用于無線通信系統的基站的制作方法

專利名稱：用于無線通信系統的基站的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個用于無線通信系統的基站、一個基站系統和一個具有至少兩個發射和接收裝置的移動無線通信系統。
無線通信系統例如通過移動無線通信系統、無繩電話系統或者通過無線基站形成到無繩用戶(在本地回路中的無線通信RITL)的連接。移動無線通信系統能夠形成到移動用戶的通信連接，而對于無繩用戶來說，無線基站能夠建立到靜止的用戶的通信連接。一個網絡側的無線基站作為基站進行標明。
通信連接被建立和保持，其中信令和應用信息通過無線接口進行傳輸。如果多個用戶在此無線接口的相同的載波頻率上通過不同的時刻分開，則存在一個時分復用的系統。此時分復用的方法稱為TDMA方法。
一個已知的移動無線通信系統例如是GSM(全球移動通信系統)移動無線通信系統。另外對于時分復用，在此空氣接口上也可以用其他的方法以分開該用戶。在GSM移動無線通信系統中還另外提供了頻分復用的方法。替換的或者附加的對于該分開用戶的所述的方法還可以使用分別的通信連接所特定的編碼。
該基站作為一個遠程的裝置，其在網絡側與另一個網絡元件進行無繩連接，并且其通過一個無線接口與終端設備或者另一個無線基站進行連接。此基站的功率吸收例如是2kW。此值另外與通過基站所顧及的無線范圍中的涉及的業務量無關。
本發明的任務在于提供一個基站，其能夠與無線通信系統中的另外的網絡元件共同作用并且能夠經濟的工作。此任務能夠通過按照權利要求1特征的基站、通過按照權利要求7的基站系統和按照權利要求9特征的移動無線通信系統進行解決。本發明的改進在從屬權利要求中給出。
一個用于無線通信系統的基站具有至少一個發射和接收裝置和至少一個天線裝置以無線地提供到至少一個相同基站通信連接。另外此基站含有一個控制裝置以監視和管理該發射和接收裝置。此控制裝置如此構成，一旦此發射和接收裝置沒有通信連接，則將發射和接收裝置切換到能量節省模式。
此基站以此能夠相應于無線通信系統，例如移動無線通信網絡的較大的負載變化并且其功能性能夠與時間較小的業務負載相匹配。如果發射和接收裝置沒有通信連接-這能夠通過具有相應的結構的控制裝置起作用-，那么通過到能量節省模式的切換能夠使該基站消耗較小的能量。其他的優點是降低的冷卻費用。
此提供能量的費用相對于移動無線通信網絡的驅動器的基站的購置裝置的費用具有非常高的值。按照本發明的基站允許節省此移動無線通信網絡的驅動器、驅動費用，并且它的服務能夠經濟的提供。同樣該發射裝置的斷開也能夠減少在無線通信系統中的干擾并且以此改善了語音質量。
一旦發射和接收裝置所保持的負載小于或者等于一個閾值，本發明的相應改進是將發射和接收裝置切換到能量節省模式。通過此改進考慮了基站的負載能夠非常快的改變，并且因此在一個保持的、沒有斷開的發射和接收裝置上能夠提供至少一個附加的通信連接，否則切換到能量節省模式的發射和接收裝置對此是必需的。
通過此措施該基站能夠使發射和接收裝置通過已知的時隙從能量節省模式返回到全功能模式。以此保證了到相對基站的通信連接的完全的無線技術的供給。
相應于本發明的其他特點是另外提高了無線技術供給的安全性，其中發射和接收裝置只在預先存在用于結構通道的替換的發射和接收裝置的情況下才切換到能量節省模式。該控制裝置通過在發射和接收裝置上通信連接的監視和配置含有，一個用于結構通道的永久的發射和接收裝置和一個對此進行功能上的替換的第二個發射和接收裝置，而其他的發射和接收裝置在相應的小業務負載的情況下切換到能量節省模式。
在用于結構通道的發射和接收裝置的突然出錯的情況下，通過切換到替換的發射和接收裝置，一個結構通道一直提供給相對的基站。另外的發射和接收裝置以有利的方式沒有完全地斷開，而是處于能量節省模式只需要最小的能量，其預熱和保持該控制蜂窩以只需要幾秒的時間來啟動發射和接收裝置。
本發明的其他的有利的特點是基站具有一個蜂窩扇區，其中通過該控制裝置每一個扇區設置有至少一個發射和接收裝置。該發射和接收裝置有利的切換到能量節省模式，其具有較大的供給范圍。如此的特別的優點是，一個蜂窩的多個或者所有的扇區的發射和接收裝置能夠被切換。相對于與扇區相連接的發射和接收裝置，在特別的業務高峰時另外配置有一個或者多個扇區的發射和接收裝置在之后的業務負載中被有利地斷開。通過此特點能夠去除基站的過負載高峰，而發射和接收裝置不具有永久的最大的能量消耗。
