一种绿色智能5G网络通信系统技术方案

本发明专利技术涉及5G无线网络通信领域，提供了一种绿色智能5G网络通信系统，包括包括一台以上的服务器以及CU软件和DU软件，所述CU和DU软件部署在服务器中，网络的部署使用以下步骤：S1：预设峰值阶段、中值阶段和低谷阶段的时间范围，预设与峰值阶段用户数和业务量匹配的上电所有服务状态的网络部署，预设与中值阶段用户数和业务量匹配的1级节能状态的网络部署，预设与低谷阶段用户数和业务量匹配的2级节能状态的网络部署；根据时间段及用户数和业务量的变化改变网络部署，从而达到提升资源利用率和降低5G基站功耗和用电成本的目的。降低5G基站功耗和用电成本的目的。降低5G基站功耗和用电成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色智能5G网络通信系统


[0001]本专利技术涉及5G无线网络通信领域，具体涉及一种绿色智能5G网络通信系统。

技术介绍

[0002]5G接入网系统的BBU软件分为CU(Central Unit)和DU(Distributed Unit)两个逻辑节点，5G接入网系统的BBU软件CU
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DU架构的好处在于能够获得小区间协作增益，实现集中负载管理；高效实现密集组网下的集中控制，比如多连接、密集切换；获得池化增益，使能NFV/SDN，满足运营商某些5G场景的部署需求。其中，CU为集中式节点，包含协议栈RRC(空口资源控制)、SDAP(业务数据应用单元)、PDCP(分组数据汇聚协议)子层功能；DU为分布式节点，包含射频处理功能、RLC(无线链路控制)、MAC(媒质接入控制)以及PHY(物理层)等基带处理功能。CU和DU的逻辑体系可分为两种，即CU
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DU分布部署架构和CU
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DU集中部署架构，CU和DU之间通过F1接口连接。在设备实现上，CU和DU部署方式可以两种方式灵活选择，即CU
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DU分布部署(图1)和CU
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DU集中部署(图2)。目前在城市热点区域的5G基站的部署一般都采用CD
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DU分布式部署的方式，即CU和DU各自部署在不同的服务器上。
[0003]在CU
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DU分布部署情况下，CU和DU部署在分离的设备上，通过F1接口进行有线网络通信，CU和DU各自占用一个硬件设备，CU和DU软件的性能能够得到保障，但是增加了硬件成本。CU和DU集中部署情况下，CU和DU部署在同一个设备上，节省了硬件成本，但是基站的性能有一定的限制性。
[0004]在用户数和业务量不确定的地方进行5G基站的部署，选择集中部署还是分布部署的方案都存在一定的问题或限制，通常情况下为保障用户的体验效果，采取最大化资源部署的方式。还有一种情况在不同的时间段用户数和业务量差异明显，在采用最大化资源部署的情况下，用户数和业务量明显非常小的情况下，造成资源浪费。
[0005]例如某园区白天(上午9点到下午18点)员工上班时间，覆盖园区的5G基站服务用户数达到几千人甚至上万人，因此建站时5G基站的资源需按照最大资源进行，即5G基站的资源能够服务园区的工作人员，此时需要采用CU
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DU分布式部署的方式，而且部署的5G基站的服务器数量比较大，白天的时间段资源利用率比较高。到了夜间员工下班后，5G基站服务的用户数急剧下降，此时资源利用率变得非常低，但耗电量和白天差别不大。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提出一种绿色智能5G网络通信系统，通过将分布式部署和集中式部署的方案，进行智能融合，可以有效提升5G基站的资源利用率，并有效降低5G基站的功耗和成本。
[0007]本专利技术提供了一种绿色智能5G网络通信系统，其特征在于所述5G网络通信系统的网络部署使用以下步骤：
[0008]S1：预设峰值阶段、中值阶段和低谷阶段的时间范围，预设与峰值阶段用户数和业务量匹配的上电所有服务状态的网络部署，预设与中值阶段用户数和业务量匹配的1级节
能状态的网络部署，预设与低谷阶段用户数和业务量匹配的2级节能状态的网络部署；
