交換無線網絡的多埠接口的製作方法
2024-01-23 23:23:15
專利名稱：交換無線網絡的多埠接口的製作方法
背景技術：
本發明一般涉及無線網絡，尤其涉及交換無線網絡的多埠接口。
無線區域網(WLAN)是一種靈活的數據通信系統，它能夠替換或者擴展有線LAN以提供附加功能。傳統的有線區域網(LAN)通過電纜或電線從一臺設備向另一臺設備發送數據分組。無線區域網(WLAN)改為依靠無線電波來傳送數據。數據通過一種稱為調製的過程而被疊加在無線電波上，而該載波由此取代電線而起到傳輸介質的作用。
但是，WLAN技術的重要性不僅僅是不使用電線。WLAN技術的出現開創了網絡基礎結構的全新定義。基礎結構不再必須是固體和固定的、難以移動的、並且改變起來代價高昂的。相反，它能夠隨用戶移動，並且能和組織一樣快地改變。例如，業務人員可在公司場地各處移動時保持連接，從而接入有線網絡的資源。
分析家已將無線區域網技術定為計算行業中成長最快的部分之一。WLAN在各種縱向和橫向的應用(例如，零售、製造、後勤、保健、教育、營業廳等)中使用。有幾種無線網絡標準已經普及，包括由電氣和電子工程協會(IEEE)所批准的802.11x標準等。示例性的IEEE 802.11x標準包括802.11、802.11a、802.11b(也稱為Wi-Fi)以及802.11g。
WLAN能以數種方式來配置，包括使用集中式無線交換機來支持與一個或多個接入埠的通信等。通過使用無線交換機，就可在交換機級統一網絡接入、安全、策略管理以及服務質量(QoS)等特徵。因為無線交換機在支持現有和將來的無線技術方面的可調節性和靈活性，所以在WLAN中部署無線交換機還可降低網絡基礎結構的總成本。
但是，儘管交換WLAN系統有這些優點，但是仍然有至少一個缺點，即這些系統中沒有高效的方法能讓網絡管理員監視這些無線網絡的性能或是檢測無線話務中的異常。監視無線網絡的一種方法是在覆蓋區域各處安裝無線傳感器，並從大氣中監聽數據話務。但是，以此方法捕捉到的話務通常是加密的形式，因此不能被容易地解碼。另一種方法是監視傳入或傳出無線交換機的有線話務。但是，這一監視數據的機制不能提供所需的關於話務的無線信息。
一些有線網絡系統可包括被實現在例如網絡交換機裡的鏡像埠。通過鏡像埠，管理員可觀察流入和流出該網絡交換機的數個不同埠中的一個的數據。通常，在任何給定的時間，鏡像埠僅允許管理員監視數個埠中的一個埠。為監視一個不同的埠，管理員首先要在切換到下一個埠之前停止監視當前埠，因此管理員要在任何給定時間監視多個埠是很不方便的。
發明公開內容在本發明的一個實施例中，提供了一種方法。該方法包括使用無線控制器來接收從適用於與多個移動終端通信的一個或多個無線發送器發來的數據，接收與從這一個或多個無線發送器接收的數據的至少一部分相關聯的描述信息，並將所接收的數據和相關聯的描述信息提供給與該無線控制器相關聯的埠接口。
在本發明的另一個實施例中，提供一種可在交換無線網絡中使用的具有多埠接口的無線交換機。該無線交換機包括接口以及通信地耦合到該接口的控制器。該控制器適用於接收從多個接入埠發來的具有相關聯的描述信息的數據，並將所接收的數據中的至少一部分以及相關聯的描述信息提供給與該無線交換機相關聯的埠接口。
在本發明的又一個實施例中，提供了一種系統。該系統包括多個移動終端和一個無線交換機。該無線交換機適用於接收從這多個移動終端發來的具有相關聯的描述信息的數據，並將所接收的數據中的至少一部分以及相關聯的描述信息提供給與該無線交換機相關聯的埠接口。
附圖簡述通過結合附圖參考以下描述可理解本發明，附圖中相同的參考標號標識相似的元件，其中
圖1是根據本發明的一個實施例，包括無線小區控制器、與該無線小區控制器相關聯的接口、以及多個接入埠的通信系統的框圖；以及圖2是根據本發明的一個實施例的無線小區控制器和相關聯的接口的框圖。
儘管本發明可以有各種修改和變更形式，但是在附圖中作為示例示出、並在本說明書中詳細描述了本發明的具體實施例。但是，應當理解，本文中對具體實施例的描述並不旨在將本發明限定於所公開的特定形式，相反，目的是旨在覆蓋落入如所附權利要求書所定義的本發明的精神實質和範圍內的所有修改方案、等效方案和變更方案。
