本发明涉及一种应用程序消耗移动基站能量的评估方法及系统，所述评估方法包括：获取设定移动基站内的BBU的功率参数、RRU的功率参数及每个扇区的最大平均上下行吞吐率；在所述设定移动基站覆盖范围内，确定数据连接的设定起始时间内设定终端上的应用程序上下行数据率，以及信令所占用的RE资源平均占用率、信令持续时间；根据功率参数、最大平均上下行吞吐率、设定起始时间以及上下行数据率计算所述上下行数据传输消耗的移动基站能量；根据功率参数、信令所占用的RE资源平均占用率和信令持续时间计算所述信令传输消耗的移动基站能量；将上下行数据传输消耗的移动基站能量及信令传输消耗的移动基站能量叠加可准确确定所述应用程序消耗的移动基站能量。
应用程序消耗移动基站能量的评估方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种应用程序消耗移动基站能量的评估方法及系统。
背景技术
[0002] 在移动网络里，有不同类型的基站，例如：宏基站、微蜂窝、直放站等，而不同基站的覆盖范围不同，功率也相差很大。另外，即使是相同类型的基站，由于生产厂家不同，或者部署的地方不同，也会导致功率、吞吐量等参数有差异。因此，移动终端接入的基站类型不同，所在位置不同，都会导致应用程序所消耗的移动基站电量不同。
[0003] 在4G LTE(Long Term Evolution，长期演进，是中国的4G无线通信标准)网络中，越来越多的应用程序占用大量的通信资源，而如何确定每个应用程序消耗了移动基站多少能量是个技术难题。
发明内容
[0004] 为了解决现有技术中的上述问题，即为了确定每个应用程序消耗移动基站的能量，本发明提供了一种应用程序消耗移动基站能量的评估方法及系统。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0006] 一种应用程序消耗移动基站能量的评估方法，所述评估方法包括：
[0007] 获取设定移动基站内的基带单元BBU的功率参数、远端射频单元RRU的功率参数及每个扇区的最大平均上下行吞吐率；
[0008] 在所述设定移动基站覆盖范围内，确定数据连接的设定起始时间内设定终端上的应用程序上下行数据率，以及信令所占用的RE资源平均占用率、信令持续时间；
[0009] 根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、每个扇区的最大平均上下行吞吐率、设定起始时间以及应用程序上下行数据率计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量；
[0010] 根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、信令所占用的RE资源平均占用率和信令持续时间计算所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量；
[0011] 将所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加确定所述应用程序消耗的移动基站能量。
[0012] 可选的，所述评估方法还包括：
[0013] 根据所述应用程序消耗的移动基站能量标注所述应用程序的网络能耗等级。
[0014] 可选的，所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量包括数据传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0015] 可选的，所述计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量，具体包括：
[0016] 根据以下公式确定所述数据传输所消耗的BBU的基本能量EBBU_b_data：
[0017]
[0018] 其中，Umax为信道的最大利用率，PBBU_min表示BBU的最小功率，TUL_max表示每个扇区的最大平均上行吞吐率，TDL_max表示每个扇区的最大平均下行吞吐率，TUL(t)表示在数据连接的起始时间[t0，t1]内应用程序上行数据率，TDL(t)表示[t0，t1]内应用程序下行数据；
[0019] 根据以下公式确定所述数据传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU_v_data：
[0020]
[0021] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率；
[0022] 根据以下公式确定所述数据传输所消耗RRU的基本能量ERRU_b_data：
[0023]
[0024] 其中，PRF表示BBU中射频RF的功率，PPA_min表示BBU中功率放大器PA的最小功率，RRU的最小功率PRRU_min＝PRF+PPA_min；
[0025] 根据以下公式确定所述数据传输所消耗RRU的可变增量能量ERRU_v_data：
[0026]
[0027] 其中，PRRU_max表示RRU的最大功率。
[0028] 可选的，所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量包括信令传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0029] 可选的，所述计算所述应用程序消耗的移动基站能量，具体包括：
[0030] 根据以下公式确定所述信令传输所消耗的BBU的基本能量EBBU-b-sig：
