DE602005000793T2

DE602005000793T2 - Verfahren und System zur Kommunikation zwischen drahtlosen Netzwerken, die auf Koordinatoren basiert sind.

Info

Publication number: DE602005000793T2
Application number: DE200560000793
Authority: DE
Inventors: Hyun-ah Gwanak-gu Sung; Dae-gyu Yeongtong-gu Suwon-si Bae; Jin-woo Yeongtong-gu Suwon-si Hong
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-23
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2025-04-24
Also published as: EP1592177B1; CN1691626A; US20050239456A1; KR20050103394A; DE602005000793D1; JP2005318581A; EP1592177A1; US7376137B2; CN100407677C; KR100643272B1

Description

Die vorliegende “Erfindung bezieht sich allgemein auf eine drahtlose Vernetzung und insbesondere auf die Kommunikation zwischen drahtlosen Netzwerken in einer drahtlosen Umgebung, die auf Koordinatoren basiert, bis zur Verbindung mit einem verdrahteten Netzwerk.
Mit dem Fortschritt in den Kommunikations- und Netzwerktechnologien entwickelt sich eine verdrahtete Netzwerkumgebung, die verdrahtete Medien, wie z. B. Coaxial- oder optische Kabel verwendet, zu einer drahtlosen Netzwerkumgebung, die drahtlose Signale in verschiedenen Frequenzbändern verwendet. Im Rahmen des Übergangs von der verdrahteten zur drahtlosen Technologie wird ein Rechner-Gerät entwickelt, das ein drahtloses Schnittstellen-Modul enthält, das Mobilität ermöglicht, und das bestimmte Funktionen ausführt, indem verschiedene Informationen verarbeitet werden (nachstehend „ein drahtloses Netzwerkgerät"), und es entstehen drahtlose Technologien, die eine effektive Kommunikation zwischen drahtlosen Netzwerkgeräten in einem drahtlosen Netzwerk ermöglichen.
Es gibt zwei Haupt-Architekturen von drahtlosen Netzwerken: Infrastruktur- und Ad-hoc-Netzwerke.
Das Infrastruktur-Netzwerk enthält einen Access Point (Zugangspunkt) (AP) 110, wie er in 1 gezeigt wird, während das Ad-hoc-Netzwerk, wie in 2 gezeigt, keinen AP zur Kommunikation benötigt.
In einem Infrastrukturmodus verbindet ein AP 110 nicht nur ein drahtloses Netzwerk mit einem verdrahteten Netzwerk, sondern es stellt auch die Kommunikation unter drahtlosen Netzwerkgeräten innerhalb eines drahtlosen Netzwerks bereit. Daher wird der gesamte Datenverkehr in dem Infrastruktur-Netzwerk durch den AP 110 weitergeleitet.
In einem Ad-hoc-Modus können drahtlose Netzwerkgeräte innerhalb eines einzelnen drahtlosen Netzwerks unmittelbar kommunizieren, ohne einen AP zu verwenden.
Solche Ad-hoc-Netzwerke können, basierend auf dem Vorhandensein eines Koordinators, ferner in zwei Typen klassifiziert werden. In einem Typ des drahtlosen Netzwerks, das drahtloses Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert" genannt wird, fungiert ein zufällig ausgewähltes drahtloses Netzwerkgerät als ein Koordinator, der anderen drahtlosen Netzwerkgeräten Zeit („Kanalzeit") innerhalb desselben drahtlosen Netzwerks für die Datenübertragung zuweist, und dann wird den anderen drahtlosen Netzwerkgeräten ermöglicht, Daten nur zu der zugewiesenen Kanalzeit zu übertragen. Gegenüber dem drahtlosen Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, das „Koordinator freies drahtloses Netzwerk" genannt wird, ermöglicht der andere Typ des drahtlosen Netzwerks allen Netzwerkgeräten Daten zu einer beliebigen gewünschten Zeit zu übertragen ohne einen Koordinator zu verwenden.
Das drahtlose Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, ist ein einzelnes, unabhängiges Koordinator zentriertes Netzwerk. Sobald es mehrere drahtlose Netzwerke, die auf Koordinatoren basieren, innerhalb eines bestimmten Bereichs gibt, weist jedes Netzwerk eine eindeutige ID auf, um sich selbst von den Anderen zu Unterscheiden.
Obwohl drahtlose Netzwerkgeräte Daten zu anderen/von anderen drahtlosen Netzwerkgeräten während der Kanalzeit, die ihnen durch den Koordinator in dem drahtlose Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, zu dem sie gehören, übertragen und/oder empfangen können, ist es ihnen deshalb nicht möglich, mit drahtlosen Netzwerkgeräten zu kommunizieren, die zu einem anderen drahtlosen Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, gehören.
Es wird zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, in einem Heimnetzwerksystem, das drei drahtlose Netzwerke, die auf Koordinatoren basieren, enthält, angenommen, dass ein drahtloses Netzwerk-1 310, ein drahtloses Netzwerk-2 320 und ein drahtloses Netzwerk-3 330 jeweils in einem Wohnzimmer in der ersten Etage, in einem Schulzimmer in der zweiten Etage und einem Schlafzimmer in der ersten Etage aufgebaut sind.
Wenn ein Anwender sich unter Verwendung eines tragbaren, beweglichen Film-Players 325 in dem Schulzimmer Filme anschauen möchte, die auf einem Media-Server 315 in dem Wohnzimmer gespeichert sind, kann der Anwender dann keine Filme anschauen, da es keine Weg gibt, zwischen dem drahtlosen Netzwerk-1 310 und dem drahtlosen Netzwerk-2 320 zu kommunizieren. Deshalb muss der Anwender die Treppen hinunter in das Wohnzimmer gehen, um die Filme anzuschauen.
Dieses Problem kann auftreten infolge der Bereichseinschränkung von Funkwellen, des Fehlens von Informationen in anderen Netzwerken, die auf Koordinatoren basieren, und der Kanalzeit-Zuweisung.
Daher gibt es den Bedarf, eine neue Netzwerktopologie für die Übertragung und den Empfang von Daten zwischen drahtlosen Netzwerkgeräten zu gestalten, die zu verschiedenen Netzwerken, die auf Koordinatoren basieren, gehören.
US 2003/0149794-A legt ein Verfahren und eine Vorrichtung offen für eine Inter-Netzwerk-Kommunikation zwischen einem ersten und einem zweiten drahtlosen Netzwerk, die eine erste und zweite Vielzahl von drahtlosen Netzwerkknoten enthalten. Jeder Slave-Knoten innerhalb des ersten und des zweiten Netzwerks überträgt eine Ankündigung, die dessen Adresse und die Dienste, die er anbietet, ermittelt, an einen Master-Knoten jedes Netzwerks. Basierend auf diesen Informationen kann der Master-Knoten eines Netzwerks alle Knoten bestimmen, die an dem Netzwerk und den Diensten teilhaben, die von jedem Knoten angeboten werden. Ein Slave-Knoten, der sowohl ein Element der ersten als auch der zweiten Netzwerkeinrichtung ist, der eine Inter-Vernetzung dazwischen bereitstellt, und die Ankündigung, die von dem Slave-Knoten ausgegeben wird, ermittelt weitere Netzwerke, deren Slave-Knoten damit kommunizieren kann. Basierend auf den Ankündigungen, die von jedem Slave-Knoten empfangen werden, gibt der Master-Knoten jedes Netzwerks einen Internet-Verwaltungs-Rundruf aus, der die Knoten ermittelt, die an dem Netzwerk teilhaben, bei dem die Dienste durch jeden Knoten angeboten werden und die Dienste, die durch jedes externe Netzwerk angeboten werden, für einen oder mehrere der Slave-Knoten des Netzwerks zugänglich sind. Dieses Dokument bildet den kennzeichnenden Teil der Ansprüche, die hierzu beigefügt sind.
Nach der vorliegenden Erfindung werden hier eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt, wie es in den beigefügten Ansprüchen dargestellt wird. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die Unteransprüche und die folgende Beschreibung deutlich.
Nach einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein System zur Ermöglichung einer Datenübertragung und eines Datenempfangs zwischen drahtlosen Netzwerkgeräten bereit, die zu verschiedenen drahtlosen Netzwerken, die auf Koordinato ren basieren, gehören, indem eine Vielzahl von verschiedenen drahtlosen Netzwerken, die auf Koordinatoren basieren, durch eine verdrahtetes Backbone verbunden sind.
Gesichtpunkte der vorliegenden Erfindung werden deutlicher, indem deren beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden, in denen Folgendes gilt:
1 zeigt ein drahtloses Netzwerk, das einen AP enthält;
2 zeigt ein drahtloses Netzwerk, das in einem Ad-hoc-Modus arbeitet;
3 ist ein schematisches Diagramm eines Heimnetzwerksystems, das eine Vielzahl von drahtlosen Netzwerken, die auf Koordinatoren basieren, enthält;
4 ist ein Diagramm eines Netzwerksystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 stellt das Format eines MAC-Frames (Medium Access Control – Mediumzugriffssteuerung) dar, das einen Ethernet-Frame nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einkapselt;
6 stellt das Format eines Verbindungs-Anforderungsbefehls nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
7 stellt das Format eines anwendungspezifischen Informationselement(ASIE)-Frames nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
8 ist ein Blockdiagramm eines Geräts nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Blockdiagramm eines Relais-Geräts nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Diagramm, das den Dialog zwischen einem MAC-Frame und einem verdrahteten Backbone-Frame nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Sendens von Informationen über ein Relais-Gerät von einem Relais-Gerät zu einem Koordinator nach einer beispielhaften Ausführungsform der voliegenden Erfindung darstellt;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Sendens von Informationen über ein Relais-Gerät, das in einem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, von einem Koordinator zu anderen Geräten nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Durchführung der Netzwerkkommunikation nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang für die Kommunikation, die von einem Relais-Gerät durchgeführt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt werden. Vorzüge und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung und Verfahren zur Durchführung derselben können unter Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen leichter verstanden werden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollte nicht so interpretiert werden, dass sie auf die beispielhaften Ausführungsformen begrenzt ist, die hierin dargestellt werden. Vielmehr werden diese beispielhaften Ausführungsformen so bereitgestellt, damit diese Offenlegung gründlich und vollständig sein wird, und damit sie den Gedanken der Erfindung vollständig an die Fachleute weiterleiten wird, und die vorliegende Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche bestimmt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der Spezifikation durchweg gleiche Bauteile.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf Blockdiagramme oder Ablaufdiagramme zur Erläuterung eines Systems und Verfahrens zur Kommunikation zwischen drahtlosen Netzwerken, die auf Koordinatoren basieren, beschrieben. Es versteht sich, dass jede Block- oder Ablaufdiagrammdarstellung oder Kombinationen der Block- oder Ablaufdiagrammdarstellungen von Computerprogrammbefehlen implementiert werden können.
