多個網絡的接口選擇的製作方法

2023-07-09 05:21:36 1

專利名稱：多個網絡的接口選擇的製作方法
技術領域：
本發明涉及多個網絡、特別是無線網絡的接口選擇，具體地、但並不唯一地涉及行動裝置從多個網絡、特別是無線網絡中進行接口選擇，這些網絡是通信系統中至少是暫時定期可用的。
目前無線區域網(WLAN)不僅在室內環境也在室外空間變得流行起來。通過無線接入點，移動/客戶設備可以按照類似於使用有線LAN的方式使用聯網服務，而不需要有線連接。有關無線LAN協議以及系統的一般信息可以在Macmillan Technical 1999年出版的JimGeier的「Wireless LANs(無線LAN)」一書中找到。WLAN的一個問題是功耗，對個人數字助理(PDA)這樣的便攜設備來說，這會變成一個難題。類似BluetoothTM(藍牙)這樣的無線個人區域網(WPAN)技術可以以較窄的帶寬提供無線網絡連接，但是大大降低了功耗。當不能使用WLAN或WPAN接入基礎設施時，行動裝置會需要這樣的功能允許它使用其它可用無線系統，例如類似通用無線分組系統(GPRS)這樣的室外蜂窩系統，以便產生新的連接或可以保持與網際網路或企業內部網際網路的連接。如果進行適當調整，同一行動裝置可以在返回辦公室插入停放位置就可以連接到有線LAN。此時該設備是固定的，但是可以理解的是它會仍然被認為是行動裝置，因為這反映了它可以改變位置的便攜性或機動性。
因此行動裝置應該具有多個可用的網絡接口，至少是暫時的，以便在多種場景中提供連接性。這樣的終端被描述為多模終端。這些接口或者嵌入到設備中或者由用戶手動插入，例如插卡的情況。一個這種普通類型的設備在GB-2362237中揭示，其中的PDA具有一個至少帶電池盒的基座單元以及多個帶有插槽的、滑入或夾入基座的可變模塊。這種現有技術裝置建議了一個卡模塊，為實現無線鏈路而完成射頻(RF)線路、鏈路控制以及基帶功能，但是沒有揭示如何在可能隨時變為可用的多個網絡接口之間進行或實施選擇。
到目前為止，當存在多個選項時，還沒有一種通用的解決方案自動決定任何特定設備應該在特定時刻使用哪個網絡接口。實際上，有些晶片組和卡的製造商提出了組合產品(「組合」晶片組)的建議，這些產品嵌入多個無線傳輸標準，其中一些是市場上已經存在的。但是沒有支持軟體，用戶不得不總是手動選擇一個網絡接口，連接到網際網路或企業內部網際網路。大多數作業系統、例如美國Mirosoft公司提供Windows CE以及Windows XP或者Linux都是這種情況。
為了使用特定的無線接口，必須具有提供對骨幹網絡接入的相應網絡基礎設施，而且必須提供搜索可用網絡接入的過程。這個搜索過程可能是耗時而且耗能量的。即使掃描一個系統的所有頻率就非常消耗功率，以至蜂窩系統的移動終端通常不做這件事，而只掃描有限數目的頻率。掃描特定的無線網絡基礎設施(例如WLAN)可能會得到一個行動裝置可以連接的可用接入點列表。當沒有找到WLAN基礎設施時(例如前面例子)，行動裝置中的WLAN接口不能提供網絡連接，必須調查另一個接口。
根據用戶所處的環境，特別是在將來可能會有多個網絡基礎設施可用，至少是暫時可用。因此現有技術裝置看來在自動發現無線網絡基礎設施是否可用和哪個可用以及隨後激活合適的網絡接口方面是不完善的。這可能會導致行動裝置滿足用戶連接需求方面的不完善，這些需求例如成本、方便性、功耗以及帶寬這些方面。因此目前揭示裝置的用戶可能會在與網際網路這樣的骨幹網建立或維護與位置無關的連接上遇到困難。這就是目前裝置的狀況，至少不進行手動幹預就是如此，而手動幹預可能會被認為是效率不高或通常是不希望的。
本發明的一個目的是提供改進的對多個網絡的網絡選擇，具體地、但並不唯一地提供通過行動裝置從多個網絡、特別是無線接入網絡進行改進的接口選擇，這些多個網絡至少是暫時地在通信環境中定期可用。
自動網絡接口選擇機制會對終端用戶在可用性方面提供好處。因此，本發明提供了一種用於兼容網際網路協議的通信網絡中的無線客戶端設備，所述客戶端設備適合根據多個通信標準中的一個與所述網絡通信並在多個網絡接口中進行連接選擇，所述設備的設計使之用於自動地而且根據所述客戶端設備中實現的預定網絡接口選擇規則進行所述選擇。這樣的設備可以稱為多模終端。客戶端設備可能是一種用戶終端，例如移動終端。
所述網絡接口選擇規則的選取，可以通過用戶幹預實現，或者從客戶端設備存儲的預定一組所述選擇規則中通過所述客戶端設備本身選取。
