CN102355714B - 基站及其节能方法、控制设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基站及其节能方法、控制设备和系统。该方法包括控制设备接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息；所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合；所述控制设备向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。本发明实施例可以在多小区场景下实现基站节能并避免覆盖空洞。

Description

基站及其节能方法、控制设备和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种基站及其节省方法、控制设备和系统。
背景技术
随着无线通信系统的发展，需要同时满足高传输速率和低功耗。在无线接入网络中，基站占据了大部分的能耗，因此，减小无线接入网络的能耗首要需要降低基站能耗。基站所消耗的功率中，除了发送功率之外，还存在线路功率、信号处理功率、空调、馈线损耗、电池等部分消耗的功率，因此，在基站节能时可以综合考虑降低各部分的功率损耗。
在基站节能方案中，现有技术可以采用基站动态关闭的方案。该方案可以在长时间尺度上进行操作，例如，在一天中处于低负载状况下的时间段内关闭多余基站以降低能耗。但是，该方案会造成网络拓扑结构的改变，可能出现覆盖空洞。另一种方案是单小区下的不连续传输(DiscontinueTransmission，DTX)技术，该方案是利用单小区中用户和业务到达具有的随机性，在无用户数据需要发送的情况下关闭基站功率放大器(PowerAmplifier，PA)的一种技术，该技术利用无数据发送时刻的PA关闭来降低PA消耗的线路功率，达到节能的目的。但是，该方案不适用于多小区场景，因为在多小区场景下，每个小区的业务到达都具有随机性，即使某个小区中需求的瞬时业务量很少，但其它小区在此时的业务量需求也许很大，如果关闭PA则无法对此时需求较大的小区提供服务，不满足用户随时随地接受服务的网络服务要求。
发明内容
本发明实施例是提供一种基站及其节能方法、控制设备和系统，避免覆盖空洞并且可以适用于多小区场景。
一方面，本发明实施例提供了一种基站节能方法，包括：
控制设备接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；
所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合为所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；
所述控制设备向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
另一方面，本发明实施例提供了一种基站节能方法，包括：
基站向控制设备发送用于确定基站状态的信息；
所述基站接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
一方面，本发明实施例提供了一种控制设备，包括：
第一接收单元，用于接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；
第一确定单元，用于根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合为所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；
第一发送单元，用于向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
另一方面，本发明实施例提供了一种基站，包括：
第三发送单元，用于向控制设备发送用于确定基站状态的信息；
第二接收单元，用于接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述第三发送单元发送的所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
另外，本发明实施例提供了一种基站节能系统，包括上述的控制设备和基站。
本发明实施例通过确定能量效率最大或满足设置阈值时的第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低线路功耗，进而实现节能；通过将协作集合中的基站确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合，可以适用于多小区场景；通过第一静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的方法流程示意图；
图2为本发明另一实施例的方法流程示意图；
图3为本发明再一实施例的方法流程示意图；
图4为本发明再一实施例对应的系统结构示意图；
图5为本发明又一实施例的方法流程示意图；
图6为本发明又一实施例对应的系统结构示意图；
图7为本发明另一实施例的控制设备的结构示意图；
图8为本发明另一实施例的基站的结构示意图；
图9为本发明另一实施例的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例的方法流程示意图，包括：
步骤11：控制设备接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；
