УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ НА УСТРОЙСТВЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
DEVICE AND METHOD FOR EFFICIENT PERFORMANCE OF APPLICATIONS ON WIRELESS COMMUNICATION DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение, в целом, относится к области связи и, в частности, к передаче данных в системах беспроводной связи.
Уровень техники
Для радиоинтерфейсов, связанных с системами сотовой телефонии, установлены различные национальные и международные стандарты, причем каждая система базируется на методах множественного доступа, например множественного доступа с частотным разделением (FDMA), множественного доступа с временным разделением (TDMA) или множественного доступа с кодовым разделением (CDMA). Среди них более известны стандарты AMPS (Усовершенствованное мобильное телефонное обслуживание), GSM (Глобальная система мобильной связи) и IS-95 (Промежуточный стандарт 95). Стандарт IS-95 и его производные, IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 (совместно именуемые здесь IS-95) и другие системы высокой скорости передачи данных продвигаются Ассоциацией производителей средств связи (TIA) и другими органами стандартизации. Используемый здесь термин «сотовые системы» относится к использованию частот сотовой связи и систем персональной связи.
В системах сотовой телефонии IS-95 используются методы обработки сигнала CDMA для обеспечения эффективного и устойчивого сотового телефонного обслуживания. Системы сотовой телефонии, конфигурированные, по существу, в соответствии с использованием стандарта IS-95, описаны в патентах США №№ 5,103,459 и 4,901,307, которые переуступлены правообладателю настоящего изобретения и включены в настоящее описание посредством ссылки. Методы CDMA также используются в cdma2000 ITU-R Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission (именуемом здесь cdma2000), изданном TIA. Стандарт cdma2000 задан в проектных версиях IS-2000 и IS-856 (cdma2000 1xEV-DO). Система связи cdma2000 1xEV-DO задает набор скоростей передачи данных в диапазоне от 38,4 кбит/с до 2,4 Мбит/с, на которых базовая станция (BS) может осуществлять связь с устройством беспроводной связи.
С учетом растущих потребностей в приложениях беспроводной передачи данных, необходимость в очень эффективных системах беспроводной передачи данных стала весьма насущной. В частности, поскольку пользователи компьютеров становятся все более мобильными, возрастает потребность в доступе к сети интернет-протокола (IP) через беспроводные сети на эффективной и высокоскоростной основе. Доступ к IP-сети можно обеспечивать через беспроводную сеть, привязывая устройство беспроводной связи к электронному вычислительному устройству, причем привязка содержит физическое либо беспроводное соединение. Электронное вычислительное устройство далее называется оконечным устройством (TE). Применимые устройства беспроводной связи в некоторых стандартах беспроводной связи также называются "мобильными станциями" (MS) или «пользовательским устройством» (UE). Для упрощения иллюстрации ниже используется термин "MS". MS может быть, например, сотовым телефоном, карманным персональным компьютером (КПК), беспроводным модемом, их комбинацией и т.п. TE может быть вычислительным устройством, например портативным компьютером, настольным компьютером, КПК или их комбинацией. Беспроводная или физическая среда между MS и TE может включать в себя одно или более из карт PCMCIA, сред универсальной последовательной шины (USB), последовательных сред, BlueTooth, IEEE 802.11 и т.п. Беспроводная среда между MS и TE и между MS и сетью может осуществлять передачу пакетов данных, исходящих из узлов или поступающих в узлы в IP-сети.
Существует масса протоколов для передачи пакетного трафика между узлами IP-сетей, что обеспечивает поступление информации в нужный пункт назначения. Главным таким протоколом является «Интернет-протокол», справочный комментарий (RFC) 791 (сентябрь 1981 г.). IP-протокол требует, чтобы каждый пакет данных начинался с IP-заголовка, содержащего поля адреса отправителя и получателя, которые уникально идентифицируют начальный и конечный пункты. Адреса пунктов назначения и исходных пунктов различаются посредством уникального IP-адреса в заголовочной части каждого пакета данных. IP-протокол предусматривает разбиение больших пакетов данных на последовательность меньших пакетов данных до передачи, поэтому пункт назначения должен иметь возможность вновь восстановить большой пакет из меньших пакетов после приема полей IP-адреса получателя из меньших пакетов. Самой последней версией IP-протокола является IPv6. IPv6 использует более длинные IP-адреса (128 битов вместо 32 битов, стандартизированных в старом протоколе IPv4) и, таким образом, может поддерживать больше устройств в сети. Другой протокол, именуемый "IP Mobility Support", который задан в RFC 2002 (октябрь 1996 г.), обеспечивает прозрачную маршрутизацию IP-дейтаграмм на мобильные узлы.
