WO2017068305A1 - Procédé de réveil d'une station de base, actionneur, station de base et système correspondants - Google Patents

Procédé de réveil d'une station de base, actionneur, station de base et système correspondants Download PDF

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WO2017068305A1
WO2017068305A1 PCT/FR2016/052751 FR2016052751W WO2017068305A1 WO 2017068305 A1 WO2017068305 A1 WO 2017068305A1 FR 2016052751 W FR2016052751 W FR 2016052751W WO 2017068305 A1 WO2017068305 A1 WO 2017068305A1
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WO
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base station
request
wake
wired interface
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PCT/FR2016/052751
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Imed ALLAL
Yvon Gourhant
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Orange
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0203—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks
    • H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to the field of telecommunications.
  • the invention relates to a method of waking up a base station of an access network.
  • base station is meant both a station of a mobile access network such as a standardized network (3GPP (LTE, LTE-Adv, etc.), GSM, etc.) that a station small or small cell (small cell according to the English name) whose use is envisaged in cooperation with the base stations of an access network to increase for example the radio coverage of this network or to perform a load transfer in cases of overload.
  • a mobile access network such as a standardized network (3GPP (LTE, LTE-Adv, etc.), GSM, etc.) that a station small or small cell (small cell according to the English name) whose use is envisaged in cooperation with the base stations of an access network to increase for example the radio coverage of this network or to perform a load transfer in cases of overload.
  • 3GPP LTE, LTE-Adv, etc.
  • GSM Global System for Mobile communications
  • the share of energy consumption of the base stations of a mobile network is preponderant over the total consumption of this network.
  • energy consumption of a base station (converters, batteries, solar panels, generators) is almost constant regardless of the volume of traffic to be transmitted and the performance of a base station 2G is lower at 10% [1] then a significant part of the total consumption of the mobile network is pure loss since it is not found in the transmitted signals.
  • some current techniques are to turn off and turn on the radio channels depending on the traffic load, we bet a planning of use radio resources.
  • These techniques of reducing the consumption of the base stations are essentially based on waking mechanisms via the radio interface of the control channel which remains active. Indeed, they require at least one radio channel is open to transmit the signaling and switch the station from an active mode to a standby mode (and standby mode) and vice versa.
  • the standby mode consists in switching off the radio transmitter while keeping the radio receiver active in order to receive and process any alarm messages. This technique therefore does not allow to completely extinguish a base station.
  • the energy efficiency of this technique strongly depends on the power of emission. This technique is therefore not suitable for small base stations.
  • one technique is to put them to sleep (sleep mode) during low load periods and wake them up (active mode) at busy times.
  • the traffic is then managed by the macro cells whose radio range covers these small cells.
  • This technique is adapted to a static context ie with scheduled traffic periods and therefore does not take into account user terminals present at a given moment in the coverage perimeter. Thus, it is not suitable for an unexpected traffic load.
  • the small cells are not completely extinguished since it is a sleep mode.
  • the standby mode makes it possible to reduce the power consumption of the base station compared to the active mode ("ON" according to the English terminology), there remains a portion of energy wasted to ensure the operation of the standby mode . This portion of energy can represent a considerable proportion of the total consumption of the access equipment, especially in the case of small cells.
  • the subject of the invention is a method for waking up a base station of an access network to a first telecommunication network, including waking up the station from a hibernation mode after receiving a request.
  • alarm clock transmitted by a control channel based on a second telecommunication network of low energy type connected by wired link to the wired interface of the base station.
  • the invention conveys the necessary control messages for waking up a base station of an access network to a first telecommunication network via a second telecommunication network of the low energy consumption type (ie: a wireless network consisting of nodes with low power consumption and which allows low data rate communications).
  • a second telecommunication network of the low energy consumption type ie: a wireless network consisting of nodes with low power consumption and which allows low data rate communications.
  • the second energy-efficient telecommunication network is used as support for the signaling transport channel of the access network; the channel is carried by this network. It is thus possible to save energy by putting base stations of the access network in a hibernation mode since the method according to the invention, by combining the control channel offset on a low consumption network. of energy with a wired link, directly addresses the alarm message to the station thus triggering its awakening.
  • the second telecommunication network of low energy consumption type can be used to convey other types of control messages; the second low-energy telecommunication network plays the role of the signaling transport channel of the access network of the first telecommunication network.
  • an active state in which all the components of the base station are electrically powered and operational; one or more standby states, in which one or more components are no longer electrically powered;
  • a state of hibernation or hibernation in which the data present in the RAM of the base station at the time of the hibernation are saved on an editable permanent memory such as a hard disk, a card according to the flash technology (SD cart, etc) and no component is electrically powered except the wakeup device that remains energized.
  • an editable permanent memory such as a hard disk, a card according to the flash technology (SD cart, etc) and no component is electrically powered except the wakeup device that remains energized.
  • the invention thus makes it possible, with very little power consumption, to wake up a base station that is in an "OFF" mode, that is to say in a hibernation mode.
  • the control messages required to wake up a base station of the first network are transmitted by the second network and in a particular mode from a backbone of the first telecommunications network and via a first node of the second network, the node being connected by the wired link to the wired interface of the base station. According to this mode, the control messages necessary for waking up a base station of this network are thus transmitted by this second network from a core network of the first telecommunication network.
  • the wake-up request transmitted to the station comprises a particular data packet generated by a first node of the second network, the node being connected by the wired link to the wired interface of the base station.
  • the detection of the particular data packet received via the wired interface triggers the alarm clock of the station.
  • the wake-up method of the base station includes waking the station from a hibernation mode following the detection of the particular data packet received via a wired interface.
  • the method according to the invention is particularly advantageous in that it allows energy consumption consumed by base stations of an access network to a first telecommunication network by combining a generator node of the wake up packet part of a low-power network with a wired link to directly address this wake-up packet to the station.
