專利名稱：：調度分組投遞的系統和方法調度分組投遞的系統和方法本發明要求2005年6月6日提交的美國專利申請No.60/687，339的權益。發明領域本發明涉及管理網絡上的數據話務的系統和方法，尤其涉及針對不同數據類型的不同需要以及它們在不同類型的有線和無線網絡中的行為的系統和方法，而此類網絡各自具有不同的特性和變化的網絡狀態。發明背景與傳統的有線網絡相比較，無線網絡一般具有非常不同的性質。例如，有線網絡的"主干"比無線網絡更為同構，并且有線網絡一般是通過控制數據話務的路由器和交換機連接的智能子網的網絡。在有線網絡中，用戶一般都是穩態的，因此用戶的移動對網絡服務的影響很小。在有線網絡中的，對用戶服務的關鍵影響是網絡上的數據話務擁塞。這種擁塞問題是通過使用傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)來處理的，這是大多數網絡應用所使用的協議。無線網絡的特征和實現在例如以下幾方面非常不同于有線網絡1.無線網絡的網絡基礎結構較為簡單，這是就在移動網絡設備與網絡中的第一有線鏈路之間的節點數而言的；2.無線網絡的狀態頻繁變化，這是由于幾個因素，包括環境狀況(例如，市內區域相比于郊外區域各自具有不同的信號衰減和傳播情況)；移動設備的位置(例如，接近于大功率電源的范圍相比于處于大的空曠區域)；在給定時間的網絡話務；毗鄰用戶對網絡的使用，以及基站的主干(例如，光纖相比于銅線主干)等等。3.軟件應用一般都不是為包括頻率狀態變化的無線網絡環境所設計。因此，在無線網絡上運行這種應用會因增加額外的話務量而使得網絡狀態變得更差，并因此增大網絡的整體延遲以及等待時間，這就會進一步影響其它移動設備用戶的體驗。在無線網絡技術中所發生的兩項并行的變化是i)引入新的無線網絡類型，使得整個無線網絡的基礎結構從單一類型的網絡基礎結構，例如，僅僅只是通用分組無線業務(GPRS)網絡，變化到包括多種網絡類型——例如，GPRS、WiFi、微波接入全球互通〔WiMAX)和全球移動電信系統(UMTS)——的基礎結構；以及ii)無線網絡用戶現在不再僅僅只使用"后臺類"類型的應用，例如，電子郵件、短消息業務(SMS)和F載，而是使用更多的交互式應用，例如，web瀏覽、網絡游戲和數據庫訪問，諸如多媒體應用、視頻點播和webj''播的流應用；以及諸如IP電話、視頻電話、和視頻游戲的對話應用。服務供應商或者運營商都在積極增加無線網絡上這些應用的使用以提高"每用戶平均收益"以及訂購率。服務供應商還通過與第三方應用相比對他們自己"保證"的應用提供隨附服務質S(QoS)的服務來將他們自己與競爭者區別開來。然而，這些不同類型應用的使用導致不同數據話務類型在網絡.匕傳播，每種數據類型具有不同的投遞(時間)要求和不同的差錯容限(在應用的時間敏感度相對于差錯敏感度譜.匕)。例如，VolP分組是非常時間敏感的并且具有很短的生存時間(TTL)，反之分組則是對差錯非常敏感的。TCP和UDP/TP協議(被許多軟件應用所廣泛使用)兩者都是不知網絡和應用的。TCP的確提供在有線網絡.....I::所發生的擁塞控制特征，但此協議并不能區分有線網絡和無線網絡。這些協議中也沒有任何一個是可知應用的(它們對應用的類型以及時間相對亍差錯的敏感度都不敏感)。TCP/IP被專門設計以便于通過檢測在網絡上的擁塞和控制在通信雙方之間的話務來克服有線網絡|:l口的擁塞問題。然而，TCP/IP在無線網絡...匕的使用可能存在著問題。例如，無線網絡中的延遲可能是由信號衰減所引起的(而不是由擁塞所引起的)，從而使得TCP/IP實際上降低了無線網絡的性能。因此，在現有技術中，缺少的是通過使連網設備可作為網絡內的智能和集成元(類似于路El:3器/交換機)來使網絡中的連網(例如，移動)設備具有認知度和千預性。在現有技術中，連網設備，特別是移動設備，缺乏基于其可指知的有線或者無線網絡的類型以及其向其它連網設備通信的數據的類型作出決策的能力(在給定無線和有線網絡之間的蓋異的前提下，在這兩種網絡類型上數據通信應被區別對待)。現有技術未能解決下列問題1.TCP/IP在無線網絡......匕效率低—F;2.在連網設備的協議層內缺乏對無線網絡的知識；3.VoIP和稱作實時傳輸控制協議(RTCP)的標準流視頻控制協議在無線網絡......匕效率低h4.不依賴于1P報頭的信息，就不能在不同類型的數據之間進行動態區別并滿足其在混合網絡中的實時要求；5.混合網絡中的移動設備不能知悉可用網絡的類型以及每一網絡在任何給定時間的狀態，也不能在不要求任何額外事務的條件—F就將狀態信息作為數據協議投遞的一部分反饋給網絡；6.混合網絡中的移動設備在物理層之外以及在IP展之F不能預測無線網絡的信噪比(SNR)，并且不能針對適當的話務類型作出決策，例如，是轉發話務還是通過不同網絡重定向話務，或基于網絡的狀況和網絡策略來同時使用這兩種類型的網絡；7.不能在移動設備內提供IP以下的層中的局部抖動處理；以及，8.不能基于網絡狀況和策略，或者通過由分類ID設置的DNA/指紋或者確定的應用類型來提供移動設備內的移動數據話務優先排序、排隊和調度。人們一直試圖解決.h述問題，特別是TCP/IP在無線網絡...I::效率低.F的問題。這些解決方案包括使用TCP/IP欺騙和隧穿技術，這些技術效率低—F并且經常會造成更多不必要的數據在無線網絡....I::被發送，還會給網絡設備造成額外的處理開銷。TCP/IP是為有線網絡所設計的協議并且很適用于解決在該環境中的問題，這些問題通常是與擁塞相關。