專利名稱：通過多個無線鏈路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的無線鏈路，更具體地講，涉及在無線網(wǎng)絡(luò)接口中通過多個無線鏈路，而不是單個無線鏈路來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
圖1是示出背景技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)的示例性示圖。參照圖1，相應(yīng)于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)7層來描述無線網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)。
在圖1中，上層相應(yīng)于OSI7層的傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。在無線網(wǎng)絡(luò)的這種分層結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)鏈路層和物理(PHY)層是被定義為無線局域網(wǎng)(LAN)標(biāo)準(zhǔn)的層，并執(zhí)行無線LAN的固有功能。
無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層的角色是執(zhí)行無線鏈路的差錯控制，節(jié)點至無線網(wǎng)絡(luò)的訪問控制以及在現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它相似功能。另外，無線網(wǎng)絡(luò)的物理層的作用是通過在無線頻率上攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來發(fā)送無線包。
圖2是示出作為背景技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之一的IEEE 802.11結(jié)構(gòu)的示例性示圖。在圖2中，將IEEE 802.11結(jié)構(gòu)與圖1所示的ISO OSI 7層的結(jié)構(gòu)比較來示出IEEE 802.11結(jié)構(gòu)。
參照圖2，數(shù)據(jù)鏈路層被分成邏輯鏈路控制(LLC)層和媒體訪問控制(MAC)層。LLC層執(zhí)行OSI層2的同步和差錯控制，MAC層執(zhí)行相鄰節(jié)點的無線媒體的訪問控制。IEEE 802.11無線LAN指定無線LAN的功能中的MAC層和物理(PHY)層的功能。
圖3是示出背景技術(shù)的無線LAN終端裝置的一般結(jié)構(gòu)的示例性示圖。傳統(tǒng)的無線LAN終端裝置包括無線LAN裝置350，通過無線網(wǎng)絡(luò)以無線方式發(fā)送/接收無線包；和無線網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器330，控制無線LAN裝置350并且將無線LAN裝置350連接到內(nèi)核或應(yīng)用310。內(nèi)核或應(yīng)用310可包括圖1所示的網(wǎng)絡(luò)層，例如，其使得使用IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)通過內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器接口320提供無線幀發(fā)送/接收服務(wù)成為可能。在上述的網(wǎng)絡(luò)層中，在應(yīng)用層中產(chǎn)生的包或從將被路由的相鄰節(jié)點接收的包到達。網(wǎng)絡(luò)層接收傳輸?shù)臒o線包，找到適當(dāng)?shù)穆酚陕窂?，并選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口以將傳輸?shù)臒o線包發(fā)送到無線鏈路。在無線LAN裝置350從相鄰節(jié)點接收到無線包的情況下，無線LAN裝置350將通過裝置接口340接收的無線包傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器330，然后，無線網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器330通過內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器接口320將無線包傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層將接收的無線包傳輸?shù)綄⑻幚頍o線幀的適當(dāng)?shù)膽?yīng)用層。
在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，無線信道中的數(shù)據(jù)傳輸速度低于在有線信道中的數(shù)據(jù)傳輸速度，并根據(jù)信道環(huán)境而變化。為了克服這些缺點，有必要使用多個無線鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)。另外，如果在數(shù)據(jù)傳輸期間，無線鏈路的信道環(huán)境惡化，則有必要使用另一無線鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)以克服無線鏈路的不穩(wěn)定性。在這種情況下，在無線網(wǎng)絡(luò)接口中使用多個無線鏈路比在無線網(wǎng)絡(luò)接口中使用單個無線鏈路的背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)和方法更為有益。然而，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)接口中使用多個無線鏈路時，會出現(xiàn)幀重排問題，即幀以它們的改變的順序到達目的地的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明在于解決在背景技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的一方面在于提供一種在無線網(wǎng)絡(luò)接口中用于通過多個無線鏈路來發(fā)送或接收無線包的方法。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種用于解決當(dāng)在無線網(wǎng)絡(luò)接口中使用多個無線鏈路時會出現(xiàn)的幀重排問題的方法。