該能量節省模式能夠如此表示，基站的所有的功能，直到重新啟動基站的控制被斷開。這尤其意味著，在該基站轉換到一個用于所謂的微蜂窩，即位于較大的蜂窩之中的較小的蜂窩(等級的蜂窩結構)的情況下的作用特別明顯。這種微蜂窩用于容量的擴展是需要的，然而這種容量擴展在峰值負載時間是需要的。
除了峰值負載時間之外，此例如只具有一個發射和接收裝置的基站被完全地斷開。以此去除了在基站和基站控制器之間的固定導線(“可撥號的ISDN”)的可能的費用，這在此情況下能夠完全地被解決。這種用于微蜂窩的基站通過用于較大的蜂窩(屏蔽蜂窩)的基站能夠構成具有至少兩個發射和接收裝置的基站。該控制裝置例如通過基站控制器構成。
在基站之中也能夠含有只有發射裝置的功能被去啟動。此裝置具有較高的能量損耗，以此其斷開是特別有利的。另外該發射裝置還能夠去啟動用于通風的裝置、用于信號處理的裝置、用于供電的裝置和用于控制以及用于接收的裝置。
具有至少一個這種基站的按照本發明的基站系統另外含有一個與多個基站相連接的基站控制器以管理無線技術的供給。此基站控制器將通信連接如此分配到基站的發射和接收裝置，至少一個發射和接收裝置切換到能量節省模式。一個基站控制器能夠監視和評估在多個蜂窩中的無線通信的比例，以此通過基站得到的無線技術供給的結構是可能的，并且最大數量的發射和接收裝置能夠切換到能量節省模式。
對于每一個基站至少永久提供了該結構通道，按照本發明的基站系統的其他特點設有盡可能大數量的發射和接收裝置的通信連接，其也另外實現了該結構通道。在此發射和接收裝置中在預先分配通信連接時，其他的發射和接收裝置是空閑的，它的去啟動能夠不受限制地進行。
按照本發明的其他改進，該無線通信系統作為移動無線通信系統構成，并且含有至少一個移動交換接口，其與至少一個基站系統相連接。該移動無線通信系統含有至少一個工作和維護中心，其中的信息通過與發射和接收裝置不同的基站的負載進行分析，并且當時的閾值相應于另外的發射和接收裝置的去啟動進行調節。
以此用于所有的基站的單獨的調節是可能的，其分別滿足了與基站成為一體的和用于各個蜂窩的地址上的相對性。該閾值尤其能夠如此地進行調節，新的要建立的通信連接首先配屬于具有較大的膨脹或者具有較大的業務容量的蜂窩，并且然后在等級的蜂窩結構中實現用于微蜂窩的發射和接收裝置的重新啟動。
本發明借助于實施例詳細解釋附圖中的描述。
圖為

圖1移動無線通信網絡的方框電路圖，圖2基站的方框電路圖，和圖3基站系統的方框電路圖。
圖1所示出的移動無線通信系統是一個在結構上已知的GSM移動無線通信系統，其由多個移動交換接口MSC組成，其相互構成網絡并且連接到固定網絡PSTN。另外此移動交換接口MSC分別與至少一個基站控制器BSC相連接。
每一個基站控制器BSC能夠重新建立到至少一個基站BTS的連接。這種基站BTS是一個無線基站，其通過無線接口能夠建立到移動站MS的通信連接。在圖1中例如表示的到移動站MS的無線連接。
對于移動無線通信系統還含有另外的管理和維護中心OMC，其中能夠進行配置、軟件、功率參數的管理以及所出現的錯誤的管理。對此，關于移動無線通信系統的結構的工作和功率狀態的錯誤信息和信息能夠輸入到工作和維護中心OMC。
一個工作和維護中心OMC能夠管理所有的系統或者移動無線通信系統的部分結構。另外在圖1中示出的工作和維護中心OMC一直是用于基站系統BSS，其由一個基站控制器BSC和多個基站BTS組成。
在基站BTS和移動站MS之間的無線接口按照時分多址的方法進行管理。在一個載波頻率上例如準備了8個時刻，其用于不同的通信連接并且能夠用于管理無線接口。如果一個基站BTS也能夠準備多個載波頻率，則另外存在頻分復用的方法。
按照圖2的基站BTS含有4個發射和接收裝置TRX1到TRX4，其中的發射和接收裝置TRX1到TRX3分別固定地與天線裝置A相連接。另外的一個發射和接收裝置TRX4能夠有選擇地連接到三個天線裝置A中的一個。該基站BTS另外還含有一個控制裝置SE以監視和管理發射和接收裝置TRX1到TRX4和中心模塊ZM。該三個天線裝置A分別實現了在通過基站BTS進行無線技術供給的蜂窩中的一個扇區。
