專利名稱：一種通信實(shí)現(xiàn)方法及其器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及其器件。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)成為日常生活中的一部分，現(xiàn)實(shí)中存在的東西幾乎都與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。人類借助的普及的無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)，使得信息流通不斷加速，覆蓋面不斷擴(kuò)大。在網(wǎng)絡(luò)從點(diǎn)到點(diǎn)、人到人、房到房、物到物的合縱連橫發(fā)展過(guò)程中，改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值充分體現(xiàn)，如有線電視網(wǎng)、電力網(wǎng)、電話網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)，都是在原有的連接上實(shí)現(xiàn)了雙向?qū)拵А＞W(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還在繼續(xù)，從家庭、個(gè)人延伸到萬(wàn)物。家庭網(wǎng)絡(luò)是基于家庭的通信信息、娛樂(lè)、安全、 能源管理的網(wǎng)絡(luò)，支撐著家庭數(shù)字化、智能化。個(gè)人網(wǎng)絡(luò)由手機(jī)、個(gè)人電腦、便攜式到人體健康監(jiān)控微型設(shè)備，綜合了個(gè)人的工作、娛樂(lè)和生命。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正向物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)，萬(wàn)物互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代正在快速到來(lái)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增加導(dǎo)致對(duì)帶寬和穩(wěn)定性需求日益增加，成為家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸?；趩我唤橘|(zhì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如基于電話線的HPNA (home phoneline networking agreement，家居電話線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)、同軸電纜的MoCA(Multimedia over Coax Alliance，同軸電纜多媒體聯(lián)盟)、電源線的HomePlug (Home Plug PowerLine Alliance，家庭插座電力線聯(lián)盟)，由于它們之間的不兼容性，在應(yīng)用中已經(jīng)暴露出資源孤島的先天局限性，發(fā)展前景受到嚴(yán)重影響。2010年6月由ITU-T (國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織)通過(guò)的G. hn標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一了有線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。G.hn是基于有線介質(zhì)，包括電話線、同軸電纜、電源線的統(tǒng)一的寬帶通信技術(shù)。在帶寬、QoS (Quality of krvice，服務(wù)質(zhì)量)、安全性等方面遠(yuǎn)超出現(xiàn)有單一的針對(duì)電話線、同軸電纜、電源線的寬帶網(wǎng)技術(shù)，很適合我國(guó)推廣，其主要優(yōu)越性是
1. 基本技術(shù)起點(diǎn)高。mbps的物理速率，目前在同軸電纜已達(dá)到800Mbps，電話線已達(dá)到400Mbps，電力線為500Mbps，超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)許多倍。能滿足今后幾十年的需求；QoS 和安全性也得到加強(qiáng)。2. 適合我國(guó)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。電話線、同軸電纜、電源線多種介質(zhì)資源共享。只要一種介質(zhì)存在，就可以實(shí)現(xiàn)寬帶聯(lián)網(wǎng)。多種介質(zhì)同時(shí)存在時(shí)，可以擇優(yōu)，可以疊加。擇優(yōu)就是可以從電話線、同軸電纜和電力線中任選其中之一。疊加就是同時(shí)使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。3. 光纖到樓/村成為共識(shí)后，G. hn綜合利用，成為接入網(wǎng)和家庭網(wǎng)基于有線介質(zhì)的最佳解決方案。G. hn是針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)而設(shè)立的有線介質(zhì)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，但也存在一些根本性的問(wèn)題。 主要是
1.僅包含有線介質(zhì)，形成有線覆蓋，沒(méi)有包含無(wú)線以形成覆蓋面。無(wú)線是網(wǎng)絡(luò)從線到面、支持移動(dòng)的關(guān)鍵元素。
