CN102164400A - 无线通讯系统节省电能的方法与相关装置 - Google Patents
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Abstract
一种节省无线通讯系统电能的方法包含根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一频带的一第一频宽单元,其中该第一频带包含多个频宽单元且该第一频宽单元为该多个频宽单元中之一。
Description
技术领域
本发明是有关于无线通讯系统,更明确地说,是有关于一种在无线通讯系统中节省网络电能的方法。
背景技术
无线通讯系统,例如全球移动通讯系统(global system for mobilecommunications,GSM)、第三代合作伙伴计划(third generationpartnership project,3GPP)的通用移动通讯系统(universal mobiletelecommunications system,UMTS)/高速封包存取(high speed packetaccess,HSPA)系统、3GPP长期演进(long term evolution,LTE)系统/LTE改良系统,以及全球互通微波存取(worldwide interoperability formicrowave access,WiMAX)系统,皆对于其服务区域内的基站(base station)进行发展。这些基站发射系统信号以涵盖服务区域而能在服务区域内提供连续性、移动性的服务。为了提供这些服务,基站需要消耗相当大的电能,在其涵盖范围内,无时不刻发射系统信号。然而,使用者并非全天候地使用无线通讯系统。因此,基站所耗费的电能,无疑地有部分是浪费的。
发明内容
本发明提供一种节省一无线通讯系统电能的方法。该方法包含根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一频带的一第一频宽单元,包含根据该预定条件,关闭在一服务区域内的该第一频宽单元;其中该服务区域被至少一小区(cell)所涵盖,且一基站位于该小区中;其中该预定条件为在该服务区域内的移动台的数量少于一预定值;其中该第一频带包含多个频宽单元,且该第一频宽单元为该多个频宽单元之一。
本发明还提供一种节省一无线通讯系统电能的方法。该方法包含根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一无线涵盖空间单元;其中一基站位于该第一无线涵盖空间单元中;其中该预定条件为该第一无线涵盖单元中没有出现移动台。
本发明还提供一种节省一无线通讯系统电能的装置。该装置包含一第一装置,用来根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一频带的一第一频宽单元;其中该第一频带包含多个频宽单元且该第一频宽单元为该多个频宽单元中之一。
本发明还提供一种节省一无线通讯系统电能的装置。该装置包含一第一装置,用来根据一预定条件,调整该无线通讯系统的一基站的发射功率;其中该预定条件为移动台的位置。
附图说明
图1为说明本发明针对频域上无线通讯系统的省电流程的流程图。
图2为说明根据本发明在频域上的省电流程的一第一实施例的示意图。
图3为说明根据本发明在频域上的省电流程的一第二实施例的示意图。
图4为说明根据本发明在频域上的省电流程的一第三实施例的示意图。
图5为说明本发明针对空间域上无线通讯系统的省电流程的流程图。
图6为说明根据本发明于空间域上的省电流程的一第四实施例的示意图。
图7为说明根据本发明于空间域上的省电流程的一第五实施例的示意图。
图8为说明本发明针对无线通讯系统于空间域上的另一省电流程的流程图。
图9说明为根据本发明于空间域上的省电流程的一第六实施例的示意图。
[主要元件标号说明]
1000、5000、8000 流程
1010、1020、1030、5010、5020、5030、8010、步骤
8020、8030
1、2、3、4、5 无线通讯系统
10、100、20、200、220、30、300、330 频带
12、14、102、104、106、22、202、204、 载波
222、32、302、304、332
242、244、246、342、344、346、422、442、移动台
444、462、464、466、604、606
