CN101331737A - 通用即插即用和因特网多媒体子系统网络的通信网络装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对利用通用即插即用协议的局域网和利用因特网多媒体子系统架构的广域网进行无缝网络互联的装置和方法。网络通信装置(10)包括通用即插即用(UPnP)接口(12)以及网际协议多媒体子系统(IMS)接口(14)。电路(16)通信地连接到UPnP接口(12)和IMS接口(14)，其中电路(16)将UPnP会话密钥与相关联电子设备(108)相关联，以允许在一个或更多个相关联装置(52，54)与相关联电子设备(108)之间进行通信。

Description

通用即插即用和因特网多媒体子系统网络的通信网络装置
技术领域
本发明涉及对利用通用即插即用协议的局域网和利用因特网多媒体子系统架构的广域网进行无缝网络互联的装置和方法。
背景技术
通用即插即用(UPnP)架构贯注于对形式因素不同的智能装置、无线装置和计算机的对等联网。UPnP限定了装置用来加入网络并描述自身和其能力的一组公共协议，这使得其他装置和人员能够使用它们而无需进行设置或配置。UPnP是分布式开放联网架构，其利用TCP/IP，除了在局域网环境(例如，家庭网络，办公室网络等)中的联网装置之间进行控制和数据传输之外，还使得能够进行无缝邻近联网。在该上下文中的联网描述如下的一种连接性：其使得任一联网装置都能够发起与任何其他联网的装置的通信，而无需在这些装置之间已经建立了现有关系或维持持久的关系。联网还允许多个装置建立与单个装置的一个或更多个连接，并且允许装置能够发起到其他联网装置的连接和接受来自其他联网装置的连接。换句话说，UPnP使得能够在网络上的任何装置的控制下发起并控制从网络上任何装置到网络上任何装置的大量信息(例如，文件、图像、多媒体、电影、内容、歌曲、MP3、视听数据流等)的传输。UPnP还使得能够在网络上自组织添加或移除装置，并且其使得多个控制装置能够彼此保持同步。
尽管UPnP使得多个联网的装置能够共享服务和多媒体内容，但是存在与UPnP相关联的许多缺点。一个缺点在于UPnP在本地家庭网络以外不容易扩展。另一个缺点在于非UPnP装置不能接收在利用UPnP的本地家庭网络中进行适当操作所必需的服务通告、命令和消息。另一个缺点是在UPnP环境中不能适当地认证非UPnP装置。UPnP的另一缺点在于邻近检测：如果超过最大往返时间，则允许源拒绝传输到装置的内容。
发明内容
经常，即使本地网络的授权用户在地理上位于网络外、并且此授权用户试图通过不支持UPnP协议的装置来获得对位于家庭网络上的服务和/或信息的访问，也期望该用户获得对网络的安全访问。因此，对于如下的网络通信装置(在此也称作联网装置)存在很强烈的需要，该网络通信装置可进行操作以对授权用户访问并共享与本地家庭网络相关联的服务和多媒体内容，所述授权用户地理上位于本地家庭网络之外并且/或者试图通过不直接支持UPnP协议的装置获得对这样的服务和/或信息的访问。
本发明的一个方面涉及一种网络通信装置，该网络通信装置包括：通用即插即用(UPnP)接口，用于发送和接收与连接到相关联局域网的一个或更多个相关联装置相关的信息，其中所述相关联局域网的至少一部分利用UPnP协议；网际协议多媒体子系统(IMS)接口，用于发送和接收与登记到相关联广域网的相关联电子设备相关的信息，其中所述相关联广域网的至少一部分利用IMS协议；以及通信地连接到所述UPnP接口和所述IMS接口的电路，其中该电路将UPnP会话密钥与相关联电子设备关联起来，以允许在所述一个或更多个相关联装置和所述相关联电子设备之间进行通信。
本发明的另一方面涉及一种通信方法，该方法包括以下步骤：在局域网中获得第一唯一地址，其中所述局域网包括利用UPnP协议的一个或更多个相关联装置；在广域网中获得第二唯一地址，其中所述广域网包括利用IMS协议的一个或更多个装置；接收来自相关联电子设备的、用于访问所述局域网上的所述相关联装置中的一个或更多个的信息请求；认证该请求；建立与该信息请求相关的会话密钥；以及将所述会话密钥与相关联电子设备相关联，以允许在所述一个或更多个相关联装置和所述相关联电子设备之间进行通信。
本发明的另一方面涉及一种存储在机器可读介质上的程序，该程序适用于通信网络装置中，以将UPnP会话密钥与相关联电子设备相关联，从而允许在一个或更多个相关联装置与所述相关联电子设备之间进行通信，其中，当所述程序被加载到所述网络通信装置中的存储器中并被执行时，该程序使得在所述一个或更多个相关联装置与所述相关联电子设备之间无缝交换信息。
