專利名稱：一種基于lte系統(tǒng)drx裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
3GPP是英文3rd Generation Partnership Project的縮寫，漢語意思是第三代 合作伙伴計(jì)劃，3GPP長期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution的縮寫，)項(xiàng)目是近年來3GPP 啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，這種以正交頻分復(fù)用(0FDM，是英文Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing的縮寫，)為核心的技術(shù)可以被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。LTE系統(tǒng)可以顯 著提高用戶吞吐量和扇區(qū)容量，降低用戶可感知的時(shí)延，從而大幅提升用戶的移動(dòng)通信體 驗(yàn)。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，綠色環(huán)保、節(jié)能減排思想的不斷深入人心，移動(dòng)通信系統(tǒng)在 提供更高的頻譜利用率、更高速率、更豐富多媒體業(yè)務(wù)的同時(shí)，終端功耗問題顯得尤為嚴(yán) 重。為了最大程度支持終端移動(dòng)性，保證優(yōu)良的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，需要在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的 前提下，盡可能的延長用戶終端的續(xù)航時(shí)間。非連續(xù)接受機(jī)制作為從無線通信系統(tǒng)鏈路層 優(yōu)化能量效率的一項(xiàng)重要方法被大多數(shù)無線通信系統(tǒng)所采納，其基本思想是允許終端在沒 有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)刻關(guān)閉無線收發(fā)單元進(jìn)入睡眠模式，以降低額外能量開銷。DRX周期的參數(shù)涉及省電和時(shí)延之間的折中。一方面，長的非連續(xù)接受(DRX)時(shí) 段對延長用戶設(shè)備(UE) (User Equipment,)的電池時(shí)間有益。另一方面，短的DRX時(shí)段對 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的快速反應(yīng)更加有利。為了滿足這些沖突的需求，LTE系統(tǒng)中兩個(gè)DRX時(shí)段都 可為每個(gè)UE所配置，但是只采用了長DRX和短DRX兩種睡眠周期，沒有根據(jù)各種不同業(yè)務(wù) 的服務(wù)質(zhì)量(QoS) (Quality of Service,)要求動(dòng)態(tài)調(diào)整DRX周期，并且沒有利用短時(shí)間內(nèi) 數(shù)據(jù)到達(dá)過程的相關(guān)性如文獻(xiàn)(Chandra S. Bontu，Ed Illidge. DRX Mechanism for Power Savingin LTE [J]. IEEE Communications Magazine, 2009，47 (6) :48_55.)即屬于此列。本發(fā)明主要基于上述幾點(diǎn)對DRX機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)。一個(gè)DRX周期由兩個(gè)部分組 成，“工作期間(On Duration)”，在此期間UE監(jiān)聽物理下行控制信道(PDCCH) (Physical DownlinkControl Channel，)，和一個(gè)“DRX時(shí)段”，在此期間UE可以跳過下行信道的接收來 節(jié)省電量。短DRX周期、長DRX周期和連續(xù)接收之間的轉(zhuǎn)換由演進(jìn)型基站(e NB) (evolved Node B,)中的定時(shí)器或確定的命令來控制。DRX可以優(yōu)化系統(tǒng)資源配置，更重要的是可以 節(jié)約手機(jī)功率，而不需要通過讓手機(jī)進(jìn)入到無線資源控制(RRC Radio Resource Control 的縮寫，)空閑(Idle)模式來達(dá)到這個(gè)目的，例如一些非實(shí)時(shí)應(yīng)用，像Web瀏覽，即時(shí)通信 等，總是存在一段時(shí)間，手機(jī)不需要不停的監(jiān)聽下行數(shù)據(jù)以及相關(guān)處理，那么DRX就可以應(yīng) 用到這樣的情況，另外由于這個(gè)狀態(tài)依然存在RRC連接，因此UE轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)的速度非常 快。