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专利号: 2021108501963
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、使用概率时间自动机PTA建立智能手机Wi‑Fi模块模型、用户请求模型、阻塞控制器模型和唤醒控制器模型,进而由这四个模型构成智能手机进行网络请求的PTA模板;

步骤二、网络请求获取和释放唤醒锁,对网络请求获取和释放的唤醒锁的概率分布进行配置,对用户请求参数进行配置;用户请求参数包括用户发送网络请求的概率分布;

步骤三、根据步骤二的网络请求的概率分布,采用查询引擎对智能手机网络请求进行蒙特卡洛模拟,每个不同网络请求的概率分布下模拟N次,每次得到一组数据,每组数据包括合并转发网络请求的延迟时间T、智能手机Wi‑Fi模块能耗数据以及用户不适感数据;

步骤四、根据步骤三所生成智能手机Wi‑Fi模块能耗数据和用户不适感数据的显著性计算不同场景下通用的合并转发延迟时间。

2.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,步骤三中每个不同网络请求的概率分布下模拟N次,得到N组数据,每组数据为(T(i,j),energy(i,j),discomfort(i,j)),其中,第i个场景下第j个延迟时间T(i,j)为随机赋值,且在N组数据中每个T(i,j)分布均衡;energy(i,j)是T(i,j)下的智能手机Wi‑Fi模块能耗数据,*

discomfort(i,j)是T(i,j)下的用户不适感数据,1≤i≤I,1≤j≤J,i,j∈N ,I为场景总个数,J*

为延迟时间总个数,N为正整数。

3.根据权利要求2所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,步骤四具体如下:

首先计算T(i,j)下energy(i,j)和discomfort(i,j)的显著性参数,根据计算出的显著性参数,然后计算在不同网络请求的概率分布下每个T(i,j)所对应的第i个场景、第j个延迟时间的平均智能手机Wi‑Fi模块能耗avge(i,j)和平均用户不适感avgd(i,j);

通过avge(i,j)和avgd(i,j)选择出在不同网络请求的概率分布下延迟时间T(i,j)的帕累托最优值;权重和Wsum=w1*avge(i,j)+w2*avgd(i,j),w1,w2为权重且w1+w2=1,在帕累托最优值中得到Wsum下最小的M个最优延迟时间,M∈[3,5],通过统计不同网络请求的概率分布下得到的M个最优延迟时间,选择出现次数最多的延迟时间作为最优延迟时间。

4.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,所述PTA模板描述了步骤一中四个模型共同的行为模式,并能够访问下概率偏差‑δ、上概率偏差+δ、假阴性概率α、假阳性概率β、概率不确定度ε、比率下限u0、比率上限u1,在PTA模板中对网络请求获取和释放的唤醒锁的概率分布、用户发送网络请求的概率分布进行配置;其中PTA

0 0

;其中,L是一个有穷状态集合,L∈L表示PTA的初始状态,X表示有穷时钟集合,Act表示有穷动作集合,inv表示在时间约束下的状态的不变量条件,enab表示在时间约束下的动作允许条件;prob表示动作转移的概率函数。

5.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,步骤三中,采用蒙特卡洛模拟方法,每个场景的不同概率分布情况都进行N次模拟,模拟不同延迟时间下,t秒内产生的智能手机Wi‑Fi模块能耗数据energy以及用户不适感数据;

其中energy=0.6*WiFi.xHP+0.4*WiFi.xIL+0.01*WiFi.xDS+0.12*WiFi.xLS;

式中,WiFi.xHP为智能手机Wi‑Fi模块在设定场景中一小时内保持高功耗状态时间,WiFi.xIL为智能手机Wi‑Fi模块在设定场景中一小时内保持空闲监听状态时间,WiFi.xDS为智能手机Wi‑Fi在设定场景中一小时内保持深度睡眠状态时间,WiFi.xLS为智能手机Wi‑Fi在设定场景中一小时内保持轻度睡眠状态时间。

6.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,智能手机Wi‑Fi模块模型模拟了Wi‑Fi模块的四个功率状态,分别为高功耗状态、空闲监听状态、深度睡眠状态和轻度睡眠状态。

7.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,模拟t秒内智能手机Wi‑Fi模块在不同功率状态所处的时间,从而该时间用来计算Wi‑Fi模块的能耗;

模拟出t秒内唤醒锁数量的变化,从而检查智能手机获得和释放唤醒锁是否正常,正常是指非故障;

验证是否满足t秒内,Wi‑Fi模块能耗大于预设能量值E的概率大于等于设定的概率值p,0≤p≤1;从而验证合并转发网络请求对智能手机Wi‑Fi模块的节能效果;

验证t秒内WiFi模块到达轻度睡眠状态的概率,从而验证在合并转发网络请求时,智能手机Wi‑Fi模块是否在t秒内的一半以上时间处在轻度睡眠状态;

验证t秒内Wi‑Fi模块能耗低于E并且不适感低于D的概率,D为设定的不适感值;从而验证合并转发延迟时间对于权衡能耗和用户体验的效果。

8.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,Wi‑Fi模块负责通过beacon信道与用户请求模型以及阻塞控制器模型进行通信,Wi‑Fi模块模型接受转发请求的指令,从而Wi‑Fi模块进行功率状态转移。

9.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,对用户请求建模,将用户请求分为即时请求和推迟的请求,通过设置循环队列作为缓存存储用户请求信息,用户请求模型通过beacon信道与Wi‑Fi模块同步;

阻塞控制器模型中未进行转发网络请求的推迟发送的请求,在达到延迟时间之后再将用户请求发出,阻塞控制器模型通过beacon信道与Wi‑Fi模块同步;

唤醒控制器模型,用来模拟部分用户网络请求需要获得唤醒锁以保证Wi‑Fi模块能够响应和释放唤醒锁。网络请求获取唤醒锁以及释放唤醒锁服从设置参数的概率分布。

10.根据权利要求1所述的一种智能手机合并转发延迟时间评估方法,其特征在于,步骤三中,使用UPPAAL‑SMC作为查询引擎。