[发明专利]一种能耗评估及优化方法

说明书

本发明涉及扩展不连续接受机制(eDRX)的一种能耗评估及优化方法。属于窄带物联网领域。本发明包括以下步骤：S1：终端采用扩展不连续接受机制(eDRX)时，建立以终端工作状态为状态变量的马尔科夫模型；S2：终端有数据要传输时尝试随机接入网络；S3：当终端随机接入失败时，终端要执行退避过程，退避值由重新接入的次数与初始退避值决定；S4：当退避值为以上所说的线性增加时，采用上述能量评估模型进行验证。本发明能够有效全面的评估终端能量消耗情况，有效减少终端的能量消耗，提高电池能量利用率，最终提高终端寿命。

技术领域

本发明属于窄带物联网领域，涉及扩展不连续接受机制(eDRX)的一种能耗评估及优化方法。

背景技术

窄带物联网(NB-IOT)以增强室内覆盖、支持大量的低吞吐量设备、低延迟敏感度、超低成本、低功耗设备以及网络体系架构为立项目标。为了达到其所设定的低延迟敏感度、低功耗设备的目标采用了将在LTE中原有的DRX机制节电上进行的扩展。扩展的非连续接受机制(eDRX)相比DRX机制拥有更长的寻呼周期。eDRX机制规定：在每个eDRX周期内，只有在设置的寻呼时间窗口内，终端可接收下行数据，其余时间终端处于休眠状态，不接受下行数据。每个eDRX周期内，有一个寻呼时间窗口PTW，终端在此窗口内一直监听寻呼信道，以便接收下行数据。此模式可以认为终端设备随时可达。

窄带物联网随机接入的过程分为四部分。①前导序列传输，②随机接入响应，③MSG3发送(RRC Connection Request)④冲突解决消息。简而言之，可以描述为发送了接入前导序列以后，UE监听PDCCH信道，是否存在基站回复的RAR消息，如果在规定的时间范围内没有接到任何RAR消息或者RAR消息中的前导序列索引与自己的不符，则认为此次接入失败。如果接入失败但是还没达到最大尝试次数，则再次尝试发送前导序列。但是，UE需要推迟一段时间才能进行下一次的前导接入，系统设计退避时间为一个固定值。

窄带物联网(NB-IOT)采用的扩展不连续接受机制(eDRX)理论上可以节省能耗，但是目前在测试窄带物联网终端的能量消耗情况时，所建立的模型不够全面，不能有效客观的估计终端在数据传输时的能量消耗情况，因此设计一种模型使得我们可以较为全面的估计窄带物联网终端能量消耗是非常有意义的。再者，目前现有的基于非连续接受机制进行能量优化的算法是面向H2H，不适用于M2M，因此设计一种能量优化机制来优化窄带物联网的终端寿命是非常有意义的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了扩展不连续接受机制(eDRX)的一种能耗评估及优化方法，以解决窄带物联网终端在进行数据传输时较为准确的能量消耗评估以及基于能量消耗过多的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

涉及扩展不连续接受机制(eDRX)的一种能耗评估及优化方法，包括以下步骤：

S1：当终端采用扩展不连续接受机制(eDRX)时，建立以终端工作状态为状态变量的马尔科夫模型；

S2：终端有数据要传输时尝试随机接入网络；

S3：当终端随机接入失败时，终端要执行退避过程，退避值由重新接入的次数与初始退避值决定；

S4：当退避值为以上所说的线性增加时，采用上述能量评估模型进行验证。

进一步，在步骤S1中，当终端采用扩展不连续接受机制(eDRX)时，其工作状态分为空闲态、PSM态、连接状态。连接态又分为数据传输态和随机接入状态，在随机接入状态中，(i,0)i∈[0,m]表示终端设备第i次尝试接入网络，i,ki∈0,m,k∈0,W_i-1，表示第i次重新接入的第k次退避。m表示允许的最大重新接入次数，W_i表示设备在遭遇接入碰撞时，可退避的最大时间。CR状态表示终端进行安全连接确认。由上述几种状态组成马尔科夫模型进行能耗分析。