本申請是申請日為2011年4月6日、申請?zhí)枮?01180025681.1和題目為“使用多徑傳輸的協作式帶寬聚合”的中國專利申請的分案申請。
相關申請的交叉引用
本申請要求于2010年4月6日提交的、題目為“cooperativebandwidthaggregationusingmultipathtransport”的美國臨時專利申請no.61/321,201的優(yōu)先權,將該臨時申請的全部內容以引用的方式明確地并入本文。
概括地說,下面的描述涉及無線通信,具體地說,下面的描述涉及用于使用多徑傳輸協議進行協作式帶寬聚合的方法。
背景技術:
多徑傳輸協議(mptp)允許支持多個子流或者流,以便在互聯網上的源和目的地之間的傳輸層處進行管理。mptp的示例包括多徑傳輸控制協議(tcp)和流控制傳輸協議(sctp)。具體而言,已經提議多徑傳輸控制協議(mptcp)使用互聯網上源和目的地之間的多個路徑,以便聚合這些路徑上的性能。多徑tcp需要源節(jié)點和目的地節(jié)點實現遵循多徑tcp的軟件棧。互聯網上很多應用服務器可能具有傳統的tcp棧。雖然可以將客戶端的tcp棧修改為遵循多徑tcp,但是應用服務器可能不具有多徑tcp能力。
無線廣域網(wwan)客戶端節(jié)點能夠同時使用多個無線運營商。wwan客戶端節(jié)點可以具有多個調制解調器來接入不同的無線運營商,其中協議棧在這些運營商(carriers)之間支持相同的無線技術或者不同的無線技術。然而,當使用多個運營商時,運營商之間的區(qū)別帶寬以及運營商之間的運營商間差異(skew)可能是顯著的。一般情況下,這種運營商間差異可以在20ms到200ms的范圍內變化。該差異根據業(yè)務在wwan基礎設施中分離的地方而改變。例如,如果運營商之中的業(yè)務在enodeb處分離(其中該enodeb服務均支持長期演進(lte)的多個運營商),則由于該差異是局部的,因此差異的變化可以較小。可能在針對一個或多個路徑的lte中的enodeb之間需要隧道化,這可以增加這些路徑之間的差異。一般情況下,在多個wwan路徑之間,路徑之間的區(qū)別帶寬可能以幾十到幾百kbps的數量級發(fā)生變化。另外,例如,如果業(yè)務在對wcdma/umts/lte網絡中的不同nodeb提供服務或者對cdma2000網絡中的不同bts提供服務的無線網絡控制器(rnc)處分離(其中每一個針對寬帶碼分多址(w-cdma)/umts或者高速分組接入(hspa)支持不同的運營商),則在區(qū)別帶寬中可能存在額外的變化,并且在路徑之間可能產生差異。此外,在最終對rnc和/或enodeb和/或bnc提供服務的基礎設施中,業(yè)務可能在rnc和/或處于更高節(jié)點處的enodeb之間分離。
當針對wwan客戶端的單個應用流使用多個運營商時,路徑之間的區(qū)別帶寬和差異可能影響tcp性能。在這些情況下,多徑tcp對于優(yōu)化該差異是有用的。然而,互聯網上用于該tcp連接的另一個端點的應用服務器可能不是遵循多徑tcp的。
技術實現要素:
為了對一個或多個方面有一個基本的理解,下面給出了這些方面的簡單概述。該概述不是對所有預期方面的詳盡概述,也不是旨在標識所有方面的關鍵或重要元素或者描述任意或全部方面的范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一個或多個方面的一些概念,以此作為后面的詳細說明的前奏。
在本發(fā)明的一個方面,一種無線通信的方法包括:使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信;使用第二ip地址通過第二mptp路徑與所述服務器進行通信,其中通過所述第二mptp路徑與所述服務器的所述通信經由所述第二ip地址處的無線節(jié)點;以及通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信。
在本發(fā)明的一個方面,一種無線通信的方法包括:請求與mptp隧道化服務器的mptp會話。此外,該方法包括:通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信,所述隧道包括一個或多個mptp路徑,所述mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
在本發(fā)明的一個方面,一種無線通信的方法包括:基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑;以及使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路。
另一個方面涉及一種裝置。該裝置可以包括:用于使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信的模塊;用于使用第二ip地址通過第二mptp路徑與所述服務器進行通信的模塊,其中通過所述第二mptp路徑與所述服務器的通信經由所述第二ip地址處的無線節(jié)點;以及用于通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信的模塊。
另一個方面涉及另一種裝置。該裝置可以包括:用于請求與mptp隧道化服務器的mptp會話的模塊。此外,該裝置包括:用于通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信的模塊,所述隧道包括一個或多個mptp路徑,所述mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
另一個方面涉及一種裝置。該裝置可以包括:用于基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑的模塊;以及用于使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路的模塊。
另一個方面涉及一種包括計算機可讀介質的計算機程序產品。所述計算機可讀介質可以包括用于執(zhí)行以下操作的代碼:使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信;使用第二ip地址通過第二mptp路徑與所述服務器進行通信,其中通過所述第二mptp路徑與所述服務器的通信經由所述第二ip地址處的無線節(jié)點;以及通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信。
另一個方面涉及一種包括計算機可讀介質的計算機程序產品。所述計算機可讀介質可以包括用于執(zhí)行以下操作的代碼:請求與mptp隧道化服務器的mptp會話;以及通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信,所述隧道包括一個或多個mptp路徑,所述mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
另一個方面涉及一種包括計算機可讀介質的計算機程序產品。所述計算機可讀介質可以包括用于執(zhí)行以下操作的代碼:基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑;以及使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路。
另一個方面涉及一種用于無線通信的裝置。該裝置還可以包括處理系統,其被配置為:使用第一互聯網協議(ip)地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信;使用第二ip地址通過第二mptp路徑與所述服務器進行通信,其中通過所述第二mptp路徑與所述服務器的通信經由所述第二ip地址處的無線節(jié)點;以及通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信。
另一個方面涉及一種用于無線通信的裝置。該裝置還可以包括處理系統,其被配置為:請求與mptp隧道化服務器的mptp會話;以及通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信,所述隧道包括一個或多個mptp路徑,所述mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
另一個方面涉及一種用于無線通信的裝置。該裝置還可以包括處理系統,其被配置為:基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑;以及使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路。
