专利名称：运行移动无线电系统的方法、移动无线电系统和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行移动无线电系统的方法、一种移动无线电系统以及一种用于移动无线电系统的基站。
移动无线电系统是这样的无线电通信系统，在这些无线电通信系统中网络侧的站维持与用户站的无线电连接。已公开了许多蜂窝式移动无线电系统，这些蜂窝式移动无线电系统具有大量由至少一个网络侧的无线电站供应的无线电小区。例如按照标准GSM、UMTS、IS-95、CDMA 2000的系统和许多另外的系统归属于此。这些系统通常为每个无线电小区设置一个基站。多个无线电小区中的无线电小区与中央的无线电网络控制器(Radio Network Controller，BSC或RNC)相连接。
从UMTS标准中公开了，在每个无线电小区中，将位于无线电小区中的基站的功率放大器的当前输出功率与对于该无线电小区来说允许的最大输出功率之比通知给上级的无线电网络控制器。需要该信息来估计无线电小区的负荷。由存在的无线电资源来限定无线电小区的最大容量。主要由可供使用的频带宽度和无线电小区的允许的最大总发射功率来决定无线电资源。为了不太强烈地干扰相邻的无线电小区，为每个小区规定这种最大允许的发射功率。
本发明所基于的任务在于说明一种用于运行移动无线电系统的方法，该方法能够实现改善地利用存在于无线电小区中的无线电资源。
利用根据独立权利要求的方法、移动无线电系统以及基站来解决该任务。本发明的有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。
用于运行移动无线电系统的本发明方法设置一种功率放大器，用于放大要向用户站传输的信号。确定该功率放大器的负荷的量度，并且发送到移动无线电系统的中央单元上。
功率放大器例如可以是移动无线电系统的基站的组成部分。如果一个无线电小区具有多个发射位置，则这些位置中的每一个具有至少一个功率放大器。
与上述的、规定无线电小区的负荷的确定的现有技术相反，根据本发明确定某个功率放大器的单独的负荷，并且通知例如可以是无线电网络控制器的中央单元。(在一个无线电小区中仅有一个放大器的情况下)对于功率放大器来说最大允许的输出功率常常偏离放大器所位于的相应无线电小区的最大允许的总发射功率。通常如此来规定每个放大器的最大允许的输出功率，使得防止放大器过载或在其特性曲线的非线性范围中工作并且因此引起失真。与此相反，如此来规定小区的最大允许的发射功率，使得不太强烈地影响相邻无线电小区的发射。因此这里干扰限制是重点。所以在网络侧相应地规定小区的最大允许的发射功率。
本发明可以应用在任意的移动无线电系统中。
在每个无线电小区存在多个功率放大器时，利用本发明尤其可以不仅提供整个无线电小区的负荷的量度，而且提供移动无线电系统网络侧的每个单个放大器的负荷的量度。只要在中央单元中计划资源分配，则可以例如如此来执行资源分配，使得尽可能均匀地使功率放大器承担负荷。
如果在一个无线电小区之内规定发射分集(transmit diversity)，其中在发射分集的情况下相同连接的信号通过至少两个放大器和所属的天线同时向同一用户站传输，则一个无线电小区中的多个功率放大器尤其得到采用。通过以下方式可以实现放大器的不均匀的负荷，即将发射分集仅用于连接的一部分，而同时可以规定仅仅将一个放大器用于另外的连接。
按照本发明的一种改进方案，功率放大器位于移动无线电系统的无线电小区中，而中央单元位于该无线电小区之外。因此传送到中央单元上的量度可以是向各个功率放大器分配连接的基础，该分配要么由中央单元要么由其它网络侧组件来执行。中央单元可以是无线电网络控制器(radio network controller)。
在本发明的一种改进方案中，功率放大器的负荷的量度有利地不仅依赖于当前由功率放大器提供的输出功率，而且依赖于功率放大器的最大允许的输出功率。例如这两个值可以是相互关联的，使得所确定的并且传送到中央单元上的量度被相应地“标准化“，并且说明负荷的百分率。
按照本发明的一种改进方案，设置有多个功率放大器，用于放大要向用户站传输的信号，并且确定功率放大器的负荷的至少一个量度。
在此情况下，根据本发明的一种实施形式，确定功率放大器中的每一个功率放大器的负荷的量度。这能够实现负责资源分配的单元的、关于每个单个放大器的负荷率的非常详细的信息。
替代地也可以确定，功率放大器的负荷的哪个量度具有最大的值，并且将这个具有最大值的量度发送到中央单元上。该信息告知中央单元(在还可供使用的资源的意义上)放大器之一的最临界的负荷率。
