CN101562553A - 桥接装置及其网络桥接方法 - Google Patents

Abstract

一种桥接装置，包括第一连接端口、第二连接端口、至少一个第三连接端口、第一媒体控制器、第二媒体控制器、至少一个第三媒体控制器及桥接器。桥接器包括流量控制器及数据转换器。流量控制器用于记录第一与第二无线广域网络当前的频宽及使用状况。数据转换器用于根据第一与第二无线广域网络当前的频宽及使用状况，将无线局域网络的封包转换为第一或第二无线广域网络的封包，及将第一及第二无线广域网络的封包转换为无线局域网络的封包。本发明还提供一种网络桥接方法。所述桥接装置及网络桥接方法，以外加电子设备即可连接无线局域网络及多个无线广域网络，实现较为容易，此外，连接多个无线广域网络，可分散频宽突然变少的风险，确保使用频宽。

Description

桥接装置及其网络桥接方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种连接无线局域网络与广域网络的桥接装置及其网络桥接方法。

背景技术

无线网络技术的范围可从全球语音及数据网络(远距离的无线联机)到最佳化的红外线及无线频率技术(短距离的无线联机)。使用无线网络的一般装置包括可携式电脑、桌上型电脑、手提电脑、个人数字助理及手机等。无线技术给使用者带来许多便利，如使用者可以使用手机存取电子邮件。

无线网络根据数据能够传送的距离可分成不同的类型，包括无线广域网络、无线都会局域网络、无线局域网络及无线个人网络。无线广域网络技术，如全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication，GSM)、码分多重存取(Code Division MultipleAccess，CDMA)2000及多频码分多重存取(Wideband CDMA)等，可以在广阔的地区范围中，利用服务提供者维护的基地台，为使用者提供无线联机，移动性较好。无线局域网络可让使用者在小区域内建立无线联机，联机较快速便捷。

一个在办公室内的信息使用者可轻易获得无线局域网络或固定式网络的支持，随时连接因特网。然而，当使用者在外移动时，例如在公交车上、火车上，则无法享受无线局域网络联机的快速便捷又同时利用无线广域网络进行移动通信上网。因此，如何有效的整合无线局域网络及无线广域网络为亟待解决的课题。

整合原本各自使用不同通信规格及形式的无线网络已是下一世代无线通信的趋势，但现有的做法须以现有架构划分新的结构，而无法以外加设备形式来解决，技术较复杂。

发明内容

有鉴于此，需提供一种桥接装置，可连接无线局域网络与多个无线广域网络。

此外，还需提供一种网络桥接方法，可在无线局域网络与多个无线广域网络之间传送封包。

一种桥接装置，用于连接无线局域网络与多个无线广域网络，包括第一连接端口、第二连接端口、至少一个第三连接端口、第一媒体控制器、第二媒体控制器、至少一个第三媒体控制器及桥接器。第一连接端口用于接收无线局域网络所传送的第一入埠封包及发送第一出埠封包至无线局域网络。第二连接端口用于接收第一无线广域网络所传送的第二入埠封包及发送第二出埠封包至第一无线广域网络。第三连接端口用于接收至少一个第二无线广域网络所传送的第三入埠封包及发送第三出埠封包至第二无线广域网络。第一媒体控制器用于接收第一连接端口所接收的第一入埠封包及发送第一出埠封包至第一连接端口。第二媒体控制器用于接收第二连接端口所接收的第二入埠封包及发送第二出埠封包至第二连接端口。第三媒体控制器用于接收第三连接端口所接收的第三入埠封包及发送第三出埠封包至第三连接端口。桥接器与第一媒体控制器、第二媒体控制器及第三媒体控制器相连，包括流量控制器及数据转换器。流量控制器用于控制无线局域网络与第一无线广域网络及第二无线广域网络之间的流量，并且记录第一无线广域网络与第二无线广域网络当前的频宽及使用状况。数据转换器用于根据流量控制器所记录的第一无线广域网络与第二无线广域网络当前的频宽及使用状况，将第一入埠封包转换为第二出埠封包或第三出埠封包，及将第二入埠封包及第三入埠封包转换为第一出埠封包。

