[發明專利]一種基于信道和隊列感知的超密集網絡小站休眠方法

有效

• 申請號: 201810086759.4
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108156620B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 潘志文;李沛;劉楠;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W52/02
• 代理公司: 32206 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 葉涓涓

本發明提供了一種基于信道和隊列感知的超密集網絡小站休眠方法，包括：采集網絡信息；根據梯度下降法計算最優休眠比例；計算要休眠小站的數目；令基站開關比例為0，計算每個小站在一定時長內每個時間間隔內的平均隊長和平均傳輸速率；根據各小站平均隊長和用戶平均傳輸速率之積將小站升序排列；得到休眠數目；按照排序依次關閉小站。本發明針對超密集異構網絡提出的基站休眠方法，通過采集數據業務量，結合基站和用戶之間的信道狀態，執行基站休眠策略，能很好地適用于實際系統，且能帶來比傳統方法更好的性能增益，在保證用戶時延特性的條件下顯著降低系統能耗。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及無線通信系統中一種基于信道和隊列感知的超密集網絡小站休眠方法。

背景技術

5G(the fifth generation)網絡中移動通信量爆發式增長，給移動網絡運營商帶來極大的挑戰。為了滿足未來移動數據需求，極大提升系統容量和用戶體驗質量，在傳統大功率宏站的覆蓋區域尤其是高業務量熱點區域內部署超密集低功率小站可以獲得巨大的吞吐量增益。由于超密集網絡中小站常部署在一些難以抵達的位置，這給光纖回程鏈路的安裝帶來了困難，為解決這個問題，運營商采用無線傳輸技術傳輸核心網到小站的回程鏈路信息。但是無線回程技術相比傳統的光纖傳輸技術會產生回程鏈路的傳輸時延。另外，在超密集異構網絡中不斷增加的基站數目，必然會消耗更多的功率能量。而且，回程鏈路的能量消耗也會給系統節能帶來巨大的壓力。一種有效的節能技術是根據用戶的業務執行基站休眠策略來降低系統能耗。然而基站休眠策略使得可用基站數目減少從而影響用戶的時延特性，為了保證用戶的服務質量，同時降低系統的能耗，要按照精心設計的基站休眠策略來選擇要關閉的基站，以實現能耗和時延的權衡。

現有的基站休眠技術基于用戶業務感知或是信道狀態來選擇要關閉的基站，而沒有將業務狀態和信道信息結合起來，而且都是采用光纖技術傳輸回程鏈路信息，不考慮回程鏈路的時延和能耗對系統總體性能的影響，導致現有的休眠策略難以適用于實際的基于無線回傳的超密集異構網絡。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種基于信道和隊列感知的超密集網絡小站休眠方法，將系統能耗和時延權衡問題描述為最小化系統成本函數問題，在用戶業務和信道狀態動態變化的情況下，制定了信道和隊列感知的基站休眠策略。

現有的基站休眠技術基于用戶業務感知或是信道狀態來選擇要關閉的基站。而我們發現系統中用戶時延不僅與業務量有關，也與信道狀態有關。業務量越大用戶排隊等待的時間越長，同時，用戶與基站之間的信道狀態越好，用戶傳輸時延越小。

基于此，本方法首先計算最優基站休眠比例，按照基站休眠比例計算要休眠的基站數目，即確定在滿足用戶時延特性的條件下要關閉的基站數目。其次，考慮每個基站平均隊長和關聯到該基站的用戶所獲得平均傳輸速率，將小站根據平均隊長和用戶所獲得平均傳輸速率之積升序排列，根據該排序依次選擇要關閉的基站，從而降低系統能耗。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于信道和隊列感知的超密集網絡小站休眠方法，包括如下步驟：

步驟1，采集網絡信息

測量出區域面積內用戶，宏站，小站和網關總數目N_u、N_m、N_s、N_g，得到該區域內網關、宏站、小站和用戶的分布密度λ_g,λ_m,λ_s和λ_u；

用戶流量到達滿足泊過程，統計一段時間內用戶流量使用情況得出用戶流量到達率λ以及每個包的平均比特大小l；