如果在使用TCP/IP的網絡中的一個節點沒^接收到確認，則該節點就推定在網絡中存在著擁塞并且試圖通過減緩傳輸和提供流^控制來幫助網絡。在無線網絡中，不能在給定時間內接收到確認通常不是由于擁塞而是因為瞬時網絡延遲、^4強度陡降或者等待時間變化所引起的。在這樣的情況下，TCP/IP節點就會減緩傳輸并且等一些時間才返回到其正常操作速度。這時，就會因不必要地減緩了的傳輸而降低相同帶寬...匕的吞吐量。由TCP/IP所引起的另一問題是它是為有線網絡的低誤比特率鏈路環境所設計的，因此，如果分組流內有一個分組丟失，則要重新發送所有的分組。例如，如果在20分組的流中丟失了單個分組，則網絡節點就要重新發送該流中的所有分組，即使該流中大多數分組已經被成功接收。某些應用層協議——例如，超文本傳輸協議(HTTP)——以無線網絡不友好的方式來使用TCP/IP。例如，當HTTP瀏覽器——例如，微軟Explorer瀏覽器——作出通信請求時，HTTP瀏覽器就會進行兩個或者三個同時的TCP/IP調用。每一TCP/IP調用都需要三方握手(三次請求和響應)來建立鏈路。在無線鏈路(通常比有線鏈路具有更高的等待時間).匕如果響應沒能及時到達，則這就被解釋成需要新的TCP/IP請求。如果有-個TCP/IP鏈路延遲了，則瀏覽器就會用另一個三方握手來請求另一個TCP/IP鏈路。所有這些通信都會產生額外的開銷并增大無線網絡的延遲。為了解決這些問題，已經提出了-些聚焦于使用諸如因特網瀏覽器之類的應用的單一類型數據的解決方案，但是這些方案效率低—卜'。以—F是所采取的一些旨在克服TCP/IP在無線網絡......匕效率低'F的方法。1.數據(內容)壓縮，這減小了在網絡匕傳輸的數據量；2.移動設備內的域名系統("DNS")高速緩存；以及，3.己壓縮TCP/IP分組的用戶數據報("UDP")隧穿，以及TCP/IP欺騙。至今為止，這些方法都不能完全滿足要求。它們方法各自的缺點如下1.內容壓縮內容壓縮一般僅僅只適用于"后臺"應用和一些交互式應用，例如，因特網瀏覽器請求包括文字和圖像對象兩者的web網站。這一方法基于數據是有損還是無損的分類壓縮內容，例如，聯合圖像專家組("JPEG")和文本("txt")文件格式。這些分類允許采用不同的方式和比率進行壓縮。盡管這一方法減小了在網絡上行進的數據的量，但這會間接導致更多地占用帶寬，它不能消除TCP/IP在無線網絡上效率低下的問題，因為是無線延遲變化引起了TCP/IP的這種奇怪行為。2.移動設備內的DNS高速緩存移動設備內的DNS高速緩存用于減小DNS搜索所需的時間。這種技術要求移動設備內的軟件高速緩存每一次DNS查詢來自DNS的結果。下一次，請求相同的查詢時，DNS高速緩存就用于提供結果，以替代在網絡上傳送請求并等待響應。這一技術減少了頻繁傳遞所請求的查詢的需要，但是它并未直接解決TCP/IP效率低下的問題。3.隧穿隧穿包括已壓縮或者非壓縮的TCP/IP數據的UDP隧穿。隧穿要求通信的移動設備和服務器兩者內的軟件捕獲TCP/IP數據并使整個TCP分組隧穿過UDP。這項技術的缺點包括(i)過程消耗。當TCP數據已經被創建并且傳送到較低層時，網絡節點應該將數據傳遞回較高層的用戶模式的代理類型的應用，它在內核模式下將TCP分組發回給協議層，但這次請求UDP分組(稱之為UDP隧穿)。如果網絡節點使用IP安全(IPSec)虛擬專用網絡(VPN)加密安全的話，則被隧穿的TCP數據將通過另一IPSec隧道。這就意味著要為一個小的移動設備付出更多的處理時間，并且隧穿技術會引起更多的延遲。此外，如果壓縮或者加密發生在第4層(在TCP和UDP層之上并在應用層之下)，則代理類型就不能夠區分應用的類型。(ii)網絡話務量增大。隧穿內的隧穿(正如以上所討論的)會增加網絡上的話務量。這種"解決方案"不能夠解決由于無線網絡等待時間的變化所產生的TCP效率低創建但是被不同的協議所巻繞以便傳輸。隧穿TCP數據的主要原因是為了壓縮數據，因此數據被巻圍著另一個協議以便傳輸。然而，如果網絡具有較高的等待時間，則TCP仍將會由于未能以及時方式接收響應導致奇怪行為。為了克服在無線和混合網絡上的TCP問題，有一些解決方案涉及傳遞額外的分組，例如，ping或者額外確認，以便于維持無線鏈路上恰當的TCP行為并為軟件應用保持鏈路"存活"。這種方法也是通過因不必要的數據而增大了無線網絡上的話務量，并且還將新的分組交換網絡的機制改變為早期傳承的電路交換網絡的機制。分組交換網絡的原則是只有在有數據要傳送時才向移動用戶分配鏈路。在用戶等待響應的時間期間，上行鏈路將被分配給另一移動用戶。這就產生較高的網絡容量并且使現有網絡能被更大數量的網絡用戶所使用。電路交換網絡使得鏈路在某一段間上被分配給移動設備用戶，而無論該移動用戶是否有任何數據要傳送。在這一時間期間，其它移動設備用戶等待網絡將該鏈接從移動設備用戶解除分配并且重新分配給他們使用。這就導致較低的網絡容量和低效率的網絡使用。漫游漫游是指在網絡鏈路上從一個接入點("AP")移動到另一個接入點的過程，例如，移動設備用戶在機場內移動時所發生的情況。對于面向連接的應用(例如，基于TCP/IP的應用)而言，將通信和連接從一個AP轉移到另一個AP的等待時間會導致在接收到來自一個新的域的新的IP(在域內移動的情形中)之后重傳數據和重新建立TCP。對于時間敏感的應用而言，這就會導致因從一個AP或者一個域移動到另一AP或者另一域所引起的更多延遲。目前，處理這一問題有兩個優選的方法1.搶先式AP發現，在該方法中移動設備掃描可用網絡，以便于在作出漫游的決策之前檢查可用AP的強度；以及漫游時式AP發現，其中，移動設備作出漫游的決策并隨后進行區域掃描，以便于找到替換AP。