所述網絡接口選擇規則可以包括考慮位置或場景意識中的至少一個，最好包括表示所述位置或場景是動態或靜態的移動性參數以及/或者如何收集了這樣信息的指示。
所述客戶端設備可以適合在預定情況、授權下動態地在網絡接口選擇規則之間改變，以便使所述改變最好是由用戶提供以及/或者最好是通知給用戶。
所述客戶端設備可以適合測試所述網絡接口中一個或多個是否可用，最好是周期性地執行可用接口的掃描。
所述客戶端設備可以適合預連接到所述網絡接口選擇規則選擇的所述接口，以便在從目前連接的接口切換過去之前測試所述接口的可用性。
所述網絡接口可受在所述客戶端設備的作業系統中實現的允許多標準的無線適配層控制。
可以為多個所述接口指定在所述網絡接口選擇規則中實現的優先級，所述優先級最好是在所述客戶端設備中可改變的，而且最好是動態地改變以反映所述接口的當前狀態。
所述客戶端設備可以存儲有關接入點目前可用及/或以前訪問過的信息。
所述客戶端設備可以適合完全連續地監視網絡接口的可用性，而且最好是保持一個更新的存儲的所述可用接口的列表。
所述接口之間的切換可以由所述客戶端設備在如下事件中執行當更強或更高優先級接口變得可用的時候或者當使用目前所述接口對網絡基礎設施的連接丟失的時候。
所述客戶端設備可以適合至少是周期性地檢查目前連接的接入點周圍一個或多個接入點的可用性。
所述網絡接口選擇規則可以包括考慮使用成本、帶寬可用性、接收信號強度、鏈路質量、鏈路可用性、信噪比、功耗或用戶幹預中的至少一個。
所述通信標準可以包括乙太網、IEEE802.11a、IEEE802.11b、BluetoothTM(藍牙)GPRS以及GSM數據中的一個。
本發明也提供了一種在兼容網際網路協議的網絡中進行通信的方法，該方法包括根據多個通信標準中的一個將客戶端設備連接到所述網絡；以及在所述客戶端設備中實現的網絡接口選擇規則定義的預定情況下，自動地在所述通信標準之間改變。
本發明也包括一個電腦程式產品，當其在計算設備上執行時根據本發明執行上述方法。本發明也包括一個數據載體，含有按照可執行程序編碼的電腦程式產品。
附圖的簡要描述

圖1是包括根據本發明一個實施例的裝置的系統框圖；圖2是在圖1的客戶端設備中實現的網絡接口選擇規則的應用實例圖；圖3是在圖1的客戶端設備中實現的網絡接口選擇規則的類圖；以及圖4是在圖1的客戶端設備中實現網絡接口選擇規則的任務管理器的任務圖。
優選實施例的詳細描述現在參考某些實施例並參考上述附圖描述本發明。只是通過例子進行這樣的描述，發明不受限於這些例子。術語「包括」——例如在權利要求中的那些——並不排除其它的單元或步驟，而且名詞前面的不定冠詞「a」或「an」並不排除多個這樣的名詞，除非特別指出。對於幾個單個項目，例如信道解碼器、信道均衡器，或給出單個功能的項目，例如信道解碼裝置、信道均衡裝置，即使這些項目是分別描述的，在發明範圍中也包括多個這樣的項目在一個單個項目中實現的情況，這樣的單個項目例如帶有實現該功能的相關軟體應用程式的處理器。
當提到「客戶端設備適合根據多個通信標準中的一個與網絡通信」，技術人員應理解到這樣的設備可能指的是多模終端。作為一個特殊例子，多模終端可以具有對乙太網、IEEE802.11a、IEEE802.11b、BluetoothTM(藍牙)、GPRS以及GSM中任一個接入的能力。
在本發明提到通信裝置所使用的「標準」的地方，這類標準可能包括公認組織所倡導的技術方針，例如這些組織可能包括政府機構或諸如IETF、ETSI、ITU或IEEE這樣的非商業組織，但是並不限制於此。由這樣的實體發布或建議的標準可能源於正規的過程，例如以協作組織或委員會對現有方法、措施以及技術趨勢和發展的通常是透徹的研究之後起草的規範為基礎。所建議的標準隨後可以被公認組織認可或通過，隨著時間的流逝基於標準的產品在市場上逐漸佔有主導地位時，標準就被公眾所採納。這種不太正式的「標準」設置可能還包括單個公司或聯合公司開發的產品或理念的實現中所得到的技術方針。如果通過成功或模仿，這類方針變得廣泛採用，以至偏離該規則就導致兼容問題或限制市場銷售性，就特別會出現這種情況。一個硬體遵從一個被接受標準的程度可以認為是該硬體在所有方面的操作與它所基於或按照其設計的標準類似的程度。至於軟體，兼容性可以認為是在面向任務級別上計算機單元和程序之間實現的協調性。因此軟體對標準的兼容性也可以認為是程序可以一起工作並共享數據的程度。這樣的通信標準可以定義無線接入協議，可以基於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)或它們的組合，例如CDMA/FDMA、CDMA/FDMA/TDMA、FDMA/TDMA。作為一個特殊例子，可以選擇IEEE802.11b、藍牙以及GPRS中的一個。
