JP7759377B2 - Traffic shaping in DU/CU for artificially reducing traffic load on radio receivers - Patents.com - Google Patents
Traffic shaping in DU/CU for artificially reducing traffic load on radio receivers - Patents.comInfo
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Description
[関連出願に対するクロスリファレンス]
本出願は、2020年7月31日に出願された米国特許出願番号16/945,131に関連し、2020年7月31日に出願された米国特許出願番号16/945,196に関連する。両出願の内容は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application is related to U.S. patent application Ser. No. 16/945,131, filed July 31, 2020, and to U.S. patent application Ser. No. 16/945,196, filed July 31, 2020. The contents of both applications are incorporated by reference in their entirety.
[技術分野]
以下の論考は、一般的に、無線通信システムにおける電力管理に関する。より具体的には、以下の論考は、切り替えられたバックアップ無停電電源(UPS)の動作時間を増加させるスマートな帯域幅適応及びトラフィック負荷によって、5Gデータネットワーク等における商用電源の中断又は障害に基づいて無線周波数(RF)無線によって引き出される電力を削減するシステム、デバイス、及び自動化されたプロセスに関する。
[Technical Field]
The following discussion relates generally to power management in wireless communication systems. More specifically, the following discussion relates to systems, devices, and automated processes that reduce power drawn by radio frequency (RF) radios based on utility power interruptions or failures, such as in 5G data networks, through smart bandwidth adaptation and traffic loading that increases the operating time of switched backup uninterruptible power supplies (UPS).
5Gデータ規格及び電話ネットワークは、携帯電話、コンピュータ、及びモノのインターネット(IoT)デバイス等に大幅に改善された帯域幅とサービス品質とを提供するために開発されてきた。高帯域幅の5Gネットワークは、しかしながら、現在認識されている追加の課題に直面している。一部では、高帯域幅のため、5G基地局は、使用中に従来の4G基地局の約3倍程度の電力を消費すると予想される。更に、従来の4G基地局と同じエリアをカバーするには、より多くの5G基地局が必要である。したがって、各5G基地局は4G基地局の3倍の電力を消費するのみならず、同じエリアをカバーするために、より多くの5G基地局が使用され、結果として、電力消費の著しい増加をもたらすであろう。 5G data standards and telephone networks have been developed to provide significantly improved bandwidth and quality of service to mobile phones, computers, and Internet of Things (IoT) devices. High-bandwidth 5G networks, however, face additional challenges that are now being recognized. In part, due to the high bandwidth, 5G base stations are expected to consume approximately three times the power of conventional 4G base stations during use. Furthermore, more 5G base stations will be required to cover the same area as conventional 4G base stations. Therefore, not only will each 5G base station consume three times the power of a 4G base station, but more 5G base stations will be used to cover the same area, resulting in a significant increase in power consumption.
更に、電力使用量の増加に伴い、AC電源の停電のケースでは、5G基地局は、AC電源の停電中のサービスの提供を保証するためにバッテリバックアップを有する必要がある。これらのバッテリバックアップユニットは高価であり、バッテリバックアップのコストは、5G基地局のRF無線送信機及び受信機によって必要とされ、その後消費される電力の量によって部分的に判定され、このケースでは、使用数と各5G基地局に必要な電力との両方で従来の4G基地局を上回る。幾つかの5G基地局によって大量の電力が必要とされ消費されるこれらのケースでは、複数の直列又は並列に接続されたバックアップ電力パックが必要であり、このことは、セルサイト毎の最終的に構成された5G基地局において数倍のコストの増加をもたらす。 Furthermore, with increased power usage, in the event of an AC power outage, 5G base stations will need to have battery backups to ensure service during the AC power outage. These battery backup units are expensive, and the cost of the battery backup is determined in part by the amount of power required and subsequently consumed by the 5G base station's RF radio transmitters and receivers, which in this case exceeds that of conventional 4G base stations in both number of uses and power required for each 5G base station. In these cases where large amounts of power are required and consumed by several 5G base stations, multiple series- or parallel-connected backup power packs are required, which results in a several-fold increase in cost in the final configured 5G base station per cell site.
ビーム管理の使用は、gNB及び/又はUEで発せられたビームのセットを取得及び維持するプロセスとして定義され、ダウンリンク及び/又はダウンリンクの送信及び受信のための電力需要を低減するためにビーム管理を実装することが望ましい。 The use of beam management is defined as the process of acquiring and maintaining a set of beams emitted by a gNB and/or UE, and it is desirable to implement beam management to reduce the power demands for downlink and/or downlink transmission and reception.
帯域幅の減少とは対照的に、重負荷のチャネルのチョークを実装する解決策を提供することが望ましい。重負荷のチャネルを遮断する(すなわち、ユーザを制限する)ことにより削減され得るセルサイトにおける電力消費を削減することが望ましく、電力消費の節約は関数関係で示され得る。すなわち、ユーザ間の公平性を保証するためにトラフィック管理を適用するのではなく、電力消費を抑えてバックアップバッテリの寿命を延ばし得る個々のチャネルに対する消費電力を段階的に削減するようにユーザ間の追加の考慮事項を考慮するであろうトラフィック管理ソリューションが実装され得る。 It is desirable to provide a solution that implements choking of heavily loaded channels, as opposed to reducing bandwidth. It is desirable to reduce power consumption at the cell site, which can be reduced by blocking heavily loaded channels (i.e., limiting users), and the power consumption savings can be shown to be a function. That is, rather than applying traffic management to ensure fairness between users, a traffic management solution can be implemented that would take additional considerations between users into account to incrementally reduce power consumption for individual channels, which can reduce power consumption and extend backup battery life.
それ故、商用電源の中断及び障害を監視し得、基地局コンポーネントの異なる構成を所望のセルネットワークで動作させることを可能にし得るシステム、デバイス、及び自動化されたプロセスを創出することが望ましい。5G又は同様のネットワーク内のセルサイトにおいてバックアップバッテリを使用してバックアップ電力モードで動作する基地局機器に対する接続性及び動作時間を改善することも望ましい。 It is therefore desirable to create systems, devices, and automated processes that can monitor utility power interruptions and failures and enable different configurations of base station components to operate in a desired cell network. It is also desirable to improve connectivity and operating time for base station equipment operating in backup power mode using backup batteries at cell sites in 5G or similar networks.
更に、本発明のその他の望ましい機構及び特徴は、添付の図面並びに前述の技術分野及び背景技術と併せて解釈される、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。 Further, other desirable features and characteristics of the present invention will become apparent from the following detailed description and appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings and the foregoing technical field and background.
例示的な実施形態は、以下の図面に関連して以下に説明され、同様の数字は同様の要素を示す。 Illustrative embodiments are described below with reference to the following drawings, in which like numerals refer to like elements:
セルサイトにおけるチャネルの輻輳を伴う/伴わない電力損失に応答してセルサイトへのバックアップ電源の電力消費を削減するように、輻輳したチャネルを削減し、セルサイトにおけるネットワークトラフィックを適応させるためのシステム、デバイス、及び自動化されたプロセスが提供される。 Systems, devices, and automated processes are provided for reducing congested channels and adapting network traffic at a cell site to reduce backup power consumption at the cell site in response to power losses with or without channel congestion at the cell site.
例示的な実施形態では、ネットワークにおける適応チャネル及びトラフィックシェーピング管理のためのシステムが提供される。システムは、要素管理制御ユニット、スケジューラユニット、コントロールユニットを含み、要素管理制御ユニットは、ネットワーク内の複数のセルサイトにおける電力及びチャネルトラフィック状態を監視するための分散及び集約ユニット(DU/CU)のセットを含み、ユーザ機器(UE)のデータトラフィックデータを送信及び受信するためのスケジューラユニットは、UEからのアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)送信における輻輳したネットワークチャネルについての制御データを受信することと、チャネル上のトラフィックデータ量についての制御データに基づくスケジュールスキーマを介して、輻輳したチャネルをチョークオフするためにセルサイトにおいてチャネル管理ソリューションを適用することをするように構成され、制御ユニットは、セルサイトにおけるネットワークトラフィックを管理するためにスケジューラユニットに結合され、チャネル上のトラフィックタイプの制御データに基づいて選択チャネル上のネットワークデータトラフィックをシェーピングするために適応トラフィック管理ソリューションを適用することと、DU/CUによって受信された電力及びチャネルトラフィック状態のデータに基づいて、セルサイトにおけるチャネル及びトラフィック管理ソリューションを繰り返し適用することをするように構成される。 In an exemplary embodiment, a system for adaptive channel and traffic shaping management in a network is provided. The system includes an element management control unit, a scheduler unit, and a control unit. The element management control unit includes a set of distribution and aggregation units (DU/CU) for monitoring power and channel traffic conditions at multiple cell sites in the network. The scheduler unit for transmitting and receiving data traffic data for user equipment (UE) is configured to receive control data about congested network channels in uplink (UL) and downlink (DL) transmissions from the UE and to apply a channel management solution at the cell site to choke off the congested channel via a scheduling scheme based on the control data about the amount of traffic data on the channel. The control unit is coupled to the scheduler unit for managing network traffic at the cell site and is configured to apply an adaptive traffic management solution to shape network data traffic on selected channels based on the control data about the traffic type on the channel and to repeatedly apply the channel and traffic management solution at the cell site based on the power and channel traffic condition data received by the DU/CU.
様々な例示的な実施形態において、システムは、セルサイトにおける電力を削減するために適応ビーム管理ソリューションを適用するための制御ユニットであって、ネットワークのセルサイトにおいて消費される電力を削減しつつ、セルサイト全体のビーム信号の現在のレベルを維持するために、セルサイトにおけるUL及びDL送信に使用されるビーム構成に供給される電力に対する設定を動的に構成するように構成された制御ユニットを更に含む。システムは、チャネル上のネットワークトラフィックのスケジューリングのための時間ドメインスケジューリング期間のセットを適用することによりネットワークトラフィックの量を削減することによってUL及びDL送信における電力消費を削減するために時間ドメインベースのスケジュールを実装するためのスケジューラユニットを更に含む。システムは、ミニスロットの動的セットが、スケジューリングされた動作でデータリクエストを送信及び受信することを可能にすることによって、輻輳したチャネル上のネットワークトラフィックを管理するために、ある一定数のOFDMシンボルを使用するように構成されたスケジューラユニットを更に含む。システムは、セルサイトにおいてチョーク動作を受けない選択チャネルに対して停電前に同じアクティブな帯域幅を維持するように構成された制御ユニットを更に含む。削減されたトラフィックは、2つ、4つ、及び8つのOFDMシンボルを含むUL及びDL送信のミニスロット構成期間に対するミニスロット長を含む。システムは、トラフィックデータサブフレームがスロットにおいて送信される一連のパケットデータの一部である周波数のセットに基づいて各ミニスロットのトラフィックデータサブフレームの可変期間に渡ってUL及びDL送信を可能にすることによって、削減されたトラフィック送信毎の低レイテンシ及び電力消費の削減をサポートするように構成されたスケジューラユニットを含む。システムは、セルサイトにおける輻輳したチャネルのチョーク、ビーム管理の適応、及びネットワークトラフィックのフィルタリングを含むセットの1つ以上のアクションを実施することによって電力管理を可能にするように構成された制御ユニットを含む。システムは、進行中のトラフィック送信に応答して、電力消費の量を削減するために輻輳の少ないチャネル上で低レイテンシでサブフレームデータの即時送信を可能にするために、他のUEに対して既に進行中のサブフレームデータベースの送信を先取りするように構成されたスケジューラユニットを含む。システムは、検出された電力に応答して、制御及びフィルタリングアクションによってシェーピングされた、チョークされたチャネル及びトラフィックを優先スキームで回復させる制御ユニットを含む。 In various exemplary embodiments, the system further includes a control unit for applying an adaptive beam management solution to reduce power at a cell site, the control unit configured to dynamically configure settings for power supplied to beam configurations used for UL and DL transmissions at the cell site to maintain current levels of beam signals throughout the cell site while reducing power consumed at the network cell site. The system further includes a scheduler unit for implementing a time-domain-based schedule to reduce power consumption in UL and DL transmissions by applying a set of time-domain scheduling periods for scheduling network traffic on the channel to reduce the amount of network traffic. The system further includes a scheduler unit configured to use a certain number of OFDM symbols to manage network traffic on a congested channel by allowing a dynamic set of minislots to transmit and receive data requests in scheduled operation. The system further includes a control unit configured to maintain the same active bandwidth before the outage for selected channels not subject to choking operation at the cell site. The reduced traffic includes minislot lengths for minislot configuration periods of UL and DL transmissions including two, four, and eight OFDM symbols. The system includes a scheduler unit configured to support low latency and reduced power consumption per reduced traffic transmission by enabling UL and DL transmissions over variable durations of traffic data subframes of each minislot based on a set of frequencies on which the traffic data subframes are part of a sequence of packet data transmitted in the slot. The system includes a control unit configured to enable power management by implementing one or more actions including choking congested channels at a cell site, adapting beam management, and filtering network traffic. The system includes a scheduler unit configured to preempt already-in-progress subframe data transmissions to other UEs in response to an ongoing traffic transmission to enable immediate transmission of subframe data with low latency on a less congested channel to reduce the amount of power consumption. The system includes a control unit configured to restore the choked channel and traffic shaped by the control and filtering actions in a priority scheme in response to detected power.
