CN102917407B - 面向端到端能耗管理的无线资源标签封装方法 - Google Patents

Abstract

一种面向端到端能耗管理的无线资源标签封装方法包括：从第一无线网络端系统提取无线资源参数；根据无线资源参数的类型对无线资源参数进行封装，形成无线资源标签；将无线资源标签设置在数据链路层与网络层之间的垫层中；第一无线网络端系统将无线资源标签发送到连接至骨干网的第一无线接入点，无线资源标签包括无线资源参数类型字段和无线资源参数字段，无线资源参数类型字段指示无线资源参数的类型，相应类型的无线资源参数封装在无线资源参数字段中，无线资源参数包括信源编码信息、电源信息、服务质量信息、信道编码信息和调制信息，无线资源标签包括信源编码信息标签、电源信息标签、服务质量信息标签、信道编码信息标签和调制信息标签。

Description

面向端到端能耗管理的无线资源标签封装方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及多协议标签交换(Multiple Protocol LabelSwitch，MPLS)、流量工程(Traffic Engineering，TE)以及通用多协议标签交换(General Multiple Protocol Label Switch，GMPLS)技术，更具体地讲，涉及一种面向端到端能耗管理的无线资源标签(Wireless Resources Label，WRL)的封装方法。

背景技术

随着无线通信业务总量和用户峰值速率的快速增长，业务类型及业务需求的动态范围不断扩大，越来越多的能量在宽带无线网络通信中为了保障动态服务质量(Quality of Service，QoS)而被消耗，这种过度和不合理的能量利用随着网络各种业务的急剧增加而越发严重，虽然通信业不是高能耗、高污染的行业，但是通信业的能耗也不能忽视。

另一方面，随着移动通信技术的不断发展，带有操作系统的智能手机越来越普及。然而，智能手机和传统手机一样，依然依靠电池供电，随着智能手机的功能越来越丰富，其功耗问题也越来越突出。

发明内容

为了解决网络能源的过度消耗问题，本发明通过无线资源标签协议实时传送无线网络端系统(End System)、无线接入点(Access Point，AP)的部分信息，使端系统可以采取自主和协作策略，并引入按需适度服务机制，从而降低通信能耗。

根据本发明的一方面，一种面向端到端能耗管理的无线资源标签封装方法，所述无线资源标签封装方法包括：从第一无线网络端系统提取无线资源参数；根据无线资源参数的类型对无线资源参数进行封装，形成无线资源标签；将无线资源标签设置在数据链路层与网络层之间的垫层中；第一无线网络端系统将封装的无线资源标签发送到连接至骨干网的第一无线接入点，其中，无线资源标签包括无线资源参数类型字段和无线资源参数字段，无线资源参数类型字段指示无线资源参数的类型，相应类型的无线资源参数封装在无线资源参数字段中，其中，无线资源参数包括信源编码信息、电源信息、服务质量信息、信道编码信息和调制信息，并且无线资源标签包括信源编码信息标签、电源信息标签、服务质量信息标签、信道编码信息标签和调制信息标签。

无线资源标签还可包括栈底标识字段，栈底标识字段指示在数据链路层与网络层之间的垫层中是否存在多个无线资源标签。

可从第一无线网络端系统的应用层提取信源编码信息。

可从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层提取信道编码信息、调制信息和电源信息。

可从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层和媒体接入控制子层提取服务质量信息，服务质量信息包括信噪比、时延、抖动、带宽和吞吐量。

第一无线网络端系统可根据提取的电源信息和服务质量信息来调节第一无线网络端系统的信源编码方式、信道编码方式和调制方式。

所述无线资源标签封装方法还可包括：第一无线接入点将从第一无线网络端系统接收的信源编码信息标签和电源信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

