CN106376064A - 一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，该方法首先对到达的业务进行类型区分，宏基站与微基站进行协作。当微基站没有业务处理的时候，进入一个一定时长的休眠窗口。同时在休眠窗口内，到达的小容量业务由宏基站协作处理。在一个关闭窗口结束的时候，微基站将会判断是否进入下一个关闭窗口。如果在判决时刻，发现此时微基站服务区域内有大量业务正在小区宏基站排队或者有大容量业务在微基站侧排队。则微基站打开，将该微小区范围内的大容量业务由微基站处理。而原来的在宏基站侧排队的小容量业务继续由宏基站处理。如果在判决时刻，发现此时微基站服务区域内没有大容量业务微基站排队，或者到达宏基站侧的小容量业务数量较少时，则微基站进入下一个关闭窗口。

Description

一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法。

背景技术

无线通信系统在近十年来得到了飞速的发展。由于智能设备的普及，数据流量增长十分迅速。未来接入通信网络的设备将会呈几何级数增长，对通信设备的部署数量的需求也会非常大。那么最后就会造成对电力能耗的极大需求。为了解决这一问题，很多学者提出了“绿色通信”这一概念。它通过研究各种节能策略来降低网络中的能耗，提高网络能效。

在通信网络中，大部分的能耗都在基站侧，其中超过50％的能耗在接入端。在中指出，欧洲市场中能耗成本占据运营商整个成本支出的18％，而在印度市场则占据了32％。因此通信网络中低能效问题的解决不仅是对环保事业的极大贡献，也能极大的降低运营商的运营成本。因此通信行业的许多专家学者都这致力于提高网络能效。

目前也存在着很多其他的基站节能方式。例如有的基站关断节能方法，使用基站当前的业务数量来决定是否进入休眠状态。确定一个基站关闭的业务门限值N，当基站业务处理完之后，进入休眠状态；此后到达基站的业务都在缓存中排队等待处理，当缓存中排队的业务数量到达门限值N时，基站打开处理业务；处理完业务之后微基站又重新进入休眠状态。

密集场景下基站协作关断节能的方法也有一些，例如将一些邻近的微基站当做一个集群，在整个集群中的用户可以互相切换，通过记录当前这个集群中业务数量的多少来决定整个集群中微基站打开的数量。

在当前的一些节能机制中，由于业务数量只能取整数，可能会造成最佳累积门限不连续，不能取得最佳的节能效果。同时造成先到达的业务有较大的时延，对系统性能影响较大。而没有基站协作时，容易造成业务的时延太长而影响用户体验，并且没有一种方法能够对于不同的业务情况下采用不同的控制参数，进一步提高系统的节能性能和时延性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，首先对到达的业务进行类型区分，宏基站与微基站进行协作。当微基站没有业务处理的时候，进入一个一定时长的休眠窗口。同时在休眠窗口内，到达的小容量业务由宏基站协作处理。在一个关闭窗口结束的时候，微基站将会判断是否进入下一个关闭窗口。如果在判决时刻，发现此时微基站服务区域内有大量业务正在小区宏基站排队或者有大容量业务在微基站侧排队。则微基站打开，将该微小区范围内的大容量业务由微基站处理。而原来的在宏基站侧排队的小容量业务继续由宏基站处理。如果在判决时刻，发现此时微基站服务区域内没有大容量业务微基站排队，或者到达宏基站侧的小容量业务数量较少时，则微基站进入下一个关闭窗口。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，在一个宏小区内有一个宏基站，在这个宏基站服务的地理区域内有若干个微基站，而微基站一般部署在热点地区；微基站工作模式分为休眠模式和活跃模式，休眠的时候可以是一个睡眠窗口或者多个连续的睡眠窗口；宏基站工作模式只有活跃模式；业务有数据容量分类，分为大容量数据业务和小容量数据业务；宏基站在活跃模式下能够处理小容量业务数据，微基站在活跃模式下能处理所有业务；该方法具体包括以下流程：