[0009]S2：时间在峰值阶段时，持续检测时间是否进入非峰值阶段；一旦进入非峰值阶段，则开始检测用户数和业务量是否低于1级节能切换阈值，一旦低于1级节能切换阈值，则切换至1级节能状态，
[0010]进入1级节能状态后，持续检测用户数和业务量是否低于2级节能切换阈值，一旦低于2级节能切换阈值，则切换至2级节能状态；
[0011]S3：时间在低谷阶段时，持续检测使时间是否进入非低谷阶段，一旦进入非低谷阶段，则开始持续检测用户数和业务量是否高于2级节能切换阈值，一旦高于2级节能切换阈值，则切换至1级节能状态，
[0012]进入1级节能状态后，持续检测用户数和业务量是否高于1级节能切换阈值，一旦高于1级节能切换阈值，则上电所有服务，进入上电所有服务状态。
[0013]进一步的，所述预设的峰值阶段、中值阶段和低谷阶段的时间范围，由一天中各个时间段的用户量和业务量的预测值得到，一天中各个时间段的用户量和业务量的预测值则根据本5G网络通信系统的资源利用指标的历史数据计算而来。
[0014]进一步的，包括硬件服务器，其特征在于，所述资源利用指标包括硬件服务器CPU占用率或内存使用情况或用户接入数或用户接入成功率或基站业务流量。
[0015]进一步的，所述1级节能切换阈值为峰值用户数和业务量的50％，所述2级节能切换阈值为峰值用户数和业务量的5％。
[0016]进一步的，包括服务器、CU软件、DU软件，其特征在于，所述上电所有服务状态的网络部署为1台部署了CU软件的服务器加上4台部署了DU软件的服务器，所述1级节能状态的网络部署为1台部署了CU软件的服务器加上2台部署了DU软件的服务器，所述2级节能状态的网络部署为一台部署了CU+DU的服务器。
[0017]有益效果：
[0018]1.通过对5G基站的组网方式进行智能切换，同时对5G基站服务器进行上下电操作，从而达到提升资源利用率和降低5G基站功耗和用电成本的目的。
[0019]2.使用现有技术中的人工智能算法，或者传统的统计学方法，由5G网络通信系统的资源利用指标预测系统的负荷，进而更准确的划分时段。
附图说明
[0020]图1为CU
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DU分布部署图；
[0021]图2为CU
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DU集中部署图；
[0022]图3为5G网络部署和软件部署图；
[0023]图4为节能控制算法流程图；
[0024]图5为服务保障控制算法流程图；
[0025]图6为1级节能状态图；
[0026]图7为2级节能状态图。
具体实施方式
[0027]为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施
例对本专利技术做进一步的详细描述。
[0028]本实施例为城市某一热点区域，该热点区域在不同时间段的用户量和业务量有明显差异，为了使网络部署满足一天中最大用户量和业务量时的需求，需要将基站软件部署在不同的服务器，在本实施例中，白天高峰时间需要1个CU软件服务器加上4个DU软件服务器和对应的射频单元。然而在下班时间或夜里，用户量和业务量只需要1个CU+DU的集中部署就可以满足需求，上班时间或白天再恢复成1个CU软件服务器加上若干个(如4个)DU软件服务器和对应的射频单元。这个根据资源利用率情况自动切换部署方式过程，需要一个智能算法进行控制。
[0029]具体实施过程首先需要确定网络部署和软件部署，然后是5G基站资源利用率检测和计算，使用过程中资源利用率发生变化，根据资源消耗的情况进行资源耗尽优雅切换过程及资源消耗降低优雅切换过程：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色智能5G网络通信系统，其特征在于所述5G网络通信系统的网络部署使用以下步骤：S1：预设峰值阶段、中值阶段和低谷阶段的时间范围，预设与峰值阶段用户数和业务量匹配的上电所有服务状态的网络部署，预设与中值阶段用户数和业务量匹配的1级节能状态的网络部署，预设与低谷阶段用户数和业务量匹配的2级节能状态的网络部署；S2：时间在峰值阶段时，持续检测时间是否进入非峰值阶段；一旦进入非峰值阶段，则开始检测用户数和业务量是否低于1级节能切换阈值，一旦低于1级节能切换阈值，则切换至1级节能状态，进入1级节能状态后，持续检测用户数和业务量是否低于2级节能切换阈值，一旦低于2级节能切换阈值，则切换至2级节能状态；S3：时间在低谷阶段时，持续检测使时间是否进入非低谷阶段，一旦进入非低谷阶段，则开始持续检测用户数和业务量是否高于2级节能切换阈值，一旦高于2级节能切换阈值，则切换至1级节能状态，进入1级节能状态后，持续检测用户数和业务量是否高于1级节能切换阈值，一旦高于1级节能切换阈值，则上电所有服务，进入上电所有服务状态。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振锋，田霖，张宗帅，
申请(专利权)人：中科南京信息高铁研究院，
类型：发明
国别省市：