一方面，该控制设备可以是独立于协作集合中的基站的设备，也可以是位于协作集合中的某个基站内的设备。如果该控制设备是独立于协作集合中的基站设置的，可以理解为该控制设备不位于该协作集合的基站内，例如可以位于基站控制器内，则控制设备可以接收协作集合中的基站发送的上述信息；如果是位于某个基站内，则该某个基站可以称为控制基站，协作集合内的其余基站为非控制基站，则此时的控制设备是接收到非控制基站以及控制基站中的其他单元发送的上述信息。
上述的协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合。
另一方面，上述用于确定基站状态的信息可以包括：基站与归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，其中所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率。
其中，基站可以指定其服务的终端，并为该终端分配该基站的小区ID，此时，称为该终端归属于该基站，也可以称为该终端为该基站对应的簇中的终端。例如，基站A为终端a分配基站A的小区ID后，终端a归属于该基站A，属于该基站A对应的簇。
另外，上述的信道状态信息可以表明发送端与接收端之间的信道衰落情况，可以具体包括路损信息。
步骤12：控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合时所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；
可以采用如下方式确定第一发送基站集合和第一静默基站集合：
根据所述基站与所述归属于所述协作集合中的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息，得到不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述协作集合的速率估计值，其中，不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的速率估计值的获取方式可以参考下面实施例的详细描述；
根据满足所述不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述协作集合的速率估计值中的大于或等于数据速率需求信息的速率估计值，以及不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的基站的功耗信息，得到所述协作集合的能量效率，其中，所述能量效率为速率估计值与总功耗之比；
将最大的能量效率对应的发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合，或者，将能量效率大于或者等于设置的阈值的任一发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。
其中，每个基站有静默和发送两种可能的状态，静默可以理解为不发送数据，当某一基站处于发送状态时，则该基站称为发送基站，当某一基站处于静默状态时，则该基站称为静默基站。上述的发送基站集合是指处于发送状态的不同的基站的组合，静默基站组合是指处于静默状态的不同基站的组合。例如，协作集合中的基站包括基站A和基站B，则对应的组合可以为四种，具体为：当基站A和基站B都处于发送状态时，发送基站集合包括基站A和基站B，而静默基站集合为空；当基站A处于发送状态而基站B处于静默状态时，发送基站集合包括基站A，而静默基站集合包括基站B；当基站A处于静默状态而基站B处于发送状态，则发送基站集合包括基站B，而静默基站集合包括基站A；当基站A和基站B都处于静默状态时，发送基站集合为空，静默基站集合包括基站A和基站B。在不同的组合下，将对应不同的能量效率。
步骤13：控制设备向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的PA。
进一步地，还可以包括：所述控制设备向所述第一发送基站集合中的基站发送第一状态指示信息和待发送给归属于所述协作集合中的基站的终端的数据，其中，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在所述设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据。
其中，上述的第一发送基站集合中的基站可以实现对归属于协作集合中的基站的所有终端发送数据，而不局限于只向对应的簇内的终端发送数据。而上述的第一静默基站集合中的基站可以实现静默，即仅发送用于保证无线覆盖的信号，而关闭正常发送数据的PA以实现节能。
上述设置的时间可以为接收到第一状态指示信息或第二状态指示信息之后的一个子帧或者多个子帧。
进一步地，上述第一发送基站集合中的基站大于1个时，这些基站可以采用协作多点方式(Coordinated Multiple Point，CoMP)进行数据发送，具体采用协作多点方式进行数据发送可以参考现有技术。当然，也可以采用每个基站单独发送数据的方式。
另一方面，上述的第一静默基站集合中的基站发送的用于无线覆盖的信号可以包括如下项中的至少一项：公共信道、同步信道、导频信道。
另外，上述的发送数据可以理解为发送需要发送给终端的数据；不发送数据可以理解为不发送需要发送给终端的数据，而不是不发送任何信息，此时还可以发送上述的用于无线覆盖的信号。
本实施例通过确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低功耗，进而实现节能，并且，通过静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞；通过对协作集合的基站进行处理，可以适用于多小区场景；进一步地，通过第一发送基站集合中的基站向协作集合中的终端发送数据，而不仅仅是向对应的簇内的终端发送数据，可以保证协作集合内的所有终端接收到对应的数据，可以适用于多小区的数据传输场景。
