切断蜂窝网络内基站的电力的方法及使用其的基站和系统的制作方法
【专利摘要】一种在蜂窝网络内的基站中确定是否切断基站自己的电力的方法，包括：从基站的小区覆盖内的终端接收具有实数值的终端消息，基于接收到的终端消息针对终端分别计算基站消息的实数值，将具有所计算的实数值的基站消息分别发送至终端，重复执行所述接收、所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定值，当所述基站消息的实数值是收敛的时，基于终端消息的收敛的实数值计算基站消息收敛值，该基站消息收敛值是关于终端的一个实数值，以及基于所述基站消息收敛值确定是否切断所述基站的电力。
【专利说明】切断蜂窝网络内基站的电力的方法及使用其的基站和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年3月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2013 - 30576号的权益，其公开通过引用全部并入此处。
【技术领域】
[0003] 本公开涉及通过使用消息传递来切断蜂窝网络内基站的电力的方法，以及使用该 方法的基站和蜂窝网络系统。
【背景技术】
[0004] 当前，随着诸如膝上型计算机、个人数字助理（PDA)和智能手机这样的移动终端的 增长，通信业务极大增长。为了满足增长的通信业务，通过在通信业务量集中的区域中安装 基站为互相交叠来处理所请求的通信业务量。
[0005] 但是，一个区域中的所请求的通信业务量不总是恒定的。具体地说，在通信业务集 中的区域中，所请求的通信业务量可能根据时间而大大缩减。如果被安装为互相交叠的所 有基站一直运行而不论所请求的通信业务量的巨大改变的话，将不必要地浪费能量。为此， 通过在所请求的业务量减少时切断部分基站的电力，可以最小化不必要的功耗并且可以节 省能量。
【发明内容】
[0006] 提供了通过使用消息传递切断蜂窝网络内基站的电力的方法，以及使用该方法的 基站和蜂窝网络系统。
[0007] 提供了具有记录有用于运行所述方法的计算机程序在其上的计算机可读记录介 质。
[0008] 在随后的描述中将部分地阐述其它方面，并且从这些描述中部分地变得明显，或 者可以通过所提出的实施例的实践习得。
[0009] 根据本发明的一方面，一种在蜂窝网络内的基站中确定是否切断基站自己的电力 的方法，包括：从基站的小区覆盖内的终端接收具有实数值的终端消息；基于接收到的终 端消息针对终端分别计算基站消息的实数值；将具有所计算的实数值的基站消息分别发送 至终端；重复执行所述接收、所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至 恒定值；当所述基站消息的实数值是收敛的时，基于终端消息的收敛的实数值计算基站消 息收敛值，该基站消息收敛值是关于终端的一个实数值；以及基于所述基站消息收敛值确 定是否切断所述基站自己的电力。
[0010] 根据本发明的另一方面，一种在蜂窝网络内确定是否切断其自己的电力的基站包 括：接收单元，用于从所述基站的小区覆盖内的终端接收具有实数值的终端消息；计算单 元，用于基于接收到的终端消息针对终端分别计算基站消息的实数值；传输单元，用于分别 地发送具有所计算的实数值的基站消息至终端；以及确定单元，用于基于基站消息收敛值 确定是否切断基站的电力，其中，所述接收单元、所述计算单元和所述传输单元重复执行所 述接收、所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定值，以及其中，当 所述基站消息的实数值是收敛的时，所述计算单元基于所述终端消息的收敛的实数值计算 基站消息收敛值，所述基站消息收敛值是关于终端的一个实数值。
[0011] 根据本方面的另一方面，一种蜂窝网络系统包括：基站，用于基于与终端的小区覆 盖内的终端的消息交换来确定是否切断它们自己的电力；以及终端，用于基于与基站的消 息交换，从能够向终端提供数据传输的基站当中确定将从其接收数据传输的基站，其中，每 一个基站从终端接收具有实数值的终端消息，基于接收到的终端消息针对终端分别计算基 站消息的实数值，将具有所计算的实数值的基站消息分别发送至终端，重复执行所述接收、 所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定值，当所述基站消息的实 数值是收敛的时，基于终端消息的收敛的实数值计算基站消息收敛值，该基站消息收敛值 是关于终端的一个实数值，以及基于所述基站消息收敛值确定是否切断所述基站的电力， 以及其中，每个终端计算关于每个基站的终端消息的实数值，计算所计算的实数值与从所 述基站接收到的基站消息的实数值之和，以及基于关于每个基站的所计算的和确定将从其 接收数据传输的基站。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 这些和/或其它方面和优点将从下面结合附图的实施例的描述中变得明显并且 更加容易理解，附图中：
