CN101341720A - 虚拟通用即插即用控制点 - Google Patents

Abstract

公开了使利用通用即插即用协议的局域网与利用互联网多媒体子系统架构的广域网无缝互联的设备和方法。本发明利用动态虚拟控制点(62)代表UPnP网络(50)上的IMS设备(108)，这使得能够实现IMS设备(108)与UPnP网络(50)上的一个或更多个设备(52，54)之间的通信。在一个实施例中，本通信方法包括：从以通信的方式耦合到广域网(100)的关联电子设备(108)接收信息请求以访问以通信的方式耦合到局域网(50)的一个或更多个关联设备(52，54)和/或服务；在所述局域网(50)上对该信息请求进行认证；在所述关联电子设备(108)和所述一个或更多个关联设备(52，54)之间建立虚拟控制点(62)。

Description

虚拟通用即插即用控制点

技术领域

本发明涉及用于使利用通用即插即用协议的局域网与利用互联网多媒体子系统架构的广域网无缝互联的装置和方法。

背景技术

通用即插即用(UPnP)架构用于对智能设备、无线设备以及各种形式参数的计算机的对等(peer-to-peer)组网。UPnP定义了一组公共协议，设备使用这些协议加入网络并描述其自身及其功能，这使得其它设备和人们无需进行设置或配置即可使用它们。UPnP是一种利用TCP/IP、除了在局域网环境(例如家庭网，办公网等)中实现连网设备之间的控制和数据传输外，还能实现无缝邻近组网的分布式、开放的组网架构。本文中的“组网”描述了使得任何组网设备能够在无需预先建立关系或维持设备之间的持久关系的情况下发起与任意其它组网设备的通信的连接方式。组网还允许多个设备与一个设备建立一个或更多个连接，并允许设备既能够发起又能够接受去往/来自其它网络设备的连接。换句话说，UPnP使得在网络上的任意设备的控制下，能够发起和控制大量信息(例如文件、图像、多媒体、电影、内容、歌曲、MP3和音视频数据流等)从网络上的任意设备到网络上的任意设备的传输。UPnP还使得能够在网络上随时添加或移除设备，并使得多个控制设备保持彼此同步。

尽管UPnP使得多个网络设备能够共享服务和多媒体内容，但存在与UPnP相关的不少缺陷。一个缺陷是UPnP不容易在局域家庭网之外扩展。另一缺陷是非UPnP设备不太可能接收到对于利用UPnP的局域家庭网中的适当操作必须的服务通告、命令和消息。另一缺陷是在UPnP环境不太可能适当地认证非UPnP设备。UPnP的又一缺陷是邻近检测，该邻近检测在超过了最大往返时间的情况下允许源设备拒绝向设备提供内容。

发明内容

通常，即使当局域网的授权用户在地理上位于所述网络之外时，并且当授权用户试图通过不支持UPnP协议的设备获得对家庭网络上的服务和/或信息的访问时，最好该用户也能够取得对所述网络的安全访问。由此，强烈需求一种网络通信设备(此处还称为互通(interworking)设备)，该设备使得地理上位于局域家庭网络之外且/或尝试经由不直接支持UPnP协议的设备访问与所述局域家庭网关联的服务和/或信息的授权用户能够访问和共享该服务和多媒体内容。

本发明的一个方面涉及一种通信方法，所述方法包括：从以通信的方式耦合到广域网的关联电子设备接收信息请求以访问以通信的方式耦合于局域网的一个或更多个关联设备和/或服务；在所述局域网上对所述信息请求进行认证；在所述关联电子设备和所述一个或更多个关联设备之间建立虚拟控制点。

本发明的另一方面涉及一种通信方法，所述方法包括：从以通信的方式耦合到广域网的关联电子设备接收信息请求以访问以通信的方式耦合于局域网的一个或更多个关联设备和/或服务；在所述局域网上对所述信息请求进行认证；建立与所述信息请求相关的会话；在所述关联电子设备和所述一个或更多个关联设备之间建立动态虚拟控制点。

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，所述程序适用于在网络通信设备中使用以建立将UPnP会话密钥与关联的电子设备相关联从而允许所述一个或更多个关联的设备和所述关联的电子设备之间的通信的虚拟控制点，其中：当在所述网络通信设备中的存储器中加载所述程序并执行时，使得信息在所述一个或更多个关联的设备和所述关联的电子设备之间进行无缝交换。

