專利名稱：移動通信設備的高帶寬通信技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種為移動通信設備，如無線電話等，提供高帶寬信息的技術。
背景技術：
最近，希望獲得無線電話服務的用戶通常向這種服務的許多提供商之一進行預定。許多當今的無線電話服務提供商不僅提供話音通話(voice-calling)能力，而且提供數(shù)據(jù)服務，如通用分組無線業(yè)務(GPRS)，從而將通過移動終端交換數(shù)據(jù)分組的能力提供給訂戶。雖然在許多地區(qū)存在移動數(shù)據(jù)服務，但是數(shù)據(jù)傳輸速率通常不超過128Kbs，而且無線網(wǎng)絡服務提供商為了支持這種服務而發(fā)生的費用還保持在較高的水平，所以使得移動數(shù)據(jù)服務比較昂貴。當今公共移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡相對較高的費用和相對較低的吞吐量，實際上使得通過這種網(wǎng)絡提供的數(shù)據(jù)服務不能提供“高帶寬”信息。出于討論的目的，高帶寬信息包括需要高帶寬以即時傳輸?shù)拇笪谋疚募?、?shù)據(jù)、音頻和/或視頻。比如，以128Kbs的速率對大視頻文件(如100M字節(jié))進行傳輸通常需要幾個小時，而以11Mb/s或更高的速率傳輸相同的文件只需要幾分鐘。
因為通過現(xiàn)今公共移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可獲得的數(shù)據(jù)傳輸速率低，所以許多新無線電話訪問因特網(wǎng)的能力僅僅是有限值。盡管有用信息的可獲得，如地圖和旅游指南，都可以從因特網(wǎng)獲得，但是因為獲得這些信息所需的時間和費用，大多數(shù)無線電話訂戶還是避免訪問因特網(wǎng)。所以，當今公共移動網(wǎng)絡提供的相對較低的數(shù)據(jù)速率，阻礙了需要高帶寬的各種信息服務的發(fā)展。
克服這個問題的現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)包括用于在網(wǎng)絡和所選擇的移動通信設備間傳遞信息的直接鏈接，和用于從網(wǎng)絡同時廣播信息而希望所有通信設備進行接收的廣播鏈接。廣播鏈接采用衛(wèi)星或地面電視傳輸形式。雖然衛(wèi)星和電視傳輸兩者都提供高帶寬，但是因為這種頻譜相對較高的成本，獲得這種頻譜用于提供第二信道給移動通信設備的目的被證明可能有問題。
因此，需要一種技術可以提供相對較低的費用、高帶寬信道用于為移動通信設備提供信息。

發(fā)明內(nèi)容
簡要地，根據(jù)本發(fā)明的原理，提供一種方法，用于為已經(jīng)通過低帶寬雙向通信信道與第一網(wǎng)絡通信的移動通信設備，建立高帶寬、單向通信信道。該方法開始于在第二網(wǎng)絡中接收到移動通信設備的請求以建立高速、單向通信信道。在實際中，第二網(wǎng)絡包括鏈接到第一網(wǎng)絡的無線局域網(wǎng)(LAN)等等。一旦接收到請求，第二網(wǎng)絡(如無線LAN)就對進行請求的移動通信設備進行驗證，通常驗證移動通信設備訪問第一網(wǎng)絡所使用的標識信息。在驗證之后，第二網(wǎng)絡建立高帶寬、單向通信信道，其在無線LAN的情況下采用IP信道的形式。在建立信道之后，第二網(wǎng)絡將會為移動通信設備提供信息。這樣的信息可以包括由移動通信設備輸入給第一網(wǎng)絡并轉(zhuǎn)發(fā)到第二網(wǎng)絡的命令所選擇的信息。


圖1示出了實施本發(fā)明的方法來建立高帶寬、單向通信信道的通信系統(tǒng)的方框示意圖；以及圖2描述了在圖1的通信系統(tǒng)中與建立高帶寬、單向通信信道相關聯(lián)的事件的順序的時序圖。
具體實施例方式
圖1示出了包括移動電話網(wǎng)絡12的通信系統(tǒng)10的方框示意圖。在實際中，網(wǎng)絡12根據(jù)2.5G GPRS標準或3G通用移動電話標準(UMTS)提供數(shù)據(jù)通信。因為此原因，所以網(wǎng)絡12采用圖1中指定的GPRS/UMTS網(wǎng)絡。還存在其他無線電話標準并且能夠在不脫離本發(fā)明原理的情況下容易地替換GPRS或UMTS標準。移動通信設備14，如無線電話、無線PDA或與個人計算機關聯(lián)的無線調(diào)制解調(diào)器，經(jīng)由連接到網(wǎng)絡的無線節(jié)點14來接入GPRS/UMTS網(wǎng)絡12。無線節(jié)點14和移動通信設備12間的通信在無線信道18上發(fā)生，該無線信道18通常具有相對低的帶寬，其實際上支持不大于128Kbs的數(shù)據(jù)服務。雖然信道18的帶寬支持移動通信設備14和無線節(jié)點16之間的話音和數(shù)據(jù)兩者的雙向通信，但是該信道相對低的帶寬不支持大音頻、視頻和/或數(shù)據(jù)文件的高效訪問，然而這些都可以從如因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行請求。
