CN102484818A - 在协作无线电接入系统中的能量减少 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及第一和第二无线接入网络之间的协作，其在仍使得能够总体上实现电信基础设施的可接受的网络覆盖和令人满意的性能的同时，能够用来获得用于整个电信基础设施内的能量减少或业务路由。该协作指的是这样的事实，即在两个无线接入网络都活动时无线接入网络在特定区域中提供重复覆盖，并且能够在协作网络之间切换业务，以便临时地调整（例如切断）无线接入网络中的一个或多个的资源。以这种方式，能够在充分的服务覆盖和容量保持在可接受的质量上的约束下获得能量减少和/或业务路由。

Description

在协作无线电接入系统中的能量减少
在电信基础设施中控制能量消耗的系统和方法。
技术领域
本发明涉及电信基础设施（infrastructure）的领域。更具体地，本发明涉及控制包括无线接入网络的电信基础设施中的能量消耗、特别是减少能量消耗的领域。
背景技术
用于启用无线通信的无线接入网络的操作是非常消耗能量的。鉴于当前的环境忧虑，最近对电信网络的能量消耗给予了增加的注意力。
已经执行了各种研究以减少无线接入网络中的常规能量消耗，例如通过探索使用可持续能源的选择（Ericsson AB White Paper在2007年6月的“Sustainable energy use in mobile communications”）。
随着3GGP长期演进（LTE）网络的发展，在自组织网络（SON）的上下文下探讨（approach）了用于网络的节能。在日期为2009年2月的NEC白皮书“NEC's proposals for next-generation radio network management”中，将能量视为蜂窝式网络的运营费用的重要部分。应认识到主要的潜在节省存在于使用随着时间推移的负荷变化中，其允许例如在夜晚期间切断资源的一部分。当整个基站被切断（switch off）时，接入网络的其它基站需要弥补覆盖区域和容量的减少。这要求节点之间的协调。目前在3GGP TR 36.902的V1.2.0中描述了类似的使用情况。
在WO 2009/031956中公开了临时切断基站的特定示例。该公开涉及一种用于包括单个接入网络的电信系统的节能方法。在电信系统中，由每个基站扇区（即在每个小区中）来发射具有帧结构的信号。此帧结构具有带有至少某些同步或系统信息的开销部分。在正常操作模式下，此信号具有第一覆盖区域。在不同于正常操作模式的功率节省操作模式下，信号正在覆盖比第一区域大的第二区域的小区内传送，使得其它基站能够被切断。功率节省模式在某些操作条件下被激活，诸如用于小区容量的使用水平、小区中的用户终端的数目和/或随时间推移的小区使用的统计。如果业务负荷在某个水平以下，则可以激活功率节省模式。可以通过增加传送功率水平或通过在功率节省模式下采用不同的天线设备来获得第二区域的增加。
在WO 02/07464中已公开了用于蜂窝式电信网络的节点的自适应功率管理的类似方法。在所述公开中，公开了单个无线接入网络的基站之间的协调以将来自将被去除以便节省功率的载波（carrier）的剩余业务去除至另一载波，包括确定是否能够将当前在前一载波上的业务去除至另一载波的步骤。
问题定义
上述现有技术系统中的问题是执行电信网络内的节点（例如基站）的自适应以便一旦满足用于功率节省模式的条件就节能，无论电信网络是否仍能够以可接受的性能操作。作为示例，通过增加覆盖区域进行的节点的自适应可能导致与相邻区域的节点的干扰。
发明内容
公开了用于控制电信基础设施的网络控制系统。能够将网络配置为用于为了业务路由最优化和出于其它目的在电信基础设施中控制能量消耗。电信基础设施包括第一无线接入网络和第二无线接入网络。第一无线接入网络和第二无线接入网络包括至少一个重叠覆盖区域，例如被第一和第二无线接入网络共享的小区（的一大部分）。第一无线接入网络和第二无线接入网络能够分别向重叠覆盖区域中的多个第一终端和第二终端提供服务。第一和第二终端是在第一和第二无线接入网络都在重叠覆盖区域中提供覆盖时最初将分别与这两个网络通信的终端，作为例如各个终端中的内部设置的结果。第一和第二无线接入网络指的是具有例如不同无线电接入网络技术的不同网络。
可以在电信基础设施的一个或多个节点或元件中实现的网络控制系统包含监视系统，其被配置为用于监视第一无线接入网络中的第一终端在至少重叠覆盖区域中的要求容量（claimed capacity），并用于监视用于在至少重叠覆盖区域中提供服务的第二无线接入网络的空闲容量（free capacity）。
在本公开中，术语“容量”可以具有不同的意义，并且因此，如果存在两个不同无线接入网络的话，可能需要第一和第二无线接入网络之间的容量转换。
术语“容量”可以涉及被定义为由无线网络在一个时间单位（例如秒）内传送的原始数据位（因此没有任何开销）的量的绝对值。在这种情况下，正常地，不需要容量转换。
术语“容量”可以涉及被定义为由无线网络在一个时间单位内传送的无线电信道位（因此具有或包括开销的原始数据位，诸如由纠错编码、训练序列/导频信号等引入的冗余）的量的绝对值。在这种情况下，可能需要容量转换。假设第一无线接入网络在一个时间单位内传送具有B1开销位的A1原始数据位，而对于第二无线接入网络而言，传送A2原始数据位和B2开销位。然后例如可以将用于第一无线接入网络的C1的容量转换成用于第二无线接入网络的C1-B1+B2的容量。
术语“容量”可以涉及被定义为在一个时间单位内由无线网络传送的原始数据位（或无线电信道位）的量与可传送原始数据位（或无线电信道位）的最大数目的比的相对值（例如以百分比形式）。在这种情况下，也可能需要容量转换。假设第一无线接入网络在一个时间单位内能够最大地传送Am1个原始数据位（或无线电信道位），而对于第二无线接入网络而言，能够传送Bm1个原始数据位。用于第一无线接入网络的R1的容量能够被转换成用于第二无线接入网络的R1.Aml/Am2的容量。
