对分组数据传输的优化的制作方法

专利名称：对分组数据传输的优化的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子电信，尤其涉及一种用于对在通信系统的分组数据传输中的通信 资源的使用进行优化的方法。
背景技术：
在分组交换的通信中，数据的逻辑流(以下称为数据流)作为寻址分组流而被发 送。可由网络节点按照先到先服务方式来转发所述分组，或者根据用于公平排队或者差别 化的和/或有保证的服务质量的某些调度准则来转发所述分组。提供分组交换通信的系统 的示例包括互联网、局域网和高级蜂窝通信网络。通信资源在这里是指可应用于执行操作或任务的通信系统的任何设施。因此，通 信资源可以例如是传输资源、存储器资源、处理器资源。在使用共享的通信资源的通信设备 可访问分组数据服务之前，其必须经过分组数据注册过程，该过程涉及对数据传送期间使 用的分组数据协议地址和其它参数的协商，并将分组数据协议地址关联到通信设备的订户 身份。作为上述过程的结果，上下文(context)被创建，通信设备可随时激活所述上下文中 的链路，并经由所述链路来传送数据分组。当链路处于激活状态时，其占用通信系统内的各 种通信资源。当链路处于去激活状态时，这些通信资源中的许多被释放，并可能被占用以用 于其它目的。通常，注册过程还用于协商链路时段(link period)，该链路时段应用于激活的链 路并定义通信设备等待新进入或外出的数据分组，而不会使所述链路去激活而释放相关通 信资源的时间段。如果超出了所述链路时段，则所述链路将被去激活并需要在新的数据分 组到达时被再次激活。很明显，为了确保为活动链路保留的通信资源被有效使用并且每当 可能的时候即可用于其它链路，上述定时是必要的。从这点上来说，值得建议的是将链路时 段最小化。另一方面，如果链路时段远远小于连续数据分组期间的平均间隔，则链路实际上 在各分组之间变得去激活。链路的激活需要交换信令消息并在各部件中进行处理，这是费 力的并增加了信令信道的负担。为此，从快速释放的并可重新利用的资源所产生的优点将 由此轻易地消失在因附加的信令传输和处理产生的延迟和其它复杂情况中。通常，通信设备使用各种应用，这些应用产生非常不同的各种类型的业务量。另一 方面，一个上下文的持续时间通常相对较长，从而这些应用的数据流经常在一个相同的链 路之内处于激活中。这表示只要链路处于激活中，则在上下文建立期间协商的一个链路时 段会应用于所有数据流的所有传输。然而，很可能对于某些传输，协商的链路时段过长，由 于即使没有数据要传输也保持链路激活而浪费了资源。另一方面，对于某些传输，协商的链 路时段过短，在链路的重复激活和去激活方面浪费了许多资源。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种方法以及用于实现所述方法的设备，以便在于
4减轻分组数据传输中的上述问题。本发明的目的通过由独立权利要求中记载的内容所表征 的方法、通信设备和计算机程序产品来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施 例。本发明是基于监控通过通信链路所传送或将传送的数据流的属性并且调整具有 激活链路的通信设备等待新进入或外出的数据分组而没有使得链路去激活的时段。本发明允许在各种应用的分组数据传输期间有效地使用通信资源。本发明的实施 例提供在具体实施方式
的各个部分中所讨论的其它优点。


以下，将参照附图更加详细地描述实施例，其中图1示出在示例性分组数据机制中的协议栈；图2示出在根据本发明的分组数据网的实施例中的互相连接；图3示出在示例性分组数据机制中的传输和信令平面；图4示出应用数据上下文的两个通信实体；图5示出图4的通信实体与订户数据库之间的信令序列；图6示出在根据本发明的设备的实施例中的操作；图7示出用于更新链路时段的操作；图8示出根据本发明的设备中的逻辑部件。
具体实施例方式本发明可应用于通过寻址的数据分组来传输两个端点之间的数据流的通信系统 中的部件。通信系统可以是固定通信系统或无线通信系统或者采用固定网络和无线网络两 者的通信系统。通信系统及其部件的协议和规范(特别是无线通信中的协议和规范)开发 迅速。这种开发将需要对实施例进行额外的改变。因此，所有的词语和表述应解释得宽泛， 它们意在示出实施例而不是限制实施例。以下，将在与其它网络使用GPRS类型的互连的TETRA网络中描述不同的实施例。 然而，应理解，本发明并不受限于这种具体的通信技术或者与其相关的特定术语。以下的实施例是本发明的示例性实施方式。尽管说明书会提及“某个”、“一个”或 “某些”实施例，但是这种提及不必针对相同的实施例，并且/或者特征并非仅应用于单个实 施例。可将本说明书中的不同实施例的单个特征进行组合，以提供另外的实施例。参照图1，基本的TETRA网络部件称为交换和管理基础设施(SwMI)。SwMI包括所 有设备和装置，它们使得用户能够经由TETRA网络而彼此通信。SwMI的精确物理配置同样 并不与本发明相关。基本上，SwMI在此表示提供这里公开的交换和管理功能的任何网络基 础设施。例如，广泛使用的TETRA网络架构包括连接到基站TBS的数字交换机DXT。TETRA 采用分布式订户数据库结构，从而存在归属数据库(HDB)和拜访数据库(VDB)，其中，归属 数据库包括关于订户的归属网络中的个体和/或群组订户的永久信息，拜访数据库包括关 于拜访该网络的个体和/或群组订户的临时信息。通常，每个DXT设置有VDB。某些DXT还 提供到其它电信网络的网关。
