CN103731842A - 一种无线中继组网系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线中继组网系统及方法，系统包括部署在不同通讯站点中的中继设备，每一中继设备包括无线中继终端和中继基站的至少其中之一；无线中继终端及中继基站通过有线方式与本地核心网建立路由转发关系；无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，无线中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，与外围核心网建立通讯链路；无线中继终端将本地核心网发送的报文转发至外围中继基站，并将从外围中继基站收到的报文转发给本地核心网，中继基站将本地核心网发送的报文转发至外围无线中继终端，并将从外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网；其中无线中继终端与外围中继基站、中继基站与外围无线中继终端之间均配置有无线中继关系。

Description

一种无线中继组网系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种采用无线中继方式将多个通讯站点互联互通组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖的无线中继组网系统及方法。

背景技术

随着移动通信以及中继技术的发展，在基站覆盖受限区域，可以通过中继节点完成扩展覆盖范围功能。例如，中国专利200610144164.7公开了一种基于中继技术的新型无信通信组网方法，通过灵活设置中继站来降低对基站能力要求，扩展其覆盖范围，减少来自邻基站的干扰，同时提供分集增益，提高系统频谱效率。

但在野外、应急场所、移动场所下组建通信网络，单个通讯站往往不能满足通讯覆盖的要求，需要多个通讯站点互联从而组建一张较大范围的通讯网络。由于有线方式实现中继组网面临传输线路缺乏、工程施工难度大、成本高的问题；且在上述这些场景下，有时无法通过有线方式将多个通讯站点互联。

因此需要一种无线中继组网方式将多个通讯站点互联互通，组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无线中继组网系统即方法，实现将多个通讯站点互联互通，组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无线中继组网系统，包括部署在不同通讯站点中的中继设备，每一中继设备包括无线中继终端和中继基站的至少其中之一；所述无线中继终端及中继基站通过有线方式接入本地核心网，与本地核心网建立路由转发关系；所述无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，与和外围中继基站相连的外围核心网建立通讯链路，其中所述无线中继终端与所述外围中继基站之间配置有无线中继关系，所述无线中继终端用于将本地核心网发送的报文转发至所述外围中继基站，并将从所述外围中继基站收到的报文转发给本地核心网；所述中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，与和外围无线中继终端相连的外围核心网建立通讯链路，其中所述中继基站与所述外围无线中继终端之间配置有无线中继关系，所述中继基站用于将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种无线中继组网方法，采用本发明所述无线中继组网系统，其中，与本地核心网相连的中继设备至少包括无线中继终端，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围中继基站，所述方法包括如下步骤：（1）无线中继终端与本地核心网建立路由转发关系；（2）无线中继终端开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站的无线信号；（3）无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，建立本地核心网与外围中继基站之间的通讯链路接续关系；（4）无线中继终端将本地核心网发送的报文转发至外围中继基站，并将从外围中继基站收到的报文转发给本地核心网。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种无线中继组网方法，采用本发明所述无线中继组网系统，其中，与本地核心网相连的中继设备至少包括中继基站，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围无线中继终端，所述方法包括如下步骤：（1）中继基站与本地核心网建立路由转发关系；（2）中继基站接受与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端的接入请求；（3）中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，建立本地核心网与外围无线中继终端之间的通讯链路接续关系；（4）中继基站将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。

通过本发明提供的技术方案，能够实现将多个通讯站点互联互通，组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖，避免了通过有线方式实现中继组网的面临的传输线路缺乏、工程施工难度大、成本高的问题。 

附图说明

图1，本发明无线中继组网系统一实施例的系统实现架构图；

图2，本发明无线中继组网系统另一实施例的系统实现架构图；

图3，本发明无线中继组网方法一实施例的流程图；

图4，本发明无线中继组网方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的无线中继组网系统以及无线中继组网方法的作详细说明。

