ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕТЕЙ С ПЕРЕДАЧЕЙ ОБСЛУЖИВАНИЯ ОДНОЙ РАДИОСИСТЕМЫ
NETWORK INTERWORKING WITH SINGLE RADIO SYSTEM HANDOVER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается в общем области беспроводной связи и более конкретно касается взаимодействия сетей с использованием радиосистем, обладающих способностью работы в нескольких неоднородных сетях.
Уровень техники
Беспроводная связь становится все более популярной в офисах, домах и школах, для удовлетворения требований по вычислениям и связи в любое время и/или в любом месте могут быть доступны различные беспроводные технологии и приложения. Например, разные сети беспроводной связи могут сосуществовать для обеспечения среды беспроводной связи с большими возможностями по вычислениям и/или связи, с большей мобильностью и/или в конечном счете с бесшовным роумингом.
В частности, персональные беспроводные сети (WPAN) могут предлагать быструю возможностью подключения на коротком расстоянии в сравнительно небольшом пространстве, таком как рабочее пространство в офисе или комната в доме. Беспроводные локальные сети (WLAN) могут обеспечивать больший диапазон по сравнению с WPAN в офисных зданиях, домах, школах и так далее. Беспроводные сети масштаба города (WMAN) могут покрывать большие расстояния по сравнению с WLAN, путем соединения друг с другом, например, зданий в большей географической области. Беспроводные глобальные сети (WWAN) могут обеспечивать еще больший диапазон, так как такие сети являются широко развернутыми сетями сотовой инфраструктуры. Хотя каждая из упомянутых выше беспроводных сетей связи может поддерживать различные порядки использования, была бы полезной способность бесшовного взаимодействия между двумя и более такими сетями.
Краткое описание чертежей Рассматриваемый в изобретении объект патентования указан и ясно сформулирован в заключительной части этого описания. Тем не менее изобретение в плане организации и способа работы, а также его задачи, признаки и достоинства будут лучше понятны из приведенного далее подробного описания, содержащего ссылки на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 - вид, показывающий беспроводные сети, соответствующие некоторым вариантам осуществления изобретения;
фиг.2 - вид, показывающий структурную схему станции (STA), соответствующей различным вариантам осуществления изобретения;
фиг.3 - вид, показывающий структурную схему архитектуры взаимодействия сетей в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг.4 - вид, показывающий другую структурную схему, иллюстрирующую функциональный элемент взаимодействия, соответствующий некоторым вариантам осуществления изобретения;
фиг.5 - вид, показывающий подключение к сети с использованием функционального элемента взаимодействия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг.6 - вид, показывающий передачу обслуживания одной радиосистемы без предварительного контекста в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг.7 - вид, показывающий передачу обслуживания одной радиосистемы в режиме ожидания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг.8 - вид, показывающий передачу обслуживания одной радиосистемы с предварительным контекстом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг.9 - вид, показывающий передачу обслуживания одной радиосистемы с управлением доступа в функциональном элементе взаимодействия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и
фиг.10 - вид, показывающий блок-схему способа взаимодействия сетей в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
Для простоты и ясности иллюстрации элементы, показанные на чертежах, не обязательно выполнены в масштабе. Например, для ясности размеры некоторых элементов могут быть увеличены относительно размеров других элементов. Более того, где возможно, для обозначения соответствующих или аналогичных элементов на разных фигурах использованы одинаковые ссылочные позиции.
Подробное описание изобретения
В приведенном ниже подробном описании для обеспечения глубокого понимания изобретения рассмотрено большое количество конкретных деталей по обеспечению взаимодействия сетей с использованием передачи обслуживания одной радиосистемы.
Тем не менее, специалистам в рассматриваемой области ясно, что настоящее изобретение может быть реализовано без этих конкретных деталей. В других примерах, известные способы, процедуры, компоненты и схемы не описаны подробно, чтобы не мешать пониманию настоящего изобретения.
В рассматриваемой области было бы продвижением вперед предложение системы и способов взаимодействия сетей, использующих систему с несколькими радио или систему с одним радио, которой недостаточно возможностей для работы в двух отдельных сетях в одно и то же время или практически в одно и то же время по совместно используемому радио. Такое взаимодействие сетей может позволить использовать одни учетные данные для аутентификации, роуминга, единого выставления счетов и оптимизированной передачи обслуживания для таких систем, как платформы, станции (STA), мобильные STA, улучшенные мобильные STA и STATE OF THE ART абонента.
Например, первая сеть, такая как сеть с соединением WiFi (сеть WiFi), может быть использована для доступа ко второй сети, такой как сеть технологии широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (сеть WiMAX) с использованием передачи обслуживания одной радиосистемы. В этом варианте осуществления изобретения сеть WiFi является сетью WLAN, а сеть WiMAX является сетью WWAN. Сети WiFi широко распространены во многих общественных местах, организациях и жилых районах. Благодаря своей не лицензируемой природе сети WiFi не могут покрывать очень большие площади, тогда как технология WiMAX представляет собой сотовую технологию, приспособленную для покрытия больших внешних пространств. Но технология WiMAX может не обеспечивать адекватного покрытия внутри помещений. Сочетание одной или несколько сетей WLAN и одной или нескольких сетей WiMAX потенциально обеспечивает повсеместное покрытие, как внутри, так и снаружи помещений. Были бы полезны системы и способы взаимодействия между сетями, которые бы обеспечивали переход от одной сети к другой прозрачным образом без значительного или заметного перерыва активной сессии или сессий пользователя.
