JP6309647B2 - モバイルセルラネットワークにおける電力消費量最適化のための方法 - Google Patents
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Description
セルラネットワークの容量および性能をより良く管理し、電力消費量を最適化するために、スモールノードのアクティブ化および/または非アクティブ化を適正に管理することに向けられた解決策が知られている。
実際、そのような解決策においては、スモールノードのアクティブ化および/または非アクティブ化は、相対的に頻繁に起こり、そのことは、セルラネットワーク機器の寿命および平均故障間隔(Mean Time Between Failures:MTBF)などのパラメータ、したがって、保守費用に負の影響を及ぼす。その上、スモールノードを頻繁にオン/オフに切り替えることにより、多大なハンドオーバーがもたらされ、その影響は、広くセルラネットワークの中に波及することが多く、それによって、不安定性および/または予測不可能な性能が生じることになる。
セルラネットワークの履歴トラフィックロードに従って、マクロノードのみがアクティブ化されたセルラネットワークの第1の構成におけるオーバーロード確率を提供するステップと、
上記複数の時間スナップショットの中で、スモールノード非アクティブ化のための第1の候補時間スナップショットを特定するステップであって、各第1の候補時間スナップショットにおいては、オーバーロード確率が、閾値オーバーロード確率よりも低い、特定するステップと、
現在の時間スナップショットが、第1の候補時間スナップショットの中の1つである場合、
− 割り当てられた無線リソースの現在の数が閾値数未満であり、
− 現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノードまたはスモールノードを全く有しないマクロセル内に存在する
各スモールノードを非アクティブ化するステップと
を含む。
上記複数の時間スナップショットの中で、上記履歴トラフィックロードおよびセルラネットワークの電力消費量モデルに従って、スモールノードアクティブ化のための第2の候補時間スナップショットを特定するステップと、
− マクロセルが、現在のところ、オーバーロード状態における少なくとも1つのマクロノードもしくはスモールノードを有する場合、または
− 現在の時間スナップショットが、第2の候補時間スナップショットのうちの1つである場合、
マクロセル内の少なくとも1つのスモールノードをアクティブ化するステップと
をさらに含む。
上記履歴トラフィックロードに従って、各マクロセルについて、セルラネットワークの第1の構成および第2の構成それぞれにおける割り当てられた無線リソースの第1の平均数および第2の平均数を提供するステップと、
セルラネットワークの上記電力消費量モデルを、割り当てられた無線リソースの上記第1の平均数および上記第2の平均数に適用し、それによって、上記第1の平均電力消費量および上記第2の平均電力消費量をそれぞれ得るステップと
を含む。
割り当てられた無線リソースの現在の数が上記閾値数未満のセルラネットワークのスモールノードのリストを提供するステップであって、上記リストが、割り当てられた無線リソースの数を増加させることによって順序付けられる、提供するステップと、
以下の動作、
上記リストの第1のスモールノードを選択するステップ、
選択された第1のスモールノードが、現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノードまたはスモールノードを全く有しないマクロセル内に存在する場合、
選択された第1のスモールノードを非アクティブ化し、そうでなければ、上記リストから最後のスモールノードを除去するステップ、および
現在の時間スナップショットが、第1の候補時間スナップショットのうちの1つである場合、
選択された第1のスモールノードを非アクティブ化し、そうでなければ、上記リストから最後のスモールノードを除去するステップ、ならびに
上記リストが空になるまで、上記リストから最後のスモールノードを除去するステップ
を繰り返すステップと
を含む。
− アクティブ化されたときのセルラネットワークのマクロおよびスモールの各ノードの最小電力消費量、
− 非アクティブ化されたときのセルラネットワークのマクロおよびスモールの各ノードの電力消費量、
− セルラネットワークのマクロおよびスモールの各ノードによる無線リソース割当てのための電力消費量
を含む。