根据另一方面，所述通信网络装置登记在所述局域网上。
根据另一方面，所述通信网络装置还登记在所述广域网上。
根据另一方面，所述UPnP接口通过无线介质接收并发送来自所述相关联装置中的至少一个的信号。
根据另一方面，所述无线介质是从包括蓝牙、无线局域网或红外的组中选择的。
根据另一方面，安全电路连接到所述电路以防止未授权的用户访问所述一个或更多个相关联装置。
根据另一方面，所述电路将与存储在所述相关联装置中的一个或更多个上的信息相关联的格式转换为用于在所述相关联电子设备上进行操作的另一格式。
根据另一方面，在局域网中获得第一唯一地址的步骤是与所述局域网相关联的IP地址。
根据另一方面，在广域网中获得第二唯一地址的步骤是与所述广域网相关联的IP地址。
根据另一方面，该方法还包括以下步骤：对从所述一个或更多个相关联装置请求的信息的至少一部分进行翻译，以在所述相关联电子设备上使用。
根据另一方面，翻译步骤包括将与所述一个或更多个相关联装置相关联的地址翻译成在所述相关联电子设备上使用的第二地址。
根据另一方面，该方法包括以下步骤：将从所述一个或更多个相关联装置请求的信息的至少一部分发送到所述相关联电子设备。
根据另一方面，该方法包括以下步骤：对所请求的信息的至少一部分进行加密。
根据另一方面，该方法包括以下步骤：解析所述请求以确定所述相关联电子设备期望的所请求服务。
根据另一方面，其中，所述第一唯一地址是IP地址。
根据另一方面，其中，所述第二唯一地址是IP地址。
根据另一方面，该方法包括以下步骤：将与存储在所述相关联装置中的一个或更多个上的信息相关联的格式转换为用于在所述相关联电子设备上进行操作的另一格式。
在研究了下面的附图和详细说明后，本发明的其他系统、装置、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员将是明显的或变得明显。旨在将所有这些附加系统、方法、特征和优点包括在本说明中、在本发明的范围内、并且受到所附权利要求的保护。
应当强调，术语“包括”在该说明书中使用时用于表示存在所述的特征、整体、步骤、或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、组件或其组合。
术语“电子设备”包括便携式无线电通信设备。在此后被称为移动无线电终端的术语“便携式无线通信设备”包括诸如移动电话、寻呼机、通信器(即，电子组织器、个人数字助理(PDA)、便携式通信装置、智能电话等)的所有装置。
附图说明
以下参照附图讨论本发明的前述和其他实施方式。附图中的组件不必按比例绘制，相反，其重点在于清楚地图示本发明的原理。同样，一个附图中描绘的元件和特征可与另外的附图中描绘的元件和特征组合。此外，在附图中，在几幅图中相同的参考标号通篇表示对应的部分。
图1是根据本发明的多个方面的网络通信装置的示例性框图。
图2是根据本发明的方面的网络通信装置的示例性配置。
图3是根据本发明的方面的示例性流程图。
图4是根据本发明的方面的示例性流程图。
图5是根据本发明的方面的示例性信号传送方法。
具体实施方式
本发明旨在提供一种网络通信装置和方法，其在利用通用即插即用(UPnP)协议的局域网上的一个或更多个装置与广域网上的利用网际协议多媒体子系统(IMS)协议的相关联电子设备之间交换信息。
如图1所示，网络通信装置10包括第一接口12、第二接口14、电路16、处理器18、存储元件20和数据总线22。网络通信装置10可以识别UPnP局域网中的装置和/或控制点，并且/或者由UPnP局域网中的一个或更多个控制点识别。网络通信装置10能够在UPnP局域网上的一个或更多个装置之间交换信息。此外，网络通信装置10还通常在利用IMS协议的广域网上登记，这使得网络通信装置10能够与连接到利用IMS协议的广域网的相关联电子设备通信。网络通信装置10通过将会话密钥与相关联电子设备进行关联、并且提供与UPnP局域网和IMS广域网相关联的信号之间的网络地址翻译服务，使得与IMS协议兼容的电子设备或其他装置能够加入UPnP局域网(在此也称作本地家庭网络和UPnP家庭网络)。网络通信装置10允许与IMS协议兼容的电子设备和其他装置控制UPnP家庭网络上的装置，并且与电子设备共享信息(例如，文件、图像、多媒体、电影、内容、歌曲、MP3、音视频数据流等)，就好像该电子设备直接位于UPnP局域网上一样。