參考附圖，現在特別參考圖1，嵌入客戶端設備MT中的通信網絡選擇系統10提供了多種網絡接口，以便通過網際網路或另一個基於IP的網絡連接伺服器12。客戶端設備可以是移動或固定終端，提供數據、傳真、視頻或語音業務中任何一個或它們的組合，例如變帶寬的多媒體業務。為了實現這一點，客戶端設備包括多模能力，能夠最佳利用可用的通信標準。在這個實施例中，所使用的不受限的列表包括IEEE802.11b無線區域網(WLAN)、BluetoothTM(藍牙)無線個人區域網(WPAN)以及通用分組無線系統(GPRS)形式的蜂窩系統。這些客戶端設備/節點可以包括個人數字助理(PDA)、筆記本計算機及行動電話或諸如此類，而且儘管沒必要在任何特定時刻都移動，這裡為了方便起見都稱為移動終端MT，以便反映其便攜的可能性。
藉助於實現網絡接入的節點為方便起見將統稱為接入點AP，但是可以理解接入點AP的形式會依賴於所考慮的接入技術。IEEE802.11b具有自己的接入點AP1，藍牙AP2有自己的接入點AP2，而GPRS的接入點AP3在本領域中可以稱為基站BS。藍牙接入點AP2可以通過專用路由器14連接，而另一個路由器16可用於通過IEEE802.11b接入點AP1進行WLAN接入。
本發明提供了一種裝置，其特點是每當移動終端MT具有多個選項時，自動根據用戶定義的規則選擇客戶端設備中的網絡接口。這些規則可以考慮幾個因素，包括數據傳輸速度、功耗、用戶移動簡檔、緩存的場景信息、安全鑑權以及連接成本在內。
用戶可以在預定集合中選擇一個網絡接口選擇規則(NISP)，或者定義自己新的NISP。一旦選擇了規則，行動裝置將使用優選的網絡接口(只要它是可用的)並周期性地掃描其它可用的網絡基礎設施。用這種方式，當具有最高優先級的接口不再可用時(或由於沒有無線覆蓋、或由於用戶將移動終端離開了擴展塢或拔出了卡)，新的網絡接口就準備好被激活而且用戶保持網絡連接。
NISP可以關聯於特定位置和場景。移動終端(MT)可以在不同NISP之間切換，或者自動地(例如當識別出一個已知的無線網絡基礎設施並可以推斷出特定位置時)或者通過明確的用戶幹預。NISP的進一步細節以及主要特徵在下面給出。
圖2描述的圖表示本發明所描述的網絡接口管理方案的主要應用實例，使用標準的統一建模語言(UML)標記。
用戶在「ConfigureSetting(配置設置)」100應用實例中指出他/她的首選項這可以是一個GUI(圖形用戶接口)工具，其中可以定義一組NISP並規定其它設置。「SelectPolicy(選擇規則)」102激活一個特定的NISP，而且它可以通過用戶手動或者軟體代理——即NicAgent 104——被調用，該軟體代理是在移動終端MT中監督整個網絡選擇系統10的軟體守護進程(daemon)。NicAgent104可以決定規則的改變，只要用戶在設備的配置設置中允許這種行為。每當規則改變時，如果合適用戶可以通過GUI收到一個通知(「NotifyUser(通知用戶)」106)。根據用戶規定的設置，該設置在系統啟動或設置本身改變時讀取(「ReadSetting(讀設置)」108)，NicAgent 104周期性地探測可用的網絡接口(「ScanInterfaces(掃描接口)」110)。
這個「ScanInterfaces(掃描接口)110應用實例包括測試網絡接口的物理可用性、檢查某狀態以及驗證它實際能夠提供連接。當找到了一個無線基礎設施而且規則允許時，系統10就嘗試連接它以便檢查鏈路可用並保持網絡的連接(「Preconnect(預連接)」112)。這個過程在藍牙基礎設施的實例中可能包括查詢接入點AP2、與之連接並進行業務搜索和鑑權過程，正如個人區域網(PAN)簡檔或LAN接入簡檔中的規定。
應該注意到，在這種情況下接入點的作用也可以由帶有Bluetooth(藍牙)和GPRS接口的行動電話實現(藍牙撥號聯網簡檔)，或由也帶有乙太網連接的具有藍牙功能的筆記本實現。
根據預連接實例112的結果或者由於其它用戶的動作(例如從移動終端MT物理上取出網絡卡或者乙太網電纜物理上與MT連接的接通(斷開))，可以產生一些事件(「HandleSystemEvents(處理系統事件)」114)，它們再傳遞給NicAgent 104。這些事件可能包括基礎設施存在而且可用；基礎設施存在但是移動終端MT不具有訪問權限；已經插入了新接口卡/網絡電纜；以及已經取出了接口卡/網絡電纜。
