一種降低基站能耗的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種降低基站能耗的方法，其特征在于，所述方法包括：宏基站MBS根據(jù)當(dāng)前MBS能量值選擇MBS的工作模式和供電來源，所述工作模式為通信或休眠，所述供電來源包括電網(wǎng)和能量采集設(shè)備；小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)當(dāng)前SAP能量值和相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP的工作模式和供電來源，所述相鄰SAP的工作模式為通信。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的降低基站能耗的方法通過基于雙門限判決的基站模式和供電來源選擇，能夠在有效的保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋和終端用戶QoS情況下，減小對電網(wǎng)電量的消耗。本發(fā)明還根據(jù)MBS/SAP的活動概率，調(diào)節(jié)存儲電網(wǎng)能量的電池的容量，以達(dá)到進(jìn)一步的節(jié)能目的。
【專利說明】一種降低基站能耗的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種降低基站能耗的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信系統(tǒng)，尤其是無線通信系統(tǒng)中的基站，維持正常運(yùn)行需消耗大量的電網(wǎng) 能源。為響應(yīng)5G提高譜效能效的號召，現(xiàn)有的基站減小能耗的措施包括：1、采用降低能 耗的技術(shù)，如基站的開關(guān)控制和資源分配的優(yōu)化策略；2、引入可再生能源，如太陽能、風(fēng)能 等，宏基站（Macro Base Station, MBS)能耗較大，通過能量采集技術(shù)，使可再生能源代替 MBS部分固定能源的消耗，針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中能耗較小的小小區(qū)接入點(diǎn)（Small cell Access Point，SAP)，采集的能量如能滿足SAP的能量需求，可高效的減小SAP對固定能源的消耗。
[0003] 在通信量較低的情況下（如晚上或者放假的校園），不需要的基站通過啟用休眠 模式，可直接的降低網(wǎng)絡(luò)對固定能源的消耗。在基站休眠過程中，同時進(jìn)行能量儲存，以供 基站通信耗能需求，可更進(jìn)一步提高系統(tǒng)的能效。從周圍環(huán)境中采集的可再生能源是綠色 且安全的，但可再生能源存在高動態(tài)和不確定性，限制了能量采集技術(shù)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng) 用。MBS通信需要耗費(fèi)相當(dāng)多的能量，采集的能量根本無法滿足MBS通信需求，為滿足網(wǎng)絡(luò) 覆蓋和終端用戶的QoS (small cell用戶的通信服務(wù)質(zhì)量），研宄由電網(wǎng)和能量采集共同為 MBS通信提供能量來源是有必要的。而需求能量較小的SAP在通信量較小的情況下，可完全 由采集的能量作為能量來源，具體的能量來源還需由SAP的儲存能量情況和相鄰SAP共同 確定。
[0004] 盡管目前已有研宄涉及到由電網(wǎng)和能量采集共同為基站提供通信需求，以降低消 耗電網(wǎng)提供的能量為目的的網(wǎng)絡(luò)。但并沒有研宄涉及到基站的工作模式，因此并未有分析 在保證終端用戶的QoS (由采集的能量單獨(dú)提供SAP通信需求）和網(wǎng)絡(luò)覆蓋（MBS的休眠模 式）的條件下如何降低系統(tǒng)對電網(wǎng)提供能源消耗的內(nèi)容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何利用基站的工作模式以及供電來源來降低基 站的能耗。
[0006] 為此目的，本發(fā)明提出一種降低基站能耗的方法，所述方法包括：
[0007] 宏基站MBS根據(jù)當(dāng)前MBS能量值選擇MBS的工作模式和供電來源，所述工作模式 為通信或休眠，所述供電來源包括電網(wǎng)和能量采集設(shè)備；
[0008] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)當(dāng)前SAP能量值和相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP的工作模式 和供電來源，所述相鄰SAP的工作模式為通信。
[0009] 可選的，所述宏基站MBS根據(jù)當(dāng)前MBS能量值確定MBS的工作模式和供電來源，包 括：
[0010] 宏基站MBS在確定當(dāng)前MBS能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Nmin之后，選擇MBS的工作模 式為休眠，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量采集設(shè)備共同供電；
[0011] 宏基站MBS在確定當(dāng)前MBS能量值大于等于預(yù)設(shè)臨界值Nmin之后，監(jiān)控MBS能量 值的變化，在確定MBS能量值小于預(yù)設(shè)臨界值N min之后，選擇MBS的工作模式為休眠，并進(jìn) 入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量采集設(shè)備共同供電；
[0012] 宏基站MBS在休眠工作模式下，監(jiān)控MBS能量值的變化，在確定MBS能量值大于預(yù) 設(shè)臨界值N。之后，選擇MBS的工作模式為通信。
[0013] 可選的，所述小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)當(dāng)前SAP能量值和相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP 的工作模式和供電來源，包括：
[0014] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值N' min，并且相鄰SAP的 個數(shù)大于等于1之后，選擇SAP的工作模式為休眠，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由能量 采集設(shè)備單獨(dú)供電；
[0015] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值N' min，并且相鄰SAP的 個數(shù)為0之后，選擇SAP的工作模式為通信，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量 采集設(shè)備共同供電；
[0016] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值大于等于預(yù)設(shè)臨界值N' min之后，監(jiān)控 SAP能量值的變化，在確定SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值N' min之后，根據(jù)相鄰SAP的個數(shù)，選 擇SAP的工作模式；
