CN107197508A - 一种基于csm机制drx的设备休眠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，包括：在RRC_CONNCTED ACTIVE状态下，MTCD向基站传输完第一个数据包后，解码并读出此次还需连续传输的数据包个数的信息N；启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，持续进行下行信道监听和数据上传，满足休眠条件后，进入Short DRX状态；在Short DRX状态的On Duration期间进行数据监听，若DRX短周期定时器超时而未监听到数据，MTCD进入Long DRX状态；在Long DRX状态的On Duration期间进行数据监听，若DRX长周期定时器超时而未监听到数据，MTCD进入IDLE DRX状态；IDLE DRX状态下，MTCD被周期性地唤醒来监听网络的下行传输,直至被寻呼时，返回进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态。本发明提供了一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，使得设备进入低功耗的休眠状态更加高效。

Description

一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法
技术领域
本发明涉及5G通信领域的机器类通信设备，具体涉及一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法。
背景技术
在5G时代，机器类通信(MTC,Machine Type Communication)越来越受到重视，甚至被视为5G移动通信网络中最关键的应用；对于目前的LTE移动通信网络，3GPP针对其提出不连续接收(DRX,Discontinuous Reception)机制使得传统用户设备(UE)只在特定时隙收发数据，而在其余时隙关闭无线模块，以此节约用户设备功耗。
3GPP提出的标准DRX机制如图1所示，在RRC_IDLE状态下，用户设备(UE)注册在移动管理实体(MME,Mobility Management Entity)中，但是并没有活跃的会话。在这个状态下，用户设备(UE)可以被下行(DL)数据寻呼，也可以通过请求与基站建立RRC连接发起上行(UL)传输。在RRC_CONNECTED状态下，用户设备(UE)注册在小区中，与基站(BS,BaseStation)保持连接，用户设备(UE)也将随时监听信道，希望与BS进行数据传输，运营商网络中指定了数据承载方式，也分配了专用的无线电资源。
1、ACTIVE DRX
在RRC_CONNECTED状态下，如果在去激活定时器(DRX inactivity timer)定时器有效期内没有新数据包到达，将会进入DRX模式，这个状态下的DRX模式称为ACTIVE DRX。在这个DRX模式下，用户设备(UE)只会在一个叫做On Duration的周期内监听物理下行控制信道(PDCCH)。在这个On Duration的周期内，如果一些数据需要接收，用户设备(UE)会进入RRC_CONNECTED ACTIVE模式，接收数据并重置DRX inactivity timer。
对于任意下行(DL)链路，基站可能会发送DRX命令的MAC控制单元给用户设备(UE)，发起DRX模式会话。在DRX期间，用户设备(UE)监听物理下行控制信道的当前和下一个子帧，其余时间内则使用户设备(UE)处于低功耗的休眠状态。这样的周期将会持续地重复进行。
当用户设备(UE)检测到一个数据包时，用户设备(UE)会重置DRX模式，然后返回RRC_CONNECTED ACTIVE模式。针对每个无线承载，DRX参数都是在承载建立过程中设置。一旦用户设备(UE)进入DRX模式，在使能一个Long DRX之前，会根据一个预先设定的时间使能一个Short DRX。主要目的是减少刚刚配置完DRX模式，突发数据到达时需要的唤醒时间。至于这个预先设定的时间主要取决于不同应用场景下的业务特性。
2、IDLE DRX
当在最后一个数据包传输之后的一段时间RRC release timer(RRC releasetimer>DRX inactivity timer)内没有新的数据包到达，也就是说，RRC release timer超时，基站将会释放RRC连接，进入RRC_IDLE状态。在这个状态下，基站移除有关用户设备(UE)的上下文，也就是用户设备(UE)的相关信息，并通知移动管理实体(MME,MobilityManagement Entity)。由移动管理实体(MME,Mobility Management Entity)保留用户设备(UE)的上下文。此时，用户设备(UE)不需要与上行传输保持时间同步。在这个状态下配置的DRX称为IDLE DRX，用户设备(UE)周期性地监听下行广播信道，满足DRX寻呼周期，从而进一步延迟电池寿命。
如图2所示，在IDLE DRX状态下，一个寻呼时刻(PO，Paging Occasion)是一个子帧(1ms)，此时处于监听信道的状态，用于传输物理下行控制信道(PDCCH)的寻呼无线网络临时标识(P-RNTI，Paging-Radio Network Temporary Identifier)，一个寻呼帧(PF，PagingFrame)是一个无线帧，可能包含一个或多个寻呼时刻(POs)，此状态下的DRX只需要在每个DRX cycle内监听一个寻呼时刻；其余时刻，大多数无线电路都将关闭。因此在IDLE DRX状态下，机器类设备的功耗是最低的。