SwMI通过空中接口 R0与TETRA移动终端MT或移动台MS通信。MT可通过接口 R1 连接到终端设备TE。通过TETRA订户标识(TSI)来标识TETRA订阅。每个MS或MT通常包 含至少一个TSI系列。每个系列包含一个体TETRA订户标识(ITSI)，并且还可具有一个别 名TETRA订户标识(ATSI)和几个群组TETRA订户标识(GTSI)。TSI系列对于归属TETRA 网络而言是有效的。在示例性通信系统中，将在两个端点之间传送的消息可被分段成几个较小的分 组。每个分组随后被标记有它的目的地或连接标识，并根据网络中应用的协议在网络上进 行路由。因此，在分组交换操作中，传输信道需要仅在传输分组的持续期间被占用。图1由此示出当应用使用IP协议并且它位于移动台MS时TETRA分组数据的协 议栈。MS还可以是IP分组模式终端设备(TE)与TETRA移动终端(MT)的组合，其中，所述 IP分组模式终端设备诸如是个人计算机(PC)，所述TETRA移动终端具有IP分组数据支持。 MS和SwMI中的协议栈通常包含以下协议子网络相关会聚协议(Subnetwork Dependent Convergence Protocol，SNDCP)、移动链路实体(Mobile Link Entity，MLE)、逻辑链路控制 (LLC)、媒体访问控制(MAC)和空中接口层 l(Air Interface Layer 1，AI_1)。在TETRA规范中定义空中接口层l(AI-l)，其提供通过空中接口 R0的TETRA物理 信道。MAC控制用于无线电信道的接入信令(请求和授权)过程、以及LLC帧到TETRA物理 信道的映射。逻辑链路控制(LLC)层提供MS与SwMI之间的逻辑链路。MLE协议鉴别器实 体(数据传送)将TETRA分组数据信令和数据路由到在对等实体(SwMI/MS)的相应TETRA 分组数据服务接入点(SAP)。TETRA分组数据被置于基本TETRA协议栈的MLE层的顶部，并提供用于传达不同的 高层协议的服务机制。仅针对分组数据服务引入的第一协议是SNDCP。SNDCP是TETRA特 有的网络层协议，其具有两个主要功能1)在MS与SwMI之间协商并维护TETRA PDP上下 文，和2)控制MS与SwMI之间的PDP数据传送。在MS可接入任何SNDCP服务之前，其首先经过分组数据注册过程，称为PDP上下 文激活。PDP上下文激活通常由MS来启动。PDP上下文激活涉及对将在数据传送期间使用 的PDP地址(例如，IPv4地址)和其它参数的协商以及PDP地址到TETRA订户标识ITSI的 绑定。对于在网络上活动(即，准备好发送或接收数据)的每个PDP地址建立唯一的PDP上 下文。除了 PDP地址和ITSI之外，PDP上下文还包括SNDCP服务接入点标识符(SN-SAP)，或 者，更普遍的是，PDP上下文包括NSAPI (网络服务接入点标识符)，SNDCP的服务通过NSAPI 可用于上层协议。存储在MS和SwMI中的两个TETRAPDP上下文在它们之间建立逻辑连接。通过通用分组无线电服务(GPRS)的Gn接口和GPRS网管支持节点(GGSN)，基本 TETRA网络可互连到其它分组数据网络(PDN)或外部主机、或其它通信网络。图2示出根据 本发明的分组数据网络的实施例中的互连。图2中的SwMI的主要功能包括TETRA SwMI的标准功能，即，网络接入控制、移动 管理、无线电资源管理、基站功能和HDB/VDB功能、以及向GGSN提供Gn接口的功能。另一 方面，GGSN提供与外部IP网络的互通，诸如IP地址分配、IP路由、IP用户认证、IP隧穿以 及IP加密。图2中的图示具有以下含义TETRA PLMN TETRA 网络，其为 TETRA SwMI 和 PLMN 内干线的组合。