為了實現前述和有關的目的,一個或多個方面包括在下文中充分描述并且在權利要求中具體指出的特征。下文描述和附圖詳細闡述了一個或多個方面的某些示例性特征。然而,這些特征僅僅說明可以采用各個方面的原理的各種方法中的一些方法,并且該描述旨在包括所有這些方面及其等同物。
附圖說明
圖1是示出示例性裝置的硬件配置的框圖。
圖2是示出多徑傳輸隧道化服務的框圖。
圖3是示出使用多徑tcp的wwan運營商之間的隧道化服務的框圖。
圖4是示出對于運營商間差異和流管理的路徑協調和路徑管理覆蓋支持的框圖。
圖5是示出協作式多徑傳輸的框圖。
圖6是示出協作式多徑tcp的框圖。
圖7是示出對于運營商間差異和流管理的路徑協調和路徑管理覆蓋支持的另一框圖。
圖8是用于協作式多徑tcp的呼叫流程圖。
圖9是示出協作式多徑傳輸的另一框圖。
圖10是示出多徑傳輸隧道化服務的框圖,其中ue可操作以用作wwan客戶端節(jié)點。
圖11是示出協作式多徑傳輸的框圖,其中用戶設備可操作以用作wwan客戶端節(jié)點。
圖12是示出協作式多徑傳輸的另一框圖,其中ue可操作以用作wwan客戶端節(jié)點。
圖13是示出具有調制解調器間協調的多徑傳輸隧道化服務的框圖。
圖14是示出具有調制解調器間協調的多徑傳輸隧道化服務的另一框圖。
圖15是示出示例性的分組流的框圖。
圖16是示例性方法的流程圖。
圖17是示出示例性裝置的功能的概念框圖。
圖18是另一示例性方法的流程圖。
圖19是示出示例性裝置的功能的概念框圖。
圖20是另一示例性方法的流程圖。
圖21是示出示例性裝置的功能的概念框圖。
具體實施方式
下面參照附圖來更全面地描述這些新穎系統、裝置和方法的各個方面。然而,本教導的公開內容可以用多種不同的形式實現,并且其不應被解釋為受限于貫穿本發(fā)明給出的任何特定結構或功能。相反,提供這些方面使得本發(fā)明變得透徹和完整,并且將向本領域技術人員完整地傳達本發(fā)明的范圍。根據本文的教導,本領域技術人員應當清楚的是,本發(fā)明的范圍旨在涵蓋本文所公開的新穎系統、裝置和方法的任何方面,無論其是獨立實現的還是結合本發(fā)明的任何其它方面實現的。例如,可以使用本文闡述的任意數量的方面實現裝置或實踐方法。此外,本發(fā)明的范圍旨在涵蓋這種裝置或方法,即,除了本文所闡述的本發(fā)明的各個方面以外,這種裝置或方法還可以通過使用其它結構、功能、或者結構和功能來實現,或者這種裝置或方法可以通過使用除了本文所闡述的本發(fā)明的各個方面以外的其它結構、功能、或者結構和功能來實現。應當理解的是,本文所公開的任何方面可以通過權利要求的一個或多個要素來體現。
適合于并入本發(fā)明的各個方面的裝置的示例包括但不限于:能夠在無線網絡中操作的用戶設備(ue)、wwan客戶端等。ue可以稱為無線終端、移動電話、用戶終端、移動站、移動設備、用戶站、無線設備、無線節(jié)點、終端、接入終端、節(jié)點、手持設備或者某種其它適當的術語。貫穿本發(fā)明描述的各種概念旨在應用于所有適當的裝置,而不管它們特定的命名法。
通常,在一個方面,可能在協作式wwan調制解調器之間發(fā)生并行帶寬聚合,其中這些協作式調制解調器可以位于一個移動平臺上或者位于彼此處于有線或無線鄰近的多個移動平臺上。wwan技術的示例可以包括但不限于:lte(長期演進)、高速分組接入(hspa)及其演進、cdma2000-doreva/b、全球微波互通接入(wimax)、umts、gprs/edge、基于空白頻段(whitespace)的wwan。wwan調制解調器中的每一個可以接入wwan網絡,使得移動平臺可以使用對其可用的每一個wwan調制解調器來聚合帶寬。與用戶相關聯的可用調制解調器可以位于一個設備上。在多個設備上可以存在額外的調制解調器,其中當這些設備進入彼此的有線或者無線鄰近時,它們可以動態(tài)地進行關聯。此外,這些多個設備可以通過有線或者無線鏈路一起協調(例如,可以在這些設備中的一個上執(zhí)行業(yè)務合并或者分割)。在一個方面,可用的調制解調器可以彼此進行協調,以便交換關于wwan技術和鏈路狀況等的可用性、性能及價格的信息,并且隨后選擇適當的wwan來使用。wwan中的可用性能可以基于網絡中的用戶數量而變化。通常,wwan可以具有λ的小區(qū)頻譜效率,其中,λ可以從0.8變化到1.65bps/hz。由于信令造成的網絡上擁塞可能降低頻譜效率。此外,假定用因子η來指示減少量,我們將其稱為“抖動低效率因子”。在負載網絡中,η可以是0.4或者40%。隨后,對于真實數據傳輸來說,系統中的有效動態(tài)可用頻譜效率由ηλ給出。此外,如果假定信道帶寬為w,并且活動數據用戶的數量為n,則針對網絡中的一個活動數據用戶的平均可用性能由ηλw/n給出。應當注意,η不是常量,而是根據系統中連接的用戶的數量m而變化,其中預期m遠大于n。如果每一個連接的用戶在系統中都有效地使用δbps(注意,δ不是帶寬,而是依據由于擁塞造成的系統的時間損失的有效負載),則m個連接的用戶有效地使用mδbps的資源??偪捎妙l譜性能是λw。因此,在一個方面,η通過η=(1-mδ/λw)給出。在一個示例中,對于λ=1bps/hz、w=5mhz、δ=25kbps、和m=100的系統來說,η=0.5,wwans可以具有由五部分(η、λ、w、n、m)確定的狀態(tài)。假定所有其它因子都是固定的,則wwan中的平均用戶吞吐量下降為(1/n)(例如,下降為wwan中的活動數據用戶的數量的倒數),其通過tu(s)=ηλw/n給出。這里,λ是假定全部資源可用(其包括代碼、時隙和功率管理)的wwan系統的平均頻譜效率。當用戶的數量較低時,諸如代碼復用增益或者多用戶分集增益的特征可以不完全使用。然而,隨著用戶數量的增加(其中用戶隨機分布在小區(qū)/扇區(qū)中),系統中的頻譜效率可能收斂于該系統中的平均預期值。
在另一個示例中,假定兩個wwans1和s2,其狀態(tài)分別為(η1,λ1,w1,n1,m1)和(η2,λ2,w2,n2,m2)?;谏厦嫠懻摰牡仁剑瑢τ谑褂脕碜赃@兩個wwan的數據路徑的用戶來說,預期的平均用戶吞吐量tu(s1,s2)由下式給出:tu(s1,s2)=η1λ1w1/n1+η2λ2w2/n2。對于k個wwans1,s2,…..sk,聚合的帶寬由下式給出:tu(s1,s2,…sk)=σiηiλiwi/ni。因此,移動平臺可以使用不同的網絡/信道獲得更高的吞吐量。當在同一信道上使用兩個wwan調制解調器時,也可以獲得更高的吞吐量。在該方面,用戶可以打開關于同一基站的兩個wwan調制解調器。由于該基站可能已經裝載有n1個調制解調器,假定比例公平調度,因此網絡中的用戶的平均性能可以從η1λ1w1/n1增加到2η1λ1w1/(n1+1)。tu(s1,s1)=2η1λ1w1/(n1+1)。當在負載網絡中,n1較大時,使用兩個wwan調制解調器的用戶可以獲得與僅使用一個調制解調器時的吞吐量相比接近兩倍的吞吐量,同時最低限度地影響所有其它用戶(這里的提高是:(2/(n1+1))/(1/n1)=2/(1+1/n1))。還應當注意,在該方面,如果所有用戶都在同一信道上打開兩個調制解調器,則使用兩個調制解調器的用戶的平均性能退化到每一個用戶使用一個調制解調器的平均性能(例如,由于在系統中存在2n1個調制解調器,并且針對共享該無線信道中的全部可用資源的每一用戶存在2個調制解調器)。因此,在任何給定時刻,wwan中的可用性能可以取決于活動和連接的用戶的數量。此外,針對特定用戶的性能還可以取決于該用戶相對于基站(例如,enodeb/nodeb/bts)的位置、基于該用戶的位置和移動性的該用戶所經歷的鏈路狀況、wwan調制解調器所使用的調制和編碼方案等。
通常,可以在不同的信道(潛在非連續(xù)的)上使用不同的無線接入技術(rat)進行并行鏈路聚合,以便使用每一個rat的可用容量,隨后對從每一個rat得到的容量進行聚合。雖然這種并行鏈路聚合提供了網絡之間的可用性能的總和,但其可以不增加也不減少該平臺上消耗的能量。例如,使用類似的數據鏈路/技術,針對諸如下載文件或者電子郵件附件之類的給定通信任務,可能消耗兩倍的功率,而通信時間減少一半,使得消耗的能量與只使用一個數據鏈路時的情形近似相同。然而,可以在一半的時間完成該通信任務,從而在該平臺上提供了更佳的整體性能和用戶體驗。
此外,可以在一個移動平臺(例如,智能電話、汽車調制解調器、膝上型計算機、平板電腦等等)或者多個平臺(例如,智能電話和平板電腦、平板電腦和膝上型計算機、或者智能電話和平臺電腦和膝上型計算機等等)上使用多徑tcp,以便在使用多個wwan調制解調器的可用wwan路徑之間實現聚合。
在一個方面,根據如針對n個路徑中的每一個路徑的擁塞窗cwi所確定的區(qū)別帶寬使用基于多徑tcp的方法,可以以與這些擁塞窗成比例的比率(例如,比率cw1:cw2:cw3:…….:cwn),對業(yè)務進行分割。在一個方面,可以多次使用成本降低的路徑,使得價格考量也可以影響路徑之間的比例分布。