一种网络桥接方法，用于在无线局域网络与多个无线广域网络之间传送封包，包括：接收无线局域网络所传送之第一入埠封包；将第一入埠封包传送至第一媒体控制器；确定所述无线广域网络的优先权，将第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式；将转换格式的第一入埠封包传送至与优先权最高的无线广域网络对应的媒体控制器；将转换格式的第一入埠封包传送至与优先权最高的无线广域网络对应的连接端口；及传送转换格式的第一入埠封包至优先权最高的无线广域网络。

所述桥接装置及网络桥接方法，直接在数据链路层电路进行封包形式的转换，只需以一个外加电子设备即可连接无线局域网络及多个无线广域网络，无须调整、划分现有的通信架构或建立新的通信架构，实现较为容易。此外，所述桥接装置及网络桥接方法连接多个无线广域网络，可分散频宽突然变少的风险，确保使用者的使用频宽。

附图说明

图1为本发明一实施方式中桥接装置的应用环境图。

图2为本发明一实施方式中桥接装置的模块图。

图3为本发明一实施方式中网络桥接方法的流程图。

图4为本发明另一实施方式中网络桥接方法的流程图。

图5为本发明又一实施方式中网络桥接方法的流程图。

具体实施方式

参阅图1，所示为本发明一实施方式中桥接装置10的应用环境图。在本实施方式中，桥接装置10可设置于可移动的无线局域网络20中，例如公共汽车或是火车等大型交通工具，其功能相当于无线局域网络20内具有传送及接收功能的接取点(Access Point，AP)装置，在无线局域网络20内传送饿封包格式符合IEEE 802.11a/b/g的规定。无线局域网络20内有多个移动客户端12(图中仅示出两个)，即携有移动通信设备的大型交通工具的搭乘者，所述移动客户端12可利用无线局域网络20进行无线局域网络20内部的通信，即所述移动客户端12可通过无线局域网络20相互通信。

桥接装置10可用于沟通无线局域网络20与多个无线广域网络30、40。所述无线广域网络30、40包括第一无线广域网络30及至少一个第二无线广域网络40(图中仅示出一个)。无线广域网络30、40均包括多个基地台300(图中仅示出一个)，用于与桥接装置10通信。所述无线广域网络30、40传输的封包格式可为全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication，GSM)、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、第三代数字通信(Third Generation，3G)、多频码分多重存取(Wideband CDMA)及全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access，Wimax)其中任一个的封包格式，且第一无线广域网络30与第二无线广域网络40不同，封包格式也不同。此外，所述无线广域网络30、40通信连接因特网50。在本发明的其它实施方式中，所述无线广域网络30、40也可通信连接其它通信网路，如电话网络。

如此，所述移动客户端12可通过桥接装置20由无线局域网络20连接所述无线广域网络30、40，从而再连接因特网50。

图2所示为本发明一实施方式中桥接装置10的模块图。在本实施方式中，桥接装置10包括数据链路层电路100及物理层电路200。物理层电路200包括第一连接端口210、第二连接端口220及至少一个第三连接端口230。第一连接端口210以可插拔的方式连接于物理层电路200，用于接收无线局域网络20所传送的第一入埠封包及传送第一出埠封包至无线局域网络20。在本实施方式中，第一入埠封包与第一出埠封包的格式应符合IEEE 802.11a/b/g协议，其中无线局域网络20传送的第一入埠封包与传送至无线局域网络20的第一出埠封包的格式相同，但内容可能不同。

第二连接端口220以可插拔的方式连接于物理层电路200，用于接收第一无线广域网络30所传送的第二入埠封包及传送第二出埠封包至第一无线广域网络30。在本实施方式中，第二入埠封包与第二出埠封包的格式可为GSM、GPRS、3G、WCDMA及Wimax其中任一个的封包格式，且第一无线广域网络30所传送的第二入埠封包与传送至第一无线广域网络30的第二出埠封包格式相同，但内容可能不同。

第三连接端口230以可插拔的方式连接于物理层电路200，用于接收第二无线广域网络40所传送的第三入埠封包及传送第三出埠封包至第二无线广域网络40。在本实施方式中，第三入埠封包与第三出埠封包的格式可为GSM、GPRS、3G、WCDMA及Wimax其中任一个的封包格式，且与第二入埠封包及第二出埠封包的封包格式不同。第二无线广域网络40所传送的第三入埠封包与传送至第二无线广域网络40的第三出埠封包格式相同，但内容可能不同。

