专利名称：在无线异步传输模式网中使用暂时传送器的差错恢复机制的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及在通信系统中的差错恢复方法，特别涉及利用建立暂时转发节点的差错恢复方法，通过暂时转发节点在主站和无线电终端之间通信链路被禁止或者不够满意的期间信息可以有利地转发。暂时转发节点的建立保证无线终端和/或主基站连续地接收由另一个信号源发送的发送信息。本发明涉及在集中的体系和特定的(adhoc)体系两者中使用暂时转发节点的方法，以及所涉及的系统配置。
诸如GSM的不同的电信系统成功地建立了无线通信，因为现代生活中是不可缺少的。虽然某些系统仅仅针对话音通信，但是未来的通信内容实际上是多媒体。ATM(异步传输模式)技术已经提出通过有线网处理高速数据，例如具有不同的数据速率，不同的服务质量(QoS)要求(例如数据可靠性和延迟考虑)和用于多媒体通信的不同的连接或者无连接范例。在有线网的用户端有效组合无线电和基于ATM的业务在建立大的多媒体家庭和商用通信市场中是有帮助的。
朝着建立无线局域网(LAN)的现有的努力焦点围绕在形成标准，例如IEEE 802.11(美国)和HIPERLAN(欧洲)。虽然该标准几乎是成熟的，但是它们的改进没有充分地考虑基于ATM业务的QoS要求保证实时和数据业务量两者。本质上这些要求是在相同的媒介上复合的视频，音频和数据业务多路复用的结果。例如，音频数据不要求数据业务的分组差错可靠性要求，音频数据不能容忍过度的延迟。另一方面，视频数据可以一般的忍受比音频更多的延迟，但是它较少宽容延迟抖动。这些延迟和分组误差率考虑迫使ATM采用以连接为主的业务。它也迫使执行端对端差错控制，代替在规定的连接内每两个节点之间执行差错控制(差错控制理解为意味着保证可靠的分组向一个节点和从一个节点的分组可靠的传输)。这样的策略利用有线的光纤网络是可行的，它具有非常小的分组误差率。遗憾的是，无线网络一般不提供这样低的差错率。
延迟的考虑对于ATM业务也是重要的。有线的ATM网简单地阻塞任何业务因为它不能保证要求的QoS。典型地无线网络不允许这样的特性并且实际上延迟可以在一个过载的网络中指数地增加。
因此，期望一个改进的通信系统，它克服上述的缺陷，特别是减少分组误差率，减少传输延迟和同时增加服务质量保证，改进通信的可靠性和改进差错恢复。
一般地说，根据本发明，如果在无线终端的总的信号功率小于预定值，前向差错校正(FEC)技术可用于确定性能的激烈的下降。这可允许所考虑的信道是在“好的”或者“坏的”状态。当然，因为信道不是变化很快，可预料到不论何时在“好的”和“坏的”状态之间存在着转变，它在相对于系统的传输速率可观的数量的时间中保持在任一个状态。如果信道进入“坏的”状态，则较好的解决方案是改变信道。利用这个方法，本发明打算利用暂时转发节点从发送器再发送该信息到接收器。
具体讲，提供一种在通信系统中发送信息的方法。该方法最好包含步骤在第一基站和第二基站之间建立第一通信链路，尝试建立或满意地保持在第一基站与该无线电终端之间的第二通信链路，和当确定第二通信链路不能建立或满意地保持时，从第一基站给第二基站重发信息以便重发该信息到该无线终端，尝试在第一基站和该无线终端之间重建第二通信链路和在这样的建立时，中断从第一基站给第二基站传输后来的信息和从第一基站直接地发送后来的信息到该无线终端。
在另一个优选的实施例中，在通信系统中发送信息的方法包括步骤在第一节点和第二节点之间建立第一通信链路，在第一节点和该无线终端之间建立第二通信链路，从该无线终端发送信息给第一和第二节点两者，该信息由第一和第二节点两者接收，从第二节点发送该信息给第一节点，在第一节点中处理通过无线终端或者第二节点首先接收的信息并丢弃从另一个无线电终端或者第二节点随后接收的信息。
在通信系统中发送信息的方法也可以包括步骤在主节点和辅节点之间建立通信链路，确定主节点和无线终端之间的通信链路对于可靠的信息传输是令人不满意的，从主节点给辅节点发送用于重发给无线终端的信息，从无线终端给辅节点发送重发到主节点的信息，在该期间主节点尝试建立与无线终端的通信链路，在主节点和无线终端之间实现通信链路的建立，并且禁止辅节点和无线终端之间的通信链路。
另外，本发明针对一个可以实现前述的方法的通信系统。
因此，本发明的一个目的是提供改进方法以便更可靠地中继数据和/或信令信息。
本发明的另一个目的是提供使用暂时转发节点改进可靠的数据或者信令信息传输的一种方法，该暂时转发节点可以很好地最好工作在相同的频率的另一个基站，即可以是另一个无线终端。
本发明又另一个目的是提供改进一种利用故障的通信链路的自动检测与无线终端通信可靠性的一种方法。
本发明还有另一个目的是提供一种可以利用多个暂时转发节点的改进的可靠通信的方法。
并且本发明还又另一个目的是提供还可以在静态的环境例如在住宅的或者办公楼环境中实现的改进的可靠数据通信的一种方法。
而且本发明再又另一个目的是提供当具有主节点的链路是满意地操作时可以自动地终止与暂时转发节点链接的改进的可靠数据通信的一种方法。
本发明还另一个目的是提供可以在基站和特定配置网络中使用的改进可靠通信的一种方法。
本发明的其它目的和优点一部分是明显一部分可从本说明书中了解清楚。
因此本发明包含几个步骤和每一个步骤相对于其它步骤的一个或者多个这样的步骤的关系，以及实现构造特性的装置，它自适应完成这些步骤，所有的步骤将在下面的公开中举例说明，而本发明的范围将由权利要求书限定。
