CN102469410B - 一种数据传输方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法、设备及系统，其中，该方法包括：将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；第二类用户终端通过第一类用户终端将数据报文转发到网络侧。本发明可以实现降低成本、提高传输速率，解决现有技术中数据传输速率要求比较高的业务很难得到保障或者造成成本升高的技术缺陷。

Description

一种数据传输方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域技术，具体地，涉及一种数据传输方法、设备及系统。

背景技术

随着移动通信业务的发展，用户对数据业务传输速率有越来越高的要求。距离基站比较近的用户信道质量比较理想，可以通过多天线复用技术(MIMO，多输入多输出)或者高阶调制编码方式，提高传输速率，满足用户业务需求。对于距离基站比较远的用户，或者处于障碍物较多的环境中的用户，信道质量不理想，可以利用多天线分集或小区间协作技术提高用户通信质量，或者利用中继站(Type1relay)进行扩展覆盖，保障数据传输的可靠性。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中提高信道质量的方式虽然能够满足数据传输的可靠性，但是都存在一些问题：例如，对于小区间协作技术，多个基站向同一个用户传送相同的内容，资源浪费较严重，成本较高。对于中继技术，用户与基站之间通过中继站交互，部署中继站的成本同样较高。另外，对于数据传输速率要求比较高的业务很难得到保障或者造成成本升高。

发明内容

本发明的第一目的是提出一种数据传输方法，以实现降低成本、提高传输速率。

本发明的第二目的是提出一种终端，以实现提高信道质量不理想用户的传输速率。

本发明的第三目的是提出一种网络侧数据传输设备，以实现提高信道质量不理想用户的传输速率。

本发明的第四目的是提出一种数据传输系统，以实现降低成本、提高传输速率。

为实现上述第一目的，根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输方法，包括：将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；第二类用户终端通过第一类用户终端将数据报文转发到网络侧。

其中，第二类用户终端通过第一类用户终端将数据报文转发到网络侧可以包括：第一类用户终端与第二类用户终端通过辅通信链路转发数据；第一类用户终端通过主通信链路与网络侧交互，转发第二类用户终端与网络侧交互的数据。

其中，该主通信可以包括UMTS、CDMA、LTE中的一种或者多种；辅通信可以包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信的一种或者多种；无线局域网通信包括802.11xWLAN。

上述方法还可以包括：第一类用户终端通过辅通信链路广播的中继服务信息；第二类用户终端接收广播的信息，生成中继用户节点信息；第二类用户终端将中继用户节点信息发送网络侧。

其中，上述广播的中继服务信息可以为信标帧，包括：中继服务标志、第一类用户终端所在小区标识、第一类用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；信标帧可以包括根据辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧一种或者多种。

上述方法还可以包括：

当第二类用户终端的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者主通信无线链路RLF失败或者RLF超过预设次数；或者监测到辅通信链路的信号质量或信道质量高于主通信链路，或者高于一预设阈值时；或者第二类用户终端接收到允许使用中继服务的消息时，执行后续将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点的操作；

以及当第二类用户终端的信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限；或者第一类用户终端的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者第二类用户终端接收到中断/拒绝中继服务的请求，或者满足系统预设的停止中继的触发条件时，停止通过中继用户节点转发数据。

为实现上述第二目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种终端，包括：网络测量模块，用于接收广播的中继服务信息；上报模块，用于根据网络测量模块接收的信息生成中继用户节点信息，并发送网络侧；中继转发模块，用于根据网络侧下发的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与网络侧交互的数据转发到中继用户节点；解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为传输链路上传送的数据格式。

其中，解析模块可以包括：

辅通信格式存储子模块，用于存储与中继用户节点辅通信的数据格式，其中，中继服务信息包括：中继服务标志、广播中继服务信息的用户终端所在小区标识、广播中继服务信息的用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；中继服务信息包括根据辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧的一种或多种；

主通信格式存储子模块，用于存储与网络侧主通信的数据格式，包括UMTS、CDMA、LTE无线通信格式的一种或多种。

为实现上述第三目的，根据本发明的另一个方面，还提供了另一种用户终端，包括：广播模块，用于广播中继服务信息；中继配置模块，用于接收网络侧配置的中继信息；中继转发模块，用于根据配置的中继信息，转发被服务的用户终端与网络侧交互的数据；解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为传输链路上传送的数据格式。

为实现上述第四目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种网络侧数据传输设备，包括：选择模块，用于从终端侧上报的中继用户节点信息中选择一个或多个作为中继用户节点；配置模块，用于向中继用户节点发送配置的中继信息；根据中继用户节点的配置完成信息与上报中继用户节点信息的用户终端交互，进行选择信息配置；中继转发模块，用于根据选择的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与上报中继用户节点信息的用户终端交互的数据转发到中继用户节点；解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为传输链路上传送的数据格式。