A：业务过滤——首先定义一个基准业务容量值，将基站到达的业务与这个基准容量值进行比较，如果到达的业务小于该基准值，则判定为小容量业务，否则将其判定为大容量业务；这里大容量业务只能由微基站处理，小容量业务可以由宏基站和微基站处理；

B：协作休眠——当前微基站没有业务时进入休眠状态，此时小容量业务由宏基站协作处理；具体步骤如下：

在初始时刻微基站侧没有业务等待处理，微基站进入一个休眠窗口，休眠窗口时间长度在休眠开始时刻已经确定；具体的，休眠窗口的开启是由业务累积门限触发，即业务数量为零的时候开始休眠，而休眠窗口结束是由时间和业务累积门限共同触发，即一个休眠窗口结束并且当前累积的业务达到门限；在此微基站处于休眠状态的时候，其服务区域内的新产生的小容量业务均到小区宏基站侧排队，由宏基站协作处理，而此时产生的大容量类型的业务则仍然在微基站侧排队；当微基站结束一个休眠窗口，此时将对微基站是否进入活跃模式进行判决；

如果根据判决条件，判决结果为该微基站不进入活跃模式，则该微基站进入下休眠窗口；如果判决结果为该微基站进入活跃模式，则该微基站服务区域内在小区宏基站侧排队的业务继续由宏基站处理；而此时微基站累积的业务和新到达的业务均由微基站处理(微基站处于活跃状态时所有业务均到微基站侧排队)。该微基站处理完所有业务之后，进入下一个休眠窗口；

C：业务过滤条件下的休眠时长控制——因为这里有区分业务大小，则在协作控制机制上与未区分业务的情况下具体计算休眠时长有所不同，计算流程如下：

假设当前休眠时长为t，求得当前单位时间内微基站的休眠和打开时长以及单位时间基站的开关频率，进一步求得基站能耗；另一方面根据业务到达的分布求得平均时延；使得系统的能耗和时延能得到一个最优的权衡值，进而求得最优能效；最后比较各个休眠时长的能效值，取最优的t值。

进一步，所述微基站的休眠模式为：此时微基站只有一部分必要的器件工作，不能给用户提供数据服务；所述微基站的活跃模式为：此时所有器件处于开启状态，能够向所服务的用户下行传输数据；所述宏基站的活跃模式为：此时基站射频单元完全处于开启状态，能够向所服务的用户下行传输数据。

进一步，微基站的服务区域包括：微基站确定一个发射功率，其辐射的地理区域内能满足移动台的最低业务传输要求的区域的总和。

进一步，所述的微基站在一个休眠窗口结束时将判断是否进入下一个休眠窗口，判决条件为：是否此时该微基站服务区域内还有大容量业务在微基站处排队还未进行处理，或者是否在微基站关闭时间内到达宏基站的小容量业务数量太多，如果有则判决结果为“是”，如果没有则判决结果为“否”，若判决结果为“是”，则微基站进入活跃模式，若判决结果为“否”，则微基站进入下一个休眠窗口。

本发明的有益效果在于：本发明方法与现有节能方式的不同之处在于：本发明宏基站与微基站协作，和控制微基站休眠时间参数相结合的方式。同时，本方法将业务由容量类型进行分类，通过业务分类能够降低基站之间的交互频率，更加合适的使用关断时长控制参数和关断业务门限控制参数。微基站的休眠由业务累积门限触发，而微基站的开启由业务累积门限以及休眠时间长度共同触发。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明实施例提供微基站处于活跃模式的网络拓扑基本结构；

