专利名称：无线网关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线网关。
背景技术：
一个典型的无线路由器或网关在两个网络之间或在一个网络中的两个网段之间提供接口。无线路由器典型地包括一个无线接口(诸如无线LAN或WAN接口)和一个或多个有线接口(诸如以太网接口)。在这样的一种情况下，无线路由器确定将通过接口之一接收的信息向何处发送，例如，将通过有线接口接收的信息发送到可通过无线接口访问的无线网络中的目的地。路由器任一侧的系统可使用由路由器提供的连接来彼此通信。通过无线路由器进行通信的系统使用兼容的应用程序。无线路由器对路由信息进行控制，但是通常并不为不兼容的应用程序提供数据转换。
发明内容
本发明提供用于实现支持一个或多个服务接口的网关的方法和设备。在一种实施方式中，一个无线网关包括本地网络接口；无线接口；控制器，其连接到所述本地网络接口并连接到所述无线接口；以及一个或多个服务接口，其连接到所述本地网络接口并连接到所述无线接口；其中，每一个服务接口在两种服务之间提供数据转换。
在另一实施方式中，一种使用网关进行网络通信的方法包括通过网关的第一接口从客户端接收开启网络会话的会话请求，其中，所述会话请求指示通信服务；选择与所述通信服务匹配的网络服务；以及通过第二接口将服务请求发送到网络服务器，其中，所述网络服务器支持所述选择的网络服务；其中，所述选择的网络服务具有对应的服务接口，该服务接口在所述选择的网络服务和所述通信服务之间提供数据转换。
图1示出了包括无线网关的一种实施方式的网络配置的一个示例。
图2示出了在通过无线网关的通信中使用的接口和协议栈的表示。
图3示出了无线网关的一种实施方式的框图。
图4示出了在客户端和网络服务之间建立会话的流程图。
图5示出了在图4的流程图中所示的处理的交互功能流程图。
具体实施例方式
本发明提供实现支持一个或多个服务接口的网关的方法和设备。在一种实施方式中，无线网关包括两个或多个网络接口和一个或多个服务接口。无线网关为连接到网络接口的装置建立连接。无线网关选择并使用服务接口，以支持在各个装置上运行的应用程序之间的通信。
在一种实施方式的一个示例中，无线网关通过网络电缆连接到台式计算机。无线网关包括天线和无线接口以支持与无线网络的通信。计算机用户启动VoIP(Voice over IP)应用程序以通过无线网络向接收者发出语音呼叫。该计算机将开启VoIP会话的请求传递给无线网关。无线网关确定可用的网络服务并且选择优选的网络服务。在此示例中，无线网关确定用于电路交换语音呼叫的服务和发送SIP呼叫的电路交换数据呼叫的服务二者均可用，并且选择电路交换语音呼叫服务以节约成本。无线网关选择用于该计算机上的VoIP应用程序和无线网络的电路交换语音呼叫服务之间的协议转换的服务接口。无线网关开启与无线网络的连接，并且使用电路交换语音呼叫服务通过无线网络开启到接收者的连接。一旦该连接被开启，则计算机上的VoIP应用程序和接收者能够通过无线网关通信。无线网关所选择的服务接口提供协议转换和代码转换，以支持在会话的两个参与者之间发送数据(例如，使用诸如G.729和蜂窝电话声码器等的声码器以适用于选择的服务接口)。
以此方式，计算机和接收者在不使用相同的通信应用程序或协议的情况下可通过无线网关通信。无线网关的服务接口提供转换。
图1示出包括无线网关105的一种实施方式的网络配置的一个示例。无线网关105包括无线网络接口和有线LAN接口。在一种实施方式中，该无线接口支持诸如CDMA等的蜂窝电话空中接口，并且该LAN接口支持以太网。诸如便携式计算机等的客户端110通过诸如网络电缆等连接到无线网关105的LAN接口。在另一实施方式中，用户终端是诸如RJ-45宽带VoIP电话终端等的专用网络装置。无线网关105可通过连接到网络115的无线基站(图1中未示出)访问诸如互联网等的网络115。服务器120连接到网络115上。服务器120提供诸如通信或电子邮件等的网络服务。网络115还连接到PSTN(公用交换电话网)。客户端110可通过由网关105提供的与网络115的连接访问服务器120或PSTN。在其它实施方式中，无线网关105还可访问不同的网络(例如，无线蜂窝网络或公司内部网)，并且向客户端110提供对连接到那些网络的其它资源的访问。
