СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРУЗКИ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ СОТОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть применено преимущественно в системах сотовой связи технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (сокращенное название в международной практике - CDMA).

Известен способ частичного технического решения задачи по обеспечению связи абонентов, находящихся вне зоны обслуживания ближайших базовых станций (БС) конкретного оператора, за счет "выноса" емкости БС сотовой сети связи технологии CDMA за пределы первоначальной зоны обслуживания, заключающийся в установке активного ретранслятора (РТ) сигналов донорской БС (т.е. БС с низкой загрузкой, запас которой может быть "вынесен" ретранслятором РТ за пределы первоначальной зоны обслуживания) с дуплексным разнесением частот приема, установленного в зоне приема слабого сигнала - в "дырах" зоны покрытия (см. Морозюк В.В., Муратов Е.С., Торопин В.А. Помехоустойчивая система радиосвязи. Патент РФ 2161866) [1].

Недостаток рассмотренного способа заключается в том, что избыток емкости донорской БС не может быть оперативно внесен активным РТ ее сигналов в произвольные зоны обслуживания сети БС, в которых могут быть зафиксированы перегрузки обслуживающих данные зоны БС по пропускной способности, даже если список таких потенциально проблемных зон заранее известен, например в ряде "горячих точек", т. е. точек единовременного массового скопления абонентов (места проведения выставок, сезонных ярмарок, демонстраций, народных гуляний, фестивалей, спортивных состязаний и т.п.). Кроме того, данный метод перераспределения емкости отличается низкой эффективностью использования суммарной емкости сети БС, а включение или выключение РТ (иногда называемого "репитером" - т.е. "повторителем") при наличии абонентов в зоне его обслуживания (например, с целью "возращения" емкости из "горячей точки" в зону обслуживания периферийной донорской БС в результате повышения нагрузки в вечерние часы в загородных районах или в выходные дни в зонах отдыха, а затем повторного включения в часы наибольшей нагрузки в "горячих точках") будет приводить к обрыву связи у абонентов.

Известен способ "выноса" емкости БС сотовой сети связи стандарта "Норвежский мобильный телефон" (Nordic Mobile Telephone - сокращенное название в международной практике NMT-450) за пределы первоначальной зоны обслуживания, заключающийся в том, что в "горячих точках", т.е. в зонах с повышенным трафиком, таких как международные аэропорты, торговые залы супермаркетов и т.п., устанавливают активный РТ сигналов донорской БС с дуплексным разнесением частот приема (см. Зайцев Д.Ф., Косинов М.И., Мустафин Х.Х. Репитеры для систем сотовой связи: опыт разработки и эксплуатации. Мобильные системы, 3, 2000 г., стр.27-28) [2]. Этот способ выбран в качестве прототипа заявляемого изобретения. На фиг.1 приведена схема, иллюстрирующая принцип действия этого способа.

Элементы прилагаемой схемы означают следующее:
КБС - контроллер базовых станций (1);
СЛ_КБС - соединительная линия между КБС и БС (2);
БС¹ (БС^N - базовые станции сети стандарта NMT-450 (3);
Р¹ - активный ретранслятор (РТ) сигналов донорской БС с дуплексным разнесением частот приема (4);
ЭОП - электроннооптический преобразователь сигналов (5);
СЛ_Р - оптоволоконная соединительная линия между БС и РТ (6);
ОЭП - оптоэлектронный преобразователь сигналов (7);
α, β, γ и β¹ - соответственно секторные зоны покрытия БС и РТ.

Элементы схемы на фиг. 1 соединены следующим образом.

Обслуживающий данную сеть контроллер базовых станций 1 через N пар разъемов (на фиг.1 не показаны) подключен с помощью N соединительных линий 2 к N базовым станциям 3, часть которых является донорскими, располагаемых в кластере в соответствии с правилами частотного планирования, обеспечивающими пространственное разнесение БС с одноименными частотами. В свою очередь любая донорская БС может быть подключена к активному ретранслятору 4 ее сигналов с дуплексным разнесением частот приема; в случае, изображенном на фиг. 1, базовая станция БС подключена через электроннооптический преобразователь 5 сигналов БС к оптоволоконной соединительной линии 6 и через оптоэлектронный преобразователь 7 сигналов соединена с входом активного ретранслятора 4; при этом выход активного ретранслятора 4 через электроннооптический преобразователь 5 подключен к соединительной линии 6 и далее через оптоэлектронный преобразователь 7 соединен с базовой станцией 3; за счет такого соединения сеть дополнительно обслуживает через активный ретранслятор 4 "горячую точку".