但是由于LTE网络的设计初衷主要是针对人和人之间通信(H2H,Human toHuman)，现有的协议和机制并不是十分有效，MTC流量特征与传统H2H流量大小以及数据产生的频率也并不相同，因此当前的DRX机制并不能完全满足机器类通信(MTC)的要求，不能完全适应未来5G网络中的MTC业务需求；在这类移动通信网络中，为了满足MTC业务需求，需要进行一些改进；而其中以传感器为代表的机器类设备(MTCD,Machine TypeCommunication Device)功耗是MTC通信的关键问题，因此，我们关注如何通过对DRX机制改进来降低MTCD的功耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，基于CSM机制，启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，进行下行控制信道的监听和数据的上传，并在满足CSM机制下的休眠条件后，进入Short DRX状态，使得设备进入低功耗的休眠状态更加高效。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，包括以下步骤：
S1.在RRC_CONNCTED ACTIVE状态下，MTCD向基站传输完第一个数据包后，解码并读出关于此次还需连续传输的数据包个数的信息N；
S2.基于CSM机制，启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，持续监听下行控制信道，进行数据上传，直到满足CSM机制下的休眠条件后，进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器；
S3.在Short DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；若DRX短周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX短周期定时器超时，MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
S4.在Long DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态，若在DRX长周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX长周期定时器超时，MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
S5.IDLE DRX状态下，MTCD被周期性地唤醒来监听网络的下行传输,直至被寻呼时，进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，返回步骤S1。
其中，所述CSM(Coercive Sleep Mode，强制休眠模式)机制即为：启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，进行下行控制信道的监听和数据的上传，并在满足CSM机制下的休眠条件时，进入Short DRX状态。
所述CSM机制下的休眠条件为：连续传输的数据包个数超过阈值N，或是去激活定时器超时。
优选地，所述步骤S2包括以下子步骤：
S21.MTCD持续监听物理下行控制信道；
S22.MTCD在接收到来自网络的新数据包时，将新数据包上传给基站，并重置去激活定时器，更新还需连续传输的数据包个数N，更新后的N值等于更新前的N值减1；
S23.判断更新后的N是否为0，若是，则进入步骤S25；若否，则进入步骤S24；
S34.判断在接收到下一个新数据包之前，去激活定时器是否超时，如果去激活已经超时，进入步骤S25，如果去激活定时器没有超时，则返回步骤S22；
S35.进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器。
优选地，N值为0后，在进入Short DRX状态的同时，将后续超过包计数器阈值N的数据包放在缓存区；且缓存区的数据会在MTCD进入下一次RRC_CONNCTED ACTIVE状态时进行上传，且上传时具有更高的优先级。
优选地，所述的步骤S3包括以下子步骤：
S31.在Short DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S32.MTCD实时判断DRX短周期定时器是否超时；
若是，则MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
若否，则进入步骤S33；
S33.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S32进行下一次DRX短周期定时器的超时判断。
优选地，所述的步骤S4包括以下子步骤：
S41.在Long DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S42.MTCD实时判断DRX长周期定时器是否超时；
若是，则MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
若否，则进入步骤S43；
S43.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S42进行下一次DRX长周期定时器的超时判断。
优选地，所述MTCD在Long DRX状态下的休眠时间大于MTCD在Short DRX状态下的休眠时间。