结果，将理解的是不需要容量转换，或者当两个不同无线接入网络的容量将被相关或比较时，隐含地执行容量转换。
第一无线接入网络中的要求容量包括第一终端在特定时间点处针对特定的性能实际上所使用的容量。第二无线接入网络的空闲容量包括在特定时间点处在特定性能上未被此网络中的活动第二终端使用的容量。换言之，可以将第二无线接入网络的空闲容量定义为第二无线接入网络的安装容量减去第二终端的要求容量。
网络控制系统被配置为在第二无线接入网络中的空闲容量超过第一无线接入网络中的要求容量之后将重叠覆盖区域中的第一终端中的一个或多个从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络并在第二无线接入网络中向第一终端提供服务。为了控制能量消耗，在这里为了减少电信基础设施中的能量消耗，作为本发明的一个应用，调整第一无线接入网络的一个或多个资源。资源的调整包括此类资源的参数的调整。
在本公开中，可以将术语‘资源’定义为在系统或元件的运行中起作用的系统或元件的任何方面。通常，资源涉及可能被耗尽并由此定义系统或组件的能力或其限制的任何方面。在系统中一般地识别的子系统、模块或组件中可以找到‘资源’，诸如传送机（的数目）或执行例如信号处理、信道编码/解码等（被某些制造商也称为“信道元件”）或执行信令或操作和维护任务的处理器和关联设备（的数目）。系统可以具有存在且被安装的一定数目的此类子系统/组件。控制相同或类似种类的活动子系统/组件的数目（例如被控制为活动的传送机的数目）可以控制可用于该系统的聚合资源。
术语‘资源’还可以涉及不可容易地区别为单独实体的特定子系统/模块/组件的方面。特别地，此类资源的示例包括用来在给定载波（频率）上进行传送的功率、特定信号被传送的持续时间、传送特定信号的编码方案和/或调制类型（可能影响可实现的用户比特率）、在其中传送信号的频谱的宽度、在其上面进行传送的不同频率的数目（例如频带、载波频率、子载波等）、由处理器（‘信道元件’）处理的业务流（例如呼叫）的数目和/或处理器用其进行操作的核的数目和/或时钟频率和/或电压。在上述示例中，资源不可容易地被区别为单独实体，但是然而通常被识别为定义模块/组件的能力（对其的限制）的方面。在特定时刻，此类资源可以被说成是‘在使用中’（‘被使用’）并对应于模块上的某个‘负荷’，或者替换地可以被说成是‘可用的’（‘空闲的’）。
在最后的情况下，重叠覆盖区域中的所有第一终端被从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络，并且通过切断这些资源来调整第一无线网络的资源中的一个或多个。然而，还可以用不那么严格的措施来减少能量消耗，诸如减少第一无线接入网络的基站的传输功率（可能导致此基站的覆盖区域的减少），其中，不再能够与第一无线接入网络通信（例如在落到例如基站范围之外时）的第一终端被切换至覆盖该区域的第二无线接入网络。由于不同的第一和第二无线接入网络在切换第一设备之前同时是可操作的且第二无线接入网络在切换之后同样地仍是可操作的（具有可能的某些自适应），所以第二无线接入网络很可能仍具有适当的性能。
并且，公开了一种用于如上所定义地控制电信基础设施的方法。控制的目的可以再次地涉及出于业务路由最优化和/或其它目的而控制能量消耗。
监视由第一终端在第一无线接入网络的至少重叠覆盖区域中所使用的要求容量。并且，监视用于在重叠覆盖区域中提供服务的第二无线接入网络中的空闲容量。在第二无线接入网络的重叠覆盖区域中的空闲容量以显著的程度超过第一无线接入网络中的重叠覆盖区域中的要求容量之后提供切换指示，如果这允许减少能量消耗资源的话。
在获得切换指示之后，重叠覆盖区域中的第一终端中的一个或多个被从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络以便从第二无线接入网络向第一终端提供服务。例如可以通过调整第一无线接入网络的一个或多个资源来控制（在本情况下即减少）能量消耗。在最后的情况下，重叠覆盖区域中的所有第一终端被从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络，并且通过切断这些资源来调整第一无线网络的资源中的一个或多个。再次地，还可以用不那么严格的措施来减少能量消耗，诸如减少第一无线接入网络的基站的传输功率（可能导致此基站的覆盖区域的减少），其中，不再能够与第一无线接入网络通信（例如在落到基站的范围之外）的第一终端被切换至覆盖该区域的第二无线接入网络。
因此，第一和第二无线接入网络之间的协作能够用来获得用于总体电信基础设施的能量减少，同时仍使得能够由电信基础设施总体上实现可接受的网络覆盖和令人满意的性能。协作指的是在两个无线接入网络都活动时无线接入网络在特定区域中可以提供的并且业务能够在协作网络之间被切换以便临时调整（例如切断）无线接入网络中的一个或多个的资源的重复覆盖。以这种方式，在充分的服务覆盖和容量保持在可接受的质量上的约束下，能够在能量减少方面使电信基础设施的操作最优化。
应注意的是为了切换判定，使用由第一终端进行的第一网络的资源使用来估计切换对第二网络中的容量将具有的影响。然而，在其中第一和第二网络之间的这些参数的一一对应不切实际的情况下，可以应用用于要求容量和/或空闲容量的至少一个修正因数。该修正因数可以例如与第一终端与第一网络的基站和第二网络的基站的距离的差有关。此外，可能的是如先前在本申请中所述，当不同地表示第一和第二无线接入网络中的资源单元时，应该应用转换因数。
如先前在本申请中详细地定义的，可以选择多个资源以临时地进行调整或切断以便减少能量消耗。如所指示的，示例可以包括第一无线接入网络的整个基站、基站的一部分，诸如扇区或小区、安装频谱（的一部分）、处理板、传输载波等或其参数。
应认识到虽然用于切换第一终端的判定是由网络控制系统进行的，但可以在网络控制系统命令时以技术人员已知的方式来在电信基础设施中执行终端的实际切换和/或资源的调整。
