FI124250B - Parannettu ratkaisu liittyvyyteen - Google Patents

Description

Parannettu ratkaisu liittyvyyteen Keksinnön ala

Keksintö liittyy tietoliikenteeseen ja erityisesti itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osan mukaiseen menetelmään, tietoliikennejärjestel-5 mään ja matkaviestimeen.

Keksinnön tausta

Ihmiset tahtovat nykyään olla liikkuvia ja lisätä kykyään vuorovaikuttaa keskenään, poistaa etäisyyden esteenä. Matkaviestinkäyttäjät ovat jo tottuneita siihen, että he pystyvät soittamaan ja vastaanottamaan puheluita 10 ollessaan käytännöllisesti katsoen missä tahansa. Lisäksi johdonmukaisesti kehitetään uusia lisää kaistanleveyttä ja siten muun tyyppisiä matkavies-tinratkaisuja mahdollistavia teknologioita. Bluetooth on uusi teknologia, joka hyödyntää lyhyen kantaman radiolinkkejä, jotka on alun perin suunniteltu korvaamaan elektronisia laitteita yhdistävät kaapelit. Bluetooth-radiomoduulit 15 toimivat lisensoimattomalla 2,4 GHz ISM-kaistalla, ja välttävät muista ""· signaaleista johtuvan interferenssin hyppäämällä uudelle taajuudelle paketin lähettämisen tai vastaanottamisen jälkeen. Bluetoothia pidetään matalatehoi-sena, lyhyen kantaman teknologiana ad hoc -kaapelikorvaukseen; se antaa ihmisille mahdollisuuden yhdistää laitteita langattomasti mihin tahansa he ne 20 tuovatkin. Useimmat tämän päivän matkaviestimet on tarjoavat Bluetooth-liitännän.

Bluetoothin käyttö on helppoa ja se onkin laajalti otettu käyttöön, erityisesti mobiililaitteiden, kuten matkaviestimien, PDA-laitteiden (Personal Digital Assistant) ja vastaavien laitteiden käyttäjien keskuudessa. Lisäksi markki-

Is- § 25 noille on tuotu erilaisia Bluetooth-sovelluksia ja ne on erittäin innokkaasti otettu ™ käyttöön. Esimerkkeihin tällaisista kuuluvat muun muassa sovellukset henkilö-

Is- 9 kohtaisen tiedon vaihtamiseksi, erityisesti elektroniset käyntikortit, sovellukset 0 co tulevia tapahtumia koskevan tiedon vaihtamiseksi, sovellukset informaation £ käyttämiseksi ja synkronoimiseksi.

m 30 Kuitenkin, koska Bluetooth-radioiden kantama on hyvin rajallinen, 1 sovellusten käyttö on rajoittunut rajalliseen joukkoon viestintätilanteita. Käyttä- o jien toivomus on pitkään ollut laajentaa tuttuja ja helppokäyttöisiä Bluetooth- ^ sovelluksia muiden liityntätyyppien pidemmällä kantamalla.

Tyypillinen tapa toimia muiden liityntätyyppien kanssa on ollut käyt-35 tää tunnelointia, eli siirtää vieraita protokollia kapseloimalla läpinäkyvästi välillä 2 olevan viestintäväliaineen läpi. Tavanomaisissa sovelluksissa Bluetooth-sovellusten viestit on siten kapseloitu IP-kehyksiin ja siirretty IP-yhteyden yli.

Käyttäjää kohti tämä tarjoaa kuitenkin aivan toisenlaisen käyttökokemuksen ja palvelumallin. Esimerkiksi, sovelluksen käynnistäminen ei ole yhtä suoravii-5 väistä, sillä tarvitaan IP-yhteys. Suurelle joukolle käyttäjiä IP-yhteyden perustaminen edustaa jo lisätyötä ja siten tarpeetonta harmia. Koska miellyttävä käyttäjäkokemus ja hyvin yksinkertainen palvelumalli ovat juuri ne tekijät, jotka . ovat Bluetooth-sovellusten menestyksen takana, ei ole montakaan syytä, jotka puhuvat tällaisten yhdistettyjen liityntäkombinaatioiden puolesta. Lisäksi useat 10 sovellukset on suunniteltu käytettäväksi ainoastaan sarjayhteyden yli, ja ne eivät edes sovellu tunnelointiin.

Toisaalta 802.11 -teknologia (jota kutsutaan myös langattomaksi lähiverkoksi, Wireless Local Area Network, WLAN-teknologiaksi) on myös vahvasti tulossa matkaviestinkäyttäjien maailmaan. 802.11b on kohtuullisen väli-15 matkan, kohtuullisen nopea Ethernet-perusteinen teknologia, joka toimii myös lisensoimattomalla 2,4 GHz ISM-kaistalla. Sen ansiosta ihmisillä on langaton pääsy kampusalueen organisatorisiin verkkoihin. Miltei kaikki uudet sylimikrot käsittävät jo 802.11 -yksikön ja tällaiset yksiköt tulevat yhä yleisemmäksi myös kehittyneissä matkaviestimissä. WLAN-liitettävyyden käyttäjälaitteeseensa ha-20 luavien käyttäjien määrä lisääntyy jatkuvasti. Bluetoothin ja 802.11 fyysinen kerros on erilainen, mikä tarkoittaa, että jotta voitaisiin hyödyntää kumpaakin näistä teknologioista, matkaviestimeen on sisällytettävä erilaiset radioyksiköt.

