专利名称：蜂窝空中接口的ad－hoc扩展的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在移动用户与蜂窝网络之间传输数据的方法，其中，该蜂窝网络包括空中接口，并且该移动用户连接到ad-hoc网络。该移动用户通过该ad-hoc网络与连接到ad-hoc网络和蜂窝网络的移动中继进行通信。该移动中继对从移动用户向蜂窝网络传输的数据和/或从蜂窝网络向移动用户传输的数据进行中继。
本发明也涉及一种可连接到ad-hoc网络和蜂窝网络的移动用户，其中，该ad-hoc网络包括ad-hoc网络接口，该蜂窝网络包括数据传输的空中接口。
本发明还涉及一种通信系统，包括蜂窝网络、ad-hoc网络、移动用户和称动中继。所述移动用户连接到所述蜂窝网络和所述ad-hoc网络，并且包括用于通过所述ad-hoc网络与所述移动中继进行通信的装置。所述移动中继连接到ad-hoc网络和蜂窝网络，并且包括对从移动用户向蜂窝网络传输的数据和/或从蜂窝网络向移动用户传输的数据进行中继的装置。
本发明至少涉及一种可以运行在数据处理单元上，特别是在移动用户和/或移动中继上的计算机程序。
背景技术：
蜂窝网络由不同的网元组成，例如核心网(CN)、无线接入网(RAN)和例如移动电话的移动终端(也称为用户设备，UE)。蜂窝网络的例子如GSM(全球移动通信系统)和UMTS(通用移动通信系统)。在下文中优先使用根据UMTS标准的术语。
无线接入网(RAN)由无线网络子系统(RNS)的集合组成。每个RNS包括无线网络控制器(RNC)和若干个连接到RNC并由RNC控制的节点B。
节点B为用以无线传输(和接收)的物理单元并且连接到一个或更多个小区。节点B的主要任务是将数据传输到移动终端或从移动终端接收数据。另外，该节点B对移动终端连接的质量和强度进行测量。
RNC负责对与其相连接的节点B的控制。这样，它负责对这些节点B中的以及这些节点B所连接到的小区中的资源的管理。RAN的不同单元互相连接并依靠通常为地面网的传输网络指向核心网(CN)。因此，RNA被称为UTRAN(UMTS地面无线接入网)。
已经为通过传输网络的网元的不同类型的互联定义了多个逻辑接口。具体地，属于同个RNS的RNC和任何节点B之间的通信通过称为Iub的接口发生。此外，不同的RNC(属于不同的RNS)可以使用称为Iur的接口互相通信。最后，RNC和核心网之间(因此在RAN和CN之间)的通信通过称为Iu的接口发生。
在UTRAN中，RNC对于不同的节点B和移动终端扮演不同的角色。在每个RNS中有单个RNC，该RNC负责对该RNS中所有的节点B及其相关的资源的控制。在这种情况下，RNC在RNS中扮演的是节点B的控制RNC(CRNC)的角色。除了对节点B进行控制之外，RNC也负责控制移动终端到蜂窝网络的连接。负责具体用户连接的RNC扮演的是用户的服务RNC(SRNC)的角色。
移动终端经由通过称为空中接口可以接入的一个或多个无线链接接入蜂窝网络。从移动终端传输的数据在空中接口上被运载到一个或多个节点B。每个节点B经过Iub接口将从移动终端接收的数据以及测量结果传输到相连接的控制RNC。
对于移动终端通过其接入网络的节点B进行控制的RNC也可以为该移动终端的服务RNC或不同的RNC。在后面的情况下，节点B的控制RNC也扮演关于用户连接的漂移RNC的角色，因为数据必须由该RNC使用Iur接口转发(“漂移”)到负责用户连接控制的服务RNC。
在UMTS中，CN由电路交换部分(CS域)和分组交换部分(PS域)组成。每个由多个元件组成。在CS域中的一个主要的元件是移动交换中心(MSC)，负责诸如移动终端的交换和信令功能，包括通过切换和位置更新过程的对用户移动性的支持。另外，通过称为网关MSC提供到外部电路交换网络的接入。MSC与归属位置寄存器(HLR)和拜访位置寄存器(VLR)进行通信，所述寄存器分别为存储永久用户信息和临时用户位置信息的数据库。
在PS域中，服务GPRS支持节点(SGSN)可以被当作MSC的副本。该SGSN负责管理CN内的分组交换的相关通信。SGSN与网关GPRS支持节点(GGSN)通信，后者提供到例如互联网的外部分组交换网络的接入。GGSN将网络地址分配到每个移动终端。这个网络地址在外部分组交换网络中是有效的。这允许移动终端与外部网络中的其它终端或服务器通信。
来自移动终端的数据通过CN传输到接收器中。例如，连接到诸如ISDN的外部电路交换网络、类似互联网或另一个终端的外部分组交换网络的终端。如果接收器为另一个移动终端，则在软切换的情况下，数据经过与其相连接的服务RNC和控制其它移动终端定位的小区或负责其终端具有活动无线链路的小区的节点B，从CN转输到该移动终端。