此外,在一個方面,根據基于rtt(往返時間)的路徑之間的區(qū)別延遲,可以在發(fā)送聚合端點處,在更慢路徑上執(zhí)行數據的提前傳輸或者在更快路徑上執(zhí)行數據的延遲傳輸,使得分組在時間上更接近地到達接收的聚合端點,從而在提高流管理的情況下,減少接收客戶端處的緩沖要求。
此外,在一個方面,使用udp的輕微覆蓋可以用于在客戶端和網絡隧道化錨點之間交換信息。這些覆蓋可以通過交換wwan調制解調器所感知的當前wwan狀態(tài)和/或鏈路質量(例如,當前使用的調制和編碼方案)和/或鏈路使用情況(例如,網絡上使用的時間的一部分),來提供關于每一個wwan鏈路的質量的額外的動態(tài)信息。該信息可以用于幫助確定多徑tcp連接中的路徑的預期性能的預期趨勢,以在客戶端處實現對于wwan調制解調器所感知的改變狀況的主動調整。另外,可以在多徑tcp會話中動態(tài)地增加或刪除路徑。此外,對于應用層聚合來說,可以在互聯網上直接與應用服務器建立多徑tcp會話。另外地或者替代地,可以在運營商的網絡中或者在運營商網絡之間,建議多徑tcp隧道化錨點。多徑tcp隧道可以使用與移動平臺相關聯的多個wwan調制解調器,提供更高的帶寬,而不需要對互聯網上的僅使用該隧道的應用服務器進行改變。在系統中單路徑使用到多路徑使用的狀態(tài)之間的轉換期間,該隧道都持續(xù)。在某些方面,當對帶寬進行聚合的移動平臺用作其它移動平臺的接入點時,多個路徑上的聚合的帶寬對于其它移動平臺也是可用的。
現在參照圖1來給出裝置的各個方面。圖1是示出裝置的硬件配置的概念框圖。裝置100包括處理器104、耦合到處理器104的機器可讀介質(存儲器)108、耦合到處理器104的一個或多個調制解調器102、以及耦合到處理器104的收發(fā)機106。處理器104和機器可讀介質108可以一起稱為處理系統110。然而,處理系統110可以包括處理器104,而針對某些處理器104配置則不包括機器可讀介質108。
調制解調器102使用多徑傳輸來協作實現帶寬聚合。也就是說,可以在多個調制解調器之間實現該協作,其中這些調制解調器位于裝置100之內,或者位于裝置100和該裝置100的無線鄰近中的一個或多個無線節(jié)點之內。
處理系統110可以包括一個或多個處理器。所述一個或多個處理器可以使用下面的任意組合來實現:通用微處理器、微控制器、數字信號處理器(dsp)、現場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯器件(pld)、控制器、狀態(tài)機、門控邏輯、分立的硬件組件、或者能夠執(zhí)行信息的計算或其它操作的任何其它適當實體。
處理系統110還可以包括用于存儲軟件的機器可讀介質108。軟件應當被廣泛地解釋為意味著任何類型的指令,無論是稱為軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言等等。指令可以包括代碼(例如,具有源代碼格式、二進制代碼格式、可執(zhí)行代碼格式或者任何其它適當的代碼格式)。這些指令當由所述一個或多個處理器執(zhí)行時,使得處理系統110執(zhí)行下面所描述的各種功能,以及其它協議處理功能。
機器可讀介質108可以包括集成到這些處理器中的一個或多個中的存儲設備。此外,機器可讀介質108還可以包括位于所述一個或多個處理器之外的存儲設備,例如,隨機存取存儲器(ram)、閃存、只讀存儲器(rom)、可編程只讀存儲器(prom)、可擦除prom(eprom)、寄存器、硬盤、可移動硬盤、cd-rom、dvd或者任何其它適當的存儲設備。此外,所述機器可讀介質108可以包括對數據信號進行編碼的傳輸線或者載波。本領域技術人員將認識到如何針對該處理系統最佳地實現所描述的功能。
圖2是示出wwan運營商之間的隧道化服務的框圖200。通過一個或多個支持基礎設施(例如,運營商wwan支持基礎設施1、2、…、n(210、212、214)),在wwan客戶端202和mptp隧道化服務器204之間建立多徑傳輸協議(mptp)運營商間隧道,以允許與應用服務器208進行通信。wwan客戶端202具有用于通過一個或多個支持基礎設施(210、212、214)與mptp隧道化服務器204進行同時通信的多個調制解調器102。當客戶端202連接到互聯網/網絡206時,通過隧道化服務器204來建立其數據流。mptp可以是多徑tcp或者sctp。
圖3是示出使用多徑tcp的wwan運營商之間的隧道化服務的框圖300。在wwan客戶端302和多徑tcp隧道化服務器304之間建立多徑tcp運營商間隧道。在一個方面,如參照圖10、11和圖12所討論的,wwan客戶端302可操作以用作針對其它設備(例如,ue)的自組接入點。在該方面,wwan客戶端302可以使用與用于wwan客戶端302和多徑tcp隧道化服務器304之間的通信相同的tcp,來與其它設備進行通信。在另一個方面,wwan客戶端302可以基于有線和/或無線協議,來與其它設備進行通信。
當客戶端302連接到互聯網/網絡306時,通過隧道化服務器304來建立其數據流。多徑tcp隧道化服務器304提供clientvpn_public_ip地址,其可以是或者可以不是動態(tài)分配的,當客戶端302在互聯網/網絡306上與應用服務器308進行通信時,客戶端302將該地址包括在分組中。對于經由每一個運營商的每一個路徑,客戶端302可以向每一個運營商的wwan基礎設施310、312、314請求不同的ip地址。例如,如果客戶端302可以使用n個運營商,則客戶端302接收用于第一運營商的地址clienttunnelip1、用于第二運營商的地址clienttunnelip2等等、以及用于第n個運營商的地址clienttunnelipn。隧道化服務器304提供用于mptp連接的相應n個ip地址tunnelserverip1、tunnelserverip2、……、和tunnelserveripn?;ヂ摼W/網絡306上的應用服務器308可以具有其自己的ip地址applicationserver_ip。
使用ip地址clientvpn_public_ip和applicationserver_ip,在應用服務器308和客戶端302之間建立傳統tcp或者用戶數據報協議(udp)會話。在使用用于客戶端302的ip地址clienttunnelip1、clienttunnelip2、……、clienttunnelipn和用于隧道化服務器304的ip地址tunnelserverip1、tunnelserverip2、……、tunnelserveripn所建立的多徑tcp隧道上,攜帶用于該應用的tcp分組。將離開客戶端302的分組封裝到多徑tcp隧道中,并傳送給隧道化服務器304。隧道化服務器304對這些分組進行解封裝,并發(fā)送去往ip地址applicationserver_ip的分組。將來自于應用服務器308的分組發(fā)送給clientvpn_public_ip地址,其中該地址在隧道化服務器304的域中進行管理。當隧道化服務器304從應用服務器308接收到分組時,隧道化服務器304將這些分組封裝到隧道化服務器304和客戶端302之間的多徑tcp隧道中。當這些分組到達客戶端302時,客戶端302對這些分組進行解封裝,隨后傳送給用于客戶端302上的應用的傳統tcp或者udp端點。
客戶端302可以具有多徑tcp層302d和子流tcp/ip層302e,使得客戶端302可以經由應用302a通過傳統tcp302b、302c使用多徑tcp??蛻舳?02通過向隧道化服務器304發(fā)送通信和從隧道化服務器304接收通信,來使用多徑tcp。在該配置中,多徑tcp層302d將通信中繼到子流tcp/ip層302e,該子流tcp/ip層302e是具有多徑tcp能力的層,并且分別將該通信從ip地址clienttunnelip1、clienttunnelip2、……、clienttunnelipn(它們與l1、l2、l3相對應)中的每一個發(fā)送給ip地址tunnelserverip1、tunnelserverip2、……、tunnelserveripn處的隧道化服務器304。子流tcp/ip層302e從隧道化服務器304接收通信,并且將該通信中繼到多徑tcp層302d。隧道化服務器304可以類似地具有多徑tcp層304a和子流tcp/ip層304b。子流tcp/ip層302e、304b獨立地對每一個子流進行管理,其包括針對每一個子流的擁塞控制機制和慢速啟動機制。多徑tcp層302d、304a對通過這些子流上的數據進行合并/分割。
