CN101827435A - 通信系统设备的能源节省方法、接入实体及用户设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信系统设备的能源节省方法、接入实体及用户设备，上述能源节省方法包括：接入实体判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；如果没有通信且没有监听到通信请求信号，则接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射或部分发射公共信道信号的休眠状态。根据本发明提供的上述实施例，解决了相关技术中在无线通信系统中没有用户进行通信时系统设备的能源浪费和射频污染的问题，进而可以节省整个无线通信系统的能源消耗，降低射频污染。

Description

通信系统设备的能源节省方法、接入实体及用户设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种通信系统设备的能源节省方法、接入实体及用户设备。

背景技术

目前，广泛应用的无线通信系统包括：全球移动通信(Globalsystem for Mobile Communication，简称为GSM)，宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，简称为WCDMA)，码分多址接入2000(Code Division Multiple Access，简称为CDMA2000)，时分同步码分多址接入(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA)，微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称为Wimax)，长期演进系统(Long-Term Evolution，简称为LTE)，无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)等，在上述无线通信系统的架构中，均可以包括以下两部分：用户设备和系统设备。其中，用户设备可以包括：手机，电脑，数据卡，也称为移动终端；系统设备可以包括：核心网，基站控制器，基站或无线路由器等。

在上述系统中，不管是否有用户设备需要进行通信，系统设备侧都需要发射公共信道信息，系统设备的无线发射机功率消耗在整个网络功率消耗中占用很大比例，因而造成了能源的浪费，同时对环境造成了射频污染。

发明内容

针对相关技术中在无线通信系统中没有用户进行通信时系统设备的能源浪费和射频污染的问题，本发明的主要目的在于提供一种通信系统设备的能源节省方法及无线通信系统，以解决上述问题至少之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种通信系统设备的能源节省方法。

根据本发明的通信系统设备的能源节省方法包括：接入实体判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；如果没有通信且没有监听到通信请求信号，则接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射或部分发射公共信道信号的休眠状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种接入实体。

根据本发明的接入实体包括：判断装置，用于判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；设备状态控制装置，用于在判断模块输出为否时，控制接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射公共信道信号或部分发射公共信道信号的休眠状态。

根据本发明的又一方面，提供了一种用户设备。

根据本发明的用户设备包括：无线覆盖质量测量装置，用于在需要进行通信时测量当前无线覆盖质量，并判断测量获得的无线覆盖质量是否满足预定需求；通信请求信号生成装置，用于在无线覆盖质量不满足预定需求的情况下，生成通信请求信号并发送至发射机；发射机，用于逐级提高发射功率发射通信请求信号，直至无线覆盖质量满足预定需求。

通过本发明，采用按照用户设备需要启动系统设备的方式进行通信，解决了相关技术中在无线通信系统中没有用户进行通信时系统设备的能源浪费和射频污染的问题，进而可以节省整个无线通信系统的能源消耗，降低射频污染。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的接入实体的结构框图；

图2是根据本发明优选实施例的接入实体的结构框图；

图3是根据本发明实施例的系统设备接入实体的状态转移图；

图4是根据本发明实施例的用户设备的结构框图；

图5是根据本发明优选实例的包括接入实体和用户设备的无线通信系统的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的通信系统设备的能源节省方法的流程图；

图7是根据本发明优选实施例的用户设备发起通信请求的流程图；

图8为根据本发明实施例的网络运行示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的接入实体的结构框图，该接入实体包括：判断装置10和设备状态控制装置12。

判断装置10，用于判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；

设备状态控制装置12，用于在判断模块输出为否时，控制接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射公共信道信号或部分发射公共信道信号的休眠状态。

相关技术的接入实体始终保持正常状态工作，所以耗能较高，且保持较大的射频污染。而该实施例中，如果在预定时间内没有用户设备进行通信，也没有监听到通信请求信号，上述接入实体从正常状态转换至休眠状态(即不发射公共信道信号或尽量少发送公共信道信号的状态)，因而可以降低系统设备的无线发射机功率消耗，节省整个无线通信系统的能源消耗并降低射频污染。

优选地，上述接入实体可以为以下至少之一：无线基站、基站中的小区、基站中的扇区、无线路由器。在具体实施过程中，接入实体不仅限于上述各实体，还可以为其他实体。

因此，对于多种形式的接入实体，采用本发明方案，均可以节省整个无线通信系统的能源消耗并降低射频污染，即本发明方案适用范围广。

优选地，如图2所示，上述判断装置10可以进一步包括：业务处理模块100，用于判断预定时间内是否有用户设备进行通信，并将判断结果通知设备状态控制模块；通信请求信号检测模块102，用于判断预定时间内是否监听到通信请求信号，并将判断结果通知设备状态控制装置。