本發(fā)明的這些和其它方面將在以下的描述中被部分地闡述，并且通過對下文的研究對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員部分地變得清晰，或者可從本發(fā)明的實踐中理解。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供一種網(wǎng)絡(luò)裝置，用于通過多個無線鏈路來傳遞數(shù)據(jù)，其具有代表用于識別網(wǎng)絡(luò)上的各無線LAN裝置的MAC地址的虛擬MAC地址，所述網(wǎng)絡(luò)裝置包括虛擬MAC信息包(VIP)管理單元，其被配置以發(fā)送或接收關(guān)于多個無線鏈路的信息；發(fā)送幀處理單元，其被配置以將要被發(fā)送的幀分配給無線鏈路中指定的無線鏈路，并發(fā)送所述幀；和信道分配單元，其被配置以從發(fā)送幀處理單元接收無線鏈路分配請求，通過使用關(guān)于多個無線鏈路的信息選擇所述幀將被分配至其的無線鏈路，以及將關(guān)于所述選擇的無線鏈路的信息傳輸?shù)桨l(fā)送幀處理單元；其中，與相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)裝置的無線數(shù)據(jù)通信通過虛擬MAC地址來執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，提供一種方法，用于通過網(wǎng)絡(luò)裝置的多個無線鏈路來傳遞數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡(luò)裝置具有多個無線LAN裝置和代表用于分別識別多個無線LAN裝置的MAC地址的虛擬MAC地址。該方法包括發(fā)送或接收關(guān)于用于與相鄰無線網(wǎng)絡(luò)裝置進行無線數(shù)據(jù)通信的多個無線鏈路的信息；和將要被發(fā)送的幀分配給多個無線鏈路中指定的無線鏈路，并使用虛擬MAC地址來發(fā)送所述幀；其中，分配操作根據(jù)無線鏈路分配請求使用關(guān)于無線鏈路的信息將所述幀分配給指定的無線鏈路。


通過結(jié)合附圖進行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它方面將會變得更加清楚，其中圖1是示出背景技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖2是示出作為背景技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之一的IEEE 802.11結(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖3是示出背景技術(shù)的無線LAN終端裝置的一般結(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖4a是示出背景技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖5a是示出背景技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中的另一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖5b是示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的另一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線網(wǎng)絡(luò)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的虛擬MAC驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的信道分配單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的信道質(zhì)量測量單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的VIP管理單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的虛擬MAC終端DB的結(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖12是解釋幀重排問題的示例性示圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的信道分配數(shù)據(jù)庫(DB)的結(jié)構(gòu)的示例性示圖；圖14是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的解決幀重排問題的基本構(gòu)思的示例性示圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的解決所述幀重排問題的方法的示例性示圖；以及圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的通過虛擬MAC驅(qū)動器經(jīng)由多個無線鏈路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明不限于以下所公開的示例性實施例，而是可以以各種形式實現(xiàn)。在描述中所定義的內(nèi)容，諸如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和部件僅是被提供用來幫助本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)，并且本發(fā)明僅被定義在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的整個描述中，貫穿各附圖，相同的附圖標(biāo)號用于相同的部件。
