CN102612842A - 用于操作无线网络中的能量管理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

为了允许高度节能的网络的特别经济的操作，要求保护一种用于操作无线网络(尤其无线接入网)的方法，其中所述无线网络包括核心网、多个基站和用于经由至少一个基站进行无线通信的至少一个移动主机，其中所述方法的特征在于，以协调方式布置可定义的基站分区内的上电和下电基站的关联，从而保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。此外，要求保护一种网络，优选用于执行上述方法。

Description

用于操作无线网络中的能量管理系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作无线网络(尤其是无线接入网)的方法，其中所述无线网络包括核心网、多个基站和用于经由至少一个基站进行无线通信的至少一个移动主机。
此外，本发明涉及一种网络，尤其是无线接入网，优选用于执行以上方法，其中所述无线网络包括核心网、多个基站和用于经由至少一个基站进行无线通信的至少一个移动主机。
背景技术
考虑到ICT(信息和通信技术)能耗的增加及其在环境中的影响，节能是针对无线网络的操作和服务传递的重要问题。负责消耗能量的网络元件包括核心网、移动主机和基站，这引起最高的能耗。
先前的提案集中于以各自的分布式方式关闭基站的元件和功能(参见US 6,584,330B1，Adaptive Power Management for a Node of aCellular Telecommunications Network，2003年6月)、或使用本地负载信息完全关闭基站(参见INFSO-ICT-216284 SOCRATES，D2.1，UseCases for Self-Organizing Networks，2008年3月)。这样的方法是不协调的；每个基站分别执行能量管理功能。此外，已知方式是不灵活的。
在蜂窝系统中，考虑了高覆盖需求和每个基站的能耗，主能量消耗元件是基站。尤其考虑到规定每个基站的资源分配以处理峰值负载时间业务量需求的事实，在成本和环境问题上改进其能量效率的方法是很重要的。
由于峰值负载时间只是特定有限时段，每个基站在所有剩余时间正在浪费能量。当运营商提供的容量与业务量需求相匹配时，获得最优能耗，这通过开启和关闭小区功能和设备或整个小区来实现，参见3GPP TR 36.902，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)；Self-configuration and self-optimization network use casesand solutions(Release 9)，2008年5月。这种节能管理基于与长期统计量或阈值策略相结合的业务量负载的测量，所述阈值策略选择适合的基站并确定它们进入节能模式的时间，参见US 6,584,330B1。根据M.A.Marsan，L.Chiaraviglio，D.Ciullo，M.Meo，Optimal EnergySavings in Cellular Access Networks″，IEEE ICC Workshop on GreenCommunications，2009年6月，可以获得在蜂窝接入网中节能的可能性，其中关闭所选基站以节约能量。已知的节能程序在相邻小区之间采取相同业务量，并使用常规布局来对网络进行建模。
在INF SO-ICT-216284 SOCRATES，D2.1，Use Cases forSelf-Organizing Networks，2008年3月中呈现了更一般的方式，其中依据与用户设备位置相结合的业务量和负载统计来确定是开启还是关闭基站。这种方式是不协调的，因为每个基站单独采取能量管理决策。不协调的能量管理提案更加适合于非城市环境和归属eNodeB场景，如在3GPP R3-081174，Solution for interference reduction SON use case，2008年5月中所呈现。