[0031]
[0032] 其中，Umax为信道的最大利用率，Rmax为所述设定移动基站的最大可用信令RE资源率，PBBU_min表示BBU的最小功率，Rsig_avg为测量信令所占用的RE资源平均占用率，Dsig为测量信令持续时间；
[0033] 根据以下公式确定所述信令传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU-v-sig：
[0034]
[0035] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率；
[0036] 根据以下公式确定所述信令传输所消耗的RRU的基本能量ERRU_b_sig：
[0037]
[0038] 根据以下公式确定所述信令传输所消耗的RRU的可变增量能量ERRU_v_sig：
[0039]
[0040] 根据本发明的实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0041] 本发明应用程序消耗移动基站能量的评估方法通过分别计算应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及应用程序信令传输消耗的移动基站能量，进而将应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加从而可准确确定应用程序消耗的移动基站能量，计算简单，准确度高。
[0042] 为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：
[0043] 一种应用程序消耗移动基站能量的评估系统，所述移动基站包括基带单元BBU和远端射频单元RRU，所述评估系统包括：
[0044] 获取单元，用于获取设定移动基站内的所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数及每个扇区的最大平均上下行吞吐率；
[0045] 确定单元，用于在所述设定移动基站覆盖范围内，确定数据连接的设定起始时间内设定终端上的应用程序上下行数据率，以及信令所占用的RE资源平均占用率、信令持续时间；
[0046] 第一计算单元，用于根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、每个扇区的最大平均上下行吞吐率、设定起始时间以及应用程序上下行数据率计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量；
[0047] 第二计算单元，用于根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、信令所占用的RE资源平均占用率和信令持续时间计算所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量；
[0048] 叠加单元，用于将所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加确定所述应用程序消耗的移动基站能量。
[0049] 可选的，所述评估系统还包括：
[0050] 等级标注单元，与所述叠加单元连接，用于根据所述应用程序消耗的移动基站能量标注所述应用程序的网络能耗等级。
[0051] 可选的，所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量包括数据传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0052] 可选的，所述第一计算单元包括：
[0053] 第一数据计算模块，用于根据以下公式确定所述数据传输所消耗的BBU的基本能量EBBU_b_data：
[0054]
[0055] 其中，Umax为信道的最大利用率，PBBU_min表示BBU的最小功率，TUL_max表示每个扇区的最大平均上行吞吐率，TDL_max表示每个扇区的最大平均下行吞吐率，TUL(t)表示在数据连接的起始时间[t0，t1]内应用程序上行数据率，TDL(t)表示[t0，t1]内应用程序下行数据率；
[0056] 第二数据计算模块，用于根据以下公式确定所述数据传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU_v_data：
[0057]
[0058] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率；
[0059] 第三数据计算模块，用于根据以下公式确定所述数据传输所消耗RRU的基本能量ERRU_b_data：
[0060]
[0061] 其中，PRF表示BBU中射频RF的功率，PPA_min表示BBU中功率放大器PA的最小功率，RRU的最小功率PRRU_min＝PRF+PPA_min；
[0062] 第四数据计算模块，用于根据以下公式确定所述数据传输所消耗RRU的可变增量能量ERRU_v_data：
[0063]
[0064] 其中，PRRU_max表示RRU的最大功率。
[0065] 可选的，所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量包括信令传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0066] 可选的，所述第二计算单元包括：
