CN101860946A - 一种基于lte系统drx装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于LTE系统DRX装置及其控制方法，属于移动通信技术领域。装置包括业务数据缓存器、控制模块、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块，其特征在于控制模块分别与业务数据缓存器、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块相连。本发明装置及其控制方法可以实现睡眠周期的可变倍数增长，并且可以根据上一次睡眠模式状态阶数确定下一次初始睡眠间隔。依据算法，建立了数学仿真模型，并对算法的性能从能量消耗和时延方面进行分析，仿真结果表明提出的改进装置及其控制方法具有更好的性能。该装置及其控制方法结构简单，实施成本低，运行稳定可靠。

Description

一种基于LTE系统DRX装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于LTE系统DRX装置及其控制方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

3GPP是英文3rd Generation Partnership Project的缩写，汉语意思是第三代合作伙伴计划，3GPP长期演进(LTE，Long Term Evolution的缩写，)项目是近年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以正交频分复用(OFDM，是英文Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing的缩写，)为核心的技术可以被看作“准4G”技术。LTE系统可以显著提高用户吞吐量和扇区容量，降低用户可感知的时延，从而大幅提升用户的移动通信体验。

随着社会的不断进步，绿色环保、节能减排思想的不断深入人心，移动通信系统在提供更高的频谱利用率、更高速率、更丰富多媒体业务的同时，终端功耗问题显得尤为严重。为了最大程度支持终端移动性，保证优良的用户业务体验，需要在保证用户服务质量的前提下，尽可能的延长用户终端的续航时间。非连续接受机制作为从无线通信系统链路层优化能量效率的一项重要方法被大多数无线通信系统所采纳，其基本思想是允许终端在没有数据传输的时刻关闭无线收发单元进入睡眠模式，以降低额外能量开销。

DRX周期的参数涉及省电和时延之间的折中。一方面，长的非连续接受(DRX)时段对延长用户设备(UE)(User Equipment，)的电池时间有益。另一方面，短的DRX时段对数据传输时的快速反应更加有利。为了满足这些冲突的需求，LTE系统中两个DRX时段都可为每个UE所配置，但是只采用了长DRX和短DRX两种睡眠周期，没有根据各种不同业务的服务质量(QoS)(Quality of Service，)要求动态调整DRX周期，并且没有利用短时间内数据到达过程的相关性如文献(Chandra S.Bontu，Ed Illidge.DRX Mechanism for Power Savingin LTE[J].IEEE Communications Magazine，2009，47(6)：48-55.)即属于此列。

本发明主要基于上述几点对DRX机制进行改进。一个DRX周期由两个部分组成，“工作期间(On Duration)”，在此期间UE监听物理下行控制信道(PDCCH)(Physical DownlinkControl Channel，)，和一个“DRX时段”，在此期间UE可以跳过下行信道的接收来节省电量。短DRX周期、长DRX周期和连续接收之间的转换由演进型基站(e NB)(evolved Node B，)中的定时器或确定的命令来控制。DRX可以优化系统资源配置，更重要的是可以节约手机功率，而不需要通过让手机进入到无线资源控制(RRC Radio Resource Control的缩写，)空闲(Idle)模式来达到这个目的，例如一些非实时应用，像Web浏览，即时通信等，总是存在一段时间，手机不需要不停的监听下行数据以及相关处理，那么DRX就可以应用到这样的情况，另外由于这个状态依然存在RRC连接，因此UE转到工作状态的速度非常快。

发明内容

针对背景技术中所述的缺陷和不足，本发明提出了一种基于LTE系统DRX装置及其控制方法，可以实现睡眠周期的可变倍数增长，并且可以根据上一次睡眠模式状态阶数确定下一次初始睡眠间隔。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于LTE系统DRX装置，包括业务数据缓存器、控制模块、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块，其特征在于控制模块分别与业务数据缓存器、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块相连；其中业务数据缓存器包括业务数据输入端、业务数据输出端，缓存器读空指令端、业务类型指示指令端和缓存器读写指令端，业务数据输入输出端和业务数据线相连，其余端口连接到控制模块；初始睡眠间隔算法模块包括两个乘法器、一个比较器和一个选择器；上一次睡眠过程达到的最大间隔连接到一个乘法器和比较器，最小睡眠间隔连接到另一个乘法器，最大睡眠间隔连接到比较器，比较器输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；睡眠间隔算法模块包括一个乘法器、一个比较器以及一个选择器；前次睡眠间隔输出端连接到乘法器，乘法器的输出端连接到比较器和选择器；最大睡眠间隔数据线连接到比较器和选择器；比较器的输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；选择器的本次睡眠间隔输出端连接到控制模块。