Принцип "выноса" емкости базовой станции 3 сотовой сети связи технологии NMT-450 за пределы первоначальной зоны обслуживания с использованием оптоволоконной соединительной линии 6 и активного ретранслятора 4 не предполагает изменения частотного плана в результате использования активным ретранслятором 4 в новой зоне обслуживания сигналов и частот базовой станции 3. Действительно, в этом нет необходимости, поскольку по существу решается задача не перераспределения емкости между базовыми станциями 3 сети, а лишь "вынос" емкости в зону, где отсутствуют зоны обслуживания от других базовых станций 3.

В случае же использования рассмотренного способа для целей перераспределения емкости базовых станций 3 сети NMT-450 потребуется оперативная перепланировка частот или использование усложненных активных ретрансляторов 4 с многочисленными переносчиками частот. Однако оперативная перепланировка частот не всегда возможна, а многократное усложнение активного ретранслятора 4 экономически нецелесообразно. Кроме того, недостатком рассмотренного способа является низкая эффективность использования суммарной емкости базовых станций 3 из-за отсутствия возможности гибкого программного перераспределения емкости между совокупностью базовых станций-доноров 3 и совокупностью перегруженных базовых станций 3 "горячих точек" сети.

Техническим результатом внедрения заявляемого изобретения является получение практической возможности для динамического перераспределения загрузки базовых станций в сотовой сети связи, преимущественно стандарта CDMA, что обеспечивает повышение эффективности использования сотовой сети и снижение капитальных вложений.

Заявленный способ динамического перераспределения загрузки базовых станций сотовой сети связи заключается в том, что подключают один или несколько активных дуплексных ретрансляторов сигналов к донорским (т.е. временно недогруженным) базовым станциям. Эти активные дуплексные ретрансляторы сигналов устанавливают в зоне обслуживания той базовой станции (или станций), которая по какой-то причине может оказаться в "горячей точке" (например, в месте проведения разового массового мероприятия - выставки, конференции, ярмарки и т. п.) и работать с перегрузкой по пропускной способности, что резко снижает качество обслуживания пользователей данной системой связи в этой "горячей точке". Чтобы подготовиться к таким событиям (или просто оперативно и дешево увеличить ресурс в какой-либо зоне обслуживания), анализируют (например, в течение квартала) текущую загрузку базовой станции, сравнивают эту загрузку с пороговым значением (т.е. определяют реальный ресурс базовой станции, обслуживающей потенциально "горячую точку). Обычно в памяти контроллера базовых станций хранится информация о ресурсе каждой базовой станции и ресурсе соседних с ней базовых станций ("соседей").

Исходя из возможной степени превышения порогового значения (ресурса базовой станции) в "горячей точке", в контроллере базовых станций корректируют хранящуюся в его памяти информацию путем добавления в список соседей базовых станций, окружающих активный дуплексный ретранслятор сигналов, установленный в зоне обслуживания перегруженной базовой станции, одну из периферийных (донорских) базовых станций, к которой подключают активный дуплексный ретранслятор сигналов. Кроме того, в список соседей соответствующей донорской базовой станции добавляют соседние базовые станции, окружающие активный дуплексный ретранслятор сигналов. При этом подключение активного дуплексного ретранслятора сигналов к соответствующей донорской базовой станции осуществляют путем повышения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов. Когда "горячая точка" перестает быть "горячей" (например, массовое мероприятие закончилось), вновь анализируют текущую суммарную загрузку базовой и соответствующей донорской станции, к которой подключен активный дуплексный ретранслятор сигналов, и, если эта загрузка оказывается ниже нижнего порогового значения, отключают активный дуплексный ретранслятор сигналов от соответствующей донорской базовой станции путем уменьшения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов, восстанавливают в памяти контроллера базовых станций информацию о списках соседей базовых станций, окружающих активный дуплексный ретранслятор сигналов, и о списке соседей соответствующей донорской базовой станции. Характерно, что все эти операции могут осуществляться в автоматическом режиме.

