[發明專利]異構蜂窩網絡中毫微微基站的聯合休眠與功率控制方法

有效

• 申請號: 202010131843.0
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111343704B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉涵霄;蘇開榮;李云
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W52/24;G06N3/00;G06N3/04
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明涉及移動通信技術異構蜂窩網絡領域，具體涉及一種異構蜂窩網絡中毫微微基站的聯合休眠與功率控制方法，包括：初始化信道模型各參數，建立能耗優化模型；利用徑向基神經網絡對宏基站業務量進行預測，得到徑向基預測值；利用誤差修正值對徑向基預測值進行優化，得到修正預測值；根據修正預測值計算基站休眠比，并對毫微微基站進行比例隨機休眠；將未休眠基站視為粒子，其位置就是基站的當前功率值，將能耗優化模型的拉格朗日形式作為評價函數，利用粒子群算法迭代求出最優毫微微基站群發射功率。本發明實現了對毫微微基站群進行合理休眠及有效的功率控制，從而達到降低能耗的作用。

技術領域

本發明涉及移動通信技術異構蜂窩網絡領域，具體涉及一種異構蜂窩網絡中毫微微基站的聯合休眠與功率控制方法。

背景技術

隨著第五代移動通信技術(5th generation wireless systems，5G)標準的發布，異構蜂窩網絡的用戶業務量逐步增長，其將面臨巨大的數據通信量，隨之而來系統的能耗也將大幅度提高，無線移動通信的極速發展將面臨兩大問題，滿足巨大用戶業務量的前提下，降低系統的能耗。異構蜂窩網絡一般是由宏基站以及其他小型基站進行聯合部署，宏基站完成覆蓋范圍的基本覆蓋，小型基站，例如毫微微基站，是在宏基站覆蓋范圍內增加其覆蓋區域內的業務提供率，為用戶提供更為便捷高速的移動通信業務。大規模部署的毫微微基站，其帶來的能耗增長不容忽視。異構蜂窩網絡是如今支持移動通信業務快速迭代的有效手段，但其帶來的能源消耗是亟需解決的問題。

異構蜂窩網絡中，基站之間，基站與用戶之間，用戶之間都會存在干擾，并且密集部署的基站并不是全天候工作，在低業務量甚至零業務量時，基站也存在一部分的能耗。如果能在保證用戶業務覆蓋的前提下合理的將低業務量甚至零工作量的基站進行休眠控制，將大幅度降低系統的能耗。功率控制也是降低蜂窩網絡內的能耗的一種有效方法，在基站端進行功率控制，一方面可以保證合理的業務覆蓋，另一方面又可以降低能耗。這兩種方法都是有效且合理的降低能耗的方法，將兩種方法進行聯合考慮，休眠一定比例的基站后，對未休眠的基站進行合理的功率控制，能在保證業務覆蓋的前提下進一步降低能耗。因此研究毫微微基站的休眠與功率控制聯合優化方法對于異構蜂窩網絡具有重要的意義。

(1)近些年，關于異構蜂窩網絡的基站的休眠與功率控制的主要研究成果有：基于簇內協作多點傳輸的休眠算法(D.Li,W.Zhou,X.Yang,H.Du.An Intra-Cluster CoMPBased Sleep-Mode Scheme in Dense Heterogeneous Network[C]. 2016 10thInternational Conference on Innovative Mobile and Internet Services inUbiquitous Computing(IMIS),Fukuoka,2016:245-249.)：該算法基于簇內協作多點傳輸(Coordinated Multi-Point，CoMP)的休眠模式方案。休眠模式方案降低了網絡拓撲的復雜性，從而減少了干擾，并且簡化了聚類后續優化的過程。利用快速迭代優化貪婪算法選擇每個簇中的休眠節點，以達到降低能耗的目的，但此方案會帶來額外的信令開銷和能源成本。

(2)基于啟發式算法和用戶關聯的分布式功率控制算法(H.Ding,H. Zhang,J.Tian,S.Xu and D.Yuan,Energy Efficient User Association and Power Controlfor Dense Heterogeneous Networks,2018 International Conference on Computing,Networking and Communications(ICNC),Maui,HI,2018,pp.741-746.) 該算法中，考慮到宏基站與小基站的發射功率差異會導致用戶與宏基站之間的關聯，提出啟發式用戶關聯算法，同時對基站進行休眠，降低異構網絡的能耗。功率控制算法初始每個用戶的功率為最大，分配其他用戶相應的功率，通過最大化每個用戶的能效進行迭代直到收斂。該算法可以有效優化上行鏈路的能效，降低系統的能耗。