CN101098180A - 无线网络、终端、信息发送方法、终端注册和寻呼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种无线网络、终端、信息发送方法、终端注册和寻呼方法，使得无线网络的通信范围得以扩大。本发明中，无线网络覆盖范围外的终端将注册信息发送给已接入网络的其它终端，由已接入网络的其它终端转发到网络侧；网络侧将其覆盖范围外的终端的下行信息发送给覆盖范围内的其它终端，由其它终端转发给该终端。通过其它终端的中继，即使终端在网络所有基站的信号覆盖范围之外，也能够接入该网络进行通信。在该终端的上行信息和/或下行信息中包含中继次数，提供中继的其它终端在中继次数大于预设门限时，抛弃该信息；在中继次数小于等于预设门限时，转发信息并将该信息的中继次数加1。

Description

无线网络、终端、信息发送方法、终端注册和寻呼方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及终端和网络之间的无线通信技术。

背景技术

现有无线通讯系统均采用数字式蜂窝移动通讯网的组网模式，由基站组成蜂窝状网络，如图1所示，无线终端通过和基站之间的无线数据交换，实现通讯功能，如图2所示。网络的覆盖完全由基站系统组成。无线终端之间需要通过基站进行无线数据交互。

可见，一个无线终端是否能够接入网络，与其它终端进行通信，完全取决于该终端是否在基站信号覆盖范围内。网络覆盖范围完全取决于基站的信号覆盖面积和网络优化，同该网络中的终端无关。

然而，由于基站的建设投资巨大，维护成本也很高，使得现在的数字式蜂窝移动通讯网无法实现100％覆盖。在人口稀少的区域，尤其是野外，运营商往往不会特意设置专门的基站，这些区域就成为网络无法覆盖的死角。因此野外作业时，现有蜂窝式无线终端往往因无信号而无法使用。现有网络的通信范围是十分有限的。

本发明的发明人发现，随着终端相关技术的不断发展，许多综合改进技术使得无线终端完全可以具备相互之间数据交互的能力。例如：电池容量的发展，可以使终端有更强的发射功率，更长的待机时间；嵌入式CPU的发展，使得终端的计算能力不断增强，可以处理更多复杂的运算。在这种情况下，终端接入网络的可能性仍旧完全依赖基站信号覆盖范围是不必要的，且没有很好利用发展后的终端的能力，降低了终端功能的利用率。

发明内容

本发明实施方式要解决的主要技术问题是提供一种无线网络、终端、信息发送方法、终端注册和寻呼方法，使得无线网络的通信范围得以扩大。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线网络，包括至少一个基站和至少两个终端，其中至少一个终端在基站的信号覆盖范围之外，该终端通过至少一个其它终端的中继接入基站。

本发明的实施方式还提供了一种终端注册方法，包括以下步骤：

基站信号覆盖范围外的终端将其注册信息发送给该终端信号覆盖范围内的其它终端；

其它终端将注册信息转发给基站；

基站根据接收到的注册信息完成该基站信号覆盖范围外的终端的注册。

本发明的实施方式还提供了一种无线网络中的寻呼方法，包括以下步骤：

基站在其信号覆盖范围内下发目标终端的寻呼消息；

收到寻呼消息的终端分别将该寻呼消息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，由其它终端在各自的终端信号覆盖范围内继续转发该寻呼消息；

如果目标终端在基站或转发寻呼消息的终端的信号覆盖范围内，则从该基站或该终端接收寻呼消息。

本发明的实施方式还提供了一种无线网络中的信息发送方法，包括以下步骤：

建立基站和该基站信号覆盖范围外目标终端之间的临时路由；

根据所建立的临时路由发送目标终端的数据和/或信令。

本发明实施方式与现有技术相比，主要效果在于，通过其它终端的中继，即使终端在网络所有基站的信号覆盖范围之外，也能够接入该网络进行通信，扩大了无线网络的通信范围。

附图说明

图1是现有技术中多个基站覆盖范围组成网络的示意图；

图2是现有技术的基站与终端间数据交互示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的无线网络结构示意图；

