CN114514792A - 移动无线宽带网络接口卡(mwbnic)和k网 - Google Patents

Abstract

用于在无线宽带频谱上联网电子设备的移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)。该MWBNIC作为连接调制解调器内置在电子设备内，或通过诸如USB的外部设备端口插入。附连到电路板的微处理器芯片保持包连续性，所述电路板具有网络包控制器，其耦联到用于临时存储来自用于联网WiFi的节点的最后N个数据包的专用缓存存储器。网络带有用于控制包处理的协议。当设备移动时，MWBNIC嵌入式包控制协议(PCP)从缓存推入、弹出、比较和删除包。PCP连接到用于在节点上确定带宽的机构，用于将频率切换到下一个要连接的K节点的频率的另一机构、和用于在移动中直接连接所述调制解调器的预定连接性数据集是用于联网宽带频谱的装置。

Description

移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)和K网

本专利申请要求美国临时申请No.US62/913,360的权益。它最初是在2016年10月31日作为临时申请提交的，并附有一封解释其周围情况的信。它于2017年10月31日作为PCT提交，并被分配了编号PCT/US17/59329。它于2018年12月21日作为PCT重新提交，并被授予序列号PCT/US2018/067218，发明名称为“ReP Mobile Wireless Broadband NetworkInterface Card(MWBNIC)&K-Net(路由应答移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)和K网)”。PCT/US2018/067218无法恢复，因为没有收到来自RO(受理局)的审查意见通知书。

技术领域

本发明涉及无线设备在包括Wi-Fi的宽带频谱上的联网。特别地，本发明提供了一种具有包控制方法和三种协议的移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)，用于维持在网络上移动和静止设备的包次序和连续性。该网络由运行网络控制协议(NCP)的Gwahanza局域网管理器、运行卡控制协议(CCP)的称为K节点的特殊路由器、和所有通过诸如光纤的高速传输线连接的服务器组成。第三个协议，包控制协议(PCP)，从安装在设备中或插入设备外部端口中的移动无线宽带网络接口卡运行。这些协议有利于验证、移动中的节点切换和在网络上的数据传输。作为网络一部分的网络扩展器像独立的K节点一样起作用，提供了对其他设备的访问。

背景技术

目前市场上有许多提供无线连接的网卡。这些卡被插入笔记本电脑或台式电脑中，以便在局部区域使用。它们连接到一个无线接入点以在有限的半径内获得服务。它们不能将来自两个来源的数据联网并在移动时保持连接性。

蜂窝电话具有长距离上的移动性，但它们在具有有限数据传输能力的窄带宽的频谱上运行。较大的设备(例如移动中的电视)不能使用蜂窝窄带宽以提供实时服务。

在当前的网卡和蜂窝产品中的信号传播类似于树叶落下的树，其中，几个人可以提着篮子站在树下且收集树叶(信号)。

本发明介绍了一种移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)，它同时连接到一个以上的无线数据源(K节点)并将数据联网。当设备处于移动中并从一个无线数据源切换到另一个无线数据源时，它保持数据包次序和连续性。这允许具有此卡的设备将长距离连接从一个无线宽带K节点移动到另一个，而不会丢失连接性。该无线K节点可以被视为接入点。

在一种实施方式中，MWBNIC自动连接到不同节点，每个节点都通过不同的频率滤波器，以建立多于一个同时连接，而在另一种实施方式中，指示所述设备连接到特定节点。提供给处于移动中的设备和节点两者的连接代码增强了安全性。数据流动、网络范围检查和信号强度检查同时进行。

作为一个系统，该卡带有特殊的无线路由器，K节点通过高速连线连接到称为Gwahanza的局域网管理器，该管理器也通过高速连线连接到服务器。

与不保护数据信号的当前无线卡和蜂窝产品不同，本发明中的宽带卡从Gwahanza局域网管理器接收目标数据。人们不能驻留未经授权的接入点以诱使卡连接到它，因为该卡必须向Gwahanza局域网管理器提供附加到连接请求的连接代码以及设备标识，然后其才会被验证。

源自Gwahanza的连接代码在每个连接处都发生变化，因此人们无法复制它。当连接代码由Gwahanza生成并提供给MWBNIC时，它也以该MWBNIC的标识保存在服务器上。MWBNIC发送的连接请求会连同附加到它的连接代码发送，以便与从服务器获取到的那个进行比较。这创建了一个非常安全的无线网络。下一个要连接的K节点将该设备提交的连接请求与Gwahanza局域网管理器提交的连接请求进行比较，并验证该设备切换到K节点。所述的Gwahanza根据无线K节点进行通信所处的波长来确定MWBNIC下一个要连接的节点。波长lamda(λ)和频率(f)的关系依据公式λ＝c/f，其中c是光速。

将来自多于一个源的数据联网的MWBNIC经由至少一个输入端口从多个节点接收数据包。它利用至少一个数据结构(优选堆栈)即时保存来自每个节点的数据包。每次都会将一些数据包写入每个数据结构。N个数据包同时从最旧的数据结构中删除。备选地，这被缓存在随机存取存储器中。

每次只保留最后N个数据包，以便与来自新无线K节点的数据进行比较。之前的N个数据包被删除，因为新的数据包进来替换它们。

数据分为两大类，即网络和用户设备服务数据。用户服务数据被细分为用于指定正在传输的数据类型的类别。每个类别中的包以不同的频率接收，这些频率分配有特定的通信端口。这允许所有服务同时流动而不受干扰。

MWBNIC作为调制解调器被内置到许多电子设备中。这些设备包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑、汽车、家用电视、车载电视、相机、导航设备和任何其他需要无线网络来访问宽带频谱(如Wi-Fi)的设备。这使用户能够在移动时通过Wi-Fi观看直播电视或视频会议。它还被构建为插入外部设备端口以提供服务的即插即用调制解调器。

发明内容

本发明是一种结合了移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)和其运行于之上的无线网络的系统。MWBNIC网络在宽带频谱上移动设备。该系统带有三种协议，用于在网络上维持处于移动和静止的设备的包次序和连续性。该网络由运行网络控制协议(NCP)的Gwahanza局域网管理器、运行卡控制协议(CCP)的称为K节点的特殊路由器、和所有通过诸如光纤的高速传输线连接的服务器组成。第三个协议，包控制协议(PCP)，从安装在设备中或插入设备的外部端口的移动无线宽带网络接口卡运行。这些协议有利于标识验证、移动中的节点切换和网络上的数据传输。作为网络一部分的网络扩展器像独立的K节点一样起作用，以提供对其他设备的访问。这些设备包括但不限于电视、平板电脑、电话、电脑、汽车、家庭和办公配件。TCP报头中的请求字段类型被结合以包括在传输不成功后具有不同重传率的连接。然而，根据本发明，我们使用请求类型来使某些设备优先于可能对连接没有关键需求的其他设备。例如，当存在带宽问题时，自动驾驶汽车可以被赋予比寻求连接的电话更高的优先级。

附图说明

图1示出了本发明实施例的移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)的电路板。该设计允许宽带和窄带宽两者以提供数据。

图2是图1的变型。它显示了数据包如何以不同频率流入并分别从三个滤波器中的每一个获得过滤。每个滤波器处理特定范围的频率，这些频率由以这些特定频率发送连接数据的节点所传输。

图3是图1的另一种变型。它显示了各种频率的数据包如何通过一个仅允许授权频率的滤波器进入MWBNIC卡。未经授权的频率被忽略。

图4以流程图格式描述了包控制协议(PCP)算法的版本1。PCP控制在所述卡中的数据包并维护在任何给定局域网上的无线K节点之间的连接性。该卡构建于设备中，但在某些情况下，它是经由外部端口插入的。

