CN101237669A - 无线网状网、具有多收发装置的网络设备及其通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线网状网络中传输信号的方法和装置，该网络中的每个节点都有多个无线收发装置，分别由不同的收发装置处理与通信链路中两端进行通信，而在节点内部这两个收发装置之间通过连接来传输信号，这样可以减少经过多个节点后数据带宽的损失，一个节点中有多个无线电收发器，都可以与其它多个节点进行通信，这样可以增加通信发带宽，网络中每个节点都可以接入用户终端，同时有多个节点连接到外部网，这样用户终端就可以通过节点以多跳的方式连接到外部网。

Description

无线网状网、具有多收发装置的网络设备及其通信方法

技术领域

本发明涉及无线宽带通信网络，特别地涉及一种无线网状网络中用于信号传输的装置及方法。

背景技术

当前，多数实际应用的无线通信网络，例如3G，GSM，CDMA等，其网络都是星型连接的无线网，如图1A所示，即无线网络中的每个用户终端都必须直接和接入设备保持无线连接，这样终端与接入设备之间的距离将直接影响数据传输速率，使得用户终端离接入点越远，数据传输速率越低。

另外，一种新型的无线通信网络已经被提了出来，这种网络以多点对多点的网状分布为结构，称之为无线网状网络，如图1B所示。在这种网络中，在相距较远的节点(比如，用户终端或网络设备)间进行通信时，发自一个源设备(源节点或外部网络)的数据包将通过多个节点的转发，逐步传递到目的节点。如果一个用户终端距离接入点较远时，信号将通过距离较近的另外一个用户终端将信号转发给接入点，我们定义无线网状网络中两个节点间的通信链接为一跳。

如图1A与1B所示，与传统的星型无线网络仅为用户终端提供一条无线链路相比较，无线网状网络可为用户终端10提供到另一用户终端10’或外部网20的多条无线链路，以达到扩展通信范围的目的。

但现有无线网状网络技术存在这样的问题，其上的通信要受到跳数及带宽的限制，在理想环境下，也就是在没有干扰且所有接收到的无线电频率信号都能保持足够的强度的情况下，数据带宽与数据在传输节点间传输的次数成反比，这是因为每个节点只使用一个收发装置(天线)来完成接收和发送信号的，那么只能分时间来进行接收和发射操作，这样就降低了接收和发送数据的速率，也就是说使得信号传输的带宽减少。

举例来说，一个有3个网状节点的网状网络系统可以有两跳，在两跳后由于上述分时完成接收和发射操作所导致的带宽减小到50％以下，以此类推，一个有4个网状节点的网络系统可以有3跳，在3跳后由于上述分时完成接收和发射操作所导致的带宽会减小到33％。

由于现有无线网状网络上的通信在经过多跳传输之后其带宽会逐步减小，信号传输距离和数据传输速率就十分有限，使其通信能力大受影响而不适合实际应用。

发明内容

为了克服目前的无线网状网络在带宽和传输距离方面的局限性，本发明提出一种新型节点以及由多个新型节点(也即网络设备)组成的无线网状网络.

在根据本发明的无线网状网络中，节点间的通信可以起源于任何一个节点，并经由一条或多条通信链路到达网络中其他任何节点。每个节点包括多个收发装置。当建立经由多个节点的通信链路后，在每个节点中，由不同的收发装置与该通信链路中各侧的节点(或用户设备，外部网络)进行通信，其中，用于与一侧节点相通信的收发装置将接收到的信号传递给该节点中用于与另一侧节点相通信的相应收发装置，该相应收发装置对所传递来的信号进行处理后发送给另一侧节点.更具体的，该节点中的每个收发装置在一次通信过程中仅与相应一侧节点的特定收发装置相通信。从而，在每个节点中，在一个信号传输方向上，由不同的收发装置来同时地分别完成接收与发送操作，从而可以提高每个节点的数据吞吐量，相应地也提高了整个无线网状网络的数据吞吐量，因而克服了现有技术中的上述由于不能同时完成接收与发送操作导致带宽减少的缺陷.

在根据本发明的无线网状网络，每个节点都可同时与多个其它节点进行相通信，在一个用户终端与另一个用户终端之间具有包括其相邻节点在内的一个或多个节点构成的一条或多条通信链路，两个节点经由其中一条或多条通信链路进行通信.另外，在无线网状网络中，可包含直接接入到外部网(包括互联网，企业网等)的一个或多个节点，也即根节点.用户终端与根节点之间也具有包括其相邻节点在内的一个或多个节点构成的一条或多条通信链路，用户终端可经由一条或多条通信链路接入外部网，其中，当用户终端与根节点相邻，则可直接经由该根节点接入外部网。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线网状网络中的通信传输方法，所述无线通信网络由多个节点组成，其中，在一条通信链路中的每个节点中，由一个或多个收发装置与所述通信链路中的一侧节点相通信，而由另外一个或多个收发装置与所述通信链路中的另一侧节点相通信。

优选地，所述方法包括以下步骤：所述一个或多个收发装置中的每个收发装置接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号；将所述经过处理后的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置；所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置对所述经过处理后的输入信号进行相应处理，以获得输出信号，并进行发送。

优选地，所述节点接收信号的步骤包括：该节点中的每个收发装置接收来自其他节点的输入信号；所述每个收发装置由所接收的各个信号中提取所述特征信息；所述每个收发装置基于所述特征信息来选择由所述一侧节点的相应收发装置发送给自身的输入信号。