  • This packet generator node is typically an actuator from the point of view of the low power grid.
  • the method applies for example when the access network is a mobile network and the second network a sensor network such as a LoRa type network or Sigfox.
  • the base station includes, for example, a network card configured to detect a particular packet and generate a start command of the power supply of the base station.
  • the network card includes a permanently powered device, even when the base station is electrically powered off, i.e. the other components of the base station are not powered electrically.
  • This device called the wakeup device, detects in a purely electric way the signals it receives and makes a simple bit-by-bit comparison with the physical address (MAC address) of the base station.
  • MAC address physical address
  • the wakeup device detects in a purely electric way the signals it receives and makes a simple bit-by-bit comparison with the physical address (MAC address) of the base station.
  • MAC address physical address
  • the wakeup device When the received electrical signal corresponding to the particular packet said magic packet comprises a Part corresponding to this physical address, this wakeup device is designed to cause the electric start of the base station.
  • a control signal is sent to the power supply of the base station.
  • This mechanism is known in the English terminology
  • the packet is generated following the reception of a wake-up message itself generated by the core network of the first network and transmitted by the second network.
  • the message is generated by a decision element (for example on a server) based in the core network of the first network.
  • the decision can be based on the number of adjacent cells and their state as well as on the transmission power, taking into account the traffic to be used at the user terminals.
  • the second network thus serves as a signaling channel for the first telecommunication network.
  • the decision-making organ of the core network generates a wake-up message following the reception of a need for additional network resources coming from a mobile terminal and transmitted by the second network, to request the awakening of a station of an access network.
  • the decision organ of the heart network also takes into account parameters of the access network to generate the message. These parameters may, for example, include location data of the base stations of this access network and data on the load of these base stations.
  • the decision body of the core network can thus determine whether to wake up or not a base station of the access network based on, for example, resources available in this access network.
  • the second network thus serves as a signaling channel for the first telecommunication network.
  • the resource requirement is generated by a specific software application stored in a mobile terminal.
  • the execution of this program is able to automatically detect the needs of the terminal in terms of network resources.
  • the resource requirement is transmitted via a specific wireless interface capable of communicating with the low-power network via a second node of this network, in the form of a request for additional network resource requirements.
  • the terminal is therefore equipped with a compatible radio interface of the second network that allows the transmission of the terminal's request to the core network of the first network via the low energy consumption network.
  • the first node is an actuator connected by wire link to the wired interface of the base station.
  • the first node may be distinct or confused with the second node. When they are separate, each of the two nodes can be limited to perform a function which limits its consumption to the bare necessities.
  • the invention further relates to an actuator which comprises a wired interface adapted to a wired connection to the wired interface of a base station and a wireless interface adapted to a telecommunication network of low energy consumption type.
  • This wireless interface is adapted to receive a wake up request from the base station and the node is able to transmit the wake up request via its wired interface.
  • the wireless interface is able to receive a wake-up message from the station and the node comprises an electronic circuit capable of generating a particular packet on receiving this message and transmitting this packet via its wired interface.
  • the invention further relates to a base station of an access network to a first telecommunication network.
  • the station includes:
  • a controlled power supply not to power or to trigger the awakening of the station from a hibernation mode by feeding it under control of a wake up request received via its wired interface
  • an actuator node connected by a wired link via a wired interface to the wired interface of the station, the actuator node having an interface adapted to a second telecommunication network of the low power consumption type able to receive a wake up request and being able to to transmit the wake up request via its wired interface.
  • the invention further relates to a telecommunication system comprising:
  • a second telecommunication network of the low power consumption type for transmitting an alarm request from the core network to an actuator node of this second network
  • an access network base station comprising:
  • a controlled power supply not to supply this station or to trigger the awakening of this station from a hibernation mode by supplying it under control of the wakeup request received via the wired interface and
  • the actuator node connected by wire link via a wired interface to the wired interface of the station, the actuator node having an interface adapted to the second network able to receive the wake-up request and this node being able to transmit the wake-up request via its wired interface.
  • the system further comprises another actuator node of the second network.
  • This second actuator node comprises a wireless interface adapted to the second network. This interface is able to receive a need for network resources from a mobile terminal and this node is able to transmit this need to the core network via the second network.
  • the two actuator nodes are two different objects connected to the second network. These are, for example, connected objects of a LoRa network.
  • the invention further relates to a mobile terminal comprising a radio interface to an access network to a first telecommunications network.
  • This terminal furthermore comprises a wireless interface adapted to a second telecommunication network of the low power consumption type, this interface being able to transmit a need for network resources.
  • This terminal includes a program in memory capable of automatically detecting the needs of the terminal in terms of network resources and generating the resource request message.
  • the program flow determines the needs of the terminal in terms of network resources through the analysis of applications launched (activated) by the user and also relying on an automatic learning system to predict the user's needs as well as the available network coverage.
  • the program decides whether or not to generate a request for access to additional resources which will then be addressed to the core network of the first network using the low-power network via the specific wireless interface.
  • the invention further relates to a computer program product on an information carrier, said program comprising program instructions adapted to generate a particular packet that can trigger, via a wired interface of a base station of a access network of a first telecommunication network, waking up from a hibernation mode of this station, when this program is executed by the actuator node connected to a second low consumption telecommunications network, this actuator node being connected by wired link to the wired interface of the station.
  • the invention also relates to a memory comprising instruction codes adapted to generate a particular packet that can trigger, via a wired interface of a base station of an access network to a first telecommunications network, the waking up from a hibernation mode of this station when these codes are executed by a microcontroller of the actuator node connected to a second telecommunication network of low consumption type, this actuator node being connected by wire link to the wired interface of the station.
