专利名称：蜂窝系统中运行无线基站的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的前序部分的运行无线基站的方法。另外，描述了执行该方法的设备和程序。
背景在像GSM或UMTS那样的蜂窝通信系统中，无线基站提供从核心网络到位于由各个基站服务的区域中的用户设备(例如，移动电话)的无线连接。通常，基站安装有用于连接的几个天线，以及经常服务于一个以上的小区，每个小区覆盖不同的区域。可以优选地使信号辐射到一个小区的扇区天线被使用来减小小区之间的干扰电平。在这种情形下，小区有时被表示为扇区或由基站服务的区域的小区扇区。然而，具有分级覆盖的小区结构也是已知的，例如，包括一个或几个更小的小区的总的区域的伞状小区。
基站也包括执行基本无线发送和接收功能的传输设备，它一般是收发信机，用于提供信号给天线和处理从天线接收的信号。也有可能将不同的发射机和接收机用于这些用途。传输设备通过射频组合和分布硬件以固定的方式被连接到天线，如果需要将小区中的容量增加到超出单个传输设备的限制，这就能允许几个传输设备连接到单个天线。通过传输设备的连接的路由通常由网络中的上级节点(诸如基站控制器(BSC)或无线网控制器(RNC))来进行。
到天线的固定连接具有缺点传输设备的数目和容量必须按照小区内预期的高峰业务来选择。高峰业务通常大大地高于平均业务，这使得昂贵的传输设备在很长的时间间隔内处于低的使用率。在相邻的小区中业务概况相对于它们的高峰时间可以很大的不同，特别是如果小区包括了在白天在占用上不同、和在使用上不同的区域(例如，办公室区域、居民区域或娱乐区域)。所以，在基站中的某些收发信机可能不处理业务或处理低的业务负荷，而同一个基站中服务于不同的小区的其它的收发信机的负荷则处在容量的极限。
为了解决这个问题，专利申请WO95/06369提出为基站配备一个附加的收发信机，它同时地被连接到服务于不同的小区的天线，以及打算覆盖高峰业务。这允许用一个附加的收发信机同时覆盖由基站服务的整个区域，而不必对于每个小区安装相应的数目的收发信机。然而，来自附加收发信机的信号在所有的小区中不利地产生辐射并因此而增加了干扰电平，特别是如果在基站中有几个附加的收发信机在运行的话。结果，把基站的服务区域划分成多个小区的优点由于数目增加的附加收发信机而消失去。专利申请WO95/06369也提到，附加收发信机可以在不同的小区之间进行切换。
而且，通信系统通常配备有用于测量小区中业务负荷(例如，小区中的连接的数目、或所有的连接的总的数据速率)的装置。在现有技术中，测量主要被执行来在资源高度负荷时确保系统中一定的业务质量，以及避免阻塞。如果业务负荷达到收发信机的极限，则附加连接的建立将被系统拒绝。
发明概要本发明的一个目的是克服上述这些缺点和用最小数目的传输设备来处理基站中变化的业务负荷。本发明的另一个目的是提供低的干扰电平给通信系统。
按照本发明，实现了权利要求1中描述的方法。而且，本发明体现在各权利要求中描述的设备和程序中。
在建议的方法中，业务负荷在由基站服务的至少一个小区中被测量和被评估。优选地，如果几个小区同时具有高的业务负荷的话，在由基站服务的至少一个小区中的业务负荷被测量和被比较，以便检测和解决资源冲突。负荷测量可以在基站中进行或在通信系统中的上级节点(诸如基站控制器(BSC)或无线网控制器(RNC))中进行。
根据评估的结果，作出分配传输设备给小区的决定。该决定可以在基站中利用给控制基站的上级节点的分配的信息来执行。或者，该决定在上级节点中执行，并把一个命令发送到基站，以便分配传输设备给选择的小区。通常，传输设备是收发信机，然而传输设备也可以是接收机或是发射机。基站中一个或几个传输设备可被分配给不同的小区。
如果对小区的分配被决定，则传输设备被连接到为该小区服务的天线。在大多数情形下，小区由一个包括若干个被连接到传输设备的天线的天线系统而不是由单个天线提供服务，以便特别地提供接收分集或发送分集。基站装备有开关，用于把传输设备的射频输入或输出端与射频组合与分布设备相连接。组合和分布设备允许把几个传输设备连接到单个天线系统或单个天线。优选地，通过使用扇区天线，可以使天线适配于不同的小区，以便减小干扰电平。
一般地，本方法包括调节分配给小区的传输设备的运行参量，以便减小系统中的干扰电平以及提供较高的灵活性。所述运行参量的例子是发射机和接收机频率、接收机分集、发射机的输出功率和填充模式、基站识别码，或例如像信道组合、时隙号、频率表、跳频序列号、移动分配索引号偏移、帧号码偏移或训练序列之类的信道参量。除了用于规定传输设备在连接到天线时的运行的运行参量(即，空中接口)以外，也可以调整用于规定传输设备相对于基站或上级节点中其它传输设备的运行的运行参量。它们的例子是用于连接的逻辑地址或时隙或收发信机执行的测量的参量。可以想到去使用在由基站服务的所有小区中的传输设备的固定的运行参量而不管实际的分配。
