[發明專利]一種基于時頻空調度的無線通信基站端節能方法

在審

• 申請號: 201310717899.4
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103747508A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 尚勇;張悅;鐘科杰;楊振宇
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W72/04
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及無線通信基站端的節能方法，具體涉及一種基于時頻空調度的無線通信基站端節能方法。

背景技術

隨著通信行業的不斷發展，目前通信行業已消耗全球總能源的3%至4%，在現有的能源的使用模式下該比例仍在以驚人的速度增長。研究表明，2015年歐洲運營商的耗電量將達到500億度，因此在滿足不斷發展的無線通信業務的基礎上，提高基站設備能效，降低基站的建設和維護成本，是綠色通信的重中之重。

蜂窩小區的業務具有時空轉移的特點，以城市為例，白天辦公區域的業務量較大，而住宅區的業務量較小；而到晚上此現象恰好顛倒，這就是所謂的“潮汐現象”。一天中的網絡負載大約有一半的時間處于低負載運行狀況，但是為了滿足高峰時期的用戶數據率，現有的通信系統都是按滿負載量來設計配置，從用戶來說，這樣做可以保證用戶體驗質量，但是當業務量較少時，小區基站仍按滿負載運行顯然降低了低負載時系統的網絡能效，這就導致低負載時造成資源和能量的浪費。

現有技術的綠色通信系統的節能技術主要包括單獨采用的時域或頻域節能以及時域結合頻域的節能技術，其中：

基于時域的綠色通信系統的節能技術，是通過負載的輕重才決定基站在時域上的關閉以及開啟方案，網絡出于高負載時，基站肯定也是滿負載工作，對應時域就是基站PA連續不同的發送。在網絡負載低時候，大部分數據信道均處于空閑狀態，此時我們將業務分時段發送，即不連續發送，不發送業務信息時，即將PA關斷。

基于頻域的綠色通信系統的節能技術包括帶寬自適應和容量自適應方法，是基于功放的靜態功耗和系統帶寬呈線性關系原理（較小的帶寬需要更少的輻射功率），在不同業務條件下自適應的調節帶寬。帶寬自適應指基于業務負載大小來調整系統帶寬，主要是利用功率放大器的不同的工作點來調整其功率，在負載低需要的頻域資源塊較少時，使用更低的供給電壓，同時較小的帶寬需要較小的參考信號配置，因此可以達到減小能耗的目的。容量自適應方法不需要改變系統的最大使用帶寬和參考信號數目，而是在低負載時只配置部分子載波工作，限制可調度的RB（Resource?Block，資源塊）的數目，從而準許降低PA的供給電壓，達到節能的目的。

如圖1所示，在負載為零時，不采用節能技術時基站消耗的能量約為890W，而采用了Micro?DTX方法（時域節能技術）后基站消耗的功率約為740W，減少了17%的能量消耗；而隨著負載的增大，MicroDTX方法帶來的節能效果不斷的降低，特別在滿負載的情況下，MicroDTX將不能帶來任何的節能效果；在系統負載為零時候采用帶寬自適應方法能夠節省約50%的能量消耗，系統的能效較之于時域節能技術更優，但是當系統負載超過了5M帶寬的門限容量以后，帶寬自適應方法失效。

時域結合頻域的節能技術在低負載情況下進一步優化了節能效果，在一定程度上推進了綠色通信，但同單獨的時域或者頻域節能技術一樣，在高負載（包括滿負載）情況下仍存在節能失效的缺陷，達不到綠色通信要求的節能效果。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種基于時頻空調度的無線通信基站端節能方法，從綠色通信的角度，通過改變時、頻、空資源的分配從而影響功率域的資源分配效率，在滿足用戶性能需求的前提下，提出了一種天線選擇、帶寬自適應以及時間關斷相結合的節能技術，在各個負載率的狀態下使系統的能效達到最優。

本發明采用的具體方案為：一種基于時頻空調度的無線通信基站端節能方法，首先根據系統的平均吞吐量，在天線個數的臨界點切換，進行空域節能；初始選擇為單天線模式下的自適應節能方法；當所述單天線模式下的任何帶寬模式都不能滿足系統的當前業務要求時，自適應選擇兩條及以上天線模式下的自適應節能方法。

在選定天線個數后，根據系統的平均吞吐量，在各個帶寬的容量臨界點上進行切換；確定采用的帶寬大小，進行頻域節能；初始選擇為最小帶寬模式下的自適應節能方法；當所述最小帶寬模式不能滿足系統的當前業務要求時，自適應選擇系統的較大帶寬模式下的自適應節能方法。

在選定天線個數和帶寬大小后，根據系統當前的業務負載，結合非連續發射DTX方法進行時段性發送數據，進行時域節能。

非連續發射DTX方法為在普通子幀、MBSFN子幀或擴展子幀中進行時段性發送數據。

在選定天線個數和帶寬大小后，根據系統當前的業務負載，在普通子幀中進行時段性發送數據的Micro?DTX方法。

所述天線模式和帶寬模式由所述系統的平均吞吐量確定。