用于智能无线通信选择的设备和方法 |
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| 申请号 | CN02827588.8 | 申请日 | 2002-11-26 | 公开(公告)号 | CN100344119C | 公开(公告)日 | 2007-10-17 |
| 申请人 | 英特尔公司; | 发明人 | L·鲁施; | ||||
| 摘要 | 一种无线通信设备(100)，包括使用各种无线协议与不同的通信网通信的一个或多个无线电 接口 (102-109)。例如，所述无线通信设备可以是一台笔记本或膝上型计算机、一个 个人数字助理 (PDA)、一个移动数据终端、无线电话、摄像机或另外的多媒体设备。在所述无线设备内的多信道无线电 控制器 (110)表征可用的通信网以便确定包括当前网络信息的网络特征。可用的通信网和业务可以通过监控业务量、使用 位置 信息、询问或从当前连通性被表征。一种无线连通助理(112)可以根据网络特征和用户偏好、应用需求、系统信息中的至少一个来选择通信网和业务。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种选择用于通信的无线局域网WLAN的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 发明领域本发明与无线通信有关，并且特别与用于通信的无线通信设备和 方法有关。 发明背景无线通信使我们的社会产生了深远的变化。远程可访问的计算机 和数据系统正变得越来越普通，允许在任何地点、任何时间得到几 乎无限量的信息。无线数据性能也正在改进本领域专业人员的生产 率和可达性。装备了无线电频率调制解调器的便携式和笔记本计算 机已经使远程设置的“虚拟办公室”的结构成为可能。由于半导体 技术和软件的进展推动了无线通信的蓬勃发展。这些进展已经允许 音频和数据信号在数字网上被发送。 当前无线通信的一个问题是用户典型地依靠通过一个无线链路 通信的单独的无线电接口，该无线链路容易当在覆盖范围外移动时 或者在无效覆盖区域中时丢失，或者由于拥塞而丢失。尽管其它的 通信网络可能可用，但是所述无线电接口不能利用这些其它的网 络。例如，一种利用码分多址(CDMA)链路与网络通信的设备在CDMA 链路变得不可用时，可能不能转换到诸如无线局域网(WLAN)的另 一个网络。尽管一些无线设备可以实现一个以上的收发信机用于与 不同的通信网通信，但是这些设备不容易在所述收发信机之间转 换，而且它们在估计网络价值中也没有展现出灵活性。当前无线通 信的另一个问题是网络连接对于正被使用的应用不是最优化的。例 如，用于话音通信的相同的网络连接可能不适合于视频或者数据传 送。 因此，对于包括便携式和膝上型计算机的无线设备而言，通过无 线电波更有效地通信是有利的。当网络变得不可用时，在通信网络 之间转换对于无线设备也将是有利的。在可用的连接之间进行选择 对于无线设备也将是有利的。最优化用于所述应用的通信对于无线 设备也将是有利的。 附图简述 本发明特别由附加的权利要求书来指示。然而，结合附图参考详 细说明可以得出对本发明更完全的理解，其中相同的参考编号指整 个附图中类似的项目并且： 图1是一个根据本发明的一个实施方案的无线通信设备的一部 分的简化功能框图；以及 图2是一个根据本发明的一个实施方案的智能网络选择和通信 程序的流程图。 详细说明 在此描述的说明书说明本发明的各种实施方案，并且这个说明书 不想被解释为以任何方式限制。本发明涉及无线通信并且特别提供 用于在可用的通信网中进行智能选择的无线通信设备和方法。根据 本发明的一个实施方案，一种无线通信设备包括一个或多个使用各 种无线协议与不同的通信网通信的无线电接口。例如，所述无线设 备可以是一个笔记本或膝上型计算机、一个个人数字助理(PDA)、 一个移动数据终端、一个无线电话、数字摄像机、摄像机或者其它 多媒体设备，并且可以包括其功能组合。在所述无线设备内的多信 道无线电控制器表征可用的通信网以便确定包括当前网络信息的网 络特征。可用的通信网可以通过监控业务量、使用位置信息、询问 网络和/或业务、或者从当前的连通性被表征。一个无线连通助理根 据网络特征、用户偏好、应用需求和系统信息来选择通信网。 图1是一个根据本发明实施方案的无线通信设备的一部分的简 化功能框图。无线通信设备100表征可用的网络来确定当前的网络 信息，并且可以根据当前的网络信息和用户偏好、应用需求和系统 信息中的至少一个来选择可用的网络之一。