CN102595501A - 用于控制无线通信系统中的节点的设备和方法 - Google Patents

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CN102595501A CN2011104630410A CN201110463041A CN102595501A CN 102595501 A CN102595501 A CN 102595501A CN 2011104630410 A CN2011104630410 A CN 2011104630410A CN 201110463041 A CN201110463041 A CN 201110463041A CN 102595501 A CN102595501 A CN 102595501A
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Abstract

本发明涉及用于控制无线通信系统中的节点的设备和方法。用于控制无线通信系统的节点的设备(100)包括流量负载确定器(110)、协作容量确定器(120)和功率控制单元(130)。流量负载确定器(110)确定无线通信系统中的流量负载(112)，协作容量确定器(120)确定所述节点与无线通信系统中的另一个节点的可用协作容量(122)。进一步，功率控制单元(130)基于确定的流量负载(112)和确定的可用容量(122)来激活或去活节点的天线。

Description

用于控制无线通信系统中的节点的设备和方法
背景技术
根据本发明的实施例涉及无线通信系统，更具体地是用于控制无线通信系统中的节点的设备和方法。
在支持MIMO的基站中，组成MIMO系统的每根天线连接到为发送和接收模拟信号提供必要放大的功率放大器。基带处理通常在由所有天线共享的公共模块中执行。参考图3，可以明显看出达到80％的基站总的能量消耗来自于功率放大器(例如参见“L.Saker，S-E.Elayoubi and H.O.Scheck，Systemselection and sleep mode for energe saving in cooperative 2G/3G networks，IEEEVTC-fall 2009，Anchorage，2009.09”)。
另一方面，还可以看出最小化功率放大器的使用，在能量消耗的减少方面仍然不能提供任何有利之处(参见“Micallef，G.；Mogensen，P.；Scheck，H.-O.，“Cell Size Breathing and Possibilities to Introduce Cell Sleep Mode”，in Proc.OfEurope Wireless 2010，Lucca，Italy”)。这是由于现在的功率放大器的设计选择需要大量的电源，即使在它们并不被主动使用的时候。
图4示出流量模式对能量消耗的影响。如图所示，在低负载情况下，基站操作消耗大量能量。事实上基站硬件通常被设计为仅在高流量负载下是高效的，使得在流量峰值时也可提供需要的容量。
将这些考虑与24小时移动流量场景(图2)相比，如在真实的UMTS小区测量的，已经能够看出在蜂窝系统中能量改进有多么大的空间。
由于在无线传输容量、小区间干扰管理和单独小区站点的能量消耗的减少方面可达到相应的好处，近来基站联网吸引了许多研究关注。
参考移动网络的能量效率，流量负载分析所触发的基站休眠模式的使用已经在最近的论文(参见例如“Jie Gong，Sheng Zhou，ZhishengNiu，Peng Yang，“Traffic-aware base station sleeping in dense eellular networks”，in Proc.of IEEEIWQOS 2010”，“Sheng Zhou，Jie Gong，Zexi Yang，ZhishengNiu and Peng Yang，“Green Mobile Access Network with Dynamic Base Station Energy Saving”，inProc.of ACM Mobicom 2009”和“LouaiSaker，Salah-EddineElayoubi，TijaniChahed，“Minimizing energy consumption via sleep mode in green basestation”，in Proc.of IEEE 2010”)和网络厂商的著作(参见例如“Micallef，G.；Mogensen，P.；Scheck，H.-O.，“Cell Size Breathing and Possibilities to IntroduceCell Sleep Mode”，in Proc.Of Europe Wireless 2010，Lucca，Italy”和“GreenRadio，“NEC’s Approach towards Energy-efficient Radio Access Networks”.白皮书，2010.02”)中被建议。在基站处使能休眠模式背后的想法是通过扩大一个或更多周围基站的覆盖区域来支持休眠基站的需更的覆盖/容量。
