用于在無線接入節(jié)點網絡部署中節(jié)約能源并最小化干擾電平的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于在無線接入節(jié)點網絡部署中節(jié)約能源并最小化干擾電平的方法和系統(tǒng)。所述方法包括將無線接入節(jié)點網絡部署布置為主/從配置，并自動執(zhí)行所述無線接入節(jié)點網絡部署的從無線接入節(jié)點的RF收發(fā)器的開啟和關閉。以及適用于實現本發(fā)明的方法的系統(tǒng)。
【專利說明】用于在無線接入節(jié)點網絡部署中節(jié)約能源并最小化干擾電
平的方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]在第一個方面，本發(fā)明一般涉及一種用于在無線接入節(jié)點網絡部署中節(jié)能和減少干擾電平的方法，該方法通過執(zhí)行開啟和/或關閉RF收發(fā)器的程序實現，并且尤其涉及一種基于主/從協(xié)調配置的執(zhí)行所述開啟和/或關閉的方法。
[0002]本發(fā)明的第二方面涉及一種適合于實現第一方面的方法的用于節(jié)能和最小化干擾電平的無線接入節(jié)點網絡部署的系統(tǒng)。
[0003]本發(fā)明尤其適用于毫微微蜂窩(飛蜂窩)，也適用于標準的基站，包括高/中功率宏蜂窩、微蜂窩和微微蜂窩。
【背景技術】
[0004]毫微微蜂窩是小型，低功耗，短距離的蜂窩基站，由最終用戶安裝，用于家庭和企業(yè)的室內覆蓋。毫微微蜂窩通過物理寬帶連接，如數字用戶線(xDSL)、電纜或光纖等，連接到移動運營商的網絡，并且合并自動機制，如:自連接、自配置和自優(yōu)化，以便實現簡單和無人照管的部署。最終用戶能夠獲得高信號電平，由于發(fā)射器和接收器之間的距離短，因而與宏蜂窩提供的室內覆蓋相比享有較高的吞吐量和更好的用戶體驗。
[0005]如圖1所示，所述毫微微蜂窩通過網絡控制器和網關整合到現有的移動核心網(CN)，在3GPP標準文件[I]中所述網關一般稱為毫微微網關或家庭演進基站網關(H(e)NBGW)，位于IP接入網和移動運營商的核心網絡之間。所述毫微微網關通過標準接口經由用戶寬帶IP網絡如DSL，電纜或光纖將大量的毫微微蜂窩節(jié)點的流量聚集并通路傳輸到現有的移動核心網絡，所述標準接口如:例如作為3GPP UMTS的*g系統(tǒng)的Iu-CS和的Iu_PS，以及作為3GPP LTE/先進的LTE的4G系統(tǒng)的SI。所述毫微微蜂窩和3G網關之間的連接的方式是一種新的被稱為luh[2] [3]的接口。請注意，對于LTE，S1也可用在毫微微蜂窩與網關之間，使LTE毫微微節(jié)點能夠直接連接到核心網絡，而不通過毫微微網關連接。
[0006]目前，毫微微蜂窩可以部署在兩個不同的場景下。在家庭環(huán)境中，單一的毫微微蜂窩節(jié)點可以讓移動客戶在自己的家里面擁有強勁的蜂窩接收并且連接到寬帶互聯(lián)網。用于企業(yè)環(huán)境的場景(本發(fā)明的焦點)的方案的特點是，經過合理的規(guī)劃以毫微微蜂窩組的形式在目標區(qū)域妥善部署，為最終使用者提供其要求的移動服務。此外，企業(yè)方案中的毫微微蜂窩與在家庭的情況下不同，必須保證在毫微微蜂窩之間以及與相鄰宏基站的移動性，并且連接至它們的接入網關，所述接入網關經過部署它們的位置的局域網(LAN)。以這種方式，毫微微節(jié)點能通過局域網彼此相互連接。本發(fā)明對此特征的利用將稍后解釋。
[0007]毫微微節(jié)點部署的一個重要特征是無線參數調節(jié)的自配置和自優(yōu)化的能力。在企業(yè)環(huán)境中，用一組毫微微蜂窩，每個節(jié)點需要與相鄰節(jié)點協(xié)作，用于共同提供具有最好服務質量的最優(yōu)的服務覆蓋。
[0008]部署在企業(yè)組中的大量毫微微節(jié)點吸引了對減少整體能源消耗和最小化組內干擾的不同算法和方法的研究。它對移動管理，自優(yōu)化的影響也可能成為一個令人感興趣的領域。
[0009]另一個可能需要注意的方面是在例如禮堂、會議室的環(huán)境中以隨機或可預測的方式所產生的流量高峰。在這些環(huán)境中服務于用戶高峰所需要的毫微微節(jié)點的數量遠遠超過其余時間，而且看起來也不建議在所有的時間里都將它們保持開啟。優(yōu)秀的毫微微節(jié)點的管理應當解決上述問題。
[0010]所推薦的機制的必要條件之一是，其應該沒有任何人機交互地工作。屬于該集群的所述毫微微蜂窩必須以協(xié)調的方式合作用于提供具有足夠高服務質量的最優(yōu)覆蓋。
[0011]關于毫微微節(jié)點的必須加以處理的最重要問題之一是:如果所述宏蜂窩和毫微微蜂窩[4]使用相同的頻譜，如何避免無論是對宏蜂窩或是對相鄰毫微微節(jié)點有害的干擾。
[0012]毫微微節(jié)點的現有技術聚焦于優(yōu)化干擾感知覆蓋和節(jié)能程序。對于這些主題中的每一個，目前存在我們以下所提到的不同的推薦機制和技術。
[0013]-優(yōu)化覆蓋
[0014]有兩種類型的覆蓋機制:基于獨立毫微微節(jié)點的機制和基于毫微微節(jié)點組的合作機制:
[0015]1、獨立毫微微節(jié)點的非協(xié)調覆蓋優(yōu)化機制。
[0016]當毫微微蜂窩上電后，它會掃描附近的無線環(huán)境，并選擇最理想的無線參數以達到最佳的服務質量。初始發(fā)射功率可以是一個預先設定的值，或者可以用這樣的方式選擇:將其覆蓋范圍調整為目標區(qū)域使其對相鄰的宏蜂窩的干擾最小化。
[0017]在文獻[5]和[6]中，作者們建議了自動配置和自優(yōu)化的方案。當自動配置方案提供所述毫微微蜂窩的初始功率設置時(典型值是-1OdBm),自優(yōu)化方案試圖優(yōu)化毫微微蜂窩在正常運行期間的發(fā)射功率。作者們區(qū)分出三種自動配置方案；i)固定功率，ii)根據距離，以及iii)根據測量。
[0018]在文獻[7]中，作者構思了功率適應考慮活動/非活動用戶的毫微微蜂窩的另外一種方式。如果當前沒有毫微微蜂窩的用戶處于活動狀態(tài)(無語音或數據傳輸)，毫微微蜂窩的發(fā)射功率降低10dB。
[0019]在文獻[4]中提出了一種采用動態(tài)適應所述毫微微蜂窩的接入點的發(fā)射功率的新方法的功率控制機制。其基本構思是根據當前的流量負載和移動站與毫微微蜂窩之間的信號質量調整毫微微蜂窩的發(fā)射功率，以便充分利用數據幀。這種方法的優(yōu)勢在于其在輕流量負載時減少對宏蜂窩或相鄰的毫微微蜂窩用戶干擾的可能性。此提案的結論是，在仍然能夠確保所述毫微微蜂窩用戶的服務質量(QoS)水平的同時，可顯著地降低毫微微蜂窩的發(fā)射功率。
[0020]雖然這些機制過去設計為用于獨立毫微微蜂窩的場景，部署于居住環(huán)境中，但是目前它們使用于企業(yè)場景。
[0021]2、聯(lián)網化的毫微微蜂窩的協(xié)調無線覆蓋優(yōu)化。
[0022]在企業(yè)場景下，其中目標區(qū)域必須被一組毫微微節(jié)點覆蓋，而不是一個獨立的毫微微節(jié)點，各個蜂窩需要合作以共同提供覆蓋優(yōu)化。因此，毫微微蜂窩組部署的覆蓋優(yōu)化的要求顯著不同于獨立毫微微蜂窩的部署，并且前面提到的現存的解決方案不適用。
