DE102015114164A1

DE102015114164A1 - Method for maintaining the performance of a multipath TCP connection

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Publication number: DE102015114164A1
Application number: DE102015114164.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Frömmgen; Sabrina Müller; Sreeram Sadasivam; Anja Klein; Alejandro Buchmann; Max Lehn; Robert Rehner
Original assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Current assignee: Technische Universitaet Darmstadt
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Bei Multipath-TCP (MPTCP) handelt es sich um ein Netzwerkprotokoll, das es erlaubt, eine logische Netzwerkbindung parallel über mehrere Pfade im Netz herzustellen. Das vorliegende Verfahren dient zur Aufrechterhaltung der Performance einer Multipath-TCP-Verbindung während eines Handovers. Es wird zunächst über eine erste Gegenstelle eine Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Verbindungsziel aufgebaut. Die Verbindung wird erfindungsgemäß überwacht, sodass sich Abweichungen, beispielsweise hinsichtlich der Signalstärke der kabellosen Verbindung, des Datendurchsatzes und der Paketverlustrate, feststellen lassen. Zusätzlich können weitere Metriken, wie etwa Position, Bewegung und Beschleunigung, erfasst werden, um daraus eine Vorhersage über einen Abbruch oder eine deutliche Qualitätsminderung der Verbindung zwischen Endgerät und erster Gegenstelle zu treffen. Sinkt die Signalqualität unter einen vorgegebenen Wert, so wird ein Handover erwartet. Erfindungsgemäß wird basierend auf der Vorhersage eine Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Verbindungsziel über eine zweite Gegenstelle aufgebaut. Durch die Überwachung der Verbindungsqualität kann ein Abbrechen der ersten Verbindung in den meisten Anwendungsfällen vorhergesagt werden. In diesen Fällen wird es durch das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, dass die Multipath-TCP-Verbindung mittels eines rechtzeitigen Handovers von der ersten an die zweite Gegenstelle aufrechterhalten wird.Multipath TCP (MPTCP) is a network protocol that allows logical network binding to be established in parallel across multiple paths in the network. The present method serves to maintain the performance of a multipath TCP connection during a handover. Initially, a connection is established between a terminal and a connection destination via a first remote station. The connection is monitored according to the invention, so that deviations, for example with regard to the signal strength of the wireless connection, the data throughput and the packet loss rate, can be determined. In addition, other metrics, such as position, motion and acceleration, can be detected in order to make a prediction about a termination or a significant reduction in the quality of the connection between the terminal and the first remote station. If the signal quality falls below a specified value, a handover is expected. According to the invention, based on the prediction, a connection is established between the terminal and the connection destination via a second remote station. By monitoring the quality of the connection, it is possible to predict the termination of the first connection in most applications. In these cases, it is ensured by the inventive method that the multipath TCP connection is maintained by means of a timely handover from the first to the second remote station.

Description

Bei Multipath-TCP (MPTCP) handelt es sich um ein Netzwerkprotokoll, das es erlaubt, eine logische Netzwerkbindung parallel über mehrere Pfade im Netz herzustellen. Das vorliegende Verfahren dient zur Aufrechterhaltung der Performance, das heißt insbesondere des Datendurchsatzes und/oder der Latenz einer Multipath-TCP-Verbindung während eines Handovers. Es wird zunächst über eine erste Gegenstelle eine Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Verbindungsziel, zum Beispiel einem Webserver, aufgebaut. Die Verbindung wird erfindungsgemäß überwacht, sodass sich Abweichungen, beispielsweise hinsichtlich der Signalstärke der kabellosen Verbindung, des Datendurchsatzes und der Paketverlustrate feststellen lassen. Zusätzlich können weitere Metriken, wie etwa Position, Bewegung und Beschleunigung, erfasst werden, um daraus eine Vorhersage über einen Abbruch oder eine deutliche Qualitätsminderung der Verbindung zwischen Endgerät und erster Gegenstelle zu treffen. Sinkt die Signalqualität unter einen vorgegebenen Wert, so wird ein Handover erwartet.Multipath TCP (MPTCP) is a network protocol that allows logical network binding to be established in parallel across multiple paths in the network. The present method serves to maintain the performance, that is to say in particular the data throughput and / or the latency of a multipath TCP connection during a handover. Initially, a connection is established between a terminal and a connection destination, for example a web server, via a first remote station. The connection is monitored according to the invention, so that deviations, for example with regard to the signal strength of the wireless connection, the data throughput and the packet loss rate can be ascertained. In addition, other metrics, such as position, motion and acceleration, can be detected in order to make a prediction about a termination or a significant reduction in the quality of the connection between the terminal and the first remote station. If the signal quality falls below a specified value, a handover is expected.

Erfindungsgemäß wird basierend auf der Vorhersage eine Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Verbindungsziel über eine zweite Gegenstelle aufgebaut. Dies geschieht vorzugsweise, bevor die erste Verbindung abbricht und im besten Fall sogar, bevor sich die MPTCP-Verbindung qualitativ verschlechtert. Durch die Überwachung der Verbindungsqualität kann ein Abbrechen der ersten Verbindung in den meisten Anwendungsfällen vorhergesagt werden. In diesen Fällen wird es durch das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, dass die Multipath-TCP-Verbindung mittels eines rechtzeitigen Handovers von der ersten an die zweite Gegenstelle aufrechterhalten wird.According to the invention, based on the prediction, a connection is established between the terminal and the connection destination via a second remote station. This is preferably done before the first connection breaks down and, in the best case, even before the quality of the MPTCP connection deteriorates. By monitoring the quality of the connection, it is possible to predict the termination of the first connection in most applications. In these cases, it is ensured by the inventive method that the multipath TCP connection is maintained by means of a timely handover from the first to the second remote station.