还有一些本地方法，使用例如队列调度，例如如图5中示出的等待并且当信道变好时发送。其他配置可以从MIMO(多输入多输出)到SISO(单输入单输出)配置，例如图6所示。每个移动装置610仅由基站630的一个天线620来寻址。
存在分布式和集中式的方法，例如为了节约能量在基站间的协调，其切断一些基站站点并提供相同的覆盖，这被称为小区呼吸技术(一些邻居小区的增加的发送范围)。图7示出具有一个去活基站720的四个基站710的例子。
在“Jie Gong，Sheng Zhou，ZhishengNiu，Peng Yang，“Traffic-aware basestation sleeping in dense cellular networks”，in Proc.of IEEE IWQOS 2010”中，作者建议休眠模式机制在流量负载低时切断一些基站。作者引入的约束基于一定阻塞概率的保证。作者还建议最小休眠模式保持时间以避免频繁地切断/接通基站。
在“LouaiSaker，Salah-EddineElayoubi，TijaniChahed，“Minimizing energyconsumption via sleep mode in green base station”，in Proc.of IEEE 2010”中，建议了两种无线分配机制，仅在需要资源来满足用户需求和QoS需求时激活资源。第一种机制是动态的。作为系统中负载的瞬时变化的函数来接通和切断资源，这种变化又源于用户的到达和离开。第二种机制是半静态的。当系统中的平均流量负载改变时激活或去活资源。
在“S.Zhou，J.Gong，Z.Yang，Z.Niu and P.Yang，“Green Mobile AccessNetwork with Dynamic Base Station Energy Saving”，MobiCom’09 poster，Sept.2009”中，考虑了当网络流量低时动态切断某个BS。研究了集中式和分布式的实施方式。假设在网络侧所有的信道信息和流量需求是已知的。保证了建议算法的能量效率和能量节约与覆盖间的折衷。
发明内容
本发明的目标是提供一种在无线通信系统中节约能量的改进原理。
这一目标通过根据利要求1的设备或根据权利要求11的方法来解决。
本发明的一个实施例提供一种用于控制无线通信系统中的节点的设备。所述节点包括多个天线，并且所述设备包括流量负载确定器，协作容量确定器及功率控制单元。所述流量负载确定器配置为确定无线通信系统中的流量负载，所述协作容量确定器配置为确定所述节点与无线通信系统的另一个节点的可用协作容量。进一步，所述功率控制单元配置为根据确定的流量负载和确定的可用协作容量来激活或去活所述节点的天线。
根据本发明的实施例基于中央的想法，当无线通信中的流量负载低时，无线通信系统的节点(例如基站)的一个或更多个天线可以被去活。天线的这一去活的完成考虑了无线通信系统的节点的可用协作容量。因此，既然多于一个的节点能够一起满足用户需求的数据速率，则可以去活节点的更多的天线，而不需要考虑协作容量。这样，活动天线的平均数量可以显著减少，从而直接带来能耗的减少。
在根据本发明的一些实施例中，如果确定的流量负载低于低负载阈值，节点的多个天线中的活动天线的数目增加，如果确定的流量负载高于高负载阈值，活动天线的数量可减少。这样，活动天线的数目可以动态适应于无线通信系统的当前流量负载。
在根据本发明的一些实施例中，所述功率控制单元可通过激活或去活连接到天线的发射机的功率放大器，来激活或去活节点的天线。这样，如果流量负载低，节点的天线的一个或更多个功率放大器的高能耗可以避免。
附图说明
接下来参考附图详述根据本发明的实施例：
图1为用于控制无线通信系统的节点的设备框图；
图2为测量的移动网络小区一天的平均流量模式的示意图；
图3为基站在单独部件方面的能耗的示意图；
图4为流量负载与能耗的关系的示意图；
图5为调度器和连接到基站天线的功率放大器的框图；
图6为基站向移动装置提供数据的示意图；
图7为解释小区呼吸技术的无线通信系统的示意图；
图8为网络MIMO配置的示意图；
图9为网络MIMO配置的另外的例子的示意图；
图10为高和低阈值设置的示意图；
图11为高和低阈值设置的重配置的示意图；
图12为高负载场景的示意图；
图13为低负载场景的示意图；
图14为用于控制无线通信系统的节点的算法的统一的模型语言图；
图15a为使用小区呼吸技术的无线通信系统的示意图；
图15b为使用网络MIMO的无线通信系统的示意图；
