集线器设备制造技术

本发明专利技术公开了可以实现以维护物联网(IoT)物理网络和蜂窝电信网络之间的最新的通信桥的系统和过程。该系统和过程可以消除集线器设备与物理层技术(PLT)(例如，4G或5G技术)或各种物联网协议的不兼容。集线器设备可以包括被配置为辅助使用一个或更多个PLT和/或物联网协议的通信的一个或更多个FPGA。集线器设备可以接收对应于例如该集线器设备当前与其不兼容的不同PLT和/或物联网协议的信息，并且可以基于该信息重编程一个或更多个FPGA以消除这种不兼容。

Hub equipment

The invention discloses a system and process for realizing the latest communication bridge between the physical network of IoT and the cellular telecommunication network. The system and process can eliminate the incompatibility between hub device and physical layer technology (PLT), such as 4G or 5G technology or various Internet of things protocols. Hub devices can include one or more FPGA configured to assist one or more communications between PLT and / or Internet of things protocols. The hub device may receive information corresponding to the different PLT and / or IOT protocols that are currently incompatible with the hub device, and can reprogram one or more FPGA based on the information to eliminate this incompatibility.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集线器设备相关申请的交叉引用本专利申请要求于2016年4月21日提交的序列号为15/135,081的美国实用专利申请的优先权，其要求于2015年12月4日提交的序列号为62/263,379的美国临时专利申请的权益，序列号为15/135,081和62/263,379的申请通过引用完全并入本文。
技术介绍
随着日益强大的物理层技术(PLT)被实现，电信网络体系架构不断更新，以提高数据传输速率和范围。现代路由设备通常配置有不能重新配置的(例如，与不同的PLT一起操作)专用PLT硬件。因此，被部署以用于与已经实现的PLT一起使用的现代路由设备可能变得过时并且在实现新的PLT时需要更换设备。而且，随着物联网(IoT)领域的扩大，针对越来越多的嵌入了软件和传感器的物理对象阵列，互联网连接正在变得无处不在，这些软件和传感器被配置为从物理世界收集现场数据并经由互联网将该现场数据提供给用户和/或第三方服务提供商。实现物联网通信的技术和协议也在不断扩展，当然，现代路由设备目前与尚未实现和/或开发的物联网协议不兼容。因此，使用静态地配置为与预定的电信PLT和物联网协议一起操作的现代路由设备，在连接能力方面保持最新是乏味的或不切实际的。附图说明参照附图阐述详细描述。在这些图中，附图标记的最左边的数字表示附图标记首次出现的图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目或特征。图1示出了根据本公开的各种实现方式的用于维护物联网(IoT)物理对象网络和蜂窝电信(电信)网络之间的更新的通信桥的示例性系统的概览。图2是示出了消除与被配置为桥接物联网物理对象网络和蜂窝电信网络之间的通信的集线器设备的一个或更多个物理层技术(PLT)和/或物联网协议的不兼容的说明性过程的图示流程图。图3是根据本公开的实施例的用于维护物联网物理对象网络和蜂窝电信网络之间的更新的通信桥的示例集线器设备硬件平台。图4是根据本公开的实施例的用于在基于两个或更多物联网协议操作的两个或更多物联网设备之间迭代切换的示例过程的流程图。图5是根据本公开的实施例的用于在接近利用基于那些PLT的无线电接入网络的地理区域时获得与一个或更多个PLT的兼容性的示例过程的流程图。详细描述本公开描述了可以实现以维护物联网(IoT)物理对象网络和蜂窝电信网络之间更新的通信桥的各种系统和过程。特别地，系统和过程可以实现用于桥接物联网物理对象网络和电信网络之间的通信的集线器设备，其中集线器设备能够被动态地重新配置以通过新实现的技术和/或协议进行通信。例如，作为实现电信网络的新物理层技术(PLT)的一部分，电信运营商可以将更新的PLT协议数据推送到集线器设备，以使集线器设备能够经由新的PLT进行通信。