申请/专利权人：天津大学;国网天津市电力公司

申请日：2022-04-15

公开（公告）日：2023-11-24

公开（公告）号：CN114679772B

主分类号：H04W52/02

分类号：H04W52/02;H04W24/02;H04W24/06;H04W28/084

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.11.24#授权;2022.07.15#实质审查的生效;2022.06.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于用户关联的5G基站自寻优休眠方法及装置，方法包括：建立包括5G基站功耗模型和信道模型的异构蜂窝网络系统模型，利用异构蜂窝网络系统模型构建5G基站经济优化模型，并将其转化为基站能耗最小化模型；然后根据5G基站经济优化模型，建立利用小基站资源且保证用户服务质量的基站‑用户初始全连接网络，得到基站‑用户关联信息，完成超容小基站的判断及其服务用户的转移和关联；进而基于基站‑用户初始全连接网络和基站‑用户关联信息，采用基站自寻优变阈值休眠方法自寻最佳休眠阈值百分比，休眠轻载空载小基站并合理转移休眠小基站服务的用户，完成基站‑用户最终匹配连接，得到最终基站部署情况。装置包括：处理器和存储器。

主权项：1.一种基于用户关联的5G基站自寻优休眠方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：建立包括5G基站BS功耗模型和信道模型的异构蜂窝网络系统模型，利用异构蜂窝网络系统模型构建5GBS经济优化模型，并将其转化为BS能耗最小化模型；根据5GBS经济优化模型，建立利用小基站SBS资源且保证用户UE服务质量的BS-UE初始全连接网络，得到BS-UE关联信息，完成超容SBS的判断及其服务UE的转移和关联；基于BS-UE初始全连接网络和BS-UE关联信息，采用BS自寻优变阈值休眠方法自寻最佳休眠阈值百分比，休眠轻载空载SBS并合理转移休眠SBS服务的UE，完成BS-UE最终匹配连接，得到最终BS部署情况；其中，所异构蜂窝网络系统模型为： 式中：Pttotal和Rttotal分别为t时刻网络中所有BS的总功耗和总传输速率；αi和βi分别为激活BSi的基本电路功耗和最大传输功率；Tit为t时刻BSi的通信流量负载；lti,j为t时刻BSi与UEj的关联状态值；P0t为t时刻MBS的功耗，Pit为t时刻BSi的功耗；M为BS集合；N为UE集合；sti为t时刻BSi的开关状态值；Psleep为休眠功耗；Rti,j为t时刻UEj从BSi获得的传输速率；所述经济优化模型包括：目标函数和约束条件；1目标函数 其中， 式中：y为满足BS能耗需求全天所需的最小电费成本pricet为t时刻分时电价；Wt为t时刻所有BS的能耗；T为一个完整优化周期内的时段总数；△t为固定时间间隔；2约束条件①基站的开关状态约束： ②用户的关联状态约束： ③用户的服务质量约束： 式中：εdown为UEj从BSi获得的传输速率下限；④用户的连接数量约束： 式中：UmaxBS表示BSi可连接的最大UE数；⑤网络服务需求约束： 式中：Uttotal为t时刻系统UE总数；所述建立利用SBS资源且保证UE服务质量的BS-UE初始全连接网络具体为：定义异构蜂窝网络中BS集合为M＝{0,1,2,…i,…,M}，UE集合为N＝{1,2,…j,…,N}，其中BS0表示MBS，BSi表示第i个小基站SBS，UEj表示第j个UE；1以UEj为基准，计算并降序排列BS-UE间的传输速率，并将区域内UE与提供给各UE传输速率最大的SBS进行关联，若UE无可选小基站SBS则连接宏基站MBS，以此充分利用SBS资源并保证UE较高的服务质量，然后进入步骤2；2在步骤1基础上，以BSi为基准，从BSi＝1开始进行SBS超容判断，将超容BSi服务的超容UE按传输速率升序的方式转移并关联至传输速率次优的可选非满容SBS，若不存在这样的SBS，该UE关联至MBS，然后进入步骤3；3若i≠M，则进行BSi+1的检测，进而重复步骤2直至i＝M，即完成所有SBS的判断，并完成超容SBS服务UE的转移和关联，输出满足UE服务质量的BS-UE初始全连接网络，获得每个SBS挂载的UE容量信息，从而为SBS休眠决策提供基础；所述基于BS-UE初始全连接网络和BS-UE关联信息，采用BS自寻优变阈值休眠方法自寻最佳休眠阈值百分比，休眠轻载空载SBS并合理转移休眠SBS服务的UE具体为：1根据BS-UE初始全连接网络及每个SBS挂载的UE容量信息更新BS关联的UE个数及BS-UE关联信息矩阵，然后进入步骤2；2在不同时刻根据UE的随机动态变化确定使BS功耗最低时的休眠阈值百分比，进而从BSi＝1开始进行SBS休眠判断，将休眠BSi服务的UE按传输速率升序的方式转移并关联至传输速率次优的可选非满容、非空载BSkk≠i或转移至可选满容BSkk≠i，其中满容BSkk≠i中UEp需能转移至可选非满容、非空载BSk1k1≠i，若不存在这样的SBS，该UE关联至MBS，然后进入步骤3；3若i≠M，则进行BSi+1的检测，进而重复步骤2直至i＝M，即完成所有SBS的判断，并完成休眠SBS服务UE的转移和关联，输出满足UE服务质量的BS-UE最终全连接网络，得到最终的BS部署情况，即BS开关状态矩阵和BS-UE关联状态矩阵。

全文数据：

权利要求：

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