VHE 系 统 中 业 务 呈 现 方 式 的 研 究 与 实 现 Study and Implementation of Service Present Mechanism in VHE Systems ( 北 京 工 业 大 学 ) 孙 卫 卫 邓 米 克 肖 创 柏 SUN WEIWEI DENG MIKE XIAO CHUANG BAI 摘 要 :VHE( 虚 拟 归 属 环 境 ) 作 为 3G 业 务 提 供 方 式 之 一, 逐 渐 成 为 研 究 的 热 点, 对 于 VHE 系 统 的 研 究 主 要 集 中 在 业 务 平 台, 针 对 众 多 的 平 台 方 案, 没 有 统 一 的 业 务 呈 现 方 式 本 文 分 析 了 VHE 系 统 对 于 业 务 呈 现 方 式 的 需 求, 设 计 了 VHE 平 台 以 及 VHE 平 台 与 用 户 终 端 之 间 通 过 XML 流 进 行 业 务 交 互 的 方 案, 实 现 了 终 端 无 关 的 统 一 业 务 呈 现 方 式 关 键 词 : 虚 拟 归 属 环 境 第 三 代 移 动 通 信 业 务 呈 现 可 扩 展 标 记 语 言 中 图 分 类 号 :TP311 文 献 标 识 码 :A Abstract: VHE is becoming more and more popular for service providing in 3G systems. The research on VHE is concentrically on service platforms and there is not uniform service present method for many platforms. This paper analyses the requirements and features of VHE, designs a VHE platform and a mechanism for communicating services between VHE platform and user terminals and implements a terminal-independent uniform service present method. Key words: VHE, 3G, service presence, XML 1 引 言 第 三 代 移 动 通 信 系 统 在 向 移 动 用 户 提 供 全 球 漫 游 的 移 动 性 管 理 能 力 的 同 时, 应 为 用 户 提 供 业 务 的 可 携 性, 即 为 用 户 创 造 一 种 虚 拟 归 属 环 境 虚 拟 归 属 环 境 (virtual home environment, VHE) 是 下 一 代 网 络 业 务 中 的 一 个 非 常 重 要 的 概 念 其 最 终 目 标 是 实 现 跨 越 不 同 网 络 和 终 端 的 个 性 化 业 务 的 可 携 带 性 包 括 ITU-T ETSI 3GPP 等 在 内 的 多 个 研 究 组 织 都 针 对 VHE 概 念 进 行 了 定 义 和 要 求 研 究 3GPP 将 其 定 义 为 : 通 过 VHE, 用 户 不 论 在 哪 个 网 络 中, 不 论 使 用 哪 个 终 端, 不 论 处 于 何 地, 都 可 以 始 终 如 一 地 感 受 到 相 同 的 个 人 化 特 征 用 户 界 面 及 业 务, 用 户 可 享 受 的 具 体 配 置 仅 受 限 于 网 络 和 终 端 的 能 力 [1] 并 提 出 VHE 作 为 下 一 代 移 动 通 信 系 统 的 业 务 提 供 方 式,VHE 包 括 下 面 3 个 主 要 特 征 [3] : (1) 终 端 移 动 性 : 移 动 或 静 止 的 终 端 在 任 何 网 络 中 都 可 以 访 问 网 络 业 务, 网 络 可 以 标 识 和 定 位 终 端 (2) 用 户 移 动 性 : 用 户 根 据 个 人 标 志 使 用 任 何 终 端 访 问 业 务, 网 络 根 据 User Profile 提 供 业 务 (3) 业 务 移 动 性 : 业 