TWI392281B - 永遠連線式無線漫遊的省電操作 - Google Patents
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Description
本發明之實施例係有關無線通訊,尤係有關在配合的通訊系統中之永遠連線式無線漫遊。
無線行動裝置連接到一無線網路,以供網路存取。該無線網路的連線通常需要在該無線行動裝置內之處理。該處理可包括:執行演算法並執行用來設定用戶端裝置的組態之常式;以及交換與該網路間之交談的建立及(或)維持有關之訊息。然而,電池電力有限的無線用戶端裝置之本質需要設計者考慮到該裝置的電池壽命。單純保持連線到一無線網路時的處理及管理負擔(overhead)就可能耗用該用戶端裝置大量的電池壽命。
與傳統用戶端裝置相關聯的平台限制包括:如果行動平台要求永遠連線,則需要啟動整個平台子系統(處理器、記憶體、硬碟機等的子系統)。因傳統的平台設計要經由主機作業系統將整個無線子系統(無線硬體驅動程式、請求者(supplicant)、及身分碼(credential))載入主機處理器而需啟動整個子系統。載入主機處理器時,耗用與電池壽命有關的大量電力。每當使用者漫遊且平台耗用電力以維持無線網路連線時,此種電力消耗尤其顯著。
因此,傳統的系統要求使用者在省電操作模式下操作一平台與保持網路連線之間取捨。傳統上無法保持無線連線且同時在省電模式下操作。
本發明之方法及裝置可在無線用戶端裝置處於省電模式時保持無線連線。該系統包含:一主機作業系統(Operating System;簡稱OS),用以在該裝置在正常操作下執行時處理無線連線;以及一嵌入式代理者(agent),用以在該裝置切換到省電操作且該主機作業系統切換到一休眠或待命狀態時處理無線連線。該系統偵測省電模式的改變,並觸發該主機作業系統與該嵌入式代理者間之交談情境資訊之交換(當該系統進入該省電模式時,自該主機作業系統交換到該嵌入式代理者;以及當該系統自該省電模式回到正常操作時,自該嵌入式代理者交換到該主機作業系統)。該系統亦觸發與交談情境資訊的遞交一致的管理之切換。
如本發明所提供的,本發明之系統、方法、及裝置可執行省電模式之操作,且同時保持其中包括漫遊的管理之網路連線。一嵌入式代理者配合一主機處理器而工作,以便在該主機處理器於一省電模式下操作時提供連線。在本說明書的用法中,主要處理器或主機處理器意指系統用來執行主要作業之處理器或處理單元(其中包括多核心處理器之核心)。一主機作業系統(OS)將被該主機處理器執行,而控制該系統中之作業流程。嵌入式代理者可意指任何數目的技術。一般而言,嵌入式代理者意指該用戶端裝置上獨立於該主機作業系統而操作的一實體。亦即,該主機作業系統並不控制該嵌入式代理者之操作。雖然該主機作業系統可經由諸如一驅動程式等的一介面而與該嵌入式代理者通訊,但是該主機作業系統除此以外無法“檢視”該嵌入式代理者或與該嵌入式代理者互動。該嵌入式代理者可以是諸如一多核心處理器的多個核心中之一專用核心、被嵌入該主機硬體平台之一獨立微控制器(諸如Intel Corporation(位於Santa Clara,California)之主動管理技術(Active Management Technology;簡稱AMT)、一網路介面電路上之一微控制器、在網路介面硬體的一微控制器中執行之碼、或一虛擬機器中之一虛擬分割區等的嵌入式代理者。
如先前所習知的,該主機作業系統執行主要的無線連線管理。各無線連線組件(例如,請求者及金鑰模組等)係經由該主機作業系統而被載入該主系統處理器。此外,該嵌入式代理者包含一或多個連線組件,用以使該嵌入式代理者能夠保持永遠連線的行動性,且保持與一無線寬頻數據網路的連線。保持連線包括保持服務品質(Quality of Service;簡稱QoS)及(或)安全參數。在本說明書的用法中,將假設無線網路為無線寬頻數據網路。此種網路包括諸如Wi-Fi及WiMax等的標準中述及的那些網路。Wi-Fi標準通常意指用於無線區域網路(Wireless Local Area Network;簡稱WLAN)的電機及電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers,Inc.簡稱IEEE)802.11標準,其中包括於1999年2月發佈的IEEE 802.11a-1999、於1999年2月發佈的IEEE 802.11b-1999、於2003年10月發佈的IEEE 802.11g-1999、及(或)上述各標準的衍生標準。MiXax標準通常意指用於無線都會網路(Wireless Metropolitan Area Network;簡稱WMAN)的IEEE 802.11標準,其中包括於2004年10月發佈的IEEE 802.16-2004或其衍生標準。請注意無線寬頻數據網路與細胞式或無線語音通道網路間之區別。用於無線寬頻數據網路中之數據通訊的頻寬遠高於細胞式網路的頻寬。雖然該等兩種網路可能有某些相似性,但是無線寬頻數據網路用於連線的機構通常對用戶端裝置有更多的要求。因此,細胞式網路中之省電功能已被較完善地開發,而無線寬頻網路的用戶端裝置(例如,膝上型電腦、手持電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant;簡稱PDA)、及超級行動個人電腦(Ultra Mobile Personal Computer;簡稱UMPC)等的用戶端裝置)通常缺少省電的選項。
