CN1315345C - 无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法及装置，所述基站包括发射单元，所述方法包括以下步骤：(1)当***检测到发射单元当前发射时隙上未有用户数据时，向发射单元发出控制信号；(2)发射单元接收到所述控制信号，将本单元中的设备切换至省电模式。省电模式具体包括：关断发射单元中的发射机和功放或者其中之一。本发明在没有用户使用的发射时隙，关断发射单元，从而降低基础的功耗，进而降低运营维护成本。

Description

无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信***，尤其涉及一种对无线通信***的基站发射时隙进行控制的方法和装置。
背景技术
近年来，随着通信***的飞速发展，无线通信***不仅包含传统的频分双工(FDD)无线通信***，还包括时分双工(TDD)无线通信***。这些无线通信***都是通过将一个无线帧分为若干时隙，每个时隙支持多个无线资源单元进行信号的传输。
而基站是无线通信***中一个重要部分，它主要负责信号的接收和发送，把收集到的用户终端的信号处理之后传送到移动交换中心，或是通过交换机等设备将处理后的信号，再传送给终端，从而实现了无线用户间的通信功能。
请参阅图1，其为现有技术基站分***的一原理结构示意图。该基站分***由基站收发信站1(BTS)和基站控制器2(BSC)组成。基站收发信站1在基站控制器14的控制下工作，它主要是提供无线资源的接入功能，而基站控制器14主要提供无线资源的控制功能。在该原理图中，基站收发信站1包括接收单元11、发射单元12、信号数据处理单元13，其中，信号数据处理单元13包括基带信号处理单元(图中未绘示)。
图1中绘示的是一个基站收发信站1和一个基站控制器2连接的结构示意图，但是，一个基站控制器2通常控制多个基站收发信站1。每个基站收发信站1通过基站接口设备经网络与基站控制器2相连。请参阅图2，其为基站收信站1的一原理结构示意图。
基站接口设备14通过网络接收基站控制器2的控制信号控制接收单元11、发射单元12的工作，在无线通信***中，每帧中用以发射数据的下行时隙和用以接收数据的上行时隙的个数和时间是确定的，在收发信站1中以内部时钟单元产生的时钟信号为基准，发送发射使能信号为有效状态/无效状态来激活发射单元12打开/关闭，发送接收使能信号为有效状态/无效状态来激活接收单元11打开/关闭。但是，目前的通信***的基站设计中所有的下行时隙周期内，发射单元都处于工作状态，其中发射单元12包括发信机和功放，由此导致资源的浪费，进而提高运营的成本。
以下以采用多时隙TDD无线通信***的基站为例，具体说明基站的工作状态。请参阅图3，其为现有技术采用多时隙TDD无线通信***的基站(即基站收发信站)的工作状态图。假设所有控制信号的有效状态为高电平。该多时隙TDD无线通信***的空中无线信号包括下行时隙、保护时隙及上行时隙。基站通过在下行时隙周期中发送高电平的发射使能信号至发射单元11使其发射信号，通过在上行时隙周期中发送高电平的接收使能信号至接收单元12使其接收信号。当发射单元12在下行时隙周期中无用户数据需要发送时，可以将该些数据设置为0进行发射，这就导致当下行时隙周期没有用户数据要发射或者用户数据仅占用部分下行时隙周期时，发信机和功放还需处于工作状态，使得资源得到浪费，进而使得运营维护成本增加。
发明内容
本发明的目的即是解决上述现有技术中存在的不足，提供一种在没有用户使用的发射时隙，发射通路中包括发射机和功放等的发射单元被关闭或被切换至省电模式下的方法及装置，以节约资源，降低运营成本。
为实现上述目的，本发明公开了一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法，所述基站包括发射单元，包括以下步骤：(1)当***检测到发射单元当前发射时隙上未有用户数据时，向发射单元发出控制信号；(2)发射单元接收到所述控制信号，将本单元中的设备切换至省电模式。
步骤(2)中省电模式包括：关断发射单元中的发射机和功放或者其中之一。所述***可以是FDD无线通信***，也可以是TDD无线通信***。
本发明还公开了一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，所述基站包括基带信号处理单元、控制装置、发射单元，所述控制装置与发射单元相连，当***检测到发射单元当前发射时隙上有用户数据时，基带信号处理单元发送对应的时隙激活状态信号至控制装置，控制装置向发射单元发出控制信号，打开发射单元；当***未检测到有用户数据时，控制装置向发射单元发出控制信号，关闭发射单元或将发射单元切换至省电模式。