还可以将第一终端的能力传送至网络控制系统（明确地通过将这些能力从终端发送至无线接入网络或从来自基础设施中的另一实体的终端导出能力或者隐含地通过监视哪些服务被终端使用），以便检验第一终端是否能够使用第二无线接入网络来获得可以在第一无线接入网络中使用的服务中的至少某些（可能以不同的质量）。切换判定算法还可以将终端能力考虑在内。
可以将网络控制系统配置为用于适配第二无线接入网络的一个或多个网络元件，以便为第二无线接入网络中的一个或多个第一终端服务，以便补偿调整无线接入网络中的一个的资源，可能需要调整另一无线接入网络的资源（或其参数）以针对第一和第二终端将电信基础设施的覆盖和质量保持在可接受水平上。可能需要调整的资源（其参数）的示例包括传输功率、波束形成图案、切换阈值、相邻小区列表等。
应注意的是从一个或多个第一终端至第二无线接入网络的切换不一定在检测到第二无线接入网络中的空闲容量超过第一无线接入网络中的第一终端的要求容量之后立即发生。作为示例，可以将某些延迟考虑在内以避免由于要求容量和空闲容量的波动而引起的无限制的切换，定义用于切换程序的滞后环（hysteresis loop）和时间间隔。
此外，可以将网络控制系统配置为用于在所监视的第一终端的要求容量在要求容量阈值以下时和/或在所监视的第二无线接入网络中的空闲容量在空闲容量阈值之上时将一个或多个第一终端切换至第二无线接入网络。换言之，可以根据一个或多个阈值条件来进行第一终端至第二无线接入网络的切换，以便避免每当第二无线接入网络中的空闲容量超过第一无线接入网络中的要求容量时，一个或多个第一终端被切换。这可以避免电信网络中的不必要的信令和/或防止在过于细微的时间尺度（time scale）上的资源的过度切换和/或低效调整。
本申请人已承认在切换至第二网络时第一无线接入网络中的第一终端的要求容量将一般地不同于此终端在第二网络中的要求容量，例如由于到第一和第二无线接入网络的基站的不同距离。此外，本申请人已承认无线接入网络中的要求容量和空闲容量与用于这些网络中的终端的服务质量（性能）有关。这些见识（insight）使得能够在保证如在权利要求2、3、10和11中限定的令人满意的性能的同时实现改善的网络控制。
权利要求2和10的实施例允许在切换至第二无线接入网络之前考虑用于第一无线接入网络中的一个或多个第一终端的（最低（minimum））性能（在上文中称为服务质量）。只有当在第二无线接入网络中也能够预期最低服务质量时才执行切换。当然，除对第一用户终端的服务质量要求之外或作为替换，可以考虑的另一方面是用于第二用户终端的（最低）服务质量是否仍能够被实现。可以分析的服务质量参数的示例是用于终端或服务的（最低）吞吐量，其主要对诸如会话语音、实况视频流式传输和实时网络游戏的实时服务有效。两个其它示例是可承受的延迟和分组损失率，其按照服务类型而不同。例如，如在3GPP TS 23.203中所指定的，用于基于TCP的服务的延迟预算为300ms，而用于实时网络游戏的延迟预算为50ms。此外，会话语音的分组损失率为10-2，而用于基于TCP的服务的分组损失率总计达10-6。
权利要求3和11的实施例允许操纵无线接入网络的至少一个中的要求容量和/或空闲容量。在这些实施例中，当由第一无线接入网络提供用于第一终端的最低服务质量目标时可以将第一终端的要求容量定义为第一终端所采取的容量，因此在较高的服务质量水平上减小了第一无线接入网络中的原始要求容量。当由第二无线接入网络在最低服务质量目标上服务活动的第二终端时空闲容量现在被定义为未使用的容量，因此增加了原始空闲容量。因此，促进了一个或多个终端从第一无线接入网络至第二无线接入网络的切换。
在某个时间点，可能再次需要第一无线接入网络的已调整资源中的一个或多个。
因此，在本发明的另一方面，公开了一种被配置为用于控制电信基础设施的网络控制系统。再次地，电信基础设施包括第一无线接入网络和第二无线接入网络，第一和第二无线接入网络能够在重叠覆盖区域中向多个终端提供服务。该系统包括监视系统，其被配置为用于当第一无线接入网络仍然没有在至少重叠覆盖区域中服务终端时经由第二无线接入网络来监视终端的要求容量和/或第二无线接入网络中的空闲容量。
所述网络控制系统被配置为用于在终端的要求容量超过第二无线接入网络中的要求容量阈值和/或第二无线接入网络中的空闲容量变得在空闲容量阈值以下之后调整第一无线接入网络的一个或多个资源，其中，该网络控制系统还被配置为用于使用第一无线接入网络的已调整资源来将重叠覆盖区域中的终端的一个或多个从第二无线接入网络切换至第一无线接入网络，使得留在第二无线接入网络中的终端的要求容量被降低至至少要求容量阈值和/或第二网络的空闲容量被增加至至少空闲容量阈值。
此外，公开了一种用于控制包括第一无线接入网络和第二无线接入网络的电信基础设施的方法。第一和第二无线接入网络能够在重叠覆盖区域中向多个终端提供服务。当第一无线接入网络不在覆盖重叠区域中服务终端时，经由第二无线接入网络来监视终端的要求容量。
在终端的要求容量超过用于第二无线接入网络的要求容量阈值之后，调整第一无线接入网络的资源。使用第一无线接入网络的已调整资源将终端的一个或多个从第二无线接入网络切换至第一无线接入网络，使得留在第二无线接入网络中的终端的要求容量被降低至至少要求容量阈值。
[0041] 第二无线接入网络中的要求容量包括终端在特定时间点并在特定性能上实际上所使用的容量。第二无线接入网络的空闲容量包括在特定时间点处且在特定性能上未被此网络中的活动终端使用的容量。换言之，可以将第二无线接入网络的空闲容量定义为第二无线接入网络的安装容量减去活动终端的要求容量。
因此，第二无线接入网络被用于获得信息，以便判定在第一无线接入网络中是否需要调整资源，以及是否应将终端切换至第一无线接入网络。这是有利的，因为如上所述在将终端切换至第二无线接入网络之后的第一无线接入网络的资源调整可以意味着第一无线接入网络本身不再能够获得此信息。当如经由或由第二无线接入网络监视的终端的监视要求容量超过要求容量阈值时，终端中的一个或多个将在第一网络的资源被调整之后被切换至第一无线接入网络。