因此,如本發明所提供的,當用戶端裝置處於正常操作時,主機處理器經由在該主機處理器上執行的主機作業系統而管理連線程序(例如,執行演算法、操作協定等的程序)。可將用於連線管理的該等演算法、協定、驅動程式、模組等的項目大致稱為“組件”。如傳統系統中常見的,主機處理器通常可具有一整組的該等組件或其大多數的組件。然而,除了該主機作業系統中之組件之外,該嵌入式代理者也在省電操作中管理連線程序。在一實施例中,該嵌入式代理者包含一組較少的組件。
在一實施例中,該嵌入式代理者負責執行IEEE 802.11r WLAN快速漫遊(Fast Roaming)(於本申請案提出申請時處於草案階段的一種新興標準)中述及的漫遊程序。可在其他的無線寬頻數據網路中採用類似的技術,例如,在跨越不同的無線網路時的IEEE 802.16或802.21異質漫遊。
由於與在主機作業系統上執行的驅動程式及協定間之相依性,傳統的WiFi/WiMax裝置需要使整個平台處於啟動狀態,因而縱然在沒有進行中之工作負載時,通常也將需要大約18瓦的功率。然而,在嵌入式代理者處理省電漫遊時,該主機作業系統及主機處理器可處於待命(或等同的)模式,因而只消耗小至500毫瓦的功率。嵌入式代理者所需的功率通常比整個主平台所需的功率小許多數量級。因此,可得到優於傳統系統許多(大於90%)的省電效果。
在一實施例中,保持了多個現用連線情境。將交談情境資訊自主機作業系統遞交到嵌入式代理者(或反方向的遞交)可包括傳送與所有的現用連線(active connection)有關之交談情境資訊。在該實施例中,可針對每一不同的領域而保持個別的交談情境資訊。在各管理上獨立的領域間之漫遊將仍是可能的,但是每一獨立的領域可能需要不同的情境及金鑰資料。舉例而言,考慮具有一用戶端裝置的一使用者漫遊一T-MOBILE熱點(hotspot)及一AT&T熱點之情況。請注意,T-MOBILE及AT&T係為其個別所有人T-MOBILE USA,Inc.(位於Bellevue,Washington)及AT&T Inc.(位於San Antonio,Texas)的財產之商標。本說明書中只是為了識別之目的而使用所有的商標。
另一領域狀況是用戶端裝置上的應用使用不同的網路連線(例如,語音應用(網際網路語音協定(Voice Over Internet Protocol;簡稱VOIP)電話、或諸如串流視訊應用等的視訊應用)之狀況。另一領域狀況可以是用戶端裝置在802.11 WLAN與802.16 WMAN網路之間漫遊之狀況。在所有這些領域狀況中,該系統可保持個別的交談情境,且將由處於省電操作下的該嵌入式代理者保持該等交談情境。
請注意,該嵌入式代理者之加入以及該嵌入式代理者執行無線漫遊之操作無須改變主平台的組態或軟體堆疊。在一實施例中,可在低階裝置驅動程式上實施所有的主平台改變。因此,藉由特定裝置的驅動程式之更新,即可啟動本發明所述的嵌入式代理者協助式漫遊之操作。
第1圖是具有一用戶端裝置的一系統的一實施例之一方塊圖,該用戶端裝置具有可交換無線交談情境資訊之一主機作業系統及一嵌入式代理者。系統100包含無線寬頻數據網路102,無線寬頻數據網路102包含一些存取點(Access Point;簡稱AP)112-116以及認證者120。AP 112-116代表可讓用戶端裝置130以無線方式進行網路存取之無線連線點或網路存取裝置。AP 112-116提供了網路連線的實體鏈路。認證者120提供了對用戶端裝置130之高階交談管理。此種高階交談管理包括:驗證用戶端裝置130的安全身分碼(例如,存取金鑰);以及建立一無線交談。
在一實施例中,用戶端裝置130經由存取鏈路A而執行與AP 112間之一安全802.11r起始關聯(Initial Association)。用戶端裝置130然後經由AP 112而可使用一語音、視訊、或其他應用。用戶端裝置130然後被切換到一省電模式下操作。在本發明的說明中,可稱為啟動、進入、或觸發該省電模式。該省電模式是主機作業系統暫停運作且主機處理器處於一待命模式之一種操作模式。通常保持對揮發性隨機存取記憶體(Random Access Memory;簡稱RAM)的供電,以避免狀態的喪失。或者,可將快閃記憶體用來保持狀態。因為該省電模式影響到該平台及該主機作業系統,所以可自一種將被該主機作業系統觸發之觀點來考慮該省電模式。當提及該省電模式被該主機作業系統觸發或啟動時,可能是該作業系統本身啟動該省電模式,或是在該主機作業系統的執行平台上執行的某一軟體啟動該省電模式。
