CN104519556B

CN104519556B - 移动中继系统及其实现基站节能的方法和基站

Info

Publication number: CN104519556B
Application number: CN201310459648.0A
Authority: CN
Inventors: 许森; 孙震强; 朱彩勤
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-07-24
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN104519556A

Abstract

本发明公开了一种移动中继系统及其实现基站节能的方法和基站，涉及无线通信领域。本发明提供的基站节能方案，通过源施主基站把经过其覆盖区域的移动中继的速度以及资源使用情况等信息通知给该移动中继节点即将到达的目标施主基站，目标施主基站根据这些统计信息确定资源开启时间以及资源的配置，使得高铁沿线的施主基站可以根据移动中继节点的负载需求动态的使用资源，实现了基站能耗的降低，并且相对于OMC静态预配置方案，可以减少人工参与，降低了网络的运维成本。

Description

移动中继系统及其实现基站节能的方法和基站

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种多载波移动中继系统及其实现基站节能的方法和基站。

背景技术

考虑到未来LTE（长期演进）以及后续演进网络在高铁场景中的应用，3GPP（第三代合作伙伴计划）在R11中进行了移动中继（Mobile Relay，MR）的标准研究，其思想主要是利用移动中继技术解决在高铁覆盖场景中车厢内终端用户的语音和数据业务速率低、用户感受差的问题。

移动中继可以部署在高速列车中，其网络架构参考图1所示。移动中继系统的RAN（无线接入网）侧的网元分别是DeNB（Donor eNodeB，施主基站）和MRN（Mobile Relay Node，移动中继节点）。其中DeNB集成了部分核心网的功能，从移动中继节点的角度来看，DeNB相当于核心网，从普通UE（用户设备）的角度来看，移动中继相当于基站。DeNB与移动中继节点之间通过无线链路来传输信令以及数据，因此这种网络架构具有三种空口链路：处于高铁中的用户终端到移动中继节点的链路称为Access Link（接入链路），该链路上除了LTE技术外，还可以支持2G/3G等口空技术，例如对于CDMA2000运营商而言，需要支持EV-DO以及1X。移动中继节点到DeNB的链路称为Backhaul Link（回程链路），这个链路采用LTE的空口接入技术。DeNB与铁路附近的其他普通用户的空口链路称为Direct Link（直接链路）。为了避免Access link和Backhaul link 相互干扰，可以采用TDM（时分复用）的模式避免干扰。图2为DeNBBackhaul子帧结构示意图。需要说明的是，不是所有的子帧都可以配置成Backhaul子帧，在FDD（频分双工）系统子帧0,1,5,6就不可以作为Backhaul子帧。当利用MBMS（多媒体广播多播业务）子帧做Backhaul传输时，Macro-UE（即DeNB服务的UE）和R-UE（移动中继服务的UE）被指定为MBMS子帧，因此，Macro-UE和R-UE将会在前3个符号处分别接受来自DeNB和移动中继节点的PDCCH，而DeNB的下行数据将利用后面剩下的符号传递给移动中继节点，这样可以避免R-UE收不到MRN发来的PDCCH（物理下行控制信道）的问题。另外，在MRN端，需要在发送PDCCH的符号与接受来自DeNB的符号间插入一个gap（间隙），做为MRN的收发转换时间。

基站节能一直是运营商和标准化组织如3GPP所关注的重要方面，在城区以及郊区的覆盖场景中，通常采取载波关断以及射频关断等方式对业务量较低或者无业务的载波或者小区进行关闭，从而实现能耗的降低。图3为蜂窝结构的节能场景示意图。宏基站中的节能策略通常是由于某些基站负载较低，因此关闭该基站，并由周围的基站进行覆盖补偿。相比于蜂窝结构中的节能策略，高铁场景有如下特点：

1.对于铁路沿线而言，在列车通过后，通常附近是没有用户的，相比于市区内的宏基站，铁路沿线的基站可以直接关闭，而无需进行覆盖补偿。

2.基站载波的利用率低：基站只有在列车通过的时候才会被使用，以基站间距为1.5Km为例，而当前高铁的车速在150Km到300Km之间，因此每个基站的通过时间在18秒到36秒之间。而当前高铁列车发车间距至少在5分钟以上，有些在半小时左右。因此铁路沿线的基站相比于城区和郊区的宏基站而言其使用率更低。

3.每趟列车的业务在时间和空间上的不均衡：每趟列车由于各种原因，其业务量在不同的时间段、运行区域以及不同的车次之间都是不同的。

4.需要避免移动中继的承载切换失败：在移动中继系统中，每个终端的承载都需要映射到移动中继的某个承载中，如果移动中继的承载在切换过程中因为目标基站的资源不足而导致无法接入新基站，将导致映射到中继承载的多个终端的业务中断，从而影响了多个终端的业务体验。

