JP2017510099A - 多接続通信用の統合副層 - Google Patents
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Abstract
多接続通信をもたらすインターネットプロトコル(IP)フローの管理が、例えば一つのIPフローを異種の物理層(PHY)を介して管理するが必ずしもこれに限られないように意図される。統合副層が、IPフローに含まれるIPパケットのパーティション分けを容易にするべくネットワーク層とデータリンク層及び/又は異種の物理層との論理インタフェイスとして構成される。
Description
本発明は、例えば一つのIPフローを、異種の物理層(PHY)を通じて同時に管理することのような、ただし必ずしもこれに限られない、インターネットプロトコル(IP)フローを管理することに関する。
関連出願の相互参照
本願は、2013年12月6日出願の米国仮出願第61/912,733号の利益を主張する。その開示は、全体がここに参照として組み入れられる。
本願は、2013年12月6日出願の米国仮出願第61/912,733号の利益を主張する。その開示は、全体がここに参照として組み入れられる。
Wi−Fi(登録商標)アライアンスはWi−Fiを、米国電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格、例えば、IEEE802.11:システム間の通信及び情報交換−地方及び都会エリアネットワーク−具体的要件−パート11:無線LAN媒体アクセス制御(MAC)及び物理層(PHY)仕様書2012であるが必ずしもこれに限られない、に整合する任意の無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)製品として定義する。その開示は、全体がここに参照として組み入れられる。ロングタームエボリューション(LTE)は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって開発された、そのリリース8及び9ドキュメントシリーズ並びに/又はTS36.201、36.300、36.304、36.306、36.321、36.322、36.323、36.331、36.401及び36.306に特定されるモバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))/GSMエボリューション用エンハンストデータレート(EDGE)及びユニバーサルモバイル通信システム(UMTS)/高速パケットアクセス(HSPA)ネットワークテクノロジに基づく携帯電話及び他のデバイスの高速データ無線通信規格に関する。これらの開示は、全体がここに参照として組み入れられる。
統合されたWi−Fi/LTE小型セルが次第に一般的になっている。このアーキテクチャにおいては、Wi−Fiアクセスポイント(AP)とLTEのeNodeB(eNB)とが恐らくは並列されてリソース(電力、可能であればアンテナ、その他)のいくつかを共有する。家庭環境においては、Wi−Fi及びLTEトラフィック(DOCSIS、DSL等)に対し同じバックホール(backhaul)を使用することができる。米国特許出願第14/181,640号、第14/181,641号、第14/181,643号及び第14/181,645号に関するような多入力多出力(MIMO)通信を参照のこと。これらの開示は、全体がここに参照として組み入れられる。統合されたアクセスポイントにおいてのようなLTEラジオ及びWi−Fiラジオは、それぞれが認可帯域及び無認可帯域において独立して運用される。加えて、多くの無線デバイス(スマートフォン、4G/Wi−Fiタブレット等)は、LTEチップ及びWi−Fiチップの双方が埋め込まれている。家庭環境において、かかるデバイスは、Wi−Fi専用デバイス(ラップトップ、スマートウォッチ、Wi−Fi専用タブレット等)及びLTE専用デバイス(通常の携帯電話等)と共存する。
デュアルラジオ無線デバイスは、シングルモード(LTE専用又はWi−Fi専用)にあるか、又は、双方のラジオが同時にアクティブな場合、異なるインターネットプロトコル(IP)フローを提供するかのいずれかである。前者の場合、IPパケットは、Wi−Fi物理層/MAC又はLTE物理層/MACのいずれかによって配送されるサービスを使用する。後者の場合、双方のラジオが同時にアクティブになり得るにもかかわらず、2つの異なるIP接続が必要となり(例えば、モバイルIPにおける2つの異なる気付けアドレス)、当該ラジオは異なるIPフローを提供する。典型的なアーキテクチャにおいて、双方のラジオ、すなわち認可及び無認可双方のスペクトルは、一つの又は同じIPフローを提供することができない。加えて、この2つのラジオは独立して動作するので、これらが選択するPHY及びMACのパラメータは、共同して決定されるわけではない。本発明の一つの非制限的な側面は、Wi−Fi及びLTEラジオの双方が、関連ラジオパラメータを共同して決定できる能力によって、一つのIP接続が配送するパケットを提供できるようにする統合副層を提案する。
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態がここに開示されるが、その開示の実施形態が、様々なかつ代替的な形態で具体化される本発明の単なる例示であることを理解すべきである。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、特定の構成要素の詳細を示すべくいくつかの特徴が拡大又は縮小される。したがって、ここに開示される具体的な構造及び機能の詳細は、限定としてではなく、当業者が本発明を様々に用いるための教示の単なる代表的基本として解釈するべきである。