На фиг.1 показана система 100 беспроводной связи, соответствующая некоторым вариантам осуществления изобретения. Система 100 беспроводной связи может содержать одну или несколько беспроводных сетей, в целом обозначенных ссылочными позициями 110, 120 и 130. В частности, система 100 беспроводной связи может содержать беспроводную глобальную сеть 110 (WWAN), беспроводную локальную сеть 120 (WLAN) и персональную беспроводную сеть 130 (WPAN). Хотя на фиг.1 показаны три беспроводные сети, система 100 беспроводной связи может содержать большее или меньшее количество сетей беспроводной связи. Например, система 100 беспроводной связи может содержать одну и больше персональных беспроводных сетей (WPAN), дополнительные сети WLAN, сети WW AN и/или WMAN. Описанные здесь способы и устройство не ограничены упомянутыми вариантами.
Система 100 беспроводной связи также содержит одну или больше станций (STA), в том числе платформы, клиенты, станции подписчиков, мобильные станции и улучшенные мобильные станции, в целом показанные в виде многосистемых радиостанций 135, способных получать доступ к нескольким беспроводным сетям с использованием нескольких радиосистем, и односистемных радиостанций 140, которые могут быть неспособны работать с двумя различными радиосистемами в одно и то же время или почти в одно и то же время, так как STA содержит один радиочастотный (RF) модуль или устройство связи. Например, STA 135 и 140 могут содержать беспроводные электронные устройства, такие как настольный компьютер, ноутбук, переносной компьютер, планшетный компьютер, сотовый телефон, смартфон, пейджер, аудио- и/или видеоплеер (например, МР3 плеер или DVD плеер), игровое устройство, видеокамера, цифровая камера, навигационное устройство (например, GPS навигатор), беспроводное периферийное устройство (например, принтер, сканер, наушники, клавиатура, мышь и так далее), медицинское устройство (например, пульсомер, устройство для измерения кровяного давления и так далее) и/или другие подходящие неподвижные, переносные или мобильные электронные устройства. Хотя на фиг.1 показаны семь STA, система 100 беспроводной связи может содержать большее или меньшее количество STA 135 и 140.
Для связи по беспроводным каналам связи STA 135 и 140 могут использовать разные технологии модуляции, такие как модуляция шумоподобным сигналом (например, множественный доступ с кодовым разделением каналов и прямой последовательностью импульсов (DS-CDMA) и множественный доступ с кодовым разделением каналов и скачкообразной сменой частоты (FH-CDMA)), модуляция с мультиплексированием с временным разделением каналов (TDM), модуляция с мультиплексированием с частотным разделением каналов (FDM), модуляция с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM), множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA), модуляция разделенной несущей (MDM) и/или другие подходящие технологии модуляции.
В одном варианте осуществления изобретения для реализации сети 120 WLAN (например, семейства 802.11 стандартов, разработанных Институтом инженеров-электриков и электронщиков (IEEE), и/или изменений и вариантов развития этих стандартов) STA 135 и 140 могут использовать модуляцию с расширением спектра с применением кода прямой последовательности (DSSS) и/или модуляцию с расширением спектра путем скачкообразной смены частоты (FHSS). Например, STA 135 и 140 могут связываться с другими STA 135 и 140 в сети 120 WLAN или с точкой 125 доступа (АР) с помощью беспроводных каналов связи. АР 125 может быть функционально связана с маршрутизатором (не показан). В качестве альтернативы, АР 125 и маршрутизатор могут быть объединены в одном устройстве (например, беспроводном маршрутизаторе).
STA (например, многосистемная радиостанция 135 и односистемная радиостанция 140) может использовать OFDM или OFDMA модуляцию для передачи большого объема цифровых данных путем разделения радиочастотного сигнала на несколько малых подсигналов, которые в свою очередь передаются одновременно на различных частотах. В частности, для реализации сети 110 WW AN STA 135 и 140 могут использовать OFDMA модуляцию. Например, STA могут работать в соответствии с семейством 802.16 стандартов, разработанных IEEE с целью получения стационарных, переносных и/или мобильных сетей широкополосного беспроводного доступа (BWA) (например стандарт 802.16 IEEE, опубликованный в 2004 году) для связи с базовой станцией или улучшенной базовой станцией 105 по беспроводному каналу (каналам) связи.
Хотя некоторые из приведенных выше примеров описаны для конкретных стандартов, разработанных IEEE, описанные здесь способы и устройство могут быть легко применены ко многим спецификациям и/или стандартам, разработанным другими специализированными группами и/или организациями, разрабатывающими стандарты (например, Альянс WiFi, Форум технологии широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (WiMAX), Ассоциация по инфракрасной технологии передачи данных (IrDA), Проект партнерства третьего поколения (3GPP) и т.д.). В некоторых вариантах осуществления изобретения, точка 125 доступа и/или базовая станция 105 могут связываться в соответствии с конкретными стандартами связи, такими как стандарты Института инженеров-электриков и электронщиков, в том числе в соответствии со стандартами 802.11(a), 802.11(b), 802.11(g), 802.11(h) и/или 802.1 l(n) IEEE, и/или предложенными спецификациями для WLAN, хотя в этом плане объем изобретения не ограничен, так как упомянутые устройства также могут подходить для передачи и/или приема сообщений в соответствии с другими технологиями и стандартами. В некоторых вариантах осуществления изобретения, точка 125 доступа и/или базовая станция 105 могут связываться в соответствии со стандартами 802.16-2004 IEEE, 802.16(e) IEEE и 802.16(m) IEEE, в том числе в соответствии с изменениями или улучшенными вариантами упомянутых стандартов, хотя в этом плане объем изобретения не ограничен, так как упомянутые устройства также могут подходить для передачи и/или приема сообщений в соответствии с другими технологиями и стандартами.
