CN1240095A - 用于无线通信系统的基站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于无线通信系统，尤其是用于移动无线通信网络的基站。该基站具有至少两个发射和接收装置和至少一个天线装置以无线技术地供给到至少一个相对站的通信连接。一个基站的控制装置如此地监视管理该发射和接收装置，一旦不存在通信连接，一个发射和接收装置切换到能量节省模式。

Description

用于无线通信系统的基站
本发明涉及一个用于无线通信系统的基站、一个基站系统和一个具有至少两个发射和接收装置的移动无线通信系统。
无线通信系统例如通过移动无线通信系统、无绳电话系统或者通过无线基站形成到无绳用户(在本地回路中的无线通信RITL)的连接。移动无线通信系统能够形成到移动用户的通信连接，而对于无绳用户来说，无线基站能够建立到静止的用户的通信连接。一个网络侧的无线基站作为基站进行标明。
通信连接被建立和保持，其中信令和应用信息通过无线接口进行传输。如果多个用户在此无线接口的相同的载波频率上通过不同的时刻分开，则存在一个时分复用的系统。此时分复用的方法称为TDMA方法。
一个已知的移动无线通信系统例如是GSM(全球移动通信系统)移动无线通信系统。另外对于时分复用，在此空气接口上也可以用其他的方法以分开该用户。在GSM移动无线通信系统中还另外提供了频分复用的方法。替换的或者附加的对于该分开用户的所述的方法还可以使用分别的通信连接所特定的编码。
该基站作为一个远程的装置，其在网络侧与另一个网络元件进行无绳连接，并且其通过一个无线接口与终端设备或者另一个无线基站进行连接。此基站的功率吸收例如是2kW。此值另外与通过基站所顾及的无线范围中的涉及的业务量无关。
本发明的任务在于提供一个基站，其能够与无线通信系统中的另外的网络元件共同作用并且能够经济的工作。此任务能够通过按照权利要求1特征的基站、通过按照权利要求7的基站系统和按照权利要求9特征的移动无线通信系统进行解决。本发明的改进在从属权利要求中给出。
一个用于无线通信系统的基站具有至少一个发射和接收装置和至少一个天线装置以无线地提供到至少一个相同基站通信连接。另外此基站含有一个控制装置以监视和管理该发射和接收装置。此控制装置如此构成，一旦此发射和接收装置没有通信连接，则将发射和接收装置切换到能量节省模式。
此基站以此能够相应于无线通信系统，例如移动无线通信网络的较大的负载变化并且其功能性能够与时间较小的业务负载相匹配。如果发射和接收装置没有通信连接-这能够通过具有相应的结构的控制装置起作用-，那么通过到能量节省模式的切换能够使该基站消耗较小的能量。其他的优点是降低的冷却费用。
此提供能量的费用相对于移动无线通信网络的驱动器的基站的购置装置的费用具有非常高的值。按照本发明的基站允许节省此移动无线通信网络的驱动器、驱动费用，并且它的服务能够经济的提供。同样该发射装置的断开也能够减少在无线通信系统中的干扰并且以此改善了语音质量。
一旦发射和接收装置所保持的负载小于或者等于一个阈值，本发明的相应改进是将发射和接收装置切换到能量节省模式。通过此改进考虑了基站的负载能够非常快的改变，并且因此在一个保持的、没有断开的发射和接收装置上能够提供至少一个附加的通信连接，否则切换到能量节省模式的发射和接收装置对此是必需的。
通过此措施该基站能够使发射和接收装置通过已知的时隙从能量节省模式返回到全功能模式。以此保证了到相对基站的通信连接的完全的无线技术的供给。
相应于本发明的其他特点是另外提高了无线技术供给的安全性，其中发射和接收装置只在预先存在用于结构通道的替换的发射和接收装置的情况下才切换到能量节省模式。该控制装置通过在发射和接收装置上通信连接的监视和配置含有，一个用于结构通道的永久的发射和接收装置和一个对此进行功能上的替换的第二个发射和接收装置，而其他的发射和接收装置在相应的小业务负载的情况下切换到能量节省模式。
在用于结构通道的发射和接收装置的突然出错的情况下，通过切换到替换的发射和接收装置，一个结构通道一直提供给相对的基站。另外的发射和接收装置以有利的方式没有完全地断开，而是处于能量节省模式只需要最小的能量，其预热和保持该控制蜂窝以只需要几秒的时间来启动发射和接收装置。
