用于在海上网络中的网络节点间转发数据的方法和装置与流程

1.本公开的非限制性和示例性实施例总体上涉及用于海上的无线通信技术领域，具体涉及用于在海上网络中的网络节点之间转发数据的方法和装置。


背景技术：

2.本部分介绍了可以有助于更好地理解本公开的多个方面。因此，本部分的陈述应从这种角度来阅读，以及不应被理解为关于什么在现有技术中或什么不在现有技术中的承认。
3.传统上，当船舶在陆地网络的覆盖范围中时，海上船舶通过陆地网络与远程通信设备通信，或者当海上船舶不在陆地网络范围中时(或在其他特殊情况下)，海上船舶通过卫星网络与远程通信设备通信。例如，当超出陆地网络的范围时，海上船舶上的机器对机器(“m2m”)设备将连接到海上船舶上的基站，该基站又通过卫星网络连接到在陆地上的某个地方的核心网。连接决策基于船舶与陆地网络的接近程度。
4.卫星网络不能提供高速服务，例如文件传输或视频。卫星只能提供基本的通信服务。此外，卫星覆盖范围并非地球的100％，而且卫星信号可能会被云层或船舶上结构阻挡。此外，卫星服务的成本相对较高。


技术实现要素：

5.以简化形式提供本发明内容以介绍选择的构思，以下该构思在详细描述中将被进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
6.海上船舶可以利用紧邻的其他海上船舶为它们之间以及最终与陆地网络的更具成本效益和效率的通信创造机会。此外，本发明不必考虑关于海上船舶的位置的国家管辖权，以及相关联的潜在自组织网络，以合法且有效地发送和接收信息。
7.海上网络是可以由船舶自己建立的网络。图1示出了连接到陆地lte(长期演进)网络的示意性海上网络。海上网络由多个基站组成，每个基站位于船舶上。基站相互连接以形成到陆地上的陆地lte基站的回传链路。在每艘船舶上，有基站向船舶上的本地终端设备提供服务和/或向作为回传链路中的父节点的另一船舶上的另一个基站提供服务。这些不同的服务有不同的要求，以及可以进行空间复用以减少它们之间的干扰。在每艘船舶上，还有本地核心网以协助船舶上的基站来提供本地服务。在图1中，lte只是演示移动通信的例子。
8.在当前现有的商用3gpp(第三代合作伙伴计划)网络中，在lte和nr中讨论了回传技术，其中在lte中，它被称为中继，其中在nr中它被称为集成接入和回传(iab)。
9.对于在lte中的中继，中继基站可以经由用于中继的增强无线电接口建立到施主基站的无线电连接，并且施主基站可以针对在回传链路中的ul(上行链路)/dl(下行链路)数据传输来调度中继基站。仅支持单中继跳。这种单跳中继网络对于需要多跳回传的海上网络来说是不够的。
10.对于在nr中的iab网络，子iab节点和ue(用户设备)可以共享相同的集成接入回传无线电接口。iab节点拥有bs(基站)功能(即分布式单元，du)和终端功能(即移动终端mt)，其中du充当bs，mt用于建立到父iab节点的回传链路。根据3gpp协议，iab网络采用cu(中央单元)-du拆分结构，在iab路径中iab节点的du由相同cu来控制。cu通常位于施主iab节点，施主iab节点是有线回传的bs。nr网络支持此结构。尽管3gpp不限制跳数，但由于在cu与由船舶上bs服务的ue之间的信令过程的往返延迟，使用这种网络可能会很困难。
11.为了克服或减轻上述问题中的至少一个问题或其他问题或提供有用的解决方案，本公开实施例提出了一种用于在海上网络中的网络节点之间转发数据的方法和装置。一些实施例提供了用于在第一船舶中的第一网络节点的解决方案，第一网络节点识别在第一船舶中的第一中继终端设备，以及使用第一中继终端设备来连接到另一船舶上的第二网络节点以建立回传链路，以便以形成最终连接到陆地上的陆地网络的海上网络。一些实施例提供了用于第一中继终端设备的解决方案，第一中继终端设备用于在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据。本发明具有良好的灵活性，低复杂度，低成本。
12.在本公开的第一方面中，提供了一种在中继终端设备中的方法。该方法包括与第一网络节点建立第一无线电连接；与第二网络节点建立第二无线电连接；向第一网络节点和第二网络节点通知中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力。
13.在一个实施例中，与第一网络节点建立第一无线电连接包括：在与第一网络节点相关联的第一归属用户服务器hss中注册；向第一网络节点发起第一物理随机接入信道prach过程。
14.在一个实施例中，与第二网络节点建立第二无线电连接包括：在与第二网络节点相关联的第二hss中注册；向第二网络节点发起第二prach过程。
15.在一个实施例中，与第一网络节点相关联的公共陆地移动网络plmn标识id和与第二网络节点相关联的plmn id是相同的。
16.在一个实施例中，在prach过程期间或之后或者在注册期间或会话建立过程期间执行该通知。
17.在一个实施例中，通过标识号、随机接入资源、物理随机接入信道prach配置、随机接入原因消息、无线电资源控制rrc消息、用户设备类别、或非接入层nas信令来执行该通知。
18.在一个实施例中，该方法还包括从第一网络节点接收上行链路数据或x2/xn消息；将上行链路数据或x2/xn消息转发到第二网络节点。
19.在一个实施例中，该方法还包括从第二网络节点接收下行链路数据或x2/xn消息；将下行链路数据或x2/xn消息转发到第一网络节点。
20.在一个实施例中，该方法还包括在建立第一无线电连接之后，检测与第二网络节点相关联的第二小区；向第一网络节点报告第二小区的小区信息；从第一网络节点接收建立第二无线电连接的请求。
21.在一个实施例中，小区信息包括从第一网络节点到陆地网络的距离、第二小区的小区标识和对第二小区的无线电测量。
22.在一个实施例中，第二网络节点直接或间接连接到陆地通信网络。
23.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是具有路由能力的基站。