這一方法是供應商專用的并且不基于任何特定標準。2.客戶機可以發起漫游，該方法在各種標準中有完好的定義并因此客戶機可以恢復應用會話。現有技術的問題在于恢復應用會話，并且這在任何標準中都沒有被規定。有人提出網絡內的移動IP標準能夠解決這一問題，但是移動IP內的信令話務量產生太多不必要的話務。發明概要根據本發明的系統和方法包括一個軟件平臺，它提供對有線、無線或者混合網絡的混合移動數據話務管理。該系統和方法針對不同數據類型不同的要求以及它們在不同無線網絡上的行為；每一網絡都具有不同的特性和變化的網絡狀態。移動設備被納入為整個網絡的一部分，而不再作為網絡之外的獨立實體。在已有技術中，移動節點(即，移動設備)是獨立的實體，與網絡是脫節的，對可用網絡的類型視而不見，并且對其與其它連網設備通信的數據的不同類型也視而不見。本發明提供了一種綜合的軟件解決方案，該方案將移動節點納入為網絡的一部分，使之能夠成為網絡內的主動參與者，并且使之能夠管理并與網絡組件協商具體的數據需要。根據本發明的系統和方法使得移動設備知悉網絡狀況和應用類型，并因此知悉它們的要求，還知悉在任意給定時間的網絡策略，因此能夠作出高效率的決策。必要的"智能"是具備的，從而不再需要改造"任何"應用，移動設備的操作系統(OS)代碼結構或者硬件。該解決方案使得網絡具有或者不具有根據本發明系統都可工作(但是，網絡具有該系統可以更加高效率地工作)并且其它不使用本系統的移動設備也能夠在該網絡內工作。這是通過給移動設備的OS添加了無需發起方和目的方的接入就能截取系統調用和改造調用的能力來達成的。為了實現這些能力，在移動設備的內核OS內插入了兩層以截取應用路徑。第一層接收應用調用，識別應用和數據的類型；建立協議；并且重定向到UDP(如果其是針對TCP的話)。第二層控制物理層，由此第二層監控網絡的狀態，預測在不久的將來網絡的狀態，基于這一信息來調度傳出話務的類型，提供對所接收到的對話類應用的分組的局部抖動處理，以及將所收集到的狀態提供給其它層。第二層還提供分組在可用的多種類型網絡之間的重定向和轉發。因此，根據本發明的系統i)通過采取協議方法來管理單一和混合網絡上的所有數據類型來產生更大的帶寬效率和網絡容量，從而減少由應用在無線網絡中建立的額外連接(僅僅一個連接是必要的)所產生的開銷以及通過減少所要的確認、只發送沒有過期的數據并濾掉其它數據、以及不使用效率低下的TCP/IP欺騙和隧穿技術，來減小所傳送的數據的開銷；ii)通過使用專為無線網絡設計的并且能夠與所有的數據類型(而不再只是"后臺"數據類型)一起工作的高效率協議來提高整體的服務質量。通過將TCP/IP命令結構直接嵌入移動設備(或者其它連網設備)的上層中，來創建一協議；并且通過為不同數據類型提供高效率的優先排序、排隊、和調度，為諸如VoIP、互動游戲和流視頻、以及電子郵件和公司應用等提供優越的體驗；以及，iii)為支持多個網絡(混合網絡)的運營商提供更好的網絡報告和整合策略。因為系統內存在著客戶機組件，因此現在運營商能通過將移動設備視為網絡元來端對端地觀察它們的網絡，從而使得運營商能夠支持更強的服務水平協議(SLA)和服務質量承諾。此外，有關網絡和應用狀態及性能的信息被包括為投遞數據的相同協議中的一部分，并因此消除為確定網絡的狀態和性能進行額外事務或調度的測試的耑耍。冋樣，運營商能觀察在客戶機設備—...i::有什么，包括軟件和移動設備配置，由此允許運營商能以及時方式處理服務問題，從而既降低成本又減少顧客挫折感。因為作為數據協議投遞的一部分，網絡信息被傳送給到服務器組件，因此運營商可以接收有關網絡狀態的詳盡報告，從而給運營商帶來網絡的完全可見度。根據本發明，移動設備....匕的系統的低層組件使得能夠無縫交換或同時使用多種網絡技術(例如，在蜂窩2.5G/3G/4G、Wi-Fi和WiMAX之間)，這可以基于使用策略、應用類型和/或網絡策略。這允許運營商向他們的顧客提供多種網絡選擇，使用最好地滿足用戶要求的選擇而不需耍用戶向己關心如何來使用這些網絡，或者在何時切換到網絡而不會中斷用戶或應用。這還通過允許運營商使用更快的網絡來進行回程傳輸一一例如，對音樂下載使用Wi-Fi，而對電子郵件和其它數據應用使用比較昂貴的蜂窩網絡——為運營商提供了更大的網絡效率。提供了一種調度分組的投遞以供從網絡設備傳送的方法，該方法包括以—F步驟將該分組按類型來分類；將該分組插入到與所述類型相關聯的隊列中；基于所述類型為所述分組關聯一個時間；井且如果所述分組在時間到期之前沒有被調度進行傳輸，就通知調度器所述分組己經過期；如果所述分組在所述時間到期之前被調度進行傳輸，則根據所述隊列來傳送所述分組。分組可以分類成語音、視頻、音頻或者數據中的一種，并且最大左惜傘和P傳嘗試的最大次數與所述類型相關聯。如果分組是"語音"類型，則與該分組相關聯的時間將遵循Pareto分布模型，而如果分組類型是"數據"類型，則與該分組相關聯的時間將遵循指數分布模型。提供了一種優越調度分組以供傳送的系統，該系統包括隊列管理器；用于將分組分入一類并為所述分組關聯一時間的分組分類器，分組的類型包括以.F集合一一語音、數據、音頻和視頻；對于每一所述類型的分組，有一接收所述類型的分組以供傳送的相應隊列，所述隊列管理器從所述隊列來確定所要傳送的分組；以及隊列跟蹤器，用于向所述隊列管理器報告過期的分組。