Joissakin sovelluksissa, kuten matkapuhelimissa ja PDA-laitteissa laitteen koko ja paino on tarkasti optimoitu. Ei ole lainkaan hyödyllistä sisällyt- 25 tää kahta näin samanlaiseen tarpeeseen soveltuvaa toisiaan täydentävää ra- fv. dioyksikköä tilan ja virrankäytön kannalta näin haasteelliseen ympäristöön, o o Bluetooth-teknologiaa pidetään hyvin yksinkertaisena ja helppokäyttöisenä, ja rL sen ovat monet matkaviestinkäyttäjät ottaneet käyttöön. Nyt, kun trendi vie

O

q myös kohti 802.11 -teknologioita, laitevalmistajilla ei ole muita vaihtoehtoja 00 30 kuin sisällyttää matkaviestinlaitteisiinsa radioyksiköt kumpaakin liityntätyyppiä £ varten, m j? Keksinnön lyhyt selostus o Keksinnön tavoitteena on siten kehittää parannettu ratkaisu rajalli- ' 00 sen peltoalueen sisällä tapahtuvaa liityntää varten. Keksinnön tavoitteet saa- 35 vutetaan menetelmällä, ja järjestelyllä, joille on tunnusomaista se, mitä sano- 3 taan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot on < kuvattu epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että järjestetään matkaviestimen käyttäjälle mahdollisuus käyttää sarjalinkkiemulaatiota langattoman lähi-5 verkon yhteydessä.

Keksinnön etuna on se, että sarjaliityntätyyppisten sovellusten yksinkertainen käyttäjäkokemus voidaan tarjota laajemmalla peittoalueella. Käyttäjä voi käyttää tuttuja sovelluksia yhdenmukaisella tavalla ilman, että hänen täytyisi huolehtia IP-yhteyden muodostamisesta tai että hänen edes tarvitsee 10 tietää minkälaisia radioyksiköitä hänen käyttäjälaitteensa käsittää. Silti aiemmin sarjatyyppisten sovellusten käyttöön aiemmin liitetty hyvin lyhyt kantama ei rajoita sovellusten käyttöä viestivän yksikön välittömään läheisyyteen.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-15 teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: kuvio 1 esittää järjestelmää paikallisen sisällön jakelemiseksi matkaviestimille; kuvio 2 esittää esimerkin käyttötapahtumasta; kuvio 3 esittää protokollapinon, joka vastaa kuvioiden 1 ja 2 suori-20 tusmuotoja; t kuvio 4 matkaviestimen toiminnallisen arkkitehtuurin.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Keksintö on sovellettavissa mihin tahansa kahteen viestintäteknolo-giaan, joiden olennaiset toiminnallisuudet ovat kuvattavissa, ja joista ylemmän o 25 kerroksen toiminnallisuudet tarjoava käsittää sarjalinkkiemulaatiotoiminnal- ^ lisuuden. Esimerkit ylemmän kerroksen teknologioista käsittävät Bluetooth- ° tekniikan ja sen johdannaiset. Esimerkit alemman kerroksen teknologioista kä-

O

00 sittävät Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) 802.11 | standardisarjan 802.11a, 802.11b, 802.11 g, 802.11 h, 802.11η, sekä ultrale- ; m 30 veän (Ultra wideband, UWB) ja IEEE 802.16 langattoman piste-monipis- σ> telaajakaistaliityntästandardin (jota kutsutaan myös Wimaxiksi). Seuraavassa o keksintöä havainnollistetaan matkaviestimellä, joka kykenee hyödyntämään ™ IEEE 802.11 -teknologiaa rajoittamatta keksintöä kuitenkaan tässä käytetyille loogisille elementeille tunnusomaisiin termeihin.

4

Keksinnön suoritusmuotona kuvio 1 esittää järjestelmän paikallisen sisällön jakelemiseksi matkaviestimille, jotka sijaitsevat maantieteellisellä alueella, jossa tällaisella informaatiolla on merkitystä. Tämä maantieteellinen alue on tyypillisesti laajempi kuin esimerkiksi Bluetooth-laitteille tyypillinen kantama.

