ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО СЕТИ Российский патент 2015 года по МПК H04W52/34 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Это изобретение относится к электронным системам связи и более конкретно к работе передатчиков и приемников в системах радиосвязи.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует возрастающий интерес в снижении потребления мощности в системах связи, а именно в потреблении мощности базовыми станциями в сотовых радиотелефонных системах. Снижение потребления мощности со стороны пользователя системы, т.е. со стороны мобильных телефонов, портативных компьютеров и другого пользовательского оборудования (UE), стало результатом долгосрочной работы, не в последнюю очередь, потому что UE часто питаются от аккумуляторной батареи. Потребность в улучшенной энергоэффективности со стороны сети, т.е. со стороны базовых станций и других сетевых узлов, главным образом поддерживается затратами сетевого оператора на передачу "ненужных" сигналов в случае низкой сетевой нагрузки.

Системы связи, у которых есть "ненужные" сигналы, среди прочего, являются системами, которые соответствуют телекоммуникационным стандартам HSPA (высокоскоростной пакетный доступ) и LTE (проект долгосрочного развития). Системы HSPA и LTE, которые могут включать в себя HSPA, иногда называют системами сотовой связи 3G ("третье поколение") и в настоящее время стандартизируются посредством 3GPP (проект партнерства третьего поколения). Спецификации LTE могут рассматриваться как развитие спецификаций WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением). Усовершенствованная система связи IMT (т.е. система связи 4G ("четвертое поколение") использует мультимедийную подсистему (IMS) с интернет-протоколом (IP) LTE, HSPA либо другой системы связи для мультимедийной телефонии IMS (IMT). 3GPP опубликовывает спецификации LTE, HSPA, WCDMA и IMT и спецификации, которые стандартизируют другие виды сотовых систем беспроводной связи.

В системе LTE развитый узел В (eNB) либо базовая станция (BS) могут конфигурироваться для каналов нисходящей линии связи (DL), которые имеют ширину полосы пропускания в интервале от почти 1,4 мегагерц (МГц) до 20 МГц для связи с UE. Такие каналы поддерживаются пилот-сигналами, у которых есть стандартизированные шаблоны, соответствующие ширине полосы пропускания канала, причем каналы с более узкой полосой пропускания требуют передачи меньшего числа пилот-сигналов, чем каналы с более широкой полосой пропускания. Для eNB возможно установить каналы с шириной полосы пропускания в 20 МГц в те моменты времени, когда эта ширина полосы пропускания не нужна, например так как нет достаточных запросов от UE для передач данных. Таким образом, несмотря на то, что не все блоки ресурсов (RB) DL заполнены данными, передается стандартизированный, но ненужный шаблон пилот-сигнала, что приводит к потере мощности в eNB, и UE настойчиво выполняет передачу ненужных индикаторов качества канала (CQI) для большого числа неиспользуемых блоков, тратя энергию в UE.

В системе HSPA BS может конфигурироваться для разнесения передачи (TX) и так, чтобы иметь два активных передатчика с соответствующими шаблонами пилот-сигналов, заданными для двухпотоковой передачи HSPA MIMO (система связи со многими входами и многими выходами). Тем не менее, такая работа может быть ненужной из-за того, что в окрестности BS может не быть UE, работающих с MIMO. Поблизости может не быть даже UE, которые могут принимать схему с разнесением TX и/или UE, которые находятся поблизости, могут не запрашивать много данных нисходящей линии связи в этот момент. Таким образом, BS, сконфигурированная для разнесения TX, тратит энергию, передавая ненужные пилот-сигналы с помощью второго передатчика, когда она конфигурируется для данных с высокой скоростью передачи, тогда как такие высокие скорости передачи данных не используются. Кроме того, UE в окрестности BS с разнесением TX могут иметь меньше возможностей либо могут иметь сложности в обработке пилот-сигналов с разнесением TX должным образом, и поэтому эти UE могут тратить энергию аккумуляторной батареи на обработку более сложных пилот-сигналов с разнесением TX и/или могут испытывать пониженную производительность системы.

Фиг.1 отображает типичную сотовую систему 10 радиосвязи. Контроллеры 12, 14 радиосети (RNC) управляют различными функциями радиосети, включая, например, настройку однонаправленного канала радиодоступа, передачу обслуживания с разнесением и т.д. В общем, каждый RNC направляет вызовы в и от UE, например от мобильной станции (MS), мобильного телефона либо другого удаленного терминала через соответствующие базовые станции (BS), которые осуществляют связь друг с другом через каналы DL (либо прямую линию связи) и UL (восходящую либо обратную линию связи). На фиг.1 RNC 12 показан соединенным с BS 16, 18, 20 и RNC 14 показан соединенным с BS 22, 24, 26.

Каждая BS либо eNB в системе LTE обслуживает географическую область, которая разделена на одну либо более сот. На фиг.1 BS 26 показана как имеющая пять секторов S1-S5 с антеннами, которые, если можно выразиться, составляют соту BS 26, хотя сектор либо другая область, обслуживаемая сигналами от BS, может также называться сотой. Как описано выше, BS может использовать более одной антенны для передачи сигналов в UE. BS типично соединяются со своими соответствующими RNC с помощью выделенных телефонных линий, волоконно-оптических линий связи, линий СВЧ-связи и т.д. RNC 12, 14 соединены с внешними сетями, например, с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN), Интернетом и т.д. с помощью одного либо более узлов базовой сети, например центра мобильного переключения (не показано) и/или узла службы пакетной радиосвязи (не показано).

