ES2382280A1 - Sistema, metodo y antena interior para reducir el consumo de potencia de estaciones base que proporcionan cobertura interior. - Google Patents
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Abstract
Sistema, método y antena interior para reducir el consumo de potencia de estaciones base que proporcionan cobertura interior. El sistema comprende una estación base (1), al menos una antena interior (2) conectada a la estación base (1) que proporciona cobertura en un área de cobertura interior, y medios para detectar presencia humana en un área de detección. La estación base (1) está configurada para:- recibir (40) la información proporcionada por el medio para detectar presencia humana;- de acuerdo con la mencionada información, verificar (42) si se ha detectado presencia humana en el área de detección, y en ese caso conectar (44) la estación base (1);si no se ha detectado presencia humana en el área de detección:-verificar (45) si no hay tráfico en la estación base (1) durante un período de tiempo predeterminado, y en ese caso desconectar (46) la estación base (1).
Description
Sistema, método y antena interior para reducir
el consumo de potencia de estaciones base que proporcionan cobertura
interior.
La presente invención pertenece al campo de las
telecomunicaciones móviles, y más en concreto trata de un sistema y
un método para reducir consumo de potencia en estaciones base que
proporcionan cobertura interior.
\vskip1.000000\baselineskip
En las redes móviles (2G, 3G, LTE, etc.) es
típico proporcionar cobertura interior en oficinas, túneles, centros
comerciales, etcétera. La cobertura interior está siempre
disponible, incluso cuando no hay usuarios, y el resultado en estos
casos es un derroche de energía y un coste innecesario para los
operadores.
Así, por ejemplo es muy típico proporcionar una
cobertura interior en oficinas, y la cobertura está disponible
durante la noche o durante los fines de semana aunque no haya
personas trabajando o no haya comunicaciones entre máquinas,
desperdiciando energía.
La presente invención resuelve los problemas
comentados mediante proporcionar una célula de
conexión/descone-
xión basada en movimiento. La presente invención ahorra consumo de energía para todos los sistemas de radio, incluyendo 2G y 3G.
xión basada en movimiento. La presente invención ahorra consumo de energía para todos los sistemas de radio, incluyendo 2G y 3G.
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La invención se refiere a un sistema para
reducir consumo de potencia de estaciones base que proporcionan
cobertura interior, acorde con la reivindicación 1, a un método
acorde con la reivindicación 8 y una antena interior acorde con la
reivindicación 14. En las reivindicaciones dependientes se definen
realizaciones preferidas del sistema y del método.
La presente solución propone desconectar las
células interiores cuando no hay usuarios, y conectarlas cuando los
usuarios vuelven a estar presentes. Desconectar la célula significa
que serán desconectadas todas las ondas portadoras y las ondas
piloto de las portadoras. Las células serán conectadas o
desconectadas gracias a un sensor de movimiento integrado en la
antena, que enviará mensajes a la estación base en función de la
detección de movimiento: si hay movimiento (personas) la estación
será conectada, y si no hay movimiento (no hay personas) la estación
será desconectada; adicionalmente habrá parámetros de histéresis
para evitar daños por reflexión.
El sistema comprende una estación base, al menos
una antena interior conectada a la estación base que proporciona
cobertura en un área de cobertura interior, y medios para detectar
presencia humana en un área de detección. La estación base está
configurada para:
- -
- recibir la información proporcionada por los medios para detectar presencia humana;
- -
- de acuerdo con la mencionada información, verificar si se ha detectado presencia humana en el área de detección, y en tal caso conectar la estación base;
si no se ha detectado presencia humana en el
área de detección:
- -
- verificar si no hay tráfico en la estación base durante un período de tiempo predeterminado, y en tal caso de desconectar la estación base.
\vskip1.000000\baselineskip
La estación base puede configurarse además para,
en el caso de que no se haya detectado presencia humana pero se haya
detectado tráfico en la estación base, verificar si hay cobertura
desde al menos una célula vecina, y en tal caso desconectar la
estación base.
En una realización preferida, los medios para
detectar presencia humana comprenden al menos un sensor de
movimiento. Los mencionados medios comprenden preferentemente un
sensor de movimiento integrado en cada antena, cada sensor de
movimiento siendo alimentado través del cable RF utilizado para la
comunicación entre la correspondiente antena y la estación base; la
estación base estando configurada para recibir la información
proporcionada por cada sensor de movimiento, a través del mencionado
cable de RF. El sistema puede comprender además una T de
polarización para que cada antena envíe potencia de CC a cada sensor
de movimiento.
