專利名稱：自動(dòng)媒體交換設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般針對(duì)通信網(wǎng)領(lǐng)域，更具體地針對(duì)一種新方法和設(shè)備，它允許在通信網(wǎng)的有線和無線服務(wù)媒體之間自動(dòng)交換用戶設(shè)備。
兩站之間的多媒體通信可使用有線也可使用無線通信網(wǎng)。這些有線網(wǎng)可以是例如以太網(wǎng)那樣基于包的，也可以是例如異步傳送模式(ATM)那樣基于電路的網(wǎng)。這些網(wǎng)可存在于一個(gè)辦公室大樓內(nèi)，或在同一公司的不同辦公地點(diǎn)之間，以供公司雇員使用。在例如膝上計(jì)算機(jī)的可攜設(shè)備的條件下，當(dāng)用戶離開他自己的辦公室而或者在公司企業(yè)內(nèi)部，或者出差時(shí)，他可能希望使用無線通信網(wǎng)與其它設(shè)備，包括有線的公司網(wǎng)上的設(shè)備通信。類似地，在有些情況下例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)的靜止設(shè)備也可能希望通過無線網(wǎng)與其它設(shè)備通信。
在無線網(wǎng)中，高速有線通信網(wǎng)(主體網(wǎng))可與一群基站通信，而這些基站又通過無線連接與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶通信。這些網(wǎng)可基于ATM技術(shù)。因此，一批用戶可用無線通信連至一個(gè)基站，而該基站又通過ATM交換機(jī)連至高速主體網(wǎng)。用戶可以是靜止或是移動(dòng)的，對(duì)于移動(dòng)用戶而言，當(dāng)用戶進(jìn)入和離開由不同基站服務(wù)的區(qū)域時(shí)，用戶可能不時(shí)地需要與不同基站通信。在使用ATM主體網(wǎng)的有線網(wǎng)中，用戶可直接連至ATM交換機(jī)。
對(duì)于臺(tái)式計(jì)算機(jī)，通常由安裝于計(jì)算機(jī)殼內(nèi)或罩內(nèi)的合適接口板或“總線匹配器”(例如s-bus，Nubus，ISA，PCI，EISA或類似產(chǎn)品)支持有線和無線通信。在有線網(wǎng)中使用合適的接插件元件或插頭，或使用在殼或罩外伸出的合適天線與無線網(wǎng)通信。然而，為自有線網(wǎng)切換到無線網(wǎng)，如正在進(jìn)行通信，則可能必須結(jié)束連接。也即，通常采取以下步驟關(guān)閉計(jì)算機(jī)，拔下現(xiàn)有接口板，安裝適合于將用的網(wǎng)絡(luò)的新接口板，并經(jīng)常提供新軟件以支持新接口。在此問題之外，通常高層應(yīng)用軟件要求重新配置以便使用網(wǎng)絡(luò)配置中的改變。
對(duì)于膝上計(jì)算機(jī)，通常由例如PCMCIA型接口卡那樣的網(wǎng)絡(luò)接口卡提供通信，它相對(duì)地較小，差不多是信用卡大小的部件，可插入膝上機(jī)殼側(cè)板中的槽內(nèi)。然而，這些不同網(wǎng)絡(luò)接口卡或PCMCIA型卡或?qū)Ｓ糜谟芯€或?qū)Ｓ糜跓o線網(wǎng)，以致必須結(jié)束通信會(huì)晤，切斷膝上機(jī)電源并改換網(wǎng)絡(luò)接口卡以與新網(wǎng)通信。再次，以此方式改換卡后，可能還需要提供新軟件以支持新接口卡。
因此，現(xiàn)有技術(shù)一直都要求多塊必須能互換的接口卡，或者其它特定的設(shè)備配置以允許將用戶設(shè)備自有線變換為無線通信網(wǎng)。例如ATM卡的模塊接口卡允許用戶為不同型號(hào)的有線連接插入不同模塊；然而，用戶仍然必須自主機(jī)中拔出接口卡以更換模塊。多個(gè)模塊不能連至一個(gè)接口卡，而所支持的全部模塊使用一個(gè)有線媒體。因此，在此方法中不可能在有線和無線媒體之間進(jìn)行自動(dòng)切換。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的可由有線和無線媒體兩者都訪問的ATM網(wǎng)的功能圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于有線和無線通信媒體兩者的修改的協(xié)議階層的功能圖；圖3是功能圖，用于闡述圖2協(xié)議階層中選擇兩套分別專用于有線和無線媒體的不同層次中的一套；圖4是闡述網(wǎng)絡(luò)接口卡的方塊圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的分別用于有線和無線媒體的硬件部件；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)接口卡的簡(jiǎn)化側(cè)面圖，其中在卡之外提供有線專用硬件；圖6是用于闡述根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)操作狀態(tài)及其操作中間的圖；及圖7-10是流程圖，用于闡述根據(jù)本發(fā)明的使用圖6的操作狀態(tài)的設(shè)備和方法的操作。
