用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备

技术领域

本发明涉及电源管理设备技术领域，尤其涉及一种用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备。

背景技术

随着通信技术不断成熟，运营商的网络建设不断扩大。针对通信网络的技术特性和网络部署要求，基站主要用于提供空口协议功能，支持与用户设备、核心网之间的通信。而基站电源则在基站工作时，为其提供持续的电源，保证基站可以进行持续通信，保障通信的及时性和稳定性。而基站的备用电源则是在基站电源无法正常工作后为了保持基站的正常工作所设置的后备电源，后备电源的使用使得基站的通信更为安全，且为基站电源的抢修和更换提供了时间。

显然，随着接入终端的数量的增加，以及终端进行通信的位置，对于基站的要求也是不同的，而为了保证全部终端设备的正常通信，基站需要持续稳定的电流电压，在基站电源停止工作后启用备用电源时，备用电源对基站以及基站内的终端的通信情况并不了解，因此在使用备用电源进行供电时，缺少对备用电源的合理使用，从而备用电源的损耗增加，大大降低了备用电源的使用寿命。

发明内容

为此，本发明提供一种用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，可以解决备用电源损耗大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，包括：

通信范围确定模块，用以确定基站的通信范围；

接入位置获取模块，与通信范围确定模块连接，用以获取终端的接入位置；

数据交换量预估模块，与接入位置获取模块连接，用以对预接入终端的数据交换量进行预估；

后备电源电量分配模块，分别与接入位置获取模块和数据交换量预估模块连接，用以在基站电源断电后根据接入位置获取模块确定的终端的接入位置以及数据交换量预估模块预估的接入终端的数据交换量确定终端所接入的基站在基站电源停电时后备电源的电量分配；

其中，根据接入位置获取模块确定的终端的接入位置以及数据交换量预估模块预估的接入终端的数据交换量确定终端所接入的基站在基站电源停电时后备电源的电量分配包括：

若预接入的终端的位置在第i基站的通信范围Ri内且不在与第j基站重叠的通信范围Rij内，则预估该预接入终端的数据交换量，若该终端的数据交换量高于预设的数据交换量，则预接入的终端接入第i基站并将分配给第i基站后备电源电量提高；

若预接入的终端的位置在第i基站的通信范围Ri内且在与第j基站重叠的通信范围Rij内，在选择预接入的基站时，确定第i基站和第j基站后备电源电量以及信号强度，若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量且第i基站的信号强度高于第j基站的信号强度，则预接入的终端接入第i基站，此时无需对第i基站和第j基站的后备电源电量进行调整；

若第i基站的后备电源电量低于第j基站的后备电源电量且第i基站的信号强度低于第j基站的信号强度，则预接入的终端接入第j基站，此时无需对第i基站和第j基站的后备电源电量进行调整；

若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量，且第i基站的信号强度低于第j基站的信号强度，此时需要对第j基站的后备电源电量进行调整，使得第j基站的后备电源电量增加至原来电量的20%，此时重新比较第i基站的后备电源电量与第j基站的后备电源电量，若第j基站的后备电源电量高于第i基站的后备电源电量，则选择第j基站作为预接入终端的接入基站，若第j基站的后备电源电量仍小于第i基站的后备电源电量，则表示第j基站后备电量匮乏，选择第i基站作为预接入终端的接入基站；

若第j基站的后备电源电量高于第i基站的后备电源电量，且第i基站的信号强度高于第j基站的信号强度，此时需要对第i基站的后备电源电量进行调整，使得第i基站的后备电源电量增加至原来电量的20%，此时重新比较第j基站和第i基站的后备电源电量，若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量，则选择第i基站作为预接入终端的接入基站，若第i基站的后备电源电量仍小于第j基站的后备电源电量，则表示第i基站电量匮乏，则选择第j基站作为预接入终端的接入基站。

进一步地，在对任意基站通信范围内的终端数量进行确定时，根据终端的实际数量对基站的后备电源电量进行分配；在处理单元内设置有第一电量Q1、第二电量Q2、第三电量Q3和第四电量Q4，每个基站均设置有预设终端最大数量，若该基站内的终端的实际数量≤0.2×预设终端最大数量，则采用第一电量的后备电源为该基站进行供电；

若0.5×预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.2×预设终端最大数量，则采用第二电量的后备电源为该基站进行供电；

