TW201633832A - 一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法 - Google Patents

一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法 Download PDF

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Abstract

本發明為一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法。該通信系統，包括：自組織MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網；該MESH接入網通過該回傳網路，與該核心網連接；該蜂窩接入網通過該回傳網路，與該核心網連接。

Description

一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法
本發明屬於無線通訊技術領域，特別是關於一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法。
目前藍牙技術被廣泛應用於近距離通信(例如感測器網路)中。
如圖1A所示，MESH(自組織或無固定基礎設施)網路模型的藍牙系統中一個叢集頭和一系列末端節點(EndPoint)構成一個叢集，叢集內EndPoint通信通過叢集頭設備進行控制。叢集內通信採用2.4GHz公共頻段，通過跳頻方式進行干擾避免。叢集頭與EndPoint之間採用靜態配置的通道與安全參數。各個叢集之間相互獨立，不同叢集間的EndPoint成員無法相互通信。
如圖1B所示，現有的蜂窩系統中，終端根據下行導頻信號強度確定服務基地台，服務基地台負責為接入終端提供資料傳輸服務。服務基地台將從終端接收到的上行資料轉發給核心網，核心網負責為接入終端提供到外部網路的連接服務。
目前感測器網路中，叢集頭設備與EndPoint採用公共頻率進行通信，因此很容易受到臨近Wifi系統的干擾，從而造成可靠性差的問 題。此外現有感測器網路沒有核心網輔助因此只能採用靜態的安全參數，並且不能提供QoS(Quality of Service，業務品質)保證。
綜上所述，目前MESH網路的對移動性的支援度不高，並且蜂窩接入網的可靠性和頻譜使用的靈活性不高。
本發明提供一種通信系統、通信網路、通信設備和通信方法，用以解決現有技術中存在的MESH網路的對移動性的支援度不高，並且蜂窩接入網的可靠性和頻譜使用的靈活性不高的問題。
第一方面，本發明實施例提供的一種通信系統，該通信系統包括：MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網；該MESH接入網通過該回傳網路，與該核心網連接；該蜂窩接入網通過該回傳網路，與該核心網連接。
結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，該MESH接入網包括多個叢集，每個該叢集包括至少一個DSC和至少一個EP，該蜂窩接入網包括多個本地接入網，每個該本地接入網包括至少一個LSC，還包括至少一個基地台和/或至少一個AP，該核心網中包括至少一個NSC；該DSC，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC與對應的叢集中的每個EP連接；該LSC，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備； 該NSC，用於通過該回傳網路將收到的該DSC和/或該LSC的資訊傳輸給該核心網。
結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，叢集之間能夠相互交疊，且本地接入網之間能夠相互交疊，且本地接入網與叢集之間能夠相互交疊。
結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，該MESH接入網和蜂窩接入網使用傳統蜂窩的專用頻率或其他公用公共頻率。
結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，該DSC還用於：對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
結合第一方面的第一種~第四種可能的實現方式中的任一一種，在第五種可能的實現方式中，該DSC還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
結合第一方面的第一種~第四種可能的實現方式中的任一一種，在第六種可能的實現方式中，該LSC還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
結合第一方面的第六種可能的實現方式，在第七種可能的實現方式中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部： 進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
