CN113747551B - 一种无线通信非连续接收的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种无线通信非连续接收的方法，包括：七个状态设定；所述七个状态分别为：活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态；数据包在携带数据的同时也会携带两个标记，flag1和flag2；所述两个标记的内容与下一个数据包到来的时间间隔有关，本发明在于基站可以获知下一数据包将在多少时隙间隔后发送，因此基站可以根据间隔的长短设计相应的标志。间隔较短，标志flag1设为1，令用户设备进入长唤醒状态以在短时间内接受数据包；间隔较长，标志flag2设为1，令用户设备进入长睡眠状态，降低能耗。与现有技术相比，本发明具有DRX功能的七状态方案的适用范围更广，可以在更大的幅度上降低用户设备的总体能耗。

Description

一种无线通信非连续接收的方法
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术领域，尤其是一种无线通信非连续接收的方法，解决用户设备在接收数据包过程中引起的能量额外消耗问题。
背景技术
非连续接收(Discontinuous Reception，DRX)是物联网设备处于无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连接状态下的一种数据接收机制。它可以根据环境将设备的部分电路动态的从活跃状态切换到短睡眠状态或长睡眠状态，从而大大节省能源。
现有技术中，存在一种四状态DRX用户设备；用户设备具有四种状态，分别为：活动状态、唤醒状态、短睡眠状态、长睡眠状态。在活动状态下，用户设备不断从基站接收数据包，当没有数据到达时，用户设备进入唤醒状态，连续监听物理下行控制信道(PhysicalDownlink Control Channel，PDCCH)，直到不活动计时器到期，此时用户设备关闭收发电路，进入短睡眠状态。用户设备在短睡眠状态下定期唤醒并侦听PDCCH，如果短DRX计时器过期后仍没有收到数据包，则用户设备进入长睡眠状态。长睡眠状态下，用户设备会定期唤醒并侦听PDCCH，如果没有数据包到来，继续保持长睡眠状态。长睡眠状态和短睡眠状态下，一旦监听到了数据包到来，则进入活动状态进行数据的接收和解码。短睡眠状态和长睡眠状态下，用户设备因为关闭了收发电路，所以与活动状态和唤醒状态时相比，能耗有了大幅的降低。
但上述现有技术在用户设备处于活动状态接收完数据包后，仍然会维持唤醒状态一段时间，唤醒状态与活动状态的能耗相同，部分情况下，基站发起业务的不频繁，发送完现有数据后会有较长的时间不会发送下一段数据，这会使用户设备更多时间处于唤醒状态，额外增加了能耗，降低了电池的寿命。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线通信非连续接收的方法，通过在数据包上增添唤醒信号标志，使用户设备不必在每次接收完数据包后接着保持一定的唤醒状态，保证用户设备及时接收网络设备所发送的数据包，增大用户设备在唤醒时间期间内接收到数据包的概率，进一步降低用户设备在非连续接收(Discontinuous Reception，DRX)模式下的功耗。
一种无线通信非连续接收的方法，包括：
步骤一、七个状态设定；所述七个状态分别为：活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态；
步骤二、数据包在携带数据的同时也会携带两个标记，flag1和 flag2；所述两个标记的内容与下一个数据包到来的时间间隔有关，即当时间间隔小于一定数值时，数据包中的标记flag1的值被置为1， flag2的值为0；反之，当时间间隔大于一定数值时，数据包中的标记flag2的值被置为1，flag1的值被置为0；所述一定数值是指长唤醒状态的计时器的期限值ta；
步骤三、在所述活动状态，用户设备不断从基站接收数据，电池的消耗功率最高；
作为一种举例说明，所述活动状态即为用户设备解码状态，也称作激活态；用户设备在活动状态时对数据包进行接收和解码。
