一种家庭网络的数据传输方法及家庭网络组网系统、装置的制作方法

专利名称：一种家庭网络的数据传输方法及家庭网络组网系统、装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种家庭网络的数据传输方法及家 庭网络组网系统、装置。
背景技术：
网络组网技术越来越普遍地应用于生产、生活的各个方面，采用网络组 网技术能够将生产、生活中的各种终端连接在一起，从而可以方便灵活的使 用这些终端，提高效率。已经出现的Home Networking (家庭联网)技术可以将许多终端，比如 具备各种通信能力的IA (信息家电)连接起来，集成在一起，形成一个家庭 网络，这样不仅这些家庭中的终端之间能够相互进行通信，而且这些终端与 家庭外的各种终端也能相互进行通信。这样，采用家庭联网技术，将一个家 庭变成Smart Home (智能家庭)，智能家庭可以提供各种各样的方便应 用。家庭网络内部的家庭组网4支术主要包括有线通信技术和无线通信技术两线传输媒介，如家庭内铺设的5类线、同轴电缆、电话线、有线电视电缆和 电力线等，将家庭内部的各种终端连接起来，以实现各种终端相互之间的互将家庭内部的各种终端连接起来，以实现各种终端相互之间的互连互通，一 种典型的无线通信技术为WiFi (无线局域网，为泛指基于IEEE802.11标准系列的无线局城网)技术，主要是采用常见的WiFi技术及其标准，如 lEEE802.11x (无线局域网标准系列)、lEEE802.15x (无线个域网标准系 列)、HomeRF (—种家用数字无绳标准)等，来进行各种终端的连接。对于应用于家庭网络的有线通信技术，目前主要有以下几种工业标准 第一种、当家庭中存在5类线时，可以采用以太网LAN (局域网)标准，即能 根据以太网LAN的技术及标准进行家庭内部组网；第二种、当利用现有电话 线进行家庭联网时，可以采用由家庭电话线联网联盟制定的HomePNA (家 庭电话线联网技术标准)，其主要原理与DSL (数字用户线)类似，即用普 通电话线来同时支持话音、宽带数据和家庭联网业务，其速率可以高达 128Mbit/s，用户只要把终端插入电话线插口即可连接到网络；第三种、当利 用电力线进行家庭联网时，可以采用由HomePlug (—种电力线通信技术标 准系列)联盟推出的HomePlug标准，它是基于OFDM (正交频分复用)技 术，利用家庭的电源插口实现家庭内部联网的，在2005年底最新发布的 HomePlug AV (—种适合音频视频传输的电力线通信技术标准)中，将利用 电力线进行家庭联网的数据通信的最高传输速率提高到了 200Mbps;第四 种、当利用有线电一见的同轴电缆进行联网时，可以采用2004年初成立的 MoCA (同轴电缆多媒体联盟)标准组织所发布的标准，是WiFi的技术标准 应用于同轴电缆上，它是利用现有有线电视电缆作为家庭联网的标准，验证 终端的互操作性，让电视机、数字机顶盒，DVR(硬盘录象机)，DVD(数 字化视频光盘)，数字VHS (家用录像系统)，CD/MP3 (光盘/第三代音乐 播放器)与PC (个人电脑)等终端能够进行相互连接。因此，当采用有线通信技术进行家庭网络内部的家庭组网时，目前传输 速率相对较高的一种典型的应用为基于PLC (电力线通信)技术进行组网的 家庭网络，如图1所示。包括IP电话(网络电话)、电脑、数字摄像头、信 息家电以及安防设备等终端，它们之间通过电力线互相连接，并且均与家庭网关和阻波器相连，家庭网关与外部网络相连，阻波器与电源进户端相连。对于采用有线通信技术组网的家庭网络，无论具体采用所述的哪种技术，都存在如下缺点第一、家庭网络的终端入网受到极大限制。因为不管哪种有线通信技 术，都必须基于有线插头进行连4妄，从而要求终端必须具备相应的接口和通 信能力。而通常现有的家庭内部的终端很少具备相应的有线接口，从而限制了可以联网的终端的类型；而且对于许多家庭网络中已有的或者未来将会出 现的终端，通常是不需要也不希望进行有线连接的，如PDA(个人数字助 理)、MP3/4 (能播放mpeglayer3/4 (压缩标准)这种音频压缩格式的音频 文件的播放器)等；第二、数据传输能力有限，有线通信技术中的绝大部分技术标准都无法 有效地支持未来家庭网络的所有业务。在家庭网络联网的有线技术中，相对 数据传输能力较强的是同轴电缆和电力线，但是，同轴电缆受到上述覆盖率 的严重限制；而电力线通信技术，虽然它的HomePlug AV标准将数据传输的 峰值速率提高到了200Mbps，但相对于未来的家庭网络的各种业务需求，例 如未来许多家庭都会存在的多台HDTV (高清电视)这样的高清多媒体业 务，需要在家庭网络内部同时传输多套HDTV数据流，由于HDTV数据流的流 量很大，所以基本上现有的有线通信技术在数据传输数率上都无法满足要 求，远远不能满足未来家庭联网所需的技术能力。相对于有线通信技术的组网方式，采用近距无线通信技术来实现家庭网 络内部的组网是另一类常用的家庭组网方式。其中，最为常见和直接的解决 方案是用WiFi局域网来取代电缆、电话线等各种实体连接设备。采用近距无 线通信技术进行组网的家庭网络示意图如图2所示，通过在家庭内部架设CP (连接点)，与在家庭内部的集成了近距无线通信技术的终端(比如笔记本 电脑)之间实现通信连接和控制。在家庭组网的近距无线通信技术中，目前较为常见的具体技术和标准主要包括IEEE802.11和IEEE802.15系列，以及HomeRF等。在IEEE802.15系 列中，主要包括ZigBee (—种近距离无线网络技术)、篮牙和UWB(超宽 带)。