一种LTE系统的节能方法及装置与流程

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统的节能方法及装置。

背景技术：

长期演进(LTE，Long Term Evolution)基站已广泛商用，而LTE系统基站功耗效率问题，是当今节约型社会的重要关注点。一方面，节能响应国家的节能环保策略，另一方面，功耗降低给运营商带来纯利润。LTE系统中功率放大器是通信系统基站设备功耗较大的器件之一，有效提升功率放大器的效率，是降低功放功耗，提升基站整体效率的有效手段。

LTE系统的一个无线帧为10ms，每个无线帧由10个无线子帧构成，每个无线子帧为1ms，每个无线子帧在常规(normal)循环前缀(CP，Cyclic Prefix)情况下，由14个符号构成，在扩展(extend)CP情况下，由12个符号构成。

LTE系统是动态分配物理资源的系统，当业务量较低时，大量的子帧上不承载有用信号或者承载的有用信号占用的资源块(RB，Resource Block)数目很少。目前通信系统中功率放大器一般为恒定打开方式，这种功放控制的弊端在于业务量较低时存在电能浪费。

下行物理信道承载的内容包括：参考信号(RS，Reference Signal)、下行同步信道(主同步信道(PSCH，Primary Synchronization Channel)和辅同步信道(SSCH，Secondary Synchronization Channel))，用于支持物理层的小区搜索，实现用户终端对小区的识别和下行同步。物理广播信道(PBCH，Physical Broadcast Channel)用于广播小区基本的物理层配置信息。物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)用于下行数据的 调度和传输。物理控制格式指示信道(PCFICH，Physical Control Format Indicator Channel)用于指示物理层控制信道的格式。物理HARQ指示信道(PHICH，Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)携带对上行数据传输的反馈信息。物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink Control Channel)承载上/下行数据传输的调度信息和上行功率控制命令信息。控制信息对应的正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符号的关闭会对业务接入和性能有影响，所以不对控制信号进行符号关断。

现有做法是分析控制信道和数据信道至10个子帧不同格式的物理符号的映射关系，当业务流量较低时，将数据集中调度在部分子帧上，得到10个子帧的时域各符号的符号节能位图，并发送给射频子系统。对于要打开的子帧，射频子系统将打开该子帧对应的所有符号，对于要关闭的子帧，射频子系统打开控制信息对应的符号，其余符号对应的功放关闭。其中，图1为关闭符号关断功能的射频功率放大器(PA，Power Amplifier)的电源开关状态示意图；图2为打开符号关断功能的射频功率放大器的电源开关状态示意图。虽然现有做法可以实现符号节能效果，然而，为了达到更好的节能效果，现有技术中的符号节能效率有待进一步提升。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种LTE系统的节能方法及装置，用于进一步提升现有技术的符号节能效率。

为了达到上述技术目的，本发明提供一种LTE系统的节能方法，包括：当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧；当所述需要节能的子帧满足设置为多播/组播单频网络MBSFN子帧格式的条件时，将所述需要节能的子帧设置为MBSFN子帧格式；根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图。

进一步地，所述设置为MBSFN子帧格式的条件包括：控制格式指示CFI配置为等于1或2。

进一步地，所述根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图之后，该方法还包括：根据所述符号节能位图控制功率放大器的开关状态。

进一步地，所述当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧之后，该方法还包括：当所述需要节能的子帧不满足设置为MBSFN子帧格式的条件时，根据该子帧，确定符号节能位图。

进一步地，所述根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图包括：通过系统消息SIB2通知终端MBSFN子帧的配置信息，并根据MBSFN子帧格式与常规循环前缀CP的时序对应关系确定符号节能位图。

本发明还提供一种LTE系统的节能装置，包括：确定模块，用于当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧；第一处理模块，用于当所述需要节能的子帧满足设置为MBSFN子帧格式的条件时，将所述需要节能的子帧设置为MBSFN子帧格式；第二处理模块，用于根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图。

