一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，設(shè)及物聯(lián)網(wǎng)，具體設(shè)及一種基于傳感器終端能量 收割的基站休眠方法，在大規(guī)模無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)對(duì)基站采用休眠策略的控制，使具有 能量收割功能的傳感器能夠達(dá)到規(guī)定的QoS(服務(wù)質(zhì)量)要求。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，要求未來(lái)的無(wú)線通信必須具有更高的頻譜效率。同時(shí)， 由于全球化環(huán)境污染的加重，對(duì)于通信行業(yè)節(jié)能減排的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。運(yùn)就要求未來(lái) 的無(wú)線通信系統(tǒng)必須同時(shí)解決頻譜問(wèn)題與環(huán)保問(wèn)題。換而言之，就是要求未來(lái)無(wú)線通信系 統(tǒng)要在能夠繼續(xù)提高頻譜效率的同時(shí)，盡可能地降低能量消耗，避免溫室氣體的排放，實(shí)現(xiàn) "綠色"通信。為了應(yīng)對(duì)運(yùn)一問(wèn)題，節(jié)能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和節(jié)能技術(shù)的研究引起了學(xué)術(shù)界的重視，并 且逐步成為了目前的研究重點(diǎn)。
[0003] 在眾多的節(jié)能技術(shù)中，從周圍環(huán)境中收集射頻信號(hào)來(lái)給移動(dòng)設(shè)備充電已經(jīng)發(fā)展成 為一項(xiàng)有潛力而高效的技術(shù)。具體地說(shuō)，從周圍射頻信號(hào)中收集能量的基本物理模塊是一 個(gè)整流天線，它可W將環(huán)境中存在的射頻能量轉(zhuǎn)換成直流電壓。通過(guò)從環(huán)境中收割的射頻 能量來(lái)支持其運(yùn)行W及數(shù)據(jù)的傳輸，移動(dòng)設(shè)備可W延長(zhǎng)電池的使用壽命，低功率的器件甚 至可W永久操作。運(yùn)是一項(xiàng)極其有吸引力的技術(shù)，尤其是考慮到大部分的低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備都需要充電，所W運(yùn)項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將成為5G的殺手級(jí)應(yīng)用。
[0004] 另一方面，對(duì)基站引入休眠模式也是一個(gè)很有效的方法，它可W節(jié)省蜂窩網(wǎng)絡(luò)的 能耗。在同一時(shí)刻不同位置的基站，其所在蜂窩小區(qū)內(nèi)的負(fù)載相差很大；同時(shí)，在同一基站 不同時(shí)刻其所在蜂窩小區(qū)內(nèi)的負(fù)載變化較大。采用休眠模式可W根據(jù)基站負(fù)載的波動(dòng)情 況，對(duì)應(yīng)地切換開(kāi)啟閉合狀態(tài)，從而帶來(lái)高能效的增益，但同時(shí)也會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)其他性能。一 方面，大量關(guān)閉基站可W節(jié)省更多的能量;另一方面，關(guān)閉過(guò)多的基站，用戶的服務(wù)質(zhì)量會(huì) 劣化。并且，考慮到物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備需要從射頻信號(hào)中收集能量來(lái)給自身供電的情況，休眠 策略的引入還將影響設(shè)備周圍射頻信號(hào)源的數(shù)量，運(yùn)將進(jìn)一步影響數(shù)據(jù)傳輸。因此運(yùn)兩種 技術(shù)之間相互作用從而導(dǎo)致休眠策略該如何設(shè)計(jì)成為亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)目前問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，采 用了休眠策略，通過(guò)綜合考慮各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身開(kāi)啟/關(guān)閉狀 態(tài)。達(dá)到了不外接電源給傳感器充電的同時(shí)，更多地節(jié)省了基站的能量消耗的效果，具有低 功耗設(shè)備自給自足的優(yōu)勢(shì)和節(jié)能的意義。
[0006] 本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，分W下步驟：
[0007] 步驟1:對(duì)基站服務(wù)的傳感器進(jìn)行編號(hào)。
[000引步驟2:將每個(gè)傳感器從基站收割的能量進(jìn)行歸一化處理，每到整點(diǎn)統(tǒng)計(jì)一個(gè)0~1 之間的能量收割值。
[0009] 步驟3:每到整點(diǎn)，將對(duì)每個(gè)傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站，由基站對(duì) 所有的能量收割值進(jìn)行幾何平均數(shù)計(jì)算，得到基站的關(guān)閉概率。