5 Tällainen järjestelmä voisi olla esimerkiksi palvelin, joka tarjoaa pelin tai urheilukilpailun tuloksia, tai aikatauluja tietyn aseman ympäristössä tai mitä tahansa informaatiota, joka on tarpeellista tai hyödyllistä matkaviestinkäyttäjille järjestelmän välittömässä ympäristössä. Järjestelmä voidaan minimissään toteuttaa sovelluspalvelimella 10 ja siihen liitetyllä VVLAN-tukiasemalla 11. WLAN-10 tukiasema 11 edustaa loogista elementtiä ja se voidaan fyysisesti toteuttaa erillisenä sovelluspalvelimeen 10 liitettynä elementtinä, tai se voidaan integroida sovelluspalvelimen 10 sisään. Periaatteessa sovelluspalvelin voi olla yksittäinen käyttäjäpäätelaite, joka käsittää WLAN-kortin, joka on ohjelmoitu toimimaan WLAN-tukiasemana. Sovelluspalvelin 10 voi olla riippumaton elementti 15 11, tai se voidaan liittää lähiverkkoon (Local Area Network, LAN) 12, esimer kiksi IEEE 802.3-standardipohjaiseen Ethemetiin. Sovelluspalvelin voi siten vaihtaa informaatiota muiden käyttäjälaitteiden 13, 14 ja/tai paikallisten LANiin kytkettyjen tietokantojen 15 kanssa. LAN 12 voidaan liittää ulkoiseen suuralue-verkkoon (Wide Area Network, WAN) 16, kuten Internetiin siten, että sovellus-20 palvelin 10 voi myös hakea informaatiota muista ulkoisista informaatiolähteistä. Seuraavassa sovelluspalvelimen 10 ja WLAN-tukiaseman 11 yhdistelmää kutsutaan liityntäpisteeksi.

Kuvion 1 matkaviestin 17 on ensisijaisesti järjestetty toimimaan solukkoverkossa. Esimerkit tällaisista solukkoverkoista käsittävät GSM-matka-25 viestinjärjestelmät (Global System for Mobile Communications, GSM), UMTS-^ järjestelmät (Universal Mobile Telecommunications System), ja matkaviestin- ° järjestelmät, jotka vastaavat globaalia GSM-järjestelmää (Global System for

Mobile Communications), kuten GSM 1800 ja PCS (Personal Communications ό SYSTEM), ja näihin järjestelmiin perustuvat järjestelmät, kuten GSM 2+ -

CO

x 30 järjestelmät. Yleisesti matkaviestimet voivat käyttää verkkopalveluita myös liik-

CC

keen aikana. Kannettavan viestimen katsotaan liikkuvan pisteestä pisteeseen, <2) mutta sitä käytetään vain yhdessä kiinteässä pisteessä. On huomattava, että g vaikka keksintöä havainnollistetaan matkaviestimen yhteydessä, se on sovel- : o lettavissa matkaviestimiin, kannettaviin viestimiin ja jopa kiinteisiin viestimiin.

35 Solukkopeittoalue tarjoaa langattomia palveluita laajalla alueella, mutta paikallisia palveluita varten olisi edullisempaa käyttää myös halvempia ja 5 korkeamman siirtonopeuden viestintäkeinoja. Siten keksinnön suoritusmuodon mukainen matkaviestin on lisäksi varustettu välineillä langatonta paikallisverk-kotoimintaa varten. Tässä esimerkissä nämä välineet käsittävät radioyksikön ja standardoidun toiminnallisuuden langatonta paikallisverkkotoimintaa varten.

5 Suoritusmuotona käytetyn matkaviestimen rakennetta käsitellään yksityiskohtaisemmin myöhemmin tekstissä.

Kukin WLAN-verkko käyttää paiveluryhmätunnistetta (service set identifier, SSID), joka vastaa langattoman verkon nimeä. WLAN-asiakkaiden helpoksi liittämiseksi, useimmat liityntäpisteet on järjestetty yleislähettämään 10 tätä SSID:tä siten, että asiakkaat voivat etsiä käytettävissä olevia WLAN-verkkoja. Kun matkaviestin 17 saapuu VVLAN-tukiaseman 11 peittoalueelle, se havaitsee WLAN liityntäpisteet 10, 11 ja aloittaa autentikoinnin. 802.11 -auten-tikointimekanismissa viestimen on todistettava tieto liityntäpisteen senhetkisestä avaimesta. Onnistuneen autentikoinnin jälkeen liityntäpisteen 10, 11 ja mat-15 kaviestimen 17 välille muodostuu yhteys. 802.11-tyyppisessä WLAN-viestin-nässä salakuuntelu voidaan estää esimerkiksi käyttämällä WEP-algoritmia (wired equivalent privacy), joka on pseudosatunnaislukugeneraattori (Pseudo Random Number Generator, PRNG), joka käynnistyy jaetulla salaisella avaimella. Tämä PNRG antaa pseudosatunnaisten bittien sarjan, jonka pituus 20 on sama kuin suurimman mahdollisen paketin pituus, joka yhdistetään lähte-vään/tulevaan pakettiin tuottaen ilmassa lähetetyn paketin.

Keksinnön mukaisesti matkaviestimen 17 ja liityntäpisteen 10, 11 väliseen langattomaan WLAN-yhteyteen voidaan järjestää sarjalinkkiemulaatio.

