一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线网络通信领域，设及物联网，具体设及一种基于传感器终端能量 收割的基站休眠方法，在大规模无线通信网络中，通过对基站采用休眠策略的控制，使具有 能量收割功能的传感器能够达到规定的QoS(服务质量)要求。
【背景技术】
[0002] 随着现代通信业务的发展，要求未来的无线通信必须具有更高的频谱效率。同时， 由于全球化环境污染的加重，对于通信行业节能减排的要求也越来越严格。运就要求未来 的无线通信系统必须同时解决频谱问题与环保问题。换而言之，就是要求未来无线通信系 统要在能够继续提高频谱效率的同时，尽可能地降低能量消耗，避免溫室气体的排放，实现 "绿色"通信。为了应对运一问题，节能网络架构和节能技术的研究引起了学术界的重视，并 且逐步成为了目前的研究重点。
[0003] 在众多的节能技术中，从周围环境中收集射频信号来给移动设备充电已经发展成 为一项有潜力而高效的技术。具体地说，从周围射频信号中收集能量的基本物理模块是一 个整流天线，它可W将环境中存在的射频能量转换成直流电压。通过从环境中收割的射频 能量来支持其运行W及数据的传输，移动设备可W延长电池的使用寿命，低功率的器件甚 至可W永久操作。运是一项极其有吸引力的技术，尤其是考虑到大部分的低功耗物联网设 备都需要充电，所W运项物联网应用将成为5G的杀手级应用。
[0004] 另一方面，对基站引入休眠模式也是一个很有效的方法，它可W节省蜂窝网络的 能耗。在同一时刻不同位置的基站，其所在蜂窝小区内的负载相差很大；同时，在同一基站 不同时刻其所在蜂窝小区内的负载变化较大。采用休眠模式可W根据基站负载的波动情 况，对应地切换开启闭合状态，从而带来高能效的增益，但同时也会影响网络其他性能。一 方面，大量关闭基站可W节省更多的能量;另一方面，关闭过多的基站，用户的服务质量会 劣化。并且，考虑到物联网中的设备需要从射频信号中收集能量来给自身供电的情况，休眠 策略的引入还将影响设备周围射频信号源的数量，运将进一步影响数据传输。因此运两种 技术之间相互作用从而导致休眠策略该如何设计成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 针对目前问题，本发明提供了一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法，采 用了休眠策略，通过综合考虑各传感器收割的能量，使基站能够合理控制自身开启/关闭状 态。达到了不外接电源给传感器充电的同时，更多地节省了基站的能量消耗的效果，具有低 功耗设备自给自足的优势和节能的意义。
[0006] 本发明提供了一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法，分W下步骤：
[0007] 步骤1:对基站服务的传感器进行编号。
[000引步骤2:将每个传感器从基站收割的能量进行归一化处理，每到整点统计一个0~1 之间的能量收割值。
[0009] 步骤3:每到整点，将对每个传感器归一化后的能量收割值上传给基站，由基站对 所有的能量收割值进行几何平均数计算，得到基站的关闭概率。
[0010] 步骤4:由得到的基站关闭概率，随机控制基站开启/关闭的工作状态。
[0011] 相对于现有技术，本发明采用休眠策略，通过综合考虑各传感器收割的能量，使基 站能够合理控制自身开启/关闭状态，达到了不外接电源给传感器充电的同时，更多地节省 了基站的能量消耗的效果，具有低功耗设备自给自足的优势和节能的意义。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法的整体流程示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例来说明本发明方法的技术方案。
[0014] 如图1所示，本发明提供的基于传感器终端能量收割的基站休眠方法，包括步骤 101~步骤104,下面对各步骤进行具体说明。
[0015] 步骤101:对基站服务的传感器进行编号1，2,3.''N，N为正整数。
[0016] 步骤102:每到整点，将每个传感器从基站收割的能量进行归一化处理，统计一个0 ~1之间的能量收割值Ei, E2,…，En,并将对每个传感器归一化后的能量收割值上传给基站， 每天统计并上传24次。
[0017] 步骤103:由基站对获取的所有能量收割值进行几何平均数计算，得到基站的关闭 概率g二\iE斯…En"
[0018] 基站的关闭概率是每小时计算一次，然后根据当前概率控制开关。
[0019] 步骤104:由得到的基站关闭概率q，随机控制基站开启/关闭的工作状态。
[0020] 本发明通过综合各传感器收割的能量，使基站能够合理控制自身开启/关闭状态， 实现基站能量消耗的节省，具有低功耗设备自给自足的优势和节能的意义。
【主权项】
1. 一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法，其特征在于，通过如下步骤实现： 步骤1:对基站服务的传感器进行编号； 步骤2:将每个传感器从基站收割的能量进行归一化处理，每到整点统计一个0~1之间 的能量收割值； 步骤3:每到整点，将对每个传感器归一化后的能量收割值上传给基站，由基站对所有 的能量收割值进行几何平均数计算，得到基站的关闭概率； 步骤4:根据基站关闭概率，随机控制基站开启/关闭的工作状态。
【专利摘要】本发明提供了一种基于传感器终端能量收割的基站休眠方法，属于无线网络通信领域。本方法中，将基站服务的每个传感器从基站收割的能量进行归一化处理，每到整点统计一个0～1之间的能量收割值，将每个传感器归一化后的能量收割值上传给基站，由基站对所有的能量收割值进行几何平均数计算，得到基站的关闭概率，由基站关闭概率随机控制基站开启/关闭的工作状态。本发明通过综合考虑各传感器收割的能量，使基站能够合理控制自身的开启或关闭状态，达到了不外接电源给传感器充电的同时，更多地节省了基站的能量消耗的效果，具有低功耗设备自给自足的优势和节能的意义。
【IPC分类】H04W52/02
【公开号】CN105578578
【申请号】CN201610116700
【发明人】陈昆, 路兆铭, 温向明, 景文鹏, 陈志强, 丁无穷
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月1日