CN1106198A - 无线电通信系统基地台的控制 - Google Patents

Abstract

无线电通信系统的一种控制方法和控制设备，该 系统起码有一个基地台，基地台有多台收发信机。该 控制方法包括下列步骤：将处于呼叫状态的收发信机 的数目与第一预定数目相比较；若呼叫状态收发信机 的数目大于第一预定数目，则除至少一台闲置的收发 信机外关掉所有闲置的收发信机；若呼叫状态收发信 机的数目小于第一预定数目，则关掉所有超量的闲置 的收发信机。此外，关掉多台收发信机的第一批之 后，在等待一段预定的时间之后可以关掉第二批。第 二批中工作的收发信机的数目小于第一批中工作的 收发信机的数目。为进一步减小基地台的耗电量，指 定第一组无线电通信系统用户为高优先权组，指定第 二组用户为低优先权组。系统设计得使其容许给高 优先权组提供服务，而拒绝给低优先权组提供服务。 这种控制方法和控制设备可以用来例如降低基地台 的耗电量和/或话务处理容量。

Description

技术背景

本发明涉及无线电通信系统基地台的控制，更具体地说，涉及一种减小无线电通信系统基地台中的电力消耗和话务处理容量而不致严重影响基地台所服务的蜂房单元内进行中的呼叫的控制方法。

在具有起码一个基地台（BS）的无线电通信系统（例如蜂窝式电话系统）中，基地台给处在预定地区的流动单元提供服务。这些基地台在发生通常影响其定位作业的电源故障期间应该是要继续工作的。因此需要给基地台配备另一个（“备用”）电源以供在基地台的正式电源发生故障时使用。适用的备用电源可以是蓄电池或在某些情况下由柴油机带动的发电机。

拥有例如72台收发信机（通常，基地台现场收发信机的数目在10台和100台之间）、每台收发信机以25%功率效率下传输50瓦功率的基地台，其工作功率需要（50/0.25）＊72＝14400瓦。通常，无线电基地台采用24伏系统，因此举例说，基地台处在重负荷下需用的电流应为14400/24＝600安。在总电源出故障期间提供这么大的功率需要有一个由许多价昂的蓄电池或柴油机带动的发电机组成的备用电源。此外，提供体积庞大的这些备用电源可能需要加固基地台厂房的面积。因此，蓄电池和厂房费用通常构成了基地台工作人员的主要投资，而且有时甚至不可能兴建某些基地台现场。

因此需要有一种方法可以使基地台在电源中断期间继续工作，同时又能减小备用电源的成本和尺寸。

此外，除总电源故障外还有其它减小基地台的耗电量的有利情况。举例说，设备过热或发生火灾时都有理由减小基地台的耗电量。同样。有些情况下需要减小基地台的话务处理容量。在这类转入减小耗电量和/或减小话务处理容量的过渡期间，还希望能最大限度地减小对基地台所提供服务的蜂房单元内进行中的通信业务的影响。因此需要有一种方法可以逐步减小基地台的耗电量和/或话务处理容量同时又能减小对蜂房中通信业务能力的干扰。

发明综述

因此，本发明的目的是提供一种减小基地台耗电量的方法，同时又能降低因减小能耗对基地台所服务的蜂房内进行中的通信业务的影响。

本发明的另一个目的是提供一种方法，减小基地台的话务处理容量同时又能减小因降低了话务处理容量而对基地台所服务的蜂房单元内正在进行的通信的影响。

按照本发明的一个方面，本发明的上述和其它目的是在这样一种无线电通信系统中实现的，该系统具有至少一个基地台，该基地台拥有多台收发信机。每个收发信机接通时不是处于呼叫状态就是处于空闲状态。基地台用某种方法和相应的设备控制基地站，举例说，在总电源故障期间通过关断多台收发信机中的第一批使得只有不多于预定的第一数目的收发信机仍然工作。收发信机的第一批需用的工作功率比整个多台收发信机的小，这样就减小了备用电源所需要的输出功率。同样也可以减小基地台的话务处理容量。断开收发信机第一批的方法是先将目前在处理呼叫的收发信机（即“呼叫状态收发信机”）的数目与第一预定数目相比较，当呼叫状态收发信机的数目大于第一预定数目时，断开所有空闲的收发信机但至少一台除外。另一方面，当呼叫状态收发信机的数目小于第一预定数目时，就将所有超量的空闲收发信机断开，只有数量等于第一预定数目的收发信机接通。