根據(jù)本發(fā)明的原理，移動通信設備可以通過高帶寬單向無線信道22來便利地訪問高帶寬信息，該無線信道22建立于移動通信設備和與(例如)無線局域網(wǎng)(LAN)26關聯(lián)的接入點(AP)24之間。在許多地域中，存在可公共訪問的無線LAN，如無線LAN26，其以合理的費用提供相對高的帶寬(通常超過10兆比特/秒)，從而提供相對低廉的方法用于提供信息給移動通信設備14。因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)關(IP GW)28提供無線LAN 26和因特網(wǎng)20之間的接口，以允許從連接到因特網(wǎng)的至少一個應用服務器30來訪問信息，特別是高帶寬信息。
響應于經(jīng)過GPRS/UMTS網(wǎng)絡12接收從移動通信設備14來的指令，進行對服務器30所提供的信息的控制。在GPRS/UMTS網(wǎng)絡12內(nèi)，網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)32提供網(wǎng)絡和因特網(wǎng)20之間的接口。這樣，GGSN 32使得在GPRS/UMTS網(wǎng)絡12中從移動通信設備14所接收的信息選擇最終傳送到服務器30，其進行響應提供如此所選擇的信息以通過無線LAN 26和信道22傳輸，其被移動通信設備接收。
圖2示出與建立高帶寬單向無線信道22相關聯(lián)的事件的順序，該無線信道22在移動通信設備14和與無線LAN26關聯(lián)的AP24(所有都是圖1的)之間。開始，移動通信設備14以公知的方式通過無線節(jié)點16與GPRS/UMTS網(wǎng)絡12建立通信會話。在與GPRS/UMTS網(wǎng)絡12建立通信會話的過程中，移動通信設備14通常將使用分派給該設備的公共密鑰(PBKu)和專用密鑰(PVKu)來驗證其身份。一旦通過無線節(jié)點16與GPRS/UMTS網(wǎng)絡12進行通信，移動通信設備14在圖2的事件100期間將通過GGSN 32發(fā)送通信量到因特網(wǎng)20和從因特網(wǎng)20接收通信量。如此下載(上載)的通信量可以包括向圖1的服務器30發(fā)出的信息請求。
如上所討論的，通信設備14通過無線信道18向GPRS/UMTS網(wǎng)絡12發(fā)送通信量和從GPRS/UMTS網(wǎng)絡12接收通信量，無線信道18通常具有低帶寬；訪問大文件并不實際。為了根據(jù)本發(fā)明的原理開通高帶寬信道22，移動通信設備14，一旦進入無線LAN 26的覆蓋區(qū)域，將“聽”以尋找從如AP 24的接入點來的標識信號(指定作為“APid”)。在廣播APid之外，AP 24還將廣播IP GW28的標識(即，IP地址)。在圖2事件102期間發(fā)生標識信號APid和IP GW 28的地址(之后稱為GWip)的廣播。
一旦接收APid和GWip，移動通信設備14就通過將該設備的PBKu和PVKu與其制造商標識號碼(MNid)，以及APid和GWip發(fā)送到無線節(jié)點16以便GGSN32接收，來向IP GW 28驗證移動通信設備14自身。隨后，GGSN 32傳遞這個信息給IP-GW 28。在圖2的事件104期間發(fā)生這種驗證信息的傳輸。在驗證移動通信設備14之后，IP GW 28將根據(jù)由該設備提供的共享的密鑰(Ks)和APid來為該設備分派IP地址(IPa)和媒體訪問控制(MAC)層地址(MACa)。從IP GW 28所獲得的IPa地址必須在無線LAN 26之外可見。如果在IP GW 28中存在網(wǎng)絡地址翻譯器(NAT)(未示出)，則需要可分給移動通信設備14的端口號碼對和地址庫(pool)。在圖2的事件106期間在向該設備進行傳輸之前，IP GW28使用移動通信設備14的公共密鑰(PBKu)來加密地址。
在從IP GW 28接收地址IPa和MACa之后，移動通信設備14可以開始與無線LAN 26的通信會話，以在圖2的事件108期間經(jīng)由圖1的通信信道22從服務器30提供信息。為了開始與無線LAN 26的通信會話以從服務器30訪問信息，移動通信設備14將用來在無線LAN 26中知道該設備的源地址(dstlIP)代替用來在GPRS/UMTS網(wǎng)絡12中知道該設備的源地址(SCPip)。為了上載(上行傳輸)信息到GPRS/UMTS網(wǎng)絡12，移動通信設備14將使用用于之前在GPRS/UMTS網(wǎng)絡12中知道該設備的原始源地址(SCPip)。無線LAN 26統(tǒng)計在信道22上所訪問的信息以對移動終端設備計費，或者直接作為GPRS/UMTS網(wǎng)絡12執(zhí)行的計費的一部分。
以上面討論的方式建立單向通信信道22，有利地為使得移動通信設備訪問高帶寬信息的問題提供低費用、高速度的解決方案。與地面電視和衛(wèi)星傳輸方案相比，使用無線LAN26來訪問高帶寬信息產(chǎn)生非常低的費用。而且，現(xiàn)在可獲得的無線LAN的數(shù)量在增加，從而與尋求地面電視和/或衛(wèi)星頻譜相比本解決方案要實際的多。因為移動通信設備14并不上載信息到無線LAN 26(這樣的上載只限于GPRS/UMTS網(wǎng)絡12)，相比于如果該AP需要從移動通信設備轉(zhuǎn)儲(unload)通信量的情況，諸如AP 24的典型接入點可以提供寬得多的覆蓋區(qū)域。而且，因為移動通信設備14不上載信息到無線LAN 26，所以由于黑客導致任何中斷的可能性非常小，因此無線LAN的安全性保持相對不受影響。此外，建立單向IP鏈接(如通過無線LAN 26的信道22)的這個方法，提供無縫的吞吐量。