进一步地，所述设置为MBSFN子帧格式的条件包括：控制格式指示CFI配置为等于1或2。

进一步地，该装置还包括：控制模块，用于根据所述符号节能位图控制功率放大器的开关状态。

进一步地，所述第二处理模块，还用于当所述需要节能的子帧不满足设置为MBSFN子帧格式的条件时，根据该子帧，确定符号节能位图。

进一步地，所述第二处理模块，用于根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图包括：通过系统消息SIB2通知终端MBSFN子帧的配置信息，并根据MBSFN子帧格式与常规循环前缀CP的时序对应关系确定符号节能位图。

在本发明中，当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧；当需要节能的子帧满足设置为多播/组播单频网络MBSFN子帧格式的条件时，将需要节能的子帧设置为MBSFN子帧格式；根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图。如此，根据MBSFN子帧格式的特殊性进行符号关断，从而达到了更好的节能效果，进一步提升了符号节能效率。

附图说明

图1为现有技术中关闭符号关断功能的射频功率放大器的电源开关状态的示意图；

图2为现有技术中打开符号关断功能的射频功率放大器的电源开关状态的示意图；

图3为本发明实施例提供的LTE系统的节能方法的流程图；

图4为控制格式指示(CFI，Control Format Indicator)为2时常规CP的资源单元集合(REG)的MBSFN格式的示意图；

图5为本发明具体实施例提供LTE系统的节能方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图3为本发明实施例提供的LTE系统的节能方法的流程图。如图3所示，本实施例提供的LTE系统的节能方法包括以下步骤：

步骤11：当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧。

具体而言，根据业务情况，当业务量低于阈值时，将用户数据集中在某些特定的子帧中，按一定统计周期的统计结果确定该子帧是否满足关闭条件。如果满足关闭条件，则关闭一个子帧；当业务量大于阈值，则开启一个子帧。

步骤12：当需要节能的子帧满足设置为多播/组播单频网络(MBSFN)子帧格式的条件时，将所述需要节能的子帧设置为MBSFN子帧格式。

其中，多播/组播单频网络(MBSFN，Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)是LTE系统中对广播多播业务的一种单频网技术，是指属于同一多媒体广播和多播业务(MBMS，Multimedia Broadcast and Multicast Service)单频网(SFN，Single Frequency Network)的小区采用同一频段同时发送MBMS业务数据，在接收端同时接收进行软合并。由于MBSFN的广播/多播的业务特性，较大的小区半径和多小区信号的合并带来的时延扩展增加了无线信道的频率选择性。因此，MBSFN采用了特殊的 子帧格式：MBSFN子帧。

MBSFN采用的是扩展CP格式，因此，当子帧格式为常规CP时，MBSFN子帧格式有2部分，前一部分是非MBSFN域，后一部分是MBSFN域。当子帧0采用常规CP时，MBSFN子帧中的非MBSFN域要采用常规CP，而MBSFN域要采用扩展CP，为了保证子帧时序关系的对齐，需要进行特殊处理。当非MBSFN域占1个OFDM符号时，要在OFDM符号0和OFDM符号1之间补352个0；当非MBSFN域占2个OFDM符号时，要在OFDM符号1和OFDM符号2之间补720个0。图4为控制格式指示(CFI，Control Format Indicator)为2时常规CP的资源单元集合(REG)的MBSFN格式的示意图。如图4所示，MBSFN子帧中的第1和第2符号采用常规CP，并保留单播导频，可以用于PDCCH、PCFICH和PHICH等信道的传输。子帧中的其他符号用于MBSFN信号传输。

另外，当子帧格式为扩展CP时，前一部分是非MBSFN域，后一部分是MBSFN域。但是数据格式与扩展CP一致。

其中，设置为MBSFN子帧格式的条件包括：CFI配置为等于1或2。

具体而言，由于MBSFN采用扩展CP的格式，且MBSFN的参考信号位于扩展CP的第3个符号，按MBSFN子帧结构分析，需要满足CFI＝1和CFI＝2时才能不影响MBSFN的参考信号位置，当CFI大于2时，由于MBSFN参考信号映射关系，不能将常规CP设置为MBSFN格式。

