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UMTS、LTE、LTE-Advanced等蜂窩通信系統中，如何實現基站節能已經成為了業界關注的焦點之一。基站節能技術的目標是在保證網絡性能及用戶體驗不受影響的情況下盡量實現網絡能耗與網絡業務流量二者之間的匹配，進而達到節能和降低運營商OPEX的目的。為了提高HSPA系統的峰值數據速率以及用戶吞吐量，3GPP在Rel-8/Rel-10分別引入了2載波和4載波HSDPA技術。在LTE-Advanced系統等未來蜂窩通信系統中，多載波聚合（CA，Carrieraggregation）技術也已成為提高系統數據吞吐量和靈活使用頻譜的有效技術，支持將2個及以上的載波（CC，ComponentCarrier）聚合使用以達到更高的空口帶寬，籍此獲得更高的比特速率和業務容量[6]。文中提出了基于接力載波的基站節能方案，利用OAM配置方式和基站外部接口協商兩種方案生成接力載波集。在定義的節能應用場景中，運用接力載波集協調和實現補償基站的補償行為以及節能站點的載波關閉行為，實現了基站節能目的。

1應用場景

由此產生的一種節能應用場景，如圖1所示，對于支持多載波的網絡，當業務流量高時網絡里的每個載波在每個扇區上都處于正常工作模式；當網絡業務流量低時可以關閉部分基站的所有載波，這部分基站對應的覆蓋和容量可以通過調整另外一些基站的載波覆蓋來進行補償，比如增大這些載波的天線發射功率、調整天線下傾角和方位角等。圖1中低負荷的覆蓋情況1與情況2的區別在于補償基站的補償載波個數，情況1只在載波1上進行補償，情況2在兩個載波上都進行補償。對上述場景如何協調和實現補償基站的補償行為以及節能站點的載波關閉行為，是目前需要解決的問題。如果節能站點在獲得補償前關閉載波，那么會造成原有用戶的掉話，影響用戶體驗；反之，如果補償基站提前對節能基站進行補償的話，那么用戶受到的下行干擾將大大增加，同樣會造成掉話等影響用戶體驗的后果。

針對上述場景，本文提出了通過統一配置或基站間協商的方式來確定節能基站及補償基站的載波使用原則，從而實現在不影響用戶體驗的前提下，達到節能的目的。文中對應用場景的約束：節能域至少存在2個載波；補償域的載波集與節能域的載波集之間存在非空交集Ccommon。如圖2所示。圖2中，cell1到cell14這14個小區為小區補償組，即可以實施相同補償節能策略的多小區集合，里面包括可以實施補償的小區和被補償的小區。其中，cell1和cell2為補償小區，可以對節能小區實施補償的小區；cell3到cell1412個小區為節能小區，可以被補償小區所補償的小區。而圖中深色區域為補償域，所有補償小區覆蓋的地理區域為補償域；斜線部分為節能域，所有節能小區覆蓋的地理區域為節能域。

2基于接力載波的節能方案

文中將基于inter-eNB場景描述節能方案，對于inter-RNC或eNB-RNC的場景，由于原理和機制相同，在這里不再單獨描述。在下述描述中，假設eNB1和eNB2分別表示補償小區的控制基站和節能小區的控制基站。

2.1接力載波集的生成定義并生成一個非空的接力載波集合Cr，接力載波是指可以完成補償域與節能域之間覆蓋交替的載波，以實現補償小區與節能小區之間的負載轉移；這樣的載波組成的集合我們稱之為接力載波集合。接力載波集Cr應滿足如下兩個基本特征：Cr?Ccommon；在節能域里，關閉Cr里的所有載波不能使得節能域出現覆蓋空白，即不能使節能域出現coveragehole；接力載波集Cr的生成可以通過OAM配置方式也可以通過基站外部接口協商生成。利用這一思路進行節能，接力載波集Cr有兩種生成方案。

2.1.1方案1接力載波子集的數據表達結構如表1所示，而FDD載波信息/TDD載波信息的具體結構定義參見表2、表3。接力載波集Cr基于小區補償組要滿足以上描述的基本原則；Cr變化后，可選支持由補償小區所在的基站通過X2接口的ENBCONFIGURATIONUPDATE過程向相關節能小區所在的eNB進行通知更新。

