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1、10申请公布号CN104053162A43申请公布日20140917CN104053162A21申请号201310075703622申请日20130311H04W16/18200901H04W52/02200901H04W52/0420090171申请人株式会社日立制作所地址日本东京都72发明人刘春光杨鹏龚杰周盛水谷美加牛志升74专利代理机构北京永新同创知识产权代理有限公司11376代理人杨胜军54发明名称可再生能源基站及其覆盖调整方法、无线蜂窝系统57摘要本发明提供一种可再生能源基站及其覆盖调整方法及无线蜂窝系统,能够提高无线蜂窝系统中的可再生能源的利用率,降低整个无线蜂窝系统的能耗。该可再。
2、生能源基站具备调整请求判断部,根据基站的网络资源使用信息和/或蓄电池电量信息,判断是否需要调整基站的覆盖范围;调整请求收发部,在判断为需要调整基站的覆盖范围时,向无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自相邻基站的调整请求应答;调整请求应答部,在从相邻基站接受到覆盖范围调整请求时,根据基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,判断是否同意来自相邻基站的覆盖范围调整请求;及应答发送部,基于调整请求应答部的判断结果,向相邻基站发送调整请求应答。51INTCL权利要求书3页说明书7页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书7页附图9页10申请公布号CN。
3、104053162ACN104053162A1/3页21一种可再生能源基站,是在无线蜂窝系统中使用的可再生能源基站,其特征在于,具备调整请求判断部,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围;调整请求收发部,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围时,向上述无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答;调整请求应答部,在从上述相邻基站接受到上述覆盖范围调整请求时,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,判断是否同意来自上述相邻基站的覆盖范围调整请求;以。
4、及应答发送部,基于上述调整请求应答部的判断结果,向上述相邻基站发送上述调整请求应答。2根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,上述调整请求判断部在上述可再生能源基站的网络资源不足和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量不足时,判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围。3根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,上述网络资源使用信息是表示基站的网络资源的已使用量的信息,上述蓄电池电量信息是表示基站的蓄电池剩余电量的信息,在上述可再生能源基站的网络资源的已使用量大于预定的第一阈值时和/或上述可再生能源基站的蓄电池剩余电量小于预定的第二阈值时,上述调整请求判断部判断为需要调整上述可再生能。
5、源基站的覆盖范围。4根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,上述调整请求判断部根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,计算上述可再生能源基站的中断概率,在上述中断概率大于预定的第三阈值时,判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围。5根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,上述调整请求应答部在上述可再生能源基站的网络资源充足且蓄电池电量充足时,判断为同意来自上述相邻基站的覆盖范围调整请求。6根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,上述网络资源使用信息是表示基站的网络资源的已使用量的信息,上述蓄电池电量信息是表示基站的蓄电池剩余电量的信息,在上述可再生能。