[0023]不像之前的獨立毫微微節(jié)點，調節(jié)覆蓋算法修正了輔助的發(fā)送功率，不僅依據來自于自己的毫微微蜂窩覆蓋區(qū)域的活動用戶設備的標準測量報告，同時也依據從相鄰的毫微微蜂窩接收的某些信息。這種算法的主要目的是在毫微微蜂窩組中平衡毫微微節(jié)點的負載，所述毫微微節(jié)點共同覆蓋相同區(qū)域，并且使覆蓋盲區(qū)和傳輸功率最小化。
[0024]目前在實際的3G宏蜂窩部署中使用的是集中式的方法。在文獻[8]中描述了一個集中式的聯(lián)合覆蓋優(yōu)化算法，該算法為在所述宏蜂窩網絡中的每個蜂窩集中計算出最佳導頻發(fā)射功率電平，導致所述覆蓋區(qū)域最大化的同時使所需的覆蓋重疊水平干擾最小化。因為預期所述網絡的大規(guī)模部署和所述毫微微蜂窩的即插即用性質，這些算法對毫微微蜂窩并不適用。另一方面，必須使用分散/分布式結構的算法，所述算法在本地節(jié)點處操作，并利用可得到的本地信息。
[0025]參考文獻[9]介紹了一種分布式/分散的、聯(lián)合覆蓋的優(yōu)化算法，其在每個毫微微蜂窩中單獨運行，并且用來實現用戶負載平衡并且使覆蓋盲區(qū)和重疊最小化。
[0026]這些算法不使用任何全局信息或來自所述毫微微蜂窩網關或任何其它網絡部件的協(xié)調。
[0027]參考文獻[I] [10]中描述了一種移動通信系統(tǒng)，其中基站使用主/從協(xié)議交換負載平衡信息來相互通信，所述負載平衡信息可用于控制移動設備在相鄰基站和/或鄰近蜂窩之間的切換。在指定的時間或周期性地或響應于某些事件時，以上任一情況下為其提供負載狀態(tài)報告。
[0028]在參考文獻[I] [11]中，無線基站(wireless base stations)具有存儲表明本地站是否是主基站的標志的存儲單元。確定單元決定無線數據傳輸通道的參數設置。當本地基站不是主基站時，獲取單元獲得來自主基站的無線參數設置。當本地基站是主基站時，設置單元設定信道的無線參數，當本地基站不是主基站時，設置單元將取得的無線參數設置到信道。
[0029]節(jié)能程序:
[0030]從經濟(降低成本)和環(huán)保(減少二氧化碳排放量)的角度上考慮降低移動網絡能耗是非常重要的。對于通常的在文獻[I] [12]中的宏蜂窩網絡的和尤其在文獻[13]中的毫微微蜂窩，幾個出版物強調了通過因流量低而在活動蜂窩不被需要的期間內減少它們的數量可節(jié)省的能量。在其不需要時關閉蜂窩發(fā)射，伴隨著節(jié)能實現減小在相鄰蜂窩中的干擾。
[0031]從節(jié)能角度來看，必須考慮兩種不同的情況。
[0032]第一種情況是，毫微微蜂窩只能在其覆蓋提供服務的區(qū)域中沒有用戶時關閉。這是出于覆蓋原因的毫微微蜂窩的部署情況，例如，的或那些可能關聯(lián)低流量調用的住宅毫微微蜂窩部署情況。
[0033]第二種情況是，那些毫微微蜂窩可以在低流量時關閉。這是出于容量的原因的毫微微節(jié)點部署情況。由所述仍然保持活躍的蜂窩照顧無線覆蓋和服務供應，從而保證服務在整個區(qū)域內可供使用。
[0034]已經提出了一些用于當用戶沒有在他/她的毫微微蜂窩節(jié)點附近時關閉該毫微微蜂窩節(jié)點的無線部分的實施方式[14] [15]，這些解決方案檢測何時所述用戶設備駐留在到毫微微蜂窩節(jié)點最近的宏蜂窩，以決定切換時打開或關閉毫微微蜂窩節(jié)點。當所述用戶設備沒有駐留在預定的宏蜂窩時，假定它在離家很遠的地方并且毫微微節(jié)點關閉，并且當所述用戶設備進入其預定的宏蜂窩時，假定它在其相應的毫微微節(jié)點附近，該毫微微節(jié)點開啟。
[0035]其它現有的實施[16]在其不提供任何與用戶設備的活動連接時，關閉所述毫微微蜂窩節(jié)點的收發(fā)器部分。為了在其必須提供活動連接時開啟所述毫微微節(jié)點，所述實施依賴于最接近的提供服務的宏蜂窩的幫助，所述提供服務的宏蜂窩檢測何時包含在所述蜂窩的封閉用戶組中的用戶設備試圖與宏蜂窩建立活動連接，并且在這種情況下，它通過移動性管理實體和所謂的Si接口，向毫微微節(jié)點發(fā)送指令啟動開關，然后將所述活動連接切換到所述毫微微蜂窩。
[0036]其它實施[17]依賴于激活服務器，該服務器遠程開啟或關閉所述毫微微節(jié)點的收發(fā)器部分。激活服務器開啟或關閉的毫微微蜂窩節(jié)點的收發(fā)器部分的條件是用戶終端的位置，該位置由所述用戶終端通過GPS報告的數據而為所述激活服務器所知，或由所述用戶設備所在的宏蜂窩推導得出。
[0037]其它用于開啟或關閉毫微微蜂窩節(jié)點的實施[18]基于對由所述用戶設備發(fā)送的特定信號模式的檢測，這需要收發(fā)器關閉的毫微微蜂窩節(jié)點周期性地開啟所述接收器部分，為了能夠檢測到所述用戶設備發(fā)送的信號模式。
[0038]另一種推薦的機制[19]是所述毫微微蜂窩的激活基于來自活動的用戶設備(UE)的噪聲上升。這種機制允許僅為服務呼叫而激活所述毫微微節(jié)點。當在所述毫微微節(jié)點上接收的功率電平超過閾值電平，激活該毫微微節(jié)點為所述UE提供服務。
[0039]當必須部署一個新的蜂窩用來覆蓋由于日常流量模式或由于特殊事件，如會議或研討會引起的不定時發(fā)生的高峰所導致周期性的流量高峰，通常的做法是在低流量時段關閉所述蜂窩為了節(jié)省能源，并且當其需要人工干預時將其開啟。在不定時發(fā)生的高峰的情況下，僅當這些事件是事先已知時才是可行的。
[0040]現有解決方案的問題:
[0041]1、覆蓋優(yōu)化
[0042]所述非協(xié)調機制是針對獨立的毫微微蜂窩而設計，雖然目前將它們使用在如移動方面的聯(lián)網的毫微微蜂窩，并且沒有考慮同其它毫微微蜂窩的協(xié)調覆蓋優(yōu)化。
[0043]來自聯(lián)網的毫微微蜂窩的覆蓋優(yōu)化機制/算法的一個局限是，它沒有考慮到未使用的所述毫微微蜂窩可以關閉其無線傳輸塊，以這種方式，簡化了毫微微蜂窩網絡的無線協(xié)調，并且相對在[9]和[I] [10]提出的分布式的方法，明顯減少了能耗和干擾。在本發(fā)明中提出的關閉機制是為急劇上升的流量高峰專門量身定制，其中，只有當所述覆蓋區(qū)被充分使用時(例如，在禮堂內的事件、商業(yè)展會基礎設施覆蓋時發(fā)生的事件)，全部毫微微節(jié)點保持運轉才是合理的。
[0044]關于分布式/分散聯(lián)合無線覆蓋優(yōu)化，在文獻[9]中提出了所述協(xié)調算法的局限在于，在大型的毫微微蜂窩的網絡部署情況下的可擴展性，其中毫微微蜂窩必須與很多其它的毫微微蜂窩協(xié)調，所需的與相鄰毫微微蜂窩的交互可能導致不可接受的信號流量，因為無線狀況的變化可能引起整個部署的信號流量的顯著增長也可能出現穩(wěn)定性問題。另一個限制因素是缺乏參考點，在所述參考點操作和維護子系統(tǒng)能夠檢查毫微微蜂窩的網絡狀態(tài)，它對控制大型部署至關重要。在文獻[9]中提出的方法是完全分布式的，并且每個毫微微蜂窩只有鄰居毫微微蜂窩的信息而沒有參考點的信息。
[0045]在文獻[I] [10]中提出了一種用于優(yōu)化負載平衡而不考慮節(jié)能機制的主/從基站的分層結構，例如當其負載不是必要時，或為了覆蓋調整控制基站發(fā)送功率時，開啟/或關