优选地，将至少一个传输设备永久地分配给每个小区，以便提供最小的业务容量，其中包括特别是像GSM系统中广播控制信道那样的必需的信道，该信道提供有关小区的基本信息给用户设备。为此，可以使用惯用的收发信机。
建议的方法的优点是在传输设备之间可共享的灵活的负荷。基站中传输设备的总的数目和容纳这些设备的相应的空间可被减小，因为它们可以以最高的业务负荷被分配给小区。对于给定数目的传输设备，可被处理以用于一个小区的最大业务负荷被增加。在传输设备出故障的情形下，另一个设备可被重新分配给小区。当传输设备只把信号辐射到那些具有与它相连接的相应的天线或天线系统的小区时，通信系统中干扰的电平是低的。如果只有来自单个小区的信号必须被处理，传输设备中接收机或接收部分的结构可以是相对较简单的。该方法可以被使用而不管通信系统中无线接入的类型，以及它可适用于例如GSM的时分多址的系统、例如UMTS的码分多址的系统、或频分多址的系统。在用于控制传输设备的上级节点中的设备和在上级节点与传输设备之间的链路中的带宽可被减小。
在本发明的优选的设备中，小区中的业务负荷可通过把它与至少一个门限值进行比较而被评估。按照评估的业务负荷来决定传输设备的分配，即，具有高的业务负荷的小区被选择以供分配。如果达到或超过对于小区的预定的上限门限值(例如，永久地分配给一个小区和永久地连接到一个天线的那些传输设备的容量极限)，则业务负荷是很高的。而且，对于小区的低业务负荷可以由一个表示传输设备是否可被重新分配给另一个小区的下限门限值来规定。如果几个传输设备可被分配给不同的小区，则门限值优选地按照当前服务于小区的传输设备的数目而变化。或者，这些门限值可以是对于被分配给这个相关小区的某些或几个传输设备的业务负荷的限制。
优选地，在通信网中用于通过传输设备把连接路由到小区的设备(通常是用于控制基站的上级节点)将会被告知重新分配。为此，把分配的指示或确认发送到用于控制路由的上级节点。上级节点可以通过传输设备从接收消息开始来路由连接。如果在上级节点中作出分配的决定，则在基站中确认相应的命令的成功执行。如果在基站中作出决定，则该分配被指示给上级节点。在故障的或延时的重新分配的情形下，该指示或确认可以避免错误。
优选地，负荷的测量是通过在一个时间间隔期间对对于小区的预定的事件、运行条件或资源的占用时间相加起来而完成的。在测量时间间隔期间积累的这些总和可以表示被用于决定分配的业务负荷。对预定的事件(例如用户设备对小区的接入请求或业务信道的分配)的相加会使得非常简单的负荷测量具有未考虑占用时间间隔的长度的缺点。接入请求也指示业务负荷已由用户提出请求但当前由于缺乏业务容量不能被建立。占用时间间隔可以通过对资源(例如，业务信道)的分配时间或空闲时间求和来进行计算。一个替换方案是对特定的运行条件(例如，在评估时间间隔期间预定数目的业务信道被同时分配的频繁程度)进行求和。上述最后的替换方案以缓和地增加的努力对业务负荷提供良好的评估。
当传输设备被分配给另一个小区时，通过该设备而路由的连接被释放。为了避免由于正在进行的连接而使重新分配被阻塞，小区中的附加连接优选地通过服务于小区的传输设备子集进行路由。建议采取有选择地进行路由，特别是如果决定了对服务于小区的传输设备的重新分配或如果小区中测量的业务负荷很低的话。例如，在低的业务负荷的情形下，连接可以只通过一个其中包含或包括被永久地分配给小区的设备的传输设备子集而被路由。不同的子集可以对应于不同的业务负荷。有可能规定传输设备的次序，连接是通过带有自由资源的传输设备按照这个次序而被路由的。
即使没有新的连接通过传输设备被路由，正在进行的连接也会阻塞重新分配。为了避免这种情形，如果重新分配被决定，或如果小区中的业务负荷是低的，建议把连接从可被重新分配的一个传输设备切换到服务于同一个小区的一个或几个传输设备。优选地，对其执行小区内切换的传输设备是永久分配给小区的传输设备。在现有技术中，当用户设备接收到坏的信号时，使用小区内切换来改变传输设备。
为了简化重新分配的判决，建议规定对于传输设备的释放的状态。如果小区中的负荷是低的话，传输设备从小区被释放。在释放状态下，传输设备对于所有的连接或至少对于附加连接被阻塞。如果传输设备处在释放状态(这可以用包含传输设备的特性的参量表中的一个标志来表示)，传输设备只分配给另一个小区。类似于对应于小区的所有的门限值那样，用于传输设备的释放的门限值可以取决于被分配给小区的传输设备的数目。有可能对于传输设备规定不同的释放状态。例如，在带有用于释放的相应的第一门限值的第一释放状态下，传输设备可被分配给任何需要附加业务容量的小区，而同时也规定带有对于释放的较高的门限值的第二释放状态。在第二释放状态下，传输设备只能被分配给其中所需要的业务容量大大地超过当前的业务容量的那些小区。在当前的小区容量与所需要的小区容量之间有重大的差别的情况下，这允许重新分配传输设备，而同时避免了由于业务负荷的小的变化引起的经常的重新分配。
