專利名稱：標準化網絡和非標準化節(jié)點的無線耦合的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息系統(tǒng)中的無線耦合，具體地說，涉及標準化信息裝置到標準化信息裝置和非標準化信息裝置兩者的無線耦合。
若干出版物已經描述了信息裝置的無線耦合。例如，公開的PCT申請第WO 97/29605號描述了一種無線虛擬局域網(LAN)，它可以在不改變物理接線的情況下重新定義工作組成員資格。這對，例如，簡化相隔遙遠的LAN之間的通信，尤其是允許一組便攜式計算機聯(lián)網，特別有用。
這種已知的無線耦合的安排是非常有用的，但是它們限于標準化信息裝置，亦即適合于按照公共標準彼此進行通信的信息裝置的耦合。典型的例子是適合于通過公共信息總線進行通信的計算機網絡。但是還有許多希望能夠在標準化信息裝置和非標準化信息裝置，亦即不適合于按照公共標準進行通信的信息裝置之間建立無線通信的其它應用。非標準化信息裝置既包括可標準化的信息裝置、諸如尚不適合于按照公用標準進行通信的計算機，又包括不可標準化的信息裝置，亦即不具備足夠的智能來適應標準化的信息裝置。對無線通信有著特殊意義的典型的不可標準化信息裝置的例子是保安裝置、音頻和視頻裝置、電話裝置等。盡管可以使系統(tǒng)中的每一種非標準化信息裝置配備有足夠的硬件、使之能夠按照公共標準通信，但這樣做成本高，而且往往是一個不可行的解決方案。它會要求對系統(tǒng)中的每一種非標準化信息裝置進行重大的修改。
與本申請同時提交的美國專利申請(歸檔號PHA 23414)公開了標準化節(jié)點和非標準化節(jié)點無線耦合的方法和應用，所述專利申請被包括在本文中作為參考。但是最好還能實現(xiàn)標準化網絡到非標準化節(jié)點和其它標準化網絡的組合的無線耦合。
本發(fā)明的一個目的是提供一種使標準化網絡同非標準化節(jié)點和其它標準化網絡的組合之間的經濟的無線通信成為可能的方法和設備。這里所用的·“節(jié)點”意味著能夠產生、處理或利用信息的任何裝置；·“標準化節(jié)點”意味著適合于按照公共標準與其它節(jié)點進行通信的節(jié)點；·“標準化網絡”意味著至少有一個標準化節(jié)點耦合到總線，以便與其它標準化節(jié)點進行通信；·“非標準化節(jié)點”意味著不適合于按照公共標準與其它節(jié)點進行通信的節(jié)點；·“無線通信”意味著通過對要互換的信息可行的任何能量傳播方式，例如，射頻(RF)、紅外線(IR)和聲能傳播方式來交換信息。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種方法和設備，它自動適應于把標準化節(jié)點和非標準化節(jié)點兩者加入無線通信系統(tǒng)和從其中去除。
本發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種方法和設備，它使按照不同標準工作的標準化網絡便于實現(xiàn)無線耦合。
在按照本發(fā)明的方法中，在一個包括多個標準化網絡和至少一個非標準化節(jié)點的系統(tǒng)中，通過以下方法實現(xiàn)無線通信，對于每一個標準化網絡·建立相關的虛網絡，后者包括代表每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的相應的虛節(jié)點；·以與其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個其它標準化網絡和相應的虛節(jié)點之間交換信息；·以與非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個非標準化節(jié)點和相應的虛節(jié)點之間交換信息；·以與相關的標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個虛節(jié)點和相關的標準化網絡之間交換信息。
在按照本發(fā)明的設備中，形成無線通信系統(tǒng)，它包括
·具有至少一個用于無線通信的收發(fā)器的非標準化節(jié)點；·多個標準化網絡，每一個包括·本地總線，用來在連接到該總線的任何標準化節(jié)點之間傳送信息；·本地無線電臺，它包括用來與所述至少一個非標準化節(jié)點進行無線通信的收發(fā)器；·本地虛網絡，它耦合到本地總線和本地無線電臺，并包括控制器和存儲器，后者互相合作以便執(zhí)行以下操作·在所述存儲器中建立代表每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的虛節(jié)點；·以與所述其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述其它標準化網絡和各自虛節(jié)點之間交換信息；·以與所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述非標準化節(jié)點和相應的虛節(jié)點之間交換信息；·以與所述本地標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述虛節(jié)點和所述本地標準化網絡之間交換信息。


