一种5G扩展皮基站的节能方法及装置

技术领域

本发明涉及5G基站相关技术领域，尤其涉及一种5G扩展皮基站的节能方法及装置。

背景技术

无线接入网的节能功能是5G网络的一项重要课题。相比于4G，由于5G的频段普遍较高，带宽更大，因此能耗也更大。由于5G的小区范围相对较小，覆盖用户数较少，因此避免无谓的射频能耗就更加关键。

扩展型皮基站是一种主要应用于室内部署的基站形态，多个小微射频单元通过扩展单元合并作为同一小区的信号进行处理。在实际运行中，可能出现某些时空所对应的射频单元没有用户，但射频单元仍然持续工作的场景。因此需要引入节能的功能来解决该场景下的无谓能耗问题。

扩展型皮基站的基本架构如图1所示。基站分为三大部分：集中单元（CentralizedUnit，CU）、分布单元（Distributed Unit，DU）和射频单元（Radio Unit，RU）。其中CU负责高层协议栈及与核心网的接口；DU负责低层协议栈及高层物理层功能；RU负责低层物理层和射频功能。另外，OAM作为外部模块实现整个系统的管理功能，与基站的各个模块都具有管理接口；扩展单元EU负责在DU和各PRRU之间分发或汇聚信号。

在室分基站的部署场景下，单一小区的多个皮级射频单元PRRU会被分配成对不同房间分别进行无线覆盖，各个房间的信号具有较大的空间隔离度。多个PRRU的上行信号会从EU归集合并到一个DU进行处理，逻辑上定义为一个小区。在这种情况下，DU的物理层不能从信号上区分不同PRRU的来源，因此需要引进位于PRRU的前端测量功能来辅助确定PRRU与UE信号能量的对应关系。

对于传统基站，射频单元与小区是一一对应的，基站通过物理层的测量处理可以获得本小区的接入终端和负载状态，再根据本小区的测量结果决定是否控制射频单元进入节能模式。

对于扩展型皮基站，射频单元与小区是多对一的关系。如果仍然沿用以小区级别进行负载的探测和设备休眠，则不能精确识别小区内的PRRU是否与接入UE相关联，无法实现通过控制PRRU个体进行休眠，达到有效节能的目的。

发明内容

本发明的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供一种5G扩展皮基站的节能方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

具体的，提出一种5G扩展皮基站的节能方法，包括以下：

步骤110、获取目标小区下所有入网终端的SRS配置信息作为SRS资源集合，根据所述SRS资源集合形成能量测量配置；

步骤120、告知PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并获取PRRU返回的能量测量结果；

步骤130、根据所述能量测量结果，确定不关联入网终端的PRRU集合；

步骤140、对所述PRRU集合中的PRRU发送休眠命令，接收到休眠命令的PRRU由工作模式进入休眠模式运行；

步骤150、当存在终端的随机接入请求时，将所述目标小区内全部PRRU转为工作模式并设置定时、启动定时器，在定时器启动的过程中暂不触发PRRU休眠，当定时器超时，返回步骤110。

进一步，具体的，构造能量测量配置的规则如下，

当目标小区内出现周期性SRS资源发生变化时，DU需要编写能量测量配置消息，通过OAM发往各PRRU，并等待能量测量的报告，

其中，周期性SRS资源发生变化的场景包括：

小区内有新的UE进入连接态，导致其相关的周期性SRS资源被配置，

小区内有UE发生了连接态释放，导致其相关的周期性SRS资源被释放，

小区内有UE因为业务类型变更导致无线承载变更，导致其相关的周期性SRS资源被更改，

小区内有来自其他小区的切换进入UE，导致其相关的周期性SRS资源被配置，

小区内有UE向其他小区成功切换，导致其相关的周期性SRS资源被释放；

测量资源的粒度按照以下方式确定：

对于在一个周期中占用多个资源发送SRS的UE，如天线切换的配置，分成多个资源。

对于在同一资源内通过循环移位进行复用的多UE的SRS，合并为一个资源。

对于进行跳频的SRS，采用大周期内的第一跳资源来代表。

进一步，所述方法还包括，如果目标小区中的不存在任何SRS资源配置，即连接态的UE数目为0，则直接判决为目标小区中所有PRRU进入休眠模式。

进一步，具体的，PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并返回能量测量结果，包括，

PRRU通过OAM接收来自DU的能量测量配置并保存，在报告周期的范围内，根据测量资源的时间分布确定需要进行能量测量的时隙集合，一个测量时隙对应一或多个测量资源的配置，

在每个测量时隙中，在本PRRU的上行频域信号产生后，对上行信号进行能量测量，根据测量结果和时隙所对应的测量资源索引，产生能量测量报告，在报告周期的时间窗口结束时，汇总全部测量报告，通过OAM发往DU。