其中IEEE802.11n和UWB是数据传输能力相对较强的近距无线通信技 术和标准；1EEE802.11的WiFi目前正在研究准备推出新的WLAN (无线局域 网)标准一一lEEE802.11n，它通过采用一些最新技术，将数据传输的最高 速率提高到320Mbps ; UWB的数据传输峰值速率可以达到更高，如 480Mbps，但它的通信距离非常有限， 一般小于10米。通常数据传输能力与 通信距离成反比。其余的WiFi技术的数据传输能力都相对比较低。但是，采用近距无线通信技术和标准进行家庭网络组网，存在如下主要 缺点第一、家庭网络的终端入网受到极大限制。因为不管哪种近距无线通信 技术，都必须要求终端具备相应的接口和通信能力，而通常现有的家庭内部 的终端具备相应无线接口的并不多，因而导致可以联网的终端受到极大的限制。第二、数据传输能力非常有限，无法满足家庭网络未来业务的需求。在 家庭网络组网常用的近距无线通信技术中，在数据传输能力方面相对较强的 是IEEE802.11n和UWB。对于IEEE802.11n，尽管其通过采用各种新技术， 特别是MIMO (多输入多输出)技术的引入，将数据传输的峰值速率提高到 了320Mbps，但实际通信时，数据的吞吐能力远远不能达到这样的速率，而 且，MIMO技术对于家庭网络而言，可行性很低，如果缺失了MIMO技术， lEEE802.11n的数据传输能力将与现在的IEEE802.11a/b/g (无线局域网标准 系列)相当，也就是说其数据传输的峰值速率不会比现在的54Mbps高出很 多，这样的数据传输能力是远远不能满足未来家庭网络的业务需求的；对于 UWB,除了上述的覆盖率问题外，如果要实现整个家庭范围的通信，也是很难达到较髙的数据传输速率，甚至有可能由于功率的限制，根本无法实现整 个家庭范围的通信。至于其它的近距无线通信技术，数据传输速率更低，基 本上都是低速的，更不能满足未来家庭网络业务的需求。将有线通信技术和近距无线通信技术直接结合的家庭网络组网方式，如图3 所示。图3为有线通信技术和近距无线通信技术结合的家庭网络示意图，这 种组网方式采用中继方法，在有线通信和近距无线通信之间以中继的形式来 进行续接和互通，从而实现家庭网络内部有线终端和近距无线终端以及有线 通信技术和近距无线通信技术的共存。在这种组网方式下，家庭网络的终端 分为两类， 一类是有线终端，另一类是近距无线终端，即终端的接口或者是 有线的，或者是无线的，而不同种类的终端之间要进行通信时，必须在有线 传输和近距无线传输之间进行中继才能实现。采用有线通信技术和近距无线通信技术结合的家庭网络组网方式存在如下主要缺点第一、同样存在终端入网受限的问题。因为有的现有终端根本没有通信 能力和相应接口，若这种终端入网，则需要进行终端的通信能力的改造和扩 展。另外，对于部分具有特定通信能力和接口的终端，也有需要进行设备能 力改造和扩展的可能性，以适应新的通信能力和接口的要求。第二、同样存在数据传输能力有限的问题，无法满足家庭网络未来业务 的需求。尽管实现了有线通信技术和近距无线通信技术在家庭网络内的共 存，但对每一个终端而言，其通信接口只有一种，即或者是有线的，或者是 无线的，因此，在数据传输能力方面，现有采用有线通信技术和近距无线通 信技术结合的家庭网络组网方式在本质上与上述只采用有线通信技术和只采 用近距无线通信技术的组网方式相同，即每个终端只有一个传输通道。而 且，在中继方式下，传输通道的数据传输能力受限于具有较低数据传输能力的传输技术，所以其数据传输能力是很难满足未来家庭网络的业务需求的。因而，现有的家庭网络组网方式，均存在终端入网受限的问题以及数据 传输能力有限的问题。目前没有技术方案，能够很好的解决这些问题。发明内容本发明实施例提供的家庭网络组网的方法、系统及装置，具有多个传输 信道，能够在家庭网络中同时进行有线通信和无线通信，保证具有各种通信 能力和接口的终端能够顺利地加入家庭网络，并具有足够的数据传输能力以 满足不同的业务需求。本发明实施例是通过以下技术方案实现的本发明实施例提供一种家庭网络的数据传输方法，所述方法包括A、 家庭网关决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的 通信传输方式和信道；若第一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通 信，或者家庭网关的决定结果为需要切换通信传输方式和信道，则所述家庭 网关将所述决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；B、 所述第一终端或者终端设备接收到所述决定信息之后，按照所述决 定信息确定对应的通信传输方式和信道；C、 所述第一终端或者终端设备按照确定的通信传输方式和信道进行业 务数据的传输。本发明实施例提供一种家庭网关，包括信道特性决定单元，用于决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务 数据传输的通信传输方式和信道；判断单元，用于判断是否需要将信道特性决定单元决定的决定结果对应 的决定信息发送给第一终端或终端设备；结果发送单元，用于将所述决定信息发送给所述第一终端或者终端设备。