專利名稱：一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，更具體地說，涉及到一種后三代移動通信以及第四代移動通信(Beyond Three Generation/Fourth Generation；B3G/4G)系統(tǒng)中的多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法。
背景技術(shù)：
隨著第三代移動通信(Third Generation Communication；3G)的商用化開始，具有更高速率、更高頻譜效率、更好覆蓋和更強(qiáng)業(yè)務(wù)支撐能力的B3G/4G技術(shù)也開始進(jìn)入預(yù)研階段，計劃在2007年完成頻譜分配，2010年完成主要標(biāo)準(zhǔn)，2012年開始商用，2015年后投入大規(guī)模商用。B3G系統(tǒng)對頻譜的需求至少是600兆。對于這樣一個寬帶的頻段需求，在現(xiàn)有頻段中很難找到，因此對于B3G和4G需要分配更高的頻段。
較高頻段雖然可以解決B3G的頻率分配問題，但是頻段越高，電磁波的繞射能力越差、穿透力越差。在這種情況下，該電磁波也就越來越接近于直線傳播，如果存在建筑物，就會導(dǎo)致小區(qū)中存在很多電磁波無法到達(dá)的“陰影”地帶。例如，如果移動節(jié)點(Mobile Node；MN)在一個建筑物后，由于信號的繞能能力差使得信號無法繞過建筑物到達(dá)該移動節(jié)點處，另外還由于信號的穿透能力差也使得信號無法穿過該建筑物而到達(dá)該移動節(jié)點處，因此該移動節(jié)點有可能接收不到來自基站的信號。
另外，頻段越高，電磁波的衰減越大，即發(fā)射功率會有衰減。基站發(fā)射功率的衰減會導(dǎo)致小區(qū)的覆蓋范圍變小，或者在覆蓋范圍不變的情況下使得小區(qū)邊緣功率控制不夠理想，從而引起很多傳輸差錯。而且，由于人們希望電磁波輻射對人體的影響減弱，要求基站的發(fā)射功率進(jìn)一步減小，這會進(jìn)一步加重上述問題。
解決上述問題的一種方案是將蜂窩狀小區(qū)重新劃分，使得原有的小區(qū)縮小到基站的功率能夠達(dá)到的范圍，進(jìn)而在每個縮小了的小區(qū)上都設(shè)置一個基站。但是，該方法需要用光纖將每個基站進(jìn)行連接，因此使用起來不方便，尤其是當(dāng)光纖經(jīng)過的區(qū)域是私人區(qū)域或者其他不便設(shè)置光纖的區(qū)域時使用更加不便。
為此，無線通信領(lǐng)域出現(xiàn)了多跳網(wǎng)絡(luò)的概念，在基站與移動節(jié)點間增加了中繼節(jié)點(RelayNode；RN)，從而構(gòu)成了基站-中繼節(jié)點-移動節(jié)點的路徑。上述中繼節(jié)點可能只有一個，也可能是多個。這種多跳網(wǎng)絡(luò)使每個中繼節(jié)點所需的功率大大降低，一個多跳網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點只需要足夠的發(fā)射功率就可以到達(dá)相鄰節(jié)點。其次，由于網(wǎng)狀網(wǎng)中的各個節(jié)點功率很低，因此位于網(wǎng)絡(luò)不同部分的設(shè)備實際上可以在同一頻率同時發(fā)射，而不產(chǎn)生干擾。頻譜的這種復(fù)用提高了網(wǎng)絡(luò)的空間容量，節(jié)點之間的較短距離還帶來了更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中移動節(jié)點第一次接入到多跳網(wǎng)絡(luò)中的信令流程示意圖。圖中移動節(jié)點MN首先向最近的中繼節(jié)點RN發(fā)送一個接入請求消息，該中繼節(jié)點向其下一個中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該接入請求消息，一直到將該接入請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給接入點(Access Point；AP)，該接入點AP連接一個服務(wù)代理(Service Agent；SA)，該服務(wù)代理SA包含路由和接入信息。如果該服務(wù)代理SA認(rèn)證來自移動節(jié)點的信息合法，則會通知接入點AP，AP建立返回給移動節(jié)點消息的路由。AP按照選定的路由將接入許可消息發(fā)給第一個中繼節(jié)點，該中繼節(jié)點將該接入許可消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個中繼節(jié)點，一直到將該接入許可消息轉(zhuǎn)發(fā)給上述移動節(jié)點。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中移動節(jié)點移動后接入到多跳網(wǎng)絡(luò)中的信令流程示意圖。圖中虛線的移動節(jié)點MN代表沒有移動前的位置，移動節(jié)點MN首先按照箭頭方向進(jìn)行移動，隨后該移動節(jié)點MN向最近的中繼節(jié)點RN發(fā)送一個接入請求消息，該中繼節(jié)點向其下一個中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該接入請求消息，一直到將該接入請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給接入點AP，該接入點AP連接一個服務(wù)代理SA，該服務(wù)代理SA包含路由和接入信息。如果該服務(wù)代理SA認(rèn)證來自移動節(jié)點的信息合法，則會通知接入點AP，AP更改返回給移動節(jié)點消息的路由。AP按照更改后的路由將接入許可消息發(fā)給第一個中繼節(jié)點，該中繼節(jié)點將該接入許可消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個中繼節(jié)點，一直到將該接入許可消息轉(zhuǎn)發(fā)給上述移動后的移動節(jié)點。