这里所描述的数据传输主要是关于发送给特定接收器的用户数据，例如，语音相关数据。除了这个用户数据，在蜂窝网络中若干控制信息必须被传输以确信该蜂窝网络运行正常。该控制信息称为信令。
信令相关数据处理的事项如，切换控制(包括宏分集)、功率控制、网络与终端之间的测量的交换、移动性和定位管理。
移动终端可以同时连接到多个小区。这个选项称为宏分集。移动终端同时连接到的小区集称为该移动终端的活动集。经过活动集的不同小区接收到的数据流由节点B(在更软切换的情况下，即活动集中的多个小区属于同一个节点B)或RNC(在软切换的情况下，即活动集中的小区属于不同的节点B)进行结合。移动终端测量这些小区的信号电平并经过控制节点B将测量结果报告给RNC。RNC对报告数据进行评估，如果需要就促使移动终端改变该活动小区集。
软切换包括在传输质量衰减的情况下通过另一个节点B添加新的无线链路以改善传输质量(例如，通过降低误差帧速率)。
因为在活动的小区及邻近的小区内使用相同的频率，所以存在干扰的风险。这样，功率控制就是一个重要的问题。在UMTS中存在不同的功率控制技术，例如，开环功率控制和闭环功率控制。根据开环功率控制，节点B将关于使移动终端能够接入蜂窝网络所需要的最小功率的信息进行广播。根据闭环功率控制，节点B根据例如信噪比将信息传输到移动终端以调整传输功率。闭环功率控制是一种专用信令，因为这些信息不是被发送到所有属于小区的移动终端(经过广播)而是专用于一个特定的移动终端。
在UMTS内传送的数据可以被分成两组。这两组分别用传输信令相关数据的控制信道和传输用户数据的业务信道表示。控制信道和业务信道的例子为—广播控制信道(BCCH)系统信息的广播，即关于无线环境的信息如小区和邻近小区中的代码值、功率水平等；—寻呼控制信道(PCH)完成寻呼以便找出用户的实际位置以及通知用户进入呼叫的到达；—公共控制信道(CCCH)用于存在于小区内的所有移动终端的公共任务，例如起始接入程序。因为多个用户可以同时使用CCCH，所以它们由唯一的标识符进行标识(IMSI，国际移动用户标识符，或U-RNTI，UTRAN无线网络临时标识符)；—专用控制信道(DCCH)控制专用及活动连接的信息，例如用于切换控制和测量交换；—专用业务信道(DTCH)最重要的信道，用于例如语音数据的专用用户业务(用户数据)的传输；和—公共业务信道(CTCH)将要发送到小区中的所有移动终端或移动终端特定组的信息。该信道主要用于小区广播服务，该服务在于将文字短消息发送到小区中的所有用户或签约用户。
在UTRAN协议栈的称为MAC(媒体接入控制)层的层中逻辑信道被映射到传输信道。该映射也可以包括将多个逻辑信道复用到同个传输信道中。传输信道是由空中接口的物理层提供的承载业务(即传输业务)。
另一个层-称为物理层-将传输信道映射到物理信道。物理信道对应于用于通过无线接口进行通信的实际无线信道。
为了对蜂窝网络进行扩展，可以使用ad-hoc网络。使用ad-hoc网络扩展，连接到ad-hoc网络的移动终端(这里移动用户)不是直接与蜂窝网络通信，而是通过另一个移动终端(这里移动中继)进行通信。该移动中继连接到ad-hoc网络和蜂窝网络。从移动用户发出的专用于蜂窝网络的数据首先使用ad-hoc网络从移动用户发送到移动中继。然后该移动中继通过将其转发到蜂窝网络对这些数据进行中继。从蜂窝网络发出的专用于移动用户的数据首先使用空中接口从蜂窝网络发送到移动中继。然后该移动中继通过经由ad-hoc网络将其转发到移动用户，从而对这些数据进行中继。ad-hoc网络的例子是WLAN(无线局域网)和蓝牙。
ad-hoc网络的操作模式的例子在与本发明具有相同申请日和相同申请人的欧洲专利申请“Air interface protocols for a radio accessnetwork with ad-hoc extensions”中进行了描述。
用ad-hoc网络对蜂窝网络进行扩展可以导致小区容量和覆盖范围的提高。例如，如果移动终端位于远离(在接收电平方面，不必要是物理距离)负责移动终端活动集中的多个小区中的一个小区的节点B的地方，则它以很高的传输功率传输数据。这将反过来对同个小区或相邻小区内的其它的数据传输产生干扰。使用ad-hoc网络扩展并且在移动终端到达范围内具有移动中继，该移动中继可以以比移动终端更高的质量和更低的传输功率连接到节点B。这样，可以提高覆盖范围并且将降低与其它连接的干扰风险。
