CN101291527A - 无线中继站入网方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种无线中继站入网方法、设备和系统，使得无线中继站入网效率得以提高。本发明中，在无线中继站的注册过程完成之前，无线中继站在向无线接入网中的控制站点发送的上行消息中携带表示自身是无线中继站的标识，控制站点对该无线中继站进行接入控制和路径选择，并根据接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。在注册过程完成后，进行无线中继站的中继参数配置，以及路由建立和更新。

Description

无线中继站入网方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及无线中继站入网技术。

背景技术

在无线通信系统中，由于电磁波的路径衰减，特别是采用高频载波的电磁波，以及建筑物的遮挡等原因，限制了基站(Base Station，简称“BS”)的覆盖范围，使得部分区域的无线通信信号强度较低，位于这些区域的移动台(Mobile Station，简称“MS”)(又可称为终端)的通信质量变得很差。为解决电磁波衰减导致的基站覆盖范围小的问题，当前一个较通用的解决方案为：使用中继站(Relay Station，简称“RS”)对基站和移动台之间的无线通信信号进行中继处理，补偿信号的衰减。

中继站负责基站与移动台之间数据或信令信息的转发。采用上述中继技术的通信系统，在一定程度上扩大了基站的覆盖范围，如果需要进一步扩大基站的覆盖范围，还可以将多个中继站级联起来，实现多跳中继，就能够使得基站获得更大的覆盖范围。

为了使无线中继站能够接入网络，电子和电气工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，简称“IEEE”)协议对现有的物理层和媒体访问控制(Medium Access Control，简称“MAC”)层进行了增强，使其支持中继站操作。该增强并不改变现有的终端规范，而是规定中继站的特点、功能和互操作性，以增强微波接入全球互通(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access，简称“WiMAX”)系统的覆盖、吞吐量和/或系统容量。

对于无线中继站而言，其接入网络的方法与MS接入网络的方法相类似。下面以WiMAX系统为例，对MS接入WiMAX网络的过程进行简单说明：WiMAX系统的接入网包括多个基站，每个基站控制一个或多个小区。终端首先搜索基站发送的下行前缀信号，选择信号质量好的小区进行下行同步，然后进行上行同步。接着终端发送上行测距(RANGING)码。基站发送下行应答消息RNG-RSP调整功率和时频偏移。随后，终端发送RNG-REQ消息，上报自身的MAC版本等信息，并等待基站发送RNG-RSP消息配置终端的身份标识BASIC CID。随后终端与该基站进行能力协商，鉴权，注册等步骤，完成终端入网过程。

无线中继站可以通过相同的方式接入网络。然而，对于复杂的通信系统，由于中继站入网后，是作为网络中的一个节点，会承担部分终端的控制和数据传输功能，而不一定是像终端那样作为末端节点存在，从而可能改变网络原来的拓扑结构。因此中继站接入网络的位置并非任意的，而需要考虑到小区信号质量，网络容量和结构等多方面因素。因此不能如现有的终端接入网络的方法一样，仅由终端根据链路质量决定接入的小区。

为了解决上述问题，IEEE协议在现有的无线中继站接入网络的过程(与终端入网过程相同)中进行了改进，在无线中继站入网完成注册过程之后，增加了路径协商过程，并在中继站入网之后，增加了中继站参数配置，路由建立和维护过程。

该方案的改进能解决中继站入网位置的问题，但本发明的发明人在实际运用中发现，由于在该方案中，在中继站完成入网注册全部过程以后才进行路径协商，从而如果路径协商结果为该无线中继站不允许接入该小区，即需要改变该无线中继站的接入位置，则需引发该无线中继站发起重入网或者切换过程。这将大大降低中继站的入网效率，增加信令开销。

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中继站入网方法、设备和系统，使得无线中继站入网效率得以提高。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线中继站入网方法，在无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择，并根据该接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。

本发明的实施方式还提供了一种无线接入网设备，包含：

识别单元，用于判断请求入网的是否为无线中继站；

控制单元，用于在识别单元判定是无线中继站请求入网时，在该无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择；

