CN104093198B - 混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法及系统,该方法包括:采集基站获取第一能耗参数,根据采集到的第一能耗参数确定特定用户能耗;以及采集基站获取第二能耗参数,根据第二能耗参数确定各区域的业务请求率;根据特定用户能耗、各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值;以及当基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,根据储能参数确定基站的能量中断概率;根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。由上可见,本发明在基站供电稳定性不佳时,就不会为该基站确定覆盖区域,从而使用户体验好。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,尤其涉及混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法及系统。
背景技术
随着网络规模的不断扩大和用户的不断增加,能耗开销也与日俱增。从经济和环境两个方面来讲,“降低能耗及相应开销”是移动通信网络中的重要目标之一。在移动通信网络中,基站能耗开销占总能耗开销的比例最大,因此,降低基站能耗开销将大幅度降低整个移动通信网络的能耗开销。
由于基站能耗受到网络负载、信道状态等时变影响,具有不确定性,通常采用动态调整基站覆盖区域的方法来达到降低基站能耗开销的目的。
当前,基站所采用的供电方式有两种:市电供电和可再生能源供电。其中,市电供电具有供电稳定性强的特点,而由于受到气象条件的影响,可再生能源供电具有随机性。现有技术的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法中,移动通信网络的能耗开销优化问题大多针对采用固定电网(市电)供电的基站进行研究,未考虑基站的供电稳定性,因此可能存在当采用可再生能源供电的基站供电稳定性不佳时,仍然为该基站确定覆盖区域,从而导致该基站覆盖区域内的用户体验不佳。
发明内容
本发明提供了一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法及系统,目的是为了解决现有技术中,当采用可再生能源供电的基站供电稳定性不佳时,仍然为该基站确定覆盖区域,从而导致该基站覆盖区域内的用户体验不佳。
为实现上述目的,一方面,本发明提供了一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法,上述基站为第一类型基站或第二类型基站,该方法包括:采集基站获取第一能耗参数,所述第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将所述第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储;根据采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储;以及采集基站获取第二能耗参数,所述第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息;根据采集到的用户的位置信息,确定各区域的用户;根据用户在更新周期内的业务请求次数和各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将所述业务请求率与区域标识对应存储;根据特定用户能耗、各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储;以及当所述基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,所述储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将所述储能参数与基站标识对应存储;根据储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储;根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
另一方面,本发明提供了一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理系统,上述基站为第一类型基站或第二类型基站,该系统包括:第一采集单元,用于采集基站获取第一能耗参数,所述第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将所述第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储;用户能耗确定单元,用于根据所述第一采集单元采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储;第二采集单元,用于采集基站获取第二能耗参数,所述第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息;区域用户确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户的位置信息,确定各区域的用户;业务请求率确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户