專利名稱：移動通信系統(tǒng)基站節(jié)能方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動通信系統(tǒng)中基站節(jié)能方法及其裝置。
背景技術(shù)：
從移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能源消耗分布來看，在整個的移動網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，基站設(shè)施的能源消耗最大，占到了 90%，其他的包括核心網(wǎng)設(shè)施和網(wǎng)管設(shè)備等只占了不到10%的能源消耗。而在基站設(shè)施的能源消耗中，基站主設(shè)備占50%左右，機房空調(diào)等散熱設(shè)備占45%
左右ο為了降低能源消耗，建設(shè)綠色移動通信網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)上主要從以下三個方面考慮1、在基站主設(shè)備設(shè)計方面，應(yīng)用高效數(shù)字功率放大器等各種新技術(shù)，引入分布式基站、大容量基站等新產(chǎn)品；支持更靈活的部署，支持多種制式，提高硬件設(shè)施的利用率；2、在機房的建設(shè)方面，通過對基站進行智能通風(fēng)改造，如直通風(fēng)應(yīng)用、自然散熱等方式，采用一體化機房等，降低機房對散熱設(shè)備的要求；3、在能源應(yīng)用方面，提高利用太陽能、風(fēng)能和沼氣等綠色潔凈能源的比例。其中，基站主設(shè)備的節(jié)能設(shè)計和應(yīng)用具有關(guān)鍵意義。有效降低基站主設(shè)備能耗，還可以有效降低設(shè)備對機房環(huán)境的依賴，在很大程度上減小配套電源和機房空調(diào)的負荷，從而更加有效的減少總能耗。基站主設(shè)備當(dāng)中，大部分能源用于基站發(fā)射單元的關(guān)鍵組成部分的功率放大器， 如何在保證功率放大器線性指標(biāo)的前提下，盡量減少功率放大器的能耗、減少熱量的產(chǎn)生， 是降低設(shè)備整體能耗、節(jié)約能源的關(guān)鍵。為了達到節(jié)能降耗的目的，在整個移動通信的網(wǎng)絡(luò)管理中，需要采用資源精細化管理，如在某一時段(比如在晚上十點至凌晨五點之間)，一些區(qū)域用戶較少，則可以考慮在滿足基本通信需求的前提下，關(guān)閉部分載頻，從而有效降低能耗。技術(shù)的發(fā)展對移動通信系統(tǒng)的精細化管理提出了更高的節(jié)能要求。如何更精細的對基站設(shè)備能耗進行管理，降低非必要的能源消耗，是今后系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)當(dāng)中的重要任務(wù)。LTE (Long Term Evolution，長期演進)系統(tǒng)作為新一代移動通信系統(tǒng)，在未來將越來越多的得到應(yīng)用，降低LTE系統(tǒng)的能耗，對建設(shè)綠色移動通信網(wǎng)絡(luò)有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例主要針對LTE系統(tǒng)，提出利用MBSFN(MBSFN Multicast Broadcast Single Frequency Network，多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò))子幀關(guān)閉下行子幀實現(xiàn)基站節(jié)能的方法和裝置。本發(fā)明實施例提供一種移動通信系統(tǒng)基站節(jié)能方法，該方法包括如下步驟確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值；當(dāng)所述下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值小于下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值，確定不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；關(guān)閉所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀中多播符號對應(yīng)的射頻通道。本發(fā)明實施例提供一種基站裝置，包括基站調(diào)度器、基帶數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，還包括統(tǒng)計單元、判斷單元和決策單元、射頻通道關(guān)閉信息獲取單元、射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元；其中，統(tǒng)計單元，用于收集和統(tǒng)計基站的下行業(yè)務(wù)負載信息，根據(jù)設(shè)定的周期上報統(tǒng)計結(jié)果信息；所述設(shè)定的周期為IOms的整倍數(shù)；判斷單元，用于根據(jù)統(tǒng)計單元上報的下行業(yè)務(wù)負載信息，確定是否設(shè)置不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；決策單元，用于確定設(shè)置為MBSFN子幀的下行子幀；射頻通道關(guān)閉信息獲取單元，用于檢測射頻通道關(guān)閉信息，產(chǎn)生并發(fā)出關(guān)閉射頻通道的指令；射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元，用于射頻通道關(guān)閉信息獲取單元的指令，執(zhí)行關(guān)閉射頻通道的操作。本發(fā)明實施例還提供一種射頻拉遠單元RRU裝置，包括基帶數(shù)據(jù)接收單元，其特征在于，還包括射頻通道關(guān)閉信息獲取單元和射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元；所述射頻通道關(guān)閉信息獲取單元，用于檢測射頻通道關(guān)閉信息，生產(chǎn)并發(fā)出關(guān)閉射頻通道的指令；所述射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元，用于所述根據(jù)射頻通道關(guān)閉信息獲取單元的指令， 執(zhí)行關(guān)閉射頻通道的操作。本發(fā)明實施例，通過測量小區(qū)業(yè)務(wù)量水平，根據(jù)業(yè)務(wù)負荷的變化判斷滿足當(dāng)前小區(qū)通信服務(wù)所需要的下行子幀數(shù)量；將可以關(guān)閉的子幀設(shè)置為不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN子幀，關(guān)閉多播符號相應(yīng)射頻通道，從而達到降低能耗的目的。