  • Figure 1 is a diagram of a telecommunication system according to the invention.
  • Figure 2 is a diagram illustrating the steps of the waking process.
  • Figure 3 is a diagram of an actuator node.
  • the architecture associated with the wake-up method is illustrated in FIG. 1.
  • the illustrated telecommunication SYS system comprises:
  • the first telecommunication network is for example a mobile network type 2G, 3G, 4G, 5G, etc.
  • the second network is for example a network as defined by the LoRa alliance or proposed by the operator Sigfox. Such a network is sometimes referred to by the acronym IoT (Internet of Things).
  • the network consists of sensors and / or actuators Nd_LPC (Node Low Power Consumption, Nd_LoRa, Nd_Sigfox) as well as gateways to the core network.
  • Nd_LPC sensors and / or actuators are equipped with a radio interface with a range that is generally greater than the range of the access network base stations. This network can thus cover a large geographical area with few devices.
  • this network can provide a better precision on the positioning calculation of a user terminal in the case of a number of devices, sensors and / or actuators Nd_LPC, identical to the number of base stations of the network. access.
  • the base station BS comprises a wired interface, a controlled power supply and an actuator node.
  • the wired interface is compatible with the access network of the first telecommunication network or possibly specific.
  • Power is controlled to power or not to power the base station.
  • the awakening of the station from a hibernation mode intervenes by authorizing the supply of the station by a controlled switch.
  • the station becomes energized following the detection of a particular data packet received via the wired interface, which detection controls the switching of the switch.
  • the Nd_LPC actuator node has a wired interface that makes it possible to connect it to the wired interface of the base station via a wired link.
  • the actuator node further has an interface adapted to the second telecommunication network. This interface is able to receive a wake-up request, in the form of a wake-up message, and to transmit the particular packet on receipt of the wake-up message.
  • the actuator is a node of the second network. This second network transmits the wake up request from the core network to the actuator node.
  • the links between the nodes of the second network and the core network are standardized type known and commonly called “backaul” according to the English terminology. It is the same for the links between the base stations of the access network and the core network.
  • the telecommunication system may further comprise another actuator node.
  • this other actuator node comprises a wireless interface adapted to the second network. This interface is able to receive a request access to complementary network resources from a mobile terminal and the node is able to transmit this request to the core network via the second network.
  • the radio range of the actuator nodes may be greater than that of the base station to be woken up.
  • a first terminal location mechanism may be based on a triangulation between several actuator nodes that receive the request from the same terminal. This requires a sufficient deployment of nodes to implement this triangulation.
  • a second location mechanism of the mobile terminal may be based on the recovery of the GPS position of this terminal by the node via its interface adapted to the second telecommunication network.
  • FIG. 1 One embodiment of the wake-up method (or “wake-up” according to the English terminology) is illustrated in FIG.
  • the power supply of the base station BS is cut off following a request, OFF, from the core network CN.
  • a mobile terminal UE signals its request, Hello_UE, to the second network.
  • This signaling message includes an indication that the terminal needs additional network resources.
  • This need for resources is generally associated with an application that requires bit rate, for example a file download application, a streaming application, etc.
  • the indication of the need for resources expresses a need for terminal access to other network resources. This need is transmitted via its wireless interface adapted to the second network.
  • the Nd_LPC node receives the request, Hello_UE, and transmits to the core network an access request, Dde_access_UE, from the terminal to the access network.
  • This access request includes information on the terminal such as an identifier and a location of this terminal.
  • the decision body of the core network CN receives via the second network the access request, Dde_access_UE, and decides whether or not to wake up a base station.
  • the decision-making process may take into account the knowledge of the presence of other terminals in the same geographical area, i.e. in the coverage of the same base station or near base stations, as well as knowledge of the load of these base stations. It can also be associated with a radio interference management process. If the decision is to wake up a base station, the decision-making process takes into account the location information of the terminal to determine which station should be woken up.
  • the core network generates the wake-up request and this request is transmitted in the form of a Mess_B.B. message via the second network to the actuator node connected to the station to be woken up.
  • the wake-up request may include an identifier of this actuator node.
  • the actuator node Nd_LPD which receives the wake-up message, Mess_remote_BS generates a particular packet, WoL, to trigger the awakening of the base station BS according to the process known under the terminology "Wake on LAN” (wake up via a local network ).
  • Attach_UE an attachment request transmitted via its access network compatible interface.
  • This request follows a known mechanism generally standardized (Hand-over_UE according to the English terminology).
  • An Nd_LPC actuator node of a low-power network such as a LoRa network connected to a base station of an access network of a first telecommunications network comprises means illustrated in FIG. 3.
  • the Nd_LPC actuator node comprises a memory MEM, a microcontroller ⁇ , an I_NW_2 radio interface to a second telecommunication network of low energy consumption type and a wired interface I_FIL for the wired connection to the base station.
  • Mess_remot_BS triggers the execution by the microcontroller ⁇ codes memorized by the memory MEM and the generation of the particular package WoL.
  • the first telecommunication network is a so-called Hetnet 4G network, that is to say composed of macro-cells and small cells.
  • a network is the subject of standardization work within 3GPP (LTE-A) and the Small Cells Forum group.
  • the small cells are deployed more particularly to increase the capacity of the access network in areas of high human density or in areas of shadow of the macro cells.
  • the deployment is accompanied by radio interference management between the various stations and terminals.
  • the energy reduction is then intended to cut off the power of the small cells in the event of a drop in traffic and to awaken them according to the invention when the traffic increases and can not be passed by the macro cells.
  • the first telecommunication network consists essentially of small cells. Such use is better suited than the previous one for rural areas.

