CN102612045A - 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法 - Google Patents

长期演进系统中基于微小区协作的节能方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102612045A
CN102612045A CN201210108994XA CN201210108994A CN102612045A CN 102612045 A CN102612045 A CN 102612045A CN 201210108994X A CN201210108994X A CN 201210108994XA CN 201210108994 A CN201210108994 A CN 201210108994A CN 102612045 A CN102612045 A CN 102612045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microcell
cooperation
load
service
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210108994XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘德丽
郑伟
马文敏
李伟
张志才
温向明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201210108994XA priority Critical patent/CN102612045A/zh
Publication of CN102612045A publication Critical patent/CN102612045A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及一种移动通信网络中微小区密集分布情况下的基于微小区间协作的一种节能方法。该方法包括反馈信道获得的带宽约束、用户空间分布情况等小区信息并上报给位于微小区基站的协作服务中心(CSC)；协作服务中心通过相邻微小区间的信息交互得到可协作微小区集；协作服务中心通过对可协作微小区集内的热点小区的带宽和负载进行分析来决定哪些处于正常工作模式的小区进入协作模式，哪些处于协作模式下的微小区需退出协作模式进入正常工作状态，并根据检测到的负载波动的大小进行不同级别的量化来决定小区协作模式服务覆盖范围的大小。

