[发明专利]蜂窝网络中的通信系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络领域，且更具体地涉及能够节约蜂窝网络中的功耗的通信系统和方法。

背景技术

在当今世界中，蜂窝基础设施正在经历能量激增。近期的报告表明移动网络的能耗将在2011年达到124.4B KWh，且电费预期在2030年之前将每4～5年翻番。如世界上最大的3G运营商之一所表明的，在5～6年的时间跨度内所积累的能源费用相当于国家3G/4G网络的总部署成本。

发明内容

本发明提出了能够节约蜂窝网络中的功耗的通信系统和方法。

在本发明的一个方案中，提出了一种用于蜂窝网络中的通信系统，包括：

网格建立单元，被配置为将网络分为一个或多个网格，每个网格中布置有一个或多个彼此等效的节点；

网格业务量估计单元，被配置为估计每个网格中所定义时段的所有节点的聚合业务量；以及

活跃节点集合确定单元，被配置为基于所估计的聚合业务量来确定在所定义时段上每个网格的活跃节点的集合，以及将所述网格中不活跃的节点关机。

在本发明的另一方案中，提出了一种用于蜂窝网络中的通信方法，包括：

将网络分为一个或多个网格，每个网格中布置有一个或多个彼此等效的节点；

估计每个网格中所定义时段的所有节点的聚合业务量；以及

基于所估计的聚合业务量来确定在所定义时段上每个网格的活跃节点的集合，以及将所述网格中不活跃的节点关机。

在本发明的又一方案中，提出了一种计算机可读程序，用于在计算机上运行时实现所述方法。

附图说明

根据以下结合附图对本发明的非限制性实施例的详细描述，本发明的上述和其它目标、特征和优点将变得更清楚，在附图中：

图1是示出了3G UMTS网络中典型BS的结构的图；

图2示出了在4个典型区域中的说明性BS位置；

图3示出在相邻BS之间的空间业务多样性；

图4示出了在不同区域中若干天的4个单独BS处的业务负载；

图5是用于示出了在根据本发明实施例的系统中工作的各个单元的示意框图；

图6示出了网格建立结果的示例；

图7示出了BS选择算法如何根据本发明的实施例来工作；以及

图8是用于示出了根据本发明的实施例的方法的各个步骤的流程图。

具体实施方式

下文中，将根据附图来描述本发明。在以下描述中，一些实施例仅用于描述的目的，其不应当被理解为对本发明的任何限制，而仅仅是其示例。由于传统结构或构造可能使得对本发明的理解模糊，因此将省略它们。

为了构造绿色蜂窝网络，改进作为整体能耗的主导因素的最关键节点可能是更有效的。在3G标准上下文中，该关键节点可以是基站(BS)。BS消耗约80％的整体基础设施能量，而用户设备(UE)通常占约1％的整体基础设施能量。在下面的描述中，将BS作为实现3G网络中功耗降低效果的对象。然而，显而易见的是：本发明不限于BS和3G网络。本发明适用于其他形式的蜂窝网络和这种蜂窝网络中的关键节点。

我们的分析揭示了：3G网络的业务负载在时间和空间上都呈现了大范围的波动。然而，当前网络的能耗不是负载自适应的。所使用的能量在轻负载的情况下不成比例地大。根本原因是每个BS不是能量正比，且多于50％花费在与运行时的业务负载无关的冷却、空闲模式信令和处理上。

[BS功耗]

图1是示出了3G UMTS网络中的典型BS的结构的图。3G UMTS网络的BS通常具有通信子系统和支持子系统。通信子系统包括远程无线单元(RRU)、基带单元(BBU)、以及馈电线。RRU是针对每个扇区的无线专用硬件。每个BS可以在天线附近安装若干个RRU，以提供不同的覆盖和容量。BBU作为主单元提供了所有其他的通信功能，包括控制、基带处理、交换和通向无线网络控制器(RNC)的Iub接口。每个BS可以具有若干个BBU。馈电线是将RRU连接到BBU的光纤电缆对。支持子系统包括冷却子系统和其它辅助设备。包括空调和风扇在内的冷却子系统维持了在BS处的恰当工作温度。辅助设备包括电源和环境监视模块。从能量效率的角度来说，冷却子系统和一些传输模块消耗了每个BS处的大部分整体功率，而不管业务负载强度如何。我们的测量表明冷却子系统和一些传输模块的消耗在工作BS中达到了50％或更高。这是导致3G基础设施的能量低效的主要因素。

在BS处的总功耗P可以由以下公式给出：