CN102801452A - 基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同一个终端中包含多根异构网络天线的基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法，包括相互传递通信信号的多模终端、多个基站和管理控制中心，所述方法包括以下步骤：a、多模终端以其中一种网络模式向基站发起连接；b、接收到信号的基站经判断后将连接请求转发给管理控制中心，管理控制中心向所有基站发出连接命令，并对数据进行分块；c、各个基站分别和多模终端中对应天线握手连接，并向管理控制中心返回网络情况；d、管理控制中心对数据块进行分组，发送到已连接基站上，已连接基站发送数据块到多模终端上；e、多模终端收到数据块后，重组出完整的数据。

Description

基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法
技术领域
本发明属于无线通信领域，特别是涉及多模终端、多根天线协同工作领域。 
背景技术
随着无线接入技术的蓬勃发展，无线通信网络早已呈现出异构化格局；同时，随着用户业务需求的不断增长，单一无线网络已无法承载所有的业务应用，促使未来无线网络向着协同与融合的方向发展。因此，未来无线通信的两大特征：网络异构化、异构网络协同与融合。但是，各种无线接入网络间存在着系统架构、资源形态及管理体系的差异，如何促使异构无线网络从“隔离走向互通，从互通走向协同，从协同走向融合”是未来的发展方向。异构网络之间的协同成为这一发展过程中不可或缺的环节，充分发挥协同的作用还有利于提高网络带宽的利用率。目前无线异构网络有2G/GSM、3G、LTE、WLAN、WiMAX、4G、802.16m、802.11n等。 
尽管把3G的3种标准都集成在一台手机上技术还不成熟，但GSM+3G+WLAN的智能终端市场上已经成为市场的主流，如智能手机、平板等。未来的发展还会产生集成更多网络模式的终端，而且支持更多种通信模式的终端一直都在研发中，4模、5模…n模终端也会很快走向实用，终端多模化在相当长的时间内会成为市场的主流。然而，在追求多模化的同时，兼顾各网络模式之间的协同工作，才能充分发挥异构网络的优势。 
发明内容
本发明提供一种同一个终端中包含多根异构网络天线，各天线之间可以同时连接到网络，同时和基站进行信息的交互的、充分利用网络工作带宽的基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法。 
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法，包括相互传递通信信号的多模终端、多个基站和管理控制中心，所述方法包括以下步骤： 
a、多模终端以其中一种网络模式向基站发起连接；
       b、接收到信号的基站经判断后将连接请求转发给管理控制中心，管理控制中心向所有基站发出连接命令，并对数据进行分块；
       c、各个基站分别和多模终端中对应天线握手连接，并向管理控制中心返回网络情况；
d、管理控制中心对数据块进行分组，发送到已连接基站上，已连接基站发送数据块到多模终端上；
e、多模终端收到数据块后，重组出完整的数据。
进一步地，所述步骤a中，多模终端的天线在空间上是分立的，每种网络有独立的天线。 
多模终端首先会选择最合适的网络模式向基站发起连接，发起的信息中增加信息主要有多模终端是否需要多个网络协同传输，和可用以连接的网络有哪些。若多模终端和某种网络模式一直在进行信息的交互，可以直接利用该网络向基站发起多网络协同传输的请求，不需要再连接新的网络来发送请求。 
进一步地，基站接收到多模终端的请求后，先对其进行解析，如果需要使用多种网络模式传输时，则将请求转发给管理控制中心；如果不需要，则直接连到网络中，使用单个网络进行通信。 
进一步地，所述基站为单一网络模式或多种网络模式的组合，当需要多网络协同工作时，管理控制中心解析请求中需要使用的网络模式，按要求连接到对应的基站上，并要求它们做好准备传输的工作。每种网络具有独立的天线。 
进一步地，所述步骤b中，管理控制中心对数据按照固定的大小进行分块，并按顺序进行编号，编号添加在每个数据块的前面。 
所述步骤c中，各基站和多模终端进行网络的连接测试，记录各网络的网络状况；满足传输要求时基站向管理控制中心返回各网络的网络状况。 
        如果管理控制中心判断出一个网络不满足传输要求，在组网协同传输中就会剔除该不满足要求的网络，协同工作就由剩下的基站来完成。 
进一步地，所述步骤d中，数据块以所有已连接的网络可传输的速率的最小公倍数为单位进行分组。每个网络按自己的传输速率传输每个分组中的x块数据块。传输速率高的网络传输的较多数据块，传输速率低的网络传输较少数据块。 
进一步地，所述步骤d中，传输速率高的网络会分配每个组内标号较小的一段数据块，传输速率低的网络传输每个分组内标号较大的一段数据块。管理控制中心每一次分组完成，就会以一定的速率向各基站发送相应的数据包；各基站用已经连接的网络同时传输数据块到多模终端上。 
进一步地，所述步骤d中，每一种网络传输的数据块标号不是连续的，但每一个分组内的每个网络传输的数据块标号是连续的。 
进一步地，所述步骤e中，多模终端从各个网络中接收到数据块后，先把数据块保存在缓存中，每隔一固定时间T对数据块按编号从小到大进行重新排列，所排列的这段数据的编号都连续，则删掉数据块的编号，恢复出原始文件。 
更进一步地，所述多模终端设有缓存区，所述基站设有管理控制中心连接该区域内所有基站。 