图4是根据本发明第三实施方式的无线网络中终端注册方法流程图；

图5是根据本发明第四实施方式的无线网络中的寻呼方法流程图；

图6是根据本发明第五实施方式的无线网络中的信息发送方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种无线网络，如图3所示，包括至少一个基站和至少两个终端，其中，至少一个终端在基站覆盖范围之外，如终端E，该终端通过至少一个其它终端的中继接入一个基站，图3中提供中继的终端包括已接入基站的终端A、B、C、D。

在提供中继的终端中，至少有一个终端在基站信号覆盖范围之内，如图3中的终端A，至少有一个终端在待接入的终端E的信号覆盖范围之内，如图3中的终端C和D。如果需要接入网络的终端在基站边缘，则上述基站信号覆盖范围内的终端与待接入终端的信号覆盖范围内的终端也可能是同一个终端。

每个进行中继的终端同时处于至少两个无法直接交互信息的信号覆盖范围内，这里的信号覆盖范围是以下之一：基站信号覆盖范围、任意一个提供中继的其它终端的信号覆盖范围、通过中继接入的终端的信号覆盖范围。如图3中，终端A处于基站和终端B的信号覆盖范围内，基站和终端B之间无法直接进行信息交互；终端B处于终端A、C、D的信号覆盖范围内，其中，终端A与终端C之间、终端A与终端D之间无法直接进行信息交互；终端C在终端B、D、E信号覆盖范围内，终端B和终端E直接无法直接交互；终端D在终端B、C、E信号覆盖范围内。由于每个进行中继的终端均在两个无法直接交互信息的信号覆盖范围内，从而通过中继终端可以实现信息从一个信号覆盖范围到另一个信号覆盖范围的转发，使得上行信息可以最终传递到基站，下行信息可以最终传递到基站覆盖范围外的目标终端，实现基站信号覆盖范围外终端的接入，无形中增加了网络覆盖范围。

其中，进行中继的终端包括：第一接收模块，用于从本终端信号覆盖范围内的终端接收上行信息；第二接收模块，用于从基站或本终端信号覆盖范围内的终端接收下行信息；第一转发模块，用于将第一接收模块收到的上行信息转发给本终端信号覆盖范围内提供中继的终端或基站；第二转发模块，用于将第二接收模块收到的下行信息转发给本终端信号覆盖范围内的终端。

本发明第二实施方式涉及一种终端设备，包括：第一接收模块，用于从本终端信号覆盖范围内的终端接收上行信息；第二接收模块，用于从基站或本终端信号覆盖范围内的终端接收下行信息；第一转发模块，用于将第一接收模块收到的上行信息转发给本终端信号覆盖范围内提供中继的终端或基站；第二转发模块，用于将第二接收模块收到的下行信息转发给本终端信号覆盖范围内的终端。

本发明第三实施方式涉及一种无线网络的终端注册方法，如图4所示。在本实施方式中，进行注册的终端为基站覆盖范围外的终端。并且，该无线网络中的终端具有中继功能，即能够与本终端信号覆盖范围内的其它终端进行信息交互。

在步骤410中，终端将其注册信息包含在注册请求中发送给本终端信号覆盖范围内的其它终端。

在步骤420中，收到该注册请求的终端判断本终端是否在基站信号覆盖范围内，如果在则进入步骤430；否则进入步骤450。

在步骤430中，收到该注册请求的终端将该注册请求直接转发给基站，接着进入步骤440。

在步骤440中，基站根据接收到的注册请求完成该基站信号覆盖范围外的终端的注册。

在步骤450中，收到该注册请求的终端判定本终端在基站信号覆盖范围外后，继续判断本终端信号覆盖范围内是否存在其它终端，如果是则进入步骤460；否则进入步骤470，抛弃该注册请求。