實現本發明的最佳模式以下描述本發明的示意性實施例。為清楚起見，在此說明書中並非對實際實現的所有特徵都進行描述。當然應當理解，在任何此類實際實施例的開發中，必須作出許多特別針對實現的決策才能達到開發者的特定目的，諸如符合系統相關和業務相關的約束等，而這會在不同的實現之間有所不同。此外，應當理解，這一開發工作可能是複雜和耗時的，但對於受益於此公開內容的本領域普通技術人員而言不過是例行任務。
本文中所使用的詞語和短語應被理解和解釋為與相關領域技術人員對那些詞語和短語的理解具有一致的意思。本文中對這些詞語和短語一致的使用並不旨在意味該詞語或短語的任何特殊定義，即與本領域技術人員所理解的普通和習慣的意思不同的定義。就旨在使術語或短語具有特殊意思，即與本領域技術人員所理解的不同的意思的方面而言，則將在本說明書中以確定的方式，即直接和無歧義地提供該術語或短語的特殊定義的方式來明確地闡述這一特殊定義。
現在參考圖1，示出根據本發明的一個實施例的交換無線通信系統100。通信系統100包括允許移動終端105通過數據網絡108與彼此或與其它設備通信的一個或多個組件。移動終端105可使用任何合適的通信協議來與其它設備通信，這些協議包括，但不限於，IEEE 802.11x標準，諸如802.11a標準、802.11b標準以及802.11g標準等所定義的協議。
為說明方便起見，圖中描繪了三個移動終端105，儘管應當理解，在替換實施例中，系統100可包括更多或更少的移動終端105。移動終端105可採取各種設備的形式，包括但不限於，膝上型計算機、蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、數字尋呼機以及無線卡。
數據網絡可以是專用網絡或諸如網際網路等公用網絡。如本文中所使用的，「網絡」可指一個或多個通信網絡、信道、鏈路或路徑、以及用來通過此類網絡、信道、鏈路或路徑來路由數據的系統或設備(諸如路由器等)。
通信系統100包括通過網絡基礎結構130通信地耦合到無線小區控制器(WCC)120的一個或多個無線接入埠110。所示的實施例中的無線小區控制器120是無線交換機，其一個示例可以是Symbol Technologies公司(以下稱為「SymbolTechnologies」)提供的WS5000型無線交換機等。WCC 120可使用包括IEEE 802.3協議在內的各種網絡協議中的任何一種來與耦合到網絡108的設備通信。接入埠110的例子可以是Symbol Technologies所提供的AP100或AP200型。在其它實施例中，可使用包括例如接入點在內的任何合適類型的無線收發器來取代接入埠110(或與其聯合使用)。
在圖1所示的實施例中，網絡基礎結構130可以採用網絡集線器或交換機的形式(諸如乙太網集線器或交換機)。在一個實施例中，網絡基礎結構130可包括一個或多個網絡路由器(未示出)。
儘管本發明並不受此限定，但在所示的實施例中，WCC 120和/或接入埠110可提供一個或多個媒體訪問控制(MAC)層功能，包括但不限於，關聯管理、服務質量、漫遊、自組織(ad hoc)模式、授權、緩衝管理、以及安裝/配置、循環冗餘校驗、信道接入、超時/重發、分組確認、報頭處理、速率控制、信標處理、以及物理層接口等。還可執行分段/重組和加密功能。
接下來描述通信系統100內數據分組的一般流動。在上遊方向(即，從接入埠110到WCC 120)，接入埠110從移動終端105接收(經加密的)數據分組，並將所接收的數據分組轉發給WCC 120。在一個實施例中，接入埠110還向WCC 120提供與數據分組相關聯的描述信息，其中描述信息可包括諸如時間戳、相對信號強度指數、信號質量以及信道信息等信息。在一個實施例中，接入埠110將描述信息隨來自移動終端105的數據封裝在一起，隨後向WCC 120發送經封裝的數據。在一個替換實施例中，WCC 120可代替接入埠110來執行封裝特徵。接入埠110所提供的描述信息的類型在各個實現之間可能有所不同，因此在一些實施例中，可將另外的、不同的或較少的描述信息與數據分組封裝在一起。
