专利名称：为多模移动终端提供数据的网络设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及经由骨干网彼此连接的多组无线通信网，并且更准确地说，涉及控制移动终端到无线接入网的接入，用于在服务会话期间与外部应用进行通信。
背景技术：
在本上下文中，表述“移动终端”是指能够经由其父网络(parentnetwork)与另一终端或网络设备或者与其自己的父网络以无线信号的形式交换数据的任意移动或便携式无线通信终端，例如移动电话机和配备有无线通信模块的便携式(膝上型)计算机或个人数字助理(PDA)。
称为多模(multimode)终端的某些移动终端适合于接入多个(至少两个)不同的无线接入网，例如，一方面是GPRS/EDGE(通用分组无线服务/增强型数据速率GSM演进技术)和/或UMTS(通用移动通信系统)通信网，而另一方面是WLAN(无线局域网)和/或WiFi(无线保真)和/或WiMAX(微波接入全球互操作性)通信网。因此，这些终端具有在电话(GPRS/EDGE或UMTS)或PCMCIA(个人计算机厂商接口适配器)(WiFi或WiMAX)电子通信卡上定义的例如使得这些终端能够连接到相应的无线接入网的多个网络接口。还可以通过对两个移动终端进行组合来构造“多模”终端，例如经由串行端口将移动电话机连接到便携式(膝上型)计算机。
例如，如果无线接入网所连接的骨干网是网际协议(IP)网络，则多模终端可以经由无线接入网连接到与网际协议网络相连且包括外部应用服务器(或因特网站点)的网络(或应用)设备，以便与这些服务器交换数据。例如，外部应用可以专用于传输音乐或视频(音频、视频等数据流的“流传送”模式传输)。
为使多模终端的用户能够下载由远端外部应用管理的数据，用户的终端必须具有能够发起与所述外部应用的服务会话的内部应用，例如Web浏览器。
本领域的普通技术人员知道，服务会话包括由特定的特征定义且与服务语义相关联的不同类型的(服务)事务。服务语义定义了提供所涉及的应用的给定事务的意义。例如，事务可以包括查找因特网站点或因特网站点的给定页面、请求传输某个电影或请求暂时地或永久地停止某个电影。
必须将从(内部的或外部的)发出请求的应用所发出的每个事务，经由其中安装了发出请求的应用和所请求的应用(内部的和外部的)的设备(例如多模终端和应用服务器)之间建立的传输(套接字)层连接，传输给其指定的所请求的(外部的或内部的)应用。
同一会话期间的相同类型或不同类型的相继事务不一定需要采用同样高的比特率或者甚至非常高比特率(传输层)连接。例如，采用非常高比特率连接来传输暂时地或永久地停止传输视频数据的请求是没有效用的，而视频数据传输本身必须采用非常高比特率连接。
同样，在某些环境下，有可能希望为了接入高比特率连接可以稍加等待，而不是采用会引起较低的重现质量的较低比特率连接立即发起会话。例如，如果UMTS/WiFi双模终端要在存在WiFi热点(hotspot)的区域中移动，则有利的是进行等待，以便每当其到达热点时经由WiFi接入网向其传输高比特率视频数据。
以上分析可知，特别有利的是能够选择适合于多模终端需要执行的每个事务的无线接入网。这在目前是不可能的。
诸如便携式(膝上型)计算机和PDA之类的多模终端目前适合于选择网络接口，该网络接口将用于根据安装了所请求的应用的应用设备的目的地址以及特别地与多模终端的路由表中的该目的地址相关联的路由(或路径)来访问所请求的应用。
因此，如果路由表中存在这种路由，则发出请求的应用应该选择连接到该路由所经过的无线接入网的网络接口。如果路由表中不存在这种路由，则发出请求的应用应该选择使用连接到提供到单一的无线接入网的连接的网络接口的默认路由。因此，实际上，除非连接到默认路由的网络接口不可用，该网络接口是系统地使用的。
因此，在当前的多模终端中，发出请求的(内部的)应用对用于执行事务的网络接口没有控制。