Следует понимать, что структура функциональных блоков, отображенных на фиг.1, может быть модифицирована в LTE и других системах связи. Например, функциональные блоки RNC 12, 14 могут перейти к eNB 22, 24, 26, который является типичным в системе LTE, и другие функциональные блоки могут перейти к другим узлам в сети. Например, согласно SAE (развитие системной архитектуры), стандартизируемой 3GPP, eNB 22, 24, 26 осуществляют связь с шлюзовым узлом SAE в базовой сети через интерфейс S1 с помощью шлюза eNB и SAE, содержащего плоскость пользователя архитектуры SAE.

Физический уровень LTE, включая PDSCH (физический совместно используемый канал нисходящей линии связи) и другие каналы LTE, описан в технической спецификации (TS) 3GPP 36.211 V8.7.0, физических каналах и модуляции (Physical Channels and Modulation) (выпуск 8) (июнь 2009), среди прочих спецификаций. Системы связи LTE описаны в литературе, например, в публикации патентной заявки (США) № US 2008/0031368 A1 автора B. Lindoff и др. Для измерений соты, оценки канала и других целей пилот-сигналы либо опорные символы или сигналы (RS) передаются от каждого eNB на известных частотах и в известные моменты времени. RS описаны, например, в разделах 6.10 и 6.11 3GPP TS 36.211 и передаются от каждой возможной передающей антенны 1, 2 либо 4 узла eNB по конкретным элементам ресурсов (RE). Сравнимые спецификации и литература доступны для WCDMA и других систем связи.

Фиг.2 показывает расположение поднесущих в RB в двух последовательных временных слотах, которые могут быть названы подкадром в системе LTE. Подобно многим цифровым системам связи сигналы LTE и HSPA организованы в кадры, и длина кадра LTE равна двадцати слотам. Частотный диапазон, отображенный на фиг.2, включает в себя двадцать семь поднесущих, только девять из которых обозначены явно. На фиг.2 каждый из RB, которые обозначены с помощью пунктирных линий, включает в себя двенадцать поднесущих, разнесенных на пятнадцать килогерц (кГц), которые вместе занимают 180 кГц по частоте и 0,5 мс по времени, или один временной слот. Фиг.2 показана в масштабе из условия, что она показывает каждый временной слот, включающий в себя семь символов либо RE, каждый из которых имеет короткий (обычный) циклический префикс, хотя шесть OFDM-символов, имеющих длинные (расширенные) циклические префиксы, могут использоваться вместо них во временном слоте. Будет понятно, что RB могут включать в себя различное число поднесущих для различных промежутков времени.

RS, передаваемые первой TX-антенной узла eNB, обозначены R и с помощью возможной второй TX-антенны в узле обозначены с помощью S. RS передаются по каждой шестой поднесущей в OFDM-символе 0 и OFDM-символе 4 (так как символы имеют короткие циклические префиксы) в каждом слоте. Также на фиг.2 RS в символах 4 смещены на три поднесущие относительно RS в OFDM-символе 0, первом OFDM-символе в слоте.

Кроме опорных сигналов заранее определенные сигналы синхронизации предоставлены для процедуры поиска соты, которую осуществляет UE для осуществления доступа к системе либо сети. Процедура поиска соты включает в себя синхронизацию приемника UE по частоте, временное согласование символов и временное согласование кадров переданного сигнала соты и определение ID физического уровня соты. Процедура поиска соты для системы LTE описана, например, в разделе 4.1 3GPP TS 36.213 V8.6.0, E-UTRA (усовершенствованный универсальный наземный радиодоступ), Physical Layer Procedures (процедуры физического уровня) (выпуск 8), июнь 2009. LTE использует иерархическую схему поиска сот, аналогичную WCDMA, в которой получение синхронизации eNB-UE и идентификацию группы сот получают из различных сигналов канала синхронизации (SCH). Сигнал первичной синхронизации (PSS) и сигнал вторичной синхронизации (SSS) заданы с помощью заранее определенной структуры в разделе 6.11 3GPP TS 36.211.

Фиг.2 показывает SSS и PSS как OFDM-символы 5, 6 (предполагая работу с коротким циклическим префиксом и дуплексную передачу с частотным разделением (FDD). Текущие LTE-системы имеют символы PSS и SSS, передаваемые в серединных шести RB (т.е. в середине семидесяти двух поднесущих) в подкадрах 0 и 5. В общем, UE использует PSS для синхронизации слотов и SSS для синхронизации кадров в системе LTE. Сравнимые опорные каналы и каналы синхронизации часто предоставляются в других цифровых сетях связи, хотя они могут называться по-другому.

Как рассмотрено выше, BS может иметь настройку передачи/приема, которая не нужна в данный момент, и поэтому желательно улучшать эффективность работы BS.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно аспектам и вариантам осуществления этого изобретения предусмотрен способ работы узла для системы связи. Способ включает в себя эксплуатацию узла с помощью первой настройки приема/передачи (TX/RX) с помощью первой соты либо с помощью идентификации узла (ID), отслеживание нагрузки на узел, определение того, перешла ли нагрузка пороговое значение, и, если нагрузка перешла пороговое значение, постепенный перевод узла к работе с помощью второй настройки TX/RX с помощью второй соты либо ID узла. Вторая настройка TX/RX в отношении первой настройки TX/RX включает в себя, по меньшей мере, одно из: меньше антенн, меньшую ширину полосы пропускания и меньше составных несущих либо поднесущих.