複数の時間スナップショットのうちの各現在の時間スナップショット時に、各マクロセルについて、セルラネットワークの履歴トラフィックロードに従って、マクロノードのみがアクティブ化されたセルラネットワークの第1の構成におけるオーバーロード確率を提供するように構成された第1のモジュールと、
各現在の時間スナップショット時に、各マクロセルについて、上記複数の時間スナップショットの中で、スモールノード非アクティブ化のための第1の候補時間スナップショットを特定するように構成された第2のモジュールであって、各第1の候補時間スナップショットにおいては、オーバーロード確率が、閾値オーバーロード確率よりも低い、第2のモジュールと、
各現在の時間スナップショット時に、各マクロセルについて、
現在の時間スナップショットが、第1の候補時間スナップショットの中の1つである場合、
スモールノードは、割り当てられた無線リソースの現在の数が閾値数未満である場合、および
スモールノードが、現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノードまたはスモールノードを全く有しないマクロセル内に存在する場合、
各スモールノードを非アクティブ化するように構成された第3のモジュールと
を備える。
上記複数の時間スナップショットの中で、上記履歴トラフィックロードおよびセルラネットワークの電力消費量モデルに従って、スモールノードアクティブ化のための第2の候補時間スナップショットを特定し、
− マクロセルが、現在のところ、オーバーロード状態における少なくとも1つのマクロノードもしくはスモールノードを有する場合、または
− 現在の時間スナップショットが、第2の候補時間スナップショットのうちの1つである場合、
マクロセル内の少なくとも1つのスモールノードをアクティブ化する
ようにも構成されている。
本発明の実施形態によれば、上記スモールノードは、マイクロノード、ピコノード、およびまたはフェムトノードを含む。
− オーバーロード行列Oi,k。オーバーロード行列Oi,kの各要素oi,kは、マクロノード105iのみがアクティブ化されたセルラネットワーク100の第1の境界構成において、i番目のマクロノード105iが、k番目の時間スナップショット中にオーバーロード状態にある確率(以下、オーバーロード確率)を表す。
−
−
−
を含み、
ただし、添え字iおよびi,jの付加は、電力消費量モデルが、セルラネットワーク100の各マクロノード105iについて、および同じマクロノード105iに属している各スモールノード110i,jについて相異し得ることを示すように意図されている。
アクティビティブロック305においては、i番目のマクロセル105Ciにおけるk番目の時間スナップショットは、そのk番目の時間スナップショットにおけるおよびセルラネットワーク100の第1の境界構成における(すなわち、マクロノード105iのみがアクティブ化されている)、オーバーロード行列Oi,kのそれぞれの要素oi,kによって与えられるオーバーロード確率が、(図2において見てわかるように、分析器モジュール210が受け取った)所定のオーバーロード閾値確率OTHiよりも低い場合、すなわち、
oi,k<OTHi
である場合、「可能(possible)」(本明細書においては以降、可能時間スナップショット)とマーク付けされる。
その後、閾値PRB数NPRB,THi,jが、以下のように電力消費量モデルから各スモールノード110i,jについて計算される:
− 閾値PRB数NPRB,THi,j未満の、割り当てられたPRBの(現在の)数NPRBi,jを有するスモールノード110i,jすべて(の表示)を含む(スモールノード110i,jのアンダーロード状態を示す)現在のアンダーロードリスト(L1)。好ましくは、現在のアンダーロードリストL1の中のスモールノード110i,jは、割り当てられたPRBの数NPRBi,jを増加させることによって順序付けられる。言い換えれば、現在のアンダーロードリストL1のスモールノード110i,jは、セルラネットワーク100の
− オーバーロード状態における少なくとも1つの(マクロ105iまたはスモール110i,j)ノードを有するセルラネットワーク100のi番目のマクロセル105Ciの表示を含む現在のオーバーロードリスト(L2)。
− NPRBi,j<NPRB,THi,jであること、
− スモールノード110i,jが属しているi番目のマクロセル105Ciが、現在のオーバーロードリストL2の中に存在しないこと(すなわち、i番目のマクロセル105Ciのマクロノード105iまたはスモールノード110i,jが、全くオーバーロード状態にないこと)、