接入单元，用于根据控制单元对无线中继站的接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。

本发明的实施方式还提供了一种无线中继站设备，包含：

接收单元，用于在本无线中继站的注册过程完成之前从控制该无线中继站入网的无线接入网设备接收接入控制和路径选择的结果；

执行单元，用于根据接收单元收到的接入控制和路径选择的结果，将本无线中继站接入网络。

本发明的实施方式还提供了一种无线中继站入网系统，包含至少一个上文所述的无线接入网设备，和至少一个上文所述的无线中继站设备。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在无线中继站的注册过程完成之前，控制该无线中继站入网的无线接入网设备，下文称为控制站点(如基站或有控制功能的中继站)，对该无线中继站进行接入控制和路径选择，并根据接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。从而避免无线中继站在注册完成并接入网络后，发生协商的路径与当前的路径不一致，导致该无线中继站需要再次入网或需要进行切换的情况，减少无线中继站入网的时间，提高入网效率，降低无线中继站和控制站点之间的信令开销。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的无线中继站入网方法流程图；

图2是根据本发明第四实施方式的无线中继站接入系统结构示意图。

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中继站入网方法，在本实施方式中，无线中继站接入的网络是WiMAX网络，具体流程如图1所示。

在步骤101中，无线中继站进行小区搜索和选择，选择一个小区(即接入点)发起入网过程。

在步骤102中，无线中继站向该小区所属的基站发送接入请求消息RNG-REQ，在该接入请求消息中携带表示自身是无线中继站的标识，并报告小区搜索和无线环境测量结果。

在步骤103中，基站在该接入请求消息中获取表示是无线中继站的标识后，确定当前请求接入的是无线中继站，从而根据该无线中继站上报的小区搜索和无线环境测量结果和网络负载等状况，对该无线中继站进行路径选择和接入控制。通过该表示身份的标识，使得基站可以有针对性地只对无线中继站进行接入控制和路径选择。

在步骤104中，该基站向该无线中继站返回接入响应消息RNG-RSP，在该接入响应消息中携带路径选择和接入控制的结果，该结果为允许接入或不允许接入。在本步骤中，如果路径选择和接入控制的结果为不允许接入，则基站在将路径选择和接入控制的结果携带在RNG-RSP消息中发送给该无线中继站时，在该结果中包含建议的接入路径，如建议重新发起入网的小区(即接入点)。

如果该路径选择和接入控制的结果为基站允许无线中继站接入，则接着进入步骤105，该基站继续与无线中继站进行的后续入网过程，如能力协商，鉴权，注册等入网过程。接着进入步骤106。

在步骤106中，基站对该无线中继站进行中继参数配置。

接着，在步骤107中，基站对该无线中继站进行路由管理过程，包括建立路由标识，建立路由表等，完成该无线中继站的入网过程。

如果在步骤140中，该基站向无线中继站返回的路径选择和接入控制的结果为不允许无线中继站接入，则接着进入步骤108，该无线中继站根据该接入控制和路径选择的结果中包含的建议的接入路径，发起入网过程。接着返回步骤102，由该重新选择的小区所属的基站对该无线中继站进行接入控制和路径选择。由基站提供建议的接入路径(即接入点)，如适合接入的小区，可以增加该无线中继站再次入网时，无线接入网允许其接入的概率，避免多次对该无线中继站进行路径选择失败产生额外的时间耗费，提高无线中继站的入网效率。

由于在本实施方式中，在为该无线中继站进行中继参数配置、路由建立和更新之前，先对其进行接入控制和路径选择，在接入控制和路径选择的结果为允许接入时，才进行后续的入网过程，以及中继参数配置、路由建立更新等过程，从而不会发生无线中继站接入网络的路径与路径选择的结果不一致，而导致无线中继站再次发起入网过程或需要进行切换操作，减少了无线中继站入网的时间，提高入网效率，降低了无线中继站和无线接入网之间的信令开销。

另外，需要说明的是，上述无线中继站入网方法除了可以使用在WiMAX网络以外，也可以应用于其它无线通信网络，如全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile communication，简称“GSM”)网络、码分多址(Code DivisionMultiple Access，简称“CDMA”)网络、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称“WCDMA”)网络、长期演进(Long Term Evolution，简称“LTE”)网络等。