2.1.2方案通過X2接口自學習的方式生成接力載波集Cr；具體方法如圖3所示。1）eNB1通過已有的X2接口獲得所有節能小區的載波集{CC1，CC2，CC3，CC4，CC5}（如通過X2SETUP過程）；2）eNB1運算得到自身補償小區與補償組里所有節能小區的載波交集Ccommon＝{CC1，CC3，CC4}；3）在整個補償組上，按載波負載從輕到重排列Ccommon為{CC3，CC1，CC4}，其中CC3和CC1滿足上述負載和補償能力規則，則eNB1可以生成針對該補償組的接力載波集合Cr＝{CC1，CC3}。eNB1在Ccommon集合里挑選載波組成接力載波集Cr，除了滿足以上描述的原則外，在協商中也可以使用如下的規則。①優先選擇負載輕的載波；負載的衡量是基于整個補償組，載波的負載就是該載波對應的所有小區的負載總和。②在節能域，Cr里的載波對應的每個節能小區，其當前負載要小于對應覆蓋的非Cr載波小區的剩余容量。③對于補償域，Cr里的載波對應的每個補償小區在RF調整后的剩余容量之和要大于整個節能域的負載總量。

2.2基于接力載波集的節能方法在eNB間X2接口上或RNC間Iur接口上或RNC與eNB間inte-RAT接口上傳遞接力載波集Cr，即Cr所包含的具體載波描述信息，包括但不限于每個載波的FDD載波信息（對于FDD制式）或TDD載波信息（對于TDD制式）。假設補償的條件已經具備的條件下，那實施方式可結合圖4和圖5實現，具體過程如下：1）eNB1向eNB2在內所有節能節點發送小區補償準備請求，消息內容包括Cr。2）eNB2在內所有節能節點關閉Cr載波所對應的小區（關閉之前應該先進行負載的遷移切換，切換原因為“SwitchOffOngoing”[注1]，關閉后可以通過X2接口的基站配置更新流程向eNB1指示小區狀態變化），并向eNB1返回成功的小區補償準備響應；如果存在UE不能成功遷移的節能小區，則這些節能小區對應的載波不能關閉，Cr存在問題，所以應該返回失敗的小區補償準備響應消息，并終止流程。3）eNB1收到eNB2在內所有節能節點的成功響應后，調整自身的RF參數如發射功率、天線的下傾角和方位角等；實現在Cr的載波上對節能域的覆蓋。4）下面分兩種處理方式，①和②選擇其一：①eNB1向eNB2在內所有節能節點發送小區補償請求消息，觸發eNB2在內所有節能節點發起UE從剩余節能小區到新補償小區的切換流程，流程跳轉到下面第5步。②eNB2在內所有節能節點也可以通過UE測量報告來感知Cr載波的補償情況，并由此觸發UE切換流程；流程跳轉到下面第6）步。5）eNB2在內所有節能節點向eNB1返回小區補償響應消息。6）eNB2在內所有節能節點開始啟動UE切換流程，切換原因為“SwitchOffOngoing”（該切換原因為3GPPRel-9新增的原因碼，表示小區后續會實施關閉行為）；在成功實施負載切換后對所有剩余節能小區實施關閉；如果存在UE不能成功切換的節能小區，則這些節能小區不能實施關閉。7）eNB2在內所有節能節點通過X2接口的ENBCONFIGURATIONUPDATE過程向eNB1指示小區已經關閉；8）eNB1根據當前負荷的實際情況判斷是否需要進一步在（Ccommon-Cr）的載波上也實現補償，若需要則繼續在這些載波上調整RF參數。（注：前提為Cr是Ccommon的真子集，且所有Ccommon里的載波所對應的節能小區都已關閉）。

3結論

本文基于LTE-Advanced系統等未來蜂窩通信系統中的多載波聚合場景，提出了一種節能方案。通過確定節能基站及補償基站的載波使用原則，提出了基于接力載波集的節能實現方法，并給出了其具體的實現方法，從而實現在不影響用戶體驗的前提下，達到節能的目的。

作者：浦靈敏 張健 單位：蘇州健雄職業技術學院 電氣工程學院 上海無線通信研究中心