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CN1656834B - 无线局域网络手机系统中以数据流为基础的选择性反向信道方法 - Google Patents

无线局域网络手机系统中以数据流为基础的选择性反向信道方法 Download PDF

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Abstract

至少一用户是订购一蜂窝网络及一无线局域网络(WLAN)二者，该用户是位于该WLAN中。用户流量加以提供而用以传输。每一流量包括封包。每一流量，是决定该流量是否直接经由该WLAN或经由该WLAN及该蜂窝网络二者而被发送。每一流量封包的发送是基于该流量的发送决定。

Description

无线局域网络手机系统中以数据流为基础的选择性反向信道方法
技术领域
本发明一般有关无线局域网络(WLANs)与蜂窝网络互连系统。尤其是，本发明是关于此种系统中的路由封包。
背景技术
图1是一蜂窝网络30及一无线局域网络(WLAN)22的简化图式。一用户20具有WLAN 22及蜂窝网络30的订购。WLANs，例如WLAN 22通常是用于提供高速数据服务至热门区域。
WLAN 22具有一个WLAN接入点(WLAN-AP)24，因此用户20可以接入WLAN 22以及用以经由网际网络28发送进入及离开WLAN 22的封包的WLAN路由器(WLAN-AR)26。
蜂窝网络30具有一射频接入网络32，因此用户20可以接入网络30以及一蜂窝核心网络34。此蜂窝核心网络34具有一蜂窝网关路由器36用以发送进入及离开蜂窝系统30的封包。蜂窝核心网络34也连接至网际网络28。
为了让用户20使用无线服务，用户20使用蜂窝系统30或WLAN 22。如果用户20是位于蜂窝系统30内且不在WLAN 22中，用户20执行至蜂窝接入网络32的无线连接。封包于蜂窝接入网络32与蜂窝核心网络34之间传输，蜂窝网关路由器36传输蜂窝核心网络34与网际网络28之间的封包。封包经由网际网络28被发送至所需节点，例如终点服务器。
如果用户20在WLAN 22中，用户20考虑相对于蜂窝网络30漫游。用户20进行至WLAN-AP 24的无线连结。封包在WLAN-AP 24与WLAN-AR 26之间传输。WLAN-AR26传输封包至网际网络28。封包经由网际网络28被发送至所需节点，或从所需节点发送。
当用户20从蜂窝网络30进入WLAN 22时，经由WLAN 22从用户20传送封包至所需节点38可以使用标准IP封包路由工具而被执行。所需节点38未被移动。然而，经由WLAN 22从所需节点38传送IP封包至用户20是比较有问题的。如果用户20具有一静态IP地址，用户的IP地址的网络ID依然与蜂窝网络30的路由器36的IP地址的网络ID相同。
移动IP版本4(MobileIPv4)及6(MobileIPv6)提供此问题的解决方法。在MobileIPv4，用户通知蜂窝网关路由器其新的位置。蜂窝网关路由器的额外的功能及WLAN-AR被称为本局代理(Home Agent)以及外局代理(Foreign Agent)功能。当蜂窝网关路由器36从所需节点38接收用户的封包时，路由器38将它们传送到WLAN-AR 26。WLAN-AR 26使用第二层地址对应程序，如ARP，传送该封包至用户20的IP地址。
此方法的缺点在于原始来自用户20经由WLAN 22的封包不能被蜂窝网络30或路由器36所看见。此方法的另一缺点在于蜂窝网关路由器36的增加的负载，由于所有用户的进入封包的发送。
在MobileIPv6，用户20传送结合更新至蜂窝网关路由器36及所需的点38。此结合更新具有关于用户20附加于其上的新网络(WLAN 22)的信息。来自所需节点38的IP封包现在直接被发送至用户20，绕过蜂窝网关路由器36并使用标准IP路由协议。此种方法的缺点在于来自用户以及送给用户的封包无法被蜂窝网络所见。
在某些情况中，不希望IP封包无法为蜂窝网络30所见。一个理由在于蜂窝系统30的安全协议是被规避的。此外，蜂窝系统30的特定服务不能被使用，例如对蜂窝网络封包服务的接入。
为允许用户封包对蜂窝网络30是可见的，可使用逆向及/或前向信道。如图2所示，在反向信道中，WLAN 22中来自用户20的封包经由WLAN 22及蜂窝网络30而被发送。封包经由一IP网络29于路由器(蜂窝网关路由器36及WLAN-AR 26)之间传输。反向信道是由MobileIPv4所支持，且其允许所有的封包可让蜂窝网络30看见。
