专利名称：微型基站、基站、微型网关及其通讯方法
技术领域：
本发明是关于一种微型基站、基站、微型网关及其通讯方法；更详细地说，本发明 的微型基站、基站、微型网关及其通讯方法仅在需使用微型基站时，启动该微型基站的一射 频收发单元，借此降低该微型基站与其他微型基站间的信号干扰。
背景技术：
长久以来，在室内使用无线移动通讯网络往往会遇到收讯不良、传输速率过慢等 问题。主要原因在于，高频无线信号在经过墙壁阻隔之后快速地衰退，所以使用者在室内 便无法获得良好的信号品质。虽然市面上提供多种使用不同网络接口(例如无线高传真 (Wireless Fidelity ；Wi-Fi)及高速封包存取(Highspeed Packet Access ；HSPA))的通信 设备以解决前述问题，但却增加了使用者的成本。公元2007年成立的毫微微蜂窝式基站论坛(Femto Forum)，则提出微型基站 (Femto Access Point ；FAP)以彻底解决室内无线移动通讯网络的各种问题。微型基站为低 功率的基站，且其前端使用有执照的无线频段，故使用者的设备不用进行任何的变更。对运 营商而言，通过微型基站能够在室内环境提供更好的无线网络覆盖率。至于微型基站的后 端，则是通过现有的有线网络技术连接到运营商的网络，例如通过数字用户回路(Digital Subscriber Line ；DSL)调制解调器或是通过缆线调制解调器(Cable Modem)，以方便运营 商提供更好的网络管理服务。图1是描绘一采用微型基站架构的已知的网络系统1。网络系统1的一基站15通 过互联网络17连线至一微型网关(Femto Gateway) 190住户11、13内分别设置一微型基 站(i^mt0Cell)lll、131，而微型基站111、131分别连线至基站15。住户11内的移动装置 113,115通过微型基站111上网，同样的，住户13内的移动装置133、135通过微型基站131 上网。然而，当微型基站被大量布建后，若未妥善分配操作的频段，微型基站间的干扰反而 会让整体效能下降。举例而言，若住户11、13为邻近住家，则微型基站111、131所传送的信 号将互相干扰，通讯品质也会因此而下降。综上所述，如何在微型基站被大量布建时，仍能保持良好的通讯品质，为所属领域 的技术人员亟需研究的课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种基站(base station)。一网络系统包含一微型基站 (femtocell)、该基站及一微型网关(femto gateway) 0该微型基站通过该基站连线至该微 型网关。该基站包含一处理单元及一收发单元。该处理单元判断一移动装置进入该基站的 一信号范围内。该收发单元(transceiver)于该处理单元判断该移动装置进入该基站的该 信号范围内后，传送一通知信号至该微型网关，使该微型网关传送一启动信号。该收发单元 更中继该启动信号至该微型基站，使该微型基站于接收该启动信号后启动该微型基站的一 射频(radiofrequency ；RF)收发单元以及传送一回应信号。该收发单元更中继该回应信号至该微型网关。本发明的另一目的在于提供一种微型网关。一网络系统包含一微型基站、一基站 及该微型网关。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该微型网关包含一收发单元及 一处理单元。该收发单元自该基站接收一通知信号。该处理单元于该收发单元接收该通知 信号后，选取该微型基站。该收发单元更于该处理单元选取该微型基站后，传送一启动信号 至该微型基站，使该微型基站于接收该启动信号后启动该微型基站的一射频收发单元以及 传送一回应信号。该收发单元更通过该基站接收由该微型基站所传送的该回应信号。本发明的另一目的在于提供一种微型基站。一网络系统包含该微型基站、一基站 及一微型网关。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该微型基站包含一宽频收发单 元、一射频收发单元及一处理单元。该宽频收发单元通过该基站接收由该微型网关所传送 的一启动信号。该处理单元于该宽频收发单元接收该启动信号后，启动该射频收发单元。该 宽频收发单元更于该处理单元启动该射频收发单元后，传送一回应信号至该微型网关。本发明的又一目的在于提供一种用于一基站的通讯方法。一网络系统包含一微型 基站、该基站及一微型网关。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该通讯方法包含 下列步骤(a)令该基站判断一移动装置进入该基站的一信号范围内；(b)令该基站于该步 骤(a)后，传送一通知信号至该微型网关，使该微型网关传送一启动信号；(c)令该基站于 该步骤(b)后，中继该启动信号至该微型基站，使该微型基站于接收该启动信号后，启动该 微型基站的一射频收发单元以及传送一回应信号；以及(d)令该基站于该步骤(C)后，中继 该回应信号至该微型网关。