專利名稱：在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種在基于蜂窩系統(tǒng) 的中繼系統(tǒng)中的路由方法和設(shè)備，用以提升中繼系統(tǒng)中的通信效率， 并打破基站空中接口所造成的容量瓶頸。
背景技術(shù)：
為了能有效地給下一代蜂窩系統(tǒng)一如WiMax/WiBro (寬帶無線接 入/無線寬帶)等一增加吞吐量，以及擴(kuò)展系統(tǒng)覆蓋范圍，IEEE的 802. 16j任務(wù)組，3GPPLTE， WWRF等都提出了使用中繼系統(tǒng)在有效的成
本控制下達(dá)到上述目的的草案。本發(fā)明主要涉及下一代無線蜂窩系統(tǒng) 中的中繼系統(tǒng)，尤其是WiMax/WiBro的中繼系統(tǒng)。
現(xiàn)有的中繼系統(tǒng)通信方式如附圖2所示同一個(gè)小區(qū)的兩個(gè)用戶， 無論它們是否屬于同一個(gè)中繼，都需要經(jīng)過基站進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。圖2 的上半部分是同一個(gè)中繼的兩個(gè)用戶通信時(shí)，數(shù)據(jù)流所經(jīng)過的路徑； 下半部分是不同中繼的兩個(gè)用戶通信時(shí)，數(shù)據(jù)流所經(jīng)過的路徑。
現(xiàn)有技術(shù)中存在以下技術(shù)問題。
當(dāng)兩個(gè)用戶之間的距離比較近，如位于同一個(gè)中繼或相鄰中繼 時(shí)，這種經(jīng)過基站進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)的通信方式顯得較為低效。不僅如 此，在包含中繼臺的小區(qū)中，由于所有的通信都要經(jīng)過基站，基站的 空中接口自然而然就成為了系統(tǒng)的瓶頸。無論中繼臺到用戶能夠支持 多大的吞吐量，基站的空中接口所能提供吞吐量是網(wǎng)絡(luò)容量的上限。 為了能夠更大程度的發(fā)揮中繼所帶來的容量提升，必須想辦法克服基 站的空中接口所造成的瓶頸。
為了打破基站的空中接口所造成的瓶頸，并提高通信的效率，本 發(fā)明給出了稱為"捷徑路由"的通信方式。捷徑路由中，兩個(gè)同處一
個(gè)中繼范圍內(nèi)的用戶可以通過其它頻段(如ISM頻段)直接通信，或通 過中繼轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。處于相鄰中繼范圍內(nèi)的用戶可以通過中繼之間的轉(zhuǎn) 發(fā)來進(jìn)行通信。相比傳統(tǒng)的通信方式而言，捷徑路由不僅能夠提升通 信效率，還在很大程度上克服了所有流量必須經(jīng)過基站的空中接口所 造成的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提出 一種在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由方法和設(shè)備，用以提升中繼 系統(tǒng)中的通信效率，并打破基站空中接口所造成的容量瓶頸。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提出了一種在基于蜂窩系統(tǒng)的 中繼系統(tǒng)中的路由設(shè)備，包括源用戶端，通過中繼臺向目的用戶端 發(fā)送連接請求；目的客戶端，根據(jù)連接請求判斷源客戶端是否具有與 自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口；如果判斷源客戶端具有與自身共同 的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口直接建立與 源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及如果判斷源客戶端沒有與自身共同的非蜂 窩系統(tǒng)無線接口，則通過蜂窩系統(tǒng)無線接口經(jīng)由中繼臺建立與源用戶 端的數(shù)據(jù)連接；以及中繼臺。
優(yōu)選地，所述蜂窩系統(tǒng)無線接口為寬帶無線接入/無線寬帶 WiMax/WiBro接口 ，所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口為非WiMax/WiBro接口 ， 包括無線局部網(wǎng)絡(luò)WiFi接口。
優(yōu)選地，所述源用戶端包括連接請求發(fā)送模塊，向中繼臺發(fā)送 連接請求；連接請求接收模塊，接收目的用戶端使用非WiMax/WiBro 接口發(fā)來的連接請求；連接確認(rèn)發(fā)送模塊，在接收到目的用戶端通過 非WiMax/WiBro接口發(fā)來的連接請求后，向目的用戶端發(fā)送連接確認(rèn)； 以及連接確認(rèn)接收模塊，接收來自中繼臺的連接確認(rèn)，表明連接已經(jīng) 成功建立。