在3GPP R3-080082，Capacity and Coverage SON Use Case，2008年2月中，在强调自修复的情况下分析与覆盖和容量相关的节能提案，其中伞状小区提供特定地理区域的覆盖。当然，如果这种覆盖是重叠的，假设同一无线接入技术的两列结构，则它不是实际的蜂窝网络实施方式。类似地，M.A.Marsan，M.Meo，″Energy Efficient Managementof two Cellular Access Networks″，ACM SIGCOMM GreenMetricsWorkshop，2009年1月说明了能量有效管理方案，允许移动主机在两个不同的运营商重叠网络之间漫游。由于覆盖作为唯一销售能力的重要性，不同运营商共享它们的网络设施以节约能量的建议从商业角度特别关注于其可行性。
O.Teyb，V.van Phan，B.Raaf，S.Redana，″Dynamic Relaying in3GPP LTE-Advanced Networks″，Hindawi EURASIP Journal on WirelessCommunications and Networking，Manuscript ID 731317，2009年7月中呈现的动态中继方案依据业务量负载和地理信息，将中继使能基站与中继节点相关联，以节约能量并更有效地利用网络容量。这种方式可以通过允许特定小区减小其发射功率并通过依据业务量情况关闭中继节点或基站来节约功率。动态中继假设存在中继节点，但不可能总是这种情况，并且需要将中继节点与中继使能基站相关联的机制，这增加了网络的复杂度。
此外，根据6,321,083B1，已知业务量热点定位方法。
发明内容
因此，本发明的目的是改进并进一步发展用于操作无线网络的方法和相应的网络，以可以实现具有高度节能的网络的特别经济的操作。
根据本发明，通过根据权利要求1的方法来实现上述目的。根据该权利要求，该方法的特征在于，以协调方式布置可定义的基站分区内的上电和下电基站的关联，从而保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。
此外，通过根据权利要求36的网络来实现上述目的。根据该权利要求，这种网络的特征在于，以协调方式布置可定义的基站分区内的上电和下电基站的关联，从而保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。
根据本发明认识到，以协调方式在可定义的基站分区内相关联的上电和下电基站的布置将可以特别经济地处理和操作网络。在所创建的基站分区内，可以保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。可以使不必适应当前业务量需求的分区内的所有剩余基站下电。这种方法在容量和干扰约束将基站覆盖限制在比其可能最大值明显更低的等级的城市环境中特别有用。因此，要求保护的方法和系统以高度节能提供了特别经济的网络操作。
本发明通过布置上电和下电基站之间的关联来创建也可以被称为能量子集或能量分区的基站分区，从而改进蜂窝系统的当前节能方法，其中，可以开启至少单个基站，代表被关闭的剩余基站提供覆盖补偿。
优选地，所述关联可以基于至少一个考虑了业务量负载和/或无线电装置和/或网络资源和/或基站硬件负载限制的负载参数。因而，可以在单独的分区之间提供适合的负载分布。
备选地或附加地，所述关联可以基于与每个基站的物理位置相关的地理信息。
备选地或附加地，所述关联可以基于包括至少一个主机的速度、方向、停留时间和/或历史移动性模式的移动性特征。
备选地或附加地，所述关联可以基于基站就物理链路拓扑(如，在树拓扑上构建的无线网桥)方面而言在网络内的重要性。
在所有情况下，所述关联可以被布置为达到非常高的或最大可能的节能。在优选实施例中，本发明的目的是基于保持簇间低移动性的地理位置约束来均衡最小数量的能量分区之间的网络负载，并将业务量需求与保存最大量的能量的网络容量相匹配。一旦创建了这种能量分区，则负载情况可以改变，或相邻分区之间的移动性会显著增强。作为唤醒适合的基站来处理额外负载或提供更加平滑且有效的移动性(即，针对LTE(长期演进)的情况重新建立X2接口)的替代，本发明检查是否存在可行的重新布置，以通过对不同基站上电和关闭当前基站来处理这种负载和移动性变换(alternation)。
