CN110418315B - 一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于计算和管理物联网终端功耗的方法。本申请公开了一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法，其包括：确定电源接入供电的物联网终端能耗模型；确定电池供电场景的物联网终端能耗模型；基于历史数据推导所述物联网终端的功耗因子，并固化为算法；以及根据所述算法来计算和管理所述物联网终端功耗。

Description

一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法
技术领域
本申请涉及通信技术、物联网技术领域，具体来说，涉及一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法。
背景技术
运营商物联网技术在现在以及未来的多个场景，应用已十分广泛，从带宽上分为窄带物联网(NB-IOT)与宽带物联网(4G、5G以及未来的其他通信技术)。在不同场景中对终端的供电要求可分为接入电源持续供电类，其回传数据频繁或数据量大，以及电池供电类，其回传数据不频繁、数据量小。电源供电意味着有功耗产生，电池供电意味着功耗产生及电池寿命。且电池供电类终端不会对功耗情况进行常规监测，只是在电池电量低于保护门限时发出告警。
在物联网应用越来越广泛的情况下，对于面向未来5G技术的mMTC(massiveMachine Type of Communication,海量机器类通信)场景的连接，例如：无人驾驶等所需要的连接，缺乏功耗评估、计算与管理方法，这非常不利于节能环保。
因此，急需一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法。
发明内容
本申请的一个实施例公开了：一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法，其包括：确定电源接入供电的物联网终端能耗模型；确定电池供电场景的物联网终端能耗模型；基于历史数据推导所述物联网终端的功耗因子，并固化为算法；以及根据所述算法来计算和管理所述物联网终端功耗。
附图说明
图1展示了本申请中的用于计算和管理物联网终端功耗的方法。
具体实施方式
为了解决上述技术问题，本申请基于通信技术以及物联网技术，提供了在电信运营商网络中的一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法，其解决了多种物联网应用场景下，缺乏统一对终端功耗进行计算、评估、监控与管理的方法的问题。
针对由电源供电的运营商物联网终端，建立电源功耗与无线资源控制层(RadioResource Control，以下简称RRC)状态之间的关联算法，根据目前应用，可建立三种：2G、4G、5G无线通信模式下的算法。由于3G逐渐退网，因此，本申请中不涉及3G模式下的算法。此类算法和三种通信模式RRC不同状态下的能耗相关。
针对由电池供电的运营商物联网终端，建立电池功耗与RRC状态之间的关联算法。也建立2G、4G、5G无线通信模式下的算法。此类方法与电池自身损耗周期，以及上述三种通信模式RRC不同状态下的单位损耗周期相关。
管理端软件可以通过固化以上两种算法，并导入信令监测中对RRC各状态的统计数据，例如：次数、时长等。整体呈现物联网(使用2G、4G、5G无线通信模式)多场景(例如：楼宇、工业、农业、自动驾驶等)下的功耗情况，实现统一的监控与管理。
图1展示了本申请中的用于计算和管理物联网终端功耗的方法。
在步骤1中：首先进行电源接入供电的物联网终端能耗模型确定。根据不同通信网络的三层控制面RRC的状态分类，结合实际终端的额定功率，以及单位时间损耗、单位时间RRC的状态分布，推导出关联算法因子。
2G通信网络RRC状态为GSM_Connected/GPRS Packet transfer mode、GSM_Idle/GPRS Packet_Idle 4G通信网络RRC状态为RRC IDLE和RRC CONNECTED；5G通信网络RRC状态为RRC IDLE、RRC CONNECTED和RRC INACTIVE。根据2G、4G、5G如上RRC状态，进行每种通信网络分类，2G、4G网络皆为2类，5G网络3类。结合相应场景所用终端额定功耗、单位时间T0内实际使用功耗的统计数值、T0内各网络RRC状态分布，得出T0内各RRC状态与实际功耗之间的关联关系。推导出电源接入供电情况下RRC功耗因子，并得出功耗算法。具体算法如下：
2G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，GSM_Connected的时间分布为T1，功耗因子为G1；GSM_Idle的时间分布为T2，功耗因子为G2。