在更新周期内的业务请求次数和所述区域用户确定单元确定出的各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将所述业务请求率与区域标识对应存储;区域能耗确定单元,用于根据所述用户能耗确定单元确定出的特定用户能耗、所述业务请求率确定单元确定出的各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储;第三采集单元,用于当所述基站为第二类型基站时,采集基站获取储能参数,所述储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将所述储能参数与基站标识对应存储;能量中断概率确定单元,用于根据所述第三采集单元采集到的储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储;基站覆盖区域确定单元,用于根据所述区域能耗确定单元确定出的区域能耗均值,在满足所述能量中断概率确定单元确定出的能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
本发明所采用的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法中,先从基站获取第一能耗参数,根据第一能耗参数确定特定用户能耗,上述特定用户能耗即基站服务用户的能耗,并且还要从基站获取第二能耗参数,根据第二能耗参数确定各区域在更新周期内的业务请求率,以及根据上述确定出的特定用户能耗和业务请求率确定区域能耗均值,上述区域能耗均值即基站服务区域的能耗,由于系统中存在第一类型基站和第二类型基站,当基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,根据储能参数确定基站的能量中断概率,从而可以根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。由上可见,本发明在确定基站覆盖的区域时,不仅考虑了降低能耗的因素,而且考虑了基站的供电稳定性,因此当采用可再生能源供电的基站供电稳定性不佳时,就不会为该基站确定覆盖区域,从而使用户体验好。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式中的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法应用场景示意图;
图2为本发明第二类型基站102的组成结构示意图;
图3为本发明能耗开销优化管理系统103的组成结构示意图;
图4为本发明一种具体实施方式中的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法流程图;
图5为本发明一种具体实施方式中的采用第一系统能耗函数确定基站覆盖区域的方法流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明一种具体实施方式中的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法应用场景示意图,其中,系统由第一类型基站101和第二类型基站102组成,第一类型基站101采用市电供电,第二类型基站102采用可再生能源供电,上述可再生能源可以为太阳能、风能等,本发明实施例中仅以太阳能为例进行说明,可以在网络中单独设置能耗开销优化管理系统103,由该能耗开销优化管理系统103执行本发明的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法。
当第二类型基站102采用太阳能供电时,该第二类型基站102的组成结构示意图可以如图2所示。参照图2,第二类型基站102由太阳能采集模块1021、储能装置1022与基站本体1023组成。第一类型基站101和第二类型基站102均通过控制接口连接能耗开销优化管理系统103,该控制接口可以但不限于为LTE或者LTE-A中X2与H1接口。
参照图3所示的能耗开销优化管理系统103的组成结构示意图,能耗开销优化管理系统103由信息统计分析模块1031、分析处理模块1032与决策执行模块1033组成。其中,信息统计分析模块1031收集并分析第一类型基站的基站信息、区域(STILL)信息、网络空-时负载信息、第二类型基站的基站信息、太阳能采集信息及储能状态信息;分析处理模块1032根据信息统计分析模块1031获得的信息,采用本发明提出的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法即基站覆盖区域的处理方法,生成优化策略;然后由决策执行模块1033将分析处理模块1032生成的优化策略下发给各基站,以使各基站执行该优化策略。其中,能耗开销优化管理系统103可以以单独实体存在,或者作为相应移动通信网络已有管理实体的一部分。
本发明实施例中,能耗开销优化管理系统103可以将移动通信网络的覆盖区域在空域上以棋盘格形式等分,每个方格称为一个空间交通荷载格(STILL,Spatial TraffIcLoad Lattice)。每个STILL尺寸可以根据具体计算复杂量要求和精度要求调整,如10×10平方米。
图4为本发明一种具体实施方式中的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法流程图,其中,系统中包括多个基站,每个基站为第一类型基站或第二类型基站,第一类型基站采用市电供电,第二类型基站采用可再生能源供电,该方法包括:
步骤401,采集基站获取第一能耗参数,第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储。
其中,基站记录每个所服务用户的历史数据包长度集合,当能耗开销优化管理系统采集基站获取第一能耗参数时,基站可以对上述历史数据包长度集合求平均值,将该平均值作为基站向用户传输的数据包长度提供给能耗开销优化管理系统。
步骤402,根据采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储。
本发明实施例中,特定用户能耗可以通过公式确定,其中,Ei,m为特定用户能耗,i为基站标识,m为用户标识;为基站i到用户m间的发射功率;wd为功放效率;为基站i对用户的信号处理功率;li,m为基站i向用户m传输的数据包长度;Ri,m为基站i与用户m之间的传输速率。
步骤403,采集基站获取第二能耗参数,第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息。
本发明实施例中,用户在通过用户终端向基站发送业务请求时,可以由用户终端将用户的位置信息上报给基站,并由基站对本次业务请求进行记录,以便统计出用户在更新周期内的业务请求次数。
步骤404,根据第二能耗参数中包括的用户的位置信息,确定各区域的用户。
其中,上述区域可以通过将移动通信网络的覆盖区域在空域上以棋盘格形式等分后获得,每个方格称为一个STILL即为一个区域。根据采集到的用户的位置信息,可以确定用户所在的STILL,从而确定每个STILL的用户,即确定各区域的用户。
步骤405,根据第二能耗参数中包括的用户在更新周期内的业务请求次数和各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将业务请求率与区域标识对应存储。
其中,业务请求率即单位时间内的业务请求次数,可通过各区域的所有用户在更新周期内的总的业务请求次数除以更新周期而获得。
步骤406,根据特定用户能耗、各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储。
本发明实施例中,区域能耗均值可以通过公式E[Ei,j]=λj·T·E[Ei,m]确定,其中,E[Ei,j]为区域能耗均值,i为基站标识,j为区域标识;λj为区域标识为j的区域中的业务请求率;T为更新周期;Ei,m为一个帧周期内基站i服务用户m的能耗,m为用户标识。
步骤407,当基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将储能参数与基站标识对应存储。
步骤408,根据储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储。
本发明实施例中,能量中断概率可以通过公式确定,其中,Gi为基站i的能量中断概率,i为基站标识;T为更新周期;Si,s为基站i的当前储能状态;αi,βi为基站i中能量扩散方程中的扩散系数,表示式为和其中分别为更新周期内基站i的能量采集均值和方差,分别为基站i的能耗均值和方差。
步骤409,根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
本发明实施例中,第一系统能耗函数可以通过公式
确定,其中,Cg为第一类型基站供电开销;Cs为第二类型基站供电开销;i为基站标识,j为区域标识;Bg为第一类型基站的数量,Bs为第二类型基站的数量;Ai为第一类型基站覆盖区域的数量;J为区域的总数量;xi,j为覆盖关系系数,当基站i覆盖区域j时,xi,j=1,当基站i对区域j不进行覆盖时,xi,j=0;E[Ei,j]为更新周期内基站i覆盖区域j的区域能耗均值;X为xi,j的集合,X为待求量,用以确定基站i覆盖的区域j。
此外,还可以预先建立最小信噪比约束条件、最小传输速率约束条件和覆盖关系约束条件,在利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域时,除了满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件之外,还需满足最小信噪比约束条件、最小传输速率约束条件和覆盖关系约束条件。
其中,最小信噪比约束条件可以根据公式确定,其中,为用户m的最大发射功率,m为用户标识;N0为移动链路状态链路噪声;k为移动链路状态链路增益;di,j为基站i到用户m的距离,j用户m所在区域的区域标识;n为移动链路状态链路路径损耗;γmin为预先设定的最小信噪比。
覆盖关系约束条件可以根据公式确定,其中,i为基站标识,j为区域标识,Bg为第一类型基站的数量,Bs为第二类型基站的数量。
最小传输速率约束条件可以根据公式Ri,m≥Rmin确定,其中,i为基站标识,m为用户标识,Rmin为预先设定的最小传输速率。
由上述处理过程可知,本发明所采用的混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法中,先从基站获取第一能耗参数,根据第一能耗参数确定特定用户能耗,上述特定用户能耗即基站服务用户的能耗,并且还要从基站获取第二能耗参数,根据第二能耗参数确定各区域在更新周期内的业务请求率,以及根据上述确定出的特定用户能耗和业务请求率确定区域能耗均值,上述区域能耗均值即基站服务区域的能耗,由于系统中存在第一类型基站和第二类型基站,当基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,根据储能参数确定基站的能量中断概率,从而可以根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。由上可见,本发明在确定基站覆盖的区域时,不仅考虑了降低能耗的因素,而且考虑了基站的供电稳定性,因此当采用可再生能源供电的基站供电稳定性不佳时,就不会为该基站确定覆盖区域,从而使用户体验好。