Abstract

Procédé de réveil d'une station de base, actionneur, station de base et système correspondants. L'invention concerne un procédé de réveil d'une station de base (BS) d'un réseau d'accès d'un premier réseau (2G, 3G, 4G, 5G) de télécommunication. Le réveil de la station intervient depuis un mode d'hibernation suite à la détection d'un paquet de données particulier reçu via une interface filaire. Le paquet est généré par un premier nœud (Nd_LPC) d'un deuxième réseau (LoRa, Sigfox, IoT) de télécommunication de type basse consommation d'énergie connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base (BS).

Description

Procédé de réveil d'une station de base, actionneur, station de base et système correspondants.
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine des télécommunications. L'invention concerne un procédé de réveil d'une station de base d'un réseau d'accès.
On entend par station de base aussi bien une station d'un réseau d'accès mobile tel qu'un réseau standardisé (3GPP (LTE, LTE-Adv, etc), GSM, etc) qu'une station petite ou petite cellule (small cell selon l'appellation anglosaxonne) dont l'utilisation est envisagée en coopération avec les stations de base d'un réseau d'accès pour augmenter par exemple la couverture radio de ce réseau ou effectuer un transfert de charge dans des cas de surcharge.
La part de la consommation d'énergie des stations de base d'un réseau mobile est prépondérante sur la consommation totale de ce réseau. Compte tenu que la consommation d'énergie d'une station de base (convertisseurs, batteries, panneaux solaires, groupes électrogènes) est quasiment constante quel que soit le volume de trafic à transmettre et que le rendement d'une station de base 2G est inférieur à 10% [1] alors une part notable de la consommation totale du réseau mobile est à pure perte puisqu'elle ne se retrouve pas dans les signaux transmis.
On peut en outre relever que cette situation s'aggrave puisque le réseau mobile tend à se densifier pour répondre à l'augmentation des communications et du débit. Les opérateurs d'un réseau de télécommunication sont ainsi confrontés de manière toujours plus accrue à la perte d'énergie et au coût associé pour augmenter la capacité du réseau d'accès.
Art antérieur
Pour lutter contre les pertes d'énergie des stations de base d'un réseau d'accès, certaines techniques actuelles consistent à éteindre et à allumer les canaux radio en fonction de la charge de trafic, on parie d'une planification de l'utilisation des ressources radio. Ces techniques de réduction de la consommation des stations de base sont essentiellement basées sur des mécanismes de réveil via l'interface radio du canal de contrôle qui reste toujours active. En effet, elles nécessitent au moins qu'un canal radio soit ouvert pour transmettre la signalisation et faire passer la station d'un mode actif à un mode veille (mode stand-by) et vice versa. Selon ces techniques, le mode veille consiste à éteindre l'émetteur radio tout en gardant le récepteur radio actif afin de recevoir et de traiter des éventuels messages de réveil. Cette technique ne permet pas par conséquent d'éteindre complètement une station de base. En outre, l'efficacité énergétique de cette technique dépend fortement de la puissance d'émission. Cette technique n'est donc pas adaptée aux petites stations de base.
En ce qui concerne les petites cellules, une technique consiste à les endormir (mode veille) pendant les périodes de faible charge et à les réveiller (mode actif) aux heures chargées. Aux périodes de faible charge, le trafic est alors géré par les cellules macro dont la portée radio recouvre ces petites cellules. Cette technique est adaptée à un contexte statique i.e. avec des périodes de trafic programmées et ne prend donc pas en compte des terminaux utilisateurs présents à un instant donné dans le périmètre de couverture. Ainsi, elle ne convient pas à une charge de trafic inattendue. En outre, les petites cellules ne sont pas éteintes complètement puisqu'il s'agit d'un mode veille. Bien que le mode veille permette de réduire la consommation d'énergie de la station de base par rapport au mode actif (« ON » selon la terminologie anglo-saxonne), il reste une partie d'énergie gaspillée pour assurer le fonctionnement du mode veille. Cette partie d'énergie peut représenter une proportion considérable de la consommation totale de l'équipement d'accès, en particulier, dans le cas des petites cellules.
II est donc important de pouvoir mettre les équipements d'accès en mode veille prolongée ou hibernation (« OFF » selon la terminologie anglo-saxonne) afin de réduire considérablement leur consommation énergétique.
Exposé de l'invention
L'invention a pour objet un procédé de réveil d'une station de base d'un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication, comprenant le réveil de la station depuis un mode d'hibernation suite à la réception d'une demande de réveil transmise par un canal de contrôle basé sur un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
L'invention véhicule les messages de contrôles nécessaires pour réveiller une station de base d'un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication via un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie (i.e : un réseau sans fil constitué des nœuds de basse consommation d'énergie et qui permet des communications à faible débit de données).
De manière remarquable, le deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation énergétique est utilisé comme support du canal de transport de signalisation du réseau d'accès ; le canal est porté par ce réseau. Il est ainsi possible d'économiser de l'énergie en mettant des stations de base du réseau d'accès dans un mode d'hibernation puisque le procédé selon l'invention, en combinant le déport du canal de contrôle sur un réseau de faible consommation d'énergie avec un lien filaire, adresse directement le message de réveil à la station déclenchant ainsi son réveil.
Selon un autre aspect tout aussi intéressant, le deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation énergétique peut être utilisé pour véhiculer d'autres types de messages de contrôle ; le deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation énergétique joue le rôle du canal de transport de signalisation du réseau d'accès du premier réseau de télécommunication.
Il est possible de distinguer différents états ou modes de la station de base :
- un état actif, dans lequel tous les composants de la station de base sont alimentés électriquement et opérationnels; - un ou plusieurs états de veille, dans lequel un ou plusieurs composants ne sont plus alimentés électriquement ;
- un état de veille prolongée ou d'hibernation, dans lequel les données présentes en mémoire vive de la station de base au moment de la mise en veille prolongée sont sauvegardées sur une mémoire permanente modifiable telle un disque dur, une carte selon la technologie flash (SD cart,etc) et aucun composant n'est alimenté électriquement sauf le dispositif de réveil qui reste sous tension.
