JP5774730B2 - 時分割デュプレックスシステムの消費電力を低減する方法及びシステム - Google Patents

時分割デュプレックスシステムの消費電力を低減する方法及びシステム Download PDF

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Description

本発明は時分割デュプレックス(TDD、Time Division Dual)システムの消費電力分野に関し、具体的に、TDDシステムの消費電力を低減する方法及びシステムに関する。
従来の無線通信システムにおいて、消費電力問題がますます重要になる問題の1つになっていて、各種のシステムがともに全力を尽くしてこの問題に対して最適化処理を行う。
TDDシステムにとって、通常、送受信スロットがリモート無線ユニット(RRU、Remote Radio Unit)の各部分の電源に応じてTDD制御を行って消費電力を低減する目的に達する。パワーアンプの消費電力がシステム消費電力の主体を占め、従来、パワーアンプの効率がともに全出力に基づいて提案するものであり、実際に作動する際にパワーアンプがほとんどの時間でフォールバック状態に作動するが、このときのパワーアンプの効率が非常に低く、特に夜で基本的にアクティブユーザーがない時間である。
本発明は従来の時分割デュプレックスシステムがフォールバック状態にパワーアンプの消費電力が高く、効率が低い問題を解決するために、時分割デュプレックスシステム消費電力を低減する方法及びシステムを提出する。
時分割デュプレックスシステムパワーを低減する方法であって、
スケジューリングシステムがセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算し、時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定してベースバンドユニットによってRFユニットに送信することを含む。
その中、前記方法はさらに、前記RFユニットが前記TDDスロット設定に応じて前記セルにおける送受信スロットの時分割デュプレックス制御信号を生成することを含む。
その中、0〜シンボルの完全(the number of full symbols)を少なくとも2つの閾値範囲に分け、
前記したTDDスロット設定を確定するのは、
前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲が対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定としてベースバンドユニットに送信し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくないことを含む。
その中、前記したTDDスロット設定を確定するのは、前記時間領域に必要な符号数に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定としてベースバンドユニットに送信することを含む。
その中、スケジューリングシステムはセル内におけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、さらにトリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する。
その中、前記トリガ条件は、前記したセルにおけるユーザー数が変わって、或いは、前記したセルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超え、或いは、判定周期に達することである。
その中、前記判定周期がシステムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである。
その中、前記したTDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信するのは、前記スケジューリングシステムが前記TDDシステム設定をベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに伝送することを含む。
時分割デュプレックスシステムパワーを低減するシステムであって、計算モジュール、設定モジュール及び送信モジュールを含み、
前記計算モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算することに用いられ、
前記設定モジュールは、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定することに用いられ、
前記送信モジュールは、前記TDDスロット設定をベースバンドに送信することに用いられる。
その中、前記設定モジュールは0〜シンボルの完全を少なくとも2つの閾値範囲に分け、前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定としてベースバンドユニットに送信し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくない。
時分割デュプレックスシステム消費電力を低減する方法であって、
スケジューリングシステムがセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算し、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定して前記TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信することを含む。
該方法はさらに、前記RFユニットが前記TDDスロット設定に応じて前記セルにおける送受信スロットの時分割デュプレックス制御信号を生成することを含む。
その中、時間領域に必要な符号数に応じてTDDスロット設定を確定するステップは、
0〜シンボルの完全を少なくとも2つの閾値範囲に分けること、
前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定として、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくないことを含む。
その中、時間領域に必要な符号数に応じてTDDスロット設定を確定するステップは、
前記時間領域に必要な符号数に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定とすることを含む。
該方法はさらに、
スケジューリングシステムがセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、トリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算することを含む。
その中、前記トリガ条件は、
前記したセルにおけるユーザー数が変わって、或いは、
前記したセルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超え、或いは、
判定周期に達することである。