主機作業系統132配合切換到省電模式(例如,作為暫停程序的一部分)或回應該省電模式,而將交談情境136提供給嵌入式代理者134。該例子中之交談情境136將包括與通到AP 112的鏈路A相關之資訊,其中包括金鑰資訊。在用戶端裝置130進入該省電模式之後,考慮該用戶端裝置在AP 112的範圍之外但進入AP 114的範圍內漫遊(該圖式想要示出邏輯操作,而非示出該例子的實體及距離面向)之狀況。將交談情境資訊提供給嵌入式代理者134,且使嵌入式代理者134能夠管理無線連線。在嵌入式代理者134中啟動適當的通訊處理組件。因為嵌入式代理者134耗用了比由主機作業系統132操作的主要子系統少上許多的電力,所以該嵌入式代理者在大部分的時間中可保持在被啟動(功率上升(powered-up))狀態。當該主機處理器進入深度休眠狀態時,嵌入式代理者134保持該無線連線的狀態(連線、安全、QoS等的狀態),並在用戶端裝置130自AP 112(現行AP)離開而進入後續的AP(例如,AP 114)範圍內漫遊時,執行無線漫遊演算法及協定。
嵌入式代理者134偵測AP 114,並執行漫遊程序,以便連線到該AP。該漫遊程序可以是諸如802.11r FT(Fast Transition,快速轉變)基礎及保留(Base and Reserve)機構。因此,雖然該主機處理器及主機作業系統被暫停,但是用戶端裝置130保持連線。在該主機作業系統退出省電模式之前,該用戶端裝置可繼續經由嵌入式代理者134而漫遊。如此項技術中習知的,可使退出省電模式的原因與特定的中斷或喚醒機構相關聯。
嵌入式代理者134偵測省電操作狀態的改變,亦即,偵測自省電至正常操作的改變。嵌入式代理者134回應偵測到狀態的改變,而將交談情境136提供給主機作業系統132。請注意,該例子中之交談情境136將不同於用戶端裝置130退出省電模式時的交談情境。該改變至少是因為:用戶端裝置130現在並非被連接到AP 112,而是被連接到AP 114。亦可作出其他的改變。當主機作業系統132退出休眠模式時,該用戶端裝置已準備好被連線,因而縮短了連線延遲時間,且同時省電。該應用可持續不被中斷的操作。
第2圖是具有用來管理無線交談連線的一嵌入式代理者的一用戶端裝置的一實施例之一方塊圖。系統200代表一用戶端裝置的某些組件。系統200包含中央處理單元(CPU)210,該CPU 210可以是一或多個處理器。如圖所示,CPU 210是一多核心裝置。具體而言,CPU 210包含四個處理核心,該等處理核心包括核心222-226、以及EA(嵌入式代理者Embedded Agent)228。主要主機子系統218包含核心222-226、主機作業系統212、以及一或多個應用程式214。在該實施例中,一處理核心被其他作業所專用,且主要主機子系統218無法使用該處理核心。因此,主機作業系統212無須察覺嵌入式代理者228的存在,且因將嵌入式代理者228視為一獨立系統的一部分而需要與該嵌入式代理者協調。在該等核心中之一核心被嵌入式代理者228專用之情形下,該嵌入式代理者可執行諸如本發明中述及的無線漫遊等的作業。嵌入式代理者228可包含獨立的快取記憶體及(或)記憶體資源以供執行。請注意,在以一專用核心以外的某一方式提供該嵌入式代理者之一實施例中,主要主機子系統218可包含所有四個核心。
在一實施例中,子系統218可包含該第四個核心,這是因為可以VM(Virtual Machine,虛擬機器)分割區216之方式提供該嵌入式代理者。VM 216代表一虛擬分割區,該虛擬分割區產生同時共用系統200中之硬體資源的平行且獨立之作業環境。作為VM 216的該嵌入式代理者之操作可容許在主機作業系統212處於一省電模式時在一精簡作業環境下執行作業。
系統200包含硬體平台介面230。在某些運算裝置架構中,硬體平台介面230可以是所謂的“北橋”。硬體平台介面230可包含記憶體介面、輸入/輸出(I/O)介面、周邊裝置介面、以及儲存介面等的介面。硬體平台介面230包含網路介面硬體250之一或多個介面(例如,經由PCI(周邊組件互連)匯流排。
在一實施例中,系統200包含被用來作為本發明所述的一嵌入式代理者之一獨立式硬體組件。EA 240代表此種硬體組件。圖中示出EA 240被耦合到硬體平台介面230。EA 240可監視CPU 210的活動,並諸如決定子系統218何時被觸發進入一省電模式。EA 240包含通到網路介面硬體250之一連線,其能夠讓EA 240管理該網路介面硬體並驅動系統200之無線連線。
在一實施例中,可在網路介面硬體250中執行作為程式碼之該嵌入式代理者。因此,EA 252代表該網路介面硬體中可提供本發明所述的嵌入式代理者功能之程式碼及(或)一處理器。請注意,系統200通常將只包含一單一的嵌入式代理者,但是亦可配置多個嵌入式代理者,以便在系統200內執行。因此,一較常見的實施例將包含圖中以虛線示出的該等嵌入式代理者中之一嵌入式代理者,且其他的嵌入式代理者將不會出現。
