基于自主管理的LTE无线接入网节能机制和算法研究

Reducing the energy consumption of radio access network has great significance for Energy saving and emission reduction. Introducing the energy saving mechanism will be great benefit for LTE radio access network. But it is far from enough to rely on the traditional access network management technologies, and the autonomic management technology is needed in the research of energy saving mechanism for LTE radio access network. .For the moment, there are some problems in the research field of energy saving management for LTE radio access network, for example, no accurate energy consumption model, not considering the multi-objective in energy saving and compensation mechanisms, no energy saving execution schedule methods. The main topics of the project are: 1) To build the accurate energy consumption model for LTE radio access network; 2) To construct the multi-objective autonomic energy saving and compensation mechanism, including the dynamic adjudgement mechanism to trigger and resume energy saving, and the multi-objective energy saving and compensation algorithms; 3) To propose the energy saving execution schedule method which can minimize the subscribers' experience; and at last, the project will validate the mechanisms and algorithms by emulation. According to the above research, the project will provide the theoretic and technology basis for the autonomic energy saving management in LTE radio access network.

减少无线接入网的能耗对于节能减排具有重要意义，通过在LTE无线接入网中引入节能管理机制，可带来显著的节能效益。但是节能管理机制仅依靠传统的无线接入网网络管理是远远不够的，需要基于自主管理技术来研究LTE无线接入网的节能机制。.针对目前LTE无线接入网节能管理研究中存在的缺乏精确能耗模型、节能和补偿机制未考虑多目标、缺少节能执行调度方法等问题，本项目的研究内容为：1）建立精确的LTE无线接入网能耗模型；2）构造面向多目标的自主节能与补偿机制，包括提出基于业务量的节能触发和节能恢复动态判决机制，并设计面向多目标的节能和补偿优化算法；3）提出用户体验影响最小化的节能执行调度方法，最后通过仿真实验来验证相应的机制与算法。通过上述研究，为LTE无线接入网的自主节能管理提供理论和技术基础。

本项目预期目标是通过自主管理技术实现LTE无线接入网自主节能，在有效降低无线接入网能耗的同时，提供多方面的用户服务质量保障。.为实现该目标，项目组首先提出了具有自主管理能力的自主节能管理控制环，在此基础上提出了集中式和分布式的自主节能管理架构及管理流程，为后续自主节能管理机制的研究提供指导。随后，项目组针对自主节能管理中的三个关键环节展开研究，并提出相应的解决方案。.首先，精确的能耗量化模型是接入网能耗准确评估和监测的基础。项目组提出了传统电网供电情况下的LTE无线接入网精确能耗模型、混合能源供能的无线接入网能耗量化模型、以及协作或非协作无线终端的能耗量化模型，并提出了节能效果评估模型，为后续阶段的研究提供了有力保障。.其次，面向多目标的自主节能和补偿机制是实现有效节能的重要保障，项目组提出了基于多维业务量特性的自主节能和恢复触发机制、面向区域化节能的自主节能算法、基于多种实现方式的节能补偿机制、以及基于数据分析和挖掘的小区节能与中断状态识别机制。.最后，为了减小自主节能对用户的影响，项目组研究了用户影响最小化的节能执行调度方法，分析了影响用户体验的多方面因素如资源调度、接入容量、负载均衡度等，并分别研究了影响最小化的解决方案。相关结果均通过仿真实验进行了验证，显示了良好的性能。.此外，项目组基于新型的无线云网络（C-RAN）架构，开展了对无线云网络架构下的自主节能管理机制的研究；基于终端能效管理需求，开展了用户侧能效管理研究，对无线接入网节能研究进行了扩展。.基于本项目的理论研究成果，项目组研发了机房能耗分析系统，并在实际机房环境中进行了试验应用。该系统可以对机房的能耗指标和环境参数等进行多角度、多粒度、多维度的分析。通过使用该系统，可以全面掌握能耗和环境情况，为节能方案提供依据，实现能耗的闭环管理。.项目组圆满并超额完成了项目任务。