蜂窩無線電系統中的能量控制方法
2023-06-19 07:26:31 5
專利名稱：蜂窩無線電系統中的能量控制方法
技術領域：
本發明涉及用於控制蜂窩無線電系統的小區中的傳輸功率的方法和設備。
背景技術：
無線電基站功率消耗是無線電網絡總開銷的重要部分。當在區域內沒有業務，並且該覆蓋範圍可能通過一些其他小區(比如傘小區)來服務時，關閉一些小區或者讓他們進入能量節省模式是有效的。相似的，如果部分或整個無線電網絡(或RAT :無線電接入技術)在多RAT環境(多個無線電網絡覆蓋相同區域，通過不同的無線電網絡接入技術提供接入)中關閉，無線電網絡的能量消耗也能降低。、
然而，當節省功率時，可能發生的情況是業務情況突然改變，以及在功率節省模式中的小區/RAT需要被激活以應對無線電網絡中的新的業務情況。當重新激活在能量節省模式中的小區時，問題是無法知道是否可以通過重新激活特定基站以實際滿足由於業務改變導致的額外需求。例如，考慮這種情況無線電基站處於能量節省模式，而且在無線電系統中檢測到業務負載的突然增大。進一步假設，無線電基站與實際業務負載增大發生的地方不接近。在這種情況下，重新激活無線電基站變得幾乎沒有意義，因為通過重新激活無線電基站所提供的額外資源將幾乎無助於滿足針對額外容量的需求。因此，在這種情況下，不必開啟無線電基站。假定要開啟的潛在最佳小區的位置是已知的，另一個問題是，從能量消耗的角度估計開啟無線電基站有多大效率。可能的情況是，利用已經有效的網絡部分，它需要少量能量來滿足該需求。作為上述結果，即在蜂窩無線電網絡(典型的，現有蜂窩無線電網絡)中有效啟用功率節省的問題不會通過開啟和關閉基站的方式減少網絡的能量消耗。有一些特殊情況，當現有蜂窩無線電網絡的網絡管理系統開啟和關閉網絡的全部部分時，(例如，在夜間購物區中)，但是這些場景是基於預定義時間段並與實際業務需求的存在和位置無關。因此，需要解決以上問題並提供蜂窩無線電系統中改進的能量節省的方法和系統。
發明內容
本發明的目的是克服或至少減少以上描述的蜂窩無線電網絡中與能量節省相關聯的一些問題。本目的及其他是通過在所附權利要求書中描述的方法和系統而獲得的。因此，根據本發明，提供了能夠實現在重新激活為節省功率而已經關閉的基站期間改進的開啟過程的方法和設備。根據一個實施例，提供了一種在蜂窩無線電系統中激活已經去激活的小區的方法。從與蜂窩無線電系統相連的若干用戶設備收集第一測量值。基於收集到的測量值，構建用於映射當被激活時在蜂窩無線電系統中提供最小功率增大的小區(最佳小區)的模型。當不能用已經激活的小區滿足蜂窩無線電系統的業務需求時，決定激活映射為將被激活的最佳小區的小區。因此，能夠管理蜂窩無線電系統的小區，以最大程度利用系統中使用的能量。根據一個實施例，測量值包括接收信號功率或時間提前(TA :Timing Advance)中的一個或多個。根據一個實施例，測量值包括無線電接入技術間測量值或定位測量值中的一個或多個。根據一個實施例，使用機器學習自動執行基於收集的測量值構造用於映射將要激活的最佳小區的模型。根據一個實施例，命令由一個或多個用戶設備執行額外測量。、根據一個實施例，收集並存儲以給定負載測量的基站的功率消耗。根據一個實施例，當確定激活被映射為將要激活的最佳小區的小區時，將在指定負載處測量的基站的功率消耗用作輸入數據。根據一個實施例，通過定位最佳小區來滿足需求，並通過在開啟命令前執行能量效率比較以檢查關閉小區的重新激活是否導致網絡的總體能量消耗減少，以實現最小網絡層能量消耗。根據一個實施例，在學習階段中從用戶設備收集並處理測量值的測量實體創建覆蓋小區可能關閉的地理區域的模型。測量值能包括信號功率測量值及時間提前測量值中的一個或多個，這些測量值包括來自RAT內或RAT間的測量值，以及可選地來自定位系統(例如，全球定位系統(GPS))的定位數據的測量值。根據一個實施例，在一些小區的去激活時段期間，最佳小區估計模型基於部分可用測量值決定將要開啟的小區的最優選擇。根據一個實施例，決定和去激活功能控制小區的去激活。本發明還擴展到用於執行以上描述的控制方法的設備。
將通過非限定示例的方式並參考附圖來更詳細地描述本發明，在附圖中圖I是示出用於確定小區激活的系統的示意圖。圖2是示出當確定激活蜂窩無線電系統中的小區時執行的一些過程性步驟的流程圖。圖3示出了估計模型的示例性結構。圖4示出了示例性最佳小區估計模型。以及圖5示出了用在機器學習過程中的處理塊。
