CN1246024A - 在一个无线通信系统中经过承载电路提供无缝通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明使用两个可以被分别使用或者被一起使用的方式解决了现有技术的缺点,例如逗留消息和别名解析。本发明解决这些问题的第一个方法是使用一个压缩的会话标识。这个被压缩的会话标识是从由服务器在接收到一个客户发送的一个会话请求后选择的完全会话标识中推断出来的。这个被压缩的会话标识基本上比相应的完全会话标识短,并且或者服务器,或者是客户,或者两个均可以在每一个发送包中发送出去。

Description

在一个无线通信系统中经过承载电路提供无缝通信的方法

本发明一般涉及经过通信系统来提供的网络服务，更特别地，涉及通信系统的话路管理。

现在，对基于网络的信息服务的要求增加了，其中一个最大的增加领域是在移动或者无线信息服务。移动信息服务是经过无线通信系统，例如，数字蜂窝通信系统来发送的。目前，这样一个系统所承载的主要业务是语音通信，但是数字通信系统提供其它类型数据的能力使系统运营商在向移动通信用户提供数据服务方面，有机会与陆基网络进行竞争。但是，无线移动数据网络仍然有一些问题需要解决。

在一个移动环境中，在一个客户，例如一个移动台，和一个服务器之间的一个通信会话更有可能被打断。中断的原因有许多种，例如是因为服务小区的越区切换，或者是因为信号质量比较糟糕的时间。在越区切换期间，经常有一个简短的时间会没有发生任何信息交换。这个类型的中断，因为它是可以预测的和估计的，对通信的影响最小。但是，因为信号质量糟糕而引起的不希望出现的中断，或者是移动台和基站之间的掉话是更难以处理的。这样一个中断的示例包括当移动台经过一个隧道时，当移动台的电池用完时，服务器过载时，等等。

典型地，当一个连接丢失时，用户必须重新连接，并且与服务器进行另一个通话。这个情形在陆线网络中也会发生，例如电话载波丢失了调制解调连接中的点对点协议(PPP)计算机拨号时。当丢掉一个拨号连接时，用户必须重新拨号，通常接受一个新地址，并且建立一个新的通信会话。当会话被中断时，任何在进行的数据转移就被丢失。移动通信连接发生的情形完全相同。如果一个移动台与固定移动网络设备的连接丢失了，这个通信会话也不可能恢复。

会话的概念被定义在开发系统互连(OSI)模型的七层定义模型中的第五层中。因为一个较低层的一个问题而引起的一个会话的丢失无论如何不是一个要求，实际上，在建议的规范中隐含表明，一个会话应该能够对由客户，服务器，或者是由承载电路网络所发起的挂起和重定向保持不变，至少是能够容忍。无线应用协议的无线会话协议规范版本30(1998年4月)(其公开在这里被用作参考)描述了提供挂起和恢复的一个会话模型。

一个承载电路网络被定义成经过它能够承载数据的网络，包括协议以及物理媒质。例如，一个典型的桌面计算机能够经过一个电路数据/PPP承载电路与一个服务器进行通信，还能够经过一个LAN局域网例如以太网络进行通信。能够使用几个承载电路网络，例如分组数据、电路数据、短消息服务(SMS)(所有这些均为这个领域内所熟悉)的移动通信装置的制造数目在不断地增加。

一个会话从一个承载电路网络移动到或者漫游到另一个承载电路网络的能力使移动通信系统中高层协议的工作大大简化了。通过使用一个被挂起的会话，切换承载电路网络，恢复会话，这就变为有可能了。如果在发生一个中断以后，一个会话也同样地被自动挂起了，然后在重新连接时再恢复，那么遭受这样一个中断的移动用户将能够节省大量时间，并且这个会话也会变为无缝的会话。

但是，关于如何实现一个无缝的通信会话，如何在多个承载电路间保持存活并且跨越多个连接就成了一个错综复杂的问题。例如，在广域分组网络中，例如互连网络中，包或者消息会逗留在这个网络中。这是因为这样一个网络是根据一个“存储转发”原理来进行工作的。如果这个会话改变了承载电路网络，或者如果这个客户的地址在重新连接时改变了，那么正在逗留的消息所携带的信头标识就不再有效。所以，在任何目前的会话协议中，这些包将在到达它们的目的地后被丢弃。通过信头标识(envelop identifier)，它是一个同位体地址的四组，包括客户地址，客户端口号，服务器地址，服务器端口号。这个服务器使用这个信头标识来决定这个包属于哪个会话。典型地，在所推荐的无线应用协议中，一个会话标识是一个32比特的字段，并且被认为是太长了，以致于不能在每一个包中都包括，这样仅使用了信头标识，而将包与会话匹配的负担交给了网络设备。

