CN101938820A - 一种增强基站节能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强基站节能的方法，主要解决用户随机分布的场景下，传统基站节能策略无法高效筛选出较大的待休眠小区或扇区集合的问题。其技术要点是：1.在典型基站节能策略的基础上，增加了潜在休眠小区或扇区集合和待休眠小区或扇区集合；2.应用负载强制转移策略实现节能的目的并利于局部的负载均衡；3.应用功率协商调整策略，进一步减小了覆盖范围对基站节能的限制。本发明由于应用了负载强制转移和功率协商调整策略，大大扩充了待休眠小区或扇区集合，增强了基站节能的效果。

Description

一种增强基站节能的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及到高级国际移动通信IMT-Advanced系统架构中接入网络侧的基站节能方法，可用于增强蜂窝移动通信基站的节能。

背景技术

在低碳经济成为全球发展焦点、节能环保观念日益深入人心、移动通信技术更加迅猛发展并广泛应用的背景下，实现绿色通信不仅是低碳经济的重要内容，而且也与每一个社会个体的生活息息相关。数据显示，全国移动通信网60％以上的电能消耗来自基站，因此要实现绿色通信，迫切需求基站节能技术的突破。

典型的基站节能方法主要是考虑通过对基站控制下的扇区、信道进行关闭或休眠来实现节能，如图1所示，基站BS1控制其本站扇区CellBS1，基站BS2控制其本站扇区CellBS2，基站BS3控制其本站扇区CellBS3，其中扇区CellBS1和扇区CellBS2为扇区CellBS3的邻扇区，且扇区CellBS3负载较轻，而扇区CellBS 1负载相对较重，扇区CellBS2负载最重，扇区CellBS3的所有用户都在扇区CellBS1和扇区CellBS2的覆盖下，所以扇区CellBS1和扇区CellBS2在满足用户QoS的情况下，可以通过调整各自的准入参数来接纳扇区CellBS3的用户。应用典型的基站节能方法，首先负载最重的扇区CellBS2会尽全力吸收扇区CellBS3的用户，直到自己满载后停止；然后，负载次重的扇区CellBS1继续吸收扇区CellBS3的剩余用户，直至其空载；最后，扇区CellBS3由于完全没有业务而进入待休眠扇区集合，基站BS3可以选择扇区CellBS3进行休眠，对全网按照该方法周期性地执行，便可筛选出待休眠的扇区集合，基站可以对休眠扇区集合中的扇区进行选择性休眠，最终达到基站节能的目的。

虽然这种典型的基站节能方法在一定程度上可以实现基站节能的目的，但是对更一股的场景，其节能效果就不是十分理想。比如在图1中，如果扇区CellBS1和扇区CellBS2都处于负载较重的状态，在它们吸收扇区CellBS3用户达到满负载后，仍无法将扇区CellBS3的用户吸收完，那么此时不但扇区CellBS3由于没有空载而无法进入休眠扇区集合外，而且扇区CellBS 1和扇区CellBS2也因为满负载而无力接纳新的业务；再比如在图1中，由于扇区CellBS3的用户也在扇区CellBS1和扇区CellBS2的覆盖下，所以扇区CellBS1和扇区CellBS2可以吸收扇区CellBS3的用户，但是如果有少量扇区CellBS3控制下的用户不在扇区CellBS1或扇区CellBS2覆盖下，那么即使扇区CellBS1和扇区CellBS2有足够的容量，它们也无法吸收完扇区CellBS3的用户，此时CellBS3负载很轻，但仍不满足休眠的条件，节能的效果不理想。

发明内容

本发明是针对上述基站节能方法的不足，提出一种增强基站节能的方法，以提高用户随机分布情况下的基站节能效果。

为了实现上述目的，本发明包括以下步骤：

(1)强制转移负载步骤

1a)控制潜在休眠小区CellBS3的基站BS3向控制小区CellBS2的基站BS2发送指示节能的强制负载转移请求，基站BS2满载后向邻基站中未满载的基站BS1发送资源状态请求消息；

1b)基站BS2完成资源状态报告初始化进程；

1c)基站BS1通过X2接口向基站BS2发送资源状态更新消息；

1d)基站BS2向基站BS1中转基站BS3的强制负载转移请求，基站BS1根据其小区负载变化频率和准入限制信息判断能否接纳转移的负载并向基站BS2反馈；

1e)若基站BS2收到基站BS1肯定的响应，则基站BS2向基站BS1转移所请求的负载量并向基站BS3中转基站BS1对强制转移负载请求的响应，基站BS3向基站BS2强制转移负载，执行步骤(2)；

1f)若基站BS2收到基站BS1否定的响应，则返回步骤1a)重新选择基站转移负载；

(2)在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合元素执行步骤(1)，列出待休眠小区或扇区集合和潜在休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤(5)；否则，执行步骤(3)，

