CN1960306A - 无线线路控制系统、集中控制装置及无线线路控制方法 - Google Patents

无线线路控制系统、集中控制装置及无线线路控制方法 Download PDF

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CN1960306A CNA2006101380056A CN200610138005A CN1960306A CN 1960306 A CN1960306 A CN 1960306A CN A2006101380056 A CNA2006101380056 A CN A2006101380056A CN 200610138005 A CN200610138005 A CN 200610138005A CN 1960306 A CN1960306 A CN 1960306A
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Abstract

本发明提供了一种无线线路控制系统、集中控制装置及无线线路控制方法，其能够减少对高负荷的无线节点的控制信号，并减少连接到无线节点上的用户终端处的瞬时中断或连接断开。在a1到a3中，集中控制节点从各个无线节点请求指示无线节点之间的无线电波传播状态的接收电平，获取接收电平，并且计算和存储其平均值。在a4到a6中，集中控制节点从各个无线节点请求流量信息，获取流量信息，并且计算和存储其平均值。基于平均的历史流量信息和无线节点之间的接收电平，在a7和a8中，集中控制节点确定适合于现在到将来的无线网格网络的配置，并根据所确定的无线网格网络配置，将配置指示发送给每个无线节点。

Description

无线线路控制系统、集中控制装置及无线线路控制方法
技术领域
本发明涉及无线线路控制系统、集中控制装置及其中所使用的无线线路控制方法。具体地说，本发明涉及控制无线网格网络中的无线线路。
背景技术
传统上，已经提出了这样的无线网格网络，其按照网格模式以特定的间隔分布式地布置无线终端来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线终端之间传送分组数据，以将分组数据中继到目的终端(例如，参考日本专利申请早期公开No.2000-115171)。
在这种无线网格网络中，拥塞处理是通过无线终端根据网络中的数据量来改变传输速率或者根据传输目的地来改变传送率来进行的。此外，该无线网格网络具有如下的功能，例如在传输时为数据附加定向特性、利用预期到无线电波上的数据冲突时提供的两个或多个信道来进行数据传输、或者为每个无线终端提供从其多个连接点中选择最近的连接点的功能。
在如上所述的传统的无线网格网络中，从控制站的负荷增大的角度或者对瞬态波动的流量大小的跟随能力的角度等考虑，通过集中控制来控制无线网格网络的无线线路被认为是不现实的(例如，参考日本专利申请早期公开No.2002-345016)。
发明内容
在上述传统的无线网格网络中，由于为了在无线节点上的负荷高的状态下实现负荷分配，配置无线网格网络的无线节点之间的中继无线电的目的地被改变，所以用于切换与高负荷的无线节点相关联的中继无线电的控制信号所引起的负荷增大。
此外，在传统的无线网格网络中，由于在许多用户终端被连接的高负荷状态下的网络内进行中继无线电的切换，所以许多被连接的用户终端会发生瞬时中断或连接断开。
此外，在传统的无线网格网络中，由于目的地的切换是通过在无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之后搜索作为替代目的地的无线节点来进行的，所以在找不到目的地或者目的地的流量高的情况下会发生瞬时中断或长时间的连接断开。
考虑到上述问题，本发明的一个目的在于通过提供一种无线线路控制系统、集中控制装置及其中所使用的无线线路控制方法来解决上述问题，其能够减少对高负荷的无线节点的控制信号，并且减少在连接到无线节点的用户终端上瞬时中断或连接断开的发生。
根据本发明的无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置多个无线节点以配置无线网格网络，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，无线线路控制系统包括：
集中控制装置，其控制多个无线节点中的每个无线节点；以及
网关无线节点，其向其他网络发送和从其他网络接收被发送给多个无线节点和从多个无线节点接收的用户数据；其中
集中控制装置包括：基于预先从网关无线节点和多个无线节点中的每个无线节点收集的无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的装置；以及基于分析结果，在无线节点进入高负荷状态之前和无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立无线网格的装置。
根据本发明的集中控制装置是这样一种集中控制装置：其控制无线线路控制系统中的多个无线节点中的每个无线节点，所述无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置多个无线节点来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，所述集中控制装置包括：
基于预先从网关无线节点和多个无线节点中的每个无线节点收集的无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的装置，所述网关无线节点向其他网络发送和从其他网络接收被发送给多个无线节点和从多个无线节点接收的用户数据；以及基于分析结果，在无线节点进入高负荷状态之前和无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立无线网格的装置。