優(yōu)選地，所述目的用戶端包括源中繼臺連接通告接收模塊，接 收來自源中繼臺的連接通告，表明源用戶想要與其建立連接；連接方 式判決模塊，根據(jù)源中繼臺連接通告接收模塊接收的連接通告中的無
線接口信息，判斷是否與自己有共同的非WiMax/WiBro接口，如果判斷 為有共同的非WiMax/WiBro接口，則啟用連接請求發(fā)送模塊，否則，啟 用連接確認(rèn)發(fā)送模塊；連接請求發(fā)送模塊，如果判斷為有共同的非 WiMax/WiBro接口，則通過該接口向源用戶發(fā)送連接請求；連接確認(rèn)發(fā) 送模塊，如果判斷為沒有共同的非WiMax/WiBro接口，或超時(shí)判決模塊 判斷為超時(shí)，則向源中繼臺發(fā)送連接確認(rèn)；連接確認(rèn)接收模塊，通過 共同的非WiMax/WiBro接口接收來自源用戶的連接確認(rèn)，表明連接已經(jīng) 成功建立；超時(shí)判決模塊，在連接請求發(fā)送模塊啟用之后，根據(jù)超時(shí) 時(shí)間內(nèi)是否通過連接確認(rèn)接收模塊接收到來自源用戶的連接確認(rèn)決定 超時(shí)判決的結(jié)果，如果接收到，則超時(shí)判決為沒有超時(shí)，否則，超時(shí) 判決為超時(shí)；并根據(jù)超時(shí)判決結(jié)果操作連接確認(rèn)發(fā)送模塊；以及連接 反饋模塊，在連接確認(rèn)接收模塊啟用之后，向源中繼臺反饋連接的信 息。
優(yōu)選地，所述源中繼臺包括用戶連接請求接收模塊，接收來自 源用戶的連接請求；成員判決模塊，檢査用戶連接請求接收模塊接收 到連接請求的目的用戶端是否為自己的成員，如果目的用戶端是自己 的成員，則啟用連接通告發(fā)送模塊，否則啟用連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊；連 接通告發(fā)送模塊，如果目的用戶端是自己的成員，則向目的用戶端發(fā) 送連接通告；連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊，如果目的用戶端不是自己的成員， 則向基站轉(zhuǎn)發(fā)連接請求；用戶連接確認(rèn)接收模塊，接收來自目的用戶 端的連接確認(rèn)；用戶連接確認(rèn)發(fā)送模塊，在連接確認(rèn)接收模塊接收了 目的用戶端發(fā)來的連接確認(rèn)后，或中繼臺連接請求接收模塊接收了目 的中繼臺發(fā)來的連接請求后，向源用戶發(fā)送連接確認(rèn)；中繼臺連接請 求接收模塊，接收來自目的中繼臺的連接請求；中繼臺連接確認(rèn)發(fā)送 模塊，當(dāng)中繼臺連接請求接收模塊接收了目的中繼臺發(fā)來的連接請求 后，向目的中繼臺發(fā)送連接確認(rèn)；連接反饋接收模塊，接收來自目的 用戶端的連接反饋；以及連接反饋發(fā)送模塊，當(dāng)連接反饋接收模塊啟 用之后，或用戶連接確認(rèn)接收模塊啟用之后，向基站反饋連接的信息。
優(yōu)選地，所述目的中繼臺包括連接請求接收模塊，接收來自基 站的連接請求；連接通告發(fā)送模塊，當(dāng)連接請求接收模塊接收到來自
基站的連接請求后，向目的用戶端發(fā)送連接通告；用戶連接確認(rèn)接收 模塊，接收來自目的用戶端的連接確認(rèn)；通信范圍判決模塊，判斷源 中繼臺是否在自己的直接可通信范圍內(nèi)，如果源中繼臺在自己的直接 可通信范圍內(nèi)，則啟用連接請求發(fā)送模塊；連接請求發(fā)送模塊，如果 源中繼臺在自己的直接可通信范圍內(nèi)，則向源中繼臺發(fā)送連接請求； 中繼臺連接確認(rèn)接收模塊，接收來自源中繼臺的連接確認(rèn)，表明通過 源中繼臺和目的中繼臺進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；以及連接反饋發(fā)送模塊，當(dāng)中 繼臺連接確認(rèn)接收模塊啟用之后，向基站反饋連接的信息。
優(yōu)選地，所述基站包括連接請求接收模塊，接收來自源中繼臺 的連接請求；連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊，當(dāng)連接請求接收模塊接收到連接請 求后，查詢目的用戶端所在的目的中繼臺，并向目的中繼臺轉(zhuǎn)發(fā)連接 請求；以及連接反饋接收模塊，接收來自源中繼臺或目的中繼臺的連 接反饋信息。