进一步的，激活态是用户设备电池耗能最高的时候；所述激活态是指用户设备打开了收发电路(Transceiver Circuitry)，用户设备在此时可以进行数据包的接收与解码，或者监听PDCCH；
进一步的，相反于激活态，休眠期是指用户设备关闭了收发电路，这种情况下用户设备的能耗相对较低；
步骤四、当没有数据包到达，且上一个数据包的flag1标记有效时，用户设备进入所述长唤醒状态；在所述长唤醒状态时，用户设备连续监听物理下行控制信道(PDCCH)；如果有数据包到来则进入活动状态，直到长唤醒状态的计时器到时超过了期限值ta；此时用户设备会关闭收发电路，进入低功耗的所述短睡眠状态；当短睡眠状态的计时器到时超过期限值ts的时候，用户设备进行监听，进入所述短睡眠监听状态；监听PDCCH；
步骤五、在所述短睡眠监听状态时，用户设备检查所述短睡眠状态的期间和短睡眠监听状态的当前时隙是否有数据包到来；
如果短睡眠监听状态的当前时隙收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的解码状态、长唤醒状态和长睡眠状态；
如果短睡眠监听状态的当前时隙没有数据包到来，但短睡眠状态的期间有数据包到达，那么用户设备进入普通唤醒状态；
如果短睡眠状态的计时器到期后仍没有收到数据包，表示短睡眠状态周期已经过期，则用户设备进入长睡眠状态。
步骤六、同理，当长睡眠状态计时器到时超过期限值tl的时候，用户设备会进行监听，即进入长睡眠监听状态；长睡眠监听状态时，用户设备检查长睡眠监听状态当前和长睡眠状态期间是否有数据包到来；
如果长睡眠监听状态下收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的解码状态、长唤醒状态和长睡眠状态；
如果长睡眠监听状态下没有数据包到来，但长睡眠状态期间有数据包到来过，那么用户设备会进入普通唤醒状态；
如果长睡眠监听状态下及长睡眠状态期间均无数据包到来，则用户设备返回长睡眠状态；
步骤七、在普通唤醒状态下，用户设备会连续监听物理下行控制信道，如果有数据包到来则进入活动状态，直到相应的普通唤醒状态的计时器到时超出期限值ti；
作为一种举例说明，当活跃状态下接收到数据包的flag1标记有效时，进入长唤醒状态，当flag2标记有效时，进入长睡眠阶段，此举能够在降低电池能量消耗的同时保证一定的低时延；
为了更好的说明本发明的工作原理，现将各计算过程介绍如下：
根据各种情况下的状态转移概率列出状态转移矩阵，求出稳态概率，同时根据不同的数据包到来情况求出相应的状态持续时间，由此计算能量效率以及相对于单状态电路的提升情况。状态转移矩阵如下图所示：
Figure RE-GDA0003260789330000041
令行向量π表示各状态的稳态概率，可知所有稳态概率之和为1。另外，通过马尔科夫状态转移矩阵的性质可知，状态转移矩阵的每一行元素之和为1。设当前时隙的来包概率为p，各转移概率如下所示，
p0，0＝p
p0，1＝(1-p)*p+(1-p)2*p
p0，5＝1-p-(1-p)*p+(1-p)2*p
p1，0＝1
p2，0＝p
p2，3＝1-p
p3，4＝1
p4，0＝p2
p4，1＝p*[(1-p)*p+(1-p)2*p]
Figure RE-GDA0003260789330000051
Figure RE-GDA0003260789330000052
p5，6＝1
p6，0＝p2
p6，1＝p*[(1-p)*p+(1-p)2*p]
Figure RE-GDA0003260789330000053
Figure RE-GDA0003260789330000054
根据如上式子，可以得出，
π0＝p0，0*π0+p1，0*π1+p2，0*π2+p4，0*π4+p6，0*π6
π1＝p0，1*π0+p4，1*π4+p6，1*π6
π2＝p0，2*π0+p1，2*π1+p4，2*π4+p6，2*π6
π3＝p2，3*π2
π4＝π3
π5＝p0，5*π0+p4，5*π4+p6，5*π6
π6＝π5
经过推导，理论情况下，七状态(活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态)DRX用户设备的稳态概率分别为：