2.只考慮寬帶，未包括實(shí)際應(yīng)用中的很多窄帶。未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò)的多數(shù)設(shè)備如傳感器、開(kāi)關(guān)、控制器、執(zhí)行器都是窄帶設(shè)備，各種智能應(yīng)用如智能光源、智能家電、智能能源、智能醫(yī)護(hù)、智能安全多數(shù)是窄帶應(yīng)用。這些窄帶應(yīng)用如果采用G.hn網(wǎng)元，成本太高。現(xiàn)有的資源也不能復(fù)用。現(xiàn)代通信形成了不同應(yīng)用的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，包括有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)?；诓煌橘|(zhì)的各種網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制和協(xié)議壁壘森嚴(yán)、互聯(lián)互通困難。而在實(shí)際應(yīng)用中，許多網(wǎng)絡(luò)之間的交互，同時(shí)需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的支持。例如，我國(guó)幅員遼闊，各地通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)不一。在城市，電話線、有線電視、電力線、無(wú)線，甚至光纖都已到戶，電力線到每一個(gè)房間。家庭網(wǎng)以及基于家庭網(wǎng)的擴(kuò)展可以采用任何一種有線介質(zhì)和無(wú)線。對(duì)需要特別高帶寬高穩(wěn)定的場(chǎng)合，可以采用電話線、有線電視、電力線和無(wú)線同時(shí)傳輸。在農(nóng)村、邊遠(yuǎn)山區(qū)和落后地區(qū)，可能只有電力線實(shí)現(xiàn)了到戶到房。此時(shí)可以采用G. hn的電力線方式以及本發(fā)明的擴(kuò)展方式。有的地方甚至連電力供應(yīng)都沒(méi)有，此時(shí)可以直接采用本發(fā)明的無(wú)線擴(kuò)展方式，供電則可以用太陽(yáng)能、風(fēng)能等解決。通過(guò)本發(fā)明，不管有什么通信介質(zhì)甚至沒(méi)有有線介質(zhì)，也可實(shí)現(xiàn)通信和聯(lián)網(wǎng)，可以從不同介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)選方案。解決了通信網(wǎng)絡(luò)到戶、到房間、到萬(wàn)物的組網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題。 而多種網(wǎng)絡(luò)的存在也提供了網(wǎng)絡(luò)冗余備份的條件。長(zhǎng)期以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)建設(shè)、重復(fù)處理增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，浪費(fèi)了許多寶貴的資源。然而，最好的解決方案是利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源作低成本改造，實(shí)現(xiàn)融合網(wǎng)絡(luò)通信，目前一種解決方法是采用軟件實(shí)現(xiàn)的專用網(wǎng)關(guān)設(shè)備，但這種方式使網(wǎng)絡(luò)融合的解決方案變得很復(fù)雜，成本高。而且交互之處形成瓶頸，處理速度受限，時(shí)延增加，信息流通不順暢。不適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。然而需要解決上述問(wèn)題，最好的解決方法是技術(shù)體制上分布網(wǎng)關(guān)，利用硬件和軟件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)高效率低成本，消除瓶頸，使得信息流通處理順暢。因此，應(yīng)當(dāng)由硬件模塊或芯片來(lái)承擔(dān)通信中復(fù)雜的、重復(fù)性的底層協(xié)議工作。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決G. hn的局限性問(wèn)題，本發(fā)明提出了 G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法， 并提出了實(shí)現(xiàn)的模塊或器件裝置；基于G. hn的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)強(qiáng)和擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)和器件模型，具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的特點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)末端技術(shù)趨以完善，擴(kuò)展變得簡(jiǎn)單，增加覆蓋，降低復(fù)雜度和成本，有利于應(yīng)用的拓展。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案
一種補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展G. hn的通信實(shí)現(xiàn)方法，其采用G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)以下步驟
A、在擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)時(shí)，由G.hn設(shè)備的Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備的無(wú)線Phy和MAC 層設(shè)置在一起，同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)；
B、接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G.hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其中，還包括步驟
C、在擴(kuò)展窄帶時(shí)，G.hn設(shè)備的Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備的窄帶Phy層和MAC層設(shè)置在一起，同時(shí)分別接收數(shù)據(jù)；D、接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟B還包括
通過(guò)虛擬協(xié)議棧對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)和協(xié)議檢測(cè)，并建立網(wǎng)絡(luò)連接； 在處理通信協(xié)議時(shí)，由所述虛擬協(xié)議棧調(diào)用相應(yīng)的真實(shí)協(xié)議棧，進(jìn)入軟件處理流程。所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟D還包括
