KR101717892B1 - 멀티-접속 통신을 위한 통합 서브층 - Google Patents

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Abstract

멀티-접속 통신을 생성하는 인터넷 프로토콜(IP) 흐름을 관리하는 것으로서, 예컨대 이종의 물리층을 통한 단일의 IP 흐름을 동시에 관리하는 것에 관한 것이다(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다). 통합 서브층은 네트워크 층과 데이터 링크층 및/또는 이종의 물리층 사이에 논리 인터페이스로서 구성되어, IP 흐름에 포함된 IP 패킷의 분할을 용이하게 할 수 있다.

Description

멀티-접속 통신을 위한 통합 서브층{UNIFICATION SUBLAYER FOR MULTI-CONNECTION COMMUNICATION}
본 출원은 2013년 12월 6일 출원된 미국 가출원 번호 61/912,733호의 이익을 주장하며, 상기 가출원의 개시 내용은 참고로서 본 출원에 그 전체가 합체된다.
본 발명은 이종의 물리층(disparate physical layers)(PHYs)을 통해 동시에 단일의 인터넷 프로토콜(IP) 흐름(플로; flow)을 관리하는 것과 같이(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다), IP 흐름을 관리하는 것에 관한 것이다.
Wi-Fi 얼라이언스는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11: 시스템 사이의 전기통신 및 정보 교환-로컬 및 메트로폴리탄 에어리어 네트워크-특정 요구조건-Part 11: 무선 LAN Medium Access Control(MAC) 및 Physical Layer(PHY) 사양(2012)(그 개시 내용 전체가 본 명세서에 참고로 합체된다)와 같이(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다), IEEE 802.11 표준을 따르는 임의의 무선 LAN(WLAN)으로서, Wi-Fi를 규정한다. 롱텀 에볼루션(LTE)은, Release 8 및 9 서류 시리즈 및/또는 TS 36.201, 36.300, 36.304, 36.306, 36.321, 36.322, 36.323, 36.331, 36.401, 36.306(그 개시 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 합체된다)에 특정된 것과 같은 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 개발된 GSM(Global Systems for Mobile Communications)/EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)/HSPA(High Speed Packet Access) 네트워크 기술에 기초한 모바일 폰 및 기타 기기를 위한 고속의 데이터 무선 통신용 표준에 관한 것이다.
통합된 Wi-Fi/LTE 스몰 셀이 점점 더 퍼지고 있다. Wi-Fi 액세스 포인트(AP) 및 LTE eNodeB(eNB)는 본 아키텍처에 결합될 수 있고, 리소스(파워, 아마도 안테나 등) 중 일부를 공유할 수 있다. 가정 환경에서, 동일한 귀로(backhaul)가 Wi-Fi 및 LTE 트래픽(DOCSIS, DSL, 등)에 대해 사용될 수 있다. 예컨대, 미국 특허 출원 번호 제14/181,640호, 제14/181,641호, 제14/181,643호 및 제14/181,645호와 관련된 Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) 통신 참조(그 개시 내용은 전체로서 본 명세서에 참고로 합체). 이러한 통합된 액세스 포인트에서, LTE 및 Wi-Fi 무선기(radios)는 인가된(licensed) 또는 인가되지 않은(unlicensed) 대역 상에서, 각각 독립적으로 작동한다. 또한, 많은 무선 디바이스가 그 디바이스에 내장된 LTE 칩 및 Wi-Fi 칩을 갖고 있다(스마트 폰, 4G/Wi-Fi 태블릿 등). 가정 환경에서, 이러한 디바이스는 Wi-Fi 전용 디바이스(랩탑, 스마트 워치, Wi-Fi 전용 태블릿 등) 및 LTE-전용 디바이스(regular cell phones 등)와 공존한다.
듀얼-래디오(dual-radio) 무선 디바이스는 단일 모드(LTE-전용 또는 Wi-Fi 전용)에 있거나, 두 무선기가 동시에 액티브 상태에 있는 경우에는, 상이한 인터넷 프로토콜(IP) 흐름을 이용한다. 전자의 경우에, IP 패킷은 Wi-Fi PHY/MAC 또는 LTE PHY/MAC에 의해 전달된 서비스를 이용한다. 후자의 경우에, 두 무선기가 동시에 액티브 상태에 있을 수 있지만, 두 개의 상이한 IP 접속이 요구되고(예컨대, 모바일 IP 내의 두 개의 상이한 car-of-adderss), 무선기는 상이한 IP 흐름을 이용할 수 있다. 전형적인 아키텍처에서, 두 무선기, 따라서 인가된 스펙트럼 및 인가되지 않은 스펙트럼은 단일의 또는 동일한 IP 흐름을 이용할 수 없다. 또한, 두 무선기는 독립적으로 동작하고, 이들에 의해 선택된 물리층 및 MAC 파라미터는 함께 결정되지 않는다. 본 발명의 하나의 비제한적인 양태는, 연관된 무선 파라미터(radio parameters)를 함께 결정하는 능력으로, Wi-Fi 및 LTE 무선기가 단일의 IP 접속에 의해 전달된 패킷을 이용할 수 있도록 해주는 통합 서브층(unification sublayer)을 제안한다.
도 1은 본 발명의 비제한적인 한 가지 양태에 따라 흐름을 관리하기 위한 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 비제한적인 한 가지 양태에 의해 고안된 이종의 물리층 처리의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 비제한적인 한 가지 양태에 따라 IP 흐름을 관리하기 위한 방법의 흐름도이다.
필요에 따라, 본 발명의 구체적인 실시예를 개시한다. 그러나, 개시된 실시예는 단지, 다양하고 대체적인 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 예시일뿐이라는 것을 이해하여야 한다. 도면은 반드시 축적대로 표현된 것은 아니며, 일부 도면은 특정 구성품의 상세를 보여주기 위하여 과장되거나 축소될 수 있다. 따라서, 개시된 구체적인 구조 및 기능 상세는 제한적인 것으로 해석되어서는 안되고, 당업자에게 본 발명을 다양하게 채택하는 것을 교시하기 위한 대표적인 기초일뿐이다.