为了更完整的理解本发明，必须参考结合附图的下列描述，其中
图1A和1B分别是在以BS为主的体系中树状拓扑和环拓扑结构网络的例子；图2A和2B分别是在一个特定的体系中完全地连接的拓扑和转发节点拓扑体系网络的例子；图3是用于以BS为主的网络的无线ATM层模型；图4是说明对于弱的和强的前向纠错编码的系统在分组差错概率和信噪比之间的典型的关系的图；图5说明对于以基站为主的体系的控制数据帧；图6说明用于一个特定体系的控制数据帧；图7说明在无线终端中起动模式和连接建立功能的方法；图8描述在利用本发明的系统中的一个网孔结构；图9说明根据本发明的以基站为主的体系的控制数据帧，包括暂时转发节点的信息相位；图10是在以基站为主体系中通信链路工作的一个实例；和图11与11A说明在特定的网络中通信链路工作；图12是说明根据本发明在以基站为主体系中通信方法的优选的实施例的流程图；图12A是说明根据本发明在一个特定的网络中通信方法的一个优选的实施例的流程图；图13是说明的另一个流程图；根据本发明在以基站为主体系中通信方法的一个优选的实施例；图13A是根据本发明在特定的网络中通信方法的一个优选的实施例的另一个流程图；和图14说明根据本发明的一个特定体系的控制数据帧，包括暂时转发节点的信息相位。
为了读者方便，首先参考图1A,1B,2A,2B,3和4。图1A,1B,2A和2B说明本发明可应用的不同的网路体系结构，而图3和4描述典型的无线终端(“WT”)，基站(“BS”)和中心控制器(“CC”)的分层网路体系的例子。在下面讨论的为适于本发明的应用的而进行的修改。
两个典型的无线网络是以BS为主(图1A和1B)和特定的网路体系结构(图2A和2B)。具体讲，图1A描述树状拓扑集中的体系结构配置。其中以“体系”方式执行交换功能。特别，有线的ATM网10是以有线线路连接到移动交换中心12的，它本身是以有线线路连接到多个基站14．交换中心12和每一个基站包括一个ATM交换机。基站14是有选择地与一个或者多个无线终端16例如移动单元无线连接。网孔内呼叫交换是在基站14进行的，而网孔间呼叫交换是在交换中心12进行的。
通常，在交换中心12中的交换机比基站14中的交换机更复杂。服务区域被分成小的区域，称为“网孔”，每个网孔可以由基站服务。在无线电终端之间的通信是通过基站和/或移动的交换中心进行的。
另一方面，在树状拓扑(注意有线的ATM网10B是以有线线路连接到多个基站12B，它们自己是以环形方式以有线线路彼此连接且其中每个基站12B可以无线连接到一个或者多个无线终端14B。在这里，仅仅该基站包括ATM交换机)中，在图1B描述集中的体系结构配置；以“分布的”方式执行交换功能。虽然网孔内呼叫交换是以树状拓扑在BS中进行，但是网孔间呼叫交换是通过传递该呼叫给该环围绕的预定的BS交换机进行的。与树状拓扑不同，环拓扑结构使用相同的BS和交换机，使得它更为容易标定。
现在参考图2A和2B，说明分布的体系结构网络，它与集中的体系结构相反，不要求任何基站。在分布的体系结构配置中，每一个无线终端具有执行交换以及直接地与另一个WT通信的能力。所有这些WT一起形式一个特定的网络，正如在HIPERLAN和IEEE 802.11中描述的。在特定的网络中，基本上存在着两种类型的拓扑结构。图2A描述完全地连接的拓扑结构，其中有线的ATM网20是以有线线路连接到至少一个无线电终端22的，它本身连接到在该网络中的每一个另外的无线电终端22A，而且每一个无线终端22和22A包括一个ATM交换机。
特别地，在完全地连接的拓扑结构(FCT)中，所有的无线终端被认为能够彼此通信且有足够的电源被认为可由所有的无线终端使用，以致每个无线终端可以保持与每隔一个无线终端的链接。另一方面，在转发节点拓扑结构中，不是所有的无线终端可以彼此讲话。正如在图2B中表示的，某些无线终端被指定转发节点(22F)，其细节将在下面讨论。其余的无线终端22B无线地连接到选择的其它无线终端。所有的无线终端包括一个ATM交换机且有线的ATM网类似于图2A那样配置。在FNT中，然后划分一个区域例如一个家为部分地连接的“网孔”。
控制或者数据信道两者可以以集中的或者分布的模式实现。对于控制信道，当它以集中的模式实现时，来自WT的所有的控制消息必须发送给指定的中心控制器，确定指定的中心控制器的控制作用并且发送回到用户。当它以分布的模式实现时，不使用中心控制器并且所有的控制功能是在WT中分配的。在这种情况下，重要的是在所有用户中保持一致的控制数据库。对于数据信道，当它是以集中的模式实现时，两个用户之间的分组的传输必须通过指定的中心节点进行。然而，对于分布的数据信道，不分配中心节点并且两个用户之间的分组的传输可以直接地进行。因此，它不必从该发送器发送该分组给中心节点和然后从中心节点发送回到该接收器，从而避免浪费宝贵的无线系统带宽。现在简要地参考有关于在基站和工作的无线终端中的分层网路结构的MAC协议。
在引用在此供参考的美国申请序列No.08/656,803中，描述基于保留的MAC协议，它分配带宽作为两个步骤过程。在第一步，在通话时长中进行带宽分配，而在第二步骤中，在帧持续时间仲裁带宽分配。后者的帧持续时间称为控制数据帧(CDF)，而且典型地是比通话时长小得多的持续时间。如果网络过载，这样的过程允许呼叫被阻塞，因此迫使在这样的网络内可能的最大值延迟的一个上限。这考虑了通过WATM网络充分地编址的推迟的QoS期望值。
