移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法和系統的製作方法
2024-03-06 06:42:15 2
專利名稱：移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法和系統。
背景技術：
由於C02 ( 二氧化碳)排放的增加和功耗成本的增加，節能問題在無線移動通信領域中越來越受關注。3GPP (The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作夥伴計劃)和乙太網項目都對節能問題進行了討論研究。在3GPP等移動通信網絡中，基站的部署如小區大小，micro (微小區)的數目和位置對移動通信系統的功耗性能都有很大的影響。運營商在部署網絡時為了保證移動通信系統的容量和用戶QoS (Quality of krvice，服務質量)需求，一般根據高峰期的負載情況來進行規劃，但是用戶的一些行為會使系統負載隨著時間波動，比如夜晚相對於白天系統負載會急劇降低、白天用戶從居民區移動到工作區夜晚又從工作區移回居民區，系統負載都會發生變化。如果系統一直以部署時的設置進行工作，將帶來大量不必要的能量浪費。現有技術中的一種移動通信系統的負載控制方法為基於靜態的機制，通過估計系統的負載變化情況，規定特定時間內開關特定小區來對系統的負載進行調整。上述現有技術中的移動通信系統的負載控制方法的缺點為該方法只適合特定負載變化場景，應用的範圍受到限制，節能效果不好。
發明內容
本發明的實施例提供了一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法和系統，以實現提高移動通信系統的吞吐量，使移動通信系統具有較高的能量效率增益。本發明的目的是通過以下技術方案實現的—種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，包括當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，所述鄰小區的基站向本小區的基站發送負載接收請求所述本小區的基站接收到所述鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載；否則，拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消肩、ο一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，包括鄰小區的基站，用於當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，向本小區的基站發送負載接收請求；本小區的基站，用於接收所述鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載；否則，拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消肩、ο由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例具有動態自組織性，能根據系統實時負載情況，自動對高負載小區進行負載均衡轉移，對輕負載小區進行負載接管並關閉進行節能，從而能夠提高移動通信系統的吞吐量，降低移動通信系統堵塞率， 而且具有較高的能量效率增益。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例一提供的一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法的處理流程圖；圖2為本發明實施例一提供的一種多層網絡的組網示意圖；圖3為本發明實施例一提供的一種多層網絡的組網示意圖；圖4為本發明實施例二提供的一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統的結構示意圖。
圖5為本發明實施例三提供的一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統的具體結構圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。為便於對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例並不構成對本發明實施例的限定。實施例一負載均衡是3GPP移動通信網絡中的一個典型自組織網絡應用。當移動通信系統中的部分小區負載過高時，通過負載均衡可以使系統負載分布均勻，降低系統阻塞率，提高系統性能。基於上述負載均衡原理，該實施例提供的一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法的處理流程如圖1所示，包括如下的處理步驟步驟11 當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時，鄰小區的基站向本小區的基站發送負載接收請求，本小區的基站接收到鄰小區的基站發送的負載接收請求。本發明實施例設置三個基站的小區的負載的門限1、負載過載門限，小區負載高於此值時表示小區處於過載狀態，需進行負載均衡來轉移負載；2、負載接收門限，小區負載高於此值時不再接收鄰居小區轉移過來的負載；
