小小区热控制的制作方法

文档序号:13984901
小小区热控制的制作方法

本公开涉及控制蜂窝基站的温度。



背景技术:

无线通信网络提供诸如语音、视频、分组数据、消息传递和广播的通信内容。无线通信网络可以支持在多个载波上的操作,每个载波包括用于通信的频率范围,并且与描述载波的操作的系统信息相关联。长期演进(LTE)网络为用户设备(UE)和通信终端,诸如地面基站和高海拔平台(HAP)提供高速数据的无线通信。LTE网络通过使用具有核心网络改进的不同无线电接口来增加现有无线电接入网(RAN)技术的容量和速度。无线通信网络可以包括能支持多个UE的通信的多个通信终端。移动终端(例如,UE)可以经由下行链路,以及可选地上行链路,与通信终端进行通信。

通常,在电信中,毫微微小区(也称为小小区)是小型低功率蜂窝基站,通常设计用在家庭或小型企业,例如酒店中。毫微微小区通常例如经由宽带连接,连接到服务提供商的网络。使用毫微微小区通常有利于移动运营商和消费者。对于移动运营商来说,毫微微小区可以提高覆盖范围,特别是室内,以及容量。覆盖范围被提高,因为毫微微小区可以填补间隙并消除通过建筑物的信号丢失。通过减少尝试使用主网元的电话数目以及通过卸载用户的网络(经由互联网)到运营商的基础设施的流量来提高容量。代替使用运营商的专网(微波链路等),移动运营商能使用互联网。在特定情况下,毫微微小区会遇到高温。为了减轻高温,可以将相对大的热沉应用于毫微微小区(例如,以散热)。



技术实现要素:

向毫微微小区添加热沉(heat sink)通常增加实际的形状因子并且影响毫微微小区的工业设计。此外,热沉也增加了毫微微小区的总体成本。这两个问题都会妨碍在各种应用,从用在空中设备上到用在小的限制位置中使用毫微微小区。本公开提供了通过管理毫微微小区的使用,而不要求附加散热措施,例如热沉来调节毫微微小区的温度的解决方案。

本公开的一个方面提供了一种控制毫微微小区的温度的方法。该方法包括在毫微微小区的数据处理硬件处,从被配置为测量毫微微小区的数据处理硬件或功率放大器中的至少一个的温度的温度传感器接收温度测量。该方法进一步包括由数据处理硬件,基于温度测量来确定毫微微小区是否在阈值温度以上操作。当毫微微小区在阈值温度以上操作时,该方法包括由数据处理硬件修改导致数据处理硬件或功率放大器中的至少一个的功耗减少的毫微微小区的功耗特性。

本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中,修改功耗特性包括减少物理下行链路共享信道频率资源和/或与UE通信的物理上行链路共享信道频率资源。在一些示例中,减少物理下行链路共享信道频率资源包括对相应的下行链路通信帧的每一下行链路子帧,调度更少数目的UE(例如,对下行链路子帧,调度计划更少数目的UE)。类似地,减少与UE通信的物理上行链路共享信道频率资源包括对相应的上行链路通信帧的每一上行链路子帧,调度更少数目的UE。

在一些实施方式中,减少物理下行链路共享信道频率资源和/或物理上行链路共享信道频率资源包括每一UE,调度更少数目的资源块。每个通信帧包括子帧,子帧包括资源块。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少功率放大器的功率谱密度。功率谱密度是物理下行链路共享信道的测量。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少与毫微微小区通信的UE的数目。例如,该方法可以包括拒绝来自UE的接入请求。

在一些实施方式中,修改功耗特性包括将与毫微微小区通信的一个或多个UE的接收模式改变为中断模式,诸如中断接收模式。附加地或替代地,修改功耗特性可以包括减少毫微微小区的传输占空比和/或接收占空比。

本公开的另一方面提供了一种毫微微小区,包括功率放大器、数据处理硬件、温度传感器和与数据处理硬件通信的存储器硬件。温度传感器被配置为测量数据处理硬件或功率放大器中的至少一个的温度。存储器硬件存储指令,当指令在数据处理硬件上执行时,使得数据处理硬件执行操作。这些操作包括从温度传感器接收温度测量,基于温度测量来确定毫微微小区是否在阈值温度以上操作,以及当毫微微小区在阈值温度以上操作时,修改导致数据处理硬件或功率放大器中的至少一个的功耗减少的功耗特性。