上述說明了一種技術，用于為移動通信設備提供獨立下行鏈路和上行鏈路信道以使得該設備便利地下行傳輸高帶寬信息。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1、一種方法，用于提供高帶寬信息給通過雙向信道與第一網(wǎng)絡通信的移動通信設備，該方法包括步驟接收步驟，在第二網(wǎng)絡中從移動通信設備接收請求，以向該設備建立能夠承載高帶寬信息的單向無線信道；驗證步驟，通過利用從第一網(wǎng)絡中移動通信設備來的、由該移動通信設備用來進行驗證的驗證信息，在第二網(wǎng)絡中驗證從該移動通信設備來的請求；以及建立步驟，響應于驗證，建立到該移動通信設備的單向無線信道以允許提供高帶寬信息。
2、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中驗證步驟還包括步驟在第二網(wǎng)絡中接收從移動通信設備來的、由第一網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)的驗證信息。
3、根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括提供步驟，其中以IP格式通過單向無線信道為移動通信設備提供高帶寬信息。
4、根據(jù)權利要求3所述的方法，其中提供步驟還包括步驟響應于在第一網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的選擇命令來選擇高帶寬信息。
5、根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括步驟在第二網(wǎng)絡內(nèi)計數(shù)提供給移動通信設備的信息。
6、一種方法，用于提供高帶寬信息給移動通信設備，該方法包括步驟建立步驟，在第一通信網(wǎng)絡中建立與移動通信設備的通信會話；接收步驟，在第二網(wǎng)絡中，通過第一網(wǎng)絡，接收從移動通信設備來的請求以建立單向無線信道通信設備能夠以IP格式承載高帶寬信息通過第二網(wǎng)絡到移動通信設備；驗證步驟，通過使用在第一網(wǎng)絡中從移動通信設備來的、由該移動通信設備使用進行驗證的網(wǎng)絡驗證信息，在第二網(wǎng)絡中驗證從移動通信設備來的請求；和提供步驟，響應于驗證，建立到第二網(wǎng)絡的單向無線信道以允許提供高帶寬信息。
7、根據(jù)權利要求6所述的方法，其中驗證步驟還包括在第二網(wǎng)絡中接收從移動通信設備來的、由第一網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)的驗證信息。
8、根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括步驟通過單向無線信道提供高帶寬信息給移動通信設備。
9、根據(jù)權利要求8所述的方法，其中提供步驟還包括步驟響應于在第一網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的選擇命令，選擇要提供的高帶寬信息。
10、根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括步驟在第二網(wǎng)絡內(nèi)計數(shù)提供給移動通信設備的信息。
11、一種通信系統(tǒng)，用于提供信息給移動通信設備，該系統(tǒng)包括包括用于為提供給移動通信設備而提供信息的至少一個信息源的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡；耦合到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的無線電話網(wǎng)絡；耦合到無線電話網(wǎng)絡、并且經(jīng)由低帶寬雙向無線信道可以由移動通信設備訪問的無線節(jié)點，從而無線網(wǎng)絡能夠通過無線節(jié)點從該設備下載信息和提供信息給該設備；接入點，用于提供單向高帶寬無線信道給移動通信設備；和無線LAN，其耦合到接入點，用于(1)為了與無線電話網(wǎng)絡建立通信會話的目的，根據(jù)移動通信設備所使用的驗證信息來驗證移動通信設備，以及(2)一旦與移動通信設備建立通信會話，通過單向高帶寬無線IP信道，將存儲在信息源的信息傳輸?shù)揭苿油ㄐ旁O備。
12、根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中響應于在無線電話網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的信息選擇命令，信息源橫跨單向信道通過無線LAN提供信息給移動通信設備。
權利要求