閉基站。
[0046]在文獻[I] [11]中定義一種對從生成無線傳輸參數的控制單元接收的消息進行過濾或選擇的分層結構，而不進入基站組協(xié)調使性能或能量效率優(yōu)化。
[0047]2、節(jié)能程序
[0048]對于節(jié)能程序，在上一節(jié)中提到的所有方法的共同的局限是沒有與其它節(jié)點的協(xié)調，以保證所述毫微微節(jié)點和其相鄰蜂窩在開啟或關閉程序期間服務的連續(xù)性。
[0049]至于文獻[14] [15] [16] [17]建議的程序，它們專為與毫微微節(jié)點相關聯(lián)的UE組設計，具有訪問限制。它們不能被用于在宏蜂窩覆蓋范圍內具有開放式訪問的毫微微節(jié)點。除此此外，當用戶設備通常是位于預定的宏蜂窩中時，這樣的實施的價值不大，像在郊區(qū)和農村非常普遍的提供寬覆蓋的宏蜂窩，或可以剛好在稠密的城市地區(qū)依據用戶習慣或使用場景提供的宏蜂窩。
[0050]此外，在文獻[17]中提出程序具有這樣的問題，在很多場合下該UE不會包括GPS接收器，而且，為了控制激活毫微微節(jié)點并且實現傳遞所述GPS數據的相關方法，必須配備服務器。
[0051]在文獻[18]中提出的實現要求所述UE周期性地發(fā)送特定的信號模式，所述信號模式增加了功耗和電池耗電、以及作為信號的無線資源。

【發(fā)明內容】

[0052]有必要提供一種現有技術的替代方案來克服上面提到的已知方案還存在的問題。
[0053]為此目的，在第一個方面，本發(fā)明涉及一種用于節(jié)能和最大限度地減少無線接入節(jié)點網絡部署中的干擾電平的方法，所述方法包括開啟和/或關閉所述無線接入節(jié)點網絡部署的一個或多個無線接入節(jié)點的RF收發(fā)器。
[0054]與已知的方案相反，本發(fā)明的第一方面的方法包括將所述無線接入節(jié)點部署布置為主/從結構，并自動執(zhí)行所述開啟和/或關閉，并被應用到所述無線接入節(jié)點網絡部署的接入節(jié)點的從無線接入節(jié)點。
[0055]對于一個優(yōu)選實施例，所述無線接入節(jié)點是毫微微蜂窩節(jié)點。雖然在本文中的很多段落中無線接入節(jié)點是指毫微微蜂窩，但是本發(fā)明同樣能夠直接應用于標準的基站，因為毫微微蜂窩被概括在“標準基站”的實施例中。
[0056]由于在前部分中所述的原因，在本發(fā)明中提出了分層和部分集中的方式。
[0057]本發(fā)明提出了一種具有節(jié)能和干擾最小化雙重目標的基于其位置的企業(yè)毫微微蜂窩部署的分層結構。這種機制允許在某種條件下，關閉某些毫微微節(jié)點的RF子系統(tǒng)。
[0058]參照所附的權利要求3至16，描述了本發(fā)明的第一方面的一些實施例，并且在后面的部分中涉及幾個實施例的詳細描述。
[0059]本發(fā)明的第二方面涉及一種用于節(jié)約能源和減少干擾電平的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個無線接入節(jié)點，所述節(jié)點各自擁有可開啟和關閉的RF收發(fā)器。
[0060]與已知的方案相反，在本發(fā)明的第二方面的系統(tǒng)中，所述無線接入節(jié)點按照主/從配置設置，并且因為它包括用于自動執(zhí)行所述開啟和/或關閉的控制裝置，并被應用到所述無線接入節(jié)點網絡部署的從無線接入節(jié)點。
[0061]對于一個優(yōu)選的實施方案，該系統(tǒng)的所述控制裝置將用于實現所述第一方面的方法。
[0062]參照所附的權利要求19至21，描述了本發(fā)明的第二方面的系統(tǒng)的一些實施例，并且后面的部分涉及幾個實施例的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]參照附圖(其中有些已在前面敘述的現有技術中描述)，從如下實施例的詳細描述中，將更加充分地理解之前和其它的優(yōu)點和特征，所述附圖僅是說明性的和非限制性的，其中:
[0064]圖1顯示了毫微微蜂窩部署的一般構架。
[0065]圖2顯示了本發(fā)明的一個實施例所提供的分層毫微微節(jié)點之間的協(xié)調。
[0066]圖3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的分層的毫微微蜂窩組的共享覆蓋狀態(tài)和僅主覆蓋的狀態(tài)。
[0067]圖4示出了根據本發(fā)明的第一方面的方法的一個實施例所述的分層的毫微微節(jié)點組的初始配置。
[0068]圖5示出了根據本發(fā)明的第一方面的方法的一個實施例的在分層的毫微微蜂窩組中的協(xié)調過程。
[0069]圖6示出了按照本發(fā)明的第一方面的方法的一個實施例的主毫微微節(jié)點過程的流程圖。
[0070]圖7示出了按照本發(fā)明的第一方面的方法的實施例的從毫微微節(jié)點過程的流程圖。
[0071]圖8示出了本發(fā)明實施例的關于禮堂的應用場景。
[0072]圖9示出了圖8中的實施例的僅主覆蓋狀態(tài)和共享覆蓋狀態(tài)。
[0073]圖10示出了圖8中的實施例的禮堂場景中從屬啟動程序。
[0074]圖11示出了圖8中的實施例的禮堂場景中從屬毫微微節(jié)點的關閉程序。
[0075]圖12示出了本發(fā)明關于辦公樓應用場景的另一個實施例。
[0076]圖13示出了圖12的實施例的僅主覆蓋狀態(tài)和共享覆蓋狀態(tài)。
[0077]圖14示出了圖12的實施例的辦公樓場景下從屬切換程序。
[0078]圖15示出了圖12的實施例的辦公樓場景下的關閉程序。
[0079]圖16示出了按照本發(fā)明的第一方面的方法的另一個實施例的標準基站場景的僅主覆蓋狀態(tài)和共享覆蓋狀態(tài)。
[0080]圖17示出了按照本發(fā)明的第一方面的方法的另一個實施例的宏基站的場景下從開啟的過程。
[0081]圖18示出了根據本發(fā)明的第一方面的方法的另一個實施例，標準基站場景下從屬基站的關閉程序。
[0082]圖19以曲線圖的形式示出了根據本發(fā)明的毫微微部署的節(jié)能的近似值。
【具體實施方式】[0083]在典型的毫微微蜂窩的網絡部署中，它們之間并沒有層次關系。毫微微蜂窩的定位力爭覆蓋整個區(qū)域(例如建筑物)而沒有覆蓋盲區(qū)，并且其中所有節(jié)點都連續(xù)不斷地輻射，即使沒有用戶處于活動或空閑模式。此外，可能部署額外的毫微微蜂窩以應對因在一段時間內用戶的非均勻分布而造成的流量高峰。例如，禮堂或會議廳，可能是這種情況。在這種場景下，雖然一個毫微微蜂窩節(jié)點能夠覆蓋整個區(qū)域，但由于容量問題需要額外的毫微微蜂窩在某些時間周期內為所有的用戶提供服務。
[0084]為了避免不必要的能源浪費并最大限度地減少干擾的產生，本發(fā)明提出了在它們之間建立具有某種分層關系的毫微微節(jié)點組，并且能夠關閉那些在負載情況允許的條件下不必正確服務的節(jié)點的RF收發(fā)器。
