[发明专利]5G网络中动态开启/关闭微蜂窝的节能方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信网络中的节能技术领域，涉及一种5G网络中动态开启/关闭微蜂窝 的节能方法。

背景技术

随着第五代移动通信(5G)时代的到来，业务应用和用户体验的需求迫使网络运营商需 要寻找新的技术来降低运营成本，提高数据传输速率，从而提升用户体验质量。成倍增长的 数据业务使得网络设施的需求急剧扩大，同时也引起了大量的能量消耗。绿色节能作为5G的 重要需求之一，要求网络的总能耗在用户数据流量成千倍增长时不会提高。预计到2020年， 未来5G网络中端到端每比特能耗需要降低到现在的1/1000。IMT-2020推进组提出了未来5G还 将致力于改善网络建设的运营能耗与成本效率。因此，未来5G通信在维持各类业务增长的同 时，减少能耗是十分必要的，能耗成本的增加也使得人们越来越多的关注降低能耗的方法。

信息通信产业对国民经济的发展做出了重大贡献，在节能环保经济中扮演着重要角色。 提高通信系统的能效，以实现可持续发展战略，这将直接影响国家乃至世界经济的未来发展。 因此，研究绿色通信网络的节能机制将具有十分重要的意义。

能源角度：日益严重的世界能源危机已经波及到以信息通信产业为代表的高能耗行业。 据保守估计，截止到2025年，移动通信互联网行业的耗电量将可能增加到2006年时耗电水平 的5倍以上。而单单信息通信行业中的基础设施部分的耗电量将增长到2006年耗电量的14倍， 据此推测到2025年时，通信网络设备的耗电量将占据整个行业总耗电量的43％。由此可以发现， 通信信息领域的能源消耗增长速度极快，若按照这样的态势长久发展下去，必将使得能源危 机问题更加严重。因此，降低通信领域的能源消耗将大幅缓解目前的能源危机压力，同时还 可促进其他相关产业在降低能源消耗方面的改革与创新。

环境角度：移动通信领域的温室气体排放量巨大^[4]，碳排放量每年以较大的速度增长。 相关研究表明，到2019年，全球信息通信产业的温室气体排放量将增加至少40％，这将对人类 的生存环境带来巨大挑战。面对日益严重的全球气候变暖问题，降低信息通信领域的能源消 耗，减少温室气体排放对实现可持续发展战略至关重要。

经济角度：移动通信领域巨大的能源消耗必将导致通信产业的运营与维护成本的极大提 高，并继而对产业的经济效益造成负面影响，阻碍通信行业整体竞争力的提升。业界认为如 果削减三分之一的碳排放将获得高于投资的经济效益与产出。因此，研究搭建高能效、低污 染的通信信息网络将对人类社会经济效益的提高有极大的帮助。

现有的移动网络的节能技术有很多，基于流量负载的基站关闭节能技术，绿色通信的中 继协作技术，基于休眠的宏蜂窝节能技术等。都是为了移动通信系统的节能提供重要的技术 支持。以上所述的策略主要是根据接入网中流量的变化决定基站的关闭，通过减少活跃基站 的数目来达到节能的目的。在低负载的情况下，关闭不必要的基站，这些关闭的基站策略或 者是随机关闭的，或者是基于流量负载进行基站关闭的。但这些策略没有评估基站关闭小区 的网络覆盖以及基站的负载情况。当基站关闭后，活跃的基站要对关闭基站区域的用户提供 服务，但在提供服务之前，并未评估活跃基站的负载情况，这就容易造成基站负载不均衡， 从而降低了网络的服务质量。

现有的异构网络中节能技术有很多，其设计前提主要是根据当前网络的流量负载强度， 例如提出了单用户以及多用户无线系统的资源分配方案，通过适时激活中继来减少网络能耗。 或者在未来5G网络中通过减少激活小区的数量和范围及采用休眠策略等方法能带来的节能程 度。另外，随着基站状态的转换，用户的连接问题主要考虑接收信号质量和基站负载^]两个方 面。现有技术中很多的中继技术以及基站的关闭策略只考虑到当前网络的流量负载情况，没 有结合5G理念来达到未来网络中预期的效果，同样的，没有考虑到该过程中对用户QoS的影响， 需要在网络能耗及通信质量之间取得一定的平衡。业界专家普遍认为绿色通信是在保证用户 通信体验的前提下，尽可能地降低网络资源消耗、减少温室气体排放的互联通信的网络结构。 但是很多技术的研究没有真正意义上考虑到用户体验这一指标。并不能很好的实现保证节能 的情况下，同时能够考虑用户体验度。

发明内容