因此，为基站配置合适的载波数量和用于Backhaul Link的子帧配置，不仅可以有效的降低资源浪费，还可以保证移动中继节点中的终端业务的质量。

根据高铁业务特点，高铁场景节能方案面临的主要问题有：

1.哪个网元指示节能基站进行关断和开启操作？

2.何时打开载波？

3.打开或者关闭多少载波？

对于问题1和问题2，基站的载波在列车到达前打开，以保证后续列车业务的质量和连续性。当前LTE以及CDMA现网中，关断策略主要是采用OMC（操作维护中心）来进行配置。而在高铁场景中，需要根据中继当前的位置以及速度来估计到达目标小区的时间，如果采取OMC配置的方案，需要基站时刻上报移动中继的位置以及速度信息给OMC，考虑到高铁覆盖场景非常大，每个OMC可能只覆盖一定的区域，并且不同厂家的OMC之间，南向接口都是非标准化的，因此在实际的部署中该方法是不可行的。即使所有的基站设备都采用同一家设备，不同厂家OMC之间通信不存在问题，但是由于OMC需要监控所有的列车并且时刻为其覆盖范围内的基站发送或者修改配置信息（列车的速度是变化的），因此对OMC的计算处理负担以及设备与OMC的南向接口上的信令负载都提出了极大的挑战，从实现的角度来说也是非常困难的。

对于问题3，主要是解决对于即将到达的列车需要准备多少载波以及Backhaul子帧可以满足其空口需要，对于需要进行节能的DeNB而言，需要了解该移动中继当前的负载需求并预测其将来的负载需求。而当前3GPP的标准中，对于负载信息的交互过程主要采取基站间通过X2消息交互的过程，这个过程是一个双向的Class2过程，小区之间交互的负载信息包括硬件负载、TNL负载、空口负载和复合的负载信息。而中继系统中，Backhaul link只是固定占用了下行的某些子帧以及PRB，并且当前标准中的负载信息是基于所有用户总的统计结果，而不是基于某个用户（如MRN）的统计结果，因此中继系统无法复用3GPP当前标准中的内容。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提出一种适用于高铁场景的移动中继系统的基站节能方案。

根据本发明实施例的一个方面，提出一种移动中继系统中实现基站节能的方法，包括：目标施主基站接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间；目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置。

根据本发明实施例的再一个方面，提出一种移动中继系统中实现基站节能的目标施主基站，包括：统计信息获取单元，用于接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；资源开启单元，用于根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间；资源配置单元，用于根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置。

根据本发明实施例的又一个方面，提出一种移动中继系统，包括：前述的目标施主基站、源施主基站以及移动中继节点；源施主基站，用于根据移动中继节点切入和切出小区的关系确定该移动中继节点的运行方向，统计移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况，将移动中继节点在源施主基站驻留期间的统计信息以及移动中继的类型和配置信息发送到该运行方向上的目标施主基站。

本发明提供的基站节能方案，通过源DeNB把经过其覆盖区域的移动中继的速度以及资源使用情况等信息通知给该移动中继节点即将到达的目标DeNB，目标DeNB根据这些统计信息确定资源开启时间以及资源的配置，使得高铁沿线的DeNB可以根据移动中继节点的负载需求动态的使用资源，实现了基站能耗的降低，并且相对于OMC静态预配置方案，减少人工参与，降低了网络的运维成本。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出移动中继的网络结构示意图。

图2示出DeNB Backhaul子帧结构示意图。

图3示出蜂窝结构的节能场景示意图。

图4示出本发明源施主基站与目标施主基站之间通过MME进行消息传递的示意图。

图5示出本发明源施主基站关断载波的流程示意图。

图6示出本发明目标施主基站设置定时器和资源配置的流程示意图。

图7示出本发明目标施主基站资源配置和更新过程示意图。

图8示出本发明移动中继系统的结构示意图。

图9示出本发明目标施主基站的结构示意图。

图10示出本发明目标施主基站实现基站节能的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于现有蜂窝系统的节能方案无法适用于高铁场景的业务特点，本发明提出一种可以适用于高铁场景的移动中继系统的基站节能方案。本发明提供的基站节能方案，通过源DeNB把经过其覆盖区域的移动中继的速度以及资源使用情况等统计信息通知给该移动中继节点即将到达的目标DeNB，目标DeNB根据这些统计信息确定资源开启时间以及资源的配置，使得高铁沿线的DeNB可以根据移动中继节点的负载需求动态的使用资源，从而实现基站能耗的降低。下面详细说明本发明的技术方案。

本发明将移动中继节点（可以简称为移动中继）当前驻留的基站称为源施主基站，源施主基站所服务的小区称为源小区，移动中继节点即将到达的基站称为目标施主基站，目标施主基站所服务的小区称为目标小区。

