如何才能有效降低5G站點(diǎn)能耗來節(jié)省運(yùn)營成本？
自從5G商用以來，基站能耗問題備受關(guān)注，我們一直在思考如何才能有效降低5G站點(diǎn)能耗來節(jié)省運(yùn)營成本？我們先來看生活中一個節(jié)能的例子，教室里面有若干個燈，我們有哪些手段來節(jié)能呢？
有小伙伴想到更換節(jié)能照明燈來節(jié)能；也有小伙伴想到隨手關(guān)燈來節(jié)能；還有小伙伴想到建設(shè)智能的照明系統(tǒng)，自動關(guān)燈來節(jié)能。這個例子和通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能非常類似，如果把教室里面的燈替換成通信網(wǎng)絡(luò)中的基站，相關(guān)節(jié)能的想法就對應(yīng)了4G/5G網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的一些節(jié)能措施。
如何將這些節(jié)能的想法應(yīng)用到實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，中興通訊提出了PowerPilot節(jié)能解決方案。
中興PowerPilot節(jié)能方案包括了基礎(chǔ)節(jié)能手段（符號關(guān)斷、通道關(guān)斷、小區(qū)關(guān)斷、深度休眠）、基于負(fù)荷預(yù)測AI節(jié)能和基于業(yè)務(wù)導(dǎo)航的AI節(jié)能。
基于負(fù)荷預(yù)測的AI節(jié)能機(jī)制，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，結(jié)合具體場景選擇基站關(guān)斷策略，并根據(jù)節(jié)能效果的評估，迭代更新節(jié)能策略，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)能，一個站點(diǎn)一個節(jié)能策略，不斷優(yōu)化節(jié)能效果，達(dá)到了能耗與性能之間的平衡。
在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)基于負(fù)荷預(yù)測AI節(jié)能對于多制式多頻層組網(wǎng)的場景，還有一定的局限性，無法進(jìn)一步發(fā)揮基礎(chǔ)節(jié)能手段的作用，例如：網(wǎng)絡(luò)閑時(shí)，基于各頻層分別判斷話務(wù)負(fù)荷，所有頻層都有少量的用戶分布，各頻層只能啟動符號關(guān)斷或通道關(guān)斷，無法啟動小區(qū)關(guān)斷、深度休眠等更進(jìn)一步的節(jié)能手段。
我們回到教室照明的例子，也存在類似的問題。一盞燈可以滿足2個學(xué)生的照明需要，教室里面有2個學(xué)生，卻開了2盞燈，顯然沒有達(dá)到最佳的節(jié)能效果。在1號燈和3號燈下面都有學(xué)生學(xué)習(xí)的情況下，智能照明系統(tǒng)不能關(guān)閉1號燈或著3號燈來省電。
我們發(fā)現(xiàn)如果3號燈下面的同學(xué)移動到1號燈下面，那么關(guān)掉3號燈，就可以達(dá)到更好的節(jié)能效果，而且滿足了當(dāng)前所有同學(xué)的照明需要。
從教室照明例子中得到啟發(fā)，PowerPilot采用了一種更主動的方法：網(wǎng)絡(luò)閑時(shí)，所有頻層都有少量的用戶分布，在不影響用戶體驗(yàn)的前提下，如果將所有用戶都集中到部分頻層，其他頻層就可以啟動小區(qū)關(guān)斷或者深度休眠，節(jié)能效果會更好。
PowerPilot采用的這種節(jié)能方法就是基于業(yè)務(wù)導(dǎo)航的AI 節(jié)能，它包括2個方面：基于能效的用戶分布調(diào)整、多維度用戶分布策略協(xié)同。
基于能效的用戶分布調(diào)整
教室照明達(dá)到最佳的節(jié)能效果，需要選擇燈、選擇人員、以及移動人員三個過程，和教室照明的例子類似，PowerPilot調(diào)整用戶分布這一過程可以分為三個環(huán)節(jié)：選擇頻層、選擇用戶、遷移用戶。
1.選擇頻層
選擇頻層就是選擇用戶要遷移到的目標(biāo)頻層，在選擇頻層過程中需要考慮以下因素。
● 源頻層和目標(biāo)頻層之間存在覆蓋重疊區(qū)域
對于通信網(wǎng)絡(luò)而言，不能簡單粗暴的關(guān)掉用戶所在的基站，讓用戶去另外一個基站的位置打電話。這里所說的調(diào)整用戶分布不是用戶地理位置的移動，而是指用戶從源頻層到目標(biāo)頻層的移動，這樣就要求用戶同時(shí)處于目標(biāo)頻層的覆蓋范圍，也就是需要源頻層和目標(biāo)頻層之間存在覆蓋重疊區(qū)域。
● 源頻層中存在可以遷移到目標(biāo)頻層的用戶
● 通過遷移用戶，源頻層可以啟動更多的基礎(chǔ)節(jié)能功能
調(diào)整用戶分布的主要目的是節(jié)能，具體就是通過源頻層來節(jié)能，也就是遷移用戶后，源頻層可以啟動更多基礎(chǔ)的節(jié)能功能。
目標(biāo)頻層不會因?yàn)橛脩暨w移而關(guān)閉已經(jīng)啟動的基礎(chǔ)節(jié)能功能。
Tips
這里說的目標(biāo)頻層和源頻層，針對的不是單個小區(qū)，而是若干個小區(qū)組成的小區(qū)簇，這樣就不會因?yàn)槟繕?biāo)小區(qū)太少，選擇不到適合的用戶進(jìn)行遷移。