对MobileIPv6而言，前向及反向信道二者都需要使封包让蜂窝网络30看见。在前向信道中，封包也经由蜂窝网络30及WLAN 22被发送。
借由经由蜂窝网关路由器36发送所有封包，蜂窝网络系统30可以维持安全并提供蜂窝网络为基础的封包服务给用户20，即使是位于WLAN 22中。为了说明，蜂窝网关路由器36可以为安全目的传送封包至过滤/监视代理人。这些方法的缺点在于增加蜂窝网关路由器的负载。
为降低蜂窝网关路由器36的发送，可以使用选择性的反向信道。在选择性反向信道中，封包有选择地经由蜂窝网络30及WLAN 22二者或仅经由WLAN 22被发送，在以封包为基础的一封包上。此种借由封包发送的封包是我们不想要的，因为增加了处理的负载。此外，此种封包准位间隔尺寸(granularity)对大部份应用而言是不需要的。
因此希望具有另外的蜂窝网络及WLAN发送的方法。
发明内容
至少一用户订购一蜂窝网络及一无线局域网络(WLAN)。此用户是位于WLAN中。用户的数据流(flow)为传输而被提供。每一数据流包括封包。对每一数据流决定该数据流是否将直接经由WLAN或经由WLAN及蜂窝网络二者发送。每一数据流的封包基于该数据流的路由决定而被发送。
附图说明
图1说明一蜂窝网络及一WLAN。
图2说明逆向及前向信道。
图3说明基于一数据流选择反向信道。
图4是使用直接及压缩传递的选择的以数据流为基础的反向信道的流程图。
图5是借由增加发送信息至封包标头的以数据流为基础的反向信道的流程图。
图6是使用中间路由发送至一安全代理人的说明。
具体实施方式
图3是以数据流为基础的反向信道的实施例。在一个数据流接一个数据流的基础上，封包有选择地直接经由WLAN 22被传送至用户20或经由蜂窝网络30至WLAN 22至用户20，如图3所示。封包的数据流是由一个5字节组(5-tuple)所定义。5-tuple是一来源IP地址、一终点IP地址、一来源端口、一终点端口以及一传输协议型态。显示一数据流特征的另一种方式是使用一个3字节组(3-tuple)。此3-tuple具有一数据流卷标、一来源IP地址以及一终点IP地址。每一数据流通常是一个明确的会话，例如明确的TCP/IP会话。此数据流通常被用以区分数据流之间的服务品质(quality of service，QOS)处理。
蜂窝网络30的操作者及/或用户20决定那一数据流将经由蜂窝网络30被发送或直接经由WLAN 22。一种决定的方法是借由数据流的型态。为说明，操作者可以决定具有与直接经由WLAN 22被传送的立即讯息相关的所有数据流，降低蜂窝网络系统30中的数据流。操作者也可以决定具有所有与经由蜂窝网络30传送的电子邮件相关的数据流。
或者是，数据流路径的决定可以基于蜂窝网络数据流而定。如果蜂窝网络30具有低负载，所有数据流经由蜂窝网络系统30发送。当数据流增加时，特定型态的数据流直接经由WLAN 22发送。此数据流的传输可以数个优先层次为基础。为说明，蜂窝网络30上的负载从低负载增加至中度负载。在中度负载时，第一组数据流型态，例如实时讯息，直接经由WLAN 22发送。在高负载时，一第一组，例如实时讯息，以及一第二组，例如网际网络浏览，经由WLAN 22被发送。
一种有选择性地从用户20引导数据流至所需节点38的方法使用直接传递以及压缩型态，如图4所示。在直接传递中，与一数据流相关的封包直接经由WLAN 22被传送。在压缩传递中，与数据流相关的封包被反向信道，经由蜂窝网络系统30以及WLAN 22传送。一压缩的封包压缩使用经由蜂窝网络系统30发送用的额外信息来压缩具有WLAN发送信息的封包。压缩的一个缺点在于包含额外的管理费用。在用户20建立一数据流时，直接或压缩传递被选择，步骤40。在登录之后，数据流的封包使用所选择的传递型态被传送，步骤42。
另一种方法是使用路由标头(routing header)，例如在MobileIPv6中所定义。路由标头允许一IP封包经由特定的中间节点(路由器)被发送。如图5的流程图所示，在决定是否将执行反向信道，步骤44，之后，将被反向信道的数据流封包借由增加路由信息至该标头而经由蜂窝网络30的中间蜂窝网关路由器36被发送，步骤46。未被反向信道的封包被正常发送，例如使用MobileIPv6的标准路由。
另一方式，除了经由蜂窝网关路由器36有选择性地发送执行反向信道封包，此技术可以被延伸至增加其它的中间点，例如蜂窝网络系统30的安全代理者48。如图6所示的说明，特定数据流的封包可以经由蜂窝网络30的安全代理者48而被发送。