如果在有限的时间间隔内小区中业务负荷减小，对于以前曾经分配过的同一个小区而言，传输设备的重新分配是必须的。所以，建议已被释放的传输设备的运行参量和连接保持不变，直至它被分配给另一个小区为止。这样，平均的重新分配时间被减小。
对于传输设备，可以规定初始的分配。如果在传输设备可被分配到的所有小区中的业务负荷是低的或不高的(例如低于上限门限值)，则初始的分配被建立。初始分配例如对应于小区中最可能的业务分布。
在某些情形下，负荷评估具有这样的结果例如，如果由基站服务的小区的负荷是可比较的、或如果出现短的业务高峰的话，则传输设备优选地在上一次分配发生后不久就被重新分配。如果在各次重新分配之间的时间间隔与重新分配所必须的时间具有相同的量级，则这实际上会阻塞传输设备。所以建议分配的判决包括检验在传输设备的前一次分配后的等待时间是否已经经历过了。对于初始分配的建立也规定了等待时间。等待时间应当比评估时间和对于重新分配所必须的时间长。这样就可以避免传输设备的阻塞，以及增加该方法的稳定性。为了避免在快速改变业务负荷时反复释放传输设备，优选地只有在上一次分配后经历了一个等待时间之后的情形下才执行释放。对于释放、初始分配和重新分配的等待时间可以是不同的。通过设置等待时间为无穷大，可以排除传输设备的重新分配。
为了减少系统中的信令负荷，传输设备的分配优选地在无线基站中作出决定。控制基站的上级节点(例如基站控制器(BSC))被告知进行分配，以及由它来批准该决定。或者，判决是在上级节点中进行的，以及把一个命令发送到基站，以便去执行重新分配。负荷测量可以在基站或在控制基站的节点中进行，优选地，可以在传输设备中进行判决，以减少通信系统中的信令。
用于调节分配给小区的传输设备的运行参量可被装载在基站的存储器中，这样可以允许传输设备的快速重新分配和减小系统中的业务负荷。或者，运行参量在重新分配过程期间从上级节点被发送，这可以简化在系统中发生改变时的数据更新。如果参量被保持在基站的存储器中，后者必须在通信系统中发生改变时被更新，在该通信系统中运行参量也可以由上级节点发送。因为小区中不同的传输设备的运行参量会互相影响(例如协调的跳频序列)，在重新分配的情形下对于服务于小区的所有的收发信机的运行参量的更新是更为优选的。
按照本发明的无线基站包括至少两个天线，用于连接到处在由基站服务的小区中的用户设备，以及还包括传输设备，用于提供信号给天线和或用于处理由天线接收的信号。无线基站包括或可连接到用于选择需要附加传输容量的小区的装置。选择是根据在至少一个小区中的测量的业务负荷进行的，该选择包括评估业务负荷和可任选地还包括检验等待时间是否已经经历过了。当选择是在基站中进行的情形下，控制基站的上级节点被告知有关选择的信息，以及由它来确认该选择。基站配备有开关，用于把至少一个传输设备交替地连接到服务于不同的小区的天线。开关可以由来自用于选择的装置的命令进行控制。
优选地，基站包括用于使至少一个传输设备的运行参量适配于所选择的小区的装置。在一个简单的实施例中，该装置包括用于存储传输设备的运行参量的存储器，还包括一个控制器，用于把由控制基站的节点发送的参量存储在存储器中，并且将对参量的接收作出的应答发回到发送的节点。来自上级节点的运行参量的传送是有利的，因为服务于小区的传输设备的运行参量会互相影响，例如，跳频必须被协调，以及需要在每次重新分配时重新计算。
基站可包括一个存储器，用于存储用于至少两个小区的一个传输设备的运行参量。存储器可以是传输设备的一部分，或公共存储器可以存储在一个基站中的几个传输设备的运行参量。
为了确保每个小区中的基本传输容量，优选的基站包括一些被永久地连接到一个天线或天线系统的传输设备。为此，除了一个或几个可被连接到不同的天线和适合于重新分配的传输设备以外，可以使用传统的传输设备。
按照本发明的无线基站可以包括传输设备，正如它们是在技术上已知的，如果它们可连接到不同的天线以及配备有用于存储由天线服务的小区的运行参量的存储器。优选的传输设备包括控制用于切换连接到不同的天线的开关的装置，以及用于按照选择的天线或天线系统来更新存储器中的运行参量的装置。这样，利用被永久地分配给一个小区的传输设备和可被切换到不同的小区的传输设备，实现简单的模块结构的基站是可能的。
