專利名稱：多跳式通信系統(tǒng)、無線電控制站、無線電站和多跳式通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以一個無線電控制站和若干無線電站配置的多跳式通信系統(tǒng)和多跳式通信方法。本發(fā)明還涉及用于該多跳式通信系統(tǒng)的一個無線電控制站和一個無線電站。具體地說，本發(fā)明涉及一種蜂窩電話系統(tǒng)，其中無線電基站擔當該無線電控制站，和涉及一種無線局域網(wǎng)，其中接入點充當該無線電控制站。
背景技術：
(專門(Ad hoc)網(wǎng)絡)在一個專門網(wǎng)絡中，不能彼此直接通信的兩個站間的通信是通過使用多個站完成的。該多個站中繼由發(fā)送端送往目的地的信號(被稱作“多跳連接”)。就該專門網(wǎng)絡而論，已經(jīng)提議出多種通信路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議，即DSR(直接源路由)和AODV(專門即時要求距離矢量)。
在這種專門網(wǎng)絡中，不存在類似蜂窩電話系統(tǒng)中的基站的一個集中控制站。因此，通常該無線電站本身自動地找到一個通信路由。
(多跳式蜂窩)在這點上，還提議出該多跳式蜂窩是利用一種多跳式連接獲得從該無線電站到該基站的一個通信路由。在該多跳蜂窩中，由于該無線電站能夠經(jīng)由基站接入核心網(wǎng)絡，如果獲得直達該基站的一個通信路由，那么無線電站與目的地的通信就成為可能。因此，與該專門網(wǎng)絡相比，連接該遠距離目的地的可能性較高。
然而，在多跳蜂窩中，仍然考慮過無線電站間通信的方法以及無線電站和基站間獲得通信路由的方法。非常希望的是用少量控制信號在較短時間內(nèi)執(zhí)行這種處理。
此外，如果受基站處理的通信信道完全被占用，那么無線電站之間就不能完成通信。在這種情況下，由于不被任何無線電站/基站接收的信息包被發(fā)送，造成了多跳式蜂窩資源的浪費。
此外，眾所周知在無線電通信系統(tǒng)中，當傳輸速度(比特率)增加時，要求有較高的傳輸功率。因此，如果發(fā)送的控制信號和信息信號比特率同時都增加時，無線電站/基站的功耗可能變得過大。

發(fā)明內(nèi)容
因此按照上述觀點，本發(fā)明的一個目的是提供一種多跳式通信系統(tǒng)、一種無線電控制站、一種無線電站和多跳式通信方法，其能夠利用少量的控制信號在無線電站之間或在無線電站與無線電控制站之間獲得一個適當?shù)耐ㄐ怕酚伞?br> 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的多跳式通信系統(tǒng)是由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站和用于中繼由其他無線電站發(fā)送的信息信號的多個無線電站配置的，該多跳式通信系統(tǒng)通過不同的獨立處理，為控制信號確定一個通信路由以及為信息信號確定一個通信路由。該控制信號以及該信息信號通過該確定的通信路由發(fā)送。


圖1A是根據(jù)第一實施例的多跳式通信系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖1B是根據(jù)第一實施例的多跳式通信系統(tǒng)的一個區(qū)域結(jié)構(gòu)；圖2A是根據(jù)第一實施例的無線電控制站的方框圖；圖2B是根據(jù)第一實施例的無線電站的方框圖；圖3是表示根據(jù)第一實施例的多跳式通信方法的流程圖；圖4A是根據(jù)第二實施例的無線電控制站的方框圖；圖4B是根據(jù)第二實施例的無線電站的方框圖；圖5A是放置在根據(jù)第二實施例的無線電站中的通信路由選擇器的方框圖；圖5B是表示根據(jù)第二實施例的中繼控制信號結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是表示在根據(jù)第二實施例的通信路由選擇器中執(zhí)行的處理的流程圖；圖7是表示在根據(jù)第二實施例的通信路由選擇器中執(zhí)行的處理的流程圖；
圖8A是位于根據(jù)第二實施例的無線電站中的通信路由選擇器的方框圖；圖8B是表示根據(jù)第二實施例的中繼控制信號的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是表示在根據(jù)第二實施例的通信路由選擇器中執(zhí)行的處理的流程圖；圖10是表示根據(jù)第二實施例的多跳式通信方法的流程圖；圖11是表示根據(jù)第二實施例中的多跳式通信系統(tǒng)的通信序列的時序圖；圖12是表示根據(jù)第二實施例中的多跳式通信系統(tǒng)的通信序列的時序圖；和圖13是解釋多跳式通信系統(tǒng)選取一條具有最小的跳頻數(shù)的通信路由的操作示意圖。
具體實施例方式
第一實施例(多跳式通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的第一實施例。圖1A是表示該多跳式通信系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖1A所示，該多跳式通信系統(tǒng)由連接到一個核心網(wǎng)絡，例如寬帶有線網(wǎng)絡的一個無線電控制站1，和位于由該無線電控制站1覆蓋的區(qū)域A的內(nèi)部或者外部的無線電站21、22、31-33配置。順便說一下，區(qū)域A指一個區(qū)域，其中無線電控制站1能夠借助于無線電站21、22、31-33直接發(fā)送/接收一個信息信號。該信息信號包含用戶信息，例如，數(shù)據(jù)信息包和語音信息包。
如圖1B所示，部署有多個區(qū)域A。此外區(qū)域B位于每個區(qū)域A之外。每個區(qū)域B為環(huán)形并且與另一個區(qū)域B重疊。
