CN1939068B - 经过无线局域网进行通信的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

操作期间，在处于无线局域网覆盖范围内时，装置(101)将利用无线局域网(206)，而在处于无线局域网覆盖范围外时，装置(101)利用广域网(207)。当两个系统都可用于通信时，为了达到软切换的目的，该装置利用局域及广域网。

Description

经过无线局域网进行通信的方法和装置
技术领域
本发明总体涉及无线通信系统，具体地说是涉及经过无线局域网进行通信的方法和装置。
背景技术
目前正在开发一种通信装置，利用本地接入点拨打/接收来自接入点附近的呼叫。例如，Motorola Inc.正在开发双模式电话，该双模式电话利用无线局域网(WLAN)协议和蜂窝协议(如GSM，CDMA，iDEN，...等)两者来操作。操作期间，在接入点的地理区域内，利用本地接入点来拨打/接收呼叫，而在WAN覆盖区域外时，利用广域网(WAN)(优选地如蜂窝网)来拨打/接收呼叫。正如本领域技术人员所知，利用比与WAN通信低得多的功率水平与接入点进行通信。这就大大地延长了电池的寿命，降低了总体系统的干扰。
由于利用很低的功率与WLAN进行通信，这就带来了一个问题，也即RF环境会非常迅速地恶化，导致WAN的切换。例如，本地RF环境改变得非常快(例如当关门时)，以至于通信装置不能通过WLAN进行通信，并被迫切换到WAN。很显然，对于任何通过WLAN的通信，能容忍通信中的暂时恶化而无需离开WLAN的将是有利的。因此，存在对通过WLAN进行通信并能承受RF环境暂时恶化的方法和装置的需求。
附图说明
图1是无线局域网及广域网的高层次框图；
图2是无线局域网及广域网的框图；
图3说明通过局域网的路由传输而引起的延迟；
图4是从基站和接入点的数据传输期间，图2的各种元件的更详细的框图；
图5是从图2移动装置的数据传输期间，图2的各种元件的更详细的框图；
图6是表明下行链路传输期间图2的广域网的操作流程图；
图7是表明上行链路传输期间图2的移动装置的操作流程图。
具体实施方式
就上述所提及的需求，这里提供一种经过无线局域网进行通信的方法和装置。操作期间，当在无线局域网覆盖区域内时，装置将利用无线局域网，当在无线局域网覆盖范围外时，装置将利用广域网。当两种系统都可用于通信时，为了达到软切换的目的，装置也利用局域和广域两者网络。
由于通信可在局域网和广域网同时发生，因此，当与仅与广域网进行通信的所需功率比较时，装置可利用更低总功率。另外，由于通信链路中存在冗余，与现有系统相比，局域网可承受RF环境的更大恶化。最后，软切换避免了与硬切换关联的可能的擦除(音频质量问题)。
本发明包含经过无线局域网进行通信方法。该方法包括接收数据和将数据分离成多个冗余数据流的步骤。第一冗余数据流被发送到无线局域网(WLAN)，而第二冗余数据流被发送到广域网(WAN)。
本发明还包含一种装置，该装置包括接收数据以及将数据分离成多个冗余数据流的信号分离器，向无线局域网(WLAN)发送第一冗余数据流的第一发送电路以及向广域网(WAN)发送第二冗余数据流的第二发送电路。
本发明还包含一种装置，包括接收数据流的装置；将数据流分离成多个冗余数据流的装置；利用第一通信系统协议向局域网(LAN)发送第一冗余数据流的装置；以及利用第二通信系统协议向广域网(WAN)发送第二冗余数据流的装置。
再来看附图，其中相同的数字代表相同的元件，图1是通信系统100的框图。基站107是采用数种通信系统协议之一的蜂窝广域网的优选部分，所述蜂窝广域网包括但不限于采用CDMA系统协议、GSM系统协议、iDEN系统协议，...等的蜂窝网。接入点104是利用无线因特网协议(IP)的WLAN的优选部分，例如但不限于802.11协议。
操作期间，在接入点(例如在建筑102内)的地理区域内，利用本地接入点104来拨打/接收呼叫，而在接入点104覆盖范围外，利用广域网(例如蜂窝网络)拨打/接收呼叫。如上所讨论，正是由于以很低功率与接入点104进行通信，这就带来了一个问题，也即RF环境将非常迅速地恶化，从而导致向基站107的切换。为了解决这个问题，在本发明优选实施例中，装置101采用了与接入点104和基站107两者的同时发生的通信(如软切换)。
