CN102104941A - 基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整方法，主要解决现有方法中移动站点在监听窗口和睡眠窗口之间频繁切换的问题。本发明的调整是在监听窗口第一帧期间、收发数据期间和睡眠窗口期间这三种状态下进行，其中在监听窗口第一帧期间，基站通过将缓冲区中数据包传输所用的时间与上一次睡眠周期长度进行比较，以将小的突发业务整形成大的突发业务；在数据收发期间，移动站点进行信道预测，使得基站根据信道的实时状况来调整移动站点的睡眠周期；在睡眠窗口期间，移动站点关闭收发器，减少能耗。本发明能够根据实时信道状况和突发业务大小来调整移动站点睡眠周期，在保证业务QOS的情况下，使得移动站点能量消耗最小。

Description

基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及移动通信网络中移动站点的节能环保，用于减少移动站点的能量消耗，适用于移动通信网络。

背景技术

随着宽带移动网络的蓬勃发展，全球移动网络发展已经进入3G并迈向LTE的时代。未来宽带移动网络不仅能提供更高的传输速率，而且能够为用户提供更多种类的业务，包含传统的话音业务、数据业务和实时视频业务类型。同时未来宽带移动通信网络还能够支持高速移动用户。正是由于移动网络的高速发展，全球移动用户数目也在突飞猛进的增长，总之全球移动通信市场处于快速增长阶段。通信网络的覆盖越来越广、移动站点越来越多，在满足人们通信需求的同时，也带来了的巨大的能源消耗和二氧化碳排放量。根据贝尔实验室数据指示，移动通信业二氧化碳排放量占全球2％。2008年中国移动在整个中国范围带来的二氧化碳减排总量估计为4850多万吨，其自身二氧化碳排放量约为794万吨的6倍左右。2009年中国移动ICT应用业务量在2008年的基础上又增加了20％。

因此，实现节能环保是未来网络发展的另外一个趋势，节能环保其中一种重要措施就是利用移动站点的休眠节省移动站点的能量消耗。

按照移动无线接入标准802.16m，移动站点分为休眠模式和正常模式，休眠模式是由一系列的睡眠周期组成，而一个睡眠周期又是由监听窗口和睡眠窗口组成，其中监听窗口在前，睡眠窗口在后。移动站点的睡眠周期长度是由基站来控制。首先设置一个初始睡眠周期、初始监听窗口和最大睡眠周期。其中监听窗口是可以调整的。基站通过在每一个睡眠周期的监听窗口第一帧期间内发送业务指示信息给移动站点来控制移动站点的睡眠周期的长度。具体如何控制睡眠周期的长度又分成了两种方式，分别对应实时业务和非实时业务。在实时业务下，当有业务传送的时候，基站就发送正向业务指示信息给移动站点，每一次调整移动站点睡眠周期都是固定的初始睡眠周期。在非实时业务下，当没有业务传送的时候，基站就会发送负向业务指示信息给移动站点，同时调整睡眠周期的大小，如果连续一直没有业务要发送，每一次调整的睡眠周期的大小是按照二进制指数增长的方式直到最大睡眠周期窗口，并且保持不变。但是一旦有业务要传送，基站就发送正向业务指示信息给移动站点，并将睡眠周期的长度调整成为初始睡眠周期。同时数据在监听窗口内传送，如果在监听窗口没有将数据传送完，那么就会扩展监听窗口来继续传送数据，直到扩展到最大值，最大值就是初始化睡眠周期；在监听窗口期间，如果数据就已经传完，就可以将剩下的监听窗口扩展成睡眠窗口。