[0010] 步驟4:由得到的基站關(guān)閉概率，隨機(jī)控制基站開(kāi)啟/關(guān)閉的工作狀態(tài)。
[0011] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用休眠策略，通過(guò)綜合考慮各傳感器收割的能量，使基 站能夠合理控制自身開(kāi)啟/關(guān)閉狀態(tài)，達(dá)到了不外接電源給傳感器充電的同時(shí)，更多地節(jié)省 了基站的能量消耗的效果，具有低功耗設(shè)備自給自足的優(yōu)勢(shì)和節(jié)能的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法的整體流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明方法的技術(shù)方案。
[0014] 如圖1所示，本發(fā)明提供的基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，包括步驟 101~步驟104,下面對(duì)各步驟進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0015] 步驟101:對(duì)基站服務(wù)的傳感器進(jìn)行編號(hào)1，2,3.''N，N為正整數(shù)。
[0016] 步驟102:每到整點(diǎn)，將每個(gè)傳感器從基站收割的能量進(jìn)行歸一化處理，統(tǒng)計(jì)一個(gè)0 ~1之間的能量收割值Ei, E2,…，En,并將對(duì)每個(gè)傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站， 每天統(tǒng)計(jì)并上傳24次。
[0017] 步驟103:由基站對(duì)獲取的所有能量收割值進(jìn)行幾何平均數(shù)計(jì)算，得到基站的關(guān)閉 概率g二\iE斯…En"
[0018] 基站的關(guān)閉概率是每小時(shí)計(jì)算一次，然后根據(jù)當(dāng)前概率控制開(kāi)關(guān)。
[0019] 步驟104:由得到的基站關(guān)閉概率q，隨機(jī)控制基站開(kāi)啟/關(guān)閉的工作狀態(tài)。
[0020] 本發(fā)明通過(guò)綜合各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身開(kāi)啟/關(guān)閉狀態(tài)， 實(shí)現(xiàn)基站能量消耗的節(jié)省，具有低功耗設(shè)備自給自足的優(yōu)勢(shì)和節(jié)能的意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，其特征在于，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟1:對(duì)基站服務(wù)的傳感器進(jìn)行編號(hào)； 步驟2:將每個(gè)傳感器從基站收割的能量進(jìn)行歸一化處理，每到整點(diǎn)統(tǒng)計(jì)一個(gè)0~1之間 的能量收割值； 步驟3:每到整點(diǎn)，將對(duì)每個(gè)傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站，由基站對(duì)所有 的能量收割值進(jìn)行幾何平均數(shù)計(jì)算，得到基站的關(guān)閉概率； 步驟4:根據(jù)基站關(guān)閉概率，隨機(jī)控制基站開(kāi)啟/關(guān)閉的工作狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法，屬于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域。本方法中，將基站服務(wù)的每個(gè)傳感器從基站收割的能量進(jìn)行歸一化處理，每到整點(diǎn)統(tǒng)計(jì)一個(gè)0～1之間的能量收割值，將每個(gè)傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站，由基站對(duì)所有的能量收割值進(jìn)行幾何平均數(shù)計(jì)算，得到基站的關(guān)閉概率，由基站關(guān)閉概率隨機(jī)控制基站開(kāi)啟/關(guān)閉的工作狀態(tài)。本發(fā)明通過(guò)綜合考慮各傳感器收割的能量，使基站能夠合理控制自身的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)，達(dá)到了不外接電源給傳感器充電的同時(shí)，更多地節(jié)省了基站的能量消耗的效果，具有低功耗設(shè)備自給自足的優(yōu)勢(shì)和節(jié)能的意義。
【IPC分類】H04W52/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105578578
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610116700
【發(fā)明人】陳昆, 路兆銘, 溫向明, 景文鵬, 陳志強(qiáng), 丁無(wú)窮
【申請(qǐng)人】北京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日