进一步，具体的，PRRU进行能量测量的处理过程，如下，

根据能量测量配置，对频域信号进行能量测量，测量的相关参数包括：以时隙为单位的重复周期、以时隙为单位的偏移、符号索引、资源块起始偏移、连续资源块长度、梳齿长度、梳齿的起始偏移，进而确定进行能量测量的具体时隙和符号，以及频域的资源粒子集合，

在上述参数所指定的RE集合中，每个RE对应的能量为

计算获得的EPRE通过能量测量报告返回DU。

进一步，具体的，确定不关联入网终端的PRRU集合，包括，

对于获取到的任意PRRU的能量测量报告中，如果存在某次测量的EPRE大于设定阈值，则判断该PRRU存在与入网终端的关联，如果不存在某次测量的EPRE大于设定阈值，则判断该PRRU不关联入网终端。

进一步，具体的，定时的时长能够人为设定，且设置定时的原则为，

定时时间应略大于终端入网并完成RRC重配的估计时间。

进一步，所述方法还包括，

当设置的定时时长内存在的终端的随机接入请求不止一个时，即前一个接入所激活的定时器在未超时前又发生了新的接入事件，则定时器会被较晚接入的终端所刷新，定时时长从较晚的接入事件开始重新计算。

进一步，具体的，

PRRU具有两个模式：工作模式以及休眠模式，处于工作模式时，PRRU在各个时隙均正常收发信号；处于休眠模式时，PRRU按照DU的设定，仅保留SSB、SIB1、PRACH时机所在的时隙正常收发信号，关闭其他时隙的信号收发，PRRU模式的变更由DU发送控制命令触发。

本发明还提出一种5G扩展皮基站的节能装置，包括：

能量测量配置模块，用于获取目标小区下所有入网终端的SRS配置信息作为SRS资源集合，根据所述SRS资源集合形成能量测量配置；

能量测量结果获取模块，用于告知PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并获取PRRU返回的能量测量结果；

不关联入网终端确定模块，用于根据所述能量测量结果，确定不关联入网终端的PRRU集合；

休眠控制模块，用于对所述PRRU集合中的PRRU发送休眠命令，接收到休眠命令的PRRU由工作模式进入休眠模式运行；

终端接入请求处理模块，用于当存在终端的随机接入请求时，将所述目标小区内全部PRRU转为工作模式并设置定时、启动定时器，在定时器启动的过程中暂不触发PRRU休眠，当定时器超时，返回能量测量配置模块运行。

本发明的有益效果为：

本发明提出一种5G扩展皮基站的节能方法，一方面，设计了一种前端测量的机制，通过射频侧的测量报告，识别接入终端与射频单元的关联性，确定能够进行休眠的射频单元，避免了按照传统的SRS处理方法，由于各个PRRU的上行基带信号已经在EU单元被合并，DU的接收模块不能通过接收处理分辨UE的SRS与PRRU的关联性的问题；另一方面，设计了一种休眠射频单元的唤醒机制，休眠的PRRU保留最基本的物理信道供终端接入，终端在休眠的射频单元下仍然能够进行基本的接入过程，无线接入网在识别到终端的接入请求后能够恢复射频单元的工作模式向终端提供服务。本发明所提出的5G扩展皮基站的节能方法能够避免在实际运行中，可能出现某些时空所对应的射频单元没有用户，但射频单元仍然持续工作的场景所产生的无谓能耗问题。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法的背景技术中提到的扩展型皮基站的基本架构图；

图2所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法的流程图；

图3所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法在节能状态下处理入网请求的过程图；

图4所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法在目标小区内存在入网终端的节能处理流程图；

图5所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法在目标小区内不存在入网终端的节能处理流程图；

图6所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法在存在接入请求时的唤醒节能处理流程图；

图7所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法在定时器超时触发时的节能恢复处理流程图；

图8所示为本发明一种5G扩展皮基站的节能方法的测量资源分配的原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

为了便于说明书附图的介绍，故本申请人在部分附图中所存在的PRRU集合均统一用PRRUs进行代替，参照图1以及图2，实施例1，本发明提出一种5G扩展皮基站的节能方法，包括以下：

步骤110、获取目标小区下所有入网终端的SRS配置信息作为SRS资源集合，根据所述SRS资源集合形成能量测量配置；

步骤120、告知PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并获取PRRU返回的能量测量结果；

步骤130、根据所述能量测量结果，确定不关联入网终端的PRRU集合；

步骤140、对所述PRRU集合中的PRRU发送休眠命令，接收到休眠命令的PRRU由工作模式进入休眠模式运行；

步骤150、当存在终端的随机接入请求时，将所述目标小区内全部PRRU转为工作模式并设置定时、启动定时器，在定时器启动的过程中暂不触发PRRU休眠，当定时器超时，返回步骤110。

