基於網際協議的無線通信方案的製作方法
2023-06-08 18:39:41 3
專利名稱：基於網際協議的無線通信方案的製作方法
技術領域：
本發明涉及基於網際協議(IP)的無線通信方案(arrangement)，並且特別涉及但不限於可以接入基於網際協議的網絡的基於網際協議的無線通信方案，包括在多個通信標準之間進行基本無縫隙的垂直切換而不丟失當前連接。
背景技術：
客戶機，比如個人數字助理(PDA)、膝上型計算機和行動電話利用不同接入網可以實現對網際網路或者其它的基於IP網絡的無線連接。某些這樣的網絡包括無線區域網(WLAN)、無線個人區域網(WPAN)或者蜂窩系統如通用分組無線電系統(GPRS)和所謂的第三代移動電信(3G)。
某些裝置已經具有使用一個以上無線通信標準或者接入網來接入網際網路或其它基於網際協議的網絡的能力。一個實例是具有藍牙支持的GPRS電話當在建築物內使用時，藍牙網絡接入點可以在行動電話和網際網路之間轉發業務，而GPRS標準在室外以較低速度提供了同樣的功能。預計這種趨勢還將繼續，因為更多的無線標準很可能變成可用於提供多樣化特徵和成本。因此，需要被連接和可抵達的各種無線裝置將接入網際網路或基於IP的網絡。
網際網路工程任務組(IETF)正在開發用於網際網路主機移動性的協議，諸如以下所討論的(1)IETF Mobile IP WG，http://www.ietf.org/html.charters/mobileip-charter.html，(2)K.EL Malki et al.，「Low Latency Handoffs in Mobile IPv4」，http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-lowlatency-handoffs-v4-03.txt(work in progress)(3)G.Dommeti et al.，「fast Handovers for Mobile IPv6」，http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-03.txt (workinprogress)。
這些建議還沒有最後定稿。此外，上述協議(移動IP及其衍生物)將不得不依賴較低層能力，而在本申請的優先權日之前這些還沒有被標準化。
例如，可以從以下文件中找到針對包括框架和信息的平臺獨立的IP傳輸方案的建議(4)P.Mahonen等人的「無線網絡上的平臺獨立的IP傳輸WINE方案」，IEEE PCM，2001年12月。該文的焦點在於推動在同類無線網絡中的IP傳輸。
移動無線網際網路論壇(MWIF)內正在進行引入統一無線網絡接口的一種嘗試(5)http://www.mwif.org。然而，該方法主要只用於蜂窩系統，所以沒有考慮WLAN和WPAN。
Linux作業系統中已經引入了用於處理無線接口的通用接口，並且例如可以在下文中找到有關信息(7)J.Tourrilles，「無線擴展」，但是這每次只支持一個接口，並且專用於Linux作業系統，用於比如異步事件產生的功能。該文可以在http://www.hpl.hp.com/personal/Jean Tourrilhes/Linux/Tools.html，.上找到。
上述方案凸顯使移動裝置能夠在諸多無線接入技術之間變化而不丟失當前連接的有效技術方案之需要，並且該有效技術方案最好依賴於已知的無線網絡基礎結構。已知的解決方案不能提供解決該問題的合適方案。
發明內容
本發明的目的是提供一種改進的基於網際協議的無線通信方案，並且特別是但不限於提供一種基於網際協議的無線通信方案，其中可以接入基於網際協議的網絡，包括在多個通信標準之間進行並且最好不丟失當前連接的基本無縫的垂直切換。
因此，本發明提供了一種用於網際協議(IP)兼容通信方案的客戶機裝置，所述的客戶機裝置包括適於根據多個網際協議兼容無線通信標準支持所述客戶機裝置的無線操作的多標準硬體，所述多標準硬體的操作由網絡驅動器控制，所述網絡驅動器包括具有無線適配層的軟體結構，所述無線適配層被安排用於使所述客戶機裝置在所述無線通信標準之間執行垂直切換。
根據權利要求1的客戶機裝置，其中所述垂直硬體是無縫的。
所述無線適配層可以適合於允許基於網絡的應用在所述垂直切換期間在所述客戶機裝置上透明地運行。
所述客戶機裝置可以確定哪個無線接入網是可用的，並且可以根據這個或每個所述可用無線接入網的基礎結構執行所述垂直切換。
所述裝置包括用戶便攜終端，比如個人數字助理(PDA)、膝上型計算機、移動通信裝置或類似裝置/功能等同裝置。客戶機裝置可以是移動的，因而它包括在多個無線網絡的覆蓋區域之間漫遊的移動終端，或者可以是臨時或本質上永久固定的。所述網際協議兼容無線通信標準可以包括任何合適的無線接入系統，例如頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、時分雙工(TDD)、正交頻分多址(OFDMA)或者其組合，比如CDMA/FDMA、CDMA/FDMA/FDMA、FDMA/TDMA。作為一個特定實例，可以選擇IEEE802.11b、藍牙和通用分組無線電系統(GPRS)之一。
本發明還提供了適於在本發明的客戶機裝置中實現網絡驅動器的無線適配層的軟體產品，所述軟體產品包括用於向所述客戶機裝置的協議棧的網際協議層提供統一接口的代碼，至少用於以下之一a)發射網際協議分組；b)監視無線電鏈路質量；c)控制無線電鏈路質量；d)尋呼其它裝置；和e)在網絡的不同接入點或者基站之間或在網絡之間切換所述客戶機裝置。
所述無線適配層接口可以向所述客戶裝置的作業系統和向應用(程序)提供OSI協議棧的層2與層3之間的單一接口，通過該接口可以交換一個或多個數據、命令和事件。
軟體產品可以包括無線適配層協調器，用於控制所述無線適配層接口的整個操作，並且具有用於至少以下之一的代碼a)確定並控制軟體模塊的加載和卸載；b)用於安排所述垂直切換的代碼；和c)用於從應用接收命令並發回事件的代碼。
所述無線適配層接口可以提供對所述網絡驅動器的數據平面(plane)和控制平面的分離接入，以使所述無線適配層的控制應用經由一個所述無線通信標準來管理連接，而另一個所述無線通信標準用於交換數據。
所述無線適配層接口對於所述客戶機裝置的一個作業系統可以呈現為共享資源網絡接口，例如可從應用層利用套接字接口控制的令牌環或者乙太網LAN接口。
軟體模塊可以被動態地加載到無線適配層以及動態地從無線適配層中卸載，所述模塊包括用於使所述無線硬體接口連接到所述無線通信標準或者對通過無線適配層轉發的網際協議分組操作的代碼。