以下，還參照根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用戶接口、方法和計算機程序產(chǎn)品的流程圖示圖來描述本發(fā)明。應(yīng)該理解流程圖示圖的每個方框和流程圖示圖中的方框的組合可通過計算機程序指令來實現(xiàn)?？蓪⑦@些計算機程序指令提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生設(shè)備，從而通過計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器來執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實現(xiàn)在流程圖的某方框或某些方框中指定的功能的方法。
這些計算機程序指令還可被存儲在能指示計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式運行的計算機可用或計算機可讀存儲器中，從而存儲在計算機可用或計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括實現(xiàn)在流程圖的某方框或某些方框中指定的功能的指令手段的產(chǎn)品。
所述計算機程序指令還可被加載到計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以使得將在計算機或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的一系列操作步驟產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖的某方框或某些方框中指定的功能的步驟。
并且，流程圖示圖的每方框可表示包括一個或多個用于實現(xiàn)指定的邏輯功能的可執(zhí)行指令的模塊、段或部分代碼。還應(yīng)該注意的是，在一些可選擇的執(zhí)行中，在方框中標(biāo)注的功能可不以所述順序發(fā)生。例如，順序所示的兩個方框?qū)嶋H上可基本同時執(zhí)行，或者這些方框有時以相反的順序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能。
為了容易理解本發(fā)明，現(xiàn)在將使用在示出移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)環(huán)境中的各節(jié)點間的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收類型的圖4a、圖4b、圖5a和圖5b中示出的內(nèi)容來解釋本發(fā)明的示例性實施例。
圖4a示出其中節(jié)點2將從節(jié)點1接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點3的背景技術(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。即，節(jié)點2用于中繼數(shù)據(jù)。在這種情況下，由于通過相同的信道來執(zhí)行節(jié)點1和節(jié)點2之間的數(shù)據(jù)傳輸以及節(jié)點2和節(jié)點3之間的數(shù)據(jù)傳輸，所以會出現(xiàn)競爭以保護發(fā)送數(shù)據(jù)的信道。由于這種競爭的出現(xiàn)，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。作為比較，圖4b示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種情況下，通過不同的信道來執(zhí)行節(jié)點1和節(jié)點2之間的數(shù)據(jù)傳輸以及節(jié)點2和節(jié)點3之間的數(shù)據(jù)傳輸，由此不會出現(xiàn)競爭。
圖5a示出其中節(jié)點1和節(jié)點2相互發(fā)送或接收數(shù)據(jù)以及節(jié)點3和節(jié)點4相互發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的另一背景技術(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種情況下，通過相同的信道來執(zhí)行節(jié)點1和節(jié)點2之間的數(shù)據(jù)傳輸以及節(jié)點3和節(jié)點4之間的數(shù)據(jù)傳輸，由此會以圖4a所示的相同的方式出現(xiàn)競爭以保護用于發(fā)送數(shù)據(jù)的信道。由于這種競爭的出現(xiàn)，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。作為比較，圖5b示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種情況下，通過不同的信道來執(zhí)行節(jié)點1和節(jié)點2之間的數(shù)據(jù)傳輸以及節(jié)點3和節(jié)點4之間的數(shù)據(jù)傳輸，由此不會出現(xiàn)競爭。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無線網(wǎng)絡(luò)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。