特表 2023-536726 無線受信機のトラフィック負荷を人為的に削減するためのＤＵ／ＣＵにおけるトラフィックシェーピング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-29

(54)【発明の名称】無線受信機のトラフィック負荷を人為的に削減するためのＤＵ／ＣＵにおけるトラフィックシェーピング

(51)【国際特許分類】

   H04W 24/04 20090101AFI20230822BHJP

   H04W 72/52 20230101ALI20230822BHJP

   H04W 52/38 20090101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

H04W24/04

H04W72/52

H04W52/38

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023506482

(86)(22)【出願日】2021-06-29

(85)【翻訳文提出日】2023-03-15

(86)【国際出願番号】 US2021039580

(87)【国際公開番号】W WO2022026102

(87)【国際公開日】2022-02-03

(31)【優先権主張番号】16/945,131

(32)【優先日】2020-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/945,196

(32)【優先日】2020-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．３ＧＰＰ

(71)【出願人】

【識別番号】521478407

【氏名又は名称】ディッシュ ワイヤレス エル．エル．シー．

【氏名又は名称原語表記】ＤＩＳＨ ＷＩＲＥＬＥＳＳ Ｌ．Ｌ．Ｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】メタ ダヴァル

(72)【発明者】

【氏名】パタニア アミット

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA43

5K067DD57

5K067EE02

5K067EE10

5K067HH21

5K067JJ21

5K067LL01

(57)【要約】

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、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、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及び方法が提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

要素管理制御ユニットと、
スケジューラユニットと、
コントロールユニットと
を含み、
前記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、
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。

【請求項2】

前記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前記コントロールユニットであって、
前記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、前記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、前記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こと
をするように構成された前記制御ユニット
を更に含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記チャネル上の前記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前記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ための前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

ミニスロットの動的セットがスケジュール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前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記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の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前記制御ユニット
を更に含む、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記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、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

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に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前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

輻輳したチャネルのチョーク、ビーム管理の適応、及び前記セルサイトにおける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前記制御ユニット
を更に含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

進行中のトラフィック送信に応答して、消費される電力量を削減するために輻輳の少ないチャネル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前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

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前記制御ユニット
を更に含む、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

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、
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及びトラフィック管理ソリューションを前記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。

【請求項12】

前記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、前記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、前記セルサイトにおける電力を削減し、前記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前記制御ユニットによって適用すること
を更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記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前記スケジューラユニットによって実装し、チャネル内の前記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って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、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記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で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）シンボル
を更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記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の停電前に同じアクティブな帯域幅を前記制御ユニットによって維持すること
を更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

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、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

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に低レイテンシ及び電力消費の削減を前記スケジューラユニットによってサポートすること
を更に含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

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前記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前記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、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

輻輳したチャネルのチョーク、ビーム管理の適応、及び前記セルサイトにおける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、前記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、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

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と、
前記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性を持って協働して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）パターンのミニスロットのセットを有効及び無効にするための、ユーザ機器（ＵＥ）のためのスケジューラユニット
を含み、
ユーザによるリクエストに応答して、前記スケジューラユニットは、各スロット構成期間での使用のための幾つかのミニスロットをリザーブし、リザーブされたスロット番号は、ＡＣ電源の停電の状態、及び前記ＤＵ／ＣＵにより受信された前記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、
前記ネットワークにおける適応ミニスロット管理のためのシステム。

【請求項21】

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、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ように構成され、ミニスロットの初期のセットは、前記ネットワークのセルサイトを監視する前記ＤＵ／ＣＵからのミニスロットにおける電力損失及びチャネルトラフィックの減少について受信されたデータに応答して有効になる、前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２０に記載のシステム。

【請求項22】

選択された数のミニスロットが各時間ドメインスケジューリング期間で有効にな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り前記ミニスロット構成期間の周波数を変更することを介したスロット時間の削減によって前記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ための前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

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ために一定数のＯＦＤＭシンボルを使用するように構成された前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２２に記載のシステム。

【請求項24】

セルサイトにおいて必要なアクティブなミニスロットが少ないことをもたらし、指し示す送信されるデータ量の減少に起因して、広い帯域幅に渡るミニスロットの割り当てが不必要であると前記スケジューラユニットによって考慮される場合、チャネルトラフィックを配信するための前記スロット構成期間内の一定数のミニスロットを有効又は無効にするようにＯＦＤＭシンボルを割り当てるための前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２３に記載のシステム。

【請求項25】

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、請求項２４に記載のシステム。

【請求項26】

ミニスロットがスロットの一部である周波数のセットに基づいて、ミニスロット毎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、ミニスロット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前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２５に記載のシステム。