所述軟體產品可以包括一個具有代碼的較低層驅動器模塊，所述代碼用於封裝專用於特定的所述無線通信標準的特徵，以便在所述客戶機裝置與其它客戶機裝置或網絡之間的無線鏈路上發送和/或接收網際協議分組。
所述較低層模塊可以包括用於至少以下之一的代碼a)基帶處理器的較低層的初始化；b)與所述多標準硬體模塊交換數據幀和/或控制消息；c)管理連接的建立；d)管理尋呼信道，以使所述客戶機裝置從休眠模式中被喚醒；e)管理所述客戶機裝置的低功率模式；f)監視所述客戶機裝置的無線連接中的鏈路質量。
所述較低層模塊可以包括數據平面和控制平面，所述數據平面包括用於在所述無線適配層與所述硬體模塊之間轉發幀的代碼，而所述控制平面包括用於發現網絡接入基礎結構是否存在以及在交換數據之前建立連接之中的至少之一的代碼。
所述軟體產品可以包括具有代碼的軟體模塊，該代碼用於監視上遊和下遊方向的傳送控制/網際協議(TCP/IP)段(segment)的流，所述模塊最好包括用於在無線鏈路變得不可用時凍結(freeze)傳送控制協議(TCP)發送器的代碼，進一步優選至少在新鏈路變成為可用之前凍結所述發送器。
所述軟體產品可以包括具有代碼的軟體模塊，該代碼用於確保所述無線適配層的媒體接入控制(MAC)地址在所述垂直切換期間不改變。
所述軟體產品可以包括具有代碼的軟體模塊，該代碼用於監視服務質量，並且如果牽涉所述客戶機裝置的多個無線連接是合適的(in place)，則所述軟體模塊最好還具有用於根據當前運行應用的需求將業務按照優先順序排列的代碼。
本發明還提供了一種支持客戶機裝置的無線操作的方法，該方法包括配置所述客戶機裝置的多標準硬體，以便在多個網際協議兼容無線通信標準之間，在網絡驅動器的無線適配層的控制下，執行所述客戶機裝置的垂直切換。
本發明還提供了一種網際兼容通信系統，適於經由多個無線通信標準之一提供與客戶機裝置的連接，所述的客戶機裝置最好包括移動終端，並且包含適於根據多個所述無線通信標準支持所述客戶機裝置的無線操作的多標準硬體，所述標準中的操作或變化以及所述標準之間的操作或者改變利用預定的軟體結構來控制，該軟體結構包括被安排用來使所述客戶機裝置能夠在所述無線通信標準之間執行垂直切換的無線適配層(WAL)。
圖1是包括本發明的一個實施例的方案的通信系統的參考結構；圖2是圖1的系統的網絡驅動器的結構的示意圖。
圖3是圖2所示結構的軟體組成的更詳細圖；圖4是關於傳送控制協議(TCP)的鏈路斷開的影響的示意圖；圖5是用於圖1的方案中的IP-IP隧道配置的方框圖；圖6和圖7是用於圖2和圖3的結構和相關軟體的分類圖；圖8是利用圖1至圖3的方案初始接入伺服器的序列圖；圖9和圖10是利用圖1至圖3的方案在不同無線通信標準之間垂直切換的序列圖；圖11是在圖1至圖3的方案中使用的客戶機驗證過程的序列圖；和圖12是圖1至圖3的方案的網絡接口的方框圖。
具體實施例方式
下面將參照某些實施例和上述
本發明。這種說明僅僅是舉例說明，並且本發明不受此限制。術語「包括」例如在權利要求中不排除其它元件和步驟；並且名詞前的不定冠詞「一(a)」或者「一個(an)」不排除多個名詞，除非特別聲明。對於幾個個別部件，例如信道解碼器、信道均衡器或者給予單獨功能的部件，例如信道解碼裝置、信道均衡裝置，本發明在其範圍內包含可以在單個項中例如在具有執行該功能的相關軟體應用程式的處理器中實現多個這樣的項。
在本發明中，參考說明是針對被安排用來根據多個通信標準之一連接網絡的客戶機裝置作出的。術語「多個通信標準」在涉及客戶機裝置時對於熟練技術人員來說是指多模式終端。這種多模式終端可以是具有所謂的組合晶片組或者「combo(組合)」卡的PDA，即向藍牙裝置、IEEE802.1lb和GSM/GPRS收發信機提供功能的卡的PDA。通信方案中使用的「標準」可以包括公認組織主張的技術準則，所述公認組織包括例如政府機構部門或者非商業組織如IETF、ETSI、ITU或者IEEE，但不限於此。這種實體發行或者推薦的標準可以是例如基於合作小組或委員會在時常深入研究現存方法、方案、技術趨勢以及發展之後起草的規範的正式處理的結果。一個建議的標準在以後可以被公認的組織承認或批准並且隨著時間的推移被輿論採用，因為基於該標準的產品在市場上變得愈加流行。這種「標準」的不正規設置還包括由單一公司或者一組公司開發的產品或者基本原理的實施所導致的技術準則。這可以是這樣的情況，即，如果通過成功或者模擬，這種準則變得被廣泛使用，從而與標準的偏差造成兼容性問題或者限制市場能力。一片硬體符合已接受標準的範圍可以被認為是該硬體在所有方面類似於其以之為基礎或其設計所依據的標準操作的範圍。就軟體而言，兼容性可以被認為在計算機元件和程序之中面向作業層面所達到的和諧性。因此，對標準的軟體兼容性還被認為是程序可以與之一起工作並與之共享數據的範圍。
本發明提供了一種有效方案，能夠使移動裝置在無線接入標準之間基本無縫地改變並且不丟失當前連接，最好使這種改變依賴於一個或多個可用無線網絡的已知基礎結構。可以使用任何合適的無線接入系統，例如頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、時分雙工(TDD)、正交頻分多址(OFSMA)或者其組合，比如CDMA/FDMA、CDMA/FDMA/TDMA、FDMA/TDMA。關於無線協議的一般信息可以在以下文件牛中找到Richard van Nee和Ramjee Prasad所著的「用於無線多媒體通信的OFDM」，Artech House，2000；Tero 和Ramjee Prasad所著的「用於第三代移動通信的寬帶CDMA」，Artech House，1998；John Phillips和Gerard MacNamee所著的「具有DECT和PWT的個人無線通信」，Artech House，1998；「CDMA for wireless personal communications」by Ramjee Prasad，Artech House，199；Walter Tuttlebeee，Springer所著的「Cordless telecommunicationWorldwide」，1997以及類似的標準文本。