TCP ist ein verbindungsbasiertes Protokoll, das dazu geeignet ist, eine Netzwerkverbindung zwischen zwei Endpunkten (Sockets) herzustellen. Es erlaubt die Sicherstellung der Integrität der übermittelten Daten mittels der Berechnung von Prüfsummen und ist dazu in der Lage, übermittelte Netzwerkpakete, die an ihrem Bestimmungsort in verkehrter Reihenfolge eingehen, wieder in ihre korrekte Reihenfolge zu bringen. Als integraler Bestandteil des TCP/IP-Protokollstacks bildet TCP eine der wichtigsten Grundlagen für die Funktionalität des Internets. MPTCP ist eine durch RFC6824 ( https://tools.ietf.org/html/rfc6824 ) beschriebene Erweiterung des TCP-Protokolls. Dabei werden TCP-Pakete innerhalb der TCP-Optionen um ein MPTCP-Feld erweitert, um zusätzliche Funktionalität zu gewährleisten. Dabei erlaubt es MPTCP, eine Verbindung über mehrere unterschiedliche Netzwerkpfade zu leiten. Dies geschieht durch das Öffnen mehrerer Subflows mit meist unterschiedlichen IP-Adressen und resultiert in unterschiedlichen Pfaden. Ein geeignetes Anwendungsgebiet für das MPTCP-Protokoll ist der Einsatz überall dort, wo mehrere Netzwerke für Verbraucher gleichzeitig verfügbar sind. Dies ist insbesondere bei modernen Endgeräten wie Smartphones der Fall.TCP is a connection-based protocol that is designed to establish a network connection between two endpoints (sockets). It allows to ensure the integrity of the transmitted data by calculating checksums and is able to put the transmitted network packets arriving at their destination in reverse order in their correct order. As an integral part of the TCP / IP protocol stack, TCP is one of the most important foundations for the functionality of the Internet. MPTCP is one through RFC6824 ( https://tools.ietf.org/html/rfc6824 ) described extension of the TCP protocol. In this case, TCP packets within the TCP options are extended by an MPTCP field to ensure additional functionality. MPTCP allows a connection to be routed through several different network paths. This is done by opening several subflows with mostly different IP addresses and results in different paths. A suitable application for the MPTCP protocol is the use wherever multiple networks are available to consumers simultaneously. This is especially the case with modern devices such as smartphones.

Für Netzwerkprotokolle hat sich das OSI-Modell als Referenzmodell etabliert, welches Netzwerk-Schichten (Layer) zur Abstraktion von Funktionalität einführt. MPTCP ist wie TCP in der Transportschicht (Schicht 4) angesiedelt und stellt für überliegende Schichten eine Ende-zu-Ende Verbindung zwischen zwei Endgeräten (meist über mehrere Gegenstellen) zur Verfügung. Die Endgeräte werden dabei durch ihre IP Adresse identifiziert.For network protocols, the OSI model has established itself as a reference model that introduces network layers for the abstraction of functionality. MPTCP is like TCP in the transport layer (layer 4 ) and provides for overlying layers an end-to-end connection between two terminals (usually via multiple remote sites) available. The terminals are identified by their IP address.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Handover mittels MPTCP auf Schicht 4 und zeichnet sich insbesondere dadurch aus, etwaige Performancebeeinträchtigungen des Handovers vor den überliegenden Schichten zu verbergen. MPTCP stellt dabei sicher, dass ein Endgerät mehrere Subflows mit unterschiedlichen IP Adressen verwenden kann und die logische Ende-zu-Ende Verbindung aufrecht erhalten werden kann.The inventive method enables a handover by MPTCP on layer 4 and is characterized in particular by concealing any performance impairments of the handover from the overlying layers. MPTCP ensures that a terminal can use several subflows with different IP addresses and that the logical end-to-end connection can be maintained.

Die Erfindung grenzt sich klar von Handovern auf Schicht 2, der Sicherungsschicht, ab. Handover auf Schicht 2, etwa zwischen zwei WiFi Stationen oder zwei Funkzellen, haben nur sehr eingeschränktes Wissen über die überliegenden Schichten und Verbindungen und gehen nicht mit mehreren MPTCP Subflows einher. Da der Handover zwischen mehreren Providern bzw. Netzbereichen auf dieser Schicht zu sich ändernden IP Adressen führt, brechen herkömmliche TCP Verbindungen während des Handovers ab.The invention clearly borders on handover on layer 2 , the backup layer, off. Handover on shift 2 between two Wi-Fi stations or two radio cells have very limited knowledge about the layers and connections and are not associated with multiple MPTCP subflows. Since the handover between multiple providers or network areas on this layer leads to changing IP addresses, conventional TCP connections break down during the handover.

Der Stand der Technik kennt unterschiedliche Ansätze, wie MPTCP im praktischen Betrieb zu verwenden ist. So werden durch Paasch et al. ( C. Paasch, G. Detal, F. Duchene, C. Raiciu und O. Bonaventure, Exploring Mobile / WiFi Handover with Multipath TCP, ACM SIGCOMM workshop Cellnet 2012 ) drei mögliche Ansätze vorgeschlagen: In einem sogenannten Full-MPTCP-Modus sollen alle Verbindungen und Subflows so früh wie möglich genutzt werden. In einem Backup-Modus sollen zusätzliche Verbindungen so früh wie möglich hergestellt werden, wobei ein Handover allerdings nur durchgeführt wird, nachdem der zuerst hergestellte Subflow abbricht. Schließlich wird ein Single-Path-Modus vorgesehen, demgemäß zusätzliche Subflows erst hergestellt werden, falls der zuerst hergestellte Subflow unterbrochen wird.The prior art knows different approaches to how to use MPTCP in practical operation. Thus, Paasch et al. ( C. Paasch, G. Detal, F. Duchene, C. Raiciu and O. Bonaventure, Exploring Mobile / WiFi Handover with Multipath TCP, ACM SIGCOMM workshop Cellnet 2012 ) suggested three possible approaches: In a so-called full-MPTCP mode, all connections and subflows should be used as early as possible. In a backup mode, additional connections are made as early as possible, but a handover is only performed after the first created subflow terminates. Finally, a single-path mode is provided so that additional subflows are not made until the first subflow is broken.

Die US-Patentanmeldung US 2014/0362765 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren, gemäß denen eine Multipath-TCP-Verbindung aufgebaut wird, wobei sowohl ein Pfad über eine Mobilfunkverbindung als auch ein Pfad über eine WiFi-Verbindung genommen werden kann. Hier ist es vorgesehen, dass so viele Subflows wie möglich hergestellt werden. Dies entspricht dem oben beschriebenen Full-MPTCP-Modus. Die Europäische Veröffentlichungsschrift EP 2 899 929 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche MPTCP einsetzen, um mehrere unterschiedliche Netzwerkverbindungen gleichzeitig zu betreiben. Dabei wird die Netzwerklast zwischen den Subflows gemäß einem vorgegebenen Verfahren aufgeteilt, um Bufferbloat und damit einhergehende Beeinträchtigungen der Übertragungsgeschwindigkeit zu vermindern.The US patent application US 2014/0362765 A1 describes an apparatus and a method according to which a multipath TCP connection is established, wherein both a Path can be taken over a wireless connection as well as a path over a WiFi connection. Here it is intended that as many subflows as possible will be made. This corresponds to the full MPTCP mode described above. The European Publication EP 2 899 929 A1 describes an apparatus and method that use MPTCP to operate several different network connections simultaneously. In doing so, the network load between the subflows is split according to a predetermined procedure to reduce bufferblood and concomitant degradation in transmission speed.