その中、前記判定周期がシステムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである。
その中、TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信するステップは、
前記スケジューリングシステムが前記TDDスロット設定を前記ベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに伝送することを含む。
時分割デュプレックスシステム消費電力を低減するシステムであって、計算モジュール、設定モジュール及び送信モジュールを含み、
前記計算モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するように設置され、
前記設定モジュールは、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定するように設置され、
前記送信モジュールは、前記TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信する。
その中、前記設定モジュールが以下のようにTDDスロット設定を確定するように設置され、
0〜シンボルの完全を少なくとも2つの閾値範囲に分け、前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定として、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくない。
その中、前記設定モジュールが以下のようにTDDスロット設定を確定するように設置され、
前記時間領域に必要な符号数に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定とする。
該システムはさらに判断モジュールを含み、
前記判断モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、トリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、前記計算モジュールを通知してセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するように設置される。
その中、前記トリガ条件は、
前記したセルにおけるユーザー数が変わって、或いは、
前記したセルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超え、或いは、
判定周期に達することである。
その中、前記判定周期がシステムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである。
その中、前記送信モジュールはさらに、
前記TDDスロット設定を前記ベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに送信するように設置される。
上記の技術案はスケジューリングサブシステムによって現在ユーザー数を監視して時間領域に必要な符号数を計算することによって下りに占める必要なスロット長さを取得してパワーアンプの作動時間を制御し、フルユーザーである使用を満足することができるだけでなく、ユーザーなし或いは少ないユーザーである際に最小の消費電力で作動することができる。
図1はWIMAXシステムの通常の設定モードでパワーアンプの時分割デュプレックス制御の模式図である。 図2はWIMAXシステムで本発明のプランと元のプランのパワーアンプの時分割デュプレックス制御の比較模式図である。 図3は本発明における実施例のWIMAXシステムパワーアンプの時分割デュプレックス制御の粗調整プラン協調プロセスの模式図である。 図4は本発明における実施例のWIMAXシステムパワーアンプの時分割デュプレックス制御の微調整プラン協調プロセスの模式図である。
本発明の目的、技術案及びメリットをより明らかになるため、以下で、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。説明する必要なのは、衝突しない場合に、本出願における実施例及び実施例における特徴は互いに任意に組み合わせることができる。
本発明は無線時分割デュプレックスシステムに適用し、特に無線通信分野ワールド ワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス(WIMAX、Worldwide Interoperability for Microwave Access)システムとTDDロング・ターム・エボリューション(LTE、 Long Term Evolution)システムに適用する。
(実施例1)
本実施例はWIMAX分散型基地局の時分割デュプレックスシステムの応用を例とする。図3に基づいて、室内ベースバンド処理ユニット(BBU、Building Baseband Unit)+ RRU分散型基地局の時分割デュプレックスシステムの粗調整プランについて、具体的な過程が以下である。
ステップ11、通電の初めに、BBUがシンボルの完全でのスロット設定に従って、メッセージをRRUに送信し、RRUが該スロット設定に従ってパワーアンプの時分割デュプレックス制御を行う。
ステップ12、セルを建てた後、スケジューリングサブシステムがリアルタイム検出プロセスを起動し、リアルタイム検出プロセスが現在のユーザー数を監視し、
ステップ13、スケジューリングサブシステムが現在のユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算し、時間領域に必要な符号数に応じてスロット設定を確定し、スロット設定をBBUに送信する。
0〜シンボルの完全を少なくとも2つの閾値範囲に分け、
前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定としてベースバンドユニットに送信し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくない。
例えば、閾値範囲が [0, ceil(シンボルの完全/2)]、[ceil(シンボルの完全/2), シンボルの完全]であってもよく、
ceil(シンボルの完全/2)≦時間領域に必要な符号数≦シンボルの完全であると、シンボルの完全でのスロット設定でベースバンドに送信し、
時間領域に必要な符号数<ceil(シンボルの完全/2)であると、ceil(シンボルの完全/2)でのスロット設定でベースバンドに送信し、
その中、ceilがシーリング演算を表す。
WIMAXシステムの31:15符号数設定を(即ち下り31個の符号、上り15個の符号)例として説明し、16≦時間領域に必要な符号数≦31を満足する時に、下り符号数が31である場合のスロット設定に従って送信し、時間領域に必要な符号数<16を満足する際に、下り符号数が16である場合のスロット設定に従って送信する。
上記閾値範囲が例示のみであり、必要に応じてより多くの閾値範囲、例えば、3つ或いは4つの閾値範囲を設置してもよい。