一旦接收到更新的PLT协议数据，就可以用新功能来更新集线器设备，该新功能使其能够与新的PLT建立连接，尽管在接收到更新的PLT协议数据之前与新的PLT不兼容。集线器设备还可以接收更新的物联网协议数据，该数据使其在被重新配置时能够使用新的物联网通信协议建立连接。这里进一步描述的这些系统和过程可以缓解响应于新实现的PLT和/或物联网通信协议而不断更换物理路由器设备或其硬件组件的需要。应该理解的是，尽管本公开描述了若干示例和相关实施例，但是本公开并非意图在其描述中包括全部或穷举。这样，应该理解，本公开的相关主题可以被合理地修改，重新排列或以其他方式改变，以实现类似的结果。图1示出了用于利用集线器设备102维护物联网(IoT)物理对象104的网络和电信运营商108的蜂窝电信网络106之间更新的通信桥的示例性系统/网络100的概况。电信网络106可以是任何种类的电信网络，并且可以包括核心网络和多个接入网络。这样的核心网络可以包括提供电信网络106的小区之间，电信网络106的小区与其他电信网络的小区之间以及电信网络106的小区与其他网络的设备之间的连通性的多个网络组件。核心网络可以支持分组交换通信，电路交换通信或两者。此外，核心网络可以是系统体系架构演进(SAE)核心网络或UMTS核心网络，或者可以包括来自两者的网络组件。而且，核心网络可以包括用于支持分组交换通信的互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)层。此外，核心网络可以包括服务器以及其他设备。这样的服务器可以是向集线器设备102和其他设备供应虚拟化脚本112的OTA服务器。蜂窝电信网络106通常可以包括可以基于各种PLT的一个或更多个无线电接入网络(RAN)110。例如，RAN110(1)可以基于3GPLT来配置，而RAN110(2)可以基于4GPLT来配置。RAN110可以通过互连网络节点的一个或更多个物理链路连接到蜂窝电信网络106。在一些实施例中，集线器设备102被部署到系统/网络100中，该系统/网络100被配置为与一个或更多个PLT建立通信链路，但可能缺乏与尚未完全开发和/或实现的一个或更多个PLT的兼容性。例如，集线器设备102可以在4GRAN110(2)正在利用最先进的PLT实施时被部署。因此，当部署时，集线器设备可以被配置为与4GRAN110(2)以及可选地一个或更多个传统PLT(例如，3GRAN110(1))兼容，使得无线连接114(1)和114(2)可以在部署时被建立，但不建立无线连接114(N)。然后，在某个将来的时间点，并且至少部分地基于未来PLTRAN110(N)的预定实现方式，例如，旨在超过当前RAN的服务能力的多个5GRAN，电信运营商108可以将更新的PLT协议数据发送到集线器设备102，以实现其上的扩展功能。例如，5G无线电虚拟化脚本112(1)可以经由包括4GRAN110(2)的蜂窝电信网络106被发送到集线器设备102，并由集线器设备实现以与未来的PLTRAN110(N)建立无线连接114(N)。以这种方式，集线器设备102可以经由第一PLT(例如，4GRAN110(2))接收对应于与集线器设备102不兼容的第二PLT(例如，5GPLTRAN110(N))的更新的协议数据。然后，使用该更新的协议数据，集线器设备102可以随时被重新配置，以消除与5GPLTRAN的不兼容性。虽然前面的描述将5GPLT技术称为示例性未来PLT，但这不应被解释为限制。相反，其他类型的PLT可能在未来PLT的范围内，不管是当前存在还是随后开发的。例如，随后开发的替代5GPLTRAN的技术可能被认为是未来的PLT。此外，与设备不兼容的当前现有的PLT也可能是未来的PLT，因为在部署设备之后才会与该PLT兼容性。例如，随着车辆行进到支持这样的传统PLT的地理区域并且使用这个更新的协议数据来获得与传统协议的兼容性，固定到移动车辆的集线器设备可以接收对应于传统PLT的更新的PLT协议数据。在一些实施例中，集线器设备102被配置为基于诸如信号强度和/或实现的数据传输速率之类的一个或更多个因素来识别和选择RAN110中最优的一个。例如，在蜂窝电信网络106被所有未来的PLTRAN完全更新之前，集线器设备102可以接收诸如5G无线电虚拟化脚本112(1)的更新的PLT协议数据，例如，完全实现PLT可能需要数万个新的RAN110(N)。