CN107318141B - 一种数据传输的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

一种数据传输的方法、设备及系统，所述方法包括：控制器接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径；所述控制器根据所述中继节点生成第一流表，并将所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述第一节点通过所述中继节点转发所述数据。能够实现终端设备之间的组网以及提高数据传输的稳定性。

Description

一种数据传输的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种数据传输的方法、设备及系统。

背景技术

在开放流(Openflow)系统中，采用软件定义网络(英文全称：Software DefinedNetworking，英文简称：SDN)将网络控制和数据转发分离，并定义开放流控制器(英文全称：Openflow Controller，英文简称：OFC)和开放流交换机(英文全称：Openflow Switch，英文简称：OFS)之间控制信息传输的方式，OFC用于管理和配置逻辑控制功能和上层的控制策略，OFS构成的数据平面用于根据OFC下发的流表转发数据包。随着终端设备发送大数据的普及，而现有的运营商无线网络有时会出现无线资源不足的情况，导致无法为需要发送大数据的终端设备提供所需的无线资源，故在无线资源不足时，需要为终端设备切换其他类型的的网络资源，以保证数据传输的稳定性和提高用户体验。

现有机制中，采用基于策略的网络连接无缝切换的方法，即定义终端设备支持多种网际协议(英文全称：Internet Protocol，英文简称：IP)网络，该终端设备包含代理模块和多个网络接口，每个网络接口被配置成连接到一个具有固定IP地址的虚拟网桥，每个网络接口属于不同的网络。当终端设备中的代理模块发起网络切换时，代理模块需要选择合适的网络接口，然后激活选择的网络接口和获取该网络接口的IP地址，然后向控制器上报新的网卡信息和要切换网络的终端设备的标识信息，使得控制器为终端设备建立新的网络，并且为该终端设备配置转发规则，由网络地址转换(英文全称：Network AddressTranslation,，英文简称：NAT)根据该转发规则转发终端设备发送的数据时，由代理模块控制所有的数据在该网络接口的收发。由此可见，整个切换过程以及发送数据的过程繁琐，且需要大量的配置和多个设备之间的配合才能完成数据的发送。该终端设备也不能通过其他终端设备进行数据转发。

发明内容

本发明提供了一种数据传输的方法、设备及系统，能够解决在无线基站的资源不足时，终端设备之间无法通过其他终端设备进行数据转发的问题。

第一方面提供一种数据传输的方法，所述方法包括：

在接入网设备无法为第一节点分配用于发送数据的有效无线资源时，例如在接入网设备的可分配资源不足，或接入网设备故障，或繁忙时，第一节点会向控制器发送连接请求，控制器接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；

所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径；

所述控制器根据所述中继节点生成第一流表，并将所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述转发节点根据所述第一流表转发来自所述第一节点根据所述第一流表发送的数据，即所述第一节点通过所述中继节点转发所述数据。

其中，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个，路由节点可能为目的节点。

在一些可能的设计中，由于节点的不确定性，很可能会出现为第一节点选择的中继节点故障，导致第一节点要发送的数据传输中断，为进一步提高传输的稳定性，还可以为中继节点配置备份节点，可以理解为至少一个路由节点配置备份节点，当然也可以为每个路由节点配备多个备份节点，以便在中继节点故障时，将传输路径切换至备份节点，进而完善传输机制。具体体现为：所述路由节点包括主路由节点和备份节点，所述方法还包括：

所述控制器在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据。

可选的，主路由节点的个数为至少一个，所述切换条件至少包括以下之一：

所述主路由节点故障、所述主路由节点满足离群条件、所述主路由节点被设定离群标识、所述主路由节点的下一跳主路由节点故障且所述主路由节点的下一跳备份节点故障。

在一些可能的设计中，为进一步保证基站覆盖范围下的某些节点的数据传输，在所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径之前，控制器还可以对接入网设备覆盖范围下的各节点进行小区划分，保证每个节点无法连接网络时仍然能够传输数据，以及优化传输保护机制。以下对控制器如何划分小区以及为每个小区选择合适的中继节点进行描述：