本发明第二实施方式同样涉及一种无线中继站入网方法，与第一实施方式大致相同，其区别在于，在第一实施方式中，如果路径选择和接入控制的结果为不允许接入，则基站在将路径选择和接入控制的结果发送给该无线中继站时，在该结果中包含建议的接入路径，如建议该无线中继站重新发起入网的小区。该无线中继站收到该路径选择和接入控制的结果后，向该基站建议的小区所属的基站重新发起入网过程；而在本实施方式中，即使路径选择和接入控制的结果为不允许接入，基站也不会在路径选择和接入控制的结果中包含建议的接入路径，无线中继站在收到的路径选择和接入控制的结果为不允许接入时，再次进行小区搜索，选择其他小区发起入网过程。同样地，在发送接入请求消息时，在该消息中携带表示自身是无线中继站的标识，以便重新选择的小区所属的基站能够为该无线中继站进行接入控制和路径选择。

本发明第三实施方式同样涉及一种无线中继站入网方法，与第一或第二实施方式大致相同，其区别在于，在第一或第二实施方式中，无线中继站是通过接入请求消息携带表示自身是无线中继站的标识，基站是通过接入响应消息返回对该无线中继站进行接入控制和路径选择的结果；而在本实施方式中，无线中继站是通过入网过程中的其他请求消息，如能力协商请求消息、或注册请求消息，携带表示自身是无线中继站的标识，基站是通过入网过程中的其他响应消息，如能力协商响应消息、或注册响应消息，返回对该无线中继站进行接入控制和路径选择的结果。由于能力协商请求消息和注册请求消息均为在注册过程完成之前发送的消息，因此同样不会发生无线中继站在进行接入控制和路径选择之前，就已接入网络，从而导致的在接入控制和路径选择的结果为不允许接入时，需要重新发起网络接入或需要进行切换的情况。提高了无线中继站的入网效率。

需要说明的是，在本发明各实施方式中，无线中继站可以向所选择的小区所属的基站发起入网过程，由基站对该无线中继站进行接入控制和路径选择；或者，无线中继站也可以向该基站控制的中继站发起入网过程，由该基站或中继站(该中继站有控制功能)对该未接入的无线中继站进行接入控制和路径选择。

本发明第四实施方式涉及一种无线中继站接入系统，如图2所示，包含无线中继站和无线接入网设备，该无线接入网设备为控制该无线中继站入网的控制站点，可以是基站或已接入网络的有控制功能的中继站。该控制站点包含：识别单元，用于判断请求入网的是否为无线中继站；控制单元，用于在该识别单元判定是无线中继站请求入网时，在该无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择；接入单元，用于根据该控制单元对该无线中继站的接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。

该接入单元在该接入控制和路径选择的结果为允许该中继站接入网络时，根据该无线中继站进行注册过程的接入点，将该无线中继站接入网络。从而可以避免无线中继站在注册完成并接入网络后，发生协商的路径与当前的路径不一致，而导致该无线中继站需要再次入网或需要进行切换的情况，减少无线中继站入网的时间，提高入网效率，降低无线中继站和控制站点之间的信令开销。

该控制站点还包含：接收单元，用于接收来自无线中继站的入网过程中的上行消息；该识别单元在该接收单元收到的上行消息中携带有表示是无线中继站的标识时，判定请求入网的是无线中继站，指示该控制单元对该无线中继站进行接入控制和路径选择。从而可以有针对性地只对无线中继站进行接入控制和路径选择。该上行消息可以是以下之一：接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息，方式十分灵活。

该控制站点还包含发送单元，用于将该接入控制和路径选择的结果携带在下行消息中发送给该无线中继站。该下行消息可以是以下之一：接入响应消息、能力协商响应消息、注册响应消息。该发送单元在该接入控制和路径选择的结果为不允许该中继站接入网络时，还可以在该接入控制和路径选择的结果中包含建议该无线中继站入网的接入点，来指示该无线中继站在该建议的接入点重新发起入网过程，以增加该无线中继站再次请求入网时，控制站点允许其接入的概率，避免多次对该无线中继站进行路径选择失败产生额外的时间耗费，提高了无线中继站的入网效率。

该无线中继站包含：接收单元，用于在本无线中继站的注册过程完成之前从控制站点接收接入控制和路径选择的结果；执行单元，用于根据该接收单元收到的接入控制和路径选择的结果，将本无线中继站接入网络。