図1は、本発明の一つの非制限的な側面に係るフロー12を管理するシステム10を例示する。フロー12は、インターネットプロトコル(IP)ベースのプロセスに係る一以上のネットワーク要素14、16、18を介して搬送されるセッション、ストリーム又は他の信号伝達に応じた任意のデータ送信に対応する。インターネットエンジニアリングタスクフォース(IETF)の、フロー情報交換用IPフロー情報エクスポート(IPFIX)プロトコル仕様書との名称のコメント要求(RFC)7011が、データネットワーク上でパケット又はフレーム20として搬送されるトラフィックのようなフローを記載する。その開示は、全体がここに参照として組み入れられる。留意されるのは、特定のフロー12に属するパケットが、一以上のパケットヘッダフィールド(例えば宛先IPアドレス)、トランスポートヘッダフィールド(例えば宛先ポート番号)、又はアプリケーションヘッダフィールド(例えばRTPヘッダフィールド[RFC3550])のような一セットの共通特性を有することである。随意的に、フロー12によって代表される一セットのパケット20は、少なくとも当該フローがゼロ以上のパケットを代表する限り、空とすることができる。フロー記録は、観測ポイントとして十分に動作できる能力を有するネットワーク要素において観測された特定のフロー12に関する情報を包含する。フロー記録は、フロー12の測定された特性(例えばフローのパケットすべてに対する合計バイト数)、いくつかの場合はフローの特徴的な特性(例えば送信元/宛先IPアドレス)、を包含する。
フロー12を構築するべく様々なメカニズムを用いることができる。これは例えば、対応フローが、SCTPアソシエーションとして周知のトランスポートセッションであるストリーム制御送信プロトコル(SCTP)、対応フローが、使用されるIPアドレスとTCPポートとの組み合わせにより一意的に識別されるTCP接続として周知のトランスポートセッションであるトランスポート制御プロトコル(TCP)、及び、対応フローが、使用されるIPアドレスとUDPポートとの組み合わせにより一意的に識別されるUDPセッションとして周知のトランスポートセッションであるユーザデータグラムプロトコル(UDP)であるが必ずしもこれらに限られない。モバイルIPv6におけるフローバインディング及びネットワークモビリティ(NEMO)基本サポートとの名称のIETFのRFC6089は、その開示の全体がここに参照として組み入れられ、ホームアドレスから他の箇所へとフローを向けることを十分に容易にする気付けアドレスのような、一以上のフローを特定IPアドレスにバインディングするという概念を定義する(気付けアドレスの使用に関する付加的詳細については、IETFの、多重気付けアドレスレジストレーションとの名称のRFC5648を参照のこと。その開示は、全体がここに参照として組み入れられる)。
RFC6089は、以下のフロー関連用語を記している。
フロー:フローは、モバイルノード(MN)がホームエージェント(HA)、対応ノード(CN)又はモビリティアンカーポイント(MAP)のいずれかによる特別扱いを所望する一シーケンスのパケットである。
トラフィックセレクタ:パケットを分類する目的上、パケットのヘッダにおけるフィールドに対して整合し得る一以上のパラメータ。かかるパラメータの例は、送信元IPアドレス及び宛先IPアドレス、トランスポートプロトコル番号、送信元ポート番号及び宛先ポート番号、並びにIP及び高い層のヘッダにおける他のフィールドを含む。
フローバインディング:これは、トラフィックセレクタ、及び一以上のバインディング識別子(BID)からなる。フローバインディングに関連付けられたトラフィックセレクタに整合する一以上のフローからのIPパケットが、同じフローバインディングに関連付けられたBIDへと転送される。
フロー識別子:フロー識別子は、モバイルノードに関連付けられたフローバインディングを一意的に識別する。これは、モバイルノードによって生成され、MN、HA、CN又はMAPによって維持されるフローバインディングエントリのテーブルにキャッシュされる。
図1は、IPフロー12を容易にするネットワーク要素14、16、18が、ネットワーク14、アクセスポイント16及びデバイス18に対応する典型的構成を例示する。ネットワーク14は、任意数のサービスをデバイスへと、IPフローをサポートするセッション又は他のメカニズムを介して与えることを十分容易にする能力を有する任意タイプのネットワークに対応する。当該セッション又は他のメカニズムは例えば、ボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)、従来型ビデオ、非従来型ビデオ(例えばHD、VHD、UHD)、ウェブトラフィック、ファイル又はデータのダウンロード(ファイルトランスファープロトコル(FTP))、及び他のタイプのサービスであるが、必ずしもこれらに限られるわけではない。サービスは、ケーブルテレビプロバイダ、インターネットサービスプロバイダ(ISP)、セルラー電話プロバイダ、及びオーバーザトップ(OTT)コンテンツプロバイダ、又は、IPベース規格による付随サービスをサポートするのに必要なデータの送信を十分容易にできる能力を有する実質的に任意の他のタイプのサービスプロバイダを送信元とする。上述のIPフローへの参照は、IPフローを定義しかつ差別化する本発明のメカニズムの一つの使用を実証する例示上の非制限的な目的のために与えられる。IPフロー12は、複数のパケットが同じIPアドレスにアドレス指定された任意のフローに対応する。当該IPアドレスは例えば、デバイス若しくは他の宛先に関連付けられ又は共通に関連付けられた、IPバージョン4(IPv4)又はIPバージョン6(IPv6)宛先アドレスである。
