TWI278245B

TWI278245B - Scheme for seamless connections across heterogeneous wireless networks

Info

Publication number: TWI278245B
Application number: TW094115363A
Authority: TW
Inventors: Vivek Gupta; Christian Maciocco
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-04-01
Also published as: WO2005120124A1; CN1961604A; US20050276240A1; EP1757144A1; CN1961604B; TW200607367A

Description

1278245 九、發明說明： L發明戶斤屬之技術領域3 發明的領域領域本發明係有關跨異質無線網路之無縫連接體系。 5 【先前技術】發明的技術背景在目前的無線技術中，一個單一裝置可在二個或多個不同類型的無線鏈路上進行通訊。各個該等鏈路可實行一種不同的無線空中鏈路協定，且可使用不同類型的硬體與軟 10 體來支援該等各種不同協定。由該等不同類型鏈路形成的網路係視為異質網路，其表示與該等鏈路中之一相關聯的硬體與軟體典型地無法在另一個鏈路上進行連接動作。要選擇使用哪種通訊鏈路的動作係依據對一存取點的距離、信號強度、可得頻寬、使用者或服務提供者式策略、以及 15 其他類似的因素來判定。【發明内容】發明的概要說明本發明揭露一種方法，其包含有下列步驟：在一第一裝置與一第二裝置之間建立一通訊路徑，該通訊路徑包含： 20 對在該第一裝置上運作之一應用程式的一虛擬連接；以及透過該第一裝置與一第一網路之間之一第一無線鏈路的一第一網路連接；以及關閉該第一網路連接，並且透過該第一裝置與一第二網路之間之一第二無線鏈路建立一第二網

5 1278245 路連接，而不關閉該虛擬連接；其中該第二裝置係耦合至該第一網路與該第二網路。圖式的簡要說明 5 對熟知技藝者來說，可參照下列圖式來更佳地了解本發明、以及各種不同特徵與優點。第1圖根據本發明的一實施例展示出一種具有多個異質網路之無線系統的方塊圖。第2圖根據本發明的一實施例展示出在異質無線網路 10 上具有支援虛擬連接之一種無線裝置的部分。第3圖根據本發明的一實施例展示出一流程圖。在不同的圖式中，將使用相同的元件編號將表示相同/ 相似的元件。 L實施方式】 15 較佳實施例的詳細說明在以下的詳細說明中，將列出多種特定細節以便提供本發明的完整說明。然而，可了解的是，不需要該等特定細節亦可實現本發明。在其他實例中，並不詳細地說明已知的方法、結構與技術以避免模糊本發明的焦點。 20 本發明說明中所謂的〃一個實施例〃、〃一實施例〃、"一個例示實施例〃、”各種不同實施例"等係表示所述實施例可包括一種特定特徵、結構、或者特性，但每個實施例未必包括該等特定特徵、結構、或者特性。再者，重複使用〃 1278245 在一實施例中"此用語未必表示下相同的實施例，雖然亦是可能的。如本文中所使用地，除非 ,, λλ 、出以外，使用序數形容 =、第二"、''第三"等來描述-種普通物件的方式僅為相同物件之不同事例的表達方式，且並不意圖暗示著所 2該等物件必須要㈣定轉、料地、空雜地、依據4級地或以任何其他方式呈現。