Кроме того, согласно аспектам и вариантам осуществления этого изобретения предусмотрено устройство для узла для системы связи. Устройство включает в себя планировщик и селектор, сконфигурированный для приема информации, которую необходимо передать с помощью узла; генератор сигналов, сконфигурированный для генерирования сигнала, соответствующего информации для передачи узлом с помощью, по меньшей мере, одной антенны, причем сигнал включает в себя идентификацию первого узла (либо соты) либо идентификацию второго узла (либо соты); и управляющий процессор, сконфигурированный для отслеживания нагрузки передачи в узел, и, на основе того, перешла ли нагрузка пороговое значение, для постепенного перевода узла от работы с помощью первой настройки TX/RX с помощью первого ID узла к работе узла с помощью второй настройки TX/RX с помощью второго ID узла. Вторая настройка TX/RX в отношении первой настройки TX/RX включает в себя, по меньшей мере, одно из: меньше антенн, меньшую ширину полосы пропускания и меньше составных несущих либо поднесущих.

Кроме того, согласно аспектам и вариантам осуществления этого изобретения, предусмотрен машиночитаемый носитель данных, который имеет сохраненные команды, которые при исполнении компьютером заставляют компьютер осуществлять способ работы узла в системе связи. Способ включает в себя работу узла с первой настройкой приема/передачи TX/RX с помощью идентификации первого узла (ID); отслеживание нагрузки на узел; определение того, перешла ли нагрузка пороговое значение, и, если нагрузка перешла пороговое значение, постепенный перевод узла к работе со второй настройкой TX/RX с помощью второго ID узла. Вторая настройка TX/RX в отношении первой настройки TX/RX включает в себя, по меньшей мере, одно из: меньше антенн, меньшую ширину полосы пропускания и меньше составных несущих либо поднесущих.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Несколько признаков, преимуществ и объектов этого изобретения будут понятны при прочтении этого описания в связи с чертежами, на которых:

фиг.1 отображает сотовую систему радиосвязи;

фиг.2 отображает опорные символы, символы первичной синхронизации и символы вторичной синхронизации в системе связи, которая использует множественный доступ с ортогональным частотным разделением;

фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа работы узла, например базовой станции в сети связи;

фиг.4 иллюстрирует смещение временного согласования подкадров, переданных базовой станцией, использующей идентификацию первой и второй соты;

фиг.5 является блок-схемой базовой станции, которая может реализовать способы, описанные в этой заявке; и

фиг.6 является блок-схемой пользовательского оборудования для системы связи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Это описание концентрируется на системе связи LTE для эффективного объяснения, но специалист поймет, что изобретение в целом может быть реализовано в других электронных системах связи.

В сравнении с примерами HSPA LTE, описанными выше, другие настройки передачи/приема BS, например режим с единственной TX-антенной и меньшей шириной полосы частот, требуют меньше мощности в BS и из-за, например, меньшей обработки сигнала могут потребовать меньше мощности в UE. Тем не менее, изменение настройки передачи/приема BS может быть не разрешено из-за ограничений в некоторых спецификациях системы, и, даже если это так, механизмы для легкого изменения настройки BS не всегда существуют. Таким образом, BS может продолжать работать неэффективно. Кроме того, может не быть способа для информирования затрагиваемого UE об изменении настройки BS, и, даже если это случается, UE может не придать значения такой информации. Таким образом, UE может продолжать работать неэффективно (либо, что еще хуже, ошибочно), как если бы не было изменения в настройке BS.

Изобретатели выявили, что желательно исправлять отсутствие стандартизированного механизма для сигнализации от BS в UE, так что будет изменение в настройке передачи/приема BS, например изменение в ширине полосы пропускания, снижение числа активных TX-антенн и т.д. Также желательно иметь механизм для изменения режимов/параметров передачи/приема BS, которые совместимы с текущими стандартами и отсюда не воздействуют негативно на существующие UE.

Изобретатели выявили, что существующая настройка передачи/приема BS может изменяться на другую, желательную настройку передачи/приема (например, используя меньше передающих антенн и/или более низкую ширину полосы пропускания каналов), не воздействуя на связь с UE в окрестности BS, "замещая" существующую BS на "виртуальную" BS, у которой есть необходимая настройка передачи/приема. Замещение может быть осуществлено с помощью снижения мощности существующей либо первой BS, которая имеет соответствующую идентификацию (ID) первой соты либо первого узла, и одновременно повышения мощности виртуальной либо второй BS, которая имеет соответствующую идентификацию второй соты либо второго узла. В таком варианте осуществления одна физическая BS может одновременно отображаться как две BS с двумя ID соты. UE, которые закреплены либо соединены с существующей BS, будут, возможно постепенно, переключены от существующей BS (т.е. ID первой соты) на виртуальную BS (т.е. ID второй соты). Переданная мощность существующей BS с первой настройкой и ID соты могут затем быть установлены в нуль, и любые соединения с UE могут продолжаться, используя ID второй соты и вторую настройку.

Если аппаратное либо программное обеспечение BS не может позволить BS появляться одновременно как две BS с двумя ID соты (несмотря на очевидно низкую нагрузку на BS), мощность передачи существующей BS может быть просто полностью снижена до того, как мощность "виртуальной" BS будет либо резко включена либо постепенно повышена до полной мощности. Для того чтобы избежать проблем с потерей соединения и других проблем с этой альтернативной процедурой, предпочтительно, чтобы было доступно покрытие и свободная мощность, по меньшей мере, третьей BS. Такая третья BS должна иметь уровень сигнала в UE, который почти настолько же хорош, как и уровень сигнала от первой BS и, вероятно, географически близок к первой BS.