图2为本发明实施例提供微基站处于休眠模式的网络拓扑基本结构；

图3为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的宏基站与微基站的时序图；

图4为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的业务流程图；

图5为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的宏基站流程图；

图6为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的微基站流程图；

图7为本发明所述方法的整体流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1是本发明实施例提供的的微基站活跃模式下网络拓扑结构图，如图所示，在本发明实施例中，一个宏小区包含一个宏基站和若干个微基站。在高密集场景中，有若干个热点，每个热点区域可能存在若干个微基站。用户可以再微基站和宏基站根据一定的规则自由切换。微基站与微基站之间也可以根据一定的规则自由切换。图中区域A表示宏基站能够服务的区域，区域B表示某个微基站能够服务的区域。在微基站中，其区域范围为实线表示当前该微基站处于打开状态。

图2是本发明实施例提供的的微基站休眠模式下网络拓扑结构图。在本发明实施例中，一个宏小区包含一个宏基站和若干个微基站。在高密集场景中，有若干个热点，每个热点区域可能存在若干个微基站。用户可以再微基站和宏基站根据一定的规则自由切换。微基站与微基站之间也可以根据一定的规则自由切换。图中区域A表示宏基站能够服务的区域，区域B表示某个微基站能够服务的区域。在微基站中，其区域范围为虚线表示当前该微基站处于休眠状态。

参见图3，图3是本发明实施例的混合业务情况下宏基站与微基站协作，微基站休眠策略的节能的时序图。在本发明实施例中，如果微基站处于开启状态，则所有用户业务请求到达微基站；如果微基站处于休眠状态，则小容量业务请求到达宏基站，大容量业务请求仍然到达微基站。在微基站休眠之后再打开，那么将把该微基站服务范围内业务全部处理完。微基站空闲(空闲即是没有业务需要处理)下来之后又将进入休眠状态。

图7为本发明所述方法的整体流程图，其中步骤可以简述为：

步骤A：宏基站与微基站在时间上同步，在系统开始时刻，微基站服务区域没有业务请求，因此微基站进入一个具有一定时长的休眠窗口期。在休眠窗口开始时，系统已经得到了这个休眠窗口的时间长度，这个时间长度可以是恒定的(即每个休眠窗口时间长度相同)，也可以是以一定的规则产生的随机数。

当微基站处于休眠模式的时候，微基站无法接入用户。此时原有的微基站服务区域的用户，新产生的业务将接入宏基站，由宏基站处理。

步骤B：小区宏基站一直处于打开状态，当微基站处于一个关闭窗口中，有新的小容量业务到达时，业务到达宏基站侧。

此时在密集场景中，所有的处于休眠状态的微基站下的业务请求根据时间先后顺序在宏基站排队接受服务。

步骤C：在微基站处于关闭窗口期，新到达宏基站的小容量业务由宏基站协作处理。

步骤D：微基站在一个一定的休眠窗口结束之后，将在这个结束时刻进行判决，决定微基站是否打开。

判决条件是：微基站关闭期间，到达宏基站的小容量业务数量比较多或者有大容量业务到达微基站。这里的业务为属于这个微基站处理范围内的业务请求。

判决结果为“是”：则接下来微基站将打开。

判决结果为“否”：则接下来微基站将进入下一个一定时长的微基站休眠窗口。

步骤E：在微基站关闭期间，大容量的业务直接在微基站侧排队，等待微基站处理。

这里微基站对是否打开基站进行判断，判决结果为“是”，微基站打开进入活跃模式。

此时，微基站所有模块都将打开，并且接受宏基站的控制信息。将当前宏基站排队的小容量业务不切换。属于这个微基站处理范围内的大容量业务请求全部由微基站处理。并且仍然按照开始的时间顺序排队由微基站处理。

步骤F：微基站打开之后，宏基站没有处理完的小容量业务继续由宏基站处理

在微基站打开的时候，正在由宏基站正在处理的业务继续由宏基站处理。

当业务切换至刚刚处于活跃模式的微基站之后，其它休眠微基站范围内的业务请求仍然按照业务产生的时间先后顺序向前移动位置，等待要么被宏基站处理，要么切换回业务产生的微基站区域。