Emuloinnin toteutuksesta keskustellaan yksityiskohtaisemmin kuvion 3 yhtey-25 dessä. Käyttötilanteena, kun käyttäjä saapuu LAN-peittoalueelle, hänellä on mahdollisuus liittyä perinteisesti WLAN-liityntäpisteeseen 10, 11 ja käyttää ° WLAN-sovelluksia sopivan siirtoprotokollan, kuten esimerkiksi TCP tai UDP

välityksellä. Kuitenkin sarjalinkkiemulaation ansiosta käyttötilanne voidaan jär-o jestää siten, että kun liityntäpiste 10, 11 havaitsee uuden matkaviestimen saa- co x 30 puvan palvelualueelleen, se käynnistää liityntäpistesovelluksen, joka tarjoaa

CC

käyttäjälle suoran pääsyn paikalliseen sisältöön. Liityntäpistesovellus voi sarja-S linkkiemulaation yli siirtää matkaviestimeen selaimen paikallisen sisällön käyt- g tämiseksi, ja kutsun käyttää paikallista sisältöä. Käyttäjän tarvitsee vain hyväk- - § syä selaimen asennus ja palvelu on hänen käytössään. Jos selain on jo asen- 35 nettu, kun käyttäjä on edellisen kerran ollut paikalla, käyttäjä on vain kutsuttava 6 ‘ ' 1 avaamaan selain, minkä jälkeen hänellä on jälleen pääsy paikalliseen sisältöön.

Kuvio 2 esittää toisen esimerkin käyttötilanteesta, jossa matkaviestin 21 on synkronoitu tietokoneen 22 kanssa, esimerkiksi kiinteän verkkopääte-5 laitteen tai henkilökohtaisen tietokoneen kanssa. Tietokone 22 käsittää WLAN-yksikön 23, joka käsittää VVLAN-tukiaseman, ja sopivan toiminnallisuuden esillä olevan suoritusmuodon mukaisten WLAN-toimintojen suorittamiseksi, kuten seuraavassa tullaan käsittelemään. VVLAN-yksikön rakenne ei sinänsä ole merkityksellinen esillä olevalle keksinnölle. WLAN-yksikkö voi olla esimerkiksi 10 henkilökohtaiseen tietokoneeseen lisätty VVLAN-kortti, tai erillisen WLAN-tukiaseman ja asennettujen ohjaustoimintojen yhdistelmä, tai tarvittava laitteisto ja ohjemistot voidaan jopa kokonaan integroida henkilökohtaisen tietokoneen 22 rakenteeseen.

Vastaavasti matkaviestin 21 käsittää WLAN-yksikon 24, joka käsit-15 tää VVLAN-radioyksikön, ja sopivan toiminnallisuuden esillä olevan suoritusmuodon mukaisten WLAN-toimintojen toteuttamiseksi, kuten seuraavassa tullaan esittämään. Synkronointipalvelu ei ole julkinen, joten WLAN-liityntäpisteen ei tarvitse edes yleislähettää osoitettaan. Osoite voi olla esimerkiksi tallennettuna matkaviestimeen ja käyttäjä voi käynnistää synkronointipalvelun suoritta-20 maila ennalta määrätyn toiminnon matkaviestimen käyttöliittymän välityksellä.

Esimerkki tällaisesta toiminnosta on määrätyn ikonin valitseminen valikosta, joka näytetään matkaviestimen näytöllä. Matkaviestin ja tietokone voivat siten vaihtaa tarvittavaa informaatiota WLAN-peittoalueella kuitenkin ilman käyttäjän lisätoimia ja toimintojen parempaa ymmärtämistä, 25 Kuvio 3 esittää protokollapinon, joka vastaa kuvioissa 1 ja 2 esitetty- k jä käyttäjätilanteita. Kuvio 3 näyttää viitemallin, joka määrittää teoreettisen mal- ri o Q Iin, jossa matkaviestimen toiminnallisuudet on ryhmitelty ja näytetty protokolla- kerrosten hierarkiana. Kukin kerros sisältää yhden tai useampia toiminnalli-ό suuksia, joita ylläpidetään ylemmän ja alemman loogisen rajapinnan välillä.

CO

30 Kukin kerros myös käyttää alempien kerrosten palveluita yhdessä omien toi-£ minnallisuuksiensa kanssa uusien palveluiden luomiseksi, jotka palvelut ovat ylempien kerrosten käytettävissä. Kaksi laitetta voi aikaansaada yhteyden, jos lö niistä kumpikin on jäljestetty suorittamaan määrätyt vastaavat protokollapinon o toiminnallisuudet. Protokollat voidaan toteuttaa laitteiston, ohjelmiston tai näi-

C\J

35 den yhdistelmän avulla.

7 Tässä keksinnön suoritusmuodossa sarjalinkkiemulaatio on järjestetty matkaviestimeen, joka tarjoaa standardoidun toiminnallisuuden langattomaan lähiverkkotoimintaan. Tämä tarkoittaa sitä, että esillä olevassa suoritusmuodossa alemmat protokollakerrokset esittävät standardoidun langattoman 5 lähiverkkotoiminnan toiminnallisuuksia, kun taas ylemmät protokollakerrokset esittävät standardoidun Bluetooth-toteutuksen toiminnallisuuksia.

