專利名稱：中繼系統(tǒng)中均衡優(yōu)先的微小區(qū)節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中繼系統(tǒng)中小區(qū)均衡與微小區(qū)節(jié) 能的方法，可用于第三代移動通信技術(shù)中中繼的無線資源管理RRM過程。
背景技術(shù)：
中繼不僅可以擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍和提高通信系統(tǒng)的容量，而且節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成 本，因此中繼技術(shù)已成為LTE-Advanced系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由中繼建立的微小區(qū)是一種起輔助作用的小區(qū)，與基站建立的宏小區(qū)形成層次小 區(qū)結(jié)構(gòu)。在綠色通信理念的指導(dǎo)下，人們考慮當(dāng)微小區(qū)的負(fù)載很低時(shí)關(guān)掉中繼，從而起到節(jié) 能的作用。在需要時(shí)，可以重新將其激活，繼續(xù)發(fā)揮作用。RAN3#66bis 和 RAN3#67 會議討論了 LTE，即 Long Term Evolution,中的 Energy Saving機(jī)制，通過對層次小區(qū)結(jié)構(gòu)中微小區(qū)的關(guān)閉或開啟實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。各公司對微小區(qū) 的關(guān)閉以及啟動方式進(jìn)行了討論，一致認(rèn)同采用peer-to-peer模式，并且在X2接口上加入 新的信令以用于Energy Saving機(jī)制。這種節(jié)能機(jī)制的核心思想是在層次小區(qū)結(jié)構(gòu)中，宏小區(qū)用來提供基礎(chǔ)覆蓋，微小 區(qū)用來提高系統(tǒng)容量。當(dāng)微小區(qū)的負(fù)載低于某個(gè)閾值，并且持續(xù)一段時(shí)間后，微小區(qū)啟動關(guān) 閉過程并通過X2接口將此信息通知給宏小區(qū)；微小區(qū)在關(guān)閉之前，將自己管轄范圍內(nèi)用戶 設(shè)備UE切換至宏小區(qū)。當(dāng)宏小區(qū)的負(fù)載高于某個(gè)閾值時(shí)，則通過X2接口向微小區(qū)發(fā)送一 條信令，重新激活微小區(qū)?，F(xiàn)有Energy Saving機(jī)制存在的問題是，微小區(qū)只根據(jù)自己的負(fù)載情況來判決是 否進(jìn)行關(guān)閉，未考慮當(dāng)關(guān)閉之后對宏小區(qū)的負(fù)載所造成的影響，而宏小區(qū)只是被動的接受， 這樣會使得微小區(qū)不斷地開啟關(guān)閉，即Energy Saving的“乒乓效應(yīng)”。假設(shè)當(dāng)微小區(qū)的負(fù) 載低于閾值L時(shí)進(jìn)行關(guān)閉，而宏小區(qū)的負(fù)載高于閾值H時(shí)重新激活微小區(qū)，“乒乓效應(yīng)”就 會發(fā)生。例如，微小區(qū)Cell_i和宏小區(qū)Celljiiacro中負(fù)載分別為L_i和Ljiiacro，微小區(qū) Cell」中的負(fù)載滿足了關(guān)閉條件L_i < L微小區(qū)Cell_i將負(fù)載切換到Celljiiacro并進(jìn)行關(guān)閉，然而此時(shí)Cell_ macro中的負(fù)載又滿足了激活微小區(qū)Cell_i的條件L_i+L_macro > HCell_macro重新激活微小區(qū)Cell_i，造成“乒乓效應(yīng)”的發(fā)生。 這種現(xiàn)象導(dǎo)致了 EnergySaving的失敗，并且浪費(fèi)了與Energy Saving相關(guān)的信令以及與切 換相關(guān)的信令。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，小區(qū)會出現(xiàn)兩種不平衡狀態(tài)小區(qū)過載和小區(qū)欠載，即小區(qū)的 負(fù)載高于某個(gè)閾值和小區(qū)的負(fù)載低于某個(gè)閾值。常規(guī)的應(yīng)對方法是用某種負(fù)載均衡技術(shù) 調(diào)節(jié)小區(qū)過載情況，而用某種節(jié)能技術(shù)處理小區(qū)欠載情況。