− 考慮されているk番目の時間スナップショットが、可能時間スナップショットであること(すなわちそれが、可能時間スナップショットグループに、後述されるように好ましくは、ロード行列LMi,kの中の第1の可能時間スナップショットグループのうちの1つに属していること)。
否定である場合、決定ブロック410の出口分岐Nにおいては、現在の反復において、割り当てられたPRBの最も小さい数NPRBi,jを有するスモールノード110i,j(すなわち、問題となっている例においては、現在のアンダーロードL1の第1のスモールノード110i,j)が選択され、その後、選択されたスモールノード110i,jが属しているi番目のマクロセル105Ciが、現在のオーバーロードリストL2内に存在するかどうか(すなわち、選択されたスモールノード110i,jが属しているi番目のマクロセル105Ciが、オーバーロード状態における少なくとも1つのマクロノード105iまたはスモールノード110i,jを有するかどうか)を確認するための別の確認が行われる(決定ブロック420)。
− 考慮されているi番目のマクロセル105Ciが、現在のオーバーロードリストL2の中に存在する(すなわち、i番目のマクロセル105Ciの1つまたは複数のマクロノード105iもしくはスモールノード110i,jが、オーバーロード状態にある)こと。
Claims (15)
- それぞれのマクロセル(105Ci)を定める複数のマクロノード(105i)と、前記マクロセル(105Ci)内の複数のスモールノード(110i,j)とを含むセルラネットワーク(100)を管理するための方法(200)であって、複数の時間スナップショットのうちの各現在の時間スナップショットにおいて、各マクロセル(105Ci)について、
前記セルラネットワーク(100)の履歴トラフィックロード(Hi,k)に従って、マクロノード(105i)のみがアクティブ化された前記セルラネットワーク(100)の第1の構成におけるオーバーロード確率(Oi,k)を提供するステップ(205)と、
前記複数の時間スナップショットの中で、スモールノード(110i,j)非アクティブ化のための第1の候補時間スナップショット(LMi)を特定するステップ(305〜310)であって、各第1の候補時間スナップショット(LMi)においては、前記オーバーロード確率(Oi,k)が、閾値オーバーロード確率(OTHi)よりも低い、ステップと、
前記現在の時間スナップショットが、前記第1の候補時間スナップショット(LMi)の中の1つである場合(435)に、
割り当てられた無線リソースの現在の数(NPRBi,j)が閾値数(NPRB,THi,j)未満であり(430)、
現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノード(105i)もスモールノード(110i,j)も有しないマクロセル(105Ci)内に存在する(420)
各スモールノード(110i,j)を非アクティブ化するステップ(440)と
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法(200)であって、
特定する前記ステップ(305〜310)は、各マクロセル(105Ci)について、
前記第1の候補時間スナップショットを隣接した第1の候補時間スナップショットのグループにグループ分けするステップと、
時間長を減少させることによって、隣接した第1の候補時間スナップショットの前記グループを順序付けるステップと
を含み、各スモールノードを非アクティブ化する前記ステップ(440)は、各マクロセル(105Ci)について、さらに、前記現在の時間スナップショットが、最も長い時間長を有する隣接した第1の候補時間スナップショット(LMi)のグループに属している場合(435)に、各スモールノードを非アクティブ化するステップ(440)を含む、
方法。 - 請求項1または2に記載の方法(200)であって、
各マクロセル(105Ci)について、
前記複数の時間スナップショットの中で、前記履歴トラフィックロード(Hi,k)および前記セルラネットワーク(100)の電力消費量モデルに従って、スモールノード(110i,j)アクティブ化のための第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)を特定するステップ(305〜330)と、
前記マクロセル(105Ci)内の少なくとも1つのスモールノード(110i,j)を、
前記マクロセル(105Ci)が、現在のところ、オーバーロード状態における少なくとも1つのマクロノード(105i)もしくはスモールノード(110i,j)を有する場合(505)、または
