具有通信協議管理的無線廣域網(wwan)移動網關的製作方法
2023-05-16 15:01:31 2
專利名稱：具有通信協議管理的無線廣域網(wwan)移動網關的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及無線通信系統，並且更具體地，涉及無線廣域網 (WWAN)移動網關。
背景技術：
有時也被稱作蜂窩移動網關、蜂窩路由器、移動路由器和其它名 稱的WWAN移動網關與如蜂窩通信系統的WWAN通信系統進行通 信，並且向用戶設備提供分組數據服務。WWAN移動網關利用區域網 (LAN)接口與無線用戶設備和/或有線用戶設備交換數據。LAN接口可 包括如Wi-Fi接入點的無線LAN(WLAN)收發器和/或如乙太網接口的 有線LAN接口 。很多WWAN移動網關包括用於連接WWAN調製解 調器卡的接口 。 WWAN數據機卡包括如蜂窩收發器等WWAN收 發器，該蜂窩收發器用於與WWAN通信系統交換數據，該WWAN通 信系統通常被連接到如公共交換電話網絡(PSTN)的公共交換系統和/ 或網際網路。WWAN移動網關進行必要的定時和轉換功能以通過將LAN 連接到WWAN通信系統向用戶提供數據分組服務。
傳統的WWAN移動網關受限於WWAN移動網關被配置為使用單 個通信協議與WWAN數據機卡進行通信。該通信協議通常是交 換限定類型的信息的標準通信協議。
因此，需要一種裝置、系統和方法用於使用多個通信協議中的一 個與WWAN數據機卡進行通信。
發明內容
無線廣域網(WWAN)移動網關被配置為執行從多個通信協議中選 擇出的通信協議以與通過WWAN設備接口連接的WWAN數據機 卡進行通信。被連接的WWAN數據機卡是多個WWAN數據機卡中的一個，其中每個WWAN數據機卡被配置為使用多個通 信協議中的 一個進行通信並包括用於與WWAN通信系統交換WWAN 信號的WWAN收發器。
圖1是根據示例性實施方式的通信網絡中的WWAN移動網關的 方框圖2是根據示例性實施方式與無線廣域網(WWAN)數據機卡 進行通信的方法的流程圖。
具體實施例方式
在示例性的實施方式中，通信網絡中的WWAN移動網關(移動網 關)與至少一個用戶設備交換數據，並被配置為連接到多個WWAN調 制解調器卡中的任意一個，這些WWAN數據機卡可通過WWAN 通信鏈鏈路與例如蜂窩通信系統的WWAN系統進行通信。多個調製 解調器卡中的每一個通過使用多個通信協議中的一個與移動網關進行 通信。默認的通信協議有利於與所有WWAN數據機卡進行通信。 然而，當使用增強的通信協議進4亍通信時，至少一個WWAN調製解 調器卡將提供附加功能。當WWAN數據機卡被插入移動網關時， 移動網關識別該WWAN數據機卡或者以其它方式確定用於與該 WWAN數據機卡進行通信的適合的協議。如果該移動網關確定出 被插入的WWAN數據機卡是增強性質的WWAN數據機卡並 且能夠通過使用增強的通信協議進行通信，那麼該移動網關執行對應 於該增強的通信協議的增強協議代碼，從而使移動網關能夠使用由增 強性質的WWAN數據機卡支持的附加性質。增強協議代碼的執 行可包括從存儲器加載替代默認協議碼的至少一部分的替代碼、調 用允許附加性質的子程序、或者允許移動網關訪問增強協議碼的指令 的其它行為。附加的性質可包括識別網絡類型、指示信號強度、指示 信號質量、啟用與短消息服務(SMS)相關的性質、呈現設備診斷信 息和呈現網絡診斷。指示網絡類型可包括指示網絡100是否根據CDMA2000 IX Ev-DO(演進數據最優化)、CDMA2000 IX Ev-DO、 Data TAC、 GPRS(通用無線分組業務)或EDGE(增強型數據傳輸的全球演進 技術)協議工作。設備診斷信息可包括電子序列編碼(ESN)或行動電話 號碼(MDN)信息。網絡診斷信息可包括A-key ( A鑰)、ANAAA密鑰、 ANHA密鑰和DMU密鑰信息。