その中、スケジューリングシステムがセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、さらにトリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する。前記トリガ条件は、前記セルにおけるユーザー数が変わって、或いは、前記セルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超えることである。
ステップ14、BBUがハイレベルデータリンク制御( HDLC、High-Level Data Link Control)信号チャネルによってスロット設定を光ファイバーによってRRUに伝達する。
ステップ15、タイミング信号が来る際に、RRUが変換した後のスロット設定に応じて新たな送受信スロットのTDD制御信号を生成する。
(実施例2)
図4に基づいて、BBU+RRU分散型基地局の時分割デュプレックスシステムの精調整プランについて、具体的な過程は以下である。
ステップ21、通電の初めに、BBUがシンボルの完全でのスロット設定に従って、メッセージをRRUに送信し、RRUが該スロット設定に従ってパワーアンプの時分割デュプレックス制御を行い、
ステップ22、セルを建てた後、スケジューリングサブシステムがリアルタイム検出プロセスを起動し、リアルタイム検出プロセスが現在のユーザー数を監視し、
ステップ23、判定周期が到達する際に、スケジューリングサブシステムが検出したユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算し、TDDスロット設定を確定してBBUに伝送し、
ここでのスロット設定が時間領域に必要な符号数に実際に対応するTDDスロット設定であり、
本実施例において、判定周期がシステムに発生した時分割多重化フレームの長さであり、前記判定周期がK個の時分割多重化フレームの長さであってもよく、Kが自然数であり、Kが必要に応じて設定してもよいし、或いは、判定周期が他の値であってもよい。
ステップ24、ベースバンドがメディアストリームにTDDスロット設定情報を挿入し、フレーミングした後光ファイバーによってRRUに伝送する。
ステップ25、RRUがデフレーミングした後、このフレームのTDDスロット設定を取得する。
ステップ26、タイミング信号が来る際に、RRUが変更した後のこのフレームのTDDスロット設定に応じて新たな送受信スロットのTDD制御信号を生成する。
WIMAX分散型基地局がPP2Sをタイミング信号として採用し、各のフレームの時間間隔が5msである。
図2によって分かるように、ユーザー数に応じて調整した後のパワーアンプTDDがシンボルの完全設定のTDD時間より短く、効果的にパワーアンプパワーパワーアンプの消費電力を低減する。
実施例1、2における一部の特徴が組み合わせることができ、例えば、実施例1において、RRUがメディアストリームによってTDDスロット設定をBBUに伝送してもよく、実施例2において、時間領域に必要な符号数に応じてスロット設定を確定する際に、予め設定された閾値範囲に応じて最後のTDDスロット設定を確定してもよい。衝突しない場合に、実施例1、2における特徴が任意に組み合わせることができる。
上記の2種類のプランを採用してパワーアンプのTDD制御信号を生成することは、効果的にパワーアンプの消費電力を低減し、さらにパワーアンプの作動効率を向上させる。
上記の粗調整と微調整プランの比較分析を分かるように、分散型基地局の時分割デュプレックスシステムに対して、BBU +RRU、粗調整プランがスケジューリングサブシステムの媒体アクセス制御(MAC、Medium Access Control)スケジューリング任務を利用してリアルタイム検出プロセスを起動し、従来のHDLCチャンネルを利用してリアルタイムにスロット設定バラメータを伝達し、実現が相対的に簡単で、パワーアンプの消費電力を低減することができる。微調整プランがリアルタイムに各のフレームデータを制御するため、スロット設定メッセージに対する伝達要求がより速く、底層のメディアストリームによって伝達するため、スケジューリングと底層リンクの実現が相対的に複雑であるが、制御が正確であり、最大限にパワーアンプの消費電力を低減させる。
時分割デュプレックス一体化基地局について2種類のプランの実現がともに簡単であり、スケジューリングサブシステムが符号数の計算後にベースバンドに伝送し、直接にベースバンドによりリアルタイムな符号数設定に応じてパワーアンプのTDD制御信号を生成すればよく、ベースバンドとRRUの間の伝送を減少するため、一体化基地局について、微調整プランがより多くの優勢を有する。
図1と図2を参照し、図1と図2におけるTTGが下りサブフレームを上りサブフレームに切り替える間隔期間を表し、RTGが上りサブフレームを下りサブフレームに切り替える間隔期間を表す。例えば、フルユーザーである際に、パワーアンプ効率が30%であり、1/3ユーザーである際に、パワーアンプ効率が18%になって、本発明の前記方法を採用して1/3ユーザーである場合のパワーアンプの効率をやはり30%と相当させる。
本発明の前記方法は効果的にパワーアンプの消費電力を低減でき、TDDシステムがマルチユーザーと少数のユーザーである場合に効率を相当させ、また、本発明がシステムの放熱にも有利である。
本発明の実施例における時分割デュプレックスシステム消費電力を低減するシステムであって、計算モジュール、設定モジュール及び送信モジュールを含み、
前記計算モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するように設置され、
前記設定モジュールは、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定するように設置され、
前記送信モジュールは、前記TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信する。
その中、前記設定モジュールが以下のようにTDDスロット設定を確定するように設置され、
0〜シンボルの完全を少なくとも2つの閾値範囲に分け、前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定として、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくない。
その中、前記設定モジュールが以下のようにTDDスロット設定を確定するように設置され、
前記時間領域に必要な符号数に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定とする。
該システムはさらに判断モジュールを含み、
前記判断モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、トリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、前記計算モジュールを通知してセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するように設置される。
前記トリガ条件は、
前記したセルにおけるユーザー数が変わって、或いは、
前記したセルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超え、或いは、
