专利名称：用于在借助于Ad Hoc连接扩展的蜂窝式无线电通信系统中传输信息的方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于在包括具有至少一个基站的至少一个蜂窝式无线电网络部分和至少部分地自组织的无线电网络部分的无线电通信系统中传输信息的方法。
此外，本发明还涉及按照权利要求11的前序部分所述的包括至少具有所述基站的至少一个蜂窝式无线电网络部分和至少部分地自组织的无线电网络部分的无线电通信系统中的基站。
如今，由于用户的可能的移动性，无线电通信系统获得了重大意义。此外，研究可以使用不同系统(多归属(multi homing))并从而提高灵活性的设备。
在无线电通信系统中，借助于电磁波通过无线电接口在发送方的站和接收方的站(基站或用户站)之间传输信息(例如语音、图像信息、视频信息、SMS[短消息业务(Short Message Service)]或者其他数据)。在此，以处于针对各自的系统规定的频带中的载频实现电磁波的辐射。
针对所引入的GSM移动无线电系统(全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication))使用900、1800和1900MHz处的频率。这些系统基本上传送语音、传真和短消息SMS以及数字数据。
针对利用CDMA-或者TD/CDMA传输方法的未来的移动无线电系统、诸如UMTS(通用移动电信系统(Universal MobileTelecommunication System))或者其他的第三代系统，规定在大约2000MHz的频带中的频率。以无线电覆盖广为目的、大大提供用于数据传输的业务和首先灵活管理在无线电通信系统中具有最少资源的接口的无线电接口的容量来研究第三代系统。在所述无线电通信系统中，首先通过灵活管理无线电接口应该可能，在需要时可以高数据速度向用户站发送和/或接收大的数据量。
在所述无线电通信系统中，通过多路存取方法(MultipleAccess，MA)调节站对传输介质的共有的无线电资源、诸如时间、频率、功率或者空间的访问。
在时分多址方法(TDMA)中，将每个发送和接收频带分成时隙，其中将一个或者多个周期重复的时隙分配给站。通过TDMA，站特定地对无线电资源时间进行分离。
在频分多址方法(FDMA)中，将整个频率范围分成窄带范围，其中将一个或者多个窄带的频带分配给站。通过FDMA，站特定地对无线电资源频率进行分离。
在码分多址方法(CDMA)中，通过由许多单个所谓的芯片组成的扩展码，站特定地对要传输的功率/信息进行编码，由此该要传输的功率受编码限制地随机在大的频率范围上扩展。一个小区/基站内的由不同的站使用的扩展码分别相互正交或基本上正交，由此接收方识别出为其准备的信号功率并抑制其他信号。通过CDMA，站特定地通过扩展码对无线电资源功率进行分离。
在正交频分多址方法(OFDM)中，宽带地传送数据，其中将频带分成等距的、正交的副载波，以致同时进行的副载波相移在时间-频率范围内形成两维数据流。通过OFDM，借助于正交的副载波，站特定地对无线电资源频率进行分离。将单位时间期间在正交副载波上传送的概括性数据符号称为OFDM符号。
可以组合上述多址方法。这样，许多无线电通信系统使用TDMA和FDMA方法的组合，其中将每个窄带频带分成时隙。
针对所提及的UMTS移动无线电系统，在所谓的FDD模式(频分双工(Frequency Division Duplex))和TDD模式(时分双工(TimeDivision Duplex))之间进行区分。所述TDD模式尤其以此出众，即共有频带不仅被用于上行方向(UL-Uplink)的信号传输而且被用于下行方向(DL-Downlink)的信号传输，而所述FDD模式针对这两种传输方向分别使用不同的频带。
在第二和/或第三代无线电通信连接中，可以信道交换地(CSCircuit Switched(电路交换地))或者分组交换地(PS PacketSwitched)传输信息。
通过无线电通信接口实现单个站之间的连接。基站和无线电网络控制设备通常是基站子系统(RNS无线电网络子系统(RadioNetwork Subsystem))的组成部分。蜂窝式无线电通信系统一般包括连接在核心网络(CN Core Network)上的多个基站子系统。在此，基站子系统的无线电网络控制设备一般与核心网络的入口设备相连。