图5为本发明一种具体实施方式中的采用第一系统能耗函数确定基站覆盖区域的方法流程图,该方法包括:
步骤501,根据最小传输速率约束条件,将第一系统能耗函数简化为第二系统能耗函数。
本发明实施例中,最小传输速率约束条件可以根据公式Ri,m≥Rmin确定,其中,i为基站标识,m为用户标识,Rmin为预先设定的最小传输速率。
简化第一系统能耗函数可以包括下述步骤。
a)采用式计算最佳发射功率其中,为最小发射功率,可由式得到;其中,κ为链路增益,N0为链路噪声,n为路损指数,di,j为基站i到用户m的距离。
b)将基站i服务用户m的能耗Ei,m公式改写为其中,为第i个基站服务用户m时所能达到的能量效率,可由式计算得到,根据最佳传输功率可计算得到第i个基站服务用户m时链路所能达到的最佳能量效率其中,为基站i对单用户的信号处理功率;wd为功率放大系数;为基站i服务用户m的发射功率;Ri,m为基站i服务用户m的发射速率。
c)根据式计算更新周期[0,T]时间内基站i服务用户m的平均最低能耗。其中,li,m为任意帧周期基站i为用户m发送的数据包长度;E[li,m]为[0,T]时间内用户m所传数据长度的均值。
d)根据步骤c)的结果,采用式计算开销矩阵C={ci,j|i∈Bg∪Bs,j∈J},并将第一系统能耗函数简化为第二系统能耗函数,第二系统能耗函数可以通过下式确定:
步骤502,根据能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件、最小信噪比约束条件和覆盖关系约束条件,利用第二系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
本发明实施例中,第一约束条件即能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件可以通过公式确定,其中,Gi为基站i的能量中断概率,i为基站标识;T为更新周期;Si,s为基站i的当前储能状态;αi,βi为基站i中能量扩散方程中的扩散系数,表示式为和其中分别为更新周期内基站i的能量采集均值和方差,分别为基站i的能耗均值和方差,ε为预先设定的更新周期内第二类型基站(例如,太阳能供电基站)所允许的最大能量中断概率,保证太阳能供电基站的供电的稳定性,可以根据实际要求确定。
第二约束条件即最小信噪比约束条件可以根据公式确定,其中,为用户m的最大发射功率,m为用户标识;N0为移动链路状态链路噪声;k为移动链路状态链路增益;di,j为基站i到用户m的距离,j用户m所在区域的区域标识;n为移动链路状态链路路径损耗;γmin为预先设定的最小信噪比。
第三约束条件即覆盖关系约束条件可以根据公式确定,其中,i为基站标识,j为区域标识,Bg为第一类型基站的数量,Bs为第二类型基站的数量。
此外,可以先采用蚁群算法求出第二系统能耗函数的近似最优解,然后根据近似最优解确定基站覆盖区域,采用该算法可以显著提高混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法的处理速度。
具体计算过程可以包括下属步骤:
e)令蚂蚁数量为M,迭代次数为N,初始化赋值矩阵X=0。
f)蚁群算法中,目标函数的可行解表示方法为STILL j分配给基站i。令可行解中STILL j在满足第一约束条件和第二约束条件两个约束条件下,可分配基站的数量为Γj,j∈{1,2,...,J},若没有满足第一约束条件和第二约束条件的基站,则Γj=0。
g)根据式计算STILLj分配给基站i的概率,i∈Γj。其中σ(i,j)为STILL j分配给基站i的信息素量;η(i,j)为应用启发式方法将STILL j分配给基站i,表示式为θ为启发式因子的重要程度,θ>0。
h)根据式确定服务STILL j的基站i。其中q0为预定义参数,q0∈(0,1);q为在[0,1]上均匀分布的随机数,q∈[0,1];I为采用概率为a(i,j)的轮盘赌选择法所选择的参数。
i)根据式更新局部信息素。其中表示局部信息素残留系数,σ0为初始信息素量。确定每次迭代中的最佳可行解Sbest。
j)根据式更新全局信息素。其中Δσbset(i,j)为信息素增量;表示局部信息素残留系数,通过比较每次迭代中的最优解,得出第二系统能耗函数即d)中给出问题的近似最优解。该结果即为保证用户服务质量和太阳能供电基站供电稳定性的基础上的最优能耗开销策略。
相应地,本发明提供了一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理系统,所述基站为第一类型基站或第二类型基站,所述系统包括:
第一采集单元,用于采集基站获取第一能耗参数,所述第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将所述第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储;
用户能耗确定单元,用于根据所述第一采集单元采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储;
第二采集单元,用于采集基站获取第二能耗参数,所述第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息;