當(dāng)小區(qū)過載時(shí)，采用負(fù)載均衡技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這其實(shí)是一種事后的補(bǔ)救措施，不 能預(yù)先防止小區(qū)過載情況的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致了“乒乓效應(yīng)”的發(fā)生。對于另一種不平衡狀 態(tài)一小區(qū)欠載情況，采用節(jié)能技術(shù)固然是一種思路，但卻沒有充分利用小區(qū)欠載這一系統(tǒng)資源。為此，可以充分利用小區(qū)欠載這一系統(tǒng)資源，對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)均衡，不但可以解決現(xiàn) 有技術(shù)的“乒乓效應(yīng)”問題，而且能提高通信資源利用率和提升系統(tǒng)整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)存在的問題，提出一種中繼系統(tǒng)中均衡優(yōu)先的微 小區(qū)節(jié)能方法，以在盡可能減小對現(xiàn)有協(xié)議的改動基礎(chǔ)上，解決已有技術(shù)存在的“乒乓效 應(yīng)”問題，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)小區(qū)間的預(yù)均衡，以提高通信資源利用率和提升系統(tǒng)整體性能。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是當(dāng)微小區(qū)檢測到負(fù)載很小，滿足關(guān)閉條件時(shí)，不直 接啟動節(jié)能流程，而是先進(jìn)行主動預(yù)均衡；然后再根據(jù)均衡結(jié)果，或進(jìn)行節(jié)能關(guān)閉，或繼續(xù) 保持運(yùn)行狀態(tài)；如果微小區(qū)節(jié)能關(guān)閉，由宏小區(qū)按現(xiàn)有Energy Saving機(jī)制將微小區(qū)重新 開啟，具體步驟包括如下(1)微小區(qū)Cell_i在正常運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)測本微小區(qū)的負(fù)載L_i變化情況；(2)微小區(qū)Cell_i發(fā)現(xiàn)負(fù)載L_i小于本小區(qū)節(jié)能關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)值L時(shí)，進(jìn)行如下主 動預(yù)均衡(2. 1)微小區(qū)Cell_i分別向相鄰小區(qū)CellJ發(fā)送主動預(yù)均衡切換詢問， 1彡j彡n，n為相鄰小區(qū)個(gè)數(shù)；(2. 2)相鄰小區(qū)Cell_j接收到詢問后，按L_jsXA%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行均衡判斷，并將均衡 判斷結(jié)果m_j反饋給微小區(qū)Cell_i，其中L_js是該小區(qū)的過載標(biāo)準(zhǔn)，A%是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情 況設(shè)置的冗余量，m_j是用戶數(shù)量；(2.3)微小區(qū)Cell_i接收到所有相鄰小區(qū)的響應(yīng)后進(jìn)行匯總，結(jié)合自身負(fù)載能 力，按照相鄰小區(qū)欲切換用戶數(shù)量m_j由大到小的原則進(jìn)行仲裁和選擇，如果M_c彡L-L_i， 標(biāo)記本微小區(qū)為節(jié)能關(guān)閉，如果M_c > L-L_i，標(biāo)記本微小區(qū)為繼續(xù)保持運(yùn)行，并將最終的 均衡結(jié)果反饋給相鄰小區(qū)，其中M_c是進(jìn)行仲裁和選擇時(shí)所用的仲裁量；(3)如果標(biāo)記微小區(qū)Cell_i為節(jié)能關(guān)閉，則微小區(qū)Cell_i進(jìn)行節(jié)能關(guān)閉，關(guān)閉期 間，宏小區(qū)按Energy Saving機(jī)制重新開啟微小區(qū)Cell_i ；如果標(biāo)記微小區(qū)Cell_i為繼續(xù) 保持運(yùn)行，則微小區(qū)Cell」繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)，等待相關(guān)小區(qū)的切換請求，并接收相關(guān)小 區(qū)欲切換的用戶。