数据链路层电路100包括第一媒体控制器110、桥接器120、第二媒体控制器130及第三媒体控制器140。第一媒体控制器110连接于物理层电路200的第一连接端口210，用于接收第一连接端口210从无线局域网络20所接收的第一入埠封包及传送第一出埠封包至第一连接端口210。第二媒体控制器130连接于物理层电路200的第二连接端口220，用于接收第二连接端口220从第一无线广域网络30所接收的第二入埠封包及传送第二出埠封包至第二连接端口220。第三媒体控制器140连接于物理层电路200的第三连接端口230，用于接收第三连接端口230从第二无线广域网络40所接收的第三入埠封包及传送第三出埠封包至第三连接端口230。

桥接器120与第一媒体控制器110、第二媒体控制器130及第三媒体控制器140相连，包括流量控制器122及数据转换器124。流量控制器122用于控制无线局域网络20与所述无线广域网络30、40之间的流量，并且记录所述无线广域网络30、40当前的频宽及使用状况。数据转换器124用于根据流量控制器122所记录的所述无线广域网络30、40当前的频宽及使用状况，将第一入埠封包转换为第二出埠封包或第三出埠封包，及将第二入埠封包及第三入埠封包转换为第一出埠封包。在本实施方式中，数据转换器124为封包形式转换电路，可用于判断封包的形式，转换封包的包头，将封包于不同规格之间进行转换。

在本实施方式中，第二连接端口130还用于定时侦测第一无线广域网络30的频宽及使用状况，并将第一无线广域网络30的频宽及使用状况通过第二媒体控制器130传送至流量控制器122。第三连接端口140还用于定时侦测第二无线广域网络40的频宽及使用状况，并将第二无线广于网络40的频宽及使用状况通过第三媒体控制器140传送至流量控制器122。流量控制器122还用于根据所述无线广域网络30、40的频宽及使用状况，确定所述无线广域网络30、40的优先权。在本实施方式中，流量控制器122根据所述无线广域网络30、40的频宽及使用状况，确定所述无线广域网络30、40的人均频宽，并设定人均频宽高的无线广域网络优先权高而人均频宽低的无线广域网络优先权低。在本发明的其它实施方式中，流量控制器122也可根据其它方法设定所述无线广域网络30、40的优先权。数据转换器124还用于根据所述无线广域网络30、40的优先权，将第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式。

在本实施方式中，若第一无线广域网络30的频宽为4bps(bits per second，每秒可传输的位数)，有4人在使用，人均频宽为1bps，而第二无线广域网络40的频宽为3bps，有2人在使用，人均频宽为1.5bps，流量控制器122设定人均频宽高的无线广域网络优先权高，即设定第二无线广域网络40的优先权高，第一无线广域网络30的优先权低。数据转换器124会将第一媒体控制器110自第一连接端口210接收的第一入埠封包转换为第三出埠封包，发送至第三媒体控制器140，并通过第三连接端口230发送至第二无线广域网络40。

流量控制器122还用于判断封包的流向，其可根据封包的目的地址判断封包的流向。若封包的流向由第一媒体控制器110至第二媒体控制器130或第三媒体控制器140，流量控制器122会指示数据转换器124将第一媒体控制器110传送的第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式，并发送转换格式的第一入埠封包至与该优先权最高的无线广域网络对应的媒体控制器。若封包的流向由第二媒体控制器130及第三媒体控制器140至第一媒体控制器110，流量控制器122指示数据转换器124将第二入埠封包及第三入埠封包转换为第一出埠封包，并传送至第一媒体控制器110。若流量控制器122判断封包的流向由第一媒体控制器110至第一媒体控制器110，即移动客户端12仅在无线局域网络20内部通信，无须经过封包形式转换，则数据转换器124无须工作，此时桥接装置10变成无线局域网络20内的单纯的AP。

在本实施方式中，数据链路层电路100还包括储存器150，其与桥接器120相连，包括第一储存器152及第二储存器154。第一储存器152用于储存桥接器120运作的程序，第二储存器154用于暂存需进行格式转换及传送的第一入埠封包、第一出埠封包、第二入埠封包、第二出埠封包、第三入埠封包及第三出埠封包。

