CN106792812A - 一种基于业务负载量评估的LTE‑Hi小小区开关控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于业务负载量评估的LTE‑Hi小小区开关控制方法，属于LTE‑Hi系统小小区开关控制技术领域。基于宏基站对小小区簇内的多个小小区业务负载量的评估与处理，将业务量满足一定预设条件的小小区簇集合按均值迭代计算的方式进行分组，分为应关闭小小区子集和保持开启的小小区子集，从而触发小小区的开关操作。本发明提出一种有效的、易实现的、具备高能效特点的小小区开关控制方案，可以有效地规避一些无必要的或无效的小小区开启状态，同时又可以响应业务变化的需要，快速开启相应的已关闭的小小区，可以作为LTE‑Hi小小区开关控制的现实解决方案。

Description

一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，特别是异频组网条件下LTE-Hi(LTE-Hot spot/indoor)系统的小小区开关控制技术领域，涉及一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法。

背景技术

随着移动通信的迅速发展以及各式各样的移动智能终端的出现，移动业务应用和数据量呈现爆炸式增长趋势。据Cisco公司在2011年的统计，室内移动数据业务量占全部业务数据量的70％，并且几年内这一比例甚至会增长至90％。由于3GHz以下可供使用的频谱资源非常有限，为了提高传输速率，未来LTE系统可能将在更高频段拓展工作频段。然而，高频信号传播损耗大，穿透进入室内的损耗非常明显，业界提出在室内和热点地区布置小小区(small cell,SC)来为宏小区(macro cell)提供负载分流(traffic offloading)，以此缓解宏小区的业务负担和压力。3GPP Release-8曾针对热点地区设计了Femtocell(家庭基站、飞蜂窝)，但技术体制与宏基站基本相同，主要侧重于增强移动性和业务类型。为了使小小区获得更好的性能并实现节能等目标，需对小小区技术进一步增强。因此，3GPPRelease-12中提出了小小区增强技术(small cell enhancement,SCE)，研究重点包括提高网络容量和资源开销效率、实现网络与移动终端节能、更好的用户体验和更高的接入速率以及反馈链路增强等。

LTE-Hi(LTE Hotspot/indoor)作为一种新兴的技术方案，旨在利用LTE技术实现热点区域与室内环境覆盖，与3GPP Release-12中的SCE在业务场景与性能目标方面紧密契合，可作为小小区增强的有效技术解决方案之一。

LTE-Hi系统工作在3.5GHz频段，主要目标是为宏小区基站在热点区域和室内区域提供负载分流的能力。根据小小区的部署位置，所涉及的场景主要有：宏小区内部或外部部署、室内或室外部署、理想和非理想回传链路条件下的部署、稀疏或密集部署等。相比宏基站而言，LTE-Hi系统的单个小小区覆盖范围远远小于宏基站覆盖区域。当小小区连接的用户数以及上下行业务量很小时，若小小区始终保持开启状态，则会浪费大量的能量及功耗，导致系统在整体上功率能量效率不高。因此，需要设计合适的小小区的开关方案来决定小小区的适时开启与关闭。一个好的小小区开关方案不仅可以节约大量能耗，也在很大程度上减少了相邻小小区之间的干扰。

目前，小小区开关的方式主要有半静态开关与动态开关。在半静态开关机制中，依据现有的LTE信令流程，开关的周期大约在几百毫秒到几秒之间。可能的半静态开关方案主要有依据业务负载量大小、用户设备(user equipment,UE)的到达与离开状况、分组呼叫的到达与完成、UE与小小区之间的距离等条件来决定小小区的开启与关闭。

基于业务负载量大小的半静态开关机制有多种实现方案。某些分布式开关方案根据系统特别定义的负载因子，决定小小区是否关闭(或进入休眠状态)并将此信息通知其周围的小小区。在该方案下，当处于开启状态的小小区的业务负载量降低到某一级别时，会触发小小区启动关闭操作。而当其附近的小小区负载增加时，会给最后关闭的小小区发送命令，请求其进入开启状态，开启过程是关闭过程的倒转。虽然这种方法可以实现高能量效率，但是存在准确性的问题，例如当新增负载是来自另外一个休眠状态的小小区覆盖范围内而不是最后关闭的小小区时，此时开启最后关闭的小小区的性能则并不是最好的。另外，也有方案提出利用存储转发中继的小小区开关策略，通过协作中继节点将低利用率的小小区的业务负载转发到附近的小小区中，而低负载的小小区将会关闭。该方案下，小小区关闭的条件只由业务负载量决定。直接关闭低利用率的小小区，虽节约了能量，但却有悖于负载均衡的目标。