优选地，所述节点内部收发装置之间的信号传输包括以下步骤：由所述经过处理的输入信号中检测特征信息；基于所述特征信息来控制将所述经过处理的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在无线网状网络中用于进行通信传输的节点，所述无线通信网络由多个节点组成，所述节点包括多个收发装置，用于该节点与其他节点之间的通信，其中，一个或多个收发装置用于与其所处的一条通信链路中的一侧节点通信，另外一个或多个收发装置用于与所述通信链路中的另一侧节点相通信。

优选地，所述多个收发装置中的每个包括：接收设备，用于接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号；发送设备，用于对来自该节点内其他收发装置的经过处理后的输入信号进行相应处理，以获得输出信号，并进行发送。

其中，所述节点还包括控制装置，用于将所述经过处理后的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

优选地，所述接收设备还用于，基于各个收发装置的特征信息，来接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号。

优选地，所述接收设备还包括接收装置，用于接收来自其他节点的输入信号；提取装置，用于由所接收的各个信号中提取所述特征信息；选择装置，用于基于所述特征信息来选择由所述一侧节点的相应收发装置发送给自身的输入信号。

根据本发明的第三个方面，提供一种无线网状网络，其由上述根据本发明第二方面所述节点所构成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提出了一种新的无线网状网络的设计方法，用以解决传统无线网状网络存在的网络带宽在经过多跳后带宽减小的问题。

本发明提出的方法彻底消除了多跳后网络带宽减小的问题。利用本发明提出的方法组建的无线网络，不受数据在网络间传输次数的限制，因而使得建设大规模宽带无线网络成为可能。

本发明可以使网络根据需要改变传输设备，从而灵活地配置网络的传输带宽。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1A示出了现有技术中的星型连接的无线网络的拓扑示意图；

图1B示出了根据本发明一个具体实施方式的无线网状网络的拓扑示意图；

图2示出了根据本发明一个具体实施方式的无线网状网络中的一部分通信链路的示意图；

图3示出了根据本发明一个具体实施方式的在无线网状网络的一个节点中进行信号传输的流程图；

图4示出了根据本发明的一种具体实施方式的包含多个收发装置的用于进行信号传输的节点的内部构造的框图；

图5示出了根据本发明的一个具体实施方式的构成一个无线网状网络的节点的一个收发装置的内部构造的框图；

图6示出了根据本发明的一个具体实施方式的节点中的控制装置的内部构造的框图；

具体实施方式

首先，我们以用户终端经由根据本发明的无线网状网络中一条通信链路(包括根节点)与外部网进行通信为例，对本发明作进一步阐述，以使其技术方案与优点更加清楚：

(A)通信内容的分类

为描述方便，我们首先对一个节点中的传输内容进行分类：

1.第一类通信量----网络中的节点与其所属通信链路中一侧节点之间的双向通信内容，例如，为该节点与其上游节点之间的双向通信内容，其中，上游节点是网状网络中离根节点更近的节点；

2.第二类通信量----网络中的节点其所属通信链路中另一侧节点之间的双向通信内容，例如，为该节点与其下游节点之间的双向通信内容，其中，下游节点是网状网络中离根节点更远的节点。

(B)第一类无线收发装置和第二类无线收发装置

为了更有效地处理第一类通信量和第二类通信量，节点中的两种收发装置分别处理第一类通信量与第二类通信量，为描述方便，我们为其分别冠以以下不同称谓：

1.第一类收发装置(以下简称R_UL)，专门处理该节点其所属通信链路中一侧节点，例如前述上游节点之间的通信；

2.第二类收发装置(以下简称R_DL)，专门处理该节点与其所述通信链路中另一侧节点，例如前述下游节点的通信；

应该理解，第一类通信业务与第二类通信业务的收发装置可为相同类型装置.但由于第一类通信和第二类通信的特性不同，也可使用两种不同的收发装置分别处理对应的通信量，使得我们能够根据数据通信类型，对相应的通信信息进行一些更有效的特殊优化。根据实际的通信情况，在一个节点中可能会有多个R_UL和R_DL。在一个节点中R_UL的数量和R_DL的数量也有可能会不同。

(C)网状网络中节点的结构

在网状网络的节点中，R_UL一方面与上游节点进行无线通信，另一方面与在该节点中的R_DL有线连接；R_DL一方面与下游节点进行无线通信，另一方面与该节点中的R_UL有线连接。利用这种结构，对每个R_UL和R_DL的通信可以进行实时优化。在节点中使用R_UL和R_DL使得我们能够获得如下性能：

1.逐步增加节点的吞吐量；

2.通过对每个收发装置的天线的设计，定制每个收发装置(R_UL或R_DL)的覆盖范围，从而定制每个节点的无线覆盖范围；

3.允许网络节点间的通信采用不同的无线电通信协议(比如说，WLAN或WIMAX)组成一个无线网络。

(D)两个节点的连接

在任何一个节点中，都存在两类收发装置：R_UL和R_DL。一个节点中的R_UL与该节点的上游节点中的R_DL进行通信，一个节点中的R_DL与该节点的下游节点中的R_UL进行通信，通过这样的设计，实现了两个节点间的快速连接，同时，允许多个节点之间的串行连接。节点间的传输带宽不会因数据经由一系列节点转发而减小。