按照本发明的另一个方面，本发明的系统在多台收发信机的第一批断开之后等待预定的时间，然后断开多台收发信机的第二批，从而只留下不多于第二预定数目的收发信机仍然接通。在此情况下，第二预定数目小于第一预定数目。这种作法很有用，例如使基地台对短期和长期的电源停机作出不同的反应，这是基于这样认识提出的措施，即长期的电源停机，通过进一步减小功率，必然延长备用电源的寿命。

在本发明的又另一个方案中，指定第一组无线电通信系统用户为高优先权组，指定第二组无线电通信系统用户为低优先机组。按照本发明的这个方案，高优先权组可以接收第一和第二预定数目的仍然接通的收发两用机提供的业务，而低优先权组则不能。举例说，高优先权组可以包括那一些经常发出紧急呼叫的用户。负荷经过如此减小使更多的收发信机空闲，从而耗电量要小得多。话务处理容量同样减小。进一步减小耗电量还可以通过使这些闲置着的收发信机关机，同时保留足量的收发信机工作，给高优先权组提供必不可少的服务。

在本发明的又另一种方案中，赋予基地台低优先权，使其与无线电通信系统中被赋有高优先权的基地台比较成为接收转换呼叫或始发呼叫的优先权较低的候补基地台。这种低优先权可以设计得使受影响的基地台只有在无线电通信系统中的任何其它基地台不接收转换呼叫时才接收该呼叫。本发明的这种方法，既减小了基地台的话务处理容量又减小了受影响基地台的负荷，因而使更多的基地台收发信机空闲，从而降低了耗电量。这个性能还可与上述关机而空闲着的收发信机的方法结合起来，进一步减小基地台的耗电量和话务处理容量。

附图简要说明

结合附图阅读下面的详细说明可以理解到本发明的上述目的和优点。附图中：

图1是按本发明工作的无线电通信系统基地台中设备的方框图;

图2是本发明一个实施例减小基地台耗电量的各步骤的流程图。

发明详细说明

参看图1，图中示出了控制器101与多个收发信机中的每一个103相连接的方框图。这类收发信机可能每次能处理一个呼叫，也可能每次处理一个以上的呼叫。在正常工作期间，收发信机103由总电源105通过开关装置109供电。在总电源105的供电中断，如一般停电的情况那样时，开关109会促使备用电源107给收发信机103供电，其中备用电源107可以是例如一个或多个蓄电池或柴油机带动的发电机。开关装置109与控制器101之间的接线111给控制器101提供表示总电源105的供电中断的信号。

上面说过，多台收发信机103在重负荷期间所耗用的电流量可以是非常大的。但出于费用和体积的原因，总希望减小备用电源107的功率输出量。因此，按照本发明，控制器101将收发信机的工作过程控制得使其输出功率在电源中断期间可以减小。这样就可采用容量较小的备用电源107。

在本发明的一个实施例中，控制器101通过停掉不同数量的收发信机103来减小收发信机103在总电源105供电中断期间所需要的总输入电流。就是说，关掉收发信机103或使其保持减小了耗电量的备用状态。收发信机在备用状态下虽然是接通的，但系统控制器迫使它处于空闲状态而不使其忙于处理呼叫。虽然收发信机103真正关掉才能取得最大的节电效果，但使收发信机103保持备用状态仍然能够大量省电。收发信机处于备用工作状态还有一个好处，即可以马上处理呼叫，相比之下，要使关掉了的收发信机恢复工作就需要有一段升温时间。

到底选择关掉（或使其闲置）哪一些收发信机103的方法涉及要观测各收发信机103的活动情况。若收发信机103正在通话，就让它继续通话。但若发现收发信机103并不在处理呼叫，控制器101就将收发信机103关掉（或者，在本发明的另一个实施例中，保持收发信机103处于备用状态）。鉴于各收发信机103通常总是负责处理通信系统一个以上的信道，因此收发信机103只要其至少一个信道上在进行通话就让它继续进行下去。但在这一段时间期间最好不让该收发信机或基地台中的任一收发信机103接收非优先权呼叫。相反，这些呼叫最好让不受电源中断影响的其它基地台去处理。通过上述那样将用户划分为优先权组，系统增加了受影响基地台中收发信机103转入空闲状态的可能性，从而可以将其关掉。在这方面的另一个实施例中，让基地台的收发信机103只接收最高优先权的呼叫，但不关掉空闲的收发信机。这样，基地台的耗电量实际上是通过使更多的收发信机103空闲而减小的。收发信机103在空闲时的耗电量就比工作时少。