6、源基站的网络资源的已使用量小于预定的第四阈值且上述可再生能源基站的蓄电池剩余电量大于预定的第五阈值时,上述调整请求应答部判断为同意调整上述可再生能源基站的覆盖范围。7根据权利要求1所述的可再生能源基站,其特征在于,还具备调整处理判断部,基于来自上述相邻基站的上述调整请求应答,判断能否进行覆盖范围的调整;以及调整处理部,在判断为能够进行覆盖范围的调整时,决定上述可再生能源基站的覆盖权利要求书CN104053162A2/3页3范围调整量以及上述相邻基站的覆盖范围调整量,并与上述相邻基站的调整处理部协作进行覆盖范围的调整处理。8根据权利要求7所述的可再生能源基站,其特征在于,上述调整处理部将决定的上。
7、述相邻基站的覆盖范围调整量通知上述相邻基站,在上述相邻基站基于接收到的上述相邻基站的覆盖范围调整量增加了覆盖范围之后,基于决定的上述可再生能源基站的覆盖范围调整量,减小上述可再生能源基站的覆盖范围。9根据权利要求7所述的可再生能源基站,其特征在于,上述调整处理部基于从上述相邻基站接收到的上述可再生能源基站的覆盖范围调整量,增加上述可再生能源基站的覆盖范围。10一种可再生能源基站的覆盖调整方法,该覆盖调整方法在包含可再生能源基站的无线蜂窝系统中被使用,其特征在于,包括调整请求判断步骤,上述可再生能源基站根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要。
8、调整上述可再生能源基站的覆盖范围;调整请求收发步骤,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围时,上述可再生能源基站向上述无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答;调整处理判断步骤,上述可再生能源基站基于来自上述相邻基站的上述调整请求应答,判断能否进行覆盖范围的调整;以及调整处理步骤,在判断为能够进行覆盖范围的调整时,上述可再生能源基站决定上述可再生能源基站的覆盖范围调整量以及上述相邻基站的覆盖范围调整量,并与上述相邻基站协作进行覆盖范围的调整处理。11根据权利要求10所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,在上述调整请求判断步骤中,在上述可。
9、再生能源基站的网络资源不足和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量不足时,上述可再生能源基站判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围。12根据权利要求10所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,上述网络资源使用信息是表示基站的网络资源的已使用量的信息,上述蓄电池电量信息是表示基站的蓄电池剩余电量的信息,在上述调整请求判断步骤中,在上述可再生能源基站的网络资源的已使用量大于预定的第一阈值时和/或上述可再生能源基站的蓄电池剩余电量小于预定的第二阈值时,上述可再生能源基站判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围。13根据权利要求10所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,在上述调整请。
10、求判断步骤中,上述可再生能源基站根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,计算上述可再生能源基站的中断概率,在上述中断概率大于预定的第三阈值时,判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围。14根据权利要求10所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,还包括调整请求应答步骤,在从上述可再生能源基站接受到上述覆盖范围调整请求时,上述相邻基站根据上述相邻基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,判断是否同意来自上权利要求书CN104053162A3/3页4述可再生能源基站的覆盖范围调整请求;以及应答发送步骤,上述相邻基站基于上述调整请求应答步骤的判断结果,向上述可再生能源基站发送。
11、上述调整请求应答。15根据权利要求14所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,在上述调整请求应答步骤中,在该相邻基站的网络资源充足且蓄电池电量充足时,上述相邻基站判断为同意来自上述可再生能源基站的覆盖范围调整请求。16根据权利要求14所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,上述网络资源使用信息是表示基站的网络资源的已使用量的信息,上述蓄电池电量信息是表示基站的蓄电池剩余电量的信息,在上述调整请求应答步骤中,在上述相邻基站的网络资源的已使用量小于预定的第四阈值且上述相邻基站的蓄电池剩余电量大于预定的第五阈值时,上述相邻基站判断为同意调整上述可再生能源基站的覆盖范围。17根据权利要。
