JP2005520436A - Multi-stream wireless router, gateway, communication system, and method therefor - Google Patents

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Abstract

中間通信ネットワーク(46)を通じて通信するエンドユーザディバイス(42a)とWAN(34)に結合されたリモートサーバ(30)との間で送信されるデータパケットに対して、中間通信ネットワーク(46)の1つまたは複数のチャンネル(48a,48b,52a,52b)を通じてネットワークレイヤトンネリングを使用するゲートウェイ(50)およびルータ(59)を含む通信システムと方法(図2)が提供される。このシステムは、単一のユーザのデータを複数のチャンネル(48a,48b,52a,52b)に分散することを可能にし、より大きな最大スループットをもたらし、CDMAネットワークにおいてはアップリンクとダウンリンクのレンジを広げる。また、複数のユーザが送受信するデータの流れを、共有するチャンネルプールや、あるいは単一のチャンネルに、集約させ、集中させることも可能にし、CDMA無線ネットワークにおけるシステムのキャパシティを増加させる。このシステムは、様々な有線および無線ネットワークに可搬性があり、また、様々なネットワーク層プロトコルを使用することができる。ユーザのデータに十分なQoSを維持する一方で、効率のよいネットワークの運営を確かなものにするために、ネットワークリソースを必要に応じて割り当て、あるいは割り当て解除する。For data packets transmitted between an end user device (42a) communicating through the intermediate communication network (46) and a remote server (30) coupled to the WAN (34), one of the intermediate communication networks (46) A communication system and method (FIG. 2) is provided that includes a gateway (50) and a router (59) using network layer tunneling through one or more channels (48a, 48b, 52a, 52b). This system allows a single user's data to be distributed across multiple channels (48a, 48b, 52a, 52b), resulting in greater maximum throughput and increased uplink and downlink ranges in CDMA networks. spread. In addition, the flow of data transmitted and received by a plurality of users can be concentrated and concentrated on a shared channel pool or a single channel, thereby increasing the system capacity in the CDMA wireless network. The system is portable to various wired and wireless networks and can use various network layer protocols. Network resources are allocated or deallocated as needed to ensure efficient network operation while maintaining sufficient QoS for user data.

Description

リモートサーバと通信するため、ワイドエリアネットワーク(WAN)にアクセスする方式のひとつに、エンドユーザのディバイスとWAN間のリンクに無線ネットワークを使用する方式が存在する。WANは、インターネットや他のあらゆるパケットデータネットワークとすることができる。エンドユーザのディバイスは、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、あるいはネットワークへパケットデータを送信および/またはネットワークからパケットデータを受信できるあらゆるディバイスなどとすることができる。リモートサーバは、ウエブサーバ、サブネットワークへのゲートウェイ、あるいは他のエンドユーザのディバイスなど、WANを介してパケットを送受信することができるあらゆるシステムとすることができる。   One method for accessing a wide area network (WAN) to communicate with a remote server is to use a wireless network for the link between the end user device and the WAN. The WAN can be the Internet or any other packet data network. The end-user device can be a personal computer, portable computer, mobile phone, personal digital assistant (PDA), or any device that can send packet data to and / or receive packet data from the network. The remote server can be any system that can send and receive packets over the WAN, such as a web server, a gateway to a sub-network, or other end-user device.

例えば、図1に示すように、ユーザ26がWAN34を通じてアクセスすることができるリモートサーバ30と通信することを望む場合がある。このような通信を確立する際、WAN34とインターフェースする無線ネットワーク46を使用するのもひとつの方法である。エンドユーザディバイス42を使用しているユーザ26は、無線ネットワーク46へのインターフェースとして無線通信チャンネル48を確立し、これにより、無線ネットワーク46およびWAN34を通じて、ユーザ26とリモートサーバ30との間に完成した経路で通信システムを形成する。   For example, as shown in FIG. 1, a user 26 may wish to communicate with a remote server 30 that can be accessed through a WAN 34. One way to establish such communications is to use a wireless network 46 that interfaces with the WAN 34. A user 26 using an end user device 42 establishes a wireless communication channel 48 as an interface to a wireless network 46, thereby completing between the user 26 and the remote server 30 through the wireless network 46 and the WAN 34. A communication system is formed by a route.

図1の通信システムのデータ伝送速度は無線チャンネル48のキャパシティによってある程度の制約を受ける。従来の無線ネットワークは、多くの場合、エンドユーザへの無線チャンネルのスループットが音声通信にとって適切になるように設計されている。最近、無線ネットワークはデータ用に高いスループットを提供できるように設計されてきているが、無線チャンネルのパーフォーマンスはRF通信のもつ本質のために変動する。これらのネットワークが、小型で、単一のトランシーバーを使用する、バッテリー動作の携帯型エンドユーザディバイスと協働するように設計されているという事実があり、パーフォーマンスは更に制約を受ける。その結果、この新世代の無線ネットワークは、多くの状況において、理論的に達成できる最大値に近づきつつあるスループットを提供することができないだろう。ユーザはしばしば、より大きなスループットだけでなく、一貫した高信頼なサービスの質(QoS)を求める。従って、エンドユーザのディバイスとWANとの間に無線ネットワークを使用する通信システムにおいて、ユーザは、より大きなスループットだけでなく、より一貫した高信頼なQoSを提供することができる装置や方法から、恩恵を受けるであろう。この発明はエンドユーザが有線ネットワークだけでなく、無線ネットワーク上で、一貫した高信頼なハイスピード接続を経験できるようにする。   The data transmission rate of the communication system of FIG. 1 is limited to some extent by the capacity of the radio channel 48. Conventional wireless networks are often designed such that the throughput of the wireless channel to the end user is appropriate for voice communications. Recently, wireless networks have been designed to provide high throughput for data, but the performance of wireless channels varies due to the nature of RF communications. The fact is that these networks are designed to work with battery-powered portable end-user devices that are small, use a single transceiver, and performance is further constrained. As a result, this new generation of wireless networks will not be able to provide throughput that is approaching the maximum theoretically achievable in many situations. Users often demand consistent and reliable quality of service (QoS) as well as greater throughput. Thus, in a communication system using a wireless network between an end user device and a WAN, users benefit from devices and methods that can provide not only greater throughput but also more consistent and reliable QoS. Will receive. The present invention allows end users to experience consistent and reliable high speed connections over wireless networks as well as wired networks.

トンネリングは、第一のネットワークが第二のネットワークを介してデータを運ぶ際、第二のネットワークが第一のネットワークのプロトコルヘッダを解くことなしに、データを発送することを可能にする技術です。トンネリングは、第一のネットワークのプロトコルデータユニット(PDU)を、第二のネットワークで運ばれるように定義されたプロトコールデータユニット(PDU)内に包む技術であるため、時にはカプセル化と呼ばれることがある。例えば、PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)という従来のトンネリング技術は、諸団体が独自のネットワークプロトコルをインターネットで運ばれるTCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)パケット内に埋め込むことにより、インターネットを使用して、データを仮想私設網(VPN:Virtual Private Network)間で伝送することを可能にする。その他の既知のトンネリング技術には、L2F(Layer Two Forwarding)やL2TP(Layer Two Tunneling Protocol)が存在する。このようなトンネリング技術は、与えられた一対のデータパケットの出所と宛先との間で単一のトンネルを使用する。従って、上述の他の従来の通信システムでは、従来のトンネリング技術を使用したとしても、スループットは単一チャンネルのキャパシティによってある程度の制限を受ける。これは、与えられたネットワークアドレス(例えばIPアドレス)によって行き先が決められたパケットが、たったひとつの物理的チャンネルを介して、宛先にたどり着くように、多くのネットワークが、特に無線ネットワークが、設計されているからです。無線ネットワークの場合、主に、ユーザはひとつのトランシーバーしかもたないディバイスを使用してネットワークにアクセスすると考えられるため、このような制限が存在する。   Tunneling is a technology that allows a second network to route data without solving the protocol header of the first network when the first network carries the data through the second network. Tunneling is sometimes referred to as encapsulation because it is a technique that wraps a protocol data unit (PDU) of a first network within a protocol data unit (PDU) that is defined to be carried by a second network. . For example, the conventional tunneling technology called PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) is a technique in which various organizations embed their own network protocols in TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) packets carried over the Internet. Can be used to transmit data between virtual private networks (VPNs). Other known tunneling techniques include L2F (Layer Two Forwarding) and L2TP (Layer Two Tunneling Protocol). Such a tunneling technique uses a single tunnel between the source and destination of a given pair of data packets. Therefore, in other conventional communication systems described above, the throughput is limited to some extent by the capacity of a single channel, even if conventional tunneling techniques are used. This is because many networks, especially wireless networks, are designed so that packets destined for a given network address (eg IP address) reach their destination via only one physical channel. Because it is. In the case of wireless networks, this limitation exists primarily because users are likely to access the network using devices that have only one transceiver.

この発明は、エンドユーザのディバイスとWANとの間のリンクに中間ネットワークを使用する通信システムにおいて、より大きなスループットを達成する。中間ネットワークがWCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)技術を使用した無線ネットワークである場合、単一のエンドユーザへの、又はからのデータトランスミッションを複数のチャンネル上に配送することは、データトランスミッションを上り及び下りのレンジに関して恩恵を与える。   The present invention achieves greater throughput in a communication system that uses an intermediate network for the link between the end user's device and the WAN. If the intermediate network is a wireless network using WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) technology, delivering data transmissions to or from a single end user on multiple channels will cause the data transmission to be Benefits for down range.

また、この発明は、複数のエンドユーザへの、又はからのデータトランスミッションを中間ネットワーク上の単一チャンネルに集中させることも可能にする。中間ネットワークがWCDMA無線ネットワークの場合、この特色は送信電力を低減し、電波干渉を小さくし、全体容量に増加させる。   The present invention also allows data transmission to / from multiple end users to be concentrated on a single channel on the intermediate network. If the intermediate network is a WCDMA wireless network, this feature reduces transmission power, reduces radio interference, and increases overall capacity.

この発明は、ネットワークレイヤにトンネリングを使用することにより、異なった無線および有線ネットワーク技術上にポータビリティをもたらす。この発明の好ましい実施の形態の詳細な説明を見れば、この発明のこのような、またその他の目的は、当業者にとって容易に明らかになるだろう。   The present invention provides portability over different wireless and wired network technologies by using tunneling at the network layer. These and other objects of the present invention will become readily apparent to those skilled in the art upon reviewing the detailed description of the preferred embodiment of the present invention.

発明の目的は、ユーザとリモートサーバとの間で送受信されるデータパケットについて、中間通信ネットワーク上の複数チャンネルにまたがってデータを伝送させるため、トンネリングを使用するゲートウェイとルータを提供することによって達成される。中間ネットワークは、無線ネットワークであることが好ましいが、中間ネットワークは有線ネットワークであってもよい。中間ネットワークが無線ネットワークである場合、ルータはモバイルとすることができる。ゲートウェイは、無線ネットワークの外にあることが好ましいが、パケットスイッチネットワークに対する無線ネットワークのインターフェースの一部として構成されてもよい。また、ルータとゲートウェイ間のトンネリングは無線ネットワークやWANを通して広げることができる。ルータおよび/またはゲートウェイは、望まれているQoSを得るためにスループットや伝送遅延の監視だけでなく、チャンネルのリソースの割り振りを行うことができる。複数のチャンネルを使用することが望ましいが、チャンネルの供用プールにわたった、複数のディバイスへの、又はからのデータパケットトランスミッションをひとつに集中させるため、または様々なスループットに関する必要条件に適応させるために複数のチャンネルから別の数のチャンネルあるいは単一のチャンネルに変更するためなど、様々な数のチャンネルを使用すること、あるいは単一のチャンネルのみを使用することも可能である。ルータにひとつまたは複数のユーザのディバイスを接続させるために有線または無線LANを使用することができる。   The object of the invention is achieved by providing gateways and routers that use tunneling to transmit data across multiple channels on an intermediate communication network for data packets sent and received between a user and a remote server. The The intermediate network is preferably a wireless network, but the intermediate network may be a wired network. If the intermediate network is a wireless network, the router can be mobile. The gateway is preferably outside the wireless network, but may be configured as part of the wireless network interface to the packet switch network. Also, tunneling between routers and gateways can be extended through wireless networks and WANs. Routers and / or gateways can perform channel resource allocation as well as monitor throughput and transmission delay to obtain the desired QoS. It is desirable to use multiple channels, but to centralize data packet transmission to / from multiple devices across the channel's service pool, or to adapt to various throughput requirements It is possible to use various numbers of channels, such as to change from multiple channels to another number of channels or a single channel, or to use only a single channel. A wired or wireless LAN can be used to connect one or more user devices to the router.

これらおよび他の特徴は、この発明の好ましい実施の形態の詳細な説明に記載されている。   These and other features are described in the detailed description of the preferred embodiment of the present invention.

本発明を、添付する図面を参照して、例として説明する。   The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

本発明は、エンドユーザとWANを結ぶリンクとして中間ネットワークを使用する通信システムに適応される。中間ネットワークは、無線ネットワーク、或いは有線ネットワークとすることができる。単一のエンドユーザについてのパケットデータの送受信を行うため、中間ネットワークを通して複数のチャンネルで通信することにより、より大きなスループットを得ることができる。各通信チャンネルはデータの流れ全体の一部のみに引き受けるだけなので、スループットの合計は各チャンネルのキャパシティによって制限されない。   The present invention is applied to a communication system using an intermediate network as a link connecting an end user and a WAN. The intermediate network can be a wireless network or a wired network. Since packet data is transmitted and received for a single end user, a larger throughput can be obtained by communicating on a plurality of channels through an intermediate network. Since each communication channel only takes on a portion of the overall data flow, the total throughput is not limited by the capacity of each channel.

WCDMA技術を使用している中間ネットワークの場合、単一のエンドユーザへの、又はからのデータトランスミッションを複数のチャンネルに割り当てることは、上り及び下りリンクのレンジにも恩恵を与える。WCDMAネットワークでは、高速度チャンネルは概して低速度チャンネルよりもレンジが短くなる。「レンジ」とは、エンドユーザのディバイスが基地局のアンテナから離れてもなお一定のレベルのスループットが得られる距離のことをいう。ユーザのデータを複数の低速度チャンネルに配送すると、単一のより速いチャンネルに配送する場合に対比して、高速接続性が増加する。WCDMAネットワークの場合、単一のユーザのデータを複数のコードチャンネルと複数の5MHz搬送波に拡散することを伴うだろう。狭帯域CDMAワイヤレスネットワークでも同様の恩恵が得られる。   For intermediate networks using WCDMA technology, assigning data transmission to or from a single end user to multiple channels also benefits the uplink and downlink ranges. In WCDMA networks, high speed channels are generally shorter in range than low speed channels. “Range” refers to the distance at which a certain level of throughput is still obtained even when the end user's device is away from the base station antenna. Delivering user data to multiple low-speed channels increases high-speed connectivity compared to delivering to a single faster channel. In the case of a WCDMA network, it will involve spreading a single user's data over multiple code channels and multiple 5 MHz carriers. Similar benefits are obtained with narrowband CDMA wireless networks.

本発明は、単一のユーザへの、又はからのデータトランスミッションを中間ネットワークの単一チャンネルに集約することができる。中間ネットワークがWCDMAワイヤレスネットワークの場合、複数のユーザへの、又はからのデータトランスミッションを単独のより高速なチャンネルに集約することは、各ユーザのために別箇のより低いスピードのチャンネルを使用する場合に比べ、必要とされる送信電力全体を減少させる。必要とされる送信電力を減少させることは、ワイヤレスネットワークを使用してアクセスしている他のユーザへの干渉を減少させることになる。それゆえ、WCDMAワイヤレスネットワークのキャパシティを増加させることになる。狭帯域CDMAワイヤレスネットワークでもこれと同様の恩恵が得られる。   The present invention can aggregate data transmissions to or from a single user into a single channel of an intermediate network. If the intermediate network is a WCDMA wireless network, aggregating data transmissions to or from multiple users into a single faster channel would use a separate lower speed channel for each user Compared to the above, the total transmission power required is reduced. Reducing the required transmit power will reduce interference to other users accessing using the wireless network. Therefore, it increases the capacity of the WCDMA wireless network. Similar benefits are obtained in narrowband CDMA wireless networks.