所述无线资源标签封装方法还可包括：第一无线接入点根据从第一无线网络端系统接收的信道编码信息标签和调制信息标签，调整自身的信道编码方式和调制方式。

可从第一无线接入点的物理介质依赖子层提取服务质量信息，将第一无线接入点的服务质量信息封装成服务质量信息标签，第一无线接入点在接收到第一无线网络端系统的服务质量信息标签之后进行协调操作，与第一无线网络端系统交换服务质量信息标签，并且将交换的服务质量信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

第二无线网络端系统可根据第一无线网络端系统的服务质量信息标签获得第一无线网络端系统的带宽和吞吐量，估计第一无线网络端系统的接收能力，根据所述接收能力动态调整第二无线网络端系统的发送流量和信源编码方式。

如果第一无线网络端系统的电量不足且为电池供电，则第一无线网络端系统可切换信号编码方式，上行链路采用Turbo码，下行链路采用低密度奇偶校验码。

如果第一无线接入点得知第一无线网络端系统的信噪比大于预定阈值，则可降低第一无线网络端系统的发射功率，或者如果第一无线网络端系统得知第一无线接入节点的信噪比大于预定阈值，则可降低第一无线网络端系统的发射功率。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1是根据本发明的面向能耗的无线资源标签封装方法的流程图；

图2示出了根据本发明的无线资源标签封装格式；

图3示出了根据本发明的信源编码信息标签封装格式；

图4示出了根据本发明的电源信息标签封装格式；

图5示出了根据本发明的服务质量信息标签封装格式；

图6示出了根据本发明的信道编码信息标签封装格式；

图7示出了根据本发明的调制信息标签封装格式；

图8示出了ASK调制信息；

图9示出了MSK调制信息；

图10示出了PSK调制信息；

图11示出了QAM调制信息；

图12示出了OFDM调制信息；

图13示出了根据本发明的端到端能耗管理的示意性框图。

具体实施方式

本发明提供一种能够实现在无线网络端系统、无线接入点之间共享信息资源的方法。无线网络端系统可包括手机终端和计算机终端等。本发明采用无线资源标签的机制来对无线网络端系统、无线接入点的部分信息进行封装，无线资源标签含有足够的信息，使无线网络端到端系统之间能够取自主和协作策略，动态分配系统资源，使端系统和无线接入点在保证QoS的情况下，达到能耗最低。无线资源标签就是无线网络端到端系统之间进行协商的“语言”。一个无线资源标签用来表示无线网络端系统、无线接入点、无线网络信道的信息的一项或几项。无线资源标签可仅采用4个字节就能较为完整的表示这些信息。

本发明提供一种无线网络端系统、无线接入点、无线网络信道的无线资源标签(WRL)封装方法，将提取到的信息进行标准化，然后加上类型字段加以区分，设置在数据链路层与网络层之间的垫层中。WRL支持标签的无限嵌套，一个垫层中可能存在多个WRL。

下面结合附图来描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的面向能耗的无线资源标签封装方法的流程图，图2示出了根据本发明的无线资源标签封装格式，图13示出了根据本发明的端到端能耗管理的示意性框图。

参照图1，在步骤101，从第一无线网络端系统(例如，可以是发送系统或接收系统)提取无线资源参数。

在步骤102，根据无线资源参数的类型对无线资源参数进行封装，形成无线资源标签。

无线资源参数可包括信源编码信息、电源信息、服务质量信息、信道编码信息和调制信息中的至少一种。相应地，无线资源标签可包括信源编码信息标签、电源信息标签、服务质量信息标签、信道编码信息标签和调制信息标签中的至少一种。

可从第一无线网络端系统的应用层提取信源编码信息；可从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层提取信道编码信息、调制信息和电源信息；可从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层和媒体接入控制子层提取服务质量信息，服务质量信息可包括信噪比、时延、抖动、带宽和吞吐量等。可对服务质量信息进行初始化，初始化的信噪比为发射功率，抖动值为0db，吞吐量值为100%。