圖1為LTE系統(tǒng)第一類無線幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為LTE系統(tǒng)第二類無線幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為LTE系統(tǒng)下行物理資源示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一體化節(jié)能基站裝置示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的第一種分布式節(jié)能基站裝置示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的第二種分布式節(jié)能基站裝置示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例主要針對LTE (Long Term Evolution，長期演進)系統(tǒng)提出一種通過把可以關(guān)閉的下行子幀設(shè)置成不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN子幀，關(guān)閉MBSFN多播符號對應(yīng)射頻通道的方式降低能量消耗的方法。本發(fā)明實施例提出的實現(xiàn)基站節(jié)能的方法，具體包括確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值；當(dāng)所述下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值小于下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值，確定不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；
關(guān)閉所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀中多播符號對應(yīng)的射頻通道。射頻通道包括小信號部分和大信號部分，小信號部分包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模擬收發(fā)信機等模擬器件，大信號部分包括功率放大器。在小區(qū)負荷比較小的情況下，部分下行子幀并不發(fā)送或很少發(fā)送數(shù)據(jù)。在不進行射頻信號發(fā)送的情況下，射頻通道依然處于工作狀態(tài)， 這種情況下所消耗的能量沒有轉(zhuǎn)化為有用的射頻信號，而是以熱損耗的方式消耗掉了。因此，在基站在運行過程中，以保證各業(yè)務(wù)Q0S(Quality of krvice，服務(wù)質(zhì)量)為基本出發(fā)點，通過實時檢測小區(qū)承載的業(yè)務(wù)量，獲取下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值，當(dāng)下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值小于一定門限值，可以進一步確定滿足當(dāng)前小區(qū)通信服務(wù)所需要的下行子幀數(shù)量， 通過將剩余的子幀設(shè)置為MBSFN子幀，關(guān)閉相應(yīng)的不實際承載MBSFN子幀中多播符號所對應(yīng)的射頻通道，則可以達到降低能耗的目的。MBSFN子幀個數(shù)和下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值都與一個子幀可以承載的平均數(shù)據(jù)量大小有關(guān)，下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值=下行子幀承載的平均數(shù)據(jù)量* η ；其中η為設(shè)定的負荷因子。當(dāng)一段時間內(nèi)下行子幀數(shù)目*K_DL，如果下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值<下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值* (K_DL-1)，則可以啟動利用MBSFN子幀實現(xiàn)下行子幀關(guān)斷技術(shù)；如果下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值<下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值* (K_DL-m)，則最多可以設(shè)置m個MBSFN子幀，其中，m< K_DL。確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值，可以通過實時監(jiān)測容量指標(biāo)的方式實現(xiàn)，例如，實時監(jiān)測下行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(Buffer)中的數(shù)據(jù)量，或者根據(jù)下行Buffer中數(shù)據(jù)量的統(tǒng)計平均數(shù)據(jù)量(統(tǒng)計周期為IOms的整倍數(shù))根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)量和使用中的下行子幀個數(shù)的比例關(guān)系，確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值。在確定不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN子幀時，還需要考慮公共信道的影響，比如廣播、 尋呼、同步信號等。