A＝-p0，0*p6，1*p2，3*p4，2*p6，0+p0，0*p6，1*p6，0+p6，1*p2，3*p4，2*p6，0-p6，1*p6，0-p0，1*p6，0 *p2，0*p6，2-p0，1*p6，0*p2，3*p4，0*p6，2+p0，1*p6，0*p2，3*p4，0*p6，2-p0，1*p6，0*p6，0+p0，0*p6，2* p2，3*p4，1*p6，0-p6，2*p2，3*p4，1*p6，0+p0，2*p6，0*p2，0*p6，1+p0，2*p6，0*p2，3*p4，0*p6，1-p0，2*p6，0 *p6，0*p2，3*p4，1
B＝p6，1*p1，0*p2，3*p4，2*p6，0-p1，0*p6，0*p6，1-p2，0*p6，2*p6，0-p6，0*p2，3*p4，0*p6，2+p6，0*p6，0*p2，3*p4，2-p6，0*p6，0-p6，2*p1，0*p2，3*p4，1*p6，0-p1，2*p6，0*p2，0*p6，1-p1，2*p6，0*p2，3*p4，0 *p6，1+p1，2*p6，0*p2，3*p4，1*p6，0
C＝-p2，0*p6，5+p2，0-p2，3*p4，0*p6，5+p2，3*p4，0+p2，3*p4，5*p6，0
π0＝1/(1+A/B+(((A*(p1，0*p6，5-p1，0)+(1+2*p2，3))+(B*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5 +1-p0，5*p6，0)*(1+2*p2，3)))/(B*C))+((2*A*p2，3*p4，5*(p1，0*p6，5-p1，0)+2*B* p2，3*p4，5*(p0，0*p6，5-p6，5-p0，0+1-p0，5*p6，0)+2*B*p0，5*C)/((1-p6，5)*B*C)))
π1＝(A/B)*π0
π2＝((B*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5+1-p0，5*p6，0)+A*(p1，0*p6，5-p1，0))/(B*C))*π0
π3＝p2，3*π2
π4＝π3
π5＝((A*p2，3*p4，5*(p1，0*p6，5-p1，0)+B*p2，3*p4，5*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5+1-p0，5*p6，0 )+B*p0，5*C)/((1-p6，5)*B*C))*π0
π6＝π5
其中：
π0代表解码状态的稳态概率；
π1代表长唤醒状态的稳态概率；
π2代表普通唤醒状态的稳态概率；
π3代表短睡眠状态的稳态概率；
π4代表短睡眠监听状态的稳态概率；
π5代表长睡眠状态的稳态概率；
π6代表长睡眠监听状态的稳态概率。
作为一种举例说明，所述π0，如果用户设备在当前时刻处于活动状态，下一步只能进入长唤醒状态、长睡眠状态，或继续维持活动状态，因此p0，0、p0，1、p0，5的概率会大于等于0，其余状态的概率必为0，因此直接填入的0，同时，p0，0的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是活动状态，p0，1的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是长唤醒状态，p0，5的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是长睡眠状态。以此类推，剩下的六个状态也类似如此。
进一步的，本发明中，有两种配置被设定供用户设备选择：
第一种是：ta＝1ms，ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms；配置1
第二种是：ta＝3ms，ti＝3ms，ts＝5ms，tl＝10ms；配置2
其中，期限值ta是长唤醒持续时间，期限值ti是普通唤醒持续时间，期限值ts是短睡眠持续时间，期限值tl是长睡眠持续时间。
使用Matlab软件进行用户设备模型的建立，在这两种配置下分别进行仿真，其中的稳态概率、能量效率和提升量如下所示。
A.稳态概率(参照附图4和图5所示)
