JP5745071B2 - 基地局の電力消費の最適化 - Google Patents

Description

本発明は、移動体電気通信の分野に関し、より詳細には、移動体通信ネットワークにおける基地局の電力消費の最適化に関する。

最新技術の基地局は、それぞれのセルにおいて最大トラフィック負荷に対して最大の電力を消費する。そのような基地局は、それぞれのセルにおいて最大のトラフィック負荷に対して最適化されており、基地局によってデータが伝送または受信されない場合でも、最大電力の５０％を上回って消費する。基地局は、それぞれのセルにおいて低いトラフィック負荷のときに非効率的に運用されている。その理由は、トラフィック負荷が低くなっても、基地局の電力消費は大幅に低くならないためである。言い換えると、伝送されるデータ・ビットごとに消費される電力の比率は、比較的低いトラフィック負荷に対して著しく上昇する。

本発明は、移動体通信ネットワークにおける改善された通信方法、改善された基地局装置、および改善されたコンピュータ可読記憶媒体を提供することを目的とする。

この目的は、独立請求項による方法、基地局装置、およびコンピュータ可読記憶媒体によって達成される。本発明の実施形態は、従属請求項に示されている。

本発明は、移動体通信ネットワークのセルにおいて通信する方法に関する。伝送媒体のリソースは、複数のリソース・ブロックに分割される。各リソース・ブロックは、時間周波数の連続（ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）内において時間期間および周波数間隔によって定義される。リソース・ブロックは、前記通信ネットワークにおいてデータ伝送をスケジューリングするために使用される。

言い換えると、データ伝送がリソース・ブロックにおいてスケジューリングされるとき、データ伝送のために時間および周波数間隔がリソース・ブロックによって決定される。

増幅器によって信号が増幅され、基地局によって伝送される。時間期間における増幅器の負荷は、この時間期間に対してスケジューリングされているリソース・ブロックの数に主に依存する。リソース・ブロックの一部だけが、それらにおいてデータ伝送をスケジューリングするために使用されることに留意されたい。一部のリソース・ブロックは、パイロットの伝送のみに使用することができる。また、出力負荷は、リソース・ブロックも含み、これはパイロットを伝送するためのみに使用され、データを伝送するためには使用されない。

セルにおいてトラフィック負荷が測定され、次に、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかが決定される。トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、基地局の増幅器における最大使用出力負荷が低下する。増幅器の最大使用出力負荷は、データ伝送がスケジューリングされるリソース・ブロックの数によって限定される。

増幅器の最大使用出力負荷は、リソース・ブロックのサブセットのみにデータ伝送をスケジューリングすることによって、および／またはスケジューリングされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて増幅器の入力でユーザー・データの電力レベルを低下させることによって低下させることができる。

トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、セルの基地局の増幅器の動作ポイントが調整される。増幅器の動作ポイントは、増幅器の入力における信号の信号電力レベルおよび増幅器の出力における信号の出力レベルによって定義される。増幅器の最大使用出力負荷が低下した結果、電力増幅器の入力で入力電圧が低下し、増幅器の出力で最大出力電圧が低下することになる。言い換えると、増幅器の動作ポイントは、より低い入力および出力の信号レベルに自動的に設定される。これが意味するのは、比較的低い最大使用出力負荷について、より高い最大使用出力負荷についてよりも、動作ポイントが飽和値からさらに離れて配置されるということである。

動作ポイントの調整は、また、増幅器の飽和点を低下させるものとして本明細書に記述することがある。言い換えると、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、電力増幅器の飽和点は低下する。飽和点の低下は、増幅器が複数の増幅器の構成要素または段階（ｓｔａｇｅ）を含む場合、たとえば、増幅器のバイアス電圧を低下させることによって、および／または増幅器の構成要素または段階のサブセットをオフにすることによって実行することができる。

したがって、増幅器の動作ポイントを調整することは、また、増幅器の飽和値を調整することと呼ばれることがある。

また、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかも決定される。そうである場合、基地局の増幅器の最大使用出力負荷が上昇し、増幅器の動作ポイントは結果的に調整される。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器の動作ポイントの調整は、上記の調整に対応して実行される。好ましくは、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器の動作ポイントは、バイアス電圧を上昇させることによって、および／または増幅器の構成要素または増幅器の段階をオンにすることによって、より高い値に設定される。

第１および第２のトラフィック負荷しきい値は、動的に変更できることに留意されたい。したがって、しきい値は、時間を通じて一定である必要はない。第１および第２のトラフィック負荷しきい値は、また、同じ値でもよい。好ましくは、第２のトラフィック負荷しきい値は、第１のトラフィック負荷しきい値より高い値である。

本発明の実施形態によると、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、増幅器のバイアス電圧を低下させることによって、動作ポイントの調整が実行される。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器のバイアス電圧を上昇させることによって、動作ポイントの調整が実行される。