도 1은 본 발명의 비제한적인 한 가지 양태에 따라 흐름(12)을 관리하기 위한 시스템을 나타낸다. 흐름(12)은 세션에 의존하는 임의의 데이터 전송, IP 기반 프로세스에 따라 하나 이상의 네트워크 요소(14,16,18)를 통해 전달되는 스트림 또는 기타의 시그널링과 대응할 수 있다. Specification of the IP Flow Information Export(IPFIX) Protocol for the Exchange of Flow Information라는 제목의 IETF(Internet Engineering Task Force) RFC(request for comment) 7011(그 개시 내용 전체가 본 명세서에 참고로 합체된다)은 패킷 또는 프레임(20)처럼 데이터 네트워크 상에서 전달되는 트래픽으로서 흐름(flow)을 기술한다. 특정 흐름(12)에 속하는 패킷은, 하나 이상의 패킷 헤더 필드(예컨대, 목적지 IP 주소), 트랜스포트 헤더 필드(예컨대, 목적지 포트 넘버), 애플리케이션 헤더 필드(예컨대, RTP 헤더 필드[RFC35501])와 같이, 공통의 성질의 셋트를 갖고 있다. 선택적으로, 흐름(12)에 의해 나타낸 패킷들(20)의 셋트는 적어도, 그 흐름이 제로 이상의 패킷을 나타내는 한 비어있을 수 있다. 흐름 레코드(flow record)는 관찰 포인트로서 동작하기에 충분한 능력을 갖고 있는 네트워크 요소에서 관찰된 특정 흐름(12)에 대한 정보를 갖고 있을 수 있다. 이 흐름 레코드는 흐름(12)의 측정된 성질(예컨대, 모든 흐름 패킷에 대한 총 바이트 수), 몇몇 경우에는, 흐름의 특성 성질(예컨대, 소스/목적지 IP 주소)을 갖고 있을 수 있다.
대응하는 흐름이 SCTP(Stream Control Transmission Protocol) association으로 알려진 트랜스포트 세션일 수 있는 SCTP, 대응하는 흐름이 사용된 TCP(Transport Control Protocol) 포트 및 IP 주소의 조합에 의해 유일하게 식별된 TCP 접속으로서 알려진 트랜스포트 세션일 수 있는 TCP, 대응하는 흐름이 사용된 UDP(User Datagram Protocol) 포트 및 IP 주소의 조합에 의해 유일하게 식별된 UDP 세션으로서 알려진 트랜스포트 세션일 수 있는 UDP와 같이(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다), 다양한 메커니즘을 이용하여 흐름(12)을 구축할 수 있다. Flow Bindings in Mobile IPv6 and Network Mobility(NEMO) Basic Support라는 제목의 IETF RFC 6089(그 개시 내용은 전체로서, 본 명세서에 참고로 합체된다)는, 홈 주소로부터 다른 위치로 흐름을 향하게 하는 것을 용이하게 하기에 충분한 care-of-address와 같은 특정의 IP 주소에 하나 이상의 흐름을 묶는 개념을 규정한다(care-of-address의 이용과 관련된 추가의 세부 사항에 대해, Multiple Care-of- Address Registration이라는 제목의 IETF RFC 5648 참조(그 개시 내용은 전체로서, 본 명세서에 참고로 합체된다)).
RFC 6089는 다음의 흐름 관련 용어를 언급한다.
Flow: 흐름은 모바일 노드(MN)가 홈 에이전트(HA), 대응 노드(CN) 또는 모빌리티 앵커 포인트(MAP)에 의해 특별한 취급을 하고자 하는 패킷들의 연속(sequence)이다.
Traffic Selector: 패킷을 분류할 목적으로, 패킷의 헤더 내의 필드에 대해 매치될 수 있는 하나 이상의 파라미터. 이러한 파라미터의 예는 소스 및 목적지 IP 주소, 트랜스포트 프로토콜 번호, 소스 및 목적지 포트 번호, IP 및 보다 고층의 헤더 내의 기타 필드를 포함한다.
Flow Binding: 이는 트래픽 실렉터와, 하나 이상의 바인딩 식별자(BIDs; binding identifiers)로 구성된다. 흐름 바인딩과 연관된 트래픽 실렉터와 매치되는 하나 이상의 흐름으로부터의 IP 패킷은 동일한 흐름 바인딩과 연관된 BIDs에 포워딩된다.
Flow Identifier: 흐름 식별자는 모바일 노드와 연관된 흐름 바인딩을 유니크하게 식별한다. 흐름 식별자는 모바일 노드에 의해 생성되고, MN, HA, CN 또는 MAP에 의해 유지된 흐름 바인딩 엔트리의 테이블 내에 캐쉬된다.
도 1은 IP 흐름(12)을 용이하게 하는 네트워크 요소(14,16,18)가 네트워크(14), 액세스 포인트(16) 및 디바이스(18)에 대응하는 예시적인 구성을 보여준다. 예컨대, VoIP(voice over Internet protrocol), 전통적인 비디오, 비전통적인 비디오(예컨대, HD, VHD, UHD), 웹 트래픽, 파일 또는 데이터 다운로드(파일 트랜스포트 프로토콜(FTP) 및 다른 형태의 서비스(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다)와 같이, 네트워크(14)는 임의 수의 서비스를 IP 흐름을 지원하는 세션 또는 기타의 메커니즘을 통해, 상기 디바이스에 제공하는 것을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖는 임의 형태의 네트워크에 대응할 수 있다. 상기 서비스는 케이블 텔레비젼 프로바이더, 인터넷 서비스 프로바이더(ISP), 셀룰러 폰 프로바이더, OTT(over-the-top) 콘텐트 프로바이더 또는 IP 기반 표준에 따라 부수적 서비스를 지원하는 데에 필요한 데이터를 전송하는 것을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖고 있는 기타 임의 형태의 서비스 프로바이더로부터 소싱될 수 있다. IP 흐름에 대한 상기 참조는 IP 흐름을 규정하여 구별할 수 있는 본 발명의 메커니즘의 한 가지 사용을 입증하기 위한 예시적인 비제한적 목적을 위헤 제공된다. IP 흐름(12)은 동일한 IP 주소, 예컨대 디바이스 또는 다른 목적지와 연관된 그렇지 않으면 공통적으로 연관된 IP version 4(IPv4) 또는 IP version 6(IPv6) 목적지 주소에 어드레스되는 복수 개의 패킷을 갖는 임의의 흐름에 대응할 수 있다.