L'invention permet ainsi, avec une consommation très réduite, de réveiller une station de base qui est dans un mode « OFF », c'est-à-dire dans un mode de veille prolongée ou d'hibernation.
Les messages de contrôle nécessaires au réveil d'une station de base du premier réseau sont transmis par le deuxième réseau et selon un mode particulier depuis un cœur de réseau du premier réseau de télécommunication et via un premier nœud du deuxième réseau, le nœud étant connecté par le lien filaire à l'interface filaire de la station de base. Selon ce mode, les messages de contrôle nécessaires au réveil d'une station de base de ce réseau sont ainsi transmis par ce deuxième réseau depuis un cœur de réseau du premier réseau de télécommunication.
Selon un mode, la demande de réveil transmise à la station comprend un paquet de données particulier généré par un premier nœud du deuxième réseau, le nœud étant connecté par le lien filaire à l'interface filaire de la station de base. La détection du paquet de données particulier reçu via l'interface filaire déclenche le réveil de la station. Le procédé de réveil de la station de base comprend le réveil de la station depuis un mode d'hibernation suite à la détection du paquet de données particulier reçu via une interface filaire.
Ainsi, le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant en ce qu'il permet une économie d'énergie consommée par des stations de base d'un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication en combinant un nœud générateur du paquet de réveil faisant partie d'un réseau de faible consommation d'énergie avec un lien filaire pour adresser directement ce paquet de réveil à la station. Ce nœud générateur du paquet est typiquement un actionneur du point de vue du réseau de faible consommation d'énergie.
Le procédé s'applique par exemple lorsque le réseau d'accès est un réseau mobile et le deuxième réseau un réseau de capteurs tel qu'un réseau de type LoRa ou Sigfox.
La station de base comprend par exemple une carte réseau conçue pour permettre la détection d'un paquet particulier et générer une commande de démarrage de l'alimentation électrique de la station de base. En particulier, la carte réseau comprend un dispositif en permanence sous tension, même lorsque la station de base est éteinte électriquement, c'est-à-dire que les autres composants de la station de base ne sont pas alimentés électriquement. Ce dispositif, dit dispositif de réveil, détecte de manière purement électrique les signaux qu'il reçoit et fait une simple comparaison bit à bit avec l'adresse physique (adresse MAC) de la station de base. Lorsque le signal électrique reçu correspondant au paquet particulier dit paquet magique comprend une partie correspondant à cette adresse physique, ce dispositif de réveil est conçu pour provoquer le démarrage électrique de la station de base. Un signal de commande est envoyé à l'alimentation électrique de la station de base. Ce mécanisme est connu sous la terminologie anglo-saxonne "Wake on LAN" (réveil via un réseau local) dont acronyme est WoL.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le paquet est généré suite à la réception d'un message de réveil lui-même généré par le réseau cœur du premier réseau et transmis par le deuxième réseau. Le message est généré par un organe de décision (par exemple sur un serveur) basé dans le réseau cœur du premier réseau. La décision peut reposer sur le nombre de cellules adjacentes et leur état ainsi que sur la puissance de transmission, compte-tenu du trafic à servir aux terminaux utilisateur. Selon ce mode, le deuxième réseau sert ainsi de canal de signalisation pour le premier réseau de télécommunication.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de décision du réseau cœur génère un message de réveil suite à la réception d'un besoin de ressources réseaux complémentaires provenant d'un terminal mobile et transmis par le deuxième réseau, pour demander le réveil d'une station d'un réseau d'accès. L'organe de décision du réseau cœur tient compte en outre de paramètres du réseau d'accès pour générer le message. Ces paramètres peuvent par exemple comprendre des données de localisation des stations de base de ce réseau d'accès et des données sur la charge de ces stations de base. L'organe de décision du réseau cœur peut ainsi déterminer de réveiller ou pas une station de base du réseau d'accès en fonction par exemple de ressources disponibles dans ce réseau d'accès. Selon ce mode, le deuxième réseau sert ainsi de canal de signalisation pour le premier réseau de télécommunication.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le besoin de ressources est généré par une application logicielle spécifique mémorisée dans un terminal mobile. L'exécution de ce programme est apte à détecter d'une façon automatique les besoins du terminal en termes de ressources réseaux. Le besoin de ressources est émis via une interface sans fil spécifique apte à communiquer avec le réseau de basse consommation d'énergie via un deuxième nœud de ce réseau, sous la forme d'une demande de besoins de ressources réseaux complémentaires. Le terminal est donc équipé d'une interface radio compatible du deuxième réseau qui permet la transmission de la demande du terminal au réseau cœur du premier réseau via le réseau de basse consommation d'énergie.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier nœud est un actionneur connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
Le premier nœud peut être distinct ou confondu avec le deuxième nœud. Lorsqu'ils sont distincts, chacun des deux nœuds peut être limité à réaliser une fonction ce qui permet de limiter sa consommation au strict nécessaire.
L'invention a en outre pour objet un actionneur qui comprend une interface filaire adaptée à une connexion filaire à l'interface filaire d'une station de base et une interface sans fil adaptée à un réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie. Cette interface sans fil est apte à recevoir une demande de réveil de la station de base et le nœud est apte à transmettre la demande de réveil via son interface filaire. Selon un mode particulier, l'interface sans fil est apte à recevoir un message de réveil de la station et le nœud comprend un circuit électronique apte à générer un paquet particulier à réception de ce message et à transmettre ce paquet via son interface filaire.