所述控制器对所述控制器的控制区域进行小区块划分，得到至少两个小区块；

所述控制器为每个所述小区块从所述小区块中选择至少一个中继节点。

其中，所述节点的状态信息包括节点的位置信息、节点性能评分、接入点信息以及节点停留时长。

在一些可能的设计中，所述路由节点和所述目的节点属于不同小区块，每个小区块至少包括一个中继节点，为优化选择无线通信路径的算法，可以预先设置相关算法，使得所述控制器在为所述第一节点选择有效的无线通信路径时，能够快速的计算出有效的传输路径，具体选择有效的传输路径包括：

所述控制器划定目标区域所述目标区域至少包括所述第一节点、所述路由节点和所述目的节点；

所述控制器在所述目标区域内构建可达性矩阵和信号强度矩阵；

所述控制器计算所述目标区域内，所述第一节点与所述目的节点之间的可达路径集合；

可选的，为减少传输时延，所述控制器可以根据预设公式从所述可达路径集合中，选择最优可达路径作为所述无线通信路径。

在一些可能的设计中，所述控制器根据所述中继节点生成第一流表，包括：

所述控制器根据所述可达路径集合在所述第一节点所属的小区块内，为所述第一节点选择第一主路由节点作为所述中继节点；

所述控制器根据所述可达路径集合在所述目标区域内，为所述第一节点选择所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点；

所述控制器根据所述第一主路由节点，和所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点生成所述第一流表。

在一些可能的设计中，为进一步提高传输数据的稳定性，所述控制器为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点；

所述控制器为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点；

所述第一流表还指示第一备份节点，所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点的备份节点，即第一流表还可以根据主路由节点、主路由节点的备份节点生成。

在一些可能的设计中，所述切换条件包括离群条件，所述控制器在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据，包括：

所述控制器对所述可达路径集合中的所有主路由节点和备份节点进行离群预测；

所述控制器在检测到任一主路由节点满足所述离群条件时，为满足所述离群条件的主路由节点设置离群标识，以启动与满足所述离群条件的主路由节点对应的备份节点根据所述第一流表为所述第一节点转发所述数据。

以上第一方面从控制器的角度对本发明的数据传输的方法进行描述，以下第二方面从中继节点的角度对数据传输的方法，在接入网设备无法为第一节点分配有效资源，或接入网设备的可分配资源不足时，第一节点向控制器发送连接请求，所述连接请求用于向所述控制器请求分配传输路径。所述方法包括：

中继节点接收控制器发送的第一流表，所述第一流表指示包括中继节点的无线通信路径，所述第一流表为第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器发送连接请求，所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点分配无线通信路径后，根据所述中继节点生成的流表；

所述中继节点接收所述第一节点根据所述第一流表发送的数据；

所述中继节点根据所述第一流表转发所述第一节点根据所述第一流表发送的数据。

可选的，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个，所述中继节点根据所述第一流表转发来自所述第一节点的数据，包括：

所述中继节点中的路由节点按照所述第一流表将所述数据发送至目的节点。

在一些可能的设计中，为进一步提高数据传输的稳定性，所述路由节点可以包括主路由节点和备份节点，所述中继节点根据所述第一流表转发所述第一节点根据所述第一流表发送的数据，包括：

收到所述数据的主路由节点根据所述第一流表将所述数据发送至下一跳主路由节点和下一跳主路由节点的备份节点；

在所述下一跳主路由节点故障时，所述下一跳主路由节点的备份节点根据所述第一流表转发所述数据。本设计中，备份节点在主路由节点故障时，代替主路由节点的功能。

本发明第三方面提供一种控制器，具有实现对应于上述第一方面提供的数据传输的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。