如圖1A所示，無線電站21、22位于無線電控制站1的區(qū)域A中。另一方面，無線電站31-33位于區(qū)域A之外。因此，無線電站31-33不能向無線電控制站1直接發(fā)送信息信號。然而，無線電站31-33位于無線電控制站1的區(qū)域B中。無線電站31-33只能向無線電控制站1發(fā)送/接收控制信號，即導頻信號。
在該實施例的多跳式通信系統(tǒng)中，與信息信號相比，控制信號，即導頻信號是以較低比特率發(fā)送的。
圖2A是無線電控制站1的方框圖，圖2B是無線電站21、22、31-33的方框圖。
如圖2A所示，無線電控制站 1具有一個無線電通信單元11，該無線電通信單元11利用一種無線電通信方案(例如，碼分多址)發(fā)送/接收信息信號和控制信號；一個發(fā)送/接收該控制信號的控制信號TX/RX單元12；一個產(chǎn)生/處理該控制信號的控制信號處理器14。
此外，無線電控制站1具有一個通信信道控制器15，該通信信道控制器15利用該控制信號向無線電站21、22、31-33發(fā)送″使用率通告″，指明由該無線電控制站管理的通信信道的使用率情況。
此外，無線電控制站1還具有一個通信路由確定器17，該通信路由確定器17為信息信號和控制信號確定一個通信路由；一個發(fā)送/接收該信息信號的信息信號TX/RX單元13；和一個產(chǎn)生/處理該信息信號的信息信號處理器16。
該通信路由確定器17通過一種獨立的處理過程為控制信號的發(fā)送/接收確定一個通信路由，該獨立處理過程不同于為信息信號的發(fā)送/接收確定一個通信路由的處理過程。
具體地說，通信路由確定器17根據(jù)控制信號TX/RX單元12接收的控制信號(例如，導頻信號)的接收電平，確定無線電控制站1是否能夠借助于該無線電站直接發(fā)送/接收信息信號。
此時，借助于該無線電站直接執(zhí)行作為利用控制信號TX/RX單元12的不同獨立處理的控制信號的發(fā)送/接收。該處理與為信息信號確定通信路由的處理無關。這指的是在無線電控制站1和無線電站之間可以設置兩個不同的通信路由。諸如控制信號的通信路由，和信息信號的通信路由，其中控制信號的比特率低于信息信號。
與信息信號相比，比特率低于信息信號的控制信號能夠覆蓋較大的傳輸區(qū)域。因此，即使無線電控制站1與無線電站距離較遠，不能直接發(fā)送/接收信息信號，無線電控制站1與無線電站(21、22、31-33)能夠發(fā)送/接收控制信號。
此外，通信路由確定器17能夠根據(jù)由無線電站發(fā)送的控制信號(例如，導頻信號)的接收電平，估算無線電控制站1與無線電站之間的距離。該通信路由確定器17還可以確定是否借助于該無線電站直接執(zhí)行信息信號的發(fā)送/接收。
順便提一下，控制信號TX/RX單元12能夠在無線電控制站1與無線電站之間直接發(fā)送/接收信息信號。此外，控制信號TX/RX單元12能夠經(jīng)由多個無線電站執(zhí)行用于信息信號的發(fā)送/接收的多跳式連接。
此外，在此實施例，雖然通信路由確定器17位于無線電控制站1中，但本發(fā)明不局限于這種實施例。具有上述功能的通信路由確定器可以位于無線電站21、22、31-33中，以便使無線電站以不同的獨立處理過程確定信息信號和控制信號的通信路由。
如圖2B所示，無線電站21、22、31-33具有一個利用一種無線電通信方案(例如，碼分多址)發(fā)送/接收信息信號和控制信號的無線電通信單元41；一個發(fā)送/接收該控制信號的控制信號TX/RX單元42；一個生成/處理該控制信號的控制信號處理器44。
此外，無線電站21、22、31-33還具有一個發(fā)送/接收信息信號的信息信號TX/RX單元43；和一個生成/處理該信息信號的信息信號處理器46。
順便說一下，控制信號處理器44能夠經(jīng)由該控制信號發(fā)送一個使用率查詢，用于查詢由無線電控制站1處理的通信信道的使用率。該控制信號處理器44還可以根據(jù)對響應該使用率查詢的一個使用率通告來發(fā)送/接收該信息信號。
(多跳式通信系統(tǒng)的操作)以下，將描述根據(jù)本實施例的多跳式通信系統(tǒng)的操作。圖3是表示該多跳式通信系統(tǒng)操作的流程圖。
如圖3所示，在步驟S101中，無線電站(任何一個無線電站21、22、31-33)不由另一個無線電站中繼向無線電控制站1發(fā)送使用率查詢，以詢問通信信道的使用率，即，何時經(jīng)由無線電控制站1直接開始通信。
在步驟S102中，無線電控制站1根據(jù)在步驟S101中發(fā)送的使用率查詢，核對是否存在一條空的通信信道。
具體地說，管理由無線電控制站1處理的通信信道的使用率的通信信道控制器15核對通信信道的使用率并決定是否存在空的通信信道。
如果存在空閑信道(在步驟S102中的″Y″)，在步驟S103，無線電控制站1找到用于發(fā)送/接收信息信號的一個通信路由。
在步驟S104中，無線電控制站1開始發(fā)送/接收該信息信號，即，利用在步驟S103中找到的通信路由與該無線電站通信。
另一方面，如果不存在空閑信道(步驟S102中的″N″)，在步驟S105中，無線電控制站1確定與該無線電站的通信是不可能的，然后停止為該無線電站設置通信路由。
(效果)根據(jù)之前描述的第一實施例，無線電站(無線電站21、22、31-33)在發(fā)送/接收信息信號之前，查詢由無線電控制站處理的通信信道的使用率。此外，該無線電站根據(jù)空閑信道的存在確定一個通信路由的設置情況。
因此，即使不存在空閑的通信信道，也能夠減少無線電站與該無線電控制站1執(zhí)行通信信道設定的處理。
具體地說，由于當通信信道被完全占用時不發(fā)送用于發(fā)現(xiàn)通信路由的信息包，能夠防止多跳式通信系統(tǒng)中的資源浪費。