所述控制模块的前次睡眠间隔输出端、睡眠指示指令输出端和睡眠参数指令输出端与睡眠间隔算法模块连接，睡眠指示指令输出端向睡眠间隔算法模块发送“0”或“1”信号。睡眠间隔算法模块的本次睡眠间隔输出端连接到控制模块。控制模块与业务数据缓存器通过总线连接，并传送缓存器读指令以及缓存器写指令。业务数据缓存器与控制模块通过总线连接，并传送缓存器读空指令和业务类型指示指令。

所述控制模块与初始睡眠间隔算法模块相连，控制模块根据业务类型发送参数和初次睡眠指示指令给初始睡眠间隔算法模块，计算出初始睡眠间隔后传给睡眠间隔算法模块。

所述控制模块与传输指示消息数据线和UE发送请求数据线连接，分别接收传输指示消息信号和发送请求信号。

一种利用上述装置进行DRX周期控制的方法，步骤如下：

Step1：处于工作状态的UE持续读取业务数据缓存器，启动非激活定时器，然后UE收到缓存器读空指令，经过一段时间非激活定时器超时，控制模块对系统初始化后进入睡眠模式，一个睡眠周期包括一个睡眠间隔和一个监听间隔；

Step2：控制模块发送睡眠周期增长因子a，在该a值下睡眠间隔的状态数w，上一次睡眠过程达到的最大间隔，最小睡眠间隔，最大睡眠间隔给初始睡眠间隔算法模块；睡眠间隔的状态数w采用下述公式计算：

$w=\mathrm{floor}(1+\frac{\log 2(t_{\max }/t_{\min })}{1+\log 2\left(a\right)})+1,a>0.5$

其中：t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔；

Step3：初始睡眠间隔算法模块按照以下公式计算出本次睡眠将要采用的本次初始睡眠间隔

后，传送给睡眠间隔算法模块；

其中t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，k为上一次睡眠模式状态的阶数，a为睡眠周期增长因子；

Step4：控制模块通过前次睡眠间隔输出端、睡眠指示指令输出端和睡眠参数指令输出端向睡眠间隔算法模块发送前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令和睡眠间隔参数；

Step5：睡眠间隔算法模块根据前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令、最大睡眠间隔参数，按照以下公式计算出本次睡眠间隔，并将本次睡眠间隔数据传送到控制模块；

$t_n=\left\{\begin{array}{cc}{\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}\≤t_{\max }\\ t_{\max }& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}>t_{\max }\end{array}\right.$

其中：

为本次初始睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，t_n为本次睡眠的第n个睡眠间隔，a为睡眠周期增长因子；

Step6：在监听间隔内如果没有传输指示消息信号发送请求信号传送给控制模块，则跳转到Step4；

Step7：如果有传输指示消息信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”，并在一个监听间隔后进入工作模式；如果有UE发送请求信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”后，直接进入工作模式；

Step8：进入工作模式后，控制模块对业务数据缓存器发送来缓存器读空指令进行判断；如果缓存器读空指令为“0”，则读取业务数据缓存器中的数据；如果缓存器读空指令为“1”，表明业务数据缓存器中的数据为空或者已经读取完毕，控制模块停止对业务数据缓存器的读取。

上述步骤Step3中，初始睡眠间隔的计算方法，步骤如下：

A：初始睡眠间隔算法模块根据初始睡眠指示指令判断是否进行初始睡眠间隔计算；当系统初始化控制模块决定从工作模式初次进入睡眠模式时，初始睡眠指示指令为“1”，其它一律置“0”；如果初始睡眠指示指令为“0”，则不启动初始睡眠间隔算法模块，跳转到步骤F；如果初始睡眠指示指令为“1”，则启动初始睡眠间隔算法模块；

