专利名称：在蜂窝网络上的多链路数据发送的制作方法
背景技术：
发明领域本发明一般涉及无线通信，尤其，涉及在蜂窝网络上的数据通信。
背景在两点之间必须传送数据的速率经常会超过两点之间单个通信信道的容量。在本技术领域中众知，在这种情况中可使用多个链路并行传递数据。例如，可以使用点对点(PPP)多链路协议来代替通常用于计算机之间的数字分组通信上的一般PPP协议。Sklower等人在互联网工程任务组(IETF)网络工作组的第1990号征求意见(RFC)(1996年8月)中描述这个协议，在此引用作为参考。它提供了一种方法，用于对跨越多个逻辑数据链路(诸如多个综合业务数字网(ISDN)承载信道)的数据报进行分割、再组合和排序。然而，多链路协议需要专用的多链路调制解调器，并且与当前安装在大多数计算机中的标准电话调制解调器不兼容。
在蜂窝领域中，电信工业协会(TIA)公布的用于码分多址(CDMA)通信的IS-95标准提供一些称为用于高速率数据业务的媒体数据速率(MDR)和高数据速率(HDR)发送的特征。当移动站(MS)和基站子系统(BSS)之间的用户数据速率超过正常的CDMA通信信道速率时，MDR和HDR允许同时开通多个通信信道。由于经常存在一个方向上传送的数据量比另一个方向上传送的数据量大的情况(最经常是在前向方向上，即，从BSS到MS)，所以在两个方向上开通的信道数目不必相等。在MDR中，对于每个方向，一般存在一个基本代码通信信道，它承载具有数据的信令，和多达七个的补充数据的补充码通信信道用于高速数据。根据任何时刻的总数据速率的需要激活补充信道。
在全球移动系统(GSM)电信阶段2+标准中提供了类似的高速数据业务，该标准用于高速电路切换数据(HSCSD)。这样，分配了许多时分多址(TDMA)时隙来承载BSS和MS之间的高速数据。大多数当前使用的蜂窝系统不支持诸如HSCSD或MDR之类的标准。这些高速标准的实施需要在基础结构和新设备方面进行相当大的投资。
发明内容
本发明的一些方面的目的是提供改进的设备和方法，用于在蜂窝通信网络上高速数据的发送。
本发明的一些方面的又一个目的是提供设备和方法，所述设备和方法以对于应用程序和对于计算机用户透明的方式在多个并联的蜂窝链路上使应用程序数据能够在计算机之间传递。
本发明的一些方面的再又一个目的是提供设备和方法，所述设备和方法用于在与当前使用的网络基础结构和设备充分兼容的蜂窝网上的高速数据通信。
在本发明的较佳实施例中，把一对计算机连接到各自的无线数据通信单元，所述无线数据通信单元同时在多个无线链路上交换数据。最好，所述单元在蜂窝网上进行通信。使用在每个单元中的两个或多个蜂窝收发机来建立多个链路，所述链路在单元之间同时拨打多个并联的呼叫。每个单元具有耦合到各自计算机的数据端口的数据接口，一般是串行接口，以仿真标准调制解调器的方式。运行在计算机上的应用程序通过无线单元交换数据，最好使用标准的点对点(PPP)协议，而不会察觉正在使用多个链路。在无线单元中的多路复用器负责将来自各个计算机的数据帧分发，用于在多个链路中发送，并负责根据接收重新排列帧，以便这些单元的操作对于使用它们的计算机来说基本上是透明的。
因此，本发明能够以在单个信道上可用速率的数倍数据速率在无线网络上发送数据。在带宽受限制，而因此单信道数据发送较慢的蜂窝网络中，这个特征特别重要。使用不昂贵的硬件和无需改变现有的蜂窝基础结构而得到增加的数据速率。同样，并不需要对使用本发明的无线通信单元来交换数据的计算机或软件应用程序进行修改。
因此，根据本发明的较佳实施例提供一种无线数据通信单元，所述无线数据通信单元包括数据接口，适用于接收来自第一计算机的数据，以发送到具有相似无线数据通信单元的第二计算机，并把从第二计算机接收到的数据传递到第一计算机；多个无线通信收发机，适用于在各自的无线链路上与在第二计算机的通信单元中的相应收发机进行通信；以及多路复用器，它适用于在多个收发机中间分发通过数据接口从第一计算机接收到的数据，从而在各自的链路上进行发送，并汇编在链路上从第二计算机接收到的数据成为单个、排序的数据流，以通过数据接口传递到第一计算机。
