CN111417180A

CN111417180A - 一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置

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Publication number: CN111417180A
Application number: CN202010216212.9A
Authority: CN
Inventors: 沈欣颖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2040-03-25
Also published as: CN111417180B

Abstract

本申请公开了一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置，所述方法包括：根据基站各时段内的资源需求预测结果生成基站的节能策略，所述节能策略中包括基站的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息；根据所述基站协同请求消息中的关断模式，执行对应于关断模式的网络协同调度策略。本申请可以协同现有的基站节能管理技术，实现在基站关断前对在线用户的网络调度，避免直接关断基站对用户通信业务造成的影响；同时该调度方法根据不同的业务类型，下发不同的控制策略，从而优化了节能效果，在保证用户体验度的前提下使基站的节能变得更加高效。

Description

一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置

技术领域

本申请涉及移动通信领域，具体涉及一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置。

背景技术

随着当今科技的迅猛发展，无线网络更新换代的速度逐渐加快，未来基站的能耗需求也越来越高。考虑到运营商运营的成本以及国家节能减排政策的号召，降低基站耗能问题成为了迫切需要解决的问题。

由于目前非高峰时期不同区的基站资源没有得到最大限度的利用，造成了一定程度的浪费，目前的基站节能方案一般为统计基站侧的历史话务量数据，并根据特定的统计模型和预测模型生成节能策略，定时或者根据实时计算来关断小区和天线、时隙、载波等，实现在话务量需求较低时关闭一部分设备资源，最终达到现降低基站耗能的效果。

现阶段的方案只考虑到了基站物理设备的节能管理方法，而由于基站关断前仍有部分在线用户使用业务，因此直接关断容易导致用户体验度下降以及基站节能效果没有最优化等问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置，用以解决现有调度方法影响用户体验以及节能效果不佳的问题。

为了实现上述任务，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种协同基站节能管理的网络调度方法，包括：

根据基站各时段内的资源需求预测结果生成基站的节能策略，所述节能策略中包括基站的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息；

根据所述基站协同请求消息中的关断模式，执行对应于关断模式的网络协同调度策略。

进一步地，所述关断模式包括通道关断模式、载波关断/小区深度睡眠模式，其中，所述通道关断模式下对部分通道进行关闭，用户通过未关断的通道使用业务；载波关断/小区深度睡眠模式下关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，不允许用户接入；

关断模式通过所述资源需求预测结果中每个时段的预测在网用户数量确定。

进一步地，所述节能策略中还包括：

关断时间窗口，包括对应于每一种关断模式的关断开始时间点以及关断结束时间点；

最佳用户数量，为通道关断模式下对应的关断时间窗口内，未关断的通道允许接入的用户的数量；

平均用户速率，为预测得到的各时段内每个用户的平均速率；

推荐的频点优先级，为每一种关断模式对应的关断时间窗口内进行频点切换时推荐的优先级。

进一步地，所述通道关断模式所对应的网络协同调度策略包括：

在通道关断开始时间基站对部分通道进行关闭；

对非高价值用户进行限速，使这类用户最大带宽不超过所述节能策略中的平均用户速率；

如当前用户总数大于节能策略中的最佳用户数量，则使基站根据节能策略中推荐的频点优先级，使历史平均速率较低的用户切上换至推荐的频点；

在通道关断结束时间时，取消对所述非高价值用户的限速，并对所述历史平均速率较低的用户恢复通道关断前的频点优先级。

进一步地，所述载波关断/小区深度睡眠模式所对应的网络协同调度策略包括：

在载波关断/小区深度睡眠模式对应的关断预警时间点进行频点切换操作，包括对小区所有用户通过基站下发该模式下关断时间窗口内推荐的频点优先级，以使基站对小区的所有用户切换至推荐的频点；

在载波关断/小区深度睡眠模式的关断时间窗口内，关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区；

在载波关断/小区深度睡眠模式的关断结束时间点，恢复进行频点切换操作的用户在关断之间的频点优先级。

第二方面，本申请提供了一种协同基站节能管理的网络调度装置，包括：

基站节能管理模块，用于根据基站各时段内的资源需求预测结果生成基站的节能策略，所述节能策略中包括基站的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息；