除了所述按等级组织的蜂窝式无线电通信系统之外，自组织的无线的无线电通信系统(也被称为Ad Hoc系统)在与蜂窝式无线电通信系统的连接中也越来越重要。
与蜂窝式无线电通信系统、诸如GSM或者UMTS相比，在自组织的无线电通信系统中，至少部分地直接在可能移动的终端设备之间进行通信。
在自组织的无线电通信系统中，无线电站能够在没有交换的中央设备的情况下彼此间建立无线电连接。在此，在两个无线电站之间的连接或者直接地或者在较长距离时通过针对该连接构成中继站的其他无线电站实现。因此，将有效信息从无线电站经过对应于无线电站的无线电有效距离的距离发送到无线电站。自组织网络的无线电站可以是移动的无线电站(例如个人或者车载移动无线电设备)和/或主要是静止的无线电站(例如计算机、打印机、家用电器)。为了成为Ad Hoc网络的组成部分，无线电站必须位于至少一个相邻的无线电站的无线电覆盖范围中。自组织网络的例子是无线局域网(WLAN)、如HiperLAN或者IEEE 802.11。
自组织的无线电通信系统的特别的优点在于其极大的移动性和灵活性。可是，该因素也是路由选择方法的大挑战。在由多个无线电站组成的无线电通信系统中，必须针对数据包找到从发送方必要时经过转交该数据包的多个无线电站到接收方的路径。将路径的选择称为路由选择。无线电站涉及移动的无线电站，这样网络的拓扑一般随时问变化。适当的路由选择方法必须考虑这种不断的变化。
混合的无线电通信系统包括具有至少一个基站的至少一个蜂窝式无线电网络部分和至少部分地自组织的无线电网络部分，其中，在使用两个子网的情况下，能够将信息从自组织的无线电网络部分的用户站传输到蜂窝式无线电网络部分的基站。
由于各种原因，要尽力实现自组织的无线电通信系统在蜂窝式无线电通信系统上的连接。这应该借助于下述示例性考察来进行说明。在此，将UMTS无线电网络作为蜂窝式无线电通信系统的例子来考察。原则上能够、但不必一方面针对具有至少一个基站的蜂窝式无线电网络部分而另一方面针对至少部分地自组织的无线电网络部分采用不同的传输技术。
在将信息从自组织的无线电网络部分的没有包含在蜂窝式无线电网络部分中的用户站传输给蜂窝式无线电网络部分的基站时的基本问题是针对要应用的传输路径进行路径确定。
在建立UMTS网络时，开始只是在人口稠密中心的市中心存在UMTS基站。这种基站只有有限的有效距离，并且只能对在直接相邻环境中的用户提供UMTS的新业务。一旦用户离开该发送方的有效距离，就必须将该用户例如转换到GSM标准上。只有处于UMTS发送方的有效距离内的用户才能得到与基站的连接，而在该范围之外的用户不能获得通过UMTS的连接。为了在UMTS发送方的附近减小拒绝连接的频率，可以使用自配置的ad hoc网络。该网络用作从移动终端到UMTS发送方的有效距离内的终端的中继网络。现在，通过这种中继终端可以建立与UMTS业务的间接连接。
在完全建造UMTS网络的情况下，可以应用自组织的无线电网络的连接。于是，不再以不存在到UMTS基站的直接连接的情况为出发点，而是在这种情形下例如出现单个UMTS基站的过载。当许多用户想同时通过相同的UMTS基站打电话时，则这可能例如在大的博览会上发生。现在，为了使一些受阻断的用户经Ad Hoc网络和中继站与另一个基站相连，可以使用该算法。由此，可以减小呼叫的阻塞概率，并且因此网络运营商在建立他的UMTS网络时具有更大的在两个基站之间的距离方面的自由度。
UMTS基站和移动终端设备之间的最大距离不是恒定的，而是变化的。在这种关系下，提及细胞呼吸。这通过基站的有效距离内的其他终端设备的增加的干扰电平引起。用户的数量越多，最大距离就越小。同样可以通过自组织的无线电通信系统的连接处理该影响。
已经将ODMA(机会驱动多址接入(Opportunity Driven MultipleAccess))建议为Ad Hoc多跳协议，并且已经以变化的形式由第三代合作项目(3GPP，3rd Generation Partnership Project)的起草小组着手对其进行研究。