Многочисленные ID соты, которые есть у BS, могут быть назначены для BS любым известным способом. ID соты типично назначаются заранее для BS в сети для минимизации помех и путаницы между BS. Например, система связи LTE имеет 504 доступных ID соты физического уровня, как задано, например, в параграфе 6.11 3GPP TS 36.211 V8.9.0, Physical Channels and Modulation (физические каналы и модуляция) (выпуск 8) (декабрь 2009 г.). Многие способы сетевого планирования, включая назначение ID соты, известны в данной области техники.

Быстрые и эффективные поиски соты и измерения принятого сигнала являются важными для UE, чтобы соединиться и оставаться на связи с соответствующей сотой. В общем, поиск соты является процедурой, с помощью которой UE получает синхронизацию по времени и частоте с сотой и обнаруживает ID этой соты. Поиск соты основан на сигналах первичной и вторичной синхронизации нисходящей линии связи и опорных сигналах нисходящей линии связи.

Когда UE находится в активном режиме, оно соединяется с, по меньшей мере, одной сотой, которую можно назвать "обслуживающая сота". Когда UE находится в режиме ожидания, UE "закрепляется" в соте для того, чтобы прослушивать сообщения поискового вызова, адресованные ему. В обоих режимах UE осуществляет поиск соты на регулярной основе для обнаружения новых кандидатов обслуживающей соты (активный режим) либо новых сот для закрепления (режим ожидания). Новая сота может быть на той же самой частоте, как и текущая сота либо на другой частоте. Поиск соты в активном режиме UE задан, например, в параграфе 4 3GPP TS 36.213 V8.8.0, процедурах физического уровня (выпуск 8) (сентябрь 2009 г.) и параграфе 5.1 3GPP TS 36.214 V8.7.0, Physical Layer Procedures (процедуры физического уровня) (выпуск 8) (сентябрь 2009 г.). Поиск соты UE в режиме ожидания задан, например, в параграфе 5.2 3GPP TS 36.304 V8.4.0, процедуры пользовательского оборудования (UE) в режиме ожидания (выпуск 8)(декабрь 2008 г.).

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа работы узла, например BS либо eNB, согласно этому изобретению. На этапе 302 первая BS работает, используя первую настройку передачи/приема (TX/RX) с первым ID соты. В этом состоянии может быть одно либо более UE с активными соединениями с первой BS, либо которые закреплены в первой BS (т.е. UE находятся в режиме ожидания).

На этапе 304 отслеживается нагрузка на первую BS, например с помощью соответствующего анализатора трафика. Поскольку нагрузка на соту находится в пределах интервала, соответствующего текущей настройке передачи/приема, первая BS продолжает работу с первой настройкой передачи/приема. В общем, нагрузка на первую BS может отслеживаться с помощью определения общего числа RB либо назначенных кодов канализации, в зависимости от типа системы связи. RB и RE в целом относятся к LTE и системам, эквивалентным OFDM, и коды канализации в целом относятся к WCDMA, HSPA и эквивалентным системам, в которых каждому UE назначен соответствующий код канализации. Нагрузка на BS может также отслеживаться с помощью определения состояния буфера BS, например, сколько данных ожидает доступной ширины полосы пропускания для передачи во все соединенные UE в отношении числа RB и RE либо сколько кодов канализации передано в данный момент и передано недавно. Нагрузка на BS может также отслеживаться с помощью определения числа соединенных с ней UE.

На этапе 306 определяется, перешла ли нагрузка соты пороговое значение, и, таким образом, должна использоваться другая, вторая настройка передачи/приема. Вторая настройка может включать в себя, например, меньше либо больше TX-антенн, меньшую либо большую ширину полосы пропускания системы, меньше либо больше составных несущих либо поднесущих и т.д. Например, считают, что в системе LTE подходящее пороговое значение находится в интервале от 5% до около 20% от максимального числа назначаемых RB, и пороговое значение может изменяться с гистерезисом, поэтому, например, пороговое значение равно 5% для переключения настройки передачи/приема от большей емкости к меньшей емкости и равно 20% для переключения настройки передачи/приема от меньшей емкости к большей емкости.

Если определяется, что нагрузка на соту перешла пороговое значение ("да" на этапе 306), вторая BS постепенно повышает мощность передачи своего пилот-сигнала, сигнала синхронизации и других сигналов, в то время как первая BS постепенно понижает мощность передачи своих пилот-сигналов и сигналов синхронизации и, возможно, других сигналов (этап 308). Если определяется, что нагрузка на соту не перешла пороговую величину ("нет" на этапе 306), поток процессов возвращается к этапу 304.

В результате этапа 308 активные UE и UE в режиме ожидания начинают осуществлять свои процедуры поиска сот, находят вторую BS и в итоге инициируют передачу обслуживания с первой BS на вторую BS, когда пилот-сигналы и сигналы синхронизации второй BS значительно сильнее, чем сигналы первой BS (этап 310). Во время процесса переключения от первой на вторую BS возможно, что UE ненадолго переключается на третью BS, которая почти также "хороша" с точки зрения сигнала, как первая и вторая BS, до тех пор, пока мощность второй BS не станет достаточно высокой. Первая BS обрабатывает запросы на переключение UE и переключает UE на вторую BS, используя прикладные процедуры, заданные для системы связи.

Помимо переключения UE первая BS преимущественно ожидает, пока не истечет промежуток времени до того, как полностью отключить питание (этап 312). Подходящий промежуток времени - это тот, который является достаточным, чтобы гарантировать, что UE в режиме ожидания выполнили повторный выбор соты, и типично определяется требованиями к повторному выбору соты в прикладных спецификациях системы связи. Промежуток времени порядка 10-60 секунд в настоящее время считается подходящим для системы связи, подобной LTE, в которой повторный выбор соты UE в режиме ожидания занимает порядка десяти секунд, и в данный момент ожидают, что BS может изменить свою настройку передачи/приема при скорости передачи данных несколько раз за час или приблизительно так. Промежуток времени может быть измерен с помощью подходящего таймера, реализованного в первой BS. Первая BS затем снижает мощность, и связь продолжается со второй BS, работающей со второй настройкой TX/RX и UE (этап 314).

