JP6915070B2 - 無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は無線通信の技術分野に関し、特に無線遠隔手段（Radio Remote Unit, RRU）の電力増幅器の制御方法及び装置に関するものである。

現在のモバイルインターネット時代は無線通信業務を今までに無く発展させ、RRUの省エネルギー、消費低減が無線通信発展の重要な方向となっている。現在の既存の直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）に基づく多くの通信システムにおいて、例えば周波数分割二重-3GPP長期間エボルーション（Frequency Division Dual-Long Term Evolution, FDD-LTE）技術、時分割二重-3GPP長期間エボルーション（Time Division Dual-Long Term Evolution, TDD-LTE）技術とワールドワイド・マイクロウェーブの相互接続アクセス（Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX）等は、ベースバンド・スケジューラシステムを用いて現在のユーザの数をリアルタイムで監視してダウン・サブフレームの有用な符号を配置し、さらにはRRUの電力増幅器の作動時間をリアルタイムで制御し、ユーザを一部の有用な符号に集中させ、無用な符号時間内に電力増幅器をオフにする。

これらの案は各サブフレームの有用な符号の配置情報の送信に関わっており、ネットワーク要素が多すぎると、各ネットワーク要素間の連携が難しくなるとともに、システムの確実性が低下し、サブフレーム符号レベルの電力増幅器を遮断することしかできない。

本発明の実施例が提供する無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法及び装置では、OFDM伝送に基づく通信システムにおける無線遠隔手段に対し、ベースバンドがサブフレームの有用な符号配置情報を送信する必要がない場合、無線遠隔手段によりリンクサブフレーム符号のアイドル状態を自ずと判断し、電力増幅器のスイッチングを制御する。

本発明の1つの態様では、無線遠隔手段はベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するステップと、前記無線遠隔手段は、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記無線遠隔手段の電力増幅器のオン/オフを制御するステップと、を含む無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法を提供する。

本発明のもう1つの様態では、上記無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法を実現するためのプログラムを記憶する記憶媒体を提供する。

本発明のさらにもう1つの様態では、ベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するように設置される検出モジュールと、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記無線遠隔手段の電力増幅器のオン/オフを制御するように設置される制御モジュールと、を含む無線遠隔手段の電力増幅器の制御装置を提供する。

図1は従来技術における符号に基づく省エネルギー案のフローチャート図である。 図2は本発明実施例における無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法のフローチャート図である。 図3は本発明実施例の無線遠隔手段の電力増幅器の制御装置のブロック図である。 図4は符号に基づく及びデータ検出に基づく2つの省エネルギー案の技術効果の比較図である。 図5は本発明実施例におけるデータ検出に基づく省エネルギー案のフローチャート図である。 図6は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づいて省エネルギー案を実施する構造図である。 図7は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づいて省エネルギー案を実施するフローチャート図である。 図8は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づく制御モジュールのブロック図である。 図9は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づく省エネルギー制御信号の遅延計算の概念図である。

以下では、図面を組み合わせて本発明の好ましい実施例について詳細に説明するが、以下で説明する好ましい実施例は本発明について説明、解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではないことが理解されよう。

図1は従来技術における符号に基づく省エネルギー案のフローチャート図である。
図1に示すように、従来技術における符号に基づく省エネルギー案はステップ101〜ステップ104を含んでも良い。

ステップ101において、ベースバンドユニット（Base Band Unit, BBU）スケジューラシステムはリアルタイム検出処理を起動し、現在アクティブなユーザの数を検出する。

ステップ102において、BBUは検出結果に基づいて現在アクティブなユーザを一部の有用なユーザ符号に集中させるとともに、スケジュール後のサブフレーム符号データ（即ち、ベースバンドデータ）と有用な符号構成ビット図情報（即ち、制御信号）を生成する。

