用于多无线电接入技术(多rat)的端到端(e2e)隧道的制作方法_2

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到端(E2E或e2e; end to end)服务质量(QoS)性能。由移动节点(例如,客户端装置)做出的Q0S性能测量(例如,本地测量)可用来做出网络选择和流移动性决定。例如,用增强的分组重排序能力支持动态负载平衡(DLB)的增强的隧道报头和协议可向隧道层提供若干增强。
[0030]传输控制协议(TCP)是互联网协议(IP)集的核心协议中的一种。TCP可提供在计算机上运行的程序之间的八位字节流的可靠的、有序的、错误校验过的传送,该计算机连接至局域网(LAN)、内部网或公共互联网C3TCP可存在于传送层(transport layer)。
[0031]用户数据报协议(UDP)是IP集(S卩,用于互联网的网络协议组)的另一个核心构件。通过UDP,计算机应用程序可发送称为数据报的消息至IP网络上其他主机,无需设置特殊传输信道或数据路径的先前通信。
[0032]图1A图解将IP流拆分成用于第一IP流364和第二 IP流362的分组的IP服务。图1B图解基于各种通信层将IP流360拆分成用于第一 IP流364和第二 IP流362的分组的多RAT控制网关352(例如,归属代理356)。
[0033]在计算机联网和/或无线通信中,不同功能可由协议堆栈中的不同层提供。协议堆桟(protocol stack)可以是一种计算机联网协议集的实施方式。协议堆桟(或协议集)可包括协议的定义和实施方式。协议堆栈中的每个层或协议可提供指定功能。层和协议的模块化可使计算机联网和/或无线通信的设计和评估更容易。在一个例子中,协议堆栈中的每个协议模块或层模块可与至少两个其他模块(例如,较高层和较低层)通信。最低协议或层可提供与硬件的低级物理交互。每个较高层可添加更多特征。较上层或最顶层可包括用户应用程序和服务。
[0034]在LTE系统中,通信层458(例如LTE层478)可包括物理层460(PHY 480)(8卩,层I(LI))、数据链路层或链路层462(即,层2(L2))、网络层462(即,层3(L3))、传送层466(即,层4(L4))、会话层468(即,层5(L5)),以及应用层470,如图2图解。在一个例子中,链路层可包括媒体访问控制(MAC:media access control)、无线电链路控制(RLC:rad1 I inkcontrol)、分组数据汇聚协议(PDCP:packet data convergence protocol)、无线电资源控制(RRC:rad1 resource control)层482。网络层可使用互联网协议(IP)484,并且传送层可使用互联网协议集中的互联网传输控制协议(TCP)486或用户数据报协议(UDP)。在一个例子中,隧道层可在通信层中的一个中发生。会话层可使用超文本传递协议(HTTP:hypertext transfer protocol)488。应用层可包括视频、音频、语音和定时文本494、3GPP文件格式492或媒体呈现描述(MPD:media presentat1n descript1n)490o
[0035]图3A图解使用WLAN 324(例如接入点(AP:access point))以从IP服务330与移动节点320通信的IP流#1364,以及使用WWAN(例如eNB、NB或BS)以从IP服务330与移动节点320通信的IP流#2。图3B图解从IP服务经多RAT控制服务器和/或网关358到移动节点的用于IP流#1和IP流#2的通信层。示出用于IP服务的四个通信层,包括应用层(应用程序)216、传送层(例如TCP或UDP)226、IP层236以及LI和/或L2层(例如以太网或物理层)246。应用层业务218和数据由IP服务和移动节点处理。六个通信层在移动节点处示出,包括应用层(应用程序)210、传送层(例如TCP或UDP)220、IP层、隧道层(例如经由UDP)240,以及LI和/或L2层(例如,用于WLAN 260和WWAN 268信号处理的物理层)。IP层可包括虚拟IP层230和物理IP层250,虚拟IP层230提供映射到用于隧道的物理IP地址的虚拟IP地址,物理IP层250提供到RAN 316中的WffAN或WLAN的物理地址。