本発明の実施形態によると、増幅器は、複数の増幅器の構成要素または段階を含む。トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、動作ポイントの調整は、増幅器の構成要素または段階のサブセットをオフにすることによって実行することができる。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、動作ポイントの調整は、前記増幅器の構成要素または段階をオンにすることによって実行することができる。

本発明の実施形態によると、増幅器の出力負荷の低下は、リソース・ブロックの第１のサブセットを決定することによって実行される。第１のサブセットのすべてのリソース・ブロックはまた、複数のリソース・ブロックによって含まれている。言い換えると、複数のリソース・ブロックは、リソース・ブロックの最大数であり、リソース・ブロックのサブセットは、リソース・ブロックの最大数以下でもよい。トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、データ伝送は、リソース・ブロックの第１のサブセットに対してのみスケジューリングされる。言い換えると、すべてのリソース・ブロックがデータ伝送をスケジューリングするために使用されるとは限らない。第１のサブセットだけがデータ伝送をスケジューリングするために使用される。リソース・ブロックは、パイロットを伝送するためにも使用できることに留意されたい。これらのリソース・ブロックは、第１のサブセットの一部を形成しない。

リソース・ブロックのサブセットは、動的に決定することができる。これは、また、トラフィック負荷が変動しない場合、第１のサブセットのリソース・ブロックの数は、時間とともに変動する可能性があることを意味する。言い換えると、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値を超えなくても、リソース・ブロックのサブセットは変更することができる。これにより、スケジューラは、時間期間ごとに、優れた伝送品質を持つリソース・ブロックのサブセットを選択し、不十分な伝送品質を持つリソース・ブロックの使用を避けることができる。

増幅器の出力負荷の上昇は、リソース・ブロックの第２のサブセットを決定することによって実行される。第２のサブセットのすべてのリソース・ブロックはまた、複数のリソース・ブロックによって含まれている。第２のサブセットは、第１のサブセットより多くのリソース・ブロックを含む。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、データ伝送は、リソース・ブロックの第２のサブセットに対してのみスケジューリングされる。言い換えると、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値を超える場合、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合より、より多くのリソース・ブロックがデータ伝送のスケジューリングに使用される。トラフィック負荷は第２のトラフィック負荷しきい値より常に高い可能性があるが、リソース・ブロックの第２のサブセットは、また、時間とともに変動する可能性がある。

本発明の実施形態によると、増幅器の出力負荷の低下は、スケジューリングされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて増幅器の入力でユーザー・データの電力レベルを下げることによって実行される。前記リソース・ブロックを伝送するために使用されている変調符号化方式は変更することができる。言い換えると、増幅器の入力においてユーザー・データの電力レベルが低下する場合、より低い変調符号化方式が前記のリソース・ブロックを伝送するために使用される。より低い変調符号化方式が意味するのは、データ伝送が干渉およびノイズに対してより堅牢になるということである。したがって、より低い変調符号化方式により、低下した電力レベルを補うことができる。増幅器の出力負荷の上昇は、スケジューリングされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて増幅器の入力でユーザー・データの電力レベルを上昇させることによって実行される。この場合、変調符号化方式も変更されている。好ましくは、次に、より高い変調符号化方式が前記リソース・ブロックを伝送するために使用される。より高い変調符号化方式の結果、データ伝送において、より高いデータ転送速度が得られる。

本発明の実施形態によると、方法はタイマーを含む。タイマーは、時間を定義する。タイマーは、増幅器の出力負荷を低下または上昇させた直後に開始される。タイマーによって定義されている時間は、出力負荷のさらなる上昇または低下が無効化される。言い換えると、タイマーは、増幅器の異なる出力負荷間で切り替えが過剰に早く行われることを回避する。

本発明の実施形態によると、タイム・スケジュールは、トラフィック負荷の増大を事前に決定するために使用される。トラフィック負荷の増大は、増幅器の最大使用出力負荷および／または増幅器の動作ポイントが調整されるかどうかを決定するために使用される。たとえば、月曜日の朝、午前５時から８時の間に、第２のトラフィック負荷を超えるトラフィック負荷が予期され、これによって増幅器の最大使用出力負荷の上昇が設定される。タイム・スケジュールは、たとえば、より高いおよび／またはより低いトラフィック負荷の時間および／または日を定義する。したがって、トラフィック負荷の増大を事前に決定するためにタイム・スケジュールを使用することは、トラフィック負荷が、タイム・スケジュールを使用することによって未来の時間期間に対して決定されることを意味する。