Протокол двухточечной связи (PPP), заданный в RFC 1661 (июль 1994 г.), обеспечивает стандартный метод на канальном уровне связи для инкапсуляции информации IP-протокола по каналам двухточечной связи. Таким образом, PPP предусматривает использование сетевых приложений на основе протокола управления передачей/ интернет-протокола (TCP/IP) на и между узлами сети. TCP/IP является совокупностью сетевых протоколов, которые обеспечивают инфраструктуру, используемую приложениями для передачи информации по сети. TCP/IP включает в себя IP-протокол на сетевом уровне связи и протокол TCP на транспортном уровне связи. IP является центральным, объединяющим протоколом в TCP/IP и, таким образом, обеспечивает основной механизм доставки пакетов данных, передаваемых между всеми узлами сети.
Протокол управления передачей (TCP) обеспечивает надежный перенос между двумя узлами сети. TCP гарантирует целостность данных благодаря обеспечению упорядоченной и полной доставки данных. TCP зависит от IP в отношении переноса пакетов между узлами сети. TCP устанавливает и завершает соединение с IP-адресом назначения путем обмена пакетами управления. Каждое приложение, выполняющее TCP, отличается от других приложений в том же самом узле сети благодаря резервированию 16-битового номера порта. Номера портов размещаются в заголовке TCP отправителем пакета до того, как пакет будет передан в сеть, и номер порта назначения позволяет доставлять IP-пакет нужному получателю в пункте назначения.
В рассмотренных выше протоколах связи и, в частности, в PPP данные передаются по медленным последовательным каналам. Чтобы преодолеть этот недостаток медленной передачи, предусмотрено сжатие. В частности, поскольку эффективность двухточечного протокола связана с отношением объема данных к размеру всего пакета (включая информацию заголовка и данные), передаваемого по последовательной линии, сжатие заголовка мотивируется необходимостью улучшения интерактивного отклика на последовательных линиях.
Сжатие заголовка по Ван Якобсону (сжатие по VJ) предназначено для сжатия передачи заголовков TCP/IP. Каждый пакет TCP/IP имеет заголовок обычно длиной 40 байтов. Из этих 40 байтов 20 байтов обычно выделяются полям IP, и 20 байтов обычно выделяются полям TCP. Сжатие по Ван Якобсону сокращает размер заголовка TCP/IP до трех байтов.
Начальный заголовок TCP/IP, отправленный в течение сеанса TCP/IP, содержит необходимую информацию для обмена IP-пакетами с правильным пунктом назначения и для обмена данными с правильным портом в правильном пункте назначения для данного сеанса TCP/IP. Однако после того как начальный заголовок принят, и сеанс установлен, концевые пункты сеанса TCP/IP по PPP должны информироваться только о том, с каким сеансом связан входящий TCP/IP, поскольку остальные поля адресации в заголовке остаются статическими на протяжении сеанса. Таким образом, большинство статических полей адресации, необходимых в начальном заголовке TCP/IP, можно исключить в последующих заголовках для этого сеанса. В исключении этих статических полей заголовка после приема начального несжатого заголовка TCP/IP и заключается VJ-сжатие последующих заголовков TCP/IP.
Заметим, что IP-пакет является пакетом не-TCP/IP, или несжимаемым пакетом TCP/IP, согласно RFC 1144 (февраль 1990 г.). Пакет, не сжатый по VJ, подобен IP-пакету, но имеет идентификатор соединения (CID) вместо поля IP-протокола в IP-пакете. Пакет, сжатый по VJ, имеет VJ-сжатый заголовок, но также включает в себя CID. CID используется для идентификации соединения в источнике, от которого происходит передача, или в пункте назначения, которому адресована информация. Поэтому CID может представлять соответствующие порты, через которые осуществляют связь отправляющая прикладная программа и принимающая прикладная программа. В силу того факта, что отправляющий порт и принимающий порт могут отслеживать активную передачу после того, как передача началась, пакеты TCP/IP, следующие после начального пакета TCP/IP, должны передавать пункту назначения только CID, а не подробную информацию адресации. Это использование CID разрешено, поскольку отправитель и получатель сохраняют первоначальную подробную информацию адресации из начального IP-пакета в течение длительности передачи, и, таким образом, могут осуществлять передачи корректному получателю с использованием только сокращенной информации CID.
Передача пакетов данных с использованием сжатия из IP-сети по сети беспроводной связи, или из сети беспроводной связи по IP-сети, допустима благодаря соблюдению набора протоколов. Этот набор протоколов называется стеком протоколов. MS может быть отправителем или получателем IP-пакета, или MS может быть шлюзом к электронному устройству, которое является отправителем или получателем IP-пакета.
IP-пакеты переносятся между сетью беспроводной связи и пунктом назначения в IP-сети через узел службы пакетных данных (PDSN) в сети беспроводной связи, который обеспечивает доступ к IP-сети. Заголовок TCP/IP в неначальных передачах через PDSN часто сжимается по VJ. Заголовок TCP/IP, сжатый по VJ, и соответствующе данные пакета TCP/IP воплощены в виде части данных пакета протокола PPP.