在一个对这种状况进行改善的尝试中，阿尔卡特公司已经提出修改多模终端的操作系统以便丰富API套接字(传输层连接应用编程接口)层，以及修改内部应用以便使它们能够使用能采用对API套接字层进行的修改的接入网选择机制。这种解决方案使得多模终端内部应用的制造者对它们进行修改，并且没有使无线接入网运营者针对选择其接入网的模式进行任何操作，这严重地限制了选择标准。
本发明的一个目的是改善这种状况。
发明内容
为此，本发明提出一种用于这样一个组的网络设备，该组包括连接到骨干网的不同类型的至少两个无线接入网，所述骨干网连接了至少一个应用设备，所述应用设备包括至少一个外部应用，所述外部应用适合于与安装在多模无线通信移动终端上的至少一个内部应用交换数据，并且每个所述多模无线通信移动终端包括还操作系统、连接到所述操作系统的至少两个网络接口，并且每个所述网络接口都具有地址且适合于连接到所述组的各个无线接入网，所述网络设备包括管理装置，其适合于经由信令连接向指定的多模移动终端传输控制软件模块，该软件控制模块适合于一旦安装在所述指定的终端上就在该终端的内部应用与外部应用之间提供代理接口功能，并且适合于每当其从所述终端的内部应用接收到指定外部应用的事务请求时，就根据控制信息和寻路信息来确定所述终端的哪个所述网络接口适合于所述事务，并随后指示所述操作系统经由所述确定的网络接口与包含所述外部应用的所述应用设备之间的传输层连接将所述事务请求传输给所述所指定的外部应用。
在本上下文中，根据IETF(因特网工程任务组)的定义，表述“代理功能”是指插入在两个应用之间且将其自身作为两个应用之一而传送给另一应用并且反之亦然的模块。
本发明的网络设备可以具有其他特征，并且特别是单独地或以组合形式具有这些特征-该网络设备可以包括存储装置，其适合于存储至少一些控制信息，在该情况下其管理装置适合于经由信令连接向所述终端传输存储于所述存储装置中的与其有关的控制信息，从而它们的控制软件模块可以使用所述信息来确定用来传输至少一个事务请求的网络接口。
-该网络设备的管理装置可以适合于从移动终端的控制软件模块接收经由与其移动终端建立的信令连接向控制软件模块传输与它有关的控制信息的请求；-该网络设备的管理装置替代地可以适合于从无线接入网接收指定至少一个移动终端经由信令连接向该指定的终端的控制软件模块传输与它有关的控制信息的指令；-该网络设备的管理装置可以适合于发起与指定的终端建立信令连接；-控制信息例如选自与网络接口类型的数据相关联的应用类型的数据、与网络接口类型的数据相关联的事务类型的数据、与网络接口类型的数据相关联的应用类型和事务类型的数据，表示待传输给内部应用的数据的大小且与网络接口类型的数据相关联的数据，以及与网络接口类型的数据相关联的网络信息数据；
-该网络设备的处理装置适合于采用超文本传输协议与安装在移动终端中的每个软件模块进行通信。
通过阅读以下详细描述并研究附图，本发明的其他特征和优点会变得明显图1是连接到骨干网的本发明的网络设备的一个实施例的示图，该骨干网连接了两个无线接入网，这两个无线接入网本身连接到双模移动终端。
附图构成本发明说明书的一部分，并且如有必要，还有助于定义本发明。
具体实施例方式
本发明的目的是为多模无线通信移动终端提供在服务会话期间自动地选择无线接入网的可能性。
下文中通过非限制性示例考虑的多模无线通信移动终端是配备有WiFi PCMCIA卡和UMTS移动电话卡的双模便携式计算机。然而，本发明当然不是仅限于这种应用。本发明涉及能够经由其父网络与另一终端或网络设备或者与其自己的父网络以无线信号的形式交换数据的所有移动或便携式多模通信终端，例如多模移动电话机或个人数字助理(PDA)。此外，本发明不限于UMTS/WiFi双模终端。本发明涉及能够使用对应于所述不同类型的并且均具有其自己的地址的至少两个网络接口来接入不同类型的至少两个无线接入网的所有移动终端。因此，本发明特别地涉及以下网络接口组合GSM和/或GPRS/EDGE和/或UMTS(或HSDPA(高速下行分组接入))和/或WLAN(无线局域网，例如Hyperlan网络(根据ETSI(欧洲电信标准协会)标准)或802.11网络(根据IEEE(电气和电子工程师协会)标准)和/或WMAN(无线城域网，例如根据IEEE标准的802.16网络)和/或蓝牙。
