蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的基站和基站的休眠控制方法
【專利摘要】本發(fā)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(jìn)入休眠狀態(tài)判斷方法，相鄰基站之間休眠協(xié)調(diào)流程，休眠后用戶切換流程，基站休眠導(dǎo)致的用戶切換準(zhǔn)入控制方法。該方法在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量高時(shí)，關(guān)閉業(yè)務(wù)量低、干擾大的基站，使得小區(qū)之間干擾降低，并且提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量低的時(shí)候，通過關(guān)閉業(yè)務(wù)量低的基站來節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的能耗。本發(fā)明提供的方法不需要中央控制節(jié)點(diǎn)，比相鄰基站業(yè)務(wù)量低的基站可以自己判斷休眠條件并執(zhí)行，所以復(fù)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(huì)導(dǎo)致用戶終端的電池消耗。
【專利說明】蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的基站和基站的休眠控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中減少干擾和節(jié)約能耗的方法，尤其涉及到蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(shù)】
[0002]近年來，隨著無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的需求急劇增加，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的能源消耗也快速上升?？紤]到在經(jīng)濟(jì)方面運(yùn)營(yíng)商的費(fèi)用和在環(huán)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(fā)減少蜂窩網(wǎng)絡(luò)的能源消耗的技術(shù)。由于在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站的能源消耗占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(jié)約基站能耗有多種實(shí)現(xiàn)方式:改進(jìn)硬件設(shè)計(jì)(例如，采用高能效的功率放大器和無風(fēng)扇冷卻器)、資源分配(例如，功率控制)、基站部署優(yōu)化等。但是通過改進(jìn)硬件設(shè)計(jì)和資源分配的預(yù)期節(jié)約的能耗是有限的，因?yàn)檫\(yùn)行中的基站仍然消耗相當(dāng)多的能量。
[0003]由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)量的時(shí)間和空間分布很不均勻，而且通常部署基站和運(yùn)行基站基于峰值業(yè)務(wù)量設(shè)計(jì)，所以基站在很大程度上沒有被充分利用。因此，動(dòng)態(tài)基站休眠機(jī)制在低業(yè)務(wù)量時(shí)間(如夜間)讓系統(tǒng)完全關(guān)閉一些未充分利用的基站，而不是關(guān)閉無線電收發(fā)器，可以大大減少能源的浪費(fèi)。當(dāng)某些基站被關(guān)閉處于休眠模式，周圍運(yùn)行中的基站需要認(rèn)知覆蓋空白以及由它的功率放大保證休眠小區(qū)的覆蓋。這種自組織網(wǎng)絡(luò)(Self-organizingnetworks)的概念已被引入3GPP的標(biāo)準(zhǔn)(3GPP TS32.521)添加網(wǎng)絡(luò)智能功能，使網(wǎng)絡(luò)能夠優(yōu)化，重新配置，以降低成本和提高網(wǎng)絡(luò)性能和靈活性。
[0004]基站休眠機(jī)制有中央控制式和分布式兩種。中央控制式基站休眠優(yōu)化基站休眠可以減少最大的能耗同時(shí)保證覆蓋和用戶服務(wù)質(zhì)量，但是它需要所有小區(qū)的業(yè)務(wù)量和用戶跟周圍基站之間的信道狀態(tài)。所以實(shí)現(xiàn)中央控制式基站休眠機(jī)制的復(fù)雜度很高，而且基站和控制節(jié)點(diǎn)之間需要交換的信令會(huì)增加。因此，開發(fā)分布式基站休眠機(jī)制使得基站檢測(cè)業(yè)務(wù)量自己決定進(jìn)入休眠狀態(tài)是必要的。
[0005]專利文獻(xiàn)I (CN102421172A) “基站、用戶設(shè)備及節(jié)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(tài)。當(dāng)基站檢測(cè)到一時(shí)間段內(nèi)沒有用戶服務(wù)，關(guān)閉其發(fā)射機(jī)，接收機(jī)保持打開狀態(tài)。專利文獻(xiàn)2 (US2012/0106423A1) “Energy efficientbase station entering sleep mode”描述了基站進(jìn)入休眠狀態(tài)和喚醒方法。該方法只考慮小區(qū)里服務(wù)的用戶不存在的時(shí)候進(jìn)入休眠狀態(tài)。非專利文獻(xiàn)[I]提出了一種集中式復(fù)雜度比較高的算法和一種分布式休眠機(jī)制。該分布式方法是讓某些基站業(yè)務(wù)量低的時(shí)候把用戶切換到相鄰小區(qū)然后自己進(jìn)入休眠狀態(tài)。這種方法需要用戶跟基站之間交換信息，這導(dǎo)致用戶終端的電池消耗增大。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)
[0007]專利文獻(xiàn)1CN102421172A
[0008]專利文獻(xiàn)2US2012/0106423A1
[0009]非專利文獻(xiàn)[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(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明是鑒于上述情況而做成，其目的在于提供一種蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的基站以及分布式基站休眠控制方法，能夠使每個(gè)基站可以自己決定是否去休眠。即，本發(fā)明中的準(zhǔn)備要休眠的基站在休眠之前不僅應(yīng)該考慮它的小區(qū)的負(fù)載狀態(tài)，還應(yīng)該知道相鄰基站的負(fù)載狀態(tài)，使相鄰基站可以承擔(dān)切換的業(yè)務(wù)量需求，以保證本基站剩余用戶服務(wù)質(zhì)量以及周邊小區(qū)的服務(wù)質(zhì)量。
[0011]本發(fā)明第一發(fā)明的特征在于，一種基站，與其他相鄰基站存在于蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，向移動(dòng)終端提供信息服務(wù)，所述基站具有:判斷單元，比較本基站和其他相鄰基站當(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量狀態(tài)，判斷本基站業(yè)務(wù)量是否為多個(gè)基站中最低，信息傳送單元，在所述判斷單元判斷本基站當(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量為最低的情況下，向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求和移交本基站用戶終端的移交請(qǐng)求，接收單元，接收相鄰基站的反饋信息，執(zhí)行單元，在接收到相鄰基站的移交請(qǐng)求允許信息后，執(zhí)行休眠決定。