參照附圖，先看圖1，其中異步傳送模式(ATM)網(wǎng)用作主體網(wǎng)10，它由多個(gè)例如ATM交換機(jī)12所組成，后者由光纖、電纜或其它合適的有線連接媒體14所互連。多個(gè)用戶設(shè)備16、18、20、22、24、26和28連至ATM交換機(jī)12，從而或通過有線或通過無線通信或服務(wù)媒體形成ATM主體網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，用戶設(shè)備28用有線服務(wù)媒體38連至ATM交換機(jī)12。
用戶設(shè)備16、18、20、22、24和26由無線服務(wù)媒體服務(wù)以便與相應(yīng)的基站30、32通信。而這些基站30和32又與ATM交換機(jī)12通信，此通信最好通過例如同軸或光纖電纜34、36這樣的有線設(shè)施實(shí)現(xiàn)?；?0、32中每個(gè)站可指定對(duì)圖1中所示橢圓代表的給定區(qū)域提供服務(wù)。如此安排以便使由圖1中橢圓所代表的區(qū)域內(nèi)的膝上計(jì)算機(jī)或其它移動(dòng)通信設(shè)備可與基站30和基站32中的一個(gè)站通信，這些區(qū)域可有些重疊，如用戶設(shè)備20和22周圍區(qū)域所示。
雖然本發(fā)明此處將參照優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)加以描述-在該實(shí)施例中用戶設(shè)備包括一臺(tái)膝上計(jì)算機(jī)-但應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于此應(yīng)用。其它應(yīng)用，例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)或其它任何可通過不同類型有線或無線通信或服務(wù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的用戶設(shè)備也可利用本發(fā)明。本發(fā)明是關(guān)于一種自動(dòng)媒體交換的設(shè)備和方法，用戶設(shè)備16-28中的任何一個(gè)可通過它使用有線或無線服務(wù)媒體與主體網(wǎng)10通信，而且可根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則在有線和無線服務(wù)媒體之間交換選擇和使用有線或無線服務(wù)媒體。當(dāng)如上描述ATM網(wǎng)時(shí)，本發(fā)明可用于其它網(wǎng)，如以太網(wǎng)。ATM和以太網(wǎng)兩者也都能支持無線網(wǎng)通信產(chǎn)品，上面參照?qǐng)D1描述和闡釋了一個(gè)在ATM環(huán)境中的例子。無線網(wǎng)的其它例子包括碼分多址(CDMA)和移動(dòng)通信的全球系統(tǒng)(GSM)。GSM是歐洲蜂窩(無線)通信系統(tǒng)，而CDMA是當(dāng)今在亞洲部分使用的無線通信技術(shù)。
參照?qǐng)D2，闡述了根據(jù)本發(fā)明的用于有線和無線兩種通信或服務(wù)媒體的修改的協(xié)議階層。最高層是由通信網(wǎng)，例如聲音通信、數(shù)據(jù)通信、文本、視頻等所服務(wù)的應(yīng)用層40。該協(xié)議階層還包括一層網(wǎng)絡(luò)層42和一層邏輯鏈路控制層44。這兩層對(duì)有線和無線通信服務(wù)媒體兩者是公用的。簡(jiǎn)言之，這兩層處理數(shù)據(jù)打包，數(shù)據(jù)編幀和緩存及類似的數(shù)據(jù)處理功能，以允許通過ATM網(wǎng)或任何其它選用于通信的網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)絡(luò)層和邏輯鏈路控制層的功能及上述打包、編幀、緩存等功能的進(jìn)一步描述可在下列出版物中找到1988年由Addison-WesleyPublishing Co.出版，Mischa Schwartz編寫的“Tele CommunicationsNetworks，Protocols，Modeling，and Analysis”；1992年由Prentice Hall出版Dmitri Bertsekas和Robert Gallager編寫的“Data Networks”及1991年由Prentice Hall出版Douglas Comer編寫“Internetworking withTCP/IP”第一卷。
在邏輯鏈路控制層44之下有兩套較低層次，它們分別專用于有線和無線服務(wù)媒體，并在圖2中一般由參考數(shù)字46和48標(biāo)示。第一套較低層次46專用于有線服務(wù)媒體并包括一層有線媒體訪問(MAC)層50和一層有線物理層52。有線物理層52代表專用于與有線服務(wù)媒體連結(jié)的硬件，包括一個(gè)合適的物理插頭或端頭，它可自用戶設(shè)備中伸出至外部，以便連至電纜上的嚙合插座或有線服務(wù)媒體的其它有線輸入端。
相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層、邏輯鏈路控制層和媒體訪問層42、44和50最初包含于可在合適的處理器部件上運(yùn)行的軟件中，以完成賦予每層的不同功能。在這方面，MAC層50負(fù)責(zé)例如碰撞檢測(cè)這樣的功能，也即，檢測(cè)兩個(gè)同時(shí)發(fā)送的用戶以避免來自這樣兩個(gè)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)發(fā)生碰撞。MAC層的構(gòu)成和功能的進(jìn)一步描述可在以上引用的出版物中找到。
