CN101199188B - 多媒体访问控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

在这里笼统地描述了双媒体访问控制装置和方法的实施例。还可以描述和要求其它实施例。本发明从处理器/(多个)协处理器环境中的一个或者多个处理器中去除功能性的媒体访问控制单元。处理器的双媒体访问控制接口处理所述处理器和所有协处理器(例如主动性管理处理器)的网络请求。

Description

多媒体访问控制装置和方法
相关申请
本申请要求2005年6月29日提交的第11/169,510号美国专利申请的优先权，在这里将它引入作为参考。
背景技术
本主题涉及无线通信系统，更具体地说，涉及用于多个网络节点的媒体访问控制方法和装置。
在无线局域网(LAN)中，通过不同的媒体访问控制(MAC)协议地址来区分设备。即使两个或多个单元(例如处理器或协处理器)密切相关也这么做。典型情况下，通过网络接口卡(NIC)将这些处理器或协处理器连接到无线网络。
无线协议栈可以工作于两个模式。第一模式是“单MAC”模式，在该模式中多个处理器共享一个MAC地址以及单一的因特网协议(IP)地址。在这种情况下，可以用专用端口号来识别嵌入式处理器(EP)的业务。
第二模式是“双MAC”模式，在该模式中两个处理器具有不同的MAC地址以及不同的IP地址。这些处理器是不同的并且独立的站。
“双MAC”模式基于上述处理器上并行运行的两个高级MAC，其中那些处理器用两个处理器之间的消息来对它们的活动进行同步。“双MAC”结构可能需要两个MAC处理器之间恒定的同步。NIC支持两个MAC设备，并且解决了在两个处理器之间接收的命令之间的冲突。当两个处理器并行工作时，通过两个独立的无线栈来发送和接收数据帧。
附图说明
图1是本发明各个实施例中无线通信接口网络的方框图；
图2是本发明的各个实施例中，具有发送多媒体访问控制的无线通信接口网络的方框图；
图3是本发明的各个实施例中，具有接收多媒体访问控制的无线通信接口网络的方框图；
图4是本发明的各个实施例中，用于链路建立的详细方法的流程图；
图5是本发明的各个实施例中，用于漫游链路重建的详细方法的流程图。
具体实施方式
图1是本发明各个实施例中无线通信接口网络100的方框图。管理处理器10可以包括无线驱动器15，该无线驱动器15用于以无线方式将管理处理器10耦合到主处理器20和无线网络接口卡(NIC)30。
类似地，主处理器20可以有无线驱动器25，该无线驱动器25通过天线29以无线方式将主处理器20耦合到管理处理器10和无线NIC 30。天线29可以包括一个或者多个定向或全向天线，例如，包括偶极子天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或者适合于发射射频信号的其它类型的天线。在一些实施例中，代替两个或多个天线，可以使用具有多个孔径的信号天线。无线NIC 30可以将处理器10和20耦合到网络(未画出)，以便通过象接入点(AP)31和接入点(AP)32这种多个接入点，与网络同时通信。还可以将无线NIC 30直接耦合到网络。
在本发明的一些实施例中，链路35不是必需的，因为管理处理器10能够通过主处理器20和无线链路40来通信。无线链路40将主处理器20耦合到无线NIC 30。无线链路45将无线驱动器15耦合到无线驱动器25。
图2是本发明各个实施例中，具有发送双媒体访问控制的无线通信接口网络200的方框图。管理处理器10、主处理器20和无线NIC30与图1所示的那些类似，除了管理处理器10不再通过链路35直接耦合到无线NIC 30以外。通过管理处理器10、主处理器20和无线NIC 30所支持的多媒体访问控制处理器，将管理处理器10和主处理器20耦合到图1所示多个无线AP 31～32中的任意一个。
管理处理器10具有应用软件201，该应用软件201控制管理处理器10执行主动性(proactive)功能，例如但不限于：资产管理、远程诊断以及反病毒支持。应用软件201可以将用于传输到上述网络(未画出)的数据或者消息放到TCP/IP栈205上。将这些数据从栈205发送到HAP(硬件辅助协议)驱动器210。
