CN105794279A - 降低小小区设备的能量消耗 - Google Patents

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Abstract

公开了用于降低小小区设备(110)的能量消耗的方法和系统。该方法可以包括：接收集群的被预测的使用状态，该集群包括至少一个小小区设备(110)。集群是基于使用模式形成的，并且被预测的使用状态指示与至少一个小小区设备(110)的操作有关的信息。该方法可以进一步包括基于被预测的使用状态确定针对该集群将要被采取的动作。该动作与维持和改变至少一个小小区设备(110)的操作状态中的一个有关。

Description

降低小小区设备的能量消耗
技术领域
本主题涉及小小区设备，并且更具体地但不排他地涉及降低小小区设备的能量消耗。
背景技术
在近期，蜂窝设备和蜂窝服务的使用快速增长，导致了蜂窝数据流量的巨大增长。为了处理该蜂窝数据流量以及蜂窝设备和网络之间的通信，通信服务提供商使用宏小区。宏小区可以被理解为在网络中提供覆盖的高功率的蜂窝基站。通常，宏小区被部署在人口稠密地区，诸如大型办公室、商场和火车站。由于蜂窝数据流量在全球正在快速增长，通信服务提供商正在使用除了宏小区以外的小小区设备，以增加网络容量。与宏小区相比，小小区设备是低功率蜂窝基站，其在蜂窝用户的蜂窝设备上提供离蜂窝用户更近的低功率信号。小小区设备包含微小区设备、地铁小区设备，微微小区设备和毫微微小区设备，并且通常被部署在不同的环境中，诸如家庭、小型办公室、体育场馆和机场。
发明内容
提供本发明内容以介绍与用于降低小小区设备的能量消耗的系统和方法有关的概念。本发明内容既不旨在识别所要求保护的主题的特征，也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。
在一个方面，本主题公开了一种用于降低小小区设备的能量消耗的设备管理系统。该设备管理系统可以包括处理器和耦合到该处理器的信令模块。该信令模块可以接收集群的被预测的使用状态，该集群包括至少一个小小区设备。集群是基于使用模式形成的，并且被预测的使用状态指示与该至少一个小小区设备的操作有关的信息。信令模块可以基于被预测的使用状态进一步确定针对该集群将要被采取的动作。该动作涉及维持和改变该至少一个小小区设备的操作状态中的一个。
在另一方面，本主题公开了一种用于降低小小区设备的能量消耗的方法。该方法可以包括接收集群的被预测的使用状态，该集群包括至少一个小小区设备。集群是基于使用模式形成的，并且被预测的使用状态指示与该至少一个小小区设备的操作有关的信息。该方法可以进一步包括基于被预测的使用状态确定针对该集群将要采取的动作。该动作涉及维持和改变该至少一个小小区设备的操作状态中的一个。
在又一方面，本主题公开了一种计算机可读介质，在其上已经被嵌入了用于执行用于降低小小区设备的能量消耗的方法的计算机程序。该方法可以包括接收集群的被预测的使用状态，该集群包括至少一个小小区设备。集群是基于使用模式形成的，并且被预测的使用状态指示与该至少一个小小区设备的操作有关的信息。该方法可以进一步包括基于被预测的使用状态确定针对该集群将要采取的动作。该动作涉及维持和改变该至少一个小小区设备的操作状态中的一个。
附图说明
详细的描述通过参考附图被描述。在附图中，参考编号最左边的数字标识该参考编号首次在其中出现的附图。贯穿于附图，相同的编号被用以指代相似的特征和部件。根据本主题的实施例的一些系统或方法的实施例现在通过示例的方式并且参考附图被描述，在附图中：
图1图示了根据本主题的实施例的实施能量消耗管理(ECM)系统的网络环境；以及
图2图示了根据本主题的实施例的用于降低小小区设备能量消耗的方法。
那些本领域技术人员应该理解，本文中的任何框图表示体现本主题的原理的说明性系统的概念视图。类似地，应该理解，任何流程图表、流程图、状态转换图、伪代码等表示各种过程，过程可以在计算机可读介质中被实质地表示并且因此被计算机或处理器执行，无论这样的计算机或处理器是否被明确地示出。
具体实施方式
由于蜂窝数据流量以指数方式快速增长，通信服务提供商正在使用除宏小区以外的小小区设备以增加网络容量。如可能已知的，小小区设备是低功率的蜂窝基站。小小区设备的示例包括微小区设备、微微小区设备、地铁小区设备、和毫微微小区设备。小小区设备被部署在诸如室内商业空间、家庭和体育场馆的高流量区域中以增加网络容量。为了提供蜂窝服务，小小区设备一般始终保持打开(ON)。然而，可能存在以下场景，其中小小区设备可能不会始终服务于蜂窝设备。例如，当没有人在家时，被部署在住宅中的小小区设备可以是空闲的。在另一个示例中，在非营业时间和假期，被部署在企业中的小小区设备可以是空闲的。因此，在其中小小区设备不必活动的这样的场景中，存在小小区设备的能量浪费。
传统上，为了降低小小区设备不必要的能量的消耗，基于预先定义的时间表的策略被实施。基于该策略，在预先定义的安排的时间，小小区设备的发射功率被降低、或蜂窝服务被禁用、或该小小区设备被保持在休眠状态。然而，用以降低小小区设备的能量的不必要的消耗的这一策略的实施可能会造成一些挑战。例如，在被部署的小小区设备的数量巨大并且部署是多样化的情况下，制定有效的基于时间表的策略可能是繁琐、耗时并且容易出错的。另外，小小区设备可能有相对于时间的不同的使用模式。例如，如果小小区设备中的一些被部署在小办公室中，那么那些小小区设备可能每天从上午9点到晚上9点被使用，并且如果剩余的小小区设备被部署在体育场中，那么那些小小区设备可能每天从早上6点到上午9点和从下午5点到晚上8点被使用。作为结果，将通用的基于时间表的策略应用到具有如此多变的使用模式的小小区设备以降低小小区设备的能量消耗可能是困难的。因此，用于降低小小区设备的不必要的能量消耗的传统的方法或策略在性能方面可能是低效的。
