[发明专利]基站间动态协同覆盖方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，具体涉及一种基站间动态协同覆盖方法。

背景技术

随着3G、4G技术的不断推广，越来越多的新基站投入运营，在造成了能源浪费、环境污染等问题的同时也极大的增加了运营成本。所以，对于高效的节能通信模式的研究迫在眉睫。

在2010年，IEEE的第21次国际座谈会较为全面地叙述了在2G/3G网络下应用基站休眠模式以达到节省能耗的目的这一通信模式。其核心思想在于，当一个基站覆盖区域内负载及其低下或者没有负载，我们可以通过关闭基站或者维持基站运作在一个极低的功率模式下来节省大量不必要的能量消耗。另一方面，在2009年有研究者提出了为基站提供混合能源的想法，这些混合能源包括太阳能、风能、光能等绿色能源，也有电网能源、化石能源等传统能源。经过一定的调控，增加可再生能源的使用，减少化石能源的消耗，以达到绿色节能的目的。

但是，无论是基站休眠还是使用绿色能源基站，都会出现时间或空间上的覆盖漏洞，导致部分用户得不到所需服务的问题。所以，一种好的基站间协同覆盖的策略就显得尤为重要。

然而，在现实的无线通信环境中，移动用户在时间和空间上的分布呈现出无规则性，若不通过对周围环境变化的监测做出实时的基站间协作决策，则很难实现高效的节能通信模式。但是在现有技术中，大多数方法只考虑静态条件中如何控制小区基站，没有考虑用户数、用户位置的随机时变特性，所以在网络负载环境动态变化的情况下，如何在某一小区休眠后，高效准确的覆盖通信盲点的问题还亟待解决。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基站间动态协同覆盖方法，有利于在某小区基站休眠时，其邻居小区的基站能够高效、及时、准确地覆盖休眠小区下的所有用户。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基站间动态协同覆盖方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S1：将基站休眠的小区均分为若干个扇区，统计每个扇区内未连接基站的用户数；

步骤S2：利用灰色马尔科夫预测模型根据所述未连接基站的用户数计算出每个扇区中经过预定时间后的用户数预测值；

步骤S3：找出若干个扇区中所述用户数预测值最大的扇区，并找出在与该扇区相对的半个小区中所述用户数预测值最大的扇区；

步骤S4：扩大与这两个扇区接邻的邻居小区的基站的发射功率，直至这两个扇区内的用户都与基站连接；

步骤S5：返回步骤S1直至该小区内所有用户都与基站连接。

优选地，该方法中在所述步骤S5之后还包括：

步骤S6：每一个基站在保持与用户的连接状态下尽可能地减小自身的发射功率。

优选地，该方法中在所述步骤S6之后还包括：

步骤S7：当检测到该小区内的未覆盖区域内出现新用户，或者用户移动到未覆盖区域时，增大与该用户最近邻的基站的发射功率直至该用户与基站连接。

优选地，所述方法还包括：按照预设的时间间隔序列，每隔一段时间间隔就转至步骤S1。

优选地，所述预设时间间隔序列中，白天的时间间隔大于夜晚的时间间隔。

优选地，在每次用户与基站连接之后，还包括：

根据该基站的带宽容量、用户的到达速率、以及用户与基站间的频谱效率计算该基站的最大用户数；

当与该基站的连接的用户数不小于所述最大用户数时，调整用户与基站的连接关系使与该基站的连接的用户数小于所述最大用户数。

优选地，根据基站j的带宽容量BW_j、总数为Num的用户中用户i的到达速率r_i、以及用户i与基站j间的频谱效率s_ij计算该基站j的最大用户数C_j的公式为：

其中α为取值在[0，1]内的预设参数。

优选地，所述调整用户与基站的连接关系使与该基站的连接的用户数小于所述最大用户数包括：

计算与该基站连接的每个用户与其最近邻的两个基站的距离差；

按所述距离差从大到小的顺序将用户转移至与其最近邻的基站，直至与该基站的连接的用户数小于所述最大用户数；

若与所述最近邻的基站连接的用户数不小于其最大用户数，则跳过对该用户对下一个用户进行所述转移。

优选地，所述方法中移动用户与基站之间的距离通过其传输信号的衰减来确定。