СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ СВЯЗИ
HANDOVER METHOD AND APPARATUS

Испрашивание приоритета согласно §119 раздела 35 Свода законов США
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США, права на которую переданы согласно обычно принятой процедуре, № 60/940,966, поданной 30 мая 2007, и имеющей номер 071610P1 в реестре поверенного, описание которой тем самым включается в настоящее описание по ссылке.
Область техники
[0002] Настоящая заявка в целом относится к беспроводной связи и более конкретно, но не исключительно, к маршрутизации пакетов во время коммуникационной передачи обслуживания.
Уровень техники
[0003] Стандарт мобильного Интернет протокола ("IP"), провозглашенный Рабочей группой по инженерным проблемам Интернет, описывает схему, которая позволяет мобильному узлу посылать и принимать пакеты, когда он перемещается в пределах беспроводной сети. В этой схеме домашний (например, постоянный) IP-адрес может быть назначен мобильному узлу, в соответствии с чем любое другое устройство, которое желает послать пакеты в мобильный узел, посылает пакеты по этому домашнему IP-адресу. В случае, когда мобильный узел соединен с подсетью, отличной от его домашней подсети (то есть подсетью, ассоциированной с домашним IP-адресом), пакеты, посланные в домашний IP-адрес, направляются мобильному узлу в этой другой подсети. Таким образом, мобильный узел может принять любые пакеты, посланные в домашний IP-адрес, независимо от текущего местоположения мобильного узла.
[0004] В мобильном IP направление пакетов этим способом достигается с помощью агентов мобильности. Например, когда мобильный узел устанавливает связь с узлом доступа к сети (например, базовой станцией) подсети, отличной от его домашней подсети, мобильный узел регистрируется в узле маршрутизации в этой подсети. Этот узел маршрутизации может служить внешним агентом для мобильного узла, который обеспечивает поддержку адреса ("CoA"), по которому могут быть направлены пакеты, предназначенные для мобильного узла. В типичном случае CoA, ассоциированная с внешним агентом, является IP-адресом этого внешнего агента.
[0005] Узел маршрутизации, который соединен с домашней подсетью мобильного узла, обозначается как домашний агент мобильного узла. Домашний агент перехватывает пакеты, посланные по домашнему IP-адресу, и передает пакеты через IP-туннель к CoA, ассоциированной с этим внешним агентом. Внешний агент маршрутизирует пакеты, которые он принимает от IP-туннеля, к узлу доступа к сети, который затем посылает эти пакеты в мобильный узел.
[0006] Внешний агент может маршрутизировать любые пакеты, которые он принимает от мобильного узла, к назначенному адресату посредством обычной IP маршрутизации, или он может послать их домашнему агенту. В последнем случае внешний агент будет использовать этот IP-туннель, чтобы направить пакеты домашнему агенту.
[0007] Мобильный узел может соединяться с различными узлами доступа к сети, когда он перемещается в сети. Некоторые из этих узлов доступа к сети могут быть ассоциированы с различными внешними агентами, которые, в свою очередь, ассоциированы с различными CoA. Следовательно, когда мобильный узел выполняет передачу обслуживания от одного узла доступа к сети к другому, IP-туннель от домашнего агента, возможно, должен быть заново установлен каждый раз, когда мобильный узел регистрируется в новом внешнем агенте.
[0008] В некоторых случаях сеанс связи может быть активным в мобильном узле, когда он выполняет передачу обслуживания от одного узла доступа к сети к другому. В таких случаях пакеты, посланные в CoA, ассоциированной с данным узлом доступа к сети, не могут достигнуть мобильного узла после того, как мобильный узел устанавливает связь с новым узлом доступа к сети, который ассоциирован с новым CoA. Соответственно, имеется потребность в смягчении потери пакета во время передач обслуживания во время связи.
Сущность изобретения
[0009] Сущность примерных аспектов описания приведена ниже. Нужно подразумевать, что любая ссылка на термин «аспекты» здесь может относиться к одному или более аспектам описания.
[0010] Настоящее описание относится в некоторых аспектах к обеспечению «гладких» передач обслуживания мобильного IP. Например, когда мобильный узел выполняет передачу обслуживания между узлами доступа, которые ассоциированы с различными узлами маршрутизации, все передачи пакетов между начальным узлом маршрутизации и мобильным узлом могут быть не завершены перед передачей обслуживания к новому узлу доступа и новому узлу маршрутизации. Нижеследующее описание описывает способы для маршрутизации недоставленных пакетов между мобильным узлом и первоначальным узлом маршрутизации, чтобы смягчить потерю такого пакета.
[0011] Настоящее описание относится в некоторых аспектах к установлению туннеля протокола (например, туннеля уровня канала) для пакетов маршрутизации между узлом доступа и мобильным узлом во время передачи обслуживания связи. Например, мобильный узел может первоначально установить линию связи беспроводного доступа с первым узлом доступа, который служит точкой присоединения данных для мобильного узла. Первый узел доступа ассоциирован с (например, в той же самой подсети) первым узлом маршрутизации (например, маршрутизатором первого транзитного участка), который обеспечивает связность с сетью пакетной передачи данных. Здесь, мобильный узел может установить первый маршрут, ассоциированный с первым узлом доступа, для передачи пакетов между первым узлом маршрутизации и первым IP интерфейсом в мобильном узле.
[0012] В некоторый момент времени мобильный узел может выполнить передачу обслуживания ко второму узлу доступа, который ассоциирован со вторым узлом маршрутизации. В этом случае второй узел доступа теперь становится обслуживающим узлом для мобильного узла. Мобильный узел может таким образом установить второй маршрут, ассоциированный со вторым узлом доступа, для передачи пакетов между вторым узлом маршрутизации и вторым IP интерфейсом в мобильном узле.
[0013] Чтобы предотвратить потерю каких-либо пакетов, которые все еще передаются через первый маршрут во время передачи обслуживания, мобильный узел устанавливает туннель протокола с первым узлом доступа через второй узел доступа. На прямой линии связи пакеты, доставляемые через первый маршрут в первом узле доступа, маршрутизируются через этот туннель протокола ко второму узлу доступа. Второй узел доступа доставляет туннелированные пакеты мобильному узлу через второй маршрут. Мобильный узел затем маршрутизирует пакеты, принятые через этот туннель, к первому маршруту для доставки к первому IP-интерфейсу. Аналогичные комлементарные операции выполняются для обратной линии связи.
[0014] Когда мобильный узел добавляет второй узел доступа к своему набору маршрутов, второй узел объявляет идентификационную информацию второго узла маршрутизации (например, посредством индикации, которая идентифицирует новый IP-интерфейс). В результате мобильный узел может предоставить новый IP-интерфейс на обработку своего верхнего уровня и инициировать перемещение точки присоединения данных для мобильного узла ко второму узлу доступа. В случае, если еще есть данные, ассоциированные с первым узлом маршрутизации, которые находятся в пути к мобильному узлу или от мобильного узла, эти оставшиеся незавершенные данные могут быть посланы по туннелю протокола для маршрутизации данных к соответствующему маршруту и/или соответствующему IP-интерфейсу. В этом случае единственная линия связи беспроводного доступа между мобильным узлом и вторым узлом доступа может одновременно нести множественные различные логические каналы связи доступа, ассоциированные с множественными IP-интерфейсами.
Краткое описание чертежей
[0015] Эти и другие примерные аспекты описания описаны в подробном описании и приложенной формуле изобретения, которые представлены ниже, и на сопроводительных чертежах, на которых:
[0016] Фиг. 1 - упрощенная блок-схема, иллюстрирующая несколько аспектов примерной системы связи, которая поддерживает мобильные узлы;
[0017] Фиг. 2A и 2B являются последовательностью операций, которая иллюстрирует несколько примерных операций, которые могут быть выполнены, чтобы облегчить «гладкую» передачу обслуживания связи;
[0018] Фиг. 3 - упрощенная блок-схема, иллюстрирующая несколько аспектов примерной системы связи, которая поддерживает мобильные узлы, такой как система связи, основанная на ультрамобильной широкополосной связи;
[0019] Фиг. 4A, 4B, 4C и 4D являются схемой последовательности операций вызова, которая иллюстрирует несколько примерных операций потока вызова, которые могут быть выполнены системой связи, такой как система согласно фиг. 3;
[0020] Фиг. 5 есть упрощенная иллюстрация блок-схемы нескольких примерных компонентов узлов связи;
[0021] Фиг. 6 - упрощенная блок-схема нескольких примерных аспектов компонентов связи; и
[0022] Фиг. 7 и 8 - упрощенные блок-схемы, иллюстрирующие несколько примерных аспектов устройств, конфигурированных, чтобы обеспечить «гладкие» передачи обслуживания, как описано в настоящем описании.