第一接口12可以是能够在局域网环境中发送和接收信号的任何适当的装置、组件、子组件等。例如，第一接口12可以是能够将网络通信装置10连接到UPnP网络的网络接口卡、接入点、端口、路由器等。如这里所使用的，短语“UPnP网络”、“UPnP本地家庭网络”和“UPnP家庭网络”意味着具有利用一个或更多个UPnP兼容协议的一个或更多个装置的局域网。第一接口12可利用任何介质来进行这样的通信。适当的介质例如包括有线介质(例如，以太网、USB、双绞线、同轴电缆)或无线介质(例如，无线局域网、蓝牙、红外、射频等)或有线或无线介质的任何组合。
第二接口14可以是能够在广域网上发送和接收IMS信号的任何适当的装置、组件、子组件等。如这里所使用的，短语“IMS网络”和“IMS广域网”意味着利用一个或更多个IMS兼容协议的广域网。例如，第二接口14可包括能够将网络通信装置10连接到IMS广域网的网络接口卡、接入点、端口、路由器等。通常，第二接口14能够用一个或更多个下面的示例性通信链路在广域网上发送和接收信号：电缆调制解调器、DSL、调制解调器、路由器、无线基站等。在一个实施方式中，到广域网的通信链路与网络通信装置10是分离的，并且是不同的。在另一实施方式中，到广域网的通信链路集成在网络通信装置10的外壳内。
电路16通常通过数据总线22而通信地连接到第一接口12和第二接口14。电路16可进行操作以便于在位于局域网上的一个或更多个装置和连接到广域网的电子设备之间进行通信。通常，电路16能够将会话密钥与相关联电子设备关联，并且在与UPnP局域网和IMS广域网相关联的信号之间提供网络地址翻译服务。电路16能够将从第一接口12接收的信号和/或从第一接口12发送的信号的至少一部分翻译为由电子设备或其他IMS兼容装置使用的适当格式。电路16还能够将从第二接口14接收的信号和/或从第二接口14发送的信号的至少一部分翻译为由与局域网相关联的一个或更多个装置使用的适当格式。此外，电路16还可以允许在通过网络通信装置10连接的多个装置之间的格式转换。例如，如果本地家庭网络上的电子装置以一种格式(例如，JPEG)存储特定图像、并且电子设备请求以另一格式(例如，Tiff)发送该图像，则电路16能够以所请求的格式将图像发送至电子设备。
这里所使用的术语“电路”应当被给予其最广泛的含义，并且包括执行这里所述功能的全部或一部分的硬件、固件、软件或其任何组合。电路16可包括物理上和/或电气上集合在一起或分离的一个或更多个逻辑操作。
如图1所示，网络通信装置10还包括能够存储软件、翻译算法和/或信息的一个或更多个存储元件20(例如，RAM、ROM、硬盘、缓冲器等)，并且/或者按需要执行附加任务。处理器18被编程为与网络通信装置10的组件通信，以执行这里所述的功能。
参照图2，网络通信装置10的示例性配置被示出为通信地连接到UPnP局域网50和IMS广域网100。UPnP局域网50和IMS广域网100在下面详细描述。
UPnP装置架构限定了用于在UPnP网络50的节点之间通信的协议。通常，UPnP网络上存在两种节点：(1)控制点，其是发送命令的客户端节点；以及(2)接收命令并提供服务的装置。物理组件可包含控制点和服务两者。示例性UPnP网络50如图2所示。UPnP网络50通常包括至少一个装置、控制点，并且可选地包括安全控制台。如图1所示，UPnP网络50包括通过通信介质60连接的装置52和54、控制点56、和可选安全控制台58。
在UPnP局域网50中，装置通常被认为是服务和所容纳的装置的容器。装置(例如，装置52、54)通常包含关于其自身和其提供的服务的信息。该信息通常被组织为可扩展标记语言(XML)文档。通常，每个装置利用小型网络服务器来将该信息传送到UPnP局域网50上的控制点和其他装置。当装置(例如，装置52)连接到UPnP局域网50时，其通常可以自动获得网络地址(例如，IP地址)、通告其存在、描述其服务、并且了解其他连接的装置(例如，装置54)。一旦连接到UPnP网络50，该装置就可以按对等方式直接与其他装置对话。
装置自身通常不被认为在UPnP网络环境中有用，除非其提供服务给UPnP网络50上的其他节点。服务可以执行行为或提供信息。服务通常不是独立的实体，而通常是容器装置提供的，如图2所示(例如，52A和54A)。通常，每个服务实现公布XML文档的网络服务器。XML文档通常列出该服务支持的所有行为以及特定输入、输出和调用约定。XML文档通常详细描述服务的功能，包括标准类型的任何专有扩展。通常也包含在每个装置中的控制服务器处理到来的行为请求，状态表存储所有内部变量的当前值。这些值可由外部节点轮询，或在值改变时由事件服务器导出。
