Método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica y sistema de red inalámbrica correspondiente.

Método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica, en particular una red de radio móvil, en el que dicha red inalámbrica incluye puntos de acceso de radio que proporcionan conexiones del enlace ascendente y del enlace descendente para dicha red inalámbrica con estaciones móviles, en el que la conexión del enlace ascendente y el enlace descendente de al menos una estación móvil

(MS1) que se conectan a dicha red inalámbrica se sirve físicamente por diferentes puntos de acceso de radio (BS1, BS3), y

en el que, al menos temporalmente, uno o más puntos de acceso de radio funcionan como puntos de acceso de radio unidireccionales que proporcionan bien conexiones del enlace ascendente o conexiones del enlace descendente - acceso de recursos de radio - para dicha al menos una estación móvil (MS1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/003826.

Solicitante: NEC EUROPE LTD.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Kurfürsten-Anlage 36 69115 Heidelberg ALEMANIA.

Inventor/es: ROST, PETER, PÉREZ COSTA,XAVIER, MAEDER,ANDREAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > H04W28/00 (Tráfico de red o gestión de recursos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/02 (Disposiciones para ahorro de potencia)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Dispositivos especialmente adaptados para redes de... > H04W88/08 (Dispositivos de punto de acceso)

PDF original: ES-2524290_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica y sistema de red inalámbrica correspondiente

La presente invención se refiere a un método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica, en particular una red de radio móvil.

Además, la presente invención se refiere a un sistema de la red inalámbrica, en particular un sistema de red de radio móvil.

La eficiencia energética es un tema importante que juega un papel clave en el diseño y la operación de las modernas arquitecturas de red. En particular, en las redes de radio móviles de hoy día (MRN), los costes de energía contribuyen en una gran porción a los gastos operativos (OPEX) de los operadores de la red móvil (MNO). La principal contribución viene por lo tanto de la red de acceso de radio (RAN), y especialmente de las estaciones base (BS) que también se pueden designar como puntos de acceso de radio. Este hecho junto con el requisito general de reducción del consumo de energía debido a problemas ambientales, conduce la transición hacia RAN eficientes con la energía.

Las redes de comunicaciones móviles actuales están optimizadas para garantizar una calidad de servicio mínima durante periodos con peticiones de datos muy altas. Esto significa que las redes de radio móviles están diseñadas de modo que garantizan una calidad de servicio suficiente (QoS) durante los periodos de pico de tráfico que se dan habitualmente durante el día. Sin embargo, hay periodos de tiempo en los que la carga ofrecida en términos de tráfico de una red de radio móvil es mucho menor, por ejemplo por la tarde y/o por la noche en áreas de negocios y comerciales, periodos sin actuaciones en las localizaciones de entretenimiento, los fines de semana en áreas de oficinas, etc. En estos periodos con demandas de tasas de datos mucho menores, algunas de las estaciones base desplegadas ya no se requieren. La probabilidad de que ciertas estaciones base no tengan ninguna estación móvil (MS) asociada y por lo tanto estén en reposo es comparativamente alta.

Para ahorrar energía durante estos periodos, un método de ahorrar energía es desactivar unas estaciones base y aumentar el área de cobertura de las restantes estaciones base para mantener la QoS de la red.

Las estaciones base que se desactivan siguen manteniendo una conexión con la red de retorno sin uso mientras que aumenta el tráfico de la red de retorno en las estaciones base que tienen aumentar su cobertura. Esto da como resultado un uso asimétrico de la red de retorno. Además, en el caso de que se hayan desactivado múltiples estaciones base para reducir el consumo de energía, podría ocurrir que una estación móvil pueda recibir una transmisión de una estación base sobre el enlace descendente (DL) pero no pueda aumentar su potencia de transmisión en el enlace ascendente (UL) de modo que la misma estación base pueda recibir esta transmisión de la estación móvil. La razón de esta discrepancia entre el enlace ascendente y el enlace descendente es que la potencia de transmisión máxima típica de una estación móvil es mucho menor que la potencia de transmisión máxima de una estación base (por ejemplo, 23 dBm frente a 43 dBm), aunque los métodos de procesamiento de señal avanzados en la estación base pueden ayudar a mitigar este problema.

Sin embargo, se producen los siguientes problemas como resultado de la discrepancia del enlace ascendente y el enlace descendente:

- puede ocurrir que la intensidad de señal del enlace descendente sea suficiente para mantener un enlace de radio, pero no sea suficiente la intensidad de señal del enlace ascendente. Esto requeriría entonces conmutar sobre una estación base adicional.