这个方面可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中,修改功耗特性包括减少物理下行链路共享信道频率资源和/或与UE通信的物理上行链路共享信道频率资源。在一些示例中,减少物理下行链路共享信道频率资源包括对相应的下行链路通信帧的每一下行链路子帧,调度更少数目的UE。类似地,减少与UE通信的物理上行链路共享信道频率资源包括对相应的上行链路通信帧的每一上行链路子帧,调度更少数目的UE。

在一些实施方式中,减少物理下行链路共享信道频率资源和/或物理上行链路共享信道频率资源包括每一UE,调度更少数目的资源块。每个通信帧包括子帧,子帧包括资源块。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少功率放大器的功率谱密度。功率谱密度是物理下行链路共享信道的测量。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少与毫微微小区通信的UE的数目。例如,该方法可以包括拒绝来自UE的接入请求。

在一些实施方式中,修改功耗特性包括将与毫微微小区通信的一个或多个UE的接收模式改变为中断模式,诸如中断接收模式。附加地或替代地,修改功耗特性可以包括减少毫微微小区的传输占空比和/或接收占空比。

在附图和下面的描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。其他方面、特征和优点将从描述和附图以及权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1是示例性通信系统的示意图。

图2是示例性毫微微小区的示意图。

图3是图2的示例性调度器的透视图。

图4A是毫微微小区的时分双工模式的示例性帧结构的示意图。

图4B是毫微微小区的频分双工模式的示例性帧结构的示意图。

图5是提供用于控制蜂窝基站的温度的方法的操作的示例性配置的流程图。

不同附图中的相同附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

参考图1,在一些实施方式中,通信系统100包括具有一个或多个基站120、120a-n的移动运营商网络110。在一些示例中,基站120是演进节点Bs(也称为eNodeB或eNB)。eNB是连接到移动运营商网络110,并且直接与相应用户10的一个或多个用户设备(UE)130进行通信的硬件。如本文所使用的,术语UE 130和“移动终端”可互换使用。在一些实施方式中,eNB 120不具有单独的控制器元件,因此简化了移动运营商网络的体系结构。与UE 130通信的基站120被称为其服务eNB 120,并且用于向UE 130传送无线电数据/从UE 130接收无线电数据。

移动运营商网络110可以包括一个或多个宏小区、毫微微小区、微微小区或微小区,每个限定移动运营商网络110的覆盖范围。在所示的示例中,移动运营商网络110包括一个或多个毫微微小区200、200a-n。家用eNodeB(HeNB)是用于毫微微小区或小小区的3GPP术语。通常,毫微微小区200是在有限或无蜂窝接入的区域中提供蜂窝接入的低功率无线基站。毫微微小区200通常被设计用在诸如家庭或小型企业的房屋20中,并且属于封闭用户组(CSG)。毫微微小区200能是在许可频谱中操作并被配置为通过诸如移动运营商网络110的因特网协议(IP)网络,路由移动电话流量的接入点。毫微微小区200连接到宽带140(线缆调制解调器或数字订户线路),并且向UE 130,例如标准移动设备,诸如已注册并且在可以是有限的范围(例如,通常小于10米)的毫微微小区覆盖范围202内的蜂窝电话或PDA提供整个语音和数据服务。为了减轻安装负担,毫微微小区200可以被设计为用户友好并且利用在其他特征之中可以包括自动检测因特网服务提供商(ISP)、自动注册、认证移动运营商网络110、自升级、位置检查和传输功率调整的特征即插即用。毫微微小区200不应与通常被称为信号增强器的中继器混淆,所述中继器仅用于提高现有的宏小区覆盖范围。

在一些实施方式中,毫微微小区200是长期演进(LTE)毫微微小区。LTE是用于移动电话和数据终端的高速数据的无线通信的标准。LTE基于全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进(GSM/EDGE)和通用移动电信系统/高速分组接入(UMTS/HSPA)网络技术。LTE被配置为除了核心网络改进外,通过使用不同的无线电接口来增加电信的容量和速度。LTE支持可扩展的载波带宽,从1.4MHz到20MHz,并且支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。LTE网络能够包括与位于地球上的通信终端相关联的地面网络、与不位于地球的通信终端相关联的非地面网络,或者支持LTE并且包括地面和非地面网络的网络。

