CN102257858A - 自适应传输选择 - Google Patents

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Abstract

控制站(110、400)包括具有多个天线的天线布置(420)，每个天线覆盖多个相邻小区之一，其中主射束具有延伸到两个紧邻小区中的射束宽度。控制站(110、400)适合于：在第一数量个天线上的控制信道上发射；测量第一数量个天线上的业务信道上的输出功率；如果所述第一数量个天线中任一天线上的业务信道输出功率在阈值以上，则在第二数量个天线上激活控制信道上的传输；测量天线布置中每个天线上的业务信道输出功率；如果天线上测量的业务信道输出功率在第二阈值以下，并且两个相邻小区的天线上的业务信道是活动的，则去激活那个天线上的控制信道传输。

Description

自适应传输选择
技术领域
本发明公开了用于在蜂窝系统中的多个小区中自适应选择传输的装置和方法。
背景技术
在蜂窝电信系统的小区中，不管系统的具体种类是什么，例如GSM、WCDMA、TD-SCDMA、LTE等，通常都存在小区的控制站，即，其功能之一是控制去往以及来自小区中用户的业务的站。控制站通常配备有包括多个天线的天线布置，其中每一个天线覆盖一个或多个小区。
在每个小区中，不管小区中有还是没有用户，控制站都在一个或多个所谓控制信道上发射，以便向小区中的用户提供控制信息。在所谓的业务信道上发射到小区中用户的有效载荷业务。这个原理即控制信道和业务信道用在大多数类型的蜂窝系统中，而不管是什么类型的系统，但是信道的实际名称可在例如GSM、WCDMA、TD-SCDMA、LTE等之间有所不同。
由于在小区中进行控制信道上的传输，而不管小区中是否存在用户，因此如果小区中没有用户，则这些传输有时可能是能源浪费。由于节约能源是蜂窝系统运营商主要关心的，所以这可能是个问题。
发明内容
如上所述，存在对于如下解决方案的需要，即通过所述解决方案可在存在通过“应对”不同小区的多个天线在小区中发射的控制站的蜂窝系统中保持能耗下降。
本发明提供了这种解决方案，原因在于它公开了用于蜂窝电信系统中一个或多个小区的控制站，其包括发射器和具有第一数量个天线的天线布置。
天线布置的每一个天线适合于覆盖多个相邻小区之一，并且每个天线具有的射束宽度使得主射束延伸某个量到天线适合于覆盖的小区的每个侧上紧邻的两个小区中。
本发明的控制站适合于：
●在覆盖不相邻小区的第一数量个天线上的控制信道上发射；
●测量在第一数量个天线中每个天线上的业务信道上发射的输出功率；
●如果测量的第一数量个天线中任一天线上的总业务信道输出功率在第一预定义阈值以上，则在第二数量个天线上激活控制信道上的传输；
●测量天线布置中每一个天线上的业务信道输出功率；
●如果测量的天线上的业务信道输出功率在第二预定义阈值以下，并且两个相邻小区的天线上的业务信道是活动的，则去激活那个天线上的控制信道传输。
由于每个天线具有的射束宽度使得主射束延伸某个量到与天线适合于覆盖的小区紧邻的小区中，因此甚至在去激活了控制信道传输的小区中也可以获得可接受覆盖度，同时因为没有进行控制信道传输而降低能耗。
在本发明的一个实施例中，为了获得可接受覆盖度，每个天线的主射束的半功率射束宽度在40-70度的范围内。
在本发明的一个实施例中，为了获得可接受覆盖度，每个天线的主射束的半功率射束宽度在45-55度的范围内。
在本发明的一个实施例中，为了获得可接受覆盖度，每个天线的主射束的半功率射束宽度为50度。
在本发明的一个实施例中，天线的第一数量是天线布置中天线总数的一半。
在本发明的一个实施例中，天线的第二数量是天线布置中天线总数的一半。
本发明还公开了用于一个或多个小区的控制站中的对应方法。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，附图中：
图1示出了能应用本发明的系统的示意顶视图；以及