此外，对于频分双工(FDD，Frequency Division Duplexing)：One Frame bit5代表子帧1、bit4代表子帧2、bit3代表子帧3、bit2代表子帧6，bit1代表子帧7，bit0代表子帧8；对于时分双工(TDD，Time Division Duplexing)：One Frame bit5代表子帧3、bit4代表子帧4、bit3代表子帧7、bit2代表子帧8，bit1代表子帧9，bit0无效；对应bit位设置为1表示对应的子帧为MBSFN子帧，因此，子帧号需要遵循系统消息SIB2中结构体参数mbsfn-SubframeConfigList中关于子帧号的配置。

步骤13：根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图。

于此，步骤13具体为：通过系统消息SIB2通知终端MBSFN子帧的配 置信息，并根据MBSFN子帧格式与常规循环前缀CP的时序对应关系确定符号节能位图。

于步骤13之后，该方法还包括：根据符号节能位图控制功率放大器的开关状态。

具体而言，当满足配置为MBSFN子帧格式时，通知终端MBSFN子帧相关的配置信息。MBSFN子帧的配置信息位于系统消息SIB2中mbsfn-SubframeConfigList字段，协议定义结构如下。

节能配置为MBSFN子帧时，其位置是随业务量变化的，所以radioframeAllocationPeriod采用n1，radioframeAllocationOffset固定为0，并采用oneFrame，通知终端一个无线帧中的可设置为MBSFN子帧的情况。

当通知终端MBSFN子帧位置信息后，基带部分对于子帧格式的符号级处理不需要发生变化，依然可以按常规CP进行符号处理，同时将射频模块的MBSFN格式与常规CP的时序对应关系得出符号节能位图。除了保留控制信道，MBSFN域对应的OFDM符号都设置为节能状态，射频功放根据符号节能位图关闭功率放大器，达到节能的目的。

普通的子帧由于存在导频等符号，正常可以关断的符号个数是10个，当配置成MBSFN子帧时，最多可关断的符号个数达到13个，相较于普通子帧提升30％。如此，基于MBSFN的关断技术可以降低基站的能耗，并且经过实验接入和性能评估证实该技术对于网络和终端都无影响。

于一实施例中，步骤12之后，该方法还包括：当需要节能的子帧不满足设置为多播/组播单频网络MBSFN子帧格式的条件时，根据该子帧，确定符号节能位图。

图5为本发明具体实施例提供的LTE系统的节能方法的流程图。以下参照图5分别举例说明具体实施例情况。

实施例一

本实施例说明打开符号节能功能流程，其中，开启符号节能功能后流程开始。

步骤S101：根据业务量判断是否满足子帧关闭条件，具体而言，当业务量低于阈值时，将用户数据集中在某些特定的子帧中，根据一定的统计周期统计的结果确定该子帧是否满足关闭条件；

步骤S102：当不满足子帧关闭条件时，根据业务量判断是否满足子帧打开条件，具体而言，当业务量大于阈值时，则开启一个子帧；

其中，如果也不满足子帧打开条件，则到下个检测周期进入步骤S101进行循环判断。

实施例二

本实施例说明普通符号节能流程，其中，预置条件为FDD CFI＝3，Normal CP，2天线，开启符号节能功能后流程开始。

步骤S101：根据业务量判断是否满足子帧关闭条件，若当前业务量较低，且满足子帧关闭条件，则执行步骤S201；

步骤S201：计算关闭子帧位置，于此，按照子帧关闭顺序，首先关闭子帧8；

步骤S301：判断子帧是否满足MBSFN节能条件，例如，CFI、关闭子帧号是否满足设置为MBSFN子帧的条件，于此，由于CFI大于2，因此，不满足设置为MBSFN子帧，执行步骤S401；

