CN101356754B - 一种用于减少移动订户会话中无线数据事务处理的方法和*** - Google Patents

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Abstract

提供一种方法和***以减少应用服务器和移动订户之间的无线事务处理的数量。通信***包括通过应用服务器与网络设备进行通信的多个无线移动订户。所述移动订户的每个订户包括轻量级客户端，应用服务器包括每个移动订户的别名。对于移动订户和网络设备之间的每个会话：根据特定的协议，应用服务器从网络设备接收要在位于移动订户上的客户端处理的信息。

Description

一种用于减少移动订户会话中无线数据事务处理的方法和***
技术领域
本发明一般涉及无线通信网络，更特别地，涉及用于减少移动订户会话中空中(over-the-air)数据事务处理数量的轻量级通信协议。
背景技术
近年来，SIP(会话初始协议)作为通信协议越来越普及。SIP模仿万维网使用的底层协议HTTP(超文本传输协议)，普遍期望的是它能够像HTTP根本改变网络的方式来根本改变远程通信。SIP源于驱动需求是创建接入独立和通用的宽松、灵活协议的有线线路宽带环境。因为协议的灵活特性，标准体已经开始采用SIP作为在用户端节点上的通信协议。但未曾强调带宽需求和事务处理速率。
移动网络正在经历从2G标准向3G标准的转变和移植。3G使高速数据接入移动端节点成为可能，从而为许多多媒体服务提供方便。但是，尽管3G提供高速数据接入，仍然出现了严重的超量订购，即，用户/信道比很高(相比有线线路网络中用户/信道比通常是5，在有些区域，用户/信道比大于100)。严重的超量订购主要由移动接入网络建设中的高启动成本引起。这种高超量订购使移动用户可用的有效带宽和网络吞吐量显著减少。
下面通过实例，描述VIM(语音即时通讯)的典型的SIP呼叫流程。将带宽需求和事务处理交换率进行量化，以建立典型的VIM会话和传送即时消息。
如果希望被接通，SIP客户端必须向SIP注册器/服务器进行注册。注册对设置的时间(例如一小时)是有效的，并且使客户端的网络地址包含在注册中。如果在任何时候，客户端改变了它的网络地址 (例如因为漫游)，它必须向其注册器重新注册。
图1示出了向SIP注册器或服务器注册的SIP客户端的典型呼叫流程。若移动网络地址发生任何改变或在某一设置的时间段结束之后，无论哪个事件先发生，都调用此过程。下面示出的注册过程中的例示的事务处理需要1KB。
Via：SIP/2.0/TLS 10.0.33.241：5061；branch＝z9hG4bKnashds7
Max-Forwards：70
From：XXXXX<sips：XXXXX10.0.33.241>：tag＝a73kszlfl
To：XXXXX<sips：XXXXX10.0.33.241>
Call-ID：1j9FpLxk3uxtm8tn10.0.33.241
CSeq：1 REGISTER
Contact：mailto：XXXXXvzw.com
Authorization：Digest username＝″XXXXX″，realm＝″boston.vzw.com″，
qop＝″auth″，nonce＝″1cec4341ae6cbe5a359ea9c8e88df84f″，opaque＝″″，
uri＝″sips：ss2.vzw.com″，
response＝″71ba27c64bd01de719686aa4590d5824″
Content-Length：0
SIP/2.0 200 OK
Via：SIP/2.0/TLS 10.0.33.241：5061；branch＝z9hG4bKnashas7
；received＝10.0.33.241
From：XXXXX<sips：XXXXX10.0.33.241>；tag＝a73kszlfl
To：XXXXX<sips：XXXXX10.0.33.241>；tag＝34095828jh
Call-ID：lj9FpLxk3uxtm8tn10.0.33.241
CSeq：1 REGISTER
Contact：<sips：XXXXX10.0.33.241>；expires＝3600
Contact：<mailto：XXXXXvzw.com>；expires＝4294967295
Content-Length：0
