CN105493545B

CN105493545B - 网络能效仿真及评估方法、装置

Info

Publication number: CN105493545B
Application number: CN201380000349.9A
Authority: CN
Inventors: 段晓明; 廖学文; 杨厚玉
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2019-08-27
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: CN105493545A

Abstract

本发明提供网络能效仿真及评估方法、装置，根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，根据所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，得到所述待仿真网络的可覆盖点阵向量；设置仿真参数，所述仿真参数至少包括三个仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；根据每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。解决现有技术中无法实现对移动网络的动态能效进行仿真的问题。

Description

网络能效仿真及评估方法、装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种网络能效仿真及评估方法、装置。

背景技术

在移动通信网络中，由于各种移动基站产生的功耗约占整个网络总功耗的70％以上，因此，降低基站的功耗是实现绿色无线通信的主要目标，也是移动运营商面临的迫切需求。

由此，如何评估移动网络的能耗成为当前业内人士的研究热点。目前，通过将各基站的静态能效相加，可近似获得移动网络的静态能效，即移动网络在满负荷条件下的静态能效。然而，由于基站负载是随时变化的，故无法得到基站的动态能效。

当前，业内人士提出采用事件驱动机制的系统级仿真方法和时间片驱动机制的系统级仿真方法进行基站的动态仿真，实现对延时、延时抖动、频谱效率等系统级指标的仿真；但是，由于事件驱动机制和时间片驱动机制的系统级仿真方法都无法对能量效率进行仿真，即没有对移动网络的动态能效进行评估。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种网络能效评估方法及装置，用以解决现有技术中无法实现对移动网络的动态能效进行仿真的问题。

第一方面，提供一种网络能效评估方法，包括：

根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，根据所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，得到所述待仿真网络的可覆盖点阵向量；

设置仿真参数，所述仿真参数至少包括三个仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；所述三个仿真时间段分别为第一仿真时间段、第二仿真时间段、第三仿真时间段，所述第一仿真时间段为网络繁忙的时间段，所述第二仿真时间段为网络中等繁忙的时间段，所述第三仿真时间段为网络空闲的时间段；

根据每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

基于第一方面，在第一种可能的实现方式中，根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，包括：

设置网络仿真环境参数，所述待仿真网络仿真环境参数包括码片速率、场景类型、移动速率、链路级性能表、下行公共导频信道CPICH的载干比Ec/Io的门限值，阴影效应的相关系数及所述阴影效应的对数正态分布的分布参数、路径损耗的模型公式，背景参数、移动台参数，移动台的播撒方式、矩形覆盖区域的范围、区域点阵化的分辨率；

在所述待仿真网络中部署基站及设置每一个基站的扇区、载波、天线的参数，以及每一个基站的网络负载百分比，将所述待仿真网络中所有的载波按照频点的频率数值分为多个载波类；

计算每一个基站的覆盖半径；

根据所述区域点阵化的分辨率，将所述矩形覆盖区域映射到二维点阵上，将所述二维点阵存储到一维点阵向量中，计算所述一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离；

根据所述一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离以及每一个基站的覆盖半径，确定所述一维点阵向量中的每一点所归属的基站，确定每一个基站的覆盖点阵向量。

基于第一方面的第一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述计算每一个基站的覆盖半径，包括：

根据每一个基站的下行链路传输功率、电缆损耗、干扰余量、参考业务的业务速率和移动速率、阴影衰落余量、切换增益、天线增益，以及所述待仿真网络仿真环境参数中包括的背景参数和移动台参数，计算每一个基站的最大允许的传输损耗；

根据每一个基站的最大允许的传输损耗以及路径损耗的模型公式，计算得到每一个基站的覆盖半径。

基于第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，根据所述确定的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗；

根据所述仿真环境参数中包括的移动台播撒方式，以及所述撒播的各移动台携带的业务信息，查找所述链路性能表，得到所述撒播的各移动台的目标载干比targetC/I；

计算所述播撒的各移动所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

为所述播撒的各移动台在所述载波频点分类中选择一个初始的载波频点类；

根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率；

根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理；

根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制和链路整理；

在所述设置的仿真参数中的每一个仿真时间片内，循环重复上述步骤，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗，包括：

根据阴影效应的相关系数及所述阴影效应的对数正态分布的分布参数，为所述部署的每一个扇区到一维点阵向量中的每一个点生成一个阴影衰落的数值；

遍历所述待仿真网络中所有的扇区，根据每个扇区的天线方向图和天线增益，计算所述一维点阵向量中每一个点到每一个扇区的天线增益，构建每一个扇区的天线增益向量；

遍历每一个扇区的每一个载波，根据所述载波的频点和所述路径损耗模型，以及所述扇区归属的基站到所述一维点阵向量中每一个点的距离，算出所述载波到所述一维点阵向量中每一个点的路径损耗，构建每一个载波的路径损耗向量；

根据所述计算得到的阴影衰落的数值、天线增益向量、路径损耗向量，计算每一个载波到所述一维点阵向量中每一个点的链路损耗。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，计算所述播撒的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和，包括：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

根据所述播撒的各移动台在所述一维点阵向量中的点，计算每一个频点类中每一个频点在所述播撒的各移动台在所述一维点阵向量中的点产生的功率。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率，包括：

遍历所述播撒的各移动台，计算每一个移动台所选载波类下所有载波到所述移动台的接收导频Ec/Io，将所述接收导频Ec/Io最大的载波设置为所述移动台当前的最佳下行服务载波；

根据移动台的激活集门限计算公式：激活集门限=最佳下行服务载波在该MS处的导频接收功率－最佳下行服务载波的软切换窗；遍历每一个移动台所选载波类下的所有载波，若存在一个或一个以上的载波在所述移动台处的导频接收功率高于所述激活集门限，则将所述导频接收功率高于所述激活集门限的载波与所述移动台建立链路；

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理，包括：

遍历所述待仿真网络中的每一个移动台中的每一个载波，检测每一个载波中的每一条链路的发射功率；

若所述链路的发射功率小于所述载波的单链路最小发射功率，则将所述链路的发射功率设置为所述载波的单链路最小发射功率；

若所述链路的发射功率大于所述载波的单链路最大发射功率，则将所述链路的发射功率设置初始的极小功率P_ini，并将所述链路的功率超出次数加1；

若所述功率超出的链路是所述移动台的最佳链路，且所述链路的功率超出次数大于预设的链路功率超出最大次数，则对所述移动台进行切换判定，即若所述移动台的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则将所述移动台的切换次数加1，并进行一次载波类切换；若所述移动台的切换次数超出设置的最大允许载波切换次数，则将所述移动台中断；