最好，多个无线通信收发机包括蜂窝收发机，并在蜂窝通信网上构建无线链路。最好，为了建立无线链路，收发机中的每一个收发机在蜂窝通信网上拨打到第二计算机的通信单元中的相应收发机的一个呼叫。
最好，以仿真标准数据调制解调器的方式，使数据接口适用于耦合到第一计算机，其中，数据接口包括RS-232接口。又最好，使用标准的点对点协议通过第一计算机上运行的应用程序来发送和接收数据，好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
最好，把从第一计算机接收到的数据分割成帧，并且多路复用器把一个编号层添加到帧，根据它把在链路上发送的帧汇编成单个排序的流。
根据本发明的较佳实施例进一步提供用于无线数据通信的一种方法，包括从第一计算机输入数据，用于发送到第二计算机在收发机的多个对之间建立多个相应无线通信链路，每一对包括耦合到第一计算机的第一收发机和耦合到第二计算机的第二收发机；对从第一计算机接收到的数据进行多路复用，以便在多个无线通信链路上并行发送数据的各个部分；接收多个无线通信链路上发送的数据；把所接收数据汇编成单个、排序的数据流以输出到第二计算机。
最好，建立多个无线通信链路包括建立双向链路，这样，在多个链路上数据还是从第二计算机发送到第一计算机。
最好，建立多个无线通信链路包括在蜂窝通信网络上建立链路。其中，建立链路包括在蜂窝通信网络上拨打多个呼叫。最好，所述方法包括监测呼叫，以便判定链路中之一何时变成不工作的，其中，建立链路包括拨打呼叫以重新建立不工作的链路。
最好，从第一计算机输入数据包括仿真耦合到第一计算机的标准数据调制解调器，其中，仿真标准数据调制解调器包括接收从第一计算机输入的串行数据。最好，输入数据包括使用标准点对点协议接收来自运行在第一计算机上的应用程序的数据，好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
最好，输入数据包括接收来自第一计算机的数据帧，而多路复用数据包括把编号层添加到帧，根据所述编号层，把在链路上发送的帧汇编成单个、排序的流。最好，汇编所接收数据包括根据编号层对所接收帧进行重排序，并从帧中除去编号层，以便运行在第二计算机上的应用程序接收数据，好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
从下面结合附图的本发明的较佳实施例的详细描述中，对本发明将会更充分地理解，其中
图1是方框图，示意地说明根据本发明的较佳实施例的多链路蜂窝数据通信系统；图2是流程图，示意地说明根据本发明的较佳实施例用于在图1的系统中发送数据的一种方法；图3是流程图，示意地说明根据本发明的较佳实施例用于在图1的系统中处理所接收数据的一种方法；图4是流程图，示意地说明根据本发明的较佳实施例用于对使用图3的方法接收到的数据帧进行重排序的一种方法。
具体实施例方式
图1是方框图，示意地说明根据本发明的较佳实施例的无线数据通信系统20。系统20包括一对个人计算机(PC)22和24，它们通过各自的蜂窝数据通信单元28和30链接。通过电缆(通常是连接到计算机的RS-232端口的标准串联电缆)把每个计算机耦合到各自的蜂窝单元。另一方面，在计算机和无线单元之间基本上可以使用本技术领域中众知的任何有线的数据连接。单元28和30在蜂窝通信网上进行通信，最好是CDMA网。另一方面，可以使用其它类型的网络和其它蜂窝标准。
在图1的实施例中，计算机22和24运行应用程序26，在该应用程序下，在计算机之间交换数据，最好使用点对点(PPP)协议，如本技术领域中所众知。在每个计算机上，PPP协议以数据帧的序列对应用程序所产生的数据进行封装，然后把它们传递到另一计算机。另一方面，在计算机之间可以使用任何其它合适的通信协议，最好是产生数据帧或数据分组的协议。