圖1是舉例說明按照本發(fā)明進行通信的信息系統(tǒng)的實施例的示意圖；以及圖2是舉例說明圖1信息系統(tǒng)一部分的實施例的方框圖。
圖1的信息系統(tǒng)包括多個非標準化節(jié)點x，y，z和子系統(tǒng)E，K，L，每一個包括實網絡、虛網絡和相應的無線電臺。更具體地說·子系統(tǒng)E包括具有標準化節(jié)點a，b，c和本身是標準化節(jié)點的實半橋d的實網絡；具有虛半橋e和虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’，k’，l’的虛網絡；和無線電臺T。
·子系統(tǒng)K包括具有標準化節(jié)點f，g，h，i，j和本身是標準化節(jié)點的實半橋j的實網絡；具有虛半橋k和虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’，e’，l’的虛網絡；和無線電臺T。
·子系統(tǒng)L包括后者具有標準化節(jié)點n，o和本身是一個標準化節(jié)點的實半橋m的實網絡；具有虛半橋l和虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’，e’，k’的虛網絡；和無線電臺T。
例如，這種類型的實際的信息系統(tǒng)包括·辦公室計算機系統(tǒng)，它具有一些標準化節(jié)點，后者包括個人計算機a，b，c，它們有線地連接以便通過公共信息總線彼此通信并且與半橋d通信；·非標準化節(jié)點，包括打印機x，、硬盤驅動器y和圖像掃描儀z；·娛樂和保安系統(tǒng)，具有一些標準化節(jié)點，它們包括數(shù)字電視(TV)f、數(shù)字VCD g、保安攝像頭h、和數(shù)字立體聲系統(tǒng)I，它們有線地連接以便通過公共信息總線彼此通信并且與半橋j通信；和·便攜式計算機n和o，它們有線地連接以便通過公共信息總線彼此通信和與半橋m通信。
每一個實半橋d，j，m可控地在它們是其中的一部分的實網絡和相應的虛網絡之間傳送信息。根據這些半橋中每一個的設計，它還可以控制各自實網絡中其它節(jié)點之間信息的傳送。
除特定類型的信息裝置以外，非標準化節(jié)點x，y，z中的每一個都包括收發(fā)器，用來與無線電臺T進行無線通信。這些節(jié)點中的每一個還至少包括最小智能(minimal intelligence)，以便在本地協(xié)調各自信息裝置和收發(fā)器之間的信息流動。根據特定信息裝置固有的復雜性，這種最小智能可以采取各種各樣形式中的任何一種，例如，在已有的處理器或微處理器、專用微處理器或專用邏輯硬件內的附加邏輯硬件和/或軟件。
每一個無線電臺T都包括本機收發(fā)器，用來與節(jié)點x，y，z的收發(fā)器進行無線通信；以及無線鏈路，用來協(xié)調該本機收發(fā)器和相應的本地虛網絡之間信息流。每一個無線電臺和非標準化節(jié)點x，y，z中的每一個還包括各自的傳感器，用來傳播為無線通信而選擇的能量方式。在圖1示出的示范的實施例中，所示天線用來傳播RF能量。
每一個虛網絡是一個參照相應的的實半橋、非標準化節(jié)點和其它虛網絡中的虛半橋而形成的模型。具體地說·在子系統(tǒng)E中，把虛半橋e設計成與實半橋d互補，使得半橋d和e合起來形成一個標準化的全橋。把虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’設計成代表相應的非標準化節(jié)點x，y，z，但加以修改以便以同實節(jié)點a，b，c與實半橋d通信時用的相同的標準與虛半橋e通信。把虛代理(proxy)節(jié)點k’和l’設計成代表各自子系統(tǒng)K和L中相應的虛節(jié)點k和l，并在必要時修改成與虛半橋e通信。僅在虛節(jié)點e和l與之通信的實網絡按照不同于節(jié)點d作為其一部分的實網絡的標準工作時，才需要這樣的修改。