圖4是示出對于運營商間差異和流管理的路徑協調和路徑管理覆蓋支持的框圖400。針對與每一個wwan運營商相關聯的每一個路徑,創(chuàng)建隧道化服務器中的路徑管理器406、408和隧道化的客戶端中的路徑管理器456、458。這些路徑管理器實現針對每一個運營商的每一個子流的發(fā)現和建立。在隧道化服務器304處建立運營商間路徑協調器404,在隧道化的客戶端302處建立運營商間路徑協調器454。運營商間路徑協調器404、454對每一個路徑的性能進行動態(tài)分析,隨后對這些可用路徑之間的流的分布進行優(yōu)化??梢栽谒淼阑掌?04和隧道化的客戶端302之間建立應用層覆蓋,以便在運營商間路徑協調器404、454和隧道化的客戶端302和隧道化服務器304處的路徑管理器之間交換信息,從而在節(jié)點302、304之間使用mptp隧道402、452對路徑的同時使用進行優(yōu)化。在一個方面,如參照圖10、11和12所討論的,隧道化的客戶端302可操作以用作針對其它設備(例如,ue)的自組接入點。
可以基于用于每一個路徑的有效帶寬(例如,使用每一個子流的擁塞窗大小和/或使用關于每一個路徑的wwan鏈路質量/使用/負載信息的信息)以及每一個路徑上的有效延遲(基于每一個子流的rtt(往返時間)測量值)的知識,對業(yè)務流進行優(yōu)化。如果有效帶寬是b1、b2、…、bn,則可以按照比率b1:b2:….:bn將業(yè)務分割在這些子流之中。此外,如果延遲是d1、d2、…、dn,則可以基于路徑之間的區(qū)別延遲,對用于具有更長延遲的路徑的分組進行更早地調度傳輸,使得分組可以在時間上更接近地到達客戶端處的接收mptcp端點。這種調度可以減少接收mptcp端點處的緩沖要求。然而,由于可以在接收mptcp端點處對分組進行緩存,并且最終通過對子流之間的分組進行聚合來按順序傳送,因此這種調度不是必需的。
隧道化服務器304可以完全位于支持多個運營商的wwan基礎設施310-314中。當需要多個wwan基礎設施310-314來支持不同的wwan運營商時,隧道化服務器304可以位于wwan基礎設施310-314之外。這種隧道化服務能夠對wwan運營商之間的差異進行管理,從而實現wwan運營商之間的可用帶寬的聚合。傳統的應用服務器可以利用聚合的性能,而無需支持多徑tcp。
如上所述,通過使用隧道化服務,客戶端302可以使用與不具有mptp能力的應用服務器的mptp通信。在另一種配置中,如下面參照圖5、圖6、圖7和圖8所描述的,客戶端可以通過使用協作式設備來使用mptp。
圖5是示出協作式mptp的框圖500。具備mptp能力的ue(即,客戶端節(jié)點)502具有用于通過一個或多個通信路徑512,同時與一個或多個wwan網絡510進行通信的多個調制解調器102。在一個方面,可以實現通信路徑512以使用mptp。另外,系統500包括至少一個代理節(jié)點504,該至少一個代理節(jié)點504可以通過對等通信514與客戶端節(jié)點502進行通信。在一個方面,可以使用一個或多個有線和/或無線協議來支持對等通信514。當代理節(jié)點504進入到客戶端節(jié)點502的無線鄰近之內時,客戶端節(jié)點502可以發(fā)現代理節(jié)點504。通過使用協作式mptp,客戶端節(jié)點502可以向位于互聯網/網絡506上的具有mptp能力的服務器508發(fā)送信息以及從其接收信息。如上文所討論的,mptp可以是多徑tcp或者sctp。
圖6是示出協作式多徑tcp的框圖600。圖7是示出對于運營商間差異和流管理的路徑協調和路徑管理覆蓋支持的框圖700。圖8是用于協作式多徑tcp的呼叫流程圖800。具有多徑tcp能力的ue(例如,客戶端節(jié)點)602具有用于通過對等通信同時與wwan網絡610和至少一個代理節(jié)點604進行通信的多個調制解調器102。在一個方面,可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持對等通信。當代理節(jié)點604進入到客戶端節(jié)點602的無線鄰近之內時,客戶端節(jié)點602可以發(fā)現代理節(jié)點604。隨后,客戶端節(jié)點602使用其ip地址(稱為主ip地址)在互聯網/網絡606上開始與服務器608的tcp會話(802),并且發(fā)現服務器608具有多徑tcp能力(804)。在一個方面,如參照圖10、11和圖12所討論的,客戶端節(jié)點602可操作以用作針對其它設備(例如,ue)的自組接入點。在該方面,客戶端節(jié)點602可以使用與用于客戶端節(jié)點602和服務器604之間的通信的tcp相同的tcp來與其它設備進行通信。在另一個方面,客戶端節(jié)點602可以基于有線和/或無線協議,與其它設備進行通信。隨后,客戶端602向代理節(jié)點604請求輔ip地址(806)。代理節(jié)點604向網絡610請求ip地址(808)。當代理節(jié)點604從網絡610接收到ip地址時,代理節(jié)點604將該ip地址提供給客戶端602(810)??蛻舳?02使用該ip地址作為其輔ip地址。客戶端602使用其主ip地址和其輔ip地址,與服務器608建立多徑tcp會話(812、814)。在其它實施例中,客戶端節(jié)點602可以首先從代理節(jié)點604獲得主ip地址,以便建立通過代理節(jié)點604的與服務器608的路徑。這可能由于客戶端602可能考慮的多種原因而發(fā)生。這些原因可以包括以下各種情況的可能性:對于客戶端而言wwan網絡可能不可用于直接接入、或者該客戶端在給定位置處對于網絡的訂購可能是不可用的、或者使用通過代理節(jié)點的路徑可能降低能量或者降低成本、或者通過該代理節(jié)點的網絡的性能與直接路徑相比可能更佳。隨后,在發(fā)現服務器608具有多徑tcp能力之后,客戶端節(jié)點602可以基于其網絡的可用性或者基于使用這些網絡的成本、或者基于能量考慮、或者基于性能要求,針對通過其wwan網絡的直接路徑,增加一個或多個輔ip地址??蛻舳斯?jié)點602還可以針對通過相同代理節(jié)點604或者不同代理節(jié)點的另一個路徑,增加一個或多個輔ip地址??蛻舳斯?jié)點602和代理節(jié)點604可以與不同的wwan網絡進行通信。通常,代理節(jié)點和客戶端節(jié)點與它們各自的網絡進行通信所使用的wwan網絡或者信道或者協議或者技術可以是相同的或者不同的。來自服務器608的針對每一個ip地址的每一個子流的業(yè)務到達網絡610(816)。網絡610將針對主ip地址的子流業(yè)務導向客戶端602(618)。網絡608將針對輔ip地址的子流業(yè)務導向代理節(jié)點604(820)。隨后,代理節(jié)點604通過該代理節(jié)點604和客戶端602之間的對等(p2p)鏈路,將所接收的針對該客戶端的輔ip地址的業(yè)務傳送到客戶端602(822)??梢允褂胮2p應用來傳送與該輔ip子流相關聯的分組。隨后,在客戶端602處對這些子流進行合并,并傳送到客戶端應用。在從客戶端602到服務器608的反向路徑中,客戶端向網絡610發(fā)送針對所述主ip地址的子流業(yè)務(818),并且向代理節(jié)點604發(fā)送針對輔ip地址的子流業(yè)務(822),其中代理節(jié)點604則將其轉發(fā)到網絡610(820)。網絡610向服務器608發(fā)送針對這兩個子流的業(yè)務(816)。通常,客戶端節(jié)點602可以獲得針對其能夠直接使用的每一個wwan網絡的多個ip地址,以及針對其附近的代理節(jié)點能夠接入的每一個wwan網絡的多個ip地址。
網絡610可以是wwan或者多個wwan,使得代理節(jié)點604和客戶端節(jié)點602可以連接到它們各自的wwan。這允許客戶端602針對代理節(jié)點604使用不同的wwan,或者針對代理節(jié)點604和客戶端602使用同一wwan中的不同wwan信道,來增加針對應用的有效帶寬。在wwan中不需要進行改變。由于代理節(jié)點604將其ip地址提供給客戶端602,以便用作輔ip地址,因此就關注于網絡610來說,針對輔ip地址的所有業(yè)務意味著針對代理節(jié)點604。對于代理節(jié)點604將其ip地址借給客戶端602的事實來說,網絡610可以是未察覺的。就關注于服務器608來說,其只與客戶端602進行通信。使用代理節(jié)點604和客戶端602之間的p2p應用,來傳送針對輔ip地址的子流業(yè)務。當與wwan通信時,代理節(jié)點604和客戶端602可以建立分組數據協議(pdp)上下文,以便建立它們的主ip地址和輔ip地址??梢詫⑼ㄟ^協作式代理節(jié)點的多徑tcp進行擴展以使用兩個以上的路徑,例如,可以使用相同代理或者不同代理來建立第三路徑,因此,協作式性質可擴展到使用多個代理節(jié)點的多個路徑,而無需對網絡610進行改變。