結合第一方面的第一種~第四種可能的實現方式中的任一一種，在第八種可能的實現方式中，該NSC還用於：對該DSC和/或該LSC進行身份驗證，並在驗證通過後在該DSC和/或該LSC之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道；以及在業務層和身份層，對與該DSC連接的該EP和該特定接入設備進行管理。
第二方面，本發明實施例提供的一種MESH接入網，該MESH接入網包括：多個叢集，每個該叢集包括至少一個DSC和至少一個EP；該DSC，用於通過回傳網路，與核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC與對應的叢集中的每個EP連接。
結合第二方面，在第一種可能的實現方式中，叢集之間能夠相互交疊。
結合第二方面，在第二種可能的實現方式中，該DSC還用 於：對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
結合第二方面、第二方面的第一種可能的實現方式和第二種可能的實現方式中的任一一種，在第三種可能的實現方式中，該DSC還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
協力廠商面，本發明實施例提供的一種蜂窩接入網，該蜂窩接入網包括：多個本地接入網，每個該本地接入網包括至少一個LSC，還包括至少一個基地台和/或至少一個AP；該LSC，用於通過回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備。
結合協力廠商面，在第一種可能的實現方式中，該LSC還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
結合協力廠商面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或 無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
第四方面，本發明實施例提供的一種DSC，該DSC包括：第一傳輸模組，用於發送或接收與EP相關的資訊；第一處理模組，用於控制該第一傳輸模組通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC對應至少一個叢集，該DSC對應的叢集中的每個EP與該DSC連接。
結合第四方面，在第一種可能的實現方式中，該第一處理模組還用於：對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
結合第四方面或第四方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，該第一處理模組還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
第五方面，本發明實施例提供的一種LSC，該LSC包括：第二傳輸模組，用於發送或接收與特定接入設備相關的資 訊；第二處理模組，用於控制該第二傳輸模組通過回傳網路，與核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備。
結合第五方面，在第一種可能的實現方式中，該第二處理模組還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
結合第五方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
第六方面，本發明實施例提供的一種NSC，該NSC包括：第三傳輸模組，用於通過回傳網路接收來自MESH接入網中的DSC的資訊，以及通過回傳網路接收來自蜂窩接入網中的LSC的資訊；第三處理模組，用於將該第三傳輸模組接收到的來自該 DSC的資訊傳輸給該核心網，以及將該第三傳輸模組接收到的來自該LSC的資訊傳輸給該核心網。
結合第六方面，在第一種可能的實現方式中，該第三處理模組還用於：對該DSC和/或該LSC進行身份驗證，並在驗證通過後在該DSC和/或該LSC之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道；以及在業務層和身份層，對與該DSC連接的該EP和該特定接入設備進行管理。
第七方面，本發明實施例提供的一種通信方法，該方法應用於包括MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網的通信系統中；該MESH接入網中的DSC通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC與對應的叢集中的每個EP連接；該蜂窩接入網中的LSC通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備；該核心網中的NSC通過該回傳網路將收到的該DSC和/或該LSC的資訊傳輸給該核心網。
本發明實施例通過將傳統MESH網路技術與蜂窩網路進行融合，提高MESH網路在可靠性，安全型，QoS保證方面性能和對移動性的支持。另一方面，蜂窩接入網通過與MESH接入網的融合，進一步提高 了蜂窩接入網的可靠性和頻譜使用方面靈活性。通過將MESH接入網與蜂窩接入深度網融合，很好的彌補了純MESH系統和純蜂窩系統各自的性能短板。
500‧‧‧第一傳輸模組
501‧‧‧第一處理模組
600‧‧‧第二傳輸模組
601‧‧‧第二處理模組
700‧‧‧第三傳輸模組
701‧‧‧第三處理模組
800、900、1000‧‧‧匯流排