因此，在尚未被新的RAN110(N)更新的区域中，一个或更多个现有技术，例如，110(2)或110(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于维护物联网(IoT)物理对象网络和蜂窝电信网络之间的更新的通信桥的集线器设备，所述集线器设备包括：无线电接口层，所述无线电接口层包括多个软件定义的无线电(SDR)，所述无线电接口层被配置为：利用所述多个SDR中的根据第一物联网协议编程的第一SDR建立与所述物联网物理对象网络的第一物联网物理对象的第一无线连接；利用所述多个SDR中的根据所述蜂窝电信网络的第一物理层技术(PLT)编程的第二SDR建立与所述蜂窝电信网络的第二无线连接；一个或更多个计算机可读介质，所述一个或更多个计算机可读介质存储用于更新所述无线电接口层的一个或更多个通信协议的指令，所述指令由一个或更多个处理器可执行以执行以下操作，所述操作包括：经由根据所述第一PLT编程的所述第二SDR接收对应于所述蜂窝电信网络的第二PLT的更新的PLT协议数据；以及基于所述更新的PLT协议数据在所述无线电接口层上生成第三SDR，所述第三SDR根据所述蜂窝电信网络的所述第二PLT被编程，其中，基于经由所述第一PLT接收的所述更新的PLT协议数据而生成所述第三SDR之后，使得所述无线电接口层利用所述第三SDR与所述第二PLT建立第三无线连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.04 US 62/263,379;2016.04.21 US 15/135,0811.一种用于维护物联网(IoT)物理对象网络和蜂窝电信网络之间的更新的通信桥的集线器设备，所述集线器设备包括：无线电接口层，所述无线电接口层包括多个软件定义的无线电(SDR)，所述无线电接口层被配置为：利用所述多个SDR中的根据第一物联网协议编程的第一SDR建立与所述物联网物理对象网络的第一物联网物理对象的第一无线连接；利用所述多个SDR中的根据所述蜂窝电信网络的第一物理层技术(PLT)编程的第二SDR建立与所述蜂窝电信网络的第二无线连接；一个或更多个计算机可读介质，所述一个或更多个计算机可读介质存储用于更新所述无线电接口层的一个或更多个通信协议的指令，所述指令由一个或更多个处理器可执行以执行以下操作，所述操作包括：经由根据所述第一PLT编程的所述第二SDR接收对应于所述蜂窝电信网络的第二PLT的更新的PLT协议数据；以及基于所述更新的PLT协议数据在所述无线电接口层上生成第三SDR，所述第三SDR根据所述蜂窝电信网络的所述第二PLT被编程，其中，基于经由所述第一PLT接收的所述更新的PLT协议数据而生成所述第三SDR之后，使得所述无线电接口层利用所述第三SDR与所述第二PLT建立第三无线连接。2.如权利要求1所述的集线器设备，其中在所述无线电接口层上生成所述第三SDR包括闪存至少一个现场可编程门阵列(FPGA)，并且其中，所述无线电接口层在闪存所述至少一个FPGA之前与所述第二PLT不兼容。3.如权利要求1所述的集线器设备，其中所述操作还包括：在所述无线电接口层上生成根据第二物联网协议编程的第四SDR，所述集线器设备在生成所述第四SDR之前与所述第二物联网协议不兼容；以及将经由所述第四SDR从第二物联网物理对象接收的现场数据发送到与所述第二物联网物理对象相关联的第三方服务提供商。4.如权利要求3所述的集线器设备，其中所述一个或更多个计算机可读介质还包括虚拟化组件，所述虚拟化组件被配置为：操作第一虚拟机，所述第一虚拟机执行与所述第一物联网物理对象相对应的第一物联网应用；以及操作第二虚拟机，所述第二虚拟机执行与所述第二物联网物理对象对应的第二物联网应用，其中所述第二虚拟机在将所述现场数据发送到所述第三方服务提供商之前，加密从所述第二物联网物理对象接收的所述现场数据。5.如权利要求4所述的集线器设备，其中所述虚拟化组件还被配置为：发起所述第二物联网物理对象向所述第三方服务提供商的注册；至少部分地基于所述注册，从所述第三方服务提供商接收密钥；以及将所述密钥提供给所述第二虚拟机，其中，所述第二虚拟机用所述密钥加密所述现场数据。6.如权利要求1所述的集线器设备，其中所述一个或更多个计算机可读介质还包括虚拟化组件，所述虚拟化组件被配置为：在第一容器或第一虚拟机中的至少一个内执行第一物联网应用，其中在第一现场数据被发送到所述蜂窝电信网络之前，所述第一物联网应用加密从所述第一物联网物理对象接收的所述第一现场数据；在第二容器或第二虚拟机中的至少一个内执行第二物联网应用，其中在第二现场数据被发送到所述蜂窝电信网络之前，所述第二物联网应用加密从第二物联网物理对象接收的所述第二现场数据。7.如权利要求6所述的集线器设备，其中所述第一物联网应用与从所述第二物联网物理对象接收的所述第二现场数据虚拟地隔离，并且其中，所述第二物联网应用与从所述第一物联网物理对象接收的所述第一现场数据虚拟地隔离。8.如权利要求1所述的集线器设备，其中所述操作还包括：从所述第一SDR生成根据与第二物联网物理对象对应的第二物联网协议编程的第四SDR；使所述无线电接口层利用所述第四SDR建立与所述第二物联网物理对象的第四无线连接；从所述第四SDR重新生成根据所述第一物联网协议编程的所述第一SDR；以及使所述无线电接口层利用所述第一SDR重新建立与所述第一物联网物理对象的第一无线连接。9.如权利要求8所述的集线器设备，其中从所述第四SDR重新生成所述第一SDR是根据预定时...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·克雷斯，A·A·奥贝迪，E·W·尤卡姆，
申请(专利权)人：T移动美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US