第二个问题是，因为动态地址分配，例如在PPP连接中，解析别名的问题。当一个电路数据连接被中断时，并且在后来被恢复时，这个客户一般可能会得到一个新的地址分配，从而改变在发送包时它所使用的信头标识。带老信头标识的包将会被丢失，导致产生用户必须重新发送的请求。所以，在一个通信系统中需要一个装置来解决消息逗留的问题和信头标识发生改变的问题。

图1是根据本发明来建立一个移动通信会话的一个信号流图；

图2是根据本发明的，一个移动通信系统的一个系统图；

图3是根据本发明的，提供一个压缩的会话标识的一个方法的一个流图；

图4是根据本发明的、一个移动通信系统的一个包格式；

图5是根据本发明的、一个会话转变控制模块的一个实施方式；和

图6是描述根据本发明的、在一个移动通信系统中经过承载电路提供无缝通信的一个方法的一个流图。

虽然在这个说明书后面的权利要求书定义了被认为是新的本发明的特征，但是仍可以确信，从下面联系附图的描述可以更好地理解本发明，其中类似的部件一直使用类似的标号。

本发明使用两个可以被分别使用或者被一起使用的方式解决了现有技术的缺点，例如逗留消息和别名解析。本发明解决这些问题的第一个方法是使用一个压缩的会话标识。这个被压缩的会话标识是从由服务器在接收到一个客户发送的一个会话请求后选择的完全会话标识中推断出来的。这个被压缩的会话标识基本上比相应的完全会话标识短，并且或者是服务器，或者是客户，或者两个均可以在每一个发送包中发送出去。本发明解决这些问题的第二个方法是构造一个会话转变控制模块。在接收到表示在客户与服务器之间的通信发生中断的一个表示以后，客户和服务器建立一个会话转变控制模块，并且期待使用不同的网络参数来恢复通信。一旦在中断以后恢复了通信，这个会话转变控制模块就完成了，并且被用于正确地路由在中断前被保存的或者逗留的、来自通信事件的消息。这些方法提供了在一个移动通信系统中实现无缝通信的一个方法。

参考图1，显示了根据本发明、用于建立一个移动通信会话的一个信号流图100。这个通信经过一个提供者或者一个承载电路网络106发生在一第一同位体，例如一个客户102，和一第二同位体，例如一个服务器104之间。为了激活通信事件，客户经过被选择的承载电路网络向这个服务器发送一个请求108。服务器接收这个请求110，并且决定是否要准许这个请求。发送请求108和接收请求110在垂直方向上错开了，来表示经过承载电路网络传输以后发生了延迟。假定服务器有足够的资源，并且这个客户是一个被授权的客户，在接收这个请求后的一个期间112内，这个服务器产生一个会话标识，并且根据本发明的一个实施方式，产生一个压缩的会话标识。然后，服务器返回114这个会话标识和被压缩的会话标识(如果产生的话)。最后，这个客户接收116由这个服务器发送来的参数。除了请求和产生会话标识外，还发生了其它传统的通信会话事件，例如协商。还应该理解，一个客户装置可以建立多于一个的会话。

现在参考图2，显示了根据本发明的、一个移动通信系统200的一个系统图。一个移动台202，例如，一个综合业务数字无线电设备是一个客户102，它使用一个固定网络设备(FNE)204经过一个无线链路206与一个服务器104进行通信。固定网络设备204包括一个基站208。基站208包括用于在本地的邻近区域建立一个服务小区的收发器装置和无线资源。这个基站与多个交叉连接开关，例如一第一交叉连接开关210，一第二交叉连接开关212，和一第三交叉连接开关214有效地连接在一起。这些交叉连接开关的作用是将这个客户与所希望的网络连接在一起。例如，第一交叉连接开关是一个电话互连交叉连接开关，第二交叉连接开关是一个移动数据网关，第三交叉连接开关是一个电路数据交叉连接开关。第一，第二和第三交叉连接开关分别经过线216，218，220与这个服务器有效地连接在一起。每一个交叉连接开关还可以连接到其它服务器。这个服务器例如可以是一个WEB服务器。每一个与这个服务器的相应连接表示一个不同的承载电路网络。

在连接到这个服务器时，这个移动台使用基站208激活了一个通信链路。这个已经建立的通信链路的类型决定在连接到这个服务器时使用哪一个交叉连接开关或者承载电路网络。一旦从这个移动台接收了一个请求，基站将这个信息转发到合适的交叉连接开关，然后转发到这个服务器。然后这个服务器接收这个请求，并且如果资源可用，就产生会话标识和一个被压缩的会话标识并且将这些参数经过承载电路网络返回到这个基站，然后这个基站再将这些参数发送到这个移动台。另外，一旦建立了这个链路，这个移动台与这个服务器协商通信协议的结构，例如最大接收缓冲大小。装置能力，例如显示特性也可以被发送到这个服务器。

