[发明专利]一种实现能量消耗最小化的两阶段基站睡眠策略

摘要

本发明提出一种实现能量消耗最小化的两阶段基站睡眠策略，在密集部署小区网络中，基于基站睡眠策略的资源管理方案的操作步骤如下：(1)随机睡眠基站阶段：根据PPP模型提供的随机集合工具进行分析，推导出网络负载情况、活跃基站密度与基站过载概率之间的关系。利用这个得出的结论指导网络进行随机睡眠基站的操作，使基站的过载概率在一个可以接受的较小值之下，从而降低网络的能量消耗和第二步的运算复杂度。(2)选择性睡眠基站阶段：在第一阶段的随机睡眠基站之后，网络中仍然有部分基站处于负载较低的状态。利用所提出来的算法有选择性地睡眠低负载的基站，将其服务的用户释放到临近的基站，从而继续降低能量消耗。本发明利用两阶段的方法降低了密集部署网络的能量消耗，并且算法复杂度较低。

主权项

本发明提供了一种密集部署的小区网络中基站睡眠策略，用于下述场景：基站密集部署的小区网络中的下行场景，基站随机部署在小区之内，用户与基站一样是随机分布的，用户与基站都配备单根天线。在用户密度不高，不需要所有基站都处于活跃模式下提供服务的情况时，考虑睡眠一部分基站以降低系统的能量消耗。所述策略包括以下两个操作步骤：(1)随机睡眠基站阶段：利用随机几何工具推导出基站密度、网络负载与基站过载概率之间的关系，预先设定一个较小值σ限制网络的过载概率至一个较小值，根据得到的基站密度随机睡眠基站。(11)通过随机几何工具推导每个用户的期望速率，并根据这个速率计算每个用户占用的基站资源的期望。(12)通过随机集合工具推导每个基站服务的区域面积的概率，并根据这个值和上面推导的资源占用期望计算基站的过载概率。(13)根据上面推导出的过载概率与基站密度之间的关系式得到在让过载概率低于预先设定的较小值σ的情况下的基站密度，然后网络随机睡眠基站至系统的基站密度达到上面的值。(2)选择性睡眠基站阶段：在第一阶段的随机睡眠基站策略之后，网络中仍然有一部分基站处于低负载的情况，其中的一部分基站可以继续调至睡眠模式并将其负载释放给临近的基站。系统根据本发明提出来的算法进行有选择性的睡眠策略进一步降低能量消耗。(21)系统找到负载最低的基站并且尝试睡眠该基站，将该基站的用户释放到临近的基站。(22)验证上面的基站是否可以被睡眠：当睡眠该基站之后不会对其他的已经处于过载状态的基站带来负载的增加或者使新的基站到达过载状态，则认为该基站是可以被睡眠的。(23)如果该基站可以被睡眠，则让该基站处于睡眠状态，然后重新从基站中选取负载最低的，重复该过程。否则选择负载仅次于该基站的基站进行尝试。