专利名称：中继系统中均衡优先的微小区节能方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，特别是涉及一种中继系统中小区均衡与微小区节 能的方法，可用于第三代移动通信技术中中继的无线资源管理RRM过程。
背景技术：
中继不仅可以扩大小区的覆盖范围和提高通信系统的容量，而且节省网络建设成 本，因此中继技术已成为LTE-Advanced系统的关键技术之一。由中继建立的微小区是一种起辅助作用的小区，与基站建立的宏小区形成层次小 区结构。在绿色通信理念的指导下，人们考虑当微小区的负载很低时关掉中继，从而起到节 能的作用。在需要时，可以重新将其激活，继续发挥作用。RAN3#66bis 和 RAN3#67 会议讨论了 LTE，即 Long Term Evolution,中的 Energy Saving机制，通过对层次小区结构中微小区的关闭或开启实现节能目的。各公司对微小区 的关闭以及启动方式进行了讨论，一致认同采用peer-to-peer模式，并且在X2接口上加入 新的信令以用于Energy Saving机制。这种节能机制的核心思想是在层次小区结构中，宏小区用来提供基础覆盖，微小 区用来提高系统容量。当微小区的负载低于某个阈值，并且持续一段时间后，微小区启动关 闭过程并通过X2接口将此信息通知给宏小区；微小区在关闭之前，将自己管辖范围内用户 设备UE切换至宏小区。当宏小区的负载高于某个阈值时，则通过X2接口向微小区发送一 条信令，重新激活微小区。现有Energy Saving机制存在的问题是，微小区只根据自己的负载情况来判决是 否进行关闭，未考虑当关闭之后对宏小区的负载所造成的影响，而宏小区只是被动的接受， 这样会使得微小区不断地开启关闭，即Energy Saving的“乒乓效应”。假设当微小区的负 载低于阈值L时进行关闭，而宏小区的负载高于阈值H时重新激活微小区，“乒乓效应”就 会发生。例如，微小区Cell_i和宏小区Celljiiacro中负载分别为L_i和Ljiiacro，微小区 Cell」中的负载满足了关闭条件L_i < L微小区Cell_i将负载切换到Celljiiacro并进行关闭，然而此时Cell_ macro中的负载又满足了激活微小区Cell_i的条件L_i+L_macro > HCell_macro重新激活微小区Cell_i，造成“乒乓效应”的发生。 这种现象导致了 EnergySaving的失败，并且浪费了与Energy Saving相关的信令以及与切 换相关的信令。在系统运行过程中，小区会出现两种不平衡状态小区过载和小区欠载，即小区的 负载高于某个阈值和小区的负载低于某个阈值。常规的应对方法是用某种负载均衡技术 调节小区过载情况，而用某种节能技术处理小区欠载情况。当小区过载时，采用负载均衡技术进行调节，这其实是一种事后的补救措施，不 能预先防止小区过载情况的出现，进而导致了“乒乓效应”的发生。对于另一种不平衡状 态一小区欠载情况，采用节能技术固然是一种思路，但却没有充分利用小区欠载这一系统资源。为此，可以充分利用小区欠载这一系统资源，对系统进行预均衡，不但可以解决现 有技术的“乒乓效应”问题，而且能提高通信资源利用率和提升系统整体性能。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术存在的问题，提出一种中继系统中均衡优先的微 小区节能方法，以在尽可能减小对现有协议的改动基础上，解决已有技术存在的“乒乓效 应”问题，并同时实现小区间的预均衡，以提高通信资源利用率和提升系统整体性能。实现本发明目的的技术方案是当微小区检测到负载很小，满足关闭条件时，不直 接启动节能流程，而是先进行主动预均衡；然后再根据均衡结果，或进行节能关闭，或继续 保持运行状态；如果微小区节能关闭，由宏小区按现有Energy Saving机制将微小区重新 开启，具体步骤包括如下(1)微小区Cell_i在正常运行状态下监测本微小区的负载L_i变化情况；(2)微小区Cell_i发现负载L_i小于本小区节能关闭的标准值L时，进行如下主 动预均衡(2. 1)微小区Cell_i分别向相邻小区CellJ发送主动预均衡切换询问， 1彡j彡n，n为相邻小区个数；(2. 