ES2356002B1 - Método y sistema para optimizar el ancho banda en una red de comunicación lte/gsm. - Google Patents

Método y sistema para optimizar el ancho banda en una red de comunicación lte/gsm. Download PDF

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Abstract

Método, aparato y sistema de comunicación para optimizar el ancho de banda de redes de comunicación GSM/LTE que comprende, al menos, las etapas de conocer la cantidad de móviles que soportan LTE conectados al menos a una celda GSM que soporta LTE, así como conocer la cantidad de tráfico portado portal celda GSM; y desactivar un número de portadoras de TRXs de GSM, y activar una portadora de LTE con el ancho de banda mínimo; y donde el ancho de banda LTE es asignado dinámicamente, dependiendo del tráfico GSM y del tráfico y/o de la cantidad de terminales LTE.

Description

Método y sistema para optimizar el ancho banda en una red de comunicación LTE/GSM.
El objetivo de la presente invención es un método y un sistema para optimizar el ancho de banda en una red GSM/LTE (Long Term Evolucion, evolución a largo plazo), basado en la reconfiguración automática entre tecnologías GSM y LTE en la misma estación base (BS, Base Station). Así, el método está configurado para mejorar la eficiencia de los recursos de red, proporcionando la mejor tecnología en función de escenarios de equipo de usuario (UE, User Equipment) y de la demanda de tráfico sobre cada una de las tecnologías.
Antecedentes de la invención
Una nueva tecnología de radio, LTE, está pensada para ser desplegada en bandas de frecuencia nuevas (2,6 GHz) y antiguas, como las utilizadas actualmente por el GSM (GSM1800 y GSM900). Estas frecuencias están actualmente ocupadas por el tráfico GSM, y la introducción de LTE necesitaría liberar espectro GSM.
LTE es una tecnología que ha sido especificada para ser capaz de trabajar con varios anchos de banda, al objeto de facilitar su introducción: bloques de 1.4, 3, 5, 10, 15 y 20 MHz. En los sitios en los que se instalará equipamiento LTE (bien dos módulos RRU diferentes, o bien como una sola RRU (Remote Radio Unit, unidad de radio remota), funcionando simultáneamente como GSM y LTE), el ancho de banda para ser dedicado a la LTE puede asignarse analizando el tráfico GSM promedio presente en el área, así como la penetración estadística de terminales con capacidad LTE.
La decisión de qué ancho de banda dedicar a LTE en función de los parámetros estadísticos mencionados arriba no es eficiente, puesto que no puede tener en cuenta la situación del tráfico real sobre una célula/un área específicas; además, cualquier asignación de ancho de banda fijo a la LTE en la primera fase de despliegue de esta tecnología, tendrá como resultado una pérdida de capacidad GSM (1,4 MHz) no compensada por el bajo tráfico generado por la pequeña cantidad de terminales LTE disponibles en el mercado.
Descripción de la invención
A través del sistema GSM, la solución preferida cuenta los móviles que soportan LTE, gracias a la transmisión de la RAT (Radio Access Technology, tecnología de acceso de radio) terminal del GERAN (GSM EDGE Radio Access Network, red de acceso por radio GSM EDGE); por lo tanto, el BSC es capaz de conocer la cantidad de móviles conectados a la celda GSM, que son capaces de soportar LTE (terminales multi-RAT), y así mismo de conocer la cantidad de tráfico soportado por la celda GSM concreta.
Esta invención es aplicable en el contexto de una sola red de acceso por radio (RAN, radio access network). El concepto de una sola RAN incluye una estación base con una sola RRU (Remote Radio Unit, unidad de radio remota)
o múltiples, y una sola unidad de banda base (BBU, Base Band unit) capaz de soportar GSM y LTE. Más en concreto, esta invención está concebida para ser utilizada únicamente a través de una sola BBU, independientemente del uso de una sola RRU o diferentes RRU para cada tecnología. La BBU única puede controlar sistemas tanto GSM como LTE, mediante lo que puede hacerse las medidas relevantes (explicadas más abajo), y adoptarse subsiguientemente acciones basadas en estas.
En función de la información anterior (es decir, tráfico GSM actual y número de terminales con capacidad LTE, presentes en la celda), se desactivará una serie de transceptores GSM (TRXs), y se activará una portadora de LTE con el mínimo ancho de banda (1.4 MHz). Si el tráfico sobre el GSM sigue por debajo del umbral específico, y si algún terminal LTE se ha activado, podría asignarse un ancho de banda mayor al LTE.