以上这种方式有很多的缺点。首先，当基站是小突发业务时，每次在睡眠周期的监听窗口的第一帧期间，基站都会发送正向业务指示信息给移动站点，移动站点就会被唤醒来传输小的突发业务，这些数据传输完以后，移动站点睡眠周期内的监听窗口就会被扩展成睡眠窗口。如果有连续很多次都是小的突发业务，因为小的突发业务的传输时间很短，移动站点就会频繁的在监听窗口和睡眠窗口之间转换。移动站点在监听窗口和睡眠窗口之间的转换也是很消耗能量的，这样就不利于节省能量。其次，当基站有业务要传输时，就会发送正向业务指示信息给移动站点，移动站点就会被唤醒。这时，就会在移动站点和移动站点之间传输数据，但是由于移动站点移动速度的变化或者移动站点移动到了阴影区域，可能使得信道变坏，在信道坏的条件下，如果继续传输数据，数据可能会出错，就需要重新传输，最坏的一种情况是重传的数据帧要等到下一个睡眠周期的监听窗口来传输，不仅增加了数据传输的延时而且增加了移动站点的能量消耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有移动无线接入标准802.16m中移动站点睡眠周期调整方法的缺点，提供了一种基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整方法，以减少移动站点频繁在监听窗口和睡眠窗口之间的转换和数据传输的延时，进而减少移动站点的能量消耗。

为了实现上述目的，本发明移动站点睡眠周期调整方法，包括：

(1)基站发送数据期间调整移动站点睡眠周期步骤：

1a)观察是否有来自于移动站点的睡眠请求信息，若有转到步骤1b)，否则转到步骤1c)；

1b)从睡眠请求信息中得第i次睡眠周期长度，i自加1，转到监听窗口第一帧期间调整移动站点睡眠周期；

1c)查看缓冲区中数据包个数M_i是否为零，若是转到步骤1d)，否则跳转到步骤1e)；

1d)发送负向业务指示信息到移动站点，转到监听窗口第一帧期间调整移动站点睡眠周期；

1e)基站发送一个数据包到移动站点，返回步骤1a)；

(2)基站在监听窗口的第一帧期间调整移动站点睡眠周期步骤：

2a)计算传输当前缓冲区中累加的数据包所用时间：T_i＝N_i·T_s，其中N_i是基站当前缓冲区中累加的数据包个数，T_s是一个数据帧传输的时间，每一个数据包在一个数据帧中传输；

2b)比较T_i与W_i-1之间的关系，其中W_i-1是第i-1次移动站点睡眠周期的长度，若T_i≤W_i-1，认为是小的突发业务，转到步骤2c)，否则认为整形成了大的突发业务，转到步骤2d)；

2c)发送一个负向业务指示信息到移动站点，转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期，该负向业务指示信息携带的有第i次移动站点的睡眠周期的长度W_i，该睡眠周期长度W_i为max{2^i-1·W_i-1，W_max}，其中W_max是最大睡眠窗口长度；

