一种基于数据缓存的基站节能方法及节能系统

摘要

本发明涉及一种基于数据缓存的基站节能方法及节能系统，包括，基站配置模块，用于配置基站内用户的基本信息；业务源模块，用于根据基本信息产生若干用户的数据包；接入控制模块，用于确定用户的数量并对用户进行接入控制；资源调度模块，用于对用户的数据包进行资源调度；结果统计模块，用于在资源调度、用户成功接收数据后，进行结果统计；本发明的益处为：低负载时有效节省了资源和能量，使得网络效率在低负载时有了较大提高，减少了资源和能源的浪费，当业务量不大时，将缓存一段时间后的数据进行发送可以充分利用系统的RB资源。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于数据缓存的基站节能方法及节能系统，属 于通信技术领域。

背景技术

由于蜂窝小区的业务具有时空转移的特点。一天中的网络负载 有大约一半是在低负载情况下的，但是为了满足高峰时期的用户数 据率，系统设计仍然需要按满负载量来配置，这就导致低负载时造 成资源和能量的浪费，使得网络效率在低负载时偏低。而时域时间 关断、频域带宽自适应两种技术在低负载条件下都能减少能量的浪 费。

基于时域的绿色通信系统的节能技术，主要思想是通过负载的 轻重才决定基站在时域上的关闭以及开启方案，网络出于高负载时， 基站肯定也是满负载工作，对应时域就是基站PA连续不同的发送。 在网络负载低时候，大部分数据信道均处于空闲状态，此时我们将 业务分时段发送，即不连续发送，不发送业务信息时，即将PA关断； 域节能技术基于功放的静态功耗和系统带宽呈线性关系原理，较小 的带宽需要更少的辐射功率。从资源分配的角度，所分配的RB个数 与所需传输数据量有关，限制可调度的RB的数目，可以从时间域上 限制，也可以从频域上限值，为了达到节能的目的，经分析，系统 的能耗随分配PRB个数的增加而降低，所以我们将时频节能技术联 合考虑，应尽量多的分配频域资源，再分配时域资源。

发明内容

为了使网络在低负载时提高使用效率，本发明提供一种基于数 据缓存的基站节能方法及节能系统。本发明解决其技术问题所采用 的技术方案是：一种基于数据缓存的基站节能系统，包括，基站配 置模块，用于配置基站内用户的基本信息；业务源模块，用于根据 所述基本信息产生若干所述用户的数据包；接入控制模块，用于确 定所述用户的数量并对所述用户进行接入控制；资源调度模块，用 于对所述用户的数据包进行资源调度；结果统计模块，用于在资源 调度、所述用户成功接收数据后，进行结果统计。

进一步地，所述资源调度模块用于以每100ms为一个单位，将 数据缓存一段时间，然后在剩余时间中将缓存的数据发送。

进一步地，所述结果统计模块用于统计在不同睡眠时间下各个 所述用户的延时和能效。

一种基于数据缓存的基站节能方法，包括如下步骤，

步骤1)配置基站内用户的基本信息；

步骤2)根据所述基本信息产生若干所述用户的数据包；

步骤3)确定所述用户的数量并对所述用户进行接入控制；

步骤4)对所述用户的数据包进行资源调度；

步骤5)资源调度、所述用户成功接收数据后，进行结果统计。

进一步地，所述步骤4)具体包括，以每100ms为一个单位，将 数据缓存一段时间，然后在剩余时间中将缓存的数据发送。

进一步地，所述步骤5)具体包括，统计在不同睡眠时间下各个 所述用户的延时和能效。

本发明的益处为：低负载时有效节省了资源和能量，使得网络 效率在低负载时有了较大提高，减少了资源和能源的浪费，当业务 量不大时，将缓存一段时间后的数据进行发送可以充分利用系统的 RB资源。

附图说明

图1是本发明基于数据缓存的基站节能系统的结构框图；

图2是本发明基于数据缓存的基站节能方法的流程示意图；

图3是传统DTX节能技术资源分配图；

图4是深度DTX技术资源分配图；

图5是深度DTX流程图；

图6是不同CQI对应的V_max以及睡眠时间；

图7是时延随睡眠时间的变化情况；

图8是能效随睡眠时间变化曲线图。

具体实施方式

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更 好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明 的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本 发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明 的不当限定，如图其中：

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变 化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，本实施例提供一种基于数据缓存的基站 节能系统，包括基站配置模块，用于配置基站内用户的基本信息； 业务源模块，用于根据基本信息产生若干用户的数据包；接入控制 模块，用于确定用户的数量并对用户进行接入控制；资源调度模块， 用于对用户的数据包进行资源调度；结果统计模块，用于在资源调 度、用户成功接收数据后，进行结果统计。

在优选方案中，资源调度模块用于以每100ms为一个单位，将 数据缓存一段时间，然后在剩余时间中将缓存的数据发送。

在优选方案中，结果统计模块用于统计在不同睡眠时间下各个 所述用户的延时和能效。

本实施例的技术效果为：低负载时有效节省了资源和能量，使 得网络效率在低负载时有了较大提高，减少了资源和能源的浪费， 当业务量不大时，将缓存一段时间后的数据进行发送可以充分利用 系统的RB资源。