タイム・スケジュールは固定することも、またはタイム・スケジュールは動的に変更することもできる。タイム・スケジュールを動的に変更する場合、測定されたトラフィック負荷の結果は、基地局に格納される。次に、タイム・スケジュールは、これらの結果を使用することによって生成または変更される。たとえば、結果は、金曜の午後５時から午後６時の間、トラフィック負荷が常に２０％減少することを示す。タイム・スケジュールが１０％だけの低下を予測する場合、タイム・スケジュールは測定結果を使用することによって変更される。

本発明の実施形態によると、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いか、または第２のトラフィック負荷しきい値より高いかの決定は、トラフィック負荷によってトリガされる。言い換えると、トラフィック負荷が第１または第２のトラフィック負荷しきい値を超える場合、決定がトリガされる。他の手法は、トラフィック負荷を定期的に決定することでもよい。決定のための時間間隔は定期的でもよいし、またはタイム・スケジュールに依存してもよい。

本発明の実施形態によると、方法は、増幅器の出力負荷を低下または上昇させた後に、基地局の少なくとも１つの信号処理部を調整することをさらに含む。信号が基地局によって伝送される前に、少なくとも１つの信号処理部が信号を処理する。信号処理部は、たとえば、送受信装置のデジタル信号調整部のクリッピング・アルゴリズム、ベースバンド処理の処理ハードウェア、および／またはデジタル信号処理回路の信号処理ハードウェアを実行することができる。

本発明の実施形態によると、データは、前記データが直接伝送されるときに、セルにおいてトラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、および前記データが後の時点で伝送されるときに、セルにおいてトラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より低い場合、トラフィック負荷を測定した後の時点で伝送されるようにスケジューリングされる。言い換えると、スケジューラは、データ伝送を遅らせることによってトラフィック負荷を低下させる。これは、増幅器の最大使用出力負荷の上昇を避けるために都合がよい場合がある。

本発明の実施形態によると、データ伝送がスケジューリングされていない場合、増幅器はオフにされる。この場合、データ伝送は、ユーザー・データおよび制御データを含むものとして理解されることに留意されたい。

本発明の実施形態によると、パイロット、同期情報、および／または制御チャネルは、リソース・ブロックの現在使用されているサブセットに対してのみ基地局から伝送される。たとえば、リソース・ブロックの第１のサブセットのみが使用される場合、パイロットは、リソース・ブロックの第１のサブセットに属さないリソース・ブロックの残りに対して伝送されない。

本発明の実施形態によると、基地局は、隣接する基地局または移動体通信ネットワークの中央ネットワーク・エンティティに信号を伝送する。隣接する基地局は、隣接セルに含まれている。信号は、基地局によって現在使用されているリソース・ブロックのサブセットに関する情報を示している。隣接する基地局または中央ネットワーク・エンティティは、隣接するセルのデータ伝送をスケジューリングするために、リソース・ブロックのさらなるサブセットを決定するためにこの情報を使用する。言い換えると、前記信号を伝送することによって、移動体通信ネットワークの基地局は、集中化または分散化された方法で、どのセルのリソース・ブロックのどのサブセットの使用が最も都合がよいかを決定する。分散化された方法では、中央ネットワーク・エンティティは、信号の交換、および各セルのサブセットの決定を管理する。

他の態様では、本発明は基地局装置に関し、基地局装置は、移動体通信ネットワークのセルに配置される。基地局装置は、信号を増幅するための増幅器および増幅された信号を伝送し、信号を受信するためのアンテナ手段を含む。基地局装置は、プロセッサをさらに含み、これは記憶媒体に格納されたプログラム命令を実行するように適合されている。

プロセッサは、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかを決定するために適合されている。基地局の増幅器の最大使用出力負荷を低下させるための手段は、プロセッサによって実装することができる。トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、最大使用出力負荷を低下させるための手段は、増幅器の最大使用出力負荷を低下させることに留意されたい。増幅器は、基地局によって伝送されている信号を増幅する。

トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、基地局装置は、基地局の増幅器の動作ポイントを調整するための手段をさらに含む。基地局は、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかを決定するための手段、およびトラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器の最大使用出力負荷を上昇させるための手段をさらに含む。さらに、基地局装置は、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器の動作ポイントを調整するための手段を含む。

さらに他の一態様では、本発明は、基地局装置によって実行されたときに、基地局装置に、移動体通信ネットワークのセルにおいて通信する方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体に関する。少なくとも１つのリソースは、複数のリソース・ブロックに分割される。リソース・ブロックは、前記通信ネットワークにおいてデータ伝送をスケジューリングするために使用される。方法は、セルにおいてトラフィック負荷を測定することと、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかを決定することと、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合に、基地局の増幅器の最大使用出力負荷を低下させることとを含む。増幅器は、基地局によって伝送されている信号を増幅する。

トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、増幅器の動作ポイントが調整される。さらに、トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかが決定される。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、基地局の増幅器の最大使用出力負荷が上昇する。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器の動作ポイントが調整される。