因为一个移动中继原则上可以对不同移动终端在给定时刻发送的数据进行中继，所以覆盖范围可以进一步增大。也有可能，移动中继和移动用户之间的通信通过多个称为ad-hoc终端的中间设备进行，从而移动终端发送的专用于蜂窝网络(或是相反)的数据可以被中间ad-hoc终端在移动用户和移动中继之间进行多次的转发。这称为多跳ad-hoc连接。
Ad-hoc网络典型地是具有限定的覆盖范围和/或限定的容量。例如，如果用蓝牙实现所述ad-hoc网络，则移动用户和移动中继之间的距离仅允许在若干米的范围内。这样，如果移动用户经过ad-hoc接口和移动中继连接到蜂窝网络，则该移动用户就有可能离开了由ad-hoc网络覆盖的区域。这意味着，移动用户和移动中继之间的连接将会中断，必须建立另一个连接。
如果移动中继离开由ad-hoc网络区域覆盖的区域或如果移动中继停止对数据进行中继，例如由于该移动中继被关掉或硬件发生错误，则也会导致连接的中断。
Ad-hoc网络的中断也会导致移动用户和蜂窝网络之间连接的中断，这是因为蜂窝网络不再从移动用户得到任何响应，所以它将中止连接。在这种情况下，移动用户和蜂窝网络之间的连接必须直接地重新建立或通过该ad-hoc网络重新建立。
每个连接中断导致必然的延时，这是时间上的开销。这是因为，需要花费时间识别中断、寻找另一个移动中继、建立到其它移动中继的ad-hoc连接、建立从移动中继到蜂窝网络的连接、建立移动用户和蜂窝网络之间的中继连接以及从中断的地方开始数据传输。与移动用户和蜂窝网络之间通过空中接口的直接连接相比较，这可能降低ad-hoc网络扩展的可靠性。
另外，如果连接以上述方式中断，则可能发生数据丢失。即使包括了误差检测机制并且可以保存数据传输以免数据丢失，也要花费时间和资源去检测哪些数据有丢失的危险并且执行适当的动作，例如在建立新连接之后对这些数据重新传输。
如果移动用户位于ad-hoc网络的周边区域内，则由于ad-hoc网络的中断而产生的负面影响会大大增大。在周边区域，信号质量典型地随时间而变化。这样，可以理解，移动用户和移动中继之间的ad-hoc网络连接因为坏的信号质量会中断，并且信号质量在中断后的很短时间内会提高，这样再次建立与前面相同的移动用户和移动中继之间的连接。如果信号质量再次下降，则连接将会中断，等等。
如果移动用户经过多跳连接被连接到移动中继，则中断的可能性会增加。在多跳连接中，除了移动用户和移动中继之外，还包括多个其它的移动终端。这些移动终端相互连接并且/或经过ad-hoc网络或甚至经过不同的ad-hoc网络与移动用户和/或移动中继连接。这样，一个连接中断的可能性可能随着所包括的移动终端的数量的增加而增大。
因此，本发明的目的在于降低由ad-hoc网络连接引入的开销而仍然获得蜂窝网络的ad-hoc网络扩展的益处。
发明内容
根据本发明，上述目的由一种用于在移动用户和上述种类的蜂窝网络之间传输数据的方法解决，其中，移动用户发送到蜂窝网络的数据的第一部分直接经过空中接口发送。移动用户发送到蜂窝网络的数据的第二部分经过ad-hoc网络和移动中继发送。
附加的和/或可选择的，本发明将蜂窝网络发送到移动用户的数据的第一部分直接经过空中接口发送，将蜂窝网络发送到移动用户的数据的第二部分经过移动中继和ad-hoc网络发送。
在本发明中，并不是所有在移动用户和蜂窝网络之间传输的数据都经过ad-hoc网络传输。至少一些数据(第一部分)在至少一个方向上经过空中接口直接传输。
本发明建议，在两个方向上，数据的一部分直接传输而另一部分经过ad-hoc网络传输。必须强调的是，直接从移动用户传输到蜂窝网络的数据没有必要与直接从蜂窝网络传输到移动用户的数据类型相同。这意味着，从移动用户传输到蜂窝网络的数据的第一部分部分或全部地包括直接从蜂窝网络传输到移动用户的数据的第一部分之外的其它数据。因此，经过ad-hoc网络从移动用户传输到蜂窝网络的数据的第二部分没有必要与经过ad-hoc网络从蜂窝网络传输到移动用户的数据的第二部分类型相同。
本发明还建议，将在一个方向上(或者从移动用户到蜂窝网络，或者从蜂窝网络到移动用户)传输的所有数据一起经过空中接口或经过ad-hoc网络和移动中继进行传输，而将在其它方向上传输的数据分成第一部分和第二部分，使得第一部分经过空中接口直接传输，而第二部分经过ad-hoc接口传输。
因此本发明在分别地决定每个方向上(移动用户到蜂窝网络，或者相反)哪类数据必须经过ad-hoc网络传输以及哪类数据必须直接传输方面引入了最大的灵活性。例如，如果移动用户由在邻近进行放电的电池提供电源，并且假定直接发送数据比经过ad-hoc网络发送这些数据消耗更多的能量但是直接接收数据比经过ad-hoc网络接收数据消耗较少的能量，然后，为了节约电池电源，可能主要部分甚至所有数据经过ad-hoc网络从移动用户传输到蜂窝网络，并且主要部分甚至所有数据直接从蜂窝网络传输到移动用户。