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a如以下發明說明中所示，除非特u出之外，要了解的疋，在本發明說明中，例如、'處理"、、'運算,,、、、計算,,等用語係表示電腦或運算祕或者相似電子運算裝置把^體資= 操縱及/或轉換為以相似於實體數量表示之其他資料的動作及/或程序。相似地，所謂的''處理器，，可表示可從暫存器及/或記憶體處理電子資_把該電子詩轉換成可儲存在暫存器及 /或記憶體中之其他電子資料的任何裝置或裝置部分。一運异平台可包含一或多個處理器。欲包含在本發明範圍中的無線通訊系統類型包括但不限於··無線區域網路(WLAN)、無線廣域網路(響獨、無線個人區域網路(WPAN)、無線都會區域網路(WMAN)、分 20碼多重進接（CDMA)蜂巢式無線電話通訊系統、全球行動通訊系統(GSM)蜂巢式無線電話系統、北美數位蜂巢式（nadC) 無線電話系統、分時多重進接（TDMa)系統、延伸式 TDMA(E-TDMA)蜂巢式無線電話系統、例如寬頻 CDMA(WCDMA)、CDMA-2000、全球行動電話通訊系統 1278245 (UMTS)等的第三代（3G)系統，然本發明的範圍並不限於此0 第1圖根據本發明的一實施例展示出/種具有多個無線網路之無線系統的方塊圖。在展示於第1圖的無線系統 5 100中，第一裝置110包括用以耦合至〆天線114且耦合至一基頻處理器116的一無線收發器112。在一實施例中，基頻處理器116可包括一單一處理器，或可替代地包括_ 基頻處理器與一應用程式處理器，然本發明的範圍並不限於此。基頻處理器116可耦合至一記憶體118，其可包括 ίο例如DRAM的依電性記憶體、例如快閃記憶體的非依電性記憶體，或可替代地包括其他類型的儲存體，例如硬碟機，然本發明的範圍並不限於此。記憶體118的某些部分或全部可與基頻處理器116包括在相同的積體電路上，或者記憶體118的某些部分或全部可替代地設置在一積體電路或 15其他媒體上，例如位於基頻處理器116之積體電路外部的硬碟機，然本發明的範圍並不限於此。第一裝置110可與第二裝置12〇進行通訊，該等裝置中的至少一個可為行動單元（MU)。第二裝置120可包括收發器122、天線124、基頻處理器126與記憶體128。在某 20些實施例中，第一裝置11〇與第二裝置120可透過天線114 與124在無線系統1〇〇上傳送及/或接收一或多個封包。替代地，第一裝置11〇與第二裝置12〇可包括提供多樣性天線配置的二或多個天線，以提供空間多重進接(SDMA)或多 1278245 輸^輸⑽等，財發__並不限於此。封^可=括貧料、控制訊息、網路資訊等。

第袁置110與第二裝置12〇可為任何一種不同的裝 ^例如蜂巢式電話、無線電話耳機、印表機、無線鍵盤、 Μ ”、、線網路介面裝置與網路介面卡(NIC)、基地台、存取:占(AP)/道⑤、、橋接器、集線器、蜂巢式無線電話通 A系A _星通訊系統、雙向無線電通訊系統、單向呼叫 ^雙向呼叫器、個人通訊系統(PCS)、可攜式或靜態個人電岛（）彳SI人數位助理（pDA)、軟體定義無線電、可重組 10構無線電、或其他能在無線網路上進行通訊的裝置。額外地或替代地，在本發明的其他實施例中，無線通訊系統100 町包括額外裝置，而該等額外裝置中的任一個可為行動單元0 第一裝置110可耦合於網路138,因此第一裝置11〇 15與弟一破置可與網路138進行通訊，包括麵合至網路 138的裝置。網路138可包括一公共網路，例如一電話網路或網際網路，或者網路138可替代地包括一私有網路，例如企業内網路，或公共網路與私有網路的組合，然本發明的範圍並不限於此。 2〇第一裝置110與第二裝置120可透過多個無線通訊鏈路(例如鏈路132、134與136)中的一個彼此進行通訊。各個該等鏈路可實行一種不同的無線空中鏈路協定，且因此可使用一種不同的無線網路以及不同類塑的硬體與軟體來支援該等各種不同協定。例如，收發器112與天線114可