[0023] В соответствии с обычной практикой различные признаки, иллюстрированные на чертежах, могут быть нарисованы не в масштабе. Соответственно, размерности различных признаков могут быть произвольно увеличены или уменьшены для ясности. Кроме того, некоторые из чертежей могут быть упрощены для ясности. Таким образом, чертежи не могут изобразить все компоненты заданной аппаратуры (например, устройства) или способа. Наконец, подобные ссылочные позиции могут быть использованы для обозначения подобных признаков везде в описании и чертежах.
Подробное описание
[0024] Различные аспекты описания описываются ниже. Должно быть очевидно, что приведенное здесь раскрытие может быть воплощено в широком разнообразии форм и что любая конкретная структура, функция или и то и другое, раскрываемые здесь, являются просто представительными. На основании приведенного здесь описания специалист в данной области техники должен оценить, что аспект, раскрытый здесь, может быть реализован независимо от любых других аспектов и что два или более из этих аспектов могут быть объединены различными способами. Например, устройство может быть реализовано, или способ может быть осуществлен, используя любое количество аспектов, сформулированных здесь. Кроме того, такое устройство может быть реализовано, или такой способ может быть осуществлен, используя другую структуру, функциональные возможности, или структуру и функциональные возможности в дополнение к, или иным образом, к одному или более аспектам, сформулированным здесь. Кроме того, любой аспект, описанный здесь, может содержать по меньшей мере один элемент пункта формулы изобретения.
[0025] Фиг. 1 иллюстрирует типовую систему связи 100, где мобильный узел 102 (например, реализованный как беспроводной терминал доступа) может соединяться с узлами 104A и 104B доступа к сети и принимать пакеты, направленные домашним агентом 106. Здесь узлы доступа 104A и 104B могут использовать один и тот же тип технологии линии связи. Узел 104A доступа ассоциирован с узлом 108А маршрутизации, в то время как узел 104B доступа ассоциирован с узлом 108B маршрутизации. Чтобы уменьшить сложность Фиг. 1, показаны только два узла доступа и два узла маршрутизации. Нужно понимать, однако, что такая система связи может включать в себя другие узлы доступа, к которым мобильный узел 102 может быть подсоединен, а также другие узлы маршрутизации и другие типы узлов связи.
[0026] Как представлено на Фиг. 1 пунктирной линией, мобильный узел 102 первоначально соединен с узлом 104A доступа. Таким образом, мобильный узел 102 может посылать/принимать пакеты в/из домашнего агента 106 через коммуникационный путь, представленный пунктирными линиями 110A, 110B и 110C.
[0027] Как представлено пунктирной линией 112, в некоторый момент времени мобильный узел 102 перемещается ближе к узлу 104B доступа и выполняет процедуру передачи обслуживания, чтобы соединиться с узлом 104B доступа вместо узла 104A доступа. Как только эта передача обслуживания закончена, мобильный узел 102 может послать/принять пакеты на/из домашнего агента 106 через коммуникационный путь, представленный пунктирными линиями 114A, 114B и 114C.
[0028] В связи с этой передачей обслуживания туннель протокола устанавливается между мобильным узлом 102 и узлом 104A доступа через узел 104B доступа, как представлено пунктирными линиями 116A и 116B. Этот туннель протокола облегчает передачу пакетов между узлом 104A доступа и мобильным узлом 102 после того, как мобильный узел 102 подсоединяется к узлу 104B доступа.
[0029] Примерные операции системы 100 описаны более подробно ниже вместе с последовательностью операций на Фиг. 2A и 2B. Для удобства, операции на Фиг. 2A и 2B (или любые другие операции, описанные или представленные здесь) могут быть описаны как выполняемые конкретными компонентами (например, компонентами системы 100). Нужно понимать, однако, что эти операции могут быть выполнены другими типами компонентов и могут быть выполнены, используя отличное количество компонентов. Также нужно понимать, что одна или более операций, описанных здесь, возможно, не используются в данной реализации.
[0030] Как представлено этапом 202 на Фиг. 2A, в некоторый момент времени мобильный узел 102 входит в зону охвата (обслуживания) узла 104A доступа (например, базовой станции). Мобильный узел 102 выбирает установить линию связи беспроводного доступа с узлом 104A доступа, посредством чего узел 104A доступа устанавливается как обслуживающий узел, который обеспечивает связность сети для мобильного узла 102. В связи с этими операциями узел 104A доступа объявляет идентификационную информацию своего маршрутизатора первого транзитного участка (например, посредством посылки (идентификатора) LinkID, ассоциированного с узлом 108A маршрутизации, к мобильному узлу 102). В примере на Фиг. 1 линия связи беспроводного доступа между узлом 104A доступа и мобильным узлом 102 представлена пунктирной линией 110C.
[0031] Узел 104A доступа соединен с подсетью, которая является отличной от домашней подсети мобильного узла 102. Таким образом, узел 108A маршрутизации (например, маршрутизатор первого транзитного участка) может служить внешним агентом для мобильного узла 102, в то время как мобильный узел соединен с узлом 104A доступа (или любым другим узлом доступа, ассоциированным с узлом 108A маршрутизации).
[0032] Как представлено этапом 204, мобильный узел 102 выполняет различные связанные с мобильным IP операции установки совместно с узлом 104A доступа, узлом 108A маршрутизации и домашним агентом 106. Например, маршрут может быть установлен для посылки/получения пакетов в/из узла 104A доступа. Кроме того, узел 104A доступа может быть выбран в качестве точки присоединения данных (ТПД, DAP) для мобильного узла 102. Кроме того, мобильный узел 102 может установить IP-интерфейс для трафика пакетов, ассоциированного с узлом 108A маршрутизации. Мобильный узел 102 также может взаимодействовать с узлом 108A маршрутизации и домашним агентом 106, чтобы установить соединение между домашним IP-адресом мобильного узла 102 и CoA узла 108A маршрутизации. В результате этих операций туннель протокола устанавливается между домашним агентом 106 и узлом 108A маршрутизации (представленный пунктирной линией 110A). Кроме того, туннель протокола устанавливается между узлом 108A маршрутизации и узлом 104A доступа (представленный пунктирной линией 110B).
[0033] Как представлено этапом 206, пакеты передаются между мобильным узлом 102 и узлом 108А маршрутизации через первый маршрут. Например, для прямой линии связи домашний агент 106 перехватывает любые пакеты, посланные в домашний IP-адрес мобильного узла 102, и передает эти пакеты по туннелю 110A к узлу 108A маршрутизации. Узел 108А маршрутизации передает пакеты, которые он принимает по туннелю 110B, к узлу 104A доступа. Узел 104A доступа затем посылает пакеты по беспроводной линии связи 110C к мобильному узлу 102, где передача пакетов завершается в первом IP-интерфейсе.
[0034] Как представлено этапом 208, в некоторый момент времени мобильный узел 102 может определить, что узел 104B доступа оказывает более желательную беспроводную услугу, чем узел 104A доступа. Например, мобильный узел 102, возможно, недавно вошел в зону обслуживания узла 104B доступа. В результате мобильный узел 102 может инициировать передачу обслуживания посредством добавления узла 104B доступа к его набору маршрутов, посредством чего узел 104B доступа устанавливается как обслуживающий узел для мобильного узла 102 вместо узла 104A доступа. Линия связи беспроводного доступа (например, как представлено линией 114C) таким образом устанавливается между мобильным узлом 102 и узлом 104B доступа. Решение инициировать такую передачу обслуживания может быть основано на различных факторах. Например, в некоторых случаях мобильный узел 102 может выбрать выполнить передачу обслуживания на основании относительной мощности сигнала пилот-сигналов (например, маяков) или других сигналов, переданных узлами 104A и 104B доступа.
[0035] Как представлено этапом 210, мобильный узел 102 начинает связанные с мобильным IP операции установки для узла 104B доступа. Здесь, второй маршрут может быть установлен, чтобы позволить мобильному узлу 102 послать/принять пакеты на/из узла 104B доступа через новую беспроводную линию 114C.