參照圖6，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無線網(wǎng)絡(luò)裝置包括多個實際MAC裝置670、與各實際MAC裝置670相應(yīng)的多個實際MAC裝置驅(qū)動器650、用于連接實際MAC裝置670和實際MAC裝置驅(qū)動器650的裝置接口660、虛擬MAC驅(qū)動器630、用于連接實際MAC裝置驅(qū)動器650和虛擬MAC驅(qū)動器630的虛擬-實際MAC接口640、內(nèi)核或應(yīng)用程序610以及用于連接虛擬MAC驅(qū)動器630和內(nèi)核或應(yīng)用程序610的內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器接口620。這里，內(nèi)核或應(yīng)用程序610相應(yīng)于圖3所示的內(nèi)核或應(yīng)用程序310。
實際MAC裝置670通過無線網(wǎng)絡(luò)由硬件來發(fā)送或接收無線包，并且各實際MAC裝置670使用無線鏈路。所述鏈路可被預(yù)定。所述實際MAC裝置驅(qū)動器650通過裝置接口660來驅(qū)動相應(yīng)的實際MAC裝置670。這里，實際MAC裝置670可由硬件來分別構(gòu)成，或者可在單一的板上實現(xiàn)。
雖然存在與多個實際MAC裝置670相應(yīng)的多個無線接口，但是所述虛擬MAC驅(qū)動器630好像存在一個無線接口似的來操作。因此，虛擬MAC驅(qū)動器630具有代表多個實際MAC裝置670的各MAC地址的虛擬MAC地址，并且通過使用所述虛擬MAC地址與其它網(wǎng)絡(luò)裝置通信。另外，所述虛擬MAC驅(qū)動器630管理與多個實際MAC裝置670相應(yīng)的無線鏈路。即，無線網(wǎng)絡(luò)裝置可通過虛擬MAC驅(qū)動器630來使用無線信道的數(shù)據(jù)鏈路，即無線鏈路，通過檢查各無線鏈路狀態(tài)來選擇最佳無線鏈路，并解決幀重排問題。隨后將描述虛擬MAC驅(qū)動器630的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和操作。
在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的虛擬MAC驅(qū)動器630的情況下，實際MAC裝置670和實際MAC驅(qū)動器650相應(yīng)于現(xiàn)有的無線LAN裝置和驅(qū)動器。實際MAC裝置和實際MAC驅(qū)動器向虛擬MAC驅(qū)動器630提供無線鏈路。設(shè)置這些無線鏈路以使用指定的信道，并且通過無線鏈路可以無干擾地使用所述信道。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的虛擬MAC驅(qū)動器630的結(jié)構(gòu)的方框圖。參照圖7，虛擬MAC驅(qū)動器包括信道分配單元710、信道質(zhì)量測量單元720、虛擬MAC信息包(VIP)管理單元730、發(fā)送幀處理單元740和接收的幀的處理單元750。
以下所使用的術(shù)語“單元”表示執(zhí)行特定任務(wù)的諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它這樣的組件的軟件或硬件組件，但不限定于此?？煞奖愕貙卧渲靡择v留在可尋址的存儲介質(zhì)中或在一個或多個處理器上執(zhí)行。因此，單元可包括，作為示例，諸如軟件組件、面向?qū)ο蟮能浖M件、類組件和任務(wù)組件、進程、函數(shù)、屬性、過程、子程序、程序代碼段、驅(qū)動程序、固件、微碼、電路、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、數(shù)組和變量的組件。在組件和單元中提供的功能可被組合成較少的組件和單元或者進一步被分離成附加組件和單元。另外，部件和單元可被實現(xiàn)以使得在裝置或安全多媒體卡中再現(xiàn)一個或多個CPU。
信道質(zhì)量測量單元720測量并分析與多個無線鏈路相應(yīng)的信道質(zhì)量。信道質(zhì)量測量單元720可通過使用MAC層中的無線信號的狀態(tài)和競爭出現(xiàn)程度來估計信道質(zhì)量。
由信道分配單元710來使用關(guān)于通過信道質(zhì)量測量單元720測量的信道質(zhì)量的信息以分配將用于無線幀的傳輸?shù)男诺馈?br> 信道分配單元710基于由信道質(zhì)量測量單元720測量的總的信道質(zhì)量將特定的信道分配給發(fā)送幀。
具體地，信道分配單元710通過基于源地址和目的地址對發(fā)送幀分類并將分類的發(fā)送幀分配給多個無線鏈路來將通信量分布到各無線鏈路。另外，當(dāng)信道分配單元710將無線鏈路分配給發(fā)送幀時，信道分配單元710可通過參照由信道質(zhì)量測量單元720分析的鏈路質(zhì)量信息將具有良好質(zhì)量的無線鏈路分配給發(fā)送幀，因此即使當(dāng)指定的無線鏈路不穩(wěn)定時，信道分配單元710也可以穩(wěn)定通信狀態(tài)。
VIP管理單元730將關(guān)于可用無線鏈路的信道信息發(fā)送到相鄰節(jié)點，或從相鄰節(jié)點接收關(guān)于無線鏈路的信道信息。VIP管理單元730產(chǎn)生虛擬MAC信息包(VIP)，并將產(chǎn)生的VIP發(fā)送到鄰近節(jié)點。VIP可被定期發(fā)送，并可包括被各個節(jié)點使用的信道信息。
此外，VIP管理單元730通過分析從相鄰節(jié)點接收的VIP來了解相鄰節(jié)點正在使用的信道。正被相鄰節(jié)點使用的信道被用于檢查當(dāng)信道分配單元710根據(jù)信道的種類分配信道時目的節(jié)點是否能夠通過相應(yīng)信道接收發(fā)送幀。
