CN100459812C - 无线网络***及切换方法和移动中转站设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持双模终端接入的无线网络***，在***中增加移动中转站设备；双模移动终端进一步设置有无线自组网模式，根据需要从蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式切换到无线自组网模式，在无线自组网模式下通过移动中转站设备接入到移动宽带无线接入网络基站或蜂窝基站；移动中转站设备用于在无线自组网模式下，双模移动终端与移动宽带无线接入网络基站或蜂窝基站之间的信息转发。本发明还公开了该***的切换方法和该***的移动中转站设备。应用本发明减少了双模终端从移动宽带网到蜂窝网的垂直切换的概率，从而能够减少因垂直切换过程中，接入控制导致的业务无法接入或呼叫失败的情况，改善了业务性能，对于实时业务，更具有实际意义。

Description

无线网络***及切换方法和移动中转站设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种支持双模终端接入的无线网络***及切换方法和移动中转站设备。

背景技术

随着网络的IP化，蜂窝移动网络正向全IP(ALL-IP)趋势发展；各种宽带接入技术，如无线局域网(WLAN)，无线城域网(WMAN)和移动宽带无线接入(MBWA)等，都是基于IP技术。虽然数据业务发展迅速，但语音业务仍是最主要最普遍的。传统的电路交换的移动语音业务，必将被无线分组话音业务(VoIPoW)取代；宽带接入技术虽然针对的是数据业务，对语音业务的支持是必须的。

VoIPoW引入了IP的灵活性，但是在频谱利用率和语音质量QOS方面不如传统电路交换的语音业务。因此，需要利用当前的无线宽带接入网络支持蜂窝移动网络，改善VoIPoW的性能。这样，就出现了具有蜂窝工作模式和宽带接入模式的双模终端及支持双模终端接入的无线网络。

参见图1，图1为现有技术支持双模终端接入的无线网络***示意图。支持双模终端接入的无线网络，通常基于IP多媒体子***(IMS)和SIP协议。如图1所示，该网络***包含：IMS核心网、蜂窝网络基站(C-BS)、移动宽带无线接入网络基站(W-BS)、和双模移动终端(MH)。

其中，IMS核心网包含呼叫会话控制功能(Call Session Control Function，CSCF)实体：包括代理CSCF(Proxy CSCF，P-CSCF)，服务CSCF(ServingCSCF，S-CSCF)和询问CSCF(Interrogating CSCF，I-CSCF)三个功能实体，负责对用户多媒体会话进行处理，其功能包括：多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等相当于SIP服务器，用于完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能。

蜂窝网络基站(C-BS)：具有VoIPoW业务、移动可视电话、移动流媒体业务等多种无线数据业务的承载功能。

移动宽带无线接入网络基站(W-BS)：如WLAN的接入点(AP)，IEEE802.16E的BS或MBWA的基站等，支持双模移动终端的宽带无线接入。

双模移动终端(MH)，具有蜂窝和移动宽带无线接入两种空口，通过蜂窝空口和宽带接入空口可以接入蜂窝网络和无线移动宽带网络，使用蜂窝空口或宽带无线空口承载VoIPoW。

目前，保证业务的连续性大多数的方案基本上是考虑异构无线网络之间的垂直切换，试图通过基于终端的位置和接收信号的强度进行垂直切换，来保证业务的连续性。

以下举例对垂直切换的过程进行说明。

假设，开始时，双模手机(MS)通过WLAN网络进行VoIPoW业务，同时，MS根据***参数搜索蜂窝移动网络的信标。当MS接收到的蜂窝的平均信号强度大于垂直切换的门限时，MS同时接入蜂窝网络，使MS具有宏分集的能力。当蜂窝的平均信号强度大于垂直切换门限一定值时，MS释放与WLAN的连接，仅仅与蜂窝连接，同时搜索相邻的蜂窝网络基站，以进行水平切换。

反之，从蜂窝到WLAN的切换，原理类似，这里不再重复说明。

可见，现有技术中没有考虑垂直切换过程中的接入控制问题，当MS从WLAN接入蜂窝网络时，如果当前的基站由于容量限制无法接入，则会产生掉话。当MS在这种情况下发起VoIPoW呼叫时，由于呼叫阻塞而导致呼叫也不成功。反之亦然。

