CN1253808C - 局域网中动态过程分配的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在多个设备(40)间动态处理分配的系统(10)包含初始协调点(38)，请求设备(60)和资源设备(62)。初始协调点(38)包括用于多个设备(40)中每个设备的可用资源(56)列表。请求设备(60)请求使用所需资源。初始协调点(38)对请求设备(60)做出响应，识别可用资源作为所需资源，其中可用资源与多个设备(40)之一相关，并被请求设备(60)使用。

Description

局域网中动态过程分配的系统及其方法
发明领域
本发明一般涉及无线通信系统，具体涉及包含动态过程分配的无线通信系统。
背景技术
短程无线通信和个人局域网将很快在普通家庭产品及移动商用产品中迅猛发展。目前许多具有无线能力的产品不兼容。短程无线局域网(WLAN)协议，比如蓝牙、家庭无线(HomeRF)和IEEE802.11提供了通向兼容的途径。这些短程WLAN协议工作功率较低，覆盖距离较短。这些短程WLAN协议通常使用无需许可证的频谱，并很少要求与其他设备使用的协议(如：GSM，IS-95，IS-136，ReFLEXTM等)相协调。
例如，短程无线通信可以使用远红外数据协会(IrDA)通信标准。IrDA是点对点\窄角度(30度锥形)，专用数据传输标准，其设计工作距离为0至1米，传输速度为9600比特每秒至16比特每秒。类似的，短程通信也可以应用蓝牙通信标准。蓝牙是点对多点的话音和数据传输标准，其设计工作在标称距离为10厘米至10米，但实际上通过增加发射功率可以使传输距离达到100米。蓝牙工作在2.4GHz无线频段范围。
短程WLAN协议，比如IrDA和蓝牙技术，可以把用来连接一个设备与另一设备的许多专用电缆用通用短程无线连接来替代。短程WLAN协议技术可以取代现在使用的笨重电缆，以把笔记本和蜂窝电话连起来，或者在其他设备之间建立连接这些设备，比如打印机，个人数字助理，台式机，传真机，键盘，游戏杆或其他数字设备。电冰箱、微波炉、洗衣机、洗衣烘干机、立体收音机、电视机、数字影碟机、影碟游戏机、发光、冲洗、制冷和供热系统，以及其他设备之间也可以从这样的短程无线连接中获得好处。
这些低功率短程协议的潜在应用是外围设备的无线连接，高速数据到台式机和有线网络的传输，以及在类似的无线网络设备间建立短程专用网络。两个或更多个单元共享同一信道被称为专用网。在专用网中这些节点之一充当主节点，其他的节点充当从节点。例如：在蓝牙系统中，多达7个激活的从节点能共存于专用网中，而更多的从节点可以锁定到同一主节点以处于一种所谓的停泊状态。这些停泊节点不可能在信道中激活，但是其与主节点保持同步。主节点总是控制激活与停泊节点的信道接入。蓝牙系统中，主节点利用轮询方式控制信道的业务，一旦专用网络已建立，主从角色可以互换。为了避免冲突，两个从节点之间的通信只能通过主节点来完成。
许多短程通信WLAN，如蓝牙系统，还支持散射网(scatternet)。散射网是具有重叠覆盖区域的两个或多个专用网的组合。每个专用网只有一个主节点。然而，一个专用网中的主节点在另一专用网中可以充当从节点，而且从节点也可以在时分复用的基础上参加到不同的专用网。散射网内的专用网不是时间同步或频率同步。每个专用网使用自己的跳频序列。
参加列专用网中的每个设备具有不同的处理能力。例如，有些有较强的处理能量，有些可访问无限的能量源，有些包括各种强有力的应用。进一步来说，每个设备的使用率(usage profile)不同。例如，打印机也许使用率低，因此有一些额外的空闲时间。类似的，办公室的个人计算机具有高使用率，但是也许是现场具有特定应用的唯一设备。一台个人计算机也许可访问高速率的调制解调器。
在例如专用网络的WLAN中，为了优化网络中每个单独节点的共享能力，需要一种系统和方法来动态任务分配过程。
附图说明
