state” e lo stato di connessione “connected state”. Quest’ulti-

mo è spesso indicato anche come “connected DRX”, o cDRX,

ma fra i due contesti ci sono molte differenze. La prima moda-

lità di standby è generalmente definita come quella in cui non

è attiva alcuna connessione RRC fra i terminali e la rete. Pur

tuttavia, i terminali devono essere in grado di ascoltare i mes-

saggi di segnalazione sui trasferimenti in ingresso, sulle in-

formazioni di sistema e sulle notifiche Public Warning System

(PWS). In effetti, c’è un segnale di Radio Network Temporary

Identifier (P-RNTI) nei Physical Downlink Control Channel

(PDCCH) che viene trasmesso ogni millisecondo ma il mo-

nitoraggio di questo segnale può incidere significativamente

sulla durata della batteria dei terminali. Per questo motivo, lo

standard LTE prescrive una modalità discontinua nel moni-

toraggio dei messaggi nel Pdcch, definita come DRX “idle”,

in base alla quale vengono sorvegliati solo i pochi subframe

che tipicamente contengono i messaggi all’interno dei frame

radio e in questo modo vengono individuate le segnalazioni

più importanti, mentre per il resto del tempo il terminale ri-

mane nella modalità “sleep” a basso consumo, che consente

di economizzare la batteria. La configurazione di base del-

la modalità DRX “idle” può essere controllata ad alto livello

ad esempio attraverso le segnalazioni Non-Access Stratum

(NAS) e perciò può essere diversa per ciascun terminale, ma

può, in alternativa, essere associata a un segnale

System Information Block (SIB Type 2, di tipo 2)

e diventare la pagina di default nella configura-

zione di questa funzionalità per tutti i terminali

della stessa rete. In questo caso ogni terminale

dovrà essere configurato per acquisire tali para-

metri e attivare autonomamente il monitoraggio

dei subframe all’interno dei frame radio.

Il meccanismo più determinante per i consumi

delle connessioni VoLTE è il DRX “connected”

che impegna la rete a settare molti parametri

durante il trasferimento dei messaggi come, ad

esempio, l’RRCConnectionReconfiguration nel

setup relativo alle chiamate, ma ci sono altri pa-

rametri altrettanto importanti e tutti in grado di influenzare

l’efficienza dei collegamenti VoLTE. Si assuma che il termi-

nale, o User Equipment (UE), riceva un setup iniziale per i

downlink e gli uplink come si vede nella figura 2 e per tal

motivo sia costretto a resettare il drx-inactivityTimer che è

però un temporizzatore programmabile con una durata mas-

sima di 2,56 secondi. Si supponga inoltre che il terminale non

riceva alcun altro setup nei successivi subframe in modo tale

che non debba azzerare il timer che perciò continua a girare.

A un certo momento, a seconda delle impostazioni, il timer

smette di girare e obbliga il controllo ad attivare il ciclo DRX

completo che può manifestarsi nelle due opzioni “short” e

“long”, corto o lungo. In ogni terminale è stabilito il supporto

per entrambi i cicli che viene indicato nei registri di processo

del dispositivo e in particolare nel Feature Group Indicator

(FGI) che è un registro di 32 bit dove i bit numero 4 e 5 indica-

no rispettivamente il supporto al ciclo DRX lungo e corto. Per

i collegamenti VoLTE il supporto ai cicli DRX lunghi è obbliga-

torio mentre per i cicli DRX corti è facoltativo.

Nell’esempio si supponga che il dispositivo supporti entram-

bi i cicli DRX come succede negli attuali smartphone più evo-

luti. Nell’istante in cui il timer smette di girare il dispositivo

commuta immediatamente al ciclo DRX corto (Fig. 3). Nella

configurazione base stabilita con il setup iniziale i cicli DRX

corto e lungo sono attivi per un periodo di tempo definito

con il parametro onDurationTimer insieme a un periodo “sle-

ep” durante il quale il ricevitore può rimanere spento, mentre

invece nel periodo in cui è acceso deve monitorare continua-

mente il Pdcch per rivelare l’arrivo di segnalazioni e comandi.

La durata dell’inattività è definita con il shortDRX-Cycle che

può arrivare al massimo a 640 ms, mentre il drxShortCycle-

Timer indica il numero di cicli DRX corti, da un minimo di 1

a un massimo di 16, da effettuare prima di commutare nel

ciclo DRX lungo. Come si vede nella figura 4, durante il ciclo

DRX lungo il dispositivo controlla che i downlink abbiano la

durata prescritta nell’onDurationTimer tenendo conto che

Fig. 4 – Esempio di commutazione dal ciclo cDRX corto al ciclo lungo