优选地，可以依据负载参数和/或主机的移动性特征的变化或改变来执行基站分区的重新布置。
重新布置能量分区的目的是通过将资源需求与网络容量更好地匹配来节能。可以通过改变上电和下电基站之间的关联来执行这种分区的重新布置。在这种改变之后，可以使上电和下电基站的数量保持不变。然而，在这种关联的改变之后，将在另一分区内布置至少一个基站。
在非常简单的实现中，可以通过使至少一个当前活跃的基站下电来执行重新布置。如果其它上电的基站可以另外覆盖业务量负载和下电基站的功能，则会出现该情况。
此外，优选地，如果可以使另一当前活跃的基站下电，则可以通过使至少一个选择的不活跃基站上电来执行重新布置，从而可以使上电基站的数量保持恒定。
在优选实施例内，上电基站可以代表被关闭的至少一个剩余基站来提供覆盖补偿。
在另一优选实施例内，可以增加至少一个上电基站的覆盖，使得可以使另一上电的基站下电。在这种情况下，具有增加的覆盖的上电基站可以补偿下电基站的功能。
为了实现上电基站更好的性能或改变的或增加的覆盖，可以重新配置至少一个基站的天线倾角和/或导频信道功率，同时可以使至少一个其它基站下电。因而，可以为了节能而减少上电基站的数量。
在另一优选实施例内，可以通过合并现有分区来执行重新布置。在这种合并过程中，可以使当前上电的基站下电，以减少上电基站的数量。例如，可以在至少一个分区负载不足的情况下执行这种分区的合并。
优选地，重新布置可以包括将网络负载从一个基站转移到高或最高负载的基站。因此，如果不再必须适应当前业务量需求，可以使较低负载的基站下电。此外，这种重新布置可以包括(尤其在热点区域内)仅将网络负载的一部分从一个基站转移到另一基站。这会导致重新布置，其中上电基站的数量保持恒定，仅在改变的分布内分布网络负载。
当全部相邻分区是同等过载时或由于地理上的限制时，以上重新布置或合并过程可能是不可行的。因而，如果不可能有可行的重新布置，则可以执行选择基站进行上电的选择过程。在这种情况下，解决过载需要唤醒过载分区的覆盖区域中的多于一个基站。
这种基站的选择可以基于地理信息，以识别可以更灵活地处理与现有能量分区和上电基站相关联的负载的基站为目标。
优选地，选择基站进行上电的选择过程可以包括：计算分区内的基站之间的相对距离。这种计算可以基于预先分配的坐标或GPS(全球定位系统)信息。优选地，在完成这种计算之后，选择基站进行上电的选择过程可以包括：确定在上电的情况下能够潜在地提供整个分区的覆盖的至少一个下电基站，或者确定在上电的情况下可能在所述分区内提供最大覆盖的至少一个下电基站。
在优选实施例中，可定义数量的上电基站或每个上电基站监控其分区内的业务量负载和/或移动性。在一个问题的情况中，基站可以收集并处理来自其相邻分区的业务量负载和/或移动性信息。如果至少存在不过载的相邻分区，则可以应用重新布置方法。否则，另一过程试图(优选地，基于使用已经存在的唤醒基站的负载均衡灵活性)来识别和/或选择要在过载分区内唤醒的基站。
不同于初始分区创建过程，负载和移动性信息现在基于足以识别问题但不足以执行重新布置的能量分区测量。由于过载分区不具有与在其自身区域或可能热点位置内的负载分布有关的信息，因此难以将这种额外负载与剩余的休眠基站相关联。为了克服这种信息的缺失，可以使用以下不同方式。
作为第一备选，可以通过仅针对给出的信息短暂地唤醒所选基站来测量业务量负载和/或移动性的分布，或者可以通过外部网络或传感器网络来测量业务量负载和/或移动性的分布。
作为第二备选，可以基于时间提前信息和来自相邻基站的用户设备测量来估计业务量负载和/或移动性。
作为第三优选的备选，可以基于可用业务量负载和/或移动性信息来猜测分区的重新布置，以及可以测量重新布置对负载和/或移动性的影响，以在不令人满意的解决方案的情况下进一步迭代地重新调整分区的重新布置。
在重新布置过程期间，将分区的上电基站的功能向具有低或最低负载的相邻分区的基站移动，反之亦然。
在另一优选实施例内，可以将过载分区划分为若干较少负载的相邻分区，并且可以仅基于地理信息来创建新分区。
考虑重新布置功能的架构，假设总是通过基站执行负载相关测量，则可以有不同的选项可用。
优选地，集中式管理系统可以协调该重新布置。这种集中式管理系统可以提供最佳可能重新布置和最佳可能节能效果。