[0036] Кроме того, чтобы смягчить потенциальную потерю пакета во время передачи обслуживания, туннель протокола устанавливается между мобильным узлом 102 и узлом 104A доступа, как представлено пунктирными линиями 116A и 116B. Например, узел доступа 104A может быть конфигурирован, чтобы инкапсулировать пакеты (например, фрагментированные пакеты данных или полностью буферизированные пакеты) и послать их в узел 104B доступа через линию 116A связи. Линия 116A связи может являться обратным соединением или некоторой другой подходящей линией связи. В некоторых аспектах узел 104A доступа инкапсулирует каждый из этих скрытых пакетов в заголовок, который идентифицирует мобильный узел 102. Когда узел 104B доступа принимает один из этих пакетов, он удаляет этот заголовок и использует второй маршрут, чтобы направить инкапсулированные пакеты мобильному узлу 102 через туннель 116B, установленный между этими узлами. Таким образом, инкапсулированные пакеты посылают по беспроводной линии связи 114C к мобильному узлу 102.
[0037] В типичном случае туннель протокола может содержать туннель уровня канала (например, уровня 2). Нужно понимать, однако, что такой туннель может быть реализован другими способами.
[0038] Как представлено этапом 212, узел 104A доступа и мобильный узел 102 могут обмениваться пакетами по туннелю протокола, в то время как мобильный узел 102 устанавливает узел 108B маршрутизации в качестве своего нового внешнего агента. Как упомянуто выше, пакеты, ассоциированные с первым маршрутом, возможно, были направлены домашним агентом 106 к узлу 108A маршрутизации, но не посланы от узла 104A доступа к мобильному узлу 102 прежде, чем узел 104B доступа стал новым обслуживающим узлом для мобильного узла 102. Следовательно, узел 104A доступа может инкапсулировать эти пакеты, назначить мобильный узел 102 в качестве адресата (например, как указано заголовком второго маршрута) и послать инкапсулированные пакеты в узел 104B доступа. Поскольку эти пакеты будут приняты как пакеты уровня 2, узел 104B доступа направит эти пакеты указанному адресату через беспроводную линию 114C (например, как указано вторым маршрутом).
[0039] Как представлено этапом 214, мобильный узел 102 принимает туннелированные пакеты через второй маршрут и, после удаления информации пакета уровня 2, определяет, что эти пакеты ассоциированы с первым маршрутом. Мобильный узел 102 может поэтому послать пакеты в стек протоколов первого маршрута для обработки, после чего пакеты подаются в первый IP-интерфейс. Эти операции описываются более подробно ниже со ссылками на Фиг. 3.
[0040] Как представлено этапом 216, в некоторый момент во время операции передачи обслуживания мобильный узел 102 принимает индикацию от узла доступа 104B, которая идентифицирует узел 108B маршрутизации. Например, в некоторых случаях эта индикация может содержать IP-адрес узла 108B маршрутизации. На основании этой индикации мобильный узел 102 может определить, что узел 104B доступа ассоциирован с отличным узлом маршрутизации (например, маршрутизатором первого транзитного участка), чем узел 104A доступа.
[0041] Соответственно, как представлено этапом 218, мобильный узел 102 выполняет связанные с мобильным IP операции, чтобы установить узел 108B маршрутизации в качестве своего внешнего агента. Эти операции могут включить в себя, например, установление узла 104B доступа как DAP для мобильного узла 102. Кроме того, мобильный узел 102 может установить второй IP-интерфейс для трафика, обрабатываемого узлом 108B маршрутизации. Мобильный узел 102 может затем взаимодействовать с узлом 108B маршрутизации и домашним агентом 106, чтобы установить соединение между домашним IP-адресом мобильного узла 102 и CoA узла 108B маршрутизации. В результате этих операций туннель протокола (представленный пунктирной линией 114A) устанавливается между домашним агентом 106 и узлом 108B маршрутизации. Кроме того, туннель протокола (представленный пунктирной линией 114B) устанавливается между узлом 108B маршрутизации и узлом 104B доступа.
[0042] Как представлено этапом 220, мобильный узел 102 может затем послать/принять пакеты на/из узла 108B маршрутизации через второй маршрут. Для трафика прямой линии связи домашний агент 106 снова перехватывает любые пакеты, посланные к домашнему IP-адресу мобильного узла. В этом случае, однако, домашний агент 106 передает пакеты по туннелю 114A к узлу 108B маршрутизации. Узел 108B маршрутизации затем передает пакеты по туннелю 114B к узлу 104B доступа. Узел 104B доступа посылает пакеты по беспроводной линии связи 114C к мобильному узлу 102, где передача пакетов заканчивается во втором IP-интерфейсе. Комплементарные операции выполняются для трафика обратной линии связи.
[0043] Как представлено этапом 222, первый IP-интерфейс и туннель протокола между узлом 104A доступа и мобильным узлом 102 могут поддерживаться после того, как узел 108B маршрутизации устанавливается как внешний агент для мобильного узла 102. Следовательно, в случае, когда есть какие-либо оставшиеся незавершенными пакеты, ассоциированные с первым маршрутом, эти пакеты могут быть направлены через туннель протокола от узла 104A доступа к мобильному узлу 102 или наоборот, таким образом смягчая потерю пакета или прерывание потока передачи этого пакета.
[0044] Как представлено этапом 224, первый IP-интерфейс и туннель протокола могут поддерживаться, пока мобильный узел 102 не определяет, что они больше не являются необходимыми. Например, в некоторых случаях мобильный узел 102 может выбрать завершить эти объекты обмена, если он определяет, что больше нет пакетов в маршруте на пути связи между узлом 108A маршрутизации и узлом 104A доступа. В некоторых случаях мобильный узел 102 может выбрать завершить эти объекты обмена, если узел 104A доступа удаляется из списка активных узлов доступа (например, набора маршрутов), поддерживаемых мобильным узлом 102. В некоторых случаях эти объекты обмена (связи) могут быть завершены на основании других критериев (например, в конце определенного срока существования для туннеля или некоторого другого объекта).
[0045] Описание, приведенное здесь, может быть применимо ко множеству систем связи. Например, методики, описанные здесь, могут быть реализованы в системе, основанной на ультраширокополосной мобильной передаче данных (Ultra Mobile Broadband) ("UMB-основанная"), системе, основанной на долгосрочном развитии (long Term Evolution) ("LTE-основанная"), или некотором другом типе системы связи. В целях иллюстрации несколько примерных подробностей реализации описаны ниже в контексте основанной на UMB системы связи 300, изображенной на Фиг. 3. Нужно понимать, что некоторые или все компоненты и/или операции, описанные ниже, могут быть включены в другие типы систем связи.
[0046] На Фиг. 3 терминал доступа 302 включает в себя компонент мобильного узла 304, чтобы обеспечить связность данных мобильного IP пользователю. Терминал 302 доступа может обмениваться с любой из ряда усовершенствованных базовых станций eBS0, eBS1, eBS2 и eBS3 (например, узлами доступа к сети), распределенными всюду по системе связи 300. Каждая из усовершенствованных (развитых) базовых станций обменивается по ее соответствующей обратной линии связи со шлюзом доступа ("AGW").
[0047] В примере на Фиг. 3 eBS0 и eBS1 ассоциированы со шлюзом доступа AGW1. Здесь, eBS0 и eBS1 обмениваются с AGW1 по линиям связи, которые представлены линиями 308A и 308B, соответственно.
[0048] Аналогично, eBS2 и eBS3 ассоциированы со шлюзом доступа AGW2. Таким образом, eBS2 и eBS3 обмениваются с AGW2 через линии связи, которые представлены линиями 308C и 308D, соответственно, на Фиг. 3.
[0049] В некоторых аспектах шлюз доступа обеспечивает точку связности для терминала доступа к сети пакетной передачи (например, точки присоединения к уровню 3). Например, шлюз доступа может служить маршрутизатором первого транзитного участка для терминала доступа. В этом случае пакеты маршрутизируются между шлюзом доступа и терминалом доступа через усовершенствованную (развитую) базовую станцию, которая является текущим обслуживающим узлом доступа для этого терминала доступа. Здесь, шлюз доступа устанавливает соединение PMIP с развитой базовой станцией, которой назначена функция DAP для терминала доступа, и посылает пакеты в эту DAP. DAP затем посылает пакеты к терминалу доступа через обслуживающий узел (который может быть той же самой развитой базовой станцией, что и DAP).
[0050] Шлюзы доступа обмениваются с домашним агентом 306 через соответствующие коммуникационные пути по сети пакетной передачи. Для удобства эти коммуникационные пути просто представляются линиями 310A и 310B, соответственно, на Фиг. 3.