为实现上述第五目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种数据传输系统，包括：上述第二目的第一类用户终端，以及上述第二目的第二类用户终端，以及上述第三目的的网络侧数据传输设备。

本发明各实施例的数据传输方法、装置和系统，由于利用终端作为中继进行数据传输，将信道质量好的第一类用户终端作为信道质量差的第二类用户终端的中继，从而转发第二类终端与网络侧的数据，可以提高数据传输的吞吐量及传输速率，且避免现有技术的资源浪费，提高资源利用效率、降低成本。

本发明不仅适用于UMTS、CDMA、LTE一种或多种主通信系统；还适用第一类终端与第二类终端进行辅通信，如包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信等一种或多种技术，还可以利用802.11xWLAN等成熟的无线局域网转发数据，提高信道质量差的用户终端的传输速率，满足对速率要求较高的业务的Qos。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明数据传输方法实施例一流程图；

图2为根据本发明数据传输方法及系统的应用场景实施例示意图；

图3为根据本发明数据传输方法及系统中利用WLAN无线接口转发数据的信标帧格式示意图；

图4为根据本发明数据传输方法及系统中利用蓝牙无线接口L2CAP转发数据的信标帧格式示意图；

图5为根据本发明数据传输方法及系统中利用蓝牙无线接口LMP转发数据的信标帧格式示意图

图6为根据本发明数据传输方法中选择中继用户节点的实施例信令流程图；

图7为根据本发明数据传输方法中中继用户节点重选或取消的实施例信令流程图；

图8为根据本发明用户终端作为中继用户节点的实施例结构示意图；

图9为根据本发明用户终端作为被服务用户节点的实施例结构示意图

图10为根据本发明基站的实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

图1为根据本发明数据传输方法实施例一流程图，如图1所示，本实施例包括：

步骤S102：将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；

步骤S104：第二类用户终端通过第一类用户终端转发数据；

具体的，第一类用户终端与第二类用户终端可以通过近距离的辅通信链路转发数据；

步骤S106：第一类用户终端与网络侧交互，转发第二类用户终端与网络侧交互的数据；

具体地，步骤S106可以是：第一类用户终端，即被选为第二类用户终端的中继用户节点，可以与网络侧通过主通信链路进行通信。

本实施例对无线通信系统中信道质量不理想用户的传输速率不高问题提出的一种数据传输解决方法，主要利用信号质量好的第一类终端做中继进行传输，提高吞吐量和资源利用效率(主要应用场景：信号较差，但是需要高速率数据传输)。

本实施例还提出了用户之间可以通过辅通信链路，如802.11x无线局域网协议或者蓝牙通信、红外等为例，来实现互相转发数据，可以有效提高无线通信系统中信道质量不理想用户的传输速率。本实施例中的主通信技术可以是UMTS、CDMA和LTE等，辅通信技术可以是8021.11x、蓝牙和超宽带等通信技术，当然，不排除后续辅通信链路也可以用LTE来实现的技术方案。

下面详细介绍本发明的应用场景、如何有效地选择中继用户节点等问题。

图2为根据本发明数据传输方法及系统的应用场景实施例示意图，主要通过用户终端作为中继进行数据传输。

参考图1，在无线通信系统中，在基站覆盖范围之内，分布着信道质量不同的用户，且用户之间存在辅通信技术的无线接口，比如802.11x和蓝牙无线接口，用户之间可以通过辅通信技术的无线接口转发用户和基站之间的数据。信道质量不理想的用户可以利用该用户附近的信道质量比较理想的用户作为中继，实现数据到基站的中继传输。在这里把信道质量或信号质量RSRP或RSRQ比较差(低于某一门限值或阈值)且需要中继服务的用户定义为被服务节点，也就是本文所称的第二类用户终端，如用户终端1，用户终端4；把能够提供中继服务的用户定义为中继用户节点，也就是本文所称的第一类用户终端，如用户终端2。这样第一类用户终端和网络侧基站之间的数据可以通过中继用户节点进行转发。中继用户节点同基站之间的数据和普通节点同基站之间的数据仍采用标准的主通信技术无线接口传输，比如UMTS、CDMA和LTE等。

需要说明的是，每个第一类用户终端可能配置多个中继用户节点，而且用户的数据可以经过多跳中继，也即可以经过多个中继用户节点转发。一个用户终端又可以同时作为多个第二类用户终端的中继用户节点。同时主通信无线通信空口和辅通信无线接口部分采用不同的频段，这样二者就不存在干扰问题。

