基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法
【专利摘要】本发明提供一种基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中首先判断本小区的负载量，当负载量达到一定水平，且小基站用户位于小区边缘时，启动判决小基站的存在是否对周边邻小区带来一定程度的下行干扰的进程；如果确定小基站对周边邻小区带来了一定程度的干扰，则小基站进入休眠状态，并切换其归属用户到合适的基站。本发明的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法通过对本小区的业务负载与所产生的干扰水平的判定，来控制分层组网场景下小基站进入休眠状态，从而有效降低分层组网场景中的干扰，尤其是参考信号等带来的下行干扰，提高了系统吞吐量，保证了系统的有效运行，且节约能耗，实现绿色通信。
【专利说明】基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于第四代移动通信网络的【技术领域】，特别地，涉及一种基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法。
【背景技术】
[0002]目前 3GPP R12 正在开展 “Small Cell Enhancements (SCE) for E-UTRA andE-UTRAN - Physical-layer Aspects”(E-UTRA网络中小小区物理层增强)的研究。其中，针对小基站的有效运行提出在物理层中针对多变的业务提出有效的干扰协调机制，以及关注小基站动态的休眠和激活。其中，休眠状态是指关闭基站的下行信道发射，不再发送任何参考信号(Reference Signal, RS)。
[0003]R12中为了提高系统吞吐量将会在高流量的宏基站覆盖区域内密集部署小基站，以此均衡宏基站的负载。然而，密集部署小基站将带来更多的干扰，使干扰环境更加复杂，主干扰源将不仅仅是一个，而是多个，也不仅仅是宏基站会带来下行干扰，小基站之间也会产生强的下行干扰。因此，为了降低或消除干扰，当小基站没有用户时可以关闭，使其进入休眠状态；而当用户进入小基站覆盖范围时，则激活小基站，避免覆盖漏洞。这样既能降低干扰，也能节省能耗，实现绿色通信。
[0004]目前针对分层组网小基站的休眠主要根据业务模式或业务流量进行动态调整。譬如，白天业务流量大，基站都开启，而当晚上业务流量降低时，则关闭部分基站。在3GPP标准化会议上，针对密集部署小基站的分层组网提出当业务量降低时可以关闭小基站来降低干扰，使网络有效运行。然而，具体方案没有进一步讨论。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其针对密集部署小基站的分层网场景，从小区负载量和干扰水平两个维度来考虑，当小基站归属用户较少，而其存在又造成各种干扰，尤其是小基站的下行参考信号带来的干扰时，使小基站进入休眠状态，从而达到降低干扰、节省能耗和提高网络运行效率的目的。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，至少包括以下步骤:
[0007]步骤S1:小基站之间交互小区负载等级信息，小基站持续检测本小区负载；
[0008]步骤S2:当小基站检测到本小区的负载等级为中度负载和满负载时，小基站持续检测本小区负载；当小基站检测到本小区负载等级为超轻负载时，确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ;当当小基站检测到本小区负载等级为轻负载时，进入步骤S3 ；
[0009]步骤S3:判断小基站的归属用户中是否有用户位于小区边缘位置；如果没有用户位于小区边缘，小基站进入功率调节进程，转入步骤S4 ;如果有用户位于小区边缘，小基站启动休眠进程，转入步骤S5 ；
[0010]步骤S4:降低小基站发射功率，并持续监测小基站的小区负载，当检测到新的用户进入而负载等级不变时，判断是否该用户是否位于小区边缘，如果该用户位于小区边缘，则增大基站发射功率，并转入步骤S5，如果该用户位于小区中心，则小基站维持原状；当检测到新的用户进入而负载等级发生变化时，进入步骤S7 ；
[0011]步骤S5:小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低；如果为低干扰水平，则退出休眠进程，进入步骤S6 ;如果为高干扰水平，则确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ；
[0012]步骤S6:小基站持续检测小区负载，如果检测到新的用户接入并导致负载等级发生变化，转入步骤S7 ;如果负载等级持续为轻负载，则更新接收到的“小区间干扰指示”信息，判断本小区对邻小区带来的干扰水平的高低；
