CN101496361A - 聚合设备中的媒介无关多rat功能 - Google Patents

Abstract

提供一种被配置成促进网格网络的通信设备，该设备包括被配置成在对等网格实体之间交换媒介无关网格信息的媒介无关网格功能(MIMF)。

Description

聚合设备中的媒介无关多RAT功能

技术领域

本发明涉及通信网络。特别地，本发明涉及的是在网格网络中多种无线电技术的使用。

背景技术

在电信产业中，其中一个趋势是开发出支持语音通信、音乐下载、视频和电影下载、照相、位置映射、游戏等多种功能的无线设备。在这里，使用多无线电接入技术(RAT)来支持多种功能的无线设备被称为多RAT聚合设备(CD)。

电信产业中的另一个趋势是开发出支持多种接入技术的设备以及支持多种设备的网络。特别地，目前正在进行的工作意在使得无线局域网(WLAN)、蓝牙、微波存取全球互通(WiMAX)或IEEE 802.16、IEEE 802.3、全球移动通信***(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)和纯数据演进(EV-DO)等技术工作在单一的网络中。多个设备可以分组到具有自发网络连接性的网络中。这些网络被称为网格网络。IEEE组802.11(WLAN)业已将802.11规范扩展为包含了WLAN网格网络。同样，IEEE组802.15也已将其规范扩展成了用于网格无线个域网(WPAN)的802.15.5，而IEEE802.16则扩展到了802.16a，以便支持WiMAX网格。这些网格架构力求提供范围扩展、成本很低并且部署快速简单的健壮网络接入。但是，这其中的每一种扩展只支持单一的无线电技术。

具有多RAT网格网络是非常理想的，在此类网络中，无论对固定还是移动节点而言，CD都可用于动态地将来自所述节点的数据通过使用最恰当的RAT而路由到以其他方式未必能够到达的目的地。所述CD则可被用作多RAT、多跳通信的中继器。

对CD而言，其中一个挑战是能在使用多种RAT的同时提供稳定的网格服务。优选地，网格相关功能是通用并且是不可知第1层(L1)信令的，但是，对用于下一跳通信的无线电所进行的选择则应该在服务质量(QoS)、电池电平、下一跳能力等等基础上是最优的。由此，较为理想的是在无线电层与网格网络层之间引入一个可以提取RAT消息的中间功能层，与网格相关的更高层，以及在网格网络中与其对等体共享网格相关信息。

发明内容

本发明涉及一种被配置成促进网格网络的通信设备。该设备包括一个被配置成在对等网格实体之间交换媒介无关网格信息的媒介无关网格功能(MIMF)。优选地，所述设备具有多个与MIMF进行通信的物理网络链路。所述设备优选包含了媒介相关网格功能以及多种高层功能。所述MIMF则被配置成与单个网格网络中的多种无线电接入技术进行通信，并对其进行监控和配置。

附图说明

从以下关于优选实施例的描述中可以更详细地了解本发明，这些优选实施例是作为实例给出的，并且是结合一个或多个附图而被理解的，其中：

图1是根据本发明一个实施例的配备了多种无线电接入技术的设备的框图；

图2是显示根据本发明一个实施例的典型的多RAT网格通信网络的框图；

图3是根据本发明一个实施例的典型的多RAT家用网络的框图；

图4是根据本发明一个实施例用于将设备添加到典型的多RAT网络中的信号流程的框图；

图5是根据本发明一个实施例的具有多RAT聚合设备代理的网格网络的图示；以及

图6是根据本发明替换实施例的网格网络的图示。

具体实施方式

下文中引用的术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动签约用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或是其他任何类型的能在无线环境中工作的用户设备。下文中引用的术语“基站”包括但不局限于节点-B、站控制器、接入点(AP)或是其他任何类型的能在无线环境中工作的接口设备。

现在参考图1，其中显示的是一个根据本发明一个实施例的配备了多种无线电接入技术的设备的框图。优选地，所述设备100包括物理层102，该物理层102可以包括多种无线电技术，例如802.3、802.11等等。所述物理层与媒介无关多RAT功能104进行通信。优选地，所述MIMF 104提供了多种功能，并且从RAT技术中提取网格功能。网格功能106驻留在MIMF 104与多个应用108之间。其中举例来说，所述网格功能106包括网格路由、网格转发等等。应用层108包括由设备用以执行其高级功能的多个应用。

优选地，MIMF 104提供了多种功能。该MIMF 104可以为诸如IEEE802.3、IEEE 802.11、WLAN、蓝牙和WiMAX之类的多RAT物理链路提供支持。优选地，该MIMF 104在不同无线电格式与网格网络之间提供了一个接口。

优选地，MIMF 104将会确定对等节点的多RAT网格能力。举例来说，这可以包括比如对等体的活动RAT、网络标识以及广域和局域之类的连接性等级。此外，这其中还包括确定对等节点的路由能力、管理和安全需求以及节能技术。