IP 흐름(12)은 흐름 식별자(24), 하나 이상의 트래픽 실렉터(26), 디바이스(18)의 IP 주소(IP#1)에 어드레스된 복수 개의 IP 패킷(20)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 흐름 식별자(24)는 IP 흐름(12)을 액세스 포인트(16)에 전송되는 다른 IP 흐름과 구별하기에 충분한 유일 식별자를 제공하는 상기한 것에 대응할 수 있다. 트래픽 실렉터 또는 멀티플 트래픽 실렉터(26)는 대응하는 IP 패킷(20)과 연관된 서비스를 구별하는 상기한 것에 대응할 수 있다. 예컨대, 동일한 목적지 주소(IP#1)를 갖는 복수 개의 IP 패킷(20)이 흐름(12) 내에 포함되어, 복수의 서비스를 상기 디바이스에 제공할 수 있다. 본 발명은, IP 흐름(12)의 대응하는 방향이 하향(다운스트림; downstream)인 것으로 고려될 수 있도록, 전달을 위해 네트워크에 접속된 프로바이더(예컨대, 인터넷 또는 서비스 프로바이더)로부터 액세스 포인트(16)를 거쳐 디바이스(18)에 소싱되는 IP 흐름(12)과 관련하여, 주로 설명한다. 본 발명은 그와 같이 제한될 필요는 없고, 디바이스(18)로부터 액세스 포인트(18)를 거쳐, 네트워크(14)에 접속된 소스 또는 다른 목적지로의 흐름과 같이, 상향(업스트림; upstream) 방향으로의 유사한 IP 흐름을 용이하게 할 때에 그 용도 및 애플리케이션을 충분히 고려한다.
본 발명의 한 가지 비제한적인 양태는 액세스 포인트(16)와 디바이스(18)의 이종의 물리층(PHYs)(32, 34, 36, 38)을 이용하여 IP 흐름(12)을 관리하는 것을 고려한다. 디바이스(18) 및 액세스 포인트(16)의 물리층(32, 34, 36, 48)은 신호를 물리적으로 교환하기에 충분한 능력을 갖고 있는 무선 인터페이스(radio interface) 또는 기타 인터페이스에 대응할 수 있다. 도 1은 액세스 포인트(16)가, Wi-Fi 동작 가능한 물리층(Wi-Fi PHY)(32, 36) 및 LTE 동작가능한 물리층(LTE PHY)(34, 38) 중 어느 하나 또는 양자를 이용하여, 디바이스(18)와 무선 신호를 교환하는 것을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖고 있는 무선 시그널링 소스(wireless signaling source)로서 작용하는 예시적인 구성을 보여준다. Wi-Fi 물리층(32, 36) 및 LTE 물리층(34, 38)은, Wi-Fi 시그널링 및 LTE 시그널링, 즉 Wi-Fi 패킷 및/또는 LTE 패킷의 교환을 용이하게 하는, 디바이스(18) 및 액세스 포인트(16) 각각에 포함된 특징과 대응할 수 있다. Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)은, International Organization for Standardization(ISO)에 의해 규정된 Open Systems interconnection model(OSI)(ISO/IEC 7498-1로서 참조됨)(그 개시 내용은 전체로서 본 명세서에 참조로 합체된다)과 연관된 것에 동정하는 층에 대응할 수 있다. Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)은, 신호 처리, 어드레싱, 대응하는 물리층(32, 34, 36, 38)을 통한 물리적 교환을 위한 시그널링(예컨대, 패킷, 프레임 등)을 준비하기 위해 필요한 기타의 동작을 용이하게 하는 대응하는 Wi-Fi 및 LTE 데이터 링크층(40, 42, 44, 46)(MAC 층)으로 동작할 수 있다.
본 발명의 한 가지 비제한적인 양태는 통합 서브층(unification sublayer)(50, 52)을 Wi-Fi 물리층(32, 36) 및 LTE 물리층(34, 38)과 네트워크/트랜스포트 층(54, 56) 사이의 논리 인터페이스로서 구성하는 것을 고려한다. 네트워크/트랜스포트 층(54, 56)은, 포함된 데이터에 응답하여 동작 가능한 디바이스(18) 및 액세스 포인트(16)의 기타 논리적으로 기능하는 요소, 애플리케이션 또는 프로세서와 함께 사용하기 위해 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)을 통해 물리적으로 교환된 시그널링을 처리하는 것을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖고 있는 IP 층일 수 있다. 네트워크/트랜스포트 층(54, 56)은, 본 발명의 한 가지 비제한적인 양태로서 IP 층으로서 표시되는데, 그 양태는 디바이스(18) 및 액세스 포인트(16)의 이종의 물리층(32, 34, 36, 38), 예컨대 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)을 통해 IP-기반 프로토콜에 따라 통신된 IP 흐름 또는 데이터를 전송하는 것을 고려한다. IP 층(54, 56)은 다른 네트워크/트랜스포트 프로토콜을 이용하여 흐름(12)을 지원하는 경우, 본 발명의 범위 및 고려사항으로부터 벗어나지 않으면서, 비(非)-IP 층으로서 구성될 수 있다. IP 층(54, 56)을 사용하는 것은 IP-기반 통신으로서 주로 기술되고, 특히 IP 흐름(12)에 의존하는 것은 비교적 널리 퍼져 있고, 많은 디바이스로 동작 가능하다.