如图2所示，UPnP网络包括控制点56。控制点56是UPnP网络50的能够发现、协商、并控制UPnP网络50上的装置(例如，装置52和54)的组件。控制点56通常监听指定的网络端口以识别连接的装置。使用UPnP发现协议，控制点56还能够发起其自己的对特定装置或服务类型的搜索。一旦控制点56发现了装置(例如，装置52)，控制点56就可以检索该装置的描述，得到服务的列表，调用服务行为，或预订服务事件。控制点56可以是独立的组件，或者其可以嵌入到容器装置中。包含嵌入的控制点的装置可以利用在其他连接的装置上运行的服务。控制点56通常具有用于用户交互的某种用户接口(例如，显示器、用户输入装置、硬件等)，这允许控制装置56用作例如对于任何所连接的UPnP装置(如装置52和54)的状态面板和/或“遥控”。
通常，当允许远程用户访问信息时，期望包括安全机制以禁止对信息的未授权访问。在UPnP中，安全控制台58控制对存储在UPnP网络50上的信息的访问。此外，安全控制台58还可提供通信加密服务。
如上所述，UPnP装置经由发现协议通告自身并提供服务，该服务例如是控制点调用的简单对象访问协议(SOAP)行为的集合。安全控制台58利用SOAP控制协议并且保护SOAP控制消息和答复。SOAP控制消息通常包括：标识、完整性、认证、新鲜度、授权和保密度。本领域普通技术人员将容易认识到，任何给定的安全控制台提供的安全级别基于应用而变化。
网络介质60可以是任何种类的介质(例如，有线、以太网、USB、无线、红外、射频等)或其任何组合。通常，网络介质60能够支持各种协议，包括传输控制协议/网际协议(TCP/IP)和相关的寻址。
如上所述，网络通信装置10可以识别UPnP局域网中的装置和/或控制点，并且/或者由UPnP局域网上的一个或更多个控制点识别。根据特定应用，网络通信装置10可登记为装置或控制点。如这里与UPnP装置一起特别使用的术语“登记”意味着装置被UPnP网络中的一个或更多个控制点所识别，并且/或者控制点识别UPnP网络上的一个或更多个装置和/或控制点。此外，网络通信装置10还可以包括内置安全控制台或利用相关联的安全控制台。网络通信装置还可包括防火墙服务。
图3例示了将网络通信装置10添加到UPnP网络50的示例性方法。在步骤70，网络通信装置10获取IP地址。通常，网络通信装置10具有动态主机配置协议(DHCP)客户端(未示出)，并且当装置第一次连接到UPnP网络50时搜索DHCP服务器。如果DHCP服务器可用，则装置10通常使用分配的IP地址。如果没有DHCP服务器可用，则装置10可使用Auto IP(自动IP)功能来获得IP地址。如本领域普通技术人员将认识到的，Auto IP限定了装置如何从一组保留的地址中智能地挑选IP地址并且能够在被管理和未管理的网络之间容易地移动。一旦装置10例如通过DNS服务器或经由DNS转发而获得了IP地址和域名，装置10就通常在随后的网络操作中使用该名称或其分配的IP地址。
给定了IP地址，UPnP发现协议允许装置10向UPnP网络50上的控制点(例如，控制点56)通告其服务，如图3的步骤72所示。同样，当控制点添加到网络时，UPnP发现协议允许该控制点搜索网络上的装置。装置10通常通过对通告其嵌入的装置和服务的多个发现消息进行多播来通告其服务。任何感兴趣的控制点可以监听用于通知可获得新能力的标准多播地址。通常，所有装置针对这些消息监听标准多播地址，并且如果其嵌入装置或服务中的任一个与发现消息中的搜索准则相匹配则作出响应。
发现过程使得控制点(例如，控制点56)可以在UPnP网络10上寻找装置。发现过程允许其中控制点了解装置能力的描述协议，如图3的步骤74所示。在控制点已经发现装置(例如，装置10)后，控制点56关于装置10仍然了解得很少。为了让控制点56对装置10及其能力了解更多或者与装置10交互，控制点56通常从发现消息中由装置10提供的统一资源定位符(URL)来检索装置的描述。装置10可包含其他信息，例如，逻辑装置以及功能单元或服务。装置的UPnP描述通常分为两个逻辑部分：描述物理和逻辑容器的装置描述、以及描述由装置揭示的能力的一个或更多个服务描述。如上所述，装置的UPnP描述以XML表达，并包括特定供应商的制造商信息，如型号名称和编号、序列号、制造商名称、到特定供应商网站的URL等。描述还包括例如任何嵌入的装置或服务的列表以及下面讨论的用于控制、事件、和呈现服务的URL。对于每个服务，描述通常包括命令或服务响应的行为以及对于每个行为的参数或变元的列表；服务的描述还包括变量列表；这些变量模拟服务在运行时的状态，并且在其数据类型、范围和事件特性的角度进行描述。