MS обычно имеет более ограниченную вычислительную мощность, чем стационарное электронное устройство вследствие, отчасти, ограничений на аппаратные средства и габариты. Выполнение прикладных программ как на MS, так и на TE, в то время, как MS и TE совместно используют MS как шлюз к беспроводной сети и IP-сети, также приводит к существенным вычислительным ограничениям. Таким образом, желательно, чтобы минимизировать вычисления, необходимые на MS, которая служит шлюзом к беспроводной и IP-сетям, обеспечить эффективный способ определения на MS, является ли входящий пакет IP-пакетом. Аналогично желательно, чтобы MS определяла, является ли заголовок пакета TCP/IP VJ-сжатым или VJ-несжатым, и, если заголовок входящего пакета является VJ-сжатым, оценивала пункт назначения входящего пакета без снятия сжатия VJ-сжатого заголовка.
Поэтому существует потребность в устройстве, системе и способе, которые повышают эффективность MS в фильтрации VJ-сжатых заголовков TCP/IP и повышают эффективность MS в оценивании пункта назначения IP-пакетов.
Сущность изобретения
Согласно одному аспекту изобретения, представлен анализатор для эффективной обработки, по меньшей мере, одного пакета, поступающего на мобильную станцию. Анализатор включает в себя приемник для приема, по меньшей мере, одного V-сжатого пакета, хранилище, связанное с возможностью передачи данных с приемником, для хранения, по меньшей мере, одного списка, причем, по меньшей мере, один список включает в себя, по меньшей мере, один идентификатор соединения, по меньшей мере, одного из активного отправителя и активного пункта назначения для пакетов из, по меньшей мере, одного пакета; и компаратор для выделения принятого идентификатора соединения одного из VJ-сжатых пакетов из, по меньшей мере, одного пакета, принятого в приемнике из, по меньшей мере, одного списка.
Согласно другому аспекту, представлен фильтр для эффективной обработки, по меньшей мере, одного пакета, поступающего на мобильную станцию. Фильтр включает в себя приемник для приема IP-пакетов и VJ-несжатых пакетов из, по меньшей мере, одного пакета; выделитель для отделения IP-пакетов от VJ-несжатых пакетов, причем выделитель осуществляет поиск идентификатора соединения в одном из VJ-несжатых пакетов, после выделения одного из VJ-несжатых пакетов, адресованных мобильной станции, причем выделитель переносит идентификатор соединения в список идентификаторов соединения для оценивания в дальнейшем пункта назначения, по меньшей мере, одного VJ-сжатого пакета, связанного с одним из VJ-несжатых пакетов.
Согласно еще одному аспекту, представлен способ для эффективной обработки, по меньшей мере, одного пакета, поступающего на мобильную станцию. Способ включает в себя этапы, на которых принимают VJ-сжатые пакеты из, по меньшей мере, одного пакета; сохраняют, по меньшей мере, один список, причем, по меньшей мере, один список включает в себя, по меньшей мере, один идентификатор соединения, по меньшей мере, одного из активного отправителя и активного пункта назначения для пакетов из, по меньшей мере, одного пакета; и сравнивают принятый идентификатор соединения одного из VJ-сжатых пакетов из, по меньшей мере, одного пакета с, по меньшей мере, одним списком.
Согласно еще одному аспекту, представлен способ для эффективной фильтрации, по меньшей мере, одного пакета, поступающего на мобильную станцию. Способ включает в себя этапы, на которых принимают IP-пакеты и VJ-несжатые пакеты из, по меньшей мере, одного пакета; отделяют IP-пакеты от VJ-несжатых пакетов, из IP-пакетов; осуществляют поиск идентификатора соединения в одном из VJ-несжатых пакетов, после выделения одного из VJ-несжатых пакетов, адресованных мобильной станции; и переносят идентификатор соединения в список идентификаторов соединения.
Согласно еще одному аспекту, представлена система для эффективной обработки, по меньшей мере, одного пакета, поступающего на мобильную станцию. Система включает в себя мобильную станцию; фильтр, имеющийся в мобильной станции, который отделяет IP-пакеты из, по меньшей мере, одного пакета и VJ-несжатые пакеты из, по меньшей мере, одного пакета; по меньшей мере, один PDSN, осуществляющий связь с мобильной станцией; по меньшей мере, одно оконечное устройство, связанное с возможностью передачи данных с мобильной станцией; по меньшей мере, один анализатор на мобильной станции, причем анализатор принимает, по меньшей мере, один VJ-сжатый пакет, поступающий на мобильную станцию от, по меньшей мере, одного из PDSN и оконечного устройства, причем анализатор сравнивает, по меньшей мере, один VJ-сжатый пакет, по меньшей мере, одним списком, который включает в себя, по меньшей мере, один идентификатор соединения, по меньшей мере, одного из активного отправителя и активного пункта назначения для пакетов из, по меньшей мере, одного пакета, причем активный пункт назначения находится на, по меньшей мере, одном из оконечного устройства и сайта, связанного с PDSN; и, по меньшей мере, одно соединение, локальное по отношению к мобильной станции, для приема, по меньшей мере, одного VJ-сжатого пакета, имеющего идентификатор соединения, который отвечает, по меньшей мере, одному списку.
