CN102316589B - 管理数据链路资源使用的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明通过管理多个客户应用程序的数据链路资源需求，包括创建和共享数据链路资源，来管理无线通信装置内的数据链路资源。如果已经建立的数据链路资源能够容纳(106)数据链路资源请求，则和发出数据链路资源请求的应用程序共享(108)一个或多个已经建立的数据链路资源。如果已经建立的数据链路资源不能容纳请求的数据链路资源，则升级(110)数据链路资源以容纳该接收请求的额外需求。

Description

管理数据链路资源使用的方法和设备

本申请是国际申请日为2003年9月23日、国际申请号为PCT/US2003/030580的PCT国际申请的、进入中国国家阶段的国家申请号为03823568.4、题为“管理数据链路资源使用的方法和设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及在运行于蜂窝通信网络中的无线通信装置内的数据链路资源管理，更具体的，涉及管理多个客户应用程序的数据链路资源需求，包括创建和共享数据链路资源。

背景技术

无线通信装置，例如蜂窝电话，变得日益完善，包括它们执行的功能类型以及支持所执行的日益完善的功能所需的通信资源的类型。例如若干当前通信装置，不仅支持电子消息的发送和接收，还结合了网页浏览性能。需要通信资源的另外一些最近的客户应用程序类型的其他例子包括音频和视频流，以及java和视频游戏应用程序。

在一些情况中，支持客户应用程序所需的通信需求是非连续的，在其中根据所需以突发脉冲串传递数据，而这通常由用户活动级指示。在其他情形中，通信需求更加恒定。信息传递比较分散的例子包括，包含电子邮件和网页浏览的交互类型服务，当存在要传送或接收消息时，和/或当用户浏览网页时选择某个链接，并下载从而显示新一页信息时，发生和网络的通信。信息传送更加恒定的例子包括，流式类型服务，例如音频或视频下载和播放。

以前，用于类似服务类型的数据链路主要有基于陆地的有线通信资源支持。历史上，这些通信资源包括具有相对固定性能的单个链路。通常该链路实际上是不变的，并根据连接时间或固定费率收费。

无线数据链路与之不同。存在多个竞争的连接点，这些连接点和不同的信令传送方法、费用结构和服务相关联。费用通常和传送的字节数目以及必须可用的最大带宽成正比。此外在使用中还可以修改该数据链路的需求。在另一些情形中，特定类型的数据链路仅在某些时候可用。在这些情形中，这可以是地理的函数，并可以对应网络提供商提供的覆盖区域。在另一些情形中，现有网络设备可能不支持特定类型的数据链路。

要求通信资源并正由无线通信装置执行的多个客户应用程序之间并不总是相互知道。该多个客户应用程序总是寻求独立创建并维护满足其自身通信资源需求的数据链路资源。根据总的带宽和连接需求，这可能导致创建和维护超过和在所需最低程度资源之上的额外的资源。

因此，管理数据链路资源的创建和管理是有利的，包括在相互已知和未知的客户应用程序之间创建和共享新的和现有资源的能力。除了能创建和维护主要的环境数据链路资源之外，能创建和维护次要环境数据链路资源，和/或能够以成本效率方式修改现有数据链路资源的服务质量会更加有利。

发明内容

本发明提供一种管理数据链路资源使用的方法，该方法将无线通信装置和无线网络通信耦合，并由结合该无线通信装置运行的一个或多个应用程序使用。该方法包括从应用程序接收数据链路资源请求，将请求的数据链路资源和与已经建立的数据链路相关的可用资源进行比较。然后确定该已经建立的数据链路资源是否能够容纳该数据链路资源请求。

如果已经建立的数据链路资源能够容纳该请求的数据链路资源，则发出请求的应用程序共享该已经建立的一个或多个数据链路资源。如果已经建立的数据链路资源不能容纳该请求的数据链路资源，则升级数据链路资源以容纳该接收请求的额外需求。

在至少一个实施例中，升级数据链路资源以容纳该额外需求包括下述操作中的一个或多个：建立新的主要环境数据链路、建立与已经存在的主要环境数据链路相关的新的次要环境数据链路、和/或提高已经建立的数据链路的服务质量。