源施主基站的操作策略主要涉及三方面的内容，分别是：移动中继节点的运行速度和资源使用情况等相关信息的统计；统计信息和配置信息转发给目标施主基站；源施主基站关断部分载波资源。下面分别具体说明。

1）移动中继节点的运行速度和资源使用情况等相关信息的统计

1.根据移动中继节点切入和切出小区的关系确定该移动中继节点的运行方向。

2.根据移动中继节点切入时间和切出时间以及小区的覆盖距离确定该移动中继节点的运行速度。

3.统计移动中继在驻留期间总的NGBR业务的实际服务速率。其中一种统计方法为：根据移动中继节点在驻留期间上下行发送数据的PDCP（分组数据汇聚协议）层数据量信息，利用总的数据量除以时间即可得到NGBR业务的实际服务速率。

2）统计信息和配置信息转发给目标施主基站

源施主基站根据移动中继节点的运行方向，把相关的统计信息和配置信息转发给该运行方向上的目标施主基站。其中，OMC可以为源施主基站在每个运行方向上预先配置一个或者多个目标施主基站。例如，在向北的方向可以为源DeNB配置三个目标DeNB，分别距源DeNB为3公里，5公里以及7公里。

源DeNB转发给目标DeNB的信息包括但不限于以下内容：

1.源DeNB的标识。

2.目标DeNB的标识。

3.移动中继作为UE的标识。

4.移动中继的运行速度信息。

5.移动中继在驻留期间总的GBR承载和NGBR承载的QOS参数。其中，QOS参数包括QCI（服务质量等级标识）、上行PBR（优先级比特速率）、下行MinBR。移动中继在驻留期间相当于UE，QCI信息可以由MME提供。根据QCI指示的等级可以确定承载是GBR（保证比特速率）业务还是NGBR（非保证比特速率）业务。MinBR是本发明为了保证用户体验，为下行NGBR业务定义的最小比特速率，该值可以由OMC配置。

6.所有NGBR业务的实际服务速率。移动中继在源DeNB驻留期间的资源使用情况包括第5项和第6项内容。

7.移动中继在接入链路上的配置信息：子载波个数和每个子载波上的ACCESS子帧配置信息。

8.移动中继的类型，包括type1b类型和type1a类型，其中type1b类型的移动中继需要考虑Bakhaul子帧与Access子帧之间的干扰，type1a类型的移动中继无需考虑Bakhaul子帧与Access子帧之间的干扰。具体实现时，可以使用1bit来指示移动之间是type1b类型还是type1a类型。

需要说明的是，源DeNB还可以将无线的双工制式（如FDD、TDD等）发送给目标DeNB。当然，由于在一个系统中，双工制式通常是相同的，因此，源DeNB也可以省略不发送双工制式信息，所有DeNB可以采用默认配置。

另外，源施主基站与目标施主基站之间的消息传递可以采用两个节点之间的X2消息，也可以通过集中节点（如MME）进行转发。图4示出源施主基站与目标施主基站之间通过MME进行消息传递的示意图。如图4所示，源施主基站向MME发送节能消息（Energy SavingInformation），MME接收到节能消息之后，将节能消息转发给目标施主基站。

3）源施主基站关断部分载波资源

图5示出本发明源施主基站关断载波的流程示意图。如图5所示，源施主基站关断载波可以包括以下步骤：

S501，在移动中继节点切出源施主基站后，源施主基站统计当前上行方向和下行方向的非移动中继承载，即分别统计上行、下行方向单位时间内最小的PRB（物理资源块）需求数量。

其中一种统计方法如下：

下行方向的非移动中继承载为：当前非移动中继中所有下行GBR承载占据的PRB个数与所有下行NGBR承载目标速率需求的PRB个数之和。公式表示如下：

其中，R_{NR_d}表示下行方向的非移动中继承载，R_GBR,d表示实际测量的所有下行GBR承载占用的资源（如PRB个数），表示第i类的下行NGBR承载目标速率需求的PRB个数，目标速率值可以由网管进行配置。

上行方向的非移动中继承载为：当前非移动中继中所有上行GBR承载占据的PRB个数与所有上行NGBR承载目标速率需求的PRB个数之和。公式表示如下：

其中，R_{NR_u}表示上行方向的非移动中继承载，R_GBR,u表示实际测量的所有上行GBR承载占用的资源（如PRB个数），表示第i类的上行NGBR承载目标速率需求的PRB个数，目标速率值可以由网管进行配置。

S502，根据当前上行方向和下行方向的非移动中继承载计算所需要的最小载波数。

上下行方向上最小的PRB需求数量除以每个载波可以容纳的PRB个数，即可以得到上下行方向所需要的载波个数，那么所需要的最小载波数量就是上下行方向所需要的载波数中最大的那个。公式表示如下：

