CN103533609B

CN103533609B - 移动终端多apn网络通道并发网络系统及其创建方法

Info

Publication number: CN103533609B
Application number: CN201310469668.6A
Authority: CN
Inventors: 朱雄关; 刘晓岩
Original assignee: Chengdu Reaches Letter Communicate Via Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Hai'an Institute Of Intelligent Equipment Sjtu
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: CN103533609A; WO2015051702A1

Abstract

本发明一种移动终端多APN网络通道并发网络系统及其创建方法，旨在提供一种能够在移动终端的操作系统上建立多APN联网通道，并能支持移动终端操作系统和应用软件实现多APN并发联网，本发明通过下述技术方案予以实现：在含有移动终端操作系统和应用软件应用层与底层的驱动模块之间设置多APN联网通道模块；应用层向多APN联网通道模块逐次下发至少二个APN联网指令，多APN联网通道模块根据上述联网指令依次创建或分配至少一路虚拟网络单元，驱动模块从接收到的联网请求中解析出上述每个APN参数，并根据每个APN参数发起网络连接，向移动基站发送联网请求；多APN联网通道模块将驱动模块返回的每个成功联网消息中的参数设置到上述创建或分配的虚拟网络单元上。

Description

移动终端多APN网络通道并发网络系统及其创建方法

技术领域：

本发明涉及移动终端操作系统和在操作系统应用软件中实现多APN网络通道逐次激活并发网络连接的系统和创建方法。

背景技术

对于普通用户而言，APN（AccessPointName，接入点名称）只是为了上网而在手机终端上预先配置或手工设定的一组参数。而对于移动网络来说，APN是用来实现用户互联网协议IP报文路由至相应GPRS网络路由器GGSN及外部网络的必不可少的标识，其作用具体包括：APN作为路由标识：GPRS服务支持节点SGSN根据APN，向特定域名系统DNS服务器查询该APN对应的GGSNIP地址，以确定用户应接入的GGSN；APN作为业务域标识：GGSN根据APN不同，将用户的业务流送到不同的业务域，而不同的业务域则对应了不同的业务承载组网方式、用户标识获取方式、计费模式等。服务支持节点SGSN作为GPRS/TD-SCDMA(WCDMA)核心网分组域设备重要组成部分，主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。SGSN即GPRS服务支持节点，它通过Gb接口提供与无线分组控制器PCU的连接，进行移动数据的管理，如用户身份识别，加密，压缩等功能；通过Gr接口与HLR相连，进行用户数据库的访问及接入控制；它还通过Gn接口与GGSN相连，提供IP数据包到无线单元之间的传输通路和协议变换等功能；SGSN还可以提供与MSC的Gs接口连接以及与SMSC之间的Gd接口连接，用以支持数据业务和电路业务的协同工作和短信收发等功能。SGSN与GGSN配合，共同承担TD-SCDMA(WCDMA)的PS功能。当作为GPRS网络的一个基本的组成网元时，通过Gb接口和BSS相连。其主要的作用就是为本SGSN服务区域的MS进行移动性管理，并转发输入/输出的IP分组，其地位类似于GSM电路网中的VMSC。此外，SGSN中还集成了类似于GSM网络中VLR的功能，当用户处于GPRSAttach（GPRS附着）状态时，SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位置信息。当SGSN作为TD-SCDMA(WCDMA)核心网的PS域功能节点，它通过Iu_PS接口与UTRAN相连，主要提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。GGSN9811主要提以中国移动最早提供、也是目前用户使用最广的两个APN——CMWAP、CMNET为例：

1)CMWAPAPN

CMWAP和CMNET是中国移动人为划分的两个GPRS接入通道。前者是为手机WAP上网而设立的，后者则主要是为PC、笔记本电脑、PDA等利用GPRS上网服务。CMWAPAPN在设计之初主要面向基于HTTP协议的业务，如WAP上网浏览，彩信等。随着数据业务的不断发展，为了支持逐渐引入的非超文本传输协议HTTP的业务，无线应用协议WAP域通过进行升级改造和配置，逐渐演变为面向绝大多数自营业务和合作业务的默认业务域，面向用户提供彩信、PIM、流媒体、通用下载、快讯、音乐随身听、游戏等业务。CMWAPAPN使用了WAP网关作为HTTP访问的代理节点，同时可面向用户提供一些辅助功能，例如免输手机号码、内容转换、适配预判等。