图5以流程图格式示出了包控制协议(PCP)算法的第二版本。图5与图4的不同之处在于，图5提供了三个选项来切换超出当前连接节点的范围的设备。一个是基于连接频率，第二个是基于由卡直接从K节点读取的信号强度，而最后一个选项是基于距离，该距离提供来自存储在所述卡上的预定值的、或从Gwahanza局域网管理器中读取的要连接到下一个节点。移动无线宽带网络接口卡读取预定的和被列表的位置数据，该位置数据基于该移动无线宽带网络接口卡计算出的距离和坐标而为其提供下一个要连接的节点。

图6是表格形式的数据结构的表示。所述数据结构可以是哈希表格、列表或其他存储易于访问的数据的数据结构。它与图5的算法结合使用。在一种实施方式中，数据驻留在设备上，而在另一种实施方式中，从Gwahanza网络管理器或在网络上的服务器获取数据。

图7示出了称为K网的网络。它由通过连线(未显示)耦联到Gwahanza局域网管理器的无线K节点组成。Gwahanza又通过连线连接到服务器(未显示)。该图还显示了网络扩展器、基于MBWNIC卡的设备和天线，该天线从空中收集免费电视频道至所述K网。

图8是移动无线宽带网络接口卡所连接到的网络的截面图。每个无线K节点通过连线直接连接到Gwahanza局域网管理器。

图9表示卡控制协议的算法，卡控制协议在K节点上运行以处理在设备和Gwahanza管理器之间的数据业务。

图10是网络控制协议的算法。它在Gwahanza局域网管理器上运行，以认证和验证设备。

具体实施方式

如本文所用，本说明书中的K节点是指特殊的无线路由器，其向无论是移动的还是静止的设备提供网络连接。K节点通过连线连接到名为Gwahanza的网络管理器。Gwahanza是局域网(LAN)管理器，其通过诸如光纤的高速线连接到服务器。

K网是指将网络和通过宽带频谱连接到它的设备组合在一起的系统。K网是一种宽带网络，其由称为K节点的特殊无线路由器和网络扩展器组成。内置有增强器以放大信号的网络扩展器无线地连接到K节点并远程地为其他设备提供服务。K节点通过连线连接到Gwahanza局域网管理器，而Gwahanza通过连线连接到服务器。

K网还包括应用监视器、中继器、验证服务器、内部DNS服务器(IDNS)、IP分配服务器、防火墙、到互联网的网关，所有这些都通过用于提供高速数据传输的诸如光纤的连线来连接。所有这些与所述三种协议的结合使网络发挥作用。

无线宽带网络接口卡构建有至少一个外部端口，该外部端口连接到包括光纤和以太网的电缆，其中当插入到插座时数据作为电脉冲通过缆线传输。

图2和图3与图1略有不同。图2和图3中与图1不同的特征仅在于所解释的一个。

本发明的移动无线宽带网络接口卡内置以及可安装在多个辅助设备中，包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑、电视、导航设备和车辆，作为在宽带无线或Wi-Fi节点上联网的连接调制解调器。调制解调器的即插即用版本是为诸如USB的外部端口构建的。

图1是本发明的关键实施例的示意图。它表示移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)，用于联网电子设备和宽带节点以传送数据。它包括电路板和无线的无线电天线，用于与称为K节点的特殊无线宽带路由器无线地交互，所述无线宽带路由器通过连线而连接到Gwahanza局域网管理器和服务器。

用户、存储器和电源接口1是诸如开机之类的初始命令的输入，其向处理器2发送信号以执行和启动连接性和数据流。调制器3将来自处理器2的数字命令转换成模拟信号以无线地传输到K节点(未示出)。无线宽带网络接口卡调制解调器将流出的数字数据转换成可通过空中电波传输的形式。K节点将其转换回数字信号，且然后是电信号，并经由连线提交给Gwahanza局域网管理器。

上变频或下变频转换器5确保在节点处使用的频率与在所述卡内的传输频率相同。然后将调制的数据信号与传输波合并。RF滤波器6确保在没有外来信号的情况下进行传输。耦联到无线的无线电天线的双工宽带滤波器7是一种双向滤波器，它确保流出数据是它本来意图的数据，并且流入数据处于正确的频率或频率范围。流出数据信号8被无线地传输到K节点(未示出)。滤波器是双模式的，这意味着它过滤2.4GHz以下的窄带和2.4GHz–5.xGHz的宽带，微波和红外线每次所使用的一种。放大器4、14用于增强流入信号和流出信号。MWBNIC嵌入式包控制协议(PCP)在设备移动时从缓存推入、弹出、比较和删除数据包。所述PCP连接到用于确定节点带宽的机构、用于将频率切换到下一个K节点的频率的机构、以及用于直接连接处于移动中的设备的预定连接性数据集。这些是用于联网的装置。Gwanhanza数据集下载到设备。

部分13滤出窄带10且滤入窄带11。窄带包括蜂窝信号。宽带部分7或窄带部分13是激活的，但两者不会同时激活。来自无线K节点的流入宽带信号9和所有其他信号通过耦联到双工滤波器的天线12。

解调器15用于将流入信号转换成数字以供处理。传输到无线宽带网络接口卡的数据包经由至少一个输入端口被接收并被转换为数字格式以供其中安装有它的设备使用。具有嵌入式包控制协议的网络包控制器16管理移动无线宽带网络接口卡内的连接性和数据传输。它从MWBNIC中的网络包控制器执行，并通过包ID来识别数据包，其中，被选择用于处理的下一个数据包的id具有比来自前一个K节点的包更大的大小。

网络包控制器耦联到处理器，并且专用缓存17在设备处于使用中时临时存储联网和服务数据。联网数据全部存储在缓存中的诸如堆栈的数据结构中。服务数据以堆栈存储在提供先进先出次序的队列和其他数据结构中。在一个K节点(特殊路由器)的最后一个堆栈上的最后几个N数据包被用于比较，以便在将来自两个不同K节点的数据联网时确保包次序和数据连续性。经由MWBNIC传送到处于移动中或静止的电子设备的联网数据包括窄带频谱和宽带频谱。

传送到无线宽带网络接口卡的联网数据包经由至少一个输入端口被接收，并且被转换成数字格式以供其中安装有它的设备使用。

无线宽带网络接口卡将流出的数字数据转换成可通过空中电波传输的形式，并且这种形式包括无线电波、微波和红外线。

转换器和滤波器18确保来自输入/输出的流出和流入信号被过滤并根据需要转换为模拟或数字。通过网络包控制器耦联到处理器、调制器和解调器的多个数据端口19允许与联网的设备交互。

在所述主要实施方法中，通过诸如光纤的物理连线连接到无线K节点(特殊路由器)的Gwahanza局域网管理器控制连接性和K节点切换。在第二方法中，移动无线宽带网络接口卡控制其自己的连接和节点的切换。

当被实施以独立地控制网络连接性和节点的切换时，移动无线宽带网络接口卡嵌入有用于确定在范围内的节点信号强度的机构。其被耦联到网络包控制器和处理器，用于切换节点和保持数据连续性。

在另一种实施方式中，每隔一个K节点在与相邻K节点的频率不同的频率上操作。以特定频率从每隔一个节点接收无线宽带网络接口卡的联网数据包。所述卡基于K节点通信所处的频率容易地找到下一个要连接的K节点。耦联到网络包控制器的上变频或下变频转换器完成切换到下一个要连接的K节点的频率的任务。该过程是自动化的。其频率被使用的频谱包括无线电波、微波和红外线。一个或多个滤波器用于建立多于一个的同时连接。

运行所述卡的软件包含表格或日志，其具有在每个子广域网(SWAN)中的所有K节点和Gwahanza位置以及它们对于每个短距离(例如一米或者更短)的坐标或位置的预定值。这些值基于设备的距离和坐标提供下一个要连接的K节点。节点的表格会自动更新。

