一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法包括：根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ停桓鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩桓鶕?jù)傳輸能耗模型與待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蕦?duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗優(yōu)化調(diào)度。本發(fā)明專利技術(shù)在不造成可感知延遲、不影響用戶體驗(yàn)的前提下，在同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的移動(dòng)設(shè)備上降低數(shù)據(jù)傳輸能耗。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法
本專利技術(shù)涉及無線通信領(lǐng)域，特別是指一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展，促使以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量迅猛增長(zhǎng)。與此同時(shí)，移動(dòng)設(shè)備處理器能力的不斷提升以及蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增長(zhǎng)，更促進(jìn)了移動(dòng)應(yīng)用程序種類和數(shù)量的快速發(fā)展。數(shù)量繁多、功能豐富的各種應(yīng)用程序在為人們的生活帶來便利和樂趣的同時(shí)，也極大地消耗了移動(dòng)設(shè)備的能量。然而，移動(dòng)設(shè)備電池容量的發(fā)展速度和受限的電池續(xù)航能力卻成為影響增強(qiáng)移動(dòng)應(yīng)用程序用戶體驗(yàn)的瓶頸。因此，降低移動(dòng)設(shè)備的能耗成為迫切需要解決的問題。蜂窩網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸過程的能耗通常受到RRC(RadioResourceControl)等無線MAC協(xié)議的控制，數(shù)據(jù)在傳輸結(jié)束后無線電電平不會(huì)立即降低到低電平狀態(tài)，而是保持一段時(shí)間的高電平，在數(shù)據(jù)傳輸完成卻仍保持高電平狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)，若無后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸，無線電電平就從高電平狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低電平。這段無數(shù)據(jù)傳輸?shù)直３指唠娖綘顟B(tài)的時(shí)間稱為尾時(shí)間(tailtime)，這段時(shí)間里造成的能量浪費(fèi)稱為尾能量(tailenergy)。尾時(shí)間的引入是為了避免無線接入網(wǎng)絡(luò)過高的信號(hào)開銷，但如果數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)過多的尾時(shí)間，能量利用率就會(huì)大大下降。因此如何有效地降低尾能量的影響成為解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化問題的關(guān)鍵。以TailEnder為例，現(xiàn)有基于數(shù)據(jù)聚合的能耗優(yōu)化方案大都建立在單一種類應(yīng)用程序數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，在應(yīng)用程序最大延遲容忍度內(nèi)將某些數(shù)據(jù)傳輸適當(dāng)延遲聚合為一次傳輸，避免每次數(shù)據(jù)傳輸完成后均出現(xiàn)高電平尾時(shí)間狀態(tài)，減少整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中處于高電平狀態(tài)的總時(shí)間以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。該類能耗優(yōu)化方案雖然一定程度上提高了能量利用率，但是仍存在一定的問題。首先，針對(duì)單一種類應(yīng)用程序的能耗優(yōu)化并不符合移動(dòng)設(shè)備同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的實(shí)際情況；其次該類研究過分關(guān)注如何進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度達(dá)到能耗最小化而忽略聚合失敗超時(shí)傳輸產(chǎn)生額外能耗和明顯的可感知延遲，導(dǎo)致應(yīng)用程序性能下降影響用戶體驗(yàn)度。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的能耗優(yōu)化不支持移動(dòng)設(shè)備同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序、且導(dǎo)致可感知延遲造成用戶體驗(yàn)降低的問題，目前尚未提出有效的技術(shù)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)實(shí)施例的目的在于提出一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法，能夠在不造成可感知延遲、不影響用戶體驗(yàn)的前提下，在同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的移動(dòng)設(shè)備上降低數(shù)據(jù)傳輸能耗。基于上述目的本專利技術(shù)實(shí)施例提供的無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法，包括：根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ停桓鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩桓鶕?jù)傳輸能耗模型與待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蕦?duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗優(yōu)化調(diào)度。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ桶ǎ焊鶕?jù)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)切換的提升功率與提升時(shí)延，確定狀態(tài)提升能耗；根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口受閑置計(jì)時(shí)器的尾時(shí)間長(zhǎng)度，確定尾能耗；根據(jù)狀態(tài)提升能耗、數(shù)據(jù)傳輸能耗與尾能耗建立傳輸能耗模型。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)切換的提升功率與提升時(shí)延，確定狀態(tài)提升能耗包括：當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為節(jié)能狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為節(jié)能狀態(tài)提升功率與節(jié)能狀態(tài)提升時(shí)間之積；當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為前向接入信道狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為前向接入信道提升功率與前向接入信道提升時(shí)間之積；當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為專用信道狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為零。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗包括：根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定上下行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定雙向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間與單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率與雙向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定雙向數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率與單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定單向數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)雙向數(shù)據(jù)傳輸能耗與單向數(shù)據(jù)傳輸能耗，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口受閑置計(jì)時(shí)器的尾時(shí)間長(zhǎng)度，確定尾能耗包括：確定閑置計(jì)時(shí)器的專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度小于專用信道閑置閾值時(shí)，確定尾能耗為尾時(shí)間長(zhǎng)度與專用信道功率之積；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度大于專用信道閑置閾值且小于專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值之和時(shí)，確定尾能耗為專用信道閑置閾值與專用信道功率之積，與尾時(shí)間長(zhǎng)度與專用信道閑置閾值之差與前向接入信道功率之積的和；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度大于專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值之和時(shí)，確定尾能耗為專用信道閑置閾值與專用信道功率之積，與前向接入信道閑置閾值與前向接入信道功率之積的和。