主機作業系統212使用網路介面硬體250,且任一嵌入式代理者出現在系統200中,以便進行與一網路間之包括漫遊的無線通訊。在一實施例中,該嵌入式代理者將具有用來控制無線通訊的網路介面之一“主要”連線、以及一專用的或帶外(out-of-band)通訊通道。亦即,將能夠在網路介面硬體250中設定主機作業系統212及該嵌入式代理者之組態,以便管理無線通訊。一般而言,將只在硬體中設定一嵌入式代理者或另一嵌入式代理者之組態,而被設定組態的該嵌入式代理者是目前正在控制對交談情境資訊的管理。然而,組態並未被設定成管理無線連線的該嵌入式代理者之狀況並不必然意指該嵌入式代理者無法存取或控制一或多個通訊通道或配合網路介面硬體250而工作。
第3圖是具有交換交談情境資訊的一主機作業系統及嵌入式代理者的元件的一用戶端裝置的一實施例之一方塊圖。第3圖所示之該用戶端裝置包含主機作業系統310、嵌入式代理者370、以及硬體MAC/PHY 380。主機作業系統310代表本發明的任何實施例中述及之一主機作業系統。嵌入式代理者370代表本發明中述及的任何類型的嵌入式代理者之一實施例。硬體MAC/PHY 380代表用來提供連線到一無線網路所必需的硬體介面之媒體存取控制(MAC)及(或)實體(PHY)層硬體。
主機作業系統310包含可在該主機作業系統下在該主要處理器中執行的用於無線連線之一些組件。亦可執行用於其他目的之其他組件。主機作業系統310包含驗證安全身分碼312,該驗證安全身分碼312被提交,以便鑑認針對網路存取的使用者或用戶端裝置之身分。該安全身分碼可包括諸如使用者姓名及密碼。主機作業系統310包含省電賦能模組314,用以提供使用者或系統管理者於使用省電模式時的組態選項。例如,使用者可選擇是否將該系統組態成將情境資訊遞交到嵌入式代理者並使該嵌入式代理者保持該用戶端裝置永遠連線。可關閉該功能。在一實施例中,省電賦能模組314是與一裝置驅動程式有關之組態參數,用以指示將使用某些程序/常式。因此,可將該等相同的裝置驅動程式用於所有的平台,且只可在存在有可在省電模式中管理無線連線的一適當的嵌入式代理者之平台中觸發省電賦能模組。
服務品質(QoS)應用程式316代表不只是可存取網路且可指定用來界定該應用程式預期的服務等級的一些操作參數之一應用程式。該應用程式可以是提供與諸如視訊、語音、傳訊、或電子郵件等有關的服務之一應用程式。存取點(AP)清單318提供可用來設定用戶端裝置組態的存取點之一份清單。因此,AP清單318可代表“已知”網路連線點之一份清單。
請求者330代表用來執行與網路間之完整用戶端驗證之任何類型的用戶端安全軟體。一般而言,請求者330實施被網路管理者在該主要作業系統上組態的所有驗證方法。在一實施例中,通到一網路的起始連線可能涉及完整的用戶端驗證,該用戶端驗證需要經由該網路而對安全決定點及政策強制實施點(諸如第1圖所示之認證者120)進行金鑰及安全資訊的傳送及接收。可以一較快速且更有效率的演算法執行後續的驗證(漫遊驗證)。請求者330可包含一可延伸的驗證通訊協定(EAP)方法332,該方法332決定/界定用來交換安全資訊之通訊協定方法。成對主鑰-漫遊等級0/漫遊等級1(PMK-R0/R1)金鑰推導函數334可讓請求者330能夠推導用於與建立交談有關的通訊的驗證程序及(或)加密之金鑰(且因而使用該主鑰)。起始驗證模組336提供一起始802.11r關聯EAP驗證,該驗證指示與該交談有關之資訊。
主機作業系統310包含金鑰儲存單元340,用以儲存用來執行快速漫遊及安全行動性之安全金鑰。所有的軟體組件於作業期間自金鑰儲存單元340存取適當的金鑰。被包含的金鑰之例子是PMK-R0金鑰342、成對轉變金鑰(PTK)344、以及多個PMK-R1金鑰346。PMK-R0金鑰342代表用來管理與該用戶端裝置被連接到的網路的驗證機構間之交談的金鑰。PMK-R1金鑰346代表與該用戶端裝置至每一AP的連線相關聯之金鑰。PTK 344代表與以一AP至另一AP的漫遊相關聯之金鑰。
主機作業系統310包含及(或管理)一些無線裝置驅動程式350。圖中示出的裝置驅動程式350包含與IEEE 802.11r快速漫遊協定機構相容的一實施例相關聯之一些組件。11r FT(快速轉變)起始關聯模組352代表於一交談期間用來首次(可以是或可以不是該用戶端裝置被連接到該AP時之第一次)建立與一AP間之關聯之一模組。11r FT基礎機構354代表用來建立先前業已在該網路上為該用戶端裝置建立的連線之一快速轉變機構。因此,該驗證係取決於該裝置先前業已存在的基礎驗證。11r FT保留機構356提供快速漫遊保留。
裝置驅動程式350包含AP選擇模組358,該AP選擇模組358代表用來讀取AP清單318以便決定被偵測到的無線信號是否與已知的AP相關聯之一或多個模組。如果該信號與一已知的AP相關聯,則該裝置驅動程式可觸發一組態常式,用以決定該等已知AP中之哪一AP提供了最佳的連線選項。在一實施例中,AP選擇模組358可具有在多個被偵測到的AP中自動地連線到具有可能的最佳連線之一AP的能力。