而且，提出了这样一种传输设备，它包括一个存储器，它存储用于至少两个小区和优选地由基站服务的所有的小区的运行参量。通过从存储器中选择参量组，传输设备的运行参量可以快速地和以简单的方式而改变。
经常更优选的是，在蜂窝系统的控制设备中(例如在像BSC或RNC那样的系统节点中)执行小区选择和可任选地进行负荷测量与评估。控制设备可以位于远离基站的地方。按照本发明的控制设备包括用于按照测量结果来选择需要附加的传输容量的小区的装置。所以，用于选择的装置包括或可连接到用于测量由无线基站服务的小区中的业务负荷的装置。通过把负荷与预定的门限值进行比较，可以执行负荷评估。选择装置控制用于把至少一个传输设备交替地连接到服务于不同的小区的天线的切换装置。
优选地，本发明以一个程序单元的形式来实施，该程序单元是用于控制蜂窝通信系统中的设备的软件的一部分。程序单元可以执行上述方法的任一步骤。它可以被存储在一些数据载体(如磁或光记录媒体)上，或它可被装载到一些设备(例如系统中的基站或上级节点)中。该单元包括或可连接到用于测量和评估由基站服务的至少一个小区中的业务负荷的装置(该基站配备有至少两个用于连接到用户设备的天线)，以及用于提供信号到天线和处理由天线接收到的信号的传输设备。而且，该单元包括用于按照测量结果来选择需要附加的传输容量的小区的装置，以及用于控制开关以便把至少一个传输设备连接到服务于选择的小区的天线的装置。通常，用于评估、选择和控制的装置也可以是程序单元。
以上的设备和方法可适合于无线网使用。
通过以下对如附图中所显示的优选实施例的详细说明，将更明白本发明的以上的和其它的目的、特性和优点。
附图简述
图1显示现有技术的小区和无线基站的示意图。
图2显示在按照本发明的无线基站中收发信机与天线之间的连接。
图3显示按照本发明的收发信机的示意图。
图4显示按照本发明的方法的流程图。
图5显示按照本发明的方法中的负荷评估的流程图。
图6显示按照本发明的方法中对于收发信机分配的判决的流程图。
图7显示按照本发明的方法中第一信令序列。
图8显示按照本发明的方法中另一个信令序列。
发明详细描述在现有技术水平的通信系统中，无线基站BS服务于结构小区1、2、3，正如图1a显示的。由扇区天线系统AS来执行与位于小区中的用户设备之间的无线连接，该天线系统把信号辐射到它们所适配的小区1、2、3以及接收来自小区1、2、3的信号。有可能天线系统只有单个天线。正如图1b上更详细地显示的，每个天线系统AS被连接到至少一个收发信机TRX以便进行处理信号。射频组合与分布设备CD允许几个收发信机TRX连接到一个天线系统AS。每个收发信机TRX被永久地连接到一个天线系统AS。所以，当在对应的小区1、2、3中的业务负荷是很高时，被连接到一个天线系统AS的收发信机有可能处在它们的容量极限，而当由另一个天线系统服务的小区中只有很少或没有连接时，被连接到该另一个天线系统AS的收发信机是空闲的。
图2显示在按照本发明的无线基站中收发信机与天线之间的连接。对于每个被服务的小区，基站包括一些收发信机，它们被永久地连接到天线系统AS，正如现有技术中已知的以及参照图1描述的。另外，基站具有至少一个收发信机，它们被连接到一个以上的天线系统AS，即，被分配给不同的小区，以及下面把它表示为多小区收发信机MCTRX。为了简化附图，图上只显示了到一个多小区收发信机MCTRX的连接组合与分布设备C、D，而到其它收发信机的连接CO′仅仅用符号表示。
多小区收发信机MCTRX的射频RF输出端和射频RF输入端分别通过分配给多小区收发信机MCTRX的开关SW、SW′而被连接到组合与分布设备C、D。开关SW、SW′允许把收发信机交替地连接到不同的天线系统AS。虽然图2把开关与收发信机分开地显示，但开关SW、SW′也可以是多小区收发信机MCTRX的一部分。开关SW、SW′的设置由在多小区收发信机MCTRX的控制单元中产生、和通过开关控制连接SC被发送的开关控制信号来控制。优选地，由多小区收发信机MCTRX控制的所有的开关SW、SW′可以用一个公共的信号来操纵。在天线分集的情形下，多小区收发信机配备有用于每个接收或发送支路的输入端或输出端，它们通过相应的开关SW、SW′被连接到天线系统AS。
例如，可能的开关设置的数目对应于多小区收发信机可被分配到的小区的数目，即由基站服务的所有的小区、或仅仅是这些小区的一个子集。该实例显示了一种其中三个小区可以由该多小区收发信机MCTRX提供服务的结构。可以这样地被分配给一个小区的收发信机的最大数目是被永久地连接到各个天线系统AS的所有的收发信机TRX以及可被切换到天线系统AS的多小区收发信机MCTRX的总和。例如一个具有三个天线系统的基站具有总共六个永久地连接到这些天线系统的收发信机(每个天线系统两个)和三个多小区收发信机。在这种情形下的可能的分配是三个收发信机被连接到每个天线系统。其它可能的分配是一个天线系统具有五个收发信机和两个天线系统各具有两个收发信机；或者，一个天线系统具有四个收发信机、一个天线系统具有三个收发信机和一个天线系统具有两个收发信机。在基站运行期间分配可以被改变。