圖1是根據本發明的示例性實施方式的通信網絡100內的蜂窩 WWAN移動網關102的方框圖。WWAN移動網關102與例如i奪窩通 信系統104的WWAN通信系統進行通信，並且可與無線用戶i殳備106 和/或有線用戶設備108交換數據。蜂窩通信系統104通過與蜂窩系統 基礎設施112相連的至少一個基站IIO提供蜂窩通信服務。蜂窩系統 基礎設施112通過移動移動交換中心(MSC)(未示出)連接於公共交換 電話網絡(PSTN)114。在該示例性實施方式中，蜂窩通信系統104才艮據 如cdma2000 IX、 lxEV-DO和W-CDMA等碼分多址(CDMA)標準工作。 在一些情況下，蜂窩通信系統104可以例如基於OFDM的標準或GSM 標準等其它標準工作。因此，蜂窩通信系統104是任意的無線廣域網 (WWAN)。參照蜂窩通信系統104所描述的各模塊的各種功能和操作 可在任意個數的設備、電路或元件中被執行？兩個或更多個功能模塊 可被集成到單個設備中，並且描述為在任意單個設備中執行的功能可 通過幾個設備實現。例如，在一些情況下，蜂窩系統基礎設施112的 至少部分功能可由基站IIO或MSC執行。
WWAN移動網關102與無線用戶設備106交換數據，並且，在一 些情況下，使用LAN接口 116與有線用戶設備108交換數據。WWAN 移動網關102進一步包括耦合到WWAN設備接口 119的控制器118、 輸出設備122、存儲器123和LAN接口 116。控制器118控制WWAN 設備接口 119、輸出設備122和LAN接口 116之間的操作和通信，並 執行其它功能和促進WWAN移動網關102的整個操作。
在示例性的實施方式中，如蜂窩數據機卡的WWAN調製解 調器卡120插入WWAN設備接口 119並且被WWAN設備接口 119容 納，WWAN設備4妄口 119可為WWAN移動網關102中的數據機 埠的形式。WWAN設備接口 119包括使WWAN數據機卡120固定的合適的硬體以及在WWAN數據機卡120的導體與控制器 118的導體之間形成電連接的電導體。WWAN設備接口 119可包括用 於與WWAN數據機卡120相接的附加組件或電路。因為多個調 制解調器卡具有一組排列為標準配置的管腳，因此多個WWAN調製 解調器卡中的每一個均可被連接到WWAN移動網關102。因此， WWAN設備接口 119被配置為連接到多個WWAN數據機卡120 中的任意一個。多個WWAN數據機卡中的每一個均被配置為通 過使用通信協議與WWAN設備接口 119進行通信。當使用增強的通 信協議進行通信時，WWAN數據機卡中的至少 一個提供至少 一個 附加功能。在示例性的實施方式中，所有WWAN數據機卡都可 通過使用標準通信協議進行通信。控制器118執行多個通信協議中被 選擇的通信協議，以通過WWAN設備接口 119與被連接的WWAN調 制解調器卡120進行通信。控制器118通過確定被插入WWAN設備 接口 119的WWAN數據機卡120的權能選擇通信協議。
可使用很多技術中的任意一種來識別由WWAN數據機卡120 支持的通信協議。在示例性的實施方式中，控制器118發送查詢消息， 請求WWAN數據機卡120用通信協議標識符做出響應。如果 WWAN數據機卡120支持除了標準(默認)協議以外的協議，那麼 WWAN數據機卡120用通信協i義標識符估文出響應。如果WWAN 數據機卡120只支持標準協議，那麼查詢消息不能被WWAN調 制解調器卡120解碼並且WWAN數據機卡120不發出響應。用 於檢測由WWAN數據機卡120支持的通信協議的另一適合技術 的實施例包括讀取序列號。另 一個實施例包括發送只能由相應的協議 解碼的消息、以及如果從WWAN數據機卡120接收到應答或響 應則確定WWAN數據機卡120支持該通信協議。因此，控制器 118被配置為當WWAN數據機卡120被插入WWAN設備接口 119 之後識別對應於該卡的通信協議。
在識別通信協議之後，控制器118使用所選的通信協議與WWAN 數據機卡120進行通信。在示例性的實施方式中，控制器118執 行對應於所選通信協議的代碼。可使用很多方法中的任意一種來執行該代碼。例如，可從存儲器123中取出適當的代碼並將其加載到控制