(E)具有多个R_UL和R_DL的节点

一个节点包含多个无线收发装置，包括R_UL和R_DL，可以从节点外接收数据，再经过传送装置将这些信号送到其它的多个无线收发装置而发送出去，该传送装置提供了传输信息的多元混合和多元拆分功能。利用这种多个R_UL和多个R_DL的体系结构，我们实现了下列目标：

1.允许通过一个个增加R_UL或R_DL实现带宽的逐步增加。

2.允许通过增加R_UL或R_DL以增加不同的射频覆盖。

3.允许连接到更多的节点，如果在一个节点上增加了R_UL或R_DL，那么更多的节点就可以连接到这个节点上。

一个节点的带宽可以通过如下公式计算：

N×每个R_DL的带宽＝M×每个R_UL的带宽

这里N大于等于1，是R_DL的个数，M大于等于1，是R_UL的个数，当R_DL的带宽与R_UL的带宽不同时，M和N会不同，在设计一个节点时，如果给定带宽，就可以利用以上公式计算出M和N的具体值。

(F)由具有多个R_UL和多个R_DL的多个节点一起可以构成一个无线网状网络，如果数据带宽在每个节点都没有损失，整个网状网络的带宽就不会由于节点增加而减小。整个网络的容量可以用这样的方式来确定：节点中所有的R_DL的容量加上用户终端的容量，等于所有R_UL的容量，也就是整个网络的容量。

对于给定的一个网络的带宽要求，我们就可以利用上面的关系来确定每节点中R_UL和R_DL的数量。

在上述内容中，我们使用了第一类通信、第二类通信、第一类收发装置(R_UL)及第二类收发装置(R_DL)等概念，这些概念在网络中存在与外部网进行通信的情况下，对解释本发明是很有效的，但在网络中节点之间进行通信时，就不存在第一类或第二类的概念了。

另外，上述第一、二类收发装置R_UL和R_DL在某些情况下，例如与用户终端或外部网之间的通信连接也可以是有线的。

下面参照附图对本发明进行详细描述.

图1B示出了根据本发明的一个具体实施方式的由多个节点组成的无线网状网络的拓扑结构示意图.其中包括用户终端10，多个节点30-35…，节点之间以无线方式进行相互通信，其中节点30和33为根节点，其可以有线或无线方式接入到外部网(在此为互联网)20，每个节点包括多个收发装置，其中，在一条包含多个节点的通信链路中，每个节点由一个或多个收发装置与所述通信链路中的一侧节点相通信，而由另外一个或多个收发装置与所述通信链路中的另一侧节点相通信.为简明起见，图1B中示出一个用户终端与两个根节点，应该理解，在该无线网状网络中可包括一个或多个用户终端以及一个或多个根节点.用户终端可以是电脑、PDA(个人数据助理)等等。

具体地，在无线网状网络中，用户终端10与节点31相邻.如图1B所示，用户终端10与外部网之间可具有多条路径，例如1)用户终端10

节点31

节点32

节点33

外部网(例如互联网)20；2)用户终端

节点31

节点34节点35

节点33

互联网20。

同样，在用户终端10与另一用户终端10’之间也具有多条路径.在用户终端10与外部网20或另一用户终端10’之间经由上述多条路径建立一条通信链路中，例如用户终端10

节点31节点32

节点33

外部网(例如互联网)20，以节点32为例，其包括两个收发装置，其中，第一收发装置R与节点31相通信，而第二收发装置与节点33相通信，而第一与第二收发装置通过内部传送装置相连接(可直接电路连接)。

更具体地，在用户终端10到互联网20的信号传输方向上，在节点32中，第一收发装置接收来自节点31的输入信号并处理，并将处理后的信号传送给第二收发装置，由第二收发装置对此信号进行处理并将处理后的输出信号发送给节点33。其他节点也以相同方式来完成信号的传输，从而实现了用户终端10到互联网20的信号传输过程，在每个节点内部，由不同收发装置来同时地分别进行接收输入信号与发送输出信号的过程。由互联网20到用户终端10的信号传输过程以及两个用户终端10和10’之间的信号传输过程也以相同方式完成。

优选地，每个节点内部还可包括多个收发装置，其中，由一个或多个收发装置都可以在一条通信链路中与一侧节点相通信，而另外一个或多个收发装置与所述通信链路中的另一侧节点相通信，这样，图1中的任何两个相邻节点之间可同时传输经由一条或多条通信链路的信号。

需要说明的是，由于网络中的每个节点需要同时在一条通信链路中的两个相反的方向上进行通信，因此，该节点在这两个方向上的通信应当采用不同的信道，例如二者采用不同的载频，或者由不同的伪随机码进行扩频。

下面选择图1B中一条由用户终端10经由根节点30接入外部网20的通信链路(用户终端10

节点31

节点32

节点30互联网20)对本发明作进一步描述，以更清楚地阐述本发明的技术方案及优点。

图2示出了上述通信链路中的一部分的示意图，其中包括三个节点31，32与30，其中每个节点实际上可包含两个或多个收发装置，为了便于说明情况，在图中每个节点只示出了一个第一类收发装置R_UL和一个第二类R_DL，二者在节点内部相连接，可以相互传送信号。此外，每个节点中还可包含用于识别接收信号和控制信号传输的控制装置，为简明起见，未在图中示出。

与前述定义相同，R_UL代表节点中与接近外部网的、与本节点相邻的节点间通信的收发装置；R_DL代表节点中与离外部网更远的、与本节点相邻的节点间通信的收发装置。

图2中的根节点30的R_UL302与外部网20之间可采用有线连接或无线连接方式进行接入。

当已经建立了从用户终端10到外部网20的通信链路(用户终端10R_DL311

R_UL312

R_DL321

R_UL322

R_DL301

R_UL302

外部网(例如互联网)20，这可以基于现有技术的路由算法而确定的，这应是本领域技术人员所能理解的，所以在此不作详细描述。

下面对用户终端与外部网之间的通信进行详细描述.