- Con la modulación y codificación adaptativas (AMC), la estación móvil puede transmitir con una menor tasa de datos, disminuyendo de este modo la QoS del enlace ascendente.

Actualmente las redes de comunicaciones móviles desplegadas usan estaciones base que sirven tanto al enlace descendente como el enlace ascendente. Para conseguir tasas de datos elevadas, es deseable la reutilización espacial elevada y se consigue explotando la situación de compartición existente. Por otra parte, si se pone el foco en una elevada conectividad, se debe evitar una fuerte compartición para poder servir una gran área sin pérdida de características significativa para los usuarios individuales. Como muchos servicios de comunicaciones móviles son asimétricos con respecto a sus tasas de datos del enlace ascendente y el enlace descendente, las redes de radio móviles requieren una mayor reutilización espacial para las conexiones del enlace descendente, mientras que para las conexiones del enlace ascendente la conectividad es el principal criterio de optimización.

La discrepancia entre el enlace ascendente y el enlace descendente es de particular interés en el caso de dispositivos de muy baja potencia como los que se emplean en las comunicaciones entre pares de máquinas (M2M). La entrega de datos de baja prioridad podría hacerse durante los tiempos de pico bajo tal como durante la noche, lo que implica que un gran número de nodos requieran más recursos del enlace ascendente que recursos del enlace ascendente para entregar los datos a la estación base asignada. En los sistemas actuales esto implica que una estación base no se puede desactivar ya que necesita gestionar los nodos de M2M dentro de su célula, ya que se

espera que los nodos M2M tengan una cobertura significativamente limitada debido a sus requisitos de bajo consumo de potencia.

El documento US 5.487.174 desvela métodos para el manejo de una conexión bidireccional que involucran una estación móvil en un sistema de comunicaciones de radio móvil celular que tiene células adyacentes de tamaños sustancialmente diferentes, en el que la estación móvil estima la intensidad de las señales de radio recibidas desde las estaciones base para las células de diferentes tamaños, se estima la intensidad de señal de las señales de radio recibidas desde la estación móvil por estaciones base para las células de diferentes tamaños, decisiones sobre las cuales las estaciones base deberían ser responsables para un canal del enlace ascendente de una conexión bidireccional se basan en parámetros del enlace ascendente incluyendo la intensidad estimada para las señales recibidas en las estaciones base, la intensidad de señal en las estaciones base responsables para el canal del enlace ascendente se usa para controlar la potencia de salida de la estación móvil, y las decisiones sobre las cuales debería ser responsable la estación base para el canal del enlace descendente de una conexión bidireccional se basan en parámetros del enlace descendente que incluyen la intensidad estimada de las señales de radio recibidas en la estación móvil desde las estaciones base.

Por lo tanto es un objeto de la presente invención mejorar y desarrollar adicionalmente un método y un sistema del tipo descrito inicialmente de tal modo que emplee mecanismos que sean fáciles de implementar, el consumo de energía en la red inalámbrica en una red inalámbrica, en particular en una red de radio móvil se reduce sin disminuir la cobertura debido a las limitaciones de potencia del enlace ascendente.

De acuerdo con la invención, el objeto mencionado anteriormente se consigue por un método que comprende las características de la reivindicación 1. De acuerdo con esta reivindicación, se reivindica un método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica, en particular una red de radio móvil, en el que dicha red inalámbrica incluye puntos de acceso de radio que proporcionan las conexiones del enlace ascendente y el enlace descendente para dicha red inalámbrica con las estaciones móviles,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para gestionar el consumo de energía en una red inalámbrica, en particular una red de radio móvil,

en el que dicha red inalámbrica incluye puntos de acceso de radio que proporcionan conexiones del enlace ascendente y del enlace descendente para dicha red inalámbrica con estaciones móviles,

en el que la conexión del enlace ascendente y el enlace descendente de al menos una estación móvil (MS1) que se conectan a dicha red inalámbrica se sirve físicamente por diferentes puntos de acceso de radio (BS1, BS3), y

en el que, al menos temporalmente, uno o más puntos de acceso de radio funcionan como puntos de acceso de radio unidireccionales que proporcionan bien conexiones del enlace ascendente o conexiones del enlace descendente - acceso de recursos de radio - para dicha al menos una estación móvil (MS1).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se emplea una conexión lógica entre dichos puntos de acceso de radio para coordinar dichos accesos de recursos de radio.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha al menos una estación móvil está conectada a dicha red inalámbrica a través de un punto de acceso lógico que incluye uno o más de dichos puntos de acceso de radio unidireccionales, en particular un conjunto de dichos puntos de acceso de radio unidireccionales,