网络智能调度模块，用于根据所述基站协同请求消息中的关断模式，执行对应于关断模式的网络协同调度策略。

进一步地，所述网络智能调度模块还用于实现在通道关断模式下所对应的网络协同调度策略，包括：

在通道关断开始时间基站对部分通道进行关闭；

如当前用户总数大于节能策略中的最佳用户数量，则使基站根据节能策略中推荐的频点优先级，使历史平均速率较低的用户切换至推荐的频点；

进一步地，所述网络智能调度模块还用于实现在载波关断/小区深度睡眠模式下所对应的网络协同调度策略，包括：

第三方面，本申请提供了一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述第一方面的协同基站节能管理的网络调度方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面的协同基站节能管理的网络调度方法的步骤。

本申请具有以下技术特点：

本申请提出的协同基站节能管理的网络调度方法及装置，可以协同现有的基站节能管理技术，实现在基站关断前对在线用户的网络调度，避免直接关断基站对用户通信业务造成的影响；同时该调度方法根据不同的业务类型，下发不同的控制策略，从而优化了节能效果，在保证用户体验度的前提下使基站的节能变得更加高效。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的协同基站节能管理的网络调度方法的示意图；

图2为本申请一个实施例提供的协同基站节能管理的网络调度装置的示意图；

图3为装置实施例在通道关断模式下的时序图；

图4为装置实施例在载波关断/小区深度睡眠模式下的时序图；

图5为装置实施例的整体工作流程示意图。

具体实施方式

本申请提出了一种协同基站节能管理的网络调度方法及装置，所述方法在基站启动关断前，为减少基站关断对在线用户业务体验产生的影响，根据用户使用的业务类型和用户等级对其进行频点切换，协同基站进行节能管理，保证基站的节能效果。如图1所示，本申请的一种协同基站节能管理的网络调度方法，包括：

S100，根据基站各时段内的资源需求预测结果生成基站的节能策略，所述节能策略中包括基站的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息。

所述基站各时段内的资源需求预测结果通过历史数据获得，例如可以从基站网管处定时获取基站各个时间段内的相关数据，以构成用于预测的历史数据，这些数据可以包括基站各个时段在网的用户数量、用户平均速率、耗能、关断时间窗口、关断时间窗口内推荐的频点优先级等数据；对这些历史数据进行统计分析，并由此进行建模预测，形成基站在未来各个时段内的资源需求预测结果。

所述预测结果包括基站在未来各个时间段内预测的在网用户数量、用户平均速率、耗能、关断时间窗口、推荐的频点优先级等。

依据上述的预测结果，生成基站的节能策略，该策略中包括基站的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息。

在一个实施例中，所述节能策略具体包括：

(1)关断模式

关断模式包括通道关断模式、载波关断/小区深度睡眠模式，其中，所述通道关断模式下对部分通道进行关闭，用户通过未关断的通道使用业务；载波关断/小区深度睡眠模式下关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，不允许用户接入。所述小区是指蜂窝移动通信系统中，根据基站天线覆盖的区域所划分出的多个区域，区域内的用户通过无线信道与基站通信；本方案中，通道关断以及载波关断均在小区内执行。

关断模式根据基站的历史在网的用户数量和平均速率预测得到。一般情况下，根据资源需求预测结果中每个时段的预测在网用户数量，可将每个时段分为三种情况：忙时、非忙时和闲时；具体的情况可通过设定用户数量阈值进行划分。在忙时，在网用户数量最多，不考虑关断。本实施例中的关断模式针对于非忙时和闲时两种情况：

非忙时，在网用户数量虽然比忙时少了一部分，但仍然较多，考虑到基站资源有富余且需要保证用户体验，因此可采用通道关断模式，即关断部分通道，在通道关断模式下的时间窗口内，保留其他未关断的通道供用户使用业务。闲时在网用户数量大幅减少，此时为了达到最大节能效果，则可采用载波关断/小区深度睡眠模式，关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，在该模式对应的时间窗口内，用户不能接入。

(2)关断时间窗口

关断时间窗口包括对应于每一种关断模式的关断开始时间点以及关断结束时间点。该窗口数据根据基站历史各时段在网用户数量以及平均速率分析预测得到。本申请中，通道关断模式、载波关断/小区深度睡眠模式分别对应不同的关断时间窗口。例如，预测到某时间段处于非忙时，可执行通道关断模式，则该关断时间窗口可以为该时间段的起始时间到结束时间。

