CN107635240A - 无缝漫游组网系统及无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无缝漫游组网系统及无线通信系统，该无缝漫游组网系统包括设置在预设的漫游区域内的多个基站，该多个基站用于发送和接收报文。该多个基站工作在相同的频段，该多个基站间隔设置在该漫游区域内。如此，当移动设备在漫游区域内移动时，可以不必进行信号探测，也不必进行信道切换，在节约用电的同时，改善了用户体验。

Description

无缝漫游组网系统及无线通信系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体而言，涉及一种无缝漫游组网系统及无线通信系统。

背景技术

现有的无线漫游组网方案中，通常基站是以蜂窝方式固定分布，相邻基站使用的通信频率不一样，移动设备可以在各基站的覆盖范围内漫游，移动设备采用和信号最强的基站同样的频率，进而与该信号最强的基站进行双向通信。

采用上述漫游方案，当移动设备在两个基站之间切换时，必然存在一中断时间，也即，切断与之前探测到的信号最强的基站之间的连接，改变工作频率后连接至新探测到的信号最强的基站。并且，移动设备需要不断探测各频率的强度，对电池容量小的移动设备而言，很难达到要求，而有些低成本的无线组网系统，导致移动设备无法精确地测量信号强度，从而导致切换基站时通信中断时间很长，用户体验差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无缝漫游组网系统及无线通信系统，以改善上述问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种无缝漫游组网系统，包括设置在预设的漫游区域内的多个基站，所述多个基站用于发送和接收报文；

所述多个基站工作在相同的频段，所述多个基站间隔设置在所述漫游区域内。

本发明实施例还提供一种无线通信系统，所述无线通信系统包括多个移动设备以及本发明实施例提供的无缝漫游组网系统；

所述移动设备用于在进入所述漫游区域后向所述无缝漫游组网系统发送认证报文，以请求与所述无缝漫游组网系统建立连接；

所述无缝漫游组网系统用于根据信标时隙段、下发时隙段和上报时隙段的时长以及所述信标时隙段的时间起点计算得到一竞争时隙段，并在所述竞争时隙段接收所述认证报文，并根据所述认证报文为所述移动设备分配一设备序号，该设备序号与所述认证报文的发送时间或接收时间相对应。

可选地，在上述无线通信系统中，所述移动设备还用于在接收到信标报文后根据所述信标报文以及所述设备序号计算得到在所述上报时隙段上报数据的上报时隙，并在该上报时隙发送数据报文。

本发明实施例提供一种无缝漫游组网系统及无线通信系统，无缝漫游组网系统包括设置在预设的漫游区域内的多个基站，该多个基站用于发送和接收报文。该多个基站工作在相同的频段，且间隔设置在该漫游区域内。如此，可以实现移动设备的无缝漫游，也即，当移动设备在该漫游区域内移动时，可以不必进行信号强度的探测，也不必进行工作频率的切换，既降低了移动设备的耗电量，又改善了用户体验。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无缝漫游组网系统的连接示意图；

图2为本发明实施例提供的多个基站的一种连接示意图；

图3为本发明实施例提供的一种通信周期的时隙划分图；

图4为图2所示多个基站的一种时隙划分图；

图5为本发明实施例提供的一种无线通信系统的位置布局图。

图标：10-无线通信系统；100-无缝漫游组网系统；110-基站；200-移动设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1是本发明较佳实施例提供的一种无缝漫游组网系统100的连接示意图，所述无缝漫游组网系统100包括多个基站110，所述多个基站110在所述漫游区域内形成漫游网络。

所述多个基站110用于接收和发送报文，以实现漫游区域内的移动设备与移动交换中心的通信，继而实现移动设备与其他移动设备的通信。

在本实施例中，所述多个基站110工作在相同的频段，且间隔设置在所述漫游区域内。可选地，每两个相邻基站110之间的间隔距离可通过测试获得。

在本实施例中，每个基站110具备一基站序号，各基站110按照所述基站序号进行排序后，每两个序号相邻的基站110中后一基站110在前一基站110的辐射区域内，也即，后一基站110能接收到前一基站110发送的报文。