根据本主题的实施，本文描述了用于降低小小区设备的能量消耗的系统和方法。本文所描述的系统是能量消耗管理(ECM)系统。该ECM系统基于小小区设备的使用模式将该小小区设备聚集到一个或多个集群。对于每一个集群，ECM系统基于预测参数来预测使用状态。预测参数可以指示与小小区设备有关的信息。基于被预测的使用状态和小小区设备的预先定义的时间表策略，ECM系统确定将要在每个小小区设备的集群上采取的动作，以降低小小区设备的能量消耗。
由于每个小小区设备的使用模式被考虑在内以将小小区设备聚集到一个或多个集群内，并且用于每个集群的使用状态被预测，将每个集群作为整体作为目标变得容易，并且不需要定义用于很多单独的小小区的单独的策略。也没有必要确定用于每个和每一个小小区设备的动作。针对小小区设备的每个集群来确定动作。结果，更少的时间被消耗并且控制或管理小小区设备变得容易。因此，小小区设备不会不必要地接通以避免功率的浪费，并且同时当他们可能被要求提供蜂窝服务时不会关闭。因此，ECM系统以时间有效和无差错的方式降低了小小区设备的能量消耗。
在一个实施例中，用于降低小小区设备的能量消耗的ECM系统包括设备管理系统和预测系统。设备管理系统和预测系统可通信地彼此耦合。小小区设备还可通信地耦合到ECM系统。通信服务提供商可以通过ECM系统或基于由ECM所提供的输入来控制小小区设备。虽然已经描述了预测系统在设备管理系统之外，将被理解的是，预测系统能够被集成在设备管理系统内。
在本主题的一个实施中，设备管理系统可以在每一个小小区设备上启用性能管理(PM)计数器。PM计数器可以被理解为对于小小区设备的各种参数的测量。PM计数器收集与小小区设备有关的信息。PM计数器可以收集与蜂窝设备的多个活动数目、来自邻居小小区设备的呈交(hand-ins)的数目、以及已连接的蜂窝设备的数目有关的数据。在一个示例中，设备管理系统可以对于与PM计数器有关的参数调用技术报告069(TR-069)远程过程呼叫(RPC)“SetParameterValues”以启用该PM计数器。
一旦PM计数器在小小区设备上被启用，预测系统可以例如经由网络接收来自小小区设备的性能管理(PM)数据。小小区设备可以生成用于由设备管理系统启用的PM计数器的PM数据。PM数据可以指示与小小区设备的关于时间的使用模式、小小区设备的性能、以及在小小区设备中的流量负载有关的信息。该预测系统可以在数据库中存储从小小区设备接收的PM数据。该数据库可能是与预测系统相关联的外部资源库或在预测系统内的内部资源库。每当降低小小区设备的能量消耗的过程必须被发起的时候，存储在数据库中的PM数据就可以被检索。进一步，每当需要的时候，被包含在数据库内的PM数据可以定期地被更新。
一经接收PM数据，预测系统可以基于该PM数据将小小区设备聚集。例如，预测系统可以基于小小区设备的使用模式将小小区设备聚集到一个或多个集群内。参考示例，预测系统可以将具有类似的使用模式的小小区设备分组到一个集群。在一个实施例中，该预测系统可以采用聚集算法(诸如独立成分分析(ICA)聚集算法，k个最近邻居或者k-均值聚集算法)以聚集该小小区设备。
例如，在工作时间期间居民可能在工作的情况下，当至少一个居民在家时，被部署在住宅中的小小区设备可以服务于一个或多个蜂窝设备，并且当没人在家时，被部署在住宅中的小小区设备可以是空闲的。类似地，被部署在办公室中的小小区设备在工作时间可以服务于蜂窝设备，而在非工作时间期间可以是空闲的。因此，预测系统可以将小小区设备聚集成2个集群，一个集群具有被部署在住宅中的小小区设备，并且其它集群具有被部署在办公室中的小小区设备。
该预测系统可以然后向设备管理系统提供小小区设备的集群。设备管理系统可以将标签与每个小小区设备的集群相关联。该标签可以是独特的可辨认的名称。例如，设备管理系统可以将“住宅设备”的标签与具有被部署在住宅中的小小区设备的集群相关联，并可以将“办公设备”的标签与具有被部署在办公室中的小小区设备的集群相关联。通过将标签与小小区设备相关联，使设备管理系统易于将被包含在每个集群中的小小区设备作为整体作为目标。另外，小小区设备的信息(诸如与小小区设备的每个集群相关联的标签)可以由设备管理系统提供给预测系统。
预测系统可以预测针对给定时间间隔的用于小小区设备的每个集群的使用状态。所预测的使用状态可以指示与集群中的小小区设备的操作有关的信息。预测的使用状态可以包括双状态和多状态。在一个示例中，预测的使用状态可以是高(HIGH)或低(LOW)。在另一个示例中，预测的使用状态可以是低(LOW)、中(MEDIUM)和高(HIGH)中的一个。该预测系统可以基于集群中的小小区设备的使用模式来预测用于该集群的使用状态。在一个实施中，集群的使用状态的预测也可以基于多个预测参数数据。预测参数可以指示与小小区设备有关的信息。例如，预测参数可以包括设备参数、小小区设备的性能数据、以及环境数据。设备参数可以与小小区设备的无线资源控制(RRC)、小小区设备的无线链路控制(RLC)、向小小区设备的切换和从小小区设备的切换等有关。环境数据可以是例如一周中的天、一天中的时间等。性能数据可以包括在过去的预定的分钟中小小区设备的使用(usage)，针对过去的预先规定的天里在预定的时间的小小区设备的使用、以及在过去的预定的分钟内在附近的宏小区上的平均负载。预先规定的天可以是任意数目的天。在一个示例中，前述时间的量(分钟或天的数目)可以基于预测系统所需要的预测性能来确定。
