CN100353728C

CN100353728C - 一种连接无线区域网络与无线广域网络的界面装置

Info

Publication number: CN100353728C
Application number: CNB021596158A
Authority: CN
Inventors: 张汝南; 高孟华
Original assignee: Inventec Appliances Corp
Current assignee: Microsoft Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: CN1510878A

Abstract

本发明提供一种界面装置，其用于移动通讯的一撷取点装置，用来连接一无线区域网络与一无线广域网络，该界面装置包含有一实体层电路及一数据传输层电路，该实体层电路包含有第一连接端及一第二连接端；该数据传输层电路包含有第一媒体存取控制器，第二媒体存取控制器，一流量控制器，以及一桥接器，该桥接器系用来转换数据的形式。

Description

一种连接无线区域网络与无线广域网络的界面装置

技术领域

本发明提供一种界面装置，尤指一种直接在数据传输层电路进行数据封包形式转换，以连接无线区域网络与无线广域网络的界面装置。

背景技术

无线网络技术的范围可从全球语音及数据网络(可让使用建立远距离的无线连线)到最佳化的红外线及无线频率技术(可用于短距离的无线连线)。使用无线网络的一般装置包括可携式电脑、桌上型电脑、手提式电脑、个人数字助理(PDA)、手机、手写笔型电脑及呼叫器等。无线技术提供了许多实用的价值。例如，移动的使用者可以使用他们的手机来存取电子邮件。使用可携式电脑的旅客可以透过安装在机场、火车站及其他公共场所的基本站台来连接互联网。当使用者在家中时，可以连接他们桌面上装置来同步处理数据并转送档案。

无线网络与其他类型的网络相同，位于网络上的数据的传输需要一个统一的网络架构，才能让各资讯厂商生产的规格互异的电子设备都能连接于同一个网络，国际间也制订有开放系统互连(OSI，Open System Interconnection)的网络架构标准。在此架构下规范了网络传输的七种层面，最接近使用者终端的为网络七层中的实体层(physical layer)，实体层指的是硬件网络界面或称为通讯媒体的部分，主要是将实际硬件的讯号转换成数为电脑所能接受的讯号，这一层的控制环境并无标准的协定内容，而是由硬件厂商自行制作。往上数的第二层称为数据联接层(data linklayer)，主要提供电脑与电脑在实体网络上将数据封包(data packet)正确无误的传送到对方。接下来还包含网络层(network layer)，传送层(Transport Layer)等等。

无线网络类型像固定网络一样，可以根据数据能够转送的距离将无线网络分成不同的类型，包含无线广域网络(WWAN)，无线都会区网(WMAN)，无线区域网络(WLAN)，以及无线个人网络(WPAN)。与本发明密切相关的是无线广域网络及无线区域网络，其中无线广域网络技术可让使用者在远端公用或私人网络上建立无线连线。可以在广大的地区范围中(如城市或国家)，使用无线服务提供者维护的多重天线站台或人造卫星系统，来完成这些连线。而无线区域网络技术可让使用在小区域内(例如在公司大楼或教学大楼内，或在公共空间，如机场内)建立无线连线。无线区域网络可以用在临时办公室或其他禁止安装延长缆线的空间，如此一来使用者就可以在建筑物内的不同地点选择不同的时间来工作。在无线区域网络的基础结构中，无线工作站(具有无线电网络卡或外接式数据机的装置)会连接到无线撷取点(access point，AP)，其功能就像工作站与现有网络backbone间的桥接器。IEEE在1997年通过无线区域网络之802.11标准，指定1到2百万位元/每秒(Mbps)的数据转送率。新的支配标准IEEE 802.11a/b/g订定了在无线区域网络中详细的传输数据格式及传输速率等通用规格。