首先结合附图给出本发明所述无线中继组网系统的实施例。

参考图1，本发明所述无线中继组网系统一实施例的系统实现架构图，本实施例以两个通讯站点通过无线中继组网方式互联互通，组建统一的通讯网络为例进行说明。通讯站点1和通讯站点2为两个独立实现通讯交换的网络，分别包括核心交换网络和无线基站，实现一定区域范围内的无线覆盖，提供终端无线接入和通讯交换功能；每个通讯站点内均部署有中继设备。为了方便区分说明，将图中核心交换网络1定义为本地核心网，将核心交换网络2定义为外围核心网，将中继基站2定义为外围中继基站，将无线中继终端2定义为外围无线中继终端；此处所描述的“本地”是指处于通讯站点1内的核心交换网络1相对于处于通讯站点1内的中继设备1为本地，处于通讯站点2内的各元素即为“外围”；如定义通讯站点2内的各元素为“本地”，则处于通讯站点1内的各元素相对于通讯站点2内的各元素即为“外围”。

中继设备1包括无线中继终端1和中继基站1，无线中继终端1和中继基站1通过有线方式接入核心交换网络1（即本地核心网），与核心交换网络1建立路由转发关系。中继设备2包括无线中继终端2和中继基站2，无线中继终端2（即外围无线中继终端）和中继基站2（即外围中继基站）通过有线方式接入核心交换网络2（即外围核心网），与核心交换网络2建立路由转发关系。

所述无线中继终端1通过无线方式接入中继基站2，通过中继基站2接入核心交换网络2，与核心交换网络2建立通讯链路（可以为单向通讯链路，也可以为双向通讯链路）。其中无线中继终端1与中继基站2之间配置有无线中继关系，例如在核心交换网络2中配置有无线中继终端1的信息，且该信息不同于普通终端，标识为无线中继终端；无线中继终端1配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站2，而不会接入相连的核心交换网络1所管控的其它无线基站。同样无线中继终端2与中继基站1之间也配置有无线中继关系，例如在核心交换网络1中配置有无线中继终端2的信息，也标识为无线中继终端；无线中继终端2配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站1，而不会接入相连的核心交换网络2所管控的其它无线基站。

所述无线中继终端1用于将核心交换网络1发送的报文转发至中继基站2，并将从中继基站2收到的报文转发给核心交换网络1。无线中继终端1开机后和核心交换网络1建立通讯链路；无线中继终端1开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站（本实施例为中继基站2）的无线信号；无线中继终端1完成接入中继基站2的过程，建立到核心交换网络2的通讯链路，也即无线中继终端1建立中继基站2和核心交换网络1之间的通讯链路接续关系。当核心交换网络1发现报文的目标地址为非本通讯站点终端A的地址时，根据所建立或所配置的路由转发关系，将报文发送到对应的无线中继终端1，或者将报文发送到中继基站2；具体选路时，可以根据通讯链路状态、通讯链路负荷、中继基站和中继终端的状态以及配置路由优先级来选取，也可以按照通讯链路主备工作方式来选择。

所述中继基站1通过无线方式连接无线中继终端2，通过无线中继终端2接入核心交换网络2，与核心交换网络2建立通讯链路。其中中继基站1与无线中继终端2之间配置有无线中继关系。所述中继基站1用于将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。同样，无线中继终端2开机后和核心交换网络2建立通讯链路；无线中继终端2开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的中继基站（本实施例为中继基站1）的无线信号；无线中继终端2完成接入中继基站1的过程，建立到核心交换网络1的通讯链路，也即无线中继终端2建立中继基站1和核心交换网络2之间的通讯链路接续关系。

本实施例中，通过分别设置在通讯站点1和通讯站点2中的中继设备，建立起通讯链路1、通讯链路2这两条通讯链路。通讯链路1：通讯站点1（终端A←→无线基站1←→核心交换网络1）←→无线中继终端1←→中继基站2←→通讯站点2（无线基站2←→核心交换网络2←→无线基站2←→终端B）。通讯链路2：通讯站点2（终端B←→无线基站2←→核心交换网络2）←→无线中继终端2←→中继基站1←→通讯站点1（无线基站1←→核心交换网络1←→无线基站1←→终端A）。通讯链路1和通讯链路2可以实现通讯站点1和通讯站点2之间的通讯流量负荷分担或通讯链路冗余备份。实际组网时，可灵活选用一条通讯链路，或同时使用两条链路。