別の例示的な実施形態では、適応チャネル及びトラフィックシェーピング管理のための方法が提供される。方法は、ネットワーク内の複数のセルサイトにおける電力及びチャネルトラフィックを監視するための分散(DU)及び集約ユニット(DU/CU)のセットを含む要素管理制御ユニットを構成することと、ユーザ機器(UE)のデータトラフィックデータをスケジューラユニットによって送信及び受信することと、UEからのアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)送信における輻輳したネットワークチャネルについての制御データをスケジューラユニットによって受信することと、チャネル上のトラフィックデータ量についての制御データに基づくスケジュールスキーマを介して、輻輳したチャネルをチョークオフするために、セルサイトにおいてチャネル管理ソリューションをスケジューラユニットによって適用することと、セルサイトにおけるネットワークトラフィックを管理するためにスケジューラユニットに結合された制御ユニットによって、チャネル上のトラフィックタイプの制御データに基づいて、選択チャネル上のネットワークデータトラフィックをシェーピングするために適応トラフィック管理ソリューションを適用することと、DU/CUによって受信された電力及びチャネルトラフィック状態のデータに基づいて、セルサイトにおけるチャネル及びトラフィック管理ソリューションを制御ユニットによって繰り返し適用することを含む。 In another exemplary embodiment, a method for adaptive channel and traffic shaping management is provided. The method includes configuring an element management control unit including a set of distribution (DU) and aggregation units (DU/CU) for monitoring power and channel traffic at multiple cell sites in a network; transmitting and receiving user equipment (UE) data traffic data by a scheduler unit; receiving control data about congested network channels in uplink (UL) and downlink (DL) transmissions from the UE by the scheduler unit; applying a channel management solution at the cell site to choke off the congested channel via a scheduling scheme based on the control data about the amount of traffic data on the channel; applying, by a control unit coupled to the scheduler unit for managing network traffic at the cell site, the adaptive traffic management solution to shape network data traffic on selected channels based on the control data about traffic types on the channels; and repeatedly applying, by the control unit, the channel and traffic management solution at the cell site based on the power and channel traffic condition data received by the DU/CU.
様々な例示的な実施形態では、方法は、ネットワークのセルサイトにおいて消費される電力を削減しつつ、セルサイト全体でビーム信号の現在のレベルを維持するために、セルサイトにおける電力を削減し、セルサイトにおけるUL及びDL送信に使用されるビーム構成に供給される電力に対する設定を動的に構成するために、適応ビーム管理ソリューションを制御ユニットによって適用することを含む。方法は、UL及びDL送信における電力消費を削減するために時間ドメインベースのスケジュールをスケジューラユニットによって実装し、チャネル内のネットワークトラフィックのスケジューリングのための時間ドメインのスケジューリング期間のセットを適用することによりネットワークトラフィックの量を削減することを更に含む。方法は、スケジューラユニットを使用して、スケジューリング動作においてデータリクエストの送信及び受信を実装する場合にサブフレームデータで構成されるミニスロットを可能にするためのある一定数の直交周波数分割多重(OFDM)信号を含む。方法は、セルサイトにおいてチョーク動作を受けない選択チャネルに対する停電前の同じアクティブな帯域幅を制御ユニットによって維持することを更に含む。UL及びDL送信のミニスロット構成期間に対するミニスロット長は、2つ、4つ、及び8つのOFDMシンボルを含む。方法は、トラフィックデータサブフレームがスロットにおいて通信される一連のパケットデータの一部である周波数のセットに基づいて各ミニスロットのトラフィックデータサブフレームの可変期間に渡ってUL及びDL送信を可能にすることによって、削減されたトラフィック通信毎の低レイテンシ及び電力消費の削減をスケジューラユニットによってサポートすることを含む。方法は、DL送信に応答して、少なくとも1つのミニスロットがアクティブな帯域幅部分の外側でDL送信を受信することを可能にすることをスケジューラユニットによって防止することと、UL送信に応答して、少なくとも1つのミニスロットがアクティブな帯域幅部分の外側でUL送信を受信することを可能にすることをスケジューラユニットによって防止することを更に含む。方法は、セルサイトにおける輻輳したチャネルのチョーク、ビーム管理の適応、及びネットワークトラフィックのフィルタリングを含むセットの1つ以上のアクションを実施することによって、制御ユニットによる電力管理を可能にすることを更に含む。 In various exemplary embodiments, the method includes applying an adaptive beam management solution by a control unit to reduce power at the cell site and dynamically configure settings for power provided to beam configurations used for UL and DL transmissions at the cell site to maintain current levels of beam signals throughout the cell site while reducing power consumed at the cell site of the network. The method further includes implementing a time-domain-based schedule by a scheduler unit to reduce power consumption in UL and DL transmissions and reducing the amount of network traffic by applying a set of time-domain scheduling periods for scheduling network traffic within the channel. The method includes using the scheduler unit to include a certain number of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals to enable minislots consisting of subframe data when implementing transmission and reception of data requests in the scheduling operation. The method further includes maintaining, by the control unit, the same active bandwidth before the outage for selected channels not subject to the choking operation at the cell site. Minislot lengths for the minislot configuration periods for UL and DL transmissions include two, four, and eight OFDM symbols. The method includes supporting, by a scheduler unit, low latency and reduced power consumption per reduced traffic communication by enabling UL and DL transmissions over variable durations of traffic data subframes of each minislot based on a set of frequencies on which the traffic data subframes are part of a sequence of packet data communicated in the slot. The method further includes, in response to a DL transmission, preventing, by the scheduler unit, enabling at least one minislot to receive a DL transmission outside of an active bandwidth portion, and in response to a UL transmission, preventing, by the scheduler unit, enabling at least one minislot to receive a UL transmission outside of an active bandwidth portion. The method further includes enabling power management by a control unit by implementing one or more actions including choking a congested channel at the cell site, adapting beam management, and filtering network traffic.
更に別の例示的な実施形態では、コンピュータプログラム製品は、プロセッサによって実行される場合に、チャネル内の輻輳したトラフィックを伴う電力損失が検出された場合に基地局の動作モードのための方法を実施する命令のセットを格納するコンピュータ可読ストレージデバイス内に有形に具現化され、方法は、ネットワーク内の複数のセルサイトにおける電力及びチャネルトラフィックを監視するための分散(DU)及び集約ユニット(DU/CU)のセットを含む要素管理制御ユニットを構成することと、ユーザ機器(UE)のデータトラフィックデータをスケジューラユニットによって送信及び受信することと、UEからのアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)送信における輻輳したネットワークチャネルについての制御データをスケジューラユニットによって受信することと、チャネル上のトラフィックデータ量についての制御データに基づくスケジュールスキーマを介して、輻輳したチャネルをチョークオフするためにセルサイトにおいてチャネル管理ソリューションをスケジューラユニットによって適用することと、セルサイトにおけるネットワークトラフィックを管理するためにスケジューラユニットに結合された制御ユニットによって、チャネル上のトラフィックタイプの制御データに基づいて、選択チャネル上のネットワークデータトラフィックをシェーピングするために適応トラフィック管理ソリューションを適用することと、DU/CUによって受信された電力及びチャネルトラフィック状態のデータに基づいて、セルサイトにおけるチャネル及びトラフィック管理ソリューションを制御ユニットによって繰り返し適用することを含む。 In yet another exemplary embodiment, a computer program product is tangibly embodied in a computer-readable storage device storing a set of instructions that, when executed by a processor, implements a method for a base station operating mode when a power loss accompanied by congested traffic in a channel is detected, the method comprising: configuring an element management control unit including a set of distribution (DU) and aggregation units (DU/CU) for monitoring power and channel traffic at multiple cell sites in a network; transmitting and receiving, by a scheduler unit, user equipment (UE) data traffic data; and receiving, by the scheduler unit, control data about the congested network channel in uplink (UL) and downlink (DL) transmissions from the UE. applying, by a scheduler unit, a channel management solution at the cell site to choke off congested channels via a scheduling scheme based on control data about the amount of traffic data on the channels; applying, by a control unit coupled to the scheduler unit to manage network traffic at the cell site, an adaptive traffic management solution to shape network data traffic on selected channels based on control data about traffic types on the channels; and iteratively applying, by the control unit, the channel and traffic management solutions at the cell site based on power and channel traffic condition data received by the DU/CU.
以下の詳細な説明は、本明細書に記載するより広い概念を説明するであろう幾つかの例を提供することを意図しているが、発明又は発明の用途及び使用を限定することを意図していない。更に、前述の背景技術又は以下の詳細な説明で提示された何れの理論にも拘束される意図はない。 The following detailed description is intended to provide some examples that will illustrate the broader concepts described herein, but is not intended to limit the invention or its application and uses. Furthermore, there is no intention to be bound by any theory presented in the preceding background or the following detailed description.
5G基地局を電力網に接続する場合、事故、落雷、計画停電等の多数の環境上及び運用上の理由のため、電力が5G基地局に途切れることなく常に継続的に利用可能にされ、提供されるとは限らない。それ故、5G基地局から堅牢で信頼性の高い5Gサービスを利用可能にするためには、通信事業者はバックアップ電源システムを構築しなければならない。5Gネットワークでは、マクロセルにバックアップ電源を提供することが標準であり、多くの場合、マクロレベルで十分なサービスが提供される。しかしながら、電力を消費するスモールセル構造体は、従来の4Gセルタワー電源配備では通常利用可能ではない追加の電源バックアップを必要とする。したがって、スモールセルのロールアウトが適切に機能するためには、追加のバックアップ電源が不可欠である。 When connecting 5G base stations to the power grid, power may not always be continuously available and provided to 5G base stations due to numerous environmental and operational reasons, such as accidents, lightning strikes, and planned outages. Therefore, to ensure robust and reliable 5G services from 5G base stations, carriers must build backup power systems. In 5G networks, providing backup power to macrocells is standard, and in many cases, sufficient service is provided at the macro level. However, power-hungry small cell structures require additional power backup that is not typically available in traditional 4G cell tower power deployments. Therefore, additional backup power is essential for the proper functioning of small cell rollouts.
5Gネットワークでは、AC電源の停電中のサービス提供を確保するために、RF無線ユニットは、バッテリバックアップを有することを必要とする。バッテリバックアップユニットは高価であり、各バッテリバックアップに対するコストは、無線ユニットによって消費される電力、バックアップ期間、及び基地局又はネットワークにおける動作中のキャリアの数によって計算される。 In 5G networks, RF radio units are required to have battery backups to ensure service during AC power outages. Battery backup units are expensive, and the cost for each battery backup is calculated based on the power consumed by the radio unit, the backup duration, and the number of active carriers in the base station or network.
現在、電力の中断又は停電が発生した場合のバッテリバックアップ容量の最適化を妨げる障害又は欠点が数多くある。必要なバッテリバックアップ容量を次のように最適化し得ることが望ましい。 Currently, there are a number of obstacles or drawbacks that prevent the optimization of battery backup capacity in the event of a power interruption or power outage. It would be desirable to be able to optimize the required battery backup capacity as follows:
(1)動作中のキャリアのシャットダウン:これは、E911等の緊急通報の欠如といったようにユーザエクスペリエンスに影響を与え、ユーザがサービスをキャンセルし、バッテリバックアップサービスを有するオペレータに切り替えることになるため、望ましいオプションではない。(2)動作中のキャリアの帯域幅の削減:動作中のキャリアBWを変更するには、同じ無線で下位のチャネルBWの新たなセル構成が必要になるため、これは現在の運用では容易に実現できない。(3)動作中のBWを変更することは、新たなチャネルBWを有効にするためにサイトが再起動させられるため、これも、サービスの中断を生じさせるであろう。 (1) Shutting down the active carrier: This is not a desirable option as it will impact user experience, such as the lack of emergency calls such as E911, and will lead to users canceling their service and switching to an operator with battery backup service. (2) Reducing the active carrier's bandwidth: Changing the active carrier BW will require a new cell configuration with a lower channel BW on the same radio, which is not easily achieved with current operations. (3) Changing the active BW will require the site to be rebooted to activate the new channel BW, which will also cause an interruption in service.
5Gスモールセルの高度な機能は、追加の電力要件を意味する。データトラフィックの増加は、より多くの計算能力を必要とする。massive MIMOはスペクトル効率の向上に役立ち得るが、電力効率は一般的に低く、典型的な3セクタのスモールセルは200~1,000ワットの電力を必要とし得る。 The advanced capabilities of 5G small cells mean additional power requirements. Increased data traffic demands more computing power. Massive MIMO can help improve spectral efficiency, but power efficiency is generally low; a typical three-sector small cell may require 200 to 1,000 watts of power.
迅速かつ効率的なロールアウトをサポートする費用対効果が高く反復可能な方法で、多数のスモールセルによって電力を受け取る必要がある。最初のステップは、マクロセルサイトに電力を供給するための従来のモデルがスモールセルには適用されないことを認識することを伴う。 Power needs to be received by large numbers of small cells in a cost-effective and repeatable manner that supports rapid and efficient rollout. The first step involves recognizing that the traditional model for powering macrocell sites does not apply to small cells.