本発明は、ネットワークレイヤでのトンネリングを使用することにより、様々な無線及び有線ネットワーク技術の間にポータビリティを提供します。例えば、様々な物理レイヤやデータリンクレイヤに関する技術を使用する多くのネットワークは、インターネットプロトコル(IP)をデータの経路選択のためのネットワークレイヤプロトコルとして使用する。トンネリングメカニズムとしてネットワークレイヤプロトコルを使用することにより、使用されている物理レイヤまたはデータリンクレイヤの技術に関わらず、本発明を実質的にどのネットワークにも移植できる。ここで述べている「IP」とは、IPバージョン4(IPv4)とIPバージョン6(IPv6)の両方をさす。本発明は、両インターネットプロトコルにも互換性があり、将来版のインターネットプロトコルにも互換すると考えられる。   The present invention provides portability between various wireless and wired network technologies by using tunneling at the network layer. For example, many networks that use technologies related to various physical layers and data link layers use the Internet Protocol (IP) as a network layer protocol for data routing. By using a network layer protocol as a tunneling mechanism, the present invention can be ported to virtually any network regardless of the physical layer or data link layer technology used. The “IP” mentioned here refers to both IP version 4 (IPv4) and IP version 6 (IPv6). The present invention is compatible with both Internet protocols and is expected to be compatible with future versions of Internet protocols.

プロトコルがふたつの別箇のネットワークレイヤのアドレスの間のポイント・ツー・ポイント通信の手段を提供するのであれば、本発明はコネクションレス型、あるいはコネクション型のいずれのネットワークレイヤプロトコルを使用することができる。ポイント・ツー・ポイント接続は、各ネットワークPUDのヘッダ内のソースおよび宛先アドレスの指定によって、あるいはふたつのネットワークアドレス間の仮想回線の確立によって実現されることができる。コネクションレス型のネットワークレイヤの場合、トンネリングは、データパケットを、トンネルの最終地点と見なされるソースおよび宛先ネットワークアドレスを指定するヘッダ情報を有するネットワークPDU内に、カプセル化することによって達成される。コネクション型のネットワークプロトコルの場合、トンネルの両端を表すネットワークアドレスの間に仮想回路が確立される。   If the protocol provides a means of point-to-point communication between two separate network layer addresses, the present invention may use either a connectionless or connection-oriented network layer protocol. it can. A point-to-point connection can be realized by specifying the source and destination addresses in the header of each network PUD or by establishing a virtual circuit between two network addresses. In the case of a connectionless network layer, tunneling is accomplished by encapsulating data packets in network PDUs having header information that specifies the source and destination network addresses that are considered the final point of the tunnel. In the case of a connection type network protocol, a virtual circuit is established between network addresses representing both ends of a tunnel.

本発明を利用して通信しているエンドユーザのディバイスとリモートシステム(ここではリモートサーバという)は、いくつかの方法を用いてお互いのアドレスを得ることができる。これらの方法には、例えば、ドメインネームシステムや静的IPアドレス割り当てなどが含まれるであろう。ゲートウェイは、例えば、モバイルIP外部エージェント、または仮想プライベートネットワークゲートウェイなどといった他の技術とともにインテグレートされることができる。   End user devices and remote systems (herein referred to as remote servers) communicating using the present invention can obtain each other's address using several methods. These methods may include, for example, a domain name system or static IP address assignment. The gateway can be integrated with other technologies such as, for example, a Mobile IP foreign agent or a virtual private network gateway.

チャンネルという用語は、デバイス(例えば、マルチストリームルータなど)と中間ネットワークとの間の通信データリンクを表すために使用される。そのため、本発明のチャンネルの特定の実施形態は、使用される中間ネットワークのタイプに依存する。例えば、中間ネットワークが公衆電話網(PSTN)の場合、「チャンネル」という用語は、マルチストリームルータとインターネットサービスプロバイダのモデムバンクの間に存在する、銅製の電話線を使用した全二重専用接続のことを意味するだろう。もし中間ネットワークがWCDMA無線ネットワークである場合、「チャンネル」という用語はマルチストリームルータとWCDMAネットワークとの間に構築された専用通信チャンネルを意味することとなる。WCDMAの専用通信チャンネルは「論理上」のチャンネルであり、論理資源の集合体とすることができるが、本発明では単独のチャンネルと見なす。ある無線ネットワークでは、「周波数ホッピング」と呼ばれる技術を使用しているかも知れません。この技術は特定の時間間隔で通信チャンネルを変える技術であり、そのようなチャンネルは本発明ではひとつのチャンネルとして使用される。CDMAハイデータレートなど、ひとつのチャンネルでのスループットを高めたり、スペクトラムの効率を上げたりするために物理レイヤで資源を集約するような新しい技術が開発されている。本発明は、現在の別のあるいは未来の通信データリンク技術だけでなく、このような技術に適合しており、エンドユーザのディバイスにより大きなスループットを与え、中間ネットワークでの資源の効率化を更に改善するために、これらの技術と一緒に使用されることができる。   The term channel is used to represent a communication data link between a device (eg, a multistream router, etc.) and an intermediate network. As such, the particular embodiment of the channel of the present invention depends on the type of intermediate network used. For example, if the intermediate network is a public telephone network (PSTN), the term “channel” refers to a full-duplex dedicated connection using a copper telephone line that exists between the multi-stream router and the Internet service provider's modem bank. Would mean that. If the intermediate network is a WCDMA wireless network, the term “channel” means a dedicated communication channel established between the multi-stream router and the WCDMA network. A dedicated communication channel of WCDMA is a “logical” channel and can be a collection of logical resources, but is considered as a single channel in the present invention. Some wireless networks may use a technique called “frequency hopping”. This technique is a technique for changing a communication channel at a specific time interval, and such a channel is used as one channel in the present invention. New technologies, such as CDMA high data rate, have been developed that aggregate resources at the physical layer to increase throughput on a single channel or increase spectrum efficiency. The present invention is compatible with not only other alternative or future communication data link technologies, but also such technologies, giving end users devices greater throughput and further improving the efficiency of resources in intermediate networks. Can be used together with these techniques.

中間ネットワークの複数チャンネルでオペレーションを行うためには、マルチストリームルータを実装するために使用されるハードウエアプラットフォームは、望ましい数のチャンネルを同時に運営するために十分なリソース(例えば、モデム、送信機、受信機など)を提供しなければならない。また、使用される中間ネットワークも、望ましい数のチャンネルを同時に運営するために十分なリソースを提供しなければならない。もちろん、マルチストリームルータは、アクセスする各々の中間ネットワークと適応するネットワークインターフェース(例えば、物理レイヤスタンダードやネットワークプロトコルなど)を実装しなければならない。また、本発明は使用するチャンネルの数が単一であっても機能を果たす。このような指摘事項は、当業者には容易に明確になるはずであるが、明らかにするためにここに取り上げる。   In order to operate on multiple channels of an intermediate network, the hardware platform used to implement the multi-stream router has sufficient resources (eg, modem, transmitter, Receiver) etc. must be provided. Also, the intermediate network used must provide sufficient resources to operate the desired number of channels simultaneously. Of course, a multi-stream router must implement a network interface (eg, physical layer standard, network protocol, etc.) that is compatible with each intermediate network to be accessed. Further, the present invention functions even when a single channel is used. Such indications should be readily apparent to those skilled in the art, but are taken up here for clarity.

この発明の好ましい実施の形態は、WANを介したエンドユーザのディバイスとリモートサーバとの間の通信システムにおいて、無線ネットワークとエンドユーザと間のインターフェースとして、複数の無線チャンネルを使用する。通信システムは、複数のチャンネルでパケットをトンネリングするマルチストリームルータと、それに対応するマルチストリーミングゲートウェイとを使用する。   The preferred embodiment of the present invention uses multiple radio channels as an interface between a wireless network and an end user in a communication system between the end user device and a remote server via the WAN. The communication system uses a multi-stream router that tunnels packets through a plurality of channels and a corresponding multi-streaming gateway.

そのようなシステムは、単一のチャンネルにかえて、複数のチャンネルでデータパケットを送受信できるため、無線システムに直接アクセスしているディバイスと比較すると、より大きなスループットを無線ディバイスに提供する。また、本発明は、トンネリングがネットワークレイヤで、この例ではIPレイヤで、行われるため、異なったスタンダードを使用する種々の無線ネットワークに可搬性があります。   Such a system can transmit and receive data packets on multiple channels instead of a single channel, thus providing the wireless device with greater throughput when compared to devices directly accessing the wireless system. The present invention is also portable to various wireless networks that use different standards because tunneling is done at the network layer, in this case the IP layer.

図2に示す本発明の好ましい実施の形態では、リモートサーバ30から発し、エンドユーザディバイス42(あるいは42aで示される複数のエンドユーザディバイス)に向けられたデータパケットは、WAN34を通過し、マルチストリームゲートウェイ50に流れる。マルチストリームゲートウェイ50は、WAN34からのパケットを追加のIPヘッダ(これ以後トンネルヘッダと呼ぶ)で包み込み、トンネル化したデータパケット52aにマルチストリームルータ54に関連づけられた複数のIPアドレスをアドレス指定する。この方法はマルチストリームゲートウェイ50が、マルチストリームルータ54と無線ネットワーク46の間で確立された複数の下りリンクチャンネル上に、トンネル化されたパケット52aを効率よく配送することを可能にします。   In the preferred embodiment of the invention shown in FIG. 2, a data packet originating from a remote server 30 and destined for an end user device 42 (or a plurality of end user devices indicated by 42a) passes through WAN 34 and is Flow to gateway 50. The multi-stream gateway 50 wraps a packet from the WAN 34 with an additional IP header (hereinafter referred to as a tunnel header), and addresses a plurality of IP addresses associated with the multi-stream router 54 in the tunneled data packet 52a. This method allows the multistream gateway 50 to efficiently deliver the tunneled packet 52a over multiple downlink channels established between the multistream router 54 and the wireless network 46.

図2のシステムでは、複数のダウンリンクチャンネル48aを使用してマルチストリームルータ54へ配送できるように、リモートサーバ30から発しているパケットをマルチストリームゲートウェイ50によってカプセル化する。つまり、マルチストリームゲートウェイ50は、マルチストリームルータ54に関連づけられた特定の宛先アドレスにパケット向けられるように、各パケットに追加ヘッダを付ける。この追加ヘッダは、ワイヤレスネットワークで認識される多くのIPアドレスのひとつであり、マルチストリームルータ54に関連づけられた宛先IPアドレスを含む。このヘッダに含まれる宛先IPアドレスは、特定のダウンリンク無線チャンネル48aに対応する。従って、ゲートウェイは、マルチストリームルータ54に関連する各IPアドレスに、これらのパケットの部分集合をトンネリングすることにより、すべて同じエンドユーザディバイスに向けられたIPパケットの流れを効率的に多くの無線チャンネルに配送する。   In the system of FIG. 2, packets originating from the remote server 30 are encapsulated by the multistream gateway 50 so that they can be delivered to the multistream router 54 using a plurality of downlink channels 48a. That is, the multi-stream gateway 50 attaches an additional header to each packet so that the packet is directed to a specific destination address associated with the multi-stream router 54. This additional header is one of many IP addresses recognized by the wireless network and includes the destination IP address associated with the multi-stream router 54. The destination IP address included in this header corresponds to a specific downlink radio channel 48a. Thus, the gateway efficiently routes the flow of IP packets, all directed to the same end-user device, by tunneling a subset of these packets to each IP address associated with the multi-stream router 54. Delivered to

図2に示すように、マルチストリームルータ54は、複数の無線通信チャンネル48(48aと48b)を使用して、無線ネットワーク46とインターフェースする。マルチストリームルータ54の各IPアドレスは、種々の無線チャンネル48(例えば、ダウンリンク無線チャンネル48a )でアクセスされる。上述の通り、マルチストリームゲートウェイ50は、マルチストリームゲートウェイ50からマルチストリームルータ54に向かって流れるデータパケット、ここではダウンリンクデータパケットと呼ばれる、に対して、トンネルされていくパケットのひとつひとつに、IPアドレスを指定する。例えば、このような特定IPアドレスの決定は、一般的に、各IPアドレスに関連づけられたダウンリンク無線チャンネル48aの現在の状態(ステータス)やチャンネルの状況(コンディション)に基づいてなされる。マルチストリームゲートウェイ50は、マルチストリームルータ54から定期的に送られる情報(例えば、図7にあるMUX情報メッセージ140)を経由して、チャンネルのステータスやコンディションに関する情報を獲得する。   As shown in FIG. 2, the multi-stream router 54 interfaces with the wireless network 46 using a plurality of wireless communication channels 48 (48a and 48b). Each IP address of the multi-stream router 54 is accessed on various radio channels 48 (eg, downlink radio channel 48a). As described above, the multi-stream gateway 50 has an IP address for each packet that is tunneled in response to a data packet that flows from the multi-stream gateway 50 toward the multi-stream router 54, here called a downlink data packet. Is specified. For example, such a specific IP address is generally determined based on the current state (status) of the downlink radio channel 48a associated with each IP address and the channel status (condition). The multi-stream gateway 50 acquires information on the channel status and condition via information (for example, the MUX information message 140 shown in FIG. 7) periodically transmitted from the multi-stream router 54.

マルチストリームルータ54は、ダウンリンクのデータパケットを受け取ったあと、マルチストリームゲートウェイ50によって追加されたトンネルヘッダを取り除くことにより、パケットの非トンネル化を行う。次いで、マルチストリームルータ54は、オリジナルのパケットに指定された宛先アドレス通りに、エンドユーザディバイス42へ直接データパケットを転送する。   After receiving the downlink data packet, the multi-stream router 54 removes the tunnel header added by the multi-stream gateway 50, thereby detuning the packet. The multistream router 54 then forwards the data packet directly to the end user device 42 according to the destination address specified in the original packet.

あるいは、通信システムは、マルチストリームルータ54がローカルエリアネットワーク(LAN:Local Area Network)58を介し、そのLANに接続している1つまたは複数のユーザディバイス42aにダウンリンクデータパケットを向けて流すように構成されることができる。図2は両方の構成を表す。LAN58は、イーサネット(登録商標)標準を使用する有線LANとすることができ、IEEE 802.11もしくはブルートゥース標準を使用している無線とすることもできる。もちろん、ルータ54は、LANなしで唯一のエンドユーザディバイスにインターフェースすることができる。   Alternatively, in the communication system, the multi-stream router 54 directs the downlink data packet to one or more user devices 42a connected to the LAN via a local area network (LAN) 58. Can be configured. FIG. 2 represents both configurations. The LAN 58 can be a wired LAN using the Ethernet (registered trademark) standard, and can also be a wireless using the IEEE 802.11 or Bluetooth standard. Of course, the router 54 can interface to a single end-user device without a LAN.

エンドユーザディバイス42からのデータの流れ、42aからリモートサーバ30への流れは、「アップリンク」あるいは「逆方向リンク」と呼ばれる。マルチストリームルータ54は直接エンドユーザディバイス42から、あるいはLAN58を通じて、エンドユーザディバイス42aから間接的にアップリンクデータパケットを受信する。次いで、マルチストリームルータ54は、WAN34を介してリモートサーバ30にデータを送るマルチストリームゲートウェイ50に向け、アップリンクチャンネル48bにアップリンクデータを配送する。   The flow of data from the end user device 42, the flow from 42a to the remote server 30, is called "uplink" or "reverse link". The multi-stream router 54 receives uplink data packets directly from the end user device 42 or indirectly through the LAN 58 from the end user device 42a. The multi-stream router 54 then delivers the uplink data to the uplink channel 48b towards the multi-stream gateway 50 that sends the data to the remote server 30 via the WAN 34.