在本实施例1中，一方面，设计了一种前端测量的机制，通过射频侧的测量报告，识别接入终端与射频单元的关联性，确定能够进行休眠的射频单元，避免了按照传统的SRS处理方法，由于各个PRRU的上行基带信号已经在EU单元被合并，DU的接收模块不能通过接收处理分辨UE的SRS与PRRU的关联性的问题；另一方面，设计了一种休眠射频单元的唤醒机制，休眠的PRRU保留最基本的物理信道供终端接入，终端在休眠的射频单元下仍然能够进行基本的接入过程，无线接入网在识别到终端的接入请求后能够恢复射频单元的工作模式向终端提供服务。本发明所提出的5G扩展皮基站的节能方法能够避免在实际运行中，可能出现某些时空所对应的射频单元没有用户，但射频单元仍然持续工作的场景所产生的无谓能耗问题。

基于以上，当扩展型皮基站采用本发明所提出的节能策略时，能够实现以下功能：

网络能够控制射频前端进行信号负载的检测；

网络能够根据射频的信号负载检测报告，对无负载的射频模块进行休眠；

网络能够响应终端的接入请求，将休眠的射频模块转为工作模式，支持入网终端的通信业务。

在具体应用时，存在以下多个场景，

在基本的节能过程中。首先，网络对小区下所有入网终端的SRS配置信息进行综合，形成能量测量配置；其次，PRRU根据能量测量配置指示完成测量任务，并返回测量结果；再次，网络根据能量测量结果，确定不关联入网终端的PRRU集合；最后，网络对这些PRRU发送休眠命令，关闭部分时隙的收发，节省能耗。

图3展示了节能状态下处理入网请求的过程。网络检测到新的终端发起入网请求；网络临时将小区下全部PRRU转为工作模式，并设置定时器的启动，定时器激活阶段不进行能量测量和节能模式设置；当定时器超时，触发网络重回能量测量和PRRU休眠过程。

当小区内存在入网终端时，网络的节能处理如图4。DU构造能量测试的配置，通过OAM的管理接口与小区下的PRRU通信，配置能量测量。PRRU根据配置完成能量测量，通过OAM向DU返回测量结果。DU根据能量测量结果进行分析，确定没有关联入网终端的PRRU。DU向没有关联入网终端的PRRU集合发送控制命令，指示这部分PRRU转为休眠模式，并释放这部分PRRU的测量配置。

当小区内不存在入网终端时，网络的节能处理如图5。DU通过OAM的管理接口与小区下的PRRU通信，指示全部PRRU转为休眠模式，并释放全部PRRU的测量配置。

休眠模式的PRRU，仅保留SSB、SIB1、PRACH时机所在的时隙正常收发信号，其他时隙停止工作。终端仍然能够通过SSB和SIB1进行下行同步并获得系统配置信息，并通过PRACH时机发起随机接入请求。

图6展示了唤醒节能处理的过程。当DU检测到终端的随机接入请求时，就开始进行唤醒的节能处理。为了支持该终端后续的接入过程和业务传输，需要将PRRU转为工作模式，以便获得充分的时隙资源支持终端完成接入并配置后续业务传输。然而，由于此时系统并不能区分PRACH信号来自哪个PRRU，系统需要将全部PRRU设为工作模式。此外，系统通过设置定时来管理RRU工作模式转换，在启动激活定时器后，释放全部PRRU的能量测量配置，暂不触发PRRU休眠；定时时间应略大于终端入网并完成RRC重配的估计时间；当定时器超时发生时，意味着终端完成了入网及重配过程，具备了SRS的配置且开始传输SRS；在定时器超时的情况下，系统将重新尝试恢复节能处理。

作为本发明的优选实施方式，具体的，构造能量测量配置的规则如下，

当目标小区内出现周期性SRS资源发生变化时，DU需要编写能量测量配置消息，通过OAM发往各PRRU，并等待能量测量的报告，

其中，周期性SRS资源发生变化的场景包括：

小区内有新的UE进入连接态，导致其相关的周期性SRS资源被配置，

小区内有UE发生了连接态释放，导致其相关的周期性SRS资源被释放，

小区内有UE因为业务类型变更导致无线承载变更，导致其相关的周期性SRS资源被更改，

小区内有来自其他小区的切换进入UE，导致其相关的周期性SRS资源被配置，

小区内有UE向其他小区成功切换，导致其相关的周期性SRS资源被释放；

测量资源的粒度按照以下方式确定：

对于在一个周期中占用多个资源发送SRS的UE，如天线切换的配置，分成多个资源。

对于在同一资源内通过循环移位进行复用的多UE的SRS，合并为一个资源。

对于进行跳频的SRS，采用大周期内的第一跳资源来代表。

作为本发明的优选实施方式，所述方法还包括，如果目标小区中的不存在任何SRS资源配置，即连接态的UE数目为0，则直接判决为目标小区中所有PRRU进入休眠模式。

在本优选实施方式中，考虑到在目标小区中的不存在任何SRS资源配置，即连接态的UE数目为0，则必然该小区不存在入网终端，因此直接将目标小区中所有PRRU进入休眠模式，节约能耗。

