專利名稱：用于無線環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)輔助連接的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及在不同的網(wǎng)絡(luò)元件之間傳輸信息。
背景技術(shù)：
在具有不同通信元件的網(wǎng)絡(luò)中，不同的組件必須有效地彼此通信。 如果元件失靈或者未能適當(dāng)通信，則常常出現(xiàn)不良的通信質(zhì)量。不良 的通信質(zhì)量導(dǎo)致用戶所不希望的體驗(yàn)。在這樣的系統(tǒng)中，運(yùn)行于用戶設(shè)備(例如蜂窩電話)的應(yīng)用程序， 常常試圖與諸如因特網(wǎng)服務(wù)器的目標(biāo)主機(jī)通信。在一種方法中，使用傳輸控制協(xié)議(TCP)在應(yīng)用程序與目標(biāo)主機(jī)之間建立通信會話。當(dāng)用 戶對要求訪問諸如web服務(wù)器的目標(biāo)主機(jī)的應(yīng)用程序進(jìn)行某種動作的 時(shí)候，建立TCP會話。該應(yīng)用程序首先嘗試使用命名服務(wù)，通常是域 名服務(wù)器(DNS)解析，通過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口 (API)來確定目 標(biāo)主機(jī)的IP地址。創(chuàng)建來自于該主機(jī)的一個(gè)或多個(gè)IP分組，將該IP 分組導(dǎo)向連接于該應(yīng)用程序的無線接口。當(dāng)該應(yīng)用程序處的無線接口接受了這些分組的時(shí)候，其開始分配 用于傳輸數(shù)據(jù)分組的無線信道的過程。 一旦該無線信道就緒，就將命 名服務(wù)分組從該應(yīng)用程序傳輸至DNS服務(wù)器，并且進(jìn)行域名解析。該 應(yīng)用程序然后可以啟動TCP會話，并且可交換該數(shù)據(jù)分組。如上所述，以前的系統(tǒng)僅在分配了無線信道之后才建立TCP會話。 由于TCP會話建立和無線信道分配是順序進(jìn)行的，因此產(chǎn)生了延遲。 由于這些延遲可能很長，因此降低了用戶對系統(tǒng)的體驗(yàn)，并且常常出
現(xiàn)因延遲而失望。以前的系統(tǒng)還經(jīng)常要求使用另外的硬件，例如RF定時(shí)器，以確保對系統(tǒng)動作的正確定時(shí)，這導(dǎo)致了系統(tǒng)中的RF容量浪費(fèi)。


圖1是用于根據(jù)本發(fā)明建立數(shù)據(jù)會話的系統(tǒng)框圖； 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明在移動設(shè)備與目的服務(wù)器之間建立會話 的呼叫流程圖；圖3a-c是示出了根據(jù)本發(fā)明在建立數(shù)據(jù)會話中所交換的消息的呼 叫流程圖。本領(lǐng)域的工作人員可以理解，圖中的元件是為了簡單和清楚而描 述的，并沒有一定按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺度可以相對 于其它元件而有所放大，以便有助于增進(jìn)對本發(fā)明的各實(shí)施例的理解。 此外，為了便于在較少干擾的情況下觀察本發(fā)明的這些不同的實(shí)施例， 通常并不描繪對于在商業(yè)上可行的實(shí)施例有用的或必要的、常見但易 于理解的元件。
具體實(shí)施方式
提供了一種用于在移動設(shè)備與目的服務(wù)器之間建立數(shù)據(jù)會話的系 統(tǒng)和方法。更具體地，至少部分地與實(shí)現(xiàn)域名服務(wù)器(DNS)解析和 在移動設(shè)備與服務(wù)器之間建立傳輸協(xié)議(TCP)連接同步，建立無線業(yè) 務(wù)信道。有利地，該方案導(dǎo)致更快建立數(shù)據(jù)會話以及更好的用戶體驗(yàn)。在多個(gè)這些實(shí)施例中，啟動消息被發(fā)送到中間單元或代理設(shè)備。 該消息可以包括在移動設(shè)備與目的服務(wù)器之間建立連接的協(xié)議信息。 使用所提供的信息，由中間單元與目的服務(wù)器之間的無線網(wǎng)絡(luò)建立第 一連接。此后，同樣可以通過使用所提供的信息來實(shí)現(xiàn)由中間單元與 移動單元之間的無線網(wǎng)絡(luò)所建立的第二連接。然后使用該第一和第二 連接由移動單元與目的服務(wù)器之間的無線網(wǎng)絡(luò)建立第三連接。第一、 第二和第三連接大體上在建立移動單元與目的服務(wù)器之間的業(yè)務(wù)信道