2d)发送一个正向业务指示信息到移动站点，转到发送数据期间调整移动站点睡眠周期；

(3)基站在睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期步骤：

3a)设置k＝1，从负向业务指示信息中得到睡眠周期的长度W_i，其中k是基站第k次计算睡眠窗口长度次数；

3b)计算第k次睡眠窗口持续时间：S_k＝(k+1)·T_s，其中S_k是基站第k次计算的睡眠窗口持续时间；

3c)比较S_k与W_i的关系，若S_k≥W_i转到步骤3d)，否则转到步骤3e)；

3d)i自加1，转到监听窗口的第一帧期间调整移动站点睡眠周期；

3e)k自加1，返回步骤3b)；

(4)移动站点在监听窗口第一帧期间调整睡眠周期步骤：

4a)观察是否接收到来自于基站的正向业务指示信息，若是转到步骤4b)，否则转到步骤4c)；

4b)转到接收数据期间调整移动站点睡眠周期；

4c)转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期；

(5)移动站点在睡眠窗口期间调整睡眠周期步骤：

Sa)设置n＝1，从基站接收到的负向业务指示信息中得到睡眠周期的长度W_i，其中n是移动站点计算睡眠窗口长度的次数；

5b)计算第n次睡眠窗口持续时间：S′_n＝(n+1)·T_s，其中T_s是一个数据帧传输的时间；

5c)比较第n次睡眠窗口持续时间S_n′与W_i的关系，若S′_n≥W_i转到步骤5d)，否则转到步骤5e)；

5d)i自加1，转到监听窗口的第一帧期间调整睡眠周期；

5e)n自加1，转到步骤5b)；

(6)移动站点在接收数据期间调整睡眠窗口步骤：

6a)设置移动站点连续接收数据帧的个数N，移动站点预测信道的次数：j＝1，45＜N＜100；

6b)判断是否接收到来自于基站的负向业务指示信息，若是则转到步骤6c)，否则跳转到步骤6d)；

6c)转到睡眠窗口期间调整睡眠周期；

6d)利用维纳预测方法预测未来时间段ΔL＝M·T_S以后的信道冲击响应下限值σ_l和信道冲击响应上限值σ_h，其中M是需要预测的数据帧个数，T_s是一个数据帧传输时间；

6e)设定信道冲击响应阈值σ_th，当σ_h小于σ_th的时候，此时信道是坏信道，转到步骤6f)，当σ_l大于等于σ_th的时候，此时信道是好信道，跳转到步骤6g)，其中σ_th是满足系统最大误码率的值；

6f)发送睡眠请求信息到基站，转到监听窗口第一帧期间调整睡眠周期；

6g)不发送睡眠请求信息到基站，返回步骤6b)。

本发明与现有的技术相比，具有如下优点：

(1)本发明由于在基站上，通过将缓冲区中数据包传输所用的时间与上一次睡眠周期进行比较，可以将小的突发业务整形成大的突发业务，避免了基站频繁传输小的突发业务到移动站点，从而减少了移动站点在监听窗口和睡眠窗口之间切换的次数，因此能更有效的减少移动站点的能量消耗。

(2)本发明由于在移动站点上，通过利用维纳预测方法预测出未来信道的冲击响应，根据预测出的未来信道冲击响应判断信道状态的好坏，使得移动站点可以主动决定是否发送睡眠请求信息到基站，从而使得基站可以根据信道的实时情况来调整移动站点的睡眠周期，这样就避免了在信道坏的情况下，由于数据帧传输出错所带来的额外传输时延和能量消耗，因此，不仅有效的减少数据传输的延时，而且有效的减少了移动站点的能量消耗。

附图说明

图1是移动站点睡眠周期调整流程图；

图2是基站在发送数据期间的工作流程图；

图3是基站在监听窗口第一帧期间的工作流程图；

图4是基站在睡眠窗口期间的工作流程图；

图5是移动站点在监听窗口第一帧期间的工作流程图；

图6是移动站点在睡眠窗口期间的工作流程图；

图7是移动站点在接收数据期间的工作流程图；

图8是移动站点睡眠周期调整实例图。

具体实施方式

下面结合附图以及实例对本发明内容作详细叙述：

参照图1，本发明的移动站点睡眠周期调整的步骤如下：

步骤1：移动站点进入休眠模式，自动调整睡眠周期为初始睡眠周期W₀，移动站点就会自动调整睡眠周期为初始睡眠周期W₀。当移动站点休眠时间到达初始睡眠周期W₀以后，移动站点和基站就会转到监听窗口第一帧期间工作。

步骤2：在监听窗口第一帧期间，基站和移动站点各自调整移动站点睡眠周期。

参照图3，基站按照如下步骤在监听窗口的第一帧期间调整移动站点睡眠周期：

(2a)计算传输当前缓冲区中累加的数据帧所用时间：T_i＝N_i·T_s，其中N_i是基站当前缓冲区中累加的数据帧个数，T_s是一个数据帧传输的时间，基站缓冲区中累加的数据帧是指基站缓冲区中当前时刻到达的数据帧加上前一个睡眠周期到达的而没有传输的数据帧。