NicAgent 104根據它目前使用的規則對這些事件做出響應。這些事件的可能結果是激活新的網絡接口卡(「ActivateInterface(激活接口)」116)，即由「SwitchInterface(切換接口)」開始切換動作。切換可以包括去激活一個網絡接口並激活新的一個。其它網絡層功能也可以包含在這個過程中。
根據所產生的事件，NicAgent 104可以收集有用信息，例如可以將它們存儲在合適的諸如高速緩存這樣的存儲器中並使用它，以便在所用NISP中包括與場景或位置有關的網絡選擇。「ManageContextCache(管理場景緩存)」118應用實例指的是管理與特定環境有關的信息的過程例如，當區域網接口卡——例如乙太網卡——插入之後，NicAgent 104認識到移動終端MT已經連接到辦公室網絡，就可以推斷出「辦公室」場景。這個場景可以包括辦公室環境中提供的其它網絡基礎設施、例如無線LAN及/或藍牙的描述。根據這個場景信息，在移動終端MT中激活特定的網絡接口選擇規則並可選地通知給用戶(「NotifyUser(通知用戶)」106)。
基於NISP的移動終端MT的合適主類的選擇在圖3的網絡接口(「if-」)類圖中表示。NicAgent 104的作用由IfManager類200實現。ifManger 200使用NetworkInterfaces類202並關聯於Scheduler 204，204負責提供定時服務，即檢查特定網絡接口的觸發器。UserPreferences類206記錄用戶可以設的所有設置。為了實際控制網絡接口，IfManager 200使用多標準無線適配層(MWAL)208，這是個軟體模塊，處理網絡接口卡所有存在的軟體設備驅動。NWAL 208連結到移動終端MT的作業系統，並允許IfManager 200與網絡接口卡的設備驅動器通信。
另一方面，NetworkInterfaces類202是實際無線或有線網絡接口卡的高層代表。它的屬性包括名稱(通常與作業系統有關；「fName」)、類型(WLAN、藍牙、GPRS或其它，根據情況而定；「fType」)、可以通過IfManager 200動態改變的優先級(「fPriority」)以及代表接口目前狀態的標誌(「fStatusFlags」)。其它參數包括網絡層信息(「fL3Info」；預設網關、IP位址)，網絡接口的物理特性(作為可取出卡實現的「fRemoveableBoolean」還是嵌入系統中的)以及可訪問接入點AP1-3的列表。
AccessPoint類210保存有關接入點AP1-3的名稱(「apName」)、類型(「apType」)、MAC地址(「apMAC」)、是否已經訪問過(「apRegisteredBoolean」)、對業務流加密的預設鏈路密鑰(「apLinkKey」)以及狀態(「apStatus」)的信息，這是動態信息，可以按照基礎設施掃描結果以及移動終端MT對接入點AP1-3以前的使用而設置。接入點AP1-3可以被多個提供商212共享。也可以存儲有關接入AP的後端網絡的信息，例如它是10/100Mbps的乙太網或44kbps的GPRS連接。
最後，Context類214保存有關用戶周圍環境的信息，包括位置名稱(例如「辦公室」或「家」)以及可訪問的接入點AP1-3的列表。包括移動性指標參數以便表示位置及/或場景是移動的還是靜止的(例如，用戶離開並進入新場景的機率)。場景類型表示位置或場景信息是如何收集的，即位置或場景是手動定義的、已經自動構造的或者必須定時刷新的。
IfManager 200代表管理所有其它類的實際運行的應用程式。在驅動級，MWAL模塊208對作業系統可見的各種接口進行統一，而IfManager應用程式200負責它的控制。
IfManager 200負責無線接口連接性、管理，以及通過基於場景和用戶首選項選擇最佳可用接口而執行接口的選擇。IfManager200也確保通過在需要的時候在可用接口之間進行垂直切換、然後更新路由選擇信息來永遠保持層3的連接性。假定移動終端MT希望能夠連接網際網路中的某個主機，此後稱之為伺服器12。
IfManager應用程式200至少負責以下任務1.連續監視網絡接口可用性。為了能夠在新的和/或更好的接口插入時、或者提供給移動終端MT使用時、或者當目前使用的接口移開的時候及時切換接口，需要不斷刷新可用硬體資源和有關屬性的列表。硬體監視的執行可以通過周期性地查詢移動終端的硬體狀態或者更好的方法是利用硬體插入/移開事件。