SwMI :TETRA交换和管理基础设施。HDB 数据库，其包括关于个体和/或群组订户的信息并位于订户的归属SwMI中。GGSN 网关GPRS支持节点。PLMN内干线将IP网络节点互连的专用IP网络，诸如，GGSN。PDN :IP分组数据网络，诸如互联网或专用内联网。主机IP主机计算机，诸如电子邮件服务器或普通PC。R1 分组模式TE与MT之间的TETRA参考点。R0 在用于IP分组数据的TETRA空中接口的参考点。Gn 在这里指示相同TETRA PLMN之内的SwMI与GGSN之间的参考点。Gi 在这里指示PLMN内干线与外部IP PDN之间的参考点。图3示出具有GGSN的TETRA PDP的传输和信令平面。协议结构为在TETRA和GRPS 规范中描述的传输平面的组合，其对于本领域技术人员而言是公知的。所述连接通过SwMI 中的中继功能来完成，所述SwMI在R0与Gn接口之间中继PDP PDU。以上参照图1描述了 TETRA协议栈。在Gn接口中，GPRS隧穿协议(GTP)在SwMI与 GGSN之间用隧道传送用户数据和信令消息。用户数据报协议(UDP)和传输控制协议(TCP) 是可选的协议，它们可与底下的IP层一起用来在SwMI与GGSN之间传送GTP信令。层1 (L1) 和层2(L2)是在协议栈底部的物理和数据链路层。在PD上下文已经被激活并且协商了 QoS之后，MS和SwMI可以在任何时间开始实 际的数据传送。实际的数据传送发生在激活的链路上，通常经由分配的信道来实现。信道 在这里是指至少两个通信端点之间的传输资源。可分配的信道是指可明确或隐含地标识的 传输资源，其可被专门关联到定义的通信端点之间的一个或多个传输事件的系列，并可被 释放以便关联到传输事件的另一系列。因此，由于分配的信道在这里是指可标识的传输资 源，其与两个或多个通信端点的所定义的组的关联。在分配的信道上，通信端点可具有活动 的链路并根据应用于所分配的信道的协议来传输数据。为了节省传输资源，只要不再需要 链路，就使得链路去激活并释放信道，端点开始经由非分配的信道来进行通信。应注意分配的信道在这里仅用作由活动链路使用的通信资源的示例。例如，还可 经由非分配的信道(其中，链路共享相同的传输资源)来实现用于分组数据传输的活动链 路。在这种情况下，链路的去激活自然不需要释放信道，但是减轻了共享的传输资源上的负 荷。此外，活动链路还可应用其它类型的通信资源。例如，在本TETRA示例中，TETRA基站 需要维护关于它的小区中的订户的活动链路的信息。所述信息使用在大规模系统中值得考 虑的并应非常小心地加以使用的存储器资源。活动链路的去激活将由此释放存储器容量以 作他用。因此，活动链路的激活和去激活可经由一个或多个通信资源而具有影响。例如，即 使活动链路不使用专门的传输资源，并且不会通过发送数据分组来承载共享的传输资源， 活动链路将仍旧至少以基站的存储器资源的形式在使用通信资源。继续上述示例，在TETRA中，非可分配信道通常是公共控制信道。在操作期间，移 动台监控基站的公共控制信道并通过它来交换系统的必要操作所需的消息，例如，向系统 注册、分配用于语音呼叫或分组数据传送的信道、或针对呼入语音呼叫或分组数据业务寻 呼移动台。另一方面，PDP数据传送通常发生在分配的辅助控制信道(分配的SCCH)，这里
7称为分组数据信道(PDCH)。针对状态机来描述用于SNDCP的协议。存在三种对于MS和SwMI两者定义的主要 状态，S卩，READY(准备)、STANDBY(备用)和IDLE(空闲)。READY状态通常表示MS位于 PDCH上并且当前在进行数据传送或者近来(由计时器来定义)已经进行过分组数据传送。 STANDBY状态表示MS不再位于PDCH上，S卩，MS近来(由计时器来定义)没有进行过数据传 送。IDLE状态表示MS没有激活的PDP上下文。TETRA中实际数据传送的持续时间由此与状态转换相关，并通常由负责传输事件 的活动计时器来进行控制。在TETRA中，所述活动计时器由READY计时器功能来提供，所述 READY计时器功能在MS和SwMI中维护READY计时器。对于形成一个数据传送事件的数据 流，READY计时器由此测量经由活动链路传输的一条信息与后续一条信息的传送之间的时 间。例如，当SwMI希望将分组数据传输到移动台时，SwMI将移动台分配到适当的PDCH。SwMI SNDCP发送“ SN数据发送请求PDU (SN-DATA TRANSMIT REQUESTPDU)，，，其指示分配到移动台 的信道。当发送第一 SN数据PDU(SN-DATA PDU)时，SwMI重启READY计时器，该READY计 时器随后每当新的SN数据PDU被发送到移动台时被复位。READY计时器还用于当经由活动 链路传输的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间超过定义的链路时段时，使得所述 链路去激活。当READY计时器在SwMI SNDCP中超期时，其发出数据PDU的SN结束(SN-END OF DATA PDU)(其包括向公共控制信道的新信道分配)，并进入备用状态。相应地，移动台 SNDCP接收数据PDU的SN结束，停止它的READY计时器，开始STANDBY计时器，并在指示的 公共控制信道上进入备用状态。通常，在移动台的PDP上下文激活时定义READY计时器的链路时段，并该链路时 段由此对于经由所述PDP上下文执行的所有数据传送有效。然而，根据通过应用上下文的 各种系统和用户应用所输入和输出的数据分组的量以及速率，所述台的数据业务量可大幅 地改变。如果READY计时器链路时段与数据业务量的类型不匹配，则没有优化地使用系统 的信道容量。在对于分组的延长等待中或者在对于分配信道的重复激活中浪费掉了信道容 量。