图2为本发明另一实施例的方法流程示意图，包括：
步骤21：基站向控制设备发送用于确定基站状态的信息；
其中，所述用于确定基站状态的信息包括：基站与所述归属于所述协作集合中的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和基站对应的簇中的终端的数据速率需求信息，其中，所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率。
步骤22：基站接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。控制设备确定第一状态指示信息和第二状态指示信息的方式可以参见上一实施例。
进一步地，本实施例还可以包括：
所述基站如果接收到所述第一状态指示信息和所述数据，则在所述设置的时间内向所述归属于协作集合中的基站的终端发送所述数据；
或者，
所述基站如果接收到所述第二状态指示信息，则在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
其中，基站接收第二状态指示信息后，发送的所述用于无线覆盖的信号可以包括如下项中的至少一项：公共信道、同步信道、导频信道。
本实施例通过确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低线路功耗，进而实现节能，并且，通过静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞；通过对协作集合的基站进行处理，可以适用于多小区场景；进一步地，通过第一发送基站集合中的基站向所有终端发送数据，而不仅仅是向对应的簇内的终端发送数据，可以保证协作集合内的所有终端接收到对应的数据，可以适用于多小区数据传输场景。
图3为本发明再一实施例的方法流程示意图，图4为本发明再一实施例对应的系统结构示意图。本实施例以控制设备独立基站设置为例。
参见图4，多个基站形成一个协作集合，图4以基站_1、基站_2和基站_3形成协作集合为例，基站之间通过回程链路连接在一起。
协作集合中的每个基站是对应于各自接入的终端的主基站，主基站表示终端接收到信号最强的基站，在非协作传输情况下，终端接收来自主基站的数据传输，此时，也称为该终端归属于该基站。相应地，每个主基站下的终端可以表示为一个簇。如图4所示，簇_1表示主基站为基站_1的所有终端集合，簇_2表示主基站为基站_2的所有终端集合，簇_3表示主基站为基站_3的所有终端集合。簇_1、簇_2和簇_3下的所有终端称为归属于协作集合中的基站的所有终端。
参见图3，本实施例给出的方法流程包括：
步骤31：协作集合中的每个基站获取本基站与每个终端之间的信道状态信息、并测量获得本基站的功耗信息。
其中，每个终端是指归属于协作集合中的基站的所有终端中的任一个，例如，簇_1、簇_2和簇_3下的每个终端。
具体地，信道状态信息在时分双工(Time Division Duplexing，TDD)系统中可以利用上下行信道互易性，通过上行信道估计获得；在频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)系统中可以通过终端的反馈获得。
本基站的功耗信息可以根据基站设备的测试获得，包括正常数据发送时刻的功率和静默阶段的功率。其中，第i个基站在数据发送时刻的功率表示为PTX，i，第i个基站在静默阶段(不发送数据时)的功率表示为Pidle，i。
步骤32：基站将上述的信道状态信息、功耗信息发送给控制设备，同时上报本小区中终端的数据速率需求信息。
其中，此处的本小区中的终端是指归属于该基站的终端。
步骤33：控制设备根据上述的信道状态信息、功耗信息和数据速率需求信息，计算协作集合的能量效率，并确定最大能量效率时的静默基站集合和发送基站集合。
其中，能量效率表示速率估计值与功耗之比。具体地，参见图4，总基站集合，也就是协作集合表示为ψ＝{1，2，3}，静默基站集合表示为ψ静默，发送基站集合表示为ψ发送，其中，ψ静默和且ψ静默+ψ发送＝ψ。
根据上述的信道状态信息计算在不同的静默基站集合和发送基站集合时的速率估计，并获取满足数据速率需求的速率估计值R(ψ静默，ψ发送)。
速率估计可以通过信噪比确定，例如，首先根据各基站的功耗信息以及该基站到各终端的信道状态信息计算出信噪比SNR，之后根据信噪比得到速率估计值。对于某个终端，其速率估计值的计算公式可以是：
R＝W×log2(1+SNR)
其中，R为对于某个终端的速率估计值，W为该终端的带宽，SNR为该终端的信噪比，该SNR的计算公式可以为：
其中，ψ发送为发送基站集合，PTX，i为发送基站集合内的第i个基站在发送数据时的功率，Hi为该第i个基站与该终端间的信道状态信息，σ2为噪声功率。
在采用上述计算公式得到速率估计值后，可以与该终端的数据速率需求比较，如果大于或等于数据速率需求，则保留该估计值用于后续计算，如果小于数据速率需求，则可以丢弃该速率估计值。
当然，上述给出的公式只是计算速率估计值的一种方式，也可以采用其他方式进行估算。
在得到满足数据速率需求的速率估计值(即大于或等于数据速率需求的速率估计值)后，可以计算协作集合的能量效率，计算公式为：比较所有的μ，得到μ最大时的静默基站集合和发送基站集合并确定为第一静默基站集合和第一发送基站集合。例如，第一静默基站集合为第一发送基站集合
其中，μ为协作集合的能量效率，R(ψ静默，ψ发送)为协作集合的速率估计值，P(ψ静默，ψ发送)为协作集合的总功率。
R(ψ静默，ψ发送)的计算公式可以为：
其中，Rm为速率估计值大于或等于数据速率需求的第m个终端的速率估计值。
P(ψ静默，ψ发送)的计算公式可以为
其中，PTX，i为发送基站集合内的第i基站在发送数据时的功率，Pidle，j为静默基站集合内的第j个基站在静默时的功率。