用户终端10，以无线方式发出信号，并由通信链路中的相邻节点31中的一个收发装置，例如R_DL 311，接收该无线信号并对该输入信号进行处理，并提取出其中的特征信息。该特征信息可包括用于标识该次通信的通信特征信息(例如，源目的地址、最终目的地址或通信标识符等)以及用于指示该次传送的目的设备的地址信息(例如，该次传送的目的收发装置的MAC地址，或IP地址等其它的特征信息)。

基于所述特征信息，R_DL 311可接收到发送给自身的信号。具体地，R_DL311将用于指示该次传送的目的设备的地址信息与自身的MAC地址相比较，R_DL311可判断该信号是否发给自身的。当二者相同时，表明该信号是发给自身的，R_DL311将处理后的信号传送给R_UL312，R_UL312将该通信链路中下一目标设备(也即节点32中的R_DL321)的MAC地址作为特征信息放入接收到的信号中并进行处理，随后将处理后的信号进行发送。

上述的R_DL 311对接收信号的处理过程可包括下变频、解调制、解码等操作。相应地，上述的R_UL312对待发送信号的处理过程包括编码、调制、上变频等操作。这应是本领域技术人员所知晓的，这里不作详细描述。

节点32，30也进行相同的信号传输和处理过程，从而完成用户终端10到外部网络的信号传输。

对于外部网络经由上述通信链路到用户终端10的信号传输过程，除传输方向与用户终端10到外部网络的方向相反之外，其余信号处理过程皆与上述实施方式相同，在此不作赘述。

在另一个优选实施方式中，每个节点中包括一个控制装置(未示出)。在R_DL311接收来自用户终端10的无线信号并进行处理后，由该控制装置(未示出)来对处理后的信号进行检测以获取其中的特征信息，或者，由该控制装置对所接收到的信号直接进行处理并获取其中的特征信息。

随后，控制装置基于所获取的特征信息判断该信号是否为发给R_DL311。具体地，控制装置可将所获取的特征信息与所保存的R_DL311的MAC地址进行比较。当二者相同时，表明该信号是发给R_DL311的，控制装置将通信链路中下一个目标设备(节点32中的R_DL321)的MAC地址放入来自R_DL311的处理后的信号中，并将放入目的MAC地址的信号传送到R_UL312。

R_UL312对所接收到的信号进行处理，并将处理后的输出信号进行发送。

在另一实施方式中，控制装置也可将来自R_DL311的信号传送给R_UL312，由R_UL312完成放入通信链路中下一目标设备(节点32中的R_DL321)MAC地址的操作以及上述处理。

在另一个实施方式中，也可由R_DL311在对输入的无线信号进行处理后提取出特征信息，并将该特征信息提供给该控制装置。

控制装置将所得到的特征信息与该R_DL311的MAC地址进行比较。当二者相同时，表明该信号是发给R_DL311的，则控制R_DL311将处理后的信号传送给R_UL312。其余过程同上，在此不作赘述.

应该理解，在节点内有多个收发装置的情形，多个R_DL与多个R_UL可按预定的映射关系进行线路连接，也即每个R_DL与一个相应的R_UL直接进行线路连接，从而无需由上述控制装置控制进行节点内R_DL与R_UL之间的信号传送。优选的，也可由该控制装置，基于R_DL与R_UL之间预定的映射关系来控制R_DL311将来自R_DL(例如R_DL311)的处理后的输入信号传送给多个R_UL中的一个(R_UL312)，控制装置所完成的其他功能同上所述，在此不作赘述。

需要指出的是，每个节点都可以作为用户终端的接入节点，这使得用户终端可以在运动过程中保持与目的地的通信连接。

优选地，用户终端10也可以有线方式直接接入任何一个节点(例如，在节点31中，其中一个收发装置，如R_DL 311可用作接入节点，并提供一个有线接入端口，未示出)，进而进行通信，其它用户终端也可以这种方式接入根据本发明的无线网状网络。

在一种实施方式中，用户终端10通过节点31、节点32以及节点30与用户终端10’进行通信，通信过程与上述一样，这样就实现了网络内部用户终端之间的通信。

需要说明的是，所述网络中的每个收发装置需要同时进行第一类和第二类的通信，那么其上的第一类与第二类的通信就应当采用不同的信道，即R_DL与R_UL需要采用不同的载频，或者由不同的伪随机码对信号进行扩频。

图3示出了根据本发明的一个具体实施方式的一个节点接收并转发信号的流程图。下面参照图2来对图3所示的接收并转发信号的流程图进行描述。假定所述节点为属于图2所示的已经建立的通信链路中的节点32。该节点包括两个或多个收发装置。为简便起见，我们根据前述定义将所述两个或多个收发装置分为第一类收发装置R_UL与第二类收发装置R_DL。其中，每个节点(例如节点32)中的R_DL仅与其下游一侧节点(相对于节点32，为节点31)中的相应R_UL相通信，而R_UL仅与其上游一侧节点(相对于节点32，为节点30)中的相应R_DL相通信。