Больше информации по стандартам 802.11 IEEE и 802.16 IEEE содержится в документе «Стандарты IEEE для информационных технологий - телекоммуникации и обмен информацией между системами» («IEЕЕ Standards for Information Technology -Telecommunications and Information Exchange between Systems») - Локальные сети - Конкретные требования - Часть 11 «Управление (MAC) доступом к среде передачи данных беспроводной локальной сети и физический слой (PHY), ISO/IEC 8802-11: 1999» («Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY), ISO/IEC 8802-11: 1999») и Локальные сети масштаба города - Конкретные требования - Часть 16 «Радиоинтерфейс для неподвижных систем широкополосного беспроводного доступа» («Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems»), май 2005 и соответствующие исправленные варианты/версии.
Сеть 110 WW AN и сеть 120 WLAN могут быть функционально соединены с обычной общедоступной или частной сетью 145, такой как Интернет, телефонная сеть (например, телефонная сеть общего пользования (PSTN)), локальная сеть (LAN), кабельная сеть и/или другая беспроводная сеть, через соединение с Ethernet, цифровой абонентской линией связи (DSL), телефонной линией, коаксиальным кабелем и/или с помощью любого другого беспроводного соединения и т.д. В одном примере сеть 120 WLAN может быть функционально соединена с обычной общедоступной или частной сетью 145 через АР 125, а сеть 110 WW AN может быть функционально соединена с обычной общедоступной или частной сетью 145 через базовую станцию 105.
С целью поддержки сети 110 WW AN STA 135 и 140 могут работать в соответствии с другими протоколами беспроводной связи. В частности, эти протоколы беспроводной связи могут быть основаны на аналоговых, цифровых и/или двухрежимных технологиях систем связи, таких как технология глобальной системы мобильной связи (GSM), технология широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (WCDMA), технология общего сервиса пакетной радиопередачи (GPRS), технология улучшенного GSM для передачи данных (EDGE), технология «Долгосрочное развитие сетей связи» (LTE), технология Система всеобщей мобильной связи (UMTS), на стандартах, основанных на этих технологиях, изменения в улучшенных вариантах этих стандартов и/или других подходящих стандартах беспроводной связи.
Система 100 беспроводной связи может дополнительно содержать другие WPAN, WLAN, WWAN и/или WMAN устройства (не показаны), такие как устройства сопряжения с сетью и периферийные устройства (например, карты (NIC) сетевого интерфейса), точки (АР) доступа, точки перераспределения, концевые точки, шлюзы, мосты, сетевые концентраторы и так далее, которые приспособлены для реализации сотовой телефонной системы, системы спутниковой связи, персональной системы (PCS) связи, двухсторонней радиосистемы, односторонней пейджинговой системы, двусторонней пейджинговой системы, системы персонального компьютера (PC), системы персонального цифрового помощника (PDA), системы персонального вычислительного устройства (РСА) и/или другой подходящей системы связи. Хотя выше описаны определенные примеры, объем настоящего изобретения ими не ограничивается.
На фиг.2 показана структурная схема односистемной радиостанции 140, соответствующей различным вариантам осуществления изобретения. Односистемная радиостанция 140 может содержать один или больше ведущих процессоров или центральный процессор (процессоры) 202 (ЦП) (которые в целом могут быть названы как «процессоры» 202 или более общо «процессор 202»), соединенный с сетью или шиной 204 межсоединений. Процессоры 202 могут быть процессорами любого типа, такими как универсальный процессор, сетевой процессор (который может обрабатывать данные, полученные из вычислительной сети) и так далее (в том числе процессором (RISC) вычислительной машины с сокращенным набором команд или процессором (CISC) вычислительной машины с полным набором команд). Более того, процессоры 202 могут иметь конструкцию с одними или несколькими ядрами. Процессоры 202, обладающие конструкцией с несколькими ядрами, могут объединять ядра различных типов на одном кристалле интегральной схемы (1С). Также процессоры 202, обладающие конструкцией с несколькими ядрами, могут быть реализованы в виде симметричной или асимметричной многопроцессорной системы.
Процессор 202 может содержать одну или несколько кэш-памятей 203, которые могут быть собственными и/или совместно используемыми в различных вариантах осуществления изобретения. В целом кэш-память 203 хранит данные, соответствующие исходным данным, сохраненным в других устройствах или вычисленным ранее. Для уменьшения задержки при доступе к памяти, так как данные хранятся в кэш-памяти 203, кэш-память может быть в будущем использована путем доступа к хранящейся в кэшпамяти копии, а не повторной выборке или повторном вычислении исходных данных. Кэш-память 203 может быть кэш-памятью любого типа:  кэш-памятью (L1) уровня 1, кэш-памятью (L2) уровня 2, кэш-памятью (L-3) уровня 3, кэш-памятью среднего уровня, кэш-памятью (LLC) последнего уровня и так далее, с целью хранения электронных данных (например, в том числе команд), которые используются одним или несколькими компонентами платформы 200 с несколькими ядрами.
Набор 206 микросхем может быть дополнительно соединен с сетью 204 межсоединений. Набор 206 микросхем может содержать центр 208 (МСН) управления памятью. Центр 208 (МСН) управления памятью может содержать контроллер 210 памяти, который соединен с памятью 212. Память 212 может хранить данные, например, в том числе последовательности команд, которые выполняются процессором 202 или любым другим устройством при связи с компонентами односистемной радиостанции 140. В различных вариантах осуществления изобретения память 212 может содержать одно или несколько устройств энергозависимой памяти, таких как оперативное запоминающее устройство (RAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), статическое RAM (SRAM) и так далее. Также может быть использована энергонезависимая память, такая как накопитель на жестких магнитных дисках. С сетью 204 межсоединений могут быть соединены дополнительные устройства, такие как памяти многопроцессорной системы и/или памяти многоэлементной системы.