[0013]步骤S7:如果小基站检测到负载等级为中度负载或满负载，则小基站持续检测本小区负载；
[0014]步骤S8:将小基站归属用户切换到邻近小基站或宏基站，当完成用户切换后，小基站进入休眠状态。
[0015]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:小基站的小区负载等级包括超轻负载、轻负载、中度负载和满负载，小基站将邻小区的负载等级信息记录于小基站的自动邻区关系中。
[0016]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:步骤S3中，通过下述两种方法判断是否有用户位于小区边缘位置:
[0017]A、比较用户汇报的本小区RSRP信息和邻小区RSRP信息，通过这两个信息的差别来判断该用户是否位于小区边缘；
[0018]B、通过用户坐标位置信息判断用户是否位于小区边缘。
[0019]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:步骤S5中，小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低的方法如下:
[0020]邻小区设定一个干扰门限阈值，邻小区归属用户上报检测到的小基站的RSRPjn果小基站的RSRP超过干扰门限阈值，邻小区发送“小区间干扰指示”信息时，在对应的PRB资源上进行标识，小基站接收到“小区间干扰指示”信息后，统计超过干扰门限阈值的PRB数目；当超过干扰门限阈值的PRB数目超过一定比例，则认为是高干扰水平，否则认为是低干扰水平。
[0021]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:步骤S5中，小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低的方法如下:
[0022]邻小区比较其归属用户上报的测到的小基站的RSRP和设定的干扰门限阈值，并统计超过干扰门限阈值的PRB数目；如果超过干扰门限阈值的PRB数目超过一定比例，则确定为高干扰水平，否则确定为低干扰水平，并在“小区间干扰指示”信息中标识出干扰水平的闻低。
[0023]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:只有当邻小区的“小区间干扰指示”信息发生变化时，才会将更新后的“小区间干扰指示”信息重新发送到小基站O
[0024]根据上述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其中:步骤S8中，为归属用户选择切换基站的原则为:优先选择中度负载的小基站，如果没有符合要求的小基站，则切换到宏基站。
[0025]如上所述，本发明的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，具有以下有益效果:
[0026](I)本发明通过对本小区的业务负载与所产生的干扰水平的判定，来控制分层组网场景下小基站是否进入休眠状态，从而有效降低分层组网场景中的干扰，尤其是参考信号等带来的下行干扰，提高了系统吞吐量，保证了系统的有效运行，且节约能耗，实现绿色通信；
[0027](2)本发明适用于LTE-A网络系统，可以应用于不同功率基站组成的网络中，也适用于其它系统由不同功率基站覆盖的混合网络中。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1显示为面向第四代移动通信系统中在高流量的宏基站覆盖区域内密集部署小基站的分层组网的结构示意图。
[0029]图2显示为面向第四代移动通信系统中在高流量的宏基站覆盖区域内密集部署小基站的分层组网中某一小基站休眠后的结构示意图；
[0030]图3显示为本发明的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0032]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0033]本发明在宏基站覆盖区域内密集部署小基站的分层组网场景下，基于负载、用户位置以及干扰水平来控制小基站的休眠。小基站首先判断本小区的负载量，当负载量达到一定水平，且小基站用户位于小区边缘时，启动判决小基站的存在是否对周边邻小区带来一定程度的下行干扰的进程；如果确定小基站对周边邻小区带来了一定程度的干扰，则小基站进入休眠状态，并切换其归属用户到合适的基站。
[0034]其中，小基站的负载量设为如下4个等级:超轻负载、轻负载、中度负载和满负载。小基站之间通过X2接口交互负载等级信息，同时将交互来的负载等级信息记录在小基站的自动邻区关系中。当小基站邻小区的负载等级发生变化时，更新小基站的自动邻区关系中的负载等级信息。如果小基站为超轻负载，则确定其进入休眠状态；如果为轻负载，则判断小基站中是否有用户位于小区边缘。如果有用户位于小区边缘，启动判别小基站是否对邻小区带来下行干扰的进程；如果小基站无用户位于小区边缘，则调节小基站到合适的发射功率。
