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EDA/SW/T&M
VoLTE
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- 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