以下に、本発明の実施形態について、例示のみを目的として、図面を参照してより詳細に説明する。

基地局の増幅器の特性曲線を示す概略図である。 基地局の増幅器の特性曲線を示す概略図である。 基地局の増幅器の特性曲線を示す概略図である。 基地局の増幅器の特性曲線を示す概略図である。 リソース・ブロックの概略図である。 １０個の連続するリソース・ブロックの時間にわたるデータ伝送をスケジューリングするために使用されているリソース・ブロックのサブセットを示す概略図である。 リソース・ブロックが時間にともない変動するリソース・ブロックのサブセットを示す概略図である。 本発明の実施形態による基地局装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態による方法の流れ図である。

これらの図において同じ番号が付けられた要素は、同一の要素であり、または同じ機能を実行する。機能が同一である場合、すでに論じた要素について、下記の図において必ずしも論じるとは限らない。

図１は、基地局の増幅器の特性曲線を示す概略図である。各図は、特性曲線、およびそれぞれのセルにおけるトラフィック負荷の対応するトラフィック負荷図から構成されている。図１ａは、比較的高いトラフィック負荷を持つセルにおける最新技術の増幅器の特性曲線を示している。図１ｂは、比較的低いトラフィック負荷を持つセルにける最新技術の増幅器の特性曲線を示している。トラフィック負荷が高いほど、増幅器の動作ポイントは高くなる。言い換えると、より高いトラフィック負荷について、動作ポイントは、増幅器の飽和点１００のより近くに位置する。図１ａは、比較的高いトラフィック負荷を持つセルにおける増幅器の特性曲線および動作ポイント１０２を示している。増幅器の最大使用動作ポイント（ｍａｘｉｍｕｍ ｕｓｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）１１２は、飽和値１００の近くの高いトラフィック負荷に対して位置している。図１ｂに描写した比較的低いトラフィック負荷について、増幅器の動作ポイント１０４は、飽和点から遠く離れて、特性曲線のより低いポイントに位置している。これは、信号を十分に増幅するために、増幅器は必要以上に電力を消費することを意味している。

図１ｃおよび図１ｄは、本発明の実施形態による飽和出力レベルの調整を用いて操作される電力増幅器の動作ポイント１０６および１０８を示している。図１ｃに示すように比較的高いトラフィック負荷について、図１ａとの違いは見られない。しかし図１ｄでは、増幅器はより低い飽和出力レベルで操作され、増幅器の最大使用動作ポイント１１８は、トラフィック負荷が低い場合には、調整された飽和点１０１に近くなる。これが意味するのは、図１ｃの場合より効率的に動作するため、増幅器の電力消費が低下するということである。

動作ポイントの調整は、たとえば、データ伝送をスケジューリングするために使用されるリソース・ブロックの数を減らすことによって、および増幅器のバイアス電圧を低下させることによって実行することができる。データ伝送をスケジューリングするために使用されたリソース・ブロックの数を減らすことによって、増幅器の最大使用出力負荷は低下する。また、増幅器のバイアス電圧を低下させることによって、増幅器の飽和点は低下し、この結果、図１ｄに見られるように、動作ポイント１０８および最大使用動作ポイント１１８に飽和値１０１が近づくことになる。

本発明の実施形態によると、セルの最大出力電力は、トラフィック負荷に適合させて増幅器の再構成を可能にするべきである。この目的は、基地局のスケジューラは、リソース要素の一部だけを利用するように構成できるため、電力増幅器の出力が最大出力より大幅に低いことが保証されることである。この場合、増幅器は、より効率的に動作するように再構成することができる。そのような再構成は、たとえば、より低いバイアス電圧を使用できる電力増幅器の電源（より低い直流入力電力が消費されるように）、および送受信装置のデジタル信号調整部のクリッピングしきい値の適合を含む。推定によると、典型的な日常的な負荷プロファイルについては、毎日の平均として３０％までの省電力化を期待することができる。

スケジューラは、たとえば、典型的な毎日のトラフィック・パターンから、および／または最後の数秒間または数分間にサービスが提供されたトラフィックから近い未来の必要な最大容量を予測する。また、携帯電話、ＰＤＡ、および／またはモバイル・コンピュータなど接続されたモバイル・デバイスの数、または接続されたモバイル・デバイスによるサービスの要求数を推定するために使用することができる。予測された容量の範囲内において、スケジューラは、全セル帯域幅から最善のリソース要素を自由に選択することができる。後に、近い未来の予測が変更された場合、増幅器の動作ポイントが適合される。増幅器の動作ポイントの移行は、最小の符号歪みでデジタル信号処理アルゴリズムを適合させられるように、複数秒の間に平滑化することができる。