マルチストリームゲートウェイ50がダウンリンクデータパケットにヘッダを追加
する際に取った方法に似たような方法で、マルチストリームルータ54はアップリンクデータパケットにヘッダを追加する。ヘッダには宛先アドレスとして、マルチストリームゲートウェイ50に関連づけられたIPアドレスが含まれる。また、マルチストリームルータは、各パケットを送る無線チャンネルを選択する。このような特定チャンネルの選択は、典型的には、例えばルータがアクセスできる無線チャンネルの各々のステータスやチャンネルのコンディションなどによって決定される。マルチストリームゲートウェイ50は、アップリンクデータパケットを受け取り、マルチストリームルータ54によって追加された追加ヘッダを取り除くことによりパケットの非トンネル化し、次いで、オリジナルのパケットヘッダの含まれている宛先アドレスが指定する宛先にそれらのパケットを転送する。
The multistream router 54 adds a header to the uplink data packet in a manner similar to that taken by the multistream gateway 50 when adding the header to the downlink data packet. The header includes an IP address associated with the multi-stream gateway 50 as a destination address. In addition, the multi-stream router selects a radio channel to send each packet. The selection of such a specific channel is typically determined by, for example, the status of each radio channel accessible by the router, the channel condition, and the like. The multistream gateway 50 receives the uplink data packet, untunnels the packet by removing the additional header added by the multistream router 54, and then the destination specified by the destination address contained in the original packet header. Forward those packets.

ここでは「配送する」という用語は、ひとつのネットワークアドレスから発信されたデータ、または、そのアドレスに向けて送られたデータを、行き先に向けての経路の少なくとも一部として、複数のリンクへ経路設定するプロセスを表す。しかしながら、「多重化」という用語もまた、このプロセスを表すと考えられていることに留意されたい。   Here, the term “deliver” means that data sent from one network address or data sent to that address is routed to multiple links as at least part of the route to the destination. Represents the process to set. However, it should be noted that the term “multiplexing” is also considered to represent this process.

図2が示すように、エンドユーザサブシステム59は、マルチストリームルータ54と直接接続している1つのエンドユーザディバイス42、および/またはLAN58を通じてマルチストリームルータ54と接続しているエンドユーザディバイス42aを含場合がある。エンドユーザサブシステム59は、マルチストリームゲートウェイ50との無線インターフェースの効果により、可動性のもの(mobile)とすることができる。それゆえ、エンドユーザサブシステム59は、移動中の自動車、列車、バス、飛行機、あるいはその他の乗り物のなかに物理的に位置しているユーザにWAN34へのアクセスを提供することができる。   As shown in FIG. 2, the end user subsystem 59 includes one end user device 42 directly connected to the multi-stream router 54 and / or an end user device 42 a connected to the multi-stream router 54 through the LAN 58. May be included. The end user subsystem 59 can be mobile due to the effect of the wireless interface with the multi-stream gateway 50. Thus, the end user subsystem 59 can provide access to the WAN 34 to users physically located in a moving car, train, bus, plane, or other vehicle.

勿論、エンドユーザサブシステム59は、モバイルである必要は無いが、ユーザによりよいWANへのアクセスを提供する。例えば、WANアクセスを獲得するために、電話ネットワークなどの、普通の地上ベースのネットワークへアクセスすることが可能である場所であっても、複数の無線通信チャンネル48を使用して、WAN34により大きなスループットを得るために、図2のコミュニケーションシステムが実装されることができる。   Of course, the end user subsystem 59 need not be mobile, but provides the user with better access to the WAN. For example, multiple wireless communication channels 48 can be used to provide greater throughput to WAN 34, even where it is possible to access a regular ground-based network, such as a telephone network, to gain WAN access. In order to obtain, the communication system of FIG. 2 can be implemented.

すでに述べたように、データの配送がネットワークレイヤ、例えば、IPプロトコルレイヤなどで起こる上述の構成では、通信システムは様々な無線技術に対して互換性がある。このシステムは、IPレイヤでデータを配送することにより、あらゆるデジタル無線技術を使用することができる。それらは、UMTS(WCDMA)、CDMA2000、GPRS/EDGE、GSM/HSCSD、TDMA、狭幅帯CDMA技術などのデジタル無線技術や、その他の現在あるいは未来の無線プロトコルとすることができる。マルチストリームゲートウェイ50は、無線ネットワーク46のインフラの外に位置することができ、マルチストリームゲートウェイ50の実装にあたり、従来の無線ネットワークサービスのプロバイダの機器を変更する必要がない。   As already mentioned, in the above configuration where data delivery occurs at the network layer, eg, the IP protocol layer, the communication system is compatible with various wireless technologies. The system can use any digital radio technology by delivering data at the IP layer. They can be digital radio technologies such as UMTS (WCDMA), CDMA2000, GPRS / EDGE, GSM / HSCSD, TDMA, narrowband CDMA technology, and other current or future radio protocols. The multi-stream gateway 50 can be located outside the infrastructure of the wireless network 46, and the implementation of the multi-stream gateway 50 does not require changing the equipment of a conventional wireless network service provider.

更に、ゲートウェイが無線ネットワークのインフラのなかに、あるいはWANと無線ネットワークとの間に位置する場合、無線ネットワークとWANは同じネットワークレイヤプロトコルを使用する必要が無い。   Furthermore, if the gateway is located in the wireless network infrastructure or between the WAN and the wireless network, the wireless network and the WAN need not use the same network layer protocol.

図3は、本発明の第二の好ましい実施の形態を示す。ここでは、ひとつのマルチストリームゲートウェイ50は複数のマルチストリームルータ54aにサービスを提供することができる。つまり無線サービスプロバイダ、またはマルチストリームゲートウェイ50を装備した独立系インターネットサービスプロバイダは、一般キャリアや個人エンドユーザなど、マルチストリームルータを持った複数の加入者にサービスを提供することができる。   FIG. 3 shows a second preferred embodiment of the present invention. Here, one multi-stream gateway 50 can provide services to a plurality of multi-stream routers 54a. That is, a wireless service provider or an independent Internet service provider equipped with a multi-stream gateway 50 can provide services to a plurality of subscribers having multi-stream routers such as general carriers and individual end users.

マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50は、エンドユーザサブシステム59が無線ネットワーク46の代わりに、有線の地上ベースのネットワーク(例えば、公衆電話ネットワークなど)を使用してWAN34にアクセスできるように、適切に変更されることができる。マルチストリームゲートウェイ50とエンドユーザサブシステム59は、地上ベースの公衆電話ネットワークを通してパケットをトンネルします。そのような構成は、DSLやケーブルベースのネットワークなどの、高いスループットが得られるWANへのアクセスがない場合、望ましいだろう。   Multistream router 54 and multistream gateway 50 are suitable to allow end-user subsystem 59 to access WAN 34 using a wired ground-based network (eg, a public telephone network) instead of wireless network 46. Can be changed. Multistream gateway 50 and end-user subsystem 59 tunnel packets through a ground-based public telephone network. Such a configuration may be desirable when there is no access to a WAN that provides high throughput, such as a DSL or cable-based network.

図4は、本発明の第三の好ましい実施の形態を示す。図2または3に示した具体例と異なり、無線ネットワーク46とWAN34の間を流れるデータパケットはマルチストリームゲートウェイ50を通過して流れない。その代わりに、IP−in−IPトンネリングはWAN34を通じて伸びる。他の実施の形態のように、マルチストリームゲートウェイ50とリモートサーバ30の間を流れているデータパケットは、WAN34を通して伸びる。リファレンス符号60は、この目的のためのマルチストリームゲートウェイ50とWAN34の間の通信リンクを示す。通信リンク60は、ひとつの物理チャンネルに制限されることなく、マルチストリームゲートウェイ50とWAN34の間に1つまたは複数の通信チャンネルを提供することができるようにハドウェアやソフトウェアの実装を行うことができる。   FIG. 4 shows a third preferred embodiment of the present invention. Unlike the specific example shown in FIG. 2 or 3, data packets flowing between the wireless network 46 and the WAN 34 do not flow through the multi-stream gateway 50. Instead, IP-in-IP tunneling extends through WAN 34. As in other embodiments, data packets flowing between the multi-stream gateway 50 and the remote server 30 extend through the WAN 34. Reference numeral 60 indicates a communication link between the multi-stream gateway 50 and the WAN 34 for this purpose. The communication link 60 is not limited to one physical channel, but can be implemented with hardware or software so that one or more communication channels can be provided between the multi-stream gateway 50 and the WAN 34. .

マルチストリームゲートウェイ50の位置は、図2から4に示された場所以外では、図5に示されるように、無線ネットワーク46の中に位置することができる。典型的に、無線ネットワークは、WANに直接接続する独自のインターフェースを有する。例えば、UMTSに対応しているネットワークは、GGSN(Gateway GPRS support node)を有する。CDMA−2000に対応するネットワークはPDSN(packet data service node)を有する。図5に示す実施の形態では、マルチストリームゲートウェイ50の機能は、GGSNまたはPDSNと同じハードウエアプラットフォームに実装されてもよい。   The location of the multi-stream gateway 50 can be located in the wireless network 46, as shown in FIG. 5, except at the locations shown in FIGS. Typically, a wireless network has its own interface that connects directly to the WAN. For example, a network that supports UMTS has a GGSN (Gateway GPRS support node). A network corresponding to CDMA-2000 has a PDSN (packet data service node). In the embodiment shown in FIG. 5, the functionality of the multi-stream gateway 50 may be implemented on the same hardware platform as the GGSN or PDSN.

図2と図4に示した好ましい実施の形態は、マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50の間の通信を可能にするために、ひとつの中間ネットワーク46を使用することを示す。図16に示すように、マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイもまた、複数の中間ネットワーク46aから46zにまたがってパケットをトンネルすることができる。特定の中間ネットワーク46の混雑を和らげ、単一の中間ネットワークを使用した場合よりも更に高いスループットを得るために、本発明で使用されているトンネル方法を使用して、複数の中間ネットワーク46aから46zに同時に単一ユーザのデータが配送されることもできる。使用される中間ネットワーク46aから46zは、同じ物理レイヤ技術やネットワークレイヤプロトコルを使用する必要が無い。   The preferred embodiment illustrated in FIGS. 2 and 4 illustrates the use of a single intermediate network 46 to enable communication between the multistream router 54 and the multistream gateway 50. As shown in FIG. 16, multistream router 54 and multistream gateway can also tunnel packets across multiple intermediate networks 46a to 46z. To alleviate the congestion of a particular intermediate network 46 and obtain a higher throughput than when using a single intermediate network, a plurality of intermediate networks 46a to 46z are used using the tunnel method used in the present invention. At the same time, data of a single user can be delivered. The used intermediate networks 46a to 46z do not need to use the same physical layer technology or network layer protocol.

図6は、マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50の例示的な構成と、どのようにデータがそこを流れるかを示す。簡単にするために、図6ではふたつのアップリンクとダウンリンクのみの無線チャンネルが示されている。しかしながら、追加チャンネルを使用することはできる。更に説明すると、マルチストリームルータ54は、IPルータ65、MUXサブレイヤ66、およびIPプロトコルサブレイヤ67を含む。マルチストリームゲートウェイ50は、ゲートウェイアプリケーション68とIPプロトコルレイヤ69を含む。マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50の双方において、プロトコルレイヤは、プロトコルスタックのIPの下のプロトコルレイヤ(図示せず)は、使用される基礎をなしている無線技術およびWAN技術によって異なる。   FIG. 6 shows an exemplary configuration of the multi-stream router 54 and multi-stream gateway 50 and how data flows through it. For simplicity, FIG. 6 shows two uplink and downlink only radio channels. However, additional channels can be used. More specifically, the multistream router 54 includes an IP router 65, a MUX sublayer 66, and an IP protocol sublayer 67. Multistream gateway 50 includes a gateway application 68 and an IP protocol layer 69. In both the multi-stream router 54 and the multi-stream gateway 50, the protocol layer differs depending on the underlying radio and WAN technologies used, the protocol layer (not shown) below the IP in the protocol stack.

マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50は、IP−in−IPトンネリングを使用して、通信システムのなかの複数のワイヤレスチャンネル48上にトンネル化されたデータパケット52を配送する。トンネルされたパケット52は、マルチストリームルータ54内のIP−MUXサブレイヤ66と67、およびマルチストリームゲートウェイ50内のゲートウェイアプリケーション68によって受信される。ワイヤレスネットワーク46は、マルチストリームルータ54がアップリンクパケットをトンネルする時にソースアドレスとしてトンネルヘッダのなかに使用するIPアドレスを管理し、認識する。ワイヤレスネットワーク46は、マルチストリームルータ54がマルチストリームゲートウェイ50に対して報告し、ダウンリンクパケットをトンネルするときにトンネルヘッダ内の宛先アドレスとして使用されるIPアドレスを管理し、認識する。ゲートウェイアプリケーション68は、マルチストリームルータ54に知らされたIPアドレスを使用する。マルチストリームルータ54は、マルチストリームゲートウェイ50のIPアドレスを決定するために数々の異なる方法を使用することができる。例えば、マルチストリームゲートウェイ50のIPアドレスは、マルチストリームルータに静的なものとして環境設定されることができる。それから、マルチストリームルータ54は、MUX情報メッセージを送信することによって、マルチストリームゲートウェイ50にそれ自体のIPアドレスを示すことができる。より精巧な方法が使用されてもよい。本発明は、マルチストリームゲートウェイ50のIPアドレス決定について特定の方法に限定されない。   Multi-stream router 54 and multi-stream gateway 50 use IP-in-IP tunneling to deliver tunneled data packets 52 over multiple wireless channels 48 in the communication system. Tunneled packet 52 is received by IP-MUX sublayers 66 and 67 in multistream router 54 and gateway application 68 in multistream gateway 50. The wireless network 46 manages and recognizes an IP address used in the tunnel header as a source address when the multi-stream router 54 tunnels an uplink packet. The wireless network 46 manages and recognizes the IP address that the multistream router 54 reports to the multistream gateway 50 and is used as the destination address in the tunnel header when tunneling downlink packets. The gateway application 68 uses the IP address known to the multi-stream router 54. The multistream router 54 can use a number of different methods to determine the IP address of the multistream gateway 50. For example, the IP address of the multi-stream gateway 50 can be configured as static in the multi-stream router. The multistream router 54 can then indicate its own IP address to the multistream gateway 50 by sending a MUX information message. More sophisticated methods may be used. The present invention is not limited to a specific method for determining the IP address of the multi-stream gateway 50.

IPルータ65から送信され、MUXサブレイヤ66で受信されたアップリンクパケットは、マルチストリームルータ54においてゲートウェイアプリケーション68にトンネルされる。ダウンリンク方向では、リモートサーバからモバイルディバイスまたはアプリケーションのIPアドレスに向けられたIPパケット70が、WAN34とマルチストリームゲートウェイ50の間にある通信リンク60を通り、流れる。   Uplink packets transmitted from the IP router 65 and received by the MUX sublayer 66 are tunneled to the gateway application 68 in the multi-stream router 54. In the downlink direction, IP packets 70 destined for the mobile device or application IP address from the remote server flow through the communication link 60 between the WAN 34 and the multi-stream gateway 50.