(3)最佳用户数量。

最佳用户数量为通道关断模式下对应的关断时间窗口内，未关断的通道允许接入的用户的数量。该数量可通过基站历史各个时段在网的用户数量、用户平均速率、通道关断后能耗下降值，并结合目标节能效率分析预测得到。最佳用户数量也即在通道关断模式下，未关断的通道在保证用户体验的情况下，最多能为多少用户提供服务。

(4)平均用户速率

平均用户速率为预测得到的各时段内每个用户的平均速率；具体地，可根据基站历史各时段的用户数量、基站平均速率得到各个时段内用户的平均速率。

(5)推荐的频点优先级

推荐的频点优先级为每一种关断模式对应的关断时间窗口内进行频点切换时推荐的优先级。

由于在本实施例的两种关断模式下，均涉及对用户频点的切换，因此可根据基站网管的频点数据和当前频点的优先级，设定基站在每种关断模式下推荐的频点优先级。

(6)关断预警时间点

关断预警时间点是在每个关断模式的关断时间窗口之前设定的一个固定时间点，例如可设定为关断前的30分钟、20分钟等，这个时间点到关断时间窗口之前的这一段预留时间可供两种关断模式在执行前进行对应的用户调度工作。

在S100中，生成基站的节能策略之后，如当前时间到达某一个关断预警时间点，则生成并发送基站协同请求消息，该消息中包含所述节能策略和小区号等必要信息，通过该消息，可在移动核心网、基站的配合下，执行对应于每个关断模式的网络协同调度策略。

S200，根据所述基站协同请求消息中的关断模式，执行对应于关断模式的网络协同调度策略。

本申请的实施例中，定义了两种关断模式：通道关断模式、载波关断/小区深度睡眠模式，在这两种模式下，分别执行不同的网络协同调度策略，具体如下：

(1)通道关断模式对应的网络协同调度策略

通道关断即关断基站部分通道以达到节能的效果，但由于用户行为不固定，当前的通道关断技术为了保证用户体验，当用户数增多或者用户速率变大时又会动态打开部分已关断的通道，导致节能效率变得很低。

本申请中，通过限速以及对用户频点的调度使已关断的通道可以维持关断状态，大大提升基站节能效率，具体包括：

(1-1)在通道关断开始时间对基站部分通道进行关闭。

即，在到达通道关断模式的时间窗口的开始时间后，基站对其部分通道进行关闭，在时间窗口的通道关断结束时间之前，不断重复以下步骤1-2和1-3：

(1-2)对非高价值用户进行限速，使这类用户最大带宽不超过所述节能策略中的平均用户速率。

从运营商的运营系统定期获取和更新用户价值数据，根据用户标识可以匹配到用户价值，将用户划分为高价值用户和非高价值用户，其中高价值用户是指例如企业用户、视频软件会员等用户，非高价值用户为普通用户。

在该步骤中，向移动核心网下发策略，以限制非高价值用户的速率，使其速率不超过节能策略中设定的平均用户速率。

(1-3)如当前用户总数大于节能策略中的最佳用户数量，则使基站根据节能策略中推荐的频点优先级，使历史平均速率较低的用户切换至推荐的频点。

其中，从移动核心网可订阅通道关断模式所对应小区的在网用户的进出情况从而获取用户的变动信息，并得到用户标识和用户历史平均速率等信息，统计当前实时的用户数量。

通过对当前用户总数的获取和判断，当其超过设定的最佳用户数量时，再从当前在网用户中筛选出历史平均速率较低的用户；其中可通过设定速率阈值进行筛选；对于这类用户，给基站下发该关断模式对应的关断时间窗口内进行频点切换时推荐的优先级，以使这些用户切换至推荐的频点。

(1-4)在通道关断结束时间时，给移动核心网下发策略，取消对所述非高价值用户的限速，并对在1-3做了频点切换的所述历史平均速率较低的用户恢复通道关断前的频点优先级。

(2)载波关断/小区深度睡眠模式对应的网络协同调度策略

载波关断/小区深度睡眠即直接关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，载波关断和深度睡眠期间不允许用户接入。