图16a为使用小区呼吸技术的无线通信系统的示意图；
图16b为使用网络MIMO的无线通信系统的示意图；
图17为用于控制无线通信系统的节点的方法流程图。
具体实施方式
下面，为了减少实施例描述的冗余，同样的参考数字部分用于具有同样或相似的功能属性的对象和功能单元，并且其中的关于附图的描述也将用于其它附图。
在网络MIMO的环境下到目前为止已经建议了几项技术(联合预编码，协调调度和波束成形等，参见例如“V.Jungnickel，L.Thiele，T.Wirth，T.Haustein，S.Schiffermuller，A.Forck，S.Wahls，S.Jaeckel，S.Schubert，H.Gabler，andothers”，“Coordinated Multipoint Trials in the Downlink”，Proc.5th IEEEBroadband Wireless Access Workshop(BWAWS)，Ieee，2009，pp.1-7”，“S.Venkatesan，H.Huang，A.Lozano，and R.Valenzuela，“A WiMAX-basedImplementation of Network MIMO for Indoor Wireless System，”EURASIPJournal on Advances in Signal Processing，vol.2009，p.3”和“A.Benjebbour，M.Shirakabe，Y.Ohwatari，J.Hagiwara，and T.Ohya，“Evaluation of UserThroughput for MU-MIMO Coordinated Wireless Networks，”2008 IEEE 19thInternational Symposium on Personal，Indoor and Mobile RadioCommunications，Ieee，2008”)，其中每个都取得了不同的性能优点。
在“YANG Wei，LI Li-hua，SUN Wan-lu，“Energy-Efficient Relay Selectionand Optimal Relay Location in Cooperative Cellular Networks with AsymmetricTraffic”，in“The Journal of China Universities of Posts andTelecommunications”，Elsevier，Sept 2010”中，通过能耗来评价中继节点与基站的协作。研究了能量高效的协作区域。协作的能量增益定义为在获得与MS和BS间直接传输相同的频谱效率时，通过协作达到的能量节约的百分比。仅考虑了基站协作的固有的性能增益。在无线传感器网络范围使用了类似方法。
在“L.Saker，S-E.Elayoubi and H.O.Sehecl，System selection and sleepmode for energy saving in cooperative 2G/3G networks，IEEE VTC-fall 2009，Anchorage，September 2009”中，2G和3G系统间的协作也被看做是能量节约的方法。
接下来，假设允许网络MIMO技术(目标网络配置)的蜂窝网络800，例如图8所示。在这一例子中，阐明了两个基站810(节点)，每个配有4个天线。
进一步，示出了网络MIMO控制器820，控制向无线装置830的协作发送或从无线装置830的协作接收。另一个使用协作网络MIMO技术的例子900示于图9，例如用于保持最高(可能)数目的天线切断或最小化激活天线的数目。描述的无线通信系统包括三个基站910，向同一个无线装置920提供数据。
图1示出根据本发明实施例的用于控制无线通信系统的节点的设备100的框图。所述被控制的节点包括多个天线。设备100包括流量负载确定器110、协作容量确定器120和功率控制单元130。流量负载确定器110和协作容量确定器120连接到功率控制单元130。流量负载确定器110确定无线通信系统中的流量负载112，协作容量确定器120确定所述节点与无线通信系统中的一个或多个其他节点的可用协作容量122。进一步，功率控制单元130基于确定的流量负载112和确定的可用协作容量122来激活或去活所述节点的天线。为了这个，功率控制单元130可以产生控制信号132来触发所述节点的天线的激活或去活。
通过激活或去活节点天线，所述节点的可用传输速率容量可以动态适应于无线通信系统的当前负载。这样，如果流量负载低，由于不是所有的天线是激活的，所述节点的平均能耗可以显著地减少。
无线通信系统的节点例如是无线通信系统的基站、中继站或远程计算点。