參照第二套低層次48，它們包括專用于無線服務(wù)媒體的一層無線MAC層54和無線物理層56。無線MAC層54的結(jié)構(gòu)和功能類似于以上描述的有線MAC層50。無線物理層56可包括無線電發(fā)射和接收部件和一個(gè)適合于與無線服務(wù)媒體通信的天線。除MAC和物理層54和56外，第二套較低層次還包括一層無線網(wǎng)格層58(下面將描述)，它可最初包含于軟件中并由合適的處理器部件所執(zhí)行。
網(wǎng)格層58專用于無線服務(wù)媒體并控制例如哪一個(gè)用戶設(shè)備連至哪個(gè)基站，例如在參照?qǐng)D1所描述的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)格層58還控制和處理基站之間的交接和自主體網(wǎng)至正確基站的路由操作以完成與網(wǎng)絡(luò)連接的相應(yīng)用戶設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)格層58主要完成為便于在無線環(huán)境中兩個(gè)用戶設(shè)備之間通信而必須做的每一件事。此類型的網(wǎng)格層的結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)一步描述也可在以上引用的出版物中找到。
參照?qǐng)D3，功能圖顯示一個(gè)自動(dòng)媒體或網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，它包括一個(gè)選擇器或選擇裝置60，后者對(duì)有線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)，以選擇第一套較低層次46或圖3中標(biāo)示的“有線層次”。類似地，選擇器60對(duì)有線服務(wù)媒體的不可用性和無線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)，以選擇第二套較低層次48或圖3中標(biāo)示的“無線層次”。
選擇器或選擇裝置60可包括合適的感測(cè)硬件和軟件，用于確定不同有線或無線服務(wù)媒體的存在或缺少。可用如圖3中參考數(shù)字62中所標(biāo)示的載波感測(cè)方法完成對(duì)有線服務(wù)媒體的感測(cè)。該選擇器60還包括合適的用于根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則確定選擇哪個(gè)網(wǎng)(有線或無線)的軟件及合適的用于執(zhí)行此功能所必需的軟件的處理器部件。在此后一方面，該選擇器60可與用戶設(shè)備的其它功能共享處理器部件。
前面描述的只根據(jù)有線或無線媒體的可用性的選擇裝置或選擇器60的操作是根據(jù)本發(fā)明的最簡(jiǎn)單或最基本形式的。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，選擇器或選擇裝置60將在確定不同有線和無線服務(wù)媒體的可用性之外，根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則對(duì)這類可用的媒體的可接受性或合適性作出響應(yīng)，以便或選擇有線或選擇無線服務(wù)媒體以供具體應(yīng)用。因此，對(duì)于優(yōu)選有線服務(wù)媒體的應(yīng)用場(chǎng)合，即使已在使用無線服務(wù)媒體，選擇裝置所包括的裝置也將對(duì)有線服務(wù)媒體成為可用這一事實(shí)作出響應(yīng)，以便在無線層次(第二套較低層次)48與有線層次(第一套較低層次)46之間切換。
對(duì)于兩套較低層次46和48之間的交換而言，無線網(wǎng)格層58還包括裝置，用于處理層次間交換時(shí)的交接和路由協(xié)議和用于分別向網(wǎng)絡(luò)層和邏輯鏈路控制層42和44送信號(hào)以及當(dāng)媒體之間發(fā)生交換時(shí)通知應(yīng)用層40。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，網(wǎng)格層58還包括用于通知用戶設(shè)備有關(guān)無線網(wǎng)可用性的信息的裝置(即，用戶設(shè)備是否位于兼容無線網(wǎng)服務(wù)提供者，例如圖1中闡述的系統(tǒng)的基站30或32的范圍內(nèi))。在這方面，附加的人類可感受裝置被優(yōu)選地采用并由網(wǎng)格層給出信號(hào)以便如此將這類信息通知用戶。此人類可感受標(biāo)示可具有簡(jiǎn)單LED或其它這種發(fā)光元件的形式，或者可具有在膝上計(jì)算機(jī)屏幕上或其它使用視頻顯示器的用戶設(shè)備上產(chǎn)生消息的形式。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，其中以圖形方式闡述網(wǎng)絡(luò)接口卡70(也稱為PCMCIA接口適配器)，它可作為用于膝上計(jì)算機(jī)的本發(fā)明特定實(shí)施例加以提供。簡(jiǎn)而言之，通常的膝上計(jì)算機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)外部可訪問槽，用于接納一個(gè)或多個(gè)接口卡或適配器，它們的尺寸大約與信用卡相同(只是通常數(shù)倍厚)。這些接口卡包括所有為完成特定功能而需要的部件，例如提供傳真調(diào)制解調(diào)器等。然而，現(xiàn)有接口卡只專用于單品種網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)不像本發(fā)明，不允許在有線和無線網(wǎng)之間交換。
