CN1925357A

CN1925357A - 一种无线网络中的中继方法

Info

Publication number: CN1925357A
Application number: CN 200510093606
Authority: CN
Inventors: 喻丹; 郦辉
Original assignee: Siemens Ltd China
Current assignee: Siemens Networks Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-07

Abstract

本发明提出一种无线网络中的中继方法，该无线网络包含至少一个移动节点、至少一个基站、上述每个基站控制至少一个中继节点，该方法包括以下的步骤：首先，每个移动节点将用户移动的主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点或者当前基站；其次，上述中继节点将上述用户移动的主观信息转发给该中继节点当前所属的基站；最后，上述基站确定与上述移动节点进行通信的至少一个待切换的中继节点或者基站。采用本发明方法，预测出的要切换的中继节点比现有技术中方法的更为准确，极大减少了预测与实际情况出现不一致的概率、因此减少了通信系统的管理负担，提高了通信系统的通信质量。

Description

一种无线网络中的中继方法

(一)技术领域

本发明涉及一种无线网络中的中继方法，更具体地说，涉及后三代移动通信以及第四代移动通信(Beyond Three Generation/Fourth Generation；B3G/4G)系统中一种预测性的中继方法。

(二)背景技术

随着第三代移动通信(Third Generation Communication；3G)的商用化开始，具有更高速率、更高频谱效率、更好覆盖和更强业务支撑能力的B3G/4G技术也开始进入预研阶段。B3G系统对频谱的需求至少是600兆。对于这样一个宽带的频段需求，在现有频段中很难找到，因此对于B3G和4G需要分配更高的频段。

较高频段虽然可以解决B3G的频率分配问题，但是频段越高，电磁波的绕射能力越差、穿透力越差。在这种情况下，该电磁波也就越来越接近于直线传播，如果存在建筑物，就会导致小区中存在很多电磁波无法到达的“阴影”地带。例如，如果移动节点(Mobile Node；MN)在一个建筑物后，由于信号的绕能能力差使得信号无法绕过建筑物到达该移动节点处，另外还由于信号的穿透能力差也使得信号无法穿过该建筑物而到达该移动节点处，因此该移动节点有可能接收不到来自基站(Base Station；BS)的信号。

另外，频段越高，电磁波的衰减越大，即发射功率会有衰减。基站发射功率的衰减会导致小区的覆盖范围变小，或者在覆盖范围不变的情况下使得小区边缘功率控制不够理想，从而引起很多传输差错。而且，由于人们希望电磁波辐射对人体的影响减弱，要求基站的发射功率进一步减小，这会进一步加重小区边缘功率控制不够理想的问题。

解决上述问题的一种方案是将蜂窝状小区重新划分，使得原有的小区缩小到基站的功率能够达到的范围，进而在每个缩小了的小区上都设置一个基站。但是，该方法需要用光纤将每个基站进行连接，因此使用起来不方便，尤其是当光纤经过的区域是私人区域或者其他不便设置光纤的区域时使用更加不便。

为此，无线通信领域出现了多跳网络的概念，在基站与移动节点间增加了中继节点(RelayNode；RN)，从而构成了基站-中继节点-移动节点的路径。上述中继节点可能只有一个，也可能是多个。这种多跳网络使每个中继节点所需的功率大大降低，一个多跳网络中的节点只需要足够的发射功率就可以到达相邻节点。其次，由于网状网中的各个节点功率很低，因此位于网络不同部分的设备实际上可以在同一频率同时发射，而不产生干扰。频谱的这种复用提高了网络的空间容量，节点之间的较短距离还带来了更高的网络带宽。

由于在多跳网络中增加了中继节点，多跳网络中每个基站和中继节点的覆盖范围变小，因此移动节点在移动过程中将会出现更为频繁的切换(Handover)。切换时为了避免通信数据的丢失，需要对最可能切换到的基站或者中继节点进行预测，然后将相应的数据预先传送给最可能切换到的基站或者中继节点。如果对最可能切换到的基站或者中继节点预测错误，就会增加通信系统不必要的管理负担，严重时还会导致通信的暂时中断，以至降低通信质量。