具體實施例根據本發明，使用來自終端(UE)的測量值來確定針對開啟來自無線電基站的傳輸的需求。基於測量值，能夠形成「最佳小區估計模型」，包括測量值向量和最佳小區選擇之間的映射。該模型能夠用機器學習方法有利地構建。當小區(小區或站點或基站的所有小區)因功率節省原因關閉時，系統繼續收集測量值，但現在來自關閉小區的測量值丟失。給定來自可用相鄰小區的測量值的特定組合，「最佳小區估計模型」估計被關閉的小區是否可能是最佳小區。如果若干或許多UE實際位於被關閉小區會是最佳小區(由測量值和最佳小區選擇之間的映射確定)的區域，，和/或還滿足其他標準(例如，相鄰小區擁塞)，則開啟(或激活)因為能量效率原因而關閉的小區。例如，基於這些標準，將處於不連續傳輸(DTX)模式的小區/站點切換到傳輸(TX)模式。當定位潛在的最佳小區時，開啟小區的最終決定是基於能量效率的估計(將網絡能量消耗和計劃激活小區進行比較)以及當通過已經有效的行動網路部分滿足業務需求的情況。估計與因能量效率原因關閉的小區連接的UE的位置的方法同樣能夠用於多RAT 場景並需要多RAT測量值。以下描述一些詳細的示例性實施例以進一步闡述本發明。當小區(小區或站點或基站的所有小區)因能量效率原因關閉時，所有業務通過相鄰小區處理，而且被關閉的小區不處理任何用戶。如果必須滿足的業務需求出現增大，小區可能必須根據需要重新被激活。根據一個實施例，用於確定開啟小區的方法能夠以三個階段來描述 學習階段 定位階段，和 決定階段。學習階段學習階段是在小區的正常操作過程中(即，小區不處於能量消耗操作)運行的過程，並能包括以下步驟 測量值收集，和 最佳小區估計。測量值收集在測量值收集步驟中，網絡管理節點被配置為收集UE測量值以支持針對若干相鄰小區的切換決定。典型的，測量值能包括接收功率、時間提前或蜂窩無線電系統中其他可用的測量向量，例如，以支持切換決定。接下來，網絡管理節點被配置為使用收集的測量值來自動學習當選擇實際小區作為最佳小區以服務用戶時測量值向量的組合所具有的值，以及在哪些組合中最佳小區不是該實際小區。備選的或額外的數據源能夠是UE報告的GPS位置信息或對於蜂窩無線電網絡可用的任何其他位置信息。圖I描述了示例性測量收集設置。在圖I中，UE 101被配置為產生測量值。產生的測量值通過合適的接口發送到例如服務小區103、相鄰小區103或者另一種無線電接入技術103，並返回報告至節點105以激活或去激活小區。節點105能以蜂窩無線電系統中現有節點(例如網絡管理節點)來實現，或分布在彼此通信的若干節點上。典型的，現有蜂窩無線電系統通過一些管理設置來啟用按照需求收集測量值。根據一個實施例，能夠將控制測量值階段的系統/實體配置為要求針對區域和UE的額外測量值。要求額外測量值時的例子是當節點105沒有足夠可用的數據以做出關於是否激活/去 激活小區的良好基礎的決定時。在任何可能的時候，同樣還收集來自交疊其他無線電技術的測量值。因此，通過節點105實現的基站重新激活過程將具有用於有效估計哪些小區將開啟的足夠的可用數據。根據一個實施例，通過委託實體，收集並在資料庫中存儲和周期性更新來自很多(典型的，幾百或更多)UE的測量值。根據一個實施例，節點105被配置為將其決定基於許多測量值，這些測量值是當實際小區(即，確定要激活或去激活的小區)是服務小區以及當該小區不是服務小區(相鄰小區)時收集的。節點105執行的處理步驟例如可通過微處理器107執行，該微處理器107執行使計算機執行這裡描述的過程性步驟並能存儲在存儲器109上的合適的軟體。在圖2中，示出了闡述當激活去激活小區時執行的一些過程性步驟的流程圖。比如，該過程性步驟能夠被實現為電腦程式指令並存儲在節點105的存儲器中。通過執行存儲在存儲器上的程序，節點105將能夠執行這些步驟。首先，在步驟201中，從與蜂窩無線電系統相連的若干用戶設備收集測量值。藉助於此，基於收集的測量值構建映射將要激活的最佳小區以使得系統中總能量消耗最小化的模型。最後，在步驟205中，如果滿足下面兩個條件中的一個，激活被映射為將激活的最佳小區的小區 (i)如果使用已經激活的小區不能滿足蜂窩無線電系統的業務需求，或者(ii)考慮到蜂窩無線電系統的總能量消耗，確定(估計)激活關閉的小區是有益處的。否則，不激活該小區。如上所述，UE能報告多個不同的測量值。例如，UE能夠報告與周圍小區的信號強度有關的測量值。當最佳小區當前被開啟時，這種類型的輸入能提供關於相鄰小區的信息。表I和表3中呈現的例子表明，如何在學習階段存儲接收的導頻功率、時間提前和潛在的GPS坐標。注意，這些是示例，不一定填入所有可能信息，僅當其從實際情況可獲得時。
