ES2326184T3 - Procedimiento y aparato para ahorrar energia en sistemas inalambricos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para obtener un ahorro de energía en un dispositivo de abonado asociado a una red inalámbrica que comprende una estación base y por lo menos dicho dispositivo de abonado, y en el que dicho dispositivo de abonado es operativo para recibir por lo menos dos servicios diferentes, cada uno de los cuales está caracterizado porque presenta una o más características relacionadas con las demandas de tráfico asociadas a cada servicio, cuyo procedimiento comprende: clasificar cada uno de dichos por lo menos dos servicios diferentes, basándose en las características relativas a la demanda de tráfico, en unas correspondientes clases de ahorro de energía, siempre y cuando existan por lo menos dos clases de ahorro de energía diferentes asociadas a dichos por lo menos dos servicios diferentes; para cada una de dichas clases de ahorro de energía, determinar los intervalos de escucha necesarios y los intervalos de reposo necesarios; determinar períodos de tiempo de inaccesibilidad para dicho dispositivo de abonado, durante los cuales no se intercambiarán comunicaciones entre dicha estación base y dicho dispositivo de abonado; intercambiar mensajes entre dicha estación base y dicho dispositivo de abonado para sincronizar parámetros para ejecutar un procedimiento de ahorro de energía; y activar dicho procedimiento de ahorro de energía en dicho dispositivo de abonado basándose en dichos parámetros sincronizados.
Description
Procedimiento y aparato para ahorrar energía en
sistemas inalámbricos.
La presente invención se refiere en general a
las comunicaciones digitales y, en particular, al campo del ahorro
de energía.
En la presente memoria, el documento "Draft
IEEE Standard for Local and metropolitana area networks, Part 16:
Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems
Amendment for Physical and Medium Access Control Layers for
Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands" publicado
el 18 de septiembre de 2004 se denominará "publicación IEEE
802.16".
La publicación IEEE 802.16 es una recomendación
internacional que se está adoptando para las operaciones fijas y
móviles combinadas. En un intento por conseguir un uso eficaz de la
energía, dicha norma define un procedimiento de modalidad de
reposo. Este procedimiento de modalidad de reposo comprende una
secuencia prácticamente infinita de intervalos de escucha (en los
que el terminal del abonado está preparado para comunicarse con la
estación base) intercalados con intervalos de reposo (en los que el
terminal puede desconectarse para reducir el nivel de energía
consumida). Según esta norma, cada uno de los intervalos de escucha
tiene una duración fija, mientras que los intervalos de reposo
tienen una duración que es el doble de esta última hasta cierto
límite. Este procedimiento ofrece una solución adecuada para los
casos en los que se transmite un tráfico aleatorio (por ejemplo,
tráfico IP por ráfagas, tal como la navegación por Internet). Dicho
tráfico habitualmente se caracteriza por estar asociado a
conexiones MAC en tiempo no real y conexiones tipo "best
effort" (sin garantías de QoS).
El documento WO 03/069934 da a conocer una red
de comunicaciones inalámbricas que comprende una pluralidad de
terminales móviles que son capaces de funcionar en una modalidad
activa o de espera. Puesto que los diferentes terminales móviles
pueden estar asociados a diferentes niveles de QoS, cada uno de los
terminales recibe su propio temporizador de transición de modalidad
activa a modalidad de espera desde el punto de acceso, dependiendo
del conjunto de parámetros de QoS asociados a cada uno de dichos
terminales.
No obstante, se plantea un problema cuando una
estación base ofrece diferentes tipos de servicios a una pluralidad
de terminales de abonados que están asociados a esta, ya que el
procedimiento de modalidad de reposo es adecuado para un único tipo
de servicio de naturaleza aleatoria. Dicho procedimiento de
modalidad de reposo no puede aplicarse adecuadamente a los
servicios de aplicaciones de voz/VoIP por un lado y, por otro, a
algunas aplicaciones de tiempo real diferentes, ya que estas
últimas habitualmente presentarán configuraciones diferentes a las
descritas anteriormente, y por consiguiente dicho procedimiento de
modalidad de reposo no puede aplicarse a todos estos servicios.
La necesidad de proveer servicios de
multidifusión/difusión a los diferentes abonados junto con, por
ejemplo, la necesidad de proveer servicios de navegación por la
Internet, planteará un problema en la medida en que será
prácticamente imposible gestionar los diferentes tipos de servicios
mientras se aplica un único tipo de procedimiento de modalidad de
reposo según la publicación IEEE 802.16.
Se produce otro problema en los sistemas que
admiten servicios de multidifusión. Habitualmente, los terminales
están diseñados para permitir tanto conexiones de multidifusión como
conexiones de unidifusión con diferentes pautas de demanda, de tal
forma que la sincronización de los ciclos de reposo/escucha entre
los diferentes terminales resultará prácticamente imposible. Según
el sistema de modalidad de reposo de la publicación IEEE 802.16, la
única solución razonable consiste en interrumpir la modalidad de
reposo para todos los terminales relacionados y ocuparse de la
transferencia de datos. Las consecuencias de la interrupción de la
modalidad de reposo de los terminales es que el terminal
interrumpido se reactivará a partir del valor más bajo del
intervalo de reposo, lo cual a su vez provocará un descenso de la
eficacia de ahorro de energía.
Se produce otro problema más cuando es necesario
combinar las operaciones en modalidad de reposo con uno o más
procedimientos de gestión, tales como la determinación de la
distancia, la creación/configuración de conexiones, SNMP, etc.