Aフレームは、LTE技術と同様に、各々が1msの持続時間を有する10個のサブフレームからなる、10msの持続時間を有する。各サブフレームは2μスロットを有し得る。各スロットは、14個の直交周波数分割多重(OFDM)シンボルで構成される。10msの無線フレームは、TDDトポロジーに従って次々と連続して送信される。サブフレームは固定期間(すなわち、1ms)のものであるが、スロット長は、サブキャリア間隔とサブフレームあたりのスロット数に基づいて変化する。各スロットは、通常のサイクリックプレフィックス(CP)と拡張CPとに基づいて、夫々14個のOFDMシンボル又は12個のOFDMシンボルを占める。 An A frame has a duration of 10 ms, consisting of 10 subframes, each with a duration of 1 ms, similar to LTE technology. Each subframe may have 2 μslots. Each slot consists of 14 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols. The 10 ms radio frames are transmitted consecutively according to a TDD topology. The subframes are of fixed duration (i.e., 1 ms), but the slot length varies based on the subcarrier spacing and the number of slots per subframe. Each slot occupies either 14 or 12 OFDM symbols, respectively, depending on the normal cyclic prefix (CP) and extended CP.
スケジューラは、有効なスロット(すなわち、アップリンク又はダウンリンク)を削減するように構成され得、例えば、何れのセルサイトのサービスの中断を引き起こすことなく電力消費を管理するためのスケジューリングのためのスロット構成において14個のシンボル全てを必要としないミニスロットを実装する。また、スロットの有効/無効と同様に、スケジューリングのための時間ドメインで周波数を変更することが望ましい。スケジューラは、時間ドメインに基づくスケジューリングを実装し得、ミニスロットは、特に、各セルサイトの電力管理効率を高めるためにAC電源の停電又は中断の場合にネットワーク内のセルサイトの全ての動作キャリアの電力要件を削減するために有効又は無効にされる。 The scheduler may be configured to reduce enabled slots (i.e., uplink or downlink), for example, to implement mini-slots that do not require all 14 symbols in the slot configuration for scheduling to manage power consumption without causing service interruptions at any cell site. It may also be desirable to vary the frequency in the time domain for scheduling, as well as the enabling/disabling of slots. The scheduler may implement time-domain based scheduling, with mini-slots being enabled or disabled to reduce the power requirements of all operating carriers of cell sites in the network, particularly in the event of an AC power outage or interruption, to improve power management efficiency at each cell site.
制御ユニットによるチャネル制御は、論理チャネルの形式で無線リンク制御(RLC)層にサービスを提供するNRの中間アクセス制御(MAC)層として定義され得る。論理チャネルは、搬送される情報のタイプによって定義され、制御及び構成情報の送信に使用される場合には制御チャネルであり、ユーザデータに使用される場合にはトラフィックチャネルである。 Channel control by the control unit can be defined as the Medium Access Control (MAC) layer of the NR providing services to the Radio Link Control (RLC) layer in the form of logical channels. A logical channel is defined by the type of information carried: a control channel if used to transmit control and configuration information, or a traffic channel if used for user data.
チャネル制御は、周波数と時間との2つのドメインから構成される無線リソースに構成される。周波数ドメインでは、チャネル帯域幅の範囲は1~20MHzである。1.4、3、5、10、15、及び20MHzを含む利用可能な帯域幅の合計は、15KHzの12個のサブキャリアのサブチャネルに分割され、合計180KHzである。無線リソースの最小割り当て単位は、リソースブロック(RB)と呼ばれる。1つのRBは、周波数ドメインで180KHz、時間ドメインで1msで構成される。時間ドメインでは、無線リソースは、1ミリ秒の期間を有する、サブフレームとも呼ばれる通信時間間隔(TTI)に分割される。1フレームは10個のTTIで形成される。各TTIは、2つの0.5msスロットで構成され、各スロットは7つのシンボルを含む。5G環境内のLTE-Aネットワーク(すなわち、5G LTE-A)。 Channel control is configured into radio resources that consist of two domains: frequency and time. In the frequency domain, the channel bandwidth ranges from 1 to 20 MHz. The total available bandwidth, including 1.4, 3, 5, 10, 15, and 20 MHz, is divided into 12 subcarrier subchannels of 15 kHz each, for a total of 180 kHz. The smallest allocation unit of radio resources is called a resource block (RB). One RB consists of 180 kHz in the frequency domain and 1 ms in the time domain. In the time domain, radio resources are divided into communication time intervals (TTIs), also called subframes, which have a duration of 1 millisecond. One frame is made up of 10 TTIs. Each TTI consists of two 0.5 ms slots, each containing 7 symbols. LTE-A network in a 5G environment (i.e., 5G LTE-A).
ミニスロットは、5G NRで使用される最小スケジューリング単位である。それは、(ヌメロロジーに関係なく)2つ、4つ、又は7つのOFDMシンボルを占めるため、スロット(14シンボル)よりも少ないミニスロットをユーザに割り当て得、それは低レイテンシの通信に適する。それは、通常の拡張モバイルブロードバンド(eMBB)ユーザよりも高い優先順位を有するであろう非スロットベースのスケジューリングと呼ばれるものが可能であるため、それは、低レイテンシの要件を有するので他のeMBB送信を先取りし得る。 A minislot is the smallest scheduling unit used in 5G NR. It occupies two, four, or seven OFDM symbols (regardless of numerology), so a user can be assigned a minislot less than a slot (14 symbols), which is suitable for low-latency communications. It is capable of what is called non-slot-based scheduling, which would have higher priority than regular enhanced mobile broadband (eMBB) users, so it can preempt other eMBB transmissions due to its low-latency requirements.
スロットは、ダウンリンク(全てのシンボルがダウンリンクに専用である)若しくはアップリンク(全てのシンボルがアップリンクに専用である)又は混合のアップリンク及びダウンリンク送信に分類され得る。周波数分割複信(FDD)の場合、ダウンリンクキャリアに対するスロット内の全てのシンボルはダウンリンク送信に使用され、アップリンクキャリアに対するスロット内の全てのシンボルはアップリンク送信に使用される。New Radio(NR)時間分割複信(TDD)は、フレキシブルなスロット構成を使用する。スロット内のOFDMシンボルは、“ダウンリンク”、“フレキシブル”、又は“アップリンク”に分類され得る。フレキシブルシンボルは、アップリンク又はダウンリンク送信用に構成され得る。NR TDDはフレキシブルなスロット構成を使用する。スロット内のOFDMシンボルは、“ダウンリンク”、“フレキシブル”、又は“アップリンク”に分類され得る。フレキシブルシンボルは、アップリンク又はダウンリンクの送信用に構成され得る。FDDモードでは、アップリンク及びダウンリンクの両方は、異なるスペクトル周波数で同時に送信し得る。TDDモードでは、アップリンク及びダウンリンクの両方は、同じスペクトル周波数ではあるが異なる時間を使用する。 A slot may be classified as downlink (all symbols are dedicated to downlink), uplink (all symbols are dedicated to uplink), or mixed uplink and downlink transmission. In frequency division duplex (FDD), all symbols in a slot for a downlink carrier are used for downlink transmission, and all symbols in a slot for an uplink carrier are used for uplink transmission. New Radio (NR) time division duplex (TDD) uses a flexible slot configuration. OFDM symbols within a slot may be classified as "downlink," "flexible," or "uplink." Flexible symbols may be configured for uplink or downlink transmission. NR TDD uses a flexible slot configuration. OFDM symbols within a slot may be classified as "downlink," "flexible," or "uplink." Flexible symbols may be configured for uplink or downlink transmission. In FDD mode, both the uplink and downlink may be transmitted simultaneously on different spectral frequencies. In TDD mode, both the uplink and downlink use the same spectrum frequencies but at different times.
MIMOアンテナは、電波の集束ビーム(“ビームフォーミング”)を使用して複数のユーザと通信する。これは、データ転送速度と共にチャネル効率を向上させ、干渉の可能性を減少させる。また、特定のMIMOアンテナ構成は、無線エネルギーを接続されたデバイスに直接集中させるために実装され得、基地局及びユーザ機器(UE)の両方に対するエネルギー消費を更に削減するために必要な電力及びエネルギーの正確な量を特定し得る。 MIMO antennas communicate with multiple users using focused beams of radio waves ("beamforming"). This improves channel efficiency as well as data rates and reduces the chance of interference. Specific MIMO antenna configurations can also be implemented to focus radio energy directly on connected devices, specifying the exact amount of power and energy required to further reduce energy consumption for both base stations and user equipment (UE).
トラフィックシェーピングは、セルサイト(すなわち、基地局)における電力消費を削減し得る。例えば、トラフィックシェーピングルールは、リアルタイムの音声及びビデオを可能にするため、並びにピアツーピアアプリケーション及びソーシャルネットワーク等のアプリケーションをブロック又は抑制するために実装され得る。チャネルが輻輳していない場合、トラフィックレートが低いため、電力消費は削減される。トラフィック負荷が高い間は空のサブフレームが残っていないため電力消費が削減されないので、トラフィック負荷が高い場合には同じことは当てはまらない。ユーザは、チャンネル選択を行っている場合に、異なるチャンネルに移動させられ得る。例えば、ユーザは、20Mhzのチャネルから40Mhzのチャネル又は別のチャネルに移動させられ得る。 Traffic shaping can reduce power consumption at a cell site (i.e., a base station). For example, traffic shaping rules can be implemented to allow real-time voice and video, and to block or throttle applications such as peer-to-peer applications and social networking. When a channel is not congested, power consumption is reduced because the traffic rate is low. The same is not true when traffic load is high, since no free subframes remain during high traffic loads, so power consumption is not reduced. Users can be moved to a different channel when making a channel selection. For example, a user can be moved from a 20 MHz channel to a 40 MHz channel or another channel.
5G NRでは、ビームベースのセルセクタカバレージが使用され、これは、リンクバジェットが増加し、ミリ波チャネルの欠点を克服する。言い換えれば、全てのデータ送信及びキーシグナリング送信はビームフォーミングされる(指向性)。 5G NR uses beam-based cell sector coverage, which increases the link budget and overcomes the shortcomings of mmWave channels. In other words, all data and key signaling transmissions are beamformed (directional).
RF無線及びアンテナは、全負荷RF条件に基づく固定入力電力を使用する。商用電源が中断され、喪失され、又は大幅に減少した場合、RF無線は、そのことに応じて、その電力消費を調整するための通知を受け取ることができない。言い換えると、RFは通知されず、RF無線は、商用電源の喪失を通知されるように構成されておらず、その事前設定された入力電力要件を変更又は撤回し得ない。RF無線の入力電力要件を変更可能ではないことは、そのバッテリバックアップシステムの消耗が早まることによって、その動作の性能の低下をもたらす。 The RF radio and antenna use a fixed input power based on full-load RF conditions. If utility power is interrupted, lost, or significantly reduced, the RF radio does not receive notification to adjust its power consumption accordingly. In other words, the RF radio is not notified, and is not configured to be notified of utility power loss, and cannot change or revoke its preset input power requirements. The inability to change the input power requirements of the RF radio results in reduced performance of its operation by prematurely depleting its battery backup system.
5G New Radio(NR)は、統合された高性能な5G無線インターフェースのグローバルスタンダードであり、より高速なブロードバンドエクスペリエンスを提供し得、初期のアクセス中に全てのUEによって使用される初期の帯域幅部分(BWP)と、データ割り当てに適用するであろうUE又はUEグループの専用BWPとを有するように設計されている。BWPアダプテーションは、gNBノード(無線アクセスネットワーク(RAN)+5G用の分散ユニット(DU)/集約ユニット(CU))によって制御される。AC電源の停電中に使用されるオペレータによって事前定義されるであろう複数のより小さなBWP(すなわち、1つのセルにおいて機能分割及び機能配置の複数のセット有するRANスライシングアーキテクチャ)が存在し得る。例示的な実施形態では、別のオプションは、動作中のBWPの漸進的な削減を使用することである。(例えば、BWの25%のみの削減から開始して、電力が復旧しない場合は、徐々に低い数値にその後移行する)。このプロセスを用いると、短時間のAC電源の停電のケースではユーザエクスペリエンスの低下を回避し得る。ネットワークスライシングはまたBWPにリンクされ得、AC電源の停電中又は軽いネットワーク負荷の動作中に、スライスとBWPとの相互連携を制御することによって電力消費gNBの最小化が行われる。例えば、オペレータは、利用可能な全てのスライスをより小さなBWPにマージすることを選択し得る。オペレータは、AC電源の停電中に利用可能な複数のBWPが定義されている場合に、AC電源の停電中のBWPとスライスとのマッピングを定義することを選択し得る。 5G New Radio (NR) is a global standard for a unified, high-performance 5G air interface that may provide a faster broadband experience. It is designed with an initial bandwidth portion (BWP) used by all UEs during initial access and a dedicated BWP for a UE or group of UEs that will apply to data allocation. BWP adaptation is controlled by the gNB node (Radio Access Network (RAN) + 5G Distribution Unit (DU)/Aggregation Unit (CU)). There may be multiple smaller BWPs (i.e., RAN slicing architectures with multiple sets of function division and placement in one cell) that will be predefined by the operator to be used during AC power outages. In an exemplary embodiment, another option is to use a gradual reduction of the BWP during operation (e.g., starting with a reduction of only 25% of the BWP, then moving to progressively lower values if power is not restored). Using this process, a degradation of the user experience may be avoided in the case of a short AC power outage. Network slicing can also be linked to BWPs, minimizing power consumption by controlling the interaction of slices and BWPs during AC power outages or light network load operation. For example, an operator may choose to merge all available slices into a smaller BWP. If multiple BWPs are defined that are available during AC power outages, an operator may choose to define a mapping between BWPs and slices during AC power outages.
