IEEE802.16中基于非实时业务的节能算法

计算机工程与应用 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (13): 136-142.

IEEE802.16中基于非实时业务的节能算法

成苗荣，张曦煌

江南大学物联网工程学院物联网技术应用教育部工程研究中心，江苏无锡 214122

出版日期:2016-07-01 发布日期:2016-07-15

Power saving mechanism for non-real-time service in IEEE802.16

CHENG Miaorong, ZHANG Xihuang

Engineering Research Center of Internet of Things Applied Technology, Ministry of Education, School of Internet of Things Engeneering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China

Online:2016-07-01 Published:2016-07-15

摘要/Abstract

摘要： IEEE802.16系统中采用节能机制（PSM）来延长移动设备的电池使用寿命。针对非实时业务，IEEE802.16e和IEEE802.16m中的节能机制，通过令睡眠窗口指数倍增长来进行休眠，牺牲了大量的数据包响应时间来换取节能效果。为此，根据数据包到达的平均时间间隔，提出了一种动态设定移动终端（MS）睡眠周期的休眠算法nPSM。由基站（BS）在数据包到达时计算数据包平均到达间隔，并在下一次与移动终端通信过程中，通过下行数据包以捎带的方式将该信息传递给移动终端，作为后续休眠周期的长度。结合数学分析和仿真实验，验证了所提休眠算法相比现有针对非实时业务的节能算法，在低通信负载下，在减少数据包响应延时的同时提高了节能效果。

关键词: IEEE802.16m, 休眠模式, 非实时业务, 响应时间, 节能效率

Abstract: IEEE802.16 system uses Power-Saving Mechanism（PSM） to extend the battery life of mobile devices. However, existing PSMs adopted by IEEE802.16e/m employ exponentially growing sleep window, which sacrifice a lot of packet response time in exchange for energy efficiency. As a solution, this paper proposes a novel power saving mechanism namely nPSM, which adjusts the sleep cycle according to the average packet inter-arrival time. Whenever there is a packet arrives, the Base Station（BS） calculates the average packet inter-arrival time, and the information of measured inter-packet time is piggybacked on downlink packet sent to MS during the next communication between the BS and the MS, as the length of the subsequent sleep cycle. Combining numerical analysis and simulation experiments, the paper verifies that, under low traffic load, nPSM can achieve better energy efficiency while reducing the latency of packets compared to other PSMs for non-real-time services.

Key words: IEEE802.16m, sleep mode, non-real-time service, response time, energy efficiency

成苗荣，张曦煌. IEEE802.16中基于非实时业务的节能算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(13): 136-142.

CHENG Miaorong, ZHANG Xihuang. Power saving mechanism for non-real-time service in IEEE802.16[J]. Computer Engineering and Applications, 2016, 52(13): 136-142.

[1]	王妍，马秀荣，单云龙. Shapley值的LTE系统下行QoS感知资源调度[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(4): 76-81.
[2]	米捷，王佳欣. 一种可重构资源管理模型及其调度技术[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(7): 245-250.
[3]	赵军岩，李蕊. 基于网关互连的CAN网络最坏响应时间分析[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(24): 131-136.
[4]	杨磊磊，黎海涛. 计数器驱动的IEEE 802.16e休眠模式研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(12): 100-105.
[5]	童名文，刘清堂，邓鹤. 内容适配系统设计及性能评价研究[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(5): 27-31.
[6]	张丽媛1，李博光2，金顺福2，霍占强3. 宽带城域网中节能机能I的性能分析[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(15): 126-129.
[7]	刘志明^1，2，沙基昌¹，万亚平²，阳小华². 结点在线率和响应时间相关的P2P存储系统[J]. 计算机工程与应用, 2010, 46(28): 1-5.
[8]	莫铁强，彭浩 . 固定优先级调度的线性近似分析方法[J]. 计算机工程与应用, 2010, 46(16): 78-80.
[9]	孙长乐，郭东明，高航，邹灵浩. 智能数据批量处理控制模型 [J]. 计算机工程与应用, 2010, 46(13): 224-228.
[10]	郑晓曦,张虎,鲍松堂. 提高实时内核对实时任务响应时间的新方法[J]. 计算机工程与应用, 2009, 45(16): 90-92.
[11]	翁锋,谭怀亮,李小利. 阵列矩阵RAID50研究——容量聚合与全并发策略[J]. 计算机工程与应用, 2008, 44(6): 100-103.
[12]	田生伟¹,吐尔根·依布拉音¹,禹龙²,于炯¹ . 一种基于任务响应时间预测的网格调度算法的研究[J]. 计算机工程与应用, 2008, 44(1): 123-125.