PTK推導模組360提供了一功能性模組,用以使裝置驅動程式350能夠推導及使用漫遊金鑰。QoS排程模組362提供了根據不同通訊的要求而將通訊分配排程之能力。該排程可包括考慮到該用戶端裝置的省電模式或正常操作模式。QoS參數364提供了根據特定應用的QoS要求而排程之組態及選項。驅動程式組態模組366儲存主要驅動程式組態選項及現有的設定值。11r交談資訊368包含維持該交談所需的安全身分碼、金鑰、以及安全組態。例如,該交談資訊亦包含可用來推導出PMK-R1金鑰之PMK-R0金鑰。當主機作業系統310進入一省電模式時,該交談資訊被傳輸到嵌入式代理者370,且當主機作業系統310恢復正常操作時,自嵌入式代理者370送回交談資訊。
主機作業系統310亦包含一或多個平台觸發單元320,用以指示可觸發該主機作業系統而自休眠模式被喚醒之機構。這些觸發單元可以是異常或錯誤、網路為了再度執行一完整驗證而提出之要求、計時機制、用來自一低功率狀態喚醒該裝置之使用者輸入、外部命令、或其他機制。情境交換協定322代表主機作業系統310用來與嵌入式代理者370交換交談情境資訊之協定。鏈路A代表交談情境之傳輸。
嵌入式代理者370包含許多與主機作業系統310相同的功能性組件。請注意,這些組件之實施例可能與主機作業系統310中相同的組件之實施例不完全相同。因此,係以與主機作業系統310中之相當的組件之相同代號標示嵌入式代理者370中具有共同功能的組件。然而,此種標示並不必然意味著在主機作業系統310及嵌入式代理者370中以正好相同的方式實施該等組件。除了大家所理解的為了省電及(或)組態的原因之外,也不必然會以不同的方式實施該等組件之要求。並非嵌入式代理者的每一實施例都將必然包含所述之每一組件。
因此,嵌入式代理者370包含用來識別/偵測該用戶端裝置可被連接到的AP之AP清單318。嵌入式代理者370包含其中設有PMK-R0金鑰342、PTK 344、及多個PMK-R1金鑰346之金鑰儲存單元340。嵌入式代理者370包含漫遊裝置驅動程式372,通常係以與裝置驅動程式350類似的組件實施漫遊裝置驅動程式372,但是漫遊裝置驅動程式372具有較少的組件。因此,與主機作業系統310的裝置驅動程式350相比時,漫遊裝置驅動程式372的一般實施例是一較小且更為最佳化之裝置驅動程式。
漫遊裝置驅動程式372包含在嵌入式代理者370負責保持無線連線時執行漫遊且保持無線連線所需之各組件。如圖所示,漫遊裝置驅動程式372包含11r FT基礎機構354、11r FT保留機構356、PMK-R0/R1金鑰推導函數334(用以推導出R1及(或)R0金鑰)、AP選擇模組374、以及QoS參數364。在設有這些組件之情形下,漫遊裝置驅動程式372執行漫遊演算法及IEEE 802.11r快速漫遊協定機制。在一實施例中,嵌入式代理者370只執行快速轉變驗證,但不執行新的驗證。當不執行新的驗證時,該裝置驅動程式無須實施複雜的多重相互驗證方法。
在本發明的說明中,當主機作業系統310及嵌入式代理者370切換漫遊責任時,交換交談情境資訊。可將此種交換理解為:主機裝置驅動程式350與漫遊裝置驅動程式372在可使另一驅動程式能夠執行獨立的快速漫遊所必要的特定資訊上同步。漫遊裝置驅動程式372包含與裝置驅動程式350中類似的方塊中相當的11r交談資訊368。然而,請注意,該資訊並不必然是靜態的,而是將在該裝置漫遊時隨著時間而改變。
交談資訊368包含諸如驅動程式狀態變數、組態、選項、以及漫遊參數等的資訊。該資訊可包含諸如現有的/所需的TSPECS(訊務規格)、TCLAS(訊務等級)、目前被使用的金鑰階層根金鑰(root key)、用戶端裝置可漫遊的行動領域(mobitity domain)、以及用戶端裝置第一次建立的根金鑰時之金鑰持有者識別碼等的QoS參數。該清單的上述資訊之用意不是作為限制,而是提供可被儲存的資訊類型之例子。
在一實施例中,嵌入式代理者370無須實施複雜的AP選擇演算法,但是的確需要保存潛在候選AP的一快速緩衝儲存,以供漫遊。因此,AP選擇模組374通常將比AP選擇模組358較不複雜。漫遊裝置驅動程式372之各組件維護自該金鑰階層推導出之一份金鑰清單,且可實施其中包括快速基地台子系統(BSS)轉變協定之IEEE 802.11r通訊協定。嵌入式代理者370亦包含可與主機作業系統310交換交談情境之情境交換協定322。
該用戶端裝置亦包含主機作業系統310及嵌入式代理者370可存取的硬體MAC/PHY 380。硬體MAC/PHY 380包含通到主機作業系統310之通訊鏈路B(例如,PCI匯流排連線)、以及通到嵌入式代理者370之通訊鏈路C(例如,附屬裝置通道)。該主要處理器及該嵌入式代理者驅動程式共用相同的無線驅動程式MAC位址,且可組態無線區域網路(WLAN)硬體中之安全參數。該主要處理器及該嵌入式代理者驅動程式中之每一者可適當地組態WLAN硬體中之WLAN韌體碼並執行該WLAN韌體碼。