在步骤460中，收到该注册请求的终端判断该注册请求的中继次数是否超过预设门限，如果超过则进入步骤470，抛弃该注册请求；否则进入步骤480。通过控制中继次数，防止信息转发过多，造成信息风暴，确保在扩大网络通信范围的同时，不影响网络覆盖范围内终端的正常通信。

在步骤480中，收到该注册请求的终端将该注册请求转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，并将该中继次数加1。其中，所转发的其它终端中不包括已发送过该注册信息的终端。避免该注册请求在几个终端中循环发送，使提供中继的终端无端耗费大量能量。在本步骤中，如果该终端从信号范围内的不同终端分别收到相同的注册请求，则只转发最先收到的注册请求，或者只转发同时收到的注册请求中中继次数最小的注册请求。从而避免在提供中继的其它终端较多时，重复传输相同的信息，造成资源浪费，增加其它终端不必要的能耗。

通过接力传递，最终可以将基站信号覆盖范围外终端的注册请求发送给基站，建立网络覆盖范围外的终端与该网络基站之间的连接，使网络覆盖范围外的终端能够实现无线通信，无形中扩大了网络的通信范围。

在本实施方式中，基站可以区别一个终端的信号是和自己直接连接，还是由其他终端转发，如可以根据注册请求中的中继次数来判断。基站为该信号覆盖范围外的终端进行注册后，可以通过寻呼向该终端返回注册成功的信息；或者，在终端向基站发送注册请求的过程中，每个进行转发的终端均在该消息中添加终端标识，形成一个临时路由，基站根据该临时路由将注册成功的信息返回给该请求注册的终端。

本发明第四实施方式涉及一种无线网络中的寻呼方法，如图5所示。在本实施方式中，需要寻呼的终端是基站覆盖范围外的终端。并且，该无线网络中的各终端具有中继功能，即能够与本终端信号覆盖范围内的其它终端进行信息交互。

在步骤510中，基站在需要寻呼该目标终端时，将该目标终端的寻呼消息下发给基站信号覆盖范围内的所有终端。如果该目标终端在基站信号覆盖范围内，则可以直接接收该寻呼消息，与现有技术相同，在此不再赘述。本实施方式主要针对该目标终端是基站信号覆盖范围外的终端的情况进行讲述。

在步骤520中，收到该寻呼消息的终端判断其信号覆盖范围内是否存在其它终端，如果存在，则进入步骤540；否则进入步骤530，抛弃该寻呼消息。

在步骤540中，收到该寻呼消息的终端判断该寻呼消息的中继次数是否大于预设门限(中继次数可以携带在寻呼消息中)，如果大于则进入步骤530，抛弃该寻呼消息；反之则进入步骤550。通过控制中继次数，防止信息转发过多，造成信息风暴，确保在扩大网络通信范围的同时，不影响网络覆盖范围内终端的正常通信。

在步骤550中，将该寻呼消息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，并将该中继次数加1。其中，所转发的其它终端中不包括已发送过该寻呼消息的终端。避免该寻呼消息在几个终端中循环发送，使提供中继的终端无端耗费大量能量。在本步骤中，如果该终端从信号范围内的不同终端分别收到相同的寻呼请求，则只转发最先收到的寻呼请求，或者只转发同时收到的寻呼请求中中继次数最小的寻呼请求。从而避免在提供中继的其它终端较多时，重复传输相同的信息，造成资源浪费，增加其它终端不必要的能耗。

通过逐级下发，只要该基站信号覆盖范围外的目标终端在转发该寻呼消息的任一终端的信号覆盖范围内，就能收到该寻呼消息，实现基站信号范围外终端的寻呼，无形间扩大了网络范围。该目标终端收到寻呼消息后，可以通过其它终端的中继，向基站返回寻呼响应。寻呼响应的发送方法可以类似于第三实施方式中注册请求的发送方法；或者，在基站向目标终端发送寻呼消息的过程中，每个进行转发的其它终端均在该消息中添加终端标识，形成一个临时路由，目标终端根据该临时路由向基站返回寻呼响应。