第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準化組織(3GPP)規(guī)定了 3G無線接口技術(shù)的長期演進 (LTE)系統(tǒng)支持2種無線幀結(jié)構(gòu)A、第一類無線幀(下文簡稱Typel)，適用于頻分雙工(Frequency Division Duplex, FDD)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中Typel的幀長為10ms，由20個時隙組成，每個時隙長度為0. 5ms,圖1中標(biāo)記為 #0 #19。每兩個連續(xù)的時隙定義為一個子幀(Subframe)，共有10個子幀，即子幀i由時隙2i和2 +1組成，其中i = 0、1、2......9。當(dāng)Typel應(yīng)用于FDD系統(tǒng)時，由于頻分雙工系統(tǒng)的上下行在頻域上是分開的，因此每IOms時間內(nèi)，上下行都有10個子幀可用。B、第二類無線幀(下文簡稱Type2)，僅適用于TDD系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中無線幀的幀長為10ms，每幀分為2個5ms的半幀。將每個5ms的半幀劃分成8個長度為0. 5ms的常規(guī)時隙(Slot)和1個長度為Ims的特殊時隙區(qū)域，該Ims的特殊時隙區(qū)域由下行導(dǎo)頻時隙(Downlink Pilot Time Slot，DwPTS)、保護時隙(Guard Period,GP)和上行導(dǎo)頻時隙(Uplink Pilot Time Slot, UpPTS)構(gòu)成；同時，每兩個常規(guī)時隙配對組成一個子幀(Subframe)，其中子幀#0和下行導(dǎo)頻時隙總是用于下行傳輸，而上行導(dǎo)頻時隙總是用于上行傳輸。LTE-TDD系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)目前定義了 7種配置方式，如表一所示
表一權(quán)利要求
1.移動通信系統(tǒng)基站節(jié)能方法，其特征在于，包括如下步驟 確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值；當(dāng)所述下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值小于下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值，確定不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；關(guān)閉所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀中多播符號對應(yīng)的射頻通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值的方式為根據(jù)下行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值，或者，根據(jù)設(shè)定的統(tǒng)計周期內(nèi)下行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的平均數(shù)據(jù)量確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述下行業(yè)務(wù)子幀負荷門限值=下行子幀承載的平均數(shù)據(jù)量* η ；其中n為設(shè)定的負荷因子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值<下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值* (K_DL-m)，則所述MBSFN下行子幀個數(shù)的最大值為m ；其中，K_DL為可用下行子幀數(shù)目，m < K_DL。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀， 對于FDD系統(tǒng)，具體為子幀1、子幀2、子幀3、子幀6、子幀7和子幀8當(dāng)中的一個或多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀， 對于TDD系統(tǒng)，具體為相應(yīng)無線幀或半幀尾部的下行子幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在確定MBSFN下行子幀后，進一步包括步驟將所述下行子幀承載的數(shù)據(jù)調(diào)度到其他可用下行子幀，或者不在該下行子幀分配數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀 子幀3、子幀4、子幀7、子幀8和子幀9當(dāng)中的一個或多個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述確定MBSFN下行子幀后，進一步包括步驟基站以廣播消息下發(fā)MBSFN子幀配置信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述廣播消息承載在SIB13。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述關(guān)閉所述MBSFN多播符號對應(yīng)的射頻通道的方式為，在相應(yīng)時間段內(nèi)，關(guān)閉射頻小信號部分和/或射頻大信號部分；所述射頻小信號部分包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬收發(fā)信機； 所述射頻大信號部分包括功率放大器。