根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由 方法，包括源用戶端通過中繼臺向目的用戶端發(fā)送連接請求；目的 客戶端根據(jù)連接請求判斷源客戶端是否具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng) 無線接口；如果判斷源客戶端具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口， 則通過所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口直接建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以 及如果判斷源客戶端沒有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過 蜂窩系統(tǒng)無線接口經(jīng)由中繼臺建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接。


通過參考以下結(jié)合附圖對所采用的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā) 明的上述目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，其中
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶、中繼和基站協(xié)作完成捷徑路由 的流程圖2是示出了現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)通信方式的示意圖，其中，無論想 要通信的兩個(gè)用戶位于小區(qū)的什么位置，它們之間的數(shù)據(jù)都需要基站 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶之間直接通信的拓?fù)鋱D4是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶之間直接通信的消息傳遞圖； 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信的拓?fù)?br> 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信的消息傳 遞圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶通過相鄰中繼轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信的拓 撲圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的用戶通過相鄰中繼轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信的消 息傳遞圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)仿真的拓?fù)鋱D，圖中共有l(wèi)個(gè)基站 和18個(gè)中繼；
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在飽和狀態(tài)的仿真結(jié)果的曲線 圖；以及
圖ll是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在非飽和狀態(tài)的仿真結(jié)果的曲 線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖l給出了本發(fā)明的概要流程圖，圖中描述了從用戶發(fā)出連接請 求開始，根據(jù)用戶的位置和空中接口的配置，到最終釆用捷徑路由或 傳統(tǒng)通信方式的流程，詳細(xì)如下
步驟l.用戶l向中繼l發(fā)送連接請求；完成后執(zhí)行步驟2
步驟2.中繼l檢査用戶l是否為其成員，如果是則執(zhí)行步驟6，否 則執(zhí)行步驟3;
步驟3.中繼l把連接請求轉(zhuǎn)發(fā)給基站；完成后執(zhí)行步驟4; 步驟4.基站査詢目的用戶，即用戶2所在的中繼為中繼2，把請
求轉(zhuǎn)發(fā)給中繼2;完成后執(zhí)行步驟8;
步驟5.用戶2檢査自己是否和用戶1具有相同的其它無線接口， 如果有共同借口則執(zhí)行步驟9，否則執(zhí)行步驟14
步驟6.中繼l向目的用戶，即用戶2發(fā)出連接通告，發(fā)送完成后
執(zhí)行步驟5;
步驟7.用戶2中繼2向發(fā)出連接確認(rèn)；完成后執(zhí)行步驟ll; 步驟8.中繼2向用戶2發(fā)出連接通告；完成后執(zhí)行步驟7; 步驟9.用戶2試圖通過共有的其它無線接口和用戶1建立連接； 完成后執(zhí)行步驟10;
步驟IO.判斷連接建立是否成功？如果成功則執(zhí)行步驟18，否則
執(zhí)行步驟14;
步驟ll.中繼2判斷中繼1是否在直接通信范圍內(nèi)？如果是則執(zhí)行
步驟12，否則執(zhí)行步驟20;
步驟12.中繼2向中繼1發(fā)出連接請求；完成后執(zhí)行步驟16;
步驟13.中繼l向用戶l發(fā)出連接確認(rèn)；完成后執(zhí)行步驟17;
步驟14.用戶2中繼1向發(fā)出連接確認(rèn)；完成后執(zhí)行步驟13;
