Método para la gestión de energía en una red de radio inalámbrica y red de radio inalámbrica correspondiente.

Un método para operar una red de radio inalámbrica, en el que la red de radio inalámbrica comprende una red principal,

un número de estaciones base y al menos un anfitrión móvil para comunicación inalámbrica mediante al menos una estación base,

en el que con respecto a una configuración de tráfico pico donde todas las estaciones base de la red de radio inalámbrica están encendidas, el método, durante una configuración de tráfico distinta de pico, define particiones de estaciones base donde una partición de estaciones base es una asociación de estaciones base encendidas y apagadas donde cada estación base encendida puede cubrir regiones de estaciones base anteriormente encendidas y

en el que en las particiones de estaciones base creadas puede mantenerse un número mínimo o el número más pequeño posible de estaciones base encendidas que sean necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual, en el que todas las restantes estaciones base en una partición que no son necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual pueden apagarse,

caracterizado por que, cuando se crean estas particiones de estaciones base, si las condiciones de carga o la movilidad entre las particiones vecinas cambia, puede realizarse una redisposición de las particiones de estaciones base cambiando la asociación entre las estaciones base encendidas y las apagadas,

en el que una funcionalidad de una estación base encendida de una partición se moverá hacia una estación base de una partición vecina con una carga baja o la más baja y viceversa.

Método para gestión de energía en una red de radio inalámbrica y red de radio inalámbrica correspondiente

La presente invención se refiere a un método para operar una red de radio inalámbrica, especialmente una red de acceso de radio, en el que la red de radio inalámbrica comprende una red principal, un número de estaciones base y al menos un anfitrión móvil para comunicación inalámbrica mediante al menos una estación base.

Además, la presente invención se refiere a una red, especialmente una red de acceso de radio, preferentemente para llevar a cabo el método anterior, en el que la red de radio inalámbrica comprende una red principal, un número de estaciones base y al menos un anfitrión móvil para comunicación inalámbrica mediante al menos una estación base.

El ahorro de energía es un problema significativo para la operación y suministro de servicio de redes inalámbricas, considerando el aumento del consumo de energía de la ICT (Tecnología de Información y Comunicaciones) y su impacto en el entorno. Los elementos de red responsables del gasto de energía incluyen la red principal, el anfitrión móvil y la estación base, que producen el mayor consumo de energía.

Las propuestas anteriores se centran en desconectar elementos y funciones de las estaciones base, véase el documento US 6.584.33 B1, Adaptive Power Management for a Node of a Cellular Telecommunications Network, junio de 23, o desconectar estaciones base por completo usando la información de carga local, véase el documento INFSO-ICT-216284 SOCRATES, D2.1, Use Cases for Self-Organizing Networks, marzo de 28, de una manera individual distribuida. Tales metodologías están descoordinadas; cada estación base realiza funciones de gestión de energía individualmente. También, los enfoques conocidos no son flexibles.

En sistemas celulares el elemento de gasto de energía principal es la estación base considerando la alta demanda de cobertura y el consumo de energía por estación base. Los métodos para mejorar su eficacia de energía son significativos en términos de coste y problemas del entorno considerando especialmente el hecho de que se aprovisiona la asignación de recursos de cada estación base para manejar demandas de tráfico de horas pico.

Puesto que las horas pico son únicamente periodos de tiempo limitado específicos, cada estación base está desperdiciando energía en todos los tiempos restantes. Se consigue el consumo de energía óptimo cuando la capacidad ofrecida mediante el operador coincide con las demandas de tráfico y esto se consigue conectando y desconectando funciones y equipo de celda o celdas completas, véase el documento 3GPP TR 36.92, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Self-configuration and self-optimization network use cases and Solutions (Versión 9), mayo de 28. Tal gestión de ahorro de energía está basada en mediciones de carga de tráfico en combinación con estadísticas a largo plazo o políticas de umbral, que seleccionan las estaciones base apropiadas y determinan el tiempo que entran en un modo de ahorro de energía, véase el documento US 6.584.33 B1.

A partir de M.A. Marsan, L. Chiaraviglio, D. Ciullo, M. Meo, "Optimal Energy Savings in Cellular Access Networks", IEEE ICC Workshop on Green Communications, junio de 29, es obtenible una posibilidad de ahorro de energía en redes de acceso celular donde se desconectan estaciones base seleccionadas para ahorrar energía. El procedimiento de ahorro de energía conocido supone un tráfico Idéntico entre celdas vecinas y modela la red usando una distribución regular.

Se presenta un enfoque más genérico en el documento INFSO-ICT-216284 SOCRATES, D2.1, Use Cases for Self- Organizing Networks, marzo de 28, donde las estaciones base determinan si deben conectarse o desconectarse dependiendo del tráfico y las estadísticas de carga en combinación con las localizaciones de equipo de usuario. Tal enfoque está descoordinado puesto que cada estación base toma decisiones de gestión de energía individualmente. Las propuestas de gestión de energía descoordinadas se adecúan más a entornos no urbanos y escenarios de eNodoB propios como el presentado en el documento 3GPP R3-81174, Solution for ¡nterference reductlon SON use case, mayo de 28.