本发明的又一目的在于提供一种用于一微型网关的通讯方法。一网络系统包含一 微型基站、一基站及该微型网关。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该通讯方法包 含下列步骤(a)令该微型网关自该基站接收一通知信号；(b)令该微型网关于该步骤(a) 后，选取该微型基站；(c)令该微型网关于该步骤(b)后，传送一启动信号至该微型基站，使 该微型基站于接收该启动信号后启动该微型基站的一射频收发单元及传送一回应信号；以 及(d)令该微型网关于该步骤(c)后，通过该基站接收由该微型基站所传送的该回应信号。本发明的再一目的在于提供一种用于一微型基站的通讯方法。一网络系统包含该 微型基站、一基站及一微型网关。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该通讯方法 包含下列步骤(a)令该微型基站通过该基站接收由该微型网关所传送的一启动信号；(b) 令该微型基站于该步骤(a)后，启动该微型基站的一射频收发单元；以及(C)令该微型基站 于该步骤(b)后，传送一回应信号至该微型网关。本发明的微型基站若在一参考时间长度内处于闲置状态时，会关闭其射频收发单 元。待一移动装置接近微型基站时，微型基站邻近的基站再通知微型网关，使微型网关通知 微型基站启动其射频收发单元。这样的设置不但能减少所需消耗的电力，更能避免微型基 站在闲置时，仍干扰周围其他微型基站的信号传输。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明，其中图1描绘一采用微型基站架构的已知的网络系统；
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图2A描绘本发明的第一实施例的示意图；图2B描绘第一实施例的微型基站、基站及微型网关的示意2C描绘网络系统符合LTE标准时的信号传递示意图；以及图3细描绘本发明的第二实施例的流程图。主要元件符号说明1:网络系统11、13:住户15:基站17:互联网络19:微型网关111、131微型基站113、115、133、135 移动装置2:网络系统21、23:住户25 基站27 互联网络29:微型网关211、231微型基站213、215、233 移动装置202 通知信号204 启动信号206:回应信号208:启动完成信号222:同步信号224:基本信息信号226:设定程序228:安全认证程序230 安全有效负载设定程序231a:处理单元231b 宽频收发单元231c 射频收发单元251 处理单元232、234 服务资料传输程序236:同步信号238:基本信息信号240 换手程序242、244 服务资料传输程序253 收发单元291 处理单元293 收发单元295 储存单元
具体实施例方式以下的实施例用以举例说明本发明内容，并非用以限制本发明。需说明的是，以下 实施例及图式中，与本发明无关的元件已省略而未绘示，且图式中各元件间的尺寸关系仅 为求容易了解，非用以限制实际比例。本发明的第一实施例为一网络系统2，其架构图请参阅图2A。网络系统2的一基站 25通过互联网络27连线至一微型网关四。住户21、23内分别设置一微型基站211、231，且 微型基站211、231分别连线(例如通过家用网络连线)至基站25。换言之，微型基站211、 231各自通过基站25连线至微型网关四。住户21内有两个移动装置213、215，这两个移动 装置213、215各自通过微型基站211上网；住户23内则暂时没有任何移动装置。请同时参阅图2B，其描绘微型基站231、基站25及微型网关四的示意图。微型基 站231包含一处理单元231a、一宽频收发单元231b及一射频收发单元231c。基站25包含 一处理单元251及一收发单元253。微型网关四包含一处理单元四1、一收发单元293及
6一储存单元四5。由于住户23内暂时没有任何移动装置，微型基站231的处理单元231a判断射频 收发单元231c于一参考时间长度内处于闲置状态，因此关闭射频收发单元231b。以下将以 另一移动装置233进入基站25的信号范围内的情况，说明第一实施例的微型基站231、基站 25及微型网关四的具体运作。当移动装置233进入基站25的信号范围内时，基站25的处理单元251会判断移 动装置233进入基站25的信号范围。之后，基站25的收发单元253传送一通知信号202 至微型网关四。微型网关四的收发单元293接收此通知信号202后，便得知移动装置233 已进入基站25的信号范围内。本实施例中，微型网关四的储存单元295储存一对应关系表，此对应关系表指示 移动装置233对应至微型基站231，亦即移动装置233将由微型基站231来服务。因此，微 型网关四的处理单元291于收发单元293接收通知信号202后，根据对应关系表选取到微 型基站231。之后，微型网关四的收发单元293传送一启动信号204至微型基站231，用以 通知微型基站231启动其射频收发单元231c。