根据另一方面，所述虚拟控制点是动态的。

根据另一方面，所述广域网使用IMS协议。

根据另一方面，所述局域网使用UPnP协议。

根据另一方面，所述方法还包括建立与所述信息请求相关的会话密钥。

根据另一方面，所述方法还包括将所述会话密钥与所述关联的电子设备相关联，以允许所述一个或更多个关联的设备和所述关联的电子设备之间的通信。

根据另一方面，其中所述虚拟控制点将所述会话密钥与所述关联的电子设备相关联，以允许所述一个或更多个关联的设备和所述关联的电子设备之间的通信。

根据另一方面，所述方法还包括转换从所述一个或更多个关联的设备请求的信息中的至少一部分信息，以在所述关联的电子设备上使用。

根据另一方面，其中所述转换步骤包括将与所述一个或更多个关联的设备相关联的地址转换为在所述关联的电子设备上使用的第二地址。

根据另一方面，所述方法还包括向所述关联的电子设备发送从所述一个或更多个关联的设备请求的所述信息的至少一部分信息。

根据另一方面，所述方法还包括对请求的所述信息的至少一部分信息进行加密。

根据另一方面，所述方法还包括解析所述信息请求以确定合适的设备与所述关联的电子设备进行逻辑连接。

根据另一方面，所述方法还包括将与存储在所述一个或更多个关联的设备上的信息相关联的格式转换为另一种格式以在所述关联的电子设备上运行。

根据另一方面，所述方法还包括周期地从所述一个或更多个关联的设备向所述关联的电子设备提供广播消息。

根据另一方面，所述方法还包括在所述关联的电子设备上显示所述局域网上可用的一个或更多个所述关联的设备和/或服务。

根据另一方面，其中所述虚拟控制点是所述关联的电子设备的安全代理。

根据另一方面，所述方法还包括在终止所述会话时终止所述动态控制点。

在阅读随后的详细描述和附图之后，本发明的其它系统、设备、方法、特征和优点将对于本领域技术人员变得明显。本说明书中包括的所有这些附加的系统、方法、特征和优点意在处于本发明的范围之内，并由所附的权利要求保护。

应强调的是本说明书中使用的术语“包括/包含”是为了明确所述特征、整体、步骤或组件的存在，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、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。此处使用的术语“便携式无线电通信设备”是指移动无线电终端，包括诸如移动电话、寻呼机、通信器的所有设备，即电子管理器、个人数字助理(PDA)、便携式通信设备、智能电话(smart phone)等。

附图说明

下面参考附图描述本发明的上述和其它实施方式。附图中示出的组件不必经过缩放，重要的是清楚地示出本发明的原理。类似地，一个图中示出的要素和特征可与其它图中示出的要素和特征组合。此外，在附图中，类似的附图标记在几幅视图中表示对应的部分。

图1是根据本发明的各方面的网络通信设备的示例性框图；

图2是根据本发明的各方面的网络通信设备的示例性配置；

图3是根据本发明的各方面的示例性流程图；

图4是根据本发明的各方面的示例性流程图；

图5是根据本发明的示例性信令方法。

具体实施方式

本发明涉及用于在局域网上的利用通用即插即用(UPnP)协议的一个或更多个设备与广域网上的利用互联网协议多媒体子系统(IMS)协议的关联电子设备之间交换信息的网络通信设备和方法。本发明利用动态虚拟控制点在UPnP网络上代表IMS设备，这使得能够实现IMS设备与UPnP网络上的一个或更多个设备之间的通信。

如图1所示，网络通信设备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以及数据总线22。网络通信设备10可识别UPnP局域网中的设备和/或控制点并且/或者被UPnP局域网中的一个或更多个控制点识别。网络通信设备10能够在UPnP局域网上的一个或更多个设备之间交换信息。另外，网络通信设备10还通常在利用IMS协议的广域网上注册，这使得网络通信设备10能够与连接至所述利用IMS协议的广域网的相关电子设备进行通信。网络通信设备10通过动态地创建使会话密钥与相关电子设备关联起来并在与UPnP局域网和IMS广域网关联的信号之间提供网络地址转换服务的虚拟控制点，使得与IMS协议兼容的电子设备或其它设备能够加入UPnP局域网(此处也称为局域家庭网和UPnP家庭网)。网络通信设备10允许与IMS协议兼容的电子设备或其它设备动态地创建可控制UPnP家庭网上的设备并与电子设备共享信息(例如文件、多媒体、电影、内容、歌曲、MP3、音视频数据流等)的虚拟控制点，就象所述电子设备直接存在于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意合适的设备、组件、子组件等。例如，第一接口12可以是网络接口卡、接入点、端口、路由器等，它能够将网络通信设备10连接到UPnP网络。如此处所用的，术语“UPnP网络”、“UPnP局域家庭网”以及“UPnP家庭网”是指具有利用一个或更多个兼容UPnP的协议的一个或更多个设备的局域网。第一接口12可利用任何介质来进行上述通信。合适的介质包括例如有线介质(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)或有线和无线介质的任意组合。

第二接口14可以是可在广域网上发送和接收IMS信号的任意合适的设备、组件、子组件等。如此处所用的，术语“IMS网络”和“IMS广域网”是指利用一个或更多个兼容IMS的协议的广域网。例如，第二接口14可包括网络接口卡、接入点、端口、路由器等，它能够将网络通信设备10连接到IMS广域网。通常，第二接口14可在广域网上利用以下一个或更多个示例性通信链路发送和接收信号：电缆调制解调器(cablemodem)、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分立于并不同于网络通信设备10。在另一实施方式中，到广域网的通信链路集成在网络通信设备10的壳体中。

