专利名称：宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及宽带无线接入通信系统，特别是一种宽带无线接入通信系统中 的睡眠管理方法及睡眠管理装置。
技术背景随着人们对宽带无线接入需求的增长，相关的标准被制定完成，与之相关 的网络标准也正在制定过程中。宽带无线接入通信系统目前已可支持用户的移动性，而用户终端设备主要 手持设备，限制手持设备应用的一个重要因素就是电池的续航能力。为了延长 电池的续航能力，除了提高电池的技术外，设备本身的能量管理也是行之有效 的方式。因此，宽带无线接入通信系统提出了一种睡眠机制和唤醒机制来最小化在 不发送用户分组数据的空闲间隔期间的能量消耗，同时还能减小信道信号之间 的干扰。该睡眠机制允许用户终端在空闲期间进入休眠状态，以减小能量消耗，当 有上行或下行数据时，用户终端恢复到正常模式。宽带无线接入通信系统中为非实时业务定义的睡眠模式如下所述 用户终端发送包*始睡眠时间、初始睡眠窗口大小、侦听窗口大小和最终睡眠窗口大小的睡眠^青求；基站接收该睡眠请求，如果同意用户终端进入睡眠状态则返回表示同意的反馈消息；用户终端接收到该反馈消息后开始睡眠。后续睡眠窗口的大小是上一个睡眠窗口的两倍但不能超过最终睡眠窗口 ， 同时一旦有上下行数据到达，则睡眠过程终止，用户终端进行数据收发操作。然而，上述的机制既没有规定睡B民机制启动的条件，也没有定义如何选择 其中的参数，而启动条件、参数选择如果不合适，会造成无谓的能量消耗或者传输的时延，重传或断开。 发明内容本发明的目的在于提供一种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法及 装置，规范睡眠机制的启动和终止，尽可能减小用户终端能量消耗的同时保证 下行数据及时传递。为了实现上述目的，本发明提供了一种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法，其中在最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均大于或等于预定时间间隔 时立即激活睡眠模式，或最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均小于或等 于预定时间间隔时激活正常模式；所述预定时间间隔内，用户终端处于睡眠模式所消耗的能量大于或等于用 户终端处于正常模式所消耗的能量。上述的睡眠管理方法，其中，睡眠模式下最终睡眠窗口小于TCP的重传 超时。上述的睡眠管理方法，其中，睡B民才莫式下最终睡眠窗口小于1秒。 上述的睡眠管理方法，其中，睡眠模式下，睡眠窗口达到最终睡眠窗口，且持续了第二预定次数时，延长最终睡眠窗口后重新激活睡眠模式。 上述的睡眠管理方法，其中，所述延长最终睡眠窗口具体为 将最终睡眠窗口设置为原最终睡眠窗口的预定倍数；或 将最终睡眠窗口设置为固定帧数，所述固定帧数大于原最终睡眠窗口 。 上述的睡眠管理方法，其中，所述延长最终睡眠窗口具体为将最终睡眠窗口固定在30s到100s之间。为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理装置，包括数据传输间隔获^^莫块，用于在数据传输完成后，获取数据传输间隔； 睡眠管理^^莫块，用于在最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均大于或等于预定时间间隔时激活睡B民模式，或用于在最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均小于或等于预定时间间隔时激活正常才莫式；所述预定时间间隔内，用户终端处于睡3據式所消耗的能量大于或等于用5户终端处于正常模式所消耗的能量。上述的睡眠管理装置，其中，睡眠模式下最终睡眠窗口小于TCP的重传超时。上述的睡眠管理装置，其中，所述睡眠管理模块还用于在睡眠窗口达到最终睡眠窗口且持续了第二预定次数时，重新激活睡眠模式并延长最终睡眠窗cr 。本发明的睡眠管理方法和装置具有以下优点规范了 一种睡眠机制的激活或终止的条件，其根据用户终端的能量消耗来 决定是否激活或终止睡眠模式，有效地节省了用户终端的能量消耗，同时保证 了下行数据的及时传递；睡眠模式下考虑了 TCP的重传超时，将最终睡眠窗口设置为小于了 TCP 的重传超时，避免了过长睡眠时间带来的无谓重传；设置了两重睡眠机制，保证了能量消耗和时延之间的平衡。