图4的信令图示出通过两个通信实体CE1、CE2在更一般的上下文中首先出现的这 些问题。通信实体应用互相兼容的链路控制协议，所述链路控制协议管理通过通信链路以 分离的数据段中进行的数据消息的传送。所述信令图示出两个通信实体中从各个链路控制 协议实体(表示为LCP1和LCP2)看来进行的操作。链路控制协议定义应用于通信链路的 链路时段P1并定义用于在检测的数据段的传送之后保持链路激活的时间。如果在新的段 可用于传输之前超过了所述链路时段P1，则使得活动链路去激活。开始时，在LCP1与LCP2之间没有可用的通信链路。当数据请求到达(4_1)LCP2 时，LCP2开始通过向LCP1发送链路激活请求(4-2)来建立链路。对于本领域的技术人员很 清楚的是，链路建立可包括在LCP1与LCP2之间进行更多消息的交换。为了简明起见，在本 申请的任何附图中描述的步骤/点、信令消息以及相关的功能并非绝对按照所示顺序，某 些步骤/点可以同时执行或者按照不同于所示顺序的顺序被执行。还可在步骤/点之间或 者在步骤/点内执行其它功能，或者在所示的消息之间发送其它信令消息。某些步骤/点 或者部分步骤/点还可被省去或者由相应的步骤/点或相应的部分步骤/点来代替。信令 消息仅仅是示例性的，甚至可包括用于发送相同信息的若干分离的消息。此外，所述消息还可包含其它信息。在链路建立的结束，LCP1向LCP2发送链路激活响应(4_3)，并开启活动计时器，该 活动计时器在P1超时。在图4中通过在发送的消息的开始端的圆圈来表示活动计时器开 始。同样在LCP2中，链路激活响应(4-2)的接收开启用于P1的活动计时器。每当从LCP2 发送(4-4和4-5)数据请求(4-1)的数据段时，活动计时器被重启。相应地，每当LCP1从 LCP2接收到数据段时，活动计时器被重启。数据请求(4-1)的数据段在LCP1中编译为数据 指示(4-6)，并在LCP1的通信实体CE1中被馈送以进行进一步处理。在最后发送的数据段 (4-5)之后，活动计时器在两端运行，并且所述链路可用于进一步的传输。因此，当CE1的 内部处理在它的活动计时器在P1超时之前向LCP1提交第二数据请求(4-7)时，可经由链 路将关联的一个或多个数据段(4-8)传送到LCP2，而不需要其它的信令传输。同样，数据 段的传输在发送和接收端重启活动计时器，以及第二数据请求的一个或多个数据段在LCP2 中被编译为第二数据指示(4-9)，并在LCP2的通信实体CE2中被馈送以进行进一步的处理。在第二数据请求的最后发送的数据段(4-8)之后，活动计时器在两端运行，并且 所述链路可用于进一步的传输。然而，在P1之后，活动计时器超时，LCP2向LCP1发送链 路去激活请求(4-10)和LCP1确认(4-11)，此后，由链路使用的通信资源被释放以用于其 它链路激活。因此，当可能是响应于第二数据请求而生成的第三数据请求到达(4-12)LCP2 时，不存在可用于传输的通信链路。在LCP2和LCP1可开始第三数据请求的数据段的传输 (4-15)之前，它们需要首先再次经过链路建立过程(4-13到4-14)。图4中提出的操作的部分示出链路时段P1的长度与所述链路对通信资源的使用 之间的不清楚之处。只要链路处于活动中，它就使用通信资源，例如，所述链路使用的信道 的传输资源不会用于其它通信。因此，尽可能短得保持活动计时器的链路时段P1是非常重 要的，从而资源总是被快速释放以用于其它目的。另一方面，如果链路时段P1过短，链路过 早去激活，则它的重新建立需要额外的信令，这不必要地浪费了时间和资源。如果上述所有 三个数据请求是特定应用的通信过程的一部分，则连续的重新建立过程也会造成对于整个 过程而言不可接受的延迟。例如，在图1到图3的TETRA配置中，在经由针对PDP上下文协商的链路时段的任 何数据传输中，经由READY计时器来应用所述链路时段。应清楚任何分配信道应尽可能早 地被释放，以用于其它用途和用户，所以应用于READY计时器的链路时段应尽可能地短。另 一方面，如果应用于READY计时器的链路时段过短，例如，短于两个应用之间的连续交互通 信之间的时段，则每当新的消息将被传送时，端点需要经过信道分配过程。这给两个端点造 成许多额外的处理。此外，信道分配过程导致公共控制信道的额外负担，这是不可接受的。在本发明的实施例中，通过监控经由链路传送或将经由链路传送的数据流的一个 或多个定义的属性来解决由上述不清楚引起的问题。基于这些属性产生一个或多个流值， 从而可根据这些流值来调整用于在传送的数据段之后维持链路激活的时间。流值是根据 数据流的数据分组的速率而改变的变量，并可通过数据流的一个或多个特性来确定所述流 值。数据流的数据分组的速率指示属于相同数据流的传输的分组的频率，即，指示数据分组 经由链路传播的频繁程度(how often)。可从通过链路传输的数据流、从准备接下来通过链 路传输的数据流、或者从预计在定义的过程之后或在定义的时间间隔之后将通过链路传输 的数据流来确定所述流值。以下，将通过可应用于例如图1到图4描述的实施例的一般过程来更详细地描述监控的属性、流值和调整的一个示例。