UMTS小区被划分成在基站周围具有尽可能高的比特率(低干扰)的区域和距离基站较远的具有低比特率(高干扰)的区域。UMTS只能同时供应一定数量的用户。在此，因为所有用户应用相同的频带并且只能通过不同的编码序列彼此分开，所以干扰的大小起决定作用。距离基站远的用户必须以高的发送功率进行发送，这导致高干扰。如果该干扰太大，那么不能建立到基站的连接。ODMA应该以这种方式避免这种特性，即通过不直接将远离的用户的连接转交到基站，而是由位于其间的中继站(Relay)进行转交。因为用户不必以全功率发送，所以这减小了系统中存在的干扰总量。但是针对运行ODMA必需至少层1同步信息、也就是基站的最大发送有效距离之外的用户不能参与ODMA。3GPP规范不仅规定采用移动中继站(用户)而且规定采用静止的中继站(基础设施)。
ODMA以采用探查消息(Probing)为基础、也即以每隔一定时间发送消息为基础，以便找到附近的用户。借助于该信息，用户可以建立在稍后建立到基站的连接时可以使用的路由表。每个用户自主地决定其路由特性。
通过探查，每个用户都获得其邻居的关于可能的数据率和必要的发送功率的信息。通过所选择的控制信道(Control Channel CCH)可以确定数据率。终端设备以最小的发射场强开始搜寻，并且如果没有接收设备在该终端设备处报到，那么发射强度逐步增加，直到足够的应答出现。由此，建立由具有相同数据率的用户组成的网络。力求实现先应式路由选择。由每个用户的邻居将邻近信息通知给该每个用户。然后，从中计算返回基站的路径。但是，不深入研究高动态(快速移动的用户)和与之相关联的、网络拓扑的快速变化的疑难问题。这首先在先应式路由选择算法中通过交换拓扑信息而导致高网络负载。
不利的是，虽然ODMA在TDD模式中具有基站和用户的软件更新就足够了，但是对于FDD模式来说，必需修改基站和用户的硬件，因为在原本规定用于发送的频带上也必需进行接收(接收其他用户的探查消息)。因此，正好在FDD模式中，不仅以不同的发射强度进行的探查而且对出现的消息进行的过滤都会导致终端设备中仪器消耗更高，并从而也导致终端设备更贵。
此外，存在用于在Ad Hoc网络中路由数据包的各种解决途径。最重要的是被称为动态源路由(Dynamic Source Routing(DSR))的动态路径确定方法和AODV(分布式按需距离矢量路由(Ad Hoc OnDemand Distance Vector Routing))。两者都是在移动的Ad Hoc网络中允许分组交换的后应式解决途径。针对上述路由选择，不仅DSR而且AODV绝对都不需要附加的基础设备，而是用户方的终端就足够了。
如名称已经暗示的那样，DSR使用源路径解决途径(源路由(Source Routing))。在此，将使用包的准确路由存储在所有的包中。这导致转交包的花费较小，但是通过所存储的路由而使该包增大。
AODV使用另一机制。路由上的每个节点只认识其前者和其后者。该信息足以将分组从源传到目标，而不用单个节点识别出整个路由。在此，因为必须询问单个节点(Node)中的路由表，所以转交必需更高的耗费。为此，为了发送包，不需要附加的路由选择开销。
两种算法都能很好地满足在随机用户之间发送数据包。但是，在扩展蜂窝式基站的覆盖范围(Coverage)时不存在点到点(Node-to-Node)通信，而是基站一直为通信的终点。
本发明所基于的任务是，说明开头所述类型的方法和基站，所述类型的方法和基站供有效地和匹配特定条件地确定从用户站到基站的传输路径使用。
针对该方法利用权利要求1所述的特征来解决该任务，而针对该基站利用权利要求11所述的特征来解决该任务。
有利的改进方案和扩展方案是从属权利要求的主题。
按照本发明，在所述至少一个基站中，关于自组织的无线电网络部分的连接信息被用于确定用于传输信息的至少一条传输路径。
本发明基于以下思想，即在基站中集中确定传输路径。
有利地，关于自组织的无线电网络部分(ADHOC)的连接信息至少暂时被维持在所述至少一个基站(BS)中。根据可确定的条件，可以选择标准，关于自组织的无线电网络部分的何种连接信息何时不再被存储。
所述连接信息可以包括关于自组织的无线电网络部分中的连接的关联性和/或负载分配的信息。优选地考察关于自组织的无线电网络部分中的连接的关联性和/或负载分配的信息。