如上所述，收发信机103的所有信道都不进行呼叫时，不是将收发信机103关掉，就是使其处于省电的备用状态。但如果能保证高优先权用户（例如紧急呼叫的用户和电力公司）的呼叫仍能由基地台（尽管受电电源中断影响）来处理，则可能有好处。因此，在本发明的另一个最佳实施例中，控制器101确保，在关掉当时不处理任何呼叫的第一收发信机103之前，基地台的第二收发信机103起码有一个在工作的空闲信道。

在本发明的又另一个实施例中，容许保持工作的收发信机103的数目是动态确定的。这是基于这样的认识提出的，即若电源关断的时间是短时间的，则甚至减小了输出功率的备用电源107也能使许多收发信机103维持工作。但随着电源关断持续时间的延长，必须进一步减少工作收发信机103的数目，以确保备用电源107继续给预定的最小量的工作收发信机103供电。因此在本发明的这个实施例中，控制器101除必须监视收发信机的电路外，还必须监视电源关断的持续时间，以确定是否需要关掉个别的收发信机或一组收发信机。

由于受影响的基地台会使收发信机103关断，因而各流动单元同时试图切换到毗邻的各单元同的可能性提高了。这时由于系统的呼叫处理容量的限制，因而系统特性差。为避免这种“有害的阻塞现象”，减少现行可利用的信道数目的过程必须平稳处理。这可通过将用户划分为若干优先权组进行，如上述那样划分成两个优先权组：高优先权和非优先权呼叫。然而，优先组的分级定为两个以上时，控制器101能更逐步地关掉各信道。举例说，好些小组的收发信机可以分别在不同的时间（例如，5、15和25分钟之后）关掉。只要有任何收发信机可供使用，例如那些紧急呼叫用户都可划入这类优先仅组。在一个实施例中，使这类紧急呼叫用户随时有收发信机可供使用的方法是终止较低优先权组正在发出的呼叫。其它优先权组可以按不同的规定让他们使用收发信机。举例说，收发信机的接入可以用计时器借助于范例进行。按照该范例，最低优先权组在电源失灵时是完全没有机会接入蜂房单元的，下一个较高优先权组只有停电尚未超过5分钟时容许接入，再下一个更高优先权组则只有电源失灵10分钟之后才被拒接入，如此类推。

作为另外的方案，用户的优先权化方案也可以制定为优先权组只有在至少有两条（或其它数量）话音通路（收发信机）可供使用时才准许接入，次一级优先权组的用户则必须有至少四条话音通路可供使用时才准许接入，如此类推。

在本发明的又另一个实施例中，受电源中断影响的基地台中，平稳地减小工作信道数目的方法是，与毗邻的接收转换呼叫或新的（始发）呼叫的基地台相比，通信系统赋予受影响的基地台的优先权较低。按照这种方案，即使受影响的基地台的信号质量优异，要求转换到另一个基地台的呼叫也会分派给毗邻的基地台的。同样，来自在受影响的基地台附近流动的流动单元的新呼叫也会分派给吡邻的基地台。只有那些若不被受影响的基地台照料的蜂房单元所处理就会丢失的呼叫才由该蜂房单元处理。这种作法可以单独使用，也可以与上述将空闲的收发信机关掉的那种作法结合起来使用。单独使用时，基地台的耗电量因空闲收发信机的耗电量比忙于处理呼叫的收发信机小而减小。

现在参看图2的流程图说明本发明结合上述作法的一个具体实施例。从方框201开始，控制器101检测有无电源故障。检测出有一个电源故障时，过程继续进行到方框203，即接上备用电源，从而使收发信机103继续获得供电。

接下去，在方框205，通信系统赋予电源遭中断的基地台以低的转换优先权。与此同时，通信系统也可赋予受影响的基地台接收始发呼叫以低优先权。上面谈过，这会使毗邻的基地台照应呼叫或要求转换的呼叫，但受影响基地台是唯一能照料该特殊呼叫的基地台的情况除外。上面说过，这一下增加了受影响的基地台中的收发信机103进入空闲状态的可能性。这种作法与关掉空闲的收发信机103的那些步骤（如图2中进一步所示的那样）结合起来使用时还可以进一步减小耗电量。

接着，在方框207中，控制器101检测是否还有中断的电源。若没有，则履行方框227的任务。在方框227，解除备用电源，重新接上总电源。在一个最佳实施例中，通信系统赋予基地台在重新接通之后接收转换和始发呼叫的正常优先权。