现今的移动通讯能力尚不足以提供移动使用者经济有效的进行无线通讯以支援即时多媒体的资讯传输。主要的障碍在于通讯频宽太低、通讯品质不佳、以及各种无线网络间的整合度不佳。时至今日，无线网络的接取已经是所有资讯使用者极需的功能，一个在办公室内的资讯使用者可轻易获得无线区域网络或固定式区域网络之支援，随时接取互联网，可是当使用者在外移动时，例如在公车上，火车上，甚至在飞机上，则无法享受无线区域网络连线的快速便捷又同时利用无线广域网络进行移动通讯上网。因此，如何有效的整合无线区域网络及无线广域网络成为通讯业界及学界重要的课题。在US Patent 6,314，163以及6,049,593中，Acampora等人提出多跳点(multi-hop)的无线广域网络的概念及基本的实行方法，以改善使用者于无线网络内接收讯号的品质。而GNAN Research Group中的Hung-Yun Hsieh等人于2002年更进一步发表一种可整合(internetwork)无线区域网络及无线广域网络之下一代无线网络的方法，其利用结合一跳点(one-hop)的无线广域网络及多跳点(multi-hop)的无线广域网络成为一新的通讯结构，以模拟无线区域网络及无线广域网络整合的效果，达成更好的无线通讯品质，以上所述的已知技术皆作为本发明的先前技术。

由上可知，整合原本各自使用不同通讯规格及形式的无线网络已是下一世代无线通讯的趋势，但以上所述的先前技术方法都具有一个共同的特性，就是其技术较复杂，且其整合无线区域网络及无线广域网络的解决方式(solition)无法以一外加设备型式来解决，需以现有架构划分新的结构。以产业界的考量来看，如何能无须划分或建立新的架构以节省时间和成本，就既有的架构下，达成整合无线区域网络及无线广域网络的效果，并以电子产品的形式，如一整合晶片等，在市场上展现显著的功效和商机，则是未来技术开发的重点。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种界面装置，其用于移动通讯的一撷取点装置，用来连接一无线区域网络与一无线广域网络，以解决上述已知技术的问题。

根据本发明的目的，提供一种界面装置，其用于移动通讯的一撷取点(accesspoint，AP)装置，用来连接一无线区域网络与一无线广域网络，该界面装置包含有：一实体层(physical layer)电路以及一数据传输层(data link layer)电路，该实体层电路包含有：第一连接端，以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来接收由该无线区域网络所传来的第一数据及传送第一数据至该无线区域网络；及第二连接端，以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来接收由该无线广域网络所传来的第二数据及传送第二数据至该无线广域网络；其中该数据传输层(data link layer)电路包含有：第一媒体存取控制器，连接于该第一连接端，用来接收由该第一连接端所传来的第一数据或传送第一数据至该第一连接端；第二媒体存取控制器，连接于该第二连接端，用来接收由该第二连接端所传来的第二数据或传送第二数据至该第二连接端；一流量控制器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，用来处理数据的流量；以及一桥接器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，用来将第一数据转换为第二数据，以及将第二数据转换为第一数据。

本发明提供一种使用一界面装置连接一无线区域网络与一无线广域网络的方法，该界面装置包含有一实体层电路，以及一数据传输层电路。该方法包含有将该无线区域网络传来的第一数据传送至该实体层电路；将该第一数据由该实体层电路传送至该数据传输层电路；使用该数据传输层电路将该第一数据转换成为第二数据；将该第二数据由该数据传输层电路传送至该实体层电路；以及将该第二数据由该实体层电路传送至该无线广域网络。

本发明的优点在于，本发明的界面装置微直接在一数据传输层电路进行数据封包形式的转换，以连接无线区域网络与无线广域网络，所以只需外加本发明的界面装置，无需划分、调整现有架构或建立新的通讯网络架构，就能达成整合无线区域网络及无线广域网络的功能。