与现有技术相比，有益效果是：本发明研究的多模终端内天线协同是同一个多模终端中包含多根异构网络天线，各天线之间可以同时连接到网络，同时和基站进行信息的交互。则多模终端在同一时间内能同时使用多种网络模式进行通信，各网络的工作带宽也得到了充分的利用。例如，下载一个文件时，会将这个文件划分成很多的小块，分别从各个网络中同时传输到多模终端上，多模终端再将小块按顺序合并在一起就成了一个完整的文件。在同时存在多种网络环境覆盖下，多模终端能把这几种网络模式通过各自天线协同工作，不但提高了网络的传输速率，也充分的利用了带宽。 
附图说明
图1是单个多模终端多网络模式协同传输的结构示意图； 
图2是单个多模终端单网络模式传输的结构示意图；
图3是单个多模终端多网络模式协同传输过程中一个网络中断的结构示意图；
图4是单个多模终端多网络模式协同传输过程中重新连接另一个基站的结构示意图；
图5是单个多模终端多网络模式协同传输过程中删除一个网络后的结构示意图；
图6是多个多模终端多网络模式协同传输的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地详细说明。 
本发明提供了一种数据传输方案基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法，包括相互传递通信信号的多模终端MT、多个基站BS和一个管理控制中心MCC，包括以下步骤： 
a、MT以某一种网络模式向 
Figure 2012102960726100002DEST_PATH_IMAGE001
发起连接；
b、
Figure 609410DEST_PATH_IMAGE001
将请求转发给MCC，MCC向BS发出命令，要求
Figure 944577DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2012102960726100002DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 548865DEST_PATH_IMAGE001
等做好连接准备；此时MCC对要发送的数据进行分块编号；
c、
Figure 627679DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 437241DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 943309DEST_PATH_IMAGE001
等分别和MT中的各对应天线握手连接，并向MCC返回网络情况；
d、MCC得到网络的状况就可以按照网络来对数据块进行分组，发送到相应的已连接的
Figure 221843DEST_PATH_IMAGE002
、、
Figure 269882DEST_PATH_IMAGE001
上；已连接的基站
Figure 212430DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 712682DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 133299DEST_PATH_IMAGE001
同时发送数据块到MT上；
e、MT各天线收到数据块后，按编号顺序从小到大进行排列，重组成完整的数据；
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
实施例一： 单个多模终端多网络模式协同传输。 
如图1所示，某时刻，终端MT以某一种网络模式向基站
Figure 917453DEST_PATH_IMAGE001
发起传输的请求；
Figure 765323DEST_PATH_IMAGE001
接收到请求后，解析此请求的内容，发现MT要进行多网络协同传输，
Figure 752871DEST_PATH_IMAGE001
则把接收到的请求转发给管理控制中心MCC。MCC解析出请求的内容，按内容要求向MT相邻的基站发出命令，因为要使用到多个BS，MCC给
Figure 977179DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 117304DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 401655DEST_PATH_IMAGE001
发出命令，要求其和MT进行连接测试。此时MCC对要发送的数据按一定大小（比如2k）进行分块，并且对数据块按照数据的先后顺序从小到大进行编号，编号放在每个数据块的前面。
Figure 876499DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 638918DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 149663DEST_PATH_IMAGE001
和MT握手成功，
Figure 604915DEST_PATH_IMAGE002
、、
Figure 133166DEST_PATH_IMAGE001
向MCC返回此时各网络的网络状况，主要是传输的速率。MCC分析得到各网络的网络状况，按照所有已连接的网络可传输的速率的最小公倍数为一个分组；这个分组内再按各个网络传输速率比，把数据块分到各个网络上，按照一定的速率传输到相应的基站
Figure 982304DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 608458DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 57894DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 162116DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 629875DEST_PATH_IMAGE003
