[發(fā)明專利]WLAN網(wǎng)絡(luò)中基于802.11u協(xié)議的終端節(jié)能功耗管理方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310475746.3
• 申請(qǐng)日: 2013-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN103546909A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任品毅;張迪;杜清河;孫黎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04W74/08;H04W84/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種WLAN網(wǎng)絡(luò)中基于802.11u協(xié)議的終端節(jié)能功耗管理方法。?

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，綠色環(huán)保、節(jié)能減排的思想不斷深入人心。在個(gè)人通信不斷發(fā)展普及的今天，在提供更高頻譜利用率、更高速率和更豐富多媒體業(yè)務(wù)的同時(shí)，終端功耗問題顯得尤為嚴(yán)重。為了最大程度支持終端移動(dòng)性，保證優(yōu)良的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，需要在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，盡可能的延長(zhǎng)終端續(xù)航時(shí)間。無論是WLAN（Wireless?Local?Area?Networks）系統(tǒng)還是LTE（Long?Term?Evolution）系統(tǒng)，都對(duì)節(jié)能機(jī)制進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化工作，從一定程度上說明了節(jié)能的重要性。?

802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中定義了一種節(jié)能模式PSM（Power?Saving?Mode），這是一種時(shí)間驅(qū)動(dòng)的Wi-Fi接口動(dòng)態(tài)關(guān)閉機(jī)制。PSM定義了終端可以處于激活，空閑和睡眠三種狀態(tài)。PSM將時(shí)間軸分為連續(xù)的beacon周期，通過相關(guān)的緩存數(shù)據(jù)信息來控制終端的工作狀態(tài)，使終端在沒有緩存數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)入睡眠狀態(tài)節(jié)省能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。在一個(gè)beacon周期內(nèi)，AP發(fā)送的TIM信令告知終端STA的緩存信息，所有目的STA等待信道空閑后，競(jìng)爭(zhēng)信道（DCF）接收數(shù)據(jù)。PSM規(guī)定了終端在有緩存數(shù)據(jù)時(shí)，在一個(gè)beacon周期內(nèi)沒有獲得最后一個(gè)數(shù)據(jù)包前必須保持激活狀態(tài)。因此，隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載的不斷增大（接入終端STA過多），當(dāng)一個(gè)STA占據(jù)信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，其他未接收數(shù)據(jù)的STA則處于空閑狀態(tài)的情況，從而造成能量的浪費(fèi)。并且過多的終端接入也會(huì)造成嚴(yán)重的接入碰撞，從而減小系?統(tǒng)的吞吐量。因此，針對(duì)過多終端接入的情況，設(shè)計(jì)一種合理的終端功耗管理方案和節(jié)能方案是有必要的。?

近年來，很多學(xué)者在終端功耗方面做了很多工作，主要集中體現(xiàn)在傳節(jié)能方案（PSM）方案的改進(jìn)。文獻(xiàn)[Yi?Xie,Xiapu?Luo,Chang,R.K.C,“Centralized?PSM:An?AP-centric?powersaving?Mode?for802.11infrastructure?networks,”Sarnoff?Symposium,2009.SARNOFF09.IEEE,pp.1-5,March302009-April12009.]提出了一種AP集中式的節(jié)能方案（AP-centric?PSM），通過AP根據(jù)傳輸情況為終端選擇最優(yōu)的PSM參數(shù)，例如beacon周期和監(jiān)聽周期LI（Listen?Interval）的大小，以此來獲取所有終端整體能量利用率的最大化。文獻(xiàn)[S.Nath,Z.Anderson,and?S.Seshan.“Choosing?beacon?periods?toimproveresponse?times?for?wireless?HTTP?clients,”In?Proc.MobiWac,2004.]提出了一種根據(jù)當(dāng)前TCP握手協(xié)議的時(shí)間來動(dòng)態(tài)的選取合理的監(jiān)聽周期LI。在文獻(xiàn)[R.Krashinsky?and?H.Balakrishnan.“Minimizing?energy?for?wireless?webaccess?with?bounded?slowdown,”Wireless?Networks,11,2005.]中，詳細(xì)分析了這種將時(shí)間分成beacon周期，終端的不連續(xù)連接對(duì)最小化終端能量消耗的影響。這些的改進(jìn)和分析工作都是選擇合理的PSM參數(shù)來進(jìn)一步提到節(jié)能性能，沒有從根本上解決終端處于空閑狀態(tài)造成的能量浪費(fèi)。在文獻(xiàn)[Li?Ning,Xu?Yan,Xie?Shengli,“A?Modified?Version?of?IEEE802.11Power-Saving?Protocol,”In?Proc.Journal?Of?System?Simulation,Vol.17,No.1,Jan,2005.]中，作者在傳統(tǒng)PSM基礎(chǔ)上做出一定改進(jìn)，在每次傳輸過程中，讓與該次傳輸無關(guān)的終端進(jìn)入睡眠狀態(tài)來節(jié)約能量。但作者沒有考慮過多終端接入時(shí)PSM會(huì)發(fā)生較大的碰撞概率，從而造成錯(cuò)誤傳輸和重傳次數(shù)增加，這也是一種能量浪費(fèi)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種WLAN網(wǎng)絡(luò)中基于802.11u協(xié)議的終端節(jié)能功耗管理方法，能夠在較多終端STA接入WLAN網(wǎng)絡(luò)的情況下，有效的提高終端STA能量利用率。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：?