發(fā)送幀處理單元740從內(nèi)核或應(yīng)用程序610接收發(fā)送幀，并將接收幀傳送到實際MAC裝置驅(qū)動器650。在此情況下，發(fā)送幀處理單元740在多個無線鏈路之中選擇一個，并通過該選擇的無線鏈路傳送發(fā)送幀。通過向信道分配單元710查詢發(fā)送幀將通過哪個無線鏈路被發(fā)送，通過選擇的無線鏈路傳送發(fā)送幀通過由信道分配單元710分配的信道被執(zhí)行。例如，發(fā)送幀處理單元740通過將幀頭信息傳送到信道分配單元710，產(chǎn)生關(guān)于發(fā)送幀處理單元740應(yīng)將發(fā)送幀發(fā)送至其的信道的查詢，所述幀頭信息諸如目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址、或本技術(shù)領(lǐng)域已知的其它幀頭信息。信道分配單元710通過使用幀頭信息對幀的種類進行分類，根據(jù)幀的種類分配信道，并將該信道的值傳送到發(fā)送幀處理單元740。發(fā)送幀處理單元740通過對應(yīng)于所述信道值的無線鏈路發(fā)送發(fā)送幀。
接收幀處理單元750接收從實際MAC裝置670通過實際MAC裝置驅(qū)動器650傳送的幀，并將這些幀傳送到內(nèi)核或應(yīng)用程序610。接收幀處理單元750將根據(jù)多個無線鏈路的接收路徑復(fù)用為一個無線網(wǎng)絡(luò)接口。即，通過無線鏈路的實際MAC裝置670接收的幀沒有通過實際MAC裝置驅(qū)動器650被直接傳送到內(nèi)核或應(yīng)用程序610，而是通過虛擬MAC驅(qū)動器630被傳送，從而所有無線鏈路可被識別為一個網(wǎng)絡(luò)接口。
無線LAN裝置具有固有的MAC地址。虛擬MAC驅(qū)動器630產(chǎn)生連接到虛擬MAC驅(qū)動器630的所有無線LAN裝置的MAC地址，這些MAC地址與公共MAC地址一致。例如，如果無線LAN裝置按原樣使用它們的MAC地址，則當(dāng)從相鄰節(jié)點接收到地址解析協(xié)議(ARP)請求時關(guān)于相同的IP存在多個MAC地址，這使得相鄰節(jié)點不能選擇MAC地址。一般，無線LAN裝置丟棄具有不同于它們的MAC地址的目的地址的幀。在此情況下，如果由虛擬MAC驅(qū)動器630提供的無線鏈路的MAC地址彼此不同，則無線LAN裝置只接收以它們的MAC地址作為目的地址的幀，并過濾掉以其它無線鏈路的MAC地址作為目的地址的幀，因此，相應(yīng)的幀不能被傳送到虛擬MAC驅(qū)動器630。
因此，虛擬MAC驅(qū)動器630產(chǎn)生連接到虛擬MAC驅(qū)動器630的所有無線LAN裝置的、與一個公共MAC地址一致的MAC地址，從而多個無線鏈路被合并為一個無線網(wǎng)絡(luò)接口。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的信道分配單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
根據(jù)本發(fā)明的信道分配單元710包括信道分配處理單元714和信道分配DB712。
信道分配處理單元714從信道質(zhì)量測量單元720接收關(guān)于信道質(zhì)量的信息，從VIP管理單元730接收目前被其它節(jié)點使用的信道的信息。隨后，信道分配處理單元714基于這樣的信息構(gòu)造信道分配DB 712。
信道分配DB 712包括用于當(dāng)幀被發(fā)送時提供最佳無線鏈路的信息。如果信道分配處理單元714從發(fā)送幀處理單元740接收到信道請求，則它搜索信道分配DB 712，并將最佳無線鏈路提供給發(fā)送幀處理單元740。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的信道質(zhì)量測量單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
信道質(zhì)量測量單元720包括信道狀態(tài)分析單元724和信道狀態(tài)DB 722。
信道狀態(tài)分析單元724測量各個無線鏈路的鏈路質(zhì)量。測量要素為PHY層的信道狀態(tài)和MAC層的幀沖突程度或本技術(shù)領(lǐng)域中已知的其它要素?？墒褂媒邮招盘柕墓β逝c接收信號的噪聲功率的比，即使用信噪比(SNR)來測量PHY層的信道狀態(tài)。MAC層中的幀沖突程度是在幀傳輸期間與相鄰節(jié)點的沖突程度。信道狀態(tài)分析單元724基于上述信息計算各個信道的質(zhì)量，并將計算結(jié)果存儲在信道狀態(tài)DB 722中。信道分配單元710通過參照信道狀態(tài)DB 722將具有良好質(zhì)量的信道分配給發(fā)送幀。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的VIP管理單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
VIP管理單元730包括VIP產(chǎn)生單元734、VIP接收單元736、和虛擬MAC終端DB 732。
在VIP管理單元730中，VIP產(chǎn)生單元734產(chǎn)生VIP并將其發(fā)送到相鄰節(jié)點，或者VIP接收單元736從相鄰節(jié)點接收VIP。VIP包括被各個節(jié)點使用的信道信息。該信道信息可以是無線鏈路的數(shù)量和被各個鏈路使用的無線信道數(shù)或者本技術(shù)領(lǐng)域中已知的其它信道信息。因此，VIP接收單元736通過分析從相鄰節(jié)點接收的VIP，可以判斷相鄰節(jié)點是否是使用虛擬MAC驅(qū)動器630的節(jié)點，并可獲得關(guān)于使用虛擬MAC驅(qū)動器630的節(jié)點的無線鏈路被設(shè)置到哪條信道的信息。由VIP接收單元736分析的信息被存儲在虛擬MAC終端DB 732中。
存儲在虛擬MAC終端DB 732中的信息可被用于檢查當(dāng)信道分配單元710將相應(yīng)信道分配給發(fā)送幀時，幀的目的節(jié)點是否可通過所述信道接收發(fā)送幀。