流量负载确定器110可测量无线通信系统的当前流量负载112。例如，流量负载112可以表示所述被控制的节点向一个或多个无线装置(例如小区电话、膝上式电脑)的当前无线传输速率、无线通信系统的多于一个节点的平均无线传输速率或所述节点与其他节点间的有线传输速率、无线通信系统中的一组节点间的有线传输速率或由每个用户(例如每个移动用户、每个元线装置)产生的无线流量之和。流量负载112可被表示为例如比特每秒。
协作容量确定器120可确定是否存在协作节点的可能集合，该集合能够提供额外无线资源(例如无线传输速率)给受控节点。这可以实现，例如通过对邻居节点的资源请求询问过程，邻居节点将根据它们能否协作及它能提供的无线资源的最终量来进行响应。这样，协作容量确定器120可确定受控节点与无线通信系统中的一个或多个其他节点的可用协作容量122。换句话说，协作容量确定器120可发送协作容量请求到至少一个邻居节点，并基于从至少一个邻居节点接收的协作容量响应来确定可用协作容量122。
功率控制单元140使用由流量负载确定器110和协作容量确定器120收集的信息来决定所述节点的天线是否可被去活，或者确定所述节点的天线是否必须被激活来满足当前存在的用户的需求。
通过接通或切断例如连接到天线的发射机和/或接收机、或者通过接通或切断连接到天线的发射机和/或接收机的功率放大器，节点的天线可被激活或去活。如图3中也示出的，由于功率放大器通常是发射机(和/或接收机)中最消耗能量的部分，因此接通或切断发射机(和/或接收机)的功率放大器就足够了。由功率控制单元130提供的控制信号132可触发这一激活或去活。
在根据本发明的一些实施例中，如果确定的流量负载112低于低负载阈值1010，则功率控制单元130可减少所述节点的多个天线中的激活天线的数量，并且如果确定的流量负载112大于高负载阈值1020，则可增加激活天线的数目。图10中描述了这一点。如果当前流量负载高于高负载阈值1020(H_threshold)，功率控制单元130可接通例如所述节点的额外天线的功率放大器。反之，如果当前流量负载112低于低负载阈值1010(L_threshold)，功率控制单元130可切断例如所述节点天线的功率放大器。如果流量负载112介于高负载阈值1020和低负载阈值1010之间，功率控制单元130可保持所述节点的多个天线中的激活天线的当前集合。
如果确定的流量负载112高于高负载阈值1020或低于低负载阈值1010，功率控制单元130可基于确定的流量负载112和确定的可用协作容量122来确定多个天线的激活天线的需求集合。可选的，如果确定的流量负载减去确定的可用协作容量122高于高负载阈值1020或低于低负载阈值1010，功率控制单元130可基于确定的流量负载112和确定的可用协作容量122来确定多个天线的激活天线的需求集合。进一步可选的，对于高负载阈值1020和低负载阈值1010的确定，可考虑确定的可用协作容量122(例如通过增加或减去可用协作容量)。
功率控制单元130可基于确定的天线需求集合来激活或去活节点天线。
进一步，功率控制单元130可确定激活天线的需求集合，例如以便满足至少一个无线用户装置(例如小区电话或膝上式电脑)的服务约束的质量。换句话说，功率控制单元130可试图寻找所述节点的激活天线的集合，该集合能够满足所述节点或无线通信系统的传输范围内的所述无线用户装置的所述需求(服务约束的一个或多个质量)。例如，如果无线用户装置需要一定的数据速率，功率控制单元130试图寻找激活天线的集合，该集合能够满足这一数据速率需求，同时也考虑可用协作容量122。
例如，当仅使用确定的激活天线的需求集合而不使用至少部分的确定的可用协作容量122，至少一个无线用户装置的服务约束的质量是不能满足的时，功率控制单元130可确定激活天线的需求集合，以便通过使用确定的激活天线的需求集合和至少部分的确定的可用协作容量122，来满足所述至少一个无线用户装置的服务约束的质量。如果可用协作容量122没被使用，由于功率控制单元130必须激活比确定的激活天线的需求集合更多的天线，这种情况有特别的意义。换句话说，通过使用至少部分的确定的可用协作容量122，可去活更多天线，以便减少能耗。
为了优化能量消耗，功率控制单元130可确定激活天线的需求集合，例如以便激活天线的需求集合包括需求的激活天线的最小数目以在考虑确定的可用协作容量122的情况下满足确定的流量负载112(然后满足当前无线用户需求)。
在根据本发明的一些实施例中，高负载阈值1020和低负载阈值1010适应于激活天线的当前集合。为了这一点，功率控制单元130可在增加或减少激活天线的数目之后调整高负载阈值1020和低负载阈值1010。例如所述阈值被适应，以便激活天线的当前集合所满足的当前流量负载处于高负载阈值1020和低负载阈值1010之间。换句话说，如果激活天线的数目被增加，则高负载阈值1020和低负载阈值1010可被增大，并且如果激活天线的数目被减少，则高负载阈值1020和低负载阈值1010可被减小。图11描述了这一点，增加激活天线的数目导致高负载阈值(H_threshold-α)的增大，并且减少激活天线的数目导致低负载阈值(L_threshold-β)的减小。