检索网络通信装置10的UPnP装置描述可通过控制点56在发现消息中发布对URL的HTTP GET请求而进行。在此情形下，装置10可返回装置描述。检索UPnP服务描述是与使用装置描述内的URL的类似过程。通常，只要来自装置10的发现通告还没有过期，控制点56就可以假定装置10及其服务可用。可在任何点检索装置和服务描述，因为只要装置和其服务可用，装置和服务描述就是静态的。如果装置10取消其通告，则控制点56必须认为装置和其服务对与UPnP网络50相关联的其他装置不再可用。如果装置10需要改变其描述之一，则其必须取消其已发出的通告，并且用更新后的描述重新通告给UPnP网络50上的其他装置和控制点。
在控制点56已经检索到装置10的描述后，控制点56可向装置的服务发送行为(未示出)。为此，控制点56发送适当的控制消息到服务的控制URL(在装置描述中提供)，如步骤76所示。以使用简单对象访问协议(SOAP)的XML表达控制消息。类似于功能调用，响应于控制消息，服务返回任何的行为特定值。行为的效果(如果有的话)由描述服务的运行时间状态的变量的改变来模拟。有了对装置10及其服务的了解，控制点56通常可请求这些服务调用行为，并且控制点56可向这些服务轮询其状态变量的值。调用行为是伪远程过程调用；控制点56通常向装置的服务发送行为，并且当行为已经完成(或失败)时，服务返回任何结果或错误。当这些状态变量改变时，将事件公布给所有感兴趣的控制点。为了确定状态变量的当前值，控制点可轮询服务。类似于调用行为，控制点发送适当的查询消息到服务的控制URL。作为响应，服务提供变量值；每个服务负责保持其状态表一致，因此控制点可轮询并接收有意义的值。
如上所述，服务的UPnP描述包括服务所响应的行为的列表、以及模拟在运行时特定服务的状态的变量的列表。当这些变量改变时服务公布更新，并且控制点56通常预订了接收该信息。服务通过发送事件消息来公布更新，如图3的步骤78所述。事件消息包含一个或更多个状态变量的名称和这些变量的当前值。这些消息也以XML表达，并且通常使用通用事件通知架构(GENA)来安排格式。当控制点56第一次预订时，可发送特殊的初始事件消息；该事件消息包含所有事件变量的名称和值，并且允许预订者初始化其服务状态的模型。为了支持多个控制点的情景，事件被设计为使所有控制点同等地被通知任何行为的效果。因此，所有预订者都被发送所有事件消息，预订者接收针对已经改变的所有事件变量的事件消息，并且无论状态变量为什么改变，都(响应于请求的行为或因为服务正模拟的状态改变而)发送事件消息。
在控制点56已经发现装置10并检索到装置和其服务的描述后，控制点具有了事件协议的基本要素。如上所述，UPnP服务描述包括服务所响应的行为的列表、以及模拟服务在运行时的状态的变量的列表。如果事件通知了这些状态变量中的一个或更多个，则当这些变量改变时服务公布更新，并且控制点56可预订接收该信息。为了预订事件通知，控制点56通常发送预订消息。如果预订被接受，则公布者用预订的持续时间来响应。为了保持预订有效，预订者必须在预订过期之前续订其预订。
如果装置10具有用于呈现的URL，如步骤80所述，则控制点56可从URL检索页面，将该页面加载到浏览器中，并且根据页面的能力而允许用户控制装置10和/或查看装置状态。本领域普通技术人员将认识到，这些功能中的每一个可以实现的程度依赖于呈现页面和装置10的特定能力并且通常是设计选择。在控制点56已经发现了装置10并且检索到装置10的描述后，控制点56准备好开始呈现。呈现的URL通常包含在装置描述中的呈现URL元素内。装置描述通常经由描述消息来传送。为了检索呈现页面，控制点56发布HTTP GET请求到呈现URL，并且装置10返回呈现页面。
一旦装置10已经被添加到UPnP网络50，位于本地UPnP网络50上的任何UPnP使能的装置(例如，装置52或54)或控制点(例如，控制点56)就可以访问或以其他方式控制装置50。
回到参照图2，还示出了广域网(WAN)100。WAN 100包括IMS架构102、SIP实体(例如，SIP重定向器服务器104、SIP代理服务器(未示出)、SIP登记器106等)。如这里所述的，WAN 100通常允许一个或更多个电子设备108与其他电子设备(未示出)、因特网和/或其他计算机网络(例如局域网50)进行通信。从电子设备108到WAN 100的通信链路110可在单个网络或多个不同网络(例如公共陆地移动网络、一个或更多个转接网络和端接网络)上扩展。电子设备108可以是允许用户访问网络服务的任何装置或用户终端，例如包括如在3GPP TS 24.002V5.0.0，版本5及其后续版本中限定的GSM远程服务器或移动站。