2)相邻小区Cell_j接收到询问后，按L_jsXA%标准进行均衡判断，并将均衡 判断结果m_j反馈给微小区Cell_i，其中L_js是该小区的过载标准，A%是根据网络运行情 况设置的冗余量，m_j是用户数量；(2.3)微小区Cell_i接收到所有相邻小区的响应后进行汇总，结合自身负载能 力，按照相邻小区欲切换用户数量m_j由大到小的原则进行仲裁和选择，如果M_c彡L-L_i， 标记本微小区为节能关闭，如果M_c > L-L_i，标记本微小区为继续保持运行，并将最终的 均衡结果反馈给相邻小区，其中M_c是进行仲裁和选择时所用的仲裁量；(3)如果标记微小区Cell_i为节能关闭，则微小区Cell_i进行节能关闭，关闭期 间，宏小区按Energy Saving机制重新开启微小区Cell_i ；如果标记微小区Cell_i为继续 保持运行，则微小区Cell」继续保持运行状态，等待相关小区的切换请求，并接收相关小 区欲切换的用户。本发明具有如下有益效果1)本发明中的微小区Cell」在进行主动预均衡时，充分考虑到宏小区Cell_ macro负载能力的大小，保证了微小区Cell_i不会在随后进行节能关闭时使宏小区Cell_ macro过载，所以有效避免了现有Energy Saving机制“乒乓效应”问题的发生。2)本发明中的主动预均衡是在相邻小区还未出现过载时进行的均衡，所以，与常 规均衡相比，能够有效避免系统中因多个小区同时发生过载而产生的拥堵现象；另外对用 户而言，因为本发明预先对小区负载进行均衡，降低了小区过载出现的可能性，从而减少了 小区过载发生的次数，所以能有效提高用户的服务质量。因此，本方法对提高通信资源利用 率和提升系统整体性能有很大帮助。
图1是本发明的主动预均衡方法流程5
图2是图1中微小区对相邻小区的预均衡响应进行仲裁和选择的子流程图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明作进一步描述。参照图1，本发明的具体步骤如下步骤1 微小区Cell_i在正常运行状态下监测本微小区的负载L_i变化情况，并 将L_i与本微小区节能关闭的标准值L进行比较；如果负载L_i > L，则继续监测L_i的变 化情况；如果负载L_i ^ L，则触发主动预均衡，转入步骤2。步骤2 当微小区Cell_i的负载L_i小于本小区节能关闭的标准值L时，根据 Ts36. 423协议进行主动预均衡。2. 1)微小区Cell」分别向相邻小区Cell_j发送主动预均衡切换询问，j<n， n为相邻小区个数；2. 2)相邻小区Cell_j接收到询问后，按L_jsX准进行均衡判断，并将均衡 判断结果m_j反馈给微小区Cell_i，其中L_js是该小区的过载标准，是冗余量，m_j是
用户数量。所述的按L_jsXA%标准进行均衡判断，按如下步骤进行第一步，比较小区CellJ的负载L_j与L_jsXA%的大小，冗余量的作用是防 止“乒乓效应”的发生；第二步，如果L_j > L_jsXA%，则确定适合切换至微小区Cell_i的用户数量m_ j，m_j为非负整数；第三步，如果L_j ( L_jsXA%，则设置用户数量m_j = 0 ；第四步，将m_j反馈给微小区Cell_i ；2. 3)微小区Cell」接收到所有相邻小区的响应后进行汇总，结合自身负载能力， 按照相邻小区欲切换用户数量m_j由大到小的原则进行仲裁和选择，以提高通信资源利用 率和提升系统整体性能，并将最终的均衡结果反馈给相邻小区。参照图2，本步骤所述的按照相邻小区欲切换用户数量m_j由大到小的原则进行 仲裁和选择，具体实现步骤如下第1步，设定仲裁量m_c的初值为m_c = m_m，其中m_c是进行仲裁和选择时所用 的仲裁量，m_m为微小区Cell」的宏小区Celljiiacro欲切换的用户数量，这里，首先均衡 宏小区的原因是因为中继的主要作用就是为了分担宏小区的负载；第2步，将除宏小区Celljiiacro之外的其他相邻小区Cell_j按欲切换用户数量 m_j由大到小的顺序进行排序，排序结果为&11」\和!11」\，其中脚标k是排序的序号，如表 1所示表1除宏小区之外的其他相邻小区欲切换用户数量排序表
权利要求