根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)絡(luò)接口卡70包括合適的部件，例如微處理器72和存儲(chǔ)器，后者的形式為只讀存儲(chǔ)器(ROM)74和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)76兩者。這些部件可包含上面參照?qǐng)D2描述的網(wǎng)絡(luò)層42和邏輯鏈路控制層44的硬件和軟件部件。這些部件還可能包含除有線物理層52和無線物理層56以外的與兩套較低層次46和48相關(guān)連的硬件和軟件。
在這方面，包括前述的層次52和56的無線或無線電專用硬件和有線專用硬件分別配備于卡70上，并由相同的參考數(shù)字52和56所標(biāo)示。無線電專用硬件可包括外部伸出的天線部件78及有線專用硬件可包括外部伸出的接插件部件80，如上面所討論過的。提供一個(gè)軟件控制交換機(jī)72，當(dāng)根據(jù)下面將進(jìn)一步描述的預(yù)定準(zhǔn)則選擇或者有線或者無線服務(wù)媒體時(shí)，交換機(jī)72用于選擇合適的物理層或硬件。
如上所述，網(wǎng)絡(luò)接口卡70包括用于支持有線和無線(無線電)連接兩者的硬件。設(shè)備上的軟件使卡能以無縫透明的方式在有線或無線服務(wù)之間切換。為提供此功能，接口卡70包括一個(gè)以軟件實(shí)施的交換機(jī)82，用于控制使用哪個(gè)硬件。由無線電專用的硬件或有線鏈路完成所有由所用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所要求的必需“打包操作”。通過交換機(jī)傳送的數(shù)據(jù)按更高的網(wǎng)絡(luò)層規(guī)格格式化，但通常需要附加格式化，以便與所用的具體網(wǎng)絡(luò)兼容。
簡(jiǎn)短地參照?qǐng)D5，顯示了網(wǎng)絡(luò)接口卡的略為簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，一般以參考數(shù)字70a標(biāo)示。如圖5中所示，提供有線專用的硬件，也即在網(wǎng)絡(luò)接口卡70a之外提供實(shí)現(xiàn)有線連接所需附加硬件，也是屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)的。圖5中用于實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)連接的硬件用參考數(shù)字52標(biāo)示。圖5中另有一個(gè)附加卡接口57，它旁路無線電專用硬件56(包括天線78)，用于與有線專用硬件52a接口。在另一方面，圖5實(shí)施例基本上與以上參照?qǐng)D4顯示和描述的內(nèi)容相同。因此，在下面的描述中，應(yīng)理解該設(shè)備既包括如圖4中所示網(wǎng)絡(luò)接口卡70，又包括圖5中所示網(wǎng)絡(luò)接口卡70a連同附加的卡以外的有線未用硬件52a。
根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備可使用載波感測(cè)技術(shù)也即感測(cè)網(wǎng)絡(luò)的載波信號(hào)以檢測(cè)何時(shí)它連至有線網(wǎng)主體。在檢測(cè)到存在有線網(wǎng)后，本發(fā)明確定該網(wǎng)是否與用戶所希望的信息、服務(wù)器和/或場(chǎng)所相“兼容”或連接。詞“ping”(強(qiáng)制回應(yīng))此處一般用于意指測(cè)試目的地的可到達(dá)性的過程和程序，它發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求回答的信號(hào)并等待回答。這種類型的過程和程序可用于不同連網(wǎng)協(xié)議。
在正在進(jìn)行無線連接的情況下，有線網(wǎng)用于“ping”(強(qiáng)制回應(yīng))基站。這將確定是否可用合適的網(wǎng)絡(luò)路由操作來維持所有用戶的無線連接。強(qiáng)制回應(yīng)操作及其它用戶的優(yōu)選的結(jié)果然后用于確定是否應(yīng)在連網(wǎng)服務(wù)之間進(jìn)行交換。
類似地，無線電硬件56如此構(gòu)成以使它能自動(dòng)地檢測(cè)一個(gè)基站或其它可實(shí)行連接的發(fā)射結(jié)點(diǎn)。在正在進(jìn)行有線連接的情況下，使用無線連接來強(qiáng)制回應(yīng)一個(gè)合適的網(wǎng)站，以便設(shè)備可通過有線鏈路與之通信。這將確定是否可用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)路由操作來維持所有用戶的有線連接。該設(shè)備利用強(qiáng)制回應(yīng)操作和其它用戶優(yōu)選的結(jié)果來確定是否應(yīng)在連網(wǎng)服務(wù)之間實(shí)行交換。
