一种窄带物联网系统中的功耗优化方法及终端技术方案

本发明专利技术提供了一种窄带物联网系统中的功耗优化方法及终端，包括：在睡眠期间，根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置；根据睡眠时间选择对应的同步模式，进行同步以恢复终端的正确定时；在所述同步之后，再进行业务处理。本发明专利技术通过对终端功耗进行优化，从而保证在窄带物联网终端正常工作的前提下，获得更低的功耗，延长其使用时间。

A Power Consumption Optimization Method and Terminal in Narrow Band Internet of Things System

The invention provides a power optimization method and terminal in a narrowband Internet of Things system, including: adopting low power configuration of corresponding mode according to different system states during sleep; selecting corresponding synchronization mode according to sleep time to synchronize to restore the correct timing of the terminal; and carrying out business processing after the synchronization. By optimizing the terminal power consumption, the invention ensures that the narrowband Internet of Things terminal can obtain lower power consumption and prolong its use time on the premise of normal operation.

【技术实现步骤摘要】
一种窄带物联网系统中的功耗优化方法及终端
本专利技术涉及物联网移动通信
，尤指一种窄带物联网系统中的功耗优化方法及终端。
技术介绍
窄带物联网系统(NBIoT)主要应用于物联网设备，如智能抄表、工业自动化等。低功耗是NBIoT终端的重要性能指标。在很多情况下NBIoT终端只能使用电池进行供电，如智能水表。在使用同样电池的情况下设备使用时间取决于功耗的水平，因此功耗优化的设计对于窄带物联网系统的物联网设备至关重要。窄带物联网系统中存在很多非连续接收的情况，例如空闲态不连续接收(DRX)、扩展不连续接收(eDRX)、省电模式(PSM)、连接态不连续接收。空闲态(IDLE)：在空闲态下，没有业务进行，终端只需要进行周期性的寻呼接收，同时可能存在测量任务，如图10所示，在寻呼和可能存在的测量任务结束后到下一个寻呼周期之间没有其他任务，这样的情况下终端可以进行相关配置进行功耗优化。在配置了eDRX的情况下，同时配置了DRX和eDRX的周期，如图11所示，终端只需要在eDRX的接收窗内进行寻呼接收，而且只在特定的超帧号(HFN)接收，进一步增大了空闲的时间。因此可以利用eDRX配置进一步优化功耗。省电模式(PSM)：PSM是协议规定的一种状态，指链路释放后且定时器3324超时之后，进入该状态，如图12所示。在该状态下终端不用接收寻呼消息也不用发送消息，只有在主动发起周期性跟踪区更新(TAU)和有上行数据时会主动醒来。因此终端可以进入长时间的深度睡眠状态以降低功耗。连接态(Connected)：连接态下也存在不连续收发的情况，如连接态DRX。在系统配置了连接态DRX的情况下，如果终端进入不活动期间，在此期间终端无需接收数据。在以上情形下，在终端没有数据收发时都可以进行功耗优化，以延长NBIoT设备的使用时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种窄带物联网系统中的功耗优化方法及终端，通过对终端处于各个系统状态下的功耗进行优化，从而保证在终端正常工作的前提，获得更低的功耗。本专利技术提供的技术方案如下：一种窄带物联网系统中的功耗优化方法，包括：在睡眠期间，根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置；根据睡眠时间选择对应的同步模式，进行同步以恢复终端的正确定时；在所述同步之后，再进行业务处理。在上述技术方案中，通过对处于不同的系统状态下的功耗降低进行了不同的配置，在睡眠唤醒后选择了合适的同步模式进行定时恢复，从而保证在终端正常工作的前提，获得更低的功耗。进一步优选的，所述根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置具体包括：当处于连接态时，配置第一低功耗模式；当处于存在测量的空闲态时，配置第二低功耗模式；当处于不存在测量的空闲态时，配置第三低功耗模式；当处于省电模式时，配置所述第三低功耗模式；其中，所述第三低功耗模式比所述第二低功耗模式省电，所述第二低功耗模式比所述第一低功耗模式省电。在上述技术方案中，对不同的系统状态采用了不同的低功耗配置，对空闲态做了细分，将不存在测量的空闲态配置第三低功耗模式，相对配置第二低功耗模式，省电更多。