下面基于在图2所示通信链路中由用户设备10到外部网20的信号传输方向，对于节点接收并转发信号的过程进行详细描述，该过程起始于步骤S30：

在步骤S30中，节点内的一个收发装置接收并处理外部发来的信号，得到处理后的信号。例如，在图2所示通信链路，节点32中的R_DL321接收来自其邻近的其他节点中各个收发装置所发出的信号；

在步骤S31中，对处理后的信号进行提取特征信息的操作，该特征信息不仅包括表示该信号属于某一次通信的通信特征信息，例如信号源地址、最终目标地址、标识符等信息，还包括表示该次传输路径的用于传送的特征信息，例如其该次传输的目标装置的MAC地址，以及诸如上一个数据包的传输时间及上一个数据包的重传次数的用于预测传输带宽和时间延迟等实时信息。

在步骤S32中，判定所接收的信号是否是发给本收发装置(R_DL321)的，具体地，将所提取出的用于传送的特征信息与本收发装置的特征信息进行比较，例如将用于传送的特征信息中所包含的作为传输目的地的节点的收发装置的MAC地址与本收发装置的MAC地址进行对比，若是不同，则说明该接收信号不是发给本收发装置的，从而结束这次转发所接收信号的操作；若是二者相同，就说明该接收信号是发给本收发装置的，再继续后面的操作。

例如，在图2所示通信链路，通过比较由所接收信号中提取出的该次传送的目的设备的地址信息与节点32中的R_DL321的地址信息，可以判定由节点31中的R_UL312发给节点32中的R_DL321的信号。

在步骤S33中，根据从所述处理后的接收信号中所提取的通信特征信息，通过与已经建立了通信链路的通信的特征信息相比较，判定所述处理后的接收信号属于某一个已经建立了通信链路的通信，并且根据所述已建立的通信链路的相关信息(包括该通信链路中每个节点以及每个节点中的相应R_UL，R_DL的地址信息)，将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的接收信号中。

随后，在步骤S34中，根据所述已经建立了的通信链路来确定所述附加了用于下一次传送的特征信息的信号将要发送给节点中的哪个收发装置，该收发装置接收并处理所述附加了用于下一次传送的特征信息的信号，得到发送信号，再将该发送信号向节点外发射出去。

需要说明的是，每个收发装置需要同时进行接收和发射信号的操作，那么这两个操作就应当采用不同的信道，即接收和发射信号需要采用不同的载频，或者由不同的伪随机码对信号进行扩频。

在本发明的另一个优选实施方式中，步骤S31和S32的功能可由接收信号的收发装置来完成。

具体地，在步骤S31中，由R_DL321对处理后的信号进行提取特征信息的操作；随后，在步骤S32中，由R_DL321，例如通过将所提取出的用于传送的特征信息与本收发装置的特征信息进行比较，来判断判定所接收的信号是否是发给本收发装置。

在本发明的另一个优选实施方式中，步骤S31和S32的功能是由节点上的控制装置完成的。

具体地，在步骤S31，由节点32中的控制装置(未示出)对来自第一R_DL321的处理后的信号进行提取特征信息的操作；随后，在步骤S32中，控制装置，例如通过将所提取出的用于传送的特征信息与本收发装置的特征信息进行比较，来判断判定所接收的信号是否是发给本收发装置。

在本发明的另一个优选实施方式中，节点中的各个收发装置之间具有预定的映射关系，例如，每个R_DL与相应的R_UL，之间有固定的连接线路，例如，R_DL321与R_UL322之间具有预定的映射关系。在步骤S34里，接收信号的收发装置便通过这种固定的连接链路将所述处理后的信号传送到节点中相应的另一个收发装置。优选的，还可由控制装置基于预存的各个收发装置之间的预定映射关系来将控制在相应的R_DL与R_UL之间的信号传送，例如，控制将来自R_DL321的处理后的信号传送给R_DL322。

在本发明的另一个优选实施方式中，在步骤S33里，接收信号的收发装置将用于传送的特征信息放入所述经过处理的输入信号中；然后，在步骤S34里，根据所述的用于传送的特征信息将所述经过处理的输入信号传送给另外一个或多个收发装置。

在本发明的另一个优选实施方式中，在步骤S33里，接收所述经过处理的接收信号的另外一个或多个收发装置将用于传送的特征信息放入所述经过处理的输入信号中，然后在步骤S34里，接收所述经过处理的接收信号的另外一个或多个收发装置对所述经过处理的接收信号进行处理后再发射出去。

上述的接收信号的收发装置对接收信号的处理过程包括下变频、解调制、解码等操作.相应地，上述的用于发送信号的收发装置对待发送信号的处理过程包括编码、调制、上变频等操作.这是本领域技术人员所知晓的，这里不作详细描述。

应该理解，在外部网20经由图2所示上述通信链路到用户终端10的信号传输方向上，节点接收和转发信号的过程除了信号传输方向相反以外(即改由第二类收发装置(R_UL)接收、处理来自上游节点的信号并转发(或在控制装置的控制下转发)给节点中相应的第一类收发装置(R_DL)，并由其处理后发送出去)，其具体过程同上所述，在此不作具体说明。

需要说明的是，每个收发装置需要同时进行接收和发射信号的操作，那么这两个操作就应当采用不同的信道，即接收和发射信号需要采用不同的载频，或者由不同的伪随机码对信号进行扩频。