在用戶終端(客戶機裝置/移動終端)中，選擇一項無線接入技術而不是另一項技術的標準可以依賴於使用情況而變化。用戶可以例如利用移動終端中的專用配置工具來設置他的偏愛。在每個實施例中，客戶機裝置裝備有多標準無線硬體，有時將該硬體稱之為組合或者「combo」晶片組，它支持多個無線通信標準並且可以被單一軟體網絡接口所控制。該軟體驅動器可以被稱作無線適配層(WAL)並向網際協議(IP)層提供統一接口，用於以下功能1、IP分組的傳輸；2、無線電鏈路監視和控制；3、對空閒裝置(例如，客戶機/移動終端)的尋呼；和4、有可能利用不同種類的標準在兩個接入點AP(或基站BS)之間切換。
WAL是一個無線網絡驅動器，它被設計成允許本機網際網路應用在客戶機/移動裝置上透明地運行，例如不需要改變公共傳送協議如TCP/IP或者UDP/IP。WAL的一組合適的基本設計原理被記載在以下文件中P.Mahonen等人的「Platform-Independent IP Transmission over Wireless Networks(無線網上的平臺獨立的IP傳輸)WINE Approach」，IEEE PCM，2001年12月，其焦點在於推動同類無線網中的IP傳送。
參見附圖並且此時特別參見圖1，示意地表示一種參考結構，其中客戶機裝置是用戶便攜裝置，並因此該客戶機裝置可以被認為在移動終端MT的形式中實施。客戶裝置/移動終端MT可以被實施為例如個人數字助理(PDA)、行動電話或者便攜計算機，並且在漫遊時，無論利用哪一種可用的無線接入技術，都保持連接到當前的基於IP的業務。
此移動終端MT在多個區域之中移動的同時想連接到網際網路(根據情況，或者其它基於IP的網絡)，其中每個區域由一個或多個接入網絡例如無線個人區域網(WPAN)10、無線區域網(WLAN)12和蜂窩網14覆蓋。在所示的非限制實施例中，經由以下至少之一進行對網際網路的連接WPAN接入點AP1、AP2和WPAN路由器16；WLAN接入點AP3、AP4和WLAN路由器18；或者經由蜂窩網14的基站BS1、BS2和相關的網關20進行所述連接。
移動終端MT最好包括集成的多標準無線硬體22，該硬體22適於在其相應的鏈路層上根據多個無線通信標準的任何一個支持移動終端MT的操作，這些標準是可用的並且目前被合適的接入網所支持。這些無線通信標準可以包括例如藍牙(BT)、IEEE802.11和通用分組無線系統(GPRS)，分別用於WPAN 10、WLAN 12以及蜂窩14接入網。
在公司辦公室中的同時，利用無線LAN基礎結構(IEEE802.11b，AP3、4)或者藍牙接入點(AP1，2)可以到達伺服器和伺服器池(pool)40，或者在移動的同時利用蜂窩接入點(BS1，2)如GPRS到達伺服器或伺服器池40。可以在ISBN0-13-089840-6下的Prentice Hall PTR公布的由Jennifer Bray和Charles F.Sturman所著的「BluetoothTM，Connect Without Wires」的教材中找到BluetoothTM通信的有用討論。IEEE802.11b更適合於在辦公室或者建築物附近中需要更寬接入以及需要更高帶寬的時候。在Jim Geier的「無線LAN」(Macmillan Technical press，1999)中可以發現有關無線LAN協議和系統的一般信息。當無線LAN資源不可用時(例如，既不是BluetoothTM也不是IEEE802.111b)，則可以使用GPRS連接性。
移動終端MT的優選實施例可以包括例如基於Compaq iPAQ平臺的個人數字助理(PDA)。在該情況下，由於功率消耗原因，對於WLAN，藍牙接入可能是最好的，而GPRS總是可以是其中其它接入點AP-4不提供無線覆蓋的可用主幹網絡。
在公司情況下連接接入點AP-4的網絡可以包括幾個被路由器(由公用網際網路上的VPN任意地)連接在一起的IP子網。一旦移動終端MT在網際網路中與伺服器40進行對話，在移動終端MT從一個接入系統(BT，IEEE802.11，GPRS)轉換到另一個接入系統時，最好不中斷該對話。應當避免現有TCP/IP對話阻塞(即，停止，以致必須再啟動應用程式或者需要用戶幹預來恢復)。
與其中所有漫遊終端保持其原籍地址並可以從網際網路的任何地方被抵達的移動IP的更一般情況相比，本發明的方案還可以支持更簡單的情況。在這種更簡單的情況中，移動性可以僅僅被支持用於想連接到網際網路的伺服器池40中的特定伺服器的有限的一組移動終端MT，其中臨界數據是可用的，或者經常可以經由Web接口來接入服務。
為了在移動終端MT中執行無線標準之間的垂直切換，必需存在功能協調，例如屬於數據鏈路層(管理多個無線接口)的功能協調和屬於網絡層(確保移動終端MT在適當的時候得到新的可路由的IP位址，並且將分組路由發送到新的IP位址)的功能協調。該解決方案包含移動終端MT中的鏈路層和網絡層，而在接收機側40，前端可能需要被發展以管理客戶機IP移動性。移動Ipv4被認為具有安全限制，一旦利用MIPv6，移動Ipv4將是複雜的並且具有限制的壽命。
當執行切換時，除了在接入點AP1-4屬於相同IP子網的WPAN/WLAN交換的特定情況之外，移動終端MT將最有可能被分配新的IP位址。請注意，這裡將IP子網被定義為共享公共地址成分的網絡的一部分。在TCP/IP網絡上，子網被定義為其IP位址具有相同前綴的所有裝置。
將要解決的問題因此可以包括以下一個或多個1、檢測不同無線網絡基礎結構的存在(BT，IEEE802.11，GPRS)；2、判定何時執行垂直切換；3、重新配置無線硬體22，以使用新的無線基礎結構(BT，IEEE802.11，GPRS)；4、向新網絡(包括AAA)登記；5、得到新的IP位址(如果需要的話)；6、經由新的接入網(BT，IEEE802.11，GPRS)處理IP分組的路由選擇，以及經由網絡層的合適信令處理接入點AP(AP1-4，BS1，2)；7、重新配置無線網絡接口，以使新標準被用來連接到網際網路以及使用新的IP位址；和8、安全性。
本發明至少集中於基本上在OSI協議棧的網絡層之下的客戶機/移動裝置MT(點1、2、3和7、8)的無線網絡驅動器的再配置的部分。網際網路工程任務組(IETF)IP移動協議例如移動IP考慮了對剩下點之中的至少(4)、(5)和(6)點的解決方案。
至於安全性(上述項8)，客戶機裝置MT的移動性增加了已經固有地存在於無線接入和網際網路基礎結構中的安全性風險。安全解決方案應當防止未授權接入無線網基礎結構並進而接入伺服器池40，以及避免可能導致服務拒絕的所有攻擊。可以在不同層，即從鏈路層到應用層，利用系統基礎結構的不同牽連、整體性能以及複雜性強制實施安全性。安全性威脅可以包括盜聽、業務的改道以及man-in-middle(中間人)中繼。