推导公式：P×T0＝P×T1×G1+P×T2×G2
4G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，RRC CONNECTED的时间分布为T1，功耗因子为R1；RRC IDLE的时间分布为T2，功耗因子为R2。
推导公式：P×T0＝P×T1×R1+P×T2×R2
5G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，RRC CONNECTED的时间分布为T1，功耗因子为N1；RRC IDLE的时间分布为T2，功耗因子为N2；RRC INACTIVE的时间分布为T3，功耗因子为N3。
推导公式：P×T0＝P×T1×R1+P×T2×R2
在步骤2中：电池供电场景的物联网终端能耗模型确定。根据不同通信网络的三层控制面RRC的状态分类，结合实际终端的额定功率，以及单位时间损耗、单位时间RRC的状态分布，推导出关联算法因子。
各通信模式下的RRC状态分类在上文中已经记载，在此不再赘述。结合电池供电场景所用终端的额定功耗、电池标称寿命、总容量及输出，单位时间T0内电池在各RRC状态下实际损耗的统计数值、T0内各网络RRC状态分布，得出T0内各RRC状态与实际功耗之间的关联关系。推导出电池供电情况下RRC功耗因子，并得出功耗算法。具体算法如下：
2G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，GSM_Connected的时间分布为T1，功耗因子为G1；GSM_Idle的时间分布为T2，功耗因子为G2。
推导公式：P×T0＝P×T1×G1＇+P×T2×G2＇
4G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，RRC CONNECTED的时间分布为T1，功耗因子为R1；RRC IDLE的时间分布为T2，功耗因子为R2。
推导公式：P×T0＝P×T1×R1＇+P×T2×R2＇
5G网络：终端设备的额定功率为P，单位时间为T0，RRC CONNECTED的时间分布为T1，功耗因子为N1；RRC IDLE的时间分布为T2，功耗因子为N2；RRC INACTIVE的时间分布为T3，功耗因子为N3。
推导公式：P×T0＝P×T1×R1＇+P×T2×R2＇
在步骤3中：通过各场景的历史数据，推导两种模式下的功耗因子，固化为算法。作为监测呈现的基础数据。算法固化在相关的管理平台上，日常维护网络时，输出功耗和RRC状态的关联性呈现。用以对电信运营商物联网功耗情况进行优化管理。
另外，由于电池供电类物联网终端的电池容量以及输出功率会有差异，不同场景下要根据具体物联网终端的种类，进行算法修订。修订算法包括设定电池差异修订因子。
在步骤4中：对物联网终端的使用情况进行统计、展示、优化以及管理。具体来说，物联网管理平台端通过固化以上算法代码，并导入相应数据源，例如：信令数据、时间数据、地理数据等，生成可供监测的功耗分布，分布可以以各种图形、表单等展示，从而进行相关分析与管理。
另外，本申请的方法还可以基于历史统计数据，例如：如信令数据、时间数据、地理数据等，来优化算法以及功耗因子。
本申请基于通信技术、物联网技术，实现了对运营商物联网各种应用场景下的终端功耗统一进行计算、评估、监控与管理。对物联网应用以及海量机器连接的功耗控制、节能环保提供技术支撑。
虽然本文中描述的实施例可具有各种修改及替代形式，但是特定实施例已在图式中通过实例展示且已在本文中予以详细描述。本发明并不限于所揭示的特定形式。本发明涵盖落于如由权利要求书定义的本发明的精神及范围内的所有修改、等效物及替代。

Claims (1)

1.一种用于计算和管理物联网终端功耗的方法，其包括：
确定电源接入供电的物联网终端能耗模型；
确定电池供电场景的物联网终端能耗模型；
基于历史数据推导所述物联网终端的功耗因子，并固化为算法；以及
根据所述算法来计算和管理所述物联网终端功耗；
基于所述历史数据来优化所述算法；
其中确定电源接入供电的物联网终端能耗模型进一步包括：
根据不同通信网络的三层控制面无线资源控制层的状态分类，结合所述物联网终端的额定功率、单位时间损耗、以及单位时间无线资源控制层的状态分布，推导出关联算法因子；其中确定电源接入供电的物联网终端能耗模型进一步包括：
分别基于不同的网络建立与无线资源控制层状态相关联的功耗算法；
进一步包括：
根据不同通信网络的三层控制面无线资源控制层的状态分类，结合所述物联网终端的额定功率、单位时间损耗、以及单位时间无线资源控制层的状态分布，推导出关联算法因子；其中确定电池供电场景的物联网终端能耗模型进一步包括：
分别基于不同的网络建立与无线资源控制层状态相关联的功耗算法；其进一步包括：
基于电池差异修订因子对所述功耗算法进行修订。
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