L'invention a en outre pour objet une station de base d'un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication. La station comprend :
une interface filaire,
une alimentation contrôlée pour ne pas alimenter ou pour déclencher le réveil de la station depuis un mode d'hibernation en l'alimentant sous contrôle d'une demande de réveil reçue via son interface filaire et
un nœud actionneur connecté par lien filaire via une interface filaire à l'interface filaire de la station, le nœud actionneur ayant une interface adaptée à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie apte à recevoir une demande de réveil et étant apte à transmettre la demande de réveil via son interface filaire.
L'invention a en outre pour objet un système de télécommunication comprenant :
un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication,
un réseau cœur équipé d'un organe de décision,
- un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie pour transmettre une demande de réveil depuis le réseau cœur jusqu'à un nœud actionneur de ce deuxième réseau,
une station de base du réseau d' accès comprenant :
- une interface filaire,
- une alimentation contrôlée pour ne pas alimenter cette station ou pour déclencher le réveil de cette station depuis un mode d'hibernation en l'alimentant sous contrôle de la demande de réveil reçue via l'interface filaire et,
- le nœud actionneur connecté par lien filaire via une interface filaire à l'interface filaire de la station, le nœud actionneur ayant une interface adaptée au deuxième réseau apte à recevoir la demande de réveil et ce nœud étant apte à transmettre la demande de réveil via son interface filaire.
Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre un autre nœud actionneur du deuxième réseau. Ce deuxième nœud actionneur comprend une interface sans fil adaptée au deuxième réseau. Cette interface est apte à recevoir un besoin de ressources réseaux provenant d'un terminal mobile et ce nœud est apte à transmettre ce besoin vers le réseau cœur via le deuxième réseau. Selon un mode de réalisation du système les deux nœuds actionneurs sont deux objets différents connectés au deuxième réseau. Il s'agit par exemple d'objets connectés d'un réseau LoRa.
L'invention a en outre pour objet un terminal mobile comprenant une interface radio à un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication. Ce terminal comprend en outre une interface sans fil adaptée à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie, cette interface étant apte à transmettre un besoin de ressources réseaux. Ce terminal comprend un programme en mémoire apte à détecter de façon automatique les besoins du terminal en termes de ressources réseaux et à générer le message de demande de ressources.
Selon un mode de réalisation, le déroulement du programme détermine les besoins du terminal en termes de ressources réseaux via l'analyse des applications lancées (activées) par l'utilisateur et en s'appuyant également sur un système d'apprentissage automatique afin de prédire les besoins de l'utilisateur ainsi que la couverture réseau disponible. En fonctionnement, le programme décide de générer ou pas une demande d'accès à des ressources supplémentaires qui va être adressée ensuite au réseau cœur du premier réseau en utilisant le réseau de basse consommation d'énergie via l'interface sans fil spécifique.
L'invention a en outre pour objet un produit programme d'ordinateur sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions de programme adaptées à générer un paquet particulier pouvant déclencher, via une interface filaire d'une station de base d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication, le réveil depuis un mode d'hibernation de cette station, lorsque ce programme est exécuté par le nœud actionneur connecté à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation, ce nœud actionneur étant connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station.
L'invention a en outre pour objet une mémoire comportant des codes d'instructions adaptés à générer un paquet particulier pouvant déclencher, via une interface filaire d'une station de base d'un réseau d'accès à un premier réseau de télécommunication, le réveil depuis un mode d'hibernation de cette station lorsque ces codes sont exécutés par un microcontrôleur du nœud actionneur connecté à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation, ce nœud actionneur étant connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station.
Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers d'objets de l'invention, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés suivants.
La figure 1 est un schéma d'un système de télécommunication selon l'invention.
La figure 2 est un schéma illustrant les étapes du procédé de réveil.
La figure 3 est un schéma d'un nœud actionneur.
Description de modes de réalisation de l'invention L'architecture associée au procédé de réveil est illustrée par la figure 1. Le système SYS de télécommunication illustré comprend :
un réseau cœur CN équipé d'un organe de décision OD,
un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication,
- une station de base BS du réseau d'accès,
un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie. Le premier réseau de télécommunication est par exemple un réseau mobile de type 2G, 3G, 4G, 5G, etc.
Le deuxième réseau est par exemple un réseau tel que défini par l'alliance LoRa ou proposé par l'opérateur Sigfox. Un tel réseau est parfois désigné par l'acronyme IoT (Internet of Things). Le réseau est constitué de capteurs et/ou actionneurs Nd_LPC (Node Low Power Consumption, Nd_LoRa, Nd_Sigfox) ainsi que de passerelles vers le réseau cœur. Les capteurs et/ou actionneurs Nd_LPC sont équipés d'une interface radio avec une portée généralement plus importante que la portée des stations de base du réseau d'accès. Ce réseau peut ainsi couvrir une zone géographique importante avec peu de dispositifs.
Selon un autre choix de déploiement, ce réseau peut fournir une meilleure précision sur le calcul de positionnement d'un terminal utilisateur dans le cas d'un nombre de dispositifs, capteurs et/ou actionneurs Nd_LPC, identique au nombre de stations de base du réseau d'accès.
La station de base BS comprend une interface filaire, une alimentation contrôlée et un nœud actionneur. L'interface filaire est compatible du réseau d'accès du premier réseau de télécommunication ou éventuellement spécifique. L'alimentation est contrôlée pour alimenter ou ne pas alimenter la station de base. Le réveil de la station depuis un mode d'hibernation intervient en autorisant l'alimentation de la station par un interrupteur commandé. La station devient alimentée suite à la détection d'un paquet de données particulier reçu via l'interface filaire, détection qui commande le basculement de l'interrupteur.
