CN111263337B - 一种基于业务时延的物联网终端非连续接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于业务时延的物联网终端非连续接收(DRX)方法,包括:基站接收与目的终端业务特征有关的信息,从所述信息中获取目的终端业务的最长容忍时延D5QI;基站估计数据发送至目的终端的平均等待时延DDRX;判断D5QI与DDRX的大小,并根据所述判断结果,调整DRX周期参数;将调整后的DRX周期参数发送至目的终端,本发明提高了5G物联网终端的功率效率,节省了电量消耗,延长了终端使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于移动物联网技术领域,特别涉及一种基于业务时延的终端非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)方法。
背景技术
随着海量数据的爆发式增长和日益加剧的产业化需求,移动通信正逐步从人与人连接扩展到人与物连接、物与物连接。为了满足“万物互联”的需求,第五代移动通信***(5th Generation Mobile Communication System,5G)应运而生。大规模机器类通信(massive Machine Type of Communication,mMTC)是5G的重要应用场景,主要面向传感器采集的大规模物联网业务。mMTC场景下终端的主要特征包括超高密度(百万/平方公里连接),传输数量极低(几个或十几个字节)且固定,电池驱动(低成本,输出功率受限),超长待机(至少10年)等。
为了降低终端功耗,3GPP标准中引入了DRX候选技术。DRX是终端仅在必要的时间打开接收机进入激活态,以接收下行数据和信令,而在其他时间关闭接收机进入休眠态,停止接收下行数据和信令的一种节省终端电力消耗的工作模式。终端省电可以用有效睡眠时间占DRX周期的比例来衡量,有效睡眠时间越大,节能效果越好,但睡眠时间过大或过小都不满足业务需求。但是在现有的技术框架下,标准DRX参数配置固定,而mMTC业务又应用广泛,涉及业务类型繁多,统一而固定的参数无法满足所有业务场景的需求,为mMTC的海量部署带来限制。因此,业界亟需一种灵活的DRX参数配置,以改善现有技术中的不足。
非专利文献
非专利文献1:余翔,宋瑶.LTE***中DRX机制的分析与优化设计[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2014,026(003):299-304.
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种基于业务时延的物联网终端非连续接收方法,尤其涉及一种DRX长周期动态配置与调度的方法,从而有效降低终端功耗,适应mMTC业务的多样性需求。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于业务时延的物联网终端非连续接收(DRX)方法,其特征在于,包括:基站接收与目的终端业务特征有关的信息,从所述信息中获取目的终端业务的最长容忍时延D5QI;基站估计数据发送至目的终端的平均等待时延DDRX;判断D5QI与DDRX的大小,并根据所述判断结果,调整DRX周期参数;将调整后的DRX周期参数发送至目的终端。
优选地,所述基站接收与目的终端业务特征有关信息包括基站接收发送至目的终端的数据业务。
优选地,所述基站接收与目的终端业务特征有关信息还包括基站接收与目的终端业务特征有关的信令。
优选地,所述目的终端业务的最长容忍时延D5QI是根据业务5QI特征所提取的信息。
优选地,所述基站估计数据发送至目的终端的平均等待时延DDRX包括DDRX=Ds+DL,其中,DS表示DRX短周期时延,DL表示DRX长周期时延。
优选地,所述DRX短周期时延包括其中,pj表示数据在Ns个DRX短周期中的第j个周期到达目的终端的概率,Tds表示DRX短周期时长;所述DRX长周期时延包括其中,pj表示数据在Ns个短周期之后任一DRX长周期中的第j个周期到达的概率,Tdl表示DRX长周期时长,DL0表示初始化DRX长周期。
优选地,所述数据在第j个短周期或长周期到达目的终端的概率为:
其中,λipc是数据包到达时间间隔内的服务强度,TI是drx-InactivetyTimer定时器长度,Tds是短周期时长,Ns是短周期个数,λis为会话间隙强度,DL0为初始化DRX长周期,μpc表示当前会话中分组呼叫数目的均值,Ppc是新分组呼叫在当前会话的概率Ps是新分组呼叫在下一次会话开始时达到的概率 为缩放系数,为初始化配置第n个DRX长周期的时长,为第j-Ns个DRX长周期的时长,i为微调整参数。
