本發(fā)明涉及移動通信，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)的自組網(wǎng)系統(tǒng)及方法，通過將移動通信蜂窩技術(shù)引入自組網(wǎng)中，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，形成一套可以自由切換和重選、具有自組織、自修復(fù)功能的全新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

背景技術(shù)：

自組網(wǎng)絡(luò)是由鏈路連接的移動節(jié)點(diǎn)的自配置網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以在任意方向上獨(dú)立地自由移動，并且可以頻繁地改變到其它節(jié)點(diǎn)的鏈路。當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)嘗試與第二節(jié)點(diǎn)建立鏈路時，第一節(jié)點(diǎn)可以向第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送第一消息。作為對第一消息的響應(yīng)，第二節(jié)點(diǎn)可以向第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送第二消息以確認(rèn)接收到第一消息。在第一節(jié)點(diǎn)接收到第二消息之后可以建立鏈路。

現(xiàn)有的自組網(wǎng)絡(luò)需要增加專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，成本較高，功率較大，覆蓋范圍小，信息容易被破解和截取，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量，不能滿足大容量和高帶寬的業(yè)務(wù)接入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：提供一種實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)的自組網(wǎng)系統(tǒng)及方法，通過將移動通信蜂窩技術(shù)引入自組網(wǎng)中，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，形成一套可以自由切換和重選、具有自組織、自修復(fù)功能的全新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)的自組網(wǎng)系統(tǒng)，包括控制指揮中心服務(wù)器、若干自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和若干用戶業(yè)務(wù)終端，所述用戶業(yè)務(wù)終端通過自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)路由到控制指揮中心服務(wù)器，每個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分別包括一蜂窩基站系統(tǒng)和一節(jié)點(diǎn)終端模塊，其中：

蜂窩基站系統(tǒng)用于用戶業(yè)務(wù)終端和節(jié)點(diǎn)終端模塊接入，實(shí)現(xiàn)無線用戶的通信功能：接收和發(fā)送用戶業(yè)務(wù)終端信號，把收集到的信號簡單處理之后再傳送到移動交換中心，通過交換機(jī)等設(shè)備的處理，再傳送給終端用戶；

節(jié)點(diǎn)終端模塊作為自組網(wǎng)系統(tǒng)的連接和路由，增加相應(yīng)的路由判斷功能。

優(yōu)選的，所述節(jié)點(diǎn)終端模塊使用通用的手機(jī)modem為基礎(chǔ)，使用usim卡作為下一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)接入鑒權(quán)和加密識別。

優(yōu)選的，所述usim卡號事先在除本自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的所有其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊，以便于節(jié)點(diǎn)終端模塊能夠授權(quán)接入這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊和建立網(wǎng)絡(luò)連接。

優(yōu)選的，所述節(jié)點(diǎn)終端模塊使用的usim卡不能接入本節(jié)點(diǎn)的蜂窩基站系統(tǒng)，當(dāng)以前接入的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)失去連接之后，本節(jié)點(diǎn)與控制指揮中心服務(wù)器的核心網(wǎng)失去連接，會自動搜尋本節(jié)點(diǎn)周圍的其他任何節(jié)點(diǎn)的信號，選擇信號最優(yōu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嘗試接入。

優(yōu)選的，當(dāng)本節(jié)點(diǎn)接入周圍的其他節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊首先判斷本節(jié)點(diǎn)是否可以路由到核心網(wǎng)，如果能夠路由到核心網(wǎng)即表明注冊到本節(jié)點(diǎn)的所有終端可以進(jìn)行所有業(yè)務(wù)；如果節(jié)點(diǎn)終端模塊發(fā)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)無法連接到核心網(wǎng)，則節(jié)點(diǎn)終端模塊會在搜尋信號質(zhì)量次優(yōu)的另外的自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)嘗試接入，周而復(fù)始，直到找到合適的下一個節(jié)點(diǎn)為止；同時，本節(jié)點(diǎn)終端模塊預(yù)先會將本節(jié)點(diǎn)的移動通信基站設(shè)置為禁止接入的節(jié)點(diǎn)，避免形成閉環(huán)。