有利的是，除了功率放大器的负荷的至少一个量度之外还确定功率放大器所位于的无线电小区的负荷的量度，并且同样将无线电小区的负荷的量度发送到中央单元上。如果存在上面的段落中所述的实施形式，这则尤其是有利的。于是可以借助两个量度在网络侧确定，是否只有放大器中的至少一个已达到其负荷的临界范围，或者无线电小区总体上是否已经接近它的容量极限。(在每个无线电小区有多个放大器的情况下)对于每个单个功率放大器来说最大允许的输出功率的总和常常显著大于放大器所位于的相应无线电小区的最大的总发射功率。这原因在于，放大器在运行期间可能不同强度地承受负荷。通常如此来规定每个放大器的最大允许的输出功率，使得防止放大器过载。与此相反，如此来规定小区的最大允许的发射功率(该发射功率以下也称为相应小区的功率放大器输出功率的最大允许的总和)，使得不太强烈地影响相邻无线电小区的发射。
按照一种优选的实施形式，无线电小区的负荷的量度不仅依赖于当前由无线电小区的所有功率放大器提供的输出功率的总和，而且还依赖于功率放大器的输出功率的最大允许的总和。最后所述的因素是在上一段落中提及的无线电小区的最大允许的发射功率。在该实施形式中，通过利用最后所述的因素的标准化，得出无线电小区的百分比的负荷率作为无线电小区的负荷的量度。
无线电小区的负荷的量度可以与功率放大器的负荷的量度同时向中央单元传输，或者两者可以在不同的时刻向中央单元传输。后者可以通过以下方式来实现，即确定，功率放大器之一的负荷的量度或无线电小区的负荷的量度是否具有较大值，其中根据该结果，要么将该功率放大器的负荷的量度要么将无线电小区的负荷的量度发送到中央单元。以此方式确保，中央单元总是被告知(放大器之一的那个或总体上无线电小区的那个)分别最临界的负荷率。同时节省通向中央单元的传输资源，因为不同时传输负荷的两个量度。
特别有利的是，在考虑到发送给中央单元的负荷的量度的情况下对要传输的信号到功率放大器上的分配作出决定。这可以例如通过中央单元来实现。以此方式，可以在存在多个功率放大器的情况下尽可能均匀地利用存在的功率放大资源。
可以有利地重复确定负荷的根据本发明的量度并将其传送到中央单元。该确定和传送可以周期性地或根据请求由中央单元进行。
本发明的移动无线电系统以及本发明的基站具有用于执行本发明方法以及其扩展方案和改进方案所需要的装置或组件。也可以实现这样的本发明扩展方案，在这些扩展方案中这些装置不是或仅仅部分是基站的组成部分。
以下借助
图1中示出的实施例来更详细地阐述本发明。
图1展示了UMTS移动无线电系统的由基站BS供应的无线电小区C。基站由本地单元BS′以及由两个与该本地单元BS′相连接的分布式(abgesetzt)的天线单元A1、A2构成。基站BS可以维持通向用户站MS1、MS2的连接，经由该连接可以传输相应的信号S1、S2。在此情况下，借助第一天线单元A1并且同时借助第二天线单元A2按照发射分集方法向第一用户站MS1传输第一信号S1。但是也可以仅仅通过天线单元之一来维持连接。例如仅仅通过第一天线单元A1向第二用户站MS2传输第二信号S2。
每个天线单元A1、A2具有功率放大器PA1、PA2，该功率放大器用于放大要通过相应的天线发射的信号S1、S2。此外，基站BS的本地单元BS′与无线电网络控制器RNC形式的中央单元相连接，该无线电网络控制器RNC与其它无线电小区的多个相同类型的基站相连接(未示出)。
基站BS为每个放大器PA1、PA2确定所述每个放大器PA1、PA2在无线电网络控制器RNC上的负荷的以下量度MnMn＝Pn/Pnmax，其中n＝1，2，其中Pn是放大器PAn的当前的输出功率或发射功率，而Pnmax是该放大器的最大允许的输出功率。
此外，基站BS还确定这两个量度M1、M2中具有最大值的那个量度MPA＝max(M1；M2)。
它随后向无线电网络控制器传送该最大值MPA。在另外的实施例中，当然也可以将两个量度M1、M2通知无线电网络控制器。
此外，在基站BS中还确定无线电小区C的负荷的量度，并且同样通知无线电网络控制器MC＝(P1+P2)/PCmac，其中PCmax是以前由无线电网络控制器RNC规定的无线电小区中最大允许的发射功率。
在该实施例中无线电网络控制器能够识别，是否由于小区的最大允许的功率(PCmax)或放大器之一的最大允许的功率(Pnmax)的超出而潜在地危及无线电小区C的运行。
在该实施例中周期性地确定负荷的量度Mn、MC并且传送到控制器RNC上。无线电网络控制器RNC因此能够尽可能最佳地分配无线电小区C的无线电资源，使得不仅避免超出每个功率放大器PAn的最大允许的输出功率Pnmax，而且避免超出无线电小区C的最大允许的发射功率PCmax。可以通过以下方式来实现资源分配，即给这些功率放大器分配确定数量的、具有要传输的相应信号S1、S2的连接。如果例如证实第一功率放大器PA1负荷太高，控制器RNC则可以决定不再以分集模式而是仅仅通过第二功率放大器PA2向第一用户站MS1传输该连接的信号S1。以此方式减轻第一放大器PA1的负荷。