Claims (7)

1.一种实施于一用户单元的方法，该用户单元在一蜂窝网络及一无线局域网络之间运作，该蜂窝网络和该无线局域网络是连接到网际网络，其中封包能够经由该蜂窝网络和该无线局域网络而传输到在网际网络上的所需节点，该方法包括：
基于服务处理品质选择所选择的明确封包数据会话的一第一群封包；
插入所述封包的一标头，路由信息至该蜂窝网络中的一特定节点；
经由该蜂窝网络传输所述封包到网际网络上的所需节点；
基于服务处理品质选择明确封包数据会话的一第二群的封包；及
不经由该蜂窝网络发送该第二群封包而经由该无线局域网络直接传输该第二群封包到该网际网络上的所需节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于每一明确封包数据会话是一明确TCP/IP会话。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于每一明确封包数据会话于服务处理品质之间有所区别。
4.一种在用户单元及在网际网络中的所需节点之间发送封包的方法，该用户单元订购一蜂窝网络及一无线局域网络二者，该蜂窝网络及该无线局域网络均连结至网际网络，其特征在于该方法包括：
为该蜂窝网络决定一业务负荷；
基于该业务负荷，决定直接经由该无线局域网络发送用的明确封包数据会话的型态，其中当该业务负荷增加时，直接发送的明确封包数据会话增加；
对直接发送明确封包数据会话的用户单元的封包，直接经由该无线局域网络发送那些封包；以及
对非直接发送明确封包数据会话的用户单元的封包，经由该蜂窝网络及该无线局域网络发送那些封包。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括分类该被决定的业务负荷为优先层次，其中直接经由该无线局域网络发送用的明确封包数据会话的决定步骤是以该被决定的业务负荷的被分类的优先层次为基础。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于这些多个明确封包数据会话的型态是在服务处理品质之间有所区别。
7.一种路由数据封包的方法，该方法实施于一无线局域网络中的一无线局域网络接入路由器，该方法包含：
为一用户单元登录一明确封包数据会话，该用户单元订购一蜂窝网络及一无线局域网络二者，该蜂窝网络及该无线局域网络均连结至网际网络，其中封包能够通过该无线局域网络和该蜂窝网络而在该用户单元和网际网络上的所需节点之间发送；
基于该明确封包数据会话的型态，决定所述封包是否欲直接经由该无线局域网络或是经由该无线局域网络和该蜂窝网络而在该用户单元和网际网络上的一节点之间发送，其中明确封包数据会话的型态是在服务处理品质之间有所区别；以及
基于该决定的结果，指派该明确封包数据会话直接经由该无线局域网络或是经由该无线局域网络和该蜂窝网络传递。
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