МСН 208 может дополнительно содержать графический интерфейс 214, соединенный с дисплеем 216, например, через графический ускоритель. В различных вариантах осуществления изобретения устройство 216 отображения, которое, например, может содержать дисплей с плоским экраном или электроннолучевую трубку, может быть соединено с графическим интерфейсом 214 с помощью, например, устройства преобразования сигнала, которое преобразует цифровое представление изображения, хранящееся в устройстве хранения, таком как видеопамять или системная память, в сигналы отображения, которые интерпретируются и отображаются дисплеем. Сигналы отображения, полученные устройством 216 отображения, могут проходить через различные устройства управления до их интерпретации и последовательного отображения устройством 216 отображения.
Как показано на фиг.2, интерфейс 218 узла может соединять МСН 208 с узлом 220 (ICH) управления вводом/выводом. ICH 220 может обеспечивать интерфейс с устройствами ввода/вывода (I/O), соединенными с односистемной радиостанцией 140. ICH 220 может быть соединен с шиной 222 через периферийный мост или ведущий контроллер 224, такой мост (PCI) взаимодействия с периферийными компонентами, контроллер (USB) универсальной последовательной шины и так далее. Контроллер 224 может обеспечивать путь для данных между процессором 202 и периферийными устройствами. Могут быть использованы топологии других типов. Также составные шины могут быть соединены с ICH 220, например, с помощью составных мостов или контроллеров. Например, шина 222 может соответствовать спецификациям на универсальную последовательную шину, версия 1.1, 23 сентября 1998, и/или спецификациям на универсальную последовательную шину, версия 2.0, 27 апреля 2000 (включая последующие поправки к каждой версии). В качестве альтернативы шина 222 может содержать другие типы и конфигурации систем шин. Более того, другие периферийные устройства, соединенные с ICH 220, могут содержать, в различных вариантах осуществления изобретения, накопители на жестких дисках, соответствующих встроенному интерфейсу накопителей (IDE) или интерфейсу малых компьютерных систем (SCSI), порт (порты) USB, клавиатуру, мышь, параллельный порт (порты), последовательный порт (порты), запоминающее устройство (устройства) на гибких дисках, устройства поддержки цифрового вывода (например, цифровой видеоинтерфейс (DVI)) и так далее.
Шина 222 может быть соединена с аудиоустройством 226, одним или несколькими вращающимися или твердотельными накопительными запоминающими устройствами 228 и устройством 230 связи, которое в различных вариантах осуществления изобретения может быть картой (NIC) сетевого интерфейса или картой тюнера. С шиной 222 могут быть соединены другие устройства. Также в различных вариантах осуществления изобретения различные компоненты, такие как устройство 230 связи, могут быть соединены с МСН 208. Кроме того, процессор 202 и МСН 208 могут быть объединены и образовывать одну микросхему.
Кроме того, односистемная радиостанция 140 может содержать энергозависимую и/или энергонезависимую память или запоминающее устройство. Например, энергонезависимая память может содержать одно или несколько из следующего: постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), стираемое PROM (EPROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), накопитель на жестких магнитных дисках или твердотельный накопитель (например, 228), накопитель на гибких дисках, ROM на компакт-дисках (CD-ROM), универсальный цифровой диск (DVD), флеш-память, магнито-оптический диск или другие типы энергонезависимого считываемого компьютером носителя, который способен хранить электронные данные, в том числе команды.
В различных вариантах осуществления изобретения память 212 может содержать одно или несколько из следующего: операционная система 232 (О/S), приложение 234, драйвер 236 устройства, буферы 238, драйвер 240 функции и/или драйвер 242 протокола. Программы и/или данные, хранящиеся в памяти 212, могут подкачиваться в твердотельный накопитель 228 в качестве части операций по управлению памятью. Процессор 202 (процессоры) выполняют различные команды и обрабатывают один или несколько пакетов 246 с одним или несколькими вычислительными устройствами, соединенными с сетью 120 WLAN или сетью 110 WW AN. В различных вариантах осуществления изобретения пакет может быть последовательностью из одного или нескольких символов и/или значений, которая может быть закодирована одним или несколькими электрическими сигналами, передаваемыми, по меньшей мере, от одного отправителя, по меньшей мере, одному получателю (например, по сети, такой как сеть 102). Например, каждый пакет может содержать заголовок, который содержит информацию, которая может быть использована при маршрутизации и/или обработки пакета, и может содержать указатель целостности, байт синхронизации, адрес отправителя, адрес получателя, тип пакета и так далее. Каждый пакет также может содержать полезную часть, которая содержит исходные данные или содержимое пакета, которое передается между двумя станциями.
В различных вариантах осуществления изобретения приложение 234 может использовать O/S 232 для связи с различными компонентами односистемной радиостанции 140, например, с помощью драйвера 236 устройства и/или драйвера 240 функции. Например, драйвер 236 устройства и драйвер 240 функции могут быть использованы в различных категориях, например, драйвер 236 устройства может управлять общими атрибутами класса устройства, а драйвер 240 функции может управлять конкретными атрибутами устройства (такими как конкретные команды USB). В различных вариантах осуществления изобретения драйвер 236 устройства может выделять один или несколько буферов для хранения пакетных данных.