图2提供了示例性毫微微小区200的示意图。在一些实施方式中,毫微微小区200包括与存储器硬件212通信并由功率放大器220供电的数据处理硬件210,功率放大器220从电源(例如,110V或220VAC)接收电力。数据处理硬件210和功率放大器220通常在使用期间释放热量。为了管理毫微微小区200的温度水平,数据处理硬件210可以与温度传感器230通信,并且基于存储在存储器硬件212中的指令,执行MAC调度器300(例如,LTE MAC调度器),其基于从温度传感器230接收的一个或多个温度测量232,确定调整250(例如,发射(TX)功率/频率,资源/时隙调整)。MAC调度器300从根据从其他LTE网络组件接收的信息,决定在任何给定时刻每个UE 130接收多少带宽的方面,控制正交频分复用(OFDM)调制。OFDM在单个信道上,将数据分割成相邻频率上的小子载波(也称为数据流)。OFDM允许通过单载波调制技术并且以更高的速率,发送更多的数据。OFDM还比其他调制方法,显著更有效率地处理诸如干扰、噪声或多路径的现象。

为了进行其资源分配决定,MAC调度器300可以从诸如策略和服务质量(QoS)数据262的策略和计费规则功能(PCRF)260接收信息。QoS数据262可以包括最小保证带宽、最大容许带宽、分组丢失率、用户的相对优先级等。MAC调度器300还从UE 130接收关于无线电信道质量、相应信号的强弱和/或附加信息的消息132。MAC调度器300可以从与数据处理硬件210通信的无线电子系统270接收关于无线电信道质量、噪声和干扰等的测量272。此外,MAC调度器300可以从上层280接收关于多少数据排队等待传输的缓冲器状态282。

MAC调度器

另外参考图3,MAC调度器300接收输入变量,即从温度传感器230输出的一个或多个温度测量232。响应于接收到一个或多个温度测量232,MAC调度器300执行温度分析功能310,其可以被存储在存储器硬件212中。在一些实施方式中,温度分析功能310是确定温度测量232是否超过阈值的比较和/或过滤操作。当温度测量232超过阈值时,MAC调度器300认识到毫微微小区200在可接受的操作范围之外(例如,在可接受的温度范围之外)操作。因此,MAC调度器300通过减少传输功率、修改频率资源和/或调整时隙来实现减少毫微微小区200的功耗的一个或多个温度管理功能320。温度分析功能320还可以执行平均温度测量232以减少假阳性阈值(false positive threshold value)。

温度管理功能320可以是频率资源功能320a、功率谱功能320b、准入控制功能320c、中断模式功能320d和节流功能320e中的任何一个或组合。这些功能单独地或组合地被配置为修改毫微微小区200的功耗特性,从而减少毫微微小区200的功耗。MAC调度器300使用一个或多个频率资源功能320、320a-e来实现毫微微小区200的调整250。

参见图4A和4B所示,为了使通信系统100保持同步并且管理在基站或eNodeB 120与UE 130之间携带的不同类型的信息,通信系统100具有用于演进UMTS地面无线接入(E-UTRA),即空中接口的定义的LTE帧和子帧结构。LTE的帧结构在时分双工(TDD)模式和频分双工(FDD)模式之间不同,因为对隔离传输的数据有不同的要求。对于FDD模式,如图4A所示,LTE帧400、400a具有10ms的总长度,其被划分为10个子帧410和20个单独时隙420,其中每个子帧410包括两个时隙420。对于TDD模式,如图4B所示,10ms长的LTE帧400、400b包括两个半帧402,每个5ms长。此外,每个半帧402被进一步分成五个子帧410,每个1ms长。子帧410可以被分成包括三个字段的特殊子帧430:下行链路导频时隙(DwPTS)430d、保护周期(GP)430g和上行链路导频时隙(UpPTS)430u。在每个模式中,子帧410可以是被指定为下行链路子帧410d或上行链路子帧410u。

