一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線網絡通信領域,設及物聯網,具體設及一種基于傳感器終端能量 收割的基站休眠方法,在大規(guī)模無線通信網絡中,通過對基站采用休眠策略的控制,使具有 能量收割功能的傳感器能夠達到規(guī)定的QoS(服務質量)要求。
【背景技術】
[0002] 隨著現代通信業(yè)務的發(fā)展,要求未來的無線通信必須具有更高的頻譜效率。同時, 由于全球化環(huán)境污染的加重,對于通信行業(yè)節(jié)能減排的要求也越來越嚴格。運就要求未來 的無線通信系統必須同時解決頻譜問題與環(huán)保問題。換而言之,就是要求未來無線通信系 統要在能夠繼續(xù)提高頻譜效率的同時,盡可能地降低能量消耗,避免溫室氣體的排放,實現 "綠色"通信。為了應對運一問題,節(jié)能網絡架構和節(jié)能技術的研究引起了學術界的重視,并 且逐步成為了目前的研究重點。
[0003] 在眾多的節(jié)能技術中,從周圍環(huán)境中收集射頻信號來給移動設備充電已經發(fā)展成 為一項有潛力而高效的技術。具體地說,從周圍射頻信號中收集能量的基本物理模塊是一 個整流天線,它可W將環(huán)境中存在的射頻能量轉換成直流電壓。通過從環(huán)境中收割的射頻 能量來支持其運行W及數據的傳輸,移動設備可W延長電池的使用壽命,低功率的器件甚 至可W永久操作。運是一項極其有吸引力的技術,尤其是考慮到大部分的低功耗物聯網設 備都需要充電,所W運項物聯網應用將成為5G的殺手級應用。
[0004] 另一方面,對基站引入休眠模式也是一個很有效的方法,它可W節(jié)省蜂窩網絡的 能耗。在同一時刻不同位置的基站,其所在蜂窩小區(qū)內的負載相差很大;同時,在同一基站 不同時刻其所在蜂窩小區(qū)內的負載變化較大。采用休眠模式可W根據基站負載的波動情 況,對應地切換開啟閉合狀態(tài),從而帶來高能效的增益,但同時也會影響網絡其他性能。一 方面,大量關閉基站可W節(jié)省更多的能量;另一方面,關閉過多的基站,用戶的服務質量會 劣化。并且,考慮到物聯網中的設備需要從射頻信號中收集能量來給自身供電的情況,休眠 策略的引入還將影響設備周圍射頻信號源的數量,運將進一步影響數據傳輸。因此運兩種 技術之間相互作用從而導致休眠策略該如何設計成為亟待解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0005] 針對目前問題,本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法,采 用了休眠策略,通過綜合考慮各傳感器收割的能量,使基站能夠合理控制自身開啟/關閉狀 態(tài)。達到了不外接電源給傳感器充電的同時,更多地節(jié)省了基站的能量消耗的效果,具有低 功耗設備自給自足的優(yōu)勢和節(jié)能的意義。
[0006] 本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法,分W下步驟:
[0007] 步驟1:對基站服務的傳感器進行編號。
[000引步驟2:將每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理,每到整點統計一個0~1 之間的能量收割值。
[0009] 步驟3:每到整點,將對每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站,由基站對 所有的能量收割值進行幾何平均數計算,得到基站的關閉概率。
[0010] 步驟4:由得到的基站關閉概率,隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態(tài)。
[0011] 相對于現有技術,本發(fā)明采用休眠策略,通過綜合考慮各傳感器收割的能量,使基 站能夠合理控制自身開啟/關閉狀態(tài),達到了不外接電源給傳感器充電的同時,更多地節(jié)省 了基站的能量消耗的效果,具有低功耗設備自給自足的優(yōu)勢和節(jié)能的意義。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法的整體流程示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖和實施例來說明本發(fā)明方法的技術方案。
[0014] 如圖1所示,本發(fā)明提供的基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法,包括步驟 101~步驟104,下面對各步驟進行具體說明。
[0015] 步驟101:對基站服務的傳感器進行編號1,2,3.''N,N為正整數。
[0016] 步驟102:每到整點,將每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理,統計一個0 ~1之間的能量收割值Ei, E2,…,En,并將對每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站, 每天統計并上傳24次。
[0017] 步驟103:由基站對獲取的所有能量收割值進行幾何平均數計算,得到基站的關閉 概率g二\iE斯…En"
[0018] 基站的關閉概率是每小時計算一次,然后根據當前概率控制開關。
[0019] 步驟104:由得到的基站關閉概率q,隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態(tài)。
[0020] 本發(fā)明通過綜合各傳感器收割的能量,使基站能夠合理控制自身開啟/關閉狀態(tài), 實現基站能量消耗的節(jié)省,具有低功耗設備自給自足的優(yōu)勢和節(jié)能的意義。
【主權項】
1. 一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法,其特征在于,通過如下步驟實現: 步驟1:對基站服務的傳感器進行編號; 步驟2:將每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理,每到整點統計一個0~1之間 的能量收割值; 步驟3:每到整點,將對每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站,由基站對所有 的能量收割值進行幾何平均數計算,得到基站的關閉概率; 步驟4:根據基站關閉概率,隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于傳感器終端能量收割的基站休眠方法,屬于無線網絡通信領域。本方法中,將基站服務的每個傳感器從基站收割的能量進行歸一化處理,每到整點統計一個0~1之間的能量收割值,將每個傳感器歸一化后的能量收割值上傳給基站,由基站對所有的能量收割值進行幾何平均數計算,得到基站的關閉概率,由基站關閉概率隨機控制基站開啟/關閉的工作狀態(tài)。本發(fā)明通過綜合考慮各傳感器收割的能量,使基站能夠合理控制自身的開啟或關閉狀態(tài),達到了不外接電源給傳感器充電的同時,更多地節(jié)省了基站的能量消耗的效果,具有低功耗設備自給自足的優(yōu)勢和節(jié)能的意義。
【IPC分類】H04W52/02
【公開號】CN105578578
【申請?zhí)枴緾N201610116700
【發(fā)明人】陳昆, 路兆銘, 溫向明, 景文鵬, 陳志強, 丁無窮
【申請人】北京郵電大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月1日