无线通信设备可以是包 括例如笔记本或膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动数据终 端、无线电话、数字摄像机、摄像机或其它多媒体设备的任何通信 设备，并且可以包括其功能组合。为简单起见，图1没有示出设备 100的全部功能元件。 无线通信设备100可以包括几个无线电接口中的一个或多个以 便允许通过无线链路与各种通信网通信。所述无线电接口可以包括 分组无线电接口，诸如用于与比如全球移动通信系统(GSM)或通用 分组无线业务(GPRS)系统的分组无线通信系统通信的GSM/GPRS接 口102。所述无线电接口还可以包括诸如宽带码分多址(WCDMA)无 线电接口104的数字移动无线电接口。所述无线电接口还可以包括 无线局域网(LAN)接口106，用于根据诸如IEEE 802.11(a)和 802.11(b)的无线LAN标准进行通信。所述无线电接口还可以包括短 距离无线接口，诸如用于根据比如蓝牙的短距离数字通信协议与 PC、移动电话和其它便携式设备通信的蓝牙接口108。蓝牙无线技术 是一种实际上的标准，以及一种用于在移动PC、移动电话和其它便 携式设备之间的用于小型(small-form factor)、低成本、短距离 无线电链路的规范。所述无线电接口还可以包括其中没有载波被使 用的超宽带(UWB)接口。无线设备100还可以包括其它无线电接口 109，例如它可以是一个不使用载波的超宽带(UWB)接口、一个模 拟RF接口或者光接口。尽管设备100被用几个接口102-109表示， 但是不要求设备100包括所有接口。 在本发明的一个实施方案中，所述无线电接口中的一个或多个接 口可以包括软件无线电接口或模块。在这个实施方案中，软件无线 电接口可以是一个可用软件配置的、允许所述无线电接口被用于/再 用于不同的无线电链路的软件无线电接口。例如，一个软件无线电 接口可以具有被配置或者可配置成采用所述不同通信需求的特征的 部件，而不是一个无线电接口将用于不同通信(例如，WCDMA和 802.11)的单独的硬件组装在一个接口中。 所述无线电接口提供RF或光前端功能性用于通过一个无线链路 与被选择的通信网通信。所述无线电接口从多协议无线电控制器110 接收数字信号，并且可以在适当的载波频率上调制该信号。所述无 线电接口还可以解调从天线124接收的信号并且发送数字信号到无 线电控制器110。在UWB通信的情况下，调制到一个载波频率和解调 自一个载波频率可能不被执行。无线电控制器110根据一个适当的 协议为所述通信链路配置信息。 为便于理解本发明，无线电接口被表示为功能独立的单元，然而 任何一个或多个接口可以被结合为一个单一的单元。而且，尽管无 线电控制器110被表示为一个与无线电接口分开的功能元件，但是 无线电控制器110的一些功能可以被所述无线电接口执行。例如， 特殊协议特有的一些处理可以由一个无线电接口执行。根据本发明 的一个实施方案，无线电接口可以被加到设备100或从中移出，并 且设备100可以包括适合于接收附加的无线电接口的插槽。根据本 发明的另一个实施方案，一个或多个无线电接口可以连同控制器110 一起被制造为在设备100中使用的单独的模块、电路板或附加接插 卡。 多协议无线电控制器110可以包括一个或多个用固件和软件配 置来连接无线连通助理112和系统处理器120的处理器。根据来自 无线连通助理112的指令和控制信号，无线电控制器110利用无线 电接口来表征可用的网络并且确定当前网络和业务信息。用于一个 可用的网络的当前网络和业务信息可以包括可用的业务(例如，分 组无线电、数字话音、数据)、协议需求(例如，IEEE 802.11(a)/(b)，TCP/IP，IPSec)、业务质量(例如，平均比特率、 分组等待时间和误码率)、可用于特定协议的比特率、网络拥塞、 特定业务的成本、功率消耗、位置信息(例如，到接收机的距离) 以及可用的安全性(例如，虚拟专用网(VPN)性能、加密类型、加 密级别)。如在此被使用的比特率可以包括一个标称比特率(即， 可用的比特率)、一个瞬时比特率(即，在一个分组时间中被发送 的比特数量)、一个平均比特率(即，判断在一个时间周期上将被 发送的或者被重新发送的分组数量)、或者有效的比特率(把诸如 被丢弃的分组这样的其它因素计算在内的比特率)。 当网络宿有多种业务时，控制器110还可以询问业务。