一经预测针对给定时间间隔的用于集群的使用状态，预测系统可以通过网络向设备管理系统传输预测的使用状态。
虽然上述描述已经参考了针对给定时间的用于集群的一个使用状态的预测而被描述，应该理解的是，预测可以针对任何规定的时间实例或时间间隔定期地针对任何给定的集群而进行。另外，用于每个使用状态的时间间隔的持续时间可以变化。在一个实施中，可能正在控制小小区设备的通信服务提供商可以提供时间间隔，针对该时间间隔的每个集群的使用状态必须被确定。
设备管理系统可以确定针对每个集群将要采取的动作。该动作可以被理解为维持和改变小小区设备的操作状态中的一项。在一个实施中，该动作可以基于预测的使用状态和预先定义的时间表策略被确定以降低小小区设备的能量消耗。操作状态可以是活动模式或非活动模式。另外，预先定义的时间表策略可以指示包括一个或多个时间间隔的时间表，在一个或多个时间间隔期间小小区设备必须被保持在活动模式或非活动模式上。在一个实施中，可以通过一个正控制小小区设备的通信服务提供商来使得调度策略对于该设备管理系统可用。在所述实施中，通信服务提供商可以基于用户的选择来制定时间表策略。用户可以被理解成已经将小小区设备部署在部署区域中的人。例如，用户可以是房屋的拥有者、管理公共部署的公共实体等。
另外，在小小区设备上采取的动作可以包括以下中的一项：降低小小区设备射频(RF)功率、启用小小区设备的待机模式、关闭小小区设备、以及继续小小区设备的目前模式，目前模式是活动模式和非活动模式中的一个模式。小小区的目前模式可互换地称为小小区设备的运行状态。在一个实施中，可以由通信服务提供商采取在小小区设备上的动作。在另一个实施中，在小小区设备上的动作可以由通信服务提供商预先选定。通信服务提供商可以从上面列出的动作中选择一个动作用于小小区设备的每个集群以降低小小区设备的能量消耗。
参考在先的示例，针对工作日的晚上9点至上午9点之间的时间间隔，“办公室设备”集群的被预测的使用状态可以是低，并且针对工作日上午9点至晚上9点之间的时间间隔，被预测的使用状态可以是高。另外，根据预先定义的时间表策略，例如如果大部分员工在上午10点之前到达办公室，则针对上午9点到上午10点之间的时间间隔，在“办公室设备”中的小小区设备可以被保持在不活动的模式。在这种情况下，网络可以选择“启用待机模式”的动作用于被包含在“办公室设备”集群中的小小区设备，从而从上午9点到上午10点降低在“办公室设备”集群中的小小区设备的能量消耗。如果使用模式指示大多数员工可能工作到很晚，预先定义的时间表策略还可以定义被包含在“办公室设备”中的小小区设备可以针对晚上9点到晚上10点之间的时间间隔被保持在活动模式。在这样的情况下，针对被包含在“办公室设备”集群中的小小区设备，网络可以选择“继续目前模式”的动作。
由于每个小小区设备的使用模式被考虑在内以将小小区设备聚集到一个或多个集群内，而且用于每个集群的使用状态被预测，将每个集群作为整体作为目标变得容易，并且不需要定义用于很多的个体小小区设备的单独的策略。同样，也没有必要确定用于各个和每一个小小区设备的动作。动作针对小小区的每个集群而被确定。结果，更少的时间被消耗并且管理小小区设备变得容易。因此，根据本主题，小小区设备的能量消耗在没有任何错误的情况下被有效地降低。
应该注意的是，说明书和附图只是阐明了本主题的原理。因此，将被理解，那些本领域技术人员将能够想出虽然没有在本文中明确描述或示出、但是体现本主题的原则、并且被包括在本主题的精神和范围内的不同的布置。此外，本文中记载的所有示例主要旨在明确地用于教学目的，以帮助读者理解本主题的原理以及由发明者(们)贡献的、用于促进本领域的概念，并且被理解为对这种具体记载的示例和条件没有限制。并且，本文中记载本主题的原理、方面、和实施例、以及其具体示例的所有陈述旨在包含其等价物。
还应该被那些本领域技术人员理解，在本文中所使用“在…期间”、“在…的同时”、以“当”的词语不是意味着在初始动作时动作立即发生的精确的术语，而是在初始动作和由该初始动作引起的反应之间可以有小的但是合理的延迟(诸如传播延迟)。此外，词语“连接”和“耦合”自始至终被使用以用于描述的清晰性，并且可以包括直接连接或间接连接。
降低小小区设备的能量消耗的系统和方法的可以被实施的方式已经关于附图1和2被详细地解释。尽管用于降低小小区设备的能量消耗的被描述的系统和方法的方面能够被在任意数目的不同的计算系统和传输环境中被实施，但是在以下系统的上下文中对实施例进行描述。
图1图示了根据本主题的实施例的实施能量消耗管理(ECM)系统的网络环境。
在一个实施例中，ECM系统102包括设备管理系统104和预测系统106。本文所描述的设备管理系统104和预测系统106可以被实施在包括各种网络设备的任何网络环境中，网络设备包括路由器、网桥、服务器、计算设备、存储设备等。
预测系统106和设备管理系统104能够被实现为各种服务器和通信设备。能够实现所描述的方法的通信设备包括但不限于中心目录服务器、数据库服务器、网络服务器、应用服务器等。预测系统106和设备管理系统104也可以被实现为计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、笔记本、工作站、大型计算机、服务器等。