參見圖7,針對與每一個wwan運營商相關聯的每一個路徑,創(chuàng)建多徑傳輸服務器508中的路徑管理器706、708和多徑傳輸客戶端502中的路徑管理器756、758。路徑管理器實現針對每一個運營商的每一個子流的發(fā)現和建立。在服務器508處建立運營商間路徑協調器704,在客戶端502處建立運營商間路徑協調器754。運營商間路徑協調器704、754動態(tài)地分析每一個路徑的性能,隨后對這些可用路徑之間的流的分布進行優(yōu)化??梢栽诜掌?08和客戶端502之間建立應用層覆蓋,以便在運營商間路徑協調器704、754和客戶端502及服務器508處的路徑管理器之間交換信息,從而在節(jié)點508、502之間使用mptp會話702、752對路徑的同時使用進行優(yōu)化。
圖8是用于協作式多徑tcp的呼叫流程圖800。在一個方面,系統800可以包括多徑tcp客戶端602、多徑tcp代理604、網絡610和多徑tcp服務器608。在順序步驟802,多徑tcp客戶端602可以通過多徑tcp服務器608,使用主ip地址發(fā)起連接。在順序804,多徑tcp服務器608可以同意該連接。在一個方面,多徑tcp服務器608還可以指示該連接具有多徑tcp能力。在順序步驟806,多徑tcp客戶端602可以向多徑tcp代理604請求輔ip地址。在一個方面,多徑tcp代理604和多徑tcp客戶端602可以通過網絡610協作地與多徑tcp服務器608進行通信。在順序步驟808,多徑tcp代理604可以從網絡610請求并獲得ip地址。在順序步驟810,多徑tcp代理604可以將所獲得的ip地址傳送給多徑tcp客戶端602。在一個方面,多徑tcp代理604還可以同意多徑tcp協作式通信。
在順序步驟812,多徑tcp客戶端602可以向多徑tcp服務器608請求多徑連接。在一個方面,該請求可以包括主ip地址和輔ip地址。在順序步驟814,多徑tcp服務器608可以使用多個ip地址來建立多徑tcp會話。在順序步驟816,多徑tcp服務器608可以與網絡610進行通信,以便發(fā)送和/或接收針對該多徑tcp會話所建立的多個子流的數據。在順序步驟818,網絡610可以向與多徑tcp客戶端602相關聯的多個ip地址中的一個發(fā)送和/或接收子流的數據。另外,在順序步驟820,網絡610可以向與多徑tcp代理604相關聯的多個ip地址中的一個發(fā)送和/或接收子流的數據,其后,網絡610可以向與多徑tcp相關聯的多個ip地址中的一個發(fā)送和/或接收子流的數據。在順序步驟822,多徑tcp可以將這些子流傳送給多徑tcp客戶端602。
另外地或者替代地,多徑tcp客戶端602可操作以用作針對其它設備(例如,ue)的自組接入點。在該方面,多徑tcp客戶端602可以使用與用于多徑tcp客戶端602和服務器610之間的通信的tcp相同的tcp,與其它設備進行通信。在另一個方面,多徑tcp客戶端602可以基于有線和/或無線協議,與其它設備進行通信。
圖9是示出協作式多徑tcp的另一框圖900。如果應用服務器906不具有多徑tcp能力,則可以通過隧道化服務器908來處理應用服務器906和客戶端902之間的通信。應用服務器906處于互聯網/網絡910中。隧道化服務器908也可以處于互聯網/網絡910中?;蛘?,隧道化服務器可以位于一個或多個wwan網絡912中。隧道化服務器908可以通過一個或多個通信路徑912,來處理與客戶端902和代理節(jié)點904的通信。在一個方面,可以使通信路徑912能夠使用mptp。另外,系統900包括至少一個代理節(jié)點904,該至少一個代理節(jié)點904可以通過對等通信914與客戶端節(jié)點902進行通信。在一個方面,可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持對等通信914。
如參照圖10、11和圖12所進一步討論的,wwan客戶端可以用作針對其它設備(例如,ue)的自組接入點。
圖10是示出wwan運營商之間的隧道化服務的框圖1000。通過一個或多個支持基礎設施(例如,運營商wwan支持基礎設施1、2、…、n(1010、1012、1014)),在wwan客戶端1002和mptp隧道化服務器1004之間建立多徑傳輸協議(mptp)運營商間隧道,以允許與應用服務器1008進行通信。wwan客戶端1002具有用于通過一個或多個支持基礎設施(1010、1012、1014)與mptp隧道化服務器1004進行同時通信的多個調制解調器102。當客戶端1002連接到互聯網/網絡1006時,通過隧道化服務器1004來建立其數據流。mptp可以是多徑tcp或者sctp。
此外,在一個方面,wwan客戶端1002可以操作以與一個或多個ue(1020、1022、1024)進行通信。在該方面,wwan客戶端1002可以將一個或多個自組網絡接入點暴露于所述一個或多個ue(例如,ue(1)1020、ue(2)1022、ue(n)1024等等),以允許ue1020、1022、1024與諸如應用服務器1008的實體進行通信。在一個方面,用于wwan客戶端1002和所述一個或多個ue1020、1022、1024之間的通信的自組網絡可以基于有線和/或無線協議。此外,這些無線通信可以基于802.11協議。
圖11是示出協作式mptp的框圖1100。具備mptp能力的用戶設備(ue)(即,客戶端節(jié)點)1102具有用于通過一個或多個通信路徑1112同時與所述一個或多個wwan網絡1110進行通信的多個調制解調器102。在一個方面,可以使通信路徑1112能夠使用mptp。另外,系統1100包括至少一個代理節(jié)點1104,該至少一個代理節(jié)點1104可以通過對等通信1114與客戶端節(jié)點1102進行通信。在一個方面,可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持對等通信1114。當代理節(jié)點1104進入到客戶端節(jié)點1102的無線鄰近之內時,客戶端節(jié)點1102可以發(fā)現代理節(jié)點1104。通過使用協作式mptp,客戶端節(jié)點1102可以向位于互聯網/網絡1106上的具有mptp能力的服務器1108發(fā)送信息,并且從其接收信息。如上文所討論的,mptp可以是多徑tcp或者sctp。
此外,在一個方面,客戶端節(jié)點1102可操作以與一個或多個ue(1120、1122、1124)進行通信。在該方面,客戶端節(jié)點1102可以將一個或多個自組網絡接入點暴露于所述一個或多個ue(例如,ue(1)1120、ue(2)1122、ue(n)1124等),以允許ue1120、1122、1124與實體進行通信。在一個方面,用于客戶端節(jié)點502和所述一個或多個ue1120、1122、1124之間的通信的通信1116可以是基于有線和/或無線協議。此外,通信1116可以基于802.11協議。此外,通信116可以用于實現對等通信,并且可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持通信116。在一個方面,可以使用第二芯片或者調制解調器在高速片間(hsic)接口(芯片間usb)來實現有線通信。該方面可以消除普通的usb收發(fā)機,而保持usb設計的其余部分和有線連接設計。
圖12是示出協作式多徑tcp的另一框圖1200。如果應用服務器1206不具有多徑tcp能力,則可以通過隧道化服務器908來處理應用服務器1206和客戶端1202之間的通信。應用服務器1206處于互聯網/網絡1210中。隧道化服務器1208也可以處于互聯網/網絡1210中?;蛘撸淼阑掌骺梢晕挥谝粋€或多個wwan網絡1212中。隧道化服務器1208可以通過一個或多個通信路徑1212,來處理與客戶端1202和代理節(jié)點1204的通信。在一個方面,可以使通信路徑1212能夠使用mptp。另外,系統1200包括至少一個代理節(jié)點1204,該至少一個代理節(jié)點1204可以通過對等通信1214與客戶端節(jié)點1202進行通信。在一個方面,可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持對等通信1214。
此外,在一個方面,客戶端節(jié)點1202可操作以與一個或多個ue(1220、1222、1224)進行通信。在該方面,客戶端節(jié)點1202可以將一個或多個自組網絡接入點暴露于所述一個或多個ue(例如,ue(1)1220、ue(2)1222、ue(n)1224等),以允許ue1220、1222、1224與實體進行通信。在一個方面,用于客戶端節(jié)點1202和所述一個或多個ue1220、1222、1224之間的通信的通信1216可以基于有線和/或無線協議。此外,通信1216可以基于802.11協議。此外,通信1216可以用于實現對等通信,并且可以使用一種或多種有線和/或無線協議來支持通信1216。在一個方面,可以使用第二芯片或者調制解調器在高速片間(hsic)接口(芯片間usb)來實現有線通信。該方面可以移除普通的usb收發(fā)機,而保持usb設計的其余部分和有線連接設計。