關於連接性，為了執行移動終端MT中的垂直切換，必需存在功能協調，即屬於數據鏈路層的功能協調(管理多個無線接口)和網絡層上的功能協調(確保移動終端MT在適當的時候得到新的可路由的IP位址，並且將分組實際傳送到該地址)。本發明的垂直切換由無線適配層(WAL)網絡驅動器的形式來啟動，該驅動器的內部基礎結構特別在圖2和圖3中示出。
網絡驅動器是靈活的網絡接口管理器，它支持多個無線標準並因此被稱為多標準無線適配層(MWAL)200。在該實施例中，MWAL 200僅僅在移動終端MT中運行，並且可以由移動終端MT的作業系統視為可以利用來自應用層的套接字接口控制的乙太網接口。MWAL 200是一個可以以協調方式控制和使用其它網絡驅動器並處理不同鏈路層(GPRS，BT，IEEE802.11b)的虛擬網絡驅動器。它把單個網絡接口暴露給路由選擇實體，其中網絡接入技術的多樣性維持被隱藏，並且給移動終端MT的作業系統和應用程式提供層2與層3之間的單一接口(圖3中的「wal0」)，其中交換數據、命令和事件。這樣，該接口向無線驅動器的數據平面和控制平面提供分離接入。利用該不同，被稱為WAL守護程序(WALD)的用戶空間中的MWAL控制應用可以經由一個驅動器(例如藍牙)管理連接建立以及安全授權，而另一個驅動器用來交換數據(例如，GPRS)。在MWAL 200用來在垂直切換期間協調無線收發信機的操作並且向移動終端MT中的上路由選擇實體提供單一接口的時候，通常可以由移動網際協議(MIP)及其變型如分層移動IP(HMIP)來解決層3移動性問題。
可以在類以插件的MWAL200中動態地加載和卸載軟體模塊X、Y，以便連接多標準無線硬體22(可以按組合晶片組的形式來實施)或者作用於被MWAL接口轉發的IP分組。
MWAL事件有可能向MWAL200登記應用，以接收在某些條件發生時的事件。因此，當新的無線接口已經變得可用時，可以通知路由選擇管理器，所以可以調用層3機制(例如，捆綁更新)。在圖3中，這是通過使用Linux/proc filesystem文件系統的實例實現的。在WindowsTMOS中，可以改為註冊合適的回叫功能。
WAL守護程序無線適配層守護程序(WALD)負責以應用程式僅僅看到「wal0」網絡接口的方式來管理MWAL內部操作，而不考慮這種接口對特定無線技術的實際映射。WALD還可以發射其它的用戶空間守護程序，比如負責協商GPRS連接的PPPD。
MWAL功能塊
MWAL內的WAL協調器206處理命令(可能涉及不同的網絡驅動器)和事件(將被轉發到上層的已登記實體)。MWAL 200利用稱之為邏輯鏈路控制轉換器(translator)(LLCT)204的專用模塊來控制其它網絡驅動器。這些模塊負責把數據幀和命令發送給諸如WLAN、藍牙和GPRS的現存網絡驅動器(並且用於由已有網絡驅動器接收數據幀和事件)。與此同時，從WAL協調器206中可以以相同方式控制所有LLCT 204。
如果應用想具有有關無線信道的當前鏈路質量的指示，則它可以在wal0接口上發出命令。該命令可以在藍牙情況下被轉換成用於閱讀接收信號強度指示(RSSI)的請求，或者在IEEE802.11情況下被轉換成用於信噪比(SNR)的請求。返回值被LLCT 204標準化成技術獨立的度量，並最終被返回給應用。
此外，為了向上層提供單一的統一接口，MWAL具有能力來加載/卸載分組處理模塊，這些模塊對IP分組執行操作，比如延遲TCP確認分組或者高速緩存TCP段。
MWAL APIMWAL輸出兩個應用程式編制器接口(API)，一個是由WALD使用的專用API，而另一個是由應用使用的公用API。公用API根據可以由應用發出的命令來定義，並且可以由MWAL和由MWAL發送到有關處理的事件來執行。
專用MWAL APL(僅供WALD使用)命令c1-select_MWAL_Data_Plane({GPRS，BT，WLAN})實際轉換有效接口，以交換數據分組c2-select_MWAL_Control_Plane({GPRS，BT，WLAN})選擇必須發送命令給它的接口(命令是Linux下的ioctl呼叫)c3-driver specific commands現有驅動器已經理解的ioctl命令事件e1-由現有驅動器已經產生的所有事件(發送給WALD)公用MWAL API(將由上下文知道(context-aware)的應用使用，但細節仍要定義)命令
c4-get_link_quality技術獨立的鏈路質量測量c5-registerListener登記想接收MWAL事件的應用c6-get type(name)of bearer(得到承載電路的類型(名稱))c7-get bandwidth(available/max)(得到帶寬(可用/最大))c8-QoS support(probably not in phase 1)(QoS支持(有可能步在第1階段))c9-range(for P2P apps)(範圍(用於P2P apps))c10-get/set security parameters(？)(得到/設置安全參數(？))c11-get power consumption(得到功率消耗)事件e2-handoverEvent(發送到層3)通知已執行切換，以便路由選擇管理器可以更新隧道配置e3-connectionEvent(發送到層3)通知已經第一次與伺服器建立連接，以便能夠建立隧道e4-disconnectionEvent(發送到層3)通知應當終止連接，以便隧道必須被拆除。
鏈路中斷保護模塊現在也參見圖4，可以考慮TCP的鏈路斷開的影響。當移動終端MT具有與例如網際網路的伺服器池中的伺服器40正在進行的TCP/IP連接時，需要確保它在垂直切換期間不停止。可能發生的是在垂直切換處理的執行期間丟失某些in-fly(正在傳送的)TCP分組。如果對網絡基礎結構的能力作出某些假設，則可以避免這種行為，但是在某些實施例中可能不總是這樣的。丟失TCP段的結果是發送器(通常是網際網路的伺服器40)中的TCP超時的高概率。只要觸發TCP超時，分組重傳就根據指數補償延遲發生。因此，鏈路連接中的短暫中斷可能導致幾秒鐘的TCP中斷(如應用所看的)。
當確保正在進行的TCP/IP連接在垂直切換過程期間不被斷開是重要的時，可以加載任意的WAL模塊X、Y。該模塊還被稱作鏈路斷開保護(LOP)模塊，該模塊監視TCP/IP段在上遊和下遊方向的流(flow)。只要無線鏈路變得不可用，該模塊就凍結TCP發送器，直至一條新鏈路是可用的並且TCP/IP段的流可以恢復。該行為避免TCP/IP連接被停止，以及避免擁塞控制機制被步必要地調用，由此避免TCP吞吐量降低以及分組重傳。移動終端MT的MWAL200的LOP模塊避免這些不良影響並且確保只要重新建立鏈路連接，就恢復TCP流。LOP工作的必要條件可以是TCP/IP分組報頭是可讀的(即，未被加密)，這可能產生某些安全問題。因此，必須在分組解密(接收時)之後和在分組加密(發送時)之前在移動終端中執行LOP處理。