上述判断装置，可以实现对是否有设备通信和是否有设备发送通信请求的判断，从而可以控制接入实体进行状态的转换，在没有用户设备通信且没有通信请求时，接入实体切换至休眠状态，可以节省整个无线通信系统的能源消耗并降低射频污染。

在具体实施过程中，如果接入实体的通信请求信号检测模块102在预定时间内(例如，5秒钟)没有检测到来自于用户设备的通信请求信号，则通知设备状态控制装置12。设备状态控制装置12控制接入实体从正常状态进入休眠状态，或者继续维持休眠状态。

优选地，设备状态控制装置12，还用于在接入实体需要发起通信请求或通信请求信号检测模块102输出为是时，控制该接入实体从休眠状态转换至正常状态。

通过将接入实体从休眠状态转换至正常状态，可以保证用户设备的正常通信。

在具体实施过程中，如果接入实体的通信请求信号检测模块102检测到来自于用户设备的通信请求信号，则认为有用户设备需要通信，接入实体可以进入或维持正常工作状态，正常发射全部公共信道信号。

此外，如果需要由接入实体发起通信请求，则接入实体进入或维持正常工作状态，正常发射全部公共信道信号。

在具体实施过程中，接入实体的上述状态转换过程可以参见图3。

图3是根据本发明实施例的系统设备接入实体的状态转移图；如图3所示，接入实体有两种状态：休眠状态和正常工作状态。其中，无线基站或基站中的小区，扇区等都可以作为接入实体。在休眠状态时，接入实体不发射公共信道，或者较少发射一些公共信道，用以节省能源消耗，降低对其它接入实体的干扰。在正常工作状态时，接入实体正常发射所有信道。

在具体实施过程中，接入实体从休眠状态进入正常工作状态的条件包括以下至少之一：监听到用户设备发射的通信请求信号，需要从接入实体发起通信请求，例如，需要寻呼某个用户设备等。从正常工作状态进入休眠状态的条件包括但不限于：最近一段时间内(例如，几秒钟或几分钟)通信系统中没有用户进行通信，也没有监听到任何用户设备的通信请求信号。在休眠状态和正常工作状态中，接入实体需要一直监听是否有通信请求信号。

图4是根据本发明实施例的用户设备的结构框图，该用户设备包括：无线覆盖质量测量装置40、通信请求信号生成装置42、发射机44。

无线覆盖质量测量装置40，用于在需要进行通信时测量当前无线覆盖质量，并判断测量获得的无线覆盖质量是否满足预定需求；

通信请求信号生成装置42，用于在无线覆盖质量不满足预定需求的情况下，生成通信请求信号并发送至发射机；

发射机44，用于逐级提高发射功率发射通信请求信号，直至无线覆盖质量满足预定需求。

上述用户设备，在接入实体进行休眠状态之后，当用户设备需要进行通信时可以发送通信请求信号唤醒接入实体进入正常状态，用户设备通过无线覆盖质量测量装置40测量当前无线覆盖质量，并判断测量获得的无线覆盖质量是否满足预定需求，以确定是否唤醒接入实体进入了正常状态，当接入实体进入正常状态后，发送全部公共信道信号，从而可以使用户设备进行通信。

因而，用户设备对于进入休眠状态的接入实体具有唤醒功能，从而可以使该用户设备可以正常进行通信。

优选地，上述用户设备，还用于在不需要进行通信时，监听寻呼请求或不执行操作。

在具体实施过程中，当用户设备自身不需要通信时，仅监听是否有寻呼请求(通信系统设备对该用户设备的通信请求)或不执行任何操作。

当用户设备需要进行通信时，先测量当前无线覆盖质量。如果判定当前无线覆盖质量满足需求，则进行正常的通信。如果判定当前无线覆盖质量不满足自身需求，则向系统设备发射通信请求的无线信号；经过一定时间间隔后再次测量无线覆盖质量。如果无线覆盖质量还不满足需求，则以更大的功率向系统设备发射通信请求信号，直到无线覆盖质量满足要求；如果通信请求信号的发射功率已经不能在提升，则此次通信尝试失败。

