用於減少移動訂戶會話中無線數據事務處理的輕量級通信協議的製作方法

2023-10-08 13:53:59 1

專利名稱：用於減少移動訂戶會話中無線數據事務處理的輕量級通信協議的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及無線通信網絡，更特別地，涉及用於減少移動訂
戶會話中空中(over-the-air )數據事務處理數量的輕量級通信協議。
背景技術：
近年來，SIP (會話初始協議)作為通信協議越來越普及。SIP 模仿全球資訊網使用的底層協議HTTP (超文本傳輸協議)，普遍期望的 是它能夠像HTTP根本改變網絡的方式來根本改變遠程通信。SIP源 於驅動需求是創建接入獨立和通用的寬鬆、靈活協議的有線線路寬帶 環境。因為協議的靈活特性，標準體已經開始採用SIP作為在用戶端 節點上的通信協議。但未曾強調帶寬需求和事務處理速率。
行動網路正在經歷從2G標準向3G標準的轉變和移植。3G使高 速數據接入移動端節點成為可能，從而為許多多媒體服務提供方便。 但是，儘管3G提供高速數據接入，仍然出現了嚴重的超量訂購，即， 用戶/信道比很高(相比有線線路網絡中用戶/信道比通常是5，在有些 區域，用戶/信道比大於100)。嚴重的超量訂購主要由移動接入網絡 建設中的高啟動成本引起。這種高超量訂購使移動用戶可用的有效帶 寬和網絡吞吐量顯著減少。
下面通過實例，描述VIM (語音即時通訊)的典型的SIP呼叫 流程。將帶寬需求和事務處理交換率進行量化，以建立典型的VIM 會話和傳送即時消息。
如果希望被接通，SIP客戶端必須向SIP註冊器/伺服器進行注 冊。註冊對設置的時間(例如一小時)是有效的，並且使客戶端的網 絡地址包含在註冊中。如果在任何時候，客戶端改變了它的網絡地址
(例如因為漫遊)，它必須向其註冊器重新註冊。
圖1示出了向SIP註冊器或伺服器註冊的SIP客戶端的典型呼
叫流程。若行動網路地址發生任何改變或在某一設置的時間段結束之 後，無論哪個事件先發生，都調用此過程。下面示出的註冊過程中的
例示的事務處理需要1KB。
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一旦進行了註冊，SIP客戶端就可以通過網絡發送和接收消息。 圖2示出了 SIP客戶端初始化VIM消息的例示的呼叫流程。在此實 例中，SIP呼叫流程總共花費5.25K字節和9個SIP事務來傳送一個 VIM消息。
滿栽的SIP應用伺服器機架通常可以供應20,000個介質埠。 利用標準的超量訂購模型，這種配置可以供應多達2，000，000個訂戶。 在每訂戶0.02厄蘭業務量和平均每個消息10秒的情況下，SIP應用 伺服器要處理的總的VIM消息數是24，000，000個/天或l，OOO，OOO個/ 小時。利用由9個SIP消息/VIM的SIP呼叫流程產生的結果，這種 配置將導致每小時9,000,000個SIP事務處理，花費SIP消息數據的 5.25G字節總帶寬(開銷)。這些數字表明，在行動網路中將SIP擴 展到移動終端不是有效的；因而，在這種狀況下，希望進行提高吞吐
量的改進。

發明內容
根據本發明的一個或多個實施例，提供了一種方法和系統來減少 無線通信系統中應用伺服器和移動訂戶之間的無線事務處理的數量。 所述通信系統包括通過應用伺服器與網絡設備進行通信的多個無線 移動訂戶。所述移動訂戶的每個訂戶包括輕量級客戶端，而應用服務 器包括每個移動訂戶的別名。對於移動訂戶和網絡設備之間的每個會
話根據特定的協議，應用伺服器從網絡設備接收要在位於移動訂戶 上的客戶端處理的通信。所述系統在所述移動訂戶上的輕量級客戶端 和應用伺服器上的所述移動訂戶的別名之間分布所述通信的處理，以 減少由輕量級客戶端執行的處理和移動訂戶與應用伺服器之間的無 線事務處理的數量。