Der Stand der Technik lässt allerdings offen, wie zu verfahren ist, wenn nur eine Netzwerkschnittstelle im gewöhnlichen Betriebsmodus verwendet wird. Betreibt ein Nutzer ein Netzwerk im Single-Path-Modus, so bricht bei einem Abreißen der Verbindung der Datendurchsatz ein, bis die Verbindung über eine Backup-Verbindung hergestellt worden ist. Datenpakete, welche auf der alten, zusammengebrochenen Verbindung, übertragen wurden, während die Verbindung zusammenbrach, müssen auf der neuen Verbindung erneut übertragen werden. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine MPTCP-Verbindung mit einer hohen Performance während eines Handovers zu gewährleisten, auch wenn diese Verbindung im normalen Betriebsmodus nur über eine einzige Netzwerkschnittstelle betrieben wird.However, the prior art leaves open how to proceed when only one network interface is used in the ordinary mode of operation. If a user operates a network in single-path mode, the data throughput breaks off when the connection is torn down until the connection has been established via a backup connection. Data packets that were transmitted on the old, broken connection while the connection was downtime must be retransmitted on the new connection. The present invention is therefore based on the object of ensuring an MPTCP connection with a high performance during a handover, even if this connection is operated in the normal operating mode only via a single network interface.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren umfassend ein Endgerät, eine erste Gegenstelle und eine zweite Gegenstelle, wobei die erste und die zweite Gegenstelle unterschiedliche Funktechnikverfahren unterstützen und das Endgerät die von der ersten und der zweiten Gegenstelle unterstützten Funktechnikverfahren unterstützt, wobei zunächst eine Multipath-TCP-Verbindung mit mindestens einem Subflow zwischen dem Endgerät und einem Zielsystem über eine erste Gegenstelle aufgebaut wird. Die Verbindungsqualität zwischen dem Endgerät und der ersten Gegenstelle wird anschließend überwacht. Bei Feststellung einer geminderten Verbindungsqualität zwischen dem Endgerät und der ersten Gegenstelle wird ein Handover der Verbindung an die zweite Gegenstelle durchgeführt. Im Anschluss wird somit die Multipath-TCP-Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Zielsystem zusätzlich oder ausschließlich über die zweite Gegenstelle geführt.The object is achieved by a method comprising a terminal, a first remote station and a second remote station, wherein the first and the second remote site support different radio engineering method and the terminal supports the supported by the first and second remote radio technology, initially a multipath TCP Connection is established with at least one subflow between the terminal and a target system via a first remote station. The connection quality between the terminal and the first remote station is then monitored. If a reduced connection quality is detected between the terminal and the first remote station, a handover of the connection to the second remote station is performed. Following this, the multipath TCP connection between the terminal and the destination system is thus additionally or exclusively routed via the second remote station.

Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen dem Endgerät und der ersten Gegenstelle eine WiFi-Verbindung auf Basis des Standards IEEE 802.11 . Gemäß diesem Standard lassen sich lokale Funknetzwerke aufbauen. Die Verbindung zwischen dem Endgerät und der zweiten Gegenstelle ist vorzugsweise als Mobilfunkverbindung ausgeführt, beispielsweise nach dem GSM-, dem LTE- oder dem UMTS-Standard. Bei gleichzeitiger Verfügbarkeit von WiFi und Mobilfunk wird es in vielen Anwendungsfällen bevorzugt sein, lediglich die WiFi-Verbindung zu nutzen. Lediglich, wenn diese ausfällt, sollte in das Mobilfunknetz gewechselt werden. Dies liegt darin begründet, dass die über ein WiFi-Netzwerk hergestellte Internetverbindung in der Regel eine höhere Bandbreite sowie eine geringere Latenz hat als eine über ein Mobilfunknetz hergestellte Verbindung. Darüber hinaus bestehen bei Mobilfunknetzen häufig providerseitige Beschränkungen hinsichtlich der maximal übertragbaren Datenmenge. Auch könnte ein Provider zur Entlastung seines Funknetzes eine Verbindung über WiFi bevorzugen.Preferably, the connection between the terminal and the first remote station is a WiFi connection based on the standard IEEE 802.11 , According to this standard, local radio networks can be set up. The connection between the terminal and the second remote station is preferably designed as a mobile radio connection, for example according to the GSM, the LTE or the UMTS standard. With simultaneous availability of WiFi and mobile, in many applications it will be preferable to use only the WiFi connection. Only if this fails, should be switched to the mobile network. This is because the Internet connection established over a WiFi network typically has higher bandwidth and lower latency than a connection made over a cellular network. In addition, in mobile networks often provider restrictions on the maximum amount of transferable data. Also, a provider to relieve his wireless network would prefer a connection via WiFi.

Bei dem Endgerät handelt es sich vorzugsweise um ein Mobilfunktelefon. Es kann sich aber auch um ein Notebook, Tablet, eine Smartwatch oder ein sonstiges Endgerät handeln. Diese unterstützen in der Regel nicht nur die Kommunikation mit einem Mobilfunknetzwerk, sondern erlauben auch eine Einwahl in ein WiFi-Netzwerk. Es finden sich zwischenzeitlich immer mehr öffentlich zugängliche WiFi-Hotspots, sodass Nutzer von Mobilfunktelefonen, die unterwegs sind, häufig in WiFi-Netzwerke ein- und daraus wieder austreten. Dabei soll es gewährleistet werden, dass ein Ein- und ein Austritt aus dem WiFi-Netzwerk stattfinden kann, ohne dass es zu einer starken Einschränkung der Verbindungsqualität kommt.The terminal is preferably a mobile phone. It can also be a notebook, tablet, smartwatch or other device. These usually not only support communication with a mobile network, but also allow dial-up to a WiFi network. In the meantime, there are more and more publicly accessible WiFi hotspots, so that mobile phone users on the move often enter and leave Wi-Fi networks. It should be ensured that an entry and exit from the WiFi network can take place without there being a strong restriction of the connection quality.

