CN101554018B - 具有通信协议管理的无线广域网(wwan)移动网关 - Google Patents

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Abstract

无线广域网“WWAN”移动网关(102)被配置为执行从多个通信协议中选择出的通信协议，以通过WWAN设备接口(119)与连接的WWAN调制解调器卡(120)进行通信。连接的WWAN调制解调器卡(120)是多个WWAN调制解调器卡中的一个，其中每个WWAN调制解调器卡均被配置为通过使用多个通信协议中的一个进行通信，并且均包括用于与WWAN通信***(104)交换WWAN信号的WWAN收发器(124、126)。无线用户设备(106)或有线用户设备(108)经由WWAN移动网关(102)与WWAN通信***(104)进行通信。

Description

具有通信协议管理的无线广域网(WWAN)移动网关
技术领域
本发明一般涉及无线通信***，并且更具体地，涉及无线广域网(WWAN)移动网关。
背景技术
有时也被称作蜂窝移动网关、蜂窝路由器、移动路由器和其它名称的WWAN移动网关与如蜂窝通信***的WWAN通信***进行通信，并且向用户设备提供分组数据服务。WWAN移动网关利用局域网(LAN)接口与无线用户设备和/或有线用户设备交换数据。LAN接口可包括如Wi-Fi接入点的无线LAN(WLAN)收发器和/或如以太网接口的有线LAN接口。很多WWAN移动网关包括用于连接WWAN调制解调器卡的接口。WWAN调制解调器卡包括如蜂窝收发器等WWAN收发器，该蜂窝收发器用于与WWAN通信***交换数据，该WWAN通信***通常被连接到如公共交换电话网络(PSTN)的公共交换***和/或因特网。WWAN移动网关进行必要的定时和转换功能以通过将LAN连接到WWAN通信***向用户提供数据分组服务。
传统的WWAN移动网关受限于WWAN移动网关被配置为使用单个通信协议与WWAN调制解调器卡进行通信。该通信协议通常是交换限定类型的信息的标准通信协议。
因此，需要一种装置、***和方法用于使用多个通信协议中的一个与WWAN调制解调器卡进行通信。
发明内容
无线广域网(WWAN)移动网关被配置为执行从多个通信协议中选择出的通信协议以与通过WWAN设备接口连接的WWAN调制解调器卡进行通信。被连接的WWAN调制解调器卡是多个WWAN调制解调器卡中的一个，其中每个WWAN调制解调器卡被配置为使用多个通信协议中的一个进行通信并包括用于与WWAN通信***交换WWAN信号的WWAN收发器。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的通信网络中的WWAN移动网关的方框图；
图2是根据示例性实施方式与无线广域网(WWAN)调制解调器卡进行通信的方法的流程图。
具体实施方式
在示例性的实施方式中，通信网络中的WWAN移动网关(移动网关)与至少一个用户设备交换数据，并被配置为连接到多个WWAN调制解调器卡中的任意一个，这些WWAN调制解调器卡可通过WWAN通信链链路与例如蜂窝通信***的WWAN***进行通信。多个调制解调器卡中的每一个通过使用多个通信协议中的一个与移动网关进行通信。默认的通信协议有利于与所有WWAN调制解调器卡进行通信。然而，当使用增强的通信协议进行通信时，至少一个WWAN调制解调器卡将提供附加功能。当WWAN调制解调器卡被***移动网关时，移动网关识别该WWAN调制解调器卡或者以其它方式确定用于与该WWAN调制解调器卡进行通信的适合的协议。如果该移动网关确定出被***的WWAN调制解调器卡是增强性质的WWAN调制解调器卡并且能够通过使用增强的通信协议进行通信，那么该移动网关执行对应于该增强的通信协议的增强协议代码，从而使移动网关能够使用由增强性质的WWAN调制解调器卡支持的附加性质。增强协议代码的执行可包括：从存储器加载替代默认协议码的至少一部分的替代码、调用允许附加性质的子程序、或者允许移动网关访问增强协议码的指令的其它行为。