3、負載節能門限，小區負載低於此值時表示小區處於輕載狀態，需進行負載均衡來轉移全部負載，轉移全部負載後關閉小區，小區進入節能模式。鄰小區的基站實時監測鄰小區的負載值，取設定時間段內的負載值的平均值作為鄰小區的負載值。當鄰小區的基站判斷鄰小區的負載低於上述負載節能門限時，所述鄰小區的基站向所述本小區的基站發送負載接收請求，請求所述本小區的基站接收到所述鄰小區的基站的全部負載。在實際應用中，上述鄰小區的基站可以同時向多個和其相鄰的小區的基站發送上述負載接收請求。在實際應用中，所述的鄰小區可以是所述的本小區的水平方向的鄰居小區或者是所述的本小區的垂直方向的鄰居小區。比如，在圖2所示的多層網絡中，本小區位於第二層網絡，該第二層網絡可以為GSM(System of Mobile communication，全球移動通訊系統 Global)網絡，鄰小區位於第一層網絡，該第一層網絡可以為LTE (Long Term Evolution，長期演進)網絡。步驟12、本小區的基站判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是， 執行步驟13 ；否則，執行步驟14。本小區的基站實時監測本小區的負載值，取設置時間段內的負載值的平均值作為本小區的負載值。當本小區的基站接收到上述負載接收請求後，判斷本小區的負載值是否小於上述設置的負載接收門限後，如果是，執行步驟13 ；否則，執行步驟14。步驟13、上述本小區的基站將所述負載接收門限減去本小區的負載值得到一定數值的負載值，所述本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，所述本小區的基站接收所述鄰小區的所述一定數值的負載值的負載。在上述負載轉移過程中，當本小區的基站大於上述負載接收門限後，上述本小區的基站將不再接收鄰小區的負載。執行步驟16。步驟14、上述本小區的基站拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的拒絕接收通知消息。所述的鄰小區的基站接收到所述拒絕接收通知消息之後，向其他基站發送負載接收請求，當其他基站接收了所述鄰小區的負載後，所述鄰小區的負載從小於上述負載節能門限減少到0，則上述鄰小區關閉，處於節能模式，並廣播通知所有的鄰居基站。當上述鄰小區向所有的鄰居小區發送了負載接收請求，並進行了相應的負載轉移後，所述鄰小區的負載仍然沒有從小於上述負載節能門限減少到0，則上述鄰小區的基站可以選擇執行步驟15或者步驟15、。步驟15、鄰小區的基站向本小區的基站發送負載轉移請求，本小區的基站將本小區的部分負載轉移到其它小區的基站，直到本小區的負載小於負載接收門限。上述鄰小區的基站選取向其發送了拒絕接收通知消息的基站，比如，選取所述本小區的基站，向所述本小區的基站發送負載轉移請求。所述的本小區的基站接收到所述負載轉移請求後，判斷本小區的負載大於所述負載接收門限後，向其它小區的基站發送負載轉移請求，將本小區的部分負載轉移到所述其它小區的基站，直到本小區的負載小於所述負載接收門限。
執行步驟13。步驟15\上述鄰小區的基站檢測是否存在處於節能模式的鄰居小區，若存在，則將處於節能模式的鄰居小區喚醒，然後，向喚醒的小區發送負載接收請求。執行步驟16。步驟16、鄰小區的負載從小於負載節能門限減少到0，鄰小區關閉，處於節能模式。隨著LTE的部署，多層無線覆蓋越來越普遍，在圖3所示的多層網絡的結構示意圖中，LTE宏小區和LTE微小區構成了異構網絡，LTE宏小區和GSM宏小區構成了 hter-RAT 多層覆蓋。在實際應用中，可以選擇處於最底層的小區不進行節能操作，以防止上層小區被關閉而出現覆蓋漏洞的問題。因此不僅負載轉移可在水平方向和垂直方向進行，而且底層不進行節能可以避免關閉上層小區後的覆蓋漏洞問題。實施例二基於上述負載均衡原理，該實施例提供的一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法的處理流程如圖4所示，包括如下的處理步驟步驟41 鄰小區的基站實時監測鄰小區的負載值，取設定時間段內的負載值的平均值作為鄰小區的負載值。當鄰小區的基站判斷鄰小區的負載高於上述負載過載門限時， 所述鄰小區的基站向所述本小區的基站發送負載接收請求，請求所述本小區的基站接收到所述鄰小區的基站的部分負載，該部分負載為所述鄰小區的負載減去所述負載過載門限。在實際應用中，上述鄰小區的基站可以同時向多個和其相鄰的小區的基站發送上述負載接收請求。步驟42、本小區的基站實時監測本小區的負載值，取設置時間段內的負載值的平均值作為本小區的負載值。當本小區的基站接收到上述負載接收請求後，判斷本小區的負載值是否小於上述設置的負載接收門限後，如果是，上述本小區的基站將所述負載接收門限減去本小區的負載值得到一定數值的負載值，向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，所述本小區的基站接收所述鄰小區的所述一定數值的負載值的負載；否則，執行步驟43。步驟43、上述本小區的基站拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的拒絕接收通知消息。步驟44、所述的鄰小區的基站接收到所述拒絕接收通知消息之後，向其他基站發送負載接收請求，當其他基站接收了所述鄰小區的負載後，所述鄰小區的負載從大於上述負載過載門限減少到小於上述負載過載門限，上述鄰小區不再向其他小區發送負載接收請求。當上述鄰小區向所有的鄰居小區發送了負載接收請求，並進行了相應的負載轉移後，所述鄰小區的負載仍然沒有從大於上述負載過載門限減少到小於上述負載過載門限， 則上述鄰小區的基站向本小區的基站發送負載轉移請求。步驟46、所述本小區的基站接收到所述負載轉移請求後，判斷本小區的負載大於所述負載接收門限後，向其它小區的基站發送負載轉移請求，將本小區的部分負載轉移到所述其它小區的基站，直到本小區的負載小於所述負載接收門限。然後，所述本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知