24.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是连接到具有路由能力的本地核心网的基站。
25.在一个实施例中，第一网络节点和中继终端设备位于相同船舶中，第二网络节点位于另一船舶中。
26.在本公开的第二方面中，提供了一种在第一船舶中的第一网络节点中的方法。该方法包括：与中继终端设备建立第一无线电连接；从中继终端设备接收中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力的通知。
27.在一个实施例中，与第一网络节点相关联的公共陆地移动网络plmn标识id和与第二网络节点相关联的plmn id是相同的。
28.在一个实施例中，在物理随机接入信道prach过程期间或之后或者在注册过程或会话建立过程期间接收该通知。
29.在一个实施例中，通过标识号、随机接入资源、物理随机接入信道prach配置、随机接入原因消息、无线电资源控制rrc消息、用户设备类别、或非接入层nas信令来接收该通知。
30.在一个实施例中，该方法还包括通过中继终端设备向第二网络节点发送上行链路数据或x2/xn消息。
31.在一个实施例中，该方法还包括通过中继终端设备备从第二网络节点接收下行链路数据或x2/xn消息。
32.在一个实施例中，该方法还包括从中继终端设备接收关于与第二网络节点相关联的第二小区的小区信息的报告；向中继终端设备发送与第二网络节点建立第二无线电连接的请求。
33.在一个实施例中，小区信息包括从第一网络节点到陆地网络的距离、第二小区的小区标识和对第二小区的无线电测量。
34.在一个实施例中，第二网络节点直接或间接连接到陆地通信网络。
35.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是具有路由能力的基站。
36.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是连接到具有路由能力的本地核心网的基站。
37.在一个实施例中，第一网络节点和中继终端设备位于相同船舶中，第二网络节点位于另一船舶中。
38.在本公开的另一个方面中，提供了一种中继终端设备。中继终端设备包括收发器；处理器；与处理器耦合的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述中继终端设备可操作以与第一网络节点建立第一无线电连接；与第二网络节点建立第二无线电连接；向第一网络节点和第二网络节点通知中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力。
39.在本公开的另一方面中，提供了第一网络节点。第一网络节点包括收发器；处理器；与处理器耦合的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述第一网络节点可操作以建立与中继终端设备的第一无线电连接；从中继终端设备接收中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力的通知。
40.在本公开的另一方面中，提供了计算机程序产品，其包括指令，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据上述第一至第二方面中任一方面的方法。
41.在本公开的另一方面中，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当由至少一个处理器执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据上述第一至第二方面中任一方面的方法。
42.根据本公开的另一方面中，提供了在包括主机计算机、基站和终端设备的通信系统中实现的方法。该方法包括在主机计算机处提供用户数据。该方法还包括在主机计算机处经由包括基站的蜂窝网络发起到终端设备的携带用户数据的传输。基站用于执行根据第二方面所述的方法。
43.根据本公开的另一方面中，提供了一种通信系统，该通信系统包括主机计算机，该主机计算机包括被配置为提供用户数据的处理电路和被配置为将用户数据转发到蜂窝网络以传送到终端设备的通信接口。蜂窝网络包括具有无线电接口和处理电路的基站。基站的处理电路被配置为执行根据第二方面所述的方法。
44.根据本公开的第二十方面中，提供了在包括主机计算机、基站和终端设备的通信系统中实现的方法。该方法包括在主机计算机处提供用户数据。该方法还包括在主机计算机处经由包括基站的蜂窝网络发起到终端设备的携带用户数据的传输。该终端设备被配置为执行根据第一方面所述的方法。
45.根据本公开的另一方面中，提供了通信系统，该通信系统包括主机计算机，该主机计算机包括被配置为提供用户数据的处理电路和被配置为将用户数据转发到蜂窝网络以传送到终端设备的通信接口。终端设备包括无线电接口和处理电路。终端设备的处理电路被配置为执行根据第一方面所述的方法。
46.根据本公开的另一方面中，提供了在包括主机计算机、基站和终端设备的通信系统中实现的方法。该方法包括在主机计算机处接收从终端设备传送到基站的用户数据。该终端设备被配置为执行根据第一方面所述的方法。
47.根据本公开的另一方面中，提供了通信系统，该通信系统包括主机计算机，该主机计算机包括通信接口，该通信接口被配置为接收源自从终端设备到基站的传输的用户数据。终端设备包括无线电接口和处理电路。终端设备的处理电路被配置为执行根据第一方面所述的方法。
48.根据本公开的另一方面中，提供了在包括主机计算机、基站和终端设备的通信系统中实现的方法。该方法包括在主机计算机处从基站接收源自基站已经从终端设备接收的传输的用户数据。基站被配置为执行根据第二方面所述的方法。
49.根据本公开的另一方面中，提供了通信系统，该通信系统包括主机计算机，该主机计算机包括通信接口，该通信接口被配置为接收源自从终端设备到基站的传输的用户数据。基站包括无线电接口和处理电路。基站的处理电路被配置为执行根据第二方面所述的方法。
附图说明