本实施例的上述过程是以最大能量效率确定第一发送基站集合和第一静默基站集合为例，也可以选择次优的集合，即，将能量效率大于或等于设置的阈值时的任一组合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。例如，静默集合＝{1，3}，发送集合＝{2}时，以及静默集合＝{1，2}，发送集合＝{3}时，相应的能量效率值均大于设置的阈值，则可以将静默集合＝{1，3}和发送集合＝{2}分别确定为第一静默集合和第一发送集合，或者，将静默集合＝{1，2}和发送集合＝{3}分别确定为第一静默集合和第一发送集合。
步骤34：控制设备向该第一发送基站集合中的基站发送第一状态指示信息和待发送给终端的数据，向该第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息。
其中，第一状态指示信息指示对应的基站为短时协同发送状态，第二状态指示信息指示对应的基站为短时协同静默状态。
例如，在第一静默基站集合＝{1，3}和第一发送基站集合＝{2}时，控制设备向基站_2发送第一状态指示信息和待发送给簇_1、簇_2和簇_3下的所有终端的数据，以及向基站_1和基站_3发送第二状态指示信息。
步骤35：第一发送基站集合中的基站接收到第一状态指示信息后，进入发送状态，向归属于协作集合内的基站的终端发送该待发送给终端的数据。
例如，基站_2会接收到第一状态指示信息，该第一状态指示信息表明在下一段时间内基站_2处于发送状态，则基站_2将从控制设备处获取的数据发送给对应的终端。并且，该终端是归属于协作集合内的基站的所有终端，不仅包括簇_2内的终端，还包括簇_1和簇_3内的所有终端。
需要说明的是，当第一发送基站集合内的基站的个数在两个以上时，可以采用CoMP进行数据发送，也可以每个基站分别单独向部分或全部终端发送终端对应的数据。
步骤36：第一静默基站集合中的基站接收到第二状态指示信息后，关闭发送数据的PA，仅发送用于无线覆盖的信号。
此时，接收到第二状态指示信息的基站确定出自己在下一段时间处于静默状态，即仅向自身对应的簇内的终端发送保证覆盖的信号，而不进行正常数据发送，例如，仅发送公共信道、同步信道、导频信道等，而不进行数据的发送。
需要说明的是，终端在接收数据之前需要获取对应的控制信道以正确接收数据，该控制信道中的控制信息可以包括调度信息、数据调制编码格式等信息。该控制信息可以由发送基站集合中的基站发送，也可以由各终端对应的包括静默基站的主基站发送。例如，控制信道可以采用如下方式发送：
方式一，由发送基站集合中的基站发送，例如，簇_1、簇_2和簇_3中的所有终端均接收来自基站_2的控制信息，当然，基站_2的控制信息是来自于控制设备。
方式二，由各终端对应的主基站(包括静默基站)发送，例如，簇_1中的所有终端接收来自基站_1的控制信息，簇_2中的所有终端接收来自基站_2的控制信息，簇_3中的所有终端接收来自基站_3的控制信息。当然，基站_1、基站_2和基站_3发送的控制信息是来自于控制设备。
另外，上述发送基站集合中基站执行的操作与静默基站集合中基站执行的操作无时序限制关系。
本实施例通过最大化能量效率以确定基站间的协同发送和静默集合，利用协同发送基站的协作传输满足协作集合中所有用户的数据传输，同时协同静默基站在数据发送阶段关闭PA节省能量，可以在短时间尺度上更大程度的利用PA关闭带来的线路功率的减小提高能量效率。在协同静默的处理过程中，利用了协作多点系统中基站间可以协作传输数据的特性，通过在协作发送基站进行数据发送，而将其余基站短时静默，在不需要进行用户切换的情况下可以实现满足数据发送的同时最大化能量效率。与此同时，由于静默基站需要发送公共信道和导频信道等来保证覆盖，网络的拓扑结构不会发生变化，不会造成覆盖空洞和新用户接入的问题，具有很好的应用价值。本实施例独立设置控制设备可以使得协作集合内的基站均向该控制设备上报用于确定基站状态的信息，该控制设备根据该用于确定基站状态的信息进行后续控制管理，实现集中管理，也可以避免对现有基站过多更改。
图5为本发明又一实施例的方法流程示意图，图6为本发明又一实施例对应的系统结构示意图。本实施例以控制设备位于某个基站内为例。
参见图6，与上一实施例不同的是，本实施例的控制设备位于某个基站内部。其中包括控制设备的基站为控制基站，其余基站为非控制基站。
参见图5，本实施例包括：
步骤51：协作集合中的基站确定出控制基站。
其中，协作集合中的基站可以采用信息交互的方式协商出控制基站，或者由操作维护中心指定一个基站为控制基站。
例如，基站_2为控制基站，基站_1和基站_3为非控制基站。
步骤52：协作集合中的每个基站获取本基站到每个终端的信道状态信息、本基站的功耗信息。
步骤53：非控制基站将上述的信道状态信息、功耗信息发送给控制基站，同时上报本小区中终端的数据速率需求信息。
步骤54：控制基站根据接收以及自身测量得到的信道状态信息、功耗信息和数据速率需求信息，计算协作集合的能量效率，并确定最大能量效率时的静默基站集合和发送基站集合。
上述步骤52～54中的具体内容可以参见上一实施例中的内容。
该最大能量效率时的静默基站集合和发送基站集合即为第一静默基站集合和第一发送基站集合。
并且，假设最大能量效率时的第一发送基站集合为第一静默基站集合为当然，如上一实施例所述，也可以将能量效率大于或等于设置阈值时的任一集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。
步骤55：控制基站向非控制基站中的第一发送基站集合中的有基站发送第一状态指示信息和归属于协作集合内的基站的终端的数据，向非控制基站中的第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息。
步骤56：第一发送基站集合中的基站接收到第一状态指示信息后，或者确定自身为发送基站集合中的基站的控制基站，进入发送状态，向归属于协作集合内的基站的终端发送数据。