根據下面的詳細描述，本發明的這些和其它的特徵與優點將是容 易地顯而易見的，其中本發明的實施例是通過對本發明的最佳實施方 式舉例說明的方式進行表現和描述的。如將要了解的，本發明能夠實 現其它的和不同的實施方式，並且其某些細節能夠在各個方面進行修
改，都不偏離本發明。因而，需要將附圖和說明書實質上當作是解釋 性的，而不是限制性的或限定意義上的，本申請的範圍是在權利要求 中進行指定。


圖1舉例說明了根據現有技術，SIP客戶端向SIP註冊器/服務 器註冊的例示呼叫流程。
圖2舉例說明了根據現有技術，SIP移動終端初始化VIM消息 的例示呼叫流程。
圖3舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例的移動通信系統。
圖4舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例，在移動訂戶和
應用伺服器之間分發SIP客戶端功能性。
圖5舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例，SIP移動終端 初始化VIM消息的例示呼叫流程。
圖6舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例，行動裝置客戶 端和在SIP應用伺服器上其SIP別名之間的輕量級通信協議的一般結 構。
具體實施例方式
圖3舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例的移動通信系 統10。所述系統包括多個移動訂戶12(也稱為行動裝置或移動節點)。 所述移動訂戶12可以是能夠與無線網絡進行通信的任何適當的設備， 諸如蜂窩電話、PDA (個人數字助理)、具有數據機的移動PC (個人計算機)以及其它移動計算設備之類。移動訂戶通過多個基站 14與無線網絡進行通信。所述基站14作為網絡與移動訂戶12的接口 ， 是因為它們將數字數據轉換為無線電信號，反之亦然。所述基站14 的每個基站通常具有相關的無線電塔或天線，並且使用無線電鏈路與 各移動訂戶12進行通信。尤其，基站14可以通過正向信號組的調製 和傳輸，與各移動訂戶12進行通信，而基站14接收和解調來自從事 無線網絡活動(例如打電話、網絡瀏覽會話、交互式遊戲等)的各移 動訂戶12的反向信號組。
網絡16包括(優選地，靠近其邊界)一個或多個應用伺服器18， 用於使移動訂戶12和網絡資源20互相連接，其可以是其它網絡設備， 諸如網絡伺服器、媒體伺服器之類。應用伺服器18與其它網絡設備 20進行通信，以使移動訂戶12接入各式各樣的應用和服務，包括例 如即時通訊、 一鍵通服務、交互式遊戲、音樂和視頻流，以及電話、 4見頻和網絡會議。
在傳統系統中，應用伺服器和其它網絡設備使用SIP作為會話控 制機制，與移動訂戶進行通信。在這些傳統系統中，每個移動訂戶包 括允許它與其它SIP設備進行通信的SIP客戶端。根據本發明的各實
施例，如例如圖4中舉例說明的，每個移動訂戶12的SIP功能性在 移動訂戶12和應用伺服器18之間進行分布(distribute)。尤其，在 移動訂戶12上實現輕MM(多媒體)客戶端30,該移動訂戶與在SIP 應用伺服器18中實現的該訂戶的映像32 (即，別名)進行通信。輕 客戶端30和訂戶別名32共同完成移動訂戶相對於外界(特別地，在 與移動訂戶的通信會話中的網絡中的其它設備)的SIP端節點功能。 通過在移動訂戶12和應用伺服器18之間分布移動訂戶的SIP功能性， 移動訂戶12與應用伺服器18可以使用輕量級協議進行通信，從而可 以顯著減少應用伺服器18和移動訂戶12之間的無線事務處理數量。
可以使用各種標準，包括例如在行動電話當中普及的J2ME (MIDP2.0, JSR135)標準，在移動訂戶12中實現輕客戶端30。