50.从参考附图的下面的详细描述，通过示例的方式，本公开的各个实施例的上述和
其他方面、特征和益处将变得更加完全明显，在附图中，相似的附图标记或字母用于指代相似或等同的元素。附图被示出以用于促进本公开实施例的更好的理解，以及不一定按比例绘制，其中：
51.图1示出了连接到陆地lte(长期演进)网络的示意性海上网络；
52.图2示出了根据本公开实施例的方法的流程图；
53.图3(a)和3(b)示出了根据本公开实施例的基于双连接的回传链路建立；
54.图4示出了用于在两个网络节点之间数据转发的协议结构；
55.图5示出了根据本公开实施例的方法的流程图；
56.图6是根据本公开实施例的中继终端设备的框图；
57.图7是根据本公开实施例的第一网络节点的框图；
58.图8是示出根据一些实施例的经由中间网络连接到主机计算机的电信网络的图；
59.图9是示出根据一些实施例的主机计算机经由基站与用户设备通信的示图；
60.图10是示出根据一些实施例在通信系统中实现的方法的流程图；
61.图11是示出根据一些实施例在通信系统中实现的方法的流程图；
62.图12是示出根据一些实施例在通信系统中实现的方法的流程图；和
63.图13是示出根据一些实施例在通信系统中实现的方法的流程图。
具体实施方式
64.参考附图详细描述本公开实施例。应当理解，仅出于使本领域技术人员能够更好地理解以及因此实现本公开的目的来讨论这些实施例，而不是建议对本公开的范围的任何限制。在整个说明书中对特征，优点或类似语言的引用并不意味着可以用本公开实现的所有特征和优点应该在或在本公开的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应被理解为意味着结合实施例描述的特定特征，优点或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式来组合本公开所描述的特征，优点和特性。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的特定特征或优点中的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本公开。在其他情况下，在某些实施例中可以认识到附加特征和优点，而附加特征和优点可能不会在本公开的所有实施例中存在。
65.如本文所用，术语“网络”是指遵循任何合适的通信标准的网络，例如第一代(1g)、2g、2.5g、2.75g、3g、4g、4.5g、5g通信协议，以及/或任何其他目前已知的或将在未来开发的通信标准。在以下描述中，术语“网络”和“系统”可以互换使用。此外，通信系统中的终端设备与网络节点之间的通信可以根据任何合适的各代通信协议来执行，各代通信协议包括但不限于1g、2g、2.5g、2.75g、3g、4g、4.5g、5g通信协议和/或任何其他目前已知或将来开发的协议。此外，此处使用的特定术语并不将本公开仅限于与特定术语相关的通信系统，而是本公开可以更普遍地应用于其他通信系统。
66.术语“基站”是指通信网络中的接入网络设备，终端设备通过该接入网络设备接入网络并从中接收服务。例如，基站(bs)可以包括但不限于集成接入回传(iab)节点、接入点(ap)、多小区/多播协调实体(mce)等。bs例如可以是节点b(nodeb或nb)、演进型nodeb(enodeb或enb)、下一代nodeb(gnodeb或gnb)、远程无线电单元(rru)、无线电头端(rh)、远程无线电头端(rrh)、中继器、低功率节点(如毫微微节点、微微节点)等。
67.术语“终端设备”是指可以接入通信网络并从其接收服务的任何末端设备。作为示例而非限制，在无线通信网络中，终端设备可以指移动终端、用户设备(ue)、终端设备或其他合适的设备。终端设备可以是例如用户站(ss)、便携式用户站、移动站(ms)或接入终端(at)。终端设备可以包括但不限于便携式计算机，诸如数码相机之类的图像捕获设备，游戏终端设备，音乐存储和回放设备，移动电话，蜂窝电话，智能电话，ip语音(voip)电话，无线本地环路电话，平板电脑，可穿戴设备，个人数字助理(pda)，便携式计算机，台式计算机，车载无线设备，无线端点，移动台，笔记本电脑嵌入式设备(lee)，笔记本电脑安装设备(lme)，usb软件狗，智能设备，无线用户驻地设备(cpe)等。在下面的描述中，术语“终端设备”，“终端”，“用户设备”和“ue”可以互换使用。作为一个示例，ue可以代表被配置用于根据例如由3gpp发布的一个或多个通信标准(例如3gpp的lte标准或nr标准)进行通信的终端设备。如本文所使用的，就拥有和/或操作相关设备的人类用户而言，“用户设备”或“ue”可能不一定具有“用户”。在一些实施例中，终端设备可以被配置为在没有直接人类交互的情况下发送和/或接收信息。例如，当被内部或外部事件触发时，或者响应于来自无线通信网络的请求，ue可以被设计为按照预定的调度向网络发送信息。替代地，ue可以代表旨在出售给人类用户或由人类用户操作但最初可能不与特定人类用户相关联的设备。
68.作为又一示例，在物联网(iot)场景中，终端设备可以代表执行监测和/或测量的机器或其他设备，以及将这种监测和/或测量的结果发送到另一个终端设备和/或网络设备。在这种情况下，ue可以是机器对机器(m2m)设备，其在3gpp上下文中可以被称为机器类型通信(mtc)设备。作为一个特定示例，终端设备可以是实现3gpp窄带物联网(nb-iot)标准的ue。此类机器或设备的特定示例是传感器、计量设备(例如电表、工业机械)或家用或个人电器(例如冰箱、电视)、个人可穿戴设备(例如手表)，等。在其他场景中，ue可以代表能够监测和/或报告其运行状态或与其运行相关的其他功能的车辆或其他设备。
69.说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但不必是每个实施例都包括特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否被明确描述，认为影响与其他实施例相关的此类特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。