蜂窝单元28(相似地，蜂窝单元30)包括调制解调器仿真器32，通过电缆把它连接到计算机22的上述端口。多路复用器34在多个蜂窝电话模块36、37、38中间分发通过调制解调器仿真器接收到的数据帧。每个这样的模块包括具有逻辑和控制电路的一个蜂窝收发机，如在本技术领域中众知的传统蜂窝电话中所使用的收发机。使电话模块标有PHONE 1、PHONE 2、…、PHONE n，以表示在单元中实质上可以使用的任何需要的模块号。发明人已经发现，在单元28中使用的方便电话模块号是在2和6之间，在单元30中使用相同的号码。为了方便和稳固，收发机最好共享公用的天线(未示出)。在蜂窝网中，每个电话模块在蜂窝网络中具有它自己的电话号码，其中，为了便于实施，最好号码是按顺序的。
在单元28中的每个电话模块36、37、38以全双工模式在蜂窝网上把数据传递到单元30中的相应模块。相应的多路复用器34对电话模块接收到的数据进行去复用，然后通过调制解调器仿真器32传递到各自的计算机。虽然为了清楚起见，多路复用器和调制解调器仿真器作为独立的功能块示出，但是最好通过同一处理器执行这两个功能，最好是用具有合适的输入/输出连接和软件的通用处理器。另一方面，可以在专用硬件中或在硬件和软件单元的组合中实现调制解调器仿真器32和多路复用器34。
图2是流程图，示意地说明根据本发明的较佳实施例用于使用通信单元28和30在计算机22和24之间发送数据的一种方法。为了清楚起见，在下文中参考从计算机22到计算机24的数据发送来描述所述方法，但是应该可以理解，通常计算机以全双工模式通过单元28和30进行通信。
在拨号命令步骤50处，计算机22的用户作出拨号请求，最好使用标准微软拨号软件程序。一般，软件提示用户输入电话号码。作为响应，用户指定在蜂窝单元30中的第一电话模块36(PHONE 1)的号码。另一方面，对电话号码进行预编程。根据接收用户输入号码或预编程的号码，计算机22向单元28发出拨号命令。
在呼叫始发步骤52处，响应拨号命令，单元28指令电话模块36、37、38拨打到单元30中的相应模块的呼叫。因此，同时建立n个呼叫。在指示步骤54处，当已经成功地进行所有呼叫时，单元28向计算机22返回连接指示，发出调制解调器链路已准备接收数据的信号。此时，计算机开始向单元28发送数据，好象该单元是标准的调制解调器。然而，数据发送速率大致是当只使用单个蜂窝链路时可得到的速率的n倍。
在接收帧步骤56处，调制解调器仿真器32按顺序接收来自计算机22的PPP帧。在编号步骤58中，把专有的编号层添加到每个帧，表示帧在序列中的位置。一般，把报头添加到包括帧号的帧。然后，在帧发送步骤60处，多路复用器34依次把帧分发给电话模块36、37、38。最好，多路复用器以循环方式把帧传递给所有模块。然后，在帧发送步骤62处，电话模块把帧发送给它们在单元30中的对应者。
在单元28和30的通信期间，单元中电话模块之间可能发生一个或多个连接丢失。通常是由于在蜂窝网中的故障导致这种丢失连接，但是也可能是由于单元28或30中的硬件故障而产生。多路复用器34有规律地检查电话模块36、37、38的状态，以便验证它们仍与另一单元中它们的对应者有效地连接。当发现连接之一不再有效时，多路复用器就停止发送给它数据帧。同时，电话模块试图再建立与它的对应者的蜂窝链路，以便可以再次将其变成可用于发送数据帧。当一个或多个蜂窝链路不在工作时，计算机22和24之间的数据发送速率降低，但是保持了计算机之间的连接。一旦模块已经重新建立它的蜂窝链路，它就通知多路复用器，然后，多路复用器就恢复把数据帧发送给该模块。
在挂机步骤64处，当完成数据通信时，计算机22的用户指令计算机终止到计算机24的连接。一般，也使用用于开始连接的相同的拨号程序来终止连接。计算机把断开连接请求传递到单元28，指示电话模块36、37、38挂断它们各自的呼叫。单元30还通知计算机24已经终止连接。
图3是流程图，示意地说明根据本发明的实施例用于接收在单元28和30之间所发送的数据的一种方法。在单元28和30两者中，这个方法与上文中结合图2描述的发送数据的方法同时和并联地进行，并且继续进行直到终止连接。
在振铃指示步骤68处，在已经完成单元28和30之间的所有n个连接之后，单元30通知计算机24已经作出接入呼叫。在调制解调器仿真步骤69处，应用程序26接收振铃指示，并把调制解调器初始化消息发送到在单元30中的调制解调器仿真器32。调制解调器仿真器确认接收到这些消息。此时，计算机24准备接收来自计算机22的数据。