[0013] 图1A和图1B是示出蜂窝网络环境的图；
[0014] 图2是示出根据本发明的实施例的蜂窝网络系统的图，其中蜂窝网络内的各个基 站通过使用消息传递切断它们自己的电力；
[0015] 图3是根据本发明的实施例的基站的框图，该基站通过使用消息传递切断其自己 的电力；
[0016] 图4是根据本发明的实施例的通过使用消息传递在蜂窝网络内的基站中切断该 基站自己的电力的方法的流程图；以及
[0017] 图5A和图5B是示出根据本发明的实施例的基站切断方法被应用于任意二维（2D) 蜂窝网络的图。
【具体实施方式】
[0018] 现在将详细参照实施例，在附图中示出实施例的例子，其中贯穿附图同样的参考 标记指代同样的元件。为此，所给出的实施例可以具有不同形式并且不应当释为对这里所 述的描述进行限定。因此，通过参考附图描述实施例如下，仅用于说明本说明书的方面。
[0019] 图1A和图1B是示出蜂窝网络环境的图。参考图1A和图1B，每个被标记为的 基站周围的圆圈表示基站的小区覆盖，被标记为Λ的用户终端分布在每个基站的小区覆盖 内。所述小区覆盖指的是每个基站可以提供通信服务的服务区域。为此，每个基站可以在 其小区覆盖中提供数据传输到用户终端。用户终端也可以指代移动站、移动节点或者用户 设备。在下面的描述中，为了说明的方便起见，用户终端可以称作终端。
[0020] 图1Α和图1Β示出在通信业务高度集中的区域中的蜂窝网络环境。在所述区域中， 如图1A和图1B中所示，基站被安装为互相交叠以便满足该区域中终端的所请求的通信业 务量。
[0021] 但是，在该区域中不在一天24小时内发生相同等级的通信业务。该区域中通信业 务量会在夜间大大减少。图1A示出通信业务集中在日间，图1B示出通信业务在夜间或者 在周末或假期大大减少。
[0022] 当如图1B中所示通信业务减少时，如果被安装为在该区域中互相交叠的全部基 站如在日间那样运行，则产生不必要的功耗。具体来说，倘若在蜂窝网络中运行基站所需的 能量非常高，则能量将由于基站不必要的运行而显著消耗。
[0023] 为此，如果所请求的业务量低，则蜂窝网络系统可以通过引导终端使用蜂窝网络 中其它交叠基站来切断大量基站。
[0024] 因此，通过在某一时间段内切断该区域中被安装为互相交叠的一部分基站，可以 避免不必要的能量浪费。如上所述，当所请求的通信业务量不高时通过切断部分基站来减 小蜂窝网络的能耗被称为绿色通信。
[0025] 例如，如果预定区域中业务总量降低到预定等级以下，则对于绿色通信来说，蜂窝 网络系统确定蜂窝网络内的基站当中将切断的部分基站，并且指定用于处理被切断的基站 的业务的其它基站。蜂窝网络系统切断蜂窝网络中所确定的基站，并且将被切断的基站的 数据传输分配给蜂窝网络中其它基站。
[0026] 参考图1B，部分基站由于减少的通信业务而被切断。因此，该区域中的蜂窝网络系 统通过仅使用剩余的导通基站来处理所请求的通信业务量。
[0027] 在这种情况下，切断基站指的是切断基站向终端提供通信服务所需的单元，也即 通过将基站置于睡眠模式来最小化基站的功耗。
[0028] 下面的公式1示出在蜂窝网络环境中切断基站的电力要满足的条件。也就是说， 为了满足利用最小功率满足全部终端请求的数据量，必须满足以下条件。
[0029] 公式 1
【权利要求】
1. 一种在蜂窝网络内的基站中确定是否切断基站自己的电力的方法，所述方法包括： 从所述基站的小区覆盖内的终端接收具有实数值的终端消息； 基于接收到的终端消息针对终端分别计算基站消息的实数值； 将具有所计算的实数值的基站消息分别地发送至终端； 重复执行所述接收、所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定 值； 当基站消息的实数值是收敛的时，基于终端消息的收敛的实数值计算基站消息收敛 值，该基站消息收敛值是关于终端的一个实数值；以及 基于所述基站消息收敛值确定是否切断基站自己的电力。