现在参考图3，显示了根据本发明的、用于压缩一个会话标识来获得一个压缩的会话标识的一个方法的一个流图。在这个过程302的开始，这个服务器已经接收了来自这个客户的一个通信会话请求，并且已经判断出有足够的资源来实现这个通信会话。这个服务器执行的第一步骤是产生304一个长的会话标识。典型地，并且根据无线应用协议，这个长会话标识是一个32比特数据字。因为这个长会话标识的长度，它不可能在每一个数据包或者消息中均被发送。但是根据本发明，从这个长的会话标识中可以推导出一个压缩的或者缩写的会话标识。所以，这个过程的下一步骤是压缩306这个长会话标识。在本发明的一个优选实施方式中，压缩这个长会话标识的步骤包括将这个长会话标识截短到最低有效字节。所以，仅需要8比特而不使用32比特，这大大减少了每一个消息所必须发送的头消息的数量。当在这个压缩的会话标识中使用一较少的比特数目时，如果已经使用这个压缩会话标识，这个服务器就必须执行判断步骤308。为了作这个，这个服务器简单地搜寻目前在为移动台所使用的、激活压缩会话标识数据库。如果这个压缩会话标识已经在使用，这个服务器返回到产生一个长会话标识的步骤。如果这个压缩会话标识没有被使用，然后这个服务器将这个长会话标识和这个被压缩的会话标识返回给客户，并且这个服务器执行记录310这个会话标识和这个压缩会话标识的步骤。一旦这个会话标识和这个压缩会话标识已经被保存，这个服务器通过建立这个会话的承载电路网络将它们发送到客户。

一旦这个客户已经接收到来自这个服务器的会话参数，并且完成了与这个服务器的能力协商，这个客户与这个服务器之间的通信就开始了。消息和数据包然后可以在这个客户和这个服务器之间进行传送了。每一个消息或者数据包的结构如图4所示，图4显示了根据本发明的一个数据包结构400。每一个包优选地包括压缩会话标识402，一个信头标识404，和一个数据负荷406。另外，每一个数据包可能包括头数据408。信头标识是一个同位体地址的四组，包括客户地址，客户端口号，服务器地址，服务器端口号。尽管在这个优选实施方式中，每一个包包括压缩会话标识和信头标识，发送的这个包中可以不包括压缩会话标识。在通信的过程中，这个服务器可能使用这个压缩的会话标识，或者使用信头标识，或者两个均使用，来决定每一个所接收的包属于哪一个会话。服务器地址和客户地址也被服务器和客户之间的其它网络实体使用来进行路由。

在通信期间，这个会话可能会被几个原因中的一个所中断。例如，这个服务器会因为这几个原因中的一个而挂起这个会话通信。这个服务器还可能为了将这个会话重定向到另一个服务器而挂起这个通信会话。这个客户可能会激活一个挂起。承载电路网络也有可能激活一个挂起。只要任何网络实体，包括服务器，客户，或者承载电路网络愿意，这个挂起请求被发送到其它网络实体。当例如在这个客户和这个服务器之间的连接断时，这个通信会话也会被中断。如果这个客户移动到这个基站的范围外，或者例如，如果这个移动台的电池不再向这个移动台供电，这个连接就断了。网络中的连接断还可能是因为错误的执行网络操作，或者网络设备的故障。