控制单元，其输入端接收发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令，其输出端连接发射单元，用以发出控制信号控制发射单元工作：接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号都为有效状态时，发出控制信号激活发射单元工作，接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号中至少其中之一在无效状态时，发出控制信号激活发射单元关闭；所述基带信号处理单元根据当前下行时隙有/未有需要发送的数据来发送有效状态/无效状态的时隙激活状态信号，以打开/关闭发射单元。
所述控制单元包括“与”门。
该控制单元还包括一缓冲器，其输入端用以接收使能信号，其输出端连接接收单元，用于控制接收单元的工作。
所述控制单元还包括：“或”门：其一输入端用以接受接收使能信号，另一输入端通过一“非”门连接所述“与”门的输出端，其输出端连接接收单元，用于根据“与”门的输出控制接收单元工作：当“与”门输出为无效状态，激活接收单元打开，当“与”门输出为有效状态且接收使能信号为无效状态时，激活接收单元关闭。
所述发射单元包括发信机和功放。所述控制装置还包括：第一电子开关：其输入端分别连接发射使能信号和电源信号，其输出端连接发信机，用于控制发信机在所述控制信号的控制下工作：当控制信号为有效状态，打开发信机工作，当控制信号为无效状态，关闭发信机；第二电子开关：其输入端分别连接发射使能信号和电源信号，其输出端连接功放偏置电源，用于控制偏置电源在所述控制信号的控制下工作：当控制信号为有效状态，打开功放偏置电源工作，当控制信号为无效状态，关闭功放偏置电源。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明在没有用户使用的发射时隙，将发射单元包括发射机和功放关断，从而降低基站的功耗，降低运营维护成本，进而提高设备的可靠性。
对于收发链路来讲，一般有60％～90％的功耗是发信机和功放消耗的，功耗主要还是取决于发射功率，发射功率越大，所占的比重就越大。假设***有4个下行时隙，其中一个是做为***共用时隙，始终需要发射数据，在最极端情况下，如深夜，没有用户使用，其余3个时隙就可以关闭发射单元(发信机和功放)，这样发射单元可以节电40～60％。下表1是一个发射单元的功耗情况。
表1
  下行时隙0   下行时隙1   下行时隙2   下行时隙3 节省功耗
  发射单元功耗(最大功耗定义为1，时隙0为共用广播时隙，最大功耗)   业务时隙无用户业务时隙是满用户业务时隙是满用户业务时隙是部分用户业务时隙是部分用户   11111   0.55110.80.8   0.550.5510.550.8   0.550.550.550.550.55   关闭时隙1，2，3关闭时隙2，3关闭时隙3关闭时隙2，3关闭时隙3   62％35％15％38％17％
上述节电的分析只是一个示例，实际情况变化比较大，但是通过以上示例的分析，在没有用户的时隙，关闭发射单元中设备，如发射机和功放，节省功耗的效果非常显著。
附图说明
图1是现有技术基站子***的一原理结构示意图；
图2其为图1的一个基站收发信站的一原理结构示意图；
图3为现有技术采用TDD无线通信***的基站的工作状态图；
图4是本发明用于多时隙通信***基站中对发射时隙进行控制的流程图；
图5为本发明用于多时隙通信***基站中控制装置的结构示意图；
图6为本发明用于TDD多时隙通信***基站中控制装置的第一实施例结构示意图；
图7为采用图5所示控制装置的多时隙TDD空中无线信号及基站工作状态图；
图8为本发明用于多时隙通信***基站中控制装置的第二实施例结构示意图；
图9为采用图7所示控制装置的多时隙TDD空中无线信号及基站工作状态图；
图10为本发明控制发射机和功放的工作的控制图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
本发明主要是改变对基站发射时隙的控制，即***处于下行时隙周期时，若没有用户数据需要发送，关闭发射单元，包括关闭其中的发射机和功放或者其中之一，以达到降低基站的功耗，降低运营维护成本，以提高设备的可靠性。
请参阅图4，其为多时隙通信***中对基站发射时隙进行控制的方法的流程图。
步骤S110：当***检测到发射单元当前发射时隙上未有用户数据时，向发射单元发出控制信号；
步骤S120：发射单元接收到所述控制信号，将本单元中的设备切换至省电模式。省电模式主要指关断发射单元中的发射机和功放或者其中之一。