在基于UE到达与离开状况的半静态开关方案中，处于开启状态的小小区在没有UE与其连接时会选择关闭；相反，当有UE与小小区连接时，小小区则会保持开启。基于分组呼叫到达与完成的开关控制方案，其基本思想在于小小区在分组呼叫到达时开启，传输完成后随即关闭。此处两种方案在本质上具有一致性。另外，还有方案利用UE和小小区之间的距离来实现小小区开关控制，重点考虑系统的服务质量(Qualityof Service,QoS)。在迭代步骤下，每个小小区估计与其相连接的UE之间的距离，并获得与其周围小小区相连接的UE的距离。在计算平均距离的基础上，如果关闭具有最大平均距离的小小区不会导致系统整体QoS下降到某个阈值水平，则关闭该小小区；反之，则保持其开启状态。该方案不仅在保证QoS的前提下实现了低能量消耗，且实现了在低业务量时有效地选择应该关闭的小小区，但局限性较强，只适用于低业务量的场景条件。

除了上述方案之外，基于下行同步信号/参考信号突发传输的技术也可以应用在小小区开关上。例如，休眠或不连续传输状态的小小区突发传输高占空比的信号，网络可以依据来自RRC连接状态的UE发送的测量报告来快速决定是否开启该小小区。

对于动态开关方式，小小区要实现在子帧级别上的开启与关闭，意味着开启与关闭所需的时间只需几毫秒，在现有的LTE标准和技术方案下难以支撑实现，仍有待进一步深入研究。

LTE-Hi小小区开关技术所考虑的主要问题是：(1)处于开启状态的小小区，如果其服务的UE数量过少或者业务量趋近为零，则其所消耗的能量(或功率)相当于空载状态下的无必要消耗。(2)在业务覆盖范围内的多个相邻的小小区，可能具有不同的业务负载量，这些小小区之间应该如何进行分组是一个重要的问题，以便确定在这些小小区中应该关闭和保持开启的部分，从而实现整体能耗效率的最大化。(3)在很多实际情况下，由于UE的动态移动特性，使得关闭状态的小小区对于即将或者已经到来的业务需求应该有快速响应的能力，能迅速从关闭状态返回开启状态。(4)UE业务负载量的统计特性，从小小区开关控制方案设计来看，有非常密切的关系和作用。但是，如果仅仅依赖少数典型的UE业务活动模型来控制小小区的开关，有可能使得某些不符合业务活动模型的小小区开关控制方案与现实场景下的某些情况不匹配，导致开关控制影响UE业务的正常开展。(5)在小小区密集部署情况下，应该考虑如何合理关闭某些小小区，以便减少相邻小小区之间的干扰。(6)小小区的开关操作对UE业务的影响应尽量小，开关过程最好不为大多数UE所感知，甚至应该能达到可以忽略的程度。综上所述，小小区开关控制机制与技术方案，主要的着眼点就在于解决上述几个问题，其中核心的目标之一是从小小区和UE的能效(energy efficiency)角度出发，尽可能地以较低的能耗代价实现对小小区开关状态的有效控制，同时保证整个网络系统仍然能够高效地利用小小区实现业务分流。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，这里的小小区业务负载量主要指与小小区保持连接的UE数、已占用或者系统即将分配调度的子载波数和资源块数等参数相关的综合业务评估指标，该指标在不同的时间、对于不同的业务场景和业务类型，一般具有不同的统计特性。小小区的开关控制方案设计为通过宏基站对其所收集的各个小小区的业务负载量参数进行评估及处理，以决定是否触发小小区的开关动作。