图1为本发明的方法的流程示意图； 图2为本发明的装置的结构示意图。
具体实施方式
在对本发明的方法和装置进行详细说明之前，先对本发明涉及到的一些 概念进行说明，以-使于更好的理解本发明。 TF，帧长度；ET，用户终端向基站发送睡眠请求消息所消耗的能量； ER，用户终端接收睡眠反馈消息所消耗的能量； EA,正常模式下平均每帧所消耗的能量； Es，睡眠模式下平均每帧所消耗的能量； Ew，睡眠模式转为正常模式所消耗的能量； WP初始睡眠窗口大小(单位为帧)； Wu侦听窗口大小(单位为帧)； WF，最终睡眠窗口大小(单位为帧)。本发明的宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法及装置中，通过一睡眠管理判断条件确定睡眠的启动或终止从睡眠启动或停止到下一次进行数据收发期间，用户终端消耗的能量不 能超过维持现有状态所消耗的能量，详细解释如下用户终端在第一时刻从正常模式转换到睡眠模式，则从第一时刻到下一 次进行数据收发的第二时刻期间，用户终端在睡眠模式下消耗的能量不能超过 该期间一直维持正常^t式所消耗的能量；用户终端在第一时刻从睡眠模式转换到正常模式，则从第一时刻到下一 次进行数据收发的第二时刻期间，用户终端在正常模式下消耗的能量不能超过 该期间睡眠才莫式下所消耗的能量。从上述的睡眠管理判断条件可以看出，本发明首先需要获知下一次数据 收发的时间才可能进行正确的判断及处理,因此下面对如何确定下一次数据收 发的时间进行详细说明。本发明中假设这样一种情况的存在MAC层每次完成DL/UL数据包传输 后，计算与上次传输的时间间隔，在此为方便说明，将其命名为数据传输间隔 IAT，当连续预定次数(如2次、3次、5次、...)的数据传输间隔IAT均大于或 小于某一时间后，则认为下一个数据传输间隔IAT也会大于或小于该时间。如连续4次的数据传输间隔IAT均大于或小于5s，则认为下一个数据传输 间隔IAT也会大于或小于5s。在可以荻知下次数据传输的时间后，接下来就应该根椐睡眠模式下的能 量消耗与正常模式下的能量消耗来决定一预定时间间隔，用于睡眠管理判断条 件。下面就如何选择该用于睡眠管理判断条件的预定时间间隔进行详细说 明，在此以该预定时间为N帧进行说明。首先以本次数据收发后是否应该进入睡眠模式为例进行说明，其中，睡 眠模式下后续睡眠窗口的大小是上一个睡眠窗口的两倍，且侦听窗口为l帧。用户终端进行本次数据收发后，如果维持正常模式，不进入睡眠模式， 则从本次数据收发结束到下次数据收发开始所消耗的能量NEa。用户终端进行本次数据收发后，如果进入睡眠模式，则最理想的情况下， 在随后的第N帧进入侦听(假设此时睡眠了K次)时侦听到有下行数据，则进入正常模式，这段时间内所消耗的能量包括以下几部分用户终端向基站发送睡眠请求消息所消耗的能量Et、用户终端接收睡眠 反馈消息所消耗的能量ER,睡眠模式转为正常模式所消耗的能量KEw、用户终 端在睡眠模式下的能量消耗(2K-1) Es、侦听所消耗的能量KEA以及用于处 理发送睡眠请求和接收反馈消息请求的2个正常帧所消耗的能量2Ea。根据上述的能量消耗分析，如果下述的不等式(1)成立，则应该进入睡 眠，否则维持现有正常状态。ET + ER + KEW+ (2K-1 ) Es+ (K+2) EA<NEA .................. (1)当然，上述的情况是说在随后的第N帧进入侦听时侦听到有下行数据，而 假设此时用户终端还处于睡眠状态，而只能在睡眠状态结束后(假设为M帧) 才能发现有下行数据，则该N+M帧的时间内进入睡眠状态的能量消耗当然也 会比处于正常状态少，因为后面M帧处于睡眠状态的能量消耗当然小于处于正 常状态的能量消耗。