IPフロー12は、デバイス(IP#1)18のIPアドレスへとアドレス指定されたフロー識別子24、一以上のトラフィックセレクタ26、及び複数のIPパケット20を含むように示される。フロー識別子24は、アクセスポイント16へ送信されるIPフロー12を他のIPフローから差別化するのに十分な一意的な識別子を与えるべく上述されたものに対応する。トラフィックセレクタ又は多重トラフィックセレクタ26は、対応IPパケット20、例えば、デバイスに多重のサービスを与えるべくフロー12の中に含まれる同じ宛先アドレス(IP#1)を有する複数のIPパケット20、に関連付けられたサービスを差別化するべく上述されたものに対応する。本発明は主に、ネットワークに接続されたプロバイダ(例えばインターネット又はサービスプロバイダ)を送信元として、アクセスポイント16を介してデバイス18へと配送されるIPフロー12に関連して記載される。その結果、IPフロー12の対応方向は下流側とみなすことができる。本発明は、必ずしもこれに限られるわけではなく、デバイス18から、アクセスポイント16を介してネットワーク14に接続された送信元又は他の宛先へのように、同様のIPフローを上流方向に容易にする使用及びアプリケーションも十分に意図している。
本発明の一つの非制限的な側面は、アクセスポイント16及びデバイス16の異種の物理層(PHY)32、34、36、38を使用してIPフロー12を管理することを意図する。デバイス18及びアクセスポイント16物理層32、34、36、38は、物理的な信号交換を十分にできる能力を有するラジオインタフェイス又は他のインタフェイスに対応する。図1は、アクセスポイント26が、Wi−Fi動作可能PHY(Wi−Fi物理層)32、36及びLTE動作可能PHY(LTE物理層)34、38の一方又は双方を使用して無線信号をデバイス18と交換することを容易にするのに十分な能力を有する無線信号伝達送信元として作用する典型的構成を例示する。Wi−Fi物理層32、36及びLTE物理層34、38は、Wi−Fi信号伝達及びLTE信号伝達、すなわちWi−Fiパケット及び/又はLTEパケットの交換、を容易にするべくデバイス18及びアクセスポイント16のそれぞれに含まれる特徴に対応する。Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38は、国際標準化機構(ISO)が定義するオープンシステム間相互接続(OSI)モデルに関連付けられた層と同様の層に対応する。これは、ISO/IEC7498−1として参照され、その開示は、全体がここに参照として組み入れられる。Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38は、対応するPHY32、34、36、38を介しての物理的交換を目的として信号伝達(例えばパケット、フレーム等)を用意するのに必要な信号処理、アドレス指定及び他の動作を容易にするべく、対応するWi−Fi及びLTEのデータリンク層40、42、44、46(媒体アクセス制御(MAC)層)とともに動作することができる。
本発明の一つの非制限的な側面は、Wi−Fi物理層32、36及びLTE物理層34、38とネットワーク/トランスポート層54、56との論理インタフェイスとして構成される統合副層50、52を意図する。ネットワーク/トランスポート層54、56は、デバイス18のプロセッサ、アプリケーション又は他の論理機能要素、及びそこに含まれたデータに応答して動作可能なアクセスポイント16とともに使用されるWi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38を介して物理的に交換される信号伝達の処理を容易にするのに十分な能力を有するIP層である。ネットワーク/トランスポート層54、56は、IP層として標識される。本発明の一つの非制限的な側面が、デバイス18及びアクセスポイント16の異種の物理層32、34、36、38、例えばWi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38を介してIPベースのプロトコルに従って通信されるIPフロー又はデータをトランスポートすることを意図するからである。IP層54、56は、フロー12をサポートするべく他のネットワーク/トランスポートプロトコルが利用される場合においても、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく非IP層として構成することができる。IP層54、56の使用は主に、IPベースの通信、特に例示のIPフロー12に依存する通信として記載され、比較的広く普及しかつ多くのデバイスとともに動作可能である。