801、901、1001‧‧‧處理器
802、902、1002‧‧‧收發機
803、903、1003‧‧‧匯流排介面
804、904、1004‧‧‧記憶體
805、905、1005‧‧‧天線
圖1A為背景技術中MESH網路結構示意圖；圖1B為背景技術中蜂窩網結構示意圖；圖2為本發明一些實施例中無線通訊系統的結構示意圖；圖3為本發明一些實施例中無線通訊系統中MESH接入網的示意圖；圖4為本發明一些實施例中無線通訊系統中蜂窩接入網的示意圖；圖5為本發明一些實施例中DSC的結構示意圖；圖6為本發明一些實施例中LSC的結構示意圖；圖7為本發明一些實施例中NSC的結構示意圖；圖8為本發明一些實施例中DSC的結構示意圖；圖9為本發明一些實施例中LSC的結構示意圖；以及圖10為本發明一些實施例中NSC的結構示意圖。
本發明實施例通信系統包括：MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網；該MESH接入網通過該回傳網路，與該核心網連接；該蜂窩接入網通過該回傳網路，與該核心網連接。本發明實施例通過將傳統MESH網路技術與蜂窩網路進行融合，提高MESH網路在可靠性，安全 型，QoS保證方面性能和對移動性的支持。另一方面，蜂窩接入網通過與MESH接入網的融合，進一步提高了蜂窩接入網的可靠性和頻譜使用方面靈活性。通過將MESH接入網與蜂窩接入深度網融合，很好的彌補了純MESH系統和純蜂窩系統各自的性能短板。
傳統MESH網路支援空中多跳Multi-hop和設備間通過空中直接通信等特性，本發明實施例中的MESH接入網除了具有傳統MESH網路的特性外，還具有自組織特性(SelfOrganized)和無固定基礎設施(Infrastructureless)的特性。
下面結合說明書附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。
如圖2所示，本發明一些實施例的無線通訊系統包括：MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網。
其中，該MESH接入網通過該回傳網路，與該核心網連接；該蜂窩接入網通過該回傳網路，與該核心網連接。
回傳網路包括有線回傳網路、無線回傳網路和移動蜂窩回傳網路。
核心網由各類專用和通用的伺服器，資料中心，路由器等設備構成，負責對各類接入設備進行簽約管理，使用者身份驗證，鑒權，策略控制，計費管理，業務管理方面功能。
MESH接入網主要為機器類接入設備(MTC)提供服務，其中與EndPoint可以綁定感測器類設備Sensor(例如，溫度感測器，壓力感測器，攝像頭等)，也可以綁定執行設備actuator(例如，加速器，制動器，轉向器，機械臂等)，也可以綁定物理實體(例如，汽車，自行車，頭盔，眼 鏡，智能手錶，無人駕駛飛行器等)。
蜂窩接入網主要為傳統手持或車載式接入設備(Device)或稱為數據機(Modem)提供接入服務，此外蜂窩接入網還可以為MESH接入網提供到核心網的信令與資料的回傳服務。
在介紹具體系統架構前先介紹下圖中的各介面： Me1介面：Distribute Service Center(DSC)與Network Service Center(NSC)之間建立的介面。
Me2介面：DSC與DSC之間建立的介面。
Me3介面：DSC與EP(EndPoint，末端節點)之間建立的介面。
Me4介面：EP與EP間建立的介面。
C1介面：Local Service Center(LSC)與NSC之間建立的介面。
C2介面：LSC與基地台間建立的介面。
C3介面：LSC與接入點AP(Access Point)間建立的介面。
C4介面：基地台與Device(設備)間建立的幾口。
C5介面：接入點AP與Device間建立的介面。
C6介面：Device與Device設備間介面。
In1：DSC與LSC之間建立的介面。
In2：LSC與LSC之間建立的介面。
其中，該MESH接入網包括至少一個DSC和至少一個EP，該蜂窩接入網包括至少一個LSC，還包括至少一個基地台和/或至少一個AP，該核心網中包括至少一個NSC。
下面分別介紹每個實體。
1、末端節點EndPoint(EP)：
EP是一個具有通信功能的模組，能夠綁定到特定物理設備，例如各類感測器sensor、執行器actuator、加速器、制動裝置、機械臂、飛行器、汽車、自行車、安全頭盔、智慧眼鏡、智慧手錶等。根據綁定的特定物理設備不同，可以選擇具有不同通信功能的EP。一般EP是面向近距離(例如小於100m)，低資料速率(例如低於1000bits/s)的通信場景。本發明實施例也同樣適用遠距離高速率的EP。
2、分散式服務中心DistributeServiceCenter(DSC)：
該DSC，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC與對應的叢集中的每個EP連接。
在實施中，DSC與周圍和DSC連接的EndPoints構成叢集(Cluster)。
可選的，DSC還負責對叢集進行管理和維護。
具體的，DSC對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，該DSC還可以協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
比如DSC可以將分配用於「叢集內通信」的無線資源的時間或頻率資訊通知周圍的DSC或LSC；相應的，周圍DSC、LSC避免使用相同的時間或頻率進行 通信。