微型网关四所传送的启动信号204会先经 过基站25，基站25的收发单元253再中继启动信号204至微型基站231。微型基站231的 宽频收发单元231b则会接收此启动信号204。于微型基站231的宽频收发单元231b接收启动信号204后，处理单元231a便启 动射频收发单元231c。之后，微型基站231的宽频收发单元231b便传送一回应信号206至 微型网关四，用以使微型网关四得知微型基站231已根据启动信号204启动射频收发单元 231c。微型基站231所传送的回应信号206会先经过基站25，基站25的收发单元253再中 继回应信号206至微型网关四。微型网关四的收发单元293则会接收此回应信号206。通过前述运作，当移动装置233进入基站25的信号范围内时，基站25及微型网关 四便可通知微型基站231启动其射频收发单元231c。此时，微型基站231的射频收发单元 231c便可提供服务予移动装置233。第一实施例另可进行下列运作，使网络系统2更有效率地运作。于接收回应信号 206后，微型网关四的收发单元293可传送一启动完成信号208至基站25。基站25的收 发单元253接收此启动完成信号208后，得知微型基站231已启动其射频收发单元231c，便 可决定是否要进行换手动作。假设基站25决定要进行换手动作，则当微型基站231的射频 收发单元231c与移动装置233连线后，便可中断基站25与移动装置233的连线。需说明的是，第一实施例中，微型网关四的处理单元于收发单元293接收通 知信号202后，根据储存单元295所储存的对应关系表选取到微型基站231。于其他实施态 样中，微型网关四可储存对应关系表，于该情形下，微型网关四的处理单元291将选取与 基站25连线的所有微型基站211、231。换言之，于该情形下，微型基站211、231各自的射频 收发单元皆会被启动。第一实施例的描述情境为移动装置233渐渐靠近住户23，亦即移动装置233进入 基站25的信号范围内时。事实上，第一实施例的配置亦可用于其他情境。住户23内虽然 有移动装置，但该移动装置处于关机的状态。于该情境下，该移动装置开机后，会先与基站 25连线。由于该移动装置位于基站25的信号范围内，因此无线系统2亦会进行前述的运 作，以启动射频收发单元231C，使该移动装置可通过射频收发单元231连线。
再者，第一实施例的网络系统2并不局限于任何特定的网络系统。举例而言，网络 系统 2 可符合全球互通微波存取(worldwide interoperability formicrowave access ； 以下简称WiMA)()标准、长期演进(long term evolution ；以下简称LTE)标准或第三代移 动通讯(third generation ；以下简称3G)标准。接着请参阅图2C，其描绘当网络系统2符合LTE标准时的信号传递示意图。移动装置233进入基站25的信号范围内之后，基站25便与移动装置233进行初 始化的动作，以使二者连线。详言之，基站25传送一同步信号222至移动装置233，于LTE 标准中，此同步信号222为一主同步信号(primarysynchronization signal ;PSS)/次同 步信号(secondary synchronization signal ;SSS)。接着，基站25再传送一基本信息信 号2M至移动装置233，于LTE标准中，此基本信息信号2M包含主要信息区块(master information block ;MIB)、系统信息区块(system information block ;SIB)及系统信息 (system information ；Si)。接着基站25与移动装置233间进行一设定程序226，于LTE标 准中，此设定程序2 为无线资源控制(radio resource control ；RRC)连线设定程序。之 后，移动装置233与微型网关四间进行一安全认证程序228以及一进阶封包系统(evolved packet system ；ESP)乘载服务设定程序230。如此，移动装置233与基站25之间便可进行 服务资料传输程序232，且基站25与微型网关四之间亦可进行服务资料传输程序234。此 部份为熟习LTE标准的技术人士所熟知，故不赘言。此时，因为移动装置233位于基站25的信号范围内，因此基站25判断移动装置 233靠近微型基站231。因此基站25传送通知信号202至微型网关四。之后，微型网关四 便传送启动信号204至微型基站231，此启动信号204是经由基站25中继。微型基站204 收到此启动信号204后，便启动其射频收发单元231c以及传送回应信号206至微型网关 四，此回应信号206是经由基站25中继。微型网关四之后再传送启动完成信号208至基 站25。另一方面，微型基站231接收启动信号204后，微型基站231传送一同步信号236 至移动装置233。同样的，于LTE标准中，此同步信号236为一主同步信号/次同步信号。 