基站的基带信号处理单元接收到由基站控制器通过基站接口设备发送来的传送下行数据信息的指令时，再根据无线帧的大小及传输下行数据时隙的个数，由控制单元发出控制信号，打开发射单元，以将相应的下行数据信息传送出去，当检测到当前发射时隙上未有用户数据，由控制单元发出的控制信号关闭发射单元，使发射单元进入省电模式。以上公开的仅为完成本发明一种发射时隙控制的方式，以下公开的完成本发明的一种发射时隙控制的控制装置。
请参阅图5，其为用于无线通信***基站的部分结构示意图。所述基站包括基带信号处理单元15、发射单元12及一控制装置。
所述控制装置包括控制单元16，其输入端接收发射使能信号和时隙激活状态信号，其输出端连接发射单元12，用以控制发射单元工作：接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号都为有效状态时，发出控制信号激活发射单元工作，接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号中至少其中之一在无效状态时，发出控制信号激活发射单元关闭。
基站接口设备14通过网络接收基站控制器传送来的发送下行数据及发送顺序的指令后，基带信号处理单元15通过基站接口设备14接收到相应的下行数据，而后根据该些数据来决定发送时隙激活状态信号指示为有效状态信号指令或无效状态信号指令，假设有效状态为高电平，若当前下行时隙有需要发送的数据时，发送出的时隙激活状态信号指令为高电平，以打开发射单元12；若当前下行时隙无需要发送的数据时，发送出的时隙激活状态信号指令为低电平，以关闭发射单元12。
所述控制单元16可以是“与”门或者类似“与”门的一等效电路元件。
以下为TDD无线通信***为例，来具体说明基站是如何控制发射时隙，以达到控制包括发射机和功放在内的发射单元12工作。
实施例1
请参阅图6，其为TDD无线通信***的基站的一部分结构示意图。控制装置中的控制单元为一“与”门22，其输入端接收发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令，其输出端连接发射单元，用以控制发射单元工作：接收到的发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令都为有效状态时，发出控制信号激活发射单元工作，接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号中至少其中之一在无效状态时，发出控制信号激活发射单元关闭。
该控制装置中还包括一缓冲器21，保存正常的接收使能信号，然后将其发送至接收单元，该缓冲器21主要起到缓冲的作用，该缓冲器21也可以省略。
采用上述的基站设计中，多时隙TDD空中无线信号及基站工作状态如图7所示。接收单元的接收使能时序没有发生改变，但是发射使能时序已发生改变，当下行时隙周期中没有下行数据需要发射时，基带信号处理单元15发出低电平(比如高电平为有效状态)的时隙激活状态信号指令，用以控制发射单元不工作，由此减少耗电量。
实施例2
请参阅图8，其为控制单元的另一种实施例的结构示意图。该控制装置包括：
一“与”门22，其输入端接收发射使能信号指示和时隙激活状态信号指令，其输出端连接发射单元，用以控制发射单元工作：接收到的发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令都为有效状态时，发出控制信号激活发射单元工作，接收到的发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令中至少其中之一在无效状态时，发出控制信号激活发射单元关闭；
一“或”门24，其一输入端用以接收使能信号，另一输入端通过一“非”门25连接所述“与”门的输出端，其输出端连接接收单元11，用于根据“与”门22的输出控制接收单元工作：当“与”门22输出为无效状态信号，激活接收单元打开，当“与”门输出为有效状态信号且接收使能信号为无效状态时，激活接收单元关闭。
采用上述的基站设计中，多时隙TDD空中无线信号及基站工作状态如图9所示。保持接收使能时序随发射使能时序的变化而变化，就是在没有发射数据的时隙，发射使能时序为低电平，发信机和功放关闭，此时接收使能时序为高电平，接收机打开。接收使能和发射使能2个控制信号为互补信号，发射使能为使能时则接收使能为不使能，发射使能为不使能时则接收使能为使能。
其中，对发射单元12是如何通过接受控制信号的控制，以下以发信机和功放为例，具体说明。