DSC還可以將自身或叢集內EP測量到得干擾資訊通知給周圍DSC或LSC；相應的，周圍DSC或LSC判斷自身對其他叢集或「本地接入網」通信造成干擾，則可以通過降低發射功率等方式，弱化干擾。
在業務層和叢集成員管理方面：DSC負責參與對成員列表的維護，對叢集成員身份驗證，參與對EndPoint關聯的設備類型和服務要求進行維護。
MESH接入網層面：DSC作為叢集的控制點，還負責協調與其他相鄰叢集Cluster之間的通信，以及干擾管理。
在跨系統協同方面：對於MESH接入網與其他無線網路(例如蜂窩)共用無線資源情況下，DSC還負責協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體進行干擾和跨系統通信(例如DSC負責協調基地台進行干擾協調)。
3、本機服務中心LocalServiceCenter(LSC)：
該LSC，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備。
可選的，LSC還對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
具體的，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理； 與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
例如：LSC可以將分配「本地接入網」通信的無線資源通知周圍的DSC或LSC；相應的，周圍DSC、LSC避免使用相同的時間或頻率資源通信。
LSC還可以根據本地接入網中AP、BS以及接入Device測量到得干擾資訊通知給周圍DSC或LSC；相應的，周圍DSC或LSC判斷自身對其他叢集或「本地接入網」通信造成干擾，則可以通過降低發射功率等方式，弱化干擾。
在實施中，本發明實施例的蜂窩接入網有多個可相互交疊的蜂窩本地接入網構成。蜂窩本地接入網中的基地台可以是各種類型的基地台。
LSC與基地台或接入點AP共同構成蜂窩本地接入網，其中如果蜂窩本地接入網由LSC與基地台共同構成，則負責為特定地理區域提供廣域覆蓋；如果蜂窩本地接入網由LSC與AP共同構成，則負責為熱點容量增強服務。蜂窩接入網有多個可相互交疊的蜂窩本地接入網構成。
4、基地台(BS)：
基地台BS與LSC共同組成蜂窩本地接入網(巨集網路層)，負責為特定地理區域提供廣域覆蓋服務。保證接入設備在移動過程中始終獲得無縫的連接體驗。
具體的，基地台可以進行下列功能中的部分或全部：負責對無線接入過程進行控制；負責對實體層無線傳輸相關的基帶處理功能；為單社區傳輸，進行無線資源調度和傳輸參數配置；通過廣播通道，為廣域覆蓋下設備體統廣播多播傳輸服務。
5、接入點AP：
接入點AP與LSC共同組成蜂窩本地接入網(熱點網路層)，負責為熱點地區提供容量服務，從而為接入設備提供更高的資料傳輸速率。AP本身可以看成是功能和硬體能力進行裁剪的低成本基地台。
具體的，AP可以進行下列功能中的部分或全部：負責對無線接入過程進行控制。
負責對實體層無線傳輸相關的基帶處理功能。
為單社區傳輸，進行無線資源調度和傳輸參數配置。
在無設備接入情況下，可進入靜默模式從而降低耗電。
6、設備Device：
Device可以是終端、Modem設備還可以是其他能夠通過蜂窩接入網接入網路的設備。
可選的，Device本身還可以為MESH接入網成員提供到核心網或外部網路的中繼服務。
可選的，本發明實施例的Device可以支援在高速情況下(例如，移動速度超過500km/h)，接入蜂窩網(例如與基地台天線直線距離超過1500m)，並且支援非常高的資料傳輸速率(例如資料傳輸速率大於1Gbps)。
可選的，本發明實施例的Device可以通過系統廣播通道接收廣播服務資訊。
可選的，本發明實施例的Device可以通過接入蜂窩網路獲得資料傳輸服務。
可選的，本發明實施例的Device可以實現設備間進行直接通信。
7、網路服務中心NetworkServiceCenter(NSC)：
該NSC，用於通過該回傳網路將收到的該DSC和/或該LSC的資訊傳輸給該核心網。
也就是說，在連接管理方面，NSC負責終結MESH接入網、蜂窩接入網到核心網的控制面連接。
可選的，網路層安全方面，NSC負責對DSC和LSC進行身份驗證並建立安全隧道。
具體的，該NSC可以對該DSC和/或該LSC進行身份驗證，並在驗證通過後在該DSC和/或該LSC之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道。
比如NSC與DSC、LSC通過證書機制實現身份認證，並建立IPsec秘密頻道，保證Me1和C1介面的安全性。
可選的，該NSC還可以在業務層(Service)和身份層(identity)，對與該DSC連接的該EP和該特定接入設備進行管理。
可選的，負責對從MESH接入網和蜂窩接入網收到的控制面信令進行處理，包括EP，Device的身份驗證，對EP關聯的設備類型和服務類型驗證與啟動過程，為Device設備啟動到特定外部網路的會話等。
比如NSC負責對EP的狀態資訊進行管理，包括跟蹤管理(EP當前接入的「叢集」資訊)，會話管理(例如EP當前啟動的業務)，身份管理(例如EP簽約的設備類型和服務類型)。
在實施中，NSC屬於中心式控制單元，而LSC和DSC都屬於分散式控制單元。
