异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108055678A(43)申请公布日2018.05.18(21)申请号201810158555.7(22)申请日2018.02.26(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区南山街道崇文路2号(72)发明人苏开荣戎玉李云曹傧(74)专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人王海军(51)Int.Cl.H04W28/08(2009.01)H04W52/02(2009.01)权利要求书4页说明书11页附图4页(54)发明名称异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法(57)摘要本发明属于异构蜂窝网络领域，具体为异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，所述方法包括：制定用户关联机制；计算系统的能耗；根据用户关联机制与所述系统的能耗，建立SMDP模型；求解最优休眠决策；本发明相比于传统的基站休眠方法更符合实际中基站负载的动态变化的情况，不仅充分利用了家庭基站的资源，缓解了宏基站的负载压力，同时也更好地降低了系统能耗。CN108055678ACN108055678A权利要求书1/4页1.异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制定用户关联机制，建立系统能耗模型；S2、根据用户关联机制，建立半马尔科夫决策过程SMDP模型，包括建立系统状态空间以及系统动作空间；S3、根据系统状态空间中的当前系统状态，调整系统动作空间中的动作；得到转移后的系统状态；S4、根据所述当前系统状态和所述转移后的系统状态以及用户关联机制，计算半马尔科夫决策过程SMDP模型的系统转移概率；S5、计算当前系统状态的系统能耗；根据所述半马尔科夫决策过程SMDP模型的系统转移概率，得到转移后的系统状态的系统能耗，以两者的系统能耗之差作为系统的收益函数；S6、当所述收益函数的值最大时，确定转移后的系统状态，从而确定系统动作空间中的动作，所述动作即为最优休眠决策。2.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，其特征在于，所述用户关联机制包括：新到达用户的关联以及家庭基站休眠后用户的关联，具体包括：所述新到达用户的关联包括：当第j个家庭基站服务的用户数小于且第j个家庭基站处于工作模式时，则第j个家庭基站允许新到达的用户接入；当第j个家庭基站服务的用户数等于或者第j个家庭基站处于休眠模式时，则第j个家庭基站拒绝新到达的用户；新到达的用户被新到达用户的关联覆盖范围内的所有家庭基站拒绝时，将该新到达的用户关联到宏基站；表示家庭基站能承载的最大用户数；所述家庭基站休眠后的用户的关联包括：若第j个家庭基站进入了休眠模式，则将第j个家庭基站正在关联的用户UN＝{u1,u2,...,uN}重新关联到宏基站，或将第j个家庭基站正在关联的用户UN＝{u1,u2,...,uN}重新关联至覆盖用户UN的家庭基站，具体为：若覆盖用户uq的第p个家庭基站的关联用户数没有达到负载上限，则用户uq关联至第p个家庭基站，否则用户uq关联至宏基站，uq表示第q个用户，p∈{1,2,...,K}且p≠j；q∈{1,2,...,N}；K表示家庭基站总数；N表示用户总数。3.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，其特征在于，所述系统能耗模型包括：其中，Ptotal表示系统能耗，n0表示宏基站服务的用户数；表示宏基站功放的最大输出功率，φ0表示宏基站功放的无线频率转换因子；K表示家庭基站总数；PS表示家庭基站休眠时所消耗的能量；Pconst表示家庭基站处于工作状态时消耗的能量的常数部分；表示家庭基站功放的最大输出功率；φF表示家庭基站功放的无线频率转换因子，nj表示第j个家庭基站服务的用户数；bj表示第j个家庭基站的当前状态，即bj为0表示第j个家庭基站当前处于休眠模式，bj为1表示第j个家庭基站当前处于工作模式。4.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，其特征在于，所述系统状态空间包括：2CN108055678A权利要求书2/4页其中，s表示当前系统状态；sv表示转移后的系统状态，也即是第v种转移后的系统状态；v∈{1,2,...,Q}；Q表示可能存在的转移后的系统状态种类数。5.根据权利要求4所述的异构蜂窝网络中基于SMDP的家庭基站休眠方法，其特征在于，所述系统动作空间包括：其中，a表示动作；aj表示第j个家庭基站的动作，aj＝-1表示第j个家庭基站进入休眠模式，aj＝0表示第j个家庭基站保持状态不变，aj＝1表示第j个家庭基站进入工作状态；如果第j个家庭基站当前处于休眠状态，即bj＝0，那么第j个家庭基站不能再次进入休眠模式，此时aj≠-1；如果第j个家庭基站当前处于工作状态，即bj＝1，那么第