5G基站热耗控制系统、方法及设备与流程

5g基站热耗控制系统、方法及设备
技术领域
1.本发明涉及智能硬件技术领域，具体涉及一种5g基站热耗控制系统、方法及设备。


背景技术：

2.随着通讯技术的快速发展，5g基站的部署数量也越来越多，相比较早期的2g、3g和4g基站，5g基站在带来大量数据传输的同时，也引入了一个新的问题，即整个5g基站的功耗非常大，尤其是射频发射单元的功耗，一般在1000w左右，而这部分功耗大多是以热耗的形式散发出去的，散发的热耗除了造成能量浪费之外，也严重影响了基站内设备的可靠性与使用寿命。
3.当前采用的热耗控制技术主要包括以下几种方式：如通过dpd(digital pre
‑
distortion，数字预失真)技术提高系统的功放的效率，从而降低系统整体的热耗；或是通过软件控制测量基站内部的各项参数确定对基站的热耗控制；或是通过人工智能的方式根据覆盖区域业务量的大小，协调小区内不同的制式基站的发射功率，在减少功率的同时，达到降低热耗的目的。但是，上述各个方案需要连接电源进行供电，并且与5g基站紧耦合，增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种5g基站热耗控制系统、方法及设备，用以提高5g基站热耗控制系统的性能。
5.根据第一方面，一种实施例中提供一种5g基站热耗控制系统，包括：温差发电模块、蓄电池模块和控制模块；
6.所述温差发电模块，用于根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能；
7.所述蓄电池模块，用于存储所述温差发电模块得到的电能并向所述控制模块提供电能；
8.所述控制模块，用于通过所述蓄电池模块提供的电能，获取环境信息和所述5g基站反馈的奖惩信息，并根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制，以降低所述5g基站的热耗，其中，所述奖惩信息用以表征所述5g基站的散热状态，所述环境信息包括影响所述5g基站的当前温度的信息。
9.可选的，所述奖惩信息包括惩罚信号和奖励信号；
10.所述控制模块，具体用于当所述5g基站的当前温度大于或等于预设温度阈值时，则接收所述5g基站发送的惩罚信号，并根据所述环境信息和所述惩罚信号，调整惩罚策略，其中，所述惩罚策略为以下至少一项：增加风扇转速、减小所述5g基站的发射功率、减小所述5g基站的小区数量、关闭所述5g基站；当所述5g基站的当前温度小于预设温度阈值时，则接收所述5g基站发送的奖励信号，并根据所述环境信息和所述奖励信号，调整奖励策略，其中，所述奖励策略为以下至少一项：减小风扇转速、增加所述5g基站的发射功率、增加所述
5g基站的小区数量、开启所述5g基站。
11.可选的，所述控制模块，具体用于通过预设马尔科夫算法，根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制。
12.可选的，所述系统还包括：风扇和/或有源半导体制冷片。
13.可选的，所述系统还包括：
14.稳压模块，用于将所述温差发电模块得到的电压转换为预设稳定电压，并将所述预设稳定电压输出至所述蓄电池模块。
15.可选的，所述系统还包括：
16.电压检测模块，用于检测所述温差发电模块输出的电压是否满足所述控制模块的电压要求，若符合要求，则将所述温差发电模块得到的电压输出至所述蓄电池模块。
17.可选的，所述系统还包括：
18.保护模块，用于防止所述蓄电池模块输出的电流和电压逆流至所述温差发电模块。
19.根据第二方面，一种实施例中提供一种5g基站热耗控制方法，所述方法包括：
20.根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能；
21.通过所述电能，获取环境信息和所述5g基站反馈的奖惩信息，并根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制，以降低所述5g基站的热耗，其中，所述奖惩信息用以表征所述5g基站的散热状态，所述环境信息包括影响所述5g基站的当前温度的信息。
22.可选的，所述奖惩信息包括惩罚信号和奖励信号；
23.所述获取环境信息和所述5g基站反馈的奖惩信息，并根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制，包括：
24.当所述5g基站的当前温度大于或等于预设温度阈值时，则接收所述5g基站发送的惩罚信号，并根据所述环境信息和所述惩罚信号，调整惩罚策略，其中，所述惩罚策略为以下至少一项：增加风扇转速、减小所述5g基站的发射功率、减小所述5g基站的小区数量、关闭所述5g基站；当所述5g基站的当前温度小于预设温度阈值时，则接收所述5g基站发送的奖励信号，并根据所述环境信息和所述奖励信号，调整奖励策略，其中，所述奖励策略为以下至少一项：减小风扇转速、增加所述5g基站的发射功率、增加所述5g基站的小区数量、开启所述5g基站。
25.可选的，所述根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制，包括：
26.通过预设马尔科夫算法，根据所述环境信息和所述奖惩信息，对所述5g基站进行温度控制。
27.可选的，所述方法还包括：将得到的电压转换为预设稳定电压。
28.可选的，所述方法还包括：检测得到的电压是否满足电压要求，若符合要求，则通过所述电能，获取环境信息和所述5g基站反馈的奖惩信息。