マルチストリームゲートウェイ50において、ゲートウェイアプリケーション68は、ダウンリンクIPパケットを受信し、宛先IPアドレスに到達するために通過するマルチストリームルータ54あるいは54a(図3参照)を決定する。次いで、ゲートウェイアプリケーション68は、パケットを送信するマルチストリームルータ54に対応づけられた利用可能なアドレスを選択する。次に、オリジナルのダウンリンクパケットは、他のIPアドレスヘッダ(トンネルヘッダ)を付加することによってカプセルカプセル化される。このトンネルヘッダは宛先アドレスとして選択されたIPアドレスを指示する。   In the multi-stream gateway 50, the gateway application 68 receives the downlink IP packet and determines the multi-stream router 54 or 54a (see FIG. 3) through which it passes to reach the destination IP address. The gateway application 68 then selects an available address associated with the multi-stream router 54 that sends the packet. The original downlink packet is then encapsulated by adding another IP address header (tunnel header). This tunnel header indicates the IP address selected as the destination address.

無線リンクのコンディションは、典型的に、通信セッションの間に変化する。このような影響は、エンドユーザサブシステム59(図2)が動いているときに現れると予測される。マルチストリームルータ54は、無線リンクのコンディションをモニターし、リンクのステータスをマルチストリームゲートウェイ50に報告する。この情報は、ダウンリンクパケットのトンネルヘッダ内の宛先アドレスとして、どのマルチストリームルータのIPアドレスを使用するのかをゲートウェイが選択するときに使用される。   Radio link conditions typically change during a communication session. Such an effect is expected to appear when the end-user subsystem 59 (FIG. 2) is moving. The multistream router 54 monitors the condition of the radio link and reports the link status to the multistream gateway 50. This information is used when the gateway selects which multi-stream router IP address to use as the destination address in the tunnel header of the downlink packet.

無線ネットワーク46から見れば、エンドユーザサブシステム59は、多くの一般的なモバイルエンドユーザディバイスのように見える。例えば、複数の通信チャンネルを使用しているワイヤレスモデムなどである。一般的なモバイルエンドユーザディバイスがワイヤレス通信チャンネル48を使用して通信を確立するためには、マルチストリームルータ54は、無線ネットワーク46にリソースを要求しなければならない。   From the perspective of the wireless network 46, the end user subsystem 59 looks like many common mobile end user devices. For example, a wireless modem using a plurality of communication channels. In order for a typical mobile end-user device to establish communication using the wireless communication channel 48, the multi-stream router 54 must request resources from the wireless network 46.

マルチストリームルータ54は、無線ネットワーク46の各チャンネル、セル、あるいはセクターの輻輳を発見するためにリソースの割り当てをモニターする。マルチストリームルータ54は、チャンネルのエラーレートなどといった他の通信状況も監視する。マルチストリームルータ54は、チャンネルのステータス(例えば、輻輳のレベルなど)に基づき、チャンネルにおけるアップリンクデータの最適な割り当てを決定する。   The multi-stream router 54 monitors the allocation of resources to find congestion in each channel, cell or sector of the wireless network 46. The multi-stream router 54 also monitors other communication conditions such as channel error rates. The multistream router 54 determines the optimal allocation of uplink data in the channel based on the channel status (eg, congestion level, etc.).

マルチストリームルータ50が無線ネットワークのインフラの外にあるような実施の形態の場合、マルチストリームルータ50は、マルチストリームルータ54がチャンネルリースの配分を監視するような方法で、チャンネルリソースの配分を監視することができない。それゆえに、マルチストリームルータ54は、マルチストリームゲートウェイ50に定期的にフィードバック情報(例えばMUX情報メッセージ140など)を送信する。この情報には、現在配分されているダウンリンクあるいはフォワードチャンネルのリソース、配分されたダウンリンクチャンネル48aの各々に対するエラーレート測定やQoS特性、およびIPアドレスなどが含まれる。また、配分された下りチャンネルに現在関係していないマルチストリームルータ54のなかで利用できるIPアドレスのリストなども含まれる。マルチストリームゲートウェイ50は、マルチストリームルータ54に関連づけられた複数のIPアドレスにダウンリンクパケットをトンネルする時、データ配送を最適化するためにこのフィードバック情報を使用する。   For embodiments where the multi-stream router 50 is outside the infrastructure of the wireless network, the multi-stream router 50 monitors the channel resource allocation in such a way that the multi-stream router 54 monitors the channel lease allocation. Can not do it. Therefore, the multi-stream router 54 periodically transmits feedback information (for example, the MUX information message 140) to the multi-stream gateway 50. This information includes currently allocated downlink or forward channel resources, error rate measurements and QoS characteristics for each allocated downlink channel 48a, and IP address. Also included is a list of IP addresses that can be used in the multi-stream router 54 not currently related to the allocated downlink channel. The multistream gateway 50 uses this feedback information to optimize data delivery when tunneling downlink packets to multiple IP addresses associated with the multistream router 54.

そのようなフィードバックのループについて、ある好ましい実施の形態が図7に示されている。このシナリオでは、通信はすでに確立されており、マルチストリームゲートウェイ50は、IP−in−IPトンネリングを使用してマルチストリームルータ54へデータを配送する。トンネルされたダウンリンクパケット52aを運んでいる、無線通信チャンネル48aを表している矢印は、ダウンリンクのデータの流れの方向を示す。マルチストリームルータ54は、アップリンクチャンネル48bによってフィードバック情報(例えばMUX情報メッセージ140など)をマルチストリームゲートウェイ50に送信する。無線通信チャンネル48bを表している矢印は、アップリンクデータの流れを示す。マルチストリームゲートウェイ50は、フィードバック情報に基づき、トンネルされたダウンリンクパケット52aがダウンリンクチャンネル48aに最適化されて配送されるようにする。   One preferred embodiment for such a feedback loop is shown in FIG. In this scenario, communication is already established and the multi-stream gateway 50 delivers data to the multi-stream router 54 using IP-in-IP tunneling. The arrow representing the wireless communication channel 48a carrying the tunneled downlink packet 52a indicates the direction of the downlink data flow. The multi-stream router 54 transmits feedback information (for example, the MUX information message 140) to the multi-stream gateway 50 through the uplink channel 48b. Arrows representing the wireless communication channel 48b indicate the flow of uplink data. The multi-stream gateway 50 ensures that the tunneled downlink packet 52a is optimized and delivered to the downlink channel 48a based on the feedback information.

上述の実施の形態では、マルチストリームゲートウェイ50とマルチストリームルータ54は、各エンドユーザやアプリケーションに求められているサービスの品質(QoS)を確保し、保証したスループットレベルと義務付けられた最大伝送遅延(トランスミットディレイ)を提供するために、輻輳やエラーレートなどの通信の様相に基づき、データを通信チャンネル48に配送することができる。また、マルチストリームゲートウェイ50とマルチストリームルータ54は、通信のオーバーヘッドを最小化し、要求されているQoSがもはや必要でなくなった時、すばやくリソースを解放するよって、無線帯域幅を効率的に使用するようにデータを配送することができる。   In the above-described embodiment, the multi-stream gateway 50 and the multi-stream router 54 ensure the quality of service (QoS) required for each end user and application, guarantee the throughput level and the required maximum transmission delay ( In order to provide a transmission delay, data can be delivered to the communication channel 48 based on communication aspects such as congestion and error rate. The multi-stream gateway 50 and multi-stream router 54 also minimizes communication overhead and allows efficient use of radio bandwidth by quickly releasing resources when the required QoS is no longer needed. Data can be delivered to

音声−データネットワークチャンネルでのデータの配送について、レート管理、スケジューリング、リソース管理、およびタスク指名機能(dispatch function)の見地から、次に述べる。図8は、マルチストリームルータ54でのデータ配送を示す。図9は、マルチストリームゲートウェイ50でのデータ配送を示す。この実施の形態では、すべてのユーザのトラフィックに望ましいQoSを提供し、無線周波数を最適に使用するために様々な機能が協働する。   The distribution of data over the voice-data network channel is described next from the perspective of rate management, scheduling, resource management, and dispatch function. FIG. 8 shows data delivery in the multi-stream router 54. FIG. 9 shows data delivery at the multi-stream gateway 50. In this embodiment, various functions work together to provide the desired QoS for all users' traffic and to optimally use the radio frequency.

マルチストリームルータ54は、ひとつのエンドユーザディバイスから、あるいはルータ65を経由して、入データパケット74bを受信する。図8に示すように、入データパケット74bはレート管理機能80bの対象となり、マルチストリームルータ54が輻輳した時、データを抑えます。輻輳は、サービスの入トラフィックに十分な無線リソースが割り当てられない時に発生する。レート管理機能80bは、パケットの待ち行列(キュー)があるしきい値を超えると、リソース管理機能88bから通知84bを受信する。マルチストリームルータ54内に過度のパケットの待ち行列ができることを防ぐため、レート管理機能80bは、通知84bに基づいて、データの流れを適切に抑制することができる。図8の矢印92bが表示すように、抑制されたデータパケットは、それからスケジュール機能96bに進む。スケジュール機能96bは、リソース管理機能88bから受け取ったリソースプロファイル100bやパケットのサービスの品質(QoS)に基づき、アップリンク無線チャンネル48bでデータパケットが最適に流れるように配送を決定します。スケジュール機能96bの例示的な動きは、過度に大きなエラーレートを経験し、あるチャンネルに送られるのを待っているパケットを他のチャンネルに再スケジュールすることである。各データパケット104bは、データが伝送されるようにスケジュールされているアップリンクチャンネルに対応するメッセージ待ち行列108bに入れられる。リソース管理機能88bは、待ち行列108bからの待ち行列情報112bに基づき、待ち行列108bのパケットのレベルを監視する。管理機能88bは、望ましいQoSを提供するために必要な無線リソースのタイプや量を決定するために、待ち行列情報112bを使用する。また、リソース管理機能88bは、リソースを配置している時に無線リンクで経験している現時点のエラーレートも考慮する。リソース管理機能88bは、QoSの必要条件を満たすため、現在のエラーレートに基づき、伝送が保留になっているすべてのデータを確かにうまく伝送するために十分なリソースを割り当てるように無線ネットワークに要求する。リソース管理機能88bは、無線ネットワークからリソース配分を受け、または要請するために、レイヤ2/MAC128が提供するサービスを使用する。リソース管理機能88bは、メッセージ待ち行列108bが特定のしきい値を超えた時、レート管理機能80bにしきい値通知84bを送信し、これによりリソースの枯渇を避け、すでに進行中であるパケットのQoSを維持する。待ち行列108bからのパケット116bは、伝送を待っている待ち行列パケット116bを待ち行列から除去するディスパッチ機能120bへ流れる。図8に示すように、マルチストリームルータ54では、伝送可能な時、機能120bがキューから分離されたパケット124bをレイヤ2/MAC128に転送する。こうすることによって、パケットのQoS必要条件に基づき、1つまたは複数のエンドユーザからのデータパケットがストリームに集められる。そして、チャンネルのキャパシティとステータス、そしてチャンネルによってサポートされたQoSに基づき、1つまたは複数のチャンネルからできたプール上に配送される。   The multi-stream router 54 receives the incoming data packet 74b from one end user device or via the router 65. As shown in Figure 8, the incoming data packet 74b is subject to the rate management function 80b, and suppresses data when the multistream router 54 is congested. Congestion occurs when not enough radio resources are allocated for incoming traffic for a service. The rate management function 80b receives a notification 84b from the resource management function 88b when the packet queue (queue) exceeds a certain threshold. In order to prevent excessive packet queuing in the multi-stream router 54, the rate management function 80b can appropriately suppress the data flow based on the notification 84b. The suppressed data packet then proceeds to schedule function 96b, as shown by arrow 92b in FIG. The scheduling function 96b determines delivery based on the resource profile 100b received from the resource management function 88b and the quality of service (QoS) of the packet so that the data packet flows optimally on the uplink radio channel 48b. An exemplary move of the scheduling function 96b is to reschedule packets that experience an excessively large error rate and are waiting to be sent on one channel to another channel. Each data packet 104b is placed in a message queue 108b corresponding to the uplink channel on which data is scheduled to be transmitted. The resource management function 88b monitors the packet level of the queue 108b based on the queue information 112b from the queue 108b. The management function 88b uses the queue information 112b to determine the type and amount of radio resources needed to provide the desired QoS. The resource management function 88b also considers the current error rate experienced on the radio link when allocating resources. Resource management function 88b requests the wireless network to allocate sufficient resources to ensure that all data pending transmission is transmitted successfully, based on the current error rate, in order to meet QoS requirements. To do. The resource management function 88b uses a service provided by the layer 2 / MAC 128 to receive or request resource allocation from the wireless network. The resource management function 88b sends a threshold notification 84b to the rate management function 80b when the message queue 108b exceeds a certain threshold, thereby avoiding resource exhaustion and the QoS of packets already in progress. To maintain. Packets 116b from queue 108b flow to a dispatch function 120b that removes queue packets 116b waiting for transmission from the queue. As shown in FIG. 8, in the multi-stream router 54, when transmission is possible, the function 120b transfers the packet 124b separated from the queue to the layer 2 / MAC 128. By doing this, data packets from one or more end users are collected in a stream based on the QoS requirements of the packets. It is then delivered on a pool of one or more channels based on channel capacity and status, and the QoS supported by the channel.