邏輯鏈路控制轉換器204用於WPAN、WLAN或者蜂窩系統(BT，IEEE802.11，GPRS)的較低層驅動器模塊被稱作邏輯鏈路控制轉換器(LLCT)，並且在圖中分別被表示為轉換器組204和單個轉換器204A、204B、204C。LLCT 204負責封裝用於無線鏈路上的IP分組發送/接收的其相關無線技術的所有具體內容。例如，在WPAN情況下，有關的藍牙WAL LLCT模塊204A可以包括藍牙BT協議棧的上層以及其個人區域網(PAV)簡檔(profile)；具有多標準無線硬體22的接口最好與藍牙主機控制器接口(HCI)相兼容。對於WLAN LLCT模塊204B，處理限於接口連接多標準無線硬體22和處理乙太網幀的發送與接收。
所有MWAL LLCT模塊204A、B、C執行以下功能(在WALD的控制下)-基帶處理器的較下層的初始化；-根據特定接口與多標準無線硬體22交換數據幀以及及控制消息；-在需要時執行連接的建立；-管理可用時的尋呼信道，以使移動終端MT可以從空閒模式中被喚醒，例如以接收輸入呼叫；-管理可用時無線模塊的低功率模式(例如，藍牙SNIFF模式)；-執行涉及接入無線基礎結構的安全過程；-監視無線信道質量並使之以標準獨立方式可用於WAL協調器206。
需要時，可以在MWAL 200中同時加載LLCT 204，但是實際上只有一個LLCT可以在MWAL 200與多標準無線硬體22之間轉發幀。換言之，LLCT 204具有數據平面和控制平面。當在MWAL200中加載多個LLCT204時，只有一個LLCT能夠具有有效的數據平面，而所有其它LLCT可以執行控制平面中的功能，比如發現網絡基礎結構(WPAN10、WLAN12、蜂窩14)是否存在，或者在實際交換數據之前建立連接。
WAL協調器206WAL協調器206加載或卸載動態的WAL模塊202，並控制MWAL接口的所有行為。可以卸載模塊202，以節省移動終端MT中的存儲器。WAL協調器206從所有LLCT204接收控制信息208，並且通知上層垂直切換何時需要執行。
通過檢查上層協議的報頭信息，在WAL協調器206中分類從IP棧接收的每個分組。一旦分類，就把待發送的分組沿下遊方向傳遞到另一個MWAL模塊X、Y204。鏈中的最後一個模塊必須總是LLCT 204，它負責物理媒介(WPAN10、WLAN12、蜂窩14)上IP分組的傳輸。下面說明在垂直切換期間可以使用的有用MWAL模塊X、Y的實例。
MAC電子欺騙模塊當WMAL 200對於移動終端MT的作業系統顯現為共享資源網絡接口如乙太網接口時，需要在垂直切換期間不改變其MAC地址。然而，WPAN和WLAN卡可能也具有不同的MAC地址。MWAL 200可以負責把MWAL接口輸出的MAC地址映射到較低層上使用的地址上。這意味著MWAL200中的MAC電子欺騙模塊改變了輸出乙太網幀中的MAC源地址以及輸入乙太網幀中的MAC目的地地址。該模塊還必須變換在用於IPv4的地址解析協議(ARP)和用於IPv6的鄰居發現的有效負載中傳遞的MAC地址。
服務質量模塊MWAL 200內的服務質量(QoS)模塊能夠用來根據應用需求調度IP分組的傳輸。在最簡單情況下，QoS模塊可以基於由WAL協調器206執行的分類把超過TCP分組的優先級給予UDP分組。
路由選擇網絡層上的操作包括1)當連接到網絡基礎結構時，移動終端MT獲得有效的IP位址；2)移動終端MT從伺服器40得到IP位址，該地址在會話期間保持不變，所以應用不需要在垂直切換之後被重新啟動；3)維持應用所明白的移動終端裝置IP位址(在垂直切換期間不必改變)與依據網絡基礎結構而改變的IP轉交地址(care-of-address)(CoA)之間的一致映射；和
4)維持在伺服器側上的相同IP位址映射(捆綁表)。
IP隧道效應(tunneling)是實現前兩個上述需求的基本機制。在移動終端情況下，移動終端MT和伺服器40負責封裝和解封IP隧道中的分組以及交換信令，以便一致地和安全地管理初始化時間和垂直切換之後的隧道配置。這是移動IP的傳統域。
本發明的基礎結構是開放的，足以適應路由選擇策略的未來變化。特別是，考慮到在可用的時候可以綜合移動IPv6。由於層3機制落入目前討論的範圍之外，因此這裡只需要強調，最好應當標準化層2上的MWAL與管理層3上移動性的路由選擇實體之間的接口。在本發明的一個方面中，建議了通常足以在現有和未來網絡移動性解決方案中使用的這種接口的一種可能，並且這裡已經依據M-WAL API描述了這樣的接口建議。就眼前來說，稱作路由選擇管理器(RM)的移動終端中的應用負責根據MWAL虛擬網絡驅動器和OS內核中的IP隧道效應模塊來管理IP配置。
移動終端MT中的路由選擇管理器RM負責管理開頭部分所述的四個步驟。根據與遠程伺服器40的交互作用，路由選擇管理器RM配置MWAL接口以及移動終端中的IP隧道配置。該處理可以在用戶空間中執行。
這裡提供IP隧道配置的進一步細節可能是有用的。IP隧道在移動終端MT與遠程隧道端點之間建立，所以如圖5所示，封裝所得到的數據分組。可以注意到，已經增加了4位元組GRE報頭，以允許NAT/防火牆遍歷(traversal)。大量的網絡設備支持GRE。
TCP報頭開銷隨著端對端協商參數而變化在這些參數中，與移動終端MT最相關的是SACK和時間標記選項，減輕在無線鏈路中丟失分組的問題。SACK和時間標記選項把12至24個字節添加到20位元組的TCP報頭上。
MWAL狀態圖在圖6和圖7中利用標準的統一模型化語言(Unified Modeling Language)(UML)記號示出了MWAL 200的分類圖。圖中示出了主分類、主分類方法以及分類關係。
MobileNodeApplication、ClientRouting和WALD分類都使用了代表通用化網絡接口的MWAL分類。如上所述，MobileNodeApplication不知道發生在MWAL中的操作。WALD控制連接建立/切換處理，而ClientRouting處理層3操作，類似於獲得轉交地址(CoA)並維持IP隧道。應當強調的是，WALD與ClientRouting分類之間沒有明確關係，只是經由MWAL200進行通信這是重要的，因為沒有引入對特定路由選擇機制的依賴性。換言之，有可能在未來使用MIPv6層3解決方案並且本發明包括該選項。
