CN104284345A - 一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法、系统和基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法、系统和基站，属于无线通信领域。本发明公开的多基站协同方法，包括：蜂窝系统规划时，将一组相邻的基站作为一个集群，从中配置一个主基站，剩余配置为辅基站；当蜂窝系统正常运行时，各辅基站对应的监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；主基站判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在业务转移操作完成后，主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。本发明还公开了一种应用于蜂窝系统的多基站协同系统和基站。本申请技术方案对无线系统的功耗和干扰进行优化，取得明显有效的收益。

Description

一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法、系统和基站

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法、系统和基站。

背景技术

由于无线通信的特殊性，各个相邻基站总是或多或少存在相互干扰的现象。因此在最开始设计的时候，基站之间相互协同，减少干扰总是优先被考虑。为了减少基站小区之间的干扰，提出了一系列的方法：

频率分割法：相邻小区分配不同的频带。

扰码正交法：相邻小区分配不同正交的扰码。

这些方法可以一定程度上减小小区之间的干扰，但是也存在一定限制。频率分割法的时候，需要额外占用不同的频带，而频带资源是无线通信领域的稀缺资源。扰码正交法，实际上达不到理想正交，相互之间还是有干扰的。

无线系统的功耗也一直是个问题，在无线系统运行维护过程中，电力开销已经是运营商支出的一个重要组成部分。但是由于无线系统是常开型设备，需要时刻维护整片区的有效覆盖，因此功耗设计一直没取得明显的进展。降低功耗的途径主要是制造工艺的进步，进行设备的小型化，集成化来进行的。然而随着这几年半导体工艺逼近理论值，未来一段时间内，小型化，集成化将会进入瓶颈，很难取得比较大的进展。

而当今，由于人们对无线接入需求的飞速增长，无线系统密度不断加大，单位平方公里的系统设备数目不断增大。然而这些无线系统设备在很多时候处理空运行状态，没有有效接入。比如在深夜，很多小区根本无任何终端接入，但是这些小区的系统设备还是必须处于工作状态，保证随时可无线接入。这些空运行的设备不断浪费了大量的能源，而且对周围小区也发出下行干扰信号，即浪费能源也不利于减少系统干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法、系统和基站，以协调功耗开销。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法，包括：

蜂窝系统规划时，将一组相邻的基站作为一个集群，从中配置一个主基站，剩余配置为辅基站，其中，每个辅基站对应一个监控器；

当蜂窝系统正常运行时，各辅基站对应的监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；

所述主基站判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

较佳地，上述的方法还包括：

所述主基站关闭该辅基站后，实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

较佳地，上述的方法中，所述业务转移操作的过程如下:

所述主基站判断业务量低于所述第一门限值的辅基站对应的辅小区的覆盖区域与主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。

较佳地，上述的方法中，所述覆盖处理和天线调整的过程如下：

所述主基站根据所述辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述辅小区。

本发明还公开了一种应用于蜂窝系统的多基站协同系统，包括一组相邻的基站，一个为主基站、剩余为辅基站，其中：

所述辅基站，配置有一个监控器，在蜂窝系统正常运行时，通过所述监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；

所述主基站，判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

较佳地，上述的系统中，

所述主基站关闭该辅基站后，实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

较佳地，上述的系统中，所述业务转移操作的过程如下:

所述主基站判断业务量低于所述第一门限值的辅基站对应的辅小区的覆盖区域与主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。

较佳地，上述系统中，所述覆盖处理和天线调整的过程如下：

所述主基站根据所述辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述辅小区。

本发明还公开了一种基站，包括：

收发单元，接收其他基站上报的业务量；

主处理器单元，在本基站为主基站时，判断接收到的其他辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

较佳地，上述基站还包括：

多路选通单元，在本基站为主基站，且对应管理有多个辅基站时，选择所要关闭的辅基站。

较佳地，上述基站中，该基站还包括覆盖处理单元和智能天线单元：

所述主处理器单元，在本基站为主基站时，判断业务量低于所述第一门限值的其他辅基站对应的辅小区的覆盖区域与本基站对应的主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时，通过所述智能天线单元计算新的天线配置参数信息进行天线调整，并调用所述覆盖处理单元进行覆盖处理，调整小区的覆盖区域，完成业务转移。

