[發明專利]一種通信節點狀態調整方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201310179937.5
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104159258B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 牛凱;龔萍;嚴言;肖國軍;孫韶輝
• 申請（專利權）人: 電信科學技術研究院
• 主分類號: H04W28/16
• 分類號: H04W28/16;H04W52/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 劉松

技術領域

本發明涉及通信技術，尤其涉及一種通信節點狀態調整方法、裝置及系統。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，移動終端以及相應業務不斷普及，網絡的規模與范圍也成倍增加，導致全球范圍內的用戶數和業務量呈爆炸式增長。在此背景下，人們不再僅僅只關注無線蜂窩網絡的覆蓋與容量，而更多地開始考慮整個網絡的能量消耗問題。通過降低無線通信的能量消耗，不僅能減小二氧化碳的排放，同時也能降低運營商的運營成本。

一般說來，基站的調度和運行都是基于峰值流量設計的，而且當流量變化時基站始終保持在開啟的狀態，這就使得能量的利用率很低，所以可以對基站進行休眠關斷，來提高能量利用率。

基于這種節能思想，有學者提出了一種基站轉換策略，假設基站(BS)在某一區域內是均勻分布的，用戶設備(User Equipment，UE)在每一個基站周圍是隨機產生的，在時間t內到達基站b的業務量服從平均到達速率為λ_b(t)[call/sec]的泊松分布，且每一次業務到達的持續時間為h[sec/call]。假設全部系統是各向同性的，這樣就可以消除BS(Base Station，基站)之間的差異，網絡的流量模型為ρ(t)＝λ_b(t)·h。再假設其流量模型近似為均值是M，方差為V的正弦模型，流量的平均值為其流量模型在一個周期時間內為正弦分布，所以就可以僅在一個周期的時間內進行討論。

由于服務區域內UE是隨機產生的，基站b在時關斷，此時由基站b服務的UE就轉交給了其周圍的N_b個BS，每一個相鄰的BS近似接收到了的轉交流量，這樣，對于每一個關斷的BS，其周圍相鄰的BS的流量為：

若滿足，

則認為基站b可以關斷，其中ρ_th是轉換門限。

目反的，如果，

基站b就需要恢復，進入工作狀態。

另一種普遍的做法就是采用基于負載情況的基站休眠策略，構造一個多參數的聯合規劃問題，可以包含如能量消耗，轉換花費和阻塞率等。

考慮一個下行鏈路由M個全局頻率復用基站組成的蜂窩網絡，可以用代表基站集，基站m的最大覆蓋區域是可以保證其數據傳輸速率的區域，小區m定義為與基站m最近的區域，基站m的相鄰小區可以表示為m(1)，...，m(B)，其中B是相鄰小區的個數。如圖1所示，其中小區半徑是R_c，BS的最大覆蓋半徑是R_b，說明每一個BS都可以覆蓋到其他小區的一些區域，用來表示可以給小區m內的用戶提供服務的基站集合。當其中一些BS休眠時，處于工作狀態的BS的覆蓋區域就可以延伸到這些休眠的小區中去。

假設小區m在時間t內到達的用戶服從泊松分布，密度為λ_m(t)，流量在每個小區的內均勻分布，在不同小區內是不對稱的。并假設系統可以統計流量信息，平均到達率是一個關于T的周期函數，記為每一用戶有一個最小的速率需求r₀，且其傳輸周期服從均值為的指數分布。所有的用戶隨機到達并到傳輸結束時保持靜止。

每個激活的基站m都有有限的資源，最大帶寬為如果一個用戶k想和基站m協作，相應的帶寬需求為其中C_mk(t)是頻譜利用效率，它隨著陰影效應，多徑衰落的變化而變化，忽略快衰落效應，即C_mk(t)在傳輸時間內是恒定的。而對于小區內部干擾，認為當一些BS進入休眠模式時干擾被削弱，近似忽略不計。基于以上的假設，C_mk僅由用戶k和基站m的距離l_mk決定。

在該方法中，每一個狀態的代價函數g⁽ⁱ⁾(s⁽ⁱ⁾，u⁽ⁱ⁾)由三部分組成，第一部分是BS運行的能耗：

其中P_max是活躍狀態時的能耗，P_min是基站休眠時的能耗，代表基站所處模式。

第二部分是BS開關轉換消耗：

其中E_s是基站在活躍模式和休眠模式之間轉換的消耗，為轉換決策。