应认识到在已将第一终端切换至第二无线接入网络之后，如前所述，将始终不可能识别这些相同终端，如果其仍存在于重叠区域中的话，并且在第二无线接入网络中的要求容量阈值被超过之后，将这些相同终端中的一个或多个切换回至第一无线接入网络。因此，将一个或多个终端切换回至第一无线接入网络可以包括原始第二终端中的一个或多个。此过程可能伴随有调整第二无线接入网络的一个或多个资源，以便例如减小用于第二无线接入网络的能量消耗。
为了允许驻留（camp on）在第二无线接入网络的小区上的终端返回至第一无线接入网络，第二无线接入网络用信号通知可用性，并且可能如在权利要求5和13中所限定的广告第一无线接入网络的特性。此类特性的示例包括无线电接入技术（例如GSM、UMTS、LTE、WiMax）、所使用的频谱和/或网络运营商（PLMN ID）。
权利要求6和14的实施例的有利之处在于根据所确定的当前由第二无线接入网络服务的终端的参数，能够确定为了允许到第一无线接入网络的切换将被调整的第一无线接入网络的资源，使得只有实际上要求的第一无线接入网络的资源能够被调整（例如再次接通）以便服务被切换的终端。这使得能够实现第一无线接入网络的资源的智能调整，并且因此可以帮助控制例如电信基础设施的能量消耗。应注意的是第一无线接入网络可以参与判定过程。
一般地，针对本公开应认识到的是第一和第二接入无线接入网络可以分别包括（但不限于）：（i）使用第一无线电接入技术的第一网络和使用第二不同无线电技术的第二网络（示例包括使用GSM的第一网络和使用UMTS的第二网络；使用UMTS的第一网络和使用LTE的第二网络；使用UMTS的第一网络和使用WiMAX的第二网络），（ii）使用第一无线电接入技术的第一网络和使用与第一网络相同的无线电接入技术但独立地操作且使用与第一网络分开的物理资源的第二网络（示例是拥有且运营GSM网络的运营商可以从另一运营商获取另一完全分开（在设备和运营方面）的GSM网络或与之协作），（iii）第一网络运营商的第一网络和第二网络运营商的第二网络（示例包括但不限于被运营商A拥有的GSM网络和被运营商B拥有的GSM网络；被运营商A拥有的GSM网络和被运营商B拥有的UMTS网络）以及（iv）包括第一尺寸的小区的第一网络和包括不同于第一尺寸的第二尺寸的小区的第二网络（示例包括但不限于包括宏小区的第一网络和包括微小区的第二网络；包括宏小区的第一网络和包括毫微微小区的第二网络）。
因此，第一和第二无线接入网络可以在无线电接入技术（例如GSM和UMTS或UMTS和LTE）、所部属的给定无线电接入技术的版本、所使用的频谱（例如用于GSM的900 MHz和1800 MHz频带（后者也称为DCS网络）、用于UMTS的不同5MHz载波）方面和/或在不同的移动运营商方面不同。无线接入网络还可以在提供的小区类型方面不同，例如宏小区和微微小区。作为示例，为了例如减少能量消耗，可以在UMTS网络中的要求容量低且GSM网络中的空闲容量足以容纳UMTS网络中的第一终端的使用容量时（可能还检验终端的能力是否允许与GSM网络的通信和在GSM网络中是否能够保证最低服务质量）将驻留在作为第一无线接入网络的UMTS网络的小区上的第一终端针对该小区被切换至GSM网络。然后可以调整UMTS网络（例如通过切断UMTS NodeB）以便节省能量。作为另一示例，可以在第二载波的容量和性能足以容纳第一5MHz载波上的第一终端的要求容量时将经由第一5MHz载波向第一终端提供服务且经由第二5MHz载波提供服务的NodeB切换第一终端至第二5Mhz载波并切断第一5MHz载波。
此外，本文公开的电信基础设施可以包括至少一个操作和维护中心且第一和第二无线接入网络可以分别包括多个第一和第二基站，其中，网络控制系统的至少一部分被包含在操作和维护中心和/或第一和/或第二基站中。根据第一和第二无线接入网络之间的差别性质，可以判定电信基础设施中的网络控制系统的实现的分级水平。当第一和第二无线接入网络例如来自不同供应商（vendor）时，可以将无线接入网络的操作和维护中心（或等效网络元件）用于网络控制系统的实现。当第一和第二无线接入网络来自不同的网络运营商但来自相同供应商时，可以将操作和维护中心集成。当第一和第二无线接入网络是从单个供应商获得的时，（例如从相同供应商提供3G和4G网络两者的运营商），可以在无线接入网络中，例如在基站、NodeB或eNodeB中实现网络控制系统功能（的一部分），其中，这些网络元件可以经由另一网络元件（诸如RNC）或直接地经由例如LTE网络中的Itf-X2来交换与能量消耗有关的信息。最后，还可以将第三方系统用于实现网络控制系统（的一部分）。
再次地，本申请人已承认在被切换至第一网络时第二无线接入网络中的终端的要求容量一般地将不同于此终端在第一无线接入网络中的要求容量，例如由于到第一和第二无线接入网络的基站的不同距离。此外，本申请人已承认无线接入网络中的要求容量和空闲容量与用于这些网络中的终端的服务质量有关。这些见识使得能够在保证如在权利要求7、8、15和16中限定的令人满意的性能的同时实现改善的能量控制。
权利要求7和15的实施例允许考虑在切换至第一无线接入网络之前在第二无线接入网络中的用于一个或多个终端的（最低）性能（在上文中称为服务质量）。只有当在第一网络中也能够预期最低服务质量时才执行切换。可以分析的服务质量参数的示例是用于终端的（最低）吞吐量。当然，除对第一用户终端的服务质量要求之外或作为替换，可以考虑的另一方面是用于第二用户终端的（最低）服务质量是否仍能够被实现。可以分析的服务质量参数的示例是用于终端的（最低）吞吐量。