통합층(50, 52)은, 본 명세서에 있어서, 특히 Wi-Fi 및 LTE 기반 통신 능력을 높이기 위해 고안된 분할 프로세스(partitioning process)에 따라 Wi-Fi 및 LTE MAC(40, 42, 44, 46)과 물리층(32, 34, 36, 38) 사이에서의 IP 흐름을 처리하는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. Wi-Fi 및 LTE 기반 통신은, 이종의 동작 고려사항(operating considerations)을 갖고 있는 기타의 무선 및/또는 유선 인터페이스가 본 발명의 범위 및 의도로부터 벗어나지 않으면서 유사하게 사용될 수 있는 것으로서 본 발명의 용례를 제한하지 않으면서, 많은 디바이스에서 사용되는 인터페이스의 대표로서 예시적인 목적을 위해 주로 언급된다. 디바이스(18)와 액세스 포인트(16) 사이에서의 무선 시그널링은 상이한 레벨의 스루풋(throughput), 서비스 품질(QoS), 시그널링 범위 및 임의 개수의 인자에 의존하는 임의의 기타 동작 고려사항을 겪을 수 있다. 예컨대, 액세스 포인트(16)는 인가되지 않은 Wi-Fi용 스펙트럼과 비교하여, LTE 시그널링을 위한 제한된 인가된 스펙트럼이 할당될 수 있으며(또는 그 반대), 액세스 포인트(16)는 기타의 Wi-Fi 접속된 디바이스와의 통신을 지원하는 경우 등에(예컨대, Network traffice prioritization이라는 명칭의 미국 특허 출원번호 제14/537,845호(그 기재 내용은 전체로서 본 명세서에 합체)에 개시된 것과 같은 방법으로 community Wi-Fi를 지원하는 경우), 스루풋 열화 또는 퓨널링(throughput degradation or funneling)을 겪을 수 있다.
통합 서브층(50, 52)은 LTE 및 Wi-Fi 물리층(32, 34, 36, 38)과 관련된 능력의 이점을 이용하도록 및/또는 그 능력의 단점을 최소화하도록 구성될 수 있다. 통합 서브층(50, 52)은 LTE 및 Wi-Fi 물리층(32, 34, 36, 38) 각각에 대해 원하는 동작 조건을 식별할 수 있고, 그 기능으로서 IP 흐름(12)에 포함된 IP 패킷(20)을 분할할 수 있다. 통합 서브층(50, 52)은 IP 패킷(20)을 버퍼링하고 그 후에, 상기 분할이 LTE 및 Wi-Fi 물리층(32, 34, 36, 38) 중 대응하는 하나를 통한 후속 교환을 지시하는 지에 따라, 대응하는 Wi-Fi 및/또는 LTE 패킷(60. 62) 내에 IP 패킷(20) 전체를 캡슐화하도록 구성될 수 있다. 통합 서브층(50, 52)은, IP 패킷(20)의 일부는 Wi-Fi 물리층(32, 36)을 통해 교환되도록 하고 다른 IP 패킷(20)의 일부는 LTE 물리층(34, 38)을 통해 교환되도록 하면서, 선택적으로는 패킷(60, 62)이 동시에 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38) 각각을 통해 교환되도록 하면서, IP 패킷(20) 각각이 동일한 목적지 어드레스(IP#1)에 어드레스될 수 있도록 하는 것과 같이, IP 흐름(12)의 어드레싱 구속사항 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. IP 흐름(12)의 전송을 가능케 하는 액세스 포인트(16) 및 디바이스(18)의 이종의 물리층을 사용하는 것을 용이하게 하는 능력은, IP 흐름(12)을 일으키거나 그 흐름을 수신하는 소스 또는 기타 디바이스가 단일의 목적지/소스 어드레스(IP#1)를 이용하도록 할 때에, 특히 유용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 비제한적인 양태에 의해 고안된 이종의 물리층 처리의 개략도(70)이다. 개략도(70)는 디바이스(18)로부터 액세스 포인트(16)로 소싱되는 상향 IP 흐름 및/또는 액세스 포인트(18)로부터 디바이스(16)로 소싱되는 하향 흐름에 적용될 수 있다. 상기 상향 흐름은 다양한 목적을 수행하거나 네트워크(14)와 관련된 목적지에 IP 흐름을 전송하기 위한 다양한 명령을 수신하는 디바이스(18) 및 네트워크(14)를 통해 IP 흐름(12)으로서 후속의 재조합 및 전송을 위해 대응하는 IP 패킷(20)의 적어도 일부를 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)을 통해 무선 액세스 포인트(18)에 전송하는 것을 용이하게 하기 위하여 디바이스(18)에서 수행되는 부수 처리(attendant processing)에 대응할 수 있다. 하향 흐름은, 디바이스(18)에의 전송을 위해 네트워크(14)를 통해 IP 흐름(12)을 수신하는 것에 응답하여 다양한 프로세스를 수행하는 액세스 포인트(18) 및 관련된 애플리케이션과 함께 사용하기 위해 IP 흐름으로의 후속 재조합을 위해 대응하는 IP 패킷(20)의 적어도 일부를 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38)을 통해 디바이스(18)에 전송하는 것을 용이하게 하기 위하여 수행되는 부수 처리에 대응할 수 있다.
도 2에 도시한 프로세스는 IP 흐름(12)이 디바이스(18)에의 무선 전송을 위해 엑세스 포인트(16)에서 수신되는 하향 흐름에 대응하여, 예시적인 비제한적 몰적을 위해 도시된 것이다. 상기한 바와 같이, 그리고 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 디바이스(18)로부터 액세스 포인트(16)로의 상향 시그널링을 용이하게 하기 위하여 그리고 IP 흐름(12)을 재구성하는 것을 용이하게 하는 반대 순서로 디바이스(18)에서 유사한 프로세스가 수행될 수 있다. IP 층(54, 56)은, 선택적으로는 각각의 IP 패킷(20)과 연관된 흐름 식별자, 임의의 트래픽 실렉터 및/또는 어드레싱을 식별하는 것을 비롯하여, IP 흐름(12)에 포함된 복수의 패킷(20)을 식별하도록 구성될 수 있다. 각각의 수신된 IP 패킷(20) 또는 특정의 흐름 식별자와 연관된 IP 패킷은 분할/버퍼링 프로세스(72)를 위해 통합층(50, 52)에 라우팅될 수 있다. 상기 분할/버퍼링 프로세스(72)는 복수의 흐름을 식별하는 것, 대응 IP 패킷(20)이 후속하여, Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38) 중 어느 하나 또는 양자를 통해 전송될 것인지를 식별하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명은 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38) 중 하나를 통해 특별한 IP 흐름을 위해 IP 패킷(20)을 전송하는 것을 충분히 고려하지만, 이후의 예시적인 설명에서는, 특별한 흐름(12)을 위한 IP 패킷(20)의 적어도 일부를 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38) 양자를 통해 전송되는 분할을 가정한다.