实际应用中，为了消除移动通信网的小范围信号盲区或弱信号区，可以在网络中设置直放站(Repeater)。直放站是在无线通信传输过程站起信号增强作用的一种无线电发射中转设备，其基本功能是射频信号功率增强器，工作在基站与移动终端之间，具有两个无线接口：其中一个是施主天线，用来与基站进行信号收发，另一个是重发天线，用来与移动终端进行信号收发。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个主要目的在于提供一种支持双模终端接入的无线网络***，该***能够减少因垂直切换过程中，接入控制导致的业务无法接入或呼叫失败的情况。

本发明的另一个主要目的在于提供一种双模终端的切换方法，应用该方法，能够减少因垂直切换过程中，接入控制导致的业务无法接入或呼叫失败的情况。

本发明的第三的主要目的在于提供一种移动中转设备，该设备能够应用到上述的无线网络***中，使***减少因垂直切换过程中，接入控制导致的业务无法接入或呼叫失败的情况。

为达到上述目的的第一个方面，本发明提供了一种支持双模终端接入的无线网络***，至少包含：IMS核心网、蜂窝网络基站、移动宽带无线接入网络基站、双模移动终端；所述IMS核心网与蜂窝网络基站、移动宽带无线接入网络基站分别相连，用于进行业务控制；所述双模移动终端用于以蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式，通过蜂窝网络基站或移动宽带无线接入网络基站接入到IMS核心网，该***还包含移动中转站设备；

所述双模移动终端进一步设置有无线自组网模式，根据需要从蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式切换到无线自组网模式，在无线自组网模式下通过移动中转站设备接入到移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站；

所述移动中转站设备用于在无线自组网模式下，双模移动终端与移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站之间的信息转发。

该***中可以包含多个移动中转站设备，每个移动中转站设备采用先应式无线自组网协议，用于预定区域内的双模终端的信息转发。

所述的移动中转站设备可以为具有代理认证和/或代理计费功能的移动中转站设备。

所述的移动中转站设备至少包含主控模块、信息处理模块和两个天线接口；

其中，第一天线接口用于采用无线自组网模式与双模移动终端进行通信；第二天线接口用于采用宽带无线接入模式与移动宽带无线接入网络基站进行通信；

所述主控模块与信息处理模块相连，用于对信息处理模块的控制；

所述信息处理模块分别与主控模块和两个天线接口相连，用于在主控模块的控制下，对从两个天线接口接收的信息进行互相转发。

所述的移动中转站设备可以进一步包含：分别与主控模块和信息处理模块相连的协议转换模块、与信息处理模块相连的第三天线接口；

信息处理模块进一步将从第一天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第三天线接口发送给蜂窝网络基站；或将从第三天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第一天线接口发送给双模终端；

所述协议转换模块分别与主控模块和信息处理模块相连，用于在主控模块控制下：将由信息处理模块转发的从第一天线接口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式返回给信息处理模块；或将由信息处理模块转发的从第三天线接口接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式返回给信息处理模块。

所述的蜂窝网络基站可以为具有分组无线话音业务、移动可视电话、移动流媒体业务承载功能的蜂窝网络基站。

该***中多个移动宽带无线接入网络基站组成网格网络，且该网格网络采用先应式无线自组网协议。

为达到上述目的的第二个方面，本发明提供了一种双模终端的切换方法，应用于上述的无线网络***，双模终端在宽带无线接入模式下执行业务过程时，其切换过程包括：

A、判断是否需要进行模式切换，如果是则执行步骤B；否则返回本步骤；

B、切换到无线自组网工作模式，通过***中的移动中转站设备接入到移动中转站设备能够接入的移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站，继续业务。

步骤A所述判断是否需要进行模式切换的方法可以为：双模终端实时检测宽带无线空口状态，根据无线宽带信号是否小于切换阈值，判断是否需要进行模式切换；

或双模终端根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；

或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

双模终端可以根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

所述的双模终端在无线自组网模式下，采用宽带无线空口与移动中转站设备进行信息交互；

步骤B所述通过***中的移动中转站设备接入到移动中转站设备能够接入的移动宽带无线接入网络基站的方法可以为：

移动中转站设备将从双模终端的宽带无线空口接收的信息直接转发给移动宽带无线接入网络基站；将从移动宽带无线接入网络基站接收的信息直接转发给双模终端。

所述的双模终端在无线自组网模式下，采用宽带无线空口与移动中转站设备进行信息交互；

该方法可以进一步包括：

移动中转站设备将从双模终端的宽带无线空口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式转发给蜂窝网络基站；将从蜂窝网络基站接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式转发给双模终端。

