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移动通信终端的节能省电一直是无线通信领域的一个重要研究课题。我国“十一五”规划纲要提出节能减排计划,绿色通信必将是作为以低碳经济发展的通信行业的发展方向。随着3G无线通信系统的推广和4G技术的不断进步,终端芯片处理能力的提高和其功能的不断增多,终端的功耗问题将直接影响移动通信系统的配置和演进。目前由于移动终端的电池体积受限,且大多数情况下无法靠外接电源直接供电,因此移动终端面临最大的瓶颈就是其续航能力。
本文在简要介绍现有移动终端节能省电技术前提下,重点针对移动通信系统中的不连续接收(Discontinuous Reception,DRX)节能省电机制进行了研究。不连续接收机制作为从无线通信系统中MAC层优化能量效率的一项重要方法,其基本思想是使终端在没有数据传输时关闭无线收发单元进入休眠模式,以降低额外的能量开销。本文主要工作如下:首先概述了移动通信系统中的终端耗电因素和目前已有的节能方法,并给出了TD-SCDMA系统下终端节能省电的主要方案。然后对GSM系统、UMTS系统、IEEE802.16e系统以及LTE系统中DRX机制的节能模式与性能进行了详细对比研究。在分析基础上对LTE和LTE-Advanced系统下DRX机制进行了数学分析与仿真。
在本文中通过所提出的马尔可夫建模方法,理论分析了不连续接收机制中的参数对能量消耗和时延的影响。针对DRX机制的周期配置提出了改进算法,使得LTE系统下可以根据不同业务的服务质量(QoS)要求动态调整不连续接收周期,从而保证基站在合适的时刻向用户终端进行调度以及发送数据,提高了用户的服务质量和系统容量。通过对因素的优先性选择实现终端的节能;同时保证用户的优良体验。最后,对所提出的改进机制下的省电和时延等参数进行了研究,通过对比仿真结果,分析表明所提改进机制具有更好的节能效果和时延特性。
本文提供了对于不连续接收节能机制在移动通信系统的影响的详细分析和讨论,从而验证了本文所提出的DRX节能机制的正确性和高效性。最后,根据目前的实际情况,提出了节能机制的未来研究方向和优化措施。上述研究对于LTE的节能机制研究具有重要的意义。