CN1961604B

CN1961604B - 用于跨异构无线网络的无缝连接的方案

Info

Publication number: CN1961604B
Application number: CN200580017228.0A
Authority: CN
Inventors: V·古普塔; C·马奇尔科
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2025-05-06
Also published as: US20050276240A1; TWI278245B; WO2005120124A1; TW200607367A; CN1961604A; EP1757144A1

Abstract

本发明公开了支持异构无线网络上的虚拟连接的方法和装置。第一设备上的虚拟连接管理器提供该装置上的应用程序和第二设备之间经由无线链路的通信路径。该虚拟连接管理器可将该无线链路改为另一无线链路而不关闭该通信路径。

Description

用于跨异构无线网络的无缝连接的方案

背景

相关技术描述

在不断发展的无线技术中，单个设备能够通过两个或更多不同种类的无线链路来通信。这些链路中的每一个都可实现一不同的无线空中链路协议，且可使用不同类型的硬件和软件来支持各种协议。由不同类型的链路形成的网络被认为是异构网络，这意味着与链路之一相关联的硬件和软件通常无法用于跨另一链路建立连接。使用哪一通信链路的选择可基于到接入点的邻近度、信号强度、可用带宽、基于用户或服务供应商的策略以及其它这样的条件来确定。

附图简述

通过参考附图，可更好地理解本发明，且本领域的技术人员可以清楚其众多特征和优点。

图1示出了根据本发明的一个实施例的具有多个异构网络的无线系统的框图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的具有对异构无线网络上的虚拟连接的支持的无线设备的各部分。

图3示出了根据本发明的一个实施例的流程图。

在不同的附图中对相同的参考标号的使用指示相似或相同的项目。

实施例的描述

在以下描述中，陈述了众多具体细节。然而，可以理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，详细示出了公知的方法、结构和技术以便不会模糊对此描述的理解。

对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“各实施例”等的引用指示如此描述的本发明的(多个)实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是并不是每一实施例都必须包括该特定特征、结构或特性。此外，对短语“在一个实施例中”的重复使用并不一定指的是同一实施例，尽管它也可能指同一实施例。

如此处所使用的，除非另外指明，否则使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等来描述相同对象仅仅指示正引用相同对象的不同实例，而并不旨在暗示如此描述的对象必须在时间或空间上、分级上或者以任何其它方式具有给定的顺序。

除非另外具体规定，否则如可从以下讨论中清楚的，可以理解，贯穿本说明书的讨论使用诸如“处理”、“计算”、“运算”等术语指的是将表示为诸如电子等物理量的数据处理和/或变换成类似地表示为物理量的其它数据的计算机或计算系统或类似的电子计算设备的动作和/或处理。

以类似的方式，术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据变换成可被储存在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何设备或设备的一部分。“计算平台”可包括一个或多个处理器。

旨在落入本发明的范围之内的无线通信系统的类型包括但不限于，无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)、无线个人区域网(WPAN)、无线城域网(WMAN)、码分多址(CDMA)蜂窝无线电话通信系统、全球移动通信系统(GSM)蜂窝无线电话系统、北美数字蜂窝(NADC)蜂窝无线电话系统、时分多址(TDMA)系统、扩展TDMA(E-TDMA)蜂窝无线电话系统、第三代(3G)系统(如宽带CDMA(WCDMA)、CDMA-2000、通用移动电信系统(UMTS))等等，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。

图1示出了根据本发明的一个实施例的具有多个无线网络的无线系统的框图。在图1所示的无线系统100中，第一设备110可包括耦合到天线114和基带处理器116的无线收发器112。在一个实施例中，基带处理器116可包括单个处理器，或者可包括基带处理器和应用处理器，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。基带处理器116可耦合到存储器118，存储器118可包括诸如DRAM等易失性存储器、诸如闪存等非易失性存储器，或者可包括诸如硬盘驱动器等其它类型的存储，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。存储器118的全部或某一部分可被包括在和基带处理器116相同的集成电路上，或者存储器118的全部或某一部分可设置在基带处理器116的集成电路外部的集成电路或如硬盘驱动器的其它介质上，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。