2)CMNETAPN

CMNET是为了开展开放的互联网接入服务设置的APN，用户可使用任何协议访问互联网，没有任何控制和限制策略，但同时也不提供其他辅助功能。使用CMNETAPN时，移动终端通过接入地SGSN就近接入GGSN，业务数据流通过GGSN对应的防火墙进行NAT地址转换后接入互联网。

当前IP协议版本IPV6的技术已经成熟，标准也基本完善，IPv6正处于与IPV4并存和过渡的阶段。可以说，手机同时联网多个APN通道，是未来必将获得广泛应用的一种需求。但是目前的移动终端的操作系统，缺乏同时联网多个APN通道相应的接口和设计。

当前，世界上三大主流的手机操作系统，android、winphone、ios都是单APN应用接入的手机操作系统，同一时间下，各种应用只能使用一个相同的APN通道。不仅无法满足不同业务并发的需要，而且在单一任务下，不同的应用使用不同APN的时候，并不是所有的管理任务都允许并发运行，手机需要手工切换APN通道。普通用户在不了解专业知识的情况下，很难实现不同业务接入点的转换，往往导致网络连接失败。实际使用中，移动终端上往往是不同的应用软件使用单一的不同的APN联网通道。移动终端操作系统和应用软件不能实现多路APN网络并发联网的原因是当前移动终端上的操作系统只提供一条APN接入的通道或数据链路供应用层进行数据交换。应用层使用不同的APN数据通道，必须进行切换。其次，移动终端上的操作系统没有提供多路APN配置的人机界面或接口，应用层不能对多路APN的应用进行配置。

当在Windows7系统上装WinAPN软件后，虽然现实拨号连上了，但是却显示无Internet访问权限，连接不了。就目前来说创建APN连接的资源非常少，尤其是c#实现的很少。ConnectionManager(连接管理器，为一系列API的集合)系列API的主要目的是为了集中管理基于WindowsMobile系列的设备网络连接的建立与维护。移动应用程序使用连接管理器API去建立一个网络连接。RAS（RemoteAccessService），即“远程访问服务”，它允许用户从远程地点将自己的计算机连接到一个本地计算机网络。一旦建立了连接，就可以像与局域网中的计算机一样进行通讯，即使计算机实际连接的是一个远程网络。PS:RAS资料真的是相当少，在网上搜索了不少建立拨号连接的资料，基本不能用（大多是建立了连接不能拨号），关于如何输入APN指令更少。并发性是进程的重要特性,也是操作系统的重要特性。进程具有并发性。多个进程实体同存于内存中,在一段时间内可以同时运行。引入进程概念的目的,也正是为了描述和实现并发执行。系统中各个并发程序活动具有独立性的一面,但在两个并发程序活动之间有时也会有相互依赖和相互制约关系。程序之间的制约关系有两种:直接制约关系和间接制约关系。直接制约关系通常是在彼此之间有逻辑关系的两个并发执行的程序之间发生的,一般是由于各个程序段要求共享信息引起的。间接制约关系是由于两个并发程序段由于竞争使用同一资源引起的,得到资源的程序段可以继续执行,得不到资源的程序段就只好暂停等待,直至获得可用资源时再继续运行。首先是公共的共享工作队列不能提供更多的好处，因为如果其中的任一工作项阻塞，则其他工作项将不能被执行，因此在实际的使用中，使用者多会自己创建工作队列，而这又导致下面的一些问题：MT的工作队列导致了内核的线程数增加得非常的快，这样带来一些问题：一个是占用了pid数目，这对于服务器可不是一个好消息，因为pid实际上是一种全局资源；而大量的工作线程对于资源的竞争也导致了无效的调度，而这些调度其实是不需要的，对调度器也带来了压力。现有的工作队列机制某些情况下有导致死锁的倾向，特别是在两个工作项之间存在依赖时。如果你曾经调试过这种偶尔出现的死锁，会知道这种问题让人非常的沮丧。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在不足之处，提供一种能够在移动终端的操作系统上建立多APN通道，并能支持移动终端操作系统或应用软件实现多APN并发联网的系统和创建方法，以满足不同应用程序或操作系统连接不同APN网络并发联网的需求。