例如，相 同的网络可以提供话音业务、因特网接入、没有因特网接入的数据 业务、具有较高服务质量的高级数据业务、预约接入、按使用付费 的公共接入业务、客户有限公司的特许接入业务，等等。控制器110 可以询问网络和业务两者以便确定网络和业务特征。一些业务可以 有诸如服务质量保证的特征，这样以便对于一些链路，所述服务质 量可以是诸如网络拥塞、链路质量等等的因子的函数。服务质量的 保证可能与较高的成本以及诸如附加带宽的较大网络资产的分配相 联系。 在表征可用的通信网和/或业务中，无线电控制器110可以利用 无线电接口中的一个或多个来监控来自可用的通信网之一的通信 (例如，业务量和信号)。在这个实施方案中，被监控的通信可以 被用于识别可用的通信网和/或业务，并且被用于确定特定的网络和 /或业务有多忙，以及帮助识别用于特殊的网络和/或业务的可用的 信道或者可用的带宽。 无线电控制器110还可以询问可用的通信网和/或业务以便确定 当前网络信息和网络特征。例如，无线电控制器110可以使无线电 接口中的一个或多个接口发送一个询问信号来请求网络特征和当前 的网络信息。询问可以包括信息请求以及业务请求。在一个业务请 求中，一个连接可以被建立以便确定信息和/或在有效链路非有意地 被丢弃的情况下具有一个备份链路。在一个实施方案中，保持一个 备份链路所需的功率可以被考虑。 在一个实施方案中，无线电控制器110可以使用地理位置信息来 确定可用的通信网的特征。例如，设备100可以具有可用于被存储 在存储器中的各种地理位置的各种通信网的特征。通信设备100的 地理位置可以被计算并且可用的通信的特征可以被确定。一种全球 定位系统(GPS)接收机(未被显示)可以被用于确定设备100的地 理位置，或者可替代地，来自通信网中的一个或多个发射机的信号 可以被用于确定位置(例如，通过三角测量法)。此外，位置信息 可以被用于确定到网络发射机/接收机的接近度以便确定可以影响 通信的一些特征。例如，到网络的发射机/接收机的较长距离可能需 要设备100更大的传输功率，和/或可能导致较低的信噪比或者较高 的误码率。 在一些情况下，通信链路可以在相同的频带(例如，蓝牙， 802.11b和Home-RF)内存在。在这些情况下，控制器110可以确定 由于在相同频带中竞争系统的存在，链路被降级的程度，从而提供 关于可用的通信选项的更完整的信息。例如，尽管控制器可以识别 802.11b系统，但是由于紧邻蓝牙系统，该802.11b系统可能是不能 用的。可替代地，例如，当蓝牙系统未被使用或者在“睡眠”模式 中时，802.11b系统可以被利用。 网络特征和当前网络信息被控制器110积累供无线连通助理112 使用。无线电控制器110可以在存储元件111中为可用的网络和/或 业务存储当前网络信息和特征。无线连通助理112可以是一个在设 备100(例如，在系统处理器120)上运行以便在应用和无线电接口 之间连接的软件代理。无线连通助理112可以根据被存储在元件111 中的可用的网络和/或业务的当前网络信息和特征、被存储在元件 114中的应用需求、被存储在元件116中的用户偏好以及被存储在元 件118中的系统信息，来选择可用的通信网络之一。元件111、114、 116和118被表示为独立的元件以便于理解本发明，然而无线连通助 理112可访问的一个或多个物理存储位置也可以被利用。 被存储在元件114中的应用需求是一个特定软件应用所需要的 用于与一个网络进行通信的需求，并且可以包括通过一条无线链路 通信的需求。应用需求可以包括，例如，比特率需求、服务质量需 求、连通连续性需求和保密/安全需求。应用需求还可以包括，特殊 应用的等待时间和比特率信息。例如，话音通信可以需要较短的等 待时间和较低的比特率，视频会议可以需要较高的比特率和较长的 等待时间。另一方面，视频重放可以容许更长的等待时间。应用可 以包括用于电子邮件通信、视频会议、数据传送、因特网接入、音 频传送、电信会议和话音会话的软件。 被存储在元件118中的系统信息包括关于与网络通信有关的设 备100的元件的信息。通常，系统信息可以包括系统需求以及系统 约束和其它的系统有关的信息。例如，系统信息可以包括电池/功率 特征、视频显示特征、处理能力和处理速度、保密需求、摄像机分 辨率以及音频特征(例如，扬声器和/或耳机质量)。在其它情况中， 系统信息可以被连通助理112使用来帮助选择可用的通信网、业务 和用于通信的协议。例如，超过视频显示器能够显示(或者可以被 配置来显示)的视频质量不需要被获得，因此较高的误码率或较低 的信噪比是可以接受的。