本發(fā)明具有如下有益效果1)本發(fā)明中的微小區(qū)Cell」在進(jìn)行主動預(yù)均衡時(shí)，充分考慮到宏小區(qū)Cell_ macro負(fù)載能力的大小，保證了微小區(qū)Cell_i不會在隨后進(jìn)行節(jié)能關(guān)閉時(shí)使宏小區(qū)Cell_ macro過載，所以有效避免了現(xiàn)有Energy Saving機(jī)制“乒乓效應(yīng)”問題的發(fā)生。2)本發(fā)明中的主動預(yù)均衡是在相鄰小區(qū)還未出現(xiàn)過載時(shí)進(jìn)行的均衡，所以，與常 規(guī)均衡相比，能夠有效避免系統(tǒng)中因多個(gè)小區(qū)同時(shí)發(fā)生過載而產(chǎn)生的擁堵現(xiàn)象；另外對用 戶而言，因?yàn)楸景l(fā)明預(yù)先對小區(qū)負(fù)載進(jìn)行均衡，降低了小區(qū)過載出現(xiàn)的可能性，從而減少了 小區(qū)過載發(fā)生的次數(shù)，所以能有效提高用戶的服務(wù)質(zhì)量。因此，本方法對提高通信資源利用 率和提升系統(tǒng)整體性能有很大幫助。


圖1是本發(fā)明的主動預(yù)均衡方法流程5
圖2是圖1中微小區(qū)對相鄰小區(qū)的預(yù)均衡響應(yīng)進(jìn)行仲裁和選擇的子流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照圖1，本發(fā)明的具體步驟如下步驟1 微小區(qū)Cell_i在正常運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)測本微小區(qū)的負(fù)載L_i變化情況，并 將L_i與本微小區(qū)節(jié)能關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)值L進(jìn)行比較；如果負(fù)載L_i > L，則繼續(xù)監(jiān)測L_i的變 化情況；如果負(fù)載L_i ^ L，則觸發(fā)主動預(yù)均衡，轉(zhuǎn)入步驟2。步驟2 當(dāng)微小區(qū)Cell_i的負(fù)載L_i小于本小區(qū)節(jié)能關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)值L時(shí)，根據(jù) Ts36. 423協(xié)議進(jìn)行主動預(yù)均衡。2. 1)微小區(qū)Cell」分別向相鄰小區(qū)Cell_j發(fā)送主動預(yù)均衡切換詢問，j<n， n為相鄰小區(qū)個(gè)數(shù)；2. 2)相鄰小區(qū)Cell_j接收到詢問后，按L_jsX準(zhǔn)進(jìn)行均衡判斷，并將均衡 判斷結(jié)果m_j反饋給微小區(qū)Cell_i，其中L_js是該小區(qū)的過載標(biāo)準(zhǔn)，是冗余量，m_j是
用戶數(shù)量。所述的按L_jsXA%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行均衡判斷，按如下步驟進(jìn)行第一步，比較小區(qū)CellJ的負(fù)載L_j與L_jsXA%的大小，冗余量的作用是防 止“乒乓效應(yīng)”的發(fā)生；第二步，如果L_j > L_jsXA%，則確定適合切換至微小區(qū)Cell_i的用戶數(shù)量m_ j，m_j為非負(fù)整數(shù)；第三步，如果L_j ( L_jsXA%，則設(shè)置用戶數(shù)量m_j = 0 ；第四步，將m_j反饋給微小區(qū)Cell_i ；2. 3)微小區(qū)Cell」接收到所有相鄰小區(qū)的響應(yīng)后進(jìn)行匯總，結(jié)合自身負(fù)載能力， 按照相鄰小區(qū)欲切換用戶數(shù)量m_j由大到小的原則進(jìn)行仲裁和選擇，以提高通信資源利用 率和提升系統(tǒng)整體性能，并將最終的均衡結(jié)果反饋給相鄰小區(qū)。參照圖2，本步驟所述的按照相鄰小區(qū)欲切換用戶數(shù)量m_j由大到小的原則進(jìn)行 仲裁和選擇，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下第1步，設(shè)定仲裁量m_c的初值為m_c = m_m，其中m_c是進(jìn)行仲裁和選擇時(shí)所用 的仲裁量，m_m為微小區(qū)Cell」的宏小區(qū)Celljiiacro欲切換的用戶數(shù)量，這里，首先均衡 宏小區(qū)的原因是因?yàn)橹欣^的主要作用就是為了分擔(dān)宏小區(qū)的負(fù)載；第2步，將除宏小區(qū)Celljiiacro之外的其他相鄰小區(qū)Cell_j按欲切換用戶數(shù)量 m_j由大到小的順序進(jìn)行排序，排序結(jié)果為&11」\和!11」\，其中腳標(biāo)k是排序的序號，如表 1所示表1除宏小區(qū)之外的其他相鄰小區(qū)欲切換用戶數(shù)量排序表