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中所述的缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法，可以實(shí)現(xiàn)睡眠周期的可變倍數(shù)增長，并且可以根據(jù)上一次睡眠模式狀態(tài)階數(shù) 確定下一次初始睡眠間隔。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始睡眠間隔算法 模塊和睡眠間隔算法模塊，其特征在于控制模塊分別與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、初始睡眠間隔算 法模塊和睡眠間隔算法模塊相連；其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入端、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸 出端，緩存器讀空指令端、業(yè)務(wù)類型指示指令端和緩存器讀寫指令端，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入輸出端 和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)線相連，其余端口連接到控制模塊；初始睡眠間隔算法模塊包括兩個(gè)乘法器、一 個(gè)比較器和一個(gè)選擇器；上一次睡眠過程達(dá)到的最大間隔連接到一個(gè)乘法器和比較器，最 小睡眠間隔連接到另一個(gè)乘法器，最大睡眠間隔連接到比較器，比較器輸出端連接到選擇 器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號；睡眠間隔算法模塊包括一個(gè)乘法器、一個(gè)比較器以及一 個(gè)選擇器；前次睡眠間隔輸出端連接到乘法器，乘法器的輸出端連接到比較器和選擇器； 最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線連接到比較器和選擇器；比較器的輸出端連接到選擇器，向選擇器發(fā) 送“0”或“ 1”信號；選擇器的本次睡眠間隔輸出端連接到控制模塊。所述控制模塊的前次睡眠間隔輸出端、睡眠指示指令輸出端和睡眠參數(shù)指令輸出 端與睡眠間隔算法模塊連接，睡眠指示指令輸出端向睡眠間隔算法模塊發(fā)送“0”或“1”信 號。睡眠間隔算法模塊的本次睡眠間隔輸出端連接到控制模塊。控制模塊與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存 器通過總線連接，并傳送緩存器讀指令以及緩存器寫指令。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器與控制模塊通 過總線連接，并傳送緩存器讀空指令和業(yè)務(wù)類型指示指令。所述控制模塊與初始睡眠間隔算法模塊相連，控制模塊根據(jù)業(yè)務(wù)類型發(fā)送參數(shù)和 初次睡眠指示指令給初始睡眠間隔算法模塊，計(jì)算出初始睡眠間隔后傳給睡眠間隔算法模 塊。所述控制模塊與傳輸指示消息數(shù)據(jù)線和UE發(fā)送請求數(shù)據(jù)線連接，分別接收傳輸 指示消息信號和發(fā)送請求信號。一種利用上述裝置進(jìn)行DRX周期控制的方法，步驟如下Stepl 處于工作狀態(tài)的UE持續(xù)讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)非激活定時(shí)器，然后UE 收到緩存器讀空指令，經(jīng)過一段時(shí)間非激活定時(shí)器超時(shí)，控制模塊對系統(tǒng)初始化后進(jìn)入睡 眠模式，一個(gè)睡眠周期包括一個(gè)睡眠間隔和一個(gè)監(jiān)聽間隔；Step2 控制模塊發(fā)送睡眠周期增長因子a，在該a值下睡眠間隔的狀態(tài)數(shù)w，上一 次睡眠過程達(dá)到的最大間隔，最小睡眠間隔，最大睡眠間隔給初始睡眠間隔算法模塊；睡眠 間隔的狀態(tài)數(shù)w采用下述公式計(jì)算w ＝ floor(l+10g2(fmax"min)/1 + log 2(a)) + l a >0.5其中tmin為最小睡眠間隔，t_為最大睡眠間隔；Step3:初始睡眠間隔算法模塊按照以下公式計(jì)算出本次睡眠將要采用的本次初 始睡眠間隔后，傳送給睡眠間隔算法模塊； 其中tmin為最小睡眠間隔，tmax為最大睡眠間隔，k為上一次睡眠模式狀態(tài)的階數(shù)， a為睡眠周期增長因子；Step4:控制模塊通過前次睡眠間隔輸出端、睡眠指示指令輸出端和睡眠參數(shù)指令 輸出端向睡眠間隔算法模塊發(fā)送前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令和睡眠間隔參數(shù)；Step5 睡眠間隔算法模塊根據(jù)前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令、最大睡眠間隔 