在数据接收步骤70处，多路复用器34接收来自电话模块36、37、38的数据帧。多路复用器按帧到达模块处的次序接收帧，这个次序经常与计算机22发送帧所依照的次序不同。由于这个原因，在重排序步骤72处，多路复用器缓冲帧，并根据在发送之前添加到帧的专有编号信息对它们进行重排序。然后，在步骤74处，从数据帧中除去编号层。在发送帧步骤76处，调制解调器仿真器32通过在调制解调器仿真器和合适的计算机端口之间的电缆连接按次序把帧输出到计算机24。
图4是流程图，示意地说明重排序步骤72的细节，从而多路复用器34接收到的数据帧是经排序的，以按正确的序列输出。只要接收到新帧，或者当定时器已经到期还没有接收到帧时，就调用该步骤。一般，根据蜂窝网的消息响应特征，把定时器设置成7秒后到期。在流程图中使用参数“计数”来根据在步骤58处(图2)添加的专有编号层表示接收到的每个帧的号码。使用“下一计数”用来表示期望发送/接收的下一个帧的号码。把没有按次序接收的帧存储在池缓冲器中，直到它们时机到达，通过对帧的计数值和当前的下一个计数值进行比较来判定没有按次序。
当多路复用器34接收数据帧时，它对照当前的下一个计数值检查帧的计数值。如果这些值不同，则它把值的差与预定的窗口大小进行比较。一般设置成8个帧的窗口大小表示允许取得不按次序的帧并仍保留在池中的次序颠倒程度。如果计数和下一个计数值之间的差大于0但在窗口大小之内，则把当前帧添加到池中。否则，按帧的计数值的次序把在池中的所有帧传递到计算机24。对在池中的记录(即，容纳所接收帧的可用的存储槽)作出“无效”的标志，以表示已经发送出相应的帧。然后使下一个计数递增到比最后的帧的计数值大1的一个值，而多路复用器等待下一个帧到达。
另一方面，如果多路复用器34接收到计数值与下一个计数值匹配的帧，则立刻把该帧发送到计算机24，并对池中相应的记录作出“无效”的标记。停止帧定时器，并检查池中其余记录，以判定是否也应该发送它们。对于每个记录，递增下一个计数值，并检查在池中的相应记录，以判定该记录是否保持有效的待决帧。如果是的，则把该帧发送到计算机，并且相似地检查池中下一个记录，继续进行直到找到无效记录。此时，如果池不是空的，即，如果仍有有效记录留在池中，则重新启动定时器。(如果池是空的，则不需要再启动定时器，直到又一个数据帧到达)。然后，多路复用器34等待下一个帧。
如果定时器在已经接收到帧之前到期，则对池中对应于下一个计数值的当前值的记录作出无效标志。递增下一个计数，并检查池中相应的下一个记录，以判定它是否保持有效的未决帧。然后，继续进行检查池中记录的过程，如上所述。只要单元30继续接收数据，多路复用器34就继续循环通过步骤72，如在图4中所示。
虽然上文中参考蜂窝通信描述了较佳实施例，但是可以理解，可以把本发明的原理相似地应用于其它类型的无线通信系统，诸如个人通信系统(PCS)和卫星系统，以及地面通信。因此可以理解，上述较佳实施例只是作为示例，并且本发明不限于已经在这里上面特别示出和描述的那些内容。而是，本发明的范围包括上面描述的各种特征的组合和子组合两者，以及熟悉本技术领域的人员根据上述说明的阅读而可能进行的本发明的改变和修改，以及在现有技术中没有揭示的本发明的改变和修改。
权利要求
1.一种无线数据通信单元，其特征在于，包括数据接口，适用于接收来自第一计算机的数据，用于发送到具有类似无线数据通信单元的第二计算机，并把从第二计算机所接收的数据传递到第一计算机；多个无线通信收发机，适用于在各自的无线链路上与在第二计算机的通信单元中的相应收发机进行通信；以及多路复用器，适用于在多个收发机中间分发通过所述数据接口从第一计算机接收到的数据，从而在各自的链路上进行发送，并把链路上从第二计算机接收到的数据汇编成单个、排序的数据流，以便通过所述数据接口传递到第一计算机。
2.如权利要求1所述的单元，其特征在于，所述多个无线通信收发机包括蜂窝收发机，其中，所述无线链路是在蜂窝通信网络上构建。
3.如权利要求2所述的单元，其特征在于，每个收发机在所述蜂窝通信网上拨打到第二计算机通信单元中相应收发机的呼叫，以建立无线链路。