無線送信機のシャットダウンを防ぐための十分な規制動作要件を満たしつつ、バックアップ電源モードで動作する場合に5G基地局の電力消費を削減するためのインテリジェントな解決策を使用してコスト削減を達成することが望ましい。 It is desirable to achieve cost savings using intelligent solutions to reduce the power consumption of 5G base stations when operating in backup power mode, while still meeting sufficient regulatory operating requirements to prevent radio transmitter shutdown.
コンポーネントのコストを節約し、現在の使用量及び効率を高めるために、バックアップ電源モードで5G基地局を動作させる場合の使用に必要なバックアップ電源の数を制限することが望ましい。 To save component costs and increase current usage and efficiency, it is desirable to limit the number of backup power sources required for use when operating a 5G base station in backup power mode.
ネットワーク内の複数のセルサイトにおける電力及びチャネルトラフィックを監視するために、ネットワーク内のセルサイトにおけるユーザによるNew Radio(NR)通信のためのスロット構成期間で周期的に一緒に繰り返される少なくとも2つの連結パターンを含むダウンリンク(DL)パターン及びアップリンク(UL)パターン内のミニスロットのセットを有効又は無効にするために、並びにユーザによるリクエストに応じて、リザーブされたスロット番号がAC停電の状態、及びDU/CUによって受信された該状態についてのデータに基づくチャネルトラフィックの減少の内の少なくとも1つに応答する各スロット構成期間における使用のために幾つかのミニスロットをリザーブするために、適応ミニスロット管理を動作させるためのシステム及び方法を提供することが望ましい。 It is desirable to provide a system and method for operating adaptive minislot management to monitor power and channel traffic at multiple cell sites within a network, to enable or disable sets of minislots within a downlink (DL) pattern and an uplink (UL) pattern including at least two concatenated patterns that are periodically repeated together in a slot configuration period for New Radio (NR) communications by users at cell sites within the network, and, upon request by a user, to reserve several minislots for use in each slot configuration period, where the reserved slot numbers are responsive to at least one of an AC power outage condition and a reduction in channel traffic based on data regarding that condition received by the DU/CU.
ミニスロットの初期のセットが電力の損失について受信されたデータに応答して有効になるミニスロット構成期間毎のUL送信及びDL受信パターンについてUEに動的に通知するために、及びネットワークのセルサイトを監視するDU/CUからのミニスロットにおけるチャネルトラフィックを削減するために、ミニスロット割り当てによってUEをスケジューリングする場合に使用するためのミニスロットのセットを初期化するシステム及び方法を提供することが望ましい。また、各時間ドメインスケジューリング期間で有効になる選択された数のミニスロットに対する時間ドメインスケジューリング期間のセットを適用することによって、ミニスロット構成期間の周波数を変更することを介してスロット時間を短縮することによりUL及びDL送信の電力消費を削減するために、時間ドメインベースのスケジュールを実装することが望ましい。 It is desirable to provide a system and method for initializing a set of minislots for use when scheduling a UE through minislot assignments, to dynamically inform a UE about UL transmission and DL reception patterns for each minislot configuration period, in which an initial set of minislots becomes effective in response to received data about power loss, and to reduce channel traffic in the minislots from a DU/CU monitoring network cell site. It is also desirable to implement a time-domain based schedule to reduce power consumption of UL and DL transmissions by shortening slot time through changing the frequency of the minislot configuration period by applying a set of time-domain scheduling periods for a selected number of minislots that become effective in each time-domain scheduling period.
セルサイト(すなわち、ノード)において適応可能な帯域幅制御及びスライスの提供を実装することによって、又は劣化したRF無線サービスが現在の条件下で実装され得る否かの評価に基づいてRF無線送信機の動作モードを変更するために、自動化されたシステムがアンテナの現在のトラフィック負荷の調査に基づいてコンポーネントを再構成することを可能にすることによって、電力消費のスマートな管理を可能にする基地局コンポーネントの動作管理のためのシステム及び方法を提供することが望ましい。可能であれば、RF EMS又はオーケストレーションシステムは、RF無線の入力電力要件を下げるためのワークフローを実行するであろう。これは、現在の電力消費を削減し得、RF無線/アンテナがバックアップUPS電力モードで動作し得、サービスを提供し得る時間の増加をもたらし得る。 It is desirable to provide a system and method for operational management of base station components that enables smart management of power consumption by implementing adaptive bandwidth control and slicing at the cell site (i.e., node), or by allowing an automated system to reconfigure components based on an examination of the antenna's current traffic load to change the RF radio transmitter's operating mode based on an assessment of whether degraded RF radio service can be implemented under current conditions. Where possible, the RF EMS or orchestration system would execute workflows to lower the input power requirements of the RF radio. This could reduce current power consumption and increase the amount of time the RF radio/antenna can operate and provide service in backup UPS power mode.
オペレータが幾つかのスライスの提供を終了し、より優先順位の高いスライスのみを継続することを選択し得るプロセスを実装することが望ましい。DU/CU、DU/CU、又はNFMFによる無線AC電源の停電の検出はまた、FCAPを介してAC電源の停電を検出し得、ソリューションをアクティブにし得る。AC電源の停電中、RANは、制御ユニット(DU:分散ユニット又はCU:集約ユニット)に通知するであろう。DU/CUは、現在動作中のキャリア内のその他の全てのBWPをシャットダウンしつつ、指定された下位のBWP(例えば、初期のBWP)への全てのユーザトラフィックの移動を開始するであろう。構成に基づいて、DU/CUは、電力消費gNBを最小限にするために、AC電源の停電中又は軽いネットワーク負荷中に、全てのユーザ及び/又はスライスをより小さなBWPに移動させるであろうし、割り当てられたBWPの変更をユーザに通知するであろう。ユーザは、現在のBWPの監視を停止するであろうし、下位のBWPのみを直ぐに追跡し始めるであろう。 It is desirable to implement a process whereby an operator can choose to terminate the provision of some slices and continue only the higher priority slices. Detection of a wireless AC power outage by the DU/CU, DU/CU, or NFMF can also detect the AC power outage via the FCAP and activate the solution. During an AC power outage, the RAN will notify the control unit (DU: distribution unit or CU: aggregation unit). The DU/CU will begin moving all user traffic to a designated lower BWP (e.g., the initial BWP) while shutting down all other BWPs within the currently operating carrier. Based on the configuration, the DU/CU will move all users and/or slices to a smaller BWP during an AC power outage or light network load to minimize power consumption of the gNB and will notify users of the change in assigned BWP. Users will stop monitoring their current BWP and immediately begin tracking only the lower BWP.
マルチキャリア動作では、DU/CUはまた、BWP又はスライスの優先順位設定に基づいて、全てのトラフィックを単一のキャリアに移動させ得る。全ての電力の復旧後又はRANの負荷が増加した後、gNBは、全ての専用BWP又はスライスを再アクティブにし得、ユーザをそれらの個別のBWP又はスライスにシームレスに移動させ得る。マルチユーザMIMO(MU-MIMO)動作ではUEへの帯域幅割り当てが削減される。RANスケジューラが、MU-MIMO動作で動作し、全てのサービングユーザが同じ下位のPRBに割り当てられ得ると判定した場合、DU/CUはその他のサブキャリアでの送信をオフにし得、それによって電力の節約をもたらす。MU-MIMOに対する下位のPRB割り当ては、BWP及び/又はスライシングの事前定義された優先順位に基づいて優先付けられ得る。 In multi-carrier operation, the DU/CU may also move all traffic to a single carrier based on BWP or slice priority settings. After full power restoration or increased RAN load, the gNB may reactivate all dedicated BWPs or slices and seamlessly move users to their individual BWPs or slices. In multi-user MIMO (MU-MIMO) operation, bandwidth allocation to UEs is reduced. When the RAN scheduler operates in MU-MIMO operation and determines that all serving users can be assigned to the same lower-order PRB, the DU/CU may turn off transmissions on other subcarriers, thereby saving power. Lower-order PRB allocations for MU-MIMO may be prioritized based on predefined priorities of BWPs and/or slicing.
動作中のRF無線の電力消費を削減するために、RF無線により検出された入力商用電源レベルの変化又は中断のフィードバックメッセージに応答して、RF無線の入力電力設定で必要なレベルを変更することが望ましい。RF無線の動作電力設定は、アンテナ受信とRF無線送信機との通信時間の延長された動作時間を提供するために、アンテナ/無線で利用可能なRFサービスの判定を含む、即時の動作要件に基づいて低減される。 To reduce power consumption of an operating RF radio, it is desirable to change the input power setting of the RF radio to a required level in response to a feedback message of a change or interruption in the input utility power level detected by the RF radio. The operating power setting of the RF radio is reduced based on immediate operating requirements, including a determination of RF service available at the antenna/radio, to provide extended operating time for antenna reception and communication time with the RF radio transmitter.
劣化したRF無線サービスが現在の条件下で実装され得るか否かの評価に基づいてRF無線送信機の動作モードを変更するために、自動化されたシステムがアンテナの現在のトラフィック負荷の調査に基づいてコンポーネントを再構成することが可能であることが望ましい。可能であれば、RF EMS又はオーケストレーションシステムは、RF無線の入力電力要件を下げるためのワークフローを実行するであろう。これは、現在の電力消費を削減し得、RF無線/アンテナがバックアップUPS電力モードで動作し得、サービスを提供し得る時間の増加をもたらし得る。 It is desirable for an automated system to be able to reconfigure components based on an examination of the antenna's current traffic load to change the RF radio transmitter's operating mode based on an assessment of whether degraded RF radio service can be implemented under current conditions. If possible, the RF EMS or orchestration system would execute a workflow to lower the RF radio's input power requirements. This could reduce current power consumption and increase the amount of time the RF radio/antenna can operate and provide service in backup UPS power mode.
動作中のセル(すなわち、gNBノード)のRF無線が基地局への入力において商用電源の低下又は中断を被った場合に、RF無線の現在の消費を削減するために商用電源の喪失を補償するように運用システムが変更されるシステム及び方法を提供することが望ましい。 It is desirable to provide a system and method whereby, when the RF radio of an operating cell (i.e., a gNB node) experiences a degradation or interruption of the utility power supply at the input to the base station, the operational system is modified to compensate for the loss of utility power supply in order to reduce the current consumption of the RF radio.
無線移動通信技術は、送受信基地局(BTS)と無線移動デバイスとの間でデータを送信するために様々な規格とプロトコルとを使用する。多数のスモールセルの配備は、第5世代(5G)セルラーネットワークではエネルギー効率の高い電力管理ソリューションの必要性を提示する。massive多重入力多重出力(MIMO)は送信電力を削減するであろうが、計算コストをもたらすだけでなく、必要な計算についても、送信のための入力電力要件は、5Gスモールセルネットワークの(特に、バックアップモードで動作する場合の)電力エネルギー効率の重要な要因になり得る。LTEシステムの3GPP無線アクセスネットワーク(RAN)では、BTSは、ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)におけるevolved Node B(enhanced Node B、eNodeB、又はeNBとも一般的に称される)と無線ネットワークコントローラ(RNC)との組み合わせであり得、ユーザ機器(UE)として知られる無線移動デバイスと通信する。ダウンリンク(DL)送信は、BTS(又はeNodeB)から無線移動デバイス(又はUE)への通信であり得、アップリンク(UL)送信は、無線移動デバイスからBTSへの通信であり得る。 Wireless mobile communication technologies use various standards and protocols to transmit data between base transceiver stations (BTSs) and wireless mobile devices. The deployment of numerous small cells presents a need for energy-efficient power management solutions in fifth-generation (5G) cellular networks. While massive multiple-input multiple-output (MIMO) will reduce transmission power, it also introduces computational costs. The input power requirements for transmission can be a significant factor in the power-energy efficiency of 5G small cell networks, especially when operating in backup mode. In the 3GPP radio access network (RAN) of an LTE system, the BTS may be a combination of an evolved Node B (also commonly referred to as an enhanced Node B, eNodeB, or eNB) and a radio network controller (RNC) in the universal terrestrial radio access network (UTRAN), which communicates with wireless mobile devices known as user equipment (UE). Downlink (DL) transmissions may be communications from a BTS (or eNodeB) to a wireless mobile device (or UE), and uplink (UL) transmissions may be communications from a wireless mobile device to a BTS.
基地局(BS)の電力消費は、送信電力、計算電力、及び基地局動作のための電力の3つに分類される。送信電力は、ワイヤレス信号の変更、すなわち、ベースバンド信号とワイヤレス無線信号との間の信号変換を実施するパワーアンプ(PA)及びRFチェーンによって使用される電力である。計算電力は、BSのデジタルシングル処理機能、管理、制御機能と、コアネットワークとBSとの間の通信機能とを含むベースバンドユニット(BBU)で消費されるエネルギーを表す。これらの動作は全てソフトウェアによって実行され、半導体チップで実現される。追加の電力は、BSの動作を維持するために消費される電力を表す。より具体的には、追加の電力は、電力網から主電源への交換で失われる電力、異なる直流-直流(DC-DC)電源間の交換で失われる電力、及びBSでのアクティブ冷却のために消費される電力を含む。 Base station (BS) power consumption is divided into three categories: transmit power, computational power, and power for base station operation. Transmit power is the power used by the power amplifier (PA) and RF chain, which perform wireless signal conversion, i.e., signal conversion between baseband signals and wireless radio signals. Computational power represents the energy consumed by the baseband unit (BBU), which contains the BS's digital single processing, management, and control functions, as well as the communication functions between the core network and the BS. All of these operations are performed by software and implemented on semiconductor chips. Additional power represents the power consumed to maintain BS operation. More specifically, additional power includes the power lost in switching from the power grid to the mains power supply, the power lost in switching between different direct current-to-direct current (DC-DC) power sources, and the power consumed for active cooling at the BS.