一种可能的设计中，所述控制器包括：

接收模块，用于接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；

处理模块，用于根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，并根据所述中继节点生成第一流表；

发送模块，用于将所述处理模块生成的所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述第一节点通过所述中继节点转发所述数据。

一种可能的设计中，所述控制器包括：

相互连接的处理器、存储器、接收器和发射器；

其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行以下操作：

利用所述接收器接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；

并根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，以及根据所述中继节点生成第一流表；

利用所述发射器将生成的所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述第一节点通过所述中继节点转发所述数据。

本发明第四方面提供一种中继节点，具有实现对应于上述第二方面提供的中继节点的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。

一种可能的设计中，所述中继节点包括：

接收模块，用于接收控制器发送的第一流表，所述第一流表指示包括中继节点的无线通信路径，所述第一流表为第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器发送连接请求，所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点分配无线通信路径后，根据所述中继节点生成的流表；以及接收所述第一节点根据所述第一流表发送的数据；

发送模块，用于根据所述接收模块接收到的所述第一流表转发来自所述第一节点的数据。

一种可能的设计中，所述中继节点包括：

相互连接处理器、存储器、接收器和发射器；

其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行以下操作：

利用所述接收器接收控制器发送的第一流表，所述第一流表指示包括中继节点的无线通信路径，所述第一流表为第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器发送连接请求，所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点分配无线通信路径后，根据所述中继节点生成的流表；

以及利用所述接收器接收所述第一节点根据所述第一流表发送的数据；

根据所述接收器接收到的所述第一流表，并利用所述发射器转发来自所述第一节点的数据。

本发明第五方面提供一种通信系统，具有实现上述数据传输的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。

一种可能的设计中，所述通信系统包括：

如第三方面所述的控制器；

如第四方面所述的中继节点。

相较于现有技术，本发明提供的方案中，控制器接收到第一节点的连接请求后，为第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，并将用于指示所述无线通信路径的第一流表发送至第一节点和中继节点，使得中继节点根据第一流表转发第一节点的数据，实现节点之间的互通互联，利用现有的固网资源保障数据传输的稳定性。

附图说明

图1为本实施例中数据传输的一种流程示意图；

图2为本实施例中数据传输的另一种流程示意图；

图3为本实施例中终端设备之间通过WI-FI组网的一种信令交互示意图；

图4为本实施例中控制器对控制区域进行小区块划分后的状态示意图；

图5为本实施例中控制器的一种结构图；

图6为本实施例中节点的一种结构图；

图7为本实施例中通信系统的一种结构图；

图8为本实施例中通信系统的另一种结构图；

图9为本实施例中实现数据传输的方法的实体装置的一种结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本文中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本文中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分不到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

本发明实施例提供了一种数据传输的方法、设备及系统，用于无线通信技术领域。能够提高数据传输的稳定性，以下进行详细说明。

本文中的通信系统包括控制器、接入网设备的控制区域内的各节点，控制器用于管理和配置逻辑控制功能和上层的控制策略，以及控制各节点。如图8所示的通信系统的架构图，其中，控制器包拓以下5个功能：

1、区域划分与中继选择：对控制区域进行小区块划分,并在小区块内为每个小区选择中继节点。

2、路由计算：负责在节点之间选择中继节点，计算最优可达路径。

3、离群预测：对选中的中继节点，预测其是否有离开小区块的驱势。

4、集群信息收集：收集各节点的状态信息，包括位置，性能，信号等。

5、控制面交互：负责与各节点进行交互。

节点包括以下6大功能模块：

1、控制面交互模块：负责与控制器进行交互。

2、系统性能评分模块：根据节点的参数如处理器、内存、电池容量以及稳定运行时间等进行评分。

3、系统信息收集：收集节点的参数如处理器、内存、电池容量以及稳定运行时间等

4、位置信息收集：收集节点所在位置经纬度及运动轨迹。

5、信号搜索模块：搜索周边可接入点信号及信号强度，方向等。

6、数据转发模块：负责根据控制器下发的流表进行数据转发。

本文中的接入网设备可以是基站、演进型基站等。

节点可以是终端设备，终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(RAN Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(PCS，Personal Communication Service)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(WLL，Wireless Local Loop)站、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端(RemoteTerminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、终端设备、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device)、或用户装备(User Equipment)。

