MÉTODO Y CONTROLADOR DE RED PARA REDUCIR LA CARGA DE TRÁFICO DE MÚLTIPLES PORTADORAS PARA ACTIVAR EL APAGADO DE PORTADORAS EN REDES MÓVILES DE AREA AMPLIA.

Método para reducir la carga de tráfico de múltiples N portadoras,

que comprende medir la carga de tráfico de CS y de PS tanto en enlace descendente como enlace ascendente, evaluar la conveniencia de portar los valores de carga de tráfico medidos en N-1 portadoras y reconfigurar la carga de tráfico desde una de las N portadoras hacia las otras N-1 portadoras. Para la evaluación de la conveniencia de portar la carga de tráfico en N-1 portadoras, el tráfico con un SPI está asociado con una etiqueta que indica un grado de vulnerabilidad de dicho tráfico para su transmisión en el caso de que al menos una de las N portadoras se apague. Un indicador de prioridad de planificación alternativo (SPI') se asigna a dicho tráfico según su SPI y etiqueta. El indicador de prioridad de planificación alternativo (SPI') puede utilizarse por un RNC para activar un planificador de HSPA en un Nodo B para planificar el tráfico.

Método y controlador de red para reducir la carga de tráfico de múltiples portadoras para activar el apagado de portadoras en redes móviles de área amplia.

Campo técnico de la invención

La presente invención se aplica al sector de las telecomunicaciones y, especialmente, al área industrial dedicada a suministrar redes de acceso de radio (RAN) con elementos de infraestructuras celdares tales como controladores de red de radio (RNC) y estaciones base (Nodos B) para sistemas de comunicaciones inalámbricas que soportan tecnologías 3G o más allá de 3G (es decir, WCDMA, HSDPA, LTE, WiMax, etc.) .

Más concretamente, la invención descrita en el presente documento se refiere a un método y a un RNC para reducir dinámicamente el tráfico en dominio de conmutación de paquetes (PS) de redes móviles de área amplia, permitiendo conmutar la carga de tráfico entre portadoras para ahorrar energía en las estaciones base.

Antecedentes de la invención

En las redes de telecomunicaciones basadas en UMTS, los amplificadores de potencia de las estaciones base móviles (Nodos B) operan con una potencia mínima cuando se producen posibles escenarios de tráfico bajo en una zona de un RNC con muchas celdas, lo que ocurre especialmente durante la noche. Estos amplificadores de potencia continúan operativos, con el nivel de potencia mínimo, al tener que transmitir los canales comunes.

La creciente importancia de los costes de energía en el OPEX de operador, así como el ahorro de energía por cuestiones de cambio climático, reclaman soluciones para disminuir el gasto de la red en situaciones de tráfico bajo. Por ejemplo, durante la noche, cuando tiene lugar la situación de tráfico mencionada, la potencia de salida de los amplificadores de potencia de transmisión anteriormente mencionados puede reducirse a un valor predefinido. Monitorizando y comparando parámetros adicionales como información de carga de celda, información de petición de servicio, control de admisión y congestión, nivel de potencia de otros canales de control permanentes (CCCH) , nivel de potencia de canal piloto y número de celdas que verifican las condiciones predeterminadas, es posible controlar y cambiar el modo operacional de estos amplificadores de potencia.

La industria ha investigado e implementado soluciones para el apagado de portadoras de radiofrecuencia (RF) . Una forma de apagar las portadoras es disminuyendo ligeramente la potencia de transmisión del canal piloto. US6360160 describe otro ejemplo de monitorización de los medios de unos transceptores de estaciones base con el fin de conmutar uno de los transceptores a un modo de ahorro de energía cuando la carga de uno de los transceptores restantes desciende por debajo de un umbral.

Por otro lado, la tendencia de los usuarios a estar conectados 24 horas al día para descargar vídeos y archivos de audio mantiene siempre alto el nivel de tráfico, lo que hace cada vez más difícil (incluso durante la noche) encontrar situaciones en las que puedan apagarse portadoras de 3G (o, en el futuro, de 3GPP-LTE, Evolución a Largo Plazo) .

Al mismo tiempo, el alza de las tarifas planas y la demanda de datos de alta velocidad disminuyen notablemente los ingresos por bit, mientras que una parte consistente del tráfico creciente está formado exclusivamente por tráfico de mejor esfuerzo.

Por lo tanto, es necesaria una técnica eficaz para ahorrar potencia en estaciones base, así como garantizar la calidad de servicio (QoS) en 3G y tecnologías más allá de 3G.

Resumen de la invención

La presente invención resuelve el problema anteriormente mencionado mediante un controlador de red de radio (RNC) con un método para reducir el tráfico de paquetes transmitido, con el fin de crear condiciones adecuadas para el apagado de una segunda o tercera portadora en 3G, de modo que puedan realizarse ahorros de energía apagando la portadora no útil.