在至少另一个实施例中，确定已经建立的数据链路能否容纳数据链路资源请求包括：确定该请求数据链路资源是否是用于现有数据链路的相同接入点，以及确定该请求数据链路资源是否是用于现有数据链路的同一用户。然后确定已经使用现有数据链路的应用程序，以及请求数据链路资源的应用程序是否愿意共享数据链路。然后确定现有数据链路的服务质量能否支持已经使用该数据链路的应用程序的数据链路资源需求和请求数据链路资源的应用程序的数据链路资源需求。

本发明进一步提供一种数据链路资源管理器，它包括连接到一个或多个客户应用程序以接收数据链路资源请求的数据会话事件处理器。该数据链路资源管理器进一步包括连接到数据会话事件处理器以创建代理实例的代理管理器。代理实例包括用于维护数据会话的信令环境和协议栈。数据链路资源管理器还进一步包括连接到代理管理器用于创建链路实例的链路管理器，它包括用于控制信令环境和链路协议的接口。

在至少一个实施例中，结合处理器单元作为无线通信装置的一部分。在某些实施例中，请求资源的应用程序是运行在无线通信装置内的应用程序。在某些相同或其他实施例中，请求资源的应用程序是运行在分离的外部装置内的应用程序，该外部装置和无线通信装置通信耦合。

本发明的这些和其他特点、优点从以下参考附图对本发明一个或多个优选实施例的说明中会更加清楚。

附图说明

图1是示例无线通信系统的框图；

图2是示例无线通信装置的框图；

图3是显示在无线通信装置和无线通信网络之间具有多个数据链路连接的无线通信装置实施例的框图；

图4是根据本发明的至少一个实施例，管理数据链路资源使用的方法的流程图；

图5是升级数据链路资源的更详细的流程图；

图6是确定已经建立的数据链路能否容纳数据链路资源请求的更详细的流程图；

图7是当在对应套接口字上字没有传送数据时递减倒数计时器的更详细的流程图；

图8是根据本发明的数据链路资源管理器的框图；

图9是包括图8所示数据链路资源管理器的创建和维护无线通信装置和无线通信网络之间的数据链路资源的多个操作层处理结构的框图；

图10是在其内可以结合本发明的无线通信装置的框图。

具体实施方式

虽然本发明容许不同形式的实施例，在附图中显示以及目前将在下文中说明优选实施例，应当理解将本公开看作本发明的范例，而不应当被认为是将本发明限制为显示的特定实施例。

图1显示了示例无线通信系统10的框图。无线通信系统10显示了一对无线通信装置12，分别和蜂窝网络14进行无线通信。无线通信装置12之一连接到终端装置16，这显示出通信耦合到无线通信装置12的终端装置16和网络14分离的可能性。此外终端装置16可经无线通信装置12连接到网络14。终端装置16的可能例子包括个人计算机、打印机、扫描仪、照相机和/或传真机。本领域技术人员易于理解其它类型的终端装置也是可能的。此外终端装置16还可以经有线或无线通信连接耦合到移动装置。合适的有线和无线连接的例子包括，通用串行总线(USB)连接，串行口连接，红外连接，蓝牙连接，或任何其他用于在两个装置之间通信的连接。

除了经无线通信连接耦合到无线通信装置12之外，该网络还可以或可选的经有线或无线连接通信耦合到系统内的其他装置18。

网络14可包括能发送和接收通信信号的任何类型网络。在至少一个实施例中，网络14包括无线通信网络。网络14还可以包括或和数据网络通信，数据网络例如是互联网、内部网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、电缆网络或其他通信系统。网络14还可以包括或和电信网络通信，电信网络例如是本地电话网络、长途电话网络、蜂窝电话网络、卫星通信网络、有线电视网络或其他通信系统。此外，网络14可以包括或和多于一个的网络通信，还可以包括多种不同类型的网络。因此，网络14可包括或和多个数据网络、多个电信网络、数据和电信网络的组合或其他通信系统通信。