Suponiendo que un terminal se halle actualmente en modalidad de
reposo debido a que no hay tráfico para transmitir por medio de las
conexiones existentes y se plantee la necesidad de añadir una
conexión más, en este caso, la estación base ("BS") deberá
mantener el terminal disponible para la transacción correspondiente
aunque todavía no exista demanda para utilizar las conexiones
existentes, hecho que significa que en realidad no existe ningún
motivo para interrumpir su estado de reposo. Sin embargo, a pesar de
lo anterior, según el procedimiento que se ha utilizado comúnmente
en el ámbito de la técnica, un mensaje que comunica la presencia de
tráfico interrumpirá la modalidad de reposo del terminal (aunque,
como se ha indicado, no hay tráfico para transmitir a lo largo de
las conexiones actuales), para aplicar el procedimiento de creación
de la conexión. Por consiguiente, será necesario reaplicar el
procedimiento de modalidad de reposo a partir del valor más bajo
del intervalo de reposo.
Por consiguiente, uno de los objetivos de la
presente invención consiste en proporcionar un nuevo procedimiento
para obtener un ahorro de energía reduciendo al mínimo el consumo de
energía en el terminal móvil.
Otro de los objetivos de la presente invención
consiste en proporcionar un nuevo procedimiento para controlar el
consumo de energía en el terminal móvil y obtener una mayor eficacia
de la utilización de energía.
Finalmente, otro objetivo de la presente
invención consiste en proporcionar un procedimiento para obtener un
ahorro de energía reduciendo al mínimo el consumo de energía en el
terminal móvil, que esté adaptado para ofrecer varios servicios que
presentan diferentes conjuntos de requisitos de energía.
Otros objetivos de la presente invención se
pondrán de manifiesto en la descripción siguiente.
Por consiguiente, según una primera forma de
realización de la presente invención, se proporciona un
procedimiento para obtener un ahorro de energía en el dispositivo
de un abonado que pertenece a una red inalámbrica que comprende una
estación base y por lo menos dicho dispositivo de abonado, en el que
dicho dispositivo de abonado está adaptado para recibir por lo
menos dos servicios diferentes, cada uno de los cuales presenta una
o más características relativas a las demandas de tráfico asociadas
al servicio.
El procedimiento comprende las etapas
siguientes:
- clasificar cada uno de los por lo menos dos servicios diferentes, basándose en las características relativas a la demanda de tráfico, en correspondientes clases de ahorro de energía, siempre y cuando existan por lo menos dos clases de ahorro de energía diferentes asociadas a los servicios admitidos por el dispositivo del abonado;
- para cada clase de ahorro de energía, determinar los intervalos de lectura necesarios y los intervalos de reposo necesarios;
- intercambiar mensajes entre la estación base y el dispositivo de abonado para sincronizar los parámetros y ejecutar un procedimiento de ahorro de energía. Dichos parámetros comprenden preferentemente la ubicación de los intervalos de escucha/reposo en el dominio del tiempo y las condiciones para la finalización de todo el procedimiento (por ejemplo, si se genera una demanda en una de las conexiones). Más preferentemente, el conjunto de parámetros comprende un punto de inicio para realizar la secuencia de intervalos de reposo/escucha. Durante el intervalo de reposo, no se emprende ninguna comunicación con respecto a los servicios (conexiones) asociados a la correspondiente clase de ahorro de energía.
\vskip1.000000\baselineskip
Como apreciarán los expertos en la materia, la
etapa de clasificación de cada uno de por lo menos los dos
servicios diferentes puede realizarse implementando una o varias
opciones cualesquiera de una pluralidad, tales como las que se
basan en el tipo de servicio, en la pauta de demanda de tráfico, en
el grupo de servicios del cual forma parte el servicio particular,
etc., todas las cuales deben considerarse comprendidas dentro del
alcance de la presente inven-
ción.
ción.
A continuación, durante la prestación de los
diferentes servicios, se determina un intervalo de tiempo de
inaccesibilidad para el dispositivo del abonado (por ejemplo, el
terminal móvil) en el cual no se intercambiará ninguna comunicación
entre la estación base y el dispositivo de abonado, es decir, un
intervalo en el que todos los servicios asociados con el terminal
están inactivos; y a continuación se reduce el nivel de energía del
dispositivo del abonado, a lo largo del período o los períodos de
inaccesibilidad.
La expresión "clase de ahorro de energía"
utilizado en la presente memoria denota un grupo de uno o más
servicios que comprenden una o más conexiones (servicios) MAC,
todos los cuales se caracterizan porque presentan un comportamiento
(demanda) de tráfico similar, y en los que todas estas conexiones
están comprendidas en una única clase de ahorro de energía y se
asocian con la misma secuencia de intervalos de lectura y de reposo.
Si se considera, por ejemplo, que la navegación por Internet
(servicio A) y la comunicación con un servidor de archivos remoto
(servicio B) presentan el mismo comportamiento (demanda) de tráfico,
dichos servicios se pueden asociar a una única clase de ahorro de
energía. No obstante, puede suceder que, aunque dos servicios
presenten el mismo tipo de comportamiento de tráfico, los parámetros
de comportamiento de tráfico sean diferentes, en cuyo caso cada uno
de los dos servicios formará parte de una clase de ahorro de energía
diferente.
Según una forma de realización preferida de la
presente invención, el dispositivo del abonado puede iniciar el
procedimiento proporcionado tras transmitir una petición de inicio
de un procedimiento de ahorro de energía. Aún así, la decisión
final acerca de la activación de la clase de ahorro de energía y los
parámetros adecuados recae preferentemente en la BS.
\newpage
Según otra forma de realización de la presente
invención, se selecciona una clase de ahorro de energía de entre el
grupo constituido por:
- clase de tipo 1, caracterizada porque la duración de cada uno de los intervalos de reposo se calcula a partir de la duración del intervalo de reposo precedente, mientras que la duración de los intervalos de escucha se mantiene constante;
- clase de tipo 2, caracterizada porque todos los intervalos de reposo tienen la misma duración y se intercalan con intervalos de escucha que tienen una duración fija y
- clase de tipo 3, caracterizada porque comprende un único intervalo de reposo y un único intervalo de escucha.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, la clase de tipo 1 de ahorro de
energía se caracteriza además porque no permite el intercambio de
tráfico durante los intervalos de reposo y los intervalos de
escucha.