其中，N_f表示最小载波数，R_Available表示每个载波可以容纳的PRB个数，max(,)表示二者中取最大的运算。

S503，根据当前配置的载波数和需要的最小载波数确定需要去激活的载波数。

具体的，需要去激活的载波数为N_S-N_f，其中N_S为当前配置的载波数量。如果N_S-N_f>0，则进入到步骤S504，否则无需关闭任何载波，流程结束。

S504，将需要去激活的载波上的用户切换到非去激活的载波上。修改主载波上的系统信息，并通过寻呼和RRC消息通知覆盖区域内所有的用户N_S-N_f载波需要去激活。

S505，按照确定的载波数关闭需要去激活的载波。

目标施主基站的操作策略是：目标施主基站为每个运行方向设置至少一个定时器和资源配置，每个定时器和资源配置都对应于一个移动中继节点。

图6为目标施主基站设置定时器和资源配置的流程示意图。如图6所示，目标施主基站设置定时器和资源配置包括以下步骤：

S601，目标DeNB接收源DeNB发送的节能消息，其中，节能消息携带的信息参考前述源DeNB操作策略第2）部分源DeNB转发给目标DeNB的统计信息和配置信息等。

S602，目标DeNB检查是否有定时器与消息中的移动中继节点关联，也即检查消息中的移动中继节点是否已知。

如果有定时器与消息中的移动中继节点关联，根据节能消息携带的信息更新定时器（S603a）和资源配置（S603b）。

如果没有定时器与消息中的移动中继节点关联，启动定时器T_i，并与该移动中继节点关联（S604a）；计算目标DeNB需要为移动中继节点配置的资源，并建立一个新的资源配置与该移动中继节点关联（S604b）。

当移动中继节点从目标DeNB切出时，可以删除定时器T_i与该移动中继节点的关联关系，并关闭定时器以及删除资源配置。

对于目标施主基站来说，如图10所示，实现基站节能的方法包括：D1，目标施主基站接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；D2，目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间；D3，目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置。

定时器值的计算方法：目标施主基站根据其与源施主基站之间的距离和移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度，确定移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间，然后站根据确定出的移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间以及预先配置的资源提前打开的阈值，确定目标施主基站资源的开启时间。定时器的值可以用如下公式表示：

其中，定时器的值T_i表示T_i秒后开启载波或者扇区，其中D_i表示源DeNB和目标DeNB之间的距离，该参数可以由OMC预先配置，V_i表示移动中继节点的运行速度，Th表示载波或者扇区提前打开的阈值，该参数可以由OMC配置。

资源配置和更新过程：由于DeNB除了为移动中继节点提供服务，还可能为铁路沿线的其他用户提供，因此目标施主基站计算本小区中非移动中继节点的承载负荷，然后根据即将切换到本基站的移动中继节点在源施主基站驻留期间承载的服务质量参数和业务传输速率，估计该移动中继节点的负载，最后根据移动中继的类型和配置信息、本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置。具体实现过程参见图7所示：

S701，目标施主基站计算本小区中非移动中继节点的承载负荷，包括非移动中继节点的下行承载负荷和上下行承载负荷。

下行方向：目标施主基站将其已有下行GBR业务占用的资源与已有下行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的下行承载负荷。公式表示如下：

其中，R_{NR_d}表示非移动中继节点的下行承载负荷，R_GBR,d表示实际测量的所有下行GBR承载占用的资源，表示计算第i类已有下行NGBR承载最小比特速率需要占用的资源。OMC为非移动中继用户的每种NGBR承载设置一个最小比特速率MinBR_i，MinBR_i表示对于该业务用户能够接受的最小速率，则其中SBR_i表示实际的服务速率，Num_i表示第i类NGBR业务实际占用的PRB资源。

上行方向：目标施主基站将其已有上行GBR业务占用的资源与已有上行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的上行承载负荷。公式表示如下：

其中，R_{NR_u}表示非移动中继节点的上行承载负荷，R_GBR,u表示实际测量的已有上行GBR承载占用的资源，表示计算第i类的已有下行NGBR承载PBR需要占用的资源，则PBR_i表示该类型业务i的优先级比特速率。

S702，目标施主基站确定本小区中移动中继节点的数量，并根据即将切换到本基站的移动中继节点在源施主基站驻留期间承载的服务质量参数和业务传输速率估计所有移动中继节点的负载。

目标施主基站判断是否会有多个移动中继节点在目标DeNB的覆盖范围内相遇，如果相遇，则需要估计多个移动中继节点的负载，如果没有相遇，则需要估计一个移动中继节点的负载。