区域用户确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户的位置信息,确定各区域的用户;
业务请求率确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户在更新周期内的业务请求次数和所述区域用户确定单元确定出的各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将所述业务请求率与区域标识对应存储;
区域能耗确定单元,用于根据所述用户能耗确定单元确定出的特定用户能耗、所述业务请求率确定单元确定出的各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储;
第三采集单元,用于当所述基站为第二类型基站时,采集基站获取储能参数,所述储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将所述储能参数与基站标识对应存储;
能量中断概率确定单元,用于根据所述第三采集单元采集到的储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储;
基站覆盖区域确定单元,用于根据所述区域能耗确定单元确定出的区域能耗均值,在满足所述能量中断概率确定单元确定出的能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理方法,其特征在于,基站为第一类型基站或第二类型基站,所述方法包括:
采集基站获取第一能耗参数,所述第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将所述第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储;
根据采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储;以及
采集基站获取第二能耗参数,所述第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息;
根据采集到的用户的位置信息,以及根据将移动通信网络的覆盖区域在空域上以棋盘格形式进行等分得到的空间交通载荷格,确定各区域的用户;
根据用户在更新周期内的业务请求次数和各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将所述业务请求率与区域标识对应存储;
根据特定用户能耗、各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储;以及
当所述基站为第二类型基站时,还采集基站获取储能参数,所述储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将所述储能参数与基站标识对应存储;
根据储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储;
根据确定出的区域能耗均值,在满足能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域,其中,所述第一类型基站所采用的供电方式为市电供电,所述第二类型基站所采用的供电方式为可再生能源供电。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,包括:
特定用户能耗通过公式确定;
其中,Ei,m为特定用户能耗,i为基站标识,m为用户标识;为基站i到用户m间的发射功率;wd为功放效率;为基站i对用户的信号处理功率;li,m为基站i向用户m传输的数据包长度;Ri,m为基站i与用户m之间的传输速率。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据特定用户能耗、各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,包括:
区域能耗均值通过公式E[Ei,j]=λj·T·E[Ei,m]确定;
其中,E[Ei,j]为区域能耗均值,i为基站标识,j为区域标识;λj为区域标识为j的区域中的业务请求率;T为更新周期;Ei,m为一个帧周期内基站i服务用户m的能耗,m为用户标识。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据储能参数,确定基站的能量中断概率,包括:
能量中断概率通过公式确定;
其中,Gi为基站i的能量中断概率,i为基站标识;T为更新周期;Si,s为基站i的当前储能状态;αi,βi为基站i中能量扩散方程中的扩散系数,表示式为和其中 分别为更新周期内基站i的能量采集均值和方差, 分别为基站i的能耗均值和方差。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一系统能耗函数通过公式确定;
其中,Cg为第一类型基站供电开销;Cs为第二类型基站供电开销;i为基站标识,j为区域标识;Bg为第一类型基站的数量,Bs为第二类型基站的数量;Ai为第一类型基站覆盖区域的数量;J为区域的总数量;xi,j为覆盖关系系数,当基站i覆盖区域j时,xi,j=1,当基站i对区域j不进行覆盖时,xi,j=0;E[Ei,j]为更新周期内基站i覆盖区域j的区域能耗均值;X为xi,j的集合,X为待求量,用以确定基站i覆盖的区域j。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,预先建立了最小信噪比约束条件、最小传输速率约束条件和覆盖关系约束条件,所述利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域,还需满足所述最小信噪比约束条件、所述最小传输速率约束条件和所述覆盖关系约束条件。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述最小信噪比约束条件根据公式确定;
