一种降低基站能耗的方法
【专利摘要】本发明公开一种降低基站能耗的方法，其特征在于，所述方法包括：宏基站MBS根据当前MBS能量值选择MBS的工作模式和供电来源，所述工作模式为通信或休眠，所述供电来源包括电网和能量采集设备；小小区接入点SAP根据当前SAP能量值和相邻SAP的个数，选择SAP的工作模式和供电来源，所述相邻SAP的工作模式为通信。相比于现有技术，本发明的降低基站能耗的方法通过基于双门限判决的基站模式和供电来源选择，能够在有效的保证网络覆盖和终端用户QoS情况下，减小对电网电量的消耗。本发明还根据MBS/SAP的活动概率，调节存储电网能量的电池的容量，以达到进一步的节能目的。
【专利说明】一种降低基站能耗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信【技术领域】，具体涉及一种降低基站能耗的方法。
【背景技术】
[0002] 无线通信系统，尤其是无线通信系统中的基站，维持正常运行需消耗大量的电网 能源。为响应5G提高谱效能效的号召，现有的基站减小能耗的措施包括：1、采用降低能 耗的技术，如基站的开关控制和资源分配的优化策略；2、引入可再生能源，如太阳能、风能 等，宏基站（Macro Base Station, MBS)能耗较大，通过能量采集技术，使可再生能源代替 MBS部分固定能源的消耗，针对异构网络中能耗较小的小小区接入点（Small cell Access Point，SAP)，采集的能量如能满足SAP的能量需求，可高效的减小SAP对固定能源的消耗。
[0003] 在通信量较低的情况下（如晚上或者放假的校园），不需要的基站通过启用休眠 模式，可直接的降低网络对固定能源的消耗。在基站休眠过程中，同时进行能量储存，以供 基站通信耗能需求，可更进一步提高系统的能效。从周围环境中采集的可再生能源是绿色 且安全的，但可再生能源存在高动态和不确定性，限制了能量采集技术在异构网络中的应 用。MBS通信需要耗费相当多的能量，采集的能量根本无法满足MBS通信需求，为满足网络 覆盖和终端用户的QoS (small cell用户的通信服务质量），研宄由电网和能量采集共同为 MBS通信提供能量来源是有必要的。而需求能量较小的SAP在通信量较小的情况下，可完全 由采集的能量作为能量来源，具体的能量来源还需由SAP的储存能量情况和相邻SAP共同 确定。
[0004] 尽管目前已有研宄涉及到由电网和能量采集共同为基站提供通信需求，以降低消 耗电网提供的能量为目的的网络。但并没有研宄涉及到基站的工作模式，因此并未有分析 在保证终端用户的QoS (由采集的能量单独提供SAP通信需求）和网络覆盖（MBS的休眠模 式）的条件下如何降低系统对电网提供能源消耗的内容。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是如何利用基站的工作模式以及供电来源来降低基 站的能耗。
[0006] 为此目的，本发明提出一种降低基站能耗的方法，所述方法包括：
[0007] 宏基站MBS根据当前MBS能量值选择MBS的工作模式和供电来源，所述工作模式 为通信或休眠，所述供电来源包括电网和能量采集设备；
[0008] 小小区接入点SAP根据当前SAP能量值和相邻SAP的个数，选择SAP的工作模式 和供电来源，所述相邻SAP的工作模式为通信。
[0009] 可选的，所述宏基站MBS根据当前MBS能量值确定MBS的工作模式和供电来源，包 括：
[0010] 宏基站MBS在确定当前MBS能量值小于预设临界值Nmin之后，选择MBS的工作模 式为休眠，并进入充电状态，且在充电状态由电网和能量采集设备共同供电；
[0011] 宏基站MBS在确定当前MBS能量值大于等于预设临界值Nmin之后，监控MBS能量 值的变化，在确定MBS能量值小于预设临界值N min之后，选择MBS的工作模式为休眠，并进 入充电状态，且在充电状态由电网和能量采集设备共同供电；
[0012] 宏基站MBS在休眠工作模式下，监控MBS能量值的变化，在确定MBS能量值大于预 设临界值N。之后，选择MBS的工作模式为通信。
[0013] 可选的，所述小小区接入点SAP根据当前SAP能量值和相邻SAP的个数，选择SAP 的工作模式和供电来源，包括：
[0014] 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值小于预设临界值N' min，并且相邻SAP的 个数大于等于1之后，选择SAP的工作模式为休眠，并进入充电状态，且在充电状态由能量 采集设备单独供电；
[0015] 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值小于预设临界值N' min，并且相邻SAP的 个数为0之后，选择SAP的工作模式为通信，并进入充电状态，且在充电状态由电网和能量 采集设备共同供电；
[0016] 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值大于等于预设临界值N' min之后，监控 SAP能量值的变化，在确定SAP能量值小于预设临界值N' min之后，根据相邻SAP的个数，选 择SAP的工作模式；
[0017] 小小区接入点SAP在充电状态下，监控SAP能量值的变化，在确定SAP能量值大于 预设临界值N。'之后，选择SAP的工作模式为通信。
[0018] 可选的，所述MBS和SAP设置有第一能量存储设备和第二能量存储设备，所述第一 能量存储设备用于存储来自能量采集设备的能量，所述第二能量存储设备用于存储来自电 网的能量。