每个移动中继节点的负载估计方法包括：目标施主基站根据业务的CQI（信道质量指示）信息得到每个PRB（物理资源块）能够承载的比特数M_b；根据源施主基站提供的移动中继节点承载的服务质量参数和业务传输速率计算每个时间单位需要传送的比特数（对于下行方向，目标施主基站将所有下行GBR业务的保证比特速率以及所有下行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位下行需要传送的比特数，其中每一类型下行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型下行NGBR业务的实际服务速率和最小速率中的最大值决定；对于上行方向，目标施主基站将所有上行GBR业务的保证比特速率以及所有上行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位上行需要传送的比特数，其中每一类型上行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型上行NGBR业务的实际服务速率和优先级比特速率中的最大值决定）；将每个时间单位需要传送的比特数与每个PRB能够承载的比特数进行除法运算，并根据运算得到的商确定该移动中继节点的负载R_total。

对于下行方向的新增资源数（即移动中继节点的下行负载）的计算公式为：

对于上行方向的新增资源数（即移动中继节点的上行负载）的计算公式为：

其中和分别表示源DeNB提供的第i类下行/上行GBR业务的保证比特速率，而和表示源DeNB提供的第j类下行/上行NGBR业务的实际服务速率。由于Backhaul子帧的结构中PDSCH（物理下行共享信道）中包含了R-PDSCH和R-PDCCH，前面的计算仅考虑了R-PDSCH，η表示加入了R-PDCCH后，整体对PDSCH的需求，η与高层配置的RRC参数RN-SubframeConfig有关。MinBR_j和PBR_j均为服务质量参数，MinBR_j表示对于该类型业务j用户能够接受的最小速率，PBR_j表示该类型业务j的优先级比特速率。

S703，目标施主基站根据移动中继的类型和配置信息、本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置。

具体地，目标施主基站根据预先配置的负载波动参数，在移动中继节点负载的基础上提高需要传送的PRB数量；根据移动中继节点的类型以及接入链路上的载波配置和接入子帧配置确定载波能满配的最大回程子帧数量，根据载波能满配的最大回程子帧数量以及单个回程子帧可用于传输中继物理下行共享信道的PRB数量确定子载波可以作为回程子帧的等效PRB数量；将需要传送的PRB数量与子载波可以作为回程子帧的等效PRB数量进行除法运算得到需要子载波的数量；判断该数量的子载波能否承载非移动中继节点的承载负荷，如果该数量的子载波能够承载非移动中继节点的承载负荷，则配置该数量的子载波，如果该数量的子载波不能承载非移动中继节点的承载负荷，则增加子载波以承载非移动中继节点的承载负荷。

为了使本发明的方案更加清楚，下面结合公式描述子载波和Backhaul子帧的配置方案。

假设不能配置Backhaul子帧（如FDD子帧#0,1,5,6）中PRB的可用总数量为：R_NBackhaul。R_NBackhaul的值可以根据双工制式FDD或TDD确定。

单个Backhaul子帧中可用于传输R-PDSCH的PRB数量为：R_{Available_Backhaul}。

一个帧中可以用于承载非移动中继承载的PRB数量为：R_Available

对于下行方向，考虑前N_fB个子载波中Backhaul子帧满配的情况，

则：

其中，TH表示子帧计算的PRB波动值，N_max表示可以配置的最大载波数量，min表示取小运算，表示向上取整，N_m表示载波能满配的最大回程子帧数量，该值例如可以是6，根据移动中继节点的类型以及接入链路上的载波配置和接入子帧配置可以确定载波能满配的最大回程子帧数量。由于Backhual链路与Access链路的子帧配置是正交的，如果中继的Access链路使用了某些子帧，则Backhual链路无法使用这些子帧。因此，对于需要考虑干扰的type1b型的移动中继节点，可以根据每个子载波上的ACCESS子帧配置，并且根据协议TS36.806中的Backhaul子帧分配方法来判断该子载波上能获得的最大的下行Backhual子帧个数和上行Backhual子帧个数。对于无须考虑干扰的type1a型的移动中继节点，N_m可以由网管进行配置，最大值为每个帧中最大的下行帧或上行帧个数。

前N_fB个子载波中的非Backhaul子帧上可承载的PRB总数为：

R_NBackhaul×N_fB，

若这些资源仍不能满足即满足条件R_{NR_d}-R_NBackhaul×N_fB>0，则需要申请新的子载波以容纳这些业务，则总的载波数为：

因此下行方向总的资源分配数量方案为：

上行方向的资源分配数量方案与下行方向的资源分配数量方案相似，这里不再赘述。

为了使本发明的方案更加清楚，基于上述基站节能方案，下面列举一些具体应用的实施例。

实施例1：本实施例主要描述DeNB之间用于节能的信令交互过程，其中源DeNB的标识为DeNB1，在移动中继节点MRN经过该DeNB1后，把统计的相关结果利用S1消息发送给MRN的MME，并由MRN的MME转交给目标DeNB。源DeNB中配置了在向北的方向上共有三个基站需要传递节能信息，其标识分别是3KM的DeNB2，5.5公里的DeNB3和8公里的DeNB4。