Según otra forma de realización de la presente
invención, la clase de tipo 2 de ahorro de energía está
caracterizada asimismo porque impide el tráfico durante los
intervalos de escucha.
Según otra forma de realización de la presente
invención, la clase de tipo 3 de ahorro está caracterizada asimismo
porque no permite el intercambio de tráfico durante el intervalo de
reposo.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un controlador para controlar la duración del período
de ahorro de energía permitida en el dispositivo del abonado,
llevándose a cabo preferentemente el control mediante la
desactivación de la clase de ahorro de energía.
Preferentemente, cuando el servicio es de la
clase de tipo 1. la desactivación de la clase de ahorro de energía
se realiza cuando se produce uno o más de los eventos
siguientes:
- \bullet
- La BS transmite (durante el intervalo de accesibilidad) una cierta cantidad de datos a través de una conexión que forma parte de esta clase de ahorro de energía;
- \bullet
- El terminal transmite una petición de una cantidad no cero de ancho de banda con respecto a un servicio (conexión) que forma parte de esta clase de ahorro de energía;
- \bullet
- El terminal recibe un mensaje desde la BS que indica la presencia de tráfico en la memoria tampón dirigido al terminal y
- \bullet
- El terminal no ha podido recibir el mensaje de indicación de tráfico durante un determinado tiempo de espera, por ejemplo, durante un intervalo de escucha.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otra forma de realización de la presente
invención, la desactivación de la clase de ahorro de energía se
realiza como respuesta a la petición explícita iniciada por la BS o
por el terminal.
Según otra forma de realización de la presente
invención, la desactivación del servicio de clase de tipo 2 de
ahorro de energía se realiza como respuesta a la petición explícita
(por ejemplo, una petición de terminación) transmitida en forma de
unos mensajes de gestión predefinidos desde la BS o el dispositivo
del abonado.
Según otra forma de realización de la presente
invención cuando el servicio es de la clase de tipo 3, la
desactivación del procedimiento de ahorro de energía se realiza
como respuesta a la expiración de un intervalo de escucha.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona una estación base adaptada para funcionar en una red
inalámbrica que comprende:
- una interfaz operativa para permitir la comunicación entre la estación base y una red de comunicación asociada a esta;
- por lo menos un transceptor de radio capaz de transmitir tráfico de comunicación hacia por lo menos un dispositivo de abonado y recibir tráfico de comunicación desde este, en el que la estación base está adaptado para ofrecer al abonado por lo menos dos servicios diferentes, cada uno de los cuales presenta una o más características relativas a las demandas de tráfico asociadas a cada servicio;
- unos medios operativos para clasificar cada uno de los por lo menos dos servicios diferentes, basándose en las características relativas a la demanda de tráfico, en las correspondientes clases de ahorro de energía, siempre y cuando existan por lo menos dos clases de ahorro de energía diferentes asociadas a los servicios admitidos por el dispositivo del abonado;
- por lo menos un procesador adaptado para:
- determinar, para cada una de las clases de ahorro de energía, los intervalos de escucha necesarios y los posibles intervalos de reposo;
- intercambiar mensajes con el dispositivo del abonado para sincronizar por lo menos un parámetro para realizar un procedimiento de ahorro de energía;
- durante la prestación de los por lo menos dos servicios diferentes, determinar los intervalos de tiempo de inaccesibilidad para el dispositivo del abonado, en los cuales no se intercambiará ninguna comunicación entre la estación base y el dispositivo del abonado e
- iniciar mandatos por medio de los cuales se solicita al dispositivo del abonado que active un procedimiento de ahorro de energía durante los intervalos de inaccesibilidad.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un terminal de abonado adaptado para funcionar en una
red inalámbrica y para recibir por lo menos dos servicios
diferentes, cada uno de los cuales presenta una o más
características relativas a las demandas de tráfico asociadas a cada
servicio, y en el que dicho terminal de abonado comprende:
- una interfaz operativa para permitir la comunicación entre el terminal del abonado y una estación base;
- por lo menos un transceptor de radio operativo para transmitir tráfico de comunicación hacia la estación base y recibir tráfico de comunicación desde esta;
- por lo menos un procesador adaptado para intercambiar mensajes con la estación base para sincronizar por lo menos un parámetro y realizar un procedimiento de ahorro de energía y
- un controlador de energía operativo para obtener una reducción de energía del por lo menos un transceptor de radio durante los intervalos de tiempo de inaccesibilidad en los que no se va a intercambiar ninguna comunicación entre dicha estación base y el terminal de abonado, como respuesta a un mensaje predefinido recibido desde la estación base.
Preferentemente, el por lo menos un procesador
está adaptado además para iniciar una petición de transmisión de
comunicación a la estación base, mediante la cual se solicita a la
estación base que evalúe si el terminal de abonado puede, o cuando
puede, iniciar un procedimiento de ahorro de energía.
Según otra forma de realización, el terminal de
abonado está adaptado además para efectuar un procedimiento de
ahorro de energía como respuesta a un mensaje o una señal adecuada
recibida desde la estación base.
La figura 1 ilustra un ejemplo de procedimiento
de ahorro de energía para un servicio de tipo multidifusión.
La figura 2 ilustra un ejemplo de procedimiento
de ahorro de energía para la determinación periódica de la
distancia.
La figura 3 ilustra un ejemplo de modalidad de
funcionamiento en reposo con dos tipos de clases de ahorro de
energía, uno asociado con el tráfico de transmisión de servicio
(conexión) de tipo web y otro asociado con el servicio UGS (por
ejemplo, voz sobre IP) descrito en la publicación IEEE 802.16.