IMS架构102通常利用为使得能够在WAN装置(例如，电子设备、移动电话、个人数字助理(PDA)、通信器等)之间进行对等内容共享而设计的标准化协议。IMS使用开放标准IP(网际协议)协议，使得无论地理位置如何都可以在多种用户装置和/或应用之间建立多媒体会话。例如，IMS允许在两个IMS装置之间、在IMS装置和连接到因特网的装置之间、以及在使用相同协议连接到因特网的两个装置之间建立多媒体会话。因此，IMS允许广泛的装置互操作性，而无论IMS装置和目的地源的位置如何。
IMS是UMTS(通用移动电信系统)的PS(分组交换)核心网(CN)的扩展，并且独立于PS-CN。IMS使用会话发起协议(SIP)来建立、维护和终止语音和多媒体会话。SIP是整个因特网工程任务组(IETF)多媒体数据和控制架构的一部分。SIP与诸如会话描述协议(SDP)和实时协议(RTP)的其他IETF协议结合使用。SIP是提供诸如处理多媒体会话的建立、修改和断开的各种功能的信令协议。SIP与和其一起使用的协议相结合，还描述了到潜在的会话参与者的通信会话的会话特性。通常，RTP用来在通信会话期间交换媒体(例如，音频、语音或数据)，但是SIP允许使用任何传输协议。SIP消息(信令)也通常经过与要在通信会话期间交换的媒体相同的某些设备。
如图2所示，WAN 100包括一个或更多个SIM实体。典型的SIP实体例如包括SIP重定向器服务器104、SIP登记器服务器106、以及SIP代理服务器(未示出)。SIP重定向器服务器用来提供用户移动性。SIP重定向器服务器接受SIP请求，并返回实现该请求应当联系的零个或更多个新地址。相反，SIP代理服务器将该请求转发到实现特定请求应当联系的新地址。SIP登记器服务器106是存储域或子域内的用户代理的“逻辑”位置的装置，SIP登记器服务器存储用户代理的位置，并且经由从用户代理接收的REGISTER消息而动态更新数据。
本领域普通技术人员将容易认识到，SIP重定向器或SIP代理服务器的使用可以互换地使用，并且使用一个而不是另一个决不是限制本发明的范围。因为在SIP中使用多个服务(例如，代理和重定向器服务器)，所以经常希望在SIP信令和媒体通信(会话数据)之间维持逻辑分离。
图4例示了来自电子设备108的对信息(或服务)的请求。该示例假定电子设备108已经在IMS网络上登记(例如，电子设备是预订者并有资格访问IMS网络，并且/或者装置已经发送了REGISTAR方法到相关联的SIP登记器服务器)。在步骤150，为了发起会话，请求者(或用户代理客户端)用要联系的网络的SIP URL发送请求。如果客户端知道要联系的网络的IP地址，则该请求可以直接发送到已知的IP地址；否则，目的地IP地址通常可由登记器服务器中的SIP URL的查找表来解决。
在步骤152，SIP网络服务器试图解决所请求的网络的IP地址并且将请求发送到网络。本领域普通技术人员将容易认识到，存在许多的方式来执行这样的功能。例如，为所请求的网络的IP地址而搜索DNS或访问数据库。另选的是，服务器可以是重定向服务器，该重定向服务器可将被呼叫的用户位置返回给呼叫的客户端以让它直接尝试。在对用户进行定位的过程中，一个SIP网络服务器可将呼叫代理或重定向到另外的服务器，直到其到达明确知道可找到被呼叫用户的IP地址的服务器。在步骤154，一旦找到了网络IP地址，就将请求发送到目的地网络以用于认证。在步骤156，目的地地址提供所请求的信息和/或服务。
SIP使用的命令被称为方法。SIP限定下述方法：INVITE-邀请用户到呼叫；ACK-用于方便INVITE的可靠消息交换；BYE-终止用户之间的连接或拒绝呼叫；CANCEL-终止用户请求或搜索；OPTIONS-请求关于服务器能力的信息；REGISTER-登记用户的当前位置；以及INFO-用于中间会话信令。
典型的SIP响应包括：1xx信息(例如，100尝试，180响铃)，2xx成功(例如，200确定，202接受)，3xx重定向(例如，302暂时移动)、4xx请求失败(例如，404未找到，482检测到循环)，5xx服务器故障(例如，501未实现)、6xx全局故障(例如，603拒绝)等。为了清楚，省略了临时(1xx)响应。由ACK进行的精确路由以及任何稍后的呼叫中信令可能变化，因为在两个用户代理交换了INVITE和200确定消息时，它们可能知道了彼此的实际目的地，并且可以端到端直接发送ACK。然而，SIP允许任何代理服务器如果需要则坚持保留在整个会话的信令路径中。
图5例示了使得能够在本地家庭网络50上的一个或更多个UPnP装置和通信地连接到IMS广域网100的电子设备108之间进行无缝通信的网络通信装置10的操作的示例性方法。在该示例中，用户期望使用电子设备108来访问UPnP局域网50上的点播机装置(例如装置52)，并且将音乐从点播机装置流传输到电子设备。在下面的示例中做出下面的假设：1)电子设备108和网络通信装置10都向SIP服务器进行了登记；以及2)电子设备108(或其他IMS装置)和网络通信装置10为认证目的而维持共享秘密(例如，http摘要过程)。