El área de detección está comprendida
preferentemente dentro del área de cobertura interior. El área de
detección puede también estar próxima al área de cobertura interior,
por ejemplo para detectar vehículos entrando en un túnel.
El correspondiente método propuesto por la
invención, comprende:
- -
- detectar presencia humana en un área de detección,
- -
- recibir en la estación base la información proporcionada por los medios para detectar presencia humana;
- -
- de acuerdo con la mencionada información, verificar si se ha detectado presencia humana en el área de detección, y en tal caso conectar la estación base;
si no se ha detectado presencia humana en el
área de detección:
- -
- verificar si no hay tráfico en la estación base durante un período de tiempo predeterminado, y en tal caso desconectar la estación base.
\vskip1.000000\baselineskip
El método puede comprender además, en el caso de
que no se haya detectado presencia humana pero se haya detectado
tráfico en la estación base, verificar si hay cobertura desde al
menos una célula vecina, y en tal caso desconectar la estación
base.
La antena interior, también propuesta por la
presente invención para reducir el consumo de potencia de una
estación base que proporciona cobertura interior, está configurada
para ser conectada a la estación base y comprende un sensor de
movimiento integrado en la antena, el sensor de movimiento estando
configurado para:
- -
- ser alimentado a través del cable de RF utilizado para la comunicación entre la antena y la estación base;
- -
- enviar a la estación base y a través del cable de RF, sus señales de control.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describe brevemente una serie
de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que están
expresamente relacionados con una realización de la mencionada
invención, presentada como ejemplo no limitativo de esta.
La figura 1 muestra una situación de cobertura
interior acorde con el estado del arte.
La figura 2 muestra un sensor integrado en la
antena para detectar movimiento, de acuerdo con una primera
realización de la presente invención.
La figura 3 muestra otra realización de la
invención en la que el sensor de movimiento no está integrado en la
antena.
La figura 4 muestra el algoritmo de tráfico para
optimización, acorde con la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
La cobertura interior se proporciona normalmente
a través de estaciones base 1 (nodos B, microcélulas o repetidores),
y normalmente hay varias antenas interiores 2 (de pequeño tamaño)
distribuidas a lo largo del lugar (plantas del edificio, túnel,
etc.), y la totalidad de estas están conectadas a la misma estación
base como puede verse en la figura 1.
Es importante subrayar que aunque la mayor parte
del tráfico en las células procede de móviles utilizados por
personas, puede haber comunicaciones máquina a máquina, y por lo
tanto la solución propone desconectar las células interiores cuando
no hay usuarios y no hay tráfico máquina a máquina en la célula, y
conectar la célula cuando hay usuarios o tráfico máquina a máquina.
En este contexto, desconectar significa que todas las ondas
portadoras y las ondas piloto de las portadoras serán
desconectadas.
La solución para conectar/desconectar el sistema
puede realizarse en dos etapas:
- \bullet
- Detección de tráfico humano.
- \bullet
- Algoritmo de tráfico para optimización.
\vskip1.000000\baselineskip
Hay dos posibles clases de tráfico: humano, y de
máquina a máquina. La primera etapa está enfocada al tráfico
humano.
\newpage
La propuesta para detectar tráfico humano es a
través de un detector de movimiento, y para ello hay diferentes
opciones:
- Integrar un sensor de movimiento 3 en la
antena 2, como se muestra la figura 2. La innovación de esta opción
es que el sensor está integrado en la antena 2, y esto supone que la
comunicación entre el sensor de movimiento 3 y la estación base 1
(por ejemplo, nodo B) se realizará a través del mismo cable de RF 4
que realiza la comunicación entre la antena 2 y la estación base 1,
lo que simplificará mucho la instalación en el caso de una nueva
antena 2 instalada, y también en el caso de sustitución de una vieja
antena 1. Es posible enviar la potencia de CC para alimentar el
sensor de movimiento 3, y las señales de control, sobre los mismos
cables de RF 4. Las señales de control pueden enviarse utilizando
una banda diferente de la RF y de la potencia de CC, utilizando un
dispositivo de "T" de polariza-
ción.
ción.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usa una "T" de polarización para
insertar potencia de CC en una señal de CA, para dar suministro a
amplificadores de antenas remotas u otros dispositivos. Usualmente
se posiciona en el extremo receptor del cable coaxial, para pasar
potencia de CC desde una fuente externa al cable coaxial que corre
hasta el dispositivo alimentado. Una "T" de polarización
consiste en un inductor de alimentación para distribuir CC a un
conectar en el lado del dispositivo, y un condensador de bloqueo
para impedir que la CC pase hasta el receptor. La señal de RF está
conectada directamente desde un conector al otro, solo con el
condensador de bloqueo en serie.