A continuación, se describe la presente
invención por medio de ejemplos que no limitan el sentido general
de lo descrito anteriormente.
Según una forma de realización preferida
proporcionada por la presente invención, el terminal del abonado
comprende varias máquinas de estado de reposo ("SSM" por sus
siglas en inglés), refiriéndose la expresión "estado de
reposo" al estado en que se está durante un intervalo de tiempo
de reposo o un intervalo de escucha. Cada una de las SSM asociadas
a una clase de ahorro de energía ("PSC" por sus siglas en
inglés) que comprende uno o más servicios, todos los cuales se
caracterizan por presentar un comportamiento de demanda de tráfico
sustancialmente similar (por ejemplo, demanda de transmisión de un
paquete cuando llega un paquete que debe transmitirse).
Análogamente, la estación base (BS) comprende un conjunto de SSM que
corresponde al de los terminales de abonado asociados a dicha BS.
La BS y los diversos terminales de abonado intercambian mensajes de
control para sincronizar el estado de las SSM. La no accesibilidad
de un terminal de abonado para las transmisiones de enlace
descendente (DL) o el enlace ascendente (UL) se define como un
estado en el que todas las máquinas de estado se hallan en un
estado de "reposo". Aunque se encuentre en un estado de no
accesibilidad, el terminal del abonado puede desconectar uno o más
componentes funcionales físicos o realizar otras actividades que no
están relacionadas con su comunicación con la BS. Según una forma de
realización de la presente invención, la BS comprende todas las SSM
necesarias para las clases de servicios admitidas por la BS,
mientras que las SSM comprendidas en el terminal del abonado solo
son las correspondientes a las diversas clases a las cuales
pertenecen todos los servicios ofrecidos por ese terminal.
Se considerará a continuación la figura 3 en la
que se ilustra un ejemplo de un terminal que presenta dos SSM que
corresponden a una PSC diferente cada una. La clase A comprende
varios servicios que pueden describirse como servicios tipo "best
effort" según la publicación IEEE 802.16 y de tiempo no real. La
clase B de este ejemplo comprende un único servicio, el de VoIP
(definido como un servicio "UGS" en términos de la publicación
IEEE 802.16). Para la clase A, la BS asigna una secuencia de
intervalos de escucha de una duración constante cada uno y unos
intervalos de reposo de duración doble, es decir, cada intervalo
(excepto el primero tras la activación de la clase de ahorro de
energía) dura el doble de tiempo que el intervalo de reposo
precedente. Para la clase B, la BS asigna una secuencia de
intervalos de escucha de una duración constante cada uno y una
secuencia intercalada de intervalos de reposo, cada uno también de
una duración constante que no es necesariamente igual a la de los
intervalos de escucha. Se considera que el terminal está inaccesible
(y por consiguiente puede apagarse) en los períodos de tiempo en
que ambas clases presentan sus intervalos de reposo o, dicho de
otro modo, cuando los intervalos de reposo de la clase A se
entrecruzan con los de la clase B.
Según otra forma de realización preferida, la BS
mantiene uno o más planes de reposo/escucha adaptados para cada uno
de los terminales de abonados asociados a la BS, estando relacionado
cada uno de los planes con una clase de ahorro de energía (PCS)
determinada. Como se ha indicado anteriormente, la clase de ahorro
de energía es un grupo de conexiones (servicios) MAC que presentan
propiedades de demanda de energía comunes. Los expertos en la
materia sabrán reconocer que todas las conexiones de tipo "best
effort" (como las definidas en la publicación IEEE 802.16)
pueden pertenecer a una única clase y, en consecuencia, presentar
los mismos intervalos de reposo/escucha. Por otro lado, podría
darse el caso de que dos conexiones (servicios) UGS pertenecieran a
una clase diferente cada una, si se asociaran a diferentes
intervalos en asignaciones consecutivas. El significado de la
activación de una PSC determinada realmente es el inicio de la
secuencia de intervalos de reposo/escucha asociada a dicha clase.
Con el propósito de determinar una o varias PSC o de activarlas, la
BS y el correspondiente terminal de abonado intercambian entre sí
ciertos mensajes de gestión para especificar el tipo y los
parámetros de la PCS aplicable y el instante de tiempo de
activación de la secuencia de intervalos de reposo/escucha.
Una vez que se han determinado los posibles
intervalos de reposo para cada uno de los servicios aplicables
descritos anteriormente, se definen los intervalos de
inaccesibilidad como los intervalos durante los cuales todas las
SSM activas se hallan en estado de "reposo".
En la presente memoria, la expresión
"intervalo de accesibilidad" se utiliza para denotar un
intervalo de tiempo que no se solapa con ningún intervalo de
inaccesibilidad. Durante el intervalo de accesibilidad, se espera
que el terminal reciba todas las transmisiones de enlace descendente
("DL") utilizando el mismo sistema que el implementado durante
el funcionamiento normal (no de reposo).
Como se ha mencionado anteriormente, el segundo
servicio ofrecido en este ejemplo es el VoIP (clase B). En este
caso, periódicamente se genera una demanda para la transmisión de
una parte fija de datos, de tal forma que se asignan al terminal
intervalos de escucha de duración constante que se aplican en torno
a los momentos en los que se espera que el terminal esté operativo
(por ejemplo, transmitiendo o recibiendo datos), y se disponen
intervalos de reposo entre esos intervalos de escucha. La
transmisión de datos durante los intervalos de escucha se produce
preferentemente sin interrupción del estado de reposo. Según esta
forma de realización preferida, se supera una de las desventajas
del plan de reposo implementado actualmente, puesto que deja de ser
necesario que la BS termine el procedimiento de reposo, prepare la
transferencia de datos y reinicie el procedimiento de reposo cada
vez que se genera una demanda de VoIP.