분할/버퍼링 동작(72)의 버퍼링 부분은 Wi-Fi 및 LTE 물리층(32, 34, 36, 38) 중 어느 하나를 통한 후속 라우팅을 식별하는 데에 충분한 시간 동안 IP 패킷(20)을 버퍼링하는 것을 포함할 수 있다. 분할/버퍼링 동작(72)의 분할 부분은 IP 패킷(20)의 어느 부분이 Wi-Fi 물리층(32, 36)을 이용하여 전송되는지, IP 패킷의 어느 부분이 LTE 물리층(34, 38)을 이용하여 전송되는지를 결정하는 통합 층(50. 52)에, 선택적으로는 IP 흐름(12)이 디바이스(18)에 전송되고 있는 동안에 조건이 변함에 따라 수행되는 임의의 분할 조정 또는 변동에 대응할 수 있다. 통합 서브층(50, 52)은 Wi-Fi 물리층(32, 36)을 통해 전송되는 IP 패킷(20)에 대하여 Wi-Fi 패킷(60)을 생성하는 것을 용이하게 하는 Wi-Fi MAC 층(40, 44)으로 동작할 수 있다. Wi-Fi MAC 층(40, 44)은 각각의 IP 패킷(20) 전체를 하나 이상의 대응 Wi-Fi 패킷(60) 내에 캡슐화함으로써, 예컨대 하나의 IP 패킷 전체를 페이로드(payload) 로서, Wi-Fi 헤더(74)를 갖는 하나의 Wi-Fi 패킷(60) 내에 포함시킴으로써, Wi-Fi 패킷(60)을 생성할 수 있다. Wi-Fi 헤더(74)는 포워드 에러 수정(FEC; forward error correction), 어드레싱 및/또는 Wi-Fi 무선부(radio)(76)를 통한 Wi-Fi 패킷(60)의 후속 전송을 용이하게 하는 데에 필요한 기타의 데이터를 추가할 수 있다. 통합 서브층은 LTE 무선부(80)를 통한 LTE 패킷(62)의 후속 전송을 용이하게 하는 LTE 헤더(78)를 갖는 LTE 패킷(62) 내에 페이로드서 IP 패킷(20)을 캡슐화하는 것을 용이하게 하는 LTE MAC 층(42, 46)으로 유사하게 동작할 수 있다.
디바이스(18) 및/또는 액세스 포인트(16)는 LTE 모드, Wi-Fi 모드 또는 듀얼-무선 모드(dual-radio mode)에서 동작 가능한 듀얼-무선 다비이스로서 동작할 수 있다. 이러한 결정을 위해, LTE-전용 디바이스의 수, Wi-Fi 전용 디바이스의 수, 듀얼-무선 디바이스의 수, 디바이스들의 토폴로지 및 서로에 대한 상대 위치, 각 디바이스에 대한 채널 조건(듀얼-무선 디바이스의 경우, 인가된 및 인가되지 않은 스펙트럼에 대한 채널 조건), 디바이스 능력(MIMO 등)과 같은 파라미터들이, IP 패킷이 오로지 Wi-Fi 물리층(Wi-Fi 모드)에, 오로지 LTE 물리층(LTE 모드)에 또는 Wi-Fi 및 LTE 물리층(듀얼-무선 모드)에 라우팅되어야 하는지를 결정하는 데에 고려될 수 있다. 몇몇 예시적 결정은 다음과 같은 것일 수 있다.
- 액세스 포인트(16)와 디바이스(18) 사이 또는 동일한 채널에 접속되어 있거나 그렇지 않다면 액세스 포인트(16)와 관련된 추가의 디바이스 사이의 채널이 인가된 및 인가되지 않은 주파수 상에서 시간 변동된다면, 주어진 프레임/패킷에 대하여, 인가되지 않은(인가된) 대역의 채널 조건이 인가된(인가되지 않은) 대역의 것보다 훨씬 좋다면, 통합 서브층(50, 52)은 모든 IP 트래픽을 Wi-Fi 및 LTE 무선부 중 하나에 향하게 할 수 있고, 이는 유리한 다양성을 제공할 수 있다.
- 인가된 및 인가되지 않은 주파수에 대한 채널 조건이 좋다면, 통합 서브층(50, 52)은 IP 트래픽을 Wi-Fi 및 LTE 무선부에 스플릿할 수 있다.
- 듀얼-무선 모드가 Wi-Fi 전용 모드를 동작시키고, 일관된 스루풋을 필요로 하는 애플리케이션을 구동하는 것이라면, 디바이스(18)가 액세스 포인트(16)로부터 멀어지게 이동하고 있을 때, 디바이스(18)의 LTE 무선부는 활성화될 수 있고, 거리가 증가함에 따라, 더 많은 수의 서브캐리어가 LTE 무선부(80)를 통해 더 많은 IP 패킷을 통신함으로써 Wi-Fi 스루풋 손실을 보상하는 데에 사용될 수 있다.
- 듀얼-무선 디바이스(18)가 액세스 포인트(16)에 가깝고, 스루풋 집중적인 애플리케이션을 구동하는 LTE-전용 디바이스가 멀리 있는 시나리오에서, 통합 서브층(50. 52)은 그 멀리 있는 디바이스에 대해 모든 LTE 서브캐리어를 사용할 수 있고 Wi-Fi를 이용하여 듀얼-무선 디바이스에 접속할 수 있다.