图4示出了根据本发明的一种具体实施方式的在无线网状网络中包含多个收发装置的用于信号传输的节点的内部结构示意图，这些收发装置在功能上都是一样的，都能完成与其它节点的收发装置之间的通信。下面参照图4并结合图2来对在无线网状网络中包含多个收发装置的用于信号传输的节点进行描述。假定所述节点为属于图2所示的已经建立的通信链路中的节点32。该节点包括两个或多个收发装置。为简便起见，我们根据前述定义将所述两个或多个收发装置分为R_UL，R_DL。其中，每个节点(例如节点32)中的R_DL仅与其下游一侧节点(相对于节点32，为节点31)中的相应R_UL相通信，而R_UL仅与其上游一侧节点(相对于节点32，为节点30)中的相应R_DL相通信。

应该理解，每个节点中可包含一个或多个R_DL和一个或多个R_UL，其中每个R_DL可以与用户终端或其它节点的R_UL进行通信，每个R_UL可以与外部网或其它节点的R_DL进行通信。

在图4中，为简明起见，仅示出两个R_DL(第一R_DL321、第二R_DL323)和两个R_UL(第一R_UL322和第二R_UL324)。其中，第一R_DL321接收到一个其它节点发来的信号，经过处理后将所得到的处理后的输入信号送至控制装置325，控制装置325提取出其中的特征信息，该特征信息可包括用于标识该次通信的通信特征信息(例如，源目的地址、最终目的地址以及通信标识符等)以及用于指示该次传送的目的地址的特征信息(例如，该次传送的目的收发装置的MAC地址，或IP地址等其它的特征信息)。

随后，控制装置325将该提取出的用于传送的特征信息(例如该次传送的目的收发装置的MAC地址)与第一R_DL321的特征信息(例如MAC地址)比较，如果是一致的，则说明该信号是发给第一R_DL321的，留待以后进行处理，否则就判定该信号不是发给第一R_DL321的而将其舍弃。

控制装置325再根据从所述处理后的接收信号中所提取的通信特征信息，通过与预存的已建立通信链路的通信特征信息相比较，判定所述处理后的接收信号属于某一个已建立的通信链路的通信，并且将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的输入信号中。

控制装置325根据所确定的通信链路，将上述处理后的输入信号传送至第一R_UL322，通过第一R_UL322处理后发送出去。

在另一个优选实施方式中，控制装置325不对接收信号进行提取特征信息的操作，而由接收无线信号的第一R_DL321在对接收的信号进行处理后，提取出其中的特征信息(如上所述，可包括用于标识该次通信的通信特征信息以及用于指示本次传送的目的地址的特征信息)，并将这些特征信息提供给该控制装置325，而控制装置325则基于所述特征信息判定该接收信号是否是发给本收发装置(该判定过程与上述相同，不再赘述)，以及判定该接收信号属于某一个已经建立了通信链路的通信、对所述被判定为是发给本收发装置的信号附加用于下一次传送的特征信息和向第一R_UL322传送该信号的功能，而第一R_UL322则将接收到的信号经处理后发射出去。

在另一个优选实施方式中，控制装置325无需对经过处理后的接收信号进行提取特征信息的操作，也无需基于所述特征信息来判定该接收信号是否是发给接收该信号的收发装置的，可由接收无线信号的收发装置第一R_DL321提取出所接收的输入信号中的特征信息(用于标识该次通信的通信特征信息以及用于指示本次传送的目的地址的特征信息)，通过将用于传送的特征信息与自身的特征信息(例如MAC地址)相比较，以判断该信号是否是发给自身的，然后将被判定为发给自身的接收信号发送给控制装置325。

当获取来自第一R_DL321的经过处理的输入信号中的通信特征信息后，控制装置325再根据从所述处理后的接收信号中所提取的通信特征信息，确定所述处理后的接收信号所属的已建立了通信链路的通信，并且将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的接收信号中。

控制装置325再根据该已经建立了的通信链路，将上述信号传送至第一R_UL322，通过第一R_UL322处理后发送出去。

在另一个优选实施方式中，控制装置325无需将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的接收信号中，而由收发装置第一R_UL322对该接收信号附加用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的接收该信号的收发装置的MAC地址信息)，其余的处理过程与上述的一样，不再赘述，第一R_UL322再对该信号处理后并进行发送。

在另一个优选实施方式中，由收发装置第一R_DL321将用于下一次传送的特征信息(例如将要接收该经过处理后的接收信号的节点内的收发装置第一R_UL322的MAC地址信息)加入所述经过处理后的接收信号中，然后，在控制装置325的控制下，将所述经过处理后的接收信号传送至第一R_UL322。

在另一个优选实施方式中，所述第一R_DL321处理后的接收信号传送给第一R_UL322的过程可以由第一R_DL321将处理后的输入信号先传送给控制装置325，控制装置325对来自第一R_DL321的处理后的输入信号进行处理后，再传送给第一R_UL322；或者由控制装置325控制将第一R_DL321的节点内部的输出端以有线方式连接于第一R_UL322的节点内部的输入端，使得所述的经过处理后的信号被传送给第一R_UL322或者预先设定了节点内部收发装置之间的连接方式，一个收发装置所接收的信号就通过这样的固定连接而传送至另一个收发装置，经第一R_DL321处理后的接收信号就沿着这样一个固定连接线路而传送至第一R_UL322。

上述的第一R_DL321对接收信号的处理过程包括下变频，解调制，解码等操作。相应地，上述的第一R_UL322对发送信号的处理过程包括编码，调制，上变频等操作。这是本领域技术人员所知晓的，这里不作详细描述.