Puede aplicarse una solución similar si la clase
B comprende un servicio de voz en lugar del servicio VoIP
mencionado anteriormente.
Se proporciona ahora un ejemplo de procedimiento
que implementa la presente invención, en el que la BS está adaptada
para ofrecer al terminal del usuario cualquier combinación de
servicios entre los clasificados en las tres clases indicadas a
continuación.
Los ejemplos de servicios de red asociados a
este tipo son la navegación por la red y la comunicación a un
servidor de archivos remoto.
Para establecer una adecuada operatividad entre
la BS y el terminal de un abonado que utiliza cualquiera de los
servicios comprendidos en esta clase, la BS y el terminal
intercambian mensajes que especifican por lo menos los parámetros
siguientes:
intervalo de reposo inicial;
intervalo de escucha;
intervalo de reposo final y
tiempo de inicio para el primer intervalo de
reposo.
La clase de ahorro de energía se activa en el
momento de tiempo de inicio especificado para el primer intervalo
de reposo. La duración (tamaño) de cada uno de los siguientes
intervalos de reposo puede calcularse a partir del tamaño del
intervalo de reposo precedente. Por ejemplo, cada intervalo de
reposo siguiente puede ser el doble de tamaño del intervalo
anterior, siempre y cuando no sea superior al valor del parámetro
del intervalo de reposo final. Además, durante los intervalos de
escucha, la BS puede transmitir periódicamente un(os)
mensaje(s) que indican la presencia/ausencia en la memoria
tampón de tráfico DL dirigido al terminal.
Los intervalos de reposo suelen intercalarse con
los intervalos de escucha, puesto que estos últimos tienen una
duración fija.
Por ejemplo, la BS termina su estado activo
enviando un mensaje de indicación de tráfico (por ejemplo,
MOB_TRF_IND en la publicación IEEE 802.16). La BS enviará un mensaje de indicación de tráfico durante cada intervalo de escucha para avisar al terminal de que se ha generado una demanda de tráfico DL en las conexiones correspondientes.
MOB_TRF_IND en la publicación IEEE 802.16). La BS enviará un mensaje de indicación de tráfico durante cada intervalo de escucha para avisar al terminal de que se ha generado una demanda de tráfico DL en las conexiones correspondientes.
Cuando el terminal recibe una asignación de UL
después de recibir una indicación de mensaje MOB_TRF_IND positiva,
el terminal puede confirmar la recepción del mensaje mediante la
transmisión de por lo menos un mensaje BR.
Durante el estado activo de la clase de ahorro
de potencia, no se espera que el terminal envíe ni reciba ningún
dato (por ejemplo, ninguna SDU de la MAC) ni envíe peticiones de
ancho de banda en conexiones que pertenecen a esa clase de ahorro
de energía.
La clase de ahorro de energía se activa en el
instante de tiempo de inicio indicado para el primer intervalo de
reposo. Cada uno de los intervalos de reposo siguientes es
comparativamente el doble de tamaño del anterior, aunque no es
superior al valor final especificado.
La clase de ahorro de energía se desactiva
cuando se produce uno o más de los eventos siguientes:
- \bullet
- la BS transmite (durante un intervalo de accesibilidad) una SDU de MAC o un fragmento de esta a través de una conexión que pertenece a esta clase de ahorro de energía;
- \bullet
- el terminal transmite una petición de una cantidad de ancho de banda no cero con respecto a un servicio (conexión) que pertenece a esta clase de ahorro de energía;
- \bullet
- el terminal recibe un mensaje de indicación de tráfico (por ejemplo, MOB_TRF-IND en la publicación IEEE 802.16) que indica la presencia en la memoria tampón de tráfico dirigido al terminal y
- \bullet
- el terminal no recibe un mensaje de indicación de tráfico (por ejemplo, MOB_TRF-IND en la publicación IEEE 802.16) durante un tiempo de espera determinado, por ejemplo, durante un intervalo de escucha.
Durante los intervalos de escucha, se espera que
el terminal reciba todas las transmisiones DL de la misma forma que
en el estado de las operaciones normales (no de reposo).
\vskip1.000000\baselineskip
Los ejemplos de servicios asociados con este
tipo son los UGS de tipo RT-VR (servicios de tasa
variable en tiempo real) como los especificados en la publicación
IEEE 802.16, por ejemplo, las conexiones (servicios) de voz (VoIP)
y los servicios de tiempo real.
Para establecer una correcta interoperatividad
entre la BS y el terminal de un abonado que utiliza cualquiera de
los servicios comprendidos en esta clase, la BS y el terminal
intercambian mensajes que indican por lo menos los parámetros
siguientes:
intervalo de reposo inicial;
intervalo de escucha y
tiempo de inicio del primer intervalo de
reposo.
La clase de ahorro de energía de este tipo se
activa en el momento especificado como tiempo de inicio del primer
intervalo de reposo. Todos los intervalos de reposo tienen el mismo
tamaño y se intercalan con intervalos de escucha que tienen una
duración fija. Una vez iniciado, el estado activo se mantiene hasta
que finaliza explícitamente interrumpiendo las conexiones
(servicios) asociadas o intercambiando ciertos mensajes de gestión
que indican dicha terminación.
A diferencia de la clase de tipo 1 de ahorro de
energía descrita anteriormente, durante los intervalos de escucha
de la clase de tipo 2 de ahorro de energía, el terminal puede enviar
o recibir cualquier dato a través de las conexiones (servicios) que
están comprendidos en esta clase de ahorro de energía.
