CN101860944A - 通信系统的能效控制方法、装置和业务处理单元及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及通信领域，尤其是一种通信系统的能效控制方法、装置和业务处理单元及系统。本发明实施例提供的通信系统的能效控制方法，包括：监测通信系统中业务处理单元的运行，并采集业务处理单元的运行信息；基于采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；根据确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元。本发明实施例提供的技术方案，可以在小业务量时，使各业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

Description

通信系统的能效控制方法、装置和业务处理单元及系统

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其是一种通信系统的能效控制方法、装置和业务处理单元及系统。

背景技术

通信网络中，业务是通过边缘接入设备接入，然后再通过传送网络汇集到通信业务处理中心进行处理。一种典型的通信网络是无线数据业务网络，无线数据业务网络包括：RNC/BSC(radio network controller/base station controller，无线网络控制器/基站控制器)设备、传输网络、SGSN(Serving GPRS Support Node，GPRS业务支撑节点)设备等，其中RNC/BSC属于边缘接入设备，SGSN属于2G/3G共用的核心网设备，SGSN主要用于GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)业务，一般位于通信网络的核心机房中。在无线数据业务网络中，各手机用户的数据业务通过多个RNC/BSC接入无线数据业务网络，之后再经传输网络汇聚到SGSN上进行处理。SGSN通常采用通信机柜的形式实现，每个通信机柜的机框中包括多个插板，每个插板都可以视为一个处理单元，多个处理单元就组成了SGSN的资源池；SGSN采用资源池的方式进行负荷分担管理，将负荷分配给资源池中的各个处理单元。在现有技术中，通信系统一般按最大业务峰值需求配置处理单元，而实际运行中业务量远低于峰值水平，因此，在小业务量时，由于所有的机框、机架、业务处理单元全部上电或者以正常工作模式运行，资源池中提供的业务能力远大于网络的实际需求，造成了能源的极大浪费。

发明内容

本发明实施例一方面提供了一种通信系统的能效控制方法和装置，另一方面提供了一种实现能效控制的业务处理单元和通信系统，使业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，在小业务量时，可以使业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

本发明实施例提供的通信系统的能效控制方法，包括：

监测通信系统中业务处理单元的运行，并采集业务处理单元的运行信息；

基于采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；

根据确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元。

本发明实施例提供的通信系统的能效控制装置，包括：

监测模块，通过监测总线与业务处理单元相连，用于监测通信系统中业务处理单元的运行，并采集业务处理单元的运行信息；

能效模块，用于基于所述监测模块采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；

调整模块，通过控制总线与业务处理单元相连，用于根据所述能效模块确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元。

本发明实施例提供的实现能效控制的业务处理单元，包括：

业务处理模块和上述的能效控制装置，所述能效控制装置通过总线与所述业务处理模块相连；

所述业务处理模块，用于通过传输网络与子网设备相连，处理子网设备发送的业务。

本发明实施例提供的实现能效控制的通信系统，包括：

多个业务处理单元和上述的能效控制装置，所述能效控制装置通过总线与所述业务处理单元相连；

所述业务处理单元，用于通过传输网络与子网设备相连，处理子网设备发送的业务。

由以上技术方案可知，本发明实施例中，通过采集各业务处理单元的运行信息，进行预测处理，动态确定各业务处理单元的后续功耗，并调整各业务处理单元，使各业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，因此，本发明实施例提供的技术方案，可以在小业务量时，使各业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的通信系统的能效控制方法流程图；

图2为本发明实施例二的通信系统的能效控制装置结构图；

图3为本发明实施例三的实现能效控制的业务处理单元结构图；

图4为本发明实施例四的实现能效控制的通信系统示意图；

图5为本发明实施例四的另一实现能效控制的通信系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如附图1所示，本发明实施例提供了一种通信系统的能效控制方法，包括如下步骤：