不幸地，它没有依据分组差错丢失率适当地寻址无线电信道的变化性。此时它考虑无线信道的特性是有用的。对于住宅和办公室通信，通常大多数的无线终端(WT)在呼叫的持续时间内是静态的，即它不期望在通话时长期间支持移动终端。因此在这个情形下信道变化是慢的且仅仅是由于其它物体移动。在现有的标准和文章中，大多数的保证可靠性的解决方案都假定使用了移动终端。
一般对于移动终端，因为信道特性甚至在两个非常接近地点之间该信道特性可以相当激烈地变化，该信道变化相当迅速(因为传输的多路径性质，取决于传输路径的阶段它可以增加或减去，当发送高频率的信号(5GHz以上)时，对于小的距离该传输路径变化很大)。实际上对于移动终端，信道变化可以是如此快以致认为信号时常随机地“衰落”。在这样的情况下，可以预期高的分组差错率，大概1e-3的数量级。在这种情况下，为了保证可靠性，使用一种分组重发方法，即在接收器有检测分组差错的装置，和如果检测到分组差错，接收器要求该发送器再发送该分组。
对于无线终端，当信道本质上是静态的时，即信道变化是慢的时，预期不同的情况，在这种情况下，将有信号进入“深的”衰落的时间，因为信号传输路径的暂时阻塞，由于信道变化非常慢，它实际上保持大量的时间。因此，与移动终端相比预期有大得多的差错的脉冲串，虽然“好的”时间也相应地更高。
基于保留的MAC协议必须考虑以BS为主的和特定的体系。具体讲，在以BS为主的网络中，控制和数据信道两者是以集中的模式实现的。而在特定的网络中，控制信道可以以分布的或者集中的模式实现并且认为数据信道是在分布的模式。在分布的网路体系结构中的集中控制信道是基于MAC分层协议的重大的简化调整，然后它可以在每个设备内结合选择“当前的”中心控制器的一种方法。因此在面向BS和特定的网络两者中，一个集中控制策略是较好的。
正如在下面讨论的，本发明最好包括一个集中的控制器以便在不同的WT中仲裁接入。集中的控制器提供信息给最终用户，假定用户在特定的时间发送。
现在参考图3，它描述用于以BS为主的网络的一个有线/无线ATM系统一个层模型。正如描述的，该模型包括至少一个有线的终端50，一个无线终端51和一个基站52。暂时转发节点最好是类似于基站52配置的另一个基站。有线终端50和无线终端51每个分别地包括一个物理层50a,51a，用于频率控制和调制解调器通信(等等)，一个媒介接入控制(MAC)层50b,51b，一个ATM层50c,51e，用于不同的多路复用和连接处理，一个ATM适配层50d,51d，对于数据定序信息为较小的分组，和一个应用层50e,51e，用于其它类型的数据传送。基站52具有类似于终端50,51的层，特别是相应的有线和无线物理层53,53a，一个有线和无线MAC层54,54a，一个ATM层55，一个ATM适配层56和一个应用层57。
在该BS，执行ATM交换和处理资源以及移动性管理。使用分开的有线和无线MAC以及物理层，基站52可以处理有线和无线ATM业务，正如由在终端50和无线ATM终端51之间表示的应用路径表示的。通信系统也包括一个无线控制58，它控制ATM层，MAC层和物理层。无线控制器58控制BS和无线终端与该暂时转发节点之间链路的建立，保持正如在下面讨论的链接，控制基站、暂时转发节点和无线终端之间的信息传输，以及在该系统中的节点之间重建控制和终止控制。不描述在特定体系中的每一个WT的层模型，但是本领域的普通技术人员可以理解，其中没有基站但是在位置有一个中心控制器。
在无线ATM系统中，信息传输的单元是ATM网孔。如果ATM网孔接收不正确，则必须丢弃。因此，在这种情况下，可以使用具有有力的差错校正容量的强大的Reed-Solomon(“RS”)码。例如，可使用一个RS(63,53)，它可以校正它的63字节分组(信息字节和附加的奇偶性检验字节)中的五字节差错。加到每个分组的额外的奇偶校验字节的数量决定RS码的纠错能力。
现在参考图4，从质量上描述强和弱的转发差错校正(在下文为“FEC”)编码系统的设计之间的差别。注意，强的FEC编码系统迫使在分组差错概率和信号噪声比(SNR)之间的“瀑布”曲线是非常地陡峭的。本质上，特定的接收器可以以SNR很小的变化从“好的”信道状态变为“坏的”信道状态。典型地，室内信道随时间慢慢地变化(与数据传输速率大约20Mb/s相比)。例如，在住宅楼或者办公室环境中，可以期望信道在几秒内是固定的，而在该领域先前的工作已经报告在办公室环境以最大值速率6.1Hz变化，虽然仅仅使用单个频率进行测量。因此，为了MAC协议的目的，合理的假设链接质量可以为两状态之一，“好的”信道和“坏的”信道，即当出现差错时，它们总是以脉冲串出现。
正如在上面简要地提及的，本发明很好的集成在一个MAC协议基本系统中，但是本领域的普通技术人员很容易懂得，本发明不局限于该MAC协议。
MAC层划分所有的消息，它发送两部分控制/信令和数据消息。信令消息用于执行保证接入一个信道的MAC层功能。本质上，任何信号或者数据分组被看成占用时隙。每个ATM分组(53字节+MAC标题+物理层标题)被认为占用一个时隙。
所有的数据传输最好是在时分多址(TDMA)帧内进行。一个TDMA帧描述一定数量的时隙，它可以是固定的或者可变的。
现在参考图5，它描述一个TDMA帧，为了方便，在此它也可以称为控制数据帧(CDF)，和可应用在用于WATM的以BS为主的网路体系结构中。这样的网络在美国申请序号No.08/770,024中有描述，引用在此参考。