需要说明的是，在以上多个实施方式中，在处理沿相反的通信方向发送的信号时，例如第一R_UL322接收外部节点发来的信号，再传送给第一R_DL321，再由第一R_DL321发射出去，除了信号传送方向相反而外，在这个过程中对信号的处理过程与上相同。

图5示出了根据本发明的一个具体实施方式的构成一个网状网的节点的一个收发装置的内部结构框图。该收发装置(例如节点32中的R_DL321)包括接收设备51和发送设备52。其中，接收设备51可包括接收装置511、提取装置512和选择装置513

在一个优选实施方式中，当该收发装置接收其它节点发来的信号时，接收设备51中的接收装置511接收来自其他节点的输入信号，经过处理后得到处理后的接收信号。

提取装置512由所述经过处理后得到处理后的接收信号提取出特征信息，该特征信息包括用于传送的特征信息，例如该次传送的目的收发装置的MAC地址。

选择装置513将所述提取出的用于该次传送的特征信息(例如该次传送的目的收发装置的MAC地址)与本收发装置的特征信息(例如MAC地址)比较，如果是一致的，则说明该信号是发给R_DL321，留待以后进行处理，否则就判定该信号不是发给R_DL321的而将其舍弃，从而选择出发给本收发装置的信号。

发送设备52中包括一个第三附加装置521，该装置将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的接收信号中。

在本发明的另一实施方式中，图5中的接收设备51可不包含选择装置513，接收设备51对接收信号进行处理后，将处理后的信号和由提取装置512提取的特征信息提供给控制装置325，由控制装置325基于该提取出的用于传送的特征信息来判定该信号不是发给本收发装置R_DL321的。

在本发明的另一个实施方式中，接收设备51里可不包含提取装置512和选择装置513，接收设备51对接收信号进行处理后，只将处理后的信号提供给控制装置325，而由控制装置325由该处理后的信号中提取出相应的特征信息，并基于其中用于传送的特征信息来判定该信号不是发给本收发装置R_DL321的。

在本发明的一个实施方式中，图5中的发送设备52里没有第三附加装置521，由控制装置325基于该次传输所属通信链路的判断将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入来自接收信号的收发装置的经处理后的输入信号中(可由控制装置325中的一个附加装置，如第二附加装置，来完成)，并加具有附加的特征信息的信号传给发送设备52，由发送设备52对此信号进行处理后发送出去。

上述的接收设备51对接收信号的处理过程包括下变频、解调制、解码等操作。相应地，上述的发送设备52对待发送信号的处理过程包括编码、调制、上变频等操作.这是本领域技术人员所知晓的，这里不作详细描述。

所述用于传送的特征信息可以是收发装置的MAC地址、IP地址以及诸如上一个数据包的传输时间及上一个数据包的重传次数的用于预测传输带宽和时间延迟的实时信息等。

图6示出了根据本发明的一个具体实施方式的节点中的控制装置的内部结构示意图，其中，第二检测装置61对由收发装置处理后的接收信号进行提取特征信息(包括通信特征信息和用于传送的特征信息)的操作，并将其中的用于传送的特征信息(例如该次传送的目的收发装置的MAC地址)与所存储的接收该信号的收发装置的特征信息(例如该收发装置的MAC地址)比较，以确认该信号是否是发给该收发装置的信号；第二检测装置61在确认该信号是发送给该收发装置的信号后，根据从所述处理后的接收信号中所提取的通信特征信息，通过与已经建立了通信链路的通信的特征信息相比较，判定所述处理后的接收信号属于某一个已经建立了的通信链路的通信，根据已经建立了的通信链路，第二附加装置62将用于下一次传送的特征信息(例如下一跳的节点上的将要接收该信号的收发装置的MAC地址信息)放入所述处理后的接收信号中，得到放入用于传送的特征信息的接收信号，然后再由传送装置63根据所述已经建立了的通信链路将所述放入用于传送的特征信息的接收信号传送给相应的另一个收发装置。

在本发明的一个实施方式中，图6中的控制装置325可不包含检测装置61，而其功能则由接收外来信号的收发装置来完成；或者也可不包含第二附加装置62，其功能则由向节点外发送信号的收发装置来完成。

上述的接收信号的收发装置对接收信号的处理过程包括下变频、解调制、解码等操作.相应地，上述的用于发送信号的收发装置对待发送信号的处理过程包括编码、调制、上变频等操作.

Claims (29)

1. 一种无线网状网络中的通信传输方法，所述无线通信网络由多个节点组成，其中，在一条通信链路中的每个节点中，由一个或多个收发装置与所述通信链路中的一侧节点相通信，而由另外一个或多个收发装置与所述通信链路中的另一侧节点相通信。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，

该节点中的每个收发装置，基于各个收发装置的特征信息，与所述一侧节点或另一侧节点中的相应收发装置相通信。

3. 根据权利要求1或2所述方法，其中，包括以下步骤：

a.所述一个或多个收发装置中的每个收发装置接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号；

b.将所述经过处理后的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置；

c.所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置对所述经过处理后的输入信号进行相应处理，以获得输出信号，并进行发送。

4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤a为：

所述一个或多个收发装置中的每个收发装置，基于各个收发装置的特征信息，来接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号。

