CN113330782B - 基于实时网络特性选择网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够同时连接到多个接入网络的终端，涉及用于选择使用该终端的接入网络，以及涉及用于提供接入网络的特性信息的设备和方法。由根据本发明的终端实现的选择方法包括以下步骤：‑‑从用于提供接入网络的特性信息的设备接收所谓的信息分组，该终端连接到该接入网络；以及‑‑基于从信息分组获得的特性信息，进行以下步骤中的至少一个步骤：‑‑保持到该终端已被连接到的至少一个接入网络的连接；以及‑‑连接到至少一个其他所谓的不同技术的接入网络。

Description

基于实时网络特性选择网络

技术领域

本发明涉及电信的一般领域。其更具体地涉及通常被称为“卸载(offload)”的卸载通信领域。

背景技术

目前市场上的可用终端中的大多数可以连接到不同技术的接入网络，诸如WiFi接入网络、有线接入网络(光纤、ADSL或以太网)或蜂窝接入网络(例如3G、4G或5G)。这种终端具有用于选择接入网络的模块。

此外，存在可以同时连接到两个接入网络的终端。这种功能被称为“接入网络聚合”。这种终端具有聚合模块。

图1呈现了现有技术的网络架构。具有接入网络选择模块和聚合模块的终端TRM可以交替地或同时地连接到两个接入网络LAN1和LAN2。终端TRM经由网络LAN1和LAN2中的至少一个连接到核心网络CAN。网络CAN被连接到另一网络NET。两台服务器SRV1和SRV2被连接到网络NET。网络NET可以是互联网网络。在该示例中，网络CAN是由与接入网络LAN1和LAN2相同的运营商管理的核心网络。

在图1的示例中，终端TRM的聚合模块部署由IETF(RFC6824标准)定义的MPTCP(多路径传输控制协议)协议。如今，苹果(Apple)终端(注册商标)使用这种MPTCP协议。然而，例如为了聚合终端和服务器SRV1之间的业务，该服务器SRV1还必须支持此相同的MPTCP协议。

当终端TRM希望与不支持MPTCP协议的服务器(例如SRV2)通信时，由终端TRM在接入网络LAN1和LAN2的聚合中发送的业务被传达到MCP(MPTCP汇聚点)装备，该装备允许确保MPTCP协议和服务器SRV2支持的标准TCP/UDP/SCTP协议之间的交互工作。MCP装备是网络CAN的节点，并且其也被连接到网络NET。

接入网络聚合功能特别允许管理业务峰值，并确保业务从一个接入网络到另一接入网络的转换，该转换可以是部分的或完全的。

还存在允许接入网络的选择和/或聚合的其他技术解决方案，诸如LWA的3GPP版本13解决方案(LTE WLAN聚合)类型、谷歌BandwidthX解决方案和WiFi联盟标准化组(注册商标)定义的Passpoint解决方案。

图2图示了现有技术的终端T的软件架构，其可以同时连接到几个接入网络。在这个示例中，终端T具有两个接入网络接口HW1和HW2。接口HW1是WiFi技术的电路(芯片组)，并且接口HW2是蜂窝无线电技术的电路(芯片组)，两个电路都附带有其驱动软件。

操作系统OS安装在接口HW1和HW2之上。TCP/IP协议栈的模块被集成到操作系统OS中。TCP/IP模块集成了ICMP(互联网控制消息协议)子模块。在TCP/IP模块之上，还集成了接入选择模块和接入聚合模块(例如在MPTCP中)，而没有操作系统。

在操作系统OS之上，安装了一个或多个应用APP。这些应用依赖于由操作系统提供的接口API。在这些API中，存在TCP/IPAPI，其允许应用APP在接入网络中的至少一个上通信，而无需特别知道使用哪个接入接口HW1或HW2。

注意，应用APP可以经由API获得关于与接入网络的连接状态的信息。此外，除了TCP/IP API之外的API可以为“拉(pull)”、“推(push)”或“通知”模式应用提供常用的接入网络接口HW1和/或HW2。因此，应用APP可以基于接入网络适配其服务。例如，安装在智能手机型终端TRM上的IP语音(voice over IP，VoIP)应用只能在所选的接入网络接口是WiFi技术的HW1而不是蜂窝无线电接入接口HW2时发送/接收通信。

当接入网络的选择和接入聚合功能未被优化时，终端用户的体验质量可能恶化：选择不提供最佳服务质量的接入网络，或者选择其连接成本不对应于用户约束和/或网络运营商的用户账户参数的网络。