步驟15.中繼l向用戶l發(fā)出連接確認(rèn)；完成后執(zhí)行步驟19;
步驟16.中繼1向中繼2發(fā)出連接確認(rèn)；完成后執(zhí)行步驟15;
步驟17.用戶1和用戶2通過中繼1轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信；具體參見下面 說明中圖3和圖4給出的第一個(gè)例子；
步驟18.用戶1和用戶2通過建立的連接進(jìn)行直接通信；具體參見 下面說明中圖3和圖4給出的第二個(gè)例子；
步驟19.用戶1和用戶2通過中繼1和中繼2的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通信；具體
參見下面說明中圖5和圖6給出的第三個(gè)例子；
步驟20.用戶1和用戶2通過傳統(tǒng)的方式進(jìn)行通信。
根據(jù)本發(fā)明，源用戶端包括
201:連接請求發(fā)送模塊，向中繼臺發(fā)送連接請求；
202:連接請求接收模塊，接收目的用戶使用非WiMax/WiBro接口 發(fā)來的連接請求；
203:連接確認(rèn)發(fā)送模塊，在接收了目的用戶通過非WiMax/WiBro 接口發(fā)來的連接請求后，向目的用戶發(fā)送連接確認(rèn)；以及
204:連接確認(rèn)接收模塊，接收來自中繼臺的連接確認(rèn)，表明連 接已經(jīng)成功建立。
根據(jù)本發(fā)明，目的用戶端包括
301:連接通告接收模塊，接收來自中繼臺的連接通告，表明源 用戶想要跟它建立連接；
302:連接方式判決模塊，根據(jù)連接通告中的非WiMax/WiBro接口 信息，判斷是否和自己有共同的非WiMax/WiBro接口，并根據(jù)判決結(jié)果 采取啟用相應(yīng)的模塊303或304;以及
303:連接請求發(fā)送模塊，根據(jù)連接方式判決模塊判決的結(jié)果， 如果有共同的非WiMax/WiBro接口，則通過該接口源用戶向發(fā)送連接請 求；
304:連接確認(rèn)發(fā)送模塊，根據(jù)連接方式判決模塊302和超時(shí)判決 模塊306的結(jié)果，如果連接方式判決模塊302判斷為沒有共同的非 WiMax/WiBro接口，或者超時(shí)判決模塊306判斷為超時(shí)，則向中繼臺發(fā) 送連接確認(rèn)；
305:連接確認(rèn)接收模塊，接收來自源用戶的連接確認(rèn)(通過共 同的非WiMax/WiBro接口)，表明連接已經(jīng)成功建立；
306:超時(shí)判決模塊，在模塊303啟用之后，根據(jù)超時(shí)時(shí)間內(nèi)是否 通過305模塊接收到來自源用戶的連接確認(rèn)決定超時(shí)判決的結(jié)果，如果
接收到，則超時(shí)判決為沒有超時(shí)，否則超時(shí)判決為超時(shí)；并根據(jù)判決 結(jié)果決定是否相應(yīng)的模塊304;以及
307:連接反饋模塊，在模塊305啟用之后，向中繼臺反饋連接的
"(曰息。
根據(jù)本發(fā)明，源中繼臺包括
401:用戶連接請求接收模塊，接收來自源用戶的連接請求； 402:成員判決模塊，檢查模塊401接收到連接請求的目的用戶是
否為自己的成員，并根據(jù)判決結(jié)果啟用相應(yīng)的模塊403或404;
403:連接通告發(fā)送模塊，根據(jù)成員判決模塊的判決結(jié)果，如果 目的用戶是自己的成員，則向目的用戶發(fā)送連接通告；
404:連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊，根據(jù)成員判決模塊的判決結(jié)果，如果 目的用戶不是自己的成員，則向基站轉(zhuǎn)發(fā)連接請求；
405:用戶連接確認(rèn)接收模塊，接收來自目的用戶的連接確認(rèn)； 406:用戶連接確認(rèn)發(fā)送模塊，在連接確認(rèn)接收模塊405接收了目
的用戶發(fā)來的連接確認(rèn)后，或中繼臺連接請求接收模塊407接收了目的
中繼臺發(fā)來的連接請求后，向源用戶發(fā)送連接確認(rèn)；
407:中繼臺連接請求接收模塊，接收來自目的中繼臺的連接請
求；
408:中繼臺連接確認(rèn)發(fā)送模塊，當(dāng)中繼臺連接請求接收模塊407 接收了目的中繼臺發(fā)來的連接請求后，向目的中繼臺發(fā)送連接確認(rèn)； 409:連接反饋接收模塊，接收來自目的用戶的連接反饋；以及 410:連接反饋發(fā)送模塊，當(dāng)模塊409啟用之后，或模塊405啟用 之后，向基站反饋連接的信息。
根據(jù)本發(fā)明，目的中繼臺端包括
501:連接請求接收模塊，接收來自基站的連接請求；
502:連接通告發(fā)送模塊，當(dāng)連接請求接收模塊501接收到來自基
站的連接請求后，向目的用戶發(fā)送連接通告；
503:用戶連接確認(rèn)接收模塊，接收來自目的用戶的連接確認(rèn)； 504:通信范圍判決模塊，判斷源中繼臺是否在自己的直接可通