En el documento 3GPP R3-882, Capaclty and Coverage SON Use Case, febrero de 28, se analiza una propuesta de ahorro de energía en relación con cobertura y capacidad con énfasis en el autorrestableclmlento, donde celdas en paraguas proporcionan cobertura de ciertas áreas geográficas. Ciertamente si tal cobertura se solapa, suponiendo una arquitectura de dos niveles de la misma tecnología de acceso de radio, no es una ¡mplementación de red celular realista. De manera similar, M.A. Marsan, M. Meo, "Energy Efficient Management of two Cellular Access Networks", ACM SIGCOMM GreenMetrics Workshop, enero de 29, demuestra un esquema de gestión eficaz de energía, que permite a los anfitriones móviles realizar itinerancia entre dos redes solapantes de operadores diferentes. La sugerencia de que diferentes operadores compartan sus Instalaciones de red para ahorrar energía plantea ciertas preocupaciones acerca de su viabilidad desde una perspectiva de negocio debido a la Importancia de la cobertura como una aptitud de venta única.

Un esquema de retransmisión dinámico presentado en O. Teyb, V. van Phan, B. Raaf, S. Redana, "Dynamic Relaying in 3GPP LTE-Advanced Networks", Hindawi EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, ID del manuscrito ID 731317, julio de 29, asocia estaciones base habilitadas para retransmisión con nodos de retransmisión dependiendo de la carga de tráfico e información geográfica para ahorrar energía y utilizar la capacidad de la red más eficazmente. Un enfoque de este tipo puede ahorrar potencia permitiendo a ciertas celdas reducir su potencia de transmisión y desconectando nodos de retransmisión o estaciones base dependiendo de sus condiciones de tráfico. La retransmisión dinámica supone la presencia de nodos de retransmisión, que puede no siempre ser el caso y requiere un mecanismo que asocie los nodos de retransmisión con estaciones base habilitadas para retransmisión, que aumenta la complejidad de la red.

Además, a partir del documento US 6.321.83 B1 se conoce un método de localización de puntos calientes de tráfico.

El documento WO 29/31956 desvela una técnica de ahorro de energía de acuerdo con la que, cuando el tráfico es bajo, se activa un modo de ahorro de energía y una primera estación base aumenta su área de cobertura aumentando la potencia de transmisión o el haz de antena mientras que se desconecta un cierto número de otras estaciones. Un nodo de gestión de red mide el nivel de uso de la capacidad de celda, el número de usuarios y sus estadísticas y transmite comandos de gestión a las diferentes estaciones base.

A. Papadogiannis, D.Gesbert y E. Hardouin, "A Dynamic Clustering Approach in Wireless Networks with Multi-Cell Cooperative Processing", IEEE International Conference on Communications, 28, 19-23 de mayo de 28, Beijing, China, desvelan un algoritmo para la formación dinámica de grupos de estaciones base que cooperan en una red de procesamiento cooperativo multi-celda (en la norma del 3GPP LTE-A denominado como COMP) de acuerdo con el que se forman nuevos grupos cada intervalo de tiempo.

El documento GB 2419494 desvela una red de acceso de radio realizada mediante una pluralidad de transceptores de radio espaciados geográficamente y un controlador de transceptor de radio. Se realiza un área de celda lógica mediante las transmisiones y recepciones de una pluralidad de transceptores de radio. El controlador de transceptor de radio realiza un control dinámico del área de celda lógica por medio de división o unión de celdas lógica (grandes celdas lógicas pueden dividirse en unas más pequeñas y celdas lógicas más pequeñas pueden unirse en celdas más grandes) basándose en la carga de tráfico.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención mejorar y desarrollar adiclonalmente un método para operar una red de radio inalámbrica y una red acorde de tal manera que, sea posible una operación particularmente económica de la red con un alto grado de conservación de energía.

De acuerdo con la invención, el objeto anteriormente mencionado se consigue mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1. De acuerdo con este método se dispondrá una asociación de estaciones base encendidas y apagadas en particiones de estación base definibles de una manera coordinada, manteniendo de esta manera un número mínimo o el número más pequeño posible de estaciones base encendidas que sean necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual.

1. Un método para operar una red de radio inalámbrica, en el que la red de radio inalámbrica comprende una red principal, un número de estaciones base y al menos un anfitrión móvil para comunicación inalámbrica mediante al menos una estación base,

en el que con respecto a una configuración de tráfico pico donde todas las estaciones base de la red de radio inalámbrica están encendidas, el método, durante una configuración de tráfico distinta de pico, define particiones de estaciones base donde una partición de estaciones base es una asociación de estaciones base encendidas y apagadas donde cada estación base encendida puede cubrir regiones de estaciones base anteriormente encendidas

y

en el que en las particiones de estaciones base creadas puede mantenerse un número mínimo o el número más pequeño posible de estaciones base encendidas que sean necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual, en el que todas las restantes estaciones base en una partición que no son necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual pueden apagarse,