现在参考图5，显示了描述根据本发明、在一个无线通信系统中提供一个无缝通信的一个方法的一个流图。在这个方法的开始502，已经判断一个通信会话是所希望的。根据本发明，第一步骤发起504一第一连接。发起第一连接的步骤包括在移动台与基站之间建立一个通信链路，和在基站与所需服务器之间定义一个信道。一旦建立了第一连接，然后这个客户向这个服务器发送一个通信会话请求。所以，下一步骤是在这个客户与这个服务器之间建立506一个通信会话。所以这个服务器已经决定了这些会话参数并且在这个客户与这个服务器之间已经协商了通信协议，就完成了定义508一定义信头标识的步骤。这个第一信头标识被保存在这个服务器和这个客户中，并且被用于标识和接收在这个客户与这个服务器之间发送的数据包或者消息。另外，这个服务器使用这个信头标识来决定所接收的消息属于哪一个会话。这是这个服务器与这个客户之间的正常通信510所发生的。在通信期间，可能会发生会话的会话中断512。这个中断可能是由几个网络实体中的一个所请求的挂起引起的，或者是这个客户与服务器之间的通信链路中断所引起的。与中断的原因无关，根据本发明，这个服务器和客户均执行开始或者产生514一个会话转变控制模块的步骤。这个会话转变控制模块使用压缩会话标识作为一个关键字。图6显示了根据本发明的这个会话转变控制模块，这个会话转变控制模块包括含同位体地址的四组的一第一信头标识602。这个第一信头标识优选地使用这个压缩会话标识作为一个关键字被保存在服务器和客户的一个存贮器中。同时，服务器，客户，或者两个均接收消息或者数据包，这个消息或者数据包被保存在它们相应的接收网络实体中。另外，客户和服务器开始一个定时器。如果在这个定时器结束以前没有恢复这个会话，然后所有属于这个会话或者与这个压缩会话标识或者第一信头标识相应的被保存的消息或者数据包被丢弃。在中断发生以后，就恢复会话。例如这可能通过重新连接516或者建立在移动台和服务器之间的一第二连接来发生，这个服务器在第一连接期间处于会话。如果这个会话仅仅被挂起，在发送一个恢复命令以后也可能恢复这个会话。这个会话可能会经过不同的承载电路网络来被恢复，或者这个会话经过相同的承载电路网络，但是使用不同的网络参数来被重新建立。第二情形的一个示例是，例如当承载电路网络使用动态地址来标识一个客户时，这与点对点协议电路数据连接的情形相同。所以，定义了一第二信头标识。如图6所示，第二信头标识604也包括一个新客户地址，一个新客户端口号，一个新服务器地址，和一个新服务器端口号。第二信头标识中的几个元素可能与第一信头标识中的相同。在恢复通信会话以后，这个客户与这个服务器之间发送的消息或者数据包被用第二信头标识标记。一旦接收了标记有第二信头标识的一个消息或者数据包，这个客户和服务器使用压缩会话标识作为一个源来执行完成518会话转变控制模块的步骤。然后这个服务器和客户将第二信头标识捆绑到会话标识，来区别所有从其中接收的消息。这个服务器和客户也使用会话转变控制模块来路由或者重定向那些在具有第一信头标识的通信中断期间被保存的消息。所以，本发明提供了解决逗留消息和别名解析问题的一个方法，并且提供了经过多个承载电路的一个无缝通信。

虽然已经图示和描述了本发明的优选实施方式，很清楚本发明不局限于此。那些该领域的技术人员将可以作出很多修改，改变，变化，替代和等效，而不偏离后附权利要求书所规定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.在一个无线通信系统中经过承载电路提供一个服务器和一个客户之间无缝通信的一个方法，包括步骤：

从这个客户向这个服务器发送一个会话连接请求；

服务器接收这个会话连接请求；

服务器产生一个会话标识和一个压缩会话标识；

从这个服务器向这个客户发送这个压缩会话标识；

开始经过一第一承载电路网络在这个服务器和这个客户之间发送消息，每一个消息包含这个压缩会话标识和一第一信头标识；

中断这个开始；

使用一第二信头标识经过一第二承载电路网络恢复消息的发送；

在这个服务器和这个客户产生具有一个关键字的一个会话转变控制模块来将第一信头标识链接到第二信头标识；和

在中断以后，客户或者这个服务器接收至少一个消息，这个至少一个消息具有第一信头标识，并且使用会话转变控制模块将这个消息匹配到会话标识。

2.如权利要求1所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中断步骤包括从这个客户向这个服务器发送一个挂起请求。

3.如权利要求1所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中断步骤包括从这个服务器向这个客户发送一个挂起请求。

4.如权利要求1所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中断步骤包括从第一承载电路向这个服务器发送一个拆连接消息。

5.如权利要求1所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中断步骤包括从这个服务器向这个客户发送一个带重定向的挂起请求。

6.一个无线通信系统中，在一个移动台和一个服务器之间进行无缝通信的一个方法，这个方法包括：

经过这个无线通信系统在这个移动台和这个服务器之间发起一第一连接；

这个服务器建立一个会话，包括产生一个会话标识和一个压缩会话标识；

向这个移动台发送这个会话标识和这个压缩会话标识；

定义一第一信头标识来标识在这个移动台和这个服务器之间发送的一个消息；

中止第一连接；

在接收到表示第一连接已经被中止的一个表示以后，使用这个压缩会话标识作为一个关键字，在这个服务器和这个移动台均开始一个会话转变控制模块；

在这个移动台与处于在第一连接期间被建立的会话中的这个服务器之间建立一第二连接；

在完成了建立第二连接的步骤以后，定义一第二信头标识；

通过将第一信头标识匹配到第二信头标识来在这个服务器和这个移动台均完成这个会话转变控制模块；和

用第二信头标识替代一个逗留消息的第一信头标识模块。

7.如权利要求6所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中止第一连接的步骤包括从这个客户向这个服务器发送一个挂起请求。

8.如权利要求6所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中止第一连接的步骤包括从这个服务器向这个客户发送一个挂起请求。

9.如权利要求6所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中止第一连接的步骤包括从第一承载电路向这个服务器发送一个拆连接消息。

10.如权利要求6所定义的提供无缝通信的一个方法，其中中止第一连接的步骤包括从这个服务器向这个客户发送一个带重定向的挂起请求。

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