70.应当理解，虽然本文可以使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一种元素与另一种元素区分开来。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元素可以被称为第二元素，类似地，第二元素可以被称为第一元素。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关所列术语的任何和所有组合。
71.本文中使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，以及不旨在限制示例实施例。除非上下文另外明确指出，否则如本文所使用的单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”，“包含”，“具有”，“拥有”，“含有”和/或“涵盖”指定所述特征，元素和/或组件等的存在，但是不排除一个或多个其他特征，元素，组件和/或其组合的存在或增加。
72.如本文所使用的，下行链路dl传输是指从诸如基站的网络设备到终端设备的传输，以及上行链路ul传输是指相反方向的传输。
73.注意，本文中使用的这些术语仅是用于便于描述和在节点，设备或网络等之间的区分。随着技术的发展，也可以使用具有相似/相同含义的其他术语。
74.在以下描述和权利要求书中，除非另有定义，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
75.在海上网络中，由船舶上配备的基站所服务的终端设备对于陆地网络中的锚基站是透明的。通过在不同船舶中的基站之间的互连，回传路径被建立在船舶中的基站到陆地网络中的基站之间。在每艘船舶中，有私有的本地核心网来维护本地用户(终端设备)。在这种情况下，回传路径充当到陆地网络的隧道以为在船舶中的基站转发数据。
76.为了实现在第一船舶中的第一网络节点与在第二船舶中的第二网络节点之间的数据转发，提供了在第一船舶上的中继终端设备。在第一船舶上的第一基站或第一本地核心网可以识别中继终端设备，将在来自中继终端设备自身的上行链路数据和针对在第一船舶中的终端设备或在另一船舶中的下游网络节点的中继的下行链路数据之间从中继终端设备传送的数据进行区分。中继终端设备与第一基站(然后与第一本地核心网)建立无线电连接并且与第二基站(然后与第二本地核心网)建立无线电连接。来自第一基站的上行链路数据可以通过中继终端设备传送到第二基站(并最终传送到地面网络)。针对第一基站的下行链路数据可以通过中继终端设备从第二基站被传送到第一基站(然后被传送到在第一船舶上的本地核心网，最后被传送到第一船舶中的本地终端设备)。
77.这样，可以为不同船舶中的基站建立到陆地网络中的基站的无线回传路径，并且可以将通信信息中继到陆地网络/中继来自陆地网络的通信信息。然后，船舶中的每个终端设备都可以通过它们的本地网络和它们的船舶的通信路由来访问互联网服务。
78.图2示出了根据本公开实施例的方法的流程图，该方法可以由在中继终端设备或具有类似功能的任何其他实体中或处实现的装置来执行，或由通信地耦合到中继终端设备的装置来执行。这样，中继终端设备可以提供用于完成方法200的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。
79.在框202，中继终端设备可以与第一船舶中的第一网络节点建立第一无线电连接。
80.在一个实施例中，中继终端设备可以在与第一船舶中的第一网络节点相关联的第一归属用户服务器hss中注册。中继终端设备可以向第一网络节点发起第一物理随机接入信道prach过程。与网络节点建立无线电连接的过程对于本领域技术人员来说是众所周知的。因此，省略其更详细的解释。
81.在框204，中继终端设备可以与第二艘船舶上的第二网络节点建立第二无线电连接。
82.在一个实施例中，中继终端设备可以在与第二网络节点相关联的第二hss中注册。中继终端设备可以向第二网络节点发起第二prach过程。
83.因为第一网络节点和第二网络节点连接到相同的陆地网络，所以与第一网络节点相关联的公共陆地移动网络plmn标识id和与第二网络节点相关联的plmn id是相同的。
84.在框206，中继终端设备可以向第一网络节点和第二网络节点通知中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力。
85.在一个实施例中，中继终端设备可以分别在prach过程期间执行该通知。
86.在一个实施例中，中继终端设备可以分别在prach过程之后执行该通知。
87.在一个实施例中，中继终端设备可以通过以下来执行该通知：标识终端设备的类型是中继终端设备的标识号(例如emsi(加密的移动用户身份)号，随机接入资源(例如，prach前导码,为中继终端设备保留的prach prbs(物理资源块)),为中继终端设备预先配置的prach配置,指示随机接入的意图是数据转发的随机接入原因消息,指示随机接入的意图消息是数据转发的无线电资源控制rrc，或者标识中继终端设备的用户设备类别。
88.在一个实施例中，在通知之后，第一网络节点和/或第二网络节点知道中继终端设备及其在网络节点之间转发数据的能力。
89.在一个实施例中，数据路由功能被实现在网络节点中以处理网络侧的数据路由。如图3(a)所示，网络节点(“bs-n”、“bs n-1”、“bs n-2
”……
)具有路由能力，并使用中继终端设备(“终端”)以在它们之间转发数据。对于到下游方向中的网络节点的数据传输，当网络节点从在相同船舶上的上游中继终端设备接收数据时，网络节点确定该数据应该被传送到下游网络节点还是本地终端设备。如果数据是针对下游网络节点的，该网络节点可以将数据路由到在另一船舶中的下游中继终端设备，而不是将数据转发到本地核心网，即数据路由依赖于网络节点中的路由功能。下游中继终端设备进一步将该数据传送到下游网络节点。如果数据是针对本地终端设备的，网络节点可以将数据传送到本地终端设备。对于到上游方向中的父网络节点的数据传输，执行类似的过程。