一接收到所發送的數據信息以及任何相關聯的描述信息，WCC 120即對所接收的數據進行緩衝、語法分析、解密，並將其投送到其預期的目的地(可以是移動終端105或通信地耦合到網絡108的設備)。在反方向上，WCC 120所接收到的要向移動終端105發送的數據被緩衝、格式化並封裝在分組內，並經由網絡基礎結構130提供給接入埠110，後者從經封裝的分組中提取移動單元分組，並將所提取的分組轉發到適當的移動終端105。
圖1的WCC 120包括與之相關聯的埠接口140。圖1的通信系統還包括基於處理器的系統150，在所示的實施例中，該系統150是伺服器150。如將在以下更加詳細地討論的，根據本發明的一個或多個實施例，可使用WCC 120的埠接口140來提供在分析通信系統100的性能時有用的一個或多個特徵。這些特徵可包括，但不限於，檢測無線入侵(即，檢測無線話務中的異常)，監視無線通信系統100的性能，和/或監聽能力。在一個實施例中，這(些)特徵可由與埠接口140相關聯的WCC 120來執行。在一個替換實施例中，可在伺服器150的指導下執行這些特徵中的一個或多個。在這樣一個實施例中，埠接口140可支持命令接口以允許伺服器150與WCC 120通信來執行一些前述的特徵，諸如無線入侵檢測等。在檢測到無線入侵的情況下，伺服器150可經由命令接口來指令WCC 120改變當前通信信道。
應當理解，圖1的通信系統100的配置本質上是示例性的，並且在通信系統100的其它實施例中可使用較少的、另外的或不同的組件。例如，儘管在所示的實施例中，無線小區控制器120通過網絡基礎結構130與接入埠110通信，但是在一個替換實施例中，這些組件可相互相接而無需居間的網絡基礎結構130。又如，在一個實施例中，埠接口140可被集成在無線小區控制器120內。或者，埠接口140的一些或所有部分可在適用於與無線小區控制器120通信的獨立設備中實現。將埠接口140與無線小區控制器120相關聯的方式是設計選擇的問題，因此可能在各實現之間有所不同。類似地，可對所示的通信系統100的配置進行其它改變，而不會偏離本發明的精神實質和範圍。
現在參考圖2，圖中示出了根據本發明的一個實施例的圖1的無線小區控制器120和相關聯的埠接口140的框圖。在圖2所示的實施例中，埠接口140被集成在WCC 120內。
WCC 120包括控制單元205、以及通信地耦合到控制單元205的存儲單元208。控制單元205的例子可以是處理器。所示的WCC 120的實施例還包括用於通過網絡接口220來向接入埠110發送並從其接收數據的模塊210。從接入埠110接收的數據可包括由移動終端105所發送的數據分組、以及與這些數據分組相關聯的描述信息(如以上所討論的)。在所示的實施例中，WCC 120的網絡接口220通信地耦合到網絡基礎結構130(如圖1中所示)。在一個替換實施例中，可使用多個埠來將WCC 120連接到接入埠110而無需居間的網絡基礎結構130。
WCC 120還包括加密/解密模塊225。模塊225對從接入埠110接收的數據解密，並對要發送到接入埠110的數據加密。這擴展了無線安全域，從而保護了從接入埠110到WCC 120的通信。受益於此公開內容的本領域技術人員將會認識到，給定的通信系統中所使用的特定加密和解密算法在各實現之間可能有所不同。
在所示的實施例中，伺服器150(見圖1)可經由埠接口140接入WCC 120以執行各種所需的特徵，包括但不限於，監視無線通信系統100的性能、對所發送和接收的數據的多埠監聽、和/或檢測無線入侵等。伺服器150可以是允許由除交換機製造商以外的其它供應商所提供的多個軟體功能的開放式平臺。以下將描述這些特徵中的每一個。