本发明的其他的有利的特点是基站具有一个蜂窝扇区，其中通过该控制装置每一个扇区设置有至少一个发射和接收装置。该发射和接收装置有利的切换到能量节省模式，其具有较大的供给范围。如此的特别的优点是，一个蜂窝的多个或者所有的扇区的发射和接收装置能够被切换。相对于与扇区相连接的发射和接收装置，在特别的业务高峰时另外配置有一个或者多个扇区的发射和接收装置在之后的业务负载中被有利地断开。通过此特点能够去除基站的过负载高峰，而发射和接收装置不具有永久的最大的能量消耗。
该能量节省模式能够如此表示，基站的所有的功能，直到重新启动基站的控制被断开。这尤其意味着，在该基站转换到一个用于所谓的微蜂窝，即位于较大的蜂窝之中的较小的蜂窝(等级的蜂窝结构)的情况下的作用特别明显。这种微蜂窝用于容量的扩展是需要的，然而这种容量扩展在峰值负载时间是需要的。
除了峰值负载时间之外，此例如只具有一个发射和接收装置的基站被完全地断开。以此去除了在基站和基站控制器之间的固定导线(“可拨号的ISDN”)的可能的费用，这在此情况下能够完全地被解决。这种用于微蜂窝的基站通过用于较大的蜂窝(屏蔽蜂窝)的基站能够构成具有至少两个发射和接收装置的基站。该控制装置例如通过基站控制器构成。
在基站之中也能够含有只有发射装置的功能被去启动。此装置具有较高的能量损耗，以此其断开是特别有利的。另外该发射装置还能够去启动用于通风的装置、用于信号处理的装置、用于供电的装置和用于控制以及用于接收的装置。
具有至少一个这种基站的按照本发明的基站系统另外含有一个与多个基站相连接的基站控制器以管理无线技术的供给。此基站控制器将通信连接如此分配到基站的发射和接收装置，至少一个发射和接收装置切换到能量节省模式。一个基站控制器能够监视和评估在多个蜂窝中的无线通信的比例，以此通过基站得到的无线技术供给的结构是可能的，并且最大数量的发射和接收装置能够切换到能量节省模式。
对于每一个基站至少永久提供了该结构通道，按照本发明的基站系统的其他特点设有尽可能大数量的发射和接收装置的通信连接，其也另外实现了该结构通道。在此发射和接收装置中在预先分配通信连接时，其他的发射和接收装置是空闲的，它的去启动能够不受限制地进行。
按照本发明的其他改进，该无线通信系统作为移动无线通信系统构成，并且含有至少一个移动交换接口，其与至少一个基站系统相连接。该移动无线通信系统含有至少一个工作和维护中心，其中的信息通过与发射和接收装置不同的基站的负载进行分析，并且当时的阈值相应于另外的发射和接收装置的去启动进行调节。
以此用于所有的基站的单独的调节是可能的，其分别满足了与基站成为一体的和用于各个蜂窝的地址上的相对性。该阈值尤其能够如此地进行调节，新的要建立的通信连接首先配属于具有较大的膨胀或者具有较大的业务容量的蜂窝，并且然后在等级的蜂窝结构中实现用于微蜂窝的发射和接收装置的重新启动。
本发明借助于实施例详细解释附图中的描述。
图为
图1移动无线通信网络的方框电路图，
图2基站的方框电路图，和
图3基站系统的方框电路图。
图1所示出的移动无线通信系统是一个在结构上已知的GSM移动无线通信系统，其由多个移动交换接口MSC组成，其相互构成网络并且连接到固定网络PSTN。另外此移动交换接口MSC分别与至少一个基站控制器BSC相连接。
每一个基站控制器BSC能够重新建立到至少一个基站BTS的连接。这种基站BTS是一个无线基站，其通过无线接口能够建立到移动站MS的通信连接。在图1中例如表示的到移动站MS的无线连接。
对于移动无线通信系统还含有另外的管理和维护中心OMC，其中能够进行配置、软件、功率参数的管理以及所出现的错误的管理。对此，关于移动无线通信系统的结构的工作和功率状态的错误信息和信息能够输入到工作和维护中心OMC。
一个工作和维护中心OMC能够管理所有的系统或者移动无线通信系统的部分结构。另外在图1中示出的工作和维护中心OMC一直是用于基站系统BSS，其由一个基站控制器BSC和多个基站BTS组成。
在基站BTS和移动站MS之间的无线接口按照时分多址的方法进行管理。在一个载波频率上例如准备了8个时刻，其用于不同的通信连接并且能够用于管理无线接口。如果一个基站BTS也能够准备多个载波频率，则另外存在频分复用的方法。