虽然在图1中已经示出预测系统106在设备管理系统104之外，将被理解的是，预测系统106能够被集成在设备管理系统104内。换句话说，在一种实现中，计算系统可以实施预测系统106以及设备管理系统104的功能。
在一种实现中，设备管理系统104可以通过网络108可通信地耦合到预测系统106。网络108可以是无线或有线网络或其组合。网络108可以是单独的网络的集合，单独的网络彼此相互连接并且作为单独的大型网络(例如互联网或内联网)起作用。这种单独的网络的示例包括但不限于互联网协议(IP)网络、全球移动通信(GSM)网络、通用移动电信系统(UMTS)网络、个人通信服务(PCS)网络、时分多址(TDMA)网络、码分多址(CDMA)网络、下一代网络(NGN)、公共交换电话网(PSTN)、以及综合业务数字网(ISDN)。依赖于该技术，网络108包括各种网络实体，诸如网关、路由器；然而，为了易于理解，这样的细节已经被省略。
在一种实现中，ECM系统102可以被部署在通信服务提供商的驻地处。另外，ECM系统102通过网络108耦合到一个或多个小小区设备110-1、110-2、110-3、110-4、…、110-N，该小小区设备在下文中单独地和通称为小小区设备110。小小区设备110是低功率的蜂窝基站。小小区110的示例包括微小区设备、宏小区设备、微微小区设备、以及毫微微小区设备。小小区设备110被部署在高流量区域，诸如室内商业空间、家庭、以及体育场馆。在一种实现中，通信服务提供商通过ECM系统102或基于由ECM系统102提供的输入来控制小小区设备110。一般而言，通信服务提供商可以在宏小区(未在图1中示出)之外部署小小区设备110以增加网络容量。
根据一种实现，设备管理系统104可以包括处理器114、接口116以及耦合到处理器114的存储器118。类似地，在一种实现中，预测系统106也可以包括处理器132、接口134、以及耦合到处理器132的存储器136。
设备管理系统104和预测系统106各自的处理器114和处理器132，可以被实现为一个或多个微处理器、微计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路、和/或基于操作指令控制信号的任何设备。除了其它的能力，处理器114和132被配置用以获取和执行被存储在存储器118和136中的计算机可读指令。
图1中示出的各种元件的功能，包括被标记为“处理器”的任何功能块，可以通过专用硬件以及能够与适当的软件相关联而执行软件的硬件而被提供。当由处理器提供时，功能可以由单个的专用处理器、由单个的共享处理器、或多个单独的处理器来提供，该多个单独的处理器中的一些可能是共享的。此外，术语“处理器”的明确使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以没有限制地隐含地包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器。其它常规和/或自定义的硬件也可以被包括。
另外，设备管理系统104的接口116和预测系统106的接口(134)可以包括各种软件和硬件接口，该各种软件和硬件接口允许ECM系统102与网络108的实体进行交互，各种网络和协议类型包括有线网络(例如局域网、电缆等)和无线网络(例如WLAN、蜂窝，基于卫星的网络等)。
存储器118和存储器136可以包括在本领域中已知的任何计算机可读介质，例如易失性存储器(诸如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM))和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM、闪速存储器、硬盘、光盘和磁带)。
另外，设备管理系统104可以包括模块120和数据122。模块120包括例如信令模块124和其它模块126。预测系统106可以包括模块138和数据140。模块138可以包括聚集模块142、预测模块144、以及其它模块146。其它模块126和其它模块146可以包括对由ECM系统102所执行的应用或功能进行补充的程序或编码的指令。
在所述实现中，设备管理系统104的数据122可以包括使用状态数据128和其它数据130。另外，预测系统106的数据140可以包括PM数据148和其它数据150。除了其它以外，设备管理系统104和预测系统106的其它数据130和其它数据150可以分别地作为资源库，资源库分别地用于存储数据，该数据作为模块120和模块138中的一个或多个模块的执行的结果而被处理、接收、或生成。
虽然数据140被示出在预测系统106内部，但是可以理解数据140可以存在于外部资源库中(未在图中示出)，该外部资源库可以耦合到预测系统106。预测系统106可通过接口134与外部资源库进行通信以从数据140获取信息。
根据一种实现，设备管理系统104的信令模块124可以在多个小小区设备110中的每一个小小区设备上启用性能管理(PM)计数器。PM计数器是小小区设备110的各种参数的测量。PM计数器收集与小小区设备110有关的信息。PM计数器可以收集与蜂窝设备的活动呼叫的数目、从邻居小小区设备的呈交(hands-in)的数目、以及连接的蜂窝设备(device)(在下文中被称为蜂窝设备(equipments))的数目有关的数据。在一个示例中，为了在小小区设备110上启用PM计数器，信令模块124可以关于与PM计数器有关的参数调用技术报告069(TR-069)远程过程呼叫(RPC)“SetParameterValues”。