根据本发明的无线线路控制方法是用在无线线路控制系统中的无线线路控制方法，所述无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置多个无线节点来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，所述无线线路控制方法包括：
集中控制装置，其控制多个无线节点中的各个无线节点；以及网关无线节点，其向其他网络发送和从其他网络接收被发送给多个无线节点和从多个无线节点接收的用户数据；其中
集中控制装置执行：基于预先从网关无线节点和多个无线节点中的每个无线节点收集的无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的处理；以及在无线节点进入高负荷状态之前和无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，基于分析结果，建立无线网格的处理。
换句话说，由于具有通过分析预先收集的流量信息或通过分析无线电波传播状态，在无线节点进入高负荷状态之前或者在无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立合适的无线网络的装置，根据本发明的无线线路控制系统能够减少对高负荷无线节点的控制，并且减少在连接到无线节点的用户终端上的瞬时中断或连接断开的发生。
本发明的第一特征在于，当利用用于建立无线网格网络的无线节点建立网络时，集中控制节点预先从每个无线节点收集流量信息，并且通过分析这些历史流量信息估计从现在到将来的流量模式，以在流量负荷增大之前完成无线节点的网格网络的建立，使得配置后的网络将负荷分布在整个网格网络上，以实现最佳的吞吐量。
上述无线节点对应于无线LAN(局域网)中的接入点或者移动通信系统中的基站，并且对无线节点的同样的定义将用在下面的描述中。
本发明的第二特征在于，当利用用于建立无线网格网络的无线节点建立网络时，集中控制节点预先从每个无线节点收集无线节点之间的无线电波接收电平，并且通过分析这些历史无线电波接收电平估计从现在到将来的无线电波传播状态，以实现无线节点的网格网络的建立，使得在配置后的网络中由于无线电波引起的吞吐量衰减变得最小。
本发明的第三特征在于，当利用用于建立无线网格网络的无线节点建立网络时，通过使集中控制节点重复地从每个无线节点中获取流量信息或关于无线电波接收电平的信息，可以准确地估计流量模式或无线电波传播状态。
在无线网格网络中，有在无线节点之间中继数据的无线线路，以及在无线节点和用户终端之间发送和接收数据的无线线路。在下面的描述中，前者将被定义为中继无线电，而后者将被定义为接入无线电。
更准确地说，在根据本发明的无线线路控制系统中，集中控制节点预先从每个无线节点获取各个无线节点之间的接收电平，以便验证可连接的两个无线节点。然后，集中控制节点周期性地从每个无线节点获取流量信息，并且计算和存储所获得的流量信息的平均值。中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、接入无线电负荷、接入无线电线路的数目等可以被考虑作为流量信息。
与根据被存储的历史流量信息的平均值估计的从现在到将来的负荷模式(基于例如工作日和假日的时间段的趋势)相关联，集中控制节点分配整个网络上的负荷，并确定无线网格网络的配置以获得最佳的吞吐量，并且将包括建立网格网络所必需的信息的用于网格配置的指示发给每个无线节点。用于实现关于网格配置的指示的消息包括作为中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、允许的接入无线电负荷等。
可以看到，在根据本发明的无线线路控制系统中，由于每个无线节点的流量信息和无线节点之间的接收电平预先被集中控制节点获取，并且基于所估计的将来的流量模式或关于无线电波传播状态的信息建立无线网格网络，所以可以在流量负荷增大之前建立合适的无线网格网络。
这意味着在根据本发明的无线线路控制系统中，通过分析由集中控制节点预先收集的历史流量信息或历史无线电传播状态，可以在无线节点进入高负荷状态之前或者在无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前建立合适的无线网格网络，从而能够减少对高负荷的无线节点的控制信号，并且减少在连接到无线节点的用户终端上瞬时中断或连接断开的发生。
可以看到，在根据本发明的无线线路控制系统中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的流量信息的平均值，以使得根据预先估计的流量状态在无线节点上的负荷增大之前配置实现最佳吞吐量的无线网格网络，所以可以减少伴随着改变网络配置而对高负荷的无线节点的控制。
此外，在根据本发明的无线线路控制系统中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的流量信息的平均值，以使得根据预先估计的流量状态在无线节点上的负荷增大之前配置实现最佳吞吐量的无线网格网络，所以可以减少伴随着改变网络配置的在连接到无线节点的多个用户终端上的瞬时中断或连接断开的发生。