各リソース要素は、引き続き同じスペクトル・パワー密度で伝送されるため、セルの通信領域およびリンク品質は影響を受けない。方法は、モバイル・デバイスの変更を必要としない。

図２は、３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）標準によるダウンリンク・チャネルにおける複数のリソース・ブロック２０２の概略図である。各リソース・ブロックは、複数のリソース要素２００を含む。リソース要素は、期間２０４および周波数間隔２０６によって定義される。結果的に、物理リソース・ブロックは、また、より長い期間およびより大きな周波数間隔によって定義される。たとえば、リソース・ブロック２０２が１６８個のリソース要素を含み、各リソース要素は、０．０７ミリ秒の期間２０４および１５ｋＨｚの周波数間隔２０６によって定義されている場合、リソース・ブロック２００は、１ミリ秒の時間および１８０ｋＨｚの周波数間隔によって定義される。

図３は、複数のリソース・ブロック２０２の概略図である。リソース・ブロックのサブセット３００だけが、データ伝送をスケジューリングするために使用されることに留意されたい。他の２つのサブセット３０２および３０４は、データ伝送をスケジューリングするために使用されない。図３では、周波数間隔の３分の１だけが使用される。これから、電力増幅器は、最大伝送電力の３分の１のみで動作できるという事実が分かる。また、データ伝送をスケジューリングするために使用されていないサブセット３０２および３０４のパイロット３０６は抑圧される。これは、より多くの電力を節約するために任意に実行することができる。

図４は、リソース・ブロックのサブセット４００の概略図であり、これは時間とともに変動する。全時間を通じて、リソース・ブロックの３分の１だけがスケジューリングに使用される。これが意味するのは、リソース・ブロックのサブセット４００は、常に複数のリソース・ブロックの３分の１を含むが、データ伝送をスケジューリングするために常に同じ周波数間隔が使用されるわけではないということである。スケジューラは、今までどおり完全なスケジューリングの多様性を使用できるため、これは便宜的（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ）なリソース割り当てには都合がよい場合がある。この場合、すべてのパイロットを送信する必要がある。隣接するセルとの干渉は、時間とともに変動するリソース・ブロックのこのサブセットによって減らすことができる。

たとえば、基地局は、最後の１５分の平均的なトラフィック負荷を測定し、次の１５分に必要な容量を推定する。たとえば、容量の５０％が現在進行中のトラフィックにサービスを提供するのに十分である場合、スケジューラは、１つのサブフレームにスケジューリングできるリソース・ブロックの数を最大値の５０％に限定する。これにより、増幅器の最大出力が限定され、次の１５分に対する電力増幅器のバイアス電圧、および可能性としてピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低下させることが可能になる。これにより、増幅器特性の３ｄＢの圧縮点が低下するが、出力電力の既知の制限のために、出力信号の飽和が発生しないように、バイアス電圧は安全に選択することができる。標準化された帯域幅を用いるＬＴＥマクロ・セルに対して典型的な出力電力を使用するマクロ・セルのシナリオ例を以下の表に示す。電力増幅器のパフォーマンスは、帯域幅内のスケジュールされたリソース・ブロックの配分に大きく依存していないため、これらの出力電力は、全帯域幅内で限定されたスケジューリングを用いる２０ＭＨｚのセルにも適用される。

たとえば、２０ＭＨｚで動作するセルは、（たとえば最繁時において）全平均負荷で４９ｄＢｍの無線周波数出力電力を必要とする。負荷が５％だけの夜間には、スケジューラは、サブフレームごとに最高６個のリソース・ブロックに限定することができる。この場合、最大平均出力電力はわずか３７ｄＢｍであり、飽和出力レベルは１２ｄＢも低下させることができる。飽和出力は、電力増幅器の直流電源電圧から主に得られ、これによって次に、バイアス電流が推進される。したがって、飽和出力レベルを低下させると、電力増幅器の直流電力消費が低下する。さらに、より低い容量利用について、ＰＡＰＲはより低くてもよいため、新しい飽和レベルはより低い（つまり、上記の表に示している平均電力レベルに近い）バックオフで選択することができる。これによって、表に提案されているよりさらに高い省電力化が可能になる。

他の実施形態では、数秒から数時間の範囲で、他の時間スケールを適合に使用することができる。

他の実施形態では、スケジューラの限定された容量利用を利用する追加的な省電力化方法を使用することができる。たとえば、データ・スケジューリングを減らすことで、ベースバンド処理の計算による負担が軽減されるため、ベースバンド処理ハードウェアは、たとえば、クロック速度を低下させたり、または並列処理回路の一部をオフにしたりすることによって、省電力モードで動作することができる。また、基地局の他の部分は、低下されたリソース利用から恩恵を受けることができる。省エネルギー・モードの切り替えをトリガするために、スケジューラとそれらのソフトウェアおよびハードウェアの構成要素との間で、制御インターフェースを使用することができる。