步骤S401：计算符号节能位图，Normal CP，2天线，节能位图计算结果为00010110111011，依次表示14个符号的节能状态，0表示不节能，1表示节能，将符号节能位图配置给功率放大器；

步骤S501：功率放大器根据符号节能位图控制功率放大器的开关状态进行节能。

实施例三

本实施例说明MBSFN符号节能流程，其中，预置条件为FDD CFI＝2，Normal CP，2天线，开启符号节能功能后流程开始。

步骤S101：根据业务量判断是否满足子帧关闭条件，若当前业务量较低，且满足子帧关闭条件，则执行步骤S201；

步骤S201：计算关闭子帧位置，按照子帧关闭顺序，目前已关闭子帧8，按照子帧关闭顺序，此次关闭子帧7；

步骤S301：判断子帧是否满足MBSFN节能条件，例如，判断CFI、关闭子帧号是否满足设置为MBSFN子帧的条件，由于CFI等于2，且子帧号满足条件，因此，该子帧可以设置为MBSFN子帧，之后，执行步骤S402；

步骤S402：通过系统消息SIB2将MBSFN子帧的配置信息下发给终端，终端收到广播的系统消息SIB2后读取广播中MBSFN的配置信息；

步骤S403：计算MBSFN子帧的符号节能位图，Normal CP，2天线，节能位图计算结果是00111111111111，依次表示14个符号的节能状态，0表示不节能，1表示节能，将符号节能位图配置给功率放大器；

步骤S501：功率放大器根据符号节能位图控制功率放大器的开关状态进行节能。

实施例四

本实施例说明MBSFN符号打开流程，其中，预置条件为FDD CFI＝2，Extend CP，4天线，子帧8、子帧7进行了MBSFN节能。

步骤S101：根据业务量判断是否满足子帧关闭条件，若当前业务量较高，不满足子帧关闭条件，则执行步骤S102；

步骤S102：根据业务量判断是否满足子帧打开条件，当前业务量较高，满足子帧打开条件，则执行步骤S201；

步骤S201：计算打开子帧位置，按照子帧打开顺序，目前已关闭子帧8和子帧7，按照子帧打开顺序，此次打开子帧7；

步骤S302：判断子帧7是否进行了MBSFN节能，即判断子帧7是否设 置为MBSFN子帧，若是，则执行步骤S402；

步骤S402：通过系统消息SIB2将子帧7设置为普通子帧信息下发给终端，终端收到系统消息SIB2后读取广播中MBSFN的配置信息；

步骤S403：计算MBSFN子帧的符号节能位图，扩展CP，CFI为2，4天线，当前的节能位图为001111111111，依次表示12个符号的节能状态，0表示不节能，1表示节能，子帧7需要关闭节能，符号位图修改为000000000000，将符号节能位图配置给功率放大器；

步骤S501：功率放大器根据符号节能位图控制功率放大器的开关状态进行节能。

此外，本发明实施例还提供一种LTE系统的节能装置，包括：确定模块，用于当根据业务量判断满足节能条件时，确定需要节能的子帧；第一处理模块，用于当所述需要节能的子帧满足设置为MBSFN子帧格式的条件时，将所述需要节能的子帧设置为MBSFN子帧格式；第二处理模块，用于根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图。

其中，设置为MBSFN子帧格式的条件包括：控制格式指示CFI配置为等于1或2。

于一实施例中，上述装置还包括：控制模块，用于根据所述符号节能位图控制功率放大器的开关状态。

于一实施例中，第二处理模块，还用于当所述需要节能的子帧不满足设置为MBSFN子帧格式的条件时，根据该子帧，确定符号节能位图。

于一实施例中，第二处理模块，用于根据MBSFN子帧的配置信息，确定符号节能位图包括：通过系统消息SIB2通知终端MBSFN子帧的配置信息，并根据MBSFN子帧格式与常规循环前缀CP的时序对应关系确定符号节能位图。

此外，上述装置的具体处理流程同上述方法所述，故于此不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进， 这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。