重新计算所述待仿真网络中所有载波的总发射功率；检查每一个载波的总发射功率是否超过载波最大总功率限制×功率负载百分比；

将所述总发射功率超出的载波中的所有链路按照对应链路的发射功率从大到小选择部分链路进行判定，若所述选择的链路不是所述链路对应的移动台的最佳链路，则删除所述链路；

若所述选择的链路是所述链路对应的移动台的最佳链路，则将所述链路对应的移动台进行切换判定：即若所述移动台的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则切换次数加1，并进行一次载波类切换；否则中断所述移动台；

检测每一个移动台中的所有链路的发射功率，若存在一条链路的发射功率是初始的极小功率P_ini，则将所述移动台的链路集中的每一条链路的发射功率都设置为初始的极小功率P_ini；

计算所述播撒的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

检测每一个移动台的最佳下行服务载波到所述移动台处的导频接收Ec/Io；若所述导频接收Ec/Io小于预设的下行公共导频信道CPICH的载干比Ec/Io的门限值，则将所述移动台的导频接收Ec/Io不足次数加1；若所述导频接收Ec/Io不足次数大于预设的Ec/Io不足次数限制，则将所述移动台进行切换判定：若所述移动台的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则将所述移动台的切换次数加1，并进行一次载波类切换，否则将所述移动台的中断；

检测每一个移动台的链路集中的链路数目，计算软切换增益：若所述链路集中的链路数目大于等于2，则将所述移动台的链路集中的链路按照导频接收功率进行排序，根据最大的导频接收功率和次大的导频接收功率之差，以及所述移动台的移动速率，查询所述链路级性能表，得到所述移动台当前的软切换增益SoftHandoverGain（dB）；

对每一个移动台的每一条链路计算小区内的干扰以及其他小区和载波的干扰；

根据所述小区内的干扰以及其他小区和载波的干扰，计算每一个移动台的每一条链路的载干比C/I_k,j，计算每一个移动台当前的载干比C/I_j的绝对数值；

根据所述计算的每一个移动台当前的载干比C/I_j的绝对数值以及每一个移动台的目标载干比targetC/I，计算每一个移动台需要增加的载干比ΔC/I_j；

根据所述计算的每一个移动台需要增加的载干比ΔC/I_j，调整对应移动台的每一条链路的发射功率；

循环重复上述步骤，直至不再产生新的中断用户，且每一个移动台需要增加的载干比ΔC/I_j在当前循环和上一次循环的差值的绝对值小于预设的极小值ΔC/I_Limit。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，根据各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理，包括：

遍历所述待仿真网络中的所有载波，将每一个载波所包含的每一条链路消耗的码片数目相加，计算得到每一个载波当前消耗的码片数目；

若存在当前消耗的码片数目>预设的最大码片数目×码片资源负载百分比的链路，则删除所述载波中的部分链路，直至所述载波当前消耗的码片数目≤预设的最大码片数目×码片资源负载百分比；

检测每一个移动台的链路集中的链路数目，计算软切换增益，即若确定所述链路集中的链路数目大于等于2，则将所述移动台的链路集中的链路按照导频接收功率进行排序，根据最大的导频接收功率和次大的导频接收功率之差，以及所述移动台的移动速率，查询所述链路级性能表，得到所述移动台当前的软切换增益SoftHandoverGain（dB）；

根据所述计算的每一个移动台需要增加的载干比ΔC/I_j，调整对应移动台的每一条链路的发射功率。

基于第一方面或第一方面的第一至第三种任一可能的实现方式中，在第九种可能的实现方式中，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

在每一个仿真时间片内，将每一个基站的所有载波的总发射功率加起来，得到每一个基站的空中接口辐射功率：

（mW）；

其中，代表第k个基站的空中接口的辐射功率，代表第k个基站的第n个载波的总发射功率，N_k表示第k个基站的总载波数目；

根据基站的全部功率P_k与空中接口的辐射功率的换算关系，得到每一个基站的总功率P_k为：

其中，η_k表示第k个基站的全部功率P_k与空中接口的辐射功率的换算系数；

计算每一个基站的的吞吐量：

其中，Throughput_k代表第k个基站的总吞吐量，J代表第k个基站的所有链路数目，Bitrate_k,j代表第k个基站第j条链路的信息比特速率，代表第k个基站第j条链路所对应移动台的链路数目。

第二方面，提供一种网络能效评估方法，在第一方面所述的网络能效仿真方法的基础上，所述网络能效评估方法包括：

根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量；

根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

基于第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，包括：

根据每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗：

其中，P_Net代表所述待仿真网络的功率消耗，K代表所述待仿真网络部署的基站数目，P_k代表第k个基站的全部功率；

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

其中，Throughput_Net代表所述待仿真网络的吞吐量，J代表所述待仿真网络中未被中断的移动台数目，Bitrate_j第j个移动台的信息比特速率。

基于第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效，包括：

根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，利用第一公式或者第二公式计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效：

所述第一公式为：

其中，i表示仿真时间段，i=1表示第一仿真时间段、i=2表示第二仿真时间段、i=3表示第三仿真时间段；D_i代表仿真时间段i中的仿真时间片数目，T_i代表仿真时间段i的时间长度，Throughput_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片的网络吞吐量，P_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片的网络总功率消耗，Ave_EE_Bit/J表示所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效；或者

所述第二公式为：

其中，PointsNumber_NetCoverage代表所述待仿真网络的可覆盖点阵向量中包含的点数，Area_Resolution表示所述区域点阵化分辨率的面积，表示所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

第三方面，提供一种网络能效仿真装置，包括：

第一处理模块，用于根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，根据所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，得到所述待仿真网络的可覆盖点阵向量；

设置模块，用于设置仿真参数，所述仿真参数至少包括三个仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；所述三个仿真时间段分别为第一仿真时间段、第二仿真时间段、第三仿真时间段，所述第一仿真时间段为网络繁忙的时间段，所述第二仿真时间段为网络中等繁忙的时间段，所述第三仿真时间段为网络空闲的时间段；

第二处理模块，用于根据所述第一处理模块得到的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置模块设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