本発明の実施形態によると、基地局は、セルのトラフィック挙動のタイム・スケジュールを使用し、スケジューラの定義された容量制限を用いて、それに応じて期間を構成する。以下の表は、営業日および週末の容量制限および出力電力制限の例をそれぞれ５段階に示している。

時間 営業日 週末
０〜 ５時間 １５％および４０ｄＢｍ ６％および３７ｄＢｍ
５〜 ８時間 １５％および４３ｄＢｍ １５％および４０ｄＢｍ
８〜１２時間 ５０％および４６ｄＢｍ ２５％および４３ｄＢｍ
１２〜１８時間 １００％および４９ｄＢｍ ５０％および４６ｄＢｍ
１８〜２４時間 ５０％および４６ｄＢｍ ５０％および４６ｄＢｍ

そのような変更の開始には、運用管理ネットワーク（Ｏ＆Ｍ）が、容量制限および出力電力に関して新しい構成をそれらの近接セルだけでなく関係するセルに信号で送る集中型の手法、または基地局が適切な自己最適化アルゴリズムを使用することによって新しい設定を担当する分散型の手法というように２つの可能性がある。後者では、構成された値は、関係する近接セルへの３ＧＰＰ Ｘ２インターフェースを介して交換され、これは３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１に指定されているＡｌｌｏｗｅｄＭｅａｓＢａｎｄｗｉｄｔｈの構成のために情報を必要とする。

本発明の実施形態によると、実際にリソース要素がスケジューリングされていない場合、容量の適合は、数分の１ミリ秒の間に電力増幅器をオフにすることと組み合わせられる。この場合、データまたは参照信号が伝送されない時間間隔をできるだけ多く作成するために、スケジューラは容量制限内にできるだけスケジューリングされたリソース要素を集めることができる。

本発明の実施形態によると、スケジューラは、１つまたは複数の隣接するセルにリソース・スケジューリングの限度を通信する。これらのセルは、干渉を減らすためにどの要素をスケジューリングするかを調整することができる。たとえば、負荷が５０％の状況では、セル１は、すべての偶数のリソース・ブロックを使用することができ、セル２は、すべての奇数のブロックを使用することができる。両方のセルは、本発明によりエネルギーを節約する。同時に、セル間の干渉は大幅に減らされる。より高い変調方式で伝送するために、より低い干渉レベルを活用することができ、これによって負荷レベルがさらに低下し、スケジューラのさらなる容量制限によって節約の可能性がさらに生まれてくる。

さらに他の実施形態では、スケジューラは、（バイアス電圧を変更するために）電力増幅器の直流電源だけでなく、デジタル信号処理に対しても、使用された容量の変更をトリガする。これによって、信号品質の一時的な影響を減らし、デジタル信号処理の適合を促進することができる。たとえば、クリッピング・アルゴリズムのしきい値は、電力増幅器の動作ポイントの次の変更に同期的に適合させることができる。これは、基地局のハードウェアの制御インターフェースにおいて実装固有の変更を必要とし、標準化された装置またはインターフェースの変更を必要とする可能性がある。

中央帯域に属さず、モバイル・デバイスへのデータをスケジューリングすることを予知されたサブキャリアに属さないサブキャリアの他のパイロットは、モバイル・デバイスによる移動性測定に使用される個々のオフセットのセルの適合とともに抑圧される場合がある。代替案として、特別なオフセット・パラメータを導入することができる。これによって、セルが空かまたはほぼ空の場合において、パイロットの伝送電力のオーバヘッドの削減が可能になる。

図５は、基地局装置５００のブロック図である。基地局装置は、デジタル記憶装置５０２、増幅器５０６、アンテナ５０８、およびプロセッサ５１０を含む。プログラム命令５０４は、デジタル記憶装置５０２に格納される。

運用において、増幅器５０６は信号を増幅し、信号は、次にアンテナ５０８を介して伝送される。プロセッサ５１０は、プログラム命令５０４を実行するように適合させる。プロセッサ５１０は、リソース・ブロックにおいてデータ伝送をスケジューリングするようにさらに適合される。プロセッサ５１０によって実行されたプログラム命令５０４は、基地局装置５００に、基地局装置５００によってサービスを提供されているセル（図示せず）のトラフィック負荷を測定または計算させる。

プロセッサ５１０は、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いか、または第２のトラフィック負荷しきい値より高いかを決定するようにさらに適合される。トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、増幅器５０６の最大使用出力負荷は低下する。トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、増幅器５０６の最大使用出力負荷が上昇する。両方の場合において、増幅器５０６の動作ポイントは、次に、基地局装置５００の電力消費を最適化するために調整される。

