基站非连续发送节能控制方法、小站、宏站及异构网络的利记博彩app
【专利摘要】本发明适用于异构网络,提供一种基站非连续发送节能控制方法、宏站、小站及异构网络,在小站侧所述方法包括:在每个控制周期开始时刻,小站获取服务其关联用户所需的总代价,并将所述总代价反馈至宏站;接收宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站。在宏站侧所述方法包括:接收来自于各个小站的总代价,并根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制策略;将所述优选控制策略对应的控制指令发送至小站。本发明考虑到了信道条件对网络功耗的影像,使得宏站得到优选控制策略,在满足时延要求的条件下,可以进一步降低系统能耗。
【专利说明】基站非连续发送节能控制方法、小站、宏站及异构网络
【技术领域】
[0001] 本发明属于异构网络【技术领域】,尤其涉及一种基站非连续发送控制方法、宏站、小 站及异构网络。
【背景技术】
[0002] 蜂窝网络能耗上升和二氧化碳排放量的上升已成为移动业务量指数上升后的必 然趋势,也成为网络运营商保持利润降低成本所亟待解决的问题。国际标准组织也将此问 题列入到未来通信标准中需要解决的重要问题之一,并引入了能效作为能量有效性的一种 度量,其中能效是指每焦耳能量可传输的比特数。
[0003] 为了支撑指数上升的业务量,提升网络的吞吐量,异构网络(英文Heterogeneous Networks)已成为一种公认的有效解决方案。一个典型的异构网络包括一个宏站和多个小 站组成,小站根据覆盖范围大小可以分为小站(micro cell)、微小站(pico cell)以及超小 站(femto cell),宏站提供了基础覆盖,而不同的小站在宏站的覆盖范围之内提供了不同 范围和不同程度的容量提升。在高业务量时,小站的开启能有效提升整网的能量效率,因为 短距离覆盖极大降低了传输的能量消耗;然而当业务量较低时,宏站的容量已足以服务用 户,并不需要小站来提升容量,而此时由小站开启引入的静态能耗会成为整网能耗的重要 组成部分。因此,在理想情况下,在低业务量时,应该让小站进入休眠模式来节省网络能耗。
[0004] 为此,目前有一些关于基站非连续发送(英文:Base Station-Discontinuous Transmission,缩写:BS-DTX)节能控制的研究,但是目前的研究方案中,BS-DTX的控制都 只是随着业务量负载的信息变化而变化,也就是一种业务量自适应的BS-DTX节能控制方 法,基站的非连续发送控制自适应于业务量负荷相关的参数,比如单位时间内电话数(语 音),用户活动程度,业务量到达速率等。当小站平均业务量低于某个预设的值,小站可以自 行决定休眠,并将剩余业务转移到提供覆盖的宏站,或由其他可提供覆盖的小站服务;当此 网络的业务量负载上升到某个值后,此小站被唤醒,继续提供服务。但是实际情况下,系统 的性能,不光取决于业务量的大小(服务需求的到达),同时还取决于信道条件好坏(被服务 的情况),因此,仅根据业务量大小进行的BS-DTX控制,得到的控制策略通常不能达到很好 的节能效果。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种基站非连续发送节能控制方法、宏站、 小站及异构网络,旨在解决现有异构网络的基于业务量自适应的BS-DTX节能控制方法,由 于得到的控制策略仅与业务量大小有关,无法达到很好的节能效果。
[0006] 第一方面,所述基站非连续发送节能控制方法包括下述步骤:在每个控制周期开 始时刻,小站获取服务其关联用户所需的总代价,并将所述总代价反馈至宏站,使得宏站根 据所述总代价做出优选控制策略,所述总代价包括小站关联用户的平均时延信息;接收宏 站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站。
[0007] 在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述控制周期划分为多个调度时隙,所 述接收宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站之后,还包括:在每 个调度时隙开始时刻,开启的小站将各自的子带资源分配给其关联用户。
[0008] 结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式 中,在每个控制周期开始时刻,小站获取服务其关联用户所需的总代价,并将所述总代价反 馈至宏站,具体包括:在每个控制周期开始时刻,小站获取其关联用户的最优带宽分配;获 取在所述最优带宽分配条件下的总代价,并将所述总代价反馈至宏站。
[0009] 结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中, 每个小站包含多个子带,所述在每个调度时隙开始时刻,开启的小站将各自的子带资源分 配给其关联用户,具体包括:在每个调度时隙开始时刻,开启的小站在每个子带上,选择其 关联用户中瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户;在控制周期结束时或者异构 网络中关联用户集改变时,重新进入下一控制周期,否则进入下一调度时隙。
[0010] 第二方面,所述基站非连续发送节能控制方法包括:宏站接收来自于各个小站的 总代价,并根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小 时对应的控制策略作为优选控制策略;将所述优选控制策略对应的控制指令发送至小站, 以使小站根据所述控制指令对应开启或关闭。