优选地,所述判断D5QI与DDRX的大小,并根据所述判断结果,调整DRX周期参数包括,若D5QI>DDRX,则利用缩放系数拉长目的终端的长周期时长Tdl;若D5QI<DDRX,则利用缩放系数缩短目的终端的长周期时长Tdl;若D5QI=DDRX,则不操作;具体为: Tmin<Tdl<Tmax,其中,为缩放系数,为初始化配置第n个DRX长周期的时长,i为微调整参数;其中,所述缩放系数在D5QI>DDRX时,在D5QI<DDRX时,
本公开中的方法利用3GPP TS23.501标准中的5QI业务允许最大时延和DRX长周期动态配置来对DRX长周期睡眠时间进行合理地扩展,圆满地解决了当前标准DRX配置不满足于多样化业务的技术问题。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1是3GPP标准中示出的DRX cycle示意图;
图2是依照3GPP标准示出的short DRX cycle和long DRX cycle示意图;
图3是本发明的***示意图;
图4是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行进一步的说明。
如图1所示为3GPP标准中DRX周期的示意图,其中,DRX cycle是终端进入DRX模式后,会在on duration和opportunity for DRX之间来回重复切换,于是将一个on duration和一个opportunity for DRX组成的时间段成为DRX cycle。在on duration内,终端试图监听来自基站发送的PDCCH,同时drx-onDurationTimer计时器被启动。在drx-onDurationTimer计时器超时之前,UE会持续监听PDCCH,若一直到该计时器超时,都未能监听到发给自己的PDCCH,则终端进入第一个opportunity for DRX;若在该计时器超时前监听到了发给自己的PDCCH,则停止该计时器,启动drx-InactivityTimer计时器,开始接收PDCCH调度的数据;在drx-InactivityTimer超时时,若尚未接收完毕,则重启或延长该计时器;若已经接收完毕,则终端进入第一个opportunity for DRX。
终端进入第一个opportunity for DRX之后,会保持一定的周期启动drx-onDurationTimer,使得终端可以周期地尝试监听PDCCH。但经过一定时间或者一定循环周期次数之后,若仍然没有数据发送给终端,那么终端可以进入一个DRX cycle相较此前的周期更长的DRX cycle中,周期时长稍短的称为short DRX cycle或者浅休眠期,此时终端处于浅休眠态;周期时长稍长的称为long DRX cycle或者深休眠期,此时终端处于深休眠态。一般地,on duration的时间段长度无论在short DRX cycle还是long DRX cycle中是一样的,可变的是opportunity for DRX的长度。也就是说,long DRX cycle相比short DRXcycle,是在opportunity for DRX段的时间更长,如图2所示short DRX cycle和long DRXcycle。
参考图3,在***300中,包含基站302,以及多个物联网终端304a,304b,304c和304d。多个物联网终端各自具有不同QoS需求的数据业务,基站302经由无线链路306与多个物联网终端通信,包括发送和接收各个终端相关的数据业务,以及信令信息。
参考图4,基站获取与业务特征有关的信息包括,基站接收需要发送至各个终端的业务数据和与终端QoS特性相关的信令,这些数据和信令可以来自发送端发来的数据,也可以是接收目的终端上报的信息。需要注意,在不同的移动通信***中,QoS相关信令可以有不同的表达方式,比如在LTE/LTE-A***中的QoS等级标识符(QoS Class Identifier,QCI)和5G NR***的5G QoS标识符(5G QoS Identifier,5QI),但它们实际的含义相同,本发明中的5QI与QCI并不严格区分。5QI用于索引一个5G QoS特性,具体可参考3GPP标准TS23.501中有关的内容。
基站在接收到业务数据流与QoS相关信令后,可以识别出数据的类型、优先级水平、包时延预算等等特性。数据的类型至少可以区分为时延容忍型数据和非时延容忍型数据。对于时延容忍型数据,基站可以不必立即将其转发至目的终端。因为一旦基站向终端发送PDCCH,则终端会在检测到该PDCCH之后立即结束DRX周期,而进入持续的接收数据阶段。