图2是通信系统100的更详细的框图。在图2中，路径103已经通过上行链路/下行链路信号202及205加以说明，而路径106已经通过上行链路/下行链路信号203及204加以说明。以类似的方式，路径105包括链路210-212中的一个。如所讨论，WAN 207优选是采用第一通信系统协议的蜂窝网络，而WLAN 206优选是利用第二通信系统协议的基于无线因特网协议(IP)的网络，例如但不限于802.11协议。在本发明的替换实施例中，WLAN 206可简单地包括信号中继器，简单地中继接收的信号。
装置101优选地包括双模式收发器，该收发器具备经过通信信号203及202分别地与WAN 207和/或WLAN 206两者进行通信的能力。类似地，WAN 207以及WLAN 206两者均具备经过下行链路通信信号204及205与装置101进行通信的能力。应当注意，尽管装置101优选地为双模式蜂窝电话，本领域普通技术人员应当理解，装置101可包括其它双模式装置，例如但不限于个人数字助理(PDA)、个人电脑，或能在双模式系统中操作的任何装置(音频、数据，或视频)。
操作期间，当在WLAN 206覆盖区域内时，装置101将利用WLAN206，而在WLAN 206覆盖区域外时，装置101将利用WAN 207。当两种系统都可用于通信时，为达到软切换的目的，装置101利用WLAN206及WAN 207两者系统。当在WLAN 206覆盖范围内时，装置101将通过任何数量的接入点104(图2只示出一个)接入WLAN 206。如所讨论，图2示出的系统利用移动单元的能力从多个发射机同时接收/发送通信。在这样的软切换操作期间，来自装置101的发送至少朝向接入点104以及朝向基站107。
最终经过通信信号202及203发送的上行链路数据到达选择和分配单元(SDU)214，在此他们被适当地合并。经过接入点104接收的上行链路通信信号202可被经过数种路径之一路由至SDU 214。例如接入点104可通过无线地复播上行链路通信信号202(通过信号212)到基站107而简单地起到无线中继器的作用。接入点104可将经过上行链路通信信号202接收的数据通过企业因特网208经过因特网211传递至SDU 214。最后，可通过将上行链路通信信号202转换为电路交换的数据，并且将该数据通过专用交换机(PBX)传递至公共交换电话网络(PSTN)210，并且最终通过MSC 213到达SDU 214来将电路交换的数据引导至SDU 214。
以类似的方法，装置101可利用软切换之便，经过基站107和接入点104同时接收下行链路通信信号。在此操作期间，数据退出SDU214，并被导向基站107，经过下行链路信号204，最终地止于装置101。经过数个信号路径，数据可到达接入点104。第一信号路径通过基站107简单地退出，经过通信信号212到达接入点104。第二信号路径通过因特网211退出，经过内部网208到达接入点104。最后，SDU可引导数据至MSC 213，通过PSTN 210至PBX 209。
不计所利用的用于上行链路和下行链路软切换的技术，当与通过WAN 207发送/接收的数据比较时，正在通过WLAN 206的数据可被充分地延迟。如果延迟太长，装置101将不能利用两者信号进行软切换。为了解决这个问题，用时间延迟电路来延迟所有未通过WLAN 206引导的发送。通过延迟未通过WLAN 206引导的发送，进入SDU 214的通信信号可被进行适当的时间对齐。此由图3说明。
参考图3，路径106包括基站107/装置101链路，还可能包括上行链路通信信号203或者下行链路通信信号204。类似地，路径103包括装置101/WAN 206链路，还可能包括上行链路通信信号202或者下行链路通信信号205。最终地，路径105包括WLAN 206和WAN 207之间的链路。如上所讨论，路径105可利用通信信号212、因特网211，或者PSTN 210。
