CN1108080C - 蜂窝无线系统中收发信机单元的控制 - Google Patents

蜂窝无线系统中收发信机单元的控制 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包括移动交换机(MSC)和第一基站(BTS1)的一种蜂窝无线系统，第一基站(BTS1)通过数据连接(3)与移动交换机(MSC)通信，所述基站至少包括第一收发信机单元(TRX1)，用于在分配给第一收发信机单元(TRX1)的，用于在移动台和移动交换机(MSC)之间传送电信信号的一个或多个信道(f1，f2)上建立连接，以及控制第一收发信机单元的控制装置(BSC)。为了节省可用资源，控制装置(BSC)包括在第一基站(BTS1)覆盖区域中业务容量需求较小时，去活第一收发信机单元(TRX1)的装置(4)。

Description

蜂窝无线系统中收发信机单元的控制
技术领域
本发明涉及蜂窝无线系统中业务容量的规模确定和管理，尤其涉及系统所覆盖的地理区域中不同部分的容量需求的变化。
本发明涉及蜂窝无线系统中基站收发信机的控制方法，该系统至少包括第一基站，它包括已分配一个或多个信道的第一收发信机单元，这些信道通过连接该基站无线覆盖区域中的移动台的无线路径收发电信信号。本发明还涉及包括移动交换机和第一基站的一种蜂窝无线系统，第一基站通过数据连接与移动交换机通信，它至少包括第一收发信机单元和控制第一收发信机单元的控制装置，第一收发信机单元用于通过无线路径在分配给第一收发信机单元的，用于在移动台和移动交换机之间传送电信信号的一个或多个信道上建立到该基站覆盖区域中的移动台的连接。
背景技术
在商业中心，例如，白天的业务容量需求比傍晚要高得多。类似地，例如在城市郊区，白天不需要太多的业务，但是傍晚随着人们下班返回家中，容量需求增加。如果在这些情况下，蜂窝无线容量按照最大容量需求来确定规模，那么在一天的大多数时间中，相当大的系统容量将没有得到使用。除了其它方面之外，这还意味着能量的浪费，因为大多数系统收发信机连续使用能量，尽管没有呼叫通过它们发送。此外，通往系统移动交换机的数据信道通常必须连续分配给未使用的收发信机，而与预定时间点上是否在该信道上发送电信信号无关。这样，已有数据传输容量的相当部分在一天的大多数时间中都未使用。
在现有技术方案中，在峰值时刻尝试从相邻小区通过朝向该小区的天线发送相邻(拥塞)无线小区的呼叫。这样，可以避免增加拥塞小区的管理瞬间负载峰值的容量。但是，这种现有技术方案的缺陷是，可以定向的天线给出的覆盖区域通常无法象小区的基站天线所能提供的那么大。
也存在扇区化的现有技术基站，其中通过中继类型的连接采用不同的附加信道单元，换句话说，附加信道单元的容量从一个扇区转移到另一扇区，使得其天线输出接合点可以通过中继连接改变。但是，可以实现容量改变的地理区域非常小，因为从附加信道单元的天线输出得到的RF信号仅能够在电缆中传送相当短的距离，例如，才不会导致电缆中信号出现相当大的衰减。实际上，附加信道单元可以连接的可选发送天线必须彼此相距非常近。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题，提供一种节省资源的方案，通过它可以控制蜂窝无线系统中的收发信机单元，使得系统可以尽可能有利地管理负载峰值。
本发明提供了一种在蜂窝无线系统中用于控制基站的收发信机单元的方法，该蜂窝无线系统至少包括第一基站，该第一基站包括已分配一个或多个信道的第一收发信机单元，这些信道通过连接该基站无线覆盖区域中的移动台的无线路径收发电信信号，并且该系统还包括与第一基站相距一定距离的第二基站，该第二基站包括至少一个第二收发信机单元，所述方法包括：
搜集基站覆盖区域中一天的不同时刻和/或一周的不同天第一基站容量需求的统计数字，
根据第一基站的业务容量需求控制所述第一收发信机单元，使得基于所述统计数字，在一天的预定时刻和/或一周的预定天分别去活和激活第一收发信机单元，
所述去活包括：
向第一基站发送第一控制消息，第一基站包括响应于该控制消息，去活第一收发信机单元的装置，
向第二基站发送第二控制消息，第二基站包括响应于所述控制消息，激活第二收发信机单元的装置，以及
