[发明专利]基于能量效率和流量负载的联合优化微微基站休眠方法

权利要求书

1.一种基于能量效率和流量负载的联合优化微微基站休眠方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置触发微微基站休眠算法的负载阈值θ，然后根据基站类型的不同设置系统性能函数；

2)计算当前状态系统性能函数值ψ1，再输入当前微微基站中的最小负载；

3)判断当前微微基站中的最小负载是否小于负载阈值θ，若当前微微基站中的最小负载小于负载阈值θ，则依次输入该微微基站中的用户，然后判断输入的用户是否在Microcell的覆盖范围内，若用户不在Microcell的覆盖范围内，则将用户预切换至Macrocell；若用户在Microcell的覆盖范围内，则分别计算将用户预切换至Microcell和Macrocell后，Microcell获得的性能增益Δmi及Macrocell获得的性能增益Δma；

4)比较Microcell获得的性能增益Δmi及Macrocell获得的性能增益Δma，若Microcell获得的性能增益Δmi大于等于Macrocell获得的性能增益Δma，则将该用户预切换到Microcell；若Microcell获得的性能增益Δmi小于Macrocell获得的性能增益Δma，则将该用户预切换到Macrocell；

5)计算关闭该微微基站后，系统性能函数值ψ2，若ψ2≥ψ1，关闭该微微基站，并将微微基站中的各个用户按照预切换的结果切换至Microcell及Macrocell中；若ψ2＜ψ1，则不关闭该微微基站；

6)重复步骤2)、3)、4)及5)，直至遍历所有负载小于阈值的微微基站为止；

步骤1)中设置系统性能函数的具体操作为：

设基站能量效率EE_j为：

设基站流量负载TL_j为：

其中，R_j为基站j为其服务的用户提供的总速率，P_j为LTE基站j的线性功率消耗，N_ant，j为基站j的天线数，P_sleep，j为基站j的休眠功率；

根据基站能量效率EE_j及基站流量负载TL_j对网络的不同影响，设基站效用函数为：

其中，为归一化后的基站能量效率，a_j，1和a_j，2分别为能量效率和流量负载的权值，a_j，1＞0，a_j，2＞0，a_j，1+a_j，2＝1；

构造网络系统性能函数：

其中，Q,M,N分别为异构网中部署的宏基站个数、微基站个数和微微基站的个数，b₁，b₂，b₃分别为宏基站、微基站和微微基站对网络性能贡献的权值，b₁＞b₂＞b₃＞0，b₁+b₂+b₃＝1；

由宏基站(Macrocell)、微基站(Microcell)及微微基站(Picocell)组建多层异构网络场景，设多层异构网络中所有基站组成的集合B＝{1，...，N_B},每个基站服务的用户数则用户i在基站j中的信干噪比SINR_i,j的表达式为：

其中，P_j^b为基站j上每个RB的发射功率，H_i，j为用户i与基站j之间的信道功率增益，Δf为单个RB的带宽，N₀为噪声功率谱，由香农公式得用户i从基站j上的单个RB上可以获得的速率c_i,j为：

c_i,j＝log₂(1+SINR_i,j) (2)

用户i从基站j获得的RB数n_i,j的表达式为：

其中，QoS_rate_i为用户i要求的最低QoS保证速率，由式(2)及式(3)得用户i从基站j获得的速率r_i,j为：

r_i,j＝c_i,j*n_i,j (4)

基站j为其服务的用户提供的总速率R_j的表达式为：

整个网络提供的总速率R为：

LTE基站j的线性功率消耗P_j为：

其中，N_ant，j为基站j的天线数，P_0，j为基站j工作的最小功率，P_max，j为基站j天线最大辐射功率，Δ_j为斜率因子，P_sleep，j为基站j的休眠功率。

2.根据权利要求1所述的基于能量效率和流量负载的联合优化微微基站休眠方法，其特征在于，网络系统消耗总功率P_total为：

P_total＝QP_macro+MP_micro+(N-S)P_pico+SP_sleep (8)

其中，S为进入休眠状态的微微基站个数，P_macro，P_micro，P_pico分别为宏基站工作时的功率消耗、微基站工作时的功率消耗、以及微微基站工作时的功率消耗，P_sleep为微微基站的休眠功率。