【請求項27】

前記ＤＬ送信に応答して、前記スケジューラユニットは、ミニスロットがアクティブな帯域幅部分の外側でＤＬデータ送信を受信することを可能にしないように構成されること
を含む、請求項２６に記載のシステム。

【請求項28】

進行中のスロット送信に応答して、消費される電力量を削減するために低レイテンシでの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スロットベースの送信を先取りするように構成された前記スケジューラユニット
を更に含む、請求項２７に記載のシステム。

【請求項29】

ＵＬ送信に応答して、前記スケジューラユニットは、ミニスロットがアクティブな帯域幅部分の外側でＤＬデータ送信を受信することを可能にしないように構成されること
を更に含む、請求項２８に記載のシステム。

【請求項30】

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、
前記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)通信のための周期性を持って協働して繰り返される少なくとも２つの連結パターンを含む適応ミニスロット割り当てのためのダウンリンク（ＤＬ）パターン及びアップリンク（ＵＬ）パターンでミニスロットのセットを有効及び無効にするようにスケジューラユニットによって構成することと、
ユーザによるリクエストに応答して、リザーブされたスロット番号がＡＣ電源の停電の状態、及び前記ＤＵ／ＣＵにより受信された前記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の幾つかのミニスロットを前記スケジューラユニットによってリザーブすること
を含む、適応ミニスロット管理のための方法。

【請求項31】

各ミニスロット構成期間に対するＵＬ送信及びＤＬ受信ミニスロットパターンについてＵＥに動的に通知するために、ミニスロット割り当てによってユーザ機器（ＵＥ）をスケジューリングする場合に使用するミニスロットのセットを前記スケジューラユニットによって初期化することであって、ミニスロットの初期のセットは、前記ネットワークのセルサイトを監視する前記ＤＵ／ＣＵから受信された電力損失、及びミニスロットでのチャネルトラフィックの減少についてのデータに応答して有効になること
を更に含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

選択された数のミニスロットが各時間ドメインスケジューリング期間で有効にな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り前記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ミニスロット時間を短縮することによって、ＵＬ及びＤＬ送信の電力消費を削減するために、時間ドメインスケジューリングを前記スケジューラユニットによって実装すること
を更に含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

スケジューリング動作でデータリクエストの送信及び受信を実装する場合にミニスロットを有効にするために、一定数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルを前記スケジューラユニットによって使用すること
を更に含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

セルサイトにおいて必要なアクティブなミニスロットが少ないことを指し示すデータ送信の量の減少に起因して、広い帯域幅に渡るミニスロットの割り当てが不必要と考慮される場合、チャネルトラフィックを配信するためのスロット構成期間内のミニスロットを有効又は無効にするようにＯＦＤＭシンボルによって前記スケジューラユニットによって割り当てること
を更に含む、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

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、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

ミニスロットがスロットの一部である周波数のセットに基づいて、ミニスロット毎の可変期間に渡ってＵＬ及びＤＬ送信を有効にすることによりスロット送信毎の低レイテンシ及び電力消費の削減を前記スケジューラユニットによってサポートすること
を更に含む、請求項３５に記載の方法。

【請求項37】

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前記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前記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前記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、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

進行中のスロット送信に応答して、前記セルサイトにおいて消費される電力量を削減するために低レイテンシで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スロットベースの送信を前記スケジューラユニットによって先取りすること
を更に含む、請求項３７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［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。

【0002】

［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。

【背景技術】

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【図面の簡単な説明】

【0009】

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。

【0010】

【図1】様々な実施形態に従った無線データネットワーキング環境における適応チャネル選択及びトラフィックシェーピング電力管理システム内のコンポーネントの例示的な図を説明する。

【図2】様々な実施形態に従った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の例示的な図を説明する。

【図3】様々な実施形態に従った基地局電力管理システムの商用電源の中断又は障害に応答する基地局の電力管理のための例示的なフローチャートを説明する。

【図4】様々な実施形態に従った基地局電力管理システムの商用電源の中断又は障害に応答する例示的なミニスロット及び周波数プロセスのフローチャートを説明する。

【図5】様々な実施形態に従った全てのＴＴＬがデータを搬送しないように無線受信機に対する総トラフィック負荷を人為的に削減するための例示的なチャネル選択及びトラフィックシェーピングのフローチャートを説明する。

【図6】様々な実施形態に従った全てのＴＴＬがデータを搬送しないように無線受信機に対する総トラフィック負荷を人為的に削減するための例示的なチャネル選択及びトラフィックシェーピングの例示的なフローチャートを説明する。

【図7】様々な実施形態に従ったユーザ機器（ＵＥ）及びネットワークアーキテクチャ、例えば、電力消費を削減するための自動化されたプロセスの一例の図を説明する。

【発明の概要】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

（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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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）。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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）。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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）。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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）。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】