[0035]若确定小基站进入休眠状态，其归属用户优先选择中度负载的邻居小基站进行切换，如果没有符合要求的小基站，则切换到宏基站，当用户切换完成后，小基站进入休眠状态。
[0036]图1描述的是面向第四代移动通信系统中在高流量的宏基站覆盖区域内密集部署小基站的分层组网的结构示意图。其中，分层网络是在由宏基站组成的宏蜂窝网络的基础上，加上多个低功率小基站(small cell, sc)覆盖，且小基站密集部署，形成不同功率基站覆盖的多层网络。如图2所示，在启动基于负载和干扰水平控制后，小基站sc7由于满足进入休眠状态的要求，原小基站sc7下归属用户切换到合适的基站，用户UE2切换进入邻近小基站scl，用户UE3切换进入邻近小基站sc2，小基站sc7进入休眠状态。
[0037]参照图3，本发明的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的的方法具体包括以下步骤:
[0038]步骤S1:小基站持续监测本小区负载，小基站之间通过X2接口交互小区负载等级信息并将邻小区的负载等级信息记录于小基站的自动邻区关系(Automatic NeighborRelat1nship, ANR)中，且在邻小区负载等级发生变化时更新此信息。
[0039]步骤S2:当小基站检测到本小区的负载等级为中度负载和满负载时，小基站持续检测本小区负载；当小基站检测到本小区负载等级为超轻负载时，确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ;当小基站检测到本小区负载等级为轻负载时，转入步骤S3。
[0040]步骤S3:首先判断小基站的归属用户的分布，确定是否有用户位于小区边缘位置。其中，通过下述两种方法判断是否有用户位于小区边缘位置:
[0041](I)比较用户汇报的本小区RSRP信息和邻小区RSRP信息，当这两个值的差别在某个区间范围时，则判断用户位于小区边缘；
[0042](2)小基站获取用户坐标位置信息，判断用户是否位于小区边缘。
[0043]如果没有用户位于小区边缘，小基站进入功率调节进程，转入步骤S4 ;如果有用户位于小区边缘，小基站启动休眠进程，转入步骤S5 ；
[0044]步骤S4:由于小基站中没有用户位于小区边缘，故适当降低小基站发射功率，缩小其覆盖范围，这样既能降低对周边邻小区带来的下行干扰，也能节省能耗。小基站持续监测小区负载，当检测到新的用户进入而负载等级不变时，通过用户位置信息判断是否该用户是否位于小区边缘，如果位于小区边缘，则增大基站发射功率，并转入步骤S5，如果位于小区中心，则继续维持原状；当检测到新的用户进入而负载等级发生变化时，进入步骤S7 ；
[0045]步骤S5:如果有用户位于小区边缘，则启动休眠进程，首先判断本小区是否对邻小区带来下行干扰。邻小区通过ANR中的记录检测到此小基站为轻负载时，发送“小区间干扰指示”信息到小基站。其中，只有当“小区间干扰指示”信息发生变化时，才更新并发送到小基站。
[0046]在本发明中，通过下述两种方法判断本小区对邻小区带来的干扰水平:
[0047](I)邻小区设定一个干扰门限阈值，邻小区归属用户上报检测到的小基站的RSRP，如果小基站的RSRP超过干扰门限阈值，邻小区发送“小区间干扰指示”信息时，在对应的PRB资源上进行标识，小基站接收到“小区间干扰指示”信息后，统计超过干扰门限阈值的PRB数目；当超过干扰门限阈值的PRB数目超过一定比例，则认为是高干扰水平，否则认为是低干扰水平；
[0048](2)邻小区比较其归属用户上报的测到的小基站的RSRP和设定的干扰门限阈值，并统计超过干扰门限阈值的PRB数目；如果此PRB数目超过某一个比例，则确定干扰级别为高，否则确定干扰级别为低，并在发送到小基站的“小区间干扰指示”信息中标识干扰水平的闻低。
[0049]小基站接收到邻小区的“小区间干扰指示”信息后，根据该信息确定本小区对邻小区带来的干扰水平的高低；如果为低干扰水平，则退出休眠进程，进入步骤S6 ;如果为高干扰水平，则确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ；
[0050]步骤S6:小基站持续检测小区负载，如果检测到新的用户接入并导致负载等级发生变化，转入步骤S7 ;如果负载等级持续为轻负载，则更新接收到的“小区间干扰指示”信息，判断本小区对邻小区带来的干扰水平的高低；
[0051]步骤S7:如果小基站检测到负载等级为中度负载或满负载则结束小基站休眠进程，同时，小基站持续检测本小区负载；
[0052]步骤S8:小基站确定进入休眠状态，将其归属用户切换到邻近小基站或宏基站，当完成用户切换后，小基站进入休眠状态。其中，其归属用户选择切换基站的原则为:优先选择中度负载的小基站，如果没有符合要求的小基站，则切换到宏基站。