HAP驱动器210包括MSDU(MAC服务数据单元)215。MSDU215可以是传输设备驱动器。MSDU 215可以实现电子电气工程师协会(IEEE)802.11标准中的一个，但是本发明的范围不限于这一方面。上述IEEE 802.11标准，例如a部分和b部分于1998年开始公开。在2003年，建立了IEEE 802.11任务组n(TGn)。TGn的目标是为了规定物理层(PHY)和MAC层的修改，以便提供每秒钟至少100兆比特的吞吐量。IEEE标准802.11第n部分目前尚处于提议阶段。存在若干提议。IEEE标准802.11第n部分的另一个目的是向下与IEEE标准802.11第a、b和/或g部分兼容。可以根据IEEE标准802.11第a、g和/或n部分，IEEE标准802.16来传递多载波信号，例如正交频分复用(OFDM)信号，或者扩频信号可以根据IEEE标准802.11b部分来进行传递。
MSDU 215以无线方式将数据帧从管理处理器10发送到主处理器20进行处理，并且多MAC接口240以不同的MAC地址发送数据包。通过HAP驱动器230的MSDU 235来发送应用软件201的数据包，以便通过所述网络传输。
HAP驱动器230将应用软件201的数据发送到多MAC接口240。多MAC接口240是同时支持两个节点的高级MAC设备，它可以与IEEE标准802.11a、g和/或n部分兼容，但是本发明的范围不限于这一方面。这两个节点是管理处理器10和主处理器20。要注意的是，管理处理器10不再包括兼容802.11的分开的高级MAC驱动器。
主处理器20包括可以向网络发送数据包或消息包的802.1x请求程序(supplicant program)220。将该数据放置在传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)栈225上。接下来将该数据发送到多MAC接口240，以便发送到所述网络。然后将主处理器20的数据路由到MSDU(主处理器20的主媒体访问控制(HMAC))255，以便发送到无线NIC 30。类似地，将管理或嵌入式处理器10的数据发送到多MAC接口240的MSDU(管理或嵌入式处理器10的嵌入式媒体访问控制(EMAC))250，以便发送到无线NIC 30。
无线NIC 30可以具有双微码260。双微码260可以具有硬件调度器265，以便控制管理处理器10和主处理器20发送数据和消息包。然后通过发射器270将高优先级数据发送到网络。发送优先级可以是，例如但不限于，先入先出、较高优先级、交替优先级和/或固定优先级。
图3是本发明各个实施例中，具有接收双媒体访问控制的无线通信接口网络300的方框图。无线NIC 30具有接收器310和320。接收器320是图2所示发射器270的接收部分。接收器310和320响应两个不同MAC地址的网络。这两个不同MAC地址还对应于管理处理器10和主处理器20。
无线NIC 30的双微码260以无线方式向多MAC接口240发送给两个地址的数据包的数据帧。多MAC接口240通过MAC地址来分离数据包，并且将具有第一MAC地址的数据包路由到管理处理器10，将具有第二MAC地址的那些数据包路由到主处理器20。
通过MSDU 255将具有第二MAC地址的数据包从多MAC接口240路由到TCP/IP栈225。在这个时刻，请求程序220或者其它应用程序(未画出)可以提取这些数据包。
通过MSDU 250将给第一MAC地址的数据包从多MAC接口240路由到HAP驱动器230的MSDU 235。HAP驱动器230以无线方式将具有第一MAC地址的数据包发送到HAP驱动器210的MSDU215。
MSDU 215将这些数据包发送到TCP/IP栈205。然后，应用程序，例如应用程序201，可以提取这些数据包并使用这些数据。
图4是本发明各个实施例中，用于链路建立的详细方法400的流程图。主处理器20的多MAC接口240具有两个或者双媒体访问控制；第一MAC 255称为主MAC或者简称为HMAC。管理处理器10的多MAC接口240的第二MAC 250称为管理或嵌入式MAC或者简称为EMAC。链路建立方法400用于主处理器20在管理处理器10和网络之间建立通信。
在本发明没有AP的一些实施例中，可以直接从无线NIC 30实现对网络的直接无线耦合。在这些实施例中，可以省略或修改方法400中具体涉及AP的操作，如同对于将无线NIC 30耦合到网络是已知并且必须的一样。