该方法的实质是将整个网络系统内的LTE-Hi小小区进行分簇处理，假设每个小区(包括宏小区和小小区)均明确了解当前网络的拓扑状况(可通过运营商部署时进行配置或小区自动配置实现)，则物理位置上连续相邻的多个小小区可以组成相应的小小区簇(一种简单的小小区簇划分方法是，一个小小区簇包含那些与相同的宏基站通过X2接口所连接的小小区)。小小区开关控制的过程在各个小小区簇内部发起并实现，该过程由相应的宏基站主导。本发明方法所提出的方案主要针对小小区如何进行关闭触发和保持开启的控制。宏小区对小小区簇内各个小小区的业务负载进行监测，如果簇内有多个小小区的负载小于某个预先设定的阀值λ_th并且维持这个负载状态的时间大于T_th，则满足上述条件的小小区集合设为在这个小小区集合中，通过对各个小小区业务负载量的评估处理，可以将其分为应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集宏小区对于判断为应该关闭的小小区下发小小区关闭命令，并将其他应该保持开启的小小区维持开启状态，最终实现小小区关闭与开启控制的目的。

该方法基于宏小区基站收集其对应的小小区簇内的各个小小区的业务负载量，通过对这些业务负载量进行评估处理，判定小小区簇内当前是否有应该关闭的小小区以及哪些小小区应该关闭或保持开启，并将关闭指令发送到相应的小小区，触发小小区进入关闭操作，从而最终实现LTE-Hi系统小小区关闭控制的目的。小小区的开启过程是关闭过程的逆过程，由宏基站对当前处于关闭状态的小小区邻区(或者宏基站本身)的业务量进行判断，从而确定是否需要开启处于关闭状态的小小区。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，该方法包括以下步骤：

S1：系统初始化，满足初始条件；

S2：假设系统目前处于第k个开关控制周期，需要进行小小区开关控制的某个宏小区网络覆盖范围中的小小区簇为则各小小区首先向宏小区上报各自的业务负载信息根据系统预设的业务量阀值λ_th和负载状态保持时间阈值T_th，能够在中获得当前(即第k个)开关控制周期内的小小区开关控制待选子集该子集中第n个小小区对应的业务负载量λ_n和业务负载状态持续时间T_n满足：

0≤λ_n≤λ_th，n＝1，2，…，N

T_n＞T_th，n＝1，2，…，N

待选小小区集合满足集合从属关系：若得到即时，说明在当前开关控制周期T内，不存在需要进入开关控制的小小区，系统操作流程自动跳至步骤留，完成相关操作并等待进入下一个(即第k+1个)开关控制周期T；

S3：宏基站系统对小小区开关控制待选子集对应的业务量参数集合λ^(k)＝{λ₁，λ₂，…，λ_N}进行升序排列，得到其满足条件此时，系统按照以下两种机制进行开关控制处理：

1)当时或者的数值较小(例如)时，系统直接触发关闭最小业务负载量对应的小小区的操作，而簇内其余小小区均保持开启；此时，在更新各个小小区子集信息时，由于这里可以直接得到可知然后，小小区开关控制进入步骤S7，完成相关操作并等待下一个开关控制周期到来；这里，表示排序后的对应的小小区，表示从集合中删除集合L为预定义的系统参数，主要便于系统选择切入何种开关控制机制；

2)当的数值较大(例如)时，则直接进入步骤S4，采用步骤S4中所具体描述的、针对当前开关控制周期内待选小小区集合中各个小小区的业务量，进行集合内均值迭代阈值比较评估算法；也就是说，系统对于内应关闭的小小区进行筛选，以确定当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

S4：执行下表中均值迭代阈值比较算法：

其中，η为系统预设的阈值比较系数，Λ_i为第i次计算时得到的集合算数平均业务量；在第i次计算Λ_i的过程中，系统对中最后的(N-i+1)个小小区业务量求小小区集合的算术平均值，如果该算术平均值大于或等于小小区对应的业务量则由于是按照升序排列的，可以认为从小小区开始，小小区集合中的各个小小区承载的业务量均低于对应的集合平均业务量，因此，小小区和作为边界将分为了和两个部分；这两个小小区集合分别对应了不同数量水平层次的业务量，应该把它们加以区分对待；考虑将对应的小小区纳入关闭的范围，而保持开启对应的小小区；

S5：根据步骤S4的结果，筛选出的需要关闭的小小区子集为：其中包含了个在集合平均意义上业务量较小的小小区；而需要保持开启的个小小区在集合平均的意义上则具有相对较大的业务量，其子集包含了应该保持开启的小小区，表示为：

S6：根据步骤S5中获得的当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集分别触发相应的小小区进入关闭过程或者保持开启状态；同时，系统对各个小小区子集信息进行更新，即此时，小小区簇内的关闭控制过程已经完成；