Согласно еще одному аспекту, представлен анализатор для эффективной обработки, по меньшей мере, одного IP-пакета, поступающего на мобильную станцию, содержащий: по меньшей мере, один элемент хранения для хранения, по меньшей мере, одного списка идентификаторов соединения (CID) Ван Якобсона (VJ), причем каждый VJ CID связан с активным приложением, выполняющимся на мобильной станции; и элемент обработки, способный разделять пакет с VJ CID и пакет без VJ CID, и, если пакет имеет VJ CID, сравнивать VJ CID с элементами записи, по меньшей мере, одного списка.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает устройство, системы и способы повышения эффективности MS в фильтрации VJ-сжатых заголовков TCP/IP и повышения эффективности MS в оценивании пункта назначения IP-пакетов, имеющих VJ-сжатые заголовки TCP/IP без снятия сжатия VJ-сжатых заголовков TCP/IP, для таких IP-пакетов.
Краткое описание чертежей
Данное раскрытие более подробно описано со ссылкой на следующие чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы и на которых представлено следующее:
фиг.1 - блок-схема взаимодействия MS, беспроводной сети и IP-сети;
фиг.2 - блок-схема системы доступа мобильного вычислительного устройства к сетевому соединению;
фиг.3 - логическая блок-схема способа, согласно которому мобильное вычислительное устройство может осуществлять доступ к информации;
фиг.4 - логическая блок-схема способа фильтрации и анализа пакетов TCP/IP; и
фиг.5 - диаграмма состояний, иллюстрирующая фильтр и анализатор.
Подробное описание
Следует понимать, что приведенные чертежи и описания были упрощены для иллюстрации элементов, релевантных для понимания описываемой сущности изобретения при одновременном исключении, для ясности, многих других элементов, присутствующих в типично сетевом устройстве связи, системе и способе. Но поскольку такие элементы хорошо известны в технике, и поскольку они не способствуют пониманию рассматриваемого изобретения, такие элементы здесь не упоминаются. Приведенное описание относится ко всем таким вариациям и модификациям рассмотренных здесь приложений, сетей и систем, которые хорошо известны специалистам в данной области.
На фиг.1 показаны соединения между совокупностью мобильных станций (MS) и различными инфраструктурными элементами двух систем на основе CDMA. Совокупность MS 10a-b работает в секторах совокупности контроллеров базовых станций (BSC) 20a-c, 20d-e, 20f-h разных сетей 5a, 5b. BSC 20a-c, 20d-e, 20f-h поддерживаются функциями пакетного управления (PCF) 30a, 30b, 30c, соответственно. Некоторые PCF 30a, 30b поддерживаются PDSN 40a одной сети 5а, а другие PCF 30c поддерживаются PDSN 40b другой сети 5b. Специалисту в данной области понятно, что может быть любое количество мобильных станций 10, контроллеров BSC 20, функций PCF 30 и PDSN 40. PDSN 40a, 40b связаны с IP- или частной сетью 50, которая подключена к собственному агенту 70 для MS 10.
Мобильная станция MS 10 может представлять собой любое из ряда различных типов устройств беспроводной связи, например портативный телефон, сотовый телефон, сотовый телефон, подключенный к портативному компьютеру, на котором выполняются приложения на основе IP, сотовый телефон с подключенным к нему автомобильным устройством громкой связи, карманный персональный компьютер (КПК), на котором выполняются приложения на основе IP, модуль беспроводной связи, встроенный в портативный компьютер, или стационарный модуль связи, который может присутствовать в беспроводной локальной сети или измерительной системе.
Передача обслуживания осуществляется, когда мобильная станция перемещается из зоны покрытия одной базовой станции в зону покрытия другой базовой станции. Передача обслуживания может быть «мягкой», когда в процессе передачи обслуживания устройство осуществляет связь одновременно с обеими базовыми станциями, или «жесткой», когда устройство заканчивает связь с одной базовой станцией прежде, чем установить связь с другой базовой станцией. Передача обслуживания между системой радиоинтерфейса CDMA и другой системой радиоинтерфейса называется неактивной передачей обслуживания, когда сеанс передачи данных сохраняется, но он не активен. Другими словами, при неактивной передаче обслуживания MS и PDSN поддерживают состояние протокола двухточечной передачи (PPP), но не передают данные. Если MS активно передает данные на PDSN, сеанс называется «активным сеансом передачи данных».
MS может быть связана с одним или более оконечными устройствами (TE), и MS может обеспечивать доступ к IP-сети через беспроводную сеть. MS может обеспечивать шлюз для TE для передачи и приема пакетов TCP/IP по IP-сети через беспроводную сеть.