- Wi-Fi 전용 디바이스의 수가 크다면, 통합 서브층(50, 52)은 듀얼 무선 디바이스에 정해진 트래픽을 LTE 무선부에 향하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 가지 비제한적인 양태에 따라 IP 흐름을 관리하기 위한 방법의 흐름도(84)이다. 상기 방법은 Wi-Fi 및 LTE 무선부를 통한 시그널링을 교환하는 것을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖고 있는 상기한 듀얼-모드 디바이스 및 액세스 포인트(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다)와 같이, 이종의 무선 및/또는 유선 인터페이스를 통한 신호전달을 용이하게 하기에 충분한 능력을 갖는 디바이스, 액세스 포인트 또는 기타의 네트워크 요소로 동작 가능한 복수의 비-일시적(non-transitory) 명령어를 갖는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 내에 구현될 수 있다. 블록(86)은 본 발명에 따라 전송을 위해 요구되는 IP 흐름을 결정하는 것에 관한 것이다. 상기 IP 흐름은 공통의 목적지 주소에 전송되고, 공통의 흐름 식별자와 관련된 복수의 패킷에 대응할 수 있다. 예컨대, 상기 흐름에 포함된 각각의 IP 패킷은 동일한 목적지 주소를 갖고 있을 수 있고, 동일한 흐름 식별자와 관련될 수 있다.
블록(88)은 상기 IP 흐름 내에 포함된 복수의 IP 패킷을 결정하는 것에 관한 것이다. 상기 IP 패킷은, 상기 IP 흐름의 일부로서 패킷들이 수신됨에 따라 실시간으로 및/또는 전송을 위한 IP 흐름을 생성하면서 일을 수행하는 인코더 또는 기타의 프로세서로부터의 출력에 따라 미리 식별될 수 있다. IP 흐름이 디바이스(18)로부터 액세스 포인트(16)로의와 같이, 상향 전송과 관련된 경우에, IP 흐름은 디바이스(18) 상의 애플리케이션 또는 기타의 특징으로부터 결정될 수 있고, IP 흐름이 액세스 포인트(16)로부터 디바이스(16)로의와 같이, 하향 전송과 관련된 경우에, IP 흐름은 네트워크(12)에 접속된 소스로부터 액세스 포인트(16)에 전송된 시그널링에 따라 결정될 수 있다. 상기 패킷들은 대응 콘텐트/데이터의 전송을 용이하게 하기 위하여 포함된 기타의 식별 정보, 페이로드 및/또는 헤더에 따라 개별적으로 식별될 수 있다. 프레임 또는 기타의 데이터 그루핑이 패킷 대신에 또는 패킷에 추가하여 이용되는 경우에, 이들 추가의 구성은 본 명세서에서 고안된 동작에 따라 유사하게 식별되고 처리될 수 있다.
블록(90)은 IP 패킷을 이종의 물리층, 예컨대 Wi-Fi 및 LTE 물리층(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다)에 분할하는 것에 관한 것이다. 이러한 분할은 Wi-Fi 무선부 및 LTE 무선부 중 하나를 이용하여 각 패킷이 후속하여 전송되어야 하는 지를 결정할 목적으로, IP 흐름으로부터의 각 패킷이 개별적으로 평가되는 지속 프로세스(ongoing process)일 수 있다. 본 발명의 한 가지 비제한적인 양태는, Wi-Fi 무선부 및 LTE 무선부를 통한 동시 전송을 위해 단일의 IP 흐름을 분할하는 것이 바람직할 수 있는 듀얼-모드 동작을 가정한다. 상기한 바와 같이, 이 듀얼-모드 동작은 특정의 IP 흐름에 대해 실현될 수 있고, 비-듀얼 모드 동작은 기타의 IP 흐르에 대해 구현될 수 있다. 즉, 몇몇 IP 흐름은 Wi-Fi 무선부 및 LTE 무선부 양자를 통해 전송될 수 있고, 기타의 IP 흐름은 Wi-Fi 무선부 및 LTE 무선부 중 하나를 통해 전송될 수 있다. 상기 분할 결정은, 네트워크 동작 제약사항이 요동침에 따라 분할이 일정하게 조정될 수 있도록, 동적이고 가변적일 수 있다.
선택적으로, IP 패킷의 트래픽 종류 또는 기타의 특성을 식별하기 위하여 IP 흐름에 포함된 트래픽 실렉터 또는 기타의 식별자를 이용하여 상기 분할을 용이하게 할 수 있다. 트래픽 실렉터 분할은 한 종류의 트래픽(및 대응하는 패킷)을 Wi-Fi 및 LTE 무선부 중 하나에 라우팅하고 다른 종류의 트래픽(및 대응하는 패킷)을 Wi-Fi 및 LTE 무선부 중 다른 하나에 라우팅하는 데에 이용할 수 있다. 트래픽 실렉터 분할은 또한, 미리 정해진 관계에 따라 트래픽 종류를 분할하는 데에 이용할 수 있다. 예컨대, 한 가지 트래픽 종류는 Wi-Fi/LTE 무선부에의 25/75 스플릿을 포함할 수 있고, 다른 트래픽 종류는 Wi-Fi/LTE 무선부 사이의 IP 패킷의 50/50 스플릿을 포함할 수 있다. 액세스 포인트가 복수의 디바이스에 멀티캐스트 서비스를 하는 경우(IP 흐름은 액세스 포인트로서 각 패킷에 공통의 목적지 주소를 갖고 있을 수 있다)와 같이, 복수의 클라이언트에 대하여 데이터를 전송하는 데에 IP 흐름이 이용되는 경우에, 어떤 트래픽 종류를 갖는 패킷은 Wi-Fi 무선부에, 예컨대 Wi-Fi 전용 디바이스에 대해 및/또는 인가되지 않은 스펙트럼을 이용하는 데에 전달될 수 있고, 어떤 트래픽 종류를 갖는 패킷은 LTE 무선부에, 예컨대 LTE 전용 디바이스에 대해 및/또는 인가된 스펙트럼 또는 다양성을 이용하기 위해 전달될 수 있다.