在既不使用有線也不使用無線服務(wù)但欲檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)的情況下，該設(shè)備強(qiáng)制回應(yīng)合適的預(yù)定(根據(jù)用戶優(yōu)選)網(wǎng)站以確定是否兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中有一個(gè)服務(wù)可用和兼容。然后該設(shè)備根據(jù)用戶的優(yōu)選和根據(jù)下面所描述的本發(fā)明來確定優(yōu)選的連接。
操作在高層上，自動(dòng)媒體或網(wǎng)絡(luò)交換方法(及采用該方法的設(shè)備或裝置)具有五種操作狀態(tài)。為加強(qiáng)清晰性，下面將參照?qǐng)D6的圖及其后(圖7-10)的流程圖分別單獨(dú)地描述這些狀態(tài)。
狀態(tài)0(600)-確定服務(wù)(搜索)當(dāng)啟動(dòng)用戶設(shè)備時(shí)(即第一次通電或當(dāng)不存在任何通信服務(wù)時(shí))，該設(shè)備進(jìn)入“搜索”模式。在此模式中該設(shè)備連續(xù)地試圖通過無線鏈路檢測(cè)基站，并檢查有線連接的存在。該設(shè)備處于此狀態(tài)中，直至任何一種服務(wù)可用時(shí)止。如兩種服務(wù)都同時(shí)成為可用，則該設(shè)備進(jìn)入狀態(tài)3(603)，即服務(wù)評(píng)估狀態(tài)。
圖7顯示一個(gè)當(dāng)在狀態(tài)0(600)時(shí)操作的流程圖。應(yīng)指出，在離開狀態(tài)0(600)時(shí)該設(shè)備或者連至有線網(wǎng)(701)，連至無線網(wǎng)(702)，或者當(dāng)兩種服務(wù)都可用(703)時(shí)該設(shè)備進(jìn)入狀態(tài)3(603)。在這方面，圖6中用參考數(shù)字1-12標(biāo)示狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移，這些同樣的參考數(shù)字也在圖7-10中相應(yīng)的轉(zhuǎn)移點(diǎn)處重復(fù)。
當(dāng)設(shè)備在使用有線或無線連接時(shí)，它已完成為實(shí)現(xiàn)連接設(shè)置而必需的步驟。至少這包括如圖7中所示的配置有線/無線網(wǎng)絡(luò)信息和啟動(dòng)有線/無線硬件(704)。設(shè)置可再包括例如ATM網(wǎng)絡(luò)情況下的虛擬電路分配及將網(wǎng)絡(luò)地址賦予卡70(70a)和主計(jì)算機(jī)。
狀態(tài)1(601)-使用的有線服務(wù)參照?qǐng)D8，當(dāng)感測(cè)并使用一個(gè)兼容的有線服務(wù)媒體或網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，或在確定雖然也可用無線服務(wù)媒體但有線連接是優(yōu)選的連接之后因而使用有線連接時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)1(601)。在此狀態(tài)中該設(shè)備已通過合適的載波信號(hào)檢測(cè)到它已連至兼容的有線主體網(wǎng)并已完成必要步驟以使用此連網(wǎng)連接。
因此，本發(fā)明允許用戶和支持軟件通過有線鏈路(801)與網(wǎng)絡(luò)通信，同時(shí)周期地試圖(802)通過無線鏈路檢測(cè)基站。
狀態(tài)2(602)-使用的無線服務(wù)仍參照?qǐng)D8，或當(dāng)與基站的無線鏈路已與兼容的主體網(wǎng)建立時(shí)，或當(dāng)在確定雖然可用有線服務(wù)媒體但無線服務(wù)媒體或連接是優(yōu)選的連接之后因而使用后者時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)2(602)。在此狀態(tài)中該設(shè)備已檢測(cè)到一個(gè)無線基站并已確定它已連至一個(gè)兼容主體網(wǎng)。接口卡70(70a)也已完成必要步驟以使用此連網(wǎng)連結(jié)。
因此，本發(fā)明允許用戶和支持軟件通過無線服務(wù)媒體(803)與網(wǎng)絡(luò)通信，同時(shí)周期地試圖(804)連至有線服務(wù)媒體。
對(duì)于狀態(tài)1和2兩者，該設(shè)備保持于此狀態(tài)中，或者直至通過此服務(wù)媒體的網(wǎng)絡(luò)連接不可用時(shí)止，從而回至狀態(tài)0(600)，或者直至另一個(gè)服務(wù)媒體成為可用時(shí)止，從而回至狀態(tài)3(603)并對(duì)兩種服務(wù)媒體進(jìn)行評(píng)估。圖8顯示狀態(tài)1和2兩者的流程圖。
注意到，當(dāng)有線和無線服務(wù)媒體兩者都可用時(shí)進(jìn)入狀態(tài)3(603)。在此狀態(tài)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和吞吐量以及用戶對(duì)服務(wù)品質(zhì)的選擇，即所希望的吞吐量(位率)，等待時(shí)間和抖動(dòng)(等待時(shí)間的變動(dòng))，該設(shè)備確定應(yīng)選用哪種服務(wù)媒體。