附加的性质可包括识别网络类型、指示信号强度、指示信号质量、启用与短消息服务(SMS)相关的性质、呈现设备诊断信息和呈现网络诊断。指示网络类型可包括指示网络100是否根据CDMA2000 1X Ev-DO(演进数据最优化)、CDMA2000 1X Ev-DO、DataTAC、GPRS(通用无线分组业务)或EDGE(增强型数据传输的全球演进技术)协议工作。设备诊断信息可包括电子序列编码(ESN)或移动电话号码(MDN)信息。网络诊断信息可包括A-key(A钥)、ANAAA密钥、ANHA密钥和DMU密钥信息。
图1是根据本发明的示例性实施方式的通信网络100内的蜂窝WWAN移动网关102的方框图。WWAN移动网关102与例如蜂窝通信***104的WWAN通信***进行通信，并且可与无线用户设备106和/或有线用户设备108交换数据。蜂窝通信***104通过与蜂窝***基础设施112相连的至少一个基站110提供蜂窝通信服务。蜂窝***基础设施112通过移动移动交换中心(MSC)(未示出)连接于公共交换电话网络(PSTN)114。在该示例性实施方式中，蜂窝通信***104根据如cdma2000 1X、1xEV-DO和W-CDMA等码分多址(CDMA)标准工作。在一些情况下，蜂窝通信***104可以例如基于OFDM的标准或GSM标准等其它标准工作。因此，蜂窝通信***104是任意的无线广域网(WWAN)。参照蜂窝通信***104所描述的各模块的各种功能和操作可在任意个数的设备、电路或元件中被执行。两个或更多个功能模块可被集成到单个设备中，并且描述为在任意单个设备中执行的功能可通过几个设备实现。例如，在一些情况下，蜂窝***基础设施112的至少部分功能可由基站110或MSC执行。
WWAN移动网关102与无线用户设备106交换数据，并且，在一些情况下，使用LAN接口116与有线用户设备108交换数据。WWAN移动网关102进一步包括耦合到WWAN设备接口119的控制器118、输出设备122、存储器123和LAN接口116。控制器118控制WWAN设备接口119、输出设备122和LAN接口116之间的操作和通信，并执行其它功能和促进WWAN移动网关102的整个操作。
在示例性的实施方式中，如蜂窝调制解调器卡的WWAN调制解调器卡120***WWAN设备接口119并且被WWAN设备接口119容纳，WWAN设备接口119可为WWAN移动网关102中的调制解调器端口的形式。WWAN设备接口119包括使WWAN调制解调器卡120固定的合适的硬件以及在WWAN调制解调器卡120的导体与控制器118的导体之间形成电连接的电导体。WWAN设备接口119可包括用于与WWAN调制解调器卡120相接的附加组件或电路。因为多个调制解调器卡具有一组排列为标准配置的管脚，因此多个WWAN调制解调器卡中的每一个均可被连接到WWAN移动网关102。因此，WWAN设备接口119被配置为连接到多个WWAN调制解调器卡120中的任意一个。多个WWAN调制解调器卡中的每一个均被配置为通过使用通信协议与WWAN设备接口119进行通信。当使用增强的通信协议进行通信时，WWAN调制解调器卡中的至少一个提供至少一个附加功能。在示例性的实施方式中，所有WWAN调制解调器卡都可通过使用标准通信协议进行通信。控制器118执行多个通信协议中被选择的通信协议，以通过WWAN设备接口119与被连接的WWAN调制解调器卡120进行通信。控制器118通过确定被***WWAN设备接口119的WWAN调制解调器卡120的权能选择通信协议。