Способ реализуется с помощью набора широко известных в системах сотовой связи технических компонентов, образующих устройство, изображенное на фиг.2, при этом основные компоненты устройства обозначены следующим образом:
1 - контроллер базовых станций (КБС);
2 - зоны обслуживания (ЦЗО - центральная зона обслуживания, ПЗО - периферийная зона обслуживания);
3 - базовая станция (например, БСⁿ _D - базовая донорская станция сети под номером n);
4 - активный дуплексный оптоволоконный ретранслятор (Р¹ - Р^m);
5 - электроннооптический преобразователь (ЭОП);
6 - соединительная линия (например, СЛⁿ _КБС - двунаправленная соединительная линия под номером n между 1 и 3; а СЛ^m _Р -оптоволоконная двунаправленная соединительная линия под номером m между 3 и 4);
7 - оптоэлектронный преобразователь (ОЭП);
8 - полнодоступный коммутатор сигналов донорских базовых станций(ПКР);
9 - устройство управления коммутатором 8 (УУ);
10 - анализатор загрузки базовых станций сети (АЗБС);
N - общее количество базовых станций 3;
М - общее количество активных ретрансляторов 4.

Элементы устройства взаимодействуют следующим образом.

Фрагмент зоны 2 обслуживания (покрытия) сети, в частности центральная зона обслуживания (ЦЗО), оборудованная трехсекторными базовыми станциями 3 технологии CDMA, включает "горячие точки", где возможна повышенная нагрузка в определенные периоды времени. В обычных условиях, когда "горячие точки" в центральной зоне 2 не проявляют себя (например, в период отсутствия массовых мероприятий), они, как правило, обслуживаются существующими (действующими) базовыми станциями 3. Другое дело, когда нагрузка (число одновременно обслуживаемых абонентов) резко возрастает на некоторое время, и существующие базовые стации 3 не справляются с таким пиковым режимом работы даже с помощью соседних базовых станций 3 (далее именуемых "соседи"). Обычно проблема решается установкой дополнительной базовой станции 3 в такой "горячей точке". Это, однако, требует значительных финансовых затрат на приобретение и установку оборудования базовой станции 3, а окупаемость ее будет зависеть от того, насколько часто и на какие периоды данные точки становятся "горячими".

С другой стороны, в других фрагментах зоны обслуживания 2, например в развивающихся "спальных" районах, являющихся периферийными зонами обслуживания 2 (или - ПЗО), как правило, имеются базовые станции 3 с относительно невысокой загрузкой. Вышеуказанный способ дает возможность за счет неиспользуемых ресурсов периферийных базовых станций 3 повысить на какой-то период пропускную способность базовых станций 3 в районе "горячей точки", а затем вернуть сеть в исходное положение. Обслуживающий данную сеть контроллер 1 базовых станций 3 с помощью N соединительных линий 6 (СЛ¹ _КБС - СЛⁿ _КБС - СЛ^N _КБС) подключен к N базовым станциям 3 (БС¹ - БС^N, в том числе потенциально донорским базовым станциям 3, в частности БС¹ _D, БСⁿ _D, БС^N _D), располагаемым в зонах обслуживания 2 (ЦЗО и ПЗО). В свою очередь каждая из действующих базовых станций 3 подключена дуплексными оптоволоконными линиями связи 6 к общему контроллеру 1 базовых станций 3. Также к одному из выходных портов контроллера 1 базовых станций 3 электрически подсоединены новые элементы из последовательно включенных устройств 10 и 9, при этом один из выходов 9 соединен с входом 8, а второй выход 9 соединен с шиной контроллера 1. Недогруженные базовые станции 3 из числа периферийных (ПЗО) и размещенные в "горячих точках" активные дуплексные ретрансляторы 4 (Р¹, Р^m и Р^М) подсоединены через оптоволоконные линии связи 6 и преобразователи 5 и 7 к устройству 8.