图3显示适合于分配给不同的小区的多小区收发信机MCTRX。除了用于处理被馈送到天线和从天线接收的信号的单元SP(正如从惯用的收发信机中可以得知的单元那样)以外，多小区收发信机MCTRX具有一个存储器MEM，它可保存几个参量组。参量组包含多小区收发信机MCTRX的运行参量，该多小区收发信机用于它可被连接到的不同的小区。而且，该多小区收发信机包括控制单元CU。多小区收发信机MCTRX通过信令链路SL被连接到通信网中的上级节点，以及通过数据链路DL发送和接收要被处理的数据。任选地，单个链路可被使用于数据和信令。如果作出这样的判决多小区收发信机MCTRX将改变小区，则通过信令链路SL把一个相应的命令发送到多小区收发信机中的控制单元CU，除非在收发信机本身中执行判决。控制单元CU把多小区收发信机MCTRX的运行参量改变成被包含在存储器MEM中的、用于所选择的小区的数值。通过使用控制信号，该单元也通过开关控制连接SC来控制基站中的至少一个开关。开关把多小区收发信机MCTRX的射频RF输入端和输出端连接到服务于所选择的小区的天线系统AS。如果用于一个小区的运行参量在多小区收发信机MCTRX中被改变，则更新的运行参量组可以从上级节点通过信令链路SL被发送。当信令链路上的数据速率相当低时，存储器MEM中的参量组允许减少多小区收发信机MCTRX的重新分配时间。在重新分配期间发送的数据量被显著地减少。
图4的流程图显示按照本发明的方法。在第一步骤中，例如，在基站安装期间执行基站中一个或几个多小区收发信机MCTRX的初始化10。在初始化时，多小区收发信机按照预定的初始分配方案被分配给小区，以及被提供以运行参量。初始化10以后，在预定的时间间隔内执行负荷评估12。负荷评估12常规地重复进行。当评估12结束时，发送触发信号14，以便启动判决多小区收发信机是否被分配给其它小区。如果执行测量和判决的设备是不同的，则触发信号可被测量的负荷修改。触发信号14使负荷评估和分配判决同步，它们通常按照同时执行的周期来执行，其中所述判决是根据以前的负荷评估的结果作出的。另外，触发信号14允许在互相远离的通信网的设备中执行该方法的不同的部分。
用于分配的判决和执行的周期从等待步骤16开始，在该步骤等待接收触发信号。触发信号表示负荷评估12结束，以及相应于负荷的数值已准备好下载到用于执行分配判决的设备。或者，触发信号可根据测量值来修改。在接收触发信号后，执行分配判决18。判决的结果被发送到控制基站的上级节点，以及由上级节点作出的对判决18的批准或应答将在通信程序过程中等待。如果上级节点执行判决18，则在上级节点内执行通信程序过程20。一个或几个多小区收发信机被配置用于相应的小区，即，被提供以相应的运行参量组，以及在分配执行22中被连接到适当的天线系统。正如下面将说明的，如果对于基站中几个多小区收发信机执行该方法，通信程序过程20和分配执行22在判决18结束之前已开始。如果在判决18中决定不重新分配，则通信程序过程20和分配执行22被跳过。最后，用于分配的判决和执行的循环再次从另一个等待触发信号的步骤16开始。
图5更详细地描述用于负荷评估12和产生触发信号14的循环。循环从对于本方法中所考虑的小区的业务负荷的变量的复位50开始。而且，一个定时器被复位，该定时器确定用于负荷测量的时间间隔。这些变量相应于表示在特定的小区中的业务负荷的参量(例如，像对于连接用户设备的请求那样的预定的事件)。在监视步骤52，事件被计数，以及变量被随之更新。监视步骤52的持续时间使定时器递增。在随后的检验54中，该定时器与用于负荷评估的预定的时间间隔进行比较。如果该时间间隔没有超过，则开始另一个监视步骤52。否则，在存储步骤56，把当前的变量值存储在存储器中。存储器现在包含小区的当前的业务负荷，它被使用来判决传输设备的分配。当存储器被更新时，触发信号14被发送，以用于将分配判决初始化，以及下一个负荷评估12从变量和定时器的复位50开始。