マルチストリームゲートウェイ50は、入力データパケット70aをWAN34経由でリモートサーバから受信する。図9に示されるように、入力パケット70aは、マルチストリームゲートウェイ50が輻輳した場合にデータを抑えるレート管理機能80aに属する。IPレイヤ130が入力データパケット70aの流れに遅れをとらないように、従って過剰な待ち行列をつくらないように、十分速いレートで伝送するデータパケットを受け取れることができないときに輻輳が起こる。レート管理機能80aは、パケットの待ち行列が一定のしきい値を超えた時、リソース管理機能88a(下述)から通知84aを受信する。レートコントロール機能80aは、マルチストリームルータ54とマルチストリームゲートウェイ50での待ち行列が過剰になることを避けるために、通知84aに基づいて、データの流れを適切に抑えることができる。次いで、抑制されたデータパケットは、図9の矢印92aで示しているように、スケジュール機能96aにプロセスされる。スケジュール機能96aは、リソース管理機能88aから受け取られたリソースプロファイル100aとパケットのQoS要件に一部基づき、ダウンリンク無線チャンネルでどのようにして最適にデータパケットを配送するかを決定する。例示的なスケジュール機能96aの動きは、過度に高いエラーレートを経験し、チャンネルへ配送されることを待機しているパケットを別のチャンネルに再スケジュールすることである。リソースプロファイル100aは、マルチストリーミングルータ54から送られたMUX情報140から引き出される。リソースプロファイル88aは各々のダウンリンクチャンネル48aについての情報(例えば、最大スループットや直近に測定されたフレームエラーレートなど)を含む。各ダウンリンクチャンネル48aには、そのチャンネルから到達できる1つまたは複数のIPアドレスが対応づけられている。パケットが送信されるダウンリンクチャンネル48aをスケジュール機能96aが決定するとき、チャンネルに対応つけられる対応IPアドレスが選ばれ、パケットのトンネルヘッダのなかの宛先アドレスとして使用される。このプロセスは、無線ネットワーク46が、マルチストリームルータ54に向けて、トンネルしたパケットを適切なダウンリンクチャンネル48aに経路設定させるという結果をもたらす。各データパケット104aは、マルチストリームゲートウェイ50で、トンネルされていく宛先IPアドレスに対応しているメッセージキュー108aに入れられる。リソース管理機能88aは、待ち行列108aからの待ち行列情報112aに基づき、待ち行列108aのパケットレベルを監視する。リソース管理機能88aは適切なQoSを提供するためにどのようなタイプ(種類)のワイヤレスリソースがどのぐらいの量必要かを決定するために待ち行列情報112aを使用する。また、リソース管理機能88aは、リソースを配分するときにダウンリンクチャンネル48aで経験している現在のエラーレートも考慮する。リソース管理機能88aは、現在のダウンリンクのコンディション、ダウンリンクのトラフィック量、そしてQoS要件に基づき、ダウンリンクパケットをトンネルするために、スケジュール機能96aがどのIPアドレスを利用できるようにするかを決定する。リソース管理機能88aは、メッセージキュー108aが特定のしきい値を超えた時、レート管理機能80aにしきい値通知84aを送り、リソースが枯渇することを避け、すでにプロセスされているパケットに関してQoSを維持する。待ち行列108aからのパケット116aは、伝送されるのを待っている待ち行列パケット116aを行列から取り除くディスパッチ機能120aに流れる。図9に示すように、マルチストリームゲートウェイ50で、ディスパッチ機能120aは、適切なトンネルヘッダを付加し、待ち行列から取り除かれたパケット124aをIPレイヤ69に送る。このようにして、1つまたは複数のリモートサーバからのデータパケットは、パケットのQoS要件に基づき、ストリームに集められる。そして、チャンネルのキャパシティとステータス、およびチャンネルにサポートされたQoSを考慮しながら、トンネルリングで、効果的に1つまたは複数のチャンネルのプールにパケットを配送する。   The multi-stream gateway 50 receives the input data packet 70a from the remote server via the WAN 34. As shown in FIG. 9, the input packet 70a belongs to the rate management function 80a that suppresses data when the multi-stream gateway 50 is congested. Congestion occurs when the IP layer 130 cannot receive a data packet that is transmitted at a fast enough rate so that it does not lag the flow of incoming data packets 70a, and therefore does not create excessive queuing. The rate management function 80a receives a notification 84a from the resource management function 88a (described below) when the packet queue exceeds a certain threshold. The rate control function 80a can appropriately suppress the flow of data based on the notification 84a in order to avoid excessive queues at the multi-stream router 54 and the multi-stream gateway 50. The suppressed data packet is then processed into a scheduling function 96a as shown by arrow 92a in FIG. The scheduling function 96a determines how to optimally deliver data packets on the downlink radio channel based in part on the resource profile 100a received from the resource management function 88a and the QoS requirements of the packet. An exemplary schedule function 96a movement is to reschedule packets that experience an excessively high error rate and are waiting to be delivered to a channel to another channel. The resource profile 100a is derived from the MUX information 140 sent from the multi-streaming router 54. The resource profile 88a includes information about each downlink channel 48a (eg, maximum throughput, most recently measured frame error rate, etc.). Each downlink channel 48a is associated with one or more IP addresses that can be reached from that channel. When the scheduling function 96a determines the downlink channel 48a through which the packet is transmitted, the corresponding IP address associated with the channel is selected and used as the destination address in the packet's tunnel header. This process results in the wireless network 46 routing the tunneled packet to the appropriate downlink channel 48a towards the multi-stream router 54. Each data packet 104a is placed in the message queue 108a corresponding to the destination IP address to be tunneled by the multi-stream gateway 50. The resource management function 88a monitors the packet level of the queue 108a based on the queue information 112a from the queue 108a. The resource management function 88a uses the queue information 112a to determine what type of wireless resource is needed and how much to provide the appropriate QoS. The resource management function 88a also considers the current error rate experienced on the downlink channel 48a when allocating resources. The resource management function 88a determines which IP address the scheduling function 96a can use to tunnel downlink packets based on the current downlink conditions, downlink traffic volume, and QoS requirements. To do. The resource management function 88a sends a threshold notification 84a to the rate management function 80a when the message queue 108a exceeds a certain threshold, avoiding resource exhaustion and maintaining QoS for already processed packets To do. Packets 116a from queue 108a flow to a dispatch function 120a that removes queue packets 116a waiting to be transmitted from the queue. As shown in FIG. 9, in the multi-stream gateway 50, the dispatch function 120a sends the packet 124a with the appropriate tunnel header added and removed from the queue to the IP layer 69. In this way, data packets from one or more remote servers are collected into a stream based on the QoS requirements of the packets. The tunnel ring effectively delivers the packet to the pool of one or more channels, taking into account the channel capacity and status, and the QoS supported by the channel.

上述した本発明の実施の形態は、複数のチャンネルへのIP−in−IPトンネルを使用するものであったが、単一のチャンネルが使用される場合もある。このような場合は、例えば、短い電子メイルのメッセージの受発信など、よりゆっくりとした通信スピードがたやすく容認され、データの流れに対する要件が単一のチャンネルによって満たされるような場合である。中間ネットワーク46がWCDMA無線ネットワークの場合、単一のハイスピード無線チャンネルに複数の独立したデータのストリームを集めることは、高速スピードチャンネルが、低いスピードのチャンネルよりも低いE/N要件を持つため、より大きな総システム容量をもたらすことになる。 Although the embodiment of the present invention described above uses an IP-in-IP tunnel to a plurality of channels, a single channel may be used. In such a case, for example, a slower communication speed such as sending and receiving a short electronic mail message is easily accepted, and the requirement for data flow is satisfied by a single channel. If the intermediate network 46 is a WCDMA radio network, to collect a plurality of independent streams of data to a single high-speed radio channel is fast speed channel has a low E b / N o requirements than channel low speed This results in a larger total system capacity.

図10は、単一チャンネルがデータフローレートの要件を満たしている場合の好ましい実施の形態を示す。1つまたは複数のエンドユーザディバイスからのデータパケットは単一チャンネルに集約(多重化)される。   FIG. 10 shows a preferred embodiment where a single channel meets the data flow rate requirements. Data packets from one or more end user devices are aggregated (multiplexed) into a single channel.

アップリンクへの方向では、マルチストリームルータ54は1つ又は複数のソースからデータパケットを受信する。各アップリンクデータパケットは、各々の送信元と宛先を表すアドレスを含むIPヘッダを有し。マルチストリームルータ54は、マルチストリームゲートウェイ50に対する宛先アドレスを含む追加IPヘッダ(以下トンネルヘッダと呼ぶ)でデータパケットをカプセル化し、マルチストリームゲートウェイ50に向けて、データパケットを同じ無線チャンネル48上で送信する。マルチストリームルータ54によって付けられた各トンネルヘッダは、唯一のアップリンクチャンネルがすべてのアップリンクデータパケットを運ぶため、同じ送信元IPアドレス、つまり使用している無線チャンネルに対応するアドレスを有する。マルチストリームゲートウェイ50は、トンネルされたアップリンクパケット52bを受信し、マルチストリームルータ54によって追加されたトンネルヘッダを取り去り、それからオリジナルのIPヘッダにあるパラメータに従ってWAN経由でパケットを経路設定する。複数の独立しているパケットのストリームは、様々なソースや宛先IPアドレスを持っているが、このようにして、すべてのアップリンクパケットを無線ネットワーク46でトンネル通過させることにより、同じアップリンクの無線チャンネルをシェアすることができる。   In the uplink direction, the multi-stream router 54 receives data packets from one or more sources. Each uplink data packet has an IP header that includes an address representing each source and destination. The multi-stream router 54 encapsulates the data packet with an additional IP header (hereinafter referred to as a tunnel header) including a destination address for the multi-stream gateway 50, and transmits the data packet to the multi-stream gateway 50 on the same radio channel 48. To do. Each tunnel header attached by the multi-stream router 54 has the same source IP address, that is, the address corresponding to the radio channel in use, since the only uplink channel carries all uplink data packets. The multi-stream gateway 50 receives the tunneled uplink packet 52b, removes the tunnel header added by the multi-stream router 54, and then routes the packet through the WAN according to the parameters in the original IP header. Multiple independent packet streams have different source and destination IP addresses, but in this way, by tunneling all uplink packets through the wireless network 46, the same uplink radio You can share your channel.

ダウンリンクの方向においては、マルチストリームゲートウェイ50が、WAN34を経由して、1つまたは複数のソースからデータパケットを受信する。各ダウンリンクデータパケットは各送信元と宛先に対応したアドレスを含むIPヘッダを有する。マルチストリームゲートウェイ50はマルチストリームルータ54に対応する宛先アドレスを含んだ追加IPヘッダ(トンネルヘッダ)でデータパケットをカプセル化し、WAN34と無線ネットワーク46経由でデータパケットをマルチストリームルータ54に送信する。唯一のダウンリンクチャンネルがすべてのデータパケットを運ぶため、マルチストリームゲートウェイによって追加された各トンネルヘッダは同じIPアドレス、すなわち使用されるダウンリンク無線チャンネルに対応しているアドレスを含む。マルチストリームルータ54のなかのMUXサブレイヤ66は、パケットを受信し、マルチストリームゲートウェイ50によって追加されたトンネルヘッダを取り去り、それからオリジナルのIPヘッダ内のパラメータに従い、宛先にパケットを経路指定する。複数の独立しているパケットのストリームは、様々な送信元や宛先IPアドレスを有するが、すべてのダウンリンクパケットを無線ネットワーク46を通してこのようにトンネルすることにより、同じダウンリンクの無線チャンネルをシェアすることができる。   In the downlink direction, multi-stream gateway 50 receives data packets from one or more sources via WAN 34. Each downlink data packet has an IP header that includes an address corresponding to each source and destination. The multistream gateway 50 encapsulates the data packet with an additional IP header (tunnel header) including a destination address corresponding to the multistream router 54, and transmits the data packet to the multistream router 54 via the WAN 34 and the wireless network 46. Since only one downlink channel carries all data packets, each tunnel header added by the multi-stream gateway contains the same IP address, ie the address corresponding to the downlink radio channel used. The MUX sublayer 66 in the multi-stream router 54 receives the packet, removes the tunnel header added by the multi-stream gateway 50, and then routes the packet to the destination according to the parameters in the original IP header. Multiple independent packet streams have different source and destination IP addresses but share the same downlink radio channel by tunneling all downlink packets in this way through the radio network 46 be able to.

図6に示す本発明の実施の形態は、複数の無線チャンネルを使用する。図10に示す本発明の実施の形態は、単一の無線チャンネルを使用する。しかしながら、本発明が、使用されるチャンネルの数が変動しない実施の形態に限定されないことを理解されたい。マルチストリームルータおよびマルチストリームゲートウェイは、パケットのトラフィック量、QoS要件、そしてリソースの可用性に従い、使用するチャンネルの数を変更、つまり数を増やしたり減らしたりする能力を含むことができる。   The embodiment of the present invention shown in FIG. 6 uses a plurality of radio channels. The embodiment of the invention shown in FIG. 10 uses a single radio channel. However, it should be understood that the invention is not limited to embodiments in which the number of channels used does not vary. Multi-stream routers and multi-stream gateways can include the ability to change, ie increase or decrease the number of channels used, according to packet traffic volume, QoS requirements, and resource availability.

上述した発明の好ましい実施の形態の多くは、無線チャンネルを対称(すなわち、同じ数のアップリンクとダウンリンクの無線チャンネルが使用されている)のものとして表現している。また、無線チャンネルの使用も非対称とすることができる、つまりアップリンクチャンネル48bの数や集約されたアップリンクスループット値は、ダウンリンクチャンネル48aの数や集約されたダウンリンクスループット値と異なる場合がある(例:図7を参照)。この特性は、アップリンク、ダウンリンク各々の方向に、適切な量のバンド幅を配分するという柔軟性を与える。例えば、このような機能は、アップリンクのトラフィックにひとつのチャンネルを配分し、ダウンリンクのトラフィックには複数のチャンネルを配分することが最も適している時に役に立つ場合がある。図11は、そのような配分を例示する。ここではトンネリングに非対称のチャンネル配分を使用する。   Many of the preferred embodiments of the invention described above describe radio channels as symmetrical (ie, the same number of uplink and downlink radio channels are used). Radio channel usage can also be asymmetric, meaning that the number of uplink channels 48b and aggregated uplink throughput values may differ from the number of downlink channels 48a and aggregated downlink throughput values. (Example: see FIG. 7). This property provides the flexibility of allocating an appropriate amount of bandwidth in the uplink and downlink directions. For example, such a feature may be useful when it is best to allocate a single channel for uplink traffic and multiple channels for downlink traffic. FIG. 11 illustrates such a distribution. Here, asymmetric channel allocation is used for tunneling.

プロトコルに関する論点を以下に扱う。パケットデータの転送をサポートするため、異なった中間ネットワークは、異なったネットワークレイヤプロトコルを使用する。本発明を実装するのに適している、いくつかの無線技術に特有の、プロトコルに関する論点を以下に説明する。   The issues related to the protocol are dealt with below. Different intermediate networks use different network layer protocols to support the transfer of packet data. Several wireless technology specific protocol issues suitable for implementing the present invention are described below.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)は多くのネットワークレイヤをサポートするために開発されたが、最も有力であると考えられているプロトコルはインターネットプロトコル(IP)である。図12は、パケットスイッチデータ用の標準UMTSのユーザ・プレインプロトコルスタックを示す。   UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) was developed to support many network layers, but the protocol considered to be the most powerful is the Internet Protocol (IP). FIG. 12 shows a standard UMTS user plane protocol stack for packet switch data.

図13は、本発明をサポートするために、UMTSプロトコルアーキテクチャをどのようにして適合させればよいのかを表す。新しいレイヤ、IP/MUXレイヤ66と67が、UEプロトコルスタックに追加される。このレイヤは以下のような機能を提供する:
・アップリンクデータのIPヘッダの圧縮(compression)
・マルチストリームルータの配送、集約、および多重化プロセスの実装
・アップリンクデータに、圧縮されたIPトンネルヘッダを追加し、選択された無線チャンネル48に関連する適切な送信元アドレス、マルチストリームゲートウェイ50の宛先アドレスを指定し、およびペイロードデータに望まれるQoSを確保するため必要とされているその他のヘッダフィールドを設定すること
・無線リソースの配分とパーフォーマンスの監視
・マルチストリームゲートウェイへのフィードバック(MUX情報140)の送信
・マルチストリームゲートウェイ50から送られたダウンリンクパケットの受け取り、および非トンネリング化
・ダウンリンクデータパケットのIPヘッダの非圧縮(decompression)
・オリジナルのパケットヘッダにある宛先アドレスが指定する宛先へのダウンリンクデータパケットの転送。
FIG. 13 represents how the UMTS protocol architecture may be adapted to support the present invention. A new layer, IP / MUX layers 66 and 67, is added to the UE protocol stack. This layer provides the following features:
・ Compression of IP header of uplink data (compression)
-Implementation of multi-stream router delivery, aggregation, and multiplexing processes-Add compressed IP tunnel header to uplink data and appropriate source address associated with selected radio channel 48, multi-stream gateway 50 Specify the destination address and set other header fields needed to ensure the desired QoS in the payload data. • Monitor radio resource allocation and performance. • Feedback to the multi-stream gateway (MUX). Transmission of information 140) reception of downlink packets sent from the multi-stream gateway 50, and non-tunneling, decompression of the IP header of downlink data packets
Forwarding downlink data packets to the destination specified by the destination address in the original packet header.