务 可 以 在 不 同 网 络 和 终 端 中 挂 起 或 者 恢 复 现 有 的 研 究 主 要 集 中 于 VHE 业 务 平 台, 已 有 基 于 Web 服 务, 移 动 代 理 以 及 移 动 IP 技 术 等 实 现 方 法 还 没 有 结 合 业 务 平 台 与 业 务 呈 现 方 式 的 综 合 性 研 究 本 文 分 析 了 VHE 系 统 及 其 对 业 务 呈 现 方 式 的 需 求, 并 提 出 了 一 种 基 于 XML 流 的 业 务 呈 现 解 决 方 案 2 VHE 系 统 对 于 呈 现 方 式 的 需 求 [5] VHE 系 统 要 以 用 户 为 中 心, 为 用 户 提 供 与 终 端 无 关 的 统 一 的 业 务 环 境 当 前 业 务 提 供 形 式 有 各 移 动 业 务 提 供 商 为 用 户 提 供 的 网 上 业 务 查 询 系 统, 主 要 包 括 账 单 查 询 以 及 简 单 的 增 值 业 务 如 彩 铃 的 预 定 功 能 其 他 增 值 业 务, 如 聊 天, 游 戏 等, 用 户 需 下 载 特 定 的 客 户 端, 还 有 通 过 SIM 卡 定 制 的 业 务 在 一 个 统 一 的 业 务 环 境 中, 当 用 户 以 不 同 终 端 登 录 时, 应 可 以 看 到 通 过 不 同 终 端 定 制 的 所 有 业 务, 并 进 行 业 务 注 销 业 务 查 询 以 及 新 业 务 的 定 制 等 操 作 这 个 统 一 的 操 作 环 境, 我 们 称 之 为 业 务 呈 现 环 境 统 一 的 业 务 呈 现 环 境 将 会 提 供 给 用 户 便 捷 统 一 的 业 务 使 用 体 验 VHE 业 务 平 台 是 实 现 业 务 呈 现 环 境 的 基 础, 现 已 有 VHE 平 台 的 多 种 实 现 方 案 : 基 于 Mobile 代 理 Web 服 务 Parlay API 以 及 移 动 IP 等 技 术, 这 些 方 案 各 有 所 长, 分 别 针 对 目
前 提 供 业 务 呈 现 功 能 的 相 关 技 术 主 要 包 括 :MExE 和 SAT/USAT [4] MExE 是 移 动 终 端 的 运 行 环 境 在 固 定 网 络 中, 终 端 上 的 MExE 客 户 端 与 MExE 业 务 环 境 MSE ( MExE Service Environment) 进 行 交 互, 并 传 送 业 务 给 用 户 原 则 上,MExE 通 过 设 备 互 相 交 互 来 提 供 业 务 通 过 MExE, 业 务 提 供 商 把 提 供 的 业 务 打 包 成 可 执 行 文 件, 供 用 户 下 载 到 终 端 中 运 行 MExE 只 是 为 业 务 呈 现 提 供 了 一 个 标 准 的 环 境, 部 分 实 现 了 业 务 呈 现 的 功 能, 它 不 具 有 业 务 管 理 功 能 SAT/USAT(SIM/USIM 应 用 工 具 包 ) 为 存 储 在 SIM/USIM 卡 上 的 应 用 提 供 了 一 个 标 准 化 的 执 行 环 境 SAT 卡 插 入 移 动 终 端, 可 以 提 供 给 用 户 额 外 的 用 户 接 口 功 能, 以 便 发 起 控 制 相 应 的 业 务 SAT/USAT API 使 得 SAT/USAT 应 用 可 以 和 网 络 中 的 其 他 节 点 通 信, 提 供 一 套 机 制 和 命 令 便 于 移 动 终 端 和 SIM 卡 之 间 的 通 信, 指 示 移 动 终 端 去 执 行 相 应 的 业 务 定 制 以 及 业 务 的 个 性 化 SAT/USAT 也 为 业 务 的 呈 现 提 供 了 一 个 标 准 的 环 境, 还 可 以 定 制 一 部 分 终 端 业 务, 它 也 没 有 提 供 业 务 的 管 理 机 制 因 此, 我 们 需 要 一 个 统 一 的 业 务 管 理 环 境, 来 帮 助 用 户 管 理 业 务, 也 为 用 户 提 供 终 端 无 关 的 一 致 的 业 务 操 作 环 境 也 有 通 过 XML 来 实 现 VHE 平 台 与 服 务 提 供 商 