该方法还可以包括：在双模终端初始化过程中，接入蜂窝网络和宽带无线网络，若宽带无线接入不成功，则采用无线自组网模式接入宽带无线网络。

该方法还可以包括：若在预定搜索时间内或达到预定搜索次数时，双模终端通过宽带无线接入模式和无线自组网模式都无法接入宽带无线网络，则停止搜索宽带无线网络。

该方法还可以包括：预先按照用户需要，将双模终端支持的所有无线数据业务划分为：重要业务和非重要业务，或对一个业务的不同呼叫划分为重要业务和非重要业务；

通过蜂窝网空口执行重要业务，通过宽带无线接入模式执行非重要业务。

当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，启动宽带无线空口，可以直接切换到无线自组网工作模式。

当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，启动宽带无线空口，也可以先切换到宽带无线接入模式，在宽带无线接入模式不成功时，切换到无线自组网工作模式。

当蜂窝网空口执行重要业务过程中，可以实时检测蜂窝网空口状态，根据蜂窝网信号是否小于切换阈值时，确定是否需要进行模式切换；

或双模终端根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；

或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

双模终端可以根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

所述切换到无线自组网工作模式的方法可以为：

将宽带无线空口切换为无线自组网工作模式，并执行无线自组网路由发现过程，当接收到网络中移动中转站设备返回的路由响应后，与该移动中转站设备建立连接。

为达到上述目的的第三个方面，本发明提供了一种移动中转站设备，至少包含主控模块、信息处理模块和两个天线接口；

其中，第一天线接口用于采用无线自组网模式与双模移动终端进行通信；第二天线接口用于采用宽带无线接入模式与移动宽带无线接入网络基站进行通信；

所述主控模块与信息处理模块相连，用于对信息处理模块的控制；

所述信息处理模块分别与主控模块和两个天线接口相连，用于在主控模块的控制下，对从两个天线接口接收的信息进行互相转发。

所述的移动中转站设备可以进一步包含：分别与主控模块和信息处理模块相连的协议转换模块、与信息处理模块相连的第三天线接口；

信息处理模块进一步将从第一天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第三天线接口发送给蜂窝网络基站；或将从第三天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第一天线接口发送给双模终端；

所述协议转换模块分别与主控模块和信息处理模块相连，用于在主控模块控制下：将由信息处理模块转发的从第一天线接口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式返回给信息处理模块；或将由信息处理模块转发的从第三天线接口接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式返回给信息处理模块。

由上述的技术方案可见，本发明的这种支持双模终端接入的无线网络***及切换方法和移动中转站设备，在***中增加所述移动中转站(MRS)设备，采用无线自组网(Ad Hoc)技术，使双模终端能够在蜂窝网接入模式、宽带无线接入模式、Ad Hoc模式，这三种工作模式间切换。双模终端在通过宽带无线接入模式执行业务过程中，当需要进行模式切换时，不直接切换到蜂窝网接入模式，而是切换到Ad Hoc工作模式，通过***中增加的MRS设备接入到其他基站，继续业务。

从宽带接入模式切换到Ad Hoc模式，是在WLAN等移动宽带网内的切换，属于水平切换，因此，减少了双模终端从WLAN等移动宽带网到蜂窝网的垂直切换的概率，从而能够减少因垂直切换过程中，接入控制导致的业务无法接入或呼叫失败的情况。

同时，由于水平切换的时间相对垂直切换，切换时间通常比较短，因此减少了垂直切换的概率，也就缩短了切换占用的时延，改善了业务性能，尤其对于实时业务，更具有实际意义；对于非实时业务也能达到减少切换过程中数据包丢失的效果。