在具体实施例内，管理系统可以定期或在过载分区请求重新布置过程时按需从基站收集负载测量。
由于基站提供负载和/或移动性信息，本发明可以提供一种方法，其中基站共同地做出重新布置的决定。
可以通过一种方法来提供第二架构选项，在所述方法中，过载基站与相邻基站交换负载信息，以通过在每个步骤之后继续交换负载信息来迭代地执行重新布置。
过载基站与相邻基站交换负载信息的方法可以被称为分布式方法。特别在这种分布式方法中，优选提供用于避免重新布置内的同步问题的协调机制。
依据单独的情况，可以以不同电平递增地进行基站的下电。换言之，基站的下电不必是完全关闭基站。
通常，可以在分区之间均衡业务量需求或业务量负载，以确保网络的可靠和节能操作。优选地，可以基于地理位置约束来执行该均衡，保持主机的分区间移动性低。
为了避免基站之间的干扰，重新布置可以与基站中的无线资源管理相结合，以避免或至少减小干扰影响。
本发明产生的动机是认识到现有方法的重要性和缺乏，该方法以共同协作的方式识别要在非峰值负载时间关闭和开启的适合的基站。这种方法致力于创建初始最优节能布置，以及提供通过重新布置开启和关闭基站之间的关联来保持这种节能的方式，或备选地，如果重新布置过程失败，则确定要唤醒的最优基站。感兴趣的其它场景包括校园、企业网中的无线电覆盖的部署、或一般大型室内部署，在这些部署中，基站通常在很大程度上彼此重叠。
本发明通过(优选地，基于负载、移动性和地理信息)引入开启和关闭基站的子集来扩展当前的节能提案。在优选实施例内，这种子集以通过增大保持开启的基站的覆盖来使大多数基站下电为目标，对网络进行分割。优选地，所提出的发明在负载或移动性改变的情况下识别被唤醒基站的位置，创建能量分区，并定义用于执行重新布置的方法，以确保保持最小能耗。在没有可行的重新布置解决方案的情况下，本发明说明了在有问题的子集中识别要上电的基站的优选方法。
本发明的优选实施例的重要方面在于：
·引入网络分区作为保持上电和下电基站之间的关联的协调节能方法。
·基于无线电、网络和硬件负载、移动性、基站的位置重要性和地理信息来执行节能。
·通过在负载或移动性条件改变时执行能量分区重新布置来提供保持节能的方法。
·定义在无可行的分区重新布置的情况下选择基站的方法。
附图说明
存在多种以有利方式设计并进一步发展本发明的启示。为此，一方面应参照从属于专利权利要求1的专利权利要求，另一方面应参照对通过附图示出的、作为示例的本发明的优选实施例的以下解释。在附图的帮助下，结合本发明优选实施例的解释，将对本发明的启示的通常优选的实施例和其它发展进行解释。在附图中：
图1示意性地示出了从峰值业务量配置开始并导致非峰值业务量配置的上电和下电基站的关联的布置，
图2在左侧示意性地示出了具有初始布置的重新布置过程的示例，
图3在框图内示出了根据本发明的节能方法的优选示例的概况，以及
图4示出了在其中重新布置能量分区并将活跃基站功能的一部分移动到另一位置的不同基站的重新布置的另一示例。
具体实施方式
图1示出了一个实施例，其中全部基站上电的峰值业务量配置改变到具有三个分区的非峰值业务量配置，每个分区各具有一个上电基站和另外的下电基站。每个上电基站覆盖先前的上电基站的区域。因此，非峰值业务量配置相比于先前的峰值业务量配置可以节能。与天线倾角和导频信道功率相关地重新配置剩余的上电基站。
在创建了初始最优节能布置之后，业务量和/或移动性可以改变，从而重新布置必须用于保持节能效果。
图2在左侧示出了具有初始布置的重新布置过程的示例，其中能量分区A由于负载变换而经历拥塞，重新布置均衡负载，并保持恒定数量的操作基站，如在右侧所示。在每个分区，示出了具有阈值th的负载的指示符。根据该指示符，左侧的能量分区A是过载的。
当所有相邻分区均同等过载时或由于地理上的限制，重新布置或合并过程可能是不可行的。在这种情况下，解决过载需要唤醒过载分区的覆盖区域内的多于一个基站。这种基站的选择应当基于地理信息，以识别可以更灵活地处理与现有能量分区相关联的负载的基站(开启的基站)为目标。以下示出用于在有问题的分区内选择要上电的基站的所提出的优选算法。
用于选择要上电的基站的算法
1.计算分区BS(基站)之间的相对距离
2.if(如果)BS可能覆盖分区区域
3.选择(优选地，在最小距离内)具有最大相邻覆盖或使负载上升的最大可能的BS