在根据本发明的一些实施例中，功率控制单元130可保特所述节点的多个天线中的至少一个天线激活，以便所述节点覆盖的区域(小区)内的最小数据速率能够被保证。进一步，以这种方式所述节点能够对变化的负载情况更快地反应，并且至少最小的协作容量能提供给邻居节点。
接下来，更详细地描述本发明的实施例。尽管在这个例子中本发明的不同方面一起实施，但这些方面也可相互独立实现。
考虑蜂窝网络场景，基站配有N个发射机/接收机天线。每根天线配有模拟RF收发信机模块(也作为功率放大器)，其控制发射/接收信号的放大增益。因此配有N根天线的基站将配置N个模拟RF收发信机。模拟RF收发信机是基站处最耗能的部件。基于这一理解，建议的构思目标在于例如切断每个基站处的尽可能多的模拟RF收发信机模块，从而达到高能效表现，同时确保移动用户的QoS需求。在其他方面，建议的原理能够配置基站，从而基站能够给连接的移动用户提供需要的QoS等级，同时使用最小数目的激活模拟RF收发信机模决。建议的原理采取的动作由无线小区中当前的实际无线流量负载触发。当用户流量需求(例如表示为Kbps)离开一定阈值窗口，所述算法可搜索能效最高的天线配置，其能够满足所述用户的QoS需要。基站协作最终被用来达到这一目标。虽然一定数目的激活天线(或等效地说激活模拟RF收发信机或功率放大器)是显著的来满足所述用户的QoS需求，进一步开发与邻居基站的协作来利用邻居小区处可用的未使用无线容量。图12和13示出了应用建议的原理后在天线配置上的效果。
图12示出了高负载场景下无线通信系统的两个基站1210的例子。为了满足所有用户1220(无线用户装置)的服务的质量(QoS)需求，两个基站都操作四个激活天线。适合地，图13示出了低流量场景下的两个基站1310。在左手边基站处仅仅使用四个天线中的两个(在右手边基站处使用四个天线中的三个)。由于用户1320的更高的流量需求，最终通过使用来自右手边基站(可用剩余容量)的无线资源来满足额外无线资源的需要。这描述了对网络操作使用的激活天线的数目的影响。
所述算法可确保在每个小区站点处使用模拟RF收发信机模块的最小集合，同时以最小的能量代价提供网络服务的需求等级。
在分离的计算点或每个基站本地，所述算法可在后台运行。然后能量优化天线配置的计算过程的结果用来实际地部署建立的能量节约策略。
图14示出了建议原理1400(算法)的可能的具体实施方式的详细的统一模型语言图。
例如，建议原理的目标是基于当前网络状况在尽可能最低的能耗下满足用户的QoS需求。最相关的增益是与普通网络操作相比，总的OPEX代价(操作花费代价)的减少。七个构建框(图中)同时实施能量节约机制。下面介绍它们单独的功能及交互作用的描述。
测量流量负载框1410是处理单元，运行在例如基站或远程计算点，测量无线接入网络中的当前流量负载。由于激活移动终端与它们的基站间交换的持续信令数据，这一测量可经常执行。在建议的机制中，例如假定测量输出可表示为比特/秒，并且表示每个用户产生的流量之和。测量流量负载框1410可由流量负载确定器实现。
阈值范围框1420是处理单元，运行在例如基站或远程计算点，计算是否尝试激活建议的能量节约策略。为了这一目标(图10)使用两个阈值。每当测量的无线流量负载低于低(负载)阈值1010(L_threshold)或高于高(负载)阈值1020(H_threshold)，这一信息传递到天线配置框1430来激活合适的天线配置设置。当测量的无线流量负载介于两个阈值之间时，不采取任何动作并且所述算法返回控制到测量流量负载框1410。阈值的设置根据下面描述的策略在阈值范围调整框1470处执行。阈值范围框1420可由功率控制单元实现。
天线配置框1430是处理单元，运行在例如基站或远程计算点，确定满足当前无线流量模式下的用户QoS需求所需的本地天线的最小数目。天线配置框1430可由功率控制单元实现。
在这一框处采取的动作取决于或者来自阈值范围框1420或者来自在用户QoS检查框1440处执行的QoS(服务质量)测量测试的无线流量负载报告(确定的流量负载)。
首先基于来自阈值范围框1420的无线流量负载报告分析这些动作。
如果如测量流量负载框1410处测量的报告的无线流量负载低于L_threshold，一定数目x的PA(天线，功率放大器)被切断，如图10所示。通过使用例如阶梯函数，可分配变量x的值，所述函数将无线流量减少量(称为δ)映射到x数目的将切断的PA(功率放大器)。然后一何能的天线配置策略是基于无线流量减少量δ来切断尽可能多的天线。