對於監視能力而言，埠接口140允許位於伺服器150處的管理員查看和分析經由接入埠110發往和發自移動終端105的數據分組(例如，所示例子中的802.11分組等)。與WCC 120相關聯地(或作為其一部分)實現埠接口140是有利的，因為實質上接入埠110所發送的所有數據都通過WCC 120，因此可容易地經由埠接口140來監視。根據本發明的一個實施例，因為WCC 120是多個接入埠110通過其來發送數據的集中式交換機，所以在任何給定時間監視這多個接入埠110所發送的數據是可能的。或者，如果需要的話，可監視來自在WCC 120控制下的所有接入埠110中的一部分的數據。
在本發明的一個實施例中，埠接口140還可允許管理員查看和分析與數據分組相關聯的描述信息。如前文所提及的，描述信息可包括與來自接入埠110的數據分組的發送相關聯的時間戳、相關信號強度指數、信號質量、接入埠標識符、和/或信道信息等。在經封裝的信息通過埠接口140被提供給伺服器150之前，描述信息可與例如802.11數據分組被封裝在一起。可訪問經封裝的信息對於想要評估無線通信系統100的性能或是對通信問題進行故障查找和排除的管理員將是有用的。這是因為與數據分組(例如，802.11分組)相關聯的描述信息給管理員提供了很廣泛的一批信息(例如，數據戳、接入埠標識符、傳輸信道特徵等)來標識通信系統100中有問題的區域。在一個實施例中，如果需要的話，可使用埠接口140來將經封裝的數據「轉儲」或保存到伺服器150的存儲單元(未示出)或另一個設備的存儲單元中。
儘管並不受此限定，但是在一個實施例中，可使用以下的封裝格式元素ID|長度|數據。元素ID欄位可包括諸如時間戳、RSSI、信道號、802.11分組等信息。長度欄位可包括被存儲在數據欄位中的數據的長度。
如前文所提及的，在一個實施例中，埠接口140還可支持數據監聽能力。通過埠接口140，伺服器150可獲得對例如從移動終端105發送到WCC 120的數據的訪問。因為埠接口140是與WCC 120相關聯地(或作為其一部分)實現的，所以伺服器150可使用此埠接口140來訪問經解密的數據。相反，通常在有線網絡集線器中(在網絡基礎結構級)實現的傳統的鏡像埠不能訪問經解密的數據，因為解密是由WCC 120執行的。
在一個實施例中，埠接口140還可包括命令指令模塊250，該模塊允許伺服器150與WCC 120之間的雙向通信。通過模塊250，伺服器150可執行一個或多個所需的任務。例如，響應於確定當前通信信道上有拒絕服務攻擊，伺服器150可指令WCC 120與另一個接入埠110通信。又如，起到遠程無線入侵檢測設備作用的伺服器150可通知WCC 120解除與惡意移動終端105的關聯，或丟棄有害的分組。
此外，在一個實施例中，伺服器150可對經由WCC 120從接入埠110接收的描述信息執行複雜的頻譜分析。這使伺服器150能夠重新配置WCC 120和相應的接入埠110，從而能最優地重新分配頻率信道配額(動態信道分配)或改變天線方向圖以提高無線系統的性能。
在一個實施例中，伺服器150經由埠接口140與WCC 120協商受WCC 120和相關聯的接入埠110支持的一組服務。這使主存不同程度的功能的各類伺服器能被互連，並且使WCC 120能動態配置其自身以向伺服器150提供必要的一組數據和描述信息。來自WCC 120和伺服器150的通信可用使用XML描述的公開發布的標準來封裝，並可描述發現和UDDI(通用描述、發現和集成)。
應當認識到，圖2中僅示出WCC 120經選擇有助於理解本發明的各個實施例的組件，並且在替換實施例中，WCC 120可包括較少的、另外的或不同的組件，而不會偏離本發明的精神和範圍。
總的來說，根據本發明的一個實施例，WCC 120包括提供一個或多個有用特徵的相關聯的埠接口140。例如，在一個實施例中，可使用埠接口140來監視發自和發往WCC 120的數據，其中數據可被實質上實時地監視。在另一個實施例中，埠接口140可支持數據轉存(即，允許用戶將監視到的數據存儲在存儲設備中，該存儲設備可以位於WCC 120內或者位於外部設備中)。在又一個實施例中，埠接口140可響應於從伺服器150接收的命令，以允許管理員指示WCC 120執行所需的任務。例如，伺服器150可指令WCC 120將正在使用的當前通信信道改為不同的信道以改善服務。