器118中。在一些情況下，可調用子程序以促進默認協議不支持的附 加功能。因此，當WWAN數據機卡120只支持默認通信協議時， 控制器118 ^^行對應於默:〖人通信協議的默認代碼；並且當WWAN調 制解調器卡120支持增強的通信協議時，控制器118執行允許使用增 強的通信協議進行通信的增強代碼。增強的通信協議允許WWAN調 制解調器卡120的附加功能，這些附加功能在使用默認通信協議時是 不可用的。
WWAN數據機卡120包括WWAN收發器125 ( WWAN收發 器125包括發射機124和接收機126)並且被配置為通過蜂窩通信鏈 路與蜂窩通信系統104交換例如WWAN信號等數據。發射機124將 蜂窩上行信號(反向鏈路信號)發送到蜂窩通信系統104的蜂窩基站 110，而接收機126被配置為通過蜂窩通信鏈路從蜂窩基站110接收蜂 窩下行信號(前向鏈路信號)。WWAN數據機卡120適於與蜂窩通 信系統104交換對應於分組數據服務的數據，並且適於通過蜂窩通信 鏈路接收^^窩下行信號。當使用默認通信協議時，可從WWAN調製 解調器卡接收的信息被稱作默認信息。默認消息的實施例包括連接狀 態(連接或沒有連接)、吞吐速度和使用時間。
當使用增強的通信協議時，控制器118除了可接收默認信息之外 還可^f妄收附加信息。附加信息的實施例包括來自於WWAN調製解調 器卡120的質量信息，該質量信息指示或以其它方式涉及WWAN調 制解調器卡120與蜂窩通信系統104之間的通信鏈路的質量。其它附 加信息的實施例包括網絡類型、信號強度、設備診斷信息和網絡診斷 信息。
如下所述，信號質量信息可為例如信噪比(SNR)等參數，或者可 為觀測到的成功傳輸率。根據信號質量信息，控制器118生成控制信 號以控制輸出設備122。控制器118可直接連接於輸出設備122或者 通過其它電路與之連接。例如，控制容118可連接於數模控制器 (DAC)(未示出)，該數模控制器為一個或多個LED生成模擬電壓。輸 出設備122對控制器118生成的控制信號作出響應，以指示至少一個蜂窩下行(前向鏈路)信號的信號質量。控制器118根據由WWAN調製 解調器卡120提供的一個或多個質量指示符生成控制信號。在示例性 的實施方式中，控制器118根據由WWAN數據機卡120提供的 接收信號強度指示符(RSSI)生成信號。然而，控制器118可使用其它 指示符和指示符的組合生成控制信號，從而在該控制信號應用於輸出 設備122時獲得蜂窩信號質量的指示。可由控制器118使用的其它信 號質量指示符的實施例包括信噪比(SNR)和數據吞吐量參數，例如， 數據吞吐量參數可為誤碼率(BER)、數據分組總數目或成功收到的 數據分組數目、成功收到的數據分組的百分比以及通過蜂窩通信鏈路 的數據吞吐量。控制器118還可處理多個質量指示符以生成控制信號。 例如，在一些情況下，控制器118可根據RSSI和SNR生成控制信號。
附加信息可由與WWAN移動網關102進行通信的外部設備訪問。 例如，通過如網際網路等分組悽t據網絡連接的筆記本電腦可利用適當的 授權和驗證訪問附加信息。可經由筆記本電腦上的圖形用戶界面提供 如實時分組數據吞吐量、RSSI或WWAN信號的BER等信息。
可利用的附加信息可包括用於控制、配置、調節或通過其它方式 訪問WWAN移動網關102的操作的控制信號。例如，WWAN調製解 調器卡120的增強功能可包括接收短消息服務(SMS)消息和生成相應 的消息或控制信號以改變WWAN移動網關的操作。例如，可改變允 許訪問WWAN移動網關102的WLAN用戶的最大個數。更進一步地， 為了診斷的目的，可使用SMS對WWAN移動網關102進行重置。使 用增強性質的W^VAN數據機卡120的SMS附加性質，可啟用通 過分組交換網絡可用的部分或全部控制功能。