如果测量的无线流量负载高于H_threshold，一定数目y的PA(天线，功率放大器)被接通，如图10所示。通过使用例如阶梯函数，可分配变量y的值，所述函数将无线流量减少量(称为γ)映射到y数目的将接通的PA。然后一个可能的天线配置策略是基于无线流量增加量γ来接通尽可能少的天线。
现在考虑当来自用户QoS检查框1440的输入出现时，天线配置框1430处采取的动作。用户QoS检查框1440的任务是估计用户QoS需求的实现情况。结果是肯定的或否定的。基于这一结果，在天线配置框1430处采取不同的动作。
如果减少激活天线的数目不足以满足用户QoS需求，则天线配置框首先诉诸于基站协作以搜寻进一步的无线资源，用于满足QoS缺口。参考图14，由连接天线配置框1430到基站协作框1450的箭头指示这一动作。
如果基站协作允许用户QoS的实现，则接受天线配置并且通过系统配置部署框1460执行选择的协作策略的部署。
如果减少激活天线的数目足以满足用户QoS需求，在部署这一配置之前，天线配置框首先检查是否有其他的模拟RF收发信机可被切断。然后尝试具有更少数目激活天线的新配置。取决于来自用户QoS检查框1440的结果，天线配置框可(i)继续关闭模拟RF收发信机，如果QoS需求在这一配置下仍然可达到的话，或者可(ii)尝试使用基站协作来达到期望的QoS级别。
一旦能够达到期望的QoS级别的配置找不到，这一程序将停止。在这种情况下，天线配置框将重新使用最近的工作配置，其确保用户的目标QoS级别并采用最小数目的激活模拟RF收发信机。
所得的系统配置(激活天线集合)被提供给系统配置部署框1460用于实际部署。
用户QoS检查框1440是处理单元，运行在例如基站或远程计算点，确定当前天线配置是否能够提供用户必要的QoS需求。通过检查总的可用无线资源(本地资源加上最终来自基站协作的资源)是否能给用户提供期望的QoS级别，来执行这一操作。依靠基于实际信道质量和可用无线资源估计当前的用户吞吐量需求和满足需求的概率，来执行QoS评估。用户QoS检查框1440可由功率控制单元实现。
QoS测试的结果再次传递给天线配置框1430，用于接下来动作的评估。
基站协作框1450是处理单元，运行在例如基站或远程计算点，确定是否存在可能的基站协作集合，其能够提供额外无线资源给需要的基站。依靠向邻居基站的资源请求询问过程，可实现这一机制，所述邻居基站根据它们能否协作及它们最终能提供的无线资源量来响应。在这一计算阶段还可考虑使能基站协作所需要的回程容量的需求。这一配置的输出提供给用户QoS检查框1440用于QoS评估。基站协作框1450可由协作容量确定器来实现。
系统配置部署框1460是处理单元，运行在基站或远程计算点，负责在本地基站部署实际的天线配置加上最终的基站协作过程，而不论其对于实现目标QoS是否需要。所述控制然后传递给阈值范围调整框1470用于阈值范围调整。系统配置部署框1460可由功率控制单元实现。
阈值范围调整框1470是处理单元，运行在基站或远程计算点，负责设置L_threshold和H_threshold，它们用于确定任何能量节约策略在当前用户流量模式下是否可被激活。阈值范围调整框1470可由功率控制单元实现。
如果引起天线配置调整的测量的用户流量需求高于H_threshold，则H_threshold被设置为新值加上一定数量α，来避免由于用户流量需求的轻微变化所导致的天线的重复设置。
如果引起天线配置调整的测量的用户流量需求低于L_threshold，则L_threshold被设置为新值减去一定数量β，来避免由于用户流量需求的轻微变化所导致的天线的重复设置。
总体的机制确保任何轻微的流量震荡仍然处于H_和L_threshold范围内，而不用对激活天线和最终协作基站集合的重复设置(图11)。所述控制然后送还给框1410用于继续用户流量测量。
根据本发明的一些实施例涉及一种方法和/或设备，用于蜂窝网络中通过禁止应用网络MIMO技术的基站处的RF(射频)收发信机单元来节约能量，或者用于在蜂窝网络中通过禁止基站处的收发信机单元及应用网络MIMO和/或协作多点技术来节约能量。
例如，描述了为了最小化移动网络的总的能量消耗而在无线蜂窝系统的每个基站部署最小数目的激活天线的原理。作为所述方案的约束，可以规定移动用户的QoS需求在任何时候必须被保证。
每当无线流量低于或高于一定的根据当前网络状况动态设置的阈值窗口，通过利用网络MIMO技术，激活在每个基站处搜索能量最高效的天线配置的机制。因而产生的天线配置可通过满足激活用户的QoS需求来限制。建议的原理目标在于通过基站协作最小化激活RF收发信机的数目，当来自用户的新流量请求出现时，其避免重新激活天线。当网络MIMO协作的使用不足以实现用户的QoS需求时，再一次重新激活天线以保征服务。
建议的原理可以最快时间达到最小的激活天线配置，这样在能耗方面提供益处。
描述的原理可用于移动网络架构、无线协作、网络MIMO、绿色联网和/或基站协作领域。通过使用描述的原理移动接入网络的操作花费(OPEX)可以减少。进一步，所述原理可用于节约能量和/或网络中心MIMO。