稍后将在说明书中讨论某些其它的 示例性应用。如上所述，在示例性TETRA系统中，图5的活动计时器相应于READY计时器， 链路时段相应于被应用于READY计时器的计时器时段，通信实体CE1和CE2相应于TETRA 移动台和网络节点(这里是TETRA网络的DXT)。图5示出图4的通信实体CE1和CE2与用于存储链路相关信息的订户数据库DB 之间的信令序列。数据库DB是可由CE1访问的、被集成到通信实体CE1和CE2中的至少一 个的实体、和/或表示这里的一个或多个分离的数据库实例的实体。在该示例中，LCP1是 CE1的网络链路控制协议，LCP2是CE2的相应终端链路控制协议。在图5的示例性方案中， 为了进行调整而监控的定义的属性是接续传输之间的间隔的长度，并在网络实体CE1中执 行所述监控。然而，监控结果被转发到订户数据库，其中，应用于活动计时器P1的链路时段 被存储，用于活动计时器P1的新链路时段被确定。这种划分配置是有利的，原因在于在被 设计用于存储订户相关信息的部件中执行对新操作的订户相关数据的存储，而链路控制协 议可保持为非常通用。然而，在不脱离保护范围的情况下，可应用在分离实体之间对责任的 某些其它共享。例如，可以通过链路控制协议来执行监控和确定功能。在其最简化的形式中，可仅利用一个流值来实现所述过程。在本实施例中，通过两 个流值来监控选择的属性。第一流值指示连续数据分组之间的间隔是否基本上恒定，如果 它是恒定的，则它还指示恒定间隔的长度。第二流值根据连续数据分组之间的间隔的长度 与当前应用的链路时段一致的程度而变化。通过应用上述这些流值的算法来计算用于活动 计时器的新链路时段，从而完成调整。基本上，使用的流值越多，用于后续调整算法的基础 越多。然而，监控任务不应过重。如图4所示，当数据请求到达(5-l)LCP2时，LCP2通过向LCP1发送链路激活请求 (5-2)来开始链路的建立。即使在传统的过程中，链路激活请求通常触发从LCP2向订户数 据库DB对于某些链路参数(如QoS和业务量级别)的请求。当DB通过提供请求的参数来 作出应答(5-3)时，其还包括用于活动计时器的链路时段。然而，代替应用在PDP上下文设 立时协商的恒定链路时段，订户数据库在该实施例中存储动态变化的链路时段，该链路时 段是基于先前通过相同PDP上下文传输的数据流而被计算的。因此，来自DB的响应包括将 应用于活动计时器的更新的链路时段11，并且LCP1将该链路时段tl投入使用。LCP1还利 用链路激活响应(5-5)将tl传送到LCP2。步骤(5-6)表示在以下间隔内在LCP1与LCP2之间交换的数据分组的序列，在所 述间隔期间，数据分组在活动计时器在两端均未超时的活动级别下被进行交换。在所述序 列期间，LCP1监控数据流，特别是交换的数据分组之间的间隔，并由此收集用于流值strl 和str2的信息。在图6的流程图中更加详细地描述了 LCP1中的这些操作。图6的过程开始于当CE1被开启，在CE1与CE2之间建立PDP上下文，链路被激活 并且LCP1准备从LCP2接收第一数据分组时。利用一组阈值N、Ap A 2来初始配置(6_1) LCP1。阈值A工表示可用于测试所检测的数据分组之间的间隔是否接近应用的链路时段的 极限值，即，所述阈值^示出活动计时器是否“几乎”超时。阈值A2表示用于测试连续数 据分组的间隔的长度之间的偏离的极限值，N是用于测试所确定的偏离是否小到足以解释 成数据分组之间的间隔是恒定的相应阈值。将在下面描述这些阈值的使用。LCP1还包括两个计数器m和n，它们首先被复位(6_2)，然后，LCP1变为备用(6_3)以与LCP2交换数据分组。只要数据分组没有被发送或接收(6-4)，则LCP1对于新的数据分 组保持备用。每当数据分组被发送或接收时，LCP1确定(6-5)从发送或接收先前数据分组 到接收或发送当前数据分组的间隔Ti。然后，LCP1确定(6-6)应用的链路时段tl的长度与 检测的间隔Ti之间的差值，并将所述差值(tl-Ti)与八1进行比较(6-7)。通常对阈值Ai 进行调整，从而如果(6-8)间隔Ti与链路时段tl之间的差值小于A”则表示可认为链路时 段在检测到新数据分组之前已经非常接近超时。如果是这种情况，则增加第一接近度计数 器m(6-9)。否则，LCP1转而确定(6-10)较早的间隔T(i_l)与当前间隔Ti之间的差值，并 将它们的差值与八2进行比较(6-11)。还对阈值八2进行调整，从而如果先前间隔T(i-l) 与当前间隔Ti之间的差值小于A 2 (6-12)，则表示所述间隔可被看作彼此非常接近，即，表 示数据分组之间的间隔的平均值。在这种情况下，可增加第二接近度计数器n(6-13)。否 则，LCP1转而直接将当前间隔Ti的长度存储(6-14)为较早的间隔T(i-l)。应注意为了 允许将增加的接近度计数器值与预定义的值进行比较，还可将接近度计数器n和m维护为 接近率计数器。例如，这可通过以下处理来实现首先增加接近度计数器，然后确定接近度 计数器值与比较的间隔的总数之间的比率。