[0051] Система 300 использует относительно плоскую, ячеистую архитектуру сети, где загрузка обработки может быть распределена среди узлов системы 300. Например, вместо того, чтобы использовать централизованные контроллеры базовых станций, аналогичные функциональные возможности могут быть реализованы в одной или более развитых базовых станциях. При этом в некоторых аспектах развитая базовая станция может обеспечить обычные функциональные возможности базовой станции, функциональные возможности контроллера базовых станций и функциональные возможности обслуживающего узла передачи пакетных данных. В некоторых аспектах развитая базовая станция может включать в себя функциональные возможности IP, которые облегчают передачи обслуживания между развитыми базовыми станциями. В некоторых аспектах развитая базовая станция может обеспечить функциональные возможности eBS, обслуживающей прямую линию связи ("FLSE"), и функциональные возможности eBS, обслуживающей обратную линию связи ("RLSE"). Как упомянуто выше, в некоторых аспектах развитая базовая станция может обеспечить функциональные возможности точки присоединения данных (например, уровня 2). Например, одна развитая базовая станция может быть назначена для приема всех пакетов данных, предназначенных для заданного терминала доступа от данного шлюза доступа.
[0052] Система 300 также включает в себя контроллеры SRNC1 и SRNC2 опорной сети сеанса связи. В некоторых аспектах SRNC может служить привязкой сеанса связи, которая хранит информацию сеанса связи для терминала доступа, и обеспечивать маршрут терминалу доступа для других узлов. В некоторых аспектах SRNC может выполнять операции аутентификации, чтобы разрешить терминалу доступа получить доступ к сети пакетной передачи. На практике, функционально SRNC может быть реализован как автономный компонент, реализованный в одной или более eBS, или реализованный в некотором другом узле.
[0053] В примере на Фиг. 3, каждый SRNC управляет сеансами связи и другими функциональными возможностями для набора узлов (например, подсети). Например, SRNC1 может обеспечить управление сеансом связи для узлов, обменивающихся с AGW1, и SRNC2 может обеспечить управление сеансом связи для узлов, обменивающихся с AGW2. Для этого SRNC1 конфигурируется так, чтобы обмениваться посредством сигнализации с AGW1, как представлено пунктирной линией 312A, и с eBS0 и eBS1, как представлено пунктирными линиями 314A и 314B, соответственно. Аналогично, SRNC2 конфигурируется, чтобы обмениваться посредством сигнализации с AGW2, как представлено пунктирной линией 312B, и с eBS2 и eBS3, как представлено пунктирными линиями 314C и 314D, соответственно. Кроме того, SRNC1 и SRNC2 могут обмениваться посредством сигнализации друг с другом, как представлено пунктирной линией 316.
[0054] Как описано выше, терминал доступа 302 может независимо установить уникальный маршрут, чтобы обмениваться с каждой базовой станцией. В некоторых аспектах маршрут может содержать стек протоколов воздушного интерфейса. Например, маршрут может содержать набор информации, касающейся протоколов, согласования, конфигурации и состояния для ассоциации между терминалом доступа 302 и соответствующей базовой станцией. Терминал доступа 302 может поддерживать набор маршрутов, указывающий для всех усовершенствованных базовых станций, которые имеют маршрут с этим терминалом доступа. В примере на Фиг. 3 набор маршрутов для терминала доступа 302 может включать в себя маршрут 0 для обмена с AGW1 через eBS0, маршрут 1 для обмена с AGW1 через eBS1, маршрут 2 для обмена с AGW2 через eBS2 и маршрут 3 для обмена с AGW2 через eBS3.
[0055] Когда терминал доступа 302 перемещается через заданную географическую область, он может соединиться с другой развитой базовой станцией (далее упомянутой для удобства как "eBS"). Например, терминал доступа 302 может первоначально соединяться с eBS0, затем соединяться с eBS1 и затем соединяться с eBS2. Когда терминал доступа 302 находится на активном сеансе связи, он может добавить новую eBS к своему набору маршрутов, когда он перемещается или когда изменяются условия канала.
[0056] При передаче обслуживания внутри AGW (например, передаче обслуживания от eBS0 к eBS1), новая eBS способна соединиться с существующим AGW (например, AGW1). Следовательно, во время передачи обслуживания AGW может направлять любые пакеты, не доставленные по прямой линии связи, к новой eBS для доставки на терминал доступа 302. Аналогично, по обратной линии связи новая eBS может направлять любые пакеты от терминала доступа 302 к AGW во время передачи обслуживания. Кроме того, во время передачи обслуживания внутри AGW туннели уровня канала и/или IP туннели могут использоваться между узлами доступа.
[0057] При передаче обслуживания между AGW (например, передаче обслуживания от eBS1 к eBS2), однако, новая eBS может быть не в состоянии соединиться с существующим AGW. Кроме того, IP-пакеты прямой линии связи от других AGW могут иметь другие CoA в этом случае. Следовательно, чтобы предотвратить доставку IP- пакетов к неправильному IP-интерфейсу в терминале доступа 302, текущий DAP не будет посылать (например, через туннель уровня 3) IP-пакеты к FLSE, который ассоциирован с отличным AGW (например, как указано ассоциированным идентификатором линии связи). Аналогично, чтобы предотвратить неподходящую маршрутизацию пакетов по обратной линии связи, терминал доступа 302 не будет посылать IP-пакеты, ассоциированные с одним интерфейсом (например, IP-интерфейсом 1 на Фиг. 3), по отличному IP-интерфейсу (например, IP-интерфейсу 2). Таким образом, во время передачи обслуживания между AGW, туннелирование IP не разрешается между узлами доступа, но разрешается туннелирование уровня канала.
[0058] В некоторых аспектах методики туннелирования, описанные здесь, решают вышеупомянутые проблемы посредством обеспечения маршрута уровня канала для передачи пакета между предшествующей eBS (например, eBS1) и терминалом доступа 302 во время передачи обслуживания между AGW. Для прямой линии связи, когда eBS становится FLSE, eBS посылает сообщение IPT-Notifϊcation (IPT-оповещение) в каждый экземпляр маршрута сети доступа ("ANRI") в наборе маршрутов. Поскольку это сообщение может включать в себя идентификатор линии связи FLSE, DAP или предыдущий FLSE могут определить - туннеллировать ли IP-пакеты к новому FLSE, используя IP-туннель (передача обслуживания внутри AGW) или туннель уровня канала (передача обслуживания между AGW). В некоторых аспектах такое определение может быть сделано из-за корреляции между заданным маршрутом, заданным IP интерфейсом и заданным идентификатором ИД линии связи. Для обратной линии связи, когда eBS становится DAP, она посылает IPT-уведомление во все ANRI в наборе маршрутов. Поскольку это сообщение может включать в себя запись DAP, который имеет адрес AGW, с которым DAP соединяется, так же как GRE ключ этой DAP, eBS может определить, как туннеллировать IP-пакеты через эту DAP по обратной линии связи. Снова, eBS может должным образом определить, как обработать туннелированный пакет в результате корреляции между маршрутом, IP интерфейсом и ИД линии связи.
[0059] На прямой линии связи текущая DAP (например, eBS1) может инкапсулировать IP-пакеты, используя свой собственный маршрут (например, маршрут 1) и затем использовать туннель уровня канала, чтобы послать пакеты в новый FLSE. После того как туннелированные пакеты извлекаются в терминале доступа 302, IP-пакеты завершаются на корректном IP-интерфейсе (например, IP-интерфейсе 1). Аналогично, по обратной линии связи, туннелирование уровня канала используется для доставки IP-пакетов, ассоциированных с предшествующим IP интерфейсом (например, IP-интерфейсом 1), к AGW (например, AGW1), который ассоциирован с CoA для этих пакетов.
[0060] Параллельно с вышеупомянутыми операциями туннелирования терминал доступа 302 попытается извлечь CoA для IP интерфейса 2, когда eBS2 будет добавлена в набор маршрутов. Сообщение, используемое для извлечения IP CoA, для IP интерфейса 2 (например, сообщение запрашивания агента) будет послано по IP-интерфейсу 2, используя маршрут 2 (который является текущим RLSE). Здесь, когда терминал доступа 302 принимает ИД линии связи, ассоциированный с AGW2, который объявлен посредством eBS2, терминал доступа 302 будет предоставлять новый IP-интерфейс верхнему уровню, который будет инициировать DAP, перемещаемую к eBS2, и туннель PMIP, устанавливаемый между eBS2 и новым AGW (AGW2). Новый IP-адрес будет затем назначен терминалу доступа 302 через недавно установленный туннель PMIP с AGW2. Соединение MIP клиента также может быть выполнено между AGW2 и домашним агентом 306.