在该示例中，用户知道网络通信装置10的SIP URL。如步骤200所示，用户利用电子设备来发送INVITE消息到SIP重定向器服务器。例如，请求可能记作：INVITE jukebox@home.net到本地SIP重定向器服务器。该请求可包括SDP有效负载字段，其例如可以指定协商参数、请求的服务、信息格式等。在该特定示例中，利用了SIP重定向器服务器。本领域普通技术人员将容易地认识到，按照本发明，替代重定向器服务器或者除了重定向器服务器之外，还可以使用代理服务器。
在步骤202，重定向器服务器继而发送消息301-移动到10.1.2.3，其表示与jukebox@home.net相关联的装置可以在IP地址10.1.2.3找到。在步骤204，电子设备108发送ACK消息到SIP重定向器服务器，表示接收了301-移动消息。
在步骤206，电子设备108发送INVITE消息到位于IP地址10.1.2.3的网络通信装置。如上所述，INVITE消息通常包括SDP有效负载字段，用于在电子设备装置108和网络通信装置10之间协商各种参数。
在步骤208，网络通信装置10询问试图获得对本地家庭网络50的访问的电子设备108的认证。在步骤210，电子设备108发送适当的认证响应到网络通信装置。在步骤212，电子设备108已经由网络通信装置10认证，意味着该装置被授权访问UPnP网络50。本领域普通技术人员将容易认识到，如果电子设备108被发送了无效响应(或被提供了不具有对UPnP网络50的适当访问权限的标识符)，则认证过程通常在此时间点失败，并且将不允许电子设备108访问UPnP网络50。
在步骤214，网络通信装置10解析由电子设备108发送的SDP消息。网络通信10基于该消息来确定请求了什么UPnP服务。
在步骤216，装置中集成有UPnP安全控制台的网络通信装置10从期望的UPnP装置(例如，装置52)请求加密信息。在步骤216，使用GetPublicKeys()远程过程调用而获得来自期望的UPnP装置(例如，该示例中为点播机)的公钥。在步骤218，与网络通信装置10相关联的安全控制台发送SetSessionKeys()远程过程调用给位于UPnP家庭网络上的期望的UPnP装置52(例如，点播机装置)。一旦获得了会话密钥，就使能数据加密。在一个实施方式中，会话密钥可以转发到电子设备108以进行端到端数据加密(例如，从装置52到网络通信装置10以及从网络通信装置10到电子设备108)。
在步骤220，将会话密钥与IMS装置(例如，电子设备108)相关联。因为IMS装置(例如，电子设备108)物理地不位于UPnP网络中，所以网络通信装置10将会话密钥与IMS装置相关联。网络通信装置10是UPnP网络上唯一知道呼叫者(例如，电子设备108)不位于UPnP网络50上的装置。网络通信装置10进行关联，以使得当UPnP装置52(例如，点播机装置)试图形成到控制装置的连接时，网络通信装置10将其翻译成适当的IMS协议格式(例如，包含适当的地址)，将其传送到请求的IMS装置(例如，电子设备108)。
在步骤222，网络通信装置10发送200-确定消息到电子设备108，表示SDP消息是适当的格式。在步骤224，电子设备108用SIP ACK消息来响应网络通信装置10，由此确认接收到200-确定消息。
基于包含在SDP消息中的期望服务，网络通信装置10发送媒体建立消息到点播机，如步骤226所示。在步骤226，网络通信装置10确定电子设备108期望哪些服务。网络通信装置10将消息转换为UPnP控制消息，并且将该消息发送到UPnP网络装置52(例如，点播机)。继而，UPnP装置52连接到网络通信装置10并提供期望的服务(例如，流音频)。电子设备108现在通过网络通信装置10连接到UPnP家庭网络，并且UPnP装置具有电子设备108的地址，从而该装置可以以对等方式彼此直接对话，如步骤228所示。无论何时开始了新会话，一般都重复步骤220-228。
在此公开了本发明的具体实施方式。本领域普通技术人员将容易认识到，本发明在其他环境中可具有其他应用。事实上，许多实施方式和实现都是可以的。下面的权利要求决非旨在将本发明的范围限制到上述具体实施方式。此外，对“用于……的装置”的任何陈述都是为了引入对元件和权利要求的装置加功能的理解，而没有特别使用陈述“用于……的装置”的元件并非旨在被理解为装置加功能的元件，即使权利要求另行包括词语“装置”。应当注意，尽管说明书列出以特定顺序出现的方法步骤，但是这些步骤可以以任何顺序或同时执行。