为了验证理论与仿真的对齐情况，用户设备固定使用一种配置， ta＝1ms，ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms；仿真后如图2和图3所示，实线为理论情况，点是仿真情况，可以看出，仿真情况与理论情况的贴合比较理想，可以验证理论的正确性。
同时，从图中可以看出，随着λ值的增大，π0的稳态概率逐渐增大，π1、π2、π6、π7的稳态概率先增大后减小，π4和π5的稳态概率逐渐减小。
作为一种举例说明，本发明设定信源发送数据包服从泊松分布，参数是λ，单位是每个时隙的来包数量，如果λ＝1.5，则说明在单位时隙下，数据包到达的期望数值是1.5个。同时，数据包的长度固定，为L，单位是比特。
当前时隙的来包概率p＝＝1-e-λ。
B.能量效率(参照附图6所示)
能量效率定义为用户设备在单位时间内消耗能量所传递的数据量，单位为每焦耳比特。
用户设备时间内的总耗能和、能量效率的计算公式和一些配置的数值分别如下：
E＝(π0*T0+π1*T1+π2*T2+π3*T3+π5*T5)*(Pc+Ptx)+(π4*T4+π6*T6)*Ptx
η＝(μ*(π0*T0+π1*T1+π2*T2+π3*T3+π4*T4+π5*T5+π6*T6))/E
Figure RE-GDA0003260789330000081
L＝500(bit)
Pc＝0.1W
Ptx＝46dBm
Pc是电路功耗，Ptx是传输功耗，在休眠期下，用户设备只有电路功耗，在激活态下，用户设备同时具有电路功耗和传输功耗。
从图4中可以看出，随着λ值的增大，能量效率不断提高，当λ值在0到1之间时，配置1的能量效率大于配置2的能量效率。
配置1下ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms，配置2下ti＝3ms，ts＝5ms，tl＝10ms。
C.提升量(参照图7所示)
提升量指在该入值情况下，七状态用户设备的能量效率相对于单模电路的能量效率的提升情况。
作为一种举例说明，单模电路是指用户设备只有一个状态，始终保持唤醒以接收解码随时可能到来的数据包，是消耗功率最大的一种电路。
从图7中可以看出，随着λ值的增大，提升量会先增大后减小，而配置1的提升量始终比配置2的提升量大。
作为一种举例说明，所述短睡眠状态，持续时间是3ms，所述长睡眠状态，持续时间是5ms；
作为一种举例说明，所述马尔科夫状态转移链自身有一个含义，是用户设备处于当前状态时，下一个时隙必会根据箭头标识转移至下一个状态；短睡眠状态等七状态本身就含有一个大于一个时隙的持续时间，因此如果单纯用马尔科夫状态转移矩阵进行稳态概率的计算，这会造成结果的偏差，应对结果进行归一化。
稳态概率的计算过程：
π＝(π0，π1，π2，π3，π4，π5，π6)
π0+π1+π2+π3+π4+π5+π6＝1
π*P＝π
π作为一个七维向量，代表七状态的各个稳态概率，用户设备的各个时隙下的稳态概率应是相同的。
有益效果：
本发明在于基站可以获知下一数据包将在多少时隙间隔后发送，因此基站可以根据间隔的长短设计相应的标志。间隔较短，标志flag1 设为1，令用户设备进入长唤醒状态以在短时间内接受数据包；间隔较长，标志flag2设为1，令用户设备进入长睡眠状态，降低能耗。与现有技术相比，本发明具有DRX功能的七状态方案的适用范围更广，可以在更大的幅度上降低用户设备的总体能耗。
附图说明
图1为本发明一种无线通信非连续接收的方法之现有技术举例示意图
图2为本发明一种无线通信非连续接收的方法之DRX七状态方案示意图
图3为本发明一种无线通信非连续接收的方法之七状态转移示意图
图4为本发明一种无线通信非连续接收的方法之基于Matlab仿真下，本发明的不同数据包到达数λ下的状态π0，π1和π2的稳态概率图
图5为本发明一种无线通信非连续接收的方法之基于Matlab仿真下，本发明的不同数据包到达数λ下的状态π3，π4，π5和π6 的稳态概率图
图6为本发明一种无线通信非连续接收的方法之基于Matlab仿真下，本发明的不同数据包到达数λ下的能量效率图
图7为本发明一种无线通信非连续接收的方法之基于Matlab仿真下，本发明的不同数据包到达数λ下的能量效率相对于单模电路的提醒情况；
具体实施方式
下面，参考附图1至图7所示，一种无线通信非连续接收的方法，包括：