不等式(1)可以有多个满足条件的N，在此应该选择其中最小的一个， 因为如果不选择最小的，还是可能造成能量的浪费，如N可能是8、 9、 10、…， 此时如果选择IO，而到下一次数据收发可能在随后的第9帧到来，此时用户终 端不会进入睡眠，这样就会造成能量的浪费。同时不等式(1)中还包括一个参数K,表明进入睡眠的次数，对该参数 K也有一定的选择条件，其必须满足如下的不等式(2):2K- l+K+4 <N ................................................... (2)在睡眠模式下，如果进入睡眠的次数为K,则期间的帧数为2K-1+K，而 该N帧内如果要进行至少1次睡眠，则需要的帧数为2〖-l+K+4，后面的4帧包 括进入第一次睡眠的2帧和请求睡眠的2帧，因此该N帧必须要满足执行睡眠的最少帧数。在此，确定该N包括如下的步骤 步骤Al,选4^N值为6;步骤A2，根据该N值决定满足利用不等式(2)的最大K值； 步骤A3，判断该N值和K值是否满足不等式(1)，如果是，则获取该N 值并用于睡眠管理判断条件，否则进入步骤A4;8步骤A4，将原N值加1后作为新的N值，并返回步骤A2。上述是以睡眠模式下后续睡眠窗口的大小是上一个睡眠窗口的两倍，且 侦听窗口为l帧的情况进行的说明，当然睡眠模式下睡眠窗口固定为a帧，且侦 听窗口固定为b帧的情况下，上述的2个不等式分别为ET + ER + KEw + KaEs+ (Kb+2) EA<NEAKb+Ka+4《N当然，对于其他的情况也可以得出相应的2个不等式。 本发明的宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法的第一实施例如图l 所示，包括步骤ll，数据传输完成后，获取数据传输间隔；步骤12，判断最近的连续3次的数据传输间隔是否均大于或等于预定时间 间隔，如果是，进入步骤13,否则进入步骤14; 步骤13，立即激活睡眠模式，执行睡眠过程；步骤14,判断连续3次的数据传输间隔是否均小于或等于预定时间间隔， 如果是，进入步骤15;步骤15，进入正常模式，在此包括两种情况维持正常模式或终止睡眠 模式后返回正常模式。所述步骤13具体包括步骤131,用户终端向基站发送起始睡眠时间、初始睡眠窗口大小、侦听 窗口大小和最终睡眠窗口大小的睡眠请求；步骤132,用户终端接收到基站表示同意进入睡眠的反馈消息后开始睡眠；步骤133，睡眠模式下，数据包的收发导致睡眠终止，进行数据包收发操 作，然后返回步骤ll。在步骤13中进行睡眠处理时涉及到最终睡眠窗口的确定，本发明的睡眠 管理方法考虑到TCP的重传超时，如果最终睡眠窗口设置过长，将带来无谓的 重传，因此本发明的睡眠管理方法中，将最终睡眠窗口的长度设置为小于TCP 的重传超时，即WF与1V的乘积小于TCP的重传超时，在此，根据实际的宽带无 线接入通倌系统中的重传超时，在具体实施例中设置Wf与Tf的乘积小于1 s。同时，在实际的情况中，可能还包括以下情况的出现，长时间没有数据的传输，睡眠模式下最终睡眠窗口已经持续了多次，此时，本发明引入了2级 睡眠机制，进一步节省用户终端的能量消耗，包括如下步骤步骤21,判断睡眠窗口是否达到最终睡眠窗口 ，且最终睡眠窗口持续了 预定次数，如果是进入步骤22,否则进入步骤23;步骤22，重新激活睡眠模式并延长最终睡眠窗口；步骤23，继续按步骤13的流程处理。在此，该延长最终睡眠窗口可以是以下的方式1、 将最终睡眠窗口设置为原初最终睡眠窗口的预定倍数，如2倍、3倍、 5倍等；2、 将最终睡眠窗口均固定为M帧，该M帧大于原最终睡眠窗口；3、 将初始睡眠窗口和最终睡眠窗口设置为原初始睡眠窗口和最终睡眠窗 口的预定倍数，如2倍、3倍、5倍等；4、 将初始睡眠窗口和最终睡眠窗口均固定为M帧，该M帧大于原最终睡 眠窗口。根据用户数据收发时间间隔的统计数据发现其大致处于30s到100s之间， 因此可以将初始睡眠窗口和最终睡眠窗口均固定在30s到100s之间。