附图说明

图1为现有技术支持双模终端接入的无线网络***示意图；

图2为本发明一较佳实施例的支持双模终端接入的无线网络***示意图；

图3为移动中转站设备一较佳实施例结构示意图；

图4为图2所示***中双模终端初始化的流程示意图；

图5为图2所示***中双模终端处理VoIPoW业务的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的这种支持双模终端接入的无线网络***及其业务接入方法，在***中增加移动中转站(MRS)终端，采用宽带无线网络的无线自组网(AdHoc)技术，使双模终端能够在蜂窝网接入模式、宽带无线接入模式、Ad Hoc模式，这三种工作模式间切换。双模终端在通过宽带无线接入模式执行业务过程中，当需要进行模式切换时，不直接切换到蜂窝网接入模式，而是切换到Ad Hoc工作模式，通过***中增加的MRS终端接入到其他基站，继续业务。只有在Ad Hoc工作模式接入失败的情况下，才执行垂直切换过程切换到蜂窝网接入模式。

参见图2，图2为本发明一较佳实施例的支持双模终端接入的无线网络***示意图。本实施例的无线网络***采用了三层组网方案，第一层是网格(MESH)网络，第二层是移动的中转网，第三层是传统的Ad Hoc网络。本实施例的无线网络也是基于IP多媒体子***(IMS)和SIP协议。如图2所示，该网络***不仅包含：IMS核心网、蜂窝网络基站(C-BS)、移动宽带无线接入网络基站(W-BS)、双模移动终端(MH)还包含移动中转站(MRS)设备。

其中，IMS核心网与图1所示现有技术相同，也包含呼叫会话控制功能(Call Session Control Function，CSCF)实体：包括代理CSCF(Proxy CSCF，P-CSCF)，服务CSCF(Serving CSCF，S-CSCF)和询问CSCF(InterrogatingCSCF，I-CSCF)三个功能实体，负责对用户多媒体会话进行处理，其功能包括：多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等相当于SIP服务器，用于完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能。

蜂窝网络基站(C-BS)：也与图1所示现有技术一样，具有VoIPoW业务、移动可视电话、移动流媒体业务等多种无线数据业务的承载功能。

移动宽带无线接入网络基站(W-BS)：如WLAN的接入点(AP)，IEEE802.16E的BS或MBWA的基站等，支持MESH组网和双模移动终端的宽带无线接入，处于第一层的MESH网络中。

W-BS是静止的，多个W-BS组成MESH网。由于网络拓扑的变化仅仅受无线链路状态的影响，拓扑更新并非很频繁，因此，第一层的MESH网络采用先应式(Proactive)的Ad Hoc路由协议，如无线路由协议WRP(Wireless Routing Protocol)。

移动中转站(Mobile Relay Station，MRS)设备，MRS设备具有蜂窝空口和宽带无线空口，处于第二层的中转网络中，负责蜂窝接入和宽带无线接入的转发。每个MRS负责预定区域内的MH到核心网的接入，采用先应式(Proactive)的Ad Hoc路由协议。

本实施例中采用的MRS设备可以是三天线双模设备，其结构参见图3，图3为移动中转站设备一较佳实施例结构示意图。该MRS设备包含：第一天线接口300、第二天线接口301、第三天线接口302、主控模块303、信息处理模块304和协议转换模块305。

其中，第一天线接口300用于采用Ad Hoc模式与双模移动终端进行通信；第二天线接口301用于采用宽带无线接入模式与W-BS进行通信。

主控模块303与信息处理模块304和协议转换模块305分别相连，用于对信息处理模块304和协议转换模块305的控制。

信息处理模块304与主控模块303和三个天线接口分别相连，用于在主控模块303的控制下，对从三个天线接口接收的信息进行互相转发。

具体来说，信息处理模块304在主控模块303的控制下，将从第一天线接口300接收的双模终端发送的信息直接由第二天线接口转发给W-BS；或将从第一天线接口300接收的信息发送给协议转换模块305进行协议转换后，再通过第三天线接口302转发给C-BS；或将从第二天线接口301接收的信息转发给双模终端，将从第三天线接口302接收的信息发送给协议转换模块305进行协议转换后，再通过第一天线接口300转发给双模终端。