參數(shù)，按照以下公式計(jì)算出本次睡眠間隔，并將本次睡眠間隔數(shù)據(jù)傳送到控制模塊； 其中為t*min本次初始睡眠間隔，tmax為最大睡眠間隔，tn為本次睡眠的第n個(gè)睡眠 間隔，a為睡眠周期增長因子；Step6:在監(jiān)聽間隔內(nèi)如果沒有傳輸指示消息信號發(fā)送請求信號傳送給控制模塊， 則跳轉(zhuǎn)到Step4 ；Step7:如果有傳輸指示消息信號傳送給控制模塊，控制模塊將睡眠指示指令置 “0”，并在一個(gè)監(jiān)聽間隔后進(jìn)入工作模式；如果有UE發(fā)送請求信號傳送給控制模塊，控制模 塊將睡眠指示指令置“0”后，直接進(jìn)入工作模式；St印8:進(jìn)入工作模式后，控制模塊對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器發(fā)送來緩存器讀空指令進(jìn)行 判斷；如果緩存器讀空指令為“0”，則讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)；如果緩存器讀空指令 為“ 1 ”，表明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)為空或者已經(jīng)讀取完畢，控制模塊停止對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩 存器的讀取。上述步驟St印3中，初始睡眠間隔的計(jì)算方法，步驟如下A 初始睡眠間隔算法模塊根據(jù)初始睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行初始睡眠間隔計(jì) 算；當(dāng)系統(tǒng)初始化控制模塊決定從工作模式初次進(jìn)入睡眠模式時(shí)，初始睡眠指示指令為 “1”，其它一律置“0”;如果初始睡眠指示指令為“0”，則不啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn) 到步驟F ；如果初始睡眠指示指令為“1”，則啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊；B 上一次睡眠模式最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線將上一次睡眠模式最大睡眠間隔Tk*傳送
給乘法器，乘法器對Tk*進(jìn)行乘運(yùn)算得到^ ，將運(yùn)算結(jié)果^ 輸出給選擇器；C 另一個(gè)乘法器對原始睡眠間隔tmin乘以(2a) w_3運(yùn)算得到tmin (2a) w_3，并將 tmin(2a)w_3傳送給選擇器；D 比較器對；和Tmax進(jìn)行比較，如果Tk* < Tmax，比較器輸出為“0”;如果Tk*≥Tmax， 比較器輸出為“1” ；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；E:選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選 擇器輸出t^T作為本次初始睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出
tmin(2a)w_3作為本次初始睡眠間隔； F:退出初始睡眠間隔計(jì)算c
上述步驟St印5中，睡眠間隔的計(jì)算方法，步驟如下a 睡眠間隔算法模塊根據(jù)睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行睡眠間隔計(jì)算；如果睡眠 指示指令為“0”，則不啟動(dòng)睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn)到步驟f ；如果睡眠指示指令為“ 1 ”，則 啟動(dòng)睡眠間隔算法模塊；b 時(shí)間指針數(shù)據(jù)線將前次睡眠間隔Th傳送給乘法器，乘法器對上一個(gè)睡眠間隔 Th進(jìn)行乘2a運(yùn)算得到，將運(yùn)算結(jié)果輸出給選擇器和比較器；c 將最大睡眠間隔t_輸出給選擇器和比較器；d 比較器對和T_進(jìn)行比較，如果< Tmax，比較器輸出為“0” ；如果 2aT^彡T_，比較器輸出為“1”；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；e 選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選擇 器輸出作為本次睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出T_作為本 次睡眠間隔；f:退出睡眠間隔計(jì)算。UE在非活動(dòng)定時(shí)器超時(shí)的時(shí)候，進(jìn)入DRX模式，第一個(gè)DRX睡眠周期、大小等于 tmin，在第一個(gè)睡眠周期后，UE進(jìn)入監(jiān)聽周期，對每個(gè)子幀監(jiān)聽PDCCH。