较佳地，上述基站中，所述覆盖处理单元根据所述其他小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述其他小区。

较佳地，上述基站还包括位置处理单元，

所述主处理器单元，在本基站为主基站，并关闭所述辅基站后，通过所述位置处理单元实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

较佳地，上述基站还包括：

辅处理器单元，在本基站为辅基站时，进行正常的业务处理及其协助主处理器完成相应的集群控制；

监控器单元，在本基站为辅基站时，监控本基站对应的辅小区对应的业务量，并将业务量上报给主基站。

本申请技术方案，利用当前无线发展的新特点，充分利用新无线系统的功能和特性，对无线系统的功耗和干扰进行优化，取得明显有效的收益。且具有如下优点：

1、系统干扰抵：由于蜂窝系统是相干扰系统，各个基站相互干扰，本申请技术方案可以使部分基站处于休眠状态，停止无线电辐射，降低系统干扰。

2、性能高：由于系统干扰降低，因此系统的整体性能有一定幅度的提高。

3、低成本：相互协调合作，可以减少功耗开销。一个小基站的功耗是100W，按每天一半时间，每度电1.5RMB，产品周期10年，那么在产品的生命周期中运维成本将降低13140RMB。

附图说明

图1为简单场景下采用本发明进行多基站协同的示意图；

图2为复杂场景下采用本发明进行多基站协同的示意图；

图3为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

由于无线业务是动态变化的，有时候业务量大，有时候小，系统整体性价比是不断变迁的。因此，本申请发明人提出，可以根据实际应用场景的变化，动态的调整相邻小区相邻基站的相互关系，使众多基站的联合系统的性能，容量，干扰，功耗动态的逼近最优秀的理想值。

基于上述思想，本实施例提供一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法，包括如下步骤：

步骤一、蜂窝系统规划时，将一组相邻的基站作为一个集群，从中配置一个主基站，剩余配置为辅基站，其中，每个辅基站对应一个监控器；

具体地，该步骤根据规划，把系列相邻的小区设置为一个统一的集群。其中集群中，设置其中一个小区为主小区，其他的小区为辅小区。主小区的覆盖区域是可配置的。每个辅小区有一个对应的监控器，用来统计辅小区的业务量。简单的典型集群模型如图1所示。只有一个主基站，一个辅基站，并且在正常情况下主基站的覆盖区域就已经包含了辅基站。这种情况下主基站在协同的时候不需要进行覆盖调整和智能天线的重配置，系统之间协调较简单。

步骤二、当蜂窝系统正常运行时，各辅基站对应的监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给主基站；

该步骤中，各辅基站将统计的业务量信息上传给主基站时，可以采用实时、周期或按条件触发的任意方式进行上报，在此并不限制上传方式。

步骤三、所述主基站判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

具体地，主基站根据软件配置的第一门限值，判断辅小区的业务量是否低于第一门限值，如果低以第一门限值，则启动业务转移操作。其中，当辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。具体地，天线根据配置参数进行调整，从而调整覆盖区域及其能量大小，主小区的覆盖区域变大，辅小区的覆盖区域变小。主基站和辅基站进行联合协调工作，把原辅小区业务转移到主小区业务。

当完成上述业务转移后，主基站通告辅基站对应的控制器，关闭辅基站的工作。达到减少辅基站的功耗开销，及其降低辅基站对周围小区的干扰。集群进入低功耗，低干扰的状态。

在上述方法的基础上，主基站还可以进行覆盖判断，判断辅小区和主小区的覆盖关系。如果辅小区的覆盖区域是主小区覆盖区域的子集，则主小区不需要进行智能天线配置参数的更新，否则重新计算天线配置参数。另外，考虑到，一个主基站可能对应N个区域有N个辅基站。当主基站业务太多，无法处理时，需要开启辅基站。因此，主基站还可以统计各个业务对应终端的位置信息以确定哪个方向，哪个区域业务比较多，最终确定哪个辅基站开启。并且主基站可将原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到门限值的时候，则启动辅小区唤醒功能。需要说明的是，进行逆向业务转移和覆盖处理过程，主小区覆盖减小，辅小区覆盖增大，将一部分业务从主小区转移到辅小区进入到正常工作模式。