[0067] 第一信令计算模块，用于根据以下公式确定所述信令传输所消耗的BBU的基本能量EBBU-b-sig：
[0068]
[0069] 其中，Umax为信道的最大利用率，Rmax为所述设定移动基站的最大可用信令RE资源率，PBBU_min表示BBU的最小功率，Rsig_avg为测量信令所占用的RE资源平均占用率，Dsig为测量信令持续时间；
[0070] 第二信令计算模块，用于根据以下公式确定所述信令传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU-v-sig：
[0071]
[0072] 第三信令计算模块，用于根据以下公式确定所述信令传输所消耗的RRU的基本能量ERRU_b_sig：
[0073]
[0074] 第四信令计算模块，用于根据以下公式确定所述信令传输所消耗的RRU的可变增量能量ERRU_v_sig：
[0075]
[0076] 根据本发明的实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0077] 本发明应用程序消耗移动基站能量的评估系统通过设置获取单元、确定单元、第一计算单元、第二计算单元及叠加单元，可分别计算应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及应用程序信令传输消耗的移动基站能量，进而将应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加从而可准确确定应用程序消耗的移动基站能量，计算简单，准确度高。
附图说明
[0078] 图1是本发明应用程序消耗移动基站能量的评估方法的流程图；
[0079] 图2是本发明应用程序消耗移动基站能量的评估系统的模块结构示意图。
[0080] 符号说明：
[0081] 获取单元—1，确定单元—2，第一计算单元—3，第二计算单元—4，叠加单元—5，等级标注单元—6，设定移动基站—7。
具体实施方式
[0082] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
[0083] 本发明的目的是提供一种应用程序消耗移动基站能量的评估方法，通过分别计算应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及应用程序信令传输消耗的移动基站能量，进而将应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加从而可准确确定应用程序消耗的移动基站能量，计算简单，准确度高。
[0084] 其中，LTE，Long Term Evolution，长期演进，是中国的4G无线通信标准；RE：resource elementsLTE网络中，频率上一个子载波及时域上一个symbol，称为一个RE。
[0085] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0086] 如图1所示，本发明应用程序消耗移动基站能量的评估方法包括：
[0087] 步骤100：获取设定移动基站内的基带单元BBU的功率参数、远端射频单元RRU的功率参数及每个扇区的最大平均上下行吞吐率；
[0088] 步骤200：在所述设定移动基站覆盖范围内，确定数据连接的设定起始时间内设定终端上的应用程序上下行数据率，以及信令所占用的RE资源平均占用率、信令持续时间；
[0089] 步骤300：根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、每个扇区的最大平均上下行吞吐率、设定起始时间以及应用程序上下行数据率计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量；
[0090] 步骤400：根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、信令所占用的RE资源平均占用率和信令持续时间计算所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量；
[0091] 步骤500：将所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加确定所述应用程序消耗的移动基站能量；
[0092] 步骤600：根据所述应用程序消耗的移动基站能量标注所述应用程序的网络能耗等级。
[0093] 其中，每个移动基站的主要能耗部件包括基带单元(baseband unit，BBU)和远端射频单元(radio remote unit，RRU)，具体地，所述BBU的数量为1个，所述RRU的数量为3个。每个RRU主要由射频(radio frequency，RF)和功率放大器(power amplifier，PA)组成，每个RRU负责一个扇区的无线信号。其中，在步骤100中，首先得选择一个设定移动基站，测量或者查找该基站各个单元的功率参数，或者预设这些功率参数。当所述设定移动基站没有承载任何业务时，输出功率最小时，每个单元的功率都最小，分别测量可以得到：BBU的最小功率PBBU_min、RF的功率PRF、PA的最小功率PPA_min，RRU的最小功率PRRU_min＝PRF+PPA_min。当所述移动基站的输出功率最大时，每个单元的功率也最大，分别测量可以得到：BBU的最大功率PBBU_max、RRU的最大功率PRRU_max。另外，当基站输出功率最大时，测量可以得到基站每个扇区的最大平均下行吞吐率TDL_max和上行吞吐率TUL_max。