这里，信息处理模块304将从第一天线接口300接收的信息，是直接由第二天线接口301转发给W-BS，还是将该信息发送给协议转换模块305进行协议转换后，再通过第三天线接口302转发给C-BS，可以预先配置，比如对于一些业务通过W-BS转发，另一些通过C-BS转发，还可以在无法接入W-BS的情况下，通过C-BS转发。

图3中的协议转换模块305，用于在主控模块303控制下：将由信息处理模块304转发的从第一天线接口300接收的信息，转换为C-BS能够接收的格式返回给信息处理模块304；或将由信息处理模块304转发的从第三天线接口302接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式返回给信息处理模块304。

当然，如果双模终端在Ad Hoc工作模式下，只需要通过MRS设备接入W-BS，而不需要接入C-BS，则可以采用双天线双模设备。该双天线双模设备只包含：与双模终端进行通信的第一天线接口、与W-BS进行通信的第二天线接口、主控模块和信息处理模块。其工作原理与图3所示三天线双模设备基本相同，只有两点区别：没有协议转换模块305，也没有与C-BS通信的第三天线接口302。

由于双模终端在Ad Hoc工作模式下，通过MRS设备接入W-BS不需要进行协议转换，因此能够节省MRS设备的资源消耗和缩短时延，因此推荐采用双天线双模设备的MRS设备接入W-BS的工作方式。

可见，双模终端可以根据需要，借助MRS设备与W-BS或C-BS通信。相比于C-BS和W-BS，MRS设备最大的特点是具有移动性；相比于MH，MRS设备功能更为强大，通常具有代理安全认证和/或代理计费的功能，简单地说，就是通过MRS设备将用户信息、使用记录等信息转发给核心网，核心网根据这些信息对接入的双模终端进行安全认证和计费。

双模移动终端(MH)，具有蜂窝和移动宽带无线接入两种空口，通过蜂窝空口和宽带接入空口可以接入蜂窝网络和无线移动宽带网络，并且有蜂窝网接入、宽带接入和Ad Hoc三种工作模式，处于第三层的Ad Hoc网络中，是VoIPoW等无线数据业务的消费者。第三层的Ad Hoc网络采用反应式(Reactive)的Ad Hoc路由协议。双模移动终可以端根据需要从蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式切换到Ad Hoc模式，在Ad Hoc模式下通过MRS设备接入到W-BS或C-BS。

由图2所示的网络***结构可见，由于采用了MRS设备，可以增加接入到C-BS或W-BS的双模终端的数量，因此可以增加蜂窝网络和无线宽带网络的容量。

第二层的MRS中转网络和第三层的Ad Hoc网络构成了层次的Ad Hoc网络，可以采用非平面的Ad Hoc路由协议，如区域路由协议ZRP(ZoneRouting Protocol)。

参见图4，图4为图2所示***中双模终端初始化的流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤400～401，双模终端上电后，读取配置表(PROFILE)，宽带空口处于接入模式。由于Ad Hoc网络的拓扑变化相对频繁，因此，宽带无线空口的工作模式默认为接入模式。

步骤402，接入蜂窝网络。本步骤中接入蜂窝网络的方法与现有技术相同，这里不再详述。

步骤403，采用宽带接入模式搜索W-BS，判断是否成功，如果是，则执行步骤407；否则执行步骤404。

步骤404，采用Ad Hoc模式，通过网络中的MRS设备搜索W-BS，判断是否成功，如果是，则执行步骤407；否则执行步骤405。

步骤405，记录通过宽带无线接入和Ad Hoc模式搜索失败的次数。

步骤406，判断是否达到预定的失败次数，如果是，则停止搜索宽带无线网络；否则返回步骤403。

本实施例中是采用记录次数的方式来实现停止搜索宽带无线网络，实际应用中，还可以采用定时的方法，在开始搜索时，启动定时器，定时时间到而还没有搜索到宽带无线网络，则停止搜索宽带无线网络。

步骤407，双模终端进入待机状态，界面显示处于蜂窝接入模式。

本发明中可以预先按照用户需要，将双模终端支持的所有无线数据业务划分为：重要业务和非重要业务，例如：将VoIPoW业务设为重要业务、将移动流媒体业务设为非重要业务。还可以对一个业务的不同呼叫划分为重要业务和非重要业务，例如：对VoIPoW业务，呼叫被叫用户A为重要业务，呼叫被叫用户B为非重要业务。可以设置通过蜂窝网空口执行重要业务，通过宽带接入模式执行非重要业务。