附图说明

图1为使用本发明的界面装置沟通无线区域网络及无线广域网络的示意图。

图2为本发明的一界面装置的功能方块图。

图3为描述在无线区域网络中的数据经由本发明的界面装置传送至无线广域网络的流程图。

具体实施方式

请参考图1，图1为使用本发明的界面装置16沟通无线区域网络14及无线广域网络10的示意图。如图1所示，本发明的界面装置16可设置于可移动的无线区域网络14中，例如公共汽车，飞机，或是火车等大型交通工具，其功能相当于无线区域网络14内具有传送及接收功能的一撷取点(access point，AP)装置，在无线区域网络14内传送数据的格式要符合IEEE 802.11a/b/g的规定。在这些可移动的无线区域网络14所构成的空间内，有多个移动客户端18(mobile client)，也就是携有移动通讯设备的大型交通工具的搭乘者，这些移动客户端18可利用既有的无线区域网络14架构，在这交通工具内的不同地点选择不同的时间来作无线区域网络14内部之连线通讯。设置在这些交通工具上的本发明的界面装置16不但可作为一般无线区域网络14的撷取点装置，也具有沟通无线区域网络14及无线广域网络10的功能。无线广域网络10包含有多个的基站12(Radio Port，RP)用来和界面装置16进行通连，然后，基站12会与一基站控制站(Radio Port Controller Unit，RPCU)进行通讯传输，而基站控制站用来控制基站12，接收基站12所传输的讯号并将讯号传输至基站12，有联系无线广域网络10内多个基站12的功能。如图1所示，在无线广域网络10中数据的传输可透过一卫星系统完成，而在无线广域网络10中传输的数据格式则需符合现今无线广域网络公定的规格，可为GSM，GPRS或3G任一数据格式。此外，基站12控制站另连接于一更广泛的通讯网络，例如互联网(Internet)、电话网络(telephone network)之类的通讯网络。

如此一来，搭乘大型交通工具的乘客，也就是在无线区域网络14中多个移动客户端18，则可透过本发明之界面装置16由无线区域网络14触及无线广域网络10，在连接至互联网、电话网络等更广泛的通讯网络。

图2为本发明的一界面装置16的功能方块图，图2中所描述具有和图1中相同代码的名词其功能等同于图1所描述的。界面装置16包含有一实体层(physicallayer)电路20以及一数据传输层(data link layer)电路26。实体层电路20包含有第一连接端22及第二连接端24，其中第一连接端22是以可插拔的方式连接于实体层电路20，用来接收由无线区域网络14所传来的第一数据及传送第一数据至无线区域网络14，而第二连接端24，亦以可插拔的方式连接于实体层电路20，用来接收由无线广域网络10所传来的第二数据及传送第二数据至无线广域网络10。如前所述，第一数据的格式要符合IEEE 802.11a/b/g的规定，而第二数据的格式可为GSM，GPRS或3G的数据格式。

如图2所示，在本发明的界面装置16中，数据传输层电路26包含有第一媒体存取控制器28，第二媒体存取控制器30，一流量控制器34以及一桥接器32，第一媒体存取控制器28连接于实体层电路20的第一连接端22，用来接收由第一连接端22所传来的第一数据或传送第一数据至第一连接端22，而第二媒体存取控制器30连接于实体层电路20的第二连接端24，用来接收由第二连接端24所传来的第二数据或传送第二数据至第二连接端24。流量控制器34是连接于第一媒体存取控制器28与第二媒体存取控制器30之间，用来处理数据的流量，而桥接器32亦连接于第一媒体存取控制器28与第二媒体存取控制器30之间，用来将第一数据转换为第二数据，以及将第二数据转换为第一数据，也就是说，桥接器32是一封包(packet)形式转换电路，可用来判读数据封包的形式，在有需要的情况下转换数据封包的档头(header)，将数据封包于不同规格之间作转换。

图3为描述在无线区域网络14中的数据经由图2所述的界面装置16传送至无线广域网络10之流程图，图3中所描述具有和图1及图2中相同代码的名词其功能等同于图1及图2所描述的。如图3所示，若在无线区域网络14中的第一数据欲经由本发明的界面装置16传送至无线广域网络10中，而第一数据的格式符合IEEE 802.11a/b/g的规定，则当第一数据由无线区域网络14传来时，实体层电路20的第一连接端22会接收第一数据，并将第一数据传送至数据传输层电路26的第一媒体存取控制器28，之后，第一数据会在数据传输层电路26的桥接器32中被转换成为第二数据，第二媒体存取控制器30将该第二数据由数据传输层电路26传送至实体层电路20的第二连接端24，此时，第二数据的格式可视欲连接的无线广域网络10的种类，为GSM，GPRS或3G其中之的之数据格式，最后，由实体层电路20的第二连接端24传送第二数据至无线广域网络10，完成数据的传输。

在双向的数据传输中，在本发明的界面装置16中的流量控制器34亦可用来判断数据的流向，若该笔数据的流向是由第一媒体存取控制器28至第二媒体存取控制器30，则流量控制器34会指示桥接器32将第一媒体存取控制器28传来的该笔第一数据转换为第二数据，并将其传送至第二媒体存取控制器30，若该笔数据的流向是由第二媒体存取控制器30至第一媒体存取控制器28，则流量控制器34会指示桥接器32会将该笔第二数据转换为第一数据，并将其传送至第一媒体存取控制器28。当然，如果流量控制器34判断数据的流向由第一媒体存取控制器28至第一媒体存取控制器28，亦即，使用者只在作无线区域网络14内的数据传输，无需经过数据形式转换的过程，则桥接器32则无需发挥作用，此时，本发明的界面装置16则变成无线区域网络14内的单纯的撷取点装置。