图2和3示出了本发明的天线布置的辐射图案；以及
图4示出了本发明的控制站的一个实施例的框图；
图5示出了本发明方法的流程图。
具体实施方式
在下文将通过在GSM和/或UMTS系统中所用的术语描述本发明。然而，应该清楚，这只是作为示例，而且仅仅为了便于理解本发明。下文中所用的术语由此不应该看作限制本发明尝试被许可的保护范围，其可应用于大范围的其它蜂窝系统，诸如例如WCDMA、TD-SCDMA和LTE。
图1示出了能在其中应用本发明的系统100的示意顶视图。系统100包括控制站110，其功能之一是控制去往以及来自系统100中的小区中用户的业务。
如图1所指示的，系统100被分成六个小区，以1-6编号，其当在“顶视图”中看时可被看作与“饼图”一样大。自然，小区数及其各个尺寸可以在本发明的范围内改变；图1中所示出的小区数及其尺寸和形状只是一个示例。
图1中还指示了多个用户，所述多个用户通过系统100周长上的点指示。在每个小区1、3、4和6中指示了10个用户，而在小区2和5中各有20个用户。所述多个用户以及他们在不同小区之间的分布当然也只是一个示例。
本发明的控制站110包括多个组件，它们之间的天线布置又包括多个天线，每个天线用于小区1-6之一。自然，一个天线可用于多于一个小区，而仍采用本发明公开的原理，或者每个小区可使用多于一个天线，同时遵守本发明公开的原理。
然而，在一个实施例中，对于小区1-6中的每一个使用一个天线，并且根据本发明，这些天线中的每一个都具有使得主射束延伸某个量到天线适合于覆盖的小区的每个侧上紧邻的两个小区中的射束宽度。由此，例如，用于小区1的天线将在小区2和6中具有某一覆盖度，原理应用于控制站的每一个天线。自然，这个原理以及这样的发明可应用于天线子集，使得例如只有小区1-3的天线具有到每个其它小区中的覆盖度，并且本发明的原理只应用于那些小区。
图2中示出了示出本发明六个相邻天线1-6的主射束的辐射图案和射束宽度的图解，在此看到，每个天线的主射束与其每个侧上的两个天线具有覆盖范围的交叠。具有某一编号1-6的每个天线可看作属于具有对应编号1-6的小区，但是对于图2各个天线指示的角度不对应于图1小区的角度。
在大多数蜂窝系统中，控制站110在控制信道上(在此给出通用名称CCH)，在每个小区1-6中发射，以便向小区100中的用户(包括例如由于从其它小区切换而对于该小区为“新”的用户或者从“空闲”状态出来的用户等)发射控制信息。
本发明的目的是通过更有效地使用CCH传输节省能源。简言之，通过自适应识别和选择应该为“活动”的控制站的天线(即应该存在来自于其的CCH传输的天线)以及识别和选择应该为“不活动”的天线(即不用于CCH传输的天线)来实现这个目的。
通过本发明，根据小区1-6中当前业务情形调节活动天线数。不活动的天线由此不发射任何CCH信号，通过这种方式控制站将节省能源，并还在相邻小区中引起更少的干扰。
如图2所示，并且还如上面提到的，即便去激活天线、例如天线编号3，(即，没有从那个天线进行CCH传输，)但是小区3仍不会完全不活动，原因在于紧邻小区的天线(即天线2和4)在某种程度上覆盖小区3。这在图3中例证了，在其中已经移除了天线编号3，以指示当天线“不活动”时发生什么：天线2和4延伸到小区3中，使得当天线3“不活动”时在小区3中获得的最低相对天线增益是-17.5dB。自然，各个天线1-6的主射束的射束宽度可以改变，使得在其天线“不活动”(即不发射CCH)的小区中获得适当的增益。
在给出本发明实施例的示例之前，将参考图4描述本发明控制站400的一些主要组件。如图4中所看到的，控制站400包括具有第一数量N个天线(例如图1-3中所示的六个天线)的天线布置420。
控制站400还包括发射器410，发射器410用于在天线1-N中发射CCH以及用于在天线1-N中发射一个或多个业务信道(在此一般称为“TCH”)。自然，发射器410可包括多个“单独的”发射器，使得对于每个天线都有一个发射器。