例如，控制基站(基站_2)在确定自己为发送基站集合中的基站后，则向簇_1、簇_2和簇_3内的所有终端发送数据。
而对于控制基站确定自己不是发送基站集合中的基站时，则可以将该控制基站作为上一实施例中的控制设备进行相应的处理。
步骤57：第一静默基站集合中的基站接收到第二状态指示信息后，或者确定自身为静默基站集合中的基站的控制基站，关闭发送数据的PA，仅发送用于无线覆盖的信号。
例如，基站_1和基站_3接收到第二状态指示信息后，关闭发送数据的PA，仅分别向簇_1和簇_3内的所有终端发送公共信道、同步信道或者导频信道。
而对于控制基站确定自己是静默基站集合中的基站时，则可以直接关闭发送数据的PA，仅发送用于无线覆盖的信号。
需要说明的是，类似于上一实施例的处理，控制信道中的控制信息可以由发送基站集合中的基站发送，也可以由各终端对应的包括静默基站的主基站。具体可以参见上一实施例。
另外，上述发送基站集合中基站执行的操作与静默基站集合中基站执行的操作无时序限制关系。
本实施例通过最大化能量效率以确定基站间的协同发送和静默集合，利用协同发送基站的协作传输满足协作集合中所有用户的数据传输，同时协同静默基站在数据发送阶段关闭PA节省能量，可以在短时间尺度上更大程度的利用PA关闭带来的线路功率的减小提高能量效率。在协同静默的处理过程中，利用了协作多点系统中基站间可以协作传输数据的特性，通过在协作发送基站进行数据发送，而将其余基站短时静默，在不需要进行用户切换的情况下可以实现满足数据发送的同时最大化能量效率。与此同时，由于静默基站需要发送公共信道和导频信道等来保证覆盖，网络的拓扑结构不会发生变化，不会造成覆盖空洞和新用户接入的问题，具有很好的应用价值。本实施例将控制设备设置在基站内，可以实现分布式管理，也可以避免在系统中引入新的设备。
图7为本发明另一实施例的控制设备的结构示意图，该控制设备为执行上述控制设备侧方法的设备。该设备包括第一接收单元71、第一确定单元72和第一发送单元73；第一接收单元71用于接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；第一确定单元72用于根据所述第一接收单元接收的所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合时所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；第一发送单元73用于向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的PA。
进一步地，第一发送单元73还用于：向所述第一发送基站集合中的基站发送第一状态指示信息和待发送给归属于所述协作集合中的基站的终端的数据，其中，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在所述设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据。
一个实施例中，所述第一接收单元具体用于接收协作集合中的基站发送的基站与所述归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，其中，所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率；
此时可以是，所述第一确定单元包括第一子单元、第二子单元、第三子单元和第四子单元，所述第一子单元用于根据所述基站与所述归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息，得到不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值；所述第二子单元用于根据所述不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值，以及所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，确定协作集合的速率估计值；所述第三子单元用于根据根据所述协作集合的速率估计值，以及不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的协作集合的总功耗，得到所述协作集合的能量效率，其中，所述能量效率为速率估计值与功耗之比，所述协作集合的总功耗是根据所述基站的功耗信息确定的；第四子单元用于将最大的能量效率时的发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合，或者，将能量效率大于或者等于设置的阈值的任一发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。
一个实施例中，还可以包括：第二发送单元，用于将控制信息发送给第一发送基站集合中的基站，并经由第一发送基站集合中的基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于所述协作集合中的基站的终端；或者，将控制信息发送给协作集合中的每个基站，并经由每个基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给归属于所述基站的终端。
一个实施例中，所述控制设备独立于基站。
一个实施例中，所述控制设备位于所述协作集合中的一个基站中。此时，所述控制设备还可以包括：第二确定单元，用于确定所述控制设备所属的基站为控制基站。
可以是，所述第二确定单元具体用于：通过与协作集合中的其他基站协商确定所述控制设备所属的基站为控制基站；或者，接收操作维护中心的指定命令，所述指定命令指示所述控制设备所属的基站为控制基站。