[0011] 在第二方面的第一种可能的实现方式中,所述接收来自于各个小站的总代价,并 根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控 制策略作为优选控制策略,具体包括:宏站接收来自于各个小站的总代价;遍历所有可能 的控制策略,并获取宏站所服务用户的最优带宽分配;根据所述总代价和最优带宽分配,获 取在各种控制策略下的整网总代价;选择整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制 策略。
[0012] 在第二方面的第二种可能的实现方式中,所述接收来自于各个小站的总代价,并 根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控 制策略作为优选控制策略,具体包括:宏站接收来自于各个小站的总代价;获取开启所有 小站时的整网总代价,顺次关闭开启的小站中总代价最高的小站,直至整网总代价不再降 低或者所有小站全部关闭,将此时小站的控制策略作为优选控制策略。
[0013] 结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式,在 第三种可能的实现方式中,所述将所述优选控制策略对应的控制指令发送至小站,以使小 站根据所述控制指令对应开启或关闭之后,还包括:在每个调度时隙开始时刻,宏站将子 带资源分配给其关联用户以及关闭小站的关联用户。
[0014] 结合第二方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述宏站 包含多个子带,所述在每个调度时隙开始时刻,宏站将子带资源分配给其关联用户以及关 闭的小站的关联用户,具体包括:在每个调度时隙开始时刻,宏站在每个子带上,选择其关 联用户以及关闭的小站的关联用户中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户; 在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下一控制周期,否则进入 下一调度时隙。
[0015] 第三方面,所述小站包括:总代价获取单元,用于在每个控制周期开始时刻,获取 服务其关联用户所需的总代价,并将所述总代价反馈至宏站,使得宏站根据所述总代价做 出优选控制策略,所述总代价包括小站关联用户的平均时延信息;指令接收执行单元,用于 接收宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站。
[0016] 在第三方面的第一种可能的实现方式中,所述小站还包括:第一子带分配单元,用 于在每个调度时隙开始时刻,将各自的子带资源分配给其关联用户。
[0017] 结合第三方面或第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式 中,所述总代价获取单元包括:带宽分配获取模块,用于在每个控制周期开始时刻,获取其 关联用户的最优带宽分配;总代价获取模块,用于获取在所述最优带宽分配条件下的总代 价,并将所述总代价反馈至宏站。
[0018] 结合第三方面的第一种或第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中, 所述第一子带分配单元包括:第一子带分配模块,用于在每个调度时隙开始时刻,在每个子 带上,选择小站关联用户中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户;判断执行模 块,用于在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下一控制周期,否 则进入下一调度时隙。
[0019] 第四方面,所述宏站包括:策略生成单元,用于接收来自于各个小站的总代价,并 根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的 控制策略作为优选控制策略;指令发送单元,将所述优选控制策略对应的控制指令发送至 小站,以使小站根据所述控制指令对应开启或关闭。
[0020] 在第四方面的第一种可能的实现方式中,所述策略生成单元包括:总代价接收模 块,用于接收来自于各个小站的总代价;带宽分配模块,用于遍历所有可能的控制策略,并 获取宏站所服务用户的最优带宽分配;整网总代价获取模块,用于根据所述总代价和最优 带宽分配,获取在各种控制策略下的整网总代价;最优选择模块,用于选择整网总代价最小 时对应的控制策略作为优选控制策略。
[0021] 在第四方面的第二种可能的实现方式中,所述策略生成单元包括:总代价接收模 块,用于接收来自于各个小站的总代价;次优选择模块,用于获取开启所有小站时的整网总 代价,顺次关闭开启的小站中总代价最高的小站,直至整网总代价不再降低或者所有小站 全部关闭,将此时小站的控制策略作为优选控制策略。
[0022] 结合第四方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式,所 述宏站还包括:第二子带分配单元,用于在每个调度时隙开始时刻,将子带资源分配给其关 联用户以及关闭小站的关联用户。
