CN102271387A - 一种基站节能控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基站节能方法及装置，用于解决小区采用固定配置的天线模式，基站的功耗浪费或用户无法体验到MIMO的高速率性能技术问题。由RNC执行是否需要重配置小区模式的检测，当满足第一条件时，如小区中没有使用MIMO的用户时，RNC判决将所述基站的至少一个MIMO小区配置为非MIMO小区；在满足第二条件时，如到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点时，RNC判决将所述基站的至少一个非MIMO小区配置为MIMO小区。通过本发明的方法，能灵活的配置基站小区的MIMO模式，既满足用户的高速数据需求，又能在适时的时候关闭MIMO的一根发射天线，达到节能的目的。

Description

一种基站节能控制方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统，具体涉及一种基站节能控制方法及装置。
背景技术
目前，电信行业的利润正在逐步减少，电信运营商通过扩大市场份额和业务种类来实现增收的同时，也越来越注意节省运营成本(Operating Expense，OPEX)，设备能耗是OPEX的一个重要部分。
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)可以分为几个主要组件：负责建立和控制用户会话的CN(Core Network，核心网)，以及控制空中接口的UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)。UTRAN包括RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)和NodeB(基站)两个网元，其中基站又包含基带处理单元(BBU)和射频处理单元(RU)。UTRAN的体系结构如图1所示。BBU的主要功能有完成Uu接口的基带处理功能(适合空中传输的信道编码、复用、调制和扩频等)、和RNC之间的Iub接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能，以及基站系统的工作状态监控和告警信息上报等功能。RU主要包括以下几个模块：
中频模块：完成光传输的调制解调、数字上下变频、A/D转换的功能；
收发信机模块：完成中频信号到射频信号的变换功能；
功放：完成信号的增强功能；
滤波模块：完成信号的过滤功能。
从图1可知，一个RNC一般包含多个NodeB，而一个NodeB一般包含一个基带处理单元(BBU)和多个射频处理单元(RU)，因此如果能节省射频处理单元的功耗则会大幅度的降低整个UTRAN的功耗。
高速下行链路分组接入(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)是第三代合作伙伴计划(3rd Generaation Partnership Project，3GPP)在版本5(Release-5)中提出的一种技术，用于提高下行方向(网络到终端)的网络数据吞吐量，其设计的小区和单用户下行峰值速率可以达到14.4Mbps。随后，为了使得下行峰值速率更高，引入了HSPA+(HSPA Plus)新技术，这些技术包括在Release-7提出的DL 64QAM高阶调制和多输入多输出(MIMO)天线技术，以及在Release-8提出的多载波(DC)HSDPA技术，以及在Release-9提出的DC HSDPA+MIMO技术。
MIMO利用多天线抑制信道衰落，可以在不增加带宽的情况下提高无线信道容量和频谱利用率。引入MIMO后，在MIMO+16QAM情况下小区和单用户峰值速率为28.8Mbps，在MIMO+64QAM情况下能达到43.2Mbps。但为了支持MIMO技术，发送端需要将数据调制到两根不相干的天线上同时发送，接收方也需要从两根不相干的天线上同时接收数据，并进行解调。3GPP TS 25.214给出了MIMO的技术原理如图2所示。
MIMO在两根天线上的导频配置方式有两种：
一根天线以Antennal的调制模式发送P-CPICH信道，另一根天线以Antenna2的调制模式发射P-CPICH信道，也就是主导频-主导频模式；
两根天线用Antennal的调制模式分别发送P-CPICH和S-CPICH信道，也就是主导频-辅导频模式。
从图2可知，MIMO需两套射频处理单元(RU)，每套各处理一根天线上的数据。在覆盖相同的情况下，配置主导频-主导频方式的MIMO小区，对应的每个RU配置的公共信道发射功率为非MIMO小区的一半，因此两个RU总的公共信道发射功率与非MIMO小区的一样；对配置主导频-辅导频方式MIMO小区，主导频配置的发射功率与非MIMO的一样，辅导频的发射功率可根据实际情况配置，其它公共信道在每个RU的发射功率都为非MIMO小区的一半，因此两个RU总公共信道发射功率会比非MIMO小区多辅导频配置功率大。