接着，微型基站231再传送一基本信息信号238至移动装置233，于LTE标准中，此基本信息 信号238包含主要信息区块、系统信息区块及系统信息。通过同步信号236及基本信息信 号238，微型基站231即与移动装置233取得连线。由于微型基站231已与移动装置233取得连线，且基站25已接收启动完成信号 208 (因而得知微型基站231已启动其射频发射单元231c)，因此基站25与移动装置233 之间可进行一换手程序对0，此换手程序240可由移动装置233或基站25起动。换手程序 240完成后，移动装置233与微型基站231之间便可进行服务资料传输程序M2，且微型基 站231与微型网关四之间亦可进行服务资料传输程序M4。本发明的第二实施例为一通讯方法，其流程图绘于图3。此通讯方法适用于一网络 系统，此网络系统包含一微型基站、一基站及一微型网关，例如第一实施例的微型基站231、 基站25及微型网关四。首先，此通讯方法执行步骤301，令微型基站判断微型基站的射频收发单元于一参 考时间长度内处于闲置状态。接着执行步骤303，令微型基站关闭其射频收发单元。另一方 面，此通讯方法执行步骤305，令微型网关储存一对应关系表，其中，此对应关系表指示哪一移动装置对应至哪一微型基站。需说明的是，于本实施例中，步骤305是于步骤303之后执 行，然而，于其他实施方式中，步骤305可早于步骤303或甚至早于步骤301执行。之后，此通讯方法执行步骤307，令基站判断一移动装置进入基站的一信号范围 内。于步骤309中，此通讯方法令基站传送一通知信号至微型网关。接着，此通讯方法执 行步骤311令微型网关自基站接收通知信号。为回应此通知信号，此通讯方法先执行步骤 313，令微型网关根据该对应关系表选取对应至移动装置的该微型基站，再执行步骤315，令 微型网关传送一启动信号至微型基站。启动信号经过基站时，此通讯方法执行步骤317，令基站中继启动信号至微型基 站。接着，执行步骤319，此通讯方法令微型基站通过接收启动信号。于接收启动信号后， 此通讯方法先执行步骤321，令微型基站启动微型基站的一射频收发单元，接着执行步骤 323，令微型基站与移动装置进行连线。之后，此通讯方法再执行步骤325，令微型基站传送 一回应信号至微型网关。当回应信号经过基站时，此通讯方法执行步骤327，令基站中继此回应信号至微型 网关。接着，此通讯方法执行步骤329，令微型网关接收此回应信号。于接收此回应信号后， 此通讯方法执行步骤331，令微型网关传送一启动完成信号至基站。接着，于步骤333中，此 通讯方法令基站与移动装置断线。同样的，第二实施例的通讯方法并不局限于任何特定的网络系统。举例而言，采用 此通讯方法的网络系统可符合WiMAX标准、LTE技术或3G标准。除了前述的步骤外，本发明的通讯方法亦能执行第一实施例的所有操作及功能。 所属技术领域具有通常知识者可直接了解本发明的通讯方法如何基于上述第一实施例以 执行此等操作及功能。故不赘述。本发明的微型基站若在一参考时间长度内处于闲置状态时，会关闭其射频收发单 元。待一移动装置接近微型基站时，微型基站邻近的基站再通知微型网关，使微型网关通知 微型基站启动其射频收发单元。这样的设置不但能减少所需消耗的电力，更能避免微型基 站在闲置时，仍干扰周围其他微型基站的信号传输。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范 围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种基站(base station)，一网络系统包含一微型基站(femtocell)、该基站及一 微型网关(femto gateway)，该微型基站通过该基站连线至该微型网关，该基站包含一处理单元，判断一移动装置进入该基站的一信号范围内；以及一收发单元(transceiver)，于该处理单元判断该移动装置进入该基站的该信号范围 内后，传送一通知信号至该微型网关，使该微型网关传送一启动信号，该收发单元更中继 该启动信号至该微型基站，使该微型基站于接收该启动信号后启动该微型基站的一射频 (radio frequency ；RF)收发单元以及传送一回应信号，该收发单元更中继该回应信号至该 微型网关。
2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，该收发单元更自该微型网关接收一启动完 成信号，该启动完成信号表示该微型基站已被启动，该处理单元更于接收该启动完成信号 后，中断该基站与该移动装置的连线。
3.一种微型网关，一网络系统包含一微型基站、一基站及该微型网关，该微型基站通过 该基站连线至该微型网关，该微型网关包含一收发单元，自该基站接收一通知信号；以及一处理单元，于该收发单元接收该通知信号后，选取该微型基站；其中，该收发单元更于该处理单元选取该微型基站后，传送一启动信号至该微型基站， 使该微型基站于接收该启动信号后启动该微型基站的一射频收发单元及传送一回应信号， 该收发单元更通过该基站接收由该微型基站所传送的该回应信号。