S7：主要针对中的小小区，完成部分小小区从休眠或者关闭状态恢复到开启状态；宏基站收集对应的小小区的邻区在当前开关控制周期内的负载信息，从这些信息中，宏小区可得知在当前开关控制周期内处于关闭状态的小小区，其周围有哪些相邻的、处于开启状态的小小区的负载上升到某个阀值，或者小小区簇内的宏小区自身的业务负载量达到或超过某个阀值；若满足上述条件，则宏小区从其记录中判断是否之前有一个或多个小小区已进入关闭模式；若只有一个小小区，则宏小区向该小小区发送唤醒信号将其唤醒，若超过一个小小区处于休眠状态，宏小区将距离业务负载量上升的小小区最近的小小区从关闭状态激活并开启；

S8：完成上述步骤之后，当前开关控制周期内的操作全部完成，系统返回步骤S2，等待重新开始下一个周期内的小小区开关控制操作。

进一步，在步骤S1中，所述初始条件如下：

初始条件1：网络系统对宏小区覆盖范围内的地理区域预先进行规划，并根据小小区的部署及地理分布情况划分为多个局部区域；每个局部区域可对应为某个宏小区基站附近的一个地理范围，这个范围内的多个小小区组成一个小小区簇(或称小小区集合)假设该簇总共包含个小小区；SC_m(m＝1，2，…，M)为小小区簇内的第m个小小区，为集合的势，即其所包含的小小区元素个数；

初始条件2：由系统将每个小小区覆盖范围分为以小小区基站为中心的内层圆形区域和外层圆环区域，内层中心圆区域的半径与外层圆环区域的相对大小可由系统对UE业务的保护程度进行实际设计，也就是说，这里定义小小区开关控制方案的一个基本前提条件为：如果一个小小区的内层中心圆区域范围内存在正在进行通信的UE，则该小小区在本次开关控制周期内，无论如何都保持开启状态，以避免因为小小区关闭而对内层中心区域的UE业务造成中断影响；处于外层圆环区域的UE，由于可能同时处于当前小小区和相邻小小区的信号覆盖范围之下，因此，存在切换到相邻小小区的可能性，从而为当前小小区的关闭创造条件；

初始条件3：宏小区基站作为小小区开关控制的中心节点，负责创建、更新和维护小小区簇内多个不同的小小区子集集合及相关信息；这些子集包括：处于开启状态的小小区集合处于关闭状态的小小区集合当前开关控制周期内的待选小小区集合当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

初始条件4：宏小区基站对小小区基站开关状态的控制，以时间长度T为周期循环进行；在每个周期内，宏小区需决定小小区关闭子集和应保持开启的小小区子集的相关元素，并触发各个相关的小小区完成相应的关闭或者开启动作；在系统最开始进行第一次开关控制操作之前，假设小小区簇内所有的小小区皆为开启状态，则各个小小区集合及其对应的集合势分别为： φ指代空集。

本发明的有益效果在于：本发明提出一种有效的、易实现的、具备高能效特点的小小区开关控制方案，可以有效地规避一些无必要的或无效的小小区开启状态，同时又可以响应业务变化的需要，快速开启相应的已关闭的小小区，可以作为LTE-Hi小小区开关控制的现实解决方案。

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为小小区系统开关模型及场景图；

图2为小小区覆盖区域划分图；

图3为基于业务负载量评估的小小区步骤流程图；

图4为基于业务负载量评估的小小区开关状态转移图。

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给出了小小区开关控制的场景图，对应小小区簇的组成结构。图2给出了小小区覆盖区域分割图，说明初始条件2中提出的对UE进行业务保护的区域划分。图3给出了本发明所提出的小小区开关控制流程图，与本发明的实施步骤相对应。图4给出了小小区开关控制的状态转移图，图中定义了State A，表示步骤一所处状态；State B和State C分别表示机制1和机制2下小小区关闭过程中对应的状态，State D对应系统判断是否满足小小区关闭的条件，State E则是小小区关闭过程的状态，State F对应步骤六中的小小区开启控制过程的状态。

具体来说，本发明提供的方法包括以下步骤：

S1：系统初始化，满足初始条件：

初始条件1：网络系统对宏小区覆盖范围内的地理区域预先进行规划，并根据小小区的部署及地理分布情况划分为多个局部区域。每个局部区域可对应为某个宏小区基站附近的一个地理范围，这个范围内的多个小小区组成一个小小区簇(或称小小区集合)假设该簇总共包含个小小区。这里，SC_m(m＝1，2，…，M)为小小区簇内的第m个小小区，为集合的势，即其所包含的小小区元素个数。