但是，由于具有多個節(jié)點，移動節(jié)點在多跳網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行接入時，在接入點AP、中繼節(jié)點RN、移動節(jié)點MN中的每一處都要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層、接入層、物理層，進(jìn)行編碼、解碼以及路由等信息的處理，因此網(wǎng)絡(luò)接入時間比較長、接入延遲會比較大，不利于移動節(jié)點在移動過程中的無縫接入。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，使得移動節(jié)點從一個小區(qū)移動到另外一個小區(qū)時，采用該方法能夠提高接入速度，保證通信數(shù)據(jù)尤其是語音數(shù)據(jù)不會間斷。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，該無線網(wǎng)絡(luò)包含一個接入點、一個與該接入點相連的服務(wù)代理、至少一個中繼節(jié)點、至少一個移動節(jié)點，其特征在于該方法包括以下的步驟(1)每個移動節(jié)點向上述無線網(wǎng)絡(luò)注冊時將與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息通知上述接入點(2)在上述接入點中或者在上述服務(wù)代理中存儲與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；(3)上述接入點向與上述移動節(jié)點相鄰的所有中繼節(jié)點通知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息，或者，上述接入點向預(yù)測上述移動節(jié)點移動的至少一個中繼節(jié)點通知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；(4)上述移動節(jié)點向與該移動節(jié)點相鄰的一個中繼節(jié)點發(fā)送接入請求消息；
(5)上述接收接入請求消息的中繼節(jié)點向上述移動節(jié)點返回一個接入許可消息；(6)上述中繼節(jié)點向下一個中繼節(jié)點發(fā)送一個路由更新消息，該下一個中繼節(jié)點繼續(xù)向其他中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該路由更新消息，一直到將該路由更新消息轉(zhuǎn)發(fā)到上述接入點；(7)上述接入點或者上述服務(wù)代理進(jìn)行路由更新。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，上述通知方式為廣播方式、多播方式或者單播方式。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，上述中繼節(jié)點存放與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息后，將接收到的接入信息刪除；或者在收到與上述移動節(jié)點當(dāng)前聯(lián)系的中繼節(jié)點發(fā)出的刪除信令后，上述中繼節(jié)點將收到的接入信息刪除。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，上述中繼節(jié)點存放與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息后將該接入信息刪除的時間由上述中繼節(jié)點或者上述接入點設(shè)定。
本發(fā)明的核心在于在網(wǎng)絡(luò)中向與每個移動節(jié)點相鄰的中繼節(jié)點發(fā)出通知，告知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息。
可見，本發(fā)明所提供的方法具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明所提供的集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，將原來位于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)代理中的接入信息移動到移動節(jié)點附近的中繼節(jié)點中，移動節(jié)點在接入時不再需要通過接入點來獲得接入許可消息，而只需要與相鄰的一個中繼節(jié)點處獲得接入許可消息，極大縮短了接入信令的傳輸、極大減小了移動節(jié)點的接入時間。
