专利名称：多跳式通信系统、无线电控制站、无线电站和多跳式通信方法
技术领域：
本发明涉及以一个无线电控制站和若干无线电站配置的多跳式通信系统和多跳式通信方法。本发明还涉及用于该多跳式通信系统的一个无线电控制站和一个无线电站。具体地说，本发明涉及一种蜂窝电话系统，其中无线电基站担当该无线电控制站，和涉及一种无线局域网，其中接入点充当该无线电控制站。
背景技术：
(专门(Ad hoc)网络)在一个专门网络中，不能彼此直接通信的两个站间的通信是通过使用多个站完成的。该多个站中继由发送端送往目的地的信号(被称作“多跳连接”)。就该专门网络而论，已经提议出多种通信路由发现协议，即DSR(直接源路由)和AODV(专门即时要求距离矢量)。
在这种专门网络中，不存在类似蜂窝电话系统中的基站的一个集中控制站。因此，通常该无线电站本身自动地找到一个通信路由。
(多跳式蜂窝)在这点上，还提议出该多跳式蜂窝是利用一种多跳式连接获得从该无线电站到该基站的一个通信路由。在该多跳蜂窝中，由于该无线电站能够经由基站接入核心网络，如果获得直达该基站的一个通信路由，那么无线电站与目的地的通信就成为可能。因此，与该专门网络相比，连接该远距离目的地的可能性较高。
然而，在多跳蜂窝中，仍然考虑过无线电站间通信的方法以及无线电站和基站间获得通信路由的方法。非常希望的是用少量控制信号在较短时间内执行这种处理。
此外，如果受基站处理的通信信道完全被占用，那么无线电站之间就不能完成通信。在这种情况下，由于不被任何无线电站/基站接收的信息包被发送，造成了多跳式蜂窝资源的浪费。
此外，众所周知在无线电通信系统中，当传输速度(比特率)增加时，要求有较高的传输功率。因此，如果发送的控制信号和信息信号比特率同时都增加时，无线电站/基站的功耗可能变得过大。
发明内容
因此按照上述观点，本发明的一个目的是提供一种多跳式通信系统、一种无线电控制站、一种无线电站和多跳式通信方法，其能够利用少量的控制信号在无线电站之间或在无线电站与无线电控制站之间获得一个适当的通信路由。
为了实现上述目的，根据本发明的多跳式通信系统是由连接到核心网络的一个无线电控制站和用于中继由其他无线电站发送的信息信号的多个无线电站配置的，该多跳式通信系统通过不同的独立处理，为控制信号确定一个通信路由以及为信息信号确定一个通信路由。该控制信号以及该信息信号通过该确定的通信路由发送。
图1A是根据第一实施例的多跳式通信系统整体结构的示意图；图1B是根据第一实施例的多跳式通信系统的一个区域结构；图2A是根据第一实施例的无线电控制站的方框图；图2B是根据第一实施例的无线电站的方框图；图3是表示根据第一实施例的多跳式通信方法的流程图；图4A是根据第二实施例的无线电控制站的方框图；图4B是根据第二实施例的无线电站的方框图；图5A是放置在根据第二实施例的无线电站中的通信路由选择器的方框图；图5B是表示根据第二实施例的中继控制信号结构的示意图；图6是表示在根据第二实施例的通信路由选择器中执行的处理的流程图；图7是表示在根据第二实施例的通信路由选择器中执行的处理的流程图；
图8A是位于根据第二实施例的无线电站中的通信路由选择器的方框图；图8B是表示根据第二实施例的中继控制信号的结构的示意图；图9是表示在根据第二实施例的通信路由选择器中执行的处理的流程图；图10是表示根据第二实施例的多跳式通信方法的流程图；图11是表示根据第二实施例中的多跳式通信系统的通信序列的时序图；图12是表示根据第二实施例中的多跳式通信系统的通信序列的时序图；和图13是解释多跳式通信系统选取一条具有最小的跳频数的通信路由的操作示意图。
具体实施例方式
第一实施例(多跳式通信系统的结构)现在将参考附图描述本发明的第一实施例。图1A是表示该多跳式通信系统整体结构的示意图。
如图1A所示，该多跳式通信系统由连接到一个核心网络，例如宽带有线网络的一个无线电控制站1，和位于由该无线电控制站1覆盖的区域A的内部或者外部的无线电站21、22、31-33配置。顺便说一下，区域A指一个区域，其中无线电控制站1能够借助于无线电站21、22、31-33直接发送/接收一个信息信号。该信息信号包含用户信息，例如，数据信息包和语音信息包。
如图1B所示，部署有多个区域A。此外区域B位于每个区域A之外。每个区域B为环形并且与另一个区域B重叠。
如图1A所示，无线电站21、22位于无线电控制站1的区域A中。另一方面，无线电站31-33位于区域A之外。因此，无线电站31-33不能向无线电控制站1直接发送信息信号。然而，无线电站31-33位于无线电控制站1的区域B中。无线电站31-33只能向无线电控制站1发送/接收控制信号，即导频信号。
在该实施例的多跳式通信系统中，与信息信号相比，控制信号，即导频信号是以较低比特率发送的。
图2A是无线电控制站1的方框图，图2B是无线电站21、22、31-33的方框图。
如图2A所示，无线电控制站 1具有一个无线电通信单元11，该无线电通信单元11利用一种无线电通信方案(例如，码分多址)发送/接收信息信号和控制信号；一个发送/接收该控制信号的控制信号TX/RX单元12；一个产生/处理该控制信号的控制信号处理器14。