权利要求8和16的实施例允许操纵第二无线接入网络中的要求容量和/或空闲容量。在这些实施例中，当由第二无线接入网络提供用于这些终端的最低服务质量目标时可以将终端的要求容量定义为终端所使用的容量，因此在第二无线接入网络中减小了原始要求容量。当由第二无线接入网络在最低服务质量目标上服务活动的终端时空闲容量现在被定义为未使用容量，因此增加了原始空闲容量。因此，使一个或多个终端从第二无线接入网络至第一无线接入网络的切换降级。
应注意的是将终端从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络且反之亦然的判定算法的一部分可以涉及能量减少估计以便检验是否确实获得了（相当大的）能量减少。在网络资源未被完全切断、而是仅仅被修改时尤其如此。
如在本公开中先前所指示的，应注意的是除能量节省之外，存在网络控制系统的多个其它应用，包括但不限于：
· 由于切断了电信基础设施的无线接入网络的一个或多个中的一个或多个基站，减少了辐射；
· 由于切断了电信基础设施的一个或多个无线接入网络中的一个或多个基站，减少了网络干扰；
· 释放了频谱资源以允许认知网络的二级用户接入可用频谱；
· 跨越两个或更多不同的无线接入网络或在其之间管理、引导、路由和/或控制业务，以便实现电信基础设施的网络资源的最佳使用，包括但不限于：回程（传输）容量、核心网络容量以及服务；
· 产生释放并出售超容量（即第一无线网络中的空资源）的可能性。
下面将更详细地描述本发明的实施例。然而，应认识到不可以将这些实施例理解为限制用于本发明的保护范围。
附图说明
在所述附图中：
图1A和1B提供包括共享覆盖区域的第一和第二无线接入网络的电信基础设施的示意例图；
图2A和2B提供网络控制系统的示意图和说明使用网络控制系统基于所使用的容量和空闲容量来将第一终端切换至第二网络的简图；
图3A和3B描绘用于在将第一终端切换至第二无线接入网络相应地（respectively）将第一终端切换回至第一无线接入网络时调整第一无线接入网络的基本流程图；
图4A和4B描绘用于在将第一终端切换至第二无线接入网络相应地（respectively）将第一终端切换回至第一无线接入网络时调整第一无线接入网络的更详细流程图；
图5A和5B提供调整第一和第二无线接入通信网络以便减少能量消耗的实际示例的示意例图；以及
图6A－6C描绘监视潜在地可能被切换以切断第一无线接入网络的资源的第二无线接入网络中的负荷的方案的示例。
具体实施方式
图1A和1B提供包括第一无线接入网络和第二无线接入网络（在这里用定义相应覆盖区域3A（虚线）和3B（实线）的两个不同节点2A和2B来表示（例如基站、NodeB和/或eNodeB））的电信基础设施1的示意例图。覆盖区域3A、3B定义重叠覆盖区域4。应注意的是覆盖区域3A、3B的尺寸在时间上可以不是恒定的。
多个第一移动终端5与第一无线接入网络2A相关联且多个第二移动终端6与第二无线接入网络2相关联。作为示例，可以将第一移动终端5编程为在活动时连接到第一无线接入网络2A且可以将第二移动终端6编程为在活动时连接至第二无线接入网络2B。在这种情况下，第一无线接入网络2A向终端5提供电信服务且第二无线接入网络2B向终端6提供电信服务，即使对于也在第二无线接入网络2B的小区3B中的第一终端5和也在第一电信网络2A的小区3A中的第二终端6而言。应清楚的是所描绘的终端5、6中的每一个可以表示多个移动终端。
在图1A的基础设施1中，第一和第二无线接入网络2A、2B来自单个供应商且因此可以从单个操作和维护中心（OMC）7来操作。可以通过接口（用于LTE网络）来连接节点2A、2B。第一和第二无线接入网络2A、2B可以在无线电接入技术（例如GSM和UMTS或UMTS和LTE）或使用的频谱（例如用于GSM的900 MHz和1800MHz频带（后者也称为DCS网络）或用于UMTS的不同的5MHz载波）方面不同。应注意的是可以在单个物理位置上提供节点2A、2B。
在图1B的基础设施中，第一和第二无线接入网络2A、2B例如来自不同的供应商且从相应的OMC 7A、7B操作第一和第二无线接入网络2A、2B中的每一个。OMC 7A、7B至少被连接以便交换用于控制电信基础设施、例如如下文更详细地描述地控制能量消耗的信息。
应认识到可以在图1A和1B的电信基础设施1中在相应无线接入网络的节点2A、2B和OMC之间布置其它网络元件，如本技术领域的技术人员所已知的。
在图1A和1B的电信基础设施1中，OMC 7包括网络控制系统8，将参考图2和3来进一步描述其操作。然而，不一定以此类集中式方式来实现网络控制系统8，但还可以通过在其它网络元件（诸如基站、NodeB和/或eNodeB）中实现能量控制功能并在这些元件之间使用连接来使其分散（分布）。还可设想混合实施方式。可以通过管理或业务接口来交换用于能量控制的信号。
网络控制系统8包括如在图2A中示意性地描绘的监视模块10、分析模块11和指令模块12。可以在很大程度上将这些模块实现为由处理器执行且利用存储器（未示出）的软件。可以将本发明的一个实施例实现为供计算机系统使用的程序产品。程序产品的一个或多个程序定义实施例的功能（包括在此所述的方法）且可以被包含在多种计算机可读存储介质上。说明性计算机可读存储介质包括但不限于：（i）信息被永久性地存储在其上面的不可写存储介质（例如计算机内的只读存储器器件，诸如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器）；以及（ii）可改变的信息被存储在其上面的可写存储介质（例如磁盘驱动器内的软盘、闪速存储器或硬盘驱动器或任何类型的固态随机存取半导体存储器）。
图3A是举例说明网络控制系统8的操作的实施例的基本流程图。
监视模块10通过接收第一无线接入网络2A中的第一终端5和第二无线接入网络2B中的第二终端6在至少重叠区域4中的使用容量的指示使用来自第一和第二无线接入网络（特别是其节点）的信息来监视这些终端的要求容量。还可以接收或导出其它信息，诸如终端5、6的能力和（最低）要求性能（服务质量）。
如图2B所说明的，第一和第二无线接入网络2A、2B中的安装容量可以是不同的。通常，安装容量的一部分被相应无线接入网络2A、2B的终端5、6使用。其余容量、即未使用的容量称为空闲容量。