ステップ103において、BBUはステップ102で生成されたベースバンドデータと制御情報を無線遠隔手段（Radio Remote Unit, RRU）に送信する。

ステップ104において、RRUはサブフレーム符号データと有用な符号構成ビット図情報を受信し、電力増幅器制御信号を生成して電力増幅器のスイッチングを制御する。

図1に示す案は各サブフレームの有用な符号構成ビット図情報の送信に関わっている。ネットワーク要素が多すぎると、各ネットワーク要素間の連携が難しくなるとともに、システムの確実性が低下する。このほか、図1に示す案はサブフレーム符号レベルを遮断することしかできない。

図2は本発明実施例におけるRRUの電力増幅器の制御方法のフローチャート図である。
図2に示すように、本発明実施例のRRUの電力増幅器の制御方法はステップ201、202を含んでも良い。

ステップ201において、RRUはベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定する。

ステップ101は、RRUが時間ドメインデータを検出し、時間ドメインデータが「0」を継続する時間長が目標値に達したことを検出した場合、時間ドメインデータにユーザデータがないと確定し、検出しなかった場合、時間ドメインデータにユーザデータがあると確定することを含んでも良い。

前記目標値は1つのサブフレーム符号の時間長よりも小さくても良い。
ステップ202において、RRUは時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいてRRUの電力増幅器のオン/オフを制御する。

ステップ202は、RRUが時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて電力増幅器をオン/オフするための省エネルギー制御信号を生成し、省エネルギー制御信号に基づいて電力増幅器のオン/オフを制御するということを含んでも良い。

本発明の実施例によれば、RRUは省エネルギー制御信号に対して予め設定された時間長をキャッシュした後、常規制御信号と論理積演算を行うことで、電力増幅器制御信号を得、電力増幅器制御信号に基づいて電力増幅器のオン/オフを制御する。周波数分割二重（FDD）システムにおいて、常規制御信号はノーマルオープン信号であり、時分割二重（TDD）システムにおいて、常規制御信号はデータが受送信するスロットに関する信号である。言い換えれば、TDDシステムのデータ送信スロットにおいて、RRUの常規制御信号はオン信号であり、TDDシステムのデータ受信スロットにおいて、RRUの常規制御信号はオフ信号である。

本発明実施例のRRUの制御方法は省エネルギー、消費低減を実現でき、省エネルギー、消費低減のメカニズムは、ベースバンドが送信する時間ドメインデータについてRRUが分析し、リンクにユーザデータがあるか否かを自ずと判断し、対応する電力増幅器制御信号を生成し、ユーザデータがない時に電力増幅器をオフにして、省エネルギー、消費低減の目的に達するというものである。

上記実施例の方法におけるすべてまたは一部のステップはプログラムにより関連するハードウェアを指令することにより実現可能であり、前記プログラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶することができ、当該プログラムの実行時に、ステップ201〜ステップ202を実行できることが当業者には理解できる。前記記憶媒体はROM/RAM、磁気ディスク、コンパクトディスク等であってもよい。

図3は本発明実施例のRRUの電力増幅器の制御装置のブロック図である。
図3に示すように、本発明実施例のRRUの電力増幅器の制御装置はRRUに設置することができ、当該装置は検出モジュール31と制御モジュール32を含んでも良い。

検出モジュール31は、ベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するように設置される。本発明実施例によれば、検出モジュール31は時間ドメインデータを検出し、時間ドメインデータが「0」を継続する時間長が目標値に達したことを検出した場合、時間ドメインデータにユーザデータがないと確定し、検出されなかった場合、時間ドメインデータにユーザデータがあると確定する。前記目標値は1つのサブフレーム符号の時間長よりも小さくても良い。

