蜂窝网络中的基站和基站的休眠控制方法
【专利摘要】本发明提供一种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进入休眠状态判断方法，相邻基站之间休眠协调流程，休眠后用户切换流程，基站休眠导致的用户切换准入控制方法。该方法在网络业务量高时，关闭业务量低、干扰大的基站，使得小区之间干扰降低，并且提高整个网络的频谱效率；网络业务量低的时候，通过关闭业务量低的基站来节约网络的能耗。本发明提供的方法不需要中央控制节点，比相邻基站业务量低的基站可以自己判断休眠条件并执行，所以复杂度很低；该方法还不需要基站休眠判断过程中用户的参与，不会导致用户终端的电池消耗。
【专利说明】蜂窝网络中的基站和基站的休眠控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在蜂窝网络中减少干扰和节约能耗的方法，尤其涉及到蜂窝网络中具有休眠功能的基站以及分布式基站休眠控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着无线数据业务量的需求急剧增加，蜂窝网络的能源消耗也快速上升。考虑到在经济方面运营商的费用和在环保方面的二氧化碳排放量，目前世界许多公司和研究组织正在开发减少蜂窝网络的能源消耗的技术。由于在蜂窝网络中基站的能源消耗占整个网络的能量消耗的比例最大，减少基站的能源消耗是最有效的。节约基站能耗有多种实现方式:改进硬件设计(例如，采用高能效的功率放大器和无风扇冷却器)、资源分配(例如，功率控制)、基站部署优化等。但是通过改进硬件设计和资源分配的预期节约的能耗是有限的，因为运行中的基站仍然消耗相当多的能量。
[0003]由于蜂窝网络中业务量的时间和空间分布很不均匀，而且通常部署基站和运行基站基于峰值业务量设计，所以基站在很大程度上没有被充分利用。因此，动态基站休眠机制在低业务量时间(如夜间)让系统完全关闭一些未充分利用的基站，而不是关闭无线电收发器，可以大大减少能源的浪费。当某些基站被关闭处于休眠模式，周围运行中的基站需要认知覆盖空白以及由它的功率放大保证休眠小区的覆盖。这种自组织网络(Self-organizingnetworks)的概念已被引入3GPP的标准(3GPP TS32.521)添加网络智能功能，使网络能够优化，重新配置，以降低成本和提高网络性能和灵活性。
[0004]基站休眠机制有中央控制式和分布式两种。中央控制式基站休眠优化基站休眠可以减少最大的能耗同时保证覆盖和用户服务质量，但是它需要所有小区的业务量和用户跟周围基站之间的信道状态。所以实现中央控制式基站休眠机制的复杂度很高，而且基站和控制节点之间需要交换的信令会增加。因此，开发分布式基站休眠机制使得基站检测业务量自己决定进入休眠状态是必要的。
[0005]专利文献I (CN102421172A) “基站、用户设备及节约基站能耗的方法”描述了基站休眠方法。该方法只考虑了部分休眠状态。当基站检测到一时间段内没有用户服务，关闭其发射机，接收机保持打开状态。专利文献2 (US2012/0106423A1) “Energy efficientbase station entering sleep mode”描述了基站进入休眠状态和唤醒方法。该方法只考虑小区里服务的用户不存在的时候进入休眠状态。非专利文献[I]提出了一种集中式复杂度比较高的算法和一种分布式休眠机制。该分布式方法是让某些基站业务量低的时候把用户切换到相邻小区然后自己进入休眠状态。这种方法需要用户跟基站之间交换信息，这导致用户终端的电池消耗增大。
[0006]现有技术
[0007]专利文献1CN102421172A
[0008]专利文献2US2012/0106423A1
[0009]非专利文献[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.