按照图2的基站BTS含有4个发射和接收装置TRX1到TRX4，其中的发射和接收装置TRX1到TRX3分别固定地与天线装置A相连接。另外的一个发射和接收装置TRX4能够有选择地连接到三个天线装置A中的一个。该基站BTS另外还含有一个控制装置SE以监视和管理发射和接收装置TRX1到TRX4和中心模块ZM。该三个天线装置A分别实现了在通过基站BTS进行无线技术供给的蜂窝中的一个扇区。
可能通过基站控制器BSC的信息进行传导的控制装置SE借助于发射和接收装置TRX1到TRX3上的组合装置K如此地分配通过基站BTS供给的通信连接，能够切换的发射和接收装置TRX4没有通信连接。在相应的小负载的情况下，这尤其对于夜间或者对于周末是可能的，以此该发射和接收装置TRX4能够切换到能量节省模式。对于该能量节省模式，至少该发射终端级被去启动或者切换到最小的功率，然而能够与所保持的发射和接收装置TRX1到TRX3的负载有关的，该附加的装置，例如接收级、信号处理器、控制器、通风装置或者供电装置被断开。
在切换到能量节省模式时，预先存在于基站控制器BSC中的阈值相应于所保持的发射和接收装置的TRX1到TRX3的负载被询问。例如在70％的阈值必需低于用于暂时负载的所有的发射和接收装置，以此没有利用的发射和接收装置TRX4被切换到能量节省模式。
如果该基站BTS没有被扇区化，而所有的发射和接收装置TRX供给了一个圆形辐射的天线装置TRX，或者该基站BTS通过四个发射和接收装置TRX满足，以此该阈值只对发射和接收装置TRX起作用。该阈值在此情况下被大约升高，例如到80％(干线效应)。
对于所有的蜂窝或者蜂窝的每一个扇区一直提供一个管理通道，只有当没有通信连接被供给时，它的发射和接收装置没有被断开。可能地还存在替换的发射和接收装置TRX4以用于管理通道(在GSM移动无线通信系统中的BCCH)。在此情况下，分配给一个扇区的发射和接收装置足够用于配置全向的供给。
图3示出了一个基站系统BSS，其由一个基站控制器BSC组成，该控制器与例如两个基站BTS相连接并且对其进行控制。在基站系统BSS中使一个基站BTS实现了具有较大的膨胀的所谓的屏蔽蜂窝，然而在此屏蔽蜂窝中的第二个基站BTS实现了一个微蜂窝。
在较高的业务负载的情况下，通过基站控制器BSC使通信连接尽可能集中到该微蜂窝，因为此微蜂窝相对于一个通信连接在移动无线通信系统中具有较小的干扰。如此该网络的总容量上升。
在较小的业务负载的情况下，该通信连接优选地通过屏蔽蜂窝实现的基站BTS进行分配，以致在第二个基站BTS上的发射和接收装置TRX1能够切换到能量节省模式。对于此基站BTS，该能量节省模式表示了所有的功能被断开。以此得到用于预热的装置和保持功能准备的控制装置SE的功能能够很快地启动基站BTS。
从能量节省模式引出的在基站BTS上的组件能够分别按照基站BTS的结构进行分别的调整。单独地用于构成一个基站BTS能够从西门子公司的产品信息手册“ArrXpress D900/D1800移动网络基站设备”，1996年二月中得知。
相应于发射和接收装置TRX1、TRX2的负载和能量节省模式的规模的阈值能够通过移动无线通信系统的工作和维护中心OMC进行调整。此调整对于每一个基站BTS或者每一个发射和接收装置TRX1到TRX3能够分别地实现。该工作和维护中心OMC如此分析基站BTS中的数据，通过移动无线通信网络的所有的膨胀保证了一个稳定的无线技术的供给，并且对于各个发射和接收装置出错的情况能够控制替换和转换机构。
该无线通信系统能够替换地作为具有基站的无绳用户连接实现。相对应的在此情况下没有移动站，而是一个第二无线站。该用户连接的无线站以及能够在网络侧通过电缆进行连接的无线站能够按照本发明构成。另外在基站BTS和基站控制器BSC之间的通信连接能够作为点到多点的无线连接构成，以此该发射和接收装置能够切换到能量节省模式。一个无线支持的在基站BTS和基站控制器BSC之间的基站BTS的连接具有的优点是弹性的和经济的-例如通过已经存在的定向无线路径-无绳地利用按照本发明的替换和转换机构。
通过按照本发明的基站能够通过用于管理在发射和接收装置上的通信连接的的相应的措施实现无线通信系统的业务负载的较大的变化，并且能够实现改善的和经济的到能量节省模式的切换。
通过发射和接收装置的去启动能够构成网络计划的弹性结构，因为用于发射和接收装置TRX1、TRX2的载波频率在断开之后能够在其他的蜂窝中进行利用。该载波频率能够在具有较大的业务负载的区域中进行集中。