可選的，在管理方面，LSC和DSC負責對本地的，時延要求高的功能進行控制。而NSC負責對全域性的，對時延要求不高，對安全性要求高的功能進行控制。
比如LSC負責「叢集成員」管理，保存當前叢集成員的資訊。包括為叢集成員分配臨時標識，負責為叢集內通信進行無線資源配置，以及對叢集內空中框架格式、空中基本參數進行管理。
DSC負責對本地接入網進行管理，包括維護本地接入網AP，BS列表，建立維護與AP，BS間可靠連接，可以為AP內通信或BS內通信進行無線資源的分配與協調，負責對從AP和BS接入的Device的連結管理。DSC還可以控制AP和BS使用者面資料轉發路徑選擇，DSC還可以對AP、BS在空中訊框結構，訊框配置參數，以及AP，BS在MAC層使用的傳輸方案，以及高層協定棧架構進行配置。
在實施中，核心網本身可以部署一個或多個NSC，且不同NSC之間相互平等。在接入網側，由於接入網分散式的特點，LSC根據地理區域，以及覆蓋或容量提升區域的類型進行部署，每個LSC區域由一個LSC進行控制，不同LSC之間也是相互平等的關係，且不存在層級關係(無論LSC控制巨集基地台還是LSC控制接入點)。
其中，MESH接入網網路中各叢集之間能夠相互交疊；蜂窩接入網中各本地接入網之間能夠相互交疊；本地接入網與叢集之間能夠相互交疊。
可選的，該MESH接入網和蜂窩接入網使用傳統蜂窩的專用頻率或其他公用公共頻率。比如傳統蜂窩系統採用專用頻率，主用頻率被分配給不同運營商，用於特定蜂窩系統，例如CDMS，WCDMA，LTE，TD-LTE採用的頻率；除傳統蜂窩系統採用的專用頻率之外，由多個相同或不同制式無線通訊系統共用的頻率資源。
下面分別對每個網路進行具體介紹。
一、MESH接入網網路
如圖3所示，MESH接入網由多個相互獨立的叢集(Cluster)構成，每個叢集包括一個分散式伺服器(DSC)和若干末端節點(EndPoint)。MESH接入網通過動態自組織方式組成網路，由距離相互靠近的設備動態組成網路，MESH接入網主要用於近距離通信場景，例如叢集內DSC與EP之間的最大距離不超過50m或100m，此外DSC與EP之間的雙向通信鏈路以及EP之間的直接通信鏈路可以採用相同的實體層處理過程，從而降低EP實現複雜度和成本。
DSC負責對本Cluster內的EP進行管理，並為Cluster內EP與DSC之間通信，以及EP與EP之間通信分配傳輸資源。
此外DSC負責Cluster之間的干擾協調。DSC本身是一種角色與功能集合而非特定設備實體，DSC可以由硬體能力較強的特殊EP設備或Device設備充當。
在MESH接入網與蜂窩接入網共用頻率情況下，DSC負責與相鄰蜂窩接入網之間進行無線資源方面的協調。
在資料轉發方面，具有回傳網路接入能力的EP或DSC設備可以為MESH網路中的其他成員提供資料轉發或中繼(Relay)服務。DSC利用MESH接入網成員的資料轉發服務建立與NSC之間的控制面Me1介面。DSC和EP可以利用MESH接入網成員的資料轉發服務建立到外部網路的連接。
在資料路由方面，對於MESH網路資料需要路由到外部網路的情況，如果MESH接入網和外部網路(例如工業網路或工廠本地網路)存在直接通道，則MESH接入網資料可以通過MESH接入網本地閘道直接被轉發到外部網路。如果MESH接入網與外部網路沒有直接通道，則MESH接入網資料可以通過核心網資料轉發功能被路由到外部網路。
二、蜂窩接入網
如圖4所示，本發明實施例一個LSC與若干接入點AP構成蜂窩本地接入網(小網路部分)，負責對熱點地區的容量增強，為接入終端提供高資料傳輸速率。一個LSC與若干基地台BS構成的蜂窩本地接入網(巨集網路部分)，負責提供廣域無縫覆蓋。蜂窩本地接入網之間可能存在交疊， 蜂窩本地接入網與MESH接入網之間也可能存在交疊。對於重疊覆蓋的「LSC區域」，LSC之間通過交互操作介面進行干擾協調和資源協調。
LSC負責對自身管理的蜂窩本地接入網內部的多AP和多基地台傳輸模式下，進行無線資源配置和傳輸參數配置。在實施中，多AP和多基地台傳輸可以針對特定Device(單播)，也可以針對特定Device設備群組(組播)，還可以針對覆蓋區域內的所有Device(廣播)。LSC負責為接入設備提供連結管理功能。
LSC負責相鄰蜂窩本地接入網之間的干擾協調與無線資源協調，LSC之間通關建立In2介面實現對相關功能的信令交互。
在蜂窩接入網與MESH接入網共用頻譜資源情況下，LSC負責與相鄰的MESH網路中的DSC進行無線資源協調，LSC通過與DSC建立In1介面實現對相關功能的信令交互。
基地台和AP負責處理終端接入過程，以及與資料傳輸相關的實體層基帶處理過程和高層使用者面資料處理過程。基地台和AP還可以在單基地台和/或單AP傳輸情況下，為終端分配無線傳輸資源，以及配置傳輸參數。在多基地台和/或多AP傳輸模式下，基地台和AP根據從LSC獲得的無線資源配置以及傳輸參數配置進行與接入設備間的資料發送或接收。
Device通過從蜂窩接入網獲得的無線傳輸資源和傳輸參數配置，實現與一個或幾個基地台以AP的資料發送與接收。此外Device根據從蜂窩接入網獲得的無線傳輸資源和傳輸參數配置實現Device之間的資料發送與接收。此外Device還可以為其他Device設備提供到蜂窩網路的中繼 (Relay)服務。Device還可以為MESH接入網提供到核心網的(Relay)服務。
在使用者面資料轉發方面，支援接入點AP、基地台BS和本機服務中心LSC的資料轉發。具體採用的使用者面轉發方式、設備與外部網路的連接關係以及接入設備當前採用的傳輸方式有關。