而且，在根据本发明的无线线路控制系统中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的无线电传播状态的平均值，以使得在预先估计的无线节点之间的中继无线电的无线电波状态恶化之前，配置使用可用中继无线电的无线网格网络，所以与在中继无线电的无线电波状态恶化之后再搜索替代目的地并进行切换的情况相比，可以减少在用户终端上瞬时中断或连接断开的发生。虽然当使用许可的频带作为中继无线电时这个效果很微小，因为这种情况下来自他人的干扰的影响较小，但是当使用作为中继无线电没有被许可就可以使用的频带时，这个效果就会更明显，因为这种情况下来自他人的干扰的影响较大。
通过将本发明布置为具有以下配置并执行以下操作，可以达到这样的效果，即减少去往高负荷的无线节点的控制信号，并且减少在连接到无线节点的用户终端上瞬时中断或连接断开的发生。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的无线线路控制系统的配置的框图；
图2是示出了图1中所示的集中控制节点的配置的框图；
图3是示出了根据本发明实施例的无线线路控制系统的操作的序列图；
图4是示出了用于使用图1中所示的集中控制节点计算流量信息的平均值的处理操作的流程图；
图5是示出了在图3中所示的处理a5中所通知的流量信息的获取示例的示图；
图6是示出了根据相应的时间段，对在图3中所示的处理a6中计算出的无线节点(a)3-1的流量信息的平均值进行组织的示例的示图；
图7是示出了无线网格网络的配置的示例的示图，当从历史流量信息中计算出图5中所示的平均值时，该无线网格网络实现了整体的最佳吞吐量。
图8是示出了根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的配置的框图；以及
图9是示出了根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的操作的序列图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的实施例。图1是示出了根据本发明的实施例的无线线路控制系统的配置的框图。在图1中，根据本发明实施例的无线线路控制系统包括集中控制节点1、网关无线节点2、无线节点(a到e)3-1到3-5，以及用户终端A，例如移动单元41到47和PC(个人计算机)51到56。
集中控制节点1具有如下功能：从各个无线节点(a到e)3-1到3-5收集指示无线节点之间的无线电波传播状态的接收电平和指示无线节点的流量状态的信息；分析并存储收集到的信息；基于经分析的历史无线电波传播状态或流量信息，确定适合于将来的负荷模式的无线网格网络的配置；以及通过通知用于配置无线网格网络的信息，指示各个无线节点(a到e)3-1到3-5建立所确定的网络配置。
在无线网格网络中，有在无线节点之间中继数据的无线线路以及在无线节点和用户终端之间发送和接收数据的无线线路。在下面的描述中，前者将被定义为中继无线电，而后者将被定义为接入无线电。另外，中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、接入无线电负荷、接入无线电线路的数目等可以被考虑作为上述的流量信息。此外，作为中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、允许的接入无线电负荷等可以被考虑作为用来配置无线网格网络的信息。
网关无线节点2具有如下功能：测量从其他无线节点(a到e)3-1到3-5发送的无线电波的接收电平，并将测得的接收电平通知给集中控制节点1；当利用其他无线节点(a到e)3-1到3-5建立中继无线电时，测量中继无线电负荷和中继无线电的数目，并且将其通知给集中控制节点1；当存在在其自身服务区域内进行通信的用户终端A(例如移动单元41)时，测量接入无线电负荷和接入无线电的数目，并且将其通知给集中控制节点1；以及响应于来自集中控制节点1的请求，根据集中控制节点1所提供的信息配置无线网格网络。
另外，网关无线节点2被有线连接到LAN(局域网)环境，并且具有如下功能：向另一网络100发送和从另一网络100接收被发送给其他无线节点(a到e)3-1到3-5和从其他无线节点(a到e)3-1到3-5接收的用户数据。作为中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、允许的接入无线电负荷等可以被考虑作为集中控制节点1所提供的信息。
无线节点(a到e)3-1到3-5对应于无线LAN中的接入点，或者移动通信系统中的基站。另外，无线节点(a到e)3-1到3-5具有如下功能：测量从其他无线节点发送的无线电波的接收电平，并且响应于来自集中控制节点1的请求，将所测得的接收电平通知给集中控制节点1；当在其他无线节点之间建立中继无线电时，测量中继无线电负荷和中继无线电的数目，并且将其通知给集中控制节点1；当存在在其自身的服务区域内进行通信的用户终端(例如移动单元42到47或PC 51到56)时，测量接入无线电负荷和接入无线电的数目，并且将其通知给集中控制节点1；以及根据集中控制节点1所提供的信息配置无线网格网络。
作为中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、允许的接入无线电负荷等可以被考虑作为集中控制节点1所提供的信息。
用户终端A(例如移动单元41到47或PC 51到56)具有用于发送和接收连续数据的发送/接收功能，这些数据例如是音频数据或分组数据，例如在无线节点之间的Web浏览。由于这样的用户终端在本领域中是公知的，并且与本发明不直接相关，所以将省略对其详细配置的描述。此外，类似地，由于另一网络100也不与本发明直接相关，所以将省略对其配置的详细描述。顺便提及，本实施例的配置可以包括更多无线节点或者包括多个网关无线节点。