因此，需要一种解决方案，其允许可以同时连接到几个接入网络的终端优化接入网络选择以及接入聚合。

发明内容

本发明旨在一种用于选择至少一个接入网络的方法。该方法由能够连接到几个接入网络的终端实现，并且包括以下步骤：

--从用于提供所述接入网络的特性信息的设备接收被称为信息分组的至少一个分组，该终端被连接到该接入网络；以及

--基于从信息分组获得的特性信息，进行以下步骤中的至少一个步骤：

--保持到该终端已被连接到的至少一个接入网络的连接；以及

--连接到不同技术的至少另一所述接入网络，

所述接入网的所述特性信息(infoA、infoB)至少包括以下信息：

--关于所述终端(T1)在所述接入网络上的用户账户的参数的信息(infoB)；

--关于至少一个终端(T1、T2、T3)到所述接入网络(LAN2)的连通性的状态的信息(infoA)；以及

--关于所述接入网络的实时性能参数的信息(infoA)。

相关地，本发明旨在能够连接到几个接入网络的终端，其特征在于，其包括：

--通信模块，被配置为从用于提供所述接入网络的特性信息的设备接收被称为信息分组的至少一个分组，该终端被连接到该接入网络；

--处理模块，被配置为从信息分组获得特性信息；以及

--连通性管理模块，被配置为执行以下动作中的至少一个动作：

--保持到该终端已被连接到的至少一个接入网络的连接；

--将终端连接到不同技术的至少另一所述接入网络，

所述接入网络的所述特性信息(infoA、infoB)至少包括以下信息：

--关于所述终端(T1)在所述接入网络上的用户账户的参数的信息(infoB)；

--关于至少一个终端(T1、T2、T3)到所述接入网络(LAN2)的连通性的状态的信息(infoA)；以及

--关于所述接入网络的实时性能参数的信息(infoA)。

下面给出的根据本发明的选择方法的特性和优点以相同的方式应用于根据本发明的终端，反之亦然。

终端最初被连接到至少一个接入网络，从该接入网络接收信息分组。如果终端最初被连接到单一接入网络，则基于特性信息执行：

--终端保持连接到该单一接入网络；

--或者终端从该网络断开并连接到另一接入网络；

--或者终端保持连接到第一网络并且还连接到第二网络。

因此，由于从信息分组获得的特性信息，本发明允许终端优化选择和接入聚合。然后，终端用户的体验质量将得到改善。

具体地，终端可以基于所获得的特性信息来适配安装在该终端上的软件应用的操作，例如，当所获得的特性信息涉及由接入网络向终端分配的带宽时，终端可以选择将由应用使用的视频编码器和/或音频编码器，该编码器与该带宽兼容。

根据本发明，终端可以是智能手机类型的移动电话、计算机、平板计算机或被配置为能够交替地或同时地连接到两个或更多个接入网络的任何其他通信设备。

网络订阅信息是接入网络的特性的一部分。用户账户的参数可以包括从用于接入和计费(charging)控制的SPR(订阅简档储存库)类型的数据库中导出的参数，或者用于由终端发送和/或接收的业务的记账(accounting)的更新的参考日期。因此，本发明允许避免选择用户出于财务原因而不希望连接的接入网络。

通过实现本发明的方法的终端(称为第一终端)获得另一终端到接入网络的连通性的状态，允许第一终端推断两个终端之间的任何干扰，并因此调整接入网络和接入聚合的选择，以避免或减少这些干扰的影响。

此外，实现根据本发明的选择方法的终端可以获得关于其自身到接入网络的连通性的信息，例如关于其连接到该网络的信道的CSI(信道状态指示符)类型指示符，关于终端消耗的速率、终端消耗的速率与由连接到接入网络的几个终端之间共享的LAN接口上消耗的总速率相比的百分比、终端消耗的速率与接入网络到WAN网络的连接接口上消耗的总速率相比的百分比的信息等。

关于接入网络的实时性能参数的信息可以包括关于由接入网络提供的连接速率(对于下行链路方向和/或上行链路方向，每个预定义时间窗口的速率)、连接到该网络的终端总数、接入网络上连接和活动的终端的数量(在其正在发送和/或接收分组的意义上是活动的)、该接入网络到WAN核心网络或到城域网MAN的连接的特性、接入网络的同步速率、经由该网络处理或传达分组的等待时间等。接入网络的这些性能参数是与接入网络的实时(也就是说，在发送分组时的)状态相关的动态参数。

因此，本发明允许终端获得不同类型的信息，从而允许其优化其选择和其接入聚合。

与现有技术的解决方案不同，由终端获得的特性信息不是由终端自身估计或计算的，而是从信息分组中获得的，该信息分组是从提供该信息的设备接收的。因此，本发明允许向终端提供更完整和准确的信息。

本发明还旨在一种用于提供接入网络的特性信息的方法，该方法由包括接入网络的网络的设备实现，该方法包括以下步骤：

--在称为信息分组的分组的字段中插入特性信息；以及

--向连接到接入网络的终端发送信息分组，

该特性信息包括以下信息中的至少一个信息：

--表示接入网络的实时性能参数的信息；

--表示连接到接入网络的终端的数量的信息；

--表示终端在接入网络上的用户账户的信息；

--表示接入网络到网络WAN的连通性的信息；

以及

--表示在特性信息提供设备处的业务发送队列的状态的信息。

相关地，本发明旨在一种用于提供接入网络的特性信息的设备，该设备被包括在包括接入网络的网络中，并且包括：

--插入部件，被配置为在称为信息分组的分组的字段中插入特性信息；以及

--通信部件，被配置为向连接到接入网络的终端发送信息分组，

该特性信息包括以下信息中的至少一个信息：

--表示接入网络的实时性能参数的信息；

--表示连接到接入网络的终端的数量的信息；

--表示终端在接入网络上的用户账户的信息；

--表示接入网络到WAN网络的连通性的信息；

以及

--表示在根据本发明的设备处的业务发送队列的状态的信息。

根据本发明的选择方法的特性和优点以相同的方式适用于根据本发明的特性信息提供方法，反之亦然。下面给出的根据本发明的特性信息提供方法的特性和优点以相同的方式应用于根据本发明的设备，反之亦然。

在包括根据本发明的终端的几个终端的组共享同一计费账户的情况下，例如对应于同一用户账户的终端，或者订购同一套餐(package)的几个用户(家庭成员)的终端，本发明具有有利的应用。本发明允许根据本发明的终端通过获得关于其用户账户的参数的信息，来获得关于其消费和其终端组的消费的信息，并因此优化接入网络和/或接入聚合的选择。注意，现有技术的解决方案不允许终端获得关于其组中其他终端的消费的信息。

在本发明的一个实施例中，由终端实现的选择方法(该方法和该终端依照本发明)还包括以下步骤：

--在称为查询分组的分组的字段中插入所请求的特性信息的类型；

--向所述特性信息提供设备发送查询分组，信息分组是响应于查询分组而被接收的。

在本发明的一个实施例中：

--根据本发明的终端的处理模块还被配置为在称为查询分组的分组的字段中插入所请求的特性信息的类型；以及

--终端通信模块还被配置为向特性信息提供设备发送该查询分组，信息分组是响应于查询分组而被接收的。

因此，本发明允许终端选择其需要的信息，并且只获得该信息。然后根据需要来优化信息分组的大小及由提供设备和终端对其的处理时间。

在本发明的一个实施例中，根据本发明的特性信息提供方法是在由根据本发明的设备接收到称为查询分组的分组之后实现的，该分组包括对特性信息的请求。该模式允许根据本发明的设备仅在被请求时发送信息分组。