Description

长期演进系统中基于微小区协作的节能方法
技术领域
本发明涉及的是移动通信技术领域，更特别的，本发明是针对长期演进系统(LTE)中微小区密集分布场景下一种基于微小区协作的节能方法。
背景技术
近几年来，互联网与移动网的结合，成为无线通信科技发展的新动力。随着手机上网用户数的迅速增长、用户对高清视频点播和移动电视等业务的高需求，无线网络局部地区内乃至整个网络的高数据容量、满足多种业务服务质量和改善网络覆盖已经成为下一代无线通信网络中研究热点。第三代合作伙伴项目(3GPP)通过引入移动通信系统的LTE技术来满足带宽方面的高数据需求和多种业务的时延低需求，但是LTE系统的链路容量已经接近香农极限，因此单层网络(如宏蜂窝网络)的容量提高和覆盖增强已经没有太大的提升空间。目前微小区在蜂窝网中的大量部署有效地解决了网络局部拥塞和高数据业务的部分需求，因此，为迎合未来高速发展的通信业务需求，微小区将会在宏蜂窝网的局部热点区域中大量密集部署。
然而，在微小区提供给用户终端较好的网络体验的同时，其在网络中的大量密集部署大大增加了能量消耗和温室气体的排放。据可靠研究显示，2010年全球手机用户数已达到50亿，下一代移动通信的布网与建设使得能耗更加加剧，由此带来的移动通信行业的温室气体排放正在以较快的速度增长。移动通信行业除了提供合适的业务帮助降低全社会碳排放以外，另外一个挑战是不断提升自身的能源效率，降低自身的能源消耗。提升能源效率就需要开发新的移动通信节能降耗增效关键技术。因此，为响应全球范围的绿色节能网络的号召，在能够满足人类服务需求和经济快速增长的基础之上，如何有效地研究低碳通信技术，从而达到节约能源的目的和实现绿色节能网络成为现在通信技术领域新的机遇和挑战。
目前，针对蜂窝网的节能技术研究已经相对比较成熟，在微小区方面的研究相对较少。众所周知，微小区的部署有效地缓解了蜂窝网的负载过载现象，从而缓解了网络拥塞的现象，减少了宏基站的能源开销并保证了热点区域用户终端需求的服务质量，因此在一定程度上提高了网络的资源利用率和整体能量效率的问题。很多节能技术已经广泛应用在微小区中，例如负载均衡问题，帮助宏蜂窝分担高峰时刻流量过载的情况，或者是应用开关技术，在热点小区处于低流量负载时将其关闭以节约能量。但是这些节能技术还远远不够理想，一方面只是针对独立的微小区对宏蜂窝网络的贡献，并没有涉及微小区与微小区之间的相互协调作用；另一方面开关技术不能保证用户终端的连续服务质量，即在少量用户存在的情况下，强制基站进入休眠状态，使一些用户即刻丧失了服务，严重影响了网络的服务性能，为了节能而无辜的牺牲用户终端的服务。
本发明就是针对以上网络需求和节能思想，针对长期演进系统中微小区密集分布的场景，并在微小区未进入休眠模式之前的正常工作时间段内，提出一种基于微小区间协作的一种节能方法，在保证用户终端服务质量的同时最大化系统资源的利用率，通过提高系统能量效率来实现节能。
发明内容
本发明针对长期演进系统中大量密集部署的微小区场景，在微小区进入休眠状态之前未能充分利用无线资源和有效节省能源的问题，提出了一种微小区密集分布场景下的基于微小区间量化协作的节能方法，该方法能有效地实现微小区间的合作，达到充分利用系统资源的目的，提高系统的能量有效性，从而实现微小区密集分布场景下的有效节能。
本发明提供了一种长期演进系统中基于微小区协作的节能方法：
步骤1：为微小区群配置一个网络虚拟实体，协作服务中心CSC(cooperation servercenter)；
步骤2：微小区通过反馈信道检测获得网络状态信息，比如带宽限制、信道状态、负载波动和用户需求等，上报给CSC；
步骤3：CSC根据步骤2中获得的网络状态信息，根据带宽限制和用户终端中间分布情况来确定可协作的微小区群，并且，可协作微小区群可以根据不同时间段内小区的协作结果作周期性的更新；
该步骤中的可协作微小区群是指微小区在自身带宽限制的条件下仍然允许为其他更多的用户终端提供服务的微小区的集合。
步骤4：如果步骤3中得到的微小区的工作状态为正常工作模式NS(即并未进入协作模式，处于正常的服务覆盖范围)，根据其检测的自身小区内的负载分布减少或增加的状况来确定要进入的协作模式。
该步骤具体是：将负载波动进行量化，对于负载分布减少的情况可设定不同的门限值Δf1/Δf2(Δf2＝2*Δf1)，代表在一定的时间段内减少的负载终端数，则微小区根据监测的负载波动达到的门限值来进行不同程度的服务覆盖范围的缩小，从而进入协作模式1(CS1)的工作状态；相反的，与此微小区相协作的微小区则根据CSC提供的信息来为此小区的部分用户终端提供服务，这种工作状态定义为协作模式2(CS2)，具体根据需要更加负载的门限值来确定服务的终端数，同样将增大的负载数定义为不同的门限值ΔI1/ΔI2。此量化过程的量化等级数和大小均可根据实际需要进行调整，不仅实现了小区协作的动态调整和更新，同时也保证了网络拓扑在一定程度上的稳定性。
步骤5：如果步骤4中的微小区的用户终端分布要达到正常分布状况，则通知CSC让微小区退出协作模式，进入正常工作模式，同时更新可协作微小区群；
步骤6：如果步骤4中的微小区仍处于协作模式状态，但是还是处于可协作微小区群的范围，即仍可为更多用户提供服务或是需要继续缩小其服务覆盖范围，若其负载波动继续减小或增大，则根据波动检测的负载门限值来相应的调整处于协作模式下的微小区的服务范围；
该步骤中同样应用步骤4中的量化协作方法。
从以上技术方案可以看出，本发明的技术方案通过综合考虑相邻微小区的带宽限制，服务质量需求和负载波动的量化，通过微小区获得的小区信息根据时间和用户终端的空间分布来灵活的调整自身用户覆盖范围的大小，即改变微小区的工作模式，有效地减少了用户终端的切换次数，最大化了资源利用的有效性，实现网路整体上的服务质量和最小化能耗。
下面通过附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
附图说明为了更加清晰的阐述本发明的实施例和现有的技术方案，下面将本发明的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍，显而易见的，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员可通过本附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例中基于微小区群协作的节能方法的系统架构图；
图2所示为本发明实施例中微小区群协作过程的实现流程图；
具体实施方式
为使本发明的技术方案优势描述的更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细阐述，显然所描述的实施例只是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。根据本发明的实施例，本领域的普通技术人员在不经创造性劳动的基础上可以实现本发明的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在下面的描述中，对与本发明无关的技术只做简要的技术说明或者直接略过。
本发明的主要思想是，在长期演进系统中微小区密集分布的场景下，针对之前的微小区各自运营产生的服务漏洞、网络拥塞的服务质量贫瘠、直接进入休眠模式带来的服务质量和网络拥塞的状况，提出一种在所有微小区在不进入休眠模式的时间段内，这些微小区间如何协作来达到相对节能的目的。CSC根据获得的网络状态信息，通过对微小区带宽限制和负载波动情况的分析来决定哪些微小区群间进行协作，并对负载波动情况进行量化，以尽最大可能减少网络服务覆盖的频繁变化，同时减少了用户终端的切换次数，从而减少了信令开销，从而实现了节能，另一方面，通过微小区间的协作，能够最大化资源利用率，从而在保证用户终端服务质量的情况下提高了能量效率，从而实现了节能。
图1所示为本发明实施例中基于微小区群协作的节能方法的系统架构图。
图2所示为本发明实施例中微小区群间实现协作模式的流程图，具体包括：
步骤201：为微小区协作配置协作服务中心CSC。
协作服务中心可以在基站侧实现。
步骤202：反馈信道上报网络状态信息给CSC，包括小区带宽限制、用户终端空间分布情况和用户服务需求等。
步骤203：CSC根据微小区自身的带宽约束和用户终端的空间分布状况来确定可协作微小区群。
在自身带宽限制的条件下仍然允许为其他更多的用户终端提供服务的微小区的集合成为可协作微小区群，并可根据不同时间段内小区的协作结果作周期性的更新。
步骤204：判断此微小区是否工作在协作模式。
步骤205：若步骤204中的微小区处于正常的工作模式，则检测小区用户空间分布是否减少。
步骤206：根据负载减少的不同门限值来进行不同程度的服务覆盖范围的缩小，即进入协作模式1。
具体是将负载波动进行量化，将负载分布不同的减少情况设定为不同的门限值，例如Δf1/、Δf2(Δf2＝2*Δf1)等，表示在一定的时间段内减少的负载终端数，则微小区根据监测的负载波动达到的门限值来进行不同程度的服务覆盖范围的缩小，将此定义为进入协作模式1。
步骤207：与要进入工作模式1的微小区进行协作，进入协作模式2，同样根据负载波动的检测值与相应的门限值进行比较来调整要扩大服务的用户终端的多少。
同样可将增大的负载数定义为不同的门限值ΔI1/ΔI2。
步骤208：检测步骤204中和206、207中处于协作模式微小区中负载空间分布是否达到正常分布状态。
步骤209：：如果微小区达到正常用户终端分布状态，则退出协作模式，进入正常工作模式。
该步骤中重新确定了微小区的工作状态，可周期性的更新可协作微小区群。
步骤210：如果微小区的用户空间分布还未达到正常分布，即会根据检测得到的负载波动情况重复206、207的调整步骤，继续处于协作模式下为用户终端提供服务。