如果不进行负载分配，那么由于在基站周围负载分配的大约旋转对称(在朝向基站的方向上每条单个链路的负载增加)，在所有链路上损耗增加。没有一种公知的Ad Hoc路由选择算法能够提供所述的负载分配，因为该负载分配必须没有中央信令也能完成。
在本发明的优选的实施变型中，所述至少一个基站从用于询问到所述至少一个基站(BS)的路径的数据包的包头(Header)中的数据中获得关于自组织的无线电网络部分的连接信息。
原则上可以基于节点地(node based)存在连接信息。当基于连接地(link based)存在连接信息、尤其是关于自组织的无线电网络部分的用于询问路径的数据包的包头中的数据时，尽管有比较大的存储需要也得到特别的优点。即在这种情况下，也可以确定不相交的可替换的路由。
所述连接信息、尤其是关于自组织的无线电网络部分的用于询问路径的数据包的包头中的数据可能包括可替换的路径的连接数据。
原则上，通过所述至少一个基站确定用于传输信息的多条传输路径，基本上改善路径确定和传输的故障安全性。
在本发明的改进方案中，为了将信息从作为信息源的自组织的无线电网络部分的用户站传输给蜂窝式无线电网络部分的至少一个基站，应用具有下列步骤的路由选择算法a)用户站(N1)发送用于确定至少一条传输路径的询问，b)自组织的无线电网络部分的接收到所述询问的每个节点将其地址登记在询问包的包头中，并且在一段停留时间之后转发该询问包，c)也为蜂窝式无线电网络部分的用户站的、自组织的无线电网络部分的至少一个接收方节点通过所述蜂窝式无线电网络部分将该询问包传输给所述至少一个基站，d)在应用自组织的无线电网络部分中的连接的关联性和/或负载分配的信息的情况下，在所述至少一个基站中，确定用于将信息传输给所述至少一个基站的至少一条传输路径，e)从所述至少一个基站经至少一条所确定的传输路径将具有该至少一条传输路径的说明的连接询问应答包传送给用户站，f)由所述用户站在所述至少一个基站(BS)上经所确定的传输路径的至少一条传输路径传输给所述至少一个基站(BS)。
该算法提供特别的优点。因为与针对一般情况也可使用的、AdHoc路由选择算法AODV或者DSR的协议的可能的情况相比，在从自组织的无线电网络中的用户站传输到蜂窝式无线电网络的基站的这里所考察的情况上优化的算法可以更好地使用所述信息。此外，与在所有用户上进行分配时可能的情况相比，基站可以更有效地计算路径以及维护路由表。
在根据步骤e)的连接询问应答包(Route Reply Packet)中，针对只将单条传输路径传输给源的情况，可以在连接询问应答包的包头中基于节点地给出该路径。这里不必要在连接的基础上(基于连接的)的包括较大数据量的说明。
优选地，在所述至少一个基站中采用Dijkstra算法，以确定至少一条传输路径。该Dijkstra算法一般用于在给定的相关图中的起始节点和目标节点之间寻找路径。该图中的边表示可能的连接，并且根据路径长度进行加权。从起始节点出发，对整个图进行探查，并且在完全搜索(宽搜索)中确定到目标节点的最短路径。
通过以下方式减小扩散式传输的次数，即也为所述蜂窝式无线电网络部分的用户站的、自组织的无线电网络部分的每个接收方节点唯一通过所述蜂窝式无线电网络部分将所述询问包传输给所述至少一个基站。
本发明所述的基站属于包括至少具有所述基站的至少一个蜂窝式无线电网络部分和至少部分地自组织的无线电网络部分的无线电通信系统，其中将信息从自组织的无线电网络的用户站传输给所述基站。
按照本发明，所述基站具有用于从关于所述自组织的无线电网络部分的连接信息中确定用于传输信息的至少一条传输路径的装置。
此外还装设用于至少暂时地维持关于所述自组织的无线电网络部分的连接信息。
本发明的无线电通信系统包括至少一个上述类型的基站。
下面，应该借助于附图对本发明进行更详细的描述。
在这种情况下
图1示出示意性地限制于两个路由的网络拓扑的片断，图2示出根据本发明传输关于无线电通信系统的无线电通信网络的自组织部分和无线电通信网络的蜂窝式部分的信息的示意图。