統合層50、52は、Wi−Fi及びLTEベースの通信に特有の能力を活用するべくここに意図されるパーティション分けプロセスによって、Wi−Fi及びLTEのMAC40、42、44、46と物理層32、34、36、38との間のIPフローの処理を容易にするべく構成することができる。Wi−Fi及びLTEベースの通信は主に、多くのデバイスにおいて使用されるインタフェイスの代表としての例示のために、必ずしも本発明の適用可能性を制限することなく言及される。異種の動作上の配慮を有する他の無線及び/又は有線インタフェイスも、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく同様に使用できる。デバイス18とアクセスポイント16との間の無線信号伝達は、任意数の要因に応じて異なるレベルのスループット、サービス品質(QoS)、信号伝達範囲、及び任意数の他の動作上の配慮を受ける。例えば、アクセスポイント16が、Wi−Fiのための無認可スペクトルにではなくLTE信号伝達のための限られた認可スペクトルに割り当てられ(又はLTE信号伝達のための限られた認可スペクトルにではなくWi−Fiのための無認可スペクトルに割り当てられ)、アクセスポイント16が、他のWi−Fi接続デバイスとの通信をサポートする場合(例えば、その開示の全体がここに参照として組み入れられる、ネットワークトラフィック優先順位付けとの名称の米国特許出願第14,537,845号明細書に記載される態様でコミュニティWi−Fiをサポートする場合)にスループット劣化を受ける等の要因である。
統合副層50、52は、LTE及びWi−Fi物理層32、34、36、38に関連付けられた能力の利点を活用し及び/又はその不利点を最小限にするべく構成することができる。統合副層50、52は、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38のそれぞれに対して所望の動作条件を識別し、IPフロー12に含まれるIPパケット20をその機能としてパーティションに区分けすることができる。統合副層50、52は、当該パーティション分けが、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38の対応する一つを介した引き続いての交換を支配するか否かに応じて、IPパケット20のバッファを行い、その後、IPパケット20全体を対応Wi−Fi及び/又はLTEパケット60、62の中にカプセル化するべく構成することができる。統合副層50、52は、各IPパケット20の同じ宛先アドレス(IP#1)へのアドレス指定を可能にする一方、いくつかのIPパケット20がWi−Fi物理層32、36を介して交換可能となりかつ他のIPパケット20がLTE物理層34、38を介して交換可能となるというように、IPフロー12のアドレス指定上の制約内で動作するべく構成することができる。随意的に、パケット60、62は、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38それぞれを介して同時に交換される。IPフロー20のトランスポートを可能とするべくアクセスポイント16及びデバイス18の異種の物理層を使用を容易にできる能力は、IPフロー12を生じさせ又は受信する送信元又は他のデバイスに、一つの宛先/送信元アドレス(IP#1)を利用させることができる点で特に有用である。
図2は、本発明の一つの非制限的な側面が意図する異種の物理層処理の概要70を例示する。概要70は、デバイス18を送信元としてアクセスポイント16へと向かう上流IPフロー、及び/又はアクセスポイント18を送信元としてデバイス16へと向かう下流フローに適用される。上流フローは、IPフローをネットワーク14に関連付けられた宛先へと送信するべくデバイス18が様々なプロセスを行い又は様々なコマンドを受信することと、デバイス18において行われる付随プロセスが、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38を介した無線アクセスポイント18への、対応IPパケット20の少なくとも一部分のトランスポートを容易にして、ネットワーク14を経由するIPフロー12として引き続き再結合して送信することとに対応する。下流フローは、アクセスポイント18が、ネットワーク14を経由してIPフロー12を受信したことに応答し、デバイス18へのトランスポートを目的として様々なプロセスを行うことと、付随プロセスが行われて、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38を介した対応IPパケット20の少なくとも一部分の、デバイス18へのトランスポートを容易にし、関連アプリケーションとともに使用するべく引き続き再結合してIPフローにすることとに対応する。
図2に説明されるプロセスは例示上の非制限的な目的で示され、IPフロー12がアクセスポイント16において受信されてデバイス18へと無線送信される下流フローに対応する。上述されたようにかつ当業者にわかるように、デバイス18において、デバイス18からアクセスポイント16への上流信号伝達及び逆順にIPフロー12の再構築を容易にするべく同様のプロセスが行われる。IP層54、56は、IPフロー12の中に含まれる複数のIPパケット20を識別するべく構成される。これは随意的に、各IPパケット20に関連付けられたフロー識別子、任意のトラフィックセレクタ、及び/又はアドレス指定を含む。受信された各IPパケット20、又は特定のフロー識別子に関連付けられたIPパケットは、パーティション分け/バッファプロセス72を目的として統合層50、52へと引き回される。パーティション分け/バッファプロセス72は、多重フローの識別、対応IPパケット20が引き続き、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38の一方又は双方を介してトランスポートされるか否かの識別を含む。本発明は、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38の一つのみを介して特定IPフロー用のIPパケット20をトランスポートすることを完全に意図するが、以下の例示的記載は、特定フロー12用のIPパケット20の少なくとも一部分がWi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38の双方を介してトランスポートされるパーティション分けを仮定する。