附圖簡要說明圖1是示出一混合網絡的方框圖；圖2是示出一混合無線網絡的縱向視圖的方框圖；圖3是根據本發明的移動設備的示意圖；圖4是示出根據本發明的系統中的客戶機層概觀的方框圖；圖5是客戶機相對于其他協議的位置的方框圖；圖6是示出對傳入應用的話務的管理的流程圖；圖7是示出較低層客戶機架構的示意圖；圖8是示出調度器的示意圖；圖9是示出SNR播報器的示意圖；圖IO是示出預先注冊及發現過程的流程圖；圖ll是示出DMP信令結構的表；圖12是示出DMP會話的優選實施例的表；以及，圖13是示出DMP分組的結構的樹。發明具體說明定義在本文檔中，下列術語將具有下列含義"高級服務器"是指與ICS進行通信、而ICS可以通過其來訪問網絡的服務器；"遠端主機"是指與網絡進行通信的作為傳送目的地的目的連網設備，例如，移動設備、服務器或者軟件應用；"混合網絡"是指對不同網絡節點及網絡設備使用不同通信協議的網絡，且可以包括移動設備，并可以采用一種以上類型的無線協議進行通信；"網絡設備"是指能夠與其它網絡設備進行通信的形成有線、無線或者混合網絡的一部分的設備；以及，"無線設備"或者"移動設備"是指用于通過無線或者混合網絡與有線或無線設備進行通信的設備。根據本發明的系統設計成與混合網絡一起使用，其示例如圖1和2所示。雖然在討論根據本發明的系統和方法的說明性示例時使用的是混合網絡，但本發明可以在僅僅使用單一通信協議的網絡中使用。圖l示出了代表性的混合網絡環境l，在該混合網絡環境中，幾個網絡與彼此、與因特網10和移動設備30通信。混合網絡環境1的元包括移動交換中心(MSC)40、基收發機站(BTS)50、基控制站(BCS)60、網絡節點70、無線電網絡控制器(RNC)80、公共交換電話網絡(PSTN)90、短信息業務-全球移動通信系統中心(SMS-GSMC)100、本區位置注冊/認證中心(HLR/AuC)110、信令系統#7(SS7)網絡120、使用移動申請方代理(MAP-P)的設備標識注冊(EIR)155、通用分組無線業務(GPRS)網絡130、網關GPRS支持節點140、分叉網關(BG)145、網關GPRS支持節點(GGSN)150、公共地面移動網絡(PLMN)160以及PLMN間主干網絡170。混合網絡環境1可以具有多種不同組件以及其中所使用的通信協議。圖1示出典型的、但并不是代表性的網絡。圖2從縱向視角示出了混合無線網絡環境1的替換視角。衛星網絡200提供了最為廣泛的覆蓋，并且衛星網絡200內是無線廣域網210，在本例中是GSM/3G網絡220。在無線廣域網210內是無線市域網230，在本例中是WiMAX網絡240。無線局域網絡250在無線城域網260內，在本例中是WiFi網絡接入點270。最后，在無線局域網內是無線個人網280，它包括使用諸如藍牙和超寬帶(UWB)等協議來通信的多個網絡設備30。圖3和4示出了納入根據本發明的系統的移動設備30的示意圖。圖3示出了這類移動設備30的概觀，而圖4示出了內核層300的細節以及在根據本發明的智能客戶機系統與移動設備的操作系統(OS)之間的關系。話務管理系統作為標準OS庫和功能調用接口的一系列驅動器存儲于移動設備上，如圖3和圖4所示。話務管理系統是一種智能客戶機系統("ICS")310，它包括三個主要組件1.上層，TOPICS3202.動態多媒體協議("DMP")330，用作為傳輸層協議；以及，3.下層，LOWICS340。客戶機ICS310與TCP350在同一層上，但是延伸到數據鏈路層(迷你端口驅動器315)，正如圖5所示。圖5圖示說明了LOWICS310與OS中其它協議之間的關系。LOWICS310作為協議駐留在OS中，但是除了TOPICS320之外，沒有其它應用或者層調用LOWICS310，而LOWICS310截取到達的要去往其它協議(例如，TCP/IP350)的調用。協議相對于它們在OS內的分層結構以鏈式格式相互關連。每一協議指向它11在鏈中的下一個協議，并且將它自己綁定到稱為迷你端口驅動器315的可用網絡驅動器。因此，在所有的其它協議都已經被加載之后，LOWICS310被加載，并隨后指向鏈中的第一協議入口，TCP/IP350，且注冊并綁定到可用的網絡驅動器，迷你端口驅動器315。以此方式，LOWICS310能夠截取離開IP層去往MAC層的任何分組并因此能在LOWICS層310中對該分組施加策略和調度。移動設備30的其它組件，如圖3所示，包括庫370、系統調用接口380、TCP/IP系統文件390、文件子系統400、緩沖存儲器410、設備驅動器420、字符430、塊440、硬件控制450、以及在硬件層470處的硬件/NIC(網絡接口卡)460。內核層300還包括進程控制子系統510，它包括調度器700、內存管理器530以及進程間通信器540。TOPICS層320TOPICS層320的主要職責是與來自應用360的調用接口。TOPICS320維護所有的應用(請求者)信息，包括套接字信息、設備和文件對象信息，以及它們的接口，包括預期的最大傳輸單元(MTU)、緩沖大小、接收接口、預期接收消息格式、超時等等。TOPICS層320維持與預測的應用360的行為有關的記錄。正如圖4所示，移動設備30的OS的其它組件包括網絡驅動器接口規范(NDIS)接口480、UPD接口490、IP接口500、以及ARP接口510。傳輸驅動器接口550設在TOPICS320與應用360之間。TOPICS層320還與下層LOWICS340進行通信，以通知LOWICS340傳出話務的類型，在這里稱之為"前信道傳輸"。LOWICS層320隨后將請求者的消息傳遞給DMP330。TOPICS320包括用于組裝分組的TOPICS-DMP組裝工作器(未顯示)和用于與應用360進行通信的TOPICS接口。