權利要求
1.一種用於激活蜂窩無線電系統中的去激活小區的方法，所述方法包括以下步驟 -從與蜂窩無線電系統相連的若干用戶設備收集(201)測量值； -基於收集的測量值構建(203)模型，所述模型用於映射要激活的、產生蜂窩無線電系統中最小的功率增大的第一小區； -當使用已經激活的小區無法滿足蜂窩無線電系統的業務需求時，確定(205)激活被映射為要激活的第一小區的小區。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述測量值包括接收信號功率或時間提前中的一個或多個。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，所述測量值包括無線電接入技術間測量值或定位測量值中的一個或多個。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，基於收集的測量數據構建用於映射要激活的第一小區的模型是使用機器學習自動執行的。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，命令由一個或多個用戶設備執行額外測量。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，還包括以下步驟收集和存儲以給定負載測量的基站的功率消耗。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，當確定激活已被映射為要激活的第一小區的小區時，使用以給定負載測量的基站的功率消耗作為輸入數據。
8.一種用於激活蜂窩無線電系統中去激活小區的設備(105)，包括 -用於從與蜂窩無線電系統相連的若干用戶設備收集測量值的裝置(107)； -用於基於收集的測量值構建模型的裝置(107)，所述模型用於映射要激活的、產生蜂窩無線電系統中最小的功率增大的第一小區；以及 -用於當使用已經激活的小區無法滿足蜂窩無線電系統的業務需求時確定激活被映射為要激活的第一小區的小區的裝置(107)。
9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述測量值包括接收信號功率或時間提前中的一個或多個。
10.根據權利要求8或9所述的設備，其中，所述測量值包括無線電接入技術間測量值或定位測量值中的一個或多個。
11.根據權利要求8-10中任意一項所述的設備，還包括使用機器學習自動執行基於收集的測量數據構建用於映射要激活的第一小區的模型的裝置(107)。
12.根據權利要求8-11中任意一項所述的設備，還包括命令由一個或多個用戶設備執行額外測量的裝置(107)。
13.根據權利要求8-12中任意一項所述的設備，還包括用於收集和存儲以給定負載測量的基站的功率消耗的裝置(107)。
14.根據權利要求13所述的設備，還包括當確定激活已被映射為要激活的第一小區的小區時使用以給定負載測量的基站的功率消耗作為輸入數據的裝置(107)。
全文摘要
提供了在已經關閉以省電的基站的重新激活期間改進的開啟過程的方法和設備。根據一個實施例，提供在蜂窩無線電系統中激活去激活小區的方法。從與蜂窩無線電系統相連的若干用戶設備收集第一測量值。基於收集到的測量值，構建用於映射提供蜂窩無線電系統中最小的功率增大的已激活小區(最佳小區)的模型。當不能用已經激活小區滿足蜂窩無線電系統的業務需求時，確定激活被映射為要激活的最佳小區的小區。因此，能夠管理蜂窩無線電系統的小區，以最大程度利用系統使用的能量。
文檔編號H04W52/04GK102754491SQ201080063199
公開日2012年10月24日 申請日期2010年2月16日 優先權日2010年2月16日
發明者安德拉斯·沃瑞斯, 約瑟夫·巴塔 申請人:瑞典愛立信有限公司