用于管理所连接的设备的Gwahanza指示具有MWBNIC的设备在它们从一个位置移动到另一个位置时连接到特定的K节点。接下来要连接的K节点取决于相对于所述设备的移动方向的信号强度。在一种实施方式中，Gwahanza在进行K节点选择时使用K节点的通信频率。

在所述卡中的日志或表格保存在Gwahanza局域网管理器上，但处于覆盖非常大的局域网区域的更广泛的级别。

为了计算一个设备相对于K节点的位置和坐标，在包控制协议和网络控制协议两者中的算法都利用从连接的设备离开的时间(TTL)和到达时间(AT)来通过减法AT–TTL获取信号行进时间。它通过将其乘以信号速度来获得与附近的每个K节点的设备距离。Gwahanza局域网管理器或MWBNIC利用在日志中的预先计算和列表的数据来指定哪个接下来的K节点要连接到。

在其中所述卡决定连接到哪个接下来的K节点的实施方式中，所述卡读取日志并选择下一个K节点。随着设备从一个区域移动到另一个区域，在移动无线宽带网络接口卡上的协议会定期升级。

备选地，下一个K节点通过使用在设备和节点之间的距离进行计算而不是日志来确定。

K网实现信号传输，如在图10中的包含在本专利申请中的网络控制协议中可见的。该网络控制协议(NCP)可以安装在服务器上以在没有Gwahanza管理器的情况下运行。

流入信号分为联网信号和数据信号。

在一种实施方式中，无线节点以相同的频率传输宽带联网信号，并且它们全都通过相同的滤波器，如图1(9)所示。在该实施方式下，移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)被指示读取和过滤特定频率或频率范围，同时忽略任何其他频率。

移动无线宽带网络接口卡由嵌入其中的包控制协议或由在最近的Gwahanza上的卡控制协议基于其距最近节点的位置而指示接下来连接到哪个节点。在这种情况下，使用计算来获得相对位置。备选地，K节点性能数据直接从日志表格中读取，且用于确定下一个要连接的K节点。

如果在记录流入数据时使用三个数据结构(堆栈)，则写入器模块写入堆栈一并移动到堆栈二，然后堆栈三。在写入堆栈三时，删除模块开始删除堆栈一。当写入器完成对堆栈三的写入时，堆栈一可用于写入。备选地，应用多线程来同时写入和删除堆栈。

流入的连接信号，也称为联网信号，通过与要连接的广播节点的频率匹配的上变频或下变频转换器。在建立连接后，数据被发送到解调器15，在其中，载波信号被滤除，且无线电数据信号被转换为数字格式以进行处理。

在解调后，数字数据包被发送到与缓存、调制器和解调器耦联的网络包控制器16，以控制进出移动无线宽带网络接口卡的数据包。网络包控制器通过滤波器和转换器18将解调的数据发送到其目的地，例如通信端口或显示器19。MWBNIC经由至少一个输入端口同时接收来自多个节点/网络扩展器的数据包，并在用新数据包替换旧数据包的同时删除旧数据包。为了保持包连续性，网络包控制器即时将来自连接到的每个节点的最后N个数据包保存在存储器中，并删除之前的N个数据包。这N个数据包总是最后的数据包，并保存在专用缓存存储器17或其他地方以供快速访问。旧包不断地被删除。缓存存储器17可以是所示的专用芯片或随机存取存储器1的一部分或处理器的一部分。类似地，网络包控制器(16)可以并入中央处理单元2中。

嵌入在网络包控制器中的包控制协议将所述数据包推送到诸如在缓存中的堆栈的数据结构上，并且当是时候比较包时从所述数据结构中弹出所述数据包。该包通过包ID进行识别和比较。来自最后N个包中的存储在存储器中的最后一个数据包与新连接到的K节点中的第一个数据包进行比较，以确定连续的数据包次序。来自K节点的最后一个包设置为X-1，且来自新连接到的K节点的第一个包设置为ID＝X，使其成为当前数据包。

当在前一个节点上的最后一个包被推入存储器堆栈并与来自新节点的第一个包进行比较以便保持次序时，将新节点包写入该新堆栈。如果一次使用三个堆栈，则堆栈X和X-1被视为当前堆栈。最旧的堆栈X-2被删除以允许新数据。

图2是图1的轻微变型。在这种架构下，三个滤波器中的每一个都采用与其他两个不同的特定频率范围。移动无线宽带网络卡将频率或频率范围读取到三个滤波器中的每一个中。在一种实施方式中，它从在其方向上最近的节点激活数据，且这基于信号强度。它进一步侦听并连接到其频率范围与第二个滤波器的频率范围相匹配的第二个节点。两个节点同时连接，但它们各自将数据写入其自己的被分配的存储器空间。来自每个滤波器的数据被定向到其空间，因为它来自不同的节点。还分配了模块来写入该数据，并分配另一个模块来比较来自两个无线节点的数据。线程可以用来完成这些任务中的一些。

在每种情况下，所述卡将最后N个包存储在不同的临时储存器中。数据包通过包ID进行比较。包控制协议弹出要推入到堆栈或其他存储类型的最后一个包，并将来自最旧节点的最后一个包与在新节点上的第一个包的包ID进行比较。它将具有id X–1的最旧包设置为先前的包，并将具有id X的新包设置为当前包。

在移动无线宽带网络接口卡中的数据包分为两类。一类是联网类别，其允许移动设备从一个节点移动到另一个节点或同时连接到多个节点并保持数据包次序和连续性。另一类是用于用户设备的实际数据。在每个类别中的服务数据包以分配了特定端口的不同频率接收。在MWBNIC中嵌入的包控制协议维护来自不同节点的包的次序和连续性。它将来自前一个K节点的包ID与新连接到的K节点的包id进行比较，其中将具有ID X-1的包设置为先前的数据包，并将具有包ID X的包设置为当前数据包。

旨在用于联网设备和节点的通信包以它们自己的频率传输，该频率不同于通过网络为用户设备传输的实际数据。在另一实施方式中，联网的包被标记并以相同频率传输通过所有节点。

以特定频率从每隔一个节点接收无线宽带网络接口卡的联网数据包，其中连接的移动无线宽带网络接口卡容易地找到在其中连接到下一个K节点的频率。

图2中的三个滤波器7，8和9，每个滤波器仅过滤一个联网数据包或一个范围的联网数据包。由于每隔一个节点以不同的频率或频率范围广播通信或联网数据包，因此在给定方向的范围内的节点各自通过不同的滤波器自动连接。移动无线宽带网络接口卡在此实施方式中不需要Gwahanza局域网管理器的帮助来切换节点。只有频率希望完成切换节点的任务，但在另一个实施方式中，Gwahanza局域网管理器指示设备连接到哪个节点。

利用基于节点的跳频或信号强度的自动连接，移动无线宽带网络接口卡读取已建立的具有所有节点在给定方向的位置的列表数据，并确定连接到哪些节点以及丢弃哪些节点。但是，最旧的节点会在它们超出联网频率范围时自动丢弃。频率滤波器建立K节点以自动连接，这允许同时连接。

所述第二类是用户设备需要的实际服务数据的类型。这包括电视数据、视频、电话、音频和文本、导航、视频会议数据等。通过移动无线宽带网络接口卡接收的各类服务数据在特定的频率范围内传输，使得所有服务同时流动通过而彼此互不干扰。为每个频率范围指定一个端口。数据包由包标识(PID)来标识，该PID针对数据帧而顺序地递增和标记。PID用于将最后N个数据包写入临时存储存储器，从中弹出它们，以与来自新连接到的节点的新包进行比较。该临时储存存储器是专用缓存，但它也可以是随机存取存储器或处理器的一部分。当多个设备共享相同的空间和频率信道时，附加到设备标识的包ID号还可以防止信号干扰。