図６は、本発明の実施形態による方法の流れ図である。第１のステップＳ１では、セルのトラフィック負荷が測定または計算される。次に、ステップＳ２では、トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いか、または第２のトラフィック負荷しきい値より高いかが決定される。

トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低い場合、方法は図６のステップＳ３に移る。ステップＳ３は、基地局の増幅器の最大使用出力負荷を低下させることを含む。これは、たとえば、リソース・ブロックのサブセットのみにデータ伝送をスケジューリングすることによって、および／またはスケジュールされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて増幅器の入力でユーザー・データの電力レベルを下げることによって実行することができる。

トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高い場合、方法は、ステップＳ２からステップＳ５に移る。ステップＳ５は、最大使用出力負荷を上昇させることを含む。これは、より多くのリソース・ブロックにおいてデータ伝送をスケジューリングすることによって、および／または増幅器の入力でユーザー・データの電力レベルを上昇させることによって、ステップＳ３に対応して実行することができる。言い換えると、ステップＳ５を実行することは、ステップＳ３を実行することと逆の効果がある。

両方の場合において、増幅器の動作ポイントは、ステップＳ４において調整される。これは、たとえば、ステップＳ３が以前に実行されている場合、増幅器のバイアス電圧を低下させることによって、またはステップＳ５が以前に実行されている場合、バイアス電圧を上昇させることによって実行することができる。

１００ 飽和値
１０２ 動作ポイント
１０４ 動作ポイント
１０６ 動作ポイント
１０８ 動作ポイント
１１２ 最大使用動作ポイント
１１４ 最大使用動作ポイント
１１６ 最大使用動作ポイント
１１８ 最大使用動作ポイント
２００ リソース要素
２０２ リソース・ブロック
２０４ 時間
２０６ 周波数間隔
３００ リソース・ブロックのサブセット
３０２ リソース・ブロックのサブセット
３０４ リソース・ブロックのサブセット
３０６ パイロット
４００ リソース・ブロックのサブセット
５００ 基地局
５０２ デジタル記憶装置
５０４ プログラム命令
５０６ 増幅器
５０８ アンテナ
５１０ プロセッサ

Claims (14)