可将信源编码信息、信道编码信息、调制信息、电源信息和服务质量信息分别封装为信源编码信息标签、信道编码信息标签、调制信息标签、电源信息标签和服务质量信息标签。

下面描述无线资源标签的封装形式。

参照图2，无线资源标签包括无线资源参数类型字段bit[0:3]和无线资源参数字段bit[5:31]。这里，bit[0:3]表示无线资源标签的第0比特至第3比特，bit[5:31]表示无线资源标签的第5比特至第31比特，依此类推。无线资源参数类型字段bit[0:3]指示无线资源参数的类型，相应类型的无线资源参数封装在无线资源参数字段bit[5:31]中。对于不同类型的无线资源参数，bit[0:3]的取值不同。下面的表1示出了bit[0:3]的不同取值以及相应的无线资源参数类型。

表1

此外，无线资源标签还可包括栈底标识字段bit[4]，栈底标识字段bit[4]指示在数据链路层与网络层之间的垫层中是否存在多个无线资源标签。bit[4]为1表示本条目是最后一条无线资源标签，bit[4]为0表示本条目不是最后一条无线资源标签，该无线资源标签后面还设置了其它无线资源标签。

下面详细描述无线资源参数的具体封装形式。

<信源编码标签的封装>

信源编码的方式对QoS、能耗有较大的影响，信源编码可以减少信源输出符号序列中的冗余度、提高符号的平均信息量，从而减少带宽的需求。在提供相同带宽的情况下，可以降低频带谱效率来提高能效率，达到降低能耗的目的。

根据服务质量、无线网络端系统的资源动态来调节语音、图像、视频、音频编码方式，并使用4字节标签进行信源编码映射。

图3示出了根据本发明的信源编码信息标签封装格式。参照图3，bit[5:15]被保留为以后的信源编码所用。bit[16:19]为语音编码方式，具体如下：

bit[16:19]=0001，表示64KbpsPCM(G.711)；

bit[16:19]＝0010，表示14.4KbpsQCELP13；

bit[16:19]=0011，表示32KbpsADPCM(g.721)；

bit[16:19]=0100，表示8KbpsITU-CELP；

bit[16:19]=0101，表示13Kbps RPE-CELP(GSM)；

bit[16:19]=0110，表示9.6KbpsQCELP；

bit[16:19]=0111，表示4.8Kbps CELP；

bit[16:19]=1000，表示2.4Kbps LPC；

bit[16:19]=1001，表示8Kbps DM；

bit[16:19]=1010，表示8Kbps CS-ACELP(G.729A)；

bit[16:19]=1011，表示6.3Kbps ACELP；

bit[16:19]=1100，表示5Kbps AMR；

bit[16:19]=1101，表示2.4Kbps MELP。

bit[20:23]为图像编码方式，具体如下：

bit[20:23]＝0000，表示BMP；

bit[20:23]＝0001，表示TIF；

bit[20:23]＝0010，表示GIF；

bit[20:23]＝0011，表示JPEG；

bit[20:23]＝0100，表示JPEG2000。

bit[24:27]为视频编码方式，具体如下：

bit[24:27]＝0001，表示MPEG-1；

bit[24:27]＝0010，表示MPEG-2；

bit[24:27]＝0011，表示MPEG-4；

bit[24:27]＝0100，表示WMV；

bit[24:27]＝0101，表示AVI；

bit[24:27]＝0110，表示RM；

bit[24:27]＝0111，表示H.264。

bit[28:31]为音频编码方式，具体如下：

bit[28:31]=0001，表示OGG；

bit[28:31]=0010，表示WMV；

bit[28:31]=0011，表示MP3；

bit[28:31]＝0100，表示MP4。

<电源信息标签的封装>

可从无线网络端系统提取电池电量的信息，并将其封装成标签，以在无线网络端系统之间能够共享电池电量信息，从而动态调节信源编码、信道编码、发射功率等。

图4示出了根据本发明的电源信息标签封装格式。如图4所示，bit[5]表示终端类型，为1表示笔记本式计算机，为0表示移动电话。bit[6]表示电源来源，为1表示外接交流电，为0表示电池。bit[7:24]来表示电池总电量，其值从0到262144。当终端类型为笔记本式计算机，电池总电量的单位是瓦小时；当终端类型为移动电话时，电池总电量的单位是毫安时。bit[25:31]表示电池剩余百分比，其值从0到100，数值超过100为无效数值。