Поскольку периоды "всплесков" (перегрузок) по пропускной способности в "горячих точках" не совпадают по времени, то количество используемых донорских базовых станций всегда меньше количества "горячих точек".

При использовании изображенного на фиг.2 устройства способ осуществляется следующим образом.

С помощью устройства 10 в реальном масштабе времени определяют секторы базовых станций 3 из заранее определенного списка, загрузка которых превышает заданный порог, что приводит к снижению надежности и качества связи в сети оператора.

Путем анализа данных статистики загрузки секторов базовых станций 3 сети за достаточно длительный период (например, за квартал) определяют заранее список наиболее и наименее загруженных секторов БС сети и прогнозируют рост их загрузки на период до установки новых БС; при этом заранее арендуют помещения в оптимально (с точки зрения разгрузки наиболее нагруженных действующих БС) расположенных объектах для установки БС, расширяющих сотовую сеть. Поскольку основные капиталовложения оператора состоят в приобретении и монтаже БС, в качестве временной меры по обеспечению заданной надежности и качеству связи в "горячих точках" сети (без увеличения количества базовых станций сети) технически и экономически оправдано ограничиться прокладкой (или арендой) оптоволоконных линий 6 от коммутатора 8 до места будущего размещения очередной БС в "горячей точке" с установкой в этом месте активных дуплексных ретрансляторов 4.

Подключают приемопередающие устройства донорских (т.е. недогруженных) секторов базовых станций 3 через устройства 5 и 7 к соответствующим двунаправленным оптоволоконным линиям 6 (СЛ^m _P), соединенным с входами 8, к выходам которого через продолжение 6 и последовательно соединенные с ними устройства 5 и 7 присоединяют активные дуплексные ретрансляторы 4 (Р^m), которые устанавливают в зонах обслуживания перегруженных секторов базовых станций 3, совпадающих с местами предполагаемых к установке новых базовых станций для разгрузки "горячих точек" сети.

При превышении установленного порога загрузки, фиксируемого анализатором 10 в одной из перегруженных зон обслуживания базовых станций 3, с выхода 10 на вход устройства управления 9 поступает сигнал, содержащий информацию о перегрузке данной базовой станции 3. С помощью 9 подключают к соответствующему выходу 8 один из секторов произвольной донорской базовой станции 3. Применение устройства 8, позволяющего подключать любую донорскую базовую станцию 3 к любому активному дуплексному ретранслятору 4, обеспечивает достижение максимальной эффективности использования имеющегося суммарного емкостного ресурса задействованных донорских базовых станций 3 по времени и зоне обслуживания сети в целом ( по сравнению с жесткими связями "данный ретранслятор" - "данная донорская БС") за счет многовариантного выбора маршрута доставки дополнительной емкости в требуемую зону обслуживания при минимальном количестве донорских БС. В результате исключения избыточности по количеству используемых донорских БС при заданном количестве "горячих точек" обслуживания минимизируется стоимость реализации представленного способа.

Процесс перераспределения емкости между зоной обслуживания ретранслятора 4 (Р^m) и зоной перегруженной базовой станции 3 включает несколько этапов. Вначале устройство 9 осуществляет корректировку списка "соседей" базовых станций 3 (БС считаются соседними, если их зоны обслуживания перекрываются) путем перезагрузки в 1 списка соседей в изменяемом фрагменте конфигурации сети из числа заранее заготовленных в 9 списков, соответствующих всем возможным комбинациям подключения (отключения) донорских станций 3 к активным дуплексным ретрансляторам сигналов 4 через 8. Отличительной особенностью составления новых списков соседей в изменяемом фрагменте конфигурации сети является соблюдение принципа сохранения исходного списка соседей рассматриваемых фрагментов сети и добавления донорской базовой станции в качестве соседа к каждой базовой станции, окружающей активный дуплексный ретранслятор, и добавления к соответствующей донорской базовой станции в качестве соседей всех базовых станций, окружающих активный дуплексный ретранслятор сигналов. Приведенный алгоритм формирования новых списков соседей при включении ретранслятора обеспечивает "безобрывность" поддержания связи для тех абонентов в зоне обслуживания перегруженной базовой станции, которые находятся в режиме подключения к сети общего пользования или его установления. Корректировка списка соседей является обязательной процедурой при изменении конфигурации сети БС для обеспечения надежности и качества связи. Затем с помощью несложной программы управления, формируемой устройством 9, осуществляют постепенное выведение индивидуальных аттенюаторов предварительного ослабления сигналов от соответствующих секторов донорских базовых станций 3 к ретрансляторам 4 (Р^m). Аттенюаторы размещают в 8 для обслуживания каждой соединительной линии 6 (СЛ^m _P), чтобы обеспечить плавный переход (без обрыва связи) поддерживающих связь абонентов с ранее перегруженного сектора БС в зону обслуживания ретранслятора Р^m.