可使用很多技术中的任意一种来识别由WWAN调制解调器卡120支持的通信协议。在示例性的实施方式中，控制器118发送查询消息，请求WWAN调制解调器卡120用通信协议标识符做出响应。如果WWAN调制解调器卡120支持除了标准(默认)协议以外的协议，那么WWAN调制解调器卡120用通信协议标识符做出响应。如果WWAN调制解调器卡120只支持标准协议，那么查询消息不能被WWAN调制解调器卡120解码并且WWAN调制解调器卡120不发出响应。用于检测由WWAN调制解调器卡120支持的通信协议的另一适合技术的实施例包括读取序列号。另一个实施例包括发送只能由相应的协议解码的消息、以及如果从WWAN调制解调器卡120接收到应答或响应则确定WWAN调制解调器卡120支持该通信协议。因此，控制器118被配置为当WWAN调制解调器卡120被***WWAN设备接口119之后识别对应于该卡的通信协议。
在识别通信协议之后，控制器118使用所选的通信协议与WWAN调制解调器卡120进行通信。在示例性的实施方式中，控制器118执行对应于所选通信协议的代码。可使用很多方法中的任意一种来执行该代码。例如，可从存储器123中取出适当的代码并将其加载到控制器118中。在一些情况下，可调用子程序以促进默认协议不支持的附加功能。因此，当WWAN调制解调器卡120只支持默认通信协议时，控制器118执行对应于默认通信协议的默认代码；并且当WWAN调制解调器卡120支持增强的通信协议时，控制器118执行允许使用增强的通信协议进行通信的增强代码。增强的通信协议允许WWAN调制解调器卡120的附加功能，这些附加功能在使用默认通信协议时是不可用的。
WWAN调制解调器卡120包括WWAN收发器125(WWAN收发器125包括发射机124和接收机126)并且被配置为通过蜂窝通信链路与蜂窝通信***104交换例如WWAN信号等数据。发射机124将蜂窝上行信号(反向链路信号)发送到蜂窝通信***104的蜂窝基站110，而接收机126被配置为通过蜂窝通信链路从蜂窝基站110接收蜂窝下行信号(前向链路信号)。WWAN调制解调器卡120适于与蜂窝通信***104交换对应于分组数据服务的数据，并且适于通过蜂窝通信链路接收蜂窝下行信号。当使用默认通信协议时，可从WWAN调制解调器卡接收的信息被称作默认信息。默认消息的实施例包括连接状态(连接或没有连接)、吞吐速度和使用时间。
当使用增强的通信协议时，控制器118除了可接收默认信息之外还可接收附加信息。附加信息的实施例包括来自于WWAN调制解调器卡120的质量信息，该质量信息指示或以其它方式涉及WWAN调制解调器卡120与蜂窝通信***104之间的通信链路的质量。其它附加信息的实施例包括网络类型、信号强度、设备诊断信息和网络诊断信息。
如下所述，信号质量信息可为例如信噪比(SNR)等参数，或者可为观测到的成功传输率。根据信号质量信息，控制器118生成控制信号以控制输出设备122。控制器118可直接连接于输出设备122或者通过其它电路与之连接。例如，控制器118可连接于数模控制器(DAC)(未示出)，该数模控制器为一个或多个LED生成模拟电压。输出设备122对控制器118生成的控制信号作出响应，以指示至少一个蜂窝下行(前向链路)信号的信号质量。控制器118根据由WWAN调制解调器卡120提供的一个或多个质量指示符生成控制信号。在示例性的实施方式中，控制器118根据由WWAN调制解调器卡120提供的接收信号强度指示符(RSSI)生成信号。然而，控制器118可使用其它指示符和指示符的组合生成控制信号，从而在该控制信号应用于输出设备122时获得蜂窝信号质量的指示。可由控制器118使用的其它信号质量指示符的实施例包括信噪比(SNR)和数据吞吐量参数，例如，数据吞吐量参数可为：误码率(BER)、数据分组总数目或成功收到的数据分组数目、成功收到的数据分组的百分比以及通过蜂窝通信链路的数据吞吐量。控制器118还可处理多个质量指示符以生成控制信号。例如，在一些情况下，控制器118可根据RSSI和SNR生成控制信号。
附加信息可由与WWAN移动网关102进行通信的外部设备访问。例如，通过如因特网等分组数据网络连接的笔记本电脑可利用适当的授权和验证访问附加信息。可经由笔记本电脑上的图形用户界面提供如实时分组数据吞吐量、RSSI或WWAN信号的BER等信息。