除非另外特別聲明，或從本討論中顯而易見，否則諸如「處理」或「計算」或「推算」或「確定」或「顯示」等術語是指計算機系統或類似的電子計算設備的動作和處理，這些電子計算設備操縱被表示為計算機系統的寄存器和存儲器內的物理、電子量的數據，並將其轉換為被類似地表示為計算機系統的存儲器或寄存器或其它此類信息存儲、傳輸或顯示設備內的物理量的其它數據。
本領域技術人員將會認識到，本文中的各個實施例中所示出的各個系統層、例程或模塊可以是可執行控制單元(諸如控制單元205(見圖2))。控制單元205可包括微處理器、微控制器、數位訊號處理器、處理器卡(包括一個或多個微處理器或控制器)、或是其它控制或計算設備。本討論中所涉及的存儲設備208可包括用於存儲數據和指令的一個或多個機器可讀的存儲介質。存儲介質可包括不同形式的存儲器，包括諸如動態或靜態隨機存取存儲器(DRAM或SRAM)、可擦除和可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除和可編程只讀存儲器(EEPROM)和快閃記憶體等半導體存儲器件；諸如固定盤、軟盤、可移動盤等磁碟；包括磁帶在內的其它磁介質；以及諸如光碟(CD)或數字視頻盤(DVD)等光學介質。構成各種系統中的各種軟體層、例程或模塊的指令可被存儲在相應的存儲設備中。當由相應的控制單元205執行時，這些指令使對應的系統執行程序化的動作。
以上所公開的特定實施例僅僅是示意性的，因為能以對受益於本文中的教導的本領域技術人員而言顯而易見的不同但等效的方式來修改和實施本發明。此外，並不視圖對本文中所示出的構造或涉及的具體細節進行任何限定，除非所附權利要求書中有所描述。因此顯然以上所公開的特定實施例可被改變或修改，並且所有這些變更都被視為落在本發明的範圍和精神內。由此，本發明所要求的保護在所附權利要求書中闡述。
權利要求
1.一種方法，包括使用無線控制器接收從適用於與多個移動終端通信的一個或多個無線發送器發來的數據；接收與所述從一個或多個無線發送器接收的數據中的至少一部分相關聯的描述信息；以及將所接收的數據和所述相關聯的描述信息提供給與所述無線控制器相關聯的埠接口。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述提供的動作包括，將所述描述信息與所述數據一起封裝在分組中，並將所述經封裝的分組提供給所述埠接口。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述提供的動作包括，將所述數據和所述相關聯的描述信息提供給所述埠接口，以便於進行以下兩者中的至少一個存儲在遠程設備中以及進一步處理。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，接收所述描述信息包括，接收與所述數據一起封裝在分組中的所述描述信息，其中所述描述信息包括以下兩者中的至少一個與所述數據相關聯的高解析度時間戳以及與所述數據的傳輸相關聯的信道信息，其中所述信道信息包括以下兩者中的至少一個信號質量和相對信號強度指數。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括通過所述埠從遠程單元接收請求，並進一步使所述無線控制器執行響應於所接收的請求的至少一個任務。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述無線發送器包括多個接入埠，並且其中，所述無線控制器通過第一通信信道與所述多個接入埠中的第一接入埠通信，並且其中，響應於接收所述請求，所述無線控制器通過與所述第一信道不同的一個信道與所述第一接入埠通信。