此外，无线电控制站1具有一个通信信道控制器15，该通信信道控制器15利用该控制信号向无线电站21、22、31-33发送″使用率通告″，指明由该无线电控制站管理的通信信道的使用率情况。
此外，无线电控制站1还具有一个通信路由确定器17，该通信路由确定器17为信息信号和控制信号确定一个通信路由；一个发送/接收该信息信号的信息信号TX/RX单元13；和一个产生/处理该信息信号的信息信号处理器16。
该通信路由确定器17通过一种独立的处理过程为控制信号的发送/接收确定一个通信路由，该独立处理过程不同于为信息信号的发送/接收确定一个通信路由的处理过程。
具体地说，通信路由确定器17根据控制信号TX/RX单元12接收的控制信号(例如，导频信号)的接收电平，确定无线电控制站1是否能够借助于该无线电站直接发送/接收信息信号。
此时，借助于该无线电站直接执行作为利用控制信号TX/RX单元12的不同独立处理的控制信号的发送/接收。该处理与为信息信号确定通信路由的处理无关。这指的是在无线电控制站1和无线电站之间可以设置两个不同的通信路由。诸如控制信号的通信路由，和信息信号的通信路由，其中控制信号的比特率低于信息信号。
与信息信号相比，比特率低于信息信号的控制信号能够覆盖较大的传输区域。因此，即使无线电控制站1与无线电站距离较远，不能直接发送/接收信息信号，无线电控制站1与无线电站(21、22、31-33)能够发送/接收控制信号。
此外，通信路由确定器17能够根据由无线电站发送的控制信号(例如，导频信号)的接收电平，估算无线电控制站1与无线电站之间的距离。该通信路由确定器17还可以确定是否借助于该无线电站直接执行信息信号的发送/接收。
顺便提一下，控制信号TX/RX单元12能够在无线电控制站1与无线电站之间直接发送/接收信息信号。此外，控制信号TX/RX单元12能够经由多个无线电站执行用于信息信号的发送/接收的多跳式连接。
此外，在此实施例，虽然通信路由确定器17位于无线电控制站1中，但本发明不局限于这种实施例。具有上述功能的通信路由确定器可以位于无线电站21、22、31-33中，以便使无线电站以不同的独立处理过程确定信息信号和控制信号的通信路由。
如图2B所示，无线电站21、22、31-33具有一个利用一种无线电通信方案(例如，码分多址)发送/接收信息信号和控制信号的无线电通信单元41；一个发送/接收该控制信号的控制信号TX/RX单元42；一个生成/处理该控制信号的控制信号处理器44。
此外，无线电站21、22、31-33还具有一个发送/接收信息信号的信息信号TX/RX单元43；和一个生成/处理该信息信号的信息信号处理器46。
顺便说一下，控制信号处理器44能够经由该控制信号发送一个使用率查询，用于查询由无线电控制站1处理的通信信道的使用率。该控制信号处理器44还可以根据对响应该使用率查询的一个使用率通告来发送/接收该信息信号。
(多跳式通信系统的操作)以下，将描述根据本实施例的多跳式通信系统的操作。图3是表示该多跳式通信系统操作的流程图。
如图3所示，在步骤S101中，无线电站(任何一个无线电站21、22、31-33)不由另一个无线电站中继向无线电控制站1发送使用率查询，以询问通信信道的使用率，即，何时经由无线电控制站1直接开始通信。
在步骤S102中，无线电控制站1根据在步骤S101中发送的使用率查询，核对是否存在一条空的通信信道。
具体地说，管理由无线电控制站1处理的通信信道的使用率的通信信道控制器15核对通信信道的使用率并决定是否存在空的通信信道。
如果存在空闲信道(在步骤S102中的″Y″)，在步骤S103，无线电控制站1找到用于发送/接收信息信号的一个通信路由。
在步骤S104中，无线电控制站1开始发送/接收该信息信号，即，利用在步骤S103中找到的通信路由与该无线电站通信。
另一方面，如果不存在空闲信道(步骤S102中的″N″)，在步骤S105中，无线电控制站1确定与该无线电站的通信是不可能的，然后停止为该无线电站设置通信路由。
(效果)根据之前描述的第一实施例，无线电站(无线电站21、22、31-33)在发送/接收信息信号之前，查询由无线电控制站处理的通信信道的使用率。此外，该无线电站根据空闲信道的存在确定一个通信路由的设置情况。
因此，即使不存在空闲的通信信道，也能够减少无线电站与该无线电控制站1执行通信信道设定的处理。
具体地说，由于当通信信道被完全占用时不发送用于发现通信路由的信息包，能够防止多跳式通信系统中的资源浪费。
第二实施例(多跳式通信系统的结构)以下将描述本发明的第二实施例。图4是表示根据该实施例的多跳式通信系统整体结构的示意图。在该实施例中，是否在无线电站和无线电控制站之间直接进行通信是根据控制信号(例如导频信号)的接收电平确定的。
如图4A所示，类似于第一实施例，无线电控制站1具有一个利用一种无线电通信方案(例如，码分多址)发送/接收信息信号和控制信号的无线电通信单元11；一个发送/接收控制信号的控制信号TX/RX单元12；一个生成/处理该控制信号的控制信号处理器14。
此外，无线电控制站1具有一个通信信道控制器15，该通信信道控制器15利用该控制信号向无线电站21、22、31-33发送″使用率通告″，指明由该无线电控制站1管理的通信信道的使用率情况。