1. 移動体通信ネットワークのセルにおいて通信する方法であって、リソースが複数のリソース・ブロック（２０２）に分割され、各リソース・ブロックが時間期間（２０４）および周波数間隔（２０６）によって定義され、前記リソース・ブロック（２０２）が、前記通信ネットワークのデータ伝送をスケジューリングするために使用され、前記方法が、
   −前記セルにおいてトラフィック負荷を測定するステップ（Ｓ１）と、
   −前記トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかを決定するステップ（Ｓ２）と、
   −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記基地局の増幅器（５０６）の最大使用出力負荷を低下させるステップ（Ｓ３）とを含み、前記増幅器（５０６）は、前記基地局によって伝送されている信号を増幅し、さらに、
   −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記増幅器（５０６）の動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップ（Ｓ４）と、
   −前記トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかを決定するステップ（Ｓ２）と、
   −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記基地局の前記増幅器（５０６）の前記最大使用出力負荷を上昇させるステップ（Ｓ５）と、
   −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器（５０６）の前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップ（Ｓ４）と、
   −タイマーによって時間を定義するステップとを含み、前記タイマーは、前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を低下または上昇させた直後に開始され、前記タイマーによって定義されている時間の間、前記出力負荷のさらなる上昇または低下が無効化される、方法。
2. 前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップが、前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記増幅器（５０６）のバイアス電圧を低下させることによって実行され、前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップが、前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器（５０６）の前記バイアス電圧を上昇させることによって実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記増幅器（５０６）が複数の増幅器の構成要素を含み、前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップが、前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、増幅器の構成要素のサブセットをオフにすることによって実行され、前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップが、前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器の構成要素をオンにすることによって実行される、請求項１に記載の方法。
4. 前記増幅器（５０６）の前記出力負荷の低下が、
   −リソース・ブロックの第１のサブセット（３００、４００）を決定するステップであって、前記第１のサブセット（３００、４００）のすべてのリソース・ブロックがまた、前記複数のリソース・ブロック（２０２）によって含まれる、前記決定するステップと、
   −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、リソース・ブロックの前記第１のサブセット（３００、４００）に対してのみデータ伝送をスケジューリングするステップとによって実行され、
   前記増幅器（５０６）の前記出力負荷の上昇が、
   −リソース・ブロックの第２のサブセットを決定するステップであって、前記第２のサブセットのすべてのリソース・ブロックがまた、前記複数のリソース・ブロック（２０２）によって含まれ、前記第２のサブセットが、前記第１のサブセットより多くのリソース・ブロックを含む、前記決定するステップと、
   −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、リソース・ブロックの前記第２のサブセットに対してのみデータ伝送をスケジューリングするステップとによって実行される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を低下させるステップが、
   −前記スケジューリングされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて前記増幅器（５０６）の入力でユーザー・データの電力レベルを低下させ、前記リソース・ブロックを伝送するために使用されている変調および符号化方式を変更するステップによって実行され、
   前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を上昇させるステップが、
   −前記スケジューリングされたリソース・ブロックの一部またはすべてにおいて前記増幅器（５０６）の前記入力でユーザー・データの電力レベルを上昇させ、前記リソース・ブロックを伝送するために使用されている前記変調および符号化方式を変更するステップ
   によって実行される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. タイム・スケジュールが、前記トラフィック負荷の増大を事前に決定するために使用され、前記トラフィック負荷の前記増大が、前記増幅器（５０６）の最大使用出力負荷、および／または前記増幅器（５０６）の前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）が調整されるかどうかを決定するために使用される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いか、または前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いかの決定が、前記トラフィック負荷によってトリガされる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を低下または上昇させた後に、前記基地局の少なくとも１つの信号処理部を調整するステップをさらに含み、前記信号が前記基地局によって伝送される前に、前記少なくとも１つの信号処理部が信号を処理する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. データが直接伝送されるときに、前記セルにおいて前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いとき、および前記データが後の時点で伝送されるときに、前記セルにおいて前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より低いとき、前記データが、前記トラフィック負荷を測定した前記後の時点で伝送されるようにスケジューリングされる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. データ伝送がスケジューリングされていないときには前記増幅器（５０６）がオフにされる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. パイロット、同期情報、および／または制御チャネルが、リソース・ブロックの前記現在使用されているサブセットに対してのみ前記基地局から伝送される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記基地局が、隣接する基地局または前記移動体通信ネットワークの中央ネットワーク・エンティティに信号を伝送し、前記隣接する基地局が隣接するセルによって含まれており、前記信号が、前記基地局によって現在使用されているリソース・ブロックの前記サブセットに関する情報を示し、前記隣接する基地局または前記中央ネットワーク・エンティティが、この情報を使用して、前記隣接セルのデータ伝送をスケジューリングすべくリソース・ブロックのさらなるサブセットを決定する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 基地局装置が、移動体通信ネットワークのセルに配置され、前記基地局装置が、
    −信号を増幅する増幅器（５０６）と、
    −前記増幅された信号を伝送し、信号を受信するアンテナ手段（５０８）と、
    −前記トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかを決定する手段（５１０）と、
    −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記基地局の前記増幅器（５０６）の最大使用出力負荷を低下させる手段（５１０）と、
    −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記増幅器（５０６）の動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整する手段（５１０）と、
    −前記トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかを決定する手段（５１０）と、
    −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器（５０６）の最大使用出力負荷を上昇させる手段（５１０）と、
    −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器（５０６）の前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整する手段（５１０）と、
    −時間を定義するタイマーとを備え、前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を低下または上昇させた直後に開始され、前記出力負荷のさらなる上昇または低下が、前記タイマーによって定義されている時間の間、無効化される、基地局装置（５００）。
14. 基地局装置（５００）によって実行されたときに、前記基地局装置に、移動体通信ネットワークのセルにおいて通信する方法を実行させる命令（５０４）を含むコンピュータ可読記憶媒体（５０２）であって、少なくとも１つのリソースが、複数のリソース・ブロック（２０２）に分割され、前記リソース・ブロック（２０２）が、前記通信ネットワークのデータ伝送をスケジューリングするために使用され、前記方法が、
    −前記セルにおいてトラフィック負荷を測定するステップと、
    −前記トラフィック負荷が第１のトラフィック負荷しきい値より低いかどうかを決定するステップと、
    −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記基地局の増幅器（５０６）の最大使用出力負荷を低下させるステップであって、前記増幅器（５０６）は、前記基地局によって伝送されている信号を増幅するステップと、
    −前記トラフィック負荷が前記第１のトラフィック負荷しきい値より低いときには、前記増幅器（５０６）の動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップと、
    −前記トラフィック負荷が第２のトラフィック負荷しきい値より高いかどうかを決定するステップと、
    −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記基地局の前記増幅器（５０６）の前記最大使用出力負荷を上昇させるステップと、
    −前記トラフィック負荷が前記第２のトラフィック負荷しきい値より高いときには、前記増幅器（５０６）の前記動作ポイント（１０２、１０４、１０６、１０８、１１２、１１４、１１６、１１８、１２４）を調整するステップと、
    −タイマーによって時間を定義するステップであって、前記タイマーが、前記増幅器（５０６）の前記出力負荷を低下または上昇させた直後に開始され、前記出力負荷のさらなる上昇または低下が、前記タイマーによって定義されている時間の間、無効化されるステップとを含む、コンピュータ可読記憶媒体（５０２）。

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