[0085]本發(fā)明的基本原理，包括為企業(yè)部署中(或類似的場景下，其中存在的通信基礎設施可以支持它們之間的通信，例如以太網LAN)的毫微微節(jié)點，提供一個在某些時間段內使若干毫微微節(jié)點的RF子系統(tǒng)失效的機制。該機制基于主/從通信，該主/從通信通過作為所述毫微微節(jié)點的回程的通信基礎設施(如局域網)，用于交換與所述部署的流量負載相關的簡單的消息。所述消息交換可以通過特定的通訊接口來支持，所述特定的通訊接口兼容3GPP版本10之前版本，或可以由3GPP版本10和之后版本的所謂X2接口來支持。
[0086]本發(fā)明的主要目的是減小能源消耗并最小化實現這種機制的毫微微節(jié)點的部署上的干擾電平?？傊?，本發(fā)明提供了一種機制，該機制用于根據某一算法使從屬毫微微節(jié)點的RF子系統(tǒng)失活，因此在獲得重要的節(jié)能和干擾電平下降的同時正確地參與服務。這樣做的目的始終是在企業(yè)場景下無需任何外部人工控制地解決技術挑戰(zhàn)，所述企業(yè)場景中可以部署一些相互協(xié)作的毫微微蜂窩，用于提供擁有最優(yōu)質服務的最嚴謹的覆蓋。
[0087]在圖2中示出本發(fā)明的基本理念，本發(fā)明提出最小化干擾并提供節(jié)能。在毫微微蜂窩(主/從)之間的信息交換用來確定所述RF子系統(tǒng)的激活或失活算法，所述信息交換通過本地網絡傳送到相連的毫微微節(jié)點。需要注意的是所述主毫微微節(jié)點一直以標稱或最大功率激活其RF子系統(tǒng)。
[0088]本發(fā)明背后的主要思想是定義從屬于一個作為主節(jié)點來工作的毫微微蜂窩的子組，然后實現一種機制，用于控制所述毫微微節(jié)點的RF部分，而不會影響到與整個子組的相關服務。這種功率控制技術也可用于實現子組的元件之間的負載平衡策略，以改善當所有節(jié)點都發(fā)射時所提供的服務質量。這一點非常值得注意，管理系統(tǒng)將負責所述毫微微節(jié)點子組的初始配置，定義各節(jié)點作為主節(jié)點或從節(jié)點的功能，并發(fā)送所有子組的標識。同樣，在主-從毫微微蜂窩之間的通信接口并不需要任何特殊的安全保護，因為沒有傳輸敏感或私人的數據。
[0089]本發(fā)明涉及建立所述毫微微節(jié)點組或分層組，在毫微微蜂窩網絡部署中，其中一個毫微微節(jié)點承擔主節(jié)點角色，并且始終開啟和發(fā)射，其它毫微微節(jié)點是從屬角色(下級節(jié)點)，并且當沒有用戶駐留其中或所述主節(jié)點的總容量和覆蓋范圍足以滿足所有用戶時可以關閉其RF收發(fā)器。分層組內的毫微微節(jié)點之間的通信必須由通信基礎設施支持，所述通信基礎設施可能是以太網LAN或任何其它的設施。所述通信基礎設施支持分層組內的毫微微節(jié)點之間的消息交換，所述消息交換可經由特定的通信接口支持(所述通信接口兼容3GPP版本10之前的版本)，或由3GPP版本10及更高版本的所謂X2接口支持。
[0090]這里至關重要的一點是，在毫微微節(jié)點中所述無線發(fā)射塊具有獨立于其余功能的關閉能力，為了僅在自動配置過程已正確完成并且之后毫微微蜂窩獲得該權限時發(fā)射。這是必要的，例如，防止在初始化過程完成之前發(fā)射未經許可的或不希望的頻率。該特征可用于節(jié)省能源，在不需要所述毫微微蜂窩為用戶服務時關掉RF子系統(tǒng)，并且在認為需要時再將其開啟。
[0091]這種RF開啟/關閉的過程是即時的，與在上電時的初始化過程不同，當所述毫微微節(jié)點中所有的模塊必須初始化時，必須建立具有安全網關的IPSec隧道，并且注冊所述毫微微網關中的毫微微節(jié)點，并且必須完成自動配置過程。這個過程可能需要幾分鐘的時間(從5到15分鐘，取決于實施和環(huán)境而定)。從現在開始，開啟/關閉過程是針對RF發(fā)送塊，而不是針對整個毫微微節(jié)點，除非明確說明。
[0092]此外，當毫微微節(jié)點發(fā)射時，可以在功率范圍內改變其發(fā)射功率，以調整所述毫微微蜂窩對環(huán)境的覆蓋。這可以用于例如，負載平衡和覆蓋的調整。
[0093]本發(fā)明使用這兩個特征的目的是最小化能源消耗和干擾。
[0094]在本發(fā)明中，術語主節(jié)點-從節(jié)點定義如下:
[0095]-主毫微微節(jié)點。它是所述毫微微節(jié)點組的協(xié)調者，并且始終發(fā)射，在其余的毫微微節(jié)點關閉時，如果有必要的話改變主毫微微節(jié)點的發(fā)射功率。
[0096]-從毫微微節(jié)點。所述組中的其余毫微微節(jié)點。它們將按照此后描述的算法發(fā)射、或不依賴于所述組的負載或駐留的用戶數量。發(fā)射功率逐漸增加/減少時，它們可能需要開啟/關閉以確保用戶離開/進入所述主毫微微蜂窩的移動性。
[0097]根據不同的流量負載或用戶總數，定義了兩種不同的分層毫微微蜂窩組的狀態(tài)(如圖3所示):
[0098]-共享覆蓋狀態(tài)(SCS,Shared Coverage State),其中，所述組(主節(jié)點和從節(jié)點)中所有的毫微微蜂窩啟動并發(fā)射，覆蓋整個區(qū)域。
[0099]-僅主節(jié)點覆蓋狀態(tài)(OMCS,Only Master Coverage State),其中，所有的從屬毫微微節(jié)點關閉，并且只有主毫微微節(jié)點保持開啟。所述主RF傳輸功率和由此覆蓋，可能會根據情況由以前的狀態(tài)發(fā)生改變。
[0100]所述分層毫微微蜂窩組協(xié)調機制負責從一個狀態(tài)切換到另一個狀態(tài)。
[0101]為了實現本發(fā)明，需要該組的所述毫微微節(jié)點具有某些本發(fā)明提出的算法中使用的參數的相關信息。提供此信息的最簡單方法是通過限定為O的毫微微節(jié)點網絡部署的控制和管理系統(tǒng)(HMS)。
[0102]值得注意的是，當所述毫微微節(jié)點上電后，在其它事務中所述毫微微節(jié)點必須與其管理系統(tǒng)建立安全通信信道，以得到初始配置參數，如載波頻率、帶寬、標稱RF功率、PSC或PSC的范圍、用戶訪問模式、切換模式等。
[0103]構思是，除這種一般信息之外，管理和控制系統(tǒng)為在如圖4所示的初始配置過程中的毫微微節(jié)點提供用于本發(fā)明中提出的分層組定義所需要的數據。分層組定義包括以下這些數據:
[0104]-主標識(例如,序列號)。
[0105]-從標識(包括，例如，從屬序列號)。
[0106]-分層組ID。分層組標識是一個數字或字母標識，用于由主節(jié)點和從節(jié)點形成的集群。值得注意的是，在LTE/UMTS版本9的情況下，分層組可以包括一個或多個封閉用戶組(CSG, Closed Subscriber Groups)。
[0107]-毫微微節(jié)點使用的算法參數。
[0108]算法中使用的參數可以對于所述組中的所有毫微微節(jié)點是普遍的(G)，或特定(S)的,所述特定(S)表示對于每個元件根據其角色(主節(jié)點或從節(jié)點)指明特定值。建立這些參數的名稱和描述如下:
[0109]-決策參數(S)Dp:所述毫微微節(jié)點使用這個參數來決定所述毫微微節(jié)點組的狀態(tài)是SCS或0MCS。由主節(jié)點在每一個更新周期(TUPDATE)用向所述從節(jié)點請求的信息計算所述決策參數(Dp)。根據決策參數的類型(TDP)(如在過去的一段時間中的活動或駐留用戶等的類型)，每個從節(jié)點發(fā)送其測量值，然后主節(jié)點處理所有的測量值、以計算并發(fā)送Dp值，所述D 5值用于決定毫微微節(jié)點修改或不修改它的當前狀態(tài)(0MCS或SCS)?？赡艿膶嵤├腄p參數是在所述毫微微節(jié)點中駐留的活躍用戶的數目，或者在所述毫微微節(jié)點中駐留的空閑用戶的數目，或者任何其它參數，該參數給出了所述毫微微節(jié)點組的流量負載的一個標識。
[0110]-決策參數的類型(G)TDP:該參數表示由所述毫微微節(jié)點周期性地測量出的量級的類型，用于計算在每個時間周期中適合的決策參數(DP)。
[0111]-開啟閾值(G)THOFF-ON:該閾值用于對從毫微微節(jié)點的RF子系統(tǒng)的開啟作出決定。例如，如果TDP為活躍用戶，這個閾值可以是指在所述毫微微節(jié)點組中的活躍用戶的數目，從該數目開始，從節(jié)點應該開啟其RF子系統(tǒng)，因為僅有主節(jié)點無法為所有活躍用戶提供服務。
[0112]-關閉閾值(G)TH ON-OFF:該閾值用來決定節(jié)點的RF子系統(tǒng)的關閉。例如，如果TDP為活躍用戶，該閾值可以是指某一在所述毫微微節(jié)點組中活躍用戶的數量，從該數量開始，所述從毫微微節(jié)點應該關閉它們的FR子系統(tǒng)，因為僅有主節(jié)點就可以為所有的活躍用戶提供服務。
[0113]-高傳輸功率(S)Phigh:
[0114]-主節(jié)點:當僅主節(jié)點覆蓋狀態(tài)(OMCS)開始時的功率。
[0115]-從節(jié)點:當共享覆蓋狀態(tài)(SCS)開始時的功率。
[0116]-低傳輸功率(S)Plow:
[0117]-主節(jié)點:當共享覆蓋狀態(tài)(SCS)開始時的功率。
[0118]-從節(jié)點:當開啟RF子系統(tǒng)后過渡到共享覆蓋狀態(tài)(SCS)的初始
[0119]功率。
[0120]-開啟時間(G)T0FF_0N:從僅有主節(jié)點覆蓋狀態(tài)(OMCS)過渡到共享覆蓋狀態(tài)(SCS)的時間。該時間相當于所述主節(jié)點從目前的功率(通常是PHrcH)到1\?和所述從節(jié)點從Pot到Phkh所花費的時間。
[0121]-關閉時間(G)T0N_0FF:從共享覆蓋狀態(tài)(SCS)過渡到僅有主節(jié)點覆蓋狀態(tài)(OMCS)的時間。此時間相當于所述主節(jié)點中從當前功率(通常是Pot)到Phkh，和所述從節(jié)點在將要關閉其RF子系統(tǒng)前從當前功率(通常是Phkh)到Pot所花費的時間。
[0122]-更新時間(G)Tupdate:用于更新所述決策參數(Dp)值的時間周期。主節(jié)點使用它用于通過LAN交換消息。
[0123]需要強調的是，只有與RF功率傳輸的相關參數是特殊的參數，因為其根據毫微微蜂窩節(jié)點的角色(主節(jié)點或從節(jié)點)這些值是不同的，并且如果需要的話用戶可以為每個毫微微節(jié)點定制該參數值。其余的參數對所有的毫微微節(jié)點是通用的，因為從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的過渡必須經過相同的轉換時間以同步的方式完成。
[0124]對于三個毫微微節(jié)點(1個主節(jié)點和2個從節(jié)點)組的特定情況，每個節(jié)點最多可容納8個用戶，并使用活躍用戶數量類型的決策參數(TH))，ON-OFF或OFF-ON閾值可以分別是4和6個活躍用戶，因此，如果在給定周期內的決策參數Dp低于4，所述毫微微節(jié)點將轉換到OMCS狀態(tài)(僅有主毫微微節(jié)點開啟)。另一方面，如果決策參數Dp大于或等于6時，毫微微節(jié)點將轉換到SCS狀態(tài)(所有毫微微節(jié)點開啟)。
[0125]所述協(xié)調機制基于主毫微微節(jié)點和從毫微微節(jié)點之間的消息交換。
[0126]所述主毫微微節(jié)點是信息交換的協(xié)調者。它收集來自從毫微微節(jié)點的各個測量值，計算出決策參數(Dp)的值，包含其自身的測量，并將它發(fā)送回從屬毫微微節(jié)點。
[0127]在圖5中示意性地示出了協(xié)調協(xié)議。主毫微微節(jié)點在每個Tupdate請求從毫微微節(jié)點更新它們的測量結果。從節(jié)點發(fā)送該信息，然后主節(jié)點計算決策參數(Dp)的新值，并將其傳輸到從節(jié)點。毫微微節(jié)點使用所述決策參數(Dp)對其RF子系統(tǒng)作出決定。
[0128]假設在聯(lián)網的毫微微蜂窩部署中，其中在毫微微節(jié)點之間使用了移動和負載平衡技術，有事先建立的本地通信基礎設施(例如以太網LAN，但不排除任何其它實現)上的毫微微節(jié)點之間的消息交換機制，于是，包含在這種信息交換中的消息可以使用公共的基礎設施基于IP發(fā)送至所有與其相連的節(jié)點。
[0129]在圖6中示出了所述主毫微微節(jié)點中的執(zhí)行過程的流程圖。在主毫微微節(jié)點的啟動過程中初始化之前顯示的參數，并將它設置為共享覆蓋狀態(tài)。之后，所述處理進入到主循環(huán)，檢查決策參數值(Dp)是否有變化。當記錄到變化時，將所述新的Dp值與在參數中定義的預先設置的閾值相比較:
[0130]如果DP〈TH ON-OFF (從節(jié)點關閉條件)并且狀態(tài)不是0MCS，主毫微微節(jié)點將其傳輸功率從當前值逐漸改變到Phiot且其狀態(tài)轉換為0MCS。
[0131]如果Dp≥TH OFF-ON (從節(jié)點開啟的條件)并且狀態(tài)不是SCS，主毫微微節(jié)點將其傳輸功率從當前值(通常是PHrcH)逐漸改變到Pot且其狀態(tài)轉換為SCS。
[0132]根據不同情況，逐步進行從目前的功率值向P_或Pot的過渡，從而使活躍的移動用戶在必要時改變服務的毫微微基站。
[0133]過渡時間是過渡到僅有主節(jié)點覆蓋狀態(tài)的關閉時間(Thmw)的值，或過渡到共享覆蓋狀態(tài)的開啟時間(Ttw,)的值。
[0134]在圖7中示出了在從節(jié)點中執(zhí)行的過程的流程圖。在啟動過程中，從屬毫微微節(jié)點初始化之前顯示的參數，并且將它們設置為共享覆蓋狀態(tài)。之后，每個毫微微節(jié)點中的處理進入主循環(huán)，檢查決策參數值(Dp)是否有變化。當記錄到變化時，將所述新Dp值與在參數中定義的預先設置的閾值相比較。
[0135]如果DP〈TH ON-OFF (從節(jié)點關閉條件)并且狀態(tài)不是0MCS，從節(jié)點僅在將要關閉其RF子系統(tǒng)之前將其發(fā)射功率逐漸從當前值(通常是PHrcH)改變?yōu)镻OT，并將其狀態(tài)變?yōu)?MCS。在過渡時間(TON-OFF)內，如果必要，從毫微微節(jié)點迫使其活躍用戶作出向主毫微微蜂窩的切換。
[0136]如果Dp≥TH OFF-ON (從節(jié)點開啟的情況)并且狀態(tài)不是SCS，從毫微微節(jié)點首先以低功率(Pot)開啟其RF部分，然后逐漸將功率增加為PHrcH，以便讓主毫微微節(jié)點中的活躍移動用戶在必要時改變服務蜂窩，并且其狀態(tài)轉換到SCS。