在图6上以流程图详细地显示分配判决18的执行。在等待步骤16接收触发信号后，执行变量NOR的复位60，该变量NOR包含在所有的小区中请求的传输设备的数目。在以下的第一环路62中，该方法对于每个小区i执行检验多小区收发信机MCTRX是否可从它当前被分配的小区中释放，或小区中的业务负荷是否需要附加的传输设备。为此，在步骤56，小区i的当前的小区负荷CCLi从被更新的存储器中被读出或被发送。小区释放门限值CRTi规定在将多小区收发信机分配给小区i和随后从同一个小区的释放之间的最小时间。如果在比较64中，当前的小区负荷CCLi小于多小区收发信机从小区i释放的负荷下限LLLi、以及小区i的小区分配定时器值CATi大于小区释放门限值CRTi，则多小区收发信机从小区i被释放。小区分配定时器值CATi是自从多小区收发信机上一次被分配给小区i以来的时间。有可能一个以上的多小区收发信机从一个小区被释放。对于释放的多小区收发信机，分配状态在步骤66被改变成“释放的”，它可以用一个标志来表示。
在第二比较68，进行检验小区是否需要附加的传输容量。为此，负荷上限ULLi规定由小区i对附加收发信机的请求的最小负荷。负荷上限ULLi可以是小区的最大业务容量，但如果达到这个数值，它优选地是较小的，以避免阻塞。建议使得负荷上限ULLi和负荷下限LLLi对应于被分配给小区i的收发信机的数目。如果小区i的当前的负荷CCLi大于负荷上限ULLi，则请求的收发信机NOR的数目在步骤70递增1。或者，比较68包括检验需要多少附加收发信机。在这种情形下，在步骤70，NOR按照相应的数目而递增。一个包含着自从任何小区对多小区收发信机的最新请求以来的时间的定时器LRT在复位72中被复位。环路62重复进行，直至对其执行该方法的所有的小区i和基站中所有的多小区收发信机MCTRX都被检验为止。
在第二环路80，进行小区选择，这些小区将被分配以收发信机。环路80从检验82开始，检验是否有任何多小区收发信机MCTRX处在释放状态。如果没有一个多小区收发信机MCTRX处在释放状态，则环路80结束，以及开始等待下一个触发信号去启动分配判决18的步骤16。否则，在选择84中，选择在当前的小区负荷CCLi和负荷上限ULLi之间具有最大差别的小区，以及将一个多小区收发信机分配给这个小区。选择84确保多小区收发信机可以按当前的小区负荷CCLi和负荷上限ULLi之间的递减的差值的次序被分配给小区。例如，已分配的收发信机的业务容量可以在选择84中从当前的小区负荷CCLi中减去，可以设置一个这样的标志收发信机已被分配给在同一个环路80中的随后的选择84中被检验的小区，或者CCL可被设置为零。有关的多小区收发信机的状态在步骤86从“释放的”改变到“分配的”，以及对于发生分配的小区的小区分配定时器值CATi进行复位88。如果有足够数目的释放的收发信机可供使用，则第二环路80重复进行与请求的NOR的数目一样多的次数，否则，环路80在检验82中结束，以及开始通信处理过程20。
如果在第二环路80后有任何的多小区收发信机仍旧处在释放状态以及检验90得出这样结果定时器值LRT大于重新建立等待时间RWT，则把处在释放状态的多小区收发信机分配92到对于相关的收发信机规定的初始分配。重新建立等待时间RWT规定了在执行初始分配92之前及在由任何小区对多小区收发信机发出的上一次请求后必须经历的最小时间。各个相关的多小区收发信机MCTRX的状态在步骤94从“释放的”改变到“分配的”，以及对于发生分配的那些小区的小区分配定时器CATi进行复位96。如果不满足重新建立初始分配的条件，则在复位96后或在检验90后结束分配判决18。
在通信网中不同的设备之间的通信程序过程20取决于执行该方法的不同的步骤的设备。图7上显示用于一种方法的优选的信令序列，其中对于多小区收发信机的分配的决定在基站BS中执行，在信令序列的开始处用于选择的小区的适当的运行参量被提供给基站BS。这个方法的实施例的优点是与现有技术的设计相比较，在上级节点SN中的改变可被限制为最小值。
在多小区收发信机分配给新的小区以前，例如在上述的步骤86，在以前服务的小区中通过多小区收发信机MCTRX的所有的连接必须被释放或被重新路由到另一个收发信机。为此，基站BS发送一个请求到上级节点SN。在时间101，在决定收发信机的释放以后，BLOCK_NEW_ASSIGNMENT_REQUEST排除了收发信机的连接的任何新的分配。对于请求的适当的时间一直延续至在以上的实施例的步骤66中接收机的分配状态改变到“释放的”为止。如果上级节点SN批准该请求，则它发送一个关于接受阻塞(BLOCK_NEW_ASSIGNMENT_ACCEPT)的消息。从接受开始，没有附加的连接通过多小区收发信机MCTRX被路由。多小区收发信机有可能在请求阻塞新的分配以后拒绝附加连接而不用等待接受消息。