29.根据第三方面，一种实施例中提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现上述第二方面中任一项所述的5g基站热耗控制方法。
30.根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述第二方面中任一项所述的5g基站热耗控制方法。
31.本发明实施例提供一种5g基站热耗控制系统、方法及设备，该系统包括：温差发电模块、蓄电池模块和控制模块；通过温差发电模块，根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能；通过蓄电池模块，存储温差发电模块得到的电能并向控制模块提供电能；通过控制模块，利用蓄电池模块提供的电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗，其中，奖惩信息用以表征5g基站的散热状态，环境信息包括影响5g基站的当前温度的信息。通过将5g基站散发出的废弃、有害的热耗转化为电能，使得该5g基站热耗控制系统无需外接电源，即可通过5g基站反馈的表征5g基站的散热状态的奖惩信息和处于变化中的环境信息，对5g基站进行温度控制，该5g基站热耗控制系统的可靠性得到了大幅提升；同时，在不改动现有5g基站各项设施的情况下，也实现了5g基站的有效散热，达到了系统热耗控制的自循环管理目的，从而提高了5g基站热耗控制系统的性能。
附图说明
32.图1为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制系统的结构示意图；
33.图2a为本发明实施例提供的一种温差发电片并联电路组的结构示意图；
34.图2b为本发明实施例提供的一种温差发电片串联电路组的结构示意图；
35.图3为本发明实施例提供的另一种5g基站热耗控制系统的结构示意图；
36.图4为本发明实施例提供的一种控制模块和5g基站的交互过程示意图；
37.图5为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制方法的实施例一的流程示意图；
38.图6为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制方法的实施例二的流程示意图。
具体实施方式
39.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
40.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
41.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
42.由于现有技术中采用的各种热耗控制技术需要连接电源进行供电，并且与5g基站紧耦合，增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性，为了提高5g基站热耗控制系统的性能，本发明实施例提供了一种5g基站热耗控制系统、方法及设备，以下分别进行详细说明。
43.图1为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制系统的结构示意图，如图1所示，该5g基站热耗控制系统可以包括：温差发电模块110、蓄电池模块120和控制模块130。
44.温差发电模块110，可以用于根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能。
45.具体实现时，图2a为本发明实施例提供的一种温差发电片并联电路组的结构示意图，图2b为本发明实施例提供的一种温差发电片串联电路组的结构示意图，如图2a和图2b所示，由于单个温差发电片产生的功率较小，因此可以利用5g基站的发热特性，采用多个温差发电片形成温差发电片组，通过并联或者串联的方式进行电量的提供。具体的，可以利用塞贝克效应实现在有温度差的地方进行电流、电压的产生，塞贝克效应又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。同时，当温差发电片的温度差为40摄氏度时，可以生成压差为2.2v左右的电压，当温差发电片的温度差为60摄氏度时，可以生成压差为3.6v左右的电压，即，当温差发电片的温差越大，相对发电的功率越大，产生的电流、电压相应都会变大。当前5g基站的单个功耗一般在1000w左右，其中热耗600w左右，室外型基站主要先利用传导实现对工作器件的结温实现热平衡，然后由对流实现温度与环境的交互，在这种条件下基站外壳高发热部位与空气的温度压差在60摄氏度左右，满足温差发电片的需求(当温差发电片需要温度差大于40摄氏度时，才可以进行发电)。同时，图2a和图2b中的二极管的主要作用是防止电流、电压逆流造成对温差发电片的损坏。
46.蓄电池模块120，可以用于存储温差发电模块得到的电能并向控制模块提供电能。
47.具体的，可以采用电容加电池组合的方式或者其中之一的方式来实现蓄电池模块120的存储电能的功能，例如，蓄电池模块120可以是蓄电池，也可以是大容量电容等。
48.控制模块130，可以用于通过蓄电池模块120提供的电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗。
49.其中，上述奖惩信息可以用以表征5g基站的散热状态，例如，5g基站反馈的奖惩信息可以为“+1”，表征5g基站的当前散热状态为良好，5g基站反馈的奖惩信息也可以为
“‑