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕拾ǎ焊鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)將所有數(shù)據(jù)歸類為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)；建立時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列，并將將延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)作為待傳輸數(shù)據(jù)置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中；將已經(jīng)到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合，并根據(jù)延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn)、可容忍時(shí)間長(zhǎng)度與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)間計(jì)算已經(jīng)到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩粚⑾鹊竭_(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與后到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合，并根據(jù)后到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn)、可容忍時(shí)間長(zhǎng)度與先到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)的最晚發(fā)送時(shí)間計(jì)算先到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與后到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩桓鶕?jù)已經(jīng)到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕逝c先到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與后到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蚀_定待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕省Ｔ谝恍?shí)施方式中，所述根據(jù)傳輸能耗模型與待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蕦?duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗優(yōu)化調(diào)度包括：立即傳輸?shù)竭_(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中到達(dá)最晚發(fā)送時(shí)間的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)；根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間將延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)歸類為周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與非周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)端口處于前向接入信道狀態(tài)或?qū)Ｓ眯诺罓顟B(tài)時(shí)，根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕省⒕酆铣晒鬏敃r(shí)的尾能耗與聚合失敗分別傳輸時(shí)的尾能耗決定到達(dá)的周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)立即傳輸或置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)端口處于專用信道狀態(tài)時(shí)，根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕省⒕酆铣晒鬏敃r(shí)的尾能耗與聚合失敗分別傳輸時(shí)的尾能耗決定到達(dá)的非周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)立即傳輸或置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中；當(dāng)一次傳輸完成、無新數(shù)據(jù)到達(dá)且時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列不為空時(shí)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口狀態(tài)傳輸時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中的待傳輸數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕省⒕酆铣晒鬏敃r(shí)的尾能耗與聚合失敗分別傳輸時(shí)的尾能耗決定到達(dá)的周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)立即傳輸或置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中包括：根據(jù)周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕逝c聚合成功傳輸時(shí)的尾能耗確定周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后的尾能耗期望值；比較周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后的尾能耗期望值與聚合失敗分別傳輸時(shí)的尾能耗的大小，當(dāng)周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合后的尾能耗期望值較大時(shí)將到達(dá)的周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中，否則立即傳輸?shù)竭_(dá)的周期性延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法，其特征在于，包括：根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ停桓鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩桓鶕?jù)傳輸能耗模型與待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蕦?duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗優(yōu)化調(diào)度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無線數(shù)據(jù)傳輸能耗優(yōu)化方法，其特征在于，包括：根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ停桓鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩桓鶕?jù)傳輸能耗模型與待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕蕦?duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗優(yōu)化調(diào)度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎奶卣鹘鬏斈芎哪Ｐ桶ǎ焊鶕?jù)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)切換的提升功率與提升時(shí)延，確定狀態(tài)提升能耗；根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口受閑置計(jì)時(shí)器的尾時(shí)間長(zhǎng)度，確定尾能耗；根據(jù)狀態(tài)提升能耗、數(shù)據(jù)傳輸能耗與尾能耗建立傳輸能耗模型。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)切換的提升功率與提升時(shí)延，確定狀態(tài)提升能耗包括：當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為節(jié)能狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為節(jié)能狀態(tài)提升功率與節(jié)能狀態(tài)提升時(shí)間之積；當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為前向接入信道狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為前向接入信道提升功率與前向接入信道提升時(shí)間之積；當(dāng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為專用信道狀態(tài)時(shí)，確定狀態(tài)提升能耗為零。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗包括：根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包大小以及上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，確定上下行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定雙向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間與單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率與雙向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定雙向數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率與單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，確定單向數(shù)據(jù)傳輸能耗；根據(jù)雙向數(shù)據(jù)傳輸能耗與單向數(shù)據(jù)傳輸能耗，確定數(shù)據(jù)傳輸能耗。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口受閑置計(jì)時(shí)器的尾時(shí)間長(zhǎng)度，確定尾能耗包括：確定閑置計(jì)時(shí)器的專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度小于專用信道閑置閾值時(shí)，確定尾能耗為尾時(shí)間長(zhǎng)度與專用信道功率之積；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度大于專用信道閑置閾值且小于專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值之和時(shí)，確定尾能耗為專用信道閑置閾值與專用信道功率之積，與尾時(shí)間長(zhǎng)度與專用信道閑置閾值之差與前向接入信道功率之積的和；當(dāng)尾時(shí)間長(zhǎng)度大于專用信道閑置閾值與前向接入信道閑置閾值之和時(shí)，確定尾能耗為專用信道閑置閾值與專用信道功率之積，與前向接入信道閑置閾值與前向接入信道功率之積的和。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)嘗試聚合待傳輸數(shù)據(jù)，并計(jì)算待傳輸數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕拾ǎ焊鶕?jù)待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間特點(diǎn)將所有數(shù)據(jù)歸類為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)；建立時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列，并將將延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)作為待傳輸數(shù)據(jù)置入時(shí)延數(shù)據(jù)隊(duì)列中；將已經(jīng)到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合，并根據(jù)延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn)、可容忍時(shí)間長(zhǎng)度與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)間計(jì)算已經(jīng)到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與下一次到達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合后成功傳輸?shù)母怕剩粚⑾鹊竭_(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)與后到達(dá)的延時(shí)可容忍數(shù)據(jù)聚合，并根據(jù)后到達(dá)的延時(shí)可容...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何寧寧，劉元安，范文浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西可通信技術(shù)設(shè)備河源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44