<服务质量标签的封装>

服务质量标签表示无线信道的时延、接收信噪比、吞吐量、抖动等信息。服务质量属于快变化量，因此该标签只具有本地意义，接收者可根据服务质量来改变标签的内容，该标签的意义在于，在无线通信过程中，收发双方能够实时掌握服务质量。

图5示出了根据本发明的服务质量信息标签封装格式。如图5所示，bit[5:11]表示信噪比，其单位是db，其中bit[5]为符号位，当bit[5]为1时示信噪比为正值，此时信号功率大于噪声功率，否则为0。在标签初始化的时候，噪声功率为0，所以此时bit[5:11]表示信号发射功率，其单位是dBm。bit[12:15]表示时延的总和，包括空中传播时间、媒体接入控制(MAC)处理时延、接收/发送RF时延、发送上升时间、发送下降时间、接收发送转换时间、发送接收转换时间、接收/发送物理层会聚过程（Physical Layer ConvergenceProcedure，PLCP）子层时延，其单位是ms，不足1ms标记为0。时延的值从0到63。bit[16:19]表示抖动，其单位是db。bit[20:25]表示无线信道的最大传输带宽，其值从0Mb/s到300Mb/s，每次增加5Mb/s。bit[26:31]表示吞吐率，6bit可以表示2⁶-1(=63)个数值，以2%为量纲，取值从0~50，就可以表示吞吐率，数值超过50为无效数值。

<信道编码标签的封装>

由于传输信道存在一定的噪声和衰落，因此信号在传输过程中难免会出现失真，影响信号的传输质量。信道编码技术是利用信号之间的相关性消除或降低误码率的一种有效手段，可以在一定程度上对信号进行检错、纠错。但是目前先进的信道编码技术（比如LDPC、Turbo码）的编译码技术较为复杂，而且随着迭代次数的增加，对能耗的需求较高。在无线局域网(WLAN)系统中，大多时刻服务质量较好，从而不需要过于优良的信道编码方式，甚至对于电源提供能量的无线接入点而言，采用上下行链路不对称信道编码能够节省终端能耗（参见随后描述的关于上行链路和下行链路非对称信道编码策略）。然而，实时改变信道编码的技术需要资源标签交换技术才能实现，本发明将各种信道编码技术及其关键参数封装成标签。

图6示出了根据本发明的信道编码标签封装格式。如图6所示，bit[5:8]为信道编码方式，具体如下：

bit[5:8]=0000，编码方式为汉明码；

bit[5:8]=0001，编码方式为重复码；

bit[5:8]=0010，编码方式为汉明码；

bit[5:8]=0011，编码方式为最大长度码；

bit[5:8]＝0100，编码方式为Reed-Muller码；

bit[5:8]＝0101，编码方式为哈达玛码；

bit[5:8]＝0110，编码方式为高莱码；

bit[5:8]＝0111，编码方式为循环码；

bit[5:8]＝1000，编码方式为BCH码；

bit[5:8]＝1001，编码方式为里德-所罗门码；

bit[5:8]＝1010，编码方式为卷积码；

bit[5:8]＝1011，编码方式为Turbo码；

bit[5:8]＝1100，编码方式为LDPC码。

bit[9:12]为译码方式，具体如下：

bit[9:12]=0000，编码方式为硬判决译码；

bit[9:12]=0001，编码方式为最大后验概率译码；

bit[9:12]=0010，编码方式为维特比译码；

bit[9:12]=0011，编码方式为硬判决译码。

bit[13:17]为迭代次数，其迭代次数1~31，bit[13:17]=0000表示未使用迭代译码；bit[18:31]为码率，其中bit[18:24]为码率的分母，bit[25:31]为码率的分子。