可利用的附加信息可包括用于控制、配置、调节或通过其它方式访问WWAN移动网关102的操作的控制信号。例如，WWAN调制解调器卡120的增强功能可包括接收短消息服务(SMS)消息和生成相应的消息或控制信号以改变WWAN移动网关的操作。例如，可改变允许访问WWAN移动网关102的WLAN用户的最大个数。更进一步地，为了诊断的目的，可使用SMS对WWAN移动网关102进行重置。使用增强性质的WWAN调制解调器卡120的SMS附加性质，可启用通过分组交换网络可用的部分或全部控制功能。
在示例性的实施方式中，LAN接口116可包括有线LAN接口、无线LAN(WLAN)接口、或者两者皆有。LAN接口116可包括用于根据有线LAN协议与有线用户设备108交换信号的接口端口(未示出)。适合的有线LAN协议的实施例包括以太网协议。此外，LAN接口116内的WLAN接口可包括无线通信调制解调器(未示出)，该无线通信调制解调器根据WLAN协议与无线用户设备106交换无线信号。适合的WLAN的实施例包括无线接入点，该无线接入点根据IEEE 802.11协议和无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)向一个或多个无线设备提供分组数据服务。
图2是根据示例性实施方式的、与WWAN调制解调器卡进行通信的方法的流程图。尽管该方法可通过硬件、软件和/或固件的任意组合被执行或者在很多设备中的任意一种中被执行，但是该方法是由WWAN移动网关102中的控制器118执行的。
在步骤202，WWAN移动网关102识别连接于WWAN设备接口119的WWAN调制解调器卡120支持的通信协议。在示例性的实施方式中，控制器118调用初始化程序，该初始化程序包括查询消息、响应和应答并通常被称为“握手”。在执行了对应于默认通信协议的握手之后，控制器118发送只由增强通信协议支持的查询消息。如果从WWAN调制解调器卡120处接收到充分的响应，那么确定出WWAN调制解调器卡120支持该增强通信协议。如上所述，可使用其它几个技术中的任意一种来确定WWAN调制解调器卡120支持的通信协议。
在步骤204，WWAN移动网关102判断WWAN调制解调器卡120是否支持该增强的通信协议。如果WWAN调制解调器卡120支持该增强的通信协议，那么该方法进入步骤208。否则，该方法则进入步骤206。
在步骤206，控制器执行默认通信协议以与WWAN调制解调器卡120进行通信。在示例性的实施方式中，标准通信协议由多个WWAN调制解调器卡支持并且是默认的通信协议。因此，控制器118继续执行默认代码以通过使用默认通信协议进行通信。
在步骤208，控制器118执行增强协议代码。在示例性的实施方式中，从存储器123获取与由WWAN调制解调器卡120支持的增强通信协议相对应的增强协议代码，并将其加载到控制器118中以用于执行。可使用其它技术执行增强协议代码。例如，可使用子程序促进由增强性质的WWAN调制解调器卡120提供的增强性质。当增强协议代码被执行时，除了一组默认功能之外，增强性质的WWAN调制解调器卡120还允许至少一个增强的功能。
尽管上面的实施例针对单一的标准通信协议和单一的增强通信协议，但是可使用任意数量的增强协议。因此，移动网关可确定连接的调制解调器卡支持多个增强通信协议中的哪一个协议。移动网关访问相应的协议代码以通过特定的增强通信协议进行通信。
显然，根据以上教导，本发明的其它实施方式和修改对本领域相关技术人员将是显而易见的。上面的描述是示例性的而非限制性的。本发明只受所附权利要求的限制，当结合以上详细说明和附图时，权利要求包括所有的实施方式和修改。因此，本发明的范围不应该参照以上详细说明被确定，而应该是参照所附的权利要求及其等同的整个范围确定。

Claims (11)

1.一种无线广域网WWAN移动网关，其包括：
局域网接口，其被配置为与至少一个用户设备交换数据；