儘管WALD和ClientRouting分類使用專用MWAL接口，但是其它應用如context-aware應用可以使用共用MWAL接口主要用於檢索無線相關的信息。這不意味著應用應當被改為使用MWAL200，而只是MWAL200允許開發和實施利用它輸出的信息的新的應用。
MWAL分類圖是若干MWALModule的集合。WALModule接口由LLCT接口定製，這又利用BTLLCT 204A、WLANLLCT 204B和GPRSLLCT 204C來實現。所有邏輯鏈路控制分類使用相應的現有網絡驅動器。
初始接入伺服器40該部分描述移動終端MT用於經由連接到網際網路或者可能的其它基於IP的網絡的無線網絡基礎結構最初接入應用伺服器40的過程。圖8的序列圖將被用作一個參考，其中在頂部顯示了交互作用中所涉及的對象。
WALD周期地檢驗是否出現無線網絡基礎結構(例如WLAN、藍牙或GPRS之一)，並且根據用戶的偏愛可以決定連接到這些網絡基礎結構中的一個。一旦WALD向MWAL200發送初始命令(步驟1)，該命令就被轉發到藍牙LLCT204A(步驟2)，其中根據LAN接入簡檔或者(甚至更好)PAN簡檔在BT驅動器(3)上執行查詢、尋呼和SDP操作。如果提供網際網路接入的合適網絡接入點AP1、AP2可以被發現，則發送給WALD(4)一個指示。然後該實體可以決定應當建立與藍牙承載電路的連接；因此發出相應命令(5)。該連接的命令被轉發到藍牙LLTC(6)，開始由使用的藍牙簡檔指定的網絡接入過程(7)。
該接入階段可以包括或不包括驗證和鏈路密鑰生成。一旦完成處理以及在移動終端MT與網絡接入點AP1、2之間已經建立了連接，就把「承載電路已驗證」事件發送給WALD(8)，這表明該鏈路最終準備好用來交換數據。
然後WALD通過發送選擇命令來激活接口(9)。然後MWAL生成一個對路由選擇管理器RM的事件(步驟10)，這觸發層3過程的激活，類似得到有效IP轉交地址(getCOA，步驟11)。由MWAL200產生該事件，以避免在路由選擇實體與WALD之間的直接通信。這樣，可以容納其它路由選擇機制，例如MIPv6。一旦使用無論哪一種機制(DHCP、PPP或者將來的IPv6自動配置)獲得可路由的IP位址，就將該地址分配給MWAL接口(12)。從此開始，可以在移動終端MT與伺服器40之間交換數據。
路由選擇管理器RM利用MWAL網絡接口以及先前建立的藍牙連接把一個請求發送給應用伺服器40，以得到應用IP位址(步驟13至16)。使用移動IP消息或者專用路由選擇管理協議進行該請求。一旦成功，就把應用IP位址(也稱之為「Home Address(內部地址)」)分配給客戶機，在對話期間該地址將保持不變。隧道端點被建立在伺服器上(18)，並且在路由選擇管理器RM負責分析的Web頁中把IP位址返回到客戶機(19至22)。一旦完成該處理，就在移動終端MT上建立IP隧道(23)，以便把客戶機應用IP位址與其當前的CoA(在圖8中還稱之為IPbearer)相關聯。
如果成功完成上述所有步驟，將具有在MN與伺服器之間建立的IP隧道，其中加密TCP有效負載，將使用保留的SSL埠243，並且TCP/IP報頭是允許LOP操作的明文。現在數據可以利用已經配置的隧道，在移動終端MT與應用伺服器之間流動(23至28)。在失敗情況下，移動終端可以試著使用另一個可用接口，或者提示用戶遠程伺服器40不可用。
MWAL200內的垂直切換的執行當必須執行垂直切換時，在MWAL 200內執行圖9和/或10所示的操作序列。
圖9所用的實例涉及利用GPRS的移動終端MT進入具有藍牙BT網絡基礎結構即WPAN10的建築物。WAL協調器可以(周期地)加載LLCT 204，以檢查接入點AP或者基站BS的出現。
當加載藍牙(BT)LLCT 204A並且調用其相關的checkNetworkInfrastructure方法時，執行藍牙查詢過程。如果發現用戶具有接入特權的藍牙網絡接入點AP1-2，則建立連接並把肯定答覆返回到WAL協調器206。在這一點上，為了藍牙LLCT 204A而禁用GPRS數據流，並且最終從主機存儲器卸載GPRS LLCT204C。
當在移動終端MT與網際網路上的遠程主機之間存在在垂直切換期間不應被中斷的正在進行的TCP對話時，應當加載和激活任選的鏈路停止保護模塊LOP。當完成該處理時，WAL協調器206卸載LOP模塊。
同樣，當存在涉及其中MWAL200正在運行的移動終端MT的多個連接時，可以加載任選QoS模塊，以根據應用需求把業務按照優先順序進行排列。
現在參見顯示垂直切換的圖10的特定序列圖，當移動終端MT經由一個無線基礎結構(BT，IEEE802.11b，GPRS)與伺服器40具有有效連接以及鏈路質量降低時，從當前接入點或者甚至接入技術到另一個例如被更好支持的接入點和/或技術的切換可能變成是必需的。作為選擇，移動終端MT可以周期地檢驗其它無線網絡的可用性，並根據用戶定義的標準決定切換到其中的一個無線網絡。如果另一個接入點AP1-4可用來使用相同技術進行連接，則移動終端MT必需檢驗新的接入點API-4是否屬於相同的IP子網，而如果不是的話，則得到新的CoA地址，並重新配置它的IP隧道以維持與遠程應用伺服器40的連接。如果接入點AP1-4不可用，則移動終端MT可能想嘗試另一個無線基礎結構(垂直切換)。圖10詳細說明了用於WLAN/GPRS切換情況的後一處理。
當移動終端MT正在利用WLAN基礎結構交換數據(步驟1至3)時，MWAL200生成針對WALD的事件(步驟4)，指示鏈路質量正在降低。WALD激活LOP模塊(步驟5)，以開始緩存TCP段並且在MWAL 200中觸發對另可替換的可用無線網絡的搜索(6)。該命令被發送到WLAN LLCT(7)和GPRSLLCT(8)。在該特定的非限制實例中未顯示藍牙，以限制此附圖的複雜性。與此同時，假定鏈路仍然是可用的，則數據利用先前的WLAN接入點繼續流動(9至11)。
一旦新的/可替代基礎結構被檢測為可用(12)，則WALD決定建立GPRS連接(13)。MWAL 200啟動包括鏈路驗證的接入過程(14)。只要完成驗證(15)以及鏈路是可用的，就把事件發回到WALD(15)，該WALD最終發送選擇命令(16)，這使數據分組被發送到新的GPRS鏈路。由MWAL接口針對路由選擇管理器RM生成切換事件(17)，以發出應當觸發層3處理過程的信號，比如得到新的有效的轉交地址CoA(18)。一旦獲得新的IP位址，就將該地址分配給MWAL(19)。在此時，利用新映射{IP_client，IP_bearer2}在移動終端MT中重新配置IP隧道(20)。為了在遠端側更新隧道配置，路由選擇管理器RM將向驗證伺服器40發送專用捆綁更新消息。伺服器40將傳遞新配置給隧道端點(24)，所以將利用新的外部目的地IP位址(新的客戶機CoA)封裝數據分組。在已經更新隧道配置之後，把確認頁回送給客戶機(25至27)。這完成垂直切換處理。