[0061] Всюду по вышеупомянутому потоку вызовов не имеется прерывания пользовательского трафика, когда eBS2 становится FLSE, потому что IP-пакеты, достигающие eBS1 по прямой линии связи, инкапсулируются в RLP в eBS1 и туннелируются на терминал доступа 302 через eBS2 через туннель уровня канала. По обратной линии связи терминал доступа 302 не посылает пакеты с IP-адресом, принадлежащим AGW1, через стандартный маршрут 2 eBS2, потому что ИД линии связи eBS2 является отличным ИД линии связи eBS1. Вместо этого, когда eBS2 является RLSE, терминал доступа 302 инкапсулирует эти IP-пакеты в RLP eBS1, и уровень канала туннеллирует эти пакеты через eBS2 к eBS1.
[0062] Терминал доступа 302 может одновременно поддерживать оба IP интерфейса (IP-адреса) так, что он может продолжать посылать/принимать данные на/из обоих IP интерфейсов во время всего периода передачи обслуживания между AGW. В некоторых реализациях терминал доступа завершает IP-интерфейс только после того, как все eBS, ассоциированные с этим IP интерфейсом, исключаются из набора маршрутов. Аналогично, туннель PMIP от предыдущей DAP (eBS1) к предыдущему AGW (AGW1) может быть поддержан до тех пор, пока срок существования PMIP не завершится или предыдущая DAP не будет удалена из набора маршрутов. Таким образом, эта схема обеспечивает процесс передачи обслуживания между AGW "сделать - до - разрыва", который смягчает возможность какого-либо прерывания данных во время передачи обслуживания.
[0063] Примерные подробности реализации, касающиеся передачи обслуживания между AGW, которая может быть выполнена системой 300, описаны ниже вместе со схемами последовательности операций вызова на Фиг. 4А-4D. В сценарии, который следует ниже, AGW1 ассоциирован с первым ИД линии связи (LinklD1), AGW2 ассоциирован со вторым ИД линии связи (LinkID2), и мобильный IP (например, MIPv4 или MIPv6) используется для передачи обслуживания между AGW. Потоки вызова на Фиг. 4A-4D будут описаны последовательно, начиная с потока вызова сверху на Фиг. 4A.
[0064] Сначала терминал доступа 302 (ниже называемый "АТ") обслуживается eBS1, в соответствии с чем eBS1 является DAP, FLSE и RLSE для этого АТ. SRNC1 управляет сеансом связи для eBS1. Текущее соединение MIP использует IP-интерфейс 1. Таким образом, АТ посылает/принимает пакеты (например, пакеты IP-v4) на/из домашнего агента 306 (ниже называемого "HA") через MIP-туннель 318A (например, туннель MIPv4) между HA и AGW1 и туннель PMIP 320A между AGW1 и eBS1. Например, на прямой линии связи HA переадресовывает перехваченные пакеты к AGW1 через туннель 318A, и AGW1 передает эти пакеты к eBS1 через туннель PMIP 320A. Базовая станция eBS1 использует маршрут 1, чтобы послать эти пакеты по линии связи 402 беспроводного доступа (не показана на Фиг. 3) к АТ, посредством чего пакеты завершаются в IP-интерфейсе 1. Для обратной линии связи, когда приложение в АТ генерирует данные, компонент 304 мобильного узла посылает результирующие пакеты в IP-интерфейс 1, ассоциированный с LinkID1. АТ может использовать любой стек, ассоциированный с LinkID1 (например, маршрут 0 или маршрут 1). Маршрут 1 используется в этом примере. Базовая станция eBS1 принимает пакеты маршрута 1 через беспроводную линию 402 и посылает их по PMIP-туннелю 320A к AGW1. AGW1 затем передает пакеты к HA через туннель 318 A или указанному адресату через соединение для AGW1 в сети пакетной передачи.
[0065] В некоторый момент времени АТ обнаруживают пилот-сигналы от eBS2 и из-за радиоусловий или некоторого другого критерия FLSE и RLSE для АТ могут быть переключены к eBS2 (нужно понимать, однако, что FLSE и RLSE могут быть реализованы в других eBS в некоторых случаях). Здесь, АТ добавляет eBS2 к своему маршруту, установленному посредством туннелирования сообщения Запроса Открытия Маршрута (Route Open Request) к eBS2, как указано на Фиг. 4A.
[0066] АТ таким образом начинает операции передачи сеанса связи, как описано на Фиг. 4A и 4B. Здесь, eBS2 посылает сообщение сигнализации между ANRI ("IAS"), которое запрашивает информацию сеанса связи АТ из текущего SRNC (SRNC1).
[0067] SRNC1 отсылает сообщение Ответа Информации Сеанса связи (Session Information Response) назад к eBS2. Это сообщение включает в себя информационную запись текущего AGW (AGW1).
[0068] Базовая станция eBS2 затем посылает сообщение Принятия Открытия Маршрута (Route Open Accept) в АТ, чтобы завершить процедуру установки маршрута.
[0069] Базовая станция eBS2 также посылает сообщение Создания Маршрута (Route Create) к АТ, чтобы создать маршрут для целевого SRNC (SRNC2). Это сообщение включает в себя идентификатор сети доступа ("ANID") для SRNC2.
[0070] По получении сообщения Route Create, АТ туннелирует сообщение Route Open Request к SRNC2. SRNC2 затем инициирует передачу SRNC от SRNC1 посредством посылки Запроса Передачи SRNC (SRNC Transfer Request) в SRNC1. По приеме сообщения SRNC Transfer Request, контроллер SRNC1 принимает передачу SRNC посредством посылки сообщения Ответа на Передачу SRNC (SRNC Transfer Response) в SRNC2.
[0071] SRNC2 завершает процедуру установки маршрута посредством посылки сообщения Принятия Открытия Маршрута (Route Open Accept)к АТ. Это сообщение содержит новый идентификатор терминала доступа одноадресной передачи ("UATI"), назначенный посредством SRNC2 для этого АТ. АТ таким образом установил свой маршрут к SRNC2 в этот момент.
[0072] Со ссылками на Фиг. 4B, после установления нового маршрута АТ посылает новое сообщение Карты Маршрута (Route Map) в каждый ANRI в наборе маршрутов. Таким образом, в этом примере АТ предоставляет свою информацию набора маршрутов в eBS2, eBS1, SRNC1 и SRNC2.
[0073] Вместе с назначением нового UATI АТ изменяет маршрут привязки сеанса связи на маршрут, соответствующий SRNC2, и посылает сообщение завершения UATI (UATI Complete) в SRNC2.
[0074] По получении сообщения UATI Complete SRNC2 посылает сообщение Обновления UATI (UATI Update) в другие ANRI в наборе маршрутов (например, eBS2, eBS1 и SRNC1), чтобы сообщить этим узлам, что SRNC2 является новой привязкой сеанса связи. Каждый из этих ANRI затем посылает сообщение подтверждения назад в SRNC2. Кроме того, SRNC1 может закрыть свой маршрут с АТ.
[0075] Как указано на Фиг. 4B, АТ может выполнить быстрое переключение канального уровня ("L2") к eBS2. Таким образом, туннель уровня канала между eBS1 и АТ может использоваться для передачи пакетов.
[0076] На обратной линии связи АТ использует IP-интерфейс 1 и посылает пакеты через маршрут 1. Здесь пакеты обрабатываются, используя стандартные операции для того, чтобы послать пакеты по радио. Так как eBS1 не является RLSE, пакеты посылают в Протокол Туннелирования Между маршрутами ("IRTP") в маршруте 2 (как представлено частью линии 322 на Фиг. 3). Пакеты таким образом посылают через туннель уровня 2 к eBS2 (представленный линией 324 на Фиг. 3 и 4B). Базовая станция eBS2 затем выполняет обработку протокола беспроводной линии связи ("RLP") и посылает пакеты в eBS1 через туннель уровня 2 от eBS2 к eBS1 (представленный линией 326). Затем, eBS1 обрабатывает пакеты и посылает их в AGW1 через туннель PMIP 320A. Как упомянуто выше, AGW1 может затем послать пакеты в HA через туннель 318A или посылать пакеты указанному адресату через сеть пакетной передачи некоторым другим способом.
[0077] На прямой линии связи AGW1 принимает пакеты, предназначенные для АТ, от HA через туннель 318A. Базовая станция eBS1 принимает эти пакеты от AGW1 через туннель 320A. Поскольку FLSE для АТ является eBS2 под AGW2, eBS1 будет использовать его маршрут (маршрут 1), когда он посылает пакеты в eBS2 через туннель 326. Пакеты передаются от eBS2 в АТ через туннель 324 с использованием маршрута 2. АТ затем выполнят обработку RLP в отношении пакетов, принятых по маршруту 2, и посылает пакеты в протокол IRTP маршрута 1 так, чтобы пакеты были обработаны на соответствующем IP-интерфейсе (IP-интерфейсе 1).