權(quán)利要求
一種中繼系統(tǒng)中均衡優(yōu)先的微小區(qū)節(jié)能方法，包括如下步驟(1)微小區(qū)Cell_i在正常運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)測本微小區(qū)的負(fù)載L_i變化情況；(2)微小區(qū)Cell_i發(fā)現(xiàn)負(fù)載L_i小于本小區(qū)節(jié)能關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)值L時(shí)，進(jìn)行如下主動預(yù)均衡(2.1)微小區(qū)Cell_i分別向相鄰小區(qū)Cell_j發(fā)送主動預(yù)均衡切換詢問，1≤j≤n，n為相鄰小區(qū)個(gè)數(shù)；(2.2)相鄰小區(qū)Cell_j接收到詢問后，按L_js×A％標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行均衡判斷，并將均衡判斷結(jié)果m_j反饋給微小區(qū)Cell_i，其中L_js是該小區(qū)的過載標(biāo)準(zhǔn)，A％是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況設(shè)置的冗余量，m_j是用戶數(shù)量；(2.3)微小區(qū)Cell_i接收到所有相鄰小區(qū)的響應(yīng)后進(jìn)行匯總，結(jié)合自身負(fù)載能力，按照相鄰小區(qū)欲切換用戶數(shù)量m_j由大到小的原則進(jìn)行仲裁和選擇，如果m_c≤L L_i，標(biāo)記本微小區(qū)為節(jié)能關(guān)閉，如果m_c＞L L_i，標(biāo)記本微小區(qū)為繼續(xù)保持運(yùn)行，并將最終的均衡結(jié)果反饋給相鄰小區(qū)，其中m_c是進(jìn)行仲裁和選擇時(shí)所用的仲裁量；(3)如果標(biāo)記微小區(qū)Cell_i為節(jié)能關(guān)閉，則微小區(qū)Cell_i進(jìn)行節(jié)能關(guān)閉，關(guān)閉期間，宏小區(qū)按Energy Saving機(jī)制重新開啟微小區(qū)Cell_i；如果標(biāo)記微小區(qū)Cell_i為繼續(xù)保持運(yùn)行，則微小區(qū)Cell_i繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)，等待相關(guān)小區(qū)的切換請求，并接收相關(guān)小區(qū)欲切換的用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小區(qū)節(jié)能方法，其中步驟(2.2)所述的按L_jsXA%標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行均衡判斷，是將小區(qū)Cell_j的負(fù)載L_j與大小進(jìn)行比較，如果L_j > L_ jsXA%，則檢測確定適合切換至微小區(qū)Cell_i的用戶數(shù)量m_j，m_j為非負(fù)整數(shù)；如果L_ j 彡 L_jsXA%，則設(shè)置 m_j = 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小區(qū)節(jié)能方法，其中步驟(2.3)所述中按照相鄰小區(qū)欲切 換用戶數(shù)量m_j由大到小的原則進(jìn)行仲裁和選擇，按如下步驟進(jìn)行(3a)設(shè)定仲裁量m_c的初值為微小區(qū)Cell」的宏小區(qū)Celljiiacro欲切換的用戶數(shù)量m_m ；(3b)將除宏小區(qū)Celljiiacro之外的其他相鄰小區(qū)Cell_j按欲切換用戶數(shù)量m_j由大 到小的順序進(jìn)行排序，排序結(jié)果為Cell_jk和m_jk，其中腳標(biāo)k是排序的序號；(3c)按照(3b)中序號k的遞增順序，將Cell_jk小區(qū)欲切換的用戶數(shù)量^\逐步累 加到仲裁量m_c，并在每一步都進(jìn)行仲裁判決。