步骤1：移动中继节点MRN1，从DeNB1切换到其邻区DeNB10后，DeNB1计算MRN1在其驻留时间段内的平均每个帧内GBR业务的R-PDSCH的PRB使用数量，上行方向为R_GBR,u，下行方向为R_GBR,d，NGBR业务下行按照自定义的MinBR、上行按照PBR速率来这算每个NGBR承载的等效的PRB使用数量和DeNB1关闭为MRN1设置的定时器T1，删除资源配置信息。

步骤2：DeNB1通过移动中继的切换顺序判断出移动中继的移动方向，并构造消息Energy Saving Information发送给MRN的MME，其中消息中的目标基站是在该方向上预配置的目标DeNB，分别为DeNB2，DeNB3和DeNB4。以发送给DeNB2的消息Energy SavingInformation为例，消息中包含的内容为：

源基站的标识：DeNB1

目的基站的标识：DeNB2

移动中继的UE标识：MRN1

移动中继的速度信息

移动中继GBR承载和NGBR承载的QOS参数，包括QCI,上行的PBR，下行方向的MinBR

移动中继NGBR上下行的实际服务速率

载波个数和ACCESS子帧配置信息

移动中继类型：tape1b or tape1a

步骤3：MRN的MME接收到消息后，发现消息的目的基站例如为DeNB2，则转发该消息给DeNB2。

步骤5：DeNB1计算所需要的最小载波数为3，因此需要去激活的载波数为3，而当前配置的载波数量为4。

步骤6：DeNB1将去激活的后三个辅载波上的承载切换到主载波上，并且修改系统广播，利用RRC消息通知处于连接态的终端，利用寻呼消息指示处于空闲的终端重新读取系统广播。

步骤7：在所有的连接态终端切换到主载波后，DeNB1去关闭3个辅载波。

实施例2：本实施例主要描述了在移动中继场景中，目标DeNB2首次收到关于移动中继MRN1相关的节能信息时，设置定时器以及资源配置的过程。

步骤1：DeNB2收到从MRN的MME转发过程的消息Energy Saving Information，收到该消息后发现移动中继的标识MRN1，没有定时器与之对应，由于发送消息的源基站为DeNB1，则判定移动的方向为DeNB1->DeNB2，在这个方向上开启定时器TA2,由于两个基站之间相距3KM，列车速度为150km/h，则需要72秒到达DeNB2，考虑到速度变化，则定时器TA2设置为60秒开启。

步骤2：DeNB2检查新增的定时器的时间段与其他方向上的定时器在时间段上是否有交叉，以确定是否有两个方向的列车会相遇，经过检查发现其他方向上没有列车会与MRN1在DeNB2相遇。

步骤4：根据业务的CQI信息得到每个PRB可以承载的bit数M_b，下行方向的新增资源数为：上行方向的新增资源数为：

步骤5：DeNB2计算需要使用的载波以及Backhaul子帧配置，经过计算载波数量为N_fB，每个载波中配置一个Backhaul子帧。

实施例3：本实施例主要描述目标DeNB在收到了一次更新的节能信息后，更新了定时器以及资源配置信息。

步骤1：DeNB2收到从MRN的MME转发过程的消息Energy Saving Information，收到该消息后发现移动中继的标识MRN1，存在定时器与之对应，在这个方向上更新定时器TA2,由于两个基站之间相距3KM，列车速度为200km/h，则需要54秒到达DeNB2，考虑到速度变化，则定时器TA2设置为40秒开启。

步骤4：根据业务的CQI信息得到每个PRB可以承载的bit数M_b，下行方向的新增资源数为：，上行方向的新增资源数为：

本发明还提出一种移动中继系统，如图8所示，移动中继系统包括：目标施主基站81、源施主基站82以及移动中继节点83。

源施主基站82，用于根据移动中继节点83切入和切出小区的关系确定该移动中继节点的运行方向，统计移动中继节点83在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况，将移动中继节点83在源施主基站驻留期间的统计信息以及移动中继的类型和配置信息发送到该运行方向上的目标施主基站81。

源施主基站82在统计移动中继节点83在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况时，具体用于：根据移动中继节83点切入时间和切出时间以及小区的覆盖距离确定该移动中继节点的运行速度；根据移动中继节点83在驻留期间上下行发送数据的PDCP层数据量信息确定NGBR业务的实际服务速率。

源施主基站82还用于在移动中继节点切出源施主基站后，统计当前上行方向和下行方向的非移动中继承载；根据当前上行方向和下行方向的非移动中继承载计算所需要的最小载波数，并根据当前配置的载波数和需要的最小载波数确定需要去激活的载波数；将需要去激活的载波上的用户切换到非去激活的载波上，然后按照确定的载波数关闭需要去激活的载波。