监视的数据被提供给网络控制系统8的分析模块11。分析模块11检验第一无线接入网络2A中的第一终端的要求容量是否在图2B所说明的要求容量阈值CCTh以下。此外，分析模块11检验第二无线接入网络2B中的空闲容量是否足以用于将第一终端5中的一个或多个切换至第二网络。在此检验步骤中，分析模块11可以考虑空闲容量阈值FCTh。
当第一无线接入网络2A中的要求容量在要求容量阈值CCTh之上时，第一终端5不被切换至第二无线接入网络2B。并且，当第二无线接入网络2B中的空闲容量不足（或保持在空闲容量阈值FCTh以下）时，第一终端5留在网络2A中。
只有当所使用的容量在要求容量阈值CCth以下且空闲容量在空闲容量阈值FCTh之上（所使用的容量水平与FCTh之间的部分保持被留用于终端6）且假设确实能够减少能量消耗时，第一终端5中的一个或多个才被切换至第二无线接入网络2B，如图2B中的箭头HO所说明的。使用网络控制系统8的指令模块12来提供用于第一和第二无线接入网络2A、2B的切换指令。可能需要调整第二无线接入网络2B以使得能够实现受影响网络中的服务覆盖，即可以将剩余小区的无线电参数共同地最优化以便共同地提供可能的最好覆盖和/或容量。这可以例如通过调整剩余基站中的天线倾斜、方位角、信号功率、频带变化和应用带宽来实现。此外，可以潜在地将剩余节点2A、2B重配置为以更适当的覆盖对比容量权衡来应用不同的无线电接入技术，例如应用波束成形技术来增强覆盖。并且，可以自动地更新相邻小区列表和/或网络间/内切换阈值。
应注意的是还可以在将第一终端5切换至第二无线接入网络2B之前调整第一无线接入网络2A的资源。
应注意的是还可以通过监视并分析第二网络2B中的第二终端6的要求容量是否在第一网络2A的空闲容量以下来执行补充判定算法，再次地可能考虑要求容量和空闲容量阈值。当无线接入网络2A、2B两者都将判定将分配的终端相互切换时，可以使用运营商策略来确定如何进行。这些策略可以基于使用协调实体的最佳能量消耗减少方案。
分析模块11还可以包含或可访问选择模块13，其中，进行将被调整以便控制第一无线接入网络2A的能量消耗的第一无线接入网络2A的资源的选择。作为示例，减少节点2A的系统信道的传输功率并使天线改向，使得其仅覆盖未被无线接入网络2B覆盖的覆盖区域（示例参见图1A和1B，其中，某些第一移动终端5不在无线接入网络2B的小区3B的范围内）。另一示例包括切断节点2B并由第一或第二无线接入网络2A、2B的相邻小区（未示出）来接管在小区3B外面的特定第一移动终端5的覆盖。
在被切换至第二网络2B时第一无线接入网络2A中的第一终端5的要求容量一般地将不同于此终端在第二网路2B中的要求容量。这可以例如是非并置（non-collocated）基站的结果。事实上，如在图1A中能够看到的，与网络2B的基站相比，终端5更接近于网络2A的基站。因此，如果此类终端5被切换至第二网络2B，则来自此网络2B的要求容量将高于最初从网络2A要求的容量，假设用于此终端2A的服务质量在切换之前和之后应保持相同。分析模块11可以应用修正因数和/或转换因数来将此类差别考虑在内。
因此，除分析网络2A、2B中的要求容量和空闲容量之外，可以将分析模块11配置为检验在网络2B中是否还能够满足网络2A中的第一终端5的（最低）服务质量要求，即某个服务水平。如果是这样，则能够将终端5安全地切换至网络2B，假设第二网络中的第二终端6的性能未受到不利影响，至少未被减少至最低服务质量以下。如果不是，则终端5应留在网络2A中且网络2A的资源调整应使得仍能够为终端5提供服务。
正常地，相应网络2A、2B中的终端5、6中的一个或多个将经历在最低服务质量之上的服务质量。然而，通过从指令模块12操纵这些终端中的一个或多个的服务质量（即降低服务质量），能够促进从第一网络2A至第二网络2B的切换HO。对于在这种情况下，减小了第一终端的要求容量且增加了第二网络2B中的空闲容量。因此，促进了一个或多个终端5从第一无线接入网络2A至第二无线接入网络2B的切换。
[0077]在某个时间点，可能要求的是终端中的一个或多个应返回至第一无线接入网络2A。此时间点可以被一个或多个事件触发，包括但不限于第二网络中的终端的要求容量超过要求容量阈值CCTh'（参见图3B）或者第二无线接入网络中的空闲容量变得不足（例如使用空闲容量阈值FCTh'，参见图3B），可能考虑关于第一和/或第二网络2A、2B中的要求容量的预测和性能指示符分析。
然而，第一无线接入网络2A（的资源）的先前调整已促使此网络不再能够检测这些触发中的任何一个，并且也不再能够广播必要的信息以用信号通知其可用性和/或连接到此网络。因此，第二无线接入网络2B还用信号通知第一无线接入网络2A的可用性且可能广告第一无线接入网络2A的特性，例如RAT。这些特性可以例如从第一无线网络2A的OMC 7获得并被从第二无线接入网络2B广播到终端。
如图3B所示，假设用于使一个或多个终端返回至第一无线接入网络2A的触发为第二无线接入网络2B中的终端的要求容量。当此要求容量超过要求容量阈值CCTh'时，调整第一无线接入网络2A（的资源），以便其能够容纳当前由第二无线接入网络服务的一个或多个终端。还可以监视并考虑终端能力以判定应将哪些终端切换至第二无线接入网络2B。
可以基于第二无线接入网络2B中的重叠覆盖区域4（或小区3B）中的基本上所有终端5、6的参数来执行要调整的资源的选择。这些参数可以包括第二无线接入网络2B中的终端的位置、能力和/或要求容量中的至少一个。参考图6A－6C更详细地描述了为了将终端5、6中的某个从第二无线接入网络2B切换至第一无线接入网络2A而在第一无线接入网络2A中要调整的资源的选择。
然后将终端5、6中的一个或多个切换至第一无线接入网络2A且可以再次调整第二网络2B的资源以解释（account for）数目减少的要被服务的终端。