请参阅图10，对于发信机和功放的关闭和开启控制，通过对发信机的电源和功放偏置的电源的供给控制时隙。发射使能控制第一电子开关、第二电子开关，该电子开关可以用三极管和场效应管来实现。发射使能时，第一电子开关和第二电子开关闭合，电源供给发信机和功放偏置电路，发信机和功放工正常工作。发射不使能时，第一电子开关和第二电子开关打开，没有电源供给发信机和功放偏置电路，发信机和功放停止工作。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，本发明中仅公开了一种TDD无线通信***中对基站的发射时隙进行控制的装置，同样也适用于FDD无线通信***，由于装置类似，不在此赘述。在FDD无线通信***中，基站通过采用可控电源控制发射机和功放的工作，当然，功放也最好通过控制其偏置电源。

Claims (10)

1、一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法，所述基站包括发射单元，其特征在于，包括以下步骤：(1)当***检测到发射单元当前发射时隙上未有用户数据时，向发射单元发出控制信号；
(2)发射单元接收到所述控制信号，将本单元中的设备切换至省电模式。
2、如权利要求1所述的一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法，其特征在于，步骤(2)中省电模式包括：关断发射单元中的发射机和功放或者其中之一。
3、如权利要求1所述的一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的方法，其特征在于，所述***可以是FDD无线通信***，也可以是TDD无线通信***。
4、一种无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，所述基站包括基带信号处理单元、控制装置和发射单元，其特征在于，所述控制装置与发射单元相连，当***检测到发射单元当前发射时隙上有用户数据时，基带信号处理单元发送对应的时隙激活状态信号至控制装置，控制装置向发射单元发出控制信号，打开发射单元；当***未检测到有用户数据时，控制装置向发射单元发出控制信号，关闭发射单元或将发射单元切换至省电模式。
5、如权利要求4所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，
所述控制装置包括一控制单元，该控制单元输入端接收发射使能信号指令和时隙激活状态信号指令，其输出端连接发射单元，用以发出控制信号控制发射单元工作：接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号都为有效状态时，发出控制信号激活发射单元工作，接收到的发射使能信号和时隙激活状态信号中至少其中之一在无效状态时，发出控制信号激活发射单元关闭；所述基带信号处理单元根据当前下行时隙有/未有需要发送的数据来发送有效状态/无效状态的时隙激活状态信号，以打开/关闭发射单元。
6、如权利要求5所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，所述控制单元包括一“与”门。
7、如权利要求6所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，还包括一缓冲器，其输入端用以接收使能信号，其输出端连接接收单元，用于控制接收单元的工作。
8、如权利要求6所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，所述控制单元还包括：
一“或”门：其一输入端用以接受接收使能信号，另一输入端通过一“非”门连接所述“与”门的输出端，其输出端连接接收单元，用于根据“与”门的输出控制接收单元工作：当“与”门输出为无效状态，打开接收单元，当“与”门输出为有效状态且接收使能信号为无效状态时，关闭接收单元。
9、如权利要求7或8所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，所述发射单元包括发信机和功放。
10、如权利要求9所述的无线通信***中对基站发射时隙进行控制的装置，其特征在于，所述控制装置还包括：
第一电子开关：其输入端分别连接发射使能信号和电源信号，其输出端连接发信机，用于控制发信机在所述控制信号的控制下工作：当控制信号为有效状态，打开发信机工作，当控制信号为无效状态，关闭发信机；
第二电子开关：其输入端分别连接发射使能信号和电源信号，其输出端连接功放偏置电源，用于控制偏置电源在所述控制信号的控制下工作：当控制信号为有效状态，打开功放偏置电源工作，当控制信号为无效状态，关闭功放偏置电源。
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