制御モジュール32は時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいてRRUの電力増幅器のオン/オフを制御するように設置される。本発明の実施例によれば、制御モジュール32は時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて電力増幅器をオン/オフするための省エネルギー制御信号を生成し、省エネルギー制御信号に基づいて電力増幅器のオン/オフを制御する。本発明の実施例によれば、制御モジュール32は前記省エネルギー制御信号に対して予め設定された時間長をキャッシュした後、常規制御信号と論理積演算を行うことで電力増幅器制御信号を得、電力増幅器制御信号に基づいて電力増幅器のオン/オフを制御する。FDDシステムにおいて、常規制御信号はノーマルオープン信号であり、TDDシステムにおいて、常規制御信号はデータが受送信するスロットに関する信号である。

本発明の実施例によれば、RRUの制御装置の作動フローチャートは以下の通りである。検出モジュール31は時間ドメインデータが「0」を継続する時間長が目標値に達したことを検出した場合、時間ドメインデータにユーザデータがないと確定し、制御モジュール32は当該確定結果に基づいて電力増幅器をオフにするための省エネルギー制御信号を生成し、当該省エネルギー制御信号を相応に遅延させた後、常規制御信号と論理積演算を行うことで電力増幅器制御信号得る。当該電力増幅器制御信号は電力増幅器に送信されて、電力増幅器をオフにする。電力増幅器をオフにした後、検出モジュール31が「0」でないデータを検出した場合、前記時間ドメインデータにユーザデータがあると確定し、制御モジュール32は当該確定結果に基づいて電力増幅器をオンにするための省エネルギー制御信号を生成し、当該省エネルギー制御信号を相応に遅延させた後、常規制御信号と論理積演算を行うことで電力増幅器制御信号を得る。当該電力増幅器制御信号は電力増幅器に送信されて、電力増幅器をオンにする。

本発明が構想する省エネルギー案は以下の2つの部分を含む。
1、省エネルギー制御信号の生成方式
本発明の省エネルギー案が用いるのはデータ検出に基づく省エネルギー案であり、RRUは単独で時間ドメインデータを検出した後、自ずと分析して省エネルギー制御信号を生成する。時間ドメインデータが「0」を継続する時間長が目標値（即ち、検出周期）に達したことを検出した場合、電力増幅器をオフにする省エネルギー制御信号を生成し、時間ドメインデータが「0」でないことを検出した場合、電力増幅器をオンにする省エネルギー制御信号を直ちに生成する。
2、省エネルギーの制御粒度
本発明の省エネルギー案によれば、時間ドメインデータを検出し、無用なデータ（即ち、「0」を継続する時間長が目標値に達した時間ドメインデータ）を検出した場合、電力増幅器をオフにできる。目標値は1つのサブフレーム符号の時間長よりも小さくてもよいため、省エネルギー制御の粒度はサブフレーム符号よりも小さくてもよく、制御はより精確で、省エネルギーの効果はより好ましい。

以下では、本発明の構想に基づくデータ検出に基づく省エネルギー案と、比較例の符号に基づく省エネルギー案の技術効果及びプロセスについて比較分析を行う。

図4は、符号に基づく及びデータ検出に基づく2つの省エネルギー案の技術効果の比較図である。

図4に示すように、符号に基づく及びデータ検出に基づく2つの省エネルギー案はいずれも長期間エボルーション（Long Term Evolution, LTE）信号の1つのスロット（slot）内の7つのOFDM符号（Symbo11〜Symbol7）においてスイッチング制御を生じる。図における灰色位置は、符号が有効なデータを有することを表す。

比較例の符号に基づく省エネルギー案では、1つの符号の時間長を単位としてオフ信号を生成するため、図4に示す符号に基づいて生成される電力増幅器制御信号はSymbol3、Symbol4、Symbol6の3つの符号のすべての時間範囲内に電力増幅器をオンにし、そのほかの符号の時間範囲内に電力増幅器をオフにする。図4では、電力増幅器制御信号が高レベルである時に電力増幅器をオンにし、電力増幅器制御信号が低レベルである時に電力増幅器をオフにする場合が示されている。