<调制信息标记的封装>

载波调制是利用调制信号去控制或改变载波的一个或几个参数，使调制后的信号含有原来调制信号的全部信息，这通常是无线通信的一种主导方式，良好的调制方式能够抗衰落、抗噪声，使得误码率在很大程度上降低。但是，随着调制解调技术复杂性的增加，其功耗也会在呈指数程度增大。在服务质量较好的情况下，并不是需要特别优良的调制解调方式，这就需要无线网络端系统和无线接入点实时调整调制解调方式，使其在功耗和QoS之间取得平衡。本发明通过标签交换的方式，能够动态告知调制解调方式。

图7示出了根据本发明的调制信息标签封装格式。如图7所示，bit[5:7]表示调制方式字段。bit[8:23]封装具体的调制信息，针对不同的调制方式，调制信息有所不同。bit[24:25]表示载波频率。例如，在中国，可用于无线局域网的频段是2.400~2.4835GHz、5.725~5.850GHz以及336~344MHz。

bit[24:25]＝00，表示中心频率为2.4GHz频段；

bit[24:25]＝01，表示中心频率为5.8GHz频段；

bit[24:25]＝10，表示中心频率为340GHz频段。

bit[26:31]表示频带宽度，用其数值来表示，取值范围是0~63，单位是MHz。

<幅移键控(ASK)调制信息>

当bit[5:7]=001时，表示采用ASK调制方式。图8示出了ASK调制信息如图8所示，bit[8:23]表示ASK调制信息。此时bit[8:11]为ASK的进制数，其值为2~2×16（=32）；bit[12:23]为保留字段。

<最小频移键控(MSK)调制信息>

当bit[5:7]＝010时，表示采用MSK调制方式。图9示出了MSK调制信息。如图9所示，bit[8:23]表示MSK调制信息。bit[8:11]为MSK的调制解调方式，bit[12:15]表示频率偏移，单位是MHz。bit[16:23]为保留字段。

bit[8:11]＝0000表示使用2MSK；

bit[8:11]＝0001表示使用GMSK；

bit[8:11]＝0010表示使用4MSK；

bit[8:11]＝0011表示使用8MSK。

<相移键控(PSK)调制信息>

当bit[5:7]＝011时，表示采用PSK调制方式。图10示出了PSK调制信息。如图10所示，bit[8:23]表示PSK调制信息。bit[8:11]表示不同的调制解调方式，bit[12:23]为保留字段。

bit[8:11]＝0000表示使用BPSK；

bit[8:11]＝0001表示使用DPSK；

bit[8:11]＝0010表示使用QPSK；

bit[8:11]＝0011表示使用OQPSK；

bit[8:11]＝0100表示使用π/4-OQPSK。

<正交幅度调制(QAM)调制信息>

当bit[5:7]=100时，表示采用QAM调制方式。图11示出了QAM调制信息。如图11所示，bit[8:23]表示QAM调制信息。bit[8:11]表示不同的调制解调方式，取值为0~15，故能表示的进制数为：2²(=4)~2¹⁶（=65536），bit[13:23]为保留字段。

bit[12]表示星座图类型；

bit[12]＝1，表示为方形星座图；

bit[12]＝0，表示为星形星座图。

<正交频分复用(OFDM)调制信息>

当bit[5:7]＝110时，表示采用OFDM调制方式。图12示出了OFDM调制信息。如图12所示，bit[16:23]表示OFDM调制信息。bit[8:15]表示子载波数，能表示的最多子载波数为2⁸(=256)；bit[16]表示子载波调制解调方式；bit[16]=1为QAM方式，bit[16]=0为PSK方式；bit[17:20]表示子载波调制解调方式。当bit[16]＝0时，即采用PSK调制解调，其中的bit[17:20]字段表示具体的PSK调制解调方式；当bit[16]＝1时，采用QAM调制解调方式，bit[17:20]字段表示进制数，bit[17:20]=0000和0001保留不用，bit[17:20]字段取值为2~15，其进制数位：4~32768。bit[21]表示星座图类型，bit[21]＝1为方形星座图，bit[21]=0为星形星座图。