初始条件2：由系统将每个小小区覆盖范围分为以小小区基站为中心的内层圆形区域和外层圆环区域，见图2所示。内层中心圆区域的半径与外层圆环区域的相对大小可由系统对UE业务的保护程度进行实际设计，也就是说，这里定义小小区开关控制方案的一个基本前提条件为：如果一个小小区的内层中心圆区域范围内存在正在进行通信的UE，则该小小区在本次开关控制周期内，无论如何都保持开启状态，以避免因为小小区关闭而对内层中心区域的UE业务造成中断影响。处于外层圆环区域的UE，由于可能同时处于当前小小区和相邻小小区的信号覆盖范围之下，因此，存在切换到相邻小小区的可能性，从而为当前小小区的关闭创造条件。

初始条件3：宏小区基站作为小小区开关控制的中心节点，负责创建、更新和维护小小区簇内多个不同的小小区子集集合及相关信息。这些子集包括：处于开启状态的小小区集合处于关闭状态的小小区集合当前开关控制周期内的待选小小区集合当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

初始条件4：宏小区基站对小小区基站开关状态的控制，以时间长度T为周期循环进行。在每个周期内，宏小区需决定小小区关闭子集和应保持开启的小小区子集的相关元素，并触发各个相关的小小区完成相应的关闭或者开启动作。在系统最开始进行第一次开关控制操作之前，假设小小区簇内所有的小小区皆为开启状态，则各个小小区集合及其对应的集合势分别为： 这里，φ指代空集。

在上述初始条件的基础上，本发明方案的具体操作步骤为(假设系统目前处于第k个开关控制周期，并且用上标(.)^(k)表示在第k个开关控制周期内的各种小小区子集)。

S2：假设系统目前处于第k个开关控制周期，需要进行小小区开关控制的某个宏小区网络覆盖范围中的小小区簇为则各小小区首先向宏小区上报各自的业务负载信息根据系统预设的业务量阀值λ_th和负载状态保持时间阈值T_th，能够在中获得当前(即第k个)开关控制周期内的小小区开关控制待选子集该子集中第n个小小区对应的业务负载量λ_n和业务负载状态持续时间T_n满足：

0≤λ_n≤λ_th，n＝1，2，…，N

T_n＞T_th，n＝1，2，…，N

待选小小区集合满足集合从属关系：若得到即时，说明在当前开关控制周期T内，不存在需要进入开关控制的小小区，系统操作流程自动跳至步骤留，完成相关操作并等待进入下一个(即第k+1个)开关控制周期T；

S3：宏基站系统对小小区开关控制待选子集对应的业务量参数集合λ^(k)＝{λ₁，λ₂，…，λ_N}进行升序排列，得到其满足条件此时，系统按照以下两种机制进行开关控制处理：

1)当时或者的数值较小(例如)时，系统直接触发关闭最小业务负载量对应的小小区的操作，而簇内其余小小区均保持开启；此时，在更新各个小小区子集信息时，由于这里可以直接得到可知然后，小小区开关控制进入步骤S7，完成相关操作并等待下一个开关控制周期到来；这里，表示排序后的对应的小小区，表示从集合中删除集合L为预定义的系统参数，主要便于系统选择切入何种开关控制机制；

2)当的数值较大(例如)时，则直接进入步骤S4，采用步骤S4中所具体描述的、针对当前开关控制周期内待选小小区集合中各个小小区的业务量，进行集合内均值迭代阈值比较评估算法；也就是说，系统对于内应关闭的小小区进行筛选，以确定当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

S4：执行下表中均值迭代阈值比较算法：

其中，η为系统预设的阈值比较系数，Λ_i为第i次计算时得到的集合算数平均业务量；在第i次计算Λ_i的过程中，系统对中最后的(N-i+1)个小小区业务量求小小区集合的算术平均值，如果该算术平均值大于或等于小小区对应的业务量则由于是按照升序排列的，可以认为从小小区开始，小小区集合中的各个小小区承载的业务量均低于对应的集合平均业务量，因此，小小区和作为边界将分为了和两个部分；这两个小小区集合分别对应了不同数量水平层次的业务量，应该把它们加以区分对待；考虑将对应的小小区纳入关闭的范围，而保持开启对应的小小区；