90.这样，避免了经由核心网的数据转发。因此，可以实现更好的延迟性能。
91.在一个实施例中，数据路由功能被实现在本地核心网中。在本实施例中，在通知后，与第一船舶中的第一网络节点相关联的第一本地核心网和/或与第二船舶中的第二网络节点相关联的第二本地核心网知道中继终端设备及其在网络节点之间转发数据的能力。如图3(b)所示，本地核心网(“本地cn1”、“本地cn2”、...)具有路由能力，并使用中继终端设备(“backhaul ue”)通过基站在它们之间转发数据。
92.对于到下游方向中的网络节点的数据传输，当网络节点从相同船舶中的上游中继终端设备接收数据时，网络节点可以将数据传送到相同船舶的本地核心网，本地核心网将数据封装有附加的路由信息(即在另一船舶中的子(下游)中继终端设备的ip地址或在相同船舶中的本地终端设备的ip地址)，并将数据路由回网络节点。当网络节点从本地核心接收数据时，它根据路由信息将数据传送到子中继终端设备或本地终端设备。子中继终端设备然后将数据转发到另一个网络节点。对于到上游方向中的父网络节点的数据传输，执行类似的过程。这样，网络节点可能不需要知道哪个终端设备是中继终端设备，中继终端设备只被核心网知道就足够了。可以在注册过程或会话建立过程期间，使用nas(非接入层)信令将中继终端设备的信息通知给核心网。该选项避免了在网络节点中关于路由的变化，但由于通过核心网的数据转发而具有更多的延迟，并且这种延迟发生在每个网络节点到网络节点的跳跃中。
93.在一个实施例中，在建立第一无线电连接之后，中继终端设备可以检测与第二网络节点相关联的第二小区，并将第二小区的小区信息报告给第一网络节点。小区信息可以包括从第一网络节点到陆地网络的距离(例如，跳数)，第二小区的小区标识和对第二小区的无线电测量。第一网络节点可以评估小区信息并向中继终端设备发送建立第二无线电连接的请求。在接收该请求时，中继终端设备执行框204中的过程。在示例中，第一网络节点可以配置中继终端设备以断开与第二网络节点的连接并与第三网络节点建立无线电连接以
将转发数据到上游网络节点。
94.在图3(b)中示出了一跳(即“bs1
”‑
回传ue
‑“
bs2”)设置的回传路径。在任何船舶上，都有本地核心网用于为本地ue提供nas服务。用于为bs提供回传服务的回传ue在相同船舶中的本地cn中注册。在左面船舶中，回传ue用于为bs 1提供回传服务。回传ue首先在左面船舶中的本地cn 1注册。在注册后，bs1和回传ue之间可以建立第一无线电连接，其被称为无线电连接1。然后，回传ue可以执行邻区搜索和测量以确定候选父bs，候选父bs被期望提供到地面网络的回传路径。ue自行或根据bs1的请求来选择bs2作为其父bs节点，其中假设bs2能够通过其父bs连接到陆地网络。然后，回传ue在bs2的相同船舶中的本地cn(即本地cn2)中注册，并且在回传ue和bs2之间建立第二无线电连接。当建立第一和第二无线电连接时，bs1和回传ue可以进一步通过到陆地网络的回传路径从远程服务器请求ip地址。当这些过程完成时，已经为bs 1建立了到地面网络的回传路径。这同样适用于图3(a)。
95.图4示出了用于两个网络节点之间数据转发的协议结构。本发明利用终端设备的双连接(dc)功能。与传统的双连接相比，在网络节点之间没有有线x2(lte)或xn(nr)接口。至少对于双连接建立过程可以避免网络节点之间的交互。在双连接建立过程之后，即在框202和204之后，中继终端设备可以从第一网络节点接收x2/xn消息并将x2/xn消息转发到第二网络节点，反之亦然。在图5中，mac代表媒体接入控制层，rlc代表无线电链路控制层，pdcp代表分组数据汇聚协议层，sdap代表服务数据适应层。
96.如果中继终端设备从第一网络节点接收数据，则中继终端设备可以确定该数据是针对中继终端设备本身还是针对第二网络节点。如果数据是针对中继终端设备本身，则中继终端设备可以将数据传递到本地上层。如果该数据是针对第二网络节点，则中继终端设备可以将该数据转发到到第二网络节点的连接的上行链路传输缓冲区。对于从第二网络节点接收的数据，中继终端设备执行类似的操作。
97.图5示出了根据本公开实施例的方法的流程图，该方法可以由在第一网络节点中或处实现的装置来执行或由通信地耦合到第一网络节点的装置来执行。这样，第一网络节点可以提供用于完成方法500的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。对于上述实施例中已经描述的部分，出于简洁，此处不再赘述。
98.在框502，第一网络节点可以与中继终端设备建立第一无线电连接。该步骤是本领域技术人员熟知的常规过程。省略其细节。
99.在框504，第一网络节点可以从中继终端设备接收关于中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力的通知。
100.在一个实施例中，与第一网络节点相关联的公共陆地移动网络plmn标识id和与第二网络节点相关联的plmn id是相同的。
101.在一个实施例中，在物理随机接入信道prach过程期间或之后或在注册过程或会话建立过程期间接收该通知。
102.在一个实施例中，通过标识号、随机接入资源、物理随机接入信道prach配置、随机接入原因消息、无线电资源控制rrc消息、用户设备类别、或非接入层nas信令来接收该通知。
103.在一个实施例中，第一网络节点可以通过中继终端设备向第二网络节点发送上行链路数据或x2/xn消息。
104.在一个实施例中，第一网络节点可以通过中继终端设备从第二网络节点接收下行链路数据或x2/xn消息。
105.在一个实施例中，第一网络节点可以从中继终端设备接收关于与第二网络节点相关联的第二小区的小区信息的报告，并且向中继终端设备发送用于与第二网络节点建立第二无线电连接的请求。
106.在一个实施例中，小区信息包括从第一网络节点到陆地网络的距离、第二小区的小区标识和对第二小区的无线电测量。