[0017] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在充電狀態(tài)下，監(jiān)控SAP能量值的變化，在確定SAP能量值大于 預(yù)設(shè)臨界值N。'之后，選擇SAP的工作模式為通信。
[0018] 可選的，所述MBS和SAP設(shè)置有第一能量存儲設(shè)備和第二能量存儲設(shè)備，所述第一 能量存儲設(shè)備用于存儲來自能量采集設(shè)備的能量，所述第二能量存儲設(shè)備用于存儲來自電 網(wǎng)的能量。
[0019] 可選的，所述MBS和SAP的工作模式為通信時，先消耗所述第一能量存儲設(shè)備中的 能量，再消耗所述第二能量存儲設(shè)備中的能量。
[0020] 可選的，所述方法進(jìn)一步包括：
[0021] 宏基站MBS根據(jù)MBS的活動概率，調(diào)節(jié)MBS的所述第二能量存儲設(shè)備中用于存儲 電網(wǎng)能量的電池的容量；
[0022] 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)SAP的活動概率，調(diào)節(jié)SAP的所述第二能量存儲設(shè)備中用 于存儲電網(wǎng)能量的電池的容量。
[0023] 可選的，所述MBS的活動概率P :

【權(quán)利要求】
1. 一種降低基站能耗的方法，其特征在于，所述方法包括： 宏基站MBS根據(jù)當(dāng)前MBS能量值選擇MBS的工作模式和供電來源，所述工作模式為通 信或休眠，所述供電來源包括電網(wǎng)和能量采集設(shè)備； 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)當(dāng)前SAP能量值和相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP的工作模式和供 電來源，所述相鄰SAP的工作模式為通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站MBS根據(jù)當(dāng)前MBS能量值確定 MBS的工作模式和供電來源，包括： 宏基站MBS在確定當(dāng)前MBS能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Nmin之后，選擇MBS的工作模式為 休眠，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量采集設(shè)備共同供電； 宏基站MBS在確定當(dāng)前MBS能量值大于等于預(yù)設(shè)臨界值Nmin之后，監(jiān)控MBS能量值的 變化，在確定MBS能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Nmin之后，選擇MBS的工作模式為休眠，并進(jìn)入充 電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量采集設(shè)備共同供電； 宏基站MBS在休眠工作模式下，監(jiān)控MBS能量值的變化，在確定MBS能量值大于預(yù)設(shè)臨 界值N。之后，選擇MBS的工作模式為通信。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)當(dāng)前SAP能量 值和相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP的工作模式和供電來源，包括： 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Ν' min，并且相鄰SAP的個數(shù) 大于等于1之后，選擇SAP的工作模式為休眠，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由能量采集 設(shè)備單獨(dú)供電； 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Ν' min，并且相鄰SAP的個數(shù) 為O之后，選擇SAP的工作模式為通信，并進(jìn)入充電狀態(tài)，且在充電狀態(tài)由電網(wǎng)和能量采集 設(shè)備共同供電； 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在確定當(dāng)前SAP能量值大于等于預(yù)設(shè)臨界值N'min之后，監(jiān)控SAP能 量值的變化，在確定SAP能量值小于預(yù)設(shè)臨界值Ν'min之后，根據(jù)相鄰SAP的個數(shù)，選擇SAP 的工作模式； 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP在充電狀態(tài)下，監(jiān)控SAP能量值的變化，在確定SAP能量值大于預(yù)設(shè) 臨界值N。'之后，選擇SAP的工作模式為通信。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述MBS和SAP設(shè)置有第一能量存儲設(shè)備 和第二能量存儲設(shè)備，所述第一能量存儲設(shè)備用于存儲來自能量采集設(shè)備的能量，所述第 二能量存儲設(shè)備用于存儲來自電網(wǎng)的能量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述MBS和SAP的工作模式為通信時，先 消耗所述第一能量存儲設(shè)備中的能量，再消耗所述第二能量存儲設(shè)備中的能量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征還在于，所述方法進(jìn)一步包括： 宏基站MBS根據(jù)MBS的活動概率，調(diào)節(jié)MBS的所述第二能量存儲設(shè)備中用于存儲電網(wǎng) 能量的電池的容量； 小小區(qū)接入點(diǎn)SAP根據(jù)SAP的活動概率，調(diào)節(jié)SAP的所述第二能量存儲設(shè)備中用于存 儲電網(wǎng)能量的電池的容量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述MBS的活動概率PA: CN 104469910 A 個乂不U安水十J 2/2頁
其中，E□代表取均值操作，表示MBS工作模式為通信，MBS消耗第一能量存儲設(shè)備 中的能量的時間，^2表示MBS工作模式為通信，MBS消耗第二能量存儲設(shè)備中的能量的時 間，代表第二能量存儲設(shè)備存儲來自電網(wǎng)的能量的時間，7匕代表第一能量存儲設(shè)備存 儲來自能量采集設(shè)備的能量的時間； 所述SAP的活動概率P3為：
其中，P代表檢測到S(Jd)大于等于1的概率，S(Jd)為相鄰SAP個數(shù)，Ι-p代表檢測到S(Jd)等于0的概率；A2代表檢測到S(Jd)大于等于1且SAP工作模式為休眠時，SAP的第一 能量存儲設(shè)備存儲能量的平均時間；< 表示SAP工作模式為通信，SAP消耗第一能量存儲 設(shè)備中的能量的時間；A11表示SAP的工作模式為通信且進(jìn)入充電狀態(tài)的時間，且在充電狀 態(tài)由電網(wǎng)和能量采集設(shè)備共同供電；表示SAP工作模式為通信，SAP的第一能量存儲設(shè) 備先存儲能量采集設(shè)備的能量，SAP再消耗第一能量存儲設(shè)備的能量的時間；A13表示SAP工作模式為通信，SAP消耗第二能量存儲設(shè)備中的能量的時間。
【文檔編號】H04W52/02GK104469910SQ201410691106
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王瑩, 張媛, 陳勇策 申請人:北京郵電大學(xué)