Diese Computerprogrammbefehle können einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Befehle, welche über den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, eine Einrichtung zur Implementierung der Funktionen erzeugt, die in dem Ablaufblock oder den Ablaufblöcken festgelegt werden.
Diese Computerprogrammbefehle können auch in einem üblichen Computer oder einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die Befehle, die in dem üblichen Computer oder dem computerlesbaren Speicher gespeichert sind, ein industrielles Erzeugnis herstellen, das eine Befehlseinrichtung beinhaltet, welche die Funktion implementiert, die in dem Ablaufblock oder den Ablaufblöcken festgelegt wird.
Diese Computerprogrammbefehle können auch in einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um eine Reihe von Verarbeitungsschritten zu bewirken, die in dem Computer oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden sollen, um einen vom Computer implementierten Vorgang zu erzeugen, so dass die Befehle, die in dem Computer oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Schritte zur Implementierung der Funktionen bereitstellen, die in dem Ablaufblock oder den Ablaufblöcken festgelegt werden.
Inzwischen stellt das Institute of Electrical and Electronics Engineers (Institut der Elektro- und Elektronikingenieure) (IEEE) mit dem 802.15.3-Standard Spezifikationen für eine Physikalische (PHY) Schicht bereit, die einer Physikalischen Schicht der sieben Schichten dem Open System Interconnection-(offenen Kommunikationssystem)(OSI)-Netzwerkmodell ent spricht, das von der International Organization for Standardization (Internationalen Organisation für Standardisierung) (ISO) für drahtlose Netzwerke und eine MAC-Schicht entwickelt wurde, die einer Datenverbindungsschicht entsprechen.
Um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu unterstützen wird nun ein Wireless Personal Area Network (drahtloses Netzwerk für den persönlichen Bereich) (WPAN), das mit dem IEEE 802.15.3-Standard entspricht, und noch spezieller ein Netzwerksystem zur Ermöglichung der Datenkommunikation zwischen drahtlosen Netzwerkgeräten, die zu verschiedenen WPANs gehören, durch Verbinden mehrerer WPANs über ein verdrahtetes Backbone bei einer MAC-Schicht, als ein beispielhafte Ausführungsform eines drahtlosen Netzwerks, das auf Koordinatoren basiert, beschrieben.
Für die gleichbleibende Verwendung von Begriffen werden ein drahtloses Netzwerkgerät und ein einzelnes Netzwerk, das durch ein oder mehrere Geräte erzeugt wird, nachstehend jeweils als ein „Gerät" und ein „Pico-Netzwerk" bezeichnet, wie es jeweils in einem WPAN festgelegt ist.
Inzwischen werden vor der Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen die folgenden Definitionen bereitgestellt, um die hierin verwendeten Begriffe zu verdeutlichen. Ein Koordinator wird zufällig aus den Netzwerkgeräten innerhalb eines drahtlosen Netzwerks ausgewählt, und weist den anderen Netzwerkgeräten innerhalb desselben Netzwerks für die Datenübertragung Kanalzeit zu. Der Koordinator kann den Netzwerkgeräten auch logische Adressen innerhalb desselben Netzwerks, zu dem er gehört, zuweisen. Der Koordinator überträgt physikalische Adressen und logische Adressen der Netzwerkgeräte innerhalb eines Netzwerks, das auf Koordinatoren basiert, zu dem er gehört, so dass jedes Netzwerkgerät die physikalischen/logischen Adresspaare aller anderen Netzwerkgeräte wahrnimmt.
Eine physikalische Adresse ist eine Hardware-Adresse, die jedes Netzwerkgerät in einem Netzwerk eindeutig bestimmt, und die während der Herstellung des Geräts voreingestellt wird. Das heißt, die physikalische Adresse jedes Netzwerkgeräts ist über das gesamte Netzwerk eindeutig.
Die logische Adresse ist ein anderer Adresstyp, der jedes Netzwerkgerät in einem Netzwerk eindeutig bestimmt, und wird von einem Koordinator zugewiesen. Die logische Adresse weist innerhalb des drahtlosen Netzwerks, das auf Koordinatoren basiert, einen eindeutigen Wert auf. Sobald ein Netzwerkgerät von einem ersten drahtlosen Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, getrennt und mit einem zweiten drahtlosen Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, verbunden wird, kann dem Netzwerkgerät deshalb eine neue logische Adresse zugewiesen werden, die über das zweite drahtlose Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, eindeutig ist.
Eine physikalische Backbone-Adresse bestimmt ein Netzwerkgerät eindeutig, das in dem verdrahteten Backbone-Netzwerk mit einem verdrahteten Backbone-Netzwerk verbunden ist. Das heißt, die physikalische Backbone-Adresse ist ein physikalisches Adressformat, das in dem verdrahteten Backbone-Netzwerk verwendet wird.
4 ist ein Diagramm eines Netzwerksystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezüglich 4 beinhaltet ein Netzwerksystem 400 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Pico-Netzwerken 420, 430 und 440, ein verdrahtetes Backbone-Netzwerk 450, das mit den Pico-Netzwerken 420, 430 und 440 verbunden ist, und ein Gateway 410, das mit dem verdrahteten Backbone-Netzwerk 450 verbunden ist. Jedes der Pico-Netzwerke 420, 430 und 440 beinhaltet jeweils Relais-Geräte 422, 432 und 442, die sohl eine verdrahtete als auch eine drahtlose Kommunikation ermöglichen und das erste bis dritte Pico-Netzwerk 420, 430 und 440 mit dem verdrahteten Backbone-Netzwerk 450 verbinden. Und jedes der Pico-Netzwerke beinhaltet eine Vielzahl von Geräten (Gerät-1 bis Gerät-7), welche die drahtlose Kommunikation durchführen. Zur klaren Abgrenzung, werden in diesem Fall die Pico-Netzwerke 420, 430 und 440 nachstehend erstes, zweites und drittes Pico-Netzwerk 420, 460 und 480 genannt.
Ferner kann ein Gerät, das als Koordinator fungiert aus den Geräten ausgewählt werden, die zu den jeweiligen ersten bis dritten Pico-Netzwerken 420, 430 und 440 gehören. In einem drahtlosen Netzwerk für den persönlichen Bereich (WPAN) wird das Gerät ein „Pico-Netzwerk-Koordinator" (PNC) genannt. Die Relais-Geräte 422, 432 und 442 können ebenso wie die Geräte (Gerät-1 bis Gerät-7) als ein PNC gewählt werden.
Um deutlicher zwischen den Relais-Geräten 422, 432 und 442 zu unterscheiden, werden sie nachstehend jeweils als erstes, zweites und drittes Relais-Gerät 422, 432 und 442 bezeichnet. Das Relais-Gerät nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Router, eine verdrahtete/drahtlose Bridge, ein Gerät oder ein PNC sein, das/der von dem Typ der Netzwerktopologie abhängt, und eine Relais-Funktion einer Datenübertragung durchführt, um ein drahtloses Netzwerk mit einem verdrahteten Netzwerk zu verbinden.
Das verdrahtete Backbone-Netzwerk 450 kann einem beliebigen verdrahteten Netzwerkprotokoll angepasst werden, das auf einem Kommunikationsmedium wie einem Koaxialkabel, einem optischen Kabel, einer Stromleitung oder Telefonleitung basiert. Zum Beispiel kann Ethernet oder Token Ring als ein Protokoll für das verdrahtete Backbone-Netzwerk 450 verwendet werden. Das Protokoll für das verdrahtete Backbone-Netzwerk 450 kann abhängig von einer physikalischen Umgebung variieren, in der die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Sobald Gerät-1 424 mit Gerät-2 426 kommunizieren möchte, d. h., sobald eine Kommunikation zwischen Geräten innerhalb desselben Pico-Netzwerks hergestellt wird, kann es in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform den herkömmlichen IEEE 802.15.3-Standard erfüllen.
Sobald das Gerät-1 424, das zu dem ersten Pico-Netzwerk 420 gehört, jedoch mit Gerät 4 434 kommunizieren möchte, das zu dem zweiten Pico-Netzwerk 430 gehört, d. h., sobald eine Kommunikation zwischen Geräten, die verschiedenen Pico-Netzwerken angehören, hergestellt wird, ist es schwierig einen Kommunikationsmechanismus nur mit einem Frame-Format zu implementieren, das den herkömmlichen IEEE 802.15.3-Standard erfüllt. Der herkömmliche IEEE 802.15.3-Standard unterstützt eine 8-Byte-MAC-Adresse als eine physikalische Adresse eines Geräts und wandelt die 8-Byte-MAC-Adresse in eine 1-Byte-Geräte-ID (DevID) um, welche die logische Adresse ist, um einen MAC-Kopf-Mehraufwand zu vermindern, sobald ein MAC-Frame erzeugt wird. Eine Geräte-ID bestimmt ein Gerät eindeutig und wird von einem PNC zugewiesen. Da ein Gerät oft Geräte-IDs von anderen Geräten in verschiedenen Pico-Netzwerken nicht erkennen kann, ist eine Kommunikation zwischen Geräten in verschiedenen Pico-Netzwerken schwierig durchzuführen.