电路16通常通过数据总线22以通信的方式连接到第一接口12和第二接口14。电路16可以帮助实现局域网上的一个或更多个设备与连接到广域网的电子设备之间的通信。电路16能够创建将会话密钥与相关电子设备关联起来并在与UPnP局域网和IMS广域网相关联的信号之间提供网络地址转换服务的虚拟控制点。电路16能够创建一个或更多个虚拟控制点以在请求访问UPnP网络上的一个或更多个设备的IMS设备之间建立逻辑链路。

电路16还能够将从第一接口12接收和/或发送的至少一部分信号转换为可由该电子设备或其它兼容IMS的设备使用的适当的格式。电路16还能够将从第二接口14接收和/或发送的至少一部分信号转换为可由与局域家庭网关联的一个或更多个设备使用的适当的格式。另外，电路16还可允许通过网络通信设备10连接的设备之间的格式转换。例如，如果局域家庭网上的电子设备以一种格式(例如JPEG)存储了特定图像并且所述电子设备请求将该图像以另一种格式(例如Tiff)发送，电路16能够按照所请求的格式将该图像发送至所述电子设备。

此处使用的术语“电路”应当给予其最广泛的含义，并包括硬件、固件、软件或其任意组合，它能够执行此处描述的全部或部分功能。电路16可包括一起成组的或在物理和/或电上分离的一个或更多个逻辑运算。

如图1所示，网络通信设备10还包括能够存储软件、转换算法和/或信息并/或按照需要执行附加任务的一个或更多个存储元件20(例如RAM、ROM、硬盘、缓存等)。处理器18被编程为与网络通信设备10的组件通信，以执行此处描述的功能。

如图2所示，网络通信设备10的一个示例性结构以通信的方式耦合到UPnP局域网50和IMS广域网100。下面详细描述UPnP局域网50和IMS广域网100。

UPnP设备架构定义了用于UPnP网络50的节点之间通信的协议。总体上，在UPnP网络上存在两类节点：(1)控制点是发送命令的客户端节点，及(2)设备接收命令并提供服务。物理组件可包含控制点和设备。图2示出了示例性UPnP网络50。UPnP网络50一般包括至少一个设备、控制点，并可选择地包括安全控制台(security console)。如图1所示，UPnP网络50包括通过通信介质60连接的设备52和54、控制点56以及可选的安全控制台58。网络通信设备10可以是设备和/或控制点。优选地，网络通信设备10是控制点。当从授权的电子设备接收到请求时，网络通信设备10可创建能够动态地在IMS设备和UPnP网络上的一个或更多个设备和/或控制点之间建立通信的虚拟控制点62。在另一实施方式中，虚拟控制点62可由一个或更多个附加控制点(例如控制点56)建立，所述附加控制点可与具体设备和/或服务关联。

在UPnP局域网50中，一般把设备看作是服务和嵌套设备的容器。设备(例如设备52，54)通常包含关于自身的信息以及其提供的服务。此信息通常组织为可扩展标记语言(XML)文件。通常，每个设备采用微型网络服务器将该消息传达给UPnP局域网50上的控制点和其它设备。当设备(例如设备52)连接到UPnP局域网50时，通常可自动获得网络地址(例如IP地址)，通告其存在，描述其服务，并获知其它连接的设备(例如设备54)。一旦连接到UPnP网络50，设备可通过对等方式直接与其它设备通话。

除非设备向UPnP网络50上的其它节点提供服务，就其自身而言通常不认为设备在UPnP网络环境中是有用的。服务可执行操作或提供信息。服务通常不是独立的实体，而是通常由如图2示出的容器设备(例如52A和54A)所主持。通常，每个服务实现发布XML文档的网络服务器。XML文档通常与具体输入、输出和调用协议一起列出由所述服务支持的全部操作。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(proprietary extension)。通常也包含在各个设备中的控制服务器处理到达的操作请求，并且状态表存储所有内部变量的当前值。当值改变时，这些值可由外部节点轮询，或由事件服务器导出。

如图2所示，UPnP网络50包括控制点56。控制点56是UPnP网络50的组件，它能够发现、询问并控制UPnP网络50上的设备(例如设备52和54)。控制点56通常监听指定的网络端口以识别连接的设备。利用UPnP发现协议，控制点56还可启动其自身的对特定设备或特定类型的服务的搜索。一旦控制点56发现设备(例如设备52)，控制点56可提取该设备的描述，得到服务列表，调用服务操作，或订阅服务事件。控制点56可以是独立组件，或可嵌入在容器设备内。包含嵌入控制点的设备可利用在其它连接设备上运行的服务。控制点56通常具有一些用于用户交互的用户接口(例如显示器、用户输入设备、硬件等)，所述用户接口使得控制设备56能被用作状态面板和/或例如设备52和54的任何连接UPnP设备的“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防止对信息的未经授权的访问。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。另外，安全控制台58还提供通信加密服务。