(2b)比较所述T_i与W_i-1之间的关系，其中W_i-1是第i-1次移动站点睡眠周期的长度，将T_i与W_i-1进行比较是为了尽量减少数据帧的传输时延，从而保证数据帧的服务质量，基站通过比较T_i与W_i-1决定发送业务信息的类型，若T_i≤W_i-1，，转到步骤(2c)，否则跳转到步骤(2d)；

(2c)基站发送一个负向业务指示信息到移动站点，转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期，该负向业务指示信息携带有第i次移动站点的睡眠周期的长度W_i，睡眠周期长度W_i为max{2^i-1·W_i-1，W_max}，其中W_max是最大睡眠窗口长度；

(2d)基站发送一个正向业务指示信息到移动站点，转到发送数据期间调整移动站点睡眠周期。

参照图5，移动站点按照如下步骤在监听窗口第一帧期间调整移动站点睡眠周期：

(2e)观察是否接收到来自于基站的正向业务指示信息，若是转到步骤(2f)，否则跳转到步骤(2g)；

(2f)移动站点转到接收数据期间调整移动站点睡眠周期；

(2g)移动站点转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期；

步骤3：基站和移动站点各自在监听窗口第一帧期间调整完移动站点睡眠周期以后，移动站点查看是否接收到负向业务指示信息，若是转到步骤4，否则跳转到步骤6。

步骤4：在睡眠窗口期间，基站和移动站点各自调整移动站点睡眠周期：

参照图4，基站按照如下步骤在睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期：

(4a)基站设置k＝1，从负向业务指示信息中得到第i次睡眠周期长度W_i，其中k是基站第k次计算睡眠窗口长度次数；

(4b)基站计算第k次睡眠窗口持续时间：S_k＝(k+1)·T_S，其中T_S是一个数据帧的传输时间；

(4c)基站比较第k次睡眠窗口持续时间S_k与第i次睡眠周期长度W_i的关系，若S_k≥W_i转到步骤(4d)，否则跳转到步骤(4e)；

(4d)i自加1，基站转到监听窗口的第一帧期间调整睡眠周期；

(4e)k自加1，基站返回步骤(4b)；

参照图6，移动站点在睡眠窗口期间调整睡眠周期步骤：

(4f)移动站点设置n＝1，从基站接收到的负向业务指示信息中得到睡眠周期的长度W_i，其中n是移动站点计算睡眠窗口长度的次数；

(4g)移动站点计算第n次睡眠窗口持续时间：S′_n＝(n+1)·T_s，其中T_s是一个数据帧传输的时间；

(4h)移动站点比较第n次睡眠窗口持续时间S_n′与第i次睡眠周期的长度W_i，若S′_n≥W_i转到步骤(3i)，否则跳转到步骤(4j)；

(4i)i自加1，移动站点转到监听窗口的第一帧期间调整睡眠周期；

(4j)n自加1，移动站点返回到步骤(4g)；

步骤5：基站和移动站点各自在睡眠窗口期间调整完移动站点睡眠周期以后，基站睡眠持续时间是否大于睡眠周期长度，若是返回到步骤2，否则返回步骤4。

步骤6：在数据收发期间，基站和移动站点各自调整移动站点睡眠周期：

参照图2，基站按照如下步骤在发送数据期间调整移动站点睡眠周期：

(6a)基站观察是否有来自于移动站点的睡眠请求信息，若有转到步骤(6b)，否则跳转到步骤(6c)；

(6b)基站发送负向业务指示信息到移动站点，i自加1，基站转到监听窗口第一帧期间调整移动站点睡眠周期，其中该负向业务指示信息中携带的第i次睡眠周期的长度W_i为初始睡眠周期长度W₀，i是第i次睡眠周期调整次数，