Tässä suoritusmuodossa käytetään esimerkkinä langattoman lähiverkkotoiminnan protokollasta IEEE 802.11 WLANia 802.11-standardit tyypillisesti keskittyvät kahteen ISO-mallin alatasoon, fyysiseen kerrokseen ja linkki-10 kerrokseen. Määritellyn protokollarakenteen ansiosta mikä tahansa LAN-sovellus, verkon toimintajärjestelmä tai protokolla toimii 802.11-yhteensopivassa WLANissa yhtä helposti kuin Ethernetissä. IEEE 802.11 -yhteensopivan WLANin toteutus on alan ammattilaiselle tunnettua, joten se käydään vain yhteenvetona lyhyesti läpi tässä yhteydessä.

15 Fyysinen kerros 31 viittaa laitteistoon, kaapelointiin tai langattomaan yhteyteen. 802.11 -määrityksissä määrätyt fyysiset kerrokset sisältävät kaksi hajaspektriradiotekniikkaa ja diffuusin infrapunamäärityksen. Datalinkkikerros 32 tarjoaa toiminnalliset ja toimintosarjan toteutukseen liittyvät välineet tiedon siirtämiseksi verkkoyksiköiden välillä. 802.11 datalinkkikerros koostuu kahdes-20 ta osakerroksesta: LLC-kerros (Logical Link Control) ja MAC-kerros (Media Access Control). 802.11 käyttää samaa 802.2 LLC ja 48-bittistä osoitusta kuin muut 802 LANit, mikä tarjoaa yksinkertaisen siltauksen langattomista IEEE-lankaverkkoihin, mutta MAC on WLAN-kohtainen. 802.11 MAC on suunniteltu tavanomaisesti tukemaan useita käyttäjiä jaetussa tietoväliaineessa antamalla 25 lähettimen tunnustella tietoväliainetta ennen sen käyttöä. Lisäksi 802.11 käytin tää hieman modifioitua protokollaa, joka tunnetaan CSMA/CA- (Carrier Sense

O

^ Multiple Access with Collision Avoidance) tai DCF-protokollana (Distributed κ Coordination Function) ja joka määrittää valinnaisen RTS/CTS-protokollan ό (Request to Send/Clear to Send) MAC-kerroksessa ja tuottaa CRC-tarkistus- co 30 summan ja paketin fragmentoinnin.

£ Tässä suoritusmuodossa Bluetoothia käytetään esimerkkinä sarja- linkkiemulaation tarjoavana teknologiana. Yleisesti Bluetooth-pinon protokollat in ja kerrokset käsittävät neljä erilaista kategoriaa: o - Bluetooth-ydinprotokollat: Baseband, Link Management Protocol 35 (LMP), Logical Link Control and Adaptation layer (L2CAP), Service

Discovery Protocol (SDP).

8 ' ί

Johdinkorvausprotokolla: RFCOMM Puhelunohjausprotokolla: TCS binary

Mukautetut protokollat: Point-to-point protocol (PPP), Transmission control protocol/lnternet protocol (TCP/IP), Multi-Transport Object 5 Exchange (OBEX), Wireless application protocol (WAP), vCARD

(sähköinen käyntikortti), vCalendar (elektroninen kalenteri), IrMC (synkronointi), Wireless Application Environment (WAE).

Tavanomaisesti Bluetooth-laitteet edellyttävät Bluetooth-ydinprotokollia, kun taas muita protokollia käytetään tarvittaessa. Johdinkorvausprotokollan, puhe-10 lunohjausprotokollan ja mukautettujen protokollien yhdistelmä muodostaa so-vellusperusteiset protokollat, joiden avulla sovelluksia voidaan suorittaa Blue-tooth-ydinprotokollien yli.

Kuviossa 3, L2CAP 34 edustaa yhteysperusteista Bluetooth-vies-tintäprotokollaa, joka toteuttaa multipleksointia. L2CAP ei toteuta vuonohjaus-15 ta, vaan tukeutuu luotettavaa laitteelta-laitteelle kantataajuuskaistalinkkiin (baseband link), jonka Bluetooth-laitteisto tavanomaisesti tarjoaa. RFCOMM 35 edustaa sarjakaapeliemulointiprotokollaa ja vastaa TS07.10-protokollan Blue-tooth-adaptaatiota. Se toimii perustana COM-porttiemulaatiofasiliteeteille ja johdetuille pisteesta-pisteeseen-protokollille. Tässä toteutetaan myös multi-20 pleksointi ja vuonohjaus laitteiden ja sovellusten välillä. OBEX 36 edustaa is-tuntoprotokollaa objektien vaihtamiseksi yksinkertaisella ja spontaanilla tavalla, sitä kutsutaan joskus HTTP:n keveämmäksi versioksi. OBEX käyttää asiakas-palvelin-mallia ja on periaatteessa riippumaton siirtomekanismista ja siirto-APksta niin kauan kuin käytettävissä on luotettava siirtoperusta. OBEX myös 25 perustaa mallin objektien ja toimintojen edustamiseksi, ja määrittää kansioluet- ^ telo-objektin, jota käytetään etälaitteilla olevien kansioiden sisällön selailuun, o o APPL 37 edustaa tässä useita Bluetooth-sovelluksia, jotka voidaan h, toteuttaa OBEX-kerroksen päällä. Seuraavassa esimerkkinä käytetään kuvion o q 2 käyttötilanteeseen sovellettavissa olevaa SYNC ML:ää. SyncML on synk- 00 30 ronointiprotokolla, jota voidaan käyttää synkronointiasiakkaan (esimerkiksi