下面将以广泛使用的802.11x和蓝牙无线辅通信技术为例，该本发明中辅通信进行说明。其它的红外等辅助通信技术可以采用类似的思想和方式来进行中继数据转发。

A.以802.11x作为中继辅通信技术的数据转发方法

图3为根据本发明数据传输方法及系统中利用WLAN无线接口转发数据的信标帧格式示意图，第一类用户终端和第二类用户终端之间基于扩展的802.11xWLAN转发数据，为后续被服务的第二类用户终端发现能提供中继服务的节点，选择提供中继服务的节点，取消中继服务，切换过程处理等问题提供了通信支持。

1.802.11xWLAN信标帧的扩展：

能够提供中继服务的第一类用户终端在802.11xWLAN侧周期性的广播信标帧(beacon)，为了方便信道质量比较差的第二类用户终端选择，可以对信标帧进行扩展。

802.11x信标帧包含很多信息元素(informationelements)，其格式参考图3。其中“VendorSpecificinformationelement“，可以存放扩展的非标准信息。扩展的信标帧可以包括：能否提供中继服务标志，当前服务节点数目，所在小区的标识号，用户小区无线网络临时标识，用户的IP地址(使用TCP/IPsocket隧道或标准IP隧道时才包含该部分信息)，用户802.11xMAC地址。以上信息可以根据具体传输需求选取部分或者全部字段进行如上扩展设计。

UMTS、CDMA、LTE系统用户之间使用802.11xWLAN转发数据，可以有效提高信道质量比较差用户的传输速率，满足对数据速率要求比较高的业务的QoS。如LTE系统中的用户之间通过802.11x无线局域网协议转发信道质量不理想的用户与基站之间的数据，信道质量不理想的用户通过至少一个信道质量相互理想的用户与基站互传数据，用户之间使用802.11x协议转发数据，基站与其直接交互的中继用户仍然使用LTE无线空口交互，从而保证了信道质量不理想的用户与基站交互的可靠性，而且由于用户之间使用802.11x协议转发数据，所以信道质量不理想的用户与基站之间可以传输速率要求较高的业务的数据。另外，由于用户之间使用较为成熟的802.11x协议转发数据，用户可以作为中继用户节点，所以既不会浪费资源，也不会提高实现成本。低成本的实现了信道质量不理想的用户与基站之间传输高速率业务的数据。

图4为根据本发明数据传输方法及系统中利用蓝牙无线接口L2CAP转发数据的信标帧格式示意图。图4为根据本发明数据传输方法及系统中利用蓝牙无线接口LMP转发数据的信标帧格式示意图。

B.以蓝牙无线接口作为中继辅助通信的数据转发

蓝牙通信的工作模式主要有BasicRate/EnhacedDataRate(BR/EDR)和LowEnergy(LE)模式。LE模式是一种节能状态，数据传输速率有限。在BR/EDR模式下，蓝牙的传输速率较高，应该作为在数据传输需求较大情况的首选工作模式。以蓝牙作为中继辅助通信技术的数据转发也将以BR/EDR模式下作为实施例来进行具体说明。

1.蓝牙无线帧的扩展：

能够提供中继服务的蓝牙用户按照标准的蓝牙通信流程周期性的发送查询“inqury”包来获得在其周围能够进行蓝牙无线通信的通信节点，当构成了蓝牙通信网后，可以利用蓝牙的空口帧来广播发送扩展信息。蓝牙网络中的从设备(slavedevice)可以处于active状态和parked状态。主设备(masterdevice)根据从设备所处的状态，有两种广播信息发送方式：ASB(activeslavebroadcast)和PSB(parkedslavebroadcast)。ASB方式是在从设备处于active状态下主设备发送的广播包。PSB方式是在从设备处于parked状态下主设备发送的广播包。使用ASB方式时，发送的包只能够是L2CAP(LogicalLinkControlandAdaptationProtocol)分组单元；使用PSB方式时，发送的包可以是L2CAP分组单元和LMP(LinkManagementProtocol)分组单元。根据蓝牙标准中的规定和字段的可用性，本实施例将分别考虑在空口广播帧中的payload是逻辑链路层控制和自适应协议L2CAP和链路管理协议LMP的情况下，来进行帧的扩展来实现中继功能。扩展的帧内容包括：能否提供中继服务标志，当前服务节点数目，所在小区的标识号，用户小区无线网络临时标识，用户的IP地址(使用TCP/IPsocket隧道或标准IP隧道时才包含该部分信息)和用户蓝牙地址等辅通信地址。以上信息可以根据具体传输需求选取部分或者全部字段进行如上扩展设计。