假定“N”为将在路径103接收的数据转换到在路径105发送的数据的所需要的处理时间，反之亦然。当与在路径106上发送的数据进行比较时，在路径103和105上发送的数据将需要更长的时间(N)以到达它的目的地。为了在WLAN 206和WAN 207之间进行软切换，这个时间差必须得到纠正。“N”为在每个方向上的确定性的固定延迟。固定的延迟可在WLAN 206内硬编码，并且再经过消息发送回装置101。可通过发出已知的模式并进行定时测量而容易地测量固定延迟。WLAN提供者可将此编程至WLAN装置。
在本发明优选实施例中，WLAN 206将延迟(N)发送至WAN 207及装置101。装置101及WAN 207将它们在路径106上的发送延迟N。这样，如果在路径106上发送的数据在时间X有效，那么装置101及WAN 207将不得不将路径106的发送延迟到时间X+N。这将是WLAN206能够第一次发送数据的时间。这样，WAN 207和装置101将基本同时地接收两者信号，这允许软切换的发生。
图4是从基站和接入点的数据发送期间，图2的各种元件的更为详细的框图。操作期间，在SDU 214接收数据，并由分离器411分离成多个冗余数据流。基于数据是否经过WLAN 206路由，冗余数据流可被延迟(经过电路401)或不被延迟。显然，延迟电路401接收冗余数据流，并将数据流延迟预定的时间量。在本发明的优选实施例中，延迟电路401包括能够改变延迟量的先进先出缓冲器。而在本发明的又一实施例中，延迟电路401可包括其它形式的延迟装置。
如上所讨论，冗余数据流被延迟一个时间量，该时间量与将在路径103接收的数据转化或转换到在路径105发送的数据所需要的处理时间量相等，反之亦然。非延迟的冗余数据及延迟的冗余数据两者退出SDU 214，在这里，它们被分别地发送至WLAN及WAN。非延迟的和延迟的冗余数据流分别地进入接入点104以及基站107。
如上所讨论，路径105可包括许多到接入点104的路径之一。为简单起见，对可用于退出SDU 214的数据的各种路径在图4中未示出。延迟的冗余数据进入基站发送电路403，在这里，经过空中信号路径106，延迟的冗余数据被发送到第一接收电路407。如上所述，信号路径106利用第一通信系统协议。以类似的方法，非延迟的数据进入接入点104，在这里非延迟的数据被发送到利用第二通信系统协议的第二接收电路405。一旦两个数据流被接收，装置101将它们输出至合并电路409，在这里这些流被适当地合并。
如上所讨论，由于通过接入点104传递数据将向任何发送到装置101的信号添加可感知的延迟所以，软切换可被排除。然而，通过延迟任何通过基站107的发送，信号103和106将同时到达装置101，这允许软切换的发生。另外，应当注意，尽管图4说明现存于SDU 214中的延迟电路401，但本领域普通技术人员将理解，只要到装置101的下行链路信号106被适当地延迟，那么延迟电路也可存在于基站107或发送电路403中。
图5是在从图2的移动装置的数据发送期间，图2的各种元件的更详细的框图。如示出，数据进入分离器511，在这里，它被分离成多个冗余数据流。冗余数据流被传递到延迟电路509和第一发送电路405。如上所讨论，延迟电路509将数据流延迟一个时间量，该时间量等于将在路径103上接收的数据转换到在路径105上发送的数据所需的处理时间，反之亦然。延迟数据然后输出到发送电路407。延迟的数据和非延迟的数据流被分别地发送到基站接收电路503以及接入点104。如上所讨论，向延迟的和非延迟数据流的传输利用不同通信系统协议进行发送。最终地，延迟的数据和非延迟的数据到达SDU合并电路501。
图6是表明在下行链路传输期间，图2的广域网的操作流程图。逻辑流程开始于步骤601，在这里，数据由WAN 207接收，该数据利用基站107和接入点104经过软切换链路去往装置101。在步骤603，数据被分离成多个冗余数据流。在步骤605，WAN 207确定转化路径103到路径105的所需时间量，反之亦然。在步骤607，通过基站107发送的数据被延迟在步骤605确定的时间量。最后，在步骤609，经过利用第一通信系统协议的第一软切换支路发送延迟的数据，而经过利用第二通信系统协议的第二软切换支路发送非延迟的数据。