步骤101，监测通信系统中各业务处理单元的运行，并采集各业务处理单元的运行信息；其中，运行信息可以是功耗状况、工作模式和业务负荷中的任一种或几种的组合。

在步骤101中，功耗状况和业务负荷可以通过现有技术采集，这里不再赘述。

对于通信系统中的业务处理单元，可以设置不同的工作模式，不同的模式对应不同的功耗以实现不同的处理能力，例如，节能模式1(正常工作模式30％的功耗)，节能模式2(正常工作模式50％的功耗)，节能模式3(正常工作模式80％的功耗)，正常工作模式等。另外，除业务处理单元外，通信系统中的电源模块、风扇模块等支撑部件也可以定义多种工作模式；例如，电源模块中多个电源单元的开关，电源模块的不同工作模式对应开启不同数量的电源单元；风扇模块中多个风扇的开关及转速等级调节等，风扇模块的不同工作模式对应开启不同数量的风扇或设置风扇的不同等级的转速。

采集各业务处理单元的运行信息可以是一个周期性的过程，每隔一段时间对各业务单元的运行信息进行一次采集，采集的周期可以根据实际情况设置，例如，当通信系统中承载的是运行信息变化较快的业务时，可以采用较短的采集周期，反之，当通信系统中承载的是运行信息变化较慢的业务时，可以适当的延长采集周期。

步骤102，基于采集的运行信息，进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗。

在步骤102中，基于采集的运行信息进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗可以是：根据各业务处理单元的运行信息，采用拟合算法建立运行模型，然后利用建立的运行模型和当前各业务处理单元的运行信息进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗；或者，根据各业务处理单元的运行信息和已经建立的运行模型，采用拟合算法对已建立的运行模型进行修正，然后利用修正的运行模型和当前各业务处理单元的运行信息进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗，这里，已经建立的运行模型可以是配置的初始运行模型或根据历史采集的运行信息建立的运行模型。其中，可以对采集的运行信息进行周期性的处理(周期的单位可以是小时、天、周、月等)以建立或修正运行模型，例如，在每个采集周期结束时，利用历史采集的运行信息和当前采集的运行信息，将这些离散的运行信息采用拟合算法形成按时间分布的运行模型曲线(即时间-运行信息的运行模型函数)；之后，基于建立或修正的运行模型可以预测各业务处理单元的后续运行信息，由于运行信息(功耗状况、工作模式和业务负荷)与功耗存在对应关系，不同的功耗对应不同的运行信息，因此，确定了各业务处理单元的后续运行信息即确定了各业务处理单元的后续功耗，这里的后续功耗可以是设定时间长度后通信系统需要的功耗。

下面举例说明基于建立或修正的运行模型预测各业务处理单元的后续运行信息的方式：对于一般业务，可以对运行模型函数求导，并利用设定时间长度得出需要的运行信息增量(可以是正值或负值)，然后，根据当前的运行信息和运行信息增量确定设定时间长度后通信系统需要的后续运行信息；或者，对于一般业务，可以直接利用运行模型曲线，确定出设定时间长度后的时间点T在运行模型曲线对应的运行信息的值，即后续运行信息的值；或者，进一步对于周期性业务，建立的运行模型函数是周期函数，可以直接利用运行模型曲线或运行模型函数，确定出设定时间长度后的时间点T对应的运行信息的值，即后续运行信息的值。由于运行信息(功耗状况、工作模式和业务负荷)与功耗存在对应关系，不同的功耗对应不同的运行信息，因此确定了各业务处理单元的后续运行信息即确定了各业务处理单元的后续功耗。

步骤103，根据确定的各业务处理单元的后续功耗，调整各业务处理单元耗，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应。

在步骤103中，调整各业务处理单元可以是：直接调整各业务处理单元；或者，根据设置的调整策略对各业务处理单元进行调整。这里的调整策略可以是：根据设置的增量阈值进行判断，如果后续功耗与当前功耗的增量(即两者的差值，可以是正值或负值)的绝对值大于增量阈值则调整各业务处理单元，否则不调整各业务处理单元；或，根据设置的门限窗口进行判断，门限窗口包括下限窗口阈值和上限窗口阈值，当前功耗的值介于下限窗口阈值和上限窗口阈值之间，如果后续功耗大于上限窗口阈值或小于下限窗口阈值，则调整各业务处理单元，否则不调整各业务处理单元。由于设置了调整策略，当后续功耗与当前功耗相比变化较小时则不对各业务单元进行调整，只在功耗增量超出一定范围才调整各业务单元，从而减少了调整的频率，不需要每次确定完各业务处理单元的后续功耗都进行调整，使系统处于一个比较稳定的状态，并且由于调整业务处理单元本身也需要消耗能量，过于频繁的对业务处理单元进行调整也会造成功耗的提高，所以，调整策略的设置可以进一步的降低功耗，提高系统能效。为了保证业务服务质量，在根据设置的调整策略确定需要对各业务处理单元进行调整时，所述调整策略可以进一步包括设置突发阈值(设置突发阈值大于上限窗口阈值或突发阈值与当前功耗之差的绝对值大于增量阈值)来判断业务变化是否异常，当后续功耗大于突发阈值时则认为业务异常变化，否则认为业务正常波动；后续，可以根据业务变化情况来进行相应的调整，举例来说，对于业务正常波动情况，可以直接根据后续功耗对各业务处理单元进行调整，对于业务异常增长时(例如短时间内业务增量持续远远超过窗口比较器上限的最大值)，则可一次性把资源池中所有的业务处理单元切换到正常工作模式，恢复最大的业务处理能力。