本发明第五实施方式涉及一种无线网络中的信息发送方法，如图6所示。在本实施方式中，需要与基站进行数据或信令传输的终端是基站覆盖范围外的终端。并且，该无线网络中的各终端具有中继功能，即能够与本终端信号覆盖范围内的其它终端进行信息交互。

在步骤610中，基站在需要发送数据给其信号覆盖外的终端时，首先寻呼该目标终端，具体的寻呼方法与第四实施方式相类似，同样通过其它终端的中继将对应的寻呼消息发送给目标终端，其区别在于，在本实施方式中，每个终端在转发该寻呼消息时，均在该寻呼消息中携带本终端的终端标识。

只要目标终端在转发该寻呼消息的任一终端的信号覆盖范围内，就能收到该寻呼消息，进入步骤620，根据该寻呼消息携带的终端标识建立临时路由。

在步骤630中，终端可以根据该临时路由向基站返回寻呼响应，并在寻呼响应中携带该临时路由。

在步骤640中，基站收到该寻呼响应后，可以根据其中的临时路由向终端发送下行数据。从而实现基站信号范围外终端的数据传输，无形间扩大了网络范围。

类似的，在终端需要与基站建立连接，进行数据传输，如语音信息的传输时，可以向本终端信号覆盖范围内的其它终端发送请求消息，每个转发该请求消息的终端均将自身的终端标识携带在该请求消息中，只要在该请求消息的中继次数超过预设门限之前，基站信号覆盖范围内的终端收到该请求消息，则可以将该请求消息转发给基站，基站可以根据请求消息中携带的终端标识建立临时路由，根据该临时路由向发起请求的终端返回响应信息，并在响应信息中携带该临时路由。之后，终端和基站可以根据该临时路由进行上下行语音信息的传输，实现基站信号覆盖范围外的终端与其它终端之间的语音传输。

本发明第六实施方式涉及一种上行信息发送方法，与第三实施方式大致相同，在第三实施方式中，终端通过已接入网络的其它中间接将注册请求发送给基站；在本实施方式中，如果所传输的信息量较小，不是连续的传输，则终端可以通过相同的方式传输任意上行信息，而无需建立临时路由。

本发明各实施方式中所说的无线网络可以是以下任意网络：全球移动通信系统(Global Systems for Mobile communications，简称“GSM”)网络、码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)网络、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)网络、时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code Division MultipleAccess，简称“TD-SCDMA”)网络、CDMA2000网络、个人手持电话系统网络、无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)、微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称“WiMAX”)网络、以及集群通信网络。

根据以上各实施方式，无线终端可以在基站覆盖之外实现网络接入，这一点可以广泛应用于民用活动和军事领域。

例如军队野外行军途中，可以随军携带由卫星转发的移动基站系统，即使该基站系统无法覆盖所有士兵，每个士兵也可通过本发明各实施方式进行通讯。

在民用领域中，如地下商场、运动场、全钢结构的高级写字楼等复杂的环境下，基站难以覆盖每个角落。采用本发明的无线终端可以通过相互路由，实现网络覆盖。

综上所述，在本发明的实施方式中，无线网络覆盖范围外的终端将注册信息发送给已接入网络的其它终端，由已接入网络的其它终端转发到网络侧；网络侧将其覆盖范围外的终端的下行信息发送给覆盖范围内的其它终端，由其它终端转发给该终端。通过其它终端的中继，即使终端在网络所有基站的信号覆盖范围之外，也能够接入该网络进行通信，扩大了该无线网络的通信范围。

对于提供中继的其它终端，如果在基站信号覆盖范围之内，则直接将其接收到的上行信息转发给基站；如果在基站信号覆盖范围之外，则将该上行信息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端。通过接力传递，最终总能将基站信号覆盖范围外终端的上行信息发送给基站，建立网络覆盖范围外的终端与该网络基站之间的连接，使网络覆盖范围外的终端能够实现无线通信。