當(dāng)或自狀態(tài)1(601)或自狀態(tài)2(602)進(jìn)入狀態(tài)3(603)時(shí)，在確定哪個(gè)服務(wù)媒體是所希望的過程中仍保持現(xiàn)有服務(wù)媒體網(wǎng)絡(luò)連接。換言之，在監(jiān)視另一個(gè)服務(wù)媒體的連接品質(zhì)的同時(shí)并不中斷或斷開用戶的服務(wù)。
狀態(tài)3(603)-服務(wù)評(píng)估圖9顯示狀態(tài)3(603)的流程圖。由于進(jìn)入此狀態(tài)時(shí)有線和無線服務(wù)媒體兩者都可用，該設(shè)備讓此狀態(tài)連至一個(gè)服務(wù)媒體。使用預(yù)定準(zhǔn)則執(zhí)行一系列決策(901-906)以確定是否要保證交換媒體或用戶是否希望交換媒體。以此方式，該設(shè)備可或者確定應(yīng)該交換媒體(907)，或者通過回至(908，909)或者狀態(tài)1(601)或者狀態(tài)2(602)以便保持現(xiàn)有服務(wù)媒體。在完成狀態(tài)3(603)時(shí)，設(shè)置設(shè)備中的定時(shí)器，同時(shí)設(shè)備保持于或者狀態(tài)1(601)或者狀態(tài)2(602)中，直至該定時(shí)器計(jì)時(shí)滿期。這事實(shí)上可防止該設(shè)備在兩種網(wǎng)絡(luò)都可用時(shí)在兩種網(wǎng)絡(luò)間來回交換。當(dāng)設(shè)備確定應(yīng)該交換服務(wù)媒體時(shí)，它進(jìn)入狀態(tài)4(604)，轉(zhuǎn)移狀態(tài)。
狀態(tài)4(604)-轉(zhuǎn)移當(dāng)確定該設(shè)備應(yīng)自一種服務(wù)媒體轉(zhuǎn)移至另一媒體時(shí)，設(shè)備進(jìn)入狀態(tài)4(604)。圖10的流程圖闡釋狀態(tài)4(604)的操作。
在此狀態(tài)中，設(shè)備允許用戶和支持軟件通過在服務(wù)評(píng)估狀態(tài)(603)中確定為優(yōu)選的服務(wù)媒體與網(wǎng)絡(luò)通信，同時(shí)還保持通過另一服務(wù)媒體的網(wǎng)絡(luò)連接。以此方式，設(shè)備能無縫地自一個(gè)服務(wù)媒體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。向應(yīng)用層通知網(wǎng)絡(luò)改變(“連網(wǎng)改變”)及每個(gè)可用網(wǎng)的可接受度或服務(wù)質(zhì)量(QoS)(1001，1002)。在退出之前，先前所用配置的硬件停止工作(1003，1004)以使新媒體獨(dú)自工作。
如先前所指出的，圖6的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖顯示可能遇到的全部轉(zhuǎn)移。下面將簡(jiǎn)單地介紹。這些狀態(tài)轉(zhuǎn)移也顯示于圖7-10的流程圖中，下面的數(shù)字對(duì)應(yīng)于圖6中和圖7-10中轉(zhuǎn)移點(diǎn)所用數(shù)字。
1)狀態(tài)0(600)至狀態(tài)1(601)-設(shè)備確定唯一可用的服務(wù)媒體是有線的，并配置該系統(tǒng)以使用有線連接。
2)狀態(tài)0(600)至狀態(tài)2(602)-設(shè)備確定唯一可用的服務(wù)媒體是無線的，并配置該系統(tǒng)以使用無線連接。
3)狀態(tài)0(600)至狀態(tài)3(603)-設(shè)備檢測(cè)到有線和無線兩種服務(wù)媒體都存在，并必須根據(jù)用戶的優(yōu)選來確定使用哪種服務(wù)媒體。
4)狀態(tài)1(601)至狀態(tài)0(600)-有線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接不再可用。
5)狀態(tài)1(601)至狀態(tài)3(603)-用戶設(shè)備正使用有線服務(wù)媒體，同時(shí)感測(cè)到無線服務(wù)媒體的存在?，F(xiàn)設(shè)備檢測(cè)到兩種服務(wù)媒體都存在，并根據(jù)用戶的優(yōu)選來確定使用哪種服務(wù)媒體。
6)狀態(tài)2(602)至狀態(tài)0(600)-無線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接不再可用。
7)狀態(tài)2(602)至狀態(tài)3(603)-用戶設(shè)備正使用無線服務(wù)媒體并感測(cè)到有線網(wǎng)的存在。該設(shè)備現(xiàn)在檢測(cè)到兩種服務(wù)媒體的存在，必須根據(jù)用戶的優(yōu)選來確定使用哪種服務(wù)媒體。
8)狀態(tài)3(603)至狀態(tài)1(601)-根據(jù)用戶優(yōu)選，設(shè)備決定保持有線服務(wù)媒體而不是交換到無線服務(wù)媒體。
9)狀態(tài)3(603)至狀態(tài)2(602)-根據(jù)用戶優(yōu)選，設(shè)備決定保持無線服務(wù)媒體而不是交換到有線服務(wù)媒體。