为了检测和报告相邻网格节点的状态变化，MIMF 104可以监控个别的RAT。此外，MIMF 104还可以对个别RAT链路进行比较，并且为每一个RAT提供相干的链路成本估计。该比较结果可以传送到网格高层功能，并被用作不同判定处理的输入。举例来说，MIMF 104可以提取专用于网络中的每一个RAT的量度，以便确定可以用于例如信号路由的RAT不可知链路质量估计。

MIMF 104可以为在不同RAT之间交换的数据处理数据调度任务。此外，MIMF 104还可以控制每个RAT的功率，根据需要来开启或关闭每个RAT以节约电力和提高带宽。

图2显示的是根据本发明一个实施例的多RAT对等协议的框图。多RAT设备A 202可以通过对等通信链路206而与多RAT设备B 204进行通信。该链路206可以符合IEEE 802.21，并且可以用于例如媒介无关切换(MIH)信息服务或是某些其它的网际协议(IP)类型的协议。优选地，媒介接入控制(MAC)层208是符合802.11、802.15或802.16之类的传统***的。此外，优选地，MAC层208是具有网格能力的MAC，例如802.11s、802.15.5或802.16a。MIMF 210则可以与网格和非网格MAC进行通信。

典型的家用网络可以被配置成多RAT网格网络。图3是根据本发明一个实施例的典型多RAT网格家用网络的框图。在第一卧室316中具有符合第三代合作伙伴项目(3GPP)的手持机312。在第二卧室320中则是陆线电话326和个人计算机(PC)324。在家庭办公室中具有摄像机308、台式PC306以及无线多输入/多输出(MIMO)路由器304。该陆线电话326、卧室PC 324、摄像机308和办公PC306是通过蓝牙网络联网的。此外，该住宅中还具有WiFi网络，该网络包括卧室PC 324、起居室330中的娱乐***322、起居室330中的膝上型PC 314、卧室1314中的PC 312、办公PC 306以及无线MIMO路由器304。该娱乐***322在无线通用串行总线(W-USB总线)上进行内部通信。无线手持机318也通过W-USB总线来与膝上型PC 314进行通信。最后，无线MIMO路由器304通过WiMAX连接而与因特网302进行通信。如图3所示，在10个不同设备中运作了四种(4)不同的RAT。通过使用多RAT网格技术，所有这些设备都可以在没有附加电缆连接的情况下联网。该网络很容易扩展，并且可以经受住节点丢失。最后，该网络还可以提供高数据吞吐量。

图4是根据本发明一个实施例用于向典型的多RAT网络中添加设备的信号流程的框图。举例来说，当为手持机(图3的312)加电时，它会同时检测到3GPP网络和WLAN网络。在手持机312中，WLAN实体404和3GPP实体406将会产生事件服务408。卧室中的PC(图3的314)将会检测到WLAN活动，并且其WLAN实体410将会产生事件服务412。PC 314则通过信息服务(IS)414而向3GPP手持机312提供WLAN网格细节。PC 314中的媒介无关网格功能416向手持机312的MIMF 418发送媒介无关网格功能IS 414。该信息服务信号中的信息可以包括网格网络可用性、网格路由、服务需求质量等等。手持机312中的MIMF 418将信息传送到网格功能420。该手持机312将会决定加入网络，并且IMF 418会对WLAN链路进行相应的配置。举例来说，命令服务链路422可以被配置成关闭3GPP功能，以便节约电力。

图5时根据本发明一个实施例的具有多RAT聚合设备代理的网格网络的图示。多RAT设备502充当的是网格网络A 504以及网格网络B 506的门户。网格网络A 504符合的是单一的无线电技术。网格网络B 506则符合的是与在网格网络A 504中使用的无线电技术不同的无线电技术。而多RAT设备502则可以充当这两个网络之间的桥梁。

图6是根据本发明替换实施例的网格网络600的图示。该网络中的每个节点都是多RAT设备。每个设备中的MIMF都启用了多RAT连接。MIMF具有以多种方式来配置网络的灵活性。在图6中，设备CD1602符合无线电技术1和无线电技术2。设备CD2 604同样符合无线电技术1和无线电技术2。CD1 602和CD2 604通过链路606以及链路608来进行通信。设备CD4 610符合无线电技术2和无线电技术3。并且CD4 610是使用无线电技术2而在链路612上与CD1以及在链路614上与CD2 604进行通信的。设备CD3 616符合无线电技术1和无线电技术3。并且该CD3 616通过使用无线电技术1而在链路618上与CD1 602以及在链路620上与CD2进行通信。CD3 616使用无线电技术3而在链路622上与CD4 610进行通信。媒介无关网格功能将网络中的其他网格设备告知每个网格设备中的每个网格功能，这其中包括每个网格设备的活动无线电技术。