一个实施例中，所述用于无线覆盖的信号包括如下项中的至少一项：公共信道、同步信道、导频信道。
一个实施例中，所述控制信息包括如下项中的至少一项：调度信息、数据调制编码格式。
本实施例通过确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低线路功耗，进而实现节能，并且，通过静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞；通过在协作集合中的基站内确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，可以适用于多小区场景；进一步地，通过第一发送基站集合中的基站向协作集合中的终端发送数据，而不仅仅是向对应的簇内的终端发送数据，可以保证协作集合内的所有终端接收到对应的数据，可以适用于多小区数据传输场景。
图8为本发明另一实施例的基站的结构示意图，该基站可以是执行上述非控制基站侧方法的基站。该基站80包括第三发送单元81和第二接收单元82；第三发送单元81用于向控制设备发送用于确定基站状态的信息；第二接收单元82用于接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述第三发送单元发送的所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
一个实施例中，还可以包括：第四发送单元，用于在所述第二接收单元接收到所述第一状态指示信息和所述数据时，则在所述设置的时间内向所述归属于协作集合中的基站的终端发送所述数据。
一个实施例中，还可以包括：第五发送单元，用于在所述第二接收单元接收到所述第二状态指示信息时，则在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
一个实施例中，当所述第一状态指示信息发送给两个以上的基站时，所述第二发送单元具体用于：采用多点协作方式，与其他接收到所述第一状态指示信息的基站，向协作集合中的终端发送数据。
一个实施例中，还包括：转发单元，用于接收控制设备发送的控制信息，并将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于协作集合中的基站的终端，或者归属于所述基站的终端。
本实施例通过确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低线路功耗，进而实现节能，并且，通过静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞；通过在协作集合中的基站内确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，可以适用于多小区场景；进一步地，通过第一发送基站集合中的基站向协作集合中的终端发送数据，而不仅仅是向对应的簇内的终端发送数据，可以保证协作集合内的所有终端接收到对应的数据，可以适用于多小区数据传输场景。
图9为本发明另一实施例的系统的结构示意图，包括控制设备91和基站92；控制设备可以如图7所示的控制设备中，独立于基站设置的控制设备；基站可以如图8所示。
本实施例通过确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，由第一静默基站集合中的基站关闭用于发送数据的PA，可以通过关闭PA降低线路功耗，进而实现节能，并且，通过静默基站发送用于无线覆盖的信号，可以不改变网络拓扑结构，避免造成覆盖空洞；通过在协作集合中的基站内确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，可以适用于多小区场景；进一步地，通过第一发送基站集合中的基站向协作集合中的终端发送数据，而不仅仅是向对应的簇内的终端发送数据，可以保证协作集合内的所有终端接收到对应的数据，可以适用于多小区数据传输场景。
可以理解的是，上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (24)

1.一种基站节能方法，其特征在于，包括：
控制设备接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；
所述接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，包括：
接收协作集合中的基站发送的基站与归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，其中，所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率；
所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合为所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；
所述控制设备向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合之后，所述方法还包括：
所述控制设备向所述第一发送基站集合中的基站发送第一状态指示信息和待发送给归属于所述协作集合中的基站的终端的数据，其中，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在所述设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，包括：
所述控制设备根据所述基站与所述归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息，得到不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值；