将第一去活收发信机单元所用的一个或多个信道分配给位于第二基站的第二激活收发信机单元。
本发明还提供了一种蜂窝无线系统，包括
移动交换机MSC，
第一基站BTS1，通过数据连接3与移动交换机MSC通信，所述基站至少包括第一收发信机单元TRX1，用于通过无线路径在分配给第一收发信机单元TRX1的、用于在移动台和移动交换机MSC之间传送电信信号的一个或多个信道f1，f2上，建立到该基站覆盖区域中的移动台的连接，
与第一基站BTS1相距一定距离的第二基站BTS2，它包括装置TRX7，TRX8，用于在其覆盖区域中建立到移动台MS的连接，以在移动台MS和移动交换机MSC之间传送电信信号，
以及
控制第一收发信机单元的控制装置BSC，所述控制装置BSC包括在第一基站BTS1覆盖区域中业务容量需求较小时，在定时装置CLK所指示的一天的预定时刻和/或预定天，去活第一收发信机单元TRX1的装置4；
控制装置BSC被设置成在第一收发信机单元TRX1被去活时，激活位于第二基站BTS2中的第二收发信机单元TRX2，以便使用第一基站BTS1的第一去活收发信机单元TRX1所用的一个或多个信道f1，f2。
本发明的基本构思在于，在预定基站无线覆盖区域中业务容量需求减少时，去活上述基站的过剩收发信机单元，从而避免不必要的能量和资源的浪费。这样，本发明的最重要的优点在于减少了能量浪费，更经济地使用收发信机单元，以及能够尽可能有效地使用可用的资源，例如基站和网络其它部分之间的数据传输连接。
在本发明的蜂窝无线系统的优选实施例中，根据定时装置控制收发信机单元。换句话说，运营商可以例如根据预定无线小区的统计数据(示出了一天中的不同时间使用的业务容量)，预先编程定时装置，使得按照该统计数据，在小区的容量需求较小时(在晚间或周末)，去活，即关闭基站中过剩的收发信机单元。
在本发明蜂窝无线系统的另一优选实施例中，控制装置将基站用于业务的业务容量的数量控制在它的总可用容量内。这可以例如以以下方式进行：基站控制器计算正在使用的业务连接和可用的业务信道的数量之比，比较该比率和运营商预定义的基准值。如果基站控制器检测到没有超过基站之，换句话说，基站大部分业务容量尚未使用，那么它去活基站的一个或多个收发信机单元。本发明的这种实施例使得收发信机单元的激活/去活基于实时业务量情况，而不仅仅基于根据统计数据的业务量情况。
在本发明蜂窝无线系统的第三优选实施例中，该系统包括第二基站，后者包括一个空闲的收发信机单元。这样，控制装置可以激活前面第二基站中的空闲单元，在第一基站中的收发信机单元已经去活时，使用从第一基站去活的收发信机单元的信道。本发明的这种实施例可以尽可能有效地利用可用信道，换句话说，主频率信道，因为释放的频率信道可以重新分配给第二基站。这样，在第二基站需要时，业务容量也可以从第一基站转移到第二基站，而例如不受系统中可用信道数量的限制。此外，第二基站中的空闲单元可以充当第二基站的常备收发信机单元失效情况下激活的空闲单元。也可以不重新分配整个频率信道，而是仅将预定频率信道的一些时隙分配给第二基站，从而第一和第二收发信机单元可以使用同一频率信道的不同时隙。
在本发明蜂窝无线系统的第四优选实施例中，去活的第一基站收发信机单元所使用的数据信道(例如PCM时隙)被重新分配给第二基站中激活的收发信机单元。这样，可以尽可能有效地利用已有的数据传输容量。
附图说明
下面参看附图，通过例子描述来本发明，在附图中
图1示出了本发明方法的第一优选实施例的流程图；
图2示出了本发明蜂窝无线系统的第一优选实施例的框图；
图3说明了基站之间PCM连接的时隙的分配。
具体实施方式
图1示出了本发明方法的第一优选实施例的流程图。图1的流程图可以应用于例如GSM蜂窝无线系统的(全球移动通信系统)的基站控制器，用以控制基站的收发信机单元。
在图1的框A中，检查第一基站BTS1是否有过剩的可用业务容量。这可以通过以下过程实现：计算正在使用(呼叫正在处理)的业务信道数量和可用(可以处理多少呼叫)业务信道的数量之比，并比较上述比率和运营商预定义的基准值。另一种方案是，可以利用定时器来作出决定，其中运营商根据已有的统计数据，预先指定了例如预定时间或预定日期该基站通常有可用的过剩容量。
在框B中，去活第一基站的过剩收发信机单元TRX1。