根据本发明的优选实施例，至少部分由移动用户发送且专用于蜂窝网络的信令数据直接经过空中接口从移动用户传输到蜂窝网络，和/或至少部分由蜂窝网络发送且专用于移动用户的信令数据直接经过空中接口从蜂窝网络传输到移动用户。
信令数据处理类似切换控制(包括宏分集)、功率控制、网络和终端之间的测量交换、移动性和位置管理的项目。具体而言，信令数据用于建立和控制移动用户和蜂窝网络之间的连接。在ad-hoc网络连接中断的情况下，移动用户可以通过信令数据通知蜂窝网络(例如，RNC)ad-hoc网络的连接中断，并且必须建立到同一个或另一个移动中继的新的ad-hoc网络连接以便可以继续进行数据传输。同样可以理解，蜂窝网络通知移动用户ad-hoc网络的中断，例如当蜂窝网络在移动中继中检测到中断时。
使信令数据的传输独立于ad-hoc网络连接的可靠性，这使得在ad-hoc网络连接中断的情况下移动用户能够，例如—通知蜂窝网络是否移动用户想完全中断移动用户与蜂窝网络之间的连接；—请求蜂窝网络等待直到重新建立ad-hoc网络连接(或许经过另一个移动中继)；和/或—建议或允许切换到直接传输模式，在该模式下所有数据经过空中接口直接传输直到重新建立ad-hoc网络连接。
使蜂窝网络能够，例如—通知移动用户是否蜂窝网络想完全中断到移动用户的连接；—通知移动用户蜂窝网络将等多长时间以重新建立ad-hoc网络连接；和/或—建议或允许切换到直接传输模式，在该模式下所有数据经过空中接口直接传输直到重新建立ad-hoc网络连接。
因为ad-hoc连接的中断并不影响信令数据的传输，所以ad-hoc网络的中断并不必然导致移动用户和蜂窝网络之间的连接的完全中断。相反，移动用户和蜂窝网络之间的数据传输连接可以切换到所谓的等待状态，直到重新建立ad-hoc网络连接，或者可以切换到经过空中接口对所有数据进行直接数据传输，直到重新建立ad-hoc网络连接。
这大大地降低了由ad-hoc网络连接的中断引入的开销，因为根据本发明，ad-hoc网络连接的中断并不必然导致移动用户和蜂窝网络之间的连接的完全中断。这样，重新建立移动用户与蜂窝网络之间的连接就不需要时间。另外，这个实施例使得经过空中接口直接传输所有数据直到重新建立ad-hoc网络成为可能。
本发明还建议，至少一部分公共信令数据从蜂窝网络经过空中接口直接传输到移动用户。公共信令数据涉及，例如系统信息，即关于无线环境的信息如该小区及其邻近小区中的代码值，或者由蜂窝网络经过BCCH广播的开环功率控制的功率水平。小区广播服务(CBS)包括将文字短消息经过CTCH发送到小区内所有的用户或签约用户，该服务可以以与公共信令相同的方式进行处理。
因为公共信令由蜂窝网络进行传输，通常独立于移动用户是否连接到蜂窝网络(直接和/或经过ad-hoc网络)，同样经过ad-hoc网络传输这些数据意味着传输这些数据两次。这样，如果这些数据仅经过空中接口传输，则至少可以实现在ad-hoc网络的容量方面的改善。
优选地，至少移动用户发送的专用于蜂窝网络的对时间要求严格的用户数据的一部分经过空中接口直接从移动用户传输到蜂窝网络，并且/或者，至少蜂窝网络发送的专用于移动用户的对时间要求严格的用户数据的一部分经过空中接口直接从蜂窝网络传输到移动用户。这保证了移动用户和蜂窝网络之间数据传输的质量，因为ad-hoc网络的中断将不会影响对时间要求严格的数据的传输。然而，对时间要求不严格的数据经过ad-hoc网络传输，这样有助于提高蜂窝网络的空中接口的容量。
在本发明的一个优选实施例中，至少从移动用户发送的专用于蜂窝网络的分组交换用户数据的一部分经过ad-hoc网络和移动中继传输到蜂窝网络，并且/或者，至少从蜂窝网络发送的专用于移动用户的分组交换用户数据的一部分经过移动中继和ad-hoc网络传输到移动用户。
分组交换数据是按照分组来传输的。这意味着，每个分组在某种意义上独立于其它分组进行传输。例如，在分组交换网络中，不同的分组可以采用从发射器到接收器的不同路由。接收器收集分组，将它们以正确的顺序放置并且使原来的信息重建。如果一个分组丢失了，存在请求重发该特定的分组的机制，基本上不需要停止整个传输过程而重新发送所丢失的分组后面所有的分组。