パーティション分け/バッファ動作72のバッファ部分は、Wi−Fi及びLTE物理層32、34、36、38の一方を介した、引き続いての引き回しを識別するのに十分な時間にわたるIPパケット20のバッファを含む。パーティション分け/バッファ動作72のパーティション部分は、IPパケット20のどの部分が、Wi−Fi物理層32、36を使用してトランスポートされるのか、及びどの部分が、LTE物理層34、38を使用してトランスポートされるのかを決定する統合層50、52に対応する。随意的に、IPフロー12がデバイス18へと送信されている間、任意のパーティション調整又は変更が、条件の変更に応じて行われる。統合副層50、52は、Wi−Fi物理層32、36を介して送信されるIPパケット20のためのWi−Fiパケット60の生成を容易にするWi−FiのMAC層40、44とともに動作する。Wi−FiのMAC層40、42は、一以上の対応Wi−Fiパケット60の中に各IPパケット20の全体をカプセル化することによって、例えばWi−Fiヘッダ74を有する一つのWi−Fiパケット60の中に一つのIPパケット全体をペイロードとして含むことによって、Wi−Fiパケット60を生成する。Wi−Fiヘッダ74は、順方向エラー訂正(FEC)、アドレス指定、及び/又は、引き続いてのWi−Fiラジオ76を介したWi−Fiパケット60の送信を容易にするのに必要なデータを付加する。統合副層は、LTEヘッダ78を有するLTEパケット62の中にIPパケット20をペイロードとしてカプセル化するのを容易にするべく、LTEのMAC層42、46と同様に動作し、引き続いてのLTEラジオ80を介したLTEパケット62の送信を容易にする。
デバイス18及び/又はアクセスポイント16は、LTEモード、Wi−Fiモード又はデュアルラジオモードで動作可能なデュアルラジオデバイスとして動作することができる。この決定を行うべく、LTE専用デバイスの数、Wi−Fi専用デバイスの数、デュアルラジオデバイスの数、デバイスの互いに対するトポロジ及び相対位置、各デバイスに対するチャネル条件(デュアルラジオデバイスに対しては、認可及び無認可双方のスペクトルについてのチャネル条件)、並びにデバイス能力(MIMO等)のようなパラメータを、IPパケットがWi−Fi物理層のみへと(Wi−Fiモード)、LTE物理層のみへと(LTEモード)、又はWi−Fi及びLTE物理層双方へと(デュアルラジオモード)引き回すべきか否かを決定することの考慮に入れることができる。いくつかの例示的な決定は以下のようになる。
アクセスポイント16とデバイス18との間のチャネル、又は同じチャネルに接続され若しくはアクセスポイント16に関連付けられた付加デバイスが、認可及び無認可周波数双方において時間的に変化する場合、所与のフレーム/パケットに対し、無認可(認可)帯域のチャネル条件が認可(無認可)帯域のチャネル条件よりもずっと良好であれば、統合副層50、52は、IPトラフィックのすべてを、有利なダイバーシティを与えるWi−Fi及びLTEラジオの一方に向ける。
認可及び無認可双方の周波数に関するチャネル条件が良好な場合、統合副層50、52は、IPトラフィックをWi−Fiラジオ及びLTEラジオ双方に分割させることができる。
デュアルラジオモードがWi−Fi専用モードとして動作しており、かつ、一貫したスループットを必要とするアプリケーションを動かしている場合、デバイス18がアクセスポイント16から離れるように動いていると、デバイス18のLTEラジオは距離が離れるにつれてアクティブになる。その結果、LTEラジオ80を介して多くのIPパケットを通信することによってWi−Fiスループット損失を補償するべく益々多数のサブキャリアが使用され得る。
デュアルラジオデバイス18がアクセスポイント16に近く、かつ、スループット集中型アプリケーションが動いているLTE専用デバイスが遠い場合のシナリオでは、統合副層50、52は、当該遠いデバイスのためにLTEサブキャリアのすべてを使用して、当該デュアルラジオデバイスへの接続をWi−Fiによって行うことができる。
Wi−Fi専用デバイスの数が多い場合、統合副層50、52は、デュアルラジオデバイス宛てのトラフィックをLTEラジオに向けることができる。
図3は、本発明の一つの非制限的な側面に係るIPフロー管理の方法のフローチャート84を例示する。方法は、異種の無線及び/又は有線インタフェイスを介した信号伝達を容易にするのに十分な能力を有するデバイス、アクセスポイント又は他のネットワーク要素により動作可能な複数の非一時的指令を有する非一時的コンピュータ可読媒体に具体化することができる。当該デバイス、アクセスポイント又は他のネットワーク要素は例えば、Wi−Fi及びLTEラジオを介した信号伝達の交換を容易にするのに十分な能力を有する上記デュアルモードデバイス及びアクセスポイントであるが、必ずしもこれらに限られない。ブロック86は、本発明に係るトランスポートのために所望されるIPフローの決定に関する。IPフローは、共通の宛先アドレスへとトランスポートされて共通フロー識別子に関連付けられる複数のパケットに対応する。例えば、当該フローの中に含まれる各IPパケットは、同じ宛先アドレスを有し、かつ、同じフロー識別子に関連付けられる。