无线中继终端和中继基站与相连的核心交换网络建立路由转发关系；无线中继终端上电启动后，会自动搜索所要接入的中继基站信息，完成自动接入中继基站的过程。当核心交换网络发现报文的目标地址为非本通讯站点终端的地址时，根据所建立或所配置的路由转发关系，将报文发送到对应的无线中继终端，或者将报文发送到中继基站；具体选路时，可以根据通讯链路状态、通讯链路负荷、中继基站和中继终端的状态以及配置路由优先级来选取，也可以按照通讯链路主备工作方式来选择。无线中继终端把收到的所连接的核心交换网络发送的报文，通过接入的中继基站发送出去；并将从所接入的中继基站收到的报文，转发给所连接的核心交换网络；中继基站把所连接的核心交换网络发送的报文，发送到所接入的无线中继终端；并将从所接入的无线中继终端收到的报文，转发给所连接的核心交换网络。

参考图2，本发明所述无线中继组网系统另一实施例的系统实现架构图，本实施例以四个通讯站点通过无线中继组网方式互联互通，组建统一的通讯网络为例进行说明。通讯站点1、通讯站点2、通讯站点3以及通讯站点4为四个独立实现通讯交换的网络，分别包括核心交换网络和无线基站，实现一定区域范围内的无线覆盖，提供终端无线接入和通讯交换功能；每个通讯站点内均部署有中继设备，每一中继设备包括无线中继终端及中继基站至少一种（例如，图2中通讯站点3内均部署的中继设备3仅包括中继基站3；通讯站点4内均部署的中继设备4仅包括无线中继终端4）。一个通讯站点可以通过不同的无线中继终端或中继基站，建立无线中继，进而连接到多个通讯站点，可以建立较大型的星型或树型等网络拓扑连接。

例如，每一中继设备可以包括多个无线中继终端，每一无线中继终端均配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的外围中继基站，从而使本地核心网通过不同的无线中继终端与相应的外围核心网建立通讯链路。如图2中，通讯站点1的中继设备1包括无线中继终端1和无线中继终端3；无线中继终端1配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的中继基站2，从而使核心交换网络1通过无线中继终端1以及中继基站2与核心交换网络2建立通讯链路；无线中继终端3配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的中继基站3，从而使核心交换网络1通过无线中继终端3以及中继基站3与核心交换网络3建立通讯链路。无线中继终端3与中继基站3之间存在无线中继关系，因此，无线中继终端3不会接入相连的核心交换网络1所管控的其它无线基站，也不会接入核心交换网络2所管控的中继基站2。

每一中继设备也可以包括多个中继基站，每一所述中继基站通过无线方式连接与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端，从而使本地核心网通过不同的中继基站与相应的外围核心网建立通讯链路；每一中继基站可以通过无线方式连接多个与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端，从而使本地核心网通过所述中继基站与不同的外围核心网建立通讯链路。如图2中，通讯站点2的无线中继终端2，配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的中继基站1，从而使核心交换网络1通过中继基站1以及无线中继终端2与核心交换网络2建立通讯链路；通讯站点4的无线中继终端4配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的中继基站1，从而使核心交换网络1通过中继基站1以及无线中继终端2与核心交换网络4建立通讯链路。

图2中各通讯站点之间链路建立、接入配置、具体选路以及报文转发路径等可参照图1所描述进行。此处不再赘述。

本发明所述无线中继组网系统采用无线中继方式将多个通讯站点互联互通，组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖，避免了通过有线方式实现中继组网的面临的传输线路缺乏、工程施工难度大、成本高的问题。       

接下来结合附图给出本发明所述无线中继组网方法的实施例。

参考图3，本发明所述无线中继组网方法一实施例的流程图，采用本发明所述无线中继组网系统，其中，所述系统中，与本地核心网相连的中继设备至少包括无线中继终端，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围中继基站，接下来结合图2对图3所示的步骤做详细说明。

