一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法，该方法综合考虑RRH传输功耗和BBU处理能耗，利用两者与RRH的发射功率之间的关系特性，采用接入用户平均信干噪比最大的RRH优先调节的准则来减小功率调节迭代次数，并且使得网络总能耗尽可能小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法。
技术介绍
在传统无线网路中，节能一直是个重要的话题，衍生出了不少了绿色通信技术。相对于不同的绿色通信技术，功率控制一直是传统无线网络中减少能耗的最有效的手段之一。在传统无线网络中，网络总能耗主要包含远距离无线射频单元(RRH)传输能耗和基带处理单元(BBU)处理能耗。但是，现有的传统无线网络节能的功率控制机制中，BBU处理能耗一般被认为是固定的或者不考虑。因此，当RRH工作在全负载模式时，RRH传输能耗到达最小。但是在基于云无线接入网络(C-RAN)架构的无线网络中，BBU处理能耗跟随RRH的负载动态变化。在用户服务质量(QoS)速率需求固定的情况下，提高RRH的发射功率，可以减小RRH的负载，从而减小BBU处理能耗，但是这样会增加RRH传输能耗。因此，基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制机制需要综合考虑RRH传输能耗和BBU处理能耗，传统无线网络节能的功率控制机制无法适用于基于C-RAN架构的无线网络。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法，适用于C-RAN架构的无线网络，可以减少网络总能耗。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法，包括：将每个远距离无线射频单元RRH的发射功率设置为最大发射功率，并根据其接入用户设备的服务可达速度及QoS速率需求计算出其当前负载与RRH传输能耗；再根据每个RRH负载计算出需要开启的基带处理单元BBU的数量，并计算出BBU处理能耗，从而获得网络总能耗；根据每个RRH反馈的其接入用户设备的平均信干噪比，挑选出当前接入用户设备平均信干噪比最大的RRH，并据预先设定好的功率调节步长减小所挑选出的RRH的发射功率，再重新计算网络总能耗；若重新计算出的网络总能耗小于上一次计算出的网络总能耗，则重复上一步骤；若重新计算出的网络总能耗不小于上一次计算出的网络总能耗，或者所挑选出的RRH的发射功率调节到最小发射功率时停止功率调节，并将所挑选出的RRH的功率设置为停止功率调节时上一次功率调节的大小。进一步的，计算RRH的当前负载与RRH传输能耗的公式为：xi=Σj∈Jidjrij;]]>PRRH,i=xipiη+PRF;]]>式中，下标i和j分别表示RRH和用户设备的编号，Ji表示编号为i的RRH的服务用户设备集合，xi表示编号为i的RRH的当前负载，pi表示编号为i的RRH的发射功率，rij表示编号为j的用户设备接入编号为i的RRH后用户设备的服务可达速度，dj表示QoS速率需求，PRRH,i表示编号为i的RRH传输能耗，η表示功率放大器效率；PRF表示射频电路能耗。进一步的，计算BBU处理能耗的公式为：PBBU=MP0+ΔpPmaxXcapΣi∈Nkxi]]>式中，xi表示编号为i的RRH的当前负载，N表示RRH的数量，PBBU为BBU处理能耗，M表示开启的BBU的数量，P0和Pmax分别表示单个BBU在空闲模式和全负载模式下的能耗；Δp，k表示相关性系数；Xcap表示单个BBU处理资源上限。进一步的，所述网络总能耗为RRH传输能耗与BBU处理能耗之和，其公式为：Ptotal=PBBU+Σi∈NPRRH,i]]>式中，Ptotal表示网络总能耗，PBBU表示BBU处理能耗，PRRH,i表示编号为i的RRH的传输能耗，N表示RRH的数量。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，综合考虑RRH传输功耗和BBU处理能耗，利用两者与RRH的发射功率之间的关系特性，采用接入用户平均信干噪比最大的RRH优先调节的准则来减小功率调节迭代次数，并且使得网络总能耗尽可能小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的基于C-RAN架构的无线网络示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术实施例提供的一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法的流程图。