無線網關的製作方法
2023-04-29 07:04:06
專利名稱：無線網關的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線網關。
背景技術：
一個典型的無線路由器或網關在兩個網絡之間或在一個網絡中的兩個網段之間提供接口。無線路由器典型地包括一個無線接口(諸如無線LAN或WAN接口)和一個或多個有線接口(諸如乙太網接口)。在這樣的一種情況下，無線路由器確定將通過接口之一接收的信息向何處發送，例如，將通過有線接口接收的信息發送到可通過無線接口訪問的無線網絡中的目的地。路由器任一側的系統可使用由路由器提供的連接來彼此通信。通過無線路由器進行通信的系統使用兼容的應用程式。無線路由器對路由信息進行控制，但是通常並不為不兼容的應用程式提供數據轉換。
發明內容
本發明提供用於實現支持一個或多個服務接口的網關的方法和設備。在一種實施方式中，一個無線網關包括本地網絡接口；無線接口；控制器，其連接到所述本地網絡接口並連接到所述無線接口；以及一個或多個服務接口，其連接到所述本地網絡接口並連接到所述無線接口；其中，每一個服務接口在兩種服務之間提供數據轉換。
在另一實施方式中，一種使用網關進行網絡通信的方法包括通過網關的第一接口從客戶端接收開啟網絡會話的會話請求，其中，所述會話請求指示通信服務；選擇與所述通信服務匹配的網絡服務；以及通過第二接口將服務請求發送到網絡伺服器，其中，所述網絡伺服器支持所述選擇的網絡服務；其中，所述選擇的網絡服務具有對應的服務接口，該服務接口在所述選擇的網絡服務和所述通信服務之間提供數據轉換。
圖1示出了包括無線網關的一種實施方式的網絡配置的一個示例。
圖2示出了在通過無線網關的通信中使用的接口和協議棧的表示。
圖3示出了無線網關的一種實施方式的框圖。
圖4示出了在客戶端和網絡服務之間建立會話的流程圖。
圖5示出了在圖4的流程圖中所示的處理的交互功能流程圖。
具體實施例方式
本發明提供實現支持一個或多個服務接口的網關的方法和設備。在一種實施方式中，無線網關包括兩個或多個網絡接口和一個或多個服務接口。無線網關為連接到網絡接口的裝置建立連接。無線網關選擇並使用服務接口，以支持在各個裝置上運行的應用程式之間的通信。
在一種實施方式的一個示例中，無線網關通過網絡電纜連接到臺式計算機。無線網關包括天線和無線接口以支持與無線網絡的通信。計算機用戶啟動VoIP(Voice over IP)應用程式以通過無線網絡向接收者發出語音呼叫。該計算機將開啟VoIP會話的請求傳遞給無線網關。無線網關確定可用的網絡服務並且選擇優選的網絡服務。在此示例中，無線網關確定用於電路交換語音呼叫的服務和發送SIP呼叫的電路交換數據呼叫的服務二者均可用，並且選擇電路交換語音呼叫服務以節約成本。無線網關選擇用於該計算機上的VoIP應用程式和無線網絡的電路交換語音呼叫服務之間的協議轉換的服務接口。無線網關開啟與無線網絡的連接，並且使用電路交換語音呼叫服務通過無線網絡開啟到接收者的連接。一旦該連接被開啟，則計算機上的VoIP應用程式和接收者能夠通過無線網關通信。無線網關所選擇的服務接口提供協議轉換和代碼轉換，以支持在會話的兩個參與者之間發送數據(例如，使用諸如G.729和蜂窩電話聲碼器等的聲碼器以適用於選擇的服務接口)。
以此方式，計算機和接收者在不使用相同的通信應用程式或協議的情況下可通過無線網關通信。無線網關的服務接口提供轉換。
圖1示出包括無線網關105的一種實施方式的網絡配置的一個示例。無線網關105包括無線網絡接口和有線LAN接口。在一種實施方式中，該無線接口支持諸如CDMA等的蜂窩電話空中接口，並且該LAN接口支持乙太網。諸如可攜式計算機等的客戶端110通過諸如網絡電纜等連接到無線網關105的LAN接口。在另一實施方式中，用戶終端是諸如RJ-45寬帶VoIP電話終端等的專用網絡裝置。無線網關105可通過連接到網絡115的無線基站(圖1中未示出)訪問諸如網際網路等的網絡115。伺服器120連接到網絡115上。伺服器120提供諸如通信或電子郵件等的網絡服務。網絡115還連接到PSTN(公用交換電話網)。客戶端110可通過由網關105提供的與網絡115的連接訪問伺服器120或PSTN。在其它實施方式中，無線網關105還可訪問不同的網絡(例如，無線蜂窩網絡或公司內部網)，並且向客戶端110提供對連接到那些網絡的其它資源的訪問。