通過(guò)虛擬協(xié)議棧對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)和協(xié)議檢測(cè)，并建立網(wǎng)絡(luò)連接； 在處理通信協(xié)議時(shí)，由所述虛擬協(xié)議棧調(diào)用相應(yīng)的真實(shí)協(xié)議棧，進(jìn)入軟件處理流程。所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其中，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由真實(shí)協(xié)議棧直接調(diào)用相應(yīng)的MAC層向外部發(fā)出數(shù)據(jù)。一種補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展G. hn的通信實(shí)現(xiàn)器件，其采用G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，其中，設(shè)置用于同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)的G. hn設(shè)備Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備無(wú)線Phy和MAC層，設(shè)置在同一通信實(shí)現(xiàn)器件中，用于擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)；
在所述通信實(shí)現(xiàn)器件的網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)一用于接收數(shù)據(jù)時(shí)橋接的虛擬協(xié)議棧， 用于調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其中，還包括設(shè)置在一起的G. hn設(shè)備Phy層和MAC層與非 G. hn設(shè)備窄帶Phy層和MAC層，用于同時(shí)分別接收數(shù)據(jù)，擴(kuò)展窄帶；
所述虛擬協(xié)議棧用于橋接，在接收數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其中，將G. hn設(shè)備的G. hn芯片與需要擴(kuò)展的非G. hn設(shè)備的芯片做成一個(gè)G. hn擴(kuò)展模塊。所述的通信器件，其中，G. hn系列設(shè)備也包含G. fast和G. hnem和今后擴(kuò)充的技術(shù)，其中G. fast用于接入網(wǎng)段，G. hnem用于窄帶通信。所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其中，所述非G. hn設(shè)備的無(wú)線方式在接入網(wǎng)端，采用ΜΙΜΟ、 WiFi、UWB、Wimax、Zigbee、Zwave中的任一個(gè)；在家庭內(nèi)網(wǎng)段，采用無(wú)線寬帶和窄帶的ΜΙΜΟ、 WiFi, UffB, Wimax、Zigbee、Zwave中的任一個(gè)或多個(gè)的組合。所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其中，在家庭內(nèi)網(wǎng)的擴(kuò)展段，選擇子網(wǎng)方式，并通過(guò)一擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，以寬帶的ΜΙΜΟ、WiFi、UWB、Wimax中的任一種和窄帶的Zigbee、Zwave中的任一種或多種的組合無(wú)線方式向外延伸。本發(fā)明G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及其器件，提供了一種通信機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)通信的方法和裝置，由于利用G. hn統(tǒng)一了有線介質(zhì)和優(yōu)秀的網(wǎng)管特性，基于G. hn進(jìn)行無(wú)線和窄帶的擴(kuò)展，可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)，有線和無(wú)線互補(bǔ)，寬帶和窄帶互補(bǔ)，降低了通信的復(fù)雜性和成本，提高了可靠性，增加了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，實(shí)現(xiàn)G. hn從線到面的飛躍，從寬帶到全帶的飛躍。


圖1為本發(fā)明家庭網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)連接的架構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展技術(shù)架構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn擴(kuò)展通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中基于家庭網(wǎng)的窄帶應(yīng)用功能示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中基于G，hn網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的模塊和器件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn擴(kuò)展通信的虛擬協(xié)議棧模型圖。圖7為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)的硬件模塊圖。圖8為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)接收處理流程示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法中G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明?；贕. hn的補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，以多種有線介質(zhì)共享互補(bǔ)，有線無(wú)線互補(bǔ)，寬帶窄帶互補(bǔ)為特點(diǎn)，形成綜合優(yōu)勢(shì)，無(wú)線擴(kuò)展形成覆蓋面，窄帶應(yīng)用可以極大降低成本，而成本也是消費(fèi)電子產(chǎn)品的關(guān)鍵元素。本發(fā)明補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展方案為接入網(wǎng)、家庭網(wǎng)和基于家庭網(wǎng)的拓展應(yīng)用提供了發(fā)展空間。本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)的整體連接示意圖如圖1所示，以家庭網(wǎng)關(guān)為節(jié)點(diǎn)。