本发明实施例提供一种用于家庭网络的适配器，包括网络接口单元、终 端接口单元、控制单元和数据处理单元，其中，网络接口单元，用于提供与家庭网络相连的接口； 终端接口单元，用于提供与第二终端相连的接口；控制单元，用于根据数据处理单元发送的决定信息中的控制信息，生成 控制命令，并将所述控制命令发送给数据处理单元；数据处理单元，用于通过网络接口单元接收家庭网关发送的决定信息， 并将控制单元所需的决定信息中的控制信息发送给控制单元；以及，用于根 据控制单元发送的控制命令，进行配置更新，激活相应的网络接口单元和终 端接口单元，完成网络接口单元和终端接口单元之间的数据格式的转换和数 据业务信息的传输；所述决定信息为家庭网关决定的家庭网络中第 一终端或终端设备进行业 务数据传输的通信传输方式和信道的信息。本发明实施例提供一种家庭网络组网的系统，所述的系统以有线和无线 通信方式进行家庭网络的组网，包括至少一个家庭网关，所述家庭网关用于管理和控制整个家庭网络，具有 有线和无线通信能力，并且能够进行有线通信和无线通信；所述家庭网关决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的 通信传输方式和信道；若第一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通 信，或者家庭网关的决定结果为需要切换通信传输方式和信道，则家庭网关 将所述决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；至少一个第一终端和/或至少一个终端设备；所述第一终端或者终端设备接收到所述决定信息之后，按照所述决定信 息确定对应的通信传输方式和信道的操作；所述第一终端或者终端设备按照确定的通信传输方式和信道进行业务数据的传输；所述第一终端支持与家庭网络相适应的通信方式，以及具有通信方式的切换能力；所述终端设备包括适配器，以及与适配器独立相连或集成相连的第二终端；所述适配器和所述第二终端的具体连接方式为有线或无线连接方式；所述第二终端通过适配器进行业务数据及其他相关信息的传输；所述适配器用于扩展所述第二终端的通信能力。由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例采用一种 家庭网络的数据传输方法及家庭网络组网系统、装置，很好的支持了各种不 同类型终端的入网和通信，能够在家庭网络中同时进行有线通信和无线通信 以及有线和无线通信之间的自动切换，并且能够满足家庭网络中目前和未来的各种通信业务的需求及其QoS (服务质量)的要求。


图1为现有技术基于电力线通信技术进行组网的家庭网络示意图； 图2为现有技术采用近距无线通信技术进行组网的家庭网络示意图； 图3为现有技术采用有线通信技术和近距无线通信技术结合的家庭网络示 意图；图4为本发明涉及的一个具体实施方式
的方法的具体实现示意图； 图5为本发明实施例涉及的适配器及系统的数据传输流程图； 图6为本发明实施例涉及的基于家庭网关和适配器的家庭网络结构图；图8为本发明实施例涉及的一个具体实施方式
的系统的具体实现示意图； 图9为本发明实施例涉及的适配器的功能结构组成示意图； 图10为本发明实施例涉及的终端接口单元提供的接口为AA/接口的适配器的功能结构组成示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的技术方案在家庭网络进行组网时，同时采用有线通 信技术和无线通信技术，通过家庭网关的控制，将家庭网络内部的各种不同 类型的第 一终端和/或终端设备有效连接。所述第 一终端具有与家庭网络相适应的通信方式和信道，以及通信方式 和信道的切换能力；所述终端设备包括第二终端，以及与所述第二终端独立相连或集成相连 的适配器；所述第二终端不具有与家庭网络相适应的通信方式和信道，和/或 通信方式和信道的切换能力；所述适配器和所述第二终端的具体连接方式为 有线或无线连接方式；终端设备中的第二终端通过适配器进行业务数据及其 他相关信息的传输。具体地，在本发明实施例所述的家庭网络中，终端的类型可以包括第一 终端和第二终端，其与家庭网络的连接方式包括以下几种情况第一种，所述终端同时具有与家庭网络相适应的有线及无线通信接口 ， 并且能够进行通信方式和信道的切换。即，该终端自身所带的接口符合家庭 网络的需求，当需要进行有线通信时，通过其上的有线通信接口进行通信； 当需要进行无线通信时，通过其上的无线通信接口进行通信。在这种情况 下，所述终端为第一终端。第二种，所述终端同时具有与家庭网络相适应的有线及无线通信接口 ，但是不能进行通信方式和信道的切换。即，该终端不能自动完成有线和无线 通信方式和信道的切换。此时，在需要进行通信传输方式和信道切换的情况 下，可以进行手动切换，也可以在所述终端上连接具有自动切换功能的适配 器，组成终端设备。在这种情况下，所述终端为第二终端。第三种，所述终端上虽然同时具有有线通信接口和无线通信接口，但是 这些接口与接入家庭网络所需的有线通信方式和无线通信方式不相适应。 即，该终端自身所带的接口不符合家庭网络的需求，在进行入网时，需要在 该终端上连4妾与需要进行的通信方式相适应的适配器，组成终端设备。即， 该终端设备与第一终端类似，能够进行有线和/或无线通信；当该终端上连接 的适配器只有与家庭网络相适应的有线通信接口或无线通信接口时，该终端只能进行对应的有线通信或无线通信。在这种情况下，所述终端为第二终二山 >而。第四种，所述终端上没有〗壬何与家庭网络相适应的4妾口 。此时，在该终 端进行入网时，应当在所述终端上连接与需要进行的通信方式相适应的适配 器，组成终端设备。即，该终端设备与第一终端类似，能够进行有线和/或无线通信；当该终端上连接的适配器只有与家庭网络相适应的有线通信接口或 无线通信接口时，该终端只能够进行对应的有线通信或无线通信。在这种情 况下，所述终端为第二终端。第五种，所述终端上具有与家庭网络相适应的有线或无线通信接口。