基于第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一处理模块，包括：

设置单元，用于设置网络仿真环境参数，所述待仿真网络仿真环境参数包括码片速率、场景类型、移动速率、链路级性能表、下行公共导频信道CPICH的载干比Ec/Io的门限值，阴影效应的相关系数及所述阴影效应的对数正态分布的分布参数、路径损耗的模型公式，背景参数、移动台参数，移动台的播撒方式、矩形覆盖区域的范围、区域点阵化的分辨率；

分类单元，用于根据所述待仿真网络中部署基站及设置每一个基站的扇区、载波、天线的参数，以及每一个基站的网络负载百分比，将所述待仿真网络中所有的载波按照频点的频率数值分为多个载波类；

第一计算单元，计算每一个基站的覆盖半径；

第一处理单元，用于根据所述设置单元设置的区域点阵化的分辨率，将所述矩形覆盖区域映射到二维点阵上，将所述二维点阵存储到一维点阵向量中，计算所述一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离；

第二处理单元，用于根据所述第一处理单元确定的一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离以及每一个基站的覆盖半径，确定所述一维点阵向量中的每一点所归属的基站，确定每一个基站的覆盖点阵向量。

基于第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一计算单元具体用于：

基于第三方面或第三方面的第一或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第二处理模块，包括：

第二计算单元，用于计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗；

查询单元，用于根据所述设置单元设置的仿真环境参数中包括的移动台播撒方式，以及所述撒播的各移动台携带的业务信息，查找所述链路性能表，得到所述撒播的各移动台的目标载干比targetC/I；

第三计算单元，用于计算所述播撒的各移动所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

选择单元，用于为所述播撒的各移动台在所述载波频点分类中选择一个初始的载波频点类；

第三处理单元，用于根据所述选择单元选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率；

第四处理单元，用于根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理；

第五处理单元，用于根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制和链路整理；

统计单元，用于在所述设置的仿真参数中的每一个仿真时间片内，循环重复上述步骤，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第二计算单元具体用于：

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第三计算单元具体用于：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第三处理单元具体用于：

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第四处理单元具体用于：

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述第五处理单元具体用于：

基于第三方面或第三方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述统计单元具体用于：

（mW）；

计算每一个基站的的吞吐量：

第四方面，提供一种网络能效评估装置，在第三方面所述的网络能效仿真装置的基础上，所述网络能效评估装置包括：

第一处理模块，用于根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量；

第二处理模块，根据所述第一处理模块计算的待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

基于第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一处理模块具体用于：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

基于第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第二处理模块具体用于：

所述第一公式为：

所述第二公式为：

第五方面，提供一种网络能效仿真装置，包括：处理器、存储器和通信总线，所述处理器通过所述通信总线与所述存储器连接，所述存储器中保存有实现网络能效仿真方法的指令，当所述处理器调取所述存储器中的指令时，可以执行如下步骤：

根据所述每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置模块设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

基于第五方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，包括：

计算每一个基站的覆盖半径；

基于第五方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述计算每一个基站的覆盖半径，包括：

基于第五方面或第五方面的第一或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，根据所述确定的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗，包括：

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，计算所述播撒的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和，包括：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率，包括：

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理，包括：

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，根据各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理，包括：

基于第五方面或第五方面的第一至第三种任一可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

（mW）；

计算每一个基站的的吞吐量：

第六方面，提供一种网络能效评估装置，在第五方面所述的网络能效仿真装置的基础上，所述网络能效评估装置包括：处理器、存储器和通信总线，所述处理器通过所述通信总线与所述存储器连接，所述存储器中保存有实现网络能效评估方法的指令，当所述处理器调取所述存储器中的指令时，可以执行如下步骤：

基于第六方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，包括：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

基于第六方面或第六方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效，包括：

所述第一公式为：

所述第二公式为：

本发明实施例通过预设待仿真网络的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量以及待仿真网络的可覆盖点阵向量；设置仿真参数，其中，仿真参数包括繁忙、中等繁忙、空闲等不同的仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；根据每一个基站的覆盖点阵向量和设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量；进一步地，根据每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，统计得到网络平均能效；从而可以实现对待仿真网络能效评估的系统级仿真，例如，可仿真基站参数、小区规划、网络负载、业务类别和用户分布等因素对于整个待仿真网络能耗的影响，提供对在不同情况下网络动态能效指标的评估，具有较高的仿真效率和较好的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地：下面附图只是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得同样能实现本发明技术方案的其它附图。

图1为本发明一实施例提供的网络能效仿真方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的网络能效仿真方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的网络能效评估方法的流程示意图；

图4为本发明另一实施例提供的网络能效仿真装置的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的网络能效评估装置的结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的网络能效仿真装置的结构示意图；

图7为本发明另一实施例提供的网络能效评估装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下述的各个实施例都只是本发明一部分的实施例。基于本发明下述的各个实施例，本领域普通技术人员即使没有作出创造性劳动，也可以通过等效变换部分甚至全部的技术特征，而获得能够解决本发明技术问题，实现本发明技术效果的其它实施例，而这些变换而来的各个实施例显然并不脱离本发明所公开的范围。

目前，在建立新的移动网络或扩容之前，运营商希望根据应用场景和业务需求，按照降低能耗和提高能效的原则进行站点布局规划或优化，以达到有效降低整个网络能耗的目的。此外，如何评估移动网络的能耗，对于指导移动运营商节能减排和减少公共导频信道具有重要的实际意义和应用前景。

现有技术中公开有移动通信网络的系统级仿真方法，比如事件驱动机制的系统级仿真方法、时间片驱动机制的系统级仿真方法。上述两种仿真方法的最小仿真单元精确到了虚拟的数据包（如L3数据包），可以对网络的性能参数，如吞吐量、功率、频谱效率、延时等，进行详细仿真。

例如，事件驱动机制的系统级仿真包括：设有一个事件存储单元，接受仿真系统生成的事件，一旦事件存储单元不为空，就会执行此事件，直至该事件完成。其中，每一个事件的开始，都是请求发送一定数量的L3层数据包，该数据包生成的数量以及服务质量（Quality of Service，QoS）是与事件的属性相匹配的。上述事件完成的过程，就是对数据包的处理过程，包括装帧、发送、接收等过程。N个事件均可照上述方法依次仿真。

