CN1853378A - 无线因特网接入中继器及其方法 - Google Patents

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Abstract

公开的是无线因特网接入中继器及其方法。在用户终端位于掩蔽区时，无线因特网接入中继器从无线因特网接入网接收第一频带中的第一通信类型信号。接收信号被转换为第二通信类型格式，处理为第二频带中的信号，并发送到用户终端。中继器从用户终端接收第二频带中的第二通信类型信号，将接收信号转换为第一通信类型格式，将转换的信号处理为第一频带中的第一通信类型信号，并将其发送到无线因特网接入网。因此，用户可以接收无线因特网服务和多媒体服务，而没有掩蔽区中相同频率的信号之间的干扰。

Description

无线因特网接入中继器及其方法
发明领域
本发明涉及中继器及其方法。更具体地说，本发明涉及无线因特网接入中继器及其方法。
相关技术的描述
随着无线通信技术的发展，无线因特网服务提供给用户，使得移动到另一位置或站立不动的用户可以通过无线网络分别使用无线终端，接入因特网服务和多媒体服务、如视频和音频服务，以及接收所需的信息。
按照传统方式，用户在停止或旅行时通过无线因特网网络使用无线终端和接收因特网服务。上述服务允许用户在许多无线接入环境、包括移动通信、IMT-2000、便携式因特网及第四代移动通信环境下以高数据速率使用各种类型的信息和内容。
无线局域网(WLAN)允许用户有利地以低费用使用无线高速因特网，但是因为它在特定区域使用，并且对每个特定区域它只覆盖几十个用户，所以它具有移动限制。
大型建筑的地下室和高楼的房间具有无服务可用的掩蔽区，即使无线网络、诸如移动通信、IMT-2000、便携式因特网以及第四代移动通信因为配置许多基站而覆盖整个城市，情况也是如此。因此，由于掩蔽区的产生，用户无法接收无线因特网服务。
为了解决该问题，传统上使用中继器来延伸服务可用覆盖范围。但是，由于传统中继器放大基站提供的弱信号并传输它们，转播频率与基站和中继器之间的服务频率相同，因此，中继器中会产生振荡现象或信号间干扰。
发明概述
本发明的一个优点是允许用户在掩蔽区通过无线因特网接入中继接收因特网服务，以及包括视频和音频服务的多媒体服务，而在信号之间无干扰。
在本发明的一个方面，在无线因特网接入网和用户终端之间中继用户终端的无线因特网接入的装置中，无线因特网接入中继器包括：通过第一通信类型发送和接收信号至/自无线因特网接入网的第一发送和接收单元；通过第二通信类型发送和接收信号至/自用户终端的第二发送和接收单元；以及媒体访问控制(MAC)转换管理器，用于将第一发送和接收单元输入的第一通信类型信号中包含的数据处理成第二通信类型格式，将第二通信类型格式数据发送到第二发送和接收单元，将第二发送和接收单元输入的第二通信类型信号中包含的数据处理成第一通信类型格式，以及将第一通信类型格式数据发送到第一发送和接收单元。
无线因特网接入中继器还包括操作控制器，用于控制MAC转换管理器并控制按照第一和第二通信类型发送的信号的发送和接收中继。
MAC转换管理器包括：根据第一或第二发送和接收单元接收的信号中包含的数据帧的首标信息管理相同数据帧的顺序信息的帧监视器；将数据帧转换为符合对应于所需通信类型的MAC结构的格式的帧处理器；根据通信类型控制发送数据帧的调制率和比特率的信道控制器；以及根据确立的调制率和比特率控制数据速率的备用管理器，并且它还包括：为通过第二发送和接收单元接收的信号中包含的数据帧分配信道的信道分配器；以及管理信道分配信息和信道状态的信道管理器。
在本发明的另一方面，在无线因特网接入网和用户终端之间中继用户终端的无线因特网接入的方法中，无线因特网接入中继方法包括：(a)接收按照第一通信类型并从无线因特网接入网发送的第一频带中的信号；(b)将接收信号转换为第二通信类型格式；(c)将已转换的信号处理为按照第二通信类型的第二频带中的信号，并将已处理的信号发送到用户终端；(d)接收按照第二通信类型并从用户终端发送的第二频带中的信号；(e)将接收信号转换为第一通信类型格式；以及(f)将已转换的信号处理为按照第一通信类型的第一频带中的信号，并将信号发送到无线因特网接入网。
步骤(b)包括：分析第一通信类型信号中包含的数据帧的首标信息，并以预定顺序处理相同数据帧；将数据帧转换为对应于按照第二通信类型的MAC结构的格式，并将其存储在临时存储单元中；以及控制调制率和比特率，并按照已确立的调制率和比特率输出存储的数据帧，以便将数据帧作为第二通信类型信号发送。