ゲートウェイアプリケーションレイヤ68は、マルチストリームゲートウェイ50で、標準IPレイヤのサービスを使用する。これらの実施の形態では、マルチストリームゲートウェイ50は、無線サービスプロバイダのネットワークの外に位置する。マルチストリームゲートウェイ50は、WAN(例えばインターネット)に直接接続され、標準IPレイヤを実装する。プロトコルスタックでIPの下にあるプロトコルレイヤは図示しない。ゲートウェイアプリケーションレイヤ68は、以下のような機能を提供する:
・ダウンリンクダータのIPヘッダの圧縮
・マルチストリームゲートウェイの配送、集約、および多重化プロセスの実装
・ダウンリンクデータに、圧縮IPヘッダを追加し、ターゲットにしている無線チャンネル48に対応しているマルチゲートウェイストリームルータ54の適切な宛先IPアドレスと、パケットを送信するマルチストリームゲートウェイ50のソースアドレスを指定し、ペイロードデータに適切なQoSを確保するため必要とされているその他のヘッダフィールドを設定すること
・マルチストリームゲートウェイの配送、集約、および多重化プロセスで使用されるマルチストリームルータ54からのフィードバックデータ(MUX情報140)を記録すること
・マルチストリームルータ54から送られたアップリンクデータを適切に受信し、非トンネルリング化すること
・アップリンクデータパケットのIPヘッダを非圧縮化し、その後にオリジナルのパケットヘッダ内の宛先IPアドレスが指定された宛先にアップリンクパケットを転送すること。
The gateway application layer 68 is a multi-stream gateway 50 and uses a standard IP layer service. In these embodiments, the multi-stream gateway 50 is located outside the wireless service provider's network. The multi-stream gateway 50 is directly connected to a WAN (for example, the Internet) and implements a standard IP layer. The protocol layers below the IP in the protocol stack are not shown. The gateway application layer 68 provides the following functions:
・ Compression of downlink header IP header ・ Implementation of multi-stream gateway delivery, aggregation, and multiplexing process ・ Add compressed IP header to downlink data and support multi-channel corresponding to target radio channel 48 Specify the appropriate destination IP address of the gateway stream router 54 and the source address of the multi-stream gateway 50 that sends the packet, and set other header fields that are required to ensure proper QoS in the payload data・ Record feedback data (MUX information 140) from the multi-stream router 54 used in the multi-stream gateway delivery, aggregation, and multiplexing process. ・ Receive uplink data sent from the multi-stream router 54 appropriately. And Non-tunneling • Uncompressing the IP header of the uplink data packet, and then transferring the uplink packet to the destination specified by the destination IP address in the original packet header.

マルチストリームルータ内のIP/MUXレイヤ66、67とマルチストリームゲートウェイ50内のゲートウェイアプリケーションレイヤ68との間に存在する大きな違いは、マルチストリームゲートウェイ50は配送と多重化の決定を行うためにマルチストリームルータ54からのフィードバック(MUX情報140)を使用するのに対し、マルチストリームルータ54は無線チャンネルの配置とパーフォーマンスを直接測定できるということである。   The major difference that exists between the IP / MUX layers 66, 67 in the multi-stream router and the gateway application layer 68 in the multi-stream gateway 50 is that the multi-stream gateway 50 uses multi-streams to make delivery and multiplexing decisions. Whereas the feedback from the router 54 (MUX information 140) is used, the multi-stream router 54 can directly measure the placement and performance of the radio channel.

追加IPヘッダ(トンネルヘッダ)は、無線ネットワークに送られる前に、各パケットに添付(「トンネル化」として知られている技術)されなければならない。これは、IPアドレスをUMTSネットワークに存在する唯一のモバイルターミナル識別子に対応づけることができるからである。UMTSモバイルターミナルは、単一のトランスシーバを使用するように設計されているため、事実上IPアドレスがいかなる時もひとつの無線チャンネルに対応するということになる。これは間接的には、モバイルディバイスのIPアドレスをひとつのチャンネルにバインドするという結果をもたらす。マルチストリームルータがアップリンクパケットを送るとき、パケットを送る無線リンクに対応するIP送信元アドレスが使用される。同様に、マルチストリームゲートウェイによって送られるダウンリンクパケットは、これらのパケットが送られる無線リンクに対応する宛先IPアドレスを含んでいなければならない。追加IPヘッダはUMTS RNCのパケットデータ圧縮プロトコル(Packet Data Compression Protocol:PDCP)によって圧縮されるので、追加されるオーバーヘッドは最小限のものになる。   An additional IP header (tunnel header) must be attached to each packet (a technique known as “tunneling”) before being sent to the wireless network. This is because the IP address can be associated with a unique mobile terminal identifier that exists in the UMTS network. Since UMTS mobile terminals are designed to use a single transceiver, this effectively means that an IP address always corresponds to one radio channel. This indirectly results in binding the mobile device's IP address to a single channel. When the multistream router sends an uplink packet, the IP source address corresponding to the radio link sending the packet is used. Similarly, the downlink packets sent by the multi-stream gateway must include the destination IP address corresponding to the radio link to which these packets are sent. The additional IP header is compressed by the UMTS RNC Packet Data Compression Protocol (PDCP), so the added overhead is minimal.

更にプロトコルオーバーヘッドを削減するには、複数の別々のIPパケットを単一のトンネルヘッダでカプセル化し、単一のIPパケットとして中間ネットワーク(例えばUMTSネットワーク)46をトンネルする方法がある。この方法は、例えば、中間ネットワークを横断して転送される小パケットが非常にたくさん存在するような時に非常に役立つ。この方法でのたったひとつの制約は、共有しているトンネルヘッダでカプセル化されたすべてのパケットは、同じ無線チャンネル48に送られなくてはならないということである。図17と18は、それぞれIP−in−IPカプセル化を使用してトンネルされたダウンリンクパケットとアップリンクパケットの構造例を示す。様々な送信元および宛先IPアドレスを有する1つまたは複数のIPパケット261aーから261nおよび263aから263nを、単一のトンネルパケット264,265をつくるために1つのトンネルヘッダ260,262でカプセル化することができる。トンネルパケット264,265は、単一のパケットとして中間ネットワークに経路指定され、トンネルパケット260,262の合計の長さが横断するネットワークの最大転送ユニットサイズを超える場合、フラグメントの対象となります。複数のパケット261aから261nを単一のトンネルヘッダ260,262でカプセル化するとき、マルチストリームゲートウェイ50とマルチストリームルータ54は、カプセル化されたそれぞれのパケットのQoSパラメータを考慮する。全く同一のQoSパラメータを共有しているパケットのみが共有トンネルヘッダ260,262でカプセル化される。トンネルヘッダ260,262内のQoSパラメータは、マルチストリームゲートウェイ50とマルチストリームルータ54によって、カプセル化されたパケット261aから261n、263aから263nのQoSパラメータにマッチするように設定される。これにより、それぞれのカプセル化されたパケット261aから261n、263aから263nのQoS要件は満たされる。この方法は、パケットヘッダのQoSオプションをサポートする任意のタイプの中間ネットワーク46で使用することができる。   To further reduce the protocol overhead, there is a method of encapsulating a plurality of separate IP packets with a single tunnel header and tunneling the intermediate network (for example, UMTS network) 46 as a single IP packet. This method is very useful, for example, when there are very many small packets transferred across an intermediate network. The only limitation with this method is that all packets encapsulated in a shared tunnel header must be sent to the same radio channel 48. FIGS. 17 and 18 illustrate example structures of downlink and uplink packets tunneled using IP-in-IP encapsulation, respectively. One or more IP packets 261a-261n and 263a-263n with different source and destination IP addresses can be encapsulated in one tunnel header 260,262 to create a single tunnel packet 264,265. Tunnel packets 264 and 265 are routed as a single packet to an intermediate network and are subject to fragmentation if the total length of tunnel packets 260 and 262 exceeds the maximum transport unit size of the traversing network. When encapsulating a plurality of packets 261a to 261n with a single tunnel header 260, 262, the multi-stream gateway 50 and the multi-stream router 54 consider the QoS parameters of each encapsulated packet. Only packets that share exactly the same QoS parameters are encapsulated in shared tunnel headers 260,262. The QoS parameters in the tunnel headers 260 and 262 are set by the multistream gateway 50 and the multistream router 54 so as to match the QoS parameters of the encapsulated packets 261a to 261n and 263a to 263n. This satisfies the QoS requirements of the respective encapsulated packets 261a to 261n, 263a to 263n. This method can be used with any type of intermediate network 46 that supports the QoS option in the packet header.

パケットデータネットワークの構造は、UMTS、GPRS、およびEDGEベースのネットワークにおいて、非常に似ている。それゆえに、本発明の実施の形態は、これらの技術の各々について、同じように動作する。   The structure of packet data networks is very similar in UMTS, GPRS, and EDGE based networks. Therefore, embodiments of the invention operate in the same way for each of these techniques.

図14は、標準のCDMA−2000パケットデータ構造の概観を提供する。標準のCDMA−2000パケットデータ構造は、インターネットプロトコル(IP)に加えて、コネクションレス型ネットワークレイヤプロトコル(CLNP)をサポートすることもできる。本発明の実施の形態は、本発明の先の実施の形態がIPで動作する(前述)のと同じように、(CDMA−2000ネットワークを通じるトンネルパケットにCLNPのカプセル化を使用し)ネットワークレイヤプロトコルとしてCLNPを用いて動作することができる。   FIG. 14 provides an overview of the standard CDMA-2000 packet data structure. The standard CDMA-2000 packet data structure can also support a connectionless network layer protocol (CLNP) in addition to the Internet protocol (IP). Embodiments of the present invention are similar to the previous embodiments of the present invention that operate on IP (as described above) (using CLNP encapsulation for tunnel packets over a CDMA-2000 network) at the network layer. It can operate using CLNP as the protocol.

図15は、ネットワークプロトコルとしてIPを使用するCDMA−2000プロトコルが本発明の実施の形態をサポートするために、どのようにして適合させられるかを示す。新しいレイヤ、IP/MUXレイヤ66,67が、モバイルターミナルのプロトコルスタックに追加される。このレイヤは次のような機能を提供する:
・マルチストリームルータの配送、集約、および多重化のプロセスの実装
・リバースリンクデータパケットにIPヘッダを追加し、選択されたワイヤレスチャンネル48に対する適切な送信元アドレスおよび使用可能なマルチストリームゲートウェイ50に対する宛先アドレスを指定し、送ペイロードデータに適切なQoSを確保するために必要とされているその他のヘッダフィールドを設定すること
・無線リソースの分配とパーフォーマンスの監視
・フィードバック(MUX情報140)をマルチストリームゲートウェイ50に送信すること
・マルチストリームゲートウェイ50によって送られたフォワードリンクデータパケットの受信と非トンネリング化
・オリジナルのパケットヘッダ内の宛先アドレスによって指定されている宛先にフォワードリンクデータパケットを転送すること。
FIG. 15 shows how a CDMA-2000 protocol using IP as a network protocol can be adapted to support an embodiment of the present invention. A new layer, IP / MUX layer 66, 67, is added to the mobile terminal protocol stack. This layer provides the following features:
Implementation of multi-stream router delivery, aggregation, and multiplexing processAdds IP header to reverse link data packet, appropriate source address for selected wireless channel 48 and destination for available multi-stream gateway 50 Specify the address and set other header fields required to ensure proper QoS for the payload data to be sent ・ Distribute radio resources and monitor performance ・ Multi-stream feedback (MUX information 140) Sending to gateway 50 ・ Reception and non-tunneling of forward link data packets sent by multi-stream gateway 50 ・ Forward link to destination specified by destination address in original packet header To transfer the Tapaketto.

ゲートウェイアプリケーションレイヤ68は、CDMA−2000 IPレイヤ69に追加される。また、これらの実施の形態では、マルチストリームゲートウェイ50は無線サービスプロバイダのネットワークの外に位置している。マルチストリームゲートウェイ50は、インターネットに直接接続され、標準IPスタックを実装する。ゲートウェイアプリケーションレイヤ68は次のような機能を提供する:
・マルチストリームゲートウェイの配送、集約、および多重化のプロセスの実装
・フォワードリンクデータに、圧縮IPヘッダを追加し、ターゲットにしている無線チャンネル48に対応しているマルチストリームルータ54の適切な宛先IPアドレスと、パケットを送信するマルチストリームゲートウェイ50の送信元アドレスを指定し、ペイロードデータに適切なQoSを確保するため必要とされているその他のヘッダフィールドを設定すること
・マルチストリームゲートウェイの配送、集約、および多重化プロセスで使用されるマルチストリームからのフィードバックデータ(MUX情報140)を記録すること
・マルチストリームルータ54によって送信されたリバースリンクデータの受信と非トンネリング化
・オリジナルのパケットヘッダ内の宛先IPアドレスが指定する宛先にリバースリンクパケットを転送すること。
A gateway application layer 68 is added to the CDMA-2000 IP layer 69. In these embodiments, the multi-stream gateway 50 is located outside the wireless service provider's network. The multi-stream gateway 50 is directly connected to the Internet and implements a standard IP stack. The gateway application layer 68 provides the following functions:
-Implementation of multi-stream gateway delivery, aggregation, and multiplexing processes-Add a compressed IP header to the forward link data and the appropriate destination IP of the multi-stream router 54 corresponding to the targeted radio channel 48 Specify the address and the source address of the multi-stream gateway 50 that transmits the packet, and set other header fields that are required to ensure appropriate QoS in the payload data. , And recording feedback data (MUX information 140) from the multi-stream used in the multiplexing process; reception and non-tunneling of the reverse link data transmitted by the multi-stream router 54; addressing in the original packet header Forwarding the reverse link packets to the destination IP address is specified.

マルチストリームルータ54にあるIP/Muxレイヤ66、67とマルチストリームゲートウェイ50にあるゲートウェイアプリケーションレイヤ68との間に存在する大きな違いは、マルチストリームゲートウェイ50が配送や多重化の決定にマルチストリームルータからのフィードバック(MUX情報140)を使用するのに対し、マルチストリームルータ54は無線チャンネルの配置とパーフォーマンスを直接測定できることである。   The major difference that exists between the IP / Mux layers 66 and 67 in the multi-stream router 54 and the gateway application layer 68 in the multi-stream gateway 50 is that the multi-stream gateway 50 determines the delivery and multiplexing decisions from the multi-stream router. Multi-stream router 54 can directly measure the placement and performance of radio channels.

追加IPヘッダは、各パケットが無線ネットワークに送られる前に、各パケットに添付(「トンネル化」として知られる技術)されなければならない。これは、IPアドレスを、CDMA−2000ネットワークで唯一のモバイルターミナルの識別子に関連づけることができるからである。CDMA−2000モバイルターミナルは、単一のトランシーバーを使用するように設計されているため、事実上IPアドレスがいかなる時もひとつの無線チャンネルに関連するということになる。これは間接的には、モバイルディバイスのIPアドレスをひとつのチャンネルにバインドするという結果をもたらす。マルチストリームルータがリバースリンクパケットを送るとき、パケットが送られる無線リンクに対応するIP送信元アドレスが使用される。同様に、マルチストリームゲートウェイによって送られたフォワードリンクパケットは、これらのパケットが送られる無線リンクに対応する宛先IPアドレスを含んでいなければなりません。パケットがトンネルヘッダでカプセル化されているとき、それらは典型的なエンドユーザのディバイスからのパケットのようにCDMA−2000ネットワークを通じて経路指定される。そのため、使用されるCDMA−2000ネットワークによってサポートされている、標準の圧縮や暗号化をこれらのパケットに適応させることができる。   Additional IP headers must be attached to each packet (a technique known as “tunneling”) before each packet is sent to the wireless network. This is because an IP address can be associated with a unique mobile terminal identifier in a CDMA-2000 network. Since a CDMA-2000 mobile terminal is designed to use a single transceiver, effectively an IP address is always associated with one radio channel. This indirectly results in binding the mobile device's IP address to a single channel. When the multistream router sends a reverse link packet, the IP source address corresponding to the radio link to which the packet is sent is used. Similarly, forward link packets sent by multistream gateways must include a destination IP address corresponding to the radio link to which these packets are sent. When packets are encapsulated in the tunnel header, they are routed through the CDMA-2000 network like packets from a typical end user device. Therefore, standard compression and encryption supported by the CDMA-2000 network used can be adapted to these packets.