信范圍內(nèi)，如果可直接通信，則啟用模塊505;
505:連接請求發(fā)送模塊，根據(jù)通信范圍判決模塊504的判決結(jié)果，
如果源中繼臺在自己的直接可通信范圍內(nèi)，則向源中繼臺發(fā)送連接請
求；
506:中繼臺連接確認(rèn)接收模塊，接收來自源中繼臺的連接確認(rèn)， 表明通過源中繼臺和目的中繼臺進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
507:連接反饋發(fā)送模塊，當(dāng)模塊506運(yùn)行之后，向基站反饋連接 的信息。
根據(jù)本發(fā)明，小區(qū)基站包括-
601:連接請求接收模塊，接收來自源中繼臺的連接請求；
602:連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊，當(dāng)連接請求接收模塊601接收到連接請 求后，査詢目的用戶所在的目的中繼臺，并向目的中繼臺轉(zhuǎn)發(fā)連接請
求；
603:連接反饋接收模塊，接收來自源中繼臺或目的中繼臺的連
接反饋信息。
需要注意的是，在處理步驟模塊201的連接請求中包含源用戶除 WiMax/WiBro之外的其它接口。在如上所述的目的用戶端的處理中，目 的用戶端如果和源用戶有共同的除WiMax/WiBro之外的其它接口，則使 用該共同接口進(jìn)行連接建立。在如上所述的源中繼端的處理中，如果 目的用戶端是源中繼臺的成員，則直接向目的用戶端發(fā)送連接通告。 在如上所述的目的用戶端的處理中，目的用戶端和源用戶通過共同的 除WiMax/WiBro之外的其它接口成功建立連接后，目的用戶端向源中繼 臺反饋連接建立的信息。在如上所述的源中繼端的處理中，目的用戶 端和源用戶通過源中繼臺成功建立連接后，源中繼臺向基站反饋連接 建立的信息。此外，源中繼臺接收到目的用戶端反饋的連接建立的信 息后，向基站反饋該信息。在如上所述的目的中繼端的處理中，目的 用戶端和源用戶通過源中繼臺和目的中繼臺成功建立連接后，目的中 繼臺向基站反饋連接建立的信息。另外，在如上所述的目的用戶端的 處理中，如果目的用戶端在一定時(shí)間內(nèi)未收到源用戶通過共同的除 WiMax/WiBro之外的其它接口發(fā)送的連接確認(rèn)，則向源中繼臺反饋連接 確認(rèn)。此外，在如上所述的目的中繼端的處理中，目的中繼臺根據(jù)源 中繼臺是否在自己的可直接通信范圍內(nèi)決定是否向源中繼臺發(fā)送連接 建立。
下面將使用根據(jù)本發(fā)明的3個(gè)例子說明本發(fā)明的執(zhí)行過程。
圖3給出了第一個(gè)例子的拓?fù)鋱D，圖中想要通信的兩個(gè)用戶位于 同一個(gè)辦公區(qū)，除了WiMax/ WiBro接口外，兩個(gè)用戶都裝配有WiFi無 線接口。圖4給出了第一個(gè)例子的通信流程，具體如下
第一步，用戶l向中繼臺發(fā)送連接請求，請求中包含自己的非 WiMax/WiBro接口 (WiFi)，以及連接的目的用戶(用戶2);
第二步，中繼臺接收到用戶l發(fā)來的連接請求后，判斷目的用戶 也屬于自己管轄。中繼臺向目的用戶，即用戶2發(fā)送連接通告，通告
中包含用戶l的非WiMax/WiBro接口；
第三步，用戶2接收到中繼臺發(fā)來的連接通告后，判斷源用戶提 供的非WiMax/WiBro接口WiFi恰好和自己的匹配。用戶2使用WiFi和向 用戶l發(fā)出連接請求；
第四步，用戶l接收到用戶2通過WiFi發(fā)來的連接請求后，向用戶 2發(fā)送連接請求確認(rèn)，建立基于WiFi的連接；
第五步，用戶2接收到用戶l通過WiFi發(fā)來的連接確認(rèn)后，建立基 于WiFi的連接；用戶2向中繼臺發(fā)送連接反饋，反饋中包含連接建立的 方式(WiFi)，以及連接的源用戶(用戶l);
第六步，中繼臺接收到用戶2發(fā)來的連接反饋后，向基站發(fā)送連 接反饋，反饋中包含連接建立的方式(WiFi)，以及連接的源用戶(用 戶l)和目的用戶(用戶2)?；究梢該?jù)此收取連接建立等相關(guān)費(fèi)用；
第七步，用戶l和用戶2使用WiFi連接發(fā)送數(shù)據(jù)；
圖5給出了第二個(gè)例子的拓?fù)鋱D，圖中想要通信的兩個(gè)用戶位于 被墻阻隔的不同辦公區(qū)，除了WiMax/ WiBro接口外，兩個(gè)用戶都裝配 有WiFi無線接口。圖6給出了第二個(gè)例子的通信流程，具體如下
第一步，用戶l向中繼臺發(fā)送連接請求，請求中包含自己的非 WiMax/WiBro接口 (WiFi)，以及連接的目的用戶(用戶2);
第二步，中繼臺接收到用戶l發(fā)來的連接請求后，判斷目的用戶 也屬于自己管轄。中繼臺向目的用戶，即用戶2發(fā)送連接通告，通告中 包含用戶l的非WiMax/WiBro接口；
第三步，用戶2接收到中繼臺發(fā)來的連接通告后，判斷源用戶提 供的非WiMax/WiBro接口WiFi恰好和自己的匹配。用戶2使用WiFi和向 用戶l發(fā)出連接請求；