详细地，所述多个基站110包括主基站和多个从基站，所述主基站用于提供基准时间，因而，所述主基站的基站序号可以设置在首位，所述多个从基站再以所述主基站为起点配置基站序号，以使每两个序号相邻的基站110中后一基站110在前一基站110的辐射区域内。

例如图2所示，主基站的基站序号为1，若1号基站(也即，主基站)的辐射区域内存在一从基站，则该从基站的基站序号为2；若1号基站的辐射区域内存在至少两个从基站，则可以根据所述至少两个从基站之间的辐射关系为所述至少两个从基站配置基站序号。比如，1号基站的辐射区域内存在两个从基站，假设分别是从基站A和从基站B，且从基站A在从基站B的辐射区域内，则将从基站B的基站序号配置为2，将从基站A的基站序号配置为3，以此类推。

需要说明的是，在本实施例中，每两个序号相邻的基站110中后一基站110在前一基站110的辐射区域内并不表示所述前一基站110的辐射区域内仅存在所述后一基站110，所述前一基站110的辐射区域内还可以存在其他的基站110。如上述示例中，2号基站和3号基站都在1号基站的辐射区域内。

可选地，在本实施例中，所述多个基站110用于在一信标时隙内按照配置的基站序号依次发送信标报文，使所述漫游区域内的移动设备200根据接收到的信标报文确定在下发时隙段中接收数据报文的下发时隙。

如图3所示，在本实施例中，所述无缝漫游组网系统100中可以预先设置有一通信周期，所述通信周期包括一信标时隙段(A)、一下发时隙段(B)、一上报时隙段(C)以及一竞争时隙段(D)。

其中，所述信标时隙段A包括至少一个信标时隙，该信标时隙的时长为t，以供所述无缝漫游组网系统发送信标报文。所述信标时隙的数量可以与所述基站的数量相同，也即，假设所述基站的数量为n，则所述信标时隙段A包括A1～An总共n个信标时隙，且所述n个信标时隙与所述n个基站一一对应。

所述下发时隙段B包括至少一个下发时隙，所述下发时隙的时长也为t，以供所述无缝漫游组网系统100发送数据报文。相应的移动设备200也会在所述下发时隙段中的相应下发时隙接收数据报文。详细地，当所述基站110的数量为n时，所述下发时隙段B包括B1～Bn总共n个下发时隙，并且所述n个下发时隙与所述n个基站一一对应。

可选地，在本实施例中，所述移动设备200根据接收到的信标报文确定在所述下发时隙段B接收数据报文的下发时隙。

所述上报时隙段C包括至少一个上报时隙，每个上报时隙的时长为t，以供所述移动设备200向所述无缝漫游组网系统100上报数据报文。其中，所述上报时隙的数量可以为所述无缝漫游组网系统100能够容纳的移动设备200的数量，该数量通常由基站110的性能决定。假设所述无缝漫游组网系统100能够容纳的移动设备200的数量为m，则所述上报时隙段B包括m个上报时隙，所述上报时隙段B的总时长为m·t。

所述竞争时隙段D包括至少一个竞争时隙，所述竞争时隙的时长也为t，所述无缝漫游组网系统100以及移动设备200可竞争使用所述竞争时隙段的竞争时隙，所述竞争时隙的数量可根据实际情况预先设置，例如，图2中所述竞争时隙的数量为i。

需要说明的是，所述通信周期中的各个时隙(如，信标时隙、下发时隙、上报时隙及竞争时隙)的时长可以相同，也可以不同，可根据实际情况进行设置。图3所示为各时隙相同的情形。

请结合参阅图2和图4，假设所述无缝漫游组网系统100包括3个基站110，其基站序号分别为1、2和3。其中1号基站为主基站，2号基站和3号基站均为从基站，且2号基站在1号基站的辐射区域内，3号基站在2号基站的辐射区域内。

在这一情形下，所述信标时隙段A包括连续的3个信标时隙，所述3个信标时隙分别是A₁、A₂和A₃，所述A₁、A₂和A₃分别与所述1号基站、2号基站及3号基站对应。也即，所述1号基站在信标时隙A₁发送信标报文，2号基站在信标时隙A₂内发送信标报文，3号基站在信标时隙A₃内发送信标报文。