步骤(e)包括：分析第二通信类型信号中包含的数据帧的首标信息，并以预定顺序处理相同数据帧；将数据帧转换为对应于按照第一通信类型的MAC结构的格式，并将其存储在临时存储单元中；为数据帧分配信道；以及控制调制率和比特率，根据已确立的调制率和比特率之间的差异控制数据速率，并输出数据帧至所分配的信道，以便将数据帧作为第一通信类型信号发送。
以第一模式操作用户终端，用于按照第一通信类型在第一频带中发送和接收信号，以第二模式操作用户终端，用于按照第二通信类型在第二频带中发送和接收信号。
在本发明的又一方面，在用户终端接入无线因特网接入网的方法中，无线因特网接入方法包括：(a)以第一模式操作用户终端以按照第一通信类型接入无线因特网接入网；(b)根据按照第一通信类型发送的信号的接收状态确定用户终端是否位于掩蔽区；(c)在发现用户终端位于掩蔽区时，搜索支持第一和第二通信类型之间相互切换的中继器；以及(d)以第二模式操作用户终端以按照第二通信类型通过中继器接入无线因特网接入网。
第一通信类型是无线因特网接入服务类型，第二通信类型是无线局域网服务类型。
附图概述
结合在本说明中并构成其组成部分的附图说明本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理：
图1示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继的概念图；
图2示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继的网络结构图；
图3示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继器的结构图；
图4示出图3所示MAC转换管理器的详细结构图；以及
图5示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继器的操作流程图。
优选实施例的详细描述
在以下详细描述中，只是通过说明发明人设想的实现本发明的最佳方式，只示出和描述本发明的优选实施例。将会认识到，本发明能够在各个明显方面加以修改，均不背离本发明。因此，附图和描述应被视为说明性的而不是限制性的。为了阐明本发明，说明中未描述的部件已省略，具有相似说明的部件采用相同的参考编号。
图1示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继的概念图，而图2示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继的网络结构图。
如图1所示，根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继器按照第一通信类型发送和接收信号至/自无线因特网接入网，并按照第二通信类型发送和接收信号至/自用户终端，以便用户可以使用无线因特网服务。特别是，无线因特网接入中继器将按照相应通信类型发送和接收的信号的MAC帧转换成其它通信类型的信号，并管理和控制帧同步，以便在无线因特网接入网与用户终端之间按照不同的通信类型转发信号。在此实例中，第一通信类型包括对应于无线因特网接入服务的通信方法，第二通信类型包括对应于WLAN服务的通信方法。在移动通信、IMT-2000、便携式因特网以及下一代移动通信环境中提供无线因特网接入服务。第一和第二通信类型不限于以上描述。
如图2所示，无线因特网接入中继器100耦合到无线因特网接入网200和多个用户终端300。
无线因特网接入网200包括多个基站210、基站控制器220和交换机230，并根据用户终端300的会话连接请求提供分组数据服务。采用基站210、基站控制器220或交换机230的因特网服务提供技术在此不作说明，因为本领域的技术人员非常熟悉。
用户终端300可按第一模式或第二模式操作。详细地说，用户终端300以第一模式被操作以接收按照第一通信类型发送的信号，并通过无线因特网接入网200接收无线因特网服务。用户终端300还以第二模式被操作以接收按照第二通信类型发送的信号，并通过中继器100从无线因特网接入网200接收无线因特网服务。可以双模式操作的用户终端300包括无线LAN卡，在此不作说明，因为本领域的技术人员非常熟悉。