如图9所示，目标施主基站81包括：

统计信息获取单元811，用于接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；

资源开启单元812，用于根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间；以及

资源配置单元813，用于根据以及移动中继的类型和配置信息移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况确定目标施主基站资源的配置。

资源开启单元812，具体用于：

根据目标施主基站与源施主基站之间的距离和移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度，确定移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间；

根据确定出的移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间以及预先配置的资源提前打开的阈值，确定目标施主基站资源的开启时间。

资源配置单元813包括：

非移动中继负荷确定子单元8131，用于计算本小区中非移动中继节点的承载负荷；

移动中继负荷确定子单元8132，用于根据即将切换到本基站的移动中继节点在源施主基站驻留期间承载的服务质量参数和业务传输速率，估计该移动中继节点的负载；

资源配置子单元8133，用于根据以及移动中继的类型和配置信息本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置。

其中，非移动中继负荷确定子单元8131，具体用于：

将其已有下行GBR业务占用的资源与已有下行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的下行承载负荷；

将其已有上行GBR业务占用的资源与已有上行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的上行承载负荷。

其中，移动中继负荷确定子单元8132，具体用于：

根据业务的信道质量指示CQI信息得到每个物理资源块PRB能够承载的比特数；

根据源施主基站提供的移动中继节点承载的服务质量参数和业务传输速率计算每个时间单位需要传送的比特数；

将每个时间单位需要传送的比特数与每个PRB能够承载的比特数进行除法运算，并根据运算得到的商确定该移动中继节点的负载。

移动中继负荷确定子单元8132在计算每个时间单位需要传送的比特数时，具体用于：

将所有下行GBR业务的保证比特速率以及所有下行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位下行需要传送的比特数，其中每一类型下行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型下行NGBR业务的实际服务速率和最小速率中的最大值决定；

将所有上行GBR业务的保证比特速率以及所有上行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位上行需要传送的比特数，其中每一类型上行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型上行NGBR业务的实际服务速率和优先级比特速率中的最大值决定。

资源配置子单元8133，具体用于：

根据预先配置的负载波动参数，在移动中继节点负载的基础上提高需要传送的PRB数量；

根据移动中继节点的类型以及接入链路上的载波配置和接入子帧配置确定载波能满配的最大回程子帧数量，根据载波能满配的最大回程子帧数量以及单个回程子帧可用于传输中继物理下行共享信道的PRB数量确定子载波可以作为回程子帧的等效PRB数量；

将需要传送的PRB数量与子载波可以作为回程子帧的等效PRB数量进行除法运算得到需要子载波的数量；

判断该数量的子载波能否承载非移动中继节点的承载负荷，如果该数量的子载波能够承载非移动中继节点的承载负荷，则配置该数量的子载波，如果该数量的子载波不能承载非移动中继节点的承载负荷，则增加子载波以承载非移动中继节点的承载负荷。

本发明提供的基站节能方案，通过源DeNB把经过其覆盖区域的移动中继的速度以及资源使用情况等信息通知给该移动中继节点即将到达的目标DeNB，目标DeNB根据这些统计信息确定资源开启时间以及资源的配置，使得高铁沿线的DeNB可以根据移动中继节点的负载需求动态的使用资源，实现了基站能耗的降低，并且相对于OMC静态预配置方案，减少人工参与，降低了网络的运维成本。另外，本发明只需要在X2过程和/或S1过程中增加一个单向消息，对终端侧无影响，对于基站侧的标准影响较小，容易为设备厂商以及3GPP标准化组织所接受。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种移动中继系统中实现基站节能的方法，包括：

目标施主基站接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；

目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间，包括：目标施主基站根据其与源施主基站之间的距离和移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度，确定移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间，根据确定出的移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间以及预先配置的资源提前打开的阈值，确定目标施主基站资源的开启时间；

目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标施主基站根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置，具体包括：

目标施主基站计算本小区中非移动中继节点的承载负荷；

目标施主基站根据即将切换到本基站的移动中继节点在源施主基站驻留期间承载的服务质量参数和业务传输速率，估计该移动中继节点的负载；

目标施主基站根据移动中继的类型和配置信息、本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标施主基站计算本小区中非移动中继节点的承载负荷，具体包括：

目标施主基站将其已有下行GBR业务占用的资源与已有下行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的下行承载负荷；

目标施主基站将其已有上行GBR业务占用的资源与已有上行NGBR业务的最小比特速率占用的资源进行求和运算，并将运算得到的和作为非移动中继节点的上行承载负荷。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标施主基站估计该移动中继节点的负载，具体包括：

