VHE平台在移动业务中的应用

  移动通信技术的快速发展、移动网络基础设施的逐步完善，以及带宽的不断增加，为各种移动业务的广泛应用提供了良好的基础环境。与此同时，移动计算技术的研究与开发也进步显著，许多嵌入式移动计算设备交替出新，使得移动计算能力的“瓶颈”被逐步突破，交互手段也日趋多样化。移动技术的进步，使用户可以通过便携机、移动电话、个人数字助理，在各种场合、以多种方式灵活地访问网络中的信息和资源。因此，在以移动和网络融合为特征的下一代网络中，实现虚拟原籍环境(VHE)成为用户对业务提供商的基本要求。
  VHE关注业务移动性，允许终端用户自定义业务需求，并支持用户从任何地方、使用任何终端(受限于终端能力)都能接入用户在原籍地定购的业务。VHE概念还意味着在任意的网络、位置和终端的条件下，始终可以向用户提供同样的个性化特征、自定义接口和业务[1]。
  VHE技术在移动业务平台中的应用，使得业务的提供独立于终端类型和底层网络，因此大大减轻了业务提供商的负担。目前，国外对VHE的研究主要有以下计划或项目：第3代移动通信合作计划(3GPP)[1—3]、由欧盟资助的IST计划项目VESPER[4—5]、由欧盟资助的ACTS项目计划的AC341 CAMELEON[6—7]，以及由欧盟资助的EURESCOM项目计划的P920等[8]。可以看出，欧盟十分热衷于VHE的研究和实现，主要是由于在国家和运营商都比较多的欧洲，向移动用户提供便利的跨地区和跨运营商服务十分必要。同样，可以预见，面对未来拥有多家运营商的中国3G移动市场，VHE也必将成为业务提供的关键技术。

1 VHE平台的结构
  图1所示为用于移动业务的VHE平台的结构和主要的、基本的功能实体，包括自适应模块、会话模块、接入模块、profile模块和连接模块等。VHE平台将这些功能实体层次叠加在异质的接入网络上，并支持各种移动业务环境。VHE平台内部的实体通过基于OSA/Parlay API[9—12]的VHE平台应用接口，将服务端的功能呈现在客户面前。同样，通过面向增值业务提供商(VASP)的开放应用编程接口(API)，使得业务提供商也可以使用平台提供的高级业务特征。这些由VHE平台提供的业务特征，如自适应、持续性、个性化、会话移动性等，对于各类业务来说都是透明可用的。

  各主要模块的功能大致如下：
  连接模块位于整个平台的最底层，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，连接模块负责向平台内部其他模块提供当前连接的所有必要信息，如终端的profile、网络QoS等。
  接入模块是VHE平台提供给用户的初始接入点，它负责用户安全进入VHE平台，以保证用户可以成功接入业务。
  会话模块在VHE平台内部通过接入模块为所有用户提供一个业务的接入点，它是一个面向状态的、安全的、计量资源消费的模块。会话模块采用了1个具有3个值域的数据格式，抽象表达了用户、VASP和VHE平台自身的状态。
profile模块是平台内主要的存储功能实体，该模块保存了诸如用户个性化设置、终端profile等重要信息。
  自适应模块的职责在于根据终端能力、用户个性化设置和网络QoS，恰当调整和转换由业务提供商发给用户的媒体内容。它与接入、连接、profile、会话等模块共同配合完成该项功能。自适应模块是VHE平台中最重要的模块，它包含了自适应管理、媒体适配器和解释器3个部分。

2 业务自适应的实现
  在VHE平台中，业务自适应特征的提供，主要由自适应模块完成。图2所示为参与完成业务自适应过程的主要功能模块。

  自适应模块中的核心功能模块是媒体适配器。媒体适配器主要负责在不同媒体类型之间的适配，无论是在用户接口的实现，还是在业务内容提供的过程中，媒体适配器都发挥着极其重要的作用。媒体适配器的选择和配置主要通过两种形式完成：
  (1)媒体适配器的选择和使用与业务本身相对独立，由VHE平台中的自适应模块根据接入终端的类型，自动选择媒体适配器。
  (2)用户从可用的媒体适配器列表中选择，或是直接由业务本身提供。在这种情况下，用户可以从业务提供商处下载媒体适配器的客户端代理程序，然后通过自适应的媒体流，业务提供商和用户之间可以实现直接通信。
  无论采用哪种形式，媒体适配器都完成媒体流的自适应和转发功能。
  在业务自适应的过程中，业务提供商要负责把业务的用户接口形式转化为可扩展标识语言(XML)的脚本，并把它发送给VHE平台中的自适应模块。该XML脚本综合描述了业务的终端接口特征，如输入/输出消息域、业务列表、按钮行为等。这些信息被相应地表达成输入元素、输出元素、群组元素和业务行为元素。业务行为元素与VASP服务端的业务行为监听器相关，输入元素是由用户提供给服务端的信息，输出元素是由业务服务端提供的信息，群组元素包含了其他的信息。
当VHE平台中的自适应模块获取这个脚本后，将根据终端能力、网络条件和profile信息解释这些元素。例如，适配器利用业务行为元素域向业务行为监听器发送行为消息。自适应模块采集包括文本域、选择域和业务行为元素域在内的值，然后将其格式化为XML脚本，并发送给业务服务器。业务服务器从行为监听器得到业务回调信息后，同样要解释这条信息，并对相应的业务状态进行处理。
  消息序列可表明在用户会话主动接入的情况下，自适应机制的简单工作过程。如果用户已经成功接入由VASP提供的业务，诸如系统登陆、鉴权、用户profile选择等一系列过程可省略。在经由OSA/Parlay网关连接到VHE系统后，用户将选择业务菜单。业务菜单也是由XML文件的形式提供，可以引导用户进行业务选择。根据终端能力(该信息由OSA/Parlay网关提供)，自适应管理将为接入终端选择一个合适的媒体适配器。媒体适配器将支持不同的网络连接和协议、媒体类型，为用户完成媒体内容的自适应。这一切对于用户和业务来说都是完全透明的。