图5是根据本发明优选实例的无线通信系统的结构示意图，该无线通信系统包括：系统设备接入实体50和用户设备52。

其中，对于系统设备接入实体50(相当于上述接入实体10)而言，天线500，接收机502，发射机504和业务处理模块506(相当于上述业务处理模块100)是系统设备接入实体50必须具备的基本模块。在上述基本模块上，本发明实例增加了两个模块：通信请求信号检测模块508和设备状态控制模块510(相当于上述设备状态控制模块102)。通信请求信号检测模块508从接收机得到的接收信号中检测是否有通信请求信号。如果检测到通信请求信号，则通信请求信号检测模块508需要通知设备状态控制模块510。

之后，设备状态控制模块510确定设备的当前工作状态：是处于休眠状态还是处于正常工作状态。一方面，设备状态控制器需要获知业务处理模块的信息，是否有用户正在通信，另一方面，设备状态控制模块也需要通信请求信号检测模块508的信息，是否有通信请求信号被检测到。作为设备状态控制模块510的输出，设备状态控制模块需要根据状态的不同控制业务处理模块506甚至发射机，从正常工作状态转换到休眠状态可以控制业务处理模块506简化公共信道处理甚至关闭发射机，由休眠状态转换到正常工作状态时控制业务处理模块506恢复公共信道处理，如果发射机处于关闭状态还需要打开发射机。设备状态控制模块510在检测到通信请求信号的通知或者是业务处理模块需要发射信息时，需要进行如下操作：如果当前是休眠状态，则进入正常工作状态；如果当前已经是正常工作状态，则继续维持正常工作状态。如果当前是正常工作状态，设备状态控制模块510还要判断是否在最近一段时间(例如，时间长度为T)内没有用户通信也没有监听(检测)到通信请求信号，如果满足条件则转换到休眠状态。

其中，用户设备在天线520，接收机522，发射机524(相当于上述发射机44)和业务处理模块526这些基础模块上，还需要增加通信请求信号生成模块528。在无线覆盖质量较差时，通信请求信号生成模块528生成通信请求信号并传送至发射机发射。另外，无线覆盖质量检测模块530虽然也是现有技术中用户设备必须的模块，但在本发明实施例中需要对其功能做一点修改，如果当前无线覆盖质量测量结果显示网络覆盖比较差，需要把这个信息发送给通信请求信号生成模块528，触发通信请求信号的生成和发射。通信请求信号生成模块528对于从无线覆盖质量测量模块过来的信息，需要反馈是否发射了通信请求信号。如果发送了通信请求信号，无线覆盖质量测量模块530还需要在刚才的系统和频点上重新测量无线覆盖质量，如果没有发射通信请求信号，则认为刚才的系统和频点上通信请求失败，可以转到其它频点甚至其它系统测量无线覆盖质量。

图6是根据本发明实施例的通信系统设备的能源节省方法的流程图，根据本发明实施例的通信系统设备的能源节省方法包括以下处理：

步骤S602：接入实体判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；

步骤S604：如果没有通信且没有监听到通信请求信号，则接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射或部分发射公共信道信号的休眠状态。

采用上述方法，在无线通信系统中没有用户进行通信时，接入实体从正常状态进入休眠状态，可以节省整个无线通信系统的能源消耗，降低射频污染。

优选地，上述接入实体可以为以下之一：无线基站、基站中的小区、基站中的扇区、无线路由器。在不冲突的情况下，上述接入实体也可以为其他实体。应用于这些实体之后，可以显著地降低无线基站、基站中的小区、基站中的扇区、无线路由器的功率和射频污染。

优选地，在执行步骤S604之后，还可以包括以下处理：如果接入实体需要发起通信请求或者监听到通信请求信号，则接入实体从休眠状态转换至正常状态。

通过将接入实体从休眠状态转换至正常状态，接入实体发送全部公共信道信号，从而可以保证无线覆盖质量满足预定需求，因此可以保证需要通过上述接入实体进行通信的用户设备的正常通信。

优选地，对于用户设备侧而言，在接入实体监听到通信请求信号之前，还可以包括以下处理：

(1)需要通过接入实体进行通信的用户设备对当前无线覆盖质量进行测量；

(2)用户设备确定测量获得的无线覆盖质量不满足预定需求；

(3)用户设备逐级提高发射功率发送通信请求信号，直至无线覆盖质量满足预定需求。

上述用户设备，在接入实体进行休眠状态之后，当用户设备需要进行通信时可以发送通信请求信号唤醒接入实体进入正常状态，用户设备测量当前无线覆盖质量，并判断测量获得的无线覆盖质量是否满足预定需求，以确定是否唤醒接入实体进入了正常状态，当接入实体进入正常状态后，发送全部公共信道信号，从而可以保证用户设备进行正常通信。