值得说明的是：⑴机制1情况下的小小区开关控制机制直接关闭最小负载小小区，方法简单，响应速度快，一般适合小小区簇规模较小或仅有少数业务量低的小小区的场景；⑵机制2一般应用在具有一定规模的小小区簇的基础上，较适合从整个小小区簇内负载量的集合平均水平角度来控制小小区开关，核心的思想是以迭代阈值比较的形式，确定一个业务量边界，把中的小小区划分为业务负载量相对较小和相对较大的两个小小区子集。前者中的小小区相对于中的集合平均负载水平要低，而后者中的小小区相对于该集合平均负载水平高。由于是在整个小小区簇的集合内对业务量进行整体对比评估，因此，机制2能较好地处理小小区簇内的负载均衡的问题。⑶机制1和机制2中对任意小小区实施关闭之前，可以选择采取以下两种方式之一的小小区关闭过程。第一种方式是硬关闭过程，即无条件关闭小小区，不管其是否正在为UE服务。第二种方式是软关闭过程，即小小区若正在为某些UE用户提供通信服务，则需要向这些UE提出切换指令，触发这些UE先切换到相邻小小区或者宏基站，再关闭该小小区。如果无法确保这些UE成功切换到相邻小小区或者宏小区，则应放弃对该小小区的关闭触发控制，而使其保持开启状态。

S5：根据步骤S4的结果，筛选出的需要关闭的小小区子集为：其中包含了个在集合平均意义上业务量较小的小小区；而需要保持开启的个小小区在集合平均的意义上则具有相对较大的业务量，其子集包含了应该保持开启的小小区，表示为：

S6：根据步骤S5中获得的当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集分别触发相应的小小区进入关闭过程或者保持开启状态；同时，系统对各个小小区子集信息进行更新，即此时，小小区簇内的关闭控制过程已经完成；

S7：主要针对中的小小区，完成部分小小区从休眠或者关闭状态恢复到开启状态；宏基站收集对应的小小区的邻区在当前开关控制周期内的负载信息，从这些信息中，宏小区可得知在当前开关控制周期内处于关闭状态的小小区，其周围有哪些相邻的、处于开启状态的小小区的负载上升到某个阀值，或者小小区簇内的宏小区自身的业务负载量达到或超过某个阀值；若满足上述条件，则宏小区从其记录中判断是否之前有一个或多个小小区已进入关闭模式；若只有一个小小区，则宏小区向该小小区发送唤醒信号将其唤醒，若超过一个小小区处于休眠状态，宏小区将距离业务负载量上升的小小区最近的小小区从关闭状态激活并开启；

S8：完成上述步骤之后，当前开关控制周期内的操作全部完成，系统返回步骤S2，等待重新开始下一个周期内的小小区开关控制操作。

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 (2)

1.一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：系统初始化，满足初始条件；

S2：假设系统目前处于第k个开关控制周期，需要进行小小区开关控制的某个宏小区网络覆盖范围中的小小区簇为则各小小区首先向宏小区上报各自的业务负载信息根据系统预设的业务量阀值λ_th和负载状态保持时间阈值T_th，能够在中获得当前(即第k个)开关控制周期内的小小区开关控制待选子集该子集中第n个小小区对应的业务负载量λ_n和业务负载状态持续时间T_n满足：

0≤λ_n≤λ_th，n＝1，2，…，N

T_n＞T_th，n＝1，2，…，N

待选小小区集合满足集合从属关系：若得到即时，说明在当前开关控制周期T内，不存在需要进入开关控制的小小区，系统操作流程自动跳至步骤留，完成相关操作并等待进入下一个(即第k+1个)开关控制周期T；

S3：宏基站系统对小小区开关控制待选子集对应的业务量参数集合λ^(k)＝{λ₁，λ₂，...，λ_N}进行升序排列，得到其满足条件此时，系统按照以下两种机制进行开关控制处理：

1)当时或者的数值较小时，系统直接触发关闭最小业务负载量对应的小小区的操作，而簇内其余小小区均保持开启；此时，在更新各个小小区子集信息时，由于这里可以直接得到可知然后，小小区开关控制进入步骤S7，完成相关操作并等待下一个开关控制周期到来；这里，表示排序后的对应的小小区，表示从集合中删除集合L为预定义的系统参数，主要便于系统选择切入何种开关控制机制；