應當注意，鏈路質量惡化不僅僅是觸發垂直切換處理的原因。實際上，WALD可以根據條件如成本、可用帶寬和功率考慮來決定開始切換處理。用戶可以利用專用移動性配置工具來指示其偏愛。
WAL與上層之間的接口當前最廣泛使用的用於連網的應用程式編制器接口是套接字接口。該接口是伯克利大學原始開發的在網際網路的應用之間建立TCP/IP和UDP/IP連接的一組功能，下面的參考可能是有用的(7)J.Tourrilles，「Wireless Extensions」在http://www.hpl.hp.com/personal/Jean Tourrilhes/Linux/Tools.html還可以建立局部套接字，以便例如在相同主機上運行的兩個應用之間或者在應用與網絡驅動器之間進行局部通信。
MWAL接口落入後一套接字種類，因為它使用與主機中的應用空間通信的兩個原始套接字，如圖12所示。WAL協調器206負責接收來自應用的命令並返回事件。用戶空間210中的應用可以發射分離的線程，以處理在專用套接字中傳遞的異步MWAL事件。用戶空間210中的應用建立命令和事件套接字212、214，並使用特殊的「ioctl」套接字命令把對事件套接字的參考下傳到驅動器。用於在MWAL與應用空間之間交換信息的數據結構是標準「ifreq」數據結構，它使用「ioctl」命令在驅動器與應用之間通過參考來傳遞，如(7)J.Tourrilles的「Wireless Extensions」所述。
新的命令和參數可以被定義用於-加載和卸載MWAL模塊X，Y；-設置模塊參數；-初始化時傳送對事件套接字214的參考；-處理鏈路層連接的管理；-處理鏈路層安全性；-報告鏈路質量指示；和-管理低功率模式和尋呼信道(若有的話)。
安全性可以在協議棧的不同層上，即從鏈路層直到應用層上運用安全性。移動終端MT與接入網絡AP、BS之間的無線鏈路以及與伺服器池40的端對端連接需要被保護。可以考慮若干選項來實施安全性，包括具有TLS/EAP較高層驗證和密鑰生成的接入點中基於PPTP/GRE或IPSEC/ESP、TLS/SSL、IEEE802.1x的VPN。每個這樣的選項具有其自身的優點和缺點。
由於主要強調垂直切換期間連續的客戶機操作，因此可以證明在客戶機MT與伺服器40之間使用TLS/SSL是理想的，而GRS隧道緩解無線跳躍(在移動終端MT與接入點AP之間)中的防火牆/NAT遍歷以及任選鏈路層加密。該解決方案允許在移動終端MT的MWAL接口中解密接收的TCT/IP，所以可以實現LOP功能。作為選擇，可以在移動終端MT中以稍高的資源消耗成本使用鏈路加密。
利用可以由管理服務的實體發給客戶的SSL證書完成移動終端MT與遠程伺服器40之間的相互驗證。該解決方案的一個缺點是需要使用SSL使能的應用。當前的Windows CE瀏覽器和電子郵件客戶機已支持SSL，因此不認為這是移動終端接受的主要障礙。
如果把安全證書分發給客戶機是不希望的，則可以在「伺服器側處理」下(如這裡已經詳細說明的)使用用戶名/口令機制，例如利用管理客戶機驗證的Web伺服器的標準安全機制。就所涉及的移動終端MT對無線基礎結構的安全接入而言，可以作出以下考慮-對於GPRS情況，基於SIM的安全是標準；-對於藍牙，與接入點AP1、2的網絡的捆綁過程在第一次接入它們時是必需的。由於最好不利用對於基礎結構中的每個接入點AP1、2的配對過程而煩惱用戶，因此可以使用「組密鑰」的概念。這是由BT特殊興趣組(SIG)的安全專家組已經引入的新特點，其不需要當前BT1.1HW/FW的改變。一旦切換發生，就不需要重新驗證。由於即將公開的原因，這裡只需要提及以下是有用的關於在藍牙基礎結構中使用組密鑰的細節正在被包含在BT接入點漫遊(APR)規範中。
-對於WLAN，可以使用傳統的WEP加密，儘管這可能證明不是一個理想解決方案。通過將接入點AP3、4連接到RADIUS伺服器300、302並僅允許具有已登記得MAC地址的幀被橋接，可以控制對基礎結構的接入。這也不認為是最安全的處理過程，因為它也許證明能夠欺騙MAC地址。IEEE 802.1x驗證可以解決該問題，但是這種基礎結構對於本發明不是實質的。
企業網對網際網路的連接點(入口路由器)應當總是利用一個或多個防火牆來保護，並且移動終端應當考慮隨之發生的限制，而不需要防火牆配置中的任何特殊策略。
在企業基礎結構中，RADIUS伺服器300、302可以用來控制移動終端MT的接入。也可以配置DHCP基礎結構，以使移動終端MT可以得到租用的IP位址。只要涉及進一步安全性，就可以採用一個或多個以下機制-應用可以以安全數據傳送比如安全套接字層(SSL)為基礎；-還可以利用諸如SSL的安全數據傳送(可能通過專用機制)來保護位置更新；-通過提供對驗證和/或確認挑戰的標準機制(例如，連接到RADIUS的接入點和基於GPRS SIM的安全性)可以控制對無線網絡的接入；-可以在MT中安裝防火牆，以防止來自外部網絡的未授權訪問；-只要接入網需要連接到網際網路，就可以使用防火牆；和-由於接入過程通常因初始驗證而是耗時的，因此MWAL在使用一個接口的同時，可以在另一接口上執行這些任務。這可以縮短切換處理，因為正在流水作業(pipeline)接入過程和數據交換。
在一個方面中，本發明擴充了基本WAL框架，以允許客戶機裝置/夠動終端執行垂直切換，即在一個無線接入標準與一個不同無線接入標準之間以不停止或不中斷現有數據連接以及不需要用戶幹預的方式進行切換。因而，可以看到，本發明提供了一種有效的方案，以使客戶機裝置能夠從一個無線接入標準切換到另一個無線接入標準，而這種切換最好根據已知的無線網絡基礎結構進行。
儘管已經結合優選實施例特別顯示和說明了本發明，但是本領域熟練技術人員將會明白，在不背離本發明精神和範圍的條件下，可以進行形式和細節的改變。例如，應當明白，術語網際網路的使用包括至等同方案比如至其它基於網際協議(IP)的系統的連接。此外，客戶機裝置已經被公開為利用移動終端的形式實施，以反映用戶便攜性，或者例如在可用網絡基礎結構改變時至少需要能夠在不同的無線通信標準之間切換。這種移動終端可以包括例如個人數字助理(PDA)、便攜計算機或者移動通信裝置，但是人們將會明白，該客戶機裝置實際上也可以是臨時地或者基本永久地固定的。還可以是這樣一種情況，對於一個、多個或者所有接入網，客戶機裝置是固定的，並且客戶機裝置也可以是正在移動的某個或每個周圍的網絡基礎結構，其中在此情況下客戶機裝置的移動性可以被認為表示該裝置與接入網或者網絡之間的相對移動。