实施例

1.一种被配置成促进网格网络的通信设备。

2.根据实施例1所述的通信设备，还包括媒介无关网格功能(MIMF)，被配置成在对等网格实体之间交换媒介无关网格信息。

3.根据实施例1或2所述的通信设备，还包括一个以上的物理网络链路。

4.根据实施例3所述的通信设备，其中一个以上的物理网络链路被配置成直接与MIMF进行通信。

5.根据实施例1～4中任一实施例所述的通信设备，还包括媒介相关网格功能。

6.根据实施例1～5中任一实施例所述的通信设备，还包括上层功能。

7.根据实施例2～6中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成在物理网络链路与媒介相关网格功能之间执行操作。

8.根据实施例2～7中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成与对等设备进行通信。

9.根据实施例2～8中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成确定对等设备的网格能力。

10.根据实施例2～9中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成监控多个无线电接入技术(RAT)并且报告对等设备状态的变化。

11.根据实施例10所述的通信设备，其中MIMF被配置成比较来自多个RAT的多个物理链路。

12.根据实施例2～11中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成调度经由网格网络的数据传送。

13.根据实施例2～12中任一实施例所述的通信设备，其中MIMF被配置成确定链路成本估计。

14.一种用于在网格网络中的多种无线电接入技术(RAT)之间进行通信的方法。

15.根据实施例14所述的方法，还包括媒介无关多RAT功能(MIMF)协调多个网格节点之间的数据流。

16.根据实施例15所述的方法，还包括多个网格节点根据多个MIMF指令和测量结果来传送数据。

17.根据实施例15～16中任一实施例所述的方法，其中MIMF放置在RAT层与网格网络层之间。

18.根据实施例15～17中任一实施例所述的方法，还包括MIMF根据一量度来选择RAT。

19.根据实施例18所述的方法，其中该量度包括服务质量、设备的电池电平、设备的RAT能力中的至少一个。

20.根据实施例15～19中任一实施例所述的方法，还包括MIMF将网格数据传送到第二MIMF，其中第二MIMF驻留在单独的网格设备中。

21.根据实施例15～20中任一实施例所述的方法，还包括MIMF监控网络中的每个RAT，并且将对等节点状态变化报告给驻留在多个网格设备中的多个MIMF。

22.根据实施例15～21中任一实施例所述的方法，还包括MIMF确定信号质量的标准化测量，并且追踪所有网格节点的标准化测量。

23.根据实施例15～22中任一实施例所述的方法，还包括MIMF通过有选择地激活和去激活RAT来调整设备之间的带宽。

虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。

举例来说，恰当的处理器包括通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何一种集成电路(IC)和/或状态机。

与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以便在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、无线电网络控制器(RNC)或是任何主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电话、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙

模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网(WLAN)模块。

Claims (20)

1.一种被配置成促进网格网络的通信设备，包括媒介无关网格功能(MIMF)，该MIMF被配置成在对等网格实体之间交换媒介无关网格信息。

2.根据权利要求1所述的通信设备，还包括一个以上的物理网络链路。

3.根据权利要求2所述的通信设备，其中所述一个以上的物理网络链路被配置成直接与MIMF进行通信。

4.根据权利要求3所述的通信设备，还包括：媒介相关网格功能和上层功能。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成在物理网络链路与媒介相关网格功能之间执行操作。

6.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成与对等设备进行通信。

7.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成确定对等设备的网格能力。

8.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成监控多个无线电接入技术(RAT)并且报告对等设备状态的变化。

9.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成比较来自多个RAT的多个物理链路。

10.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成调度经由网格网络的数据传送。

11.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成确定链路成本估计。

12.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述MIMF被配置成有选择地激活RAT并且调整所述设备与第二设备之间的带宽。

13.一种用于在网格网络中的多种无线电接入技术(RAT)之间进行通信的方法，该方法包括：

媒介无关多RAT功能(MIMF)协调多个网格节点之间的数据流；以及

多个网格节点根据多个MIMF指令和测量结果来传送数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述MIMF被放置在RAT层与网格网络层之间。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括所述MIMF根据一量度来选择RAT。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述量度包括服务质量、设备的电池电平、设备的RAT能力中的至少一者。

17.根据权利要求13所述的方法，还包括所述MIMF将网格数据传送到第二MIMF，其中所述第二MIMF驻留在单独的网格设备中。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括所述MIMF监控网络中的每个RAT，并且将对等节点状态的变化报告给驻留在多个网格设备中的多个MIMF。

19.根据权利要求13所述的方法，还包括所述MIMF确定信号质量的标准化测量，并且追踪所有网格节点的标准化测量。

20.根据权利要求13所述的方法，还包括所述MIMF通过有选择地激活和去激活RAT来调整设备之间的带宽。

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