圖13是示出具有調制解調器間協調的wwan運營商之間的隧道化服務的框圖1300。通過一個或多個支持基礎設施(例如,運營商wwan支持基礎設施1、2、…、n(1310、1312、1314)),在wwan客戶端1302和mptp隧道化服務器1304之間建立mptp運營商間隧道,以允許與應用服務器1308進行通信。在一個方面,應用服務器1308可以提供定制應用服務。例如,當移動網絡運營商(mno)在網絡中提供多徑聚合錨點1316時,應用服務提供商可以使用具有最小變化或者沒有變化的服務。相比而言,如果mno不具有針對多徑聚合支持的錨點,則應用服務提供商可以安裝多徑服務器1304,以便使用可用的客戶端ip地址實現與客戶端設備1302的多徑會話。在該方面,多徑tcp錨點1316可以位于屬于應用服務提供商的服務器中(例如,流媒體內容提供商可以直接建立與客戶端設備的多徑會話)。如果對來自于與可以提供多徑聚合支持的服務器不相同的服務器的內容進行傳送,則仍然可以使用隧道化錨點1316。在該方面,可以在單個路徑中將數據從內容提供商服務器1308流式傳送到多徑tcp服務器1304,該多徑tcp服務器1304然后可以使用多徑流將數據流式傳送到客戶端設備1302。
wwan客戶端1302具有用于通過所述一個或多個支持基礎設施(1310、1312、1314)與mptp隧道化服務器1304進行同時通信的多個調制解調器102。當客戶端1302連接到互聯網/網絡1306時,通過隧道化服務器1304建立其數據流。mptp可以是多徑tcp或者sctp。
在另一個方面,如果這些網絡路徑中的一個是通過另一個運營商建立的(例如,共享的lte網絡路徑),則基于給定位置處的與該共享網絡相關聯的成本,可以不使用路徑。例如,客戶端mptp錨點1318可以選擇是否使用一個以上的路徑來建立針對客戶端應用1320的連接,這取決于各種因素(例如,系統的能量水平、基于每一個路徑的數據通信的能量效率的可變能量成本、與打開每一個路徑相關聯的固定成本等)。在一個方面,客戶端設備1302可以是電池供電的。另外,wwan(1310、1312、1314)可以參與協調的活動,例如多天線干擾消除(maic)以便高效地使用不同的頻帶消除來自彼此頻帶的干擾。在一個方面,該功能可以包括將協議從rf前端改變到基帶系統。
在另一個方面,基于調制解調器間協調的結果,平臺可以確定是否暴露一個以上的wwan路徑,以便由多徑tcp錨點1316使用。
在操作中,wwan(例如,1310)中的連接用戶可能在wwan1310中造成擁塞,從而減少可用的性能。在一個方面,對于諸如智能電話等的多種設備來說,wwan系統可以支持低數據速率的操作模式。由于在這些移動設備1302上運行的各種應用1320,因此雖然傳輸的數據量較低,但是可能存在顯著的開銷信令活動量。該開銷信令源自于頻繁的低數據速率消息,例如,針對應用1320的保活消息,或者用于即時消息實現的在線更新。此外,假定使用智能電話的用戶數量增加的情況下,觀測到擁塞負載的顯著增加,這影響了在系統1300中向用戶傳送真實數據的可用性能。在一個方面,通過在多個wwan(1310、1312、1314)上使用多徑傳輸連接并且最低限度地使用每一個wwan,用戶不必要地造成該多個wwan(1310、1312、1314)的擁塞。
此外,可以建立具有使用多個wwan(1310、1312、1314)路徑的能力的多徑傳輸連接。然而,當用戶應用1320需要不能由一個wwan路徑傳送的更高帶寬時,多徑tcp錨點1316可以分配一個以上的wwan路徑。在用戶消耗較低的帶寬的模式(例如,連接的用戶接收偶爾的電子郵件或者im更新)期間,多徑tcp錨點1316將在wwan中的僅一個wwan上維持該用戶的連接狀態(tài)。多徑tcp錨點1316可以確定何時開啟通過其它wwan的額外路徑并將其添加到客戶端設備1302和網絡1306之間的多徑傳輸連接中。在一個方面,多徑tcp錨點1316可以維持聚合吞吐量的移動平均值,使得在設備1302空閑或者使用較低量的帶寬的期間,可以釋放用于額外的路徑的wwan網絡資源,以減少多個wwan網絡1300中的擁塞和占用。在另一個方面,在帶寬需求較低的時間,使用最低成本路徑(例如,能量/比特、或者價格*能量/比特),使得選擇的路徑滿足該時刻所需的任何延遲需求。當需要更高的帶寬時,可以將額外的可用wwan路徑開啟、使用,并隨后釋放。在另一個方面,可以在多徑tcp隧道1304中動態(tài)地增加或者刪除路徑。換言之,在系統1300中的單路徑使用與多路徑使用的狀態(tài)轉換期間,該隧道可以持續(xù)。
在一個方面,多徑tcp錨點1316可操作以提供數據分組沿著第一、較慢路徑的更早傳輸,和/或數據分組沿著第二、較快路徑的延遲傳輸。例如,可以對分組傳輸進行調度,以便在慢速路徑上提前地發(fā)送,并且在相比更快速路徑上準時發(fā)送。在另一個示例中,可以對分組傳輸進行調度,以便在慢速路徑上準時傳輸,而在相對更快的路徑上進行延遲傳輸。此外,可以實現慢速路徑上的提前傳輸和快速路徑上的延遲傳輸的任意組合。在另一個方面,設備1302可以用于提供一種接入點,該接入點針對回程使用多徑傳輸連接,其中在該接入點,通過有線或無線連接提供接入。在另一個方面,多徑tcp錨點1316可以基于沿著每一個路徑的可用性能參數,將業(yè)務分割在多個路徑之中。在一個方面,這種性能參數可以包括:當前tcp擁塞窗估計、使用覆蓋進行路徑信息交換的可用的主動鏈路性能信息等。
在另一個方面,多徑tcp錨點1316可操作以基于諸如擁塞、可用于每一個路徑的窗大小等的因素,對業(yè)務進行劃分。在另一個方面,可以使用通過主動覆蓋(proactiveoverlay)獲得的實時信息,來對業(yè)務劃分進行調整。如本文所使用的,主動覆蓋可以是基于udp的應用,其在多徑客戶端1302和多徑服務器1304之間端對端地交換信息。例如,可以使用主動覆蓋,向網絡中的mptp服務器1304報告通過wwan調制解調器1302的與無線鏈路有關的性能改變。在一個方面,主動覆蓋可以用作端應用程序,其中該應用程序依靠該隧道以發(fā)送這種主動性能信息。此外,可以通過udp向服務器1304發(fā)送主動覆蓋,也可以直接地向服務器1304發(fā)送主動覆蓋。如果由于udp造成該信息丟失,則沒關系,并且使用先前接收的信息。
在一個方面,可以針對客戶端1302和服務器1304之間的每一個路徑,創(chuàng)建路徑管理器。此外,該路徑管理器可以存在于wwan客戶端1302和隧道化服務器節(jié)點1304處。路徑管理器可以用于實現針對每一個運營商的每一個子流的發(fā)現和建立。在另一個方面,可以在這兩個節(jié)點處建立運營商間路徑協調器,以便動態(tài)地分析每一個路徑的性能,隨后對可用路徑之中的流的分布進行優(yōu)化??梢栽谒淼阑掌?304和隧道化的客戶端1302之間建立應用層覆蓋,以便在運營商間路徑協調器和wwan客戶端1302和隧道化服務器節(jié)點1304處的路徑管理器之間交換信息,從而在這些節(jié)點之間使用多徑tcp隧道對多個路徑的使用進行優(yōu)化。此外,路徑管理器可以在一個時間段(例如,幾十毫秒或者幾百毫秒)期間報告在每一個路徑上觀測的性能的移動平均值,使得客戶端1302可以快速地向服務器1304報告給定路徑的無線性能的下降。
在另一個方面,多徑tcp錨點1316可操作以為前向鏈路流分配一個或多個路徑(例如,僅前向鏈路(flo)路徑)。在另一個方面,多徑tcp錨點1316可操作以為雙向流分配一個或多個其它路徑(例如,高速分組接入(hspa))。例如,如果使用了flo無線電,則客戶端設備僅可以在下行鏈路上接收數據。任何確認可以穿過替代的無線路徑,其中該路徑提供上行鏈路支持。例如,該替代的無線路徑可以由lte或者hspa提供。這種替代的無線路徑可以是雙向的,并且為第一路徑的下行鏈路和上行鏈路數據流提供支持。同樣,單向路徑可以僅在一個方向(下行鏈路或上行鏈路)上為第二數據流提供支持,并且使用第一路徑來支持相反方向(分別是上行鏈路或者下行鏈路)上的數據。第一數據流的往返時間(rtt)(rtt_1)將包括第一路徑的兩個方向上的延遲。第二數據流的rtt(rtt_2)將包括沿著單向路徑的一個方向的延遲,以及使用雙向的第一路徑的相反方向的延遲。可以使用等式(1)來估計單向路徑的單向延遲值:
單向延遲=rtt_2–0.5*rtt_1(1)
該實現可以在系統1300中提供額外的靈活性,特別是當第二數據流在上行鏈路方向上具有最小需求時,例如,需要向多徑tcp錨點服務器發(fā)送tcp確認,其中該多徑tcp錨點服務器向到客戶端的兩個路徑提供服務。例如,可以針對雙向hspa連接上的雙向流,獲得ip地址。其后,還可以通過該雙向hspa連接獲得與flo下行鏈路單向路徑相關聯的第二ip地址,這是由于單向flo路徑上的雙向連接是不可能的。
