CN103347295B

CN103347295B - 一种家庭基站网络的节能控制方法

Info

Publication number: CN103347295B
Application number: CN201310329333.4A
Authority: CN
Inventors: 刘期烈; 贾玉芳; 李云; 王勇; 冯志宇; 李国军
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: CERTUSNET Corp.
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: CN103347295A

Abstract

一种家庭基站网络的节能控制方法，考虑了家庭基站的睡眠模式，提出了一种新的基于家庭基站网络系统的节能机制。在家庭基站密集部署的环境中，本发明通过家庭基站睡眠的方法使网络中不必要的家庭基站进行睡眠，减少了活动家庭基站的个数，从而有效地实现网络节能。本发明将对家庭基站用户数量较少的家庭基站进行判断，当这些用户可以被其他家庭基站服务，那么该家庭基站进入睡眠状态，否则，保持活动状态，其中，该判断是由家庭基站网关进行实现的。

Description

一种家庭基站网络的节能控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是一种家庭基站网络的节能方法。

背景技术

在蜂窝网络中，大约有2/3的语音业务和90%以上的数据业务是在室内发生的，因此对于运营商来说，为用户的话音、视频以及高速数据业务提供良好的室内覆盖变得日益重要。在LTE-A系统中，穿透力损耗导致信号的接收质量变差，从而严重阻碍了室内数据服务质量。为了提高网络的整体性能，异构网络被引入到了LTE-A网络。异构网络是由宏基站和低能耗节点(例如picocell,femtocell,relays)组成的，目的是为了使网络更加接近终端用户。这样，无线链路质量会因为接发节点距离的缩短而提高。在多种解决室内覆盖的技术中，家庭基站由于价格低廉、增设位置灵活受到越来越多研究者的青睐。

家庭基站又被称为毫微微蜂窝（Femtocell），是一种低功率、低成本，易操作、根据需要自购买、自配置、自安装的小型蜂窝移动通信基站，主要用于家庭网络，也可在企业、高校以及公共热点地区进行小范围网络覆盖。家庭基站与用户的有线带宽网络相连接，当用户在使用某些数据业务时（如Internet访问），可以直接通过有线带宽网络，而不需要经过蜂窝网络。

图1为家庭基站系统的组成结构示意图。家庭基站用户（HUE，HomeeNBUE）是通过家庭基站接入网(HeNBAN，HomeeNBAccessNetwork)连接到核心网网络的，其中，HeNBAN由HeNB和家庭基站网关(HeNBGW，HomeeNBGateway)共同组成，通常在二者之间还会存在安全网关。HeNBGW主要执行的功能为验证家庭基站的安全性，处理家庭基站的注册和接入控制，负责交换核心网与家庭基站间的数据。家庭基站管理系统(HMS)对家庭基站进行运行维护管理，根据运营商要求配置和控制家庭基站，最主要为HeNB实现配置管理功能，包括位置信息的核实、为HeNB进行参数配置等。

随着科技的进步，家庭基站引入了封闭签约用户组(CSG，CloseSubscriberGroup)的概念，封闭式家庭式基站由于极大的保护了授权用户。家庭基站也就存在支持CSG和不支持CSG两种基站，同时，用户终端(UE)也有支持CSG和不支持CSG两种UE。对于签约用户的接入，称为以成员身份进入，等同于文中描述的其真实接入模式为Close；对于非签约用户的接入，称为以Open身份接入。

家庭基站网络中的干扰管理问题要比传统宏基站网络严重的多。首先，宏基站是由运营商有计划的部署的，而家庭基站是由用户随机安装的，并且家庭基站的数目远远多于宏基站的个数。其次，家庭基站没有专用的控制信道，很难及时解决干扰问题。随着家庭基站个数的增加，系统耗电量也会随之增加，因此，如何降低其能耗是目前各运营商迫切期待解决的问题，研究和开展通信基站的节能具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种家庭基站网络的节能控制方法，它可以显示减少家庭基站的能耗。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，家庭网络包括有家庭基站HeNB和家庭基站HeNB的签约用户HUE，HeNB包括有封闭模式和开放模式两种工作模式，封闭模式支持封闭签约用户组，开放模式不支持封闭签约用户组，其特征在于，所述家庭网络还包括有家庭基站网关HeNBGW，节能控制方法为：

1）节能区域内的HeNB将自身接入模式发送至HeNBGW；

2）HeNBGW将节能区域内的封闭模式HeNB设置为具有相同签约用户；

3）封闭模式HeNB按周期扫描自身覆盖区域内的用户个数和相邻封闭模式HeNB的导频信号功率，并创建邻区列表；

4）封闭模式HeNB向HeNBGW上报扫描到的用户个数信息和邻区列表信息；

5）HeNBGW根据上报的信息，判断出用户中的签约用户HUE，按照签约用户HUE个数从小到大顺序依次对封闭模式HeNB进行编号；

6）HeNBGW根据HeNB的编号从小到大依次判断HeNB中签约用户HUE是否可以切换到其他活动并且未达到最大用户数的封闭模式HeNB，若可以，则设置该HeNB进行睡眠，并将HUE转移到相邻编号最大且没有达到最大用户数的HeNB，若不可以，则保持正常工作。

进一步，步骤6）中设置为睡眠的HeNB和设置为正常工作的HeNB均扫描是否有新用户进入，若有，则进行以下操作：

7）若睡眠HeNB接收到新用户的接入请求，则等待该HeNB苏醒，苏醒后的HeNB将新用户信息发送至HeNBGW，并转入步骤8）；若正常工作HeNB接收到新用户的接入请求，则直接转入步骤8）；