在框C中，激活第二基站BTS2的空闲收发信机单元TRX2。它可以是，例如作为基站BTS2中的空闲单元的收发信机单元，在故障情况下，如果基站BTS2的常备收发信机单元失效，可以连接TRX2以取代常备的收发信机单元。按照本发明，上述空闲单元也可以用于为基站BTS2提供附加的容量。
在框D中，例如收发信机单元TRX1的一个或多个信道，换句话说，频率信道f1和f2被分配给空闲单元TRX2，前述信道已经在基站BTS1中去活。因此，向基站BTS2提供了新的频率信道，使得它能够增加其业务容量。因为按照本发明，基站BTS1和BTS2彼此相距一定距离，所以可以将网络的容量分配给需要的地理区域。
在框E中，去活收发信机单元所用的数据信道，换句话说，通往移动交换机的PCM(脉冲编码调制)连接的时隙TS29，被分配给单元TRX2。这样，因为不同基站中的收发信机单元TRX1和TRX2可以交替使用相同的数据信道，所以避免了过剩的数据传输容量。
在框F中，以与框A类似的方式检查第一基站的业务情况是否发生了变化。换句话说，这种检查基于统计数据/定时器，或实时测量的业务量情况。如果，在这种情况下，注意到业务量情况发生了变化，使得基站BTS1中需要更多的容量，那么转移到框G。
在框G中，去活第二基站BTS2的收发信机单元TRX2，激活第一基站BTS1的收发信机单元TRX1。将原先分配给收发信机单元TRX1的信道f1和f2，以及通往移动交换机的PCM连接的时隙TS29，返还给TRX1。
图2示出了本发明蜂窝无线系统的第一优选实施例的框图。图2的蜂窝无线系统可以是例如GSM系统。
图2示出了4个基站BTS1到BTS4，其中基站BTS1和BTS4进行了扇区化，它们分别为每个扇区使用两个收发信机单元TRX3到TRX6和TRX11到TRX16。但是，基站BTS2和BTS3没有进行扇区化，它们都使用两个收发信机单元TRX7到TRX10，通过这两个收发信机单元为其整个覆盖区域提供服务。除了上述收发信机之外，分别为基站BTS1(扇区1)和基站BTS2分配了附加的收发信机单元TRX1和TRX2。
图2的基站串行连接，换句话说，它们和移动交换机MSC之间的数据连接3从一个基站通往另一基站，使得例如基站BTS1重发基站BTS3向基站控制器BSC提供的信号，基站控制器BSC将这些信号转发给移动交换机MSC。在图2的例子中，这种数据连接可以是通过电缆3建立的PCM连接。从该连接中为每个基站分配了预定数量的时隙，用于发送收发信机的业务信号，并分配至少一个时隙用于基站和基站控制器之间的信令传输。
在图2情况下，基站控制器BSC包括定时器CLK和数据库2，运营商在数据库2中(根据统计数据)预先存储了数据基站BTS1的小区1拥塞的时间段和业务量较低的时间段。按照本发明，基站控制器的控制单元4利用上述数据，在定时器CLK所指示的时刻去活基站BTS1的收发信机单元TRX1。换句话说，根据数据库2的统计数据2，当业务量较少时，由系统中部分无线网络管理进程生成的控制单元4向基站BTS1发送第一控制消息CNT1。基站BTS1包括这样的装置，该装置例如响应于第一控制信号CNT1，断开电流，从而去活收发信机单元TRX1。在这种情况下，基站BTS1停止使用过去由收发信机单元BTS1使用的频率信道f1和f2。
在发送第一控制消息之后，基站控制器向基站BTS2发送第二控制消息CNT2。基站BTS2包括响应于第二控制消息，激活其中的空闲单元TRX2的装置。然后，将由去活单元TRX1使用的一个或多个信道，例如频率信道f1和f2，分配给空闲单元TRX2。类似地，将由去活单元TRX1使用的PCM时隙，例如时隙TS29，分配给该空闲单元。这样，基站BTS1的过剩容量被转移给了相邻的基站BTS2，基站BTS2可以使用它，直至基站BTS1再次需要转移的信道。
最好选择发生信道转移的基站BTS1和BTS2，使得它们彼此相距一定距离，此外，它们的峰值负载时间应当彼此不同。换句话说，基站BTS1可以位于例如傍晚时容量需求较小的城市中心，而基站BTS2位于有许多房子，且傍晚时有较大容量需求的区域。
在涉及网络(频率重用方案)时就应当考虑转移的信道，使得转移的频率不会正被基站BTS1或BTS2的相邻基站使用，因而可以避免干扰。