又如，时间片驱动机制的系统级仿真包括：假定一个时间片序列，每一个时间片都是相同的时间长度，时间长度一般都小于一次功率控制周期。在每个时间片序列开始时，都检查各个空中接口中需要发送的数据包，同时按照泊松过程又开始在各个空中接口处生成新的数据包；一次时间片的处理过程，即对本时间片内可以处理完的数据包装帧、发送、接收的过程，在本时间片结束时，统计正确传输的数据包数，如果某空中接口有未传完的数据包，留给下一个时间片处理。依次仿真N个时间片，每一个时间片和上一个时间片都有极强的相关性。

上述的事件驱动机制和时间片驱动机制的系统级仿真方法都是精确到每一个L3数据包的，因此使用这两种机制可以做到满足特定场景与配置条件下的较为准确的系统级仿真，可以仿真得到延时、延时抖动、频谱效率、能量消耗、吞吐量等系统级指标。这两种仿真方法下，统计吞吐量都是统计所关心时间段内正确传输的比特数，统计功率都是统计所关心时间段内各个空中接口在每个数据包正确或者不正确接收情况下所消耗的能量之和，然后再用比特数除以能量，即可算出所关心时间段内的能效指标。

然而，上述两个系统级的仿真方法并不是专门针对能量效率进行仿真的，仿真引擎中关于延时和延时抖动、以及频谱效率等的工作对于能效仿真来说是多余的，而且无法仿真处于不同场景与配置状态下的系统能效，进而上述两个系统级仿真方法不能支持网络节能规划仿真的要求，也不具备网络能效的评估功能。

本发明实施例提供一种具有较高的仿真效率和较好的精度，适用于各种制式的移动通信网络能效的仿真和评估，例如宽带码分多址（Wideband Code Division MultipleAccess，WCDMA）、全球移动通讯系统（Global System of Mobile communication，GSM）、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）、长期演进（Long Term Evolution，LTE）等网络的能效仿真，并满足工程化应用的要求的能效仿真的方法，该仿真方法可兼顾基站参数、小区规划、网络负载、业务类别和用户分布等因素对于网络能耗的影响，提供对在不同情况下网络动态能效指标的评估。图1为本发明一实施例提供的网络能效评估方法的流程示意图，如图1所示，本实施例中的网络能效评估方法如下所述：

101、根据预设的待仿真网络的网络仿真环境参数，分别确定所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，根据所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，得到所述待仿真网络的可覆盖点阵向量。

在本发明的一个可选实施方式中，步骤101包括：

设置待仿真网络的网络仿真环境参数，所述待仿真网络仿真环境参数包括码片速率、场景类型、移动速率、链路级性能表、下行公共导频信道（Common Pilot Channel，CPICH）的载干比Ec/Io的门限值，阴影效应的相关系数及所述阴影效应的对数正态分布的分布参数、路径损耗的模型公式，背景参数、移动台参数，移动台的播撒方式、矩形覆盖区域的范围、区域点阵化的分辨率；

在所述待仿真网络中部署基站及设置每一个基站的扇区、载波、天线的参数，以及所述基站的网络负载百分比，将网络中所有的载波按照频点的频率数值分为多个载波类；

计算每一个基站的覆盖半径；

其中，在本发明的一个可选实施方式中，上述计算每一个基站的覆盖半径具体包括：

102、设置仿真参数。

其中，所述仿真参数包括至少三个仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；所述三个仿真时间段分别为第一仿真时间段、第二仿真时间段、第三仿真时间段，所述第一仿真时间段为网络繁忙的时间段，所述第二仿真时间段为网络中等繁忙的时间段，所述第三仿真时间段为网络空闲的时间段。

103、根据每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

在本发明的一个可选实施方式中，步骤103包括：

根据所述撒播的各移动台的服务质量(Quality Of Service，QoS)和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理；

其中，在本发明的一个可选实施方式中，上述计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗，包括：

其中，在本发明的一个可选实施方式中，计算所述播撒的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和，包括：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

其中，在本发明的一个可选实施方式中，根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率，包括：

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

其中，在本发明的一个可选实施方式中，根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理，包括：

循环重复上述步骤，直至不再产生新的中断用户，且每一个移动台需要增加的载干比ΔC/I_j在当前循环和上一次循环的差值的绝对值小于预设的极小值ΔC/I_Limit。其中，判断不再产生新的中断用户，在实际应用中，例如，当整个网络在连续的两次循环中的移动台中断数目相同，则可以确定不再产生新的中断用户。

其中，在本发明的一个可选实施方式中，根据各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理，包括：

其中，在本发明的一个可选实施方式中，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

（mW）；

计算每一个基站的的吞吐量：

本发明实施例通过预设待仿真网络的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量以及待仿真网络的可覆盖点阵向量；设置仿真参数，其中，仿真参数包括繁忙、中等繁忙、空闲等不同的仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；根据每一个基站的覆盖点阵向量和设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量；从而可以实现对待仿真网络能效评估的系统级仿真，例如，可仿真基站参数、小区规划、网络负载、业务类别和用户分布等因素对于整个待仿真网络能耗的影响，提供对在不同情况下网络动态能效指标的评估，具有较高的仿真效率和较好的精度。

图2为本发明另一实施例提供的网络能效仿真方法的流程示意图，如图2所示，本实施例以WCDMA网络为例进行网络能效仿真，具体包括：

201、设置待仿真网络的网络仿真环境参数。

例如，设置WCDMA网络的码片速率，场景类型，载入该场景类型下不同的移动速率和业务的链路级性能表；确定下行CPICH的Ec/Io可以正确解调的门限值；设置阴影效应的相关系数及其对数正态分布的分布参数，选择路径损耗的模型公式，设置背景参数和移动台（Mobile Station，MS）参数，设置MS的播撒方式；设置矩形覆盖区域的范围，以及区域点阵化的分辨率。

202、确定待仿真网络中的每一个基站的覆盖半径。

具体实现时：

输入预算链路参数，例如，下行链路传输功率、电缆损耗、干扰余量、参考业务的业务速率和移动速率、阴影衰落余量、切换增益、天线增益；

根据上述输入的预算链路参数和步骤201中设置的背景参数和移动台参数，计算出最大允许的传输损耗；其中，最大允许的传输损耗是指基站到移动台之间的传输损耗的最大值，如果传输损耗超过最大允许的传输损耗，则基站无法支持移动台请求的业务。