(2-1)为保证用户体验，在载波关断/小区深度睡眠模式对应的关断预警时间点进行频点切换操作，即在接收到基站协同请求消息时就立即开始频点切换，包括利用移动核心网对小区所有用户通过基站下发该模式下关断时间窗口内推荐的频点优先级(包含在基站协同请求消息的节能策略中)，以使基站对需要进行载波关断/小区深度睡眠的小区的所有用户切换至推荐的频点。

(2-2)在载波关断/小区深度睡眠模式的关断时间窗口内，即从关断开始时间点以及关断结束时间点之间，关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，使小区处于载波关断/小区深度睡眠模式。

(2-3)在载波关断/小区深度睡眠模式的关断结束时间点，给移动核心网下发策略，恢复进行频点切换操作的用户在关断之间的频点优先级。

本申请的方法可以协同现有的基站节能管理技术，实现在基站关断前对在线用户的网络调度，在保证用户体验度的前提下使基站的节能变得更加高效，优化节能效果。

根据本申请的第二方面，提供了一种协同基站节能管理的网络调度装置，如图2所示，包括：

基站节能管理模块11，用于根据基站3各时段内的资源需求预测结果生成基站3的节能策略，所述节能策略中包括基站3的关断模式以及对应的关断预警时间点，在每个关断预警时间点生成包含所述节能策略的基站协同请求消息，并发送给网络智能调度模块12；

网络智能调度模块12，用于根据所述基站协同请求消息中的关断模式，执行对应于关断模式的网络协同调度策略。

本装置中所述的关断模式、节能策略的具体内容与前述方法实施例相同，在此不进行赘述。

参见图2，为本申请的装置与移动核心网2、基站3、用户4之间的交互关系图。基于该附图，结合图3、图5，说明本申请的装置在实现在通道关断模式下所对应的网络协同调度策略时的过程：

a1.在通道关断开始时间基站3对部分通道进行关闭。

b1.网络智能调度模块12根据用户4的价值给移动核心网2下发策略：对非高价值用户进行限速，使这类用户最大带宽不超过所述节能策略中的平均用户速率。其中，用户价值数据为非实时数据，网络智能调度模块12从运营商的运营系统定期获取和更新，根据用户标识匹配用户价值。

c1.网络智能调度模块12判断用户4总数，如当前用户4总数大于节能策略中的最佳用户数量，则使基站3根据节能策略中推荐的频点优先级，使历史平均速率较低的用户切换至推荐的频点。其中，网络智能调度模块12从移动核心网2订阅小区在网用户进出情况，在小区用户总数发生变化时，移动核心网2 将通知网络智能调度模块12，由此得到用户4总数。

d1.在通道关断结束时间时，网络智能调度模块12给移动核心网2下发策略，取消对所述非高价值用户的限速，并对所述历史平均速率较低的用户恢复通道关断前的频点优先级。

结合图4、图5，说明本申请的装置在实现在载波关断/小区深度睡眠模式下所对应的网络协同调度策略时的过程：

a2.网络智能调度模块12接收到基站节能管理模块11发送的基站协同请求消息之后，给移动核心网2下发策略，在载波关断/小区深度睡眠模式对应的关断预警时间点进行频点切换操作，包括通过移动核心网2对小区所有用户4通过基站3下发该模式下关断时间窗口内推荐的频点优先级，以使基站3对小区的所有用户4切换至推荐的频点。

b2.在载波关断/小区深度睡眠模式的关断时间窗口内，关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区。

c2.在载波关断/小区深度睡眠模式的关断结束时间点，网络智能调度模块 12给核心网下发策略，恢复进行频点切换操作的用户4在关断之间的频点优先级。

实施例：

设有区域A，该区域有三个频点：频点1、频点2、频点3；取区域A的4 个典型用户：用户A、用户B、用户C、用户D，其中：用户A为企业用户，平时主要使用网络发送和回复消息；用户B为视频网站会员用户，平时主要使用网络观看并下载视频；用户C为老年人用户，平时主要使用网络接收消息；用户D为学生用户，平时活跃使用网络做各种高带宽业务。