向上連接接入網(wǎng)，向下包括家庭娛樂(lè)網(wǎng)、通信網(wǎng)、能源網(wǎng)、健保網(wǎng)，以及擴(kuò)展的其他子網(wǎng)等。本發(fā)明所提供的一種G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法，增加了無(wú)線方式和窄帶通信方式，如圖2所示，現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)中僅G. hn已不足于覆蓋，也不經(jīng)濟(jì)，而本發(fā)明實(shí)施例中以G. hn為主干，擴(kuò)展非G. hn設(shè)備，形成一個(gè)完備的G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，覆蓋至多個(gè)網(wǎng)本發(fā)明G. hn設(shè)備包括電話線貓(modem，以下都采用其俗稱貓)、同軸電纜貓、電力線貓，非G. hn設(shè)備包括WiFi貓，MIMO貓、UWB貓，Zigbee貓，窄帶電力貓等。在本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)中包含了眾多的窄帶設(shè)備，所有家電都分別對(duì)應(yīng)有一個(gè)貓，非家電設(shè)備如煙霧檢測(cè)器、 煤氣檢測(cè)器、讀卡器、攝像機(jī)等也都對(duì)應(yīng)有一個(gè)貓，參見(jiàn)圖3和圖4所示，所有設(shè)備的都具有一個(gè)貓。這些窄帶設(shè)備不需要成本高的G. hn網(wǎng)元，可以采用更經(jīng)濟(jì)有效的窄帶解決方案家庭網(wǎng)絡(luò)的窄帶設(shè)備；可以采用與G.hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)相同的介質(zhì)，形成寬帶與窄帶復(fù)用的綜合網(wǎng)絡(luò)。其中無(wú)線方式有以下含義
在接入網(wǎng)端，可以選擇任意的無(wú)線方式，如MIMO WiFi (ΜΙΜΟ(Multiple-Input Multiple-Out-put)多輸入多輸出系統(tǒng)是一項(xiàng)考慮用于802. Iln的技術(shù))，WiFi (無(wú)線局域網(wǎng))，UWB (Ultra Wideband，無(wú)載波通信技術(shù))，Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互聯(lián)接入)，Zigbee (—種自組網(wǎng)的無(wú)線窄帶技術(shù)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 15. 4), Zwave (國(guó)際Z波聯(lián)盟的自組網(wǎng)無(wú)線窄帶技術(shù)，非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))等。在家庭內(nèi)網(wǎng)段，可以選擇寬帶和窄帶的ΜΙΜ0，WiFi，UWB，Wimax，Zigbee，Zwave等及其組合，使家庭內(nèi)網(wǎng)符合實(shí)際應(yīng)用需求，并降低成本，其中寬帶是指M級(jí)的帶寬，窄帶是指K級(jí)帶寬，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的不同版本帶寬都不同。在家庭內(nèi)網(wǎng)的擴(kuò)展段，選擇子網(wǎng)方式，通過(guò)一個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，以寬帶的ΜΙΜ0，WiFi, UffB, Wimax和窄帶的Zigbee，Zwave等及其組合的無(wú)線方式向外延伸。
所述的擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，滿足G. hn規(guī)范，使得通過(guò)其拓展的子網(wǎng)與G. hn兼容，通過(guò)G. hn 擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)。所述窄帶的通信方式有以下含義
基于有線的窄帶的通信方式中，包括基于電力線、同軸電纜、電話線的窄帶通信技術(shù)和基于無(wú)線的窄帶通信技術(shù)。其中，窄帶通信使用的資源(包括頻譜、地址等)與寬帶分開(kāi)，對(duì)寬帶沒(méi)有干擾和影響，這是因?yàn)閷拵挼奶攸c(diǎn)，描述和消耗比較大，例如互聯(lián)網(wǎng)，而窄帶如需遠(yuǎn)程控制電燈，信息很小，但數(shù)量很大；兩者如果不分開(kāi)，就會(huì)互相干擾，造成不穩(wěn)定。在接入網(wǎng)端，可以選擇任意的窄帶通信方式，包括有線的電力線、同軸電纜、電話線和無(wú)線；在家庭網(wǎng)段，可以選擇任意的窄帶通信方式及其組合，使家庭網(wǎng)絡(luò)符合實(shí)際應(yīng)用需求。在家庭網(wǎng)的擴(kuò)展段，選擇子網(wǎng)方式，通過(guò)一個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，以窄帶的通信方式向外延伸。 所述的擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，滿足G. hn規(guī)范，使得通過(guò)其拓展的子網(wǎng)與向上與G. hn兼容。本發(fā)明所述G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，如圖7所示，具有如下特征如果只擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)， G. hn的Phy層(物理層)和MAC層(Media Access Control，媒體訪問(wèn)控制子層協(xié)議))與非 G. hn的無(wú)線Phy和MAC層做到一起，接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。如果只擴(kuò)展窄帶，G. hn的Phy和MAC層與非G. hn的窄帶 Phy和MAC層做到一起，接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。本發(fā)明中G. hn擴(kuò)展通信的虛擬協(xié)議棧模型如圖6所示。