Um dieses Problem zu überwinden, schlägt die vorliegende Erfindung ein neues Frame-Format vor, das zusätzlich zu dem herkömmlichen IEEE 802.15.3-Frame-Format ein neu definiertes Feld enthält. Die Datenübertragung zwischen Geräten in verschiedenen Pico-Netzwerken, die durch die Verwendung des neuen Frame-Formats möglich wird, wird später beschrieben.
Inzwischen erzeugt jedes der Geräte Gerät-1 bis Gerät-7 einen Subframe (ersten Frame), der Daten enthält, die übertragen werden sollen, sowie physikalische Adressen eines Zielgeräts, das die Daten empfängt, und eines Quellgeräts, das die Daten sendet. Dann erzeugt das Gerät einen zweiten Frame, der den ersten Frame einkapselt. Der zweite Frame verwendet logische Adressen, um ein Zielgerät und ein Quellgerät zu ermitteln. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der erste Frame in einem Ethernet-Format vorliegen, das nachstehend ein Ethernet-Frame genannt wird. Der zweite Frame ist an ein drahtloses Netzwerkprotokoll, das auf Koordinatoren basiert, angepasst, wie z. B. ein IEEE 802.15.3-Protokoll, das nachstehend ein MAC-Frame genannt wird.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden eine MAC-Adresse und eine Geräte-ID jeweils als eine physikalische Adresse und eine logische Adresse verwendet.
5 stellt das Format eines MAC-Frames 500 dar, das einen Ethernet-Frame 530 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einkapselt. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden nur Adressfelder in 5 gezeigt, die verwendet werden, um Geräte in dem MAC-Frames 500 zu ermitteln.
Jedes Gerät erzeugt den Ethernet-Frame 530, um Daten zu übertragen. Der Ethernet-Frame 530 besteht aus einem Ethernet-Kopf 532 und einem Ethernet-Hauptteil 534, die Daten enthalten, die von dem Gerät übertragen werden sollen. Der Ethernet-Kopf 532 enthält ein Quelladressfeld und ein Zieladressfeld, welche jeweils die MAC-Adressen eines Quellgeräts und eines Zielgeräts ermitteln.
Das Gerät kapselt dann den Ethernet-Frame 530 in einem MAC-Frame ein, um eine Kommunikation durchzuführen, die den IEEE 802.15.3-Standard erfüllt. Das heißt, der Ethernet-Frame 530 kann in dem MAC-Hauptteil 520 des MAC-Frames 500 enthalten sein. Der MAC-Kopf 510 in dem MAC-Frame 500, der den Ethernet-Frame 530 einkapselt, enthält ein Quell-ID-Feld und ein Ziel-ID-Feld, welche jeweils Geräte-IDs eines Quellgeräts und eines Zielgeräts ermitteln.
Wenn das Gerät-1 424 zum Beispiel Daten an das Gerät-2 426 senden möchte, kann das Gerät-1 424 einen Ethernet-Frame 530 erzeugen, der aus einem Ethernet-Hauptteil 534, der Daten enthält, die gesendet werden sollen, und einem Ethernet-Kopf 532, der ein Zieladressfeld, das auf die MAC-Adresse des Geräts-2 426 eingestellt wird, und ein Quelladressfeld, das auf seine eigene MAC-Adresse eingestellt wird, besteht. Dann kann das Gerät-1 424 den MAC-Frame 500 erzeugen, der den Ethernet-Frame 530 einkapselt. Der MAC-Kopf 510 in dem MAC-Frame 500 enthält ein Ziel-ID-Feld, das auf die Geräte-ID des Geräts-2 426 eingestellt wird, und ein Quell-ID-Feld, das auf die Geräte-ID des Geräts-1 424 eingestellt wird.
Alternativ kann das Gerät einen MAC-Frame erzeugen, der besteht aus: einem MAC-Hauptteil, der Daten enthält, die gesendet werden sollen, und einem MAC-Kopf, der sowohl physikalische als auch logische Adressen enthält, die eine Zielgerät und ein Quellgerät ermitteln, ohne einen Ethernet-Frame zu erzeugen.
6 stellt das Format eines Verbindungs-Anforderungsbefehls 600 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Der Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 enthält zusätzlich zu einem herkömmlichen IEEE 802.15.3-Befehlsformat ein neues Feld. Das neu hinzugefügte Feld bestimmt die Fähigkeiten eines Relais-Geräts, das die Kommunikation zwischen drahtlosen und verdrahteten Netzwerken weiterleitet. In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine verdrahtete/drahtlose Bridge (nachstehend „Bridge" genannt) als Relais-Gerät verwendet.
Sobald ein Gerät versucht, mit einem bestimmten Pico-Netzwerk Verbindung aufzunehmen, sendet das Gerät in einer beispielhaften Ausführungsform einen Verbindungs-Anforderungsbefehl 600, der seine eigenen Kenndaten enthält, an einen PNC, der innerhalb eines geeigneten Kanals gefunden wird.
Ein Gesamtfähigkeitsfeld 610 des Verbindungs-Anforderungsbefehls 600 enthält ein Gerätefähigkeitsfeld 620 und ein PNC-Fähigkeitsfeld. Unterfelder in dem Gerätefähigkeitsfeld 620 bestimmen verschiedene Fähigkeiten, die das geeignete Gerät aufweist Die Fahigkeiten beinhalten unterstützte Datenraten, eine bevorzugte Fragmentgröße, immer wachsam, um die Quelle zu erkennen und Multiscast zu erkennen.
Zusätzlich zu den herkömmlichen Unterfeldern verwendet die vorliegende Erfindung 1 Bit eines reservierten Feldes, um ein für eine Bridge geeignetes Feld 621 zu bestimmen. Das für eine Bridge geeignete Feld 621 kann einen Wert von 0 aufweisen, der „nicht geeignet" darstellt, oder einen Wert von 1, der „geeignet" darstellt. „Nicht geeignet" zeigt an, dass das Gerät nicht als eine Bridge fungieren kann, währen „geeignet" anzeigt, dass das Gerät als eine Bridge fungieren kann. Sobald ein Gerät, das als Bridge fungiert, versucht, mit einem Pico-Netzwerk Verbindung aufzunehmen, sendet das Gerät den Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 mit dem für eine Bridge geeigneten Feld, das auf 1 eingestellt ist, an einen PNC des Pico-Netzwerks. Andererseits sendet ein Gerät, das nicht als Bridge fungiert, den Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 mit dem für eine Bridge geeigneten Feld, das auf 0 eingestellt ist, zu dem PNC.
Alternativ können zwei oder mehr Bit verwendet werden, um das für eine Bridge geeignete Feld 621 zu bestimmen. In diesem Fall wird ein Bit des für eine Bridge geeigneten Felds 621 verwendet, um „geeignet" oder „nicht geeignet" darzustellen, während die verbleibenden Bits als ein reserviertes Feld verwendet werden.
Ferner kann ein Frame, der von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, für einen anderen Typ von Relais-Gerät verwendet werden, das ein verdrahtetes Netzwerk mit einem drahtlosen Netzwerk verbindet. Um den vorgeschlagenen Frame auf einen anderen Typ von Relais-Gerät anzuwenden, kann ein bestimmtes Feld modifiziert, eingefügt oder gelöscht werden, was als in der vorliegenden Erfindung enthalten ausgelegt wird.
Der PNC, der den Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 von dem Gerät empfängt, erzeugt einen anwendungspezifischen Informationselement(ASIE)-Frame, der Informationen über Geräte enthält, und sendet einen Lichtsignal, das den ASIE-Frame für die anderen Geräte in dem geeigneten Pico-Netzwerk enthält. Insbesondere nach dem Empfang des Verbindungs-Anforderungsbefehls 600 von einem Gerät, das als eine Bridge fungiert, bestimmt der PNC ein Gerät, das innerhalb des Pico-Netzwerks als Bridge fungiert, erzeugt einen ASIE-Frame, der Informationen über das bestimmte Gerät enthält, und überträgt ein Lichtsignal, das den ASIE-Frame der anderen Geräte in dem Pico-Netzwerk enthält.
7 stellt das Format eines ASIE-Frames 700 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Der ASIE-Frame 700 kann einem herkömmlichen IEEE 802.15.3-Format entsprechen. Der ASIE-Frame 700 beinhaltet ein Bauteil-ID-Feld, das eine ASIE-Bauteil-ID darstellt, ein Längenfeld, das die Länge eines ASIE-Felds mit Ausnahme des Bauteil-ID-Felds darstellt, und das Längenfeld, ein den Anbieter organisatorisch eindeutiges Kennzeichnungsfeld (OUI), das einen Hersteller eines Geräts darstellt, das als eine Bridge fungiert, und ein Bridge-Kennzeichnungsfeld, das den Bezeichner eines Geräts darstellt, das als eine Bridge fungiert. Der Bezeichner des Geräts kann eine Geräte-ID (DevID) sein, die nach dem IEEE 802.15.3-Standard verwendet wird, und die Geräte-ID der Bridge kann durch einen PNC zugewiesen werden. Während in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform 1 Byte dem Bridge-Kennzeichnungsfeld zugewiesen wird, können ebenso zwei oder mehr Byte zugewiesen werden.
