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随着人类对能源消耗的增长,能源稀缺和环境污染问题越来越严重。研究显示,近五年来信息与通信技术(ICT)行业消耗的能量在全球所占的比例由2%增长到10%,并且有快速增长的趋势。同时,由于无线接入网部分的节点数量众多,其能量消耗占整个移动通信网络基础设施和设备能量消耗的近80%。因此,减少无线接入网接入节点的能耗是实现无线接入网节能目标的主要途径。目前无线接入网在非峰值时刻业务量要远低于峰值时刻,但是由于无线接入网是按照峰值的容量来设计的,这就在非峰值的时候带来了不必要的能量消耗。减少非峰值时期的不必要的能量消耗是本论文讨论的重点。
作为自组织网络研究的子课题,3GPP组织已经对无线接入网的节能场景以及节能模型做了详尽的描述,并对涉及到的术语做了标准化的定义。本文在3GPP研究的基础上,提出无线接入网节能管理的整个节能方案,使得无线接入网在业务量低的时候关闭一些基站,关闭基站原区域内的覆盖范围由相邻未关闭的基站提供补偿,达到节能目的,并能满足服务质量以及没有覆盖盲点的要求。其中有两个核心的问题:第一,什么时候实施节能方案,本文提出节能触发条件的概念,它包括节能时间段、节能门限和滞后时间三个条件,其中针对节能门限引入业务量预测模型以及节能门限的自学习的思想来解决这个问题;第二,怎么实施节能方案,本文设计了一种节能算法,该算法既考虑了整个小区的总业务量,又能够满足每个用户的需求,很好的解决了节能的问题,此外,本文还针对节能算法的结果做了覆盖方面的优化工作。在节能方案设计出来后,作者还通过仿真的手段,验证了文中提到的节能方案的正确性和有效性。仿真的结果显示,本文节能方案与接入的服务类型以及基站的布局无关,节能效果受节能门限的选择影响较大,在本文的仿真环境下,当节能门限在0.4左右的时候,节能效果能够达到最优。