優(yōu)選的，所述蜂窩基站系統(tǒng)還用于負(fù)載動態(tài)均衡的調(diào)節(jié)，根據(jù)業(yè)務(wù)不同，當(dāng)本節(jié)點(diǎn)的用戶容量和帶寬不夠時，蜂窩基站系統(tǒng)會將部分用戶業(yè)務(wù)終端和部分節(jié)點(diǎn)終端模塊拒絕到相鄰的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；同時也可以接受用戶業(yè)務(wù)終端和節(jié)點(diǎn)終端模塊重選或者切換到本節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述控制指揮中心服務(wù)器包括核心網(wǎng)和面向用戶的業(yè)務(wù)平臺，支持集群調(diào)度、語音服務(wù)、視頻服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)，其中核心網(wǎng)用于呼叫的接續(xù)、計(jì)費(fèi)，移動性管理，補(bǔ)充業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)平臺在指揮中心服務(wù)器中對所有的用戶業(yè)務(wù)終端進(jìn)行注冊，以便于合法業(yè)務(wù)終端進(jìn)行集群、對講、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

優(yōu)選的，所述用戶業(yè)務(wù)終端使用通用的手機(jī)modem，用于承載用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)，用戶業(yè)務(wù)終端使用usim卡作為自組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)接入鑒權(quán)和加密識別；用戶業(yè)務(wù)終端的usim卡事先會在所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和控制指揮中心服務(wù)器進(jìn)行注冊，以便于這些用戶業(yè)務(wù)終端可以自動選擇接入任何一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供所需的業(yè)務(wù)。

一種自組網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)的方法，其特征在于，包括步驟：

s1．指揮指揮中心服務(wù)器開機(jī)等待用戶業(yè)務(wù)終端和自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)接入；

s2．自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)陸續(xù)開機(jī)，節(jié)點(diǎn)終端模塊自動搜索周圍所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信號，自動測量所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信號強(qiáng)度，并且根據(jù)信號質(zhì)量從好到差的優(yōu)先級，選擇除自己節(jié)點(diǎn)之外的其他進(jìn)行接入；當(dāng)有終端模塊接入本節(jié)點(diǎn)時，會首先判斷是否為本節(jié)點(diǎn)終端模塊；如果是本節(jié)點(diǎn)終端模塊，將被拒絕；

s3．用戶業(yè)務(wù)終端陸續(xù)在相鄰且信號質(zhì)量較好的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)完成接入并注冊；

s4．當(dāng)節(jié)點(diǎn)終端模塊接入某一個節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊嘗試路由到控制指揮中心服務(wù)器，如果路由不成功，節(jié)點(diǎn)終端模塊自動退出本節(jié)點(diǎn)，同時接入另外一個次優(yōu)的節(jié)點(diǎn)，依次類推；

s5、當(dāng)節(jié)點(diǎn)終端模塊接入某一個節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊嘗試路由到核心網(wǎng)，如果路由成功，則容許用戶業(yè)務(wù)終端進(jìn)行業(yè)務(wù)操作；

s6、當(dāng)?shù)谝蛔越M網(wǎng)節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生移動或者關(guān)機(jī)，第二自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就失去了與第一自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的連接，從而無法與控制指揮中心建立路由聯(lián)系；此時，自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)終端模塊就會自動啟動網(wǎng)絡(luò)搜索，尋找周圍其他的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，會搜索到第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信號質(zhì)量要好于第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)終端模塊首先嘗試接入第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，與控制指揮中心服務(wù)器成功建立路由，原來第二自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)下面的用戶業(yè)務(wù)終端重新連接到控制指揮中心服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)操作；原來在第一自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上面的用戶業(yè)務(wù)終端也會自動接入到附近信號質(zhì)量較好的第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，至此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自修復(fù)功能；

s7、如果一個業(yè)務(wù)終端，從某一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)離開，測量到鄰區(qū)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)基站時，會自動完成切換或者重選到鄰近的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1．本發(fā)明將蜂窩技術(shù)與自組網(wǎng)技術(shù)完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了具有切換和重選的自修復(fù)自組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能；