[0023] 结合第四方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述第二 子带分配单元包括:第二子带分配模块,用于在每个调度时隙开始时刻,在每个子带上,选 择宏站关联用户以及关闭的小站的关联用户中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大 的用户;判断执行模块,在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下 一控制周期,否则进入下一调度时隙。
[0024] 第五方面,所述异构网络包括:上述小站和宏站,所述宏站与各个小站间有线或无 线连接。
[0025] 本发明的有益效果是:本发明提供了一种业务量与信道条件自适应的BS-DTX节 能控制方案,首先小站需要获取服务其关联用户所需的总代价,所述总代价包括小站关联 用户的平均时延信息,宏站根据各个小站反馈的总代价来做出优选控制策略,因此在本发 明技术方案中,不仅考虑到了业务量(即平均吞吐量),还考虑到了信道状态信息(所述平均 时延信息反应了信道状态信息),使得网络时延与总功耗之间有了较好折中,在满足时延要 求的条件下进一步降低系统能耗;另一方面,本发明中获取总代价是由各个小站实现,这种 分布式设计降低了宏站的工作量,易于实现,而且还大大降低了网络控制开销,提高了网络 效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是异构网络的一种网络拓扑图;
[0027] 图2是本发明第一实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的流程图;
[0028] 图3是本发明第二实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的流程图;
[0029] 图4是本发明第三实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的流程图;
[0030] 图5是本发明第四实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的流程图;
[0031] 图6是本发明第五实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的流程图;
[0032] 图7是本发明第六实施例提供的基站非连续发送节能控制方法的交互流程图;
[0033] 图8是本发明第七实施例提供的小站的结构方框图;
[0034] 图9是本发明第八实施例提供的小站的结构方框图;
[0035] 图10是本发明第九实施例提供的宏站的结构方框图;
[0036] 图11是本发明第十实施例提供的宏站的结构方框图;
[0037] 图12是本发明第十一实施例提供的宏站的结构方框图;
[0038] 图13是本发明第十二实施例提供的异构网络的系统图;
[0039] 图14是发送功率-平均时延的一种仿真曲线关系图。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0041] 本发明实施例提供了一种基于业务量与信道条件自适应的BS-DTX节能控制方 案,考虑到了业务量和信道状态,得到优选控制策略,在满足时延要求条件下尽可能降低系 统功耗,为了说明本发明所述的技术方案,下面建立各个分析模型:
[0042] 首先定义异构网络的网络拓扑模型,如图1所示,假设异构网络中包括一个宏站 和B个小站,且所有小站的覆盖范围均在宏站的覆盖范围内,宏站为异构网络提供基础覆 盖和容量,而小站则在部分地区提供容量提升。令0表示宏站的标号,令b = 1,...,B分别 表不宏站内B个小站的标号。令
【权利要求】
1. 一种基站非连续发送节能控制方法,其特征在于,所述方法包括: 在每个控制周期开始时刻,小站获取服务其关联用户所需的总代价,并将所述总代价 反馈至宏站,使得宏站根据所述总代价做出优选控制策略,所述总代价包括小站关联用户 的平均时延信息; 接收宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站。
2. 如权利要求1所述方法,其特征在于,所述控制周期划分为多个调度时隙,所述接收 宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或关闭小站之后,还包括: 在每个调度时隙开始时刻,开启的小站将各自的子带资源分配给其关联用户。
3. 如权利要求1或2所述方法,其特征在于,在每个控制周期开始时刻,小站获取服务 其关联用户所需的总代价,并将所述总代价反馈至宏站,具体包括: 在每个控制周期开始时刻,小站获取其关联用户的最优带宽分配; 获取在所述最优带宽分配条件下的总代价,并将所述总代价反馈至宏站。
4. 如权利要求2或3所述方法,其特征在于,每个小站包含多个子带,所述在每个调度 时隙开始时刻,开启的小站将各自的子带资源分配给其关联用户,具体包括: 在每个调度时隙开始时刻,开启的小站在每个子带上,选择其关联用户中瞬时吞吐量 加权队列长度后等效速率最大的用户; 在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下一控制周期,否则 进入下一调度时隙。
5. -种基站非连续发送节能控制方法,其特征在于,所述方法包括: 宏站接收来自于各个小站的总代价,并根据所述总代价获取在不同控制策略下的整网 总代价,将所述整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制策略; 将所述优选控制策略对应的控制指令发送至小站,以使小站根据所述控制指令对应开 启或关闭。