本发明将以附图标出的示例性的实施例加以说明，但并不限于实施例，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是具有设备工作在短程和第二协议的通信系统方框图。
图2是图1的通信系统中用的专用网络方框图的方框图。
图3是依据本发明的图2的专用网中使用的智能网络接入点的方框图。
图4根据本发明示出了图2中专用网内的设备之间的通信。
图5是示出流程图，其根据本发明示出了图2中专用网的工作情况。
发明具体描述
根据要求，这里公开了本发明的具体实施例，然而，应该理解，所公开的具体实施例仅仅是本发明的示例，也可以以许多不同的方式实施。因此，这里公开的特定结构和功能细节并不解释为限制，而只是作为权利要求的基础，同时也作为的基础，用于教导本领域的熟练技术人员质上以任何详细结构应用本发明。而且，本文中所用术语和短语不作为限制，只是对发明给出一种易于理解的描述。
参考图1，示出了通信系统10，其包含工作于短程协议系统14的设备，并且优选地工作于第二协议系统12。图1中所示的第二协议系统12包含具有共址的发射器18和接收器20的基站16，其覆盖范围22很宽。典型的第二协议可以是摩托罗拉的ReFLEXTM消息(messaging)协议。
本领域的普通技术人员知道，依据本发明，第二协议系统12可以采用任何无线RF信道运行，例如：单向或双向寻呼信道，移动蜂窝电话信道，或移动无线电信道。类似的，本领域的普通技术人员知道，依据本发明，第二协议系统12可以利用其他类型的通信信道运行，例如：红外信道，音频信道和局域网。在下文的描述中，术语“第二协议系统”指的是前面提到的任一系统或等价系统。
在一个实施例中，每个设备(比如：个人计算机24，无线通信设备26，个人数字助理28，打印机30和计算机32)均使用短程WLAN协议，如蓝牙技术。本领域的普通技术人员知道，依据本发明，短程WLAN技术可以使用任何短程无线协议运行，例如：IrDA，HomeRF，和IEEE802.11。使用短程WLAN协议，每个设备都将建立“Partners”(伙伴)列表。
使用短程WLAN协议，第一设备如个人计算机24(用户A)和一个或多个潜在的伙伴设备(无线通信设备26，个人数字助理28，打印机30和计算机32)同意形成专用网。
该网络由单元A中存储的激活伙伴列表来定义。该列表包括每个设备的可利用资源，其中包括电池寿命，广域网接入，应用可用性，使用情况等。
图2是依据本发明的图1中通信系统10所用的专用网36方框图。专用网36，可以是图1的短程协议系统14的子集。专用网36包含多个设备40，如无线通信设备26，个人数字助理28，打印机30和计算机32。在一个实施例中，如图2所示，专用网36还包含智能网接入点38。在图2的专用网36中，初始的协处理节点充当主节点，多个设备10充当从节点。初始协调点例如，可以是智能网络接入点38，或者作为选择，初始协调点可以是多个设备40中的一个。
本领域的普通技术人员知道，依据本发明的多个设备40中的每一个可以是移动蜂窝电话，移动无线电数据终端，具有附带数据终端的移动蜂窝电话，或双向寻呼器，如伊利诺伊斯州绍姆堡(Schaumburg)摩托罗拉公司产的“Pagewriter 2000X”。类似的，依据本发明的多个设备40中的每一个可以是打印机，个人计算机，个人数字助理。在下文的描述中，术语“设备”指的是上文提到任何设备及其等价设备。
本领域的普通技术人员还知道，在一实施例中专用网36可以仅包含多个设备40，而不使用智能网络接入点38。在这种可选实施例中，一个或多个设备可以充当初始协调点或资源管理器。
如图3所示在智能网接入点38充当初始协调点的实施例中，智能网接入点38优选充当从短程WLAN协议到诸如局域网(LAN)或无线通信系统(见图1)的第二网络12的变换器。本领域的普通技术人员知道，多个设备40之一可以充当初始协调点，对智能网接入点38的性能描述也同样适用于多个设备40。智能网络接入点38包含专用网络接口42，第二系统接口44，处理器46和资源管理应用48。