在下面描述的其他模式中，根据本发明的设备自动地向终端提供信息，而不需要来自终端的显式请求。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的设备到网络WAN的连接的接口的活动状态改变之后实现的，该设备被包括在接入网络中。

事实上，当根据本发明的设备的WAN接口被打开或关闭时，或者当其同步参数被修改时，接入网络到WAN网络的连通性的参数改变，并且接入网络质量性能也改变，WAN接口允许将接入网络连接到网络WAN。因此，该模式允许向终端通知这些变化，以便其适配其选择和接入聚合。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的接入网络向终端分配的带宽的演进之后实现的。

带宽可以基于终端的业务消耗和/或基于终端的用户账户的演进而演进。事实上，可以降低或增加带宽，以满足网络的性能标准，诸如服务质量QoS、分组传输速率、或等待时间，或者使频带适配与用户账户相关的财务标准，例如当用户达到其订阅的套餐的限制时。此外，向终端分配的频带可能由于用户主动(终止或购买套餐)或网络运营商主动(修改套餐)对用户账户的改变而被修改。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在终端的用户账户的计费模块处的演进之后实现的，例如当终端在漫游条件下连接到接入网络时，或者当终端与付费服务的平台通信时，该平台不被包括在与其用户账户相关联的套餐中。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在网络聚合功能的演进之后实现的，以将根据本发明的设备连接到WAN网络。

事实上，接入网络所连接的WAN网络的修改会影响接入网络的性能，并因此影响对由终端经由该接入网络发送/接收的分组的处理。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在检测到将由根据本发明的设备处理的业务容量测定(volumetry)中的变化之后实现的。

事实上，该容量测定影响了设备处理信息分组和查询分组的能力。此外，当根据本发明的设备被包括在接入网络中时，该容量测定会影响接入网络的性能。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的设备的连接接口LAN上的终端的连接或连接的更新之后实现的，该设备被包括在接入网络中。事实上，在设备的接入网络接口上连接到该设备的终端的数量会影响该网络以及设备的性能。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的设备处的NAPT(网络地址端口转换)类型条目的数量改变之后实现的。回顾一下，NAPT类型条目的数量可以随着连接终端的数量的变化而演进，或者随着已连接的终端的连通性特性(诸如连接速率)的变化而演进。该模式具体可以在根据本发明的设备支持IPv4协议时实现。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的设备接收到路由器请求(RS)类型消息之后实现的。该模式可以在根据本发明的设备是支持IPv6协议的路由器时实现。回顾一下，终端发送RS类型消息，以要求路由器宣布其存在。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在根据本发明的设备发送路由器通告(RA)类型消息之后实现的。该实施例可以在根据本发明的设备是支持IPv6协议的路由器时实现。回顾一下，路由器周期性地或响应于RS类型消息而发送RA类型消息，以宣布其存在。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在检测到邻居发现(ND)或邻居请求(NS)类型消息之后实现的。该模式可以在根据本发明的设备是支持IPv6协议的路由器时实现。回顾一下，路由器使用ND和NS类型消息来与其他相邻路由器通信。

在一个实施例中，根据本发明的提供方法是在自最后一次已经发送信息分组以来经过了确定的时间段之后实现的。该实施例允许根据本发明的设备周期性地或在预定义时间向根据本发明的终端发送信息分组。

在一个实施例中，信息分组和/或查询分组符合用于监管互联网协议的协议，例如ICMP(互联网控制消息协议)协议。

回顾一下，ICMP协议是TCP/IP软件栈的组成部分。OSI模型的第3层的这种ICMP协议允许路由器向其他路由器或计算机发送错误或监管消息。ICMP分组被封装在IP数据报中，并与IP分组一起使用。事实上，由于IP协议(在其两个IPv4和IPv6版本中)仅管理分组的传输，ICMP分组与IP分组一起用于发送错误或监管消息。

因此，本发明与ICMP、IPv4和IPv6协议兼容，并因此可以通过目前市场上可用的终端和设备容易地实现，只需稍加修改就可以插入、恢复(retrieve)和处理接入网络的特性信息。

此外，本发明与MPTCP聚合协议兼容。

此外，本发明可以被应用，而与接入网络的技术无关：WiFi、蜂窝、以太网、卫星、电缆、xDSL、光纤等。

此外，本发明可以与组合隧道机制兼容，从而允许从IPv4、IPv6和GTP(GPRS隧道协议)协议中的一种协议切换到另一协议。

本发明还与现有技术的安全机制兼容，诸如IPSec(互联网协议安全)、sRTP(安全实时协议)、SIPS(会话发起协议安全)、HTTPS(超文本传输协议安全)和TLS(传输层安全)协议。

根据现有技术，封装ICMP分组的IP数据报包括IP报头和ICMP分组。ICMP分组包括：

--字段“ICMP消息类型”，其对ICMP分组的性质进行编码，例如类型“3”指示无法到达的目的地；

--字段“错误代码”，包括与类型字段互补的信息，并指定发送ICMP分组的原因，例如作为类型3的补充，代码2指示不可接入的协议，并且代码3指示不可接入的端口；

--在特定于ICMP的部分上计算的校验和字段，没有允许验证分组完整性的IP报头；以及

--可选数据字段。

在现有技术中，存在两种版本的ICMP分组：伴随IPv4分组的ICMP v4分组(IETFRFC 792规范)和伴随IPv6分组的ICMP v6分组(IETF RFC 4443规范)。在封装在IP数据报中的ICMP v4分组的情况下，IPv4报头的字段“协议”包括代码“1”，以指示该IP数据报封装了ICMP分组。在封装ICMP v6分组的情况下，IPv6报头的字段“下一报头”包括代码“58”，以指示IP数据报封装了ICMP分组。