此外，无线电控制站1还具有一个为信息信号和控制信号确定一个通信路由的通信路由确定器17；一个发送/接收该信息信号的信息信号TX/RX单元13；和一个生成/处理该信息信号的信息信号处理器16。
该通信路由确定器17由一种独立的处理过程为控制信号的发送/接收确定一个通信路由，该独立处理过程不同于为信息信号的发送/接收确定一个通信路由的处理过程。
具体地说，通信路由确定器17根据控制信号TX/RX单元12接收的控制信号(例如，导频信号)的接收电平，确定无线电控制站1是否能够借助于该无线电站直接发送/接收信息信号。
此时，借助于该无线电站直接执行作为利用控制信号TX/RX单元12的不同的独立处理的控制信号的发送/接收。该处理与为信息信号确定通信路由的处理无关。这指的是在无线电控制站1和该无线电站之间可以设置两个不同的通信路由。诸如控制信号的通信路由，和信息信号的通信路由，其中控制信号的比特率低于信息信号。
与信息信号相比，比特率低于信息信号的控制信号能够覆盖较大的传输区域。因此，即使无线电控制站1与无线电站距离较远，不能直接发送/接收信息信号，无线电控制站1与无线电站(21、22、31-33)能够发送/接收控制信号。
此外，通信路由确定器17能够根据由无线电站发送的控制信号(例如，导频信号)的接收电平，估算无线电控制站1与无线电站之间的距离。该通信路由确定器17还可以确定是否借助于该无线电站直接执行信息信号的发送/接收。
顺便提一下，控制信号TX/RX单元12能够在无线电控制站1与无线电站之间直接发送/接收信息信号。此外，控制信号TX/RX单元12能够经由多个无线电站执行用于发送/接收信息信号的多跳式连接。
此外，在此实施例，虽然通信路由确定器17位于无线电控制站1中，但本发明不局限于该实施例。具有上述功能的通信路由确定器可以位于无线电站21、22、31-33中，以便使无线电站以不同的独立处理确定信息信号和控制信号的通信路由。
如图4B所示，无线电站21、22、31-33具有一个利用一种无线电通信方案(例如，码分多址)发送/接收信息信号和控制信号的无线电通信单元41；一个发送/接收该控制信号的控制信号TX/RX单元42；一个生成/处理该控制信号的控制信号处理器44。
此外，无线电站21、22、31-33还具有一个发送/接收信息信号的信息信号TX/RX单元43；和一个生成/处理该信息信号的信息信号处理器46。
此外，该实施例中的无线电站21、22、31-33还具有一个中继控制器45、一个接收电平测量仪47、一个决定单元48和一个通信路由选择器49。
该中继控制器45向另一个站发送一个″中继控制信号″，用于请求对该信息信号中继，并根据响应该中继控制信号的一个响应中继控制信号，经由另一个站为该无线电控制站设置一个通信路由。顺便说一下，在该实施例中，该中继控制器45配置一个第一中继控制器。
此外，该中继控制器45从另一个站接收请求对该信息信号中继的一个中继控制信号。然后，该中继控制器45发送对该中继控制信号响应的一个响应中继控制信号，并设置从另一个无线电站到该无线电控制站1的一个通信路由。顺便说一下，在该实施例中，该中继控制器45配置一个第二中继控制器。
该接收电平测量仪47测量由该无线电控制站1发送的导频信号的接收电平，并向决定单元48发送一测量结果。
决定单元48根据由控制信号TX/RX单元42接收到的导频信号的接收电平，决定是否与无线电控制站1直接进行通信。
具体地说，决定单元48存储用于该导频信号的接收电平的阈值。然后根据接收电平与阈值的比较结果，决定单元48决定信息信号是否被直接发送到无线电控制站1。
如果多个另外的无线电站发送该响应中继控制信号，通信路由选择器49选取满足有关通信状态的指定条件的一个无线电站。
通信路由选择器49能够根据如下所述的方法选择一个通信路由。(1)根据SIR和跳频数目进行选择在此方法中，通信路由选择器49根据SIR(信号干扰比)和跳频数目选择一个到无线电控制站1的通信路由。
如图5A所示，该通信路由选择器49由一个解码器49a，一个干扰电平测量仪49d，一个选择器49c，一个存储器49b，和一个中继控制信号发生器49e配置，解码器49a用于对接收到的控制信号解码；该干扰电平测量仪49d用于测量施加于导频信号上的干扰电平；该选择器49c用于选择中继该信息信号的另一个无线电站；该存储器49b用于存储跳频数目；该中继控制信号发生器49e用于将该无线电站本身的信息添加到该接收到的中继控制信号(或响应中继控制信号)中，并产生一个新的响应中继控制信号。
此外，如图5B所示，站ID，源站ID、一个干扰电平和到达该无线电控制站1的跳频数目都包括在该响应中继控制信号中。该无线电站将站ID、干扰电平和跳频数目添加到来自于另一个无线电站的响应中继控制信号中，然后发送该响应中继控制信号。
接收该中继控制信号(或该响应中继控制信号)的每个无线电站根据SIR和跳频数目，选择位于下一跳频的一个无线电站。
换句话说，每个无线电站选择一个无线电站，根据该响应中继控制信号，该无线电站对该无线电控制站1的跳频数目为最小。此外，如果存在有具有相同的跳频数的两个或更多的通信路由，每个无线电站选取SIR最高的一个无线电站。