图2是示出了图1中所示的集中控制节点1的配置的框图。在图2中，集中控制节点1包括控制节点内的各个部分的CPU(中央处理单元)11、存储由CPU 11执行的控制程序12a的主存储器12、当执行控制程序12a时CPU 11将其用作工作区域的存储单元13、以及控制与网关无线节点2或另一网络100通信的通信控制部分14等。另外，在集中控制节点1中，CPU 11、主存储器12、存储单元13和通信控制部分14被分别连接到内部总线110。
此外，存储装置13包括保存计算出的节点间接收电平的平均电平的节点间接收电平平均值保存区域131、保存计算出的流量信息的平均水平的流量信息平均值保存区域132、以及保存网格配置信息的网格配置信息保存区域133。顺便提及，在集中控制节点1处，上述功能通过CPU 11执行控制程序12a来实现。
图3是示出了根据本发明实施例的无线线路控制系统的操作的序列图。现在参考图1到图3描述根据本发明实施例的无线线路控制系统的操作。顺便提及，图3中所示的集中控制节点1的操作通过CPU 11执行控制程序12a来实现。
当集中控制节点1向各个无线节点(a到e)3-1到3-5请求指示无线节点之间的无线电波传播状态的接收电平(参考图3中的a1)时，各个无线节点(a到e)3-1到3-5测量从其他无线节点发送的中继无线电的接收电平，并将其通知给集中控制节点1(参考图3中的a2)。省略了对无线节点(c到e)3-3到3-5的操作的描述。
集中控制节点1计算从各个无线节点(a到e)3-1到3-5获得的接收电平的平均值，并分别存储各个无线节点的平均值(参考图3中的a3)。这使得集中控制节点1能够识别各个无线节点之间的可用中继无线电。
另外，当集中控制节点1向各个无线节点(a到e)3-1到3-5请求流量信息(参考图3中的a4)时，各个无线节点(a到e)3-1到3-5测量流量信息并将其通知给集中控制节点1(参考图3中的a5)。虽然这里所指的流量信息包括中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、接入无线电负荷、接入无线电线路的数目等，但是也可以使用指示流量大小的其他信息。
集中控制节点1计算从各个无线节点(a到e)3-1到3-5获得的流量信息的平均值，并且分别存储各个无线节点的平均值(参考图3中的a6)。处a1到a6(计算并存储接收电平的平均值，计算并存储流量信息的平均值)被重复执行。
基于无线节点之间的平均历史流量信息和接收电平，集中控制节点1确定适合于从现在到将来的无线网格网络的配置(图3中的a7)。依照所确定的无线网格网络配置，集中控制节点1将配置指示发送给各个无线节点(a到e)3-1到3-5(参考图3中的a8)。虽然在指示配置时发送的信息包括作为中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、允许的接入无线电负荷等，但是这些信息也可以包括用于配置无线网格网络的其他要素。
在根据集中控制节点1指示的配置信息配置无线网格网络之后，各个无线节点(a到e)3-1到3-5发出响应(参考图3中的a9)。
图4是示出了由图1中所示的集中控制节点1执行的用于计算流量信息的平均值的处理操作的流程图。现在参考图1到图4描述集中控制节点1用于计算流量信息的平均值的处理操作。顺便提及，图4中所示的处理通过CPU 11执行控制程序12a来实现。
在集中控制节点1中，从无线节点(a)3-1获得的流量信息被定义为a，收集流量的次数被定义为N(初始值为0)，以及每次收集的平均流量信息被定义为A(初始值为0)(图4中的步骤S1)。在从无线节点(a)3-1获得流量信息(图4中的步骤S2)之后，集中控制节点1利用如下等式计算并更新每次收集的平均流量信息A(图4中的步骤S3)：
A＝(N×A+a)/(N+1)
集中控制节点1接下来对收集流量的次数进行计数(N＝N+1)(图4中的步骤S4)。
接下来，在集中控制节点1处，可以通过在预定的单位时间内重复执行处理步骤S1到S4来获得具有较高准确度的平均值。对各个无线节点(a到e)3-1到3-5分别执行上述处理操作，并且这些处理操作分别被存储。
图5是示出了获取在图3中所示的处理步骤a5中被通知的流量信息的示例的示图。图6是示出了在图3中所示的处理步骤a6中进行计算的根据相应的时间段组织的无线节点(a)3-1的流量信息的平均值的示例的示图。图7是示出了无线网格网络的配置的示例，当从历史流量信息中计算出图5中所示的平均值时，所述无线网格网络整体上实现了最佳吞吐量。
在图5中，对于网关无线节点2或无线节点(a到e)3-1到3-5，流量信息分别包括中继无线电负荷、中继无线电的数目、接入无线电负荷、接入无线电的数目等。例如，在网关无线节点2中，中继无线电负荷为“54Mbps(最大)”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“2Mbps(小)”，并且接入无线电的数目为“1”。
在无线节点(a)3-1处，中继无线电负荷为“2Mbps(小)”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“2Mbps(小)”，并且接入无线电的数目为“1”。在无线节点(b)3-2处，中继无线电负荷为“30Mbps(大)”，中继无线电的数目为“3”，接入无线电负荷为“26Mbps(大)”，并且接入无线电的数目为“10”。