另外，由于业务处理单元自身的硬件限制，其处理能力具有一定的范围，因此，可以在调整各业务处理单元之前，进一步判断确定的各业务处理单元的后续功耗是否超出了业务处理单元的处理能力限制，如果后续功耗未超出业务处理单元的能力限制，则调整各业务处理单元，否则，仅仅在业务处理单元的能力限制范围内调整各业务处理单元。例如，一业务处理单元的处理能力上限对应的功耗是100单位，该业务处理单元当前的功耗是90单位，而确定的该业务处理单元的后续功耗是110，由于后续功耗110超出了业务处理单元的处理能力限制100，因此不能调整该业务处理单元的功耗至110单位，可以将该业务处理单元的功耗调整至100单位；对于确定的一业务处理单元的后续功耗低于该业务处理单元的处理能力下限对应的功耗时，则可以直接关闭该业务处理单元或使该业务处理单元进入休眠模式。

在步骤103中，具体调整各业务处理单元时，可以采用不同的调整方式，例如：直接将各业务处理单元的功耗调整至确定的各业务处理单元的后续功耗，具体可以通过调整各个业务处理单元的实际处理能力或者开/关部分业务处理单元来实现对各业务处理单元功耗的调整；或者，根据设定的工作模式，将各业务处理单元的工作模式调整至确定的后续功耗对应的工作模式，例如，节能模式1对应正常工作模式0％-30％的功耗、节能模式2对应正常工作模式30％-50％的功耗、节能模式3对应正常工作模式50％-80％的功耗、正常工作模式对应全部的功耗，当确定的一业务处理单元的后续功耗为正常工作模式的70％功耗时，则将该业务处理单元调整至节能模式3，其他类似不再赘述。上述过程中，调整业务处理单元的实际处理能力、调整实际工作的业务处理单元的数量、或者调整业务处理单元的工作模式，都是对各业务处理单元进行功耗调整的具体方式，在实际调整各业务处理单元时，可以灵活的采用三种具体方式中的一种或几种的组合来实现对各业务处理单元的调整。

本发明实施例，通过采集各业务处理单元的运行信息，进行预测处理，动态确定各业务处理单元的后续功耗，并调整各业务处理单元的功耗，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应，使各业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，在小业务量时，可以使各业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

实施例二

如附图2所示，本发明实施例提供了一种通信系统的能效控制装置，包括：

监测模块21，通过监测总线与各业务处理单元相连，用于监测通信系统中各业务处理单元的运行，并采集各业务处理单元的运行信息；

能效模块22，用于基于监测模块21采集的运行信息，进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗；

调整模块23，通过控制总线与各业务处理单元相连，用于根据能效模块22确定的各业务处理单元的后续功耗，调整各业务处理单元，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应。

进一步的，监测模块21可以包括：计时单元211，用于按照一定的周期启动采集单元212进行运行信息的采集；采集单元212，用于监测通信系统中各业务处理单元的运行，并根据计时单元211的指示周期性的采集各业务处理单元的运行信息。

进一步的，能效模块22可以包括：建立单元221，用于基于监测模块21采集的各业务处理单元的运行信息，采用拟合算法建立或修正运行模型；预测单元，用于利用建立单元221建立或修正的运行模型和监测模块21采集的当前各业务处理单元的运行信息，进行预测处理，确定各业务处理单元的后续功耗。