具体地说，如图6所示，在步骤S501中，控制信号TX/RX单元42从另一个无线电站接收该中继控制信号(或该响应中继控制信号)。
在步骤S502中，通信路由选择器49初始化计数器I，用于计算跳频数目。
在步骤S503中，通信路由选择器49选取跳频数(N跳频)等于″i″的响应中继控制信号，并生成由跳频数(N跳频)等于″i″的响应中继控制信号配置的一族″S″。
在步骤S504中，通信路由选择器49核对该族″S″是否为空值。
如果该族″S″是空值(步骤S504中的″Y″)，在步骤S505中，通信路由选择器49核对该计数器″i″的值是否低于预先确定的最大跳频数。
如果计数器″i″的值不低于最大跳频数(步骤S505中的″N″)，在步骤S506中，通信路由选择器49将该计数器″i″的值加″1″。根据计数器″i″的新值，通信路由选择器49重新从步骤S503开始执行处理。
另一方面，如果该族″S″不是空值(步骤S504中的″N″)，在步骤S507中，通信路由选择器49计算包括在该族″S″中的响应中继控制信号(导频信号)的相关传输功率。
在步骤S508，通信路由选择器49根据相关的传输功率选择相关的传输功率最小的一个无线电站。
在步骤S509，通信路由选择器49将计数器的″i″的值加″1″，然后结束该处理。
此外，如果计数器的″i″的值等于最大跳频数(步骤S505中的″Y″)，在步骤S506中，通信路由选择器49从该计数器的″i″的值中减″1″，然后结束该处理。
根据如上所述的方法，该无线电站能够选择对无线电控制站1的跳频数为最小以及SIR为最大的一个无线电站作为中继该信息信号的一个无线电站。然后该无线电站向该选取的无线电站发送包含该无线电站本身信息(即，该站ID、干扰电平和跳频数目)的响应中继控制信号。
(2)根据相关的传输功率进行选择作为第二种方法，通信路由选择器49能够选取相关的传输功率为最小的一个无线电站。相关的传输功率是基于该响应中继控制信号(导频信号)的SIR和施加到该响应中继控制信号的干扰电平计算的。
在此方法中，该无线电站计算从另一个站接收的每个响应中继控制信号的一个相关的传输功率。然后该无线电站以递升顺序对该相关的传输功率值排序。
此外，该无线电站核对跳频数目是否低于该排序的响应中继控制信号的一个指定值。如果跳频数目低于该指定值，该无线电站选择发送该响应中继控制信号的无线电站作为中继该信息信号的一个无线电站。
顺便说一下，相关的传输功率是基于该响应中继控制信号的SIR和施加到该响应中继控制信号的干扰电平之间的差别来计算的。
如图7所示，在步骤S601中，控制信号TX/RX单元42从另一个无线电站接收该响应中继控制信号(或该中继控制信号)。
在步骤S602中，该通信路由选择器49计算所有的响应中继控制信号的相关传输功率。
在步骤S603中，通信路由选择器49以递升顺序排序该相关传输功率值。
在步骤S604中，通信路由选择器49初始化计数器i，以计算该排序的相关传输功率值的位置。
在步骤S605中，通信路由选择器49核对定位在″S″的值是否为空值。
如果定位在″S ″的值不是空值(步骤S605中的″N″)，在步骤S606中，通信路由选择器49核对到达无线电控制站1的跳频数目等于或小于指定值。
如果跳频数目大于指定值(步骤S606中的″N″)，在步骤S607中，通信路由选择器49将计数器i加″1″并根据定位在新位置″S″的响应中继控制信号值重新执行从步骤S605开始的处理。
此外，如果值不位于位置″S″(步骤S605中的″N″)，在步骤S610中，通信路由选择器49将跳频数目(Nhop)减″1″，然后结束处理。
如果跳频数目等于或小于指定值(步骤S606中的″Y″)，在步骤S608中，通信路由选择器49选择发送定位在″S″的响应中继控制信号的无线电站。
在步骤S609中，通信路由选择器49将跳频数目(Nhop)加″1″，然后结束该处理。
根据上述的方法，该无线电站能够选择到达无线电控制站1的跳频数目为等于或低于指定值而且相关传输功率为最小的下一跳式无线电站，作为中继该信息信号的一个无线电站。
顺便说一下，通常需要大的传输功率传输以高比特率发送的信息信号。考虑此点，该无线电站(决定单元48)可以根据信息信号的传输速度改变接收电平的阈值。
具体地说，无线电站(决定单元48)根据信息信号TX/RX单元43使用的比特率(传输速度)改变响应中继控制信号的接收电平的阈值。例如，如果信息信号TX/RX单元43使用的比特率增加，无线电站(决定单元48)就提高该阈值。
(3)根据总传输功率进行选择作为第三种方法，通信路由选择器49能够选取一个通信路以最小化中继该信息信号的无线电站的总传输功率。
在此方法中，如图8A所示，通信路由选择器49由一个解码器49a、一个存储器49b，一个选择器49c、一个干扰电平测量仪49d、一个中继控制信号发生器49e和一个总传输功率计算单元49f。
此外，如图8B所示，在一响应中继控制信号中，包括一发送站ID，表明发送中继控制信号的一个无线电站；或一中继站ID，表明中继该中继控制信号(或响应中继控制信号)的一个无线电站；以及要求的传输功率。
中继该中继控制信号(或该响应中继控制信号)的无线电站增加该无线电站本身的标识符和要求的传输功率值。因此，能够收集位于该通信路由的所有无线电站的信息。