若电源中断情况持续下去，过程就从方框207转入方框209，在方框209测定当时正在照应呼叫的收发信机（“呼叫状态收发信机”）的数目大于还是等于某一非时限阈值。上面说过，若电源中断的持续时间短，可以让更多的收发信机103仍然工作。非时限阈值表示这时为节电而可予以供电的接通着的收发信机的目标最大数目。

若呼叫状态收发信机的数目大于或等于非时限阈值，则在方框211，除一个闲置的收发信机例外，关掉所有闲置的收发信机。上面说过，保留起码一台闲置的收发信机工作有好处，这样它可以照应任何进来的第一优先权呼叫。这时重复在方框207开始的环路。在由方框207、209和211组成的环路中，随着呼叫的终止，呼叫收发信机终于会成为闲置的收发信机。这些闲置的收发信机，除一台例外，会在该环路中被关掉，直到接通收发信机的数目等于非时限阈值为止。

若呼叫状态的收发信机的数目小于非时限阈值，则过程继续进行到方框213。在方框213，所有超量的收发信机都关掉，超量收发信机的数目可由下式求出：

超量收发信机＝收发信机总数-非时限阈值。

无论在呼叫状态或起作用的状态这都会使总数等于非时限阈值的收发信机保持接通状态。接着，过程继续进行到方框215。

在方框215，控制器101检测电源中断的持续时间是否已达到预定的时限。在图2所示实例的情况下，该时限取5分钟，但本技术领域的行家们不难理解，该时限可取与所使用的备用电源107的类型和收发信机103功率输出要求有关的最优值。若预定的时限未到，则在方框217，控制器101确定电源中断是否持续。若不持续，则过程跳到方框227，于是总电源恢复供电，备用电源107解除。但若电源继续中断，则过程跳回方框215。方框215和217组成的环路是用以等待电源恢复供电或电源中断超过预定时限。在此期间，接通的收发信机的数目仍然等于非时限阈值。

若电源中断确是超过预定的时限，过程就从方框215转到方框219，在方框219再检测电源是否持续中断。若不持续中断，则过程在方框227继续下去，即如上述那样，使电能恢复由总电源105提供电能，解除备电用源107，同时通过系统赋予基地台接收转换和始发呼叫的正常优先权。若电源中断持续下去，则过程从方框219在的执行方框221继续下去。

在方框221，检测测定空闲和呼叫状态收发信机的总数大于或等于第二阈值，这叫做时限阈值。上面说过，若电源中断持续很长时间，控制器101就必须让甚至更少的收发信机工作，以延长备用电源107的寿命。因此，时限阈值规定了在长期电源中断下可容许工作的收发信机的最大数目。

若在方框221中经确定，时限阈值已超过，则在方框223，只要至少仍保留一个闲置的收发信机103，就可以关掉收发信机103。过程继续返回方框219，这时可以重复由方框219、221和223组成的环路。应该理解的是，若空闲加上呼叫状态的收发信机103的总数在开始时就大于时限阈值（这是非时限阈值大于时限阈值的情况），则在每次通过该环路时只关掉一个收发信机103可以使回路重复着，直到工作加空闲的收发信机103的数目比时限阈值少1为止。

在方框221中，一旦确定空闲的和呼叫状态的收发信机的总数小于时限阈值，则再也没有必要关掉任何收发信机了。于是过程在方框225继续下去，实际上等待着电源中断的结束。电源中断一结束，过程就在方框227继续下去，于是可以解除备用电源107，接上总电源105，同时赋予基地台接收传递和始发呼叫的正常优先权。

到此为止，本发明已就如何减小基地台的耗电量来延长备用电源的寿命进行了说明。但上述方法减小基地台的耗电量连同减小通信业务处理容量是逐步进行的，不会悍然影响基地台所照料的蜂房单元中正在进行的通话。例如，上述方法不会使正在进行中的通话中断。相反，这些通话可以自己结束，或传递到毗邻的蜂房单元。因此，除总电源105出故障以外，有时“缓缓”地减小基地台的话务量和耗电量。举例说，这对基地台设备过热或基地台火灾的情况本发明方法是有用的。上述方法也可用于进行中的呼叫从一个基地台转移到毗邻的基地台的平稳转移，从而可以进行需要关掉个别基地台中的设备才能进行的检修。因此，本发明的方法可以根据这类事件的检测情况加以应用。同样，本发明的方法还可以根据操作人员手动发出的指令而发出，只要操作人员认为有必要减小基地台的耗电量和/或话务处理容量。