相较于已知技术，本发明提供一种界面装置，其用于移动通讯的一撷取点装置，直接在一数据传输层电路进行数据封包形式的转换，用来连接一无线区域网络与一无线广域网络，依据本发明的界面装置，只需以外加一电子设备，无须调整、划分现有的通讯架构或建立新的通讯架构，在既有的通讯架构下即能达成整合无线区域网络及无线广域网络的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.一种界面装置，其用于移动通讯的一撷取点装置，用来连接一无线区域网络与一无线广域网络，该界面装置包含有：

一实体层电路，该实体层电路包含有：

第一连接端，以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来接收由该无线区域网络所传来的第一数据及传送第一数据至该无线区域网络；以及

第二连接端，以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来接收由该无线广域网络所传来的第二数据及传送第二数据至该无线广域网络；

一数据传输层电路，该数据传输层电路包含有：

第一媒体存取控制器，连接于该第一连接端，用来接收由该第一连接端所传来的第一数据或传送第一数据至该第一连接端；

第二媒体存取控制器，连接于该第二连接端，用来接收由该第二连接端所传来的第二数据或传送第二数据至该第二连接端；

一流量控制器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，用来处理数据的流量；以及

一桥接器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，用来将第一数据转换为第二数据，以及将第二数据转换为第一数据。

2.如权利要求1所述的界面装置，其特征在于，该流量控制器亦会判断数据的流向，若数据的流向是由该第一媒体存取控制器至该第二媒体存取控制器，则该桥接器会将该第一媒体存取控制器的第一数据转换为第二数据，并将其传送至该第二媒体存取控制器，若数据的流向是由该第二媒体存取控制器至该第一媒体存取控制器，则该桥接器会将该第二媒体存取控制器的第二数据转换为第一数据，并将其传送至该第一媒体存取控制器。

3.如权利要求1所述的界面装置，其特征在于，该桥接器为一封包形式转换电路，用来转换由该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器所传来的第一数据及第二数据。

4.如权利要求1所述的界面装置，其特征在于，该数据传输层电路另包含有一非挥发性存储器，用来储存该桥接器与该流量控制器的电路运作所需的程序资讯。

5.如权利要求1所述的界面装置，其特征在于，该第一数据的格式符合IEEE802.11a/b/g的规定。

6.如权利要求1所述的界面装置，其特征在于，该第二数据的格式为GSM，GPRS或3G的数据格式。

7.一种使用一界面装置连接一无线区域网络与一无线广域网络的方法，该界面装置包含有一实体层电路，以及一数据传输层电路，该方法包含有：

将该无线区域网络传来的第一数据传送至该实体层电路；

将该第一数据由该实体层电路传送至该数据传输层电路；

使用该数据传输层电路将该第一数据转换成为第二数据；

将该第二数据由该数据传输层电路传送至该实体层电路；以及

将该第二数据由该实体层电路传送至该无线广域网络。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该实体层电路包含有第一连接端和第二连接端，该第一连接端以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来接收由该无线区域网络所传来的第一数据，而该第二连接端以可插拔的方式连接于该实体层电路，用来传送第二数据至该无线广域网络。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该数据传输层电路包含有第一媒体存取控制器和第二媒体存取控制器，其中该第一媒体存取控制器连接于该实体层电路的第一连接端，用来接收由该实体层电路的第一连接端所传来的第一数据；而该第二媒体存取控制器连接于该实体层电路的第二连接端，用来传送第二数据至该实体层电路的第二连接端。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该数据传输层电路另包含一桥接器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，该桥接器为一封包形式转换电路，用来将该第一数据转换为该第二数据。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该数据传输层电路另包含一流量控制器，连接于该第一媒体存取控制器与该第二媒体存取控制器，用来控制数据的流量及判断数据的流向。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该第一数据的格式符合IEEE802.11a/b/g的规定。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该第二数据的格式可为GSM，GPRS或3G的数据格式。