在每个MAC控制数据帧中，有四个阶段(phase)，就是，(1)BS_sig,(2)Down_data(下行数据)，(3)Up_data(上行数据)，和(4)E_burst(E脉冲串)。在BS_sig阶段期间，BS发送所有的它的信令信息给WT。接着它的信令阶段，BS发送在该down_data阶段的down_link(下行链路)数据。然后，在Up_data阶段WT以预先规定的顺序(它可以在BS_sig阶段内规定)发送信息，它包括捎带确认(piggybacked)信令信息。捎带确认信令信息典型地包含在下一个CDF阶段来自BS一个时隙分配请求。在E_burst阶段期间，在前面CDF没有发送任何数据和被分配特定的E_burst时隙的所有的WT在它们的特定的E_burst时隙发送一个能量信号。这个能量信号指示该BS在E脉冲串时隙内特定的WT要求分配用于传输的带宽。
还要简要地参考图6，说明根据用于特定网络的MAC协议的CDF，本领域的普通技术人员同样很好的理解与以BS为主的结构的相似性和差别。在特定的网路结构中，仅仅有三个阶段(1)CC_sig,(2)Data_n和(3)E_脉冲串。首先选择一个中心控制器，它懂得用于以BS为主结构的CDF和用于特定的结构的CDF之间的差别是没有用于CC的清楚的Up_data或者Down_data阶段。在特定的网络中，仍然要求一个中心控制器控制该信令/控制信息和可用的时隙分配，而且它是WT和CC之间的数据信息，是分布的，在它的时隙期间每个WT“捎带确认”它的控制信息给该CC，在此(在其它控制消息之间)它规定请求下一个CDF的时隙数量。CC收集所有的信息和取决于许多参数分配时隙给请求WT，一些参数在上述的美国申请序列号No.08/656803中讨论。在特定的网络中，在CC_sig阶段该CC规定给该发送WT的时隙分配。
前面的描述是相对于TDMA帧的“不变的状态”工作的。图7结合下文描述WT是如何接通和接入该网络的机制。具体讲，图7说明WT获得基于ATM业务之一的连接的功能顺序。WT的第一功能是将其本身与TDMA帧(步骤80)同步。为了启动这个同步，BS周期地发送同步信息，它允许WT同步。
在同步以后，该WT必须与需要一个分配时隙的网络“关联”。获得时隙的机制是在E_burst阶段期间对于一个时隙发送一个请求(步骤81)。由于BS/CC不知道WT的存在，BS/CC周期地分配一定数量的E_burst时隙给不是特定的WT，并且此时WT随机选择这些未分配时隙之一要求在成功CDF中的一个时隙的请求。然后BS/CC分配表示接收E脉冲串的时隙号的一个时隙。如果两个WT同时地请求在相同的E脉冲串中的一个时隙，则存在碰撞。然后WT必须使用任何的随机存取解决策略来解决这个碰撞。因此WT可以得到分配给它本身用于关联的一个时隙。这样的获得分配的时隙的方法称为预定的争用。
在WT成功地发送它的关联信息之后，BS/CC可以从WT请求认证(步骤82)以便保证该用户被授权进入无线网络。WT发送一个认证响应(步骤83)，且如果该信息是正如预期的，则允许WT在该网络内关联。然后BS/CC发送一个关联证实消息(步骤84)到WT并且也通过它的BS_sig/CC_sig阶段通知其它WT有关存在新的WT。
在WT在该网络中成功地相关之后，它仍然必须通过连接建立阶段(步骤86A,B)以便通知BS/CC它有数据要发送。对于每个连接，它通过E_burst请求(步骤86A)一个时隙和发送连接相关的信息，例如兴趣的数据率和涉及该连接的QoS限制。使用呼叫许可控制(CAC)机制的BS/CC确定它是否可以支持这样的连接(步骤86B)。
一旦通过来自该BS的连接建立证实消息保证WT在该连接期间内的足够资源(典型地包含许多TDMA帧)，它仍然必须发送每个CDF一个当前的时隙分配请求(步骤87A)。这允许BS/CC迎合许多WT的瞬时的要求和允许一定数量的统计式多路复用，代替每个CDF一个固定的TDMA分配。对于下一个CDF的这个分配请求通过捎带确认在当前的CDF中的现有的数据时隙上发送(在以BS为主的网络中的UP_data阶段期间，和在正如前面描述的特定的网络中的数据阶段期间)。如果WT在当前的CDF中没有时隙分配，则它通过E脉冲串阶段请求下一个CDF中的时隙。BS接收所有的时隙请求(通过捎带确认数据和E_bursts)然后在BS_sig/CC_sig阶段期间分配特定的时隙给WT。BS也给WT证实该连接(步骤87B)。
一旦完成该连接，连接释放消息就发送给BS/CC(步骤88A)。这个消息释放BS/CC保留的资源。BS将证实这个连接释放(步骤88B)。最后当WT决定它必须切断时，它发送一个去相关请求(步骤89A)，它是由BS/CC证实(步骤89B)。迅速地回想一下当该信道是在“好的”状态下，上面的MAC协议工作。然而，对于特定的BS/CC<->WT链路，当信道进入“坏的”状态时，则可能没有传输。
为了改进通信的可靠性，本发明承认通过暂时传送节点(在下文为“TFN”)建立冗余传输路径的优点。
在优选的实施例中，下面的“参数”最好合并入任何可应用的网络结构体系方案中。
1．仅仅当WT已登记在该网络时TFN被用于BS/CC<->WT链路，即TFN没有业务未登记的WT。
2．仅仅当WT已经分配用于它的连接的额定带宽时TFN被用于BS/CC<-->WT链路，即TFN没有完成用于WT的CAC，虽然这个参数简化了TFN的实现但却不是必须要求的。
3．在暂时停机时间期间WT可以接收或者可以不接收BS_sig/CC_sig。
4．在停机时间期间BS/CC可以检测E脉冲串但是不检测来自WT的数据。
5．TFN可以从任一个BS/CC或者WT发送/接收。