若0.9×预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.5×预设终端最大数量，则采用第三电量的后备电源为该基站进行供电；

若预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.9×预设终端最大数量，则采用第四电量的后备电源为该基站进行供电。

进一步地，当后备电源采用第一电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第一电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.5×Q1;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.3×Q1;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.1×Q1。

进一步地，当后备电源采用第二电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第二电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.5×Q2;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第二电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.3×Q2;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第二电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.1×Q2。

进一步地，当后备电源采用第三电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第三电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.5×Q3;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.3×Q3;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.1×Q3。

进一步地，当后备电源采用第四电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第四电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.5×Q4;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.3×Q4;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.1×Q4。

进一步地，在确定基站通信范围内的终端的活跃度时，若该基站内的终端的数量设置为n，在任意时间段内，若该基站内的数据交换量≥10n字节，则确定该时间段为该基站的第一活跃度时间段；

在任意时间段内，若10n字节>该基站内的数据交换量≥5n字节，则确定该时间段为该基站的第二活跃度时间段；

在任意时间段内，若该基站内的数据交换量<5n字节，则确定该时间段为该基站的第三活跃度时间段。

进一步地，所述获取终端的接入位置包括：

终端发出握手邀请，所述握手邀请中包含所述终端的位置；

接收预接入基站的邀请应答信息，进而建立终端和基站之间的通信链路；

后备电源电量分配模块包括处理单元，用以根据所述通信链路获取终端的接入位置。

进一步地，所述终端为VR设备、AR设备、远程医疗终端、无人机或无人驾驶车辆。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在终端接入基站的过程中，通过对基站备用电量进行调整使得备用电源的电量与基站的信号强度匹配，实现终端的接入；在基站备用电源电量与基站的信号强度不匹配时，进行一次电量调节后进行比较，根据比较结果选择预接入终端接入的基站，以使接入的基站的备用电源电量满足终端的通信数量支撑，保证基站备用电源电量充足，提高通信的稳定性。

尤其，通过对基站内的终端的实际接入数量与预设终端最大数量之间进行对比，设置多个等级，实现根据基站内接入的终端的实际数量对基站备用电源的电量进行精细化调整，使得基站备用电源的电量可以匹配对应的基站内终端的实际数量，使得基站通信范围内的终端在进行数据交换过程中，保持基站后备电源电量的充足，保障终端通信的安全性，且能够实现基站后备电源的充分利用，提高基站后备电源分配的合理性。尤其，根据终端内的通信时间确定通信潮汐，对基站内的终端的活跃度进行确定，当基站内的终端通信需求量高的时候，为了保证基站的通信质量，则需要保证基站后备电源的电量充足，以保证基站正常通信，但基站内的终端通信需求量低时，基站处于空闲状态，此时则可以对基站后备电源的电量适当降低，维持基站的基本运行即可，实现基站后备电源的合理分配，提高基站后备电源电量的利用率。

尤其，通过对基站通信范围内的终端的活跃度进行了具体限定，使得在确定基站的通信潮汐现象中的活跃时间段的更为精准，便于对基站后备电源的电量进行更为精准的调整，保证基站通信的稳定性，提高后备电源电量的利用效率。

尤其，终端的接入位置是通过握手过程建立通信链路，使得基站与终端之间可以进行数据交互，而处理单元对基站或终端进行检测时，可以根据实际需要对其内的信息进行获取，从而获取终端的接入位置，高效方便，提供信息获取速度。

尤其，终端是基于通信基站的，因此信息处理量大，而VR设备、AR设备、远程医疗终端、无人机或无人驾驶车辆需要处理的信息量较大，利用本发明实施例提供的应急组合式后备电源一体设备，便于对数据进行高效处理，在基站后备电源的电量稳定的前提下，提高终端与基站的交互效率，便于对数据进行高效处理，提高信息处理速度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

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，并非在限制本发明的保护范围。

本发明实施例的应用场景是备用电源、基站、终端，在使用过程中，备用电源对基站提供电源，基站在供电情况下具有通信中转功能，终端通过基站进行信息的传输，若是基站内的终端数量多，则其需要分配的功率较大，因此在对该基站进行备用电源电量分配时也需要优先保证该基站的供电稳定性。

