介绍
由于支持多媒体服务的移动设备（如iPod、手机、笔记本电脑等）强制无线宽带连接，基于全球微波接入（WiMAX）网络互操作性的无线连接变得越来越重要。有了高速多媒体支持，移动设备通常会耗尽电池寿命。此外，由于基于IEEE 802.16m系统的移动性支持，使用电池供电的移动台（MS）进行电源管理变得不可避免。为了节省能源消耗并延长电池寿命，IEEE 802.16标准定义了基于WiMAX网络服务质量（QoS）的节能机制（IEEE局域网和城域网标准，2010年）。该标准定义了休眠和空闲模式程序，以保持MS的电池寿命。在休眠模式期间，MS与服务的BS空中接口临时断开。
在本文中，我们仅考虑睡眠模式的操作，主要目标是建议一种节能机制，以在减少响应延迟的情况下最小化MS功耗，从而减少基站（BS）空中接口资源。重传尝试次数的减少（由于响应延迟的减少）减少了基站的空中资源。与IEEE 802.16e标准不同，IEEE 802.11m标准中侦听间隔的持续时间和位置可以改变。因此，连续睡眠模式或周期的持续时间（依次包括睡眠间隔或睡眠窗口和监听间隔或监听窗口）可以根据交通状况而变化。睡眠间隔和侦听间隔的持续时间以帧为单位进行测量。
睡眠模式由MS或BS启动，称为移动台睡眠启动（MIS）和基站睡眠启动（BIS）。在睡眠模式启动期间，MS和BS之间交换睡眠参数（侦听间隔、微睡眠间隔、最小睡眠间隔和最大睡眠间隔）。睡眠模式请求和响应是使用媒体访问控制（MAC）信令执行的。此外，从睡眠模式中唤醒是由MS或BS完成的，因此称为移动站唤醒启动（MIA）和基站唤醒启动（BIA）。IEEE 802.16m标准定义了16种不同的休眠周期（称为休眠周期标识符（SCID））和三种不同的节能模式或类别。该标准还将侦听间隔内的微睡眠间隔定义为一种节能手段（IEEE局域网和城域网标准，2010年）。
睡眠模式在接收到MOB-SLP-RSP（移动睡眠响应消息）时启动。在MIS中，MS通过传输移动睡眠请求（MOB-SLP-REQ）消息来请求BS。如果没有发送给MS的数据，则BS可以通过MOB-SLP-RSP消息与MS进行响应。在BIS中，BS将广播MOB-SLP-RSP消息。MOB-SLP-RSP消息还包含睡眠参数。即使MS处于睡眠模式，也可以执行MIA。BIA通过传输交通指示（TRF-IND）信息完成。TRF-IND消息在其侦听间隔期间由MS解码。节能机制的挑战在于MS和BS之间的同步。然而，MS和BS的周期性测距解决了同步带来的困难。
对于休眠模式电源管理，该标准定义了三个节电等级（PSC），即PSC-I表示尽力服务和非实时服务，PSC-II表示实时和主动授权服务，以及PSC-III表示管理相关服务（Nguyen等人，2011）。确定最小或初始睡眠间隔的适当值的重要性(T型最小值)和最大或最终睡眠间隔(T型最大值)在PSC-I中，Kim等人进行了详细研究。（2009）。选择不当T型最小值和T型最大值将降低系统在能耗和/或介质访问控制（MAC）响应延迟方面的性能。为了克服截断二进制指数（TBE）算法节电机制的这些挑战，Lee和Cho（2007）以及Choi等人（2012）、Lin和Wang（2013）分别提出了概率睡眠间隔决策（PSID）算法和自适应服务质量（QoS）节电方案，这也减少了响应延迟。
尽管文献中有许多建议（Nguyen等人，2011，Kim等人，2009，Kim et al.，，Lee and Cho，2007，Lin and Chao，2008，Zhang，2007，Jin and Yue，2011，Hwang等人，2010，Kwon and Cho05），它们不考虑具有不同到达率的混合交通条件。因此，我们旨在提出三种在这些交通条件下性能更好的节能算法。所提出的算法，即组合循环二进制指数（CCBE）、组合反循环二进制指数（CABE）和组合截断二进制指数（CTBE），主要不同于PSC-I的睡眠时间分布。在CCBE中，PSC-I的睡眠间隔由TBE表示为循环二进制指数。也就是说，睡眠间隔回落到最小睡眠间隔，MS在达到最大睡眠间隔后启动计数器。在CABE中，PSC-I的睡眠间隔由TBE定制为抗循环二进制指数。也就是说，在达到最大睡眠间隔后，MS将计数器从最大睡眠间隔减至最小睡眠间隔。在CTBE中，睡眠间隔保持在最大睡眠间隔之后。
本文的其余部分组织如下：第2节讨论了与节电机制相关的工作。第3节详细介绍了问题定义，第4节介绍了建议的节能机制。第5节给出了传统算法和建议算法的复杂性分析。第6节描述了拟议机制的数值分析。第7节讨论了模拟结果，第8节给出了结论。