一旦进行了注册，SIP客户端就可以通过网络发送和接收消息。图2示出了SIP客户端初始化VIM消息的例示的呼叫流程。在此实例中，SIP呼叫流程总共花费5.25K字节和9个SIP事务来传送一个VIM消息。
满载的SIP应用服务器机架通常可以供应20,000个介质端口。利用标准的超量订购模型，这种配置可以供应多达2,000,000个订户。在每订户0.02厄兰业务量和平均每个消息10秒的情况下，SIP应用服务器要处理的总的VIM消息数是24,000,000个/天或1,000,000个/小时。利用由9个SIP消息/VIM的SIP呼叫流程产生的结果，这种配置将导致每小时9,000,000个SIP事务处理，花费SIP消息数据的5.25G字节总带宽(开销)。这些数字表明，在移动网络中将SIP扩展到移动终端不是有效的；因而，在这种状况下，希望进行提高吞吐 量的改进。
发明内容
根据本发明的一个或多个实施例，提供了一种方法和***来减少无线通信***中应用服务器和移动订户之间的无线事务处理的数量。所述通信***包括通过应用服务器与网络设备进行通信的多个无线移动订户。所述移动订户的每个订户包括轻量级客户端，而应用服务器包括每个移动订户的别名。对于移动订户和网络设备之间的每个会话：根据特定的协议，应用服务器从网络设备接收要在位于移动订户上的客户端处理的通信。所述***在所述移动订户上的轻量级客户端和应用服务器上的所述移动订户的别名之间分布所述通信的处理，以减少由轻量级客户端执行的处理和移动订户与应用服务器之间的无线事务处理的数量。
根据下面的详细描述，本发明的这些和其它的特征与优点将是容易地显而易见的，其中本发明的实施例是通过对本发明的最佳实施方式举例说明的方式进行表现和描述的。如将要了解的，本发明能够实现其它的和不同的实施方式，并且其某些细节能够在各个方面进行修改，都不偏离本发明。因而，需要将附图和说明书实质上当作是解释性的，而不是限制性的或限定意义上的，本申请的范围是在权利要求中进行指定。
附图说明
图1举例说明了根据现有技术，SIP客户端向SIP注册器/服务器注册的例示呼叫流程。
图2举例说明了根据现有技术，SIP移动终端初始化VIM消息的例示呼叫流程。
图3举例说明了根据本发明的一个或多个实施例的移动通信***。
图4举例说明了根据本发明的一个或多个实施例，在移动订户和 应用服务器之间分发SIP客户端功能性。
图5举例说明了根据本发明的一个或多个实施例，SIP移动终端初始化VIM消息的例示呼叫流程。
图6举例说明了根据本发明的一个或多个实施例，移动设备客户端和在SIP应用服务器上其SIP别名之间的轻量级通信协议的一般结构。
具体实施方式
图3举例说明了根据本发明的一个或多个实施例的移动通信***10。所述***包括多个移动订户12(也称为移动设备或移动节点)。所述移动订户12可以是能够与无线网络进行通信的任何适当的设备，诸如蜂窝电话、PDA(个人数字助理)、具有调制解调器的移动PC(个人计算机)以及其它移动计算设备之类。移动订户通过多个基站14与无线网络进行通信。所述基站14作为网络与移动订户12的接口，是因为它们将数字数据转换为无线电信号，反之亦然。所述基站14的每个基站通常具有相关的无线电塔或天线，并且使用无线电链路与各移动订户12进行通信。尤其，基站14可以通过正向信号组的调制和传输，与各移动订户12进行通信，而基站14接收和解调来自从事无线网络活动(例如打电话、网络浏览会话、交互式游戏等)的各移动订户12的反向信号组。
网络16包括(优选地，靠近其边界)一个或多个应用服务器18，用于使移动订户12和网络资源20互相连接，其可以是其它网络设备，诸如网络服务器、媒体服务器之类。应用服务器18与其它网络设备20进行通信，以使移动订户12接入各式各样的应用和服务，包括例如即时通讯、一键通服务、交互式游戏、音乐和视频流，以及电话、视频和网络会议。
在传统***中，应用服务器和其它网络设备使用SIP作为会话控制机制，与移动订户进行通信。在这些传统***中，每个移动订户包括允许它与其它SIP设备进行通信的SIP客户端。根据本发明的各实 施例，如例如图4中举例说明的，每个移动订户12的SIP功能性在移动订户12和应用服务器18之间进行分布(distribute)。尤其，在移动订户12上实现轻MM(多媒体)客户端30，该移动订户与在SIP应用服务器18中实现的该订户的映像32(即，别名)进行通信。轻客户端30和订户别名32共同完成移动订户相对于外界(特别地，在与移动订户的通信会话中的网络中的其它设备)的SIP端节点功能。通过在移动订户12和应用服务器18之间分布移动订户的SIP功能性，移动订户12与应用服务器18可以使用轻量级协议进行通信，从而可以显著减少应用服务器18和移动订户12之间的无线事务处理数量。