之 间 的 交 互, 此 方 式 的 优 点 是 实 现 了 终 端 的 无 关 性, 但 是 这 种 方 式 只 能 完 成 文 字 形 式 的 交 互, 比 较 枯 燥 对 于 多 媒 体 信 息 以 及 聊 天, 游 戏 等 服 务 功 能 没 有 给 予 实 现 3 VHE 平 台 以 及 业 务 呈 现 机 制 实 现 3.1 VHE 系 统 实 现 为 了 增 加 平 台 内 元 素 的 可 重 用 性 和 简 化 系 统 设 计, 平 台 采 用 分 层 结 构 [4],VHE 平 台 图 1) 主 要 包 括 接 入 组 件 Profile( 用 户 资 料 ) [6] 组 件 会 话 组 件 连 接 组 件 适 配 组 件 鉴 权 / 安 全 组 件 和 管 理 组 件 等 VHE 平 台 内 部 的 所 有 组 件 都 通 过 OSA/Parlay API 层 次 叠 加 在 异 构 网 络 之 上, 支 持 各 种 移 动 业 务 环 境, 并 为 增 值 业 务 提 供 商 (VASP) 提 供 标 准 的 VHE API, 使 其 能 够 方 便 地 使 用 平 台 提 供 的 高 级 业 务 特 征, 如 适 配 性 持 续 性 个 性 化 会 话 移 动 性 等, 而 且 这 些 业 务 特 征 对 于 所 有 业 务 都 是 透 明 可 用 的 平 台 各 主 要 组 件 的 功 能 大 致 如 下 : 图 1 VHE 系 统 结 构 图 连 接 组 件 位 于 VHE 平 台 的 最 底 层, 是 平 台 内 直 接 与 网 络 层 交 互 的 部 分 当 用 户 在 终 端 发 起 主 动 连 接 时, 连 接 组 件 通 过 OSA API 与 异 构 网 络 进 行 交 互, 完 成 鉴 权 授 权 注 册 和 通 告, 并 将 当 前 连 接 的 所 有 必 要 信 息, 如 网 络 特 征 QoS 等 提 供 给 其 他 组 件
接 入 组 件 是 VHE 平 台 提 供 给 用 户 的 初 始 接 入 点, 它 向 用 户 提 供 一 组 用 户 接 口, 并 处 理 与 用 户 的 交 互, 如 鉴 权 授 权 接 收 用 户 定 制 和 发 起 业 务, 从 而 保 证 用 户 成 功 地 接 入 业 务 Profile( 用 户 资 料 ) 组 件 是 平 台 内 主 要 的 存 储 功 能 实 体, 是 提 供 VHE 功 能 的 关 键, 它 定 义 了 用 户 的 业 务 环 境, 主 要 包 括 用 户 偏 好 个 性 化 参 数 设 置 网 络 和 终 端 能 力 配 置 业 务 细 节 属 性 等 相 关 信 息, 而 且 Profile 组 件 能 够 根 据 环 境 的 变 化 对 所 存 信 息 进 行 修 改 更 新 查 询 删 除, 并 能 与 适 配 组 件 配 合 实 现 业 务 的 个 性 化 会 话 组 件 通 过 接 入 组 件 对 用 户 和 业 务 之 间 的 会 话 进 行 管 理, 是 VHE 平 台 中 真 正 辅 助 VHE 业 务 实 现 业 务 连 续 性 的 一 个 组 件 它 为 业 务 提 供 一 组 会 话 接 口, 用 来 控 制 业 务 执 行 的 状 态 会 话 组 件 是 面 向 状 态 的 安 全 的 计 量 资 源 使 用 状 况 的 功 能 实 体 适 配 组 件 的 职 责 在 于 根 据 终 端 能 力 用 户 接 口 业 务 特 征 和 底 层 网 络 的 QoS 适 当 调 整 提 供 给 用 户 的 业 务 内 容, 管 理 用 户 与 业 务 之 间 的 交 互, 并 与 接 入 连 接 Profile 会 话 等 组 件 共 同 配 合 实 现 业 务 的 个 性 化 另 外,VHE 平 台 还 包 括 发 现 计 费 出 错 检 测 等 组 件, 以 便 为 用 户 提 供 其 他 功 能 用 户 终 端 内 置 Agent( 状 态 机 ),Agent 提 供 XML 解 析 的 功 能, 解 析 VHE 平 台 发 送 给 终 端 的 XML 流, 抽 取 关 键 信 息 交 付 终 端, 完 成 与 VHE 