可能通過基站控制器BSC的信息進行傳導的控制裝置SE借助于發射和接收裝置TRX1到TRX3上的組合裝置K如此地分配通過基站BTS供給的通信連接，能夠切換的發射和接收裝置TRX4沒有通信連接。在相應的小負載的情況下，這尤其對于夜間或者對于周末是可能的，以此該發射和接收裝置TRX4能夠切換到能量節省模式。對于該能量節省模式，至少該發射終端級被去啟動或者切換到最小的功率，然而能夠與所保持的發射和接收裝置TRX1到TRX3的負載有關的，該附加的裝置，例如接收級、信號處理器、控制器、通風裝置或者供電裝置被斷開。
在切換到能量節省模式時，預先存在于基站控制器BSC中的閾值相應于所保持的發射和接收裝置的TRX1到TRX3的負載被詢問。例如在70％的閾值必需低于用于暫時負載的所有的發射和接收裝置，以此沒有利用的發射和接收裝置TRX4被切換到能量節省模式。
如果該基站BTS沒有被扇區化，而所有的發射和接收裝置TRX供給了一個圓形輻射的天線裝置TRX，或者該基站BTS通過四個發射和接收裝置TRX滿足，以此該閾值只對發射和接收裝置TRX起作用。該閾值在此情況下被大約升高，例如到80％(干線效應)。
對于所有的蜂窩或者蜂窩的每一個扇區一直提供一個管理通道，只有當沒有通信連接被供給時，它的發射和接收裝置沒有被斷開。可能地還存在替換的發射和接收裝置TRX4以用于管理通道(在GSM移動無線通信系統中的BCCH)。在此情況下，分配給一個扇區的發射和接收裝置足夠用于配置全向的供給。
圖3示出了一個基站系統BSS，其由一個基站控制器BSC組成，該控制器與例如兩個基站BTS相連接并且對其進行控制。在基站系統BSS中使一個基站BTS實現了具有較大的膨脹的所謂的屏蔽蜂窩，然而在此屏蔽蜂窩中的第二個基站BTS實現了一個微蜂窩。
在較高的業務負載的情況下，通過基站控制器BSC使通信連接盡可能集中到該微蜂窩，因為此微蜂窩相對于一個通信連接在移動無線通信系統中具有較小的干擾。如此該網絡的總容量上升。
在較小的業務負載的情況下，該通信連接優選地通過屏蔽蜂窩實現的基站BTS進行分配，以致在第二個基站BTS上的發射和接收裝置TRX1能夠切換到能量節省模式。對于此基站BTS，該能量節省模式表示了所有的功能被斷開。以此得到用于預熱的裝置和保持功能準備的控制裝置SE的功能能夠很快地啟動基站BTS。
從能量節省模式引出的在基站BTS上的組件能夠分別按照基站BTS的結構進行分別的調整。單獨地用于構成一個基站BTS能夠從西門子公司的產品信息手冊“ArrXpress D900/D1800移動網絡基站設備”，1996年二月中得知。
相應于發射和接收裝置TRX1、TRX2的負載和能量節省模式的規模的閾值能夠通過移動無線通信系統的工作和維護中心OMC進行調整。此調整對于每一個基站BTS或者每一個發射和接收裝置TRX1到TRX3能夠分別地實現。該工作和維護中心OMC如此分析基站BTS中的數據，通過移動無線通信網絡的所有的膨脹保證了一個穩定的無線技術的供給，并且對于各個發射和接收裝置出錯的情況能夠控制替換和轉換機構。
該無線通信系統能夠替換地作為具有基站的無繩用戶連接實現。相對應的在此情況下沒有移動站，而是一個第二無線站。該用戶連接的無線站以及能夠在網絡側通過電纜進行連接的無線站能夠按照本發明構成。另外在基站BTS和基站控制器BSC之間的通信連接能夠作為點到多點的無線連接構成，以此該發射和接收裝置能夠切換到能量節省模式。一個無線支持的在基站BTS和基站控制器BSC之間的基站BTS的連接具有的優點是彈性的和經濟的-例如通過已經存在的定向無線路徑-無繩地利用按照本發明的替換和轉換機構。
通過按照本發明的基站能夠通過用于管理在發射和接收裝置上的通信連接的的相應的措施實現無線通信系統的業務負載的較大的變化，并且能夠實現改善的和經濟的到能量節省模式的切換。
通過發射和接收裝置的去啟動能夠構成網絡計劃的彈性結構，因為用于發射和接收裝置TRX1、TRX2的載波頻率在斷開之后能夠在其他的蜂窩中進行利用。該載波頻率能夠在具有較大的業務負載的區域中進行集中。
發射和接收裝置TRX1、TRX2的改組在電流供給出錯時具有的優點，因為通過發射和接收裝置TRX1、TRX2的時間上的去啟動，該備用電源通過電池由較長的時間空間是可能的，相應蜂窩的全部錯誤被延遲。發射和接收裝置TRX1、TRX2或者全部基站BTS的斷開根據通信連接的分配能夠對相應的裝置進行管理。為此在管理和維護中心與相應的基站BTS之間存在一個具有報警、釋放(相對于發射和接收裝置TRX1、TRX2)和去啟動信號的信令。