例如，系统信息还可以包括一个视频可以 运行的窗口尺寸，当该窗口尺寸小时，允许连通助理选择较低的比 特率。 被存储在元件116中的用户偏好可以包括用户的优选通信承载 者、质量偏好、功率约束以及保密偏好。用户的质量偏好可以包括 不同的服务质量容限和/或用于不同类型通信的偏好并且可以根据 特定应用而改变。例如，用户可能更喜欢更稳定的较低质量视频， 而不是欠稳定的较高质量视频；如果他/她很依赖电池功率，则用户 可能更喜欢选择较低功率通信；或者对于某些类型的通信，用户更 喜欢较低成本通信或特定承载者或业务提供商。例如，用户偏好可 以指示当电池电量低时，用户想要需要较低功率的通信链路，或者 具有增加的误码率的链路是可接受的。在一个实施方案中，用户偏 好可以被存储在诸如可以被插入设备100中的智能卡或权标的存储 元件中。用户偏好可以通过I/O 122被用户输入。无线连通助理112 把用户偏好、应用需求和系统信息收集在一起以便在可用的通信网 中做出智能选择。理想地，无线连通助理112在没有用户干预的情 况下操作，为用户提供更满意的无线通信体验。 根据一个实施方案，控制器110解释来自应用的命令并且可以响 应于变化的条件(例如，链路降级、增加的网络拥塞)或者变化的 应用需求(例如，一个新的或当前应用需要附加的带宽)而在各种 网络的无线链路之间切换。控制器110还可以保持与一个网络的一 个或多个无线链路并且允许用当前运行的应用与几个网络同时通 信。因此，无线设备100不需要依靠与任何一个网络的一条无线链 路。 在一个其中无线设备是诸如例如具有有限存储能力的摄像机的 多媒体设备的实施方案中，视频数据可以被发送到具有附加的存储 容量的远程位置，诸如用户的家。在这个实施方案中，多媒体设备 可以包括在此被描述的无线能力或者可以与一个无线通信设备耦 合。 图2是一个根据本发明的一个实施方案的智能网络选择和通信 程序的流程图。程序200可以被设备100(图1)执行或者可以被适 当地被配置的另一个无线通信设备执行。尽管程序200的各个操作 被表示和描述为独立的操作，但是应该注意，各个操作中的一个或 多个操作可以被同时执行。而且，不需要所述操作被以所示的顺序 来执行。程序200表征可用的网络和/或业务以便确定当前网络信息 并且根据当前网络和业务信息以及用户偏好、应用需求和系统信息 中的至少一个来选择可用的网络之一。 操作202表征可用的网络和/或业务以便确定网络特征和当前网 络和业务信息。操作202可以利用业务量分析信息204、位置信息 206、询问信息208和当前连接信息210。操作202可以被，例如， 上述多信道无线电控制器110(图1)执行。 操作212可以根据在操作202中获得的网络特征及当前网络和 业务信息，以及用户偏好214、应用需求216和系统信息218中的至 少一个来选择一个可用的网络。操作212可以被无线连通助理112 (图1)执行。用户偏好214可以符合被存储在元件116(图1)中 的用户偏好，应用需求216可以符合被存储在元件114(图1)中的 应用需求，并且系统信息218可以符合被存储在元件118(图1)中 的系统信息。 操作220启动与被选择的可用的通信网络和业务的通信会话，并 且操作222根据所述应用来进行通信。操作224监控当前通信条件 并且可以根据例如用户偏好、应用需求和系统信息来选择适当的另 一条通信链路或者另一个通信网络和/或业务。 因此，一种更有效地通过无线电波通信的改进的无线设备已经被 描述。所述无线设备可以是一台膝上型或便携式计算机。在所述无 线设备中的多信道无线电控制器表征可用的通信网和/或业务以便 确定包括当前网络和业务信息的网络特征。可用的通信网可以通过 监控业务量、使用位置信息、询问或者从当前连通性被表征。无线 连通助理根据网络特征和用户偏好、应用需求和系统信息中的至少 一个来选择通信网。在一个实施方案中，当网络或业务变得不可用 时，无线设备在通信网之间转换。在另一个实施方案中，无线设备 最优化无线通信用于特定的应用。 特定的实施方案的前述说明充分地揭示了本发明的一般性质，其 它人可以通过应用当前的知识，在不违背一般概念的情况下，容易 地修改和/或使它适应各种应用，因此这种适应和修改确定为被包含 在被揭示的实施方案的等价物的意义和范围内。 应该理解，在此被使用的措词和术语是用于说明而不是限制目 的。因此，本发明意图是包含落在附加的权利要求书的精神和广义 范围内的所有这样的替换、修改、等价物和变化。 |
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