通信系统100使用各种“信道”来隔离不同类型的数据的传输,并且对在实现有序和明确隔离数据的LTE协议结构内的更高层提供接口。一般来说,可以将各种数据信道分组成三类:作为传送用户数据和控制消息的传输信道的物理信道、作为用于到媒体访问控制(MAC)和更高层的信息传输的物理层传输信道的传输信道,以及为LTE协议结构内的MAC层提供服务的逻辑信道。物理信道是下行链路或上行链路信道。下行链路信道可以包括物理广播信道(PBCH)和物理下行链路共享信道(PDSCH)。PBCH携带用于需要接入网络(通信系统100)的UE 130的系统信息。例如,PBCH广播毫微微小区200的初始接入所需的有限数目的参数,诸如下行链路系统带宽、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)结构和最高有效八位系统帧号。PDSCH通常是在动态和机会主义的基础上,分配给UE 130的主数据承载信道。PDSCH还被用于发送在物理广播信道(PBCH)上未发送的广播信息。广播信息可以包括系统信息块(SIB)和寻呼&无线电资源控制(RRC)信令消息。PDSCH还可以被用于传送应用数据。在上行链路侧,物理上行链路共享信道(PUSCH)通常被用于携带RRC信令消息、上行链路控制信息(UCI)和应用数据。PUSCH还通常携带上行RRC消息。

还参考图3,当与UE 130通信时,频率资源功能320a减少由下行链路和/或上行链路使用的频率资源。在一些实施方式中,频率资源功能320a减少了由PDSCH和/或PUSCH使用的频率资源的数目。例如,频率资源功能320a使得MAC调度器300对每一下行链路子帧410d或上行链路子帧410u,调度更少的UE 130。在另外的示例中,MAC调度器300在实现频率资源功能320时,为每个下行链路和/或上行链路,对每一UE 130,调度减少数目的资源块。再参考4A和4B,资源块440是能被分配给UE 130的资源的最小单元。例如,对于FDD模式,资源块440可以是频率为180kHz宽,时长为1个时隙。此外,在一些示例中,在频率方面,资源块440能是12x 15kHz子载波或24x7.5kHz子载波宽。对于大多数信道和信号,每一资源块440使用的子载波的数目为12个子载波。如前所述,PDSCH包含正被发送到UE 130的数据。所有资源块440可用于分配,但是不是为控制信道预留的子载波仅可用于携带数据。如所示,UE 130被分配资源块440的矩形区域,并期望在那些位置中找到它们的数据。分配能改变每个半帧以解决信道效应,诸如频率空值。PDSCH上的频率资源的减少降低了毫微微小区200的传输功率。PUSCH上的频率资源的减少降低了数据处理硬件210上的计算负担。

功率谱功能320b减少功率放大器220的功率谱密度。在一些示例中,MAC调度器300减少PDSCH上的功率谱密度。功率谱密度的减少相对于公共参考信号功率。功率谱密度是频域中的信号的功率强度的测量。实际上,由信号的快速傅里叶变换(FFT)频谱计算功率谱密度。功率谱密度提供了一种用于表征信号的幅度与频率含量的有用方法。

准入控制功能320c减少与毫微微小区200通信的UE 130的数目。因此,MAC调度器300在PDSCH和PUSCH这两者上释放毫微微小区200的带宽。在一些示例中,MAC调度器30拒绝UE 130的接入请求。

中断模式功能320将UE 130的接收模式改变为中断模式。UE 130由MAC调度器300置于中断模式。中断接收模式可以是连接中断接收(DRX)模式或空闲DRX模式。中断接收模式减少了数据处理硬件210上的调度计算负荷、数据处理硬件210的接收处理计算以及毫微微小区200的传输功率。DRX模式可以是如何构造传输的功能。例如,时隙420可以具有包含地址细节的报头(header),并且UE 130可以侦听每个时隙420中的报头,以决定传输是否与它们相关。在这种情况下,UE 130仅在每个时隙420的开始处必须是激活的,以便接收报头。其他技术包括轮询,由此UE 130在一定时间量内被置于待机,并且毫微微小区200周期性地发送指示对UE 130存在任何等待数据的信标。当兼容的接入卡和接入点协商功率节省模式配置时,这可以用在802.11无线网络中。MAC调度器300可以实现这些和其他技术中的一个或多个以减少调度负载,从而减少数据处理硬件210上的计算负担。