107.在一个实施例中，第二网络节点直接或间接连接到陆地通信网络。
108.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是具有路由能力的基站。
109.在一个实施例中，第一网络节点和第二网络节点每个都是连接到具有路由能力的本地核心网的基站。
110.在一个实施例中，第一网络节点和中继终端设备位于相同船舶中，第二网络节点位于另一船舶中。
111.图6是根据本公开实施例的中继终端设备的框图。
112.中继终端设备600包括收发器601、处理器602和存储器603。存储器603存储可由处理器602执行的指令，由此中继终端设备600可操作以执行例如前面结合图2所描述的过程的动作。特别地，在一个实施例中，存储器603存储可由处理器602执行的指令，由此中继终端设备600可操作以：与第一网络节点建立第一无线电连接；与第二网络节点建立第二无线电连接；向第一网络节点和第二网络节点通知中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力。
113.在一些实施例中，存储器603可以进一步存储可由处理器602执行的指令，由此中继终端设备600可操作以执行上述方法、步骤和过程中的任何方法、步骤和过程。
114.本公开还提供了以非易失性或易失性存储器形式的至少一个计算机程序产品，例如非暂时性计算机可读存储介质、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存和硬盘。计算机程序产品包括计算机程序。该计算机程序包括：代码/计算机可读指令，当由处理器602执行代码/计算机可读指令时，代码/计算机可读指令使中继终端设备600执行例如前面结合图2描述的过程的动作。
115.计算机程序产品可以被配置为在计算机程序模块中构建的计算机程序代码。计算机程序模块基本上可以执行在图2中所示流程的动作。
116.图7是根据本公开实施例的第一网络节点的框图。
117.第一网络节点700包括收发器701、处理器702和存储器703。存储器703存储可由处理器702执行的指令，由此第一网络节点700可操作以执行例如前面结合图5所述的过程的动作。特别地，在一个实施例中，存储器703存储可由处理器702执行的指令，由此第一网络节点700可操作以：与中继终端设备建立第一无线电连接；从中继终端设备接收中继终端设备具有在第一网络节点和第二网络节点之间中继数据的能力的通知。
118.在一些实施例中，存储器703进一步可以存储可由处理器702执行的指令，由此第一网络节点700可操作以执行上述方法、步骤和过程中的任何方法、步骤和过程。
119.本公开还提供了以非易失性或易失性存储器形式的至少一个计算机程序产品，例如非暂时性计算机可读存储介质、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存和硬盘。计算
机程序产品包括计算机程序。该计算机程序包括：代码/计算机可读指令，当由处理器702执行代码/计算机可读指令时，代码/计算机可读指令使第一网络节点700执行例如前面结合图5描述的过程的动作。
120.计算机程序产品可以被配置为在计算机程序模块中构建的计算机程序代码。计算机程序模块基本上可以执行图5所示流程的动作。
121.处理器可以是单个cpu(中央处理单元)，但也可以包括两个或更多个处理单元。例如，处理器可以包括通用微处理器；指令集处理器和/或相关的芯片组和/或专用微处理器，例如专用集成电路(asic)。处理器还可以包括用于缓存目的板载存储器。计算机程序可以由连接到处理器的计算机程序产品来承载。计算机程序产品可以包括在其上存储计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质。例如，计算机程序产品可以是闪存、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)或eeprom，并且在替代实施例中，上述计算机程序模块可以被分布在以存储器形式的不同计算机程序产品上。
122.参照图8，根据实施例，通信系统包括电信网络1110，例如3gpp型蜂窝网络，其包括接入网络1111，例如无线电接入网络，以及核心网1114。接入网络1111包括多个基站1112a、1112b、1112c，例如nb、enb、gnb或其他类型的无线接入点，每个基站定义对应的覆盖区域1113a、1113b、1113c。每个基站1112a、1112b、1112c可通过有线或无线连接1115连接到核心网1114。位于覆盖区域1113c中的第一用户设备(ue)1191被配置为无线连接到相应的基站1112c或被其寻呼。位于覆盖区域1113a中的第二ue 1192可无线连接到对应的基站1112a。虽然在该示例中示出了多个ue1191、1192，但是所公开的实施例同样适用于唯一ue在覆盖区域中或唯一ue连接到相应基站1112的情况。
123.电信网络1110本身连接到主机计算机1130，主机计算机1130可以体现在独立服务器、云实现的服务器、分布式服务器的硬件和/或软件中或作为服务器群中的处理资源。主机计算机1130可以在服务提供方的所有权或控制之下，或者可以由服务提供方或代表服务提供方来操作。电信网络1110和主机计算机1130之间的连接1121和1122可以从核心网1114直接延伸到主机计算机1130，或者可以通过可选的中间网络1120延伸到主机计算机1130。中间网络1120可以是以下中的一个，或以下不只一个的组合：公共网络、私人网络或托管网络；中间网络1120，如果有的话，可以是骨干网或互联网；特别地，中间网络1120可以包括两个或更多个子网络(未示出)。