術語表
權利要求
1.一種用於基於網際協議(IP)的通信方案的客戶機裝置，所述客戶機裝置包括適於根據多個網際協議兼容無線通信標準支持所述客戶機裝置的無線操作的多標準硬體，所述多標準硬體的操作由網絡驅動器來控制，該網絡驅動器包括具有無線適配層的軟體結構，所述無線適配層被安排成在使用中能夠使所述客戶機裝置在所述無線通信標準之間執行垂直切換。
2.根據權利要求1所述的客戶機裝置，其中所述垂直切換是無縫的。
3.根據權利要求1或2所述的客戶機裝置，其中所述無線適配層適合於在所述垂直切換期間允許基於網絡的應用程式在所述客戶機裝置上透明地運行。
4.根據上述任一項權利要求所述的客戶機裝置，其中所述客戶機裝置確定哪一些無線接入網是可用的，並且依據某個或者每一個所述可用無線接入網的基礎結構執行所述垂直切換。
5.根據上述任一項權利要求所述的客戶機裝置，其中所述裝置包括用戶可攜帶終端。
6.根據上述任一項權利要求所述的客戶機裝置，其中所述網際協議兼容無線通信標準包括通用分組無線電系統(GPRS)、IEEE802.11和藍牙標準之一。
7.一種軟體產品，適合於在上述任一項權利要求所述的客戶機裝置中實現網絡驅動器的無線適配層，所述軟體產品包括用於向所述客戶機裝置的協議棧的網際協議層提供統一接口的代碼，用於至少以下之一a)傳送網際協議分組；b)監視無線電鏈路質量；c)控制無線電鏈路質量；d)尋呼其它裝置；和e)在網絡的不同接入點或基站之間或者在網絡之間切換所述客戶機裝置。
8.根據權利要求7所述的軟體產品，其中所述無線適配層接口向所述客戶機裝置的作業系統以及向應用提供OSI協議棧的層2與層3之間的單一接口，經由該接口來交換一個或多個數據、命令和事件。
9.根據權利要求8所述的軟體產品，還包括用於控制所述無線適配層接口的整體操作的無線適配層協調器，並具有用於至少以下之一的代碼a)確定和控制軟體模塊的加載和卸載；b)用於安排所述垂直切換的代碼；和c)用於從應用接收命令以及發回事件的代碼。
10.根據權利要求10所述的軟體產品，其中所述無線適配層接口向所述網絡驅動器的數據平面和控制平面提供分離的接入，以使所述無線適配層的控制應用能夠經由一個所述無線通信標準來管理連接，而另一個所述無線通信標準用來交換數據。
11.根據權利要求8至10之中任一項權利要求所述的軟體產品，其中所述無線適配層接口對於所述客戶機裝置的作業系統顯現為共享資源網絡接口，從應用層中利用套接字接口來控制所述共享資源網絡接口。
12.根據權利要求7至11之中任一項權利要求所述的軟體產品，其中軟體模塊被動態地加載到無線適配層以及動態地從無線網絡層卸載，所述模塊包括用於使所述無線硬體接口到所述無線通信標準或者作用於由無線適配層轉發的網際協議分組的代碼。
13.根據權利要求7至12之中任一項權利要求所述的軟體產品，包括具有代碼的較低層驅動器模塊，用於封裝專用於特定的所述無線通信標準的特性，以便在所述客戶機裝置與其它客戶機裝置或網絡之間的無線鏈路上發送和/或接收網際協議分組。
14.根據權利要求13所述的軟體產品，所述較低層模塊包括用於以下至少之一的代碼a)基帶處理器的較低層的初始化；b)與所述多標準硬體模塊交換數據幀和/或控制消息；c)管理連接的建立；d)管理尋呼信道，以使所述客戶機裝置從空閒模式中被喚醒；e)管理所述客戶機裝置的低功率模式；f)監視所述客戶機裝置的無線連接中的鏈路質量。
15.根據權利要求13或14所述的軟體產品，其中所述較低層模塊包括數據平面和控制平面，所述數據平面包括用於在所述無線適配層與所述硬體模塊之間轉發幀的代碼，而所述控制平面包括至少用於發現網絡接入基礎結構是否存在以及在交換數據前建立連接之一的代碼。
16.根據權利要求11至15之中任一項權利要求所述軟體產品，還包括具有代碼的軟體產品，該代碼用於監視上遊和下遊方向的傳送控制和/或網際協議(TCP/IP)段的流，所述模塊最好包括用於在無線鏈路變得不可用時凍結傳送控制協議(TCP)發送器的代碼，最好還至少在新鏈路變得可用之前凍結所述發送器的代碼。
17.根據權利要求11至16之中任一項權利要求所述的軟體產品，包括具有代碼的模塊，該代碼用於確保所述無線適配層的媒體訪問控制(MAC)地址在所述垂直切換期間不改變。
18.根據權利要求11至17之中任一項權利要求所述的軟體產品，包括具有用於監視服務質量的代碼的模塊，並且如果多個牽涉所述客戶機裝置的無線連接是合適的，最好還具有用於根據當前運行應用的需求按照優先順序排列業務的代碼。
19.一種支持客戶機裝置的無線操作的方法，所述方法包括配置所述客戶機裝置的多標準硬體，以便在多個網際協議兼容無線通信標準之間在網絡驅動器的無線適配層的控制下執行所述客戶機裝置的垂直切換。
20.一種基於網際協議的通信系統，適於經由多個無線通信標準之一提供與客戶機裝置的連接，所述客戶機裝置最好包括移動終端，並包括適於根據多個所述無線通信標準支持所述客戶機裝置的無線操作的多標準硬體，所述標準之中的操作或之間的改變由預定的軟體結構來控制，所述軟體結構包括無線適配層(WAL)，它被安排成在使用中能夠使所述客戶機裝置執行所述無線通信標準之間的垂直切換。
全文摘要
諸如個人數字助理或者行動電話的移動裝置可以使用WPAN和WLAN基礎結構或者蜂窩系統如GPRS或3G連接到網際網路或者另一個基於IP的網絡。支持這些標準的多模式硬體如組合晶片組也正在變得可用。根據本發明，建議了無線網絡驅動器軟體結構，它被命名為多標準無線適配層(MWAL)，並且用於客戶機裝置MT，該客戶機裝置可以是便攜的，需要從一個無線標準有效地切換到另一個無線標準，並且即使在諸多無線通信標準之間進行切換時，也必須能夠在網際網路或者其它基於IP的網絡中保持被連接和可抵達。本發明的技術是適合於垂直市場和專用解決方案的層2技術，其中MWAL使客戶機裝置MT能夠在無線通信標準之間執行垂直切換。
文檔編號H04L12/28GK1636356SQ03802814
公開日2005年7月6日 申請日期2003年1月24日 優先權日2002年1月29日
發明者D·梅皮格納諾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司