信道分配單元710從存儲在虛擬MAC終端DB 732的信息中確認(rèn)發(fā)送幀的目的地是否對應(yīng)于使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點，如果對應(yīng)，則信道分配單元710將分配由相應(yīng)節(jié)點和信道分配單元710自身所共同使用的信道之一。
如圖11所示，虛擬MAC終端DB 732包括使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點的MAC地址的列表和使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點所使用的信道列表，并且可通過各個節(jié)點的VIP的互換獲得該信息。
當(dāng)使用虛擬MAC驅(qū)動器630通過將通信量分布到多個無線鏈路來發(fā)送幀時，在幀的接收方，幀的順序不應(yīng)改變。
圖12是解釋當(dāng)使用虛擬MAC驅(qū)動器630將幀分布時會發(fā)生的幀重排問題的示例性示圖。
參照圖12，幀1至5被依次傳遞到對應(yīng)于發(fā)送節(jié)點的發(fā)送主機1210的IP層，并隨后被使用兩個無線鏈路的虛擬MAC驅(qū)動器發(fā)送到對應(yīng)于接收節(jié)點的接收主機1250。
幀1被發(fā)送主機1210的虛擬MAC驅(qū)動器發(fā)送到實際的MAC#1，而幀2至5被發(fā)送到實際MAC#2。例如，由于低傳輸速度或?qū)鬏數(shù)恼系K，與通常的情況相比，幀1的傳輸可能被延遲，因此在對應(yīng)于接收節(jié)點的接收主機1250中接收的幀可能以幀2、幀3、幀4、幀1、幀5的順序被傳輸。在此情況下，接收主機1250的虛擬MAC驅(qū)動器以上述錯誤順序?qū)⑦@些幀傳送到接收主機1250的IP層，幀的錯誤順序會導(dǎo)致在接收主機1250的上層中的幀處理期間發(fā)生差錯。在本發(fā)明的示例性實施例中，為了防止該錯誤的幀順序，可使用具有如圖13所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信道分配DB 712。
在信道分配單元710的信道分配DB 712中，幀可按目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址分類。信道分配處理單元714通過將相同的信道分配給相同種類的幀，可保持幀順序不變。
此外，信道分配處理單元714將不同的信道分配給具有不同的目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址的不同種類的幀，來根據(jù)幀的種類分配通信量。
為了將幀分布到不同信道，主機可在多跳MANET環(huán)境中中繼幀。
圖14是解釋在多跳MANET環(huán)境中當(dāng)其上安裝有虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點彼此通信時由信道分配單元710提供的幀分布功能的示意性示圖。
假定節(jié)點C作為路由器或幀中繼節(jié)點工作，并且節(jié)點B和A將包通過節(jié)點C分別發(fā)送到節(jié)點D和E。節(jié)點C的虛擬MAC驅(qū)動器通過經(jīng)由兩條分開的無線鏈路發(fā)送從節(jié)點B向節(jié)點D發(fā)送的包以及從節(jié)點A向節(jié)點E發(fā)送的包，可提供幀分布功能。在此情況下，節(jié)點C的信道分配DB 712的內(nèi)容如圖15所示。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的解決幀重排問題的方法的示例性示圖。
如從節(jié)點C的虛擬MAC驅(qū)動器的發(fā)送幀處理單元中所見到的，從節(jié)點B發(fā)送到節(jié)點D的幀具有目的MAC地址“D”、目的IP地址“D”和源IP地址“B”。以相同的方式，從節(jié)點A發(fā)送到節(jié)點E的幀具有目的MAC地址“E”、目的IP地址“E”和源IP地址“A”。
如圖15所示，節(jié)點C的虛擬MAC地址的信道分配單元通過使用目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址中的至少一個將幀分為兩個種類，并將相應(yīng)的無線鏈路分配給兩個不同的信道。在圖15中，節(jié)點C從節(jié)點B接收幀B1和幀B2，從節(jié)點A接收幀A1、幀A2和幀A3，并使用信道1和信道2將接收的幀發(fā)送到節(jié)點D和節(jié)點E。如圖15所示，到達節(jié)點D或節(jié)點E的幀的順序未被改變。
另一方面，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通信信道被預(yù)先指定或者通過掃描信道而被確定，由使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點所擁有的多個無線鏈路中的至少一個信道被設(shè)置為公共信道。在此情況下，該公共信道是通過其所有屬于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點可共同彼此通信的信道。使用此公共信道，與不使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點的通信成為可能。
現(xiàn)在，將解釋使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點(下文中稱為“虛擬驅(qū)動器節(jié)點”)和不使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點(下文中稱為“非虛擬驅(qū)動器節(jié)點”)之間的通信處理。