步驟47、上述鄰小區的基站向上述本小區的基站進行負載轉移，直到鄰小區的負載從大於負載過載門限減少到小於負載過載門限。在上述負載轉移過程中，當本小區的基站大於上述負載接收門限後，上述本小區的基站將不再接收鄰小區的負載。在上述步驟44中，上述鄰小區的基站還可以檢測是否存在處於節能模式的鄰居小區，若存在，則將處於節能模式的鄰居小區喚醒，然後，向喚醒的小區發送負載接收請求。實施例三該實施例提供了一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其具體結構如圖5所示，包括鄰小區的基站51，用於當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，向本小區的基站發送負載接收請求；本小區的基站52，用於接收所述鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載；否則，拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消肩、ο具體的，所述的本小區的基站52，還用於實時監測本小區的負載值，取設置時間段內的負載值的平均值作為本小區的負載值；當判斷本小區的負載值小於設置的負載接收門限後，將所述負載接收門限減去本小區的負載值得到一定數值的負載值，所述本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，接收所述鄰小區的所述一定數值的負載值的負載。具體的，所述的鄰小區的基站51，還用於當所述鄰小區的負載從小於所述負載節能門限減少到0，則關閉所述鄰小區，使所述鄰小區處於節能模式，並廣播通知所有的鄰居
基站；當所述鄰小區的負載從大於上述負載過載門限減少到小於上述負載過載門限，所述鄰小區的基站不再向其他小區的基站發送負載接收請求。具體的，所述的鄰小區的基站51，還用於接收到所述通知消息之後，向所述的本小區的基站發送負載轉移請求；具體的，所述的本小區的基站52，還用於接收到所述負載轉移請求後，判斷本小區的負載大於所述負載接收門限後，向其它小區的基站發送負載轉移請求，將本小區的部分負載轉移到所述其它小區的基站，直到本小區的負載小於所述負載接收門限，向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，並接收所述鄰小區的負載。在負載轉移過程中，當本小區的基站大於上述負載接收門限後，上述本小區的基站將不再接收鄰小區的負載。具體的，所述的鄰小區的基站51，還用於當所述鄰小區的負載低於設置的負載節能門限或者高於設置的負載過載門限時，檢測是否存在處於節能模式的鄰居小區，若存在， 則將所述處於節能模式的鄰居小區喚醒，向喚醒的處於節能模式的鄰居小區發送負載接收請求。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。綜上所述，本發明實施例具有動態自組織性，能根據系統實時負載情況，自動對高負載小區進行負載均衡轉移，對輕負載小區進行負載接管並關閉進行節能，關閉後的小區根據負載情況能自動開啟。動態性提高了節能效果，自組織性較少了人工幹預開銷，能夠提高系統吞吐量，降低系統堵塞率，而且具有較高的能量效率增益。本發明實施例對輕負載小區進行負載轉移操作，並對由於鄰居小區負載較高而拒絕接管負載的情況進行請求負載轉移處理，這些機制能確保輕負載小區更早更順利的進入節能模式，具有更加的節能效果。本發明實施例能處理系統中熱點引起的部分區域負載不均勻而導致用戶阻塞、系統吞吐量下降的情況。在本發明實施例中，通過設置最底層小區不進行節能操作，能避免一些動態機制中出現的覆蓋漏洞問題。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，其特徵在於，包括當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，所述鄰小區的基站向本小區的基站發送負載接收請求所述本小區的基站接收到所述鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載；否則，拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消息。
2.根據權利要求1所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，其特徵在於，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載， 包括本小區的基站實時監測本小區的負載值，取設置時間段內的負載值的平均值作為本小區的負載值；當判斷本小區的負載值小於設置的負載接收門限後，將所述負載接收門限減去本小區的負載值得到一定數值的負載值，所述本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，接收所述鄰小區的所述一定數值的負載值的負載。