步骤一、七个状态设定；所述七个状态分别为：活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态；
作为一种举例说明，所述活动状态采用S0101表示，S0101为用户设备不断进行数据的接收与解码，电池消耗量最高；
作为一种举例说明，所述长唤醒状态采用S1102表示，S1102虽然不进行数据的接收，但是监听PDCCH，耗电量与活动状态仍然相同；长唤醒状态不活动，长唤醒状态的计时器开始计时；
作为一种举例说明，所述普通唤醒状态采用S2103表示；S2103 虽然不进行数据的接收，但是监听PDCCH，耗电量与活动状态仍然相同；普通唤醒状态不活动，普通唤醒状态的计时器开始计时；
作为一种举例说明，所述短睡眠状态采用S3104表示；
作为一种举例说明，所述短睡眠监听状态采用S4105表示，S4105 进行监听PDCCH，耗电量与活动状态仍然相同；
作为一种举例说明，所述长睡眠状态采用S5106表示；
作为一种举例说明，所述长睡眠监听状态采用S6107表示；S6107 监听PDCCH，耗电量与活动状态仍然相同；
步骤二、数据包在携带数据的同时也会携带两个标记，flag1和 flag2；所述两个标记的内容与下一个数据包到来的时间间隔有关，即当时间间隔小于一定数值时，数据包中的标记flag1的值被置为1， flag2的值为0；反之，当时间间隔大于一定数值时，数据包中的标记flag2的值被置为1，flag1的值被置为0；所述一定数值是指长唤醒状态的计时器的期限值ta；
步骤三、在所述活动状态，用户设备不断从基站接收数据，电池的消耗功率最高；
作为一种举例说明，所述活动状态即为用户设备解码状态，也称作激活态；用户设备在活动状态时对数据包进行接收和解码。
进一步的，激活态是用户设备电池耗能最高的时候；所述激活态是指用户设备打开了收发电路(Transceiver Circuitry)，用户设备在此时可以进行数据包的接收与解码，或者监听PDCCH；
进一步的，相反于激活态，休眠期是指用户设备关闭了收发电路，这种情况下用户设备的能耗相对较低；
步骤四、当没有数据包到达，且上一个数据包的flag1标记有效时，用户设备进入所述长唤醒状态；在所述长唤醒状态时，用户设备连续监听物理下行控制信道(PDCCH)；如果有数据包到来则进入活动状态，直到长唤醒状态的计时器到时超过了期限值ta；此时用户设备会关闭收发电路，进入低功耗的所述短睡眠状态；当短睡眠状态的计时器到时超过期限值ts的时候，用户设备进行监听，进入所述短睡眠监听状态；监听PDCCH；
步骤五、在所述短睡眠监听状态时，用户设备检查所述短睡眠状态的期间和短睡眠监听状态的当前时隙是否有数据包到来；
如果短睡眠监听状态的当前时隙收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的解码状态、长唤醒状态和长睡眠状态；
如果短睡眠监听状态的当前时隙没有数据包到来，但短睡眠状态的期间有数据包到达，那么用户设备进入普通唤醒状态；
如果短睡眠状态的计时器到期后仍没有收到数据包，表示短睡眠状态周期已经过期，则用户设备进入长睡眠状态。
步骤六、同理，当长睡眠状态计时器到时超过期限值tl的时候，用户设备会进行监听，即进入长睡眠监听状态；长睡眠监听状态时，用户设备检查长睡眠监听状态当前和长睡眠状态期间是否有数据包到来；
如果长睡眠监听状态下收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的解码状态、长唤醒状态和长睡眠状态；
如果长睡眠监听状态下没有数据包到来，但长睡眠状态期间有数据包到来过，那么用户设备会进入普通唤醒状态；
如果长睡眠监听状态下及长睡眠状态期间均无数据包到来，则用户设备返回长睡眠状态；
步骤七、在普通唤醒状态下，用户设备会连续监听物理下行控制信道，如果有数据包到来则进入活动状态，直到相应的普通唤醒状态的计时器到时超出期限值ti；
作为一种举例说明，当活跃状态下接收到数据包的flag1标记有效时，进入长唤醒状态，当flag2标记有效时，进入长睡眠阶段，此举能够在降低电池能量消耗的同时保证一定的低时延；
为了更好的说明本发明的工作原理，现将各计算过程介绍如下：
