[发明专利]认知无线影子网络的组网方法和终端接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种认知无线影子网络，尤其是一种认知无线影子网络的组网方法和终端接入方法。

背景技术

随着全球信息化时代的到来，人们越来越依赖于高效、可靠、便捷的通信服务。认知无线影子网络有两大特殊的应用领域，一是组建应急通信系统：在大规模突发性自然和人为灾难频发的今天，无论是商用的公众通信网络，还是政府和军队的专用通信系统，由于网络固定基础设施损毁/故障、巨大的通信服务请求产生拥塞、气候条件恶化导致空中接口的通信参数恶变等，均无法及时可靠的提供通信保障，为此，必须快速、灵活、方便、可靠地部署应急通信系统。二是提供影子网络服务：针对某种特殊目的，需要避开管制或网络封锁，影子网络能为服务区域内的终端用户提供internet接入服务。

无线mesh网络（wireless mesh network, WMN）是一种能实现用户终端无处不在连接的通信技术，具备ad hoc网络的组网灵活性、有固定基础设施网络的高带宽、IP网络的架构简洁（扁平化）等优点，因而成为部署无线影子网络的候选技术一。在WMN中，网络节点既是移动终端，也是路由器。移动终端往往移动快速、且能量受限，而形成的骨干网络移动缓慢、几乎无功耗限制。目前针对WMN网络的2层研究，IEEE 802.11s工作组已发布了SEEMesh＋Wi-Mesh标准建议，其它IEEE工作组，如802.15、802.16和802.20等也能为WMN提供2层支持，但在3层研究中，其路由协议远未成熟，虽然可以借鉴ad hoc网络的研究成果，但WMN有其特殊性，其路由协议应能适用于大规模部署，且支持节点的移动性和更高的能量效率。

车载基站（Cells on wheels, COWs）一方面用于灾区网络连通性恢复，另一方面也用于及时疏通剧增的通信业务流量，充当临时基站为移动终端提供蜂窝服务（一般不提供WiFi服务）。车载基站通常采用微波传输方式与有线网络连接，具有操作简单，即插即用等特点。但COWs不支持WiFi功能，且适用区域小，当网络固定基础设施大范围受损时，用COWs组建接入网络不可行。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种认知无线影子网络的组网方法，网络结构简单，可以迅速组网，具有强大的功能，能满足不同制式、协议的通信设备的相互通信，同时，服务区域内的移动终端无需做任何硬件或软件上的改变；采用认知无线电频谱感知和重构能力，支持不同通信制式和不同工作频段的无线通信设备之间的互操作性，并动态利用频谱，缓解现有通信线路的拥堵问题。

本发明的另一目的是提供一种认知无线影子网络的终端接入方法，针对突发灾害发生现场，原有通信固定基础设施遭受损毁无法提供接入服务，或为了某种特殊目的需要避开管制或网络封锁等应用场景下，能迅速部署、实施构建的一种无线接入网络，实现该无线接入网络覆盖区域内不同体制移动终端与外部有线/无线网络或内部其它终端实施通信。

为了实现上述目的，本发明提供了一种认知无线影子网络的组网方法，其特征在于由以下步骤组成：

步骤一、确定认知无线影子网络的服务地域范围，并且确定在所述服务地域内移动终端的平均通信距离                                               ，以所述服务地域的平面中心为质心，描绘边长等于所述平均通信距离的倍的正三角形，并且在所述正三角形的三个顶点处分别部署一个或者多个接入站，其中将所述正三角形称为接入圈；

步骤二：以所述服务地域的平面中心为质点，描绘对应边相互平行的i个同心正六边形，使得所述正三角形中一个顶点在所述正六边形中一条边的中心对称轴上，并且在所述正六边形的六个顶点处分别部署一台中继站，其中所述正六边形表示由内至外描绘的第i个正六边形，称为第i中继圈，i为≥1的整数；

步骤三：在认知无线影子网络的边缘再描绘一个边缘正六边形，使得所述正六边形的一个角对准所述边缘正六边形的一个角，在所述边缘正六边形的六个顶点处分别部署一台代理站，其中将所述边缘正六边形称为代理圈。

所述接入站具有如下功能：

认知无线电频谱感知功能：在宽频带范围内可靠感知、探测和识别合法用户，并能自适应地占用即时可用的本地频谱；

互操作功能：配置多射频接口，并支持现有主流的空中接口协议，实现不同移动终端之间的互连互通；

动态重构功能：按需重构，支持异构移动终端接入；动态部署，支持“热点”区域的通信业务流量疏通。

所述中继站采用定向/全向天线，用于实现数据业务转发。