图3所示为本发明一实施方式中桥接装置10的网络桥接方法的流程图。在本实施方式中，封包由无线局域网络20传送至所述无线广域网络30、40。首先，在步骤S300，桥接装置10的物理层电路200的第一连接端口210接收无线局域网络20所传送的第一入埠封包。在步骤S302，第一连接端口210将第一入埠封包传送至数据链路层电路100的第一媒体控制器110。在步骤S304，流量控制器122确定所述无线广域网络30、40的优先权，数据转换器124将第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式，并将转换格式的第一入埠封包传送至与优先权最高的无线广域网络对应的媒体控制器。在步骤S306，与优先权最高的无线广域网络对应的媒体控制器传送转换格式的第一入埠封包至物理层电路200的与优先权最高的无线广域网络对应的连接端口。在步骤S308，与优先权最高的无线广域网络对应的连接端口发送转换格式的第一入埠封包至优先权最高的无线广域网络。

图4所示为本发明另一实施方式中网络桥接方式的流程图。在本实施方式中，封包由所述无线广域网络30、40传送至无线局域网络20。在步骤S400，物理层电路200接收所述无线广域网络30、40其中之一所传送的封包，并将封包传送至数据链路层电路100与所述无线广域网络30、40其中之一对应的媒体控制器。在步骤S402，数据转换器124将该封包转换为第一出埠封包，并将第一出埠封包传送至第一媒体控制器110。在步骤S404，第一媒体控制器110将第一出埠封包传送至物理层电路200的第一连接端口210。在步骤S406，第一连接端口210传送第一出埠封包至无线局域网络20。

图5所示为本发明又一实施方式中网络桥接方法的流程图。在步骤S500，第二连接端口220侦测第一无线广域网络30的频宽及使用状况，并将第一无线广域网络30的频宽及使用状况通过第二媒体控制器130传送至流量控制器122。在步骤S502，第三连接端口230侦测第二无线广域网络40的频宽及使用状况，并将第二无线广域网络40的频宽及使用状况通过第三媒体控制器140传送至流量控制器122。在本实施方式中，步骤S500与S502可同时发生。在步骤S504，流量控制器122根据第一无线广域网络30及第二无线广域网络40的频宽及使用状况，确定第一无线广域网络30及第二无线广域网络40的优先权。在本实施方式中，流量控制器122根据第一无线广域网络30及第二无线广域网络40的频宽及使用状况，确定人均频宽，并设定人均频宽高的无线广域网络优先权高及人均频宽低的无线广域网络优先权低。

本发明的桥接装置10及网络桥接方法，用于AP中，直接在数据链路层电路100进行封包形式的转换，只需以外加电子设备即可连接无线局域网络20及多个无线广域网络30、40，无须调整、划分现有的通信架构或建立新的通信架构，实现较为容易。此外，本发明的桥接装置10及网络桥接方法可连接多个无线广域网络30、40，可分散频宽突然变少的风险，确保使用者的使用频宽。

Claims (13)

1.一种桥接装置，用于连接无线局域网络与多个无线广域网络，其特征在于，包括：

第一连接端口，用于接收所述无线局域网络所传送的第一入埠封包及发送第一出埠封包至所述无线局域网络；

第二连接端口，用于接收第一无线广域网络所传送的第二入埠封包及发送第二出埠封包至所述第一无线广域网络；及

至少一个第三连接端口，用于接收至少一个第二无线广域网络所传送的第三入埠封包及发送第三出埠封包至所述第二无线广域网络；

第一媒体控制器，用于接收所述第一连接端口所接收的所述第一入埠封包及发送所述第一出埠封包至所述第一连接端口；

第二媒体控制器，用于接收所述第二连接端口所接收的所述第二入埠封包及发送所述第二出埠封包至所述第二连接端口；

至少一个第三媒体控制器，用于接收所述第三连接端口所接收的所述第三入埠封包及发送所述第三出埠封包至所述第三连接端口；及

桥接器，与所述第一媒体控制器、所述第二媒体控制器及所述第三媒体控制器相连，所述桥接器包括：

流量控制器，用于控制所述无线局域网络与所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络之间的流量，并且记录所述第一无线广域网络与所述第二无线广域网络当前的频宽及使用状况；及

