一种基于幂函数增长的IEEE802.16e休眠算法摘要:为了减少移动站点的功率消耗,降低服务基站空中资源的使用,IEEE802.16e引入了休眠模式,移动站点在与服务基站协商后进入休眠周期并暂时终止业务服务。提出了一种统一的休眠模式增长模型,通过增长因子a调节休眠间隔的变化趋势,满足不同业务的服务质量要求。重点分析了a>0时不同休眠间隔增长算法在平均能量消耗与平均等待时间上的性能表现。实验结果表明当a取1.2时,幂函数休眠算法取得了最好的能耗表现,比指数增长算法降低了约11%能耗的同时,减少了近55%的平均等待时间。关键词:IEEE802.16e;休眠模式;幂函数增长;节能;响应时间:TP393文献标识码:AAPowerFunctionIncreaseAlgorithmforSleepModeinIEEE802.16eLUShao-fei,WANG激an-xin,KUANGYue-juan,YANGGuan-zhongAbstract:Inordertoreducethepowerconsumptionofamobilestationandtheairinterfaceresourcesutilizationofservingbasestations,IEEE802.16eintroducedthesleepmodeinwhichamobilestationstopsitsnormalservice.Inordertobalancetheaverageenergyconsumptionandtheaveragewaitingtime,thispaperproposesapowerfunctionincreasealgorithmforsleepmode.Accordingtodifferenttrafficrequirements,thisalgorithmcanadjusttheincreaseofsleepintervalwithdifferenta.Averageresponsetimeandaveragepowerconsumptionaretwoperformancemeasurements.AfterNumericalanalysisandsimulationexperiments,theauthorscomparetheabovetwoperformancemeasurementsofdifferentsleepmodealgorithmsundera>0.Simulationresultsshowthatthepowerfunctionincreasealgorithmwitha=1.2haslowestaveragepowerconsumption.Itsavestheaverageenergyconsumptionby11%anddecreasestheresponsetimeby55%comparingwithexponentialalgorithm.Keywords:IEEE802.16e;sleepmode;powerfunctionincrease;energyconservation;responsetimeIEEE802.16e-2005是IEEE802.16/802.16a的增补方案,它在2～6GHz的特许频段内支持移动速度最高达120km/h的移动终端,填补了高速率的无线局域网和高移动性的蜂窝通信系统之间的空白,可同时提供对固定和移动宽带无线接入的双重支持[1]。IEEE802.16e提出一种既能提供高速数据业务又使终端具有移动性的宽带无线接入解决方案。该技术已被列为3G标准之一,并被业界视为目前惟一能与其它3G技术竞争的下一代宽带无线移动通信技术。IEEE802.16e标准定义了基站(BaseStation,BS)和移动站点(MobileStation,MS)两类节点,MS在移动中保持与BS的通信。由于移动终端主要靠电池供电,因此如何有效控制终端的能量消耗成为802.16e面向移动性必须解决的核心问题之一。为了减少移动站点的功率消耗,减少基站空中接口资源的使用,延长移动终端的电池使用寿命,IEEE802.16e引入了休眠模式(sleepmode)。MS在与BS协商后进入休眠模式的休眠周期,暂时中止与基站的通信服务以节省终端能耗。IEEE802.16e最大的特点是在MAC层面向连接,MS与BS建立的所有的连接按照业务类型不同而对应不同的服务质量参数。IEEE802.16e根据不同服务类型提出了三种不同的休眠模式节能机制:PSC(PowerSavingClassType)І、П、Ш。PSCІ用于尽力而为服务(BestEffortService,BE)与非实时轮询服务(Non-Real-TimePollingService,nrtPS)业务所建立的连接。PSCП用于主动授权服务(UnsolicitedGrantService,UGS)、实时轮询服务(Real-TimePollingService,rtPS)与可扩展的实时轮询服务(ExtendedReal-TimePollingService,ertPS)业务所建立的连接。PSCШ用于服务于管理连接与多播连接。BS结合所有MS的连接执行全局的休眠管理,缓存所有指向处于休眠间隔移动终端的数据,并通过指示器使其在侦听期由休眠状态转到清醒状态进行正常数据通信。在休眠模式下,移动终端会保持管理连接并进行周期性测距。目前针对IEEE802.16e休眠模式的研究工作主要集中在休眠算法的优化与休眠算法的性能评估等方面。文献[2]理论与实验分析了基于指数增长的休眠模式算法,并对休眠模式中各个参数对性能的影响进行了论证与实验。为了提高休眠模式的响应时间,文献[3]提出了一种线性增长...