3.根據權利要求1所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，其特徵在於，所述的方法還包括當所述鄰小區的負載從小於所述負載節能門限減少到0，則所述鄰小區關閉，處於節能模式，並廣播通知所有的鄰居基站；當所述鄰小區的負載從大於所述負載過載門限減少到小於所述負載過載門限，所述鄰小區的基站不再向其他小區的基站發送負載接收請求。
4.根據權利要求1或2或3所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，其特徵在於，所述的向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消息之後，還包括所述的鄰小區的基站接收到所述通知消息之後，向所述的本小區的基站發送負載轉移請求；所述的本小區的基站接收到所述負載轉移請求後，判斷本小區的負載大於所述負載接收門限後，向其它小區的基站發送負載轉移請求，將本小區的部分負載轉移到所述其它小區的基站，直到本小區的負載小於所述負載接收門限；所述的本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，並接收所述鄰小區的負載。
5.根據權利要求1或2或3所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法，其特徵在於，所述的方法還包括當所述鄰小區的負載低於設置的負載節能門限或者高於設置的負載過載門限時，所述鄰小區的基站檢測是否存在處於節能模式的鄰居小區，若存在，則將所述處於節能模式的鄰居小區喚醒，向喚醒的處於節能模式的鄰居小區發送負載接收請求。
6.一種移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其特徵在於，包括鄰小區的基站，用於當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，向本小區的基站發送負載接收請求；本小區的基站，用於接收所述鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收所述鄰小區的負載；否則，拒絕接收所述鄰小區的負載，向所述鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消息。
7.根據權利要求6所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其特徵在於所述的本小區的基站，還用於實時監測本小區的負載值，取設置時間段內的負載值的平均值作為本小區的負載值；當判斷本小區的負載值小於設置的負載接收門限後，將所述負載接收門限減去本小區的負載值得到一定數值的負載值，所述本小區的基站向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，接收所述鄰小區的所述一定數值的負載值的負載。
8.根據權利要求6所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其特徵在於所述的鄰小區的基站，還用於當所述鄰小區的負載從小於所述負載節能門限減少到0， 則關閉所述鄰小區，使所述鄰小區處於節能模式，並廣播通知所有的鄰居基站；當所述鄰小區的負載從大於上述負載過載門限減少到小於上述負載過載門限，所述鄰小區的基站不再向其他小區的基站發送負載接收請求。
9.根據權利要求6或7或8所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其特徵在於所述的鄰小區的基站，還用於接收到所述通知消息之後，向所述的本小區的基站發送負載轉移請求；所述的本小區的基站，還用於接收到所述負載轉移請求後，判斷本小區的負載大於所述負載接收門限後，向其它小區的基站發送負載轉移請求，將本小區的部分負載轉移到所述其它小區的基站，直到本小區的負載小於所述負載接收門限，向所述鄰小區的基站發送負載接收通知，並接收所述鄰小區的負載。
10.根據權利要求6或7或8所述的移動通信系統中基於負載轉移的節能控制系統，其特徵在於所述的鄰小區的基站，還用於當高於設置的負載過載門限時，檢測是否存在處於節能模式的鄰居小區，若存在，則將所述處於節能模式的鄰居小區喚醒，向喚醒的處於節能模式的鄰居小區發送負載接收請求。
全文摘要
本發明公開了移動通信系統中基於負載轉移的節能控制方法和系統。該方法主要包括當鄰小區的負載低於設置的負載節能門限時或者高於設置的負載過載門限時，鄰小區的基站向本小區的基站發送負載接收請求，本小區的基站接收到鄰小區的基站發送的負載接收請求後，判斷本小區的負載是否小於設置的負載接收門限，如果是，則接收鄰小區的負載；否則，拒絕接收鄰小區的負載，向鄰小區的基站發送本小區的負載大於負載接收門限的通知消息。本發明實施例能根據系統實時負載情況，自動對高負載小區進行負載均衡轉移，能在保證系統吞吐量的前提下，對輕負載小區進行負載接管並關閉進行節能，具有較高的能量效率增益。
文檔編號H04W28/08GK102340825SQ20111023116
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者唐浩, 彭金磷, 洪佩琳, 薛開平 申請人:中國科學技術大學