在示例性的實施方式中，LAN接口 116可包括有線LAN接口 、 無線LAN(WLAN)接口 、或者兩者皆有。LAN接口 116可包括用於根 據有線LAN協議與有線用戶設備108交換信號的接口埠(未示出)。 適合的有線LAN協議的實施例包括乙太網協議。此外，LAN接口 116 內的WLAN接口可包括無線通信數據機(未示出)，該無線通信調 制解調器根據WLAN協議與無線用戶設備106交換無線信號。適合的 WLAN的實施例包4舌無線4妻入點，該無線接入點才艮據IEEE 802.11協議和無線保真(Wireless Fidelity, WiFi)向 一個或多個無線設備提供分組 數據服務。
圖2是根據示例性實施方式的、與WWAN數據機卡進行通 信的方法的流程圖。儘管該方法可通過硬體、軟體和/或固件的任意組 合被執行或者在很多設備中的任意一種中被執行，但是該方法是由 WWAN移動網關102中的控制器118執行的。
在步驟202， WWAN移動網關102識別連接於WWAN設備接口 119的WWAN數據機卡120支持的通信協議。在示例性的實施方 式中，控制器118調用初始化程序，該初始化程序包括查詢消息、響 應和應答並通常被稱為"握手"。在執行了對應於默認通信協議的握手 之後，控制器118發送只由增強通信協議支持的查詢消息。如果從 WWAN數據機卡120處接收到充分的響應，那麼確定出WWAN 數據機卡120支持該增強通信協議。如上所述，可使用其它兒個 技術中的任意 一種來確定WWAN數據機卡120支持的通信協議。
在步驟204，WWAN移動網關102判斷WWAN數據機卡120 是否支持該增強的通信協議。如果WWAN數據機卡120支持該 增強的通信協議，那麼該方法進入步驟208。否則，該方法則進入步 驟206。
在步驟206，控制器執行默認通信協議以與WWAN數據機卡 120進行通信。在示例性的實施方式中，標準通信協議由多個WWAN 數據機卡支持並且是默認的通信協議。因此，控制器118繼續執 行默認代碼以通過使用默認通信協議進行通信。
在步驟208，控制器118執行增強協議代碼。在示例性的實施方 式中，從存儲器123獲取與由WWAN數據機卡120支持的增強 通信協議相對應的增強協議代碼，並將其加載到控制器118中以用於 執行。可使用其它技術執行增強協議代碼。例如，可使用子程序促進 由增強性質的WWAN數據機卡120提供的增強性質。當增強協 議代碼被執行時，除了一組默認功能之外，增強性質的WWAN調製 解調器卡120還允許至少一個增強的功能。
儘管上面的實施例針對單一的標準通信協議和單一的增強通信協議，但是可使用任意數量的增強協議。因此，移動網關可確定連接的 數據機卡支持多個增強通信協議中的哪一個協議。移動網關訪問 相應的協議代碼以通過特定的增強通信協議進行通信。
顯然，根據以上教導，本發明的其它實施方式和修改對本領域相 關技術人員將是顯而易見的。上面的描述是示例性的而非限制性的。 本發明只受所附權利要求的限制，當結合以上詳細說明和附圖時，權 利要求包括所有的實施方式和修改。因此，本發明的範圍不應該參照 以上詳細說明被確定，而應該是參照所附的權利要求及其等同的整個 範圍確定。
權利要求
1.一種無線廣域網(WWAN)移動網關，其包括區域網(LAN)接口，其被配置為與至少一個用戶設備交換數據；無線廣域網(WWAN)設備接口，其被配置為連接於多個WWAN數據機卡中的一個WWAN數據機卡，所述多個WWAN數據機卡中的每一個均被配置為通過通信協議與所述WWAN設備接口進行通信，所述多個WWAN數據機卡中的每一個均包括WWAN收發器，所述WWAN收發器被配置為與WWAN通信系統交換WWAN信號；和控制器，其被配置為執行從多個所述通信協議中的選定通信協議以通過所述WWAN設備接口與所述WWAN數據機卡進行通信。
2. 根據權利要求1所述的WWAN移動網關，其中所述控制器被進一步配置為根據通過所述WWAN設備接口接收到的消息確定所述選定通信協議。
3. 根據權利要求2所述的WWAN移動網關，其中所述消息通過連接的WWAN數據機卡被發射，以作為對通過所述WWAN設備接口發送的查詢消息的響應。