9 1278245 包括多個收發器以及用以透過該等多個無線通訊鏈路進行通訊的天線。選擇使用哪種通訊鏈路的動作可依據對其他裝置的距離、信號強度、可得頻寬、無線頻譜的費用、使用者或系統階層策略、以及其他類似的因素來判定。 5 可根據各種不同無線標準來實行鏈路132、134與 136,例如，一或多個無線蜂巢式標準、一或多個無線網路連結標準、一或多個射頻識別（RFID)標準、及/或其他標準。由鏈路132、134與136形成的不同網路被視為異質網路，其表示與該等鏈路中之一相關聯的硬體與軟體典型 10 地無法在另一個鏈路上進行連接動作。例如，在至少一實行方案中’至少一鏈路係根據藍芽短程無線協定（由 Bluetooth SIG, Inc·於2003年11月發表的藍芽系統規格弟1.2版，以及相關的規格與協定）來實行。其他可能的無線網路連結標準包括，例如：IEEE802.11 (ANSI/IEEE Std 15 802.11-1999版本與相關標準）、由歐洲電信標準協會（e丁si) 發表的HIPERLAN 1、2以及相關標準、寬頻無線電存取網路（BRAN)、HomeRF (由 HomeRF Technical Committee 家用射頻技術委員會於2002年7月發表的HomeRF規格、第2_〇1版）、及/或其他規格與協定。 20 在本發明的一實施例中，將針對在第一裝置11〇上運作的應用程式建立透過無線鏈路132而通往第二裝置12〇的一通訊路徑。該通訊路徑包括對該應用程式的一項虛擬應用程式連接以及透過無線鍵路132的一項網路連接。例如，如果第一裝置110為一行動裝置且開始移動能過鏈路 10 1278245 132進行通訊的一範圍之外的話，該通訊環境便會改變。弟一裝置110將切換通往該無線鏈路134的通訊路彳查，而不必關閉該虛擬應用程式連接。第2圖根據本發明的一實施例展示出在異質無線網路 5 上具有支援虛擬連接之一種無線裝置的部分。在—實施例中’無線糸統200包括應用粒式202、虛擬化移動性管理器204、連接服務206、可適性無線電架構208以及無、線網路介面210。無線系統200支援數個網路附接點’並且知悉包含於一 10 通訊路徑中的網路元件。因此，無線系統200具有有關一特定通訊路徑的路徑安排資訊，且此知識允許無線系統200 能判定各種不同網路之間的界限並允許切換連接到最適當的適當網路與無線鏈路。應用程式202可開啟對另一個裝置的單一虛擬通訊路徑。該通訊路徑包括對該應用程式的 15 一項虛擬應用程式連接以及透過一無線鏈路的一項網路連接。例如第一裝置110的無線系統200包括一或多個較高層使用者位準應用程式202，其例如但不限於語音應用程式222、瀏覽器應用程式224、發訊應用程式226、以及串 20流應用程式228。其他應用程式可包括通話學、同步化、列印、檔案傳輸、蜂巢式資料服務，例如發訊服務、多媒體發訊服務等。在無線系統200上運作的應用程式2〇2可接收或傳送資料到另一個裝置（例如第二裝置12〇)。當通訊環境改變時或者因為其他各種不同因素發生時，例如在第