ブロック88は、IPフローの中に含まれる複数のIPパケットの決定に関する。IPパケットは、当該パケットが、IPフローの一部分として受信されているときに、及び/又はトランスポート用のIPフローを生成するタスクを有するエンコーダ又は他のプロセッサからの出力の機能として事前に受信されているときに、リアルタイムに識別することができる。IPフローが、デバイス18からアクセスポイント16へのような上流送信に関する場合、当該IPフローは、デバイス18上のアプリケーション又は他の特徴から決定することができる。IPフローが、アクセスポイント16からデバイス16へのような下流送信に関する場合、当該IPフローは、ネットワーク12に接続された送信元からアクセスポイント16へとトランスポートされた信号伝達の機能として決定することができる。パケットは、ヘッダ及び/若しくはペイロード、又は対応コンテンツ/データのトランスポートを容易にするべくこれらの中に含まれた他の識別情報に応じて個別に識別することができる。パケットの代わりに又はパケットに加えてフレーム又は他のデータグループ分けが利用される場合、これらの付加的構築物は、ここに意図された動作に応じて同時に識別及び処理することができる。
ブロック90は、IPパケットの、Wi−Fi及びLTE物理層のような、ただし必ずしもこれらに限られない異種の物理層へのパーティション分けに関する。パーティション分けは、IPフローから取得された各パケットが、Wi−Fi及びLTEラジオの一方を使用して引き続きトランスポートされるべきか否かを決定する目的で個別に評価される進行中プロセスである。本発明の一つの非制限的な側面は、Wi−Fi及びLTEラジオを経由した同時送信のために一つのIPフローをパーティション分けすることが望ましい場合のデュアルモードの動作を仮定する。上述のように、このデュアルモード動作を特定のIPフローのために実装することができる一方、非デュアルモード動作を他のIPフローのために実装することができる。すなわち、いくつかのIPフローは、Wi−Fi及びLTEラジオの双方を介してトランスポートすることができ、他のIPフローは、Wi−Fi及びLTEラジオの一方を介してトランスポートすることができる。パーティション分けの決定は、当該パーティションが、ネットワーク動作上の制約が変動するときに常に調整されるように動的かつ可変である。
IPフローの中に、当該IPパケットのトラフィックタイプ又は他の特徴を識別するべく含まれるトラフィックセレクタ又は他の識別子は随意的に、パーティション分けを容易にするべく利用することができる。トラフィックセレクタのパーティション分けは、一タイプのトラフィック(及び対応パケット)をWi−Fi及びLTEラジオの一方へと、並びに他タイプのトラフィック(及び対応パケット)をWi−Fi及びLTEラジオの他方へと引き回すべく使用することができる。トラフィックセレクタのパーティション分けはまた、所定の関係に応じてトラフィックタイプをパーティション分けするべく使用することもできる。例えば、一のトラフィックタイプが、Wi−Fi/LTEラジオへの25/75分割を含み、他のトラフィックタイプが、当該Wi−Fi/LTEラジオ同士間でのIPパケットの50/50分割を含む。多重クライアントのためのデータを搬送するべくIPフローが使用される場合、例えば(当該IPフローが、各パケットに共通の宛先アドレスをアクセスポイントとして有する)アクセスポイントマルチキャストサービス多重デバイスの場合、一定のトラフィックタイプを有するパケットが、Wi−Fiラジオへと、例えばWi−Fi専用デバイスへと向けられ、及び/又は無認可スペクトルを利用し、一定のトラフィックタイプを有するパケットが、LTEラジオへと、例えばLTE専用デバイスへと向けられ、及び/又は認可スペクトル又はダイバーシティを利用する。
ブロック92、94は、IPパケットをカプセル化して対応Wi−Fi及びLTEパケットにし、これらを、対応Wi−Fi/LTEラジオを介して引き続き送信することに関する。カプセル化は、受信されたペイロード及びヘッダを含む各IPパケットの全体を、Wi−Fi/LTEパケットの対応する一方のペイロードの中に収めることによって行うことができる。Wi−Fi/LTEヘッダはそれぞれ、関連規格に一致した送信を容易にするべくWi−Fi/LTEのペイロードに付加される。ブロック96は、ブロック94において送信されたWi−Fi/LTEパケットからIPパケットを回復させることに関する。IPパケットの回復は、統合副層が、Wi−Fi/LTEパケットのカプセル化解除を容易にすることと、引き続いて、IPベースの通信に付随するネットワーク/トランスポート層要件に従って当該IPパケットを照合すること、すなわちWi−Fi及びLTEパケットのペイロードからIPパケットを取得することとを含む。