圖2示出了在通過無線網關的通信中使用的接口和協議棧的表示。對於網絡服務205，協議棧包括應用層、中間件層以及物理接口層(例如，在OSI協議棧中)。公用網絡接口210由諸如CDMA、Wi-Fi(例如，IEEE 802.11b)、或WiMAX(例如，IEEE 802.16)的無線空中接口提供。對於網關215，協議棧包括網關服務和路由或業務信道轉發。LAN接口220由諸如電纜和乙太網或ATM等的LAN連接和協議提供。對於用戶終端225，協議棧包括應用層、中間件層以及物理接口層。
在通過網關215開啟用戶終端225和網絡服務205之間的會話之後，用戶終端225和網絡服務205通過網關215向彼此發送數據。在將數據從用戶終端225發送到網絡服務205時，用戶終端225使用應用層以產生用於發送的數據。用戶終端225使用中間件層準備用於發送的數據(例如，使用用於尋址和分包的TCP/IP)。用戶終端225使用物理接口層將數據發送到LAN接口220。LAN接口220將數據傳遞到網關215。
網關215使用路由層確定被接收的數據的接收者。網關215使用網關服務層根據確定的接收者和匹配協議處理數據。例如，當用戶終端225的應用層不匹配用於所期望的接收者的網絡服務205的應用層(如當開啟會話時所建立的)時，網關215使用網關服務層的服務接口將數據從一個協議或格式轉換到另一協議或格式。網關205再次使用路由層準備用於共用網絡接口210的數據，其後將數據發送到共用網絡接口210。共用網絡接口210將數據傳遞到網絡服務205。
網絡服務205使用物理接口層從物理網絡接口210接收數據。網絡服務205使用中間件層訪問數據(例如，使用TCP/IP將數據解包)。網絡服務205使用應用層處理接收的數據。在一種實施方式中，網絡服務205將數據傳遞到接收者(諸如網絡服務205的客戶終端)。在另一實施方式中，網絡服務205將由中間件處理的數據提供給包括應用層的客戶終端。
網絡服務205、網關215、和用戶終端225使用相似的處理(以相反的順序)將數據從網絡服務205發送到用戶終端225。
圖3示出了諸如圖1中所示的網關105的無線網關300的一種實施方式的框圖。網關300包括控制器305和連接的存儲器310。控制器305控制網關300的操作。網關300包括連接到控制器305的諸如小鍵盤或輸入按鈕等的用戶接口315，和諸如狀態燈等的顯示或可視指示器。網關300包括諸如電池或與電源連接的電源320和外部電源。為了清楚起見，控制器305、存儲器310、用戶接口315、和電源320彼此之間的連接和網關300的其它組件從圖3中省略。
網關300包括RJ-45連接325和LAN接口330，以支持本地有線連接。RJ-45連接325和LAN接口330被配置以支持網關300的LAN連接。LAN接口330以與在路由器或網關中的典型LAN接口類似的方式工作。為了發送信號，LAN接口340將信號提供給RJ-45連接325。如下所述，為了接收信號，RJ-45連接325將從LAN連接接收的信號提供給LAN接口330，並且進而提供到服務接口。
網關300包括天線335和無線接口340，以支持無線連接。天線335和無線接口340被配置以支持無線連接的空中接口。無線接口340對通過諸如CDMA接口等的無線空中接口發送和接收信號提供支持。在一種實施方式中，無線接口是控制器的硬體子系統，或者是網關300的分離的子系統或組件。在一種實施方式中，無線接口340是典型的支持空中接口的射頻接口，並且包括射頻(RF)組件、雙工器、低噪放大器(LNA)、帶通濾波器(BPF)、隔離器以及功率放大器。無線接口340以與支持無線接口340的空中接口的無線路由器、送受話器、或終端中的典型射頻接口類似的方式工作。為了發送信號，無線接口340將調製的信號提供給天線335。如下所述，為了接收信號，天線335將從無線連接接收的信號提供給無線接口340，並且進而提供到服務接口。