第二實施例(多跳式通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))以下將描述本發(fā)明的第二實施例。圖4是表示根據(jù)該實施例的多跳式通信系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的示意圖。在該實施例中，是否在無線電站和無線電控制站之間直接進行通信是根據(jù)控制信號(例如導頻信號)的接收電平確定的。
如圖4A所示，類似于第一實施例，無線電控制站1具有一個利用一種無線電通信方案(例如，碼分多址)發(fā)送/接收信息信號和控制信號的無線電通信單元11；一個發(fā)送/接收控制信號的控制信號TX/RX單元12；一個生成/處理該控制信號的控制信號處理器14。
此外，無線電控制站1具有一個通信信道控制器15，該通信信道控制器15利用該控制信號向無線電站21、22、31-33發(fā)送″使用率通告″，指明由該無線電控制站1管理的通信信道的使用率情況。
此外，無線電控制站1還具有一個為信息信號和控制信號確定一個通信路由的通信路由確定器17；一個發(fā)送/接收該信息信號的信息信號TX/RX單元13；和一個生成/處理該信息信號的信息信號處理器16。
該通信路由確定器17由一種獨立的處理過程為控制信號的發(fā)送/接收確定一個通信路由，該獨立處理過程不同于為信息信號的發(fā)送/接收確定一個通信路由的處理過程。
具體地說，通信路由確定器17根據(jù)控制信號TX/RX單元12接收的控制信號(例如，導頻信號)的接收電平，確定無線電控制站1是否能夠借助于該無線電站直接發(fā)送/接收信息信號。
此時，借助于該無線電站直接執(zhí)行作為利用控制信號TX/RX單元12的不同的獨立處理的控制信號的發(fā)送/接收。該處理與為信息信號確定通信路由的處理無關。這指的是在無線電控制站1和該無線電站之間可以設置兩個不同的通信路由。諸如控制信號的通信路由，和信息信號的通信路由，其中控制信號的比特率低于信息信號。
與信息信號相比，比特率低于信息信號的控制信號能夠覆蓋較大的傳輸區(qū)域。因此，即使無線電控制站1與無線電站距離較遠，不能直接發(fā)送/接收信息信號，無線電控制站1與無線電站(21、22、31-33)能夠發(fā)送/接收控制信號。
此外，通信路由確定器17能夠根據(jù)由無線電站發(fā)送的控制信號(例如，導頻信號)的接收電平，估算無線電控制站1與無線電站之間的距離。該通信路由確定器17還可以確定是否借助于該無線電站直接執(zhí)行信息信號的發(fā)送/接收。
順便提一下，控制信號TX/RX單元12能夠在無線電控制站1與無線電站之間直接發(fā)送/接收信息信號。此外，控制信號TX/RX單元12能夠經(jīng)由多個無線電站執(zhí)行用于發(fā)送/接收信息信號的多跳式連接。
此外，在此實施例，雖然通信路由確定器17位于無線電控制站1中，但本發(fā)明不局限于該實施例。具有上述功能的通信路由確定器可以位于無線電站21、22、31-33中，以便使無線電站以不同的獨立處理確定信息信號和控制信號的通信路由。
如圖4B所示，無線電站21、22、31-33具有一個利用一種無線電通信方案(例如，碼分多址)發(fā)送/接收信息信號和控制信號的無線電通信單元41；一個發(fā)送/接收該控制信號的控制信號TX/RX單元42；一個生成/處理該控制信號的控制信號處理器44。
此外，無線電站21、22、31-33還具有一個發(fā)送/接收信息信號的信息信號TX/RX單元43；和一個生成/處理該信息信號的信息信號處理器46。
此外，該實施例中的無線電站21、22、31-33還具有一個中繼控制器45、一個接收電平測量儀47、一個決定單元48和一個通信路由選擇器49。
該中繼控制器45向另一個站發(fā)送一個″中繼控制信號″，用于請求對該信息信號中繼，并根據(jù)響應該中繼控制信號的一個響應中繼控制信號，經(jīng)由另一個站為該無線電控制站設置一個通信路由。順便說一下，在該實施例中，該中繼控制器45配置一個第一中繼控制器。
此外，該中繼控制器45從另一個站接收請求對該信息信號中繼的一個中繼控制信號。然后，該中繼控制器45發(fā)送對該中繼控制信號響應的一個響應中繼控制信號，并設置從另一個無線電站到該無線電控制站1的一個通信路由。順便說一下，在該實施例中，該中繼控制器45配置一個第二中繼控制器。
該接收電平測量儀47測量由該無線電控制站1發(fā)送的導頻信號的接收電平，并向決定單元48發(fā)送一測量結(jié)果。
決定單元48根據(jù)由控制信號TX/RX單元42接收到的導頻信號的接收電平，決定是否與無線電控制站1直接進行通信。
具體地說，決定單元48存儲用于該導頻信號的接收電平的閾值。然后根據(jù)接收電平與閾值的比較結(jié)果，決定單元48決定信息信號是否被直接發(fā)送到無線電控制站1。
如果多個另外的無線電站發(fā)送該響應中繼控制信號，通信路由選擇器49選取滿足有關通信狀態(tài)的指定條件的一個無線電站。
通信路由選擇器49能夠根據(jù)如下所述的方法選擇一個通信路由。(1)根據(jù)SIR和跳頻數(shù)目進行選擇在此方法中，通信路由選擇器49根據(jù)SIR(信號干擾比)和跳頻數(shù)目選擇一個到無線電控制站1的通信路由。
如圖5A所示，該通信路由選擇器49由一個解碼器49a，一個干擾電平測量儀49d，一個選擇器49c，一個存儲器49b，和一個中繼控制信號發(fā)生器49e配置，解碼器49a用于對接收到的控制信號解碼；該干擾電平測量儀49d用于測量施加于導頻信號上的干擾電平；該選擇器49c用于選擇中繼該信息信號的另一個無線電站；該存儲器49b用于存儲跳頻數(shù)目；該中繼控制信號發(fā)生器49e用于將該無線電站本身的信息添加到該接收到的中繼控制信號(或響應中繼控制信號)中，并產(chǎn)生一個新的響應中繼控制信號。