在无线节点(c)3-3中，中继无线电负荷为“50Mbps(最大)”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“20Mbps(大)”，并且接入无线电的数目为“8”。在无线节点(d)3-4处，中继无线电负荷为“2Mbps(小)”，中继无线电的数目为“1”，接入无线电负荷为“2Mbps(小)”，并且接入无线电的数目为“1”。在无线节点(e)3-5处，中继无线电负荷为“2Mbps(小)”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“2Mbps(小)”，并且接入无线电的数目为“1”。
在图6中，以每单位时间为基础，组织无线节点(a)3-1的流量信息的平均值，并且对于每单位时间，其包括中继无线电负荷、中继无线电的数目、接入无线电负荷、接入无线电的数目等。例如，对于工作日(0:00到7:00)，中继无线电负荷为“4Mbps”，中继无线电的数目为“3”，接入无线电负荷为“2Mbps”，并且接入无线电的数目为“1”。
对于工作日(7:00到21:00)，中继无线电负荷为“30Mbps”，中继无线电的数目为“1”，接入无线电负荷为“30Mbps”，并且接入无线电的数目为“10”。对于工作日(12:00到13:00)，中继无线电负荷为“50Mbps”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“4Mbps”，并且接入无线电的数目为“2”。
对于工作日(13:00到17:00)，中继无线电负荷为“50Mbps”，中继无线电的数目为“1”，接入无线电负荷为“50Mbps”，并且接入无线电的数目为“50”。对于工作日(17:00到19:00)，中继无线电负荷为“30Mbps”，中继无线电的数目为“1”，接入无线电负荷为“30Mbps”，并且接入无线电的数目为“20”。
对于工作日(19:00到21:00)，中继无线电负荷为“10Mbps”，中继无线电的数目为“2”，接入无线电负荷为“5Mbps”，并且接入无线电的数目为“5”。对于工作日(21:00到24:00)，中继无线电负荷为“50Mbps”，中继无线电的数目为“4”，接入无线电负荷为“2Mbps”，并且接入无线电的数目为“2”。
根据图6中所示的示例，虽然通过将“工作日”组分成多个时间段(例如凌晨“0:00到7:00”和上午“7:00到12:00”)来进行平均，但是也可以用星期六、星期天或其他节假日作为组来进行平均，或者使用一周从星期一到星期五这些天作为分别的组。另外，可以按小时或分钟为基础划分时间。
接下来，参考图5(历史流量信息)，估计在无线节点(b)3-2和(c)3-3处，在图5的将来同一时间，接入无线电负荷和接入无线电的数目将会很大，并且当保持多个中继无线电时，吞吐量将被缩减。因此，集中控制节点1预先指示无线节点(b)3-2和(c)3-3通过将中继无线电的数目限制为“1”以防止无线节点执行中继处理，来优先进行接入无线电处理。
另外，参考图5，在网关无线节点2处，假设在图5的将来同一时间中继无线电负荷会很高。因此，集中控制节点1通过预先指示网关无线节点2增加到无线节点(a)3-1和(c)3-3的中继无线电的数目来使网关无线节点2确保可处理的中继无线电负荷，并预先指示网关无线节点2通过限制接入无线电负荷和接入无线电的数目来优先进行中继无线电处理。
此外，参考图5，在无线节点(a)3-1处，假设在图5的将来同一时间负荷不高。但是，如上所述，估计无线节点(b)3-2和(d)3-4之间的中继无线电将被存储，以便配置网络以使得无线节点(b)3-2不执行中继处理。因此，集中控制节点1预先指示无线节点(a)3-1通过限制接入无线电负荷和接入无线电的数目来优先进行对无线节点(b)3-2和(d)3-4的中继无线电处理。
此外，参考图5，在无线节点(d)3-4和(e)3-5处，假设在图5的将来同一时间负荷不高。但是，如上所述，估计作为无线电中继目的地的无线节点(a)3-1的中继无线电负荷将增大。因此，集中控制节点1预先指示无线节点(d)3-4和(e)3-5通过限制接入无线电负荷和接入无线电的数目来抑制作为无线电中继目的地的无线节点(a)3-1的中继无线电负荷。其中已经执行了以上处理的无线网格网络的结果被示出在图7中。
可以看到，在本发明中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的流量信息的平均值，使得根据预先估计的流量状态，实现最佳吞吐量的无线网格网络在无线节点(a到e)3-1到3-5上的负荷增大之前被配置，所以可以减少伴随着改变网络配置而对高负荷的无线节点的控制。
此外，在本发明中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的流量信息的平均值，使得根据预先估计的流量状态，实现最佳吞吐量的无线网格网络在无线节点(a到e)3-1到3-5上的负荷增大之前被配置，所以可以减少伴随着改变网络配置的在连接到无线节点(a到e)3-1到3-5的多个用户终端上瞬时中断或连接断开的发生。
此外，在本发明中，由于对于每星期的特定日子或每时间段，计算了预先收集的无线电传播状态的平均值，使得使用可用中继无线电的无线网格网络在预先估计的无线节点之间的中继无线电波状态恶化之前被配置，所以与在中继无线电波状态恶化之后再搜索替代目的地并进行切换的情况相比，可以减少在用户终端A上的瞬时中断或连接断开的发生。虽然当使用许可的频带作为中继无线电时这个效果很微小，因为这种情况下来自他人的干扰的影响较小，但是当使用作为中继无线电的没有许可就可以使用的频带时，这个效果就会增大，因为这种情况下来自他人的干扰的影响较大。