在信息分组符合ICMP协议的本发明的实施例中，类型字段可以包括指定其是信息分组的信息。代码字段可以包括指示发送该信息分组的原因的信息，或者在该信息分组中提供的特性信息的类型。数据字段可以包括接入网的特性信息。

在查询分组符合ICMP协议的实施例中，类型字段可以包括指定其是查询分组的信息。数据字段可以包括终端请求的特性信息的类型。替代地，类型字段可以包括指定其既是查询分组又是所请求信息的类型的信息。

注意，ICMP分组的字段“类型”由8比特组成，因此其允许支持256个可能的值。考虑到现有技术的方法目前使用的值，本发明的方法仍有使用该字段的空间。ICMP分组的字段“数据”是可选的，并且长度可变。

在替代使用ICMP协议的另一模式中，可以根据新的专有协议在根据本发明的终端和设备之间交换信息和查询分组。例如，该协议可以依赖于TCP、UDP(用户数据报协议)或SCTP(流控制传输协议)传输协议。但是，在终端和设备上需要监听TCP、UDP或SCTP端口的软件应用。

替代地，通过使用通知机制(例如苹果(Apple)提出的APNS(Apple PushNotification Server，苹果推送通知服务器)机制或谷歌提出的FCM(Firebase CloudMessaging，Firebase云消息传送)机制(注册商标))，特性信息可以由根据本发明的设备发送到终端。在这种情况下，通知平台是必要的。

根据本发明的信息提供设备可以包括：

--网络终端装备，这种装备在法国以“盒子(box)”的名称销售(诸如LiveBox装备(Orange销售的产品))，其提供多种服务；

--蜂窝接入网络的接入点，诸如eNodeB类型天线；或者

--路由器。

本发明还旨在一种用于提供接入网络的特性信息的系统。该系统包括根据本发明的至少一个终端和根据本发明的至少一个信息提供设备。

本发明还旨在记录介质上的第一计算机程序，该程序可能在计算机或根据本发明的终端中实现。该程序包括适于实现如上所述的选择方法的指令。

本发明还旨在记录介质上的第二计算机程序，该程序可能在计算机或根据本发明的信息提供设备中实现。该程序包括适于实现如上所述的信息提供方法的指令。

这些程序中的每一个都可以使用任何编程语言，并且可以是源代码、目标代码、或源代码和目标代码之间的中间代码的形式，诸如部分编译的形式，或者任何其他期望的形式。

本发明还旨在计算机可读并且包括如上所述的第一或第二计算机程序的指令的信息介质或记录介质。

信息或记录介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括存储部件，诸如ROM(例如CD ROM或微电子电路ROM)，或者磁记录部件，例如软盘或硬盘，或者闪存。

另一方面，信息或记录介质可以是可传输介质，诸如电信号或光信号，其可以经由电缆或光缆、无线电链路、光无线链路或其他手段传送。

根据本发明的程序具体可以从互联网类型的网络下载。

替代地，每个信息或记录介质可以是集成电路，其中包含程序，该电路适于执行根据本发明的响应方法或根据本发明的用于提供响应元素的方法、或者适于在执行根据本发明的响应方法或根据本发明的用于提供响应元素的方法中使用。

附图说明

通过参考附图，本发明的其他特性和优点将从下面给出的描述中显现出来，附图没有任何限制地图示了本发明的示例性实施例。在图中：

已描述的图1示出了支持MPTCP协议的现有技术的网络的架构；

已描述的图2示出了现有技术的终端的软件架构，该终端可以同时连接到几个接入网络；

图3示出了根据本发明的第一实施例的实现本发明的方法的网络的架构；

图4是表示根据第一实施例实现的本发明的方法的步骤的流程图；

图5示出了根据本发明的第二实施例的实现本发明的方法的网络的架构；

图6呈现了根据本发明的管理系统、终端和管理设备的功能架构；

图7呈现了根据本发明的一个实施例的根据本发明的终端的硬件架构；以及

图8呈现了根据本发明的一个实施例的根据本发明的设备的硬件架构。

具体实施方式

图3示出了根据本发明的第一实施例的实现本发明的方法的网络的架构。

图3中的网络包括接入点PA，其在一方面的接入网络LAN2与另一方面的两个核心网络WAN1和WAN2之间进行接口。在此示例中，接入点PA是网络终端装备，其在法国商业上以“盒子”的名称为人所知。它具有允许其连接到网络LAN2的LAN连接接口，以及允许其连接到网络WAN1和WAN2的两个WAN连接接口。

该接入点PA构成根据本发明的信息提供设备。

三个终端T1、T2和T3经由接入网络LAN2连接到设备PA。根据本发明的终端T1可以同时连接到接入网络LAN2和另一接入网络LAN1。终端T1的软件架构是图2所示的架构的类型，但是根据本发明，其TCP/IP协议栈被修改以支持新类型的ICMP分组。下面将参考图4描述这些新类型。终端T1包括选择模块，该选择模块被配置为从终端T1能够连接的接入网络中选择接入网络。终端T1还包括聚合模块，该聚合模块被配置为聚合终端T1在终端T1可以同时连接的至少两个接入网络之间发送和/或接收的业务。

终端T2一次只能连接到一个接入网络。与终端T1的TCP/IP协议栈类似地修改终端T2的TCP/IP协议栈。终端T3是现有技术的终端，该终端T3具有现有技术的TCP/IP栈。

在此示例中，设备PA与网络WAN1的连接接口是有线的，属于ADSL技术。设备PA与网络WAN2的连接接口属于蜂窝无线电类型。设备PA被配置为优选到网络WAN1的连接，而不是到网络WAN2的连接：只有当其与有线网络WAN1的连接丢失时，或者在质量下降到低于确定阈值的情况下，其才连接到蜂窝网络WAN2。设备PA在其两个接口WAN处具有现有技术的TCP/IP协议栈。