进一步的，调整模块23可以包括：策略单元231，用于根据设置的调整策略进行判断，当能效模块22确定的各业务处理单元的后续功耗在调整策略允许的调整范围之内时，则指示调整单元232调整各业务处理单元，否则不指示调整单元232进行调整；调整单元232，用于根据策略单元231的指示调整各业务处理单元，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应。其中，策略单元231设置的调整策略可以具体参考实施例一中的相关内容，这里不再赘述；调整单元232调整各业务处理单元的具体方式也可以参考实施例一中的相关内容，这里不再赘述。

可选的，上述能效控制装置还可以包括：上报模块24，用于通过网管接口与网关设备相连或者通过其他上报接口与上层设备相连，将监测模块21采集的运行信息、能效模块22确定的各业务处理单元的后续功耗、建立单元221建立的运行模型、策略单元231使用的调整策略中的任一个或多个的组合上报至网关设备或其他上层设备。

本发明实施例，通过采集各业务处理单元的运行信息，进行预测处理，动态确定各业务处理单元的后续功耗，并调整各业务处理单元的功耗，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应，使各业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，在小业务量时，可以使各业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

实施例三

如附图3所示，本发明实施例提供了一种能够实现能效控制的业务处理单元，包括：

业务处理模块31，用于通过传输网络与子网设备相连，处理子网设备发送的业务；

能效控制模块32，用于通过总线与业务处理模块31相连，监测业务处理模块31的运行，并采集各业务处理单元的运行信息；基于采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理模块31的后续功耗；根据确定的业务处理模块31的后续功耗，调整业务处理模块31，使业务处理模块31的功耗与确定的后续功耗相适应。

其中，能效控制模块32的具体划分可以参考实施例二提供的能效控制装置的划分，与实施例二提供的能效控制装置不同的是，本实施例的能效控制模块32是设置在业务处理单元内部的，该能效控制模块32只负责所在的业务处理单元的能效控制。

本发明实施例，通过采集业务处理单元中的业务处理模块的运行信息，进行预测处理，动态确定业务处理模块的后续功耗，并调整业务处理模块的功耗，使业务处理模块的功耗与确定的后续功耗相适应，从而使业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，在小业务量时，可以使业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

实施例四

如附图4所示，本发明实施例提供了一种能够实现能效控制的通信系统，包括：

多个业务处理单元41，用于通过传输网络与子网43相连，处理子网43发送的业务；

能效控制装置42，用于通过总线与多个业务处理单元41相连，监测通信系统中各业务处理单元41的运行，并采集各业务处理单元41的运行信息；基于采集的运行信息，进行预测处理，确定各业务处理单元41的后续功耗；根据确定的各业务处理单元41的后续功耗，调整各业务处理单元41，使各业务处理单元41的功耗与确定的后续功耗相适应。

其中，能效控制装置42可以是实施例二提供的通信系统的能效控制装置。业务处理单元41可以是现有技术中的业务处理单元，或者是实施例三中提供的业务处理单元；当业务处理单元41是实施例三中提供的业务处理单元时，参考图5，业务处理单元41进一步包括业务处理模块411和能效控制模块412，此时，控制多个业务处理单元41的能效控制装置42和业务处理单元41自身的能效控制模块412可以组成分级能效控制系统，能效控制装置42和能效控制模块412之间相互协作，例如，能效控制装置42采集各业务处理单元41的运行信息，并基于采集的运行信息确定哪些业务处理需要进行功耗调整，然后能效控制装置42通知需要功耗调整的业务处理单元，需要功耗调整的业务处理单元中的能效控制模块412采集所在业务处理单元的运行信息，并基于采集的运行信息确定所在业务处理单元的后续功耗，根据该后续功耗调整所在业务处理单元。

本发明实施例，通过采集各业务处理单元的运行信息，进行预测处理，动态确定各业务处理单元的后续功耗，并调整各业务处理单元的功耗，使各业务处理单元的功耗与确定的后续功耗相适应，使各业务处理单元的功耗与实际运行信息的变化相适应，在小业务量时，可以使各业务处理单元处于较低的功耗，从而达成较好的节能效果。