此 时，如果该终端上没有连接适配器，则该终端只能进行有线或无线通信；当 在该终端上连接了与家庭网络相适应的具有无线或有线通信接口的适配器之 后，组成终端设备，所述终端设备与第一终端类似，能够进行有线和/或无线 通信。在这种情况下，所述终端为第二终端。即，对本发明实施例所述的家庭网络中的终端来说，无论终端原来具有 的接口是什么情况，具有的接口能不能连接到家庭网络中，均能够通过在终 端上连接合适的适配器，组成终端设备，达到所述终端与家庭网络连接，并 且能够灵活进行通信方式选择的目的。其中，比较普遍和方便的应用是，当 终端通过适配器与家庭网关相连组成终端设备后，每个终端可以具有多个传 输通道，并且在具体的传输过程中，可以根据家庭网关的具体控制，选择相对会适的传输通道进行业务数据的传输。在终端通过适配器与家庭网关相连 组成终端设备的情况下，该终端为本发明所述的第二终端。由上述五种终端的类型及其与家庭网络的连接方式可以看出，第一终端 和终端设备能够满足家庭网络的通信方式和信道，以及通信方式和信道的切换能力；若在不能满足家庭网络的需要的终端上连接合适的适配器，以使该终端能够满足家庭网络的需要，则该终端为第二终端，该终端与适配器一起 组成终端设备。终端设备中的适配器具有的与家庭网络相适应的至少 一 个无线通信接口 和/或至少一个有线通信接口，无线通信接口和有线通信接口的具体个数可以 根据第二终端和家庭网络的需要进行灵活配置。即，可以在适配器上配置数个无线通信接口和/或有线通信接口 ，也可以只配置一个无线通信接口和/或 有线通信接口。所述的有线通信技术包括各种有线通信技术，包括但不限于所述的基于5 类线、同轴电缆、电话线、有线电视电缆和电力线等传输介质的有线通信技 术。所述的无线通信技术主要为近距无线通信技术，包括但不限于各种近距 无线通信技术，主要包括IEEE802.11x、 lEEE802.15x所规定的技术。本发明实施例的家庭网络的数据传输方法的一个具体实施方式
的实现示 意图如图4所示，具体包括步骤40:家庭网关决定进行业务数据传输的通信传输方式和信道；若第 一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通信，或者家庭网关的决定结 果为需要切换通信传输方式和信道，则所述家庭网关将决定结果对应的决定 信息发送给所述第一终端或者终端设备；具体可以为若家庭网关和第 一终端或者终端设备之间进行初次业务数据的传输，系 统将按照传输方式需要切换来进行处理，即在进行业务数据传输和通信之前，先检测有线信道和无线信道的特姓，决定首先进行业务数据传输的通信 传输方式和信道，并将所述决定结果对应的决定信息通知第一终端或者适配器；所述决定信息可以包括通信的信道信息、通信传输方式以及业务数据 的相关特性中的至少一个信息；在数据的传输和通信过程中，家庭网关对各信道变化情况进行监测，并 比较检测到的信道变化情况，作出第一终端或者终端设备是否需要切换通信 传输方式和信道的决定；具体可以为家庭网关对家庭网络中正在进行数据 传输和通信的每个第一终端或者每个终端设备的有线通信信道和无线通信信 道的特性进行定期检测，且对有线通信信道和无线通信信道特性的检测是同 时进行的，如果由于环境变化等因素引起有线信道或无线信道发生了较大了 变化，家庭网关将根据检测到的信道变化情况作出是否需要切换传输方式和 信道的决定；如果决定结果是需要切换传输方式和信道，则将决定结果对应 的决定信息通知第一终端或者适配器；所述决定信息可以包括具体切换时 间、通信的信道信息以及通信传输方式中的至少 一 个信息。步骤41:所述第一终端或者终端设备接收到所述决定信息之后，按照所 述决定信息的具体内容确定对应的通信传输方式和信道；针对第一终端，由于第一终端上具有与家庭网络相适应的无线和/或有线 通信接口并且能够进行通信方式和信道的切换，因此第一终端接收到所述决定信息之后，按照所述决定信息的具体内容进行确定传输方式和信道的操作；针对终端设备，由于终端设备上具有与家庭网络相适应的无线和/或有线 通信接口并且能够进行通信方式和信道的切换，因此终端设备接收到所述决定信息之后，按照所述决定信息的具体内容进行确定传输方式和信道的操作；若家庭网络中的终端上具有与家庭网络相适应的无线和/或有线通信接口但是不能进行通信方式和信道的切换，成者，终端上不具有与家庭网络相适 应的无线和/或有线通信接口 ，则终端不进行任何操作。步骤42:第 一终端或者终端设备按照确定的通信传输方式和信道进行业务数据的传输。终端设备通过适配器与家庭网关之间进行数据信息及业务数据的传输。本发明的家庭网络的数据传输方法的一个典型实施例是采用PLC技术、 WiFi技术、终端设备以及家庭网关的具体实施方式
，该实施方式仅包括典型 的终端设备的数据传输流程，其方法示意图如图5所示。所述的终端设备包括不能满足家庭网络的组网需要的第二终端，以及 与其以有线或无线方式连接的适配器。图5为本发明实施例涉及的适配器及系统的数据传输流程图，具体包括步骤50:家庭网关对需要接入网络的终端设备中的适配器的特性进行登 记注册，并向终端设备分配一个家庭网络内部的网络地址。针对所述的终端设备，为了灵活使用终端设备中的适配器，可以将终端 设备中的第二终端和适配器设置成可以分离或相互独立的设备。如果第二终 端和适配器是可以分离或相互独立的设备，则第二终端和适配器可以进行任 意拆分和重新组合，但经拆分和组合后的第二终端或终端设备再次入网时， 都被作为初次入网的第二终端或终端设备进行重新登记注册和网络地址的分 配。即，如果原来一个终端设备的适配器被拆分后与其他的第二终端组成新 的终端设备时，则原终端设备的第二终端和应用了该适配器的新的终端设备 再次入网时，都需要分别4妄照初次入网的第二终端和终端设备来进行处理； 如果原终端设备进行了适配器更换，再次入网时也需要按照新入网的终端设 备进行重新登记注册和网络地址的分配。家庭网关仅登记注册终端设备中的适配器的特性，且家庭网关内部进行 地址分配时，只分配一个地址；如果在入网之后的某一时间终端设备中的第二终端根据需要增加了或者变更了适配器，则所述终端设备再重新加入网络 时，需要按照初次入网的终端设备进行处理，即家庭网关仅登记注册增加后 或者变更后的适配器的特性。