其中,为用户m的最大发射功率,m为用户标识;N0为移动链路状态链路噪声;k为移动链路状态链路增益;di,j为基站i到用户m的距离,j为用户m所在区域的区域标识;n为移动链路状态链路路径损耗;γmin为预先设定的最小信噪比;
所述覆盖关系约束条件根据公式确定;
其中,i为基站标识,j为区域标识,Bg为第一类型基站的数量,Bs为第二类型基站的数量,xi,j为覆盖关系系数,当基站i覆盖区域j时,xi,j=1,当基站i对区域j不进行覆盖时,xi,j=0;
所述最小传输速率约束条件根据公式Ri,m≥Rmin确定;
其中,i为基站标识,m为用户标识,Rmin为预先设定的最小传输速率。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域,包括:
根据所述最小传输速率约束条件,将所述第一系统能耗函数简化为第二系统能耗函数;
根据所述能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件、所述最小信噪比约束条件和所述覆盖关系约束条件,利用所述第二系统能耗函数,确定基站覆盖区域。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,利用第二系统能耗函数,确定基站覆盖区域,包括:
采用蚁群算法求出所述第二系统能耗函数的近似最优解;
根据所述近似最优解确定基站覆盖区域。
10.一种混能供电移动通信网络能耗开销优化处理系统,其特征在于,基站为第一类型基站或第二类型基站,所述系统包括:
第一采集单元,用于采集基站获取第一能耗参数,所述第一能耗参数包括功放效率、用户发射功率、信号处理功率、基站向用户传输的数据包长度和基站与用户之间的传输速率,将所述第一能耗参数与基站标识和用户标识对应存储;
用户能耗确定单元,用于根据所述第一采集单元采集到的第一能耗参数,确定特定用户能耗,将特定用户能耗与基站标识和用户标识对应存储;
第二采集单元,用于采集基站获取第二能耗参数,所述第二能耗参数包括用户在更新周期内的业务请求次数和用户的位置信息;
区域用户确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户的位置信息,以及根据将移动通信网络的覆盖区域在空域上以棋盘格形式进行等分得到的空间交通载荷格,确定各区域的用户;
业务请求率确定单元,用于根据所述第二采集单元采集到的用户在更新周期内的业务请求次数和所述区域用户确定单元确定出的各区域的用户,确定各区域的业务请求率,将所述业务请求率与区域标识对应存储;
区域能耗确定单元,用于根据所述用户能耗确定单元确定出的特定用户能耗、所述业务请求率确定单元确定出的各区域的业务请求率,确定更新周期内的区域能耗均值,将区域能耗均值与基站标识和区域标识对应存储;
第三采集单元,用于当所述基站为第二类型基站时,采集基站获取储能参数,所述储能参数包括当前储能状态、基站的能量采集均值和方差,基站的能耗均值和方差,将所述储能参数与基站标识对应存储;
能量中断概率确定单元,用于根据所述第三采集单元采集到的储能参数,确定基站的能量中断概率,将能量中断概率与基站标识对应存储;
基站覆盖区域确定单元,用于根据所述区域能耗确定单元确定出的区域能耗均值,在满足所述能量中断概率确定单元确定出的能量中断概率不大于预设的最大能量中断概率的约束条件下,利用预先建立的第一系统能耗函数,确定基站覆盖区域,其中,所述第一类型基站所采用的供电方式为市电供电,所述第二类型基站所采用的供电方式为可再生能源供电。
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CN103763761A (zh) * | 2014-02-11 | 2014-04-30 | 中国科学院声学研究所 | 太阳能基站能量供给的处理方法 |
CN103906075A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 北京邮电大学 | 基于可再生能源供能基站有效覆盖范围选择方法与系统 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1471754A2 (en) * | 2003-04-24 | 2004-10-27 | Nokia Corporation | Dynamic coverage and capacity solution for cellular radio network |
CN103763761A (zh) * | 2014-02-11 | 2014-04-30 | 中国科学院声学研究所 | 太阳能基站能量供给的处理方法 |
CN103906075A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 北京邮电大学 | 基于可再生能源供能基站有效覆盖范围选择方法与系统 |
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