en el que dicho punto de acceso lógico puede realizar la gestión de recursos y la conexión para coordinar el acceso de dicha al menos una estación móvil a dicha red inalámbrica, en particular usando señalización de control.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los puntos de acceso de radio que se equipan bien con una interfaz de radio física para proporcionar una conexión del enlace ascendente o una interfaz de radio física para proporcionar una conexión del enlace descendente se emplean como dichos puntos de acceso de radio unidireccionales.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los puntos de acceso de radio que se equipan con una interfaz de radio física para proporcionar tanto una conexión del enlace ascendente como una conexión del enlace descendente para estaciones móviles se emplean como dichos puntos de acceso de radio unidireccionales, en el que dicha conexión del enlace ascendente o dicha conexión del enlace descendente se desactivan sobre la base de una medición del funcionamiento predefinido y/o flexible.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicha medición de funcionamiento se realiza después de que se termina una conexión entre un punto de acceso de radio y una estación móvil, y/o

en el que dicha medición de funcionamiento se realiza a intervalos de tiempo predefinidos.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que una decisión de desactivar dicha conexión del enlace ascendente o dicha conexión el enlace descendente se basa en un percentil predefinido de la tasa de transferencia sobre un intervalo de tiempo predefinido, en particular sobre un percentil predefinido de la tasa de transferencia promedio sobre un intervalo de tiempo predefinido.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que en el caso de que se vaya a desactivar el enlace ascendente o el enlace descendente de un punto de acceso de radio como resultado de dicha medición de funcionamiento, una unidad de decisión comprueba si las estaciones móviles que se sirven actualmente por dicho punto de acceso de radio se pueden servir por uno o más puntos de acceso distintos - puntos de acceso objetivos - de dicha red inalámbrica.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que se consideran la carga útil de un punto de acceso objetivo, el funcionamiento anterior de dicho punto de acceso objetivo y la tasa de transferencia esperada por dichas estaciones móviles que se tienen que transferir a dicho punto de acceso de radio objetivo, y/o

en el que en caso de que dicha unidad de decisión decida desactivar una dirección de enlace - el enlace ascendente o el enlace descendente - de dicho punto de acceso de radio, cada conexión de dicho punto de acceso de radio se agrupa con dicho uno o más puntos de acceso de radio que gestionarán la dirección del enlace desactivado.

1. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se emplea un procedimiento de control de potencia para gestionar la potencia de transmisión de dichas estaciones móviles y/o de dichos puntos de acceso de radio.

11. Sistema de red inalámbrica, en particular un sistema de la red de radio móvil que comprende puntos de acceso de radio que proporcionan conexiones del enlace ascendente y el enlace descendente para estaciones móviles, en particular para ejecutar un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1,

en el que dicho sistema está configurado para servir físicamente la conexión del enlace ascendente y el enlace descendente de al menos una estación móvil (MS1) que está conectada a dicho sistema por puntos de acceso de radio diferentes (BS1, BS3),

en el que dicho sistema está además configurado de tal modo que, al menos temporalmente uno o más de dichos puntos de acceso de radio funcionan como puntos de acceso de radio unidireccionales que proporcionan bien conexiones del enlace ascendente o conexiones del enlace descendente para dicha al menos una estación móvil (MS1).

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el que uno o más de dichos puntos de acceso tienen una interfaz física de radio bien para proporcionar una conexión del enlace ascendente o para proporcionar una conexión del enlace descendente, y/o

en el que uno o más de dichos puntos de acceso de radio tienen una interfaz de radio física para proporcionar tanto una conexión del enlace ascendente como una conexión del enlace descendente.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que el despliegue de los puntos de acceso de radio que sirven solo conexiones del enlace ascendente y los puntos de acceso de radio que sirven solo conexiones del enlace descendente se diseñan separadamente.

14. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que los puntos de acceso de radio que se despliegan en el mismo sitio en el despliegue del enlace ascendente y el enlace descendente tienen una interfaz de radio física tanto para una conexión del enlace ascendente como una conexión del enlace descendente.

15. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que en el caso de que se vaya a desactivar el enlace ascendente o el enlace descendente de un punto de acceso de radio, se proporciona una unidad de decisión que se configura para comprobar si las estaciones móviles que se sirven actualmente por dicho punto de acceso de radio se pueden servir por otros uno o más puntos de acceso de radio - puntos de acceso de radio - de dicha red inalámbrica,

en el que se puede proporcionar una unidad de decisión por punto de acceso de radio.