bit[17:20]＝0000表示使用BPSK(二进制相移键控)；

bit[17:20]＝0001表示使用DPSK(差分相移键控)；

bit[17:20]=0010表示使用QPSK(四相相移键控)；

bit[17:20]=0011表示使用OQPSK(偏移四相相移键控)；

bit[17:20]＝0100表示使用π/4-OQPSK。

现在返回参照图1，在步骤103，将无线资源标签设置在数据链路层与网络层之间的垫层中。

在步骤104，第一无线网络端系统将封装的无线资源标签发送到连接至骨干网的第一无线接入点。

第一无线网络端系统可根据提取的电源信息和服务质量信息来调节第一无线网络端系统的信源编码方式、信道编码方式和调制方式。

根据本发明的无线资源标签封装方法还可包括：第一无线接入点将从第一无线网络端系统接收的信源编码信息标签和电源信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

第二无线网络端系统也可以是发送系统或接收系统。第一无线网络端系统可通过第一无线接入点接入到骨干网，第二无线网络端系统可通过第二无线接入点接入到骨干网，第一无线网络端系统可与第二无线网络端系统相互发送和接收数据。应该理解，第一无线网络端系统的角色和第二无线网络端系统的角色可以互换，即，第二无线网络端系统可执行第一无线网络端系统的相应操作和功能，第一无线网络端系统可执行第二无线网络端系统的相应操作和功能，仅仅是数据流向与先前描述的情形相反。类似地，第一无线接入点的角色与第二无线接入点的角色也可以互换。

从第一无线接入点的物理介质依赖子层提取服务质量信息，将第一无线接入点的服务质量信息封装成服务质量信息标签，第一无线接入点在接收到第一无线网络端系统的服务质量信息标签之后进行协调操作，与第一无线网络端系统交换服务质量信息标签，并且将交换的服务质量信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

第一无线接入点根据从第一无线网络端系统接收到的信道编码信息标签和调制信息标签，调整自身的信道编码方式和调制方式。然后，第一无线接入点可丢弃标签，直至下次收到信道编码信息标签和调制信息标签后才重新调整信道编码和调制方式。

信源编码信息标签只对于无线网络端系统有效，因此只从第一无线网络端系统提取信源编码信息，无线接入点和骨干网对信源编码标签进行透明传输。在通信初始化时刻，对各种数据类型（如语音、图像、视频、音频）的编码方式从第一无线网络端系统的应用层中进行提取。在通信过程中，如果信源编码方式没有发生变化，无需重复发送信源编码信息标签。一旦信源编码方式发生改变，则需要重新提取编码方式，封装成信源编码信息标签并设置在数据链路层与网络层之间的垫层中以被发送到第二无线网络端系统。

无线网络端系统、无线接入点能够对电源信息标签进行识别，并且能够做出一些自主或协调操作。在通信过程中，可从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层实时提取电源电量的信息，封装成电源信息标签，头部加上4bit的类型字段加以区分，放在数据链路层与网络层之间的垫层中。电源信息标签由第一无线网络端系统进行初始化，第一无线接入点接收后做出自主或协调操作但不对其修改，骨干网进行透明传输，第二无线网络端系统通过第二无线接入点接收到电源信息标签后做出自主或协调操作并交换电源信息标签。

可从第一无线网络端系统或第一无线接入点的物理介质依赖子层和媒体接入子层提取到诸如信噪比、时延、抖动、带宽和吞吐量等的服务质量信息，然后将其封装成服务质量信息标签，头部加上4bit的类型字段加以区分，放在数据链路层与网络层之间的垫层中。服务质量信息标签由第一无线网络端系统进行初始化，第一无线接入点接收到服务质量信息标签后做出自主或协调操作并交换服务质量信息标签，骨干网透明传输服务质量信息标签，第二无线网络端系统通过第二无线接入点接收到服务质量信息标签后做出自主或协调操作并交换服务质量信息标签。