根据各种情况下的状态转移概率列出状态转移矩阵，求出稳态概率，同时根据不同的数据包到来情况求出相应的状态持续时间，由此计算能量效率以及相对于单状态电路的提升情况。状态转移矩阵如下图所示：
Figure RE-GDA0003260789330000131
令行向量π表示各状态的稳态概率，可知所有稳态概率之和为1。另外，通过马尔科夫状态转移矩阵的性质可知，状态转移矩阵的每一行元素之和为1。设当前时隙的来包概率为p，各转移概率如下所示，
p0，0＝p
p0，1＝(1-p)*p+(1-p)2*p
p0，5＝1-p-(1-p)*p+(1-p)2*p
p1，0＝1
p2，0＝p
p2，3＝1-p
p3，4＝1
p4，0＝p2
p4，1＝p*[(1-p)*p+(1-p)2*p]
Figure RE-GDA0003260789330000132
Figure RE-GDA0003260789330000133
p5，6＝1
p6，0＝p2
p6，1＝p*[(1-p)*p+(1-p)2*p]
Figure RE-GDA0003260789330000141
Figure RE-GDA0003260789330000142
根据如上式子，可以得出，
π0＝p0，0*π0+p1，0*π1+p2，0*π2+p4，0*π4+p6，0*π6
π1＝p0，1*π0+p4，1*π4+p6，1*π6
π2＝p0，2*π0+p1，2*π1+p4，2*π4+p6，2*π6
π3＝p2，3*π2
π4＝π3
π5＝p0，5*π0+p4，5*π4+p6，5*π6
π6＝π5
经过推导，理论情况下，七状态(活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态)DRX用户设备的稳态概率分别为：
A＝-p0，0**p6，1*p2，3*p4，2*p6，0+p0，0*p6，1*p6，0+p6，1*p2，3*p4，2*p6，0-p6，1*p6，0-p0，1*p6，0*p2，0*p6，2-p0，1*p6，0*p2，3*p4，0*p6，2+p0，1*p6，0*p2，3*p4，0*p6，2-p0，1*p6，0*p6，0+p0，0*p6，2* p2，3*p4，1*p6，0-p6，2*p2，3*p4，1*p6，0+p0，2*p6，0*p2，0*p6，1+p0，2*p6，0*p2，3*p4，0*p6，1-p0，2*p6，0 *p6，0*p2，3*p4，1
B＝p6，1*p1，0*p2，3*p4，2*p6，0-p1，0*p6，0*p6，1-p2，0*p6，2*p6，0-p6，0*p2，3*p4，0*p6，2+p6，0*p6，0*p2，3*p4，2-p6，0*p6，0-p6，2*p1，0*p2，3*p4，1*p6，0-p1，2*p6，0*p2，0*p6，1-p1，2*p6，0*p2，3*p4，0 *p6，1+p1，2*p6，0*p2，3*p4，1*p6，0
C＝-p2，0*p6，5+p2.0-p2，3*p4，0*p6，5+p2，3*p4，0+p2，3*p4，5*p6，0
π0＝1/(1+A/B+(((A*(p1，0*p6，5-p1，0)+(1+2*p2，3))+(B*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5 +1-p0，5*p6，0)*(1+2*p2，3)))/(B*C))+((2*A*p2，3*p4，5*(p1，0*p6，5-p1，0)+2*B* p2，3*p4，5*(p0，0*p6，5-p6，5-p0，0+1-p0，5*p6，0)+2*B*p0，5*C)/((1-p6，5)*B*C)))
π1＝(A/B)*π0
π2＝((B*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5+1-p0，5*p6，0)+A*(p1，0*p6，5-p1，0))/(B*C))*π0
π3＝p2，3*π2
π4＝π3
π5＝((A*p2，3*p4，5*(p1，0*p6，5-p1，0)+B*p2，3*p4，5*(p0，0*p6，5-p0，0-p6，5+1-p0，5*p6，0 )+B*p0，5*C)/((1-p6，5)*B*C))*π0
π6＝π5