图2示出了在通过无线网关的通信中使用的接口和协议栈的表示。对于网络服务205，协议栈包括应用层、中间件层以及物理接口层(例如，在OSI协议栈中)。公用网络接口210由诸如CDMA、Wi-Fi(例如，IEEE 802.11b)、或WiMAX(例如，IEEE 802.16)的无线空中接口提供。对于网关215，协议栈包括网关服务和路由或业务信道转发。LAN接口220由诸如电缆和以太网或ATM等的LAN连接和协议提供。对于用户终端225，协议栈包括应用层、中间件层以及物理接口层。
在通过网关215开启用户终端225和网络服务205之间的会话之后，用户终端225和网络服务205通过网关215向彼此发送数据。在将数据从用户终端225发送到网络服务205时，用户终端225使用应用层以产生用于发送的数据。用户终端225使用中间件层准备用于发送的数据(例如，使用用于寻址和分包的TCP/IP)。用户终端225使用物理接口层将数据发送到LAN接口220。LAN接口220将数据传递到网关215。
网关215使用路由层确定被接收的数据的接收者。网关215使用网关服务层根据确定的接收者和匹配协议处理数据。例如，当用户终端225的应用层不匹配用于所期望的接收者的网络服务205的应用层(如当开启会话时所建立的)时，网关215使用网关服务层的服务接口将数据从一个协议或格式转换到另一协议或格式。网关205再次使用路由层准备用于共用网络接口210的数据，其后将数据发送到共用网络接口210。共用网络接口210将数据传递到网络服务205。
网络服务205使用物理接口层从物理网络接口210接收数据。网络服务205使用中间件层访问数据(例如，使用TCP/IP将数据解包)。网络服务205使用应用层处理接收的数据。在一种实施方式中，网络服务205将数据传递到接收者(诸如网络服务205的客户终端)。在另一实施方式中，网络服务205将由中间件处理的数据提供给包括应用层的客户终端。
网络服务205、网关215、和用户终端225使用相似的处理(以相反的顺序)将数据从网络服务205发送到用户终端225。
图3示出了诸如图1中所示的网关105的无线网关300的一种实施方式的框图。网关300包括控制器305和连接的存储器310。控制器305控制网关300的操作。网关300包括连接到控制器305的诸如小键盘或输入按钮等的用户接口315，和诸如状态灯等的显示或可视指示器。网关300包括诸如电池或与电源连接的电源320和外部电源。为了清楚起见，控制器305、存储器310、用户接口315、和电源320彼此之间的连接和网关300的其它组件从图3中省略。
网关300包括RJ-45连接325和LAN接口330，以支持本地有线连接。RJ-45连接325和LAN接口330被配置以支持网关300的LAN连接。LAN接口330以与在路由器或网关中的典型LAN接口类似的方式工作。为了发送信号，LAN接口340将信号提供给RJ-45连接325。如下所述，为了接收信号，RJ-45连接325将从LAN连接接收的信号提供给LAN接口330，并且进而提供到服务接口。
网关300包括天线335和无线接口340，以支持无线连接。天线335和无线接口340被配置以支持无线连接的空中接口。无线接口340对通过诸如CDMA接口等的无线空中接口发送和接收信号提供支持。在一种实施方式中，无线接口是控制器的硬件子系统，或者是网关300的分离的子系统或组件。在一种实施方式中，无线接口340是典型的支持空中接口的射频接口，并且包括射频(RF)组件、双工器、低噪放大器(LNA)、带通滤波器(BPF)、隔离器以及功率放大器。无线接口340以与支持无线接口340的空中接口的无线路由器、送受话器、或终端中的典型射频接口类似的方式工作。为了发送信号，无线接口340将调制的信号提供给天线335。如下所述，为了接收信号，天线335将从无线连接接收的信号提供给无线接口340，并且进而提供到服务接口。
在其它实施方式中，不同的本地连接和接口可被提供以支持不同类型或不同数量的连接(例如，RJ-11连接、IEEE 802.3连接、10/100基于T的以太网连接)。类似地，可提供不同的或附加的无线接口(例如，其它蜂窝电话网络接口、PCS、或无线电话或数据网络接口)。