4.else(否则)
5.选择提供最大覆盖的BS
6.end(结束)
7.使所选BS上电
8.更新接口和list(n)
9.基于地理信息将分区划分为两个区域
10.将UE(用户设备)切换到与该UE的地理区域相关联的新BS
11.迭代地调整新分区的边界，直至优化PLoad和PRm(Rm＝移动性速率)
最初，该算法基于预先分配的坐标或GPS信息来计算分区内基站的相对距离。当这种计算完成时，该算法可以确定一旦上电可能向整个分区提供覆盖的下电基站的集合。如果该集合为空，则该算法确定提供最大覆盖的基站集合。在任一情况下，使用与上电基站相距的最小距离作为约束来执行平局决胜(tie break)。一旦选择了上电基站，则发生重要更新，包括接口和相邻列表list(n)的更新以及必要切换的更新。因此，基于地理信息将原始分区划分为两个区域或分区。
图3中示出了所提出的节能方法的优选示例的概况。每个被唤醒的或上电的基站监控其能量分区的负载和移动性，在出现问题的情况下，它收集并处理来自其相邻分区的相关信息。如果至少存在相邻分区不过载，则应用重新布置方法；否则另一算法试图基于现有被唤醒基站的负载均衡灵活性，在过载分区内识别要唤醒的基站。
可以添加合并分区的情况：
“如果“负载不足”，则选择要与之合并的分区-包括测试组合分区是否超过负载阈值-并合并”。
不同于初始分区创建过程，现在负载和移动性信息是基于能量分区测量的，该能量分区测量足以识别问题，但不足以执行重新布置。由于过载分区不具有与在其自身区域内或可能的热点位置内的分布负载有关的信息，因此难以将这种额外负载与剩余休眠基站相关联。为了克服这种信息的缺失，提出以下不同方式：
·优选地仅针对给出的信息，短暂地唤醒所选基站，或使用像传感器网络的外部网络来测量负载和移动性信息的分布。
·如在US 6,321,083B1中所提出，基于时间提前信息和来自相邻基站的用户设备测量来估计负载和移动性。
·基于可用信息来猜测有问题的分区的重新布置，并反应性地测量它对负载和移动性的影响，以在不令人满意的解决方案的情况下进一步迭代地重新调整。
每个方式产生了与负载和移动性信息有关、也与这种交换的净空和部署复杂度相关的不同程度的准确度。对负载和移动性的测量越准确，则重新布置解决方案的质量越高。迭代改进图形分区算法(参见G.Karypis，V.Kumar，″A Fast and High quality Multilevel Scheme forpartitioning Irregular Graphs″，SIAM Journal on Scientific Computing，Vol.20，No.1，1998年8月)是基于准确或估计信息在最初创建和重新布置能量分区的良好候选，可以有效地处理考虑了以下的多个约束：
1.考虑基站作为图形节点，以及考虑相邻基站之间切换的能力作为附属(incident)链路或两个图形节点之间的链路。
2.考虑多个(优选至少三个)负载约束作为节点权重。
3.考虑移动性速率作为两个节点之间的链路的权重。
4.考虑与每个基站的定位有关的地理信息。
在没有详细的负载或移动性相关信息的情况下，以下述目的做出猜测：
·交换关联基站组(两个或更多基站)并将有问题的能量分区的上电基站的功能向具有最低负载的相邻分区迭代地移动，反之亦然。
·将过载能量分区划分为若干较小负载的相邻能量分区，并仅基于地理信息创建新的随机能量分区。
图4说明了重新布置能量分区并将活跃基站的功能移到另一位置的不同基站的示例。特别地，由于受到存在所指热点影响的当前布置而导致能量分区A过载。以有机会在相邻分区A和D之间共享热点负载的不同方式重新布置分区，因而通过更好地利用网络资源消耗并避免开启另一基站来节能。
考虑重新布置功能的结构，假设总是通过基站执行负载相关测量，以下选项可用：
·集中式：在过载能量分区请求重新布置过程时，OAM(运营、管理和维护)系统定期或按需从基站收集负载测量。
·分布式：过载基站与相邻基站交换负载信息，以通过在每个步骤之后继续交换负载信息，迭代地执行能量分区重新布置。
值得注意的是，在这两种重新布置方式中，依据所期望的执行速度和过载，可以串行或并行地执行迭代。