[0078] Вышеупомянутые операции туннелирования могут продолжаться, пока eBS2 является RLSE для АТ, и eBS 1 является DAP для АТ.
[0079] Со ссылками на Фиг. 4C, SRNC2 инициирует аутентификацию и авторизацию доступа посредством расширяемого протокола аутентификации ("EAP") для АТ. Для этого к функциям аутентификации, авторизации и учета ("AAA") можно получить доступ, чтобы управлять использованием сетевых ресурсов АТ через AGW2.
[0080] SRNC2 затем выполняет конфигурацию сеанса связи с АТ. Например, SRNC2 может послать информацию сеанса связи посредством сигнализации IOS, в соответствии с чем идентификатор AGW2, пользовательский постоянный идентификатор доступа к сети ("NAI"), и ключ промежуточного (прокси) агента мобильного домашнего узла ("PMN-HA") передаются в eBS2. После того как конфигурация сеанса связи завершена, все ANRI в наборе маршрутов извлекают копию сеанса связи, а также информационные записи текущего AGW (AGW1) и нового AGW (AGW2).
[0081] После приема новой информации сеанса связи с новыми информационными записями AGW eBS2 назначает ИД линии связи для АТ. Здесь, ИД линии связи может представлять IP-интерфейс (например, IP-адрес AGW2), который является тем, который АТ использует, чтобы обмениваться на IP-уровне.
[0082] АТ таким образом предоставляют принятый ИД линии связи верхнему уровню IP. Верхний уровень IP затем сравнивает принятый ИД линии связи с его текущим ИД линии связи. Так как принятый ИД линии связи является отличным от текущего ИД линии связи в этом примере, АТ инициируют операции назначения IP-адреса.
[0083] АТ также могут послать Запрашивание Агента в eBS2 в это время.
[0084] Так как eBS2 не ассоциирована с AGW1, eBS2 устанавливается как DAP для АТ, чтобы обеспечить DAP под AGW2. В некоторых аспектах этот процесс может быть инициирован АТ или eBS2. Как пример первого случая, АТ может послать сообщение Запроса Перемещения DAP (DAP Move Request) в eBS2, как только он определяет, что eBS2 ассоциирована с отличным AGW, чем AGW, ассоциированный с предшествующей обслуживающей eBS (eBS1). В качестве примера последнего случая (то есть, передача обслуживания DAP с помощью АТ), если eBS2 принимает данные от маршрута 2 АТ (IP-интерфейс 2) и еще не приняла сообщение Запроса Перемещения DAP от АТ, eBS2 посылает запрос Запроса Перемещения DAP (DAP Move Request Request), чтобы инициировать АТ послать Запрос Перемещения DAP.
[0085] Так как eBS2 может не иметь ключ GRE, ассоциированный с AGW2 в этот момент, eBS2 может послать Запрос Регистрации PMIP (PMIP Registration Request), чтобы выполнить соединение PMIP в AGW2. Этот запрос может включать в себя постоянный NAI и eBS2 IP-адрес, полученный так, как описано выше. Кроме того, этот запрос может включать в себя расширение аутентификации мобильный узел - домашний агент ("МС HA"), вычисленный посредством использования ключа PMN-HA, полученного, как описано выше. В некоторых аспектах АТ может установить туннель PMIP к AGW2, когда АТ сначала принимает IP-пакет от маршрута 2.
[0086] AGW2 принимает запрос соединения посредством посылки Ответа на Регистрацию PMIP (PMIP Registration Response) на eBS2. Здесь, AGW2 может выбрать ключ 2 GRE, ассоциированный с постоянным NAI, и включает в себя его посредством расширения GRE в Ответ на Регистрацию PMIP.
[0087] В передаче обслуживания DAP посредством АТ, eBS2 посылает сообщение Назначения DAP (DAP Assignment) в АТ после приема сообщения ответа на регистрацию PMIP.
[0088] Со ссылками на Фиг. 4D, по приеме успешного ответа на регистрацию PMIP от AGW2, eBS2 становится DAP терминала АТ для AGW2. Кроме того, eBS2 посылает сообщение Уведомления туннелирования согласно Интернет протоколу (Internet Protocol tunneling Notification) ("IPT"), содержащее запись DAP AGW2 к другим ANRI в наборе маршрутов. Таким образом, eBS2 сообщает другим узлам, что она является новым DAP для АТ. Здесь, eBS2 может выдать IP-адрес AGW2 и ключ GRE другим членам набора маршрутов посредством сигнализации IOS.
[0089] Другие ANRI могут затем ответить сообщениями Подтверждения Уведомления IPT (IPT Notification Acknowledgement), как показано на Фиг. 4D. Кроме того, eBS1 может удалить его маршрут с АТ и может завершить свой туннель PMIP с AGW1 в этот момент времени (например, если нет больше пакетов, которые должны быть посланы в или приняты от АТ через этот маршрут).
[0090] После предоставления нового IP интерфейса, как описано выше, АТ может запрашивать новое назначение IP-адреса и новую регистрацию мобильного IP. Таким образом, АТ будет начинать получение новой CoA и соединение нового AGW к HA.
[0091] Как показано на Фиг. 4D, eBS2 передает Запрос Агента к AGW2. AGW2 затем посылает сообщение объявления Внешнего Агента, которое включает в себя новый внешний агент CoA в АТ.
[0092] АТ посылает сообщение RRQ в AGW2 и AGW2 передает это HA, чтобы связать домашний IP-адрес АТ ("HoA") с CoA. Этот HA затем посылает сообщение RRP назад к АТ через AGW2.
[0093] В этот момент eBS2 является DAP для АТ под AGW2, и пакетные данные по прямой линии связи и по обратной линии связи обмениваются через eBS2 между АТ и AGW2. После того как обновление соединения мобильного IP принято, HA начинает отправку данных к AGW2 через туннель MIP 318B. Пакеты передаются между AGW2 и eBS2 через туннель PMIP 320B. Кроме того, eBS2 будет использовать маршрут 2, чтобы передать пакеты по радио между eBS2 и АТ через линию связи 328. После приема пакетов АТ будет использовать IP-интерфейс, ассоциированный с маршрутом 2 (то есть IP-интерфейс 2), чтобы обработать пакеты, как указано на Фиг. 3.
[0094] В течение времени также могут остаться незаконченными пакетные данные, ассоциированные с AGW1, маршрутизируемые через систему. Например, на прямой линии связи могут остаться незаконченными данные, передаваемые от AGW1 к АТ через туннель 320A между AGW1 и источником DAP (eBS1) и через туннель 326 уровня 2 между eBS1 и eBS2. Базовая станция eBS2 будет использовать маршрут 2, чтобы послать эти данные в АТ через туннель 324, и АТ выдаст эти данные в IP-интерфейс 1, как описано выше. Аналогично, по обратной линии связи могут остаться незаконченными данные, передаваемые из IP интерфейса 1 из АТ к HA через путь через линию связи 324, туннель 326 уровня 2, туннель 320A и туннель MIP 318A. Таким образом, во время этого промежутка времени HA может принимать данные и от AGW1, и от AGW2.
[0095] Функциональные возможности, описанные здесь, могут быть реализованы различными способами. Фиг. 5 иллюстрирует несколько примерных компонентов, которые могут быть включены в терминал доступа 502 и базовую станцию 504 в соответствии с настоящим описанием. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 включают в себя приемопередатчики 506 и 508, соответственно, для обмена друг с другом и с другими узлами. Приемопередатчик 506 включает в себя передатчик 510 для того, чтобы передавать радиосигналы, и приемник 512 для того, чтобы принимать радиосигналы. Приемопередатчик 508 включает в себя передатчик 514 для того, чтобы передать радиосигналы, и приемник 516 для того, чтобы принять радиосигналы. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 могут включать в себя контроллер 518 или 520 беспроводного доступа, соответственно, для управления операциями беспроводного доступа во время передач обслуживания маршрутизатора первого транзитного участка и для того, чтобы обеспечить другие связанные функциональные возможности, как описано в настоящем описании. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 могут включать в себя устройство 522 или 524 определения туннеля уровня канала, соответственно, чтобы обеспечить туннели протокола во время передач обслуживания маршрутизатора первого транзитного участка, и для того, чтобы обеспечить другие связанные функциональные возможности, как описано в настоящем описании. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 могут включать в себя контроллер 526 или 528 маршрута, соответственно, для установления и использования маршрутов во время передачи обслуживания маршрутизатора между первыми участками и для того, чтобы обеспечить другие связанные функциональные возможности, как описано в настоящем описании. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 могут включать в себя контроллер IP 530 или 532, соответственно, для управления операциями IP (например, инициирование, поддержка и завершение IP интерфейсов) во время передачи обслуживания маршрутизатора между первыми участками и для того, чтобы обеспечить другие связанные функциональные возможности, как описано в настоящем описании. Терминал доступа 502 и базовая станция 504 также могут включать в себя коммуникационный процессор 534 или 536, соответственно, для обработки пакетов (например, принятых пакетов) во время передачи обслуживания маршрутизатора между первыми участками и для того, чтобы обеспечить другие связанные функциональные возможности, как описано в настоящем описании.