例如，描述的原理目标在于低负载流量场景，参考点引入到能量节约机制。
建议的原理可使用网络MIMO基站协作以达到能量节约。为了这一点，利用来自多个邻居的可用资源可选择最低数目的激活天线。
与以前的技术相比，尤其是小区呼吸技术，建议的原理确保在低负载系统操作下采用能量最高效的天线配置。每当来自用户的进一步的流量需求到来时，系统在重新激活一些天线之前检查所有来自邻居的可用且未用的资源是否被网络MIMO基站协作利用。而另一方面，小区呼吸技术不能利用这一灵活性，并且在一些情况下，它们需要整个基站的重新激活。
采用建议的原理可以达到显著的OPEX的减少。
如图14中示出的，用于描述的原理的实施方式的例子可包括测量提供的流量，检查用户流量是否低于一定阈值，(循环)重配置基站，并使基站协作切断尽可能多的天线，检查用户服务质量是否被满足，部署配置，重配置阈值并返回到流量测量。
例如，描述的原理可使用协作网络MIMO技术用于以最低能耗代价提供服务给用户。其他方法使用小区呼吸技术，如图15a所示。与此相比，网络MIMO合并来自多个邻居小区的资源，例如通过联合预编码技术(多个服务基站同时)，如图15b所示。小区呼吸仅考虑本地资源(一次一个服务基站)。图16a又一次描述了需要高吞吐量的无线装置。与此相比，描述的原理保持最低数目的激活天线并从多个带来主要能量节约的协作基站提供额外资源，如图16b所示用于需要高吞吐量的无线装置。
通过使用描述的原理，可达到主要操作花费的节约(OPEX)。进一步，要在任何时候达到用户服务质量(QoS)需求的同时，可使能低流量负载状况下的能量高效网络操作和/或最低数目的激活天线或功率放大器的使用。
根据本发明的一些实施例涉及一种用于在蜂窝网络中节约能量的方法和/或设备，其去活基站最大数目的收发信机单元或天线，所述基站与使用网络MIMO技术的邻居基站协作(而不用切断整个基站)。
根据一个方面，所述方法和/或设备可工作在贪心方式，通过使用阶梯函数动态激活或去活收发信机单元，所述函数将流量负载的减少或增加映射到一定数目的一次被接通或切断的收发信机单元。
根据另一个方面，所述方法和/或设备可在不用影响用户的服务质量需求的情况下，通过检查所述基站及协作基站处的剩余无线资源(剩余无线传输速率)是否足以满足用户需求，来检查基站处的MIMO收发信机单元的去活是否可能。
进一步，所述方法和/或设备可通过基于当前网络负载(去活或激活收发信机单元之后)定义阈值窗口，自动调节用于动态去活或激活处理的阈值。
根据一个方面，所述方法和/或设备可选择协作基站集合，与该集合协商借用资源以达到用户期望的QoS级别。为了这个，还可考虑无线通信系统的有线核心网络的属性(例如延时、容量)。
图17示出了根据本发明实施例的用于控制无线通信系统的节点的方法1700的流程图。所述节点包括多个天线。所述方法1700包括确定1710无线通信系统中的流量负载，并确定1720所述节点与无线通信系统中的另一个节点可用的协作容量。进一步，所述方法1700包括基于确定的流量负载和确定的可用协作容量激活或去活1730所述节点的天线。
额外的，所述方法1700可包括进一步的可选步骤，表示上面描述的不同实施例的方面。
尽管描述的原理的一些方面已经在设备的上下文中描述，很明显这些方面也表示相应方法的描述，其中块或装置时应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，方法步骤的上下文中描述的方面也表示相应设备的相应块或项目或特征的描述。
取决于一定的实施需求，本发明的实施例可以硬件或软件实施。所述实施方式可使用数字存储介质，具有电可读控制信息存储在其上，例如软盘、DVD、蓝牙、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器，与可编程计算机系统协作(或能够协作)从而执行相应的方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括数据载体，具有电可读控制信号，能够与可编程计算机系统协作，从而这里描述的方法之一被执行。
一般的，本发明的实施例可被实施为带有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码可操作为执行方法中一个。程序代码例如可存储在机器可读载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的计算机程序用于执行这里描述的方法之一。
换句话说，当计算机程序在计算机上运行时，因此本发明方法的实施例是计算机程序，具有程序代码用于执行这里描述方法之一。
本发明方法的进一步的实施例是数据载体(或数字存储介质，或计算机可读介质)，包括记录在其上的计算机程序用于执行这里描述的方法之一。