(2)本發(fā)明所提供的集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，使得移動節(jié)點在高速移動過程中或者從一個小區(qū)運行到另外一個小區(qū)時能夠?qū)崿F(xiàn)無縫接入，這對于B3G網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸、尤其是語音數(shù)據(jù)傳輸非常重要，使得用戶不會感覺到有通話短暫中斷的現(xiàn)象，始終保持清晰的話質(zhì)。
(3)本發(fā)明所提供的集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，僅需在網(wǎng)絡(luò)中的中繼節(jié)點處設(shè)置一存儲區(qū)域，用來存儲與各個移動節(jié)點相應(yīng)的接入信息，相對于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備所做的改動小，節(jié)約成本。
(4)本發(fā)明所提供的集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，不影響現(xiàn)有技術(shù)的實施，如果采用本方法無法得到移動節(jié)點最新的接入信息，仍然可以按照現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入，因此與現(xiàn)有技術(shù)兼容。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中移動節(jié)點第一次接入到多跳網(wǎng)絡(luò)中的信令流程示意圖。圖中MN為移動節(jié)點，RN為中繼節(jié)點，AP為接入點。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中移動節(jié)點移動后接入到多跳網(wǎng)絡(luò)中的信令流程示意圖。
圖3是本發(fā)明中移動節(jié)點移動后接入到多跳網(wǎng)絡(luò)中得信令流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明實現(xiàn)的前提為在B3G以及4G的無線移動通信網(wǎng)絡(luò)中采用多跳網(wǎng)絡(luò)，基站通常被稱為接入點AP，在接入點與移動節(jié)點間增加了中繼節(jié)點RN。上述中繼節(jié)點RN可能只有一個，也可能是多個。在網(wǎng)絡(luò)接入點AP處有一個服務(wù)代理SA，該服務(wù)代理上存貯移動節(jié)點MN的路由信息。上述服務(wù)代理SA也可以位于與接入點相連的網(wǎng)絡(luò)中的任何其他地方。
基于上述前提，本發(fā)明提出了一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，參見圖3所示。圖3中的MN為一個移動節(jié)點，例如移動臺(Mobile Station)或者帶無線網(wǎng)卡的筆記本電腦。圖3中的虛線為移動節(jié)點最初所在的位置。移動節(jié)點開機(jī)向網(wǎng)絡(luò)注冊，同時將與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息通知接入點AP，AP向與移動節(jié)點MN相鄰的中繼節(jié)點如RN1、RN2發(fā)出通知，通知與該MN有關(guān)的接入信息。RN1、RN2中再分別存放與該MN有關(guān)的接入信息。
與RN1相鄰的一個或者幾個中繼節(jié)點例如RN2、RN3對MN的移動進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)測，假設(shè)RN2預(yù)測到MN在其附近移動，接入點AP就將MN的接入信息通知給RN2；或者，不需要相鄰的中繼節(jié)點對MN的移動進(jìn)行預(yù)測，而由接入點AP直接向與該MN相鄰的中繼節(jié)點RN1、RN2該MN的接入信息。通知的方式可以是廣播、也可以是多播或者單播。移動節(jié)點MN由最初的位置發(fā)生移動，移動后與MN最為接近的中繼節(jié)點為RN2。由于接入點AP就將MN的接入信息通知給RN2，因此RN2已經(jīng)得知MN的接入信息。
移動節(jié)點MN向距離其最近的中繼節(jié)點RN2發(fā)出接入請求消息，由于RN2上已經(jīng)得知了該MN的接入信息，因此RN2立即向該MN返回一個接入許可消息。
中繼節(jié)點RN2向下一個中繼節(jié)點RN3發(fā)送一個路由更新消息，RN3再將該路由更新消息轉(zhuǎn)發(fā)給接入點AP。
上述接入點AP進(jìn)行路由更新，并將更新的路由信息存儲在與該AP相連的服務(wù)代理SA中。中繼節(jié)點RN1中存放與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息一段時間后，將接收到的接入信息刪除，這段時間可以由中繼節(jié)點設(shè)定；或者在收到與上述移動節(jié)點當(dāng)前聯(lián)系的中繼節(jié)點RN2發(fā)出的刪除信令后，中繼節(jié)點RN1將存放的與MN有關(guān)的接入信息刪除。