2．本發(fā)明通過自組網(wǎng)方式，使用較小的節(jié)點(diǎn)功率可以大大增強(qiáng)覆蓋范圍；

3．本發(fā)明蜂窩技術(shù)強(qiáng)大的鑒權(quán)和加密功能，防止信息被破解和截??；

4．本發(fā)明使用常規(guī)的蜂窩通信終端，大大降低用戶業(yè)務(wù)終端的成本，大大擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量，滿足大容量和高帶寬的業(yè)務(wù)接入。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)的自組網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的自組網(wǎng)系統(tǒng)的重選切換、自組網(wǎng)、自修復(fù)方法示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，整個系統(tǒng)中包括如下主要三個網(wǎng)元：自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、控制指揮中心服務(wù)器、用戶業(yè)務(wù)終端，所述用戶業(yè)務(wù)終端通過自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)路由到控制指揮中心服務(wù)器，其中對三個網(wǎng)元都沒有數(shù)量限制。

如圖2所示，每個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分別包括一蜂窩基站系統(tǒng)和一節(jié)點(diǎn)終端模塊，其中：

蜂窩基站系統(tǒng)：蜂窩基站系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)手機(jī)信號的接收和發(fā)送，把收集到的信號簡單處理之后再傳送到移動交換中心，通過交換機(jī)等設(shè)備的處理，再傳送給終端用戶，也就實(shí)現(xiàn)了無線用戶的通信功能，蜂窩基站系統(tǒng)主要用于終端的接入，包括用戶終端模塊和節(jié)點(diǎn)終端模塊。

蜂窩基站系統(tǒng)除了負(fù)責(zé)手機(jī)信號處理之外，還肩負(fù)負(fù)載動態(tài)均衡的調(diào)節(jié)，根據(jù)業(yè)務(wù)不同，當(dāng)本節(jié)點(diǎn)的用戶容量和帶寬不夠時，蜂窩基站系統(tǒng)會將部分用戶業(yè)務(wù)終端和部分節(jié)點(diǎn)終端模塊拒絕到相鄰的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，同時也可以接受用戶業(yè)務(wù)終端和節(jié)點(diǎn)終端模塊重選或者切換到本節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)終端模塊：節(jié)點(diǎn)終端模塊使用通用的手機(jī)modem為基礎(chǔ)，主要作為自組織網(wǎng)絡(luò)的連接和路由，增加相應(yīng)的路由判斷功能。節(jié)點(diǎn)終端模塊的usim卡號事先會在除本自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的所有其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊，以便于節(jié)點(diǎn)終端模塊能夠授權(quán)接入這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊和建立網(wǎng)絡(luò)連接。節(jié)點(diǎn)終端模塊使用usim卡作為下一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)接入鑒權(quán)和加密識別。節(jié)點(diǎn)終端模塊的usim卡不能接入本節(jié)點(diǎn)的蜂窩基站系統(tǒng)。由于以前接入的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)失去連接之后，當(dāng)本節(jié)點(diǎn)與核心網(wǎng)就會失去連接，會自動搜尋本節(jié)點(diǎn)周圍的其他任何節(jié)點(diǎn)的信號，選擇信號最優(yōu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嘗試接入。當(dāng)接入節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊首先判斷本節(jié)點(diǎn)是否可以路由到核心網(wǎng)，如果能夠路由到核心網(wǎng)即表明注冊到本節(jié)點(diǎn)的所有終端可以進(jìn)行所有業(yè)務(wù)。如果接入節(jié)點(diǎn)后，節(jié)點(diǎn)終端模塊發(fā)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)無法連接到核心網(wǎng)，則節(jié)點(diǎn)終端模塊會在搜尋信號質(zhì)量次優(yōu)的另外的自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)嘗試接入，周而復(fù)始，知道找到合適的下一個節(jié)點(diǎn)為止。同時，本節(jié)點(diǎn)終端模塊預(yù)先會將本節(jié)點(diǎn)的移動通信基站設(shè)置為禁止接入的節(jié)點(diǎn)，避免形成閉環(huán)。