经过ad-hoc接口传输分组交换数据意味着，在中断的情况下，分组可以经过另一个ad-hoc网络重新发送而仅导致少量的开销。这个实施例使得在ad-hoc网络中断的情况下可以经过空中接口传输分组直到重新建立ad-hoc网络扩展或者建立另一个ad-hoc网络扩展。在分组交换数据的情况下，可以很快地完成经过ad-hoc网络扩展传输数据和直接经过空中接口传输数据之间的切换。这再次减少了ad-hoc网络连接中断的时间消耗影响。
本发明的目的还由根据权利要求6或7的前面所述的移动用户实现。
另外，本发明的目的由根据权利要求8或9的前面所述的通信系统实现。
另外，本发明的目的由根据权利要求10到12的之一的前面所述的计算机程序实现。
本发明的进一步的特征和优点将在下面参照附图进行更详细的说明。
图1是ad-hoc网络扩展的蜂窝网络的总体图；图2是当移动客户和移动中继连接到不同的节点B时由ad-hoc网络扩展的蜂窝网络的总体图；图3是所传输的数据的第一部分和第二部分的数据流的总体图；具体实施方式
图1表示经过使用ad-hoc网络接口2a的ad-hoc网络2与移动中继3进行通信的移动用户1。移动中继3连接到蜂窝网络4，例如UMTS蜂窝网络4。蜂窝网络4包括节点B5、无线网络控制器(RNC)6和核心网7。
节点B5是无线传送(和接收)的物理单元，连接到蜂窝网络4的一个或多个小区。
典型地，几个节点B5与一个RNC 6相关并且由该RNC 6控制。特别地，控制包括对节点B5中的资源进行管理。
移动用户1经过通过空中接口8(例如UMTS中的Uu)可以接入的无线链路直接与至少一个节点B5进行通信。也可能与几个节点B进行并行通信(在软切换的情况下)。移动中继3经过也是通过空中接口9(例如UMTS中的Uu)可以接入的无线链路与节点B5进行通信。节点B5利用基本传输网络，通常是地面网，并且经过所谓的Iub接口10与RNC6通信。节点B5由RNC6控制。两者均为无线接入网络(RAN)的部分。在UTRAN(UMTS蜂窝网络4的RAN)中，传输网络可以基于ATM或IP运输。
最后，RNC6和核心网7之间(因此在RAN和CN之间)的通信通过所谓的Iu接口11实现，该接口利用基本的基于ATM或基于IP的骨干网。
图2表示由ad-hoc网络2扩展的蜂窝网络4的变形。这里，移动用户1和移动中继3与不同的节点B通信。这反映出移动用户1和移动中继3位于蜂窝网络的不同小区的情况。在图2所示的情况下，两个节点B 5经过传输网络10与同一个RNC6连接。但是也应当可以想到，移动用户1和移动中继3所在的不同小区由不同的RNC6控制，从而节点B5经过传输网络10与不同的RNC6连接。当不同的RNC6属于不同的无线网络子系统(RNS)时，他们使用Iur接口互相进行通信。
图3表示移动用户1和蜂窝网络4之间的数据流的示例。移动用户1包括第一协议栈11和第二协议栈12。移动中继3包括第一协议栈13和第二协议栈14。
移动用户1经过空中接口8直接与蜂窝网络4-特别是与节点B5进行通信。从移动用户1经过空中接口8发送到蜂窝网络4的数据由移动用户1的第二协议栈12的某个更高层生成，并且从第二协议栈12的各层向下传送到第二协议栈12的物理层。物理层处理空中接口8的具体物体特性，并且使数据从移动用户1传输到蜂窝网络4-特别是传输到节点B5。
几乎同时，移动用户1经过ad-hoc网络2与移动中继3通信。经过ad-hoc网络2和移动中继3从移动用户1传输到蜂窝网络4的数据由移动用户1的应用或第一协议栈11的某个更高层生成。
从移动用户1经过ad-hoc网络发送的数据由移动中继3经过第一协议栈13接收，并且向上传送到第一协议栈的更高层，并且/或者传送到第二协议栈14的某些预定义的层中。这样接收到的数据被处理、终止和/或中继。在后面的情况下，第二协议栈14使数据的预定义部分经过空中接口9传输到蜂窝网络4。
对所述的协议栈和移动用户1与移动中继3之间的数据流的示例的详细说明在具有与本发明相同申请日和申请人的欧洲专利申请“Air interface protocols for a radio access network with ad-hocextensions”中给出。明确声明，在上述专利申请中给出的说明应当视为本说明书的一部分。
在移动用户1和蜂窝网络4之间直接经过空中接口传输的数据至少例如为公共信令数据。在UMTS中，公共信令数据例如经过BCH传输。BCH由物理层映射到P-CCPCH(基本公共控制物理信道)，该P-CCPCH使得公共信令数据由蜂窝网络4广播到移动终端，特别是移动用户1。因为这些数据总之是通过蜂窝接口被广播，所以可以通过不经过ad-hoc网络传输这些数据而减少ad-hoc网络上的传输数据的开销。