На необязательном этапе 316, обозначенном с помощью пунктирных линий, первая BS в LTE либо эквивалентной системе связи добавляет один либо более свободных подкадров, которые могут использоваться для передач второй BS, вместо повышения мощности второй BS и снижения мощности первой BS (этап 308). Свободные подкадры являются подкадрами, которые не передают данные пользователя, но они все еще могут содержать контрольные и опорные символы (и возможно также PSS/SSS) на примере системы LTE. В настоящее время считают достаточным осуществлять либо этап 308, либо этап 316, но следует понимать, что способ может включать в себя как этап 308, так и этап 316.

Для того чтобы создать пространство для добавленных DL-подкадров, первая BS может, например, смещать временное согласование между подкадрами, соответственно переданными первой и второй BS на некоторую величину из условия, чтобы пилот-сигналы, сигналы синхронизации и управляющие сигналы от первой и второй BS не передавались в один момент времени. Помимо исключения конфликтов сигналов во времени смещение временного согласования DL-подкадров от первой и второй BS может быть необходимо из-за аппаратных ограничений BS по ее максимально передаваемой мощности. Специалист поймет, что некоторые BS ограничены максимальной мощностью передатчика в двадцать ватт.

Фиг.4 иллюстрирует пример LTE с подходящим смещением временного согласования подкадров, переданных с помощью BS, использующей ID 1 соты и ID 2 соты. Этот чертеж показывает удачное завершение подкадров и слотов для каждого ID соты, который включает в себя RS, как описано выше, и традиционный управляющий физический канал нисходящей линии связи (PDCCH), который переносит конкретную для UE управляющую информацию. PDCCH содержит RE в верхней части первых трех OFDM-символов в первом интервале подкадра, и фиг.4 отображает смещение временного согласования, как эти три символа. Тем не менее, будет понятно, что другие смещения являются подходящими. Дополнительно будет понятно, что после того, как UE переключен из соты с ID 1 на соту с ID 2, UE корректирует свое UL-временное согласование для UL-временного согласования соты с ID 2, которая основана на DL-временном согласовании соты с ID 2 согласно процедурам, заданным для системы связи.

Как описано выше, настройка TX/RX BS включает в себя, по меньшей мере, одно из: число TX и/или приемных антенн, используемых для связи, системную ширину полосы пропускания (для LTE, 1.4-20 МГц), число агрегированных несущих (для LTE и усовершенствованной LTE) и т.д. Для системы LTE BS корректирует системную ширину полосы пропускания, корректируя число RB либо RE, используемых для связи с соответствующим UE. (Специалист вспомнит, что LTE UL использует SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с единственной несущей), который в основном основан на предварительно кодируемом OFDM.) В "агрегировании несущей" для ширины полосы пропускания, большей чем 20 МГц, вместе агрегируются компоненты со многими несущими, каждый из которых может быть шириной до 20 МГц. Затем UE принимает многосоставные несущие, с каждой составной несущей, имеющей, по меньшей мере, возможность обладания той же самой структурой, что и обычная несущая LTE. Несущие могут быть агрегированы из близлежащих либо могут быть агрегированы из дискретных частей частотного спектра.

Хотя eNB может реализовать способы, описанные выше, сам для себя, будет принято во внимание, что eNB либо другой сетевой узел может конфигурироваться для координации способов с помощью одного либо более eNB. Например, BS может отслеживать свою нагрузку и отсылать соответствующие отчеты о нагрузке в другую BS, RNC, шлюз SAE и т.д., который сконфигурирован для определения того, перейдено ли пороговое значение нагрузки, и затем командовать передающей BS создать "виртуальную" BS. Это может быть выгодно тем, что узел более высокого уровня, как RNC или шлюз SAE, может находиться в таком положении, чтобы знать нагрузки и положения других BS в сети и для расположения UE, чтобы переключать его в виртуальную BS либо непосредственно, либо через подходящую третью BS. Кроме того, возможно избежать "хаоса" переключений со слишком многими BS, выполняющими перевод настроек приблизительно в тот же самый момент времени.

С помощью вариантов осуществления этого изобретения BS либо eNB могут изменять свой режим перехода на более эффективный по мощности режим передачи (например, изменяться от многих TX-антенн до всего лишь одной TX-антенны и/или от более широкой ширины полосы пропускания до меньшей ширины полосы пропускания) в случае низкой нагрузки таким способом, который не повредит работе существующих UE и не будет воздействовать на спецификации существующей системы.

Фиг.5 является блок-схемой части eNB 500, который является типичным для BS 16, 18, 20, 22, 24, 26 и других подобных передающих узлов в сети 10, которые могут осуществлять связь с UE, реализуя способы, описанные выше. Будет принято во внимание, что функциональные блоки, отображенные на фиг.5, могут быть скомбинированы и переупорядочены множеством эквивалентных способов, и что многие из функций могут быть осуществлены одним либо более соответствующим образом запрограммированными цифровыми сигнальными процессорами либо другими известными электронными схемами.

eNB 500 находится под управлением управляющего процессора 502, который типично и преимущественно соответствующим образом программируется цифровым сигнальным процессором. Управляющий процессор 502 типично предоставляет и принимает управляющие и другие сигналы от различных устройств в eNB 500. Для простоты на фиг.5 управляющий процессор 502 показан обменивающимся информацией с планировщиком и селектором 504, который принимает цифровые слова, которые необходимо передать в соответствующие UE, либо транслировать из подходящего генератора 506 данных. Планировщик и селектор 504 реализует планирование RB/RE и выбор, например, в системе LTE и реализует назначение кода, например, в системе WCDMA/HSPA.

