[發明專利]一種基于移動網絡流量預測的基站休眠方法

有效

• 申請號: 202010036123.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111246552B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 白光偉;張杰;沈航
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W24/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明公開了一種基于移動網絡流量預測的基站休眠方法，在移動網絡中，通過提出的基于時空特征的預測模型預測基站的流量，然后根據預測出的流量調度合適的基站進入休眠狀態，來節省基站的能耗。本方明利用時間卷積網絡抽取移動網絡流量的時間特征，利用三維卷積網絡流量抽取移動網絡流量的空間特征，然后利用抽取的特征進行準確地預測基站的流量，再利用預測的流量通過規劃的方法選取合適的基站進行休眠，能夠有效地降低基站的工作能耗，同時又能夠保證用戶的服務質量。

技術領域

本發明涉及一種基于移動網絡流量預測的基站休眠方法，屬于移動網絡領域。

背景技術

隨著移動設備數量的快速增長，移動網絡流量也在極其迅速地增長，這加速了移動網絡基礎設施的擴張。移動網絡的擴張同時也導致了移動網絡能量消耗的增加。運營商考慮到經濟問題和生態環境問題，需要建立綠色移動網絡。之前的研究表明基站的能量消耗占據了移動網絡流量消耗的80％左右。所以節省基站的能量消耗是構建綠色移動網絡的關鍵。

在基站節能的相關研究中，基站休眠是常見的方法。由于基站在部署時是按照流量峰值設計的，基站在工作日中有30％的時間流量只有峰值的十分之一。所以當一個區域的流量較低時，可以將該區域中的部分基站進行關閉，而該區域的通信需求由其它基站進行滿足；當區域的流量負載較高時，可以將基站進行喚醒。

Jingjin Wu等人提出的休眠策略(參考文獻：Wu J,Zhang Y,Zukerman M,etal.Energy-efficientbase-stations sleep-mode techniques in green cellularnetworks:Asurvey[J].IEEE communications surveystutorials,2015,17(2):803-826.)，可以降低50％的基站能耗，但是在設計休眠策略時認為流量是靜態的，但是流量的特征會受到時間和空間特征的影響的。同時其它因素，比如天氣、節假日等情況也會影響移動網絡中的流量。Sheng Zhang等人考慮了流量的動態性(參考文獻：Zhang S,Zhao S,YuanM,etal.Trafficpredictionbasedpower saving in cellular networks:A machinelearning method[C]//Proceedings ofthe 25th ACM SIGSPATIAL InternationalConference onAdvances in Geographic Information Systems.ACM,2017:29.)，但是在設計休眠算法時，只考慮了下一個時刻應該休眠的基站數，無法確切地得到應該休眠的基站。上述的方法中存在著預測流不準確、調度策略不夠完善的缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對當前移動網絡中基站休眠算法的不足，提供一種能夠保證基站能耗最小化的基站休眠方法，在保證用戶的服務質量的基礎上，對移動網絡中的基站進行動態地休眠和喚醒，達到降低基站能耗的目標，在保證用戶服務質量的同時，能夠最大限度地降低移動網絡的能耗。

本發明為解決上述技術問題具體采用以下技術方案。

一種基于移動網絡流量預測的基站休眠方法，包括以下步驟：

步驟一、獲取基站流量信息以及基站所在區域的外部信息；

步驟二、根據步驟一中獲取的信息，采用神經網絡預測將來某個時刻基站的流量；

步驟三、根據預測出的基站流量，通過求解調度目標函數的方式選擇合適的基站進行休眠及喚醒。

進一步的，本發明所提出的基于移動網絡流量預測的基站休眠方法，步驟一中獲取的信息包括基站的歷史流量信息以及基站周圍區域的基站流量信息，所在區域的外部信息包括天氣、節假日以及特殊事件的相關信息。

進一步的，本發明所提出的基于移動網絡流量預測的基站休眠方法，步驟二所述預測將來某個時刻基站的流量，具體步驟如下：