还要说明是，在本申请中由于根据描述需要，有时候采用主基站，有时采用主小区，均为同一个概念。同理，有时候也用辅小区，辅基站来描述。也就是说也就是说集群中镶嵌集群，由简单集群组成复杂集群。一种复杂集群如图2所示。集群1镶嵌在集群2种，基站A是集群1的主基站，但在集群2中，可以变成辅基站。下面按照基站集群的工作状态迁移，描述系统从正常状态，到低功耗状态，再到正常状态具体实施步骤：

步骤1：系统规划的时候，定义一组相邻的基站为一个集群，这一个集群中的基站分两种类型，一种是主基站，一种是辅基站。其中集群的定义，主基站辅基站的分类都是允许动态调整的。

步骤2：辅基站工作的时候，同时开启对应的监控器。监控器统计辅基站处理的业务信息，业务信息可以按接入终端数进行统计，也可以按带宽使用率进行统计，可以动态配置，我们以终端数为例进行说明。同时监控器自己统计的业务信息同步更新给主基站。

步骤3：主基站根据事先配置的第一门限，判断当前辅基站处理的业务信息是否已经低于门限值，如果低于门限值，则主基站启动进行集群系统工作状态调整的准备，首先判断当前主基站覆盖区域和辅助基站覆盖区域的关系，如果辅助基站覆盖区域是主基站覆盖区域的子集，则不需要进行覆盖处理和天线调整，直接进行业务转移。如果不为子集，则进行覆盖处理和天线调整。

步骤4：进行覆盖处理和智能天线调整，根据辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数（注：在定义系统集群，定义主基站，辅基站的时候，需要确保此定义下，主基站可以覆盖辅小区，并不影响周围基站工作）。智能天线根据新产生的参数信息，进行天下阵列的调整，定向覆盖了辅小区。

步骤5：执行业务转移，辅基站降低发射功率，同时减小覆盖区域面积。终端监控基站信号的强弱，从辅基站转移到主基站，最后确保辅基站服务终端数为零。

步骤6：进行集群工作状态的转移。主基站栽确定辅基站服务终端数为零的情况下，下达控制指令给辅基站对应的控制器，控制关闭辅基站。辅基站关闭后，不再向外进行广播，也不对周围区域进行干扰，同时节省了辅基站的功耗开销。集群处于低功耗，低干扰状态。

步骤7：主基站统计经过调整后的主小区内的终端数，同时对这些终端进行位置处理，区分哪些终端属于原主小区，哪些终端属于原辅小区的。如果原辅小区终端数达到门限值，则辅基站对应的控制器将接启动控制命令，启动辅基站进行工作。辅基站增加发射功率和覆盖范围，主基站进行覆盖参数计算，调整天线阵列系数，根据实际调整覆盖范围和发射功率。对应的终端根据功率信息，有主小区切换到辅小区内，满足系统高性能，大容量的应用场景。

本实施并不包含所有的专利运用场景，而是描述了一种典型简单的场景的实施步骤。但是同样的实施经过规则的扩展可以运用在复杂的组合镶嵌场景中。

实施例2

本实施例提供一种基站，可作为上述实施例1中的主基站或辅基站，具体可动态调整。该基站至少包括收发单元和主处理器单元。

收发单元，接收其他基站上报的业务量；

主处理器单元，在本基站为主基站时，判断接收到的其他辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在业务转移操作完成后，通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

在上述基站的基础上，还包括：多路选通单元，在本基站为主基站，且对应管理有多个辅基站时，选择所要关闭的辅基站。

还包括覆盖处理单元和智能天线单元，此时基站架构如图3所示，主处理器单元，在本基站为主基站时，判断业务量低于第一门限值的其他辅基站对应的辅小区的覆盖区域与本基站对应的主小区的覆盖区域的之间的关系，当辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时，通过智能天线单元计算新的天线配置参数信息进行天线调整，并调用覆盖处理单元进行覆盖处理，调整小区的覆盖区域，完成业务转移。其中，覆盖处理单元可以根据其他小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖其他小区。

另外，基站还包括位置处理单元，此主处理器单元，在本基站为主基站，并关闭辅基站后，通过位置处理单元实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。具体地，位置处理单元可以采用基站定位方法，也可以采取采集终端反馈的定位信息的方法，本实施例中不进行限定。

