le中省電模式的發展

隨著ltl網絡的快速發展，son（自組織網絡）越來越受運營商喜愛。它是一個沒有中心網絡的無中心網絡，由具有wlan接收裝置的移動終端節點組成。這是一個沒有基礎設施的網絡，不需要依賴現有的固定通信網絡基礎設施。這是一個沒有中心、沒有組織、沒有治愈的網絡。SON具有一系列的自主和智能功能,比如自我配置、自我規劃、自我優化、自我修復等,可以自動適應網絡的變化,進行參數的動態調整,使網絡性能達到最佳。在網絡拓撲變動和鏈路斷開的情況下,SON技術的自動愈合和自動組織特性增強了移動網絡的健壯性;將智能和自動化引入到移動通信網絡中,使得運營商在運營復雜網絡的同時能夠以最低、最優化的資源給終端用戶提供最優的網絡性能和最優的業務體驗;避免了大量重復性的人工勞動,簡化了流程,能夠顯著提高運營商的運營效率,提升整個網絡的業務體驗。同時SON為網絡管理提供了新的模式,為根據系統負荷來動態調整系統功耗提供了機會。1基于自優化范疇的能源節省在傳統意義上,能源節省往往只注重終端側,在滿足用戶需求的前提下來延長手機的待機時間和通話時長,其中典型的如不連續接收技術(DRX)。現在能源節省已經突破了這個范圍,擴展到更廣泛的層面上,注重的不僅僅是千瓦時的功效比,二氧化碳的排放目標也越來越多地受到關注。在自優化的范疇里,能源節省是通過優化調整網絡中的相關節點配置來找到省電的配置方法,并使用于網絡。當然這些優化調整的前提是保證用戶的正常網絡服務不受影響,這當中網絡QoS(服務質量)和QoE(體驗質量)應該保持在要求的目標范圍內。通常情況下,網絡中的網絡服務會在白天某段時間內達到峰值,在夜晚降至低谷。在不同忙閑時段對節點采用不同的工作配置,能夠在系統閑時滿足用戶需求的情況下達到省電的效果。例如,在閑時讓節點的工作功率處在低于峰值功率的某一個百分比,從而達到降低功耗、提高能源利用效率的目的。能源節省模式下需要考慮以下幾個方面。1利用同一地域、不同制式的網絡進行睡眠模式的優化現在不同的通信技術在并行地發展,在很多情況下,同一個物理區域可能會有多種通信網覆蓋。對于自組織、自優化網絡來講,把這些同一地域的不同制式的網絡看成是同一個邏輯的網絡,能使某一種制式網絡的全小區、全站點或全接入網進入睡眠模式成為可能。舉例來講,某地點同時覆蓋了2G網絡和3G網絡,在系統閑時的情況下,關閉一部分或者全部3G網絡,用2G網絡來覆蓋,在需要的時候重新激活被關閉的3G網絡,以此達到省電的效果。23不同節點之間的省級模式在LTE網絡內部,這種場景又可以分為單節點覆蓋場景和多節點容量受限覆蓋場景。這兩種場景在下面會進行詳細的描述。3son數據的輸入從SON的出發點來講,它是工作在兩個或更多的節點之間的。因此,單節點內部的工作特性并不應該包含在SON的范圍之內。然而,這些單節點測量的數據應該看成是SON的輸入數據,從而用來找到一個大體完善的能源節省模式的配置模型。本地能源節省模式的參數調整包括發射功率的自適應、發射天線個數的降低、使用載波數的降低、廣播子幀的調度以及下行特殊時隙的功率調整等。2電力節約算法的需求分析對于能源節省算法的需求歸類如下:1多通信制式的覆蓋在實際工程實踐中,通過覆蓋不同的網絡到同一地區可以減少出現覆蓋空洞的風險,也就是采用多基站合作的方式來對某一地點實現多通信制式的覆蓋,而不采用單一基站覆蓋的方法。舉例來講,即使在某一地點存在某一種網絡覆蓋的空洞(如LTE網絡),從單一網絡的觀點來看,如果有冗余的2G接入網提供基本的網絡服務,這個空洞也就不存在了。而喚醒機制可以允許LTE網絡實時地恢復網絡服務,當然這是基于手機是在同時支持2G和3G這兩種網絡制式的情形下。2總體接入能力為了保證用戶的服務質量,網絡中應該有接入服務的流量探測機制。冗余的接入網應該有能力判斷其本身是否能夠提供用戶需求的服務以及它是否需要去激活更高一級的接入網來提供服務。在這種情況下,終端的實際接入能力應該考慮其中。比如需要綜合考慮能量消耗和流量情況來最大限度地節省能源;需要避免與現有的SON特性沖突,最好是采用現在比較成熟的SON算法和約定;不需要外部(手工)介入,在OAM(操作、管理和維護)層面上不能有手工介入,要遵循SON的原則,不能導致系統的不穩定和不確定狀態。通常,KPI(關鍵性能指標)可以用來衡量節能算法的性能。KPI指標中最重要的指標包括掉話率、呼叫阻塞率、用戶面吞吐量、語音質量、移動相關指標(如切換失敗率)等。為了衡量節能算法,更多的KPI應該包括能量/比特、二氧化碳(kg)/比特、功耗/愛爾蘭、能量/比特/秒等。3能源節省管理方法和步驟下面就單節點覆蓋場景、容量或者能力受限的場景來詳細闡述能源節省管理的一些具體方法。3.1其他網絡設計方式這種覆蓋場景是由LTE節點或冗余的2G/3的網絡提供。大體分成兩種用例:第一種是LTE內異頻組網,小區內采用不同的頻率組網。