一旦信令模块124在小小区设备110上启用PM计数器，预测系统106的聚集模块142可以在训练阶段期间从小小区设备110接收性能管理(PM)数据或PM计数。在一种实现中，训练阶段在用于降低小小区设备110的能量消耗的过程的初始化之前被执行。虽然用于降低小小区设备110的能量消耗的过程(预测阶段)总是在实时地被执行，但是，训练阶段可以或可以不实时地被执行。例如，训练阶段可以被离线完成，也就是说，当预测系统106没有连接到设备管理系统104时被完成。
在一个示例中，聚集模块142可以经由网络108接收来自小区设备110的数据。PM数据可以指示与小小区设备110关于时间的使用模式、小小区设备110的性能、以及小小区设备110中的流量负载有关的信息。根据一种实现，聚集模块142可以将接收的PM数据存储在PM数据148内。
根据一种实现，在训练阶段期间，一经接收PM数据，聚集模块142可以基于该PM数据将小小区设备110聚集到一个或多个集群。每个集群包括至少一个小小区设备110。在一个实现中，聚集模块142可以使用聚集算法(诸如独立成分分析(ICA)聚集算法)以聚集小小区设备110。在一个示例中，聚集模块142可以基于小小区设备110的使用模式聚集小小区设备110，从而具有类似的使用模式的小小区设备110可以被分组到一个集群内。例如，聚集模块142可以将来自相同区域的小小区设备110聚集进相同的集群内，例如，如果在相同区域的小小区设备110共享类似的使用特性，那么那些小小区设备110被放进一个集群内。
考虑被部署在体育场中的小小区设备110的示例。当至少一个人在体育场中时，小小区设备110可以服务一个或多个蜂窝设备，并且当没人在体育场中时可以是空闲的。在所述示例中，被部署在体育场的小小区设备从上午6点到上午10和从下午5点到晚上八点可以是活动的，并且在其它小时期间可以是非活动的。类似地，当至少一个居民在家时，被部署在住宅中的小小区设备可以服务一个或多个移动设备，并且在没有人在家的其它小时期间可以是空闲的。例如，在比如说从上午9点到晚上9点的工作时间期间居民可能在工作，并且在这段时间间隔期间小小区设备110可以是空闲的。
因此，根据上文的示例，聚集模块142可以将小小区设备110聚集到两个集群，一个集群具有被部署在体育场中的小小区设备110，并且另一个集群具有被部署在住宅中的小小区设备110。另外，应该被那些本领域技术人员理解，PM数据在本质上是动态的并且随着时间和/或地理位置而变化。基于相同的原因，小小区设备110的集群也可以得到更新。例如，新的小小区设备110可以被添加到集群中，并且其它小小区设备110可以改变他们的集群，例如，在小小区设备110的使用模式改变的情况下，那么小小区设备110可以移动到不同的集群。例如，与被部署在体育场或住宅中的小小区设备110具有类似的使用模式的被部署在其它部署区域(诸如办公室、商场等)中的小小区设备110，可以被添加到包括被部署在体育场或住宅中的小小区设备110的相应的集群。
一经将小小区设备聚集成一个或多个集群，聚集模块142可以分析、清理、以及处理每一个集群的PM数据，PM数据也被称为训练数据。聚集模块142然后将训练数据提供给条件随机域(CRF)模型，其中CRF模型学习其参数。在一个示例中，聚集模块142可以使用随机梯度下降(SGD)方法、准牛顿方法、或有限记忆Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(L-BFGS)方法。
经训练的CRF模型的预测准确性可以针对单独的PM数据集合(被称为验证数据)进行测试。在一个实现中，训练阶段可以在定期的基础上重新运行，其中小小区设备110可以改变集群或CRF模型的经学习的参数可以改变。
其后，当预测系统106被连接到设备管理系统104时，预测阶段或在线阶段被执行。用于特定集群的PM数据被预测系统106访问，预测系统106使用用于该集群的经学习的CRF模型以预测在该集群中的所有小小区设备110的下一使用状态。
在一种实现中，预测系统106可以通过网络108将集群传送到设备管理系统104。设备管理系统104的信令模块124可以然后将标签与小小区设备110的每个集群相关联。标签可以是独特的可辨认的名称。因此，标签可以被用来标识特定的使用模式。通过将标签与小小区设备110相关联，设备管理系统104变得易于将被包含在每个集群中的小小区设备110作为整体作为目标用于任何目的。在一个示例中，信令模块124可以将标签“住宅设备”与具有被部署在住宅中的小小区设备110的集群相关联，并且可以将标签“体育场设备”与具有被部署在体育场中的小小区设备110的集群相关联。
此后，信令模块124可以然后通过网络108向预测系统106提供小小区设备110的被标记的集群用于进一步处理。在一个实现中，预测系统106的预测模块144可以针对给定时间间隔预测用于小小区设备110的每个集群的使用状态。预测的使用状态可以指示与集群中的小小区设备110的操作有关的信息。在一个示例中，预测的使用状态可以是双状态，诸如高或低，或多状态，诸如低、中、或高。在一个实现中，预测模块144可以基于小小区设备110的使用模式和多个预测参数来预测小小区设备110的集群的使用状态。预测参数可以指示与小小区设备110有关的信息。在一个示例中，预测参数可以包括设备参数、小小区设备110的性能数据、以及环境数据。在一个示例中，预测参数可以包括但不限于一周中的天、一天中的时间、在过去的预定的分钟内小小区设备110的使用，针对过去的预先规定的天的预定的时间处小小区设备110的使用、在过去的预定的分钟内在附近的宏小区上的平均负载、小小区设备110的无线资源控制(RRC)、小小区设备110的无线链路控制(RLC)、以及到小小区设备110的切换和从小小区设备110的切换。例如，可以基于所要求的预测系统106的预测性能来确定在前的时间的数量(分钟或天的数目)。