12、求10所述的可再生能源基站的覆盖调整方法,其特征在于,在上述调整处理步骤中,上述可再生能源基站将决定的上述相邻基站的覆盖范围调整量通知上述相邻基站,上述相邻基站基于接收到的上述相邻基站的覆盖范围调整量,增加上述相邻基站的覆盖范围,在上述相邻基站的覆盖范围增加之后,上述可再生能源基站基于决定的上述可再生能源基站的覆盖范围调整量,减小上述可再生能源基站的覆盖范围。18一种无线蜂窝系统,该无线蜂窝系统中包含可再生能源基站,其特征在于,上述可再生能源基站具备调整请求判断部,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围;以。
13、及调整请求收发部,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围时,向上述无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答,上述相邻基站具备调整请求应答部,根据该相邻基站的网络资源使用信息和该相邻基站的蓄电池电量信息,判断是否同意来自上述可再生能源基站的覆盖范围调整请求;应答发送部,基于上述调整请求应答部的判断结果,向上述可再生能源基站发送上述调整请求应答。权利要求书CN104053162A1/7页5可再生能源基站及其覆盖调整方法、无线蜂窝系统技术领域0001本发明涉及一种可再生能源基站及其覆盖调整方法、以及包含可再生能源基站的无线蜂窝系统。背景技术0002在包。
14、含有多个基站的无线蜂窝系统中,作为降低基站能耗的一个方法,提出了基站覆盖范围调整(也称为“小区调焦(CELLZOOMING)”)技术,根据业务量变化和用户服务质量需求来调整基站的覆盖范围。0003基站覆盖范围调整一般通过调整基站的发射功率来实现。假设用户总是连接到具有最强信号的基站,那么调整发射功率便能改变用户的连接情况。如果某个基站检测到基站的中断概率较高,它将会减小发射功率,并请求相邻的基站提高功率为其分担负载或能耗压力,直到中断概率小于给定阈值。0004近年来,利用太阳能和风能的可再生能源基站被逐渐应用于无线蜂窝系统中。与以往的普通基站相比,可再生能源基站具有可再生能源供电系统。以利用太。
15、阳能的可再生能源基站为例,基站中的可再生能源供电系统通过太阳能电池阵列和太阳能充电控制器采集太阳能并将采集到的能量存储于蓄电池组中,进而通过蓄电池组对基站主体进行供电。另外,通常使用的可再生能源基站也可以像普通基站那样通过电网来供电,但为了节省能耗,可再生能源基站会优先使用蓄电池组中存储的电量,在蓄电池组电量不足以满足用户需求时,才会启用电网来补充进行供电。0005但是,由于利用太阳能和风能的发电具有非持续性,因此可再生能源基站的能量状况不一定十分稳定。以太阳能为例,当阳光直射时,能量采集速率较高,蓄电池组电量可以保持一个较高的水平;当阳光因天气情况而受到遮挡时,能量采集速率低,蓄电池组电量则。
16、可能处于电量较低的状态。0006基于上述可再生能源基站的能量状况的特点,在调整无线蜂窝系统中的基站覆盖范围时仅像以往一样考虑业务量变化和用户服务质量需求等基站外部的因素是不够的,还需要考虑可再生能源基站的能量(即蓄电池组电量)状况。发明内容0007为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种可再生能源基站及其覆盖调整方法、以及包含可再生能源基站的无线蜂窝系统,能够结合可再生能源基站的能量状况来调整基站的覆盖范围,提高无线蜂窝系统中的可再生能源的利用率,降低整个无线蜂窝系统的能耗。0008为了实现上述目的,本发明提出了一种可再生能源基站,是在无线蜂窝系统中使用的可再生能源基站,其特征在于,具备调整。
17、请求判断部,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围;调整请求收发部,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆说明书CN104053162A2/7页6盖范围时,向上述无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答;调整请求应答部,在从上述相邻基站接受到上述覆盖范围调整请求时,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,判断是否同意来自上述相邻基站的覆盖范围调整请求;以及应答发送部,基于上述调整请求应答部的判断结果,向上述相邻基站发送上述调整请求应答。0009本发。