的同時(shí)建立。在建立了第三連接之后，無線網(wǎng)絡(luò)可以終止第一和第二 連接，并且使用第三連接作為源與目的之間的通信路徑。
消息中所發(fā)送的協(xié)議信息可以包括高層協(xié)議信息和低層協(xié)議信 息。高層協(xié)議信息可以包括超文本傳輸協(xié)議(HTTP)信息、文件傳輸協(xié)議(FTP)信息、會話啟動協(xié)議(SIP)信息、簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP) 信息、郵局協(xié)議(POP)信息或者中間消息訪問協(xié)議(IMAP)信息。 低層協(xié)議信息可以包括協(xié)議ID、源端口號以及目的端口號。
在另一種方法中，啟動消息可以是重新連接消息、數(shù)據(jù)突發(fā)消息 或者短數(shù)據(jù)突發(fā)消息。另外，所采用的無線網(wǎng)絡(luò)可以是碼分多址 (CDMA) -2000網(wǎng)絡(luò)、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議的其它實(shí)例也是可能的。
因而，提供了一種系統(tǒng)和方法，借此，業(yè)務(wù)信道建立和DNS解析 以及TCP連接建立大體上同時(shí)發(fā)生。這導(dǎo)致了系統(tǒng)中較少的延遲，由 此減少用戶失望并且增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。此外，不需要額外的硬件來實(shí)現(xiàn) 該系統(tǒng)，由此降低了對終端用戶的系統(tǒng)成本。
現(xiàn)參照圖1，描述了一種用于在移動臺102與web服務(wù)器110之 間建立數(shù)據(jù)連接的系統(tǒng)。移動臺102連接至基站和基站控制器(BSC) 單元104?；?BSC 104耦合于代理單元106。代理單元106耦合于域 名服務(wù)器(DNS) 108和web服務(wù)器110。
移動臺102可以是任何類型的移動無線設(shè)備。例如，它可以是蜂 窩電話、個(gè)人數(shù)字單元(PDU)、尋呼機(jī)等。基站/BSC 104包括向移 動臺102發(fā)送消息以及從移動臺102接收消息的功能。代理單元106 可以是基站/BSC的一部分或分開設(shè)置。如文中所描述的，代理單元106 確保無線信道分配和TCP會話啟動能夠在大體上并行地發(fā)生。
在這點(diǎn)上，移動單元102可以通過基站/BSC 104將具有TCP信息 的消息發(fā)送給代理單元106。代理單元106使用DNS 108實(shí)現(xiàn)目的名 稱解析。代理單元106啟動與web服務(wù)器110的TCP會話。大體上在 建立TCP會話的同時(shí)分配無線資源。代理單元106啟動與移動單元102 的TCP會話，并且指示移動單元使用特定的序號。該代理進(jìn)行對移動 單元102和web服務(wù)器IIO二者的TCP會話確認(rèn)(ACK)。代理單元 106退出流程(回復(fù)至被動模式)，并且移動單元102和web服務(wù)器 IIO相互間直接通信。在該方法中，用戶在應(yīng)用程序上進(jìn)行某種動作以啟動會話，但該 應(yīng)用程序卻僅需要完成對connect()函數(shù)的修訂版本的單個(gè)API調(diào)用。 修訂的connect()函數(shù)采用所有的normal()參數(shù)，并且還允許使用未解析 的主機(jī)名。connect()函數(shù)然后創(chuàng)建用于向包括在代理單元106中的代理 控制功能(PCF)傳輸?shù)奶囟ǖ亩虜?shù)據(jù)突發(fā)(SDB)消息。connect()函數(shù)還在正在使用的TCP端口上發(fā)送監(jiān)聽需求。SDB含 有未解析的主機(jī)名或已解析的主機(jī)IP地址、目的TCP端口號以及源 TCP端口號。移動臺和PCF然后開始并行處理。移動臺進(jìn)行獲取無線 資源所需要的過程。