如果同時(shí)擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)和窄帶，如圖5所示，G.hn的Phy和MAC層與非G. hn的無(wú)線Wiy和MAC層、以及窄帶Wiy和MAC層做到一起，由虛擬協(xié)議棧橋接，接收數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用G. hn 真實(shí)協(xié)議棧、相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理和窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。本發(fā)明方法和器件采用了硬件和軟件方法構(gòu)造擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，硬件實(shí)現(xiàn)方式有兩個(gè) 一是G. hn芯片與需要擴(kuò)展的芯片做成一個(gè)G. hn擴(kuò)展模塊，這個(gè)模塊需要一個(gè)協(xié)議處理軟件嫁接兩個(gè)芯片提供物理層和MAC層；二是可以融合成一個(gè)芯片，如圖5所示的方法。這兩個(gè)方法都能實(shí)現(xiàn)OSI七層架構(gòu)的物理層和MAC層，其他采用軟件實(shí)現(xiàn)。而芯片的方法成本最低。在網(wǎng)絡(luò)層，采用軟件的方法，建立一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，通過(guò)調(diào)用與發(fā)送接收方吻合的真實(shí)協(xié)議來(lái)處理信息，將G. hn和需要擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)融合到一起。在擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)芯片架構(gòu)上，G. hn的MAC層與無(wú)線MAC層并行做到一起，使這些MAC層能同時(shí)接收從外部不同有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，包括無(wú)線。本發(fā)明所述G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，發(fā)送數(shù)據(jù)的處理流程如圖8和圖9所示，具有如下步驟和特征
數(shù)據(jù)處理模塊調(diào)用真實(shí)協(xié)議棧向其MAC層發(fā)送數(shù)據(jù)；MAC層通過(guò)其Phy層直接發(fā)出數(shù)據(jù)。具體地，如圖8所示，本發(fā)明G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收處理的過(guò)程包括由 G. hn設(shè)備和非G. hn設(shè)備的MAC層同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)；并統(tǒng)一將外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給虛擬協(xié)議棧；通過(guò)虛擬協(xié)議棧對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)和協(xié)議檢測(cè)，并建立網(wǎng)絡(luò)連接；有數(shù)據(jù)處理單元對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲得通信協(xié)議，由虛擬協(xié)議棧調(diào)用相應(yīng)的真實(shí)協(xié)議棧，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如圖9所示，本發(fā)明G.hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送處理的過(guò)程包括在數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)真實(shí)協(xié)議棧發(fā)送給相應(yīng)的MAC層，由相應(yīng)的MAC層向外部發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展技術(shù)架構(gòu)，是以G. hn為主的架構(gòu)，是G. hn家庭網(wǎng)絡(luò)完備的基礎(chǔ)上向外擴(kuò)展的架構(gòu)。新的G. hn擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)定義是以G. hn為主體的，包括無(wú)線通信，兼容窄帶技術(shù)，通過(guò)G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)向外延伸的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)G. hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展技術(shù)架構(gòu)，需要采用硬件和軟件方法構(gòu)造擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，硬件實(shí)現(xiàn)OSI (Open System Interconnect，開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián))七層架構(gòu)的物理層和MAC (Media Access Control，媒體訪問(wèn)控制子層協(xié)議)層，如圖6所示，方式有兩個(gè)一是G. hn芯片與需要擴(kuò)展的芯片做成一個(gè)G. hn擴(kuò)展模塊，二是融合成一個(gè)芯片。芯片架構(gòu)上，G.hn的MAC層與無(wú)線MAC層并行做到一起，使這些MAC層同時(shí)接收從外部不同網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，包括無(wú)線。在網(wǎng)絡(luò)層，采用軟件的方法，建立一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，通過(guò)調(diào)用與發(fā)送接收方吻合的真實(shí)協(xié)議來(lái)處理信息，將G. hn和需要擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)融合到一起。擴(kuò)展子網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)(Gateway)或主端(Master)是基于G. hn的設(shè)備，包括電力線、同軸電纜、電話線和無(wú)線的寬帶和窄帶應(yīng)用，主要用來(lái)解決擴(kuò)展子網(wǎng)與G. hn的兼容性問(wèn)題。