所述的待休眠小区或扇区，是空载并可以由基站进行关闭的小区或扇区；

所述的潜在休眠小区或扇区，是需经过强制负载转移或功率协商调整后才能实现空载的小区或扇区；

(3)功率协商调整步骤

3a)控制潜在休眠小区的基站BS3向基站BS1和基站BS2发送无线参数配置请求消息，基站BS1和基站BS2收到该消息后向基站BS3响应。

3b)基站BS3启动用户信息测量和位置定位，并根据收到的响应消息估算基站BS1和基站BS2发射功率应调整的大小；

3c)基站BS3向基站BS1和基站BS2发送指示节能的功率协商调整请求；

3d)基站BS1和基站BS2收到请求后，向基站BS3反馈基站BS1和基站BS2的功率调整范围的建议信息和干扰评估，基站BS1和基站BS2计算功率调整大小，启动步进式功率调整，并在调整过程中对基站BS3进行实时反馈；

3e)基站BS1和基站BS2吸收基站BS3的剩余负载；

(4)在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合元素执行步骤(3)，列出待休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤(5)；否则，返回步骤(1)；

(5)基站BS3指定待休眠集合中的小区或扇区进行休眠，以增强节能效果。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

在用户随机分布的场景下，针对所述的典型基站节能策略存在的不足，利用强制转移负载策略和功率协商调整策略实现潜在休眠小区或扇区的空载，从而在全网的范围内大大扩充待休眠小区或扇区集合，增强基站节能效果。

附图说明

图1是现有的基站节能策略示意图；

图2是本发明的总流程图；

图3是本发明强制转移负载增强基站节能的信令交互子流程图；

图4是本发明功率协商调整增强基站节能的信令交互子流程图。

具体实施方式

本发明的实施条件是置潜在休眠小区或扇区集合和待休眠小区或扇区集合为空，在全网范围内对所有小区或扇区的负载按照重、中和轻三个等级进行归类，重负载小区或扇区吸收相邻轻负载小区或扇区的负载，直到轻负载小区或扇区完全空载为止，空载小区或扇区进入待休眠小区或扇区集合，轻负载小区或扇区进入潜在休眠小区或扇区集合，对潜在休眠小区集合不为空的情况，进行基站节能的增强。

参照图2，本发明提出的增强基站节能的方法，包括如下步骤：

步骤1，强制转移负载

参照图3，本步骤的具体实现如下：

1a.控制潜在休眠小区CellBS3的基站BS3向控制小区CellBS2的基站BS2发送指示节能的强制负载转移请求；

1b.基站BS2满载后向邻基站中非满载基站BS1发送资源状态请求消息RESOURCE STATUS REQUEST，该资源状态请求消息包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期等，其信令格式如表1所示，该表1的内容由3GPP TS36.423-900标准所规定。在资源状态请求消息中，如果要求基站BS1停止报告资源状态信息，则注册请求信息单元置为“停止”；如果请求基站BS1开始报告信息，则置为“开始”，并将报告特征信息单元放入资源状态请求消息中。如果基站BS2请求基站BS1报告无线资源状态，将报告特征信息单元的第1个比特位“周期性报告PRB状态”置1；如果基站BS2请求基站BS1报告S1接口传输层负载指示，将报告特征信息单元的第2个比特位“周期性报告S1接口传输层负载指示”置1；如果基站BS2请求基站BS1报告硬件负载指示，将报告特征信息单元中的第3个比特位“周期性报告硬件负载指示”置1；如果基站BS2在定时器溢出后仍未收到基站BS1的反馈消息，则基站BS2向基站BS1重发资源状态请求消息；

1c.如果基站BS1正确收到了资源状态请求消息，首先查看注册请求信息单元，若注册请求信息单元为“停止”，则停止报告资源状态信息，并反馈资源状态请求响应消息；若为“开始”，则判断基站BS1是否能提供消息中指定的测量，若能提供，则向基站BS2反馈一条资源状态请求响应消息RESOURCE STATUSRESPONSE，资源状态响应消息信令格式见表2，该表2的内容由3GPP TS36.423-900标准所规定；若基站BS1不能提供相应测量则反馈一条资源状态请求失败消息RESOURCE STATUS FAILURE，返回步骤1b，资源状态请求失败消息信令格式见表3，该表3的内容由3GPP TS 36.423-900标准所规定；

1d.基站BS1和基站BS2完成资源状态报告初始化进程，基站BS1根据测量请求，启动相应的测量，如果资源状态信息过期则启动与邻区的资源状态报告进程；该进程完成后，根据资源状态请求消息中的报告周期信息单元值，周期性向基站BS2发送测量报告，该测量报告内容包含在资源状态更新消息中，其中资源状态更新消息包括硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息、无线资源状态信息和邻小区资源状态信息。资源状态更新消息的格式见表4，该表4的内容是由3GPP TS 36.423-900标准所规定；