caracterizado por que, cuando se crean estas particiones de estaciones base, si las condiciones de carga o la movilidad entre las particiones vecinas cambia, puede realizarse una redisposición de las particiones de estaciones base cambiando la asociación entre las estaciones base encendidas y las apagadas,

en el que una funcionalidad de una estación base encendida de una partición se moverá hacia una estación base de una partición vecina con una carga baja o la más baja y viceversa.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la asociación está basada en al menos un parámetro de carga que considera carga de tráfico o recursos de radio o de red o limitaciones de carga de hardware de estación base o

en el que la asociación está basada en información geográfica relacionada con la localización física de cada estación base o

en el que la asociación está basada en características de movilidad que incluyen velocidad, dirección, tiempos de permanencia o patrones de movilidad históricos de al menos un anfitrión o

en el que la asociación está basada en importancia de estaciones base en la red en términos de topología de enlaces físicos.

3. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que - dependiendo de una variación o cambio de un parámetro de carga o una característica de movilidad de un anfitrión - se realizará una redisposición de las particiones de estaciones base.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la redisposición se realizará apagando al menos una estación base actualmente activa o

en el que la redisposición se realizará encendiendo al menos una estación base inactiva seleccionada.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que se aumentará una cobertura de al menos una estación base encendida o

en el que se reconfigurará la inclinación de la antena o la potencia del canal piloto de al menos una estación base, mientras que al menos otra estación base se apagará.

6. Un método de acuerdo con una de las reivindicación 3 a 5, en el que la redisposición se realizará uniendo particiones existentes.

7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la redisposición comprende un desplazamiento de carga de red desde una estación base a una estación base de carga alta o la más alta o

en el que la redisposición comprende un desplazamiento de una parte de la carga de red desde una estación base a otra estación base.

8. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, en el que se realizará un procedimiento de selección de una estación base a encender, si no es posible redisposición factible o

en el que un procedimiento de selección de una estación base a encender comprende un cálculo de distancias relativas entre estaciones base en una partición o

en el que un procedimiento de selección de una estación base a encender comprende una determinación de al menos una estación base apagada que puede proporcionar potencialmente cobertura de toda la partición o una determinación de al menos una estación base apagada que puede proporcionar una máxima cobertura en la partición.

9. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que un número definible de estaciones base encendidas o cada estación base encendida monitoriza la carga de tráfico o movilidad en su partición.

1. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la distribución de carga de tráfico o movilidad se medirá despertando estaciones base seleccionadas bruscamente para únicamente dar información o se medirá mediante redes externas o redes de sensores o

en el que la carga de tráfico o movilidad se estimará basándose en información de avance de tiempo y mediciones de equipo de usuario desde estaciones base adyacentes o

en el que se supondrá una redisposición de una partición basándose en información de carga de tráfico o de movilidad disponible y se medirá su impacto en la carga o movilidad para reajustarla adicionalmente de manera iterativa en caso de una solución no satisfactoria.

11. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 1, en el que un sistema de gestión centralizado coordina la redisposición.

12. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 11, en el que las estaciones base toman de manera colectiva la decisión para la redisposición o

en el que las estaciones base sobrecargadas intercambian información de carga con estaciones base vecinas para realizar la redisposición de manera iterativa continuando intercambiando información de carga después de cada etapa o

en el que se proporcionará un mecanismo de coordinación para evitar problemas de sincronización en la redisposición.

13. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el apagado de una estación base se hará de manera incremental en diferentes niveles o

en el que se equilibrará la demanda de tráfico o la carga de tráfico entre las particiones, en el que el equilibrio se realizará basándose en las restricciones de localización geográficas, manteniendo baja una movilidad entre particiones del anfitrión o anfitriones.

14. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 13, en el que la redisposición se combinará con una gestión de recursos de radio entre las estaciones base para evitar efectos de interferencia.

15. Una red de radio inalámbrica que comprende una red principal, un número de estaciones base, al menos un anfitrión móvil para comunicación inalámbrica mediante al menos una estación base, y medios para disponer una asociación de estaciones base encendidas y apagadas,

en la que con respecto a una configuración de tráfico pico donde todas las estaciones base de la red de radio inalámbrica están encendidas, dichos medios, durante una configuración de tráfico distinta de pico, definen particiones de estaciones base donde una partición de estaciones base es una asociación de estaciones base encendidas y apagadas donde cada estación base encendida puede cubrir regiones de estaciones base anteriormente encendidas, y

en el que dichos medios pueden mantener en las particiones de estaciones base creadas un número mínimo o el número más pequeño posible de estaciones base encendidas que sean necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual, en el que dichos medios pueden apagar todas las estaciones base restantes en una partición que no sean necesarias para satisfacer una demanda de tráfico actual,

caracterizado por que, cuando se crean estas particiones de estación base mediante dichos medios, si las condiciones de carga o la movilidad entre las particiones vecinas cambian, puede realizarse una redisposición de las particiones de estaciones base cambiando la asociación entre las estaciones base encendidas y apagadas mediante dichos medios, en el que - mediante dichos medios - una funcionalidad de una estación base encendida de una partición se moverá hacia una estación base de una partición vecina con una carga baja o la más baja y viceversa.