[0094] 在步骤200中，在所述设定移动基站的覆盖范围内，确定一个与所述设定移动基站相连的终端上的应用程序上下行数据率TUL(t)和TDL(t)，以及数据连接的起始时间t0和t1，并测量信令所占用的RE资源平均占用率Rsig_avg和信令持续时间Dsig。所述终端可为智能手机，但并不以此为限。
[0095] 在步骤300中，所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量包括数据传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0096] 进一步地，所述计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量，具体包括：
[0097] 步骤301：根据公式(1)确定所述数据传输所消耗的BBU的基本能量EBBU_b_data：
[0098]
[0099] 其中，Umax为信道的最大利用率，PBBU_min表示BBU的最小功率，TUL_max表示每个扇区的最大平均上行吞吐率，TDL_max表示每个扇区的最大平均下行吞吐率，TUL(t)表示在数据连接的起始时间[t0，t1]内应用程序上行数据率，TDL(t)表示[t0，t1]内应用程序下行数据率。数字3代表基站的3个扇区，这里只计算一个扇区所消耗的能量。
[0100] 所述信道的最大利用率Umax取值为70％，可根据移动基站的不同而改变。
[0101] 步骤302：根据公式(2)确定所述数据传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU_v_data：
[0102]
[0103] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率。
[0104] 步骤303：根据公式(3)确定所述数据传输所消耗RRU的基本能量ERRU_b_data：
[0105]
[0106] 其中，PRF表示BBU中射频RF的功率，PPA_min表示BBU中功率放大器PA的最小功率，RRU的最小功率PRRU_min＝PRF+PPA_min。
[0107] 步骤304：根据公式(4)确定所述数据传输所消耗RRU的可变增量能量ERRU_v_data：
[0108]
[0109] 其中，PRRU_max表示RRU的最大功率。
[0110] 在步骤400中，所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量包括信令传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0111] 进一步地，所述计算所述应用程序消耗的移动基站能量，具体包括：
[0112] 步骤401：根据公式(5)确定所述信令传输所消耗的BBU的基本能量EBBU-b-sig：
[0113]
[0114] 其中，Umax为信道的最大利用率，Rmax为所述设定移动基站的最大可用信令RE资源率，PBBU_min表示BBU的最小功率，Rsig_avg为测量信令所占用的RE资源平均占用率，Dsig为测量信令持续时间。
[0115] 在LTE中，不同的带宽情况下，RE的个数会不同，在这里，我们假定LTE网络的带宽为20MHz，那么每一帧里总共有100080个RE，这些RE分别用于上下行信令和数据，在LTE规范里，有些RE固定用于某种用途，有些RE会根据情况临时变换用途，因此用于信令的RE个数也是动态的，将所有可能用于信令的RE计算出来，每帧有36552个信令RE。在LTE中，一帧持续的时间为10ms，因此最大可用信令RE资源率为3655200个RE每秒，这就是Rmax的值。
[0116] 步骤402：根据公式(6)确定所述信令传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU-v-sig：
[0117]
[0118] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率。
[0119] 步骤403：根据公式(7)确定所述信令传输所消耗的RRU的基本能量ERRU_b_sig：
[0120]
[0121] 步骤404：根据公式(8)确定所述信令传输所消耗的RRU的可变增量能量ERRU_v_sig：
[0122]
[0123] 在步骤500中，所述应用程序消耗的移动基站能量EAPP为：
[0124] EAPP＝EBBU_b_data+EBBU_v_data+ERRU_b_data+ERRU_v_data+(9)
[0125] EBBU-b-sig+EBBU-v-sig+ERRU_b_sig+ERRU_v_sig
[0126] 通过本发明应用程序消耗移动基站能量的评估方法可准确确定不同应用程序对于移动基站功耗的整体影响；可以区分应用程序所产生的数据和信令对于基站能耗的不同影响。进一步，可根据计算应用程序消耗的移动基站能量EAPP为指导，有效调整网络运行机制，达到节省能量的目的。
[0127] 此外，本发明还提供一种应用程序消耗移动基站能量的评估系统，可确定每个应用程序消耗移动基站的能量。
[0128] 其中，每个移动基站的主要能耗部件包括BBU和RRU，具体地，所述BBU的数量为1个，所述RRU的数量为3个。每个RRU主要由射频(radio frequency，RF)和功率放大器(power amplifier，PA)组成，每个RRU负责一个扇区的无线信号。