本发明的有益效果是：本发明基于CSM机制，启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，进行下行控制信道的监听和数据的上传，并在满足CSM机制下的休眠条件后，进入Short DRX状态，使得设备进入低功耗的休眠状态更加高效。
附图说明
图1为3GPP提出的标准DRX机制示意图；
图2为标准DRX机制中IDLE DRX的原理示意图；
图3为本发明的流程图；
图4为CSM机制的有限状态机示意图；
图5为CSM机制的Semi-Markov模型示意图；
图6为功率节约因子与数据包到达率之间的函数关系示意图；
图7为唤醒延迟与数据包到达率之间的函数关系示意图；
图8为不同的DRX inactivity timer下，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图；
图9为不同的DRX inactivity timer下，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；
图10为不同的Long DRX cycle时，CSM机制中功率节约因子的性能情况；
图11为不同的Long DRX cycle时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况；
图12为不同的On Duration时，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图；
图13为不同的On Duration时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；
图14为不同的Paging Cycle时，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图；
图15为不同的Paging Cycle时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图3所示，一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，包括以下步骤：
S1.在RRC_CONNCTED ACTIVE状态下，MTCD向基站传输完第一个数据包后，解码并读出关于此次还需连续传输的数据包个数的信息N；在本申请的实施例中，一个传输周期中的数据包个数信息N记录在第一个数据包的某个字段中，当传输完第一个数据包后，就可以解码该数据包的响应字段，读出本次还需要连续传输的数据包个数的信息N；
S2.基于CSM机制，启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，持续监听下行控制信道，进行数据上传，直到满足CSM机制下的休眠条件后，进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器；
S3.在Short DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；若DRX短周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX短周期定时器超时，MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
S4.在Long DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态，若在DRX长周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX长周期定时器超时，MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
S5.IDLE DRX状态下，MTCD被周期性地唤醒来监听网络的下行传输,直至被寻呼时，进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，返回步骤S1。
其中，所述CSM(Coercive Sleep Mode，强制休眠模式)机制即为：启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，进行下行控制信道的监听和数据的上传，并在满足CSM机制下的休眠条件时，进入Short DRX状态。
所述CSM机制下的休眠条件为：连续传输的数据包个数超过阈值N，或是去激活定时器超时。
具体地，所述步骤S2包括以下子步骤：
S21.MTCD持续监听物理下行控制信道；
S22.MTCD在接收到来自网络的新数据包时，将新数据包上传给基站，并重置去激活定时器，更新还需连续传输的数据包个数N，更新后的N值等于更新前的N值减1；
S23.判断更新后的N是否为0，若是，则进入步骤S25；若否，则进入步骤S24；
S34.判断在接收到下一个新数据包之前，去激活定时器是否超时，如果去激活已经超时，进入步骤S25，如果去激活定时器没有超时，则返回步骤S22；
S35.进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器。
具体地，N值为0后，在进入Short DRX状态的同时，将后续超过包计数器阈值N的数据包放在缓存区；且缓存区的数据会在MTCD进入下一次RRC_CONNCTED ACTIVE状态时进行上传，且上传时具有更高的优先级。
所述的步骤S3包括以下子步骤：
S31.在Short DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S32.MTCD实时判断DRX短周期定时器是否超时；
若是，则MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
