CN102843753B - 使用智能天线的基站的节电方法及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用智能天线的基站的节电方法及基站，其中方法包括：确定基站对应的当前小区处于低负荷状态；关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向。本发明采用在系统闲时只开启RRU的部分通道的发送方向的方式降低了RRU的功耗，有效地实现了基站的节电功能，并且对通信性能影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用智能天线的基站的节电方法及基站，属于无线通信基站的节电技术领域。
背景技术
在时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，简称：TD-SCDMA)系统的基站主要包括基带处理单元(Base band Unit，简称：BBU)和射频拉远单元(Radio Remote Unit，简称：RRU)这两部分，基站的功耗主要取决于RRU。
其中，室外宏基站使用智能天线技术(根据信号和环境自动调节天线阵列的空间特性)，使用的RRU有多个射频通道，每个射频通道连接一根天线。每个通道包括发送和接收两个方向，发送方向包含一个大功率的功放(简称：PA)。现有技术中，为了达到基站节电的目的，通常对RRU采用智能关断技术来避免不必要的PA静态功耗，即在每个下行时隙，当RRU的某个通道上所有载波承载的IQ数据均为全0时，则在该时隙内关断该通道所对应的PA。
现有技术的问题在于：允许PA关断的条件非常苛刻，能够满足这一条件的情况非常少，因此这项功能很难开启，导致节电的效果较差。为了提高这项功能开启的概率，需要由无线网络控制器(简称：RNC)侧采用无线资源管理算法将用户尽量分配在同一个下行时隙内，但该算法本身比较复杂，并且这种作法也会恶化网络的性能。
发明内容
本发明提供一种使用智能天线的基站的节电方法及基站，用以有效地实现基站的节电功能。
本发明一方面提供一种使用智能天线的基站的节电方法，其中包括：
确定基站对应的当前小区处于低负荷状态；
关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向。
本发明另一方面提供一种使用智能天线的基站，其中包括：
负荷监控模块，用于确定基站对应的当前小区的负荷状态；
通道控制模块，用于当负荷监控模块确定基站对应的当前小区的负荷状态时，关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向。
本发明采用在系统闲时只开启RRU的部分通道的发送方向的方式降低了RRU的功耗，有效地实现了基站的节电功能，并且对通信性能影响较小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述使用智能天线的基站的节电方法实施例的流程图；
图2为本发明所述使用智能天线的基站实施例的结构示意图；
图3A～3C为图2中所示负荷监控模块11的可选结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明所述使用智能天线的基站的节电方法实施例的流程图，如图所示，该方法包括如下步骤：
步骤110，确定基站对应的当前小区处于低负荷状态。
其中，所述基站为宏站，包括至少一个宏小区，通常每个宏小区使用一个多通道的RRU连接一部智能天线，每个通道包括发送和接收部分均与其中的一根天线相连，在特殊情况下，比如使用多频段的小区时，可以使用多个不同频段的RRU，各个RRU对应的通道经过合路后连接一部智能天线。
其中，所述低负荷状态是指小区处于工作负荷较低的状态，即闲时状态，具体地，该低负荷状态可以采用如下多种方式进行确定：
方式一：当所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第一预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
在该方式中，活动用户数是指已经成功接入该当前小区某个载波的移动用户的数量，这些用户处于小区-专用通道(简称：CELL-DCH)状态，可能正在进行通话或收发数据，他们都会给当前小区的RRU带来通信负荷，因此，当所有载波的活动用户数都较少时，则认为通信负荷较轻，此时确定所述当前小区处于低负荷状态。其中，所述第一预设门限值是用于确定当前小区中每个载波的活动用户数多少的标准，具体可以考虑RRU的通信能力、节电的目标以及信号质量要求等因素进行确定。
方式二：当所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第二预设门限值，且该当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数低于第三预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
在该方式中，除了考虑当前小区中的活动用户数以外，还考虑了邻小区中的活动用户数。这是因为，当采用本实施例所述方法的后续步骤关闭所述RRU中的部分通道的发送方向后，BBU使用剩余通道的发送方向和与之相连的天线对发送信号进行波束赋形，由于此时发送天线的数量变少了，因此经波束赋形后形成的波束信号将会变宽，从而会造成对邻小区的干扰抬升，使得该邻小区在保证原有通信质量的前提下，减少了用户容量。因此，只有当当前小区和邻小区的活动用户数均较少时，才确定所述当前小区处于低负荷状态。
其中，所述第二预设门限值是用于确定当前小区中活动用户数多少的标准，所述第三预设门限值是用于确定邻小区中活动用户数多少的标准。这些门限值均可以考虑RRU的通信能力、节电的目标以及信号质量要求等因素进行确定。