В случае фиксации в 10 снижения суммарного уровня загрузки ранее перегруженного сектора БС (3) и ретранслятора 4 до значения ниже нижнего порога используют устройство управления (9), с помощью которого постепенно отключают донорский ретранслятор путем введения дополнительного затухания аттенюатора 8 в соответствующей линии 6 (СЛ^m _P), обеспечивая безобрывную работу абонентских терминалов в зоне обслуживания ретранслятора 4 (Р^m). Затем с помощью 9 программно восстанавливают в контроллере 1 список соседних базовых станций 3 сходной конфигурации рассматриваемого фрагмента структуры сети.

Суммируя вышесказанное, способ динамического перераспределения загрузки базовых станций (БС) сотовой сети связи заключается в том, что подключают по меньшей мере один активный дуплексный ретранслятор (РТ) сигналов к донорской БС, при этом активный дуплексный РТ сигналов устанавливают в зоне обслуживания БС, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности, измеряют текущую загрузку БС, в зоне обслуживания которой установлен активный дуплексный РТ сигналов, и сравнивают загрузку БС с пороговым значением. При превышении порогового значения корректируют хранящуюся в памяти контроллера БС информацию о списках соседей базовой и донорской станций путем добавления в список соседей тех БС, которые окружают активный дуплексный РТ сигналов, установленный в зоне обслуживания перегруженной БС, одну из донорских БС, к которой подключают активный дуплексный РТ сигналов. Кроме того, добавляют в список соседей соответствующей донорской БС соседние БС, окружающие активный дуплексный РТ сигналов, а подключение активного дуплексного РТ сигналов к соответствующей донорской БС осуществляют путем повышения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов. При текущей суммарной загрузке базовой и соответствующей донорской станции, к которой подключен активный дуплексный РТ сигналов, ниже нижнего порогового значения отключают активный дуплексный РТ сигналов от соответствующей донорской базовой станции путем уменьшения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного РТ сигналов, а также восстанавливают в памяти контроллера БС информацию о списках соседей базовых станций, окружающих активный дуплексный РТ сигналов, и о списке соседей соответствующей донорской базовой станции.

За счет того, что все БС сети технологии CDMA работают в общей полосе радиочастот, конструкция ретранслятора РТ упрощается в отличие от других стандартов, где требуется частотное планирование. В последнем случае применение рассматриваемого способа динамического перераспределения загрузки потребует использования сложнейших дорогих многочастотных РТ, что сравнимо по сложности и стоимости с БС и потому неэффективно.

Известно, что в развернутой сети сотовой связи неоднородно заселенного региона БС ПЗО в основном используют для оказания услуг связи, как правило, незначительному числу абонентов, а их емкость используется неэффективно, тогда как базовые станции центральной зоны обслуживания ЦЗО могут испытывать локальные перегрузки.

Технический результат предложенного способа заключается в повышенной оперативности решения технической проблемы локальной перегрузки базовых станций и в существенном снижении капитальных затрат при развертывании сети за счет "экономии" на покупку базовых станций и использования минимального числа донорских БС при оптимальном динамическом перераспределении загрузки между недогруженными донорскими БС и перегруженными БС с помощью ретрансляторов, установленных на месте планируемых БС. При этом учитывается, что активные ретрансляторы РТ на порядок дешевле базовых станций БС, а оптоволоконные соединительные линии СЛ^m _P уже существуют в сети оператора, поскольку такие же волоконно-оптические соединительные линии СЛⁿ _КБС построены оператором и используются для привязки БС к контроллеру; коммутатор сигналов не является дорогостоящим устройством для практически используемого количества РТ (обычно 10-20 для средних сетей с количеством БС до 100-200). Следует отметить, что однажды приобретенный для реализации метода динамического перераспределения загрузки комплект РТ может использоваться многократно при плановом развитии сети (РТ будут лишь менять свое местонахождение) и не требует никаких новых капиталовложений.