B：上一次睡眠模式最大睡眠间隔数据线将上一次睡眠模式最大睡眠间隔T_k ^*传送给乘法器，乘法器对T_k ^*进行乘运算得到将运算结果

输出给选择器；

C：另一个乘法器对原始睡眠间隔t_min乘以(2a)^w-3运算得到t_min(2a)^w-3，并将t_min(2a)^w-3传送给选择器；

D：比较器对T_k ^*和T_max进行比较，如果T_k ^*＜T_max，比较器输出为“0”；如果T_k ^*≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

E：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出

作为本次初始睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出t_min(2a)^w-3作为本次初始睡眠间隔；

F：退出初始睡眠间隔计算。

上述步骤Step5中，睡眠间隔的计算方法，步骤如下：

a：睡眠间隔算法模块根据睡眠指示指令判断是否进行睡眠间隔计算；如果睡眠指示指令为“0”，则不启动睡眠间隔算法模块，跳转到步骤f；如果睡眠指示指令为“1”，则启动睡眠间隔算法模块；

b：时间指针数据线将前次睡眠间隔T_i-1传送给乘法器，乘法器对上一个睡眠间隔T_i-1进行乘2a运算得到2aT_i-1，将运算结果2aT_i-1输出给选择器和比较器；

c：将最大睡眠间隔t_max输出给选择器和比较器；

d：比较器对2aT_i-1和T_max进行比较，如果2aT_i-1＜T_max，比较器输出为“0”；如果2aT_i-1≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

e：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出2aT_i-1作为本次睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出T_max作为本次睡眠间隔；

f：退出睡眠间隔计算。

UE在非活动定时器超时的时候，进入DRX模式，第一个DRX睡眠周期t₁大小等于t_min，在第一个睡眠周期后，UE进入监听周期，对每个子帧监听PDCCH。如果没有调度信息到达，那么UE就在监听周期后继续下一个DRX睡眠周期。否则UE返回正常模式接受发送数据。

如果UE继续睡眠模式，下一个睡眠周期将从前一个监听周期的结束时刻开始，并且周期大小是前一个睡眠周期的2a倍(实际系统要进行以ms为单位取整操作)，a是一个根据业务QoS要求变化的一个参数，a≥0.5，对时延要求敏感的业务配置相对小的a值。只要睡眠周期的状态没有达到最大睡眠间隔t_max，t_max也可以根据业务时延要求进行动态配置，这个过程将循环进行。如果睡眠周期达到了t_max，则睡眠周期大小将保持t_max不变。也就是说，第n个睡眠周期的大小将是：

$t_n=\left\{\begin{array}{cc}{\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }\≤t_{\max }\\ t_{\max }& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }>t_{\max }\end{array}\right.$

以上提出的算法本文简称为改进算法I，算法I通过参数a灵活控制睡眠周期的增长，从而可以根据不同的业务需求降低系统时延。

业务的数据到达过程，在较短的时间内有很强的相关性，所以睡眠间隔没必要每次都从最小睡眠间隔开始。上式中t_min值是固定的，提高t_min的值可以降低平均能量消耗，为此提出可以根据上一次睡眠模式状态的阶数k确定下一次t_min值的算法，具体如下：

在改进算法I基础上调整初始睡眠间隔后的算法本文称为改进算法II。

首先建立一个马尔可夫模型来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时延。假设数据到达系统是一个速率为λ的泊松过程，基站和移动台之间的服务速率为μ。建立的模型有两种状态分别表示为Z＝{N，S}，代表工作模式，睡眠模式。在进入睡眠模式后，UE进入第一个睡眠周期状态S(1)，在第一个睡眠周期t_min中降低能量消耗。在t_min之后，UE在监听周期t_L查看是否有来自基站的数据传送指令以决定返回工作模式还是继续睡眠模式。p_k是在睡眠周期状态S(k)有数据到达基站的概率。在泊松分布的情况下，可以知道：