本発明の構想に基づくデータ検出に基づく省エネルギー案では、有効なデータ（即ち、ユーザデータ）を検出したか否かに応じてオフ信号を生成するため、図4に示す、データ検出に基づいて生成された電力増幅器制御信号はSymbol3、Symbol4及びSymbol6の3つの符号のみ有効なデータの時間帯内に電力増幅器をオンにし、そのほかの時間帯（Symbol3、Symbol4、Symbol6の3つ符号における非有効なデータの時間帯を含む）内に電力増幅器をオフにする。

このことから分かるように、本発明が構想する省エネルギー案は電力増幅器に対する制御がより精確であり、電力増幅器の効率はより高い。

以下ではFDD-LTE方式の通信システムを例として、本発明の思想について詳細に説明する。

図5は本発明実施例におけるデータ検出に基づく省エネルギー案のフローチャート図である。

図5に示すように、データ検出に基づく省エネルギー案の、FDD-LTE方式の通信システムにおける省エネルギー案はステップ501〜ステップ504を含む。

ステップ501において、BBUスケジューラシステムはリアルタイム検出処理を起動し、現在アクティブなユーザの数を検出する。

ステップ502において、BBUは検出結果に基づいて現在アクティブなユーザを一部の有用なユーザ符号に集中させるとともに、スケジュール後のサブフレーム符号データ（即ち、ベースバンドデータ）を生成する。

ステップ503において、BBUはステップ502において生成されたベースバンドデータをRRUに送信する。

ステップ504において、RRUは、BBUが送信する時間ドメインデータを受信し、データについて分析することで、電力増幅器のスイッチングを自ずと制御する。

このことから分かるように、本発明実施例の省エネルギーメカニズムの実現プロセスはより簡単であり、BBUとRRUとの間に有用な符号構成ビット図情報のインタラクションを行う必要がなく、BBUとRRUとの間の制御データ伝送を低減しており、ネットワークトポロジ構造が複雑であるシステムにおいてより高い確実性を有する。

本発明の実施例によれば、RRUにおいて1つの省エネルギーモジュール（即ち、電力増幅器（Power Amplifier、PA）省エネルギー制御モジュール）を追加することができる。当該モジュールを用いて、RRUが受信した時間ドメインデータについて分析し、電力増幅器制御信号を生成する。

図6は本発明の実施例におけるFDD-LTEに基づいて省エネルギー案を実施する構造図である。

図6に示すように、BBUモジュールの監視スケジュールを経てダウンデータはRRU端の中間リンクとPA省エネルギー制御モジュールへ同時に送信される。一方のリンクデータは中間リンクモジュールと無線リンクモジュールを介してPAに送信され、他方のリンクデータはPA省エネルギー制御モジュールに入ってPA制御信号（即ち、省エネルギー制御信号）を生成し、PA常規制御モジュールが生成した制御信号（即ち、常規制御信号）と論理積動作を行い、その後PAに対してスイッチング制御を行う。図6におけるPA省エネルギー制御モジュール、PA常規制御モジュールと論理積モジュールはともに図3に示す装置の機能を実現できる。

図7は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づいて省エネルギー案を実施するフローチャート図である。

図7に示すように、本発明実施例におけるFDD-LTEに基づいて省エネルギー案を実施するステップはステップ701〜ステップ706を含んでも良い。

ステップ701において、BBUスケジューラシステムはリアルタイムな検出処理を起動し、現在アクティブなユーザの数を検出する。

ステップ702において、BBUは検出結果に基づいて現在アクティブなユーザを一部の有用なのユーザ符号に集中させ、スケジュール後のベースバンドデータを生成する。

ステップ703において、RRUは受信したベースバンドデータをPA省エネルギー制御モジュールへ送信し、PA省エネルギー制御モジュールは時間ドメインデータについて分析し、時間ドメインデータが「0」を継続する時間が目標値（即ち、検出周期）に達したことを検出した場合、電力増幅器をオフにするための省エネルギー制御信号を生成し、時間ドメインデータが「0」でないことを検出した場合、電力増幅器をオンにする省エネルギー制御信号を直ちに生成する。