1e.基站BS2向基站BS1中转基站BS3的强制负载转移请求，基站BS1根据其小区负载变化频率和准入限制信息判断能否接纳转移的负载并向基站BS2反馈对强制转移负载请求的响应，若无准入限制且负载变化频率低于资源状态更新频率，则BS1向BS2发送肯定的响应；否则，返回步骤1b)；

1f.若基站BS2收到基站BS1肯定的响应，则转移所请求的负载量并向基站BS3中转基站BS1对强制转移负载请求的响应，然后基站BS1向基站BS2强制转移负载，执行步骤2；若基站BS2收到基站BS1否定的响应，则返回步骤1b重新选择其他基站转移负载。

步骤2，在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合执行步骤1，重新列出待休眠小区或扇区集合和潜在休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤4；否则，执行步骤3a。

步骤3，功率协商调整

参照图4，本步骤的具体实现如下：

3a.基站BS3向基站BS1和基站BS2发送无线参数配置请求消息，基站BS1和基站BS2收到该消息后向基站BS3响应；基站BS3启动用户相关信息测量和位置定位，并根据收到的响应消息估算基站BS1和基站BS2功率应调整的大小，基站BS3向基站BS1和基站BS2发送指示节能的功率调整请求，基站BS1和基站BS2收到请求后，基站BS1和基站BS2计算功率调整大小，启动进行功率步进式调整，并在调整过程中对基站BS3的功率调整请求进行响应；基站BS1和基站BS2吸收基站BS3的剩余负载；

3b.在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合执行步骤3，列出待休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤4；否则，返回步骤1a。

步骤4，待休眠集合中的小区或扇区进行休眠。

表1资源状态请求消息信令格式

表2资源状态请求响应消息信令格式

表3资源状态请求失败消息信令格式

表4资源状态更新消息信令格式

术语解释：

IMT-Advanced International Mobile Telecommunications Advanced高级国际移动通信；

BS   Base Station基站；

QoS  Quality of Service服务质量；

3GPP 3^rd Generation Partnership Program第三代移动通信合作伙伴计划。

Claims (3)

1.一种增强基站节能的方法，包括：

(1)强制转移负载步骤

1a)控制潜在休眠小区CellBS3的基站BS3向控制小区CellBS2的基站BS2发送指示节能的强制负载转移请求，基站BS2满载后向邻基站中未满载的基站BS1发送资源状态请求消息；

1b)基站BS2完成资源状态报告初始化进程；

1c)基站BS1通过X2接口向基站BS2发送资源状态更新消息；

1d)基站BS2向基站BS1中转基站BS3的强制负载转移请求，基站BS1根据其小区负载变化频率和准入限制信息判断能否接纳转移的负载并向基站BS2反馈；

1e)若基站BS2收到基站BS1肯定的响应，则基站BS2向基站BS1转移所请求的负载量并向基站BS3中转基站BS1对强制转移负载请求的响应，基站BS3向基站BS2强制转移负载，执行步骤(2)；

1f)若基站BS2收到基站BS1否定的响应，则返回步骤1a)重新选择基站转移负载；

(2)在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合元素执行步骤(1)，列出待休眠小区或扇区集合和潜在休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤(5)；否则，执行步骤(3)，

所述的待休眠小区或扇区，是空载并可以由基站进行关闭的小区或扇区；

所述的潜在休眠小区或扇区，是需经过强制负载转移或功率协商调整后才能实现空载的小区或扇区；

(3)功率协商调整步骤

3a)控制潜在休眠小区的基站BS3向基站BS1和基站BS2发送无线参数配置请求消息，基站BS1和基站BS2收到该消息后向基站BS3响应。

3b)基站BS3启动用户信息测量和位置定位，并根据收到的响应消息估算基站BS1和基站BS2发射功率应调整的大小；

3c)基站BS3向基站BS1和基站BS2发送指示节能的功率协商调整请求；

3d)基站BS1和基站BS2收到请求后，向基站BS3反馈基站BS1和基站BS2的功率调整范围的建议信息和干扰评估，基站BS1和基站BS2计算功率调整大小，启动步进式功率调整，并在调整过程中对基站BS3进行实时反馈；

3e)基站BS1和基站BS2吸收基站BS3的剩余负载；

(4)在全网范围内对潜在休眠小区或扇区集合元素执行步骤(3)，列出待休眠小区或扇区集合，如果潜在休眠小区或扇区集合为空，则执行步骤(5)；否则，返回步骤(1)；

(5)基站BS3指定待休眠集合中的小区或扇区进行休眠，以增强节能效果。

2.根据权利要求1所述的增强基站节能的方法，其中步骤1a)所述的强制负载转移请求，包括请求转移的负载量和用户服务质量QoS。

3.根据权利要求1所述的增强基站节能的方法，其中步骤3c)所述的功率协商调整请求，包括待调整基站的参考信号发射功率和路径损耗模型。

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