Как показано на фиг.2, устройство 230 связи содержит первый слой 250 сетевого протокола и второй слой 252 сетевого протокола для реализации физического слоя связи с целью отправления и получения сетевых пакетов на и от базовой станции 105, точки 125 доступа и/или других STA (например, многосистемной радиостанции 135 и односистемной радиостанции 140). Устройство 230 связи может дополнительно содержать устройство 254 прямого доступа к памяти (DMA), которое может записывать данные пакетов в буферы 238 с целью передачи и/или приема данных. Кроме того, устройство 230 связи может содержать контроллер 256, который может содержать логические схемы, такие как, например, программируемый процессор, приспособленные для осуществления соответствующих операций устройства связи. В различных вариантах осуществления изобретения контроллер 256 может быть MAC (управление доступом к среде) компонентом. Устройство 230 связи может дополнительно содержать память 258, такую как энергозависимая/энергонезависимая память любого типа (например, в том числе одну или несколько кэш-памятей и/или памятей других типов, рассмотренных при обсуждении памяти 212), и антенну 262. Антенна 262 может представлять собой одну конструкцию или массив из нескольких конструкций, приспособленных для приема и/или передачи сигналов.
В различных вариантах осуществления изобретения устройство 230 связи может содержать устройство 260 хранения встроенных программ, приспособленное для хранения встроенных программ (или программного обеспечения), которые могут быть использованы при управления различными функциями, осуществляемыми компонентами устройства 230 связи. Устройство 260 хранения может быть устройством хранения любого типа, таким как энергонезависимое устройство хранения. Например, устройство 260 хранения может содержать одно из следующего: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, дисковый накопитель, накопитель на гибких магнитных дисках, CD-ROM, DVD, флэш-память, магнито-оптический диск или другие типы энергонезависимого считываемого компьютером носителя, который способен хранить электронные данные, в том числе команды.
В различных вариантах осуществления изобретения шина 222 может содержать USB шину. Синхронный режим представляет собой один из четырех типов потока данных USB устройств (остальные: управление, прерывание и основной объем). Синхронный режим обычно используется для передачи данных мультимедиа таких типов, как источники видео или аудио. В синхронном режиме устройство может резервировать полосу пропускания на шине, что делает синхронный режим благоприятным для мультимедиа приложений. Односистемные радиостанции 140 могут быть приспособлены для связи в двух сетях, таких как сеть 110 WWAN и сеть 120 WLAN, с использованием одного и того же устройства 230 связи, хотя при этом связь не будет одновременной. Это может сделать трудным взаимодействие сетей, так как подключение к сети может занимать сравнительно долгий период времени, что приводит к прерыванию или потере обслуживания.
На фиг.3 показана структурная схема системы взаимодействия сетей, соответствующей некоторым вариантам осуществления изобретения. Односистемная радиостанция 140 устанавливает доступ к сети 120 WLAN через точку 125 (АР) доступа взаимодействия с использованием первого идентификатора 306 (SSID) набора служб. В альтернативном варианте осуществления изобретения АР 310 взаимодействия представляет собой WiFi точку доступа операторского класса, которая отделяет STA, обладающих возможностями межсетевого взаимодействия, от других STA и/или первый SSID 306 является широковещательным SSID (BSSID). Односистемная радиостанция 140 связывается с АР 310 взаимодействия с помощью пользовательского трафика с использованием первого SSID 306, при этом SSID отображается в отдельную виртуальную локальную сеть (VLAN). Устройства, такие как односистемная радиостанция 140, которые предусмотрены для взаимодействия сетей, могут искать SSID взаимодействия в сети 120 WLAN. АР 310 взаимодействия может связываться с несколькими STA, в том числе с односистемными радиостанциями 140, которые как обладают возможностями межсетевого взаимодействия, так и не обладают ими. Далее АР взаимодействие может также связываться с одной или несколькими STA, в том числе с многосистемными радиостанциями 135, с использованием второго SSID 307.
Устройства, которые предусмотрены для взаимодействия между первой сетью, такой как сеть 120 WLAN, и второй сетью, такой как сеть 110 WMAN, могут осуществлять поиск SSID взаимодействия в первой сети. АР 310 взаимодействия может использовать канал, такой как стандарт взаимодействия, для предоставления многомостовым сетям возможности прозрачно совместно использовать общий физический сетевой канал. Одним таким примером, который может быть использован, является протокол IEEE 802.1Q для туннелирования трафика VLAN до точки окончания тоннеля, такой как коммутатор 315 или маршрутизатор 315 сети Ethernet. Использование протокола IEEE 802.1Q может позволить разделять обычный интернет-трафик и трафик взаимодействия и также позволить выделять одинаковый IP-адрес различным устройствам, таким как односистемные радиостанции 140 и многосистемные радиостанции 135, в одной и той же АР 310 взаимодействия. Коммутатор/маршрутизатор 315 подключен к инфраструктуре 320 сети для предоставления доступа к интернету и услуги 350 интернет-протокола.
Коммутатор/маршрутизатор 315 также подключен к функциональному элементу 325 (WIF) WiFi взаимодействия. Элемент 325 WIF является сетевым элементом, расположенным между первой сетью и второй сетью, и он связан с обоими сетями, такими как WiFi сеть 120 WLAN и сеть WiMAX сети 110 WMAN. Элемент 325 WIF функционирует в качестве канала данных и якоря канала управления от лица STA взаимодействия, такой как односистемная радиостанция 140 или многосистемная радиостанция 135. Элемент 325 WIF будет подробнее описан ниже при рассмотрении фиг.4. Как показано на фиг.3, элемент 325 WIF связан с несколькими элементами сети 110 WW AN, в том числе со шлюзом 335 (ASN-GW) услуг сети доступа через первую линию 326 управления, с элементом 340 AAA через вторую линию 327 управления, и с домашним агентом 345 (НА) через первый канал 328, при этом сплошными линиями обозначен трафик пользователя, а пунктирными линиями обозначен трафик управления. Агент 345 НА сети 110 WMAN соединен с элементом 350 интернет/интернет-службы. Сеть 110 WMAN также содержит другие элементы, такие как одна или несколько базовых станций 330, соединенных со шлюзом 335 ASN-GW.