Пакет TCP/IP включает в себя заголовок, детализирующий специфику данных пакета TCP/IP, соответствующих этому заголовку. Заголовок TCP/IP может быть VJ-сжатым для повышения эффективности связи, в частности, по соединению MS с беспроводной сетью, имеющему ограниченную ширину полосы.
Перемещение пакетов TCP/IP между беспроводной сетью и IP-сетью неэффективно, поскольку MS снимает сжатие всех поступающих пакетов TCP/IP, имеющих VJ-сжатые заголовки. MS снимает VJ-сжатие заголовков, чтобы оценить, адресованы ли пакеты TCP/IP мобильной станции MS или оконечному устройству TE, связанному с MS. Описанные варианты осуществления иллюстрируют фильтр, который повышает вычислительную эффективность MS, используемой как шлюз для TE, посредством, помимо прочего, направления входящих пакетов TCP/IP, имеющих заголовки, со снятым VJ-сжатием, на правильный пункт назначения. Описанные варианты осуществления также иллюстрируют анализатор, который различает и выбирает IP-пакеты, имеющие VJ-сжатые заголовки, для снятия сжатия на MS, и пересылает пакеты с VJ-сжатыми заголовками, не адресованные MS, на TE без снятия сжатия.
Специалистам в данной области очевидно, что, в свете данного раскрытия, представленные системы и способы можно использовать не только в сети CDMA2000, но и в сети универсальной системы мобильной связи (UMTS) или любой другой сети, в которой один IP-адрес назначается как MS, так и TE.
На фиг.2 показана блок-схема системы и устройства 100 для доступа оконечного оборудования (TE) 112 к беспроводной сети 5 через MS 10. Беспроводная сеть 5 соединена, через PDSN 40, с IP-сетью 50. Система включает в себя TE 112, на котором выполняется одно или более приложений 120 TE. Используемые здесь приложения включают в себя одну или более компьютерных программ, которые выполняют одну или более вычислительных функций. Используемые здесь приложения 134 MS выполняются, по меньшей мере, одним процессором на MS 10, и приложения 120 TE выполняются, по меньшей мере, одним процессором на TE 112. По меньшей мере, одно из приложений 120 TE обменивается IP-пакетами, через MS 10 и беспроводную сеть 5, с IP-сетью 50.
Одно или более приложений 120 TE могут запрашивать доступ к информации, доступной в IP-сети 50, такой как координаты TE 112 в Глобальной системе позиционирования (GPS). Этот запрос и информация ответа на запрос передаются через IP-сеть 50 и PDSN 40, по беспроводной сети 5, на и от MS 10. Затем MS 10 должна передавать информацию на и от TE 112. Такой информационный запрос может перекрывать другие информационные запросы от TE 112, передаваемые по той же самой среде 116 на MS 10. Среда 116 между MS 10 и TE 112 может быть беспроводной или проводной средой, например, одной или несколькими картами PCMCIA, средами USB, последовательными средами, BlueTooth, IEEE 802.11, и т.п. Связь по среде 116 может представлять собой соединение на основе PPP, соединение типа Ethernet или соединение по IP-протоколу любого типа.
Приложения 120 TE могут быть приложениями, выполняющими TCP/IP, и могут запрашивать GPS-координаты из IP-сети 50. Специалистам в данной области очевидно, что данное описание не ограничивается GPS-запросами, но может аналогично применяться к любому приложению 120 TE, выполняющему TCP/IP.
MS 10 может быть любым устройством, обеспечивающим соединение, связанного TE 112 с беспроводной сетью 5. MS 10 может включать в себя один или несколько приемников 144 для приема данных. MS 10 обеспечивает шлюз, через беспроводную сеть 5, к IP-сети 50, в которую приложения 120 TE направляют и откуда они принимают IP-пакеты. MS 10 передает IP-пакеты и пакеты TCP/IP, исходящие от TE 112, в беспроводную сеть 5 для ввода в IP-сеть 50 через PDSN 40. MS 10 принимает IP-пакеты, отправленные из IP-сети 50, через PDSN 40, по беспроводной сети 5. На MS 10 может выполняться одно или несколько приложений 134 MS. Приложения 134 MS могут выполнять TCP/IP. Приложения 134 MS могут передавать и принимать IP-пакеты из IP-сети 50 через беспроводную сеть 5. Таким образом, и приложения 120 TE, и приложения 134 MS могут принимать IP-пакеты через MS 10 из IP-сети 50 по беспроводной сети 5.
Некоторые IP-пакеты, поступающие на MS из IP-сети, могут быть адресованы приложениям MS, а другие пакеты, поступающие на MS из IP-сети, могут быть адресованы приложениям TE. Ввиду аппаратных средств MS, предназначенных для приложений MS, выполняющихся на MS, и аппаратных средств MS, предназначенных для передачи и приема данных по беспроводной сети, на MS может оставаться ограниченная вычислительная мощность для обработки IP-пакетов. В целях сокращения ненужных вычислений на MS, например обработки пакетов, адресованных приложениям TE, MS может включать в себя, по меньшей мере, один анализатор 140 для выделения пункта назначения VJ-сжатых пакетов, и, в частности, для определения, адресованы ли пакеты TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками приложению MS или же приложению TE. Такой выделитель может просматривать, идентифицировать, разделять, различать пакетные данные или производить над ними любую комбинацию этих действий. Чтобы дополнительно снизить ненужные вычисления на MS, MS может включать в себя, по меньшей мере, один фильтр 138 для разграничения типов и пунктов назначения пакетов, на основании заголовков пакетов, поступающих на MS.