自然災害、計画停電等の結果として、今日のネットワークでは電源の喪失及び停電が一般的になっている。基地局は、バックアップ電源(例えば、バッテリ)を含み、バックアップ電源のこれらの形態は、長時間のAC電源の停電中に十分な電力を供給しないことがあり、商用の無線通信サービスの使用は、ユーザのニーズ及び/又は要望に起因して増加し得る。 Power losses and outages are common in today's networks as a result of natural disasters, planned power outages, etc. Base stations include backup power sources (e.g., batteries), and while these forms of backup power may not provide sufficient power during extended AC power outages, the use of commercial wireless communication services may increase due to user needs and/or desires.
物理ノード又はネットワークノードは、アクセスノード(例えば、無線分散ユニット)又は非アクセスノード(例えば、サーバ及びルータ)を表す一方、物理リンクは、2つの物理ノード間の光ファイバーリンクを表す。あらゆる物理ノードは、セルサイトの負荷特性を定義する利用可能なリソースのセット、すなわち、計算(CPU)、メモリ(RAM)、及びストレージによって特徴付けられる。各物理リンクは、帯域幅容量と、フローが該リンクを通過するのに必要な時間であるレイテンシ値とによって特徴付けられる。最後に、物理ノード及びリンクの両方は、利用可能なリソースのタイプ毎に、関連する利用電力要件を有する。 A physical node or network node represents an access node (e.g., a wireless distribution unit) or a non-access node (e.g., a server and a router), while a physical link represents a fiber optic link between two physical nodes. Every physical node is characterized by a set of available resources, namely, computation (CPU), memory (RAM), and storage, that define the load characteristics of the cell site. Each physical link is characterized by a bandwidth capacity and a latency value, which is the time required for a flow to traverse the link. Finally, both physical nodes and links have associated utilization power requirements for each type of available resource.
BSへの電力供給は、充電のためにバックアップバッテリ又はバックアップバッテリのセットに供給される公称測定DC電圧48(すなわち、直流電圧(VDC))に整流及び調整される。整流器ユニットは、商用電源の中断又は障害のケースにバッテリをフル充電して準備を整えるための回路を含む。フル充電時、バックアップバッテリは50ボルト付近の電圧に保たれる。また、ベンダ/オペレータは、一般的な48V設定ではなく、-24VのDC電圧又はその他のDC電圧設定を選択し得る。一般的に、顧客の要件毎のバッテリパックパラメータは、100W(このケースでは、電力はRU電力消費毎に計算され、可変量である)ACシステム、フル負荷で約150分間持続し得る48.1V/65Ahバッテリ下で2時間の作業時間又はその他のオペレータバックアップ時間設定のオーダにある(例えば、オペレータは、要望に応じて又は動作の必要に応じて、2時間のバッテリバックアップ、4時間、又は8時間・・・を選択し得る)。 The power supply to the BS is rectified and regulated to a nominal measured DC voltage of 48 (i.e., voltage direct current (VDC)), which is supplied to a backup battery or set of backup batteries for charging. The rectifier unit includes circuitry to keep the battery fully charged and ready in case of a utility power interruption or failure. When fully charged, the backup battery is maintained at a voltage near 50 volts. Additionally, the vendor/operator may select a DC voltage of -24V or other DC voltage setting rather than the common 48V setting. Typically, battery pack parameters per customer requirements are on the order of 2 hours of operation time or other operator backup time setting under a 100W (in this case, power is calculated per RU power consumption and is a variable amount) AC system, a 48.1V/65Ah battery that can last approximately 150 minutes at full load (e.g., the operator may select 2 hours of battery backup, 4 hours, or 8 hours, etc., depending on their desires or operational needs).
基地局は、通常、DC/DCコンバータによって24V又は12Vに降圧する48Vの入力電源を使用し、これは、各モジュールのDC電圧レベルに合わせて減少し得る。 Base stations typically use a 48V input power supply that is stepped down to 24V or 12V by a DC/DC converter, which can be reduced to match the DC voltage level of each module.
3GPP仕様では、UEの受信及び送信帯域幅は、BWPと称される合計セル帯域幅のサブセットに調節され得る。帯域幅は、電力削減のために低アクティビティの期間中に縮小するように構成され得、様々なサービスを可能にするために帯域幅の位置も変更され得る。例示的な実施形態では、構成されたBWPの内の何れが現在アクティブなBWPであるかがUEに通知されたBWPを用いてUEを構成することによって、帯域幅適応は達成され得る。 In 3GPP specifications, the UE's reception and transmission bandwidth may be adjusted to a subset of the total cell bandwidth, referred to as the BWP. The bandwidth may be configured to shrink during periods of low activity to reduce power, and the location of the bandwidth may also be changed to enable different services. In an exemplary embodiment, bandwidth adaptation may be achieved by configuring the UE with a BWP, informing the UE which of the configured BWPs is the currently active BWP.
図1は、任意の数のUEデバイス110にネットワーク105へのアクセスを提供する複数のセル121、122、123を含む5G又はその他のデータネットワーク100のグラフィック表現を示す。簡単にするために、図1は1つのユーザ機器(UE)デバイス110のみを示しているが、実際には、本明細書に説明する概念は、任意の数のデバイス110及び/又はセル121~123を含む環境100、並びに帯域幅を異なるスライスに割り当て、必要に応じてその他のタスクを実施するための任意の種類のネットワークアーキテクチャをサポートするようにスケーリングされ得る。 FIG. 1 shows a graphical representation of a 5G or other data network 100 including multiple cells 121, 122, 123 providing access to a network 105 for any number of UE devices 110. For simplicity, FIG. 1 shows only one user equipment (UE) device 110, but in practice, the concepts described herein may be scaled to support an environment 100 including any number of devices 110 and/or cells 121-123, as well as any type of network architecture for allocating bandwidth to different slices and performing other tasks as needed.
図1の例では、携帯電話又はその他のユーザ機器(UE)デバイス110は、適切なアクセスセル121、122、123を介してネットワーク105に接続しようと適切に試みる。説明する例では、各セル121は、基地局コントローラ131、基地局トランシーバ138、ノード140、RF無線135、無線ネットワークコントローラ142の送信のためのコンポーネント、アンテナインターフェース132とアンテナ133との連結コンポーネント、並びに商用電源インターフェース150、バッテリ回路154とUPS又はバッテリ156とのバックアップ電源152の電力コンポーネントを含む。 In the example of FIG. 1, a mobile phone or other user equipment (UE) device 110 suitably attempts to connect to the network 105 via an appropriate access cell 121, 122, 123. In the illustrated example, each cell 121 includes components for transmitting a base station controller 131, a base station transceiver 138, a node 140, an RF radio 135, a radio network controller 142, a coupling component between an antenna interface 132 and an antenna 133, and power components for a mains power interface 150, a battery circuit 154, and a backup power source 152 with a UPS or battery 156.
商用電源インターフェース150は、公共事業体又はその他の供給源から電力AC電源を受け取り得る。アンテナ133及びアンテナインターフェース132は、UE110への信号を制御する。無線ネットワークコントローラ142は、USP156の電力消費を削減するために電力使用を節約するために、RF無線135を介してRF送信出力を制御し得る。通信ビットレートを低減することによって、RF電力はデシベル(“dB”)単位で低減され得る。また、ステップ削減が実装され得る。バッテリ回路154は、UPS156からの出力電力を複数のレベルで切り替え得る整流器タイプのスイッチとして構成され得る。基地局コントローラ138は、基地局138によって引き出される電力を制御するための電力制御機構を含み得る。また、基地局コントローラ138は、複数のスモールセル121、122、及び123の電力入力電力レベル、並びにノード140及びノード(gNB)のスライス内のリソースに接続されるUE110の数を変更するために、フロントエンドでAC電源の停電又は中断を確認し得る電力管理システム170と無線で通信し得る。 The utility power interface 150 may receive AC power from a utility or other source. The antenna 133 and antenna interface 132 control signals to the UE 110. The radio network controller 142 may control RF transmit power via the RF radio 135 to conserve power usage to reduce the power consumption of the UPS 156. By reducing the communication bit rate, the RF power may be reduced in decibels ("dB"). Step reduction may also be implemented. The battery circuit 154 may be configured as a rectifier-type switch that can switch the output power from the UPS 156 between multiple levels. The base station controller 138 may include a power control mechanism for controlling the power drawn by the base station 138. The base station controller 138 may also wirelessly communicate with a power management system 170 that may identify AC power outages or interruptions at the front end in order to change the power input power levels of the multiple small cells 121, 122, and 123, as well as the number of UEs 110 connected to the node 140 and resources within a slice of the node (gNB).
例示的な実施形態では、UE110は、ダウンリンク及びアップリンクに対して最大4つのBWPで構成され得るが、所与の時点で、ダウンリンクに対して1つのBWP及びアップリンクに対して1つのBWPのみがアクティブである。BWPは、UE110の各々が狭い帯域幅で動作することが可能であるように構成され得、ユーザがより多くのデータ(バーストトラフィック)を要求する場合、全帯域幅を有効にするようにgNBに通知し得る。gNBがBWPを構成する場合、それは、パラメータ:BWP Numerology(u)BWP帯域幅サイズ周波数位置(NR-ARFCN)、CORESET(制御リソースセット)を含む。ダウンリンクの場合、UEは、アクティブな帯域幅部分の外側でPDSCH、PDCCH、CSI-RS、又はTRSを受信することが予期されない。各DL BWPは、UE固有検索空間(USS)を有する少なくとも1つのCORESETを含むが、プライマリキャリアの構成されたDL BWPの内の少なくとも1つは、共通検索空間(CSS)を有する1つのCORESETを含む。アップリンクの場合、UE110は、アクティブな帯域幅部分の外側でPUSCH又はPUCCHを送信すべきではない。UE110は、関連するヌメロロジーを有するアクティブなBWPのために構成された周波数範囲内でのみ受信及び送信することが予期される。しかしながら、例外があり、UEは無線リソース管理(RRM)測定を実施し得、測定ギャップを介してそのアクティブなBWPの外側でサウンディング基準信号(SRS)を送信し得る。 In an exemplary embodiment, UE 110 may be configured with up to four BWPs for the downlink and uplink, but only one BWP for the downlink and one BWP for the uplink is active at any given time. The BWPs may be configured so that each UE 110 is capable of operating at a narrow bandwidth and may notify the gNB to enable full bandwidth if the user requests more data (bursty traffic). When the gNB configures a BWP, it includes the following parameters: BWP Numerology (u), BWP Bandwidth Size, Frequency Location (NR-ARFCN), CORESET (Control Resource Set). For the downlink, the UE is not expected to receive PDSCH, PDCCH, CSI-RS, or TRS outside the active bandwidth portion. Each DL BWP includes at least one CORESET with a UE-specific search space (USS), but at least one of the configured DL BWPs of the primary carrier includes one CORESET with a common search space (CSS). For the uplink, the UE 110 should not transmit PUSCH or PUCCH outside the active bandwidth portion. The UE 110 is expected to receive and transmit only within the frequency range configured for the active BWP with the associated numerology. However, there are exceptions: the UE may perform radio resource management (RRM) measurements and transmit sounding reference signals (SRS) outside its active BWP via measurement gaps.
例示的な実施形態では、無線ネットワークコントローラ131は、内部に含まれるプロセッサによる実行のためのデバイスのメモリ、ハードドライブ、又はその他の非一時的ストレージ内に格納されたコンピュータ実行可能命令で実装されたロジックを実装し得る。また、無線ネットワークコントローラ131は、ダウンリンク及びアップリンクチャネル処理のためのリモート無線ユニット(RRU)160で構成され得る。RRU160は、物理通信リンクを介して基地局コントローラ131のベースバンドユニット(BBU)139と通信し、エアインターフェースを介して無線移動デバイスと通信するように構成され得る。 In an exemplary embodiment, the radio network controller 131 may implement logic implemented in computer-executable instructions stored in the device's memory, hard drive, or other non-transitory storage for execution by a processor included therein. The radio network controller 131 may also be configured with a remote radio unit (RRU) 160 for downlink and uplink channel processing. The RRU 160 may be configured to communicate with the base station controller's 131 baseband unit (BBU) 139 via a physical communication link and with wireless mobile devices via an air interface.
様々な代替の実施形態では、基地局138は、2つの部分、ベースバンドユニット(BBU)139及びリモートラジオヘッド(RRH)141に分離され得、ベースバンド処理機能をマスター基地局175に集中させつつ、ノード(gNB)に対するネットワークアクセスポイント(RRH)の数を維持又は増加させるためにネットワークオペレータを提供する。マスタC-RAN基地局175を使用して、電力管理システム170は、複数のセル(121、122、及び123)の電力レベルの接線における動作を調整するように指示され得る。 In various alternative embodiments, the base station 138 may be separated into two parts, a baseband unit (BBU) 139 and a remote radio head (RRH) 141, allowing the network operator to maintain or increase the number of network access points (RRHs) for a node (gNB) while centralizing baseband processing functions in the master base station 175. Using the master C-RAN base station 175, the power management system 170 may be instructed to coordinate the operation of the power levels of multiple cells (121, 122, and 123) at the same time.