处理器46连接到专用网的接口42和第二系统接口44，利用常规信号处理技术处理所接收信息。优选地处理器46类似于伊利诺伊斯州绍姆堡摩托罗拉公司生产的MC68328微处理器。本领域普通技术人员知道，其他类似的处理器也可以运用于处理器46，额外的相同的或类似的处理器可按需使用，以处理处理器46的需求。
在优选实施例中，初始协调点，如智能网络接入点38，包括连接到处理器46的资源管理应用48。智能网络接入点38使用来自处理器46的处理器命令50，在资源管理应用48中执行资源管理功能。资源管理应用48，对处理器命令50做出应答，发送应用响应52。资源管理应用48优选包含资源跟踪表54。在制造中，资源管理应用48以硬编码或编程列智能网络接入点38中，可以应客户预定“空中”编程，可者可以是可下载的应用。本领域的普通技术人员知道，其他可编程方式可以被资源管理应用48用来对智能网络接入点38编程。
资源管理应用48优选被编程，以允许资源跟踪表54中的所需资源的使用。对于专用网36中多个设备40资源跟踪表54包含多个资源信息56。例如，多个资源信息56可以包含设备电池寿命，设备电池容量，设备处理能力，以及多个设备40中每一个设备接入列第二网络的情况。资源管理应用48对处理器命令50做出响应，优选访问资源跟踪表54。资源管理应用48被编程，借助于本领域所熟知的预先确定的算法，使用存储在资源跟踪表54中的多个资源信息56来识别资源跟踪表54的可利用资源。对处理器命令50做出响应时资源管理应用，48优选以识别所要分配的资源的一套规则被编程。当资源管理应用48识别了可用资源时，资源管理应用48向处理器46发出应用响应52。处理器46对应用响应52的接收做出响应，允许请求设备使用该可用资源。
往回参考图2，本发明提供了一种新颖的方法来将特定任务动态分配给专用网36中多个设备40之一。例如：如图2所示，智能网络接入点38可以位于公共场所，多个设备40起初可以是3个设备，如：个人数字助理28，打印机30以及计算机32。智能网络接入点38和多个设备40中的每个设备优选使用这里描述的多个第二短程WLAN协议之一运行。本领域的普通技术人员知道，依据本发明，短程WLAN协议可以利用诸如蓝牙，IrDA，HomeRF和IEEE802.11等任何短程无线协议。当第四个设备，如无线通信设备26，进入智能网接入点38的范围，它可以决定成为专用网中的一部分。例如，为了下载原先以非英文撰写的长电子邮件文档58(E-mail)，它可以请求成为专用网36中的一部分。智能接入点38处理无线通信设备26的请求和智能网络接入点38的资源跟踪表54(见图3)的标识，该可用资源用于翻译E-mail文档58。进一步，他指示被识别的资源以翻译邮件，并返回翻译的邮件。
例如，当智能网接入点38的可用资源(存储器，处理能力，能量资源)比多个设备40多时，智能网接入点38，可以运行翻译应用程序以翻译E-mail文档58，同时仍然为其他三个设备提供服务。
作为选择，当智能网接入点38的容量低，但有足够的处理能力将文档下载到另一无线通信设备如无线通信设备26，而又没有运行应用时，智能网接入点38可以分配无线通信设备26本身来运行翻译应用以翻译E-mail文档58。
作为选择，当智能网接入点38的容量和无线通信设备26的电池寿命都很低时，智能网接入点38把E-mail文档58下载到专用网中能够运行该应用的另一设备，如计算机32。一旦计算机完成任务，就会把翻译的文档送回智能接入点38，智能网接入点38将这些信息转发给无线通信设备26。作为选择，计算机32把翻译的文档直接发送给无线通信设备26。