为解决现有机制中的技术问题，本发明实施例主要提供以下技术方案：

1、在接入网设备的可分配资源不足时，节点A向控制器请求分配可用的资源。

2、控制器为节点A选择用于转发节点A的数据的中继节点B，并根据中继节点B生成流表。

可以理解的是，控制器为节点A选择中继节点B的过程即为节点A建立新的组网，该组网为微波网络，为短距离无线通信网络，可以包括由无线保真技术(英文全称：WirelessFidelity，英文简称：WI-FI)、蓝牙、近场通信(英文全称：Near Field Communication)，英文简称：NFC)或红外数据通讯(英文全称：Infrared Data Association，英文简称：IrDA)等建立的通信网络，具体的网络类型本文不作限定。

3、节点A根据流表将数据发送至中继节点B，中继节点B根据路由信息转发节点A的数据。

以上技术方案中，使用SDN网络架构，以及使用运营商网络作为控制面消息通道，微波网络作为数据面通道，将各独立的终端设备转变成中继节点，从而形成互连互通网络，该互连互通网络用于转发终端设备之间的数据，实现对无线资源和固网网络资源的综合利用，保证数据传输的稳定性，提供多样化的传输机制。

请参照图1和图2，以下对本发明提供一种数据传输的方法进行举例说明，所述控制器的控制区域内的节点会周期性的上报各自的状态信息，节点的状态信息包括：节点当前的位置信息、节点的运动轨迹、节点的性能参数(如处理器、内存、电池容量及稳定运行时间等)、节点的接入点信息、节点的停留时长、节点的信号搜索能力以及传输信号的能力等。如图4所示，控制器对该控制区域进行小区块划分，所述小区块的长度小于√2/4L,L为微波的最大覆盖半径；然后根据所述状态信息的集合从所述小区块中选择至少一个中继节点，这些中继节点可用于服务这个小区块内的节点在没有资源可用时，起到中继的作用。

在接入网设备无法为第一节点分配用于发送数据的有效无线资源时，例如在接入网设备的可分配资源不足，或接入网设备故障，或繁忙时，第一节点会向控制器发送连接请求，本发明实施例包括：

101、第一节点向控制器发送连接请求。

其中，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息。

102、所述控制器接收所述第一节点发送的所述连接请求，根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，并根据所述中继节点生成第一流表。

该无线通信路径即为包括第一节点和中继节点的通信路径。

其中，中继节点的个数为一个时，中继节点既为路由节点，又为目的节点；在中继节点的个数为两个以上时，中继节点包括一个目的节点，和至少一个路由节点，第一节点的数据的传输路径为：第一节点、至少一个路由节点，最后由目的节点转发出去。

具体为：控制器先为第一节点选择选择可用于转发数据的目的节点，然后计算出从第一节点到目的节点的所有可达路径，每条可达路径都包括所述中继节点，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个。

若需要的中继节点较少时，目的节点既可以是路由节点。

其中，目的节点为能使用接入网设备分配的有效资源，或其他的接入网方式能够正常进行数据传输的节点，即为最终转发第一节点的数据的节点，该目的节点由控制器根据资源调度算法或其他预设规则选择，具体不作限定。

103、所述控制器将所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点。

104、第一节点根据所述第一流表将数据发送至所述中继节点。

105、中继节点接收到第一节点发送的数据后，根据所述第一流表转发将第一节点根据所述第一流表发送的数据。

本发明实施例中，控制器接收到第一节点的连接请求后，为第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，并将用于指示所述无线通信路径的第一流表发送至第一节点和中继节点，使得中继节点根据第一流表转发第一节点的数据，实现节点之间的互通互联，利用现有的固网资源保障数据传输的稳定性。