如果帧扩展采用的是L2CAP分组单元，根据蓝牙标准，不同的ChannelID具有不同的含义和用途，其中0X0007-0X003E是保留的，因此可以选择其中的一个值来标识该空口帧是用于中继的扩展帧，如图4所示。

如果帧扩展采用的是LMP分组单元，根据蓝牙标准，不同的消息的PDU具有不同的opcode。为了与已有的LMP消息单元的opcode相区别，但是大部分opcode已经使用，因此可以采用Extendedopcode来对中继的消息进行标识，其中escapeopcode可以设置为124-126，extendedopcode可以设置为其它的值，比如127，因此可以选择escapeopcode和extendedopcode的组合来标识该空口帧是用于中继的扩展帧，如图5所示。

上述只是对辅通信中采用的通信协议和格式进行中继服务的几种例举，本领域普通技术人员应当了解，为适用不同的业务需求，还可能将红外等作为本发明的辅通信方式，等等，其均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。

下面详细介绍在提供了上述辅通信的扩展帧之后的中继用户节点选择/取消过程：

中继用户节点的选择和取消方法：需要中继服务的用户终端发现并提供候选中继用户节点给基站，基站结合候选中继用户节点的移动特性和信号质量，以及候选节点在主通信系统侧的信道质量最终选择哪个或哪些作为中继用户节点。当然，也可以根据其他方式选择中继用户节点，如结合中继用户与被服务节点之间的连接关系和信号质量等进行选择，方式不唯一。但如果基站需要发现中继用户节点和被服务节点的拓扑结构连接关系，需要的信令开销会较大。

用户周期性或者触发性的扫描发现周边可提供中继服务的节点广播的中继服务信息(如图3-图5的信标帧)，包括可连接性和信号质量等，生成中继节点列表(中继用户节点信息)，通过RRC信道上传给基站，该列表信息的上报可以是周期性上报，或者是基于事件的上报，或者是基于事件的周期性上报。基站根据列表中各个候选中继用户节点的移动特性和信号质量，以及主通信系统侧的信道条件和速率，确定为被中继用户服务的节点，并通过RRC信令设置中继关系。中继用户节点应尽量选择位置较为固定或移动速度很慢的终端作为中继用户节点，终端的移动性可以依据其信号平均功率的变化情况来作粗略判断，也可以用现有通信系统中已有的终端定位功能。

除了以上选择方式，被服务的用户终端和提供中继服务的用户终端也可向基站发送RRC信令或者其他控制信令，要求停止或者取消中继服务。图6为根据本发明数据传输方法中选择/取消中继用户节点的实施例信令流程图，如图6，本实施例包括：

步骤1：当用户1需要中继服务时，根据接收到的信标帧质量好坏和广播该信标帧的节点是否和本节点位于同一基站内等因素生成中继用户节点候选列表。同时用户保留信标帧的扩展信息。

其中，用户判定需要或者取消中继服务的条件可以是用户1测得信号质量RSRP或者RSRQ低于/高于某个门限时，或者是发生主通信无线链路失败(RLF)或者RLF超过一定次数时；或者发现辅通信即中继链路的信号质量RSRP或者RSRQ高于一定阈值而主通信链路的信号质量低于一定的阈值时，或者辅通信链路的信号/信道质量高于一预设阈值；或者用户1主动要求使用、接收到允许使用中继服务的消息；或接收到中断/停止中继服务时从而触发中继服务的开启或关闭。

步骤2：需要中继服务的节点向基站发送RRC中继服务请求，如图6中中继请求命令，包括符合要求的中继用户候选列表(中继用户节点的小区无线网络临时标识)，用户本身的小区无线网络临时标识，用户本身的IP地址(使用TCP/UDPsocket隧道或标准IP隧道时)，和用户的802.11MAC地址等，具体可参见图3-图5的扩展相关说明。

步骤3：基站根据列表选择一个或多个中继用户节点作为用户1的中继，如本实施例中选择用户2。基站向选择的中继用户节点发送RRC中继配置命令，包含基本配置的中继信息，包括用于传输被服务UE数据的数据无线承载(dataradiobearer，以下简称DRB)等信息，被服务节点的小区无线网络临时标识，被服务节点的IP地址(使用TCP/UDPsocket隧道或标准IP隧道时)和802.11MAC地址。

步骤4：中继用户节点向基站发送RRC连接重配完成，如图6中的中继配置完成命令。

步骤5：基站向用户1发送RRC连接重配命令，即图6中中继请求确认命令，或允许使用中继服务的命令，包含选择信息，包括用于传输数据的DRB等信息，以及基站选择的中继用户节点的小区无线网络临时标识。