$p_k=1-e^{{-\mathrm{\λV}}_k}$

其中V_k是处于状态S(k)时总的睡眠时间(也就是睡眠周期和监听周期之和)。根据本文提出算法可知：

V_k＝min((t_min·(2a)^k-1+t_L)，(t_max+t_L))

这样我们就给工作模式以及睡眠模式之间建立了一个模型。

LTE系统原有的DRX机制只采用了两种睡眠状态，为了方便比较分析，还是采用上述马尔可夫模型，在这里实际上S(1)、S(2)、…、S(w-1)是一个状态，都是短DRX周期，但是我们还是把它看作不同的状态，只是各个状态的取值相同，即a＝0.5。此处假设LTE系统经过5个短周期后即进入长周期。

基于改进DRX机制的操作过程，就可以得到睡眠模式的平均能量消耗和平均时延。为了描述平均能量消耗，用

表示两次非活动计时器超时之间间隔的时间期望值，包括睡眠时间和传送周期B，用表示两次非活动计时器超时之间间隔的能量消耗期望值。为了更准确的表示

分别用p_B，p_S，p_L代表工作时间、睡眠周期和监听周期的单位时间能量消耗。

定义

来表示UE在返回工作模式前经历k个睡眠周期的概率。如果k超过w，那么UE在返回工作模式前仍然会经历k-w个S(w)。

可以表示成如下形式：

其中

和

可以表示成如下形式：

$\stackrel{\‾}{T}(N\_S)\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{V}_i+E\left[B^I\left(k\right)\right]& 1\≤k\≤w-1\\ \underset{i=1}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{V}_i+(k-w+1)V_w+E\left[B^I\left(w\right)\right]& k\≥w\end{array}\right.$

上式E[B^I(k)]是传送周期的平均时间，可以从下面方程得到：

λE[B^I(k)]+λV_k＝μE[B^I(k)]

其中

为经历k个睡眠周期的总的能量消耗，如下所示：

$\stackrel{\‾}{C}(N\_S)\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_i+p_{B}E\left[B^I\left(k\right)\right]& 1\≤k\≤w-1\\ \underset{i=1}{\overset{w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_i+(k-w+1){\mathrm{\ϵ}}_w+p_{B}E\left[B^I\left(w\right)\right]& k\≥w\end{array}\right.$

上式ε_i＝p_S(2a)^i-1t_min+p_Lt_L是第i个睡眠状态的总能量消耗。

单位时间的能量消耗可以表示为：

$C=\frac{\stackrel{\‾}{C}(N\_S)}{\stackrel{\‾}{T}(N\_S)}$

另外一个重要的性能指标是时延。一个重要的时延就是在非连续的数据到达后移动台从睡眠模式返回工作模式所引起的时延，具体如下：

其中

的值为：

$\stackrel{\‾}{d}(N\_S)\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{V_k}{2}(1+\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\μ}})+\frac{1}{\mathrm{\μ}}& 1\≤k\≤w-1\\ \frac{V_{\max }}{2}(1+\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\μ}})+\frac{1}{\mathrm{\μ}}& k\≥w\end{array}\right.$

本发明的特点是：

1、该装置及其控制方法结构简单，实施成本低，运行稳定可靠；

2、该装置及其控制方法考虑了不同业务的QoS要求，可以动态调整睡眠周期；

3、该装置及其控制方法利用了短时间内数据到达过程的强相关性，可以根据上一次睡眠阶数调整本次睡眠初始睡眠间隔；

4、该装置及其控制方法可以降低UE的能量消耗；

5、该装置及其控制方法可以大幅降低UE从睡眠模式返回工作模式所引起的时延。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图。

图2是本发明装置中初始睡眠间隔算法模块结构示意图。前一次睡眠达到的最大间隔连接到一个乘法器和比较器，最小睡眠间隔连接到另一个乘法器，最大睡眠间隔连接到比较器，比较器输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号。