本发明方法的进一步的实施例是数据流或信号序列，表示计算机程序用于执行这里描述的方法之一。数据流或信号序列例如被配置为经数据通信连接例如互联网传送。
进一步的实施例包括处理方法，例如计算机、或可编程逻辑装置，配置为适应于执行这里描述的方法之一。
进一步的实施例包括计算机，具有安装在其上的计算机程序用于执行这里描述的方法之一。
在一些实施例中，可编程逻辑装置(例如，场可编程门阵列)可用于执行这里描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，场可编程门阵列可与微处理器协作从而执行这里描述的方法之一。一般的，所述方法优选的可由任何硬件设备执行。
为了本发明的原理上面描述的实施例仅仅是描述性的。可以理解这里描述的安排及细节的改变和变化对于本领域技术人员来说是明显的。因此期望仅由紧接的专利权利要求来限制，而不是这里描述和解释的实施例的特定细节。

Claims (12)

1.一种用于控制无线通信系统的节点的设备(100)，其中所述节点包括多个天线，所述设备包括：
流量负载确定器(110)，配置为确定无线通信系统中的流量负载(112)；
协作容量确定器(120)，配置为确定所述节点与无线通信系统中的另一个节点之间的可用协作容量(122)；以及
功率控制单元(130)，配置为基于所确定的流量负载(112)和所确定的可用协作容量(122)激活或去活所述节点的天线。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为：如果所确定的流量负载(112)低于低负载阈值(1010)，则减少所述节点的所述多个天线中的活动天线的数量，并且如果所确定的流量负载高于高负载阈值(1020)，则增加活动天线的数量。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为：如果所确定的流量负载(112)高于高负载阈值(1020)或低于低负载阈值(1010)，则基于所确定的流量负载(112)和所确定的可用协作容量(122)确定所述多个天线中的活动天线的所需集合，其中所述功率控制单元(130)配置为基于所确定的天线的所需集合来激活或去活所述节点的天线。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为确定活动天线的所需集合，使得至少一个无线用户装置的服务质量约束能够得到满足。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为确定活动天线的所需集合，使得通过使用活动天线的所确定的所需集合和至少部分的所确定的可用协作容量(122)，所述至少一个无线用户装置的服务质量约束能够得到满足，而在仅使用活动天线的所确定的所需集合的情况下，所述至少一个无线用户装置的服务质量约束不能得到满足。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为确定活动天线的所需集合，使得在考虑所确定的可用协作容量(122)的情况下活动天线的所需集合包括满足所确定的流量负载(112)的最小数目的所需活动天线。
7.根据权利要求2所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为在增加或减少活动天线的数目之后调整所述高负载阈值(1020)和所述低负载阈值(1010)。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述协作容量确定器(120)配置为向至少一个邻居节点发送协作容量请求，并基于从所述至少一个邻居节点接收的协作容量响应来确定所述可用协作容量(122)。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为通过激活或去活连接到天线的发射机的功率放大器来激活或去活所述节点的天线。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述功率控制单元(130)配置为使所述节点的所述多个天线中的至少一个天线保持活动。
11.一种用于控制无线通信系统的节点的方法，其中所述节点包括多个天线，所述方法包括：
确定(1710)无线通信系统中的流量负载；
确定(1720)所述节点与无线通信系统中的另一个节点的可用协作容量；以及
基于所确定的流量负载和所确定的可用协作容量，激活或去活(1730)所述节点的天线。
12.具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序运行在计算机或微控制器上时，所述程序代码执行根据权利要求11的方法。
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