在本实施例中，每个基站110发出的信标报文只能确保被其辐射区域内的移动设备200接收到，因而，只需要确保每个基站110发出的信标报文能够被其辐射区域内的移动设备200识别即可。

因而，详细地，所述信标报文中可以包括发送所述信标报文的基站110的序号、发送所述信标报文的基站110辐射区域内的移动设备200的序号以及一偏移量，所述偏移量是所述信标报文的发送时刻所在信标时隙的起点与该发送时刻的差值。

例如，1号基站发送的信标报文中可以包括“1”这一基站序号、1号基站辐射区域内的各移动设备200的设备序号以及该信标报文的发送时刻与信标时隙A₁的时间起点之间的差值。

针对所述漫游区域内的每个移动设备200，当该移动设备200接收到信标报文时，可以判断所述信标报文中是否包括自己(也即，该移动设备)的设备序号，若包括，则表明该移动设备200位于发送该信标报文的基站110的辐射区域内，则该移动设备200需要在相应的下发时隙接收该基站110发送的数据报文。此时，该移动设备200可以基于接收到的信标报文确定在所述下发时隙段中接收数据报文的下发时隙。

详细地，请再次参阅图2和图4，当所述基站为3个时，所述下发时隙段B中包括3个连续的下发时隙，分别是B₁、B₂和B₃。其中，1号基站在下发时隙B₁发送数据报文，2号基站在下发时隙B₂发送数据报文，3号基站在下发时隙B₃发送数据报文。

若该移动设备200接收到的信标报文中的基站序号为2，则该移动设备200可以确定应当在2号基站的下发时隙B₂接收数据报文，如此，只需计算出2号基站的下发时隙B₂在当前通信周期T中的位置即可。作为一种实施方式，可以根据该基站序号“2”、信标时隙的时长、下发时隙的时长以及所述无缝漫游组网系统100中的基站110的数量确定所述2号基站的下发时隙的时间起点，再往后延迟一个下发时隙即可。

也即，2号基站的下发时隙的起点t_x＝t·3+t，也就是下发时隙B₂的时间起点。

在本实施例中，所述移动设备200只需在信标时隙段、需要接收数据报文的下发时隙以及需要发送报文的竞争时隙保持非休眠状态即可，如此，可以节省所述移动设备200的电量。其中，在信标时隙段，当所述移动设备200接收到信标报文后，也可恢复到休眠状态。

所述多个基站110还用于在所述下发时隙段内根据所述基站序号依次发送数据报文，使得所述漫游区域内的移动设备200在各自接收数据报文的下发时隙接收到相应的数据报文。

由于各移动设备200在接收到信标报文时，已经计算获得各自需要接收数据报文的下发时隙，会在相应的下发时隙进行数据报文的接收，因而，所述基站110只需在所述下发时隙段根据配置的基站序号依次发送数据报文即可。

可选地，在本实施例中，所述多个基站110还用于接收所述漫游区域内的移动设备200在所述上报时隙段中按照设备序号上传的数据报文。

其中，所述漫游区域内的每个移动设备200的设备序号是在该移动设备200进入所述漫游区域内时由所述无缝漫游组网系统100分配的。

详细地，所述多个基站110在检测到有移动设备200进入辐射区域时，根据该移动设备200进入所述辐射区域的时间为该移动设备200分配一设备序号，并将该设备序号发送给该移动设备200。通过上述设计，相当于按照各移动设备200进入所述漫游区域的时间为各移动设备200分配了设备序号，而各移动设备200的上报时隙是基于其设备序号分配的，如此，也就避免了各移动设备200上报的数据报文的碰撞和干扰。

可选地，在本实施例中，所述多个基站110还可用于接收所述漫游区域内的移动设备200发送的数据报文。

可选地，在本实施例中，除了移动设备200可以接收到所述无缝漫游组网系统发送的信标报文之外，每个基站110(包发送该信标报文的基站110)也可以接收到该信标报文。

在本实施例中，为了避免时隙混乱，还可以对所述多个基站110进行时间同步。因而，所述多个基站110按照所述基站序号在一信标时隙段内依次发送信标报文的方式，可以包括：