18、108、28、208、228、38、308、338、 小区
402、404、406、408、600、660
11、21、31 服务区域
具体实施方式
本发明提供在无线通讯系统中,根据不同的条件,利用关闭某些小区(cell)/载波(carrier),以节省网络电能的方法。除此之外,本发明另提供在使用本发明的省电方案时,处理交接(handover)的方法。
在接下来的描述中,「移动台」(mobile station,MS)一词与「基站」(basestation,BS)一词可根据不同的无线通讯系统而可有不同的解释。举例来说,在LTE系统中,移动台代表使用者设备(user equipment,UE)而基站代表演进节点B(evolved node B,eNB);在WiMAX系统中,移动台代表使用者计算机而基站代表接入点(access point,AP)。此外,「服务区域」一词可以解释为一基站所服务的区域/范围,或多个小区所重迭的区域。又或者,以整体而言,服务区域可以解释为无线通讯系统所服务的区域/范围。
请参考图1。图1为说明本发明针对频域上无线通讯系统的省电流程1000的流程图。流程1000包含下列步骤:
步骤1010:开始;
步骤1020:根据一服务区域的预定条件,关闭无线通讯系统中至少一频宽单元;
步骤1030:结束。
在步骤1020中,「频宽单元」一词可以解释为一频带中的一载波。举例来说,设频带为900MHz,频宽单元设为20MHz,则在900MHz的频带中,一载波可为900MHz而另一载波可为920MHz。预定条件可为:在一无线通讯系统/基站的服务区域内,有效(active)的移动台(意即非闲置)的数量小于一预定值。举例来说,预定值设为5,则若在服务区域内,有效的移动台的数量为10,则不关闭无线通讯系统中的任何载波。反之,若在服务区域内,有效的移动台的数量为4,则可关闭无线通讯系统中至少一载波。
请参考图2。图2为说明根据本发明在频域上的省电流程1000的一第一实施例的示意图。如图2所示,无线通讯系统1在频带10与100上分别设置数个载波12、14、102、104,以及106。在频带10中,载波12与14被用来在服务区域11内提供系统服务。在频带100中,载波102、104与106被用来在服务区域11内提供系统服务。载波12的涵盖范围是由数个类似于小区18的小区所构成。在本实施例中,假设一基站为于一小区内而该基站以适当的功率发射系统信号以形成该小区的范围,例如可以是服务区域11。其它载波14、102、104与106的涵盖范围亦以类似的方式形成。
当无线通讯系统1/基站的系统负载为正常或偏高,如(在服务区域11内)移动台的数量大于一预定值,载波12、14、102、104与106皆应被开启以提供服务给各移动台。当无线通讯系统1/基站的系统负载为偏低或在任何可以以较少的载波来提供服务的情况下,如(在服务区域11内)移动台的数量小于一预定值,无线通讯系统1/基站可开始执行如省电流程1000的省电流程以关闭在这些载波中至少一载波。这样一来,有效的移动台可以被交接或进行小区重选至其它仍持续在传送系统信号的载波。换句话说,若一有效的移动台正在使用一个即将被无线通讯系统1/基站所关闭的载波时,该移动台可以转换使用其它不会被无线通讯系统1/基站所关闭的载波。如此,在某些载波没有被移动台使用时,无线通讯系统1/基站可将该些载波关闭而节省电能。
再者,根据本发明在图2中所示的第一实施例,可衍生更进一步的作法:在每个频带中保持至少一个载波被开启。举例来说,若一新进的移动台开机而该移动台仅支持频带10或100之一时,该移动台仍可扫描到所支持的频带。在每个频带中保留至少一个开启的载波,可以降低对于移动台的冲击。在图2中,在频带10内,载波12被设定为永远开启,则载波14可以被设定是否要根据预设条件选择性地关闭以省电。在频带100内,载波102被设定为永远开启,则载波104与106可以被设定是否要根据预设条件选择性地关闭以省电。因此,在频带10与100中,仍然各自有至少载波12与102永远开启以服务有效或新进的移动台。
此外,图2所示的频带10与100可为,举例来说,450MHz、700MHz、900MHz、1800MHz或2.0GHz...等,而载波12与14则为在所属频带范围内的载波。举例来说,若频带10设为900MHz,则载波12可为900MHz而载波14可为920MHz。每个载波的频宽可以设为20MHz或10MHz...等,于本发明中并未特别限定。在图2中,频带的数量可以为一或为多个,而在各频带中的载波数量亦可为一或多个,所选定永远开启的载波亦可以为一或为多个。举例来说,如果需要的话,载波102与104可以再设定为永远开启以提供更好的服务质量,而载波106可以设定为根据预设条件选择性地关闭以省电。