具体地说，如图9所示，在步骤S701中，控制信号TX/RX单元42从另一个无线电站接收该中继控制信号(或该响应中继控制信号)。
在步骤S702中，该通信路由选择器49测量该响应中继控制信号的一个SIR并恢复包括在该响应中继控制信号之内的要求的传输功率。
在步骤S703，通信路由选择器49根据在步骤S702中测量的SIR计算该无线电站要求的传输功率、发送该中继控制信号(或该响应中继控制信号)无线电站期望SIR和传输功率指定值。
此外，该通信路由选择器49计算包括在该响应中继控制信号内的被要求的传输功率值的总数。
在步骤S704中，通信路由选择器49将在步骤S703中计算的被要求传输的功率总数与已经存储在存储器49b中的被要求传输的功率总数进行比较。
如果计算的总数小于存储的总数(步骤S704中的″Y″)，在步骤S705中，通信路由选择器49以计算的总数替换存储的总数，以更新存储器49b中的信息。
在步骤S706中，通信路由选择器49核对控制信号TX/RX单元42是否已接收了的另一个响应中继控制信号。
如果已经接收了另一个响应中继控制信号(步骤S706中的″Y″)，通信路由选择器49对另一个响应中继控制信号执行步骤S701到S705的处理。
另一方面，如果没有收到响应中继控制信号(步骤S706中的″N″)，在步骤S707中，通信路由选择器49起动一个计时器。
在步骤S708中，通信路由选择器49核对经过的时间。
如果指定时间已过去(步骤S708中的″Y″)，在步骤S709中，通信路由选择器49根据包括在响应中继控制信号之内的信息中选择中继该信息信号的下一跳式无线电站。此外，该通信路由选择器49将该无线电站本身的标识符和计算的传输功率的值增加到该响应中继控制信号中。
在步骤S710中，该通信路由选择器49向下一个跳式的另一个无线电站发送已经增加了标识符和值的响应中继控制信号。
(多跳式通信系统的操作)以下，将描述根据该实施例的多跳式通信系统的操作。图10是表示该多跳式通信系统操作的流程图。
如图10所示，在步骤S201中，无线电站(任何一个无线电站21、22、31-33)不由另一个无线电站中继向无线电控制站1发送使用率查询，以查询通信信道的使用率，即，何时经由无线电控制站1直接开始通信。
在步骤S202中，无线电控制站1根据在步骤S201中发送的使用率查询，核对是否存在空的通信信道。
具体地说，管理由无线电控制站1处理的通信信道的使用率的通信信道控制站15核对通信信道使用率并决定是否存在空的通信信道。
如果不存在空闲信道(步骤S102中的″N″)，在步骤S208中，无线电控制控制站1确定与该无线电站的通信是没有可能的，然后无线电控制站1停止向该无线电站设置通信路由。
另一方面，如果存在空闲信道(步骤S202中的″Y″)，在步骤S203中，无线电站测量由该无线电控制站1发送的导频信号的接收电平。
在步骤S204中，根据接收电平与设置的阈值的比较，无线电站决定信息信号是否被直接发送到无线电控制站1。
如果接收电平超过阈值(步骤S204中的″Y″)，在步骤S209中，无线电站直接向该无线电控制站1发送信息信号(即，单跳式连接)。
另一方面，如果接收电平没有超过阈值(步骤S204中的″N″)，在步骤S205中，无线电站发送一个中继控制信号，以便请求另一个无线电站中继该信息信号。
在步骤S206中，无线电站根据响应中继控制信号确定另一个无线电站是否可能中继该信息信号。
如果另一个无线电站有可能中继该信息信号(步骤S206中的″Y″)，在步骤S207中，该无线电站经由另一个无线电站向该无线电控制站1发送信息信号(即多跳式连接)。
顺便说一下，无线电控制站1能够分配一条用于位于该确定的通信路由中的无线电站的通信信道。
以下，将进一步描述图10所示的多跳式通信方法。图11是表示无线电站21、31、32与无线电控制站1之间通信序列的时序图如图11所示，在步骤S301中，无线电站21、31、32周期性地从无线电控制站1接收导频信号。
在步骤S302中，无线电站32发送一个使用率查询，以查询由无线电控制站1处理的通信信道的使用率。
在步骤S303中，无线电控制站1根据该使用率查询，核对是否存在一条空闲的通信信道。无线电控制站1向无线电站32发送一个使用率通告，报告通信信道的使用率情况。
在步骤S304中，无线电站32根据最近接收的导频信号的接收电平决定是否将信息信号直接发送到无线电控制站1。
顺便说一下，在此通信序列中，虽然当开始通信时无线电站32确定该通信路由，但当其每次接收导频信号时无线电站32也确定该通信路由。这个选择允许更迅速地找到一个适当的通信路由。
在步骤S305中，无线电站32向无线电站21和31发送一中继控制信号，用于请求对信息信号的中继。
在步骤S306中，无线电站21和31测量由无线电控制站1发送的导频信号的接收电平，以响应由无线电站32发送的中继控制信号。
在步骤S307中，无线电站21确定由无线电站32发送的信息信号能够被中继到无线电控制站1。
在步骤S308中，无线电站21向无线电站32发送一个响应中继控制信号，以通知由无线电站32发送的信息信号能够被中继。