硬體MAC/PHY 380可包含一些組件。PTK 382可代表可以是與PTK 344相同的或相關的一轉變金鑰。PTK設定金鑰多工器384使該裝置能夠將該等金鑰用於硬體處理。韌體385提供硬體的操作邏輯。省電多工器邏輯386可提供用於省電操作之不同的邏輯。無線資料多工器388可將可被開啟的不同連線上的資料多工化。
本發明中述及的各組件可以是用來執行所述的功能之裝置。本發明中述及的每一組件包括軟體、硬體、或以上各項之組合。可將該等組件實施為軟體模組、硬體模組、特殊用途硬體(例如,特定應用硬體、特定應用積體電路(ASIC)、或數位信號處理器(DSP)等的特殊用途硬體)、嵌入式控制器、或固線式(hardwired)硬體等的組件。可經由用來提供代表可被執行的指令的內容且包括機器可讀取的媒體之製造物件而提供軟體內容(例如,資料、指令、組態)。該內容可導致一機器執行本發明中述及的各種功能/作業。機器可讀取的媒體包括用來提供(亦即,儲存且(或)傳輸)形式為機器(例如,運算裝置、電子系統等的機器)可存取的資訊之任何機構,例如,可記錄的/不可記錄的媒體(例如,唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體裝置等的媒體)。該內容可以是可直接執行者(“物件”或“可執行檔”之形式)、原始碼、或差異碼(“差量”或“修補”碼)。機器可讀取的媒體亦可包括可被載內容的儲存單元或資料庫。機器可讀取的媒體亦可包括在銷售或運送時具有被儲存於其上的內容之裝置或產品。因此,可將運送具有被儲存的內容之裝置或提供可經由一通訊媒體而下載之內容理解為提供具有本發明中述及的此種內容之製造物件。
第4圖是用來在一無線用戶端裝置中保持無線連線的一程序的一實施例之一流程圖。本發明中示出的流程圖提供了各程序行動的序列之例子。雖然是按照一特定的序列或順序示出各行動,但是除非另有指定,否則該等行動的順序是可被修改的。因此,只應將所示之實施例理解為一例子,且可按照不同的順序執行用來建立安全通道之程序,而且可以平行之方式執行某些行動。此外,在本發明的各實施例中,可省略一或多個行動;因此,並非所有的行動在每一實施例中都是必要的。其他的流程也是可能的。
在步驟402中,用戶端裝置係在正常操作中執行,此時主機作業系統管理該用戶端裝置之無線連線。在步驟404中,該主機作業系統或該主機作業系統的平台上之一組件啟動一省電模式。啟動該省電模式時,可使該主機作業系統之驅動程式在步驟406中將情境資訊下載到嵌入式代理者。配合情境資訊的遞交,也在硬體中組態無線連線的管理。因此,在步驟408中,諸如網路介面卡(NIC)等的網路介面硬體為省電模式而作準備。該NIC可改變將在省電模式中被用到的某些組件。該NIC亦可儲存某些值或資訊,以供用於省電操作。該NIC亦組態控制自該嵌入式代理者改變到該嵌入式代理者。
在步驟410中,該系統進入該省電模式。在步驟412中,完成了至該嵌入式代理者之情境資訊下載,且該嵌入式代理者在該WLAN NIC上被賦能。在步驟414中,該嵌入式代理者隨即在該主機於該省電模式中操作時控制漫遊。在步驟416中,該嵌入式代理者保持無線連線,並監視一喚醒事件。因此,該嵌入式代理者可定期地或持續地決定是否發生了一喚醒事件。
在一實施例中,該嵌入式代理者在一或多種下文所述的條件下將異常信號發出到該主要主機處理器。第一種條件是該用戶端裝置是否自可能的漫遊領域中退出了漫遊。第二種條件是該嵌入式代理者是否沒有用來處理漫遊協定所需的現有情境資訊、金鑰、或其他要素。第三種條件是該嵌入式代理者是否無法驗證目標無線AP。第四種條件是該無線AP是否要求該平台執行其中包括主鑰的重新產生之一完整且完全的驗證。第五種條件是一網路封包(例如,進入的聊天、進入的電子郵件/即時傳訊(IM)、或進入的語音郵件等的網路封包)是否被組態成喚醒該主機作業系統的該嵌入式代理者所接收。在每一實施例中,並不需要所有這些條件來導致一異常的產生。此外,在某些實施例中,可能出現將產生異常的其他條件。如果在步驟418中該嵌入式代理者並未識別上述該等異常中之一異常、或某一其他的喚醒事件(例如,用來喚醒該用戶端裝置之使用者命令),則該嵌入式代理者繼續管理無線漫遊。如果在步驟418中偵測到一喚醒條件或事件,則該系統在步驟420中在偵測到該事件時將被喚醒及恢復。
當該系統被喚醒及恢復時,該主要處理器可指示該嵌入式代理者:該主要處理器已準備好取得對無線連線之控制。在步驟422中,該嵌入式代理者自該主要無線裝置驅動程式接收到該喚醒指示及準備好信號。在步驟424中,該嵌入式代理者裝置驅動程式將對該WLAN硬體的控制讓給該主機,並將其中包括改變的完整交談情境傳送到該主要驅動程式。該嵌入式代理者亦可將任何被接收到的封包傳送到該主機。亦即,可將可配合漫遊或一喚醒事件而接收的任何封包儲存在該嵌入式代理者並於傳送情境資訊時傳送到該主機。該系統然後回到步驟402中之正常操作。