如图7中所示，跳频指的是在用于广播联网数据包的节点上的频率交替。这使得能够进行基于使用的频率进行自动连接。在建立连接后，实际服务数据包通过所连接的辅助设备按照需要流动经过移动无线宽带网络接口卡。

此处与图1的实施方式的主要区别在于，每个节点在不同的滤波器中以不同的连接频率来传送包。连接频率传输在每个节点处变更，且每个滤波器采用特定频率或频率范围来匹配当前节点。

虽然对于每隔一个路由器的连接包的频率是变更的，但是用于每种数据类型的数据包对于所有的节点以相同的专用频率流动。也就是说，如果TV信号在一个节点上以A–CMHz的频率流动，它将以这些频率流动经过所有节点。如果导航数据在一个K节点上以D–G的频率流动，它将以该频率范围流动经过所有K节点。

图3是图1的另一变型，图3的架构接收信号并将其传送通过一个滤波器7。通信频率无关紧要，但实际数据的通信频率保持相同地通过所有节点。从一个节点到另一个节点的切换完全取决于信号强度12、13、14，其由耦联到网络包控制器和处理器的机构确定。设备连接多达三个节点。移动无线宽带网络接口卡监听来自在范围内各个节点的广播，并通过至少一个通信端口接收来自无线K节点的数据包。它读取并确定它们的信号强度，在此之后连接到在其行进方向上具有最强信号的信号强度。

MWBNIC从节点接收在TCP报头中具有生存时间属性的信号。它通过从到达时间中减去离开时间(T＝AT–TTL)来获得信号到达所花费的时间。将T乘以信号速度提供了距节点的设备距离。如果连接到三个节点，则以设备距离为半径绘制三个任意圆。这些圆的交点提供了设备的坐标(X,Y)。备选地，通过设备位置在节点的对之间绘制直线，生成多个三角形。三角形在几何上用于确定节点所需的任何距离。这些确定设备坐标和距离的方法用于我们设计的其他设备。

信号行进时间乘以信号速度以获得与所连接到的K节点的设备距离。然后利用所述距离来获得所需的任何其他数据，例如设备坐标。

除了其互联网协议地址外，还为移动无线宽带网络接口卡分配了硬件MAC地址，通过该地址在网络上标识它。

来自位置变化的另一种计算给出了具有新坐标(X-x,Y-y)的设备的第二位置，该坐标通过查看哪个节点的距离正在增加或减少来给出移动方向。移动方向又用于确定接下来要连接哪些节点。

K节点广播其存在。

当发送连接请求时，移动无线宽带网络接口卡提交其标识信息和设备类型，以请求连接到在范围内的多个无线K节点。它连接到具有最强信号强度的节点，直到在其行进方向遇到具有更大强度的新节点。在对新节点进行验证后，将丢弃强度最小的之前的节点。它通过至少一个通信端口从无线K节点接收数据包，并确定要连接到的最强信号强度。

移动无线宽带网络接口卡连接到具有最强信号强度的节点，直到在其行进方向上遇到具有更大强度的新节点，以在向新节点进行验证之后丢弃具有最小强度的节点。这称为自动连接。

TCP报头中优先级处理字段的原始用途是在传输不成功的情况下对具有不同重传时间的设备进行优先级排序。在这个网络中，我们利用该字段来优先考虑与其他设备相比具有关键连接需求的设备。在这种用法下，道路上的车辆可以具有比电话设备更高的优先级，因此网络让车辆首先连接。尽管我们使用TCP报头中的原始字段来与当前网络兼容，但我们备选地将其放置在TCP报头或连接的互联网地址(IP)中的其他任何位置。

一种用于控制联网数据包和在设备内传输的实际数据的协议被开发并命名为包控制协议(PCP)。它位于移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)中。MWBNIC中的包控制协议与用于确定K节点上的带宽或信号强度的机构相耦联。它还随时确定该卡相对于附近K节点的位置。

该卡读取K节点传输频率。通过利用特定K节点的信号强度或通信频率，MWBNIC无需Gwahanza管理器的帮助即可选择要连接哪个K节点。它定期地下载路由表格，该表格具有在它所位于其中的区域中的节点。

移动无线宽带网络接口卡由Gwahanza局域网管理器指示来基于其距最近节点的位置而连接到下一个K节点，其中使用预定数据进行连接。预定数据包括每个K节点和Gwahanza局域网管理器的位置以及在它们之间的任何位置和在每个位置处的信号强度。

名为网络或卡控制协议(CCP)的另一个协议被设计用于控制在MWBNIC和无线K节点之间的活动。CCP驻留在K节点中。

图4的算法表示卡控制协议(CCP)，用于控制移动设备的连接性和在一个或多个节点(K节点/网络扩展器)上的数据流而不丢失信号连续性。利用该算法，节点传输连接包的频率在从一个无线路由器或网络扩展器切换到下一个的过程中发挥作用。

图4所描绘的卡控制协议的实施方式使Gwahanza局域网管理器或服务器能够指示移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)连接到哪个节点(无线路由器/网络扩展器)。在该实施方式中MWBNIC并不决定要连接或丢掉哪个节点。

在移动中，每次需要改变节点时，MWBNIC被指示，并且它连接到新节点。这些节点被预先配置为以特定频率广播连接信号，所述特定频率很容易被上变频或下变频转换器拾取。为了产生数据连续性，MWBNIC必须同时连接到至少两个节点。

在启动1时，移动无线宽带网络接口卡从节点读取信号广播。它发送连接到节点的请求。数字命令形式的所述请求被调制器转换为模拟信号2，以进行传输。该请求包括设备ID、类型和位置(如果已知的话)。信号被放大3，并被组织成帧4，这些帧在上变频/下变频转换器处与传输波合并5。其被耦联到调制器，从该调制器，所述信号被一次一帧地发送通过滤波器6到天线，以作为无线电波传输。

网络系统带有两种网络协议，即从K节点运行的卡控制协议(CCP)和从Gwahanza局域网管理器或服务器运行的网络控制协议(NCP)。该系统带有第三种协议，即从连接设备运行的包控制协议(PCP)。这些协议一起工作以建立连接。

当节点接收帧7时，信号被转发到Gwahanza局域网管理器或服务器，以认证设备ID和设备类型。它通过认证而被验证。

一旦连接8，如图1中看到的从移动无线宽带网络接口卡执行的包控制协议(PCP)记录所有需要的数据，包括频率和K节点ID 9。协议和Gwahanza局域网管理器的组合系统为用户在任何给定时间访问的每种服务类型记录N个数据包。在第一组N个包之后，后续包成为最后N个包。

至于在任何给定实例10处存储的最后N个包，使用诸如堆栈的数据结构。两个或三个堆栈为每种数据类型完成此任务。如果系统用N来表示15个数据包，我们可以使用3个堆栈，且为每个堆栈写入5个包。一旦第一个堆栈已满并且至少一个包被写入第二个堆栈，则调用删除方法或函数以清除具有5个数据包的第一个堆栈。当第二个堆栈已满时，第一个堆栈被清空并且其被再次写入。在堆栈上写入和删除包的过程一直持续到没有更多数据流入为止。可以使用其他数据结构、文件或数据库，但堆栈要快得多，因为它是后进先出结构。最后一个写入的包总是在顶部，且它是第一个被读取的的包以与来自新节点的包进行比较。线程可用于多任务。

如果在范围内有新节点要连接11并且由Gwahanza局域网管理器或服务器指示连接到它，则连接到新节点12。

当设备改变位置13时，它丢弃旧的N个数据包并用在每个节点的临时储存器上的最新N个新数据包替换它们。该设备同时连接到两个或三个节点，但有时当在范围内没有足够的节点时，它只连接到一个K节点。