该无线中继站还包含：标识发送单元，用于在该注册过程完成之前，在向控制站点发送的上行消息中携带表示自身是无线中继站的标识。该上行消息可以是以下之一：接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息。

该无线中继站的接收单元从来自控制站点的下行消息中接收接入控制和路径选择的结果。该下行消息是以下之一：接入响应消息、能力协商响应消息。注册响应消息。

该无线中继站还包含判断单元，用于判断该无线中继站的接收单元收到的接入控制和路径选择的结果；该执行单元在该判断单元判定该接入控制和路径选择的结果为允许接入时，将本无线中继站接入网络。该无线中继站还包含：重入网单元，用于在该判断单元判定该接入控制和路径选择的结果为不允许接入时，重新发起入网过程。

该判断单元还用于在该接入控制和路径选择的结果为不允许接入时，判断该接入控制和路径选择的结果中是否还包含建议本无线中继站入网的接入点，如果包含则指示该重入网单元在建议的接入点重新发起入网过程；如果不包含，则指示该重入网单元在该无线中继站自身重新选择的接入点重新发起入网过程。

综上所述，在本发明的实施方式中，在无线中继站的注册过程完成之前，无线接入网中的控制站点(如基站或有控制功能的中继站)对该无线中继站进行接入控制和路径选择，并根据接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。从而避免无线中继站在注册完成并接入网络后，发生协商的路径与当前的路径不一致，导致该无线中继站需要再次入网或需要进行切换的情况，减少无线中继站入网的时间，提高入网效率，降低无线中继站和控制站点之间的信令开销。

在无线中继站向控制站点发送的上行消息中携带表示自身是无线中继站的标识；控制站点收到标识后，对无线中继站进行接入控制和路径选择。这样可以有针对性地只对无线中继站进行接入控制和路径选择。该上行消息可以是接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息等，方式十分灵活。

在注册过程完成后，进行无线中继站的中继参数配置，以及路由建立和更新。由于在注册过程完成后，接入控制和路径选择的结果已确定，此时进行参数的配置和路由的建立能够避免产生无用的配置和路由，使得无线接入网的资源能够得到高效的利用。

如果该接入控制和路径选择的结果为允许该中继站接入网络，则根据该无线中继站进行注册过程的接入点，将该无线中继站接入网络；如果该接入控制和路径选择的结果为不允许该无线中继站接入网络，则指示该无线中继站重新发起入网过程。由于在重新发起的入网过程中的注册过程完成之前，控制站点会重新对该无线中继站进行接入控制和路径选择，从而可以确保该无线中继站能够接入合适的小区。

如果该接入控制和路径选择的结果为不允许该无线中继站接入网络，则在该接入控制和路径选择的结果中还包含建议该无线中继站入网的接入点，该无线中继站在该建议的接入点重新发起入网过程。以增加该无线中继站再次入网时，无线接入网允许其接入的概率，避免多次对该无线中继站进行路径选择失败产生额外的时间耗费，提高无线中继站的入网效率。

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 (18)

1.一种无线中继站入网方法，其特征在于，在无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择，并根据该接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。

2.根据权利要求1所述的无线中继站入网方法，其特征在于，通过以下方式在所述无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择：

在所述注册过程完成之前，接收来自所述无线中继站的上行消息，如果该上行消息中携带表示是无线中继站的标识，则执行对所述无线中继站进行接入控制和路径选择的步骤。

3.根据权利要求2所述的无线中继站入网方法，其特征在于，所述上行消息是以下之一：

接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息；

对所述无线中继站进行接入控制和路径选择后，还包含以下步骤：将所述接入控制和路径选择的结果携带在下行消息中发送给所述无线中继站；

所述下行消息是以下之一：

接入响应消息、能力协商响应消息、注册响应消息。

4.根据权利要求3所述的无线中继站入网方法，其特征在于，如果所述接入控制和路径选择的结果为不允许所述无线中继站接入网络，则在将所述接入控制和路径选择的结果携带在下行消息中发送给所述无线中继站时，在所述接入控制和路径选择的结果中包含建议所述无线中继站入网的接入点，指示所述无线中继站在所述建议的接入点重新发起所述入网过程；或者