基站节能管理模块根据从基站网管处获取的数据判断出晚上20点至22点为非忙时，晚上23点至第二天早上8点为闲时，因此判断在晚上20点至22点执行通道关断，晚上23点至第二天早上8点执行载波关断/深度睡眠。同时，基站节能管理模块计算出通道关断后的最佳用户数为10个；平均用户速率为 20Mbps；关断前频点优先级为频点1-频点2-频点3，关断后频点优先级为频点 3-频点2-频点1；关断预警时间点为关断前的30分钟。则在晚上19:30及22:30 基站节能管理模块将发送节能协同请求消息给网络智能调度模块。

晚上19:30，设此时用户A、B、C、D都在频点1的同一小区内，该小区计划在该时段执行通道关断。网络智能调度模块收到节能协同请求消息后，从核心网订阅该小区在网用户进出情况及用户信息，并统计实时用户数。根据获取到的同时根据本地配置查询到用户A、B、C、D的用户价值并做出判断：判断用户A为高价值低速率用户，用户B为高价值高速率用户，用户C为低价值低速率用户，用户D为低价值高速率用户。判断用户价值后，网络智能调度模块给移动核心网下发策略：对用户C和用户D限速，使其最大带宽不得超过 20Mbps。若此时又有新的用户接入该小区，该用户接入后总用户数大于10，给移动核心网下发策略，给用户A和用户C下发推荐的关断时间窗内推荐的频点优先级，用户A和用户C切换到频点3的小区内。通道关断结束后，网络智能调度模块给移动核心网下发策略，取消对用户C和用户D的限速，修改恢复用户A和用户C的频点优先级，取消对通道关断小区的订阅。

晚上22:30，设此时用户A、B、C、D都在频点1的同一小区内，该小区计划在该时段执行载波关断/深度睡眠。在收到基站节能管理模块发送的协同请求消息后，网络智能调度模块给移动核心网下发策略，移动核心网对用户A、 B、C、D通过基站下发关断时间窗内推荐的频点优先级，基站将用户A、B、C、D切换至频点3的小区中。载波关断/深度睡眠结束，网络智能调度模块给核心网下发策略，将用户A、B、C、D的频点优先级恢复。

本申请实施例进一步提供一种服务器5，包括存储器52、处理器51以及存储在存储器52中并可在处理器上运行的计算机程序53，处理器51执行计算机程序53时实现上述协同基站节能管理的网络调度方法的步骤，例如，前述的 S100至S200。

计算机程序53也可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/ 单元被存储在存储器52中，并由处理器51执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序53在服务器5中的执行过程，例如，计算机程序53可以被分割为基站节能管理模块11、网络智能调度模块12，各模块的功能参见前述装置中的描述，不再赘述。

本申请的实施提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述协同基站节能管理的网络调度方法的步骤，例如，前述的S100至S200。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种协同基站节能管理的网络调度方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的协同基站节能管理的网络调度方法，其特征在于，所述关断模式包括通道关断模式、载波关断/小区深度睡眠模式，其中，所述通道关断模式下对部分通道进行关闭，用户通过未关断的通道使用业务；载波关断/小区深度睡眠模式下关闭搭载载波的功放模块并直接关闭小区，不允许用户接入；

3.根据权利要求1所述的协同基站节能管理的网络调度方法，其特征在于，所述节能策略中还包括：

4.根据权利要求1所述的协同基站节能管理的网络调度方法，其特征在于，所述通道关断模式所对应的网络协同调度策略包括：

在通道关断开始时间基站对部分通道进行关闭；

5.根据权利要求1所述的协同基站节能管理的网络调度方法，其特征在于，所述载波关断/小区深度睡眠模式所对应的网络协同调度策略包括：

6.一种协同基站节能管理的网络调度装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的协同基站节能管理的网络调度装置，其特征在于，所述网络智能调度模块还用于实现在通道关断模式下所对应的网络协同调度策略，包括：

在通道关断开始时间基站对部分通道进行关闭；

8.根据权利要求6所述的协同基站节能管理的网络调度装置，其特征在于，所述网络智能调度模块还用于实现在载波关断/小区深度睡眠模式下所对应的网络协同调度策略，包括：

9.一种服务器，包括包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现根据权利要求1至5中任一方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至5中任一方法的步骤。