图3示出根据本发明的示范实施例的用于终端的无线因特网接入中继的无线因特网接入中继器100的结构图。
如图所示，无线因特网接入中继器100包括发送和接收信号至/自无线因特网接入网200的施主天线10、通过施主天线10发送和接收信号的第一发送和接收单元20、发送和接收信号至/自用户终端300的服务天线30、通过服务天线30发送和接收信号的第二发送和接收单元40、处理通过第一发送和接收单元20发送和接收的数据帧的第一媒体访问控制(MAC)处理器50、处理通过第二发送和接收单元40发送和接收的数据帧的第二MAC处理器60、按照第一通信类型或第二通信类型转换数据帧的格式并管理信道的MAC转换管理器70、以及控制中继操作的操作控制器80。
第一发送和接收单元20处理从无线因特网接入网200发送且通过施主天线10接收的前向信号，并将处理过的信号发送到用户终端300，由此可用作前向信号处理器。具体地说，第一发送和接收单元20在第一通信类型的频带中发送和接收信号至/自无线因特网接入网200的基站210。第二发送和接收单元40处理从用户终端300提供且通过服务天线30接收的反向信号，并将处理过的信号发送到无线因特网接入网200的基站210，由此可用作反向信号处理器，详细地说，它在第二通信类型的频带中发送和接收信号至/自用户终端。
图4示出MAC转换管理器70的详细配置，其中包括根据发送和接收的数据帧的首标信息管理相同数据帧的顺序信息的帧监视器71、将数据帧转换为对应于用于发送数据帧的通信类型的MAC结构格式的帧处理器72、根据通信类型控制发送数据帧的调制率和比特率的信道控制器73、根据确立的调制率和比特率控制数据速率的备用管理器74、为用户终端300分配信道的信道分配器75以及管理信道分配信息和信道状态的信道管理器76。
根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继器的操作将根据上述配置进行说明。
在掩蔽区之外的区域以第一模式操作用户终端300，定期尝试检测从基站210发送的导频信号，并保持发送和接收待机状态。在此实例中，用户终端300按照第一通信类型从无线因特网接入网200接收信号，以及按照第一通信类型将信号发送到无线因特网接入网200，以便用户终端300通过无线因特网接入网200接入因特网400并接收无线因特网服务。
在从服务可用且由基站210提供的区域移动到服务不可用区域、如掩蔽区时，用户终端300以第二模式被操作并接入无线因特网接入中继器100(以下称作中继器)。在这种情况下，用户终端300可以根据按照第一通信类型的信号接收状态确定用户终端300是否位于掩蔽区。例如，在按照第一通信类型接收的值低于预定值时，用户终端300被确定为位于掩蔽区，以第二模式操作它并接入到中继器100。在掩蔽区的情况下，终端300预先搜索中继器100，并在发现中继器100时可以以第二模式操作。
图5示出根据本发明的示范实施例的无线因特网接入中继器的操作。
按照第一通信类型从无线因特网接入网200发送的信号，例如2.3GHz便携式因特网服务，由中继器100的施主天线10接收，第一发送和接收单元20将无线因特网接入网200的基站210提供的射频(RF)信号转换为低频信号，并将服务频带的信号传递到第二发送和接收单元40。第二发送和接收单元40根据第二通信类型、如WLAN服务将提供的信号转换为预定频带的信号，放大转换的信号并通过服务天线30将其发送到用户终端300。因此，用户终端300通过安装在用户终端300中的无线LAN卡从中继器100接收第二通信类型信号。通过此过程，从无线因特网接入网200发送的信号在步骤S100和S200中被发送到用户终端300。
在用户终端300检测到导频信号并通过寻呼信道请求分组数据时，终端300提供的信号由服务天线30接收并发送到第二发送和接收单元40。第二发送和接收单元40将通过服务天线30接收的第二通信类型信号转换为低频信号，对相应频带的信号滤波，并以上述第一发送和接收单元20的相似方式将其发送到第一发送和接收单元20。在步骤S300，第一发送和接收单元20将接收的信号转换为第一通信类型频带信号，并通过施主天线10将转换的信号发送到基站210。
基站210接收的信号通过基站控制器220发送到交换机230，交换机230为与用户终端300的分组数据通信分配信道，以便在步骤S400中在基站210和用户终端300之间进行分组数据通信(即因特网服务)。