Управляющий процессор 502 конфигурируется для отслеживания нагрузки на eNB, которая может определяться, например, простым счетом RB и RE, которые необходимо передать в подкадре, кадре либо группе из них. Процессор, например управляющий процессор 502, может также конфигурироваться как анализатор трафика, который определяет нагрузку на BS, отслеживая состояние буфера BS, например, сколько данных ожидает передачи в доступной ширине полосы пропускания во все соединенные UE в связи с числом RB и RE, передаваемых в данный момент и переданных недавно. Как рассмотрено выше, нагрузка на BS может быть также определена на основе числа всех соединенных UE либо в WCDMA, HSPA или эквивалентной системе на основе числа назначенных кодов канализации. На основе определенной нагрузки процессор 502 реализует другие этапы способов, описанных выше.

Информация от планировщика и селектора 504 предоставлена в модулятор 508, который использует информацию для формирования сигнала модуляции, подходящего конкретной системе связи. Например, модуляция 508 в системе LTE является модулятором OFDM. Сигнал модуляции, сформированный модулятором 508, предоставляется в подходящую схему 510 радио, которая формирует беспроводной сигнал, который передается через, по меньшей мере, одну передающую антенну 512. Беспроводные сигналы, переданные UE, захватываются, по меньшей мере, одной приемной антенной 514, которая предоставляет эти сигналы радио 510 и демодулятору 516. Специалист поймет, что та же самая антенна может использоваться для передачи и приема, как часто выполняется в UE.

Будет понятно, что управляющий процессор 502 может конфигурироваться из условия, чтобы он включал в себя одно либо более устройств, отображенных на фиг.5, которые могут быть реализованы с помощью специализированных программируемых процессоров либо с помощью другой подходящей логики, сконфигурированной для осуществления их функций. Объединение генератора 506 данных, планировщика и селектора 504 и модулятора 508 производит DL-кадры либо подкадры, которые необходимо передать. Модулятор 508 преобразовывает информацию в символы модуляции, которые предоставлены для радио 510, которое налагает символы модуляции на один либо более подходящих несущих сигналов. В системе LTE, например, радио 510 налагает символы модуляции на множество OFDM поднесущих. Модулированные сигналы поднесущей передаются через антенну 512.

Фиг. 6 является блок-схемой части 600 UE, которое является подходящим для приема сигналов eNB, как описано в этом приложении. Части радиосигналов, переданные eNB, получают с помощью одной либо более антенн 602 и передаются в ВЧ-тракт приемника (FE RX) 604, который типично преобразовывает принятый радиосигнал с понижением частоты в аналоговый сигнал основной полосы. Сигнал основной полосы спектрально обрабатывается с приданием формы с помощью подходящего цифрового фильтра 606 (DF), который имеет ширину BW1 полосы пропускания, которая соответствует ширине полосы пропускания пилот-сигналов и сигналов синхронизации (например, OFDM-символы в системе LTE), включенные в переданный/принятый сигнал. Обработанный с приданием формы модулирующий сигнал, сгенерированный фильтром 606, может временно храниться в буфере 608 данных, который предоставляет сохраненный сигнал в блок 610 обнаружения PSS и в блок 612 обнаружения SSS. Блоки 610, 612 обнаружения осуществляют один либо более способов поиска сот, как задано для конкретной системы связи, например LTE, которая типично включает в себя обнаружение заранее определенных PSS и SSS в принятом сигнале. Блоки 610, 612 обнаружения передают свои результаты с помощью подходящих сигналов в управляющий блок 614, который также управляет работой FE RX 604, DF 606 и блоками 610, 612 обнаружения. Управляющий блок 614 отслеживает информацию, необходимую для конфигурирования фильтра 606 и блока 610, 612 обнаружения. Связь между блоками 610, 612 обнаружения и управляющим блоком 614 может включать в себя, например, ID соты.

Блок 610 обнаружения PSS может включать в себя любой подходящий вид коррелятора, который сопоставлен представлению во временной области PSS, SSS либо эквивалентного сигнала синхронизации, то есть приемник включает в себя согласованный фильтр, у которого есть импульсная характеристика, которая соответствует зеркальному (обратному во времени) комплексному сопряжению PSS. Будет понятно, что подобные сопоставленные фильтры могут быть реализованы в аппаратных устройствах, таких как линии задержки с отводами, корреляторы, которые сравнивают входящие последовательности с ожидаемыми последовательностями, и эквивалентные устройства либо подходящим образом запрограммированный, либо сконфигурированный электронный процессор. Например, патент № 7003022 (США), Urabe и др., описывает согласованные фильтры и приемники для мобильных систем радиосвязи. Управляющий блок 614 соответствующим образом конфигурируется для сравнения реальных частей либо амплитуд выходных сигналов всех согласованных фильтров в блоке 610 и выбирает тот фильтр, который имеет наиболее высокий пик корреляции согласно способу поиска соты, заданного для системы связи.

Буфер 608 данных допускает "автономный" поиск, используя выборки принятого сигнала, которые сохранены в буфере. Это разрешает отключить FE RX 604 для экономии энергии. В качестве альтернативы принятый сигнал может проходить непосредственно из фильтра 606 в детектор 610 PSS.