可选的，在一些发明实施例中，所述路由节点和所述目的节点属于不同小区块，每个小区块至少包括一个中继节点，为优化选择无线通信路径的算法，可以预先设置相关算法，使得所述控制器在为所述第一节点选择有效的无线通信路径时，能够快速的计算出有效的传输路径，具体选择有效的传输路径包括：

所述控制器划定目标区域，所述目标区域至少包括所述第一节点、所述路由节点和所述目的节点，可选的，所述目标区域为规则形状，所述目标区域为规则形状，例如圆形区域、矩形区域等，具体的形状不作限定。实际应用是只需根据接入网设备的覆盖范围、覆盖范围内的节点数目、接入网设备的空闲程度或节点的业务数据量等划定目标区域，具体划定方式本文不作限定。

所述控制器在所述目标区域内构建可达性矩阵和信号强度矩阵；

所述控制器计算所述目标区域内，所述第一节点与所述目的节点之间的可达路径集合，可选的，可以采用迷宫求解算法计算得到该可达性路径集合。

可选的，为进一步减少传输时延，所述控制器可以根据预设公式从所述可达路径集合中选择最优可达路径作为所述无线通信路径。其中，该预设公式为：

W＝N*(∑(Si/score_i))/MIN(DP0,...,DPn-1)，其中，N为经过的中继节点数，Si为相邻两节点间距离，score_i为节点性能评分，MIN(DP0,...,DPn-1)为路径中最小信号强度，可以选择W最小的传输路径作为第一节点与目的节点之间的最优可达路径。

具体来说，所述控制器根据所述中继节点生成第一流表的过程如下：

所述控制器根据所述可达路径集合在所述第一节点所属的小区块内，为所述第一节点选择第一主路由节点作为所述中继节点；

所述控制器根据所述可达路径集合在所述目标区域内，为所述第一节点选择所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点；

所述控制器根据所述第一主路由节点，和所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点生成所述第一流表。

可选的，在一些发明实施例中，实际应用时，由于节点的不确定性，很可能会出现为第一节点选择的中继节点故障，导致第一节点要发送的数据传输中断，为进一步提高传输的稳定性，控制器还可以为中继节点配备备份节点，以便在工作的中继节点故障无法转发第一节点数据时，能够及时将第一节点的数据切换到备份节点，启用备份节点所在的有效传输路径，最终能够将第一节点的数据传输到目的节点，可以分别为中继节点中的路由节点配备至少一个备份节点，也可以仅仅为第一节点所在的小区块中为第一节点进行中继服务的路由节点配备备份节点。路由节点按照第一流表同时向下一跳主路由节点和下一跳主路由节点的备份节点Q发送数据，备份节点Q检查发送窗口未满时，则缓存接收到的数据，以替换之前接收到的数据。在下一跳主路由节点故障时，切换至备份节点Q，然后备份节点Q将窗口中缓存的数据发送到下一跳路由节点。

其中，主路由节点包括：第一节点所属的小区块内的具备中继功能的第一主路由节点、以及可达路径集合中的主路由节点。

对于备份节点：所述控制器可以为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点。相应的，第一流表还指示第一备份节点，所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点的备份节点，即第一流表还可以根据主路由节点，以及主路由节点的备份节点生成。

举例来说，由于所述路由节点包括主路由节点和备份节点，所述控制器在满足节点切换条件时，即可启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据。