1”，表征5g基站的当前散热状态为不好。上述环境信息为包括影响5g基站的当前温度的信息，例如，环境信息可以包括外界环境温度、5g基站的温度、风扇转速、室外风速等其它可能会影响到5g基站的当前温度的信息。
50.由于5g基站的温度可能会受安装区域、地点、季节、天气、业务量等多种因素的影响，依靠固定的控制算法无法满足5g基站处于变化环境中的温度控制要求，因此，采用与环境交互的方法来控制5g基站的温度。并且，5g基站反馈的奖惩信息仅仅用以表征5g基站的散热状态，无需5g基站与5g基站热耗控制系统通过复杂的通信过程即可完成，从而不会对5g基站的正常工作产生影响。在5g基站工作时，经过上述系统产生热量自动产生电能，并启动其它部件，一旦5g基站停止工作或者基站本身的热耗不大的情况，则无法产生电能使系统工作，达到一种需要时启动、不需要时关机的状态。
51.本发明实施例提供的5g基站热耗控制系统，该系统包括：温差发电模块、蓄电池模块和控制模块；通过温差发电模块，根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能；通过蓄电池模块，存储温差发电模块得到的电能并向控制模块提供电能；通过控制模块，利用蓄电池模块提供的电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗，其中，奖惩信息用以表征5g基站的散热状态，环境信息包括影响5g基站的当前温度的信息。通过将5g基站散发出的废弃、有害的热耗转化为电能，使得该5g基站热耗控制系统无需外接电源，即可通过5g基站反馈的表征5g基站的散热状态的奖惩信息和处于变化中的环境信息，对5g基站进行温度控制，该5g基站热耗控制系统的可靠性得到了大幅提升；同时，在不改动现有5g基站各项设施的情况下，也实现了5g基站的有效散热，达到了系统热耗控制的自循环管理目的，从而提高了5g基站热耗控制系统的性能。
52.作为一种可以实施的方式，上述5g基站热耗控制系统还可以包括：风扇和/或有源半导体制冷片。具体的，上述蓄电池模块可以外接风扇、有源半导体制冷片等设备进行散热，使得在利用控制模块对5g基站进行温度控制的基础上，还可以进一步结合风扇、有源半导体制冷片等设备对5g基站进行散热。
53.作为一种可以实施的方式，上述奖惩信息可以包括惩罚信号和奖励信号。此时，上述控制模块130，可以具体用于：当5g基站的当前温度大于或等于预设温度阈值时，则接收5g基站发送的惩罚信号，并根据环境信息和惩罚信号，调整惩罚策略，其中，惩罚策略可以为以下至少一项：增加风扇转速、减小5g基站的发射功率、减小5g基站的小区数量、关闭5g基站，以此来加强5g基站的散热效果。
54.或者，上述控制模块130，也可以具体用于：当5g基站的当前温度小于预设温度阈值时，则接收5g基站发送的奖励信号，并根据环境信息和奖励信号，调整奖励策略，其中，奖励策略可以为以下至少一项：减小风扇转速、增加5g基站的发射功率、增加5g基站的小区数量、开启5g基站，以此来减弱5g基站的散热效果。
55.可选的，上述控制模块130，还可以具体用于通过预设马尔科夫算法，根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制。具体的，当温差发电片发电时，可以启动预设在控制模块130中的软件程序，采用强化学习算法中的马尔科夫决策过程对状态、策略等进行决策，例如可以采用增加风扇转速、关闭基站、关闭小区、关闭功放等方式实现对5g基站的热耗控制。待温差降低之后，温差发电片不再发电，系统恢复到原有状态。通过上述方式，可以自适应地满足各种不同环境变化而引起的温控的要求。
56.可选的，上述5g基站热耗控制系统还可以包括：稳压模块(图1中未示出)，用于将上述温差发电模块得到的电压转换为预设稳定电压，并将预设稳定电压输出至蓄电池模块。
57.可选的，上述5g基站热耗控制系统还可以包括：电压检测模块(图1中未示出)，用于检测上述温差发电模块输出的电压是否满足控制模块的电压要求，若符合要求，则将温差发电模块得到的电压输出至蓄电池模块。
58.可选的，上述5g基站热耗控制系统还可以包括：保护模块(图1中未示出)，用于防止蓄电池模块输出的电流和电压逆流至温差发电模块。
59.图3为本发明实施例提供的另一种5g基站热耗控制系统的结构示意图，如图3所
示，该5g基站热耗控制系统可以包括：由温差发电片组成的温差发电模块310、二极管组成的防止逆流的保护模块320、保证稳定电压输出的稳压模块330、对温差发电片电压检测的电压检测模块340、可选用于存储电能的蓄电池模块350、与环境进行交互并实现自适应应对环境变化的控制模块360和对5g基站380热耗控制的使能模块370。
60.其中，使能模块370的具体功能可以由具体的需求进行界定，例如使能模块370可以为控制单板、动环监控单元fsu等包含cpu(central processing unit，中央处理器)、内存、硬盘等单元的具有处理能力的硬件设备，实现对5g基站380外围信号的采集、存储、分析、传输等功能，同时，可以通过采集的数据实现对5g基站380的交互，并根据测量结果实现对基站的断电，小区的关断，射频子载波关断等功能。使能模块370也可以为固定在5g基站380上的风扇，以此来实现加快基站热耗对流并最终达到散热的效果。
61.具体实现时，蓄电池模块350可以对外接控制单板(fsu、风扇等设备)进行供电，控制单板具有本地或者远程回传功能，可以采用wifi、nbiot(narrow band internet of things，窄带物联网)、485总线等对5g基站进行控制，如5g基站下电、小区下电、关闭射频扇区等。