如前所述，UPnP设备通过发现协议通告其自身并提供例如由控制点调用的简单对象访问协议(SOAP)操作的采集的服务。安全控制台58利用SOAP控制协议并确保SOAP控制消息的安全，并做出答复。SOAP控制消息通常包括：身份、完整性、认证、新颖性、授权和保密。本领域技术人员将容易地理解由任意给定的安全控制台提供的安全等级将根据应用而不同。

网络介质60可以是任意类型的介质(例如有线、以太网、USB、无线、红外、射频等)，或其任意组合。一般地，网络介质60能够支持多种协议，包括传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)以及相关的寻址。

如上所述，网络通信设备10可识别UPnP局域网中的设备和/或控制点，并且/或者由UPnP网络50上的一个或更多个控制点识别。根据具体应用，网络通信设备10可以作为设备或控制点注册。此处专门地与UPnP设备一起使用的术语“注册”是指设备由UPnP网络中的一个或更多个控制点识别，和/或控制点识别UPnP网络上的一个或更多个设备和/或控制点。另外，网络通信设备10还可包括内置的安全控制台，或利用关联的安全控制台。网络通信设备还可包括防火墙服务。

图3示出向UPnP网络50添加网络通信设备10的示例性方法。在步骤70，网络通信设备10获取IP地址。通常，网络通信设备10具有动态主机配置协议(DHCP)客户端(未示出)，并当设备首次连接到UPnP网络50时搜索DHCP服务器。如果DHCP服务器可用，网络通信设备10通常利用指定的IP地址。如果没有可用的DHCP服务器，设备10可使用Auto IP(自动IP)功能以得到IP地址。如本领域技术人员可理解的，Auto IP定义了设备如何从一组预留的地址中智能地选择IP地址并能够在受管制网络和未受管理网络之间轻松移动。一旦网络通信设备10获得IP地址和域名，例如通过DNS服务器或经由DNS转发，网络通信设备10通常在随后的网络运行中使用该域名或指定的IP地址。

UPnP发现协议接着允许网络通信设备10搜索网络50上的设备和服务。UPnP发现协议多播具有与设备或服务的类型或标识相等的特征或目标的搜索消息。来自设备的响应包括与由新连接的设备通告的消息类似的发现消息。通常，网络通信设备10可监听标准多播地址以获得关于可用的新功能的通知。总体上，所有设备监听标准多播地址以获得这些消息，并且如果其内嵌的任何设备或服务与发现消息中的搜索条件相匹配，则做出响应。

发现过程允许控制点(例如网络通信设备10)发现UPnP网络50上的设备。发现过程启动描述协议，如图3中的步骤74所示，其中控制点(例如网络通信设备10)获知设备功能。在控制点(例如网络通信设备10)发现设备之后，控制点仍对该设备知之甚少。为了使控制点更多地获知该设备及其功能，或与该设备互动，控制点(例如网络通信设备10)通常从由该设备在发现消息中提供的统一资源定位符(URL)提取该设备的描述。设备可包含其它消息，例如逻辑设备，以及功能单元或服务。对设备的UPnP描述通常分为两个逻辑部分：描述物理或逻辑容器的设备描述，以及用于描述该设备展现的功能的一个或更多个服务描述。如上所述，对设备的UPnP描述以XML表达，并包括特定于经销商的制造商信息，例如型号名称和号码、序列号、制造商名称，经销商网站的URL等。这些描述还包括例如以下各项的列表：任何内嵌的设备或服务、以及用于控制、事件，以及下面描述的演示服务的URL。对于每一种服务，描述通常包括以下各项的列表：服务所响应的命令或操作，以及每种操作的参数或变元；对服务的描述还包括变量的列表；这些变量对运行时的服务状态建模，并用变量的数据类型、范围、以及事件特征进行描述。

网络通信设备10可在发现消息中发出对URL的HTTP GET请求，并提取一个或更多个UPnP设备描述。提取UPnP服务描述与使用设备描述中的URL的过程类似。通常，只要来自UPnP网络设备的发现通告没有过期，网络通信设备10可假定设备及其服务是可用的。由于只要设备及其服务是可用的则设备和服务描述就是静态的，所以可在任意时刻提取设备和服务描述。如果一个或更多个设备取消其通告，网络通信设备10通常必须假设设备及其服务对于关联到UPnP网络50的其它设备是不再可用的。如果设备需要改变其一个描述，设备通常必须取消其当前的通告并用更新后的描述向UPnP网络50上的其他设备和控制点重新通告。