6．TFN必须在料想不到的停机时间出现之前分配。
现在参考在面向BS网络的暂时传送器节点的实现。在这样的网络中，虽然懂得暂时传送器节点可以是另一个WT或者可以是一个辅助的BS，该优选的实施例考虑作为TFNI的另一个BS，因为在辅助的BS和原始的BS之间存在有线的连接，它提供迅速地可以确认的优点。
例如，利用辅助的BS作为TFN将提供在TFN和基本的BS之间的数据(和可能地信令)连接可以使用有线的链路。这减少了对无线电链路预算的“压力”。
一般地说，当分组在选择的频率从无线电单元发送到基本的基站时，辅助的基站(即该TFN)也将接收该传输。然后TFN转发接收的分组到有线网的基本的基站。基本的基站首先选择以这个方式接收的该分组，并废弃副本。即，当基本的基站与WT通信时，由TFN发送的信息是副本信息。在由基本的基站识别时这个信息是副本的，被丢弃。
当分组需要从基站发送到另一个无线电终端时，例如移动单元，则该基站发送它到移动单元，和可以等待由WT确认。在预定数量的失败尝试之后，基本的基站可以简单地沿着有线网发送该分组的信息到辅助的基站(TFN)，然后该辅助的基站又使用相同的频率发送该分组到移动单元。在这个方式，该基站保证该移动站在预期的频率上接收该分组。
现在参考图8，结合下列描述，公开了选择TFN的不同的方案。应该懂得，辅助的基站的选择是基于不同的准则和该系统的参数。
即一个选择方案是使每个基站(1-6)起着所有它的邻站的辅助站的作用。不幸地，这样的方案要求每个基站(1-6)侦听无线电终端(即移动单元)为它正常地要求的六倍。在每个基站的负载可以减少，然而，如果基站仅仅起着第二接近该移动单元的辅助的单元的作用，基站仅仅需要侦听正常移动单元数量的两倍。例如，在该图区域Ⅰ中的所有的移动单元使用附近的基站1作为辅助的单元，则在区域Ⅱ中的移动单元使用附近的基站2作为辅助的单元等等。
最后，本发明考虑选择方案，该TFN是由移动单元的移动确定的。即，当移动单元移动入该网孔时，将确定每个移动单元的TFN。TFN是由移动单元的前一个网孔的位置确定的，和只要该移动单元是在该网孔中保持相同的辅助单元。当移动单元离开网孔时，当前工作的基站变成该移动单元的辅助(TFN)基站。因此，例如和再一次参见图8，只要它是在中心网孔中，从附近的网孔1进入该中心网孔的移动单元就分配基站的网孔1作为(TFN)。当移动单元离开该中心网孔，例如到网孔3时，在该中心网孔中的基站变成这个移动单元的TFN。
现在参考图9，它再一次描述以BS为主的结构的TDMA帧。为了便于说明，假定BS和WT已经确定它们之间的链路是向下(和现在WT被称为向下WT)，和通过它进行数据传输已经识别该TFN(正如上面讨论的)。根据本发明，在以BS为主的网络中TFN实现的方法是具有特别的TFN_阶段，它本身分离为三部分(1)TFNSIG，(2)TFN_DN和(3)TFN_UP阶段。在TFNSIG阶段期间，TFN发送信令给BS和向下WT两者，例如从BS_sig阶段复制向下WT的时隙地址分配和中继从向下WT回到该BS的时隙分配请求。
TFN_DN和TFN_UP阶段最好用于传送向下WT和BS之间的数据。向下WT和BS两者必须侦听TFNDN阶段，而向下WT在TFN_UP阶段期间发送数据和信令给该TFN。现在容易理解，如果TFN是一个辅助的BS，则TFN<-->BS之间数据传输可以通过有线的机制进行，只要开始从基本的BS到辅助的BS的一个适当的“切换”顺序。这样的过区切换方案是本领域公知的。这样的配置将减少通过TFN的数据传输的开销。
在该优选的实施例中，TFN将不监视EB(E_Burst)阶段。因为BS可以监视EB阶段，当它检测来自临时切断的向下WT的EB请求时，它可以分配一个时隙用于TFN_UP阶段。TFN组合它本身的地址分配请求以及向下WT请求并且发送该组合请求给BS。这个组合请求可以通过TFNSIG分组发送。注意，包含TFNSIG阶段的一个分组最少必须总是由BS分配给TFN，和TFN应该总是发送该TFNSIG分组，不管TFN是否需要。
现在参考图12，说明优选的方法，通过该方法BS确定BS和WT之间的链路是向下的和TFN的实现。首先，回忆一下，必须选择TFN和建立BS与TFN之间的连接(步骤1200)。正如还要从上面回忆的，BS开始数据传输给WT(步骤1202)。这样的数据传输可以包括一个“声脉冲”消息给WT，它要求WT响应(步骤1204)。如果WT没有响应，BS可以立即认为WT是向下或者可以重复确认请求一个预选次数(步骤1206)。一旦预选次数(它可以设置举例来说为一(1))已经用完，则BS通过TFN中继“声脉冲”消息给WT(步骤1208)。如果WT响应该TFN和TFN接收该确认(步骤1210)，则它确定BS和WT之间的链路为向下和WT将与BS通过TFN通信(步骤1214)。如果WT仍然没有响应和/或TFN没有检测到WT(步骤1210)，则它认为WT是不再激活(步骤1212)。
做为选择，通过它确定存在着BS的一个终端和WT链路可以包括询问BS是否可以译码信息是否通过WT发送。例如，再参见图12，在从WT到基站传输确认(步骤1204)之后，WT将发送信息给BS与选择的TFN两者(步骤1220)。虽然TFN也处理WT发送信息(步骤1222-1223并且在下面进一步详细讨论)，存在着BS的确定(步骤1221)是否可以接收和正确地解码该发送信息。如果应答是否定的，它决定BS-WT链路是向下(步骤1209)和该系统前进到步骤1206。如果BS正确地解码由WT发送的信息，正如前面讨论的发送E-色同步信号(步骤1233)，且该系统前进到步骤1202。