図2は、様々な実施形態に従ったスマート帯域幅(BW)アダプタコントローラのスマート帯域幅適応コールフローの例示的なフロー図である。図2では、最初にステップ5において、スマートBW制御が有効にされ、又はAC電源の停電又は軽いネットワーク負荷に対するオン状態の監視に常に設定される。ステップ10において、BWアダプタコントローラによる検出は、AC電源の停電又は軽いネットワーク負荷の状態変化が発生しているか否かに関して行われる。例えば、無線データネットワーキング環境における基地局電力管理システムの商用電源の中断又は障害、又は5Gネットワークに接続された分散ユニット(DU)又は集約ユニット(CU)によるNew Radio AC電源の停電検出に応答する基地局の電力管理のためのフィードバック通信ループ。 Figure 2 is an exemplary flow diagram of a smart bandwidth adaptation call flow for a smart bandwidth (BW) adapter controller according to various embodiments. In Figure 2, initially in step 5, smart BW control is enabled or set to always monitor for AC power outages or light network loads. In step 10, detection by the BW adapter controller is performed as to whether a state change of AC power outage or light network load has occurred. For example, a feedback communication loop for base station power management in response to a utility power interruption or failure in a base station power management system in a wireless data networking environment, or New Radio AC power outage detection by a distribution unit (DU) or aggregation unit (CU) connected to a 5G network.
分散ユニット(DU)又は集約ユニット(CU)又は管理機能(NFMF)はまた、Fault,Configuration,ACcounting,PeRFormance,Security(FCAPS)のネットワークモデルを使用することによってAC電源の停電を検出し得、適切なソリューションをアクティブにし得る。例えば、AC電源の停電中、RF無線は、コントロールユニットDU/CUに通知するであろうし、DU/CUユニットは、現在動作中のキャリアのその他のBWPの全て又は殆ど全てをシャットダウンしつつ、指定された下位のBWP(例えば、初期のBWP)への全て又はほぼ全てのユーザトラフィックの移動を開始するであろう。 The distribution unit (DU) or aggregation unit (CU) or management function (NFMF) may also detect AC power outages by using the Fault, Configuration, AC counting, Performance, and Security (FCAPS) network model and activate appropriate solutions. For example, during an AC power outage, the RF radio will notify the control unit DU/CU, and the DU/CU unit will begin moving all or nearly all user traffic to a designated subordinate BWP (e.g., the initial BWP) while shutting down all or nearly all other BWPs of the currently operating carrier.
次に、AC電源の停電又はノードにおける軽いネットワーク負荷があると判定された場合、ステップ15において、小さなBWPが初期化されるであろう。初期のアクティブな小さなBWPは、RRC接続の確立中又は確立後にUEがBWPで明示的に設定されるまでの初期のアクセス中のUE用である。初期のアクティブなBWPは、特に設定されない限り、デフォルトのBWPである。 Next, if it is determined that there is an AC power outage or light network load at the node, a small BWP will be initialized in step 15. The initial active small BWP is for the UE during initial access until the UE is explicitly configured with a BWP during or after RRC connection establishment. The initial active BWP is the default BWP unless otherwise configured.
ステップ20において、ユーザを小さなBWPに移動させ、又は割り当てる。例えば、ネットワーク構成に基づいて、DU/CUは、電力消費を最小限にするために、AC電源の停電中又は軽いネットワーク負荷中に、全て又はほぼ全てのユーザ及び/又はスライスをより小さなBWPに移動させ得る。gNBは、割り当てられたBWPの変更をUEに通知するであろう。UEは、現在のBWPの監視を停止するであろうし、下位のBWPのみをすぐに監視するように切り替えるであろう。マルチキャリア動作では、DU/CUはまた、BWP及び/又はスライスの優先順位設定に基づいて、全てのトラフィックを単一のキャリアに移動させ得る。 In step 20, users are moved or assigned to smaller BWPs. For example, based on network configuration, the DU/CU may move all or nearly all users and/or slices to smaller BWPs during AC power outages or light network loads to minimize power consumption. The gNB will notify the UE of the change in assigned BWP. The UE will stop monitoring the current BWP and immediately switch to monitoring only the lower BWP. In multi-carrier operation, the DU/CU may also move all traffic to a single carrier based on BWP and/or slice priority settings.
より広い帯域幅からの減少はピークに直接影響を与え、ユーザはデータレートを経験している。構成されたCBWよりも小さなBWでUEを動作させることによって、電力を削減しながら、広帯域動作のサポートを可能にし得る。ステップ25において、適応帯域幅モジュールは、AC電源の停電又は軽いネットワーク負荷を監視し続け、商用電源が再開された場合、ステップ35において、BWPはチャネル全体に対して回復している。全電源の復旧後又はRANの負荷が増加した後、gNBは、全ての専用BWP及び/又はスライスを再アクティブにし得、ユーザをそれらの個別のBWP及び/又はスライスにシームレスに移動させ得る。 The reduction from a wider bandwidth directly impacts the peak and data rate experienced by the user. Operating the UE at a smaller BW than the configured CBW may enable support for wideband operation while reducing power. In step 25, the adaptive bandwidth module continues to monitor for AC power outages or light network load, and if commercial power resumes, in step 35, BWPs are restored for the entire channel. After full power is restored or RAN load increases, the gNB may reactivate all dedicated BWPs and/or slices and seamlessly move users to their individual BWPs and/or slices.
ステップ40において、通常動作が再び再開され、電力消費レベルが上げられる。或いは、ステップ25において、AC電源の停電又は軽いネットワーク負荷があると依然として判定された場合、ステップ30において、チャネルBW全体に対する全てのBWPで通常動作の復旧を遅らせるためにフィードバック動作が発生する。ノードは、小さなBWPで構成された制限付きの動作状態に依然として置かれ、BW適応ユニットは、商用電源の再開又は負荷の増加を待ち続ける。 In step 40, normal operation is resumed again and the power consumption level is increased. Alternatively, if step 25 still determines that there is an AC power outage or light network load, then in step 30, a feedback action occurs to delay the restoration of normal operation in all BWPs for the entire channel BW. The node remains in a limited operating state configured with a small BWP, and the BW adaptation unit continues to wait for the utility power to resume or the load to increase.
RANスケジューラが、MU-MIMO動作で動作し、現在サービスを提供しているユーザの全て又はほぼ全てが同じ下位の物理リソースブロック(PRB)に割り当てられ得ると判定した場合、帯域幅の縮小動作と対応するUEへの割り当てとは、マルチユーザMIMO(MU-MIMO)動作でも発生し得る。このケースでは、DU/CUユニットは、他のサブキャリアで発生している現在の送信を遮断し得(すなわち、各PRBは最大12個のサブキャリアで構成され得)、BSの電力の節約ももたらすであろう。MU-MIMOに対する下位のPRB割り当ても、アクティブなBWP及び/又は事前定義されたスライスの優先順位に基づいて優先付けられ得る。 Bandwidth reduction operations and corresponding allocations to UEs may also occur in multi-user MIMO (MU-MIMO) operation if the RAN scheduler determines that all or nearly all currently serving users operating in MU-MIMO operation can be assigned to the same lower-level physical resource block (PRB). In this case, the DU/CU units may block current transmissions occurring on other subcarriers (i.e., each PRB may consist of up to 12 subcarriers), which may also result in BS power savings. Lower-level PRB allocations for MU-MIMO may also be prioritized based on the active BWP and/or predefined slice priorities.
図3は、様々な実施形態に従ったスマート帯域幅(BW)アダプタコントローラのスマート帯域幅適応コールフローの例示的なフロー図である。図3では、ステップ305において、スマートBW適応コールフローにおいて、図2と同様に、BWアダプタコントローラが開始され、ステップ310において、AC電源の停電又はノードで動作している軽いネットワーク負荷の状態変化が発生しているか否かが判定される。判定が肯定的である場合、ステップ315において、初期化スライス再割り当てプロセスが行われる。ステップ320において、様々なスライスが、それらの現在のスライス割り当てから小さなBWPに再割り当てされる。ネットワークスライシングは、各アクティブスライスが個別のBWPに関連付けられるように構成され、これは、事前設定されたスライス制御とBWPアソシエーションとによってUEがgNBにアクセスすることによって電力消費を削減するために、AC電源の停電中又は軽いネットワーク負荷中に、スケジューリングされた順序で各アクティブスライスをBWPに体系的に自動転送することを可能にする。 FIG. 3 is an exemplary flow diagram of a smart bandwidth (BW) adapter controller smart bandwidth adaptation call flow according to various embodiments. In FIG. 3, the smart BW adaptation call flow begins in step 305, similar to FIG. 2, and determines in step 310 whether an AC power outage or a change in the state of a light network load operating on the node has occurred. If the determination is affirmative, an initialization slice reallocation process occurs in step 315. In step 320, various slices are reallocated from their current slice allocation to smaller BWPs. Network slicing is configured such that each active slice is associated with a separate BWP, which enables the UE to systematically automatically transfer each active slice to a BWP in a scheduled order during an AC power outage or light network load to reduce power consumption by accessing the gNB through pre-configured slice control and BWP association.
例えば、オペレータは、ネットワーク内の又はノードにおける全てのアクティブスライスをより小さなBWPにマージすることを選択し得る。オペレータは、BWを構成する各BWPのプロファイル、設定等を定義し、電力の中断、AC電源の停電、軽いネットワーク負荷等中に割り当てるための代替的スライスマッピングも定義することを選択し得、これは、完全なBWが必要ない場合又は電力の節約が要望される場合にこうした条件で使用するために定義され得る複数のBWPがある場合に役立ち得る。提供又は選択は、一度に全て増分的に割り当てられ得、同様の方法で通常動作にも再割り当てられ得る。オペレータはまた、必要に応じて幾つかのスライスの提供を終了し、使用されるプレミアム、又はプレミアム及び非プレミアムの両方によるアクセスのために、ある一定のより優先順位の高いスライスのみを引き続き有効にすることを選択し得る。更に、使用法は、事前設定された期間全体に対して選択され得、又はユーザセットを選択するための所与の期間に対して構成され得る。ステップ32において、図2のようなBWコントローラアダプタは、商用電源が復旧していないか否かをチェックし続け、復旧していない場合、ステップ330を介して、電源又は負荷動作の低減のために選択された構成されマッピングされたスライスで続行する。ステップ335において、商用電源が再開される、又は負荷がある一定の閾値を超えて増加すると、以前の全てのスライス、又は以前の制限なしで有効にされ得る全てのスライスが回復させられるであろうし、通常の動作が全てのUEの所与のアクセスに回復させられるであろう。 For example, an operator may choose to merge all active slices in a network or at a node into a smaller BWP. The operator may choose to define profiles, settings, etc. for each BWP that makes up the BW, and also define alternative slice mappings for allocation during power interruptions, AC power outages, light network loads, etc. This may be useful when there are multiple BWPs that can be defined for use in such conditions when the full BW is not needed or power conservation is desired. Provisioning or selection may be incrementally allocated all at once and re-allocated in a similar manner for normal operation. The operator may also choose to terminate provisioning of some slices as needed, and continue to enable only certain higher priority slices for premium use or both premium and non-premium access. Furthermore, usage may be selected for an entire preset period or configured for a given period to select a set of users. In step 32, the BW controller adapter as in FIG. 2 continues to check whether utility power has been restored, and if not, continues with the configured and mapped slices selected for reduced power or load operation via step 330. In step 335, if the utility power is restored or the load increases beyond a certain threshold, all previous slices, or all slices that could be enabled without the previous restriction, will be restored and normal operation will be restored to all UEs given access.
