發(fā)布時間：2017-07-05 08:03

  本文關(guān)鍵詞：智能手機在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)中的尾能耗研究與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 第三代通信技術(shù) 長期演進 無線資源控制 尾能耗 聚合

【摘要】：智能手機是當前最主流的移動終端,人們常常使用智能手機通過第三代(The Third Generation,3G)和長期演進(Long Term Evolution, LTE)通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互。智能手機有限的電池容量限制了它的續(xù)航工作時間。作為智能手機的三大耗電元件之一的蜂窩端口在移動通信網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)傳輸后,會產(chǎn)生大比例的尾能耗,造成手機電能的浪費。對智能手機在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)中的尾能耗特性進行分析,不但可以獲知產(chǎn)生大比例尾能耗的具體原因,還可以據(jù)此對尾能耗進行優(yōu)化,以達到降低手機總能耗、延長續(xù)航工作時間的目的。因此,智能手機尾能耗的研究與優(yōu)化是一項具有重大意義的工作。本文從智能手機尾能耗形成的角度出發(fā),圍繞如何有效合理地降低蜂窩網(wǎng)絡(luò)端口傳輸能耗這一問題展開研究,在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)RRC狀態(tài)機的基礎(chǔ)上,提出基于數(shù)據(jù)分類和聚合的數(shù)據(jù)傳輸節(jié)能機制,以降低蜂窩網(wǎng)絡(luò)端口傳輸能耗。本文主要做了以下研究：(1)深入研究智能手機在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)中尾能耗優(yōu)化的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù),對現(xiàn)有的尾能耗優(yōu)化節(jié)能策略進行分類和總結(jié),并討論其在設(shè)計中存在的一些難題。(2)了解和研究3G和LTE通信技術(shù)中的無線資源控制協(xié)議的狀態(tài)機及其工作流程,對基于RRC狀態(tài)機建立傳輸能耗模型的應用依據(jù)進行了分析。設(shè)計了一個適合于尾能耗特性和優(yōu)化研究的傳輸能耗統(tǒng)計函數(shù)和傳輸能耗模型執(zhí)行流程,編程實現(xiàn)了在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)中的蜂窩端口傳輸能耗模型。對搭建好的傳輸能耗模型進行的模擬仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的蜂窩端口傳輸能耗模型可以較好地模擬和統(tǒng)計數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生的能耗,適用于尾能耗特性和優(yōu)化研究。(3)智能手機數(shù)據(jù)傳輸中的頻發(fā)性和微量性特征增加了尾能耗的出現(xiàn)次數(shù)與占比,降低了傳輸能耗利用率。為此,本文提出一種基于聚合思想的數(shù)據(jù)傳輸節(jié)能機制(Aggregate-based Energy Saving Data Transmission, A-ESDT),該機制通過對數(shù)據(jù)傳輸類型的劃分和蜂窩端口RRC狀態(tài)機的判斷,對數(shù)據(jù)傳輸做出即時發(fā)送或延遲發(fā)送的不同策略。通過傳輸能耗模型試驗的結(jié)果表明,與普通傳輸機制相比,A-ESDT機制的節(jié)能效果好,但是在多次聚合后其節(jié)能效率并不穩(wěn)定,會隨著發(fā)送次數(shù)的增加而有所降低。(4)針對A-ESDT機制存在的節(jié)能效率不穩(wěn)定的問題,提出一種改進型的A-ESDT機制(EA-ESDT)。該機制綜合考慮即時型、心跳型數(shù)據(jù)出現(xiàn)周期和等待隊列中最早deadline時間等因素,在原有數(shù)據(jù)傳輸判斷機制的基礎(chǔ)上加入概率預測進行機會成本的權(quán)衡。仿真模擬實驗證明, EA-ETDS機制的節(jié)能效率維持在27%左右,實現(xiàn)了節(jié)能效率的穩(wěn)定。本文對智能手機在3G和LTE網(wǎng)絡(luò)中的尾能耗節(jié)能優(yōu)化方面的研究取得了一定的進展,為提高智能手機的傳輸能耗利用率提供了一種新的思路,研究成果對智能手機的節(jié)能問題的研究具有科學意義與實際的應用價值。
【關(guān)鍵詞】：第三代通信技術(shù) 長期演進 無線資源控制 尾能耗 聚合
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-16
• 1.2.1 尾能耗聚合的研究11-12
• 1.2.2 尾能耗竊取的研究12-14
• 1.2.3 尾能耗調(diào)節(jié)的研究14-15
• 1.2.4 各類尾能耗優(yōu)化方法優(yōu)點與不足15-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容與目標16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 相關(guān)背景知識18-24
• 2.1 3G網(wǎng)絡(luò)的RRC狀態(tài)機及尾能耗18-20
• 2.2 LTE網(wǎng)絡(luò)的RRC狀態(tài)機及尾能耗20-22
• 2.3 智能手機數(shù)據(jù)傳輸特性22-23
• 2.4 小結(jié)23-24
• 第三章 3G與LTE傳輸能耗模型24-38
• 3.1 引言24-25
• 3.2 RRC狀態(tài)機能耗參數(shù)25-26
• 3.2.1 3G網(wǎng)絡(luò)中的RRC狀態(tài)機參數(shù)25
• 3.2.2 LTE網(wǎng)絡(luò)中的RRC狀態(tài)機參數(shù)25-26
• 3.3 傳輸能耗模型的工作機制26-34
• 3.3.1 傳輸隊列生成26-27
• 3.3.2 傳輸能耗的統(tǒng)計27-34
• 3.3.2.1 3G傳輸能耗統(tǒng)計函數(shù)27-30
• 3.3.2.2 3G蜂窩端口 RRC狀態(tài)判斷函數(shù)30-31
• 3.3.2.3 3G傳輸能耗模型執(zhí)行流程圖31-33
• 3.3.2.4 LTE傳輸能耗統(tǒng)計函數(shù)33-34
• 3.4 3G與LTE傳輸能耗實驗對比34-37
• 3.5 小結(jié)37-38
• 第四章 A-ESDT與EA-ESDT傳輸機制38-58
• 4.1 問題的提出與分析38-39
• 4.2 A-ESDT機制39-51
• 4.2.1 數(shù)據(jù)傳輸請求分類39-40
• 4.2.2 A-ESDT機制的設(shè)計與實現(xiàn)40-48
• 4.2.2.1 A-ESDT機制的設(shè)計思想和工作原理40-41
• 4.2.2.2 3G的A-ESDT傳輸機制的實現(xiàn)41-47
• 4.2.2.3 LTE的A-ESDT傳輸機制的實現(xiàn)47-48
• 4.2.3 A-ESDT機制節(jié)能效率分析48-51
• 4.3 EA-ESDT機制51-57
• 4.3.1 A-ESDT機制的不足51-52
• 4.3.2 改進的思路與EA-ESDT機制的實現(xiàn)52-56
• 4.3.3 實驗與性能分析56-57
• 4.4 小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 工作總結(jié)58-59
• 5.2 研究工作的不足與未來展望59-60
• 參考文獻60-66
• 附錄66-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐鵬飛;李煒;鄭華;吳建國;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在時間序列預測中的應用研究[J];電子技術(shù);2010年08期

2 邢丹;耿玉波;;智能手機的快速發(fā)展及其對移動網(wǎng)絡(luò)的影響分析[J];郵電設(shè)計技術(shù);2010年10期

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本文編號：521092