Por otra parte, podría detectarse el movimiento
en cualquier momento puesto que hay una comunicación continua entre
el sensor de movimiento 3 de la antena 2, y la estación base 1.
- Un sensor de movimiento 3 separado de la
antena 2 (figura 3), que podría ser necesario en el caso de algunas
aplicaciones específicas tales como túneles, puesto que los coches
llevan una gran velocidad y es necesario garantizar que una vez que
el coche está en el interior del "área de cobertura interior"
la estación base está funcionando bien, de forma que el detector de
movimiento 3 debería estar varios metros fuera del túnel.
- Podría haber otras acciones para detectar
presencia humana como son sistemas de
vídeo-vigilancia, movimiento de puertas y detección
de pasos sobre el suelo, pero los preferidos son los sistemas
anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
En relación con la segunda etapa, el algoritmo
de tráfico para optimización, al objeto de minimizar el consumo de
potencia y garantizar la cobertura disponible solo cuando es
necesaria, la presente invención propone el siguiente algoritmo a
ejecutar en la estación base 1, que tiene en cuenta el tráfico
humano y de máquina a máquina.
Las etapas seguidas por el algoritmo son:
- \bullet
- En primer lugar se verifica la presencia humana en el área. La estación base 1 procesa 41 los N (suponiendo que haya N antenas controladas por esta estación base 1) resultados de movimiento detectado en cada antena 2 (tales como las descritas en la figura 1), lo cual es la entrada 40 para la estación base 1. La estación base verifica 42 si hay presencia humana. En el caso de que no haya detección de movimiento en ninguna de las antenas 2, la salida final será que no hay movimiento en el área (referencia 43), y en el caso de que haya detección de movimiento en alguna de las antenas la salida final será que hay movimiento en el área, de forma que la estación base será conectada (referencia 44).
- \bullet
- Una vez que se determina que no hay personas en el área, se verifica si hay alguna comunicación de máquina a máquina y, en este caso, se verificará 45 el tráfico de la célula.
- \circ
- Si no hay detección de tráfico en la estación base 1 durante los últimos x minutos (siendo x un parámetro configurable), esto significará que no hay comunicación de máquina a máquina, de forma que la estación base 1 será desconectada 46. Por ejemplo, este parámetro x puede fijarse a 1, 2, 3 horas, puesto que el operador conoce el perfil de tráfico de la comunicaciones máquina a máquina asegurando que, dado un típico comportamiento en tal célula, si no hay tráfico durante ese período no hay tráfico de máquina a máquina en la célula,
- \circ
- Si hay tráfico en la estación base 1, esto significará que hay alguna comunicación establecida de máquina a máquina, de modo que se verificará 47 si hay cobertura desde otra estación base, leyendo en el flujo de señalización de la comunicación si hay células vecinas o no, o con un parámetro que lo indique.
- -
- Si hay cobertura desde las células vecinas (denominada célula en paraguas) el nodo B será desconectado 46.
- -
- Si no hay cobertura desde las células vecinas, el nodo B se mantendrá conectado 44.
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, la transición de desconectado a
conectado se realizará automáticamente para garantizar la cobertura
el 100% del tiempo, y la transición de conectado a desconectado
puede configurarse con un tiempo umbral x para evitar reflexiones,
de forma que la estación base 1 se mantendrá conectada hasta que
pase cierto tiempo (puede configurarse un temporizador) pasado el
último movimiento detectado, al objeto de evitar desconectar y
conectar continuamente.
El algoritmo puede funcionar las 24 horas del
día, o solo en horarios predefinidas del día/semana a través de
algunos parámetros que definen el tiempo inicial y el tiempo
final.