11 1278245 -裝置m以及第二裝置120之間攜載資料之無線線路 132的無線魏可被城到另—個無線鏈路，例如被切換到無線鏈路134。虛擬化移動性管理器2〇4可建立並且管理應用程式2〇2 5以及不同類型無線網路介面21〇之間的虛擬連接。應用程式202僅需要開啟或關閉該虛擬應用程式連接一次，即使是通訊路徑在多個無線鏈路之間進行切換。虛擬化移動性 _ f理器204可提取應用程式2Q2的連接知識，並且對應用私式202 &供非改變連接參數。 10 纽化移動性管理器2G4包括—連接策略管理器232、 -換手管理器234、-網路選擇管理器236、以及—會談管理U38。連接策略管理器故允許應用程式2〇2才曰旨出其對管理連接的偏好。某些該等參數包括連接費用、優先順序、所需頻寬、最大潛伏時間、連接專屬性、期間、安全 B需求等。根據料偏好，虛擬化移練f理器2Q4可在不 • $的可得無線網路之間做出適當的連接選擇。網路選擇管理器236允許虛擬移動性管理器2Q4根據鏈路性質選出不同的可得無線網路。根據來自無線電資訊模型管理器2〇8 的使用者策略以及換手觸發通知，換手管理器234與會談 2〇管理器238可管理不同無線網路上的漫遊決策以及會談換手。在一實施例中’連接服務2〇6可利用已知技術來支援區域與遠端連接，例如遠端存取伺服器（ras)242、電路交換(CS)語音單元㈣、網際網路語音協定㈣單元挪、點 12 1278245 對點穿隧協定（PPTP)單元248、代理主機單元250,以及其他該種技術。例如，語音應用程式222可使用一種CS語音244或一種網際網路語音協定（Ιρ)246的連接類型。例如’可適性無線電架構208包括一網路檢測單元 5 252、一鏈路監視單元254、一換手觸發單元256、以及一無線電資訊模型管理器（RIMM)258 °RIMM 258支援一組服務，例如網路檢測單元252、鏈路監視單元254以及換手觸發單元256。RIMM 258可作為用以存取不同無線裝置與協定之所有實體與鏈路層性質的中央點，並且以持續方 1〇式在平口與作業糸統上對驅動程式、中介軟體無線電服務及/或行動認知應用程式透露此資訊。RIMM 258係設計為支援多種無線協定上的多個離散以及可再組構無線電裝置。無線網路介面210包括多個介面，例如一無線都會區域 15網路(WMAN)驅動程式與裝置介面262、一無線個人區域網路（WPAN)驅動程式與裝置介面264、一無線區域網路 (WLAN)驅動程式與裝置介面266、一無線廣域網路(WWAN) 驅動程式與裝置介面268，以及其他該種無線介面。第3圖根據本發明的一實施例展示出一流程圖。流程 20 30〇係以從一應用程式接收到一通訊路徑請求而開始（方塊 302)。將判定欲連結的一最理想無線網路（方塊3〇4)。例如，選出最理想無線網路的動作可根據裝置之間的距離、 #號強度、雜音、服務費用、使用者或系統位準策略等等而疋。將透過泫最理想網路建立一通訊路徑（方塊3〇6)。通 ⑧ 13 1278245 訊路徑包括對該朗程式的—項虛㈣·式連接以及透過該最理想網路的—項網路連接，即—特定無線鍵路。將進行正吊'應用私式處理（步驟3〇8)。例如，該應用程式可沿著《訊路徑傳送或接收資料。將監看環境或其他狀況中 5的-項改變（步驟310)。如果並未發生一項改變的話，正常

應用程式的處理動作便繼續進行。如果發生—項改變的話，便判定新最理想網路（步驟312)。將把該網路連接改變為該新最理想網路，而不需要改變該虛擬應用程式連接（步驟314) A應用私式並不知悉無線鏈路中的該項改變。正 1〇常的應用程式處理動作將繼續進行（步驟308)。將監看-項解除連接請求（步驟316)。如果並未接收到—項解除連接的話，正常的應用程式處理動作便繼續進行（步驟3〇8)。如果接收到-項解除連接的話，便關閉該通訊路徑，包括關閉該虛擬應用程式連接與該網路連接（步驟318)。 15 i述技術可體現於—種用以組構運算系駄執行該方法的電腦可讀媒體中。該電腦可讀媒體可永久地、以可移除方式、或者遠端地耦合至第一裝置11〇、第二裝置12〇或者另一個系統。例如，電腦可讀媒體可包括但不限於：包括磁碟片與磁帶儲存媒體的磁性儲存媒體、例如光碟（例 2〇如CD-ROM、CD-R等）的光學儲存媒體、以及數位影音光碟儲存媒體；全像式記憶體；包括例如快閃記憶體、 EEPR0M、EPROM、ROM之半導體式記憶體單元的非依電性記憶體儲存媒體；鐵磁性數位記憶體；包括暫存器、緩衝器或快取記憶體、主要記憶體、RAM等的依電性儲存媒 14 丄‘ / 〇Z4：> 5 10 15 20 體；以及包括永久與間…< 波傳輸媒體、網際網路等的點對點電信敦俺、栽各種不同類型的電腦可讀媒體可^媒體。其他新式以及中所討論的軟體模組。^ Λ _存及/或傳送本文不限於:大型電腦、迷你電腦充:呈咩多形式’其包括但腦:記事本、個人數位助理"各：器、工:站、個人電式系統等。-種典型運 @無線裝置以及嵌入聯記憶體、以及多個^斤’、、、、^至少一處理單元、相關程式來處理資訊，並且透過" H糸統係根據已根據本發明特定實、纟所得的輸出資訊。實施例為展示性而不具限制性解/實現方式。該等正方案、增添方案以及改多變化方案、修述的部件提供多種事例來作㈣τ’可針對本文中所說，各種不畴件、運作m料體之„^音的且在特定展讀_說明巾已展㈣特定見其他功能的配置方式，且該等 ^ 寻配置方式係屬於下列申請專利範圍的範圍中。最後，在各種不_屬f 一種結合式結構或料來實行展㈣離散部相結構與功能。該等與其他變化方案、修正方案、增添方案以及改進方案均屬於以下巾請專娜圍所界定的本發明範圍内。【圖式I簡說^明】 ^ 1 i^l Is ^ 4r ^ αΠ tU ^ 第1圖根據本發明的一實施例展示出質網路之無線系統的方塊圖。種具有多個異 15 1278245 第2圖根據本發明的一實施例展示出在異質無線網路上具有支援虛擬連接之一種無線裝置的部分。第3圖根據本發明的一實施例展示出一流程圖。在不同的圖式中，將使用相同的元件編號將表示相同/ 相似的元件。【主要元件符號說明】