可选的，主路由节点的个数为至少一个，所述切换条件至少包括以下之一：

所述主路由节点故障、所述主路由节点满足离群条件、所述主路由节点被设定离群标识、所述主路由节点的下一跳主路由节点故障且所述主路由节点的下一跳备份节点故障。

对于离群条件，以下均以为第一节点进行中继服务的中继节点进行说明：

所述控制器在满足节点切换条件时，所述控制器可以分别对选定的各个中继节点(包括主路由节点、备份节点及目的节点)启动离群预测，即对所述可达路径集合中的所有主路由节点和备份节点进行离群预测；

所述控制器在检测到任一主路由节点满足所述离群条件时，则为满足所述离群条件的主路由节点设置离群标识，以启动与满足所述离群条件的主路由节点对应的备份节点根据所述第一流表为所述第一节点转发所述数据。

举例来说，当中继节点位置发生变化或是周边接入点信号出现较大变动时，则计算中继节点到小区块边界的距离，当中继节点向小区块边界移动时(也可以理解为：中继节点A出现了离群驱势时，可以为该中继节点A设定节点离群标识)，当中继节点A被设定节点离群标识时，即可启动中继节点A的备份节点，并重新计算新路由节点作为备份节点。另外，当备份节点出现问题时，可以重新选择新的备份节点。

举例来说，如图3所示，在基站1无法为终端设备A分配有效的无线资源时(基站1处于繁忙状态、无线资源不足或故障等情况)，控制器可以为终端设备A在基站2(处于空闲状态或无线资源充足等)内选择终端设备B为目的终端设备，用于转发终端设备A的数据。图中5所示的网状网络即为新建的无线保真技术技术(英文全称：Wireless Fidelity，英文简称：WI-FI)互通互联网络。可以理解的是，本发明仅仅是以组建WI-FI网络实现中继功能，还可以使用其他类型的网络实现中继功能，例如物联网中的无线个域网(zigBee)，本发明对完成中继功能的组网不作限定。

以上对本发明中一种数据传输的方法进行说明，以下对执行上述数据传输的方法的控制器以及中继节点进行描述。

一、参照图5，对控制器50进行说明，控制器50包括：

接收模块501，用于接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器50请求分配传输路径的消息；

处理模块502，用于根据所述接收模块501接收到的所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径；并根据所述中继节点生成第一流表；

发送模块503，用于将所述处理模块502生成的所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述转发节点根据所述第一流表转发来自所述第一节点根据所述第一流表发送的数据。

本发明实施例中，处理模块502通过接收模块501接收到第一节点的连接请求后，为第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，并通过发送模块503将用于指示所述无线通信路径的第一流表发送至第一节点和中继节点，使得中继节点根据第一流表转发第一节点的数据，实现节点之间的互通互联，利用现有的固网资源保障数据传输的稳定性。

可选的，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个，所述路由节点包括主路由节点和备份节点，所述处理模块还用于：

在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据。

可选的，主路由节点的个数为至少一个，所述切换条件至少包括以下之一：

所述主路由节点故障、所述主路由节点满足离群条件、所述主路由节点被设定离群标识、所述主路由节点的下一跳主路由节点故障且所述主路由节点的下一跳备份节点故障。

可选的，在一些发明实施例中，所述处理模块502根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径之前，还用于：

对所述控制器的控制区域进行小区块划分，得到至少两个小区块；

为每个所述小区块从所述小区块中选择至少一个中继节点。

可选的，在一些发明实施例中，所述路由节点和所述目的节点属于不同小区块，每个小区块至少包括一个中继节点，所述处理模块502具体用于：

划定目标区域，所述目标区域至少包括所述第一节点、所述路由节点和所述目的节点，可选的，所述目标区域为规则形状；

在所述目标区域内构建可达性矩阵和信号强度矩阵；

计算所述目标区域内，所述第一节点与所述目的节点之间的可达路径集合；

根据预设公式从所述可达路径集合中，选择最优可达路径作为所述无线通信路径。

可选的，在一些发明实施例中，所述处理模块502具体用于：

根据所述可达路径集合在所述第一节点所属的小区块内，为所述第一节点选择第一主路由节点作为所述中继节点；

根据所述可达路径集合在所述目标区域内，为所述第一节点选择所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点；