将上述计算得到的最大允许的传输损耗代入步骤201中预设的路径损耗模型中，计算每一个基站的覆盖半径。

203、设置每一个基站、扇区、载波、天线的具体参数，部署每一个基站站点网络，设置网络或者基站的负载百分比；设置之后，将网络中所有的载波按照频点的频率数值分类，分为若干个载波类。

具体过程为：

设置天线方向图、天线主瓣增益、天线高度；

设置基站的机房高度、区域修正因子、负载百分比；设置基站的扇区数目，每一个扇区的朝向角度；在上述设置的天线类型中选择，为每一个扇区添加一个天线，设置扇区天线的下倾角；

为每一个扇区添加多个载波，设置每个载波的具体参数，包括单链路最大功率和最小功率、载波最大总功率限制和最小总功率限制、导频功率、其他公共信道功率之和、业务信道可用码片数目、以及软切换窗的值；

遍历网络中的所有载波，把相同频点的载波存入一个链表中，称为一个载波类。

204、将设置的矩形覆盖区域点阵化。

具体实现时，按照步骤201中设置的区域点阵化的分辨率，将矩形覆盖区域映射到一个二维点阵上，将此二维点阵存储到一维点阵向量中。

205、计算一维点阵向量中每一个点到部署的每一个基站的距离。

具体地，计算步骤204中的所述一维点阵向量中每一个点到步骤203中部署的每一个基站的距离。

206、根据计算的每个基站的覆盖半径，确定一维点阵向量中每一点所属的基站，确定每一个基站的覆盖点阵向量，并将基站覆盖到的所有的点组成新的向量，确定为网络可覆盖点阵向量。

具体地，根据步骤202计算的每个基站的覆盖半径，确定步骤204中所述一维点阵向量中每一点所属的基站，确定每一个基站的覆盖点阵向量，并将基站覆盖到的所有的点组成新的向量，确定为网络可覆盖点阵向量。

进一步地，若存在其他关心的区域，则进行其他关心区域的判定，确定其他关心区域的覆盖点阵向量。

207、设置仿真参数。

具体为：设置“繁忙”、“中等”、“空闲”三个仿真时间段的每一个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片（Drop）数目、用户数目、业务类型及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；将这三个仿真时间段需要仿真的Drop依次序排列起来。

之后，进行步骤208至步骤216的多Drop仿真。

208、计算一维点阵向量中每一个点到部署的每一个载波的链路损耗。

具体地，计算步骤204中所述的一维点阵向量中每一个点到步骤203中部署的每一个载波的链路损耗，包括：

2081、根据步骤201设置的阴影效应的相关系数及其对数正态分布的分布参数，为每一个扇区到步骤204中所述一维点阵向量中的每一个点生成一个阴影衰落的数值；

2082、遍历网络中所有的扇区，根据每个扇区的天线方向图和天线增益，计算步骤204所述的一维点阵向量中每一个点到该扇区的天线增益，并将该计算的天线增益保存到天线增益向量中，天线增益向量的维度与步骤204所述的一维点阵向量的维度相同；需要说明的是，假设天线增益向量已经存在，则跳过2082；

2083、遍历每一个扇区的每一个载波，根据该载波的频点和步骤201设置的路径损耗模型，以及步骤205中计算得到的基站到每一点的距离，算出该载波到步骤204所述的一维点阵向量中每一个点的路径损耗，将计算得到的路径损耗保存到路径损耗向量中，路径损耗向量的维度与步骤204所述的一维点阵向量的维度相同；需要说明的是，假设路径损耗向量已经存在，则跳过2083；

2084、根据2081至2083计算得到的阴影衰落、天线增益、路径损耗，计算每一个载波到步骤204所述的一维点阵向量中每一个点的链路损耗，计算方法为：

链路损耗=阴影衰落+天线增益+路径损耗+基站区域修正因子+人体损耗－MS天线增益。

209、根据设置的MS播撒方式，查找链路性能表，得到撒播的各个MS的目标载干比。

具体地，根据步骤201中设置的MS播撒方式，查找步骤201中的链路性能表，得到撒播的各个MS的目标载干比targetC/I。

其中，MS播撒方式包括动态撒播方式或者静态播撒方式；每一个MS只能坐落到步骤204中所述的一维点阵向量中的子点上。动态撒播方式是指在步骤206中所述的网络可覆盖点阵向量中随机播撒固定数目的MS；静态播撒方式是指在步骤206中所述的每一个基站的覆盖点阵向量中随机播撒固定数目的MS。之后，根据播撒的各MS携带的业务情况，查找步骤201中的链路性能表，得到撒播的各个MS的目标载干比targetC/I。

210、计算播撒的每一个MS所在的点处接收到的来自网络中不同频点的载波的功率之和。

具体地，计算步骤209中播撒的每一个MS所在的点处接收到的来自网络中不同频点的载波的功率之和，包括：

重新计算网络中每一个载波的总发射功率；确定步骤209中播撒的每一个MS所对应的点，计算每一个步骤203所述的频点类中每一个频点在该点产生的功率，即为该MS所对应的点接收到的功率之和。

211、为播撒的每一个MS在生成的载波频点分类中选择一个初始的载波频点类。

具体地，为步骤209中播撒的每一个MS在步骤203所生成的载波频点分类中选择一个初始的载波频点类。

212、根据选择的载波频点类，为每一个MS建立链路，并设置链路初始功率。

具体地，根据步骤211选择的载波频点类，为每一个MS建立链路，并设置链路初始功率，包括：

2121、遍历所有的MS，计算每一个MS所选载波类下所有载波中到该MS的接收导频Ec/Io最大的载波，并将接收导频Ec/Io最大的载波设置为该MS当前的最佳下行服务载波；

2122、计算每一个MS的激活集门限。

激活集门限=最佳下行服务载波在该MS处的导频接收功率－最佳下行服务载波的软切换窗。

2123、遍历每一个MS所选载波类下的所有载波，若存在某个载波在该MS处的导频接收功率高于2122得出的激活集门限，那么将此载波与该MS建立一条链路，存放到此载波与该MS各自的链路集中；