6. 如权利要求5所述方法,其特征在于,所述接收来自于各个小站的总代价,并根据所 述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控制策略 作为优选控制策略,具体包括: 宏站接收来自于各个小站的总代价; 遍历所有可能的控制策略,并获取宏站所服务用户的最优带宽分配; 根据所述总代价和最优带宽分配,获取在各种控制策略下的整网总代价; 选择整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制策略。
7. 如权利要求5所述方法,其特征在于,所述接收来自于各个小站的总代价,并根据所 述总代价获取在不同控制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控制策略 作为优选控制策略,具体包括: 宏站接收来自于各个小站的总代价; 获取开启所有小站时的整网总代价,顺次关闭开启的小站中总代价最高的小站,直至 整网总代价不再降低或者所有小站全部关闭,将此时小站的控制策略作为优选控制策略。
8. 如权利要求5-7任一项所述方法,其特征在于,将所述优选控制策略对应的控制指 令发送至小站,以使小站根据所述控制指令对应开启或关闭之后,还包括: 在每个调度时隙开始时刻,宏站将子带资源分配给其关联用户以及关闭小站的关联用 户。
9. 如权利要求8所述方法,其特征在于,所述宏站包含多个子带,所述在每个调度时隙 开始时刻,宏站将子带资源分配给其关联用户以及关闭的小站的关联用户,具体包括: 在每个调度时隙开始时刻,宏站在每个子带上,选择其关联用户以及关闭的小站的关 联用户中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户; 在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下一控制周期,否则 进入下一调度时隙。
10. -种小站,其特征在于,所述小站包括: 总代价获取单元,用于在每个控制周期开始时刻,获取服务其关联用户所需的总代价, 并将所述总代价反馈至宏站,使得宏站根据所述总代价做出优选控制策略,所述总代价包 括小站关联用户的平均时延信息; 指令接收执行单元,用于接收宏站发送的优选控制策略对应的控制指令,对应开启或 关闭小站。
11. 如权利要求10所述小站,其特征在于,所述小站还包括: 第一子带分配单元,用于在每个调度时隙开始时刻,将各自的子带资源分配给其关联 用户。
12. 如权利要求10或11所述小站,其特征在于,所述总代价获取单元包括: 带宽分配获取模块,用于在每个控制周期开始时刻,获取其关联用户的最优带宽分 配; 总代价获取模块,用于获取在所述最优带宽分配条件下的总代价,并将所述总代价反 馈至宏站。
13. 如权要求11或12所述小站,其特征在于,所述第一子带分配单元包括: 第一子带分配模块,用于在每个调度时隙开始时刻,在每个子带上,选择小站关联用户 中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户; 判断执行模块,用于在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入 下一控制周期,否则进入下一调度时隙。
14. 一种宏站,其特征在于,所述宏站包括: 策略生成单元,用于接收来自于各个小站的总代价,并根据所述总代价获取在不同控 制策略下的整网总代价,将所述整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制策略; 指令发送单元,将所述优选控制策略对应的控制指令发送至小站,以使小站根据所述 控制指令对应开启或关闭。
15. 如权利要求14所述宏站,其特征在于,所述策略生成单元包括: 总代价接收模块,用于接收来自于各个小站的总代价; 带宽分配模块,用于遍历所有可能的控制策略,并获取宏站所服务用户的最优带宽分 配; 整网总代价获取模块,用于根据所述总代价和最优带宽分配,获取在各种控制策略下 的整网总代价; 最优选择模块,用于选择整网总代价最小时对应的控制策略作为优选控制策略。
16. 如权利要求14所述宏站,其特征在于,所述策略生成单元包括: 总代价接收模块,用于接收来自于各个小站的总代价; 次优选择模块,用于获取开启所有小站时的整网总代价,顺次关闭开启的小站中总代 价最高的小站,直至整网总代价不再降低或者所有小站全部关闭,将此时小站的控制策略 作为优选控制策略。
17. 如权利要求14-16任一项所述宏站,其特征在于,所述宏站还包括: 第二子带分配单元,用于在每个调度时隙开始时刻,将子带资源分配给其关联用户以 及关闭小站的关联用户。
18. 如权利要求17所述宏站,其特征在于,所述第二子带分配单元包括: 第二子带分配模块,用于在每个调度时隙开始时刻,在每个子带上,选择宏站关联用户 以及关闭的小站的关联用户中,瞬时吞吐量加权队列长度后等效速率最大的用户; 判断执行模块,在控制周期结束时或者异构网络中关联用户集改变时,重新进入下一 控制周期,否则进入下一调度时隙。
19. 一种异构网络,其特征在于,所述异构网络包括如权利要求10-13任一项所述的小 站,以及如权利要求14-18任一项所述的宏站,所述宏站与各个小站间有线或无线连接。
【文档编号】H04W52/02GK104144478SQ201310169157
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2013年5月9日
【发明者】陈雁, 崔颖, 刘坚能, 徐修强 申请人:华为技术有限公司