Sobald eine Bridge in dem Pico-Netzwerk besteht, kann der PNC derweil entweder eine neu verbundene Bridge oder die bestehende Bridge als eine Bridge auswählen, die in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll. Die Bridge kann nach verschiedenen Kriterien ausgewählt werden. Sie kann zum Beispiel nach einer Wahlmöglichkeit des Anwenders ausgewählt werden, oder sie kann automatisch nach der Leistung der Bridge ausgewählt werden. Wenn ferner schon eine oder zwei oder mehr Bridges innerhalb eines Pico-Netzwerks als eine Bridge ausgewählt wurden, die in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, kann der PNC anschließend eine weitere Bridge als eine Bridge auswählen, die in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll. Jedes Mal wenn ein neues Gerät als eine Bridge innerhalb des Pico-Netzwerks ausgewählt wird, überträgt der PNC ein Lichtsignal, das den ASIE-Frame 700 enthält, der Informationen über die Bridge an die anderen Geräte innerhalb des Pico-Netzwerks übertragt.
Die Geräte, die den ASIE-Frame 700 empfangen, können das Vorhandensein einer Bridge wahrnehmen, die innerhalb des Pico-Netzwerks, zu dem sie gehört, verfügbar ist. Sobald eines der Geräte Daten an ein Gerät in einem anderen Pico-Netzwerk übertragen möchte, legt das Gerät eine Ziel-ID eines MAC-Frames fest, die zu einer Geräte-ID der Bridge übertragen werden soll, wodurch der Bridge ermöglicht wird, Daten zwischen Geräten verschiedener Pico-Netzwerke auszutauschen.
8 ist ein Blockdiagramm eines Geräts 800 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Gerät 800 beinhaltet eine Speichereinheit 810, die Bezeichner speichert, die andere Geräte, wie MAC-Adressen und deren Geräte-IDs, bestimmen, eine Steuereinheit 820, die einen Ethernet-Frame für die Datenübertragung erzeugt und den Ethernet-Frame in einen MAC-Frame einkapselt, und eine Sende-/Empfangseinheit 830, die Daten sendet und empfängt.
Die Speichereinheit 810 speichert MAC-Adressen, Geräte-IDs und IP-Adressen von Geräten innerhlalb eines Pico-Netzwerks, zu dem das Gerät 800 gehört. Die Speichereinheit 810 kann außerdem Informationen über ein Relais-Gerät speichern, das innerhalb des Pico-Netzwerks verfügbar ist, zu dem das Gerät 800 gehört, wie z. B. eine Geräte-ID oder eine MAC-Adresse des Relais-Geräts, die aus dem Lichtsignal, das von einem PNC empfangen wird, gewonnen wird. Bei dem Beschaffen einer IP-Adresse und einer MAC-Adresse eines Geräts innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks, kann die Speichereinheit 810 diese ebenfalls speichern.
Deshalb kann das Gerät 800 bestimmen, ob Geräte zu demselben Pico-Netzwerk gehören, zu dem es selbst gehört, oder ob sie zu einem anderen Pico-Netzwerk gehören, das Informationen über Geräte verwendet, die in der Speichereinheit 810 gespeichert sind.
Die Steuereinheit 820 erzeugt den Ethernet-Frame für die Datenübertragung und kapselt dieselben in dem MAC-Frame ein. Die Formate des Ethernet-Frames und des MAC-Frames werden in 5 gezeigt. Das heißt, ein Quelladressfeld und ein Zieladressfeld in einem Ethernet-Kopf sind jeweils auf MAC-Adressen des Geräts 800 und eines Zielgeräts eingestellt. Sobald ein Ethernet-Frame in dem MAC-Frame eingekapselt wird, werden ein Quell-ID-Feld und ein Ziel-ID-Feld in einem MAC-Kopf jeweils auf die Geräte-IDs des Geräts 800 und eines Zielgeräts eingestellt.
Wenn das Zielgerät zu einem anderen Pico-Netzwerk gehört als das Gerät 800, überträgt die Steuereinheit 820 Daten zu einem Relais-Gerät in dem Pico-Netzwerk, zu dem das Gerät 800 gehört. In diesem Fall stellt die Steuereinheit 820 ein Zieladressfeld in dem Ethernet- Frame auf eine MAC-Adresse des Zielgeräts ein, während sie ein Ziel-ID-Feld in dem MAC-Frame auf eine Geräte-ID des Relais-Geräts einstellt.
Das Gerät 800 kann bestimmen, ob das Zielgerät sich innerhalb eines anderen Netzwerks als dem, zu dem es gehört, befindet, indem es die Informationen über Geräte verwendet, die in der Speichereinheit 810 gespeichert sind. In einer Umgebung, welche die IP-Kommunikation unterstützt, kann die Steuereinheit 820 ferner eine unbekannte MAC-Adresse eines anderen Geräts beschaffen, indem eine Address Resolution Protocol(Adressaufläsungsprotokoll)(ARP)-Anforderung verwendet wird. In diesem Fall kann ein ARP-Anforderungspaket in dem Ethernet-Hauptteil (534 von 5) in dem Ethernet-Frame (530 von 5) enthalten sein.
Das Gerät 800 kann das Vorhandensein des Relais-Geräts wahrnehmen oder eine Geräte-ID des Relais-Geräts beschaffen, indem es ASIE-Informationen verwendet, die in einem Lichtsignal enthalten sind, das von einem PNC empfangen wird. Nach dem Empfangen eines Lichtsignals, das einen ASIE-Frame enthält, der das Vorhandensein des Relais-Geräts anzeigt, erkennt die Steuereinheit 820 ein Gerät, das dieselbe Geräte-ID wie das Relais-Gerät in dem ASIE-Frame aufweist, und sie speichert Informationen über das Relais-Gerät in der Speichereinheit 810. Das Format des ASIE-Frames wird in 7 gezeigt.
Die Sende-/Empfangseinheit 830 sendet einen Frame, der von der Steuereinheit 820 erzeugt wird, an ein Übertragungsmedium, oder sie empfängt einen Frame von anderen Geräten.
9 ist ein Blockdiagramm eines Relais-Geräts 900 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Relais-Gerät 900 beinhaltet eine drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910, die einen drahtlosen Frame an/von ein/einem Pico-Netzwerk überträgt und empfängt, eine verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950, die mit einem verdrahteten Netzwerk 450 verbunden ist und einen verdrahteten Frame überträgt und empfängt, eine Frame-Wandlereinheit 940, die für die Kommunikation zwischen dem Pico-Netzwerk und dem verdrahteten Netzwerk 450 einen drahtlosen Frame in einen verdrahteten Frame umwandelt oder umgekehrt, eine Speichereinheit 920, die Informationen über Gerte, wie z. B. MAC-Adressen und Geräte- IDs von anderen Geräten, speichert, und eine Steuereinheit 930, die einen Vorgang verwaltet, der zwischen der drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910, der verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950, der Frame-Wandlereinheit 940 und der Speichereinheit 920 stattfindet. In diesem Fall können die Frame-Wandlereinheit 940 und die Steuereinheit 930 in einem einzigen integrierten Schaltungs-Chip implementiert werden, oder die Funktion der Frame-Wandlereinheit 940 kann in die Steuereinheit 930 eingebunden werden.
Die drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910 und die verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950 können jeweils die Kommunikation mit dem Pico-Netzwerk und dem verdrahteten Netzwerk 450 durchführen. Deshalb kann das Relais-Gerät 900 die drahtlose Kommunikation innerhalb des Pico-Netzwerks, zu dem es gehört, ebenso durchführen wie die verdrahtete Kommunikation mit einem anderen Pico-Netzwerk, das durch das verdrahtete Netzwerk 450 angeschlossen ist und die Kommunikation zwischen Geräten innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks weiterleiten.
Die Speichereinheit 920 kann Informationen über Geräte, wie z. B. deren MAC-Adressen, IP-Adressen und Geräte-IDs speichern. Die Informationen, die in der Speichereinheit 920 gespeichert werden, können klassifiziert werden in Informationen über Geräte innerhalb des Pico-Netzwerks, zu dem das Relais-Gerät 900 gehört, und Informationen über Geräte innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks. In diesem Fall kann die Speichereinheit 920 die Informationen über Gerte, die zu demselben Pico-Netzwerk gehören wie das Relais-Gerät 900, getrennt von den restlichen Informationen speichern. Ferner kann die Speichereinheit 920 außerdem eine MAC-Adresse und eine IP-Adresse eines anderen Relais-Geräts speichern, das mit dem Relais-Gerät 900 durch das verdrahtete Netzwerk 450 verbunden ist. In diesem Fall klassifiziert die Speichereinheit 920 MAC-Adressen der Relais-Geräte und Geräte, die zu demselben Pico-Netzwerk gehören wie das jeweilige Relais-Gerät, in Gruppen für jedes Relais-Gerät, so dass das Relais-Gerät 900 ein Relais-Gerät wahrnimmt, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das jeweilige Gerät.
Sobald das Relais-Gerät 900 den MAC-Frame (500 von 5) über die drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910 empfängt, kapselt die Steuereinheit 930 den empfangenen MAC-Frame ein, um den Ethernet-Frame zu erzielen (530 von 5). Dann prüft die Steuereinheit 930 ein Zieladressfeld in dem Ethernet-Frame und entscheidet, ob der Ethernet-Frame zu dem verdrahteten Netzwerk 450 weitergeleitet wird. Noch spezieller prüft die Steuereinheit 930, ob das Zieladressfeld in dem Ethernet-Frame auf eine MAC-Adresse eines Geräts eingestellt wird, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Relais-Gerät 900, indem Informationen über Geräte verwendet werden, die in der Speichereinheit 920 gespeichert sind, und entscheidet dann, dass der Ethernet-Frame für ein Gerät in einem anderen Pico-Netzwerk bestimmt ist, wenn das Zieladressfeld nicht auf die MAC-Adresse des Geräts in demselben Pico-Netzwerk eingestellt ist.