第一设备110与第二设备120通信，第一设备110和第二设备120中的至少一个可以是移动单元(MU)。第二设备120可包括收发器122、天线124、基带处理器126和存储器128。在某些实施例中，第一设备110和第二设备120可经由天线114和124通过无线系统100发送和/或接收一个或多个分组。或者，第一设备110和第二设备120可包括两根或更多的天线来提供分集天线配置、提供空分多址(SDMA)或提供多输入多输出(MIMO)系统等等，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。分组可包括数据、控制消息、网络信息等。

第一设备110和第二设备120可以是各种设备中的任一种，诸如蜂窝电话、无线电话头戴式耳机、打印机、无线键盘、鼠标、无线网络接口设备和网络接口卡(NIC)、基站、接入点(AP)、网关、网桥、集线器、蜂窝无线电话通信系统、卫星通信系统、双向无线电通信系统、单向寻呼机、双向寻呼机、个人通信系统(PCS)、便携式或固定个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、软件无线电、可重配置无线电或能够通过无线网络通信的其它设备。除此之外或作为代替，在本发明的其它实施例中，无线通信系统100可包括附加设备，其任一个可以是移动单元。

第一设备110可与网络138耦合，以使第一设备110和第二设备120可与网络138，包括耦合到网络138的设备通信。网络138可包括诸如电话网络或因特网等公共网络，或者网络138可包括诸如内联网等专用网络，或者为公共和专用网络的组合，尽管本发明的范围在这方面并不受限制。

第一设备110和第二设备120可经由例如链路132、134和136等多个无线通信链路中的一个彼此通信。这些链路中的每一个都可实现一不同的无线空中链路协议，且可使用不同类型的硬件和软件来支持各种协议。例如，收发器112和天线114可包括用于经由多个无线通信链路通信的收发器和天线。对使用哪一通信链路的选择可基于到其它设备的邻近性、信号强度、可用带宽、无线频谱成本、用户或系统级策略和其它这样的条件来确定。

链路132、134和136可根据各种无线标准来实现，这些无线标准包括例如一个或多个无线蜂窝标准、一个或多个无线联网标准、一个或多个射频识别(RFID)标准和/或其它标准。由链路132、134和136形成的不同网络被认为是异构网络，这意味着与这些链路之一相关联的硬件和软件通常不能用于跨另一链路建立连接。例如，在至少一种实现中，至少一条链路是根据蓝牙短程无线协议(Bluetooth SIG公司2003年11月的蓝牙系统规范(Specification of Bluetooth System)1.2版以及其它相关的规范和协议)来实现的。其它可能的无线联网标准包括例如：IEEE802.11(ANSI/IEEE标准802.11-1999版和相关标准)、由欧洲电信标准协会(ETSI)宽带无线电接入网(BRAN)项目组开发的HIPERLAN 1、2和相关标准、HomeRF(HomeRF技术委员会2002年7月的HomeRF规范2.01修订版和相关规范)和/或其它标准。

在本发明的一个实施例中，为在第一设备110上运行的应用程序建立经由无线链路132到第二设备120的通信路径。该通信路径包括到该应用程序的虚拟应用程序连接和经由无线链路132的网络连接。例如，如果第一设备110是移动设备且开始移出能够经由链路132通信的范围，则通信环境改变。第一设备110将通信路径切换到无线链路134而不关闭虚拟应用程序连接。

图2示出了根据本发明的一个实施例的具有对异构无线网络上的虚拟连接的支持的无线设备的各部分。在一个实施例中，无线系统200包括应用程序202、虚拟化移动性管理器204、连接服务206、自适应无线电体系结构208和无线网络接口210。

无线系统200支持若干网络连接点，并且具有通信路径中涉及的网络元件的知识。由此，无线系统200具有关于具体通信路径的路由信息，且该知识允许无线系统200确定各种网络之间的边界并将连接切换到最适当的网络和无线链路。应用程序202打开到另一设备的单个虚拟通信路径。该通信路径包括到应用程序的虚拟应用程序连接和经由无线链路的网络连接。

例如第一设备100的无线系统200包括一个或多个较高层用户级应用程序202，作为示例而非局限，诸如语音应用程序222、浏览器应用程序224、消息通信应用程序226和流传送应用程序228。其它应用程序可包括电话、同步、打印、文件传输、诸如消息通信服务、多媒体消息通信服务等蜂窝数据服务等等。在无线系统200上运行的应用程序202向例如第二设备120的另一设备接收或发送数据。当通信环境改变或鉴于其它各种原因，无线链路，例如在第一设备110和第二设备120之间传送数据的无线链路132可被切换到另一无线链路，例如无线链路134。