上記サポートのように、本発明の一つの非制限的な側面は、LTE及びWi−Fiの上部に置かれる統合副層を意図する。この副層は、IP層からパケットを受信し、IPトラフィックをパーティション分けし、及び当該パケットを2つの利用可能なラジオへと向ける。この統合副層を使用することにより、IP層は、利用可能なLTE及びWi−Fi双方のラジオ/スペクトルを活用する。加えて、この副層は、2つのラジオから受信したMAC層フレームをマージしてIP層へと配送する責任を有する。統合副層は、LTE及びWi−Fi物理層及びMAC層が話し合うことができるようにWi−Fi物理層(MAC)とLTE物理層(MAC)との論理インタフェイスを与えるので、各ラジオが選択したパラメータを、全体的な性能を最適化するべく共同して選択することができる。
例示的実施形態が上述されたが、これらの実施形態は、本発明の可能な形態すべてを記載することが意図されるわけではない。むしろ、本明細書において使用される用語は、限定というよりも説明の用語であり、本発明の要旨及び範囲から逸脱しないように様々な変化形を作ることができる。加えて、実装のための様々な実施形態の特徴は、本発明のさらなる実施形態を形成するべく組み合わせることができる。
Claims (20)
- ロングタームエボリューション(LTE)物理層及びWi−Fi(登録商標)物理層を有するデバイスのためのインターネットプロトコル(IP)フローの管理を容易にするべく動作可能な複数の非一時的指令を有する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記非一時的指令は、
前記IPフローに関連付けられるIPパケットを決定し、
前記IPパケットの少なくとも第1部分を、前記LTE物理層をLTEパケットとしてトランスポートし、
前記IPパケットの少なくとも第2部分を、前記Wi−Fi物理層をWi−Fiパケットとしてトランスポートする
のに十分な非一時的コンピュータ可読媒体。 - LTEの媒体アクセス制御(MAC)層要件に従って前記IPパケットの第1部分をカプセル化することにより前記LTEパケットを生成し、
Wi−FiのMAC層要件に従って前記IPパケットの第2部分をカプセル化することにより前記Wi−Fiパケットを生成する
のに十分な非一時的指令をさらに含む請求項1の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記LTE物理層を介したペイロードとしてのトランスポートを目的として前記IPパケットの各第1部分を、前記LTEパケットの対応する一以上の中にカプセル化し、
前記Wi−Fi物理層を介したペイロードとしてのトランスポートを目的として前記IPパケットの各第2部分を、前記Wi−Fiパケットの対応する一以上の中にカプセル化する
のに十分な非一時的指令をさらに含む請求項1の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記IPフローの中の各IPパケットに対してトラフィックセレクタを決定し、
前記IPパケットの第1部分及び第2部分を、対応するトラフィックセレクタに応じて前記LTE及びWi−Fiパケットとしてそれぞれトランスポートすることを目的として選択する
のに十分な非一時的指令をさらに含む請求項1の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 複数のIPフローから前記IPフローを、一意的に関連付けられた第1フロー識別子の機能として決定するのに十分な非一時的指令をさらに含み、
前記IPパケットの第1部分及び第2部分それぞれは同じフロー識別子を有する請求項4の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記LTE及びWi−Fi物理層の一方のみを介して、関連付けられたトラフィックセレクタに応じて第2フロー識別子によって識別された、前記複数のIPフローの第2フローに関連付けられたIPパケットをトランスポートするのに十分な非一時的指令をさらに含む請求項5の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 無線アクセスポイントであって、
インターネットプロトコル(IP)フローの外部ネットワークとの交換を容易にするべく構成されたネットワーク層と、
無線信号を、近接した無線デバイスと交換するべく構成された第1物理層と、
無線信号を、近接した無線デバイスと交換するべく構成された第2物理層と、
前記第1物理層を介した前記IPフローの中で搬送される複数のIPパケットの少なくとも第1部分を第1パケットとしてパーティション分けすることと、前記第2物理層を介した前記IPパケットの少なくとも第2部分を第2パケットとしてパーティション分けすることを容易にすることを含むように、前記IP層と前記第1物理層及び前記第2物理層との論理インタフェイスとして作用するべく構成された統合副層と
を含む無線アクセスポイント。 - 前記第1物理層は、前記第1パケットをセルラーパケットとしてトランスポートするべく構成されたセルラー物理層であり、
前記第2物理層は、前記第2パケットをWi−Fiパケットとしてトランスポートするべく構成されたWi−Fi物理層である請求項7の無線アクセスポイント。 - 前記統合副層と前記セルラー物理層との間のセルラー媒体アクセス制御(MAC)層と、
前記統合副層と前記Wi−Fi物理層との間のWi−FiのMAC層と
をさらに含み、
前記セルラーMAC層は前記IPパケットを、前記セルラーパケットとしてのトランスポートを目的としてカプセル化するべく構成され、