2124、为2123中建立起的每一条链路都设置一个初始的极小功率P_ini。

初始的极小功率P_ini例如为1e-30(单位：mW)。

213、根据每一个MS的QoS要求和网络功率负荷进行下行功率分配和链路整理。

当功率分配收敛时，功率分配结束，具体过程为：

2131、遍历网络中的所有载波，检查每个载波中的每一条链路的发射功率，如果该链路的发射功率小于该载波的单链路最小发射功率，则将该链路的发射功率设置为单链路最小发射功率；如果该链路的发射功率大于该载波的单链路最大发射功率，则将该链路的发射功率设置2124中的初始的极小功率P_ini，并将链路功率超出次数加1；如果该功率超出的链路是该MS的最佳链路，且该链路超出的次数大于设置的最大链路功率超出次数，则将该MS进入切换判定：如果该MS的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则切换次数加1，并进行一次载波类切换；如果超出，则将该MS中断；

2132、重新计算网络中所有载波的总发射功率；检查每一载波的总发射功率是否超过载波最大总功率限制×功率负载百分比；将总发射功率超出的载波下的所有链路按照发射功率从小到大进行排序，选出末尾的5%条链路；将选出的链路进行判定，如果此链路不是其接收端MS的最佳链路，则直接删除此链路，否则，将此链路的接收端MS进入切换判定：如果该MS的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则切换次数加1，并进行一次载波类切换；如果超出，则将该MS中断；

2133、检查每个MS的每条链路的发射功率，如果发现有一条链路的发射功率是极小值P_ini，则将此MS的链路集中的所有链路发射功率都设置为P_ini；

2134、计算步骤209中播撒的每一个MS所在的点处接收到的来自网络中不同频点的载波的功率之和；

2135、检查每个MS的最佳下行服务载波到该MS处的导频接收Ec/Io；如果导频接收Ec/Io小于设置的下行CPICH的Ec/Io，那么该MS的导频接收Ec/Io不足次数加1；如果导频接收Ec/Io不足次数大于设置好Ec/Io不足次数限制，那么就将该MS进入切换判定：如果该MS的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则切换次数加1，并进行一次载波类切换，如果超出，则将该MS中断；

2136、检查每个MS的链路集中链路数目，计算软切换增益，计算方法是：如果链路数目大于等于2，则将MS的链路集中的链路按照导频接收功率进行排序，将最大的导频接收功率和次大的导频接收功率之差，以及MS的移动速率，代入步骤201中的链路级性能表，查表得到该MS当前的软切换增益SoftHandoverGain；

2137、对每个MS的每一条链路计算本小区内的干扰，公式如下：

其中，代表链路（载波k到第j个MS的链路）的本小区内的干扰，orthogoFactor_j是设置好的MS_j的正交因子，表示该链路对应的载波k的总发射功率，Linkloss_k,j是指载波k到MS_j的链路损耗的绝对数值；

对每个MS的每一条链路计算其他小区和载波的干扰，公式为：

其中，代表该链路（载波k到MS_j的链路）受到其他小区和其他载波类的干扰功率之和，K是指网络中与载波k是同一频点的载波的个数，是指第i个载波的总发射功率，Linkloss_i,j是指载波i到MS_j的链路损耗的绝对数值，λ是指邻道干扰的系数值；公式中第二项载波i的范围是其他频点的所有载波；

计算MS的每条链路的载干比C/I_k,j,公式为：

其中，Txp_k,j是指该链路（载波k到MS_j的链路）的发射功率的绝对数值，MSNoisePower是MS和背景产生的噪声的绝对数值；

计算MS_j当前的载干比C/I_j的绝对数值：

其中，C/I_j代表MS_j的载干比，K是MS_j的链路数目，也是MS_j当前连接的载波数目，将MS_j所有链路的载干比C/I_k,j加起来就是MS_j当前的载干比C/I_j；

根据计算出每个MS的目标载干比targetC/I（dB），计算MS_j需要增加的载干比ΔC/I_j（dB），方法是：

ΔC/I_j=targetC/I_j-SoftHandoverGain_j-C/I_j（dB）;

根据计算出每个MS的目标载干比targetC/I（dB），计算MS_j需要增加的载干比ΔC/I_j（dB）；

2138、调整MS每条链路的发射功率，方法是将MS_j的每一条链路的发射功率都加上需要增加的载干比ΔC/I_j（dB），即：

Txp_k,j=Txp_k,j+ΔC/I_j（dB）;

返回2131，循环重复2131-2138，直至达到收敛条件，即不再产生新的中断用户，且每个MS_j需要增加的载干比ΔC/I_j在当前循环和上一次循环的差值的绝对值都小于设置好的一个极小值ΔC/I_Limit时，退出循环。

214、根据每一个MS的QoS要求和载波的码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理。

具体过程为：

2141、遍历网络中的所有载波，统计每个载波当前消耗的码片数目，具体可以是将载波所包含的每条链路消耗的码片数目相加；

2142、如果某载波当前消耗的码片数目大于该载波设置好的最大码片数目×码片资源负载百分比，那么随机删除该载波的链路，直至该载波当前消耗的码片数目小于等于最大码片数目×码片资源负载百分比；

重新执行上述步骤2136-2138。

215、在每一个Drop内统计得到每一个基站的功率消耗、吞吐量，以及整个网络的功率消耗、吞吐量、接入用户数、软切换用户数目信息。

具体过程为：

2151、基站功率消耗统计：将每一个基站的所有载波的总发射功率加起来，得到该基站的空中接口辐射功率：

（mW）；

根据基站站点全部功率P_k与其空中接口的辐射功率的换算关系，可算出该基站的总功率P_k为：

其中，η_k表示第k个基站的主设备功率和空口辐射功率之间的转换系数，通常由设备制造商提供；

2152、基站的吞吐量统计：

其中，Throughput_k代表第k个基站的总吞吐量，J代表第k个基站所拥有的链路数目，Bitrate_k,j代表第k个基站第j条链路的信息比特速率，代表第k个基站第j条链路所对应MS的链路数目（可以包括软切换链路的数目）；

2153、根据2151得到的每一个基站在每一个Drop内的总功率P_k，统计整个网络在每一个Drop内的功率消耗：

其中，P_Net代表整个网络的功率消耗，K代表网络中拥有的基站数目，P_k代表第k个基站消总功率；

2154、整个网络在每一个Drop内的吞吐量统计：

其中，Throughput_Net代表整个网络的吞吐量，J代表网络中未被中断的MS数目，Bitrate_j第j个MS的信息比特速率；

返回步骤208，依次循环仿真，重复执行步骤208～步骤215，将“繁忙”、“中等”、“空闲”三个仿真时间段要求的所有的Drop都仿真完毕，即可统计得到整个网络在每一个Drop内的功率消耗和吞吐量。