网关300包括一个或多个服务接口345的类集，以便于通过LAN和无线连接进行通信。在一种实施方式中，服务接口345被实现为一个或多个接口组件。在另一实施方式中，服务接口345被包括在控制器305中(例如，作为软件组件)。LAN接口330、无线接口340以及服务接口345通过诸如公共总线相互连接。
在图3中，网关300提供三个服务接口，包括LAN VoIP到WAN电路服务接口350(例如，语音呼叫、G3传真)、LAN VoIP到WAN包服务接口355(例如，LAN VoIP包中继、VoIP协议转换)以及LAN PPP到WAN路由服务接口360(包括对诸如VPN等的附加服务选项支持)。在其它实施方式中，可提供不同的服务接口。在图3中，由网关300提供的三个服务接口由服务接口部分345中的圆框代表。
如上所述，服务接口提供两种服务之间的协议转换和代码转换。不同平台上的类似数据服务可以以不同方式操作。例如，当LAN VoIP服务和WAN电路交换服务二者都可工作以提供无线通信时，这些服务以不同方式工作。LAN VoIP到WAN电路服务接口350在LAN VoIP服务和WAN电路交换服务之间提供兼容性。使用该服务接口，连接到无线网关300的用户终端可与可通过网关300的无线接口访问的WAN电路交换服务交互。独立服务使用网关300的服务接口来通信。
在一个例子中，本地终端支持SIP语音呼叫(会话初始化协议)服务和H.323语音呼叫服务。用于可通过无线连接使用的语音呼叫的网络服务包括电路交换语音呼叫服务、传输SIP呼叫服务的电路交换数据呼叫、传输H.323呼叫服务的电路交换数据呼叫、使用SIP呼叫服务的包交换数据访问、和使用H.323呼叫服务的包交换数据访问。提供支持全部服务之间的通信的服务接口的无线网关(包括用于这些语音服务的各种组合的服务接口)，包括SIP语音到电路交换语音服务接口、SIP语音到电路交换数据传输SIP服务等。另外，无线网关为这些组合的子集提供服务接口。
在另一实施方式中，本地终端和网关支持语音服务之外的一种或多种服务，诸如电子邮件服务。例如，本地终端支持POP/SMTP电子邮件客户端服务。网络服务包括互联网POP/SMTP电子邮件服务器、蜂窝电话网络SMS服务(短消息服务)以及基于WAP浏览器的web邮件服务器。网关为本地终端和网络服务之间的一些或全部服务的组合提供服务接口。
图4和5示出在支持客户端和网络服务之间的通信时无线网关的一种实施方式的操作。图4示出了在客户端和网络服务之间建立会话的流程图400。图5示出了图4的流程图400中示出的处理的交互功能流程图500。
最初，客户端或用户终端(例如，计算机系统或VoIP终端)被连接到诸如图3中示出的无线网关300的无线网关上。无线网关监控与用于请求的客户端的连接。客户端提供诸如SIP语音呼叫服务等的一种或多种数据服务。网络提供诸如电路交换语音呼叫服务等的一种或多种网络服务(直接或间接)。无线网关包括天线和无线接口，以通过无线连接访问网络。无线网关监控网络以跟踪可用的网络服务并传输服务选项。无线网关包括一个或多个服务接口，至少一个服务接口在客户端的数据服务和可用的网络服务之一之间提供接口。
在方框405中，客户端将会话请求发送到无线网关。客户端产生会话请求以请求用于特殊应用程序或数据服务的通信会话的初始化。会话请求指示选择的应用程序或数据服务。在一个例子中，会话请求表示建立SIP语音呼叫的请求。
在方框410中，无线网关确定匹配网络服务。无线网关将接收的会话请求解码并且确定由会话请求指示的应用程序。无线网关诸如通过从网络接收的状态信息等确定哪种网络服务是可用的。在一种实施方式中，无线网关保存由网络提供的网络服务的表格和各种网络服务的当前状态。如果多种网络服务是可用的，则无线网关使用选择参数来选择诸如网关的服务质量、成本、可靠性、用户的首选设置、或者客户端或网络服务提供的首选项等的网络服务。无线网关选择与会话请求的应用程序和选择的网络服务对应的服务接口。例如，无线网关确定语音电路交换呼叫服务是可通过网络使用的，然后选择选择语音SIP到语音电路交换呼叫服务接口。在一种实施方式中，如果应用程序与可用的网络服务匹配并且服务接口是不必要的(例如，协议相同)，则无线网关在没有转换的情况下转发用于通信的数据。