La clase de ahorro de energía se activa en la
trama especificada como tiempo de inicio del primer intervalo de
reposo. Todos los intervalos de reposo son del mismo tamaño que el
intervalo inicial. Los intervalos de reposo se intercalan con los
intervalos de escucha que tienen una duración fija. Los
procedimientos de ahorro de energía aplicados para este tipo se
definen/ activan/ desactivan mediante ciertos mensajes de control
(por ejemplo, la transacción
MOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSP en la
publicación IEEE 802.16). La BS puede enviar un mensaje no
solicitado para iniciar la activación del procedimiento de ahorro de
energía (por ejemplo, MOB_SLP-RSP en la publicación
IEEE 802.16). Una vez iniciado, el estado activo se mantiene hasta
que se indica explícitamente la terminación mediante mensajes
específicos, tales como
MOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSP en la
publicación IEEE 802.16. La BS puede enviar un mensaje no
solicitado (MOB_SLP-RSP en la publicación IEEE
802.16) para desactivar la clase de ahorro de energía.
A diferencia del procedimiento para la clase de
tipo 1 de ahorro de energía, el terminal puede enviar o recibir
datos a través de conexiones asociadas con este tipo de clase de
ahorro de energía durante los intervalos de escucha.
Los ejemplos de servicios asociados a este tipo
son las conexiones de difusión/multidifusión así como las
operaciones de gestión, tales como la determinación de la distancia,
el establecimiento, el cambio o la eliminación de una conexión. Las
clases de ahorro de energía de este tipo se definen o activan
mediante ciertos mensajes de gestión, tales como la transacción
MOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSP en la
publicación IEEE 802.16. La desactivación de la PSC se produce
automáticamente tras la expiración del intervalo de escucha.
Para establecer una correcta operatividad entre
la BS y el terminal de un abonado que utiliza cualquiera de los
servicios comprendidos en esta clase, la BS y el terminal
intercambian unos mensajes que especifican por lo menos los
parámetros siguientes:
- \bullet
- intervalo de reposo final (que puede codificarse como base/exponente);
- \bullet
- tiempo de inicio del primer intervalo de reposo e
- \bullet
- intervalo de escucha.
Esta clase de ahorro de energía se activa en el
momento especificado como tiempo de inicio del primer intervalo de
reposo. Al intervalo de reposo, le seguirá un intervalo de escucha
de un tamaño especificado.
El intervalo de escucha de un tamaño
especificado viene a continuación del intervalo de reposo. Una vez
que expira el intervalo de escucha, el procedimiento de ahorro de
energía se desactiva automáticamente.
En la figura 2, se ilustra un procedimiento de
utilización de una PSC de tipo 3 asociada a una conexión de
multidifusión. En la prestación de un servicio de multidifusión, la
BS da por supuesto el momento de la aparición de la siguiente parte
de datos. Según este supuesto, la BS asigna un intervalo de reposo
que abarca todo el período durante el cual no se espera que llegue
tráfico de multidifusión. Si durante el intervalo de escucha se
reciben datos de multidifusión, estos se transmiten a los terminales
correspondientes. Una vez que el intervalo de escucha ha expirado,
la BS puede tomar la decisión de reactivar o no la clase de ahorro
de energía.
La clase de tipo 3 de ahorro de energía puede
utilizarse también para procedimientos de control, tales como la
creación o la eliminación de conexiones o la determinación de la
distancia en la MAC. En este caso, la BS transmite la petición y
especifica la duración (por ejemplo, base o exponente) del intervalo
de reposo que es igual al intervalo de tiempo necesario antes de la
transacción de determinación de la distancia periódica. A
continuación, una vez que ha expirado un intervalo de tiempo
especificado, el terminal estará disponible para la transmisión DL,
y a continuación la BS puede asignar una oportunidad de transmisión
para la determinación de la distancia.
El procedimiento de ahorro de energía de este
tipo se desactivará automáticamente cuando se hayan cerrado todas
las conexiones relacionadas.
El terminal que admite el procedimiento de
reposo utiliza el mensaje MOB_SLP-REQ para solicitar
la definición o la activación de ciertas clases de ahorro de
energía de los tipos 1 y 2. El mensaje MOB_SLP-REQ
se envía desde el terminal hasta la BS en el CID básico del
terminal.
Los parámetros utilizados son los
siguientes:
1 = Definición de clase de ahorro de energía
presente
1 = Activación de clase de ahorro de energía
0 = Desactivación de clase de ahorro de energía
(para tipos 1 y 2 solo)
Identificador de clase de ahorro de energía
asignado. El ID será exclusivo dentro del grupo de clases de ahorro
de energía asociadas a dicho terminal. Este ID puede utilizarse en
otros mensajes MOB_SLP_REQ/RSP para la activación/desactivación de
la clase de ahorro de energía.
Número de trama de inicio para el primer
intervalo de reposo.
Duración asignada del intervalo de escucha del
terminal (medido en tramas). Para la clase de tipo 2 de ahorro de
energía, no es relevante y debe codificarse como 0.
Duración inicial asignada para el intervalo de
reposo (medido en tramas). Para la clase de tipo 2 de ahorro de
energía, no es relevante y debe codificarse como 0.
Valor final asignado para el intervalo de reposo
(medido en tramas). Para la clase de tipo 2 de ahorro de energía,
no es relevante y debe codificarse como 0. Para la clase de tipo 2
de ahorro de energía, es la base para la duración del intervalo de
reposo particular solicitado por el mensaje.
Factor asignado por el cual se multiplica la
base del intervalo de reposo final para calcular el intervalo de
reposo final. Se utiliza la fórmula siguiente:
intervalo de
reposo final = base de intervalo de reposo final x 2^(exponente de
intervalo de reposo
final)
Para la clase de tipo 2 de ahorro de energía, es
el exponente para la duración del intervalo de reposo particular
solicitado por el mensaje.
CID de todas las conexiones que comprenden la
clase de ahorro de energía. Esta lista contendrá conexiones de
unidifusión, conexiones de multidifusión o conexiones de gestión,
pero no contendrá combinaciones de conexiones de diferentes tipos.