在方框402进入并且开始这一方法。在方框402中，HMAC 255进行扫描来寻找图1中的可用AP 31～32。在方框404中，HMAC 255随后将可用AP 31～32的清单发送到主处理器20，以确定主处理器20可以配置AP 31～32中的哪一些(例如，无线配置(WC))。
在方框406中，根据预先配置的简档文件选择合适的AP。在方框408中，主处理器20的无线配置将主处理器20预先配置的简档文件发送到例如所选择的特定AP 31的HMAC 255。
在方框410中，随后HMAC 255通过无线NIC 30建立到所选AP 31的无线通信链路40。这一链路可以与IEEE标准802.11a、b、g和/或n部分兼容，但是本发明的范围不限于这一方面。
主处理器20的应用程序(例如，请求程序)220对无线链路40以及AP 31和无线NIC 30和主处理器20之间的链路进行鉴别。然后在方框412中，在AP 31和主处理器20之间建立无线链路40以及AP 31和无线NIC 30之间的链路。
在方框414中，HMAC 255随后将所选AP 31的所选简档文件和参数(例如服务质量(QoS)、信噪比等等)发送到图2中的EMAC 250。在方框416中，EMAC 250随后在管理处理器10和AP 31之间建立无线链路40以及AP 31和无线NIC 30之间的链路。管理处理器10和AP 31之间的链路40以及AP 31和无线NIC 30之间的链路都可以与IEEE标准802.11a、b、g和/或n部分兼容，但是本发明的范围不限于这一方面。
在方框418中，图1所示管理处理器10的应用软件201随后鉴别这一链路，从管理处理器10延伸到MSDU 215，经过HAP驱动器230，经过多MAC接口240，经过无线NIC 30，到AP 31。于是为管理处理器10建立了上述链路。这一方法随后结束。
图5是本发明各个实施例中用于漫游链路重建的详细方法500的流程图。漫游意味着链路可能遭受质量损失；并且因此需要用其它链路来替代或者进行重建。
在本发明没有AP的一些实施例中，无线NIC 30可以以无线方式耦合到网络。在这些实施例中，可以省略或修改方法500的操作，如同对于将无线NIC 30耦合到网络是已知并且必须的一样。
在方框501进入并且开始该方法。在方框501中，HMAC 255检测到主处理器20和AP 31之间耦合的链路质量不够。在方框503中，HMAC 255进行扫描来寻找所有可用AP 31～32。
在方框503中，类似于以上建立方法400，HMAC 255随后将可用AP 31～32的清单发送到主处理器20，以确定主处理器20能够配置AP 31～32中的哪一些。根据预先配置的简档文件，选择合适的AP。类似于以上方框408，主处理器20的无线配置软件(未画出)对于例如那个所选AP 31，将主处理器20的预先配置的简档文件发送到HMAC 255。
在方框505中，随后HMAC 255建立从无线NIC 30到所选新AP 31的无线通信链路40。该链路可以与IEEE标准802.11a、b、g和/或n部分兼容。
在方框507中，HMAC 255将例如选中图1所示新的AP 31通知EMAC 250。接下来，在方框509中，图1所示的EMAC 250在管理处理器10和这个新AP 31之间建立兼容IEEE 802.11类型的链路。
HMAC 255通知现有的AP断开到该AP的没有足够链路质量的现有链路。在方框511中，EMAC 250也通知现有的AP断开现有链路。HMAC 255将图1的新AP 31的身份通知TCP/IP栈225。在方框513中，EMAC 250将新AP 31的身份通知TCP/IP栈205。
最后，HMAC 255用新的AP 31对网络(未画出)进行通信。类似地，在方框515，EMAC 250也用新的AP 31对网络(未画出)进行通信。方法500随后结束。
在各个实施例中，可以在芯片组中分开的芯片上实现管理处理器10和主处理器20。在其它实施例中，可以将管理处理器10和主处理器20形成为单一芯片。然而，这种实现并不限于这些配置。“芯片”是一种半导体设备。可以用本领域普通技术人员所知的各种技术来制造“半导体设备”，例如硅、镓、砷化物等等。
上述结构提供了在两个高级MAC单元之间无需复杂的消息交换和同步的双MAC功能。通过去掉其中一个高级的单元，例如管理处理器10的MAC单元，可以提供这些特征。这个结构可以提高管理处理器10的可靠性和稳定性。