上述过程具体可以参见图7。

图7是根据本发明优选实施例的用户设备发起通信请求的流程图，用户设备发起通信请求的过程可以包括以下处理：

步骤S702：当用户设备需要进行通信时，需要测量一下当前的网络覆盖质量；

步骤S704：判断当前无线覆盖质量是否满足需求；如果是，执行步骤S706，否则，执行步骤S708；

步骤S706：如果当前覆盖质量良好，则可以进行通信；

步骤S708：判断是否还可以提升功率，如果是，则执行步骤S710，否则，此次通信尝试失败；

步骤S710：向系统设备发射一个通信请求信号。

步骤S712：如果此时有系统设备接入实体接收到这个请求信号且处于休眠状态，则该接入实体就尽快(比如5ms)进入工作状态，发射下行公共信道。用户设备等待一小段时间后(比如10ms)重新测量当前的网络覆盖质量，如果满足需求就开始通信，否则继续以更大的功率发射通信请求信号，直到满足需求或无法再提升功率为止。如果用很大的功率也不能得到需要覆盖质量，用户设备需要转换到其它频点频段甚至其他无线系统去通信。

对于采用上述本发明实施例提供的技术方案所带来的技术效果，以下结合图8进行描述。图8为根据本发明实施例的网络运行示意图。如图8所示，示例了25个蜂窝小区，其中16个阴影小区表示有通信业务，处于正常工作状态，发射公共信道。9个白色小区表示没有通信业务，小区处于休眠状态。如果在传统的无线通信系统中，所有的小区都处于正常工作状态。假设所有小区公共信道的功率是一样的，则采用本发明的网络可以节省36％的公共信道能源消耗，同时也降低了对16个正常工作小区的干扰。

由此可得，采用本发明实施例提供的技术方案，可以有效节省整个无线通信系统的能源消耗，降低射频污染和干扰。

综上所述，借助本发明实施例提供的技术方案，可以合理的控制公共信道发射时间，节省整个无线通信网络的能源消耗，降低整个网络覆盖区的射频污染和干扰，同时也能从降低干扰的途径获得系统增益。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信系统设备的能源节省方法，其特征在于，包括：

接入实体判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；

如果没有通信且没有监听到所述通信请求信号，则所述接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射或部分发射公共信道信号的休眠状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入实体为以下之一：

无线基站、基站中的小区、基站中的扇区、无线路由器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在转换至所述休眠状态之后，还包括：

如果所述接入实体需要发起通信请求或者监听到所述通信请求信号，则所述接入实体从所述休眠状态转换至所述正常状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述接入实体监听到所述通信请求信号之前，还包括：

需要通过所述接入实体进行通信的用户设备对当前无线覆盖质量进行测量；

所述用户设备确定测量获得的无线覆盖质量不满足预定需求；

所述用户设备逐级提高发射功率发送所述通信请求信号，直至所述无线覆盖质量满足预定需求。

5.一种接入实体，其特征在于，包括：

判断装置，用于判断预定时间内是否有用户设备进行通信，以及是否监听到通信请求信号；

设备状态控制装置，用于在所述判断模块输出为否时，控制所述接入实体从发射全部公共信道的正常状态转换至不发射公共信道信号或部分发射公共信道信号的休眠状态。

6.根据权利要求5所述的接入实体，其特征在于，所述接入实体为以下之一：

无线基站、基站中的小区、基站中的扇区、无线路由器。

7.根据权利要求5或6所述的接入实体，其特征在于，所述判断装置包括：

业务处理模块，用于判断所述预定时间内是否有所述用户设备进行通信，并将判断结果通知设备状态控制模块；

通信请求信号检测模块，用于判断所述预定时间内是否监听到通信请求信号，并将判断结果通知所述设备状态控制装置。

8.根据权利要求7所述的接入实体，其特征在于，

所述设备状态控制装置，还用于在所述接入实体需要发起通信请求或所述通信请求信号检测模块输出为是时，控制所述接入实体从所述休眠状态转换至所述正常状态。

9.一种用户设备，其特征在于，包括：

无线覆盖质量测量装置，用于在需要进行通信时测量当前无线覆盖质量，并判断测量获得的无线覆盖质量是否满足预定需求；

通信请求信号生成装置，用于在所述无线覆盖质量不满足预定需求的情况下，生成所述通信请求信号并发送至发射机；

所述发射机，用于逐级提高发射功率发射所述通信请求信号，直至所述无线覆盖质量满足预定需求。

10.根据权利要求9所述的用户设备，其特征在于，所述用户设备，还用于在不需要进行通信时，监听寻呼请求或不执行操作。

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