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专题
2022/8/9 09:22

基于业务保障的5G基站智能关断方法分析

邮电设计技术  慕少锋,肖清华

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摘要:通过资源利用率门限,筛选目标关断基站候选集,在此基础上,计算业务的时延余值和丢包余值,借助综合评估值对业务进行等级划分。结合业务性质对用户进行标记,进而通过业务关断门限对目标基站进行标识。核算目标基站的所有邻区,在所有邻区处于轻载,并且在实施负载转移后仍然不过载的前提下采取对目标基站的关断措施。最后采用Matlab工具对GSIC算法进行了仿真验证。结果表明,无论是单站关断还是簇关断,均可以实现比较理想的节能目标。

关键词:5G;资源利用率;基站关断;GBR;业务保障

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2022.07.003

概述

5G在带来了高速率、低时延的业务体验的同时,也带来了更加智能化和多样化的应用场景,人与人之间的通信逐渐迈向物与物之间的万物互联。但由于5G网络采取更高的频段,相比4G而言,实现相同面积的覆盖需要部署 2~3 倍以上数量的基站(gNB)。另外,由于 5G 天线采用 Massive MIMO天线阵列,单站功耗是4G的3倍左右。就网络部署而言,5G利用超密集网络(Ultra Dense Network,UDN)提高网络容量和频谱效率的同时,也带来了严重的网络能耗问题。由此可见,如何降低 5G 能耗不仅功在当代,更是利在千秋。刘友波等人提出了能源互联网背景下的5G基站能耗模型,从能量效率和成本效率的角度提出对5G 能耗的管控,但涉及层面过多,偏于理想化。帅农村等人则基于多元线性回归分析了5G能耗模型,可以相对准确估算5G基站建设的能耗,但模型的精度取决于拟合的精度。对于 5G 商用过程中的节能应对策略可以参考文献和文献。杨拓等人则另辟蹊径地分析了 5G 终端环节的节能技术。从以上研究也可看出,解决 5G 网络的能耗问题有 2 种方法:硬节能和软节能。硬节能主要通过新技术、新材料和优化硬件架构来降低功耗,而软节能的方法则更灵活多变,包括符号关断、通道判断、载波关断,以及深度休眠和节能调度等多种方式,更适合于目前 AI 化的应用。为此,本文从不同用户对不同业务需求不同资源的角度出发,提出一种基于业务保障的5G基站智能判断方法(Guaranteed Services based 5G gNB Intelligently Closing Algorithm,GSIC),借助差异化的5G业务等级,根据业务的不同属性,有条件地实施 5G 基站间的用户迁移,实现低价值、低负载基站的关断,从而达到优化能耗的目的。

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