在需要時(shí)PCF代表移動臺進(jìn)行名稱解析。PCF然 后通過發(fā)送TCP SYN消息啟動對目的主機(jī)的TCP會話。PCF使用移動 臺的源IP地址以及SDB中所提供的TCP端口。按照主機(jī)需求RFC中 的規(guī)定來選擇TCP序號。在操作階段期間，PCF截取所有去往移動臺的業(yè)務(wù)。當(dāng)來自于目 的主機(jī)的TCP SYN/ACK消息到達(dá)時(shí)，PCF使用該消息并且存儲TCP 序列值。PCF然后創(chuàng)建用于向移動臺遞送的TCP SYN消息。TCP SYN 消息使用來自于目的主機(jī)的TCP SYN/ACK消息的TCP序列值。TCP SYN消息還含有最近定義的TCP選項(xiàng)。該選項(xiàng)允許發(fā)送TCP SYN消 息的主機(jī)為TCP連接的另一側(cè)指定起始序號。 一建立無線資源就向移 動臺遞送TCP SYN消息。
移動臺利用其自己的TCP SYN/ACK消息響應(yīng)TCP SYN消息。 PCF將再次截取該消息，然后創(chuàng)建將要發(fā)送給目的主機(jī)的TCP ACK消 息以及將要發(fā)送給移動主機(jī)的TCP ACK消息。PCF然后退出通信會話， 并且目的主機(jī)和移動主機(jī)各自可以開始用戶數(shù)據(jù)傳輸。以上所描述的方法可以用于諸如用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)的協(xié)議。 在這種情況下，還必須在SDB中發(fā)送協(xié)議ID，并且在UDP的情況下，不存在與無線資源分配并行安排的三次握手。另一種方法涉及修改write(3函數(shù)調(diào)用以包括在新的connectO函數(shù)中發(fā)現(xiàn)的參數(shù)。通過這樣， write函數(shù)的實(shí)際內(nèi)容，例如HTTP"獲得文件名"，也可以包括在SDB中。然后可以在正在分配無線信道時(shí)啟動對用戶數(shù)據(jù)的實(shí)際檢索。這 能夠以增加SDB的尺寸以及針對序號管理的復(fù)雜集合方案為代價(jià)，提 供額外的響應(yīng)時(shí)間增益和可能改進(jìn)的信道調(diào)度。現(xiàn)參照圖2，描述了示出移動單元與目的服務(wù)器之間的消息流的 呼叫流程圖。在步驟202，啟動消息從移動單元發(fā)送到代理設(shè)備。啟動 消息既包括低層協(xié)議信息又包括高層協(xié)議信息。信息可以是顯式的(協(xié) 議名稱)或固有的(將使用的某些端口號)。在步驟206，啟動消息被 重新格式化并被傳送給DNS。DNS在步驟208以DNS響應(yīng)消息進(jìn)行響 應(yīng)。在步驟210，代理設(shè)備向目的服務(wù)器發(fā)送TCPSYN消息。在步驟 212，目的服務(wù)器利用TCP SYN/ACK消息進(jìn)行響應(yīng)，該TCP SYN/ACK消息指出即將建立連接。這些消息及其格式對于本領(lǐng)域的工作人員是 公知的。在步驟214，代理設(shè)備向移動臺發(fā)送TCP/SYN消息。在步驟216, 移動臺利用TCP SYN/ACK消息進(jìn)行響應(yīng)。這一握手的完成指出在代理 設(shè)備與移動臺之間存在通信路徑。 在步驟218，代理設(shè)備向目的服務(wù)器發(fā)送TCP/ACK消息。該消息 向目的服務(wù)器指出TCP/IP數(shù)據(jù)可以從目的服務(wù)器流向代理設(shè)備。在另 一種方法中，該步驟還可以在步驟212之后進(jìn)行。在步驟220， TCP ACK消息從代理設(shè)備發(fā)送到移動臺，指出數(shù)據(jù) 可以從移動臺流向代理設(shè)備。在步驟221，從數(shù)據(jù)流撤銷代理設(shè)備，并 且在步驟222，數(shù)據(jù)在移動設(shè)備與目的服務(wù)器之間流動。在步驟204，完成TCP信道構(gòu)建。舉例來說，這可以包括移動臺 分配、信道分配以及數(shù)據(jù)發(fā)送。步驟204與步驟202-222中的全部或一 些同時(shí)進(jìn)行。因而，上述系統(tǒng)和方法允許業(yè)務(wù)信道建立和DNS解析及TCP連 接建立大體上同時(shí)發(fā)生。由于顯著減少了建立通信中的延遲，因此獲 得了增加的系統(tǒng)性能?