步骤51:家庭网关进行PLC和WiFi信道检测，并决定进行业务数据传输 的具体通信传输方式和信道。
若终端设备进行初次业务数据传输和通信或者家庭网关的决定结果为需 要切换通信传输方式和信道，则将决定结果对应的决定信息发送给适配器； 若不需要将决定信息发送给适配器，即终端设备不是进行初次业务数据传输 和通信或者家庭网关的决定结果为不需要切换通信传输方式和信道，则执行 步骤53，家庭网关和适配器之间按照旧的传输方式和信道进行业务数据的传 输。
当所述的具体通信传输方式和信道发生变化时，家庭网关将根据检测到 的信道变化情况作出决定，如果决定结果是需要切换传输方式和信道，则将 决定结果对应的决定信息通知适配器；所述决定信息可以包括具体切换时 间。
当家庭网络组网后，在进行初次的业务数据传输前，系统将按照传输方 式的需要进行传输方式的切换处理，即在初次进行业务数据传输和通信之 前，需要先检测PLC信道和WiFi信道特性，决定首先进行业务数据传输的通 信传输方式和信道，并将该决定结果对应的决定信息通知适配器；所述决定 信息可以包括业务数据的相关特性。
同时，在数据传输和通信过程中，家庭网关对家庭网络中正在进行数据 传输和通信的每个终端设备的PLC信道和WiFi信道的特性进行定期检测，且 对PLC信道和WiFi信道特性的检测是同时进行的，如果由于环境变化等因素 引起PLC和WiFi信道发生了较大变化，家庭网关将根据检测到的信道变化情 况作出终端设备是否需要切换传输方式和信道的决定，如果决定结果是需要切换传输方式和信道，即需要将目前采用的PLC信道传输改变为WiFi信道传 输，或者将目前采用的WiFi信道传输改变为PLC信道传输，则将决定结果对 应的决定信息通知适配器；所述决定信息可以包括具体切换时间。
家庭网关可以对检测结果进行比较，根据比较结果作出是否需要进行传 输方式和信道切换的判断，如果判断结果为需要作出切换，则将需要作出切 换的决定结果以及其他决定信息通知适配器。
步骤52:适配器接收到所述切换传输方式和信道的通知，以及相关切换 信息之后，进行更新传输方式和信道的操作。即，在进行初次的业务数据传 输前，适配器根据接收到的信息，对适配器的相应单元进行配置，并激活相 应数据处理单元和接口，准备进行业务数据的传输和通信；在数据传输和通 信过程中，适配器的控制单元根据接收到的相关信息，进行切换准备，及时 更新配置，激活相应通信接口和数据处理单元，并在预订切换时间点上进行 传输方式和4妄口的切换。
步骤53:当适配器的传输方式和信道切换完成后，适配器按照新的传输 方式和信道进行业务数据的传输；如不需要进行传输方式和信道的设置或切 换，则家庭网关和适配器之间按照旧的传输方式和信道进行业务数据的传 输。
本发明实施例的系统的一个具体实施方式
的实现结构图如图6所示，所述 的系统以有线和无线通信方式进行家庭网络的组网，图6为本发明实施例涉 及的基于家庭网关和适配器的家庭网络结构图。具体包括
家庭网关，用于管理和控制整个家庭网络，具有有线和无线通信能力， 并且能够进行有线通信和无线通信；
第 一终端和/或终端设备，为家庭网络中连接的与家庭网络相适应的各种 设备；如第一终端1、第一终端4、终端设备1、终端设备2;
终端3、终端5是家庭网络中连接的设备，所述设备不具有与家庭网络相适应的通信方式和信道，和/成，不具有与家庭网络相适应的通信方式和信道 的切换能力；
所述第一终端、终端设备以及家庭网关是由各种有线通信技术和/或无线
通信技术相连的；
在家庭网网络中，可以仅包括所述第一终端或所述终端设备；也可以既 包括一定数量的第一终端也包括一定数量的终端设备；
所述第 一终端支持与家庭网络相适应的通信方式，以及具有通信方式的 切换能力；
所述终端设备包括第二终端，以及与其以有线或无线方式连接的适配 器；所述适配器作为不能满足家庭网络的组网需要的第二终端的扩展或延伸 设备，主要对第二终端的通信能力和通信端口进行扩展，同时提供适合第二 终端需要的各种接口，并进行业务数据的传输，从而改善和解决终端入网受 限的问题；不能满足家庭网络的组网需要的第二终端可选择性地配合各种适 配器使用，即根据第二终端具有的通信接口能力，可以选择配合使用的适配 器，可以选择不连接适配器，也可以选择连接各种不同功能的适配器；适配 器可以与第二终端进行多种方式的连接，即适配器可以集成在第二终端内， 第二终端和适配器也可以是分离或相互独立的设备；适配器和第二终端可以
采用有线连接方式，也可以采用无线连接方式。
通过有线通信技术和/或无线通信技术，家庭网关控制家庭内部的各种类 型的第一终端或终端设备进行有线和/或无线通信；家庭网关与外部网络相 连，可以存在各种不同类型的外部网络，其中主要包括但不限于家庭网络业 务提供商所提供的外部网络。
所述的有线通信技术包括各种有线通信技术，包括但不限于所述的基于5 类线、同轴电缆、电话线、有线电视电缆和电力线等传输介质的有线通信技 术，其中，典型的应用为基于PLC传输介质的有线通信技术。技术，主要包括但不限于IEEE802.11x、 lEEE802.15x中规定的无线通信技 术，其中，典型的应用为基于IEEE802."x的WiFi技术。