然后，N可以被定义为与步骤5-6中被比较间 隔的变化数量无关的比率值(rate value) 0在这一点上，LCP1检查数据分组的传输是否结束，链路是否去激活(6-15)。如果 没有，则返回步骤6-3以接收新的数据分组。否则，基于计数器m的值来确定(6-16)第一 流值strlo为了确定连续的间隔是否可被认为是恒定的，将接近度计数器的值n与N进行比 较(6-17)。如果(6-18)在一组监控的间隔中检测到的大于A 2的偏离的数量大于N，则所 述间隔不能被看作是恒定的，并且第二流值str2被设置(6-19)为0。如果检测的大于A2 的偏离的数量小于N，则所述间隔可被看作是恒定的，并且第二流值str2被设置(6-19)为 等于任何存储的间隔的值，有利地是最近检测的Ti。很清楚这里所述的阈值和比较是简 化的机制，用于示出所提出的机制的原理。在不脱离本发明的保护范围的情况下，可产生更 复杂的方法并将其应用于更精确地监控和分析数据流的属性。回到图5，当两个连续数据分组之间的间隔超过tl时，活动计时器超时，LCP1向 LCP2发送(5-7)链路去激活请求。LCP2通过发送链路去激活响应来进行确认(5_8)。在链 路去激活之后，LCP1向DB发送(5-9)链路拆除指示，其包括确定的流值Strl、Str2以及指 示链路被去激活时的时间Tstop的信息。步骤5-10表示用于在DB中存储值strl、str2和Tstop的过程。当新的数据请求 (5-11)在LCP2中触发从LCP2到LCP1的新链路激活请求(5_12)时，LCP1再次从DB查询 (5-13)链路参数。在转发最近应用的链路时段之前，DB更新(5-14)链路时段tl。参照图 7来更加详细地描述用于这种更新过程的示例。图7的过程开始于当DB可操作并且LCP1与LCP2之间的链路处于活动时。当DB 接收(7-1)流值以及去激活时间时，其检索T0，所述TO存储用于指示链路被去激活的先前 时间的信息。DB对Tstop与T0之间的间隔计数(7-3)，并将它们的差值与预定义的时间极 限值Tlim进行比较。Tlim表示平均链路时段，该平均链路时段通常包括连续传输之间的多 个间隔。如果Tlim没有被超过(7-4)，则可假设链路时段没有长到足以消除在实际每次传 输之后的不必要链路激活。在这种情况下，可增加链路时段(7-5)。例如，可逐渐地进行增
11加。另一方面，如果Tlim被超过(7-4)，则认识到链路时段至少已足够长，流值可用于检查 是否应减少链路时段tl以及如何减少链路时段tl。例如，可首先检查(7-6)第一流值strl是否非常小，即，其是否应该被减少。所述 确定将指示在先前链路激活期间，数据分组之间的间隔远小于链路时段，活动计时器尚未 接近过期或者仅有非常少的几次几乎过期(小于预定义的极限值)。在该示例中，用于进 行比较的预定义极限值为0，S卩，如果活动计时器最少一次几乎过期，则不认为有必要减少 链路时段tl。否则，DB转而进一步检查第二流值str2是否等于0。如果str2等于0，则数 据分组之间的间隔不恒定，它们不能被用作用于确定激活定时器的新链路时段的基础。在 这种情况下，可应用某些其它的方式，例如，预定义的逐渐减少(7-9)。另一方面，如果str2 不为0，则应知道要存储恒定间隔的长度，从而str2被选择(7-10)为用于计算新的链路时 段值。当经由步骤7-5至步骤7-10知晓改变的类型时，计算新链路时段tl (7-11)，并将其 存储在DB中(7-12)。应注意在所有应当考虑的因素下重新计算新链路时段值，即使步骤7-6和步骤 7-8的判决链将指示该链路时段过长，步骤7-10的结果也可根据设计原理来增加或减少链 路时段。例如，如果恒定间隔例如为300秒，则可将链路时段调整为300秒以上的值以连续 保持所述链路。或者，可故意将链路时段值设置得非常小，如，3秒。实践中，如果链路接近 每5分钟活动一次，则实际上在发送的数据分组之间的如此长的非活动时间中保留链路的 资源是没有意义的。在这种情况下，产生额外信令负荷的代价将远小于不必要地分配资源 的代价。这突出了，流值由此优选地被用于表示数据流的各种属性，基于它们进行的确定可 根据不同的应用而显著地变化。再次返回图5，按照以上在步骤5-4和步骤5-5描述的方式，DB向LCP1提供(5_15) 更新的链路时段值(Tc^LCPl使用所述链路时段值CU并还将其转发到LCP2。如以上在步 骤5-6所描述的，然后，可再次开始传输(5-17)。可重复步骤5-7到步骤5-16和步骤5-17， 直到PDP上下文被关闭。由于所提出的布置方式，可动态地调整两个端点中的链路时段值， 以匹配交换的数据流。这优化了信道资源的使用，并减少了控制一组变化数据流的传输所 需的信令负荷。在上述示例中，所述调整基于先前经由链路传输的数据流的属性。这种历史值利 于使用，这是因为信息可立即用于监控和计算，并且所述信息在必要时允许使用累积到部 件的大量历史数据信息来进行非常精确的计算。应注意还可应用数据流的其它属性的历 史数据。