Помещения (места), где устанавливают РТ, совпадают с местами планируемой установки новых БС, предназначенных для расширения сети, а потому заранее арендованы, оборудованы соединительными линиями, антеннами и, следовательно, дополнительных затрат на строительство мест установки под РТ не требуется.

Таким образом, техническая реализация вышеописанного способа может быть осуществлена достаточно простыми средствами. В качестве вариантов практической реализации предлагаются, например, следующие схемы.

Вариант 1. Устройство динамического перераспределения загрузки БС сотовой сети связи, содержащее несколько временно перегруженных БС и донорские БС, каждая из которых соединена посредством линии связи с контроллером БС, а также включающее по меньшей мере один активный дуплексный РТ сигналов. При этом по меньшей мере один активный дуплексный РТ сигналов установлен в зоне обслуживания БС, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности. Кроме того, в систему (устройство), введены полнодоступный коммутатор сигналов донорских БС, включенный посредством линий связи между активными дуплексными РТ сигналов и донорскими БС, а также анализатор загрузки БС, который подключен посредством шины к контроллеру БС. При этом выход анализатора загрузки БС подключен к входу управления полнодоступного коммутатора сигналов, а анализатор загрузки БС служит как для определения превышения порога загрузки каждой БС, в зоне обслуживания которой установлен активный дуплексный РТ сигналов, так и для определения снижения суммарной загрузки ниже нижнего порога на каждой базовой станции, в зоне обслуживания которой функционирует активный дуплексный РТ сигналов, и на соответствующей донорской станции. Следует отметить, что контроллер БС выполнен с возможностью корректировки хранящейся в его памяти информации о списках соседей БС, в зоне обслуживания которых установлен активный дуплексный РТ, и донорских БС. Контроллер БС также предназначен для формирования и передачи сигналов на полнодоступный коммутатор сигналов, содержащих информацию о подключении активного дуплексного РТ сигналов к соответствующей донорской БС, а кроме того, и для формирования и передачи управляющего сигнала на приемопередающий блок активного дуплексного РТ сигналов для повышения или уменьшения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного РТ сигналов.

Вариант 2. Устройство динамического перераспределения загрузки БС сотовой сети связи, содержащее БС и донорские БС, каждая из которых соединена посредством линии связи с контроллером БС, а также по меньшей мере один активный дуплексный РТ сигналов. Отличительной особенностью является то, что активный дуплексный РТ сигналов установлен в зоне обслуживания БС, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности. Кроме того, в систему (устройство) введены:
- полнодоступный коммутатор сигналов донорских БС, включенный посредством линий связи между активными дуплексными РТ сигналов и донорскими БС;
- анализатор загрузки БС;
- устройство управления (УУ), предназначенное для хранения списков соседей базовых и донорских станций соответствующих фрагментов структуры сети для всех возможных вариантов подключения или отключения активных дуплексных РТ сигналов от донорских БС. При этом вход анализатора загрузки БС подключен к выходу контроллера БС, выход - к входу УУ;
- анализатор загрузки БС, предназначенный для определения превышения порога загрузки БС, в зоне обслуживания которых установлены соответствующие активные дуплексные РТ сигналов, для снижения суммарной загрузки базовой и соответствующей донорской станций, к которой подключен активный дуплексный РТ сигналов, ниже установленного нижнего порога, а также для формирования сигналов, содержащих информацию о перегруженных БС и суммарных загрузках соответствующих пар базовых и донорских станций с подключенными активными дуплексными РТ сигналов.

Одним из существенных отличительных признаков является то, что первый выход УУ подключен к входу управления полнодоступного коммутатора, а второй выход УУ соединен с шиной контроллера БС.

Пример.