前記現在の時間スナップショットが、前記第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)のうちの1つである場合(515)
に、アクティブ化するステップ(510)と
をさらに含む方法。 - 請求項3に記載の方法(200)であって、
前記複数の時間スナップショットの中で、スモールノード(110i,j)アクティブ化のための第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)を特定する前記ステップ(305〜330)は、
前記履歴トラフィックロード(Hi,k)および前記セルラネットワーク(100)の前記電力消費量モデルに従って、前記セルラネットワーク(100)の前記第1の構成における第1の平均電力消費量(PAi,k)と、マクロ(105i)およびスモール(110i,j)の両ノードがすべてアクティブ化された前記セルラネットワーク(100)の第2の構成における第2の平均電力消費量(PBi,k)とを提供するステップ(205、315)をさらに含み、
各第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)においては、前記第1の平均電力消費量(CAi,k)が、前記第2の平均電力消費量(CBi,k)未満である、
方法。 - 請求項4に記載の方法(200)であって、各第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)は、前記第1の候補時間スナップショット(LMi)の中に存在しない時間スナップショットに隣接した連続時間スナップショットのグループにさらに属している、方法。
- 請求項4または5に記載の方法(200)であって、
第1の平均電力消費量(PAi,k)と第2の平均電力消費量(PBi,k)を提供する前記ステップ(205、315)は、
前記履歴トラフィックロード(Hi,k)に従って、各マクロセル(105Ci)について、前記セルラネットワーク(100)の前記第1の構成および前記第2の構成それぞれにおける割り当てられた無線リソースの第1の平均数(Ai,k)および第2の平均数(Bi,k)を提供するステップと、
前記セルラネットワーク(100)の前記電力消費量モデルを、割り当てられた無線リソースの前記第1の平均数(Ai,k)および前記第2の平均数(Bi,k)に適用し、それによって、前記第1の平均電力消費量(PAi,k)および前記第2の平均電力消費量(PBi,k)をそれぞれ得るステップと
を含む、方法。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の方法(200)であって、
割り当てられた無線リソースの現在の数(NPRBi,j)が閾値数(NPRB,THi,j)未満の各スモールノード(110i,j)を非アクティブ化する前記ステップ(440)は、
割り当てられた無線リソースの現在の数(NPRBi,j)が前記閾値数(NPRB,THi,j)未満の、前記セルラネットワーク(100)のスモールノード(110i,j)のリスト(L1)を提供するステップ(405)であって、前記リストが、割り当てられた無線リソースの数(NPRBi,j)を増加させることによって順序付けられる、ステップと、
動作を繰り返すステップであって、前記動作は、
前記リスト(L1)の第1のスモールノード(110i,j)を選択する動作(415)と、
選択された前記第1のスモールノード(110i,j)を、
選択された前記第1のスモールノード(110i,j)が、現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノード(105i)もスモールノード(110i,j)も有しないマクロセル(105Ci)内に存在する場合(420)
に非アクティブ化し(440)、そうでなければ、前記リスト(L1)から最後のスモールノード(110i,j)を除去する動作と、
選択された前記第1のスモールノード(110i,j)を、
前記現在の時間スナップショットが、前記第1の候補時間スナップショット(LMi)のうちの1つである場合(435)、
に非アクティブ化し(440)、そうでなければ、前記リスト(L1)から最後のスモールノード(110i,j)を除去する動作と、
前記リスト(L1)が空になる(410)まで、前記リスト(L1)から最後のスモールノード(110i,j)を除去する動作と
である、ステップと