基站作为辅基站时，还包括：

辅处理器单元，在本基站为辅基站时，进行正常的业务处理及其协助主处理器完成相应的集群控制；

监控器单元，在本基站为辅基站时，监控本基站对应的辅小区对应的业务量，并将业务量上报给主基站。

实施例3

本实施例提供一种应用于蜂窝系统的多基站协同系统，包括一组相邻的基站，其中一个为主基站、剩余为辅基站。下面介绍各部分的功能。

辅基站，配置有一个监控器，在蜂窝系统正常运行时，通过所述监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；

主基站，判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

需要说明的是，主基站关闭该辅基站后，实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

其中，业务转移操作的过程如下:

主基站判断业务量低于所述第一门限值的辅基站对应的辅小区的覆盖区域与主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。

而覆盖处理和天线调整的具体过程可参见如下操作：

主基站根据所述辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述辅小区。

从上述实施例可以看出，本申请技术方案节省功耗开销，同时可以减低干扰，且提高性能。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种应用于蜂窝系统的多基站协同方法，其特征在于，该方法包括：

蜂窝系统规划时，将一组相邻的基站作为一个集群，从中配置一个主基站，剩余配置为辅基站，其中，每个辅基站对应一个监控器；

当蜂窝系统正常运行时，各辅基站对应的监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；

所述主基站判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述主基站关闭该辅基站后，实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述业务转移操作的过程如下:

所述主基站判断业务量低于所述第一门限值的辅基站对应的辅小区的覆盖区域与主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述覆盖处理和天线调整的过程如下：

所述主基站根据所述辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述辅小区。

5.一种应用于蜂窝系统的多基站协同系统，其特征在于，该系统包括一组相邻的基站，其中一个为主基站、剩余为辅基站，其中：

所述辅基站，配置有一个监控器，在蜂窝系统正常运行时，通过所述监控器实时更新统计本辅基站对应的小区区域的业务量，将统计的业务量信息上传给所述主基站；

所述主基站，判断所收到的辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，所述主基站通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述主基站关闭该辅基站后，实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述业务转移操作的过程如下:

所述主基站判断业务量低于所述第一门限值的辅基站对应的辅小区的覆盖区域与主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时,进行覆盖处理和天线调整。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述覆盖处理和天线调整的过程如下：

所述主基站根据所述辅小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述辅小区。

9.一种基站，其特征在于，该基站包括：

收发单元，接收其他基站上报的业务量；

主处理器单元，在本基站为主基站时，判断接收到的其他辅基站上报的业务量低于预先配置的第一门限值时，启动该辅基站的业务转移操作，在所述业务转移操作完成后，通过该辅基站对应的控制器关闭该辅基站。

10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，还包括：

多路选通单元，在本基站为主基站，且对应管理有多个辅基站时，选择所要关闭的辅基站。

11.如权利要求9所述的基站，其特征在于，该基站还包括覆盖处理单元和智能天线单元：

所述主处理器单元，在本基站为主基站时，判断业务量低于所述第一门限值的其他辅基站对应的辅小区的覆盖区域与本基站对应的主小区的覆盖区域的之间的关系，当所述辅小区的覆盖区域是主小区的覆盖区域的子集时，直接进行业务转换，当所述辅小区的覆盖区域并非主小区的覆盖区域的子集时，通过所述智能天线单元计算新的天线配置参数信息进行天线调整，并调用所述覆盖处理单元进行覆盖处理，调整小区的覆盖区域，完成业务转移。

12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，

所述覆盖处理单元根据所述其他小区的覆盖区域，更新计算新的天线配置参数，智能天线根据新的天线配置参数，进行天下阵列的调整，定向覆盖所述其他小区。

13.如权利要求9至12任一项所述的基站，其特征在于，该基站还包括位置处理单元；

所述主处理器单元，在本基站为主基站，并关闭所述辅基站后，通过所述位置处理单元实时统计各个业务对应终端的位置信息，将所关闭的原辅小区内的终端归为一类，当主小区或者原辅小区内的业务量达到预先配置的第二门限值时，则启动辅基站唤醒功能。

14.如权利要求13所述的基站，其特征在于，该基站还包括：

辅处理器单元，在本基站为辅基站时，进行正常的业务处理及其协助主处理器完成相应的集群控制；

监控器单元，在本基站为辅基站时，监控本基站对应的辅小区对应的业务量，并将业务量上报给主基站。