在该示例中，终端T1是智能手机类型的电话，网络LAN1是蜂窝接入网络，并且网络LAN2是WiFi接入网络，因此WiFi接入网络属于与蜂窝接入网络不同的技术。设备PA的接口LAN具有集成了ICMP模块的TCP/IP协议栈，并且该协议栈相对于现有技术的栈进行了修改，以支持根据本发明的新类型的ICMP分组，并且这将在下面参考图4进行描述。

设备PA包括DHCP(动态主机配置协议)服务器，其向接入网络LAN2上的终端T1、T2和T3分配IP地址。终端T1在网络LAN1上也有由蜂窝网络的PGW(分组数据网络网关)服务器向其分配的IP地址。

设备PA还包括内部数据库DB，其存储对作为网关的设备PA的操作有用的信息，诸如由网络WAN1的DHCP服务器(图中未示出)分配给设备PA的IP地址、由网络WAN2的服务器PGW(图中未示出)分配给设备PA的IP地址、以及基于终端T1、T2和T3的业务演进的NAPT类型表。

NAPT类型表包括从IP分组或从IP分组会话获得的对应关系：终端的IP地址、终端的源端口号、目的端口号、目的服务器的IP地址、传输协议(诸如TCP、UDP或SCTP)的标识符、设备PA的所用WAN接口的IP地址和源端口。

设备PA通过其接口LAN和WAN中的每一个来管理不同的业务队列。

网络浏览器应用被安装在终端T1和T3上。基于IP的语音或视频应用被安装在T2终端上。

图4是表示由终端T1实现的选择方法的步骤、由设备PA实现的信息提供方法的步骤以及这两种方法的预备步骤的流程图，该终端T1、设备PA和这两种方法都依据本发明。

具体地，后面描述的步骤E405、E406、E412、E413、E420、E421、E440、E442是根据本发明的选择方法的步骤。

后面描述的步骤E409、E410、E416、E418、E428、E430、E436、E438是根据本发明的信息提供方法的步骤。

图4的流程图被应用于参考图3描述的网络架构中。然而，假设最初设备PA不是活动的，并且终端T1、T2和T3都没有连接到该设备PA，并且这些终端在网络LAN2上都不具有IP地址。

在步骤E400期间，设备PA被打开。根据其配置，其连接到网络WAN1。为此，其与网络WAN1的接入装备交换同步信息，诸如在ADSL技术中的DSLAM类型的装备，例如，在下行链路方向上具有2Mbit/s并且在上行链路方向上具有500kbit/s的非对称同步配置文件。

在一组步骤E402期间，设备PA(具体是其内部客户端DHCP)与网络WAN1的DHCP服务器建立会话。网络WAN1的服务器DHCP向网络WAN1上的设备PA分配IP地址。设备PA将该IP地址以及同步特性记录在其数据库DB中。

根据设备PA的配置，由于优选的连接接口WAN1处于活动状态，到网络WAN2的连接的接口被停用。

在步骤E404期间，终端T1连接到设备PA，并且被如上所述由设备PA的服务器DHCP为终端T1在网络LAN2上分配IP地址。

在根据本发明的选择方法的步骤E405期间，终端T1在称为ICMP类型查询分组的分组PQ的“类型”字段中插入值“250”，并且在该查询分组PQ的“数据”字段中插入所请求的特性信息的类型。

在步骤E406期间，终端T1向设备PA发送查询分组PQ。

在根据本发明的信息提供方法的步骤E408期间，设备PA接收查询分组PQ，其从“类型”字段的值“250”推断该分组PQ包括信息请求，并且其从字段“数据”中提取所请求的信息的类型。然后，设备PA查阅其数据库DB以获得所请求的信息infoA。

在步骤E409期间，设备PA在称为信息分组PR的ICMP类型的分组PR的字段“类型”中插入值“251”，并且在信息分组PR的字段“数据”中插入所请求的信息infoA(接入网络LAN2的特性)。

在步骤E410期间，设备PA向连接到接入网络LAN2的终端T1发送信息分组PR。

注意，如果接入点不实现根据本发明的提供方法，则其不能解释字段“类型”的值“250”。因此，接入点PA会忽略查询分组PQ，因为ICMP协议指示在出现错误的情况下，不应使用ICMP分组来应答ICMP分组。由于终端T1没有接收响应，其将断定接入点PA没有实现本发明的方法。

在这里描述的模式中，由终端T1在分组数据PQ字段中插入的所请求信息的类型是“全部”，要求设备PA向其提供其在接入网络LAN2和在设备PA可将接入网LAN2连接到的网络WAN上的所有信息infoA。

在此示例中，包含在信息分组PR的字段“数据”中的信息infoA如下：

--接入网络WAN1的类型＝ADSL

--状态＝开

--IPv4地址WAN1

--IP地址WAN1的租用(lease)时间

--发送方向WAN1同步速率＝500kbit/s

--接收方向WAN1同步速率＝2Mbit/s

--为接口WAN1创建的一个或多个NATP条目的数量＝0

--发送中的(多个)队列的数量＝1

--最大发送队列大小为1兆字节

--平均发送速率＝0.01kbit/s

--平均接收速率＝0.01kbit/s

--接入网络WAN2的类型＝4G

--状态＝关闭

--LAN上分布的总IP地址的数量＝1

--该终端使用的接口：接口1LAN

--类型接口1LAN：WiFi a/c 2.4GHz

--接口1LAN上的终端的数量＝1

--接口1LAN上的发送平均速率＝0.005kbit/s

--接口1LAN上的接收平均速率＝0.005kbit/s

在步骤E412期间，终端T1接收信息分组PR。它通过该分组PR的字段“类型”中的值“251”推断其是本发明意义内的信息分组，并从分组PR的字段“数据”中提取特性信息infoA。因此，终端T1的TCP/IP协议栈向终端T1的选择和接入聚合模块报告该信息infoA。