[0137]如同主節(jié)點的情形，過渡時間是過渡到僅有主節(jié)點覆蓋狀態(tài)的關閉時間(Tcmff)的值，或過渡到共享覆蓋狀態(tài)的開啟時間(Τ__Μ)的值。
[0138]本發(fā)明可以用于幾種場景，用于為不同的目的定制分層組的算法參數。
[0139]主要設想有三種類型的應用場景:禮堂或第I類型場景，辦公樓或第II類型場景和標準基站或第III類型場景。
[0140]1、禮堂或第I類型場景
[0141]這種情況下的環(huán)境流量變化很大，并且有一些用于支持流量峰值(如圖8中所示)的超規(guī)格的毫微微節(jié)點。
[0142]在這種場景中，禮堂中心的毫微微節(jié)點應足以在流量很低時覆蓋整個區(qū)域。這對應于本發(fā)明中提出的僅主節(jié)點覆蓋狀態(tài)。在這種狀態(tài)下的主毫微微節(jié)點的發(fā)送功率必須最大化，以覆蓋整個區(qū)域。
[0143]然而，當流量增加時，需要其余毫微微節(jié)點來服務所有用戶，其對應于共享覆蓋狀態(tài)。當從節(jié)點被開啟時，主節(jié)點的覆蓋被降低。從圖9可以看出這兩種狀態(tài)。
[0144]這兩個狀態(tài)之間需要軟過渡，以保證正在進行的呼叫不受影響，并從舊的服務蜂窩切換到覆蓋移動定位的新的服務蜂窩。
[0145]用于該場景的狀態(tài)變化基于所述組的負載。
[0146]在圖10中示出了這種情況下的開啟程序。
[0147]最初，在低負載狀態(tài)下，只有主毫微微節(jié)點開啟，因為它足以覆蓋整個區(qū)域。主節(jié)點的發(fā)送功率設置為高值(PHKH—MSTEK)。
[0148]當負載超過開啟閾值(Dp≤TH 0FF-0N)，所述開啟過程是分兩個步驟完成的:
[0149]-第一步是以最小的功率(Potslave)開啟所述從毫微微節(jié)點，將主節(jié)點的發(fā)送功率維持在同一水平。
[0150]-第二個步驟是功率平衡。在TON-OFF時間周期內，主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率都逐漸改變?yōu)槠渥罱K值(對從節(jié)點是PHrcH，對主節(jié)點是POT)。
[0151]在此過渡期間，原先在主節(jié)點覆蓋區(qū)域而最終在從節(jié)點的覆蓋區(qū)域的用戶可以由主毫微微蜂窩移動到從毫微微蜂窩，如果用戶在空閑模式下所述移動是通過重選，如果用戶在激活模式下所述移動是通過切換。
[0152]這之后，可以對所述組應用任何其它的負載均衡程序，并且主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率可作相應改變。
[0153]圖11示出了這種場景下的關閉過程。
[0154]當所有毫微微蜂窩在發(fā)射，并且所述組的負載降低，并低于關閉閾值(DP〈TH0N-0FF),從節(jié)點被再次關閉。
[0155]關閉過程也分兩個步驟完成:
[0156]-第一個步驟是功率平衡。在Ttw,時間周期內，主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率都逐漸改變到最終值(對從節(jié)點是PM，對主節(jié)點是Phkh)。
[0157]-第二個步驟是關閉從屬毫微微節(jié)點。
[0158]在這個過渡期間，原先在從節(jié)點的覆蓋范圍并最終在主節(jié)點的覆蓋范圍的用戶，可以由從毫微微蜂窩移動到主毫微微蜂窩，如果它們在空閑模式下所述移動是通過重選，如果它們在活躍模式所述移動是通過切換。無論如何，在關閉之前，所述從節(jié)點必須強制切換到具有活動呼叫的用戶的主毫微微蜂窩。
[0159]2、辦公樓或第II類型場景
[0160]這種情況下的環(huán)境，如辦公樓，其中有很長一段時間周期沒有流量。大部分在晚上的時間和周末，沒有人在辦公室，并且可以關閉毫微微節(jié)點以節(jié)省能源(如圖12所示)。
[0161]在圖13中示出了這種場景下僅主節(jié)點覆蓋狀態(tài)和共享覆蓋狀態(tài)。
[0162]在這種情況下，在接入區(qū)域中的主毫微微節(jié)點可以用來確定余下的毫微微節(jié)點是否必須開啟并發(fā)射。
[0163]通過在主毫微微節(jié)點中的注冊檢測到在所述接入區(qū)域存在用戶，可以用來開啟所述從節(jié)點并進入共享覆蓋狀態(tài)。
[0164]以同樣的方式，在沒有用戶注冊在任何所述毫微微節(jié)點(主節(jié)點或從節(jié)點)中時，可以關閉從節(jié)點以節(jié)省能源。
[0165]兩種狀態(tài)的主毫微微節(jié)點的覆蓋可能是相同的，因為有沒有用戶，僅需覆蓋接入區(qū)域。
[0166]因為這兩個狀態(tài)之間沒有可能會受到影響的活躍呼叫，所以不需要軟過渡。
[0167]用于這個場景的狀態(tài)變化基于在所述毫微微節(jié)點組中注冊的用戶數目(在空閑模式下的用戶和在活動模式下的用戶)。在這種情況下，改變狀態(tài)的閾值應為零。
[0168]在圖15中示出了這`種情況下的開啟程序。
[0169]最初，沒有用戶駐留，只有主毫微微節(jié)點開啟，因為它足以覆蓋所述接入區(qū)域。所述主毫微微節(jié)點的發(fā)送功率被設置為高值(PHKH—MSTEK)。
[0170]當用戶進入大樓并且駐留在主毫微微蜂窩，所述開啟閾值被超過(Dp ^ THOFF-ON=O)時，所述開啟程序僅由一個步驟完成。
[0171]由于不必保證服務的連續(xù)性，因為沒有用戶在所述毫微微蜂窩區(qū)域中，所以不需要功率平衡步驟。
[0172]關于算法，對于主毫微微節(jié)點和從毫微微節(jié)點Phkh=Pot,并且Ttw,為零。
[0173]這之后，對所述組可以應用任何其它的負載均衡程序，并且主毫微微節(jié)點和從毫微微節(jié)點的發(fā)送功率可以相應改變。
[0174]在圖15中示出了這種情況下的關閉過程。
[0175]當所有毫微微節(jié)點發(fā)射卻沒有用戶駐留在任何毫微微蜂窩中時，所述從節(jié)點再次關閉。
[0176]由于沒有必要保證服務的連續(xù)性，因為沒有用戶在所述毫微微蜂窩區(qū)域中，所以不需要功率平衡步驟。
[0177]關于算法，對于主毫微微節(jié)點和從毫微微節(jié)點Phkh=Pot,并且Ttw,為零。
[0178]3、標準基站或第III類型場景
[0179]前面的實施例涉及毫微微節(jié)點的實現，但這一概念可以應用于標準基站，所述標準基站包括高/中功率的宏蜂窩、微蜂窩和微微蜂窩。在這種情況下，它定義了基本覆蓋蜂窩的第一層，與該蜂窩的第二層互補，為了擴充容積，在層與層之間具有較高的重疊。在人口密集的城市的部署通常在蜂窩之間存在大量的重疊以取得高的流量性能。所述第一基本覆蓋蜂窩可以增加它的發(fā)射功率，用于增加覆蓋區(qū)域，當不需要蜂窩容積時就將其關閉，反之亦然，當開啟從屬蜂窩為了增加部署容積時，可以降低其發(fā)射功率。標準基站場景與禮堂場景的操作呈現出許多相似之處。