图3为本发明另一实施例提供的网络能效评估方法的流程示意图；如图3所示，包括：

301、根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量。

其中，待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量可以通过图1或图2所示实施例所述的网络能效仿真方法得到，不再赘述。

其中，根据每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

302、根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

具体地，根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，利用第一公式或者第二公式计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效：

所述第一公式为：

其中，i表示仿真时间段，i=1即为第一仿真时间段,表示“繁忙”，即为i=2第二仿真时间段，表示“中等”，i=3即为第三仿真时间段，表示“空闲”；D_i代表仿真时间段i中的仿真时间片Drop数目，T_i代表仿真时间段i的时间长度，Throughput_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片Drop的网络吞吐量，P_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片Drop的网络总功率消耗；Ave_EE_Bit/J即每焦耳能量可传输的比特数目，表示所述待仿真网络在所有仿真时间片Drop中的平均网络能效；或者

所述第二公式为：

其中，PointsNumber_NetCoverage代表所述待仿真网络的可覆盖点阵向量中包含的点数，即图2所示步骤206中网络可覆盖点阵向量包含的点数；

Area_Resolution表示所述区域点阵化分辨率的面积，即步骤201设置的所述的区域点阵化分辨率的面积；

即每瓦特功耗可覆盖的面积，单位为km²/W，表示所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

图4为本发明另一实施例提供的网络能效仿真装置的结构示意图；如图4所示，包括：

第一处理模块41，用于根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，根据所述待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，得到所述待仿真网络的可覆盖点阵向量；

设置模块42，用于设置仿真参数，所述仿真参数至少包括三个仿真时间段，以及每个仿真时间段的时长、需要仿真的仿真时间片数目、用户数目、业务类型、以及每种业务类型在每个仿真时间段的比重；所述三个仿真时间段分别为第一仿真时间段、第二仿真时间段、第三仿真时间段，所述第一仿真时间段为网络繁忙的时间段，所述第二仿真时间段为网络中等繁忙的时间段，所述第三仿真时间段为网络空闲的时间段；

第二处理模块43，用于根据所述第一处理模块41得到的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置模块42设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

举例来说，所述第一处理模块41，包括：

设置单元411，用于设置网络仿真环境参数，所述待仿真网络仿真环境参数包括码片速率、场景类型、移动速率、链路级性能表、下行公共导频信道CPICH的载干比Ec/Io的门限值，阴影效应的相关系数及所述阴影效应的对数正态分布的分布参数、路径损耗的模型公式，背景参数、移动台参数，移动台的播撒方式、矩形覆盖区域的范围、区域点阵化的分辨率；

分类单元412，用于根据所述待仿真网络中部署基站及设置每一个基站的扇区、载波、天线的参数，以及每一个基站的网络负载百分比，将所述待仿真网络中所有的载波按照频点的频率数值分为多个载波类；

第一计算单元413，计算每一个基站的覆盖半径；

第一处理单元414，用于根据所述设置单元411设置的区域点阵化的分辨率，将所述矩形覆盖区域映射到二维点阵上，将所述二维点阵存储到一维点阵向量中，计算所述一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离；

第二处理单元415，用于根据所述第一处理单元414确定的一维点阵向量中的每一个点到每一个基站的距离以及每一个基站的覆盖半径，确定所述一维点阵向量中的每一点所归属的基站，确定每一个基站的覆盖点阵向量。

举例来说，所述第一计算单元413具体用于：

举例来说，所述第二处理模块43，包括：

第二计算单元431，用于计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗；

查询单元432，用于根据设置的仿真环境参数中包括的移动台播撒方式，以及所述撒播的各移动台携带的业务信息，查找所述链路性能表，得到所述撒播的各移动台的目标载干比targetC/I；

第三计算单元433，用于计算所述播撒的各移动所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

选择单元434，用于为所述播撒的各移动台在所述载波频点分类中选择一个初始的载波频点类；

第三处理单元435，用于根据所述选择单元选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率；

第四处理单元436，用于根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理；

第五处理单元437，用于根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制和链路整理；

统计单元438，用于在所述设置的仿真参数中的每一个仿真时间片内，循环重复上述步骤，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量。

举例来说，所述第二计算单元431具体用于：

举例来说，所述第三计算单元433具体用于：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

举例来说，所述第三处理单元435具体用于：

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

举例来说，所述第四处理单元436具体用于：

举例来说，所述第五处理单元437具体用于：

举例来说，所述统计单元438具体用于：

（mW）；

计算每一个基站的的吞吐量：

图5为本发明另一实施例提供的网络能效评估装置的结构示意图；如图5所示，包括：

第一处理模块51，用于根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量；

其中，待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量可以根据图1或图2所示的网络能效仿真方法得到，详细内容不再赘述。

第二处理模块52，根据所述第一处理模块51计算的待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

举例来说，所述第一处理模块51具体用于：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

举例来说，所述第二处理模块52具体用于：

所述第一公式为：

所述第二公式为：

图6为本发明另一实施例提供的网络能效仿真装置的结构示意图；如图6所示，包括：处理器、存储器和通信总线，所述处理器通过所述通信总线与所述存储器连接，所述存储器中保存有实现网络能效仿真方法的指令，当所述处理器调取所述存储器中的指令时，可以执行如下步骤：

举例来说，所述根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，包括：

计算每一个基站的覆盖半径；

举例来说，所述计算每一个基站的覆盖半径，包括：

举例来说，根据所述确定的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

举例来说，计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗，包括：

举例来说，计算所述播撒的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和，包括：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

举例来说，根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率，包括：

为所述建立的链路设置初始的极小功率Pini。

举例来说，根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理，包括：

举例来说，根据各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理，包括：

举例来说，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

（mW）;

计算每一个基站的的吞吐量：

图7为本发明另一实施例提供的网络能效评估装置的结构示意图，如图7所示，包括：处理器、存储器和通信总线，所述处理器通过所述通信总线与所述存储器连接，所述存储器中保存有实现网络能效评估方法的指令，当所述处理器调取所述存储器中的指令时，可以执行如下步骤：

举例来说，所述根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，包括：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

举例来说，所述根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效，包括：

所述第一公式为：

所述第二公式为：

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种网络能效仿真方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的网络仿真环境参数，分别确定待仿真网络内每一个基站的覆盖点阵向量，包括：