三、核心網
核心網由NSC(NetworkServiceCenter)與一系列伺服器(Server)、資料中心(DataCenter)、閘道(gateway)以及路由器(Router)構成。
其中，NSC(NetworkServiceCenter)是一種特殊的伺服器，負責終結接入網的Me1和C1介面。NSC負責對發起介面建立請求的DSC和LSC進行設備身份驗證，並與通過設備身份驗證的DSC、LSC建立安全的端到端傳輸隧道。
可選的，核心網負責的簽約管理、安全、策略控制、計費、業務管理等一系列功能，通過網路功能虛擬化(NFV)功能靈活配置在不同的伺服器(Server)和資料中心(DataCenter)上，從而最大程度的優化核心網硬體資源的利用效率。
如圖5所示，本發明一些實施例的DSC包括：第一傳輸模組500，用於發送或接收與EP相關的資訊；第一處理模組501，用於控制該第一傳輸模組500通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC對應至少一個叢集，該DSC對應的叢集中的每 個EP與該DSC連接。
可選的，該第一處理模組501還用於：對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
可選的，該第一處理模組501還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
如圖6所示，本發明一些實施例的LSC包括：第二傳輸模組600，用於發送或接收與特定接入設備相關的資訊；第二處理模組601，用於控制該第二傳輸模組600通過回傳網路，與核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備。
可選的，該第二處理模組601還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
可選的，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或 傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
如圖7所示，本發明一些實施例的NSC包括：第三傳輸模組700，用於通過回傳網路接收來自MESH接入網中的DSC的資訊，以及通過回傳網路接收來自蜂窩接入網中的LSC的資訊；第三處理模組701，用於將該第三傳輸模組700接收到的來自該DSC的資訊傳輸給該核心網，以及將該第三傳輸模組700接收到的來自該LSC的資訊傳輸給該核心網。
可選的，該第三處理模組701還用於：對該DSC和/或該LSC進行身份驗證，並在驗證通過後在該DSC和/或該LSC之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道；以及在業務層和身份層，對與該DSC連接的該EP和該特定接入設備進行管理。
如圖8所示，本發明一些實施例的DSC包括：處理器801，用於讀取記憶體804中的程式，執行下列過程：控制收發機802通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC對應至少一個叢集，該DSC對應的叢集中的每個EP與該DSC連接；收發機802，用於在處理器801的控制下發送或接收與EP 相關的資訊。
可選的，該處理器801還用於：對對應叢集中的EP進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
可選的，該處理器801還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
在圖8中，匯流排架構(用匯流排800來代表)，匯流排800可以包括任意數量的互聯的匯流排和橋，匯流排800將包括由處理器801代表的一個或多個處理器和記憶體804代表的記憶體的各種電路連結在一起。匯流排800還可以將諸如週邊設備、穩壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連結在一起，這些都是本領域所公知的，因此，本文不再對其進行進一步描述。匯流排介面803在匯流排800和收發機802之間提供介面。收發機802可以是一個元件，也可以是多個元件，比如多個接收器和發送器，提供用於在傳輸介質上與各種其他裝置通信的單元。經處理器801處理的資料通過天線805在無線介質上進行傳輸，進一步，天線805還接收資料並將資料傳送給處理器801。
處理器801負責管理匯流排800和通常的處理，還可以提供各種功能，包括定時、週邊介面、電壓調節、電源管理以及其他控制功能。而記憶體804可以被用於存儲處理器801在執行操作時所使用的資料。
可選的，處理器801可以是CPU(中央處埋器)、ASIC (Application Specific Integrated Circuit，專用積體電路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可程式設計閘陣列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，複雜可程式設計邏輯器件)。