图2显示根据本发明的示例无线通信装置的更详细的框图。无线通信装置包括数据链路资源管理器20，它连接到一个或多个内部应用程序22和/或一个或多个内部端头24。内部端头24分别连接到一个或多个终端装置26。在至少显示的实施例中，能由运行在无线通信装置12内部的应用程序22或连接到无线通信装置12的外部终端装置16产生数据链路资源请求。数据链路资源管理器管理内部应用程序22和连接的外部终端装置16以及网络14之间的请求的数据链路资源。

数据链路资源管理器20连接到数据流服务提供者26，从而经RF接口28和天线30创建并管理数据链路资源。

运行在无线通信装置内部的一个或多个应用程序22可包括浏览器应用程序，例如网页浏览器或WAP浏览器。内部应用程序22还可以和/或可选的包括多媒体服务，该多媒体服务包含音频或视频流，邮件消息，即时消息，弹出消息，基于java的应用程序，GPS数据，和/或同步数据。可在任何连接到无线通信装置12的终端装置16运行相同或类似类型的应用程序。

当内部应用程序22和/或相关外部装置16产生数据链路资源请求时，数据链路资源管理器20尝试通过共享已经建立的数据链路来容纳该数据链路资源请求，或数据链路资源管理器尝试建立新的数据链路连接。在某些情形中，可能并希望提高已经建立的数据链路的服务质量，从而提供所请求的数据链路资源。当建立数据链路连接时，可根据网络14支持的数据链路的类型在若干种数据链路之间选择。

在至少一个实施例中，至少四种类型数据链路是可用的，包括后台、交互、流、或会话类型数据链路。会话类型数据链路对应传统的语音交换电路，通常代表专用无线信道。因为不管经该数据链路传送的数据的数量而为无线通信装置预留了此种类型数据链路的数据链路资源，会话类型数据链路在成本方面通常是最昂贵的数据链路连接之一。结果，会话类型数据链路通常是最不期望的数据链路连接类型，有时被当作最后采用选项。由于和此种链路类型相关联的较高的成本，可在数据链路资源管理器中设定标记，从而在经此种链路类型连接之前要求用户核准。对于任何其他类型数据链路可以使用相同类型的标记。

剩余的三种数据链路类型和公开的实施例相关联，包括提供不同等级比特率、错误率、以及传输延迟的分组数据协议。后台类型数据链路通常是低数速率连接，至少在某些实施例中，当启动无线通信装置时发起。有时后台类型的数据链路指的是“永远接通”。后台或“永远接通”类型数据连接允许不经历任何与发起建立数据链路连接相关联的任何延迟就满足某些数据通信请求。“永远接通”类型连接的一个优点是，它允许将消息“推进”到无线通信装置12，此时无线通信装置12可能还没有开始数据通信。对于上述特别标识的几种内部应用类型，包括邮件和即时消息传递应用程序，后台类型数据链路连接就足够了，还可能足够被多个低数据密集应用程序共享。

交互类型数据链路连接支持更加间歇式和/或以突发脉冲串发生的数据通信。交互类型数据链路可支持不同级别的数据吞吐量。在至少一个实施例中，支持低、中以及高交互级别。通常，对于其中将交互类型数据连路标识为足够或适当的应用程序，传输延迟的出现和/或更恒定的数据吞吐速率不是很重要。

在传输延迟或变化较大的吞吐量速率会负面影响数据传输质量的情况中，例如在某些音频或视频流应用程序中，建立流式类型数据链路连接可能会更好。和交互类型数据链路连接类似，它也能定义流式类型数据链路通信的多种级别。在至少一个实施例中，同样支持低、中、高级别。在某些情形中，能够进一步的区分实时和非实时。实时流式数据链路连接通常具有较小传输延迟需求。

除了包括各种数据链路类型的通用数据传输特性之外，数据链路资源管理器有时还包括和创建及维护各种类型数据链路相关的货币成本。通过在进行确定处理中包含成本比较，数据资源链路管理器能够创建和维护经济最佳的数据链路资源的组合，同时维护期望的性能水平。在某些情形中，成本会根据一天中的时刻和/或网络内无线通信装置所处位置而变化。