图1通过示例示出连接到例如因特网等网际协议(IP)网络之类的骨干网IPN的两个无线接入网RAN1和RAN2。
例如，无线接入网RAN1是UMTS网络，并且无线接入网RAN2是WiFi网络。当然，无线接入网组可以包括多于两个无线接入网。
在本例中，连接到骨干网IPN的远端应用设备SE包含至少一个外部应用EA。例如，该远端网络设备SE是例如具有IP地址的应用服务器。例如，外部应用EA是专用于视频流传送的应用。
作为通用规则，以这种方式大量的应用设备SE连接到骨干网IPN。
在本例中，多模移动终端MS(例如便携式计算机)可以经由无线接入网RAN1和RAN2连接到骨干网IPN。
每个多模移动终端MS在常规的方式下包括-操作系统OS，例如Windows或Linux，特别地包括应用编程接口API和层堆栈LS，该层堆栈LS包括例如TCP/IP类型的传输层；-寻路数据库RB，其连接到操作系统OS，并且其存储定义路由(或路径)的寻路数据，该路由(或路径)提供了对由例如IP地址之类的称为目的地址的地址指定的远端设备的访问，该数据库采取路由表的形式，更准确地说，路由表中的每个条目都是一个目的地址；-包含至少一个内部应用IA1的组IAG(内部应用组)，组IAG使得能够与实现于远端应用设备SE中的至少一个外部应用EA交换数据，例如，内部应用IA1是连接到专用于重放视频的另一内部应用IA2的Web浏览器；以及-至少两个网络接口NI1和NI2，其连接到操作系统OS且适合于分别连接到无线接入网RAN1和RAN2，并且每个网络接口NI1和NI2都具有例如IP地址。
根据本发明，至少一些多模终端MS还包括控制软件模块CM，该控制软件模块CM是由网络设备NE经由信令连接(未示出)传输给多模终端MS的。
更准确地说，根据本发明，网络设备NE包括管理模块MM，该管理模块MM用于经由信令连接将控制软件模块CM传输给指定的多模移动终端MS。
这种传输(下载)由多模终端MS发起进行，或由网络设备NE在例如从通信网络的运营者接收到进行这种传输的指令时发起进行，其中多模终端MS的用户是该通信网络的订户，例如该用户定制了自动无线接入网选择选项。
在多模终端MS与网络设备NE之间建立的并使得可以将控制软件模块CM传输给该多模终端MS的每个信令连接在网络设备NE发起进行该传输时由网络设备NE的管理模块MM发起或者在多模终端MS请求这种传输时由多模终端MS发起。
例如，控制软件模块CM可以采取本领域的普通技术人员称为“proxylet”的形式。
一旦安装在指定的多模终端MS中，控制软件模块CM适合于在包括其内部应用IA1和IA2的组IAG与外部应用EA之间提供代理接口功能。
如上所述，在此代理功能的定义是IETF定义。因此，代理功能包括旨在插入(一旦安装)在多模终端的内部应用(在此为应用IA1和IA2)与外部应用(在此为应用EA)之间且将其自身作为一个应用而传送给另一应用并且反之亦然的软件(或电子数据处理)模块。
一旦安装在多模终端MS中，每当内部应用IAi(在此i＝1或2)在服务会话期间向它发送指定外部应用EA的服务事务请求时，具有代理功能的控制软件模块CM就根据控制信息和寻路信息来确定哪个网络接口NIj(在此j＝1或2)是适合于该事务的网络接口。
在本上下文中，表述“寻路信息”是指存储于寻路数据库RB的的路由表中的寻路数据以及表明网络接口NIj是否连接到对应的无线接入网RANj的可用性数据。
例如，内部应用IAi与控制软件模块CM之间的交换可以根据诸如UDP(用户数据报协议)、TCP/IP(传输控制协议/网际协议)或SCTP(流控制传输协议)之类的传输协议来实现。