图1是一种对切换后的中继节点进行预测的方案示意图。图中移动节点MN位于一个移动车辆上，并且由下向上行驶到一个路口。假设MN正在与中继节点RN A交换数据，基站BS根据移动节点当前的移动方向和移动速度，预测出移动节点将要继续向前移动，也就是预测出在中继节点RN B和MN之间进行相应的通信服务，因此BS在中继节点RN B上做好相应的信令以及数据准备。但是，实际发生的情况却与基站BS的预测不同，车辆到了路口不是继续前行而是右拐行驶，导致该MN并不是要继续向前移动，而是向右移动，因此实际与移动节点MN进行通信的是中继节点RN C而不是中继节点RN B。由于基站错误的预测，使得移动节点必须放弃与中继节点RN B的连接准备而切换到中继节点RN C。这种错误预测一方面增大了通信系统的管理负担，另一方面由于这种切换使得切换的延迟增大，严重影响时通信的质量。

现有技术中虽然存在预测移动用户移动的方法，例如全球定位系统(Global PositioningSystem；GPS)、辅助全球定位系统(Assisted Global Positioning System；A-GPS)、蜂窝网络(Cellular Network)定位系统等方法，但是这些方法存在的共同缺点是没有考虑到用户的主观意愿，因此在预测时不可避免地会出现和用户的主观意愿不一致的情况，从而导致预测出现错误。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种无线网络中的中继方法，使得移动节点在移动的过程中，基站能够根据更加准确的预测出该移动节点的移动方向，减少预测时出现错误的概率，保证通信数据尤其是语音数据进行平滑切换、保持通信质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种无线网络中的中继方法，该无线网络包含至少一个移动节点、至少一个基站、上述每个基站控制至少一个中继节点，其特征在于该方法包括以下的步骤：

(1)每个移动节点将用户移动的主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点或者当前所属的基站；

(2)上述中继节点将上述用户移动的主观信息转发给该中继节点当前所属的基站；

(3)上述基站确定与上述移动节点进行通信的至少一个待切换的中继节点或者基站。

根据本发明的一个方面，上述步骤(1)中，上述移动节点首先得知上述用户移动的主观信息，再将上述主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点或者当前所属的基站。

根据本发明的一个方面，上述步骤(1)中，上述移动节点通过用户发出的指令得知上述用户移动的主观信息。

根据本发明的一个方面，上述步骤(1)中，上述移动节点通过与一个用户控制的中介设备进行通信得知上述用户移动的主观信息。

根据本发明的一个方面，上述移动节点每隔一段时间将上述用户移动的主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点。

根据本发明的一个方面，上述步骤(2)中，上述中继节点将上述用户移动的主观信息转发给与该中继节点相邻的至少一个中继节点，该相邻的中继节点继续向其它中继节点转发上述用户移动的主观信息，直到转发到上述中继节点当前所属的基站。

根据本发明的一个方面，上述步骤(2)中，上述基站将接收到的上述用户移动的主观信息再转发给与该基站相连的无线网络控制器。

根据本发明的一个方面，上述步骤(3)中，上述基站的无线网络控制器确定上述至少一个待切换的中继节点或者基站。

可见，本发明所提供的无线网络中的中继方法具有以下的优点和特点：

(1)本发明所提供的无线网络中的中继方法，考虑到用户移动的主观信息，因此预测出的要切换的中继节点比现有技术中方法的更为准确，极大减少了预测与实际情况出现不一致的概率、因此减少了通信系统的管理负担，提高了通信系统的通信质量。

(2)本发明所提供的无线网络中的中继方法，使得移动节点在高速移动过程中或者从一个小区运行到另外一个小区时能够实现平滑切换，这对于B3G网络中的数据传输、尤其是语音数据传输非常重要，使得用户不会感觉到有通话短暂中断的现象，始终保持清晰的话质。