为了进行正确的操作，移动用户1还需要在寻呼控制信道(PCCH)或公共控制信道(CCCH)上发送的信息。对于公共信令，可能使用到相关的物理信道(P-CCPCH，S-CCPCH和PRACH)的中继连接或直接蜂窝接入。如果信令数据(例如，与移动用户1相关的RRC消息)经过ad-hoc网络2和移动中继3传输，则这些数据优选地封装在关于移动用户1和移动中继3之间的ad-hoc网络2连接的信令协议的信令消息中。对这些信道的一些信道(例如，P-CCPCH)使用直接接入而对其它一些信道(例如，S-CCPCH和PRACH)使用中继连接的中间方案也是可以的。
也可以想到，将任何信令数据在移动用户1和蜂窝网络4之间直接进行传输。这可能是有利的，因为这些数据即使在经过ad-hoc网络2的连接中断的情况下仍然是可传输的。这使得移动用户1能够通知蜂窝网络4关于ad-hoc网络2的中断，并且能够请求蜂窝网络(例如RNC)不要完全中断移动用户1和蜂窝网络4之间的连接，而是等待直到建立了另一个ad-hoe网络2。
另外，可以想到的是，移动用户1和蜂窝网络4进行协商以便将各种数据直接经过空中接口8传输，直到重新建立ad-hoc网络2连接或建立了另一个ad-hoc网络2连接。
另外，图3表示一个本发明的实施例，其中电路交换数据也直接经过空中接口8在移动用户1和蜂窝网络4之间传输。如果该电路切换电路涉及对时间要求严格的数据，其中由ad-hoc网络2的中断引起的延时是不能容忍的，则这可能会特别有利。在更糟糕的情况下，即使由中继机制自身引入的少量延时可能是不能接受的。
经过ad-hoc网络2在移动用户1和移动中继3之间传输的数据至少为涉及该ad-hoc网络2自身的信令数据。正如在图3中所示的，此外，分组交换数据经过ad-hoc网络2和移动中继3传输。分组交换数据显著地对延时不很敏感。另外，分组交换数据设计成经过不同的路由因此经过不同的网络连接是可传输的。在ad-hoc网络2中断的情况下，分组交换数据的传输停止直到建立另一个ad-hoc网络2或重新建立同一个ad-hoc网络2。同时，移动用户1和蜂窝网络4可以决定直接经过空中接口8传输分组交换数据。
然而，即使在分组交换数据为对时间要求严格的数据时也是可能的。这意味着，移动用户1和蜂窝网络4可以确定，只要ad-hoc网络2连接中断就直接经过空中接口8传输至少对时间要求严格的分组交换数据。也可以想到，总是直接在移动用户1和蜂窝网络4之间传输对时间要求严格的分组交换数据，并且经过ad-hoc网络2和移动中继3仅传输对时间要求不严格的分组交换数据。
进一步可以想到，直接经过空中接口传输任何对时间要求严格的数据，而不管这些数据是否为电路交换的或分组交换的，并且/或者，经过ad-hoc网络2传输任何对时间要求不严格的数据，而不管这些数据是否为电路交换的或分组交换的。
用各种不同的数据示意性地描述经过ad-hoc网络2连接和直接经过空中接口8的移动用户1和蜂窝网络4之间的数据流根据ad-hoc网络2的移动用户1和移动中继3之间的信令由移动用户1和移动中继3的第一协议栈11和13生成和处理，并且经过ad-hoc网络2传输。
移动用户1和蜂窝网络4之间的信令由第二协议栈12和蜂窝网络4的一个或更多个组件的合适的协议栈，例如节点B5和RNC6生成和处理。具体地，可以想到至少公共信令数据直接经过空中接口8从蜂窝网络4传输到移动用户1，例如，通过广播。同时使用直接蜂窝链路(经过空中接口8)和经过ad-hoc网络2和移动中继3的链路，允许根据是否经过直接蜂窝连接(例如空中接口8)发送专用和公共信令、仅是专用信令或仅是公共信令而进行不同的配置。因为专用信令通常更加要求严格，所以证明了使用直接连接是有道理的。然而，公共和共享信道存在于独立于由移动用户接入的小区中。因此，经过直接蜂窝连接传输公共和共享信令并不需要额外的功率或无线资源。
移动中继3和蜂窝网络4之间的信令由第二协议栈14和蜂窝网络4的一个或更多个组件的合适的协议栈生成和处理，蜂窝网络4的组件如节点B5和RNC6。
对时间要求严格的数据直接在移动用户1和蜂窝网络4之间传输。也可以想到的，只要ad-hoc网络2可用就经过该ad-hoc网络2传输对时间要求严格的数据，而在ad-hoc网络2中断的情况下经过空中接口8切换到直接传输。
电路交换数据直接在移动用户1和蜂窝网络4之间传输。可以想到的，只要ad-hoc网络2可用就经过该ad-hoc网络2传输电路交换数据，而在ad-hoc网络2中断的情况下经过空中接口8切换到直接传输。也可以想到的，在对时间要求严格的电路交换数据与对时间要求不严格的电路交换数据之间进行区分。这可能意味着，例如，仅是对时间要求严格的电路交换数据直接在移动用户1和蜂窝网络4之间传输，而对时间要求不严格的电路交换数据则经过ad-hoc网络2传输。这可能还意味着，即使在经过ad-hoc网络2传输对时间要求严格的电路交换数据的情况下，如果出现ad-hoc网络2的中断，则仅是对时间要求严格的电路交换数据直接进行传输。