图4示出了专用网36中的智能网接入点38，请求设备60和资源设备62之间通信的实施例。在图4中，智能网接入点38在占据的带宽内，通过发出轮询信号66来轮询请求设备60。优选地，这种发射是标准蓝牙1.0类发射或者其等价。作为响应，请求设备60请求被智能网接入点38动态选择的资源64。起初，假定智能网接入点38发出的轮询信号66刚刚到达请求设备60并且智能网接入点38正在维护专用网36，如：轮询多个设备40(未示出)。当智能网接入点38的轮询没有规定时，请求设备60利用其内部资源用于执行所需任务。
本领与普通技术人员知道，作为选择，初始协调点，如：智能网接入点38或多个设备40之一，设置专用网中的两个设备之间的通信，然后这两个设备无需初始协调点的介入，就可以相互间直接通信。
本领域的普通技术人员知道，依据本发明，发射可以利用任何短程无线协议运行，如IrDA，HomeRF和IEEE802.11。请求设备60然后向智能网接入点38发出请求使用专用网36中的资源的资源请求信号68。智能网接入点38在专用网36中识别可用资源，并且向资源设备62发出轮询资源信号70来确认资源设备62的被选资源的使用。资源设备62然后向智能网接入点38发出确认信号72。当智能网接入点38找到了可接受资源时，智能网接入点38发出应答信号74，应答包含资源设备62的识别在内的请求设备的请求。当智能网接入点38找到了识别为不可接受的资源时，智能网接入点38将理论上搜索资源跟踪表54用于最佳选择，该最佳选择然后被发送到请求设备60。
图5是流程图，其示出了依据本发明的图2所示的专用网36的操作的一个实施例。在步骤76，使用WLAN协议之一在两个设备之间形成无线连接。接着，在步骤78，两设备在存储器中存储公用应用。作为选择，一个或两个设备可以通过第二协议系统12访问公用应用。接着，在步骤80，一个设备决定运行公用应用。接着，在步骤82，两个设备都将判决计数器设为零。接着，在步骤84，将两个设备的可用过量能量进行比较。例如，一个设备可以访问无限制的能量源。在这种情况下，该无限制的能量源的使用压倒其他设备的当前可用能量容量。在步骤86，当第一设备(D1)的电池寿命少于第二设备(D2)时，D1的计数器加1。在步骤88，当D1的电池寿命长于D2的电池寿命时，比较两设备的可用容量。在步骤90，当D1的容量小于D2的容量时，D1的计数器加1。在步骤92，当D1的容量大于D2的容量时，比较两个设备的处理能力。步骤94，当D1的容量小于D2的容量时，D1的计数器加1。当在步骤92中，D1的处理于D2的处理能力，并且当在步骤86、90和94之一中D1的计数已经加1时，接着，在步骤96，计算最后的计数器值。接着，在步骤98，比较D1的计数器值和D2的计数器值。在步骤100，当D1的计数器值小于D2的计数器值，D1用于运行公用应用。在步骤102，当D1的计数器值大于D2的计数器值时，D2用于运行公用应用。该过程然后复位以在步骤76再次开始。
为了说明本发明的方法，参考视频蜂窝电话，其具有执行MPEG4压缩和解压的应用。原始视频信号可能要求几百干比特每秒(kbps)的数据速率(带宽)。当被压缩时，根据视频图像的质量和大小，视频信号可以要求最少28.8kbps。对于宏蜂窝连接(如：GSM蜂窝网)来说，为了支持多用户，提高带宽效率，压缩信号经过无线信道传输。对于视频信号的发射和接收，视频电话执行MPEG4的压缩和解压。同样的电话也可以用于WLAN，其支持具有更高的带宽并通常较少的用户。当使用WLAN协议将视频电话与智能网接入点38连接时，视频电话和智能网接入点38可以对有关可用带宽，MIPS容量和设备的处理器以及用户的电池状态等信息进行交互。结果，设备可以做出判决，智能网接入点进行密集的MPEG4视频的压缩和解压缩处理，然后发射未压缩的频信号给具有高带宽WLAN协议的用户设备。这就以消耗WLAN带宽和智能网接入点的处理资源为代价，节省了电池能源，并潜在地加速了视频处理。作出进行智能网接入点视频压缩和解压缩的判决可以以数据帧为基础，因此智能网接入点38可以间歇地持续处理其他的流程。