按照第一通信类型从基站210发送的数据分组由施主天线10接收，由第一发送和接收单元20处理，并发送到第一MAC处理器50，并且第一MAC处理器50将发送的数据分组提供给MAC转换管理器70。然后，MAC转换管理器70根据操作控制器80的控制将输入数据帧的格式转换为第二通信类型格式。
详细地说，MAC转换管理器70的帧监视器71分析从第一MAC处理器50输入的数据帧的首标信息，并依次处理相同数据帧，帧处理器72将数据帧转换为对应于按照第二通信类型的MAC结构的格式，并将其存储到备用管理器74的临时存储单元中。之后，在步骤S500中，信道控制器73控制调制率和比特率，以便将按照第一通信类型发送的信号作为按照第二通信类型的信号发送，备用管理器74根据第一和第二通信类型的调制率和比特率的差异控制数据速率，并输出数据帧至第二MAC处理器60。
从第二MAC处理器60发送的第二通信类型格式的数据帧被处理为第二通信类型频带的信号，并通过第二发送和接收单元40发送到用户终端300。
因此，用户终端300轻松从基站接收数据，而不会受到掩蔽区中的信号干扰。
发送到用户终端300的第二通信类型数据帧通过服务天线30及第二发送和接收单元40接收，通过第二MAC处理器60发送到MAC转换管理器70，转换为第一通信类型格式，然后发送到基站210。
也就是说，MAC转换管理器70的帧监视器71分析从第二MAC处理器60输入的数据帧的首标信息，并依次处理相同数据帧，帧处理器72将数据帧转换为对应于按照第一通信类型的MAC结构的格式，并将其存储到备用管理器74的临时存储单元中。之后，信道分配器75为从用户终端300发送的数据帧分配信道，信道控制器73控制调制率和比特率，以便将按照第二通信类型发送的信号作为按照第一通信类型的信号发送，备用管理器74根据第一和第二通信类型的调制率和比特率的差异控制数据速率，并输出数据帧至第一MAC处理器50。因此，在步骤S600中进行不同通信类型之间的数据帧同步。
发送到第一MAC处理器50的第一通信类型格式的数据帧被处理为第一通信类型频带(例如2.3GHz)的信号，并通过第一发送和接收单元20发送到无线因特网接入网200。
在步骤S700中，由于根据上述方法通过使用不同通信类型在无线因特网接入网200和用户终端300之间发送和接收信号和数据，消除了相同频率的信号之间的干扰，并且允许用户在掩蔽区中轻松接收无线因特网服务。
无线因特网接入中继器按照第二通信类型发送和接收信号至/自用户终端300的实施例已在上文中描述，此外，中继器有可能按照第一通信类型发送和接收信号至/自用户终端。也就是说，中继器可以具有两个功能以按照不同通信类型发送和接收信号至/自用户终端，这将不会描述，因为它可通过上述实施例轻易设计。
虽然本发明已结合目前视为最可行和优选的实施例进行了描述，但是应该理解本发明不限于公开的实施例，而相反，它意在涵盖所附权利要求的精神和范围内包含的各种修改和等效配置。
根据本发明，允许用户在任何地方使用无线因特网接入网接收因特网服务。
特别是，用户可以在掩蔽区接收无线因特网服务，因为在掩蔽区中，基于不同通信类型的信号和数据在无线因特网接入网和用户终端之间发送和接收，因此消除了相同频率的信号之间的干扰。

Claims (17)

1.在无线因特网接入网和用户终端之间中继用户终端的无线因特网接入的装置中，一种无线因特网接入中继器包括：
第一发送和接收单元，用于通过第一通信类型发送/接收信号至/自无线因特网接入网；
第二发送和接收单元，用于通过第二通信类型发送/接收信号至/自用户终端；以及
媒体访问控制(MAC)转换管理器，用于将第一发送和接收单元输入的第一通信类型信号中包含的数据处理为第二通信类型格式，将第二通信类型格式数据发送至第二发送和接收单元，将第二发送和接收单元输入的第二通信类型信号中包含的数据处理成第一通信类型格式，以及将第一通信类型格式数据发送到第一发送和接收单元。
2.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，还包括操作控制器，用于控制MAC转换管理器以及控制按照第一和第二通信类型发送的信号的发送和接收中继。
3.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，所述MAC转换管理器包括：
帧监视器，用于根据第一或第二发送和接收单元接收的信号中包含的数据帧的首标信息来管理相同数据帧的顺序信息；