3 业务个性化的实现
  VHE平台的profile模块为业务提供了个性化的特性，它与自适应模块共同配合实现业务的个性化。业务的细节属性可以被定义并保存在profile模块中，这些细节属性与特定用户profile的上下文环境是紧密相关的。同样，利用profile模块，通用用户接口的属性也可以定义，这些信息也保存在profile模块中。除了以上两类可被用户使用和修改的属性外，VASP还应该根据同用户签订的业务定购协约，调整业务提供的属性。根据业务定购信息定义的业务属性同样可以由用户修改。

4 业务持续性的相关功能实体
  在许多情况下，用户需要将当前会话挂起，然后在其他位置和网络，或者使用不同的终端，继续执行被挂起的会话。因此，业务持续性的提供主要考虑两种情况：挂起后在同一终端继续执行，此时会话需要根据接入网络条件的变化进行调整；挂起后在不同终端继续执行，这种情形要同时考虑网络条件的变化和终端属性的变化。在两种情况下，VHE平台都应该采取必要的措施，保存由当前会话改动过的profile信息，同时根据挂起操作管理计费操作，并保存继续执行会话所需要的信息。这一过程涉及到平台中的自适应模块、会话模块和profile模块等。

5 业务提供的部署方案

5.1 VHE平台中的业务提供机制
  众多业务提供机制可以被用于VHE平台中的业务提供，下面列出一些主要的方式：
  (1)业务远端执行
  这种方式为用户提供了使用其原籍域业务的可能，尽管访问域的服务网络可能并不支持用户期望的业务或者保存相关的数据。这种方式需要建立和维护适当的业务隧道，以专门用于在原籍域和访问域之间传送用户的业务和控制数据。
  (2)业务仿真
  这是一个从当前的服务点向另外一点传送用户信息的方法。通过使用保存在用户个人信息卡(USIM)中的信息，新的服务点可以仿真在原籍环境下的业务行为。在这种情况下，虽然用户可能仍不能享受期望的服务，但是至少个人的控制信息是可以保存和携带的。
  (3)UMTS标准化业务能力
  实际上，UMTS业务都是基于标准化业务能力的，这些业务能力遍布所有符合UMTS标准的环境中。因此，当用户在UMTS运营商间漫游时，将会享受到一整套的统一服务。VHE平台还可以使终端同访问域网络进行协商，甚至可能通过下载软件来重新配置网络和业务点，以提供如同在原原籍域一样的业务。
  (4)UMTS开放业务创建
  因为UMTS包括了一个可以允许UMTS提供商迅速而完整的创建新业务的环境，所以UMTS是未来高级移动网络发展的重要一环。从这个意义上说，利用VHE平台中用于业务设计和测试的高级工具，运营商、VASP和其他业务价值链中的实体可以快捷和安全地推出新的业务。
  (5)业务引擎
  业务引擎是产生移动业务的基本技术模块，用于在网络和终端上开发和支持新的业务特征，可以应用于端到端业务提供的任一环节。在这种方式中，业务仿真和远端业务执行的基本机制都有所应用。此外，灵活的计费能力和在线定购增值业务的机制都可以被提供。
  2002年6月成立的开放移动联盟(OMA)，目前正在致力于业务引擎标准的制定，并鼓励价值链上所有的成员积极参与，建立更为完整的、端到端的解决方案。