X

£ matkaviestimien) ja synkronointipalvelimen välillä kommunikoimaan niihin tal- lo lennetussa datassa tapahtuneista muutoksista. Informaatio muutoksista, kuin

Ho myös itse muuttunut tieto, vaihdetaan merkkauskielisinä asiakirjoina. Nämä

CO

§ asiakirjat siirretään sekvenssinä, jonka muoto on määritetty SyncML-mää- 00 35 rityksissä.

9 '1

Keksinnön mukaisesti Bluetooth-kerrosten ja VVLAN-kerrosten väliin on järjestetty virtuaalilaite (virtual device, VD) 38. L2CAP-kerrosta kohti virtuaalilaite tarjoaa Bluetoothin HCI-rajapinnan (Host Controller Interface). HCI on tavanomaisesti vastuussa ohjauksen hallinnasta, linkin perustamisesta ja yllä-5 pidosta, ja siten tarjoaa yhtenäisen menetelmän minkä tahansa Bluetooth-laitteiston käyttämiseksi.

Toisaalta datalinkkikerrosta kohti virtuaalilaite 38 toimii verkkoker-rossolmun tavoin. Tämä tarkoittaa, että MAC-kerros välittää virtuaalilaitteelle Ethernet-kehyksen tietokenttiä, ja virtuaalilaite muuntaa tiedon HCI-rajapin-10 nassa noudatettavaan muotoon. Toisaalta virtuaalilaite vastaanottaa tietoja L2CAPilta ja pakkaa ne Ethernet-kehyksen tietokenttiin. MAC-otsikko on sovitettu tunnistamaan Type-kentän, joka ilmaisee, että kapseloitu tieto on Blue-toothia.

WLANin ja Bluetoothin olennaiset ominaisuudet kuvautuvat hyvin 15 helposti toisiinsa ja siksi tämänkaltainen suora muunnos Bluetoothin ja Ethernets välillä on erityisen edullinen suoritusmuoto esillä olevalle keksinnölle. Yhteyden muodostus kahden Bluetoothia tukevan laitteen välille voi sisältää kaksi vaihetta. Kyselytoimintosarjan avulla laite voi havaita, mitkä laitteet ovat yhte-ysetäisyydellä, ja määrittää laitteille osoitteet ja kellot. Kyselytoimintosarjan jäl-20 keen yhteys voidaan muodostaa käyttämällä hakutoimlntosarjaa. Jos toisesta laitteesta ei tiedetä mitään, on seurattava molempia toimintosarjoja, mutta jos olennaiset tiedot ovat käytettävissä, tarvitaan vain hakutoimintosarja. Yhteydenmuodostus Bluetoothissa käyttää Bluetooth-laiteosoitetta, yksilöllistä 48-bittistä laiteosoitetta, joka on allokoitu kullekin Bluetooth-lähetin-vastaanotti-25 melle. Ethernet-osoitteiden pituus on 48 bittiä, mikä vastaa Bluetooth- osoitetteen pituutta. Virtuaalilaite voidaan siten järjestää kuvaamaan Bluetooth-o ° osoite ja Ethernet-osoite suoraan toisiinsa. Lisäksi WLAN käsittää toiminnalli- rL suuden ympäröivien verkkojen skannaamiseksi. Virtuaalilaite voidaan helposti ό järjestää muuntamaan vastaukset valituista WLAN-liityntäpisteistä vastauksiksi

CO

30 Bluetooth-laitteelta, joka on sallinut löytymisensä.

£ Kuvion 3 suoritusmuodossa matkaviestin siirtyy alueella, jossa liityn- lo täpiste, tässä henkilökohtainen tietokone, joka käsittää synkronoitavaa tietoa.

lö Käyttäjä käynnistää SYNC ML -sovelluksen 37 matkaviestimessään, Blue- § tooth-osoite on tyypillisesti tallennettu matkaviestimeen. Kuvion 3 suoritus-

C\J

35 muodossa virtuaalilaite 38 toimii sovelluksen suuntaan HCI-solmun tavoin. L2CAP-kerros toimii kanavien perusteella, ja sovellukselta tuleva tieto välite- 10 tään normaalisti L2CAP-kerrokselle, ja välitetään sieltä HCI:n kautta virtuaalilaitteelle 38. Vastaavasti VVLAN-yhteyden kannalta virtuaalilaite 38 toimii verk-kokerrossolmuna. Siten virtuaalilaite vastaanottaa L2CAP-paketteja sovellukselta, muuntaa tiedon normaalisti Ethernet-kehyksiin ja välittää ne lähetettä-5 vaksi WLAN-radion välityksellä.