如果沒有調(diào)度信息到 達(dá)，那么UE就在監(jiān)聽周期后繼續(xù)下一個(gè)DRX睡眠周期。否則UE返回正常模式接受發(fā)送數(shù) 據(jù)。如果UE繼續(xù)睡眠模式，下一個(gè)睡眠周期將從前一個(gè)監(jiān)聽周期的結(jié)束時(shí)刻開始，并 且周期大小是前一個(gè)睡眠周期的2a倍(實(shí)際系統(tǒng)要進(jìn)行以ms為單位取整操作)，a是一個(gè) 根據(jù)業(yè)務(wù)QoS要求變化的一個(gè)參數(shù)，a^O. 5，對時(shí)延要求敏感的業(yè)務(wù)配置相對小的a值。 只要睡眠周期的狀態(tài)沒有達(dá)到最大睡眠間隔也可以根據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)配 置，這個(gè)過程將循環(huán)進(jìn)行。如果睡眠周期達(dá)到了 t_，則睡眠周期大小將保持t_不變。也 就是說，第n個(gè)睡眠周期的大小將是 以上提出的算法本文簡稱為改進(jìn)算法I，算法I通過參數(shù)a靈活控制睡眠周期的增 長，從而可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求降低系統(tǒng)時(shí)延。業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)到達(dá)過程，在較短的時(shí)間內(nèi)有很強(qiáng)的相關(guān)性，所以睡眠間隔沒必要每 次都從最小睡眠間隔開始。上式中tmin值是固定的，提高tmin的值可以降低平均能量消耗， 為此提出可以根據(jù)上一次睡眠模式狀態(tài)的階數(shù)k確定下一次tmin值的算法，具體如下 在改進(jìn)算法I基礎(chǔ)上調(diào)整初始睡眠間隔后的算法本文稱為改進(jìn)算法II。首先建立一個(gè)馬爾可夫模型來描述睡眠模式的操作，然后在模型下研究睡眠模式 的能量消耗和時(shí)延。假設(shè)數(shù)據(jù)到達(dá)系統(tǒng)是一個(gè)速率為X的泊松過程，基站和移動(dòng)臺之間的 服務(wù)速率為y。建立的模型有兩種狀態(tài)分別表示為z = {N, S}，代表工作模式，睡眠模式。 在進(jìn)入睡眠模式后，UE進(jìn)入第一個(gè)睡眠周期狀態(tài)S(l)，在第一個(gè)睡眠周期tmin中降低能量 消耗。在丨-之后，UE在監(jiān)聽周期、查看是否有來自基站的數(shù)據(jù)傳送指令以決定返回工作模式還是繼續(xù)睡眠模式。Pk是在睡眠周期狀態(tài)S(k)有數(shù)據(jù)到達(dá)基站的概率。在泊松分布 的情況下，可以知道pk=l-e'xv"其中Vk是處于狀態(tài)S(k)時(shí)總的睡眠時(shí)間(也就是睡眠周期和監(jiān)聽周期之和)。根 據(jù)本文提出算法可知 Vk = min ((tmin (2a) "+tL)，(tmax+tL))這樣我們就給工作模式以及睡眠模式之間建立了一個(gè)模型。LTE系統(tǒng)原有的DRX機(jī)制只采用了兩種睡眠狀態(tài)，為了方便比較分析，還是采用上 述馬爾可夫模型，在這里實(shí)際上S(1)、S(2)、…、S(w-l)是一個(gè)狀態(tài)，都是短DRX周期，但是 我們還是把它看作不同的狀態(tài)，只是各個(gè)狀態(tài)的取值相同，即a = 0. 5。此處假設(shè)LTE系統(tǒng) 經(jīng)過5個(gè)短周期后即進(jìn)入長周期。基于改進(jìn)DRX機(jī)制的操作過程，就可以得到睡眠模式的平均能量消耗和平均時(shí) 延。為了描述平均能量消耗，用表示兩次非活動(dòng)計(jì)時(shí)器超時(shí)之間間隔的時(shí)間期望 值，包括睡眠時(shí)間和傳送周期B，用己(iV_》表示兩次非活動(dòng)計(jì)時(shí)器超時(shí)之間間隔的能量消 耗期望值。為了更準(zhǔn)確的表示芒分別用PB，PS，P[代表工作時(shí)間、睡眠周期和監(jiān)聽周 期的單位時(shí)間能量消耗。定義A來表示UE在返回工作模式前經(jīng)歷k個(gè)睡眠周期的概率。如果k超過w，那
么UE在返回工作模式前仍然會(huì)經(jīng)歷k-w個(gè)S(w)。f(iV —Q可以表示成如下形式其中A和f(iV —幻⑷可以表示成如下形式 上式EtBYk)]是傳送周期的平均時(shí)間，可以從下面方程得到
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其中C(N_S)為經(jīng)歷k個(gè)睡眠周期的總的能量消耗，如下所示

上式e i = PsO^Ht^+pA是第i個(gè)睡眠狀態(tài)的總能量消耗。單位時(shí)間的能量消耗可以表示為 另外一個(gè)重要的性能指標(biāo)是時(shí)延。一個(gè)重要的時(shí)延就是在非連續(xù)的數(shù)據(jù)到達(dá)后移 動(dòng)臺從睡眠模式返回工作模式所引起的時(shí)延，具體如下 其中—的值為