在本发明的另一个实施例中，不是同时向无线电网络控制器RNC传输两个量度MPA、MC。替代于此，按以下公式根据这些量度计算出另一个向无线电网络控制器传输的参数TCP＝max(MC；MA)。这就是说，仅向控制器RNC传输两个值中分别较大的值。由此可以降低在基站BS和控制器RNC之间所需要的传输容量或信令花费。
也可以在基站BS的本地单元BS′中、也就是与天线分开地布置放大器PA1、PA2。于是与有源天线相反，谈及无源天线，在有源天线的情况下直接在天线上布置放大器(像在图1中那样)。
在本发明的其它实施例中，也可以在基站BS之内设置多于两个的分别具有功率放大器的天线。
权利要求
1.用于运行移动无线电系统的方法，其中，-设置有功率放大器(PA1；PA2)，用于放大要向用户站(MS1，MS2)传输的信号(S1，S2)，-并且确定所述功率放大器的负荷的量度(M1；M2)，并且发送到所述移动无线电系统的中央单元(RNC)上。
2.按权利要求1的方法，其中，-所述功率放大器(PA1；PA2)位于所述移动无线电系统的无线电小区(C)中，-并且所述中央单元(RNC)位于所述无线电小区之外。
3.按上述权利要求之一的方法，其中，所述功率放大器(PA1；PA2)的负荷的量度(M1；M2)不仅依赖于当前由所述功率放大器提供的输出功率(P1，P2)，而且依赖于所述功率放大器的最大允许的输出功率(P1max，P2max)。
4.按上述权利要求之一的方法，其中，-设置有多个功率放大器(PA1，PA2)，用于放大要向所述用户站(MS1，MS2)传输的信号(S1，S2)，-并且确定所述功率放大器的负荷的至少一个量度(MPA；M1，M2)。
5.按权利要求4的方法，其中，确定所述功率放大器(PA1，PA2)中每一个功率放大器的负荷的量度(M1，M2)。
6.按权利要求5的方法，其中，确定所述功率放大器(PA1，PA2)的负荷的哪一个量度(M1，M2)具有最大值，并且将这个具有最大值的量度(MPA)发送到所述中央单元(RNC)上。
7.按权利要求5或6的方法，其中，-除了所述功率放大器的负荷的至少一个量度(M1，M2)之外，此外还确定所述功率放大器(PA1，PA2)所位于的无线电小区(C)的负荷的量度(MC)，-并且将所述无线电小区的负荷的量度(MC)同样发送到所述中央单元(RNC)上。
8.按权利要求7的方法，其中，所述无线电小区(C)的负荷的量度(MC)不仅依赖于当前由所述无线电小区的所有功率放大器(PA1，PA2)提供的输出功率(P1，P2)的总和，而且依赖于所述功率放大器的输出功率的最大允许的总和(PCmax)。
9.按权利要求7或8的方法，其中，-确定所述功率放大器(PA1，PA2)之一的负荷的量度(M1，M2)或所述无线电小区(C)的负荷的量度(MC)是否具有较大值，-并且根据该结果，向所述中央单元(RNC)要么发送该功率放大器的负荷的量度，要么发送所述无线电小区的负荷的量度。
10.按上述权利要求之一方法，其中，在考虑到发送给所述中央单元(RNC)的负荷的量度的情况下，作出关于要传输的信号(S1，S2)到所述功率放大器(PA1，PA2)上的分配的决定。
11.一种移动无线电系统，-具有至少一个功率放大器(PA1；PA2)，用于放大要向用户站(MS1，MS2)传输的信号(S1，S2)，-具有用于确定所述功率放大器的负荷的量度(M1，M2)的单元，-并且具有用于将所述量度发送到所述移动无线电系统的中央单元(RNC)上的单元。
12.一种用于移动无线电系统的基站(BS)，-具有至少一个功率放大器(PA1，PA2)，用于放大要向用户站(MS1，MS2)传输的信号(S1，S2)，-具有用于确定所述功率放大器的负荷的量度(M1，M2)的单元，-并且具有用于将所述量度发送到所述移动无线电系统的中央单元(RNC)上的单元。
全文摘要
用于运行移动无线电系统的方法设置功率放大器(PA1；PA2)，用于放大要向用户站(MS1，MS2)传输的信号(S1，S2)。确定该功率放大器的负荷的量度(M1；M2)，并且发送到移动无线电系统的中央单元(RNC)上。
文档编号H04B7/005GK1795621SQ200480014062
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月5日 优先权日2003年5月22日
发明者V·布雷尔, J·古斯特劳, C·米勒－施旺内克, F·查彭蒂尔 申请人:西门子公司