在图1中示出了示意性地限制于两个路由的网络拓扑的片断。在此，没有示出蜂窝式无线电网络部分的网络结构，而是示出了针对将信息从在例子中用作源的节点N1传输到基站BS的两条不相交路径。在这里所考察的例子中，用户想从其表示为网络节点N1的用户站将信息传送给图1中没有示出的蜂窝式无线电网络的基站BS。但是，对此该节点N1或者必须已经识别出一条到基站的路径，或者必须确定该路径。针对第二种所述情况，必须应用路由选择算法。
本发明涉及在使用基站的情况下的路由计算。对此，原则上可以采用各种适当的标准。已知计算最短路径的方法。但是如此确定的路径在多跳Ad Hoc网络中不是总是最有效的路径。
在本发明范围内考察的、可以被称作针对蜂窝式覆盖扩展的AdHoc路由选择(ARCE，Ad Hoc Routing for Cellular CoverageExtension)的路由选择算法使用附加信息，该附加信息是基站从深入研究的所谓路由请求、即用于确定至少一条传输路径的询问中产生的。借助于许多用户的常见的路由请求，基站可以识别出稳定的路由，因为这些经常被记录在请求包的源路由选择包头中。在请求包的包头中，如上所述记录包运行所经的所有节点。由此，建立自组织的无线电网络部分的节点之间所有所使用的链路的目录。连续或者时常更新该目录。为了产生在统计学上更长期的路由，现在可以使用稳定的链路。这意味着相对其中只应用最短路径的方式的一种基本扩展。因此，与能够使用在没有基站的主动支持的情况下必须进行的ad hoc路由选择协议相比，具有基站的支持的ARCE协议可以实现整体上明显改善的性能。
为了能够在包中存储路由请求的所有或者至少多条路径或路由，必须改变这种包的一些字段。只在其中记下包的迄今路径不再足够，而必须存储节点之间的连接(Link)。
利用常用的扩散(Flooding)算法执行的路径询问(路由请求)，在图1的例子中只能找到到基站BS的路径N1→N2→N5→N6。将可能不采用通过节点N4和N5(代替通过N3)的在图1中同样存在的备用路径(N1→N2→N4-→N5→N6)(例如对节点N3出现故障的情况是重要的)，因为节点N5的请求在节点N3的第一请求之后到达节点N6。
为了能够使用说明多条路径的优点，可以使用变化的请求包头。在此，将关于自组织的无线电网络部分的用于询问路径(路由请求)的数据包的包头中的连接信息的说明从基于节点的说明切换到基于连接的说明。包头不再只包含发送请求所经的转交节点的说明(为此参阅例如DSR包头)，而是还包括发送请求所经的链路。可以将链路说明为两个节点之间的连接，因此，总是两个请求中连续的地址构成一条链路。因此，包头必须总是包含地址的整数。在基于节点的路径中，在包头中只记录转交包所经的节点。不仅DSR基于该原理，而且AODV也基于该原理。在DSR中，在数据包中记下路径，而在AODV中，各自的转交的节点负责识别下一跳。与之相反，基于链路的路径由单条链路组成。两种解决途径对于计算最短路径是等效的。当应该计算多个路由并且它们必须不相交时，基于链路的解决途径是必要的。
图1中的连接的基于节点的说明可能被限于最短路径，并且为N1-N2-N3-N6。基于连接的说明包括多个链路，并且为N1-N2、N2-N 3、N3-N6、N6-BS、N2-N4、N4-N5、N5-N6。
本发明所述的无线电通信系统的简单例子在图2中示出。节点N1、N2、N3、N4、N5、N6、N8、N9、N10和N11位于范围ADHOC内，所述节点作为自组织的无线电网络部分ADHOC中的节点起作用。此外，图2中也存在蜂窝式无线电网络部分CELL。基站BS属于该蜂窝式无线电网络部分，所述基站的无线电覆盖范围(小区)通过圆圈画出。用户站N6、N5和N11处于基站BS的无线电小区的范围中。这些用户站N6、N5和N11作为节点也属于所示的无线电通信系统的自组织的无线电网络部分ADHOC。用户站N6和N11在蜂窝式无线电网络部分CELL的无线电网络中(例如UMTS无线电小区中)注册，并且处于例如空闲(IDLE)模式。虽然用户站N5位于无线电小区、即基站BS的无线电覆盖范围中，但是例如目前已经从UMTS无线电网络中注销，或者不具有相应的配置，以便能够通过空中接口与基站BS通信。因此在例子中仅仅将用户站N6和N11列为蜂窝式无线电网络部分CELL。当然，在蜂窝式无线电网络部分CELL中也存在不作为或者不能作为自组织的无线电网络部分中的节点起作用的用户站(没有示出)。