[0096] Система беспроводной связи, как описано в настоящем описании, может быть развернута, чтобы обеспечить различные типы контента обмена, такие как голос, данные, и другой контент. Такая система может содержать системы множественного доступа, способные поддерживать связь с множественными пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (например, ширины полосы частот и мощность передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением ("CDMA"), системы множественного доступа с временным разделением ("TDMA"), системы множественного доступа с частотным разделением ("FDMA"), 3GPP системы LTE, системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением ("OFDMA"), помимо прочего.
[0097] Беспроводная система связи с множественным доступом может одновременно поддерживать связь для множественных беспроводных терминалов. Как упомянуто выше, каждый терминал может обмениваться с одной или более базовыми станциями посредством передач по прямым и обратным линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций на терминалы, и обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может быть установлена с помощью системы "один вход - один выход", "множество входов - один выход" или " множество входов - множество выходов» ("MIMO").
T
R
T
R
S
S
T
R
S
[0098] Система MIMO использует множество (N) передающих антенн и множество (N) приемных антенн для передачи данных. Канал MIMO, сформированный N передающими и N приемными антеннами, может быть разделен на N независимых каналов, которые также называются как пространственные каналы, где N ≤ min {N, N}. Каждый из N независимых каналов соответствует размерности. Система MIMO может обеспечить улучшенную производительность (например, более высокую пропускную способность и/или большую надежность), если используются дополнительная размерность, созданная множеством передающих антенн и приемных антенн.
[0099] Система MIMO может поддерживать дуплексную связь с временным разделением ("TDD") и дуплексный канал с частотным разделением ("FDD"). В системе TDD передачи передовой и обратной линии связи находятся в одной и той же частотной области, так что принцип взаимности позволяет выполнить оценку канала прямой линии связи из канала обратной линии связи. Это позволяет точке доступа извлечь коэффициент усиления формирования луча передачи по прямой линии связи, когда множественные антенны доступны в точке доступа.
[00100] Варианты осуществления здесь могут быть включены в устройство, использующее различные компоненты для обмена по меньшей мере с одним другим беспроводным узлом. Фиг. 6 изображает несколько примерных компонентов, которые могут использоваться, чтобы облегчить связь между устройствами. В частности, Фиг. 6 иллюстрирует устройство 610 (например, узел доступа) и устройство 650 (например, терминал доступа) системы MIMO 600. В устройстве 610 данные трафика для многих потоков данных предоставляются из источника данных 612 к процессору 614 данных передачи ("передатчику").
[00101] В некоторых аспектах каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 614 данных передачи форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы обеспечить кодированные данные.
[00102] Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилот данными, используя методики OFDM. Пилот данные обычно являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным способом и может использоваться в системе приемника, чтобы оценить канальный ответ. Мультиплексированные пилот данные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (то есть символьно преобразуются) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных, чтобы обеспечить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены командами, выполняемыми процессором 630. Память данных 632 может хранить код программы, данные и другую информацию, используемую процессором 630 или другими компонентами устройства 610.
T
T
[00103] Символы модуляции для всех потоков данных затем подаются на процессор 620 MIMO передачи, который может далее обработать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 620 MIMO передачи затем выдает N потоков символов модуляции на N приемопередатчиков ("XCVR") 622A-622T. В некоторых вариантах осуществления процессор 620 MIMO передачи применяет веса формирования луча к символам потоков данных и к антенне, из которой передается символ.
T
T
[00104] Каждый приемопередатчик 622 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы выдать один или более аналоговых сигналов, и дополнительно приводит к требуемым условиям (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы выдать модулированный сигнал, подходящий для передачи по каналу MIMO. N модулированных сигналов от приемопередатчиков 622A-622T затем передаются от N антенн 624A-624T, соответственно.
R
[00105] В устройстве 650 переданные модулированные сигналы принимаются N антеннами 652A-652R, и принятый сигнал от каждой антенны 652 выдается к соответствующему приемопередатчику ("XCVR") 654A-654R. Каждый приемопередатчик 654 приводит к требуемым условиям (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, переводит приведенный к требуемым условиям сигнал в цифровую форму, чтобы обеспечить выборки, и далее обрабатывает выборки, чтобы обеспечить соответствующий "принятый" поток символов.
R
R
T
[00106] Процессор 660 данных приема ("RX") затем принимает и обрабатывает N принятых потоков символа от N приемопередатчиков 654 на основании конкретного способа обработки, чтобы выдать N "обнаруженных" потоков символов. Процессор 660 данных приема затем демодулирует, выполняет обращенное перемежение и декодирует каждый обнаруженный поток символа, чтобы восстановить данные трафика для потока данных. Обработка процессором 660 данных приема является комплементарной к таковой, выполняемой процессором 620 MIMO передачи и процессором 614 данных передачи в устройстве 610.
[00107] Процессор 670 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать (описано ниже). Процессор 670 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индекса матрицы и часть значения ранга. Память 672 данных может хранить код программы, данные и другую информацию, используемую процессором 670 или другими компонентами устройства 650.
[00108] Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации относительно линии связи и/или принятого потока данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывается процессором 638 данных передачи, который также принимает данные трафика для многих потоков данных из источника 636 данных, модулированные модулятором 680, приведенные к требуемым условиям приемопередатчиками 654A - 654R и переданные назад на устройство 610.
[00109] В устройстве 610 модулированные сигналы от устройства 650 принимаются антеннами 624, приводятся к требуемым условиям приемопередатчиками 622, демодулируются демодулятором ("DEMOD") 640 и обрабатываются процессором 642 данных приема, чтобы извлечь сообщение обратной линии связи, переданное устройством 650. Процессор 630 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать для определения весов формирования диаграммы направленности, затем обрабатывает извлеченное сообщение.
[00110] Фиг. 6 также иллюстрирует, что компоненты связи могут включать в себя один или более компонентов, которые выполняют операции регулирования мощности, как описано в настоящем описании. Например, компонент 690 управления потоками может взаимодействовать с процессором 630 и/или другими компонентами устройства 610, чтобы послать/принять сигналы на/из другого устройства (например, устройство 650), как описано в настоящем описании. Аналогично, компонент 692 управления потоками может взаимодействовать с процессором 670 и/или другими компонентами устройства 650, чтобы послать/принять сигналы на/из другого устройства (например, устройства 610). Нужно понимать, что для каждого устройства 610 и 650 функциональные возможности двух или более из описанных компонентов могут быть предоставлены одним компонентом. Например, единственный компонент обработки может обеспечить функциональные возможности компонента 690 управления потоками и процессора 630, и один компонент обработки может обеспечить функциональные возможности компонента 692 управления потоками и процессора 670.
[00111] Описание здесь может быть включено в (например, реализовано в или выполнено в) множество аппаратов (например, устройств). Например, беспроводной узел может быть конфигурирован или назван как узел доступа, точка доступа ("AP"), Узел B, Контроллер Радиосети ("RNC"), усовершенствованный Узел B (eNodeB), контроллер базовых станций ("BSC"), базовая приемопередающая станция ("BTS"), базовая станция ("BS"), функциональный блок приемопередатчика ("TF"), Радио Маршрутизатор, Радио Приемопередатчик, Базовый Набор Служб ("BSS"), Расширенный Набор Служб ("ESS"), базовая радиостанция ("RBS"), или некоторым другим термином. Другие беспроводные узлы могут называться как терминалы доступа. Терминал доступа также может быть известен как мобильный узел, абонентская станция, абонентский блок, мобильная станция, удаленная станция, удаленный терминал, пользовательский терминал, агент пользователя, пользовательское устройство или пользовательское оборудование. В некоторых реализациях терминал доступа может содержать мобильный телефон, радиотелефон, телефон согласно протоколу инициирования сеанса связи ("SIP"), станцию местной радиосвязи ("WLL"), персональный цифровой ассистент ("PDA"), карманное устройство, имеющее возможность беспроводного соединения, или некоторое другое подходящее устройство обработки, связанное с беспроводным модемом. Соответственно, один или более аспектов, представленных здесь, могут быть включены в телефон (например, сотовый телефон или смартфон), компьютер (например, ноутбук), портативное устройство связи, портативное вычислительное устройство (например, помощник персональных данных), устройство развлечения (например, музыкальное или видео устройство, или спутниковое радио), устройство глобальной системы определения местоположения или любое другое подходящее устройство, которое конфигурируется, чтобы обмениваться через беспроводную среду.