Экспериментальная проверка действия предлагаемого способа проведена на действующей сети технологии CDMA ОАО "Персональные коммуникации" в г. Москве. Сеть БС построена с использованием оборудования Autoplex-Flexent производства компании Lucent Technologies, включающим трехсекторные БC(Modular cell) и КБС с коммутатором на базе 5ESS. В качестве активного ретранслятора РТ использовалась одноканальная репитерная система производства компании Allgon с встроенными ОЭП и ЭОП типа Master unit. Оптоволоконные соединительные линии СЛ были выполнены на одномодовом волокне и арендованы у компании МТУ-ИНФОРМ. Поскольку экспериментальные исследования проводились с использованием одного РТ в "жестком" варианте маршрутизации, т. е. с точным маршрутом прохождения сигнала донорской БС ("Коломенская") до РТ, установленного на месте расположения будущей БС ("Смоленская"), находящейся в зоне перегруженной БС ("Поварская"), то функция ПКР по регулировке уровней сигналов РТ в моменты его включения и выключения выполнялась оператором в центре управления с использованием аттенюатора с электронной регулировкой коэффициента передачи в разрыве соединительной линии между ретранслятором и донорской БС. Для обеспечения функционирования АЗБС и УУ были составлены специальные программы. УУ вырабатывало сигнал включения или выключения РТ в виде загорания соответствующего транспаранта на экране дисплея оператора, после чего оператор загружал в КБС заранее подготовленный дополнительный список соседей нового фрагмента конфигурации БС (при включении РТ и, соответственно, корректировал введенный список соседей при его выключении) и плавно изменял коэффициент передачи аттенюатора в заданных пределах. АЗС фиксировал загрузку перегруженного сектора БС "Поварская" до и после включения РТ, а программное обеспечение контроллера позволяло провести анализ состояния установленных перед переключением соединений абонентов на предмет выявления наличия обрывов связи в процессе переключения, если бы таковые имели место.

Результаты экспериментальных исследований полностью подтвердили эффективность работы предложенного способа динамического перераспределения загрузки БС.