在网络通信设备10提取了至少一个设备的描述后，网络通信设备10可向设备的服务(未示出)发送操作。为此，网络通信设备向控制URL发送适当的控制消息以获得服务(设备描述中提供的)，如步骤76所示。控制消息是以利用简单对象访问协议(SOAP)的XML表达的。与功能调用类似，作为对控制消息的响应，服务返回任何特定于操作的值。通过描述服务的运行时状态的变量的改变来对操作的效果(如果存在)建模。在知道设备及其服务时，网络通信设备10一般可请求这些服务调用操作，并且网络通信设备10可轮询这些服务以获得它们的状态变量的值。调用操作是伪远程过程调用；网络通信设备10通常向设备的服务发送操作，并且当操作完成(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，向所有感兴趣的控制点公布事件。为了确定状态变量的当前值，控制点(例如网络通信设备10)可轮询服务。与调用操作类似，控制点向控制URL发送适当的询问消息以获得服务。作为响应，服务提供变量的值；每个服务负责保持其状态表一致，使得控制点可以轮询并接收有意义的值。

如上所述，服务的UPnP描述包括该服务所响应的操作的列表，以及对具体服务运行时的状态建模的变量的列表。当这些变量改变时，服务公布更新，并且网络通信设备10可预订接收此信息。服务通过发送事件消息公布更新，如图3的步骤78所示。事件消息包含一个或更多个状态变量的名称，以及这些变量的当前值。这些消息也以XML表达，并通常利用通用事件通知结构(GENA)进行格式化。当控制点(例如网络通信设备10)首次订阅时，可发送特定初始事件消息；该事件消息包含全部事件变量的名称和值，使得订户能够启动服务状态的建模。为了支持多个控制点的情况，设计事件以使全部控制点(例如网络通信设备10，控制点56)均等地获知任何操作的效果。因此，向全部订户发送全部事件消息，订户接收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何改变(或者对请求的操作的响应，或者因为服务的状态的建模改变)，发送事件消息。

在网络通信设备10发现设备并提取该设备及其服务的描述之后，网络通信设备10具有了事件协议的关键要素。如上所述，UPnP服务描述包括服务所响应的操作的列表，以及对服务运行时的状态建模的变量的列表。如果这些状态变量中的一个或更多个作为事件发生，那么当这些变量改变时服务公布更新，并且网络通信设备10可预订接收该信息。为了订阅事件，网络通信设备10通常发送订阅消息。如果订阅被接受，公布方会在该订阅的期限内进行响应。为了保持订阅有效，订户必须在其订阅过期之前续订其订阅。

如果所关心的设备具有用于演示的URL，如步骤80所示，那么网络通信设备10可从该URL提取页面，将该页面载入浏览器，并且根据该页面的功能允许用户控制所述设备和/或浏览设备状态。本领域技术人员很容易理解的是每个功能能够实施的程度取决于演示页面和设备10的具体功能，并且经常是设计上的选择。在网络通信设备10发现设备并提取该设备的描述后，网络通信设备准备好开始演示。用于演示的URL通常包含于设备描述的演示URL元素中。设备描述通常是经由描述消息传递的。为了提取演示页面，网络通信设备10向演示URL发出HTTP GET请求，并且所关心的设备返回演示页面。

一旦将网络通信设备10添加进UPnP网络50，局域UPnP网络50上的任何支持UPnP的设备(例如设备52和54)或控制点(例如控制点56)可由网络通信设备10访问。

再次参考图2，还示出了广域网(WAN)100。WAN 100包括IMS架构102、SIP实体(例如SIP重定向服务器104、SIP代理服务器(未示出)、SIP寄存器106等)。WAN 100通常允许一个或更多个电子设备108与其它电子设备(未示出)、互联网和/或此处描述的其它计算机网络(例如局域网50)通信。从电子设备108到WAN 100的通信链路110可跨于单一网络或不同网络上，例如公共陆地移动网络、一个或更多个转接网络以及终端网络。电子设备108可以是允许用户访问网络服务(包括例如远程服务器或由3GPP TS 24.002，V5.0.0，第五版或后续版本定义的用于GSM的移动站)的任何设备或用户终端。

IMS架构102一般利用在WAN设备(例如电子设备、移动电话、个人数字助理(PDA)、通信器等)之间实现对等(peer-to-peer)内容共享的标准化协议。IMS使用开放标准IP(互联网协议)协议，使得可与地理位置无关地在多种用户设备和/或应用之间建立多媒体会话。例如，IMS允许在两个IMS设备之间、在IMS设备和连接到互联网的设备之间以及在两个利用相同协议连接到互联网的设备之间建立多媒体会话。由此，IMS允许广泛的设备互通性，而与IMS设备以及目标源的位置无关。

IMS是UMTS(通用移动通信系统)的PS(分组交换)核心网络(CN)的扩展，并独立于PS-CN。IMS利用会话初始协议(SIP)以建立、维持并终止语音和多媒体会话。SIP是整个互联网工程任务组(IETF，InternetEngineering Task Force)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)以及实时协议(RTP)的其它IETF协议一起使用。SIP是提供多种功能(例如处理多媒体会话的建立、修改以及拆除)的信令协议。SIP与其使用的协议一起还描述与潜在会话参与者的通信会话的会话特征。通常，使用RTP在通信会话期间交换媒体(例如音频、语音或数据)，而SIP允许使用任何传输协议。SIP消息(信令)通常还在通信会话期间通过一些与待交换的介质相同的设备。