本発明は、いくつかの好ましい実施の形態について記載されているが、発明の要旨や範囲を逸脱することなく多くの変更や改造を行うことができる。従って、そのような変更や改造のすべては、添付の請求の範囲で定義している本発明の要旨と範囲に含まれると企図されている。   Although the invention has been described with reference to several preferred embodiments, many variations and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, all such changes and modifications are intended to be included within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

図1は、エンドユーザとWANを通じてアクセスできるリモートサーバとの間のリンクとして中間ネットワーク(例えば無線ネットワークなど)を使用した従来の通信システムを示す。FIG. 1 shows a conventional communication system using an intermediate network (eg, a wireless network) as a link between an end user and a remote server accessible through the WAN. 図2は、本発明の好ましい実施の形態を示す。FIG. 2 shows a preferred embodiment of the present invention. 図3は、複数のマルチストリームのルータと相互に作用する単一のマルチストリームゲートウェイを示す。FIG. 3 shows a single multi-stream gateway that interacts with multiple multi-stream routers. 図4は、マルチストリームゲートウェイがWANを通じて中間ネットワークと通信する本発明の別の実施の形態を示す。FIG. 4 illustrates another embodiment of the present invention in which a multi-stream gateway communicates with an intermediate network through a WAN. 図5は、マルチストリームゲートウェイが中間ネットワークのなかに置かれる本発明の別の実施の形態を示す。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention in which a multi-stream gateway is placed in an intermediate network. 図6は、マルチストリームルータとマルチストリームゲートウェイの内部レイヤ、およびIP−in−IPトンネリングの使用を示す。FIG. 6 illustrates the internal layers of the multi-stream router and multi-stream gateway and the use of IP-in-IP tunneling. 図7は、マルチストリームルータとマルチストリームゲートウェイとの間のフィードバックループを示す。FIG. 7 shows a feedback loop between the multi-stream router and the multi-stream gateway. 図8は、マルチストリームルータ内のデータの流れを示す。FIG. 8 shows a data flow in the multi-stream router. 図9は、マルチストリームゲートウェイ内のデータの流れを示す。FIG. 9 shows a data flow in the multi-stream gateway. 図10は、マルチストリームルータ、およびマルチストリームゲートウェイの内部レイヤと、データパケット統合のための単一の無線チャンネルの使用を描いています。Figure 10 depicts the internal layers of a multistream router and multistream gateway and the use of a single radio channel for data packet integration. 図11は、マルチストリームルータ、およびマルチストリームゲートウェイの内部レイヤと、非対称無線チャンネルを使用したIP−in−IPトンネリングの使用を示す。FIG. 11 illustrates the use of IP-in-IP tunneling using multi-stream routers and inner layers of multi-stream gateways and asymmetric radio channels. 図12は、パケット交換データに使用される従来のUMTSプロトコルのスタックを示す。FIG. 12 shows a conventional UMTS protocol stack used for packet switched data. 図13は、本発明のために変更されたUMTSプロトコルの構造を示す。FIG. 13 shows the structure of the UMTS protocol modified for the present invention. 図14は、パケット交換データに使用される従来のCDMA−2000のプロトコルスタックを示す。FIG. 14 shows a conventional CDMA-2000 protocol stack used for packet-switched data. 図15は、本発明のために変更されたCDMA−2000のパケットデータプロトコルの構造を示す。FIG. 15 shows the structure of a CDMA-2000 packet data protocol modified for the present invention. 図16は、マルチストリームルータとマルチストリームゲートウェイとが複数の中間ネットワークを通じて通信する本発明の実施の形態を示す。FIG. 16 shows an embodiment of the present invention in which a multi-stream router and a multi-stream gateway communicate through a plurality of intermediate networks. 図17は、ダウンリングデータをトンネリングパケットフォーマットの一例を示す。FIG. 17 shows an example of a tunneling packet format for downlink data. 図18は、アップリンクデータをトンネリングするパケットフォーマットの一例を示す。FIG. 18 shows an example of a packet format for tunneling uplink data.

Claims (101)