Si se codifica un CID básico, significa que todas las conexiones del
terminal están comprendidas en una única clase.
CID = 0 se reserva para operaciones de
gestión.
El mensaje MOB-SLP_RSP se
enviará desde la BS hasta el terminal en el CID básico del terminal
como respuesta a un mensaje MOB-SLP_REQ o puede
enviarse sin petición previa. El terminal ensamblará conexiones en
las clases de ahorro de energía y opcionalmente las activará como
se describe en el mensaje. Si se aplaza la activación (Activación =
"0") para una clase determinada, la BS puede señalizar la
activación en un momento posterior en un mensaje
MOB-SLP_RSP no solicitado.
Los parámetros utilizados son los
siguientes:
Tipo de clase de ahorro de energía
solicitado
1 = Definición de clase de ahorro de energía
presente
1 = Activación de clase de ahorro de energía
0 = Desactivación de clase de ahorro de energía
(para tipos 1 y 2 solo)
Identificador de clase de ahorro de energía
asignado. El ID será exclusivo dentro del grupo de clases de ahorro
de energía asociados al terminal. El ID puede utilizarse en otros
mensajes MOB_SLP-REQ/RSP para la activación o la
desactivación del procedimiento de ahorro de energía.
Número de trama de inicio para el primer
intervalo de reposo.
Duración asignada para el intervalo de escucha
del terminal (medido en tramas). Para el tipo de clase de ahorro de
energía 2, no es relevante y debe codificarse como 0.
Duración inicial asignada para el intervalo de
reposo (medido en tramas). Para el tipo de clase de ahorro de
energía 2, no es relevante y debe codificarse como 0.
Valor final asignado para el intervalo de reposo
(medido en tramas). Para el tipo de clase de ahorro de energía 2,
no es relevante y debe codificarse como 0. Para el tipo de clase de
ahorro de energía 2 es la base para la duración del intervalo de
reposo particular solicitado por el mensaje.
Factor asignado por el cual se multiplica la
base del intervalo de reposo final para calcular el intervalo de
reposo final. Se utiliza la fórmula siguiente:
intervalo de
reposo final = base de intervalo de reposo final x 2^(exponente de
intervalo de reposo
final)
Para el tipo de clase de ahorro de energía 2 es
el exponente para la duración del intervalo de reposo particular
solicitado por el mensaje.
CID de todas las conexiones que comprenden la
clase de ahorro de energía. Esta lista contendrá conexiones
unidifusión, conexiones multidifusión o conexiones de gestión, pero
no contendrá ninguna combinación de los diferentes tipos. Si se
codifica el CID básico, significa que todas las conexiones del
terminal están comprendidas en una única clase.
CID = 0 se reserva para operaciones de
gestión.
Debe observarse que los procedimientos descritos
anteriormente pueden modificarse de muchas maneras, que comprenden
el cambio del orden de las etapas y de la implementación exacta
utilizada.
La presente invención se ha descrito mediante
descripciones detalladas no limitativas de las formas de realización
preferidas, que se proporcionan a título de ejemplo y no deben
considerarse limitativas del alcance de la presente invención. Debe
tenerse en cuenta que las características descritas con respecto a
una forma de realización pueden utilizarse con otras formas de
realización, y que no todas las formas de realización de la presente
invención presentan todas las características representadas en una
figura particular. Los expertos en la materia sabrán deducir
variantes de las formas de realización descritas. Asimismo, debe
tenerse en cuenta que los términos "comprender" y
"presentar" y sus conjugados significan en la presente memoria
"comprender pero no necesariamente limitarse a". El alcance de
la presente invención está limitado únicamente por las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Procedimiento para obtener un ahorro de
energía en un dispositivo de abonado asociado a una red inalámbrica
que comprende una estación base y por lo menos dicho dispositivo de
abonado, y en el que dicho dispositivo de abonado es operativo para
recibir por lo menos dos servicios diferentes, cada uno de los
cuales está caracterizado porque presenta una o más
características relacionadas con las demandas de tráfico asociadas a
cada servicio, cuyo procedimiento comprende:
- \quad
- clasificar cada uno de dichos por lo menos dos servicios diferentes, basándose en las características relativas a la demanda de tráfico, en unas correspondientes clases de ahorro de energía, siempre y cuando existan por lo menos dos clases de ahorro de energía diferentes asociadas a dichos por lo menos dos servicios diferentes;
- \quad
- para cada una de dichas clases de ahorro de energía, determinar los intervalos de escucha necesarios y los intervalos de reposo necesarios;
- \quad
- determinar períodos de tiempo de inaccesibilidad para dicho dispositivo de abonado, durante los cuales no se intercambiarán comunicaciones entre dicha estación base y dicho dispositivo de abonado;
- \quad
- intercambiar mensajes entre dicha estación base y dicho dispositivo de abonado para sincronizar parámetros para ejecutar un procedimiento de ahorro de energía; y
- \quad
- activar dicho procedimiento de ahorro de energía en dicho dispositivo de abonado basándose en dichos parámetros sincronizados.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende asimismo una etapa mediante la cual dicho dispositivo de
abonado transmite una petición para iniciar el procedimiento de
ahorro de energía.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dichos tipos de clases se seleccionan de entre el grupo
constituido por:
- \quad
- tipo 1, caracterizado porque la duración de cada uno de dichos intervalos de reposo no está predefinida y se calcula a partir de la duración del intervalo de reposo anterior, mientras que la duración de dichos intervalos de escucha permanece constante;
- \quad
- tipo 2, caracterizado porque todos los intervalos de reposo son de la misma duración y se intercalan con los intervalos de escucha que presentan una duración fija y
- \quad
- tipo 3, caracterizado porque comprende un único intervalo de reposo y un único intervalo de escucha.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en
el que dicha clase de tipo 1 de ahorro de energía está
caracterizado asimismo porque no se permite el intercambio
de tráfico relacionado con los servicios comprendidos en dicha
clase durante los intervalos de reposo y los intervalos de
escucha.