虚拟化移动性管理器204建立和管理应用程序202和不同类型的无线网络接口210之间的虚拟连接。即使通信路径在多个无线链路之间切换，应用程序202也只需打开或关闭虚拟应用程序连接一次。虚拟化移动性管理器204抽象应用程序202的连接知识，并向应用程序202提供不变的连接参数。

虚拟化移动性管理器204包括连接策略管理器232、越区切换管理器234、网络选择管理器236以及会话管理器238。连接策略管理器232允许应用程序202指示其用于管理连接的偏好。这些参数中的某一些包括连接成本、优先级、所需带宽、最大等待时间、连接独占性、持续时间、安全需求等等。基于这些偏好，虚拟化移动性管理器204在不同的可用无线网络之间作出适当的连接选择。网络选择管理器236允许虚拟移动性管理器204基于链路属性选择不同的可用无线网络。越区切换管理器234和会话管理器238基于来自无线电信息模型管理器208的用户策略和越区切换触发通知来管理跨不同无线网络的漫游决策和会话越区切换。

在一个实施例中，连接服务206可支持使用公知技术的本地和远程连接，这些公知技术诸如远程接入服务器(RAS)242、电路交换(CS)语音单元244、互联网协议(IP)网络语音单元246、点对点隧道协议(PPTP)单元248、代理单元250以及其它这样的技术。例如，语音应用程序222可使用CS语音244或IP网络语音246类型的连接。

自适应无线电体系结构208包括例如网络检测单元252、链路监视单元254、越区切换触发单元256、以及无线电信息模型管理器(RIMM)258。RIMM 258支持一组服务，例如网络检测单元252、链路监视单元254和越区切换触发单元256。RIMM 258担当用于访问不同无线设备和协议的所有物理和链路层属性的中心点，并以跨平台和操作系统的一致方式向驱动程序、中间件无线电服务和/或知晓移动的应用程序公开该信息。RIMM 258被设计成跨各种各样的无线协议支持多个离散以及可重配置的无线电设备。

无线网络接口210包括多个接口，例如无线城域网(WMAN)驱动程序和设备接口262、无线个人区域网(WPAN)驱动程序和设备接口264、无线局域网(WLAN)驱动程序和设备接口266、无线广域网(WWAN)驱动程序和设备接口268以及其它这样的无线接口。

图3示出了根据本发明的一个实施例的流程图。流程300始于在框302处从应用程序接收通信路径请求。在框304处，确定要连接到的最优无线网络。对最优无线网络的选择可以根据例如设备之间的距离、信号强度、噪声、服务成本、用户或系统级策略等。在框306处，建立经由最优网络的通信路径。该通信路径包括到应用程序的虚拟应用程序连接以及经由最优网络的网络连接，即具体无线链路。在步骤308处，执行正常的应用程序处理。例如，应用程序可沿着该通信路径发送或接收数据。在步骤310处，监视环境或其它条件的改变。如果未发生改变，则继续正常的应用程序处理。如果发生改变，则在步骤312处确定新的最优网络。在步骤314处，网络连接被改为该新的最优网络而不改变虚拟应用程序连接。该应用程序不知道无线网络的改变。在步骤308处，继续正常的应用程序处理。在步骤316处，监视断开请求。如果未接收到断开请求，则在步骤308处继续正常的应用程序处理。如果接收到断开请求，则在步骤318处关闭通信路径，包括关闭虚拟应用程序连接和网络连接。

上述技术可被包含在用于配置计算系统来执行该方法的计算机可读介质中。计算机可读介质可以按可移动的方式永久地或远程地耦合到第一设备110、第二设备120或另一系统。作为示例而非局限，计算机可读介质可包括任何数量的以下介质：包括磁盘和磁带存储介质的磁存储介质；诸如光盘介质(例如，CD-ROM、CD-R等)和数字视频盘存储介质等光存储介质；全息存储器；包括诸如闪存、EEPROM、EPROM、ROM等基于半导体的存储器单元的非易失性记忆存储介质；铁磁数字存储器；包括寄存器、缓冲器或高速缓存、主存储器、RAM等的易失性存储介质；以及包括永久和间歇计算机网络、点对点电信设备、载波传输介质、因特网等的数据传输介质。可使用其它新的和各种类型的计算机可读介质来储存和/或传送此处所讨论的软件模块。计算系统可以被发现为采用多种形式，包括但不限于大型机、小型机、服务器、工作站、个人计算机、笔记本计算机、个人数字助理、各种无线设备和嵌入式系统等等、典型的计算系统包括至少一个处理单元、相关联的存储器和多个输入/输出(I/O)设备。计算系统根据程序处理信息，并经由I/O设备产生所得的输出信息。