步骤6：用户1向基站返回RRC连接重配完成命令。

这样后续被服务节点，中继用户节点和基站开始数据中继传输。

本领域技术人员应了解，上面的图6以用户1向基站发中继请求命令，并在基站侧配置完成中继用户2后，发送确认命令，后续进行中继传输，在具体实现时，由于用户1与基站的信号质量差，还可以将图6中步骤1-步骤6所有的控制信令都通过中继用户2转发。

本实施中是被服务节点，即用户1将中继节点候选列表上报网络侧，由网络侧选择一个或多个中继节点，但具体应用时，还可以是用户1根据生成的中继节点候选列表自己进行选择并上报网络侧，其可根据如下情况进行中继节点的选择：根据各个中继节点的移动特性、无线信号或信道质量、和/或与用户1的可连接性关系，选择一个或者多个中继用户节点。

对于中继服务的取消将采用类似的方法，只是各个命令包含的信息为取消命令或请求。

将蓝牙作为中继通信中的辅通信时，由于蓝牙采取的主从工作模式，为了使中继用户节点能够为多个第二类用户终端服务，上报的中继用户节点一般应该都是蓝牙网络中的主设备节点。当存在多个蓝牙主设备节点发出广播消息的时候，被服务终端可以接收到多个蓝牙主设备节点的信息并将其相关状态上报基站。基站结合候选中继用户节点的移动特性和信号质量最终选择哪个或哪些作为中继用户节点。用户周期性或者触发性的扫描发现周边可提供中继服务的节点的信息，这些信息通过RRC信道上传给基站，该信息的上报可以是周期性上报，或者是基于事件的上报，或者是基于事件的周期性上报。中继用户节点应尽量选择位置较为固定或移动速度很慢的终端作为中继用户节点，终端的移动性可以依据其信号平均功率的变化情况来作粗略判断，也可以用现有通信系统中已有的终端定位功能。具体的中继用户节点选择/取消方法可参照图6。

图7为根据本发明数据传输方法中中继用户节点重选或取消的实施例信令流程图。

中继用户节点重选

步骤1：当被服务节点，如用户1发现当前中继用户节点信标帧质量低于某个预设门限，或者

步骤1’：中继用户节点，如用户2因为功率消耗、自身业务速率的需求、电量不足等而需要中断对被服务节点的服务时，中继用户节点向基站发送中断服务请求；

步骤2’：基站接收到终端服务请求后向被服务节点发送中断服务指示；

步骤3：用户1会断开和当前中继用户节点2的链接，重新扫描新的中继用户节点。

上述重选或取消除了本实施例的步骤1和步骤1’之外，还可以是如下项：当用户1的信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限；或者用户2的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者用户1接收到中断/拒绝中继服务的请求，或者满足系统其他预设的停止中继的触发条件，如用户1与用户2的辅通信信号质量，以及用户1与基站侧主通信信号质量差值高于预设阈值时，停止通过用户2转发数据。

本发明各施实例的方法与现有技术方案相比，通过此机制，具有以下优点：

1.可以提高数据传输的吞吐量及传输速率，且避免现有技术的资源浪费，提高资源利用效率、降低成本。

2.使用802.11xWLAN、蓝牙等成熟技术转发数据，可以有效提高信道质量比较差用户的传输速率，满足对数据速率要求比较高的业务的QoS。

3.通过对辅通信协议的扩展，能够解决中继用户节点选择/取消/重选和被服务节点的切换问题

为了实现本发明中的方法，需要对充当中继用户节点的第一类用户终端、需要服务的第二类终端和基站进行相应改进以实现本发明方法中的交互。

图8为根据本发明用户终端作为被服务节点的实施例结构示意图，本实施例主要从被服务节点进行说明，如图8所示，包括：

网络测量模块，用于通过辅通信链路接收广播的中继服务信息；

上报模块，用于根据网络测量模块接收的中继服务信息生成中继用户节点信息，并通过主通信链路发送网络侧；

中继转发模块，用于根据网络侧下发的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与网络侧交互的数据转发到中继用户节点；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为主通信或辅通信链路上传送的数据格式。

优选地，解析模块可以包括：

辅通信格式存储子模块，用于存储辅通信的数据格式，其中，中继服务信息包括：中继服务标志、广播中继服务信息的用户终端所在小区标识、广播中继服务信息的用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；中继服务信息包括根据辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧的一种或多种，具体可参见图3-图5实施例相关说明；