此外，如圖5B所示，站ID，源站ID、一個干擾電平和到達該無線電控制站1的跳頻數(shù)目都包括在該響應中繼控制信號中。該無線電站將站ID、干擾電平和跳頻數(shù)目添加到來自于另一個無線電站的響應中繼控制信號中，然后發(fā)送該響應中繼控制信號。
接收該中繼控制信號(或該響應中繼控制信號)的每個無線電站根據(jù)SIR和跳頻數(shù)目，選擇位于下一跳頻的一個無線電站。
換句話說，每個無線電站選擇一個無線電站，根據(jù)該響應中繼控制信號，該無線電站對該無線電控制站1的跳頻數(shù)目為最小。此外，如果存在有具有相同的跳頻數(shù)的兩個或更多的通信路由，每個無線電站選取SIR最高的一個無線電站。
具體地說，如圖6所示，在步驟S501中，控制信號TX/RX單元42從另一個無線電站接收該中繼控制信號(或該響應中繼控制信號)。
在步驟S502中，通信路由選擇器49初始化計數(shù)器I，用于計算跳頻數(shù)目。
在步驟S503中，通信路由選擇器49選取跳頻數(shù)(N跳頻)等于″i″的響應中繼控制信號，并生成由跳頻數(shù)(N跳頻)等于″i″的響應中繼控制信號配置的一族″S″。
在步驟S504中，通信路由選擇器49核對該族″S″是否為空值。
如果該族″S″是空值(步驟S504中的″Y″)，在步驟S505中，通信路由選擇器49核對該計數(shù)器″i″的值是否低于預先確定的最大跳頻數(shù)。
如果計數(shù)器″i″的值不低于最大跳頻數(shù)(步驟S505中的″N″)，在步驟S506中，通信路由選擇器49將該計數(shù)器″i″的值加″1″。根據(jù)計數(shù)器″i″的新值，通信路由選擇器49重新從步驟S503開始執(zhí)行處理。
另一方面，如果該族″S″不是空值(步驟S504中的″N″)，在步驟S507中，通信路由選擇器49計算包括在該族″S″中的響應中繼控制信號(導頻信號)的相關傳輸功率。
在步驟S508，通信路由選擇器49根據(jù)相關的傳輸功率選擇相關的傳輸功率最小的一個無線電站。
在步驟S509，通信路由選擇器49將計數(shù)器的″i″的值加″1″，然后結(jié)束該處理。
此外，如果計數(shù)器的″i″的值等于最大跳頻數(shù)(步驟S505中的″Y″)，在步驟S506中，通信路由選擇器49從該計數(shù)器的″i″的值中減″1″，然后結(jié)束該處理。
根據(jù)如上所述的方法，該無線電站能夠選擇對無線電控制站1的跳頻數(shù)為最小以及SIR為最大的一個無線電站作為中繼該信息信號的一個無線電站。然后該無線電站向該選取的無線電站發(fā)送包含該無線電站本身信息(即，該站ID、干擾電平和跳頻數(shù)目)的響應中繼控制信號。
(2)根據(jù)相關的傳輸功率進行選擇作為第二種方法，通信路由選擇器49能夠選取相關的傳輸功率為最小的一個無線電站。相關的傳輸功率是基于該響應中繼控制信號(導頻信號)的SIR和施加到該響應中繼控制信號的干擾電平計算的。
在此方法中，該無線電站計算從另一個站接收的每個響應中繼控制信號的一個相關的傳輸功率。然后該無線電站以遞升順序?qū)υ撓嚓P的傳輸功率值排序。
此外，該無線電站核對跳頻數(shù)目是否低于該排序的響應中繼控制信號的一個指定值。如果跳頻數(shù)目低于該指定值，該無線電站選擇發(fā)送該響應中繼控制信號的無線電站作為中繼該信息信號的一個無線電站。
順便說一下，相關的傳輸功率是基于該響應中繼控制信號的SIR和施加到該響應中繼控制信號的干擾電平之間的差別來計算的。
如圖7所示，在步驟S601中，控制信號TX/RX單元42從另一個無線電站接收該響應中繼控制信號(或該中繼控制信號)。
在步驟S602中，該通信路由選擇器49計算所有的響應中繼控制信號的相關傳輸功率。
在步驟S603中，通信路由選擇器49以遞升順序排序該相關傳輸功率值。
在步驟S604中，通信路由選擇器49初始化計數(shù)器i，以計算該排序的相關傳輸功率值的位置。
在步驟S605中，通信路由選擇器49核對定位在″S″的值是否為空值。
如果定位在″S ″的值不是空值(步驟S605中的″N″)，在步驟S606中，通信路由選擇器49核對到達無線電控制站1的跳頻數(shù)目等于或小于指定值。
如果跳頻數(shù)目大于指定值(步驟S606中的″N″)，在步驟S607中，通信路由選擇器49將計數(shù)器i加″1″并根據(jù)定位在新位置″S″的響應中繼控制信號值重新執(zhí)行從步驟S605開始的處理。
此外，如果值不位于位置″S″(步驟S605中的″N″)，在步驟S610中，通信路由選擇器49將跳頻數(shù)目(Nhop)減″1″，然后結(jié)束處理。
如果跳頻數(shù)目等于或小于指定值(步驟S606中的″Y″)，在步驟S608中，通信路由選擇器49選擇發(fā)送定位在″S″的響應中繼控制信號的無線電站。
在步驟S609中，通信路由選擇器49將跳頻數(shù)目(Nhop)加″1″，然后結(jié)束該處理。
根據(jù)上述的方法，該無線電站能夠選擇到達無線電控制站1的跳頻數(shù)目為等于或低于指定值而且相關傳輸功率為最小的下一跳式無線電站，作為中繼該信息信號的一個無線電站。
順便說一下，通常需要大的傳輸功率傳輸以高比特率發(fā)送的信息信號?？紤]此點，該無線電站(決定單元48)可以根據(jù)信息信號的傳輸速度改變接收電平的閾值。
具體地說，無線電站(決定單元48)根據(jù)信息信號TX/RX單元43使用的比特率(傳輸速度)改變響應中繼控制信號的接收電平的閾值。例如，如果信息信號TX/RX單元43使用的比特率增加，無線電站(決定單元48)就提高該閾值。
(3)根據(jù)總傳輸功率進行選擇作為第三種方法，通信路由選擇器49能夠選取一個通信路以最小化中繼該信息信號的無線電站的總傳輸功率。
在此方法中，如圖8A所示，通信路由選擇器49由一個解碼器49a、一個存儲器49b，一個選擇器49c、一個干擾電平測量儀49d、一個中繼控制信號發(fā)生器49e和一個總傳輸功率計算單元49f。