本领域技术人员易于理解，在某些情形中，较之关于显示的实施例中说明的特定的数据链路连接组合，可能有不同的组合和/或不同类型的数据链路连接，而不会背离本发明的教导。可能进一步期望具有比在至少一个实施例中说明的低、中和高交互以及流式级别更多的层次。此外，可将一个或多个标记和任意不同类型数据链路连接的组合相关联，该标记要求在建立对应类型数据链路连接之前提示用户。

除了存在若干种类型数据链路的可能性之外，根据网络，可能同时建立主要环境数据链路和次要环境数据链路。主要环境数据链路对应第一数据链路连接，该第一数据链路连接对应特定接入点和特定目的地地址/用户识别符。任何共享相同接入点和目的地地址/用户识别符的随后的连接通常都是次要环境数据链路。除此之外，次要环境数据链路和主要环境数据链路通常是相同的。实际上，如果主要环境数据链路被释放，同时维护对应的次要环境数据链路，次要环境数据链路可以成为主要环境数据链路。

在某些情形或区域内，网络不支持次要环境数据链路。在这些情形中，为了支持额外的数据链路资源请求，可能必须或期望请求较高服务质量。

图3显示了具有在无线通信装置12和无线通信网络14之间的多个数据链路连接的无线通信装置的一个实施例的框图。对于这些数据链路连接至少之一，无线通信资源可被用于连接到无线通信装置的终端装置16。

在显示的实施例中，至少显示五个数据链路连接。这五个数据链路连接通过一对网关32将无线通信装置12连接到网络14。标识为主要环境数据链路的第一数据链路连接34经网关32将无线通信装置12连接到ISP X。类似的标识为主要环境数据链路的第二数据链路连接36经网关32将无线通信装置12连接到ISP Y。ISP X和ISP Y代表不同的接入点。结果，数据链路连接36代表主要环境数据连接。第三数据链路连接38将无线通信装置12连接到ISP Y。因为第三数据链路连接共享共同的接入点和共同的目的地地址/用户识别符，因此本例中的第三数据链路38被称为次要环境数据连接。

第四数据链路连接40将无线通信装置12连接到ISP Z。第五数据链路连接42经无线通信装置12将终端装置16连接到ISP Z。因为第四数据链路40和第五数据链路42不共享共同的目的地地址/用户识别符，因为第四数据链路40和第五数据链路42都被认为是主要的。

图4显示根据本发明至少一个实施例的用于管理数据链路资源使用的方法的流程图。该方法包括接收数据链路资源102的请求，并将请求的数据链路资源和与已经建立的数据链路相关联的可用资源进行比较104。然后确定106已经建立的数据链路资源能否容纳数据链路资源请求。如果已经建立的数据链路资源能够容纳请求的数据链路资源，则请求的数据链路资源一起共享108一个或多个已经建立的数据链路资源。如果已经建立的数据链路资源不能容纳请求的数据链路资源，则升级110数据链路资源以容纳该接收请求的额外需求。

图5显示在已经建立的数据链路资源不能容纳请求的数据链路资源的情况下升级该数据链路资源的更详细的流程图。更具体地，可以建立一个或多个新的主要环境数据链路112，可以建立新的次要环境数据链路114，和/或可以提高已经建立的数据链路的服务质量116。如上所述，如果新建立的接入点和目的地地址/用户识别符都和已经建立的数据链路相同的话，任何新的数据链路都是次要环境数据链路。否则，任何新的链路都是主要环境数据链路。在不允许次要环境数据链路的情况中，期望增加与现有主要环境数据链路相关的容量，然后请求提高已经建立的主要环境数据链路的服务质量。

图6显示用于确定已经建立的数据链路能否容纳106数据链路资源请求的更详细的流程图。更具体地，评价能否和发出数据链路资源新请求的应用程序共享现有数据链路。开始，将数据链路资源请求的请求接入点和现有数据链路的接入点进行比较118。如果数据链路资源请求的请求接入点和任何现有数据链路的接入点相同120，则将数据链路请求的请求目的地地址/用户识别符与具有匹配接入点的现有数据链路的目的地地址/用户识别符进行比较122。