根据网际协议第4版(IPv4)，控制软件模块CM具有诸如地址127.0.0.1的内部地址(被本领域的普通技术人员称为环回地址)。该内部地址对该组IAG的每个内部应用IAi是已知的，该内部地址指定了控制软件模块CM的端口号。像指定包含与所请求的事务有关的外部应用EA的网络设备SE的目的地址一样，将该内部地址集成到包含待传输的事务请求的IP包的头部中。
控制软件模块CM通过向与存储路由表的寻路数据库RB相连的操作系统OS发送系统命令来访问寻路数据。控制软件模块CM还通过向该操作系统OS，更准确地说是向其API发送系统命令来访问可用性数据。
在本上下文中，表述“控制信息”是指规定以与内部应用类型和/或事务类型和/或网络信息的对应关系使用的一类网络接口NIj的任意数据。
事务类型不仅指定了待实现的一个或多个操作，而且指定了本领域的技术人员是这样称呼的与该事务相关联的服务语义。待实现的操作的指定可以包括例如与待下载的视频文件的大小相关的信息。
例如，网络信息可以包括表示访问各种无线接入网RANj的代价的信息数据或者包括负载均衡信息数据。
控制信息定义为其好像是将给定的网络接口NIj与由指定的内部应用和/或所请求的事务和/或网络信息限定的给定情形相匹配的表。因此，每当控制软件模块CM接收到待传输给外部应用EA的事务请求时，该控制软件模块CM就确定当前情形(由可用于其的控制信息限定)并选择对应于该情形且操作系统OS必须使用来将事务请求传输给指定的外部应用EA的网络接口NIj，只要该网络接口NIj可用。
可将控制信息存储于多模终端MS中的存储装置MY内，存储装置MY可以采取任意形式，特别是存储器或数据库的形式。
可以将至少一些控制信息下载到多模终端MS，通过通信网络的运营者的网络设备已经将控制软件模块CM下载到该多模终端MS中，该多模终端MS的用户例如是该通信网络的订户。如图1所示，如果向多模终端MS传输控制信息的网络设备NE也是从中下载了它们的控制软件模块CM的网络设备NE，则是有利的(但并非必须)。在此情况下，网络设备NE的管理模块MM管理经由先前建立的信令连接的控制信息的传输。例如，为此，在以与多模终端MS的标识符(已经将控制软件模块CM下载到该多模终端MS中)对应关系可应用的情况下，将管理模块MM连接到存储装置，诸如安装在网络设备NE中且其中存储了控制信息的信息数据库IB。
控制信息可以由网络设备NE的管理模块MM例如每当网络中发生事件时或者在新的内部应用或外部应用进入市场时定期地发起下载。然而，同样可以考虑由控制软件模块CM例如每当将新的类型的内部应用安装在多模终端MS中或指定未知的外部应用时或者每当接收到待传输的事务请求时(在此情况下，不将控制信息数据存储于多模终端MS中，并且控制软件模块CM只需验证由网络设备NE提供给它的网络接口NIj的可用性)定期地发起下载控制信息。
作为这种方案的替代，或者作为这种方案的补充，网络设备NE可以与控制软件模块CM同时传输至少一些控制信息。在此情况下，将控制信息存储于多模终端MS的存储器MY中。
还可以考虑本发明的基本形式，其中将控制信息缩减为对应关系表，其中将每种类型的应用与一种类型的网络接口相关联。在此情况下，控制信息可以形成所下载的控制软件模块CM的一部分。
网络设备NE的管理模块MM可以例如采用超文本传输协议(HTTP)与安装在多模终端MS上的每个控制软件模块CM进行通信。
一旦控制软件模块CM已经选择了适合于该情形的网络接口NIj(使用可用于其的控制信息)，该控制软件模块CM就优先向操作系统OS发送系统命令，以便检查存储于寻路数据库RB的路由表中的寻路信息是否已经包含下列路由，该路由限定了所选的网络接口NIj与包含与所请求的事务有关的外部应用EA的应用设备SE之间的传输(套接字)层连接。换言之，控制软件模块CM检查路由表中的任一条目是否包含一个(IP)目的地址，该地址指定包含与所请求的事务有关的外部应用EA的应用设备SE。