在操作中,wwan調制解調器1302的實現可以包括wwan多調制解調器設計,wwan多調制解調器設計僅為將在任何給定時刻活動的wwan數據技術提供支持?;谶@種優(yōu)化的多調制解調器設計,多調制解調器設計可以允許同時接入和使用多個wan。在該方面,并行的數量可以基于活動的并行wwan數據調制解調器的數量。在并行帶寬聚合(coba)系統中,這種并行可以稱為調制解調器并行等級(mcl)。作為第一步,期望考慮只有兩個復制的wwan調制解調器設計,使得mcl是2??梢栽趯砜紤]用于同時接入和使用wwan的額外等級的調制解調器并行。
在另一個方面,可以使用來自于兩種不同的芯片(其每一個具有一個wwan調制解調器)的wwan調制解調器并且使用兩個或更多個wwanrf鏈來實現coba系統,以便使用mptp傳送聚合的帶寬。在該方面,這些芯片中的一個中的應用處理器可以執(zhí)行這些調制解調器之間的聚合任務。此外,該實現允許使用多個芯片,其中每一個芯片具有一個或多個wwan調制解調器。另外地或者替代地,在單個芯片具有多個集成的wwan調制解調器并且還具有集成的用于對業(yè)務進行聚合的應用處理子系統的情況下,可以使用該單個芯片。另外,可以將認知和空白頻段接入能力包含在這些平臺中,以便提供額外的無線數據路徑(當可用時)。換言之,單個設備上的聚合可以在具有雙uicc雙數據鏈路接入的電話中出現。這種設計可以向其自己設備(例如,由這些芯片構成的電話)傳送更高的帶寬,可以將這種更高的帶寬傳送到可以由不同的設備在有線(usb/以太網連接)或者無線(wi-fi/wifi直連或者其它無線)鏈路等上使用的接入點設備。例如,可以通過usb線連接來建立有線連接。
在另一個方面,接入點設備1302可以使用多個wwan調制解調器來接入多個wwan1304,并且可以通過wlan、usb、基于以太網的接入等,將帶寬聚合到其它設備。該設備1302可以是wifi接入點設備,該設備可以插入到現有wifi接入點的以太網端口的后面。另外地或者替代地,設備1302可以通過系纜的usb連接向一個或多個其它設備提供接入。還可以使用多徑tcp聚合器設備實現單個設備解決方案,其中該多徑tcp聚合器設備允許具有wwan調制解調器的其它設備通過usb進行連接。通常,設備可以具有一個或多個內部wwan調制解調器,并且可以通過有線連接使用其它wwan調制解調器。內部wwan調制解調器可以使用片上互連、使用總線、處理器和系統存儲器等,在單個芯片之內進行通信。另外地或者替代地,可以使用片間互連(例如,使用各種接口,例如但不限于:uart、gpio或者hsic接口)來連接內部wwan調制解調器,其中在不同的芯片上有一個或多個wwan調制解調器可用。在一個方面,可以在包括該設備的平臺上將這些芯片連接在一起。
此外,在一個方面,可以將兩個或更多個設備捆綁在一起,使得可以使用每一個設備上的至少一個wwan調制解調器,以便創(chuàng)建具有多個wwan調制解調器的超級設備。如本文所使用的,可以使用有線(例如,usb等)或者無線(wi-fi直連、傳統的wifi、bt、uwb等)在設備之間完成連接。此外,可以在這些設備中的一個上執(zhí)行聚合。在操作中,coba客戶端1302上的wwan調制解調器可以獲得ip地址。此外,諸如coba代理的不同設備可以位于客戶端1302的有線/無線鄰近之內。這種代理設備可以從其wwan獲得ip地址,并且可以將該ip地址借給客戶端設備。其后,該設備可以將其ip地址提供給客戶端,從而允許該客戶端使用可以從其wwan調制解調器以及從附近的代理設備得到的ip地址。在該實現中,可以形成一種系統,其中在該系統中,分布在設備之間的可用wwan調制解調器可以在這些平臺中的一個上的應用處理器處執(zhí)行聚合,并且可以在該系統中傳送所聚合的帶寬。此外,這種多設備聚合解決方案還可以用于暴露用于其它設備的接入點,以便使用多徑wwan連接。
此外,在操作中,雖然coba可以提供網絡之中可用性能的總和,但是該系統可能不能顯著地增加或者減少平臺上消耗的能量。例如,通過使用類似的數據鏈路/技術,針對諸如下載文件或者電子郵件附件的給定通信任務,消耗兩倍的功率,而通信時間減少一半,使得消耗的能量與只使用一個數據鏈路時消耗的能量相同。然而,可以在一半的時間完成該通信任務,這在基于coba的平臺上提供了更佳的整體性能和用戶體驗。此外,具有多徑tcp連接的基于coba的系統可以允許通過針對使用多徑tcp的流使用多個wwan接口,來增加單個tcp流的峰值速率。另外,應用可以使用在多徑傳輸層處可用的更高帶寬,而無需對應用軟件進行任何修改。在該方面,在初始的連接之后,可以在運營商的網絡中動態(tài)地建立隧道,并且可以隨后增加或者刪除額外的路徑,同時當增加或者刪除路徑時,該隧道持續(xù)。在具有準靜態(tài)無線連接的大多移動計算使用情況中,期望在會話期間創(chuàng)建的路徑繼續(xù)存在。
圖14是示出具有調制解調器間協調的wwan運營商之間的隧道化服務的框圖1400。用于mptp的網絡錨點可以通過一個或多個支持基礎設施(例如,wwan調制解調器1、2(1414、1416)、wwan(1410、1412)、運營商網絡1406等)幫助建立wwan客戶端1402的客戶端應用1420和應用服務器1408之間的鏈路。在一個方面,客戶端應用1420可以通過用于mptp的客戶端錨點1418進行通信。
在一個方面,調制解調器間協調1422可以用于確定可以使用哪些wwan(1410、1412),以及可以如何使用這些wwan(1410、1412)。在一個方面,如果wwan調制解調器(1414、1416)在同一平臺上,則可以通過該平臺上的處理子系統(例如,arm處理子系統)來交換這些調制解調器之間的信息,使得wwan調制解調器(1414、1416)可以進行協調,并且選擇wwan(1410、1412)以使用。例如,如果一個wwan調制解調器1414選擇特定的網絡,則該wwan調制解調器1414可以通知一個或多個其它wwan調制解調器1416以選擇不同的網絡,使得可以在系統1400中聚合這兩個網絡的性能。此外,在另一個方面,基于諸如但不限于:鏈路狀況、與傳輸相關聯的能量/比特、可用的帶寬、鏈路的使用成本、使用的調制和編碼方案、到基站的距離等等的約束條件,wwan調制解調器(1414、1416)可以選擇何時進行彼此協作來聚合帶寬??梢栽谡{制解調器間協調期間,在調制解調器之間交換該約束信息,以允許在這些調制解調器之中做出選擇或者使用可用的wwan進行通信的決定。在另一個方面,當接入鏈路的連接狀況較差時(例如,當這些接入鏈路中的一個的鏈路狀況較差,或者能量/比特較低,或者如果可用的帶寬較低,或者如果接入成本較高),則可以將該接入鏈路確定為不適合聚合。在該方面,wwan調制解調器(1414、1416)可以聯合地通知用于mptp的網絡錨點1404中的多徑tcp層,以便不使用該路徑但是繼續(xù)使用其它路徑。在一個方面,通過第二設備上的無線p2p鏈路(例如,連接1116、1216等),調制解調器間協調1422可與另一個可用的wwan調制解調器一起操作。在另一個方面,主協作可以指代同一平臺1402上(例如,位于一個電話、膝上型計算機、平板電腦等中)的wwan調制解調器(1414、1416)之間的協調,輔助協調可以指代平臺之間(例如,一個或多個電話、膝上型計算機、平板電腦、車載調制解調器等之間)的協調。
圖15是示出示例性分組格式和流的框圖。在一個方面,分組格式1502、1506和1508示出了從客戶端(例如,1302)到互聯網目的地(例如,1308)的數據流。數據格式1502提供用于客戶端處的應用數據的示例性ip分組。在一個方面,ip分組1502可以包括在隧道化有效載荷1504中。數據格式1506提供了客戶端處的示例性隧道化封裝(wrapper)。在所描繪的方面,使用mptcp子流中的一個。數據格式1508提供用于在mptcp隧道化服務器處接收該分組的格式。
在另一個方面,分組格式1510、1512和1514提供用于從互聯網服務器到客戶端的通信的示例性分組格式。數據分組1510提供互聯網服務器處的示例性數據格式。數據分組1512提供隧道化服務器處的示例性格式。在所描繪的方面,使用mptcp子流中的一個。此外,數據分組1514提供用于客戶端提取隧道化有效載荷、應用數據等的示例性格式。
圖16是示例性方法/過程的流程圖1600。使用該過程,設備可以使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信(1602);使用第二ip地址通過第二mptp路徑與該服務器進行通信,其中通過第二mptp路徑與該服務器的通信經由第二ip地址處的無線節(jié)點(1604);以及通過對等通信與該無線節(jié)點進行通信(1606)。