图8是示出了根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的配置的框图。在图8中，根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的配置类似于根据图1所示的本发明的实施例的无线线路控制系统，只是现在的网关无线节点被分成了控制信号处理节点2-2和用户信号处理节点2-1。这里所使用的控制信号是指在集中控制节点1和各个无线节点(a到e)3-1到3-5之间发送和接收的信号，而用户信号是指经用户终端A和另一网络100(包括互联网)发送和接收的诸如HTTP(超文本传输协议)、电子邮件、声音、图像、运动图像等的信号。
集中控制节点1的配置类似于根据图2中所示的本发明的实施例的集中控制节点1的配置，并且通过CPU 11执行控制程序12a来实现与根据本发明的实施例的集中控制节点1相类似的功能。
用于控制信号的网关无线节点2-2具有用于中继在集中控制节点1和无线节点(a到e)3-1到3-5之间发送和接收的控制信号的功能，但是不具有用于中继用户信号的功能。此外，因为用于控制信号的网关无线节点2-2优先考虑无线节点(a到e)3-1到3-5之间的中继无线电，所以用于控制信号的网关无线节点2-2不需要具有处理用来与用户终端A通信的接入信号的功能。
用于用户信号的网关无线节点2-1具有与根据本发明实施例的上述网关无线节点2基本类似的功能，只是用户信号网关无线节点2-1不具有中继控制信号的功能。
无线节点(a到e)3-1到3-5具有与前面描述的根据本发明的实施例的无线节点(a到e)3-1到3-5相类似的功能，并且还具有区分控制信号和用户信号的发送和接收目的地的功能。
用于控制信号的中继无线电以及用于用户信号的中继无线电和接入无线电可以分别使用相同的或不同的频带，并且可以分别使用相同的或不同的无线电系统。
在本实施例中，集中控制节点1和无线节点(a到e)3-1到3-5之间的操作基本类似于本发明的上述实施例中的那些操作，只是由集中控制节点1从各个无线节点(a到e)3-1到3-5获取的接收电平和流量信息现在是针对用于用户信号的中继无线电，而不是用于控制信号的中继无线电。此外，来自集中控制节点1的关于无线网格网络的配置变化的指示是针对用于用户信号的中继无线电，并且用于控制信号的中继无线电不被考虑作为改变对象。
可以看到，在本实施例中，无线节点之间的中继无线电被分为用于控制信号的和用于用户信号的。因此，例如，当需要延伸用于控制信号的中继无线电的传播距离时，要使用的频带可以是窄的，并且可以使用被许可的频带。同时，对于用于用户信号的中继无线电，因为希望即使传播距离很短也使用宽的频带，所以可以使用未许可的频带。通过按照这种方式提高频率使用的自由度，可以更有效地使用为每个载波所限定的频率。
图9是示出了根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的操作的程序图。根据本发明的另一实施例的无线线路控制系统的配置类似于根据图1中所示的本发明的实施例的无线线路控制系统。类似地，集中控制节点1的配置类似于图1中所示的本发明的实施例。
在本发明的另一实施例中，在各个无线节点(a到e)3-1到3-5中，接收电平或流量信息分别在每特定时段被测量，并被平均，并且被从无线节点(a到e)3-1到3-5通知给集中控制节点1。顺便提及，在图9中，省略了对无线节点(b到e)3-2到3-5的操作的描述。现在将给出参考图1和图9的描述。
各个无线节点(a到e)3-1到3-5测量每个特定时段的无线节点之间的中继无线电的接收电平，并计算它们的平均值(参考图9中的b1、b2)，并将各个无线节点之间的接收电平的平均值通知给集中控制节点1(参考图9中的b3)。集中控制节点1存储根据各个无线节点(a到e)3-1到3-5的被通知的接收电平的平均值(参考图9中的b4)。
另外，各个无线节点(a到e)3-1到3-5测量每个特定时段的流量信息，计算它们的平均值(参考图9中的b5、b6)，并将流量信息的平均值通知给集中控制节点1(参考图9中的b7)。集中控制节点1存储根据各个无线节点(a到e)3-1到3-5的被通知的流量信息的平均值(参考图9中的b8)。处理b1到b8(计算并存储接收电平的平均值，计算并存储流量信息的平均值)被重复进行。
基于平均的历史流量信息和无线节点之间的接收电平，集中控制节点1确定适合于现在到将来的无线网格网络的配置(图9中的b9)。根据所确定的无线网格网络的配置，集中控制节点1向各个无线节点(a到e)3-1到3-5发送配置指示(参考图9中的b10)。在根据集中控制节点1所指示的配置信息配置无线网格网络之后，各个无线节点(a到e)3-1到3-5发出响应(参考图9中的b11)。
可以看到，利用本实施例，由于不再需要来自集中控制节点1的用于请求来自各个无线节点(a到e)3-1到3-5的流量信息或接收电平的消息，所以本实施例具有控制信号量被减小的优点。
在本发明的上述实施例中，虽然无线节点之间的接收电平的获取和流量信息的获取是分别利用不同的消息执行的，但是也可以利用单一的消息来集中地执行请求/通知。这将减少集中节点1和各个无线节点(a到e)3-1到3-5之间的消息量。因而，这些实施例将具有总的控制信号量被减少的优点。
另外，在本发明中，分析无线节点之间的接收电平和流量信息的装置不必是简单地计算平均值。相反，可以利用各种分析装置进行分析，例如在根据所获取的数据的变化模式来去除距离平均值非常远的值的同时进行平均，或者计算被用作用于配置无线网格网络的要素的模值(modevalue)。这使得本发明具有如下优点，即可以根据所获取的数据的变化模式进行适当的分析。
另外，利用本发明，在预期到由于人们的异常运动引起流量增加的情况下(例如有音乐会或展览等)，可以通过将分别对各个无线节点(a到e)3-1到3-5预期的流量信息人工输入到集中控制节点1中来建立合适的无线网格网络。这使得本发明具有如下优点，即可以建立这样的无线网格网络，其预先考虑了流量的不规则和异常的增加。