请参考图3。图3为说明根据本发明在频域上的省电流程1000的一第二实施例的示意图。如图3所示,无线通讯系统2在频带20、200与220上分别设置数个载波22、202、204,以及222,而在服务区域21内有移动台242、244与246。在频带20中,仅有一载波22被用来在服务区域21内提供系统服务;在频带200中,载波202与204被用来在服务区域21内提供系统服务;在频带220中,仅有一载波222被用来在服务区域21内提供系统服务。载波22的涵盖范围是由数个类似于小区28的小区所构成。在本实施例中,假设一基站为于一小区内而该基站以适当的功率发射系统信号以形成该小区的范围,例如可以是服务区域21。其它载波202、204与222的涵盖范围亦以类似的方式形成。
当无线通讯系统2/基站的系统负载为正常或偏高,如(在服务区域21内)移动台的数量大于一预定值,载波22、202、204与222皆应被开启以提供服务给各移动台。当无线通讯系统2/基站的系统负载为偏低或在任何可以以较少的载波来提供服务的情况下,如(在服务区域21内)移动台的数量小于一预定值,无线通讯系统2/基站可开始执行如省电流程1000的省电流程以关闭在这些载波中的数个载波。这样一来,有效的移动台可以被交接或进行小区重选至其它仍持续在传送系统信号的载波。换句话说,若一有效的移动台正在使用一个即将被无线通讯系统2/基站所关闭的载波时,该移动台可以转换使用其它不会被无线通讯系统2/基站所关闭的载波。如此,在某些载波没有被移动台使用时,无线通讯系统2/基站可将该些载波关闭而节省电能。
在图3中所示的第二实施例中,无线通讯系统2/基站会考虑移动台242、244与246存取各频带的能力。举例来说,设移动台242可存取频带20与200、移动台244可存取频带20与220,而移动台246仅可存取频带220。在这样的情况下,频带20与220可被设定为永远开启而频带200可以选择性地关闭以省电,意即当符合预设条件时,载波202与204可被关闭以省电。移动台242可被调度至使用频带20,意即使用载波22;移动台244可被调度至使用频带20(意即使用载波22)或使用频带220(意即使用载波222);移动台246可被调度至使用频带220(意即使用载波222)。
再者,根据本发明在图3中所示的第二实施例,可衍生更进一步的作法:在当所设定永远开启的频带中包含超过一个载波时,在该频带中保持至少一个或数个载波开启而将其它载波关闭以省电。
另外,根据图3中所示的第二实施例,还可衍生另外的作法:被无线通讯系统2/基站考虑的移动台可以延伸为(1)所有市场上的移动台;(2)所有在无线通讯系统2内注册的移动台;(3)只针对正在通讯的有效的移动台。
此外,图3所示的频带20、200与220可为,举例来说,450MHz、700MHz、900MHz、1800MHz或2.0GHz...等,而载波22、202、204与222则为在所属频带范围内的载波。举例来说,若频带200设为900MHz,则载波202可为900MHz而载波204可为920MHz。每个载波的频宽可以设为20MHz或10MHz...等,于本发明中并未特别限定。在图3中,频带的数量可以为一或为多个,而在各频带中的载波数量亦可为一或多个,所选定永远开启的载波亦可以为一或为多个。举例来说,在频带20所选择的载波22的数目可以仅为1或大于1;在频带220所选择的载波222的数目可以仅为1或大于1。
请参考图4。图4为说明根据本发明在频域上的省电流程1000的一第三实施例的示意图。如图4所示,无线通讯系统3在频带30、300与330上分别设置数个载波32、302、304,以及332,而在服务区域31内有移动台342、344与346。在频带30中,仅有一载波32被用来在服务区域31内提供系统服务;在频带300中,载波302与304被用来在服务区域31内提供系统服务;在频带330中,仅有一载波332被用来在服务区域31内提供系统服务。载波32的涵盖范围是由数个类似于小区38的小区所构成。在本实施例中,假设一基站为于一小区内而该基站以适当的功率发射系统信号以形成该小区的范围,例如可以是服务区域31。其它载波302、304与332的涵盖范围亦以类似的方式形成。