在图2中，从作为自组织的无线电网络部分ADHOC的节点的用户站N1出发，示出了到基站的多条可能的路径。这些具体是i)具有以下跳的路由N1→N2→N3→N6ii)具有以下跳的路由N1→N2→N4→N5→N6iii)具有以下跳的路由N1→N8→N9→N10→N11。
路径i)和ii)对应于图1中的图示。路径i)和ii)分别与路径iii)不相交。
下面，根据图2中的图示示例性地说明随着采用基站一起采用按照本发明的路由选择算法用户站试图通过UMTS接口与基站相连，并且被阻塞或者在有效距离之外。在得到相应的故障通知后，用户站现在将ARCE算法用于ad hoc网络首先，用户站检查，事先转交的包是否不知道到基站的路径。如果是这种情况，那么源立即将该路径用作数据路径。否则，在建立连接之前，源必须通过网络来扩散搜寻目标的请求。首先，该请求一般只包括普通数据、也即例如TTL(生存时间(time to life))字段、源地址和目标地址以及询问标识信息(请求ID)。此外，源还登记作为第一链路的第一地址的地址。随后，借助于广播(广播呼叫)向所有直接的邻居发送该请求。
接收到该请求的每个节点将它自己的地址登记为该链路的第二地址。随后，转交的节点等待具有相同请求ID的到达的可能其他的请求和源地址一段时间Tw。在等待时间Tw期间，达到多于N个具有相同请求ID的请求的情况下，在定时器Tw计时结束之前已经转交了该请求，否则等待该定时器计时结束。应如此调节请求的最大数量N，以致只转交有效的路径，这同样通过TTL字段进行限制。显然，为了不浪费带宽，对长路径不应进行转交，因为每条链路在源路由包头中需要带宽。此外，应该选择等待时间足够小，以便不过分地延迟该请求，并且足够大，以便能够转接几条附加的路径。在定时器计时结束之前，还要开始建立新的包。针对TTL字段，从所有接收到的请求包中找出最大的接收到的TTL数字，减一，并且写入要转交的包的TTL字段中。如果TTL字段等于零，或者小于零，那么舍弃整个包。否则，通过在新的包中传输第一请求包的链路来建立完整的包。过滤多次提及的链路，并且将其仅在新的链路表中登记一次。此后，在每个新到达的包中，将其中所包含的链路与已经复制在新包中的链路进行比较，并且如果它们一致，那么舍弃。所有其他链路必须被附加在该包末端。在此，存储的顺序不起作用。在基站中优选使用的Dijkstra算法不依赖于链路的顺序对链路进行分析。
与基站连接的用户站一般停止网络的扩散，也即不再经ad hoc接口转交包。而是将请求经UMTS接口发送给基站。
在基站之内，优选地独立地管理两个矩阵、即关联矩阵和负载分配矩阵。
在关联矩阵中，包含所有已知链路。在新到达基站的每个包中，针对转交该包所经的所有链路增强基站的矩阵中的所属的关联性。这不依赖于包的类型，既考虑路由选择包又考虑数据包。在当前检测时间间隔内已经改善了链路规格的情况下，不进行其他的改善，以便不通过到达的包的数量歪曲该关联性。如果经链路没有包到达，那么慢慢减小其关联性，直到最终从表中删除整条链路。
关联矩阵的规格中的最大值例如被确定为三，而最小值为零。在此，三表示高位置稳定性，而零反映极差的关联性。当在时间间隔期间不使用链路，并且该规格已经包含零时，从该矩阵中取出整条链路。针对迄今不知道的链路，假设关联矩阵为一。在基站得到路由故障包的情况下，立即从该关联矩阵中取出其中被称为有故障的链路。
第二规格是负载分配(Load)的规格。在包中每单位时间测量链路的负载。如果链路转交多个分组，那么该链路在负载分配矩阵中得到值3(全负载)，没有负载时，该值为零(空载)。
负载规格不依赖于关联性。越恒定地使用数据通信的链路，自然其关联性也越高，因为该关联性是借助于到达的包而被测量的。此外适用的是，关联矩阵的录入项的数量必须总是大于负载分配矩阵的录入项的数量，也即负载分配矩阵必须是关联矩阵的子集。为了还能够分析经其他路由发送的其他请求，在通过基站第一次接收到路由请求之后，再次等待时间Tw-B。在定时器计时结束之后，分析至此所接收到的所有请求，并且将新链路记入关联矩阵。借助于负载和关联性，现在计算从基站到源的路由。从链路的单个值中，借助于函数(依赖于关联性和负载分配)计算边权重。现在借助于Dijkstra算法可以计算返回到源的最短路径。但是现在为了能够计算不是最优的、较长的路径作为备用路由，删除在最短路径时所使用的路径是不够的。有时这导致以下结果不识别其他路由，因为例如返回到源的最后链路不是冗余地存在(参见图1链路N5<->N6)。