第四步，由于墻阻隔，用戶1無法接收到用戶2的連接請求； 一段 時(shí)間后，用戶2基于WiFi的連接請求超時(shí)，用戶2向中繼臺發(fā)送連接確
認(rèn)，確認(rèn)中包含連接的源用戶(用戶l);
第五步，中繼臺接收到用戶2發(fā)來的連接確認(rèn)后，向用戶l發(fā)送連 接確認(rèn)，確認(rèn)中包含連接的源用戶(用戶l); 第六步，中繼臺向基站發(fā)送連接反饋，反饋中包含連接建立的方
式(WiBro)，以及連接的源用戶(用戶l)和目的用戶(用戶2)?；?可以據(jù)此收取連接建立，數(shù)據(jù)通信等相關(guān)費(fèi)用；
第七步，用戶l向中繼臺發(fā)送數(shù)據(jù)，中繼臺接收到數(shù)據(jù)后直接轉(zhuǎn) 發(fā)給用戶2。
圖7給出了第三個(gè)例子的拓?fù)鋱D，圖中想要通信的兩個(gè)用戶位于 兩個(gè)相鄰中繼臺的管轄范圍，除了WiMax/ WiBro接口外，兩個(gè)用戶都 裝配有WiFi無線接口。圖8給出了第二個(gè)例子的通信流程，具體如下
第一步，用戶l向中繼臺發(fā)送連接請求，請求中包含自己的非 WiMax/WiBro接口 (WiFi)，以及連接的目的用戶(用戶2);
第二步，中繼臺接收到用戶l發(fā)來的連接請求后，判斷目的用戶 不屬于自己管轄。中繼臺向基站發(fā)送連接請求，請求中包含連接的目
的用戶(用戶2);
第三步，基站接收到中繼臺l發(fā)來的連接請求后，判斷目的用戶
屬于中繼臺2管轄?；鞠蛑欣^臺2發(fā)送連接通告，通告中包含連接的
目的用戶(用戶2)，源用戶(用戶l),源中繼臺(中繼臺l);
第四步，中繼臺2接收到基站發(fā)來的連接通告后，向用戶2發(fā)出連 接通告，通告中包含連接方式(WiBro)，連接的源用戶(用戶l);
第五步，用戶2接收到中繼臺2發(fā)來的連接通告后，向中繼臺2發(fā) 送連接確認(rèn)，確認(rèn)中包含連接的源用戶(用戶l);
第六步，中繼臺2接收到用戶2發(fā)來的連接確認(rèn)后，判斷用戶l對 應(yīng)的中繼臺，即中繼臺l，在中繼臺2的直接通信范圍內(nèi)。中繼臺2向中 繼臺l發(fā)出連接請求，通告中包含連接的源用戶(用戶l)，目的用戶(用 戶2);
第七步，中繼臺1接收到中繼臺2發(fā)來的連接請求后，向用戶l發(fā)
送連接確認(rèn)，確認(rèn)中包含連接的目的用戶(用戶2);同時(shí)，中繼臺l
向中繼臺2發(fā)出連接確認(rèn)，確認(rèn)中包含連接的源用戶(用戶l)，目的用
戶(用戶2);
第八步，中繼臺2接收到中繼臺1發(fā)來的連接確認(rèn)后，向基站發(fā)送
連接反饋，反饋中包含連接的方式(WiBro)，以及連接的源用戶(用 戶l)，目的用戶(用戶2)，源中繼臺(中繼臺l)和目的中繼臺(中繼 臺2)?；究梢該?jù)此收取連接建立，數(shù)據(jù)通信等相關(guān)費(fèi)用；
第九步，用戶l向中繼臺l發(fā)送數(shù)據(jù)，中繼臺l接收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā) 給中繼臺2，中繼臺2接收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā)給用戶2。
將使用下面的仿真來說明本發(fā)明比現(xiàn)有的通信方式的好處。仿真 的拓?fù)鋱D如圖9所示，圖中共有1個(gè)基站和18個(gè)中繼臺，中繼臺和基站 之間采用無線通信，路徑丟失因子為2.5，天線為全向天線，調(diào)制方式 固定為QPSK，系統(tǒng)的子信道數(shù)目為128個(gè)。
圖10和圖1 l分別給出了系統(tǒng)在飽和狀態(tài)和非飽和狀態(tài)下，傳統(tǒng)通 信方式、使用其它空中接口、經(jīng)過中繼臺轉(zhuǎn)發(fā)以及經(jīng)過相鄰中繼臺的 吞吐量對比。其中飽和狀態(tài)下，按照給定的捷徑路由比例隨機(jī)生成5000 個(gè)連接請求。這些連接請求按照產(chǎn)生的次序依次處理(接納或拒絕)， 直到所有5000連接請求都處理完為止。在非飽和狀態(tài)下，按照給定的 捷徑路由比例隨機(jī)生成不定數(shù)目的連接請求。當(dāng)系統(tǒng)的連接請求中被 拒絕數(shù)目在所有已經(jīng)處理過的連接請求所占比例超過1%，則停止處理。
圖10和圖11的橫軸為產(chǎn)生捷徑路由連接請求的概率，縱軸為系統(tǒng) 的總吞吐量。從這兩張圖可以看出，無論是飽和狀態(tài)和非飽和狀態(tài)， 使用本發(fā)明的技術(shù)都能給系統(tǒng)的總吞吐量帶來非常明顯的增益。