当无线通讯系统3/基站的系统负载为正常或偏高,如(在服务区域31内)移动台的数量大于一预定值,载波32、302、304与332皆应被开启以提供服务给各移动台。当无线通讯系统3/基站的系统负载为偏低或在任何可以以较少的载波来提供服务的情况下,如(在服务区域31内)移动台的数量小于一预定值,无线通讯系统3/基站可开始执行如省电流程1000的省电流程以关闭在这些载波中的数个载波。这样一来,有效的移动台可以被交接或进行小区重选至其它仍持续在传送系统信号的载波。换句话说,若一有效的移动台正在使用一个即将被无线通讯系统3/基站所关闭的载波时,该移动台可以转换使用其它不会被无线通讯系统3/基站所关闭的载波。如此,在某些载波没有被移动台使用时,无线通讯系统3/基站可将该些载波关闭而节省电能。
在图4中所示的第三实施例中,无线通讯系统3/基站会考虑移动台342、344与346存取各频带的能力。举例来说,设移动台342可存取频带30、300与330、移动台344可存取频带30、300与330,而移动台346仅可存取频带30与330。也就是说,移动台342、344与346三者皆支持的频带包含频带30与330。在图4所示的第三实施例中,由于较低频带的载波可提供较大的涵盖范围且消耗较少电能,因此较低的频带可被设定为永远开启,如频带30;而频带300与330则可选择性地关闭,意即载波302、304、332可为了省电而关闭。
再者,根据图4中所示的第三实施例,可衍生更进一步的作法:在当所设定永远开启的频带中包含超过一个载波时,在该频带中保持至少一个或数个载波开启而将其它载波关闭以省电。
另外,根据图4中所示的第三实施例,还可衍生另外的作法:被无线通讯系统3/基站考虑的移动台可以延伸为(1)所有市场上的移动台;(2)所有在无线通讯系统3内注册的移动台;(3)只针对正在通讯的有效的移动台。
此外,图4所示的频带30、300与330可为,举例来说,450MHz、700MHz、900MHz、1800MHz或2.0GHz...等,而载波32、302、304与332则为在所属频带范围内的载波。举例来说,若频带300设为900MHz,则载波302可为900MHz而载波304可为920MHz。每个载波的频宽可以设为20MHz或10MHz...等,于本发明中并未特别限定。在图4中,频带的数量可以为一或为多个,而在各频带中的载波数量亦可为一或多个,所选定永远开启的载波亦可以为一或为多个。举例来说,在频带30所选择的载波32的数目可以仅为1或大于1。
请参考图5。图5为说明本发明针对空间域上无线通讯系统的省电流程5000的流程图。流程5000包含下列步骤:
步骤5010:开始;
步骤5020:根据一预定条件,关闭无线通讯系统中至少一无线涵盖空间单元;
步骤5030:结束。
在步骤5020中,「无线空间涵盖单元」一词,根据所使用的无线通讯系统,可以解释为一小区(cell)或一扇区(sector);而预设条件可为:没有移动台的出现。举例来说,若在一小区内,并没有出现移动台,则该小区可被关闭;相对地,若一小区内有出现移动台,则该小区会被再度开启。
请参考图6。图6为说明根据本发明于空间域上的省电流程5000的一第四实施例的示意图。如图6所示,无线通讯系统4设置载波400以及一组小区402、404、406与408以及其它许多与小区408类似的小区。在小区402中有一移动台422;在小区404中有二移动台442与444;在小区406中有三移动台462、464与466;在小区408中并未存在有移动台而其它与小区408类似的小区亦为相同情况。
更仔细地说,图6所示的第四实施例为将那些未使用到的小区关闭,如小区408及其相似的小区(意即没有移动台出现的小区)。对于有出现移动台的小区来说,如小区402、404与406,它们的系统信号仍会保持在传输状态以提供服务。
再者,根据图6所示的第四实施例,可衍生更进一步的作法:将有移动台出现的小区及其邻近的小区保持于传输状态。举例来说,若一移动台出现于小区A内,则除了小区A会维持传输状态外,其相邻的六个小区同样会维持在传输状态。如此一来,虽然降低了省电方面的表现,但是相对地提高了给移动台服务的连续性。
另外,仍请参考图6所示的第四实施例,有移动台出现的小区,如图6所示的小区402、404与406,可聚集在一起,或随机地出现于无线通讯系统4的涵盖范围内。对于没有移动台出现的小区来说,它们的传输可以被关闭以省电,尤其是在某些特定时段,例如深夜。