2)当的数值较大时，则直接进入步骤S4，采用步骤S4中所具体描述的、针对当前开关控制周期内待选小小区集合中各个小小区的业务量，进行集合内均值迭代阈值比较评估算法；也就是说，系统对于内应关闭的小小区进行筛选，以确定当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

S4：执行下表中均值迭代阈值比较算法：

其中，η为系统预设的阈值比较系数，Λ_i为第i次计算时得到的集合算数平均业务量；在第i次计算Λ_i的过程中，系统对中最后的(N-i+1)个小小区业务量求小小区集合的算术平均值，如果该算术平均值大于或等于小小区对应的业务量则由于是按照升序排列的，可以认为从小小区开始，小小区集合中的各个小小区承载的业务量均低于对应的集合平均业务量，因此，小小区和作为边界将分为了和两个部分；这两个小小区集合分别对应了不同数量水平层次的业务量，应该把它们加以区分对待；考虑将对应的小小区纳入关闭的范围，而保持开启对应的小小区；

S5：根据步骤S4的结果，筛选出的需要关闭的小小区子集为：其中包含了个在集合平均意义上业务量较小的小小区；而需要保持开启的个小小区在集合平均的意义上则具有相对较大的业务量，其子集包含了应该保持开启的小小区，表示为：

S6：根据步骤S5中获得的当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集分别触发相应的小小区进入关闭过程或者保持开启状态；同时，系统对各个小小区子集信息进行更新，即此时，小小区簇内的关闭控制过程已经完成；

S7：主要针对中的小小区，完成部分小小区从休眠或者关闭状态恢复到开启状态；宏基站收集对应的小小区的邻区在当前开关控制周期内的负载信息，从这些信息中，宏小区可得知在当前开关控制周期内处于关闭状态的小小区，其周围有哪些相邻的、处于开启状态的小小区的负载上升到某个阀值，或者小小区簇内的宏小区自身的业务负载量达到或超过某个阀值；若满足上述条件，则宏小区从其记录中判断是否之前有一个或多个小小区已进入关闭模式；若只有一个小小区，则宏小区向该小小区发送唤醒信号将其唤醒，若超过一个小小区处于休眠状态，宏小区将距离业务负载量上升的小小区最近的小小区从关闭状态激活并开启；

S8：完成上述步骤之后，当前开关控制周期内的操作全部完成，系统返回步骤S2，等待重新开始下一个周期内的小小区开关控制操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，其特征在于：在步骤S1中，所述初始条件如下：

初始条件1：网络系统对宏小区覆盖范围内的地理区域预先进行规划，并根据小小区的部署及地理分布情况划分为多个局部区域；每个局部区域可对应为某个宏小区基站附近的一个地理范围，这个范围内的多个小小区组成一个小小区簇(或称小小区集合)假设该簇总共包含个小小区；SC_m(m＝1，2，…，M)为小小区簇内的第m个小小区，为集合的势，即其所包含的小小区元素个数；

初始条件2：由系统将每个小小区覆盖范围分为以小小区基站为中心的内层圆形区域和外层圆环区域，内层中心圆区域的半径与外层圆环区域的相对大小可由系统对UE业务的保护程度进行实际设计，也就是说，这里定义小小区开关控制方案的一个基本前提条件为：如果一个小小区的内层中心圆区域范围内存在正在进行通信的UE，则该小小区在本次开关控制周期内，无论如何都保持开启状态，以避免因为小小区关闭而对内层中心区域的UE业务造成中断影响；处于外层圆环区域的UE，由于可能同时处于当前小小区和相邻小小区的信号覆盖范围之下，因此，存在切换到相邻小小区的可能性，从而为当前小小区的关闭创造条件；

初始条件3：宏小区基站作为小小区开关控制的中心节点，负责创建、更新和维护小小区簇内多个不同的小小区子集集合及相关信息；这些子集包括：处于开启状态的小小区集合处于关闭状态的小小区集合当前开关控制周期内的待选小小区集合当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集

初始条件4：宏小区基站对小小区基站开关状态的控制，以时间长度T为周期循环进行；在每个周期内，宏小区需决定小小区关闭子集和应保持开启的小小区子集的相关元素，并触发各个相关的小小区完成相应的关闭或者开启动作；在系统最开始进行第一次开关控制操作之前，假设小小区簇内所有的小小区皆为开启状态，则各个小小区集合及其对应的集合势分别为： φ指代空集。