进一步的,基站侧可以配置目的终端的DRX参数,并且发送数据的时间尽量与业务目的终端接收数据的时间保持同步,或者,基站侧与业务目的终端还可以为参数的设定进行协商。配置的DRX参数在本发明所述更新方法之前,一般本成为初始化DRX参数,即基站按照3GPP标准为终端配置的固定的DRX参数。
依据3GPP协议中规定的内容,基站可对终端配置如下DRX参数,至少包括去激活定时器(drx-InactivetyTimer)、DRX短周期(drx-ShortCycle)、DRX短周期定时器(drx-ShortCycleTimer)、持续时间定时器(drx-onDurationTimer)和DRX长周期(drx-LongCycle)等内容。
在本发明中,尝试在此基础上引入迁移因子和调整系数,进一步调整DRX长周期的时间长度。如下列所示:
基站侧首先根据初始配置的DRX参数,计算数据发送至目的终端的等待时延,也就是DRX带来的时延。对于DRX带来的时延,可能包括短周期时延和长周期时延,则具体计算方法为:
(1)计算基站侧分组在前j-1个DRX周期不到达而在第j个周期到达接收终端的概率。根据mMTC业务数据流的突发性和自相似性,采纳欧洲电信组织发布的ETSI突发数据流量模型。在drx-InactivetyTimer定时器内,接收终端在当前会话没有连续监听PDCCH的概率为否则没有连续监听的PDCCH在下一次会话概率为则分组在前j-1个DRX周期不到达而在第j个周期到达的概率,如下:
式中,λipc是数据包到达时间间隔内的服务强度,TI是drx-InactivetyTimer定时器长度,Tds是drx-ShortCycleTimer定时器长度,Ns是drx-ShortCycle数目,λis为会话间隙强度,DL0为初始化DRX长周期,μpc表示当前会话中分组呼叫数目的均值,Ppc是新分组呼叫在当前会话的概率ps是新分组呼叫在下一次会话开始时达到的概率 为缩放系数,为第n个DRX长周期的时长,表示第j-Ns个DRX长周期的时长,i为微调整参数,并且其中,和按照非专利文献1的方法计算,
(4)计算DRX时延:DDRX=Ds+DL
从接收到的5QI中,获取数据允许的业务时延上限阈值,对DRX长周期进行合理地扩展或缩小。扩展DRX长周期的本质是延长周期内的睡眠时间,以达到最大化节省接收端终端电池电量。缩小DRX长周期是针对DRX时延超过5QI最大允许时延而影响用户体验的业务。假定5QI标识中允许的业务时延上限阈值为D5QI。判断,如果DDRX<D5QI,按照对DRX周期进行正向迁移至下一个更长的DRX周期,逐一循环,直至满足DRX时延略小于D5QI;如果DDRX>D5QI,根据对DRX周期进行反向迁移到相邻的更小的DRX长周期,直到满足DRX时延略小于D5QI;当DDRX=D5QI,DRX长周期不调整。利用迁移后的DDRX数值可能与D5QI仍存在一定差值空间,可根据i进一步扩展,直到DRX时延更就近且略小于D5QI,从而达到业务时延与节能最大化的平衡。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上所举实施例,对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于业务时延的物联网终端非连续接收(DRX)方法,其特征在于,包括:基站接收与目的终端业务特征有关的信息,从所述信息中获取目的终端业务的最长容忍时延D5QI;基站估计数据发送至目的终端的平均等待时延DDRX,所述平均等待时延DDRX包括DDRX=Ds+DL,其中,DS表示DRX短周期时延,DL表示DRX长周期时延;判断D5QI与DDRX的大小,并根据判断结果,调整DRX周期参数;将调整后的DRX周期参数发送至目的终端;其中,所述调整DRX周期参数包括,若D5QI>DDRX,则利用缩放系数拉长目的终端的长周期时长Tdl;若D5QI<DDRX,则利用缩放系数缩短目的终端的长周期时长Tdl;若D5QI=DDRX,则不操作;具体为:Tmin<Tdl<Tmax,其中,为缩放系数,为初始化配置第n个DRX长周期的时长,i为微调整参数;其中,所述缩放系数在D5QI>DDRX时,在D5QI<DDRX时,。
2.根据权利要求1中所述的方法,其特征还在于,所述基站接收与目的终端业务特征有关信息包括基站接收发送至目的终端的数据业务。
3.根据权利要求1中所述的方法,其特征还在于,所述基站接收与目的终端业务特征有关信息还包括基站接收与目的终端业务特征有关的信令。
4.根据权利要求1中所述的方法,其特征还在于,所述目的终端业务的最长容忍时延D5QI是根据业务5QI特征所提取的信息。
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