ステップ704において、PA省エネルギー制御モジュールは電力増幅器制御信号の生成が必要とする遅延（即ち、省エネルギー制御信号に対して実行を必要とする遅延）を算出し、生成された省エネルギー制御信号をキャッシュモジュールに送信して、相応に遅延させた後、電力増幅器制御信号を生成ように出力する。

ステップ705において、PA省エネルギー制御モジュールから出力した電力増幅器制御信号はPA常規制御モジュールから出力した制御信号（即ち、常規制御信号）と論理積動作を行うことで、最終的な電力増幅器制御信号を生成する。

説明すべき点は、FDD-LTEにおいてPA常規制御モジュールが出力する制御信号は全開状態であるという点である。

ステップ706では、ステップ705で生成された最終的な電力増幅器制御信号をPAに送信することで、PAのスイッチングを制御する。

図8は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づく制御モジュールのブロック図である。
図8に示すように、本発明実施例におけるFDD-LTEに基づく制御モジュール32（図3を参照）は制御信号生成サブモジュールと制御信号遅延サブモジュールを含んでも良い。

制御信号生成サブモジュールは、入力された時間ドメインデータ信号について分析し、時間ドメインデータが「0」を継続する時間が目標値に達したことを検出した場合、電力増幅器をオフにするための省エネルギー制御信号を生成し、データが「0」でないことを検出した場合、電力増幅器をオンにする省エネルギー制御信号を直ちに生成する。検出する持続時間は検出周期であってもよく、その値はレジスターにより柔軟に設置することができる。

制御信号遅延サブモジュールは生成された省エネルギー制御信号を一定時間遅延させて電力増幅器制御信号を生成することで、生成された電力増幅器制御信号とデータが同時にPAに達し得るようにし、誤ったオフ信号を防止する。このほか、PAのオン/オフに一定の遅延を必要とすることを考慮して、電力増幅器は早くオンにし、遅くオフにすることを必要とする。

図9は本発明実施例におけるFDD-LTEに基づく省エネルギー制御信号の遅延計算の概念図である。

図9に示すように、データ検出案に基づいて電力増幅器を制御するスイッチング信号を生成し、そのうち、T1はベースバンドデータが論理リンクと無線リンクを経てPA上の遅延に達したことを表し、T2はデータの検出周期を表し、T3は省エネルギー制御信号の遅延を表し、T4は電力増幅器が遅くオフにされた時間長を表し、T5は電力増幅器を早くオンした時間長を表す。本発明の実施例によれば、省エネルギー制御信号の遅延は、データリンク遅延からデータ検出周期の半分を引いたものであり、これにより電力増幅器の早くオンにされ遅くオフにされた時間長がいずれもデータ検出周期の半分であるようにし、データが誤って遮断されないことを保証でき、即ち、

である。
したがって、T2はT4とT5との和に等しい。言い換えれば、データの検出周期は電力増幅器の早くオンにされ遅くオフにされた時間長と相関している。検出周期の設置時に、電力増幅器のオン/オフが占める時間を考慮に入れる必要があり、検出周期は両者の和以上、1つの符号の時間長よりも小さい必要がある。

このほか、電力増幅器の早くオンにされ遅くオフにされた時間長が必ずしも同一でないことを考慮すると、本発明の実施例によれば、レジスターにより制御可能な変数をさらに設計して、電力増幅器の早くオンにされ遅くオフにされた時間長の調整に便宜を図ることができる。即ち、