Sobald das Zieladressfeld in dem Ethernet-Frame auf eine MAC-Adresse eines Geräts eingestellt wird, das zu einem anderen Pico-Netzwerk gehört, wandelt die Steuereinheit 930 durch die Frame-Wandlereinheit 940 einen empfangenen drahtlosen Frame in einen verdrahteten Frame um. Das geschieht deshalb, weil die Struktur eines Kommunikationsprotokolls nach den Kenndaten eines Übertragungsmediums variieren kann, was bewirken kann, dass sich ein Frame-Format verändert. Sobald das verdrahtete Netzwerk 450 zum Beispiel ein Ethernet ist, sollte der drahtlose Frame in einen Frame umgewandelt werden, der für die Übertragung über das Ethernet geeignet ist. Sobald das verdrahtete Netzwerk 450 ein Token Ring ist, sollte der drahtlose Frame in einen Frame umgewandelt werden, der für die Übertragung über einen Token Ring geeignet ist.
Um diese Umwandlung durchzuführen kann der Ethernet-Frame, der durch das Entkapseln des empfangenen MAC-Frames erzielt wird, in einem MAC-Frame eingekapselt werden, der einem Protokoll entspricht, das in dem verdrahteten Netzwerk 450 verwendet wird (nachstehend gemeinsam „verdrahteter Backbone-Frame" genannt, um ihn von dem MAC-Frame zu unterscheiden, der einem drahtlosen Netzwerkprotokoll entspricht).
Wenn die Steuereinheit 930 ein bestimmtes Relais-Gerät wahrnimmt, das über das verdrahtete Netzwerk 450 mit dem Relais-Gerät 900 verbunden ist und zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Gerät, das als das Ziel in einem Zieladressfeld des Ethernet Frames angegeben wird, kapselt sie den Ethernet-Frame in dem verdrahteten Backbone-Frame ein, mit einem Quelladressfeld und einem Zieladressfeld, die durch die Frame-Wandlereinheit 940 jeweils auf eine physikalische Backbone-Adresse des Relais-Geräts 900 und auf eine physikalische Backbone-Adresse des bestimmten Relais-Geräts eingestellt werden. Der verdrahtete Backbone-Frame wird dann zu dem Zel-Relais-Gerät übertragen. Wenn andererseits die Steuereinheit 930 kein Relais-Gerät wahrnimmt, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Gerät, das als das Ziel in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames angegeben wird, sendet sie den verdrahteten Backbone-Frame mit einem Ziel-ID-Feld, das auf die Rundsendeadresse eingestellt wird.
Sobald das Zieladressfeld des Ethernet-Frames auf die Adresse eines anderen Geräts eingestellt wird, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Relais-Gerät 900, löscht die Steuereinheit 930 den empfangen drahtlosen Frame.
Wenn inzwischen das Relais-Gerät 900 über die verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950 einen verdrahteten Backbone-Frame empfängt, entkapselt die Steuereinheit 930 den verdrahteten Backbone-Frame, um durch die Frame-Wandlereinheit 940 einen Ethernet-Frame zu erzielen. Die Steuereinheit 930 entscheidet dann, ob der Ethernet-Frame für ein Gerät bestimmt ist, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Relais-Gerät 900, indem sie die Informationen über Geräte verwendet, die in der Speichereinheit 920 gespeichert sind.
Wenn der Ethernet-Frame für das Gerät innerhalb desselben Pico-Netzwerks wie das Relais-Gerät 900 bestimmt ist, kapselt die Steuereinheit 930 durch die Frame-Wandlereinheit 940 den Ethernet-Frame in einem MAC-Frame ein. Da die Steuereinheit 930 oft eine Geräte-ID eines Geräts nicht wahrnehmen kann, das als eine Quelle in einem Quelladressfeld des Ethernet-Frames angezeigt wird, stellt sie ein Quell-ID-Feld in dem MAC-Frame auf die Geräte-ID des Relais-Geräts 900 ein während sie den Ethernet-Frame einkapselt. Ein Ziel-ID-Feld in dem MAC-Frame kann auf eine Geräte-ID eines Geräts eingestellt werden, das als das Ziel in einem Zieladressfeld des Ethernet-Frames angezeigt wird. Wenn andererseits der Ethernet-Frame nicht für ein Gerät innerhalb desselben Pico-Netzwerks wie das Relais-Gerät 900 bestimmt ist, kann die Steuereinheit 930 den empfangen verdrahteten Frame löschen.
Die Steuereinheit 930 kann auch einen Informations-Frame übertragen, der Informationen enthält, die anzeigen, dass das Relais-Gerät 900 als ein Relais-Gerät arbeitet, das ein verdrahtetes Netzwerk mit einem drahtlosen Netzwerk und einem PNC eines Pico-Netzwerks verbindet, zu dem das Relais-Gerät 900 gehört. Der Informations-Frame kann der Verbindungsanforderungs-Frame (600 von 6) sein, der das Format aufweist, wie es in 6 gezeigt wird.
Um Informationen, die durch die drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910 empfangen werden, an die verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950 auszugeben oder um Informationen, die durch die verdrahtete Netzwerkschnittstelleneinheit 950 empfangen werden, an die drahtlose Netzwerkschnittstelleneinheit 910 auszugeben, wandelt die Frame-Wandlereinheit 940 einen drahtlosen Frame in einen verdrahteten Backbone-Frame oder umgekehrt. Das geschieht deshalb, weil die Struktur eines Kommunikationsprotokolls nach den Kenndaten eines Übertragungsmediums variieren kann, was bewirken kann, dass sich ein Frame-Format verändert. Ein Beispiel dieser Umwandlung wird in 10 gezeigt.
Bezüglich 10 kann ein MAC-Kopf 510 in einem MAC-Frame 500, der ein drahtloser Frame ist, logische Adressen von Geräten enthalten, die den MAC-Frame senden und empfangen. Die logischen Adressen können der Struktur eines Protokolls entsprechen, das in einem drahtlosen Netzwerk verwendet wird. Das Format des MAC-Frames 500 sieht aus, wie es in 5 gezeigt wird.
Andererseits kann ein verdrahteter Backbone-Kopf 1010 physikalische Backbone-Adressen enthalten, die Geräte bestimmen, die einen verdrahteten Backbone-Frame 1000 senden und empfangen. Die physikalischen Backbone-Adressen können der Struktur eines Protokolls entsprechen, das in einem verdrahteten Netzwerk verwendet wird.
Nach dem Empfang des MAC-Frames 500 von der drahtlosen Netzwerkschnittstelleneinheit 910, entkapselt die Frame-Wandlereinheit 940 den MAC-Frame 500 (angezeigt durch Pfeil ➊) und erzielt einen Ethernet-Frame 530. Sobald ein Gerät, das als das Ziel in einem Zieladressfeld des Ethernet-Frames 530 innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks angezeigt wird, als das zu dem das Relais-Gerät 900 gehört, kapselt die Frame-Wandlereinheit 940 den Ethernet-Frame 530 in dem verdrahteten Backbone-Frame 1000 ein (angezeigt durch Pfeil ➋). In diesem Fall werden ein Backbone-Quelladressfeld und ein Backbone-Zieladressfeld in dem verdrahteten Backbone-Frame 1000 jeweils auf eine physikalische Backbone-Adresse des Relais-Geräts 900 und auf eine physikalische Backbone-Adresse eines Relais-Geräts eingestellt, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Gerät, das als Ziel in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames 530 angezeigt wird. Sobald die physikalische Backbone-Adresse des Relais-Geräts, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie das Gerät, das als das Ziel in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames 530 angezeigt wird, unbekannt ist, kann das Backbone-Zieladressfeld auf eine Rundsendeadresse eingestellt werden.
Andererseits entkapselt die Frame-Wandlereinheit 940 nach dem Empfang des verdrahteten Backbone-Frames 1000 von der verdrahteten Netzwerkschnittstelleneinheit 950 den verdrahteten Backbone-Frame 1000 (angezeigt durch Pfeil ❸) und erzielt den Ethernet-Frame 530. Sobald ein Gerät, das in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames 530 innerhalb desselben Pico-Netzwerks wie das Relais-Gerät 900 angezeigt wird, kapselt die Frame-Wandlereinheit 940 den Ethernet-Frame 530 in dem verdrahteten MAC-Frame 500 ein (angezeigt durch Pfeil ❹). In diesem Fall werden ein Quell-ID-Feld und ein Ziel-ID-Feld in dem MAC-Frame 500 jeweils auf eine Geräte-ID des Relais-Geräts 900 und auf eine Geräte-ID des Geräts eingestellt, das in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames 530 angezeigt wird.
Diese Umwandlung kann durch die Frame-Wandlereinheit 940 durchgeführt und durch die Steuereinheit 930 gesteuert werden, oder sie kann durch die Steuereinheit 930 allein durchgeführt werden, welche die Funktion der Frame-Wandlereinheit 940 einbindet.
Ein Vorgang zur Kommunikation zwischen Geräten innerhalb verschiedener Pico-Netzwerke nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 4 und die vorangehende Beschreibung ausführlich beschrieben.
Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedes Relais-Gerät, das in 4 gezeigt wird, eine Bridge. Um deutlicher zwischen den Bridges 422 und 432 zu unterscheiden, werden sie nachstehend jeweils als erste Bridge 422 und zweite Bridge 432 bezeichnet.
Um ein Gerät oder eine Bridge mit einem Pico-Netzwerk zu verbinden, sendet das Gerät oder die Bridge zunächst einen Verbindungs-Anforderungsbefehl an einen PNC des Pico-Netzwerks. Das Format des Verbindungs-Anforderungsbefehls sieht aus, wie es in 6 gezeigt wird. Der PNC kann ein Gerät oder eine Bridge innerhalb des Pico-Netzwerks sein.
Zur Vereinfachung der Erläuterung ist ein PNC des ersten Pico-Netzwerks 420 das Gerät-2 426 und ein PNC des zweiten Pico-Netzwerks 430 ist das Gerät-3 436. Um zwischen den PNCs des ersten und zweiten Pico-Netzwerks 420 und 430 zu unterscheiden, werden sie nachstehend jeweils als erste und zweite PNCs 426 und 436 bezeichnet.