此外，如圖8B所示，在一響應中繼控制信號中，包括一發(fā)送站ID，表明發(fā)送中繼控制信號的一個無線電站；或一中繼站ID，表明中繼該中繼控制信號(或響應中繼控制信號)的一個無線電站；以及要求的傳輸功率。
中繼該中繼控制信號(或該響應中繼控制信號)的無線電站增加該無線電站本身的標識符和要求的傳輸功率值。因此，能夠收集位于該通信路由的所有無線電站的信息。
具體地說，如圖9所示，在步驟S701中，控制信號TX/RX單元42從另一個無線電站接收該中繼控制信號(或該響應中繼控制信號)。
在步驟S702中，該通信路由選擇器49測量該響應中繼控制信號的一個SIR并恢復包括在該響應中繼控制信號之內(nèi)的要求的傳輸功率。
在步驟S703，通信路由選擇器49根據(jù)在步驟S702中測量的SIR計算該無線電站要求的傳輸功率、發(fā)送該中繼控制信號(或該響應中繼控制信號)無線電站期望SIR和傳輸功率指定值。
此外，該通信路由選擇器49計算包括在該響應中繼控制信號內(nèi)的被要求的傳輸功率值的總數(shù)。
在步驟S704中，通信路由選擇器49將在步驟S703中計算的被要求傳輸?shù)墓β士倲?shù)與已經(jīng)存儲在存儲器49b中的被要求傳輸?shù)墓β士倲?shù)進行比較。
如果計算的總數(shù)小于存儲的總數(shù)(步驟S704中的″Y″)，在步驟S705中，通信路由選擇器49以計算的總數(shù)替換存儲的總數(shù)，以更新存儲器49b中的信息。
在步驟S706中，通信路由選擇器49核對控制信號TX/RX單元42是否已接收了的另一個響應中繼控制信號。
如果已經(jīng)接收了另一個響應中繼控制信號(步驟S706中的″Y″)，通信路由選擇器49對另一個響應中繼控制信號執(zhí)行步驟S701到S705的處理。
另一方面，如果沒有收到響應中繼控制信號(步驟S706中的″N″)，在步驟S707中，通信路由選擇器49起動一個計時器。
在步驟S708中，通信路由選擇器49核對經(jīng)過的時間。
如果指定時間已過去(步驟S708中的″Y″)，在步驟S709中，通信路由選擇器49根據(jù)包括在響應中繼控制信號之內(nèi)的信息中選擇中繼該信息信號的下一跳式無線電站。此外，該通信路由選擇器49將該無線電站本身的標識符和計算的傳輸功率的值增加到該響應中繼控制信號中。
在步驟S710中，該通信路由選擇器49向下一個跳式的另一個無線電站發(fā)送已經(jīng)增加了標識符和值的響應中繼控制信號。
(多跳式通信系統(tǒng)的操作)以下，將描述根據(jù)該實施例的多跳式通信系統(tǒng)的操作。圖10是表示該多跳式通信系統(tǒng)操作的流程圖。
如圖10所示，在步驟S201中，無線電站(任何一個無線電站21、22、31-33)不由另一個無線電站中繼向無線電控制站1發(fā)送使用率查詢，以查詢通信信道的使用率，即，何時經(jīng)由無線電控制站1直接開始通信。
在步驟S202中，無線電控制站1根據(jù)在步驟S201中發(fā)送的使用率查詢，核對是否存在空的通信信道。
具體地說，管理由無線電控制站1處理的通信信道的使用率的通信信道控制站15核對通信信道使用率并決定是否存在空的通信信道。
如果不存在空閑信道(步驟S102中的″N″)，在步驟S208中，無線電控制控制站1確定與該無線電站的通信是沒有可能的，然后無線電控制站1停止向該無線電站設置通信路由。
另一方面，如果存在空閑信道(步驟S202中的″Y″)，在步驟S203中，無線電站測量由該無線電控制站1發(fā)送的導頻信號的接收電平。
在步驟S204中，根據(jù)接收電平與設置的閾值的比較，無線電站決定信息信號是否被直接發(fā)送到無線電控制站1。
如果接收電平超過閾值(步驟S204中的″Y″)，在步驟S209中，無線電站直接向該無線電控制站1發(fā)送信息信號(即，單跳式連接)。
另一方面，如果接收電平?jīng)]有超過閾值(步驟S204中的″N″)，在步驟S205中，無線電站發(fā)送一個中繼控制信號，以便請求另一個無線電站中繼該信息信號。
在步驟S206中，無線電站根據(jù)響應中繼控制信號確定另一個無線電站是否可能中繼該信息信號。
如果另一個無線電站有可能中繼該信息信號(步驟S206中的″Y″)，在步驟S207中，該無線電站經(jīng)由另一個無線電站向該無線電控制站1發(fā)送信息信號(即多跳式連接)。
順便說一下，無線電控制站1能夠分配一條用于位于該確定的通信路由中的無線電站的通信信道。
以下，將進一步描述圖10所示的多跳式通信方法。圖11是表示無線電站21、31、32與無線電控制站1之間通信序列的時序圖如圖11所示，在步驟S301中，無線電站21、31、32周期性地從無線電控制站1接收導頻信號。
在步驟S302中，無線電站32發(fā)送一個使用率查詢，以查詢由無線電控制站1處理的通信信道的使用率。
在步驟S303中，無線電控制站1根據(jù)該使用率查詢，核對是否存在一條空閑的通信信道。無線電控制站1向無線電站32發(fā)送一個使用率通告，報告通信信道的使用率情況。
在步驟S304中，無線電站32根據(jù)最近接收的導頻信號的接收電平?jīng)Q定是否將信息信號直接發(fā)送到無線電控制站1。
順便說一下，在此通信序列中，雖然當開始通信時無線電站32確定該通信路由，但當其每次接收導頻信號時無線電站32也確定該通信路由。這個選擇允許更迅速地找到一個適當?shù)耐ㄐ怕酚伞?br> 在步驟S305中，無線電站32向無線電站21和31發(fā)送一中繼控制信號，用于請求對信息信號的中繼。
在步驟S306中，無線電站21和31測量由無線電控制站1發(fā)送的導頻信號的接收電平，以響應由無線電站32發(fā)送的中繼控制信號。
在步驟S307中，無線電站21確定由無線電站32發(fā)送的信息信號能夠被中繼到無線電控制站1。