在方框415，无线网关将服务请求发送到网络。服务请求表示选择的网络服务，并且从服务提供者请求网络服务的初始化。在一种实施方式中，由于服务请求并不指示用于会话请求的用户终端的应用程序，因此不将与网络服务通信的应用程序通知网络服务提供者。类似地，在一种实施方式中，无线网关未对用户终端指示特定的网络服务。无线网关通过天线和无线接口将服务请求发送到网络。
在方框420中，在接收到将提供网络服务的确认之后，无线网关在客户端和网络服务之间建立连接。网络服务将确认连同建立连接与开启指示的会话所需的任何连接信息或会话信息发送到无线网关。无线网关建立到网络的连接。无线网关通过诸如激活所选择服务接口的译码组件来准备通过该连接的通信。无线网关将会话确认发送到客户端，以指示网络服务已经接受初始化请求并且通知客户端由网络服务和无线网关建立的网络连接和会话信息。客户端开始应用程序中的通信会话或客户端的数据服务。
在方框425中，一旦会话开始，则无线网关提供数据的转换和代码的转换，以在客户端和网络服务之间通信。在一种实施方式中，无线网关使用选择的服务接口适当地提供对控制协议的转换、对业务(有效负载)数据编码的转换、对这二者的转换或不对任何一个进行转换。对于从客户端接收的将被发送给网络服务的数据，无线网关使用选择的服务接口对数据进行代码转换并且将数据从客户端的应用程序的协议转换到网络服务的协议。类似地，对于从网络服务接收的将被传输到客户端的数据，无线电缆使用选择的服务接口进行代码转换并且从网络服务的协议向客户端的应用程序的协议进行协议转换。
本发明的各种实施方式以电子硬件、计算机软件、或这些技术的组合来实现。一些实施方式包括由可编程处理器或计算机执行的一个或多个计算机程序。例如，参照图1，在一种实施方式中，网关105包括一个或多个可编程处理器。通常，每一个计算机包括一个或多个处理器、一个或多个数据存储组件(例如，易失性和非易失性存储器模块和永久光和磁存储装置，诸如硬盘驱动器和软盘驱动器、CD-ROM驱动器以及磁带驱动器等)、一个或多个输入装置(例如，鼠标和键盘)，以及一个或多个输出装置(例如，显示控制台和打印机)。
计算机程序包括可执行代码，其通常存储在永久存储介质上，其后在运行时复制到内存中。处理器通过以规定顺序从内存中检索程序指令来执行代码。当执行程序代码时，计算机从输入和/或存储装置接收数据，对该数据执行操作，其后将得出的数据传递到输出和/或存储装置中。
虽然，已描述了本发明的各种示例性实施例。然而，本领域的普通技术人员将会看到其它实施方式也是可能的，并且在本发明的范围之内。例如，尽管上述描述关注于使用语音呼叫服务的实施方式，但是网关还可支持其它服务，诸如电子邮件应用程序、web浏览器、或媒体播放器等。在另一替换实施方式中，网关不包括广域无线接口，但是包括本地或个人无线接口(例如，Wi-Fi、蓝牙、UWB等)，或者网关不包括射频接口。
因此，本发明不仅仅限于上述的那些实施方式。
权利要求
1.一种无线网关，包括本地网络接口；无线接口；控制器，其连接到所述本地网络接口并连接到所述无线接口上；以及一个或多个服务接口，其连接到所述本地网络接口并连接到所述无线接口上；其中，每一个服务接口在两种服务之间提供数据转换。
2.如权利要求1所述的无线网关，其中所述控制器选择一个服务接口，所述这个服务接口用于在与通过所述本地网络接口接收到的数据对应的第一服务和与通过所述无线接口接收到的数据对应的第二服务之间进行通信，并且所述选择的服务接口在所述第一服务和所述第二服务之间提供数据转换。
3.如权利要求2所述的无线网关，其中所述选择的服务接口在所述第一服务和所述第二服务之间提供对数据的代码转换。
4.如权利要求2所述的无线网关，其中所述选择的服务接口在所述第一服务和所述第二服务之间提供协议转换。
5.如权利要求1所述的无线网关，其中所述控制器在所述本地网络接口和所述无线接口之间提供对数据的路由选择。
6.如权利要求1所述的无线网关，其中所述本地网络接口支持以太网连接。
7.如权利要求1所述的无线网关，其中所述无线接口支持CDMA连接。
8.如权利要求1所述的无线网关，其中所述无线接口支持Wi-Fi连接。