根据所述第一主路由节点，和所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点生成所述第一流表。

可选的，在一些发明实施例中，所述处理模块502还用于：

为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点；

所述第一流表还指示第一备份节点，所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点的备份节点。

可选的，在一些发明实施例中，所述处理模块502还用于：

对所述可达路径集合中的所有主路由节点和备份节点进行离群预测；

在检测到任一主路由节点满足所述离群条件时，为满足所述离群条件的主路由节点设置离群标识，以启动与满足所述离群条件的主路由节点对应的备份节点根据所述第一流表为所述第一节点转发所述数据。

二、参照图6，对节点60进行说明，节点60包括：

接收模块601，用于接收控制器50发送的第一流表，所述第一流表指示包括中继节点的无线通信路径，所述第一流表为第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器发送连接请求，所述控制器50根据所述连接请求为所述第一节点分配无线通信路径后，根据所述中继节点生成的流表；

以及接收所述第一节点根据所述第一流表发送的数据；

发送模块602，用于根据所述接收模块601接收到的所述第一流表转发所述第一节点根据所述第一流表发送的数据。

其中，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个。

可选的，所述路由节点包括主路由节点和备份节点。

本发明实施例中，接收模块601获取控制器50发送的第一流表，在接收到第一节点根据第一流表发送的数据后，发送模块602根据第一流表转发第一节点的数据，实现节点之间的互通互联，利用现有的固网资源保障数据传输的稳定性。

三、本发明实施例还提供一种通信系统，参考图7，所述通信系统1包括：

如图5所述的控制器50；

如图6所述的节点60。

需要说明的是，在本发明各实施例(包括图5以及图6所示的各实施例)中所有的接收模块对应的实体设备可以为接收器，所有的发送模块对应的实体设备可以为发射器，所有的处理模块对应的实体设备可以为处理器。图5以及图6所示的各装置均可以具有如图8所示的结构，当其中一种装置具有如图8所示的结构时，图8中的处理器、发射器和接收器实现前述对应该装置的装置实施例提供的处理模块、发送模块和接收模块相同或相似的功能，图8中的存储器存储处理器执行上述数据传输的方法时需要调用的程序代码。

本发明还提供一种计算机存储介质，该介质存储有程序，该程序执行时包括上述数据传输的方法中的部分或者全部步骤。

本发明还提供一种计算机存储介质，该介质存储有程序，该程序执行时包括上述控制器50或节点60执行上述数据传输的方法中的部分或者全部步骤。

例如，本文中的控制器50的结构中包括处理器、接收器和发射器，所述处理器被配置为支持控制器50执行上述方法中相应的功能。所述接收器和所述发射器用于支持控制器50与节点60之间的通信，向节点60或第一节点发送上述方法中所涉及的信息或者指令。所述控制器50还可以包括存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存运营商服务器必要的程序代码和数据。节点60同理，不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种数据传输的方法，其特征在于，所述方法包括：

控制器对所述控制器的控制区域进行小区块划分；

所述控制器为每个所述小区块从所述小区块中选择至少一个中继节点；

所述控制器接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；

所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径；

所述控制器根据所述中继节点生成第一流表，并将所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述中继节点根据所述第一流表转发来自所述第一节点根据所述第一流表发送的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述路由节点包括主路由节点和备份节点，所述方法还包括：

所述控制器在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，主路由节点的个数为至少一个，所述切换条件至少包括以下之一：

所述主路由节点故障、所述主路由节点满足离群条件、所述主路由节点被设定离群标识、所述主路由节点的下一跳主路由节点故障且所述主路由节点的下一跳备份节点故障。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由节点和所述目的节点属于不同小区块，每个小区块至少包括一个中继节点，所述控制器根据所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径，包括：