В настоящее время завершается строительство системы динамического перераспределения нагрузки в составе пяти РТ с возможностью наращивания их количества по мере роста сети в целом.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть применено преимущественно в системах сотовой связи технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (сокращенное название в международной практике - CDMA). Предлагаемый способ динамического перераспределения загрузки базовых станций сотовой сети связи, осуществляемый с помощью предлагаемого устройства (варианты), заключается в том, что подключают один или несколько активных дуплексных ретрансляторов сигналов к донорским (т.е. временно недогруженным) базовым станциям. Ретрансляторы сигналов устанавливают в зоне обслуживания той базовой станции (или станций), которая по какой-то причине может оказаться в "горячей точке" (например, в месте проведения разового массового мероприятия - выставки, конференции, ярмарки и т.п.) и работать с перегрузкой по пропускной способности, что резко снижает качество обслуживания пользователей данной системой связи в этой "горячей точке". При превышении установленного порога загрузки, фиксируемого в одной из перегруженных зон обслуживания, на вход контроллера или отдельного устройства управления поступает сигнал, содержащий информацию о перегрузке данной БС, после чего подключают к соответствующему выходу ПКР один из секторов произвольной донорской БС. После снижения пиковой загрузки распределение ресурса БС автоматически возвращается к нормальному режиму обслуживания. 3 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ динамического перераспределения загрузки базовых станций сотовой сети связи, заключающийся в том, что подключают, по меньшей мере, один активный дуплексный ретранслятор сигналов к донорской базовой станции, отличающийся тем, что активный дуплексный ретранслятор сигналов устанавливают в зоне обслуживания базовой станции, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности, измеряют текущую загрузку базовой станции, в зоне обслуживания которой установлен активный дуплексный ретранслятор сигналов, сравнивают загрузку базовой станции с пороговым значением, при его превышении в контроллере базовых станций корректируют хранящуюся в его памяти информацию о списках соседей базовой и донорской станций, путем добавления в список соседей базовых станций, окружающих активный дуплексный ретранслятор сигналов, установленный в зоне обслуживания перегруженной базовой станции, одну из донорских базовых станций, к которой подключают активный дуплексный ретранслятор сигналов, и добавляют в список соседей соответствующей донорской базовой станции соседние базовые станции, окружающие активный дуплексный ретранслятор сигналов, подключение активного дуплексного ретранслятора сигналов к соответствующей донорской базовой станции осуществляют путем повышения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов, при текущей суммарной загрузке базовой и соответствующей донорской станции, к которой подключен активный дуплексный ретранслятор сигналов, ниже нижнего порогового значения отключают активный дуплексный ретранслятор сигналов от соответствующей донорской базовой станции путем уменьшения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов, восстанавливают в памяти контроллера базовых станций информацию о списках соседей базовых станций, окружающих активный дуплексный ретранслятор сигналов, и о списке соседей соответствующей донорской базовой станции. 2. Устройство динамического перераспределения загрузки базовых станций сотовой сети связи, содержащее базовые станции и донорские базовые станции, каждая из которых соединена посредством линии связи с контроллером базовых станций, по меньшей мере, один активный дуплексный ретранслятор сигналов, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один активный дуплексный ретранслятор сигналов установлен в зоне обслуживания базовой станции, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности, введены полнодоступный коммутатор сигналов донорских базовых станций, включенный посредством линий связи между активными дуплексными ретрансляторами сигналов и донорскими базовыми станциями, и анализатор загрузки базовых станций, который подключен посредством шины к контроллеру базовых станций, выход анализатора загрузки базовых станций подключен к входу управления полнодоступного коммутатора сигналов, анализатор загрузки базовых станций предназначен для определения превышения порога загрузки каждой базовой станции, в зоне обслуживания которой установлен активный дуплексный ретранслятор сигналов, для определения снижения суммарной загрузки каждой базовой станции, в зоне обслуживания которой установлен активный дуплексный ретранслятор сигналов, и соответствующей донорской станции, ниже нижнего порога, контроллер базовой станции выполнен также с возможностью корректировки хранящейся в его памяти информации о списках соседей базовых станций, в зоне обслуживания которых установлен активный дуплексный ретранслятор сигналов, и донорских базовых станций, формирования и передачи сигналов на полнодоступный коммутатор сигналов, содержащих информацию о подключении активного дуплексного ретранслятора сигналов к соответствующей донорской базовой станции, и формирования и передачи управляющего сигнала на приемопередающий блок активного дуплексного ретранслятора сигналов для повышения или уменьшения уровней дуплексных сигналов в приемопередающих трактах активного дуплексного ретранслятора сигналов. 3. Устройство динамического перераспределения загрузки базовых станций сотовой сети связи, содержащее базовые станции и донорские базовые станции, каждая из которых соединена посредством линии связи с контроллером базовых станций, по меньшей мере, один активный дуплексный ретранслятор сигналов, отличающееся тем, что активный дуплексный ретранслятор сигналов установлен в зоне обслуживания базовой станции, которая может работать с перегрузкой по пропускной способности, введены полнодоступный коммутатор сигналов донорских базовых станций, включенный посредством линий связи между активными дуплексными ретрансляторами сигналов и донорскими базовыми станциями, анализатор загрузки базовых станций и устройство управления, предназначенное для хранения списков соседей базовых и донорских станций соответствующих фрагментов структуры сети для всех возможных вариантов подключения или отключения активных дуплексных ретрансляторов сигналов от донорских базовых станций, вход анализатора загрузки базовых станций подключен к выходу контроллера базовых станций, выход - к входу устройства управления, анализатор загрузки базовых станций предназначен для определения превышения порога загрузки базовых станций, в зоне обслуживания которых установлены соответствующие активные дуплексные ретрансляторы сигналов, снижения суммарной загрузки базовой и соответствующей донорской станций, к которой подключен активный дуплексный ретранслятор сигналов, ниже установленного нижнего порога, а также для формирования сигналов, содержащих информацию о перегруженных базовых станциях, суммарных загрузках соответствующих пар базовых и донорских станций с подключенными активными дуплексными ретрансляторами сигналов, первый выход устройства управления подключен к входу управления полнодоступного коммутатора, второй выход соединен с шиной контроллера базовых станций.