1.一種方法，用于提供高帶寬信息給通過雙向信道與第一網(wǎng)絡通信的移動通信設備，該方法包括步驟接收步驟，在第二網(wǎng)絡中從移動通信設備接收請求，以向該設備建立能夠承載高帶寬信息的單向無線信道；驗證步驟，在第二網(wǎng)絡中驗證從該移動通信設備來的請求；以及建立步驟，響應于驗證，建立到該移動通信設備的單向無線信道以允許提供高帶寬信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中驗證步驟還包括步驟利用在第二網(wǎng)絡中從移動通信設備來的、由該設備使用的驗證信息來在第一網(wǎng)絡中進行驗證。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中驗證步驟還包括步驟在第二網(wǎng)絡中接收從移動通信設備來的、由第一網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)的驗證信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括提供步驟，其中以IP格式通過單向無線信道為移動通信設備提供高帶寬信息。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中提供步驟還包括步驟響應于在第一網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的選擇命令來選擇高帶寬信息。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟在第二網(wǎng)絡內(nèi)計數(shù)提供給移動通信設備的信息。
7.一種方法，用于提供高帶寬信息給移動通信設備，該方法包括步驟建立步驟，在第一通信網(wǎng)絡中建立與移動通信設備的通信會話；接收步驟，在第二網(wǎng)絡中，通過第一網(wǎng)絡，接收從移動通信設備來的請求以建立單向無線信道通信設備能夠以IP格式承載高帶寬信息通過第二網(wǎng)絡到移動通信設備；驗證步驟，在第二網(wǎng)絡中驗證從移動通信設備來的請求；和提供步驟，響應于驗證，建立到第二網(wǎng)絡的單向無線信道以允許提供高帶寬信息。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中驗證步驟包括步驟在第二網(wǎng)絡中利用由第一網(wǎng)絡使用的、從移動通信設備來的驗證信息對該設備進行驗證。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中驗證步驟還包括在第二網(wǎng)絡中接收從移動通信設備來的、由第一網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)的驗證信息。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括步驟通過單向無線信道提供高帶寬信息給移動通信設備。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中提供步驟還包括步驟響應于在第一網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的選擇命令，選擇要提供的高帶寬信息。
12.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括步驟在第二網(wǎng)絡內(nèi)計數(shù)提供給移動通信設備的信息。
13.一種通信系統(tǒng)，用于提供信息給移動通信設備，該系統(tǒng)包括包括用于為提供給移動通信設備而提供信息的至少一個信息源的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡；耦合到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的無線電話網(wǎng)絡；耦合到無線電話網(wǎng)絡、并且經(jīng)由低帶寬雙向無線信道可以由移動通信設備訪問的無線節(jié)點，從而無線網(wǎng)絡能夠通過無線節(jié)點從該設備下載信息和提供信息給該設備；接入點，用于提供單向高帶寬無線信道給移動通信設備；和無線LAN，其耦合到接入點，用于(1)為了與無線電話網(wǎng)絡建立通信會話的目的，根據(jù)移動通信設備所使用的驗證信息來驗證移動通信設備，以及(2)一旦與移動通信設備建立通信會話，通過單向高帶寬無線IP信道，將存儲在信息源的信息傳輸?shù)揭苿油ㄐ旁O備。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中響應于在無線電話網(wǎng)絡中從移動通信設備接收的信息選擇命令，信息源橫跨單向信道通過無線LAN提供信息給移動通信設備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動通信設備(14)，通過至諸如無線局域網(wǎng)(LAN)26的網(wǎng)絡的單向無線寬帶信道(22)的下行鏈路來建立連接，其能夠有利地以低費用提供信息。該設備通過低帶寬雙向信道(18)建立其到無線電話網(wǎng)絡(12)的上行鏈路。以這種方式，在從因特網(wǎng)(20)訪問大文件時，移動通信設備可以享受無縫的高吞吐量。
文檔編號H04J3/16GK1742496SQ200380109117
公開日2006年3月1日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權日2003年1月22日
發(fā)明者李軍, 張俊彪, 庫馬·拉馬斯瓦米 申請人:湯姆森特許公司