如果接入点和目的地地址/用户识别符都相同124，则确定126已经建立匹配数据链路的客户和请求数据链路的客户是否愿意共享数据链路连接。如果两个客户愿意共享126，则将已经建立和匹配数据链路的服务质量与使用已经建立的数据链路的一个或多个客户的数据链路资源需求以及请求数据链路服务的一个或多个客户的数据链路资源需求的组合进行128。如果已经建立和匹配数据链路的当前服务质量能够满足组合的数据链路资源需求128，则和一个或多个发出数据链路资源请求130的客户共享该数据链路。

虽然数据链路资源管理器能被用于动态增加或升级使用的数据链路资源，数据链路资源管理器还监测使用级别，并如果合适，降低等级或减少获得的数据链路资源。在至少一个实施例中，当确定是否释放或降低现有数据链路资源等级时，数据链路资源管理器使用专用于特定套接字的下行链路计数器。共享数据链路资源的每个客户应用程序维护各自的套接字和对应的倒数计时器。因此，根据和特定套接字相关联的任何数据传输的活动(或不存在)确定对倒数计时器的调节。

图7显示当在对应套接字上没有传输数据时递减倒数计时器的更详细的流程图。开始确定142对应套接字上是否正传输数据。如果对应套接字上没有传输数据，递减144自身倒数计时器。然后将倒数值和预定下限阈值比较146。如果该计数低于148预定下限阈值，则释放150和该套接字相关联的数据链路资源。在至少一个实施例中，当计数器到达零时，到达该下限阈值。

在释放了和套接字相关联的数据链路资源之后，评价该数据链路资源，从而确定152是否应将其降低等级。例如，如果可以满足数据链路剩余资源需求的替换的较低成本数据链路资源可用，可以降低服务质量等级。如果没有和该数据链路相关联的剩余资源需求，则释放该数据链路。

和本发明相关的好处之一是，由数据链路资源管理器管理的数据链路资源包括支持不知道信令的客户的能力。在某些情形中，特定客户不知道特定数据链路和建立数据链路连接所必需的相关信息。在这些情况中，提供和数据链路资源管理器相关联存储的默认参数组。使用和默认数据链路相关的一些或所有参数会允许为不指定一些或所有数据链路参数的客户应用程序建立数据链路连接。这在非无线外部装置经无线通信装置12连接到网络的情形中特别有用。在至少这些情况中的某些情况中，该装置不知道为了在无线通信网络中建立连接用于标识适当数据链路的特定要求。

此外，这使得不知道信令的应用程序可能共享数据链路。此外，虽然最初可以提供默认参数组，用户可以建立一个或多个可选的默认参数，并定义应用各组默认参数的条件。默认参数组还能防止不知道信令的客户无意中尝试建立专用于其他服务、应用程序或收费方法的连接。

在建立数据链路中使用的可能的参数的例子的列表包括用户名称和密码，和链路相关的载体类型(GPRS，GSM电路交换数据等)的标识，接入点的电话号码，当建立电路交换数据连接时使用的数据速率，当建立电路交换数据连接时使用的线路类型(调制解调器，ISDN等)，在释放空闲数据链路之前等待的以秒计时的时间，和/或指示在建立此种类型数据链路之前是否应当通知用户的标记以及向用户确认任何相应的收费。

图8是根据本发明至少一个实施例的包括数据链路资源管理器20的更详细框图的框图160。数据链路资源管理器20包括数据链路资源管理器事件处理器162。数据链路资源管理器事件处理器162连接到各个客户应用程序22，并接收数据链路资源请求。数据链路资源管理器事件处理器162连接到代理管理器164，该管理器通过为请求数据链路资源的各个客户应用程序22创建各自代理实例166提供客户隔离。

代理实例166根据需要建立维护数据会话的信令环境和协议栈。从默认代理描述符配置代理，该描述符可存储在存储器中或是来自一组属性和属性接口。在至少一个实施例中，将默认代理描述符存储在非易失存储器中。然而，可以使用其它类型的存储器。在初始化之后，代理维护所需信息并管理数据链路和协议栈。