若否，则进入步骤S33；
S33.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S32进行下一次DRX短周期定时器的超时判断。
具体地，所述的步骤S4包括以下子步骤：
S41.在Long DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S42.MTCD实时判断DRX长周期定时器是否超时；
若是，则MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
若否，则进入步骤S43；
S43.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S42进行下一次DRX长周期定时器的超时判断。
所述MTCD在Long DRX状态下的休眠时间大于MTCD在Short DRX状态下的休眠时间。
在本申请中，假设CSM机制DRX的设备休眠方法满足一下几个合理条件：MTCD与网络的交互行为全部为上行传输(UL)，暂时不考虑由网络侧发起的下行活动(DL)；在一个周期内，MTCD对自己收集的数据处理完后，形成的数据包具有优先级差别，根据数据的重要性对数据包编号0～NUMBER，为了表示方便，NUMBER由N指代。其中，编号0的数据包优先级最高；该场景下的机器类通信(MTC)数据包传输行为满足泊松分布，因此两次上行传输(UL)时间间隔满足指数分布；对基站和MTCD同时配置相同的CSM机制。CSM机制的有限状态机如图4所示，从图4可以清楚看出各个状态的转换关系。
在本申请的一个实施例中，为了定性刻画我们提出的CSM机制，以及定量分析CSM机制的性能，根据前面的描述和相关分析，我们特别地提出一个Semi-Markov模型(半马尔科夫分析模型)，用来估计我们提出的CSM机制的唤醒延迟和功率节约因子，模型如图5所示在Semi-Markov状态转移过程中，状态S0表示DRX机制下的ACTIVE状态，N计数之前，MTCD完成第一个数据包传递。状态S1表示N满足递减至0的条件或者在N没有减至0之前，DRXinactivity timer超时后，进入Short DRX阶段，此时状态S1代表的是Short DRX的OnDuration时段。在On Duration时段没有监测到物理下行控制信道(PDCCH)的寻呼信息，此后MTCD进入状态S2，代表的是Short DRX状态下的Opportunity for DRX(其余时间，也即Short DRX除On Duration外的休眠时段)时段。类似地，状态S3和状态S4分别代表的是LongDRX状态下的On Duration和Opportunity for DRX(其余时间，也即Long DRX除OnDuration外的休眠时段)时段。此后MTCD进入IDLE DRX状态，状态S5代表的是IDLE DRX状态下的Paging Occasion(寻呼时刻)时段，此时MTCD唤醒接收信道的寻呼消息。在状态S6代表的是MTCD电源休眠，进入一个DRX Cycle时段。
如下表，说明了在实施例中使用的符号及含义：
接下来分别推导出Semi-Markov的平稳分布，状态持续时间以及功率节约因子以及唤醒延迟：
第一，稳态概率：
假设pi，j表示从状态Si到状态Sj的转移概率，且πi表示状态Si的稳态概率。那么根据Semi-Markov状态转移特性，各个状态Si的稳态概率πi可以表示如下：
假设MTCD上行数据包到达形成一个以λ为参数的泊松过程，因此数据包到达时间间隔服从参数为λ的指数分布，均值为1/λ。同时，本文假设在基站侧，一个Short/Long/IDLEcycle内至多只有一个数据包到达。实际上，大多数MTC通信场景下的应用都是上行主导，每个机器类设备的下行数据包到达时间间隔通常会大于一个Short/Long/IDLE cycle。因此这个假设是实际的且合理的。
当MTCD处于状态S0，存在两种情况：(1)在N递减为0之前，在T0有效期内没有数据包到达；(2)当N减为0时；上述两种情形下MTCD从状态转移S0到状态S1。在这两种情况下，结合泊松过程的无记忆性和平稳性，状态转移概率可以表示为：
同理，得出其他状态转移概率如下：
p2，3＝p4，5＝p6，5＝1
根据随机过程状态转移特性，可以推导出其他的状态转移概率如下：
p0，0＝1-p0，1
对平稳分布，显然还有：
根据(1)-(5)联合求解，得出各个状态Si的平稳分布为：
其中，
第二、状态持续时间
当MTCD处于状态S0时，针对数据包到达，显然存在两种情况：(1)数据包在N递减为0或者在在N递减为0之前，但是去激活定时器T0超时之后到达，此时概率为p0，1；(2)数据包在N递未减为0，且去激活定时器T0超时之前，在去激活定时器的第i个子帧到达，此时概率为pi。所以状态S0的持续时间为：
其中，符号Ti代表的是数据包在第i个子帧到达时一个子帧的状态持续时间。
首先，计算出概率pi，因为数据包在第i个子帧到达，根据数据包到达特性，显然有：
pi＝Pr(i-1＜tp＜i)＝e-λ(i-1)-e-λi，i∈[1，T0] (9)
又因为当数据包在去激活定时器的第i个子帧到达，那么去激活定时器重新启动，一个的新的连续接收开启。因此，存在下面的关系：
Ti＝i+H0 (10)
联立式(8)、(9)、(10)得出：
当MTCD处于状态S1时，针对数据包到达，同样存在两种情况：(1)数据包在OnDuration Timer超时之后到达，此时概率为p1，2；(2)数据包在On Duration Timer超时之前的第j个子帧到达，此时概率为所以状态S1的持续时间为：