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小區(qū)節(jié)能方法，其中步驟(3c)所述的在每一步都進(jìn)行仲裁 判決，按如下步驟進(jìn)行(4a)令k從1到n-1以步長為1遞增；(4b)將序號為k的相鄰小區(qū)Cell_jk的欲切換用戶數(shù)量m_jk加進(jìn)仲裁量m_c，即m_c =m_c+m_jk；(4c)比較?。?！^與!^!!-!^」的大小，即微小區(qū)Cell_i的最大小區(qū)容量和現(xiàn)有小區(qū)負(fù)載之 差，以獲取仲裁判斷依據(jù)如果M_c > L_h-L_i，取最大允許切換小區(qū)數(shù)K_max = k_l，并跳轉(zhuǎn)至(4e)；如果M_c彡L_h-L」，則k = k+1，返回(4b)，直到循環(huán)自然結(jié)束；(4d)比較m_c與L-L_i的大小，即節(jié)能關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)值和小區(qū)現(xiàn)有負(fù)載之差，以決定是節(jié)能關(guān)閉還是繼續(xù)運(yùn)行如果M_c ^ L-L_i，則拒絕所有相鄰小區(qū)的切換請求，標(biāo)記系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)入節(jié)能關(guān)閉狀態(tài)； 如果M_c > L-L_i，則標(biāo)記系統(tǒng)應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行，并取k_max = n-1 ； (4e)微小區(qū)Cell」向宏小區(qū)和前k_maX個(gè)相鄰小區(qū)發(fā)同意切換信號，向其余相鄰小區(qū) 發(fā)拒絕切換信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小區(qū)節(jié)能方法，其中步驟(3)所述的微小區(qū)Cell」進(jìn)行節(jié) 能關(guān)閉，是由微小區(qū)Cell_i先將本小區(qū)用戶切換至宏小區(qū)Celljiiacro;然后啟動節(jié)能關(guān)閉 過程進(jìn)入節(jié)能關(guān)閉狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中繼系統(tǒng)中均衡優(yōu)先的微小區(qū)節(jié)能方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的Energy Saving機(jī)制的“乒乓效應(yīng)”問題。其步驟為1)微小區(qū)在正常運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)測本微小區(qū)的負(fù)載變化情況；2)微小區(qū)發(fā)現(xiàn)負(fù)載小于本小區(qū)節(jié)能關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，觸發(fā)主動預(yù)均衡過程；3)根據(jù)均衡結(jié)果，如果需要微小區(qū)節(jié)能關(guān)閉，則關(guān)閉微小區(qū)，關(guān)閉期間，宏小區(qū)按Energy Saving機(jī)制重新開啟微小區(qū)；如果需要微小區(qū)繼續(xù)保持運(yùn)行，則繼續(xù)保持微小區(qū)運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明不但能解決現(xiàn)有技術(shù)中的Energy Saving機(jī)制存在的“乒乓效應(yīng)”發(fā)生問題，而且對提高通信資源利用率和提升系統(tǒng)整體性能有很大幫助，可用于第三代移動通信技術(shù)中中繼的無線資源管理RRM過程。
文檔編號H04W28/08GK101977403SQ20101027881
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者史晶晶, 宋新海, 張南, 李巖, 李靖, 杜雅麗, 葛建華, 高明 申請人:西安電子科技大學(xué)