随着新型多媒体业务的发展、话务量的提升等,人们对3G系统及下一代无线网络的无线传输速率要求会越来越高,用户希望能打破各种条件的制约,实现“任何人在任何时候的任何地方与任何人进行任何方式”的通信。移动通信与商务、娱乐等应用的融合,要借助于终端的改进来实现。一方面,运营商要求介入终端标准定制,寻求更好的终端标准支持自己推出的业务;另一方面,终端厂商要求结合运营商需求,开发出适合市场需求的终端产品,两方面相互配合。作为通信的重要组成部分,无线城域网将掀起移动通信的新浪潮,在现在和未来的生活中将得到广泛的应用。最初的IEEE 802.16标准是为固定终端制定的,之后的扩展版本IEEE 802.16e标准旨在为移动的终端提供高速接入业务。作为对移动性能的扩展,IEEE 802.16e定义了两个新的功能,即睡眠模式操作和切换过程。随着语音、视频等实时应用的日益增多,终端的节省能量消耗成为了关键问题。论文首先学习了802.16 MAC层协议,然后基于IEEE802.16e协议,研究了移动终端现有的睡眠模式节能机制的操作过程和相关参数,通过设计和优化现有的节能机制,进一步提高现有机制下的性能,进行系统总体设计和算法的部分模块设计。本人的主要工作如下:1.根据IEEE 802.16e标准的定义,在只考虑下行数据传输的情况下,建立标准睡眠模式分析模型,并使用概率统计方法对睡眠模式中的节能类型进行了数学建模,讨论睡眠模式中各个参数对于能耗和下行帧时延的影响,以及二者之间存在的折衷关系,最后采用MATLAB工具进行仿真。2.学习IEEE 802.16e协议,通过对协议中建议的睡眠模式中睡眠窗口指数增长方式的学习,针对指数增长算法的不足,本文提出了新的指数加权滑动增长算法,该算法是通过减缓睡眠间隔的增长速度来减少数据包的延时时间。并且对新的算法进行了硬件设计、整个系统的框架设计和核心算法模块的状态转移分析,该算法在数据帧到达率比较小的时候,改进了睡眠窗口增长算法,在基本保持能量消耗的同时大大缩减了等待时间。并且通过动态的调整睡眠窗口,使能耗和等待时间参数更加合理,最后进行了硬件设计和整体系统的硬件结构设计,并且对模块进行了分析。3.根据IEEE 802.16e标准的定义,在同时考虑上、下行数据传输的情况下,建立新的能量消耗模型,并且假设在上行帧存在时立即结束睡眠模式,并使用概率统计方法进行了数学建模,并对睡眠模式节约能耗的效果及其对睡眠时间的影响进行了分析,随后进行了相关的硬件设计,最后采用Matlab工具进行了仿真。