，F(xiàn)參照圖3a-c，描述了第一主機(jī)(例如移動設(shè)備)與第二主機(jī)(例 如具有名稱xyzxom的目的服務(wù)器)之間的消息收發(fā)序列。該方法使用 PCF充當(dāng)?shù)谝恢鳈C(jī)與第二主機(jī)之間的媒介。在步驟302，應(yīng)用程序(在 第一主機(jī)上)發(fā)布插口連接命令，該命令被傳送給PCF。在一個(gè)實(shí)例中，連接消息包括三個(gè)參數(shù)。第一參數(shù)是目的的名稱， 例如，第二主機(jī)。第二參數(shù)是高層協(xié)議端口號，例如端口2。第三參數(shù) 是低層協(xié)議的端口號，例如端口l。在步驟302， PCF代表第一主機(jī)(例如移動設(shè)備)進(jìn)行名稱解析。 在這種情況下，利用Adr-3的IP源地址(PFC的地址)、Adr-DNS的 IP目的地址(DNS的地址)以及Port—DNS的UDP目的端口形成DNS 請求消息304。 DNS應(yīng)答消息306形成于主機(jī)服務(wù)器。消息306包括Adr-DNS的 源IP地址、Adr-3的目的IP地址、Port—DNS的UDP源端口以及 Port—DNS的UDP目的端口 。在步驟308， PCF代表第一主機(jī)啟動與第二主機(jī)的通信。將 TCP-SYN消息310從PCF發(fā)送到第二主機(jī)，并且將TCP Syn/Ack消息 從第二主機(jī)發(fā)送到PCF。這兩個(gè)消息都包括TCP序號、源和目的地址 信息以及源和目的端口信息。在步驟312，在移動主機(jī)正在監(jiān)聽的插口上啟動與該移動主機(jī)的 TCP會話。將TCP SYN消息314從PCF發(fā)送到第一主機(jī)。從第一主機(jī) 發(fā)送TCP SYN/ACK消息316 。該消息包括IP尋址、端口和序號信息。在步驟318， PCF確認(rèn)TCP會話在PCF與第一主機(jī)、PCF以及第 二主機(jī)之間。就這點(diǎn)而言，將TCPACK消息320從PCF發(fā)送到第一主 機(jī)，并且將TCF ACK消息324從PCF發(fā)送到第二主機(jī)。這兩個(gè)消息都 包括IP尋址信息、端口信息以及序號信息。還可以在不同的時(shí)間發(fā)送 消息322 ，例如，在發(fā)送消息310之后。在步驟326， PCF退出消息收發(fā)流，并且第一主機(jī)直接與第二主 機(jī)通信。在這種情況下，可以將TCP數(shù)據(jù)328從第一主機(jī)發(fā)送到第二 主機(jī)，并且可以將TCP數(shù)據(jù)330從第二主機(jī)發(fā)送到第一主機(jī)。TCP數(shù) 據(jù)包括適當(dāng)?shù)脑春湍康牡刂?，以便能夠正確地路由數(shù)據(jù)。還包括端口 信息以及序號信息和應(yīng)答號信息。雖然己經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的工作 人員將明白，會有大量的改變和修改出現(xiàn)，并且所附權(quán)利要求旨在涵 蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的所有那樣的改變和修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于在移動設(shè)備與目的服務(wù)器之間建立數(shù)據(jù)會話的方法，包括在所述移動設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)之間建立無線業(yè)務(wù)信道；以及 至少部分地與建立所述無線業(yè)務(wù)信道同時(shí)，通過所述無線網(wǎng)絡(luò)在 所述移動設(shè)備與所述目的服務(wù)器之間建立連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述方法，其中在所述移動設(shè)備與所述無線網(wǎng)絡(luò)之間建立所述無線業(yè)務(wù)信道，以及在所述移動設(shè)備與所述目的服 務(wù)器之間建立所述連接由第一消息啟動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的所述方法，其中發(fā)送所述第一消息包括向所 