代理实例166连接到链路管理器168。链路管理器168又创建相应的链路实例170。当客户22应用程序要求网络14连接时，代理实例166会建立数据链路。数据链路实例170提供用于维护到网络14的数据链路的控制信令环境和链路协议的接口。数据链路实例使用连接到数据链路资源管理器20的呼叫应用程序(图9)，从而建立和网络14的信令环境。数据链路实例然后封装信令环境状态和用于建立信令环境的参数。

图9是用于创建并维护在无线通信装置和无线通信网络之间的数据链路资源的多个操作层的处理结构的框图180，它结合了本申请的数据链路资源管理器20。

图10是在其内结合本发明的无线通信装置12的框图。无线通信装置包括具有无线接收机201和发射机203的RF接口28。接收机201和发射机203通过双工器207连接到无线通信装置的天线30。由微处理器209确定发射机203和接收机201使用的特定无线频率，并经接口电路213传送到混频器211。接收机201接收的数据信号被通过接口电路213解码并连接到微处理器209，微处理器209产生要由发射机203发射的数据信号，并在发射机203发射之前由接口电路213格式化。发射机203和接收机201的操作状态由接口电路213启动或禁止。

在优选实施例中，微处理器209形成处理单元217的一部分，处理单元217和接口电路213一起在存储在存储器部分215内的程序和默认参数组的控制下执行必需的处理功能。微处理器209和接口电路213可包括一个或多个微处理器，该一个或多个微处理器中可包括数字信号处理器(DSP)。存储器部分215包括一种或多种形式的易失和/或非易失存储器，包括通用ROM221，EPROM223，RAM225，或EEPROM227。无线通信装置的个性特征通常存储在EEPROM27(如果可用，还可以存储在微处理器中插件EEPROM中)中，并可包括在通用蜂窝系统中操作所需的号码分配(NAM)和/或用于和无绳基站操作所需的基站标识(BID)。存储器部分215还包括确定已经建立的数据链路资源能否容纳数据链路资源请求的预存指令，以及用于可选的和发出请求的应用程序共享一个或多个已经建立的数据链路资源或升级数据链路资源以容纳该接收请求的额外需求的预存指令。

由音频处理电路219控制对用户声音(包括麦克风229和扬声器231)的控制，音频处理电路形成用户接口电路233的一部分。用户接口电路233还包括管理任意键盘237和/或显示器(一个或多个)239操作的用户接口处理电路235。可以预见可以包括任何键盘操作作为触敏显示器的一部分。

虽然显示并说明了本发明的优选实施例，应当理解本发明不限于此。本领域技术人员能够做出多种修改、改变、变化、替换以及等效，而不背离由附随权利要求所规定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种数据链路资源管理器，包括：

数据会话事件处理器，连接到一个或多个客户应用程序，用于接收数据链路资源请求；

代理管理器，连接到所述数据会话事件处理器，用于创建代理实例，所述代理实例包括用于维护数据会话的信令环境和一个或多个协议栈，以用于下述一个或多个客户端应用中的每一个：针对该一个或多个客户端应用，由数据会话事件处理器接收到了数据链路资源请求；以及

链路管理器，连接到所述代理管理器，用于创建包括用于控制所述信令环境和链路协议的接口的链路实例以用于创建的所述代理实例中的每一个。

2.根据权利要求1的数据链路资源管理器，其中所述代理管理器包括默认代理描述符，该描述符包括一组默认参数，当所述一个或多个客户应用程序发出数据链路资源请求而不存在来自所述一个或多个客户应用程序的一个或多个参数时，使用这些参数建立数据会话。

3.根据权利要求1的数据链路资源管理器，其中结合数据链路资源管理器作为无线通信装置的一部分。

4.根据权利要求3的数据链路资源管理器，其中所述请求资源的应用程序是运行在通信耦合到无线通信装置的独立外部装置内的应用程序。

5.根据权利要求3的数据链路资源管理器，其中所述请求资源的应用程序是运行在无线通信装置内的应用程序。