В одном варианте осуществления изобретения STA, такая как многосистемная радиостанция 135 или односистемная радиостанция 140, принимает сигналы от АР 125 в первой сети, такой как сеть 120 WLAN. STA изучает сигналы для определения SSID и определяет с использованием SSID, поддерживает ли АР 125 взаимодействие сетей при доступе ко второй сети, такой как сеть 110 WMAN, с использованием первой сети. Далее STA связывается с первой сетью для доступа ко второй сети с использованием элемента 325 WIF.
На фиг.4 показана другая структурная схема, иллюстрирующая элемент 325 WIF, соответствующий некоторым вариантам осуществления изобретения, при этом элемент 325 WIF содержит прокси 405 AAA для осуществления туннельной аутентификации, авторизации и учета между сетью 430 (AN) WiFi доступа и элементом 340 AAA, таким как сервер AAA. На фиг.4 сплошными линиями обозначен трафик пользователя, а пунктирными линиями обозначен трафик управления.
Элемент 325 WIF также содержит функцию 410 выделения и переадресации, приспособленную для осуществления передачи обслуживания одной радиосистемы от сети 120 WLAN, которая может быть WiFi сетью, к сети 110 WMAN, которая может быть WiMAX сетью. Элемент 325 WIF также содержит прокси 415 DHCP (протокол динамической конфигурации узла) для ответа на запрос (запросы) клиента об IP-адресе (адресах) и для запуска процедуры (PMIP) прокси мобильный IP через PMIP клиента 420 по направлению к агенту 345 НА. Элемент 325 WIF дополнительно содержит внешний агент (FA) мобильного IP или функции канала данных для облегчения туннелирования канала данных от сети 430 (AN) доступа WLAN к агенту 345 НА.
Для поддержки мобильности необходимо рассмотреть различные сценарии при определении способа взаимодействия сетей, как описано ниже в таблице 1.
Таблица 1
Сценарии передачи обслуживания
Режим мобильности
Предварительный контекст
Сценарий 1
Ожидание
Нет контекста
Сценарий 2
Ожидание
С существующим контекстом
Сценарий 3
Активный
Нет контекста
Сценарий 4
Активный
С существующим контекстом
В одном варианте осуществления изобретения способ взаимодействия сетей включает в себя прием сигналов от первой сети. Сигналы могут быть приняты STA, такой как односистемная радиостанция 140 или многосистемная радиостанция 135, от сети 120 WLAN, при этом сеть 120 WLAN является WiFi сетью. STA изучает сигналы с целью определения, размещает ли точка (АР) доступа в первой сети виртуальную АР с использованием BSSID. Определяют, с использованием BSSID, поддерживает ли АР взаимодействие сетей с целью доступа ко второй сети с использованием первой сети. STA соединяется с первой сетью для доступа ко второй сети с использованием функционального элемента 325 (WIF) WiFi взаимодействия.
На фиг.5 показана процедура подключения к сети для сетей WiFi и WiMAX с использованием элемента 325 WIF, соответствующего некоторым вариантам осуществления изобретения. В этой процедуре используются несколько элементов, в том числе мобильная станция 505 (MS), которая может быть односистемной радиостанцией 140 или многосистемной радиостанцией 135 с фиг.1. Также в этой процедуре используется сеть 510 доступа WiFi, элемент 325 WIF, агент 345 НА и элемент 340 AAA.
Доступ к первой сети устанавливается путем соединения 530 MS 505 с сетью 510 доступа WiFi, что делается с помощью захвата WiFi сигналов станцией MS 505 и осуществления обнаружения и выбора WiFi сети. MS 505 осуществляет свою аутентификацию в сети (CSN) обеспечения услуг сети WiMAX путем отправления сообщений через сеть 510 доступа WiFi и в элемент 325 WIF, при этом прокси 405 AAA способствует аутентификации с сервером 340 AAA для MS 505. Сообщение 540 обнаружения DHCP посылают от MS 505 в элемент 325 WIF с целью обнаружения сервера DHCP. Прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF может быть использован для целей обнаружения. Запрос 545 регистрации мобильного IP (MIP) может быть переслан на агент 345 НА и ответ о регистрации MIP посылают на элемент 325 WIF от М1Р-туннеля. Сообщение 555 с предложением DHCP принимает MS 505 от прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF. MS 505 отвечает на предложение 555 DHCP путем отправки сообщения 560 с запросом DHCP для прокси 415 DHCP на элемент 325 WIF. Сообщение 565 с уведомлением DHCP посылает прокси 415 DHCP в элемент 325 WIF на MS 505 с целью обеспечения пересылки данных 570 от MS 505 из сети WiFi в сеть WiMAX.
Способ подключения к сети с помощью STA включает в себя прием первого сигнала от первой сети с использованием STA, которая приспособлена для связи в первой сети и второй сети. Первая сеть является сетью WiFi, а вторая сеть является сетью технологии широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (сеть WiMAX). Устанавливается соединение с первой сетью и STA проходит аутентификацию во второй сети путем отправки ЕАР сообщений на элемент WIF через АР. Сообщение об обнаружении DHCP передают с целью обнаружения сервера DHCP. Сообщение с предложением DHCP принимает STA и в ответ посылают сообщение с ответом DHCP. Уведомление принимают от элемента 325 WIF, и STA посылает данные через вторую сеть с использованием первой сети.