傳出話務以下是移動設備30將由應用360發送的分組通過ICS310向遠端主機傳出所進行的事務序列。1.由TOPICS320通過使用應用名、通信端口、和/或掃描請求連接的前兩個用戶應用緩沖中的報頭信息來識別應用程序360的協議。由TOPICS320通過將提取出的信息對照存儲于設備上的應用ID和/或簽名和/或應用目錄ID相比較來驗證提取出的信息。TOPICS還檢查并確定應用程序360所請求的傳輸層協議的類型2.由TOPICS320根據請求(例如，創建TCP套接字和/或連接到某一主機的請求)是成功還是失敗向應用360發送針對相關任務對請求者(應用程序360)的響應。3.隨后，TOPICS320創建并維護有關應用360的應用簿記數據結構以及套接字信息，用于將來自遠端主機的響應轉發至合適的應用360。4.由TOPICS320通知LOWICS340合適的傳出話務類型。5.隨后，TOPICS將應用360的數據傳遞給DMP子模塊，以便能基于應用的類型來建立相應的DMP請求協議，并且建立DMP分組(以下進一步描述)。6.將DMP分組傳遞至UDP190并隨后傳遞至IP500層。7.LOWICS340接收來自IP500層的IP/UDP/DMP分組；以及，8.調度IP/UDP/DMP分組并將其傳遞至合適的網絡接口卡(NIC)460，以便于通過高級服務器傳送至遠端主機。傳入話務圖6示出了ICS310接收發給移動設備30的分組的處理過程，此過程如下1.由NIC460接收一DMP分組；2.LOWICS340從DMP分組中分離出IP報頭；3.通過DMP頭來識別DMP的類型，并由LOWICS340接收機模塊確定是否需要進行局部抖動處理；4.如果DMP包含除實時類型以外任何類型的數據，則通過直接調用將DMP分組傳遞給TOPICSDMP組裝工作器(未圖示)，這是DMP模塊內的一個組件(從而使得分組不需要通過IP層500);5.TOPICS-DMP組裝工作器模塊組裝分組以建立消息，并且當信息完成時，就將其傳遞至TOPICS接口530;6.TOPICS接口530通過它的應用簿記數據結構來確定應該是消息接收方的正確應用360;以及，7.TOPICS接口通過標準的OS調用將消息傳遞至應用360。DMP(動態多媒體協議)DMP330是一種能夠攜帶任何類型數據的協議。DMP330根據需要，例如，根據針對變化的確認要求和最佳的分組大小，來動態地適應性調整它自身。DMP330共享UDP的某些特性并且也共享TCP的某些特性，然而，DMP攜帶任意類型的數據同時通過其如圖11、12和13所示的動態報頭比特來滿足每種數據類型對任何類型的無線鏈路的要求。DMP330使用UDP/IP層500作為傳輸和網絡層協議。DMP330。DMP330優選地與IPv4和IPv6兩者一起工作，并且提供針對應用的標準接口和去往UDP/IP層500的標準接口。圖13圖示說明了DMP的分支。正如圖13所示，在DMP中存在著可由報頭比特來區別的三層；1.DMP層1:包含"DMP內部"和"DMP通信"(DMPCOM)。DMP內部用于單個子系統內各組件之間的內部通信，例如，在TOPICS320與LOWICS340之間的通信。2.DMP層2，是從DMPCOM分出的分支并且它攜帶三類消息信令、控制和會話。DMP信令用于兩個子系統之間的通信，艮P:a.DMP控制在LOWICS《今AP中的軟件之間、以及在AP中的軟件—^用于控制目的服務器之間的活動。例如，服務器通知ICS改變它的分組大小或者ICS向服務器提供網絡狀態信息或者日志。DMP控制還用于向ICS發送控制信息以便于控制ICS的功能集。3.DMP層3，是從DMP信令和DMP會話分出的分支(各自分為兩支)a.DMPComSignaling請求在TOPICS320《^高級服務器之間攜帶諸如注冊、重新注冊、取消注冊和確認等的信令請求b.DMPComSignaling響應攜帶對所請求的信號的響應c.DMPComSession消息攜帶實際的應用數據d.DMPComSession控制攜帶應用連接請求，例如，套接字連接和/或控制反饋信息，例如，RTCP。圖11和12圖示說明了適用于上述根據三層結構的DMP信令和DMP會話兩者的DMP結構的細節和實施例。也可以使用DMP協議的其它實施例，包括本文以及附圖中所描述的特征的子集。LOWICS層LOWICS層340包括四個主要子模塊，各自討論如下。LOWICS層340以三種不同的格式駐留在移動設備30的OS中，這三種不同的格式是層、掛鉤(一種將層插入在操作系統中的方法)和協議。圖7圖示說明了LOWICS340相對于OS的概觀以及它的內部組件。如圖7所示，這些模塊包括1.調度器系統700;2.網絡監控器570;(a)鄰域發現；(b)信噪比播報器；(C)分組轉發；3.局部抖動緩沖710;以及。LOWICS—調度器根據本發明的系統具有在移動設備30(或者其它連網設備)接收或發送的不同類型的數據之間加以區分的能力，并且能夠識別針對這類數據的移動話務模型。各種不同的數據類型具有其自己的要求，包括端對端傳輸控制、和等待時間敏感的實時要求。根據本發明系統的一個目的是盡可能多地滿足這些不同數據類型的要求。因此，該系統以控制無線鏈路上的話務、維持負荷、增大網絡容量、和提供帶寬改善為目標來區分數據和處理分組。為了識別數據類型要求，要識別和考慮三個參數i)最大差錯率解釋為用于識別物理信道以及傳輸層協議的差錯檢測的類型的可接受值。ii)最小吞吐量解釋為投遞的優先級，因為不同類型的分組具有不同的投遞時間要求。對于某些類型的數據(語音、流視頻等等)而言，在時間過期之后傳送分組變成為網絡開銷的一部分，因而不再投遞相對于時間而言已經過期的這類數據。