CN101562584A - 蓝牙/802.11n网关 - Google Patents

蓝牙/802.11n网关 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种使蓝牙设备和802.11n AP之间能够顺利流畅实现通信的蓝牙/802.11n网关。其处理器与蓝牙模块通过USB口相连，与802.11n模块通过地址数据总线相连，用于将蓝牙设备的数据传给802.11n设备或将802.11n AP的数据传给蓝牙设备；蓝牙模块与蓝牙设备通过无线方式通信；802.11n模块与802.11n AP通过无线方式通信。蓝牙/802.11n协议模型分为PAN、DUN、SPP和简化四种方式，网关处理过程也相应地分为PAN、DUN、SPP和简化处理四种方式。

Description

蓝牙/802.11n网关
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及蓝牙无线通信技术和802.11n无线传输标准协议。
背景技术
网关(Gateway)是一种充当接入或信息转换的计算机***或设备，是连接不同网络的软件和硬件的结合产品。在使用不同的通信协议、数据格式或语言甚至体系完全不同的两种***之间，网关相当于一个翻译器，通过重新封装信息以使它们能被另一个***读取，以适应目的***的需求。
蓝牙(Bluetooth)是一种短距离无线通信标准，工作在全球通用的ISM频段(2.4G)，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，采用时分双工传输方案实现全双工传输，目前已上升至3.0版本。
802.11n由WiFi联盟制定，工作在2.4G和5G两个频段，具有高速率、高可靠性、覆盖范围广、抗干扰能力强等特点，以建设高带宽、高质量、高安全、可管理的无线局域网(WLAN)为目标，使得WLAN具备以太网的性能水平，更加适合规模化应用，满足企业级用户对无线网络建设和应用的更高要求。
蓝牙作为无线个人网(WPAN)技术，因其低成本、低功耗、低复杂性和无线连接等特点得到了广泛的应用。802.11n相比于其他IEEE802.11标准在速率、覆盖范围以及兼容性方面有相当的优势，在未来的无线办公、智能家庭中起着越来越重要的作用。但是蓝牙和802.11n是两种不同的协议标准，蓝牙和802.11n之间要进行跨网互联就需要用设备进行协议转换，而在现有的无线通信协议转换设备中还没有蓝牙/802.11n网关或其相关设备，因此目前这两种网络之间还无法直接进行通信。因此，能够解决这个问题的蓝牙/802.11n网关成为本发明的主要内容。
发明内容
本发明提供一种使蓝牙协议与802.11n协议之间进行自由转换的网关设备，能使蓝牙设备和802.11nAP之间进行通信。
本发明的目的是这样实现的：蓝牙/802.11n网关，其特征在于硬件包括处理器(13)。处理器(13)是蓝牙/802.11n网关的控制核心，处理器(13)的一端通过USB口与蓝牙模块(11)相连，蓝牙模块(11)通过射频接口与天线(17)相连，天线(17)用于收发蓝牙无线信号。RAM(19)通过地址数据总线与处理器(13)相连，Flash(14)通过地址数据总线与处理器(13)相连，用于存储数据信息。处理器(13)的另一端通过地址数据总线与802.11n模块(12)相连，同时，802.11n模块(12)接802.11n天线(18)，用于收发无线信号。蓝牙模块(11)与蓝牙设备(15)通过无线方式通讯；802.11n模块(12)与802.11n AP(16)通过无线方式通信。
蓝牙/802.11n网关(52)协议模型分为以下几层：
1)、PAN(Personal Access Networking Profile)接入方式：如图2所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、BENP和SDP，和与802.11nAP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，位于它们之上的是TCP/IP层，最上面是路由层。蓝牙/802.11n ME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
2)、DUN(Dial-up Networking Profile)/SPP(Serial Port Profile)接入方式：如图3所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、RFCOMM和SDP，和与802.11nAP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，蓝牙模块(11)之上是PPP层，位于它们之上的是TCP/IP层，最上面是路由层。蓝牙/802.11n ME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
3)、简化接入方式：如图4所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、BENP和SDP，和与802.11n AP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，最上面是网桥。蓝牙/802.11n ME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程分以下几种方式：
1)、PAN接入方式：如图2所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的PAN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务，之后通过DHCP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过BNEP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
2)、DUN接入方式：如图3所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的DUN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的DUN服务，之后通过PPP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过PPP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
3)、SPP接入方式：如图3所示，基本与DUN接入方式相同，唯一不同地方是本接入方式通过SDP查找的是网关(52)的SPP服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的SPP服务。
4)、简化接入方式：如图4所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联；当有蓝牙设备(51)需要接入时，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务。完成以上的初始化动作之后，蓝牙设备(51)的TCP/IP数据就可以通过网桥直接转发到802.11n网络，而从802.11n网络返回的数据，也可以直接转发给蓝牙设备(51)。
附图说明
图1是蓝牙/802.11n网关的硬件结构示意图；
图2是蓝牙/802.11n网关的协议模型示意图(PAN接入方式)；
图3是蓝牙/802.11n网关的协议模型示意图(SPP、DUN接入方式)；
图4是蓝牙/802.11n网关的协议模型示意图(简化接入方式)；
具体实施方式
1、蓝牙/802.11n网关的硬件设计：
如图1所示，蓝牙/802.11n网关由若干硬件单元构成。处理器(13)是蓝牙/802.11n网关的控制核心，处理器(13)的一端通过USB口与蓝牙模块(11)相连，蓝牙模块(11)通过射频接口与天线(17)相连，天线(17)用于收发蓝牙无线信号。RAM(19)通过地址数据总线与处理器(13)相连，Flash(14)通过地址数据总线与处理器(13)相连，用于存储数据信息。处理器(13)的另一端通过地址数据总线与802.11n模块(12)相连，同时，802.11n模块(12)接802.11n天线(18)，用于收发无线信号。蓝牙模块(11)与蓝牙设备(15)通过无线方式通讯；802.11n模块(12)与802.11n AP(16)通过无线方式通信。
2、蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程分以下几种方式：
1)、PAN接入方式：如图2所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的PAN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务，之后通过DHCP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过BNEP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
2)、DUN接入方式：如图3所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的DUN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的DUN服务，之后通过PPP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过PPP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
3)、SPP接入方式：如图3所示，基本与DUN接入方式相同，唯一不同地方是本接入方式通过SDP查找的是网关(52)的SPP服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的SPP服务。
4)、简化接入方式：如图4所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联；当有蓝牙设备(51)需要接入时，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务。完成以上的初始化动作之后，蓝牙设备(51)的TCP/IP数据就可以通过网桥直接转发到802.11n网络，而从802.11n网络返回的数据，也可以直接转发给蓝牙设备(51)。