El ancho de banda LTE utilizado puede expandirse además en función del tráfico GSM actual, y la cantidad de tráfico/terminales LTE. De igual forma, si el tráfico LTE es bajo o está utilizado por tráfico no de voz, y si la cantidad de tráfico GSM sobre la transmisión habilitada está por encima de umbral específico, el ancho de banda asignado al LTE puede reducirse para permitir más transmisiones al tráfico GSM.
GSM necesita más portadoras y no hay tráfico generado por los terminales LTE presentes en la celda.
De acuerdo con lo mencionado anteriormente, se presenta un dispositivo para optimizar el ancho de banda en sistemas de comunicación GSM/LTE, que comprende al menos:
-
Un primer medio configurado para conocer la cantidad de móviles que soportan LTE conectados al menos a una celda GSM que soporta LTE, así como para conocer la cantidad de tráfico transportado por tal celda GSM.
-
Un segundo medio configurado para desactivar un número de portadoras de TRXs de GSM, y para activar una portadora de LTE con el ancho de banda mínimo; y donde los medios configurados para asignar el ancho de banda de LTE/GSM, asignan dinámicamente tal ancho de banda en función del tráfico GSM y la cantidad de terminales LTE y/o el tráfico que el LTE ha dispuesto mediante el primer medio.
Según otro aspecto de la invención, se describe un sistema de comunicación que comprende una estación base que comprende al menos una unidad de radio remota, una sola unidad de banda base capaz de soportar GSM y LTE, y medios para asignar dinámicamente ancho de banda a GSM o LTE, dependiendo del tráfico GSM y de la cantidad de terminales LTE y/o de tráfico LTE.
Breve descripción de los dibujos
Los siguientes dibujos se proporcionan con el objetivo de explicar en mayor medida la invención. Los dibujos también describen una realización de la presente invención, a modo de ejemplo no limitativo:
-
la figura 1 representa un concepto de RAN única, que incluye una estación base con una o múltiples RRU (Remote Radio Unit, unidad de radio remota), y una sola unidad de banda base (BBU) capaz de soportar GSM y LTE.
-
La figura 2 representa un ejemplo de activación e incremento del ancho de banda LTE.
-
La figura 3 representa un ejemplo de disminución del ancho de banda LTE.
Realización preferida de la invención
Como se muestra en la figura 1, la presente invención puede aplicarse a una única red de acceso por radio (RAN). El concepto de una única RAN incluye una estación base 1 con una sola o múltiples RRU (Remote Radio Unit, unidad remota de radio) 2, y una sola unidad de banda base (BBU) 3 capaz de soportar GSM y LTE. Más en concreto, esta invención requiere forzosamente ser realizada en una sola BBU 3, independientemente del uso de una sola RRU 2
o diferentes RRU 2 para cada tecnología. La BBU única puede controlar sistemas tanto GSM como LTE con las diferentes medidas explicadas abajo, y adoptar acciones en función de estas.
En la figura 2 se representa un ejemplo de activación de LTE, donde una cantidad de X MHz está asignada al operador y activada solo para GSM en la red, de forma que no hay portadoras de LTE activas.
Cuando hay una celda LTE co-localizada con GSM, el BSC está comprobando en cada UE sus capacidades, para saber si hay presente en la celda algún móvil que soporte LTE. A continuación, en cuanto haya un usuario con capacidad de LTE y el tráfico GSM no es muy elevado, entonces puede activarse LTE. Una posible de rutina de activación LTE, se describe en el siguiente pseudo-código:
La cantidad de tráfico GSM puede medirse, por ejemplo, como un porcentaje de segmentos de tiempo utilizados en la celda, frente a los asignados (B segmentos de tiempo por TRX, menos los utilizados para la señalización). El BSC enviará un mensaje de “SOLICITUD de activar LTE” a través de la interfaz que conecta el BSC al módulo BBU único (denominada Abis en las especificaciones GSM); el mensaje se implementará sobre la Abis.
El BSC, en función del tráfico GSM, escogerá desconectar una cantidad de TRXs y responderá al BSC a través de un mensaje “activar LTE COMPLETADO”, que contendrá al menos la siguiente información:
-
qué TRXs habrán de ser desconectados; y
-
la nueva cantidad de ancho de banda utilizado por LTE, especificando el comienzo y final de frecuencia para el servicio LTE.