如图2所示，本实施例提供一种基于数据缓存的基站节能方法， 包括如下步骤，

步骤1)配置基站内用户的基本信息；

步骤2)根据基本信息产生若干用户的数据包；

步骤3)确定用户的数量并对用户进行接入控制；

步骤4)对用户的数据包进行资源调度；

步骤5)资源调度、用户成功接收数据后，进行结果统计。

在优选方案中，步骤4)具体包括，以每100ms为一个单位，将 数据缓存一段时间，然后在剩余时间中将缓存的数据发送。

在优选方案中，所述步骤5)具体包括，统计在不同睡眠时间下 各个所述用户的延时和能效。

本发明的益处为：低负载时有效节省了资源和能量，使得网络 效率在低负载时有了较大提高，减少了资源和能源的浪费，当业务 量不大时，将缓存一段时间后的数据进行发送可以充分利用系统的 RB资源。

要实现深度DTX技术，首先要确定睡眠时间T_silent和数据发送时间 T_tx，数据传输有最大延时，超过延时容限，数据将被丢弃，所以合 理的控制T_silent和发送时间T_tx是技术开展的关键。

影响T_silent的因素有信道质量、当前负载量等。在排队论中有如下 定义。

数据平均到达是时间：

$\bar{t}=\underset{T\to \infty }{\lim }\frac{1}{n}\Sigma t_i$

平均到达率：

$\lambda =\frac{1}{\bar{t}}$或$\lambda =\underset{T\to \infty }{\lim }\frac{n\left(T\right)}{T}$

数据等待时间从数据到达到开始服务的时间，等待时延是数 据在系统中平均时延的主要部分。对于传输时延、处理时延一般比 较小，这里不予以考虑。

数据服务时间从开始接受服务到服务完毕的时间。

系统停留时间数据从到达到离去的时间

$\bar{S}+\bar{w}+\overline{T_{\mathrm{tx}}}$

先对单用户进行分析，我们假设睡眠时间为Tsilent,此时系统 的停留时间变成：

S＝w+T_tx+T_silent

在不违背时延容限的条件下要求：

S≤D_delay

即：

w+T_tx+T_silent≤D_delay

睡眠时间越长，累计的数据将越多，所以T_silent的大小对数据发 送时间T_tx有一定的影响。我们假设睡眠时间内缓冲的数据是在时间 T_tx内发送。

用P_size表示数据包的平均大小，D_bit表示传输数据的比特数，V_max表示系统能提供的最大吞吐量，与信道质量及分配的RB个数有关， T_silent时间内缓冲的数据：

$D_{\mathrm{bit}}=\frac{P_{\mathrm{size}}*8*T_{\mathrm{silent}}}{\bar{t}}$

这些数据将在时间T_tx内发送：D_bit＝V_max*T_tx

并得到T_silent与T_tx的关系

$T_{\mathrm{tx}}=\frac{P_{\mathrm{size}}*8*\frac{T_{\mathrm{silent}}}{\bar{t}}}{V_{\max }}$

以及T_silent的估计值：

$T_{\mathrm{silent}}=\frac{D_{\mathrm{delay}}-w}{\frac{P_{\mathrm{size}}*8}{\bar{t}*V_{\max }}}$

LTE系统中，不同CQI值对应的V_max，随着CQI值增大，系统能传 输最大数据量随之增加。从理论角度得出睡眠时间的均值约为60ms。

如图3所示，在第一个TTI发送用户1的数据，第二个TTI发送 用户2的数据，而在三个TTI没有数据发送，此时我们就在此TTI将 PA关断。但由于完全没有数据发送或者发送的数据量较小的情况较 少，因此传统DTX技术只适用于低负载情况。这里我们提出一种深 度DTX技术，如图4所示，在前三个TTI都是有数据发送的，但是为 了最大限度的利用频域资源，先将数据缓冲T_silent时间长度，在此期 间功放休眠，休眠后再将数据在一定的时T_tx发送。

如图5所示，首先根据不同业务的延时特性判断业务的优先级， 对延时容忍程度越高的业务，其优先级越低；对延时容忍程度越低 的业务，其优先级越高。高优先级用户不进入睡眠模式，采用相应 的调度算法如MaxC/I或者RoundRobin，实现数据的传输。对于低 优先级用户，在每100ms中先缓存数据T_silent时间，接着采用深度DTX 对应的资源调度方案将数据在剩余时间内发送。在我们的仿真中， 采用的是单一的业务源—video业务，所有用户均采用深度DTX技 术。

LTE系统中，不同CQI值对应的V_max，如图6所示，第一条曲线 代表不同CQI值下的V_max值，随着CQI值增大，系统能传输最大数 据量随之增加。相应的允许的睡眠时间如图4第二部分，V_max增大， 允许的睡眠时间也会边长。并从理论角度得出睡眠时间的均值约为 60ms。

如图7所示，随着睡眠时间加长，能效成线性增长，由图6所示， 随睡眠时间增加，延时也会增加，当睡眠时间超过67ms时，延时会 超过容限值，所以我们的延时时间在60ms-67ms之间，但在60ms-67ms 之间，能效值趋于平缓，为了满足QoS质量，从固定睡眠时间的调 度思考，我们取60ms作为最佳睡眠时间。与原有DTX节能技术对比, 新技术能够提高。

以上仅是本发明的一个优选实施例，所述具体实施方式只是用 于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术 人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若 干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。