具体而言，通常终端在与基站进行通信时，终端发出握手邀请，终端发出的握手邀请可以发送至多个基站，是否能接收到该握手邀请是与终端与基站的位置关系确定的，但是在多个基站接收到握手邀请之后，若有基站接收该握手邀请并回复，则该基站与该终端之间建立链路可以进行通信，而本发明实施例中的多个基站，是否与终端建立链路是基于其基站的备用电源电量以及基站的信号强度。

请参阅图1所示，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备包括：

通信范围确定模块10，用以确定各基站的通信范围，第i基站的通信范围为Ri，若两个基站的通信范围有重叠，通信范围重叠部分为Rij，其中第i基站的通信范围为Ri，第j基站的通信范围为Rj，则第i基站和第j基站的重叠部分的通信范围为Rij；

接入位置获取模块20，确定终端的接入位置；

数据交换量预估模块30，用以对预接入终端的数据交换量进行预估；

后备电源电量分配模块40，用以根据接入位置获取模块确定的终端的接入位置以及数据交换量预估模块预估的接入终端的数据交换量确定终端所接入的基站在基站电源停电时后备电源的电量分配；

若预接入的终端的位置在第i基站的通信范围Ri内且不在与第j基站重叠的通信范围Rij内，则预估该预接入终端的数据交换量，若该终端的数据交换量高于预设的数据交换量，则预接入的终端接入第i基站并将分配给第i基站后备电源电量提高；

若预接入的终端的位置在第i基站的通信范围Ri内且在与第j基站重叠的通信范围Rij内，在选择预接入的基站时，确定第i基站和第j基站后备电源电量以及信号强度，若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量且第i基站的信号强度高于第j基站的信号强度，则预接入的终端接入第i基站，此时无需对第i基站和第j基站的后备电源电量进行调整；

若第i基站的后备电源电量低于第j基站的后备电源电量且第i基站的信号强度低于第j基站的信号强度，则预接入的终端接入第j基站，此时无需对第i基站和第j基站的后备电源电量进行调整；

若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量，且第i基站的信号强度低于第j基站的信号强度，此时需要对第j基站的后备电源电量进行调整，使得第j基站的后备电源电量增加至原来电量的20%，此时重新比较第i基站的后备电源电量与第j基站的后备电源电量，若第j基站的后备电源电量高于第i基站的后备电源电量，则选择第j基站作为预接入终端的接入基站，若第j基站的后备电源电量仍小于第i基站的后备电源电量，则表示第j基站后备电量匮乏，选择第i基站作为预接入终端的接入基站；

若第j基站的后备电源电量高于第i基站的后备电源电量，且第i基站的信号强度高于第j基站的信号强度，此时需要对第i基站的后备电源电量进行调整，使得第i基站的后备电源电量增加至原来电量的20%，此时重新比较第j基站和第i基站的后备电源电量，若第i基站的后备电源电量高于第j基站的后备电源电量，则选择第i基站作为预接入终端的接入基站，若第i基站的后备电源电量仍小于第j基站的后备电源电量，则表示第i基站电量匮乏，则选择第j基站作为预接入终端的接入基站。

具体而言，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，在终端接入基站的过程中，通过对基站备用电量进行调整使得备用电源的电量与基站的信号强度匹配，实现终端的接入；在基站备用电源电量与基站的信号强度不匹配时，进行一次电量调节后进行比较，根据比较结果选择预接入终端接入的基站，以使接入的基站的备用电源电量满足终端的通信数量支撑，保证基站备用电源电量充足，提高通信的稳定性。

具体而言，在对任意基站通信范围内的终端数量进行确定时，根据终端的实际数量对基站的后备电源电量进行分配；在处理单元41内设置有第一电量Q1、第二电量Q2、第三电量Q3和第四电量Q4，处理单元设置在后备电源电量分配模块40内，每个基站均设置有预设终端最大数量，若该基站内的终端的实际数量≤0.2×预设终端最大数量，则采用第一电量的后备电源为该基站进行供电；

若0.5×预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.2×预设终端最大数量，则采用第二电量的后备电源为该基站进行供电；

若0.9×预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.5×预设终端最大数量，则采用第三电量的后备电源为该基站进行供电；