如图2所示，WAN 100包括一个或更多个SIP实体。典型的SIP实体包括，例如，SIP重定向服务器104、SIP寄存器服务器106以及SIP代理服务器(未示出)。使用SIP重定向服务器以提供用户移动性。SIP重定向服务器接受SIP请求并返回应当联系以完成该请求的0个或更多个新地址。与之相反，SIP代理服务器将向应当联系以完成具体请求的新地址转发该请求。SIP寄存器服务器106是存储位于域或子域中的用户代理(user agent)的“逻辑”位置的设备，SIP寄存器服务器存储用户代理的位置，并通过接收来自用户代理的REGISTER消息动态地更新数据。

本领域技术人员容易理解的是SIP重定向器或SIP代理服务器的使用是可互换的，并且采用一种而不用另一种不会限制本发明的范围。因为在SIP中使用多种服务(例如代理和重定向服务器)，通常期望保持SIP信令和媒体通信(会话数据)的逻辑隔离。

图4示出来自电子设备108的对信息(或服务)的请求。本实例假设电子设备108已经在IMS网络上注册(例如所述电子设备是订户并有权访问IMS网络并且/或者设备已经向关联的SIP寄存器服务器发送了REGISTER方法)。在步骤150，为了发起会话，请求方(或用户代理客户端)利用要联系的网络的SIP URL发送请求。如果客户端知道要联系的网络的IP地址，则该请求可直接发送到已知的IP地址；如果不知道，通常可通过在寄存器服务器中查询SIP URL以解析目标IP地址。

在步骤152，SIP网络服务器将尝试解析所请求的网络的IP地址并向网络发送所述请求。本领域技术人员容易理解的是存在多种方法执行此功能。例如，搜索DNS或访问数据库以获得所请求的网络的IP地址。或者，所述服务器可以是可将被叫用户位置返回主叫客户端以供其直接尝试的重定向服务器。在定位用户的过程中，一个SIP网络服务器可代理或重定向该呼叫到附加服务器直至它到达确切地知道能够找到所述被叫用户的IP地址的服务器。在步骤154，一旦找到网络IP地址，向目标网络发送请求以获得认证。在步骤156，目标地址提供所请求的信息和/或服务。

SIP使用的命令称为方法。SIP定义了以下方法：INVITE-邀请用户加入呼叫；ACK-用于针对INVITE实现可靠消息交换；BYE-终止用户之间的连接或拒绝呼叫；CANCEL-终止对用户的请求或搜索；OPTIONS-请求关于服务器的功能的信息；REGISTER-注册用户的当前位置；以及INFO-用于会话中期信令。

典型的SIP响应包括：1xxInformation(1xx信息)(例如100尝试(100Trying)，180响铃(180Ringing))，2xx Successful(2xx成功)(例如200OK，202接受(202Accepted))，3xx Redirection(3xx重定向)(例如302暂时移动(302Moved Temporarily))，4xx Request Failure(4xx请求失败)(例如404未找到(404Not Found)，482循环检测(482LoopDetected))，5xx Server Failure(5xx服务器失败)(例如501未实施(501Not Implemented))，6xx Global Failure(6xx全局失败)(例如603拒绝(603Decline))等。为了清楚起见，省略了临时(1xx)响应。ACK采取的精确路由以及任何随后的呼入信令可以有所变化，因为在两个用户代理交换了INVITE和200OK消息之后，其可能知道彼此的实际目标，并且可以端到端地直接发送ACK。然而，如果需要，SIP允许任何代理服务器坚持保留在整个会话的信令路径中。

图5示出建立虚拟控制点62以实现局域家庭网50上的一个或更多个UPnP设备与以通信的方式耦合到IMS广域网100的电子设备108之间的无缝通信的操作的示例性方法。在本示例中，用户期望使用电子设备108访问UPnP局域网50上的点唱机设备(例如设备52)并将来自所述点唱机设备的音乐传送到所述电子设备。在本示例中做出以下假设：1)电子设备108和网络通信设备10两者都向SIP服务器进行了注册；以及2)电子设备108(或其它IMS设备)和网络通信设备10保持共享的秘密以进行认证(例如http摘要程序(http digest procedure))。

在本示例中，用户知道网络通信设备10的SIP URL。如步骤200所示，用户利用电子设备以向SIP重定向服务器发送INVITE消息。例如，请求内容可以是：INVITE(邀请)jukebox@home.net到局域SIP重定向服务器。该请求可包括SDP负载字段，所述SIP负载字段可规定例如协商参数、请求的服务、信息的格式等。在本特定示例中，使用了SIP重定向服务器。本领域技术人员容易理解的是除了使用重定向服务器之外，或代替使用重定向服务器，根据本发明也可使用代理服务器。