[0053]综上所述，本发明的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法通过对本小区的业务负载与所产生的干扰水平的判定，来控制分层组网场景下小基站进入休眠状态，从而有效降低分层组网场景中的干扰，尤其是参考信号等带来的下行干扰，提高了系统吞吐量，保证了系统的有效运行，且节约能耗，实现绿色通信。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0054]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于，至少包括以下步骤: 步骤S1:小基站之间交互小区负载等级信息，小基站持续检测本小区负载； 步骤S2:当小基站检测到本小区的负载等级为中度负载和满负载时，小基站持续检测本小区负载；当小基站检测到本小区负载等级为超轻负载时，确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ;当当小基站检测到本小区负载等级为轻负载时，进入步骤S3 ； 步骤S3:判断小基站的归属用户中是否有用户位于小区边缘位置；如果没有用户位于小区边缘，小基站进入功率调节进程，转入步骤S4 ;如果有用户位于小区边缘，小基站启动休眠进程，转入步骤S5 ； 步骤S4:降低小基站发射功率，并持续监测小基站的小区负载，当检测到新的用户进入而负载等级不变时，判断是否该用户是否位于小区边缘，如果该用户位于小区边缘，则增大基站发射功率，并转入步骤S5，如果该用户位于小区中心，则小基站维持原状；当检测到新的用户进入而负载等级发生变化时，进入步骤S7 ； 步骤S5:小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低；如果为低干扰水平，则退出休眠进程，进入步骤S6 ;如果为高干扰水平，则确定小基站进入休眠状态，转入步骤S8 ； 步骤S6:小基站持续检测小区负载，如果检测到新的用户接入并导致负载等级发生变化，转入步骤S7 ;如果负载等级持续为轻负载，则更新接收到的“小区间干扰指示”信息，判断本小区对邻小区带来的干扰水平的高低； 步骤S7:如果小基站检测到负载等级为中度负载或满负载，则小基站持续检测本小区负载； 步骤S8:将小基站归属用户切换到邻近小基站或宏基站，当完成用户切换后，小基站进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:小基站的小区负载等级包括超轻负载、轻负载、中度负载和满负载，小基站将邻小区的负载等级彳目息记录于小基站的自动邻区关系中。
3.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:步骤S3中，通过下述两种方法判断是否有用户位于小区边缘位置: A、比较用户汇报的本小区RSRP信息和邻小区RSRP信息，通过这两个信息的差别来判断该用户是否位于小区边缘； B、通过用户坐标位置信息判断用户是否位于小区边缘。
4.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:步骤S5中，小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低的方法如下: 邻小区设定一个干扰门限阈值，邻小区归属用户上报检测到的小基站的RSRP，如果小基站的RSRP超过干扰门限阈值，邻小区发送“小区间干扰指示”信息时，在对应的PRB资源上进行标识，小基站接收到“小区间干扰指示”信息后，统计超过干扰门限阈值的PRB数目；当超过干扰门限阈值的PRB数目超过一定比例，则认为是高干扰水平，否则认为是低干扰水平。
5.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:步骤S5中，小基站根据邻小区发送的“小区间干扰指示”信息判断本小区是否对邻小区带来的干扰水平的高低的方法如下: 邻小区比较其归属用户上报的测到的小基站的RSRP和设定的干扰门限阈值，并统计超过干扰门限阈值的PRB数目；如果超过干扰门限阈值的PRB数目超过一定比例，则确定为高干扰水平，否则确定为低干扰水平，并在“小区间干扰指示”信息中标识出干扰水平的高低。
6.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:只有当邻小区的“小区间干扰指示”信息发生变化时，才会将更新后的“小区间干扰指示”信息重新发送到小基站。
7.根据权利要求1所述的基于负载和干扰水平控制小基站休眠的方法，其特征在于:步骤S8中，为归属用户选择切换基站的原则为:优先选择中度负载的小基站，如果没有符合要求的小基站，则切换到宏基站。
【文档编号】H04W52/02GK104469817SQ201310430067
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】曾媛, 刘源, 邵震 申请人:上海无线通信研究中心