若预设终端最大数量≥该基站内的终端的实际数量>0.9×预设终端最大数量，则采用第四电量的后备电源为该基站进行供电。

具体而言，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，通过对基站内的终端的实际接入数量与预设终端最大数量之间进行对比，设置多个等级，实现根据基站内接入的终端的实际数量对基站备用电源的电量进行精细化调整，使得基站备用电源的电量可以匹配对应的基站内终端的实际数量，使得基站通信范围内的终端在进行数据交换过程中，保持基站后备电源电量的充足，保障终端通信的安全性，且能够实现基站后备电源的充分利用，提高基站后备电源分配的合理性。

具体而言，当后备电源采用第一电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第一电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.5×Q1;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.3×Q1;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第一电量Q1′=1.1×Q1。

具体而言，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，根据终端内的通信时间确定通信潮汐，对基站内的终端的活跃度进行确定，当基站内的终端通信需求量高的时候，为了保证基站的通信质量，则需要保证基站后备电源的电量充足，以保证基站正常通信，但基站内的终端通信需求量低时，基站处于空闲状态，此时则可以对基站后备电源的电量适当降低，维持基站的基本运行即可，实现基站后备电源的合理分配，提高基站后备电源电量的利用率。

在本发明实施例中，当后备电源采用第二电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第二电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第一电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.5×Q2;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第二电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.3×Q2;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第二电量进行修正，修改后的第二电量Q2′=1.1×Q2。

在本发明实施例中，当后备电源采用第三电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第三电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.5×Q3;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.3×Q3;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第三电量进行修正，修改后的第三电量Q3′=1.1×Q3。在本发明实施例中，当后备电源采用第四电量为基站进行供电时，根据基站内终端的信息量的活跃时间段对第四电量进行调整，以使基站的实际供电量符合基站的信息潮汐要求，若供电时间属于基站内的终端的第一活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量大，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.5×Q4;

若供电时间属于基站内的终端的第二活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量中等，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.3×Q4;

若供电时间属于基站内的终端的第三活跃度时间段，则表示该时间段内基站内的终端的通信需求量小，则在该时间段内对第四电量进行修正，修改后的第四电量Q4′=1.1×Q4。

具体而言，在确定基站通信范围内的终端的活跃度时，若该基站内的终端的数量设置为n，在任意时间段内，若该基站内的数据交换量≥10n字节，则确定该时间段为该基站的第一活跃度时间段；

在任意时间段内，若10n字节>该基站内的数据交换量≥5n字节，则确定该时间段为该基站的第二活跃度时间段；

在任意时间段内，若该基站内的数据交换量<5n字节，则确定该时间段为该基站的第三活跃度时间段。

在实际应用过程中，任意时间段的长度可以是1R，也可以是5R，还可以是其他时间长度，该时间段的长度是设定可以根据基站的终端数量以及通信需求进行判定。

具体而言，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备，通过对基站通信范围内的终端的活跃度进行了具体限定，使得在确定基站的通信潮汐现象中的活跃时间段的更为精准，便于对基站后备电源的电量进行更为精准的调整，保证基站通信的稳定性，提高后备电源电量的利用效率。

具体而言，进一步地，所述获取终端的接入位置包括：

终端发出握手邀请，所述握手邀请中包含所述终端的位置；

接收预接入基站的邀请应答信息，进而建立终端和基站之间的通信链路；

后备电源电量分配模块包括处理单元，用以根据所述通信链路获取终端的接入位置。

具体而言，本发明实施例提供的终端的接入位置是通过握手过程建立通信链路，使得基站与终端之间可以进行数据交互，而处理单元对基站或终端进行检测时，可以根据实际需要对其内的信息进行获取，从而获取终端的接入位置，高效方便，提供信息获取速度。

进一步地，所述终端为VR设备、AR设备、远程医疗终端、无人机或无人驾驶车辆。

具体而言，本发明实施例提供的用于通信基站的应急组合式后备电源一体设备中所提及的通信基站可以是5G基站，也可以是4G基站，还可以是其他用以通信的基站，当通信基站是5G基站时，该基站的信息处理量大，而VR设备、AR设备、远程医疗终端、无人机或无人驾驶车辆需要处理的信息量较大，利用本发明实施例提供的应急组合式后备电源一体设备，便于对数据进行高效处理，在基站后备电源的电量稳定的前提下，提高终端与基站的交互效率，便于对数据进行高效处理，提高信息处理速度。

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做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。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。