根据本发明的实现已在特定实施例的上下文中描述。这些实施例意为说明性而非限制性的。多种变化、修改、添加和改进是可能的。因此，可为此处描述为单个实例的组件提供多个实例。各种组件、操作和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，且在具体的说明性配置中示出了特定的操作。可以想到其它功能分配，且它们可落入以下本发明权利要求的范围之内。最后，在各种配置中表示为离散组件的结构和功能可被实现为组合的结构或组件。这些和其它变化、修改、添加和改进可落入所附权利要求书中定义的本发明的范围之内。

Claims

1.一种方法，包括：

建立第一设备和第二设备之间的第一通信路径，所述第二设备是无线设备或基站，所述第二设备通过第二通信路径耦合到因特网，所述第一和第二通信路径彼此不同，所述第一通信路径是在所述第一设备上运行的应用程序与所述第二设备之间的虚拟通信路径，所述第一通信路径包括：

在所述第一设备上运行的应用程序与所述第一设备上的无线网络接口之间的虚拟应用程序连接，其中所述虚拟应用连接是由在所述第一设备上运行的所述应用程序打开的，以及

所述第一设备和所述第二设备之间经由第一无线链路的第一网络连接；由所述第一设备检测所述第一无线链路的环境的改变；

响应于检测到所述第一无线链路的环境的改变而由所述第一设备关闭所述第一无线链路并且由所述第一设备建立所述第一设备和所述第二设备之间的第二无线链路，而在所述第一设备处并不丢失所述虚拟应用程序连接；

其中所述由第一设备建立所述第二无线链路包括令所述第一设备上的所述应用程序指示适用于选择所述第一或第二网络连接的连接偏好。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述第一设备检测所述第一无线链路的环境的改变包括基于特定参数来确定所述第二无线链路提供比所述第一无线链路更优的连接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关闭所述第一无线链路并建立所述第二无线链路是由检测到无线参数的改变触发的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无线参数包括所述第一设备和所述第二设备之间的距离。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无线参数的改变包括所述第一网络的信号强度的减小。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关闭所述第一无线链路并建立所述第二无线链路是由检测到较低成本的网络的可用性触发的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关闭所述第一无线链路是在建立所述第二无线链路之后执行的。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一无线链路包括第一无线网络的一部分，且所述第二无线链路包括第二无线网络的一部分；并且其中，所述第一无线网络和所述第二无线网络关于彼此是异构网络。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一无线链路依照一无线标准，而所述第二无线链路依照一不同的无线标准。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，不关闭所述虚拟应用程序连接包括允许当前应用程序的处理继续。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述第一通信路径包括向所述应用程序提供在所述第一无线链路改为所述第二无线链路时不改变的虚拟应用程序连接参数。

12.一种方法，包括：

提供在第一设备上运行的应用程序与第二设备之间经由第一无线链路的第一通信路径，所述第二设备是无线设备或基站，所述第二设备通过第二通信路径耦合到因特网，所述第一和第二通信路径彼此不同，其中所述第一通信路径是在所述第一设备上运行的应用程序与所述第二设备之间的虚拟通信路径，所述第一通信路径包括在所述第一设备上运行的应用程序与所述第一设备上的无线网络接口之间的虚拟应用程序连接，其中所述虚拟应用连接是由在所述第一设备上运行的所述应用程序打开的；

由所述第一设备识别所述第一无线链路的无线参数的改变；

改变为第二无线链路而由所述第一设备不中断所述应用程序的在所述应用程序与所述第二设备之间的处理也不丢失所述虚拟应用程序连接，所述第二无线链路不同于所述第一无线链路；