100 無線糸統 206 連接服務 110 第一裝置 208 可適性無線電架構 112 無線收發器 210 無線網路介面 114 天線 222 語音應用程式 116 基頻處理器 224 瀏覽器應用程式 118 記憶體 226 發訊應用程式 120 第二裝置 228 串流應用程式 122 收發器 232 連接策略管理器 124 天線 234 換手管理器 126 基頻處理器 236 網路選擇管理器 128 記憶體 238 會談管理器 132 無線通訊鏈路 242 遠端存取伺服器(RAS) 134 無線通訊鏈路 244 電路交換(CS)語音單 136 無線通訊鏈路元 138 網路 246 網際網路語音協定(IP) 200 無線系統口口 —· 早兀 202 應用程式 248 點對點穿隧協定(PPTP) 204 虛擬化移動性管理器 XSXJ 一早兀 16 1278245 250 代理主機單元 (WPAN)驅動程式與裝 252 網路檢測單元置介面 254 鏈路監視單元 266 無線區域網路(WLAN) 256 換手觸發單元驅動程式與裝置介面 258 無線電資訊模型管理 268 無線廣域網路(WWAN) 器(RIMM) 驅動程式與裝置介面 262 無線都會區域網路 300 方法流程 (WMAN)驅動程式與裝 302- j318 步驟方塊置介面 264 無線個人區域網路 17

Claims

1278245十、申請專利範圍：第94115363號申請案申請專利範圍修正本

95.09.21. 1· 一種無線通訊方法，其包含有下列步驟：在一第一裝置與一第二裝置之間建立一通訊路徑，該通 5 訊路徑包含：對在該第一裝置上運作之一應用程式的一虛擬連接；以及

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20 透過該第一裝置與一第一網路之間之一第一無線鏈路的一第一網路連接；以及關閉該第一網路連接，並且透過該第一裝置與一第二網路之間之一第二無線鏈路建立一第二網路連接，而不關閉该虛擬連接，其中該第二裝置係耦合至該第一網路與該第二網路。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中建立該第二網路連接的動作包含判定出該第二無線鏈路能提供較該第一無線鏈路理想的一連接。 3_如申請專利範圍第1項之方法，其中關閉該第一網路連接與建立該第二網路連接的該等動作係由一無線參數的一改變觸發。 4-如申請專利範圍第3項之方法，其中該無線參數為該第一裝置與該第二裝置之間的一距離。 5·如申請專利範圍第3項之方法，其中該無線參數的該改變為該第一網路之信號強度的減小。 18 1278245 6·如申請專利範圍第1項之方法，接鱼諸fr兮Μ _ /、中關閉該第一網路連 ^ 以弟二網路連接的該等動作係由一於供慈路的一可得性觸發。 ’、一較七費用網 •如申晴專利範圍第1項之方 5

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20 接的,，其中關閉該第一網路遠接的動作係在建立該第二網路連連 8·如申請專利範圍第1項之方法，其中^後弟一無線網路的一部分，且馬無線網路的_部分A Μ〜線鍵路為一第二 ]邛刀，且其中該第一益線線網路為異質網路。 -㈣路與㈣二無 9·如申請專利範圍第！項之方法，根據一種盔線俨準、μ 然線鏈路係的無線標;丰，蝴二無線鍵路則根據-種不同 I二;範圍第上項之方法，其中不關閉該虛擬連接、a匕括允許目前應用程式處理動作能繼續進行。 U·如申請專利範圍第1項之方法，其中建立該通訊路經的動$二各對该應用程式提供在該第一網路連接改變到 ’秦、、罔路連接時不會改變的虛擬連接參數。 12·-種無線通財法，其包含有下列步驟·· 透過一第一無線鏈路於在一第一裝置上運作之一應用。弋及苐一裝置之間提供一通訊路徑；識別一無線參數中的一改變；把該通訊路㈣㈣―第二無線鏈路，而不造程式之處轉料斷。應用 19 1278245

