智能终端的快速休眠特性研究.docx
- 文档编号:935477
- 上传时间:2022-10-14
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:231.92KB
智能终端的快速休眠特性研究.docx
《智能终端的快速休眠特性研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能终端的快速休眠特性研究.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
智能终端的快速休眠特性研究
智能终端的快速休眠特性研究
Researchonfastdormancyofsmartphones
(江苏省邮电规划设计院有限责任公司通信院210006)
张磊、康乐、李巍、孔繁俊
摘要:
快速休眠是智能终端的一种重要特性,能够有效提高智能终端电池的使用时间,加快智能终端的响应速度。
通过介绍了智能终端快速休眠的特性,RRC状态和参数,R8之前的ASCR和R8规定的标准FD,重点比较了ASCR和FD对移动网络的影响。
关键字:
智能终端;快速休眠
Abstract:
Fastdormancyisakindofimportantcharacteristicsofsmartphones,itcaneffectivelyimprovethesmartphonebatterytime,speeduptheresponsespeedofsmartphones.Introducesthecharacteristicsofsmartphonefastdormancy,RRCstateandparameters,beforetheR8ASCRandR8standardsFD,keycomparedtheASCRandFDformobilenetworkeffects.
Keyword:
smartphonesfastdormancy
1引言
自从2007年iPhone问世以来,智能终端在全世界各地迅速的普及。
根据谷歌发布的《中国城市智能手机报告》,在中国的城市区域,智能手机的普及率已经到达35%,是世界上普及率最高的地区之一。
智能终端的快速普及,也带动了无线网络业务的快速发展,中国移动的2010年的数据业务量是去年同期的2倍。
根据思科的预测,2011年全球的数据业务总量将会超过语音业务,到2015年会增加十倍。
同时,智能手机的普及也给移动网络业务带来一定的影响。
智能终端和上网卡产生同样的无线业务数据流量,在智能终端上的连接次数,比通过上网卡接入的连接次数要多得多。
智能终端引起信令流量的增大,其中的一个重要的原因就是智能终端的快速休眠特性,不论是3GPP还是3GPP2的系统中,都对分组数据业务传输定义了休眠态,在休眠态中,智能终端可以保持低耗电,从而可以延长终端的待机时间。
本文研究了3GPP及3GPP2中智能终端快速休眠的特性,分析快速休眠对于网络的影响。
2RRC状态与参数
2.1终端Idle状态
Idle态:
在空闲态手机几乎不传输数据或者很少传输数据,仅仅传送位置更新或者路由更新数据,传送的频率很低。
在空闲态中,移动终端监控无线资源环境,监听CPICH(CommonPilotChannel),并且和邻区进行对比。
如果系统指示手机需要监听寻呼信道,那么手机也会监听寻呼信道。
无线资源在大部分的时间内是不激活的,在每个DRX(DiscontinuousReception)的周期内,手机去接收一些资源。
在这种情况下,手机不需要和网络建立RRC连接,任何的数据传输需要重新建立连接。
2.2UTRARRC连接状态
Cell_PCH状态。
在这种情况下,手机和网络的控制信道尚未丢弃,手机仍然占用RRC连接,但是很少使用。
终端每接触一个新的小区就上报给网络。
如果需要上报cellupdate(小区更新消息),终端需要暂时的切换到Cell_FACH状态。
在这种状态下,终端也同时监听导频信道,如果系统指示,也会监听寻呼信道。
手机在每一个Cell_PCHDRX(区别于IdleDRX周期)周期来接收数据。
由于控制连接是保留的,那么任何新的数据传输会更加迅速的传递。
URA_PCH状态。
此状态下cellupdate(小区更新消息)只有遇到新的URA时上报,而不是遇到新的cell时上报。
除此以外,此状态和Cell_PCH状态完全相同。
因此,在这种情况下,终端比在Cell_PCH状态下传输的频度更低。
Cell_FACH状态。
在这种状态下,终端处在连接状态,但是使用共享信道。
此状态对于传输和接收短数据包来说是理想的。
上行链路传输使用RACH(RandomAccessChannel),下行链路传输使用FACH。
在这种状态下,终端经常传输RACH消息并解码FACH。
Cell_DCH状态。
在这种状态下,终端处于连接状态。
在R99中使用专用信道,或者共享HS-DSCH(HighSpeedDownlinkSharedChannel),也可能使用E-DPCH(EnhancedDedicatedPhysicalChannel)。
此种状态适用于传输和接收大数据量。
RRC状态转移图,如图1所示:
图1:
3GPP中RRC状态转移图
2.3RRC状态的电量消耗
不同的RRC状态的电量消耗是不同的,假设终端在Idle状态下电量消耗为1,那么有:
Cell_PCH<2×Idle;URA_PCH≤Cell_PCH;Cell_FACH=40×Idle;Cell_DCH=100×Idle。
终端消耗的能量越大,通信的速度就越快。
因此,终端需要传输和接收时,网络会使终端转移到耗电量较高的状态。
当没有下一步的传输时,网络会使终端重新返回到耗电量低的状态。
2.4RRC状态的主要参数
T1:
当终端处于Cell_DCH态,没有数据传输或接收时,为了防止有新的数据需要传输或接收,网络会使终端保持在Cell_DCH态一段时间。
在一段时间休止后,网络才会将终端转移到Cell_FACH态。
这段离开Cell_DCH状态的休止时间被叫做T1。
T2:
当终端处于Cell_FACH状态时,没有传输和接收短数据包,或者是因为终端从Cell_DCH转移过来,网络使用一个相似的休止时间来引导终端转移到另一个耗电量较低的状态。
这个时间被称为T2。
依据网络Cell_PCH和URA_PCH状态的可用性,终端被放置的耗电量较低的状态,可能是Cell_PCH,URA_PCH或者Idle状态。
T3:
对于支持Cell_PCH态或URA_PCH态的网络,有第三个休止时间T3,它促使终端从PCH态转移到Idle态。
图2:
T1=T2=10s时的实际耗电量和理想耗电量
图3:
T1=T2=5s时的实际耗电量和理想耗电量
明显地,从图2和图3可以看出,T1和T2时间的设定对于设备电池使用时间有决定性的影响,过长的T1和T2将极大地消耗电池的电量。
运营商正确设定网络参数可以极大地提高电池的使用时间。
终端从Idle态转移到Cell_DCH态需要激活RAB(RadioAccessBearer),产生RAB激活时间。
为了避免RAB激活时的延时和相关联的信令,很多网络采用了PCH态。
终端从Cell_DCH转移到Idle状态有时间间隔,因此每一次传输都会强迫终端重新建立一次RRC连接,获取专用信道或共享信道。
然后在耗电量高的状态停留一段时间(T1+T2),对电池电量和网络资源造成浪费,并对其他终端造成内部干扰。
通过网络设置我们可以找到更优的配置:
Cell_PCH状态的电池消耗,大概是Idle状态的2倍。
普遍设置是,Cell_PCH的DRX周期是Idle的DRX周期的一半,例如:
IdleDRXtime:
1280ms,Cell_PCHDRXtime:
640ms或者IdleDRXtime:
640ms,Cell_PCHDRXtime:
320ms
Cell_PCH态下的电量消耗是Idle态下的2倍,提高Cell_PCH态的DRX周期使其和IdleDRX周期相同,则能优化其性能。
图4:
Cell_PCHDRX=IdleDRX时的实际耗电量和理想耗电量
然而,增加Cell_PCH态的DRX周期会使终端较少响应网络发起的连接(寻呼)。
因为这个原因,R7中规定在PCH态下有两种可以选择的DRX周期:
在第一段时间里,直到时间段终止前,终端使用短的DRX周期来做出更多的响应,但是当时间段终止时,终端使用较长的DRX周期。
3非标准快速休眠ASCR
在3GPPR8之前,智能终端厂家已经给手机设置一定的智能休眠的模式。
一般这种情况被称之为ASCR(AutonomousSignallingConnectionRelease)。
由于这是一种非标准的模式,所以不同手机终端厂家之间所采用的机制也不尽相同。
3.1ASCR的机制
ASCR机制,终端不与要求其改变状态的网络进行会话。
相反的,终端自己决定释放连接,转移到Idle状态,从而节省电量。
终端通过发送一个SCRI(SignallingConnectionReleaseIndication)信息来完成这个过程,此消息不用接收来自网络的任何应答。
ASCR减少了电量的消耗。
但是,ASCR使终端转移到Idle态,再次传输时,需要2秒的时间来激活RAB。
图5:
使用ASCR时的实际耗电量和实际耗电量
3.2ASCR的缺点
ASCR的主要缺点在于:
1.使用ASCR的时机依赖于制造商,不同的终端制造商不同时期的终端表现不一致,如表1所示:
表1:
不同智能终端的快速休眠表现
智能终端类型
终端操作系统
终端是否发送SCRI
数据传输后终端发送SCRI的时间间隔
Samsung360
/
否
没有
SonyEricssonX10
R2BA013
是
大约5到10秒
Blackberry
Storm
是
大约3到10秒
Blackberry
Bold
是
大约3秒
Iphone
Pre_comercialiphone
是
大约10秒
Iphone
3.1.2
是
大约10秒
Nokia5800
/
否
没有
HTCg6
2.1
是
大约5秒
2.ASCR使终端转换到Idle状态,而不是PCH状态。
这对不支持PCH状态的网络没有影响,但对于支持PCH的网络则会引起信令的增加。
4标准快速休眠FD
快速休眠(FastDormancy)是在3GPPR8中定义的一种机制,其主要目的在于节约智能终端的耗电量。
4.1FD的机制
快速休眠的机制可以这样的描述:
终端发送SCRI(SignalingConnectionReleaseIndication),伴随IE消息(SignalingConnectionReleaseIndicationCause),然后获得“终端请求PS数据会话结束”1。
FD与ASCR的基本区别是:
网络响应终端的请求,通过接收IE消息决定触发RRC状态转移到电池效率更高的任何状态:
Idle,Cell_PCH,URA_PCH或者Cell_FACH。
使终端和网络间的对话成为可能。
因此,解决了ASCR的第二个缺点。
4.2FD的参数
T323:
R8后续的变更请求(CR)定义了一个网络配置和标志抑制时间T323。
如果T323在系统信息Blocktype1上传播,则表示网络支持R8的FD机制。
T323可取数值:
(0,5,10,20,30,60,90,120)秒。
抑制时间开始于一个FD请求发送后,在此时间内,终端不能发送更多的FD请求直到此时间结束。
使用T323=0秒表示没有应用抑制时间;T323=120秒表示终端不能在前一个传输结束或者传输前一个FD请求后的2分钟内,发送更多的FD请求。
4.3FD的优化
1.Cell_PCH或者URA_PCH状态下的终端,此状态下DRX周期时间大于或者等于Idle状态下的DRX周期时间,只会传输FD请求一次(新的计数器,V316,用来实现这个目的)。
2.为了防止终端在Cell_PCH或者URA_PCH状态下的DRX周期比Idle状态下的DRX周期短,FD请求的传输次数应该被限制(3或4次就是一个合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 终端 快速 休眠 特性 研究
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)