除了本發明中述及的事項之外,可在不脫離本發明的揭示實施例及實施方式之範圍下,對該等實施例及實施方式作出各種修改。因此,應以例示而非限制之方式詮釋本發明之解說及例子。只應參照最後的申請專利範圍而衡量本發明之範圍。
100,200...系統
102...無線寬頻數據網路
112-116...存取點
120...認證者
130...用戶端裝置
132,212,310...主機作業系統
134...嵌入式代理者
136...交談情境
210...中央處理單元
222-226...核心
228,240,252,370...嵌入式代理者
218...主要主機子系統
214...應用程式
216...虛擬機器分割區
230...硬體平台介面
250...網路介面硬體
380...硬體媒體存取控制/實體層
314...省電賦能模組
316...服務品質應用程式
318...存取點清單
330...請求者
312...驗證安全身分碼
332...可延伸的驗證通訊協定方法
334...成對主鑰-漫遊等級0/漫遊等級1金鑰推導函數
336...起始驗證模組
340...金鑰儲存單元
342...成對主鑰-漫遊等級0金鑰
344,382...成對轉變金鑰
346...成對主鑰-漫遊等級1金鑰
350...無線裝置驅動程式
352...11r FT起始關聯模組
354...11r FT基礎機構
356...11r FT保留機構
358,374...存取點選擇模組
360...成對轉變金鑰推導模組
362...服務品質排程模組
364...服務品質參數
366...驅動程式組態設定模組
368...11r交談資訊
320...平台觸發單元
372...漫遊裝置驅動程式
384...PTK設定金鑰多工器
385...韌體
386...省電多工器邏輯
388...無線資料多工器
前文之說明包含針對本發明實施例的實施而以舉例方式提供的圖式之說明。應以舉例之方式而非以限制之方式理解該等圖式。在本說明書的用法中,於提及一或多個“實施例”時,將被理解為描述被包含在本發明的至少一實施例中之一特定的特徵、結構、或特性。因此,本說明書中出現的諸如“在一實施例中”或“在一替代實施例中”等辭語將描述本發明各實施例及實施方式,且不必然參照到相同的實施例。而,該等實施例也不必然是互斥的。
第1圖是具有一用戶端裝置的一系統的一實施例之一方塊圖,該用戶端裝置具有可交換無線交談情境資訊之一主機作業系統及一嵌入式代理者。
第2圖是具有用來管理無線交談連線的一嵌入式代理者的一用戶端裝置的一實施例之一方塊圖。
第3圖是具有可交換無線交談情境資訊的一主機作業系統及嵌入式代理者的元件的一用戶端裝置的一實施例之一方塊圖。
第4圖是用來保持一無線用戶端裝置的一省電模式下的無線連線的一程序的一實施例之一流程圖。
前文中已提供了對某些細節及實施例之說明,其中包括對可示出前文中述及的部分或全部實施例的該等圖式之說明,且前文中也說明了本說明書中提供的本發明觀念之其他可能實施例或實施方式。前文中提供了本發明的實施例之一概要,且接著參照該等圖式而提供了更詳細的說明。
120...認證者
112...存取點
114...存取點
116...存取點
132...主機作業系統
134...嵌入式代理者
130...用戶端裝置
136...交談情境
Claims (18)
- 一種無線網路用戶端裝置中之方法,包含下列步驟:偵測該無線網路用戶端裝置內之一省電操作模式中之改變,其中在該無線網路用戶端裝置之主機硬體平台上的主機作業系統(OS)管理在正常操作中之該無線網路用戶端的網路存取,以及其中具有獨立於該主機作業系統之操作的嵌入式代理者管理在省電操作中之該無線網路用戶端的網路存取,其中,管理網路存取包括保持與無線網路的現用網路存取交談,包括管理用以持續保持該網路存取交談所需之該無線網路用戶端的連接與安全組態資訊;回應偵測到該省電操作模式中之改變,而在該無線網路用戶端裝置的該主機作業系統與該嵌入式代理者之間交換交談情境,該交談情境界定該無線網路用戶端裝置與一無線網路之網路存取交談的交談情境,該交談情境包括該安全組態資訊;以及結合回應偵測到該省電操作模式中之改變而交換該交談情境,而在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間切換對該無線網路用戶端裝置的漫遊之管理。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中偵測該省電操作模式中之改變之該步驟更包含下列步驟:在處於省電操作模式之後,決定該主機作業系統恢復正常操作;以及其中在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間交換該交談情境之該步驟更包含下列步驟:將該交談情境自該嵌入式代理者上傳到該主機作業系統。