7.一種無線交換機，包括接口；以及通信地耦合到所述接口的控制器，所述控制器適用於接收從多個接入埠發來的數據，其中所述數據具有相關聯的描述信息；以及將所接收的數據中的至少一部分與所述相關聯的描述信息提供給與所述無線交換機相關聯的埠接口。
8.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述控制器適用於將所述描述信息與所述數據一起提供給所述埠接口。
9.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述控制器適用於將所述數據中的至少一部分及所述相關聯的描述信息提供給所述埠接口以便於使用所述遠程設備實質上實時地進行監視。
10.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述控制器還適用於通過所述埠接口從遠程單元接收請求，並且其中，所述控制器適用於使所述無線交換機執行響應於所接收的請求的至少一個任務。
11.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述控制器響應於從遠程設備接收的命令。
12.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述控制器適用於將所述數據及相關聯的描述信息提供給所述埠接口以便於存儲在遠程設備的存儲單元中。
13.如權利要求7所述的無線交換機，其特徵在於，所述描述信息包括以下兩者中的至少一個與所述數據相關聯的時間戳以及與所述數據的傳輸相關聯的信道信息，其中所述信道信息包括以下三者中的至少一個信號質量、要使用的信道號、以及相對信號強度指數。
14.一種系統，包括多個移動終端；無線交換機，所述無線交換機適用於接收從所述多個移動終端發來的數據，其中所述數據具有相關聯的描述信息；以及將所接收的數據中的至少一部分與所述相關聯的描述信息提供給與所述無線交換機相關聯的埠接口。
15.如權利要求14所述的系統，其特徵在於，還包括至少一個接入埠，所述至少一個接入埠適用於從所述移動終端接收所述數據，並還適用於向所述無線交換機發送所述數據。
16.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述無線交換機適用於接收所述數據以及與所述數據相關聯的描述信息。
17.如權利要求14所述的系統，其特徵在於，所述無線交換機提供包括所述數據和所述相關聯的描述信息的經封裝的分組。
18.如權利要求14所述的系統，其特徵在於，所述無線交換機適用於從遠程設備接收命令，並執行響應於所接收的命令的至少一個任務。
19.如權利要求14所述的系統，其特徵在於，所述描述信息包括以下兩者中的至少一個與所述數據相關聯的時間戳、以及與所述數據的傳輸相關聯的信道信息，其中所述信道信息包括以下兩者中的至少一個信號質量和相對信號強度指數。
20.如權利要求14所述的系統，其特徵在於，還包括遠程設備，所述遠程設備適用於經由所述埠接口與所述無線交換機通信，其中所述遠程設備是以下三者中的至少一個無線監聽器、性能監視器、以及無線入侵檢測伺服器。
21.一種裝置，包括用於使用無線控制器來接收從多個接入埠發來的數據的裝置，其中所述數據具有相關聯的描述信息；以及用於將所接收的數據中的至少一部分和所述相關聯的描述信息提供給與所述無線控制器相關聯的埠接口的裝置。
全文摘要
提供了一種方法和裝置。該方法包括使用無線控制器來接收從適用於與多個移動終端通信的一個或多個無線發送器發來的數據，接收與從這一個或多個無線發送器接收的數據中的至少一部分相關聯的描述信息，並將所接收的數據和相關聯的描述信息提供給與該無線控制器相關聯的埠接口。
文檔編號H04M11/00GK1902952SQ200480036109
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月8日 優先權日2003年12月8日
發明者B·A·威林斯, H·A·王 申請人:訊寶科技公司