本發(fā)明的特點(diǎn)是
1、該裝置及其控制方法結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；
2、該裝置及其控制方法考慮了不同業(yè)務(wù)的QoS要求，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整睡眠周期；
3、該裝置及其控制方法利用了短時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)到達(dá)過程的強(qiáng)相關(guān)性，可以根據(jù)上一 次睡眠階數(shù)調(diào)整本次睡眠初始睡眠間隔；4、該裝置及其控制方法可以降低UE的能量消耗；5、該裝置及其控制方法可以大幅降低UE從睡眠模式返回工作模式所引起的時(shí) 延。


圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明裝置中初始睡眠間隔算法模塊結(jié)構(gòu)示意圖。前一次睡眠達(dá)到的最大 間隔連接到一個(gè)乘法器和比較器，最小睡眠間隔連接到另一個(gè)乘法器，最大睡眠間隔連接 到比較器，比較器輸出端連接到選擇器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號。圖3是本發(fā)明裝置中睡眠間隔算法模塊結(jié)構(gòu)示意圖。前次睡眠間隔輸出端連接到 乘法器，乘法器的輸出端連接到比較器和選擇器；最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線連接到比較器和選 擇器；比較器的輸出端連接到選擇器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號；選擇器的本次睡眠間 隔輸出端連接到控制模塊。圖4是用上述裝置進(jìn)行DRX周期控制方法的流程框圖，其中St印1-St印8為其各 個(gè)步驟。圖5是圖4中的步驟Step3中初始睡眠間隔計(jì)算方法的流程框圖，其中A-F為其 各個(gè)步驟。圖6是圖4中的步驟Step5中睡眠間隔計(jì)算方法的流程框圖，其中a_f為其各個(gè)步驟。
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具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。實(shí)施例1 (裝置實(shí)施例)本發(fā)明DRX裝置的實(shí)施例1如圖1-3所示，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始 睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊，其特征在于控制模塊分別與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、初 始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊相連；其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入 端、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸出端，緩存器讀空指令端、業(yè)務(wù)類型指示指令端和緩存器讀寫指令端，業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)輸入輸出端和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)線相連，其余端口連接到控制模塊；初始睡眠間隔算法模塊包 括兩個(gè)乘法器、一個(gè)比較器和一個(gè)選擇器；上一次睡眠達(dá)到的最大間隔連接到一個(gè)乘法器 和比較器，最小睡眠間隔連接到另一個(gè)乘法器，最大睡眠間隔連接到比較器，比較器輸出端 連接到選擇器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號；睡眠間隔算法模塊包括一個(gè)乘法器、一個(gè)比 較器以及一個(gè)選擇器；前次睡眠間隔輸出端連接到乘法器，乘法器的輸出端連接到比較器 和選擇器；最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線連接到比較器和選擇器；比較器的輸出端連接到選擇器， 向選擇器發(fā)送“0”或“ 1，，信號；選擇器的本次睡眠間隔輸出端連接到控制模塊。