·在子系統(tǒng)K中，把虛半橋k設計成與實半橋j互補，使得半橋j和k合起來形成一個標準化全橋。把虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’設計成代表相應的非標準化節(jié)點x，y，z，但加以修改，以便以同實節(jié)點f，g，h，i與實半橋j通信時用的相同的標準與虛半橋k進行通信。把虛代理(proxy)節(jié)點e’和l’設計成代表各自子系統(tǒng)E和L中相應的虛節(jié)點e和l，并且在必要時修改成與虛半橋k通信。僅僅在虛節(jié)點e和l與之通信的實網絡按照與節(jié)點j作為其一部分的實網絡不同的標準工作時，才需要這樣的修改。
·在子系統(tǒng)L中，把虛半橋l設計成與實半橋m互補，使得半橋m和l合起來形成一個標準化全橋。把虛代理(proxy)節(jié)點x’，y’，z’設計成代表相應的非標準化節(jié)點x，y，z，但加以修改，以便以同實節(jié)點n，o與實半橋m通信所用的相同的標準與虛半橋l進行通信。把虛代理(proxy)節(jié)點e’和k’設計成代表各自子系統(tǒng)E和K中相應的虛節(jié)點e和k，并且在必要時修改成與虛半橋l通信。僅僅在虛節(jié)點e和k與之通信的實網絡按照與節(jié)點m作為一部分的實網絡不同的標準工作時，才需要這樣的修改。
圖2示出在每一個子系統(tǒng)E，K，L中用來形成實半橋、虛網絡和無線電臺的下級子系統(tǒng)的示范性的實施例。這下級子系統(tǒng)包括結合圖1進行描述時提到的橋式接口裝置20、虛智能裝置30和無線電臺T。
無線電臺T包括收發(fā)器12和無線鏈路14。收發(fā)器是傳統(tǒng)的裝置，收發(fā)器的類型取決于為無線通信所選擇的傳播方式。無線鏈路14也是傳統(tǒng)裝置，用來執(zhí)行以下功能·把由收發(fā)器12從系統(tǒng)中其它虛網絡接收的信號傳輸?shù)教撝悄苎b置30；·向收發(fā)器12傳輸把從虛智能裝置30接收的用于向系統(tǒng)中的其它虛網絡傳輸?shù)男盘杺鬏數(shù)绞瞻l(fā)器12；·把通過收發(fā)器12從非標準化節(jié)點x，y，z接收的信號轉換成與虛智能裝置30兼容的格式；·把從虛智能裝置接收的信號轉換成與收發(fā)器以及非標準化節(jié)點兼容的格式；·與虛智能裝置交換定時和控制信號，以便進行仲裁，亦即協(xié)調與非標準化節(jié)點往來的信息的傳輸。
可以利用例如微處理器和執(zhí)行格式轉換的軟件來實現(xiàn)無線鏈路。作為另一方案，若為與非標準化節(jié)點通信而選擇的格式并未如此復雜、以致需要擴充的硬件，則無線鏈路可以利用邏輯電路構造。例如，見1988年10月6日公開的PCT申請WO 88/07794中所描述的無線鏈路。
虛智能裝置30包括控制器32、程序存儲器34和數(shù)據存儲器36。通過總線耦合到無線電臺T和橋式接口裝置20的控制器可以是，例如，微處理器、微控制器或數(shù)字信號處理器?？刂破髟诔绦虼鎯ζ髦械闹噶畹闹敢?，具有與無線電臺T合作以進行以下工作的能力·檢測當前能夠與收發(fā)器12進行無線通信的其它虛節(jié)點和任何非標準化節(jié)點是否存在；·通過把對每一個檢測出來的節(jié)點的描述和從該節(jié)點接收的或要傳輸?shù)皆摴?jié)點的數(shù)據存入數(shù)據存儲器來形成代表檢測出來的節(jié)點的虛代理(proxy)節(jié)點(例如，子系統(tǒng)E的虛網絡中的節(jié)點x’，y’，z’，k’，l’)；·與無線電臺協(xié)調，以便在虛代理(proxy)節(jié)點(例如，x’，y’，z’，k’，l’)和它們所代表的實的及虛的節(jié)點(x，y，z，k，l)之間交換信息。
應該指出，各種各樣的信息都可以存入與虛代理(proxy)節(jié)點相關存儲的程序存儲器和數(shù)據存儲器中，這些信息包括，例如·只有用代理(proxy)節(jié)點表示的每一個非標準化節(jié)點才有的格式化信息；·用以促進與用代理(proxy)節(jié)點(例如，k’，l’)表示的任何標準化節(jié)點通信的格式化信息，所以標準化節(jié)點按照不同于相應的虛網絡連接到的實半橋(例如，d)的不同的標準工作；·用來執(zhí)行關于從任何用代理(proxy)節(jié)點表示的節(jié)點接收的數(shù)據或準備發(fā)往這些節(jié)點的數(shù)據的操作的算法；·關于與用代理(proxy)節(jié)點表示的相應的節(jié)點的通信的相對優(yōu)先權。
還應指出，虛智能裝置容易適應每一個虛網絡與之通信的非標準化節(jié)點和標準化節(jié)點類型的改變。與非標準化節(jié)點的新類型以及按照不同標準工作的標準化節(jié)點通信所必須的信息，例如，程序指令和描述性的數(shù)據，可以容易地加到虛智能裝置的程序和數(shù)據存儲器中。