擴(kuò)展子網(wǎng)的客戶端(Slave)是電力線、同軸電纜、電話線和無(wú)線的寬帶或窄帶應(yīng)用，與G. hn兼容的問(wèn)題已經(jīng)由網(wǎng)關(guān)解決，客戶端此時(shí)主要考慮能力、性能和實(shí)用性。本發(fā)明從硬件或器件上支持G. hn組網(wǎng)，繼承了 G. hn統(tǒng)一有線傳輸介質(zhì)和性能特性，增加了新的無(wú)線介質(zhì)，使本系統(tǒng)的通道、能力、靈活性增加，復(fù)雜性大大降低，從根本上解決了家庭網(wǎng)及其組網(wǎng)擴(kuò)展能力。并且，本發(fā)明基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，能有效地發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的潛能，減少了由于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通帶來(lái)的重復(fù)建設(shè)和投資，系統(tǒng)復(fù)雜度降低，可靠性、安全性有保障，支持大規(guī)模組網(wǎng)，簡(jiǎn)單易用、兼容IPV6協(xié)議，與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)的發(fā)展方向吻合，支持各種智能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，是低成本的網(wǎng)絡(luò)解決方案，有利于新網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的迅速推廣。綜上所述，本發(fā)明提供的通信機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)通信的方法，由于利用了 G. hn統(tǒng)一了有線介質(zhì)和優(yōu)秀的網(wǎng)管特性，基于G. hn進(jìn)行無(wú)線和窄帶的擴(kuò)展，可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)，有線和無(wú)線互補(bǔ)，寬帶和窄帶互補(bǔ)，降低了通信的復(fù)雜性和成本，提高了可靠性，增加了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，實(shí)現(xiàn)G. hn從線到面的飛躍，從寬帶到全帶的飛躍。其實(shí)現(xiàn)了以下效果
1、網(wǎng)絡(luò)疊加互補(bǔ)三種有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和無(wú)線的融合互補(bǔ)，寬帶和窄帶的網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)，形成一個(gè)全新的組合網(wǎng)絡(luò)，G.hn網(wǎng)絡(luò)成為主干，其他的網(wǎng)絡(luò)為子網(wǎng)。組合網(wǎng)絡(luò)在覆蓋面、功能和應(yīng)用上遠(yuǎn)大于G. hn網(wǎng)絡(luò)。2、資源復(fù)用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的所有資源在新的組合網(wǎng)絡(luò)中可重復(fù)使用，無(wú)縫升級(jí)，新的
模塊和器件(芯片)在組合網(wǎng)絡(luò)中作為系統(tǒng)中的擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，即兩個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通橋 M
TTC。3、軟硬件互補(bǔ)擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)的交互放到最底層。由軟硬件互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)。降低網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的復(fù)雜度和開(kāi)銷，使組網(wǎng)的復(fù)雜度大幅降低，因而成本大幅降低。4、應(yīng)用疊加擴(kuò)展不僅實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)的互補(bǔ)和網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)，覆蓋的疊加，更重要的是應(yīng)用基于G.hn主干的網(wǎng)絡(luò)可以無(wú)限擴(kuò)展。從而帶來(lái)許多前所未有的、覆蓋萬(wàn)物的應(yīng)用，有廣闊的發(fā)展前景。5、本發(fā)明模塊和芯片實(shí)現(xiàn)的方法簡(jiǎn)單，有利于新的技術(shù)推廣。本發(fā)明的擴(kuò)展通信技術(shù)對(duì)當(dāng)前我國(guó)的多網(wǎng)融合、智能能源網(wǎng)、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的普及和推廣將起到支撐作用，有著無(wú)限的發(fā)展?jié)摿?，繼承了 G. hn統(tǒng)一有線傳輸介質(zhì)和性能特性，增加了新的無(wú)線介質(zhì)，使本系統(tǒng)的通道、能力、靈活性增加，實(shí)現(xiàn)了線到面的通信覆蓋；增加了新的窄帶通信非G，hn設(shè)備，使得組網(wǎng)和應(yīng)用的成本降低，實(shí)用性提高。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法和器件中，采用電話線、同軸電纜、電力線和無(wú)線， 幾乎包含了所有介質(zhì)，寬帶和窄帶包含了所有的應(yīng)用。采用本發(fā)明可以根據(jù)需求優(yōu)選方案， 優(yōu)選介質(zhì)，優(yōu)選帶寬，實(shí)現(xiàn)最低成本，適合推廣運(yùn)用?？梢岳斫獾氖?