iii)最大延遲解釋為這種數據類型的重傳嘗試的最大次數以及重傳嘗試之間的時間。為了管理這些不同的話務類型，系統計算"生存時間"。該生存時間是對特定應用的所有分組作出決策的一段時間。例如，一群分組可能屬于消息應用。"會話"是這些分組屬于并存在于單一應用的生存時間中的生存時間。生存時間可以是確定性的類型或者是隨機分布的兩次到達間的類型。使用不同的服務類，即，后臺、交互、流和對話等來將話務類縮小到語音、視頻、音頻和數據的范疇，從而能概括出每種數據類型的特性和要求，并能識別出移動話務模型，如下表1和2所示。表1話務類型和敏感度話務類刑等待時間1兩次到達A、1間生成率分組人小話務模型語音高敏感度低敏感度固定固定Pareto分布~)=i-(|)",/^s數據低敏感度高敏感度高度可變髙度可變指數分布，=1-e_7,,20視頻高敏感度低敏感度固定高度可變(取決于編解碼)表1話務類型和敏感度表中F(P):Pareto分布函數，S:最小分組大小，P:分組大小F(T):隨機分布函數，t:時間，T:兩次到達間時間t的預期值作為一個示例，IP電話(VoIP)對于等待時間是髙敏感度的而它對于差錯是不敏感的，因為用戶總是能夠要求另一方重復。然而，到達TOPICS320的數據速率是固定并且它的分組大小也是固定的。再看VoIP生成的話務，它遵循Pareto分布的模型。然而，諸如因特網瀏覽器一般通信的數據對等待時間具有非常低的敏感度而對差錯一一例如，接收到受損的銀行信息__是高敏感度的。數據分組的到達速率(或者它的生成速率)是可變的并且不可預測的，因為它是以突發串的形式生成和到達的，并且它所生成的話務類型遵循指數分布。話務模型的這種類型信息允許調度器系統700基于所預期的話務模型類型以及可用網絡是否具有投遞此話務的能力來作出調度決策。例如，在移動用戶在2.5代網絡(例如，GPRS)的混合網絡中，使用VoIP應用就不適合，因為這類網絡不具有投遞這類話務的能力。表2服務分類說明<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2業務類描述正如表2所示并基于表1，話務類型可根據它們必須被服務、投遞和轉遞給網絡的優先級和容許的誤比特率(BER)來分類，從而使得如果分組中的差錯小于BER，則不需要請求重傳數據，并且還能確定在數據到期之前該數據還能夠被重傳多少次(基于它的生存時間)。例如，VoIP分組可在該分組的生存時間到期之前使用快速重傳來重傳(如果沒有到達)三次，分組的生存時間端對端是250毫秒(正如在VoIP標準中所設定的)。使用這種方法，T(兩次到達間的時間t的預期數值)、S(最小分組大小)以及a(常數值)的值可以插入到表1所示的Pareto或者指數分布函數中，以便于調度器系統700能夠為分組調度作出決策。不同類的業務包括交互類的業務，它是指面向請求/響應的應用/話務類型，并且它要求用戶的交互。這類應用的一個示例是發出請求和接收響應的因特網瀏覽器。后臺類的業務是指其在后臺運行并且進行突發型事務的應用類型。電子郵件是這類應用的一個示例，它不需要用戶的交互，電子郵件在后臺運行并且接收信息。流類的業務是指請求接收類似于視頻或音頻的媒體——未必是實時的——應用類型。實時類的業務也稱為對話，是非常時間敏感的業務類型。它們一般都具有由產業界所設定的固定生存時間。作為一個示例，IP電話僅僅只有250毫秒的可接受延遲，如果在此之后接收到，分組就將不被接收機處理。這類應用/業務的示例是IP電話(VoIP)和視頻電話。調度器系統700包括三項主要任務，g卩，隊列管理；調度；以及信道SNR播報器。如圖8所示，調度器系統700中的隊列管理器800包括分組分類器810、專用于不同類型的數據的多個隊列820、以及隊列跟蹤器830(隊列掃描器和分析器)，隊列跟蹤器用于報告存儲在每個隊列內的話務和在每個隊列中到期和延遲的分組的數目。調度器840起到隊列管理器800與數據鏈路層850之間的決策制定者的作用。調度器840檢測隊列管理器800及數據鏈路層850的內容并作出決策。調度器840還管理在網絡層與數據鏈路層850之間的數據話務。這一處理將高層應用或者網絡層與和低層的直接交互隔離開來。然而，這些層是互知的。在實踐中，IP層500將分組傳遞至分組分類器810;分組分類器810檢査分組的類型，并且基于分組的類型為分組關聯適當的時間，隨后將該分組插入到合適的隊列820中。在該系統的優選實施例中，隊列用于上述討論的四種明顯不同的數據類型，即，語音、視頻、音頻和數據。隨著無線網絡的發展，可以包括具有不同特性的其它類型的數據。隊列820所提出的挑戰是需要監控隊列的模塊，該模塊一般會增加傳輸調度的延遲。出于這一原因，插入在隊列820的緩沖中的每個分組都是一個有效的記錄，導致創建出定時器類型的分組。對每一個定時器，這些分組的過期時間長度是變化的，因為定時器分組也是有類型的(例如，語音、視頻、音頻或數據定時器)。如果分組在定時器到期之前沒有到達調度器840處，則該分組就退出隊列820并且通知隊列跟蹤器830它到期了。隊列跟蹤器830向調度器840報告過期分組的數目，從而通知調度器840在每個隊列820中的話務擁塞。調度器840基于在隊列820內的數據類型的時間敏感度來判斷哪一個隊列820應該首先接受服務。調度器840也可以被部署在服務器上以調度去往多個移動設備的下行鏈路數據話務以及移動設備內不同的數據話務。LOWICS—網絡狀態監控器SNR播報器卯O，正如圖9所示，是網絡狀態監控器模塊的一部分。SNR播報器預測在從目前(0)到接下來的10ms之間的時幀的近期信噪比。