如图1所示，其主要包括如下步骤：步骤11、将每个RRH的发射功率设置为最大发射功率，并根据其接入用户设备的服务可达速度及QoS速率需求计算出其当前负载与RRH传输能耗；再根据每个RRH负载计算出需要开启的BBU的数量，并计算出BBU处理能耗，从而获得网络总能耗。本专利技术实施例中，计算RRH的当前负载与RRH传输能耗的公式为：xi=Σj∈Jidjrij;]]>PRRH,i=xipiη+PRF;]]>式中，下标i和j分别表示RRH和用户设备的编号，Ji表示编号为i的RRH的服务用户设备集合，xi表示编号为i的RRH的当前负载，pi表示编号为i的RRH的发射功率，rij表示编号为j的用户设备接入编号为i的RRH后用户设备的服务可达速度，dj表示QoS速率需求，PRRH,i表示编号为i的RRH传输能耗，η表示功率放大器效率；PRF表示射频电路能耗。利用服务器能耗模型计算BBU处理能耗的公式为：PBBU=MP0+ΔpPmaxXcapΣi∈Nkxi]]>式中，xi表示编号为i的RRH的当前负载，N表示RRH的数量，PBBU为BBU处理能耗，M表示开启的BBU的数量，P0和Pmax分别表示单个BBU在空闲模式和全负载模式下的能耗；Δp，k表示相关性系数；Xcap表示单个BBU处理资源上限。所述网络总能耗为RRH传输能耗与BBU处理能耗之和，其公式为：Ptotal=PBBU+Σi∈NPRRH,i]]>式中，Ptotal表示网络总能耗，PBBU表示BBU处理能耗，PRRH,i表示编号为i的RRH的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于C‑RAN架构的无线网络节能的功率控制方法，其特征在于，包括：将每个远距离无线射频单元RRH的发射功率设置为最大发射功率，并根据其接入用户设备的服务可达速度及QoS速率需求计算出其当前负载与RRH传输能耗；再根据每个RRH负载计算出需要开启的基带处理单元BBU的数量，并计算出BBU处理能耗，从而获得网络总能耗；根据每个RRH反馈的其接入用户设备的平均信干噪比，挑选出当前接入用户设备平均信干噪比最大的RRH，并据预先设定好的功率调节步长减小所挑选出的RRH的发射功率，再重新计算网络总能耗；若重新计算出的网络总能耗小于上一次计算出的网络总能耗，则重复上一步骤；若重新计算出的网络总能耗不小于上一次计算出的网络总能耗，或者所挑选出的RRH的发射功率调节到最小发射功率时停止功率调节，并将所挑选出的RRH的功率设置为停止功率调节时上一次功率调节的大小。

【技术特征摘要】
1.一种基于C-RAN架构的无线网络节能的功率控制方法，其特征在于，包括：
将每个远距离无线射频单元RRH的发射功率设置为最大发射功率，并根据其接入用
户设备的服务可达速度及QoS速率需求计算出其当前负载与RRH传输能耗；再根据每个
RRH负载计算出需要开启的基带处理单元BBU的数量，并计算出BBU处理能耗，从而获
得网络总能耗；
根据每个RRH反馈的其接入用户设备的平均信干噪比，挑选出当前接入用户设备平
均信干噪比最大的RRH，并据预先设定好的功率调节步长减小所挑选出的RRH的发射功
率，再重新计算网络总能耗；
若重新计算出的网络总能耗小于上一次计算出的网络总能耗，则重复上一步骤；若
重新计算出的网络总能耗不小于上一次计算出的网络总能耗，或者所挑选出的RRH的发
射功率调节到最小发射功率时停止功率调节，并将所挑选出的RRH的功率设置为停止功
率调节时上一次功率调节的大小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算RRH的当前负载与RRH传输能耗
的公式为：
xi=Σj∈Jidjrij;]]>PRRH,i=xipiη+PRF;]]>式中，下标i和j分别表示RRH和用户设备的编...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢汉成，蒋伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34