一種典型的組網方式是宏小區和微小區的部署方式,以及宏小區下家庭節點的部署方式。第二種組網方式就是上文提到過的跨接入模式的組網方式。在這種情況下,一種可行的能源節省方法是,在有宏小區覆蓋的前提下,當系統服務需求很低或者在沒有需求的時候關閉熱點基站,由宏小區來維持小區內的服務。下面討論在單節點覆蓋的情景下存在的主要問題和可能的解決方案。3.1.1負荷信息的獲取通常采用常規的配置來對小區進行管理,可以使用定時調度在OAM下載本地的管理策略,其中系統的負荷信息可以用作最后判決的參考數據;或者通過接入網間的信號進行控制,不需要OAM的參與。并且,當本小區關閉的時候,應通知相關的跨模式接入的冗余小區,而且在冗余小區的負荷達到一定程度并發出請求的時候能夠重新激活本小區。3.1.2激活火炬檢測站點由于用戶是不均勻地分散在小區內各個地方因此從覆蓋的角度來講各個熱點基站的覆蓋程度是不一樣的。因此功耗調整的目標就是要找到其中的一個或幾個熱點基站能夠最大限度地承擔起小區的流量要求,而將其他基站關閉。下面有幾種可供選擇的方案:a)根據預先定義的每個熱點基站負荷高低的不同時間段來做判斷。這些時間段通常是由歷史數據用統計的方法得出。那些高負荷的熱點基站會被優先激活。b)激活所有的熱點基站。那些低負荷或無負荷的熱點在后期將被關閉。c)將休眠的熱點基站暫時性地激活。將它們保持在監聽模式監聽IoT(熱噪聲干擾)。熱噪聲干擾的數值可以用來間接地表示在基站附近活動用戶的數量。d)去激活的熱點基站進入一種探測工作模式發射下行參考信號。這些參考信號可以被連接態或空閑態的手機終端測量到,測量的結果發給宏小區基站。宏小區基站可以利用這些測量數據來決定應該激活哪些小區。e)利用手機終端對熱點基站的定位和地理信息來激活正確的基站。3.1.3熱點設施用量過大在一些情況下,小區關閉的實施方案和判決條件可能會產生矛盾。這其中主要有兩點:一是怎樣使總體能量效率最大化,二是怎樣避免在關閉小區的時候而導致工作小區的負荷過載。具體的解決方案可以參考如下:a)正在覆蓋的工作小區觀察自身和臨小區的負荷信息,決定應該關閉哪些熱點基站。b)熱點基站發送關閉請求消息,由宏小區來做判決。如果本地的管理策略和宏小區的策略不一致,就會導致頻繁的小區開關操作,引起乒乓效應。例如熱點基站遵循本地策略關閉后,宏小區要求其重新打開,然后熱點基站又關閉,如此循環,其更深層次的原因可能是宏小區在自身能力滿足服務需求的情況下發送了熱點小區的激活請求。這個問題可以通過調整相關的節能算法的參數來得到解決。3.2動態調整的機制容量或者能力受限的網絡場景如圖1所示。在滿載工作模式下,在峰值服務流量吞吐時間段內,所有的小區都工作在非能源節省模式下,保證目標的QoS達標。在非峰值情況下,可以適當降低激活的小區或基站的數目,部署節能補償的小區或基站來保證覆蓋范圍。另外,這些節能補償的小區或基站提供有效的服務來保證剩余流量的QoS處在目標水平線上。用來節能的小區可以完全關閉。從圖1中可以看出,在非峰值服務期間,右圖邊緣節能小區關閉后,中心的節能補償小區擴大了覆蓋范圍,為整個地區的用戶提供覆蓋服務。在鄉村地區,基站的密度要大到足夠能覆蓋目標(覆蓋受限的場景),然而在城市地區,由于用戶的密度原因,對系統的容量需求會很高(容量受限場景)。可以用預期的忙時小時數、流量需求等參數來確定小區的覆蓋范圍。由于各種因素的影響,例如每天、每星期、每個季節的不同,網絡中服務流量的衡量維度時時刻刻都在變化,這樣一來,動態調整的機制就為能量節省功能提供發揮作用的機會。詳細來說,就是通過對小區或基站進行部分或全部的開關來達到降低小區基站密度的目的。需要說明的是,在這種容量受限的場景下,需要控制小區的覆蓋范圍。太大的覆蓋范圍會導致小區之間干擾的發生(干擾受限的場景)。這一點在同頻復用的時候顯得尤為突出。為了盡量避免這種問題的發生,可以采取一定的方法,例如調整天線傾角增加功率衰減、采用較低的天線高度等。考慮到小區密度的動態調整,節能設置也應該動態地進行修改。因此,可能的開關操作應該伴隨著更深層次的調整來達到控制覆蓋范圍的目的,例如上面提到的傾角、衰減設置等。需要指出的是,這些調整動作會影響SON的規劃、優化和相關設置,因此需要進行仔細的考慮和謹慎的修改。另外,建議對網絡的性能進行密切的監視,如KPI等。因為小區覆蓋的場景很難預料,覆蓋空洞、干擾、移動切換等問題出現的可能性會比較大。調整轉換的過程看起來非常復雜,但對連接態和空閑態的手機的影響應該盡可能的小。連接態的手機可以由網絡的改變促使其切換,也可以由算法本身觸發其切換。空閑態的手機應該在整個調整過程中可以訪問網絡并能被呼叫,應該避免覆蓋空洞和強干擾的出現。為了在系統級描述能源節省模式和非能源節省模式,需要進行網元間的狀態切換,如圖2所示。4采用新的能源節