包控制协议的算法在任何时候临时存储来自所连接的K节点的最后N个数据包，并从专用存储器中删除之前的N个数据包。这样做是为了释放存储器。

为每种数据类型分配其自己的存储器以保存所述N个包。如果设备已连接并且不同的数据类型(例如电视、电话和导航信号)以及用于切换节点(K节点/网络扩展器)的网络指令流入，则可以有四组不同的存储器分配。如果使用三个堆栈来存储每种数据类型的最后N个数据包，则为用于切换节点的指令分配不同的存储器区域。电视数据分配了三个堆栈，电话数据分配了三个堆栈，且导航数据分配了三个堆栈。每种数据类型都有其自己的对其堆栈进行写入的模块，因此一种数据类型不会干扰对其他堆栈的写入。多个线程同时运行以同时完成许多任务。

如果具有内置或连接的移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)的设备超出范围14，则它连接到新节点15。

当数据包开始从新节点(K节点/网络扩展器)流动时，将要存储在堆栈上的最后一个包从临时储存器中弹出16，并与来自新节点的第一个数据包进行比较17。如果来自新节点的当前包的ID为X，并且在要写入的最后一个堆栈顶部的包的ID为X–1,18，则将ID为X–1的包设置为最后包，且ID为X的新包被设置为当前包。数据流继续流动，就好像所有包都来自同一个节点一样。

在从旧节点和新节点建立数据连续性之后，旧节点19被丢弃并且其堆栈被清空。如果设备仍在移动20，则算法循环回到步骤13并继续向下，否则停留在相同的节点21。

每个Gwahanza局域网管理器已更新了在子广域网(SWAN)中的所有节点和在局域网上的当前连接的用户设备的连接数据。但是，它也可以存储本地设备的标识。当来自不同SWAN的用户设备连接到没有其信息的Gwahanza管理器时，因为它位于不同的WAN中，认证和验证从验证服务器进行。

网络包控制器的所有功能可替换地放置在微处理器中。类似地，在Gwahanza局域网管理器上进行的MWBNIC的认证和验证可以在K节点级别或在验证服务器上进行。

图5的算法描绘了包控制协议(PCP)的不同版本，其允许移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)找到它自己的节点(K节点/网络扩展器)来连接。此版本与图4版本之间的差异之一是MWBNIC连接到无线节点而没有被指示连接到哪个节点。

移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)中的包控制协议连接到用于确定在节点上的带宽的机构。它还确定所述卡在任何给定时间相对于附近K节点的位置。此外，该卡还读取K节点传输频率。利用该数据，MWBNIC无需来自Gwahanza局域网管理器的指令即可选择接下来要连接到哪个K节点。它使用以下三种不同的方法。

MWBNIC执行图4算法的步骤1-13。当该设备超出当前连接到节点的范围时14，它将基于选择方法15、17或19而继续连接到新节点。

包控制协议的特征在于用于在从一个K节点到另一个K节点的设备跳跃期间所传送的每种数据类型的不同存储器位置和模块。

如果该实施方式是依赖于节点以改变通信包的传输频率的实施方式15，则在所述设备中检测频率改变并匹配以切换到新节点。该设备以新频率与新节点建立连接16。

如果该实施方式是依赖于信号强度以从一个节点切换到另一个节点的实施方式17，则移动无线宽带网络接口卡读取在范围内的所有节点的信号强度，并选择最好的三个来连接18。为了确保它们是要连接的正确节点，所述设备找到其自己的方向并选择在该方向上的节点。在图3的算法下建立了用于确定设备与节点的距离、坐标(x,y)和方向的方法。

在另一种实施方式中，该设备依赖于预先计算和建立的值以选择要连接到的节点以19。基于设备位置(x，y)，所述设备查找具有列表的已建立连接范围的路由器并且它连接到那些路由器。保存在MWBNIC的存储器中的预先计算和列表的数据会定期更新，以读取节点的位置和其位置相对于所述节点的距离。设备还可以计算其与节点的距离，并使用该距离来确定要连接到哪些节点20。在图3的算法下建立了用于确定设备与节点的距离、坐标(x,y)和方向的方法。

MWBNIC计算其位置和移动方向。它根据来自三个不同节点的每个节点的位置来计算这一点。通过使用它的坐标(x,y,z)、特别是X值作为距节点中心的终点以及在它们之间的距离x，它围绕每个所述节点绘制一个任意圆。所述圆的交点提供了所述设备的坐标。

在所有上述三种方法14、15、16或14、17、18或14、19、20中，移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)设备在没有被指示的情况下自行寻找节点并连接。它从节点读取广播信号，并同时连接到一个或多个节点。

当数据包开始从新的K节点/网络扩展器流出时，要存储在堆栈上的最后一个包从临时储存器中弹出21，并与来自新节点的第一个数据包进行比较22。如果来自新节点的当前包的ID为X，并且在要写入的最后一个堆栈顶部的包的ID为X–1,23，则将具有ID X–1的包设置为最后包，且具有ID X的包被设置为当前包。数据流继续流动，就好像所有包都来自同一个节点一样。为设备数据设置为当前或活动的数据端口使用先进先出的数据结构，例如队列。后进后出的堆栈存储用于比较的辅助数据。使用两个、三个或更多堆栈来存储来自即将成为下一个K节点的辅助K节点的数据。

将每种服务数据分配给特定端口，该特定端口与特定频率范围相关联。一个设备可以运行多个应用而不会彼此相互干扰。

联网后，在设备上打开的应用提交说明所需服务类型的请求。Gwahanza局域网管理器中的网络控制协议为设备和Gwahanza连接两者分配应用端口。如果设备恰好处于移动中，则端口将保持不变，直到设备断开连接。当切换数据源(K节点)时，所述端口和其他连接被转发到新的K节点。通过参考连接设备，所述端口在特定频率范围上连接，以避免来自在同一设备上运行的其他应用的干扰。备选地，在每个新连接处发布一个新端口。

在从旧节点和新节点建立数据连续性之后，旧节点24被丢弃并且其堆栈被清空。如果设备仍在移动25，则该算法循环回到步骤13并继续向下，否则停留在相同的节点上26。为了检查MWBNIC是否仍在移动，声明了两个变量。当前距离和新距离都设置为零。计算当前距离并将其设置为实际距离。在位置改变后，计算新的距离并将其分配给新的距离变量。这是为所有到节点的连接而进行的。在设备和节点之间的距离减小最多的方向成为当前方向，即N、NNE、NE、EN、EEN、E。

图6是表格形式的数据结构的表示。数据结构可以是哈希表、列表或其他允许在随机存储器中快速访问数据的结构。它与图5的算法结合使用。在一种实施方式中，数据驻留在用户设备(MWBNIC)上，而在另一种实施方式中，从Gwahanza局域网管理器或在网络上的服务器获取数据。表格形式显示了通往该设备连接到的互联网的网关1。利用路由表格，网关容易地标识用户设备所在的广域网(WAN)2。为了进一步缩窄搜索，使用了网络控制协议所在的Gwahanza局域网管理器3的标识(ID)。这将搜索缩小到仅连接到该Gwahanza局域网管理器的节点。在定位了用户位于其上的Gwahanza之后，该算法读取用户设备连接到的实际节点，因为当设备移动时，节点的日志保存在Gwahanza局域网管理器上。节点8的距离与距其他两个节点的另外两个距离一起用于确定所述设备的坐标。利用设备坐标和方向，该算法从表格数据中读取下一个要连接的节点。属性中未显示的是MWBNIC的速度。

备选地，包控制协议算法计算距三个节点的距离及其行进方向，然后绘制任意圆，所述圆的交点提供设备的(x,y)坐标。在任何给定的设备坐标处，该算法通过与图6中的坐标进行比较5，从表格中读取要在该方向上连接的下一个节点7。未显示的是设备的平均速度，该平均速度也被列表。它是通过所覆盖的距离除以经过的时间获得的St＝D/t。