【发明内容】
[0010] 本发明是鉴于上述情况而做成，其目的在于提供一种蜂窝网络中的基站以及分布式基站休眠控制方法，能够使每个基站可以自己决定是否去休眠。即，本发明中的准备要休眠的基站在休眠之前不仅应该考虑它的小区的负载状态，还应该知道相邻基站的负载状态，使相邻基站可以承担切换的业务量需求，以保证本基站剩余用户服务质量以及周边小区的服务质量。
[0011]本发明第一发明的特征在于，一种基站，与其他相邻基站存在于蜂窝网络系统中，向移动终端提供信息服务，所述基站具有:判断单元，比较本基站和其他相邻基站当前所服务的业务量状态，判断本基站业务量是否为多个基站中最低，信息传送单元，在所述判断单元判断本基站当前所服务的业务量为最低的情况下，向相邻基站发送休眠请求和移交本基站用户终端的移交请求，接收单元，接收相邻基站的反馈信息，执行单元，在接收到相邻基站的移交请求允许信息后，执行休眠决定。
[0012]第二发明的特征在于，所述基站与所述相邻基站具有相同构造，还具有休眠准入控制单元，当所述基站向相邻基站发送休眠请求时，相邻基站内的休眠准入控制单元基于相邻基站的状况，检查是否能够接受来自所述基站内的用户终端移交。
[0013]第三发明的特征在于，所述基站还具有存储单元，存储所述基站当前的信道状况信息CS1、传输速率以及相邻基站的传输速率和。
[0014]第四发明的特征在于，所述判断单元还判断以下条件式是否成立，如果成立，所述基站向相邻基站发送休眠请求，
【权利要求】
1.一种基站，与其他相邻基站存在于蜂窝网络系统中，向移动终端提供信息服务，其特征在于: 所述基站具有: 判断单元，比较本基站和其他相邻基站当前所服务的业务量状态，判断本基站业务量是否为多个基站中最低， 信息传送单元，在所述判断单元判断本基站当前所服务的业务量为最低的情况下，向相邻基站发送休眠请求和移交本基站用户终端的移交请求， 接收单元，接收相邻基站的反馈信息， 执行单元，在接收到相邻基站的移交请求允许信息后，执行休眠决定。
2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站与所述相邻基站具有相同构造，还具有休眠准入控制单元，当所述基站向相邻基站发送休眠请求时，相邻基站内的休眠准入控制单元基于相邻基站的状况，检查是否能够接受来自所述基站内的用户终端移交。
3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站还具有存储单元，存储所述基站当前的信道状况信息CS1、传输速率以及相邻基站的传输速率和。
4.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述判断单元还判断以下条件式是否成立，如果成立，所述基站向相邻基站发送休眠请求，
5.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述接收单元接收所述相邻基站所发送的休眠回复信息和接受移交请求信息， 所述信息传送单元还向所述基站的用户通知可以向相邻基站移交的信息。
6.根据权利要求2所述的基站，其特征在于: 所述休眠准入控制单元进行不可行集问题计算:
7.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站还包括计时器，设置所述基站与相邻基站以及用户终端进行信息交换的时间，以及在所述基站发送休眠请求后禁止相邻基站休眠的时间。
8.根据权利要求1所述的基站，其特征在于: 所述基站还包括唤醒信号接收单元，所述相邻基站收集所述基站关联用户的信道状态以及传输速率要求，通知所述基站中的唤醒信号接收单元，唤醒休眠基站。
9.一种基站的休眠控制方法，所述基站与其他相邻基站存在于蜂窝网络系统中，向移动终端提供信息服务，其特征在于: 所述休眠控制方法包括: 判断步骤，比较本基站和其他相邻基站当前所服务的业务量状态，判断本基站业务量是否为多个基站中最低， 信息传送步骤，在所述判断步骤判断本基站当前所服务的业务量为最低的情况下，向相邻基站发送休眠请求和移交本基站用户的移交请求， 接收步骤，接收相邻基站的准入控制后输出的反馈信息， 执行步骤，在接收到相邻基站的移交请求允许信息后，执行休眠决定。
10.根据权利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法还具有休眠准入控制步骤，当所述基站向相邻基站发送休眠请求时，所述相邻基站检查是否能够接受来自所述基站内的用户移交。
11.根据权利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述判断步骤还判断以下条件式是否成立，如果成立，所述基站向相邻基站发送休眠请求，
12.根据权利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述接收步骤接收所述相邻基站所发送的休眠回复信息和接受移交请求信息， 所述信息传送步骤还向所述基站的用户通知可以向相邻基站移交的信息。
13.根据权利要求10所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠准入控制方法进行不可行集问题计算:
14.根据权利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法还包括计时步骤，设置所述基站与相邻基站以及用户进行信息交换的时间，以及在所述基站发送休眠请求后禁止相邻基站休眠的时间。
15.根据权利要求9所述的休眠控制方法，其特征在于: 所述休眠控制方法还包括唤醒步骤，所述相邻基站收集关联用户的信道状态以及传输速率要求，当服务质量下降时，通知所述基站中的唤醒信号接收单元，唤醒休眠基站。
【文档编号】H04W52/02GK103974389SQ201310041016
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月1日 优先权日:2013年2月1日
【发明者】李东宪, 周盛, 杨鹏, 刘春光, 牛志升, 水谷美加 申请人:株式会社日立制作所, 清华大学