同时，由于RRU的功耗与发射功率及其功放效率相关，相同发射功率下，功放效率越低的，功耗越大。而RRU的功放效率与其输出功率相关，同一个RRU，输出功率越高功放效率也越高。因此，在主导频-主导频方式的MIMO小区下，虽然总的发射功率跟非MIMO小区的一样，但是因为每个MIMO小区的RU发射功率只有非MIMO小区RU的一半，所以其功放效率没有非MIMO小区的RU高，导致其总的功耗会比非MIMO小区的高。而对主导频-辅导频方式的MIMO小区，其总的发射功率就比非MIMO的高，因此其总的功耗显然会比非MIMO小区的高。
目前，在UMTS系统中，小区要么固定配置为MIMO模式，要么固定配置为非MIMO模式，不能通过动态配置来实现MIMO小区和非MIMO小区的转换。配置为MIMO模式的小区优势是提高用户数据吞吐率，但是在MIMO小区的终端用户能否采用MIMO双流方式调度跟终端能力、终端用户数据量大小以及终端用户的CQI有关，如果在终端用户不满足MIMO双流条件或不需MIMO双流传输的情况下小区仍采用MIMO模式发射则会浪费RU的功耗。配置为非MIMO模式的小区其RU的功耗会比MIMO小区的小，但是MIMO终端用户没法体验到MIMO的高速数据吞吐率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基站的节能方法及装置，用于解决小区采用固定配置的天线模式，基站的功耗浪费或用户无法体验到MIMO的高速率性能技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基站节能方法，该方法包括：
在满足第一条件时，RNC判决将所述基站的至少一个多输入多输出(MIMO)小区配置为非MIMO小区；在满足第二条件时，RNC判决将所述基站的至少一个非MIMO小区配置为MIMO小区。
进一步地，所述第一条件为MIMO小区中没有用户使用MIMO操作，或使用MIMO操作的用户小于预设门限时。
进一步地，所述第二条件为到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点，或要求速率高于预设门限的支持MIMO的用户超过预设门限时。
进一步地，RNC配置基站下小区MIMO模式的具体方法为：
RNC通过Iub口消息更改基站下小区的MIMO模式，可以是单独的更改小区MIMO模式的消息，如MIMO模式改变消息；也可以是扩展的包含需要改变模式的小区标识的小区重配置消息，通过现有的小区重配流程来完成小区MIMO模式的配置更改；
进一步地，所述RNC将MIMO小区配置为MIMO小区或非MIMO小区是指：RNC指示所述小区工作在MIMO模式或者非MIMO模式；或者指示所述小区的MIMO模式为激活状态或非激活状态。
基于上述方法，本发明还提出一种基站节能控制装置，该装置包括
模式决策模块，位于RNC，用于根据第一条件和第二条件判决是否需要改变小区的MIMO模式，并向模式切换模块发送小区MIMO模式改变消息；
模式切换模块，位于NodeB，用于根据所述模式决策模块发送的小区MIMO模式改变消息执行一个或多个小区的MIMO模式的切换。
进一步地，所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第一条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为非MIMO小区的消息；所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第二条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为MIMO小区的消息。
进一步地，所述第一条件为MIMO小区中没有用户使用MIMO操作，或使用MIMO操作的用户小于预设门限时；所述第二条件为到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点。
进一步地，所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第一条件时，向所述基站的模式切换模块发送MIMO模式改变消息或小区重配置消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为非MIMO模式的指示。
进一步地，所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第二条件时，向所述基站的模式切换模块发送MIMO模式改变消息或小区重配置消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为MIMO模式的指示。
进一步地，所述MIMO小区或非MIMO小区是指：所述小区工作在MIMO模式或者非MIMO模式；或所述小区的MIMO模式为激活状态或非激活状态。
通过本发明的方法，能灵活的配置基站小区的MIMO模式，既满足用户的高速数据需求，又能在适时的时候关闭MIMO的一根发射天线，达到节能的目的。
附图说明
图1是UTRAN的体系结构图；
图2是MIMO的技术原理图；
图3是本发明实施例1流程图，为通过MIMO模式改变消息更改小区为非MIMO模式的流程；
图4是本发明实施例2流程图，为通过MIMO模式改变消息更改小区为MIMO模式的流程；