Pyyntö välitetään WLAN-tukiaseman välityksellä henkilökohtaisen tietokoneen SYNC ML -sovellukselle. Sovellus vastaanottaa pyynnön ja vastaa lähettämällä vahvistussanoman Bluetooth-sovelluksen osoitteeseen käyttäjän matkaviestimessä. Tässä toisessa suunnassa virtuaalilaite vastaanottaa 10 VVLAN-ilmarajapinnan yli vastaanotetut LPDU-yksiköt (LLC Protocol Data Unit), erottaa hyötykuorman ja kapseloi tiedon L2CAP-paketteihin. Virtuaalilaite ohjaa L2CAP-kehykset kanavalle, jonka jälkeen ne siirretään tavanomaisesti RFCOMM- ja OBEX-kerrosten läpi sovellusasiakkaaile, jolle kanava on allokoitu. L2CAP:ia kohti virtuaalilaite toteuttaa alempien kerrosten Bluetooth-15 kerrosten toiminnallisuuden. Tämän jälkeen synkronointi voidaan toteuttaa tavanomaisella tavalla sanomilla, jotka kuljetetaan matkaviestimen ja henkilökohtaisen tietokoneen välillä.

Oletusarvoisesti Bluetooth-viestintää ei autentikoida, ja mikä tahansa Bluetooth-laite voi viestiä toiselle Bluetooth-laitteelle. Bluetooth-laite voi kui-20 tenkin valita autentikoinnin pyytämisen tietyn palvelun tarjoamiseksi. Bluetooth-autentikointi tehdään tyypillisesti PIN-koodeilla. PIN-koodi on korkeintaan 16-merkkinen ASCII-sarja. Tyypillisesti käyttäjän on annettava sama PIN-koodi kumpaankin laitteeseen. Kun käyttäjä on antanut PIN-koodin, kumpikin avaimista muodostaa linkkiavaimen. Tämän jälkeen linkkiavain voidaan tallentaa 25 joko itse laitteisiin tai pysyvään varastoon. Seuraavalla kerralla kumpikin laitin teista käyttää aiemmin tuotettua linkkiavainta.

o ° Sovelluksen käytön turvallisuutta voidaan ylläpitää myös esillä ole- van keksinnön suoritusmuodossa. Virtuaalilaite 38 voidaan järjestää havaitse-ό maan, että sovellus edellyttää Bluetooth-autentikointia. Tässä tapauksessa vir-

CO

30 tuaalilaite käynnistää 802.1 X PSK -autentikaation käyttäen avaimena sovel-£ luksen tarjoamaa PINiä. Jos 802.1X -autentikointi onnistuu sovelluspalvelimel- g la ja toiminto on kelvollinen, sovelluspalvelin palauttaa virtuaalilaitteelle 38 in- lö formaation, joka mahdollistaa Bluetooth-PINin validoinnin sovelluksen suun-

CO

§ taan.

cv 35 Kuvio 4 esittää toiminnallisen kuvauksen käyttäjälaitteesta UE, joka on käytettävissä matkaviestimenä edellisissä suoritusmuodoissa. Käyttäjälaite 11

J

UE käsittää prosessorivälineet 410 eli elementin, joka olennaisesti käsittää aritmeettisen logiikkayksikön, joukon erikoisrekistereitä ja ohjauspiirejä. Pro- Λ sessorivälineisiin on liitetty muistivälineet 420, tietoväline johon konekoodattua data tai ohjelmia tai käyttäjätietoa voidaan tallentaa. Muistivälineet käsittävät 5 tyypillisesti muistiyksiköitä, jotka mahdollistavat sekä lukemisen että kirjoittamisen (RAM), ja muistia, jonka sisältöä voidaan vain lukea (ROM). Käyttäjälaite UE käsittää lisäksi käyttöliittymälohkon 430, jossa on syöttöyksikkö 440 datan syöttämiseksi käyttäjän toimesta yksikössä suoritettavaa sisäistä käsittelyä varten, ja tulostusyksikkö 450 tiedon tulostamiseksi käyttäjälle yksikön sisäisis-10 tä prosesseista. Esimerkkeihin tällaisista syöttövälineistä kuuluu näppäimistö, kosketusnäyttö, mikrofoni, tai vastaava. Esimerkkeihin tällaisista tulostusväli-neistä kuuluu näyttö, kosketusnäyttö, kovaääninen, tai vastaava. Käyttäjälaite UE käsittää myös viestintäyksikön 460, johon on rakennettu vastaanotto välineet 470 informaation vastaanottamiseksi ilmarajapinnasta ja sen prosessoi-15 miseksi syötettäväksi prosessorivälineisiin 410, sekä lähetysvälineet 480 informaation vastaanottamiseksi prosessorivälineiltä 410 ja sen lisäkäsittelemi-seksi ilmarajapinnan yli tapahtuvaa lähetystä varten. Tällaisen viestintäyksikön toteutus on alan ammattilaiselle tunnettua. Edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa viestintärajapinta käsittää 801.11-yhteensopivan VVLAN-toiminnallisuuden.