如果所述接入控制和路径选择的结果为不允许所述无线中继站接入网络，则将所述接入控制和路径选择的结果携带在下行消息中发送给所述无线中继站时，指示所述无线中继站重新选择入网接入点并在所选择的接入点重新发起所述入网过程。

5.根据权利要求1所述的无线中继站入网方法，其特征在于，通过以下方式根据所述接入控制和路径选择的结果，将所述无线中继站接入网络：

如果所述接入控制和路径选择的结果为允许所述中继站接入网络，则根据所述无线中继站进行注册过程的接入点，将该无线中继站接入网络。

6.根据权利要求1所述的无线中继站入网方法，其特征在于，通过以下方式对所述无线中继站进行接入控制和路径选择：

根据所述无线中继站上报的小区搜索和无线环境测量结果、和/或网络负载情况，对所述无线中继站进行接入控制和路径选择。

7.根据权利要求1所述的无线中继站入网方法，其特征在于，在所述注册过程完成后，还包含以下步骤：

进行所述无线中继站的中继参数配置，以及路由建立和更新。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的无线中继站入网方法，其特征在于，所述网络是微波接入全球互通网络。

9.一种无线接入网设备，其特征在于，包含：

识别单元，用于判断请求入网的是否为无线中继站；

控制单元，用于在所述识别单元判定是无线中继站请求入网时，在该无线中继站的注册过程完成之前，对该无线中继站进行接入控制和路径选择；

接入单元，用于根据所述控制单元对所述无线中继站的接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络。

10.根据权利要求9所述的无线接入网设备，其特征在于，还包含：

接收单元，用于接收来自所述无线中继站的入网过程中的上行消息；

所述识别单元判断请求入网的是否为无线中继站的方式如下：

如果在所述接收单元收到的上行消息中，携带有表示是无线中继站的标识，则判定请求入网的是无线中继站。

11.根据权利要求10所述的无线接入网设备，其特征在于，所述上行消息是以下之一：

接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息；

所述无线接入网设备还包含发送单元，用于将所述控制单元对所述无线中继站的接入控制和路径选择的结果携带在下行消息中发送给所述无线中继站；

所述下行消息是以下之一：接入响应消息、能力协商响应消息、注册响应消息。

12.根据权利要求9所述的无线接入网设备，其特征在于，所述接入单元根据所述控制单元对所述无线中继站的接入控制和路径选择的结果，将该无线中继站接入网络的方式如下：

在所述接入控制和路径选择的结果为允许所述中继站接入网络时，根据所述无线中继站进行注册过程的接入点，将该无线中继站接入网络。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的无线接入网设备，其特征在于，所述无线接入网设备是基站或有控制功能的中继站。

14.一种无线中继站设备，其特征在于，包含：

接收单元，用于在本无线中继站的注册过程完成之前从控制所述无线中继站入网的无线接入网设备接收接入控制和路径选择的结果；

执行单元，用于根据所述接收单元收到的接入控制和路径选择的结果，将本无线中继站接入网络。

15.根据权利要求14所述的无线中继站设备，其特征在于，还包含：

标识发送单元，用于在所述注册过程完成之前，在向所述无线接入网设备发送的上行消息中携带表示自身是无线中继站的标识。

16.根据权利要求15所述的无线中继站设备，其特征在于，所述上行消息是以下之一：

接入请求消息、能力协商请求消息、注册请求消息；

所述接收单元从来自所述无线接入网设备的下行消息中接收所述接入控制和路径选择的结果；

所述下行消息是以下之一：接入响应消息、能力协商响应消息、注册响应消息。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的无线中继站设备，其特征在于，还包含：

判断单元，用于判断所述接收单元收到的接入控制和路径选择的结果；

所述执行单元在所述判断单元判定所述接入控制和路径选择的结果为允许接入时，将本无线中继站接入网络；

所述无线中继站设备还包含：重入网单元，用于在所述判断单元判定所述接入控制和路径选择的结果为不允许接入时，重新发起入网过程。

18.一种无线中继站入网系统，其特征在于，包含至少一个根据权利要求9至13中任一项所述的无线接入网设备，和至少一个根据权利要求14至17中任一项所述的无线中继站设备。

Images