2.每個可用網絡接口的接入點AP1-3標識。根據用戶的位置，周圍的接入點AP1-3可能是已知或未知的。已知接入點AP1-3的接入配置參數本地存儲在移動終端MT的「場景」類118中。以前未知的接入點參數可以隨後發現並為了將來快速使用而緩存起來。根據無線技術，接入點探索也可以基於周期間隔的掃描來進行(例如，藍牙查詢過程)或者在一個異步事件之後進行(例如，IEEE 802.11b WLAN無線事件)。對於每個接口，最好都維護一個檢測到的(可連接的)接入點列表。
3.接口連接性檢查(「check_interface」功能)。每個接口可以有也可以沒有層3的連接性，即可以或不可以與接入點AP1-3後面的第一路由器通信。為了保證這種連接性，接口必須具有a)可連接的接入點。移動終端的用戶必須有權利連接與所關心接口關聯的一個或多個接入點AP1-3。
b)有效IP位址。基礎設施運營商應該通過DHCP或其它方式提供有效的IP位址，允許移動終端MT接入伺服器12。(這兩個條件a、b必須定期檢查。)4.移動終端MT連接性檢查。移動終端的通信完整性必須定期檢查。移動終端MT所依賴的當前接口可能會被用戶移開、可能會移出接入點的範圍之外、或者可能改變IP子網。在所有這些情況下，一旦連接斷開必須採取適當的解決措施。對接入點AP1-3後面的第一路由器(預設網關)使用定期ping，可以檢查連接的完整性；連接的斷開可以用異步事件(硬體拔出、無線事件、低於門限的信噪比以及其它)通知。「ping」過程測試網絡，檢查什麼系統在工作。為此一個網絡單元向另一個網絡單元發出預定信號並等待響應。正確的響應表示遠端網絡單元正在響應而且網絡是正常的。Ping過程也可以測試並記錄訪問其它網絡單元的響應時間。這樣可以提供哪個網絡單元及/或網絡可用以及它們是否過載的信息，這樣可以優化訪問時間。Ping過程可以使用網際網路控制消息協議(ICMP)。
5.垂直切換垂直切換可以響應兩個事件而發生a)已經檢測到允許層3連接的較好的(根據用戶首選項)接口。離開當前接口離開並附加新的一個。這當然是僅在新接口保證連接性的條件下發生。未被附加接口的層3連接性測試在後臺進行。
b)移動節點所依賴的當前接口突然斷開，或者由於硬體被移開或者鏈路連接斷開或者IP子網改變(當移動節點連接到一個接入點而且漫遊到屬於不同子網的另一個接入點時會出現。在這種情況下，由於運營商提供自動鏈路層切換，鏈路連接性並沒有斷開，但是IP連接卻斷了)。
在a)情況下，垂直切換被稱為「上層垂直切換」，而且它的時間不太緊迫因為連接沒有斷開的危險。在b)情況下，垂直切換被稱為「下層垂直切換」，它的時間更緊迫一些，因為直到檢測到允許通信重新建立的新接口或新接入點AP1-3，移動節點都處於連接斷開狀態。
此外，在2、3得到的信息最好是本地緩存在場景資料庫/高速緩存器118、212中，以便立即認識到將來可用的無線基礎設施的屬性。
現在具體參考圖4，描述了ifManager 200的任務圖，現在更詳細地討論事件。
等待300等待任務300是個空閒任務，是產生所有其它任務的一個(主任務)。它也在IfManager 200啟動時進行應用程式初始化以及資源分配。當一個應用程式關閉時，等待300進行應用程式清理以及資源釋放。等待任務300也初始化管理其它任務定時的所有定時器。
硬體更新310每次查詢間隔到期時或者當諸如卡插入/移開這樣的異步硬體事件出現時，喚醒硬體更新任務310。它的主要任務是保證可用網卡的列表是最新的。列表的每一項為上面描述的NetworkInterface類202。
由於新的硬體插入，硬體更新任務310發出一個信號，為負責檢查並刷新接口接入點列表的任務(見下面)解鎖。當硬體移開時，該任務釋放前面已經分配的資源，並且在拔出硬體是移動終端MT用於連接的那個時，產生S_DISCONNECTED信號。這個信號觸發「立即掃描」任務320，其目的是使用另一個接口儘快重新建立層3連接。在硬體列表保持不變的事件中，該任務重新置於休眠中。
檢查並刷新接入點(AP)330這個任務330負責檢查相鄰接入點AP的可用性。它並不執行任何實際連接的測試，無論層2或層3都是如此；它只是更新給定接口的接入點列表。如果檢測到新的接入點AP，描述它的新對象「AccessPoint(接入點)」就加入所述列表；如果屬於該列表的接入點不再可用，它的項目就釋放。任務330通過「了解」分類接入點列表。接入點AP可以是「已知的」，即用戶已經在場景類中說明了連接它所需的參數(例如，加密密鑰或加密方法)。也可以是「未知的」，即以前從來沒有見過它。可以是「緩存的」，意味著它以前是未知的，但是過去已經檢測到一些信息(例如，需要/不需要加密密鑰)。