블록(92, 94)은 IP 패킷을 대응 Wi-Fi 및 LTE 패킷 내에 캡슐화하는 것 및 대응하는 Wi-Fi/LTE 무선부를 통한 그 후속 전송에 관한 것이다. 상기 캡슐화는 수신된 대로의 페이로드(payload) 및 헤더를 포함하여, 각 IP 패킷 전체를 Wi-Fi/LTE 패킷 중 대응하는 하나의 페이로드 내에 숨김으로써(ensconcing), 수행될 수 있다. Wi-Fi/LTE 헤더는, 관련된 표준에 따라 전송을 용이하게 하기 위하여, Wi-Fi/LTE 페이로드에 각각 추가될 수 있다. 블록(96)은 블록(94)에서 전송된 Wi-Fi/LTE 패킷으로부터 IP 패킷을 회수(recovering)하는 것에 관한 것이다. IP 패킷의 회수는, IP 기반 통신에 부속하는 네트워크/트랜스포트 층 요구조건에 따라 Wi-Fi/LTE 패킷의 디캡슐화(decapsulation) 및 후속의 IP 패킷의 조합(collation)을 용이하게 하는, 예컨대 Wi-Fi 및 LTE 패킷의 페이로드로부터 IP 패킷을 검색하는 것을 용이하게 하는 통합 서브층을 포함할 수 있다.
상기에서 지지되는 바와 같이, 본 발명의 한 가지 비제한적인 양태는 LTE 및 Wi-Fi의 상단에 놓이는 통합 서브층을 고안한다. 이 서브층은 IP 층으로부터 패킷을 수신하고, IP 트래픽을 분할하며, 패킷을 두 가지 이용가능한 무선부 각각에 향하게 한다. 이러한 통합 서브층을 이용함으로서, IP 층은 두 가지 이용가능한 LTE 및 Wi-Fi 무선부/스펙트럼을 이용할 수 있다. 또한, 이 서브층은 두 개의 무선부로부터 수신된 MAC 층 프레임을 병합하고, 이들을 IP 층에 전달하는 역할 담당을 할 수 있다. 상기 통합 서브층은 LTE 및 Wi-Fi 물리층과 MAC 층이 말할 수 있고, 각 무선부에 의해 선택된 파라미터가 함께 선택되어 전체 성능을 최적화하도록, Wi-Fi 물리층(MAC)과 LTE 물리층(MAC) 사이에 논리적 인터페이스를 제공한다.
예시적인 실시예를 설명하였지만, 이들 실시예가 본 발명의 모든 가능한 형태를 설명하는 것으로 의도되지는 않는다. 대신에, 명세서에 사용되는 단어들은 제한적이기보다는 설명의 단어이고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화가 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 다양한 구현 실시예의 특징은 조합되어 본 발명의 추가의 실시예를 형성할 수 있다.

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  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 외부 네트워크와 인터넷 프로토콜(IP) 흐름을 교환하는 것을 용이하게 하도록 구성된 네트워크 층;
    근접한 무선 디바이스와 무선 신호를 교환하도록 구성된 제1 물리층(PHY);
    근접한 무선 디바이스와 무선 신호를 교환하도록 구성된 제2 물리층;
    상기 제1 물리층을 통해 제1 패킷으로서 상기 IP 흐름 내에 운반된 복수의 IP 패킷 중 적어도 제1 부분의 분할을 용이하게 하고, 상기 제2 물리층을 통해 제2 패킷으로서 상기 IP 흐름의 적어도 제2 부분을 분할하는 것을 용이하게 하는 것을 포함하여, 상기 네트워크 층과 제1 및 제2 물리층 사이의 논리적 인터페이스로서 작용하도록 구성된 통합 서브층
    을 포함하고,
    상기 통합 서브층은,
    i) 상기 제1 및 제2 물리층 각각과 관련되어 있는 채널에 대한 채널 조건을 결정하고,
    ii) 상기 채널 조건이 정상적이라면 상기 제1 및 제2 물리층 사이에서 상기 IP 패킷을 균일하게 분할하고, 상기 채널 조건이 비정상적이라면 상기 IP 패킷을 비균일하게 분할하는 것을 포함하여, 대응 채널 조건에 따라 상기 제1 및 제2 패킷으로서, 전송을 위한 상기 IP 패킷을 각각 선택하도록 구성되는 것인 무선 액세스 포인트.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 물리층은 셀룰러 패킷으로서 상기 제1 패킷을 전송하도록 구성된 셀룰러 물리층이고, 상기 제2 물리층은 Wi-Fi 패킷으로서 상기 제2 패킷을 전송하도록 구성된 Wi-Fi 물리층인 것인, 무선 액세스 포인트.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 통합 서브층과 셀룰러 물리층 사이의 셀룰러 매체 액세스 컨트롤(MAC) 층으로서, 상기 셀룰러 MAC 층은 전송을 위한 상기 IP 패킷을 셀룰러 패킷으로서 캡슐화(encapsulate)하도록 구성된 것인, 상기 셀룰러 MAC 층;
    상기 통합 서브층과 Wi-Fi 물리층 사이의 Wi-Fi MAC 층으로서, 상기 Wi-Fi MAC 층은 전송을 위한 상기 IP 패킷을 Wi-Fi 패킷으로서 캡슐화하도록 구성된 것인, 상기 Wi-Fi MAC 층
    을 더 포함하는 무선 액세스 포인트.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 셀룰러 MAC 층은 각 셀룰러 패킷의 헤더를, 대응하는 IP 패킷 내에 포함된 IP 목적지 주소에 따라, 제1 디바이스에 어드레스하고,
    상기 Wi-Fi MAC 층은 각 Wi-Fi 패킷의 헤더를, 대응하는 IP 패킷 내에 포함된 IP 목적지 주소에 따라, 상기 제1 디바이스에 어드레스하고,
    상기 셀룰러 물리층 및 Wi-Fi 물리층으로 분할되는 상기 IP 흐름 내의 각 IP 패킷은 동일한 IP 목적지 주소를 포함하는 것인, 무선 액세스 포인트.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 통합 서브층은, 상기 제1 물리층이 상기 제1 패킷의 적어도 일부를 제1 디바이스에 전송하고, 상기 제2 물리층이 상기 제2 패킷의 적어도 일부를 상기 제1 디바이스에 동시에 전송하도록 상기 IP 패킷을 분할하는 것을 용이하게 하도록 구성되는 것인, 무선 액세스 포인트.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 통합 서브층과 제1 물리층 사이의 제1 데이터 링크 층으로서, 상기 제1 데이터 링크층은 제1 물리층으로부터 전송을 위한 상기 IP 패킷을 제1 패킷으로서 캡슐화하도록 구성되는 것인, 제1 데이터 링크 층;
    상기 통합 서브층과 제2 물리층 사이의 제2 데이터 링크 층으로서, 상기 제2 데이터 링크층은 제2 물리층으로부터 전송을 위한 상기 IP 패킷을 제2 패킷으로서 캡슐화하도록 구성되는 것인, 제2 데이터 링크 층
    을 더 포함하는 무선 액세스 포인트.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 및 제2 데이터 링크 층 각각은 각 IP 패킷의 페이로드 및 헤더를 하나 이상의 대응하는 제1 및 제2 패킷의 페이로드 내에 캡슐화하도록 구성되는 것인 무선 액세스 포인트.