分组交换数据经过ad-hoc网络2和移动中继3传输。可以想到的，在出现ad-hoc网络2中断的情况下停止传输，并且如果已经重新建立ad-hoc网络2或已经建立另一个ad-hoc网络2，则重新开始传输。也可以想到的，只要ad-hoc网络2可用就经过该ad-hoc网络2传输分组交换数据，并且在ad-hoc网络2中断的情况下经过空中接口8切换到直接传输(可能在经过预定的时间之后)。也可以想到的，在对时间要求严格的分组交换数据与对时间要求不严格的分组交换数据之间进行区分。也可能意味着，例如，仅是对时间要求严格的分组交换数据直接在移动用户1和蜂窝网络4之间传输，而对时间要求不严格的分组交换数据则经过ad-hoc网络2传输。这也可能意味着，在经过ad-hoc网络2传输甚至是对时间要求严格的分组交换数据的情况下，如果出现ad-hoc网络2的中断，则仅是对时间要求严格的分组交换数据直接传输。
可以想到的，仅在一个方向上-或者从移动用户1到蜂窝网络4，或者相反一数据的第一部分直接传输并且第二部分经过ad-hoc网络2扩展进行传输，而在另一个方向上，所有的数据都直接进行传输或所有的数据都经过ad-hoc网络2接口进行传输。这可以这样实现，即仅仅从蜂窝网络4传输到移动用户1的公共信令数据直接进行传输，而在两个方向上所有的其它数据则直接经过ad-hoc网络2和移动中继3传输。当然，可以根据各种考虑将要进行传输的数据分为第一部分和第二部分，最终比这里描述的标准(信令相关、公共信令相关、分组交换、电路交换、对时间要求严格的)更加复杂。
根据蜂窝网络、ad-hoc网络2、要传输的数据、应用和/或用户需求的特殊需要，几个不同的组合是可以想到的并可能是合理的。
权利要求
1.一种用于在移动用户(1)和蜂窝网络(4)之间传输数据的方法，其中，所述蜂窝网络(4)包括空中接口(8，9)，所述移动用户(1)连接到ad-hoc网络(2)并且经过该ad-hoc网络(2)与连接到该ad-hoc网络(2)和蜂窝网络(4)的移动中继(3)进行通信，其中该移动中继(3)对从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据和/或从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据进行中继，其特征在于从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第一部分直接经过空中接口(9)进行传输，从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第二部分经过ad-hoc网络(2)和移动中继(3)进行传输；和/或从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第一部分直接经过空中接口(9)进行传输，从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第二部分经过移动中继(3)和ad-hoc网络(2)进行传输。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于从移动用户(1)发出并且专用于蜂窝网络(4)的信令数据的至少一部分直接经过空中接口(9)从移动用户(1)传输到蜂窝网络(4)；和/或从蜂窝网络(4)发出并且专用于移动用户(1)的信令数据的至少一部分直接经过空中接口(9)从蜂窝网络传输到移动用户(1)。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于至少部分公共信令数据从蜂窝网络(4)直接经过空中接口(9)传输到移动用户(1)。
4.根据权利要求1到3的之一的方法，其特征在于从移动用户(1)发出并且专用于蜂窝网络(4)的对时间要求严格的用户数据的至少一部分直接经过空中接口(9)从移动用户(1)传输到蜂窝网络(4)；和/或从蜂窝网络(4)发出并且专用于移动用户(1)的对时间要求严格的用户数据的至少一部分直接经过空中接口(9)从蜂窝网络(4)传输到移动用户(1)。