Um zum Beispiel das Gerät-1 424 und die erste Bridge 422 mit dem ersten Pico-Netzwerk 420 zu verbinden, senden das erste Gerät-1 424 und die erste Bridge 422 einen Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 an den ersten PNC 426. In diesem Fall stellt das Gerät-1 424 ein für eine Bridge geeignetes Feld 621 in einem Gerätefähigkeitsfeld 620 des Verbindungs-Anforderungsbefehls 600 auf 0 ein, während die erste Bridge 422 das für eine Bridge geeignete Feld 621 auf 1 einstellt.
Der erste PNC 426, der den Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 von der ersten Bridge 422 empfängt, erzeugt einen ASIE-Frame, der Informationen über die erste Bridge 422 enthält, und überträgt ein Lichtsignal, das den ASIE-Frame zu den Geräten übertragt, die zu dem ersten Pico-Netzwerk 420 gehören. Weil der ASIE-Frame eine Geräte-ID der ersten Bridge 422 enthält, können die Geräte, die zu dem ersten Pico-Netzwerk 420 gehören, Informationen über das Gerät wahrnehmen, das durch den ASIE-Frame als eine Bridge innerhalb des ersten Pico-Netzwerks 420 arbeitet. Das Format des ASIE-Frames sieht wie in 7 gezeigt aus.
Die Verbindungsanforderung wird in einer ähnlichen Weise wie in einem anderen Pico-Netzwerk erzeugt, und jedes Gerät, das den ASIE-Frame empfängt, kann das Vorhandensein eines Geräts, das als eine Bridge innerhalb eines Pico-Netzwerks arbeitet, zu dem es gehört, und die Informationen über das Gerät, das als eine Bridge arbeitet, wahrnehmen.
Sobald das Gerät-1 424 des ersten Pico-Netzwerks 420 Daten zu dem Gerät-4 434 des zweiten Pico-Netzwerks 430 senden möchte, erzeugt das Gerät-1 424 einen Ethernet-Frame, der die Daten, die gesendet werden sollen, überträgt, und kapselt den Ethernet-Frame in einem MAC-Frame ein. Die Formate des Ethernet-Frames und des MAC-Frames sind die oben beschriebenen.
Wehrend der Erzeugung des Ethernet-Frames stellt das Gerät-1 424 ein Quelladressfeld und ein Zieladressfeld des Ethernet-Frames jeweils auf seine eigene MAC-Adresse und eine MAC-Adresse des Geräts-4 434 ein. Während des Einkapselns des Ethernet-Frames in den MAC-Frame stellt das Gerät-1 424 ein Quell-ID-Feld des MAC-Frames auf seine ei gene Geräte-ID ein. Wenn die Geräte-ID des Geräts-4 434 nicht wahrgenommen wird, stellt das Gerät-1 424 ein Ziel-ID-Feld des MAC-Frames auf die Geräte-ID der ersten Bridge 422 ein. Nach Empfang des Lichtsignals, das den ASIE-Frame von dem ersten PNC 426 überträgt, kann das Gerät-1 424 das Vorhandensein der ersten Bridge 422 und ihrer Geräte-ID erkennen.
Deshalb wird der MAC-Frame, der durch das Gerät-1 424 erzeugt wird, zu der ersten Bridge 422 übertragen. Die erste Bridge 422 entkapselt den MAC-Frame, der von dem Gerät-1 424 empfangen wird, um einen Ethernet-Frame zu erzielen, und prüft, ob das Zieladressfeld des Ethernet-Frames eine Adresse eines Geräts innerhalb desselben Pico-Netzwerks anzeigt, zu dem es gehört. Die erste Bridge 422 kann MAC Adressen und Geräte-IDs der Geräte innerhalb des ersten Pico-Netzwerks 420 ebenso speichern wie MAC-Adressen von Geräten in einem anderen Pico-Netzwerk als dem ersten Pico-Netzwerk 420.
Da das Zieladressfeld des Ethernet-Frames in dem MAC-Frame auf die MAC-Adresse des Geräts-4 434 eingestellt wird, vergleicht die erste Bridge 422 die MAC-Adresse des Geräts-4 434 mit Informationen über Geräte in ihrer Speichereinheit und entscheidet, dass der Ethernet-Frame für ein Gerät innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks bestimmt ist.
Die erste Bridge 422 kapselt den Ethernet-Frame in einem verdrahteten Backbone-Frame ein, der für ein verdrahtetes Backbone-Netzwerkprotokoll geeignet ist, und leitet den verdrahteten Backbone-Frame dann weiter zu dem verdrahteten Netzwerk 450. Wenn die erste Bridge 422 wahrnimmt, dass ein Gerät, das eine MAC-Adresse aufweist, die in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames angezeigt wird, zu demselben Pico-Netzwerk gehört wie die zweite Bridge 432, wird ein Backbone-Zieladressfeld des verdrahteten Backbone-Frames auf eine physikalische Backbone-Adresse der zweiten Bridge 432 eingestellt. Wenn umgekehrt die erste Bridge 422 die Tatsache nicht wahrnimmt, sendet sie den verdrahteten Backbone-Frame mit dem Backbone-Zieladressfeld, das auf eine Rundsendeadresse eingestellt ist, an das verdrahtete Netzwerk 450.
Die zweite Bridge 432 entkapselt den verdrahteten Backbone-Frame, den sie von der ersten Bridge 422 empfängt, um einen Ethernet-Frame zu erzielen, und prüft, ob das Zieladressfeld des Ethernet-Frames auf eine MAC-Adresse eines Geräts innerhalb desselben Pico-Netzwerks, zu dem sie gehört, eingestellt ist.
Da das Zieladressfeld des Ethernet-Frames auf eine MAC-Adresse des Geräts-4 434 eingestellt wird, kapselt die zweite Bridge 432 den Ethernet-Frame in einem MAC-Frame ein. In diesem Fall wird ein Ziel-ID-Feld des MAC-Frames auf die Geräte-ID des Geräts-4 434 eingestellt. Obwohl das Quelladressfeld des Ethernet-Frames auf die MAC-Adresse des Geräts-1 424 eingestellt wird, kann andererseits die zweite Bridge 432 die Geräte-ID des Geräts-1 424 nicht wahrnehmen, oder das Gerät-1 424 kann dieselbe Geräte-ID aufweisen wie ein anderes Gerät innerhalb eines Pico-Netzwerks, zu dem es gehört. Deshalb stellt die zweite Bridge 432 ein Quell-ID-Feld des MAC-Frames auf seine eigene Geräte-ID ein.
Da das Gerät-4 434 den MAC-Frame von der zweiten Bridge 432 empfängt, entkapselt das Gerät-4 434 den MAC-Frame, um einen Ethernet-Frame zu erzielen.
Ferner kann das Gerät-4 434 einen umgekehrten Vorgang des obigen Vorgangs durchführen, um eine Antwort auf die empfangenen Daten an das Gerät-1 424 zu übertragen.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Sendens von Informationen über ein Relais-Gerät von dem Relais-Gerät zu einem PNC nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Sobald ein Relais-Gerät versucht mit einem Pico-Netzwerk in Verbindung zu treten, erzeugt bezüglich 11 das Relais-Gerät in Arbeitsablauf S110 einen Frame, der Informationen enthält, die anzeigen, dass es als Relais-Gerät arbeitet. Der Frame kann der Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 sein, der in 6 gezeigt wird.
In Arbeitsablauf S120 sendet das Relais-Gerät den Frame an einen PNC des Pico-Netzwerks, mit dem eine Verbindung hergestellt werden soll.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang des Sendens von Informationen über ein Relais-Gerät, das in einem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, von einem Koordinator zu anderen Geräten nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezüglich 12 empfängt ein PNC in Arbeitsablauf S210 einen Frame, der Informationen über ein Relais-Gerät enthält, von dem Relais-Gerät. Der Frame kann der Verbindungs-Anforderungsbefehl 600 sein, der in 6 gezeigt wird.
In Arbeitsablauf S220 bezeichnet der PNC ein Relais-Gerät, das in einem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, zu dem es gehört. Der PNC kann ein neu verbundenes Relais-Gerät als ein Relais-Gerät bezeichnen, das innerhalb des Pico-Netzwerks verwendet werden soll, zu dem er selbst gehört. Wenn es ein bestehendes Relais-Gerät innerhalb des Pico-Netzwerks gibt, kann der PNC entweder das neu verbundene Relais-Gerät oder das bestehende Relais-Gerät, als das Relais-Gerät rückbezeichnen, das in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll. Das Relais-Gerät kann nach verschiedenen Kriterien ausgewählt werden. Es kann zum Beispiel nach einer Wahlmöglichkeit des Anwenders ausgewählt werden, oder es kann automatisch nach der Leistung des Relais-Geräts ausgewählt werden.
Wenn ferner schon ein oder zwei oder mehr Relais-Geräte innerhalb eines Pico-Netzwerks als ein Relais-Gerät ausgewählt wurden, das in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, kann der PNC anschließend ein weiteres Relais-Gerät auswählen.
In Arbeitsablauf S230 erzeugt der PNC, der das Relais-Gerät bezeichnet, das in dem Pico-Netzwerk verwendet werden soll, einen Informations-Frame, der Informationen über das Relais-Gerät, wie eine Geräte-ID, überträgt. Der Informations-Frame kann der in 7 gezeigte ASIE-Frame 700 sein. In Arbeitsablauf S240 überträgt der PNC den Informations-Frame an andere Geräte innerhalb des Pico-Netzwerks.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Durchführung der Netzwerkkommunikation nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezüglich 13 erzeugt ein Quellgerät, das versucht Daten zu übertragen, in Arbeitsablauf S310 einen Ethernet-Frame, der die Daten enthält. Das Format des Ethernet-Frames sieht wie das bezüglich 5 oben beschriebene aus. Das heißt, ein Quelladressfeld des Ethernet-Frames, das durch das Quellgerät erzeugt wird, wird auf eine MAC-Adresse des Quellgeräts eingestellt, während ein Zieladressfeld auf eine MAC-Adresse eines Zielgeräts eingestellt wird.