此外，应注意，可以以不同的节能水平，递增地使对本发明意义下的基站下电。仅使基站的无线电部件或处理器下电是期望的选择，而降低基站安装点的冷却或完全切断电源是最终目标。能量降低的水平典型将依赖于期望使基站下电的时段和与在功率状态之间改变的能量和时间相关的成本。当然，能耗的降低还取决于所使用的算法和可用于重新布置过程的信息的准确度。最后，所提出的方案考虑扇区布置和定向天线。
以下说明基于准确或估计信息的用于创建最初分区和/或重新布置分区的优选集中式和分布式节能算法。考虑分布式版本，避免了相邻基站的节能决定之间的冲突的协调机制对于避免同步问题来说十分重要。基于该机制，具有特定阈值以下负载和覆盖范围内的相邻列表的每个基站BS使用基于地理信息的最大移动性速率R(m)平局决胜，来发现最小负载相邻基站。假设两个基站的总负载在阈值Lth之下，该算法确定分别要上电和下电的基站。否则，该过程针对该特定基站终止，并针对另一基站继续。在确定要上电的基站BS(pon)的过程中，该算法选择提供覆盖最大数量相邻基站的可能性的基站，包括以下情况：
BS(pon)＝最小距离内的max list(n)，
BS(pon)＝具有最小和负载的max list(n)，
其中list(n)是相邻列表。一旦识别了上电基站，发生包括在移动主机或用户设备(UE)切换到上电基站之前上电基站的接口和相邻列表以及新负载和移动性速率的更新过程。此外，在由于负载-移动性或地理约束而导致不再有改进的空间之前执行的过程中考虑该上电基站。
基于负载的分布式节能算法
1.while(当)负载＜Lth且BS(geo loc)＜Distth时
2.发现具有最大R(m)或R(m)＞mth的最小负载相邻基站
3.基于地理信息的平局决胜
4.if(如果)和负载＜Lth
5.BS(pon)＝具有覆盖最大数量的相邻BS的可能性的BS
6.把UE切换到上电BS
7.更新接口和list(n)
8.向list(n)更新负载
9.end(结束)
10.end(结束)
基于最大相邻基站列表的集中式节能算法
1.选择具有基于负载的最大list(n)相邻基站平局决胜的BS
2.while(当)负载＜Lth且BS(geo loc)＜Distth时
3.发现具有最大R(m)或R(m)＞mth的最小负载相邻基站
4.基于地理信息的平局决胜
5.if(如果)和负载＜Lth
6.跟踪下电BS和与上电BS的关联
7.else(否则)
8.break(中断)
9.end(结束)
10.负载＝和负载
11.end(结束)
12.把UE切换到上电BS
13.更新接口和list(n)
14.向list(n)更新负载
根据集中式版本，所提出的算法基于负载约束，选择具有表示为list(n)的最大相邻基站列表平局决胜的基站。一旦选择了这种基站，该算法检查负载和与其相邻基站的距离。假设所选基站不过载，其相邻基站列表包含在其覆盖范围内的基站，则识别具有最小负载和/或移动性速率在特定阈值之上的相邻基站。再次基于地理信息执行平局决胜。如果所选基站的负载和低于特定阈值，则该算法更新适合的负载参数，并继续，直至负载和超过该阈值或由于移动性速率和/或地理限制而导致不再有改进。当完成该过程时，该算法指示适合的基站执行重要更新和UE切换。
值得注意的是，集中式版本也可以运行在选择最小负载基站过程内需要微小改变的前述分布式算法。具体地，集中式算法将会选择最小负载基站，而非使用时间偏移和类似方式的过程。
当分区负载PLoad大于负载阈值Lth或当相邻分区之间的移动性速率PRm大于预定移动性速率值mth时，触发重新布置过程。在任一情况下，有问题的分区发现最小负载或最大移动性速率相邻分区。然后，它从其相邻基站列表中、或使用更靠近目标相邻基分组的GPS信息来选择基站。然后，它检查上电基站的新位置是否在地理上覆盖完整分区。如果新的上电基站的位置没有覆盖整个分区，则该算法请求相邻基站朝向覆盖空缺(hole)，以扩展它们的功率/倾角范围。在故障情况下，最近的分区通过使靠近覆盖空缺的基站上电来执行重新布置过程。
一旦解决了覆盖空缺问题，使所选基站上电，之后在UE发生切换之前更新重要接口和相邻列表。新的上电基站监控与新位置和分区布置相关联的新负载和移动性速率。令人满意的新布置使该算法终止，否则继续，直至识别出解或不再有改进空间。
节能迭代重新布置算法
1.while(当)PLoad＞Lth或PRm＞mth时