计算每一个基站的覆盖半径；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算每一个基站的覆盖半径，包括：

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据所述确定的每一个基站的覆盖点阵向量和所述设置的仿真参数进行仿真，得到每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

根据所述网络仿真环境参数中包括的移动台播撒方式，以及撒播的各移动台携带的业务信息，查找所述链路级性能表，得到所述撒播的各移动台的目标载干比targetC/I；

计算所述撒播的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

为所述撒播的各移动台在载波频点分类中选择一个初始的载波频点类；

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，计算所述一维点阵向量中的每一个点到所述基站的每一个载波的链路损耗，包括：

遍历每一个扇区的每一个载波，根据所述载波的频点和所述路径损耗的模型公式，以及所述扇区归属的基站到所述一维点阵向量中每一个点的距离，算出所述载波到所述一维点阵向量中每一个点的路径损耗，构建每一个载波的路径损耗向量；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算所述撒播的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和，包括：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

根据所述撒播的各移动台在所述一维点阵向量中的点，计算每一个频点类中每一个频点在所述撒播的各移动台在所述一维点阵向量中的点产生的功率。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述选择的载波频点类，为对应的移动台建立链路，并设置所述建立的链路的初始功率，包括：

遍历所述撒播的各移动台，计算每一个移动台所选载波类下所有载波到所述移动台的接收导频Ec/Io，将所述接收导频Ec/Io最大的载波设置为所述移动台当前的最佳下行服务载波；

根据移动台的激活集门限计算公式：激活集门限＝最佳下行服务载波在该移动台处的导频接收功率－最佳下行服务载波的软切换窗；遍历每一个移动台所选载波类下的所有载波，若存在一个或一个以上的载波在所述移动台处的导频接收功率高于所述激活集门限，则将所述导频接收功率高于所述激活集门限的载波与所述移动台建立链路；

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述撒播的各移动台的服务质量QoS和网络功率负荷，对所述撒播的各移动台进行下行功率分配和链路整理，包括：

若所述链路的发射功率大于所述载波的单链路最大发射功率，则将所述链路的发射功率设置为初始的极小功率P_ini，并将所述链路的功率超出次数加1；

检测每一个移动台的最佳下行服务载波到所述移动台处的导频接收Ec/Io；若所述导频接收Ec/Io小于预设的下行公共导频信道CPICH的载干比Ec/Io的门限值，则将所述移动台的导频接收Ec/Io不足次数加1；若所述导频接收Ec/Io不足次数大于预设的Ec/Io不足次数限制，则将所述移动台进行切换判定：若所述移动台的切换次数没有超出设置的最大允许载波切换次数，则将所述移动台的切换次数加1，并进行一次载波类切换，否则将所述移动台中断；

检测每一个移动台的链路集中的链路数目，计算软切换增益：若所述链路集中的链路数目大于等于2，则将所述移动台的链路集中的链路按照导频接收功率进行排序，根据最大的导频接收功率和次大的导频接收功率之差，以及所述移动台的移动速率，查询所述链路级性能表，得到所述移动台当前的软切换增益SoftHandoverGain(dB)；

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各移动台的服务质量QoS和载波码片负荷进行码片资源限制，进行链路整理，包括：

若存在当前消耗的码片数目＞预设的最大码片数目×码片资源负载百分比的链路，则删除所述载波中的部分链路，直至所述载波当前消耗的码片数目≤预设的最大码片数目×码片资源负载百分比；

检测每一个移动台的链路集中的链路数目，计算软切换增益，即若确定所述链路集中的链路数目大于等于2，则将所述移动台的链路集中的链路按照导频接收功率进行排序，根据最大的导频接收功率和次大的导频接收功率之差，以及所述移动台的移动速率，查询所述链路级性能表，得到所述移动台当前的软切换增益SoftHandoverGain(dB)；

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，统计每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，包括：

计算每一个基站的吞吐量：

11.一种网络能效评估方法，在权利要求1-10任一项所述的网络能效仿真方法的基础上，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据待仿真网络中每一个基站在每一个仿真时间片的平均功率消耗、平均吞吐量，计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，包括：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

其中，Throughput_Net代表所述待仿真网络的吞吐量，J代表所述待仿真网络中未被中断的移动台数目，Bitrate_j代表第j个移动台的信息比特速率。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述根据所述待仿真网络在每一个仿真时间片的功率消耗和吞吐量，计算所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效，包括：

所述第一公式为：

其中，i表示仿真时间段，i＝1表示第一仿真时间段、i＝2表示第二仿真时间段、i＝3表示第三仿真时间段；D_i代表仿真时间段i中的仿真时间片数目，T_i代表仿真时间段i的时间长度，Throughput_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片的网络吞吐量，P_i,j代表仿真时间段i内第j个仿真时间片的网络总功率消耗，Ave_EE_Bit/J表示所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效；或者

所述第二公式为：

其中，PointsNumber_NetCoverage代表所述待仿真网络的可覆盖点阵向量中包含的点数，Area_Resolution表示区域点阵化分辨率的面积，表示所述待仿真网络在所有仿真时间片中的平均网络能效。

14.一种网络能效仿真装置，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，包括：

第一计算单元，计算每一个基站的覆盖半径；

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元具体用于：

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，包括：

查询单元，用于根据所述设置单元设置的网络仿真环境参数中包括的移动台播撒方式，以及撒播的各移动台携带的业务信息，查找所述链路级性能表，得到所述撒播的各移动台的目标载干比targetC/I；

第三计算单元，用于计算所述撒播的各移动台所在的点接收到的来自不同频点的载波的功率之和；

选择单元，用于为所述撒播的各移动台在载波频点分类中选择一个初始的载波频点类；

18.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，包括：第二计算单元，所述第二计算单元具体用于：

19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元具体用于：

计算所述待仿真网络中每一个载波的总发射功率；

20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第三处理单元具体用于：

为所述建立的链路设置初始的极小功率P_ini。

21.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第四处理单元具体用于：

22.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第五处理单元具体用于：

23.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述统计单元具体用于：

计算每一个基站的吞吐量：

24.一种网络能效评估装置，在权利要求14-23任一项所述的网络能效仿真装置的基础上，其特征在于，包括：

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块具体用于：

计算所述待仿真网络在每一个仿真时间片的吞吐量：

26.根据权利要求24或25所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块具体用于：

所述第一公式为：

所述第二公式为：