图3是本发明装置中睡眠间隔算法模块结构示意图。前次睡眠间隔输出端连接到乘法器，乘法器的输出端连接到比较器和选择器；最大睡眠间隔数据线连接到比较器和选择器；比较器的输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；选择器的本次睡眠间隔输出端连接到控制模块。

图4是用上述装置进行DRX周期控制方法的流程框图，其中Step1-Step8为其各个步骤。

图5是图4中的步骤Step3中初始睡眠间隔计算方法的流程框图，其中A-F为其各个步骤。

图6是图4中的步骤Step5中睡眠间隔计算方法的流程框图，其中a-f为其各个步骤。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：(装置实施例)

本发明DRX装置的实施例1如图1-3所示，包括业务数据缓存器、控制模块、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块，其特征在于控制模块分别与业务数据缓存器、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块相连；其中业务数据缓存器包括业务数据输入端、业务数据输出端，缓存器读空指令端、业务类型指示指令端和缓存器读写指令端，业务数据输入输出端和业务数据线相连，其余端口连接到控制模块；初始睡眠间隔算法模块包括两个乘法器、一个比较器和一个选择器；上一次睡眠达到的最大间隔连接到一个乘法器和比较器，最小睡眠间隔连接到另一个乘法器，最大睡眠间隔连接到比较器，比较器输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；睡眠间隔算法模块包括一个乘法器、一个比较器以及一个选择器；前次睡眠间隔输出端连接到乘法器，乘法器的输出端连接到比较器和选择器；最大睡眠间隔数据线连接到比较器和选择器；比较器的输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；选择器的本次睡眠间隔输出端连接到控制模块。

实施例2：(方法实施例)

一种利用上述装置进行DRX周期控制的方法，如图4所示，步骤如下：

Step1：处于工作状态的UE持续读取业务数据缓存器，启动非激活定时器，然后UE收到缓存器读空指令，经过一段时间非激活定时器超时，控制模块对系统初始化后进入睡眠模式，一个睡眠周期包括一个睡眠间隔和一个监听间隔；

Step2：控制模块发送睡眠周期增长因子a，在该a值下睡眠间隔的状态数w，上一次睡眠过程达到的最大间隔，最小睡眠间隔，最大睡眠间隔给初始睡眠间隔算法模块；睡眠间隔的状态数w采用下述公式计算：

$w=\mathrm{floor}(1+\frac{\log 2(t_{\max }/t_{\min })}{1+\log 2\left(a\right)})+1,a>0.5$

其中：t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔；

Step3：初始睡眠间隔算法模块按照以下公式计算出本次睡眠将要采用的本次初始睡眠间隔

后，传送给睡眠间隔算法模块；

其中t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，k为上一次睡眠模式状态的阶数，a为睡眠周期增长因子；

Step4：控制模块通过前次睡眠间隔输出端、睡眠指示指令输出端和睡眠参数指令输出端向睡眠间隔算法模块发送前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令和睡眠间隔参数；

Step5：睡眠间隔算法模块根据前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令、最大睡眠间隔参数，按照以下公式计算出本次睡眠间隔，并将本次睡眠间隔数据传送到控制模块；

$t_n=\left\{\begin{array}{cc}{\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}\≤t_{\max }\\ t_{\max }& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}>t_{\max }\end{array}\right.$

其中：

为本次初始睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，t_n为本次睡眠的第n个睡眠间隔，a为睡眠周期增长因子；

Step6：在监听间隔内如果没有传输指示消息信号发送请求信号传送给控制模块，则跳转到Step4；

Step7：如果有传输指示消息信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”，并在一个监听间隔后进入工作模式；如果有UE发送请求信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”后，直接进入工作模式；

Step8：进入工作模式后，控制模块对业务数据缓存器发送来缓存器读空指令进行判断；如果缓存器读空指令为“0”，则读取业务数据缓存器中的数据；如果缓存器读空指令为“1”，表明业务数据缓存器中的数据为空或者已经读取完毕，控制模块停止对业务数据缓存器的读取。