Каждый фильтр может передавать пакеты TCP/IP с VJ-несжатыми заголовками и IP-пакеты на пункт назначения пакета. Фильтр может представлять собой одну или несколько программ, связанных с аппаратными средствами MS. Фильтр различает пункт назначения пакетов, поступающих на MS. Пунктом назначения, согласно заголовку пакета, может быть TE или MS. Пункт назначения пакета TCP/IP с VJ-несжатым заголовком указан идентификатором соединения (CID). Получив пакет TCP/IP, с VJ-несжатым заголовком, фильтр оценивает, включает ли в себя список CID, поддерживаемый на MS, этот конкретный CID как соответствующий активному приложению MS или активному приложению TE. Затем фильтр направляет IP-пакет в правильный пункт назначения. Если CID VJ-несжатого пакета TCP/IP не входит в список CID, то фильтр может определить, что неизвестный CID следует добавить в список CID.
Анализатор может представлять собой одну или несколько программ, связанных с аппаратными средствами MS. Программы анализатора предпочтительно способны проверять заголовки TCP/IP-пакетов на информацию VJ-сжатия и информации CID. Каждый анализатор дополнительно включает в себя хранилище для хранения, по меньшей мере, одного списка CID для приложений, активных на TE либо MS.
Каждый анализатор принимает информацию пакетов, поступающую на MS из IP-сети, и выделяет IP-пакеты с VJ-сжатыми заголовками. Фильтр разделяет IP-пакеты с VJ-несжатыми заголовками, и IP-пакеты без VJ-сжатых заголовков или VJ-несжатых. Для IP-пакетов без заголовков, VJ-сжатых или VJ-несжатых, фильтр может осуществлять разделение путем оценивания и присвоения пункта назначения этого IP-пакета. Если пункт назначения IP-пакета находится на MS, и оцененный пункт назначения отсутствует в списке CID, то анализатор может переключиться на анализ следующих VJ-несжатых пакетов.
Анализатор просматривает CID VJ-сжатых заголовков, поступающих на анализатор. Анализатор включает в себя список CID, который может включать в себя CID, имеющие активные сеансы TCP/IP, или альтернативно имеющие возможность для сеансов TCP/IP, на MS либо TE. Таким образом, список CID может ограничиваться CID для выполняющихся приложений MS. Альтернативно список CID может ограничиваться выполняющимися приложениями TE. CID VJ-сжатого заголовка сравнивается, например, компаратором 156 со списком CID на анализаторе, который выполняет действие по пересылке пакета на приложение 120, 134 назначения согласно результату сравнения со списком CID. Если список CID включает в себя приложения MS, выполняющие TCP/IP, и CID, на который направлен пакет TCP/IP с VJ-сжатым заголовком, является портом выполняющегося приложения MS в списке CID, то заголовок подвергается снятию VJ-сжатия и отправляется в пункт назначения, т.е. порт этого приложения MS. Если CID, на который направлен пакет TCP/IP с VJ-сжатым заголовком, не является портом выполняющегося приложения MS в списке CID, то пакет переправляется, без снятия сжатия, в пункт назначения, согласно CID. Обычно этим пунктом назначения является TE.
Таким образом, анализатор позволяет избежать этапа снятия сжатия заголовков всех поступающих на MS пакетов TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками. Анализатор выделяет только те пакеты TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками, которые адресованы выполняющимся приложениям MS и которые затем подвергаются снятию сжатия. Это выделение, согласно варианту осуществления, в котором список CID включает в себя только выполняющиеся приложения MS, включает в себя идентификацию таких CID в списке CID и снятие сжатия заголовка только тех IP-пакетов, которые адресованы приложениям MS.
Некоторые из пакетов, отправленных с TE, могут быть адресованы MS. Таким образом, выделения, осуществляемые фильтром и анализатором, могут также выделять пункт назначения, на основании CID источника, для пакетов, поступающих на MS от TE. Если пакет TCP/IP с VJ-сжатым заголовком адресован выполняющемуся приложению MS от CID на TE, входящего в список CID источника, то MS может осуществлять снятие сжатия заголовков таких пакетов и передавать эти несжатые пакеты во внутренний стек MS для использования выполняющимся приложением MS назначения.
Аналогично, если пунктом назначения пакета TCP/IP с VJ-несжатым заголовком от TE является MS, то CID источника на TE можно добавить в список CID как активный источник для MS, и можно начать анализ VJ-сжатых пакетов от того же CID источника на TE к MS. Если пунктом назначения пакета TCP/IP с VJ-несжатым заголовком не является MS, то пакет можно переслать с MS по беспроводной сети на PDSN.