Con este fin, el RNC mide constantemente la carga de tráfico tanto en enlace ascendente (UL) como en enlace descendente (DL) para cada una de las portadoras en las que su espectro de radio está dividido. Teniendo en cuenta estas mediciones y los diferentes parámetros activos de perfiles de calidad de servicio (QoS) , el RNC puede disminuir activamente el tráfico actual en el dominio de PS (conmutación de paquetes) y conseguir una situación de nivel de tráfico que active un algoritmo para apagar las portadoras. Asimismo, el RNC puede encender portadoras de radio previamente apagadas si las mediciones de carga indican un aumento del tráfico de PS y/o de CS (conmutación de llamadas) . En cualquier caso, el RNC es capaz de gestionar la transferencia de carga entre portadoras de radio activadas (es decir, que están encendidas en ese momento) .

Además, el método propuesto realizado por el RNC puede implementarse sobre (y puede complementar) cualquier otro algoritmo de apagado de portadoras de RF previsto en el RNC para ahorrar potencia en los Nodos B bajo su control.

Por tanto, la invención tiene como objetivo disminuir artificialmente el tráfico de paquetes real de una forma adecuada a la actual realidad de conexiones continuas a Internet proporcionadas a través de tarifas planas de HSPA (acceso por paquetes de alta velocidad) .

En el contexto de esta invención, una portadora de radio es, por ejemplo, un canal UMTS de 5 MHz utilizado en una celda.

En el contexto de esta invención y aplicándolos para cada conexión de PS sobre HSPA, se introducen los siguientes parámetros:

- Indicador de prioridad de planificación (SPI) , que es una función de los parámetros de QoS. En HSDPA, los parámetros de prioridad de tratamiento de tráfico (THP) y, opcionalmente, de prioridad de retención de asignación (ARP) y de clase de tráfico (TC) se mapean sobre el SPI en el RNC (que normalmente los almacena como valores de tabla) para determinar la prioridad de planificación en cada intervalo de tiempo de transmisión (TTI) . Este SPI se envía desde el RNC hasta el Nodo-B, junto con la correspondiente carga útil, dentro de cada paquete de datos. El SPI consiste en 4 bits, lo que permite distinguir 16 prioridades diferentes. Aunque la norma de la Parte de Aplicación del Nodo B (NBAP) (3GPP TS 25.433) específica estas prioridades, depende del fabricante especificar cómo el Nodo-B trata las diferentes prioridades.

- Indicadores de vulnerabilidad de tráfico al apagado de portadoras. Cada SPI está marcado como “vulnerable al apagado de portadoras (V-CSOff) ” o “no vulnerable al apagado de portadoras (NV-CSOff) ” para diferenciar los valores de SPI asociados a un cierto tráfico, dependiendo de si la transmisión de dicho tráfico está afectada o no por el apagado de una o más portadoras. Por ejemplo, pueden clasificarse como no vulnerables al apagado de portadoras las llamadas de voz, los servicios de voz sobre IP y los servicios de flujo continuo.

- Tasa de transmisión de bits nominal de DL/UL mínima. Estas tasas de transmisión pueden configurarse para tráfico V-CSOff así como para tráfico NV-CSOff, estableciendo una tasa de bits mínima para el enlace descendente y también para el enlace ascendente.

Un aspecto de la invención se refiere a un método para reducir la carga de tráfico de una pluralidad de portadoras que están activadas (encendidas) en una red móvil de área amplia para la transmisión de tráfico de conmutación de paquetes (PS) y de conmutación de circuitos (CS) , en la que los valores de carga de tráfico de CS y carga de tráfico de PS se miden o estiman tanto para la transmisión en enlace descendente como en enlace ascendente para N portadoras (N ≥ 2) . El método comprende una etapa de evaluación de la viabilidad de transportar sobre N-1 portadoras (en lugar de sobre todas las N portadoras) las cargas de tráfico medidas, y una etapa de reconfiguración de la carga de tráfico, desde una de las portadoras que puede apagarse en última instancia, hacia las N-1 portadoras que permanecen activadas.

La evaluación de la capacidad de las N-1 portadoras de radio para soportar los valores medidos de carga de tráfico, en enlace descendente (DL) y enlace ascendente (UL) , comprende las etapas siguientes:

- asociar a un cierto tráfico, que tiene asignado un indicador de prioridad de planificación (SPI normalizado) , una etiqueta (NV-CSOff, V-CSOff) que indica un grado...