Будет принято во внимание, что детектор 612 SSS может вычислять оценки канала на основе символов PSS, обнаруженных блоком обнаружения PSS, и может использовать оценки канала для выравнивания канала до обнаружения когерентного SSS. Способы оценки канала хорошо известны в данной области техники и описаны, например, в публикации патентной заявки № 2005/0105647 (США) Wilhelmsson и др. для "Channel Estimation by Adaptive Interpolation". Оценки канала не являются обязательными, тем не менее, в качестве SSS блок обнаружения может осуществлять обнаружение некогерентного SSS.

Будет принято во внимание, что процедуры, описанные выше, осуществляются повторно как необходимые, например, для реакции на изменяющуюся во времени природу каналов связи между передатчиками и приемниками. Для облегчения понимания многие аспекты этого изобретения описаны в терминах последовательностей действий, которые могут осуществляться с помощью, например, соответствующим образом сконфигурированных элементов системы с программируемым компьютером. Понятно, что различные действия могут осуществляться с помощью соответствующим образом сконфигурированных специализированных схем (например, дискретные логические вентили, соединенные для осуществления специализированной функции, либо специализированные интегральные схемы), с помощью программных команд, выполняемых одним либо более процессорами, либо с помощью сочетания обоих.

Более того, это изобретение может дополнительно рассматриваться для полной реализации в любом виде машиночитаемого носителя данных, на котором есть соответствующий сохраненный набор команд для использования системой либо в сочетании с системой выполнения команд, устройством либо аппаратом, например системой на основе компьютера, системой, содержащей процессор, либо другой системой, которая может вызывать команды из носителя данных и выполнять команды. В качестве используемого в данном документе "машиночитаемый носитель данных" может быть любым средством, которое может содержать, хранить либо передавать программу для использования системой либо в сочетании с системой выполнения команд, устройством либо аппаратом. Машиночитаемый носитель данных может быть, например, но не ограничен, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной либо полупроводниковой системой, устройством либо приспособлением. Более конкретные примеры (неисчерпывающий перечень) машиночитаемого носителя данных включают в себя электрическое соединение, имеющее один либо более проводов, дискеты компьютеров, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM либо флеш-память) и оптическое волокно.

Таким образом, изобретение может быть реализовано во многих различных формах, не все из которых описаны выше, и все подобные формы рассматриваются как находящиеся в объеме изобретения. Для каждого из различных аспектов изобретения любая подобная форма может упоминаться как "логика, конфигурируемая для" осуществления описанного действия или альтернативно как "логика, которая" осуществляет описанное действие.

Следует подчеркнуть, что термин "содержать" и "содержащий" при использовании в данном описании используется, чтобы указывать наличие изложенных признаков, целых частей, этапов или компонентов, и не препятствует наличию или добавлению одного или более других признаков, целых частей, этапов, компонентов или их групп.

Конкретные варианты осуществления, описанные выше, являются просто иллюстративными и не должны рассматриваться ограниченными каким-либо образом. Объем изобретения определяется следующей формулой изобретения.

Изобретение относится к области связи. Технический результат заключается в улучшении эффективности работы BS. Способ и устройство для изменения настройки передачи/приема базовой станции (BS) в сети связи на другую настройку передачи/приема (например, использующую меньше передающих антенн и/или более узкую полосу пропускания канала), не воздействуя на связь с пользовательским оборудованием, включают в себя "замещение" существующей BS на "виртуальную" BS, у которой другая настройка передачи/приема. Замещение может быть осуществлено, например, с помощью снижения мощности существующей, либо первой BS, которая имеет соответствующую идентификацию (ID) первой соты либо первого узла, и одновременно повышения мощности виртуальной, либо второй BS, которая имеет соответствующий ID второй соты либо второго узла. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ работы узла для системы связи, содержащий этапы, на которых:
эксплуатируют упомянутый узел в соответствии с первой настройкой передачи/приема (TX/RX) с идентификационной информацией первого узла для по меньшей мере одной соты,
отслеживают нагрузку на упомянутом узле;
определяют, перешла ли нагрузка пороговое значение; и
если нагрузка перешла пороговое значение, постепенно переводят упомянутый узел из работы согласно первой настройке передачи/приема (TX/RX) с идентификационной информацией первого узла к работе согласно второй настройке TX/RX с идентификационной информацией второго узла для упомянутой по меньшей мере одной соты;
при этом постепенный перевод включает в себя добавление по меньшей мере одного свободного подкадра, используемого для передачи сигнала посредством упомянутого узла, работающего согласно второй настройке TX/RX, к подкадрам, используемым узлом, работающим согласно первой настройке TX/RX,
упомянутый узел работает в одно и то же время как два различных узла с упомянутой идентификационной информацией первого и второго узла, соответственно, во время постепенного перевода, и
вторая настройка TX/RX отличается от первой настройки TX/RX тем, что включает в себя отличающееся количество антенн, тем, что имеет большую или меньшую ширину полосы пропускания и/или отличающееся количество составных несущих либо поднесущих.

2. Способ по п. 1, в котором постепенный перевод содержит этап, на котором повышают мощность передачи сигнала, переданного узлом согласно второй настройке TX/RX, наряду с тем, что снижают мощность передачи сигнала, переданного упомянутым узлом согласно первой настройке TX/RX.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий этап, на котором ожидают, когда истечет период времени, и затем прекращают передачу сигнала согласно первой настройке TX/RX.