其中：
π0代表解码状态的稳态概率；
π1代表长唤醒状态的稳态概率；
π2代表普通唤醒状态的稳态概率；
π3代表短睡眠状态的稳态概率；
π4代表短睡眠监听状态的稳态概率；
π5代表长睡眠状态的稳态概率；
π6代表长睡眠监听状态的稳态概率。
作为一种举例说明，所述π0，如果用户设备当前时刻处于活动状态，下一步只能进入长唤醒状态、长睡眠状态，或继续维持活动状态，因此p0，0、p0，1、p0，5的概率会大于等于0，其余状态的概率必为0，因此直接填入的0，同时，p0，0的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是活动状态，p0，1的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是长唤醒状态，p0，5的意思是，用户设备的当前状态是活动状态，下一状态是长睡眠状态。以此类推，剩下的六个状态也类似如此。
进一步的，本发明中，有两种配置被设定供用户设备选择：
第一种是：ta＝1ms，ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms；配置1
第二种是：ta＝3ms，ti＝3ms，ts＝5ms，tl＝10ms；配置2
其中，期限值ta是长唤醒持续时间，期限值ti是普通唤醒持续时间，期限值ts是短睡眠持续时间，期限值tl是长睡眠持续时间。
使用Matlab软件进行用户设备模型的建立，在这两种配置下分别进行仿真，其中的稳态概率、能量效率和提升量如下所示。
A.稳态概率(参照附图4和图5所示)
为了验证理论与仿真的对齐情况，用户设备固定使用一种配置， ta＝1ms，ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms；仿真后如图2和图3所示，实线为理论情况，点是仿真情况，可以看出，仿真情况与理论情况的贴合比较理想，可以验证理论的正确性。
同时，从图中可以看出，随着λ值的增大，π0的稳态概率逐渐增大，π1、π2、π6、π7的稳态概率先增大后减小，π4和π5的稳态概率逐渐减小。
作为一种举例说明，本发明设定信源发送数据包服从泊松分布，参数是λ，单位是每个时隙的来包数量，如果λ＝1.5，则说明在单位时隙下，数据包到达的期望数值是1.5个。同时，数据包的长度固定，为L，单位是比特。
当前时隙的来包概率p＝＝1-e-λ。
B.能量效率(参照附图6所示)
能量效率定义为用户设备在单位时间内消耗能量所传递的数据量，单位为每焦耳比特。
用户设备时间内的总耗能和、能量效率的计算公式和一些配置的数值分别如下：
E＝(π0*T0+π1*T1+π2*T2+π3*T3+π5*T5)*(Pc+Ptx)+(π4*T4+π6*T6)*Ptx
η＝(μ*(π0*T0+π1*T1+π2*T2+π3*T3+π4*T4+π5*T5+π6*T6))/E
Figure RE-GDA0003260789330000161
L＝500(bit)
Pc＝0.1W
Ptx＝46dBm
Pc是电路功耗，Ptx是传输功耗，在休眠期下，用户设备只有电路功耗，在激活态下，用户设备同时具有电路功耗和传输功耗。
从图4中可以看出，随着λ值的增大，能量效率不断提高，当λ值在0到1之间时，配置1的能量效率大于配置2的能量效率。
配置1下ti＝1ms，ts＝3ms，tl＝5ms，配置2下ti＝3ms，ts＝5ms，tl＝10ms。
C.提升量(参照图7所示)
提升量指在该λ值情况下，七状态用户设备的能量效率相对于单模电路的能量效率的提升情况。
作为一种举例说明，单模电路是指用户设备只有一个状态，始终保持唤醒以接收解码随时可能到来的数据包，是消耗功率最大的一种电路。
从图7中可以看出，随着λ值的增大，提升量会先增大后减小，而配置1的提升量始终比配置2的提升量大。
作为一种举例说明，所述短睡眠状态，持续时间是3ms，所述长睡眠状态，持续时间是5ms；
作为一种举例说明，所述马尔科夫状态转移链自身有一个含义，是用户设备处于当前状态时，下一个时隙必会根据箭头标识转移至下一个状态；然而短睡眠状态等七状态本身就含有一个大于一个时隙的持续时间，因此如果单纯用马尔科夫状态转移矩阵进行稳态概率的计算，这会造成结果的偏差，应对结果进行归一化。