2.发现相邻基站最小PLoad或最大PRm
3.选择朝向目标分区的具有最小Dist的相邻BS
4.if(如果)新BS(pon)无法覆盖分区区域
5.请求相邻分区扩大覆盖
6.如果扩大的覆盖产生了空缺
7.if(如果)较近距离的相邻分区BS执行重新布置
8.end(结束)
9.end(结束)
10.使所选BS上电
11.切换UE
12.更新接口和list(n)
13.监控新负载和移动性信息
14.end(结束)
可选的第二重新布置算法将有问题的分区划分为至少两个子分区，然后基于这些来试图重新组合分区，针对这种重新组合过程也可以采用迭代方式。
本发明的优选实施例的重要方面如下：
1.一种方法，用于将移动网络基站的集合布置到分区内，从每个分区中选择至少一个基站，以便为接入网优化节能，同时通过基于负载参数、移动性和/或地理信息开启和关闭基站或组件来保持运营商的覆盖和性能目标。
2.一种方法，用于在负载和移动性改变的情况下，依据可用负载、移动性信息和/或地理信息来重新布置分区。
3.取决于包括准确的信息、估计的信息、无信息的负载、移动性和/或地理信息的类型准确度的三种不同重新布置方式。
4.一种方法，用于以分布式方式在蜂窝系统中执行节能管理。
5.一种方法，用于在子集没有可行的重新布置的情况下唤醒基站。
6.一种方法，用于在冗余资源的情况下合并分区或使基站下电。
7.引入能量分区作为将业务量需求与网络容量相匹配的方式，因而通过确定开启或关闭的基站来提供最大节能。
8.在蜂窝系统中提供更有效的能量管理的过程中，本发明唯一地面对无线电网络和特定基站的硬件负载、移动性、网络位置重要性和地理信息。
9.提供了当负载和移动性条件改变时，通过重新布置能量分区并以更有效的方式利用网络容量来保持节能的方法。
10.定义了一种方法，用于在没有可行的重新布置解决方案的情况下，选择在过载的能量分区上最可行地提供负载均衡的基站。
与当前技术相比，本发明提供了以下方法，用于在无线城市蜂窝网络中增加节能，因而为网络运营商产生了更高的运营成本节约，同时更加环境友好。
在经历了前面的描述及相关附图所呈现的教导的益处的情况下，本发明所属领域的技术人员能够想到这里所提出的本发明的许多修改和其它实施例。因此应当理解，本发明并不局限于所公开的特定实施例，修改和其它实施例意在包括在所附权利要求的范围内。尽管这里使用了特定术语，但是在通用和描述性的意义下使用它们，并不具有限定目的。

Claims (36)

1.一种用于操作无线网络的方法，具体地，一种用于操作无线接入网的方法，其中所述无线网络包括核心网、多个基站和用于经由至少一个基站进行无线通信的至少一个移动主机，
其特征在于，以协调方式布置可定义的基站分区内的上电和下电基站的关联，从而保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述关联基于至少一个考虑了业务量负载和/或无线电装置和/或网络资源和/或基站硬件负载限制的负载参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述关联基于与每个基站的物理位置相关的地理信息。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中所述关联基于包括至少一个主机的速度、方向、停留时间和/或历史移动性模式的移动性特征。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中所述关联基于基站就诸如在树拓扑上构建的无线网桥之类的物理链路拓扑方面而言在网络内的重要性。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中依据负载参数和/或主机的移动性特征的变化或改变来执行基站分区的重新布置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中上电和下电基站之间的关联将会改变。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述重新布置是通过使至少一个当前活跃的基站下电来执行的。