在图2的情况下很明显，基站控制器可以配备一种装置，基站控制器通过该设备连续测量基站的实时业务负载。因此，可以按照实时业务负载，而不仅仅按照统计数据实现基站的附加信道单元的控制(激活/去活)。
图3说明了基站之间PCM连接的时隙的分配。图3的分配表可以用于例如使用串行连接的4个基站的蜂窝无线系统中，在这4个基站中，
第一基站具有4个收发信机单元和空闲单元，
第二基站具有2个收发信机单元和空闲单元，
第三基站具有2个收发信机单元和空闲单元，以及
第四基站具有6个收发信机单元和空闲单元。
图3的PCM时隙29-30是分配给空闲单元的语音信道/信令的时隙。这些时隙分配给其空闲单元已投入使用的哪些基站。因此，不需要将PCM连接的不同时隙分配给空闲单元，而是尽可能有效地使用已有的数据传输容量，换句话说，PCM连接的时隙。
应当理解，以上描述和附图仅用于说明本发明。对本领域技术人员而言，显然可以在不偏离后附权利要求书所公开的本发明范围和精神的前提下，以多种方式修改和改进本发明。

Claims (6)

1.一种在蜂窝无线系统中用于控制基站的收发信机单元的方法，该蜂窝无线系统至少包括第一基站，该第一基站包括已分配一个或多个信道的第一收发信机单元，这些信道通过连接该基站无线覆盖区域中的移动台的无线路径收发电信信号，并且该系统还包括与第一基站相距一定距离的第二基站，该第二基站包括至少一个第二收发信机单元，
所述方法包括：
搜集基站覆盖区域中一天的不同时刻和/或一周的不同天第一基站容量需求的统计数字，
根据第一基站的业务容量需求控制所述第一收发信机单元，使得基于所述统计数字，在一天的预定时刻和/或一周的预定天分别去活和激活第一收发信机单元，
其特征在于，所述去活包括：
向第一基站发送第一控制消息，第一基站包括响应于该控制消息，去活第一收发信机单元的装置，
向第二基站发送第二控制消息，第二基站包括响应于所述控制消息，激活第二收发信机单元的装置，以及
将第一去活收发信机单元所用的一个或多个信道分配给位于第二基站的第二激活收发信机单元。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，将第一去活收发信机单元所用的同一数据信道从通往该系统的移动交换机的数据连接中，分配到第二激活收发信机单元。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述数据连接是一个PCM连接，将第一去活收发信机单元所用的同一PCM时隙分配给第二激活收发信机单元。
4.一种蜂窝无线系统，包括
移动交换机(MSC)，
第一基站(BTS1)，通过数据连接(3)与移动交换机(MSC)通信，所述基站至少包括第一收发信机单元(TRX1)，用于通过无线路径在分配给第一收发信机单元(TRX1)的、用于在移动台和移动交换机(MSC)之间传送电信信号的一个或多个信道(f1，f2)上，建立到该基站覆盖区域中的移动台的连接，
与第一基站(BTS1)相距一定距离的第二基站(BTS2)，它包括装置(TRX7，TRX8)，用于在其覆盖区域中建立到移动台(MS)的连接，以在移动台(MS)和移动交换机(MSC)之间传送电信信号，
以及
控制第一收发信机单元的控制装置(BSC)，所述控制装置(BSC)包括在第一基站(BTS1)覆盖区域中业务容量需求较小时，在定时装置(CLK)所指示的一天的预定时刻和/或预定天，去活第一收发信机单元(TRX1)的装置(4)；
其特征在于，
控制装置(BSC)被设置成在第一收发信机单元(TRX1)被去活时，激活位于第二基站(BTS2)中的第二收发信机单元(TRX2)，以便使用第一基站(BTS1)的第一去活收发信机单元(TRX1)所用的一个或多个信道(f1，f2)。
5.根据权利要求4的蜂窝无线系统，其特征在于，所述第一收发信机单元(TRX1)和第二收发信机单元(TRX2)通过同一数据连接(3)的数据信道与移动交换机(BSC)通信。
6.根据权利要求4的蜂窝无线系统，其特征在于，所述数据连接(3)是一个PCM连接，第一收发信机单元(TRX1)和第二收发信机单元(TRX2)使用同一PCM时隙。
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