所述主基站在所述信标时隙段的第一个信标时隙内发送信标报文；

每个从基站在接收到信标报文时，根据该信标报文进行时间校正，在校正完成后根据该从基站的基站序号计算该从基站的信标时隙，并在该信标时隙发送新的信标报文。

进一步地，在每个信标时隙段内，每个从基站在接收到一个信标报文后，不再接收其他的信标报文。如此，可以避免各从基站为持续接收信标报文而造成功耗的浪费。

在本实施例中，所述主基站在所述通信周期开始的第一个信标时隙发送信标报文，由于各从基站的辐射区域与主基站的辐射区域之间的覆盖关系各不相同，只有部分从基站可以接收到该信标报文，因此，各个从基站都需要发送信标报文，并且在发送信标报文前根据接收到的信标报文进行时间校正，以确保每个基站的时间同步。

其中，每个从基站在接收到信标报文时，根据该信标报文进行时间校正的方式，可以如下：

每个从基站在接收到信标报文时，获得该信标报文中的偏移量及基站序号，并基于该偏移量及基站序号计算得到当前的周期偏移时间。

例如，假设3号基站接收到2号基站发送的信标报文，且该信标报文中的偏移量为t_c，信标时隙为t，信标时隙的传送时间为t_a，则当前的周期偏移时间t₂＝(2-1)·t+t_c+t_a。

因为，3号基站接收到的是2号基站发送的信标报文，在此之前，2号基站必然已经接收到了信标报文，基于上述关于基站序号的论述可知，当2号基站开始发送信标报文时，当前通信周期T必然已经过去(2-1)·t的时长。

而所述偏移量t_c是2号基站发送信标报文的实际时间起点与所在信标时隙的时间起点之间的差值，也即，2号基站本该在A₃的起始时刻就发送信标报文，但实际上2号基站是在距离A₃的起始时刻t_c时长的时刻发送的信标报文。

如此，当前的周期偏移时间就是已使用的信标时隙的总时长、偏移量及所接收的信标报文的传输时长的总和。此外，所述当前的周期偏移时间也可以包括晶振校准时长。

在计算出当前的周期偏移时间后，该从基站再对自己的定时器进行设置，以实现与其他基站110的时间同步。并且，在校正后的时间到达自己的下发时隙时，该从基站自动进行数据报文的发送。

此外，每个基站110可以基于信标时隙在自己之前的基站110发送的信标报文进行时间校正，以确保各基站的时间同步。之所以要基于信标时隙在自己之前的基站110发送的信标报文进行时间校正，是因为信标时隙在自己之前的基站110的时间是准确的。

可选地，在本实施例中，所述多个基站110还可以用于通过计算得到一竞争时隙段，在所述竞争时隙段接收进入所述漫游区域的移动设备200发送的认证报文，以及根据所述认证报文的发送时间或接收时间为该移动设备分配一设备序号。

可选地，在本实施例中，所述多个基站110计算所述竞争时隙段的方式，可以包括：

所述主基站根据所述信标时隙段的时间起点、所述信标时隙段、下发时隙段及上报时隙段的长度计算得到所述竞争时隙段；

每个从基站根据接收到的信标报文确定所述信标时隙段的时间起点，并根据所述信标时隙段的时间起点、所述信标时隙段、下发时隙段及上报时隙段的长度计算得到所述竞争时隙段。

如图5所示，图5是本发明实施例提供的一种无线通信系统10，所述无线通信系统10包括多个移动设备200及本发明实施例提供的无缝漫游组网系统100。

其中，所述移动设备200用于在进入所述漫游区域后向所述无缝漫游组网系统100发送认证报文，以请求与所述无缝漫游组网系统100建立连接；

所述无缝漫游组网系统100用于根据信标时隙段、下发时隙段和上报时隙段的时长以及所述信标时隙段的时间起点计算得到一竞争时隙段，并在所述竞争时隙段接收所述认证报文，并根据所述认证报文为所述移动设备200分配一设备序号，该设备序号与所述认证报文的发送时间或接收时间相对应。