以下，以VoIPoW业务为例，对本发明中的切换方法进行进一步详细说明。本实施例中，首先用户对VoIPoW业务的不同呼叫根据重要性进行了排序，划分了重要业务和非重要业务，设置通过蜂窝网空口执行重要业务，移动宽带的Ad Hoc工作模式作为补充；通过宽带接入模式执行非重要业务，移动宽带的Ad Hoc工作模式作为补充；并将相关信息存储在了双模终端中。

这样，通过蜂窝网空口执行重要业务，通过宽带接入模式执行非重要业务，可以分流蜂窝的VoIPoW业务，能够减少阻塞和掉话的概率。另外，对于非重要的通话，移动用户更关注的是价格，因此使用移动宽带的无线接入。

参见图5，图5为图2所示***中双模终端处理VoIPoW业务的流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤500～501，开始处理VoIPoW业务，并根据预先存储的设置，判断是否为预定的重要业务，如果是，则执行步骤502；否则，执行步骤506。

步骤502，使用蜂窝网接入模式。

步骤503，判断是否能接入，如果是则执行步骤504；否则，呼出VoIPoW业务受阻或切换受阻，执行步骤506。

本步骤中，网络侧在接收到双模终端的接入请求后，按照允许接入控制机制，根据当前网络资源情况，确定是否允许该终端接入，并下发包含是否允许接入信息的接入响应。双模终端根据该响应确定是否能接入。

步骤504，双模终端接入C-BS，并实时检测蜂窝空口工作状态。

步骤505，根据当前蜂窝网信号是否小于切换阈值，判断是否需要模式切换，如果是，则执行步骤506；否则返回步骤503。

本步骤中，双模终端还可以根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

例如：双模终端根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

步骤506，启动宽带无线空口，使用宽带无线接入模式。

步骤507，判断是否能接入，如果是，则执行步骤508；否则呼出VoIPoW业务受阻或切换受阻，执行步骤510。

本步骤中，网络侧在接收到双模终端的接入请求后，按照允许接入控制机制，根据当前网络资源情况，确定是否允许该终端接入，并下发包含是否允许接入信息的接入响应。双模终端根据该响应确定是否能接入。

步骤508，双模终端接入W-BS，并实时检测宽带无线空口工作状态。

步骤509，根据当前移动宽带无线网络信号是否小于切换阈值，判断是否需要模式切换，如果是，则执行步骤510；否则返回步骤508。

本步骤中，双模终端同样还可以根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

例如：双模终端根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

步骤510，切换为Ad Hoc模式，继续业务。

本步骤中，双模终端切换到Ad Hoc模式的方法可以为：将宽带无线空口切换为无线自组网工作模式，并执行无线自组网路由发现过程，当接收到网络中移动中转站设备返回的路由响应后，与该移动中转站设备建立连接。

这样，双模终端就可以通过MRS设备向基站转发信息，并接入到IMS核心网了。具体来说，MRS设备可以将从双模终端的宽带无线空口接收的信息直接转发给W-BS；并将从W-BS接收的信息直接转发给双模终端。

如果采用图3所示的MRS设备，MRS设备还可以将从双模终端的宽带无线空口接收的信息，转换为C-BS能够接收的格式转发给C-BS；将从C-BS接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式转发给双模终端。

至于MRS设备是直接转发，还是经过协议转换后转发，可以预先配置，比如对于一些业务通过W-BS转发，另一些通过C-BS转发，还可以在无法接入W-BS的情况下，通过C-BS转发。

双模终端可以通过一个W-BS接入到IMS核心网，也可以采用中继方式，通过多个W-BS中继后接入到IMS核心网。

本实施例中，当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，启动宽带无线空口，先切换到宽带接入模式，在宽带接入模式不成功时，切换到无线自组网工作模式。实际应用中，当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，可以在启动宽带无线空口后，直接切换到无线自组网工作模式。

在Ad Hoc工作模式不成功的情况下，可以考虑再切换到蜂窝网络，这样，大大减少了垂直切换的次数，大部分的切换相当于水平切换。因此，在减少通话阻塞和掉话概率的基础上，大大减少了切换的时延，通过Ad Hoc模式减少了双模终端的能量消耗。