而且，利用本发明，当中继无线电和接入无线电的传送输出被安排为可变的时，可以通过使集中控制节点1从各个无线节点(a到e)3-1到3-5获取中继无线电的接收电平，并同时获取中继无线电的发射输出，来使集中控制节点1向各个无线节点(a到e)3-1到3-5指示合适的中继无线电发射输出，并且将发送方无线节点的发射输出和接收方无线节点的接收电平之间的关系转换成无线节点数据，并存储它们。在本发明中，这将防止无线节点(a到e)3-1到3-5发送不相关的无线电波。因而，具有抑制其他无线电干扰的优点。

Claims (27)

1.一种无线线路控制系统，所述无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置多个无线节点来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，所述无线线路控制系统包括：
集中控制装置，所述集中控制装置控制所述多个无线节点中的每个无线节点；以及
网关无线节点，所述网关无线节点向其他网络发送和从其他网络接收被发送给所述多个无线节点和从所述多个无线节点接收的用户数据；其中
所述集中控制装置包括：基于预先从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的装置；以及基于所述分析结果，在所述无线节点进入高负荷状态之前和在所述无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立无线网格的装置。
2.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史流量信息，以估计从现在到将来的流量模式，并且分配整个无线网格网络上的负荷，以配置其中实现了最佳吞吐量的网络。
3.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史无线电波接收电平，以估计从现在到将来的无线电传播状态，并且配置其中无线电吞吐量衰减最小的网络。
4.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点重复地获取所述流量信息和关于所述无线电波接收电平的信息，以更准确地估计流量模式和所述无线电传播状态。
5.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，所述集中控制装置分别计算并存储已经预先从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息的平均水平。
6.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，所述集中控制装置存储分别在所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点处收集并计算的所述无线节点之间的接收电平的每个平均值和流量信息的每个平均值。
7.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，所述无线节点至少是无线局域网中的接入点或移动通信系统中的基站。
8.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，所述流量信息至少包括指示在所述无线节点之间中继数据的无线线路的中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、指示在所述无线节点和用户终端之间发送和接收数据的无线线路的接入无线电负荷、以及接入无线电线路的数目。
9.根据权利要求1所述的无线线路控制系统，其中，所述集中控制装置用来向所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点指示所述无线网格配置的消息至少包括作为所述中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、以及允许的接入无线电负荷。
10.一种集中控制装置，所述集中控制装置控制无线线路控制系统中的多个无线节点中的每个无线节点，所述无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置所述多个无线节点来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，所述集中控制装置包括：
分析无线电波传播状态的装置，基于预先从网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的装置，所述网关无线节点向其他网络发送和从其他网络接收被发送给所述多个无线节点和从所述多个无线节点接收的用户数据；以及基于所述分析结果，在所述无线节点进入高负荷状态之前和在所述无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立无线网格的装置。
11.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史流量信息，以估计从现在到将来的流量模式，并且分配整个无线网格网络上的负荷，以配置其中实现了最佳吞吐量的网络。
12.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史无线电波接收电平，以估计从现在到将来的无线电传播状态，并且配置其中无线电吞吐量衰减最小的网络。