図4は、様々な例示的な実施形態に従ったミニスロット割り当て及び適応コールフローのための例示的なスマートスケジューラのAC電源の停電前及び後のミニスロット構成の機能図を説明する。様々な例示的な実施形態において、図4では、ネットワーク400は、410でのAC電源の停電又は軽い負荷に応答して、様々なUEからのUL及びDLリクエストに所望のDL/UL送信パターンを提供し得る。図4において、例示的な実施形態では、gNB(すなわち、RAN+DU/CU)によるデータ割り当てのための初期のアクセス中のUEの使用が可能になる全てのスロットでデータをスケジューリングする、AC電源の停電前にスケジューラユニットに結合されたデフォルトBWP構成を有する動作キャリア(例えば、20MHz)が示されている。AC電源の停電が発生する、又は負荷が軽く、幾らかのチャネルが使用されていない場合、420において、スロット構成期間である一定のミニスロットを有効及び無効にするために、ミニスロットアルゴリズムが有効になる。前述のように、ミニスロットは、通常のスロット構成で2つ、4つ、又は7つのOFDMシンボルを占め、データ送信で低レイテンシを実現するのに役立ち得る。PDSCHチャネルはDLユーザデータを搬送するために使用され、5Gチャネルタイプは、アップリンク及びダウンリンクで使用される論理チャネル及びトランスポートチャネルをそれらの間のマッピングでカバーする。420におけるミニスロットスケジューリングに応答して、425におけるアップリンクチャネル、及び430におけるダウンリンクチャネル430では、ミニスロットの数は削減される。同様に、ダウンリンクチャネルでも、ミニスロットの数は削減され得る。すなわち、スケジューラはある一定のミニスロットのみを有効にする。435において、ネットワークは、AC電源の停電又は軽負荷が継続しているか否かを再度判定する。そうでない場合、アプリケーションは、通常のスロット動作を回復させるために元に戻り(450)、有効にされていないミニスロットが有効にされ、通常のスロット動作のためのチャネルが回復させられる。ミニスロット数を削減することによって、UEがメッセージを受信するまでの時間を短縮し、送信の待機時間(レイテンシの受信及び待機時間)を短縮する。接続状態のUE比例時間は、最後のパケットを受信又は送信した後に短縮される。この後、UEはアイドル状態に移行するため、UEの電力消費は削減される(すなわち、UEによる接続レイテンシ時間のトレードオフ)。 FIG. 4 illustrates a functional diagram of minislot configuration before and after an AC power outage of an exemplary smart scheduler for minislot allocation and adaptive call flows according to various exemplary embodiments. In various exemplary embodiments, in FIG. 4, the network 400 may provide desired DL/UL transmission patterns for UL and DL requests from various UEs in response to an AC power outage or light load at 410. In FIG. 4, an exemplary embodiment shows an operating carrier (e.g., 20 MHz) with a default BWP configuration coupled to the scheduler unit before the AC power outage, which schedules data in all slots available for use by the UE during initial access for data allocation by the gNB (i.e., RAN + DU/CU). When an AC power outage occurs or the load is light and some channels are not in use, a minislot algorithm is enabled at 420 to enable and disable certain minislots during the slot configuration period. As mentioned above, a minislot occupies two, four, or seven OFDM symbols in a normal slot configuration and can help achieve low latency in data transmission. The PDSCH channel is used to carry DL user data, and the 5G channel type covers the logical channels and transport channels used in the uplink and downlink with mappings between them. In response to minislot scheduling at 420, the number of minislots is reduced in the uplink channel at 425 and the downlink channel at 430. Similarly, the number of minislots can also be reduced in the downlink channel. That is, the scheduler enables only certain minislots. At 435, the network again determines whether the AC power outage or light load continues. If not, the application returns to restore normal slot operation (450), enabling any minislots that were not enabled and restoring the channel for normal slot operation. Reducing the number of minislots reduces the time it takes for the UE to receive a message and reduces the waiting time for transmission (reception and waiting latency). The UE's proportional time in the connected state is reduced after receiving or transmitting the last packet. After this, the UE transitions to the idle state, thereby reducing the UE's power consumption (i.e., trading off connection latency time for the UE).
図5は、一実施形態に従ったネットワーク内で検出された停電に応答してスケジューラ及び制御ユニットによってアクティブチャネルをチョークオフし、ビーム管理し、ネットワークトラフィックをフィルタリングするための電力管理システムの例示的な図を説明する。 FIG. 5 illustrates an exemplary diagram of a power management system for choking off active channels, beam management, and filtering network traffic by a scheduler and control unit in response to a detected power outage in a network according to one embodiment.
様々な例示的な実施形態では、図5において、ネットワーク500は、510における輻輳したチャネルのセットを伴う/伴わないAC電源の停電に応答して、セルサイトで電力を節約するための幾つかのアクションを開始する。例えば、アクションは、515において適応チャネル管理ソリューションを初期化することと、520において適応ビーム管理ソリューションを初期化することと、525において適応ネットワークトラフィック管理を初期化することを含み得る。次に、電力管理アクションは、530において、選択された輻輳したチャネルをチョークすることを含む。負荷の高いチャネルを限られた数のユーザに遮断することで、電力消費が削減される。各チャネルのチョークオフ時に、削減される電力量の対応する関数関係は、制御ユニット又はスケジューラ等によって示され又は検出され、チャネルのチョークアクションは、検出された電力削減に従って測定及び判定される。したがって、トラフィック管理アルゴリズム又はソリューションは、ユーザ間でのみ公平性を保証するためにトラフィック管理を適用するのではなく、各個々のチャネルがチョークされている又は有効になっていないことに基づいてセルサイトにおける電力消費を段階的に削減し、バックアップバッテリの寿命を延ばすために、ユーザ間のチャネル毎のネットワークトラフィックの輻輳レベル等の追加の考慮事項を考慮するであろう。また、540において、ビーム管理は、ネットワークトラフィックの安定した通信を保証するだけではなく、チャネルチョークアクションをより効果的に考慮して様々なMIMOシステムに供給される電力を調整するために、セルサイト全体のビームセットの電力消費を管理する(すなわち、信号対雑音比の電力管理)。MIMOアンテナは、電波の集束ビーム(“ビームフォーミング”)を使用して複数のクライアントと通信する。このことは、データ転送速度と共にチャネル効率を向上させ、干渉の可能性を減少させる。ダウンリンク及びアップリンクの送信及び受信に必要な電力を削減するためのビーム管理。最後に、545において、ネットワークトラフィックはまた、フレームの輻輳及びスロットの使用を最小限にし、それによって電力を節約するためにフィルタリングされ得る。例えば、リアルタイムの音声及びビデオを可能にするため、並びにP2P、ソーシャルネットワーク等のアプリケーションをブロック又は抑制するために、トラフィックシェーピングルールによって基地局における電力消費を削減し得るトラフィックシェーピングが実装される。チャネルが輻輳していない場合、トラフィックレートが低いため、電力消費が削減される。このトラフィックシェーピングは、トラフィックが抑制されているため、トラフィックの負荷が高い間は特に効果的ではなく、ある一定のアプリケーションの使用では、低いトラフィックレートとそれに続くより低い電力消費とを可能にするために、空のサブフレームが依然として残されていないことがある。550において、再び、ネットワークは、輻輳したチャネルトラフィックを伴う/伴わないAC電源の停電が継続しているか否かを判定する。そうではない場合、アプリケーションは、通常のチャネル及びトラフィック動作(565)を回復させるために元に戻り、有効ではない又はチョークされたチャネルは560において有効にされ、トラフィックシェーピングステップにおける任意のフィルタリングされたトラフィックは、もはやそうしたアクションの対象ではない。 In various exemplary embodiments, in FIG. 5, network 500 initiates several actions to conserve power at the cell site in response to an AC power outage with or without a set of congested channels at 510. For example, the actions may include initializing an adaptive channel management solution at 515, initializing an adaptive beam management solution at 520, and initializing adaptive network traffic management at 525. Next, the power management action includes choking selected congested channels at 530. By blocking heavily loaded channels to a limited number of users, power consumption is reduced. Upon choking off each channel, the corresponding functional relationship of the amount of power to be reduced is indicated or detected by a control unit, scheduler, etc., and the choking action for the channel is measured and determined according to the detected power reduction. Therefore, rather than applying traffic management solely to ensure fairness among users, a traffic management algorithm or solution would incrementally reduce power consumption at the cell site based on whether each individual channel is choked or not, and would take into account additional considerations such as the level of network traffic congestion per channel among users to extend backup battery life. Also, at 540, beam management manages the power consumption of beam sets across the cell site not only to ensure stable communication of network traffic, but also to adjust the power supplied to various MIMO systems to more effectively take channel choking actions into account (i.e., signal-to-noise ratio power management). MIMO antennas communicate with multiple clients using focused beams of radio waves ("beamforming"), which improves channel efficiency along with data rates and reduces the likelihood of interference. Beam management reduces the power required for downlink and uplink transmission and reception. Finally, at 545, network traffic may also be filtered to minimize frame congestion and slot usage, thereby conserving power. Traffic shaping is implemented, which may reduce power consumption at the base station through traffic shaping rules, for example, to enable real-time voice and video, and to block or throttle applications such as P2P, social networking, etc. When the channel is not congested, power consumption is reduced due to low traffic rates. This traffic shaping is not particularly effective during high traffic loads because traffic is throttled, and certain application usage may still not leave empty subframes to allow for low traffic rates and subsequent lower power consumption. At 550, the network again determines whether the AC power outage continues, with or without congested channel traffic. If not, the application reverts to restore normal channel and traffic operation (565), and inactive or choked channels are enabled at 560, with any filtered traffic in the traffic shaping step no longer subject to such action.
図6は、輻輳したチャネルトラフィックの有無にかかわらずAC電源の停電、電力の中断に応答して電力使用量を削減するためにスケジューラ及び制御ユニットと通信する電力管理システムによるチャネルのチョーク、トラフィックシェーピング、及びビーム管理の例示的なフローチャートを説明する。 Figure 6 illustrates an exemplary flowchart of channel choking, traffic shaping, and beam management by a power management system in communication with a scheduler and control unit to reduce power usage in response to AC power outages and power interruptions with or without congested channel traffic.
図6では、タスク605において、AC電源の停電が検出され、又は様々な方法に応答して、例えば、基地局コントローラによって通信及び受信された、ネットワークの別の部分で検出された差し迫ったAC電源の中断又はAC電源の停電のフィードバック(すなわち、メッセージ)を介して、現在の基地局への入力電流の監視から、又はUL及びDL送信に使用されている様々なスロット及びミニスロットにおけるトラフィックチャネルの輻輳の監視から判定される。また、セルサイトとユーザとの間でデータを送信する様々なチャネルに対してチャネルの輻輳が検出され、又は検出されない。タスク605において、電力管理システムは初期化される。例えば、適応チャネル管理システムは、チャネルの輻輳及び停電に応答して初期化される。タスク610において、ネットワークトラフィック送信をフィルタリング又はシェーピングするために、トラフィックシェーピング管理が適用される。例えば、スケジューラユニットは、トラフィックデータサブフレームがスロットにおいて送信される一連のパケットデータの一部である周波数セットに基づいて、各ミニスロットのトラフィックデータサブフレームの可変期間に渡ってUL及びDL送信を可能にすることによって、削減されたトラフィック送信毎の低レイテンシと電力消費の削減とをサポートする。タスク620において、セルサイトのチャネルは輻輳レベルについて分析される。より高いレベルの輻輳のチャネルがチョークオフのためのスキーマで選択される。タスク630において、チャネルはチョークされ、チャネルの無効化又はチョークオフの結果としてセルサイトの使用において削減される電力量について関数関係が判定される。また、他のチャネル及びセルサイトに割り当てられた帯域幅は変更されないままである。また、ユーザは、スキーマ内で、チョークオフされたチャネルから他のチャネルに移動させられ得る。例えば、クライアントは、20Mhz又は40Mhzチャネルから別のチャネルに移動させられ得る。タスク640において、セルサイトにおける送信に使用されるビームのセットへの電力レベルが変調される。例えば、カットオフされたチャネルはトラフィックを減少させ得、電力レベルを下げるか、セルサイトのある一定のビームセットの動作設定を変更する必要があり得る。信号対雑音比は変化し得、又はユーザは異なるビーム周波数にシフトさせられ得る。また、チャネルデータレートの低下を識別することによって、特定のビームに供給される電力の調整された制御は、ある一定のレベルのビーム効率を同時に維持しつつ調整され得る。したがって、ネットワークのセルサイトにおいて消費される電力を削減しつつ、セルサイト全体のビーム信号の現在のレベルを維持するために、セルサイトにおけるUL及びDL送信に使用されるビーム構成に供給される電力に対して動的構成が設定される。タスク650において、ネットワーク電力レベル又は停電が再チェックされる。ネットワーク電力が回復した場合、タスク660において、チャネルの通常動作が回復される。また、消費電力の削減及びビーム電力の削減のための任意のトラフィックシェーピングアクションも通常の動作状態に回復させられる。停電中、初期のBWP部分は同じままである。すなわち、電力管理システムは、セルサイト全体の電力消費を削減するためにBWPの数を変更するのではなく、チャネルの数を削減し、それによって、チョークオフされていない選択チャネルの少なくとも同じ帯域幅を維持する。 In FIG. 6 , at task 605, an AC power outage is detected or determined in response to various methods, such as via feedback (i.e., a message) of an impending AC power interruption or AC power outage detected in another portion of the network communicated and received by the base station controller, from monitoring the input current to the current base station, or from monitoring traffic channel congestion in the various slots and minislots used for UL and DL transmissions. Also, channel congestion is detected or not detected for the various channels transmitting data between the cell site and the user. At task 605, a power management system is initialized. For example, an adaptive channel management system is initialized in response to channel congestion and outages. At task 610, traffic shaping management is applied to filter or shape network traffic transmissions. For example, the scheduler unit supports low latency and reduced power consumption per reduced traffic transmission by enabling UL and DL transmissions over variable durations of traffic data subframes of each minislot based on the frequency set on which the traffic data subframes are part of a sequence of packet data transmitted in the slot. In task 620, the channels at the cell site are analyzed for congestion levels. Channels with higher levels of congestion are selected in the scheme for choking off. In task 630, the channels are choked and a functional relationship is determined for the amount of power reduced in cell site usage as a result of channel disabling or choking off. Additionally, other channels and the bandwidth allocated to the cell site remain unchanged. Users may also be moved from choked-off channels to other channels within the scheme. For example, clients may be moved from a 20 MHz or 40 MHz channel to another channel. In task 640, power levels to a set of beams used for transmission at the cell site are modulated. For example, a cut-off channel may reduce traffic, necessitating a reduced power level or a change in the operating settings of a certain set of beams at the cell site. The signal-to-noise ratio may change, or users may be shifted to a different beam frequency. Additionally, by identifying a reduction in channel data rate, coordinated control of the power supplied to a particular beam may be adjusted while simultaneously maintaining a certain level of beam efficiency. Therefore, dynamic configurations are set for the power provided to the beam configurations used for UL and DL transmissions at the cell site to reduce power consumed at the network cell site while maintaining the current levels of beam signals throughout the cell site. In task 650, the network power level or outage is rechecked. If network power is restored, in task 660, normal operation of the channels is restored. Any traffic shaping actions for reduced power consumption and beam power reduction are also restored to their normal operating state. During the outage, the initial BWP portion remains the same. That is, rather than changing the number of BWPs to reduce power consumption throughout the cell site, the power management system reduces the number of channels, thereby maintaining at least the same bandwidth of selected channels that are not choked off.