平 台 的 业 务 协 商, 并 通 过 回 调 函 数 辅 助 用 户 终 端 完 成 业 务 呈 现 任 务 针 对 VHE 中 个 人 移 动 性 会 话 连 续 性 业 务 适 配 性 和 业 务 个 性 化 的 实 现 要 求, 在 VHE 平 台 中 设 置 相 应 的 软 件 功 能 实 体, 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决 在 未 来 异 构 网 络 环 境 下 的 业 务 提 供 3.2 VHE 系 统 业 务 呈 现 机 制 为 了 实 现 终 端 无 关 性,VHE 平 台 与 用 户 终 端 间 的 通 信 信 息 必 须 采 用 各 终 端 通 用 的 方 式, 尽 可 能 的 减 少 与 终 端 有 关 的 特 定 信 息 VHE 平 台 与 终 端 间 的 通 信 信 息 至 少 包 括 以 下 部 分 : 终 端 能 力 描 述 信 息, 网 络 能 力 信 息, 用 户 个 性 化 信 息 终 端 能 力 对 于 业 务 的 发 现 提 供 以 及 业 务 内 容 的 适 配 都 非 常 重 要, 因 此 需 要 对 终 端 能 力 进 行 统 一 的 描 述,WAP UAProf 标 准 给 出 了 终 端 能 力 数 据 的 描 述 格 式,W3C CC/PP 的 宣 告 机 制 和 资 源 描 述 框 架 式 终 端 能 力 数 据 以 XML 的 方 式 进 行 交 互 [2] XML 已 经 是 通 用 的 描 述 语 言, 可 以 方 便 的 用 于 网 络 上 的 数 据 交 换, 对 于 网 络 能 力 和 用 户 个 性 化 信 息 我 们 也 可 以 采 用 XML 进 行 统 一 的 描 述 用 户 终 端 内 置 Agent( 状 态 机 ),Agent 提 供 XML 流 解 析 的 功 能, 解 析 VHE 平 台 发 送 给 终 端 的 XML 流, 对 终 端 信 息 进 行 适 配, 并 抽 取 业 务 操 作 关 键 信 息 交 付 给 终 端 为 了 实 现 业 务 呈 现 环 境 的 一 致 性, 所 有 终 端 均 采 用 列 表 形 式 将 业 务 呈 现 给 用 户, 用 户 可 以 选 择 某 项 业 务 进 行 定 制, 使 用, 注 销 等 操 作, 所 有 业 务 相 关 的 操 作 都 通 过 XML 统 一 描 述 信 息 流 与 VHE 平 台 交 互 实 现 基 本 业 务 实 现 流 程 如 图 2 所 示, 业 务 实 现 的 几 种 典 型 情 况 分 析 : (1) 业 务 查 询 : 已 定 制 的 业 务 会 以 列 表 形 式 呈 现 在 用 户 终 端, 可 以 选 择 某 项 业 务, 进 行 业 务 详 细 信 息 的 查 询 用 户 也 可 以 查 询 终 端 可 用 的 所 有 业 务, 所 有 可 用 业 务 也 以 列 表 形 式 呈 现, 点 击 某 项 未 定 制 业 务 进 行 定 制 操 作 (2) 定 制 新 业 务 : 终 端 会 呈 现 一 个 各 终 端 一 致 的 业 务 定 制 表 单, 用 户 填 写 关 键 信 息 提 交, 等 待 定 制 成 功 的 返 回 信 息, 定 制 成 功 后, 该 业 务 会 添 加 到 已 定 制 业 务 列 表 中 (3) 更 换 终 端 登 录 : 当 正 在 使 用 某 个 终 端 业 务 过 程 中, 通 过 其 他 终 端 登 录, 在 登 录 成 功 以 前,VHE 平 台 对 新 的 终 端 进 行 业 务 适 配, 对 需 要 下 载 客 户 端 的 业 务, 提 示 用 户 下 载 客 户 端 ; 对 其 他 客 户 端 正 在 使 用 的 业 务 进 行 关 闭, 并 记 录 关 闭 的 业 务 状 态 中 断 信 息 登 录 成 功 后, 从 业 务 断 点 重 新 启 动 该 业 务 ; 对 于 处 于 挂 起 状 态 的 业 务 ( 其 他 型 号 终 端 挂 起 ), 继 承 挂 起 业 务 状 态 到 新 终 端 中