В общем случае, большинство пакетов из беспроводной сети на мобильную станцию MS, связанную с пользовательским устройством к TE, адресованы выполняющимся приложениям TE. Следовательно, эффективность обработки на MS значительно повышается благодаря анализу и фильтрации с целью выделения.
Согласно фиг.3 приложение TE может запрашивать из IP-сети положение в системе GPS пользовательского устройства TE. Для получения информации GPS-положения приложение TE может сделать запрос GPS-положения на IP-адрес, используя TCP/IP, посредством MS по беспроводной сети и IP-сети 202. Сайт по этому IP-адресу может ответить оценкой местоположения MS с использованием методов, известных в технике, и посылкой данных местоположения MS в пакете TCP/IP по IP-сети, через PDSN в беспроводную сеть, по беспроводной сети на MS, и через шлюз, обеспеченный MS, на TE 204. Если пакет TCP/IP, который включает в себя запрашиваемую информацию GPS, имеет VJ-несжатый заголовок, то MS может маршрутизировать пакет TCP/IP с информацией GPS в пункт назначения на TE 208 через фильтр 300. Если пакет TCP/IP, который включает в себя запрашиваемую информацию GPS, имеет VJ-сжатый заголовок, то MS может маршрутизировать IP-пакет с информацией GPS в пункт назначения на TE через анализатор 300, без снятия сжатия заголовка пакета TCP/IP.
Один IP-адрес может совместно использоваться всеми приложениями на TE и MS, которые осуществляют доступ к конкретному PDSN. Чтобы снизить степень сложности, фильтр может присвоить TE искусственный IP-адрес. Например, может быть присвоен искусственный IP-адрес 10.10.10 или другой подобный IP-адрес, который не используется глобально в IP-сети. В примере запроса GPS от TE исходящий запрос GPS от TE, адресованный сайту в IP-сети, MS может указывать как исходящий с искусственного IP-адреса, который MS присвоила TE. Информация GPS, касающаяся положения IP-адреса MS, может возвращаться из IP-сети на IP-адрес MS как информация местоположения в системе GPS для MS, но фактически информация GPS может быть адресована, как отслеживается фильтром, на искусственный IP-адрес TE как отправителя запроса. Фильтр может указать, что искусственный IP-адрес значится в списке CID и является запрашиваемой информацией, и фильтр или анализатор может соответственно переслать полученную информацию GPS на TE.
На фиг.4 показана логическая блок-схема варианта осуществления анализа и фильтрации, как описано выше. В этом варианте осуществления MS может непрерывно или выборочно анализировать и фильтровать пакеты, поступающие на MS.
Чтобы распаковывать и обрабатывать только пакеты, адресованные выполняющемуся приложению MS, анализатор и фильтр выделяют пакеты, адресованные приложениям MS. В случае пакетов TCP/IP с VJ-сжатым заголовком первый пакет TCP/IP, с которого начинается передача, не включает в себя VJ-сжатый заголовок. Таким образом, если последовательности пакетов TCP/IP с VJ-сжатым заголовком предшествует пакет TCP/IP с VJ-несжатым заголовком, оцененный фильтром как адресованный MS, то пакеты TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками интерпретируются анализатором как адресованные MS. Получение первого VJ-несжатого пакета, адресованного приложению MS, вызывает добавление фильтром CID этого приложения MS в список CID и анализ анализатором IP-пакетов, с VJ-сжатыми заголовками, адресованных по этому CID. Принятые пакеты TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками, не имеющие CID в списке CID, пересылаются на TE.
После добавления CID в список CID анализатор распознает, что исходящие пакеты TCP/IP с VJ-сжатыми заголовками могут исходить из этого CID. Поскольку CID источника для такой исходящей передачи может иметь сжатие, список CID непрерывно или периодически отслеживает текущие CID, используемые либо приложениями TE, либо приложениями MS, и может сохранять эти активные CID в списке CID, пока передача по этому CID окончательно не завершится. По завершении TCP/IP-передачи для некоторого CID MS может больше не осуществлять анализ для этого CID, а может возвратиться к фильтрации VJ-несжатых пакетов для этого CID.
Согласно фиг.4, входящий пакет может оцениваться фильтром в соответствии с типом пакета (302), а именно как IP-пакет, пакет TCP/IP с VJ-несжатым заголовком или пакет TCP/IP с VJ-сжатым заголовком. Пакеты не-TCP и несжимаемые пакеты TCP составляют IP-пакеты. Пакет TCP/IP без VJ-сжатия представляет IP-пакет, в котором поле IP-протокола заменено CID. Пакет TCP/IP с VJ-сжатием включает в себя сжатый заголовок TCP/IP и CID.