在步驟S308中，無線電站21向無線電站32發(fā)送一個響應中繼控制信號，以通知由無線電站32發(fā)送的信息信號能夠被中繼。
在步驟S309中，無線電站21和32根據(jù)該響應中繼控制信號確定用于發(fā)送/接收該信息信號的通信路由。
順便說一下，如果無線電站21不能直接向無線電控制站1發(fā)送該信息信號，那么無線電站21進一步向另一個無線電站(例如，無線電站22)發(fā)送增加了無線電站21的信息的響應中繼控制信號。
然后，無線電站22確定由無線電站32發(fā)送的信息信號是否能夠被直接中繼到無線電控制站1。如果無線電站22能夠中繼由無線電站32發(fā)送的信息信號，無線電站22發(fā)送一個響應中繼控制信號以報告具有中繼能力。
進一步地，無線電站21向無線電站32中繼由無線電站22發(fā)送的響應中繼控制信號，由此確定無線電站32和無線電控制站1之間的一個通信路由。此外，該無線電站可能也將導頻信號的接收電平值增加到該響應中繼控制信號(或該中繼控制信號)中。
依據(jù)這種布置，除了根據(jù)SIR和跳頻數(shù)目以外還能夠根據(jù)接收電平選擇中繼該信息信號的無線電站。這就允許該無線電站只能夠選取具有較高的導頻信號接收電平的無線電站。因此防止了將距離無線電控制站1更遠的無線電站選擇為經(jīng)由其他站設置一個通信路由的情況。
第三實施例以下，將描述本發(fā)明的第三實施例。圖12是表示無線電站21，31，32和無線電控制站1之間的通信序列的時序圖。
在該實施例中，如果該無線電站確定該信息信號被直接中繼到該無線電控制站，則該無線電站向該無線電控制站1發(fā)送一個通信路由獲得請求。
進一步地，無線電控制站1根據(jù)該通信路由獲得請求設置一個通信路由，并向每個無線電站發(fā)送一條通信路由獲得通告。順便說一下，無線電控制站1可以發(fā)送通信路由獲得請求，并且無線電站可以發(fā)送通信路由獲得通告。
如圖12所示，在步驟S401中，無線電站21、31、32周期性地從無線電控制站1接收導頻信號。
在步驟S402中，無線電站32發(fā)送一個使用率查詢，以查詢由無線電控制站1處理的通信信道的使用率。
在步驟S403中，無線電控制站1根據(jù)該使用率查詢，核對是否存在一條空閑的通信信道。無線電控制站1向無線電站32發(fā)送一個使用率通告，該使用率通告報告通信信道的使用率情況。
在步驟S404中，無線電站32根據(jù)最近接收的導頻信號的接收電平確定是否將信息信號直接發(fā)送到無線電控制站1。
順便說一下，在此通信序列中，雖然當開始通信時無線電站32確定該通信路由，但當其每次接收導頻信號時無線電站32也可以確定該通信路由。這個選擇允許更迅速地找到一條合適的通信路由。
在步驟S405中，無線電站32向無線電站21和31發(fā)送一個中繼控制信號，用于請求通過多跳式連接對信息信號中繼。
在步驟S406中，無線電站21和31測量由無線電控制站1發(fā)送的導頻信號的接收電平，以響應無線電站32發(fā)送的中繼控制信號。
在步驟S407中，無線電站21確定將由無線電站32發(fā)送的信息信號能夠被中繼到無線電控制站1。
在步驟S408中，無線電站21向無線電控制站1發(fā)送一個通信路由獲得請求，以請求獲得無線電站32和無線電控制站1之間的一個通信路由。
在步驟S409中，該無線電控制站1根據(jù)無線電站21發(fā)送的通信路由獲得請求，確定到無線電站32的一個通信路由。然后無線電控制站1向無線電站21和32發(fā)送一個通信路由獲得通告，以報告通信路由的信息(例如，站ID)。
無線電站21和31通過該通信路由獲得通告，都能夠識別無線電站32和無線電控制站1之間的通信路由。
進一步地，在根據(jù)該實施例的多跳式通信方法中，如果存在多個通信路由，則選擇在無線電站和無線電控制站1之間的具有最小跳頻數(shù)目的一個通信路由。
圖13是解釋該多跳式通信系統(tǒng)選擇一個通信路由的操作示意圖，該通信路由具有最小的跳頻數(shù)。
在圖13中，說明無線電站31與無線電控制站1(即，核心網(wǎng)絡)開始通信的情況。
進一步地，方框內(nèi)的數(shù)字與無線電控制站1發(fā)送的導頻信號的接收電平有關。該數(shù)字降低時，該數(shù)字表示接收電平較高。
例如，無線電站22的方框中顯示的″1″表示無線電站21、22、31-33中的最高接收電平。
由于信息信號不能在無線電站31和無線電控制站1之間直接發(fā)送，無線電站31向另一個無線電站發(fā)送一個中繼控制信號，以請求對該信息信號中繼。
這里，假設無線電站32和33接收由無線電站31發(fā)送的中繼控制信號。進一步地假設該信息信號不能在無線電站32、33和無線電控制站1之間直接發(fā)送。
無線電站32和33將站ID等等(例如，導頻信號的接收電平)增加到中繼控制信號中，并將該中繼控制信號作為增加了站ID等等的一個響應中繼控制信號發(fā)送。
在這種情況中，無線電站32從無線電站33中接收該響應中繼控制信號。相似地，無線電站33從無線電站32接收該響應中繼控制信號。這里，由于導頻信號的接收電平被增加到該響應中繼控制信號中，在無線電站32中，根據(jù)該接收電平，丟棄由無線電站33發(fā)送的響應中繼控制信號。
換句話說，由于無線電站33的相關接收電平是″4″，無線電站32的相關接收電平是″5″，則無線電站32丟棄由無線電站33發(fā)送的響應中繼控制信號。
相似地，在無線電站31中，由無線電站32和無線電站33發(fā)送的響應中繼控制信號也被丟棄。
如同之前的描述，中繼響應控制信號只中繼到具有較高接收電平的無線電站。因此，該響應中繼控制信號到達無線電站21和22，無線電站21和22能夠?qū)⑿畔⑿盘栔苯又欣^到無線電控制站1。
無線電站21和22發(fā)送一個響應中繼控制信號，以報告該信息信號可能中繼到無線電站31。
以圖13顯示的結(jié)構(gòu)，能夠設置以下通信路由(以下數(shù)字指無線電站或者無線電控制站)。