[0036]多RAT控制服务器和/或网关358可在IP服务330和移动节点320之间提供隧道界面。多RAT控制服务器和/或网关可包括IP层(虚拟IP或VIP)232以与移动节点和IP层交互从而与IP服务交互,因此在传输中使用的基础RAT是对IP流238透明的。在一个例子中,IP流可使用HoA和/或与虚拟IP层相关联。在另一例子中,多RAT控制服务器和/或网关可充当用于移动节点的虚拟专用网(VPN: virtual private network)。多RAT控制服务器和/或网关可使用LI和/或L2层(例如以太网协议)244以提供经由有线或光学连接的与IP服务的物理层通信。隧道层(或隧道层)242可使用UDP协议以提供多RAT资源控制248,诸如DLB、IP流移动性,以及用于隧道或RAN连接的QoS测量。多RAT控制服务器和/或网关可提供IP流238到RAN中鼎AN或WLAN的接入节点(WAP、eNB、NB或BS)的物理IP(PIP:physical IP)层256地址的映射。每个接入节点可具有PIP 252和254地址与LI和/或L2层处理(WLAN 262和WffAN 264)以无线发送分组至移动节点。物理IP(PIP)250、252、254和256可与隧道相关联。在一个例子中,IP流的HoA可映射到用于WLAN的本地IP地址CoAl (例如IP流#1)或映射到用于WWAN的本地IP地址CoA2(例如IP流#2)。核心网和/或RAN可提供为接入节点发信令(signaling)的LI和/或L2层(例如以太网、11?1^1&?或1^协议)266丄1和/或1^层(例如以太网)可由多1^丁控制服务器和/或网关用来与RAN或核心网通信。
[0037]分组报头、分组格式和分组配置可用来支持不同通信层。例如,分组可包括IP报头(IP Hdr)、UDP报头(UDP Hdr)、增强的隧道层和有效负载(payload)。有效负载可包括将要发送的消息或实际数据。
[0038]增强的隧道报头可支持动态负载平衡(DLB)操作与E2EQoS测量。在另一例子中,移动节点可代表端到端(E2E)QoS测量中的一端(例如接收器或发射器),并且多RAT控制服务器和/或网关可代表另一端(例如发射器或接收器)。增强的隧道报头可包括各种参数或比特字段,诸如QoS参数、资源管理参数或管理性参数。在一个例子中,增强的隧道报头可包括总计四个字节。在其他例子中,增强的隧道报头的参数中的每个可具有变化的比特大小。增强的隧道报头可按隧道层和QoS度量所需具有参数中的全部或一些。
[0039]QoS参数可包括在隧道流中的隧道分组和先前隧道分组之间的数据传输(DT:datatransmiss1n)时间间隔,或隧道流的隧道分组的序列号(SN: sequence number)。在一个例子中,DT字段可以以时间为单位(例如毫秒(ms))表示隧道分组的传输间隔,并可被接收器使用来测量E2E延迟变化。发射器中的定时器可将每个隧道分组之间的时间计数并在DT字段中包括定时器值。定时器可在所传输分组之后复位,或传输间隔可以是所传输分组和先前分组之间的差。在另一例子中,DT比特字段可以是7个比特长。例如,如果实际传输间隔大于(>)127ms,则DT字段可设定成比特值127。SN字段可以是隧道分组的顺序。SN字段可用于重排序和丢包测量。在一个例子中,DT字段可以是7个比特并且SN字段可以是16个比特。
[0040]资源管理参数可包括表示隧道分组何时包括多个互联网协议(IP)数据分组的聚合比特字段(A)、表示报头压缩何时用于IP数据分组的压缩比特字段(C),或表示隧道分组优先级的优先级比特字段(P)。资源管理参数可用来更优管理隧道分组的资源。在发射器(例如隧道的一端)处的多个分组可组合或聚合成单个已聚合分组以节省报头开销(overhead)。当使用聚合时,A字段可设定成警告在其他隧道的接收器该隧道分组包括多个较小分组。压缩可用来减小报头大小。C字段表示压缩用于当前隧道分组的报头,并且接收器可将报头解压缩以得到报头信息。在一个例子中,A字段和C字段可以是一个比特。可向每个分组给予优先级从而为最高优先级的数据和业务确保最小延迟。P字段可表示隧道分组的优先级,尤其是在IP报头或UDP报头中的优先级不可用(例如,由于层报头处理)或被压缩时。例如,较低数字或较小数字可表示较高优先级。当使用2个比特时,可使用4个不同的优先级。