[0129] 如图2所示，本发明应用程序消耗移动基站能量的评估系统包括获取单元1、确定单元2、第一计算单元3、第二计算单元4、叠加单元5及等级标注单元6。
[0130] 其中，所述获取单元1用于获取设定移动基站7内的所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数及每个扇区的最大平均上下行吞吐率。
[0131] 所述确定单元2用于在所述设定移动基站7盖范围内，确定数据连接的设定起始时间内设定终端上的应用程序上下行数据率，以及信令所占用的RE资源平均占用率、信令持续时间。
[0132] 所述第一计算单元3用于根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、每个扇区的最大平均上下行吞吐率、设定起始时间以及应用程序上下行数据率计算所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量。
[0133] 所述第二计算单元4用于根据所述BBU的功率参数、所述RRU的功率参数、信令所占用的RE资源平均占用率和信令持续时间计算所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量。
[0134] 所述叠加单元5用于将所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量及所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量叠加确定所述应用程序消耗的移动基站能量。
[0135] 所述等级标注单元6与所述叠加单元5连接，用于根据所述应用程序消耗的移动基站能量标注所述应用程序的网络能耗等级。
[0136] 可选的，所述应用程序上下行数据传输消耗的移动基站能量包括数据传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0137] 进一步地，所述第一计算单元3包括第一数据计算模块、第二数据计算模块、第三数据计算模块及第四数据计算模块。
[0138] 其中，所述第一数据计算模块用于根据公式(1)确定所述数据传输所消耗的BBU的基本能量EBBU_b_data：
[0139]
[0140] 其中，Umax为信道的最大利用率，PBBU_min表示BBU的最小功率，TUL_max表示每个扇区的最大平均上行吞吐率，TDL_max表示每个扇区的最大平均下行吞吐率，TUL(t)表示在数据连接的起始时间[t0，t1]内应用程序上行数据率，TDL(t)表示[t0，t1]内应用程序下行数据率。
[0141] 所述第二数据计算模块用于根据公式(2)确定所述数据传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU_v_data：
[0142]
[0143] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率。
[0144] 所述第三数据计算模块用于根据公式(3)确定所述数据传输所消耗RRU的基本能量ERRU_b_data：
[0145]
[0146] 其中，PRF表示BBU中射频RF的功率，PPA_min表示BBU中功率放大器PA的最小功率，RRU的最小功率PRRU_min＝PRF+PPA_min。
[0147] 所述第四数据计算模块用于根据公式(4)确定所述数据传输所消耗RRU的可变增量能量ERRU_v_data：
[0148]
[0149] 其中，PRRU_max表示RRU的最大功率。
[0150] 可选的，所述应用程序信令传输消耗的移动基站能量包括信令传输所消耗的BBU的基本能量及可变增量能量、RRU的基本能量及可变增量能量。
[0151] 进一步地，所述第二计算单元4包括第一信令计算模块、第二信令计算模块、第三信令计算模块及第四信令计算模块。
[0152] 其中，所述第一信令计算模块用于根据公式(5)确定所述信令传输所消耗的BBU的基本能量EBBU-b-sig：
[0153]
[0154] 其中，Umax为信道的最大利用率，Rmax为所述设定移动基站的最大可用信令RE资源率，PBBU_min表示BBU的最小功率，Rsig_avg为测量信令所占用的RE资源平均占用率，Dsig为测量信令持续时间。
[0155] 所述第二信令计算模块用于根据公式(6)确定所述信令传输所消耗的BBU的可变增量能量EBBU-v-sig：
[0156]
[0157] 其中，PBBU_max表示BBU的最大功率。
[0158] 所述第三信令计算模块用于根据公式(7)确定所述信令传输所消耗的RRU的基本能量ERRU_b_sig：
[0159]
[0160] 所述第四信令计算模块用于根据公式(8)确定所述信令传输所消耗的RRU的可变增量能量ERRU_v_sig：
[0161]
[0162] 所述叠加单元5确定所述应用程序消耗的移动基站能量EAPP为：
[0163] EAPP＝EBBU_b_data+EBBU_v_data+ERRU_b_data+ERRU_v_data+(9)
[0164] EBBU-b-sig+EBBU-v-sig+ERRU_b_sig+ERRU_v_sig
[0165] 相对于现有技术，本发明应用程序消耗移动基站能量的评估系统与上述应用程序消耗移动基站能量的评估方法的有益效果相同，在此不再赘述。
[0166] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