此外,在图6中,载波400可以是单一载波或是由多个载波涵盖相同服务区域。图6所示的第四实施例亦可与前述实施例结合使用以更提升省电方面的表现。
请参考图7。图7为说明根据本发明于空间域上的省电流程5000的一第五实施例的示意图。在图7中,介绍了再使用本发明的省电方案时,如何处理交接(handover)的机制。图7与图6所示的系统方案相同,而图7更增加了两个开启状态的小区432与434。假设无线通讯系统5采用与图6相同的省电方案,而移动台462为有效状态且正在传送语音信号或数据且接近小区406的边界。在这样的状况下,为了处理移动性(mobility)以及提供连续的服务给移动台462,在移动台462附近的小区会被开启。举例来说,移动台462即将被交接至的候选小区432与434会被开启。换句话说,如果一个关闭的小区变成了一移动台的交接候选小区,该小区会因此而被开启。
请参考图8。图8为说明本发明针对无线通讯系统于空间域上的省电流程8000的流程图。流程8000说明如下:
步骤8010:开始;
步骤8020:根据一预设条件,调整一基站的发射功率;
步骤8030:结束。
在步骤8020中,基站的发射功率为了传送信号给基站所服务的移动台,而预设条件可为某些关于所服务的移动台信息的参数,例如所服务的移动台的地理位置或者是接收信号的强度。举例来说,若一基站所服务的移动台皆靠近该基站,则该基站的发射功率可被降低;相对地,若某些移动台与该基站相距较远,则该基站的发射功率可被提高以提供服务给改些相距较远的移动台。简单地说,流程8000的精神是在于将基站的发射功率降低至一特定电平,而该特定电平仍能让移动台能够维持所需的服务。
请参考图9。图9说明为根据本发明于空间域上的省电流程8000的一第六实施例的示意图。如图9所示,无线通讯系统6设置了一载波60,且假设有许多小区,但为了方便说明,因此仅绘出小区600,而移动台602与604出现于小区600内。
图9所示的第六实施例是以路径耗损(pathloss)的参数及/或地理位置的参数作为考虑来调整基站的发射功率。若该些参数显示移动台602与604皆靠近于基站且有可能在不影响或只有小部分影响服务质量的情况下,降低下链路(downlink)功率而提供出如小区660的服务范围。也就是说,在基站的发射功率被调整前,基站所形成的小区即为小区600,而在基站的发射功率被降低后,小区600变小而成为小区660。由于移动台602与604仍处在小区660的涵盖范围内,降低基站的发射功率并不会影响基站与移动台602、604之间的传输,且可因此而节省基站所耗费的电能。
更仔细地说,仍请参考图9所示的第六实施例。基站的发射功率,根据量测的结果,可有不同等级的降低量。换句话说,图9的预定条件可为接收信号的强度或者是移动台的位置。由于移动台602与604的移动性,基站发射功率的调整需确保仍能提供移动台602与604足够好的下链路质量。举例来说,当移动台602往小区660的边界移动时,基站需将发射功率提高以扩大涵盖范围,意即小区660被增大为小区600。如此一来,便仍能保持基站提供给移动台602的服务质量与连续性。
此外,小区600可以根据其自身内部的状况来调整其功率。每个在载波60的小区皆可以执行类似的功率调整以省电。当一小区内的移动台被交接至其它小区或其它小区的移动台被交接至该小区,该小区的功率等级可以被调整回原本设定的等级,以提供无中断的交接流程。
总结来说,本发明提供了无线通讯系统的省电流程,尤其是针对基站的部分(因为占了整体无线通讯系统大部分的耗电量)。通过关闭部分未使用的载波、小区,或降低基站的发射功率,无线通讯系统整体的耗电量可被大幅地减少而仍能提供相同的服务质量,提供给使用者更大的便利性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (20)
1.一种节省一无线通讯系统电能的方法,包含:
根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一频带的一第一频宽单元,包含:
根据该预定条件,关闭在一服务区域内的该第一频宽单元;
其中该服务区域被至少一小区所涵盖,且一基站位于该小区中;
其中该预定条件为在该服务区域内的移动台的数量少于一预定值;
其中该第一频带包含多个频宽单元,且该第一频宽单元为该多个频宽单元之一。
2.根据权利要求1所述的方法,还包含:
根据该预定条件,关闭该无线通讯系统的一第二频带的一第二频宽单元;