[0041]管理性参数包括表示隧道分组是否用于控制(例如,绑定更新或RRC消息传送)或包括IP数据分组的类型比特字段(T)、表示隧道分组何时使用与先前隧道分组不同的隧道突发大小(TBS:tunnel burst size)设定的设定比特字段(S)或隧道分组的流标识符(FID:flow identifier)。隧道突发大小(TBS)可以是经由RAN连接(例如WiFi或蜂窝)发送的连续分组的数目。管理性参数可提供用于隧道分组的管理性信息。例如,T字段可表示隧道有效负载是否承载IP数据包(例如,对于数据为零)或控制消息(例如,对于控制发送消息为一),诸如绑定更新(BU:binding update)消息或绑定应答(BA:binding acknowledgement)。例如,报头字段的其余部分可仅在T = O的情况下有效。
[0042]S字段可由发射器用来向接收器以信号告知流的TBS设定已改变,使得接收器可检测乱序分组传送。例如,分组的S字段可为一个TBS设定被设定成零,然后当DLB过程切换或改变到不同的TBS设定时,S字段可被设定成一。通过TBS设定的另一次改变,S字段可设定为回到零,等等一一对于每次TBS设定的改变,在零和一之间振荡。
[0043]图6A和图6B图解S字段在DLB过程中的使用。例如,tbs(0)可代表使用WiFi连接的隧道,并且tbs(l)可代表蜂窝连接(例如LTE或WiMax)。当tbs(0) =2时,隧道突发的两个连续分组可在分组于蜂窝连接上发送之前在WiFi连接上发送。当tbs (I) = 2时,那么隧道突发的两个连续分组可在WiFi隧道突发之后在蜂窝连接上发送,如图5的分组0-9所示。在每次突发后,IP流的随后分组可在下个连接上发送,直到使用所有连接,然后轮换回到第一个连接。回来参考图6A和图6B,当用于IP流的TBS设定表示为tbs(0)=2和tbs(l) = 2时,那么S字段可等于零(S = 0)。当DLB过程(例如由客户端使用)将TBS设定改变成tbs(0) = 2和tbs(l)=3时,那么随后的分组可在隧道报头(S卩,增强的隧道报头)中包括S=I以表示改变。当DLB过程再次将TBS设定改变成另一设定时,诸如tbs(0)=2和tbs(l)=8,那么之后的分组可在隧道报头中包括S = 0(例如,将S字段切换回到零)以表示随后的改变。S字段的切换可表示DLB的改变。
[0044]FID字段可用来识别分组属于哪个流。在一个例子中,为了限制隧道报头的大小,FID字段可以是3个比特。如在3GPP LTE标准(发行版本11)中定义,FID可以是16个比特。例如,具有FID= I到7的流可具有与FID分开计数的SN。具有大于7个的FID(FIG>7)的流可被认为是具有设定成O的FID字段的单个流。
[0045]通过包括如图4图解的QoS参数的增强的隧道报头,可为各个单独的隧道(或隧道连接)测量QoS度量。此类QoS度量可包括丢包率、吞吐量、延迟变化、重排序延迟、拥塞分组比率,或可用带宽。丢包率可以是从发送的分组的总数中丢失的分组的数目。通过SN字段,每个隧道分组可具有唯一数字,因此当SN号丢失时可计算丢包率。吞吐量可以是在一段时期诸如I秒(s)中接收的分组的数目。
[0046]延迟变化(或拥塞周期)可由DRX-DTX表示,其中DTX表示在发射器(TX)处的两个连续分组之间的时间间隔(例如延迟),并且DRX表示在接收器(RX)处的两个连续分组之间的时间间隔(例如延迟)。接收器可包括定时器以确定延迟。延迟变化可使用DT字段和SN字段。DTX可从DT字段确定并且DRX可通过在随后的SN之间的延迟来确定。延迟变化可用来检测拥塞并测量隧道的可用带宽,且比较两个
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