在分析信息infoA之后，选择模块认为网络LAN2的接入速率在下行链路方向上足够(2Mbit/s)，并选择接入网络LAN2(不管接入网络LAN1)。聚合模块还认为到网络LAN2的连接是足够的，并且不激活接入聚合。

在一个实施例中，终端T1周期性地向设备DA请求信息。因此，周期性地实现步骤E405至E412。

在该示例中，在一组步骤E414期间，类似于步骤E404，终端T2连接到网络LAN2，并且由设备PA的内部服务器DHCP为终端T2在该网络LAN2上分配地址IP。

在连接到接入网络LAN2的终端的数量改变之后，设备PA在类似于步骤E409的步骤E416期间将新信息infoA2插入信息分组PR2中，并在类似于步骤E410的步骤E418期间主动向终端T1发送信息分组PR2。信息infoA2与先前的信息infoA的不同之处在于“在LAN上分配的IP地址的数量”项等于2。基于终端T1发送和/或接收的业务，“接口LAN上的发送平均速率”和“接口LAN上的接收平均速率”项也可以不同。

在步骤E420期间，终端T1接收该分组PR2，并基于新获得的信息infoA2决定维持其接入模式：接入网络LAN2的选择和接入聚合的去激活。

在步骤E422和E424期间，类似于步骤E405和E406，终端T2在查询分组PQ3的字段“类型”中插入值“250”，并在其字段“数据”中插入所请求信息的类型，并将该分组PQ3发送到设备PA。假设终端T2请求与终端T1所请求的相同类型的信息。

在步骤E426期间，设备PA接收该分组PQ3，在步骤E428(类似于步骤E409)期间在信息分组PR3的字段“类型”中插入值“251”，并在分组PR3的字段“数据”中插入信息infoA2，并且在步骤E430(类似于步骤E410)期间将信息分组PR3发送给终端T2。

终端T2在步骤E432期间接收该信息infoA2，并使用其来为其基于IP的视频应用选择视频编解码器，该视频编解码器适于到网络WAN1的连接和到连接到接入网络LAN2上的其他终端的业务的连接。

具有关于设备PA的可能速率和关于终端T1在网络LAN2上的使用的信息，终端T2的视频电话应用在步骤E434期间请求建立与编解码器的视频电话会话，该会话要求例如平均450kbt/s，以便不超过设备PA的ADSL接入的上行链路同步速率，并且考虑终端T1的适度上行链路业务。

终端T2对该视频电话会话的建立导致在设备PA处在其NAPT类型表中创建新的条目：用于呼叫信令的条目、用于音频RTP(实时传输协议)流的条目和用于视频RTP流的条目。在NAPT条目的这种变化(E434)之后，设备PA在类似于步骤E416和E418的步骤E436和E438期间生成并发送新的信息分组PR4，设备PA主动将其发送到终端T1。

通过在步骤E440期间接收信息分组PR4，终端T1可以通过在蜂窝接入网络LAN1上切换其所有业务来修改其对接入网络的选择，或者通过将其部分业务保留在网络LAN2上并在网络LAN1上切换另一部分来激活聚合。

假设在后面的步骤期间，终端T3连接到接入网络LAN2。当设备PA检测到NAPT类型条目的数量变化(例如由于终端T2的视频电话会话结束)并主动向所有连接的终端T1、T2和T3发送信息分组时，现有技术的终端T3不能解释信息分组，并因此将忽略该信息分组。本发明的方法的实现方式不影响现有技术的终端T3的操作。

在另一实施例中，设备PA在向终端分配IP地址时插入DHCP选项，以向其通知该设备PA实现了根据本发明的信息提供方法。

在另一实施例中，终端T1在被发送以连接到接入点PA的DHCP请求DISCOVER中插入DHCP选项，以向设备PA通知该终端T1实现了根据本发明的选择方法。

在一个实施例中，由于到网络WAN1的连接丢失或者由于到网络WAN1的连接降级到确定的连接质量阈值以下，设备PA连接到核心网络WAN2。在这种情况下，设备PA根据本发明生成信息分组，并主动将其发送到其所连接的接入网络LAN2的所有终端。这些分组的发送可以是点对点模式、多点模式或广播模式。

图5示出了根据本发明的一个实施例的实现本发明的方法的网络的架构。

根据本发明的终端T1附接到第4代(4G)蜂窝网络。它经由接入网络LAN1连接到天线eNodeB。该天线eNodeB构成接入网络LAN1与核心网络NET4G之间的网关。

以下步骤描述了当终端T1连接到接入网络LAN1时，根据现有技术在蜂窝网络中发生的情况。

终端T1与MME(移动管理实体)实体交换信令数据。MME实体根据现有技术与HSS(归属用户服务器)服务器通信，以识别和认证终端T1的用户。然后，建立IP-CAN(互联网协议连通性接入网络)会话。

在建立IP-CAN会话期间，路由器PGW(分组数据网络网关)向终端T1分配IP地址，以便其可以使用互联网服务，并且在T1与天线eNodeB之间、然后在天线eNodeB和终端T1的锚定路由器SGW(服务网关)之间、然后在路由器SGW和路由器PGW之间建立允许接入互联网服务的IP隧道。

一旦终端T1拥有用于接入互联网服务的IP地址，其就可以以双向模式交换业务。为了计算这种交换的业务，路由器PGW具有PCEF(策略和计费执行功能)功能，其与PCRF(策略计费规则功能)实体通信。PCRF从SPR(订阅简档储存库)数据库获得终端T1的用户的订阅的类型，例如每月5千兆字节。该SPR数据库由移动运营商的信息系统(IS)的应用提供。