Después de eso, en caso de ser necesario incrementar el ancho de banda LTE (en otras palabras, si es necesario activar más espectro para LTE), si el uso de LTE en Mbps es muy elevado y el GSM está por debajo de un umbral predefinido por el operador, es posible incrementar el ancho de banda a la siguiente etapa (las etapas del ancho de banda en LTE son: 1.4, 3, 5, 10, 15 y 20 MHz -y otros, si se específica mediante 3GPP en el futuro). Una rutina para incrementar el ancho de banda al LTE, se describe a continuación en pseudo-código:
Las medidas se llevan a cabo mediante un módulo BBU único, y las decisiones sobre qué TRXs habrán de ser desconectados, serán adoptadas por el BSC. El módulo BBU único enviará sobre la Abis al BCS, un mensaje “SOLI-CITUD de desconectar TRX” que contiene al menos los siguientes elementos de información:
-
uso de LTE en Mbps
-
ancho de banda LTE adicional requerido (1,4 MHz, o 3 MHz, o 5 MHz, etc.).
El BSC responde enviando sobre el Abis al módulo BBU único, un mensaje “desconexión de TRX COMPLETA-DA”, el que indicará:
-
qué TRXs han de ser desconectados,
-
la nueva cantidad de ancho de banda utilizado por LTE, especificando la frecuencia inicial y final para el servicio LTE.
En la figura 3 se representa un ejemplo de disminución de ancho de banda LTE, donde se requiere más ancho de banda para GSM, disminuyendo el ancho de banda de LTE y designándolo al GSM.
En este caso, el LTE es reconfigurado a una etapa inferior a la actual (es decir, de 20 MHz a 15 MHz, de 15 a 10, etc.), y el nuevo ancho de banda disponible para GSM se utiliza para activar tantos TRX como sea posible en el GSM.
Cuando el BW del LTE es de 1,4 MHz, se tiene un caso especial en el que el LTE podría ser desactivado solo en el caso de que no haya tráfico LTE ninguno, de forma que incluso con un ancho de banda inferior sigue garantizándose un mínimo servicio LTE a los terminales que están utilizando LTE.
Las medidas se llevan a cabo mediante el módulo BBU único, y las decisiones sobre qué TRXs habrán de ser desconectados, serán adoptadas por el BSC.
El módulo BBU único enviará sobre la Abis al BCS, un mensaje de “SOLICITUD de activación de TRX”, que contiene al menos los siguientes elementos de información:
-
uso de LTE en Mbps.
El BSC responderá enviando sobre la Abis al módulo BBU único, un mensaje de “desconexión de TRX COM-PLETADA” en el que indicará:
-
qué TRXs han de ser desactivados, y sobre qué frecuencia
-
la nueva cantidad de ancho de banda utilizado por LTE, especificando la frecuencia inicial y final para el servicio LTE.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método para optimizar el ancho de banda de redes de comunicación GSM/LTE que comprende, al menos, las etapas de:
    (i)
    conocer la cantidad de móviles que soportan LTE conectados al menos a una celda GSM que soporta LTE, así como conocer la cantidad de tráfico portado por tal celda GSM; y
    (ii)
    desactivar un número de portadoras de TRXs de GSM, y activar una portadora de LTE con el ancho de banda mínimo;
    donde el ancho de banda LTE es asignado dinámicamente, dependiendo del tráfico GSM y del tráfico y/o de la cantidad de terminales LTE estimados de acuerdo con los medios de red GSM según la transmisión de las capacidades RAT del terminal en la red GERAN, de forma que:
    -
    cuando el tráfico en la red GSM está por debajo de un umbral, y si se ha activado algún terminal LTE, se asigna al LTE un ancho de banda mayor;
    -
    cuando el tráfico LTE es bajo o está utilizado por tráfico no de voz, y si la cantidad de tráfico GSM de la transmisión habilitada está por encima de un umbral, el ancho de banda asignado a la LTE puede reducirse al objetó de permitir más transmisiones para el tráfico GSM; y
    -
    cuando se alcanza el ancho de banda mínimo LTE, los medios de red LTE son desactivados temporalmente si no hay más terminales LTE presentes en la celda, o si el tráfico GSM sigue necesitando más portadoras y no hay tráfico generado por los terminales LTE presentes en la celda.
  2. 2. Método acorde con la reivindicación 1, en el que el ancho de banda mínimo para activar una portadora de LTE es de 1,4 MHz.
  3. 3. Aparato para optimizar el ancho de banda en sistemas de comunicación GSM/LTE, que comprende al menos,
    (a)
    un primer medio configurado para conocer la cantidad de móviles que soportan LTE conectados al menos a una celda GSM que soporta LTE, así como para conocer la cantidad de tráfico transportado por tal celda GSM;
    (b)
    un segundo medio configurado para desactivar un número de portadoras de TRXs de GSM, y para activar una portadora de LTE con el ancho de banda mínimo; y
    donde los medios configurados para asignar el ancho de banda de LTE/GSM, asignan dinámicamente tal ancho de banda en función del tráfico GSM y la cantidad de terminales LTE y/o el tráfico que el LTE ha dispuesto mediante el primer medio.