(6c)基站查看缓冲区中数据包个数M_i是否为零来判断基站上是否还有数据帧要发送到移动站点，若是返回步骤(6b)，否则转到步骤(6d)；

(6d)基站发送一个数据包到移动站点，返回步骤(6a)；

参照图7，移动站点按照如下步骤在接收数据期间调整移动站点睡眠周期：

(6e)设置移动站点连续接收数据帧的个数N和信道的次数j：

45≤N≤100，j＝1，

根据维纳预测原理，N取值越大，预测精度越好，将N的最小值设定为45就是为了保证预测精度，但是，当N取值很大时，可能会出现一种情况：信道在移动站点进行信道预测之前就已经变坏。这种情况下，移动站点不能够主动发送睡眠请求信息到基站，也就不能节省移动站点的能量消耗，因此将N的最大值设定为100；

(6f)移动站点判断是否接收到来自于基站的负向业务指示信息，若是转到步骤(6g)，否则跳转到步骤(6h)；

(6g)移动站点转到睡眠窗口期间调整睡眠周期；

(6h)移动站点利用维纳预测方法预测未来时间段Δl＝M·T_S以后的信道冲击响应下限值σ_l和信道冲击响应上限值σ_h，其中M是需要预测的数据帧个数，T_s是一个数据帧传输时间：

(6h-1)移动站点接收N个数据帧，并且从信道估计信息中得到第m个数据符号的信道冲击响应值h(m)，m＝1，2，......sN，其中s是一个数据帧包含的数据符号个数，N为移动站点接收到的数据帧个数，45≤N≤100，T_s是一个数据帧传输时间；

(6h-2)移动站点根据信道冲击响应值h(m)，m＝1，2，......sN，得到第L个数据帧信道冲击响应的平均值：

(6h-3)定义在时间段ΔL＝M·T_S内信道冲击响应的改变量：

其中是一个随机变量，

是当前第L个数据帧信道冲击响应的平均值，

是需要预测的未来第L+M个数据帧信道冲击响应的平均值，M是需要预测的数据帧个数，T_S是一个数据帧的传输时间；

(6h-4)根据维纳预测模型得到信道冲击响应改变量的概率表达式：

其中μ是待求解的均值参数，δ是待求解的方差参数，μΔL是信道冲击响应改变量的均值，

是信道冲击响应改变量的方差，ξ是标准正态随机变量；

(6h-5)移动站点计算信道冲击响应改变量

的均值矩估计参数

和信道冲击响应改变量

的方差矩估计参数

$\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\μ}}=\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right))}{(N-1)T_S}$

$\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\δ}}=\frac{1}{\sqrt{T_S}}\sqrt{\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right)-\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\μ}}{T}_S)}^2}{(N-1)T_S}}$

其中T_S是一个数据帧的传输时间，N为移动站点接收到数据帧的个数，

是当前第a个数据帧信道冲击响应的平均值，

是当前第a+1个数据帧信道冲击响应的平均值；

(6h-6)根据距估计方法得到方程组：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right))}{(N-1)T_S}=\mathrm{\μ\ΔL}\\ \frac{1}{\sqrt{T_S}}\sqrt{\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right)-\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\μ}}{T}_S)}^2}{(N-1)T_S}}=\mathrm{\δ}\sqrt{\mathrm{\ΔL}}\end{array}\right.=$

求解上面的方程组得到均值参数μ和方差参数δ：

$\mathrm{\μ}=\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right))}{\mathrm{\ΔL}(N-1)T_S},$

$\mathrm{\δ}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\ΔL}{T}_S}}\sqrt{\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right)-\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\μ}}{T}_S)}^2}{(N-1)T_S}};$