Wie dargelegt wurde, kann ein Wechsel vom WiFi-Netz in das Mobilfunknetz rechtzeitig mittels einer Überwachung des WiFi-Netzes sichergestellt werden. Nachdem die Multipath-TCP-Verbindung an die zweite Gegenstelle, beispielsweise ausgeführt als Mobilfunknetz, übergeben wurde, wird die Verbindung vom Endgerät zur ersten Gegenstelle weiterhin überwacht. Ergibt die Überwachung, dass die Verbindungsqualität zwischen Endgerät und erster Gegenstelle wiederum ein geeignetes Qualitätsmaß erreicht, so kann ein Handover zurück an die erste Gegenstelle stattfinden. Der Begriff der ersten Gegenstelle ist hierbei so zu verstehen, dass es sich bei der ersten Gegenstelle sowohl um eine einzige Gegenstelle als auch um mehrere Gegenstellen desselben Verbindungstyps handeln kann. Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, stets zu überwachen, ob ein Mobilfunkgerät aus einer Mobilfunkverbindung zurück in ein beliebiges anderes WiFi-Netzwerk wechseln kann und den entsprechenden Handover durchzuführen.As has been stated, a switch from the WiFi network to the mobile network can be ensured in good time by monitoring the WiFi network. After the multipath TCP connection has been transferred to the second remote station, for example as a mobile radio network, the connection from the terminal to the first remote station continues to be monitored. If the monitoring shows that the connection quality between the terminal and the first remote station in turn reaches a suitable quality level, then a handover can take place back to the first remote station. The term of the first remote station should be understood to mean that the first remote station can be both a single remote station and several remote stations of the same type of connection. For example, it is possible in this way to always monitor whether a mobile device can change from a mobile connection back to any other WiFi network and perform the corresponding handover.

In der Regel findet ein Handover der Verbindung von der ersten zur zweiten Gegenstelle statt, obwohl die Verbindung zur ersten Gegenstelle noch überhaupt nicht abgerissen ist. In diesem Fall wird vorzugsweise die Qualität der Verbindung zur ersten Verbindung weiterhin überwacht. In dem Fall, dass die Verbindung zur ersten Gegenstelle abgerissen ist, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung versucht, eine Verbindung zur ersten Gegenstelle wieder aufzubauen und anschließend die Qualität der ersten Gegenstelle kontrolliert. In einer möglichen Ausführungsform wird eine WiFi-Verbindung zur ersten Gegenstelle erst wieder aufgebaut, wenn die WiFi-Verbindung eine geeignete Signalstärke erreicht hat oder ein anderes Qualitätsmaß erreicht.As a rule, a handover of the connection from the first to the second remote station takes place, although the connection to the first remote station has not yet been torn off at all. In this case, preferably the quality of the connection to the first connection is still monitored. In the case that the connection to the first remote station is torn off, according to a preferred embodiment of the invention, an attempt is made to reestablish a connection to the first remote station and then to check the quality of the first remote station. In one possible embodiment, a WiFi connection to the first remote station is not established until the WiFi connection has reached a suitable signal strength or reaches a different quality measure.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Verbindung zur zweiten Gegenstelle, zum Beispiel eine Mobilfunkverbindung, erst aufgebaut, wenn ein Handover von der ersten an die zweite Gegenstelle durchgeführt werden soll. In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird nach einem erfolgreichen Handover von der ersten Gegenstelle an die zweite Gegenstelle die Netzwerkverbindung zwischen erster Gegenstelle und Endgerät geschlossen. Weiter kann es vorgesehen sein, die Netzwerkverbindung zwischen zweiter Gegenstelle und Endgerät zu schließen, wenn ein Handover der Verbindung von der zweiten Gegenstelle an die erste Gegenstelle durchgeführt wurde.In a preferred embodiment, a connection to the second remote station, for example a mobile radio connection, is only established when a handover from the first to the second remote station is to be carried out. In a further possible embodiment, after a successful handover from the first remote station to the second remote station, the network connection between the first remote station and the terminal is closed. It may further be provided to close the network connection between the second remote terminal and the terminal if a handover of the connection from the second remote terminal to the first remote terminal has been carried out.

Die Feststellung der Verbindungsqualität zwischen erster und/oder zweiter Gegenstelle wird in einer bevorzugten Ausführungsform durch das Endgerät selbst durchgeführt. In einer möglichen Ausführungsform kann die Güte der Verbindungsqualität jedoch auch zusätzlich oder ausschließlich durch die Gegenstellen bestimmt werden. Die Initiierung eines Handovers unterliegt vorzugsweise dem Endgerät, kann in einer möglichen Ausführungsform auch durch eine oder beide Gegenstellen initiiert werden.The determination of the connection quality between the first and / or second remote station is performed in a preferred embodiment by the terminal itself. In one possible embodiment, however, the quality of the connection quality can also be determined additionally or exclusively by the remote stations. The initiation of a handover is preferably subject to the terminal device, in one possible embodiment it can also be initiated by one or both remote stations.

Ein Handover von einer zur anderen Gegenstelle wird bevorzugt in folgender Weise ausgeführt: Zunächst wird ein neuer Subflow zwischen dem Endgerät und der Gegenstelle erstellt, an welche die Verbindung übergeben werden soll. Sobald der neue Subflow erfolgreich initialisiert wurde, wird der Subflow zwischen dem Endgerät und der Gegenstelle, mit der die MPTCP-Verbindung ursprünglich bestand, geschlossen. Alternativ wird der alte Subflow nicht aktiv geschlossen, sondern offengehalten. Trifft die Vorhersage des Verbindungsabbruchs mit der ersten Gegenstelle ein, so wird der Subflow zu diesem Zeitpunkt automatisch geschlossen. Trifft die Vorhersage jedoch nicht ein, und wird weiterhin eine stabile Verbindung zur ersten Gegenstelle erwartet, so kann der zweite Subflow wieder abgebaut werden.A handover from one to the other remote station is preferably carried out in the following way: First, a new subflow is created between the terminal and the remote station to which the connection is to be transferred. Once the new subflow has been successfully initialized, the subflow between the terminal and the remote site where the MPTCP connection originally existed is closed. Alternatively, the old subflow is not actively closed, but kept open. If the prediction of the disconnection with the first remote station arrives, the subflow is automatically closed at this time. However, if the forecast does not arrive, and if a stable connection to the first remote station is still expected, the second subflow can be reduced again.

