基于能量效率和流量负载的联合优化微微基站休眠方法技术

本发明专利技术公开了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，在多层异构网中，根据能量效率和流量负载对基站性能的影响，定义基站效用函数，再依据不同类型基站性能对网络系统性能的影响，定义网络系统性能函数。利用定义的函数估计休眠某个微微基站对整个网络系统性能是提升还是降低，若系统性能提升则休眠此微微基站，反之则保持此微微基站开启。采用本发明专利技术在休眠微微基站时，根据微微基站所处位置的不同，休眠的难度也会不同，从而合理的休眠微微基站。同时，采用本发明专利技术可以减少能耗的同时不会出现单个基站过载，保持网络系统性能处于良好的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信网络中的网络
，涉及一种微微基站休眠方法，具体涉及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。
技术介绍
异构网中的能量效率是绿色通信的一个重要组成部分。当前在移动通信中，超过80％的能量是在无线接入网络中被消耗的，特别是基站。当前的异构网主要由宏基站、微基站和微微基站组成。通过密集部署低功率的微微基站，不仅提高了系统的能量效率，还可卸载宏基站的部分流量到微微基站中，达到网络负载均衡。在小区边缘部署微微基站可以有效解决宏基站在这些位置覆盖不足的问题。但是，由于网络流量的时空分布差异性大，在网络流量较低时，会使很多微微基站处于空闲或极度轻载状态，造成大量的能源浪费。因此，合理休眠一些不必要的微微基站可以有效的降低能耗，提高网络能量效率，有利于节能减排。当前已有很多关于异构网微微基站休眠的方法，但是这些方法只注重网络能量效率的提高，而忽视了对网络负载的控制，特别是对宏基站的负载控制。这类方法主要使用阈值控制的方法，对负载低于设定阈值的微微基站进行休眠处理。这种方法实现简单，但是由于微微基站部署的位置不同，相互之间具有差异性，以同一个阈值判定是不合适的；此外，在微微基站休眠过程中，相应会有一些用户切换到宏基站中，这种方法会使宏基站始终处于很高的负载状态，使宏基站网络的阻塞现象严重，同时也不利于网络负载的均衡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了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，该方法考虑微微基站部署位置的不同结合网络能量效率及流量负载实现微微基站的休眠控制。为达到上述目的，本专利技术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)中根据基站类型的不同设置系统性能函数的具体操作为：设基站能量效率EEj为：设基站流量负载TLj为：其中，Rj为基站j为其服务的用户提供的总速率，Pj为LTE基站j的线性功率消耗，Nant,j为基站j的天线数，Psleep,j为基站j的休眠功率；根据基站能量效率EEj及基站流量负载TLj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，aj,1和aj,2分别为能量效率和流量负载的权值，aj,1＞0,aj,2＞0,aj,1+aj,2＝1；构造网络系统性能函数：其中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,…,NB本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲桦，赵季红，王伟鹏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61