其中μΔL是信道冲击响应改变量的均值，

是信道冲击响应改变量的方差，是第a个数据帧信道冲击响应的平均值，

是第a+1个数据帧信道冲击响应的平均值，T_S是一个数据帧的传输时间，N为移动站点接收到的数据帧个数，

是均值矩估计参数；

(6h-7)设置一个置信水平P₀：0.95≤P₀≤1，作如下两种计算：

一是计算置信区间上限表达式：P(Δh≤γ_h)＝P₀，其计算过程是：首先对信道冲击响应改变量Δh进行标准变换得到标准正态分布变量：

然后把γ_h赋值给信道冲击响应改变量Δh得到准正态分布变量Δh′的值：

最后通过准正态分布变量Δh′的正态分布函数Φ(Δh′)，得到

二是计算置信区间下限表达式：P(Δh≥γ_l)＝P₀，其计算过程是：首先对对信道冲击响应改变量Δh进行标准变换得到标准正态分布变量Δh′：然后把γ_l赋值给Δh得到Δh′的值：

最后通过Δh′的正态分布函数Φ(Δh′)，得到

由于正态分布函数Φ(Δh′)的取值是通过查找正态分布函数表得到，所以γ_l和γ_h的值也是通过查找标准正态分布表得到。

其中P(Δh≤γ_h)是事件{Δh|Δh≤γ_h}的概率，P(Δh≥γ_l)是事件{Δh|Δh≥γ_l}的概率，γ_l是置信区间下限，γ_h是置信区间上限；

(6h-8)根据置信区间下限γ_l和置信区间上限γ_h得到未来ΔL时间段以后信道冲击响应的下限值σ_l和未来ΔL时间段以后信道冲击响应的上限值σ_h：

σ_l＝h(L)+γ_l，

σ_h＝h(L)+γ_h；

其中h(L)是第L个数据帧的信道冲击响应，γ_l是置信区间下限，γ_h是置信区间上限。

预测未来时间段Δl＝M·T_S以后的信道冲击响应的方法不限于使用维纳预测，还可通过长距离预测方法来预测。该长距离预测方法参见：Duel-Hellen，Alexandra，Hu，shengquan etal，Long-range prediction of Fading signal[J]，IEEE signal processingmagazine，May 2000，17(3)：62-75；

(6i)移动站点设定信道冲击响应阈值σ_th，当信道冲击响应上限值σ_h小于信道冲击响应阈值σ_th的时候，转到步骤(6j)，当信道冲击响应下限值σ_l大于等于信道冲击响应阈值σ_th的时候，跳转到步骤(6k)，其中σ_th是满足系统最大误码率的值；

(6j)移动站点发送睡眠请求信息到基站，移动站点转到监听窗口第一帧期间调整睡眠周期，该睡眠请求信息中携带了移动站点第i次休眠时间：W_i＝(N_s+1)·T_S，其中N_s是移动站点接收到的数据帧数目，T_s是一个数据帧传输时间；

(6k)移动站点不发送睡眠请求信息到基站，返回步骤(6f)。

步骤7：基站和移动站点在数据收发期间各自调整完移动站点睡眠周期以后，由基站来判定是有来自于移动站点的睡眠请求信息，若是返回步骤2，否则返回步骤6。

参照图8，本发明基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整实例的实现步骤如下：

第一步，移动站点进入到休眠状态下，先休眠W₀时间段，休眠完这段时间以后，基站和移动站点同时进入到监听窗口第一帧期间。

第二步，在进入监听窗口的第一帧期间以后，基站根据缓冲区中所有数据帧的数目N₁和一个数据帧的传输时间T_s计算传输完缓冲区中所有数据所用的时间：T₁＝N₁·T_s，基站比较T₁与初始睡眠周期W₀，如果T₁≤W₀，转到第三步，否则跳转到第四步；

第三步，基站发送负向业务指示信息到移动站点，移动站点观察到该负向业务指示信息以后，根据该负向业务指示信息中携带的第一次睡眠周期W₁的长度max{W₀，W_max}来休眠；

第四步，基站发送正向业务指示信息到移动站点，移动站点观察到这个正向业务指示信息以后，进行信道预测，根据预测的信道情况判断信道好坏，如果是坏信道，转到第五步，否则跳转到第六步；