Für die Zeit des Handovers, in der beide Subflows gleichzeitig aktiv sind, kann ein Scheduler für jedes Packet entscheiden, über welchen Subflow das Packet gesendet wird. Unterschiedliche Anwendungen haben unterschiedliche Präferenzen, etwa Bandbreite oder Latenz. Demnach können unterschiedliche Scheduler realisiert werden, um entsprechend der Anwendungspräferenzen die optimale Strategie auszuführen.For the time of the handover, in which both subflows are active simultaneously, a scheduler for each packet can decide over which subflow the packet is sent. Different applications have different preferences, such as bandwidth or latency. Thus, different schedulers can be implemented to execute the optimal strategy according to the application preferences.

Ein Scheduler für bandbreitenoptimierte Handover etwa präferiert den neuen Subflow, um entsprechend das Staukontrollfenster (Congestion Control) der unterliegenden TCP-Verbindung zu vergrößern. Er sendet jedes Packet über genau einen Subflow. Wiederholte Übertragungen wegen Paketverlusten können jedoch auf anderen Subflows übertragen werden. Ein latenzoptimierter Scheduler sendet die Pakete redundant auf beiden Subflows. Somit kann der Empfänger immer das erste Packet, welches ihn erreicht, verwenden. Insbesondere während der Übertragung verlorene Pakete führen aufgrund der nötigen Übertragungswiederholung zu einer hohen Latenz. Da während des Handovers die WiFi-Verbindung langsam abbricht, ist die Wahrscheinlichkeit für Paketverluste auf der kabellosen Übertragung sehr hoch. Deshalb ergibt es insbesondere für Handover-Situationen Sinn, einen redundanzbasierten Scheduler zu verwenden.For example, a bandwidth-optimized handover scheduler prefers the new subflow to correspondingly increase the congestion control window (congestion control) of the underlying TCP connection. He sends each packet over exactly one subflow. Repeated transfers due to packet loss can, however, be transferred on other subflows. A latency-optimized scheduler sends the packets redundantly on both subflows. Thus, the receiver can always use the first packet that reaches it. In particular, packets lost during transmission result in high latency due to the need for retransmission. Since the WiFi connection is slowly breaking during the handover, the likelihood of packet loss on the wireless transmission is very high. Therefore, it makes sense, especially for handover situations, to use a redundancy-based scheduler.

Die Entscheidung, ob ein Subflow über eine andere Gegenstelle erstellt werden soll, muss jeweils in Abhängigkeit von der Übertragungsqualität der aktuell verwendeten Gegenstelle und/oder der Übertragungsqualität der Gegenstelle, zu der gewechselt werden soll, getroffen werden. Zur Bestimmung der Verbindungsqualität wird vorzugsweise mindestens ein Faktor aus der Gruppe umfassend Signalstärke, Datendurchsatz und Paketverlustrate verwendet. Des Weiteren kann zur Vorhersage des Verbindungsabbruchs auch die Sichtbarkeit weiterer WiFi-Stationen verwendet werden, auch wenn diese gar nicht für eine aktive Verbindung genutzt werden könnten, etwa weil keine Passwörter vorliegen. Dennoch kann die Sichtbarkeit der WiFi-Station ein Indikator sein, dass sich der Benutzer in eine bestimmte Richtung bewegt.The decision as to whether a subflow is to be created via another remote station must be made depending on the transmission quality of the currently used remote station and / or the transmission quality of the remote station to be changed. To determine the connection quality, preferably at least one factor from the group comprising signal strength, data throughput and packet loss rate is used. Furthermore, the visibility of other WiFi stations can be used to predict the disconnection, even if they could not be used for an active connection, for example because there are no passwords. Nevertheless, the visibility of the WiFi station can be an indicator that the user is moving in a particular direction.

Es können auch weitere Sensordaten genutzt werden, etwa ein Bewegungsund/oder Beschleunigungssensor, ein Barometer zur Überprüfung, ob sich eine Person lediglich zwischen unterschiedlichen Stockwerken bewegt, und/oder Ortungsdienste, beispielsweise GPS. Werden mehrere Faktoren zur Bestimmung der Verbindungsqualität verwendet, so können diese Faktoren gewichtet oder ungewichtet miteinander kombiniert werden, um die Verbindungsqualität zu bestimmen.It is also possible to use further sensor data, such as a motion and / or acceleration sensor, a barometer to check whether a person is merely moving between different floors, and / or location services, for example GPS. If several factors are used to determine the quality of the connection, these factors can be weighted or unweighted combined to determine the quality of the connection.

Ferner kann ein Vorhersageverfahren zur Bestimmung der Verbindungsqualität verwendet werden. Ein solches Vorhersageverfahren kann nicht nur die vorbenannten und weitere Faktoren bezüglich der aktuellen Verbindungsqualität verwenden, sondern kann auch den zeitlichen Verlauf solcher Faktoren unter Verwendung von Lernverfahren hinzuziehen, um Vorhersagen hinsichtlich der Verbindungsqualität in der Zukunft zu treffen.Furthermore, a prediction method for determining the connection quality can be used. Such a prediction method can not only use the above-mentioned and other factors regarding the current connection quality, but also can consult the timing of such factors using learning methods. to make predictions regarding the connection quality in the future.

Außerdem kann die Entscheidung, ob ein Handover durchgeführt werden soll, von zumindest einem benutzerdefinierten Faktor aus der Gruppe umfassend Bandbreite, Latenz, Verfügbarkeit, Standort des Geräts und Verbindungskosten abhängig gemacht werden. Diese Faktoren können auch in gewichteter oder ungewichteter Form miteinander kombiniert werden. Die Faktoren können auch durch ein Programm definiert werden. Beispielsweise kann ein auf dem Endgerät laufendes Programm, das eine hohe Verfügbarkeit benötigt, z. B. eine Voice-Over-IP-Anwendung, die Schwellenwerte zur Durchführung eines Handovers zur jeweils anderen Gegenstelle niedriger ansetzen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein Handover stattfindet, sobald die aktuell verwendete Gegenstelle bereits leichte Performanceeinbrüche verzeichnet. Es können außerdem komplexere Entscheidungsverfahren durchgeführt werden, die einen fließenden Wechsel zwischen Full-MPTCP-Modus, Backup-Modus und Single-Path-Modus auf der Basis der genannten und weiteren Faktoren ermöglichen.In addition, the decision to make a handover may be made dependent upon at least one user-defined factor from the group comprising bandwidth, latency, availability, location of the device, and connection cost. These factors can also be combined in weighted or unweighted form. The factors can also be defined by a program. For example, a running on the terminal program that requires high availability, z. For example, a voice-over-IP application that sets thresholds to perform a handover to the other remote site lower. This ensures that a handover takes place as soon as the currently used remote station already registers a slight decline in performance. There are also more complex decision procedures that allow a smooth transition between full MPTCP mode, backup mode, and single-path mode based on these and other factors.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Zeichnungen veranschaulicht:A preferred embodiment of the method according to the invention is illustrated by the drawings:

1 zeigt eine Übersicht eines Systems, in dem die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann. 1 shows an overview of a system in which the preferred embodiment of the method according to the invention can be performed.