本发明业已就特殊实施例进行说明。但本技术领域的行家们都不难理解，本发明是可以上述最佳实施例以外的其它特殊形式付诸实施的。最佳实施例仅仅是举例而已，不应视其为对本发明的任何限制。本发明的范围是在所附权利要求书中而不是在上述说明书中提出的，所有属于权利要求书范围的修改和等效方案也包括在本发明的范围中。

Claims (20)

1、无线电通信系统中的一种方法，该无线电通信系统起码具有一个基地台，该基地台有多台收发信机，每台收发信机接通时不是处于呼叫状态就是处于空闲状态，所述方法包括一列步骤：

将处于呼叫状态的收发信机的数目与一第一预定数目相比较，该第一预定数目表示在多台收发信机的第一批关断之后应仍然接通的许多收发信机；

若呼叫状态收发信机的数目大于所述第一预定数目，则除起码一台空闲的收发信机外，所有空闲的收发信机都关掉；

若呼叫状态收发信机的数目大于所述第一预定数目，则关掉所有超量的空闲收发信机，从而只保留数目与第一预定数目相等的一系列收发信机接通。

2、如权利要求1所述的方法，该方法还包括下列步骤：

关掉多台收发信机的第一批之后等候一段预定的时间;然后

关掉多台收发信机的第二批，使剩下的仍然接通的收发信机的数目不大于一第二预定数目;

其中所述第二预定数目小于所述第一预定数目。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，指定第一组无线电通信系统用户为高优先权组，并指定第二组无线电通信系统用户为低优先权组，且其中第一和第二预定数目的仍然接通的收发信机给所述高优先权组提供服务，而拒绝给所述低优先权组提供服务。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，第一组无线电通信系统用户由一组发出紧急呼叫的用户组成。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，指定第一组无线电通信系统用户为高优先权组，并指定第二组无线电通信系统用户为低优先权组，其中第一预定数目的仍然接通的收发信机给高优先权组提供服务，拒绝给低优先权组提供服务。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，第一组无线电通信系统用户由一组发出紧急呼叫的用户组成。

7、如权利要求1所述的方法，该方法还包括这样的步骤：赋预某一基地台低优先权，赋予这种低优先权的结果使基地台成为其接收转换呼叫的优先权低于无线电通信系统中其它基地台的候补基地台。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，由于基地台赋有低优先权，因而它可以接收不为无线电通信系统中的其它基地台所接收的转换呼叫。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，基地台赋与低优先权后使其成为接收始发呼叫的优先权低于无线电通信系统中其它基地台的候补基地台。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，基地台的低优先权的赋与使其可以接收一始发叫，该始发呼叫绝不会为无线电通信系统中其它基地台所接收。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，比较步骤是根据基地台总电源的失效进行的。

12、无线电通信系统中的一种方法，该无线电通信系统起码有一个基地台，该基地台有多台收发信机，所述方法包括下列步骤：

指定第一组无线电通信系统用户为高优先权组;并

指定第二组无线电通信系统用户为低优先权组;

控制基地台，使基地台中的多台收发信机给高优先权组提供服务，而拒绝给优先权组提供服务。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，第一无线电通信系统用户由一组发出紧急呼叫的用户组成。

14、如权利要求12所述的方法，其特征在于，控制的步骤是根据基地台总电源失效进行的。

15、起码有一个基地台的无线电通信系统中的一种方法，该方法包括下列步骤：

赋予某一基地台低优先权，该基地台赋有低优先权之后使其成为接收传转换叫的优先权低于无线电通信系统中其它赋有更高优先权的基地台的候补基地台。

16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，对所述基地台的低优先权的赋与使其可以接收转换呼叫，该转换呼叫不能为无线电通信系统中的其它基地台所接收。

17、如权利要求15所述的方法，其特征在于，基地台的低优先权的赋与还促使自身成为接收始发呼叫的优先权低于无线电通信系统中其它基地台的候补基地台。

18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，对所述基地台的低优先权的赋与使其可以接收一始发呼叫，该始发呼叫不能为无线电通信系统中的其它基地台所接收。

19、如权利要求15所述的方法，其特征在于，赋与步骤是根据基地站总电源的失效进行的。

20、无线电通信系统中用以减小基地台在总电源失效期间耗电量的设备，该无线电通信系统起码有一个基地台，该基地台有多台收发信机、总电源和后备电源供总电源失效期间使用，所述设备包括：

输入装置，用以接收表示总电源失效的信号;

停机装置，与输入装置耦合，用以根据所述信号使所述多台收发信机的第一批用户停机，从而使留下来仍然工作的收发信机的数目不大于第一预定数目。

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