，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展G. hn的通信實(shí)現(xiàn)方法，其采用G. hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)以下步驟A、在擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)時(shí)，由G.hn設(shè)備的Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備的無(wú)線Phy和MAC 層設(shè)置在一起，同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)；B、接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G.hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，還包括步驟C、在擴(kuò)展窄帶時(shí)，G.hn設(shè)備的Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備的窄帶Phy層和MAC層設(shè)置在一起，同時(shí)分別接收數(shù)據(jù)；D、接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G.hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟B還包括 通過(guò)虛擬協(xié)議棧對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)和協(xié)議檢測(cè)，并建立網(wǎng)絡(luò)連接； 在處理通信協(xié)議時(shí)，由所述虛擬協(xié)議棧調(diào)用相應(yīng)的真實(shí)協(xié)議棧，進(jìn)入軟件處理流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟D還包括 通過(guò)虛擬協(xié)議棧對(duì)所述外部數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)和協(xié)議檢測(cè)，并建立網(wǎng)絡(luò)連接； 在處理通信協(xié)議時(shí)，由所述虛擬協(xié)議棧調(diào)用相應(yīng)的真實(shí)協(xié)議棧，進(jìn)入軟件處理流程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由真實(shí)協(xié)議棧直接調(diào)用相應(yīng)的MAC層向外部發(fā)出數(shù)據(jù)。
6.一種補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展G.hn的通信實(shí)現(xiàn)器件，其采用G.hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，其特征在于，設(shè)置用于同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)的G. hn設(shè)備Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備無(wú)線Phy和MAC層，設(shè)置在同一通信實(shí)現(xiàn)器件中，用于擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)；在所述通信實(shí)現(xiàn)器件的網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)一用于接收數(shù)據(jù)時(shí)橋接的虛擬協(xié)議棧， 用于調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其特征在于，還包括設(shè)置在一起的G.hn設(shè)備Phy層和MAC層與非G. hn設(shè)備窄帶Phy層和MAC層，用于同時(shí)分別接收數(shù)據(jù)，擴(kuò)展窄帶；所述虛擬協(xié)議棧用于橋接，在接收數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用G. hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的窄帶真實(shí)協(xié)議棧處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其特征在于，將G.hn設(shè)備的G. hn芯片與需要擴(kuò)展的非G. hn設(shè)備的芯片做成一個(gè)G. hn擴(kuò)展模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其特征在于，所述非非G.hn設(shè)備的無(wú)線方式在接入網(wǎng)端，采用ΜΙΜΟ、WiFi、UWB、Wimax、Zigbee、Zwave中的任一個(gè)；在家庭內(nèi)網(wǎng)段，采用無(wú)線寬帶和窄帶的ΜΙΜΟ、WiFi、UWB、Wimax、Zigbee、Zwave中的任一個(gè)或多個(gè)的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信實(shí)現(xiàn)器件，其特征在于，在家庭內(nèi)網(wǎng)的擴(kuò)展段，選擇子網(wǎng)方式，并通過(guò)一擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)，以寬帶的ΜΙΜΟ、WiFi、UWB、Wimax中的任一種和窄帶的 Zigbee, Zwave中的任一種或多種的組合無(wú)線方式向外延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種通信實(shí)現(xiàn)方法及其器件，其方法采用G.hn擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)以下步驟在擴(kuò)展無(wú)線介質(zhì)時(shí)，由G.hn設(shè)備的Phy層和MAC層與非G.hn設(shè)備的無(wú)線Phy和MAC層設(shè)置在一起，同時(shí)分別接收外部數(shù)據(jù)；接收數(shù)據(jù)時(shí)由虛擬協(xié)議棧橋接，調(diào)用G.hn真實(shí)協(xié)議棧和相應(yīng)的無(wú)線真實(shí)協(xié)議棧處理。本發(fā)明G.hn補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)展的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及其器件，提供了一種通信機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)通信的方法和裝置，由于利用G.hn統(tǒng)一了有線介質(zhì)和優(yōu)秀的網(wǎng)管特性，基于G.hn進(jìn)行無(wú)線和窄帶的擴(kuò)展，可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102394840SQ20111035703
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者劉顯福 申請(qǐng)人:劉顯福