进一步优选的，还包括：当处于所述第一低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第一数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块和中央处理器下电；当处于所述第二低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第二数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块、中央处理器下电和全球用户识别模块下电；当处于所述第三低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第三数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块、中央处理器下电和全球用户识别模块下电；其中，所述第三数量大于所述第二数量，所述第二数量大于所述第一数量。在上述技术方案中，提供了一种实施方式，第二低功耗模式比第一低功耗模式节省功耗，第三低功耗模式比第二低功耗模式又更节省功耗。进一步优选的，所述业务处理包括：当进行寻呼接收时，根据当前信号质量选择对应的寻呼接收长度，所述当前信号质量越好，选择的所述寻呼接收长度越短；其中，所述寻呼接收长度不大于配置的最大寻呼接收长度。在上述技术方案中，通过对寻呼接收长度的优化，在当前信号质量好的情况下降低了寻呼接收处理时长，从而进一步降低了功耗。进一步优选的，所述根据当前信号质量选择对应的寻呼接收长度具体包括：当所述当前信号质量大于预设第一质量门限时，寻呼接收长度设置为预设第一寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第一质量门限，且所述当前信号质量大于预设第二质量门限时，所述寻呼接收长度设置为预设第二寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第二质量门限，且所述当前信号质量大于预设第三质量门限时，所述寻呼接收长度设置为预设第三寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第三质量门限时，所述寻呼接收长度设置为配置的所述最大寻呼接收长度；其中，所述预设第一寻呼接收长度小于所述预设第二寻呼接收长度，所述预设第二寻呼接收长度小于所述预设第三寻呼接收长度，所述预设第三寻呼接收长度小于等于配置的所述最大寻呼接收长度。在上述技术方案中，提供了一种获取寻呼接收长度的方法，在效果基本相同情况下，本方法简单、易行。进一步优选的，所述根据睡眠时间选择对应的同步模式包括：当所述睡眠时间大于预设全范围同步门限时，选择全范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设全范围同步门限，且大于预设中等范围同步门限时，选择中等范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于预设小范围同步门限时，选择小范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设小范围同步门限时，选择不同步模式。在上述技术方案中，提供了四种同步模式，不同的同步模式下的同步处理时间不同、应对的定时偏差范围不同，根据睡眠时间选择与之匹配的同步模式，可以在保证终端恢复定时的同时，兼顾功耗，相对统一按全范围同步模式处理，功耗更低。进一步优选的，所述当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于预设小范围同步门限时，选择小范围同步模式具体包括：当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于所述预设小范围同步门限时，计算所述当前信号质量，作为睡眠唤醒后的信号质量；当所述睡眠唤醒后的信号质量不小于进入睡眠前的信号质量时，选择所述小范围同步模式；当所述睡眠唤醒后的信号质量小于所述进入睡眠前的信号质量时，判断变化量是否达到预设的信道质量变化门限；若是，选择所述中等范围同步模式；若否，选择所述小范围同步模式。在上述技术方案中，对同步模式的选择，增加了对睡眠前后信号恶化的考虑，当信号恶化较大时，选择了更大范围的同步模式，提升了终端恢复定时的鲁棒性。进一步优选的，所述进行同步以恢复终端的正确定时具体包括：当为所述全范围同步模式时，根据接收时长达到预设全范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；当为所述中等范围同步模式时，根据接收时长达到预设中等范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；当为所述小范围同步模式时，根据接收时长达到预设小范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；其中，所述预设小范围接收时长小于所述预设中等范围接收时长，所述预设中等范围接收时长小于所述预设全范围接收时长。在上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，包括：在睡眠期间，根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置；根据睡眠时间选择对应的同步模式，进行同步以恢复终端的正确定时；在所述同步之后，再进行业务处理。