(3)本发明所提供的无线网络中的中继方法，仅需在网络中的中继节点处设置一存储区域，用来存储与用户移动的主观信息，相对于现有技术设备所做的改动小，节约成本。

(四)附图说明

图1是现有技术中预测的移动节点的移动方向与实际的移动方向不符的示意图。图中三角符号为移动节点，圆形符号为中继节点，空白方形为基站，阴影方形为障碍物。

图2是采用本发明方法对移动节点的移动进行预测的流程示意图。图中三角符号为移动节点，圆形符号为中继节点，空白方形为基站，阴影方形为障碍物。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。这些具体实施例是说明性的，不具有限制性。

本发明实现的前提为：在B3G以及4G的无线移动通信网络中采用多跳网络，基站通常包含无线网络控制器(Radio Network Controller；RNC)，在接入点与移动节点间增加了中继节点RN。上述中继节点RN可能只有一个，也可能是多个。

基于上述前提，本发明提出了一种无线网络中的中继方法，尤其是在分布式多跳无线网络中应用的中继方法。在该无线网络中包含至少一个移动节点，该移动节点MN可以是移动台(Mobile Station)或者带无线网卡的笔记本电脑；该无线网络还包含至少一个基站BS、每个基站至少控制一个中继节点RN，如图2所示。图2中的三角符号表示一个移动节点，圆形符号表示一个中继节点，空白方形表示一个基站，阴影方形表示障碍物。

图中的移动节点MN初始时候向前(或称向上)移动，并且与该移动节点通信的中继节点是RNA。到了某个时刻如果用户想向右拐弯行使，用户打开右车灯时，该车灯能够发出一个信号给上述移动节点MN。或者，用户想向右拐弯行使时直接发一个指令给该移动节点MN。

因此，该移动节点MN就可以得知用户移动的主观信息。移动节点MN将上述用户移动的主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点RNA，如图2中步骤1所示。

RNA得知用户移动的主观信息后，将用户移动的主观信息转发给RNA所属的基站。或者，RNA将用户移动的主观信息转发给与RNA相邻的一个中继节点，该相邻的中继节点继续向其它中继节点转发上述用户移动的主观信息，直到转发到RNA所属的基站，如图2中步骤2所示。

上述基站接收到用户移动的主观信息后，为移动节点MN确定待切换的中继节点或者基站。

该中继节点或者基站可以是一个，也可以是多个，如图2中步骤3所示，为MN选择切换到中继节点RN C。由于基站通常包含无线网络控制器，如果基站将接收到的用户移动的主观信息再转发给与该基站相连的无线网络控制器，则也可以由无线网络控制器为MN确定待切换的中继节点或者基站。

由上述实施例可见，本发明所提供的无线网络中的中继方法，考虑到用户移动的主观信息，因此预测出的要切换的中继节点比现有技术中方法的更为准确，极大减少了预测与实际情况出现不一致的概率、使得用户不会感觉到有通话短暂中断的现象，始终保持清晰的话质，并减少了通信系统的管理负担，提高了通信系统的通信质量。

Claims

1.一种无线网络中的中继方法，该无线网络包含至少一个移动节点、至少一个基站、上述每个基站控制至少一个中继节点，其特征在于该方法包括以下的步骤：

2.根据权利要求1所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(1)中，上述移动节点首先得知上述用户移动的主观信息，再将上述主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点或者当前所属的基站。

3.根据权利要求2所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(1)中，上述移动节点通过用户发出的指令得知上述用户移动的主观信息。

4.根据权利要求2所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(1)中，上述移动节点通过与一个用户控制的中介设备进行通信得知上述用户移动的主观信息。

5.根据权利要求2至4之一所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述移动节点每隔一段时间将上述用户移动的主观信息通知正在与该移动节点通信的当前中继节点。

6.根据权利要求1所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(2)中，上述中继节点将上述用户移动的主观信息转发给与该中继节点相邻的至少一个中继节点，该相邻的中继节点继续向其它中继节点转发上述用户移动的主观信息，直到转发到上述中继节点当前所属的基站。

7.根据权利要求1所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(2)中，上述基站将接收到的上述用户移动的主观信息再转发给与该基站相连的无线网络控制器。

8.根据权利要求1所述的无线网络中的中继方法，其特征在于：上述步骤(3)中，上述基站的无线网络控制器确定上述至少一个待切换的中继节点或者基站。