由上述的实施例可见，本发明的这种支持双模终端接入的无线网络***及切换方法和移动中转站设备，可以增加蜂窝网络和无线宽带网络的容量；减少蜂窝网络和无线宽带网络的呼叫阻塞率和业务中断的概率；减少垂直切换的次数，大大减少了切换的时延，改善了实时业务的性能；通过Ad Hoc方式减少了双模终端的能量消耗；通过移动中转站MRS，保证了业务的可运营可管理；通过移动中转站MRS，使蜂窝网络和无线宽带网络负载平衡。

Claims (22)

1、一种支持双模终端接入的无线网络***，至少包含：IMS核心网、蜂窝网络基站、移动宽带无线接入网络基站、双模移动终端；所述IMS核心网与蜂窝网络基站、移动宽带无线接入网络基站分别相连，用于进行业务控制；所述双模移动终端用于以蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式，通过蜂窝网络基站或移动宽带无线接入网络基站接入到IMS核心网，其特征在于：该***还包含移动中转站设备；

所述双模移动终端进一步设置有无线自组网模式，根据需要从蜂窝网接入模式或宽带无线接入模式切换到无线自组网模式，在无线自组网模式下通过移动中转站设备接入到移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站；

所述移动中转站设备用于在无线自组网模式下，双模移动终端与移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站之间的信息转发。

2、如权利要求1所述的无线网络***，其特征在于：该***中包含多个移动中转站设备，每个移动中转站设备采用先应式无线自组网协议，用于预定区域内的双模终端的信息转发。

3、如权利要求2所述的无线网络***，其特征在于：所述的移动中转站设备为具有代理认证和/或代理计费功能的移动中转站设备。

4、如权利要求2或3所述的无线网络***，其特征在于：所述的移动中转站设备至少包含主控模块、信息处理模块和两个天线接口；

其中，第一天线接口用于采用无线自组网模式与双模移动终端进行通信；第二天线接口用于采用宽带无线接入模式与移动宽带无线接入网络基站进行通信；

所述主控模块与信息处理模块相连，用于对信息处理模块的控制；

所述信息处理模块分别与主控模块和两个天线接口相连，用于在主控模块的控制下，对从两个天线接口接收的信息进行互相转发。

5、如权利要求4所述的无线网络***，其特征在于：

所述的移动中转站设备进一步包含：分别与主控模块和信息处理模块相连的协议转换模块、与信息处理模块相连的第三天线接口；

信息处理模块进一步将从第一天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第三天线接口发送给蜂窝网络基站；或将从第三天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第一天线接口发送给双模终端；

所述协议转换模块分别与主控模块和信息处理模块相连，用于在主控模块控制下：将由信息处理模块转发的从第一天线接口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式返回给信息处理模块；或将由信息处理模块转发的从第三天线接口接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式返回给信息处理模块。

6、如权利要求1所述的无线网络***，其特征在于：所述的蜂窝网络基站为具有分组无线话音业务、移动可视电话、移动流媒体业务承载功能的蜂窝网络基站。

7、如权利要求1所述的无线网络***，其特征在于：该***中多个移动宽带无线接入网络基站组成网格网络，且该网格网络采用先应式无线自组网协议。

8、一种双模终端的切换方法，其特征在于：应用于权利要求1所述的网络***，双模终端在宽带无线接入模式下执行业务过程时，其切换过程包括：

A、判断是否需要进行模式切换，如果是则执行步骤B；否则返回本步骤；

B、切换到无线自组网工作模式，通过***中的移动中转站设备接入到移动中转站设备能够接入的移动宽带无线接入网络基站或蜂窝网络基站，继续业务。

9、如权利要求8所述的切换方法，其特征在于，步骤A所述判断是否需要进行模式切换的方法为：双模终端实时检测宽带无线空口状态，根据无线宽带信号是否小于切换阈值，判断是否需要进行模式切换；

或双模终端根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；

或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

10、如权利要求9所述的切换方法，其特征在于：双模终端根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