2 zeigt ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verfahrensschritte der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 FIG. 10 is a flow chart illustrating the flow of the method steps of the preferred embodiment of the present invention. FIG.

3 zeigt die Systemparameter bei einem Handover einer MPTCP-Verbindung im Single-Path-Modus. 3 shows the system parameters for a handover of an MPTCP connection in single-path mode.

4 zeigt die Systemparameter bei einem Handover einer MPTCP-Verbindung in einem Betriebsmodus, der die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung implementiert. 4 Figure 12 shows the system parameters in handover of an MPTCP connection in an operating mode implementing the preferred embodiment of the invention.

1 zeigt ein System mit einer Mobilfunkstation 17, einer WiFi-Station 16 und einem Mobilfunkgerät 18. Das Mobilfunkgerät 18 befindet sich innerhalb der Reichweite 22 der WiFi-Station 16 als auch innerhalb der Reichweite 21 der Mobilfunkstation 17. Ziel ist es, eine MPTCP-Verbindung zwischen dem Mobilfunkgerät 18 und einem beliebigen Server 15 als Zielsystem aufzubauen. Dieser Server ist an das Internet angeschlossen. Die Mobilfunkstation 17 als auch die WiFi-Station 16 sind ebenso an das Internet angeschlossen. Das MPTCP-Verfahren erlaubt es, eine Verbindung durch Öffnung eines Subflows zu erstellen, die über die WiFi-Verbindung 19, die WiFi-Station 16 und den Internetpfad 24 zum Server führt. Hierbei handelt es sich um diejenige Verbindung, die bevorzugt hergestellt wird. Falls das Mobilfunkgerät aus dem Radius der WiFi-Station entfernt wird, so wird sich die Signalstärke des WiFi-Signals verschlechtern. Dies muss nicht zwingend umgehend zu einer Verschlechterung der Qualität des MPTCP-Subflows führen. Besonders in dem Fall, wenn aktuell über den Subflow nur wenige Daten gesendet werden, ist die Qualität des MPTCP-Subflows nur schwer zu messen. 1 shows a system with a mobile station 17 , a WiFi station 16 and a mobile device 18 , The mobile device 18 is within reach 22 the WiFi station 16 as well as within reach 21 the mobile station 17 , The goal is to establish an MPTCP connection between the mobile device 18 and any server 15 as a target system. This server is connected to the Internet. The mobile station 17 as well as the WiFi station 16 are also connected to the internet. The MPTCP method allows you to create a connection by opening a subflow over the WiFi connection 19 , the wifi station 16 and the internet path 24 leads to the server. This is the compound that is preferably prepared. If the mobile device is removed from the radius of the WiFi station, the signal strength of the WiFi signal will deteriorate. This does not necessarily immediately lead to a deterioration in the quality of the MPTCP subflow. Especially in the case where only a few data are currently being sent via the subflow, the quality of the MPTCP subflow is difficult to measure.

Aufgrund der sich verschlechternden WiFi-Signalqualität wird sich die Verbindungsqualität des MPTCP-Subflows zwischen Mobilfunkgerät 18 und WiFi-Station 16 zunächst verschlechtern. Diese Verschlechterung wird durch das Mobilfunkgerät 18 festgestellt, woraufhin ein neuer MPTCP-Subflow erstellt wird. Falls sie nicht bereits besteht, so muss zunächst eine Mobilfunkverbindung 20 zwischen Mobilfunkgerät 18 und Mobilfunkstation 17 etabliert werden bzw. in einen zur Übertragung geeigneten Zustand überführt werden. Anschließend wird ein neuer MPTCP-Subflow hergestellt, der über den Internetpfad 23 zum Server verläuft. Für einen kurzen Zeitraum können Daten vom Mobilfunkgerät nun parallel sowohl über die Mobilfunkstation 17 als auch über die WiFi-Station 16 mit dem Server ausgetauscht werden. Reißt, etwa durch eine weitere Verschlechterung der WiFi-Signalstärke in Folge einer Bewegung des Nutzers von der WiFi-Station weg, die WiFi-Verbindung nach einer gewissen Zeit ab, besteht ab diesem Zeitpunkt lediglich eine Verbindung über den neu erstellten Subflow. Zeigt sich, dass entgegen der Vorhersage, die WiFi-Verbindung weiterhin stabil bleibt oder sogar wieder besser wird, kann der neu erstellte Subflow wieder abgebaut werden und das Mobilfunkgerät muss nicht weiter aktiv bleiben.Due to the deteriorating WiFi signal quality, the connection quality of the MPTCP subflow between mobile device 18 and WiFi station 16 deteriorate first. This degradation is caused by the mobile device 18 whereupon a new MPTCP subflow is created. If it does not already exist, it must first have a cellular connection 20 between mobile device 18 and mobile station 17 be established or transferred to a suitable state for transmission. Then, a new MPTCP subflow is created via the Internet path 23 to the server. For a short period of time, data from the mobile device can now be transmitted in parallel both via the mobile station 17 as well as over the WiFi station 16 be exchanged with the server. If the WiFi connection breaks down after a certain period of time, for example as a result of a further deterioration of the WiFi signal strength as a result of a movement of the user away from the WiFi station, then there is only a connection via the newly created subflow. If it turns out that contrary to the prediction, the WiFi connection remains stable or even gets better again, the newly created subflow can be broken down again and the mobile device does not have to remain active.