1. Método para reducir la carga de tráfico de N portadoras de radio, N ≥ 2, que están encendidas en una red móvil de área amplia, que comprende:

- para cada una de las N portadoras de radio, medir un valor de carga de tráfico de conmutación de circuitos y un valor de carga de tráfico de conmutación de paquetes, tanto en enlace descendente como en enlace ascendente;

caracterizado porque comprende además:

- evaluar la viabilidad de portar en N-1 portadoras de radio los valores de carga de tráfico medidos,

- reconfigurar la carga de tráfico de una de las portadoras de radio hacia las restantes N-1 portadoras de radio.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la evaluación de la viabilidad de portar en N-1 portadoras de radio la carga de tráfico medida comprende:

- asociar a un cierto tráfico, que tiene un indicador de prioridad de planificación (SPI) asignado, una etiqueta que indica un grado de vulnerabilidad de dicho tráfico para su transmisión en el caso de que al menos una de las N portadoras de radio se apaga,

- asignar a dicho tráfico un indicador de prioridad de planificación alternativo (SPI’) en función del indicador de prioridad de planificación (SPI) asignado previamente y la etiqueta asociada,

- establecer una tasa de bits mínima para la transmisión de tráfico tanto en enlace descendente como en enlace ascendente,

- sumar los valores, medidos en enlace descendente, de carga de tráfico de conmutación de circuitos, carga de tráfico de conmutación de paquetes con una etiqueta asociada que indica grado de vulnerabilidad cero, y tasa de bits mínima para la transmisión en enlace descendente de tráfico con una etiqueta asociada que indica un cierto grado de vulnerabilidad no nulo;

- comparar el resultado de sumar los valores en enlace descendente, con una carga de tráfico soportable por las restantes N-1 portadoras de radio encendidas en el enlace descendente en el caso de que al menos una portadora de radio se apaga;

- sumar los valores, medidos en enlace ascendente, de carga de tráfico de conmutación de circuitos, carga de tráfico de conmutación de paquetes con una etiqueta asociada que indica grado de vulnerabilidad cero, y tasa de bits mínima para la transmisión en enlace descendente de tráfico con una etiqueta asociada que indica un cierto grado de vulnerabilidad no nulo;

- comparar el resultado de sumar los valores en enlace ascendente, con una carga de tráfico soportable por las restantes N-1 portadoras de radio encendidas en el enlace ascendente en el caso de que al menos una portadora de radio se apaga.

3. Método según la reivindicación 2, en el que

si el resultado de sumar los valores en enlace descendente a un margen configurable de enlace descendente es inferior a la carga de tráfico soportable por las restantes N-1 portadoras de radio encendidas en enlace descendente en el caso de que al menos una portadora de radio se apaga,

y

si el resultado de sumar los valores en enlace ascendente a un margen configurable de enlace ascendente es inferior a la carga de tráfico soportable por las restantes N-1 portadoras de radio encendidas en enlace ascendente en el caso de que al menos una portadora de radio se apaga,

al menos una portadora de radio se apaga tras reconfigurar la carga de tráfico de dicha al menos una portadora de radio hacia las restantes portadoras de radio encendidas.

4. Método según la reivindicación 3, en el que reconfigurar la carga de tráfico de una portadora de radio hacia las restantes portadoras de radio encendidas comprende transferir la carga de tráfico desde dicha al menos una portadora de radio hasta las restantes portadoras de radio encendidas utilizando un traspaso a frecuencias diferentes.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 3-4, en el que al menos una portadora de radio que se apaga tiene, antes de reconfigurarse la carga de tráfico, menos carga de tráfico que las restantes portadoras de radio encendidas.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que

si el resultado de sumar los valores en enlace descendente es mayor o igual a la carga de tráfico soportable por las restantes portadoras de radio encendidas en enlace descendente en el caso de que al menos una portadora de radio está apagada menos un margen de enlace descendente configurable

o

si el resultado de sumar los valores en enlace ascendente es mayor o igual a la carga de tráfico soportable por las restantes portadoras de radio encendidas en enlace ascendente en el caso de que al menos una portadora de radio está apagada menos un margen de enlace ascendente configurable,

al menos una portadora de radio previamente apagada se enciende.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que las etapas de comparación se realizan a intervalos predeterminados.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, que comprende además activar un planificador para planificar el tráfico utilizando el indicador de prioridad de planificación alternativo (SPI’) .

9. Controlador de red de radio caracterizado por comprender medios de procesamiento configurados para implementar el método indicado en cualquier reivindicación anterior.

10. Controlador de red de radio según la reivindicación 9, que comprende además medios de activación para activar un planificador de HSPA en un Nodo B para planificar el tráfico utilizando el indicador de prioridad de planificación alternativo (SPI’) .

11. Producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se cargan en los medios de procesamiento de un controlador de red de radio, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.