可从第一无线网络端系统或第一无线接入点的物理介质依赖子层提取到各种调制信息，将调制信息封装成调制信息标签，头部加上4bit的类型字段加以区分。调制信息标签属于慢变化标签、除了在通信的开始用调制信息标签来交换调制方式外，在调制方式没有发生变化时，不发送调制信息标签。

可从第一无线网络端系统或第一无线接入点的物理介质依赖子层提取到信道编码信息，将信道编码信息封装为信道编码信息标签，头部加上4bit的类型字段加以区分。信道编码信息标签属于慢变化标签，除了在通信的开始用信道编码信息标签来交换信道编码信息外，在信道编码信息没有发生变化时，不发送信道编码信息标签。信道编码信息只在无线网络端系统和无线接入点之间才有意义。

下面描述利用无线资源标签交换来降低能耗的策略。

无线资源标签虽然分类不同，但是相互协作。可利用电源信息标签获取第一无线网络端系统的电源状态，利用服务质量信息标签获取无线信道资源和状态，从而可动态调节第一无线网络端系统的信源编码方式、信道编码方式和调制方式，并封装成标签，将这些信息共享至无线接入点或第二无线网络端系统。另外，提取的电源信息和服务质量信息可被发送到第二无线网络端系统，第二无线网络端系统可根据提取的电源信息和服务质量信息调整其自身的信道编码方式。

<基于服务质量的端到端流量控制>

第一无线网络端系统和第一无线接入点的服务质量信息标签通过第二无线接入点被实时发送至第二无线网络端系统，第二无线网络端系统可根据第一无线网络端系统的服务质量信息标签得知第一无线网络端系统的带宽和吞吐率，估计第一无线网络端系统的接收能力，根据其接收能力动态调整第二无线网络端系统的发送流量和信源编码方式，从而减少了拥塞和延迟，从而在一定程度上保证了QoS，节省了端系统能耗。

<上下行链路非对称信道编码>

利用第一无线网络端系统的电源信息标签可得知第一无线网络端系统的电量，如果第一无线网络端系统的电量不足且为电池供电，则为了降低终端能耗，第一无线网络端系统切换信号编码方式：上行链路采用编码方式较为简单的Turbo码，但是Turbo码解码方式极为复杂并随着解码迭代次数的增加能耗也随之增加，此时下行链路可以采用编码方式复杂、解码方式简单的低密度奇偶校验(LDPC)码，从而节省了端系统能耗、增加了无线接入点的能耗。动态切换编码方式利用信道编码信息标签进行信息的共享，让端系统和无线接入点之间得知信道编码方式的改变。

<动态调整信源编码方式>

图13示出了根据本发明的端到端能耗管理的示意性框图。如图13所示，利用第一无线网络端系统的电源信息标签得知第一无线网络端系统的电量，如果第一无线网络端系统的电量不足且为电池供电，为了增加电池的使用时间，可适当降低服务质量（比如使用DM这种编解码器极为简单而且压缩率极高的编解码方式）减少终端能耗，且减少发送比特数，进一步可以牺牲带宽来换取信噪比的减少，从而降低发射功率。这些信息需要通过WRL的共享来实现。

<动态调整发射功率>

利用服务质量信息标签告知无线服务质量的各种参数，在服务质量较好的情况下，即，如果第一无线接入点得知第一无线网络端系统的信噪比大于预定阈值，则可降低第一无线网络端系统的发射功率，或者如果第一无线网络端系统得知第一无线接入节点的信噪比大于预定阈值，则可降低第一无线网络端系统的发射功率，由此可以降低无线网络端系统的发射功率，达到降低能耗的目的。类似地，如果第二无线接入点得知第二无线网络端系统的信噪比大于预定阈值，则可降低第二无线网络端系统的发射功率，或者如果第二无线网络端系统得知第二无线接入节点的信噪比大于预定阈值，则可降低第二无线网络端系统的发射功率。