10)狀態(tài)3(603)至狀態(tài)4(604)-根據(jù)用戶優(yōu)選，設(shè)備決定自現(xiàn)有服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接交換至另一種。
11)狀態(tài)4(604)至狀態(tài)1(601)-設(shè)備已完成必要步驟以便從使用無線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接交換或轉(zhuǎn)移至有線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接。
12)狀態(tài)4(604)至狀態(tài)2(602)-設(shè)備已完成必要步驟以便從使用有線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接交換或轉(zhuǎn)移至無線服務(wù)媒體/網(wǎng)絡(luò)連接。
如上所述，本發(fā)明也可包含于其它無線系統(tǒng)中，例如CDMA和GSM。在這兩個(gè)系統(tǒng)中，有線和無線服務(wù)之間的交換方式類似于兩個(gè)基站之間的無線交接。在這兩種情況下，這個(gè)操作也可對(duì)特定連網(wǎng)技術(shù)以無縫或透明方式完成。
當(dāng)例如用于CDMA或GSM的設(shè)備確定需要交換至另一連網(wǎng)類型時(shí)，也即當(dāng)該設(shè)備進(jìn)入狀態(tài)4時(shí)，該設(shè)備發(fā)出信號(hào)要求交接。該設(shè)備將報(bào)告，有線連接的信號(hào)強(qiáng)度高于任何其他報(bào)告的基站的信號(hào)強(qiáng)度，從而啟動(dòng)交接。較高層連網(wǎng)層次的操作事實(shí)上與以前各節(jié)中所討論的內(nèi)容相同。
權(quán)利要求
1.一種用于在通信網(wǎng)的有線和無線服務(wù)媒體間自動(dòng)地交換用戶設(shè)備的媒體交換設(shè)備，包括一個(gè)協(xié)議階層，包括一層網(wǎng)絡(luò)層，一層邏輯鏈路控制，第一套與有線服務(wù)媒體相關(guān)連的較低層次及第二套與無線服務(wù)媒體相關(guān)連的較低層次；及選擇裝置，對(duì)有線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)并用于選擇第一套較低層次，以及還對(duì)有線服務(wù)媒體的不可用性和無線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)并用于選擇所述第二套較低層次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述選擇裝置還包括一個(gè)裝置，當(dāng)使用第一無線服務(wù)媒體時(shí)對(duì)第一有線服務(wù)媒體成為可用的事實(shí)作出響應(yīng)并用于在所述第二套較低層次和所述第一套較低層次間實(shí)行交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述選擇裝置還包括載波感測(cè)裝置，用于感測(cè)通信網(wǎng)的載波信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述第一套較低層次包括一層有線媒體訪問層和一層有線物理層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其中所述有線物理層包括配置以便接至給定有線服務(wù)媒體的嚙合接插件的一個(gè)接插件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其中所述第二套較低層次包括一層無線媒體訪問層和一層無線物理層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述第二套較低層次還包括一層無線網(wǎng)格層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述第二套較低層次包括一層無線媒體訪問層和一層無線物理層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述無線物理層包括一個(gè)無線電天線。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述第二套較低層次還包括一層無線網(wǎng)格層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中所述無線網(wǎng)格層還包括用于處理交接和路由協(xié)議的裝置，用于在所述第二套較低層次和所述第一套較低層次間實(shí)行交換，所述無線網(wǎng)格層還包括當(dāng)發(fā)生交換時(shí)用于發(fā)信號(hào)給邏輯鏈路控制和網(wǎng)絡(luò)層的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述無線網(wǎng)格層在操作上連至更高層應(yīng)用層和所述選擇裝置。