На фиг.6 показана передача обслуживания одной радиосистемы без предварительного контекста в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. В этой процедуре используются несколько элементов, в том числе мобильная станция 505 (MS), которая может быть односистемной радиостанцией 140 или многосистемной радиостанцией 135 с фиг.1. Также в этой процедуре используется сеть 510 доступа WiFi, агент 345 НА, элемент 340 AAA, функция 605 (SFF) выделения и переадресации, используемая для осуществления передачи обслуживания одной радиосистемы из сети WiFi в сеть WiMAX, конечная базовая станция (BS) в сети WiMAX и шлюз 335 (ASN-GW) услуг сети доступа. На SFF 605 также можно ссылаться как на элемент 325 WIF.
MS 505 с фиг.6 подключается к сети 615 WiFi, в качестве примера, с использованием способа, показанного на фиг.5 и описанного выше. MS 505 определяет доступность сети WiMAX, способность взаимодействия, обнаруживает SFF 605 и решает создать контекст 620 WiMAX. Осуществляют обмен рядом сообщений или звонков, в том числе один или несколько запросов (REQ)/ответов (RSP) 621 дальности (RNG) между MS 505 и SFF 605, обмен 622 REQ/RSP о базовых возможностях станции (SBC), обмен 623 предварительным закреплением, обмен 624 при управлении секретными ключами (РКМ)/ЕАР, обмен 625 при ЕАР аутентификации, обмен 626 при ЕАР аутентификации, безопасный обмен 627 (SA) в ходе протокола рукопожатия для ключа шифрования трафика (ТЕК), REQ/RSP 628 при регистрации (REG), REQ/RSP 629 при закреплении MS, REQ/RSP 630 при динамическом выделении услуги (DSA) и обмен 631 при регистрации канала данных.
MS 505 решает передать обслуживание на сеть WiMAX в элементе 640 с использованием передачи обслуживания одной радиосистемы с использованием туннеля, сформированного до SFF 605 в сети WiMAX. Осуществляют обмен рядом сообщений или звонков, в том числе одна или несколько передач 641 обслуживания мобильных станций (MOB_MSHO), запрос 642 на передачу обслуживания (НО), Req/Rsp 643, MOB-MSHO-Rsp 644, HO-Rsp 645, HO-Ack 646, HO-Ack 647, MOB_HO-Ind 648, MOBCnf 649, Cnf/Ack 650 и HO-Ack 651. Передачу 660 обслуживания одной радиосистемы на сеть WiMAX осуществляют с использованием другой серии сообщений или звонков, в том числе одного или несколько повторных подключений 661 к сети, регистрации 662 канала данных, HOcomplete 663, HOcomplete 664, HO-Ack 665, HO-Ack 666 и отмены 667 регистрации канала данных до установки трафика 670 данных. Область 680, ограниченная пунктирной линией, обозначает процедуру передачи обслуживания одной радиосистемы на сеть WiMAX с предварительным контекстом.
В соответствующем варианте осуществления изобретения STA осуществляет передачу обслуживания одной радиосистемы с использованием способа, включающего в себя следующее: осуществляют соединение с первой сетью и определяют доступность второй сети. STA обнаруживает адрес функционального элемента (SFF) выделения и переадресации или элемента 325 WIF второй сети и устанавливает туннель до SFF второй сети. Далее STA осуществляет начальное подключение ко второй сети по туннелю и осуществляет передачу обслуживания на базовую станцию 105 во второй сети. Первая сеть может являться сетью WiFi, а вторая сеть может являться сетью технологии широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (сеть WiMAX).
На фиг.7 показана передача обслуживания одной радиосистемы в сеть WiFi в режиме ожидания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. В этой процедуре используются несколько элементов, в том числе мобильная станция 505 (MS), которая может быть односистемной радиостанцией 140 или многосистемной радиостанцией 135 с фиг.1. Также в этой процедуре используется сеть 510 доступа WiFi, элемент 325 WIF, конечная BS 610, шлюз 335 ASN-GW, агент 345 НА и элемент 340 AAA.
Трафик 705 данных осуществляют между MS 505, конечной BS 610 и агентом 345 НА и принимают решение 710 о передаче обслуживания на сеть WiFi. В не режиме 720 ожидания WiMAX осуществляют обмен сообщениями 722 или звонками ЕАР аутентификации между MS 505, сетью 510 доступа WiFi, элементом 325 WIF и элементом 340 AAA. Переключение виртуального IP-адаптера на WiFi осуществляют в элементе 730. Сообщение 732 обнаружения DHCP посылают от MS 505 в элемент 325 WIF с целью обнаружения сервера DHCP. Прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF может быть использован для целей обнаружения. Запрос 734 регистрации мобильного IP (MIP) может быть послан на агент 345 НА и ответ 736 о регистрации MIP посылают на элемент 325 WIF. Сообщение 738 с предложением DHCP принимает MS 505 от прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF. MS 505 отвечает на предложение 555 DHCP путем отправки сообщения 740 с запросом DHCP для прокси 415 DHCP на элемент 325 WIF. Сообщение 742 с уведомлением DHCP посылает прокси 415 DHCP в элемент 325 WIF на MS 505 с целью обеспечения обмена данными 750 с MS 505.