本发明的上述目的可以通过以下措施来得到，一种移动终端多APN网络通道并发网络系统，包括：应用层和位于底层的驱动模块，其特征在于：在含有移动终端操作系统和操作系统上的应用软件的应用层与底层的驱动模块之间，设置有用于实现多APN并发联网的多APN联网通道模块，其中，应用层向多APN联网通道模块逐次下发至少二个APN联网指令，多APN联网通道模块根据上述联网指令依次创建或分配至少一路虚拟网络单元，驱动模块从接收到的联网请求中解析出上述每个APN参数，并根据每个APN参数发起网络连接，向移动基站发送联网请求；驱动模块将移动基站回应的联网成功与否的消息发送到多APN联网通道模块，多APN联网通道模块将驱动模块返回的每个成功联网消息中的参数设置到上述创建或分配的虚拟网络单元上，实现多个接入点的逐次并发联网。

所述移动终端并发APN依次接入网络系统的创建方法，其特征在于：多APN联网通道模块预先设定多个APN联网通道，且每个APN联网通道对应一个APN网络的数据连接；多APN联网通道模块在接收到应用层下发的每个APN联网指令后，多APN联网通道模块分配预设和/或动态创建多路各自独立的虚拟网络单元。

本发明相比现有的操作系统有以下有益效果：

1）本发明通过移动终端的操作系统或应用软件的指令，逐次连接各个APN接入点，实现多APN通道并发网络连接，这样，无论是不同的应用软件使用不同的APN网络，还是一个应用软件使用多个APN网络，都可以通过逐次连接的方式予以实现，从而解决了移动终端操作系统进行多路APN并发联网的问题。

2）本发明在应用层和底层驱动模块之间设置的多APN联网通道模块通过应用层连网请求中包含的网络联网协议参数，并控制驱动模块按要求使用相应的联网协议进行联网，使得操作系统和驱动模块可以识别应用层联网请求中所要求的联网协议。本发明采用的多APN通道并发，使得操作系统或应用软件支持多种不同的联网协议的不同APN网络并发联网。

3）本发明由于在多APN联网通道模块创建了多个并发的APN连接通道，通过APN联网通道模块逐次连接不同APN网络的并发联网，突破了目前主流移动终端操作系统，如android、windowsphone、ios，同一时间下，各种应用只能使用一个相同的APN通道的瓶颈限制。

4）本发明通过应用层与底层的驱动模块之间设置多APN联网通道模块，可以使应用层发送多个不同的APN联网请求，一个应用程序也可以多次发送不同的APN联网请求。

5）本发明在移动终端操作系统提供应用层修改多APN通道参数表的接口函数，提供了为移动终端用户配置、修改多APN通道参数的人机界面，移动终端用户可以通过人机界面修改多个APN通道的参数设定；本发明提供了在应用软件中配置包含通道号和APN联网参数及可以通过人机界面修改的APN通道参数的接口函数，解决了移动终端用三大操作系统ios、winphone和android无法配置多路APN通道设定的问题。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1是本发明移动终端多APN网络通道并发网络系统模型的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1。在以下实施例的一个最佳实施例中，支持移动终端实现多APN网络并发联网的方法的系统模型，依次包括应用层、多APN联网通道模块和驱动模块。应用层包括移动终端上的操作系统或应用软件。

驱动模块是指包含移动设备连网硬件的驱动程序模块。连网硬件可以是移动终端的基带芯片，又可称为MODEM芯片，其主要功能是通过网络连接协议的实现与APN的联网。移动设备是指支持无线联网的计算设备，可以随时随地访问获得各种信息的一类设备，诸如手提电脑、PDA、无线上网卡和智能手机之类的移动计算设备。

用于多APN并发联网并为操作系统或应用软件提供联网多APN的通道或数据链路的多APN联网通道模块，位于含有移动终端操作系统和操作系统上的应用软件的应用层与底层的驱动模块之间。

多APN联网通道模块用于多APN并发联网并为操作系统或应用软件提供联网多APN的通道或数据链路。应用层可以通过人机界面或应用程序对多APN联网通道模块的相应指令对APN联网通道模块内的APN通道参数配置信息的数据进行配置或预定义。应用程序可以直接通过向APN联网通道模块发送APN联网请求，实现联网APN网络。不同的应用程序可以发送多个相同或不同的APN联网请求，一个应用程序也可以多次发送不同的APN联网请求。

不同的APN数据连接通道由APN参数来区别，不同的APN参数标识为不同的APN数据联网通道。APN通道上用于区分不同的APN数据联网通道的参数包括但不限于APN接入点名称、QOS等级，联网协议等等。

多APN联网通道模块预先设定多个APN联网通道，每个APN联网通道对应一个APN网络的数据连接。多APN联网通道模块在接收到应用层下发的每个APN联网指令后，多APN联网通道模块分配预设和/或动态创建多路各自独立的虚拟网络单元。