這一組件的目的是能夠檢測預期的信噪干擾比(SINR)值。一般來說，SINR是信號強度與背景噪聲比的比率。鏈路速率取決于用戶位置上的SINR。SINR在蜂窩小區內可能會顯著變化。這種變化是所有無線系統固有的特性并且主要因為在RF傳播損耗、建筑物穿透損耗、衰減效應以及同信道干擾而發生。其結果是，用戶所體驗到的鏈路速率可能取決于他/她在蜂窩小區內的位置，正如在DSL的情形中那樣。基于來自網絡監控器520的支持，能夠監控SNR值。SNR播報器系統的目的是接收所監控到的SNR值并且通過觀察在過去5ms到現在的這些值，能夠計算和估計在接下來的5至10毫秒中的SNR值的預期值。結果所得的這一預期數值將被網絡監控器的狀態模塊用于作出何時將網絡從一種類型切換到另一類型(例如，WiFi到蜂窩)的決策，也可以被調度器系統用于將這一參數納入到它的調度決策制定的考慮中。LOWICS—鄰域發現鄰域發現是一種根據本發明的方法，用于減少在無線鏈路上從一個接入點("AP")移動到另一接入點(稱之為"漫游")所需要的時間，例如，移動設備的用戶在機場中移動。在消除這種延遲——尤其在RF層(層1)中消除這種延遲的方面有幾個不同的研究領域。在一優選的實施例中，使用了RF層等待時間減小的層3.5解決方案。對于面向連接的應用(例如，基于TCP/IP的那些應用)而言，將通信和連接從一個AP轉移到另一AP的等待時間會導致在接收到來自新的域的新的IP(在域內移動的情形中)之后數據的重傳和TCP的重新建立。對于時間敏感的應用而言，這會導致由于從一個AP或者域移動到另一個AP或者域所引起的更多延遲。在一優選實施例中，使用了層3.5的解決方案，該解決方案是層2漫游的超集。在該實施例中，在媒體訪問控制(MAC)層之上且在IP層500之下的一層監控(各)AP和域，處理在不同AP之間轉發的分組，同時還為更高層屏蔽掉任何變化，這種解決方法需要層2首先漫游，但消除了對新AP應用認證和漫游而導致的額外延遲。為了實現優選的漫游方法，要考慮三個主要領域a)鄰域發現；b)預先注冊；和，c)分組轉發。在一優選實施例中，位于LOWICS340內的網絡狀態數據模塊570提供網絡狀態數據和鄰域發現。在該實施例中，LOWICS340具有IP層500的單個虛擬適配器接口，但是可將其自己綁定到盡可能多的可用NIC460。網絡狀態監控器570監控從Wi-Fi卡收集到的AP信息，包括AP名、MAC、信號強度、噪聲強度以及信噪比。網絡狀態監控器通過接收來自SNR播報器900的信息來檢測下一個最接近的AP，計算從過去起到未來一個小的時間幀內的一段時間的SNR。SNR播報器900隨后將具有已經決定將移動到的"備用AP"的預先注冊信息發送給網絡狀態監控器570。因此，在作出漫游決策之前就定位好了AP。在一優選實施例中，AP包含可更新的固件。一般來說，AP固件包含著IP層協議結構，包括路由表、MAC地址更新表、DNS和其它功能集。該固件可以通過增加預先注冊表來更新。在識別了AP之后，網絡狀態數據模塊隨后向AP發送預先注冊請求。AP將該請求轉發給高級服務器("AS")并且要求對移動設備30進行認證。AS將對照其數據庫校驗移動設備30的身份并向AP發送授權。AP隨后在AP的預先注冊表中記錄移動設備30的MAC地址。AP還將它自己的MAC地址、網絡地址和生存時間發送給移動設備30。當網絡狀態數據模塊570接收到這一信息時，它將其存儲以備下一次漫游使用。生存時間告訴網絡狀態監控器570該AP將把該信息保存在它的預先注冊表中的時間長度。如果這一時間過期，則網絡狀態監控器570就應該期待另一輪預先注冊請求。同時，網絡狀態監控器570將繼續注視SNR，以便于確定備用AP是否是下一次漫游合適的AP。在備用AP的SNR降級的情況下，網絡監控器考慮尋找并預先注冊新的AP。在LOWICS340中的網絡狀態數據模塊570繼續監控網絡狀態和SNR。在快漫游時間和客戶穩定性之間保持平衡是十分重要的。例如，AP的信號強度因變于它的環境和頻率而減小是很正常的，因此，對于漫游或者"換手"并不應該考慮這一事件，因為這可能是AP信號強度的瞬間事件，并且不是這種AP的正常信號強度。為了達到這一要求，就針對在漫游到那一個AP之前信號的穩定性創建一時幀閾值。優選的閾值應該是在5和10ms之間，但也可能使用較長或者較短的時間長度。漫游應當發生在現用AP中的SNR減小并且備用AP中的SNR增大之后。為了從一個AP或域移動到另一AP或域，網絡狀態監控器570首先通過備用AP向AS發送更新注冊(重新注冊)。當備用AP已經在它的預先注冊表中具有這一信息時，它就立即將此請求推行至AS。這就將IP的變化通知AS，從而AS將開始將下行鏈路話務通過移動設備的新的目標IP重定向到移動設備30。在移動設備30接收到來自AS的確認之后，移動設備30重定向上行鏈路話務。在這一時間期間，移動設備30在接收到確認之前不將任何上行鏈路話務發送給AS。這一方法減小了在漫游過程中的分組損耗，減小漫游的歷時，因為此信息已經存在于AP處的預先注冊表中，并且對移動設備IP的改變對移動設備和在因特網上的遠端主機應用兩者而言都是完全透明的。后者將把AS視作為移動設備。圖IO顯示了在預先注冊和鄰域發現中概覽的事件序列。LOWICS—局部抖動處理LOWICS340局部抖動處理器710處理所接收到的實時數據類型。它的主要職責是基于所接收到的網絡狀態和信息來處理VoIP和實時視頻上的抖動。這消除了使用會產生高網絡開銷的RTCP的需要。為了達到這一目的，緩沖代理機構檢查在DMP內的內容類型(ToC)并且決定是將DMP投遞給更高層還是將其保留在緩沖模塊中。