Claims (6)

1.一种长期演进系统中基于微小区协作的节能方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：为微小区群配置一个网络虚拟实体，协作服务中心CSC(cooperation server center)；
步骤2：微小区通过反馈信道检测获得网络状态信息，比如带宽限制、信道状态、负载波动和用户需求等，上报给CSC；
步骤3：CSC根据步骤2中获得的网络状态信息，根据带宽限制和用户终端中间分布情况来确定可协作的微小区群，并且，可协作微小区群可以根据不同时间段内小区的协作结果作周期性的更新；
步骤4：如果步骤3中得到的微小区的工作状态为正常工作模式NS(即并未进入协作模式，处于正常的服务覆盖范围)，根据其检测的自身小区内的负载分布减少或增加的状况来确定要进入的协作模式；
步骤5：如果步骤4中的微小区的用户终端分布要达到正常分布状况，则通知CSC让热点小区退出协作模式，进入正常工作模式，同时更新可协作微小区群；
步骤6：如果步骤4中的微小区仍处于协作模式状态，但是还是处于可协作微小区群的范围，即仍可为更多用户提供服务或是需要继续缩小其服务覆盖范围，若其负载波动继续减小或增大，则根据波动检测的负载门限值来相应的调整处于协作模式下的微小区的服务范围。
2.根据权利要求1所述的微小区间协作节能方法，其特征在于：
所述步骤1中，该步骤中的协作服务中心CSC为一建立的虚拟实体，，可以在微小区基站侧完成。
3.根据权利要求1所述的微小区间协作节能方法，其特征在于：
所述步骤2中，反馈信道可以是公共信道，这样就不会改变网络架构，也可以是某些特定信道。
所述步骤2中，反馈信道的信息只需要上报给相邻的微小区即可，因为本发明里的协作过程要求的服务覆盖的协作指发生在相邻的微小区。
4.根据权利要求1所述的微小区间协作节能方法，其特征在于：
所述步骤3中，微小区群是指微小区在自身带宽限制的条件下仍然允许为其他更多的用户终端提供服务的微小区的集合。
5.根据权利要求1所述的微小区间协作节能方法，其特征在于：
所述步骤4中，具体步骤是：将负载波动进行量化，对于负载分布减少的情况可设定不同 的门限值Δf1/Δf2(Δf2＝2*Δf1)，代表在一定的时间段内减少的负载终端数，则微小区根据监测的负载波动达到的门限值来进行不同程度的服务覆盖范围的缩小，从而进入协作模式1(CS1)的工作状态；相反的，与此微小区相协作的热点小区则根据CSC提供的信息来为此小区的部分用户终端提供服务，这种工作状态定义为协作模式2(CS2)，具体根据需要更加负载的门限值来确定服务的终端数，同样将增大的负载数定义为不同的门限值ΔI1/ΔI2。此量化过程的量化等级数和大小均可根据实际需要进行调整，不仅实现了小区协作的动态调整和更新，同时也保证了网络拓扑在一定程度上的稳定性。
6.根据权利要求1所述的微小区间协作节能方法，其特征在于：
所述步骤6中，依然根据步骤4中的量化方法来进行协作。 
CN201210108994XA 2012-04-13 2012-04-13 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法 Pending CN102612045A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210108994XA CN102612045A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210108994XA CN102612045A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102612045A true CN102612045A (zh) 2012-07-25