如圖9所示，本發明一些實施例的LSC包括：處理器901，用於讀取記憶體904中的程式，執行下列過程：控制收發機902通過回傳網路，與核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備；收發機902，用於在處理器901的控制下發送或接收與特定接入設備相關的資訊。
可選的，該第二處理模組601還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
可選的，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨AP的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多AP傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
在圖9中，匯流排架構(用匯流排900來代表)，匯流排900可以包括任意數量的互聯的匯流排和橋，匯流排900將包括由處理器901 代表的一個或多個處理器和記憶體904代表的記憶體的各種電路連結在一起。匯流排900還可以將諸如週邊設備、穩壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連結在一起，這些都是本領域所公知的，因此，本文不再對其進行進一步描述。匯流排介面903在匯流排900和收發機902之間提供介面。收發機902可以是一個元件，也可以是多個元件，比如多個接收器和發送器，提供用於在傳輸介質上與各種其他裝置通信的單元。經處理器901處理的資料通過天線905在無線介質上進行傳輸，進一步，天線905還接收資料並將資料傳送給處理器901。
處理器901負責管理匯流排900和通常的處理，還可以提供各種功能，包括定時，週邊介面，電壓調節、電源管理以及其他控制功能。而記憶體904可以被用於存儲處理器901在執行操作時所使用的資料。
可選的，處理器901可以是CPU、ASIC、FPGA或CPLD。
如圖10所示，本發明一些實施例的NSC包括： 處理器1001，用於讀取記憶體1004中的程式，執行下列過程：控制收發機1002通過回傳網路接收來自MESH接入網中的DSC的資訊，以及控制收發機1002通過回傳網路接收來自蜂窩接入網中的LSC的資訊；控制收發機1002將收到的來自該DSC的資訊傳輸給該核心網，以及控制收發機1002將收到的來自該LSC的資訊傳輸給該核心網。
收發機1002，用於在處理器1001的控制下接收和發送資料。
可選的，該處理器1001還用於： 對該DSC和/或該LSC進行身份驗證，並在驗證通過後在該DSC和/或該LSC之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道；以及 在業務層和身份層，對與該DSC連接的該EP和該特定接入設備進行管理。
在圖10中，匯流排架構(用匯流排1000來代表)，匯流排1000可以包括任意數量的互聯的匯流排和橋，匯流排1000將包括由處理器1001代表的一個或多個處理器和記憶體1004代表的記憶體的各種電路連結在一起。匯流排1000還可以將諸如週邊設備、穩壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連結在一起，這些都是本領域所公知的，因此，本文不再對其進行進一步描述。匯流排介面1003在匯流排1000和收發機1002之間提供介面。收發機1002可以是一個元件，也可以是多個元件，比如多個接收器和發送器，提供用於在傳輸介質上與各種其他裝置通信的單元。經處理器1001處理的資料通過天線1005在無線介質上進行傳輸，進一步，天線1005還接收資料並將資料傳送給處理器1001。
處理器1001負責管理匯流排1000和通常的處理，還可以提供各種功能，包括定時、週邊介面、電壓調節、電源管理以及其他控制功能。而記憶體1004可以被用於存儲處理器1001在執行操作時所使用的資料。
可選的，處理器1001可以是CPU、ASIC、FPGA或CPLD。
本發明實施例還提供了一種進行通信的方法，該方法應用於包括MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網的通信系統中； 該MESH接入網中的DSC通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與EP相關的資訊；其中，DSC與對應的叢集中的每個EP連接；該蜂窩接入網中的LSC通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該LSC連接的基地台或AP的接入設備；該核心網中的NSC通過該回傳網路將收到的該DSC和/或該LSC的資訊傳輸給該核心網。
從上述內容可以看出：本發明實施例通過將傳統MESH網路技術與蜂窩網路進行融合，提高MESH網路在可靠性，安全型，QoS保證方面性能和對移動性的支持。另一方面，蜂窩接入網通過與MESH接入網的融合，進一步提高了蜂窩接入網的可靠性和頻譜使用方面靈活性。通過將MESH接入網與蜂窩接入深度網融合，很好的彌補了純MESH系統和純蜂窩系統各自的性能短板。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

Claims (16)

  1. 一種通信系統，包括：自組織MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網；該MESH接入網通過該回傳網路，與該核心網連接；該蜂窩接入網通過該回傳網路，與該核心網連接。