所述控制设备根据所述不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值，以及所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，确定协作集合的速率估计值；
所述控制设备根据所述协作集合的速率估计值，以及不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的协作集合的总功耗，得到所述协作集合的能量效率，其中，所述能量效率为速率估计值与功耗之比，所述协作集合的总功耗是根据所述基站的功耗信息确定的；
所述控制设备将最大的能量效率对应的发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合，或者，将能量效率大于或者等于设置的阈值的任一发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制设备根据所述基站与所述归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息，得到不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值包括：
R＝W×log2(1+SNR)；
其中，R为所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值，W为所述归属于所述协作集合中的基站的终端的带宽，SNR为所述归属于所述协作集合中的基站的终端的信噪比，
其中，所述SNR为：
其中，ψ发送为发送基站集合，PTX,i为发送基站集合内的第i个基站在发送数据时的功率，Hi为该第i个基站与该终端间的信道状态信息，σ2为噪声功率；
所述控制设备根据所述不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值，以及所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，确定协作集合的速率估计值，包括：
其中，Rm为速率估计值大于或等于数据速率需求的第m个终端的速率估计值；
所述控制设备根据所述协作集合的速率估计值，以及不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的协作集合的总功耗，得到所述协作集合的能量效率，包括：
其中，μ为协作集合的能量效率，P(ψ静默,ψ发送)为协作集合的总功率，所述P(ψ静默,ψ发送)为：
其中，PTX,i为发送基站集合内的第i基站在发送数据时的功率，Pidle,j为静默基站集合内的第j个基站在静默时的功率。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定第一发送基站集合和第一静默基站集合之后，所述方法还包括：
所述控制设备将控制信息发送给第一发送基站集合中的基站，并经由第一发送基站集合中的基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于所述协作集合中的基站的终端；或者，
所述控制设备将控制信息发送给协作集合中的每个基站，并经由每个基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给归属于所述基站的终端。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制设备独立于协作集合中的基站。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制设备位于所述协作集合中的一个基站中，所述控制设备接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息之前，所述方法还包括：确定所述控制设备所属的基站为控制基站。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述控制设备所属的基站为控制基站，包括：
通过与协作集合中的其他基站协商确定所述控制设备所属的基站为控制基站；或者，
接收操作维护中心的指定命令，所述指定命令指示所述控制设备所属的基站为控制基站。
9.一种基站节能方法，其特征在于，包括：
基站向控制设备发送用于确定基站状态的信息；
所述基站向控制设备发送用于确定基站状态的信息，包括：
所述基站向所述控制设备发送基站与归属于协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率；
所述基站接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息之后，所述方法还包括：
所述基站如果接收到所述第一状态指示信息和所述数据，则在所述设置的时间内向所述归属于协作集合中的基站的终端发送所述数据。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息之后，所述方法还包括：
所述基站如果接收到所述第二状态指示信息，则在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，其特征在于，所述基站向控制设备发送用于确定基站状态的信息之后，所述方法还包括：
所述基站接收控制设备发送的控制信息，并将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于所述协作集合中的基站的终端，或者归属于所述基站的终端。
13.一种控制设备，其特征在于，包括：
