蜂窩網絡中的基站和基站的休眠控制方法
2023-12-03 16:10:01 3
蜂窩網絡中的基站和基站的休眠控制方法
【專利摘要】本發明提供一種基站和分布式基站休眠方法，所述分布式基站休眠方法包括進入休眠狀態判斷方法，相鄰基站之間休眠協調流程，休眠後用戶切換流程，基站休眠導致的用戶切換準入控制方法。該方法在網絡業務量高時，關閉業務量低、幹擾大的基站，使得小區之間幹擾降低，並且提高整個網絡的頻譜效率；網絡業務量低的時候，通過關閉業務量低的基站來節約網絡的能耗。本發明提供的方法不需要中央控制節點，比相鄰基站業務量低的基站可以自己判斷休眠條件並執行，所以複雜度很低；該方法還不需要基站休眠判斷過程中用戶的參與，不會導致用戶終端的電池消耗。
【專利說明】蜂窩網絡中的基站和基站的休眠控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在蜂窩網絡中減少幹擾和節約能耗的方法，尤其涉及到蜂窩網絡中具有休眠功能的基站以及分布式基站休眠控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著無線數據業務量的需求急劇增加，蜂窩網絡的能源消耗也快速上升。考慮到在經濟方面運營商的費用和在環保方面的二氧化碳排放量，目前世界許多公司和研究組織正在開發減少蜂窩網絡的能源消耗的技術。由於在蜂窩網絡中基站的能源消耗佔整個網絡的能量消耗的比例最大，減少基站的能源消耗是最有效的。節約基站能耗有多種實現方式:改進硬體設計(例如，採用高能效的功率放大器和無風扇冷卻器)、資源分配(例如，功率控制)、基站部署優化等。但是通過改進硬體設計和資源分配的預期節約的能耗是有限的，因為運行中的基站仍然消耗相當多的能量。
[0003]由於蜂窩網絡中業務量的時間和空間分布很不均勻，而且通常部署基站和運行基站基於峰值業務量設計，所以基站在很大程度上沒有被充分利用。因此，動態基站休眠機制在低業務量時間(如夜間)讓系統完全關閉一些未充分利用的基站，而不是關閉無線電收發器，可以大大減少能源的浪費。當某些基站被關閉處於休眠模式，周圍運行中的基站需要認知覆蓋空白以及由它的功率放大保證休眠小區的覆蓋。這種自組織網絡(Self-organizingnetworks)的概念已被引入3GPP的標準(3GPP TS32.521)添加網絡智能功能，使網絡能夠優化，重新配置，以降低成本和提高網絡性能和靈活性。
[0004]基站休眠機制有中央控制式和分布式兩種。中央控制式基站休眠優化基站休眠可以減少最大的能耗同時保證覆蓋和用戶服務質量，但是它需要所有小區的業務量和用戶跟周圍基站之間的信道狀態。所以實現中央控制式基站休眠機制的複雜度很高，而且基站和控制節點之間需要交換的信令會增加。因此，開發分布式基站休眠機制使得基站檢測業務量自己決定進入休眠狀態是必要的。
[0005]專利文獻I (CN102421172A) 「基站、用戶設備及節約基站能耗的方法」描述了基站休眠方法。該方法只考慮了部分休眠狀態。當基站檢測到一時間段內沒有用戶服務，關閉其發射機，接收機保持打開狀態。專利文獻2 (US2012/0106423A1) 「Energy efficientbase station entering sleep mode」描述了基站進入休眠狀態和喚醒方法。該方法只考慮小區裡服務的用戶不存在的時候進入休眠狀態。非專利文獻[I]提出了一種集中式複雜度比較高的算法和一種分布式休眠機制。該分布式方法是讓某些基站業務量低的時候把用戶切換到相鄰小區然後自己進入休眠狀態。這種方法需要用戶跟基站之間交換信息，這導致用戶終端的電池消耗增大。
[0006]現有技術
[0007]專利文獻1CN102421172A
[0008]專利文獻2US2012/0106423A1
[0009]非專利文獻[I]「Green mobile access network with dynamic base stationenergy saving,，』S.Zhou, J.Gong, Z.Yang, Z.Niu, and P.Yang, MobiComJ 09poster, Seot.20
09.