5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤a包括以下步骤：

-该节点中的每个收发装置接收来自其他节点的输入信号；

-所述每个收发装置由所接收的各个信号中提取所述特征信息；

-所述每个收发装置基于所述特征信息来选择由所述一侧节点的相应收发装置发送给自身的输入信号。

6. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤a包括以下步骤：

-由一个控制装置基于各个收发装置的特征信息来控制所述一个或多个收发装置中的每个收发装置来接收来自所述一侧节点的所述相应收发装置的输入信号。

7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述步骤a包括以下步骤：

-由所述控制装置对来自其他节点的输入信号进行检测，以提取出其中的特征信息，

-由所述控制装置基于所述特征信息控制所述一个或多个收发装置中的每个收发装置来接收来自所述一侧节点的相应收发装置的输入信号。

8. 根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，所述步骤b包括以下步骤：

-根据该节点中各个收发装置之间的特定映射关系将所述经过处理的输入信号传递给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

9. 根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，所述步骤b包括以下步骤：

b1.由所述经过处理的输入信号中检测特征信息；

b2.基于所述特征信息来控制将所述经过处理的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤a还包括以下步骤：

-所述每个收发装置将用于传送的特征信息放入所述经过处理的输入信号中；

其中，所述步骤b1为：由所述经过处理的输入信号中提取所述用于信号传送的特征信息；

所述步骤b2为：基于所述用于信号传送的特征信息来控制将所述经过处理的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

11. 根据权利要求3至10中任一项所述的方法，其中，所述步骤b还包括：

将用于到所述另一侧节点中相应收发装置的下一次传输的特征信息放入所述经过处理的输入信号中。

12. 根据权利要求3至10中任一项所述的方法，其中，所述步骤c包括以下步骤：

-将用于下一次传输的特征信息放入所述输出信号中，并进行发送。

13. 根据权利要求2至11中任一项所述的方法，其中，所述特征信息包括源目的地址信息、最终目的地址信息以及下一次传输的目的收发装置的地址信息。

14. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述地址信息包括MAC地址、IP地址等。

15. 一种在无线网状网络中用于进行通信传输的节点，所述无线通信网络由多个节点组成，其中，所述节点包括：

多个收发装置，用于该节点与其他节点之间的通信，其中，一个或多个收发装置用于与其所处的一条通信链路中的一侧节点通信，另外一个或多个收发装置用于与所述通信链路中的另一侧节点相通信。

16. 根据权利要求15所述的节点，其中，所述多个收发装置中的每个用于基于各个收发装置的特征信息，与所述一侧节点或另一侧节点中的相应收发装置相通信。

17. 根据权利要求15或16所述的节点，其中，所述多个收发装置中的每个包括：

接收设备，用于接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号；

发送设备，用于对来自该节点内其他收发装置的经过处理后的输入信号进行相应处理，以获得输出信号，并进行发送；

其中，所述节点还包括：

控制装置，用于将所述经过处理后的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

18. 根据权利要求17所述的节点，其中，所述接收设备还用于，基于各个收发装置的特征信息，来接收来自所述一侧节点中的相应收发装置的输入信号并对其进行处理，以获得经过处理后的输入信号。

19. 根据权利要求18所述的节点，其中，所述接收设备包括：

接收装置，用于接收来自其他节点的输入信号；

提取装置，用于由所接收的各个信号中提取所述特征信息；

选择装置，用于基于所述特征信息来选择由所述一侧节点的相应收发装置发送给自身的输入信号。

20. 根据权利要求17所述的节点，其中，所述控制装置还用于，

基于各个收发装置的特征信息来控制所述一个或多个收发装置中的每个收发装置来接收来自所述一侧节点的所述相应收发装置的输入信号。

21. 根据权利要求20所述的节点，其中所述控制装置包括：

第一检测装置，用于对来自其他节点的输入信号进行检测，以提取出其中的特征信息，

接收控制装置，用于基于所述特征信息来控制所述一个或多个收发装置中的每个收发装置来接收来自所述一侧节点的相应收发装置的输入信号。

22. 根据权利要求21中所述的节点，其中，所述控制装置还用于根据该节点中各个收发装置之间的特定映射关系将所述经过处理的输入信号传递给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

23. 根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其中，所述控制装置包括：

第二检测装置，用于由所述经过处理的输入信号中检测特征信息；

传送装置，用于基于所述特征信息来控制将所述经过处理的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

24. 根据权利要求23所述的节点，其中，所述接收设备还包括：

第一附加装置，用于将用于信号传送的特征信息放入所述经过处理的输入信号中；

其中，

所述第二检测装置还用于由所述经过处理的输入信号中获取所述用于信号传送的特征信息；

所述传送装置用于基于所述用于信号传送的特征信息来控制将所述经过处理的输入信号传送给所述另外一个或多个收发装置中的相应收发装置。

25. 根据权利要求17至24中任一项所述的节点，其中，所述控制装置还包括：

第二附加装置，用于将用于到所述另一侧节点中相应收发装置的下一次传输的特征信息放入所述经过处理的输入信号中。

26. 根据权利要求17至24中任一项所述的节点，其中，所述发送设备包括：

第三附加装置，用于将用于下一次传输的特征信息放入所述输出信号中。

27. 根据权利要求17至26中任一项所述的节点，其中，所述特征信息包括源目的地址信息、最终目的地址信息以及下一次传输的目的收发装置的地址信息。

28. 根据权利要求27所述节点，其中，所述地址信息包括MAC地址、IP地址等。

29. 一种无线网状网络，其由多个根据权利要求13至23中任一项所述节点所构成。

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