在執(zhí)行屬于相同無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬驅(qū)動器節(jié)點和非虛擬驅(qū)動器節(jié)點之間的通信的過程中，非虛擬驅(qū)動器節(jié)點可接收被定期廣播以及由虛擬驅(qū)動器節(jié)點發(fā)送的信號。在此情況下，發(fā)送信號包括關(guān)于可與虛擬驅(qū)動器節(jié)點通信的無線鏈路的信息，非虛擬驅(qū)動器節(jié)點可使用這樣的信息來嘗試與虛擬驅(qū)動器節(jié)點通信。作為結(jié)果，由于當(dāng)非虛擬驅(qū)動器節(jié)點將幀發(fā)送到虛擬驅(qū)動器節(jié)點時，非虛擬驅(qū)動器節(jié)點使用虛擬驅(qū)動器節(jié)點的無線鏈路的信道之一，所以虛擬驅(qū)動器節(jié)點可接收由非虛擬驅(qū)動器節(jié)點發(fā)送的幀而沒有任何問題。然而，如果當(dāng)虛擬驅(qū)動器節(jié)點將幀發(fā)送到非虛擬驅(qū)動器節(jié)點時，虛擬驅(qū)動器節(jié)點的無線鏈路是被隨意選擇的，則所述幀可通過沒有被非虛擬驅(qū)動器節(jié)點使用的信道被發(fā)送，這會導(dǎo)致非虛擬驅(qū)動器節(jié)點不能接收該幀。因此，當(dāng)虛擬驅(qū)動器節(jié)點試圖將幀發(fā)送到非虛擬驅(qū)動器節(jié)點時，虛擬驅(qū)動器節(jié)點的信道分配單元在虛擬MAC終端DB中檢查目的MAC地址。如果未在虛擬MAC終端DB中找到非虛擬驅(qū)動器節(jié)點的MAC地址，則虛擬驅(qū)動器節(jié)點的信道分配單元判斷出相應(yīng)幀的目的節(jié)點是不使用虛擬MAC驅(qū)動器的節(jié)點，因此，發(fā)送幀處理單元使用公共信道發(fā)送該幀。通過上述過程，虛擬驅(qū)動器節(jié)點和非虛擬驅(qū)動器節(jié)點之間的通信成為可能。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的通過虛擬MAC驅(qū)動器經(jīng)由多個無線鏈路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的方法的流程圖?，F(xiàn)在將與圖7示出的內(nèi)容一起解釋此方法。
如果虛擬MAC驅(qū)動器630的發(fā)送幀處理單元740從內(nèi)核-網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器接口620接收幀，則發(fā)送幀處理單元740判斷當(dāng)前模式是否是幀發(fā)送模式(操作S1605)，并從信道分配單元710請求信道分配(操作S1610)。信道分配單元710具有如圖8所示的信道分配DB 712，并且已從VIP管理單元730接收的關(guān)于被其它節(jié)點使用的信道的信息以及從信道質(zhì)量測量單元720接收的關(guān)于信道狀態(tài)的信息被存儲在信道分配DB 712中。因此，信道分配單元710搜索信道分配DB 712(操作S1615)，并分配通過其幀將被發(fā)送的信道(操作S1620)。隨后，信道分配單元710將關(guān)于分配的信道的信息傳送到發(fā)送幀處理單元740，并且發(fā)送幀處理單元740通過分配的信道發(fā)送所述幀(操作S1625)。
另一方面，如果虛擬MAC驅(qū)動器630的接收幀處理單元750從虛擬-實際MAC接口640接收數(shù)據(jù)，則接收幀處理單元750判斷當(dāng)前模式是否是幀接收模式(操作S1630)，接收幀(操作S1635)，并隨后將接收幀傳送到內(nèi)核-網(wǎng)絡(luò)裝置驅(qū)動器接口620。在此情況下，接收幀處理單元750將根據(jù)多個無線鏈路的接收路徑復(fù)用為一個無線網(wǎng)絡(luò)接口。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，使用無線網(wǎng)絡(luò)接口中的多個無線鏈路來發(fā)送或接收無線包，因此，無線數(shù)據(jù)可被更有效地發(fā)送或接收。
盡管為了說明的目的已描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離如權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可進行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)裝置，通過多個無線鏈路來傳遞數(shù)據(jù)，其具有代表用于識別網(wǎng)絡(luò)上的各無線LAN裝置的MAC地址的虛擬MAC地址，所述網(wǎng)絡(luò)裝置包括虛擬MAC信息包(VIP)管理單元，其被配置以發(fā)送或接收關(guān)于多個無線鏈路的信息；發(fā)送幀處理單元，其被配置以將要被發(fā)送的幀分配給無線鏈路中指定的無線鏈路，并發(fā)送所述幀；和信道分配單元，其被配置以從發(fā)送幀處理單元接收無線鏈路分配請求，通過使用關(guān)于多個無線鏈路的信息選擇所述幀將被分配至其的無線鏈路，以及將關(guān)于所述選擇的無線鏈路的信息傳輸?shù)桨l(fā)送幀處理單元；其中，與相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)裝置的無線數(shù)據(jù)通信通過虛擬MAC地址來執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，還包括信道質(zhì)量測量單元，其被配置以測量多個無線鏈路的質(zhì)量。
3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，信道質(zhì)量測量單元包括信道狀態(tài)分析單元，其被配置以測量多個無線鏈路的物理層的鏈路狀態(tài)；和信道狀態(tài)DB，其被配置以存儲鏈路狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，通過使用接收信號的功率與接收信號的噪聲功率的比來測量鏈路的狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，信道狀態(tài)分析單元測量MAC層的幀沖突程度。