2 zeigt den verfahrensmäßigen Ablauf der bevorzugten Ausführungsform in einem Ablaufdiagramm. Hierzu soll angenommen werden, dass eine Mobilfunkverbindung stets vorhanden bzw. möglich ist, während dies bei der WiFi-Verbindung nicht der Fall ist. Dies bedeutet, dass die Signalstärke zwischen Mobilfunkgerät 18 und Mobilfunkstation 17 für eine Verbindung ausreichend gut ist, während die WiFi-Verbindung häufig abzureißen droht, da der Benutzer den entsprechenden Verbindungsradius mit einer guten Signalqualität häufig verlässt. In einem Schritt 1 wird zunächst die Initialisierung einer MPTCP-Verbindung ausgelöst. Anschließend wird in Schritt 2 überprüft, ob eine WiFi-Verbindung vorhanden ist. Ist keine WiFi-Verbindung vorhanden, so wird in Schritt 3 ein erster Subflow über eine Mobilfunkverbindung initialisiert. In Schritt 11 wird vorhergesagt, ob stabiles WiFi verfügbar ist und in Schritt 4 eine entsprechende Entscheidung getroffen. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 5 ein zusätzlicher Subflow über eine WiFi-Verbindung aufgebaut. Ein optimierter Handover-Scheduler sorgt in Schritt 6 dafür, dass die Übergabe der MPTCP-Verbindung ohne einen Ausfall der Verbindung vonstattengeht. 2 shows the procedural flow of the preferred embodiment in a flowchart. For this purpose, it should be assumed that a mobile connection is always present or possible, while this is not the case with the WiFi connection. This means that the signal strength between mobile device 18 and mobile station 17 for a connection is sufficiently good, while the WiFi connection often threatens to demolish, since the user frequently leaves the appropriate connection radius with a good signal quality. In one step 1 Initially, the initialization of an MPTCP connection is triggered. Subsequently, in step 2 checks if there is a WiFi connection. If there is no WiFi connection, it will step in 3 initialized a first subflow over a cellular connection. In step 11 it is predicted whether stable WiFi is available and in step 4 made an appropriate decision. If this is the case, then in step 5 an additional subflow over one WiFi connection established. An optimized handover scheduler ensures in step 6 making sure that the handover of the MPTCP connection is complete without a connection failure.

Im Rahmen des Handovers wird der Subflow über die Mobilfunkverbindung beendet. Optional kann die Mobilfunkverbindung komplett unterbrochen werden. Das System geht nun in Schritt 7 über, in dem eine Vorhersage darüber getroffen wird, ob die WiFi-Verbindung auszufallen droht. Dazu werden unterschiedliche Faktoren wie beispielsweise Signalstärke und Übertragungsrate herangezogen. Wird ein Ausfall erwartet, so wird gemäß Schritt 8 entschieden, dass ein Handover durchgeführt werden muss. Dementsprechend wird in Schritt 9 übergegangen und ein zusätzlicher Subflow über die Mobilfunkverbindung hergestellt. Falls die Mobilfunkverbindung komplett unterbrochen wurde, so muss sie hierfür zuvor wieder aufgebaut werden. In Schritt 10 sorgt ein optimierter Handover-Scheduler analog zu Schritt 6 für einen Handover von der WiFi-Verbindung zur Mobilfunkverbindung. Das System geht nun in Schritt 11 über, demgemäß wiederum überprüft wird, ob eine stabile WiFi-Verbindung vorhanden ist bzw. in Kürze vorhanden sein wird.As part of the handover, the subflow is terminated via the mobile connection. Optionally, the mobile connection can be completely interrupted. The system now goes into step 7 in which a prediction is made about whether the WiFi connection is about to fail. For this purpose, different factors such as signal strength and transmission rate are used. If a failure is expected, then according to step 8th decided that a handover must be performed. Accordingly, in step 9 passed and created an additional subflow over the cellular connection. If the mobile connection has been completely interrupted, it must first be rebuilt. In step 10 An optimized handover scheduler takes care of the step 6 for a handover from the WiFi connection to the mobile connection. The system now goes into step 11 again, according to whether a stable WiFi connection is present or will be available soon.

Wird in Schritt 2 festgestellt, dass eine WiFi-Verbindung verfügbar ist, so wird in Schritt 12 eine Vorhersage der WiFi-Qualität für die nächsten n Sekunden getroffen. Der Wert n liegt hierbei bevorzugt im Bereich eins bis zehn. In Schritt 13 wird ermittelt, ob die WiFi-Verbindung stabil ist. Sollte dies der Fall sein, wird in Schritt 14 ein erster Subflow über die WiFi-Verbindung hergestellt, andernfalls wird in Schritt 3 der erste Subflow über das Mobilfunknetz aufgebaut.Will in step 2 found that a WiFi connection is available, so in step 12 made a prediction of WiFi quality for the next n seconds. The value n is preferably in the range one to ten. In step 13 Determines if the WiFi connection is stable. If so, will be in step 14 a first subflow is made over the wifi connection, otherwise it will step in 3 The first subflow was established over the mobile network.

3 zeigt eine Testmessung der Verbindungsqualität einer MPTCP-Verbindung sowohl im Single-Path- als auch im Full-MPTCP-Modus. Die WiFi-Verbindung bricht acht Sekunden nach Beginn der Messung ab. Es ist zu beobachten, dass der Goodput (auf dem Application-Level verwertbarer, fehlerfreier Throughput) nun einbricht, da zunächst eine LTE-Mobilfunkverbindung hergestellt werden muss und ein neuer Subflow über die LTE-Verbindung gestartet werden muss. Dabei sinkt der Goodput kurzzeitig auf 0 Mbps ab. Im Falle der Verbindung im Full-MPTCP-Modus ist bei Abbruch der WiFi-Verbindung ebenso ein Einbruch des Goodputs zu beobachten, dieser entsteht jedoch ausschließlich durch den Wegfall der WiFi-Verbindung und kann nicht verhindert werden. Dafür erstellt der Full-Mode in jedem Fall einen zweiten Subflow. Häufig ist dies jedoch nicht notwendig, da die WiFi-Verbindung gar nicht abbricht, etwa weil der Nutzer sich während der MPTCP-Verbindung gar nicht aus dem Bereich der WiFi-Station bewegt. 3 shows a test measurement of the connection quality of an MPTCP connection in both single path and full MPTCP mode. The WiFi connection will stop eight seconds after the start of the measurement. It can be observed that the goodput (usable, error-free throughput at the application level) is now collapsing, since an LTE mobile connection must first be established and a new subflow must be started via the LTE connection. The goodput drops briefly to 0 Mbps. In the case of the connection in full MPTCP mode, a break in the goodput can also be observed when the WiFi connection is interrupted, but this only results from the omission of the WiFi connection and can not be prevented. In any case, the full-mode creates a second subflow. Often, however, this is not necessary because the WiFi connection does not break off, for example because the user does not move out of the area of the WiFi station during the MPTCP connection.