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述计算基站消息的实数值包括：根据基站的最大 数据传输容量是否可提供终端中的每一个或者它们的组合请求的数据量，来基于所述终端 消息的实数值以及它们的组合针对终端分别计算基站消息的实数值。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：如果所述基站消息收敛值是负值则 确定切断所述基站的电力。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，在计算基站消息的实数值中， 当基站消息的实数值当中存在较多负值时比基站消息的实数值当中存在较少负值时 基站的电力被切断的概率要高，以及 其中当用于开通基站请求的电力较大时比当用于开通基站请求的电力较小时负值的 数量要大， 当基站的最大数据传输容量较小时比基站的最大数据传输容量较大时负值的数量要 大， 当基站的小区覆盖内存在较少数量用于接收数据传输的终端时比当基站的小区覆盖 内存在较多数量用于接收数据传输的终端时负值的数量要大，或者 当基站与小区覆盖内的终端之间的传输功率较大时比当基站与小区覆盖内的终端之 间的传输功率较小时负值的数量要大。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，根据公式计算基站消息的实数值，
其中，表示在时间点t计算的基站消息的实数值，t表示用于暂时标识被重复发送 的基站消息的标识符，|N(i)|表示在基站的小区覆盖中除了目标终端之外的终端的数目， 所述目标终端指示基站消息被发送到其的终端，q表示基站的最大数据传输容量，Ca表示 由目标终端请求的数据量，并且Pi表示所请求的用于开通基站的电力，以及 其中，在上面的公式中，函f
?Χ为
其中，η和ζ表示函数
的变邏
表示目标终端的邻近终端请求的数据量，
表示 从邻近终端接收到的终端消息的实数值，并且邻近终端指示基站的小区覆盖内的终端当中 除了目标终端之外的终端。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，根据％ 计算所述基站消息收敛值， 其中，^表示关于终端的基站消息收敛值，|N(i) 1+1表示基站的小区覆盖内终端的数 目，并且Ci表示基站的最大数据传输容量。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，基站消息的收敛的实数值和所述终端消息的收敛 的实数值与基站和终端之间的可用数据传输方法当中针对最小化包括基站和邻近基站的 蜂窝网络的总体功耗的组合优化问题的最佳解决方案相应，该可用数据传输方法满足蜂窝 网络内由全部终端请求的数据量。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，在包括基站和邻近基站的蜂窝网络中，基站和邻近 基站中的每一个基于与其小区覆盖内的终端重复交换终端消息和基站消息来确定是否切 断其自己的电力，并且蜂窝网络内的每个终端基于与能够向终端提供数据传输的基站重复 交换基站消息和终端消息来确定将从其接收数据传输的基站。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，基于终端与目标基站之间的传输功率、终端与邻近 基站之间的传输功率和从所述邻近基站接收到的基站消息，计算每个终端的终端消息的实 数值，所述目标基站指示终端消息发送到其的基站，以及 其中，所述邻近基站指示能够向终端提供数据传输的基站当中除了所述目标基站之外 的基站。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，所述终端计算关于邻近基站中的每一个的终端消 息的实数值，计算所计算的实数值与从所述目标基站接收到的基站消息的实数值之和，以 及基于所计算的关于每一个基站的和以确定将从其接收数据传输的基站。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，当关于邻近基站中的每一个的终端消息的实数 值收敛至恒定值时，如果所计算的和是正值，则所述终端从所述基站接收数据传输。
12. 如权利要求9所述的方法，其中，当目标基站与终端之间的传输功率较低时比当目 标基站与终端之间的传输功率较高时终端从目标基站接收数据传输的概率要高。
13. 如权利要求1所述的方法，其中，根据公式计算每个终端的终端消息的实数值，
其中，表示在时间点t由终端计算的终端消息的实数值，t表示用于暂时标识被重 复发送的终端消息的标识符，表示在邻近基站中的每一个与终端之间的传输功率，
