專利名稱：一種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，尤其涉及ー種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明60%的語音業(yè)務(wù)和90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)產(chǎn)生于家庭，辦公室，機場或者是學(xué)校等室內(nèi)環(huán)境。因此，運營商面臨如何提供更好的室內(nèi)覆蓋和采用更加合理的性價比實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量最大化。然而，當(dāng)前宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用戶體驗并不樂觀。UniversalMobile Telecommunications System(UMTS )Long Term Evolution(LTE)網(wǎng)絡(luò)中的macro-cell evolved-NodeB(eNB)正在采用大功率的傳輸方式，目的是更好保障終端用戶的服務(wù)質(zhì)量。然而，大功率傳輸一方面能量資源大量消耗，一方面對于環(huán)境造成大量迫害，包括ニ氧化碳排放等；更重要的是宏蜂窩的邊緣用戶即使在大功率的情況下，也不能獲得完美用戶服務(wù)質(zhì)量改善和用戶體驗。當(dāng)今，盡管運營商對宏基站的投資日益増加，但是在室內(nèi)環(huán)境中，基站的信號強度依然較小，用戶的服務(wù)質(zhì)量依然較低，上述問題在長期演進移動通信網(wǎng)絡(luò)LTE中尤為突出。Femtocell (Home evolved NodeB (HeNB))是近年來根據(jù)3G發(fā)展和移動寬帶化趨勢推出的超小型化移動基站，主要用來解決家庭室內(nèi)覆蓋的問題。家庭基站是ー種毫微微米蜂窩基站，面向住宅或企業(yè)環(huán)境。參考設(shè)計為例，它的傳輸距離小于200m，支持4個用戶，一般通過有線網(wǎng)絡(luò)連接運營商核心網(wǎng)絡(luò)。為了應(yīng)對新興無線運營商和移動虛擬網(wǎng)絡(luò)運營商(MVNO)的競爭，以及解決3G技術(shù)在室內(nèi)覆蓋不太可靠的問題，家庭基站日益引起運營商的關(guān)注。在國外已是運營商的寵兒，吸引了很多設(shè)備制造商、移動運營商和研究人員的注意。GPPLTE-Advanced和WiMAX IEEE 802. 16-2009等均視HeNB為最關(guān)鍵的候選技術(shù)。HeNB具有低功率和小尺寸的特點，它工作于授權(quán)頻段，覆蓋半徑一般為5-20米，能夠為用戶提供語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有研究和實測證明=HeNB的部署顯著提高了室內(nèi)覆蓋質(zhì)量和整個系統(tǒng)的容量，有效保障邊緣用戶或者特殊位置用戶的服務(wù)質(zhì)量QoS需求，增強了 LTE的室內(nèi)覆蓋能力。然而，將多個HeNB部署在宏基站中組成了雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)HetNets，也勢必導(dǎo)致一些新的技術(shù)問題，例如，引入HeNB需要解決宏基站和HeNB之間的干擾以及HeNB和HeNB之間的干擾問題?，F(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)是把整個可用頻譜分成正交的多個頻帶，然而這種固定的信道利用方式首先在3GPP中受到頻譜的嚴(yán)重限制，同時，對于高密度部署的HetNets場景缺乏可擴展性和靈活性等?？偨Y(jié)，當(dāng)前HetNets下有效解決干擾問題要求I)資源認(rèn)知能力，可以通過感知資源空洞實現(xiàn)多域資源有效探測，保障高資源需求；2)自主管理方案，實現(xiàn)HeNB可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)自行調(diào)節(jié)參數(shù)；3)可擴展性，實現(xiàn)高密度HeNB的部署。認(rèn)知無線電技術(shù)的出現(xiàn)不僅為無線通信的發(fā)展提供一種全新的通信概念，更為推動頻譜制度改革和提高頻譜利用效率，實現(xiàn)資源高效利用等提供一種全新的思路。認(rèn)知無線電技術(shù)成為無線通信中新的研究熱點。認(rèn)知無線電指的是具有足夠的計算智能，能夠根據(jù)無線資源和相關(guān)的通信需求自動選擇最合適行為的無線通信系統(tǒng)。作為自適應(yīng)的系統(tǒng)，認(rèn)知無線電系統(tǒng)至少需要包含一個可重新配置的無線電部分，其可配置的參數(shù)可以是功率、速率、工作頻段等。認(rèn)知無線電技術(shù)可以為HetNets干擾抑制和節(jié)能等提供有效的解決方案。當(dāng)前，已經(jīng)存在部分基于認(rèn)知技術(shù)的HetNet中的干擾抑制的技術(shù)方案。然而，當(dāng)前的技術(shù)方案在迫切關(guān)注HetNet中的干擾管理的同時，卻忽略節(jié)能的問題；不能通過引入認(rèn)知無線電到HetNet中同時解決干擾和節(jié)能的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供ー種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，g在解決當(dāng)前的技術(shù)方案在迫切關(guān)注HetNet中的干擾管理的同時，卻忽略節(jié)能的問題；不能通過引入認(rèn)知無線電到HetNet中同時解決干擾和節(jié)能的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，ー種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法包括以下步驟宏基站用戶根據(jù)信號質(zhì)量決定是否接入HeNB ;當(dāng)宏基站用戶在HeNB的信干噪比大于等于該用戶在宏基站的信干噪比時，用戶接入HeNB，否則不接入；宏基站用戶接入HeNB后，調(diào)整宏基站發(fā)射功率和宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率，宏基站的發(fā)射功率取最小的值，保證用戶的服務(wù)質(zhì)量。