Der Ethernet-Frame wird in einem IEEE 802.15.3-MAC-Frame eingekapselt, weil die drahtlose Kommunikation zwischen Geräten nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der IEEE 802.15.3-Spezifikation entspricht. Sobald die drahtlose Kommunikation unter Verwendung eines anderen Protokolls implementiert wird, kann der Ethernet-Frame deshalb in einem MAC-Frame eingekapselt werden, der von einem entsprechenden Protokoll unterstützt wird. Das Format des MAC-Frames wird oben mit Bezug auf 5 beschrieben.
Geräte-IDs eines Zielgeräts und eines Quellgeräts werden in dem MAC-Frame bestimmt. Das Quellgerät kann die Geräte-ID des Zielgeräts nicht wahrnehmen, wenn das Zielgerät sich innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks befindet. Deshalb entscheidet in Arbeitsablauf S320 das Quellgerät, ob das Zielgerät sich innerhalb desselben Pico-Netzwerks befindet, zu dem es gehört.
Sobald das Zielgerät sich in demselben Pico-Netzwerk befindet wie das Quellgerät, kann das Quellgerät in Arbeitsablauf S340 seine Speichereinheit nach der Geräte-ID des Zielgeräts untersuchen, und einen MAC-Frame mit einem Ziel-ID-Feld erzeugen, das auf die gefundene Geräte-ID eingestellt wird.
Sobald sich andererseits das Zielgerät innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks als dem, zu dem das Quellgerät gehört, befindet, erzeugt das Quellgerät in Arbeitsablauf S330 einen MAC-Frame mit dem Ziel-ID-Feld, das auf die Geräte-ID eines Relais-Geräts innerhalb desselben Pico-Netzwerks, zu dem es gehört, eingestellt wird. Wie oben beschrieben, werden Informationen, wie z. B. das Vorhandensein des Relais-Geräts und seiner Geräte-ID, von dem PNC des Pico-Netzwerks bezogen, zu dem das Quellgerät gehört.
In Arbeitsablauf S350 wird der MAC-Frame durch eine Sende-/Empfangseinheit des Quellgeräts übertragen. Sobald versucht wird, Daten zu einem Gerät innerhalb des anderen Pico-Netzwerks zu übertragen, sendet deshalb ein Gerät die Daten zu einem Relais-Gerät innerhalb eines Pico-Netzwerks, zu dem es gehört, wodurch dem Relais-Gerät ermöglicht wird, Daten zwischen den zwei Pico-Netzwerken weiterzuleiten.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang der Netzwerkkommunikation darstellt, die von einem Relais-Gerät nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Ein Relais-Gerät empfängt in Arbeitsablauf S410 einen Frame und entscheidet, ob der Frame in Arbeitsablauf S415 von einem verdrahteten Netzwerk empfangen wurde. Alternativ kann das Relais-Gerät entscheiden, ob der Frame von einem drahtlosen Netzwerk empfangen wurde.
Sobald der Frame von einem drahtlosen Netzwerk empfangen wurde, kann, wie oben beschrieben, der Frame ein MAC-Frame sein. In Arbeitsablauf S425 entscheidet das Relais-Gerät, ob ein Zieladressfeld des Ethernet-Frames auf eine Adresse eines Geräts innerhalb eines anderen Pico-Netzwerks als dem, zu dem es gehört, eingestellt wird, indem eine MAC-Adresse verwendet wird, die in dem Zieladressfeld des Ethernet-Frames, wie oben beschrieben, festgelegt wird.
Sobald der Ethernet-Frame für ein Gerät bestimmt wird, das zu demselben Pico-Netzwerk wie das Relais-Gerät gehört, löscht das Relais-Gerät in Arbeitsablauf S430 den empfangenen Frame. Sobald das Zieladressfeld die Adresse des Relais-Geräts anzeigt, erhält das Relais-Gerät Daten, die in den Ethernet-Frame übertragen werden.
Sobald der Ethernet-Frame für ein Gerät bestimmt wird, das zu einem anderen Pico-Netzwerk wie das Relais-Gerät gehört, kapselt das Relais-Gerät den Ethernet-Frame in Arbeitsablauf S435 in einem verdrahteten Backbone-Frame ein und überträgt den verdrahteten Backbone-Frame in Arbeitsablauf S440 an das verdrahtete Netzwerk. Das Einkapseln des Ethernet-Frames in dem verdrahteten Backbone-Frame sieht wie oben beschrieben aus.
Sobald der Frame (z. B. der verdrahtete Backbone-Frame) von dem verdrahteten Netzwerk empfangen wurde, entkapselt das Relais-Gerät in Arbeitsablauf S445 den empfangenen Frame (verdrahteten Backbone-Frame) und erzielt einen Ethernet-Frame. In Arbeitsablauf S450 entscheidet das Relais-Gerät, wie oben beschrieben, ob der Ethernet-Frame für ein Gerät innerhalb desselben Pico-Netzwerks, zu dem es gehört, bestimmt ist.
Sobald der Ethernet-Frame für das Gerät bestimmt ist, das zu demselben Pico-Netzwerk wie das Relais-Gerät gehört, kapselt das Relais-Gerät, wie oben beschrieben, in Arbeitsablauf S455 den Ethernet-Frame in einem MAC-Frame ein. In Arbeitsablauf S440 überträgt das Relais-Gerät den MAC-Frame an das Zielgerät.
Sobald umgekehrt der Ethernet-Frame nicht für das Gerät bestimmt ist, das zu demselben Pico-Netzwerk gehört, löscht das Relais-Gerät in Arbeitsablauf S460 den empfangenen Frame.
Ein Frame, der zwischen Geräten, zwischen einem Gerät und einem Relais-Gerät oder zwischen Relais-Geräten übertragen oder empfangen werden soll, kann für die Übertragung oder den Empfang in ein Paket umgewandelt werden.
Ein System und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Netzwerken nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine beiderseitige Kommunikation zwischen Geräten, die zu verschiedenen drahtlosen Netzwerken gehören, die durch ein verdrahtetes Backbone-Netzwerk verbunden sind.

Claims

Verfahren zur Kommunikation zwischen Netzwerken, wobei das Verfahren umfasst: einem ersten Koordinator (426) eines ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, ein Vorhandensein eines ersten Relais-Geräts (422) innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, melden; Informationen über das erste Relais-Gerät (422) von dem ersten Koordinator (426) an drahtlose Netzwerkgeräte innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, senden; und Senden eines Daten-Frames, der Daten überträgt, die an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) gesendet werden sollen, das zu einem zweiten drahtlosen Netzwerk (430), das auf Koordinatoren basiert, gehört, von einem ersten drahtlosen Netzwerkgerät, das die Informationen für das erste Relais-Gerät (422) empfängt; dadurch gekennzeichnet, dass: das Melden des ersten Koordinators (426) des Vorhandenseins des ersten Relais-Geräts (422) umfasst: bei dem ersten Koordinator (426) ein Relais-Gerät (422) bestimmen, das in dem ersten drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet werden soll; Erzeugen eines Informations-Frames, der eine Geräte-ID des Relais-Geräts (422) enthält, das dazu bestimmt ist, in dem ersten drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden; und Übertragen des Informations-Frames an die drahtlosen Netzwerkgeräte.
Verfahren von Anspruch 1, worin das Melden des Vorhandenseins des ersten Relais-Geräts (422) an den ersten Koordinator (426) umfasst: bei dem ersten Relais-Gerät (422) Erzeugen eines Informations-Frames, der Informationen enthält, die anzeigen, dass das erste Relais-Gerät (422) als ein Relais-Gerät arbeitet; und Senden des Informations-Frames von dem ersten Relais-Gerät (422) zu dem ersten Koordinator (426).
Verfahren von Anspruch 1 oder 2, worin der Daten-Frame erzielt wird, indem eine erste Einkapselung auf einen Subframe ausgeübt wird, der physikalische Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt, wobei der Daten-Frame logische Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 3, worin die physikalische Adresse des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) erzielt wird, indem ein Address Resolution Protocol (ARP) verwendet wird.
Verfahren von Anspruch 3 oder 4, das ferner umfasst: bei dem ersten Relais-Gerät (422) das Ausüben einer zweiten Einkapselung auf den Daten-Frame und das Senden eines Frames, der erzielt wird, indem die zweite Einkapselung von dem ersten Relais-Gerät (422) auf ein zweites Relais-Gerät des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, durch ein verdrahtetes Backbone-Netzwerk ausgeübt wird.
Verfahren von Anspruch 5, worin der Frame, der durch das Ausführen der zweiten Einkapselung erzielt wird, erzielt wird durch das Ausüben der ersten Einkapselung auf den Daten-Frame und durch das Erzeugen eines Frames, der physikalische Backbone-Adressen des ersten und zweiten Relais-Geräts jeweils als dritte Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 6, das ferner bei dem zweiten Relais-Gerät das Ausüben einer dritten Einkapselung auf den Frame umfasst, der durch Ausüben der zweiten Einkapselung und das Übertragen eines Frames erzielt wird, der durch Ausüben der dritten Einkapselung auf das zweite drahtlose Netzwerkgerät (434) erzielt wird.
Verfahren von Anspruch 7, worin der Frame durch Ausüben der dritten Einkapselung auf erzielt wird, durch Ausüben der zweiten Einkapselung auf den Frame erzielt wird, der durch Ausüben der zweiten Einkapselung und das Erzeugen eines Frames erzielt wird, der logische Adressen des zweiten Relais-Geräts und des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) jeweils als vierte Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 7 oder 8, das ferner bei dem zweiten drahtlosen Netzwerkgerät (434) das Ausüben der dritten Einkapselung auf den Frame umfasst, der der durch Ausüben der dritten Einkapselung und Erzeugen des Subframes erzielt wird.