虽然上面的顺序可以确定BS和WT之间的链路是否是向下，它可以是对于WT太慢。因此还要参考图12,WT开始的BS与WT之间链路的确定是否为操作的。特别地，如果BS<->WT链路是向下，WT译码来自该BS的信息将是不可能，该信息例如BS_sig的内容，导致当E_Burst阶段开始时WT不知道。因此在本优选的方法中，WT执行下面的步骤在选择TFN(步骤1200)和BS发送它的信息给WT(步骤1202)之后，WT确定它不能够解码BS_sig(步骤1230)，它就解码TFNSIG(步骤1232)，TFNSIG具有所有的CDF阶段的同步信息，因此WT知道它的E-Burst时隙的位置。这是十分清楚的如果WT可以解码BS_sig和BS确认这样的接收，则建立WT和BS之间的传输链路并且BS和WT以正常方式通信，如果在当前的CDF中没有分配WT的E-Burst时隙(步骤1234)，则WT等待直到分配E-Burst时隙(步骤1235)和再重复步骤1230，以便WT可以继续尝试解码BS_sig时隙和通过TFNSIG时隙保持它的同步。如果分配了E_Burst时隙，则WT在它的E-Burst时隙中发送E-Burst(步骤1236)。其后，BS分配用于WT的时隙(步骤1237)。同时，迅速地重呼，因为WT不能解码BS_sig,WT不能在由BS分配的时隙中发送且BS也可以确定WT<->BS之间的链路是向下的(步骤1204)。
在一种替代方法中，TFN可以通过TFNSIG中继时隙分配和WT解码它并且发送它的数据。然而，BS仍然不可能解码该分组，因此还可以进行BS<->WT链路是向下的BS确定。
此时不论BS和WT之间的链路是否向下，它应该重呼该WT同时地尝试发送信息给TFN和BS两者(步骤1220)。因此TFN处理这个信息(步骤1222)和转发它到BS(步骤1223)。如果BS已经适当地从WT接收该信息，TFN的信息将是复份的并且被丢弃(步骤1224,1225)以及过程返回到步骤1202。如果该信息不是复份的，则BS和WT之间的链路是向下的(步骤1240)并且过程返回到步骤1206。
一旦BS已经确定BS<->WT之间的链路是向下的而且TFN具有与WT的建立的链路(步骤1214)，则BS选择TFN开始“越区切换”过程。已经直接地发送到WT的所有的数据现在向TFN传送。具体讲，BS移动WT带宽分配到TFN并且也分配额外的带宽给TFN以便与BS和TFN通信。应该懂得，如果TFN是一个辅助的BS，则额外的带宽分配是最小的。
BS还必须能够确定何时BS<-->WT之间的链路再一次操作。在该优选的实施例中，该方法如下，为了容易说明参考图13。首先，在TFN_UP阶段期间BS不断地尝试解码该时隙(步骤1302)。然后，BS发送信令消息到WT询问WT是否可以接收该BS分组(步骤1304)和继续这样进行直到WT可以响应为止(步骤1306)。在WT可以接收BS分组时，WT在TFN_UP阶段期间通过它的信令通路以一个“是”响应(步骤1308)。BS解码这个消息，然后开始越区切换过程移动TFN(步骤1310)。
因此可以看出最小的开销和仅仅额外的信令，可能在以BS为主的网络中有TFN。还要简单地参考图11A，通过说明在BS1110,TFN1120和WT1130之间的通信链路概述前述的内容。还应该认识到，当未使用TFN时，额外的开销只是每个CDF发送的TFNSIG。由于这个原因，用于以BS为主的网络中的TFN使用辅助的BS是较好的选择。
基于前面的描述，则应当懂得可能在多个TFN中选择。在这个配置中，当发现与BS的链路是向下的时候，WT最好例如基于来自加能的TFN的接收能量电平和由WT接收以及由每个相应的TFN产生的多个TFN阶段确定最好的TFN。发现它的链路是向下的BS最好请求所有的TFN尝试与该WT通信。然后WT传送它的TFN选择到选择的TFN,TFN反过来传送这个信息回到该BS。正如可以看到的，许多配置因此得到进一步改进的可靠性，仅仅增加开销和从而引起的协议复杂性。
现在参考图14，它与下列组合描述在特定的网络中TFN的使用。首先正如从图2A和2B回想一下，没有基站，但是仅仅有无线电终端。因此，暂时的传送器最好是另一个WT。正如也可以迅速地回想一下，在特定的网络中没有清楚的数据阶段。表示了在具有CC和TFN的特定的结构中一个示例的TDMA帧。正如所描述的，TFN_阶段最好在CDF的Data_n阶段开始。考虑了在特定的配置中两个情况，在图11中描述的第一个情况提出CC(1140)和WTI(1150)之间的链接是下行的情况，在TFN(1160)和CC(1140)之间产生信令，而在WT1(1150)和WT2(1170)之间的数据链路仍然是激活的，虽然图11A描述第二种情况，WTI(1150)和WT2(1170)之间以及CC(1140)和WTI(1150)之间的链路是向下的。
然而，对于类似于在BS_sig情况描述的任一种情况，可以认为TFN具有一个TFN_阶段。然而，对于图11的情况，不需要具有TFN_DN和TFN_UP部分，但是仅仅TFNSIG部分用于从TFN中继该信令信息到WT1以及还从TFN中继该信令信息到CC是必须的。TFN必须监视WT1的信令消息。在该优选的实施例中，WTI和WT2之间进行没有任何中断的数据传输。因此，不需要开始“越区切换”过程。该TFN只是用在WT和CC之间传送信令的一个管道。