對於不支持無線事件的技術、例如藍牙來說，每當查詢間隔到期時就喚醒檢查並刷新接入點任務330，或者對於支持這個特性的技術、例如無線LAN來說，每當「新接入點」無線事件之後喚醒它。檢查並刷新接入點330也通過硬體更新任務發出的「檢測到新卡」信號喚醒。
每當在接口上檢測到優先級比正在使用的高的接入點AP時，檢查並刷新接入點任務330就發出一個信號。這個信號隨後被鏈路和ping任務340捕捉，該任務檢查是否可以使用新發現的接入點AP連接伺服器12，正如下面更詳細討論的那樣。當完成接入點掃描之後，檢查並刷新接入點任務330就返回休眠。
鏈路和ping 340鏈路和ping任務340負責檢查一個接口是否能夠通過列表中的一個或更多的接入點AP1-3連接伺服器12。因此最好是針對其接入點列表非空的接口調用它。對於給定的接口，首先要對列表中的所有接入點AP1-3檢查鏈路層連接性，然後通過發出DHCP請求檢查IP配置，並且ping伺服器12最後檢查網絡連接性(為了控制規模，最好是ping超過接入點AP的第一路由器14、16)。每級的開始意味著前一級的成功完成。步驟的成功或失敗記錄在有關接入點對象的域「AP_status」中。這些動作通過函數「check_interface」執行，也被後面解釋的立即掃描任務所使用。
當具有非空接入點列表而且優先級比當前使用的高的接口的查詢間隔到期時，喚醒鏈路和ping任務340。這是允許垂直切換到較高優先級接口所需要的。可選地，可以針對較低優先級接口喚醒它，這樣每當需要切換到較低優先級接口時可以增強切換的性能。是否允許後者的選擇視用戶首選項和場景約束(例如功率條件)而定。
一旦發現一個接口能夠提供層3連接而且希望進行垂直切換(即，新接口比目前使用的優先級高)，鏈路和ping任務340就發出一個信號，喚醒垂直切換任務。該任務實際上負責網絡接口的切換。相反，如果沒有發現感興趣的接入點，任務就返回空閒態。
鏈路和ping任務340最好是基於接口執行，意味著它的範圍限於單個接口而不是所有現有接口。相反，立即掃描任務(下面解釋)指的是所有可用接口而且用於立即恢復連接。
立即掃描320立即掃描任務320被S_DISCONNECTED信號喚醒，一旦移動終端MT目前使用的網絡接口不再提供對伺服器12的連接時，其它任務會發出這個信號。其發生可以有兩個原因1)硬體本身變為不可用；2)鏈路層或網絡層連接斷開。第一種情況下，任務320被硬體更新任務喚醒。第二種情況下被ping當前接口任務350喚醒。立即掃描320首先在連接移動終端MT的同一接口上檢查可用的接入點AP，因為連接斷開可能只是IP子網漫遊的情況而且簡單的DCHP請求就可以解決。如果連接沒有恢復，立即掃描320使用較低優先級接口檢查連接性。如果找到了連接的接口，立即掃描320就喚醒垂直切換任務，然後出現接口切換。相反，如果沒有接口能夠提供連接，任務320最終就以「沒有連接」的警告結束並返回空閒態。
Ping當前接口350這個任務350負責當前網絡接口失敗檢測，既在鏈路層也在網絡層進行。它用ping請求有規律地探測伺服器12，一旦當前接口不再提供層3連接時，就發出S_DISCONNECTED信號。如果可以連接伺服器12，這個任務350就返回空閒態。
垂直切換(VH)360當需要垂直切換而且鏈路和ping任務340或立即掃描任務320已經檢測到合適的替代接口時，喚醒垂直切換任務360。VH 360負責接口切換和IP參數繼承。任務360使新接口運作起來並將該事件傳遞給可能對此感興趣的過程。垂直切換完成之後，返回空閒態。
「鏈路和ping」以及「立即掃描」任務都使用了「check_interface」函數，現在詳細解釋一下這個函數。它的任務是檢查給定接口的層2和層3連接性。首先檢查屬於所選接口的所有接入點AP的層2連接性，據此，在描述每個被分析接入點的對象中設置恰當的標誌(鏈路可用/不可用)。如果找到了提供鏈路層連接的接入點AP1-3，再檢查IP連接性。首先，通過該接口進行DHCP請求，以便從運營商的基礎設施中得到有效的IP位址。如果沒有給出IP位址，接入點AP1-3就不適合通信。相反，如果給出了IP位址，最後階段就開始了。這包括通過ping伺服器12檢查IP連接性並等待響應。如果在預設超時內沒有給出響應，接入點AP1-3就不適合連接，否則就稱整個接口將被連接並這樣做出標誌。在這種情況下，函數成功退出。如果所描述的階段之一(鏈路連接、DHCP請求以及ping)失敗了，函數就對列表中的下一個接入點AP1-3重複該過程。如果列表被全部掃描而且沒有找到合適的接入點AP1-3，就稱接口連接斷開，函數不成功退出。