可以使用各种标准，包括例如在移动电话当中普及的J2ME(MIDP2.0，JSR135)标准，在移动订户12中实现轻客户端30。
通过在移动订户12和应用服务器18之间分布SIP客户端的功能性，可获得许多优点。通过减少空种传输的SIP消息数，提高了吞吐量。另外，由于轻MM客户端30优选地只使用核心应用特定代码，并且优选地不需要SIP协议栈，所以它在移动订户12上具有较小的足迹(footprint)。而且，所述MM客户端30将需要较少的CPU周期，因为很多或大部分的SIP功能将被委托给位于应用服务器18上的其复制品32。移动订户上的处理减少了，也会降低移动订户耗费的功率，从而延长设备电池再充电的时间间隔。另外，可以通过向核心网委托不重要的功能平衡控制应用服务器18的高带宽处理体系结构。
图5举例说明了根据本发明的一个或多个实施例的例示VIM呼叫流程，以便与图2的现有技术呼叫流程进行对比。如图5中呼叫流程所示，移动订户和应用服务器之间只需要2个无线事务处理，而不像图2的呼叫流程，其中需要9个事务处理来传送1个VIM消息。
MM客户端可以使用实时传输协议(RTP)来接入应用服务器。为了改善吞吐量，可以使用大的RTP分组化间隔，同时帧长较大。例如，使用8k比特/秒的编码器，1400字节的帧长可以携带大于1秒的语音数据。这种方案在标准的20毫秒分组化速率(为1秒的语音数据生成50个分组)上可以是非常有效的。
在移动订户12上的MM客户端30和在SIP应用服务器18上的其SIP别名32之间的轻量级通信协议是紧凑的，并且最好是可扩展的。该通信协议可以显著改善3G和其它无线数据网络的应用吞吐量。在图6中举例说明了轻量级通信协议PDU(协议数据单元)的一个可能的一般结构。可以使用8字节报头，包含从版本号开始的固定长度字段，接着是应用ID等。“总长度”表示所述PDU的总长度，可长为2字节。可长为2字节的“操作码”携带控制指令，例如之前的呼叫流程中所示的“消息”。可以定义很多(例如64,000)种不同类型的操作码。作为2字节字段的“长度”表示与操作码相关联的数据的长度。“数据”是长度可变的数据字段，紧接在“长度”之后。此字段的语义可以是操作码相关的。
可以通过从网络下载客户端30，将根据本发明的一个或多个实施例的MM客户端30安装在移动订户12上。或者，软件可以是在***用户购买的移动订户12上预安装的。一旦移动订户12具有客户端应用30，可选地，可以将***配置为每次调用MM客户端30将最好首先检查相关的门户站点，以查看是否有该软件的最新版本。如果没有，门户站点可提醒客户端将软件更新为新版本。
尽管本申请中描述的各种实例提到SIP协议的使用，应当指出的是，本发明不被限制为用于任何特定的标准协议，而是可以用于各种通信协议(包括例如H.323协议)。
优选地，通过软件实现MM客户端30、订户别名32和相关的处理，因而，优选的实现之一是在位于各设备的随机存取存储器中的代码模块中作为一组指令(程序代码)。直到被请求时，这组指令可以存储在另一计算机存储器中(例如在硬盘驱动器或移动存储器中)，或者通过因特网或一些其它计算机网络下载。另外，尽管描述的各种方法可在由软件选择性地激活或重新配置的设备中方便地实现，本领域技术人员会明白，还可以通过硬件、通过固件、或者通过被构建用来执行指定的方法步骤的更专用装置，来实现这种方法。
已经描述了本发明的优选实施方式，但是显然可以对本发明进行 修改，而不会背离本发明的精神和范围。
下面提出的具有编号或由字母指定的步骤的方法权利要求不应当被认为必须限制在所提出步骤中的特定的顺序。

Claims (23)

1.在具有通过应用服务器与网络设备进行通信的多个无线移动订户的无线通信***中，一种减少应用服务器和移动订户之间的无线事务处理数量的方法，所述方法包括步骤：
在所述移动订户的每个移动订户上提供轻量级客户端，在应用服务器上提供用于每个移动订户的别名，