實(shí)施例2 (方法實(shí)施例)一種利用上述裝置進(jìn)行DRX周期控制的方法，如圖4所示，步驟如下Stepl 處于工作狀態(tài)的UE持續(xù)讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)非激活定時(shí)器，然后UE 收到緩存器讀空指令，經(jīng)過一段時(shí)間非激活定時(shí)器超時(shí)，控制模塊對系統(tǒng)初始化后進(jìn)入睡 眠模式，一個(gè)睡眠周期包括一個(gè)睡眠間隔和一個(gè)監(jiān)聽間隔；St印2 控制模塊發(fā)送睡眠周期增長因子a，在該a值下睡眠間隔的狀態(tài)數(shù)w，上一 次睡眠過程達(dá)到的最大間隔，最小睡眠間隔，最大睡眠間隔給初始睡眠間隔算法模塊；睡眠 間隔的狀態(tài)數(shù)w采用下述公式計(jì)算 其中tmin為最小睡眠間隔，t_為最大睡眠間隔；Step3:初始睡眠間隔算法模塊按照以下公式計(jì)算出本次睡眠將要采用的本次初 始睡眠間隔<^后，傳送給睡眠間隔算法模塊； 其中tmin為最小睡眠間隔，tmax為最大睡眠間隔，k為上一次睡眠模式狀態(tài)的階數(shù)， a為睡眠周期增長因子；Step4:控制模塊通過前次睡眠間隔輸出端、睡眠指示指令輸出端和睡眠參數(shù)指令 輸出端向睡眠間隔算法模塊發(fā)送前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令和睡眠間隔參數(shù)；Step5 睡眠間隔算法模塊根據(jù)前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令、最大睡眠間隔 參數(shù)，按照以下公式計(jì)算出本次睡眠間隔，并將本次睡眠間隔數(shù)據(jù)傳送到控制模塊； 其中^為本次初始睡眠間隔，t_為最大睡眠間隔，tn為本次睡眠的第n個(gè)睡眠 間隔，a為睡眠周期增長因子；Step6:在監(jiān)聽間隔內(nèi)如果沒有傳輸指示消息信號發(fā)送請求信號傳送給控制模塊， 則跳轉(zhuǎn)到Step4 ；Step7:如果有傳輸指示消息信號傳送給控制模塊，控制模塊將睡眠指示指令置 “0”，并在一個(gè)監(jiān)聽間隔后進(jìn)入工作模式；如果有UE發(fā)送請求信號傳送給控制模塊，控制模 塊將睡眠指示指令置“0”后，直接進(jìn)入工作模式；StepS:進(jìn)入工作模式后，控制模塊對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器發(fā)送來緩存器讀空指令進(jìn)行 判斷；如果緩存器讀空指令為“0”，則讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)；如果緩存器讀空指令 為“ 1 ”，表明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)為空或者已經(jīng)讀取完畢，控制模塊停止對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩 存器的讀取。上述步驟Step3中，初始睡眠間隔的計(jì)算方法，如圖5所示，步驟如下A 初始睡眠間隔算法模塊根據(jù)初次睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行初始睡眠間隔計(jì) 算；當(dāng)系統(tǒng)初始化控制模塊決定從工作模式初次進(jìn)入睡眠模式時(shí)，初始睡眠指示指令為 “1”，其它一律置“0”;如果初始睡眠指示指令為“0”，則不啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn)
到步驟F ；如果初始睡眠指示指令為“1”，則啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊；B 上一次睡眠模式最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線將上一次睡眠模式最大睡眠間隔Tk*傳送
給乘法器，乘法器對Tk*進(jìn)行乘運(yùn)算得到^ ^，將運(yùn)算結(jié)果？T 輸出給選擇器；C 另一個(gè)乘法器對原始睡眠間隔tmin乘以(2a) w_3運(yùn)算得到tmin (2a) w_3，并將 tmin(2a)w_3傳送給選擇器；D 比較器對；和Tmax進(jìn)行比較，如果Tk* < T_，比較器輸出為“0”;如果Tk*彡T_， 比較器輸出為“1” ；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；E:選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選 擇器輸出作為本次初始睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出
tmin(2a)w-3作為本次初始睡眠間隔；F:退出初始睡眠間隔計(jì)算。上述步驟St印5中，睡眠間隔的計(jì)算方法，如圖6所示，步驟如下a 睡眠間隔算法模塊根據(jù)睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行睡眠間隔計(jì)算；如果睡眠 指示指令為“0”，則不啟動(dòng)睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn)到步驟f ；如果睡眠指示指令為“ 1 ”，則 啟動(dòng)睡眠間隔算法模塊；b 時(shí)間指針數(shù)據(jù)線將前次睡眠間隔Th傳送給乘法器，乘法器對上一個(gè)睡眠間隔 TH進(jìn)行乘2a運(yùn)算得到，將運(yùn)算結(jié)果2aTH輸出給選擇器和比較器；c 將最大睡眠間隔t_輸出給選擇器和比較器；d 比較器對和T_進(jìn)行比較，如果< Tmax，比較器輸出為“0” ；如果 2aT^彡T_，比較器輸出為“1”；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；