方式三：当到达预设的时间段时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
本方式中不考虑活动用户数，而是根据以往的统计经验值估算出预设的时间段，在该时间段内认为当前小区的负荷较低。例如深夜至凌晨的这段时间，通常活动用户数较少，因此可以确定处于该时间段内的当前小区处于低负荷状态。
步骤120，关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向。
其中，所述通道的发送方向是指由RRU中与某一根天线相连的向当前小区中的移动用户发送无线信号的通路，包括数字中频、小信号放大、功放等功能模块；相应地，所述通道的接收方向是指从所述移动用户接收无线信号的通道。由于通道的接收方向的耗电量较低，而且对于网络性能的影响较大，因此在本实施例中并不关闭所述RRU中通道的接收方向。
具体地，关闭某个RRU某个通道的发送方向，可以由BBU将该RRU该通道上承载的每个载波的下行时隙基带的同向正交(简称：IQ)数据置零，RRU通过智能关断功能判断该通道下行时隙无业务，从而在该下行时隙关闭该通道的发送方向。一般是关闭所述RRU所述通道发送方向的小信号放大和功放等射频部分，以达到节省功放静态功耗的目的。
在智能天线技术中，每个下行信道在每个通道上都有一个波束赋形因子，BBU可以根据与该下行信道对应的上行信道信号调整下行信道在各个通道的波束赋形因子来自适应的改变该下行信道发送信号的波束方向和形状。为了将一个载波的下行时隙基带的IQ数据置零，可以通过将该载波的所有下行信道在关闭通道上的波束赋形因子置零实现。剩下的通道上每个下行信道的波束赋形因子仍然利用对应上行信道的接收信号求得：基于特征值的波束赋形(Eigen-value Based Beamforming，简称：EBB)算法只使用剩下通道接收的信号计算EBB波束赋形因子；波达方向(Direction Of Arrival，简称：DOA)波束赋形算法使用所有通道接收的信号计算来波方向，并通过来波方向计算剩下通道的波束赋形因子。
具体关闭发送方向的通道数量，可以考虑RRU剩余通道的最大发送功率、节电的目标以及信号质量要求等因素进行确定。例如，假设某个与8天线阵列相连的RRU在执行本步骤之前有八个通道，每个通道包括发送方向和接收方向，即处于8发8收(简称：8T8R)状态；通过执行本步骤，关闭了四个通道的发送方向，从而变为4发8收(简称：4T8R)状态。至于具体关闭与天线阵列相连的哪几部分通道的发送方向，可以考虑对通信质量的影响程度进行确定，例如，如果当前小区使用的是8通道的双极化天线阵列，则建议关闭与同种一极化方向天线相连的4个通道的发送方向而保持开启与另外一种极化方向天线相连的4个通道的发送方向；如果是8通道的垂直极化平板天线阵列，则建议保持开启与4个相邻天线相连的通道的发送方向而关闭其他四个通道的发送方向。
另外，执行上述关闭步骤后，由于实际用于发送信号的通道和天线减少了，下行信道在每个通道的发送功率与执行关闭步骤前一样的条件下，该下行信道的总发送功率减小了，因此下行信道的无线覆盖范围也会相应减小，对于某些下行信道，如果无线覆盖范围减小会对通信质量造成较大影响，此时，可以继续采用如下步骤进行功率补偿。
步骤130，对下行信道在所述RRU中未关闭发送方向的通道上的发送功率进行功率补偿，使得所述下行信道的无线覆盖范围等于未执行所述关闭之前的无线覆盖范围。
其中，具体的功率补偿值可以为10logM/N(dB)，其中，N表示未执行关闭步骤之前的通道的发送方向的数量，M表示执行关闭步骤之后的通道的发送方向的数量。需要进行功率补偿的通道包括：使用全向赋形因子的公共信道，例如：主公共控制物理信道(Primary Common Control Physical Channel，简称：PCCPCH)、辅助公共控制物理信道(Secondary Common Control PhysicalChannel，简称：SCCPCH)和寻呼指示信道(Paging Indicator Channel，简称：PICH)等；以及不做功率控制的下行信道，例如：高速物理下行链路共享信道(High Speed-Physical Downlink Shared Channel，简称：HS-PDSCH)。对于有功率控制的下行信道，除了它们在每个开启通道的初始发送功率提升上述功率补偿值外，不再做额外的功率补偿。
本实施例所述方法采用在系统闲时只开启RRU的部分通道的发送方向的方式降低了RRU的功耗，有效地实现了基站的节电功能，并且对通信性能影响较小。
经实验表明，本方法明显降低了系统闲时的RRU功耗，每个鼎桥通信技术有限公司的3158型的RRU可以节省38.6w的功耗，每个鼎桥通信技术有限公司的268e型的RRU可以节省21.5w的功率。如果采用上述方式三确定RRU的闲时状态，使得每天有8小时关闭部分通道的发送方向，则上述两种型号的RRU每天可以分别省电308.8Wh和172Wh。
图2为本发明所述使用智能天线的基站实施例的结构示意图，能够实现上述方法实施例，如图所示，该使用智能天线的基站10包括：负荷监控模块11和通道控制模块12，其工作原理如下：
负荷监控模块11确定基站对应的当前小区的负荷状态。其中，所述低负荷状态是指小区处于工作负荷较低的状态，即闲时状态，具体地，该低负荷状态可以采用如下多种方式进行确定：
方式一：如图3A所示，负荷监控模块11中的第一检测单元1101检测所述当前小区的每个载波上的活动用户数；当第一检测单元检测到的所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第一预设门限值时，由第一确定单元1102确定所述当前小区处于低负荷状态。