图7是表明在下行链路传输期间图2的移动装置的操作流程图。逻辑流程开始于步骤701，在这里，数据流由分离器511接收。在步骤703，数据流被分离成多个冗余数据流。在步骤705，第一冗余数据流被延迟预定的时间量。该时间量是预定的，并基于WLAN 206转换和发送从上行链路通信信号202接收的数据所需要的时间量。最后，在步骤707，经过利用第一通信系统协议的第一软切换支路发送延迟的数据，而经过利用第二通信系统协议的第二软切换支路发送非延迟的数据。
参考特定实施例，本发明已经被具体地示出和描述，本领域技术人员可以理解，在不违反本发明精神和范围的情况下，在形式和具体内容方面可以有不同形式的变化。例如，上述描述中给出了不利用WLAN 206的信号路径的延迟发送时间。本领域普通技术人员将理解，通过延迟WAN 207和装置101所接收的信号将取得同样的结果。而在本发明的另一实施例中，从WAN 207和装置101的发送不被延迟。而所有接收的信号(未通过WLAN207的)在接收器延迟，以便在信号通过WLAN 206的同时被接收。另外，可以预期，当转化时间充裕时，上述系统根本无须延迟数据。它意味着这样的变化将在下列权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种经过无线局域网进行通信的方法，该方法包括以下步骤：
接收承载数据；
将所述承载数据分离成多个冗余数据流；
发送所述多个冗余数据流的第一冗余数据流到无线局域网WLAN；
发送所述多个冗余数据流的第二冗余数据流到广域网WAN，其中所述第一冗余数据流通过利用第一通信系统协议的第一软切换支路来发送，所述第二冗余数据流通过利用第二通信系统协议的第二软切换支路来发送；以及
有意延迟发送到所述WAN的所述第二冗余数据流，
其中延迟所述第二冗余数据流的步骤包括以下步骤：
确定将所述第一冗余数据流从第一通信系统协议转换到第二通信系统协议的时间段；以及
将所述第二冗余数据流延迟所述时间段。
2.权利要求1的所述方法，其中发送所述第一和所述第二冗余数据流的步骤包括以下步骤：
利用第一通信系统协议发送所述第一冗余数据流到所述WLAN；以及
利用第二通信系统协议发送所述第二冗余数据流到所述WAN。
3.权利要求1的所述方法，其中发送所述第一冗余数据流到所述WLAN的步骤包括发送所述第一冗余数据流到WLAN接入点；以及
其中发送所述第二冗余数据流到所述WAN的步骤包括发送所述第二冗余数据流到WAN基站。
4.一种经过无线局域网进行通信的装置，包括
接收承载数据和将所述承载数据分离成多个冗余数据流的信号分离器；
发送所述多个冗余数据流的第一冗余数据流到无线局域网的第一发送电路；
发送所述多个冗余数据流的第二冗余数据流到广域网WAN的第二发送电路，其中所述第一冗余数据流通过利用第一通信系统协议的第一软切换支路来发送，所述第二冗余数据流通过利用第二通信系统协议的第二软切换支路来发送；以及
有意延迟所述第二冗余数据流的延迟电路，
其中所述延迟电路确定将所述第一冗余数据流从第一通信系统协议转换到第二通信系统协议的时间段，并且将所述第二冗余数据流延迟所述时间段。
5.权利要求4的所述装置，其中所述第一发送电路利用第一通信系统协议，而所述第二发送电路利用第二通信系统协议。
6.一种经过无线局域网进行通信的装置，包括：
接收承载数据流的装置；
将所述承载数据流分离成多个冗余数据流的装置；
利用第一通信系统协议发送所述多个冗余数据流的第一冗余数据流到无线局域网WLAN的装置；
利用第二通信系统协议发送所述多个冗余数据流的第二冗余数据流到广域网WAN的装置，其中所述第一冗余数据流通过利用第一通信系统协议的第一软切换支路来发送，所述第二冗余数据流通过利用第二通信系统协议的第二软切换支路来发送；以及
有意延迟所述第二冗余数据流的装置，
其中有意延迟所述第二冗余数据流的装置确定将所述第一冗余数据流从第一通信系统协议转换到第二通信系统协议的时间段，并且将所述第二冗余数据流延迟所述时间段。
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