正如也应理解的，通过这种方法和类似于在上面的描述，WT能够确定CC和WT之间的链路是向下的并且还可以确定何时CC和WT之间的链路工作开始直接地发送控制消息给CC。
相应地，现在参考说明优选的方法的图12A，按照该方法特定的网络确定发送CC和WT之间的链路是向下的。首先，回想一下，必须选择中心控制器和TFN以及必须建立CC和TFN之间的连接(步骤1200a)。从上面也回想一下，CC将开始控制信息传输到WT(步骤1202a)。这样的控制信息传输可以包括给WT的“声脉冲”消息，它要求该WT响应(步骤1204a)。如果WT没有响应，CC可以立即认为WT是向下的或者可以重复预选的次数的确认请求(步骤1206a)。一旦预选的次数(举例来说，它可以设置为一(1))已经用完，则CC通过该TFN中继诸如“声脉串”消息的信令/控制信息给WT(步骤1208a)。如果该WT响应该TFN和TFN确实收到该确认(步骤1210a)，则确定CC和WT之间的链路是向下的，并且WT将通过该TFN传送具有该CC的控制和信令信息(步骤1214a)。如果该WT仍然没有响应和/或该TFN没有检测到该WT(步骤1210a)，则认为该WT未激活(步骤1212a)。
做为选择，作为具有以基站为主的网络，确定有CC的终端和WT链路的方法可以包括CC是否可以解码由该WT发送的控制信息的询问。例如，在从WT到中心控制器的传输的确认之后(步骤1204a)，该WT将发送控制信息给该CC并且发送数据信息给选择的TFN和接收WT(步骤1220a)。在该TFN还处理本发送WT已发送了信息(步骤1222-1223)的时候，有一个确定(步骤如果回答是否定的，则决定CC和发送WT之间的链路是向下的(步骤1209a)，在此情况下CC尝试连接该发送WT(1206a)。如果该CC正确地解码由该发送WT发送的信息，则分配E-burst信号(1233a)并且过程返回到步骤1202a。
类似于基站配置，如果CC和该发送WT之间链路是向下的，该WT不可能解码来自CC的控制信息，比如CC_sig的内容，导致该WT不知道E-Burst阶段何时开始。因此在优选的方法中，WT执行下列过程在选择TFN(步骤1200a)和CC发送它的控制信息给WT(步骤1202a)之后，WT确定它不能够解码CC_sig(步骤1230a)，它就解码TFNSIG(步骤1232a),TFNSIG具有所有的CDF阶段的同步信息，因此WT知道它的E-Burst时隙的位置。这是十分清楚的如果WT可以解码CC_sig和CC确认这样的接收，建立WT和CC之间的传输链路并且CC和WT可以以正常方式通信。如果该WT的E_Burst时隙在当前的CDF中没有分配(步骤1234a)，则该WT等待直到分配了E-Burst时隙为止(步骤1235a)。同时WT继续尝试解码CC_sig时隙(步骤1230a)和通过TFNSIG时隙保持它的同步。如果分配了E_Burst时隙，则WT在它的E_Burst时隙中发送该E_Burst(步骤1236a)。其后，CC分配该WT的时隙(步骤1237a)。同时，迅速地回想一下，因为WT不能解码BS_sig,WT不能在由CC分配的时隙中发送和CC也可以确定WT和CC之间的链路是向下的(步骤1204a)。
TFN还处理上述的数据信息(步骤1222a)和转发它到该接收WT(步骤1223a)。如果该接收WT已经适当地从发送WT接收该信息，TFN的信息将是复份的并且被丢弃(步骤1224,1225a)。将懂得，则该过程将前进到步骤1200a。如果从TFN发送的该数据信息不是复份的，则认为WT之间的链路是向下的(1240a)并且TFN或者WT将通知CC该链路是向下的(步骤1242a)。
一旦CC已经确定CC和WT之间的链路是向下的而且TFN具有与WT的建立的链路(步骤1214a)，则CC选择TFN开始“过区切换”过程。已经直接地在WT之间发送的所有的数据现在向TFN传送。特别地，CC移动该WT带宽分配到TFN并且还分配额外的带宽给TFN(步骤1244a)以便与该CC和WT通信(步骤1220a)。
为了确定CC和WT之间的链路何时再一次工作，图13A的方法如下。首先，CC发送信令消息到WT询问WT是否可以接收该CC信令信息分组(步骤1304a)和继续这样进行直到WT可以响应为止(步骤1306a)。在WT可以接收CC信令信息分组时，WT在TFN_UP阶段期间通过它的信令通路以一个“是”响应(步骤1308a)。CC解码这个消息(1310a)，然后重建通信。
因此可以看出在特定的以网络为主的特定网络中可能有一个TFN。
因此，通过提供包括正如在此公开的暂时转发节点的方法，可以看出提供了更可靠地中继数据和/或信令信息的一个改进的方法。另外，可以看出本发明可以利用另一个基站或者无线终端作为该暂时转发节点。因此本发明利用还改进了故障的通信链路与一个无线电终端的自动检测的可靠的通信。还可以看出本发明可以用在固定的环境中，比如在住宅的或者办公楼环境中。最后，提供一种方法，当与基本的节点的链路满意地工作时，终止暂时转发节点的链路。所有的这些优点可以在基站和特定的配置网络中实现。
因此将看出，从前面的描述中在上面提出的目的有效地达到了，因为在实现上面的方法中可以进行某些变化而不背离本发明的精神和范围，包含在上面的描述中的所有的内容应该解译为示例的而不是限制。
权利要求
