[發明專利]一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法

有效

• 申請號: 201610116700.6
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105578578B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 陳昆;路兆銘;溫向明;景文鵬;陳志強;丁無窮
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

本發明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，屬于無線網絡通信領域。本方法中，將基站服務的每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理，每到整點統計一個0～1之間的能量收割值，將每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站，由基站對所有的能量收割值進行幾何平均數計算，得到基站的關閉概率，由基站關閉概率隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態。本發明通過綜合考慮各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身的開啟或關閉狀態，達到了不外接電源給傳感器充電的同時，更多地節省了基站的能量消耗的效果，具有低功耗設備自給自足的優勢和節能的意義。

技術領域

本發明屬于無線網絡通信領域，涉及物聯網，具體涉及一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，在大規模無線通信網絡中，通過對基站采用休眠策略的控制，使具有能量收割功能的傳感器能夠達到規定的QoS(服務質量)要求。

背景技術

隨著現代通信業務的發展，要求未來的無線通信必須具有更高的頻譜效率。同時，由于全球化環境污染的加重，對于通信行業節能減排的要求也越來越嚴格。這就要求未來的無線通信系統必須同時解決頻譜問題與環保問題。換而言之，就是要求未來無線通信系統要在能夠繼續提高頻譜效率的同時，盡可能地降低能量消耗，避免溫室氣體的排放，實現“綠色”通信。為了應對這一問題，節能網絡架構和節能技術的研究引起了學術界的重視，并且逐步成為了目前的研究重點。

在眾多的節能技術中，從周圍環境中收集射頻信號來給移動設備充電已經發展成為一項有潛力而高效的技術。具體地說，從周圍射頻信號中收集能量的基本物理模塊是一個整流天線，它可以將環境中存在的射頻能量轉換成直流電壓。通過從環境中收割的射頻能量來支持其運行以及數據的傳輸，移動設備可以延長電池的使用壽命，低功率的器件甚至可以永久操作。這是一項極其有吸引力的技術，尤其是考慮到大部分的低功耗物聯網設備都需要充電，所以這項物聯網應用將成為5G的殺手級應用。

另一方面，對基站引入休眠模式也是一個很有效的方法，它可以節省蜂窩網絡的能耗。在同一時刻不同位置的基站，其所在蜂窩小區內的負載相差很大；同時，在同一基站不同時刻其所在蜂窩小區內的負載變化較大。采用休眠模式可以根據基站負載的波動情況，對應地切換開啟閉合狀態，從而帶來高能效的增益，但同時也會影響網絡其他性能。一方面，大量關閉基站可以節省更多的能量；另一方面，關閉過多的基站，用戶的服務質量會劣化。并且，考慮到物聯網中的設備需要從射頻信號中收集能量來給自身供電的情況，休眠策略的引入還將影響設備周圍射頻信號源的數量，這將進一步影響數據傳輸。因此這兩種技術之間相互作用從而導致休眠策略該如何設計成為亟待解決的問題。

發明內容

針對目前問題，本發明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，采用了休眠策略，通過綜合考慮各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身開啟/關閉狀態。達到了不外接電源給傳感器充電的同時，更多地節省了基站的能量消耗的效果，具有低功耗設備自給自足的優勢和節能的意義。

本發明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，分以下步驟：

步驟1：對基站服務的傳感器進行編號。

步驟2：將每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理，每到整點統計一個0～1之間的能量收割值。

步驟3：每到整點，將對每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站，由基站對所有的能量收割值進行幾何平均數計算，得到基站的關閉概率。

步驟4：由得到的基站關閉概率，隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態。

相對于現有技術，本發明采用休眠策略，通過綜合考慮各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身開啟/關閉狀態，達到了不外接電源給傳感器充電的同時，更多地節省了基站的能量消耗的效果，具有低功耗設備自給自足的優勢和節能的意義。

附圖說明

圖1為本發明一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法的整體流程示意圖。