  2. 如請求項1所述的系統，其中，該MESH接入網包括多個叢集，每個該叢集包括至少一個分散式服務中心和至少一個末端節點，該蜂窩接入網包括多個本地接入網，每個該本地接入網包括至少一個本機服務中心，還包括至少一個基地台和/或至少一個接入點，該核心網中包括至少一個網路服務中心；該分散式服務中心，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與末端節點相關的資訊；其中，分散式服務中心與對應的叢集中的每個末端節點連接；該本機服務中心，用於通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該本機服務中心連接的基地台或接入點的接入設備；該網路服務中心，用於通過該回傳網路將收到的該分散式服務中心和/或該本機服務中心的資訊傳輸給該核心網。
  3. 如請求項2所述的系統，其中，叢集之間能夠相互交疊，且本地接入網之間能夠相互交疊，且本地接入網與叢集之間能夠相互交疊。
  4. 如請求項2所述的系統，其中，該MESH接入網和蜂窩接入網使用傳統蜂窩的專用頻率或其他公用公共頻率。
  5. 如請求項2所述的系統，其中，該分散式服務中心還用於：對對應叢集中的末端節點進行管理，並協調與其他相鄰叢集之間的通信，以及進行干擾管理。
  6. 如請求項2至5中任一項所述的系統，其中，該分散式服務中心還用於：若該MESH接入網與其他無線網路共用無線資源，協調與相鄰或同覆蓋的異系統無線資源控制實體的干擾，以及與該異系統進行跨系統通信。
  7. 如請求項2至5中任一項所述的系統，其中，該本機服務中心還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
  8. 如請求項7所述的系統，其中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨接入點的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多接入點傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
  9. 如請求項2至5中任一項所述的系統，其中，該網路服務中心還用於：對該分散式服務中心和/或該本機服務中心進行身份驗證，並在驗證通過後在該分散式服務中心和/或該本機服務中心之間，建立經過該回傳網路的用於傳輸資料的安全隧道；以及 在業務層和身份層，對與該分散式服務中心連接的該末端節點和該特定接入設備進行管理。
  10. 一種蜂窩接入網系統，包括：多個本地接入網，每個該本地接入網包括至少一個本機服務中心，還包括至少一個基地台和/或至少一個接入點；該本機服務中心，用於通過回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該本機服務中心連接的基地台或接入點的接入設備。
  11. 如請求項10所述的蜂窩接入網系統，其中，該本機服務中心還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
  12. 如請求項11所述的蜂窩接入網系統，其中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨接入點的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多接入點傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
  13. 一種本機服務中心設備，包括：第二傳輸模組，用於發送或接收與特定接入設備相關的資訊；第二處理模組，用於控制該第二傳輸模組通過回傳網路，與核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊； 其中，該特定接入設備是接入到與該本機服務中心設備連接的基地台或接入點的接入設備。
  14. 如請求項13所述的本機服務中心設備，其中，該第二處理模組還用於：對該特定接入設備進行連接管理和傳輸管理。
  15. 如請求項14所述的本機服務中心設備，其中，該傳輸管理包括下列管理中的部分或全部：進行跨基地台和/或跨接入點的干擾管理；與相鄰或重疊覆蓋的蜂窩本地接入網之間進行干擾協調或無線資源協調；在多基地台和/或多接入點傳輸方式下進行無線資源配置和/或傳輸參數配置；與相鄰或重疊覆蓋的MESH接入網之間進行無線資源協調。
  16. 一種通信方法，應用於包括MESH接入網、蜂窩接入網、回傳網路和核心網的通信系統中，其中，該方法包括：該MESH接入網中的分散式服務中心通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸對應叢集中與末端節點相關的資訊；其中，分散式服務中心與對應的叢集中的每個末端節點連接；該蜂窩接入網中的本機服務中心通過該回傳網路，與該核心網之間傳輸與特定接入設備相關的資訊；其中，該特定接入設備是接入到與該本機服務中心連接的基地台或接入點的接入設備；該核心網中的網路服務中心通過該回傳網路將收到的該分散式服務中心和/或該本機服務中心的資訊傳輸給該核心網。
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