4. 根據權利要求1所述的WWAN移動網關，其中所述多個通信協議包括默認通信協議和增強的通信協議，所述默認通信協議允許所述多個WWAN數據機卡執行一組默認功能，所述增強的通信協議允許所述多個WWAN數據機卡中的增強性質的WWAN數據機卡除了執行所述一組默認功能之外還執行至少 一個增強功能。
5. 根據權利要求4所述的WWAN移動網關，其中所述一組默認功能包括通過所述WWAN設備接口交換默認信息，並且所述至少一個增強功能包括通過所述WWAN設備接口交換附加信息，所述附加信息是所述默認信息之外的信息。
6. 根據權利要求5所述的WWAN移動網關，其中所述附加信息選自WWAN信號功率電平、WWAN接收的信號強度、網絡類型、設備診斷信息、網絡診斷信息以及上述信息的任意適當組合。
7. 根據權利要求4所述的WWAN移動網關，其中所述至少一個增強功能包括根據在所述增強功能的WWAN數據機卡處接收到的短消息服務(SMS)消息向所述控制器提供控制信號。
8. 根據權利要求4所述的WWAN移動網關，其進一步包括存儲設備，其被配置為存儲用於執行所述增強通信協議的增強協議代碼。
9. 一種在WWAN移動網關處執行的、用於與無線廣域網(WWAN)數據機卡進行通信的方法，所述方法包括確定被連接到所述WWAN移動網關的WWAN數據機卡支持增強通信協議；和使用所述增強通信協議與所述WWAN數據機卡進行通信。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中所述使用增強協議除了允許由默認通信協議支持的一組默認功能之外，還允許至少一個增強功
11. 根據權利要求IO所述的方法，其中所述確定包括向所述WWAN數據機卡發送查詢消息；和如果從所述WWAN數據機卡接收到所述查詢消息的響應消4 ，則確定所述WWAN數據機卡支持所述增強通信協議。
12. 根據權利要求IO所述的方法，其中所述默認通信協議允許多個WWAN數據機卡執行一組默認功能，並且所述增強通信協議允許所述多個WWAN數據機卡中的增強性質的WWAN數據機卡除了執行所述一組默認功能之外，還能執行至少一個增強功能。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中所述一組默認功能包括通過淨皮連接到所述WWAN數據機卡的所述WWAN移動網關的WWAN設備接口交換默認信息，並且所述至少一個增強功能包括通過所述WWAN設備接口交換附加信息，所述附加信息是所述默認信息之外的信息。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中所述附加信息選自WWAN信號功率電平、WWAN接收的信號強度、網絡類型、設備診斷信息、網絡診斷信息以及上述信息的任意適當組合。
15. 根據權利要求12所述的方法，其中所述至少一個增強功能包括根據在所述增強功能的WWAN數據機卡處接收到的短消息服務(SMS)消息向所述控制器提供控制信號。
16. 根據權利要求9所述的方法，其進一步包括從存儲器中取出對應於所述增強通信協議的增強協議代碼；將所述增強協議代碼加載到控制器中；和執行所述增強協議代碼。
全文摘要
無線廣域網「WWAN」移動網關(102)被配置為執行從多個通信協議中選擇出的通信協議，以通過WWAN設備接口(119)與連接的WWAN數據機卡(120)進行通信。連接的WWAN數據機卡(120)是多個WWAN數據機卡中的一個，其中每個WWAN數據機卡均被配置為通過使用多個通信協議中的一個進行通信，並且均包括用於與WWAN通信系統(104)交換WWAN信號的WWAN收發器(124、126)。無線用戶設備(106)或有線用戶設備(108)經由WWAN移動網關(102)與WWAN通信系統(104)進行通信。
文檔編號H04W88/16GK101554018SQ200780043253
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月9日 優先權日2006年11月22日
發明者亞奧基亞·桑德, 松尾康太郎, 羅密歐·埃爾南德斯·羅德裡格斯, 麥可·D·詹森 申請人:京瓷無線公司