- 如申請專利範圍第2項之方法,其中在處於該省電操作模式之後決定該主機作業系統恢復正常操作之該步驟更包含下列步驟:決定自待命狀態下喚醒該主機作業系統。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間交換該交談情境之該步驟包含下列步驟:交換其中包括金鑰資訊的與用來開啟網路連線有關之資訊。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間交換該交談情境之該步驟包含下列步驟:在該主機作業系統與獨立於該主機作業系統的一虛擬機器或在網路介面硬體上執行的一嵌入式韌體代理者之間交換該交談情境。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間交換該交談情境之該步驟包含下列步驟: 在該主機作業系統與一主機硬體平台上的一嵌入式微控制器或一多核心處理單元中之一專用處理核心之間交換該交談情境。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中切換對該無線網路用戶端裝置的漫遊之管理之該步驟包含下列步驟:切換對與電機及電子工程師協會(IEEE)802.11r標準相容的漫遊之管理。
- 一種製造物件,該製造物件包含一機器可讀取儲存媒體,該機器可讀取儲存媒體中儲存有內容,用以提供使一機器執行其中包含下列步驟的作業之指令:偵測連接到一無線寬頻數據網路的一無線網路用戶端裝置之主機硬體平台上的一主機作業系統中之一省電操作模式的啟動,其中該主機作業系統管理在正常操作中之該無線網路用戶端的網路存取,以及其中具有獨立於該主機作業系統之操作的嵌入式代理者管理在省電操作中之該無線網路用戶端的網路存取,其中,管理網路存取包括保持與無線網路的現用網路存取交談,包括管理用以持續保持該網路存取交談所需之該無線網路用戶端的連接與安全組態資訊;回應偵測到該省電操作模式的啟動,而將與該無線網路用戶端裝置的一網路存取交談有關之交談情境自該主機作業系統傳輸到該無線網路用戶端裝置上的該嵌入式代理 者,該交談情境界定該無線網路用戶端裝置與該無線寬頻資料網路之該網路存取交談的交談情境,該交談情境包括該安全組態資訊;以及當該主機作業系統處於該省電操作模式時,以該嵌入式代理者代表該無線網路用戶端裝置而執行漫遊。
- 如申請專利範圍第8項之製造物件,其中提供用來將交談情境自該主機作業系統傳輸到該嵌入式代理者的指令之內容包含提供用來執行下列步驟的指令之內容:將交談情境經由一無線裝置驅動程式而傳輸到該嵌入式代理者。
- 如申請專利範圍第8項之製造物件,其中提供用來將交談情境自該主機作業系統傳輸到該嵌入式代理者的指令之內容包含提供用來執行下列步驟的指令之內容:將交談情境自該主機作業系統傳輸到獨立於該主機作業系統之一虛擬機器、在網路介面硬體中執行之一嵌入式韌體代理者、一主機硬體平台上的一嵌入式微控制器、或一多核心處理單元中之一專用處理核心中之一者。
- 如申請專利範圍第8項之製造物件,其中提供用來執行漫遊的指令之內容包含提供用來執行下列步驟的指令之內容:在該嵌入式代理者本地上執行無線連線管理演算法。
- 如申請專利範圍第8項之製造物件,該內容進一步提供使該機器執行其中包含下列步驟的作業之指令:針對將觸發該主機作業系統將操作自該省電操作模式 切換到一正常操作模式之一事件而監視該無線網路用戶端裝置。
- 如申請專利範圍第12項之製造物件,該內容進一步提供使該機器執行其中包含下列步驟的作業之指令:回應偵測到將觸發該主機作業系統切換到該正常操作模式之一事件,而將被更新的交談情境自該嵌入式代理者傳送到該主機作業系統。
- 一種無線用戶端裝置,包含:用來執行一主機作業系統(OS)之一主機硬體平台,該主機作業系統在一正常操作模式下管理無線連線,其中包括保持與一無線存取點間之無線連線;獨立於該主機作業系統而操作之嵌入式代理者,該嵌入式代理者在該主機作業系統不管理無線連線時在一省電模式下管理無線連線,其中包括保持與該無線存取點間之無線連線以及漫遊到一不同的無線存取點;其中,管理該無線連接網路存取包括保持與無線網路的現用網路存取交談,包括管理用以持續保持該網路存取交談所需之該無線網路用戶端的連接與安全組態資訊;轉移邏輯,用以根據操作模式在該主機作業系統與該嵌入式代理者之間切換對無線連線的管理,並觸發用來界定該無線用戶端裝置的網路存取交談的交談情境之交換,該交談情境包括該安全組態資訊;以及用來保持通到一現有存取點的一實體鏈路之網路介面 硬體。
- 如申請專利範圍第14項之無線用戶端裝置,其中該嵌入式代理者包含在一處理器核心、該無線用戶端裝置的一硬體平台上之一微處理器、或一網路介面卡之一者中執行的一代理者。
- 如申請專利範圍第14項之無線用戶端裝置,其中該嵌入式代理者管理無線連線包含保持無線連線的安全參數。
- 如申請專利範圍第14項之無線用戶端裝置,其中該嵌入式代理者管理無線連線包含保持無線連線的服務品質(QoS)參數。
- 如申請專利範圍第14項之無線用戶端裝置,其中該轉移邏輯觸發該無線用戶端裝置的多個交談的多個交談情境之交換。
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