帧处理器，用于将数据帧转换为符合对应于所需通信类型的MAC结构的格式；
信道控制器，用于根据通信类型控制发送数据帧的调制率和比特率；以及
备用管理器，用于根据确立的调制率和比特率来控制数据速率。
4.如权利要求3所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，所述MAC转换管理器还包括：
信道分配器，用于为通过第二发送和接收单元接收的信号中包含的数据帧分配信道；以及
信道管理器，用于管理信道分配信息和信道状态。
5.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，还包括：
第一MAC处理器，用于在所述MAC转换管理器与第一发送和接收单元之间中继数据帧的传输；以及
第二MAC处理器，用于在所述MAC转换管理器与第二发送和接收单元之间中继数据帧的传输。
6.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，以第一模式操作用户终端，用于按照第一通信类型在第一频带中发送和接收信号，以及以第二模式操作用户终端，用于按照第二通信类型在第二频带中发送和接收信号。
7.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，第一通信类型是无线因特网接入服务类型，第二通信类型是无线局域网服务类型。
8.如权利要求7所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，第一通信类型是按照2.3GHz便携式因特网服务的通信类型。
9.如权利要求1所述的无线因特网接入中继器，其特征在于，所述无线因特网接入中继器位于掩蔽区中。
10.在无线因特网接入网和用户终端之间中继用户终端的无线因特网接入的方法中，一种无线因特网接入中继方法包括：
(a)接收按照第一通信类型并从无线因特网接入网发送的第一频带中的信号；
(b)将接收的信号转换为第二通信类型格式；
(c)将已转换的信号处理为按照第二通信类型的第二频带中的信号，并将已处理的信号发送到用户终端；
(d)接收按照第二通信类型并从用户终端发送的第二频带中的信号；
(e)将接收的信号转换为第一通信类型格式；以及
(f)按照第一通信类型将已转换的信号处理为第一频带中的信号，并将信号发送到无线因特网接入网。
11.如权利要求10所述的无线因特网接入中继方法，其特征在于，第一通信类型是无线因特网接入服务类型，第二通信类型是无线局域网服务类型。
12.如权利要求10所述的无线因特网接入中继方法，其特征在于，(b)包括：
分析第一通信类型信号中包含的数据帧的首标信息，并以预定的顺序处理相同数据帧；
将数据帧转换为对应于按照第二通信类型的MAC结构的格式，并将其存储在临时存储单元中；以及
控制调制率和比特率，并按照确立的调制率和比特率输出存储的数据帧，以便将数据帧作为第二通信类型信号发送。
13.如权利要求10所述的无线因特网接入中继方法，其特征在于，(e)包括：
分析第二通信类型信号中包含的数据帧的首标信息，并以预定的顺序处理相同数据帧；
将数据帧转换为对应于按照第一通信类型的MAC结构的格式，并将其存储在临时存储单元中；
为数据帧分配信道；以及
控制调制率和比特率，根据确立的调制率和比特率之间的差异控制数据速率，并输出数据帧至分配的信道，以便将数据帧作为第一通信类型信号发送。
14.如权利要求10所述的无线因特网接入中继方法，其特征在于，无线因特网接入中继方法中继位于掩蔽区的用户终端的无线因特网接入。
15.在用户终端接入无线因特网接入网的方法中，一种无线因特网接入方法包括：
(a)以第一模式操作用户终端以按照第一通信类型接入无线因特网接入网；
(b)根据按照第一通信类型发送的信号的接收状态确定用户终端是否位于掩蔽区；
(c)在发现用户终端位于掩蔽区时，搜索支持在第一和第二通信类型之间相互切换的中继器；以及
(d)以第二模式操作用户终端以按照第二通信类型通过中继器接入无线因特网接入网。
16.如权利要求15所述的无线因特网接入方法，其特征在于，第一通信类型是无线因特网接入服务类型，第二通信类型是无线局域网服务类型。
17.如权利要求16所述的无线因特网接入方法，其特征在于，第一通信类型是按照2.3GHz便携式因特网服务的通信类型。
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