本发明的系统的一个典型实施例中，有线通信技术采用PLC技术，无线 通信技术采用WiFi技术，其系统结构图如图7所示。
图7所示为本发明实施例涉及的基于PLC和WiFi技术组网的家庭网络示意 图，与图6相类似，也主要包括家庭网关、第一终端、终端设备等单元。其 中，
终端设备，包括不能满足家庭网络的组网需要的第二终端，以及其上以 无线或有线方式连接的适配器；
家庭网关，为同时采用PLC技术和WiFi技术的家庭网络的管理和控制的 设备；
若终端上具有能够通过PLC技术进行通信的PLC接口 ，所述终端可以直 接通过PLC入网，比如终端3;
入网要求，需要在所述终端上连接适配器，终端和其上以无线或有线方式连 接的适配器组成终端设备，此时所述终端为第二终端；所述适配器提供了家 庭网络与终端之间的接口，即，所迷适配器同时具有能够与家庭网络相连的 PLC接口和能够与终端相连的接口 ，并且能够在终端设备和家庭网络之间传 递数据。
同样的，若终端上具有能够进行WiFi无线通信的接口 ，所述终端可以直 接通过WiFi入网，比如终端5;
若终端上没有所述WiFi接口或所述终端上的WiFi接口不符合家庭网络的 入网要求时，需要在所述终端上连接适配器，终端和其上以无线或有线方式 连接的适配器组成终端设备，此时所述终端为第二终端；所述适配器提供了家庭网络与终端之间的接口 ，即，所述适配器同时具有能够与家庭网络相连的WiFi接口和能够与终端相连的接口 ，并且能够在终端设备和家庭网络之间 传递数据。同时，针对终端设备，为了便于终端设备能够灵活选择通过PLC入网或 通过WiFi入网，可以根据终端设备中第二终端具有接口的情况，灵活选择与 终端连接的适配器。即，若第二终端已经具有能够入网的PLC接口同时能够 进一步通过适配器扩展WiFi接口 ，则选择网络接口单元具有WiFi接口的适配 器，将第二终端的入网接口同时扩展为具有PLC和WiFi接口；若第二终端已 经具有能够入网的WiFi接口同时能够进一步通过适配器扩展PLC接口 ，则选 择网络接口单元具有PLC接口的适配器，将第二终端的入网接口同时扩展为 具有PLC和WiFi接口 ；若第二终端没有可以入网的接口 ，则选择网络接口单 元具有PLC接口和/或WiFi接口的适配器。下面将结合图8分别对所述家庭网关和所述适配器的具体结构进行详细描 述。图8为本发明的系统涉及的一个具体实施方式
实现示意图。家庭网关作为家庭网络的管理和控制设备，包括登记注册单元，用于通过特性描述原语对申请加入家庭网络的第 一终端 或者终端设备的基本特性进行登记注册。即，若第一终端或者终端设备初次 接入网络，家庭网关都将对申请接入家庭网络的第 一终端或者终端设备通过 特性描述原语对第一终端或者终端设备的基本特性进行登记注册，其中包括 第一终端或者终端设备所具备的通信方式和能力等信息，并进行家庭网络内 部的网络地址分配。具体地，针对申请入网的第一终端，家庭网关注册登记该第一终端的特 性，并分配一个家庭网络内部的网络地址。针对申请入网的终端设备，家庭 网关则对所述终端设备中的适配器进行相应的注册登记，并分配一个家庭网 络内部的网络地址，不过此时注册登记的终端设备的特性是基于适配器的；并且，当终端设备在已经入网之后根据需要增加、取消或变更了适配器，则 当第二终端或终端设备再次申请入网时，都需要按照初次入网的新第二终端 或终端设备的注册登记过程进行重新注册登记，同时家庭网关更新相应记 录，并向其分配一个新的家庭网络内部的网络地址。在家庭网络内部进行网 络地址的分配时，给每个第一终端或终端设备只分配一个网络地址。信道特性决定单元，用于用于决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的通信传输方式和信道；具体可以为对家庭网络中正在进行 数据传输和通信的每个第一终端或者每个终端设备的有线通信信道和无线通 信信道的特性进行定期检测，且对有线通信信道和无线通信信道特性的检测 是同时进行的。判断单元，用于判断是否需要将信道特性决定单元决定的决定结果对应的决定信息发送给第一终端或终端设备。结果发送单元，用于将所述决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；即，若判断单元的判断结果为需要将决定信息发送给第一终端或终端设备，则结果发送单元将决定信息发送给所述第一终端或者终端设备。 所述的信道特性决定单元可以包括 信道特性监测单元，用于对各信道变化情况进行监测； 监测结果比较单元，用于比较所述信道特性监测单元监测到的信道特性结果，从而决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的通信传输方式和信道。为了提高家庭网络内部的网络地址的使用效率，家庭网关将定期对已经 注册和分配了的网络地址进行清理和更新，对于一定时间内都没有进行过通 信的第一终端或者终端设备的网络地址和相关信息进行删除，将释放的网络 地址资源进行重新利用和分配。如果一个第一终端或者终端设备的网络地址 和相关信息被家庭网关删除，则当其要进行通信时，需要重新进行登记注册和网络地址的分配。即，所述的家庭网关装置还包括地址清理单元，用于定期清理经登记注册单元登记注册但一定时间内没 有使用到的注册信息。终端设备中的适配器作为第二终端的扩展或延伸设备，主要对不能满足 家庭网络的组网需要的第二终端的通信能力和通信端口进行扩展，同时提供 适合不能满足家庭网络的组网需要的第二终端需要的接口 ，从而改善和解决 终端入网受限的问题。