盡管以上己經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可 以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改、替換和改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)由上述實(shí) 施例來限定，而應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物來限定。
權(quán)利要求
1、一種在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由設(shè)備，包括源用戶端，通過中繼臺向目的用戶端發(fā)送連接請求；目的客戶端，根據(jù)連接請求判斷源客戶端是否具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口；如果判斷源客戶端具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口直接建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及如果判斷源客戶端沒有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過蜂窩系統(tǒng)無線接口經(jīng)由中繼臺建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及中繼臺。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于所述蜂窩系統(tǒng)無線接 口為寬帶無線接入/無線寬帶WiMax/WiBro接口，所述非蜂窩系統(tǒng)無線 接口為非WiMax/WiBro接口 ，包括無線局部網(wǎng)絡(luò)WiFi接口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述源用戶端包括 連接請求發(fā)送模塊(201)，向中繼臺發(fā)送連接請求； 連接請求接收模塊(202)，接收目的用戶端使用非WiMax/WiBro接口發(fā)來的連接請求；連接確認(rèn)發(fā)送模塊(203 )，在接收到目的用戶端通過非 WiMax/WiBro接口發(fā)來的連接請求后，向目的用戶端發(fā)送連接確認(rèn)；以 及連接確認(rèn)接收模塊(204)，接收來自中繼臺的連接確認(rèn)，表明連 接已經(jīng)成功建立。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述目的用戶端包括 源中繼臺連接通告接收模塊(301)，接收來自源中繼臺的連接通告，表明源用戶想要與其建立連接；連接方式判決模塊(302)，根據(jù)源中繼臺連接通告接收模塊(301) 接收的連接通告中的無線接口信息，判斷是否與自己有共同的非 WiMax/WiBro接口，如果判斷為有共同的非WiMax/WiBro接口 ，則啟用 連接請求發(fā)送模塊(303)，否則，啟用連接確認(rèn)發(fā)送模塊(304);連接請求發(fā)送模塊(303)，如果判斷為有共同的非WiMax/WiBro 接口，則通過該接口向源用戶發(fā)送連接請求；連接確認(rèn)發(fā)送模塊(304)，如果判斷為沒有共同的非WiMax/WiBro 接口，或超時(shí)判決模塊(306)判斷為超時(shí)，則向源中繼臺發(fā)送連接確 認(rèn)；連接確認(rèn)接收模塊(305)，通過共同的非WiMax/WiBro接口接收 來自源用戶的連接確認(rèn)，表明連接已經(jīng)成功建立；超時(shí)判決模塊(306)，在連接請求發(fā)送模塊(303)啟用之后， 根據(jù)超時(shí)時(shí)間內(nèi)是否通過連接確認(rèn)接收模塊(305)接收到來自源用戶 的連接確認(rèn)決定超時(shí)判決的結(jié)果，如果接收到，則超時(shí)判決為沒有超 時(shí)，否則，超時(shí)判決為超時(shí)；并根據(jù)超時(shí)判決結(jié)果操作連接確認(rèn)發(fā)送 模塊(304);以及連接反饋模塊(307)，在連接確認(rèn)接收模塊(305)啟用之后， 向源中繼臺反饋連接的信息。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于所述源中繼臺包括 用戶連接請求接收模塊(401)，接收來自源用戶的連接請求； 成員判決模塊(402)，檢査用戶連接請求接收模塊(401)接收 到連接請求的目的用戶端是否為自己的成員，如果目的用戶端是自己 的成員，則啟用連接通告發(fā)送模塊(403)，否則啟用連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模 塊(404);連接通告發(fā)送模塊(403)，如果目的用戶端是自己的成員，則向 目的用戶端發(fā)送連接通告；連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊(404)，如果目的用戶端不是自己的成員，則 