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e 選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選擇 器輸出作為本次睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出T_作為本 次睡眠間隔；f:退出睡眠間隔計(jì)算。
權(quán)利要求
一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊，其特征在于控制模塊分別與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊相連；其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入端、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸出端，緩存器讀空指令端、業(yè)務(wù)類型指示指令端和緩存器讀寫指令端，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入輸出端和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)線相連，其余端口連接到控制模塊；初始睡眠間隔算法模塊包括兩個(gè)乘法器、一個(gè)比較器和一個(gè)選擇器；上一次睡眠過程達(dá)到的最大間隔連接到一個(gè)乘法器和比較器，最小睡眠間隔連接到另一個(gè)乘法器，最大睡眠間隔連接到比較器，比較器輸出端連接到選擇器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號；睡眠間隔算法模塊包括一個(gè)乘法器、一個(gè)比較器以及一個(gè)選擇器；前次睡眠間隔輸出端連接到乘法器，乘法器的輸出端連接到比較器和選擇器；最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線連接到比較器和選擇器；比較器的輸出端連接到選擇器，向選擇器發(fā)送“0”或“1”信號；選擇器的本次睡眠間隔輸出端連接到控制模塊。
2.利用權(quán)利要求1所述裝置的進(jìn)行DRX周期控制的方法，步驟如下Stepl 處于工作狀態(tài)的UE持續(xù)讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)非激活定時(shí)器，然后UE收到 緩存器讀空指令，經(jīng)過一段時(shí)間非激活定時(shí)器超時(shí)，控制模塊對系統(tǒng)初始化后進(jìn)入睡眠模 式，一個(gè)睡眠周期包括一個(gè)睡眠間隔和一個(gè)監(jiān)聽間隔；Step2 控制模塊發(fā)送睡眠周期增長因子a，在該a值下睡眠間隔的狀態(tài)數(shù)w，上一次睡 眠過程達(dá)到的最大間隔，最小睡眠間隔，最大睡眠間隔給初始睡眠間隔算法模塊；睡眠間隔 的狀態(tài)數(shù)w采用下述公式計(jì)算 其中tmin為最小睡眠間隔，t_為最大睡眠間隔；Step3 初始睡眠間隔算法模塊按照以下公式計(jì)算出本次睡眠將要采用的本次初始睡 眠間隔4 后，傳送給睡眠間隔算法模塊； 其中tmin為最小睡眠間隔，t_為最大睡眠間隔，k為上一次睡眠模式狀態(tài)的階數(shù)，a為 睡眠周期增長因子；St印4:控制模塊通過前次睡眠間隔輸出端、睡眠指示指令輸出端和睡眠參數(shù)指令輸出 端向睡眠間隔算法模塊發(fā)送前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令和睡眠間隔參數(shù)；St印5:睡眠間隔算法模塊根據(jù)前次睡眠間隔數(shù)據(jù)、睡眠指示指令、最大睡眠間隔參數(shù)， 按照以下公式計(jì)算出本次睡眠間隔，并將本次睡眠間隔數(shù)據(jù)傳送到控制模塊； 其中^為本次初始睡眠間隔，為最大睡眠間隔，tn為本次睡眠的第n個(gè)睡眠間隔， a為睡眠周期增長因子；Step6 在監(jiān)聽間隔內(nèi)如果沒有傳輸指示消息信號發(fā)送請求信號傳送給控制模塊，則跳 轉(zhuǎn)到St印4 ；Step7:如果有傳輸指示消息信號傳送給控制模塊，控制模塊將睡眠指示指令置“0”，并在一個(gè)監(jiān)聽間隔后進(jìn)入工作模式；如果有UE發(fā)送請求信號傳送給控制模塊，控制模塊將 睡眠指示指令置“0”后，直接進(jìn)入工作模式；StepS 進(jìn)入工作模式后，控制模塊對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器發(fā)送來緩存器讀空指令進(jìn)行判 斷；如果緩存器讀空指令為“0”，則讀取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)；如果緩存器讀空指令為 “ 1”，表明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)為空或者已經(jīng)讀取完畢，控制模塊停止對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存 器的讀取。