[0012]第二發(fā)明的特征在于，所述基站與所述相鄰基站具有相同構(gòu)造，還具有休眠準(zhǔn)入控制單元，當(dāng)所述基站向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求時(shí)，相鄰基站內(nèi)的休眠準(zhǔn)入控制單元基于相鄰基站的狀況，檢查是否能夠接受來自所述基站內(nèi)的用戶終端移交。
[0013]第三發(fā)明的特征在于，所述基站還具有存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述基站當(dāng)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(fā)明的特征在于，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(fā)送休眠請(qǐng)求，
【權(quán)利要求】
1.一種基站，與其他相鄰基站存在于蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，向移動(dòng)終端提供信息服務(wù)，其特征在于: 所述基站具有: 判斷單元，比較本基站和其他相鄰基站當(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量狀態(tài)，判斷本基站業(yè)務(wù)量是否為多個(gè)基站中最低， 信息傳送單元，在所述判斷單元判斷本基站當(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量為最低的情況下，向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求和移交本基站用戶終端的移交請(qǐng)求， 接收單元，接收相鄰基站的反饋信息， 執(zhí)行單元，在接收到相鄰基站的移交請(qǐng)求允許信息后，執(zhí)行休眠決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站與所述相鄰基站具有相同構(gòu)造，還具有休眠準(zhǔn)入控制單元，當(dāng)所述基站向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求時(shí)，相鄰基站內(nèi)的休眠準(zhǔn)入控制單元基于相鄰基站的狀況，檢查是否能夠接受來自所述基站內(nèi)的用戶終端移交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站還具有存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述基站當(dāng)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(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 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(fā)送休眠請(qǐng)求，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 所述接收單元接收所述相鄰基站所發(fā)送的休眠回復(fù)信息和接受移交請(qǐng)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(jù)權(quán)利要求2所述的基站，其特征在于: 所述休眠準(zhǔn)入控制單元進(jìn)行不可行集問題計(jì)算:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站還包括計(jì)時(shí)器，設(shè)置所述基站與相鄰基站以及用戶終端進(jìn)行信息交換的時(shí)間，以及在所述基站發(fā)送休眠請(qǐng)求后禁止相鄰基站休眠的時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站還包括喚醒信號(hào)接收單元，所述相鄰基站收集所述基站關(guān)聯(lián)用戶的信道狀態(tài)以及傳輸速率要求，通知所述基站中的喚醒信號(hào)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于蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，向移動(dòng)終端提供信息服務(wù)，其特征在于: 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(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量狀態(tài)，判斷本基站業(yè)務(wù)量是否為多個(gè)基站中最低， 信息傳送步驟，在所述判斷步驟判斷本基站當(dāng)前所服務(wù)的業(yè)務(wù)量為最低的情況下，向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求和移交本基站用戶的移交請(qǐng)求， 接收步驟，接收相鄰基站的準(zhǔn)入控制后輸出的反饋信息， 執(zhí)行步驟，在接收到相鄰基站的移交請(qǐng)求允許信息后，執(zhí)行休眠決定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法還具有休眠準(zhǔn)入控制步驟，當(dāng)所述基站向相鄰基站發(fā)送休眠請(qǐng)求時(shí)，所述相鄰基站檢查是否能夠接受來自所述基站內(nèi)的用戶移交。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 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(fā)送休眠請(qǐng)求，
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述接收步驟接收所述相鄰基站所發(fā)送的休眠回復(fù)信息和接受移交請(qǐng)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(jù)權(quán)利要求10所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠準(zhǔn)入控制方法進(jìn)行不可行集問題計(jì)算:

14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法還包括計(jì)時(shí)步驟，設(shè)置所述基站與相鄰基站以及用戶進(jìn)行信息交換的時(shí)間，以及在所述基站發(fā)送休眠請(qǐng)求后禁止相鄰基站休眠的時(shí)間。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法還包括喚醒步驟，所述相鄰基站收集關(guān)聯(lián)用戶的信道狀態(tài)以及傳輸速率要求，當(dāng)服務(wù)質(zhì)量下降時(shí)，通知所述基站中的喚醒信號(hào)接收單元，喚醒休眠基站。
【文檔編號(hào)】H04W52/02GK103974389SQ201310041016
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】李東憲, 周盛, 楊鵬, 劉春光, 牛志升, 水谷美加 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 清華大學(xué)