此外，控制站400还包括用于测量来自每一个天线1-N的TCH的输出功率的功能430以及用于“激活”和“去激活”来自每一个天线1-N的CCH传输的功能440。测量功能430和激活/去激活功能440被适当地设计为发射器410中的软件和/或硬件功能。
现在转到在本发明中如何使用图4示出的组件，这在图5中例证了，图5示出了本发明方法500的步骤的流程图，其中采用图4的组件。
从以上描述还显现出，本发明方法500打算用于蜂窝电信系统中的小区的控制站中。
方法500包括步骤501所示的给控制站配备具有第一数量“N”个天线的天线布置，其中每一个天线适合于覆盖多个相邻小区之一。
天线布置中的每个天线具有的射束宽度使得主射束延伸某个量到天线适合于覆盖的小区的每个侧上紧邻的两个小区中。
方法500包括如下步骤，如图5中还示出的：
●步骤502，在覆盖不相邻小区的第一数量个天线上的控制信道上发射，编号1-3在此用于举例说明这种小区；
●步骤503，测量在所述第一数量个天线中的每个天线上的业务信道上发射的输出功率；
●步骤505，检验测量的所述第一数量个天线中任一天线上的总业务信道输出功率是否在第一预定义阈值T1以上，并且如果是这种情况，则步骤507，在第二数量个天线上激活控制信道上的传输，在这个示例中第二数量个天线是所有天线1-6；
●步骤509，测量第二数量个天线中每个天线上的业务信道输出功率；
●如果步骤511测量的天线上的业务信道输出功率在第二预定义阈值以下，并且两个相邻小区的天线上的业务信道是活动的，则步骤513，去激活小区的那个天线上的控制信道传输。
上面提到的天线的第一数量在一个实施例中是天线布置中天线总数的一半，如上面示出的，即6个中的3个天线，并且天线的第二数量也是天线布置中天线总数的一半。这些也是上文中以及在图5中的流程图中使用的数量，但是应该指出，这只是作为示例；天线的第一数量和第二数量在本发明的范围内可在系统中可用的天线总数内改变。
为了通过与已经去激活CCH传输的小区紧邻的小区中的天线获得某一覆盖度的期望效果，可以使用具有各种半功率射束宽度的主射束的天线。在一个实施例中，为控制站配备的天线布置的天线的主射束的半功率射束宽度α在40-70度的范围内，而在另一个实施例中，它在45-55度的范围内。
在一个实施例中，为控制站配备的天线布置的天线的主射束的半功率射束宽度α是50度。
本发明可用在组合成或多或少地覆盖0-360度范围内的任何角度的相邻小区中，但在一个实施例中，天线布置的天线具有360度的总覆盖范围，并且在一个实施例中，每个天线布置成覆盖60度宽的小区。
对于TCH，上面已经提到了两个预定义阈值。适当地，第二预定义阈值大于第一预定义阈值。
在一个实施例中，当去激活天线上的控制信道传输时，例如根据预定义曲线逐渐进行去激活，以便使系统能够例如适合于在小区之间进行的用户切换。
本发明不限于以上描述的和附图中示出的实施例示例，而是可以在所附权利要求书的范围内自由改变。

Claims (20)

1.一种用于蜂窝电信系统中的一个或多个小区1-6)的控制站(110、400)，所述控制站包括发射器(410)和具有第一数量个天线的天线布置(420)，其中每一个天线适合于覆盖多个相邻小区(100)之一，其中每个天线具有的射束宽度使得主射束延伸某个量到所述天线适合于覆盖的所述小区的每个侧上紧邻的两个小区中，所述控制站(110、400)的特征在于它适合于：
-在覆盖不相邻小区的第一数量个天线上的控制信道上发射；
-测量在所述第一数量个天线中每个天线上的业务信道上发射的输出功率；
-如果测量的所述第一数量个天线中任一天线上总业务信道输出功率在第一预定义阈值以上，则在第二数量个天线上激活所述控制信道上的传输；
-测量所述天线布置中每一个所述天线上的所述业务信道输出功率；
-如果测量的天线上的业务信道输出功率在第二预定义阈值以下，并且两个相邻小区的天线上的业务信道是活动的，则去激活那个天线上的所述控制信道传输。