数据转换器，用于根据所述流量控制器所记录的所述第一无线广域网络与所述第二无线广域网络当前的频宽及使用状况，将所述第一入埠封包转换为所述第二出埠封包或所述第三出埠封包，及将所述第二入埠封包及所述第三入埠封包转换为所述第一出埠封包。

2.如权利要求1所述的桥接装置，其特征在于，所述第二连接端口还用于侦测所述第一无线广域网络的频宽及使用状况，并将所述第一无线广域网络的频宽及使用状况通过所述第二媒体控制器传送至所述流量控制器，所述第三连接端口还用于侦测所述第二无线广域网络的频宽及使用状况，并将所述第二无线广域网络的频宽及使用状况通过所述第三媒体控制器传送至所述流量控制器。

3.如权利要求2所述的桥接装置，其特征在于，所述流量控制器还用于根据所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络的频宽及使用状况，确定所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络的优先权。

4.如权利要求3所述的桥接装置，其特征在于，所述数据转换器用于根据所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络的优先权，将所述第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式。

5.如权利要求1所述的桥接装置，其特征在于，所述数据链路层电路还包括储存器，其包括第一储存器，用于储存所述桥接器运作的程序，及第二储存器，用于暂存所述第一入埠封包、第一出埠封包、第二入埠封包、第二出埠封包、第三入埠封包及第三出埠封包。

6.如权利要求1所述的桥接装置，其特征在于，所述第一入埠封包及所述第一出埠封包的格式相同，且符合IEEE 802.11a/b/g协议。

7.如权利要求1所述的桥接装置，其特征在于，所述第二入埠封包及所述第二出埠封包的格式相同，为全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、第三代数字通信(3G)、多频码分多重存取(WCDMA)及全球微波接入互操作性(WiMAX)其中任一个。

8.如权利要求7所述的桥接装置，其特征在于，所述第三入埠封包及所述第三出埠封包的格式相同，为GSM、GPRS、3G、WCDMA及WiMAX其中任一个，且与所述第二入埠封包及所述第二出埠封包的封包格式相异。

9.一种网络桥接方法，用于在无线局域网络与多个无线广域网络之间传送封包，其特征在于，包括：

接收所述无线局域网络所传送的第一入埠封包；

将所述第一入埠封包传送至第一媒体控制器；

确定所述无线广域网络的优先权，并将所述第一入埠封包的格式转换为优先权最高的无线广域网络的封包格式；

将所述转换格式的第一入埠封包传送至与所述优先权最高的无线广域网络对应的媒体控制器；

将所述转换格式的第一入埠封包传送至与所述优先权最高的无线广域网络对应的连接端口；及

传送所述转换格式的第一入埠封包至所述优先权最高的无线广域网络。

10.如权利要求9所述的网络桥接方法，其特征在于，确定所述无线广域网络的优先权的步骤包括如下步骤：

侦测所述无线广域网络的第一无线广域网络的频宽及使用状况，并将所述第一无线广域网络的频宽及使用状况通过第二媒体控制器传送至流量控制器；

侦测所述无线广域网络的第二无线广域网络的频宽及使用状况，并将所述第二无线广域网络的频宽及使用状况通过第三媒体控制器传送至所述流量控制器；及

根据所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络的频宽及使用状况，确定所述第一无线广域网络及所述第二无线广域网络的优先权。

11.如权利要求10所述的网络桥接方法，其特征在于，还包括如下步骤：

接收所述无线广域网络其中之一所传送的封包；

将所述封包传送至与所述无线广域网络其中之一对应的媒体控制器；

将所述封包转换为与所述第一入埠封包格式相同的第一出埠封包；

将所述第一出埠封包传送至所述第一媒体控制器；

将所述第一出埠封包传送至与所述无线局域网络对应的第一连接端口；及

传送所述第一出埠封包至所述无线局域网络。

12.如权利要求11所述的网络桥接方法，其特征在于，所述第一入埠封包及所述第一出埠封包的格式相同，且符合IEEE 802.11a/b/g协议。

13.如权利要求11所述的网络桥接方法，其特征在于，所述无线广域网络封包的格式为全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、第三代数字通信(3G)、多频码分多重存取(WCDMA)及全球微波接入互操作性(WiMAX)其中任一个，且不同无线广域网络封包的格式相异。

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