主通信格式存储子模块，用于存储主通信的数据格式，包括UMTS、CDMA、LTE无线通信格式的一种或多种。

上报模块可以包括：

获取子模块，通过解析模块解析中继服务信息，获取以下信息的任意组合：广播中继服务信息的用户终端的可连接性、移动特性、信号质量或信道质量、广播中继服务信息的用户终端所在小区标识；

生成子模块，用于根据中继服务信息生成中继用户节点列表。

还可以包括：选择模块，用于根据移动特性、无线信号或信道质量、和/或可连接性关系，选择一个或者多个广播中继服务信息的用户终端作为中继用户节点候选。该模块也可以没有，通过上报模块上报网络侧，由网络侧选择后再通知。

本实施例还可以包括：触发模块，用于当网络测量模块监测到信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者主通信无线链路RLF失败或者RLF超过预设次数；或者监测到辅通信链路的信号质量或信道质量高于主通信链路，或者高于一预设阈值时；或者接收到允许使用中继服务的消息或命令时，启动上报模块；以及

停止模块，用于当网络测量模块监测到信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限；或者中继用户节点的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者接收到中断/拒绝中继服务的请求时，或者满足系统预设的停止中继的触发条件时，关闭中继转发模块和/或继续通过上报模块重新选择另一中继用户节点。

具体被服务节点的具体交互可参见方法实施例相关说明。

图9为根据本发明用户终端作为中继用户节点的实施例结构示意图，如图9所示，包括：

广播模块，用于通过辅通信链路广播中继服务信息；

中继配置模块，用于通过主通信链路接收网络侧配置的中继信息；

中继转发模块，用于根据配置的中继信息，转发被服务的用户终端与网络侧交互的数据；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为主通信或辅通信链路上传送的数据格式，其解析模块可以与图8实施例相同。

图9中还可以包括触发模块，用于当信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限或接收到提供中继服务的信息时，启动广播模块；以及停止模块，用于当信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限或者接收到中断/拒绝中继服务的请求时，与网络侧交互中断/拒绝中继服务请求，关闭中继转发模块。

对具有中继功能的终端而言，其应该能够成为中继用户节点或者中继服务节点，终端的协议栈结构可如表1所示。中继服务单元，如图8和图9中的中继转发模块，解析模块，中继配置模块等均属于中继服务单元，介于主通信系统协议和辅通信系统协议之间，涉及到两个通信系统协议栈数据的转接，能够接收到主通信系统和辅通信系统的接入层和非接入层的信息，能够在两种通信系统中发送数据。其物理形式，可以是位于两个通信系统协议之间，也可以位于主或辅通信系统协议处理单元内部的模块。当不采用中继服务功能的时候，中继服务单元对来自底层和上层的数据不做处理，采用透传操作。中继服务单元可以采用前述的帧扩展方法来实现中继服务功能。主通信系统可以是UMTS，CDMA和LTE等一种或多种系统，辅通信系统可以是802.11x，蓝牙等一种或多种系统。中继的数据可以通过两类终端的接入层或者非接入层转发，然后通过第一类用户终端的接入层最后发给网络侧的数据传输控制设备，如基站。

表1具备中继功能的第一类或第二类用户终端的协议栈结构

主通信系统非接入层	辅通信系统非接入层
		主通信系统接入层	辅通信系统接入层

图10为根据本发明网络侧数据传输设备的实施例结构示意图，如图10所示，包括：

选择模块，用于从终端侧上报的中继用户节点候选信息中选择一个作为中继用户节点，具体地，可以根据各个中继用户节点的移动特性、无线信号或信道质量、主通信链路的信道情况、和/或中继用户节点与上报中继用户节点信息的用户终端的连接关系，选择一个或多个作为中继用户节点；

配置模块，用于通过主通信链路向中继用户节点发送配置的中继信息；根据中继用户节点的配置完成信息与上报中继用户节点信息的用户终端交互，进行选择信息配置；

中继转发模块，用于根据选择的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与上报中继用户节点信息的用户终端交互的数据转发到中继用户节点；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为主通信或辅通信链路上传送的数据格式。

对于具备中继功能的网络侧数据传输设备，需要支持对中继用户节点的选择和中继包的封装和解封等解析功能。中继用户节点选择以及解析可参见方法实施例相关说明，不再赘述。

可通过各种手段实施本文描述的技术。举例来说，这些技术可实施在硬件、固件、软件或其组合中。对于硬件实施方案，用于解析模块、中继配置、选择模块等可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、其它经设计以执行本文所描述的功能的电子单元或其组合内。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种数据传输方法，应用于无线通信系统中，其特征在于，包括：