[0180]在3GPP LTE的情況下，LTE基站(eNodeB)之間的通信是通過X2接口 [I] [21]實現的，X2接口支持例如基站之間的切換、干擾管理和為了節(jié)能開啟/關閉eNodeB的功能，但為支持本發(fā)明應該擴展X2協(xié)議，以允許所需的協(xié)議和參數的傳輸。
[0181]在3GPP UMTS/HSPA情況下，所有基站構成由同樣的無線網絡控制器(RNC)控制的分層組，所述無線網絡控制器(RNC)得到所有能夠從所述NodeB獲取的必要信息，而無需NodeB之間的通訊。所述RNC收集所有必要的信息，作出的決定，修改無線電功率值或開啟/關閉構成分層組的eNodeB的無線部分。
[0182]需要在兩種狀態(tài)之間(SCS和0MCS)進行軟過渡，以保證活動呼叫不受影響，并且從舊的服務蜂窩切換到覆蓋移動通信定位的新的蜂窩。
[0183]如同毫微微蜂窩的情況，在這種情況下，狀態(tài)的變化是基于所選擇的決策參數(DP)，該決策參數可以例如是組的負載或活動/休眠終端的數量等，所述算法的初始值由LTE 0&M子系統(tǒng)發(fā)送。
[0184]最初，在低負載狀態(tài)只有主基站開啟，因為它能夠覆蓋整個區(qū)域的服務需求。主節(jié)點的發(fā)送功率設置為高值(PHKH—MSTEK)。
[0185]當負載超過開啟閾值(Dp≥TH 0FF-0N)時，所述開啟程序由兩個步驟完成:[0186]第一步是以最小的的功率(Pmlsuve)開啟從基站，將所述主節(jié)點的傳輸功率保持在同一水平。
[0187]第二個步驟是功率平衡。在時間周期內，將主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率都逐漸改變?yōu)樽罱K值(對從節(jié)點是PHrcH，對主節(jié)點是Pot)。
[0188]在此過渡期間，原先在主節(jié)點的覆蓋區(qū)域并最終在從節(jié)點的覆蓋區(qū)域的用戶，能夠從主蜂窩移動到從蜂窩，如果用戶在空閑模式下所述移動通過重選，如果用戶在活動模式下則所述移動通過切換。
[0189]這之后，可以對所述組應用任何其它的負載均衡程序，可以相應改變主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率。圖17中示出了這種情況下的開啟程序。
[0190]當所有的蜂窩都發(fā)射，并且所述組的負載降低，并低于關閉閾值(DP〈TH 0N-0FF),再次關閉從蜂窩。
[0191]所述關閉過程由兩個步驟完成:
[0192]-第一個步驟是功率平衡。在Ttw,時間周期內，主節(jié)點和從節(jié)點的發(fā)射功率都逐漸改變?yōu)樽罱K值(對從節(jié)點是PM，對主節(jié)點是Phkh)。
[0193]-第二個步驟是關閉所述基站。
[0194]在這種過渡期間，原先在主節(jié)點覆蓋區(qū)域并最終在從節(jié)點覆蓋區(qū)域的用戶，可以從主蜂窩移動到從蜂窩，如果它們在空閑模式下所述移動通過重選，如果它們在活動模式下所述移動則通過切換。無論如何，在關閉之前，所述從蜂窩必須強制切換到具有活動呼叫用戶的主蜂窩。在圖11中示出了用于這種場景的關閉程序。
[0195]本發(fā)明的優(yōu)點
[0196]本發(fā)明的主要優(yōu)點，如其在本專利申請中的描述，當負載條件或用戶的數量足夠低時關閉在網絡組中的任何不必要的毫微微節(jié)點或標準基站的無線發(fā)射，僅用一個位于適當位置的毫微微節(jié)點即可服務所述用戶。
[0197]以這種方式，例如，能夠降低辦公樓中的平均干擾電平，因為在很多場合許多毫微微節(jié)點將不發(fā)射，于是所述活動的毫微微節(jié)點和宏節(jié)點層將承受較低的干擾，使其可能為客戶提供更高的吞吐量。
[0198]另一方面，當發(fā)射的毫微微節(jié)點的數量大于當前的用戶負載的需要，或是附近沒有用戶會導致不必要的能量消耗，如果實施本發(fā)明的關閉程序所能夠減少述能量消耗。
[0199]來自于本發(fā)明的實施最顯著的優(yōu)勢可以歸納為以下幾點:
[0200]1、節(jié)能，因為只有主毫微微節(jié)點或基站在所有的時間開啟(從節(jié)能的角度來看，一個在最大功率的毫微微節(jié)點優(yōu)于多個在標稱功率的毫微微節(jié)點)。
[0201]2、當關閉所述從屬毫微微節(jié)點或基站，對其他的宏基站或毫微微節(jié)點的干擾最小化。
[0202]3、適應(適合)流量變化很大(忙時，熱點)的環(huán)境。
[0203]4、無需外部元件(額外的接口，終端或設備)來開啟和關閉從屬毫微微節(jié)點。
[0204]5、在開啟/關閉程序中保證了網絡毫微微節(jié)點或基站之間的遷移。
[0205]就本發(fā)明節(jié)能的優(yōu)點而言，很容易估計在一組能夠關閉其從節(jié)點的RF子系統(tǒng)的毫微微節(jié)點中能夠實現的節(jié)能百分比。例如對于一類特殊的毫微微節(jié)點具有下述的能量消耗:
[0206]具有關閉的RF子`系統(tǒng)的毫微微節(jié)點:16.51
[0207]具有開啟在標稱值的RF子系統(tǒng)的暈微微節(jié)點:24W。
[0208]具有開啟在最大值的RF子系統(tǒng)的毫微微節(jié)點:28W。
[0209]圖19中示出了對于不同數量的從毫微微節(jié)點實現的能源節(jié)約?？梢詫藴实幕具M行類似的研究。如圖19所示，其節(jié)能是更高或更低取決于從屬毫微微節(jié)點RF部分關閉的時間百分比。在這個例子中，當從屬毫微微節(jié)點關閉RF部分時能量消耗的計算值是關閉RF子系統(tǒng)的從節(jié)點的消耗和在最大值的RF子系統(tǒng)的主節(jié)點的消耗的總和。同樣的，當所有的毫微微節(jié)點活躍時能量耗消耗的參考值被計算作為在標稱值的RF子系統(tǒng)的所有節(jié)點(主節(jié)點和從節(jié)點)的總和。
[0210]最后，重要的是要注意到，在本發(fā)明中提出的關閉機制專門針對有急劇上升流量高峰的場景，其中，只有在所述覆蓋區(qū)被充分利用時(例如禮堂內的活動、商業(yè)展會基礎設施覆蓋時發(fā)生的活動等)全部毫微微節(jié)點保持運轉才是合理的。
[0211]本領域技術人員可以在不脫離本發(fā)明所附權利要求中限定的范圍的情況下引入對所描述的實施例進行改變和修改。
[0212]縮略語
[0213]3G第三代蜂窩電話技術
[0214]3GPP第三代合作伙伴計劃
[0215]4G第四代蜂窩電話技術
[0216]ADSL非對稱數字用戶線
[0217]AGff接入網關
[0218]CN核心網[0219]CPE客戶端設備
[0220]CSG封閉用戶組
[0221]DSL數字用戶線
[0222]eNB LTE基站
[0223]FDD頻分雙工
[0224]GPS全球定位系統(tǒng)
[0225]HMSH (e) NB 管理系統(tǒng)
[0226]HNB家庭節(jié)點B
[0227]HeNB家庭演進節(jié)點B
[0228]HGff家庭網關
[0229]HSDPA高速下行分組接入
[0230]ICWMC無線和移動通信國際會議
[0231]IP網際協(xié)議
[0232]LAN局域網
[0233]LTE長期演進
[0234]OAM操作、管理和維護