4. Способ по п. 1, в котором добавление по меньшей мере одного свободного подкадра содержит этап, на котором смещают временное согласование между подкадрами, переданными узлом согласно первой и второй настройками TX/RX, соответственно.

5. Способ по п. 1, в котором отслеживание нагрузки содержит этап, на котором отслеживают по меньшей мере одно из: общее число блоков ресурсов либо кодов формирования каналов, назначенные для передачи упомянутым узлом, состояние буфера узла и число единиц пользовательского оборудования, соединенных с упомянутым узлом.

6. Способ по п. 5, в котором пороговое значение соответствует части максимального числа назначаемых блоков ресурсов либо кодов формирования канала.

7. Устройство для узла для системы связи, содержащее: планировщик и селектор, сконфигурированные для приема
информации, которую необходимо передать узлом;
генератор сигналов, сконфигурированный для генерирования сигнала, соответствующего упомянутой информации для передачи упомянутым узлом с помощью по меньшей мере одной антенны, причем сигнал включает в себя идентификационную информацию первого узла для по меньшей мере одной соты либо единственную идентификационную информацию второго узла; и
управляющий процессор, сконфигурированный с возможностью отслеживания нагрузки передачи на упомянутый узел и когда нагрузка перешла пороговое значение, с возможностью постепенного перевода узла от работы согласно первой настройке передачи/приема (TX/RX) с идентификационной информацией первого узла к работе узла согласно второй настройке TX/RX с ID второго узла;
при этом постепенный перевод включает в себя добавление по меньшей мере одного свободного подкадра, используемого для передачи сигнала посредством упомянутого узла, работающего согласно второй настройке TX/RX, к подкадрам, используемым узлом, работающим согласно первой настройке TX/RX,
упомянутый узел работает в одно и то же время как два различных узла с упомянутой идентификационной информацией первого и второго узла, соответственно, во время постепенного перевода, и
вторая настройка TX/RX отличается от первой настройки TX/RX тем, что включает в себя отличающееся количество антенн, тем, что имеет большую или меньшую ширину полосы пропускания и/или отличающееся количество составных несущих либо поднесущих.

8. Устройство по п. 7, в котором управляющий процессор конфигурируется для постепенного перевода узла, повышая мощность передачи сигнала, переданного узлом согласно второй настройке TX/RX, в то же время снижая мощность передачи сигнала, переданного узлом согласно первой настройке TX/RX.

9. Устройство по п. 8, в котором управляющий процессор дополнительно конфигурируется ждать, пока не истечет период времени, и затем прекращать передачу сигнала в соответствии с первой настройкой TX/RX.

10. Устройство по п. 7, в котором добавление по меньшей мере одного свободного подкадра содержит этап, на котором смещают временное согласование между подкадрами, переданными узлом в соответствии с первой и второй настройками TX/RX, соответственно.

11. Устройство по п. 7, в котором управляющий процессор конфигурируется для отслеживания нагрузки посредством отслеживания по меньшей мере одного из: общего числа блоков ресурсов либо кодов формирования канала, назначенных для передачи упомянутым узлом, состояния буфера упомянутого узла и числа единиц пользовательского оборудования, соединенных с узлом.

12. Устройство по п. 11, в котором пороговое значение соответствует части максимального числа назначаемых блоков ресурсов либо кодов формирования канала.

13. Машиночитаемый носитель данных, который имеет сохраненные на нем команды, которые при выполнении компьютером заставляют компьютер осуществлять способ работы узла в системе связи, содержащий:
эксплуатацию узла согласно первой настройке передачи/приема (TX/RX) с идентификационной информацией первого узла для по меньшей мере одной соты,
отслеживание нагрузки на узле;
определение того, перешла ли нагрузка пороговое значение; и
если нагрузка перешла пороговое значение, постепенный перевод упомянутого узла из работы согласно первой настройке передачи/приема (TX/RX) с идентификационной информацией первого узла к работе согласно второй настройке TX/RX с идентификационной информацией второго узла для упомянутой по меньшей мере одной соты;
при этом постепенный перевод включает в себя добавление по меньшей мере одного свободного подкадра, используемого для передачи сигнала посредством упомянутого узла, работающего согласно второй настройке TX/RX, к подкадрам, используемым узлом, работающим согласно первой настройке TX/RX,
упомянутый узел работает в одно и то же время как два различных узла с упомянутой идентификационной информацией первого и второго узла, соответственно, во время постепенного перевода, и
вторая настройка TX/RX отличается от первой настройки TX/RX тем, что включает в себя отличающееся количество антенн, тем, что имеет большую или меньшую ширину полосы пропускания и/или отличающееся количество составных несущих либо поднесущих.

14. Носитель по п. 13, в котором постепенный перевод содержит повышение мощности передачи сигнала, переданного узлом согласно второй настройке TX/RX, в то же время снижая мощность передачи сигнала, переданного узлом согласно первой настройке TX/RX.

15. Носитель по п. 14, дополнительно содержащий ожидание, когда истечет период времени, и затем прекращение передачи сигнала согласно первой настройке TX/RX.

16. Носитель по п. 13, в котором добавление по меньшей мере одного свободного подкадра содержит смещение временного согласования между подкадрами, переданными узлом в соответствии с первой и второй настройками TX/RX, соответственно.

17. Носитель по п. 13, в котором отслеживание нагрузки содержит отслеживание по меньшей мере одного из: общего числа блоков ресурсов либо кодов формирования канала, назначенных для передачи узлом, состояния буфера узла и числа единиц пользовательского оборудования, соединенных с узлом.

18. Носитель по п. 17, в котором пороговое значение соответствует части максимального числа назначаемых блоков ресурсов либо кодов формирования канала.