发射和接收装置TRX1、TRX2的改组在电流供给出错时具有的优点，因为通过发射和接收装置TRX1、TRX2的时间上的去启动，该备用电源通过电池由较长的时间空间是可能的，相应蜂窝的全部错误被延迟。发射和接收装置TRX1、TRX2或者全部基站BTS的断开根据通信连接的分配能够对相应的装置进行管理。为此在管理和维护中心与相应的基站BTS之间存在一个具有报警、释放(相对于发射和接收装置TRX1、TRX2)和去启动信号的信令。

Claims (14)

1.用于无线通信系统的基站(BTS)，具有至少一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)和至少一个天线装置(A)以无线技术地供给到至少一个相对站(MS)的通信连接，
其特征在于，
用于监视和控制发射和接收装置(TRX1、TRX2)的一个控制装置(SE)，一旦不存在通信连接时，该控制装置将一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)切换到一个能量节省模式。
2.如权利要求1的基站(BTS)，其中，一个保持的发射和接收装置(TRX1)的负载小于或者等于一个阈值时，一个发射和接收装置(TRX2)切换到能量节省模式。
3.如上述权利要求之一的基站(BTS)，其中，一个发射和接收装置(TRX3)只在预先存在一个用于管理通道的替换的发射和接收装置(TRX2)情况下才切换到能量节省模式。
4.如上述权利要求之一的基站(BTS)，具有一个蜂窝扇区，其中通过该控制装置(SE)每一个扇区设置有至少一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)，和发射和接收装置(TRX1、TRX2)，其是用于扇区所要求所供给，优选地切换到能量节省模式。
5.如权利要求1到3的基站(BTS)，具有一个蜂窝扇区，其中通过一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)的控制装置(SE)能够设置有多个扇区，并且相应于该结构和断开的通信连接的请求能够含有在一个单独的扇区之中。
6.如上述权利要求之一的基站(BTS)，其中，该能量节省模式去启动发射和接收装置(TRX1、TRX2)的发射终端级。
7.基站系统(BSS)，具有至少一个如上述权利要求之一的基站(BTS)和一个与该基站(BTS)相连接的基站控制器(BSC)以管理无线技术的供给，如此地将通信连接分配到发射和接收装置(TRX1、TRX2)，至少一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)切换到能量节省模式。
8.如权利要求7的基站系统(BSS)，其中，尽可能大数量的通信连接设置给实现一个管理通道(BCCH)的一个发射和接收装置(TRX1、TRX2)。
9.具有至少一个移动交换接口(MSC)和至少一个工作和维护中心(OMC)的移动无线通信系统，与至少一个按照权利要求7或者8的基站系统(BSS)相连接，其中，在工作和维护中心(OMC)中信息通过与发射和接收装置(TRX1、TRX2)不同的基站(BTS)的负载进行分析，并且该阈值能够现实地被调整。
10.如权利要求9的移动无线通信系统，具有为多个基站(BTS)配置的蜂窝，其中，该蜂窝的至少一部分作为较小的蜂窝构成在一个较大的蜂窝的内部，
优选的，供给该较小的蜂窝的发射和接收装置(TRX1、TRX2)切换到能量节省模式。
11.如权利要求10的移动无线通信系统，其中，供给较小的蜂窝的基站(BTS)的附加另外的装置被断开。
12.如权利要求9到11的移动无线通信系统，其中，该阈值相应于一个时间计划进行改变。
13.如权利要求9到12的移动无线通信系统，其中，对于一个切换到能量节省模式的基站(BTS)，一个在基站(BTS)和所属的基站控制器(BSC)之间的可选择的固定连接被解决。
14.如权利要求9到12的移动无线通信系统，其中，切换到能量节省模式的在基站(BTS)和基站控制器(BSC)之间的通信连接作为点到多点定向无线连接构成。
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