在该终端的上行信息和/或下行信息中包含中继次数，提供中继的其它终端在中继次数大于预设门限时，抛弃该信息；在中继次数小于等于预设门限时，转发信息并将该信息的中继次数加1。通过控制中继次数，防止信息转发过多，造成信息风暴，确保在扩大网络通信范围的同时，不影响网络覆盖范围内终端的正常通信。

其它终端在至少两次收到相同的上行信息或下行信息时，转发最先收到的信息，或者只转发同时收到的信息中中继次数最小的那个上行信息或下行信息，避免在为该终端提供中继的其它终端较多时，重复传输相同的信息，造成资源浪费，增加其它终端不必要的能耗。

提供中继的其它终端将上行或下行信息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端时，不将该信息转发给曾经发送过该信息的终端，避免该上行信息或下行信息在几个终端中循环发送，使提供中继的终端无端耗费大量能量。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种无线网络，包括至少一个基站和至少两个终端，其特征在于，其中至少一个终端在基站的信号覆盖范围之外，该终端通过至少一个其它终端的中继接入所述基站。

2.根据权利要求1所述的无线网络，其特征在于，在提供中继的所述其它终端中，至少一个终端在基站信号覆盖范围之内，至少一个终端在所述通过中继接入的终端的信号覆盖范围之内，所述基站信号覆盖范围内的终端与所述通过中继接入的终端的信号覆盖范围之内的终端是同一个终端或不同终端。

3.根据权利要求2所述的无线网络，其特征在于，每个提供中继的所述其它终端同时处于至少两个无法直接交互信息的信号覆盖范围内，所述信号覆盖范围是以下之一：所述基站信号覆盖范围、任意一个提供中继的所述其它终端的信号覆盖范围、所述通过中继接入的终端的信号覆盖范围。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线网络，其特征在于，提供中继的所述其它终端包括：

第一接收模块，用于从本终端信号覆盖范围内的终端接收上行信息；

第二接收模块，用于从基站或本终端信号覆盖范围内的终端接收下行信息；

第一转发模块，用于将所述第一接收模块收到的上行信息转发给本终端信号覆盖范围内提供中继的其它终端或基站；

第二转发模块，用于将所述第二接收模块收到的下行信息转发给本终端信号覆盖范围内的终端。

5.一种终端设备，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于从本终端信号覆盖范围内的终端接收上行信息；

第二接收模块，用于从基站或本终端信号覆盖范围内的终端接收下行信息；

第一转发模块，用于将所述第一接收模块收到的上行信息转发给本终端信号覆盖范围内提供中继的其它终端或基站；

第二转发模块，用于将所述第二接收模块收到的下行信息转发给本终端信号覆盖范围内的终端。

6.一种终端注册方法，其特征在于，包括以下步骤：

基站信号覆盖范围外的终端将其注册信息发送给该终端信号覆盖范围内的其它终端；

所述其它终端将所述注册信息转发给基站；

所述基站根据接收到的注册信息完成该基站信号覆盖范围外的终端的注册。

7.根据权利要求6所述的终端注册方法，其特征在于，所述其它终端将所述注册信息转发给基站的步骤包括以下子步骤：

如果所述进行转发的终端在基站信号覆盖范围内，则该进行转发的终端直接将所述注册信息转发给所述基站；否则，该进行转发的终端将所述注册信息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，通过所述其它终端间接转发给所述基站。

8.根据权利要求6所述的终端注册方法，其特征在于，在所述完成该基站信号覆盖范围外的终端的注册的步骤之后，还包含以下步骤：

所述基站通过所述其他终端的中继，向所述基站信号覆盖范围外的终端发送表示注册完成的信息。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的终端注册方法，其特征在于，所述注册信息中包含中继次数，所述进行转发的终端在所述中继次数小于或等于预设门限时，转发所述注册信息并将该中继次数加1；在所述中继次数大于所述预设门限时，抛弃所述注册信息；