向基站轉(zhuǎn)發(fā)連接請求；用戶連接確認(rèn)接收模塊(405)，接收來自目的用戶端的連接確認(rèn);用戶連接確認(rèn)發(fā)送模塊(406)，在連接確認(rèn)接收模塊(405)接 收了目的用戶端發(fā)來的連接確認(rèn)后，或中繼臺連接請求接收模塊(407) 接收了目的中繼臺發(fā)來的連接請求后，向源用戶發(fā)送連接確認(rèn)；中繼臺連接請求接收模塊(407)，接收來自目的中繼臺的連接請 求；中繼臺連接確認(rèn)發(fā)送模塊(408)，當(dāng)中繼臺連接請求接收模塊 (407)接收了目的中繼臺發(fā)來的連接請求后，向目的中繼臺發(fā)送連接 確認(rèn)；連接反饋接收模塊(409)，接收來自目的用戶端的連接反饋；以及連接反饋發(fā)送模塊(410)，當(dāng)連接反饋接收模塊(409)啟用之 后，或用戶連接確認(rèn)接收模塊(405)啟用之后，向基站反饋連接的信 息。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述目的中繼臺包括 連接請求接收模塊(501)，接收來自基站的連接請求； 連接通告發(fā)送模塊(502)，當(dāng)連接請求接收模塊(501)接收到來自基站的連接請求后，向目的用戶端發(fā)送連接通告；用戶連接確認(rèn)接收模塊(503)，接收來自目的用戶端的連接確認(rèn)； 通信范圍判決模塊(504)，判斷源中繼臺是否在自己的直接可通信范圍內(nèi)，如果源中繼臺在自己的直接可通信范圍內(nèi)，則啟用連接請求發(fā)送模塊(505);連接請求發(fā)送模塊(505),如果源中繼臺在自己的直接可通信范圍內(nèi)，則向源中繼臺發(fā)送連接請求；中繼臺連接確認(rèn)接收模塊(506)，接收來自源中繼臺的連接確認(rèn)，表明通過源中繼臺和目的中繼臺進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；以及連接反饋發(fā)送模塊(507)，當(dāng)中繼臺連接確認(rèn)接收模塊(506)啟用之后，向基站反饋連接的信息。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于所述基站包括 連接請求接收模塊(601)，接收來自源中繼臺的連接請求； 連接請求轉(zhuǎn)發(fā)模塊(602)，當(dāng)連接請求接收模塊(601)接收到連接請求后，查詢目的用戶端所在的目的中繼臺，并向目的中繼臺轉(zhuǎn) 發(fā)連接請求；以及連接反饋接收模塊(603)，接收來自源中繼臺或目的中繼臺的連 接反饋信息。
8、 一種在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由方法，包括 源用戶端通過中繼臺向目的用戶端發(fā)送連接請求； 目的客戶端根據(jù)連接請求判斷源客戶端是否具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口；如果判斷源客戶端具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口直接建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及如果判斷源客戶端沒有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通 過蜂窩系統(tǒng)無線接口經(jīng)由中繼臺建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種在基于蜂窩系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)中的路由設(shè)備，包括源用戶端，通過中繼臺向目的用戶端發(fā)送連接請求；目的客戶端，根據(jù)連接請求判斷源客戶端是否具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口；如果判斷源客戶端具有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過所述非蜂窩系統(tǒng)無線接口直接建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及如果判斷源客戶端沒有與自身共同的非蜂窩系統(tǒng)無線接口，則通過蜂窩系統(tǒng)無線接口經(jīng)由中繼臺建立與源用戶端的數(shù)據(jù)連接；以及中繼臺。
文檔編號H04B7/14GK101192873SQ20061016260
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者起 吳, 周潘云, 林亨奎, 林恩澤 申請人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會社