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其中所述步驟Step3中初始睡眠間隔的計(jì)算方法，步 驟如下A 初始睡眠間隔算法模塊根據(jù)初始睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行初始睡眠間隔計(jì)算； 當(dāng)系統(tǒng)初始化控制模塊決定從工作模式初次進(jìn)入睡眠模式時(shí)，初始睡眠指示指令為“ 1 ”，其 它一律置“0”;如果初始睡眠指示指令為“0”，則不啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn)到步驟 F ；如果初始睡眠指示指令為“1”，則啟動(dòng)初始睡眠間隔算法模塊；B 上一次睡眠過程最大睡眠間隔數(shù)據(jù)線將上一次睡眠過程最大睡眠間隔TkM專送給乘法器，乘法器對Tk*進(jìn)行乘^J運(yùn)算得到< ，將運(yùn)算結(jié)果輸出給選擇器；C 另一個(gè)乘法器對最小睡眠間隔tmin乘以(2a廣3運(yùn)算得到tmin(2a廣3，并將tmin(2a廣3 傳送給選擇器；D 比較器對Yk*和Y_進(jìn)行比較，如果Yk* < Y_，比較器輸出為“0” ；如果Tk*彡T_，比 較器輸出為“ 1” ；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；E 選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選擇器輸出C^T作為本次初始睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出tmin(2a廣3作為本次初始睡眠間隔；F:退出初始睡眠間隔計(jì)算。
4.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其中所述步驟St印5中睡眠間隔的計(jì)算方法，步驟如下a 睡眠間隔算法模塊根據(jù)睡眠指示指令判斷是否進(jìn)行睡眠間隔計(jì)算；如果睡眠指示 指令為“0”，則不啟動(dòng)睡眠間隔算法模塊，跳轉(zhuǎn)到步驟f ；如果睡眠指示指令為“1”，則啟動(dòng) 睡眠間隔算法模塊；b 時(shí)間指針數(shù)據(jù)線將前次睡眠間隔Th傳送給乘法器，乘法器對上一個(gè)睡眠間隔Th 進(jìn)行乘2a運(yùn)算得到ZaTH，將運(yùn)算結(jié)果輸出給選擇器和比較器； c 將最大睡眠間隔t_輸出給選擇器和比較器；d 比較器對和T_進(jìn)行比較，如果< T_，比較器輸出為“0” ；如果 2aT^彡T_，比較器輸出為“1”；比較器將輸出結(jié)果發(fā)送給選擇器；e 選擇器對比較器發(fā)送的結(jié)果進(jìn)行判斷；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“0”，則選擇器輸 出作為本次睡眠間隔；如果比較器發(fā)送的結(jié)果為“1”，則選擇器輸出T_作為本次睡 眠間隔；f:退出睡眠間隔計(jì)算。
全文摘要
一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。裝置包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊，其特征在于控制模塊分別與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊相連。本發(fā)明裝置及其控制方法可以實(shí)現(xiàn)睡眠周期的可變倍數(shù)增長，并且可以根據(jù)上一次睡眠模式狀態(tài)階數(shù)確定下一次初始睡眠間隔。依據(jù)算法，建立了數(shù)學(xué)仿真模型，并對算法的性能從能量消耗和時(shí)延方面進(jìn)行分析，仿真結(jié)果表明提出的改進(jìn)裝置及其控制方法具有更好的性能。該裝置及其控制方法結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
文檔編號H04W52/02GK101860946SQ201010178840
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者萬偉, 寧祥峰, 張春業(yè), 李仁波, 李婧卿 申請人:山東大學(xué)