其中所述提供和所述改变是基于由在所述第一设备上运行的所述应用程序指示的偏好。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述通信路径改为所述第二无线链路包括由所述第一设备基于特定参数来确定所述第二无线链路提供比所述第一无线链路更优的连接。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述无线参数包括所述第一设备和所述第二设备之间的距离。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述无线参数的改变包括所述第一网络的信号强度的减小。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述无线参数的改变包括较低成本的网络的可用性。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一无线链路依照一无线协议，而所述第二无线链路依照一不同的无线协议。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一无线链路包括第一无线网络的一部分，且所述第二无线链路包括第二无线网络的一部分；并且其中，所述第一无线网络和所述第二无线网络是异构网络。

19.一种装置，包括：

第一设备上的提供在所述第一设备上运行的应用程序和第二设备之间经由第一无线链路的第一通信路径的虚拟化移动性管理器，所述第二设备是无线设备或基站，所述第二设备通过第二通信路径耦合到因特网，所述第一和第二通信路径彼此不同，其中所述第一通信路径是在所述第一设备上运行的应用程序与所述第二设备之间的虚拟通信路径，所述第一通信路径包括在所述第一设备上运行的应用程序与所述第一设备上的无线网络接口之间的虚拟应用程序连接，其中所述虚拟应用连接是由在所述第一设备上运行的所述应用程序打开的；

其中，所述虚拟化移动性管理器能将所述第一无线链路改为所述第一设备与所述第二设备之间的第二无线链路而不关闭所述应用程序与所述第二设备之间的所述通信路径也不丢失所述虚拟应用程序连接；

其中所述虚拟化移动性管理器基于由所述应用程序指示的偏好来选择所述第一无线链路或所述第二无线链路；

其中所述虚拟化移动性管理器和所述应用程序各自驻留在所述第一设备上；并且

其中所述虚拟化移动性管理器包括连接策略管理器、越区切换管理器、网络选择管理器、以及会话管理器。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，其中所述无线网络接口包括：

能够经由所述第一无线链路从所述应用程序向所述第二设备发送数据的第一无线接口；以及

能够经由第二无线链路从所述应用程序向所述第二设备发送数据的第二无线接口。

21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，将所述第一无线链路改为所述第二无线链路包括由所述第一设备基于特定参数来确定所述第二无线链路提供比所述第一无线链路更优的连接。

22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，改变所述无线链路是由无线参数的改变触发的。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述无线参数包括所述装置和所述设备之间的距离。

24.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一无线链路包括第一无线网络的一部分，且所述第二无线链路包括第二无线网络的一部分；并且其中，所述第一无线网络和所述第二无线网络是异构网络。

25.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述无线链路依照一无线标准，而所述另一无线链路依照一不同的无线标准。

26.一种通信设备，包括：

经由第一无线链路和第二无线链路通信的一根或多根天线；

在所述通信设备上运行以提供在所述通信设备处运行的应用程序和第二设备之间经由所述第一无线链路的第一通信路径的虚拟化移动性管理器，所述第二设备是无线设备或基站，所述第二设备通过第二通信路径耦合到因特网，所述第一和第二通信路径彼此不同，其中所述第一通信路径是在所述第一设备上运行的应用程序与所述第二设备之间的虚拟通信路径，所述第一通信路径包括在所述第一设备上运行的应用程序与所述第一设备上的无线网络接口之间的虚拟应用程序连接，其中所述虚拟应用连接是由在所述第一设备上运行的所述应用程序打开的；

其中，所述虚拟化移动性管理器能将所述第一无线链路改为所述第二无线链路而不关闭所述应用程序与所述第二设备之间的所述通信路径也不丢失所述虚拟应用程序连接；

其中所述虚拟化移动性管理器基于由所述应用程序指示的偏好来选择所述第一或第二无线链路；

其中所述虚拟化移动性管理器与所述一根或多根天线驻留在相同设备中；并且

27.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，其中所述无线网络接口包括：

能够经由所述第二无线链路从所述应用程序向所述第二设备发送数据的第二无线接口。

28.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，将所述第一无线链路改为所述第二无线链路包括由所述通信设备确定所述第二无线链路提供比所述第一无线链路更优的连接。

29.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，改变所述第一无线链路是由无线参数的改变触发的。

30.如权利要求29所述的通信设备，其特征在于，所述无线参数包括所述通信设备和所述第二设备之间的距离。

31.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，所述第一无线链路依照一无线协议，而所述另一无线链路依照一不同的无线协议。

32.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，所述第一无线链路包括第一无线网络的一部分，且所述第二无线链路包括第二无线网络的一部分；并且其中，所述第一无线网络和所述第二无线网络是异构网络。