控制指揮中心服務(wù)器：控制指揮中心服務(wù)器主要是包括核心網(wǎng)和面向用戶的業(yè)務(wù)平臺，支持集群調(diào)度、語音服務(wù)、視頻服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等。其中核心網(wǎng)主要是涉及呼叫的接續(xù)、計(jì)費(fèi)，移動性管理，補(bǔ)充業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)等。業(yè)務(wù)平臺在指揮中心服務(wù)器中對所有的業(yè)務(wù)終端進(jìn)行注冊，以便于合法業(yè)務(wù)終端進(jìn)行集群、對講、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。

用戶業(yè)務(wù)終端：用戶業(yè)務(wù)終端使用通用的手機(jī)modem，主要用于承載用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)。用戶業(yè)務(wù)終端使用usim卡作為自組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)接入鑒權(quán)和加密識別。用戶業(yè)務(wù)終端的usim卡事先會在所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和控制指揮中心服務(wù)器進(jìn)行注冊，以便于這些用戶業(yè)務(wù)終端可以自動選擇接入任何一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供所需的業(yè)務(wù)。

本發(fā)明公開了一種將移動通信基站技術(shù)與自組網(wǎng)技術(shù)相集合實(shí)現(xiàn)重選切換、自組織、自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)的一種方法。通過將移動通信基站技術(shù)引入自組網(wǎng)中，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，形成一套可以實(shí)現(xiàn)重選、切換的自組織自修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。系統(tǒng)工作的步驟：

s1．指揮中心服務(wù)器開機(jī)，核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)平臺等待用戶業(yè)務(wù)終端和自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)終端模塊的接入。

s2．自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)陸續(xù)開機(jī)，節(jié)點(diǎn)終端模塊自動搜索周圍所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信號，自動測量所有自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信號強(qiáng)度，并且根據(jù)信號質(zhì)量從好到差的優(yōu)先級，選擇除自己節(jié)點(diǎn)之外的其他進(jìn)行接入。由于本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)終端模塊usim卡在核心網(wǎng)都已經(jīng)注冊過，所以本節(jié)點(diǎn)終端模塊可以接入到除自己之外的所有其他自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和核心網(wǎng)。如果本節(jié)點(diǎn)的終端模塊接入本節(jié)點(diǎn)會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)封閉，不能接入到核心網(wǎng)，所以本節(jié)點(diǎn)終端模塊所對應(yīng)的usim卡被禁止接入本節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有終端模塊接入本節(jié)點(diǎn)時，會首先判斷是否為本節(jié)點(diǎn)終端模塊。如果是本節(jié)點(diǎn)終端模塊，將被拒絕。

s3．用戶業(yè)務(wù)終端陸續(xù)在相鄰且信號質(zhì)量較好的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)完成接入并注冊。

s4．當(dāng)節(jié)點(diǎn)終端模塊接入某一個節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊會嘗試路由到核心網(wǎng)，如果路由不成功，節(jié)點(diǎn)終端模塊自動退出本節(jié)點(diǎn)，同時接入另外一個次優(yōu)的節(jié)點(diǎn)，依次類推。

s5．當(dāng)節(jié)點(diǎn)終端模塊接入某一個節(jié)點(diǎn)之后，節(jié)點(diǎn)終端模塊會嘗試路由到核心網(wǎng)，如果路由成功，則容許用戶業(yè)務(wù)終端進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。

s6．當(dāng)某一個節(jié)點(diǎn)，如圖3自組網(wǎng)和自修復(fù)示意圖中，第一自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1位置發(fā)生移動或者關(guān)機(jī)，第二自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2就失去了與第一自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1的連接，從而無法與控制指揮中心建立路由聯(lián)系。此時，自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)終端模塊就會自動啟動網(wǎng)絡(luò)搜索，尋找周圍其他的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，會搜索到第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)3和第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)5。第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)3的信號質(zhì)量要好于第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)5，節(jié)點(diǎn)終端模塊首先嘗試接入第三自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)3，與控制指揮中心服務(wù)器成功建立路由，原來第二自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2下面的用戶業(yè)務(wù)終端重新連接到控制指揮中心服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。原來在第一自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1上面的用戶業(yè)務(wù)終端也會自動接入到附近信號質(zhì)量較好的第五自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)5，至此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自修復(fù)功能。

s7．如果一個業(yè)務(wù)終端，從某一個自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)離開，測量到鄰區(qū)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)基站時，會自動完成切換或者重選到鄰近的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。