第五步，移动站点发送睡眠请求信息到基站，基站观察到该睡眠请求信息以后，发送负向业务指示信息到移动站点，移动站点观察到该负向业务指示信息以后，根据该信息中携带的第二次睡眠周期W₂的长度W₀来休眠；

第六步，移动站点不发送睡眠请求信息到基站，基站由于没有观察到该睡眠请求信息，会一直发送数据到移动站点直到将出缓冲区中的数据帧发送完，基站发送负向业务指示信息到移动站点，该业务指示信息中携带了长度为W₀的第三次睡眠周期W₃。

Claims (2)

1.一种基于业务整形和信道预测的移动站点睡眠周期调整方法，包括：

(1)基站发送数据期间调整移动站点睡眠周期步骤：

1a)观察是否有来自于移动站点的睡眠请求信息，若有转到步骤1b)，否则转到步骤1c)；

1b)发送负向业务指示信息到移动站点，并且令i自加1，基站转到监听窗口第一帧期间调整移动站点睡眠周期，其中该负向业务指示信息中携带有第i次睡眠周期的长度W_i，该睡眠周期长度W_i为初始睡眠周期长度W₀，i是第i次睡眠周期调整次数；

1c)查看缓冲区中数据包个数M_i是否为零，若是返回步骤1b)，否则转到步骤1d)；

1d)基站发送一个数据包到移动站点，返回步骤1a)；

(2)基站在监听窗口的第一帧期间调整移动站点睡眠周期步骤：

2a)计算传输当前缓冲区中累加的数据包所用时间：T_i＝N_i·T_s，其中N_i是基站当前缓冲区中累加的数据包个数，T_s是一个数据帧传输的时间，每一个数据包在一个数据帧中传输；

2b)比较T_i与W_i-1之间的关系，其中W_i-1是第i-1次移动站点睡眠周期的长度，若T_i≤W_i-1，认为是小的突发业务，转到步骤2c)，否则认为整形成了大的突发业务，转到步骤2d)；

2c)发送一个负向业务指示信息到移动站点，转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期，该负向业务指示信息携带的有第i次移动站点的睡眠周期的长度W_i，该睡眠周期长度W_i为max{2^i-1·W_i-1，W_max}，其中W_max是最大睡眠窗口长度；

2d)发送一个正向业务指示信息到移动站点，转到发送数据期间调整移动站点睡眠周期；

(3)基站在睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期步骤：

3a)设置k＝1，从负向业务指示信息中得到睡眠周期的长度W_i，其中k是基站第k次计算睡眠窗口长度次数；

3b)计算第k次睡眠窗口持续时间：S_k＝(k+1)·T_S，其中S_k是基站第k次计算的睡眠窗口持续时间；

3c)比较S_k与W_i的关系，若S_k≥W_i转到步骤3d)，否则转到步骤3e)；

3d)i自加1，转到监听窗口的第一帧期间调整移动站点睡眠周期；

3e)k自加1，返回步骤3b)；

(4)移动站点在监听窗口第一帧期间调整睡眠周期步骤：

4a)观察是否接收到来自于基站的正向业务指示信息，若是转到步骤4b)，否则转到步骤4c)；

4b)转到接收数据期间调整移动站点睡眠周期；

4c)转到睡眠窗口期间调整移动站点睡眠周期；

(5)移动站点在睡眠窗口期间调整睡眠周期步骤：

5a)设置n＝1，从基站接收到的负向业务指示信息中得到睡眠周期的长度W_i，其中n是移动站点计算睡眠窗口长度的次数；

5b)计算第n次睡眠窗口持续时间：S′_n＝(n+1)·T_s，其中T_s是一个数据帧传输的时间；

5c)比较第n次睡眠窗口持续时间S_n′与W_i的关系，若S′_n≥W_i转到步骤5d)，否则转到步骤5e)；

5d)i自加1，转到监听窗口的第一帧期间调整睡眠周期；

5e)n自加1，转到步骤5b)；

(6)移动站点在接收数据期间调整睡眠窗口步骤：

6a)设置移动站点连续接收数据帧的个数N和移动站点预测信道的次数：j＝1，45＜N＜100；

6b)判断是否接收到来自于基站的负向业务指示信息，若是则转到步骤6c)，否则跳转到步骤6d)；

6c)转到睡眠窗口期间调整睡眠周期；

6d)利用维纳预测方法预测未来时间段ΔL＝M·T_S以后的信道冲击响应下限值σ_l和信道冲击响应上限值σ_h，其中M是需要预测的数据帧个数，T_s是一个数据帧传输时间；