其中，符号代表的是当数据包在第j个子帧到达时一个子帧的状态持续时间。首先，计算出概率假设数据包在On Duration Timer内的第j个子帧到达，根据数据包到达特性，显然有：
联立(12)、(13)得出：
因为状态持续时间H2，是指在Short DRX周期内的睡眠时间，因此H2＝TS-TON。同理，
H4＝TL-TON，H6＝Tp-TPO。
当MTCD处于状态53时，针对数据包到达，存在三种情况：(1)数据包在0n DurationTimer超时之后到达，此时概率为p3，4；(2)数据包在On Duration Timer超时之前的第j个子帧到达，此时概率为(3)数据包在上个Short DRX期间的睡眠时间内到达，此时概率为ps。所以状态S3的持续时间为：
其中符号TPO代表的是一个子帧，所以TPO＝1。符号ps代表的是情况(iii)时的概率。因此：
其中符号代表的是情况(2)时的概率，且因此：
因此，联立(15)-(18)得出：
最后，当MTCD处于状态S5时，在此状态下持续时间为TPO。当数据包在状态S5或者此状态之前到达，那么MTCD会用TPO来监测PDCCH，以此来检测是否有数据包需要接收。另外一种情况就是，当数据包在状态S5的TPO之后到达，那么机器类设备会进入DRX cycle(PagingCycle)的睡眠期。通过上述分析，可知：H5＝1。
第三、功率节约因子和唤醒延迟
我们将会推导出系统的功率节约因子α，以及唤醒延迟令T表示系统平均时间，则：
这里定义功率节约因子为MTCD处于功耗低状态的占比，数学表达式为：
α＝Psd+Pld+Ppd (20)
其中，符号Psd，Pld，Ppd分别代表DRX Short Cycle/DRX Long Cycle/Paging Cycle下的睡眠周期在整个系统平均时间的占比。且有：
基于前面假设的数据包到达服从泊松分布，所以在Short DRX/Long DRX状态下，数据包到达时间满足均匀分布。当机器类设备(MTCD)处于休眠状态时，唤醒延迟代表的是两个数据包到达基站侧的时间间隔，以及数据包从基站侧发出的时间。否则，唤醒延迟为零。由于，在每个状态下数据包到达是随机过程，且每个状态的周期固定。可知：
在本申请的另一个实施例中，为了验证我们提出的方法有效，下面我们将会呈现仿真结果，选取的DRX参数都是当前蜂窝网络中实际使用的参数，并且在仿真中我们假设N＝1，仿真结果下：
图6为功率节约因子与数据包到达率之间的函数关系示意图，图7为唤醒延迟与数据包到达率之间的函数关系示意图；
在图6～图7中：T0＝20ms，TON＝80ms，TS＝160ms，TL＝320ms，TP＝640ms，N＝1；从图6可以看出，随着数据包到达率(packets/second)的降低，功率节约因子和唤醒延迟同时在增加。这是因为当数据包速率越小，MTCD将会在低功耗的状态持续更久。当数据包到达率很小，就是λ＜1，功率节约因子几乎可以达到100％，表明了CSM机制对于节约功耗有着显著的优势；与此同时，唤醒延迟对于那些对时延不敏感的MTCD也是可以接受的。
图8为不同的DRX inactivity timer下，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图，图9为不同的DRX inactivity timer下，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；在图8～图9中，TON＝80ms，TS＝160ms，TL＝320ms，TP＝640ms，N＝1，λ＝1/30packet/s；可以看出随着DRX inactivity timer参数的配置变化，CSM机制中功率节约因子和唤醒延迟有着相同的变化趋势，具体表现为当DRX inactivity timer增大，功率节约因子会减小，而唤醒延迟也会减小。原因在于，DRX inactivity timer越大，说明MTCD设备在传输完数据包以后监听信道的时间越长，功耗就越大，即功率节约因子就越小，相应地，系统的唤醒延迟也就变小了。
图10为不同的Long DRX cycle时，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图；图11为不同的Long DRX cycle时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；
在图10～图11中，T0＝20ms，TON＝80ms，TS＝160ms，TP＝640ms，N＝1，λ＝1/30packet/s；显然随着Long DRX cycle的增加，功率节约因子和唤醒延迟也同时增加。事实上，当TL＝60ms时，CSM机制就有一个令人满意的功率节约因子。至于唤醒延迟，当TL较小时，唤醒延迟更加让人满意。基于这样的情况，我们推荐一个较小的TL来满足MTC业务。在这种配置下，MTCD可以在尽量满足时延要求的情况下，节约更多的功耗。考虑到MTCD在ShortDRX Cycle的活动状态和性能情况与Long DRX cycle是相似的，所以这里就不在赘述。
图12为不同的On Duration时，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图；图13为不同的On Duration时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；
在图12～图13中，T0＝20ms，TS＝160ms，TL＝320ms，TP＝640ms，N＝1，λ＝1/30packet/s；显然，TON对功耗节约有一个消极的影响。原因在于，MTCD如果配置了一个较大的TON则会休眠更短，休眠期更短意味着耗能的相应增多。但是，TON＝100ms，功率节约因子α＝0.9909是优秀的结果。因此，我们可以从当前的蜂窝网中选取合理的参数，来满足MTC的业务需求。在尽量保证MTCD对时延的要求下，进一步降低MTCD的功耗。