在其它實施方式中，不同的本地連接和接口可被提供以支持不同類型或不同數量的連接(例如，RJ-11連接、IEEE 802.3連接、10/100基於T的乙太網連接)。類似地，可提供不同的或附加的無線接口(例如，其它蜂窩電話網絡接口、PCS、或無線電話或數據網絡接口)。
網關300包括一個或多個服務接口345的類集，以便於通過LAN和無線連接進行通信。在一種實施方式中，服務接口345被實現為一個或多個接口組件。在另一實施方式中，服務接口345被包括在控制器305中(例如，作為軟體組件)。LAN接口330、無線接口340以及服務接口345通過諸如公共總線相互連接。
在圖3中，網關300提供三個服務接口，包括LAN VoIP到WAN電路服務接口350(例如，語音呼叫、G3傳真)、LAN VoIP到WAN包服務接口355(例如，LAN VoIP包中繼、VoIP協議轉換)以及LAN PPP到WAN路由服務接口360(包括對諸如VPN等的附加服務選項支持)。在其它實施方式中，可提供不同的服務接口。在圖3中，由網關300提供的三個服務接口由服務接口部分345中的圓框代表。
如上所述，服務接口提供兩種服務之間的協議轉換和代碼轉換。不同平臺上的類似數據服務可以以不同方式操作。例如，當LAN VoIP服務和WAN電路交換服務二者都可工作以提供無線通信時，這些服務以不同方式工作。LAN VoIP到WAN電路服務接口350在LAN VoIP服務和WAN電路交換服務之間提供兼容性。使用該服務接口，連接到無線網關300的用戶終端可與可通過網關300的無線接口訪問的WAN電路交換服務交互。獨立服務使用網關300的服務接口來通信。
在一個例子中，本地終端支持SIP語音呼叫(會話初始化協議)服務和H.323語音呼叫服務。用於可通過無線連接使用的語音呼叫的網絡服務包括電路交換語音呼叫服務、傳輸SIP呼叫服務的電路交換數據呼叫、傳輸H.323呼叫服務的電路交換數據呼叫、使用SIP呼叫服務的包交換數據訪問、和使用H.323呼叫服務的包交換數據訪問。提供支持全部服務之間的通信的服務接口的無線網關(包括用於這些語音服務的各種組合的服務接口)，包括SIP語音到電路交換語音服務接口、SIP語音到電路交換數據傳輸SIP服務等。另外，無線網關為這些組合的子集提供服務接口。
在另一實施方式中，本地終端和網關支持語音服務之外的一種或多種服務，諸如電子郵件服務。例如，本地終端支持POP/SMTP電子郵件客戶端服務。網絡服務包括網際網路POP/SMTP電子郵件伺服器、蜂窩電話網絡SMS服務(短消息服務)以及基於WAP瀏覽器的web郵件伺服器。網關為本地終端和網絡服務之間的一些或全部服務的組合提供服務接口。
圖4和5示出在支持客戶端和網絡服務之間的通信時無線網關的一種實施方式的操作。圖4示出了在客戶端和網絡服務之間建立會話的流程圖400。圖5示出了圖4的流程圖400中示出的處理的交互功能流程圖500。
最初，客戶端或用戶終端(例如，計算機系統或VoIP終端)被連接到諸如圖3中示出的無線網關300的無線網關上。無線網關監控與用於請求的客戶端的連接。客戶端提供諸如SIP語音呼叫服務等的一種或多種數據服務。網絡提供諸如電路交換語音呼叫服務等的一種或多種網絡服務(直接或間接)。無線網關包括天線和無線接口，以通過無線連接訪問網絡。無線網關監控網絡以跟蹤可用的網絡服務並傳輸服務選項。無線網關包括一個或多個服務接口，至少一個服務接口在客戶端的數據服務和可用的網絡服務之一之間提供接口。
在方框405中，客戶端將會話請求發送到無線網關。客戶端產生會話請求以請求用於特殊應用程式或數據服務的通信會話的初始化。會話請求指示選擇的應用程式或數據服務。在一個例子中，會話請求表示建立SIP語音呼叫的請求。
在方框410中，無線網關確定匹配網絡服務。無線網關將接收的會話請求解碼並且確定由會話請求指示的應用程式。無線網關諸如通過從網絡接收的狀態信息等確定哪種網絡服務是可用的。在一種實施方式中，無線網關保存由網絡提供的網絡服務的表格和各種網絡服務的當前狀態。如果多種網絡服務是可用的，則無線網關使用選擇參數來選擇諸如網關的服務質量、成本、可靠性、用戶的首選設置、或者客戶端或網絡服務提供的首選項等的網絡服務。無線網關選擇與會話請求的應用程式和選擇的網絡服務對應的服務接口。例如，無線網關確定語音電路交換呼叫服務是可通過網絡使用的，然後選擇選擇語音SIP到語音電路交換呼叫服務接口。在一種實施方式中，如果應用程式與可用的網絡服務匹配並且服務接口是不必要的(例如，協議相同)，則無線網關在沒有轉換的情況下轉發用於通信的數據。