9.如权利要求1所述的无线网关，其中所述无线接口支持蓝牙连接。
10.一种使用网关进行网络通信的方法，包括通过网关的第一接口从客户端接收开启网络会话的会话请求，其中，所述会话请求指示通信服务；选择与所述通信服务匹配的网络服务；以及通过第二接口将服务请求发送到网络服务器中，其中，所述网络服务器支持所述选择的网络服务；其中，所述选择的网络服务具有对应的服务接口，所述服务接口在所述选择的网络服务和所述通信服务之间提供数据转换。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括在所述第一接口和所述第二接口之间建立用于通信的连接；以及通过所述建立的连接发送数据。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括使用所述服务接口对要通过所述连接而发送的数据进行代码转换。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括使用所述服务接口对要通过所述连接发送的数据执行协议转换。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述通信服务和所述网络服务不是直接兼容的。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述第一接口是支持LAN连接的LAN接口。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述LAN接口支持以太网连接。
17.如权利要求10所述的方法，其中所述第二接口是支持无线连接的无线接口。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述无线接口支持CDMA连接。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述无线接口支持Wi-Fi连接。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述无线接口支持蓝牙连接。
21.一种使用网关进行网络通信的系统，包括通过网关的第一接口从客户端接收开启网络会话的会话请求的装置，其中，所述会话请求指示通信服务；选择与所述通信服务匹配的网络服务的装置；以及通过第二接口将服务请求发送到网络服务器的装置，其中，所述网络服务器支持所述选择的网络服务；服务接口与所述选择的网络服务对应，所述服务接口在所述选择的网络服务和所述通信服务之间提供数据转换。
22.如权利要求21所述的系统，进一步包括在所述第一接口和所述第二接口之间建立用于通信的连接的装置；以及通过所述建立的连接发送数据的装置。
23.如权利要求22所述的系统，进一步包括使用所述服务接口对要通过所述连接而发送的数据进行代码转换的装置。
24.如权利要求22所述的系统，进一步包括使用所述服务接口对要通过所述连接而发送的数据执行协议转换的装置。
25.一种存储在有形存储介质上的计算机程序，其用在使用网关的网络通信中，所述程序包括可执行指令，所述可执行指令使计算机执行如下操作通过网关的第一接口处理来自客户端的开启网络会话的会话请求，其中，所述会话请求指示通信服务；选择与所述通信服务匹配的网络服务；以及通过第二接口将服务请求发送到网络服务器，其中，所述网络服务器支持所述选择的网络服务；其中，所述选择的网络服务具有对应的服务接口，所述服务接口在所述选择的网络服务和所述通信服务之间提供数据转换。
全文摘要
实现支持一个或多个服务接口(345)的网关(105)的方法和设备。在一种实施方式中，无线网关包括本地网络接口(330)；无线接口(340)；控制器(305)，其连接到所述本地网络接口并且连接到所述无线接口；以及一个或多个服务接口，其连接到所述本地网络接口并且连接到所述无线接口；其中，每一个服务接口在两种服务之间提供数据转换。
文档编号H04B7/185GK1762128SQ200480007659
公开日2006年4月19日 申请日期2004年3月22日 优先权日2003年3月21日
发明者金德山, 白井和弘, 幸卫聪, 克雷格·M·哈高普兰 申请人:爱捷特公司