を含む、方法。 - 請求項8に記載の方法(200)であって、各マクロセル(105Ci)について、無線リソースの前記閾値数(NPRB,THi,j)は、マクロ(105i)およびスモール(110i,j)の各ノードによる前記閾値数(NPRB,THi,j)の無線リソースの割当てのための電力消費量における差と、前記スモールノード(110i,j)の、アクティブ化された構成における電力消費量と非アクティブ化された構成における電力消費量との差に依存する、方法。
- コンピュータ上で実行されるとき、請求項1から9のいずれか一項に記載のステップを行うようになされたコード手段を含むコンピュータプログラム。
- それぞれのマクロセル(105Ci)を定める複数のマクロノード(105i)と、前記マクロセル(105Ci)内の複数のスモールノード(110i,j)とを含むセルラネットワーク(100)を管理するための管理システム(200)であって、
第1のモジュール(205)であって、複数の時間スナップショットのうちの各現在の時間スナップショットにおいて、各マクロセル(105Ci)について、
前記セルラネットワーク(100)の履歴トラフィックロード(Hi,k)に従って、マクロノード(105i)のみがアクティブ化された前記セルラネットワーク(100)の第1の構成におけるオーバーロード確率(Oi,k)を提供する(205)
ように構成された第1のモジュール(205)と、
第2のモジュール(210)であって、各現在の時間スナップショットにおいて、各マクロセル(105Ci)について、
前記複数の時間スナップショットの中で、スモールノード(110i,j)非アクティブ化のための第1の候補時間スナップショット(LMi)を特定する(305〜310)
ように構成され、各第1の候補時間スナップショット(LMi)においては、前記オーバーロード確率(Oi,k)が、閾値オーバーロード確率(OTHi)よりも低い、第2のモジュール(210)と、
第3のモジュール(215)であって、各現在の時間スナップショットにおいて、各マクロセル(105Ci)について、各スモールノード(110i,j)を、
前記現在の時間スナップショットが、前記第1の候補時間スナップショット(LMi)の中の1つであり、
当該スモールノード(110i,j)は、割り当てられた無線リソースの現在の数(NPRBi,j)が閾値数(NPRB,THi,j)未満であり(430)、且つ、
当該スモールノード(110i,j)が、現在のところ、オーバーロード状態におけるマクロノード(105i)もスモールノード(110i,j)も有しないマクロセル(105Ci)内に存在する(420)
場合に、非アクティブ化する(440)ように構成された第3のモジュール(215)と
を備えた管理システム。 - 請求項11に記載の管理システム(200)であって、
前記第3のモジュール(215)は、各現在の時間スナップショットにおいて、各マクロセル(105Ci)について、
前記複数の時間スナップショットの中で、前記履歴トラフィックロード(Hi,k)および前記セルラネットワーク(100)の電力消費量モデルに従って、スモールノード(110i,j)アクティブ化のための第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)を特定し(305〜330)、
前記マクロセル(105Ci)内の少なくとも1つのスモールノード(110i,j)を、
前記マクロセル(105Ci)が、現在のところ、オーバーロード状態における少なくとも1つのマクロノード(105i)もしくはスモールノード(110i,j)を有する場合(505)、または、
前記現在の時間スナップショットが、前記第2の候補時間スナップショット(GOPTi,Ci,k)のうちの1つである場合(515)
に、アクティブ化する(510)
ようにさらに構成された、管理システム。 - それぞれのマクロセル(105Ci)を定める複数のマクロノード(105i)と、前記マクロセル(105Ci)内の複数のスモールノード(110i,j)とを含むセルラネットワーク(100)であって、請求項11または12に記載の管理システム(200)をさらに含むセルラネットワーク(100)。
- 請求項13に記載のセルラネットワーク(100)であって、前記スモールノード(110i,j)は、前記マクロセル(105Ci)よりも小さいそれぞれのスモールセルを定める、セルラネットワーク。
- 請求項13または14に記載のセルラネットワーク(100)であって、前記スモールノード(110i,j)は、マイクロノードと、ピコノードと、フェムトノードとのうちの1以上を含む、セルラネットワーク。
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