在方框415，無線網關將服務請求發送到網絡。服務請求表示選擇的網絡服務，並且從服務提供者請求網絡服務的初始化。在一種實施方式中，由於服務請求並不指示用於會話請求的用戶終端的應用程式，因此不將與網絡服務通信的應用程式通知網絡服務提供者。類似地，在一種實施方式中，無線網關未對用戶終端指示特定的網絡服務。無線網關通過天線和無線接口將服務請求發送到網絡。
在方框420中，在接收到將提供網絡服務的確認之後，無線網關在客戶端和網絡服務之間建立連接。網絡服務將確認連同建立連接與開啟指示的會話所需的任何連接信息或會話信息發送到無線網關。無線網關建立到網絡的連接。無線網關通過諸如激活所選擇服務接口的解碼組件來準備通過該連接的通信。無線網關將會話確認發送到客戶端，以指示網絡服務已經接受初始化請求並且通知客戶端由網絡服務和無線網關建立的網絡連接和會話信息。客戶端開始應用程式中的通信會話或客戶端的數據服務。
在方框425中，一旦會話開始，則無線網關提供數據的轉換和代碼的轉換，以在客戶端和網絡服務之間通信。在一種實施方式中，無線網關使用選擇的服務接口適當地提供對控制協議的轉換、對業務(有效負載)數據編碼的轉換、對這二者的轉換或不對任何一個進行轉換。對於從客戶端接收的將被發送給網絡服務的數據，無線網關使用選擇的服務接口對數據進行代碼轉換並且將數據從客戶端的應用程式的協議轉換到網絡服務的協議。類似地，對於從網絡服務接收的將被傳輸到客戶端的數據，無線電纜使用選擇的服務接口進行代碼轉換並且從網絡服務的協議向客戶端的應用程式的協議進行協議轉換。
本發明的各種實施方式以電子硬體、計算機軟體、或這些技術的組合來實現。一些實施方式包括由可編程處理器或計算機執行的一個或多個電腦程式。例如，參照圖1，在一種實施方式中，網關105包括一個或多個可編程處理器。通常，每一個計算機包括一個或多個處理器、一個或多個數據存儲組件(例如，易失性和非易失性存儲器模塊和永久光和磁存儲裝置，諸如硬碟驅動器和軟盤驅動器、CD-ROM驅動器以及磁帶驅動器等)、一個或多個輸入裝置(例如，滑鼠和鍵盤)，以及一個或多個輸出裝置(例如，顯示控制臺和印表機)。
電腦程式包括可執行代碼，其通常存儲在永久存儲介質上，其後在運行時複製到內存中。處理器通過以規定順序從內存中檢索程序指令來執行代碼。當執行程序代碼時，計算機從輸入和/或存儲裝置接收數據，對該數據執行操作，其後將得出的數據傳遞到輸出和/或存儲裝置中。
雖然，已描述了本發明的各種示例性實施例。然而，本領域的普通技術人員將會看到其它實施方式也是可能的，並且在本發明的範圍之內。例如，儘管上述描述關注於使用語音呼叫服務的實施方式，但是網關還可支持其它服務，諸如電子郵件應用程式、web瀏覽器、或媒體播放器等。在另一替換實施方式中，網關不包括廣域無線接口，但是包括本地或個人無線接口(例如，Wi-Fi、藍牙、UWB等)，或者網關不包括射頻接口。
因此，本發明不僅僅限於上述的那些實施方式。
權利要求
1.一種無線網關，包括本地網絡接口；無線接口；控制器，其連接到所述本地網絡接口並連接到所述無線接口上；以及一個或多個服務接口，其連接到所述本地網絡接口並連接到所述無線接口上；其中，每一個服務接口在兩種服務之間提供數據轉換。
2.如權利要求1所述的無線網關，其中所述控制器選擇一個服務接口，所述這個服務接口用於在與通過所述本地網絡接口接收到的數據對應的第一服務和與通過所述無線接口接收到的數據對應的第二服務之間進行通信，並且所述選擇的服務接口在所述第一服務和所述第二服務之間提供數據轉換。
3.如權利要求2所述的無線網關，其中所述選擇的服務接口在所述第一服務和所述第二服務之間提供對數據的代碼轉換。
4.如權利要求2所述的無線網關，其中所述選擇的服務接口在所述第一服務和所述第二服務之間提供協議轉換。