4.如权利要求1所述的单元，其特征在于，所述数据接口适用于以仿真标准数据调制解调器的方式耦合到第一计算机。
5.如权利要求4所述的单元，其特征在于，所述数据接口包括RS-232接口。
6.如权利要求4所述的单元，其特征在于，使用标准点对点协议，由运行在第一计算机上的应用程序发送和接收数据，好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
7.如权利要求1所述的单元，其特征在于，把从第一计算机接收到的数据分割成帧，其中，所述多路复用器把编号层添加到帧中，根据所述编号层，把链路上发送的帧汇编成单个、排序的流。
8.一种用于无线数据通信的方法，其特征在于，包括从第一计算机输入数据，用于发送到第二计算机；在多对收发机之间建立多个相应无线通信链路，每对收发机包括耦合到第一计算机的第一收发机和耦合到第二计算机的第二收发机；多路复用从第一计算机接收到的数据，以便在所述多个无线通信链路上并行发送数据的各个部分；接收在所述多个无线通信链路上发送的数据；以及把所接收数据汇编成待输出到第二计算机的单个、排序的数据流。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，建立多个无线通信链路包括建立双向链路，这样，数据也可以在所述多个链路上从第二计算机发送到第一计算机。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，建立多个无线通信链路包括在蜂窝通信网络上建立链路。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，建立链路包括在所述蜂窝通信网上拨打多个呼叫。
12.如权利要求11所述的且包括监测呼叫，以便判定所述链路之一何时变成不工作的方法，其特征在于，建立链路包括拨打呼叫以使不工作的链路重新建立链路。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，从第一计算机输入数据包括仿真耦合到第一计算机的标准数据调制解调器。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，仿真标准数据调制解调器包括从第一计算机接收串行数据输入。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，输入数据包括使用标准点对点协议，从运行在第一计算机上的应用程序接收数据，好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
16.如权利要求8所述的方法，其特征在于，输入数据包括接收来自第一计算机的数据帧，其中，多路复用数据包括把编号层添加到帧，根据所述编号层，把链路上发送的帧汇编成单个、排序的流。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，汇编所接收数据包括根据所述编号层对所接收的帧进行重排序，并从所述帧中除去编号层，以便运行在第二计算机上的应用程序接收数据，就好象在第一和第二计算机之间只有单个链路在工作。
全文摘要
一种无线数据通信单元(28)包括数据接口，它接收来自第一计算机(24)的数据，用于发送到具有相似无线数据通信单元(30)的第二计算机(22)，并且把从第二计算机(22)接收的数据传递到第一计算机(24)。通信单元(28)进一步包括多个无线通信收发机(36、37、38)，它们在各自的无线链路上与在第二计算机(22)的通信单元中的相应收发机(36、37、38)进行通信。多路复用器(34)在多个收发机(36、37、38)中间分发通过数据接口从第一计算机(24)接收到的数据，从而在各自的链路上发送，并且把在链路上从第二计算机(22)接收到的数据汇编成单个流(24)。
文档编号H04L25/14GK1398478SQ01804369
公开日2003年2月19日 申请日期2001年1月31日 优先权日2000年1月31日
发明者I·波格 申请人:高通股份有限公司