[发明专利]一种基站协作休眠/唤醒方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及通信系统中的基站节能技术，特别涉及一种基站协作休眠/唤醒方法和系统。

背景技术

为了满足人们日益增长的业务需求，现有无线通信系统设计朝着追求更高数据率的方向发展。然而，高频谱效率的通信系统在带来高速业务的同时，往往也带来了更大的能源消耗。这不仅会对当前已经十分紧张的能源供应情况带来更大的负担，同时也对自然环境和社会环境带来很多负面影响。因此，从能源可持续利用、环境保护和蜂窝系统运营成本等多个方面考虑，发展高效节能的通信技术将成为未来蜂窝移动通信的必然趋势。

统计结果表明在现有蜂窝移动通信系统中，基站端消耗了整个通信系统中超过80％的能量。因此，如何降低基站端的能量消耗是设计高效节能通信系统的关键问题。在基站端所有的能量消耗中，信号处理、电路和制冷设备等消耗了大约60％的能量，而发射能量消耗只占40％。这意味着现有工作所提出的以最小化发射功率为设计目标的方法并不能有效地降低基站端的总能量消耗。与之相比，基站休眠是一种公认的有效节能方法。当一个基站进入休眠状态以后，整个基站的所有设备均处于低能耗状态，而它所覆盖的蜂窝小区内的用户则需要由邻近的处于工作状态的基站（工作基站）提供服务。由于信号传输距离的增加，为了保证用户的服务质量要求，邻近的工作基站需要消耗更大的发射能量，甚至会出现服务中断的情形。

在现有工作中，邻近的工作基站采用非协作的方式服务休眠小区内的用户。由于非协作传输具有较低的频谱效率，因此只有当小区的业务量非常低时基站才能进入休眠状态。其次，在非协作传输下，每个用户只接入一个基站，当基站由工作状态转入休眠状态时，势必将会导致在线用户的服务中断。最后，当小区的业务量增加以至邻近的工作基站无法满足时，邻近的工作基站需要唤醒休眠基站。由于非协作系统通常会导致较长的唤醒时间，这增加了用户服务中断的可能性。上述因素大大限制了现有工作所提出的基于非协作传输的基站休眠技术在实际系统中的应用，从而限制了基站休眠技术对降低蜂窝移动通信系统能耗的作用。

发明内容

本申请提供了一种基站协作休眠/唤醒方法，能够充分发挥基站休眠技术在节能方面的性能潜力。

一种基站协作休眠/唤醒方法，多个基站采用协作传输方式为小区用户提供服务，所述休眠/唤醒方法包括：

a、参与协作传输的各个基站将各自的下行信道估计、和/或被服务用户的干扰和噪声水平、和/或各个基站的功耗参数值发送给中心处理器；所述下行信道估计包括基站到被服务用户的下行信道特性；

b、所述中心处理器接收参与协作传输的各个基站的参数信息，确定进入休眠或唤醒状态的基站，并通知相应的基站；

c、接收到所述通知的基站，按照通知的指示进入休眠或唤醒状态。

较佳地，所述中心处理器按照参与协作传输的所有基站总功率效率最高的原则，确定进入休眠或唤醒状态的基站。

较佳地，所述参与协作传输的所有基站总功率效率最高的原则为：满足所有被服务用户业务需求的前提下、参与协作传输的所有基站总功耗最小；或者，所述所有基站总功耗与所有被服务用户的总数据速率比值最小；或者，所述所有基站总功耗与所有基站总覆盖面积的比值最小。

较佳地，各个基站获取自身下行信道估计、和/或干扰和噪声水平的方式为：所述各个基站接收所有被服务用户在上行时隙发送的探测信号和用户在之前的下行时隙所测量的干扰和噪声水平；所述各个基站根据接收到的探测信号估计自身到被服务用户的上行信道，并利用上下行信道互易性确定所述下行信道信息；

或者，各个基站获取自身下行信道估计、干扰和噪声水平的方式为：所述各个基站接收被服务用户在上行时隙发送的关于下行信道的信道估计、干扰和噪声水平。

较佳地，所述下行信道估计包括每个子载波上的瞬时下行信道估计；所述用户的干扰和噪声水平为所述用户的瞬时干扰和噪声水平；

所述确定进入休眠状态的基站和被唤醒的基站并通知相应的基站包括：

计算当参与协作传输的所有基站总功率效率最高时的{q_bf}和{p_kf}的取值，b为基站索引，f为子载波索引，k为被服务用户索引；{q_bf}中的任一元素q_bf为参与协作传输的基站b在子载波f上的工作状态值，取值为0代表休眠，取值为1代表唤醒；{p_kf}中的任一元素p_kf为参与协作传输的基站b在子载波f上的发射功率；