5.2 访问域的业务提供
  无论在原籍域还是在访问域，位置都是为用户构建业务列表的重要信息。任一业务在被注册到一个VHE平台时，所有的业务属性都会以XML文件的形式被编成元数据信息，并通过这种方式对业务进行描述。位置信息就是业务元数据信息之一，它包括了国家、城市、街区等内容。对于每个用户来说，VHE平台中的发现模块都会将其位置信息写入这个XML文件，其中不仅有从Parlay API获取的地理位置信息，还包含了位置信息的时间印。根据获取的用户位置信息，访问域的VHE平台可以向用户提供如下业务：
  (1)地理信息，可以通过向用户发送短信或者地图的方式为用户提供访问地的地理信息。
  (2)位置信息，提供与客户当前所在城市或街区位置相关的文字、图像、音频，甚至视频信息。
  (3)基于位置的业务发现，当用户漫游时，在访问域主动发现可用的业务(如图3所示)。

  尽管在不同的VHE平台间存在漫游协议，但是用户仍将向原籍域的VHE平台鉴权，以便用户的个人属性和设置可以传送到访问域的VHE平台。在访问域的VHE平台中，执行业务发现功能的模块将把包含用户个性设置和位置信息的XML文件同访问域相关业务的XML文件进行比较，从而获取基于用户当前位置的业务列表。这样，漫游用户就可从业务列表中选择、定购并使用新的业务。

6 结论
  随着移动互联网和移动用户的快速增长，在漫游于异质移动网络的情况下，VHE技术已经作为一项重要服务内容被提出。用户应该可以在无线网络间无缝地漫游，而且在漫游中，尽管业务的接入点和物理实现可能不同，但用户在业务执行中不应感到有显著差异。VHE技术恰恰就是从业务环境的角度，让终端用户始终能够有同样的业务体验。
  本文着力讨论了一个立足于移动业务的VHE平台，同时对平台中的关键业务特征，业务的自适应、业务的个性化、业务的持续性和业务的提供，作了细致阐述。
  基于VHE的移动业务平台的目标是，按照需求快速地定义、创建、配置和提供移动业务，并能够个性化设置和有效管理。因此，在VHE平台中必须具备终端无关性的特性，这意味着业务可以在不同类型的终端上运行，跨越多运营商，并能够在漫游时激活空中接口。充分利用这个特性，VHE平台可以按照一个自顶向下的途径，从VHE的业务及其需求开始到底层的接入网络，逐一操控业务、网络、设备的异质性。
  当前，VHE系统研究尚且集中在与业务相关的重要特性上，然而在对于终端IP实时移动的支持、业务安全性和用户信息保密性方面仍有许多问题，需要进一步研究。

7 参考文献
[1] 3GPP TR 22.121. The Virtual Home Environment [S].
[2] 3GPP TS 22.127. Stage1  Service  Requirement of Open Service Access [S].
[3] 3GPP TS 23.127. Virtual Home Environment/Open Service Access [S].
[4] IST-1999-10825. D42-Initial Demonstration Services Specification [S].
[5] Oliveira J M. Mobile Multimedia in VESPER Virtual Home Environment [A]. Multimedia and Expo. 2002. Proceedings[C], 2002,1(8) :769—772.
[6] Communication Agents for Mobility Enhancements in a Logical Environment of Open Networks [EB/OL]. http://www.cordis.lu/infowin/acts/rus/projects/ac341.htm.
[7] Steffen Bretzke. CAMELEON: Communication Agents for Mobility Enhancements in a Logical Environment of Open Networks [EB/OL]. http://www.cordis.lu/infowin/acts/analysys/products/thematic/agents/ch3/cameleon.htm.
[8] EURESCOM Project P920. UMTS Network Aspects, VHE Concept Description, Scenario and Protocol [Z]. 2000,7.
[9] ETSI ES 202 915-1. Open Service Access; Application Programming Interface; Part 1: Overview [S]. 2002,1.
[10] ETSI ES 202 915-3. Open Service Access; Application Programming Interface; Part 1: Framework [S]. 2002,1.
[11] ETSI ES 202 915-13. Open Service Access; Application Programming Interface; Part 1: Policy Management SCF [S]. 2002,1.
[12] Parlay Group. Parlay 4.0 Specification [S].

收稿日期：2003-12-15

[摘要] 文章提出了一个用于移动业务的虚拟原藉环境(VHE)平台，该平台具备支撑移动业务的高级特征，可以支持不同网络和终端间的业务环境的可移植性；给出了VHE平台的基本结构和相关功能模块；分析了VHE平台可以提供的高级业务特征(如业务自适应、业务个性化、业务持续性和业务提供)；简述了基于VHE的移动智能业务平台的发展趋势和尚需继续解决的问题。

[关键词] 虚拟原藉环境；移动业务；业务自适应；业务个性化；业务持续性

[Abstract] This paper presents a virtual home environment (VHE) platform for mobile services. The platform enables the advanced features of mobile services and the service environment portability across network boundaries and between terminals. The paper firstly gives the architecture of the platform and its function modules, and then fully analyzes its advanced features for mobile services, such as service adaptation, service personalization, service continuity and service provision. Finally, it outlines the development trend of mobile intelligent services based on the VHE platform and the problems existed in the way.

[Keywords] virtual home environment; mobile service; service adaptation; service personalization; service continuity