、在收到数据块后，就立即发送到MT上。MT从各个网络中收到一些带有编号的数据块，MT先将这些数据块放在缓存中，等待一定时间T后，对收到的数据块按编号从小到大进行排列，当一段数据块的编号能按正确的顺序排列，就去掉这些数据块前面的编号，把数据拼接连在一起，形成一段连续的数据。这样，可以实现这段数据的正确解码；后续收到的数据也按照这样的处理过程来处理。 
       从整体上来说，整个传输的过程相当于普通的单网络传输进行了线性叠加，但叠加的效果却能使网络整体性能得到提升。不管是终端还是基站，所需要做的修改都很少。在多模终端中，需要増设一块大的缓存，并在软件中设置数据的读取方式；在基站处，则只需增设一个管理控制中心连接一个区域内的所有的基站，并且数据可以经过管理控制中心传输到各基站，管理控制中心相当于一个更智能化的CPU。 
实施例二：单个多模终端单网络模式传输。 
如图2所示，某时刻，终端MT以某一种网络模式向基站
Figure 98083DEST_PATH_IMAGE001
发起请求；接收到请求后，解析此请求的内容，发现MT只需要进行单网络模式的通信，则MT不转发该请求给管理控制中心MCC，而是直接通过
Figure 95306DEST_PATH_IMAGE001
连接到网络中，进行单网络模式的通信。这个和普通的单网络模式传输没有区别。 
实施例三：单个多模终端多网络模式协同传输过程中一个网络中断，包括去掉该中断网络及重新连接另一个基站。 
如图3所示，某时刻，终端MT正以
Figure 63262DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 221711DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 667735DEST_PATH_IMAGE001
 进行通信。由于某种原因，其中一个基站
Figure 110087DEST_PATH_IMAGE003
与MT的连接中断，MT检测到此中断情况。 
情况一，MT尝试和
Figure 248944DEST_PATH_IMAGE003
再次握手连接，如果连接成功，则继续使用
Figure 894689DEST_PATH_IMAGE003
和MT进行传输。但此时由于之前的中断造成了该网络传输的一些数据包的丢失，MT向发出请求，把需要再次传输的数据块编号发送到了
Figure 942728DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 252486DEST_PATH_IMAGE003
也向管理控制中心MCC反应数据块堵塞情况，请求少分一些数据块，或者在接下来的几个分组内，不分配数据块给
Figure 385527DEST_PATH_IMAGE003
。
Figure 438934DEST_PATH_IMAGE003
将需要重传的数据块再次发送到MT上，其他网络也要做相应的调整，后续再恢复正常传输。 
情况二，MT与
Figure 590299DEST_PATH_IMAGE003
握手失败，MT把该情况通过其他正在使用的网络报告给基站
Figure 70958DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 363400DEST_PATH_IMAGE002
收到此报告后，向管理控制中心MCC转发，MCC收到请求后，向MT周边的基站发出命令，搜索与中断前具有相同网络模式及可用于传输的基站，选择其中最好的一个基站，让
Figure 441711DEST_PATH_IMAGE004
与MT进行同种网络模式的连接。连接成功，则把加入到新的多模协同网络传输中，如图4所示，与情况一中重连接成功后的操作类似；MCC命令
Figure 944554DEST_PATH_IMAGE003
把缓冲区中的数据转移到上，MCC断开与
Figure 898832DEST_PATH_IMAGE003
的连接。MT向
Figure 165865DEST_PATH_IMAGE004
发出请求，把需要再次传输的数据块编号发送到了
Figure 161503DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 643431DEST_PATH_IMAGE004
也向管理控制中心MCC反应数据块堵塞情况，请求少分一些数据块，或者在接下来的几个分组内，不分配数据块给
Figure 964691DEST_PATH_IMAGE004
。将需要重传的数据块再次发送到MT上，其他网络也要做相应的调整，后续再恢复正常传输。 
情况三，在情况二中，如果MT与再次搜查的基站无法正常连接，或者搜索不到其他与
Figure 829934DEST_PATH_IMAGE003
中断前具有相同的网络模式的基站，MCC断开与
Figure 353319DEST_PATH_IMAGE003
的连接，如图5所示。但由于
Figure 330634DEST_PATH_IMAGE003
的断开，造成了传输的一部分数据的丢失，为了重新调整，MCC命令还在传输中的一个网络向MT传达命令，把需要重传的数据块编号报告给基站
Figure 572259DEST_PATH_IMAGE001
，把命令转发给MCC，MCC收到此请求，暂停正在进行的分组，把需要重传的数据块优先进行分组，立即发送到还在传输的基站、