一种中继系统中均衡优先的微小区节能方法，包括如下步骤(1)微小区Cell_i在正常运行状态下监测本微小区的负载L_i变化情况；(2)微小区Cell_i发现负载L_i小于本小区节能关闭的标准值L时，进行如下主动预均衡(2.1)微小区Cell_i分别向相邻小区Cell_j发送主动预均衡切换询问，1≤j≤n，n为相邻小区个数；(2.2)相邻小区Cell_j接收到询问后，按L_js×A％标准进行均衡判断，并将均衡判断结果m_j反馈给微小区Cell_i，其中L_js是该小区的过载标准，A％是根据网络运行情况设置的冗余量，m_j是用户数量；(2.3)微小区Cell_i接收到所有相邻小区的响应后进行汇总，结合自身负载能力，按照相邻小区欲切换用户数量m_j由大到小的原则进行仲裁和选择，如果m_c≤L L_i，标记本微小区为节能关闭，如果m_c＞L L_i，标记本微小区为继续保持运行，并将最终的均衡结果反馈给相邻小区，其中m_c是进行仲裁和选择时所用的仲裁量；(3)如果标记微小区Cell_i为节能关闭，则微小区Cell_i进行节能关闭，关闭期间，宏小区按Energy Saving机制重新开启微小区Cell_i；如果标记微小区Cell_i为继续保持运行，则微小区Cell_i继续保持运行状态，等待相关小区的切换请求，并接收相关小区欲切换的用户。
2.根据权利要求1所述的微小区节能方法，其中步骤(2.2)所述的按L_jsXA%标准 进行均衡判断，是将小区Cell_j的负载L_j与大小进行比较，如果L_j > L_ jsXA%，则检测确定适合切换至微小区Cell_i的用户数量m_j，m_j为非负整数；如果L_ j 彡 L_jsXA%，则设置 m_j = 0。
3.根据权利要求1所述的微小区节能方法，其中步骤(2.3)所述中按照相邻小区欲切 换用户数量m_j由大到小的原则进行仲裁和选择，按如下步骤进行(3a)设定仲裁量m_c的初值为微小区Cell」的宏小区Celljiiacro欲切换的用户数量m_m ；(3b)将除宏小区Celljiiacro之外的其他相邻小区Cell_j按欲切换用户数量m_j由大 到小的顺序进行排序，排序结果为Cell_jk和m_jk，其中脚标k是排序的序号；(3c)按照(3b)中序号k的递增顺序，将Cell_jk小区欲切换的用户数量^\逐步累 加到仲裁量m_c，并在每一步都进行仲裁判决。
4.根据权利要求3所述的微小区节能方法，其中步骤(3c)所述的在每一步都进行仲裁 判决，按如下步骤进行(4a)令k从1到n-1以步长为1递增；(4b)将序号为k的相邻小区Cell_jk的欲切换用户数量m_jk加进仲裁量m_c，即m_c =m_c+m_jk；(4c)比较！！！^与!^!!-!^」的大小，即微小区Cell_i的最大小区容量和现有小区负载之 差，以获取仲裁判断依据如果M_c > L_h-L_i，取最大允许切换小区数K_max = k_l，并跳转至(4e)；如果M_c彡L_h-L」，则k = k+1，返回(4b)，直到循环自然结束；(4d)比较m_c与L-L_i的大小，即节能关闭标准值和小区现有负载之差，以决定是节能关闭还是继续运行如果M_c ^ L-L_i，则拒绝所有相邻小区的切换请求，标记系统应进入节能关闭状态； 如果M_c > L-L_i，则标记系统应继续运行，并取k_max = n-1 ； (4e)微小区Cell」向宏小区和前k_maX个相邻小区发同意切换信号，向其余相邻小区 发拒绝切换信号。
5.根据权利要求1所述的微小区节能方法，其中步骤(3)所述的微小区Cell」进行节 能关闭，是由微小区Cell_i先将本小区用户切换至宏小区Celljiiacro;然后启动节能关闭 过程进入节能关闭状态。
全文摘要
本发明公开了一种中继系统中均衡优先的微小区节能方法，主要解决现有技术中存在的Energy Saving机制的“乒乓效应”问题。其步骤为1)微小区在正常运行状态下监测本微小区的负载变化情况；2)微小区发现负载小于本小区节能关闭的标准值时，触发主动预均衡过程；3)根据均衡结果，如果需要微小区节能关闭，则关闭微小区，关闭期间，宏小区按Energy Saving机制重新开启微小区；如果需要微小区继续保持运行，则继续保持微小区运行状态。本发明不但能解决现有技术中的Energy Saving机制存在的“乒乓效应”发生问题，而且对提高通信资源利用率和提升系统整体性能有很大帮助，可用于第三代移动通信技术中中继的无线资源管理RRM过程。
文档编号H04W28/08GK101977403SQ20101027881
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者史晶晶, 宋新海, 张南, 李岩, 李靖, 杜雅丽, 葛建华, 高明 申请人:西安电子科技大学