图5是本发明实施例3流程图，为通过小区重配消息更改小区为非MIMO模式的流程；
图6是本发明实施例4流程图，为通过小区重配消息更改小区为MIMO模式的流程；
图7是本发明基站节能装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的基站节能方法，用于支持MIMO的无线系统中，在满足第一条件时，基站进入节能模式；满足第二条件时，基站恢复正常模式。
上述方法中，基站进入节能模式时，所述基站的至少一个MIMO小区重配为非MIMO小区。
上述方法中，基站恢复正常模式时，所述该基站的至少一个非MIMO小区重配为MIMO小区。
其中，所述第一条件为MIMO小区中没有用户使用MIMO。第一条件也可根据需要进行定义，本发明对此不作限定。
所述第二条件为到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点。第二条件也可根据需要进行定义，本发明对此不作限定。
由RNC基站控制器监测是否满足第一条件或第二条件。
上述方法中，基站进入节能模式是由基站控制器主动确定完成的。即在满足第一条件时，基站控制器主动将MIMO小区重配为非MIMO小区。
上述方法中，基站恢复正常模式是由基站控制器主动确定完成的。即在满足第二条件时，基站控制器主动将非MIMO小区重配为MIMO小区。
实施例1
如图3所示，为通过MIMO模式改变消息更改小区的MIMO模式流程，所述MIMO模式改变消息为本发明新增的消息，通过该消息单独来实现MIMO模式改变的功能，具体步骤为：
步骤3010：UE通过NodeB和RNC接入网络，进行正常呼叫；
步骤3020：在满足第一条件时，如MIMO小区中没有用户使用MIMO，RNC判决将所述基站的至少一个多输入多输出(MIMO)小区配置为非MIMO小区，以达到节能的目的；
步骤3030：RNC向NodeB发送MIMO模式改变消息，其中包含需要改变模式的小区标识，以及将小区模式变为非MIMO模式的指示；
步骤3040：NodeB收到RNC的MIMO模式改变消息后，关闭相应MIMO小区的一根发射天线，使其工作在非MIMO模式；可选的，向RNC返回MIMO模式改变响应消息；
步骤3050：MIMO模式改变完成，NodeB下相应小区工作在非MIMO模式。
实施例2
如图4所示，为通过MIMO模式改变消息更改小区为MIMO模式的流程；
步骤4010：UE通过NodeB和RNC接入网络，进行正常呼叫；
步骤4020：在满足第二条件时，如到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点，RNC判决将所述基站的至少一个小区配置为MIMO小区；
步骤4030：RNC向NodeB发送MIMO模式改变消息，其中包含需要改变模式的小区标识，以及小区模式更改为MIMO的指示；
步骤4040：NodeB收到RNC的MIMO模式改变消息后，开启相应小区的MIMO发射天线，使其工作在MIMO模式；可选的，向RNC返回MIMO模式改变响应消息；
步骤4050：MIMO模式改变完成，NodeB下相应小区工作在MIMO模式。
实施例3
如图5所示，为本发明通过扩展的小区重配消息更改小区为非MIMO模式的流程，具体步骤如下；
步骤5010：UE通过NodeB和RNC接入网络，进行正常呼叫；
步骤5020：在满足第一条件时，如MIMO小区中没有用户使用MIMO，RNC判决将所述基站的至少一个多输入多输出(MIMO)小区配置为非MIMO小区；
步骤5030：RNC向NodeB发送小区重配消息，其中包含需要改变模式的小区标识，以及小区模式重配置为非MIMO的指示；
步骤5040：NodeB收到RNC的小区重配消息后，关闭相应MIMO小区的一根发射天线，使其工作在非MIMO模式；向RNC返回小区重配响应消息；
步骤5050：MIMO模式改变完成，NodeB下相应小区工作在非MIMO模式。
实施例4
如图6所示，为通过小区重配消息更改小区为MIMO模式的流程。
步骤6010：UE通过NodeB和RNC接入网络，进行正常呼叫；
步骤6020：在满足第二条件时，如到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点，RNC判决将所述基站的至少一个小区配置为MIMO小区；
步骤6030：RNC向NodeB发送小区重配消息，其中包含需要改变模式的小区标识，以及小区模式重配置为MIMO的指示；
步骤6040：NodeB收到RNC的小区重配消息后，开启相应小区的MIMO发射天线，使其工作在MIMO模式；向RNC返回小区重配响应消息；
步骤6050：MIMO模式改变完成，NodeB下相应小区工作在MIMO模式。
为了实现上述的方法实施例，本发明的其他实施例还提供了一种基站节能控制装置。另需首先说明的是，由于下述的实施例是为实现前述的方法实施例，故该基站节能控制装置中的模块都是为了实现前述方法的各步骤而设，但本发明并不限于下述的实施例，任何可实现上述方法的装置和模块都应包含于本发明的保护范围。并且在下面的描述中，与前述方法相同的内容在此省略，以节约篇幅。
图7为本发明一种基站节能控制装置的结构示意图，该装置包括：