(1)31-33-34-22-1(2)31-33-34-21-1(3)31-32-33-34-22-1(4)31-32-34-22-1(5)31-32-34-21-1(6)31-32-21-1該無線電站31選擇通信路由(6)，該通信路由(6)具有最小的跳頻數(shù)目(即，3個跳頻)。
在圖13中，在無線電站32和無線電控制站1之間存在四個通信路由((3)-(6))。該無線電站32只向無線電站31通告具有最小跳頻數(shù)目(即，3個跳頻)的通信路由(6)。
從而，只有三個通信路由(即，(1)，(2)和(6))被通告給無線電站31。這減輕了在無線電站31選擇通信路由的負荷。
進一步地，如圖12所示，無線電控制站1可以通告位于通信路由上的所有的無線電站的通信路由獲得通告。在這個方法中，包括中繼該響應中繼控制信號的無線電站信息的響應信號也被無線電控制站1接收。
無線電控制站1根據(jù)接收的響應中繼控制信號，選擇通信路由(6)作為到無線電站31的通信路由。
在之前描述的實施例中，是根據(jù)開始通信的無線電站發(fā)送的中繼控制信號來決定通信路由。然而，在某些情況下，例如，對蜂窩電話(或移動終端)有來話呼叫和向蜂窩電話遞送電子郵件，該無線電控制站1必須向該無線電站發(fā)送中繼控制信號。
在這種情況中，無線電控制站1能夠發(fā)送一個通信路由獲得請求，以請求獲得一個通信路由，并且無線電站根據(jù)該通信路由獲得請求能夠找到目的地無線電站與無線電控制站1之間的一個通信路由。
進一步地，無線電控制站1確定由無線電站找到的通信路由作為目的地無線電站與無線電控制站1之間的一個通信路由。
如前所述，根據(jù)該多跳式通信系統(tǒng)，該無線電控制站1，該無線電站(無線電站21、22、31-33)以及多跳式通信方法，以少量的控制信號獲得無線電站之間或無線電站與無線電控制站之間的一個適當?shù)耐ㄐ怕酚墒强尚械摹?br> 進一步地，根據(jù)上述的實施例，由于無線電站在開始通信之前發(fā)送使用率查詢以核對是否存在空閑的通信信道，則防止了在沒有空閑通信信道時發(fā)送信息信號。因此，即使在多跳式通信系統(tǒng)中出現(xiàn)大量話務量，該多跳式通信系統(tǒng)中能夠更安全地進行通信。
此外，根據(jù)上述的實施例，由于根據(jù)導頻信號的接收電平選擇了距離無線電控制站1距離最短的無線電站，則能夠設置在無線電站與無線電控制站之間具有最小跳頻數(shù)目的通信路由。
通過參考實施例已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明。對本領域技術人員來說很明顯，本發(fā)明不局限于上述的實施例。本發(fā)明的實施例可以不脫離專利權利要求書中說明的大意和范疇進行改正或變更。因此，此說明書的描述意在表達范例而不對本發(fā)明有任何限制。
權利要求
1.一種多跳式通信系統(tǒng)，其由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站和中繼其他無線電站發(fā)送的信號的多個無線電站配置，其特征在于，該無線電控制站包括一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于為發(fā)送/接收一個控制信號，以進行與該無線電站的通信；一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收一個信息信號；和一個通信路由確定器，用于以不同的獨立處理確定用于該控制信號的一個通信路由和用于該信息信號的一個通信路由，并且該無線電站包括一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該控制信號；和一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該信息信號。
2.一種多跳通信系統(tǒng)，其由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站和中繼其他無線電站發(fā)送的信號的多個無線電站，其特征在于，該無線電控制站包括一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收一個控制信號，以進行與該無線電站的通信；一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收一個信息信號；和一個通信路由確定器，用于以不同于確定用于該信息信號的一個通信路由的獨立處理來確定用于該控制信號的一個通信路由，并且該無線電站包括一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該控制信號；和一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該信息信號。
3.連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站，控制中繼其他無線電站發(fā)送的信號的無線電站的通信，其特征在于，該無線電控制站包括一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收一個控制信號，以進行與該無線電站的通信；一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收一個信息信號；和一個通信路由確定器，用于確定用于該控制信號的一個通信路由。
4.根據(jù)權利要求3所述的無線電控制站，其特征在于，該通信路由確定器以不同于用于確定控制信號的通信路由的獨立處理確定用于該信息信號的一個通信路由。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的無線電控制站，其特征在于，該通信路由確定器向無線電站發(fā)送一個通信路由獲得請求，用于獲得一個通信路由，并且該通信路由確定器根據(jù)該無線電站發(fā)送的對該通信路由獲得請求的一個響應，確定一個通信路由。