在每一步記錄並緩存給定接入點AP1-3的成功階段或失敗，這樣以後掃描時首先查詢成功階段數多的接入節點AP1-3，可以使掃描加快。實際上，在掃描開始之前，通過認知程度以及以前成功階段數對接入點列表AP1-3進行分類。首先放置具有三個成功階段的註冊接入點AP1-3，然後緩存具有三個成功階段的接入點AP。然後通過成功階段數對所有註冊接入點AP分類，最後所有的接入點AP1-3都這樣緩存起來。
也會有這樣的情況，如果一些緩存接入點AP1-3保持預定次數的成功階段，例如在規定次數的呼叫中成功少於三次，那麼對它的掃描就不再進行而且為了將來的掃描它將被標記為「不可用」。最好也對明確拒絕連接嘗試的接入點AP1-3做同樣的事。
Check_interface函數具有以下原型Int check_interface(strut NetwofkInterface*nic，intmode)；它的參數是指向「NetworkInterface」類的指針和「模式」。「NetworkInterface」(見圖3，202)類包含單個網絡接口的描述，而模式表示該函數是必須檢查與接口關聯的所有可用接入點AP1-3，還是一旦找到了可用接入點AP1-3就必須退出。第一種模式被「鏈路和ping任務」340使用，第二種模式被「立即掃描」任務320使用，而關鍵事情是立即找出可用接入點AP1-3。
實施例發明具體地涉及通常可移動的設備/節點，因此這裡為了方便一般性地稱之為移動終端MT，而且該設備配備了兩個或更多的網絡接口。它們包括便攜計算機、手持設備和高級蜂窩電話。本解決方案只是希望運行在移動終端MT上，除了普通網絡自動配置服務(DHCP、BOOTP、PPP以及諸如此類)以外對運營商的基礎設施不做任何假定。可能的應用領域包括辦公環境。例如當用戶將他/她的筆記本拿開時，所建議的解決方案自動在有線區域網和無線域之間切換。本發明的方法可以用軟體實現並在計算設備上執行，例如在便攜計算機、PDA這樣的手持設備或蜂窩電話上執行，它們都包括數字計算器件，例如微處理器、具有計算功能的ASIC或可編程門陣列、可編程邏輯陣列(PLA)、可編程陣列邏輯(PAL)或現場可編程門陣列(FPGA)這樣的可編程數字邏輯單元。這樣的軟體可以用可執行電腦程式的形式提供，存儲在數字載體上，例如技術人員熟知的CD-ROM、磁碟、磁帶等。
對於移動環境，本發明可以當用戶在不同場景之間移動時保持連接性。例如，當用戶離開他/她的家或辦公室無線區域網時，通過加到蜂窩載體上而使連接不會斷掉。
本發明解決了手動網絡掃描、選擇和配置的問題。對可用網絡接口自動分類，例如按照用戶首選項的順序，可以考慮帶寬、成本和功耗等因素。在任何情況下，只要有使用簡檔，軟體就能自動決定最佳可用的接口。
本發明落入無線連接的中間設備領域，該領域將在未來起到越來越重要的作用。本發明更多的特點和好處是在移動終端MT中處理無線網絡掃描和隨後的網絡接口選擇中提供場景意識。
儘管已經針對優選實施例具體表示和描述了本發明，但是本領域技術人員將會理解在不背離發明範圍和精神前提下可以進行形式和細節的修改。
詞彙表接入點(Access Point)提供無線連接骨幹網的設備。可以是層2設備(網橋)或網絡層設備(接入路由器)。
網橋(Bridge)在層2轉發幀的設備。
路由器(Router)能夠在網絡層計算路由並轉發分組的設備。
DHCP動態主機配置協議。IETF標準協議，自動配置連接到IP網的主機的IP和DNS參數。
BOOTPBoot協議。提供與DHCP類似功能。
PPP點對點協議。IETF標準協議，在串行線路上的兩個主機之間提供通信。也提供IP參數自動配置。
權利要求
1.一種用於兼容網際網路協議(IP)的通信網中的無線客戶端設備，所述客戶端設備(MT)適合根據多個通信標準(BT、IEEE802.11、GPRS)中的一個與所述網絡通信並在多個網絡接口(AP1-3)中進行到所述網絡的連接選擇，所述設備(MT)的設計使之用於自動地而且根據所述客戶端設備中實現的預定網絡接口選擇規則(NISP)進行所述選擇。
2.根據權利要求1的客戶端設備，其特徵在於所述網絡接口選擇規則(NISP)的選取，通過用戶幹預實現，或者由客戶端設備本身從其中存儲的預定一組所述選擇規則中選取。