在步骤S309中，无线电站21和32根据该响应中继控制信号确定用于发送/接收该信息信号的通信路由。
顺便说一下，如果无线电站21不能直接向无线电控制站1发送该信息信号，那么无线电站21进一步向另一个无线电站(例如，无线电站22)发送增加了无线电站21的信息的响应中继控制信号。
然后，无线电站22确定由无线电站32发送的信息信号是否能够被直接中继到无线电控制站1。如果无线电站22能够中继由无线电站32发送的信息信号，无线电站22发送一个响应中继控制信号以报告具有中继能力。
进一步地，无线电站21向无线电站32中继由无线电站22发送的响应中继控制信号，由此确定无线电站32和无线电控制站1之间的一个通信路由。此外，该无线电站可能也将导频信号的接收电平值增加到该响应中继控制信号(或该中继控制信号)中。
依据这种布置，除了根据SIR和跳频数目以外还能够根据接收电平选择中继该信息信号的无线电站。这就允许该无线电站只能够选取具有较高的导频信号接收电平的无线电站。因此防止了将距离无线电控制站1更远的无线电站选择为经由其他站设置一个通信路由的情况。
第三实施例以下，将描述本发明的第三实施例。图12是表示无线电站21，31，32和无线电控制站1之间的通信序列的时序图。
在该实施例中，如果该无线电站确定该信息信号被直接中继到该无线电控制站，则该无线电站向该无线电控制站1发送一个通信路由获得请求。
进一步地，无线电控制站1根据该通信路由获得请求设置一个通信路由，并向每个无线电站发送一条通信路由获得通告。顺便说一下，无线电控制站1可以发送通信路由获得请求，并且无线电站可以发送通信路由获得通告。
如图12所示，在步骤S401中，无线电站21、31、32周期性地从无线电控制站1接收导频信号。
在步骤S402中，无线电站32发送一个使用率查询，以查询由无线电控制站1处理的通信信道的使用率。
在步骤S403中，无线电控制站1根据该使用率查询，核对是否存在一条空闲的通信信道。无线电控制站1向无线电站32发送一个使用率通告，该使用率通告报告通信信道的使用率情况。
在步骤S404中，无线电站32根据最近接收的导频信号的接收电平确定是否将信息信号直接发送到无线电控制站1。
顺便说一下，在此通信序列中，虽然当开始通信时无线电站32确定该通信路由，但当其每次接收导频信号时无线电站32也可以确定该通信路由。这个选择允许更迅速地找到一条合适的通信路由。
在步骤S405中，无线电站32向无线电站21和31发送一个中继控制信号，用于请求通过多跳式连接对信息信号中继。
在步骤S406中，无线电站21和31测量由无线电控制站1发送的导频信号的接收电平，以响应无线电站32发送的中继控制信号。
在步骤S407中，无线电站21确定将由无线电站32发送的信息信号能够被中继到无线电控制站1。
在步骤S408中，无线电站21向无线电控制站1发送一个通信路由获得请求，以请求获得无线电站32和无线电控制站1之间的一个通信路由。
在步骤S409中，该无线电控制站1根据无线电站21发送的通信路由获得请求，确定到无线电站32的一个通信路由。然后无线电控制站1向无线电站21和32发送一个通信路由获得通告，以报告通信路由的信息(例如，站ID)。
无线电站21和31通过该通信路由获得通告，都能够识别无线电站32和无线电控制站1之间的通信路由。
进一步地，在根据该实施例的多跳式通信方法中，如果存在多个通信路由，则选择在无线电站和无线电控制站1之间的具有最小跳频数目的一个通信路由。
图13是解释该多跳式通信系统选择一个通信路由的操作示意图，该通信路由具有最小的跳频数。
在图13中，说明无线电站31与无线电控制站1(即，核心网络)开始通信的情况。
进一步地，方框内的数字与无线电控制站1发送的导频信号的接收电平有关。该数字降低时，该数字表示接收电平较高。
例如，无线电站22的方框中显示的″1″表示无线电站21、22、31-33中的最高接收电平。
由于信息信号不能在无线电站31和无线电控制站1之间直接发送，无线电站31向另一个无线电站发送一个中继控制信号，以请求对该信息信号中继。
这里，假设无线电站32和33接收由无线电站31发送的中继控制信号。进一步地假设该信息信号不能在无线电站32、33和无线电控制站1之间直接发送。
无线电站32和33将站ID等等(例如，导频信号的接收电平)增加到中继控制信号中，并将该中继控制信号作为增加了站ID等等的一个响应中继控制信号发送。
在这种情况中，无线电站32从无线电站33中接收该响应中继控制信号。相似地，无线电站33从无线电站32接收该响应中继控制信号。这里，由于导频信号的接收电平被增加到该响应中继控制信号中，在无线电站32中，根据该接收电平，丢弃由无线电站33发送的响应中继控制信号。
换句话说，由于无线电站33的相关接收电平是″4″，无线电站32的相关接收电平是″5″，则无线电站32丢弃由无线电站33发送的响应中继控制信号。
相似地，在无线电站31中，由无线电站32和无线电站33发送的响应中继控制信号也被丢弃。
如同之前的描述，中继响应控制信号只中继到具有较高接收电平的无线电站。因此，该响应中继控制信号到达无线电站21和22，无线电站21和22能够将信息信号直接中继到无线电控制站1。