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；

所述第二类用户终端通过所述第一类用户终端将数据报文转发到所述网络侧；

所述第一类用户终端通过辅通信链路广播中继服务信息；

所述第二类用户终端接收所述广播的中继服务信息，生成中继用户节点信息；

所述第二类用户终端将所述中继用户节点信息发送网络侧，或通过所述第一类用户终端将所述中继用户节点信息发送网络侧；

所述第二类用户终端通过所述第一类用户终端将数据报文转发到所述网络侧包括：

所述第一类用户终端与所述第二类用户终端通过辅通信链路转发数据；

所述第一类用户终端通过主通信链路与网络侧交互，转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据；

所述主通信包括UMTS、CDMA、LTE中的一种或者多种；所述辅通信包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信的一种或者多种；所述无线局域网通信包括802.11xWLAN；

还包括：

当被服务节点发现当前中继用户节点信标帧质量低于某个预设门限，或者中继用户节点因为功率消耗、自身业务速率的需求、电量不足而需要中断对被服务节点的服务时，中继用户节点向基站发送中断服务请求；

基站接收到中断服务请求后向被服务节点发送中断服务指示；

所述中继用户节点与网络侧交互中断/拒绝中继服务请求；

所述中继用户节点向所述第二类用户终端发送中断/拒绝中继服务请求；

所述第二类用户终端停止与所述中继用户节点的连接和/或通过与网络侧交互重新选择另一第一类用户终端作为新的中继用户节点。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述第二类用户终端接收所述广播的中继服务信息，生成中继用户节点信息的操作包括：

所述第二类用户终端接收所述第一类用户终端广播的中继服务信息；

根据所述第一类用户终端的中继服务信息生成中继用户节点列表。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述广播的中继服务信息为信标帧，包括：中继服务标志、所述第一类用户终端所在小区标识、所述第一类用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；

所述信标帧包括根据所述辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧一种或者多种。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述中继服务信息还包括：当前服务节点数目。

5.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，接收所述第一类用户终端广播的信息之后还包括：

根据所述广播的中继服务信息还获取以下任意信息的组合：所述第一类用户终端的可连接性、移动特性、信号质量或信道质量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的数据传输方法，其特征在于，将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点的操作包括：

所述第二类用户终端或网络侧根据第一类用户终端的移动特性、无线信号或信道质量、和/或所述第一类用户终端与所述第二类用户终端的连接关系，选择一个或者多个第一类用户终端作为所述第二类用户终端的中继用户节点候选。

7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，进一步包括：所述第二类用户终端根据与网络侧主通信链路的信道情况，选择所述中继用户节点候选；

或者网络侧根据所述第二类用户终端与网络侧的通信链路信道情况，选择所述中继用户节点候选。

8.根据权利要求1-5任一项所述的数据传输方法，其特征在于，将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点之后还包括：

网络侧与作为中继用户节点的所述第一类用户终端交互，进行中继信息配置；

根据所述中继用户节点的配置完成信息，所述网络侧与所述第二类用户终端交互，进行选择信息配置；

所述中继信息包括传输所述第二类用户终端数据的DRB信息、所述第二类用户终端的小区无线网络临时标识；

所述选择信息包括所述第一类用户终端数据的DRB信息、所述第一类用户终端的小区无线网络临时标识。

9.根据权利要求1-5任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

当所述第二类用户终端的主通信链路信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者所述第二类用户终端的主通信无线链路RLF失败或者RLF超过预设次数；或者所述第二类用户终端监测到所述辅通信链路的信号质量或信道质量高于主通信链路，或者高于一预设阈值时；或者所述第二类用户终端接收到允许使用中继服务的消息时，执行后续将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点的操作；

以及当所述第二类用户终端的主通信链路信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限；或者所述第一类用户终端的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者所述第二类用户终端接收到中断/拒绝中继服务的请求，或者满足系统预设的停止中继的触发条件时，停止通过所述中继用户节点转发数据。

10.一种用户终端，其特征在于，包括：

网络测量模块，用于接收广播的中继服务信息；

上报模块，用于根据所述网络测量模块接收的中继服务信息生成中继用户节点信息，并发送网络侧；

中继转发模块，用于根据网络侧下发的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与网络侧交互的数据转发到所述中继用户节点；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封传输链路的数据格式；

所述解析模块包括：

辅通信格式存储子模块，用于存储与中继用户节点辅通信的数据格式，其中，中继服务信息包括：中继服务标志、广播所述中继服务信息的用户终端所在小区标识、广播所述中继服务信息的用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；所述中继服务信息包括根据所述辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧的一种或多种；