4.如权利要求3所述的微型网关，其特征在于，该收发单元更传送一启动完成信号至 该基站，使该基站根据该启动完成信号，中断该基站与该移动装置的连线。
5.如权利要求4所述的微型网关，其特征在于，更包含一储存单元，储存一对应关系表，该对应关系表指示该移动装置对应至该微型基站；其中，该处理单元是根据该对应关系表，选取该微型基站。
6. 一种微型基站，一网络系统包含该微型基站、一基站及一微型网关，该微型基站通过 该基站连线至该微型网关，该微型基站包含一宽频收发单元，通过该基站接收由该微型网关所传送的一启动信号；一射频收发单元；以及一处理单元，于该宽频收发单元接收该启动信号后，启动该射频收发单元；其中，该宽频收发单元更于该处理单元启动该射频收发单元后，传送一回应信号至该 微型网关。
7.如权利要求6所述的微型基站，其特征在于，该射频收发单元更于启动后，与一移动 装置进行连线。
8.如权利要求6所述的微型基站，其特征在于，该处理单元更判断该射频收发单元于 一参考时间长度内处于闲置状态，该处理单元更于判断该射频收发单元处于闲置状态后， 关闭该射频收发单元。
9.一种用于一基站的通讯方法，一网络系统包含一微型基站、该基站及一微型网关，该 微型基站通过该基站连线至该微型网关，该通讯方法包含下列步骤(a)令该基站判断一移动装置进入该基站的一信号范围内；(b)令该基站于该步骤(a)后，传送一通知信号至该微型网关，使该微型网关传送一启动信号；(C)令该基站于该步骤(b)后，中继该启动信号至该微型基站，使该微型基站于接收该 启动信号后，启动该微型基站的一射频收发单元以及传送一回应信号；以及(d)令该基站于该步骤(C)后，中继该回应信号至该微型网关。
10.如权利要求9所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤(e)令该基站于该步骤(d)后，自该微型网关接收一启动完成信号，该启动完成信号表 示该微型基站已被启动；以及(f)令该基站于接收该启动完成信号后，中断该基站与该移动装置的连线。
11.一种用于一微型网关的通讯方法，一网络系统包含一微型基站、一基站及该微型网 关，该微型基站通过该基站连线至该微型网关，该通讯方法包含下列步骤(a)令该微型网关自该基站接收一通知信号；(b)令该微型网关于该步骤(a)后，选取该微型基站；(c)令该微型网关于该步骤(b)后，传送一启动信号至该微型基站，使该微型基站于接 收该启动信号后启动该微型基站的一射频收发单元及传送一回应信号；以及(d)令该微型网关于该步骤(c)后，通过该基站接收由该微型基站所传送的该回应信号。
12.如权利要求11所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤(e)令该微型网关于该步骤(d)后，传送一启动完成信号至该基站，该启动完成信号表 示该微型基站已被启动。
13.如权利要求12所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤令该微型网关于该步骤(b)前，储存一对应关系表，该对应关系表指示该移动装置对 应至该微型基站；其中，该步骤(b)是根据该对应关系表，选取该微型基站。
14.一种用于一微型基站的通讯方法，一网络系统包含该微型基站、一基站及一微型网 关，该微型基站通过该基站连线至该微型网关，该通讯方法包含下列步骤(a)令该微型基站通过该基站接收由该微型网关所传送的一启动信号；(b)令该微型基站于该步骤(a)后，启动该微型基站的一射频收发单元；以及(c)令该微型基站于该步骤(b)后，传送一回应信号至该微型网关。
15.如权利要求14所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤 令该微型基站于该步骤(b)后，与一移动装置进行连线。
16.如权利要求14所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤(d)令该微型基站判断该射频收发单元于一参考时间长度内处于闲置状态；以及(e)令该微型基站于该步骤(d)后，关闭该射频收发单元。
全文摘要
一种微型基站、基站、微型网关及其通讯方法。该微型基站通过该基站连线至该微型网关。该微型网关于一参考时间长度内处于闲置状态时，会关闭其射频收发模组。该基站判断一移动装置进入该基站的一信号范围内之后，该基站会传送一通知信号至该微型网关。该微型网关接收该通知信号后，通过该基站传送一启动信号至该微型基站。该微型基站于接收该启动信号后，启动其射频收发单元，且通过该基站传送一回应信号该微型网关。由于该微型基站仅在需服务移动装置时才启动其射频收发单元，因此可节省电力的消耗，且降低与周遭其他微型网关间的信号干扰。
文档编号H04W88/08GK102083242SQ20091025310
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者林益宏, 许亨仰, 许献聪, 邱简谦 申请人:财团法人资讯工业策进会