判定周期に達することである。
その中、前記判定周期がシステムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである。
その中、前記送信モジュールはさらに、
前記TDDスロット設定を前記ベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに送信するように設置される。
本分野の普通な当業者にとっては、上記方法における全部或いは一部のステップはプログラムによって関連ハードウェアを指令して完成することができ、上記プログラムはコンピュータの読み取り可能な記憶媒体、例えば、読み取り専用メモリ、ディスク或いはCD等に記憶されることができることが分ることができる。選択的に、上記実施例における全部或いは一部のステップは、1つ或いは複数の集積回路を用いて実現することもできる。相応的に、上記実施例における各モジュール/ユニットはハードウェアの形式で実現でき、ソフトウェア機能モジュールの形式で実現しても良い。本発明はいずれかの特定形式のハードウェアとソフトウェアとの結合に限られない。
以上の実施例が制限ではなく、本発明の技術プランを説明するものだけであり、ただ好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明する。当業者にとって、本発明の技術プランを修正、等同切替を行うことができ、本発明の精神と原則を逸脱しない限りにおいて、いずれも本発明の特許請求に含まれる。
上記の技術案はスケジューリングサブシステムによって現在ユーザー数を監視して時間領域に必要な符号数を計算することによって下りに占める必要なスロット長さを取得してパワーアンプの作動時間を制御し、フルユーザーである使用を満足することができるだけでなく、ユーザーなし或いは少ないユーザーである際に最小の消費電力で作動することができる。従って、本発明は強い工業実用性を有する。

Claims (11)

  1. スケジューリングシステムがセルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算し、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定して前記TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信すること、および、
    RFユニットは受信したTDDスロット設定によって送受信スロットのTDD制御信号を生成すること、を含み、
    時間領域に必要な符号数に応じてTDDスロット設定を確定するステップは、
    0〜下りサブフレームスロットが占める符号の総数を少なくとも2つの閾値範囲に分け、前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を最終に確定したTDDスロット設定とし、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくないことを含む時分割デュプレックスシステムの消費電力を低減する方法。
  2. 前記方法はさらに、前記RFユニットが前記TDDスロット設定に応じて前記セルにおける送受信スロットの時分割デュプレックス制御信号を生成することを含む請求項1に記載の方法。
  3. 該方法はさらに、
    スケジューリングシステムはセル内におけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、トリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記トリガ条件は、
    前記セルにおけるユーザー数が変わる、或いは、
    前記セルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超える、或いは、
    判定周期に達することである請求項3に記載の方法。
  5. 前記判定周期が、システムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである請求項4に記載の方法。
  6. TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信するステップは、
    前記スケジューリングシステムが前記TDDスロット設定を前記ベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに伝送することを含む請求項5に記載の方法。
  7. 時分割デュプレックスシステムの消費電力を低減するシステムであって、計算モジュール、設定モジュール及び送信モジュールを含み、
    前記計算モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するように設置され、
    前記設定モジュールは、時間領域に必要な符号数に応じて時分割デュプレックス(TDD)スロット設定を確定するように設置され、
    前記送信モジュールは、前記TDDスロット設定をベースバンドユニットによってRFユニットに送信することにより、RFユニットは受信したTDDスロット設定によって送受信スロットのTDD制御信号を生成するように設置され、
    前記設定モジュールが、
    0〜下りサブフレームスロットが占める符号の総数を少なくとも2つの閾値範囲に分け、前記時間領域に必要な符号数が所在する閾値範囲を判断し、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定を、最終に確定されるTDDスロット設定とし、該閾値範囲に対応するTDDスロット設定が該閾値範囲の最大の符号数に対応するTDDスロット設定より小さくないとの方式でTDDスロット設定を確定するように設置される時分割デュプレックスシステムの消費電力を低減するシステム。
  8. 該システムはさらに判断モジュールを含み、
    前記判断モジュールは、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算する前に、トリガ条件を満足するかどうかを判断し、満足すると、セルにおけるユーザー数に応じて時間領域に必要な符号数を計算するよう前記計算モジュールに通知するように設置される請求項7に記載のシステム。
  9. 前記トリガ条件は、
    前記セルにおけるユーザー数が変わる、或いは、
    前記セルにおけるユーザー数の変化振幅が予め設定された閾値を超える、或いは、
    判定周期に達することである請求項8に記載のシステム。
  10. 前記判定周期がシステムに発生した1つの時分割多重化フレームの長さである請求項9に記載のシステム。
  11. 前記送信モジュールはさらに、
    前記TDDスロット設定を前記ベースバンドユニットに送信し、前記ベースバンドユニットが前記TDDスロット設定をメディアストリームにセットして前記RFユニットに送信するように設置される請求項10に記載のシステム。

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