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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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Eb/No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
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
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,
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
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
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
・ 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
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
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
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 /
Implementation of multi-stream router delivery, aggregation, and multiplexing processAdds IP header to reverse link data packet, appropriate source address for selected
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
-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
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
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.
Claims (101)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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