6.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，VIP管理單元包括VIP產(chǎn)生單元，其被配置以產(chǎn)生由網(wǎng)絡(luò)裝置本身使用的鏈路信息，并且將產(chǎn)生的鏈路信息發(fā)送到相鄰網(wǎng)絡(luò)裝置；VIP接收單元，其被配置以從相鄰網(wǎng)絡(luò)裝置接收鏈路信息；和虛擬MAC終端DB，其被配置以存儲由VIP產(chǎn)生單元產(chǎn)生的鏈路信息和由VIP接收單元接收的鏈路信息。
7.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，虛擬MAC終端DB存儲關(guān)于使用中的鏈路的信息。
8.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，信道分配單元包括信道分配處理單元，其被配置以從信道質(zhì)量測量單元接收關(guān)于鏈路質(zhì)量的信息以及從VIP管理單元接收關(guān)于其它節(jié)點使用的鏈路的信息；和信道分配DB，其被配置以存儲所述接收的信息；其中，所述信道分配處理單元從發(fā)送幀處理單元接收鏈路分配請求，根據(jù)請求通過搜索信道分配DB選擇所述幀將被分配至其的無線鏈路，并將關(guān)于選擇的無線鏈路的信息傳輸?shù)桨l(fā)送幀處理單元。
9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，信道分配DB包括目的MAC地址、目的IP地址、源IP地址和關(guān)于多種發(fā)送幀分配的鏈路的信息。
10.如權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中，僅當(dāng)所述幀的目的MAC地址、目的IP地址、源IP地址相同時，所述幀被分配到相同的鏈路。
11.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，還包括接收的幀的處理單元，其被配置以從相鄰無線網(wǎng)絡(luò)裝置接收數(shù)據(jù)。
12.一種方法，通過網(wǎng)絡(luò)裝置的多個無線鏈路來傳遞數(shù)據(jù)，其具有多個無線LAN裝置和代表分別用于識別多個無線LAN裝置的MAC地址的虛擬MAC地址，所述方法包括(a)發(fā)送或接收關(guān)于用于與相鄰無線網(wǎng)絡(luò)裝置進行無線數(shù)據(jù)通信的多個無線鏈路的信息；和(b)將要被發(fā)送的幀分配給多個無線鏈路中指定的無線鏈路，并使用虛擬MAC地址來發(fā)送所述幀；其中，步驟(b)根據(jù)無線鏈路分配請求使用關(guān)于無線鏈路的信息將所述幀分配給指定的無線鏈路。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，步驟(a)還包括測量多個無線鏈路的質(zhì)量。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，測量無線鏈路的質(zhì)量的步驟包括測量多個無線鏈路的物理層的鏈路狀態(tài)；和存儲所述鏈路狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述鏈路狀態(tài)通過使用接收信號的功率與接收信號的噪聲功率的比來測量。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述測量鏈路狀態(tài)的步驟包括測量MAC層的幀沖突程度。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，步驟(a)包括產(chǎn)生由網(wǎng)絡(luò)裝置使用的鏈路信息，并將產(chǎn)生的鏈路信息發(fā)送到相鄰網(wǎng)絡(luò)裝置；從相鄰網(wǎng)絡(luò)裝置接收由各個相鄰網(wǎng)絡(luò)裝置使用的鏈路信息；和存儲發(fā)送的鏈路信息和接收的鏈路信息。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述存儲的步驟包括存儲關(guān)于使用中的無線鏈路的信息。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，根據(jù)所述幀的目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址，所述幀被分配給指定的無線鏈路。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，僅當(dāng)所述幀的目的MAC地址、目的IP地址和源IP地址相同時，所述幀被分配給相同的鏈路。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括從相鄰無線網(wǎng)絡(luò)裝置接收數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供一種通過多個無線鏈路來傳遞數(shù)據(jù)的方法和網(wǎng)絡(luò)裝置。網(wǎng)絡(luò)裝置包括虛擬MAC信息包(VIP)管理單元，用于發(fā)送或接收關(guān)于多個無線鏈路的信息；發(fā)送幀處理單元，將要被發(fā)送的幀分配給指定的無線鏈路，并發(fā)送所述幀；和信道分配單元，用于接收無線鏈路分配請求，選擇無線鏈路，以及將關(guān)于所述選擇的無線鏈路的信息傳輸?shù)桨l(fā)送幀處理單元；其中，無線數(shù)據(jù)通信通過虛擬MAC地址來執(zhí)行。所述方法包括發(fā)送或接收關(guān)于多個無線鏈路的信息；和將要被發(fā)送的幀分配給多個無線鏈路中指定的無線鏈路，并使用虛擬MAC地址來發(fā)送所述幀。
文檔編號H04L12/56GK1815944SQ20061000229
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者徐定煥, 金世洪, 南相秀, 文炳人, 崔惠恩 申請人:三星電子株式會社