第一接收单元，用于接收协作集合中的基站发送的用于确定基站状态的信息，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合；
所述第一接收单元具体用于接收协作集合中的基站发送的基站与归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息和所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，其中，所述功耗信息包括基站发送数据时的功率以及基站不发送数据时的功率；
第一确定单元，用于根据所述用于确定基站状态的信息，确定第一发送基站集合和第一静默基站集合，其中，所述第一发送基站集合和第一静默基站集合为所述协作集合的能量效率最大或者所述协作集合的能量效率大于或者等于设置的阈值时对应的一个发送基站集合和静默基站集合，所述发送基站集合为所述协作集合中处于发送状态的基站的集合，所述静默基站集合为所述协作集合中处于静默状态的基站的集合；
第一发送单元，用于向所述第一静默基站集合中的基站发送第二状态指示信息，其中，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一发送单元还用于：
向所述第一发送基站集合中的基站发送第一状态指示信息和待发送给归属于所述协作集合中的基站的终端的数据，其中，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在所述设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，
所述第一确定单元包括：
第一子单元，用于根据所述基站与所述归属于所述协作集合中的基站的终端之间的信道状态信息、基站的功耗信息，得到不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值；
第二子单元，用于根据所述不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时所述归属于所述协作集合中的基站的终端的速率估计值，以及所述归属于所述基站的终端的数据速率需求信息，确定协作集合的速率估计值；
第三子单元，用于根据所述协作集合的速率估计值，以及不同的发送基站集合和不同的静默基站集合时的协作集合的总功耗，得到所述协作集合的能量效率，其中，所述能量效率为速率估计值与功耗之比，所述协作集合的总功耗是根据所述基站的功耗信息确定的；
第四子单元，用于将最大的能量效率时的发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合，或者，将能量效率大于或者等于设置的阈值的任一发送基站集合和静默基站集合确定为第一发送基站集合和第一静默基站集合。
16.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，还包括：
第二发送单元，用于将控制信息发送给第一发送基站集合中的基站，并经由第一发送基站集合中的基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于所述协作集合中的基站的终端；或者，将控制信息发送给协作集合中的每个基站，并经由每个基站将所述控制信息承载在控制信道中发送给归属于所述基站的终端。
17.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述控制设备独立于协作基站集合中的基站。
18.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述控制设备位于所述协作集合中的一个基站中，所述控制设备还包括：
第二确定单元，用于确定所述控制设备所属的基站为控制基站。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：通过与协作集合中的其他基站协商确定所述控制设备所属的基站为控制基站；或者，接收操作维护中心的指定命令，所述指定命令指示所述控制设备所属的基站为控制基站。
20.一种基站，其特征在于，包括：
第三发送单元，用于向控制设备发送用于确定基站状态的信息；
第二接收单元，用于接收所述控制设备发送的第一状态指示信息和待发送给归属于协作集合中的基站的终端的数据，或者，第二状态指示信息，所述第一状态指示信息或第二状态指示信息是所述控制设备根据所述第三发送单元发送的所述用于确定基站状态的信息确定的，其中，所述协作集合是指采用协作方式向终端发送数据的基站的集合，所述第一状态指示信息指示接收到所述第一状态指示信息的基站在设置的时间内向所述归属于所述协作集合中的基站的终端发送所述数据，所述第二状态指示信息指示接收到所述第二状态指示信息的基站在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
21.根据权利要求20所述的基站，其特征在于，还包括：
第四发送单元，用于在所述第二接收单元接收到所述第一状态指示信息和所述数据时，则在所述设置的时间内向所述归属于协作集合中的基站的终端发送所述数据。
22.根据权利要求20所述的基站，其特征在于，还包括：
第五发送单元，用于在所述第二接收单元接收到所述第二状态指示信息时，则在所述设置的时间内发送用于无线覆盖的信号并关闭用于发送数据的功率放大器。
23.根据权利要求20-22任一项所述的基站，其特征在于，还包括：
转发单元，用于接收控制设备发送的控制信息，并将所述控制信息承载在控制信道中发送给所述归属于协作集合中的基站的终端，或者归属于所述基站的终端。
24.一种基站节能系统，其特征在于，包括：
如权利要求17所述的控制设备；以及，
如权利要求20-23任一项所述的基站。
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