11、如权利要求8所述的切换方法，其特征在于：所述的双模终端在无线自组网模式下，采用宽带无线空口与移动中转站设备进行信息交互；

步骤B所述通过***中的移动中转站设备接入到移动中转站设备能够接入的移动宽带无线接入网络基站的方法为：

移动中转站设备将从双模终端的宽带无线空口接收的信息直接转发给移动宽带无线接入网络基站；将从移动宽带无线接入网络基站接收的信息直接转发给双模终端。

12、如权利要求8所述的切换方法，其特征在于：所述的双模终端在无线自组网模式下，采用宽带无线空口与移动中转站设备进行信息交互；

该方法进一步包括：

移动中转站设备将从双模终端的宽带无线空口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式转发给蜂窝网络基站；将从蜂窝网络基站接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式转发给双模终端。

13、如权利要求8所述的切换方法，其特征在于，该方法还包括：在双模终端初始化过程中，接入蜂窝网络和宽带无线网络，若宽带无线接入不成功，则采用无线自组网模式接入宽带无线网络。

14、如权利要求13所述的切换方法，其特征在于，该方法还包括：若在预定搜索时间内或达到预定搜索次数时，双模终端通过宽带无线接入模式和无线自组网模式都无法接入宽带无线网络，则停止搜索宽带无线网络。

15、如权利要求8所述的切换方法，其特征在于，该方法还包括：预先按照用户需要，将双模终端支持的所有无线数据业务划分为：重要业务和非重要业务，或对一个业务的不同呼叫划分为重要业务和非重要业务；

通过蜂窝网空口执行重要业务，通过宽带无线接入模式执行非重要业务。

16、如权利要求15所述的切换方法，其特征在于，当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，启动宽带无线空口，直接切换到无线自组网工作模式。

17、如权利要求15所述的切换方法，其特征在于，当蜂窝网空口执行重要业务过程中，需要进行模式切换时，启动宽带无线空口，先切换到宽带无线接入模式，在宽带无线接入模式不成功时，切换到无线自组网工作模式。

18、如权利要求16或17所述的切换方法，其特征在于，当蜂窝网空口执行重要业务过程中，实时检测蜂窝网空口状态，根据蜂窝网信号是否小于切换阈值时，确定是否需要进行模式切换；

或双模终端根据用户配置，确定是否需要进行模式切换；

或在双模终端上设置模式切换开关或切换界面，根据用户选择，确定是否需要进行模式切换。

19、如权利要求18所述的切换方法，其特征在于：双模终端根据用户配置，在超过预定业务时间时，确定需要进行模式切换；或根据用户配置业务数据量少于预定量时，确定需要进行模式切换。

20、如权利要求8、16或17所述的切换方法，其特征在于，所述切换到无线自组网工作模式的方法为：

将宽带无线空口切换为无线自组网工作模式，并执行无线自组网路由发现过程，当接收到网络中移动中转站设备返回的路由响应后，与该移动中转站设备建立连接。

21、一种移动中转站设备，其特征在于：至少包含主控模块、信息处理模块和两个天线接口；

其中，第一天线接口用于采用无线自组网模式与双模移动终端进行通信；第二天线接口用于采用宽带无线接入模式与移动宽带无线接入网络基站进行通信；

所述主控模块与信息处理模块相连，用于对信息处理模块的控制；

所述信息处理模块分别与主控模块和两个天线接口相连，用于在主控模块的控制下，对从两个天线接口接收的信息进行互相转发。

22、如权利要求21所述的移动中转站设备，其特征在于：

所述的移动中转站设备进一步包含：分别与主控模块和信息处理模块相连的协议转换模块、与信息处理模块相连的第三天线接口；

信息处理模块进一步将从第一天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第三天线接口发送给蜂窝网络基站；或将从第三天线接口接收的信息发送给协议转换模块进行协议转换，并将协议转换模块返回的转换后信息通过第一天线接口发送给双模终端；

所述协议转换模块分别与主控模块和信息处理模块相连，用于在主控模块控制下：将由信息处理模块转发的从第一天线接口接收的信息，转换为蜂窝网络基站能够接收的格式返回给信息处理模块；或将由信息处理模块转发的从第三天线接口接收的信息，转换为双模终端的宽带无线空口能够接收的格式返回给信息处理模块。

Images