步骤G：在微基站打开的时候，新到达的小容量业务直接到达微基站。

步骤H：当微基站处理完当前所有的业务之后进入下一个休眠窗口。

图4为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的业务流程图；图5为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的宏基站流程图；图6为本发明实施例中根据提出的协作关断节能方法的微基站流程图。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，其特征在于：在一个宏小区内有一个宏基站，在这个宏基站服务的地理区域内有若干个微基站，而微基站一般部署在热点地区；微基站工作模式分为休眠模式和活跃模式，休眠的时候可以是一个睡眠窗口或者多个连续的睡眠窗口；宏基站工作模式只有活跃模式；业务有数据容量分类，分为大容量数据业务和小容量数据业务；宏基站在活跃模式下能够处理小容量业务数据，微基站在活跃模式下能处理所有业务；该方法具体包括以下流程：

A：业务过滤——首先定义一个基准业务容量值，将基站到达的业务与这个基准容量值进行比较，如果到达的业务小于该基准值，则判定为小容量业务，否则将其判定为大容量业务；这里大容量业务只能由微基站处理，小容量业务可以由宏基站和微基站处理；

B：协作休眠——当前微基站没有业务时进入休眠状态，此时小容量业务由宏基站协作处理；具体步骤如下：

在初始时刻微基站侧没有业务等待处理，微基站进入一个休眠窗口，休眠窗口时间长度在休眠开始时刻已经确定；具体的，休眠窗口的开启是由业务累积门限触发，即业务数量为零的时候开始休眠，而休眠窗口结束是由时间和业务累积门限共同触发，即一个休眠窗口结束并且当前累积的业务达到门限；在此微基站处于休眠状态的时候，其服务区域内的新产生的小容量业务均到小区宏基站侧排队，由宏基站协作处理，而此时产生的大容量类型的业务则仍然在微基站侧排队；当微基站结束一个休眠窗口，此时将对微基站是否进入活跃模式进行判决；

如果根据判决条件，判决结果为该微基站不进入活跃模式，则该微基站进入下休眠窗口；如果判决结果为该微基站进入活跃模式，则该微基站服务区域内在小区宏基站侧排队的业务继续由宏基站处理；而此时微基站累积的业务和新到达的业务均由微基站处理；该微基站处理完所有业务之后，进入下一个休眠窗口；

C：业务过滤条件下的休眠时长控制——因为这里有区分业务大小，则在协作控制机制上与未区分业务的情况下具体计算休眠时长有所不同，计算流程如下：

假设当前休眠时长为t，求得当前单位时间内微基站的休眠和打开时长以及单位时间基站的开关频率，进一步求得基站能耗；另一方面根据业务到达的分布求得平均时延；使得系统的能耗和时延能得到一个最优的权衡值，进而求得最优能效；最后比较各个休眠时长的能效值，取最优的t值。

2.根据权利要求1所述的一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，其特征在于：所述微基站的休眠模式为：此时微基站只有一部分必要的器件工作，不能给用户提供数据服务；所述微基站的活跃模式为：此时所有器件处于开启状态，能够向所服务的用户下行传输数据；所述宏基站的活跃模式为：此时基站射频单元完全处于开启状态，能够向所服务的用户下行传输数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，其特征在于：微基站的服务区域包括：微基站确定一个发射功率，其辐射的地理区域内能满足移动台的最低业务传输要求的区域的总和。

4.根据权利要求1所述的一种基于宏基站协作和业务过滤的微基站节能方法，其特征在于：所述的微基站在一个休眠窗口结束时将判断是否进入下一个休眠窗口，判决条件为：是否此时该微基站服务区域内还有大容量业务在微基站处排队还未进行处理，或者是否在微基站关闭时间内到达宏基站的小容量业务数量太多，如果有则判决结果为“是”，如果没有则判决结果为“否”，若判决结果为“是”，则微基站进入活跃模式，若判决结果为“否”，则微基站进入下一个休眠窗口。