3.根據權利要求1或2的客戶端設備(MT)，其特徵在於所述網絡接口選擇規則(NISP)包括考慮位置或場景意識中的至少一個，最好包括表示所述位置或場景是動態或靜態的移動性參數以及/或者如何收集這樣信息的指示。
4.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)適合在預定情況、授權下動態地在網絡接口選擇規則(NISP)之間改變，以便使所述改變最好是由用戶提供以及/或者最好是通知給用戶。
5.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)適合測試所述網絡接口(AP1-3)中一個或多個是否可用，最好是周期性地執行可用接口的掃描。
6.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)適合預連接到所述網絡接口選擇規則(NISP)選擇的所述接口(AP1-3)，以便在從目前連接的接口(AP1-3)切換過去之前測試所述接口的可用性。
7.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述網絡接口受到在所述客戶端設備(MT)的作業系統中實現的允許多標準的無線適配層(MWAL)控制。
8.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於為多個所述接口(AP1-3)指定在所述網絡接口選擇規則(NISP)中實現的優先級，所述優先級最好是在所述客戶端設備(MT)中可改變的，而且更最好的是動態地改變以反映所述接口的當前狀態。
9.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)存儲有關目前可用及/或以前訪問過的接入點(AP1-3)的信息。
10.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)適合完全連續地監視網絡接口(AP1-3)的可用性，而且最好是保持一個更新存儲的可用所述接口的列表。
11.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述接口(AP1-3)之間的切換由所述客戶端設備(MT)在如下事件中執行當更強或更高優先級接口變得可用的時候或者當使用目前所述接口(AP1-3)對網絡(BT、IEEE802.11、GPRS)的連接丟失的時候。
12.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述客戶端設備(MT)適合至少是周期性地檢查目前連接的接入點(AP1-3)周圍一個或多個接入點(AP1-3)的可用性。
13.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述網絡接口選擇規則(NISP)包括考慮使用成本、帶寬可用性、接收信號強度、鏈路質量、鏈路可用性、信噪比、功耗或用戶幹預中的至少一個。
14.根據前面任一權利要求的客戶端設備，其特徵在於所述通信標準包括乙太網、IEEE802.11a、IEEE802.11b、BluetoothTM(藍牙)、GPRS以及GSM中的一個。
15.一種在兼容網際網路協議(IP)的網絡中進行通信的方法，該方法包括根據多個通信標準(BT、IEEE802.11、GPRS)中的一個將客戶端設備(MT)連接到所述網絡；以及在所述客戶端設備中實現的網絡接口選擇規則(NISP)定義的預定情況下，自動地在所述通信標準之間改變。
16.一個電腦程式產品，當其在計算設備上執行時執行根據權利要求15的方法。
17.一個數據載體，含有按照可執行程序編碼的權利要求16的電腦程式產品。
全文摘要
揭示了一種裝置，能夠使行動裝置管理多個網絡接口，使其確實總是能在網際網路上連通。有線LAN、無線LAN、無線PAN以及蜂窩系統是在所描述的示範實施例中使用的技術。對可用網絡基礎設施的掃描是由行動裝置中實現的特殊軟體來執行的。考慮用戶移動性簡檔、功率消耗、緩存的場景信息以及應用程式要求，使終端用戶總是能夠通過最合適的網絡接口通信而不需要顯式的手動幹預。
文檔編號H04W36/24GK1666473SQ03816256
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月25日 優先權日2002年7月10日
發明者D·梅皮格納諾, D·斯奧帕斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司