在图6的设置中，切换无线路由器以连接到下一个路由器取决于设备的实时计算值、或存储和访问的预先计算和列表的值。预先计算的值可以驻留在服务器上并被远程访问。在另一种实施方式中，这些值驻留在设备上，使得它们仅被调用以基于当前设备坐标来指示所述设备连接到哪个节点以及采用哪个方向。

这些预先计算的值包括节点和Gwahanza局域网管理器的所有位置。它们还包括在节点之间所有位置的坐标，增量为一米或更小。为了获得这些长度，所述算法利用在Gwahanza局域网管理器附近的节点相对于经度和纬度的位置。度数被转换成距离并被列表。节点的距离和角度与设备速度和信号速度结合使用，因此计算出方向。

图7示出了通过未示出的连线耦联到Gwahanza局域网管理器2的无线节点1的网络。Gwahanza又通过连线连接到服务器(未显示)。该图还显示了网络扩展器4，它们是驻留在家庭或办公室中以提供网络扩展的用户设备。网络扩展器向运行包控制协议的设备广播它们的存在。那些设备可以无线地连接到网络扩展器。网络扩展器还具有物理输出端口，其通过以太网、光纤、和USB设备连接以传输数据。订户的网络扩展器在它们可以访问网络的任何地方使用。编号3是带有内置移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)以访问服务的设备的图片。MWBNIC具有可插入诸如USB的端口的版本，以在宽带频谱上提供与其他设备的连接。如果发现无线节点具有合理的范围，则将Gwahanza局域网管理器2的功能转移到服务器。

示为在各个节点上方的F1、F2、F3、F4和F5位于用于将移动无线宽带网络接口卡连接到节点的频率类别中。这些频率不同于服务数据流动所处的频率。网络频率在每个节点处互换，使得相邻节点不会以相同的频率广播以同时吸引相同的设备。这有助于设备自动连接到在范围内最近的频率。图2的实施方式—其提供了一个以上的滤波器，由此每个滤波器只过滤一个频率或频率范围—能够使两个或三个节点被同时连接。

在图7的网络中，扁平天线5耦联到Gwahanza局域网管理器，以收集空中的免费电视频道。该信号被解调为数字形式以用于电视消费。这些频道变得可供所有内置有或通过诸如USB或火线的通信端口而插入MWBNIC的设备访问。电视信号被收集和实时分发，并且也被保存以供以后分发。类似于所有其他服务，电视服务具有允许所有类型的数据同时流动而不会彼此相互干扰的频率类别。无线宽带网络接口卡内置有至少一个外部端口，其可连接到包括光纤的连线。

图7的Gwahanza 2中的一些连接到现场碟形天线6的线路，所述天线6通过使用微波无线电传输接收来自其他天线7的数据信号。连接到Gwahanza的碟形天线放置在较高的地面上，且用于跨过河流、山脉或难以铺设光纤的地方而桥接信号。

图7中的节点在其上具有F1、F2、F3、F4或F5作为联网频率。这是跳频，其指的是在用于广播联网数据包的节点上的频率交替。目的是使得能够基于使用中的频率进行自动设备连接。使用多达五个网络频率，因为在每个节点的邻域中只能有五个节点。也就是说，围绕一个节点并重叠其连接范围的每四个节点必须处于不同的频率。行进方向确定了在任何给定时间要连接的两个或三个节点。

图8表示局域无线宽带网络(LAWBN)，其由具有用于验证和联网的移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)的连接的设备1组成。移动设备1中的MWBNIC通过无线传输2连接到数据源(K节点)3a。K节点经由高速数据线2连接到Gwahanza局域网管理器5，由虚线表示(从3a到5)。由Gwahanza管理的局域网还由通过连线4独立连接到Gwahanza 5的其他无线K节点3组成。每个K节点通过指定的连线直接连接到Gwahanza。所述连线是光纤或用于提供高速数据传输的其他元件。

在连接之前，设备提交它的连接请求，该请求包括其标识。设备标识由其MAC地址、IP地址和其他数据—例如其位置(x,y,z)、电话号码—组成。K节点附加它的ID并将该信息转发到最近的带有附接的K节点3的Gwahanza局域网管理器。Gwahanza从服务器认证设备并对设备进行验证。然后该设备通过它向其发送连接请求的无线K节点进行连接。以网络控制协议为特征的Gwahanza提供连接端口并记录所述连接。

所述日志包括所述设备的当前位置、相对于在范围内的无线K节点的移动方向、当前局域网WAN、连接到的当前K节点、K节点距离、时间、当前网络连接端口和由Gwahanza分配的任何应用端口。Gwahanza建立下一个K节点并将其添加到日志中以便在需要时快速提取。当设备改变方向时，下一个K节点改变。

当设备离开Gwahanza的局域网范围时，Gwahanza读取路由表格并将设备转发到充当服务器的下一个Gwahanza网络管理器。当设备超出当前连接到的K节点的范围时，Gwahanza生成连接代码并将其附加到所述设备的标识以创建到新K节点的连接请求。该连接请求包括作为接口的要连接的下一个K节点、Gwahanza的id、设备标识和随机生成的连接代码。调制解调器由Gwahanza局域网管理器使用在范围中的广播K节点的频率或信号强度和连接代码来指示接下来连接到什么节点。

连接请求由Gwahanza经由由混合长度点6的虚线表示的连线提交到下一个连接到的K节点3b。这是从Gwahanza 5到无线K节点3b。这样，下一个K节点期待流入的连接请求。我们注意到在移动设备1和K节点3b之间的虚线6是双向的。提交给图8中的下一个连接到的K节点3b的连接请求也经由以虚线表示的连线2和当前连接到的无线K节点3a发送到所述连接的设备1。

在接收到连接请求时，连接设备1将其广播到附近的K节点。在范围内的K节点在包括下一个K节点的id的报头处达到峰值，并且当所述请求不属于它们时忽略该请求。只有其id与连接请求中的id相同的K节点才能对所述设备进行验证。下一个要连接的K节点3b获取它从Gwahanza接收的请求，并将其与来自连接设备的请求进行比较，然后验证所述设备以切换到该新的K节点。这是连接和切换节点的高度安全的方法。数据是严格指向该设备的，该设备具有只有该设备才能提供来进行验证的细节。连接代码随每个连接请求而改变。

Gwahanza生成连接代码，其将它与Gwahanza的id和下一个K节点id一起附加到连接设备的标识，以经由连线来提交给下一个K节点作为连接请求进行验证。它经由其当前连接到的K节点向连接设备提交相同的连接请求，在其中该设备广播该连接请求。该连接请求由下一个K节点拾取和处理，以进行验证和服务。

发送到在范围内的多个无线K节点用于验证的连接请求包括设备标识和请求连接的设备的类型。服务请求包括用于端口指定的应用的类型。提供服务的服务器或网站向设备提供服务代码。服务代码是一次性使用的。每个服务请求会获得新代码。

在另一实施方式中，设备类型字段被放置在设备的连接IP地址中。在连接之后，所寻求的服务类型与在特定频率范围处的通信端口相关联。

在其中MWBNIC负责选择下一个K节点的实施方式中，下一个要连接的K节点是基于设备的当前相对位置及其与K节点在信号范围方面的距离来选择的。备选地，它是基于K节点与设备交互的波长以及因此随后的频率来选择的。

无论是Gwahanza局域网管理器控制所述连接还是MWBNIC，设备连接到的K节点都从在MWBNIC或Gwahanza上记录的预定位置和信号强度中读取。位置和信号强度也通过基于可用参数的计算而获得。