<动态调整调制方式>

调制方式对能耗的影响非常大，在第一无线网络端系统电量不足的情况下，动态调整调制方式，并通过调制信息标签告知第一无线接入节点，从而在适当牺牲QoS的情况下获取延长的通信时间。

采用本发明的无线资源标签封装和交换方法，可实现无线网络端到端系统资源信息共享，将无线网络端系统以及信道的信息以标签的形式进行提取与交换，使得通信两端能够快速准确地得知无线网络端到端系统的系统资源信息，从而根据无线网络端到端的状态信息调整无线资源参数，达到降低能耗的目的。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (11)

1.一种面向端到端能耗管理的无线资源标签封装方法，包括：

从第一无线网络端系统提取无线资源参数；

根据无线资源参数的类型对无线资源参数进行封装，形成无线资源标签；

将无线资源标签设置在数据链路层与网络层之间的垫层中；

第一无线网络端系统将封装的无线资源标签发送到连接至骨干网的第一无线接入点，

其中，无线资源标签包括无线资源参数类型字段和无线资源参数字段，无线资源参数类型字段指示无线资源参数的类型，相应类型的无线资源参数封装在无线资源参数字段中，

其中，无线资源参数包括信源编码信息、电源信息、服务质量信息、信道编码信息和调制信息，并且无线资源标签包括信源编码信息标签、电源信息标签、服务质量信息标签、信道编码信息标签和调制信息标签，

其中，无线资源标签还包括栈底标识字段，栈底标识字段指示在数据链路层与网络层之间的垫层中是否存在多个无线资源标签。

2.根据权利要求1所述的无线资源标签封装方法，其中，从第一无线网络端系统的应用层提取信源编码信息。

3.根据权利要求1所述的无线资源标签封装方法，其中，从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层提取信道编码信息、调制信息和电源信息。

4.根据权利要求1所述的无线资源标签封装方法，其中，从第一无线网络端系统的物理介质依赖子层和媒体接入控制子层提取服务质量信息，服务质量信息包括信噪比、时延、抖动、带宽和吞吐量。

5.根据权利要求1所述的无线资源标签封装方法，其中，第一无线网络端系统根据提取的电源信息和服务质量信息来调节第一无线网络端系统的信源编码方式、信道编码方式和调制方式。

6.根据权利要求5所述的无线资源标签封装方法，还包括：第一无线接入点将从第一无线网络端系统接收的信源编码信息标签和电源信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

7.根据权利要求5所述的无线资源标签封装方法，还包括：第一无线接入点根据从第一无线网络端系统接收的信道编码信息标签和调制信息标签，调整自身的信道编码方式和调制方式。

8.根据权利要求5所述的无线资源标签封装方法，其中，从第一无线接入点的物理介质依赖子层提取服务质量信息，将第一无线接入点的服务质量信息封装成服务质量信息标签，

第一无线接入点在接收到第一无线网络端系统的服务质量信息标签之后进行协调操作，与第一无线网络端系统交换服务质量信息标签，并且将交换的服务质量信息标签经由连接至骨干网的第二无线接入点发送到第二无线网络端系统。

9.根据权利要求8所述的无线资源标签封装方法，其中，第二无线网络端系统根据第一无线网络端系统的服务质量信息标签获得第一无线网络端系统的带宽和吞吐量，估计第一无线网络端系统的接收能力，根据所述接收能力动态调整第二无线网络端系统的发送流量和信源编码方式。

10.根据权利要求5所述的无线资源标签封装方法，其中，如果第一无线网络端系统的电量不足且为电池供电，则第一无线网络端系统切换信号编码方式，上行链路采用Turbo码，下行链路采用低密度奇偶校验码。

11.根据权利要求8所述的无线资源标签封装方法，其中，如果第一无线接入点得知第一无线网络端系统的信噪比大于预定阈值，则降低第一无线网络端系统的发射功率，或者如果第一无线网络端系统得知第一无线接入节点的信噪比大于预定阈值，则降低第一无线网络端系统的发射功率。