Le nœud actionneur Nd_LPC a une interface filaire qui permet de le connecter à l'interface filaire de la station de base via un lien filaire. Le nœud actionneur a en outre une interface adaptée au deuxième réseau de télécommunication. Cette interface est apte à recevoir une demande de réveil, sous la forme d'un message de réveil, et à transmettre le paquet particulier à réception du message de réveil. L' actionneur est un nœud du deuxième réseau. Ce deuxième réseau assure la transmission de la demande de réveil depuis le réseau cœur jusqu'au nœud actionneur.
Les liens entre les nœuds du deuxième réseau et le réseau cœur sont de type standardisés connus et communément appelés « backaul » selon la terminologie anglo-saxonne. Il en est de même pour les liens entre les stations de base du réseau d'accès et le réseau cœur.
Le système de télécommunication peut comprendre en outre un autre nœud actionneur. De même que le nœud actionneur lié à la station de base, cet autre nœud actionneur comprend une interface sans fil adaptée au deuxième réseau. Cette interface est apte à recevoir une demande d'accès à des ressources réseaux complémentaires issue d'un terminal mobile et le nœud est apte à transmettre cette demande vers le réseau cœur via le deuxième réseau.
La portée radio des nœuds actionneur peut être plus importante que celle de la station de base à réveiller. Pour identifier la station de base à réveiller, c'est-à-dire celle à proximité du terminal (sous-entendu le terminal est situé dans la zone de couverture de la station de base), plusieurs mécanismes par exemple de localisation peuvent être utilisés conjointement avec le procédé de réveil. Un premier mécanisme de localisation du terminal peut-être basé sur une triangulation entre plusieurs nœuds actionneurs qui reçoivent la demande du même terminal. Ceci nécessite un déploiement suffisant de nœuds pour mettre en œuvre cette triangulation. Un deuxième mécanisme de localisation du terminal mobile peut-être basé sur la récupération de la position GPS de ce terminal par le nœud via son interface adaptée au deuxième réseau de télécommunication.
Un mode de réalisation du procédé de réveil (ou « wake-up » selon la terminologie anglo- saxonne) est illustré par la figure 2.
Dans une phase initiale qui ne fait pas partie du procédé de réveil, l'alimentation de la station de base BS est coupée suite à une requête, OFF, émanant du cœur de réseau CN.
Un terminal mobile UE signale sa demande, Hello_UE, au deuxième réseau. Ce message de signalisation comprend une indication comme quoi le terminal a besoin de ressources réseaux complémentaires. Ce besoin de ressources est généralement associé à une application qui nécessite du débit, par exemple une application de téléchargement d'un fichier, une application de streaming, etc. L'indication du besoin de ressources exprime un besoin d'accès du terminal à d' autres ressources réseaux. Ce besoin est transmis via son interface sans fil adaptée au deuxième réseau.
Le nœud Nd_LPC reçoit la demande, Hello_UE, et transmet au réseau cœur une demande d'accès, Dde_access_UE, du terminal au réseau d'accès. Cette demande d'accès comprend des informations sur le terminal telles qu'un identifiant et une localisation de ce terminal.
L'organe de décision du réseau cœur CN reçoit via le deuxième réseau la demande d'accès, Dde_access_UE, et décide ou pas de réveiller une station de base. Le processus de prise de décision peut prendre en compte la connaissance de la présence d'autres terminaux dans la même zone géographique, c'est-à-dire dans la couverture de la même station de base ou de stations de base proches, ainsi que la connaissance de la charge de ces stations de base. Il peut en outre être associé à un processus de gestion des interférences radio. Si la décision est de réveiller une station de base, le processus de prise de décision prend en compte l'information de localisation du terminal pour déterminer quelle station doit être réveillée. Le cœur de réseau génère la demande de réveil et cette demande est transmise sous la forme d'un message Mess_réveil_BS via le deuxième réseau au nœud actionneur relié à la station à réveiller. La demande de réveil peut comprendre un identifiant de ce nœud actionneur. Le nœud actionneur Nd_LPD qui reçoit le message de réveil, Mess_réveil_BS génère un paquet particulier, WoL, pour déclencher le réveil de la station de base BS selon le processus connu sous la terminologie anglo-saxonne "Wake on LAN" (réveil via un réseau local).
Une fois la station de base réveillée, le terminal UE peut s'attacher à cette station selon une requête d'attachement, Attach_UE, émise via son interface compatible du réseau d'accès. Cette requête suit un mécanisme connu généralement normalisé (Hand-over_UE selon la terminologie anglo-saxonne).
Un nœud actionneur Nd_LPC d'un réseau basse consommation tel un réseau LoRa relié à une station de base d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication comprend des moyens illustrés par la figure 3. Le nœud actionneur Nd_LPC comprend une mémoire MEM, un microcontrôleur μΡ, une interface radio I_NW_2 vers un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie et une interface filaire I_FIL pour la liaison filaire vers la station de base.
La réception par l'interface radio du message de réveil, Mess_réveil_BS déclenche l'exécution par le microcontrôleur μΡ des codes mémorisés par la mémoire MEM et la génération du paquet particulier WoL.
Selon une utilisation, le premier réseau de télécommunication est un réseau dit Hetnet 4G c'est-à-dire composé de macro-cellules et de petites cellules (small cells). Un tel réseau fait l'objet de travaux de normalisation au sein du 3GPP (LTE-A) et du groupe Small Cells Forum. Les petites cellules sont déployées plus particulièrement pour augmenter la capacité du réseau d'accès dans des zones de forte densité humaine ou dans des zones d'ombre des cellules macro. Le déploiement s'accompagne d'une gestion des interférences radio entre les différentes stations et terminaux. La réduction d'énergie vise alors à couper l'alimentation des petites cellules en cas de baisse de trafic et à les réveiller selon l'invention lorsque le trafic augmente et ne peut être écoulé par les macro cellules.