重要的是注意到，目的地址不一定是应用设备SE的地址。目的地址可以是应用设备SE所连接的网络的地址或者该网络的一部分的地址。
如果在路由表中定义了该路由，则控制软件模块CM优先检查其已经选择的网络接口NIj的可用性。在此，术语“可用性”是指网络接口NIj可用(激活)的事实。可能发生网络接口丢失了与网络的连通性的情况。为此，控制软件模块CM优先向操作系统OS，更准确地说是其连接接口API(套接字API)发送系统命令。诸如“IPCONFIG”(在Windows中)和“IFCONFIG”(在Linux中)之类的系统命令激活内部代理功能(在此是CM)，以确定网络接口NIj的可用性状态以及它们的标识符。
如果所选的网络接口NIj可用，则控制软件模块CM将该网络接口NIj视为所确定的网络接口。然后，控制软件模块CM指示操作系统OS经由在所确定的网络接口NIj与包含外部应用EA的应用设备SE之间建立的传输(套接字)层连接将事务请求传输给所指定的外部应用EA。
例如，控制软件模块CM通过诸如适用于与外部应用EA进行通信的HTTP(超文本传输协议)之类的超文本传输协议将其指示传输给操作系统OS。
如果所选的网络接口NIj不可用，则控制软件模块CM必须选择另一网络接口。
如果在路由表中未定义到所请求的外部应用EA的路由，则控制软件模块CM优先向操作系统OS发送系统命令，以便操作系统OS创建该路由并将其定义集成到寻路数据库RB的路由表中。诸如“ROUTE ADD IP@mask NI-identifier”之类的系统命令使得可以将新的条目加到路由表中。还存在用于从路由表中去掉条目的系统命令。
一旦已经将路由加到路由表中，控制软件模块CM就优先检查其已经选择的网络接口NIj的可用性。如果所选的网络接口NIj可用，则控制软件模块CM将该网络接口NIj视为所确定的网络接口。然后，控制软件模块CM指示操作系统OS经由在所确定的网络接口NIj与包含外部应用EA的应用设备SE之间建立的传输(套接字)层连接将事务请求传输给所指定的外部应用EA。如果该网络接口不可用，则控制软件模块CM必须选择另一(可用的)网络接口。
在可以结合其信息数据库IB而应用的情况下，本发明的网络设备NE的管理模块MM可以采取电子电路、软件(或电子数据处理)模块或者电路和软件的组合的形式。
接着通过非限制性示例对三个应用进行简单描述。
第一个示例涉及根据待传输的事务的类型选择无线接入网接口，并假定多模终端MS可以接入不连续覆盖的无线网络和UMTS移动网络。将不连续覆盖的接入设计为以较低的代价为诸如流传送或背景数据流之类的相对较长且非交互的业务量(并且因此为非实时的事务)提供非常高数据比特率。此外，UMTS接入适合于相对较短的交互事务。
在流传送会话期间，可以根据待传输的事务的类型来使用这两种接入网。因此，所下载的控制软件模块CM可以决定经由UMTS网络接口来传输特别地包含以下事务的RTSP(实时流传送协议)消息，这些事务用于选择待查看的文件、交换参数、配置连接或者请求停止或续传视频以及用于经由专用于不连续覆盖的网络接口来传输视频数据流。由控制软件模块CM进行的这种选择还可以考虑其他控制信息，例如接入这两种无线接入网的代价以及/或者待下载的视频文件的大小(以字节为单位)。
第二个示例涉及根据负载均衡信息选择无线接入网接口。在此假定用户正在使用浏览器NI1浏览因特网，该浏览器NI1安装在其多模终端MS上且经由包含接入网几乎饱和的“热点”(hot spot)的无线局域网(WLAN)连接到因特网。为防止浏览质量因热点的饱和而下降，所下载的控制软件模块CM可以决定至少临时地改变网络接口并且因此改变接入网，以传输来自浏览器NI1的“HTTP GET”消息。
