LTE系统中基于不连续接收的终端省电研究

摘要

能源是稀缺的，人类的欲望却是无限。当今社会，节能减排，低碳经济，绿色通信已经深入人心。能源节约已经成为公民的责任和义务，事关经济可持续发展和社会和谐稳定。新一代移动通信系统LTE(Long Term Evolution)支持高速数据传输和多样化业务服务，然而也加快移动终端的电量消耗。移动终端能耗问题迫在眉睫，刻不容缓，直接影响用户对新的通信系统的认同感。霎那间，从硬件到软件，各种省电技术层出不穷，眼花缭乱，也是真假难辨，用户更是莫衷一是。但无一例外都是希望加强移动终端的续航能力，保证优良的用户体验。
　　 DRX（Discontinuous Reception）不连续接收接收机制是3GPP标准化工作组提出的一种终端节能方案，其基本思想是在移动终端使用过程中，在没有数据传送时候进入睡眠模式，以降低功率，延长电池使用时间。
　　 本文首先概述了移动终端的系统级省电方法，从省电性能和服务质量(QoS)两方面深入分析DRX机制，主要内容包括:
　　 1.提出采用ETSI（欧洲电信标准组织）的突发分组数据模型给DRX机制建模的方法，具有普遍性，同时加大了建模的复杂性。该方法建立六个状态的马尔可夫模型来模拟DRX过程，分析不同DRX参数对省电性能和分组平均等待时间（时延）的影响。通过仿真分析，对DRX参数的优化设置提供指导方案。
　　 2.提出基于爱尔兰分组数据模型的DRX睡眠间隔指数平滑增长算法。爱尔兰数据分组模型是基于一般业务到达过程，而非泊松过程，具有通用性，便于分析计算。该算法简化了系统结构，加强了相邻睡眠间隔的相关性，配置灵活，在保证省电性能的基础上，可以有效降低分组平均时延，保证用户体验。
　　 3.采用DRX机制与电压岛设计相结合的系统级省电方法。根据DRX状态，合理划分电压岛，提出了一个动态的电源管理方案—分层多级电压岛(HMVIP)，并建立五个省电类，进一步降低功耗，提高电池的续航能力。

目录

声明

摘要

中英文缩略表

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 移动通信终端结构

1．2．1 无线电部分

1．2．2 基带部分

1．2．3 应用处理器，内存和功率控制

1．3 不连续接收机制研究现状

1．4 本文主要内容

1．5 本文架构

第二章 移动终端的系统级省电方法

2．1 系统级省电技术特点

2．2 低功耗系统和软件技术

2．2．1 动态频率调节

2．2．2 动态电压调节

2．2．3 动态处理和温度补偿

2．2．4 控制空闲模式

2．3 软件技术与智能算法

2．3．1 操作系统

2．3．2 动态电源管理算法

2．3．3 软件节能编译

2．4 不连续接收机制与睡眠模式

2．4．1 UMTS系统中的DRX

2．4．2 LTE系统中的DRX

2．4．3 WiMAX的睡眠模式

2．5 本章小结

第三章 LTE系统DRX建模分析

3．1 突发分组数据模型

3．2 能量模型

3．3 省电参数与平均等待时间

3．4 仿真分析

3．5 本章小结

第四章 LTE系统DRX周期配置改进算法

4．1 爱尔兰数据分布模型

4．2 DRX睡眠间隔指数平滑增长法

4．3 能耗模型

4．4 仿真分析

4．5 本章小结

第五章 DRX与电压岛设相结合的省电方案

5．1 电压岛简述

5．2 分层多级电压岛

5．2．1 电压岛划分

5．2．2 功率控制

5．3 仿真分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 进一步工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的科研工作