为了能够计算经节点N4和N5的备用路径，例如分别将最短路径的边权重增加了一。由此，得出新的网络拓扑，可是不完全排除链路。当找到第二路径时，也存储该路径，并且增加其边权重。其后，再次应用Dijkstra算法。此外，预定中断标准。例如如此长地重复整个程序，直到基站已经计算了到源的Rmax路由，或者第三次重新计算了迄今所计算的路由之一。其后，将变化的边权重重新设置为其原始值。通过该计算方法，不以路由的最优顺序、而是随机地计算路由。为了以有意义的顺序传送路由到源，再次借助于上述两种规格对其进行分类。
现在经最初路由将路由应答包发送回源。在得到该应答包之后，针对只到达了基站的情况，源可以立即开始传输数据。在多个基站已经得到路由请求的情况下，不同基站可能得到多个路由应答包，并且源还必须再一次计算对其最有效的路由。但是，该源获得到基站的其他路径，所述路径以高概率也完全不相交。
除了已经提到的优点，本发明还具有以下优点●基站控制源节点；每当存在关于路由的新信息时，将这些信息通知给源，●当基站接管针对路由确定的完全控制(控制，是否还有路径存在)时，可以关断源节点内的高速缓冲存储器，●在源中存储的路由的数量由基站进行控制，例如在快速拓扑变化时产生少量可替换的路由(链路的快速计算)，而在微小变化时可以产生许多路由，因为这些路由在步骤中保持的时间较长。
权利要求
1.用于在包括具有至少一个基站(BS)的至少一个蜂窝式无线电网络部分(CELL)和至少部分地自组织的无线电网络部分(ADHOC)的无线电通信系统中传输信息的方法，其中将所述信息从所述自组织的无线电网络部分的用户站(N1)传输给所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)的所述至少一个基站(BS)，其特征在于，在所述至少一个基站(BS)中，应用关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的连接信息，以确定用于传输信息的至少一条传输路径。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的所述连接信息至少暂时被维持在所述至少一个基站(BS)中。
3.按照权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述连接信息包括所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)中的连接的关联性和/或负载分配的信息。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个基站(BS)从用于询问到所述至少一个基站(BS)的路径的数据包的包头中的数据中获得关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的连接信息。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，存在所述连接信息、尤其是关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的用于询问路径的数据包的包头中的数据。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述连接信息、尤其是关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的用于询问路径的数据包的包头中的数据包括可替换的路径的连接数据。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个基站(BS)确定用于传输信息的多条传输路径。