[发明专利]基于能效的基站功率控制方法

说明书

本发明公开了一种基于能效的基站功率控制方法，属于通信技术领域，包括以下步骤(1)各参数初始化设置，将各基站的发射功率设置成基站默认发射功率；(2)计算各基站当前的负载量，并按照各基站负载量划分基站工作状态；(3)进行基站功率调整，即将所有零负载基站发射功率调整为0，即将其进行休眠控制；对最轻负载基站min_base进行基站休眠设置；对最重负载基站max_base进行小区收缩控制；(4)进行基站激活程序。本发明结合现有功率控制技术、基站休眠技术和小区呼吸技术，提出一个基于能效的功率控制算法，旨在提高网络能效，此外，还有均衡各基站负载的效果。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体给出了一种基于能效的基站功率控制方法。

背景技术

随着3G、4G的蓬勃发展，移动通信网络的研究热度也达到前所未有的程度。物联网和移动互联网作为未来移动通信网络发展的两大驱动力，对设备连接密度和移动数据流量提出了更高的要求，可以预见未来移动用户连接密度和移动数据流量将进一步呈现爆炸式的增长。据估计，到2020年，全世界移动数据流量将比2010年增长超过100倍，不包含物联网在内的移动终端将超过200亿，其中中国将超过20亿，因此，移动通信网络将存在巨大的可挖掘市场和刚性需求。为了应对这种与日俱增的需求，对下一代移动通信技术(5G)的研究迫在眉睫。

与此同时，移动通信网络的能量消耗现状却不容乐观，据全球知名市场调研机构Gartner调查，全球蜂窝网络平均每年大约消耗600亿kWh的电量，并且这个能耗数量每五年就会增长15％-20％，移动通信行业能耗占到全世界总能耗的3％，高于其他行业，这其中基站的能量消耗占到60％～80％，如果不采取有效的技术手段，这一数字到2020年将超过现在的两倍以上，运营商的电费支出甚至已经接近其运营费用支出的三分之一，因此，减少移动通信网络能耗，提高网络能效不仅是一种社会责任感的体现，还能带来可观的经济效益，也是对社会可持续性发展、绿色通信、构建低碳环保社会的响应。

针对超千倍的移动数据流量和移动端连接数的增长，未来5G需要采用高密度重叠覆盖的异构网络架构，这种网络架构带来了更多的基站部署，而且其中微小基站的部署更加具有随意性，这无疑对网络能效的提高带来了更严峻的挑战。网络能效表示其覆盖区域内用户业务总量与总能耗的比值，即单位能耗平均承载的用户业务量，或单位面积单位带宽下的能量效率，这里的承载业务总量是指网络实际承载的用户端总业务吞吐量，而不仅仅是指各链路上的信息传输总量，而总能耗是包括信号处理设备能耗、基站能耗、外围设备能耗及无线传输能耗在内的网络所有相关设备的能耗，因此，提高网络能效的途径很多，只要能减少任何一项能耗都能达到目的。

资源管理主要是通过对网络资源以及终端等平台的有效管理以达到在网络性能提高的同时实现网络能效的最大化，主要包括优化接入选择、频谱功率分配、干扰控制以及基站休眠等技术。资源管理技术因为不受新设备、新技术和基站部署等因素的制约，受到研究者的广泛研究。研究者们对提高网络能效作出了多种尝试，有使用新天线技术、传输技术等试图减少功耗、提高信号传输性能，也有研究高能效的基站部署策略的，但这些往往都依赖于新技术的推广使用或者改变现有网络部署，存在较大的技术周期制约和成本因素制约，此外，也有研究者试图通过资源管理技术来提高网络能效，但是都存在一定的缺陷，要么不适用于未来高密度重叠覆盖的异构网络，要么用于实践难度较高或者存在对其他性能牺牲过大。发明在现有技术背景、不改变基站部署的情况下，通过资源管理技术来提高网络能效。

功率控制

无线通信网络中的信号传输都是通过无线电磁波在空间的传播完成，信号的接收强度、处理效果跟信号发射功率的强度息息相关，无线通信网络中的功率控制技术一直是无线资源管理技术的主要技术之一。