単一のユーザについてのデータパケットを送受信するため、複数のチャンネルを通じてトンネリングを使用するゲートウェイとルータとを備えたことを特徴とする通信システム。   A communication system comprising a gateway and a router that use tunneling through a plurality of channels to transmit and receive data packets for a single user. 前記トンネリングはIP−in−IPトンネリングであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the tunneling is IP-in-IP tunneling. 前記トンネリングは、PDUカプセル化を使用して、コネクションレス型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system of claim 1, wherein the tunneling is through a connectionless network layer protocol using PDU encapsulation. 前記トンネリングは、前記ルータと前記ゲートウェイとの間で、スイッチ型仮想回線を使用して、コネクション型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the tunneling is performed through a connection type network layer protocol using a switch type virtual circuit between the router and the gateway. ルータはモバイルであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the router is mobile. 前記複数のチャンネルは、無線インターフェースと単一の無線ネットワークのコンポーネントとを含むことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system of claim 1, wherein the plurality of channels include a radio interface and a component of a single radio network. 前記複数のチャンネルは、無線インターフェースと複数の無線ネットワークのコンポーネントとを含むことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the plurality of channels include a radio interface and a plurality of radio network components. 前記チャンネルは、WCDMA無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのアップリンクおよびダウンリンクであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the channels are uplink and downlink of a dedicated traffic channel of a WCDMA wireless network. 前記チャンネルは、CDMA−2000無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのフォワードリンクおよびリバースリンクであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the channel is a forward link and a reverse link of a dedicated traffic channel of a CDMA-2000 wireless network. 前記ゲートウェイは、無線ネットワークとパケットスイッチ型広域ネットワークとの間でインターフェースすることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the gateway interfaces between a wireless network and a packet switch type wide area network. 前記ルータと前記ゲートウェイとの間を送信される前記パケットは、パケットスイッチ型広域ネットワークを通じてトンネルされることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the packet transmitted between the router and the gateway is tunneled through a packet switch type wide area network. 前記ゲートウェイは無線ネットワークのなかに位置することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the gateway is located in a wireless network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が中間ネットワークのリソース配置を監視することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein at least one of the gateway and the router monitors a resource arrangement of an intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、中間ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのスループットレベルを監視することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein at least one of the gateway and the router monitors a throughput level of one or more channels of an intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、中間ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのフレームエラーレートを測定することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein at least one of the gateway and the router measures a frame error rate of one or more channels of an intermediate network. 前記中間ネットワークのチャンネル配置、チャンネルスループット、チャンネルエラーレートのステータスをレポートするために、前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックのメカニズムが使用されることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein a feedback mechanism is used between the router and the gateway to report the status of channel arrangement, channel throughput and channel error rate of the intermediate network. . エンドユーザディバイスは、ローカルエリアネットワークを通じて前記ルータと通信することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein an end user device communicates with the router through a local area network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、中間ネットワークの複数チャンネルの使用を、前記中間ネットワークの他の数の複数チャンネル、あるいは単一のチャンネルの使用に変更することを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク。   The communication network according to claim 1, wherein the gateway and the router change the use of a plurality of channels of the intermediate network to the use of another number of the plurality of channels of the intermediate network or a single channel. . 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、中間ネットワークの単一のチャンネルの使用を、前記中間ネットワークチャンネルの複数チャンネルの使用に変更することを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク。   The communication network according to claim 1, wherein the gateway and the router change use of a single channel of the intermediate network to use of a plurality of channels of the intermediate network channel. 単一ユーザについてのデータパケットを送受信するルータと
リモートサーバへの、またはからの前記データパケットを送受信するゲートウェイとを備えた通信システムであって、
前記ルータおよび前記ゲートウェイは、無線ネットワークの複数のチャンネルでIP−in−IPトンネリングを使用して、相互間で前記データパケットを送受信することを特徴とする通信システム。
A communication system comprising a router for transmitting and receiving data packets for a single user and a gateway for transmitting and receiving the data packets to and from a remote server,
The communication system, wherein the router and the gateway transmit / receive the data packet to / from each other using IP-in-IP tunneling in a plurality of channels of a wireless network.
前記複数のチャンネルは、複数の無線ネットワークのインターフェースとコンポーネントとを含むことを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system of claim 19, wherein the plurality of channels include a plurality of wireless network interfaces and components. 前記ルータはモバイルであることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein the router is mobile. 前記チャンネルは、WCDMA無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのアップリンクおよびダウンリンクであることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein the channels are uplink and downlink of a dedicated traffic channel of a WCDMA wireless network. 前記チャンネルは、CDMA−2000無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのフォワードリンクおよびリバースリンクであることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein the channels are a forward link and a reverse link of a dedicated traffic channel of a CDMA-2000 wireless network. 前記ゲートウェイは、パケットスイッチ型広域ネットワークを通じて前記リモートサーバと通信することを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein the gateway communicates with the remote server through a packet switch type wide area network. 前記ルータと前記ゲートウェイとの間を送信されるパケットは、パケットスイッチ型広域ネットワークを通じてトンネル化されることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein a packet transmitted between the router and the gateway is tunneled through a packet switch type wide area network. 前記ゲートイェイは無線のネットワークのなかに位置していることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein the gate is located in a wireless network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が無線ネットワークによるリソース配置を監視することを特徴とする請求項19に記載の通信ネットワーク。   The communication network according to claim 19, wherein at least one of the gateway and the router monitors resource allocation by a wireless network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、前記無線ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのスループットレベルを監視することを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   20. The communication system according to claim 19, wherein at least one of the gateway and the router monitors a throughput level of one or more channels of the wireless network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、無線ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのフレームエラーレートを測定することを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein at least one of the gateway and the router measures a frame error rate of one or more channels of a wireless network. 前記無線ネットワークのチャンネル配置、チャンネルスループット、チャンネルエラーレートのステータスをレポートするために、前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックのメカニズムが使用されることを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system according to claim 19, wherein a feedback mechanism is used between the router and the gateway to report the status of channel arrangement, channel throughput, channel error rate of the wireless network. . エンドユーザディバイスは、ローカルエリアネットワークを通じて前記ルータと通信することを特徴とする請求項19に記載の通信システム。   The communication system of claim 19, wherein an end user device communicates with the router through a local area network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、使用している無線ネットワークの複数チャンネルの使用を、前記無線ネットワークの他の数の複数チャンネル、あるいは単一のチャンネルの使用に変更することを特徴とする請求項19に記載の通信ネットワーク。   20. The gateway and the router change use of multiple channels of a wireless network in use to use of another number of multiple channels or a single channel of the wireless network, respectively. The communication network described. 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、単一のチャンネルの使用を、前記無線ネットワークの複数のチャンネルに変更することを特徴とする請求項19に記載の通信ネットワーク。   The communication network according to claim 19, wherein the gateway and the router change use of a single channel to a plurality of channels of the wireless network. エンドユーザディバイスとリモートサーバとの間の通信に使用されるルータであって、
単一のエンドユーザディバイスからの第1のデータパケットのセットを受信する手段であって、前記第1のデータパケットのセットは、単一のリモートサーバに向けられていて、前記単一のエンドユーザディバイスおよび前記リモートサーバは、第1のネットワークに含まれていて、第1のプロトコルに準拠するデータパケットを使用して互いに通信する、手段と、
前記ゲートウェイに向けられた複数のチャンネル上に、前記第1のデータパケットのセットを配送する手段であって、前記ルータおよび前記ゲートウェイは、第二のネットワークに含まれ、第2のプロトコルに準拠するデータパケットを使用して互いに通信し、当該配送する手段は、前記第1プロトコルに準拠する前記第1のデータパケットを前記第2のプロトコルに準拠する第2のパケットのセットにカプセル化するように構成されていて、前記第2のパケットのセットの各々は、カプセル化された当該パケットが伝送される前記チャンネルに関連づけられたヘッダ情報を有する、手段と、
前記複数のチャンネルを通じて、前記第1のプロトコルに準拠する、前記リモートサーバから前記エンドユーザディバイスに向けられた第3のデータパケットのセットを受信する手段であって、前記第3のデータパケットのセットは、前記ゲートウェイによって、前記第2のプロトコルに準拠する第4のデータパケットのセットにカプセル化されていて、前記第4のデータパケットのセットの各々は、カプセル化された当該パケットが伝送される前記チャンネルを通じて各パケットを経路指定するためのヘッダ情報を有する、手段と、
前記第4のパケットのセットから前記第3のデータパケットのセットを取り出し、前記エンドユーザディバイスへ前記第3のデータパケットのセットを転送する手段と
を備えたことを特徴とするルータ。
A router used for communication between an end-user device and a remote server,
Means for receiving a first set of data packets from a single end-user device, said first set of data packets being directed to a single remote server; The device and the remote server are included in the first network and communicate with each other using data packets conforming to the first protocol;
Means for delivering the first set of data packets over a plurality of channels destined for the gateway, wherein the router and the gateway are included in a second network and conform to a second protocol The means for communicating with each other using data packets and delivering said means encapsulates said first data packet compliant with said first protocol into a second set of packets compliant with said second protocol Configured, each of the second set of packets having header information associated with the channel through which the encapsulated packet is transmitted;
Means for receiving, via the plurality of channels, a third set of data packets directed to the end-user device from the remote server that conforms to the first protocol, the third set of data packets Is encapsulated by the gateway into a fourth set of data packets compliant with the second protocol, and each of the fourth set of data packets carries the encapsulated packet. Means having header information for routing each packet through the channel;
Means for taking the third data packet set from the fourth packet set and transferring the third data packet set to the end user device.
ローカルエリアネットワークを通じて1つまたは複数のエンドユーザディバイスからデータパケットを受信する手段と、
前記ローカルエリアネットワークを通じて、前記1つまたは複数のエンドユーザディバイスへデータパケットを転送する手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項34に記載のルータ。
Means for receiving data packets from one or more end-user devices over a local area network;
35. The router of claim 34, further comprising: means for transferring data packets through the local area network to the one or more end user devices.
前記ルータは、WCDMA無線ネットワークの1つ以上の専用トラフィックチャンネルを通じて、前記ゲートウェイと通信するように構成されていることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   35. The router of claim 34, wherein the router is configured to communicate with the gateway through one or more dedicated traffic channels of a WCDMA wireless network. 前記ルータは、CDMA−2000無線ネットワークの1つ以上の専用トラフィックチャンネルを通じて、前記ゲートウェイと通信するように構成されていることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   35. The router of claim 34, wherein the router is configured to communicate with the gateway over one or more dedicated traffic channels of a CDMA-2000 wireless network. 前記第2のプロトコルはインターネットプロトコル(IP)であることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   35. The router of claim 34, wherein the second protocol is an Internet protocol (IP). 前記第2のプロトコルはコネクションレス型ネットワークレイヤプロトコルであることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   The router of claim 34, wherein the second protocol is a connectionless network layer protocol. 前記第2のプロトコルはコネクション型ネットワークレイヤプロトコルであることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   35. The router of claim 34, wherein the second protocol is a connection type network layer protocol. 前記第2のネットワークによるチャンネルリソースの割り当てを監視し、前記ゲートウェイへ当該チャンネルリソースの割り当てを示す情報を転送する手段をさらに備えることを特徴とする請求項34に記載のルータ。   35. The router of claim 34, further comprising means for monitoring channel resource allocation by the second network and transferring information indicating the channel resource allocation to the gateway. エンドユーザディバイスとリモートサーバとの間の通信に使用されるゲートウェイであって、
単一のリモートサーバから第1のデータパケットのセットを受信する手段であって、前記第1のデータパケットのセットは、単一のエンドユーザディバイスに向けられていて、前記リモートサーバおよび前記エンドユーザディバイスは、第1のネットワークに含まれていて、第1のプロトコルに準拠するデータデータパケットを使用して互いに通信する、手段と、
ルータに向けられた複数のチャンネル上に、前記第1のデータパケットのセットを配送する手段であって、前記ゲートウェイおよび前記ルータは、第2のネットワークに含まれ、第2のプロトコルに準拠するデータパケットを使用して互いに通信し、当該配送する手段は、前記第1のプロトコルに準拠する前記第1のデータパケットを前記第2のプロトコルに準拠する第2のパケットのセットにカプセル化するように構成されていて、前記第2のパケットのセットの各々は、カプセル化された当該パケットが伝送される前記チャンネルを通じて各パケットを経路指定するためのヘッダ情報を有する、手段と、
前記複数のチャンネルを通じて、前記第1のプロトコルに準拠する、前記エンドユーザディバイスから前記リモートサーバに向けられた第3のデータパケットのセットを受信する手段であって、前記第3のデータパケットのセットは、前記ルータによって、前記第2のプロトコルに準拠する第4のデータパケットのセットにカプセル化されていて、前記第4のデータパケットのセットの各々は、カプセル化された当該パケットが伝送される前記チャンネルに関連づけられたヘッダ情報を有する、手段と、
前記第4のパケットのセットから前記第3のデータパケットのセットを取り出し、前記リモートサーバへ前記第3のデータパケットのセットを転送する手段と
を備えたことを特徴とするゲートウェイ。
A gateway used for communication between an end-user device and a remote server,
Means for receiving a first set of data packets from a single remote server, said first set of data packets being directed to a single end-user device, wherein said remote server and said end-user The devices are included in the first network and communicate with each other using data data packets conforming to the first protocol; and
Means for delivering the first set of data packets on a plurality of channels destined for a router, the gateway and the router being included in a second network and compliant with a second protocol; Means for communicating with each other using packets and delivering said means encapsulating said first data packet conforming to said first protocol into a second set of packets conforming to said second protocol Configured, each of the second set of packets having header information for routing each packet through the channel through which the encapsulated packet is transmitted;
Means for receiving, via the plurality of channels, a third set of data packets directed to the remote server from the end-user device that conforms to the first protocol, the third set of data packets Is encapsulated by the router into a fourth set of data packets compliant with the second protocol, and each of the fourth set of data packets carries the encapsulated packet. Means having header information associated with the channel;
Means for extracting the third data packet set from the fourth packet set and transferring the third data packet set to the remote server.
前記ゲートウェイは、パケットスイッチ型広域ネットワークへのインターフェースとして、前記第2のネットワークのなかにおかれるように構成されることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   43. The gateway according to claim 42, wherein the gateway is configured to be placed in the second network as an interface to a packet-switched wide area network. 前記ゲートウェイは、無線ネットワークとパケットスイッチ型広域ネットワークとの間でインターフェースするように構成ることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   43. The gateway of claim 42, wherein the gateway is configured to interface between a wireless network and a packet-switched wide area network. 前記ゲートウェイは、パケットスイッチ型広域ネットを通じて、無線ネットワークとインターフェースするように構成されることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   43. The gateway of claim 42, wherein the gateway is configured to interface with a wireless network through a packet switched wide area network. 前記ゲートウェイは、複数のルータと同時に通信するように構成されることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   The gateway of claim 42, wherein the gateway is configured to communicate simultaneously with a plurality of routers. チャンネルのリソース割り当ておよびチャンネルのパーフォーマンスを表わす情報を前記ルータから受信する手段をさらに備えることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   43. The gateway of claim 42, further comprising means for receiving information representing channel resource allocation and channel performance from the router. 前記第2のプロトコルはインターネットプロトコル(IP)であることを特徴とする請求項42に記載のゲートウェイ。   43. The gateway of claim 42, wherein the second protocol is an Internet protocol (IP). 前記第2のプロトコルはコネクションレス型ネットワークレイヤプロトコルであることを特徴とする請求項42に記載のルータ。   43. The router of claim 42, wherein the second protocol is a connectionless network layer protocol. 前記第2のプロトコルはコネクション型ネットワークレイヤプロトコルであることを特徴とする請求項42に記載のルータ。   43. The router of claim 42, wherein the second protocol is a connection type network layer protocol. エンドユーザとリモートサーバとの間で、データパケットを送る方法であって、
エンドユーザがルータ経由でデータパケットを送信すること、
前記ルータが通信ネットワークの複数チャンネルを通じて、ゲートウェイにデータパケットをトンネリングすること、
前記ゲートウェイが、前記データパケットを非トンネリング化し、前記リモートサーバへ送信することと
を含むことを特徴とする方法。
A method of sending data packets between an end user and a remote server,
The end user sending a data packet through the router,
The router tunnels data packets through a plurality of channels of a communication network to a gateway;
The gateway comprising: detunneling the data packet and sending to the remote server.
ゲートウェイおよびルータの少なくとも一方によって前記複数のチャンネルへのリソース割り当てを監視することをさらに含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, further comprising monitoring resource allocation to the plurality of channels by at least one of a gateway and a router. ゲートウェイおよびルータの少なくとも一方によって、前記複数のチャンネルでのスループットレベルを監視することをさらに含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, further comprising monitoring throughput levels on the plurality of channels by at least one of a gateway and a router. ゲートウェイおよびルータの少なくとも一方によって、前記複数のチャンネルでのフレームエラーレートを監視することをさらに含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, further comprising monitoring frame error rates on the plurality of channels by at least one of a gateway and a router. 通信ネットワークにおけるチャンネルの割り当て、チャンネルのスループット、およびチャンネルエラーレートのステータスをレポートするために、前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックのメカニズムが使用されることを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. A feedback mechanism is used between the router and the gateway to report channel assignment, channel throughput, and channel error rate status in a communication network. Method. 前記ルータは、複数チャンネルの使用から単一のチャンネルの使用へ変更することを含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, wherein the router includes changing from using multiple channels to using a single channel. エンドユーザとリモートサーバとの間で、データパケットを送る方法であって、
前記リモートサーバが、ゲートウェイ経由で、単一のエンドユーザディバイスに向けられたデータパケットを送ることと、
前記ゲートウェイが通信ネットワークの複数のチャンネルを通じて、ルータにデータパケットトンネリングすることと、
前記ルータが、前記データパケットを非トンネリング化し、前記単一のユーザへ送信することと
を含むことを特徴とする方法。
A method of sending data packets between an end user and a remote server,
The remote server sends data packets directed to a single end-user device via a gateway;
The gateway tunnels data packets through a plurality of channels of a communication network to a router;
The router comprising: untunneling the data packet and transmitting to the single user.
前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方によって、前記複数チャンネルのリソース割り当てを監視することをさらに含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, further comprising monitoring resource allocation of the plurality of channels by at least one of the gateway and the router. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方によって、前記複数チャンネルでのスループットレベルを監視することを特徴とする請求項57に記載の方法。   The method according to claim 57, wherein a throughput level in the plurality of channels is monitored by at least one of the gateway and the router. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方によって、前記複数チャンネルでのフレームエラーレートを監視することをさらに含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, further comprising monitoring frame error rates on the plurality of channels by at least one of the gateway and the router. 通信ネットワークにおけるチャンネル割り当て、チャンネルのスループット、およびチャンネルエラーレートのステータスをレポートするために、前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックメカニズムが使用されることを特徴とする請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein a feedback mechanism is used between the router and the gateway to report the status of channel assignment, channel throughput, and channel error rate in a communication network. 前記ゲートウェイによって、前記複数のチャンネルの使用から単一のチャンネルの使用に変更することをさらに含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, further comprising changing by the gateway from using the plurality of channels to using a single channel. 前記チャンネルは、WCDMA無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのアップリンクとダウンリンクであることを特徴とする請求項57に記載の通信システム。   58. The communication system according to claim 57, wherein the channels are uplink and downlink of a dedicated traffic channel of a WCDMA wireless network. 前記チャンネルは、CDMA−2000無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのフォワードリンクとリバースリンクであることを特徴とする請求項57に記載の通信システム。   58. The communication system according to claim 57, wherein the channel is a forward link and a reverse link of a dedicated traffic channel of a CDMA-2000 wireless network. 複数ユーザについてのパケットデータトラフィックを単一のパケットストリームに集約し、ネットワークレイヤのトンネリングを使用して前記パケットストリームを単一のチャンネルで転送する、ゲートウェイとルータとを備えたことを特徴とする通信システム。   Communications comprising a gateway and a router that aggregate packet data traffic for multiple users into a single packet stream and forward the packet stream over a single channel using network layer tunneling system. 前記トンネリングはIP−in−IPトンネリングであることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the tunneling is IP-in-IP tunneling. トンネリングは、PDUカプセル化を使用して、コネクションレス型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system of claim 65, wherein tunneling is through a connectionless network layer protocol using PDU encapsulation. 前記トンネリングは、前記ルータと前記ゲートウェイとの間で、スイッチ型仮想回線を使用して、コネクション型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the tunneling is performed through a connection type network layer protocol using a switch type virtual circuit between the router and the gateway. 前記ルータはモバイルであることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the router is mobile. 前記チャンネルはWCDMA無線ネットワーク専用トラフィックチャンネルのアップリンクおよびダウンリンクであることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the channels are uplink and downlink of a dedicated traffic channel for a WCDMA wireless network. 前記チャンネルはCDMA−2000無線ネットワーク専用トラフィックチャンネルのフォワードリンクおよびリバースリンクであることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system of claim 65, wherein the channels are a forward link and a reverse link of a CDMA-2000 wireless network dedicated traffic channel. 前記ゲートウェイは、無線ネットワークとパケットスイッチ型広域ネットワークとの間でインターフェースすることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the gateway interfaces between a wireless network and a packet switch type wide area network. 前記ルータと前記ゲートウェイとの間を送信される前記パケットは、パケットスイッチ型広域ネットワークを通じてトンネルされることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the packet transmitted between the router and the gateway is tunneled through a packet-switched wide area network. 前記ゲートウェイは無線ネットワークのなかに位置することを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system according to claim 65, wherein the gateway is located in a wireless network. ゲートウェイおよびルータの少なくとも一方が、中間ネットワークのリソース割り当てを監視することを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   The communication system according to claim 65, wherein at least one of the gateway and the router monitors the resource allocation of the intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、中間ネットワークの単一チャンネルのスループットレベルを監視することを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system of claim 65, wherein at least one of the gateway and the router monitors a single channel throughput level of an intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、中間ネットワークの単一チャンネルにおけるフレームエラーレートを監視していることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   The communication system according to claim 65, wherein at least one of the gateway and the router monitors a frame error rate in a single channel of an intermediate network. 中間ネットワークにおけるチャンネル割り当て、チャンネルスループット、チャンネルエラーレートのステータスをレポートするために前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックメカニズムが使用されることを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system of claim 65, wherein a feedback mechanism is used between the router and the gateway to report the status of channel assignment, channel throughput, channel error rate in an intermediate network. 前記エンドユーザディバイスは、ローカルエリアネットワークを通じて、エンドユーザディバイスと通信することを特徴とする請求項65に記載の通信システム。   66. The communication system of claim 65, wherein the end user device communicates with the end user device through a local area network. 複数のエンドユーザディバイスと複数のリモートサーバとの間のパケットデータトラフィックを複数のパケットストリームに集約し、ネットワークレイヤトンネリングを使用して中間ネットワークチャンネルの共有プールに複数のパケットストリームを配送する、ゲートウェイおよびルータを備えたことを特徴とする通信システム。   A gateway that aggregates packet data traffic between multiple end-user devices and multiple remote servers into multiple packet streams and delivers the multiple packet streams to a shared pool of intermediate network channels using network layer tunneling; and A communication system comprising a router. トンネリングはIP−in−IPトンネリングであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the tunneling is IP-in-IP tunneling. 前記トンネリングは、PDUカプセル化を使用して、コネクションレス型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   81. The communication system of claim 80, wherein the tunneling is through a connectionless network layer protocol using PDU encapsulation. 前記トンネリングは、前記ルータと前記ゲートウェイとの間のスイッチ型仮想回線を使用して、コネクション型ネットワークレイヤプロトコルを通じることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the tunneling is performed through a connection type network layer protocol using a switch type virtual circuit between the router and the gateway. 前記ルータはモバイルであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the router is mobile. 前記中間ネットワークは無線ネットワークであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the intermediate network is a wireless network. 前記チャンネルはWCDMA無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのアップリンクおよびダウンリンクであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   81. The communication system of claim 80, wherein the channels are uplinks and downlinks of dedicated traffic channels of a WCDMA wireless network. 前記チャンネルはCDMA−2000無線ネットワークの専用トラフィックチャンネルのフォワードリンクおよびリバースリンクであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the channels are forward links and reverse links of dedicated traffic channels of a CDMA-2000 wireless network. 前記ゲートウェイは前記中間ネットワークとパケットスイッチ型広域ネットワークとの間でインターフェースすることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the gateway interfaces between the intermediate network and a packet switch type wide area network. 前記ルータと前記ゲートウェイとの間を送信されるパケットも、パケットスイッチ型広域ネットワークを通じてトンネル化されることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein a packet transmitted between the router and the gateway is also tunneled through a packet switch type wide area network. 前記中間ネットワークは回線交換型ネットワークであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the intermediate network is a circuit switched network. 前記中間ネットワークはパケット交換型ネットワークであることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the intermediate network is a packet-switched network. 前記ゲートウェイは前記中間ネットワークのなかに位置していることを特徴とする請求項80に記載の通信ネットワーク。   81. The communication network according to claim 80, wherein the gateway is located in the intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、前記中間ネットワークのリソース割り当てを監視することを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein at least one of the gateway and the router monitors resource allocation of the intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータ少なくとも一方が、前記中間ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのスループットレベルを監視することを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein at least one of the gateway and the router monitors a throughput level of one or more channels of the intermediate network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータの少なくとも一方が、前記中間ネットワークの1つまたは複数のチャンネルのフレームエラーレートを監視することを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein at least one of the gateway and the router monitors a frame error rate of one or more channels of the intermediate network. 中間ネットワークにおける、チャンネル割り当て、チャンネルスループット、およびチャンネルエラーレートのステータスをレポートするために、前記ルータと前記ゲートウェイとの間でフィードバックメカニズムが使用されることを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   81. The communication system of claim 80, wherein a feedback mechanism is used between the router and the gateway to report status of channel assignment, channel throughput, and channel error rate in an intermediate network. . 前記エンドユーザディバイスは、ローカルエリアネットワークを通じて、前記ルータと通信することを特徴とする請求項80に記載の通信システム。   The communication system according to claim 80, wherein the end user device communicates with the router through a local area network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、前記中間ネットワークの複数チャンネルの使用を、前記中間ネットワークの他の数の複数チャンネル、あるいは単一のチャンネルの使用に変更することを特徴とする請求項80に記載の通信ネットワーク。   The communication according to claim 80, wherein the gateway and the router change the use of the plurality of channels of the intermediate network to the use of another number of the plurality of channels of the intermediate network or a single channel. network. 前記ゲートウェイおよび前記ルータは、中間ネットワークの単一のチャンネルの使用を、前記中間ネットワークの複数チャンネルの使用に変更することを特徴とする請求項80に記載の通信ネットワーク。   The communication network according to claim 80, wherein the gateway and the router change use of a single channel of the intermediate network to use of multiple channels of the intermediate network. 通信システムのパケットデータトラフィックを取り扱う方法であって、
輻輳がおこった場合に入パケットを抑制することと、
前記パケットのサービス品質要件およびチャンネルが提供するサービス品質に基づき、伝送チャンネルに前記入パケットを向けることと、
トラフィックの量およびチャンネルのコンディションを監視し、パケットのサービス品質要件を満たすためにチャンネルリソースを割り当てるか、あるいは割り当て解除することと、
同様のサービス品質要件を持つ複数の入パケットを、前記パケットのサービス品質要件を満たす1つまたは複数のチャンネル上でともにトンネリングすることで、ひとつのパケットストリームに集約することと
を含むことを特徴とする方法。

A method of handling packet data traffic in a communication system,
Suppressing incoming packets in case of congestion,
Directing the incoming packet to a transmission channel based on the quality of service requirements of the packet and the quality of service provided by the channel;
Monitor traffic volume and channel conditions and allocate or deallocate channel resources to meet packet quality of service requirements;
A plurality of incoming packets having similar quality of service requirements are aggregated into a single packet stream by tunneling together on one or more channels that meet the quality of service requirements of the packets. how to.

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