橋式接口裝置20和虛智能裝置30合作在每一個子系統(tǒng)E，K，L中形成包括實半橋和虛半橋的橋。每一個實半橋(例如，子系統(tǒng)E中的節(jié)點d)必須按照它們的公共標準與它所連接的各個標準化節(jié)點(例如，a，b，c)通信。每一個虛半橋(例如，子系統(tǒng)E中的節(jié)點e)必須能夠以其相應的格式通用地與所有的虛代理(proxy)節(jié)點(例如，x’，y’，z’，k’，l’)通信。所述各半橋可以以對每一個都是公共的任何格式彼此通信。
在圖2所示的示范性實施例中，為所有實網絡(亦即，具有節(jié)點a，b，c，d；節(jié)點f，g，h，I，j；和節(jié)點m，n，o的網絡)選擇的標準是IEEE 1394標準。這種標準在出版物IEEE Std 1394-1995，“高性能串行總線的IEEE標準”(1996年8月30日)中描述，所述出版物被包括在本文中作為參考。這是一種對于計算機外圍設備與消費電子設備高性能總線互連，包括高速數(shù)字視頻數(shù)據傳輸特別有用的標準。
在每一個子系統(tǒng)(E，K，L)中，實半橋(d，j，m)的一部分是通過各自的橋接口裝置20形成的，該橋接口裝置包括1394標準物理層22和1394標準鏈路層24。這兩層都是功能邏輯元件，它們是在IEEE Std1394-1995以及在IEEE出版物P1394.1草案0.03“P1394.1高性能串行總線橋標準草案”(1997年10月18日)中共同描述的，所述出版物被包括在本文中作為參考。物理層22包括用于物理連接到公共總線的示范的端口1，2，3，1394標準節(jié)點，例如節(jié)點h，p，q通過該公共總線進行通信；通過提供仲裁服務保證一次只有一個節(jié)點通過公共總線發(fā)送信息；并且，把從鏈路層24接收的通信轉換為1394標準。鏈路層把從物理層接收的通信格式化為標準化的數(shù)據報，后者加上地址和成幀，以便傳輸?shù)礁鞴?jié)點中當前正在與無線電臺T通信并用代理(proxy)節(jié)點(子系統(tǒng)E中的x’，y’，z’，k’，l’)表示的一個節(jié)點。
在每一個子系統(tǒng)(E，K，L)中，虛智能裝置30形成剩余的實半橋(d，j，m)，并形成虛半橋(e，k，l)。更具體地說，控制器32連同程序存儲器34和數(shù)據存儲器36一起形成·公共1394.1標準開關結構(內部結構)，它耦合實半橋和虛半橋(de，jk，ml)；以及·鏈接到相應的虛網絡中的當前虛代理(proxy)節(jié)點的剩余的虛半橋(e，k，l)。
權利要求
1.一種在包括多個標準化網絡(a，b，c，d)(f，g，h I，j)(m，n，o)和至少一個非標準化節(jié)點(x，y，z)的系統(tǒng)中進行無線通信的方法，對于每一個標準化網絡，所述方法包括a，建立一個相關的虛網絡，它包括代表每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的相應的虛節(jié)點(x’，y’，z’，k’，l’)，(x’，y’，z’，e’，l’)，(x’，y’，z’，e’，k’)；b.以與所述其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述其它標準化網絡和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；c.以與所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述非標準化節(jié)點和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；d.以與所述相關的標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述虛節(jié)點和所述相關的標準化網絡之間交換信息。
2.權利要求1的方法，其特征在于每一個所述標準化網絡包括與相應的網絡中的標準化節(jié)點通信的虛半橋(d)(j)(m)；以及所述虛網絡包括用來以所述通信格式/協(xié)議與所述實半橋和所述虛節(jié)點通信的虛半橋(e)(k)(l)。