6e)设定信道冲击响应阈值σ_th，当σ_h小于σ_th的时候，此时信道是坏信道，转到步骤6f)，当σ_l大于等于σ_th的时候，此时信道是好信道，跳转到步骤6g)，其中σ_th是满足系统最大误码率的值；

6f)发送睡眠请求信息到基站，转到监听窗口第一帧期间调整睡眠周期；

6g)不发送睡眠请求信息到基站，返回步骤6b)。

2.根据权利要求书1所述的移动站点睡眠周期调整方法，其中步骤6d)所述的利用维纳预测方法预测未来时间段ΔL＝M·T_S以后的信道冲击响应下限值σ_l和信道冲击响应上限值σ_h，按如下步骤进行：

(2a)移动站点接收N个数据帧，并且从信道估计信息中得到第m个数据符号的信道冲击响应值h(m)，m＝1，2，......sN，其中s是一个数据帧包含的数据符号个数，N为移动站点接收到的数据帧个数，45＜N＜100，T_s是一个数据帧传输时间；

(2b)根据信道冲击响应值h(m)，m＝1，2，......sN，得到第L个数据帧信道冲击响应的平均值：

(2c)定义在时间段ΔL＝M·T_S内信道冲击响应的改变量：

其中

是一个随机变量，

是当前第L个数据帧信道冲击响应的平均值，是需要预测的未来第L+M个数据帧信道冲击响应的平均值，M是需要预测的数据帧个数，T_S是一个数据帧的传输时间；

(2d)根据维纳预测模型得到信道冲击响应改变量的概率表达式：

其中μ是待求解的均值参数，δ是待求解的方差参数，μΔL是信道冲击响应改变量的均值，是信道冲击响应改变量的方差，ξ是标准正态随机变量；

(2e)计算信道冲击响应改变量

的均值矩估计参数：

和信道冲击响应改变量的方差矩估计参数：

其中T_S是一个数据帧的传输时间，N为移动站点接收到的数据帧个数，45＜N＜100，是当前第a个数据帧信道冲击响应的平均值；

(2g)利用距估计方法，根据均值矩估计参数

和方差矩估计参数得到均值参数μ和方差参数δ：

$\mathrm{\μ}=\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right))}{\mathrm{\ΔL}(N-1)T_S},$

$\mathrm{\δ}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\ΔL}{T}_S}}\sqrt{\frac{\underset{a=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(\stackrel{\‾}{h}(a+1)-\stackrel{\‾}{h}\left(a\right)-\stackrel{\mathrm{\Λ}}{\mathrm{\μ}}{T}_S)}^2}{(N-1)T_S}};$

(2h)设置一个置信水平P₀，通过计算P(Δh≤γ_h)＝P₀和P(Δh≥γ_l)＝P₀，得到γ_l和γ_h，其中P(Δh≤γ_h)是事件{Δh|Δh≤γ_h}的概率，P(Δh≥γ_l)是事件{Δh|Δh≥γ_l}的概率，γ_l是置信区间下限，γ_h是置信区间上限，0.95≤P₀≤1；

(2i)根据γ_l和γ_h得到未来ΔL时间段以后信道冲击响应的下限值σ_l和未来ΔL时间段以后信道冲击响应的上限值σ_h：

σ_l＝h(L)+γ_l，

σ_h＝h(L)+γ_h；

其中h(L)是第L个数据帧的信道冲击响应。

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