  14. 삭제
  15. 청구항 7에 있어서, 상기 통합 서브층은 대응 채널의 스루풋이 정상의 동작 범위 내에 있는 경우, 상기 채널 조건을 정상적인 것으로 결정하고, 대응 채널의 스루풋이 상기 정상의 동작 범위를 벗어나는 경우, 비정상적인 것으로 결정하도록 구성되는 것인 무선 액세스 포인트.
  16. 외부 네트워크와 인터넷 프로토콜(IP) 흐름을 교환하는 것을 용이하게 하도록 구성된 네트워크 층;
    근접한 무선 디바이스와 무선 신호를 교환하도록 구성된 제1 물리층(PHY);
    근접한 무선 디바이스와 무선 신호를 교환하도록 구성된 제2 물리층;
    상기 제1 물리층을 통해 제1 패킷으로서 상기 IP 흐름 내에 운반된 복수의 IP 패킷 중 적어도 제1 부분의 분할을 용이하게 하고, 상기 제2 물리층을 통해 제2 패킷으로서 상기 IP 흐름의 적어도 제2 부분을 분할하는 것을 용이하게 하는 것을 포함하여, 상기 네트워크 층과 제1 및 제2 물리층 사이의 논리적 인터페이스로서 작용하도록 구성된 통합 서브층
    을 포함하고,
    상기 통합 서브층은,
    i) 상기 IP 흐름에 포함된 각각의 IP 패킷과 관련된 IP 주소와 매칭되는 IP 주소를 갖는 무선 디바이스 중 하나의 물리층 능력을 결정하고,
    ii) 상기 물리층 능력이 상기 제1 및 제2 물리층과 양립 가능하다면, 상기 제1 및 제2 패킷의 전송을 가능케 하고,
    iii) 상기 물리층 능력이 상기 제2 물리층과 양립 가능하지 않다면 상기 제1 물리층을 이용하여 상기 IP 패킷이 전송되는 것을 선택하고, 상기 물리층 능력이 상기 제1 물리층과 양립 가능하지 않다면 상기 제2 물리층을 이용하여 상기 IP 패킷이 전송되는 것을 선택하는 것을 포함하여, 상기 제1 및 제2 패킷의 전송을 무효로 하고 대신에 상기 제1 및 제2 물리층 중 하나를 이용하여 각각의 IP 패킷을 전송하도록 구성되는 것인 무선 액세스 포인트.
  17. 목적지 주소에 공통으로 어드레스되는 복수의 IP 패킷을 갖는 인터넷 프로토콜(IP) 흐름을 전송하도록 구성된 네트워크;
    복수의 무선 패킷으로서 후속 전송을 위해 IP 흐름에 포함된 IP 패킷을 처리하도록 구성된 액세스 포인트로서, 상기 액세스 포인트는 이종의 물리층에 따라 무선 패킷을 전송하도록 동작하는 적어도 2개의 무선부를 포함하는 것인, 상기 액세스 포인트;
    상기 무선 패킷을 수신하는 상기 액세스 포인트의 적어도 2개의 무선부와 양립 가능한 적어도 2개의 무선부를 갖는 목적지 주소와 관련된 듀얼-모드 디바이스
    를 포함하고
    상기 액세스 포인트는 상기 무선 패킷을 상기 듀얼-모드 디바이스에 전송하는 네트워크에 대하여 결정된 네트워크 특성에 따라, 상기 이종의 물리층 사이에서 상기 IP 패킷을 분할하도록 구성되고,
    상기 액세스 포인트는 네트워크 특성이 정상이라면 상기 이종의 물리층 사이에서 IP 패킷을 균등하게 분할하고, 상기 네트워크 특성이 비정상이라면 상기 IP 패킷을 불균등하게 분할하도록 구성되며, 상기 네트워크 특성은 상기 네트워크의 스루풋이 정상의 동작 범위 내에 있다면 정상이고, 상기 네트워크의 스루풋이 상기 정상의 동작 범위를 벗어난다면 비정상인 것인, 시스템.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 액세스 포인트는 또한, 제1 종류의 트래픽 실렉터와 관련된 IP 패킷을 상기 이종의 물리층 중 제1 물리층에 분할하고, 제2 종류의 트래픽 실렉터와 관련된 IP 패킷을 상기 이종의 물리층 중 제2 물리층에 분할하는 것을 포함하여, 상기 IP 흐름에 포함된 트래픽 실렉터에 따라, 상기 IP 패킷을 분할하도록 구성된 것인, 시스템.
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