Если пакет является пакетом TCP/IP с VJ-сжатым заголовком (304), то CID пакета проверяется по списку CID анализатора (306, 308), и пакет пересылается на TE, если CID предназначен для приложения TE, т.е. не для приложения MS в списке CID. Если VJ-сжатый пакет адресован согласно сравнению со списком CID приложению MS, то пакет пересылается во внутренний стек MS (312).
Если принят пакет TCP/IP с VJ-несжатым заголовком (316), то фильтр оценивает (318, 320) CID пункта назначения. Если CID пункта назначения не на MS, то пакет пересылается на TE (310). Если пакет подлежит включению во внутренний стек MS (324), т.е. направлен на CID приложения MS, этот CID добавляется к списку CID, чтобы анализатор мог анализировать все входящие IP-пакеты (330) для этого CID. Если пакет не подлежит включению во внутренний стек MS, то фильтр пересылает пакет на TE (310).
Если принят IP-пакет (334), то оценивается (336) пункт назначения IP-пакета, и этот пункт назначения проверяется на предмет включения в стек MS (338). IP-пакет, не подлежащий включению в стек MS, пересылается на TE (310). Если IP-пакет подлежит включению в стек MS, то проверяется статус пакета, например, как TCP/IP-передача (340). Если пакет соответствует TCP/IP-передаче, то пакет проверяется на предмет адресации приложению MS (340). Если пакет адресован приложению MS, которое числится активным, например, в списке CID, (350, 352), то пакет передается во внутренний стек MS (312). Если пакет адресован приложению MS, которое не числится активным, и если список CID не содержит этого приложения MS (350, 352), то пакет передается во внутренний стек MS (312), и анализатор начинает анализ входящих пакетов TCP/IP с VJ-несжатыми заголовками, адресованными CID, соответствующему этому приложению MS (354). Затем этот CID может быть добавлен в список CID, поскольку, если поступает начальный пакет TCP/IP с VJ-несжатым заголовком, адресованный этому CID, то можно ожидать дополнительные пакеты с VJ-сжатыми заголовками, на и с этого CID.
На фиг.5 показана диаграмма состояний 400, иллюстрирующая действия анализатора и фильтра. Согласно фиг.5 и фиг.4, если никакие приложения не выполняются, то анализатор и фильтр не предпринимают никаких действий - состояние 402. Состояние 402 является состоянием по умолчанию и состоянием сброса, которое имеет место до передачи IP-пакетов или по завершении связь по TCP/IP посредством CID в списке CID.
Если фильтр принимает VJ-несжатый пакет (404), то фильтр оценивает, адресован ли пакет приложению MS. Если пакет адресован приложению MS, то CID этого пакета добавляется в список CID, и анализатор (408) начинает сигнализировать следующие пакеты, адресованные по этому CID.
Если фильтр принимает IP-пакет, не имеющий VJ-сжатого заголовка или VJ-несжатого заголовка, то анализатор (408) настраивается на анализ VJ-несжатых пакетов, которые обеспечивают CID как пункт назначения для пакетов, следующих за IP-пакетом (406). Этот CID добавляется в список CID после приема первого VJ-несжатого пакета и VJ-сжатых пакетов, направленных по этому CID, которые затем могут анализироваться для снятия сжатия и направления на приложения MS, если список CID включает в себя активные приложения MS.
Специалисту в данной области очевидно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы способа, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерного программного обеспечения или их комбинации. Чтобы отчетливо проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули и этапы были описаны выше, в целом, в терминах их функциональных возможностей. Будут ли эти функциональные возможности реализованы аппаратными или программными средствами, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на систему в целом. Специалисты в данной области могут реализовать описанные функциональные возможности разными способами для каждой конкретной области применения, но такие решения по реализации не следует интерпретировать как изменение объема настоящего изобретения.
Различные описанные иллюстративные логические блоки и модули можно реализовать или осуществлять посредством процессора, цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (СИС), программируемой пользователем вентильной матрицы (ППВМ) или другого программируемого логического устройства, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, предназначенных для осуществления описанных функций. Процессор может представлять собой микропроцессор или любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может представлять собой комбинацию таких вычислительных устройств.
Описанные этапы способа могут быть реализованы аппаратными средствами программным модулем, выполняемым процессором, или их комбинацией. Программный модуль может размещаться в ОЗУ, флэш-памяти, ПЗУ, ЭППЗУ, ЭСППЗУ, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM или носителе данных любого другого типа, известного в технике. Иллюстративный носитель данных подключен к процессору. Альтернативно носитель данных может образовывать с процессором единое целое.
Если не указано обратное, можно предполагать, что все описанные компоненты и процессы могут, если применимо, считаться взаимозаменяемыми с другими описанными аналогичными компонентами и процессами или известными специалистам в данной области. Таким образом, вышеописанные варианты осуществления следует считать, во всех отношениях, иллюстративными и неограничительными. Все, что отвечает объему и сущности нижеприведенной формулы изобретения и находится в ее диапазоне эквивалентности, входит в объем изобретения.