[00112] Как упомянуто выше, в некоторых аспектах беспроводной узел может содержать устройство доступа (например, узел доступа) для системы связи. Такое устройство доступа может обеспечить, например, связность для или к сети (например, глобальной сети, такой как Интернет или сотовая сеть связи) через проводную линию связи или линию связи беспроводной связи. Соответственно, устройство доступа может разрешить другому устройству (например, терминалу доступа) получать доступ к сети или некоторым другим функциональным возможностям. Кроме того, нужно понимать, что одно или оба из устройств может быть портативными или, в некоторых случаях, относительно не портативными. Кроме того, нужно понимать, что беспроводной узел также может быть способен передавать и/или принимать информацию не беспроводным способом (например, через проводное соединение) через соответствующий коммуникационный интерфейс.
[00113] Беспроводной узел может обмениваться через одну или более линий беспроводной связи, которые основаны на или иначе поддерживают любую подходящую технологию беспроводной связи. Например, в некоторых аспектах беспроводной узел может связываться с сетью. В некоторых аспектах сеть может содержать локальную сеть, глобальную сеть или некоторый другой тип сети. Беспроводной узел может поддерживать или иначе использовать одну или более из множества технологий беспроводной связи, протоколов или стандартов, таких как, например, CDMA, TDMA, OFDM, OFDMA, WiMAX и Wi-Fi. Аналогично, беспроводной узел может поддерживать или иначе использовать одну или более из множества соответствующих схем модуляции или мультиплексирования. Беспроводной узел может таким образом включать в себя соответствующие компоненты (например, эфирные интерфейсы), чтобы установить и обмениваться через одну или более линий беспроводной связи, используя вышеупомянутые или другие технологии беспроводной связи. Например, узел может содержать беспроводной приемопередатчик с ассоциированными компонентами передатчика и приемника, которые могут включать в себя различные компоненты (например, генераторы сигналов и процессоры сигналов), которые облегчают связь по беспроводной среде.
[00114] Компоненты, описанные здесь, могут быть реализованы множеством путей. Со ссылками на Фиг. 7 и 8, устройства 700 и 800 представляются как последовательность взаимодействующих функциональных блоков. В некоторых аспектах функциональные возможности этих блоков могут быть реализованы как система обработки, включающая в себя один или более компонентов процессора. В некоторых аспектах функциональные возможности этих блоков могут быть реализованы, используя, например, по меньшей мере часть одной или более интегральных схем (например, специализированных интегральных схем). Как описано здесь, интегральная схема может включать в себя процессор, программное обеспечение, другие связанные компоненты или некоторую их комбинацию. Функциональные возможности этих блоков также могут быть реализованы некоторым другим способом, как описано в настоящем описании. В некоторых аспектах один или более подчеркнутых штриховой линией блоков на Фиг. 7 и 8 являются комплементарными.
[00115] Устройства 700 и 800 включают в себя один или более модулей, которые могут выполнять одну или более функций, описанных выше со ссылками на различные чертежи. Например, средство 702 установления беспроводной связи может соответствовать контроллеру беспроводного доступа, как описано здесь. Средство 704 установления туннеля протокола, может соответствовать, например, устройству определения туннеля, как описано здесь. Средство 706 приема пакета может соответствовать, например, коммуникационному процессору, как описано здесь. Средство 708 установления маршрута может соответствовать, например, контроллеру маршрута, как описано здесь. Средство 710 маршрутизации пакета может соответствовать, например, коммуникационному процессору, как описано здесь. Средство поддержания IP-интерфейса или средство 712 завершения IP-интерфейса может соответствовать, например, контроллеру IP, как описано здесь. Средство 802 передачи может соответствовать, например, передатчику, как описано здесь. Средство 804 приема может соответствовать, например, приемнику, как описано здесь. Средство 806 определения может соответствовать, например, контроллеру IP, как описано здесь. Средство 808 установления может соответствовать, например, контроллеру IP, как описано здесь.
[00116] Нужно подразумевать, что любая ссылка на элемент здесь, используя значение символа, такой как "первый", "второй", и т.д. обычно не ограничивает количество или порядок этих элементов. Скорее эти значения символа могут использоваться здесь как удобный способ различения двух или более элементов или экземпляров элемента. Таким образом, ссылка на первый и второй элементы не означает, что только два элемента могут использоваться, или что первый элемент должен предшествовать второму элементу некоторым образом. Кроме того, если не указано иначе, набор элементов может содержать один или более элементов.
[00117] Специалисты в уровне техники поймут, что информация и сигналы могут быть представлены, используя любое множество различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы, и элементы сигнала, на которые можно сослаться всюду по вышеупомянутому описанию, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любой их комбинацией.
[00118] Специалистам также понятно, что любой из различных иллюстративных логических блоков, модулей, процессоров, средств, схем и этапов алгоритмов, описанных в соединении с аспектами, раскрытыми здесь, может быть реализован как электронное аппаратное обеспечение (например, цифровая реализация, аналоговая реализация или комбинация их двух, которые могут быть разработаны, используя исходное кодирование или некоторую другую методику), различные формы программ или команд, включающих в себя коды проекта (которые могут быть названы здесь для удобства как "программное обеспечение" или "программный модуль"), или их комбинации. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше обычно в терминах их функциональных возможностей. Реализуются ли такие функциональные возможности, как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения реализации не должны быть интерпретированы как отклонение от объема настоящего описания.
[00119] Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в соединении с аспектами, раскрытыми здесь, могут быть реализованы в или выполнены интегральной схемой ("IC"), терминалом доступа или точкой доступа. IC может содержать процессор общего применения, цифровой процессор сигналов (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) или другое программируемое логическое устройство, дискретный логический элемент или транзисторную логику, дискретные компоненты аппаратного обеспечения, электрические компоненты, оптические компоненты, механические компоненты или любую их комбинацию, предназначенную для выполнения функций, описанных здесь, и может выполнять коды или команды, которые постоянно находятся в IC, вне IC или и то, и другое. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативе процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром DSP, или любая другая такая конфигурация.
[00120] Подразумевается, что любой конкретный порядок или иерархия этапов в любом раскрытом процессе является примером примерного подхода. На основании предпочтений конструкции подразумевается, что конкретный порядок или иерархия этапов в процессе могут быть реорганизованы, в то же время оставаясь в рамках настоящего описания. Относящиеся к способу пункты формулы представляют элементы различных этапов в примерном порядке и не предназначаются, чтобы быть ограниченными конкретным порядком или представленной иерархией.
[00121] В одном или более примерных вариантах осуществления описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении или любой их комбинации. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут быть сохранены или переданы как одна или более команд или код на считываемом компьютером носителе. Считываемые компьютером носители включают в себя как считываемые компьютером носители, так и коммуникационные носители, включая любой носитель, который облегчает передачу компьютерной программы от одного места к другому. Компьютерные запоминающие устройства могут быть любыми доступными носителями, к которым может получить доступ компьютер. Посредством примера, и не ограничения, такие считываемые компьютером носители могут содержать ОЗУ, ПЗУ, СППЗУ, CD-ROM или другую память на оптическом диске, память на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который может быть используемым для переноса или сохранения требуемого программного кода в форме команд или структур данных и к которому может получить доступ компьютер. Кроме того, любое соединение должным образом называют считываемым компьютером носителем. Например, если программное обеспечение передается от веб-сайта, сервера или другого удаленного источника, используя коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витую пару, цифровую абонентскую линия (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радио- и микроволны, то эти коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радио- и микроволны включаются в определение носителя. Диск и диски, как используется здесь, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск blu-ray, где диски обычно воспроизводят данные магнитным способом, в то время как диски воспроизводят данные оптически с помощью лазера. Комбинации вышеупомянутого должны также быть включены в понятие считываемых компьютером носителей. В итоге нужно понимать, что считываемый компьютером носитель может быть реализован в любом подходящем компьютерном программном продукте.
[00122] Предыдущее описание раскрытых аспектов предоставляется, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники сделать или использовать настоящее описание. Различные модификации к этим аспектам будут очевидны для специалистов, и универсальные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим аспектам, не отступая от объема описания. Таким образом, настоящее описание не предназначается, чтобы быть ограниченным аспектами, показанными здесь, но должно получить самый широкий объем, совместимый с принципами и новыми признаками, раскрытыми здесь.