前記Wi−FiのMAC層は前記IPパケットを、前記Wi−Fiパケットとしてのトランスポートを目的としてカプセル化するべく構成される請求項8の無線アクセスポイント。 - 前記セルラーMAC層は、各セルラーパケットのヘッダを、対応IPパケットの中に含まれるIP宛先アドレスの機能として第1デバイスへとアドレス指定し、
前記Wi−FiのMAC層は、各Wi−Fiパケットのヘッダを、対応IPパケットの中に含まれるIP宛先アドレスの機能として前記第1デバイスへとアドレス指定し、
前記セルラー物理層及びWi−Fi物理層へとパーティション分けされた前記IPフローの中の各IPパケットが、同じIP宛先アドレスを含む請求項9の無線アクセスポイント。 - 前記統合副層は、前記IPパケットのパーティション分けを容易にするべく構成された結果、前記第1物理層が前記第1パケットの少なくとも一部分を第1デバイスへとトランスポートする一方、前記第2物理層が同時に、前記第2パケットの少なくとも一部分を前記第1デバイスへとトランスポートする請求項7の無線アクセスポイント。
- 前記統合副層と前記第1物理層との間の第1データリンク層と、
前記統合副層と前記第2物理層との間の第2データリンク層と
をさらに含み、
前記第1データリンク層は前記IPパケットを、前記第1物理層からの前記第1パケットとしてのトランスポートを目的としてカプセル化するべく構成され、
前記第2データリンク層は前記IPパケットを、前記第2物理層からの前記第2パケットとしてのトランスポートを目的としてカプセル化するべく構成される請求項7の無線アクセスポイント。 - 前記第1データリンク層及び第2データリンク層はそれぞれ、各IPパケットのペイロード及びヘッダを、対応第1パケット及び第2パケットの一以上のペイロードの中にカプセル化するべく構成される請求項12の無線アクセスポイント。
- 前記統合副層は、前記第1物理層及び第2物理層のそれぞれに関連付けられたチャネルのためのチャネル条件を決定し、前記IPパケットを、対応チャネル条件に応じてそれぞれ前記第1パケット及び第2パケットとしてトランスポートするべく選択するべく構成され、
チャネル条件が正常であれば前記IPパケットを前記第1物理層と前記第2物理層とに均等に分割し、
前記チャネル条件が異常であれば前記IPパケットを不均等に分割する請求項7の無線アクセスポイント。 - 前記統合副層は前記チャネル条件を、対応チャネルのスループットが正常動作範囲内であれば正常と決定し、前記対応チャネルのスループットが前記正常動作範囲を超えていれば異常と決定するべく構成される請求項14の無線アクセスポイント。
- 前記統合副層は、
前記IPフローに含まれる各IPパケットに関連付けられたIPアドレスに整合するIPアドレスを有する無線デバイスの一つの物理層能力を決定し、
前記物理層能力が、前記第1物理層及び第2物理層に準拠していれば前記第1パケット及び第2パケットのトランスポートを有効にし、
前記物理層能力が前記第2物理層に準拠していなければ前記第1物理層を使用して前記IPパケットをトランスポートすべきことを選択し、前記物理層能力が前記第1物理層に準拠していなければ前記第2物理層を使用して前記IPパケットをトランスポートすべきことを選択することを含むように、前記第1パケット及び第2パケットのトランスポートを無効にする代わりに前記第1物理層及び第2物理層の一方を使用して各IPパケットをトランスポートするべく構成される請求項7の無線アクセスポイント。 - 多接続通信用のシステムであって、
宛先アドレスへと共通アドレス指定された複数のIPパケットを有するインターネットプロトコル(IP)フローをトランスポートするべく構成されたネットワークと、
引き続いての複数の無線パケットとしてのトランスポートを目的として、前記IPフローに含まれる前記IPパケットを処理するべく構成されたアクセスポイントであって、前記無線パケットをトランスポートするべく異種の物理層に応じて動作する少なくとも2つのラジオを含むアクセスポイントと、
前記無線パケットを受信するべく前記アクセスポイントの少なくとも2つのラジオに準拠する少なくとも2つのラジオを有するように前記宛先アドレスに関連付けられたデュアルモードデバイスと
を含むシステム。 - 前記アクセスポイントは、前記無線パケットを前記デュアルモードデバイスへとネットワークトランスポートするべく決定されたネットワーク特徴の機能として前記IPパケットを前記異種の物理層の間にパーティション分けするべく構成される請求項17のシステム。
- 前記アクセスポイントは前記IPパケットを、ネットワーク特徴が正常であれば前記異種の物理層間で均等に分割し、前記ネットワーク特徴が異常であれば前記IPパケットを不均等に分割するべく構成され、
前記ネットワーク特徴は、前記ネットワークのスループットが正常動作範囲内であれば正常であり、前記ネットワークのスループットが前記正常動作範囲を超えていれば異常である請求項18のシステム。 - 前記アクセスポイントは、前記トラフィックセレクタの第1タイプに関連付けられたIPパケットを、前記異種の物理層の第1物理層へとパーティション分けすることと、前記トラフィックセレクタの第2タイプに関連付けられたIPパケットを、前記異種の物理層の第2物理層へとパーティション分けすることとを含むように前記IPフローの中に含まれるトラフィックセレクタの機能として前記IPパケットをパーティション分けするべく構成される請求項18の無線アクセスポイント。
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