所述控制器划定目标区域，所述目标区域至少包括所述第一节点、所述路由节点和所述目的节点；

所述控制器在所述目标区域内构建可达性矩阵和信号强度矩阵；

所述控制器计算所述目标区域内，所述第一节点与所述目的节点之间的可达路径集合；

所述控制器根据预设公式从所述可达路径集合中，选择最优可达路径作为所述无线通信路径。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述中继节点生成第一流表，包括：

所述控制器根据所述可达路径集合在所述第一节点所属的小区块内，为所述第一节点选择第一主路由节点作为所述中继节点；

所述控制器根据所述可达路径集合在所述目标区域内，为所述第一节点选择所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点；

所述控制器根据所述第一主路由节点，和所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点生成所述第一流表。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制器为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点；

所述第一流表还指示第一备份节点，所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点的备份节点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制器在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据，包括：

所述控制器对所述可达路径集合中的所有主路由节点和备份节点进行离群预测；

所述控制器在检测到任一主路由节点满足所述离群条件时，为满足所述离群条件的主路由节点设置离群标识，以启动与满足所述离群条件的主路由节点对应的备份节点根据所述第一流表为所述第一节点转发所述数据。

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：

处理模块，用于对所述控制器的控制区域进行小区块划分，为每个所述小区块从所述小区块中选择至少一个中继节点。

接收模块，用于接收第一节点发送的连接请求，所述连接请求为所述第一节点在接入网设备无法为所述第一节点分配用于发送数据的有效资源时，向所述控制器请求分配传输路径的消息；

所述处理模块，还用于根据所述接收模块接收到的所述连接请求为所述第一节点选择包括中继节点的无线通信路径；并根据所述中继节点生成第一流表；

发送模块，用于将所述处理模块生成的所述第一流表下发至所述第一节点和所述中继节点，以使所述中继节点根据所述第一流表转发来自所述第一节点根据所述第一流表发送的数据。

10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述中继节点包括路由节点和目的节点，所述路由节点的个数为至少一个，所述路由节点包括主路由节点和备份节点，所述处理模块还用于：

在满足节点切换条件时，启用所述备份节点，以使所述备份节点按照所述第一流表转发数据。

11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，主路由节点的个数为至少一个，所述切换条件至少包括以下之一：

所述主路由节点故障、所述主路由节点满足离群条件、所述主路由节点被设定离群标识、所述主路由节点的下一跳主路由节点故障且所述主路由节点的下一跳备份节点故障。

12.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述路由节点和所述目的节点属于不同小区块，每个小区块至少包括一个中继节点，所述处理模块具体用于：

划定目标区域，所述目标区域至少包括所述第一节点、所述路由节点和所述目的节点；

在所述目标区域内构建可达性矩阵和信号强度矩阵；

计算所述目标区域内，所述第一节点与所述目的节点之间的可达路径集合；

根据预设公式从所述可达路径集合中，选择最优可达路径作为所述无线通信路径。

13.根据权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述处理模块具体用于：

根据所述可达路径集合在所述第一节点所属的小区块内，为所述第一节点选择第一主路由节点作为所述中继节点；

根据所述可达路径集合在所述目标区域内，为所述第一节点选择所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点；

根据所述第一主路由节点，和所述第一主路由节点到所述目的节点的所有主路由节点生成所述第一流表。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述处理模块还用于：

为所述第一主路由节点设置第一备份节点，为所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点设置备份节点；

所述第一流表还指示第一备份节点，所述可达路径集合中的每一跳的主路由节点的备份节点。

15.根据权利要求14所述的控制器，其特征在于，所述处理模块还用于：

对所述可达路径集合中的所有主路由节点和备份节点进行离群预测；

在检测到任一主路由节点满足所述离群条件时，为满足所述离群条件的主路由节点设置离群标识，以启动与满足所述离群条件的主路由节点对应的备份节点根据所述第一流表为所述第一节点转发所述数据。

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