[0019] 可选的，所述MBS和SAP的工作模式为通信时，先消耗所述第一能量存储设备中的 能量，再消耗所述第二能量存储设备中的能量。
[0020] 可选的，所述方法进一步包括：
[0021] 宏基站MBS根据MBS的活动概率，调节MBS的所述第二能量存储设备中用于存储 电网能量的电池的容量；
[0022] 小小区接入点SAP根据SAP的活动概率，调节SAP的所述第二能量存储设备中用 于存储电网能量的电池的容量。
[0023] 可选的，所述MBS的活动概率P :
【权利要求】
1. 一种降低基站能耗的方法，其特征在于，所述方法包括： 宏基站MBS根据当前MBS能量值选择MBS的工作模式和供电来源，所述工作模式为通 信或休眠，所述供电来源包括电网和能量采集设备； 小小区接入点SAP根据当前SAP能量值和相邻SAP的个数，选择SAP的工作模式和供 电来源，所述相邻SAP的工作模式为通信。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站MBS根据当前MBS能量值确定 MBS的工作模式和供电来源，包括： 宏基站MBS在确定当前MBS能量值小于预设临界值Nmin之后，选择MBS的工作模式为 休眠，并进入充电状态，且在充电状态由电网和能量采集设备共同供电； 宏基站MBS在确定当前MBS能量值大于等于预设临界值Nmin之后，监控MBS能量值的 变化，在确定MBS能量值小于预设临界值Nmin之后，选择MBS的工作模式为休眠，并进入充 电状态，且在充电状态由电网和能量采集设备共同供电； 宏基站MBS在休眠工作模式下，监控MBS能量值的变化，在确定MBS能量值大于预设临 界值N。之后，选择MBS的工作模式为通信。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小小区接入点SAP根据当前SAP能量 值和相邻SAP的个数，选择SAP的工作模式和供电来源，包括： 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值小于预设临界值Ν' min，并且相邻SAP的个数 大于等于1之后，选择SAP的工作模式为休眠，并进入充电状态，且在充电状态由能量采集 设备单独供电； 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值小于预设临界值Ν' min，并且相邻SAP的个数 为O之后，选择SAP的工作模式为通信，并进入充电状态，且在充电状态由电网和能量采集 设备共同供电； 小小区接入点SAP在确定当前SAP能量值大于等于预设临界值N'min之后，监控SAP能 量值的变化，在确定SAP能量值小于预设临界值Ν'min之后，根据相邻SAP的个数，选择SAP 的工作模式； 小小区接入点SAP在充电状态下，监控SAP能量值的变化，在确定SAP能量值大于预设 临界值N。'之后，选择SAP的工作模式为通信。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MBS和SAP设置有第一能量存储设备 和第二能量存储设备，所述第一能量存储设备用于存储来自能量采集设备的能量，所述第 二能量存储设备用于存储来自电网的能量。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MBS和SAP的工作模式为通信时，先 消耗所述第一能量存储设备中的能量，再消耗所述第二能量存储设备中的能量。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征还在于，所述方法进一步包括： 宏基站MBS根据MBS的活动概率，调节MBS的所述第二能量存储设备中用于存储电网 能量的电池的容量； 小小区接入点SAP根据SAP的活动概率，调节SAP的所述第二能量存储设备中用于存 储电网能量的电池的容量。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述MBS的活动概率PA: CN 104469910 A 个乂不U安水十J 2/2页
其中，E□代表取均值操作，表示MBS工作模式为通信，MBS消耗第一能量存储设备 中的能量的时间，^2表示MBS工作模式为通信，MBS消耗第二能量存储设备中的能量的时 间，代表第二能量存储设备存储来自电网的能量的时间，7匕代表第一能量存储设备存 储来自能量采集设备的能量的时间； 所述SAP的活动概率P3为：
其中，P代表检测到S(Jd)大于等于1的概率，S(Jd)为相邻SAP个数，Ι-p代表检测到S(Jd)等于0的概率；A2代表检测到S(Jd)大于等于1且SAP工作模式为休眠时，SAP的第一 能量存储设备存储能量的平均时间；< 表示SAP工作模式为通信，SAP消耗第一能量存储 设备中的能量的时间；A11表示SAP的工作模式为通信且进入充电状态的时间，且在充电状 态由电网和能量采集设备共同供电；表示SAP工作模式为通信，SAP的第一能量存储设 备先存储能量采集设备的能量，SAP再消耗第一能量存储设备的能量的时间；A13表示SAP工作模式为通信，SAP消耗第二能量存储设备中的能量的时间。
【文档编号】H04W52/02GK104469910SQ201410691106
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】王莹, 张媛, 陈勇策 申请人:北京邮电大学