主通信格式存储子模块，用于存储与网络侧主通信的数据格式，包括UMTS、CDMA、LTE无线通信格式的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述上报模块包括：

获取子模块，通过所述解析模块解析所述中继服务信息，获取以下信息的任意组合：广播所述中继服务信息的用户终端的可连接性、移动特性、无线信号质量或信道质量、广播所述中继服务信息的用户终端所在小区标识；

生成子模块，用于根据所述中继服务信息生成中继用户节点列表。

12.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，还包括：

选择模块，用于根据所述移动特性、无线信号或信道质量、和/或所述可连接性关系，选择一个或者多个广播所述中继服务信息的用户终端作为中继用户节点候选。

13.根据权利要求10-12任一项所述的终端，其特征在于，还包括：

触发模块，用于当所述网络测量模块监测到主通信链路信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者主通信无线链路RLF失败或者RLF超过预设次数；或者监测到所述辅通信链路的信号质量或信道质量高于主通信链路，或者高于一预设阈值时；或者接收到允许使用中继服务的消息时，启动所述上报模块；

停止模块，用于当所述网络测量模块监测到信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限；或者所述中继用户节点的信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限；或者接收到中断/拒绝中继服务的请求，或者满足系统预设的停止中继的触发条件时，关闭所述中继转发模块和/或继续通过所述上报模块重新选择另一中继用户节点。

14.一种用户终端，其特征在于，包括：

广播模块，用于广播中继服务信息；

中继配置模块，用于接收网络侧配置的中继信息；

中继转发模块，用于根据所述配置的中继信息，转发被服务的用户终端与网络侧交互的数据；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为传输链路上传送的数据格式；

所述解析模块包括：

辅通信格式存储子模块，用于存储与所述被服务的用户终端的辅通信的数据格式，其中，中继服务信息包括：中继服务标志、广播所述中继服务信息的用户终端所在小区标识、广播所述中继服务信息的用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；所述中继服务信息包括根据所述辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧的一种或多种；

主通信格式存储子模块，用于存储与网络侧主通信的数据格式，包括UMTS、CDMA、LTE无线通信格式的一种或多种。

15.根据权利要求14所述的终端，其特征在于，还包括：

触发模块，用于当信号质量RSRP或RSRQ高于预设门限或接收到提供中继服务的信息时，启动所述广播模块；

停止模块，用于当信号质量RSRP或RSRQ低于预设门限或者接收到中断/拒绝中继服务的请求时，与网络侧交互中断/拒绝中继服务请求，关闭所述中继转发模块。

16.一种网络侧数据传输设备，其特征在于，包括：

选择模块，用于从终端侧上报的中继用户节点信息中选择一个或多个作为中继用户节点；

配置模块，用于向中继用户节点发送配置的中继信息；根据所述中继用户节点的配置完成信息与上报中继用户节点信息的用户终端交互，进行选择信息配置；

中继转发模块，用于根据选择的中继用户节点的小区无线网络临时标识，将与上报中继用户节点信息的用户终端交互的数据转发到所述中继用户节点；

解析模块，用于将要传输的信息或数据封装/解封为传输链路上传送的数据格式；

所述解析模块包括：

辅通信格式存储子模块，用于存储辅通信的数据格式，包括：中继服务标志、广播中继服务信息的用户终端所在小区标识、广播所述中继服务信息的用户终端小区无线网络临时标识、辅通信地址；所述中继服务信息包括根据所述辅通信方式扩展的802.11x信标帧、蓝牙空口L2CAP帧、蓝牙空口LMP帧的一种或多种；

主通信格式存储子模块，用于存储主通信的数据格式，包括UMTS、CDMA、LTE无线通信格式的一种或多种。

17.根据权利要求16所述的网络侧数据传输设备，其特征在于，所述选择模块根据中继用户节点的移动特性、无线信号或信道质量、主通信链路的信道情况、和/或中继用户节点与上报所述中继用户节点信息的用户终端的连接关系，选择一个或多个作为中继用户节点。

18.根据权利要求16-17任一项所述的数据传输设备，其特征在于，还包括：

取消/停止模块，用于接收并反馈中断/拒绝中继服务的请求，并停止通过所述中继用户节点转发数据。

19.一种数据传输系统，其特征在于，包括权利要求10-13任一项所述的第二类用户终端，权利要求14-15任一项所述的第一类用户终端，以及权利要求16-18任一项所述的网络侧数据传输设备，其中：

所述网络侧数据传输设备或第二类用户终端选择第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；

所述第二类用户终端将与网络侧交互的数据转发到所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端与网络侧交互，转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据。