[0235]RAN無線接入網絡
[0236]RF射頻
[0237]SON自組織網絡
[0238]UE用戶設備
[0239]UMTS通用移動電信系統(tǒng)
[0240]URSI國際無線電科學聯(lián)盟[0241 ] WCNC 無線通信和網絡會議
[0242]X2eNB和HeNB之間的通訊接口
[0243]參考文獻:
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【權利要求】
1.一種在無線接入節(jié)點網絡部署中節(jié)省能量并最小化干擾電平的方法，所述方法包括開啟和關閉所述無線接入節(jié)點網絡部署的一個或多個無線接入節(jié)點的RF收發(fā)器，其特征在于，所述方法包括將所述無線接入節(jié)點網絡部署布置為主/從配置，并自動執(zhí)行所述開啟和/或關閉，并被應用到所述無線接入節(jié)點網絡部署的從無線接入節(jié)點。
2.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括根據決策算法確定將要開啟和/或關閉的從無線接入節(jié)點，并且開啟和/或關閉所確定的從無線接入節(jié)點。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述將所述無線接入節(jié)點網絡部署布置為主/從配置，包括為所述無線接入節(jié)點提供初始配置數據，所述初始配置數據包括下述元素中的至少一個:主節(jié)點標識、從節(jié)點標識列表、分層組ID、由所述決策算法處理的算法參數、或它們的組合。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中所述算法參數是下述中的至少一個:決策參數、決策參數類型、開啟閾值、關閉閾值、高傳輸功率、低傳輸功率、開啟時間、關閉時間，以及更新時間。
5.根據權利要求4所述的方法，包括通過所述主接入節(jié)點處理所述主/從無線接入節(jié)點的流量負載信息計算所述決策參數，所述信息由所述決策參數的類型所顯示的類型決定。
6.根據權利要求5所述的方法，包括在所述主無線接入節(jié)點與每個所述從無線接入節(jié)點之間進行雙向信息交換，至少用于:每個從無線接入節(jié)點將其流量信息發(fā)送給主無線接入節(jié)點，并且主無線接入節(jié)點將根據所接收的流量信息計算出的所述決策參數發(fā)送給從無線接入節(jié)點。
7.根據權利要求6所述的方法，其中發(fā)送給從接入節(jié)點的所述決策參數對于所有從無線接入節(jié)點是相同的。
8.根據權利要求6或7所述的方法，包括主無線接入節(jié)點在每個更新時間將更新請求發(fā)送到從無線接入節(jié)點，用于請求從無線接入節(jié)點發(fā)送其流量信息，并且重新計算決策參數。
9.根據權利要求4或8所述的方法，其中所述更新時間包括用于更新所述決策參數值的時間周期。
10.根據權利要求6至8中任一項所述的方法，包括每個所述從無線接入節(jié)點使用所述決策算法將所接收的決策參數與所述關閉和開啟閾值進行比較，如果所接收的決策參數比所述關閉閾值小則關閉從無線接入節(jié)點，如果所接收的決策參數比所述開啟閾值大則開啟從無線接入節(jié)點。
11.根據權利要求6至10中任一項所述的方法，包括根據所述開啟時間參數逐漸執(zhí)行所述開啟和/或根據所述關閉時間參數逐漸執(zhí)行所述關閉。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，還包括對所述主無線接入節(jié)點的傳輸功率進行控制。
13.根據引用權利要求4的權利要求12所述的方法，包括所述主無線接入節(jié)點使用所述決策算法將決策參數與所述關閉和開啟閾值進行比較，如果決策參數比關閉閾值小，則將主無線接入節(jié)點的傳輸功率增加到所述高傳輸功率參數所顯示的功率,并且如果決策參數比開啟閾值大，則將主無線接入節(jié)點的傳輸功率減小到所述低傳輸功率參數所顯示的功率。
14.根據權利要求13所述的方法，包括根據所述開啟時間參數逐漸執(zhí)行所述傳輸功率的增加和/或根據所述關閉時間參數逐漸執(zhí)行所述傳輸功率的減小。
15.根據權利要求11至14中任一項所述的方法，包括執(zhí)行所述主無線接入節(jié)點的傳輸功率的控制和所述從無線接入節(jié)點的開啟和/或關閉，以始終基本上覆蓋相同的覆蓋區(qū)域。
16.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述無線接入節(jié)點是毫微微蜂窩節(jié)點。
17.一種用于節(jié)省能量并最小化干擾電平的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，包括多個具有各自的能夠開啟和關閉的RF收發(fā)器的無線接入節(jié)點，其中所述系統(tǒng)的特征在于，所述無線接入節(jié)點根據主從配置來布置，并且所述系統(tǒng)包括用于自動執(zhí)行所述開啟和/或關閉的控制裝置，并且被應用到所述無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)的從無線接入節(jié)點。
18.根據權利要求17所述的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，其中所述控制裝置用于實現根據權利要求1至16中的任一項所述的方法。
19.一種無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，其中所述控制裝置包括包含在執(zhí)行所述決策算法的所述主無線接入節(jié)點中的第一處理裝置，所述第一處理裝置根據權利要求5至11中任一項所述的方法計算所述 決策參數。
20.根據權利要求19所述的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，其中所述第一處理裝置也用于根據權利要求12至14中任一項所述的方法對所述主無線接入節(jié)點的傳輸功率進行控制。
21.根據權利要求19或20所述的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，其中，所述控制裝置包括包含在每個所述從無線接入節(jié)點中的第二處理裝置，所述第二處理裝置用于根據權利要求10或11所述的方法執(zhí)行其RF收發(fā)器的所述開啟和關閉。
22.根據權利要求17至21中任一項所述的無線接入節(jié)點網絡部署系統(tǒng)，還包括管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)根據權利要求3所述的方法為無線接入節(jié)點提供初始配置數據。
【文檔編號】H04W52/02GK103733693SQ201280020946
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權日:2011年4月29日
【發(fā)明者】普米蒂沃·馬塔斯·魯伊斯, 皮拉爾·魯伊斯·亞拉貢, 基拉諾·佩雷斯·塔雷羅, 埃米利奧·米諾·迪亞斯 申請人:電話有限公司