流值以及相应的调整可选地取决于例如在IP分组之间的监控的延迟。IP分组之 间的平均延迟、最低延迟和最高延迟提供了用于对IP分组数据流的各种分析的计算基础， 这是本领域技术人员容易想到的。然而，如上所述，所述分析并不一定需要依赖于历史数据；此外，可应用数据流的 其它属性来估计调整活动计时器的调整需要。还可按照组合的方式来应用各种属性。例如，发起方或接收方的IP地址可应用于判决中。通常，应用服务器的业务量相 对一致，从而可通过仅知道应用服务器是通信端点之一来相对较好地估计数据流的类型。 因此，LCP1或LCP1可访问的DB可包括将应用服务器的定义的IP地址与定义的链路时段 关联的信息。该链路时段可随后被调用以应用于其它端点是应用服务器的任何通信。类似地，订户的数据传输可提前相对好地被了解。例如，在用户是通常以定义的间
12隔交换短数据消息的组织的一部分的情况下，LCP1或LCP1可访问的DB可包括将定义的订 户地址与定义的链路时段值关联的信息。该链路时段值可随后被应用于其它端点为订户的 任何通信。此外，可将LCP1配置为用于识别由使用链路的应用所请求的服务质量(QoS)或通 过系统授权给应用的QoS。通常，特定的QoS—般与特定类型的数据流相关。这表示不同的 链路时段值可与不同的QoS值相关。每当利用那些具体的请求的或授权的QoS值来激活链 路时，可使用与所述QoS值相应的链路时段。图8是可应用于本发明的实施例中的通信设备80的框图。通信设备80包括通信 单元81，其具有至少一个用于向该设备的内部处理输入数据的输入单元以及至少一个用于 从该设备的内部处理输出数据的输出单元。通信设备的通信单元81中的收发器82通常包括插入式单元，其用作将被传送到 其外部连接点的信息的输入网关，以及用作将被馈送到与其外部连接点连接的线路的信息 的输出网关。通信单元81通常还包括用户接口 85，其具有键区、触摸屏、麦克风或用于从用 户输入数据的等同物、屏幕、触摸屏、扬声器或用于向用户输出数据的等同物。通信单元81以电子方式连接到处理单元83以对数据进行系统的操作执行。处理 单元83是中央部件，其大致包括算术逻辑单元、多个特别寄存器和控制电路。存储器单元 86 (其上可存储计算机可读数据或程序、或用户数据的数据介质)通常被集成或连接到处 理单元83。存储器单元86通常包括易失性或非易失性存储器，例如，EEPR0M、ROM、PROM、 RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑电路等。处理单元83、存储器单元86、通信单元81和操作信息部件86以电子方式互连，从 而提供用于根据该设备中预定义的实质上编程的处理对接收和/或存储的数据进行系统 的操作执行的手段。通常，所述处理的执行由处理单元来控制。在根据本发明的方案中，通 信设备的这种操作包括由图5和图6中的LCP1实体执行的功能和/或由图5和图7中的 DB实体执行的功能。可参照图1到图7中的示例性实施例来获得用于上述操作的更多细 节。该设备的单元和块可被实现为一个或多个集成电路，诸如专用集成电路(ASIC)。 其它硬件实施例也是可行的，诸如由分立的逻辑组件构建的电路。还可应用这些不同方式 的混合。可将用于实现实施例的功能所需的所有变型和配置执行为例程，所述例程可被实 现为添加或更新的软件例程、应用电路(ASCI)和/或可编程电路。软件例程可被下载到该 设备。应注意到在图8中仅示出公开本实施例所必需的部件。对于本领域的技术人员 很清楚的是，用户终端还包括这里并未明示的多个功能部件以及功能。此外，各个块示出逻 辑或功能单元，它们可在一个或多个物理单元中实现，不论这些块在图9中是否显示为一 个或多个块。计算机程序可被存储在可由计算机或处理器读取的计算机程序分布介质上。计算 机程序介质可以是(作为示例而非限制)电子、磁、光、红外或半导体系统、设备或传输介 质。计算机程序介质可包括以下介质中的至少一项计算机可读介质、程序存储介质、记录 介质、计算机可读存储器、随机访问存储器、可擦除可编程只读存储器、计算机可读软件分 配包、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读印刷品以及计算机可读的压缩软件包。 本领域技术人员应该清楚，随着技术的进步，本发明的构思可按照各种方式来实 现。本发明的实施例并不限于上述示例，而是可在权利要求的范围之内进行各种变化。
权利要求