本发明的计算机程序元素可以以硬件和/或以软件(包括固件、常驻软件、微代码等)实现。本发明可采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可以由计算机可用或计算机可读存储介质来实现，该计算机可用或计算机可读存储介质在介质中包含有计算机可用或计算机可读的程序指令、“代码”或“计算机程序”，以由指令执行系统执行或结合指令执行系统执行。在本文献的环境中，计算机可用或计算机可读介质可以是可包含、存储、传送、传播或传输程序以由或结合指令执行系统、装置或设备来使用的任何介质。计算机可用或计算机可读介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外、或半导体系统、装置、设备或者诸如因特网的传播介质。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是其上打印有程序的纸或另一适当介质，因为可以例如通过对纸或其他介质的光学扫描而电子地获取该程序，然后对其进行编译、解释或以适当方式另行处理。这里所述的计算机程序产品以及任何软件和硬件形成了用于执行示例性实施方式中的本发明的功能的各种装置。

Claims (10)

1.一种网络通信装置(10)，该网络通信装置(10)包括：
通用即插即用(UPnP)接口(12)，用于发送和接收与连接到相关联局域网(50)的一个或更多个相关联装置(52，54)相关的信息，其中所述相关联局域网(50)的至少一部分利用UPnP协议；
网际协议多媒体子系统(IMS)接口(14)，用于发送和接收与登记到相关联广域网(100)的相关联电子设备(108)相关的信息，其中所述相关联广域网(100)的至少一部分利用IMS协议；以及
通信地连接到所述UPnP接口(12)和所述IMS接口(14)的电路(16)，其中该电路(16)将UPnP会话密钥(218)与相关联电子设备(108)关联起来，以允许在所述一个或更多个相关联装置(52，54)和所述相关联电子设备(108)之间进行通信。
2.如权利要求1所述的网络通信装置(10)，其中，所述通信网络装置(10)登记在所述局域网(50)上。
3.如权利要求1所述的网络通信装置(10)，其中，所述通信网络装置(10)登记在所述广域网(100)上。
4.如权利要求3所述的网络通信装置(10)，其中，所述通信网络装置(10)还登记在所述局域网(50)上。
5.如权利要求1所述的网络通信装置(10)，其中，所述UPnP接口(12)通过无线介质(22)接收并发送来自所述相关联装置(52，54)中的至少一个的信号。
6.如权利要求5所述的网络通信装置(10)，其中，所述无线介质(22)是从包括蓝牙、无线局域网或红外的组中选择的。
7.如权利要求1所述的网络通信装置(10)，该网络通信装置(10)还包括连接到所述电路(16)以防止未授权的用户访问所述一个或更多个相关联装置(52，54)的安全电路。
8.如权利要求1所述的网络通信装置，其中，所述电路(16)将与存储在所述相关联装置(52，54)中的一个或更多个上的信息相关联的格式转换为用于在所述相关联电子设备(108)上进行操作的另一格式。
9.一种通信方法，该方法包括以下步骤：
在局域网(50)中获得第一唯一地址，其中所述局域网包括利用UPnP协议的一个或更多个相关联装置(52，54)；
在广域网(100)中获得第二唯一地址，其中所述广域网(100)包括利用IMS协议的一个或更多个装置(108)；
接收来自相关联电子设备的、用于访问所述局域网上的所述相关联装置中的一个或更多个的信息请求(200)；
对所述请求进行认证(212)；
建立与所述信息请求相关的会话密钥(216)；
将所述会话密钥与相关联电子设备相关联，以允许在所述一个或更多个相关联装置和所述相关联电子设备之间进行通信(218)。
10.一种存储在机器可读介质上的程序，该程序适用于网络通信装置(10)中，以将UPnP会话密钥与相关联电子设备(108)相关联，从而允许在一个或更多个相关联装置(52，54)与所述相关联电子设备(108)之间进行通信，其中，
当所述程序被加载到所述网络通信装置(10)中的存储器(20)中并被执行时，该程序使得在所述一个或更多个相关联装置(52，54)与所述相关联电子设备(108)之间无缝交换信息。
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