S31：无线中继终端与本地核心网建立路由转发关系。如图2中，中继设备1包括无线中继终端1以及无线中继终端3；无线中继终端1通过有线方式接入核心交换网络1（即本地核心网），与核心交换网络1建立路由转发关系；无线中继终端3通过有线方式接入核心交换网络1（即本地核心网），与核心交换网络1建立路由转发关系。中继设备2包括中继基站2（即外围中继基站），中继基站2通过有线方式接入核心交换网络2（即外围核心网），与核心交换网络2建立路由转发关系。中继设备3包括中继基站3（另一外围中继基站），中继基站3通过有线方式接入核心交换网络3（另一外围核心网），与核心交换网络3建立路由转发关系。

S32：无线中继终端开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站的无线信号。无线中继终端1开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站（本实施例为中继基站2）的无线信号；例如在核心交换网络2中配置有无线中继终端1的信息，且该信息不同于普通终端，标识为无线中继终端；无线中继终端1配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站2，而不会接入相连的核心交换网络1所管控的其它无线基站。无线中继终端3开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站（本实施例为中继基站3）的无线信号；同样在核心交换网络3中配置有无线中继终端3的信息，且该信息标识为无线中继终端；无线中继终端3配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站3，而不会接入相连的核心交换网络1所管控的其它无线基站，也不会接入核心交换网络2所管控的中继基站2。

S33：无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，建立本地核心网与外围中继基站之间的通讯链路接续关系。无线中继终端1寻找到与其配置有无线中继关系的中继基站2的无线信号后，完成接入中继基站2的过程，建立核心交换网络1与中继基站2之间的通讯链路接续关系。无线中继终端3寻找到与其配置有无线中继关系的中继基站3的无线信号后，完成接入中继基站3的过程，建立核心交换网络1与中继基站3之间的通讯链路接续关系。

S34：无线中继终端将本地核心网发送的报文转发至外围中继基站，并将从外围中继基站收到的报文转发给本地核心网。当核心交换网络1（即本地核心网）发现报文的目标地址为非本通讯站点终端A的地址时，根据所建立或所配置的路由转发关系，将报文发送到对应的无线中继终端1或无线中继终端3。相应的无线中继终端1或3把收到的核心交换网络1发送的报文，通过接入的中继基站2或3发送出去；并将从所接入的中继基站2或3收到的报文，转发给所连接的核心交换网络1。

参考图4，本发明所述无线中继组网方法另一实施例的流程图，采用本发明所述无线中继组网系统，其中，所述系统中，与本地核心网相连的中继设备至少包括中继基站，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围无线中继终端，接下来结合图2对图4所示的步骤做详细说明。

S41：中继基站与本地核心网建立路由转发关系。如图2中，中继设备1包括中继基站1；中继基站1通过有线方式接入核心交换网络1（即本地核心网），与核心交换网络1建立路由转发关系。中继设备2包括无线中继终端2（即外围无线中继终端），无线中继终端2通过有线方式接入核心交换网络2（即外围核心网），与核心交换网络2建立路由转发关系。中继设备4包括无线中继终端4（即另一外围中继基站），无线中继终端4通过有线方式接入核心交换网络4（即另一外围核心网），与核心交换网络4建立路由转发关系。

S42：中继基站接受与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端的接入请求。无线中继终端2和/或无线中继终端4开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的中继基站1的无线信号；例如在核心交换网络1中配置有无线中继终端2和无线中继终端4的信息，且该信息标识为无线中继终端；无线中继终端2配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站1，而不会接入相连的核心交换网络2所管控的其它无线基站；无线中继终端4配置为通过无线接入存在无线中继关系的中继基站1，而不会接入其它核心交换网络所管控的中继基站。无线中继终端2和/或无线中继终端4寻找到中继基站1的无线信号后，发送接入请求，中继基站1接受该接入请求。

S43：中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，建立本地核心网与外围无线中继终端之间的通讯链路接续关系。中继基站1接受无线中继终端2的接入请求后，完成接入无线中继终端的过程，建立核心交换网络1与无线中继终端2之间的通讯链路接续关系；中继基站1接受无线中继终端4的接入请求后，完成接入无线中继终端4的过程，建立核心交换网络1与无线中继终端4之间的通讯链路接续关系。