移动无线宽带网络接口卡将来自网络的临时连接数据存储在其存储器中。在一种实施方式中，所述数据存储在小型数据库中，而在另一种实施方式中，连接数据存储在置于存储器(例如闪存)中的文件中。它在完成验证和联网之前被提取到物理存储器。MWBNIC与在所述卡上的用于存储来自网络的临时信息的小型数据库或文件交互，其中存储在该数据库或文件中的数据用于完成验证和网络连接。

移动无线宽带网络接口卡的包控制协议软件与在所述卡上的用于存储来自网络的临时信息的小型数据库交互。这些数据用于完成网络连接和从一个K节点切换到另一个K节点。类似地，当所述数据存储在文件而不是数据库中时，所述软件会访问所述数据。

Gwahanza建立了小型局域网(LAN)，该局域网由其自身、管理器、通过诸如光纤的高速线连接到它的若干无线K节点以及连接设备组成。

Gwahanza将所有无线节点的日志存储在它们的局域网上。这些日志包括但不限于所有无线K节点的地理位置和在其下它们运行良好的半径。当移动无线宽带网络接口卡请求连接或移动到其离开当前连接范围所处的新位置时，Gwahanza读取所述日志，并基于其当前位置和方向来确定哪个无线节点维持MWBNIC。

在一种实施方式中，Gwahanza经由K节点从MWBNIC接收信号，并利用信号的到达时间、生存时间(TTL)和在与附近无线节点相关的路上花费的时间来计算所述连接设备的位置。但是，它保留了它所服务的所有K节点的路由表格或日志、以及与它所服务的每个位置相对应的信号强度的值。

在另一种实施方式中，MWBNIC基于它从附近无线节点接收到的信号来计算它自己的位置以确定它的坐标。在这种情况下，时间＝离开时间(TTL)-到达时间(AT)。距离＝信号速度X时间。利用至少三个具有已知位置的K节点，它确定其自己的位置。然后，它将其坐标与其他标识数据一起发送到Gwahanza，以通过连接和断开其通过的所有K节点来指导其移动或指导其自己的目的地。

K节点广播它们的存在。移动无线宽带网络接口卡接收节点所广播的具有离开时间属性的数据包，并利用到达时间来确定信号行进时间，其中，信号行进时间与信号速度相乘提供了节点距离，且因此提供了用于确定要连接到哪个节点的坐标。所述Gwahanza通过电缆从无线节点接收设备连接请求，并通过读取在服务器上的设备记录来认证设备，其中临时网络数据存储在移动无线宽带网络接口卡上。

Gwahanza还接收来自连接设备的服务请求，并基于所请求的服务类型分配数据端口，其中在Gwahanza局域网管理器中的网络控制协议为所述设备和Gwahanza连接两者分配应用端口。

图8中所示的K节点构建有标识符，当它们向移动无线宽带网络接口卡的包控制协议传输数据时，这些标识符区分它们。其中，PCP通过比较要连接的K节点的标识符，并将来自那些节点的流入信号保存到缓存区以进行验证和处理，来建立连接。

图9是卡控制协议(CCP)的算法，它在K节点上运行。指令1接收连接请求。在指令2处，所述算法检查请求是否来自设备3。这意味着它来自Gwahanza局域网管理器。它将所述请求存储在存储器4中。如果在指令2，所述请求来自所述设备，则其被转发到指令5，该指令检查以查看该请求是否是来自Gwahanza的用于切换到K节点的指令。如果该指令用于切换节点，则步骤6获取存储在存储器7中的内容与来自所述设备8的新请求进行比较。指令9检查以查看两个请求是否相同。如果请求不相同，则丢弃来自设备的请求10。如果设备和Gwahanza请求11相同，则验证所述设备并进行K节点切换。数据流跟随12。所述协议继续侦听新请求13。所述协议利用线程或几个指定模块来同时处理多个请求。它在指令14处结束。然而，如果所述协议在指令5处发现所述请求是第一次连接请求15，它附加该K节点的ID16并将该请求转发到Gwahanza局域网管理器以认证关于服务器的设备订户17。如果发现所述设备请求是有验证的18，则其被验证11。否则如果所述设备不是所述服务的订户，则K节点在将用户转介给客户支持20之前尝试另一次19。

图10是用于从Gwahanza局域网管理器运行的网络控制协议(NCP)的算法。指令1接收请求并检查以查看请求设备2是否已连接。如果未连接3，则指令3认证关于服务器的设备标识。如果所述设备不是订户4，则其被转介给客户支持5。如果所述设备是订户，则为其分配网络端口6，并向请求的无线K节点发送授权以进行验证7。指令8检查设备是否已在授权后连接。如果未连接，则重新提交授权9。建立计数到多达N个试验次数。如果计数达到最大N，则将授权发送到不同的K节点10，并且该K节点被标记为不起作用。它被呯(pinged)和报告给技术支持。

如果具有MWBNIC的设备在授权后连接11，则Gwahanza局域网管理器记录连接细节，包括当前连接到的K节点、设备坐标、移动方向、网络端口和时间。如果连接到任何服务应用，则记录所述应用和App服务端口。此外，系统使用情况也被更新以用于路由目的。如果连接的设备经由应用12来请求服务，则Gwahanza局域网管理器中的网络控制协议为设备和Gwahanza连接两者分配应用端口。服务端口13分配给特定服务。该端口设置为指定的频率范围，以防止来自在同一设备上运行的其他应用的干扰。提供服务14。指令15允许两个进程(即数据流和网络范围检查)同时发生。

一个进程可以建立多于一个的同时连接。传输服务数据16，同时另一个进程正在检查以确保设备连接是连续的并且在适当的范围内17。如果设备仍在范围内18，则指令继续在循环中检查。并发是由多个线程、多个模块或其他方式执行的。

如果设备恰好处于移动中，则端口保持不变，直到设备断开连接。当设备达到最小可允许包传输速率或预定范围区域时，指令19确定下一个要连接的K节点。在切换K节点时，将端口和其他连接信息转发给新的K节点。参考所述连接设备，所述端口以特定频率范围连接，以避免来自在同一设备和其他设备上运行的应用的干扰。

在指令21，所述协议生成新的连接代码并将其附加到设备标识、下一个要连接的K节点的id和Gwahanza的id。设备标识包括其MAC地址、IP地址和其他用于识别和验证的数据。这构成了所谓的连接请求。连接代码可以独立地提供。所述连接代码被保存到下一次验证。

现在将连接请求提交给新的要连接的K节点22。如果没有接收到连接请求23，则建立计数24。如果计数达到允许的最大值，所述协议切换到新的要连接的K节点25。一旦收到连接请求，Gwahanza也将其提交给连接设备26。如果所述设备没有收到连接请求27，则建立计数28。当重新发送的计数达到所允许的最大值时，生成错误29并使所述设备断开连接。如果所述设备仍然连接30，则所述协议在连接时接收数据并记录连接细节31。

未显示用于包加密、压缩、解密和服务器认证的步骤。

Claims (37)