通過在移動訂戶12和應用伺服器18之間分布SIP客戶端的功能 性，可獲得許多優點。通過減少空種傳輸的SIP消息數，提高了吞吐 量。另外，由於輕MM客戶端30優選地只使用核心應用特定代碼， 並且優選地不需要SIP協議棧，所以它在移動訂戶12上具有較小的 足跡(footprint)。而且，所述MM客戶端30將需要較少的CPU周 期，因為很多或大部分的SIP功能將被委託給位於應用伺服器18上 的其複製品32。移動訂戶上的處理減少了，也會降低移動訂戶耗費的 功率，從而延長設備電池再充電的時間間隔。另外，可以通過向核心 網委託不重要的功能平衡控制應用伺服器18的高帶寬處理體系結構。
圖5舉例說明了根據本發明的一個或多個實施例的例示VIM呼 叫流程，以便與圖2的現有技術呼叫流程進行對比。如圖5中呼叫流 程所示，移動訂戶和應用伺服器之間只需要2個無線事務處理，而不 像圖2的呼叫流程，其中需要9個事務處理來傳送1個VIM消息。
MM客戶端可以使用實時傳輸協議(RTP)來接入應用伺服器。 為了改善吞吐量，可以使用大的RTP分組化間隔，同時幀長較大。 例如，使用8k比特/秒的編碼器，1400位元組的幀長可以攜帶大於l秒 的語音數據。這種方案在標準的20毫秒分組化速率(為1秒的語音 數據生成50個分組)上可以是非常有效的。
在移動訂戶12上的MM客戶端30和在SIP應用伺服器18上的 其SIP別名32之間的輕量級通信協議是緊湊的，並且最好是可擴展 的。該通信協議可以顯著改善3G和其它無線數據網絡的應用吞吐量。 在圖6中舉例說明了輕量級通信協議PDU(協議數據單元)的一個可 能的一般結構。可以使用8位元組報頭，包含從版本號開始的固定長度 欄位，接著是應用ID等。"總長度"表示所述PDU的總長度，可長 為2位元組。可長為2位元組的"操作碼"攜帶控制指令，例如之前的呼 叫流程中所示的"消息"。可以定義很多(例如64,000 )種不同類型的 操作碼。作為2位元組欄位的"長度"表示與操作碼相關聯的數據的長 度。"數據"是長度可變的數據欄位，緊接在"長度"之後。此欄位 的語義可以是操作碼相關的。
可以通過從網絡下載客戶端30，將根據本發明的一個或多個實 施例的MM客戶端30安裝在移動訂戶12上。或者，軟體可以是在系 統用戶購買的移動訂戶12上預安裝的。 一旦移動訂戶12具有客戶端 應用30，可選地，可以將系統配置為每次調用MM客戶端30將最好 首先檢查相關的門戶站點，以查看是否有該軟體的最新版本。如果沒 有，門戶站點可提醒客戶端將軟體更新為新版本。
儘管本申請中描迷的各種實例提到SIP協議的使用，應當指出的 是，本發明不被限制為用於任何特定的標準協議，而是可以用於各種 通信協議(包括例如H.323協議)。
優選地，通過軟體實現MM客戶端30、訂戶別名32和相關的處 理，因而，優選的實現之一是在位於各設備的隨機存取存儲器中的代 碼模塊中作為一組指令(程序代碼)。直到被請求時，這組指令可以 存儲在另一計算機存儲器中(例如在硬碟驅動器或移動存儲器中)， 或者通過網際網路或一些其它計算機網絡下載。另外，儘管描述的各種 方法可在由軟體選擇性地激活或重新配置的設備中方便地實現，本領 域技術人員會明白，還可以通過硬體、通過固件、或者通過被構建用 來執行指定的方法步驟的更專用裝置，來實現這種方法。
已經描述了本發明的優選實施方式，但是顯然可以對本發明進行
修改，而不會背離本發明的精神和範圍。
下面提出的具有編號或由字母指定的步驟的方法權利要求不應 當被認為必須限制在所提出步驟中的特定的順序。
權利要求
1.在具有通過應用伺服器與網絡設備進行通信的多個無線移動訂戶的無線通信系統中，一種減少應用伺服器和移動訂戶之間的無線事務處理數量的方法，所述方法包括步驟在所述移動訂戶的每個訂戶上提供輕量級客戶端；在應用伺服器上提供每個移動訂戶的別名；和對於移動訂戶和網絡設備之間的每個會話(a)根據特定的協議，在應用伺服器從網絡設備接收要在位於移動訂戶上的客戶端處理的通信；和(b)在移動訂戶上的輕量級客戶端和應用伺服器上的所述移動訂戶的別名之間分布通信的處理，以減少由輕量級客戶端執行的處理和在移動訂戶與應用伺服器之間的無線事務處理的數量。