要注意到的是，这里所描述的方法没有必要按照这里所描述的顺序，或者任何特定顺序来执行。此外，可以串行或者并行地执行针对这里的方法描述的各项操作。
要明白的是，尽管画出了“开始”和“结束”方框，但是实际上这一方法可以连续执行。
为了符合C.F.R.§1.72(b)要求，申请人给出了摘要，C.F.R.§1.72(b)要求提供让读者能够了解技术公开的实质的摘要。提交该摘要时申请人明白不会将该摘要用来解释或者限制权利要求的含义或范围。
在前面的具体实施方式中，为了使本公开行文流畅，可能将各种特征组合到了单一实施例中。不应将本公开的方法解释为表明了所给出的本主题的实施例需要比每个权利要求明确说明的特征更多的特征。相反，如同以下权利要求所表明的一样，本发明主题的特征可能比公开的单个实施例的所有特征少。因此，在这里将以下权利要求结合到具体实施方式中，每个权利要求独立地成为一个单独的优选实施例。各个权利要求可能包括了本发明主题的多个实施例。
尽管给出了本发明的一些实施例，并且详细描述了它们的形式，但是本领域的技术人员会明白，在不脱离这些实施例的精神和所附权利要求的范围的前提下，可以在其中作出多种修改。

Claims (25)

1.一种无线通信装置，包括：
管理处理器；以及
主处理器，通过第一无线链路耦合到所述管理处理器，所述主处理器包括多MAC接口，
其中所述多MAC接口以无线方式耦合到所述管理处理器并且耦合到所述主处理器，所述多MAC接口通过第二无线链路提供与网络接口卡的无线通信，并且通过所述第一无线链路和所述第二无线链路，所述管理处理器与所述网络接口卡通信，并且
其中所述多MAC接口包括第一MAC单元和第二MAC单元，所述第一MAC单元用于利用第一MAC地址在所述主处理器与网络之间提供无线通信，所述第二MAC单元用于在所述第一MAC单元提供无线通信的同时，利用第二MAC地址在所述管理处理器与所述网络之间提供无线通信。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，所述管理处理器进一步包括第一硬件辅助协议驱动器，用于提供与所述主处理器的无线通信。
3.如权利要求2所述的无线通信装置，所述主处理器进一步包括第二硬件辅助协议驱动器，以便在所述主处理器和所述管理处理器之间提供无线通信，所述多MAC接口将具有所述第二MAC地址的数据包经由所述第二硬件辅助协议驱动器和所述第一硬件辅助协议驱动器提供给所述管理处理器，并且所述多MAC接口将具有所述第一MAC地址的数据包提供给所述主处理器。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，所述第一和第二硬件辅助协议驱动器以无线方式将所述管理处理器耦合到所述主处理器，以便在所述管理处理器和所述主处理器之间提供无线通信。
5.如权利要求4所述的无线通信装置，在所述第一和第二硬件辅助协议驱动器之间的所述无线通信以及在所述多MAC接口和所述网络接口卡之间的无线通信包括扩频或多载波无线通信信号，所述多载波通信信号包括多个实质上正交的子载波。
6.如权利要求5所述的无线通信装置，所述多载波通信信号包括正交频分复用信号。
7.如权利要求1所述的无线通信装置，进一步包括：所述网络接口卡耦合到多个无线接入点中的至少一个。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其中：
所述第一MAC单元还用于在所述主处理器与所述多个接入点中的至少一个之间提供无线通信；以及
所述第二MAC单元还用于在所述管理处理器与所述多个接入点中的至少一个之间提供无线通信。
9.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述多MAC接口用于针对来自所述主处理器和所述管理处理器的通信，将耦合从第一接入点改变到第二接入点。
10.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述主处理器、所述管理处理器以及所述多MAC接口是在单个半导体芯片上实现的。
11.如权利要求1所述的无线通信装置，其中：
在第一半导体芯片上实现所述管理处理器；以及
在第二半导体芯片上实现所述主处理器以及多MAC接口。
12.一种用于无线通信的系统，包括：
