基于AI的5G基站节能控制平台.pptx

2020年9月 项目背景 项目背景 随着无线通信技术的发展，新一代无线通信网络（5G）带宽和速率越来越高，单个基站的能耗也随之增加到4G时代的2.5倍以上。针对目前5G基站高能耗、少用户甚至零用户的问题，运营商普遍采用定时关断基站的方法进行节能，根据前期统计的业务量随时间变化的规律，在通信闲时关断基站，减少能源消耗。该方法具有较多弊端：1、影响用户感知；2、无法实时动态关断；3、关断后无法及时唤醒。 市场上急需一种能够根据用户需求实时动态开关5G基站的技术方案。 思路与方案 整体思路（一） 该节能平台运用AI技术，通过专利技术定位4/5G用户位置，可以根据不同的场景、VIP用户、节能要求设定5G基站节能阈值，动态管控5G基站的节能手段并输出节能数据统计。 整体思路（二） 该节能平台针对室外宏站、室分系统以及对应的场景（边缘/一般/重要）设定基站关断和唤醒阈值，后期根据实际用户使用情况通过AI算法对每一个5G扇区设定合理阈值，做到节能效果最大化。 关断条件 唤醒条件 最小激活用户数 上下行流量（GB） 持续时长(分钟) 最小激活用户数 上下行流量（GB） 持续时长(分钟) 宏站 边缘 10 5 5 12 7 15 一般 8 3 10 10 5 10 重要 5 2 20 6 1 5 室分 边缘 5 3 5 7 5 15 一般 3 2 10 5 3 10 重要 1 1 20 3 1 5 具体方案（一） 由于终端的更换和市场的成熟需要一定的时间，目前运营商一般同时运营两代无线通信网络，以目前现状为例，运营商同时运营上一代4G和新一代5G通信网络。4G网络带宽较小，能源消耗较低；5G网络带宽较高，能源消耗大。 在5G网络运营初期，支持5G网络的终端数量较少，不同区域终端分布也非常不均衡，不少5G基站下均为零用户接入。本项目通过全覆盖4G网络实时收集用户IMSI信息，结合运营商终端库中用户IMSI和终端IMEI的对应关系，统计该4G基站范围内支持5G的终端数量，待达到一定阈值条件后，开启或关断该区域5G基站，达到动态节能的效果。 该方法由扬州电信分公司姚欣自主创新并撰写了《一种动态开关基站节能的方法》发明专利，目前已通过集团审核，由中国电信股份有限公司向国家知识产权局申请了国家发明专利。 具体方案（二）：5G基站关断流程 步骤101，用户接入5G扇区。 步骤102，基站开始产生用户话单数据到网管。 步骤103，网管统计时间段内的5G激活用户数并上报到AI节能平台。 步骤104，AI节能平台根据阈值设定关断基站。 步骤105，5G基站对下挂用户下发切换信息。 步骤106，用户根据切换信息切换到5G邻区或4G基站。 具体方案（三）：5G基站唤醒流程 步骤101，用户接入5G同站址4G扇区。 步骤102，基站上报4G无线话单。 步骤103，后台服务器根据5G同站址的4G扇区无线话单匹配用户终端（IMSI-IMEI）。 步骤104，统计5G同站址4G扇区周期内5G终端数量输出到网管。 步骤105，网管根据上报情况和设定阈值对同站址的5G站点进行唤醒操作。 步骤106，网管通过同站址4G扇区下发5G切换消息。 具体方案（四）：系统结构图 * 系统拟部署在省NOC机房，和直真系统光纤直连获取数据 具体方案（五）：系统架构图 具体方案（六）：系统数据流 关键创新点 关键创新点 根据终端数量、流量变化动态开关5G基站； 在不开启5G基站的情况下，通过上一代4G网络定位5G终端用户位置，唤醒深度休眠状态的5G基站； 自研的AI算法可针对不同场景、不同VIP用户、不同节电要求自动设定5G基站开关阈值； 将5G基站默认开启、闲时关闭的模式变为动态开关的模式，根据差异化阈值设定（每站不同）开关5G基站，最大程度节能。 投资测算 投资测算（一）：硬件 总投资金额约60万元，分为硬件和软件，硬件方案及投资如下： 投资测算（二）：软件 方案：通过DPI数据实时处理，周期性统计4G小区下5G终端用户数及相关业务情况（5分钟或10分钟一个周期），制定指标门限输出特定（5G终端多与高话务）4G小区，关联周边5G小区，对接网管，开启5G小区业务，后续通过KPI的监控适时关闭5G小区业务（需做好5G小区业务开关逻辑，网管与DPI数据交互逻辑）。 数据源：系统与直真直连，全网每天数据量解压后约9T ，S1-MME实时传输（传输时延约3分钟，处理时延约5分钟，总时延约8分钟）。 软件功能： S1-MME解析，周期性输出时间、小区、用户等维度详单及汇总表，实现终端等信息关联； 外部系统接口对接功能，与多个厂家网管数据库对接，灵活使用深度休眠、符号关断、远程断电等功能； S1-MME数据完整性监控； 从终端数量、流量大小、VIP用户等多个维度自定义规则，实现动态开关5G基站功能； 统计