20 Prosessorivälineet 410, muistivälineet 420, ja käyttö I i ittym ä I o h ko 430, ja viestintäyksikkö 460 on sähköisesti liitetty toisiinsa vastaanotettuun ja/tai tallennettuun tietoon kohdistuvien toimintojen järjestelmällisen suorittamisen mahdollistamiseksi ennalta määrättyjen, olennaisesti kytkentäyksikköön ohjelmoitujen prosessien mukaisesti. Keksinnönmukaisissa ratkaisuissa operaatiot käsittävät 25 toiminnot edellä esitettyjen käyttäjäpäätelaitteen toimintojen ja rajapintojen to- teuttamiseksi. Erityisesti prosessorivälineet käsittävät toiminnallisuuden virtu-o £5 aalilaitteen toteuttamiseksi edellä esitetyissä suoritusmuodoissa esitetyllä tali· valla. ; o o 00 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- | 30 non perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- lo muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel- σ) la patenttivaatimusten puitteissa.

CD

o o

C\J

Claims (10)

1. Langattoman viestinnän menetelmä, joka käsittää: luodaan paikallisyhteys matkaviestimen (17) ja liityntäpisteen (10, 11) välille, tunnettu siitä, että 5 tarjotaan päätelaitetoiminnaliisuuden sarjaporttiemulaatio; lähetetään päätelaitetoiminnon sanomia matkaviestimen (17) ja liityntäpisteen (10, 11) välillä Ethernet-perusteisessa yhteydessä: käytetään matkaviestimen (17) yhteydessä virtuaalilaitetta (38), joka: 10. tarjoaa liitynnän sarjaporttiemulaatioon ja Ethernet-perusteiseen yhteyteen, - tunnistaa Type-kentän, joka ilmaisee, että kapseloitu tieto on Biue-tooth-tietoa - kuvaa Bluetooth-osoitteen ja Ethernet-osoitteen suoraan toisiinsa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liityntäpiste (10, 11) on tietokone, tai matkaviestin, joka on varustettu WLAN-!iitynnällä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään Bluetooth-toiminnallisuutta sarjaporttiemulaatioon ja akti- 20 voidaan Bluetooth-sovellus matkaviestimessä päätelaitetoiminnaliisuuden toteuttamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että käytetään synkronointisovellusta, joka on järjestetty toimimaan OBEX-toiminnallisuutta käyttämällä.

5. Tietoliikennejärjestelmä, joka käsittää matkaviestimen (17), liityn- ^ täpisteen (10, 11) ja langattoman liitynnän paikallisyhteyden toteuttamiseksi o matkaviestimen ja liityntäpisteen välillä, tunnettu siitä, että co matkaviestin (17) käsittää virtuaalilaitteen, joka on järjestetty: o ^ tarjoamaan sarjaporttiemulaation päätelaitetoiminnallisuudelle; 30 liittämään sarjaporttiemulaation Ethernet-perusteiseen liityntään, X £ tunnistamaan Type-kentän, joka ilmaisee, että kapseloitu tieto on LO Bluetooth-tietoa, ja iö kuvaamaan Bluetooth-osoitteen ja Ethernet-osoitteen suoraan toi- co § siinsa. C\J

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että liityntäpiste on tietokone, tai matkaviestin, joka on varustettu WLAN-liityn n ällä.

7. Matkaviestin, joka käsittää 5 viestintävälineet (460) langattoman Ethernet-perusteisen paikal lisyhteyden luomiseksi liityntäpisteeseen; tunnettu virtuaalilaitteesta (410), joka on järjestetty: tarjoamaan sarjaporttiemulaation päätelaitetoiminnallisuudelle, liittämään sarjaporttiemulaation Ethernet-perusteiseen yhteyteen 10 tunnistamaan Type-kentän, joka ilmaisee, että kapseloitu tieto on Biuetooth-tietoa, ja kuvaamaan Bluetootb-osoitteen ja Ethernet-osoitteen suoraan toisiinsa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, 15 että virtuaalilaite on järjestetty toimimaan L2CAP-kerroksen ja WLAN Logical Link Layer -kerroksen välillä.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että sovellus on Bluetooth-synkronointisovellus, joka on järjestetty toimimaan OBEX-toiminnailisuutta käyttämällä.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen matkaviestin, tunnettu sii tä, että pääteiaitesovellus on järjestetty lataamaan liityntäpisteestä paikallisen selaimen liityntäpisteessä ylläpidetyn paikallisen sisällön selaamiseksi. σ> o o C\J i CD O LO X X CL LO σ> LO CO o o C\J