稳态概率的计算过程：
π＝(π0，π1，π2，π3，π4，π5，π6)
π0+π1+π2+π3+π4+π5+π6＝1
π*P＝π
π作为一个七维向量，代表七状态的各个稳态概率，用户设备的各个时隙下的稳态概率应是相同的。
本发明在于基站可以获知下一数据包将在多少时隙间隔后发送，因此基站可以根据间隔的长短设计相应的标志。间隔较短，标志flag1 设为1，令用户设备进入长唤醒状态以在短时间内接受数据包；间隔较长，标志flag2设为1，令用户设备进入长睡眠状态，降低能耗。与现有技术相比，本发明具有DRX功能的七状态方案的适用范围更广，可以在更大的幅度上降低用户设备的总体能耗。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (3)

1.一种无线通信非连续接收的方法，其特征在于，包括：
步骤一、七个状态设定；所述七个状态分别为：活动状态、长唤醒状态、普通唤醒状态、短睡眠状态、短睡眠监听状态、长睡眠状态以及长睡眠监听状态；
步骤二、数据包在携带数据的同时也会携带两个标记，flag1和flag2；所述两个标记的内容与下一个数据包到来的时间间隔有关，即当时间间隔小于一定数值时，数据包中的标记flag1的值被置为1，flag2的值为0；反之，当时间间隔大于一定数值时，数据包中的标记flag2的值被置为1，flag1的值被置为0；所述一定数值是指长唤醒状态的计时器的期限值ta；
步骤三、在所述活动状态，用户设备不断从基站接收数据，电池的消耗功率最高；
步骤四、当没有数据包到达，且上一个数据包的flag1标记有效时，用户设备进入所述长唤醒状态；在所述长唤醒状态时，用户设备连续监听物理下行控制信道(PDCCH)；如果有数据包到来则进入活动状态，直到长唤醒状态的计时器到时超过了期限值ta；此时用户设备会关闭收发电路，进入低功耗的所述短睡眠状态；当短睡眠状态的计时器到时超过期限值ts的时候，用户设备进行监听，进入所述短睡眠监听状态；监听PDCCH；
当flag2标记有效时，进入长睡眠状态，此举能够在降低电池能量消耗的同时保证一定的低时延；
步骤五、在所述短睡眠监听状态时，用户设备检查所述短睡眠状态的期间和短睡眠监听状态的当前时隙是否有数据包到来；
如果短睡眠监听状态的当前时隙收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的长唤醒状态或长睡眠状态；
如果短睡眠监听状态的当前时隙没有数据包到来，但短睡眠状态的期间有数据包到达，那么用户设备进入普通唤醒状态；
如果短睡眠状态的计时器到期后仍没有收到数据包，表示短睡眠状态周期已经过期，则用户设备进入长睡眠状态；
步骤六、同理，当长睡眠状态计时器到时超过期限值tl的时候，用户设备会进行监听，即进入长睡眠监听状态；长睡眠监听状态时，用户设备检查长睡眠监听状态当前和长睡眠状态期间是否有数据包到来；
如果长睡眠监听状态下收到数据包，则用户设备会根据数据包携带的flag1和flag2标记的值进入相应的长唤醒状态或长睡眠状态；
如果长睡眠监听状态下没有数据包到来，但长睡眠状态期间有数据包到来过，那么用户设备会进入普通唤醒状态；
如果长睡眠监听状态下及长睡眠状态期间均无数据包到来，则用户设备返回长睡眠状态；
步骤七、在普通唤醒状态下，用户设备会连续监听物理下行控制信道，如果有数据包到来则进入活动状态，直到相应的普通唤醒状态的计时器到时超出期限值ti。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信非连续接收的方法，其特征在于，所述活动状态即为用户设备解码状态，也称作激活态；用户设备在活动状态时对数据包进行接收和解码；激活态是用户设备电池耗能最高的时候；所述激活态是指用户设备打开了收发电路，用户设备在此时可以进行数据包的接收与解码，或者监听PDCCH。
3.根据权利要求2所述的一种无线通信非连续接收的方法，其特征在于，相反于所述激活态，休眠期是指用户设备关闭了收发电路，这种情况下用户设备的能耗相对较低，所述休眠期即所述短睡眠状态或长睡眠状态。
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