124.图8的通信系统作为整体实现了连接的ue 1191、1192和主机计算机1130之间的连通性。连通性可以被描述为过顶(ott)连接1150。主机计算机1130和连接的ue 1191、1192被配置为使用接入网络1111、核心网1114、任何中间网络1120和作为中间媒介的可能的进一步基础设施(未示出)，经由ott连接1150来传输数据和/或信令。ott连接1150在ott连接1150所经过的参与通信设备不知道上行链路和下行链路通信的路由的意义上可以是透明的。例如，基站1112可能不会或不需要被告知传入下行链路通信的过去路由，该传入下行链路通信具有源自主机计算机1130的将被转发(例如，切换)到连接的ue 1191的数据。类似地，基站1112不需要知道从ue 1191到主机计算机1130的传出上行链路通信的未来路由。
125.根据实施例，现在将参考图9描述在前面的段落中讨论的ue，基站和主计算机的示例实现。在通信系统1200中，主计算机1210包括：硬件1215，其包括通信接口1216，通信接口1216被配置为建立和维持与通信系统1200的不同通信设备的接口的有线或无线连接。主计
算机1210还包括处理电路1218，其可以具有存储和/或处理能力。特别地，处理电路1218可以包括：适于执行指令的一个或多个可编程处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或这些的组合(未示出)。主机计算机1210还包括软件1211，该软件1211存储在主机计算机1210中或可由主机计算机1210访问并且可由处理电路1218执行。软件1211包括主机应用1212。主机应用1212可用于向远程用户(诸如经由在ue 1230和主机1210处终止的ott连接1250来连接的ue 1230)提供服务。在向远程用户提供服务时，主机应用1212可以提供使用ott连接1250发送的用户数据。
126.通信系统1200还包括基站1220，基站1220被提供在电信系统中，并且包括硬件1225，该硬件1225使其能够与主机1210和ue 1230进行通信。硬件1225可以包括用于与通信系统1200的不同通信设备的接口建立和维护有线或无线连接的通信接口1226，以及用于与位于由基站1220服务的覆盖区域(图9中未示出)中的ue 1230的建立和维护至少无线连接1270的无线电接口1227。通信接口1226可以被配置为促进到主机计算机1210的连接1260。连接1260可以是直接的，或者它可以通过电信系统的核心网(图9中未示出)和/或通过电信系统外部的一个或多个中间网络。在所示的实施例中，基站1220的硬件1225还包括处理电路1228，其可以包括：适于执行指令的一个或多个可编程处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或这些的组合(未示出)。基站1220还具有内部存储的或可通过外部连接访问的软件1221。
127.通信系统1200还包括已经提到的ue 1230。它的硬件1235可以包括无线接口1237，其被配置为与服务于ue 1230当前所在的覆盖区域的基站建立并维持无线连接1270。ue 1230的硬件1235还包括处理电路1238，其可以包括：适于执行指令的一个或多个可编程处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或这些的组合(未示出)。ue 1230进一步包括软件1231，其存储在ue 1230中或可由ue 1230访问并且可由处理电路1238执行。软件1231包括客户端应用1232。客户端应用1232可用于在主机计算机1210的支持下经由ue1230向人类或非人类用户提供服务。在主机计算机1210中，执行中的主机应用1212可以通过终止在ue 1230和主机计算机1210处的ott连接1250与执行中的客户端应用1232通信。在向用户提供服务中，客户端应用1232可以从主机应用1212接收请求数据，并响应于该请求数据提供用户数据。ott连接1250可以传送请求数据和用户数据两者。客户端应用1232可以与用户交互以生成其提供的用户数据。
128.注意，图9所示的主机计算机1210，基站1220和ue 1230可以与图8的主机计算机1130，基站1112a，1112b，1112c之一和ue1191、1192之一分别相同。也就是说，这些实体的内部工作可以如图8所示，并且独立地，周围网络拓扑可以是图8的周围网络拓扑。
129.在图9中，已经抽象地绘制了ott连接1250，以说明通过基站1220的在主机计算机1210与用户设备1230之间的通信，而没有明确引用任何中间设备以及经由这些设备的消息的精确路由。网络基础结构可以确定路由，可以将其配置为对ue 1230或对操作主机计算机1210的服务提供商隐藏，或者对两者都隐藏。当ott连接1250是活动的时，网络基础设施可以进一步做出决定，通过该决定，它动态地改变路由(例如，基于负载平衡考虑或网络的重新配置)。
130.ue 1230和基站1220之间的无线连接1270是根据贯穿本公开描述的实施例的教导。各种实施例中的一个或多个实施例使用ott连接1250来改善提供给ue 1230的ott服务
的性能，其中无线连接1270形成最后一段。更准确地说，这些实施例的教导可以改进数据吞吐量，以及从而提供益处，诸如降低的用户等待时间。
131.可以出于监测一个或多个实施例改善的数据速率，延迟和其他因素的目的而提供测量过程。可能还存在可选的网络功能以用于响应于测量结果的变化来重新配置在主机计算机1210与ue 1230之间的ott连接1250。用于重新配置ott连接1250的测量过程和/或网络功能可以在主机计算机1210的软件1211中或在ue 1230的软件1231中或在两者中实现。在实施例中，可以将传感器(未示出)部署在ott连接1250通过的通信设备中或与该通信设备关联；传感器可以通过提供以上例示的监测量的值或提供其他物理量的值来参与测量过程，软件1211、1231可以从其他物理量的值来计算或估计监测量。ott连接1250的重新配置可以包括消息格式，重传设置，优选的路由等；重新配置不必影响基站1220，并且基站1220可能是不知道的或不可感知的。这种过程和功能在本领域中是已知的和实践的。在某些实施例中，测量可以涉及专有ue信令，其促进主机计算机1210对吞吐量，传播时间，延迟等的测量。可以在软件1211和1231中实现测量，该软件使用ott连接1250来传输消息(尤其是空消息或“虚拟”消息)，同时软件1211和1231监测传播时间，错误等。