在被切换至第一网络时，第二无线接入网络2B中的终端的要求容量一般地将不同于此终端在第一无线接入网络中的要求容量，例如由于到第一和第二无线接入网络的基站的不同距离。分析模块11可以应用修正因数和/或转换因数来将此类差别考虑在内。
可以使用分析模块11来考虑在切换至第一无线接入网络之前的用于第二无线接入网络中的一个或多个终端的（最低）性能。只有当在第一网络2A中也能够预期最低服务质量时才执行切换。可以分析的服务质量参数的示例是用于终端或服务的（最低）吞吐量、可承受的延迟和分组丢失率。
此外，可以通过控制用于第二网络2B中的终端的服务质量用来自指令模块12的指令来操纵第二无线接入网络中的要求容量和/或空闲容量。降低用于第二网络2B中的终端的服务质量可能使从终端至第一无线接入网络2A的切换降级，因为第二无线接入网络中的终端的要求容量减小。在这些实施例中，当由第二无线接入网络2B提供用于这些终端的最低服务质量目标时可以将终端的要求容量定义为这些终端所使用的容量，因此减小了第二无线接入网络中的原始要求容量。当由第二无线接入网络2B在最低服务质量目标上服务活动的终端时空闲容量现在被定义为未使用的容量，因此增加了原始空闲容量。因此，使一个或多个终端从第二无线接入网络至第一无线接入网络的切换降级。
在图4A和4B中描绘了基站2A处的资源切断和接通过程的可能实现。在图1A所示的集中式部署的情况下在OMC 7处和/或在分散式/分布式部署的情况下在基站处执行所描绘的过程。在图4A和4B中，要求容量包括实际使用的容量UC，可能通过如上文所解释地降低用于某些终端的服务质量而被减小。
在监视步骤中，无线接入网络2A和2B针对覆盖区域中的所有基站收集终端的无线电能力（所支持的无线电接入技术和频率）、安装的容量ICA和ICB（例如GSM中的TRX的数目、UMTS中的5 MHz载波的数目、LTE中的带宽1.4至20 MHz等）和预定义的时间间隔中的使用容量UCA和UCB（例如GSM中的每个TRX的时间-频率间隙的平均使用、UMTS中的每个5 MHz载波的上行链路噪声上升和下行链路平均传送功率和SF码使用、LTE中的上行链路和下行链路中的使用物理资源块（PRB）的数目等等）。
在使用的容量UCA低于预定义的利用阈值Th_Low_U且第二无线接入网络2B的安装容量ICB能够容纳来自网络2A的业务的情况下，然后开始用于选择要被切断的第一无线接入网络2A的资源的过程。为了减少能量消耗，所选择的资源可以例如包括整个基站、基站的一部分（扇区/小区）、安装频谱（GSM中的TRX、UMTS中的5 MHz载波以及LTE中的PRB的预定义数目等）、处理板、传输链路等。在执行此步骤之后，可能需要重配置以便将覆盖保持在令人满意的水平上并且以便使正在进行的业务朝着具有活动资源的基站位移，如图4A的最下方框所说明的。
在图4B中，说明再次返回将基站2A接通的补充操作。再次地，在此过程中，可以分析服务质量效果以便检验是否能够将终端切换至第一无线接入网络2A或用于控制第二无线接入网络2B中的要求/空闲容量以使到网络2A的切换降级。一旦现有容量的利用增加（例如UA+B超过预定义的阈值Th_High_U）和/或当前安装的容量ICB不能以令人满意的服务质量（QoS）容纳来自终端5、6的业务，则应再次全部或部分地接通第一无线接入网络2A的一个或多个切断基站以确保足够的容量保持可用。
如上所述，如何确定其中基站2A被切断的区域中的要求容量是重要的，简单地因为被切断的基站2A不能测量要求容量。因此，由协作无线接入网络2B来进行此类估计，其在该区域4中的确提供覆盖。在此，活动基站2B管理呼叫的最初请求服务水平（在QoS协商已使其降低至较低的实际服务水平的情况下）。此外，活动基站2B用信号通知第一无线接入网络2A的可用性并可能广告被切断的基站的特定能力（其完全可以具有不同的无线电接入技术）。一旦在那些能力中所示出的利害关系（interest）变得显著，则正在讨论中的基站被再次返回接通并调整参数，如图4B中的下框所说明的。
图5A和5B示意性地描绘分别使用不同的无线电接入技术、形成电信基础设施1的无线接入网络2A、2B的多个非重合小区3A（粗边界线）、3B。
图5A示出其中如先前参考图3A和4A所描述的那样网络2A、2B两者都是活动的且在指示的区域中监视低要求容量的情况。然后在图5B中通过切断网络2B中的扇区和网络2A中的基站来减少能量消耗。调整相应网络2A和2B以保持覆盖。
如上所述，第二无线接入网络2B被用于监视用于到第一无线网络2A的切换的要求容量。图6A－6C提供在确定第一无线网络2A的哪些资源将再次接通方面具有不同复杂程度的可能方案的图示的非详尽集合。
例如，图6A指示分别具有完全重叠覆盖区域3A、3B的网络2A和2B的两个共址小区。在此类方案中，网络2B的活动小区估计公共覆盖区域中的总要求容量作为用于选择将再次接通的网络2A的不活动小区的算法的输入是相对简单的。
在图6B和6C所说明的情况下，网络2A中的不活动小区的覆盖区域仅部分地与网络2B中的多个活动小区的那些重叠。在此类方案中，网络2B的每个活动小区可以估计其观察到的要求容量的哪部分落在网络2A的不活动小区的覆盖区域内。这可以在应用本地化技术（localisation technique）的情况下完成，涉及例如GPS、三角测量、定时超前值、到达角等。例如节点2B或OMC 7的协调实体然后可以将这些部分估计聚合以导出用于不活动小区中的总体服务需求的估计并选择应调整第一无线接入网络2A的哪些资源。当然，存在其它可能性，诸如来自计划程序的估计或基于历史数据的估计。

Claims (17)

1.一种被配置为供在包括第一无线接入网络和第二无线接入网络的电信基础设施中使用的网络控制系统，所述第一和第二无线接入网络能够在重叠覆盖区域中分别向多个第一终端和多个第二终端提供服务，其中，网络控制系统包括被配置为用于监视至少以下各项的监视系统：
—第一终端在第一无线接入网络中的至少重叠覆盖区域中的要求容量；以及
—用于在重叠覆盖区域中提供服务的第二无线接入网络中的空闲容量；