第三个示例涉及根据内部应用的类型来选择无线接入网接口。可以对多模终端MS的所下载的控制软件模块CM进行配置，使得IP上的语音(VoIP)内部应用全部使用连接到UMTS无线接入网的网络接口，而因特网浏览器内部应用使用连接到无线局域网(WLAN)的网络接口。
本发明不仅限于以上仅作为示例描述的网络设备实施例，而是涵盖了本领域的普通技术人员可以考虑到的在以下权利要求的范围内的所有变型。
权利要求
1.一种用于这样一个组的网络设备，该组包括连接到骨干网的不同类型的至少两个无线接入网，所述骨干网连接了至少一个应用设备，所述应用设备包括至少一个外部应用，所述外部应用适合于与安装在多模无线通信移动终端上的至少一个内部应用交换数据，并且每个所述多模无线通信移动终端还包括操作系统、连接到所述操作系统的至少两个网络接口，并且每个所述网络接口都具有地址且适合于连接到所述组的各个无线接入网，所述网络设备包括管理装置，其适合于经由信令连接向指定的多模移动终端传输控制软件模块，该控制软件模块适合于一旦安装在所述指定的终端上就在该终端的内部应用与外部应用之间提供代理接口功能，并且适合于每当其从所述终端的内部应用接收到指定外部应用的事务请求时，就根据控制信息和寻路信息来确定所述终端的哪个所述网络接口适合于所述事务，并随后指示所述操作系统经由所述确定的网络接口与包含所述外部应用的所述应用设备之间的传输层连接将所述事务请求传输给所述所指定的外部应用。
2.根据权利要求1所述的网络设备，包括存储装置，其适合于存储至少一些所述控制信息，并且其中所述管理装置适合于经由所述信令连接向所述终端传输存储于所述存储装置中的与其有关的控制信息，从而它们的控制软件模块可以使用所述信息来确定用来传输至少一个事务请求的网络接口。
3.根据权利要求2所述的网络设备，其中所述管理装置适合于从移动终端的控制软件模块接收经由与其移动终端建立的所述信令连接向所述控制软件模块传输与它有关的控制信息的请求。
4.根据权利要求2所述的网络设备，其中所述管理装置适合于从无线接入网接收指定至少一个移动终端经由所述信令连接向该指定的终端的所述控制软件模块传输与它有关的控制信息的指令。
5.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述管理装置适合于发起在其网络设备与指定的终端之间建立信令连接。
6.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述控制信息从至少包括以下数据的组中选择与网络接口类型的数据相关联的应用类型的数据、与网络接口类型的数据相关联的事务类型的数据、与网络接口类型的数据相关联的应用类型和事务类型的数据、表示待传输给内部应用的数据的大小且与网络接口类型的数据相关联的数据、以及与网络接口类型的数据相关联的网络信息数据。
7.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述处理装置适合于采用超文本传输协议与安装在移动终端中的每个软件模块进行通信。
全文摘要
一种网络设备专用于连接到骨干网的不同类型的无线接入网，该骨干网连接了至少一个应用设备，其包括至少一个外部应用，外部应用适合于与安装在多模移动终端上的至少一个内部应用交换数据，并且该移动终端还包括至少两个网络接口，适合于连接到无线接入网。该设备包括管理装置，其适合于向指定的终端传输控制软件模块，该模块适合于一旦安装就在内部与外部应用之间提供代理接口功能，并且适合于每当其从终端的内部应用接收到指定外部应用的事务请求时，根据控制信息和寻路信息来确定终端的哪个网络接口适合于事务并随后指示该终端的操作系统经由所确定的网络接口与包含外部应用的应用设备之间的传输层连接将事务请求传输给所指定的外部应用。
文档编号H04L12/54GK1878411SQ20061008858
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月7日
发明者埃尔韦·马亚尔 申请人:阿尔卡特公司