2. 權利要求l的方法，其中所述無線通信系統是3G網絡。
3. 權利要求l的方法，其中所述協議是會話初始協議。
4. 權利要求l的方法，其中所述協議是H.323協議。
5. 權利要求l的方法，其中所述網絡設備包括網絡伺服器或媒 體伺服器。
6. 權利要求l的方法，其中所述移動訂戶包括蜂窩電話、個人 數字助理或移動個人計算機。
7. 權利要求l的方法，其中在所述移動訂戶的每個訂戶上提供 輕量級客戶端包括在所述移動訂戶的每個訂戶上從所述系統下載所 述輕量級客戶端。
8. 權利要求l的方法，其中所述網絡設備使所述移動訂戶接入 所述會話中的應用或服務，所述應用或服務包括即時通訊、 一鍵通服 務、交互式遊戲、音樂流、視頻流、電話會議、視頻會議或網絡會議。
9. 一種無線通信系統，包括 應用伺服器；和通過應用伺服器與網絡中的設備進行通信的多個無線移動訂戶； 其中所述移動訂戶的每個訂戶包含輕量級客戶端，所述應用伺服器包含每個移動訂戶的別名；和其中，對於移動訂戶和網絡設備之間的每個會話根據特定的協 議，應用伺服器從網絡設備接收要在位於移動訂戶上的客戶端處理的 通信；和在移動訂戶上的輕量級客戶端和應用伺服器上的所述移動訂 戶的別名之間分布通信的處理，以減少由輕量級客戶端執^f亍的處理和 移動訂戶與應用伺服器之間的無線事務處理的數量。
10. 權利要求9的系統，其中無線通信系統是3G網絡。
11. 權利要求9的系統，其中所述協議是會話初始協議。
12. 權利要求9的系統，其中所述協議是H.323協議。
13. 權利要求9的系統，其中所述網絡設備包括網絡伺服器或媒 體伺服器。
14. 權利要求9的系統，其中所述移動訂戶包括蜂窩電話、個人 數字助理或移動個人計算機。
15. 權利要求9的系統，其中所述輕量級終端在所述移動訂戶的 每個訂戶上進行下載。
16. 權利要求9的系統，其中所述網絡設備使所述移動訂戶接入 所述會話中的應用或服務，所述應用或服務包括即時通訊、 一鍵通服 務、交互式遊戲、音樂流、視頻流、電話會議、視頻會議或網絡會議。
17. 在具有通過應用伺服器與網絡設備進行通信的多個無線移動 訂戶的無線通信系統中的所述應用伺服器中， 一種減少所述應用服務 器和所述移動訂戶之間的無線事務處理數量的方法，所述方法包括， 對於移動訂戶和網絡設備之間的每個會話，執行下述步驟(a)根據特定的協議，在應用伺服器從網絡設備接收要在位於 移動訂戶上的客戶端處理的通信；和(b )使用所述移動訂戶的別名在所述應用伺服器處理部分所述 通信並與所述移動訂戶合作，使得在移動訂戶上的客戶端和應用服務 器上的所述移動訂戶的別名之間分布端節點協議功能性，以減少由移 動訂戶執行的處理和移動訂戶與應用伺服器之間的無線事務處理的數量。
18. 權利要求17的方法，其中所述無線通信系統是3G網絡。
19. 權利要求17的方法，其中所述協議是會話初始協議。
20. 權利要求17的方法，其中所述協議是H.323協議。
21. 權利要求17的方法，其中所述網絡設備包括網絡伺服器或 媒體伺服器。
22. 權利要求17的方法，其中所述移動訂戶包括蜂窩電話、個 人數字助理或移動個人計算機。
23. 權利要求17的方法，其中所述網絡設備使所述移動訂戶接 入所述會話中的應用或服務，所述應用或服務包括即時通訊、 一鍵通 服務、交互式遊戲、音樂流、視頻流、電話會議、視頻會議或網絡會 議。
全文摘要
提供一種方法和系統以減少應用伺服器和移動訂戶之間的無線事務處理的數量。通信系統包括通過應用伺服器與網絡設備進行通信的多個無線移動訂戶。所述移動訂戶的每個訂戶包括輕量級客戶端，應用伺服器包括每個移動訂戶的別名。對於移動訂戶和網絡設備之間的每個會話根據特定的協議，應用伺服器從網絡設備接收要在位於移動訂戶上的客戶端處理的信息。
文檔編號H04J3/08GK101356754SQ200680050499
公開日2009年1月28日 申請日期2006年11月7日 優先權日2005年11月9日
發明者R·蓋赫 申請人:思達倫特網絡公司