そのうち、T6は調整後の電力増幅器が遅くオフにされた時間長を表し、T7は調整後の電力増幅器の早くオンにされた時間長を表し、δは制御可能な時間調整量を表す。

本発明実施例に記載の省エネルギー、消費低減案はOFDM伝送に基づくすべての通信システムに適用され、LTE、WiMAXを含むがこれらに限らない。

本発明が構想する省エネルギー案は以下の有益な効果を有する。
1、RRUはBBUが有用な符号構成ビット図情報を送信する必要がなく、リンクデータについて自ずと分析することで、ユーザ状態を確定し、電力増幅器のオン/オフを制御し、さらにはそのほかのネットワーク要素とデカップリングして、確実性を向上させることができる。
2、検出周期を柔軟に制御することで、符号レベルの粒度よりも小さい電力増幅器の制御を実現して、より高い効率の省エネルギー、消費低減を実現する。

上文では本発明について詳細に説明したが、本発明はこれに限らず、当業者は本発明の原理に基づいて各種の変更を行うことができる。したがって、本発明の原理に基づいてなされた変更は、すべて本発明の請求範囲にあると理解すべきである。

Claims (10)

1. 無線遠隔手段はベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するステップと、
   前記無線遠隔手段は、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記無線遠隔手段の電力増幅器のオン／オフを制御するステップと、を含み、
   前記無線遠隔手段がベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するステップは、
   前記無線遠隔手段が前記時間ドメインデータを検出するステップと、
   前記時間ドメインデータが「０」を継続する時間長が目標値に達したことを検出した場合、前記時間ドメインデータにユーザデータがないと確定し、検出しなかった場合、前記時間ドメインデータにユーザデータがあると確定するステップと、を含む、
   無線遠隔手段の電力増幅器の制御方法。
2. 前記無線遠隔手段が前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記無線遠隔手段の電力増幅器のオン／オフを制御するステップは、
   前記無線遠隔手段が前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記電力増幅器をオン／オフするための省エネルギー制御信号を生成するステップと、
   前記省エネルギー制御信号に基づいて前記電力増幅器のオン／オフを制御するステップと、を含む
   請求項１に記載の制御方法。
3. 前記省エネルギー制御信号に基づいて前記電力増幅器のオン／オフを制御するステップは、
   前記無線遠隔手段が前記省エネルギー制御信号に対して予め設定された時間長をキャッシュした後、常規制御信号と論理積演算を行うことで、電力増幅器制御信号を得るステップと、
   前記電力増幅器制御信号に基づいて前記電力増幅器のオン／オフを制御するステップと、を含む
   請求項２に記載の制御方法。
4. 前記常規制御信号はノーマルオープン信号である
   請求項３に記載の制御方法。
5. 前記常規制御信号は、データが受送信するスロットに関する信号である
   請求項３に記載の制御方法。
6. ベースバンド処理手段からの時間ドメインデータを検出し、前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かを確定するように設置される検出モジュールと、
   前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて無線遠隔手段の電力増幅器のオン／オフを制御するように設置される制御モジュールと、を含み、
   前記検出モジュールは、
   前記時間ドメインデータを検出し、
   前記時間ドメインデータが「０」を継続する時間長が目標値に達したことを検出した場合、前記時間ドメインデータにユーザデータがないと確定し、検出しなかった場合、前記時間ドメインデータにユーザデータがあると確定するようにさらに設置される、
   無線遠隔手段の電力増幅器の制御装置。
7. 前記制御モジュールは、
   前記時間ドメインデータにユーザデータがあるか否かの確定結果に基づいて前記電力増幅器をオン／オフするための省エネルギー制御信号を生成し、
   前記省エネルギー制御信号に基づいて前記電力増幅器のオン／オフを制御するようにさらに設置される
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制御モジュールは、
   前記省エネルギー制御信号に対して予め設定された時間長をキャッシュした後、常規制御信号と論理積演算を行うことで、電力増幅器制御信号を得、
   前記電力増幅器制御信号に基づいて前記電力増幅器のオン／オフを制御するようにさらに設置される
   請求項７に記載の制御装置。
9. 前記常規制御信号はノーマルオープン信号である
   請求項８に記載の制御装置。
10. 前記常規制御信号は、データが受送信するスロットに関する信号である
    請求項８に記載の制御装置。

Images