其中，每个移动订户的会话初始协议(SIP)功能性分布在该移动订户上所提供的轻量级客户端和应用服务器上所提供的用于该移动订户的别名上；
对于移动订户和网络设备之间的每个会话：
(a)根据标准通信协议，应用服务器从网络设备接收针对移动订户的通信；和
(b)在移动订户上所提供的轻量级客户端和应用服务器上所提供的用于移动订户的别名之间分布通信的处理，并且从应用服务器上所提供的用于移动订户的别名以轻量级协议与移动订户上所提供的轻量级客户端通信，以减少由轻量级客户端执行的处理和在移动订户与应用服务器之间的无线事务处理的数量。
2.权利要求1的方法，其中所述无线通信***是3G网络。
3.权利要求l的方法，其中所述标准通信协议是会话初始协议。
4.权利要求1的方法，其中所述标准通信协议是H.323协议。
5.权利要求1的方法，其中所述网络设备包括网络服务器或媒体服务器。
6.权利要求1的方法，其中所述移动订户包括蜂窝电话、个人数字助理或移动个人计算机。
7.权利要求l的方法，其中所述轻量级客户端是在所述移动订户的每个订户上从所述***下载的。
8.权利要求1的方法，其中所述网络设备使所述移动订户接入所述会话中的应用或服务，所述应用或服务包括即时通讯、一键通服务、交互式游戏、音乐流、视频流、电话会议、视频会议或网络会议。
9.一种无线通信***，包括；
应用服务器；和
通过应用服务器与网络中的设备进行通信的多个无线移动订户；
其中所述移动订户的每个移动订户包含轻量级客户端，所述应用服务器包含每个移动订户的别名，并且其中，每个移动订户的会话初始协议(SIP)功能性分布在该移动订户所包含的轻量级客户端和应用服务器所包含的该移动订户的别名上；和
其中，对于移动订户和网络设备之间的每个会话：
根据标准通信协议，应用服务器从网络设备接收针对移动订户的通信；和
在移动订户所包含的轻量级客户端和应用服务器所包含的该移动订户的别名之间分布通信的处理，以及从应用服务器所包含的该移动订户的别名以轻量级协议与该移动订户所包含的轻量级客户端通信，以减少由轻量级客户端执行的处理和移动订户与应用服务器之间的无线事务处理的数量。
10.权利要求9的***，其中无线通信***是3G网络。
11.权利要求9的***，其中所述标准通信协议是会话初始协议。
12.权利要求9的***，其中所述标准通信协议是H.323协议。
13.权利要求9的***，其中所述网络设备包括网络服务器或媒体服务器。
14.权利要求9的***，其中所述移动订户包括蜂窝电话、个人数字助理或移动个人计算机。
15.权利要求9的***，其中所述轻量级客户端在所述移动订户的每个订户上进行下载。
16.权利要求9的***，其中所述网络设备使所述移动订户接入所述会话中的应用或服务，所述应用或服务包括即时通讯、一键通服务、交互式游戏、音乐流、视频流、电话会议、视频会议或网络会议。
17.在具有通过应用服务器与网络设备进行通信的多个无线移动订户的无线通信***中的所述应用服务器中，一种减少所述应用服务器和所述移动订户之间的无线事务处理数量的方法，所述方法包括，对于移动订户和网络设备之间的每个会话，执行下述步骤：
(a)根据标准通信协议，应用服务器从网络设备接收针对移动订户的通信；和
(b)在移动订户上所提供的轻量级客户端和应用服务器上所提供的该移动订户的别名之间分布通信的处理，移动订户的会话初始协议(SIP)功能性分布在移动订户上所提供的轻量级客户端和应用服务器上所提供的该移动订户的别名之间，以及从应用服务器上所提供的该移动订户的别名以轻量级协议与该移动订户上的轻量级客户端通信，以减少由移动订户执行的处理和移动订户与应用服务器之间的无线事务处理的数量。
18.权利要求17的方法，其中所述无线通信***是3G网络。
19.权利要求17的方法，其中所述标准通信协议是会话初始协议。
20.权利要求17的方法，其中所述标准通信协议是H.323协议。
21.权利要求17的方法，其中所述网络设备包括网络服务器或媒体服务器。
22.权利要求17的方法，其中所述移动订户包括蜂窝电话、个人数字助理或移动个人计算机。
23.权利要求17的方法，其中所述网络设备使所述移动订户接入所述会话中的应用或服务，所述应用或服务包括即时通讯、一键通服务、交互式游戏、音乐流、视频流、电话会议、视频会议或网络会议。
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