図7は、一実施形態に従ったUE及びネットワーク構成の例示的な図である。UE710は、ブロードキャストシステム情報の登録及び受信、セル選択及び再選択を実施するPDUセッションの開始、隣接セルのランク付け、UEの異なる動作モードの構成等のための様々な論理ソリューション機能を実施するためのプロセッサ815を含む。UE710は、セル再選択モジュール725と、入力/出力インターフェース705と、測定レポート、隣接セルのランキングデータを格納するためのメモリ730と、様々なソリューションによって隣接セルの距離及びその他の基準等を計算するため並びにプレミアムユーザ及び非プレミアムユーザの近くのセルにアクセスするための測定モジュール735とを含み得る。ネットワーク740は、基地局775、スライスアクセスのためにUEを登録するためのプロセッサ745、セルIDモジュール755、スライスID、隣接セルに対するスライスオフセット値、及びその他のシステム情報をブロードキャストするためのブロードキャストモジュール848、UEを認証するための認証モジュール750、ネットワークスライス770等、並びにBW適応モジュール860を含み得る。UE710は、ネットワークと通信し、UE810がアイドルモードでキャンプしているセル810においてブロードキャストされたシステム情報を読み出す。例えば、UE710がセルAにキャンプしている場合、UE710は、トランシーバ720を介してセルAの隣接セルに対するスライスID及びスライスオフセット値を受信するであろうし、セル再選択プロセスが隣接セルのランキングに基づく場合に次のセルを選択するためにセル再選択モジュール725のセル再選択式を使用して(例えば、セル再選択ロジック又はプロセスを使用して)測定を実施し、計算するために、プロセッサ715を介して情報を処理するであろう。 FIG. 7 is an exemplary diagram of a UE and network configuration according to one embodiment. The UE 710 includes a processor 815 for implementing various logical solution functions such as registering and receiving broadcast system information, initiating PDU sessions to implement cell selection and reselection, ranking neighboring cells, configuring different operating modes of the UE, etc. The UE 710 may include a cell reselection module 725, an input/output interface 705, a memory 730 for storing measurement reports and neighboring cell ranking data, and a measurement module 735 for calculating neighboring cell distances and other criteria through various solutions and for accessing nearby cells for premium and non-premium users. The network 740 may include a base station 775, a processor 745 for registering the UE for slice access, a cell ID module 755, a broadcast module 848 for broadcasting slice IDs, slice offset values for neighboring cells, and other system information, an authentication module 750 for authenticating the UE, a network slice 770, etc., and a BW adaptation module 860. The UE 710 communicates with the network and reads system information broadcast in the cell 810 in which the UE 810 is camped in idle mode. For example, if the UE 710 is camped on cell A, the UE 710 will receive slice IDs and slice offset values for neighboring cells of cell A via the transceiver 720 and will process the information via the processor 715 to perform and calculate measurements using a cell reselection equation of the cell reselection module 725 (e.g., using cell reselection logic or process) to select the next cell if the cell reselection process is based on neighboring cell rankings.
スケジューリングユニット755は、トラフィックシェーピング及びビーム管理においてチャネル管理及び制御ユニット757内の様々な論理コンポーネントに指示するために、要素管理システム(EMS)790(すなわち、代替の制御ユニット)を介して、制御ユニット757及びBW適応モジュール760等と通信し得る。また、制御ユニット757は、スケジューリングユニット755と共に、無線受信機、UPS、バッテリ回路(すなわち、DC電源)、動作中のセルサイト(すなわち、ノード)のコール/ドロップコール/スループット、サーバの(図1に示した)部分のセル810の自動化されたワークフローにより周波数設定のセットを管理することによって、チャネルの割り当て、ビームの割り当て、ネットワークトラフィックのフィルタリング、スロット、ミニスロットの割り当て、及びチャネル全体のミニスロット構成期間の設定のためのアクションを実施し得る。EMS790は、分散ユニット(DU)830及び集約ユニット(CU)840を介してネットワーク内の様々なノード及びセルを監視し、セルサイトのサービス品質(QoS)を維持するためにセル810の様々なコンポーネントを制御し、又は該コンポーネントに命令を送信する。自動化されたワークフローは、ネットワークの可用性を維持し、ネットワークに供給される商用電源を含むネットワークデバイスの状態を監視する。EMS790はまた、電力管理のために複数のeNodeBに接続され得る。ネットワーク内でAC電源の停電が発生した場合、ネットワークを監視している自動化されたワークフローは、様々な論理コンポーネントを介してEMS790に無線受信機の出力電力を削減するように指示し、送信のための出力電力の削減中にサーバ820に接続されたルータ(又は別の通信リンク)を介して無線受信機、セルサイトと通信することによってその他の要因も考慮する。このことは、DC電力とUPSの消費とを減少させる。 The scheduling unit 755 may communicate with the control unit 757 and the BW adaptation module 760, etc., via an element management system (EMS) 790 (i.e., an alternative control unit) to instruct various logical components within the channel management and control unit 757 in traffic shaping and beam management. The control unit 757, together with the scheduling unit 755, may also manage the radio receiver, UPS, battery circuit (i.e., DC power supply), call/drop call/throughput of the active cell site (i.e., node), and a set of frequency settings through an automated workflow of the cell 810 (shown in FIG. 1 ) for the server portion, thereby performing actions for channel assignment, beam assignment, network traffic filtering, slot and minislot assignment, and minislot configuration duration for the entire channel. The EMS 790 monitors the various nodes and cells in the network via the distribution unit (DU) 830 and aggregation unit (CU) 840, and controls or sends instructions to the various components of the cell 810 to maintain the cell site's quality of service (QoS). The automated workflow maintains network availability and monitors the status of network devices, including the utility power supply that powers the network. EMS 790 may also be connected to multiple eNodeBs for power management. In the event of an AC power outage within the network, the automated workflow monitoring the network instructs EMS 790, via various logic components, to reduce the output power of the radio receivers, and also considers other factors by communicating with the radio receivers, cell sites, via a router (or another communication link) connected to server 820 during the reduction of output power for transmission. This reduces DC power and UPS consumption.
例示的な実施形態では、サーバ820は、EMS790を介して自動化されたワークフローをアクティブにするためにルータを介してデータ収集及び監視及び通信するためのソフトウェアであるNB-IoTサーバとして構成され得、各基地局のログメッセージ及び(信号、電力等の情報を含む)全てのセッションの生存ステータスを表示し得る。 In an exemplary embodiment, server 820 may be configured as an NB-IoT server, which is software for collecting, monitoring, and communicating data via routers to activate automated workflows via EMS 790, and may display log messages for each base station and the liveness status of all sessions (including information on signal, power, etc.).
商用電源の中断、電源障害、電源喪失、及び/又はネットワークのAC電源の停電を検出した後、コンポーネント及びネットワークを監視している自動化されたワークフローは、変化及び電源喪失を検出する。自動化されたワークフローは、検出された電力損失に応答して、ミニスロットの割り当て及び周波数設定のためのスケジューリングユニット755、スライス割り当てのBW適応モジュール760、並びにセル810における利用可能なBWPを介して構成管理機能を実装する。EMS790は、セルサイトルータを介して受信機にメッセージを送信するため、セル統計を収集するため、及び基地局無線受信機の適切なプラグアンドプレイ機能を実行するために、無線受信機、サーバ820、及びセルサイトと関連付けられたその他のコンポーネントと通信する。自動化されたワークフローは、BW適応モジュール760からの決定と、セルサイト及び基地局からのデータとに基づいて、要素管理システムに対して様々な機能を実行する。 After detecting a utility power interruption, power failure, power loss, and/or AC power outage in the network, the automated workflow monitoring the components and network detects the change and power loss. In response to the detected power loss, the automated workflow implements configuration management functions via the scheduling unit 755 for minislot allocation and frequency configuration, the BW adaptation module 760 for slice allocation, and the available BWPs in the cell 810. The EMS 790 communicates with the radio receiver, server 820, and other components associated with the cell site to send messages to the receiver via the cell site router, collect cell statistics, and perform appropriate base station radio receiver plug-and-play functions. The automated workflow performs various functions for the element management system based on decisions from the BW adaptation module 760 and data from the cell site and base station.
説明したように、電力管理システムは、各々が特許可能である、及び/又は特許可能な態様を有する幾つかのデータ処理コンポーネントを含み、又は特許可能な自動化されたプロセスを実施可能な処理ハードウェアを有する。この文書は、特許請求の範囲又は発明の範囲を如何なる方法でも限定することを意図せず、本明細書に説明するシステムの様々なコンポーネント及び態様は、他の態様とは別に個別に実装され得る。
As described, the power management system includes several data processing components, each of which may be patentable and/or have patentable aspects, or has processing hardware capable of performing patentable automated processes. This document is not intended to limit the scope of the claims or the invention in any way, and various components and aspects of the system described herein may be implemented separately and apart from other aspects.
Claims (2)
スケジューラユニットと、
第2制御ユニットと
を含み、
前記第1制御ユニットは、ネットワーク内の複数のセルサイトにおける電力及びチャネルトラフィック状態を監視するための分散及び集約ユニット(DU/CU)のセットを含み、
ユーザ機器(UE)のデータトラフィックデータを送信及び受信するための前記スケジューラユニットは、
前記UEからのアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)送信における輻輳したネットワークチャネルについての制御データを受信することと、
チャネル上のトラフィックデータ量についての前記制御データに基づくスケジュールスキーマを介して、輻輳したチャネルをチョークオフするために、セルサイトにおいてチャネル管理ソリューションを適用すること
をするように構成され、
前記第2制御ユニットは、前記セルサイトにおけるネットワークトラフィックを管理するために前記スケジューラユニットに結合され、
前記チャネル上のトラフィックタイプの制御データに基づいて、選択チャネル上のネットワークデータトラフィックをシェーピングするために、適応トラフィック管理ソリューションを適用することと、
前記DU/CUにより受信された前記電力及びチャネルトラフィック状態のデータに基づいて、前記セルサイトにおける前記チャネル管理ソリューション及び前記適応トラフィック管理ソリューションを繰り返し適用すること
をするように構成される、
前記ネットワークにおける適応チャネル及びトラフィックシェーピング管理のためのシステム。 a first control unit;
a scheduler unit;
a second control unit;
the first control unit includes a set of distribution and aggregation units (DU/CU) for monitoring power and channel traffic conditions at a plurality of cell sites in a network;
The scheduler unit for transmitting and receiving data traffic data of a user equipment (UE) comprises:
receiving control data for congested network channels in uplink (UL) and downlink (DL) transmissions from the UE;
configured to apply a channel management solution at a cell site to choke off congested channels via a scheduling scheme based on said control data on the amount of traffic data on the channels;
the second control unit is coupled to the scheduler unit for managing network traffic at the cell site;
applying an adaptive traffic management solution to shape network data traffic on selected channels based on control data for traffic types on said channels;
configured to iteratively adapt the channel management solution and the adaptive traffic management solution at the cell site based on the power and channel traffic condition data received by the DU/CU.
A system for adaptive channel and traffic shaping management in said network.
ユーザ機器(UE)のデータトラフィックデータをスケジューラユニットによって送信及び受信することと、
前記UEからのアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)送信における輻輳したネットワークチャネルについての制御データを前記スケジューラユニットによって受信することと、
チャネル上のトラフィックデータ量についての制御データに基づくスケジュールスキーマを介して、輻輳したチャネルをチョークオフするために、セルサイトにおいてチャネル管理ソリューションを前記スケジューラユニットによって適用することと、
前記セルサイトにおけるネットワークトラフィックを管理するために前記スケジューラユニットに結合された第2制御ユニットによって、前記チャネル上のトラフィックタイプの制御データに基づいて、選択チャネル上のネットワークデータトラフィックをシェーピングするための適応トラフィック管理ソリューションを適用することと、
前記DU/CUによって受信された前記電力及びチャネルトラフィック状態のデータに基づいて、前記セルサイトにおける前記チャネル管理ソリューション及び前記適応トラフィック管理ソリューションを前記第2制御ユニットによって繰り返し適用すること
を含む、適応チャネル及びトラフィックシェーピング管理のための方法。 configuring a first control unit including a set of distribution (DU) and aggregation units (DU/CU) for monitoring power and channel traffic at a plurality of cell sites in the network;
Sending and receiving data traffic data of a user equipment (UE) by a scheduler unit;
receiving, by the scheduler unit, control data regarding congested network channels in uplink (UL) and downlink (DL) transmissions from the UE;
applying, by the scheduler unit, a channel management solution at the cell site to choke off congested channels via a scheduling scheme based on control data about the amount of traffic data on the channels;
applying, by a second control unit coupled to the scheduler unit for managing network traffic at the cell site, an adaptive traffic management solution for shaping network data traffic on selected channels based on control data of traffic types on the channels;
A method for adaptive channel and traffic shaping management, comprising repeatedly applying the channel management solution and the adaptive traffic management solution at the cell site by the second control unit based on the power and channel traffic condition data received by the DU/CU.
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