并包括當(dāng)在有線服務(wù)媒體和無線服務(wù)媒體間實(shí)行交換時(shí)用于通知所述更高層應(yīng)用層的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括一層對(duì)無線服務(wù)媒體可用性作出響應(yīng)的網(wǎng)格層，網(wǎng)格層包括用于將有關(guān)無線服務(wù)媒體可用性的信息通知設(shè)備用戶的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述選擇裝置還包括服務(wù)評(píng)估裝置，對(duì)有線和無線兩種服務(wù)媒體的存在作出響應(yīng)，用于根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則確定選擇所述第一和第二套較低層次中哪一套。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述選擇裝置還包括輪詢裝置，對(duì)第二套較低層次的選擇作出響應(yīng)，用于周期地確定是否有線服務(wù)媒體已成為可用。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述選擇裝置還包括對(duì)所述第一套較低層次的選擇作出響應(yīng)并用于周期地確定是否無線服務(wù)媒體已成為可用的裝置。
17.一種用于在有線和無線服務(wù)媒體之間自動(dòng)地交換包括有線硬件和無線硬件的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶的方法，包括以下步驟確定有線服務(wù)媒體是否可用；確定無線服務(wù)媒體是否可用；當(dāng)確定有線服務(wù)媒體為可用和確定無線服務(wù)媒體為不可用時(shí)啟動(dòng)有線硬件；及當(dāng)確定無線服務(wù)媒體可用和確定有線服務(wù)媒體不可用時(shí)啟動(dòng)無線硬件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括以下步驟在啟動(dòng)有線硬件步驟之前配置有線網(wǎng)信息及在啟動(dòng)無線硬件步驟之前配置無線網(wǎng)信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括以下步驟當(dāng)確定有線和無線兩種服務(wù)媒體都可用時(shí)，對(duì)有線和無線服務(wù)媒體進(jìn)行評(píng)估。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，還包括在啟動(dòng)有線和無線硬件中的一種的步驟之后的其它以下步驟連續(xù)地確定有線和無線兩種服務(wù)媒體的一個(gè)可用性；當(dāng)確定有線服務(wù)媒體可用和確定無線服務(wù)媒體不可用時(shí)繼續(xù)使用有線服務(wù)媒體；當(dāng)確定無線服務(wù)媒體可用和確定有線服務(wù)媒體不可用時(shí)繼續(xù)使用無線服務(wù)媒體；及當(dāng)確定有線和無線兩種服務(wù)媒體都可用時(shí)對(duì)連續(xù)地確定的步驟作出響應(yīng)，從而進(jìn)入評(píng)估狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，還包括進(jìn)入所述轉(zhuǎn)移狀態(tài)的步驟，所述步驟包括以下步驟將連網(wǎng)改變的信息通知較高層應(yīng)用層；根據(jù)所選網(wǎng)絡(luò)媒體配置無線和有線網(wǎng)信息中的一種；啟動(dòng)有線和無線硬件中的一種；及停止使用有線和無線硬件中的另一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中評(píng)估步驟還包括以下步驟確定是否滿足有線服務(wù)的預(yù)定優(yōu)選條件；確定是否滿足無線服務(wù)的預(yù)定優(yōu)選條件；確定有線和無線服務(wù)中的一種的用戶優(yōu)選條件的存在；根據(jù)所有所述確定步驟決定應(yīng)使用有線和無線服務(wù)媒體中的一種；確定當(dāng)今正使用有線和無線服務(wù)媒體中的哪一種；及當(dāng)現(xiàn)今既不用有線又不用無線服務(wù)時(shí)進(jìn)入轉(zhuǎn)移狀態(tài)。
全文摘要
一種媒體交換設(shè)備自動(dòng)地在通信網(wǎng)的有線和無線服務(wù)媒體間交換用戶設(shè)備。交換設(shè)備包括一個(gè)協(xié)議階層,具有網(wǎng)絡(luò)層,邏輯鏈路控制層,第一套有線服務(wù)媒體未用的較低層次和第二套無線服務(wù)媒體專用的較低層次。選擇器對(duì)有線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)以選擇第一套較低層次,并還對(duì)有線服務(wù)媒體的不可用性和無線服務(wù)媒體的可用性作出響應(yīng)以選擇第二套較低層次。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1254490SQ98803610
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月25日
發(fā)明者威斯利·斯圖亞特·瓊斯, 路易斯·P·德拉弗森 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司