(4) 用 户 使 用 非 本 人 终 端 登 录 : 需 输 入 用 户 标 识, 鉴 权 成 功 后, 进 行 终 端 能 力 适 配, 呈 现 该 用 户 的 业 务 列 表, 检 测 终 端 环 境, 提 示 用 户 下 载 不 存 在 的 客 户 端, 呈 现 给 该 用 户 与 其 本 人 终 端 一 致 的 业 务 操 作 环 境 图 2 典 型 业 务 实 现 流 程 图 4 结 束 语 VHE 是 一 个 面 向 业 务 提 供 的 概 念, 为 用 户 呈 现 一 个 一 致 的 业 务 操 作 环 境 是 VHE 系 统 的 最 终 目 标, 但 目 前 没 有 切 实 可 行 的 方 案 本 文 详 细 分 析 了 VHE 系 统 对 于 统 一 的 业 务 呈 现 方 式 的 需 求, 结 合 已 有 的 业 务 呈 现 方 法 MExE 和 SAT, 应 用 XML 流 提 供 VHE 平 台 与 用 户 终 端 之 间 的 业 务 交 互, 设 计 了 详 细 的 业 务 流 程, 实 现 了 基 于 VHE 平 台 的 统 一 业 务 呈 现 机 制 本 文 作 者 创 新 点 : 针 对 VHE 系 统 对 于 统 一 的 业 务 呈 现 方 式 的 需 求, 提 出 了 可 行 的 通 过 XML 流 来 实 现 的 统 一 业 务 呈 现 方 案, 为 VHE 概 念 的 全 面 实 现 提 供 参 考 参 考 文 献 : [1]3GPP TS22.121 V5.3.1 The Virtual Home Environment[S].2002. [2] 苏 放, 张 新 等,VHE 系 统 中 的 业 务 适 配 性 研 究 [J]. 电 信 科 学,2004,20(2): 5-8. [3] 潘 璐 伽, 陈 前 斌, 胡 海 龙, 一 种 新 的 集 于 SIP 的 VHE 网 络 构 架 [J]. 计 算 机 工 程, 2007, 24(11): 84-86. [4] 陈 美 娥, 苏 放 等,VHE 未 来 异 构 网 络 环 境 下 的 业 务 提 供 方 法 [J]. 现 代 电 信 科 学, 2005,3(3): 22-25. [5] 杨 丰 瑞, 潘 安,3G 计 费 系 统 建 设 方 案 [J]. 微 计 算 机 信 息,2007,7-3:148-150. [6]Alessandro Andreadis, Giuliano Benelli, Providing VHE features to a multi-purpose secure service platform, IEEE Communication Magazine, Sept. 2005: 414-418. 作 者 简 介 : 孙 卫 卫 (1980-), 女, 汉 族, 河 北 景 县 人, 北 京 工 业 大 学 硕 士 研 究 生, 研 究 方 向 : 移 动 通 信 技 术, 邓 米 克 (1961-), 女, 北 京 工 业 大 学 副 教 授, 硕 士 生 导 师, 研 究 方 向 : 模 式 识 别 与 信 号 处 理 ; 肖 创 柏 (1962-), 男, 北 京 工 业 大 学 教 授, 博 士 生 导 师, 研 究 方 向 : 网 络 通 信 数 字 信 号 处 理 等 Biography: Sun Weiwei, female, born in 1980, the Han nationality. Hebei, graduate student of Beijing University of Technology. Research direction: Mobile communication. (100022 北 京 工 业 大 学 计 算 机 应 用 技 术 专 业 ) 孙 卫 卫 邓 米 克 肖 创 柏
(Department of computing application technology, Beijing University of Technology, Beijing 100022,China)Sun Weiwei Deng Mike Xiao Chuangbai 北 京 工 业 大 学 图 书 馆 已 订 阅 微 计 算 机 信 息 杂 志