3.一種在包括第一標準化網絡(a，b，c，d)和至少一個其它標準化網絡(f，g，h I，j)(m，n，o)以及至少一個非標準化節(jié)點(x，y，z)的系統(tǒng)中進行無線通信的方法，它包括以下步驟a.確定每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的識別符，以及選擇與每一個所述其它標準化網絡并且與每一個所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議；b.建立代表每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的虛節(jié)點(x’，y’，z’，k’，l’)；c.以與所述其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述其它標準化網絡和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；d.以與所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述非標準化節(jié)點和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；e.以與所述第一標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述虛節(jié)點和所述第一標準化網絡之間交換信息。
4.一種無線通信系統(tǒng)，它包括a.至少一個具有無線通信用的收發(fā)器的非標準化節(jié)點(x，y，z)；b.多個標準化網絡(a，b，c，d)(f，g，h I，j)(m，n，o)，每一個包括i.本地總線，用來在連接到所述總線的任何標準化節(jié)點(a，b，c，d，f，g，h I，j，m，n，o)之間進行通信；ii.本地無線電臺(T)，它包括與所述至少一個非標準化節(jié)點(x，y，z)進行無線通信用的收發(fā)器(12)；iii.本地虛網絡，它耦合到所述本地總線和所述本地無線電臺(T)，并包括控制器(32)和存儲器(34，36)，以便合作進行(1)在所述存儲器中建立代表每一個其它標準化網絡和每一個非標準化節(jié)點的虛節(jié)點(x’，y’，z’，k’，l’)，(x’，y’，z’，e’，l’)，(x’，y’，z’，e’，k’)；(2)以與所述其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述其它標準化網絡和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；(3)以與所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述非標準化節(jié)點和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；(4)以與所述本地標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述虛節(jié)點和所述本地標準化網絡之間交換信息。
5.一種用于權利要求4所要求的無線通信系統(tǒng)中的通信節(jié)點，所述通信節(jié)點是標準化網絡(a，b，c，d)的一部分，所述網絡包括本地總線，用來在連接到所述總線上的任何標準化節(jié)點(a，b，c，d)之間進行通信；所述通信節(jié)點包括a.本地無線電臺(T)，它包括用來與所述系統(tǒng)中的至少一個非標準化節(jié)點(x，y，z)進行無線通信的收發(fā)器(12)；b.本地虛網絡，它耦合到所述本地總線和所述本地無線電臺(T)，并且包括控制器(32)和儲存器(34，36)，以便合作進行(1)在所述存儲器中建立代表所述系統(tǒng)中每一個其它標準化網絡(f，g，h，i，j)(m，n，o)和每一個非標準化節(jié)點(x，y，z)的虛節(jié)點(x’，y’，z’，k’，l’)；(2)以與所述其它標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個其它標準化網絡和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；(3)以與所述非標準化節(jié)點兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述非標準化節(jié)點和所述相應的虛節(jié)點之間交換信息；(4)以與所述本地標準化網絡兼容的通信格式/協(xié)議在每一個所述虛節(jié)點和所述本地標準化網絡之間交換信息。
全文摘要
提供一種用來在多個標準化信息網絡和非標準化信息裝置之間建立無線通信的方法和設備。通訊網絡可以按照相同或不相同的標準工作。為每個網絡形成虛代理(proxy)節(jié)點,后者代表每一個其它通信網絡和每一個非標準化信息裝置。
文檔編號H04L29/06GK1274500SQ99801274
公開日2000年11月22日 申請日期1999年6月4日 優(yōu)先權日1998年6月8日
發(fā)明者伊藤隆 申請人:皇家菲利浦電子有限公司