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20 [^/正替換頁日; 13·如申請專利範圍第12項之方法，其中把該通訊路徑改變為該第二無線鏈路的動作包含判定出該第二無線鏈路能提供較該第一無線鏈路理想的一連接。 14·如申請專利範圍第12項之方法，其中該無線參數為該第一裝置與該第二裝置之間的一距離。 15_如申請專利範圍第12項之方法，其中該無線參數中的該改變為該第一網路之信號強度的減小。 16.如申請專利範圍第12項之方法，其中該無線參數中的該改變為為一較低費用網路的一可得性。 17·如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一無線鏈路係根據一種無線標準，而該第二無線鏈路則根據一種不同的無線標準。 18. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一無線鏈路為一第一無線網路的一部分，且該第二無線鏈路為一第二無線網路的一部分，且其中該第一無線網路與該第二無線網路為異質網路。 19. 一種無線通訊裝置，其包含：一虛擬連接管理器，其透過一無線鏈路提供一應用程式與一設備之間的一通訊路徑；其中該虛擬連接管理器可把該無線鏈路改變為另一個無線鏈路，而不必關閉該通訊路徑。 20·如申請專利範圍第19項之裝置，其另包含：一第一無線介面，其能透過該無線鏈路從該應用程式傳送資料到該設備；以及

20 1278245 替換頁I吏^!a!iai

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20 一第二無線介面，其能透過該另一個無線鏈路從該應用程式傳送資料到該設備。 21. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中把該無線鏈路改變為另一個無線鏈路的動作包含判定出該另一個無線鏈路能提供較該無線鏈路理想的一連接。 22. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中改變該無線鏈路的動作係由一無線參數的一改變觸發。 23. 如申請專利範圍第22項之裝置，其中該無線參數為該裝置與該設備之間的一距離。 24. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中該無線鏈路為一第一無線網路的一部分，且該另一個無線鏈路為一第二無線網路的一部分，且其中該第一無線網路與該第二無線網路為異質網路。 25_如申請專利範圍第19項之裝置，其中該無線鏈路係根據一種無線標準，而該另一個無線鏈路則根據一種不同的無線標準。 26.—種通訊裝置，其包含：一或多個天線，其用以透過一第一無線鏈路與一第二無線鏈路進行通訊；一虛擬連接管理器，其透過該第一無線鏈路提供一應用程式與一設備之間的一通訊路徑；其中該虛擬連接管理器可把該第一無線鏈路改變為該第二無線鏈路，而不必關閉該通訊路徑。 27·如申請專利範圍第26項之通訊裝置，其另包含： 21

1278245 一第一無線介面，其能透過該第一無線鏈路從該應用程式傳送資料到該設備；以及一第二無線介面，其能透過該第二無線鏈路從該應用程式傳送資料到該設備。 28. 如申請專利範圍第26項之通訊裝置，其中把該第一無線鏈路改變為該第二無線鏈路的動作包含判定出該第二無線鏈路能提供較該第一無線鏈路理想的一連接。

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29. 如申請專利範圍第26項之通訊裝置，其中改變該第一無線鏈路的動作係由一無線參數的一改變觸發。 30_如申請專利範圍第29項之通訊裝置，其中該無線參數為該裝置與該設備之間的一距離。 31. 如申請專利範圍第26項之通訊裝置，其中該第一無線鏈路係根據一種無線協定，而該第二無線鏈路則根據一種不同的無線協定。 32. 如申請專利範圍第26項之通訊裝置，其中該第一無線鏈路為一第一無線網路的一部分，且該第二無線鏈路為一第二無線網路的一部分，且其中該第一無線網路與該第二無線網路為異質網路。 22