進ー步，宏基站用戶在HeNB的信干噪比大于等于該用戶在宏基站的信干噪比可以采用Pigy-P.gn· ^ O來判斷，其中，P.為宏基站發(fā)射功率，Pi為第i個家庭基站發(fā)射功率。進ー步，所述更新宏基站調(diào)整發(fā)射功率和宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率進ー步包括以下步驟初始化功率控制的參數(shù)拉格朗日乘數(shù)/^1和；初始化當(dāng)前宏基站的功率パ^和每個家庭基站的功率/^>。進ー步，宏基站根據(jù)下述迭代公式調(diào)整發(fā)射功率；
權(quán)利要求
1.ー種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法包括以下步驟 宏基站用戶根據(jù)信號質(zhì)量決定是否接入HeNB ;當(dāng)宏基站用戶在HeNB的信干噪比大于等于該用戶在宏基站的信干噪比時，用戶接入HeNB，否則不接入； 宏基站用戶接入HeNB后，調(diào)整宏基站發(fā)射功率和宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率，宏基站的發(fā)射功率取最小的值。
2.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，宏基站用戶在HeNB的信干噪比大于等于該用戶在宏基站的信干噪比可以采用Pig^-p-gm彡O來判斷，其中，為宏基站發(fā)射功率，Pi為第i個家庭基站發(fā)射功率。
3.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，所述更新宏基站調(diào)整發(fā)射功率和宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率進ー步包括以下步驟 初始化功率控制的參數(shù)拉格朗日乘數(shù)
4.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，宏基站根據(jù)下述迭代公式調(diào)整發(fā)射功率；
5.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率的調(diào)整根據(jù)下述迭代公式調(diào)整發(fā)射功率
6.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，所述還進一歩包括以下步驟 判斷宏基站和HeNB的發(fā)射功率是否需要繼續(xù)迭代調(diào)整，實現(xiàn)步驟包括 1)調(diào)整拉格朗日乘數(shù)々+1)和<+1):
7.如權(quán)利要求I所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，所述宏基站用戶根據(jù)信號質(zhì)量決定是否接入HeNB根據(jù)ー下方法 宏基站用戶是可以接收到宏基站和HeNB的發(fā)射功率的，這個接收值是基站的發(fā)射功率經(jīng)過路徑損耗后的值，然后宏基站用戶進行計算比較，如果HeNB的接收功率大于宏基站的接收功率，即PiIm-PeNBgm彡O，宏基站用戶會上報HeNB，要求接入，HeNB將其接入，為其提供服務(wù)。
8.如權(quán)利要求4所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，其特征在于，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法進ー步包括以下步驟 每隔固定周期，宏基站檢測是否有用戶接入HeNB，發(fā)現(xiàn)有用戶接入HeNB后，先與HeNB通過接ロ進行信息交互，相互獲取對方當(dāng)前的發(fā)射功率值Pぶ《和Aw，然后宏基站根據(jù)公式計算，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于認(rèn)知技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方法，包括以下步驟宏基站用戶根據(jù)信號質(zhì)量決定是否接入HeNB；當(dāng)宏基站用戶在HeNB的信干噪比大于等于該用戶在宏基站的信干噪比時，用戶接入HeNB，否則不接入；宏基站用戶接入HeNB后，調(diào)整宏基站發(fā)射功率和宏基站用戶接入的HeNB發(fā)射功率，宏基站的發(fā)射功率取最小的值，保證用戶的服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明首先使用定價技術(shù)激勵HeNB吸納宏基站的用戶，從而為某些特殊位置的用戶提供更好的服務(wù)，增大了系統(tǒng)的吞吐量；其次，通過分布式功率控制，降低宏基站和HeNB之間以及HeNB和HeNB之間的干擾，實現(xiàn)系統(tǒng)的能量效率最大化；最后，宏基站發(fā)射功率的降低，不僅實現(xiàn)了節(jié)能，而且減小了運營商的運營成本。
文檔編號H04W52/02GK102695255SQ20121016970
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者劉勤, 李建東, 李紅艷, 楊春剛, 田海鵬, 盛敏 申請人:西安電子科技大學(xué)