18、明还提出了一种可再生能源基站的覆盖调整方法,该覆盖调整方法在包含可再生能源基站的无线蜂窝系统中被使用,其特征在于,包括调整请求判断步骤,上述可再生能源基站根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围;调整请求收发步骤,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围时,上述可再生能源基站向上述无线蜂窝系统中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答;调整处理判断步骤,上述可再生能源基站基于来自上述相邻基站的上述调整请求应答,判断能否进行覆盖范围的调整;以及调整处理步骤,在判断为能够进行覆盖范。
19、围的调整时,上述可再生能源基站决定上述可再生能源基站的覆盖范围调整量以及上述相邻基站的覆盖范围调整量,并与上述相邻基站协作进行覆盖范围的调整处理。0010本发明还提出了一种无线蜂窝系统,包含可再生能源基站和与该可再生能源基站相邻的相邻基站,其特征在于,上述可再生能源基站具备调整请求判断部,根据上述可再生能源基站的网络资源使用信息和/或上述可再生能源基站的蓄电池电量信息,判断是否需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围;以及调整请求收发部,在判断为需要调整上述可再生能源基站的覆盖范围时,向上述相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接收来自上述相邻基站的调整请求应答,上述相邻基站具备调整请求应答部,根据该相。
20、邻基站的网络资源使用信息和该相邻基站的蓄电池电量信息,判断是否同意来自上述可再生能源基站的覆盖范围调整请求;应答发送部,基于上述调整请求应答部的判断结果,向上述可再生能源基站发送上述调整请求应答。0011基于上述可再生能源基站、可再生能源基站的覆盖调整方法、以及包含可再生能源基站的无线蜂窝系统,由于基站的覆盖范围调整考虑了可再生能源基站的能量状况,提高了无线蜂窝系统中的可再生能源的利用率,从而降低了整个无线蜂窝系统的能耗。附图说明0012图1是表示本发明的第一实施例的基站覆盖范围调整原理的示意图。0013图2是表示本发明的第二实施例的基站覆盖范围调整原理的示意图。0014图3是表示本发明的第三。
21、实施例的基站覆盖范围调整原理的示意图。0015图4是表示本发明的第四实施例的基站覆盖范围调整原理的示意图。0016图5是表示可再生能源基站的功能构成图。0017图6是表示可再生能源基站的覆盖范围调整的动作流程图。0018图7是表示可再生能源基站接收到覆盖范围调整请求后的处理流程图。0019图8是表示普通基站接收到覆盖范围调整请求后的处理流程图。0020图9表示无线蜂窝系统的基站覆盖范围调整过程的时序图。说明书CN104053162A3/7页7具体实施例0021首先,对可再生能源基站的中断概率的含义及计算方法进行说明。0022基站的中断概率(OUTAGE)定义为基站覆盖区域中用户服务质量(QUA。
22、LITYOFSERVICE)没有得到满足的统计概率。中断的发生一般是由于给定基站频带的条件下,用户服务质量需求超过了基站的服务能力。在可再生能源基站的能量不足的情况下,可再生能源基站会关闭一部分频带,使得可再生能源基站的服务能力下降,因此可再生能源基站的能量也成为中断发生的一个因素。即,对于可再生能源基站而言,中断的发生可能由于负载过重或者是能量不足,中断概率是基于负载和能量的函数。0023例如,在给定服务速率(带宽)需求的情况下,可以通过下式(1)来求出可再生能源基站的中断概率0024POUTPRR1)的情况下,则判断需要调整基站的覆盖范围。0052在调整请求判断部2判断为不需要调整本地基站。
23、的覆盖范围时(步骤S12,“否”),处理结束。0053通常,每个基站都具有相邻基站信息表10,而且通过定期的信息交换来更新各相邻基站的信息。在调整请求判断部2判断为需要调整本地基站的覆盖范围时(步骤S12,“是”),调整请求收发部3向相邻基站信息表10中的相邻基站发送覆盖范围调整请求,并接说明书CN104053162A6/7页10收来自相邻基站的调整请求应答(步骤S13)。关于各相邻基站的接收到覆盖范围调整请求后的处理将参照图7、图8进行说明。0054然后,调整处理判断部4判断能否进行覆盖范围的调整(步骤S14)。上述调整请求应答分为同意覆盖范围调整的肯定应答和不同意覆盖范围调整的否定应答两种。
24、,其中肯定应答中至少包括相邻基站能够提供的网络资源信息。0055在规定数量以上(例如2个以上)的相邻基站同意上述调整请求的情况下(步骤S14,“是”),调整处理部5决定本地基站的覆盖范围的调整量以及各相邻基站的覆盖范围的调整量,并与相邻基站协作进行各基站覆盖范围的调整处理(步骤S15)。关于本地基站及各相邻基站的调整处理部5的详细动作,将参照后面的图9进行说明。0056接着,在覆盖范围调整处理完成之后,用户需求检验部6判断调整处理后的覆盖范围(发射功率)是否能够满足用户需求(步骤S16)。在判断为能够满足用户需求的情况下(步骤S16,“是”),处理结束。在判断为仍没有满足用户需求的情况下(步骤。