方式二：如图3B所示，负荷监控模块11中的第二检测单元1111检测所述当前小区的每个载波上的活动用户数；第三检测单元1112检测所述当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数；当第二检测单元1111检测到所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第二预设门限值，且第三检测单元1112检测到所述当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数低于第三预设门限值时，由第二确定单元1113确定所述当前小区处于低负荷状态。
方式三：如图3C所示，负荷监控模块11中的定时单元1121检测当前时间是否到达预设的时间段；当定时单元1121检测到当前时间到达预设的时间段时，由第三确定单元1122确定所述当前小区处于低负荷状态。
有关上述各种方式的具体说明，可参见前述方法实施例的相关内容。
当上述负荷监控模块11确定基站对应的当前小区的负荷状态时，由通道控制模块12关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向。其中，有关通道的发送方向和接收方向以及具体关闭过程的具体说明，可参见上述方法实施例的相关内容。
另外，由通道控制模块12执行上述关闭步骤后，由于实际用于发送信号的通道和天线减少了，下行信道在每个通道的发送功率与执行关闭步骤前一样的条件下，该下行信道的总发送功率减小了，因此下行信道的无线覆盖范围也会相应减小，对于某些下行信道，如果无线覆盖范围减小会对通信质量造成较大影响，此时，如图所示，可以在所述基站10中进一步设置功率补偿模块13，用于对下行信道在所述RRU中未关闭发送方向的通道上的发送功率进行功率补偿，使得所述下行信道的无线覆盖范围等于未执行所述关闭之前的无线覆盖范围。其中，有关具体的功率补偿值以及需要进行功率补偿的通道的相关说明，可参见上述方法实施例。
本实施例所述基站采用在系统闲时只开启RRU的部分通道的发送方向的方式降低了RRU的功耗，有效地实现了基站的节电功能，并且对通信性能影响较小。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种使用智能天线的基站的节电方法，其特征在于，包括：
确定基站对应的当前小区处于低负荷状态；
关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向；
其中，关闭所述RRU中的部分通道的发送方向之后还包括：对下行信道在所述RRU中未关闭发送方向的通道上的发送功率进行功率补偿，使得所述下行信道的无线覆盖范围等于未执行所述关闭之前的无线覆盖范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述基站对应的当前小区处于低负荷状态包括：当所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第一预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述基站对应的当前小区处于低负荷状态包括：当所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第二预设门限值，且该当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数低于第三预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述基站对应的当前小区处于低负荷状态包括：当到达预设的时间段时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
5.一种使用智能天线的基站，其特征在于，包括：
负荷监控模块，用于确定基站对应的当前小区的负荷状态；
通道控制模块，用于当负荷监控模块确定基站对应的当前小区的负荷状态时，关闭所述当前小区的所有RRU中的部分通道的发送方向，但不关闭所述RRU中的所有通道的接收方向；
所述基站还包括：功率补偿模块，用于对下行信道在所述RRU中未关闭发送方向的通道上的发送功率进行功率补偿，使得所述下行信道的无线覆盖范围等于未执行所述关闭之前的无线覆盖范围。
6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述负荷监控模块包括：
第一检测单元，用于检测所述当前小区的每个载波上的活动用户数；
第一确定单元，用于当第一检测单元检测到的所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第一预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
7.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述负荷监控模块包括：
第二检测单元，用于检测所述当前小区的每个载波上的活动用户数；
第三检测单元，用于检测所述当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数；
第二确定单元，用于当第二检测单元检测到所述当前小区的每个载波上的活动用户数均低于第二预设门限值，且第三检测单元检测到所述当前小区的邻小区的每个载波上的活动用户数低于第三预设门限值时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
8.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述负荷监控模块包括：
定时单元，用于检测当前时间是否到达预设的时间段；
第三确定单元，用于当定时单元检测到当前时间到达预设的时间段时，确定所述当前小区处于低负荷状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151014 |