  4. 4. Sistema de comunicación que comprende una estación base (1) que comprende además, al menos,
    una unidad de radio remota (2),
    una sola unidad de banda base (3) capaz de soportar GSM y LTE, y
    medios para asignar dinámicamente ancho de banda a GSM o LTE, dependiendo del tráfico GSM y de la cantidad de terminales LTE y/o de tráfico LTE.
  5. 5. Sistema de comunicación acorde con la reivindicación 4, en el que la estación base (1) comprende además dos unidades red de radio remotas (2), de las que una está dedicada a GSM y la otra está dedicada a LTE.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200803733
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 29.12.2008
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : H04W16/14 (01.01.2009)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X A
    WO 2008081309 A2 (NOKIA CORP et al.) 10.07.2008, todo el documento. WO 2008088254 A1 (ERICSSON TELEFON AB L M et al.) 24.07.2008, resumen; página 9, línea 12 – página 11, línea 12; figura 7. 1-5 1-5
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 21.01.2011
    Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200803733
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04W Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC,WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803733
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 21.01.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803733
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 2008081309 A2 (NOKIA CORP et al.) 10.07.2008
    D02
    WO 2008088254 A1 (ERICSSON TELEFON AB L M et al.) 24.07.2008
  6. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    Para la realización de esta opinión escrita se han utilizado las reivindicaciones contenidas en la solicitud.
    La invención trata sobre un método, un aparato y un sistema para el balanceo de carga en las portadoras radio de GSM y LTE para ello detecta la cantidad de tráfico en cada enlace y asigna los recursos radio que considera necesario de forma dinámica.
    El documento del estado de la técnica más próximo a la invención es D01 trata sobre un método y un aparato para permitir la compartición del espectro, para ello estima carga de la red y realiza la reserva de recursos radios realizando las modificaciones que considere necesarias.
    Para mayor claridad, y en la medida de lo posible, se emplea la misma redacción utilizada en la reivindicación 1. Las referencias entre paréntesis corresponden al D01. Las características técnicas que no se encuentran en el documento D01 se indican entre corchetes.
    Reivindicación 1 Método para optimizar el ancho de banda de redes de comunicación GSM/LTE que comprende (Titulo, resumen, página 1), al menos, las etapas de:
    1.
    conocer la cantidad de móviles que soportan LTE conectados al menos a una celda GSM que soporta LTE, así como conocer la cantidad de tráfico portado por tal celda GSM; y (página 20, líneas 20-pagina 21, línea 12; figura 10)
  7. 2.
    desactivar un número de portadoras de TRXs de GSM, y activar una portadora de LTE con el ancho de banda mínimo; donde el ancho de banda LTE es asignado dinámicamente (página 20, líneas 22-30), dependiendo del tráfico GSM y del tráfico y/o de la cantidad de terminales LTE estimados de acuerdo con los medios de red GSM según la transmisión de las capacidades RAT del terminal en la red GERAN, de forma que:
    •
    cuando el tráfico en la red GSM está por debajo de un umbral, y si se ha activado algún terminal LTE, se asigna al LTE un ancho de banda mayor; (página 12, línea 12 -página 13, línea 6: página 26, líneas 33-página 27, línea 5; figura 3 y 11)
    •
    cuando el tráfico LTE es bajo o está utilizado por tráfico no de voz, y si la cantidad de tráfico GSM de la transmisión habilitada está por encima de un umbral, el ancho de banda asignado a la LTE puede reducirse al objeto de permitir más transmisiones para el tráfico GSM; y(página 12, línea 12 -página 13, línea 6: página 26, líneas 33-página 27, línea 5; figura 3 y 11)
    •
    cuando se alcanza el ancho de banda mínimo LTE, los medios de red LTE son desactivados temporalmente si no hay más terminales LTE presentes en la celda, o si el tráfico GSM sigue necesitando más portadoras y no hay tráfico generado por los terminales LTE presentes en la celda. ((página 12, línea 12 -página 13, línea 6: página 26, líneas 33-página 27, línea 5; figura 3 y 11)
    A la vista del D01 la invención descrita en la solicitud carece de novedad tal como establece el artículo 6 de la Ley de Patentes 11/86
    Reivindicaciones 2-5 A la vista del documento citado D01 el resto de reivindicaciones son decisiones de diseño como el ancho de banda de activación o cuestiones prácticas de implementación. Es decir, el aparato y el sistema utilizan elementos genéricos conocidos por el experto en la materia donde se le aplica la implementación del método que es preconizada por el documento D01. Por lo tanto a la luz de D01 las reivindicaciones 2-5 carecen de novedad como establece el artículo 6 de la Ley de Patentes 11/86
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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