一种方法，包括操作用于提供通信资源的通信系统；激活(5-2)用于在至少两个端点之间传送数据流的信息的链路，所述链路应用一个或多个通信资源；测量经由所述链路传输的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间；响应于经由所述链路传输的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间超过了链路时段而使得所述链路去激活(5-7)；从数据流确定(5-6)表示数据流的类型的一个或多个流值；使用所述流值来调整(5-14)链路时段的长度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，数据流的类型相应于数据流中的数据分组 的速率。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从通过所述链路传输的数据流的一个或 多个属性，从准备接下来通过所述链路传输的数据流的一个或多个属性，或者从预计在所 定义的过程或所定义的时间间隔之后将通过所述链路传输的数据流的一个或多个属性，而 确定所述一个或多个流值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，用于确定一个或多个流值的数据流的属性 是数据流中的各接续的数据分组之间的间隔长度、端点中的一个端点的标识、端点中的一 个端点的地址或者与端点中的一个端点的标识有关的订户数据。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于， 在端点中的一个端点中确定(5-6) —个或多个流值； 将所述一个或多个流值转发(5-9)到其它端点的订户数据库； 从订户数据库检索(5-13)与所述一个或多个流值相应的信息；基于检索的信息确定所述端点中的一个端点中的链路时段的调整的长度。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，确定(5-14)订户数据库中的链路时段的调整的长度；在激活链路时将所述链路时段的调整的长度传送到端点中的一个端点(5-15)。
7.如权利要求1-6中的任何一个权利要求所述的方法，其特征在于，在确定过程中应 用第一接近度计数器，该第一接近度计数器指示数据流的一条信息与后续一条信息的传送 之间的时间与用于终止链路的时间之间的差值小于预定的阈值的频繁程度。
8.如权利要求1-6中的任何一个权利要求所述的方法，其特征在于， 从数据流计算指示连续数据分组之间的平均间隔的流值(str2)； 根据计算的流值来调整链路时段的长度。
9.一种通信设备(80 ；LCP1)，包括 用于在通信系统中进行操作的装置；用于激活链路的装置，所述链路用于在所述通信设备与第二通信设备之间传送数据流 的信息，所述链路应用通信系统的一个或多个通信资源；用于测量经由所述链路传输的数据流的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间 的装置；用于响应于经由所述链路传输的数据流的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间超过链路时段而终止链路的装置；用于从数据流确定表示数据流的类型的一个或多个流值的装置； 用于使用链路时段的装置；其中，所述通信设备适于根据由通信单元确定的流值来调整链路时段的长度。
10.如权利要求9所述的通信设备，其特征在于，用于向订户数据库(DB)提供表示数据流的类型的一个或多个流值(strl，str2)的装置；用于从订户数据库接收链路时段(tl)的装置。
11.如权利要求9所述的通信单元，其特征在于，用于从表示数据流的类型的一个或多个流值(strl，str2)计算链路时段的装置； 用于将计算出的链路时段应用为用于终止链路的链路时段(tl)的装置。
12.—种订户数据库(80 ；DB)，包括用于为通信单元存储链路时段(tl)的装置； 用于从通信单元接收表示数据流的类型的一个或多个流值的装置； 用于使用所述一个或多个流值为通信单元确定更新的链路时段的装置，其中，所述更 新的链路时段相应于触发器，该触发器用于终止用于向通信单元或从通信单元传送数据流 的信息的链路，所述终止响应于数据流的一条信息与后续一条信息向通信单元或从通信单 元进行的传送之间的时间超过链路时段而被触发。
13.如权利要求12所述的订户数据库，其特征在于，用于在激活链路的时候向通信单 元传送链路时段的调整的长度的装置。
14.一种计算机程序产品，包括适于当所述程序在计算机上运行时执行权利要求1-8 中的任何一个所述的步骤的程序代码装置。
15.如权利要求14所述的计算机程序产品，其特征在于，该产品是电子、磁、光学、红外 或半导体系统、设备或传输介质。
全文摘要
本发明涉及对分组数据传输的优化。在一种用于通信系统的方法和设备中，激活链路以在至少两个端点之间传送数据流的信息。如果经由所述链路传输的一条信息与后续一条信息的传送之间的时间超过链路时段，则使得所述链路去激活。从数据流确定表示数据流的类型的一个或多个流值，所述流值用于调整链路时段的长度。这允许在各种应用的分组数据传输期间有效地使用通信资源。
文档编号H04W76/06GK101868037SQ20101016626
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月19日 优先权日2009年4月20日
发明者J·图奥米, L·霍维宁, N·拉格尔布洛姆, P·拉克索宁 申请人:伊兹安全网络有限公司