在本发明各实施例中，由于运行信息可以是功耗状况、工作模式和业务负荷中的任一种或几种的组合，所以，建立的运行模型可以是功耗与时间的关系模型，或者业务负荷与时间的关系模型，或者可以同时建立功耗与时间的关系模型和业务负荷与时间的关系模型。当建立了多个运行模型时，例如功耗与时间的关系模型和业务负荷与时间的关系模型，可以分别根据多个运行模型进行预测处理，确定每个运行模型对应的业务处理单元的后续功耗，然后将多个运行模型对应的后续功率进行平均，利用平均值作为最终的后续功耗。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (11)

1.一种通信系统的能效控制方法，其特征在于，包括：

监测通信系统中业务处理单元的运行，并采集业务处理单元的运行信息；

基于采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；

根据确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗包括：

根据采集的业务处理单元的运行信息，采用拟合算法建立或修正运行模型；

利用建立或修正的运行模型和业务处理单元当前的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；

其中，所述运行信息是功耗、工作模式和业务负荷中的一种或多种的组合。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用建立或修正的运行模型和业务处理单元当前的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗包括：

对建立或修正的运行模型对应的函数进行导数运算，并利用设定时间长度得出需要的运行信息增量；根据当前的运行信息和运行信息增量，确定设定时间长度后通信系统需要的后续功耗；或者，

利用建立或修正的运行模型对应的曲线，得到设定时间长度后的时间点在曲线上对应的运行信息的值，根据对应的运行信息的值确定设定时间长度后通信系统需要的后续功耗；或者

当建立或修正的运行模型对应的函数是周期函数时，利用运行模型对应的曲线或函数，得到设定时间长度后的时间点对应的运行信息的值，根据对应的运行信息的值确定设定时间长度后通信系统需要的后续功耗。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元之前，所述方法还包括：

根据设置的调整策略判断是否对业务处理单元进行调整；

所述调整策略是：如果后续功耗与当前功耗的增量的绝对值大于增量阈值，则对业务处理单元进行调整，否则不调整业务处理单元；或者，如果后续功耗大于上限窗口阈值或小于下限窗口阈值，则对业务处理单元进行调整，否则不调整业务处理单元，其中，所述上限窗口阈值大于所述下限窗口阈值，当前功耗介于下限窗口阈值和上限窗口阈值之间；或者，当后续功耗大于突发阈值时，则调整业务处理单元至最大的业务处理能力。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元包括：

直接将业务处理单元的功耗调整至确定的业务处理单元的后续功耗；或者，将业务处理单元的工作模式调整至确定的后续功耗对应的工作模式。

6.一种通信系统的能效控制装置，其特征在于，包括：

监测模块，通过监测总线与业务处理单元相连，用于监测通信系统中业务处理单元的运行，并采集业务处理单元的运行信息；

能效模块，用于基于所述监测模块采集的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗；

调整模块，通过控制总线与业务处理单元相连，用于根据所述能效模块确定的业务处理单元的后续功耗，调整业务处理单元。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监测模块包括：

计时单元，用于按照一定的周期启动采集单元进行运行信息的采集；

采集单元，用于监测通信系统中业务处理单元的运行，并根据所述计时单元的指示周期性的采集业务处理单元的运行信息。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述能效模块包括：

建立单元，用于基于所述监测模块采集的业务处理单元的运行信息，采用拟合算法建立或修正运行模型；

预测单元，用于利用所述建立单元建立或修正的运行模型和所述监测模块采集的业务处理单元当前的运行信息，进行预测处理，确定业务处理单元的后续功耗。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：

策略单元，用于根据设置的调整策略进行判断，当所述能效模块确定的业务处理单元的后续功耗在调整策略允许的调整范围之内时，则指示调整单元调整业务处理单元，否则不指示调整单元进行调整；

调整单元，用于根据所述策略单元的指示调整业务处理单元。

10.一种实现能效控制的业务处理单元，其特征在于，包括：业务处理模块和权利要求6至9任一项所述的能效控制装置，所述能效控制装置通过总线与所述业务处理模块相连；

所述业务处理模块，用于通过传输网络与子网设备相连，处理子网设备发送的业务。

11.一种实现能效控制的通信系统，其特征在于，包括：多个业务处理单元和权利要求6至9任一项所述的能效控制装置，所述能效控制装置通过总线与所述业务处理单元相连；

所述业务处理单元，用于通过传输网络与子网设备相连，处理子网设备发送的业务。

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