表示在时间点t计算的并且被邻近基站发送至终端的基站消息的实数值，并且Pia表示终端 与目标基战之间的传输功率，目标基站表示终端消息将被发送到其的基站，并且邻近基站 表不能够向终端提供数据传输的基站当中除了目标基站之外的基站。
14. 一种具有用于运行权利要求1至13中的任意一项所述的方法的程序记录在其上的 计算机可读记录介质。
15. -种在蜂窝网络内确定是否切断其自己的电力的基站，所述基站包括： 接收单元，用于从所述基站的小区覆盖内的终端接收具有实数值的终端消息； 计算单元，用于基于接收到的终端消息针对终端分别计算基站消息的实数值； 传输单元，用于分别地发送具有所计算的实数值的基站消息至终端；以及 确定单元，用于基于基站消息收敛值确定是否切断基站的电力， 其中，所述接收单元、所述计算单元和所述传输单元重复执行所述接收、所述计算和所 述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定值，以及 其中，当所述基站消息的实数值是收敛的时，所述计算单元基于所述终端消息的收敛 的实数值计算基站消息收敛值，所述基站消息收敛值是关于终端的一个实数值。
16. 如权利要求15所述的基站，其中，所述计算单元根据公式计算基站消息的实数值，
其中，af表示在时间点t计算的基站消息的实数值，t表示用于暂时标识被重复发送 的基站消息的标识符，|N(i)|表示在基站的小区覆盖中除了目标终端之外的终端的数目， 所述目标终端指示基站消息被发送到其的终端，Ci表示基站的最大数据传输容量，ca表示 由目标终端请求的数据量，Pi表示所请求的用于开通基站的电力，以及 其中，在上面的公式中，函·
￡义为
其中，η和Z表示函数g二的变量，表示目标终端的邻近终端请求的数据量，
表 示从邻近终端接收到的终端消息的实数值，并且所述邻近终端指示基站的小区覆盖内的终 端当中除了目标终端之外的终端。
17. 如权利要求15所述的基站，其中，所述计算单元根据
计算所述 基站消息收敛值， 其中，^表示关于终端的基站消息收敛值，|N(i) |+1表示基站的小区覆盖内终端的数 目，并且Q，表示基站的最大数据传输容量，以及 其中，如果所述基站消息收敛值是负值，则所述确定单元确定切断所述基站的电力。
18. 如权利要求15所述的基站，其中，根据公式计算每个终端的终端消息的实数值，
其中，pf表示在时间点t由终端计算的终端消息的实数值，t表示用于暂时标识被重 复发送的终端消息的标识符，Ρ>，表示在邻近基站中的每一个与终端之间的传输功率，
表示在时间点t计算的并且被邻近基站发送至终端的基站消息的实数值，并且Pia表示终端 与目标基站之间的传输功率，目标基站表示终端消息将被发送到其的基站，并且所述邻近 基站表不能够向终端提供数据传输的基站当中除了目标基站之外的基站。
19. 如权利要求15所述的基站，其中，每个终端计算关于邻近基站中的每一个的终端 消息的实数值，计算所计算的实数值与从所述目标基站接收到的基站消息的实数值之和， 以及基于所计算的关于每一个基站的和以确定将从其接收数据传输的基站， 其中，当关于邻近基站中的每一个的终端消息的实数值收敛至恒定值时，如果所计算 的和是正值，则所述终端从所述基站接收数据传输，以及 其中，所述目标基站指示终端消息被发送到其的基站，以及所述邻近基站指示能够向 终端提供数据传输的基站当中除了所述目标基站之外的基站。
20. -种蜂窝网络系统，包括： 基站，用于基于与基站的小区覆盖内的终端的消息交换来确定是否切断它们自己的电 力；以及 终端，用于基于与基站的消息交换，从能够向终端提供数据传输的基站当中确定将从 其接收数据传输的基站， 其中，每一个基站从终端接收具有实数值的终端消息，基于接收到的终端消息针对终 端分别计算基站消息的实数值，将具有所计算的实数值的基站消息分别发送至终端，重复 执行所述接收、所述计算和所述发送直到所计算的基站消息的实数值收敛至恒定值，当所 述基站消息的实数值是收敛的时，基于终端消息的收敛的实数值计算基站消息收敛值，该 基站消息收敛值是关于终端的一个实数值，以及基于所述基站消息收敛值确定是否切断所 述基站的电力，以及 其中，每个终端计算关于每个基站的终端消息的实数值，计算所计算的实数值与从所 述基站接收到的基站消息的实数值之和，以及基于所计算的关于每个基站的和确定将从其 接收数据传输的基站。
【文档编号】H04W52/02GK104066161SQ201310553306
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】李尚炫, 崔真赫, 金成珍, 方庭镐 申请人:三星电子株式会社