4 zeigt eine Testmessung der Verbindungsqualität einer MPTCP-Verbindung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Etwa sieben Sekunden nach Beginn der Messung detektiert das Mobilfunkgerät, dass sich die WiFi-Verbindung stark verschlechtert hat und trifft die Vorhersage, dass sie bald abreißen wird. Ein Handover wird initiiert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Performance der MPTCP-Verbindung noch nicht beeinträchtigt. Es ist zu beobachten, dass der Goodput aufgrund der nun zusätzlich verfügbaren Verbindung zunächst stark ansteigt. Dieses Verhalten ist abhängig vom verwendeten Handover-Scheduler. Für die vorliegende Messung wurde ein bandbreitenoptimierter Scheduler verwendet, welcher die zusätzlich verfügbaren Ressourcen nutzt, um die Bandbreite zu maximieren. Ein latenzoptimierter Scheduler führt nur in Ausnahmen zu einer Erhöhung der Bandbreite, minimiert jedoch die Latenz. Zum Zeitpunkt von etwa 14 Sekunden ab Beginn der Messung reißt die WiFi-Verbindung ab. Ähnlich dem Abbruch beim Full-MPTCP-Mode reduziert dies den Goodput, da nun die WiFi-Verbindung nicht mehr genutzt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es in der dargestellten Ausführungsform folglich ermöglicht, im normalen Betriebsmodus lediglich die WiFi-Verbindung aktiv zu halten, wobei im Gegensatz zum Single- Path-Modus aber kein kurzzeitiger Abriss der Verbindung bei Ausfall der WiFi-Verbindung eintritt. 4 shows a test measurement of the connection quality of an MPTCP connection, which is operated according to the inventive method. About seven seconds after the start of the measurement, the mobile device detects that the WiFi connection has deteriorated sharply, and predicts that it will soon break. A handover is initiated. At this point, the performance of the MPTCP connection is not affected. It can be observed that the goodput initially increases strongly due to the additional available connection. This behavior depends on the handover scheduler used. For the present measurement, a bandwidth-optimized scheduler was used, which uses the additional resources available to maximize the bandwidth. A latency-optimized scheduler only leads to an increase in bandwidth in exceptional cases, but minimizes latency. At the time of about 14 Seconds from the beginning of the measurement the WiFi connection breaks off. Similar to the demolition of full-MPTCP mode, this reduces the goodput, since now the WiFi connection can no longer be used. The method according to the invention thus makes it possible, in the illustrated embodiment, to keep only the WiFi connection active in the normal operating mode, but in contrast to the single-path mode, there is no brief disconnection of the connection in the event of failure of the WiFi connection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Starte MPTCP-Verbindung Start MPTCP connection
22: Überprüfe, ob WiFi vorhanden ist Check if WiFi is available
33: Starte ersten Subflow über Mobilfunkverbindung Start first subflow over cellular connection
44: Überprüfe, ob stabiles WiFi zu erwarten ist Check if stable WiFi is expected
55: Starte zusätzlichen Subflow über WiFi-Verbindung Start additional subflow via WiFi connection
66: Verwende optimierten Handover-Scheduler Use optimized handover scheduler
77: Treffe Vorhersage, ob WiFi ausfallen wird Make prediction if WiFi will fail
88th: Überprüfe, ob WiFi ausfallen wird Check if WiFi will fail
99: Starte zusätzlichen Subflow über Mobilfunkverbindung Start additional subflow via cellular connection
1010: Verwende optimierten Handover-Scheduler Use optimized handover scheduler
1111: Treffe Vorhersage, ob WiFi-Verbindung stabil sein wird Make prediction if WiFi connection will be stable
1212: Treffe Vorhersage der WiFi-Qualität für die nächsten n Sekunden Meet prediction of WiFi quality for the next n seconds
1313: Überprüfe, ob WiFi-Verbindung stabil ist Check if WiFi connection is stable
1414: Starte ersten Subflow über WiFi-Verbindung Start first subflow over WiFi connection
1515: Server server
1616: WiFi-Station WiFi Station
1717: Mobilfunkstation mobile station
1818: Mobilfunkgerät mobile device
1919: WiFi-Verbindung WiFi connection
2020: Mobilfunkverbindung cellular Line
2121: Radius der Mobilfunkverbindung Radius of the mobile connection
2222: Radius der WiFi-Verbindung Radius of WiFi connection
23 23: Internetpfad zwischen Mobilfunkstation und Server Internet path between mobile station and server
2424: Internetpfad zwischen WiFi-Station und Server Internet path between WiFi station and server

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0362765 A1 [0008]
EP 2899929 A1 [0008]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

https://tools.ietf.org/html/rfc6824 [0003]
C. Paasch G. Detal, F. Duchene, C. Raiciu and O. Bonaventure, Exploring Mobile / WiFi handover with Multipath TCP, ACM SIGCOMM workshop Cellnet 2012 [0007]
IEEE 802.11 [0011]

Claims

A method for maintaining the performance of a multipath TCP connection comprising a terminal, a first remote site, and a second remote site, the first and second sites supporting different radio engineering techniques, and the terminal supporting the radio engineering techniques supported by the first and second remote sites, wherein at least the following steps are performed: - Establishing a multipath TCP connection with at least one subflow between the terminal and a target system via a first remote station; - Monitoring the connection quality between the terminal and the first remote station; - If a reduced connection quality between the terminal and the first remote station is detected, a handover is performed to the second remote station.

A method according to claim 1, characterized in that after successful transfer of the multipath TCP connection to the second remote station, a monitoring of the connection quality between the terminal and the first remote station is performed and upon detection of a suitable connection quality between the terminal and the first remote station, a handover Connection to the first remote station is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the handover comprises the construction of at least one subflow with the new remote station.

A method according to claim 3, characterized in that the handover additionally comprises closing the old connection with the original remote site.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the connection quality at least one factor is selected from the group comprising: - signal strength of the connection between terminal and remote station, - change the signal strength of the connection between terminal and remote station, - position and / or Change in the position of the terminal, - data throughput and / or packet loss rate between terminal and remote station, - type of transmission used for the radio connection between terminal and remote station, - movement, acceleration, pressure sensors, - signal strength of the WiFi stations detected by the terminal.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the parallel use of both subflows, the packets to be transmitted are transmitted redundantly via both subflows.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the parallel use of both subflows, the packets to be transmitted are preferably transmitted via the new subflow.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the decision whether a handover is to be carried out, additional factors are taken as a basis, which are defined by the users and / or a program running on the terminal program.

A method according to claim 8, characterized in that the decision whether to perform a handover, at least one user-defined factor from the group comprising bandwidth, latency, availability, location of the terminal and connection costs is based.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first remote station is a WiFi station.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second remote station is a mobile radio station.