[发明专利]一种基于区域热力图及终端使用特性的5G基站时序电负荷确定方法

说明书

本发明公开了一种基于区域热力图及终端使用特性的5G基站时序电负荷确定方法，首先根据热力图得到各时刻区域总终端数量的概率密度函数；其次根据流量消耗历史数据对单个终端的流量消耗状态进行分类，并根据研究需求建立各时刻对应状态下单个终端流量消耗的概率密度函数；然后根据各时刻区域总终端数量的概率密度函数和单个终端流量消耗的概率密度函数生成各时刻区域总流量消耗的平均值；最后通过5G基站流量‑电负荷关系和区域内总5G基站数量计算得到区域5G基站时序电负荷曲线。本发明充分考虑区域特性，连接到5G基站终端的业务特性和终端使用用户的随机特性，计算出的5G时序电负荷更加准确。

技术领域

本发明涉及5G基站电负荷计算，更具体地说，涉及一种基于区域热力图及终端使用特性的5G基站时序电负荷确定方法，属于5G基站电负荷技术领域。

背景技术

随着移动互联网近年来的爆发式增长，现有基于第四代通信技术(4G)的移动通信系统已经不能够满足需求。因此，第5代移动通信技术(5G)应运而生，以满足未来移动通讯的高速率、高容量和低延迟需求。

作为5G网络的基本组成部分，5G基站已广泛部署于城市中以保证5G网络的覆盖率。5G基站和4G基站的主要区别是通讯设备，5G基站通过有源天线单元(AAU)和基带单元(BBU)结构代替了4G基站的射频拉远单元(RRU)和基带单元(BBU)结构以实现大规模数据吞吐，满足更严格的速率、延迟和容量等通讯需求。然而，5G基站性能的提升使其电功率消耗大幅提升，通常5G基站的电负荷为4G基站的3-4倍。同时，5G基站的覆盖半径也小于4G基站。综上，在5G基站大规模部署后，其电功率消耗较4G基站而言将极大增加，并对配电网产生不可忽视的影响。因此，需要对5G基站的电负荷进行模拟以准确地评估5G基站的时序电负荷变化情况及其对配电网可能产生的影响。

5G基站的电负荷与连接到该基站的终端流量消耗有直接的关系，终端在单位时间内流量消耗越大，5G基站的电负荷越大。对于连接到5G基站的单个终端而言，其单位时间的流量消耗与使用该终端用户的使用习惯，使用时间及业务类型有关，这些因素具有随机特性；对于所有连接到5G基站的终端而言，其总数与时间及区域特性有关。然而，现阶段关于5G基站时序电负荷的研究中，一般未考虑单个终端及区域内总终端的随机特性，所得到的5G基站时序电负荷曲线不能有效反应实际情况。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于区域热力图及终端使用特性的5G基站时序电负荷确定方法，本方法可以更准确地确定5G基站的时序电负荷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于区域热力图及终端使用特性的5G基站时序电负荷确定方法，其特征在于：按如下步骤进行，

1)通过给定区域t时刻的热力图提取用户的聚集度信息，获得t时刻连接到该区域内5G基站的终端数量，并建立区域内终端数量的概率密度函数；

2)通过给定区域每个时刻t的单个终端数据流量消耗历史数据，建立该区域内单个终端t时刻数据流量消耗的概率密度函数；

3)使用t时刻连接到该区域内5G基站的终端数量的概率密度函数和单个终端t时刻数据流量消耗的概率密度函数，生成区域内总的终端数量样本的区域总数据流量消耗平均值MsT(t)；

4)根据t时刻区域总数据流量消耗平均值MsT(t)，使用5G基站流量-功耗计算模型，计算t时刻区域内5G基站的总电功率消耗，以确定各时刻5G基站的时序电负荷。

优先地，步骤1)具体实现方法为，先获取给定区域t时刻的热力图，其通过区域内终端的前台或后台定位业务以记录区域的总终端数量，采用不同颜色表示不同程度的人流密集度，并绘制于地图上；通过从热力图提取像素信息，进行颜色分类、统计和叠加，得到区域t时刻总的终端激活数量；根据多个典型日t时刻总的终端激活数量平均值，采用泊松分布，建立t时刻区域内终端数量概率密度函数Ters(t)如下：