路由器PGW还与实时OCS(在线计费系统)或非实时OFCS(离线计费系统)计费系统互联。

路由器PGW还集成了DPI(深度分组检测)功能，该功能允许基于由PCRF实体经由PCEF模块传递的规则来识别特定和预定的流，以考虑或不考虑这些流。

上述步骤依据现有技术，并且在此描述其以呈现本发明的实现方式的上下文。

事实上，路由器PGW构成了用于提供接入网络LAN1的信息infoB特性的设备，该设备PGW依据本发明。根据本发明的设备PGW具体具有与终端T1的用户账户相关的信息infoB。它在ICMP类型分组PR的字段“类型”中插入值“253”，以指示该分组PR是根据本发明的信息分组。它还将特性信息infoB插入信息分组PR的字段“数据”中，并将该分组PR发送给终端T1。

当终端T1接收到该分组PR时，其从该分组PR中提取信息infoB，并向其选择和接入聚合模块报告该信息PR。基于信息infoB，终端T1可以仅维持其到接入网络LAN1的连接，或者从网络LAN1断开连接并连接到另一接入网络LAN2，或者维持其到网络LAN1的连接，并且还以接入聚合模式连接到网络LAN2。

根据本发明的设备PGW可以如下实现根据本发明的信息提供方法：

--在从终端T1接收到查询分组PQ之后；

--在终端T1或共享同一订阅并包括终端T1的一组终端消耗的业务容量测定的计数器的每次复位时，复位信息由设备PGW从服务器PCRF获得；

--在用户的订阅改变后；

--在终端T1消耗的业务容量测定超过确定的阈值之后；

--在与终端T1相关的IP-CAN会话的每次建立时；

--在从第4代移动到第3代(4G/3G)或反之亦然的情况下，关于接入网络LAN1的性能的特性的每次改变时，例如最大可能速率的改变；和/或

--在自最后一次已经发送信息分组PR以来经过了确定的时间段之后，在这种情况下，可以周期性地或在预定时间实现提供方法。

在设备PGW在终端T1消耗的业务容量测定超过确定的阈值之后实现信息提供方法的情况下，该阈值可以对应于用户订阅的分组，例如10千兆字节。替代地，该阈值可以对应于消耗水平，该阈值可以被初始化为确定的值，并且可以在每次达到消耗水平时被更新(例如递增)，例如每消耗1千兆字节，从初始化或者从阈值的最后更新开始计数。

天线eNodeB将由设备PGW发送的信息分组PR传送到终端T1。

在一个实施例中，天线eNodeB在将分组PR传送到终端T1之前，在分组PR的字段“数据”中插入与网络LAN1的连接质量相关的信息infoA。

图6表示根据本发明的一个实施例的特性信息提供系统SYS、终端T1和提供设备PA(或eNodeB或PGW)的功能架构，该系统SYS、终端T1和设备PA都依据本发明。

系统SYS包括终端T1和设备PA、eNodeB或PGW。

终端T1包括：

--通信模块COM，被配置为从用于提供接入网络LAN2(LAN1)的特性信息infoA、infoB的设备PA(eNodeB、PGW)接收至少一个信息分组PR，终端T1连接到该接入网络；

--处理模块PROC，被配置为从信息分组PR获得所述特性信息infoA、infoB；以及

--连通性管理模块CNX，被配置为执行以下动作中的至少一个动作：

--保持到终端T1已被连接到的至少一个接入网络的连接；

--将终端T1连接到至少另一接入网络。

在一个实施例中：

--处理模块PROC还被配置为在查询分组PQ的字段中插入所请求的特性信息的类型；

--通信模块COM还被配置为向根据本发明的所述设备发送查询分组PQ。

用于提供接入网络LAN2(LAN1)的特性信息infoA(infoB)的设备PA(eNodeB、PGW)被包含在包括接入网络的网络LAN2(NET4G)中。根据本发明的设备包括：

--插入部件INS，被配置为在信息分组PR的字段中插入特性信息；以及

--通信部件COM，被配置为向终端T1发送信息分组PR。

在这里描述的实施例中，终端T1具有计算机的硬件架构，如图8所示。

终端T1的架构具体包括处理器7、随机存取存储器8、只读存储器9、非易失性闪存10(在本发明的具体实施例中)、以及通信部件11。这种部件本身是已知的，并且这里不再详细描述。

根据本发明的终端T1的只读存储器9构成了根据本发明的记录介质，其可由处理器7读取，并且在其上记录了根据本发明的计算机程序ProgTx。

终端T1的存储器10允许记录用于执行根据本发明的选择方法的步骤的变量，诸如信息infoA和infoB，以及信息PR和查询PQ分组。

计算机程序ProgTx在此定义了功能和软件模块，该功能和软件模块被配置为选择接入网络。这些功能模块依赖于和/或控制上述终端T1的硬件元件7-11。

在这里描述的实施例中，信息提供设备PA、eNodeB或PGW具有计算机的硬件架构，如图9所示。

设备PA、eNodeB或PGW的架构具体包括处理器7、随机存取存储器8、只读存储器9、非易失性闪存10(在本发明的具体实施例中)、以及通信部件11。这种部件本身是已知的，并且这里不再详细描述。

根据本发明的设备PA、eNodeB或PGW的只读存储器9构成了根据本发明的记录介质，其可由处理器7读取，并且在其上记录了根据本发明的计算机程序ProgRx。

设备PA、eNodeB或PGW的存储器10允许记录用于执行根据本发明的信息提供方法的步骤的变量，诸如信息infoA和infoB，以及信息PR和查询PQ分组。

计算机程序ProgRx在此定义了功能和软件模块，该功能和软件模块被配置为提供接入网络的特性信息。这些功能模块依赖于和/或控制上述设备PA、eNodeB或PGW的硬件元件7-11。

Claims (11)

