[发明专利]基于多主体系统的蜂窝网基站和中继站联合休眠调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于多主体系统的蜂窝网基站和中继站联合休眠调度方法。

背景技术

蜂窝中继网络是未来移动通信网的基本架构，突破了传统蜂窝网固定小区覆盖的模式。中继站有家庭基站、WiFi接入点和手机等多种类型。它们拥有的资源和服务能力不如基站，但是可以分担基站的业务流量并且协助基站完成数据传送，极大地提高了蜂窝网的灵活些和可扩展性。在蜂窝网中部署中继站不仅可以拓宽覆盖范围，而且可以提高小区边缘的接收信干比，因而提高了系统容量和频谱效率。当小区中同时向基站通信或者基站通信面向的用户数较多时，部分用户通过中继站转发信号，可以减少相互干扰、缩短传输距离，提高接收信干比。蜂窝中继网络的中继转发协议、中继部署、中继选择、负载平衡、干扰抑制、功率分配(或者功率控制)、预编码(或者波束成形)、MAC协议和能效等都已经得到广泛研究，目前正朝着无定形小区这个方向快速演变。

以往蜂窝中继网络研究侧重频谱效率的提升。随着能源危机出现和可持续发展理念提出，高能效的绿色通信成为信息与通信业界的共同追求，大家转向研究无线通信的频谱效率和能量效率平衡，在满足给定的频谱效率前提下最大化能效。为了保证服务质量，传统蜂窝网的架构和资源分配是按峰值业务需求设计的。

近年来，大量实测结果表明蜂窝网的业务流量呈现时空分布不均的特征。当业务流量减少时，如果基站仍然处于饱和工作状态，大量的电能就被浪费。为此，研究人员提出蜂窝网的基站休眠调度方法，根据业务流量的动态变化间歇性地关断基站以降低能耗。在蜂窝中继网络中，中继站的状态对系统频谱效率和能耗都有很大影响。为了平衡系统频谱效率和能量效率，必须同时考虑基站和中继站的休眠调度。然而，蜂窝网基站和中继站联合休眠调度问题还很少有人研究，现有的蜂窝网基站休眠调度方法也不能直接应用到蜂窝中继网络中。

发明内容

本发明提供一种基于多主体系统的蜂窝网基站和中继站联合休眠调度方法，以克服现有的蜂窝网基站休眠调度方法不适用于基站和中继站联合休眠调度而且未考虑系统频谱效率和能量效率平衡的缺点，能够适应蜂窝中继网络中信道状态和业务流量的动态变化，达到系统频谱效率和能量效率的动态平衡。

下面阐述本发明的技术方案。

一种基于多主体系统的蜂窝网基站和中继站联合休眠调度方法，所述方法包括：每个小区基站和中继站都配备一个虚拟主体；每个小区基站的虚拟主体负责收集自己小区的信道状态、业务流量以及相邻小区的基站和中继站的休眠或者工作信息，然后判断该小区基站是否进入休眠状态；每个小区中继站的虚拟主体负责收集自己小区的信道状态、业务流量以及基站和中继站的休眠或者工作信息，然后判断该小区中继站是否进入休眠状态。

所述方法还包括：整个多主体系统还配备有一个中心虚拟主体，负责收集所有信息并且判断蜂窝中继网络是否达到频谱效率和能量效率平衡。

所述判断蜂窝中继网络是否达到频谱效率和能量效率平衡，依据以下原则：maxη_EEs.t.η_SE≥τ；其中：蜂窝中继网络的频谱效率定义为蜂窝中继网络的能量效率定义为τ是蜂窝中继网络频谱效率的设定目标值。

所述判断该小区基站是否进入休眠状态，依据以下原则：

(1)如果某个小区基站的信道资源90％以上被闲置或者90％以上链路的信干噪比低于能正确恢复信息的阈值，该小区的基站进入休眠状态，同时该小区的用户连接到相邻小区的基站或者中继站，如果没有相邻小区的基站或者中继站可供连接，则该小区的基站仍然处于工作状态；

(2)如果某个小区基站的信道资源利用率在10％到90％之间或者信干噪比保证能正确恢复信息的链路占总数的10％到90％，根据业务流量和信道状态评定该小区的基站是处于休眠状态还是工作状态；

(3)如果某个小区基站的信道资源90％以上被利用并且90％以上链路的信干噪比能保证正确恢复信息，该小区的基站处于工作状态。

所述判断该小区中继站是否进入休眠状态，依据以下原则：

(1)如果某个小区中继站的信道资源90％以上被闲置或者该小区基站的信道资源利用率在10％到90％之间，对应90％以上链路的信干噪比能保证正确恢复信息的小区中继站处于工作状态并接入用户，没有用户要连接的中继站则进入休眠状态；

(2)如果某个小区中继站的信道资源90％以上被利用，该小区的中继站都处于工作状态。

附图说明

图1为蜂窝中继网络模型图。