Figure 2012102960726100002DEST_PATH_IMAGE005
上，
Figure 527817DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 991160DEST_PATH_IMAGE001
再优先发送这些数据块给MT。之后的传输会减少一种网络模式，MCC重新对剩下的数据进行分组，传输给其他正常传输的基站
Figure 148603DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 708897DEST_PATH_IMAGE001
，进行正常的通信。 
实施例四：多个多模终端多网络模式协同传输。 
如图6所示，某时刻，多模终端MT1与、
Figure 742767DEST_PATH_IMAGE003
、正在进行多网络模式协同通信；另一个多模终端MT2也请求进行多网络模式协同通信，连接基站
Figure 40073DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 530091DEST_PATH_IMAGE006
。其中基站
Figure 30343DEST_PATH_IMAGE001
同时要向MT1和MT2进行数据传输。MCC此时要控制两个数据段的分块、分组，发送到相应的基站上，基站再通过连接的网络把数据传递给MT1和MT2。由于MCC对数据的分块和分组处理的速率总是会比传输的速率高，所以MCC在对多个数据进行多模协同传输时，可以采用时分操作来对数据进行划分。MCC把数据块传输到
Figure 716539DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 229255DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 405021DEST_PATH_IMAGE006
的处理流程和单个多模终端的处理流程是一样的；MCC把数据传输到，由于
Figure 367609DEST_PATH_IMAGE001
同时要向两个终端传递数据，根据网络的模式有所不同。如果
Figure 757002DEST_PATH_IMAGE001
和MT1、MT 2的数据传输是使用不同的网络模式，则和单个多模终端传输情况类似；如果和MT1、MT 2的数据传输是同种网络模式，则需采用时分、频分等技术，以使得可以同时和MT1、MT 2进行通信。 

Claims (10)

1.基于数据分块的多模终端中多天线协同工作方法，包括相互传递通信信号的多模终端、多个基站，其特征是，还包括管理控制中心，所述方法包括以下步骤：
a、多模终端以其中一种网络模式向基站发起连接；
    b、接收到信号的基站经判断后将连接请求转发给管理控制中心，管理控制中心向多模终端周围的所有基站发出连接命令，并对数据进行分块；
    c、各个基站分别和多模终端中对应天线握手连接，并向管理控制中心返回网络情况；
d、管理控制中心对数据块进行分组，发送到已连接基站上，已连接基站发送数据块到多模终端上；
e、多模终端收到数据块后，重组出完整的数据。
2.根据权利要求1所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤a中，多模终端的天线在空间上是分立的，每种网络有独立的天线。
3.根据权利要求1所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤b中，基站接收到多模终端的请求后，先对其进行解析，如果需要使用多种网络模式传输时，则将请求转发给管理控制中心；如果不需要，则直接连到网络中，使用单个网络进行通信。
4.根据权利要求3所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述基站为单一网络模式或多种网络模式的组合，每种网络具有独立的天线。
5.根据权利要求1所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤b中，管理控制中心对数据按照固定的大小进行分块，并按顺序进行编号，编号添加在每个数据块的前面。
6.根据权利要求1所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤d中，数据块以所有已连接的网络可传输的速率的最小公倍数为单位进行分组。
7.根据权利要求6所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤d中，传输速率高的网络会分配每个组内标号较小的一段数据块，传输速率低的网络传输每个分组内标号较大的一段数据块。
8.根据权利要求7所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤d中，每一种网络传输的数据块标号不是连续的，但每一个分组内的每个网络传输的数据块标号是连续的。
9.根据权利要求8所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述步骤e中，多模终端从各个网络中接收到数据块后，先把数据块保存在缓存中，每隔一固定时间T对数据块按编号从小到大进行重新排列，所排列的这段数据的编号都连续，则删掉数据块的编号，恢复出原始文件。
10.据权利要求1-9任一项所述的多天线协同工作方法，其特征是，所述多模终端设有缓存区，所述基站设有管理控制中心连接该区域内所有基站。
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