在一种实现中，预测模块144使用预测参数来执行学习的CRF模型用于预测小小区设备110的集群的下一使用状态。虽然前文的描述已被参考针对给定时间间隔的用于集群的一个使用状态的预测而被描述，很好地理解的是，可以周期性地针对任何规定的时间实例或时间间隔进行用于任何给定的集群的预测。另外，可以被确定每个使用状态的时间间隔的持续时间可以变化。例如，在一种情况中，针对集群的使用状态可以每1小时被查询或被预测，并且在其它情况下，针对集群的使用状态可以在每15分钟被预测。进一步，基于集群的使用状态，在每个给定的实例处，可以采取进一步的动作。在一个实现中，可能正在控制小小区设备110的通信服务提供商可以提供时间间隔，针对该时间间隔的每个集群的使用状态必须被确定。
一经预测针对给定的时间间隔的每个集群的使用状态，预测模块144可以通过网络108将预测的使用状态发送到设备管理系统104。在一个实现中，设备管理系统104的信令模块124可以接收用于包括至少一个小小区设备110的每个集群的预测的使用状态。如上所述，预测的使用状态可以基于至少一个小小区设备110的使用模式。每个集群的预测的使用状态可以指示与至少一个小小区设备110的操作有关的信息。根据一种实现，聚集模块142可以在使用状态数据128中存储接收的预测的使用状态。
在接收针对时间间隔的每个集群的被预测的使用状态之后，信令模块124可以基于对应的被预测的使用状态生成用于每个集群的信号。可以理解，信令模块124生成对应于被预测的使用状态的一个信号。该信号可以指示将在每个集群的至少一个小小区设备110上采取的动作，以降低该至少一个小小区设备110的能量消耗。该动作可以包括但不限于降低至少一个小小区设备110的射频功率、启用至少一个小小区设备110的待机模式、关闭至少一个小小区设备110、以及继续至少一个小小区设备110的目前模式。目前模式可以是活动模式或非活动模式。
例如，如果集群的被预测的使用状态为低，即该集群的小小区设备110可能不是正在为连接到该小小区设备110的蜂窝设备服务，则信令模块124可以生成与被预测的使用状态对应于的信号，例如用于启用小小区设备110的不活动状态。因此，在一个实现中，控制小小区设备110的通信服务提供商可以选择对应于被预测的使用状态的、将要在每个集群上采取的动作。在一个示例中，通信服务提供商可以从上面提到的将要在每个集群上采取的动作中选择“关闭”动作以降低对应于每个集群的小小区设备110的能量消耗。基于该动作，通信服务提供商可以关闭被包含在集群中的小小区设备110，以降低小小区设备110的能量消耗。
在一个实现中，信令模块124可以进一步基于应用预先定义的时间表策略生成用于每个集群的信号。预先定义的时间表策略可以指示与小小区设备110的活动模式和非活动模式中的至少一个的持续时间相关联的时间表。换句话说，预先定义的时间表策略可以包括一个或多个时间间隔，在该时间间隔期间小小区设备110必须被保持在活动模式或处于非活动状态。在所述实现中，可以由正在控制小小区设备110的通信服务提供商使得该时间表策略对于设备管理系统104可用。通信服务提供商可以基于用户的选择制定时间表策略。用户可以被理解成在部署区域中部署了小小区设备110的人。例如，用户可以是房屋的拥有者，管理公共部署的公共实体等。另外，通信服务提供商可以在设备管理系统104上配置预先定义的时间表策略。将被理解，由信令模块124应用预先定义的时间表策略用以生成用于每个集群的信号，可以是可选的。
参考示例，“办公室设备”集群的被预测的使用状态针对工作日的晚上10点到上午9点之间的时间间隔可以是低，并且针对工作日的上午10点至晚上10点之间的时间间隔可以是高。“办公室设备”集群可以被理解为被部署在办公室中的小小区设备110的集群或与被部署在办公室中的小小区设备110具有相同的使用模式的小小区设备110的集群。另外，例如，如果大部分员工在上午11点之前到达办公室，则根据预先定义的调度策略，针对上午10点到上午11点之间的时间间隔，在“办公室设备”中的小小区设备可以被保持在不活动模式。在这种情况下，针对被包含在“办公室设备”集群中的小小区设备110，网络可以选择“降低射频(RF)功率”的动作，由此从上午10点到上午11点降低在“办公室设备”集群中的小小区设备110的能量消耗。
由于将每个小小区设备110的使用模式考虑在内以将小小区设备110聚集到一个或多个集群中，并且用于每个集群的使用状态被预测，将每个集群作为整体来作为目标变得容易，并且不需要针对许多个体小小区设备110定义单独的策略。而且，也没必要针对各个以及每个小小区设备110生成信号。针对小小区设备110的每个集群的信号被生成。结果，较少的时间被消耗，并且管理小小区设备110变得容易。因此，根据本主题，小小区设备110的能量消耗在没有任何错误的情况下被有效地被降低。