62.图4为本发明实施例提供的一种控制模块和5g基站的交互过程示意图，如图4所示，5g基站向控制模块发送奖惩信息，控制模块获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，向使能模块(fsu或者控制单板或者风扇等其他设备)发送控制信息，以使使能模块按照预设规范对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗。
63.图5为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制方法的实施例一的流程示意图，本发明实施例的执行主体为5g基站热耗控制设备。如图5所示，本实施例提供的5g基站热耗控制方法可以包括：
64.s501，根据5g基站的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能。
65.s502，通过电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗。
66.其中，上述奖惩信息可以用以表征5g基站的散热状态，环境信息可以包括影响5g基站的当前温度的信息。
67.本发明实施例提供的5g基站热耗控制方法，根据5g基站的热耗产生的温度和外界环境温度之间的温差产生电压，以得到电能；通过电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，以降低5g基站的热耗，其中，奖惩信息用以表征5g基站的散热状态，环境信息包括影响5g基站的当前温度的信息。通过将5g基站散发出的废弃、有害的热耗转化为电能，无需外接电源即可通过5g基站反馈的表征5g基站的散热状态的奖惩信息和处于变化中的环境信息，对5g基站进行温度控制；同时，在不改动现有5g基站各项设施的情况下，也实现了5g基站的有效散热，达到了系统热耗控制的自循环管理目的。
68.可选的，上述奖惩信息可以包括惩罚信号和奖励信号；此时，上述获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息，并根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，可以包括：当5g基站的当前温度大于或等于预设温度阈值时，则接收5g基站发送的惩罚信号，并根据环境信息和惩罚信号，调整惩罚策略，其中，惩罚策略为以下至少一项：增加风扇转速、减小5g基站的发射功率、减小5g基站的小区数量、关闭5g基站；当5g基站的当前温度小于预设温
度阈值时，则接收5g基站发送的奖励信号，并根据环境信息和奖励信号，调整奖励策略，其中，奖励策略为以下至少一项：减小风扇转速、增加5g基站的发射功率、增加5g基站的小区数量、开启5g基站。
69.可选的，上述根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制，可以包括：通过预设马尔科夫算法，根据环境信息和奖惩信息，对5g基站进行温度控制。
70.可选的，在上述实施例一的基础上，5g基站热耗控制方法还可以包括：将得到的电压转换为预设稳定电压。
71.可选的，在上述实施例一的基础上，5g基站热耗控制方法还可以包括：检测得到的电压是否满足电压要求，若符合要求，则通过得到的电能，获取环境信息和5g基站反馈的奖惩信息。
72.图6为本发明实施例提供的一种5g基站热耗控制方法的实施例二的流程示意图，如图6所示，本实施例提供的5g基站热耗控制方法可以包括：
73.s601，在5g基站外部温差大于40摄氏度处贴多个温差发电片。
74.s602，多个温差发电片自动实现电功率的生成。
75.s603，稳压模块实现电流的稳定输出。
76.s604，控制模块驱动使能模块，实现对5g基站热耗的管理控制。
77.本发明实施例提供的5g基站热耗控制方法，充分利用5g基站的温度与环境温度的差值，利用温差发电片实现电源的生成，温差发电片正面粘贴在5g基站的外部最热处，由于传导温度远大于外部环境温度，当温差大于40摄氏度时，温差发电模块自动开始给稳压模块供电，稳压模块输出稳定的电流，供给后端使能模块。使能模块例如可以为风扇，风扇可以固定在5g基站的外壳，风扇启动后，加快5g基站的外壳与外部环境的对流效果，进而加快5g基站整体的散热，当温差降低到一定程度时，温差发电片不再发电，自动关闭风扇。
78.另外，相应于上述实施例所提供的5g基站热耗控制方法，本发明实施例还提供了一种5g基站热耗控制设备，该5g基站热耗控制设备可以包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于通过执行存储器存储的程序以实现本发明实施例提供的5g基站热耗控制方法的所有步骤。
79.另外，相应于上述实施例所提供的5g基站热耗控制方法，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时实现本发明实施例的5g基站热耗控制方法的所有步骤。
80.本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
81.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限
制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。