可选地，在本实施例中，所述移动设备200还用于在接收到信标报文后根据所述信标报文以及所述设备序号计算得到在所述上报时隙段上报数据的上报时隙，并在该上报时隙发送数据报文。

需要说明的是，由于本发明实施例中，对所述漫游区域内的各个基站110以及移动设备200进行了严格的时隙划分，每个基站110以及所述漫游区域内的每个移动设备200都只在各自的时隙内发送报文，因而，避免了彼此之间的干扰。

综上所述，本发明实施例提供一种无缝漫游组网系统100及无线通信系统10，无缝漫游组网系统100包括设置在预设的漫游区域内的多个基站110，该多个基站110用于发送和接收报文。该多个基站110工作在相同的频段，且间隔设置在该漫游区域内。如此，可以在避免同频干扰的基础上，实现移动设备200的无缝漫游。也即，当移动设备200在该漫游区域内移动时，可以不必进行信号强度的探测，也不必进行工作频率的切换，既降低了移动设备200的耗电量，又改善了用户体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无缝漫游组网系统，其特征在于，包括设置在预设的漫游区域内的多个基站，所述多个基站用于发送和接收报文；

所述多个基站工作在相同的频段，所述多个基站间隔设置在所述漫游区域内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个基站具备一基站序号，各基站按照所述基站序号进行排序后，每两个序号相邻的基站中后一基站在前一基站的辐射区域内；

所述多个基站用于在一信标时隙内按照配置的基站序号依次发送信标报文，使所述漫游区域内的移动设备根据接收到的信标报文确定在下发时隙段中接收数据报文的下发时隙；

所述多个基站还用于在所述下发时隙段内根据所述基站序号依次发送数据报文，使得所述漫游区域内的移动设备在各自接收数据报文的下发时隙接收到相应的数据报文。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信标报文包括发送所述信标报文的基站的序号、发送所述信标报文的基站辐射区域内的移动设备的序号以及一偏移量，所述偏移量为所述信标报文的发送时刻所在信标时隙的时间起点与该发送时刻的差值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信标时隙段包括至少一个信标时隙；所述多个基站包括主基站和多个从基站，所述主基站用于提供基准时间；

所述多个基站用于在一信标时隙内按照配置的基站序号依次发送信标报文的方式，包括：

所述主基站在所述信标时隙段中的第一个信标时隙内发送信标报文；

每个从基站在接收到信标报文时，根据该信标报文进行时间校正，在校正完成后根据该从基站的基站序号计算该从基站的信标时隙，并在该信标时隙发送新的信标报文。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在每个信标时隙段内，每个从基站在接收到一个信标报文时，不再接收其他的信标报文。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个基站还用于接收所述漫游区域内的移动设备在所述上报时隙段中按照设备序号依次上报的数据报文。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个基站还用于通过计算得到一竞争时隙段，在所述竞争时隙段接收进入所述漫游区域的移动设备发送的认证报文，以及根据所述认证报文的发送时间或接收时间为该移动设备分配一设备序号。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多个基站计算所述竞争时隙段的方式，包括：

所述主基站根据所述信标时隙段的时间起点、所述信标时隙段、下发时隙段及上报时隙段的长度计算得到所述竞争时隙段；

每个从基站根据接收到的信标报文确定所述信标时隙段的时间起点，并根据所述信标时隙段的时间起点、所述信标时隙段、下发时隙段及上报时隙段的长度计算得到所述竞争时隙段。

9.一种无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统包括多个移动设备以及权利要求1～7任一项所述的无缝漫游组网系统；

所述移动设备用于在进入所述漫游区域后向所述无缝漫游组网系统发送认证报文，以请求与所述无缝漫游组网系统建立连接；

所述无缝漫游组网系统用于根据信标时隙段、下发时隙段和上报时隙段的时长以及所述信标时隙段的时间起点计算得到一竞争时隙段，并在所述竞争时隙段接收所述认证报文，并根据所述认证报文为所述移动设备分配一设备序号，该设备序号与所述认证报文的发送时间或接收时间相对应。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述移动设备还用于在接收到信标报文后根据所述信标报文以及所述设备序号计算得到在所述上报时隙段上报数据的上报时隙，并在该上报时隙发送数据报文。