Claims (8)

1、蓝牙/802.11n网关，其特征在于硬件包括处理器(13)。处理器(13)是蓝牙/802.11n网关的控制核心，处理器(13)的一端通过USB口与蓝牙模块(11)相连，蓝牙模块(11)通过射频接口与天线(17)相连，天线(17)用于收发蓝牙无线信号。RAM(19)通过地址数据总线与处理器(13)相连，Flash(14)通过地址数据总线与处理器(13)相连，用于存储数据信息。处理器(13)的另一端通过地址数据总线与802.11n模块(12)相连，同时，802.11n模块(12)接802.11n天线(18)，用于收发无线信号。蓝牙模块(11)与蓝牙设备(15)通过无线方式通讯；802.11n模块(12)与802.11n AP(16)通过无线方式通信。
2、根据权利要求1所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)协议模型分为以下几层(PAN接入方式)：如图2所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、BENP和SDP，和与802.11nAP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，位于它们之上的是TCP/IP层，最上面是路由层。蓝牙/802.11n ME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
3、根据权利要求1所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)协议模型分为以下几层(DUN/SPP接入方式)：如图3所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、RFCOMM和SDP，和与802.11nAP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，蓝牙模块(11)之上是PPP层，位于它们之上的是TCP/IP层，最上面是蓝牙/802.11n路由层。蓝牙/802.11n ME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
4、根据权利要求1所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)协议模型分为以下几层(简化接入方式)：如图4所示，与蓝牙设备(51)相对应的Baseband、LMP和L2CAP、BENP和SDP，和与802.11nAP(53)相对应的802.11n PHY层、802.11n MAC层、802.11n LLC层，最上面是网桥。蓝牙/802.11nME是蓝牙及802.11n初始化、配置和连接管理期间使用执行过程以及蓝牙与802.11n共存管理的管理实体。
5、根据权利要求1、2所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程采用PAN接入方式。如图2所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的PAN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务，之后通过DHCP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过BNEP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
6、根据权利要求1、3所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程采用DUN接入方式。如图3所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联，然后通过DHCP协议申请802.11n AP网络中的IP地址；当有蓝牙设备(51)需要接入时(可接入多个蓝牙设备)，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的DUN服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的DUN服务，之后通过PPP协议从网关(52)上获取IP地址。完成以上的初始化动作之后，网关(52)就能将蓝牙设备(51)通过PPP协议发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从802.11n端发送出去，并且将服务器(54)发送过来的TCP/IP数据经过地址转换后从蓝牙端发送出去。
7、根据权利要求1、3所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程采用SPP(Serial Port Profile)接入方式。如图3所示，基本与DUN接入方式相同，唯一不同地方是本接入方式通过SDP查找的是网关(52)的SPP服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、RFCOMM协议连接到网关(52)的SPP服务。
8、根据权利要求1、4所述的蓝牙/802.11n网关，其特征在于蓝牙/802.11n网关(52)的处理过程采用简化接入方式。如图4所示，在网关(52)内部，上电后802.11n模块(12)自动搜寻合适的802.11n AP(53)并与之关联；当有蓝牙设备(51)需要接入时，蓝牙设备(51)通过SDP服务查询网关(52)的服务信息，然后通过连接基带、L2CAP、BNEP协议连接到网关(52)的PAN服务。完成以上的初始化动作之后，蓝牙设备(51)的TCP/IP数据就可以通过网桥直接转发到802.11n网络，而从802.11n网络返回的数据，也可以直接转发给蓝牙设备(51)。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: CHONGQING JIN'OU SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.

Assignor: Jin Chun

Contract record no.: 2011500000049

Denomination of invention: Bluetooth /802.11n gateway

License type: Exclusive License

Open date: 20091021

Record date: 20110812

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20091021