На фиг.8 показана передача обслуживания одной радиосистемы на WiFi с предварительным контекстом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Трафик 705 данных осуществляют между MS 505, сеть 510 доступа WiFi, элемент 325 WIF, конечной BS 610, шлюзом 335 ASN-GW и агентом 345 НА и принимают решение 820 о передаче обслуживания на сеть WiFi. Переключение виртуального IP-адаптера на WiFi осуществляют в элементе 830. Сообщение 832 обнаружения DHCP посылают от MS 505 в элемент 325 WIF с целью обнаружения сервера DHCP. Запрос 834 регистрации мобильного IP (MIP) посылают на агент 345 НА и ответ 836 о регистрации MIP посылают на элемент 325 WIF. Сообщение 838 с предложением DHCP принимает MS 505 от прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF. MS 505 отвечает на предложение 838 DHCP путем отправки сообщения 840 с запросом DHCP для прокси 415 DHCP на элемент 325 WIF. Сообщение 842 с уведомлением DHCP посылает прокси 415 DHCP в элемент 325 WIF на MS 505 с целью обеспечения обмена данными 850 с MS 505.
На фиг.9 показана передача обслуживания одной радиосистемы с управлением доступом в функциональном элементе (WIF) взаимодействия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Трафик 910 данных осуществляют между MS 505, конечной BS 610, шлюзом 335 ASN-GW и агентом 345 НА и принимают решение 920 о передаче обслуживания на сеть WiFi. Процесс обнаружения WIF/SFF и аутентификации осуществляют в элементе 930 между MS 505, сетью 510 доступа WiFi и элементом 325 WIF. Осуществляют обмен сообщениями между MS 505, элементом 325 WIF, конечной BS 610 и шлюзом 335 ASN-GW, в том числе следующими сообщениями: неуправляемая передача 932 обслуживания (НО) (RNG-REQ/IP), возвращение 934 контекста, запрос 936 о передаче обслуживания на WiFi, ответ 938 о передаче обслуживания на WiFi, завершение 940 передачи обслуживания, завершение 942 передачи обслуживания, уведомление 944 АСК о передаче обслуживания и сообщение 946 о завершении передачи обслуживания.
Переключение виртуального IP-адаптера на WiFi осуществляют в элементе 950. Сообщение 952 обнаружения DHCP посылают от MS 505 в элемент 325 WIF с целью обнаружения сервера DHCP. Запрос 954 регистрации мобильного IP (MIP) посылают на агент 345 НА и ответ 956 о регистрации MIP посылают на элемент 325 WIF. Сообщение 958 с предложением DHCP принимает MS 505 от прокси 415 DHCP в элементе 325 WIF. MS 505 отвечает на предложение 838 DHCP путем отправки сообщения 960 с запросом DHCP для прокси 415 DHCP на элемент 325 WIF. Сообщение 962 с уведомлением DHCP посылает прокси 415 DHCP в элемент 325 WIF на MS 505 с целью обеспечения обмена данными 970 с MS 505.
На фиг.10 показана блок-схема способа взаимодействия сетей, который включает в себя прием в элементе 1000 сигналов от первой сети. Сигналы могут быть приняты STA от сети 120 WLAN, при этом сеть 120 WLAN является WiFi сетью. В STA сигналы изучают с целью определения идентификатора (SSID) набора служб в элементе 1010. С использованием SSID в элементе 1020 определяют, поддерживает ли АР взаимодействие сетей с целью доступа ко второй сети с использованием первой сети. В элементе 1030 STA соединяется с первой сетью для доступа ко второй сети с использованием функционального элемента 325 (WIF) WiFi взаимодействия.
Здесь варианты осуществления изобретения описаны со ссылками на такие данные, как команды, функции, процедуры, структуры данных, программы-приложения, настройки конфигурации и так далее. Для целей настоящего описания термин «программа» покрывает широкий круг программных компонентов и конструкций, в том числе приложения, драйверы, процессы, стандартные подпрограммы, способы, модули и подпрограммы. Термин «программа» может быть использован для обращения к завершенному блоку компиляции (например, набору команд, которые могут быть независимо скомпилированы), набору блоков компиляции или части блока компиляции. Таким образом, термин «программа» может быть использован для обращения к любому набору команд, которые при выполнении системой 100 беспроводной связи, осуществляют нужную передачу сигналов. Программами в системе 100 беспроводной связи можно считать компоненты программной среды.
Описанная здесь работа может быть в целом упрощена путем выполнения соответствующего аппаратно-реализованного программного обеспечения или программного обеспечения, встроенного в виде команд на материальном носителе в зависимости от конкретного случая. Таким образом, варианты осуществления изобретения могут содержать наборы команд, которые выполняются некоторым обрабатывающим ядром или другим образом реализуются на считываемом машиной носителе. Считываемый машиной носитель информации содержит любой механизм хранения или передачи информации в считываемом машиной (например, компьютером) виде. Например, считываемый машиной носитель может содержать изделие, такое как постоянное запоминающее устройство (ROM); оперативное запоминающее устройство (RAM); запоминающее устройство на магнитных дисках; оптическое запоминающее устройство; и устройство с флэш-памятью и так далее. Кроме того, считываемый машиной носитель может содержать распространяющиеся сигналы, такие как электрические, оптические, звуковые и другие формы распространяющихся сигналов (например, волны несущих частот, инфракрасные сигналы, цифровые сигналы и так далее).
Хотя выше описаны и проиллюстрированы определенные признаки изобретения, специалист в рассматриваемой области может предложить множество модификаций, замен, изменения и эквивалентов. Следовательно, надо понимать, что приложенная формула изобретения покрывает все такие модификации и изменения, если они находятся в пределах сущности изобретения.