1.一种移动无线宽带网络接口卡(MWBNIC)，用于联网电子设备和宽带节点以递送数据，包括：

电路板；

无线的无线电天线，用于与无线宽带路由器无线地接合，所述无线宽带路由器通过连线连接到Gwahanza和服务器；

宽带无线电滤波器，耦联到所述无线的无线电天线；

至少一个放大器，用于增强流出和流入信号；

调制器，用于将流出的数字信号转换为模拟信号以进行无线电传输；

在所述电路板上的至少一个处理器；

解调器，用于将流入信号转换为数字以便进行处理；

专用缓存存储器，用于临时地存储来自所述宽带路由器的最后N个数据包，用于与下一个要连接的无线路由器联网，以保持数据包连续性；

网络包控制器，耦联到所述缓存存储器、调制器和解调器，以控制进出所述移动无线宽带网络接口卡的数据包；

包控制协议软件，嵌入在所述网络包控制器中，耦联到所述处理器，用于将无线节点联网并在宽带频谱上将数据传送到移动的电子设备；

用于确定范围内节点的信号强度的机构，耦联到所述网络包控制器和处理器，用于切换节点；

上变频或下变频转换器，耦联到所述网络包控制器，用于切换到下一个要连接的路由器的频率；

表格，具有在每个WAN中的节点位置和针对每个短距离的预先计算坐标值，所述短距离为例如一米或更短，所述预先计算坐标值被提取用于确定切换到哪些节点；

与用户设备的接口，从所述接口将功率控制和其他命令发送到所述处理器以供执行；

多个数据端口，通过所述网络包控制器耦联到所述处理器、调制器和解调器，以允许与联网的所述设备和输入输出的交互。

2.如权利要求1所述的移动无线宽带网络接口卡，在移动时连接至至少一个K节点。

3.如权利要求2所述的移动无线宽带网络接口卡，经由至少一个输入端口同时接收来自多个节点的数据包，其中，将来自所连接的节点中的每个节点的最后N个数据包即时地保存在存储器中，并删除之前的N个数据包，用新的包替换它们。

4.在如权利要求2所述的移动无线宽带网络接口卡中的数据包，所述数据包被分为两类，即联网和用户设备服务数据，其中每一类中的包在被分配到特定端口的不同频率上被接收。

5.如权利要求4所述的无线宽带网络接口卡的联网数据包，所述联网数据包是从每隔一个节点以特定频率接收的，其中连接的移动无线宽带网络接口卡容易找到用于连接到下一个K节点的频率。

6.通过如权利要求4所述的移动无线宽带网络接口卡接收的每种类型的服务数据，所述服务数据在特定频率范围上流过指定端口。

7.如权利要求1所述的耦联到所述处理器、调制器、解调器和外部端口的网络包控制器，利用嵌入的包控制协议，所述包控制协议管理在所述移动无线宽带网络接口卡内的连接性和数据传输，因此作为内部调制解调器或外部即插即用调制解调器而构建于所述设备中。

8.如权利要求7所述的包控制协议的算法，在任何时候临时存储来自连接的K节点的最后N个数据包，并在专用存储器中删除之前的N个数据包。

9.如权利要求7所述的包控制协议，其特征在于用于在从一个K节点到另一个K节点的设备跳跃期间所传送的每种数据类型的不同存储器位置和模块。

10.如权利要求9所述的包控制协议，从在MWBNIC中的所述网络包控制器执行，并通过包ID来标识数据包，其中，被选择用于处理的下一个包与来自前一个K节点的包相比具有大小更大的id。

11.如权利要求10所述的包控制协议，其维持来自不同节点的数据包的次序和连续性，所述包控制协议将来自先前K节点的包ID与新连接到的K节点的包id进行比较，其中将ID为X-1的数据包设置为前一个包，并且将包ID为X的包设置为当前数据包。

12.如权利要求11所述的包控制协议，将数据包推送到在缓存中的至少一个堆栈上，并弹出最后一个包以与来自新连接到的K节点的第一个数据包进行比较，以维持包次序。

13.如权利要求1的移动无线宽带网络接口卡，向范围内的多个无线K节点发送连接请求，将其标识和其他数据发送给所述节点以进行验证；

14.如权利要求13所述的移动无线宽带网络接口卡，通过至少一个通信端口从无线K节点接收数据包，并确定要连接到的最强信号强度。

15.如权利要求14所述的移动无线宽带网络接口卡，连接到具有最强信号强度的节点，直到在其行进方向遇到具有更大强度的新节点，以在向所述新节点验证之后丢弃具有最小强度的节点；

和

在它超出了所述K节点的联网频率的范围时。

16.如权利要求2所述的移动无线宽带网络接口卡，接收由节点广播的具有离开时间属性的数据包，并利用到达时间来确定信号行进时间，其中，信号行进时间乘以信号速度提供了节点距离，且因此提供坐标。

17.如权利要求16所述的移动无线宽带网络接口卡，读取预定的和列表的位置数据，所述位置数据基于其计算的距离和坐标而向所述移动无线宽带网络接口卡提供要连接的下一个节点。

18.如权利要求4所述的移动无线宽带网络接口卡，通过不同的频率滤波器而分别自动连接到不同的节点，以建立多于一个的同时连接，其中数据流、网络范围检查和信号强度检查同时发生。

19.如权利要求2所述的移动无线宽带网络接口卡，由Gwahanza局域网管理器利用在范围内的广播K节点的频率或信号强度和连接代码来指示接下来连接到什么节点。

20.如权利要求19所述的移动无线宽带网络接口卡，被指示来基于其距最近节点的位置而连接到下一个K节点，其中使用预定数据进行连接。

21.传输到如权利要求5的无线宽带网络接口卡的数据包，经由至少一个输入端口被接收并被转换成数字格式以供它安装于其中的设备使用。

22.如权利要求5的无线宽带网络接口卡，将流出的数字数据转换成可通过空中电波传输的形式。

23.如权利要求3所述的无线宽带网络接口卡，构建于辅助设备中，所述辅助设备包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑、电视、车辆、相机、导航设备以及任何需要无线联网的设备。

24.如权利要求3所述的无线宽带网络接口卡，被构建成插入包括USB和火线在内的设备的外部端口。

25.如权利要求23所述的无线宽带网络接口卡，构建有至少一个外部端口，该外部端口连接到包括光纤的连线。

26.如权利要求9所述的移动无线宽带网络接口卡的所述包控制协议，与所述卡上的用于存储来自网络的临时信息的小型数据库交互，其中存储在该数据库中的数据用于完成网络连接。

27.如权利要求9的移动无线宽带网络接口卡的包控制协议，与所述卡上的用于存储来自网络的临时信息的文件交互，其中存储在该文件中的所述数据用于完成网络连接。

28.一种用于利用Gwahanza局域网管理器在无线网络上将具有MWBNIC的移动设备从一个K节点连接和切换到另一个K节点的方法，其特征在于，网络控制协议确定所述移动设备相对于在范围内的无线K节点的位置和移动方向，然后将其定向到下一个要连接的K节点以提供服务。

29.如权利要求28所述的Gwahanza，生成连接代码，其与Gwahanza的id和下一个K节点id一起附加到所述连接设备的标识，以经由连线提交给下一个K节点作为连接请求以用于验证。

30.如权利要求29所述的Gwahanza，经由其当前连接到的所述K节点向所述连接设备提交相同的连接请求，其中，所述设备广播所述连接请求，该连接请求由所述下一个K节点取得并处理，以用于验证和服务。

31.如权利要求30所述的下一个K节点，将所述设备提交的连接请求与所述Gwahanza局域网管理器提交的连接请求进行比较，并验证所述设备切换到所述K节点。

32.如权利要求29所述的Gwahanza，基于所述无线K节点进行通信所处的波长或频率来确定MWBNIC要连接的下一个节点。

33.如权利要求32所述的Gwahanza，经由缆线从无线节点接收设备连接请求，并通过读取在服务器上的设备记录来认证所述设备，其中临时网络数据存储在所述移动无线宽带网络接口卡上。

34.如权利要求33所述的Gwahanza，接收来自连接设备的服务请求并基于所请求的服务类型来分配数据端口，其中所述Gwahanza局域网管理器中的网络控制协议为所述设备和Gwahanza连接两者分配应用端口。

35.如权利要求3所述的移动无线宽带网络接口卡的包控制协议，其中通过比较要连接到的K节点的标识符、并将来自那些节点的流入信号保存到缓存器以进行验证和处理，来建立连接性。

36.如权利要求3所述的调制解调器中使用的网络接口卡，同时写入和删除用于临时存储流入数据的不同数据结构或存储器位置。

37.在如权利要求23所述的调制解调器中的无线宽带网络接口卡，将在wi-fi节点上的设备联网以在移动时递送服务。

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