在APN的联网指令和APN通道参数配置信息中，APN联网参数是联网不同APN的标识，不同的APN联网参数代表不同的APN网络。代表不同APN网络的APN联网参数包括但不限于APN接入点名称、QOS等级、网络协议等等。网络连接协议包括但不限于IPV4、IPV6或IPV4/IPV6PPP联网协议或PDP联网协议。

在发联网请求过程中，应用层向多APN联网通道模块逐次下发一个或多个APN联网指令，多APN联网通道模块收到联网指令后，根据上述联网指令依次创建或分配至一路或多路虚拟网络单元，虚拟网络单元通过驱动模块向移动基站发送联网请求；移动基站收到送联网请求后，向驱动模块发送联网成功与否的回应信号，驱动模块将移动基站回应的联网成功与否的消息发送到多APN联网通道模块，多APN联网通道模块将每个成功联网消息中的参数设置到上述创建或分配的虚拟网络单元上。在一路或多路虚拟网络单元创建或分配完成后，应用层再次发起另一个不同的APN联网请求，多APN联网通道模块将再次创建或分配一路新的与原有虚拟网络单元同时存在的虚拟网络单元，并继续向下再次发另不同的APN联网请求。

多APN联网通道模块在接收到应用层下发的APN联网指令后，多APN联网通道判断上述联网指令中指定联网的APN联网参数与当前已经连接分配的数据传输通道的APN联网参数是否匹配，若匹配，则把该联网请求指向已连接的分组数据协议PDP网络，并反馈应用层实际使用的网络服务接入点标识符NSAPI或通道号；若不匹配，则按连接请求的先后顺序为连接动态分配一个虚拟的“通道号”，并选择一个空闲的APN联网通道填充一个空闲的NSAPI来处理调用者对某个虚拟通道对应的实际的网络联网请求，连接成功后将通道号和NSAPI进行反馈并将相应APN参数、通道号记录在多APN联网通道模块的APN通道参数配置信息内。

多APN联网通道模块含有连网接口函数，应用层根据接口函数参数内的虚拟通道标识（常量数值、字符串描述符、通道实例对象引用）或APN联网参数发送连网请求；多APN联网通道模块通过APN联网参数连网成功后保存APN通道参数配置信息；不同的APN连网参数代表不同的APN网络通道。

多APN联网通道模块在接收到应用层下发的每个APN联网指令后，创建多路各自独立的虚拟网络单元的模式有以下三种模式。

实施用例1：分配预设模式

操作系统事先按APN通道次序预先定义APN通道的类型，比如：APN通道1定义为CMNET，APN通道2定义为彩信，APN通道3定义为CMWAP等等。

在应用层发送APN联网命令时，可以不附带APN联网参数，而直接使用通道号进行连接。

多APN联网通道模块接收到应用层发送的通道号联网命令参数后，将预定义的APN联网参数发送给驱动模块，联网成功后，分配指定的通道号给应用层。

应用层发送APN联网命令时，也可以使用附带APN联网参数的方式。

多APN联网通道模块解析应用层发送的APN联网命令中的APN联网参数，联网成功后，分配预定义指定的通道号给应用层。

实施用例2：动态创建模式

多APN联网通道模块解析应用层发送的APN联网命令中的APN联网参数，联网成功后，动态分配一个空闲的通道号给应用层。

实施用例3：分配预设和动态创建混合模式

操作系统事先按APN通道次序部分预先定义APN通道的类型，比如：APN通道1定义为CMNET，APN通道2定义为彩信，APN通道3定义为CMWAP等等，其它通道为空闲。

多APN联网通道模块解析应用层发送的APN联网命令中的APN联网参数，联网成功后，如果是预定义的APN通道则分配预定义指定的通道号给应用层。否则，动态创建一个空闲的通道号给应用层。

多APN联网通道模块内包含APN通道参数配置信息以及供应用层修改多APN通道参数配置信息的接口函数。APN通道参数配置信息内的数据标识了每个APN通道的APN联网参数，也标识了每个APN通道所连接的APN网络。APN联网参数的不同代表不同的APN网络。APN通道参数配置信息用于标识每个APN联网通道所连接的APN网络的联网参数，以及当前APN通道的实际联网APN的情况，包括已使用APN通道的参数定义和空闲APN通道的数量。应用层可以通过人机界面或应用程序对多APN联网通道模块的接口函数对APN联网通道模块内的APN通道参数配置信息内的数据进行配置或预定义。接口函数内包含通道号和APN联网参数，多APN联网通道模块根据接口函数内的通道号和APN联网参数修改各个APN通道参数。