Claims (14)
1. Sistema para reducir el consumo de potencia
de estaciones base que proporcionan cobertura interior,
comprendiendo el sistema una estación base (1) y al menos una antena
interior (2) conectada a la estación base (1) que proporciona
cobertura en un área de cobertura interior; caracterizado
porque comprende además medios para detectar presencia humana en un
área de detección, y porque la estación base (1) está configurada
para:
- -
- recibir (40) la información proporcionada por los medios para detectar presencia humana;
- -
- de acuerdo con la mencionada información, verificar (42) si se ha detectado presencia humana en el área detección, y en tal caso conectar (44) la estación base (1);
si no se ha detectado presencia humana en el
área de detección:
- -
- verificar (45) si no hay tráfico en la estación base (1) durante un período de tiempo predeterminado, y en ese caso desconectar (46) la estación base (1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema acorde con la reivindicación 1,
caracterizado porque la estación base (1) está además
configurada para, en el caso de que no se haya detectado presencia
humana pero se haya detectado tráfico en la estación base (1),
verificar (47) si hay cobertura desde al menos una célula vecina, y
en tal caso desconectar (46) la estación base (1).
3. Sistema acorde con cualquier reivindicación
previa, caracterizado porque los medios para detectar
presencia humana comprenden al menos un sensor de movimiento
(3).
4. Sistema acorde con la reivindicación previa,
caracterizado porque los medios para detectar presencia
humana comprenden un sensor de movimiento (3) integrado en cada
antena (2), cada sensor de movimiento (3) estando alimentado a
través del cable de RF (4) utilizado para la comunicación entre la
correspondiente antena (2) y la estación base (1); la estación base
(1) estando configurada para recibir (40) la información
proporcionada por cada sensor de movimiento (3) a través del
mencionado cable de RF (4).
5. Sistema acorde con la reivindicación previa,
caracterizado porque comprende una T de polarización para que
cada antena (2) envíe potencia de CC a cada sensor de movimiento
(3).
6. Sistema acorde con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el área de
detección está comprendida dentro del área de cobertura
interior.
7. Sistema acorde con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el área de
detección está próxima al área de cobertura interior.
8. Método para reducir el consumo de potencia de
estaciones base que proporcionan cobertura interior, la estación
base (1) estando conectada al menos a una antena interior (2) que
proporciona cobertura en un área de cobertura interior;
caracterizado porque comprende:
- -
- detectar presencia humana en un área de detección;
- -
- la estación base (1), recibir (40) la información proporcionada por los medios para detectar presencia humana;
- -
- de acuerdo con la mencionada información, verificar (42) si se ha detectado presencia humana en el área de detección, y en tal caso conectar (44) la estación base (1);
si no se ha detectado presencia humana en el
área de detección:
- -
- verificar (45) si no hay tráfico en la estación base (1) durante un período de tiempo predeterminado, y en ese caso desconectar (46) la estación base (1).
\vskip1.000000\baselineskip
9. Método acorde con la reivindicación 8,
caracterizado porque comprende además, en el caso de que no
se haya detectado presencia humana pero si tráfico en la estación
base (1), verificar (47) si hay cobertura desde al menos una célula
vecina, y en ese caso desconectar (46) la estación base (1).
10. Método acorde con cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque la detección de
presencia humana se lleva a cabo mediante al menos un sensor de
movimiento (3).
11. Método acorde con la reivindicación previa,
caracterizado porque hay un sensor de movimiento (3)
integrado en cada antena (2) y alimentado a través del cable de RF
(4) utilizado para la comunicación entre la correspondiente antena
(2) y la estación base (1); la recepción (40) de la información
proporcionada por cada sensor de movimiento (3) llevándose a cabo a
través del mencionado cable de RF (4).
12. Método acorde con cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el área de
detección está comprendida dentro del área de cobertura
interior.
13. Método acorde con cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el área de
detección está próxima al área de cobertura interior.
14. Antena interior para reducir el consumo de
potencia de una estación base (1) que proporciona cobertura
interior, la antena interior (2) estando configurada para conectarse
a la estación base (1), caracterizada porque comprende un
sensor de movimiento (3) integrado en la antena (2), el sensor de
movimiento (3) estando configurado para:
- -
- ser alimentado a través del cable de RF (4) utilizado para la comunicación entre la antena (2) y la estación base (1);
- -
- enviar sus señales de control a la estación base (1) y a través del cable de RF (4).
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