在步骤202，重定向服务器进而发送消息301-Moved to 10.1.2.3(移至10.1.2.3)，此消息指示出可在IP地址10.1.2.3找到与jukebox@home.net关联的设备。在步骤204，电子设备108向SIP重定向服务器发送指示出已经接收到301-Moved消息的ACK消息。

在步骤206，电子设备108向位于IP地址10.1.2.3的网络通信设备发送INVITE消息。如上所述，INVITE消息通常包括SDP负载字段，用于在电子设备108和网络通信设备10之间协商各种参数。

在步骤208，网络通信设备10质疑(challenge)尝试访问局域家庭网50的电子设备108的认证。可用标准IMS程序在UPnP局域网50面前对IMS设备(例如电子设备108)进行认证。例如，基于在IMS认证期间提供的密钥，UPnP局域网50生成虚拟控制点62的唯一的UPnP序列号和认证密钥。虚拟控制点62可接着用作电子设备108的安全代理，利用这些参数从安全控制台58获取认证证书。

在步骤210，电子设备108向网络通信设备发送合适的认证响应。在步骤212，电子设备108已经由网络通信设备10认证，意味着已授权该设备访问UPnP网络50。本领域技术人员容易理解的是如果电子设备108发送无效响应或提供不具备对UPnP网络50的适当访问权的标识符，认证过程通常在此处失败，并且将不给电子设备108对UPnP网络50的访问权。

在步骤214，网络通信设备10解析由电子设备108发送的SDP消息。网络通信设备10基于该消息确定请求了哪个UPnP服务。

在步骤215，网络通信设备10建立动态虚拟控制点62。虚拟控制点62是动态的，意味着可按照需要建立和终止其存在。例如，当远程IMS设备(例如电子设备108)指示其已经从广域网100断开和/或不再需要UPnP服务时，UPnP控制点可终止虚拟控制点62并恢复在建立虚拟控制点62时使用的任何网络和/或计算资源。在一个实施方式中，在从授权的电子设备的服务接收到请求后，网络通信设备10可对发现消息中的URL发出HTTP GET请求，并提取一个或更多个UPnP设备描述。在另一实施方式中，与所述虚拟控制点关联的控制点在接收请求之前具有所述设备的先验知识和/或所述控制点可用的服务。

在步骤216，虚拟控制点62(可具有创建该虚拟控制点的控制点(例如网络通信设备10)可用的一个或更多个服务)向期望的UPnP设备(例如设备52)请求加密信息。在步骤216，利用GetPublicKeys()远程过程调用获得来自期望的UPnP设备(例如本实例中的点唱机)的公共密钥。在步骤218，虚拟控制点62向UPnP家庭网络上的期望的UPnP设备52(例如点唱机设备)发送SetSessionKeys()远程过程调用。一旦获得会话密钥，就能够进行数据加密。在一个实施方式中，会话密钥可以转发到电子设备108以进行端到端的数据加密(例如从设备52到网络通信设备10，以及从网络通信设备10到电子设备108)。

在步骤220，把会话密钥与IMS设备(例如电子设备108)关联起来。由于IMS设备(例如电子设备108)不是实体地位于UPnP网络中，虚拟控制点62将会话密钥与IMS设备关联起来。虚拟控制点62是UPnP网络上唯一知道主叫方(例如电子设备108)不在UPnP网络50上的设备。虚拟控制点62建立关联，使得当UPnP设备52(例如点唱机设备)尝试形成到控制设备的连接时，虚拟控制点62将其转换成合适的IMS协议格式(例如包含适当的地址)，接着传输到请求方IMS设备(例如电子设备108)。

在步骤222，虚拟控制点62向电子设备108发送200-OK消息，指示该SDP消息已经是适当的格式。在步骤224，电子设备108用SIPACK消息向虚拟控制点62作出响应，由此告知收到200-OK消息。

基于包含在SDP消息中的期望服务，虚拟控制点62将向点唱机发送媒体建立消息，如步骤226所示。在步骤226，虚拟控制点62确定电子设备108期望哪些服务。虚拟控制点62将所述消息转换为UPnP控制消息并向UPnP网络设备52(例如点唱机)发送所述消息。随后，UPnP设备52连接到虚拟控制点62并提供期望的服务(例如流音频)。电子设备108现在具有通过网络通信设备10到UPnP家庭网的连接，并且UPnP设备具有电子设备108的地址，使得这两个设备可以对等的关系直接彼此通话，如步骤228所示。无论何时开始新的会话一般都重复步骤220至228。

通过创建虚拟控制点，当UPnP设备广播服务通告时，虚拟控制点62一般将与连接到局域网50的所有UPnP控制点一起接收消息。虚拟控制点62接着可使用服务通知协议(SAP)或其它合适的IMS协议在广域网100上向电子设备108报告服务信息。以类似的方式，电子设备108可接收全部广播UPnP消息，就象电子设备108在物理上连接在局域网50上一样。