S44：中继基站将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。当核心交换网络1（即本地核心网）发现报文的目标地址为非本通讯站点终端A的地址时，根据所建立或所配置的路由转发关系，将报文通过对应的中继基站1转发出去。也即中继基站1把收到的核心交换网络1发送的报文，通过接入的无线中继终端2或无线中继终端4发送出去；并将从所接入的无线中继终端2或无线中继终端4收到的报文，转发给所连接的核心交换网络1。

若中继设备1同时包括无线中继终端1、无线中继终端3以及中继基站1，三者均通过有线方式接入核心交换网络1，与核心交换网络1建立路由转发关系时；当核心交换网络1发现报文的目标地址为非本通讯站点终端A的地址时，根据所建立或所配置的路由转发关系，将报文通过对应的无线中继终端1、无线中继终端3或中继基站1转发出去。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线中继组网系统，其特征在于，包括部署在不同通讯站点中的中继设备，每一中继设备包括无线中继终端和中继基站的至少其中之一； 

所述无线中继终端及中继基站通过有线方式接入本地核心网，与本地核心网建立路由转发关系； 

所述无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，与和外围中继基站相连的外围核心网建立通讯链路，其中所述无线中继终端与所述外围中继基站之间配置有无线中继关系，所述无线中继终端用于将本地核心网发送的报文转发至所述外围中继基站，并将从所述外围中继基站收到的报文转发给本地核心网； 

所述中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，与和外围无线中继终端相连的外围核心网建立通讯链路，其中所述中继基站与所述外围无线中继终端之间配置有无线中继关系，所述中继基站用于将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。

2.根据权利要求1所述的无线中继组网系统，其特征在于，所述中继设备进一步包括多个无线中继终端，每一无线中继终端均配置为通过无线接入与其存在无线中继关系的外围中继基站，从而使本地核心网通过不同的无线中继终端与相应的外围核心网建立通讯链路。

3.根据权利要求1所述的无线中继组网系统，其特征在于，所述中继设备进一步包括多个中继基站，每一所述中继基站通过无线方式连接与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端，从而使本地核心网通过不同的中继基站与相应的外围核心网建立通讯链路。

4.根据权利要求1所述的无线中继组网系统，其特征在于，所述中继基站进一步通过无线方式连接多个与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端，从而使本地核心网通过所述中继基站与不同的外围核心网建立通讯链路。

5.一种无线中继组网方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述无线中继组网系统，其中，与本地核心网相连的中继设备至少包括无线中继终端，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围中继基站，所述方法包括如下步骤： 

（1）无线中继终端与本地核心网建立路由转发关系； 

（2）无线中继终端开启无线扫描，寻找与其配置有无线中继关系的外围中继基站的无线信号；  （3）无线中继终端通过无线方式接入外围中继基站，建立本地核心网与外围中继基站之间的通讯链路接续关系； 

（4）无线中继终端将本地核心网发送的报文转发至外围中继基站，并将从外围中继基站收到的报文转发给本地核心网。

6.根据权利要求5所述的无线中继组网方法，其特征在于，当本地核心网发现报文的目标地址为非本通讯站点终端的地址时，根据所建立的路由转发关系，将报文通过对应的无线中继终端转发出去。

7.一种无线中继组网方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述无线中继组网系统，其中，与本地核心网相连的中继设备至少包括中继基站，与外围核心网相连的中继设备至少包括外围无线中继终端，所述方法包括如下步骤： 

（1）中继基站与本地核心网建立路由转发关系； 

（2）中继基站接受与其配置有无线中继关系的外围无线中继终端的接入请求； 

（3）中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，建立本地核心网与外围无线中继终端之间的通讯链路接续关系； 

（4）中继基站将本地核心网发送的报文转发至所述外围无线中继终端，并将从所述外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网。

8.根据权利要求7所述的无线中继组网方法，其特征在于，当本地核心网发现报文的目标地址为非本通讯站点终端的地址时，根据所建立的路由转发关系，将报文通过对应的中继基站转发出去。

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