5. Procedimiento según la reivindicación 3, en
el que dicha clase de tipo 2 de ahorro de energía está
caracterizado asimismo porque se permite el intercambio de
tráfico relacionado con los servicios comprendidos en dicha clase
durante los intervalos de escucha.
6. Procedimiento según la reivindicación 3, en
el que dicha clase de tipo 3 de ahorro de energía está
caracterizado asimismo porque no se permite el intercambio
de tráfico durante el intervalo de reposo.
7. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que el servicio ofrecido es de dichas clases de tipo 1 o tipo 2,
y en el que dicho procedimiento comprende asimismo la etapa de
desactivación de dicho procedimiento de ahorro de energía mediante
un intercambio de mensajes de gestión entre dicha estación base y
dicho dispositivo de abonado.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que dicha etapa de desactivación de la clase de tipo 1 de ahorro
de energía se realiza en respuesta a uno o más de los eventos
siguientes:
- -
- dicha estación base transmite durante un intervalo de accesibilidad cualquier cantidad de datos a través de una conexión que pertenece a dicha clase de ahorro de energía;
- -
- dicho dispositivo de abonado transmite una petición de una cantidad de ancho de banda no cero con respecto a un servicio (conexión) que pertenece a dicha clase de ahorro de energía;
- -
- dicho dispositivo de abonado recibe un mensaje de indicación de tráfico que indica la presencia en la memoria tampón de tráfico dirigido a dicho dispositivo; y
- -
- dicho dispositivo de abonado no ha podido recibir un mensaje de indicación de tráfico durante un tiempo de espera determinado.
9. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que dicha etapa de desactivación de la clase de tipo 2 de ahorro
de energía se realiza como respuesta a la petición explícita
transmitida en una forma de mensaje de gestión predefinida desde
dicha estación base o dicho dispositivo de abonado.
10. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el que se realiza una etapa de desactivación de la modalidad de
ahorro de energía para la clase de tipo 3 de servicio como respuesta
a la expiración de un intervalo de escucha.
11. Estación base adaptada para funcionar en una
red inalámbrica y que comprende:
- \quad
- una interfaz operativa para permitir la comunicación entre dicha estación base y una red de comunicación asociada a la misma;
- \quad
- por lo menos un transceptor de radio capaz de transmitir tráfico de comunicación hacia por lo menos un dispositivo de abonado y recibir tráfico de comunicación desde el mismo, en el que dicha estación base está adaptada para ofrecer a dicho abonado por lo menos dos servicios diferentes, cada uno de los cuales está caracterizado porque presenta una o más características relativas a las demandas de tráfico asociadas a cada servicio;
- \quad
- unos medios operativos para clasificar cada uno de dichos por lo menos dos servicios diferentes, basándose en las características relativas a la demanda de tráfico, en sus correspondientes clases de ahorro de energía, siempre y cuando existan por lo menos dos clases de ahorro de energía diferentes asociadas con los servicios admitidos por el dispositivo de abonado;
- \quad
- por lo menos un procesador adaptado para:
- determinar, para cada una de dichas clases de ahorro de energía, los intervalos de escucha necesarios y los posibles intervalos de reposo;
- intercambiar mensajes con dicho dispositivo de abonado para sincronizar por lo menos un parámetro para ejecutar un procedimiento de ahorro de energía;
- durante la prestación de dichos por lo menos dos servicios diferentes, determinar los intervalos de tiempo de inaccesibilidad para el dispositivo de abonado durante los cuales no se intercambiará ninguna comunicación entre dicha estación base y dicho dispositivo del abonado; y
- transmitir un mensaje hacia dicho dispositivo de abonado para activar un procedimiento de ahorro de energía durante dichos intervalos de inaccesibilidad.
12. Terminal de abonado adaptado para funcionar
en una red inalámbrica y recibir por lo menos dos servicios
diferentes, cada uno de los cuales está caracterizado porque
una o más características relativas a las demandas de tráfico
asociadas a cada servicio, en el que dichos por lo menos dos
servicios diferentes que dicho terminal de abonado es operativo
para recibir están asociados a por lo menos dos clases de ahorro de
energía diferentes, y en el que dicho terminal de abonado
comprende:
- \quad
- una interfaz operativa para permitir la comunicación entre dicho terminal de abonado y una estación base;
- \quad
- por lo menos un transceptor de radio operativo para transmitir tráfico de comunicación hacia dicha estación base y recibir tráfico de comunicación desde la misma;
- \quad
- por lo menos un procesador adaptado para intercambiar mensajes con dicha estación base para sincronizar por lo menos un parámetro y ejecutar un procedimiento de ahorro de energía; y
- \quad
- un controlador de energía operativo para reducir la energía de dicho por lo menos un transceptor de radio durante los intervalos de tiempo de inaccesibilidad en los que no se intercambiará ninguna comunicación entre dicha estación base y dicho terminal de abonado como respuesta a un mensaje predefinido recibido desde dicha estación base.
13. Terminal de abonado según la reivindicación
12, en el que dicho por lo menos un procesador está adaptado
asimismo para iniciar una petición para transmitir una comunicación
a dicha estación base, por medio de la cual se solicita a la
estación base que evalúe si, y/o cuando, dicho terminal de abonado
puede iniciar un procedimiento de ahorro de energía.
14. Terminal de abonado según la reivindicación
12, que está adaptado asimismo para realizar un procedimiento de
ahorro de energía como respuesta a un mensaje y/o una señal adecuada
recibida desde dicha estación base.
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