如果所述进行转发的终端至少两次收到相同的所述注册信息，则转发最先收到的所述注册信息，或转发同时收到的所述注册信息中所述中继次数最小的注册信息。

10.一种无线网络中的寻呼方法，其特征在于，包括以下步骤：

基站在其信号覆盖范围内下发目标终端的寻呼消息；

收到所述寻呼消息的终端分别将该寻呼消息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，由所述其它终端在各自的终端信号覆盖范围内继续转发该寻呼消息；

如果所述目标终端在所述基站或转发所述寻呼消息的终端的信号覆盖范围内，则从该基站或该终端接收所述寻呼消息。

11.根据权利要求10所述的无线网络中的寻呼方法，其特征在于，还包含以下步骤：

如果所述目标终端从所述基站收到所述寻呼消息，则该目标终端直接向该基站返回寻呼响应；

如果所述目标终端从其它终端收到所述寻呼消息，则该目标终端通过所述其它终端的中继，向所述基站返回寻呼响应。

12.根据权利要求10所述的无线网络中的寻呼方法，其特征在于，所述寻呼消息中包含中继次数，所述进行转发的终端在所述中继次数小于或等于预设门限时，转发所述寻呼消息并将该中继次数加1；在所述中继次数大于所述预设门限时，抛弃所述寻呼消息；

如果所述进行转发的终端至少两次收到相同的所述寻呼消息，则转发最先收到的所述注册信息，或转发同时收到的所述注册信息中所述中继次数最小的寻呼消息。

13.根据权利要求10所述的无线网络中的寻呼方法，其特征在于，所述本终端信号覆盖范围内的其它终端，为没有发送过所述寻呼消息的终端。

14.一种无线网络中的信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立基站和该基站信号覆盖范围外目标终端之间的临时路由，该临时路由中包括至少一个其它终端；

根据所建立的临时路由发送所述目标终端的数据和/或信令。

15.根据权利要求14所述的无线网络中的信息发送方法，其特征在于，由所述基站发起建立所述临时路由，所述建立临时路由的步骤包含以下子步骤：

所述基站在其信号覆盖范围内下发寻呼该目标终端的消息；

收到所述寻呼消息的终端分别将本终端的标识携带在该寻呼消息中，并将该寻呼消息转发给本终端信号覆盖范围内的其它终端，由所述其它终端在各自的终端信号覆盖范围内继续转发该寻呼消息；

如果所述目标终端在任一转发所述寻呼消息的终端的信号覆盖范围内，则从该终端接收所述寻呼消息，根据所述消息中携带的终端标识建立本终端的临时路由。

16.根据权利要求14所述的无线网络中的信息发送方法，其特征在于，由所述目标终端发起建立所述临时路由，所述建立临时路由的步骤包含以下子步骤：

目标终端向其信号覆盖范围内的其它终端发送上行消息；

收到所述上行消息的终端转发所述上行消息并将本终端的标识携带在所述消息中，如果进行所述转发的终端在基站信号覆盖范围内，则将所述上行消息转发给基站，否则将所述上行消息转发给本终端信号覆盖范围内的其他终端；

所述基站根据所述上行消息中携带的终端标识建立所述目标终端的临时路由。

17.根据权利要求15或16所述的无线网络中的信息发送方法，其特征在于，所述寻呼消息或上行消息中包含中继次数，所述进行转发的终端在所述中继次数小于或等于预设门限时，转发所述寻呼消息或上行消息并将该中继次数加1；在所述中继次数大于所述预设门限时，抛弃所述消息。

18.根据权利要求17所述的无线网络中的信息发送方法，其特征在于，还包含以下步骤：

如果所述进行转发的终端至少两次收到相同的所述寻呼消息或上行消息，则转发最先收到的所述寻呼消息或上行消息，或转发同时收到的所述寻呼消息或上行消息中所述中继次数最小一个。

19.根据权利要求15或16所述的无线网络中的信息发送方法，其特征在于，所述本终端信号覆盖范围内的其它终端，为没有发送过所述寻呼消息或上行消息的终端。

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