[发明专利]一种能耗优先的能源代价最小化基站休眠方法

说明书

本发明属于通信系统节能技术领域，尤其涉及一种能耗优先的能源代价最小化基站休眠方法，包括：建立包括电网、可再生能源和储能装置在内的可选能量源提供电能的多基站协作系统；以消耗功率最小为目标建立基站休眠机制，并建立基站功率损耗模型；按照目标函数，选取对应最小能耗的基站组作为该时隙激活基站，使冗余基站进入休眠状态；对于已选择的激活基站，优先选用低价能源为其进行能源供给，最小化基站系统能源代价。本发明采用分时电价策略，结合可再生能源和不可再生能源为基站系统混合供能，考虑电网回收剩余可再生能源机制，减少环境污染，设置相应储能装置，提升通信系统可靠性、平抑能源代价，并考虑其自放电现象。

技术领域

本发明属于通信系统节能技术领域，尤其涉及一种能耗优先的能源代价最小化基站休眠方法。

背景技术

当前，移动通信已融入至社会生活的每个角落，越来越多的用户加入宽带系统，渴望在移动状态下更快的因特网接入，联网连接无线设备的数量将达到世界人口的1000倍。为满足用户日益膨胀的通信需求，运营商部署基站数量急剧增加，而其增长将带来一系列环境和经济问题，通信系统节能已经变成了迫在眉睫的问题。通信系统节能问题可从通信侧和基站侧两个方面进行考虑。统览移动通信网络，无线接入网(Radio Access Network,RAN)的花销约为整个系统的60％。由于内部器件的功能和能效问题，基站系统耗能在总能耗中占有巨大比重，其中60％—70％的能量用于驱动功率放大器(Power Amplifier,PA)。功率消耗主要集中于基站端，因而基站系统节能问题便显得异常重要。

基于移动网络动态性的应用特点，用户移动性与作息规律使得网络业务负载具有空时变化特性。通过休眠机制选择性的关闭基站可达到基站系统节能的目的。但现有技术未考虑能源价格，没有体现能源代价与通信系统间的关系；同时通信系统的搭建也具有局限性，虽研究了用户连接数的变化，但是没有考虑用户移动性的影响；并且建立的基站系统模型不具备储能装置，忽略了用户的移动特性，同时未考虑现行的分时电价政策。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种能耗优先的能源代价最小化基站休眠方法，包括：

步骤1、建立包括电网、可再生能源和储能装置在内的可选能量源提供电能的多基站协作系统；

步骤2、以多基站协作系统能源消耗功率最小为目标建立基站休眠机制，并建立相应的基站功率损耗模型；

步骤3、按照目标函数，选取最小能耗作为该时隙基站系统能耗，选取对应最小能耗的基站组作为该时隙激活基站，使冗余基站进入休眠状态；

步骤4、对于已选择的激活基站，优先选用低价能源为其进行能源供给，最小化基站系统能源代价。

所述基站功率损耗模型为：

其中，P_BS,t为第t个时隙基站的能量损耗，P_active,t为第t个时隙基站激活耗能，P_sleep,t代表第t个时隙基站休眠功耗，P_fix为激活状态基站的固有损耗，P_tx,t为第t个时隙基站的发射功率，η为一固定常数，代表增加单位发射功率时基站能耗的增量。

所述步骤3中的目标函数为：

P为基站系统能耗，Γ＝{1,…,T}，Γ为将一天的时间划分为T个时隙的集合，N'为处于激活状态的基站集合，P_fix为激活状态基站的固有损耗，P_tx,t为第t个时隙基站的发射功率，计算基站系统功率损耗，η为一固定常数，代表增加单位发射功率时基站能耗的增量，P_sleep代表基站休眠功耗。

所述步骤3具体包括：