述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送啟動消息，所述啟動消息包括用于在所述移動設(shè)備 與所述無線網(wǎng)絡(luò)之間建立所述無線業(yè)務(wù)信道的無線網(wǎng)絡(luò)信息，以及由 所述無線網(wǎng)絡(luò)用于在所述移動設(shè)備與所述目的服務(wù)器之間建立所述連 接的協(xié)議信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的所述方法，其中建立所述連接包括 通過所述無線網(wǎng)絡(luò)，使用所述協(xié)議信息，在所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述目的服務(wù)器之間建立第一連接；通過所述無線網(wǎng)絡(luò)，使用所述協(xié)議信息，在所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述 移動單元之間建立第二連接；通過所述無線網(wǎng)絡(luò)，利用所述第一和第二連接，在所述移動單元 與所述目的服務(wù)器之間建立第三連接；以及通過所述無線網(wǎng)絡(luò)，在建立所述第三連接時(shí)，終止所述第一和第 二連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的所述方法，其中向所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述啟 動消息包括發(fā)送從包含重新連接消息、數(shù)據(jù)突發(fā)消息以及短數(shù)據(jù)突 發(fā)消息的組中選擇的消息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述方法，其中在所述移動設(shè)備與所述目的 服務(wù)器之間建立所述連接包括通過所述無線網(wǎng)絡(luò)確定對應(yīng)于所述目 的服務(wù)器的目的地址。
7. —種在無線網(wǎng)絡(luò)中的代理設(shè)備，用于促進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)上的目的服 務(wù)器與移動設(shè)備之間的連接，包括用于接收啟動消息的接收機(jī)，所述啟動消息包括協(xié)議信息；以及 處理器，所述處理器耦合于所述接收機(jī)，并且接收所述協(xié)議信息 以及啟動與所述目的服務(wù)器的連接和解析消息，并且作為響應(yīng)，接收 來自所述目的服務(wù)器的消息，所述連接和解析消息至少部分地與所述 無線網(wǎng)絡(luò)上的無線信道建立同時(shí)地發(fā)送到所述目的服務(wù)器以及從所述 目的服務(wù)器接收。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述代理設(shè)備，其中所述啟動消息包括從包含重新連接消息、數(shù)據(jù)突發(fā)消息以及短數(shù)據(jù)突發(fā)消息的消息組中選擇 的消息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述代理設(shè)備，其中所述處理器包括用于一旦完成所述無線信道建立就回復(fù)到被動模式的裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述代理設(shè)備，其中所述連接和解析消息 用于DNS解析和TCP連接建立。
全文摘要
一種在移動設(shè)備(102)與目的服務(wù)器(110)之間建立數(shù)據(jù)會話的系統(tǒng)和方法。在該移動設(shè)備(102)與無線網(wǎng)絡(luò)之間建立無線業(yè)務(wù)信道。至少部分地同步于建立無線業(yè)務(wù)信道，該無線網(wǎng)絡(luò)在移動設(shè)備(102)與目的服務(wù)器(110)之間建立連接。
文檔編號H04B1/18GK101124736SQ200580030912
公開日2008年2月13日 申請日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者約翰·M·哈里斯, 羅伯特·D·巴廷, 羅納德·T·克羅克 申請人:摩托羅拉公司