9.根据权利要求6至8之一所述的方法，其中所述重新布置是通过使至少一个选择的不活跃基站上电来执行的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中上电基站代表被关闭的至少一个剩余基站提供覆盖补偿。
11.根据权利要求6至10之一所述的方法，其中增加至少一个上电基站的覆盖。
12.根据权利要求6至11之一所述的方法，其中重新配置至少一个基站的天线倾角和/或导频信道功率，同时使至少一个其它基站下电。
13.根据权利要求6至12之一所述的方法，其中所述重新布置是通过合并现有分区来执行的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在至少一个分区负载不足的情况下执行分区的合并。
15.根据权利要求6至14之一所述的方法，其中所述重新布置包括将网络负载从一个基站转移到高或最高负载的基站。
16.根据权利要求6至14之一所述的方法，其中所述重新布置包括将网络负载的一部分从一个基站转移到另一基站，尤其包括在热点区域内将网络负载的一部分从一个基站转移到另一基站。
17.根据权利要求6至16之一所述的方法，其中如果不可能有可行的重新布置，则执行选择基站进行上电的选择过程。
18.根据权利要求6至17之一所述的方法，其中选择基站进行上电的选择过程包括计算分区内的基站之间的相对距离。
19.根据权利要求6至18之一所述的方法，其中选择基站进行上电的选择过程包括：确定能够潜在地提供整个分区的覆盖的至少一个下电基站，或确定能够在所述分区内提供最大覆盖的至少一个下电基站。
20.根据权利要求1至19之一所述的方法，其中可定义数量的上电基站或每个上电基站监控其分区内的业务量负载和/或移动性。
21.根据权利要求20所述的方法，其中基站收集并处理来自其相邻分区的业务量负载和/或移动性信息。
22.根据权利要求1至21之一所述的方法，其中通过仅针对给出的信息短暂地唤醒所选基站来测量业务量负载和/或移动性的分布，或者通过外部网络或传感器网络来测量业务量负载和/或移动性的分布。
23.根据权利要求1至22之一所述的方法，其中基于时间提前信息和来自相邻基站的用户设备测量来估计业务量负载和/或移动性。
24.根据权利要求1至23之一所述的方法，其中基于可用业务量负载和/或移动性信息来猜测分区的重新布置，以及测量重新布置对负载和/或移动性的影响，以在不令人满意的解决方案的情况下进一步迭代地重新调整分区的重新布置。
25.根据权利要求1至24之一所述的方法，其中将分区的上电基站的功能向具有低或最低负载的相邻分区的基站移动，反之亦然。
26.根据权利要求1至25之一所述的方法，其中将过载分区划分为若干较少负载的相邻分区，并且仅基于地理信息来创建新的随机分区。
27.根据权利要求6至26之一所述的方法，其中集中式管理系统协调重新布置。
28.根据权利要求27所述的方法，其中管理系统定期或在过载分区请求重新布置过程时按需从基站收集负载测量。
29.根据权利要求6至28之一所述的方法，其中基站共同地做出重新布置的决定。
30.根据权利要求6至29之一所述的方法，其中过载基站与相邻基站交换负载信息，以通过在每个步骤之后继续交换负载信息来迭代地执行重新布置。
31.根据权利要求6至30之一所述的方法，其中提供用于避免所述重新布置中的同步问题的协调机制。
32.根据权利要求1至31之一所述的方法，其中以不同电平递增地进行基站的下电。
33.根据权利要求1至32之一所述的方法，其中在分区之间均衡业务量需求或业务量负载。
34.根据权利要求33所述的方法，其中基于地理位置约束来执行该均衡，保持主机的分区间移动性低。
35.根据权利要求6至34之一所述的方法，其中所述重新布置与基站中的无线资源管理相结合，以避免干扰影响。
36.一种网络，尤其是一种无线接入网，优选用于执行根据权利要求1至35之一所述的用于操作无线网络的方法，其中所述无线网络包括核心网、多个基站和用于经由至少一个基站进行无线通信的至少一个移动主机，
其特征在于，以协调方式布置可定义的基站分区内的上电和下电基站的关联，从而保持适应当前业务量需求所必需的最小数量或最小可能数量的上电基站。
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