假如移動節(jié)點MN在移動后，與MN最接近的中繼節(jié)點RN2尚未得知該MN最新的接入信息，則MN向與其相鄰的其他中繼節(jié)點發(fā)送接入請求消息。如果與該MN相鄰的其他中繼節(jié)點上也沒有該MN最新的接入信息，則MN向RN2發(fā)送接入請求消息，RN2再將該接入請求消息向其他相鄰的中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，一直將該接入請求消息發(fā)送給接入點AP，即按照圖1所論述的現(xiàn)有技術(shù)的流程來完成接入。
通過上述接入方法，將原來位于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)代理中的接入信息移動到移動節(jié)點附近的中繼節(jié)點中，移動節(jié)點在接入時不再需要通過接入點來獲得接入許可消息，而只需要與相鄰的一個中繼節(jié)點處獲得接入許可消息，極大減小了移動節(jié)點的接入時間，保證了移動節(jié)點在移動過程中的無縫接入。
權(quán)利要求
1.一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，該無線網(wǎng)絡(luò)包含一個接入點、一個與該接入點相連的服務(wù)代理、至少一個中繼節(jié)點、至少一個移動節(jié)點，其特征在于該方法包括以下的步驟(1)每個移動節(jié)點向上述無線網(wǎng)絡(luò)注冊時將與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息通知上述接入點(2)在上述接入點中或者在上述服務(wù)代理中存儲與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；(3)上述接入點向與上述移動節(jié)點相鄰的所有中繼節(jié)點通知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息，或者，上述接入點向預(yù)測上述移動節(jié)點移動的至少一個中繼節(jié)點通知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；(4)上述移動節(jié)點向與該移動節(jié)點相鄰的一個中繼節(jié)點發(fā)送接入請求消息；(5)上述接收接入請求消息的中繼節(jié)點向上述移動節(jié)點返回一個接入許可消息；(6)上述中繼節(jié)點向下一個中繼節(jié)點發(fā)送一個路由更新消息，該下一個中繼節(jié)點繼續(xù)向其他中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該路由更新消息，一直到將該路由更新消息轉(zhuǎn)發(fā)到上述接入點；(7)上述接入點或者上述服務(wù)代理進(jìn)行路由更新。
2.如權(quán)利要求1所述的一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其特征在于上述通知方式為廣播方式、多播方式或者單播方式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其特征在于上述中繼節(jié)點存放與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息后，將接收到的接入信息刪除；或者在收到與上述移動節(jié)點當(dāng)前聯(lián)系的中繼節(jié)點發(fā)出的刪除信令后，上述中繼節(jié)點將收到的接入信息刪除。
4.如權(quán)利要求3所述的一種分布式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其特征在于上述中繼節(jié)點存放與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息后將該接入信息刪除的時間由上述中繼節(jié)點或者上述接入點設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種集中式多跳無線網(wǎng)絡(luò)的接入方法，該無線網(wǎng)絡(luò)包含一個接入點、一個與該接入點相連的服務(wù)代理、至少一個中繼節(jié)點、至少一個移動節(jié)點，在接入點中或者在服務(wù)代理中存儲與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；接入點向與移動節(jié)點相鄰的所有中繼節(jié)點通知與該移動節(jié)點有關(guān)的接入信息；移動節(jié)點向與該移動節(jié)點相鄰的一個中繼節(jié)點發(fā)送接入請求消息；接收接入請求消息的中繼節(jié)點向移動節(jié)點返回一個接入許可消息；中繼節(jié)點向下一個中繼節(jié)點發(fā)送一個路由更新消息，一直到將該路由更新消息轉(zhuǎn)發(fā)到上述接入點；上述接入點進(jìn)行路由更新。采用本發(fā)明移動節(jié)點在相鄰的一個中繼節(jié)點處獲得接入許可消息，極大減小了移動節(jié)點的接入時間。
文檔編號H04W40/24GK1842208SQ200510059759
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者喻丹, 酈輝 申請人:西門子(中國)有限公司