无线电站21和22发送一个响应中继控制信号，以报告该信息信号可能中继到无线电站31。
以图13显示的结构，能够设置以下通信路由(以下数字指无线电站或者无线电控制站)。
(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该无线电站31选择通信路由(6)，该通信路由(6)具有最小的跳频数目(即，3个跳频)。
在图13中，在无线电站32和无线电控制站1之间存在四个通信路由((3)-(6))。该无线电站32只向无线电站31通告具有最小跳频数目(即，3个跳频)的通信路由(6)。
从而，只有三个通信路由(即，(1)，(2)和(6))被通告给无线电站31。这减轻了在无线电站31选择通信路由的负荷。
进一步地，如图12所示，无线电控制站1可以通告位于通信路由上的所有的无线电站的通信路由获得通告。在这个方法中，包括中继该响应中继控制信号的无线电站信息的响应信号也被无线电控制站1接收。
无线电控制站1根据接收的响应中继控制信号，选择通信路由(6)作为到无线电站31的通信路由。
在之前描述的实施例中，是根据开始通信的无线电站发送的中继控制信号来决定通信路由。然而，在某些情况下，例如，对蜂窝电话(或移动终端)有来话呼叫和向蜂窝电话递送电子邮件，该无线电控制站1必须向该无线电站发送中继控制信号。
在这种情况中，无线电控制站1能够发送一个通信路由获得请求，以请求获得一个通信路由，并且无线电站根据该通信路由获得请求能够找到目的地无线电站与无线电控制站1之间的一个通信路由。
进一步地，无线电控制站1确定由无线电站找到的通信路由作为目的地无线电站与无线电控制站1之间的一个通信路由。
如前所述，根据该多跳式通信系统，该无线电控制站1，该无线电站(无线电站21、22、31-33)以及多跳式通信方法，以少量的控制信号获得无线电站之间或无线电站与无线电控制站之间的一个适当的通信路由是可行的。
进一步地，根据上述的实施例，由于无线电站在开始通信之前发送使用率查询以核对是否存在空闲的通信信道，则防止了在没有空闲通信信道时发送信息信号。因此，即使在多跳式通信系统中出现大量话务量，该多跳式通信系统中能够更安全地进行通信。
此外，根据上述的实施例，由于根据导频信号的接收电平选择了距离无线电控制站1距离最短的无线电站，则能够设置在无线电站与无线电控制站之间具有最小跳频数目的通信路由。
通过参考实施例已经详细描述了本发明。对本领域技术人员来说很明显，本发明不局限于上述的实施例。本发明的实施例可以不脱离专利权利要求书中说明的大意和范畴进行改正或变更。因此，此说明书的描述意在表达范例而不对本发明有任何限制。
权利要求
1.一种多跳式通信系统，其由连接到核心网络的一个无线电控制站和中继其他无线电站发送的信号的多个无线电站配置，其特征在于，该无线电控制站包括一个控制信号发送/接收单元，用于为发送/接收一个控制信号，以进行与该无线电站的通信；一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收一个信息信号；和一个通信路由确定器，用于以不同的独立处理确定用于该控制信号的一个通信路由和用于该信息信号的一个通信路由，并且该无线电站包括一个控制信号发送/接收单元，用于发送/接收该控制信号；和一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收该信息信号。
2.一种多跳通信系统，其由连接到核心网络的一个无线电控制站和中继其他无线电站发送的信号的多个无线电站，其特征在于，该无线电控制站包括一个控制信号发送/接收单元，用于发送/接收一个控制信号，以进行与该无线电站的通信；一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收一个信息信号；和一个通信路由确定器，用于以不同于确定用于该信息信号的一个通信路由的独立处理来确定用于该控制信号的一个通信路由，并且该无线电站包括一个控制信号发送/接收单元，用于发送/接收该控制信号；和一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收该信息信号。
3.连接到核心网络的一个无线电控制站，控制中继其他无线电站发送的信号的无线电站的通信，其特征在于，该无线电控制站包括一个控制信号发送/接收单元，用于发送/接收一个控制信号，以进行与该无线电站的通信；一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收一个信息信号；和一个通信路由确定器，用于确定用于该控制信号的一个通信路由。
4.根据权利要求3所述的无线电控制站，其特征在于，该通信路由确定器以不同于用于确定控制信号的通信路由的独立处理确定用于该信息信号的一个通信路由。