Family

ID=46529142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210108994XA Pending CN102612045A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102612045A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103581918A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 夏普株式会社 分量载波配置方法、基站和用户设备
WO2014040558A1 (zh) * 2012-09-14 2014-03-20 中兴通讯股份有限公司 小小区的配置方法及装置
CN106550402A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 中国电信股份有限公司 用于超密集组网的动态均衡方法和装置
CN107566982A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 苏州大学 基于随机几何异构蜂窝网络的连续小区缩放方法
CN114205865A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 中国电信股份有限公司 协作传输方法、装置及服务器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102014393A (zh) * 2010-11-22 2011-04-13 西安电子科技大学 蜂窝通信系统中多点协同传输的频率分配方法
WO2011117729A2 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Alcatel Lucent Method and device for reducing interference among femtocells in an access device of a femtocell
CN102316510A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 中兴通讯股份有限公司 一种协作发送点的选择方法及选择装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011117729A2 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Alcatel Lucent Method and device for reducing interference among femtocells in an access device of a femtocell
CN102316510A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 中兴通讯股份有限公司 一种协作发送点的选择方法及选择装置
CN102014393A (zh) * 2010-11-22 2011-04-13 西安电子科技大学 蜂窝通信系统中多点协同传输的频率分配方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103581918A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 夏普株式会社 分量载波配置方法、基站和用户设备
CN103581918B (zh) * 2012-07-31 2018-06-01 夏普株式会社 分量载波配置方法、基站和用户设备
WO2014040558A1 (zh) * 2012-09-14 2014-03-20 中兴通讯股份有限公司 小小区的配置方法及装置
CN106550402A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 中国电信股份有限公司 用于超密集组网的动态均衡方法和装置
CN107566982A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 苏州大学 基于随机几何异构蜂窝网络的连续小区缩放方法
CN107566982B (zh) * 2017-09-08 2020-03-10 苏州大学 基于随机几何异构蜂窝网络的连续小区缩放方法
CN114205865A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 中国电信股份有限公司 协作传输方法、装置及服务器
CN114205865B (zh) * 2021-12-10 2024-05-10 中国电信股份有限公司 协作传输方法、装置及服务器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Energy-efficient base-stations sleep-mode techniques in green cellular networks: A survey
Mahapatra et al. Energy efficiency tradeoff mechanism towards wireless green communication: A survey
Niu TANGO: Traffic-aware network planning and green operation
CN105325029B (zh) 支持机器类型通信和小数据通信的演进节点b和用户设备
US9723551B2 (en) Method and radio network node for ranking cells in a cellular network
CN102625320A (zh) 一种家庭基站网络节能的方法
Oikonomakou et al. Cooperative base station switching off in multi-operator shared heterogeneous network
CN102170685A (zh) 一种无线通信系统节能方法
CN102612045A (zh) 长期演进系统中基于微小区协作的节能方法
JP2010538576A (ja) 電気通信システムにおけるエネルギー節約方法
CN104519557A (zh) 一种实现小小区唤醒的方法与接入网元设备
Zhu et al. QoS-aware user association based on cell zooming for energy efficiency in cellular networks
CN103974350A (zh) 一种自适应门限调整的切换方法
Oh et al. A unified base station switching framework considering both uplink and downlink traffic
CN102665258A (zh) 蜂窝系统中一种基于基站协调控制的节能方法
Suárez et al. A multi‐criteria BS switching‐off algorithm for 5G heterogeneous cellular networks with hybrid energy sources
CN104080155A (zh) 小区节能和节能补偿方法及设备
Hoteit et al. Mobile data traffic offloading over Passpoint hotspots
CN105517002A (zh) 一种干扰抑制和节能的蜂窝网中继站部署方法
CN103281730B (zh) 一种基于家庭基站实现c-ran负载均衡的系统及方法
CN103139837A (zh) 一种动态调整互操作参数的方法
Gamboa et al. Reducing the energy footprint of cellular networks with delay-tolerant users
Peng et al. Performance analysis of switching strategy in LTE-A heterogeneous networks
CN102932839B (zh) 基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法
Chen et al. Achieving energy saving with QoS guarantee for WLAN using SDN

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120725