[发明专利]一种基于时频空调度的无线通信基站端节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信基站端的节能方法，具体涉及一种基于时频空调度的无线通信基站端节能方法。

背景技术

随着通信行业的不断发展，目前通信行业已消耗全球总能源的3%至4%，在现有的能源的使用模式下该比例仍在以惊人的速度增长。研究表明，2015年欧洲运营商的耗电量将达到500亿度，因此在满足不断发展的无线通信业务的基础上，提高基站设备能效，降低基站的建设和维护成本，是绿色通信的重中之重。

蜂窝小区的业务具有时空转移的特点，以城市为例，白天办公区域的业务量较大，而住宅区的业务量较小；而到晚上此现象恰好颠倒，这就是所谓的“潮汐现象”。一天中的网络负载大约有一半的时间处于低负载运行状况，但是为了满足高峰时期的用户数据率，现有的通信系统都是按满负载量来设计配置，从用户来说，这样做可以保证用户体验质量，但是当业务量较少时，小区基站仍按满负载运行显然降低了低负载时系统的网络能效，这就导致低负载时造成资源和能量的浪费。

现有技术的绿色通信系统的节能技术主要包括单独采用的时域或频域节能以及时域结合频域的节能技术，其中：

基于时域的绿色通信系统的节能技术，是通过负载的轻重才决定基站在时域上的关闭以及开启方案，网络出于高负载时，基站肯定也是满负载工作，对应时域就是基站PA连续不同的发送。在网络负载低时候，大部分数据信道均处于空闲状态，此时我们将业务分时段发送，即不连续发送，不发送业务信息时，即将PA关断。

基于频域的绿色通信系统的节能技术包括带宽自适应和容量自适应方法，是基于功放的静态功耗和系统带宽呈线性关系原理（较小的带宽需要更少的辐射功率），在不同业务条件下自适应的调节带宽。带宽自适应指基于业务负载大小来调整系统带宽，主要是利用功率放大器的不同的工作点来调整其功率，在负载低需要的频域资源块较少时，使用更低的供给电压，同时较小的带宽需要较小的参考信号配置，因此可以达到减小能耗的目的。容量自适应方法不需要改变系统的最大使用带宽和参考信号数目，而是在低负载时只配置部分子载波工作，限制可调度的RB（Resource Block，资源块）的数目，从而准许降低PA的供给电压，达到节能的目的。

如图1所示，在负载为零时，不采用节能技术时基站消耗的能量约为890W，而采用了Micro DTX方法（时域节能技术）后基站消耗的功率约为740W，减少了17%的能量消耗；而随着负载的增大，MicroDTX方法带来的节能效果不断的降低，特别在满负载的情况下，MicroDTX将不能带来任何的节能效果；在系统负载为零时候采用带宽自适应方法能够节省约50%的能量消耗，系统的能效较之于时域节能技术更优，但是当系统负载超过了5M带宽的门限容量以后，带宽自适应方法失效。

时域结合频域的节能技术在低负载情况下进一步优化了节能效果，在一定程度上推进了绿色通信，但同单独的时域或者频域节能技术一样，在高负载（包括满负载）情况下仍存在节能失效的缺陷，达不到绿色通信要求的节能效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于时频空调度的无线通信基站端节能方法，从绿色通信的角度，通过改变时、频、空资源的分配从而影响功率域的资源分配效率，在满足用户性能需求的前提下，提出了一种天线选择、带宽自适应以及时间关断相结合的节能技术，在各个负载率的状态下使系统的能效达到最优。

本发明采用的具体方案为：一种基于时频空调度的无线通信基站端节能方法，首先根据系统的平均吞吐量，在天线个数的临界点切换，进行空域节能；初始选择为单天线模式下的自适应节能方法；当所述单天线模式下的任何带宽模式都不能满足系统的当前业务要求时，自适应选择两条及以上天线模式下的自适应节能方法。

在选定天线个数后，根据系统的平均吞吐量，在各个带宽的容量临界点上进行切换；确定采用的带宽大小，进行频域节能；初始选择为最小带宽模式下的自适应节能方法；当所述最小带宽模式不能满足系统的当前业务要求时，自适应选择系统的较大带宽模式下的自适应节能方法。

在选定天线个数和带宽大小后，根据系统当前的业务负载，结合非连续发射DTX方法进行时段性发送数据，进行时域节能。

非连续发射DTX方法为在普通子帧、MBSFN子帧或扩展子帧中进行时段性发送数据。

在选定天线个数和带宽大小后，根据系统当前的业务负载，在普通子帧中进行时段性发送数据的Micro DTX方法。

所述天线模式和带宽模式由所述系统的平均吞吐量确定。