【發明內容】
[0010] 本發明是鑑於上述情況而做成，其目的在於提供一種蜂窩網絡中的基站以及分布式基站休眠控制方法，能夠使每個基站可以自己決定是否去休眠。即，本發明中的準備要休眠的基站在休眠之前不僅應該考慮它的小區的負載狀態，還應該知道相鄰基站的負載狀態，使相鄰基站可以承擔切換的業務量需求，以保證本基站剩餘用戶服務質量以及周邊小區的服務質量。
[0011]本發明第一發明的特徵在於，一種基站，與其他相鄰基站存在於蜂窩網絡系統中，向移動終端提供信息服務，所述基站具有:判斷單元，比較本基站和其他相鄰基站當前所服務的業務量狀態，判斷本基站業務量是否為多個基站中最低，信息傳送單元，在所述判斷單元判斷本基站當前所服務的業務量為最低的情況下，向相鄰基站發送休眠請求和移交本基站用戶終端的移交請求，接收單元，接收相鄰基站的反饋信息，執行單元，在接收到相鄰基站的移交請求允許信息後，執行休眠決定。
[0012]第二發明的特徵在於，所述基站與所述相鄰基站具有相同構造，還具有休眠準入控制單元，當所述基站向相鄰基站發送休眠請求時，相鄰基站內的休眠準入控制單元基於相鄰基站的狀況，檢查是否能夠接受來自所述基站內的用戶終端移交。
[0013]第三發明的特徵在於，所述基站還具有存儲單元，存儲所述基站當前的信道狀況信息CS1、傳輸速率以及相鄰基站的傳輸速率和。
[0014]第四發明的特徵在於，所述判斷單元還判斷以下條件式是否成立，如果成立，所述基站向相鄰基站發送休眠請求，
【權利要求】
1.一種基站，與其他相鄰基站存在於蜂窩網絡系統中，向移動終端提供信息服務，其特徵在於: 所述基站具有: 判斷單元，比較本基站和其他相鄰基站當前所服務的業務量狀態，判斷本基站業務量是否為多個基站中最低， 信息傳送單元，在所述判斷單元判斷本基站當前所服務的業務量為最低的情況下，向相鄰基站發送休眠請求和移交本基站用戶終端的移交請求， 接收單元，接收相鄰基站的反饋信息， 執行單元，在接收到相鄰基站的移交請求允許信息後，執行休眠決定。
2.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述基站與所述相鄰基站具有相同構造，還具有休眠準入控制單元，當所述基站向相鄰基站發送休眠請求時，相鄰基站內的休眠準入控制單元基於相鄰基站的狀況，檢查是否能夠接受來自所述基站內的用戶終端移交。
3.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述基站還具有存儲單元，存儲所述基站當前的信道狀況信息CS1、傳輸速率以及相鄰基站的傳輸速率和。
4.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述判斷單元還判斷以下條件式是否成立，如果成立，所述基站向相鄰基站發送休眠請求，
5.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述接收單元接收所述相鄰基站所發送的休眠回覆信息和接受移交請求信息， 所述信息傳送單元還向所述基站的用戶通知可以向相鄰基站移交的信息。
6.根據權利要求2所述的基站，其特徵在於: 所述休眠準入控制單元進行不可行集問題計算:
7.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述基站還包括計時器，設置所述基站與相鄰基站以及用戶終端進行信息交換的時間，以及在所述基站發送休眠請求後禁止相鄰基站休眠的時間。
8.根據權利要求1所述的基站，其特徵在於: 所述基站還包括喚醒信號接收單元，所述相鄰基站收集所述基站關聯用戶的信道狀態以及傳輸速率要求，通知所述基站中的喚醒信號接收單元，喚醒休眠基站。
9.一種基站的休眠控制方法，所述基站與其他相鄰基站存在於蜂窩網絡系統中，向移動終端提供信息服務，其特徵在於: 所述休眠控制方法包括: 判斷步驟，比較本基站和其他相鄰基站當前所服務的業務量狀態，判斷本基站業務量是否為多個基站中最低， 信息傳送步驟，在所述判斷步驟判斷本基站當前所服務的業務量為最低的情況下，向相鄰基站發送休眠請求和移交本基站用戶的移交請求， 接收步驟，接收相鄰基站的準入控制後輸出的反饋信息， 執行步驟，在接收到相鄰基站的移交請求允許信息後，執行休眠決定。
10.根據權利要求9所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述休眠控制方法還具有休眠準入控制步驟，當所述基站向相鄰基站發送休眠請求時，所述相鄰基站檢查是否能夠接受來自所述基站內的用戶移交。
11.根據權利要求9所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述判斷步驟還判斷以下條件式是否成立，如果成立，所述基站向相鄰基站發送休眠請求，
12.根據權利要求9所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述接收步驟接收所述相鄰基站所發送的休眠回覆信息和接受移交請求信息， 所述信息傳送步驟還向所述基站的用戶通知可以向相鄰基站移交的信息。
13.根據權利要求10所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述休眠準入控制方法進行不可行集問題計算:
14.根據權利要求9所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述休眠控制方法還包括計時步驟，設置所述基站與相鄰基站以及用戶進行信息交換的時間，以及在所述基站發送休眠請求後禁止相鄰基站休眠的時間。
15.根據權利要求9所述的休眠控制方法，其特徵在於: 所述休眠控制方法還包括喚醒步驟，所述相鄰基站收集關聯用戶的信道狀態以及傳輸速率要求，當服務質量下降時，通知所述基站中的喚醒信號接收單元，喚醒休眠基站。
【文檔編號】H04W52/02GK103974389SQ201310041016
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月1日 優先權日:2013年2月1日
【發明者】李東憲, 周盛, 楊鵬, 劉春光, 牛志升, 水谷美加 申請人:株式會社日立製作所, 清華大學