模式决策模块，位于RNC，用于根据第一条件和第二条件判决是否需要改变小区的MIMO模式，并向模式切换模块发送小区MIMO模式改变消息；
模式切换模块，位于NodeB，用于根据所述模式决策模块发送的小区MIMO模式改变消息执行一个或多个小区的MIMO模式的切换。
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第一条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为非MIMO小区的消息，该消息可以是MIMO模式改变消息或小区重配置消息，所述消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为非MIMO模式的指示。
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第二条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为MIMO小区的消息，该消息可以是MIMO模式改变消息或小区重配置消息，所述消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为MIMO模式的指示。
本发明所述方法和装置除应用于UMTS系统外，也可应用于其他MIMO系统，本发明对此不作限定。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基站节能控制方法，其特征在于，该方法包括：
在满足第一条件时，无线网络控制器(RNC)判决将基站的至少一个多输入多输出(MIMO)小区配置为非MIMO小区；在满足第二条件时，RNC判决将所述基站的至少一个非MIMO小区配置为MIMO小区。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一条件为MIMO小区中没有用户使用MIMO操作，或使用MIMO操作的用户小于预设门限时；
所述第二条件为到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RNC配置基站下小区MIMO模式的具体方法为：
RNC向基站(NodeB)发送MIMO模式改变消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为MIMO模式或非MIMO模式的指示。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RNC配置基站下小区MIMO模式的具体方法为：
RNC向NodeB发送小区重配置消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式重配置为MIMO模式或非MIMO模式的指示。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述RNC将MIMO小区配置为MIMO小区或非MIMO小区是指：RNC指示所述小区工作在MIMO模式或者非MIMO模式；或者指示所述小区的MIMO模式为激活状态或非激活状态。
6.一种基站节能控制装置，其特征在于，该装置包括
模式决策模块，位于RNC，用于根据第一条件和第二条件判决是否需要改变小区的MIMO模式，并向模式切换模块发送小区MIMO模式改变消息；
模式切换模块，位于NodeB，用于根据所述模式决策模块发送的小区MIMO模式改变消息执行一个或多个小区的MIMO模式的切换。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第一条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为非MIMO小区的消息；
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第二条件时，向所述基站的模式切换模块发送将所述一个或多个小区配置为MIMO小区的消息。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述第一条件为MIMO小区中没有用户使用MIMO操作，或使用MIMO操作的用户小于预设门限时；所述第二条件为到达系统预设的非MIMO小区恢复到MIMO小区的时间点。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第一条件时，向所述基站的模式切换模块发送MIMO模式改变消息或小区重配置消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为非MIMO模式的指示。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述模式决策模块在判决基站下一个或多个小区满足第二条件时，向所述基站的模式切换模块发送MIMO模式改变消息或小区重配置消息，该消息中包含需要改变模式的小区标识、以及将小区模式改变为MIMO模式的指示。
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