目标施主基站根据业务的信道质量指示CQI信息得到每个物理资源块PRB能够承载的比特数；

目标施主基站根据源施主基站提供的移动中继节点承载的服务质量参数和业务传输速率计算每个时间单位需要传送的比特数；

目标施主基站将每个时间单位需要传送的比特数与每个PRB能够承载的比特数进行除法运算，并根据运算得到的商确定该移动中继节点的负载。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标施主基站根据源施主基站提供的移动中继节点承载的服务质量参数和业务传输速率计算每个时间单位需要传送的比特数，具体包括：

所述目标施主基站将所有下行GBR业务的保证比特速率以及所有下行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位下行需要传送的比特数，其中每一类型下行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型下行NGBR业务的实际服务速率和最小速率中的最大值决定；

所述目标施主基站将所有上行GBR业务的保证比特速率以及所有上行NGBR业务的需求速率之和作为每个时间单位上行需要传送的比特数，其中每一类型上行NGBR业务的需求速率由源施主基站提供的该移动中继节点在源小区的该类型上行NGBR业务的实际服务速率和优先级比特速率中的最大值决定。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标施主基站根据移动中继的类型和配置信息、本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置，具体包括：

目标施主基站根据预先配置的负载波动参数，在移动中继节点负载的基础上提高需要传送的PRB数量；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

源施主基站根据移动中继节点切入和切出小区的关系确定该移动中继节点的运行方向；

源施主基站统计移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况；

源施主基站将移动中继节点在源施主基站驻留期间的统计信息发送到该运行方向上的目标施主基站。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述源施主基站统计移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况，具体包括：

源施主基站根据移动中继节点切入时间和切出时间以及小区的覆盖距离确定该移动中继节点的运行速度；

源施主基站根据移动中继节点在驻留期间上下行接收和发送数据的PDCP层数据量信息确定NGBR业务的实际服务速率。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在移动中继节点切出源施主基站后，源施主基站统计当前上行方向和下行方向的非移动中继承载；

源施主基站根据当前上行方向和下行方向的非移动中继承载计算所需要的最小载波数，并根据当前配置的载波数和需要的最小载波数确定需要去激活的载波数；

源施主基站将需要去激活的载波上的用户切换到非去激活的载波上，然后按照确定的载波数关闭需要去激活的载波。

10.一种移动中继系统中实现基站节能的目标施主基站，包括：

统计信息获取单元，用于接收源施主基站发送的移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况相关的统计信息以及移动中继的类型和配置信息；

资源开启单元，用于根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度确定目标施主基站资源的开启时间，包括：目标施主基站根据其与源施主基站之间的距离和移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度，确定移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间，根据确定出的移动中继节点从源施主基站到达目标施主基站的时间以及预先配置的资源提前打开的阈值，确定目标施主基站资源的开启时间；

资源配置单元，用于根据移动中继节点在源施主基站驻留期间的资源使用情况以及移动中继的类型和配置信息确定目标施主基站资源的配置。

11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，所述资源配置单元包括：

非移动中继负荷确定子单元，用于计算本小区中非移动中继节点的承载负荷；

移动中继负荷确定子单元，用于根据即将切换到本基站的移动中继节点在源施主基站驻留期间承载的服务质量参数和业务传输速率，估计该移动中继节点的负载；

资源配置子单元，用于根据以及移动中继的类型和配置信息、本小区中非移动中继节点的承载负荷以及移动中继节点的负载，确定本基站资源的配置。

12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述非移动中继负荷确定子单元，具体用于：

13.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述移动中继负荷确定子单元，具体用于：

14.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，所述移动中继负荷确定子单元在计算每个时间单位需要传送的比特数时，具体用于：

15.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述资源配置子单元，具体用于：

16.一种移动中继系统，包括：权利要求10-15任一项所述的目标施主基站、源施主基站以及移动中继节点；

源施主基站，用于根据移动中继节点切入和切出小区的关系确定该移动中继节点的运行方向，统计移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况，将移动中继节点在源施主基站驻留期间的统计信息以及移动中继的类型和配置信息发送到该运行方向上的目标施主基站。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述源施主基站在统计移动中继节点在源施主基站驻留期间的运行速度和资源使用情况时，具体用于：

根据移动中继节点切入时间和切出时间以及小区的覆盖距离确定该移动中继节点的运行速度；

根据移动中继节点在驻留期间上下行接收和发送数据的PDCP层数据量信息确定NGBR业务的实际服务速率。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，

源施主基站还用于在移动中继节点切出源施主基站后，统计当前上行方向和下行方向的非移动中继承载；根据当前上行方向和下行方向的非移动中继承载计算所需要的最小载波数，并根据当前配置的载波数和需要的最小载波数确定需要去激活的载波数；将需要去激活的载波上的用户切换到非去激活的载波上，然后按照确定的载波数关闭需要去激活的载波。