8）HeNBGW根据上报的信息，判断新用户是否属于签约用户HUE，若不属于则结束，若属于，则转入步骤9）

9）判断接入HUE的HeNB用户数目是否小于它的最大值；若小于，则该HUE成功接入，若大于，则转入步骤10）；

10）HeNBGW判断此用户是否可以接入到其它活动HeNB，若不可以，则结束，若可以，则转入步骤9）。

进一步，所述睡眠HeNB在睡眠周期结束之后，再扫描是否有新用户进入。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明通过家庭基站睡眠的方法，减少了活动家庭基站的个数，从而减少了系统的总能耗，并且区分出了签约用户和非签约用户，从而保证了对于不同身份的新用户的区别处理，使得HeNB能真正实现对不同UE进行不同处理。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为家庭基站系统的组成结构示意图；

图2为本发明中家庭基站睡眠算法流程图；

图3为本发明中对新用户处理流程图；

图4为本发明中家庭基站睡眠算法具体实现流程图；

图5为本发明中授权用户接入选择流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种家庭基站网络的节能控制方法，如图4所示，包括以下步骤：

设家庭基站覆盖区域内的用户个数为U，导频信号门限为W，每个家庭基站可服务用户的上限为4；

当U=0时，该家庭基站进入睡眠状态；

当U不为0时，首先找到U=1的家庭基站，判断该用户是否属于CSG列表，若不属于，拒绝接入，那么该家庭基站进入睡眠状态；若属于，记下HUE接收到导频信号功率大于W的相应家庭基站；

设此时家庭基站个数为Y，家庭基站网关判断这Y个家庭基站是否有空闲资源，如果有，家庭基站网关让该用户接入到家庭基站用户数最多但是没有达到家庭基站可服务用户数目上限的家庭基站中；

若有几个相同的家庭基站具有相同的用户数目，那么就选择导频信号功率较强的家庭基站进行接入，若用户数和导频强度相同，那么该用户随机接入任一家庭基站；如果没有，那么该家庭基站保持活动；

更新列表，再按照上面的步骤依次统计U=2，3,...,n-1时的情况,其中n为家庭基站可同时服务的最大用户数目。

为本发明中授权用户接入选择流程图，如图5所示，包括以下步骤：

针对授权用户HUE，HUE根据所在家庭基站汇总邻区家庭基站的导频信号功率，并选择家庭基站用户数最多但是没有达到家庭基站可服务用户数目上限的家庭基站进行接入；

家庭基站汇总要接入的候选授权用户，将信息上报给家庭基站网关；

家庭基站网关根据用户与家庭基站的距离对候选用户进行处理，选择最近的候选用户进行接入，直到该家庭基站达到服务用户数目的上限为止。

授权用户接入之前还包括HeNBGW检测UE的能力以及注册的原因，若确定出UE不支持CSG且为紧急呼叫，那么HeNBGW就判断该UE是以开放身份接入，所述UE的能力以及注册的原因携带在所述HeNB向HeNBGW发送的UE注册消息中。

本发明家庭基站用户数目的大小对家庭基站进行编号，然后按照家庭基站的编号依次判断该家庭基站中的用户是否可以切换到其他活动的家庭基站。该方法不但降低了系统内活动家庭基站的个数和活动家庭基站间的干扰，而且提高了HUE的信噪比、活动家庭基站的吞吐量、能效和HUE平均吞吐量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种家庭基站网络的节能控制方法，所述家庭网络包括有家庭基站HeNB和家庭基站HeNB的签约用户HUE，HeNB包括有封闭模式和开放模式两种工作模式，封闭模式支持封闭签约用户组，开放模式不支持封闭签约用户组，其特征在于，所述家庭网络还包括有家庭基站网关HeNBGW，节能控制方法为：

1)节能区域内的HeNB将自身接入模式发送至HeNBGW；

2)HeNBGW将节能区域内的封闭模式HeNB设置为具有相同签约用户；

3)封闭模式HeNB按周期扫描自身覆盖区域内的用户个数和相邻封闭模式HeNB的导频信号功率，并创建邻区列表；

4)封闭模式HeNB向HeNBGW上报扫描到的用户个数信息和邻区列表信息；

5)HeNBGW根据上报的信息，判断出用户中的签约用户HUE，按照签约用户HUE个数从小到大顺序依次对封闭模式HeNB进行编号；

6)HeNBGW根据HeNB的编号从小到大依次判断HeNB中签约用户HUE是否可以切换到其他活动并且未达到最大用户数的封闭模式HeNB，若可以，则设置该HeNB进行睡眠，并将HUE转移到相邻编号最大且没有达到最大用户数的HeNB，若不可以，则保持正常工作；

步骤6)中设置为睡眠的HeNB和设置为正常工作的HeNB均扫描是否有新用户进入，若有，则进行以下操作：

7)若睡眠HeNB接收到新用户的接入请求，则等待该HeNB苏醒，苏醒后的HeNB将新用户信息发送至HeNBGW，并转入步骤8)；若正常工作HeNB接收到新用户的接入请求，则直接转入步骤8)；

8)HeNBGW根据上报的信息，判断新用户是否属于签约用户HUE，若不属于则结束，若属于，则转入步骤9)

9)判断接入HUE的HeNB用户数目是否小于它的最大值；若小于，则该HUE成功接入，若大于，则转入步骤10)；

10)HeNBGW判断此用户是否可以接入到其它活动HeNB，若不可以，则结束，若可以，则转入步骤9)。

2.如权利要求1所述的一种家庭基站网络的节能控制方法，其特征在于：所述睡眠HeNB在睡眠周期结束之后，再扫描是否有新用户进入。