由于虚拟控制点62位于局域网50内，虚拟控制点62能够对邻近检测消息做出响应而不超出通常在UPnP局域网50上实现的最大往返时间或存活时间值。为了保持内容保护的初始意愿，虚拟控制点62可用作安全媒介代理。虚拟控制点62可对UPnP内容加密进行解码，接着根据有关的IMS标准对内容重新加密以进行内容保护。所保护的内容可接着流向广域网108上的电子设备108。

当电子设备108不再期望来自局域家庭网50上的一个或更多个设备的附加服务时，该电子设备可终止来自UPnP和/或局域家庭网50的服务。在一个示例性方法中，电子设备可向虚拟控制点62发送SIP BYE命令，如步骤230所示。BYE命令通过通信设备10(或其它控制点)终止电子设备108和虚拟控制点62之间的当前会话。在步骤232，虚拟控制点62可用SIP OK响应做出响应，即证实先前命令的执行。在步骤234，将用于建立虚拟控制点62的逻辑连接和资源返回到网络通信10、其它控制点和/或创建了虚拟控制点62以用于提供其它服务或用于其它期望用途的局域网50。

此处公开了本发明的具体实施方式。本领域技术人员容易理解的是本发明可在其它环境中具有其它应用。事实上，可能存在多种实施方式和实现方法。所附权利要求无论如何都不是要将本发明的范围限制在上述的实施方式中。另外，“用于...的装置”的用语意在引起元素和权利要求的装置加功能的解读，然而任何没有明确引用“用于...的装置”的元素并非要解读为装置加功能的元素，即使权利要求包括“装置”一词。还应注意的是尽管说明书列出了以特定顺序发生的方法步骤，这些步骤可以任何顺序或在任何相同时间执行。

本发明的计算机程序元素可实现为硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)。本发明还可采取计算机程序产品的形式，其可由以下形式实现：具有计算机可用的或计算机可读的程序指令的计算机可用的或计算机可读的存储介质，在介质中实现的由指令执行系统使用或结合指令执行系统使用的“代码”或“计算机程序”。在本文档的上下文中，计算机可用的或计算机可读的介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、设备或设备使用或结合指令执行系统、设备或设备使用的程序的任意介质。计算机可用的或计算机可读的介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或诸如互联网的传输介质。注意到计算机可用的或计算机可读的介质甚至可以是纸或其它印刷有所述程序的合适的介质，因为程序可以例如通过对纸或其它介质进行光学扫描电子地捕获，然后编译，解析，或以适当的方式进行其他处理。此处描述的计算机程序产品和任意软件以及硬件形成示例性实施方式中执行本发明的功能的各种方式。

Claims (10)

1.一种通信方法，所述方法包括：

从以通信的方式耦合到广域网(100)的关联电子设备(108)接收信息请求以访问以通信的方式耦合于局域网(50)的一个或更多个关联设备(52，54)和/或服务；

在所述局域网(50)上对所述信息请求进行认证；

在所述关联电子设备(108)和所述一个或更多个关联设备(52，54)之间建立虚拟控制点(62)。

2.如权利要求1所述的通信方法，其中所述虚拟控制点(62)是动态的。

3.如权利要求1或2所述的通信方法，其中所述广域网(100)使用IMS协议而所述局域网(50)使用UPnP协议。

4.如权利要求1至3所述的通信方法，所述方法还包括建立与所述信息请求相关的会话密钥。

5.如权利要求1至4所述的通信方法，所述方法还包括将所述会话密钥与所述关联电子设备(108)关联起来，以使得能够在所述一个或更多个关联设备和所述关联电子设备之间进行通信。

6.如权利要求1至5所述的通信方法，其中所述虚拟控制点(62)将所述会话密钥与所述关联的电子设备(108)关联起来，以使得能够在所述一个或更多个关联设备(52，54)和所述关联的电子设备(108)之间进行通信。

7.如权利要求1至6所述的通信方法，其中转换步骤包括将与所述一个或更多个关联的装置相关的地址转换为在所述关联的电子设备上使用的第二地址。

8.一种通信方法，所述方法包括：

从以通信的方式耦合到广域网(100)的关联电子设备(108)接收信息请求以访问以通信的方式耦合于局域网(50)的一个或更多个关联设备(52，54)和/或服务；

在所述局域网(50)上对所述信息请求进行认证；

建立与所述信息请求相关的会话；

在所述关联的电子设备(108)和所述一个或更多个关联的装置(52，54)之间建立动态虚拟控制点(62)。

9.如权利要求8所述的通信方法，所述方法还包括在所述会话终止时终止所述动态控制点。

10.一种存储在机器可读介质中的程序，所述程序适于在网络通信设备(10)中使用以建立虚拟控制点(62)，所述虚拟控制点(62)将UPnP会话密钥与关联电子设备关联起来，使得能够实现一个或更多个关联设备(52，54)与所述关联电子设备(108)之间的通信，其中：

当把所述程序加载到所述网络通信设备(10)的存储器(20)中并执行时，所述程序使得信息在所述一个或更多个关联的装置(52，54)和所述关联的电子设备(108)之间进行无缝交换。

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