上述步骤Step3中，初始睡眠间隔的计算方法，如图5所示，步骤如下：

A：初始睡眠间隔算法模块根据初次睡眠指示指令判断是否进行初始睡眠间隔计算；当系统初始化控制模块决定从工作模式初次进入睡眠模式时，初始睡眠指示指令为“1”，其它一律置“0”；如果初始睡眠指示指令为“0”，则不启动初始睡眠间隔算法模块，跳转到步骤F；如果初始睡眠指示指令为“1”，则启动初始睡眠间隔算法模块；

B：上一次睡眠模式最大睡眠间隔数据线将上一次睡眠模式最大睡眠间隔T_k ^*传送给乘法器，乘法器对T_k ^*进行乘

运算得到

将运算结果

输出给选择器；

C：另一个乘法器对原始睡眠间隔t_min乘以(2a)^w-3运算得到t_min(2a)^w-3，并将t_min(2a)^w-3传送给选择器；

D：比较器对T_k ^*和T_max进行比较，如果T_k ^*＜T_max，比较器输出为“0”；如果T_k ^*≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

E：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出

作为本次初始睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出t_min(2a)^w-3作为本次初始睡眠间隔；

F：退出初始睡眠间隔计算。

上述步骤Step5中，睡眠间隔的计算方法，如图6所示，步骤如下：

a：睡眠间隔算法模块根据睡眠指示指令判断是否进行睡眠间隔计算；如果睡眠指示指令为“0”，则不启动睡眠间隔算法模块，跳转到步骤f；如果睡眠指示指令为“1”，则启动睡眠间隔算法模块；

b：时间指针数据线将前次睡眠间隔T_i-1传送给乘法器，乘法器对上一个睡眠间隔T_i-1进行乘2a运算得到2aT_i-1,将运算结果2aT_i-1输出给选择器和比较器；

c：将最大睡眠间隔t_max输出给选择器和比较器；

d：比较器对2aT_i-1和T_max进行比较，如果2aT_i-1＜T_max，比较器输出为“0”；如果2aT_i-1≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

e：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出2aT_i-1作为本次睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出T_max作为本次睡眠间隔；

f：退出睡眠间隔计算。

Claims (4)

1.一种基于LTE系统DRX装置，包括业务数据缓存器、控制模块、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块，其特征在于控制模块分别与业务数据缓存器、初始睡眠间隔算法模块和睡眠间隔算法模块相连；其中业务数据缓存器包括业务数据输入端、业务数据输出端，缓存器读空指令端、业务类型指示指令端和缓存器读写指令端，业务数据输入输出端和业务数据线相连，其余端口连接到控制模块；初始睡眠间隔算法模块包括两个乘法器、一个比较器和一个选择器；上一次睡眠过程达到的最大间隔连接到一个乘法器和比较器，最小睡眠间隔连接到另一个乘法器，最大睡眠间隔连接到比较器，比较器输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；睡眠间隔算法模块包括一个乘法器、一个比较器以及一个选择器；前次睡眠间隔输出端连接到乘法器，乘法器的输出端连接到比较器和选择器；最大睡眠间隔数据线连接到比较器和选择器；比较器的输出端连接到选择器，向选择器发送“0”或“1”信号；选择器的本次睡眠间隔输出端连接到控制模块。

2.利用权利要求1所述装置的进行DRX周期控制的方法，步骤如下：

Step1：处于工作状态的UE持续读取业务数据缓存器，启动非激活定时器，然后UE收到缓存器读空指令，经过一段时间非激活定时器超时，控制模块对系统初始化后进入睡眠模式，一个睡眠周期包括一个睡眠间隔和一个监听间隔；

Step2：控制模块发送睡眠周期增长因子a，在该a值下睡眠间隔的状态数w，上一次睡眠过程达到的最大间隔，最小睡眠间隔，最大睡眠间隔给初始睡眠间隔算法模块；睡眠间隔的状态数w采用下述公式计算：

$w=\mathrm{floor}(1+\frac{\log 2(t_{\max }/t_{\min })}{1+\log 2\left(a\right)})+1,a>0.5$

其中：t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔；

Step3：初始睡眠间隔算法模块按照以下公式计算出本次睡眠将要采用的本次初始睡眠间隔

后，传送给睡眠间隔算法模块；

其中t_min为最小睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，k为上一次睡眠模式状态的阶数，a为睡眠周期增长因子；