图14为不同的Paging Cycle时，CSM机制中功率节约因子的性能情况示意图，图15为不同的Paging Cycle时，CSM机制中唤醒延迟的性能情况示意图；
图14～图15中，T0＝20ms，TON＝80ms，TS＝160ms，TL＝320ms，N＝1，λ＝1/30packet/s；当TP从40ms到1280ms进行变化时，功率节约因子从96.93％到99.30％进行变化。这个结果也是可以验证的，因为根据我们在前面对稳态概率的推导，可以知道CSM机制下的MTCD会在PagingCycle状态持续更久，进一步说明了本发明的有效性和高效性。

Claims (8)

1.一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在RRC_CONNCTED ACTIVE状态下，MTCD向基站传输完第一个数据包后，解码并读出此次还需连续传输的数据包个数的信息N；
S2.基于CSM机制，启动一个去激活定时器和一个阈值为N的包计数器，持续监听下行控制信道，进行数据上传，直到满足CSM机制下的休眠条件后，进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器；
S3.在Short DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；若DRX短周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX短周期定时器超时，MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
S4.在Long DRX状态下，MTCD只在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态，若在DRX长周期定时器超时之前，在On Duration期间监听到数据，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；若DRX长周期定时器超时，MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
S5.IDLE DRX状态下，MTCD被周期性地唤醒来监听网络的下行传输,直至被寻呼时，进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述CSM机制下的休眠条件为：连续传输的数据包个数超过阈值N，或是去激活定时器超时。
3.根据权利要求1所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：
S21.MTCD持续监听物理下行控制信道；
S22.MTCD在接收到来自网络的新数据包时，将新数据包上传给基站，并重置去激活定时器，更新还需连续传输的数据包个数N，更新后的N值等于更新前的N值减1；
S23.判断更新后的N是否为0，若是，则进入步骤S25；若否，则进入步骤S24；
S34.判断在接收到下一个新数据包之前，去激活定时器是否超时，如果去激活已经超时，进入步骤S25，如果去激活定时器没有超时，则返回步骤S22；
S35.进入Short DRX状态，同时启动DRX短周期定时器。
4. 根据权利要求3所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述步骤S23中，N值为0后，在进入Short DRX状态的同时，将后续超过包计数器阈值N的数据包放在缓存区。
5. 根据权利要求4所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：缓存区的数据会在MTCD进入下一次RRC_CONNCTED ACTIVE状态时进行上传，且上传时具有更高的优先级。
6.根据权利要求1所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下子步骤：
S31.在Short DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S32.MTCD实时判断DRX短周期定时器是否超时；
若是，则MTCD进入Long DRX状态，同时启动DRX长周期定时器；
若否，则进入步骤S33；
S33.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S32进行下一次DRX短周期定时器的超时判断。
7. 根据权利要求1所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述的步骤S4 包括以下子步骤：
S41.在Long DRX状态下，MTCD在On Duration期间监听物理下行控制信道，其余时间都进入休眠状态；
S42.MTCD实时判断DRX长周期定时器是否超时；
若是，则MTCD释放无线资源，进入IDLE DRX状态；
若否，则进入步骤S43；
S43.MTCD是否在On Duration期间监听到数据；
若是，则进入RRC_CONNCTED ACTIVE状态，并返回步骤S1；
若否，则返回步骤S42进行下一次DRX长周期定时器的超时判断。
8. 根据权利要求6或7所述的一种基于CSM机制DRX的设备休眠方法，其特征在于：所述MTCD在Long DRX状态下的休眠时间大于MTCD在Short DRX状态下的休眠时间。
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