WWAN设备接口，其被配置为连接于多个WWAN调制解调器卡中的一个WWAN调制解调器卡，所述多个WWAN调制解调器卡中的每一个均被配置为通过多个通信协议中的通信协议与所述WWAN设备接口进行通信，所述多个WWAN调制解调器卡中的每一个均包括WWAN收发器，所述WWAN收发器被配置为与WWAN通信***交换WWAN信号；和
控制器，其被配置为通过所述WWAN设备接口发送请求通信协议标识的查询消息到所述WWAN调制解调器卡，以在通过所述WWAN设备接口未接收到对所述查询消息的响应时，执行默认的通信协议以通过所述WWAN设备接口与所述WWAN调制解调器卡进行通信，
其中所述多个通信协议包括默认通信协议和增强的通信协议，所述默认通信协议允许所述多个WWAN调制解调器卡执行一组默认功能，所述增强的通信协议允许所述多个WWAN调制解调器卡中的具有增强性质的WWAN调制解调器卡除了执行所述一组默认功能之外还执行至少一个增强功能。
2.根据权利要求1所述的WWAN移动网关，其中所述控制器被进一步配置响应于通过所述WWAN设备接口接收到所述通信协议标识，执行所述增强的通信协议。
3.根据权利要求1所述的WWAN移动网关，其中所述一组默认功能包括通过所述WWAN设备接***换默认信息，并且所述至少一个增强功能包括通过所述WWAN设备接***换附加信息，所述附加信息是所述默认信息之外的信息。
4.根据权利要求3所述的WWAN移动网关，其中所述附加信息选自：WWAN信号功率电平、WWAN接收的信号强度、网络类型、设备诊断信息、网络诊断信息以及上述信息的组合。
5.根据权利要求1所述的WWAN移动网关，其中所述至少一个增强功能包括根据在所述增强功能的WWAN调制解调器卡处接收到的短消息服务消息向所述控制器提供控制信号。
6.根据权利要求1所述的WWAN移动网关，其进一步包括：
存储设备，连接到所述控制器，并被配置为存储用于执行所述增强通信协议的增强协议代码。
7.一种在WWAN移动网关处执行的用于与WWAN调制解调器卡进行通信的方法，所述方法包括：
配置所述WWAN移动网关以使用多个通信协议中的默认通信协议与WWAN调制解调器卡通信，其中所述默认通信协议允许多个WWAN调制解调器卡执行一组默认功能，所述WWAN调制解调器卡与所述WWAN移动网关连接；
所述WWAN移动网关发送查询消息到所述WWAN调制解调器卡，所述查询消息用于请求通信协议标识；
仅当从所述WWAN调制解调器卡收到所述查询消息的响应时，所述WWAN移动网关确定被连接到所述WWAN移动网关的所述WWAN调制解调器卡支持增强通信协议进行通信，所述增强通信协议允许所述多个WWAN调制解调器卡中的具有增强性质的WWAN调制解调器卡除了执行所述一组默认功能之外，还能执行至少一个增强功能，其中所述响应包括所请求的通信协议标识；和
所述WWAN移动网关使用所述增强通信协议与所述WWAN调制解调器卡进行通信。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述一组默认功能包括通过被连接到所述WWAN调制解调器卡的所述WWAN移动网关的WWAN设备接***换默认信息，并且所述至少一个增强功能包括通过所述WWAN设备接***换附加信息，所述附加信息是所述默认信息之外的信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述附加信息选自：WWAN信号功率电平、WWAN接收的信号强度、网络类型、设备诊断信息、网络诊断信息以及上述信息的组合。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个增强功能包括根据在所述增强功能的WWAN调制解调器卡处接收到的短消息服务(SMS)消息向控制器提供控制信号。
11.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：
从存储器中取出对应于所述增强通信协议的增强协议代码；
将所述增强协议代码加载到控制器中；和
执行所述增强协议代码。
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