【技术特征摘要】
1.一种窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，包括：在睡眠期间，根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置；根据睡眠时间选择对应的同步模式，进行同步以恢复终端的正确定时；在所述同步之后，再进行业务处理。2.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述的根据所处的不同的系统状态采用对应模式的低功耗配置具体包括：当处于连接态时，配置第一低功耗模式；当处于存在测量的空闲态时，配置第二低功耗模式；当处于不存在测量的空闲态时，配置第三低功耗模式；当处于省电模式时，配置所述第三低功耗模式；其中，所述第三低功耗模式比所述第二低功耗模式省电，所述第二低功耗模式比所述第一低功耗模式省电。3.根据权利要求2所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，还包括：当处于所述第一低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第一数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块和中央处理器下电；当处于所述第二低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第二数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块、中央处理器下电和全球用户识别模块下电；当处于所述第三低功耗模式时，高倍时钟切换到低倍时钟，第三数量的存储器下电、射频处理模块下电、基带处理模块、中央处理器下电和全球用户识别模块下电；其中，所述第三数量大于所述第二数量，所述第二数量大于所述第一数量。4.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述业务处理包括：当进行寻呼接收时，根据当前信号质量选择对应的寻呼接收长度，所述当前信号质量越好，选择的所述寻呼接收长度越短；其中，所述寻呼接收长度不大于配置的最大寻呼接收长度。5.根据权利要求4所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述根据当前信号质量选择对应的寻呼接收长度具体包括：当所述当前信号质量大于预设第一质量门限时，寻呼接收长度设置为预设第一寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第一质量门限，且所述当前信号质量大于预设第二质量门限时，所述寻呼接收长度设置为预设第二寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第二质量门限，且所述当前信号质量大于预设第三质量门限时，所述寻呼接收长度设置为预设第三寻呼接收长度；当所述当前信号质量不大于所述预设第三质量门限时，所述寻呼接收长度设置为配置的所述最大寻呼接收长度；其中，所述预设第一寻呼接收长度小于所述预设第二寻呼接收长度，所述预设第二寻呼接收长度小于所述预设第三寻呼接收长度，所述预设第三寻呼接收长度小于等于配置的所述最大寻呼接收长度。6.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述根据睡眠时间选择对应的同步模式包括：当所述睡眠时间大于预设全范围同步门限时，选择全范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设全范围同步门限，且大于预设中等范围同步门限时，选择中等范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于预设小范围同步门限时，选择小范围同步模式；当所述睡眠时间不大于所述预设小范围同步门限时，选择不同步模式。7.根据权利要求6所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于预设小范围同步门限时，选择小范围同步模式具体包括：当所述睡眠时间不大于所述预设中等范围同步门限，且大于所述预设小范围同步门限时，计算所述当前信号质量，作为睡眠唤醒后的信号质量；当所述睡眠唤醒后的信号质量不小于进入睡眠前的信号质量时，选择所述小范围同步模式；当所述睡眠唤醒后的信号质量小于所述进入睡眠前的信号质量时，判断变化量是否达到预设的信道质量变化门限；若是，选择所述中等范围同步模式；若否，选择所述小范围同步模式。8.根据权利要求6所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述进行同步以恢复终端的正确定时具体包括：当为所述全范围同步模式时，根据接收时长达到预设全范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；当为所述中等范围同步模式时，根据接收时长达到预设中等范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；当为所述小范围同步模式时，根据接收时长达到预设小范围接收时长的窄带主同步信号，与网络进行同步以恢复终端的正确定时；其中，所述预设小范围接收时长小于所述预设中等范围接收时长，所述预设中等范围接收时长小于所述预设全范围接收时长。9.根据权利要求8所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于：所述预设全范围接收时长包括：当为所述全范围同步模式时，根据不同的所述当前信号质量，选择不同的所述预设全范围接收时长；所述预设中等范围接收时长包括：当为所述中等范围同步模式时，根据不同的所述当前信号质量，选择不同的所述预设中等范围接收时长；所述预设小范围接收时长包括：当为所述小范围同步模式时，根据不同的所述当前信号质量，选择不同的所述预设小范围接收时长。10.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，还包括：根据终端测量结果的变化识别当前终端状态；当所述当前终端状态为动态时，根据所述睡眠时间选择对应的所述同步模式，进行同步以恢复所述终端的正确定时；当所述当前终端状态为静态时，选择所述不同步模式。11.根据权利要求10所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，在根据终端测量结果的变化识别当前终端状态之后还包括：当所述当前终端状态是从动态变为静态时，减少所述终端的测量频率；当所述当前终端状态是从静态变为动态时，恢复所述终端的测量频率。12.根据权利要求10所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于，所述根据终端测量结果的变化识别当前终端状态具体包括：当所述终端测量结果的变化超过预设变化门限时，设置所述当前终端状态为动态，且重置未超预设变化门限的次数；当所述终端测量结果的变化不超过所述预设变化门限时，更新所述未超预设变化门限的次数；当所述未超预设变化门限的次数达到预设次数时，设置所述当前终端状态为静态。13.根据权利要求12所述的窄带物联网系统中的功耗优化方法，其特征在于：所述终端测量结果包括服务小区测量结果、邻小区测量结果、频率偏差测量结果、时间偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：方正跃，刘石，付志亮，周亮，李云飞，
申请(专利权)人：上海移芯通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31