權利要求
1.用于無線通信系統的基站(BTS)，具有至少一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)和至少一個天線裝置(A)以無線技術地供給到至少一個相對站(MS)的通信連接，其特征在于，用于監視和控制發射和接收裝置(TRX1、TRX2)的一個控制裝置(SE)，一旦不存在通信連接時，該控制裝置將一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)切換到一個能量節省模式。
2.如權利要求1的基站(BTS)，其中，一個保持的發射和接收裝置(TRX1)的負載小于或者等于一個閾值時，一個發射和接收裝置(TRX2)切換到能量節省模式。
3.如上述權利要求之一的基站(BTS)，其中，一個發射和接收裝置(TRX3)只在預先存在一個用于管理通道的替換的發射和接收裝置(TRX2)情況下才切換到能量節省模式。
4.如上述權利要求之一的基站(BTS)，具有一個蜂窩扇區，其中通過該控制裝置(SE)每一個扇區設置有至少一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)，和發射和接收裝置(TRX1、TRX2)，其是用于扇區所要求所供給，優選地切換到能量節省模式。
5.如權利要求1到3的基站(BTS)，具有一個蜂窩扇區，其中通過一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)的控制裝置(SE)能夠設置有多個扇區，并且相應于該結構和斷開的通信連接的請求能夠含有在一個單獨的扇區之中。
6.如上述權利要求之一的基站(BTS)，其中，該能量節省模式去啟動發射和接收裝置(TRX1、TRX2)的發射終端級。
7.基站系統(BSS)，具有至少一個如上述權利要求之一的基站(BTS)和一個與該基站(BTS)相連接的基站控制器(BSC)以管理無線技術的供給，如此地將通信連接分配到發射和接收裝置(TRX1、TRX2)，至少一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)切換到能量節省模式。
8.如權利要求7的基站系統(BSS)，其中，盡可能大數量的通信連接設置給實現一個管理通道(BCCH)的一個發射和接收裝置(TRX1、TRX2)。
9.具有至少一個移動交換接口(MSC)和至少一個工作和維護中心(OMC)的移動無線通信系統，與至少一個按照權利要求7或者8的基站系統(BSS)相連接，其中，在工作和維護中心(OMC)中信息通過與發射和接收裝置(TRX1、TRX2)不同的基站(BTS)的負載進行分析，并且該閾值能夠現實地被調整。
10.如權利要求9的移動無線通信系統，具有為多個基站(BTS)配置的蜂窩，其中，該蜂窩的至少一部分作為較小的蜂窩構成在一個較大的蜂窩的內部，優選的，供給該較小的蜂窩的發射和接收裝置(TRX1、TRX2)切換到能量節省模式。
11.如權利要求10的移動無線通信系統，其中，供給較小的蜂窩的基站(BTS)的附加另外的裝置被斷開。
12.如權利要求9到11的移動無線通信系統，其中，該閾值相應于一個時間計劃進行改變。
13.如權利要求9到12的移動無線通信系統，其中，對于一個切換到能量節省模式的基站(BTS)，一個在基站(BTS)和所屬的基站控制器(BSC)之間的可選擇的固定連接被解決。
14.如權利要求9到12的移動無線通信系統，其中，切換到能量節省模式的在基站(BTS)和基站控制器(BSC)之間的通信連接作為點到多點定向無線連接構成。
全文摘要
本發明涉及用于無線通信系統，尤其是用于移動無線通信網絡的基站。該基站具有至少兩個發射和接收裝置和至少一個天線裝置以無線技術地供給到至少一個相對站的通信連接。一個基站的控制裝置如此地監視管理該發射和接收裝置，一旦不存在通信連接，一個發射和接收裝置切換到能量節省模式。
文檔編號H04B1/16GK1240095SQ97180454
公開日1999年12月29日 申請日期1997年11月20日 優先權日1996年12月9日
發明者M·貝森 申請人:西門子公司