5.根据权利要求3或4所述的无线电控制站，其特征在于，该通信路由确定器向无线电站发送一个通信路由获得请求，用于获得一个通信路由，并且该通信路由确定器根据该无线电站发送的对该通信路由获得请求的一个响应，确定一个通信路由。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的无线电控制站，其特征在于，进一步地包含一个通信信道控制器，用于为发送一个使用率通告，该使用率通告表明由该无线电控制站处理的通信信道的使用率情况。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的无线电控制站，其特征在于，该通信路由确定器确定到该无线电站的一个通信路由，并且发送一个通信路由确定通告，向位于该通信路由上的一个无线电站报告该通信路由。
8.根据权利要求7所述的无线电控制站，其特征在于，该通信路由确定器分配一个用于位于该确定的通信路由上的无线电站中的一个通信信道。
9.一个无线电站，经由连接到核心网络的一个无线电控制站进行通信，其特征在于，该无线电站包含一个控制信号发送/接收单元，用于发送/接收该控制信号；一个信息信号发送/接收单元，用于发送/接收该信息信号；和一个通信路由确定器，用于以不同的独立处理确定用于该控制信号的一个通信路由和用于该信息信号的一个通信路由。
10.根据权利要求9所述的无线电站，其特征在于，该通信路由确定器向该无线电站发送一个使用率查询，用于询问由该无线电控制站处理的通信信道的使用率，并且根据响应使用率查询的一个使用率通告发送/接收该信息信号。
11.根据权利要求9或10所述的无线电站，其特征在于，更进一步包含一个决定单元，用于根据该控制信号发送/接收单元接收到的控制信号的接收电平，决定通信是否与该无线电控制站直接进行。
12.根据权利要求11所述的无线电站，决定单元根据信息信号的传输速度，改变接收电平的阈值，并且根据该接收电平与该阈值的比较结果，决定通信是否与该无线电控制站直接进行。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的无线电站，其特征在于，更进一步包含一个第一中继控制器，用于向另一个站发送一个中继控制信号，以请求对该信息信号中继，并根据响应该中继控制信号的一个响应中继控制信号，经由另一个站为该无线电控制站设置一个通信路由。
14.根据权利要求13所述的无线电站，其特征在于，更进一步包含一个通信路由选择器，如果多个另外的无线电站发送该响应中继控制信号，则通信路由选择器用于选择满足有关通信状态的指定条件的一个无线电站。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的无线电无线电站，其特征在于，更进一步包含一个第二中继控制器，用于从其他站接收一个中继控制信号，该中继控制信号用于请求对该信息信号中继，该第二中继控制器并用于发送响应该中继控制信号的一个响应中继控制信号，并且设置一个从另一个无线电站到该无线电控制站的通信路由。
16.根据权利要求15所述的无线电站，其特征在于，该第二中继控制器根据该接收的响应中继控制信号的接收电平，发送该响应中继控制信号，以通告中继该信息信号的能力。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电站，其特征在于，其中表明从另一个无线电站到该无线电控制站的跳频数目的一个信息包括在该响应中继控制信号中，并且该通信路由选择器基于包括在响应中继控制信号之内的跳频数目，选择一个无线电站。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电站，其特征在于，表明一个干扰电平的一个信息包括在该响应中继控制信号中，并且该通信路由选择器基于包括在响应中继控制信号之内的干扰电平，选择一个无线电站。
19.一种多跳式通信方法，用于一个系统中，该系统由连接到核心网络的一个无线电控制站和中继其他无线电站发送的信号的多个无线电站配置，其特征在于，该方法包括使用率查询步骤，该无线电站利用一个控制信号发送使用率查询，用于查询由该无线电控制站处理的通信信道的使用率，以进行与该无线电控制站的通信；通信路由确定步骤，该无线电控制站以不同的独立处理确定用于该控制信号的一个通信路由和用于该信息信号的一个通信路由；使用率通告步骤，该无线电控制站发送一个使用率通告，表明由该无线电控制站处理的通信信道的使用率；和信息信号发送步骤，该无线电站和该无线电控制站依照使用率通告的通信路由发送/接收该信息信号。
全文摘要
根据本发明的多跳式通信系统由连接到核心网络的一个无线电控制站1和无线电站21、22、31－33配置。该无线电控制站1具有一个发送/接收该控制信号的控制信号TX/RX单元12，一个发送/接收该信息信号的信息信号TX/RX单元13，和一个通信信道控制器15，利用该控制信号向无线电站21、22、31－33发送表明由无线电控制站1管理的通信信道的使用率的“使用率通告”。该无线电站具有一个发送/接收该控制信号的控制信号TX/RX单元42，和一个发送/接收该信息信号的信息信号TX/RX单元43。
文档编号H04L12/56GK1523787SQ20041000631
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月23日 优先权日2003年2月21日
发明者竹田真二, 藤原淳, 吉野仁, 大津彻 申请人:株式会社Ntt都科摩