插入在緩沖中的每一數據分組都被附連于一定時器。當定時器到期時，該數據分組就會退出在更高層中的緩沖隊列。這就使得緩沖的各列成為"觀察"該緩沖的狀態的主動代理機構。這就減少了由代理機構跟蹤哪些必須從緩沖中移除以及哪些不用從緩沖中移除的需要，并因此減小了緩沖的延遲。此抖動緩沖是在較低層中，因為決策是基于實時網絡信息而不是RTCP所提供的反饋機制作出的。這種反饋機制的效率不是很高，因為傳入反饋的頻率不能被調節以實現無線話務的效率而同時又提供充分和及時信息來減小抖動。使用上述處理，抖動可以減小20%至30%。網絡策略根據本發明的方法和系統還能夠基于網絡策略的要求來控制網絡設備。在這種情況下，網絡策略必須被創建，并且當網絡設備請求注冊時，必須被發送給網絡設備(例如，移動設備)進行存儲。當應用試圖接入網絡時，將檢查網絡策略的使用，并且TOPICS和LOWICS將根據策略來向應用提供網絡接入。在網絡設備與網絡服務器之間發生事務期間，在任意時間，如果高級服務器中的數據庫處中的網絡策略發生變化，就將該變化以"策略推行"命令的形式推行至網絡設備。下面的兩個表將敘述在一優選實施例中在注冊時將被推行至連網設備的策略參數。表3描述了這些策略參數，表4描述了"服務類"的數據結構。表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>網絡性能根據本發明的方法和系統能夠在任何類型的網絡上向運營商提供任何應用的服務性能和狀態信息，而不需要在網絡上創建額外的事務。為了做到這一點，網絡設備在設備上存儲了每應用可接受的性能閾值參數。當應用數據被攜至高級服務器時，網絡設備就存儲有關每分組使用的網絡類型的信息，每個分組上的信噪比參數、丟失的、重復的、重傳的分組、以及投遞應用消息和接收響應信息所需要的總的時間。這信息存儲在網絡狀態監控器520中的數據庫內。如果任何參數超出了設于數據庫中、設于網絡設備本地、或者基于某些規則(例如，網絡策略)計算出的閾值，就生成警報并將其發送到高級服務器。應用數據類型的確定根據本發明的系統和方法能夠用于在客戶設備(例如，移動設備)上確定應用數據的類型，而不需要改變應用。這是在ICS接收到應用請求時通過截取調用來完成的。隨后，ICS識別應用名、和/或用于發送消息的端口，和/或報頭信息(這是為連接請求發送的前兩個應用消息緩沖的一部分)。諸如VoIP、視頻、電子郵件、因特網瀏覽器等這類提取出的信息用于創建諸如實時、流、后臺、交互的相應標記，并且分組也作相應的標記。以上所討論的系統和方法可以被實現為存儲于連網設備內的計算機可讀存儲器上(例如，存儲于RAM)或在計算機可讀存儲介質上的一系列指令。該方法和系統可以表達為存在于載波中的一系列指令，該載波中包含計算機數據信號，用于與連網設備或服務器互通指令，當由移動設備或服務器內的處理器執行這些指令時就執行本方法。上述方法和系統盡管是在無線或者混合網絡的背景中進行討論的，但是在有線網絡設備是"智能"的并且能夠識別和處理傳入的分組的情況下，上述方法和系統也能在有線網絡中得到應用。盡管為了說明的目的已經詳細披露了本發明特定的優選實施例，但應該意識到的是，所披露裝置的任何變化或改進都在本發明的范圍之內。2權利要求1.一種調度分組的投遞以便從網絡設備傳送的方法，包括以下步驟(a)按類型來分類所述分組；(b)將所述分組插入在與所述類型相關聯的隊列中；(c)基于所述類型為所述分組關聯一時間；以及，(d)如果所述分組在所述時間到期之前還沒有被調度以進行傳送，就通知調度器所述分組已經過期；(e)如果所述分組在所述時間到期之前已經被調度以進行傳送，就根據所述隊列來傳送所述分組。2.如權利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述分組被分類為語音、視頻、音頻、或數據之一。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述類型有一最大差錯率與之相關聯。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述類型有一最大重傳嘗試次數與之相關聯。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述分組是"語音"類型的，則與所述分組相聯系的所述時間遵循pareto分布模型。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述分組是"數據"類型的，則與所述分組相關聯的所述時間遵循指數分布模型。7.—種用于調度以便傳送的系統，包括(a)隊列管理器；(b)用于將分組分類成包括語音、數據、音頻和視頻的集合中的一種類型并為所述分組關聯一時間的分組分類器；(c)與所述各種類型中的每一種相應的隊列，用于接收所述類型的分組以便進行傳送，所述隊列管理器從所述隊列來確定所要傳送的所述分組；以及，(d)用于向所述隊列管理器報告過期分組的隊列跟蹤器。全文摘要提供了一種調度分組的投遞以供自網絡設備傳送的系統和方法。分組根據類型進行分類，并與同樣類型的其它分組一起排隊。每一分組與一到期時間相關聯。在此到期時間之后，該分組就不會被投遞。一隊列跟蹤器監控這些隊列并移除過期的分組。文檔編號H04L12/56GK101258713SQ200680029130公開日2008年9月3日申請日期2006年6月6日優先權日2005年6月6日發明者F·阿杰曼迪,S·M·沙瑞夫-阿瑪蒂申請人:茂比迪股份有限公司