因此，小小区设备110没有不必要的打开(ON)以避免功率的浪费，并且同时当它们可能被要求提供蜂窝服务时不是关闭的(OFF)。因此，ECM系统102以时间高效和无差错的方式降低了小小区设备110的能量消耗。
图2图示了根据本主题的实施例的一种用于降低小小区设备的能量消耗的方法200。该方法被描述的顺序不旨在被解释为限制，并且任何数量的被描述的方法块能够以任何顺序结合以实现方法200或任何替代方法。此外，单个的块可以被从方法中删除而不背离本文描述的主题的精神和范围。此外，该方法可以以任何适当的硬件、软件、固件、或其组合被实现。
该方法可以在计算机可执行指令的一般上下文中被描述。一般地，计算机可执行指令可以包括执行特定的功能或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构、规程、模块、函数等。该方法还可以被实现在分布式计算环境中，在该分布式计算环境中函数由通过通信网络连接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，计算机可执行指令可以位于本地和远程计算机存储介质(包括存储设备)两者中。
本领域技术人员将容易地认识到方法200的步骤能够由被编程的计算机来执行。本文，一些实施例还旨在覆盖程序存储设备或计算机可读介质(例如数字数据存储媒体)，它们是机器或计算机可读的并且编码机器可执行或计算机可执行的指令的程序，其中所述指令执行所描述的方法一些或所有的步骤。该程序存储设备可以是例如数字存储器、磁性存储介质(诸如磁盘和磁带)、硬盘、或光学可读数字数据存储介质。该实施例还旨在覆盖用于执行该方法的所述步骤的通信网络和通信设备。
在块202处，该方法200可以包括从小小区设备接收性能管理(PM)数据。为了接收PM数据，在小小区设备上的性能管理(PM)计数器可以被启用。在一个示例中，小小区设备可以生成用于启用的PM计数器的PM数据。PM数据可以指示与小小区设备关于时间使用模式、小小区设备的的性能、以及小小区设备中的流量负载有关的信息。在一个实现中，预测系统106的聚集模块142可以从小小区设备110接收PM数据。
在块204处，方法200可以包括基于PM数据将小小区设备聚集到一个或多个集群中。在一个实现中，可以使用聚集算法(诸如独立成分分析(ICA)聚集、k个最近邻居或k阶平均聚集算法)完成小小区设备的聚集。在一个示例中，小小区设备的聚集可以基于小小区设备的使用模式，从而具有相似的使用模式的小小区设备可以被分组到一个集群中。根据一种实现，预测系统106的聚集模块142可以基于PM数据将小小区设备110聚集到一个或多个集群中。
在块206处，方法200可以包括预测针对时间间隔的用于每个集群的使用状态，其中使用状态基于小小区设备的使用模式和针对时间间隔的多个预测参数。被预测的使用状态可以指示与每个集群中的小小区设备的操作有关的信息。在一个示例中，被预测的使用状态可以是双状态，诸如高或低，或多状态，诸如低、中、或高。另外，预测参数可以指示与小小区设备有关的信息，诸如一周中的天、一天中的时间，在过去的预定的分钟中小小区设备的使用、针对过去的预先规定的天中的预定的时间处小小区设备的使用、以及在过去的预定的分钟内在附近的宏小区上的平均负载。在一个实现中，预测系统106的预测模块144可以预测针对给定的时间间隔的用于小小区设备110的每个集群的使用状态。
在块208处，方法200可以包括基于所预测的使用状态生成用于集群的信号，其中该信号指示将要在小小区设备上采取以降低小小区设备的能量消耗的动作。该动作可以包括但不限于降低至少一个小小区设备的射频(RF)功率、启用至少一个小小区设备的待机模式、关闭至少一个小小区设备、以及继续至少一个小小区设备的目前模式。目前模式可以是活动模式或非活动模式。在一个实现中，控制小小区设备的通信服务提供商可以选择将要在每个集群上采取的对应于预测的使用状态的动作。在一个实现中，用于每个集群的信号的生成也可以基于应用预先定义的时间表策略。预先定义的时间表策略可以指示包括一个或多个时间间隔的时间表，在该一个或多个时间间隔期间，小小区设备必须被保持在活动模式或非活动模式。在一个实现中，设备管理系统104的信令模块124可以基于相应的被预测的使用状态生成用于每个集群的信号。
在一个实现中，针对由通信服务提供商提供给ECM系统102的每个时间间隔，上文中描述的方法块206和208可以被重复。
虽然以特定于结构化特征或方法的语言描述了用于降低小小区设备的能量消耗的实施例，将被理解，本发明不一定限于所描述的特定的特征或方法。相反，特定的特征和方法作为用于降低小小区设备的能量消耗的实施例被公开。

Claims (15)

1.一种用于降低小小区设备(110)的能量消耗的设备管理系统(104)，所述设备管理系统(104)包括：
处理器(114)；以及
信令模块(124)，被耦合到所述处理器(114)，用以：
接收集群的被预测的使用状态，所述集群包括至少一个小小区设备(110)，其中所述集群是基于使用模式形成的，并且其中所述被预测的使用状态指示与所述至少一个小小区设备(110)的操作有关的信息；以及
基于所述被预测的使用状态确定针对所述集群将要采取的动作，其中所述动作与保持和改变所述至少一个小小区设备(110)的操作状态中的一项有关。
2.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，其中所述信令模块(124)接收针对时间间隔的用于所述集群的所述被预测的使用状态。