代表不同APN网络的APN联网参数包括但不限于APN接入点名称、QOS等级、网络协议等等。应用程序可以直接通过向APN联网通道模块发送APN联网请求，实现联网APN网络。联网APN成功后，多APN联网通道模块会根据APN联网参数修改APN通道参数配置信息。不同的应用程序可以发送多个不同的APN联网请求，一个应用程序也可以多次发送不同的APN联网请求。

驱动模块在执行多APN通道模块的联网指令时，除了成功时反馈信息以外，在联网操作失败时，向多APN联网模块反馈详细失败信息，消息内容包括但不限于网络超时，无网络信号，SIM欠费、APN未开通、APN参数错误等消息。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如所述程序可以存储于移动终端可读存储介质中，可选地，上述实施例终端各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合，亦属于本发明的范畴，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种移动终端多APN网络通道并发网络系统，包括：应用层和位于底层的驱动模块，其特征在于：在含有移动终端操作系统和操作系统上的应用软件的应用层与底层的驱动模块之间，设置有用于实现多APN并发联网的多APN联网通道模块，其中，多APN联网通道模块预先设定多个APN联网通道，且每个APN联网通道对应一个APN网络的数据连接；多APN联网通道模块在接收到应用层下发的每个APN联网指令后，多APN联网通道模块分配预设和/或动态创建多路各自独立的虚拟网络单元；应用层向多APN联网通道模块逐次下发至少二个APN联网指令，多APN联网通道模块根据上述联网指令依次创建或分配至少一路虚拟网络单元，驱动模块从接收到的联网请求中解析出每个APN参数，并根据每个APN参数发起网络连接，向移动基站发送联网请求；在一路或多路虚拟网络单元创建或分配完成后，应用层再次发起另一个不同的APN联网请求，多APN联网通道模块将再次创建或分配一路新的与原有虚拟网络单元同时存在的虚拟网络单元，并继续等待下一次的APN联网请求；多APN联网通道模块在接收到应用层下发的APN联网指令后，多APN联网通道判断上述联网指令中的APN联网参数与当前已经连接分配的数据传输通道的APN联网参数是否匹配，若匹配，则把该联网请求指向已连接的分组数据协议PDP网络，并反馈应用层实际使用的网络服务接入点标识符NSAPI或通道号；若不匹配，则按连接请求的先后顺序为连接动态分配一个虚拟的“通道号”，并选择一个空闲的APN联网通道填充一个空闲的NSAPI来处理调用者对某个虚拟通道对应的实际的网络联网请求，连接成功后将通道号和NSAPI进行反馈并将相应APN参数、通道号记录在多APN联网通道模块的APN通道参数配置表内；驱动模块将移动基站回应的联网成功与否的消息发送到多APN联网通道模块，多APN联网通道模块将驱动模块返回的每个成功联网消息中的参数设置到上述创建或分配的虚拟网络单元上，实现多个接入点的逐次并发联网。

2.如权利要求1所述的移动终端多APN网络通道并发网络系统，其特征在于：多APN联网通道模块内包含APN通道参数配置表或数据库和供应用层修改多APN通道参数表的接口函数，其中APN通道参数配置表用于标识每个APN联网通道所连接的APN网络的联网参数，以及当前APN通道的实际联网APN的情况，包括已使用APN通道的参数定义和空闲APN通道的数量，接口函数内包含通道号和APN联网参数，多APN联网通道模块根据接口函数内的通道号和APN联网参数修改各个APN通道参数。

3.如权利要求1所述的移动终端多APN网络通道并发网络系统，其特征在于：多APN联网通道模块向操作系统或应用软件提供联网多APN的通道或数据链路。

4.如权利要求1所述的移动终端多APN网络通道并发网络系统，其特征在于：应用层通过移动终端系统人机界面或应用程序对多APN联网通道模块的相应指令和APN联网通道模块内的APN通道参数配置表或数据库内的数据进行配置或预定义。

5.如权利要求1所述的移动终端多APN网络通道并发网络系统，其特征在于：不同的APN数据连接通道由APN参数来区别，不同的APN参数标识为不同的APN数据联网通道。

6.如权利要求1所述的移动终端多APN网络通道并发网络系统，其特征在于：在APN的联网指令中，APN联网参数是联网不同APN的标识，不同的APN联网参数代表不同的APN网络。