作为本发明的优选实施方式，具体的，PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并返回能量测量结果，包括，

PRRU通过OAM接收来自DU的能量测量配置并保存，在报告周期的范围内，根据测量资源的时间分布确定需要进行能量测量的时隙集合，一个测量时隙对应一或多个测量资源的配置，

在每个测量时隙中，在本PRRU的上行频域信号产生后，对上行信号进行能量测量，根据测量结果和时隙所对应的测量资源索引，产生能量测量报告，在报告周期的时间窗口结束时，汇总全部测量报告，通过OAM发往DU。

参照图8，作为本发明的优选实施方式，具体的，PRRU进行能量测量的处理过程，如下，

根据能量测量配置，对频域信号进行能量测量，测量的相关参数包括：以时隙为单位的重复周期、以时隙为单位的偏移、符号索引、资源块起始偏移、连续资源块长度、梳齿长度、梳齿的起始偏移，进而确定进行能量测量的具体时隙和符号，以及频域的资源粒子集合，

在上述参数所指定的RE集合中，每个RE对应的能量为

计算获得的EPRE通过能量测量报告返回DU。

作为本发明的优选实施方式，具体的，确定不关联入网终端的PRRU集合，包括，

对于获取到的任意PRRU的能量测量报告中，如果存在某次测量的EPRE大于设定阈值，则判断该PRRU存在与入网终端的关联，如果不存在某次测量的EPRE大于设定阈值，则判断该PRRU不关联入网终端。

作为本发明的优选实施方式，具体的，定时的时长能够人为设定，且设置定时的原则为，

定时时间应略大于终端入网并完成RRC重配的估计时间。由于定时时间内需要完成终端入网并完成RRC重配，所以应当事先进行实验分析得到一个较为合理的终端入网并完成RRC重配的估计时间，再预留一些误差时长，基于此来进行定时时长的设定，尽可能确保在定时时长内，能够完成终端入网并完成RRC重配。

另外，当设置的定时时长内存在的终端的随机接入请求不止一个时，即前一个接入所激活的定时器在未超时前又发生了新的接入事件，则定时器会被较晚接入的终端所刷新，定时时长从较晚的接入事件开始重新计算。

在本发明的优选实施方式中，参照图7，图7展示了定时器超时后的处理过程。定时器的超时意味着终端完成了入网及重配过程，具备了SRS的配置且开始传输SRS。系统根据新的SRS资源集合启动能量测量配置及后续的休眠处理，即图4的过程。此时与该终端不关联的PRRU就会被测量识别并从临时的工作模式转变为休眠模式，与终端关联的PRRU则继续保持工作模式。

另外，考虑到可能出现的实际情景，即在一个定时器未完成任务前存在其他的终端在短时间内连续接入网络，此时可能会出现定时器混乱，可能出现在其他终端未完成接入网络就开始进入节能模式，因此预设定时器规则，以确保在终端接入网络时运行的稳定。

作为本发明的优选实施方式，具体的，

PRRU具有两个模式：工作模式以及休眠模式，处于工作模式时，PRRU在各个时隙均正常收发信号；处于休眠模式时，PRRU按照DU的设定，仅保留SSB、SIB1、PRACH时机所在的时隙正常收发信号，关闭其他时隙的信号收发，PRRU模式的变更由DU发送控制命令触发。

实施例2，本发明还提出一种5G扩展皮基站的节能装置，包括：

能量测量配置模块，用于获取目标小区下所有入网终端的SRS配置信息作为SRS资源集合，根据所述SRS资源集合形成能量测量配置；

能量测量结果获取模块，用于告知PRRU根据所述能量测量配置完成测量任务，并获取PRRU返回的能量测量结果；

不关联入网终端确定模块，用于根据所述能量测量结果，确定不关联入网终端的PRRU集合；

休眠控制模块，用于对所述PRRU集合中的PRRU发送休眠命令，接收到休眠命令的PRRU由工作模式进入休眠模式运行；

终端接入请求处理模块，用于当存在终端的随机接入请求时，将所述目标小区内全部PRRU转为工作模式并设置定时、启动定时器，在定时器启动的过程中暂不触发PRRU休眠，当定时器超时，返回能量测量配置模块运行。

在本实施例2中，提出了与本发明所提出的一种5G扩展皮基站的节能方法相呼应的硬件装置，能够实现与方法方案相同的有益效果。

本发明还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述一种5G扩展皮基站的节能方法的步骤。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例中的方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储的介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。