5.根据权利要求1到4的之一的方法，其特征在于从移动用户(1)发出并且专用于蜂窝网络(4)的分组交换用户数据的至少一部分经过ad-hoc网络(2)和移动中继(3)传输到蜂窝网络(4)；和/或从蜂窝网络(4)发出并且专用于移动用户(1)的分组交换用户数据的至少一部分经过移动中继(3)和ad-hoc网络(2)传输到移动用户(1)。
6.一种移动用户(1)，所述移动用户(1)可以连接到ad-hoc网络(2)并且可以连接到蜂窝网络(4)，其中，所述ad-hoc网络(2)包括ad-hoc网络接口，所述蜂窝网络(4)包括用于数据传输的空中接口(8，9)，其特征在于，所述移动用户(1)可以同时连接到ad-hoc网络(2)和蜂窝网络(4)，并且所述移动用户(1)包括装置传输必须直接在空中接口(9)上从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第一部分；并且在ad-hoc网络(2)接口上经过ad-hoc网络(2)和移动中继(3)传输所述数据的第二部分；和/或接收直接经过空中接口(9)从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第一部分；并且通过ad-hoc网络(2)接口并经过移动中继(3)接收所述数据的第二部分。
7.根据权利要求6的移动用户(1)，其特征在于，所述移动用户(1)包括执行根据权利要求1到5之一的方法的装置。
8.一种通信系统，包括蜂窝网络(4)、ad-hoc网络(2)、移动用户(1)和移动中继(3)，其中，所述移动用户(1)连接到蜂窝网络(4)和ad-hoc网络(2)，并且包括用于经过ad-hoc网络(2)与移动中继(3)进行通信的装置，所述移动中继(3)连接到ad-hoc网络(2)和蜂窝网络(4)，并且包括用于对从移动用户(1)传输到蜂窝网络(4)的数据和/或从蜂窝网络(4)传输到移动用户(1)的数据进行中继的装置，其特征在于，该通信系统包括装置传输必须直接在空中接口(9)上从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第一部分，并且在ad-hoc网络(2)接口上经过ad-hoc网络(2)和移动中继(3)传输所述数据的第二部分；和/或传输必须直接在空中接口(9)上从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第一部分，并且经过ad-hoc网络(2)和移动中继(3)传输所述数据的第二部分。
9.根据权利要求8的通信系统，其特征在于，该通信系统包括用于执行根据权利要求1到5之一的方法的装置。
10.一种可以在数据处理单元上特别是在移动用户(1)和/或移动中继(3)上运行的计算机程序，其特征在于，如果所述计算机程序在所述数据处理单元上运行，则所述计算机程序编程为完成根据权利要求1到5之一的方法。
11.根据权利要求10的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序存储在存储设备上，特别是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或快闪存储器。
12.根据权利要求10或11的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序存储在光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或硬盘上。
全文摘要
移动用户(1)和蜂窝网络(4)之间的数字传输可以经过蜂窝网络的ad－hoc网络(2)扩展和移动中继(3)进行。为了降低由ad－hoc网络(2)扩展引入的开销而仍然得到由ad－hoc网络(2)对蜂窝网络(4)进行扩展的益处，建议从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第一部分直接经过空中接口(8)传输，并且从移动用户(1)向蜂窝网络(4)传输的数据的第二部分经过ad－hoc网络(2)和移动中继(3)传输。可选择地或附加地，建议，从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第一部分直接经过空中接口(8)传输，并且从蜂窝网络(4)向移动用户(1)传输的数据的第二部分经过移动中继(3)和ad－hoc网络(2)传输。
文档编号H04L12/56GK1716909SQ20051007987
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月30日
发明者若泽·迪亚·塞尔弗拉, 罗尔夫·西格勒 申请人:阿尔卡特公司