适配器的功能结构组成示意图如图9所示，包括网络 接口单元、终端接口单元、控制单元和数据处理单元，其中，网络接口单元，用于提供适合与家庭网络相连的接口 ，在本具体实施例中为PLC和/或WiFi接口 ，其中根据需要，或者只有PLC接口，或者只有WiFi 接口，或者同时具有PLC接口和WiFi接口；当具有PLC接口时，与所述适配 器相连的第二终端可以以PLC方式与网络进行通信；当具有WiFi接口时，与 所述适配器相连的第二终端可以以WiFi方式与网络进行通信；当同时具有两 种接口时，与所述适配器相连的第二终端可以可选择地以WiFi方式或者PLC 方式与网络进行通信；可以理解的是，由于网络环境的变化，例如具体采用的无线通信技术和 有线通信技术的不同，所述网络接口单元提供的接口的数量和类型也会发生 变化，即采取与变化了的网络环境相适应的接口数量和类型，而不仅限于 PLC接口和WiR接口 ；终端接口单元，用于提供适合与不能满足家庭网络的组网需要的第二终端相连的接口 ，即提供适合不能满足家庭网络的组网需要的终端需要和要求 的接口，在本具体实施例中包括但不限于A/V输入/输出接口 (音频/视频输入/ 输出接口 )和/或控制和服务接口和/或以太网接口和/或WIFi接口和/或PLC接 口和/或USB接口 ；终端接口单元提供的接口是根据适配器需要连接的不能满 足家庭网络的组网需要的第二终端具有的各种不同类型的接口决定的；控制单元，用于用于根据数据处理单元发送的决定信息中的控制信息，生成控制命令，并将所述控制命令发送给数据处理单元；数据处理单元，用于通过网络接口单元接收家庭网关发送的决定信息，并将控制单元所需的决定信息中的控制信息发送给控制单元；以及，用于根 据控制单元发送的控制命令，进行配置更新，激活相应的网络接口单元和终 端接口单元，完成网络接口单元和终端接口单元之间的数据格式的转换和数 据业务信息的传输。所述决定信息为家庭网关决定的家庭网络中第一终端或终端设备进行业 务数据传输的通信传输方式和信道的信息。所述适配器与终端至少有一个接口 ，接口类型和数量与不同终端所需的 不同通信要求相适应；适配器与网络至少有一个接口 ，接口类型和数量与不 同网络提供的不同通信要求相适应。下面以图10所示的本发明实施例涉及的终端接口单元提供的接口为A/V 接口的适配器的功能结构组成示意图为例，详细说明适配器的工作原理和过 程首先，将终端接口为A/V接口的适配器与第二终端进行正确连接，组成 终端设备；其次，在终端设备接入家庭网络时，家庭网关会通过特性描述原语对该 适配器进行登记注册，并相应地分配一个家庭网络内部的网络地址；之后，适配器的数据处理单元在接收到家庭网关发送的决定信息后，将 控制单元需要的决定信息中的控制信息发送给控制单元；控制单元根据接收 到的控制信息生成控制命令，并将所述控制命令发送给数据处理单元；之 后，数据处理单元用于根据控制单元发送的控制命令，配置所述适配器，激 活相应的A/V接口、 PLC接口和WiFi接口 ，并完成所述两个接口单元之间的数 据格式的转换和数据业务信息的传输。所述的数据处理主要包括(但不限子)针对相应通信方式以及传输的业务数据进行相应的数据压缩/解压缩、数 据打包/解包、帧形成/解帧、数据编码/译码、调制/解调等处理。本发明实施例所涉及的技术方案同样适用于采用5类线、同轴电缆、电话 线、有线电视电缆和电力线等传输介质的有线通信技术以及采用lEEE802.11x、 lEEE802.15x等所规定的无线通信技术时的家庭网络组网要求。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1. 一种家庭网络的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括A、家庭网关决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的通信传输方式和信道；若第一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通信，或者家庭网关的决定结果为需要切换通信传输方式和信道，则所述家庭网关将所述决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；B、所述第一终端或者终端设备接收到所述决定信息之后，按照所述决定信息确定对应的通信传输方式和信道；C、所述第一终端或者终端设备按照确定的通信传输方式和信道进行业务数据的传输。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述的步骤A之前还 包括D、 家庭网关登记注册所述第一终端的特性或终端设备的特性，其中， 所述的特性包括所述第一终端或终端设备具有的通信传输方式和在所述通 信传输方式下的通信传输能力。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第 一终端具有与家庭网络相适应的通信方式和信道，以及通信方式 和信道的切换能力；所述终端设备包括第二终端，以及与所述第二终端独立相连或集成相连 的适配器；所述第二终端不具有与家庭网络相适应的通信方式和信道，和/或 通信方式和信道的切换能力；所述适配器和所述第二终端的具体连接方式为 有线或无线连接方式；终端设备中的第二终端通过适配器进行业务数据及其 他相关信息的传输。