尽管已经以优选实施例的形式描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的情况下显然可以进行各种变换和修改。因此，所有这些变换和修改均被视为在随附的权利要求书所定义的本发明的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种用于在多个设备中动态处理分配的专用网，其中所述多个设备中的每一个具有一组特有的能力，该专用网包括：
请求设备，其中所述请求设备请求使用一种能力；
从所述多个设备中选择的资源管理器，用来识别用于提供所述能力的源设备，其中所述资源管理器使用用于所述多个设备中每个设备的可用的特有能力的列表来识别所述源设备；和
所述源设备为所述请求设备提供所述能力。
2.如权利要求1所述的用于动态处理分配的专用网，其中所述资源管理器指示所述源设备以允许由所述请求设备使用所述源设备的可用能力。
3.如权利要求1所述的用于动态处理分配的专用网，还包括智能网接入点，其中所述智能网接入点充当资源管理器，并且其中所述智能网接入点还包括：
专用网接口；
第二系统接口；
连接在所述专用网接口和第二系统接口之间的处理器，其中该处理器充当所述专用网接口和第二系统之间的变换器；和
连接到所述处理器的资源管理应用，其中所述资源管理应用包括资源跟踪表，该表中具有用于专用网的多个设备中的每个的多个资源信息。
4.如权利要求1所述的用于动态处理分配的专用网，其中，所述多个设备中的每个存储可用能力的列表，以当被选择作为资源管理器时用于执行资源管理功能。
5.一种用于动态处理分配的通信系统，包括：
第二协议系统；和
包含多个设备的短程无线局域网协议系统，其中所述多个设备中的每一个具有一组特有的能力，所述短程局域网协议系统包括：
请求设备，其中所述请求设备请求使用一种能力；
从所述多个设备中选择的资源管理器，用来识别用于提供所述能力的源设备，其中所述资源管理器使用用于所述多个设备中每个设备的可用的特有能力的列表来识别所述源设备；以及
所述源设备为所述请求设备提供所述能力。
6.如权利要求5所述的用于动态处理分配的通信系统，其中所述多个设备中的每个存储可用能力的列表，以当被选择作为资源管理器时用于执行资源管理功能。
7.如权利要求5所述的用于动态处理分配的通信系统，其中被请求的能力是与第二协议系统的通信能力。
8.如权利要求5所述的用于动态处理分配的通信系统，还包括智能网络接入点，其中所述智能网络接入点充当资源管理器，并且所述智能网络接入点还包括：
专用网络接口；
第二系统接口；
连接在所述专用网接口和第二系统接口之间的处理器，其中该处理器充当所述专用网接口和第二系统之间的变换器；和
连接到所述处理器的资源管理应用，其中所述资源管理应用包括资源跟踪表，该表中具有用于专用网的多个设备中的每个的多个特有能力信息。
9.在专用网内，一种用于在多个设备间动态处理分配的方法，该方法包括：
由请求设备发出资源请求信号，请求所需能力；
从所述多个设备中识别资源管理器以处理所述资源请求；
由识别的资源管理器识别对应于所需能力的所述多个设备中的源设备的可用能力；
向所述源设备发送轮询资源信号，以确认所述请求设备使用所述可用能力；
由所述源设备向所述请求设备发送确认信号。
10.在专用网内，一种用于在多个设备间动态处理分配的方法，所述多个设备包括请求设备和源设备，该方法包括：
从所述多个设备中识别初始协调点；
由所述初始协调点在所占带宽内发射轮询信号，轮询所述请求设备；
由所述请求设备向所述初始协调节点发送资源请求信号，请求所需能力；
由所述初始协调点识别对应于所需能力的所述多个设备中的源设备的可用能力；
由所述初始协调点向所述源设备发送轮询信号，以确认所述请求设备使用所述可用能力；
由所述源设备向所述初始协调点发送确认信号；
由所述初始协调点向所述请求设备发送包含所述源设备的识别的应答信号。
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