[發(fā)明專利]基于能效的基站功率控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610994179.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN106658679B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙聰;吳坤;郭偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W52/02
• 分類號(hào): H04W52/02;H04W52/18;H04W28/08
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發(fā)明公開了一種基于能效的基站功率控制方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟(1)各參數(shù)初始化設(shè)置，將各基站的發(fā)射功率設(shè)置成基站默認(rèn)發(fā)射功率；(2)計(jì)算各基站當(dāng)前的負(fù)載量，并按照各基站負(fù)載量劃分基站工作狀態(tài)；(3)進(jìn)行基站功率調(diào)整，即將所有零負(fù)載基站發(fā)射功率調(diào)整為0，即將其進(jìn)行休眠控制；對(duì)最輕負(fù)載基站min_base進(jìn)行基站休眠設(shè)置；對(duì)最重負(fù)載基站max_base進(jìn)行小區(qū)收縮控制；(4)進(jìn)行基站激活程序。本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有功率控制技術(shù)、基站休眠技術(shù)和小區(qū)呼吸技術(shù)，提出一個(gè)基于能效的功率控制算法，旨在提高網(wǎng)絡(luò)能效，此外，還有均衡各基站負(fù)載的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體給出了一種基于能效的基站功率控制方法。

背景技術(shù)

隨著3G、4G的蓬勃發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究熱度也達(dá)到前所未有的程度。物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)作為未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的兩大驅(qū)動(dòng)力，對(duì)設(shè)備連接密度和移動(dòng)數(shù)據(jù)流量提出了更高的要求，可以預(yù)見未來移動(dòng)用戶連接密度和移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將進(jìn)一步呈現(xiàn)爆炸式的增長。據(jù)估計(jì)，到2020年，全世界移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將比2010年增長超過100倍，不包含物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的移動(dòng)終端將超過200億，其中中國將超過20億，因此，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將存在巨大的可挖掘市場(chǎng)和剛性需求。為了應(yīng)對(duì)這種與日俱增的需求，對(duì)下一代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)的研究迫在眉睫。

與此同時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能量消耗現(xiàn)狀卻不容樂觀，據(jù)全球知名市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner調(diào)查，全球蜂窩網(wǎng)絡(luò)平均每年大約消耗600億kWh的電量，并且這個(gè)能耗數(shù)量每五年就會(huì)增長15％-20％，移動(dòng)通信行業(yè)能耗占到全世界總能耗的3％，高于其他行業(yè)，這其中基站的能量消耗占到60％～80％，如果不采取有效的技術(shù)手段，這一數(shù)字到2020年將超過現(xiàn)在的兩倍以上，運(yùn)營商的電費(fèi)支出甚至已經(jīng)接近其運(yùn)營費(fèi)用支出的三分之一，因此，減少移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)能效不僅是一種社會(huì)責(zé)任感的體現(xiàn)，還能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也是對(duì)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展、綠色通信、構(gòu)建低碳環(huán)保社會(huì)的響應(yīng)。

針對(duì)超千倍的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量和移動(dòng)端連接數(shù)的增長，未來5G需要采用高密度重疊覆蓋的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來了更多的基站部署，而且其中微小基站的部署更加具有隨意性，這無疑對(duì)網(wǎng)絡(luò)能效的提高帶來了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)能效表示其覆蓋區(qū)域內(nèi)用戶業(yè)務(wù)總量與總能耗的比值，即單位能耗平均承載的用戶業(yè)務(wù)量，或單位面積單位帶寬下的能量效率，這里的承載業(yè)務(wù)總量是指網(wǎng)絡(luò)實(shí)際承載的用戶端總業(yè)務(wù)吞吐量，而不僅僅是指各鏈路上的信息傳輸總量，而總能耗是包括信號(hào)處理設(shè)備能耗、基站能耗、外圍設(shè)備能耗及無線傳輸能耗在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)所有相關(guān)設(shè)備的能耗，因此，提高網(wǎng)絡(luò)能效的途徑很多，只要能減少任何一項(xiàng)能耗都能達(dá)到目的。

資源管理主要是通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源以及終端等平臺(tái)的有效管理以達(dá)到在網(wǎng)絡(luò)性能提高的同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能效的最大化，主要包括優(yōu)化接入選擇、頻譜功率分配、干擾控制以及基站休眠等技術(shù)。資源管理技術(shù)因?yàn)椴皇苄略O(shè)備、新技術(shù)和基站部署等因素的制約，受到研究者的廣泛研究。研究者們對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)能效作出了多種嘗試，有使用新天線技術(shù)、傳輸技術(shù)等試圖減少功耗、提高信號(hào)傳輸性能，也有研究高能效的基站部署策略的，但這些往往都依賴于新技術(shù)的推廣使用或者改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)部署，存在較大的技術(shù)周期制約和成本因素制約，此外，也有研究者試圖通過資源管理技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)能效，但是都存在一定的缺陷，要么不適用于未來高密度重疊覆蓋的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，要么用于實(shí)踐難度較高或者存在對(duì)其他性能犧牲過大。發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)背景、不改變基站部署的情況下，通過資源管理技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)能效。

功率控制

無線通信網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)傳輸都是通過無線電磁波在空間的傳播完成，信號(hào)的接收強(qiáng)度、處理效果跟信號(hào)發(fā)射功率的強(qiáng)度息息相關(guān)，無線通信網(wǎng)絡(luò)中的功率控制技術(shù)一直是無線資源管理技術(shù)的主要技術(shù)之一。