4、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括家庭网关为初次进行业务数据传输和通信的第一终端或者终端设备决定 进行业务数据传输的通信传输方式和信道，并将决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；所述决定信息包括通信的信道信息和/或 通1言传^T方式； 或者，在数据的传输和通信过程中，家庭网关对各信道变化情况进行监测，并 比较检测到的信道变化情况，作出第一终端或者终端设备是否需要切换通信 传输方式和信道的决定，如果决定结果是需要切换通信传输方式和信道，则 将决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者所述终端设备；所述决 定信息包括具体切换时间和/或通信的信道信息和/或通信传输方式。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述家庭网关为初次进行业 务数据传输和通信的第一终端或终端设备决定进行业务数据传输的通信传输 方式和信道具体包括所述家庭网关检测第一终端或者终端设备需要进行通信的无线和有线通 信信道，并对检测结果进行比较，根据比较结果决定所述第一终端或终端设 备进行业务数据传输的通信传输方式和信道。
6、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的通信传输方式包括有 线通信传输方式和无线通信传输方式。
7、 一种家庭网关，其特征在于，包括信道特性决定单元，用于决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务 数据传输的通信传输方式和信道；判断单元，用于判断是否需要将信道特性决定单元决定的决定结果对应 的决定信息发送给第一终端或终端设备；结果发送单元，用于将所述决定信息发送给所述第一终端或者终端设备。
8、 如杈利要求7所述的家庭网关，其特征在于，所述的家庭网关还包括登记注册单元，用于对申请加入家庭网络的第一终端或者终端设备的特 性进行登记注册。
9、 如权利要求7或8所述的家庭网关，其特征在于，所述的信道特性决 定单元包括信道特性监测单元，用于对各信道变化情况进行监测； 监测结果比较单元，用于比较所述信道特性监测单元监测到的信道特性结果，从而决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的通信传输方式和信道。
10、 一种用于家庭网络的适配器，其特征在于，包括网络接口单元、终 端接口单元、控制单元和数据处理单元，其中，网络接口单元，用于提供与家庭网络相连的接口；终端接口单元，用于提供与第二终端相连的接口；控制单元，用于根据数据处理单元发送的决定信息中的控制信息，生成 控制命令，并将所述控制命令发送给数据处理单元；数据处理单元，用于通过网络接口单元接收家庭网关发送的决定信息， 并将控制单元所需的决定信息中的控制信息发送给控制单元；以及，用于根 据控制单元发送的控制命令，进行配置更新，激活相应的网络接口单元和终 端接口单元，完成网络接口单元和终端接口单元之间的数据格式的转换和数 据业务信息的传输；所述决定信息为家庭网关决定的家庭网络中第 一终端或终端设备进行业 务数据传输的通信传输方式和信道的信息。
11、 如权利要求10所述的适配器，其特征在于，所述的与家庭网络相连 的接口包括至少一个有线通信接口和/或至少一个无线通信接口。
12、 一种家庭网络组网的系统，其特征在于，所述的系统以有线和无线通信方式进行家庭网络的组网，包括至少一个家庭网关，所述家庭网关用于管理和控制整个家庭网络，具有 有线和无线通信能力，并且能够进行有线通信和无线通信；所述家庭网关决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的 通信传输方式和信道；若第一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通 信，或者家庭网关的决定结果为需要切换通信传输方式和信道，则家庭网关 将所述决定结果对应的决定信息发送给所述第一终端或者终端设备；至少 一个第 一终端和/或至少 一个终端设备；所述第 一终端或者终端设备接收到所述决定信息之后，按照所述决定信 息确定对应的通信传输方式和信道的操作；所述第一终端或者终端设备按照 确定的通信传输方式和信道进行业务数据的传输；所述第一终端支持与家庭网络相适应的通信方式，以及具有通信方式的 切换能力；所述终端设备包括适配器，以及与适配器独立相连或集成相连的第二终 端；所述适配器和所述第二终端的具体连接方式为有线或无线连接方式；所 述第二终端通过适配器进行业务数据及其他相关信息的传输；所述适配器用于扩展所述第二终端的通信能力。
全文摘要
本发明涉及一种家庭网络的数据传输方法及家庭网络组网系统、装置，包括家庭网关决定家庭网络中第一终端或终端设备进行业务数据传输的通信传输方式和信道；若第一终端或者终端设备进行初次业务数据传输和通信，或者家庭网关的决定结果为需要切换通信传输方式和信道，则所述家庭网关将所述决定结果对应的决定信息发送给第一终端或者终端设备；所述第一终端或者终端设备按照所述决定信息确定通信传输方式和信道，并按照确定的通信传输方式和信道进行业务数据的传输。本发明很好的支持了各种不同类型终端的入网和通信，能够在家庭网络中同时进行有线和无线通信以及有线和无线通信之间的自动切换，并具有足够的数据传输能力以满足不同的业务需求。
文档编号H04L12/00GK101227290SQ20071000118
公开日2008年7月23日 申请日期2007年1月19日 优先权日2007年1月19日
发明者培 刘 申请人:华为技术有限公司