在时间102当经过一段时间间隔后，针对先前的小区所执行的所有的连接都可以通过小区内切换被释放或被路由到另一个收发信机。多小区收发信机MCTRX从一个存储器MEM装载与它所分配到的小区相对应的运行参量组，以及把它的射频输入端和输出端连接到通过使用开关SW、SW′服务于小区的天线系统AS。时间102合适地相应于步骤86。多小区收发信机优选地在分配被初始化之前具有用于它可被分配到的所有的小区的运行参量，以便加速重新分配。重新分配的成功执行通过CELL_CHANGE_INDICATION消息被报告给上级节点，该消息优选地由上级节点通过被表示为CELL_CHANGE_INDICATION的消息进行确认。在接收这个消息后，上级节点SN具有关于被选择的小区由多小区收发信机MCTRX提供服务的信息，以及可以从时间103开始通过多小区收发信机把连接路由到小区。
如果基站或多小区收发信机不包含用于它可被重新分配到的所有的小区的参量组，则图8所示的信令序列是适用的。例如在选择84，基站在时间111执行把多小区收发信机分配到另一个小区的判决。基站发送一个请求到上级节点SN多小区收发信机MCTRX应该被分配到选择的小区(NEW_CELL_WANTED_REQUEST)。上级节点通过相应的确认消息NEW_CELL_WANTED_ACCEPT表示接受该请求，以及停止将多小区收发信机MCTRX用于在先前的小区中的连接。在时间112，在先前的小区中的所有的连接被释放，即，多小区收发信机不处理任何业务。现在上级节点在单个或几个消息NEW_CELL_PARAMETER_SET中将用于所选择的新小区的运行参量组发送到多小区收发信机。该参量组的接收被多小区收发信机应答(NEW_CELL_PARAMETER_SET_ACT)。在时间113当应答以后，上级节点发送命令CELL_CHANGE_COMMAND，以便改变服务的小区，该命令在运行参量从该组被更新后被多小区收发信机确认，以及收发信机被连接到服务于该小区的天线(CELL_CHANGE_CONFIRM)。当上级节点在时间114接收到确认时，它可以把用于小区的连接分配给多小区收发信机MCTRX。
如果在上级节点SN中作出重新分配多小区收发信机MCTRX的判决，则信令序列不需要包括来自基站BS的改变服务的小区的请求，因为关于收发信机的释放和已选择的小区的识别号的信息在上级节点中早已可提供的。在这种情形下，信令序列可在图8中在时间112开始，或者可以只包含改变服务的小区的命令CELL_CHANGE_COMMAND以及来自多小区收发信机MCTRX的相应的确认CELL_CHANGE_CONFIRM(如果它早已提供了这些运行参量的话)。
可任选地，业务负荷的测量和对分配的判决可在不同的设备中执行，例如，负荷的测量在基站BS中执行，以及分配的判决在上级节点中执行。然后，相应的信令序列也包括测量数据和触发信号的传送，以便通过任选的接收确认来启动所述分配。相应的信息分别在图7和8的时间101和111之前被发送。
以上的实施例完美地达到本发明的目的。然而，将会看到，可以由本领域技术人员作出修改，而不背离仅仅由权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.蜂窝通信系统中运行无线基站的方法，其中基站(BS)包括至少两个天线，用于连接到处在不同的小区中的用户设备；以及传输设备，用于提供信号到天线和/或用于处理由天线接收的信号，其中该系统配备有用于测量在由基站(BS)服务的小区(1、2、3)中的业务负荷的装置，其特征在于，-在由基站(BS)服务的至少一个小区(1、2、3)中测量业务负荷，-评估小区(1、2、3)的业务负荷，-根据评估的业务负荷来判决传输设备到小区(1、2、3)的分配，-以及传输设备被连接到服务于选择的小区(1、2、3)的天线。
2.按照权利要求1的方法，其中所述分配包括调节分配给小区(1、2、3)的传输设备的运行参量。
3.按照权利要求2的方法，其中传输设备的跳频与被分配到小区(1、2、3)的另一个传输设备的跳频相协调。
4.按照前面权利要求的任一项的方法，其中小区(1、2、3)中的业务负荷是通过与至少一个门限值进行比较而被评估的。
5.按照前面权利要求的任一项的方法，其中分配的指示或确认通过传输设备被发送到控制连接的路由的上级节点(SN)。
6.按照前面权利要求的任一项的方法，其中负荷的测量是通过对在一个时间间隔期间内的预定的事件、运行条件或用于小区的资源的占用时间进行相加而执行的。
7.按照前面权利要求的任一项的方法，其中如果传输设备的重新分配被决定，或如果小区(1、2、3)中测量的业务负荷低于门限值，则在小区(1、2、3)中建立的附加连接通过服务于小区的传输设备子集被路由。