节流功能320e减小毫微微小区200的传输占空比。毫微微小区200能够通过仅在特定交错(interlaces)或子帧410上调度来执行时域的抽取(decimation)。在一些示例中,MAC调度器300通过在选择的子帧410上发送信息,减小发射和接收占空比。因此,节流功能320e通过减小发射/接收占空比来减少数据处理硬件210上的计算负担和毫微微小区200的总体功耗。

图5提供用于控制诸如毫微微小区200的蜂窝基站的温度的方法500的操作的示例性配置的示意图。在操作502中,方法500包括在毫微微小区200的数据处理硬件210处,从被配置为测量毫微微小区200的数据处理硬件210或功率放大器220中的至少一个的温度的温度传感器230接收温度测量232。在操作504,方法500进一步包括通过数据处理硬件210,基于温度测量232,确定毫微微小区200是否在阈值温度以上操作。当毫微微小区200在阈值温度以上操作时,在操作506,方法500包括通过数据处理硬件210,修改毫微微小区200的功耗特性,其导致数据处理硬件210或功率放大器220中的至少一个的功耗减少。

在一些实施方式中,修改功耗特性包括减少与UE 130通信的PDSCH频率资源和/或PUSCH频率资源。在一些示例中,减少PDSCH频率资源包括对相应的下行链路通信帧400的每一下行链路子帧410d,调度更少数目的UE 130。例如,与对相应的下行链路通信帧400的下行链路子帧410d当前调度的UE 130的当前数目相比,方法500可以包括调度减少数目的UE 130。类似地,减少与UE 130通信的PUSCH频率资源可以包括对相应的上行链路通信帧400的每一上行链路子帧410u,调度更少数目的UE 130。例如,与对相应的上行链路通信帧400的上行链接子帧410u当前调度的UE 130的当前数目相比,方法500可以包括调度较少数目的UE 130。

在一些实施方式中,减少PDSCH资源和/或PUSCH频率资源包括每一UE 130,(例如,经由MAC调度器300)调度更少数目的资源块440。每个通信帧400包括子帧410,子帧410包括资源块440。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少功率放大器220的功率谱密度。功率谱密度是PDSCH的测量。

在另外的实施方式中,修改功耗特性包括减少与毫微微小区200通信的UE 130的数目。例如,该方法可以包括拒绝来自UE 130的接入请求。

在一些实施方式中,修改功耗特性包括将与毫微微小区200通信的一个或多个UE 130的接收模式修改为诸如DRX模式的中断模式。附加地或替代地,修改功耗特性可以包括减少毫微微小区200的传输占空比和/或接收占空比。

本文所述的系统和技术的各种实现方式可以实现在数字电子和/或光学电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中。这些各种实现方式可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实现方式,所述可编程系统包括至少一个可以是专用或通用的可编程处理器,其被耦接以从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令并且将数据和指令发送到存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置。

这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令,并且可以以高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或以汇编/机器语言实现。如本文所使用的,术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指任何计算机程序产品、非瞬时性计算机可读介质、设备和/或装置(例如,磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(PLD)),用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据,包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器进行,以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路来执行,例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。适合于执行计算机程序的处理器包括,例如,通用和专用微处理器这两者,以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常,处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常,计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储装置,例如磁盘、磁光盘或光盘,或者可操作地耦接以从该存储装置接收数据或向其传送数据或这两者。然而,计算机不需要具有这样的装置。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置,包括例如半导体存储器装置,例如EPROM、EEPROM和闪存装置;磁盘,例如内部硬盘或可移动盘;磁光盘;以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互,可以在具有例如CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)监控器或向用户显示信息的触摸屏的显示装置以及可选地键盘和用户可以通过其向计算机提供输入的例如鼠标或轨迹球(trackball)的指示装置的计算机上执行本公开的一个或多个方面。其他种类的装置也可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈,例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈;并且可以以任何形式接收来自用户的输入,包括声音、语音或触觉输入。另外,计算机可以通过向由用户使用的装置发送文档和从用户使用的装置接收文档来与用户交互;例如,通过响应于从网页浏览器接收的请求,将网页发送到用户的客户端装置上的网页浏览器。

已经描述了多种实现方式。然而,应当理解的是,在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此,其他实施方式在以下权利要求的范围内。

再多了解一些
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