其中，所述网络控制系统被配置为用于：
—在第二无线接入网络中的空闲容量超过用于从第二无线接入网络向第一终端提供服务的第一无线接入网络中的要求容量之后将重叠覆盖区域中的第一终端中的一个或多个从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络；以及
—调整第一无线接入网络的一个或多个资源。
2.根据权利要求1所述的网络控制系统，其中，所述网络控制系统包括被配置为用于分析在切换至第二网络之前的用于第一终端中的至少一个的至少一个服务质量效果并确定该服务质量效果是否满足服务质量目标的分析模块。
3.根据权利要求1或2所述的网络控制系统，其中，所述网络控制系统被配置为用于通过分别控制用于第一和第二终端中的至少一个的至少一个服务质量参数来控制要求容量和空闲容量中的至少一个。
4.一种被配置为供在包括第一无线接入网络和第二无线接入网络的电信基础设施中使用的网络控制系统，所述第一和第二无线接入网络每个能够在重叠覆盖区域中向多个终端提供服务，其中，该系统包括被配置为用于在第一无线接入网络不在重叠覆盖区域中服务终端时监视第二无线接入网络中的终端的要求容量和/或第二无线接入网络中的空闲容量的监视系统，并且其中，所述网络控制系统被配置为用于：
—在终端的要求容量超过用于第二无线接入网络的要求容量阈值和/或第二无线接入网络中的空闲容量下降至空闲容量阈值以下之后调整第一无线接入网络的一个或多个资源；
—使用第一无线接入网络的已调整资源将重叠覆盖区域中的终端中的一个或多个从第二无线接入网络切换至第一无线接入网络，使得仍留在第二无线接入网络中的终端的要求容量被降低至至少要求容量阈值和/或第二网络中的空闲容量被增加至至少空闲容量阈值。
5.根据权利要求4所述的网络控制系统，其中，所述第二无线接入网络被配置为用于将第一无线接入网络的可用性和可选地第一无线接入网络的一个或多个特性告知终端。
6.根据权利要求4或5所述的网络控制系统，其中，该网络控制系统被配置为用于：
—确定一个或多个参数，包括例如第一和第二无线接入网络中的至少一个中的位置、能力和/或要求容量；
—根据所确定的所述一个或多个终端的参数来确定要被调整的一个或多个资源。
7.根据前述权利要求4～6中的一个或多个所述的网络控制系统，其中，所述网络控制系统包括被配置为用于分析在切换至第一网络之前的用于终端中的至少一个的至少一个服务质量效果并确定该服务质量效果是否满足服务质量目标的分析模块。
8.根据前述权利要求4～7中的一个或多个所述的网络控制系统，其中，所述网络控制系统被配置为用于通过控制用于终端的至少一个服务质量参数来控制要求容量和空闲容量。
9.一种用于控制包括第一无线接入网络和第二无线接入网络的电信基础设施的方法，所述第一和第二无线接入网络能够在重叠覆盖区域中分别向多个第一终端和多个第二终端提供服务，该方法包括步骤：
—监视第一终端在第一无线接入网络中的至少重叠覆盖区域中的要求容量；以及
—监视用于在重叠覆盖区域中提供服务的第二无线接入网络的空闲容量；
—当第二无线接入网络的重叠覆盖区域中的空闲容量超过第一无线接入网络的重叠覆盖区域中的要求容量时提供切换指示；
—在获得切换指示之后，将重叠覆盖区域中的第一终端中的一个或多个从第一无线接入网络切换至第二无线接入网络以便从第二无线接入网络向第一终端提供服务；以及
—通过调整第一无线接入网络的一个或多个资源来控制电信基础设施。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括分析在切换至第一网络之前的用于终端中的至少一个的至少一个服务质量效果并确定该服务质量效果是否满足服务质量目标的步骤。
11.根据权利要求9或10所述的方法，还包括通过分别控制用于第一和第二终端中的至少一个的至少一个服务质量参数来控制要求容量和空闲容量中的至少一个的步骤。
12.一种用于控制包括第一无线接入网络和第二无线接入网络的电信基础设施的方法，所述第一和第二无线接入网络每个能够在重叠覆盖区域中向多个终端提供服务，该方法包括步骤：
—当第一无线接入网络不服务重叠覆盖区域中的终端时，监视第二无线接入网络中的终端的要求容量和/或第二无线接入网络中的空闲容量；
—在终端的要求容量超过用于第二无线接入网络的要求容量阈值和/或第二无线接入网络中的空闲容量降低至空闲容量阈值以下之后，通过调整第一无线接入网络的一个或多个资源来控制电信基础设施；
—使用第一无线接入网络的已调整资源将重叠覆盖区域中的终端中的一个或多个从第二无线接入网络切换至第一无线接入网络，使得仍留在第二无线接入网络中的终端的要求容量被降低至至少要求容量阈值和/或第二无线接入网络中的空闲容量被增加至至少空闲容量阈值。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括将第一无线接入网络的可用性和可选地第一无线接入网络的一个或多个特性告知第二无线接入网络中的终端的步骤。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括：
—确定一个或多个参数，包括例如第一无线接入网络和第二无线接入网络中的至少一个中的位置、能力和/或要求容量；
—根据所确定的所述一个或多个终端的参数来确定要被调整的一个或多个资源。
15.根据权利要求12～14中的一个或多个所述的方法，还包括分析在切换至第一网络之前的用于终端中的至少一个的至少一个服务质量效果并确定该服务质量效果是否满足服务质量目标的步骤。
16.根据权利要求12～15中的一个或多个所述的方法，还包括通过控制用于终端的至少一个服务质量参数来控制要求容量和空闲容量的步骤。
17.一种包括被配置为用于在被处理器执行时执行根据权利要求9～16中的一个或多个所述的方法的一个或多个步骤的软件代码部分的计算机程序。
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