132.图10是示出根据一个实施例的在通信系统中实现的方法的流程图。该通信系统包括主计算机，基站和ue，它们可以是参照图8和图9描述的那些。为了本公开的简洁，本部分仅包括参考图10的附图。在该方法的步骤1310中，主机计算机提供用户数据。在第一步骤1310的可选的子步骤1311中，主机计算机通过执行主机应用来提供用户数据。在第二步骤1320中，主机计算机发起携带用户数据的至ue的传输。在可选的第三步骤1330中，根据贯穿本公开所描述的实施例的教导，基站向ue发送在主机发起的传输中携带的用户数据。在可选的第四步骤1340中，ue执行与由主机计算机执行的主机应用相关联的客户端应用。
133.图11是示出根据一个实施例的在通信系统中实现的方法的流程图。该通信系统包括主计算机，基站和ue，它们可以是参照图8和图9描述的那些。为了本公开的简洁，在本部分中将仅包括参考图11的附图。在该方法的第一步骤1410中，主机计算机提供用户数据。在一个可选的子步骤(未显示)中，主机计算机通过执行主机应用来提供用户数据。在第二步骤1420中，主机计算机发起携带用户数据的至ue的传输。根据贯穿本公开描述的实施例的教导，传输可以经由基站通过。在可选的第三步骤1430中，ue接收在传输中携带的用户数据。
134.图12是示出根据一个实施例的在通信系统中实现的方法的流程图。该通信系统包括主计算机，基站和ue，它们可以是参照图8和图9描述的那些。为了本公开的简洁，该部分仅包括参考图12的附图。在该方法的可选的第一步骤1510中，ue接收由主机计算机提供的输入数据。附加地或替代地，在可选的第二步骤1520中，ue提供用户数据。在第二步骤1520的可选的子步骤1521中，ue通过执行客户端应用来提供用户数据。在第一步骤1510的可选的子步骤1511中，ue执行客户端应用，该客户端应用响应于由主机计算机提供的接收到的输入数据来提供用户数据。在提供用户数据时，所执行的客户端应用可以进一步考虑从用户接收的用户输入。不管提供用户数据的具体方式如何，ue都在可选的第三子步骤1530中发起至主机计算机的用户数据的传输。在该方法的第四步骤1540中，根据贯穿本公开描述的实施例的教导，主机计算机接收从ue发送的用户数据。
135.图13是示出根据一个实施例的在通信系统中实现的方法的流程图。该通信系统包
括主计算机，基站和ue，它们可以是参照图8和图9描述的那些。为了本公开的简洁，该部分仅包括参考图13的附图。在该方法的可选的第一步骤1610中，根据贯穿本公开描述的实施例的教导，基站从ue接收用户数据。在可选的第二步骤1620中，基站发起至主机的接收到的用户数据的传输。在可选的第三步骤1630中，主机计算机接收由基站发起的传输中携带的用户数据。
136.本文描述的技术可以通过各种方式来实现，使得实现用实施例描述的相应装置的一个或多个功能的装置不仅包括现有技术构件，还包括用于实现与实施例一起描述的相应装置的一个或多个功能的构件，以及它可以包括用于每个单独功能的单独构件或者可以被配置为执行两个或更多功能的构件。例如，这些技术可以在硬件(一个或多个装置)、固件(一个或多个装置)、软件(一个或多个模块)或其组合中实现。对于固件或软件，实现可以通过执行本文描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来完成。
137.以上已经参考方法和装置的框图和流程图说明描述了本文的示例性实施例。将理解的是，框图和流程图示的每个框以及框图和流程图示中的框的组合分别可以通过包括计算机程序指令的各种构件来实现。这些计算机程序指令可以加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以生产机器，从而在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现在流程图框或多个框中指定功能的构件。
138.此外，虽然以特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为要求以所示出的特定顺序或按顺序执行这些操作，或者要求执行所有图示的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，虽然上述讨论中包含若干具体实施细节，但这些不应被解释为对本文所述主题的范围的限制，而应被解释为可以特定于特定实施例的特征的描述。在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中以组合来实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合来实现。
139.虽然本说明书包含许多特定的实施细节，但这些不应被解释为对任何实施的范围或可能要求保护的范围的限制，而是应被解释为可以特定于特定实施的特定实施例的特征的描述。本说明书中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中以组合来实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，虽然上述特征可能被描述为在某些组合中起作用，甚至最初要求如此保护，但在某些情况下可以从组合中删除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
140.对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式实施本发明构思。给出上述实施例以用于描述而非限制本公开，应当理解，如本领域技术人员容易理解的那样，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行修改和变型。这种修改和变型被认为在本公开和所附权利要求书的范围内。本发明的保护范围由所附权利要求书限定。