Selon une autre utilisation, le premier réseau de télécommunication est constitué essentiellement de petites cellules. Une telle utilisation est mieux adaptée que la précédente pour des zones rurales.
Référence :
[1] Paganus, C, El Tabach, M.JPasquier, M., and 'Tan, S-H., 2012, "Power Consomption of OSK Networks: 2006-2020 forecasts", Deiiverabie FT/OLNC/OLNINMPIMSA1D/4-2012

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication, comprenant le réveil de la station depuis un mode d'hibernation suite à la réception d'une demande de réveil transmise par un canal de contrôle basé sur un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
2. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) selon la revendication 1, dans lequel la demande de réveil est transmise à la station depuis un réseau cœur et via un premier nœud (Nd_LPC) du deuxième réseau connecté par le lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
3. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) selon la revendication 1, dans lequel la demande de réveil transmise à la station comprend un paquet de données particulier (WoL) généré par un premier nœud (Nd_LPC) du deuxième réseau connecté par le lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
4. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) selon la revendication 3, dans lequel le paquet est généré suite à la réception d'un message de réveil (Mess_réveil_BS) généré par un réseau cœur (CN) et transmis par le deuxième réseau (LoRa, IoT).
5. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) selon la revendication 2, dans lequel le réseau cœur (CN) génère le message de réveil (Mess_réveil_BS) suite à la réception d'un besoin de ressources réseaux provenant d'un terminal mobile (UE), transmis par le deuxième réseau, et en fonction de paramètres du réseau d' accès pour demander le réveil de la station.
6. Procédé (1) de réveil d'une station de base (BS) selon la revendication 5, dans lequel le besoin de ressources est inclus dans un message (Hello_UE) du terminal mobile (UE), émis via une interface sans fil, et transmis sous la forme d'une demande d'accès (Dde_access_UE) à une station de base du réseau d'accès par un deuxième nœud du deuxième réseau après réception du message du terminal.
7. Un actionneur (Nd_LPC) caractérisé en ce qu'il comprend :
une interface filaire (I_FIL) adaptée à une connexion filaire à une interface filaire d'une station de base,
une interface sans fil (I_NW_2) adaptée à un réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie apte à recevoir une demande de réveil (WoL) de la station de base (BS),
un circuit apte à générer à réception de la demande de réveil un paquet particulier (WoL) et à transmettre le paquet via son interface filaire.
8. Station de base (BS) d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication, caractérisé en ce qu'elle comprend :
une interface filaire, une alimentation contrôlée pour ne pas alimenter la station ou pour déclencher le réveil de la station depuis un mode d'hibernation en l'alimentant sous contrôle d'une demande de réveil (WoL) reçue via l'interface filaire et
un nœud actionneur (Nd_LPC) connecté par lien filaire via une interface filaire à l'interface filaire, le nœud actionneur ayant une interface (I_NW_2) adaptée à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie apte à recevoir une demande de réveil (Mess_réveil_BS) et le nœud étant apte à transmettre la demande de réveil (WoL) via son interface filaire.
9. Système (SYS) de télécommunication comprenant un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication (3G, 4G, 5G), un réseau cœur (CN), une station de base (BS) du réseau d' accès comprenant une interface filaire, caractérisé en ce que le système comprend en outre : un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie pour transmettre une demande de réveil depuis le réseau cœur jusqu'à un nœud actionneur de ce deuxième réseau,
et caractérisé en ce que la station de base (BS) comprend en outre :
une alimentation contrôlée pour ne pas alimenter cette station ou pour déclencher le réveil de cette station depuis un mode d'hibernation en l'alimentant sous contrôle de la demande de réveil reçue via l'interface filaire et
le nœud actionneur (Nd_LPC) connecté par lien filaire via une interface filaire à l'interface filaire de la station, le nœud actionneur ayant une interface adaptée au deuxième réseau apte à recevoir la demande de réveil et le nœud étant apte à transmettre la demande de réveil (WoL) via son interface filaire.
10. Terminal mobile (UE) comprenant une interface radio à un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une interface sans fil adaptée à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie, apte à transmettre un besoin de ressources du réseau d'accès généré par une application spécifique active sur le terminal pour obtenir une demande de réveil d'une station de base (BS) du réseau d' accès du premier réseau, cette demande étant transmise par un canal de contrôle basé sur le deuxième réseau connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
11. Mémoire d'un terminal mobile comprenant une application spécifique apte à déterminer les besoins du terminal en termes de ressources d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication via l'analyse des applications activées par l'utilisateur et des ressources disponibles du réseau d'accès et à générer une demande d'accès à des ressources supplémentaires du réseau d' accès destinée à être adressée au réseau cœur du premier réseau en utilisant un deuxième réseau de type basse consommation d'énergie via une interface sans fil spécifique du terminal pour obtenir une demande de réveil d'une station de base (BS) du réseau d' accès du premier réseau, cette demande étant transmise par un canal de contrôle basé sur le deuxième réseau connecté par lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
12. Mémoire (MEM) comportant des codes d'instructions adaptés à générer un paquet particulier (WoL) pouvant déclencher via une interface filaire le réveil depuis un mode d'hibernation d'une station de base (BS) d'un réseau d'accès d'un premier réseau de télécommunication lorsque ces codes sont exécutés par un microcontrôleur (μΡ) d'un nœud actionneur (Nd_LPC) connecté à un deuxième réseau de télécommunication de type basse consommation d'énergie transmettant une demande de réveil (Mess_réveil_BS), ce nœud actionneur étant connecté par une interface filaire (I_FIL) et via un lien filaire à l'interface filaire de la station de base.
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