[發明專利]一種面向綠色節能的動態小區休眠方法

有效

• 申請號: 201210376338.8
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102917446A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 魏翼飛;宋梅;于非;王萍;張勇;王莉;滿毅;滕穎蕾;于帥
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種面向綠色節能的動態小區休眠方法。

背景技術

隨著移動網絡規模的不斷擴大，網絡設備、基站及動力系統數量成倍增加，通信網絡的能耗問題已經成為業界關注的焦點。基站是無線接入網絡中主要的耗能設備，隨著蜂窩移動通信系統的用戶數目和通信容量日劇增，基站的數目還會以快速增加，因此降低基站的能量消耗是實現綠色通信的關鍵。

2008年的Sigcomm會議中有一篇題為“Greening?the?Internet”的論文，論文提出互聯網需要設計節能的網絡協議，提出了能量感知的路由策略，預先獲得各種網絡狀態，如流量矩陣，網絡拓撲、QoS約束等等，再通過最優化理論計算路由，將網絡流量匯聚到部分鏈路上進行傳輸，實現使用的總鏈路數最少，將空閑狀態的網絡設備及接口置于休眠（sleep）模式的節能方案；M.A.Marsan和M.Meo發表的題為“Energy?efficient?wireless?Internet?access?with?cooperative?cellular?networks”（參見Computer?Networks,Feb.2011,vol.55,no.2,pp.386-398）的文章提出通過選擇性地關閉處在低業務量下的小區基站達到減少能耗的目的；牛志升等人發表的題為“Cell?zooming?for?cost-efficient?green?cellular?networks”（參見IEEE?Communications?Magazine,Nov.2010,vol.48,no.11,pp.74-79）的文章提出了一種被稱為小區縮放的概念，這一概念和讓小區休眠具有很大的相似性，但是更為復雜，通過小區縮放這種技術手段，基站能夠根據當前小區的業務量來調整小區無線信號的覆蓋范圍以平衡流量負載，同時降低能源消耗。當一個小區隨著用戶數量增加變得擁擠時，基站可以縮小自己的覆蓋范圍，把一些用戶遷移到鄰近的小區。當小區的用戶數非常少時，基站可以進入休眠模式以減少能量的消耗，鄰居小區則通過增大覆蓋范圍或者多個鄰居基站通過協作通信為移動用戶繼續服務。

實時動態的小區管理機制可以平衡小區間的負載流量、減少通信系統的能量消耗。然而，在前面的研究工作中，大多數方法只考慮靜態條件中如何控制小區基站，沒有考慮用戶數、用戶位置的隨機時變特性。如何在隨機時變網絡環境下進行動態小區管理從而達到綠色節能的目的還亟待解決。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何根據小區的實時狀態，動態地調整小區的基站，減少通信能量的消耗。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種面向綠色節能的動態小區休眠方法，其特征是，該休眠方法包括以下步驟：

S1：間隔設定時間計算各個基站對應的小區的用戶數量和用戶分布狀態；

S2：根據小區的用戶數量和用戶分布狀態計算各個基站對應的小區的索引值；

S3：將得到的索引值按從小到大的順序排列，則最大的索引值對應的基站在下一時間段開始時刻進入休眠狀態。

所述計算各個基站對應的小區的用戶數量包括：

通過計算用戶發送的通信請求計算各個基站對應的小區的用戶數量。

所述計算各個基站對應的小區的用戶分布狀態包括：

通過計算用戶請求信號的信噪比計算各個基站對應的小區的用戶分布狀態。

所述步驟S2包括：

S21：通過小區的用戶數量和用戶分布狀態得到小區的狀態；

S22：通過小區的狀態得到通信系統的功耗；

S23：對通信系統的功耗進行變換，得到最優縮減成本系數；

S24：由最優縮減成本系數得到小區的索引值。

所述通信系統的功耗的計算公式為：

其中：

為通信系統的功耗

E_u為在馬爾可夫策略u下，對整個過程的通信系統的功耗求期望；

為馬爾可夫策略集；

為當小區i的狀態為s_i(t)時，執行動作為a_i(t)的通信系統的功耗，a_i(t)=0時為關閉，a_i(t)=1時為開啟；

t為時間段；

T為時間段總數。

所述最優縮減成本系數的計算公式為：