2.如权利要求1所述的控制站(110、400)，其中每个天线的所述主射束的半功率射束宽度(α)在40-70度的范围内。
3.如权利要求1所述的控制站(110、400)，其中每个天线的所述主射束的半功率射束宽度(α)在45-55度的范围内。
4.如权利要求1所述的控制站(110、400)，其中每个天线的所述主射束的半功率射束宽度(α)是50度。
5.如权利要求1-4中任一项所述的控制站(110、400)，其中所述天线布置中的天线所提供的总覆盖范围是360度。
6.如权利要求5所述的控制站(110、400)，其中天线覆盖60度宽度的小区。
7.如以上权利要求中任一项所述的控制站(110、400)，其中天线的所述第一数量是所述天线布置中天线总数的一半。
8.如以上权利要求中任一项所述的控制站(110、400)，其中天线的所述第二数量是所述天线布置中天线总数的一半。
9.如以上权利要求中任一项所述的控制站(110、400)，其中第二预定义阈值大于第一预定义阈值。
10.如以上权利要求中任一项所述的控制站(110、400)，其中，当去激活天线上的所述控制信道传输时，根据预定义曲线逐渐进行所述去激活。
11.一种用在蜂窝电信系统中的一个或多个小区(1-6)的控制站(110、400)中的方法(500)，所述方法(500)包括(501)为所述控制站(110、400)配备具有第一数量个天线的天线布置(420)，其中每一个天线适合于覆盖多个相邻小区(1-6)之一，其中每个天线具有的射束宽度使得主射束延伸某个量到所述天线适合于覆盖的小区的每个侧上紧邻的两个小区中，所述方法(500)的特征在于它包括：
●在覆盖不相邻小区的第一数量个天线上的控制信道上发射(502)；
●测量(503)在所述第一数量个天线中的每个天线上的业务信道上发射的输出功率；
●检验(505)所述第一数量个天线中任一天线上测量的总业务信道输出功率是否在第一预定义阈值(T1)以上，并且如果是这种情况，则在第二数量个天线上激活所述控制信道上的传输(507)；
●测量(509)所述天线布置中每一个所述天线上的业务信道输出功率；
●如果(511)测量的小区的天线上的业务信道输出功率在第二预定义阈值以下，并且两个相邻小区的天线上的业务信道是活动的，则去激活(513)那个天线上的所述控制信道传输。
12.如权利要求11所述的方法(500)，根据所述方法为所述控制站(110、400)配备的所述天线布置(420)的天线的主射束的半功率射束宽度(α)在40-70度的范围内。
13.如权利要求11所述的方法(500)，根据所述方法为所述控制站(110、400)配备的所述天线布置(420)的天线的主射束的半功率射束宽度(α)在45-55度的范围内。
14.如权利要求11所述的方法(500)，根据所述方法为所述控制站(110、400)配备的所述天线布置(420)的天线的主射束的半功率射束宽度(α)是50度。
15.如权利要求11-14中任一项所述的方法(500)，根据所述方法所述天线布置(420)的所述天线具有360度的总覆盖范围。
16.如权利要求15所述的方法(500)，根据所述方法每个天线布置成覆盖60度宽度的小区。
17.如权利要求11-16中任一项所述的方法(500)，根据所述方法天线的所述第一数量是所述天线布置(420)中天线总数的一半。
18.如权利要求11-17中任一项所述的方法(500)，根据所述方法天线的所述第二数量是所述天线布置(420)中天线总数的一半。
19.如权利要求11-18中任一项所述的方法(500)，根据所述方法所述第二预定义阈值大于所述第一预定义阈值。
20.如权利要求11-19中任一项所述的方法(500)，根据所述方法，当去激活天线上的所述控制信道传输时，根据预定义曲线逐渐进行去激活。
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