13.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点重复地获取所述流量信息和关于所述无线电波接收电平的信息，以更准确地估计流量模式和所述无线电传播状态。
14.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，所述集中控制装置分别计算并存储已经预先从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息的平均水平。
15.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，所述集中控制装置存储分别在所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点处收集并计算的所述无线节点之间的接收电平的每个平均值和流量信息的每个平均值。
16.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，所述无线节点至少是无线局域网中的接入点或移动通信系统中的基站。
17.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，所述流量信息至少包括指示在所述无线节点之间中继数据的无线线路的中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、指示在所述无线节点和用户终端之间发送和接收数据的无线线路的接入无线电负荷、以及接入无线电线路的数目。
18.根据权利要求10所述的集中控制装置，其中，用来向所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点指示所述无线网格配置的消息至少包括作为所述中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、以及允许的接入无线电负荷。
19.一种用在无线线路控制系统中的无线线路控制方法，所述无线线路控制系统按照网格模式以特定的间隔分布式地布置多个无线节点来配置无线网格，并且在彼此相邻的无线节点之间传送分组数据，所述无线线路控制方法包括：
集中控制装置，所述集中控制装置控制所述多个无线节点中的各个无线节点；以及网关无线节点，所述网关无线节点向其他网络发送和从其他网络接收被发送给所述多个无线节点和从所述多个无线节点接收的用户数据；其中
所述集中控制装置执行：基于预先从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息，分析无线电波传播状态的处理；以及基于所述分析结果，在所述无线节点进入高负荷状态之前和在所述无线节点之间的中继无线电的无线电波条件恶化之前，建立无线网格的处理。
20.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史流量信息，以估计从现在到将来的流量模式，并且分配整个无线网格网络上的负荷，以配置其中实现了最佳吞吐量的网络。
21.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置分析从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的历史无线电波接收电平，以估计从现在到将来的无线电传播状态，并且配置其中无线电吞吐量衰减最小的网络。
22.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，当建立所述无线网格网络时，所述集中控制装置从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点重复地获取所述流量信息和关于所述无线电波接收电平的信息，以更准确地估计流量模式和所述无线电传播状态。
23.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，所述集中控制装置分别计算并存储已经预先从所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点收集的所述无线节点之间的接收电平和流量信息的平均水平。
24.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，所述集中控制装置存储分别在所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点处收集并计算的所述无线节点之间的接收电平的每个平均值和流量信息的每个平均值。
25.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，所述无线节点至少是无线局域网中的接入点或移动通信系统中的基站。
26.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，所述流量信息至少包括指示在所述无线节点之间中继数据的无线线路的中继无线电负荷、中继无线电线路的数目、指示在所述无线节点之间发送和接收数据的无线线路的接入无线电负荷、以及接入无线电线路的数目。
27.根据权利要求19所述的无线线路控制方法，其中，所述集中控制装置用来向所述网关无线节点和所述多个无线节点中的每个无线节点指示所述无线网格配置的消息至少包括作为所述中继无线电的目的地的无线节点、允许的中继无线电负荷、以及允许的接入无线电负荷。
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