6.根據(jù)權利要求3至5中任一項所述的無線電控制站，其特征在于，進一步地包含一個通信信道控制器，用于為發(fā)送一個使用率通告，該使用率通告表明由該無線電控制站處理的通信信道的使用率情況。
7.根據(jù)權利要求3至6中任一項所述的無線電控制站，其特征在于，該通信路由確定器確定到該無線電站的一個通信路由，并且發(fā)送一個通信路由確定通告，向位于該通信路由上的一個無線電站報告該通信路由。
8.根據(jù)權利要求7所述的無線電控制站，其特征在于，該通信路由確定器分配一個用于位于該確定的通信路由上的無線電站中的一個通信信道。
9.一個無線電站，經(jīng)由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站進行通信，其特征在于，該無線電站包含一個控制信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該控制信號；一個信息信號發(fā)送/接收單元，用于發(fā)送/接收該信息信號；和一個通信路由確定器，用于以不同的獨立處理確定用于該控制信號的一個通信路由和用于該信息信號的一個通信路由。
10.根據(jù)權利要求9所述的無線電站，其特征在于，該通信路由確定器向該無線電站發(fā)送一個使用率查詢，用于詢問由該無線電控制站處理的通信信道的使用率，并且根據(jù)響應使用率查詢的一個使用率通告發(fā)送/接收該信息信號。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的無線電站，其特征在于，更進一步包含一個決定單元，用于根據(jù)該控制信號發(fā)送/接收單元接收到的控制信號的接收電平，決定通信是否與該無線電控制站直接進行。
12.根據(jù)權利要求11所述的無線電站，決定單元根據(jù)信息信號的傳輸速度，改變接收電平的閾值，并且根據(jù)該接收電平與該閾值的比較結(jié)果，決定通信是否與該無線電控制站直接進行。
13.根據(jù)權利要求9至12中任一項所述的無線電站，其特征在于，更進一步包含一個第一中繼控制器，用于向另一個站發(fā)送一個中繼控制信號，以請求對該信息信號中繼，并根據(jù)響應該中繼控制信號的一個響應中繼控制信號，經(jīng)由另一個站為該無線電控制站設置一個通信路由。
14.根據(jù)權利要求13所述的無線電站，其特征在于，更進一步包含一個通信路由選擇器，如果多個另外的無線電站發(fā)送該響應中繼控制信號，則通信路由選擇器用于選擇滿足有關通信狀態(tài)的指定條件的一個無線電站。
15.根據(jù)權利要求9至14中任一項所述的無線電無線電站，其特征在于，更進一步包含一個第二中繼控制器，用于從其他站接收一個中繼控制信號，該中繼控制信號用于請求對該信息信號中繼，該第二中繼控制器并用于發(fā)送響應該中繼控制信號的一個響應中繼控制信號，并且設置一個從另一個無線電站到該無線電控制站的通信路由。
16.根據(jù)權利要求15所述的無線電站，其特征在于，該第二中繼控制器根據(jù)該接收的響應中繼控制信號的接收電平，發(fā)送該響應中繼控制信號，以通告中繼該信息信號的能力。
17.根據(jù)權利要求14至16中任一項所述的無線電站，其特征在于，其中表明從另一個無線電站到該無線電控制站的跳頻數(shù)目的一個信息包括在該響應中繼控制信號中，并且該通信路由選擇器基于包括在響應中繼控制信號之內(nèi)的跳頻數(shù)目，選擇一個無線電站。
18.根據(jù)權利要求14至16中任一項所述的無線電站，其特征在于，表明一個干擾電平的一個信息包括在該響應中繼控制信號中，并且該通信路由選擇器基于包括在響應中繼控制信號之內(nèi)的干擾電平，選擇一個無線電站。
19.一種多跳式通信方法，用于一個系統(tǒng)中，該系統(tǒng)由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站和中繼其他無線電站發(fā)送的信號的多個無線電站配置，其特征在于，該方法包括使用率查詢步驟，該無線電站利用一個控制信號發(fā)送使用率查詢，用于查詢由該無線電控制站處理的通信信道的使用率，以進行與該無線電控制站的通信；通信路由確定步驟，該無線電控制站以不同的獨立處理確定用于該控制信號的一個通信路由和用于該信息信號的一個通信路由；使用率通告步驟，該無線電控制站發(fā)送一個使用率通告，表明由該無線電控制站處理的通信信道的使用率；和信息信號發(fā)送步驟，該無線電站和該無線電控制站依照使用率通告的通信路由發(fā)送/接收該信息信號。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的多跳式通信系統(tǒng)由連接到核心網(wǎng)絡的一個無線電控制站1和無線電站21、22、31－33配置。該無線電控制站1具有一個發(fā)送/接收該控制信號的控制信號TX/RX單元12，一個發(fā)送/接收該信息信號的信息信號TX/RX單元13，和一個通信信道控制器15，利用該控制信號向無線電站21、22、31－33發(fā)送表明由無線電控制站1管理的通信信道的使用率的“使用率通告”。該無線電站具有一個發(fā)送/接收該控制信號的控制信號TX/RX單元42，和一個發(fā)送/接收該信息信號的信息信號TX/RX單元43。
文檔編號H04L12/56GK1523787SQ20041000631
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權日2003年2月21日
發(fā)明者竹田真二, 藤原淳, 吉野仁, 大津徹 申請人:株式會社Ntt都科摩