圖17是示出示例性裝置1700的功能的概念框圖。參見圖17,系統1700可以包括ue、wwan客戶端和任何適當數量的額外wwan客戶端或ue。此外,在系統1700的操作中,ue可以實現帶寬聚合技術。
裝置1700包括可以使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信的模塊1702。裝置1700包括可以使用第二ip地址通過第二mptp路徑與該服務器進行通信的模塊1704,其中通過第二mptp路徑與該服務器的通信經由第二ip地址處的無線節(jié)點。裝置1700包括可以通過對等通信與該無線節(jié)點進行通信的模塊1706。
圖18是示例性方法/過程的流程圖1800。通過使用該過程,設備請求與mptp隧道化服務器的mptp會話(1802)。此外,該過程可以允許設備通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信(1804)。該隧道包括一個或多個mptp路徑。所述mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
圖19是示出示例性裝置1900的功能的另一個概念框圖。參見圖19,系統1900可以包括ue、wwan客戶端和任何適當數量的額外wwan客戶端或ue。此外,在系統1900的操作中,enb可以實現帶寬聚合技術。
裝置1900包括可以請求與mptp隧道化服務器的mptp會話的模塊1902。裝置1900包括可以通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信的模塊1904。
圖20是示例性方法/過程的流程圖2000。通過使用該過程,設備基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑(2002)。此外,該過程可以允許設備使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路(2004)。這些mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。
圖21是示出示例性裝置2100的功能的另一概念框圖。參見圖21,系統2100可以包括ue錨點、wwan網絡錨點等。裝置2100包括可以基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑的模塊2102。裝置2100包括可以使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路的模塊2104。
在一種配置中,裝置100包括:用于使用第一ip地址通過第一mptp路徑與服務器進行通信的模塊;用于使用第二ip地址通過第二mptp路徑與所述服務器進行通信的模塊,其中,通過第二mptp路徑與所述服務器的通信通過第二ip地址處的無線節(jié)點;以及用于通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于與一個或多個用戶設備進行通信的模塊,其中所述一個或多個用戶設備通過mptp隧道來接入mptp隧道化服務器。在一種配置中,裝置100可以包括:用于經由mptp隧道通過mptp隧道化服務器與應用服務器進行通信的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于當新的mptp路徑變得可用時,增加該新的mptp路徑的模塊,或者用于基于所分析的性能,對這些路徑上與所述服務器的通信的分布進行優(yōu)化的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于當新的mptp路徑變得可用時,增加該新的mptp路徑的模塊,或者用于當現有的mptp路徑丟失時,刪除該mptp路徑的模塊。
在另一種配置中,裝置100包括:用于請求與mptp隧道化服務器的mptp會話的模塊;以及用于通過mptp隧道與所述mptp隧道化服務器進行通信的模塊。該隧道包括一個或多個mptp路徑。這些mptp路徑中的每一個與用于通信的運營商相對應。在一種配置中,裝置100可以包括:用于與一個或多個用戶設備進行通信的模塊,其中所述一個或多個用戶設備通過mptp隧道來接入mptp隧道化服務器。在一種配置中,裝置100可以包括:用于經由mptp隧道通過mptp隧道化服務器與應用服務器進行通信的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于當新的mptp路徑變得可用時,增加該新的mptp路徑的模塊,或者用于當現有的mptp路徑丟失時,刪除該mptp路徑的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于針對與mptp隧道化服務器的通信的mptp路徑中的每一個,獲得客戶端ip地址和服務器ip地址的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于分析這些路徑中的每一個路徑的性能的模塊,或者用于基于所分析的性能,對這些路徑上與mptp隧道化服務器的通信的分布進行優(yōu)化的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于使用第一ip地址通過第一mptp子流與所述mptp隧道化服務器交流信息的模塊;用于使用第二ip地址通過第二mptp子流與所述mptp隧道化服務器交流信息的模塊,其中,通過第二mptp子流與所述mptp隧道化服務器的通信通過第二ip地址處的無線節(jié)點;以及用于通過對等通信與所述無線節(jié)點進行通信的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于接收vpn地址的模塊。
在另一種配置中,裝置100包括:用于基于一個或多個性能參數和一個或多個路徑參數,選擇一個或多個mptp路徑的模塊;以及用于使用所選擇的一個或多個mptp路徑來建立鏈路的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于針對所選擇的一個或多個路徑中的每一個,應用maic的模塊;用于基于所應用的maic來建立所述鏈路的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于確定不使用路徑,以減少與未使用的路徑相關聯的網絡擁塞的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于針對第一通信方向,使用所述一個或多個路徑中的第一路徑的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于針對第二通信方向,使用所述一個或多個路徑中的第二路徑的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于使用基于針對每一個路徑的往返時間信息的單向延遲估計,對所述鏈路進行改進的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于通過所建立的鏈路發(fā)送第一分組的模塊,其中該用于發(fā)送的模塊還包括:用于在所述一個或多個路徑中的第一路徑上,與調度的時間相比更早地發(fā)送第一分組的模塊。在一種配置中,裝置100可以包括:用于通過所建立的鏈路發(fā)送第二分組的模塊,其中該用于發(fā)送的模塊還包括:用于在所述一個或多個路徑中的第二路徑上,與調度的時間相比更晚地發(fā)送第二分組的模塊。
前述的模塊是被配置為執(zhí)行前述模塊中的每一個中所標識的功能的處理系統110。具體而言,處理器104中的這些前述模塊被配置為執(zhí)行這些前述模塊中的每一個中所標識的功能。
為了使本領域任何技術人員能夠全面理解本發(fā)明的全部范圍,提供了以上描述。對于本領域技術人員來說,對本文所公開的各種配置的修改是顯而易見的。因此,權利要求并不旨在限于本文描述的公開內容的各個方面,而是與符合權利要求的語言的全部范圍相一致,其中,除非特別說明,否則用單數形式提及某一要素并不旨在意味著“一個且僅一個”,而是“一個或多個”。除非另外特別說明,否則術語“一些”指代一個或多個。貫穿本發(fā)明描述的各個方面的要素的所有結構和功能等價物以引用的方式明確地并入本文,并且旨在由權利要求涵蓋,這些結構和功能等價物對于本領域普通技術人員來說是公知的或將要是公知的。此外,本文中沒有任何公開內容是想要奉獻給公眾的,不管這樣的公開內容是否明確記載在權利要求書中。除非使用短語“用于……的模塊”來明確地記載權利要求元素,或者在方法權利要求的情況下使用短語“用于……的步驟”來記載該元素,否則不應基于35u.s.c.§112條款的第六段來解釋該元素。