2.選擇用戶
選擇待遷移的用戶時(shí)，需要考慮下面2個方面的因素，不能因?yàn)檫w移到目標(biāo)頻層而影響業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
● 用戶所有業(yè)務(wù)能夠由目標(biāo)頻層承載
綜合終端能力、核心網(wǎng)配置的移動性限制、網(wǎng)絡(luò)切片等因素，只有用戶所有的業(yè)務(wù)都能夠由目標(biāo)頻層承載時(shí)，才能作為遷移的備選用戶。
● 用戶所有業(yè)務(wù)體驗(yàn)不受影響
不同業(yè)務(wù)在不同頻層之間的體驗(yàn)可能不同，不需要保證用戶遷移后業(yè)務(wù)體驗(yàn)完全不變，但是要保證用戶遷移到目標(biāo)頻層后，業(yè)務(wù)體驗(yàn)還能夠滿足預(yù)期的要求。
3.遷移用戶
選擇頻層、選擇用戶后，在執(zhí)行用戶遷移時(shí)，不僅需要遷移已選定的處于連接態(tài)的用戶，還需要處理空閑態(tài)用戶的分布。
| 用戶狀態(tài) |
說明 |
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連接態(tài)用戶遷移 |
根據(jù)目標(biāo)頻層的不同，選擇系統(tǒng)內(nèi)異頻切換或異系統(tǒng)切換。部分場景受限于終端能力，或組網(wǎng)場景的限制，采用異頻重定向或異系統(tǒng)重定向。 |
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空閑態(tài)用戶分布調(diào)整 |
對于已經(jīng)遷移到目標(biāo)頻層的用戶，為避免用戶后續(xù)通過小區(qū)重選再次駐留并接入源頻層，應(yīng)將這些用戶的源頻層“小區(qū)重選專用優(yōu)先級”設(shè)置為最低。 |
多維度用戶分布策略協(xié)同機(jī)制
PowerPilot基于能效的用戶分布調(diào)整節(jié)能策略，在不影響用戶體驗(yàn)的前提下，將用戶集中在適當(dāng)?shù)念l層，使其他頻層更好的發(fā)揮基礎(chǔ)節(jié)能效果，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)整體能效。那么這種節(jié)能策略有沒有什么限制呢？在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，基于能效的用戶分布調(diào)整節(jié)能策略和其它控制用戶分布的策略有時(shí)是沖突的，也就是按照節(jié)能策略可能需要進(jìn)行用戶遷移，而其它控制用戶分布的策略要求用戶駐留，以哪個策略為準(zhǔn)呢？這就需要PowerPilot的多維度用戶分布策略協(xié)同機(jī)制來解決，多維度用戶分布策略協(xié)同機(jī)制包括了以下三大策略。
● 協(xié)同覆蓋和節(jié)能之間不同的用戶分布策略
通常部署新制式或新頻段時(shí)，都會設(shè)置為優(yōu)先用戶駐留，以體現(xiàn)新制式的網(wǎng)絡(luò)覆蓋或分流業(yè)務(wù)，這類控制用戶分布的策略與節(jié)能觸發(fā)用戶分布調(diào)整的策略一般都是沖突的。這種情況下，除非是特定的運(yùn)營需求，一般都建議節(jié)能觸發(fā)用戶分布調(diào)整策略優(yōu)先。
● 協(xié)同負(fù)荷均衡和節(jié)能之間不同的用戶分布策略
根據(jù)負(fù)荷均衡的需要，也會通過遷移連接態(tài)用戶，主動調(diào)整用戶分布。這里用戶遷移的方向通常也都是與節(jié)能觸發(fā)的用戶遷移方向相反。負(fù)荷均衡的觸發(fā)的用戶分布調(diào)整都是用于提升用戶體驗(yàn)的，這種情況下，除非特別設(shè)置的節(jié)能策略，原則上建議負(fù)荷均衡觸發(fā)的用戶遷移策略優(yōu)先級更高，只要是因?yàn)樨?fù)荷均衡遷移到新小區(qū)的用戶，在基于能效的用戶分布調(diào)整時(shí)，不應(yīng)該再作為備選用戶。
● 協(xié)同業(yè)務(wù)分層和節(jié)能之間不同的用戶分布策略
因?yàn)闃I(yè)務(wù)分層的要求，用戶當(dāng)前接入的頻層通常是運(yùn)營商指定的、對應(yīng)業(yè)務(wù)的優(yōu)選頻層，而基于能效的用戶分布調(diào)整，可能會選擇該用戶遷移到其他頻層。對于這類用戶遷移策略的沖突，建議由運(yùn)營商根據(jù)運(yùn)營需求設(shè)置優(yōu)先執(zhí)行的策略。如果運(yùn)營商設(shè)置業(yè)務(wù)分層策略優(yōu)先，那么在基于能效的用戶分布調(diào)整時(shí)，不能選擇正在使用業(yè)務(wù)優(yōu)先頻層的用戶。如果運(yùn)營商設(shè)置節(jié)能策略優(yōu)先，那么對于因節(jié)能觸發(fā)遷移的用戶，就不再執(zhí)行基于業(yè)務(wù)的頻層間遷移。
中興Powerpilot節(jié)能方案一路走來，不斷的演進(jìn)，不斷升級，這不僅僅是我們對于基站節(jié)能降耗的認(rèn)識不斷深入的過程，也是無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)能效果提升的過程。
*文章轉(zhuǎn)自：中興技術(shù)
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