其中该第二频带包含多个频宽单元,且该第二频宽单元为该多个频宽单元之一。
3.根据权利要求2所述的方法,还包含:
关闭该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一;
其中该第二频带低于该第一频带。
4.根据权利要求2所述的方法,还包含:
根据在该服务区域内的移动台,关闭该第一或该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一。
5.根据权利要求4所述的方法,其中根据在该服务区域内的移动台,关闭该第一或该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一,包含:
当所有移动台皆支持该第一频带时,关闭该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一;以及
当所有移动台皆支持该第二频带时,关闭该第一频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一。
6.根据权利要求2所述的方法,还包含:
保持该第一频带的该多个频宽单元中至少一第三频宽单元开启;以及
保持该第二频带的该多个频宽单元中至少一第四频宽单元开启。
7.根据权利要求1所述的方法,其中该第一频宽单元为一载波。
8.一种节省一无线通讯系统电能的方法,包含:
根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一无线涵盖空间单元;
其中一基站位于该第一无线涵盖空间单元中;
其中该预定条件为该第一无线涵盖单元中没有出现移动台。
9.根据权利要求8所述的方法,还包含:
当该第一无线涵盖空间单元成为一移动台的交接候选者时,将该第一无线涵盖空间单元开启。
10.一种节省一无线通讯系统电能的装置,包含:
一第一装置,用来根据一预定条件,关闭该无线通讯系统的一第一频带的一第一频宽单元;
其中该第一频带包含多个频宽单元且该第一频宽单元为该多个频宽单元中之一。
11.根据权利要求10所述的装置,其中该第一装置包含:
一第二装置,用来根据该预定条件,关闭于一服务区域内的该第一频宽单元;
其中该服务区域是由至少一小区所涵盖,且一基站位于该小区中;
其中该预定条件为在该服务区域内的移动台的数量少于一预定值。
12.根据权利要求11所述的装置,还包含:
一第三装置,用来根据该预定条件,关闭该无线通讯系统的一第二频带的一第二频宽单元;
其中该第二频带包含多个频宽单元且该第二频宽单元为该多个频宽单元中之一。
13.根据权利要求12所述的装置,还包含:
一第五装置,用来关闭该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一;
其中该第二频带是低于该第一频带。
14.根据权利要求12所述的装置,还包含:
一第六装置,用来根据于该服务区域内的移动台,关闭该第一或该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一。
15.根据权利要求14所述的装置,其中该第六装置包含:
一第七装置,用来当所有移动台皆支持该第一频带时,关闭该第二频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一;以及
一第八装置,用来当所有移动台皆支持该第二频带时,关闭该第一频带的该多个频宽单元或该多个频宽单元中之一。
16.根据权利要求12所述的装置,还包含:
一第九装置,用来保持该第一频带的该多个频宽单元中的至少一第三频宽单元开启;以及
一第十装置,用来保持该第二频带的该多个频宽单元中的至少一第四频宽单元开启。
17.根据权利要求10所述的装置,其中该第一频宽单元为一载波。
18.一种节省一无线通讯系统电能的装置,包含:
一第一装置,用来根据一预定条件,调整该无线通讯系统的一基站的发射功率;
其中该预定条件为接收信号的强度或移动台的位置。
19.根据权利要求18所述的装置,其中该第一装置包含:
一第二装置,用来于当移动台靠近该基站或移动台仍能维持所需的服务时,降低该基站的该发射功率。
20.根据权利要求19所述的装置,其中该基站的该发射功率是被降低的一特定等级,而降低至该特定等级的该发射功率所形成的一小区仍能涵盖所有移动台。
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