网络接口卡；
无线通信设备；以及
全向天线，用于以无线方式将所述无线通信设备与所述网络接口卡耦合，
所述无线通信设备包括：
管理处理器；
主处理器，通过无线链路耦合到所述管理处理器；以及
多MAC接口，耦合到所述管理处理器以及所述主处理器，所述多MAC接口用于提供与所述主处理器、所述管理处理器或者所述网络接口卡中的至少一个的无线通信，并且
其中所述多MAC接口包括第一MAC单元和第二MAC单元，所述第一MAC单元用于利用第一MAC地址在所述主处理器与网络之间提供无线通信，所述第二MAC单元用于在所述第一MAC单元提供无线通信的同时，利用第二MAC地址在所述管理处理器与所述网络之间提供无线通信。
13.如权利要求12所述的系统，所述网络接口卡用另一个无线链路来进行通信，以便将所述网络接口卡与所述多个接入点中的至少一个接入点耦合。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述第一MAC单元还用于选择所述多个接入点中的第二接入点，以便所述多MAC接口能够提供与所述主处理器以及与所述管理处理器以及与所述至少一个接入点的无线通信。
15.一种用于无线通信的方法，包括：
第一处理器通过第一无线链路，将第一消息发送到第二处理器，以便与网络通信；
所述第二处理器发送第二消息，以便与所述网络通信；
所述第二处理器的多MAC接口通过第二无线链路以无线方式将所述第一和第二消息传递到网络接口卡，其中，所述第一消息是通过所述多MAC接口的第一MAC单元，利用第一MAC地址来发送的，并且，所述第二消息是通过所述多MAC接口的第二MAC单元，利用第二MAC地址来发送的；以及
所述网络接口卡同时将所述第一和所述第二消息发送到所述网络。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：通过至少一个接入点，将所述第一和第二消息从所述网络接口卡发送到所述网络。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
扫描多个接入点；以及
利用简档文件来选择所述多个接入点中的一个接入点。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：所述多MAC接口与所选接入点建立无线通信链路。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：所述第二处理器的应用程序鉴别在所述网络接口卡和所选接入点之间的所述无线通信链路。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：所述第二MAC单元将所述简档文件发送到所述第一MAC单元。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括：所述第一处理器的应用程序鉴别在所述网络接口卡和所选接入点之间的所述无线通信链路。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：所述多MAC接口将来自所述网络接口卡的所述无线通信链路从第一接入点改变到第二接入点。
23.如权利要求22所述的方法，进一步包括：提供所述网络接口卡和所选接入点之间的所述无线通信链路，所述无线通信链路使用扩频或正交频分复用通信信号。
24.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一无线链路以及第二无线链路使用扩频或正交频分复用通信信号。
25.一种用于无线通信的装置，包括：
用于由第一处理器通过第一无线链路将第一消息发送到第二处理器以便与网络通信的模块；
用于由所述第二处理器发送第二消息以便与所述网络通信的模块；
用于由所述第二处理器的多MAC接口通过第二无线链路以无线方式将所述第一和第二消息传递到网络接口卡的模块，其中，所述第一消息是通过所述多MAC接口的第一MAC单元，利用第一MAC地址来发送的，并且，所述第二消息是通过所述多MAC接口的第二MAC单元，利用第二MAC地址来发送的；以及
用于由所述网络接口卡同时将所述第一和所述第二消息发送到所述网络的模块。
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