8.按照前面权利要求的任一项的方法，其中如果传输设备的重新分配被决定，或如果小区中的业务负荷低于门限值，则执行向服务于同一个小区(1、2、3)的传输设备子集的切换。
9.按照前面权利要求的任一项的方法，其中如果小区中的业务负荷低于门限值，则传输设备从小区(1、2、3)中被释放，以及如果传输设备处在释放状态，则传输设备只被分配给另一个小区。
10.按照权利要求9的方法，其中被释放到传输设备的运行参量保持不变，直至它被分配给另一个小区(1、2、3)为止。
11.按照前面权利要求的任一项的方法，其中对于传输设备规定初始分配，并且如果由无线基站提供服务的所有的小区中的业务负荷低于门限上限，则建立所述初始分配。
12.按照前面权利要求的任一项的方法，其中对分配或释放的判决包括检验在传输设备的先前的分配或释放以后的等待时间是否已经过经历。
13.按照前面权利要求的任一项的方法，其中在无线基站(BS)中判决对传输设备的分配。
14.按照前面权利要求的任一项的方法，其中用于调节分配给到小区(1、2、3)的传输设备的运行参量从基站(BS)中的存储器(MEM)被装载。
15.蜂窝系统的无线基站，具有用于测量由基站(BS)服务的小区(1、2、3)中的业务负荷的装置，所述基站(BS)包括至少两个天线，用于连接到用户设备；以及传输设备，用于提供信号给天线和/或用于处理由天线接收的信号，其特征在于，基站(BS)包括或可连接到用于选择要求附加的传输容量的小区(1、2、3)的装置，其中根据测量的业务负荷来进行所述选择，基站(BS)配备有开关(SW，SW′)，用于把至少一个传输设备交替地连接到服务于不同的小区(1、2、3)的天线，以及开关(SW，SW′)由用于选择的装置控制。
16.按照权利要求15的基站，其中基站(BS)包括用来调节分配给选择的小区(1、2、3)的至少一个传输设备的运行参量的装置。
17.按照权利要求16的基站，其中基站(BS)包括一个存储器(MEM)，用来存储用于至少两个小区(1、2、3)的传输设备的运行参量。
18.按照权利要求15到17的基站，其中基站(BS)包括被永久地连接到天线的传输设备。
19.蜂窝系统的无线基站的传输设备，用于提供信号给天线和/或用于处理由天线接收的信号，其中传输设备可连接到天线，以及配备有一个存储器，用于存储由天线服务的小区(1、2、3)的运行参量，其特征在于，传输设备包括用于控制开关(SW，SW′)交替地连接到不同的天线的装置，以及以及用于按照选择的小区更新存储器中的运行参量的装置。
20.按照权利要求19的传输设备，其中传输设备包括一个存储器(MEM)，用于存储至少两个小区(1、2、3)的运行参量。
21.蜂窝系统的控制设备，具有用于测量由无线基站(BS)提供服务的小区(1、2、3)中的业务负荷的装置，其中基站(BS)包括至少两个天线，用于连接到用户设备；以及传输设备，用于提供信号给天线和/或用于处理由天线接收的信号，其特征在于，设备包括或可连接到用于测量业务负荷的装置和包括用于选择需要附加的传输容量的小区(1、2、3)的装置，以及选择装置控制用于把至少一个传输设备交替地连接到服务于不同的小区(1、2、3)的天线的开关装置。
22.在蜂窝系统中数据载体上的、或可装载到控制设备中的程序单元，该控制设备具有用于测量由无线基站(BS)提供服务的小区(1、2、3)中的业务负荷的装置，其中基站(BS)包括至少两个天线，用于连接到用户设备；以及传输设备，用于提供信号给天线和/或用于处理由天线接收的信号，其特征在于，程序单元包括或可连接到用于测量业务负荷的装置，程序单元包括用于选择需要附加传输容量的小区(1、2、3)的装置，以及程序单元包括控制装置，以便控制用于把至少一个传输设备交替地连接到服务于选择的小区的天线的开关装置。
23.按照权利要求22的程序单元，其中程序单元执行按照权利要求1到14中的任一项的方法的至少一个步骤。
全文摘要
针对基站(BS)描述了蜂窝通信系统中运行无线基站的方法，该基站(BS)包括至少两个天线，用于连接到处在不同的小区中的用户设备，以及传输设备，用于提供信号到天线和/或用于处理由天线接收的信号。系统配备有用于测量在由基站(BS)服务的小区(1、2、3)中的业务负荷。在由基站(BS)服务的至少一个小区(1、2、3)中测量业务负荷，以及评估小区(1、2、3)的业务负荷。根据评估的业务负荷来判决对小区(1、2、3)的传输设备的分配，以及传输设备被连接到服务于选择的小区(1、2、3)的天线。也描述了执行该方法的步骤的设备和程序。
文档编号H04W88/08GK1391772SQ00814990
公开日2003年1月15日 申请日期2000年9月28日 优先权日1999年10月27日
发明者U·希尔德布兰德 申请人:艾利森电话股份有限公司