5.如權利要求1所述的無線網關，其中所述控制器在所述本地網絡接口和所述無線接口之間提供對數據的路由選擇。
6.如權利要求1所述的無線網關，其中所述本地網絡接口支持乙太網連接。
7.如權利要求1所述的無線網關，其中所述無線接口支持CDMA連接。
8.如權利要求1所述的無線網關，其中所述無線接口支持Wi-Fi連接。
9.如權利要求1所述的無線網關，其中所述無線接口支持藍牙連接。
10.一種使用網關進行網絡通信的方法，包括通過網關的第一接口從客戶端接收開啟網絡會話的會話請求，其中，所述會話請求指示通信服務；選擇與所述通信服務匹配的網絡服務；以及通過第二接口將服務請求發送到網絡伺服器中，其中，所述網絡伺服器支持所述選擇的網絡服務；其中，所述選擇的網絡服務具有對應的服務接口，所述服務接口在所述選擇的網絡服務和所述通信服務之間提供數據轉換。
11.如權利要求10所述的方法，進一步包括在所述第一接口和所述第二接口之間建立用於通信的連接；以及通過所述建立的連接發送數據。
12.如權利要求11所述的方法，進一步包括使用所述服務接口對要通過所述連接而發送的數據進行代碼轉換。
13.如權利要求11所述的方法，進一步包括使用所述服務接口對要通過所述連接發送的數據執行協議轉換。
14.如權利要求10所述的方法，其中所述通信服務和所述網絡服務不是直接兼容的。
15.如權利要求10所述的方法，其中所述第一接口是支持LAN連接的LAN接口。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述LAN接口支持乙太網連接。
17.如權利要求10所述的方法，其中所述第二接口是支持無線連接的無線接口。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述無線接口支持CDMA連接。
19.如權利要求17所述的方法，其中所述無線接口支持Wi-Fi連接。
20.如權利要求17所述的方法，其中所述無線接口支持藍牙連接。
21.一種使用網關進行網絡通信的系統，包括通過網關的第一接口從客戶端接收開啟網絡會話的會話請求的裝置，其中，所述會話請求指示通信服務；選擇與所述通信服務匹配的網絡服務的裝置；以及通過第二接口將服務請求發送到網絡伺服器的裝置，其中，所述網絡伺服器支持所述選擇的網絡服務；服務接口與所述選擇的網絡服務對應，所述服務接口在所述選擇的網絡服務和所述通信服務之間提供數據轉換。
22.如權利要求21所述的系統，進一步包括在所述第一接口和所述第二接口之間建立用於通信的連接的裝置；以及通過所述建立的連接發送數據的裝置。
23.如權利要求22所述的系統，進一步包括使用所述服務接口對要通過所述連接而發送的數據進行代碼轉換的裝置。
24.如權利要求22所述的系統，進一步包括使用所述服務接口對要通過所述連接而發送的數據執行協議轉換的裝置。
25.一種存儲在有形存儲介質上的電腦程式，其用在使用網關的網絡通信中，所述程序包括可執行指令，所述可執行指令使計算機執行如下操作通過網關的第一接口處理來自客戶端的開啟網絡會話的會話請求，其中，所述會話請求指示通信服務；選擇與所述通信服務匹配的網絡服務；以及通過第二接口將服務請求發送到網絡伺服器，其中，所述網絡伺服器支持所述選擇的網絡服務；其中，所述選擇的網絡服務具有對應的服務接口，所述服務接口在所述選擇的網絡服務和所述通信服務之間提供數據轉換。
全文摘要
實現支持一個或多個服務接口(345)的網關(105)的方法和設備。在一種實施方式中，無線網關包括本地網絡接口(330)；無線接口(340)；控制器(305)，其連接到所述本地網絡接口並且連接到所述無線接口；以及一個或多個服務接口，其連接到所述本地網絡接口並且連接到所述無線接口；其中，每一個服務接口在兩種服務之間提供數據轉換。
文檔編號H04B7/185GK1762128SQ200480007659
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月22日 優先權日2003年3月21日
發明者金德山, 白井和弘, 幸衛聰, 克雷格·M·哈高普蘭 申請人:愛捷特公司