3.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，其中所述信令模块(124)基于应用预定义的时间表策略来确定所述动作，并且其中所述预定义的时间表策略指示与所述至少一个小小区设备(110)的活动模式和非活动模式中的至少一个模式的持续时间相关联的时间表。
4.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，其中所述被预测的使用状态包括高、中、以及低中的一个。
5.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，其中所述动作包括以下中的一项：降低所述至少一个小小区设备(110)的射频(RF)功率、启用所述至少一个小小区设备(110)的待机模式、关闭所述至少一个小小区设备(110)、以及继续所述至少一个小小区设备(110)的目前模式，所述目前模式是活动模式和非活动模式中的一个模式。
6.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，其中所述信令模块(124)进一步将标签与具有所述至少一个小小区设备(110)的所述集群相关联，并且其中所述标签是独特的可标识的名称。
7.根据权利要求1所述的设备管理系统(104)，进一步包括预测系统(106)，其中所述预测系统(106)包括：
聚集模块(142)，被耦合到处理器(132)，用以：
从多个小小区设备(110)接收性能管理(PM)数据，其中所述PM数据指示与所述多个小小区设备(110)的至少使用模式有关的信息；
将所述多个小小区设备(110)聚集到一个或多个集群中，每个集群具有所述至少一个小小区设备(110)；以及
预测模块(144)，被耦合到所述处理器(132)用以基于所述多个小小区设备(110)的所述使用模式以及多个预测参数来预测针对时间间隔的用于所述一个或多个集群中的每个集群的所述使用状态，其中所述多个预测参数指示与所述多个小小区设备(110)有关的信息。
8.根据权利要求7所述的设备管理系统(104)，其中与所述多个小小区设备(110)有关的所述信息包括一周中的天、一天中的时间、在过去的预定分钟内所述多个小小区设备(110)的使用、针对过去预定的天在所述预定时间处的所述多个小小区设备(110)的使用、在所述过去的预定的分钟内附近的宏小区上的平均负载、所述小小区设备(110)的无线电资源控制(RRC)、所述小小区设备(110)的无线电链路控制(RLC)、以及到所述小小区设备(110)的切换和从所述小小区设备(110)的切换。
9.一种用于降低小小区设备(110)的能量消耗的方法，所述方法包括：
接收集群的被预测的使用状态，所述集群包括至少一个小小区设备(110)，其中所述集群是基于使用模式被形成的，并且其中所述被预测的使用状态指示与所述至少一个小小区设备(110)的操作有关的信息；以及
基于所述被预测的使用状态确定针对所述集群将要采取的动作，其中所述动作与保持和改变所述至少一个小小区设备(110)的操作状态中的一项有关。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述动作包括以下中的一项：降低所述至少一个小小区设备(110)的射频(RF)功率、启用所述至少一个小小区设备(110)的待机模式、关闭所述至少一个小小区设备(110)、以及继续所述至少一个小小区设备(110)的目前的模式，所述目前的模式是活动模式和非活动模式中的一个模式。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括：
在多个小小区设备(110)中的每一个小小区设备(110)上启用一个或多个性能管理(PM)计数器；以及
基于所述启用从所述多个小小区设备(110)接收PM数据，其中所述PM数据指示与所述多个小小区设备(110)的至少使用模式有关的信息。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括将多个小小区设备(110)聚集到一个或多个集群内，每个集群具有所述至少一个小小区设备(110)。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括基于所述多个小小区设备(110)的所述使用模式和多个预测参数来预测针对时间间隔的用于所述一个或多个集群中的每个集群的所述使用状态，并且其中所述多个预测参数指示与所述多个小小区设备(110)有关的信息。
14.一种非易失性计算机可读介质，所述非易失性计算机可读介质具有被嵌入在其上的用于执行用于降低小小区设备(110)的能耗的方法的计算机程序，所述方法包括：
接收集群的被预测的使用状态，所述集群包括至少一个小小区设备(110)，其中所述集群是基于使用模式被形成的，其中所述被预测的使用状态指示与所述至少一个小小区设备(110)的操作有关的信息；以及
基于所述被预测的使用状态确定针对所述集群将要采取的动作，其中所述动作与保持和改变所述至少一个小小区设备(110)的操作状态中的一项有关。
15.根据权利要求14所述的非易失性计算机可读介质，其中所述方法进一步包括将多个小小区设备(110)聚集到一个或多个集群内，每个集群具有所述至少一个小小区设备(110)。
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