12.—種基站裝置，包括基站調(diào)度器、基帶數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，還包括統(tǒng)計單元、判斷單元和決策單元、射頻通道關(guān)閉信息獲取單元、射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元；其中，統(tǒng)計單元，用于收集和統(tǒng)計基站的下行業(yè)務(wù)負載信息，根據(jù)設(shè)定的周期上報統(tǒng)計結(jié)果信息；所述設(shè)定的周期為IOms的整倍數(shù)；判斷單元，用于根據(jù)統(tǒng)計單元上報的下行業(yè)務(wù)負載信息，確定是否設(shè)置不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；決策單元，用于確定設(shè)置為MBSFN子幀的下行子幀； 射頻通道關(guān)閉信息獲取單元，用于檢測射頻通道關(guān)閉信息；射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元，用于根據(jù)射頻通道關(guān)閉信息獲取單元獲取的射頻通道關(guān)閉信息，執(zhí)行關(guān)閉射頻通道的操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述基帶數(shù)據(jù)處理單元將所述MBSFN下行子幀的多播符號的基帶數(shù)據(jù)設(shè)置為特定值；所述特定值為0或1或者用于標(biāo)識符號關(guān)閉的序列。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，射頻通道關(guān)閉信息獲取單元檢測射頻通道關(guān)閉信息的方式為從第一個符號開始判斷每個符號上的基帶數(shù)據(jù)；如果基帶數(shù)據(jù)為所述特定值，則該開始時間點為所述關(guān)閉射頻通道指令的開始時間點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元，射頻通道關(guān)閉信息獲取單元輸出的關(guān)閉射頻通道的開始時間點，在相應(yīng)子幀周期內(nèi)執(zhí)行射頻通道關(guān)閉操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述射頻通道關(guān)閉操作的結(jié)束時間相對于子幀結(jié)束時間提前1 5us。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，所述執(zhí)行關(guān)閉射頻通道的操作，具體是對射頻小信號部分和/或射頻大信號部分執(zhí)行關(guān)斷；所述射頻小信號部分，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬收發(fā)信機；所述射頻大信號部分，包括功率放大器。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)計單元、判斷單元、決策單元、基站調(diào)度器和基帶數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置在基帶單元 BBU 內(nèi)；所述射頻通道關(guān)閉信息獲取單元、射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元設(shè)置在無線拉遠單元RRU內(nèi)；所述無線拉遠單元RRU進一步包括基帶數(shù)據(jù)接收單元用于接收來自基帶單元BBU的基帶數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述基帶單元BBU內(nèi)進一步包括射頻通道關(guān)閉信息檢測通知單元，從第一個符號開始判斷每個符號上的基帶數(shù)據(jù)，如果基帶數(shù)據(jù)為特定值，則該符號的開始時間點為執(zhí)行關(guān)閉的開始時間點，并將關(guān)閉時間點通知給無線拉遠單元RRU。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述將關(guān)閉時間點通知無線拉遠單元 RRU的方式為信令方式。
21.一種射頻拉遠單元RRU裝置，包括基帶數(shù)據(jù)接收單元，其特征在于，還包括射頻通道關(guān)閉信息獲取單元和射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元；所述射頻通道關(guān)閉信息獲取單元，用于檢測射頻通道關(guān)閉信息，生產(chǎn)并發(fā)出關(guān)閉射頻通道的指令；所述射頻通道關(guān)閉執(zhí)行單元，用于所述根據(jù)射頻通道關(guān)閉檢測單元的指令，執(zhí)行關(guān)閉射頻通道的操作。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述射頻通道關(guān)閉信息獲取單元檢測射頻通道關(guān)閉信息的方式為檢測接收信令中的射頻通道關(guān)閉指示信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述射頻通道關(guān)閉信息獲取單元檢測射頻通道關(guān)閉信息的方式為從第一個符號開始檢測標(biāo)識符號關(guān)閉的特定值。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開一種實現(xiàn)移動通信系統(tǒng)基站節(jié)能的方法，應(yīng)用于LTE系統(tǒng)，包括步驟確定下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值；當(dāng)所述下行子幀業(yè)務(wù)負荷平均值小于下行子幀業(yè)務(wù)負荷門限值，確定不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀；關(guān)閉所述不承載多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀中多播符號對應(yīng)的射頻通道。采用本發(fā)明實施例的方法，通過測量小區(qū)中業(yè)務(wù)負荷值，根據(jù)業(yè)務(wù)負荷的變化判斷滿足當(dāng)前小區(qū)通信服務(wù)所需要的下行子幀數(shù)量；將可以關(guān)閉的子幀設(shè)置為不發(fā)送多播業(yè)務(wù)的MBSFN下行子幀，關(guān)閉多播符號占用的射頻通道，從而達到降低能耗的目的。本發(fā)明實施例還提供了相應(yīng)的實現(xiàn)裝置。
文檔編號H04W52/02GK102340852SQ20101023456
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者索士強, 韓波, 高卓 申請人:電信科學(xué)技術(shù)研究院