1.一种用于选择至少一个接入网络的方法，所述方法由能够连接到几个接入网络的终端实现，并且包括以下步骤：

--从用于提供所述接入网络的特性信息的设备接收被称为信息分组的至少一个分组，所述终端被连接到所述接入网络；所述信息分组符合ICMP协议并且包括“类型”字段，其值指示分组是信息分组，并且在“数据”字段包括特性信息，以及

--基于从所述信息分组获得的所述特性信息，进行以下步骤中的至少一个步骤：

--保持到所述终端已被连接到的至少一个接入网络的连接；以及

--连接到不同技术的至少另一所述接入网络，

所述接入网络的所述特性信息至少包括以下信息：

--关于所述终端在所述接入网络上的用户账户的参数的信息；所述参数至少包括以下信息：

-用于更新由终端发射和/或接收的业务的计费的至少一个参考日期；

-关于所述终端的消费和所述终端所属的一组终端的消费的至少一个信息；

--关于至少一个终端到所述接入网络的连通性的状态的信息；以及

--关于所述接入网络的实时性能参数的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

--在被称为查询分组的分组的字段中插入所请求的特性信息的类型；

--向所述设备发送所述查询分组，所述信息分组是响应于所述查询分组而被接收的。

3.一种用于提供接入网络的特性信息的方法，所述方法由包括所述接入网络的网络的设备实现，并且包括以下步骤：

--在被称为信息分组的分组的字段中插入所述特性信息；所述信息分组符合ICMP协议并且包括“类型”字段，其值指示分组是信息分组，并且在“数据”字段包括特性信息，以及

--向连接到所述接入网络的终端发送所述信息分组，

所述特性信息包括以下中的至少一个信息：

--表示所述接入网络的实时性能参数的信息；

--表示连接到所述接入网络的终端的数量的信息；

--表示所述终端在所述接入网络上的用户账户的参数的信息，所述用户账户的参数至少包括以下信息：

-用于更新由终端发射和/或接收的业务的计费的至少一个参考日期；

-关于所述终端的消费和所述终端所属的一组终端的消费的至少一个信息；

--表示所述接入网络到网络WAN的连通性的信息；

以及

--表示在所述设备处的业务发送队列的状态的信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其在以下事件中的至少一个事件之后实现：

--由所述设备接收到被称为查询分组的分组，所述分组包括对所述特性信息的请求；

--所述设备到WAN网络的连接的接口的活动状态改变，所述设备被包括在所述接入网络中；

--由所述接入网络向所述终端分配的带宽的演进；

--检测到将由所述设备处理的业务容量测定的变化；

--所述设备的LAN连接接口上的终端的连接或连接的更新，所述设备被包括在所述接入网络中；

--在所述设备处的NAPT类型条目的数量的改变；

--由所述设备接收到路由器请求类型消息；

--检测到邻居发现或邻居请求类型消息；以及

--自最后一次已经发送所述信息分组以来经过了确定的时间段

-终端或共享相同订阅并包括所述终端的终端集合消耗的业务量的计数器的每次复位，

-所述终端消耗的业务量超出预定阈值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述查询分组和/或所述信息分组符合ICMP协议。

6.一种计算机可读的记录介质，其上记录有计算机程序，所述计算机程序包括当所述程序由计算机执行时用于执行根据权利要求1至2或5中任一项的方法的步骤或者根据权利要求3至5中任一项的方法的步骤的指令。

7.一种终端，其能够连接到几个接入网络，并且其特征在于，其包括：

--通信部件，被配置为从用于提供所述接入网络的特性信息的设备接收被称为信息分组的至少一个分组，所述信息分组符合ICMP协议并且包括“类型”字段，其值指示分组是信息分组，并且在“数据”字段包括特性信息，所述终端连接到所述接入网络；

--处理器，被配置为从所述信息分组获得所述特性信息；以及

--连通性管理器，被配置为执行以下动作中的至少一个动作：

--保持到所述终端已被连接到的至少一个接入网络的连接；

--将所述终端连接到不同技术的至少另一所述接入网络，

所述接入网络的所述特性信息至少包括以下信息：

--关于所述终端在所述接入网络上的用户账户的参数的信息；所述参数至少包括以下信息：

-至少一个参考日期，用于更新由终端发射和/或接收的业务的计费；

-至少一个关于所述终端的消费和所述终端所属的一组终端的消费的信息；

--关于至少一个终端到所述接入网络的连通性的状态的信息；以及

--关于所述接入网络的实时性能参数的信息。

8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于：

--所述处理器还被配置为在被称为查询分组的分组的字段中插入所请求的特性信息的类型；以及在于

--所述通信部件还被配置为向所述设备发送所述查询分组，所述信息分组是响应于所述查询分组而被接收的。

9.一种用于提供接入网络的特性信息的设备，所述设备被包括在包括所述接入网络的网络中，并且所述设备包括：

--插入部件，被配置为在所述信息分组的分组的字段中插入所述特性信息；所述信息分组符合ICMP协议并且包括“类型”字段，其值指示分组是信息分组，并且在“数据”字段包括特性信息，以及

--通信部件，被配置为向连接到所述接入网络的终端发送所述信息分组，

所述特性信息包括以下信息中的至少一个信息：

--表示所述接入网络的实时性能参数的信息；

--表示连接到所述接入网络的终端的数量的信息；

--表示所述终端在所述接入网络上的用户账户的参数的信息；所述参数至少包括以下信息：

-至少一个参考日期，用于更新由终端发射和/或接收的业务的计费；

-至少一个关于所述终端的消费和所述终端所属的一组终端的消费的信息；

--表示所述接入网络到WAN网络的连通性的信息；以及

--表示在所述设备处的业务发送队列的状态的信息。

10.根据权利要求9所述的设备，包括：

--网络终端装备；

--蜂窝接入网络的接入点；或者

--路由器。

11.一种用于提供接入网络的特性信息的系统，包括至少一个根据权利要求7或8中任一项的终端和至少一个根据权利要求9或10中任一项的设备。