25、S16,“否”),电网供电部7计算除蓄电池供电之外的电力需求,基于该电力需求对该可再生能源基站进行电网供电(步骤S18),全部处理结束。0057另一方面,在步骤S14中,当小于上述规定数量的相邻基站同意上述调整请求时(步骤S14,“否”),再次判断该可再生能源基站的蓄电池电量是否小于上述第二阈值(步骤S17)。若该可再生能源基站的蓄电池电量小于上述第二阈值,例如低于蓄电池总电量的20(步骤S17,“是”),则电网供电部7使得电网对该可再生能源基站进行供电(步骤S18),全部处理结束。但是,若大于等于上述第一阈值(步骤S17,“否”),则经过一定时间之后,再次执行步骤S12之后的处理。0058图。
26、7是表示可再生能源基站接收到覆盖范围调整请求后的处理流程图。0059可再生能源基站的调整请求应答部11从相邻的可再生能源基站接收到覆盖范围调整请求后(步骤S21),根据本地基站的网络资源使用信息和蓄电池电量信息,判断是否同意来自相邻基站的覆盖范围调整请求(步骤S22)。0060具体地讲,可以预先设定用于判断网络资源是否充足的第四阈值和用于判断基站的蓄电池电量是否充足的第五阈值,当本地基站的网络资源的已使用量小于第四阈值(例如,网络资源占用低于60)且本地基站的蓄电池电量大于第五阈值(例如,蓄电池剩余电量大于50)的情况下,则判定为同意来自相邻基站的覆盖范围调整请求。上述第四阈值和第五阈值可以是。
27、具体的数值,也可以是百分比等的占比值。0061在判断为同意上述覆盖范围调整请求的情况下(步骤S22,“是”),应答发送部12发送同意覆盖范围调整的肯定应答(步骤S23),该肯定应答中至少包括相邻基站能够提供的网络资源使用信息。在判断为不同意上述覆盖范围调整请求的情况下(步骤S22,“否”),应答发送部12发送不同意覆盖范围调整的否定应答(步骤S24)。处理结束。0062图8是表示普通基站(非可再生能源基站)接收到覆盖范围调整请求后的处理流程图。0063与图7中的步骤S22不同,在图8的步骤25中,普通基站仅根据本地基站的网络资源使用信息来判断是否同意来自相邻基站的覆盖范围调整请求。其他的处理与。
28、图7中的处理相同,在此省略重复的说明。0064另外,为了提高整个无线蜂窝系统中的可再生资源的利用率,请求覆盖范围调整说明书CN104053162A107/7页11的可再生能源基站应该优先选择电量充足的可再生能源基站使其进行后面的覆盖范围增大处理。0065图9表示无线蜂窝系统的基站覆盖范围调整过程的时序图。下面,参照图9详细说明本地基站及各相邻基站的调整处理部5的动作。0066如图9所示,本地基站的调整处理部5根据相邻基站所能够提供的网络资源使用信息,决定本地基站的覆盖范围的调整量以及各相邻基站的覆盖范围的调整量,然后将相邻基站的覆盖范围的调整量分别发送给各相邻基站。例如,在4个相邻基站都能够提。
29、供10M以上的带宽的情况下,则本地基站的调整处理部5决定使本地基站减少与40M带宽对应的覆盖范围(发射功率),使4个相邻基站分别增加与10M带宽对应的覆盖范围,并通知各相邻基站。0067各相邻基站的调整处理部5在接收到各自的调整量后,基于对应的调整量调整各自的覆盖范围。覆盖范围的调整结束后,向本地基站通知调整已结束。0068然后,在本地基站的调整处理部5从上述各相邻基站都接收到了调整已结束的通知之后,基于之前决定出的本地基站的覆盖范围的调整量,调整本地基站的覆盖范围,由此,包括本地基站在内的各基站覆盖范围调整处理结束。0069具体地讲,调整处理部5根据获得的相邻基站所能够提供的网络资源使用信息。
30、,决定覆盖范围的本地基站调整量以及各相邻基站的调整量,然后与各相邻基站协作进行覆盖范围的调整。例如,在4个相邻基站都能够提供10M以上的带宽的情况下,决定使本地基站减少与40M带宽对应的覆盖范围(发射功率),并且使4个相邻基站分别增加与10M带宽对应的覆盖范围。0070以上所述的技术方案仅是用于说明本发明的一个例子,在不脱离本发明的主旨的范围内,还可以对本发明的上述技术方案进行合理的变更、删减、追加。0071例如,除了在上述的步骤S23的肯定应答中包括相邻基站能够提供的网络资源使用信息之外,还可以包括各相邻基站的蓄电池电量信息。当向本地基站发送肯定回答的相邻基站较多时,可以根据接收到的各相邻基。
31、站的电量信息,选择出电量较多的相邻基站进行后面的覆盖范围增大处理,由此能够更加合理地利用可再生资源的电量。说明书CN104053162A111/9页12图1说明书附图CN104053162A122/9页13图2说明书附图CN104053162A133/9页14图3说明书附图CN104053162A144/9页15图4说明书附图CN104053162A155/9页16图5说明书附图CN104053162A166/9页17图6说明书附图CN104053162A177/9页18图7说明书附图CN104053162A188/9页19图8说明书附图CN104053162A199/9页20图9说明书附图CN104053162A20。