Step4：控制模块通过前次睡眠间隔输出端、睡眠指示指令输出端和睡眠参数指令输出端向睡眠间隔算法模块发送前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令和睡眠间隔参数；

Step5：睡眠间隔算法模块根据前次睡眠间隔数据、睡眠指示指令、最大睡眠间隔参数，按照以下公式计算出本次睡眠间隔，并将本次睡眠间隔数据传送到控制模块；

$t_n=\left\{\begin{array}{cc}{\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}\≤t_{\max }\\ t_{\max }& {\left(2a\right)}^{n-1}{t}_{\min }^{*}>t_{\max }\end{array}\right.$

其中：

为本次初始睡眠间隔，t_max为最大睡眠间隔，t_n为本次睡眠的第n个睡眠间隔，a为睡眠周期增长因子；

Step6：在监听间隔内如果没有传输指示消息信号发送请求信号传送给控制模块，则跳转到Step4；

Step7：如果有传输指示消息信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”，并在一个监听间隔后进入工作模式；如果有UE发送请求信号传送给控制模块，控制模块将睡眠指示指令置“0”后，直接进入工作模式；

Step8：进入工作模式后，控制模块对业务数据缓存器发送来缓存器读空指令进行判断；如果缓存器读空指令为“0”，则读取业务数据缓存器中的数据；如果缓存器读空指令为“1”，表明业务数据缓存器中的数据为空或者已经读取完毕，控制模块停止对业务数据缓存器的读取。

3.如权利要求2所述的控制方法，其中所述步骤Step3中初始睡眠间隔的计算方法，步骤如下：

A：初始睡眠间隔算法模块根据初始睡眠指示指令判断是否进行初始睡眠间隔计算；当系统初始化控制模块决定从工作模式初次进入睡眠模式时，初始睡眠指示指令为“1”，其它一律置“0”；如果初始睡眠指示指令为“0”，则不启动初始睡眠间隔算法模块，跳转到步骤F；如果初始睡眠指示指令为“1”，则启动初始睡眠间隔算法模块；

B：上一次睡眠过程最大睡眠间隔数据线将上一次睡眠过程最大睡眠间隔T_k ^*传送给乘法器，乘法器对T_k ^*进行乘

运算得到

将运算结果

输出给选择器；

C：另一个乘法器对最小睡眠间隔t_min乘以(2a)^w-3运算得到t_min(2a)^w-3，并将t_min(2a)^w-3传送给选择器；

D：比较器对Y_k ^*和Y_max进行比较，如果Y_k ^*＜Y_max，比较器输出为“0”；如果T_k ^*≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

E：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出

作为本次初始睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出t_min(2a)^w-3作为本次初始睡眠间隔；

F：退出初始睡眠间隔计算。

4.如权利要求2所述的控制方法，其中所述步骤Step5中睡眠间隔的计算方法，步骤如下：

a：睡眠间隔算法模块根据睡眠指示指令判断是否进行睡眠间隔计算；如果睡眠指示指令为“0”，则不启动睡眠间隔算法模块，跳转到步骤f；如果睡眠指示指令为“1”，则启动睡眠间隔算法模块；

b：时间指针数据线将前次睡眠间隔T_i-1传送给乘法器，乘法器对上一个睡眠间隔T_i-1进行乘2a运算得到2aT_i-1，将运算结果2aT_i-1输出给选择器和比较器；

c：将最大睡眠间隔t_max输出给选择器和比较器；

d：比较器对2aT_i-1和T_max进行比较，如果2aT_i-1＜T_max，比较器输出为“0”；如果2aT_i-1≥T_max，比较器输出为“1”；比较器将输出结果发送给选择器；

e：选择器对比较器发送的结果进行判断；如果比较器发送的结果为“0”，则选择器输出2aT_i-1作为本次睡眠间隔；如果比较器发送的结果为“1”，则选择器输出T_max作为本次睡眠间隔；

f：退出睡眠间隔计算。

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