本发明的宽带无线接入通信系统中的睡眠管理装置如图2所示，包括 数据传输间隔获取漠块，用于在数据传输完成后，获M目邻的2次数据传 输间隔；数据传输间隔判断模块，用于判断最近的预定次数的数据传输间隔与预 定时间间隔的大小关系；睡眠管理模块，用于在最近的预定次数的数据传输间隔均大于或等于预 定时间间隔时激活睡眠模式，在最近的预定次数的数据传输间隔均小于或等于 预定时间间隔时进入正常状态。同时，该预定次数可以调整，可以是1次、2次、3次或者更多次，然而在 实际情况下应该考虑到如果l次或者连续2次数据传输间隔均大于或等于/小 于或等于预定时间间隔还不足以判断出下次数据传输间隔还会发生这样的状 况，因此，本发明的具体实施例中可以选择该预定次数为3次这样比较有代表性的发生次数。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应^f见为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法，其特征在于最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均大于或等于预定时间间隔时立即激活睡眠模式，或最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均小于或等于预定时间间隔时激活正常模式；所述预定时间间隔内，用户终端处于睡眠模式所消耗的能量大于或等于用户终端处于正常模式所消耗的能量。
2. 根据权利要求1所述的睡眠管理方法，其特征在于，睡眠模式下最终 睡眠窗口小于TCP的重传超时。
3. 才艮据权利要求2所述的睡眠管理方法，其特征在于，睡眠模式下最终 睡眠窗口小于1秒。
4. 根据权利要求1所述的睡眠管理方法，其特征在于，睡眠模式下，睡 眠窗口达到最终睡眠窗口，且持续了第二预定次数时，延长最终睡眠窗口后重 新激活睡眠模式。
5. 根据权利要求4所述的睡眠管理方法，其特征在于，所述延长最终睡 眠窗口具体为将最终睡眠窗口设置为原最终睡眠窗口的2倍或2倍以上；或 将最终睡眠窗口设置为固定帧数，所述固定帧数大于原最终睡眠窗口。
6. 根据权利要求4所述的睡眠管理方法，其特征在于，所述延长最终睡 眠窗口具体为将最终睡眠窗口固定在30s到100s之间。
7. —种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理装置，其特征在于，包括 数据传输间隔获^Mt块，用于在数据传输完成后，获取数据传输间隔； 睡眠管理才莫块，用于在最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均大于或等于预定时间间隔时激活睡眠才莫式，或用于在最近的连续第一预定次数的数据 传输间隔均小于或等于预定时间间隔时激活正常模式；所述预定时间间隔内，用户终端处于睡眠模式所消耗的能量大于或等于用 户终端处于正常模式所消耗的能量。
8. 根据权利要求7所述的睡眠管理装置，其特征在于，睡眠模式下最终睡眠窗口小于TCP的重传超时。
9.根据权利要求7所述的睡眠管理装置，其特征在于，所述睡眠管理模 块还用于在睡眠窗口达到最终睡眠窗口且持续了第二预定次数时，重新激活睡 眠^^莫式并延长最终睡眠窗口 。
全文摘要
本发明公开了一种宽带无线接入通信系统中的睡眠管理方法及装置，该方法中，最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均大于或等于预定时间间隔时立即激活睡眠模式，或最近的连续第一预定次数的数据传输间隔均小于或等于预定时间间隔时激活正常模式；所述预定时间间隔内，用户终端处于睡眠模式所消耗的能量大于或等于用户终端处于正常模式所消耗的能量。本发明规范了睡眠机制的启动和终止，在尽可能减小用户终端能量消耗的同时保证了下行数据及时传递。
文档编号H04L12/28GK101262383SQ20071006427
公开日2008年9月10日 申请日期2007年3月8日 优先权日2007年3月8日
发明者马文超 申请人:联想(北京)有限公司