1．一种在通信系统中发送信息的方法，该通信系统包括至少两个基站和至少一个无线电终端，该方法包括在第一基站和第二基站之间建立第一通信链路(步骤1200)；尝试在第一基站和该无线电终端之间建立或者保持第二通信链路，和在确定第二通信链路不能建立或者保持时(步骤1202,1204)；从第一基站给第二基站发送信息(步骤1208)和发送该信息给该无线电终端(步骤1214)；尝试在第一基站和无线电终端之间重建第二通信链路(步骤1206)和在这样的时；酌减从第一基站给第二基站的后来的信息的传输并且直接地从第一基站发送后来的信息到该无线电终端(步骤1204,1220,1221,1233,1202)。
2．根据权利要求1的方法，其中只要不能建立或者保持第二通信链路，就从第二基站发送信息给该无线电终端(步骤1204,1214)。
3．一种在通信系统中发送信息的方法，所述通信系统包括至少第一个节点和第二节点以及至少一个无线电终端，所述方法包括在第一节点和第二节点之间建立第一通信链路(步骤1200)；在第一节点和该无线电终端之间建立第二通信链路(步骤1202,1204)；从无线电终端发送信息到第一和第二节点，该信息是由第一和第二节点两者收到的(步骤1220)；从第二节点发送该信息给第一节点(步骤1223)；在第一节点处理首先由该无线电终端或者第二节点接收的信息(步骤1224)；丢弃从该无线电终端或者该第二节点的对方第二接收的信息(步骤1225)。
4．根据权利要求3的方法，包括从集中的体系结构网络中的多个基站选择第一和第二节点(步骤1200)。
5．根据权利要求3的方法，其中在第一节点从第二节点接收该信息之前接收从无线电终端发送到第一节点的信息(步骤1220,1223)。
6．一种在通信系统中的基本的节点和无线电终端之间发送信息的方法，该通信系统至少具有该基本的节点，一个辅助节点和该无线电终端，该方法包括在基本的节点和该辅助节点之间建立通信链路(步骤1200)；确定该基站和该无线电终端之间的通信链路用于可靠的信息传输是令人不满意的(步骤1204)；从该基本的节点发送信息给该辅助节点，以便重发到该无线电终端(步骤1208-1214)；从该无线电终端发送信息给该辅助节点，以便重发到基本的节点，在此期间基本的节点尝试建立与该无线电终端的通信链路(步骤1214,1206)；在基本的节点和该无线电终端之间实现通信链路的建立(步骤1204,1221)；和在第二节点与该无线电终端之间禁止该通信链路(步骤1202,1204-1233)。
7．根据权利要求6的方法，其中基本的节点确定基本的节点和该无线电终端之间的通信链路用于可靠的信息传输是令人不满意的，并且其中该确定是由以下步骤确定的从该无线电终端发送信息给该基本的节点(步骤1220)；并确定该基本的节点不能解码发送的信息(步骤1221)。
8．根据权利要求6的方法，其中该无线电终端确定该无线电终端和该基本的节点之间的通信链路对于可靠的信息传输是令人不满意的，并且其中由以下步骤实现该确定从基本的节点发送信号到该无线电终端；使该无线电终端不能正确地接收或者解码该信号(步骤1230)；和解码来自该辅助节点的辅助信号(步骤1232)，该辅助信号具有该无线电终端发送信息给基本的节点需要的同步信息，同时反复地尝试重建与该基本的节点的满意的可靠的通信链路并且保持与该辅助节点的同步(步骤1232-1237)。
9．一种在通信系统中发送信息的方法，该通信系统包括至少一个中心控制器(1140)和至少两个无线电终端，该方法包括在中心控制器和第一无线电终端之间建立第一通信链路(步骤1200a)；尝试建立或者保持在中心控制器和第二无线电终端之间第二通信链路，并在确定第二通信链路不能建立或者保持时(步骤1202a,1204a)；从中心控制器给第一无线电终端发送信息(步骤1208a)并发送该信息给第二无线电终端(步骤1214a)；尝试在中心控制器和第二无线电终端之间重建第二通信链路(步骤1206a)并在这样的建立时；酌减从中心控制器给第一无线电终端的后来的信息的传输并且直接地从中心控制器发送后来的信息到第二无线电终端(步骤1204a,1220a,1221a,1233a,1202a)。
10．根据权利要求9方法，包括在第一与第二无线电终端之间发送数据信息和在该中心控制器与第一无线电终端之间发送控制信息的步骤(步骤1220a)。
11．一种用于发送信息的通信系统，该通信系统包括至少两个基站和至少一个无线电终端，该系统包括在第一基站和第二基站之间建立第一通信链路的装置(58)；用于建立或者保持第一基站与该无线电终端之间的第二通信链路并且用于确定第二通信链路不能建立或者保持的装置(58)；用于从第一基站发送信息给第二基站和转发该信息到该无线电终端的装置(58)；用于重建第一基站与该无线电终端之间的第二通信链路并在这样的建立时酌减从第一基站给第二基站的后来信息的传输并且从第一基站直接地发送该后来的信息到该无线电终端的装置(58)。
全文摘要
一种在通信系统中发送信息的方法。该方法最好包括在基站和暂时节点之间建立通信链路的步骤，尝试保持该基站和无线电终端之间的第二通信链路和在确定第二链路不能建立或者满意地保持时，从第一基站给该暂时节点发送信息以使该暂时节点可以转发该信息给该无线电终端，尝试重建第二链路并在这样的建立时，中断从该基站到该暂时节点的后来信息的传输并且直接地从该基站发送后来的信息到该无线电终端。还提供实现前述步骤的一个系统。
文档编号H04L29/08GK1317210SQ99801070
公开日2001年10月10日 申请日期1999年5月3日 优先权日1998年5月5日
发明者S·N·胡尔雅尔卡, C·Y·恩戈, D·C·维尔马 申请人:皇家菲利浦电子有限公司