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，为了将信息从作为信息源的所述自组织的无线电网络部分的用户站(N1)传输给所述蜂窝式无线电网络部分的所述至少一个基站(BS)，应用具有以下步骤的路由选择算法a)所述用户站(N1)发送用于确定至少一条传输路径的询问，b)所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的接收到所述询问的每个节点(N2，N3，N4，N5，N6，N8，N9，N10，N11)将其地址登记在询问包的包头中，并且在一段停留时间之后转发该询问包，c)也为所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)的用户站的、所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的至少一个接收方节点(N5，N6，N11)通过所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)将该询问包传输给所述至少一个基站(BS)，d)在应用所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)中的连接的关联性和/或负载分配的信息的情况下，在所述至少一个基站(BS)中确定用于将信息传输给所述至少一个基站(BS)的至少一条传输路径，e)从所述至少一个基站(BS)经至少一条所确定的传输路径将具有所述至少一条传输路径的说明的连接询问应答包传送给用户站(N1)，f)由所述用户站(N1)在所述至少一个基站(BS)上经所确定的传输路径的至少一条传输路径传输给所述至少一个基站(BS)。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述至少一个基站(BS)中，采用Dijkstra算法，以确定所述至少一条传输路径。
10.按照权利要求8或者9所述的方法，其特征在于，也为所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)的用户站的、所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的每个接收方节点(N5，N6，N11)唯一通过所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)将所述询问包传输给所述至少一个基站(BS)。
11.包括至少具有所述基站(BS)的至少一个蜂窝式无线电网络部分(CELL)和至少部分地自组织的无线网络部分(ADHOC)的无线电通信系统中的基站(BS)，其中将信息从所述自组织的无线电网络部分的用户站(N1)传输给所述基站(BS)，其特征在于，所述基站(BS)具有用于从关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的连接信息中确定用于传输信息的至少一条传输路径的装置。
12.按照权利要求11所述的基站(BS)，其特征在于，装设用于至少暂时地维持关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的所述连接信息的装置。
13.具有按照权利要求11或者12所述的至少一个基站(BS)的无线电通信系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于在包括具有至少一个基站(BS)的至少一个蜂窝式无线电网络部分(CELL)和至少部分地自组织的无线电网络部分(ADHOC)的无线电通信系统中传输信息的方法，其中将信息从所述自组织的无线电网络部分的用户站(N1)传输给所述蜂窝式无线电网络部分(CELL)的所述至少一个基站(BS)。按照本发明，在所述至少一个基站(BS)中应用关于所述自组织的无线电网络部分(ADHOC)的连接信息来确定用于传输信息的至少一条传输路径。
文档编号H04L12/56GK1778071SQ200480005615
公开日2006年5月24日 申请日期2004年2月20日 优先权日2003年3月1日
发明者I·格鲁伯, 郦辉 申请人:西门子公司