Verfahren zur Kommunikation zwischen Netzwerken, das umfasst: bei einem ersten drahtlosen Netzwerkgerät innerhalb eines ersten Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, von einem ersten Koordinator des ersten Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, einen Informations-Frame empfangen, der Informationen über ein Relais-Gerät (422) innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, überträgt; und Senden eines Daten-Frames zu dem Relais-Gerät (422), der von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) inner halb eines zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert; dadurch gekennzeichnet dass: der Informations-Frame, der Informationen über das Relais-Gerät (422) überträgt, eine Geräte-ID des Relais-Geräts (422) überträgt, die dazu bestimmt ist, durch das erste drahtlose Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden.
Verfahren von Anspruch 10, worin der Daten-Frame erzielt wird, indem die erste Einkapselung auf einen Subframe ausgeübt wird, der physikalische Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Daten-Frame logische Adressen des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts und des Relais-Geräts jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 11, worin die physikalische Adresse des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) erzielt wird, indem ein Address Resolution Protocol (ARP) verwendet wird.
Verfahren zur Kommunikation zwischen Netzwerken, wobei das Verfahren umfasst: einem ersten Koordinator (426) eines ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, ein Vorhandensein eines ersten Relais-Geräts (422) innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, melden; gekennzeichnet durch: Empfangen eines Daten-Frames, der Daten überträgt, die von einem ersten drahtlosen Netzwerkgerät (424) an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) in einem zweiten drahtlosen Netzwerk (430), das auf Koordinatoren basiert, über tragen werden sollen, von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät (424), das einen Informations-Frame empfängt, der eine Geräte-ID des ersten Relais-Geräts (422) enthält, die dazu bestimmt ist, in dem ersten drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, von dem ersten Koordinator (426) verwendet zu werden.
Verfahren von Anspruch 13, worin der Daten-Frame erzielt wird, indem die erste Einkapselung auf einen Subframe ausgeübt wird, der physikalische Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Daten-Frame logische Adressen des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts und des ersten Relais-Geräts (422) jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 14, das ferner umfasst: bei dem ersten Relais-Gerät (422) Ausüben einer zweiten Einkapselung auf den Daten-Frame und Senden eines Frames, der erzielt wird, indem durch ein verdrahtetes Backbone-Netzwerk die zweite Einkapselung von dem ersten Relais-Gerät (422) auf ein zweites Relais-Gerät des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, ausgeübt wird.
Verfahren von Anspruch 15, worin der Frame, der durch Ausüben der zweiten Einkapselung erzielt wird, erzielt wird, indem die ersten Einkapselung auf den Daten-Frame ausgeübt wird und ein Frame erzeugt wird, der physikalische Backbone-Adressen des ersten und zweiten Relais-Geräts jeweils als dritte Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren zur Kommunikation zwischen Netzwerken, das umfasst: bei einem zweiten Relais-Gerät (432) innerhalb eines zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, Empfangen eines Frames von einem ersten Relais-Gerät (422) innerhalb eines ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert; gekennzeichnet durch: das erste Relais-Gerät (422), das dazu bestimmt ist, in dem ersten drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden; und Einkapseln des Frames, der bei dem zweiten Relais-Gerät (432) empfangen wird, und Übertragen eines sich ergebenden Frames an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) innerhalb des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert; wobei der Frame, der bei dem zweiten Relais-Gerät empfangen wird, erzielt wird, indem ein Subframe eingekapselt wird, der die physikalischen Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (424, 434) jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Frame die physikalischen Backbone-Adressen des ersten und zweiten Relais-Geräts (422, 432) jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Verfahren von Anspruch 17, worin das Einkapseln des Frames das Entkapseln des Frames und das Einkapseln eines sich ergebenden Frames umfasst, der die logischen Adressen des zweiten Relais-Geräts und des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) jeweils als dritte Quell- und Zieladresse bestimmt.
Drahtloses Netzwerkgerät (424) innerhalb eines ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, das Daten an ein weiteres drahtloses Netzwerkgerät (434) innerhalb eines zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, überträgt, wobei das drahtlose Netzwerkgerät umfasst: eine Steuereinheit (820), die einen Daten-Frame erzeugt, der die Daten enthält, die übertragen werden sollen; und eine Übermittlungseinheit (830), die den Daten-Frame überträgt; gekennzeichnet durch: der Daten-Frame wird erzielt, indem ein Subframe eingekapselt wird, der physikalische Adressen des drahtlosen Netzwerkgeräts (424) und des weiteren draht losen Netzwerkgeräts (434) des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Daten-Frame logische Adressen des drahtlosen Netzwerkgeräts (424) und eines Relais-Geräts (422), die dazu bestimmt sind, innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden, jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Drahtloses Netzwerkgerät von Anspruch 19, worin die physikalische Adresse des weiteren drahtlosen Netzwerkgeräts erzielt wird, indem ein Address Resolution Protocol (ARP) verwendet wird.
Relais-Gerät (422), das ein verdrahtetes Netzwerk mit einem drahtlosen Netzwerk verbindet, wobei das Relais-Gerät (422) umfasst: eine Steuereinheit (930), die einen Informations-Frame erzeugt, der Informationen enthält, die anzeigen, dass das Relais-Gerät (422) als ein Gerät arbeitet, welches das verdrahtete Netzwerk mit dem drahtlosen Netzwerk (420) verbindet, um Daten weiterzuleiten; und drahtlose Netzwerk-Schnittstelleneinheit (910), die den Informations-Frame an einen Koordinator (426) des drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, überträgt, zu dem das Relais-Gerät (422) gehört; gekennzeichnet durch: die Netzwerk-Schnittstelleneinheit (910), die so aufgebaut ist, dass sie einen Informations-Frame empfangen kann, der eine Geräte-ID des Relais-Geräts (422) enthält, die dazu bestimmt ist, in dem drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, zu dem das Relais-Gerät (422) gehört, von dem Koordinator des drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden.
Relais-Gerät (422) von Anspruch 21, worin der Informations-Frame in einem Verbindungsanforderungsbefehl enthalten ist, der für die Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk, das auf Koordinatoren basiert, erzeugt wird.
Relais-Gerät (422) von Anspruch 22, worin der Verbindungsanforderungsbefehl mit dem Standard IEEE 802.15.3 konform ist.
Relais-Gerät (422), das dazu bestimmt ist, in einem ersten drahtlosen Netzwerk (420), das auf Koordinatoren basiert, verwendet zu werden, das ein verdrahtetes Netzwerk (450) mit einem drahtlosen Netzwerk verbindet, wobei das Relais-Gerät (422) dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: eine drahtlose Netzwerk-Schnittstelleneinheit (910), die einen Daten-Frame empfängt, der von einem ersten drahtlosen Netzwerkgerät (424) innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) innerhalb eines zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, übertragen werden soll; eine Steuereinheit (930), die den Daten-Frame in ein Frame-Format einkapselt, das von dem verdrahteten Netzwerk (450) unterstützt wird; und eine verdrahtete Netzwerk-Schnittstelleneinheit (950), die den durch die Steuereinheit (930) eingekapselten Daten-Frame an das verdrahtete Netzwerk (450) überträgt, wobei der Daten-Frame erzielt wird, indem ein Subframe eingekapselt wird, der physikalische Adressen des ersten und zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (424, 434) jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Daten-Frame logische Adressen des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts (424) und des Relais-Geräts (422) jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Relais-Gerät (422) von Anspruch 24, worin die Steuereinheit (930) den Daten-Frame einkapselt, indem sie den Daten-Frame entkapselt und einen sich ergebenden Frame einkapselt, der die physikalischen Backbone-Adressen des Re lais-Geräts (422) innerhalb des ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, und des Relais-Geräts der zweiten drahtlosen Netzwerkgeräte (434) jeweils als dritte Quell- und Zieladresse bestimmt.
Relais-Gerät (432) innerhalb eines zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, das ein verdrahtetes Netzwerk (450) mit einem drahtlosen Netzwerk verbindet, wobei das Relais-Gerät (432) umfasst: eine verdrahtete Netzwerk-Schnittstelleneinheit (950), die einen Daten-Frame empfängt, der von einem ersten drahtlosen Netzwerkgerät (424) innerhalb eines ersten drahtlosen Netzwerks (420), das auf Koordinatoren basiert, an ein zweites drahtloses Netzwerkgerät (434) innerhalb des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, übertragen werden soll; gekennzeichnet durch: eine Steuereinheit (930), die den Daten-Frame in ein Frame-Format einkapselt, das von dem zweiten drahtlosen Netzwerk (430), das auf Koordinatoren basiert, unterstützt wird; und eine drahtlose Netzwerk-Schnittstelleneinheit (910), die den durch die Steuereinheit (930) eingekapselten Daten-Frame an das zweite drahtlose Netzwerk-Gerät (434) überträgt; wobei der Daten-Frame erzielt wird, indem ein Subframe eingekapselt wird, der physikalische Adressen des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts (424) und des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) jeweils als erste Quell- und Zieladresse bestimmt und der Daten-Frame physikalische Backbone-Adressen der Relais-Geräte, die dazu bestimmt sind, in dem ersten (420) und zweiten (430) drahtlosen Netzwerk, die auf Koordinatoren basieren, verwendet werden, jeweils als zweite Quell- und Zieladresse bestimmt.
Relais-Gerät (422) von Anspruch 26, worin die Steuereinheit (930) den Daten-Frame einkapselt, indem sie den empfangenen Daten-Frame entkapselt und ei nen sich ergebenden Frame einkapselt, der die physikalischen Adressen des Relais-Geräts (422) innerhalb des zweiten drahtlosen Netzwerks (430), das auf Koordinatoren basiert, und des zweiten drahtlosen Netzwerkgeräts (434) jeweils als dritte Quell- und Zieladresse bestimmt.