Системы и способы для мультиплексирования множества соединений в мобильной ip-сети

Системы и способы для мультиплексирования множества соединений в мобильной ip-сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет предварительной заявки № 61/055387, озаглавленной "System and Methods for Providing Multiple IP Mobility Connectivity Over HRDP", поданной 22 мая 2008 года, которая переуступлена правообладателю по настоящей заявке и явным образом включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее описание относится, в общем, к области беспроводной связи, и, конкретнее, к системам и способам для обеспечения множества соединений в мобильной сети, основанной на протоколе Интернет (IP).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы беспроводной связи широко применяются для обеспечения передачи различного контента, такого как голос, данные и т.д. Такие системы могут представлять собой системы множественного доступа, способные к поддержанию связи с множеством устройств мобильной связи посредством совместного использования доступных сетевых ресурсов (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких сетей 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), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), системы долговременного развития 3GPP (LTE) и т.п.

Наиболее современные системы беспроводной связи поддерживают протокол Интернета (IP), основывающийся на сети с коммутацией пакетов для обмена данными и голосом и, в частности, две наиболее часто используемые версии протокола, а именно, IPv4 и IPv6. Обе версии протокола обеспечивают поддержку мобильности и позволяют устройствам мобильной связи оставаться доступными при передвижении между различными беспроводными сетями. Как правило, мобильный IP позволяет устройству мобильной связи перемещаться из одной сети в другую без изменения «домашнего адреса» (HoA) для устройства мобильной связи, который присваивается устройству мобильной связи его домашним агентом (HA), также называемым локальным агентом мобильности (LMA), размещающимся в домашней сети. Пакеты могут маршрутизироваться на устройство мобильной связи с использованием его адреса, независимо от точки подсоединения устройства мобильной связи сторонней сети.

Например, для того, чтобы оставаться доступным в домене IPv6, устройство мобильной связи должно создать и поддерживать привязку своего HoA, присвоенного HA, к своему «адресу обслуживания» (CoA) в сторонней сети посредством обмена сигнальными сообщениями со своим домашним агентом. В качестве альтернативы, привязка может создаваться и поддерживаться сетью без вовлечения устройства мобильной связи. В данном подходе агент-посредник в сторонней сети выполняет обмен сигналами с локальным узлом привязки мобильности (LMA) в домашней сети и выполняет управление мобильностью от имени устройства мобильной связи. В свою очередь, HA/LMA управляют распределением домашних адресов для устройств мобильной связи, управляют состояниями привязки устройств и устанавливают, какие сервисы и приложения доступны устройствам мобильной связи.

Различные HA/LMA предоставляют различные типы сервисов, такие как IMS, Интернет-сервис общего пользования и т.д. Для доступа к этим сервисам устройство мобильной связи должно запросить одновременное соединение с несколькими HA/LMA. Однако некоторые системы беспроводной связи, поддерживающие обе версии мобильных IPv4 и IPv6, такие как технология высокоскоростной передачи пакетных данных (HRPD), реализованная в CDMA2000, обычно допускают только одно HA/LMA соединение для каждого устройства мобильной связи и требуют от всех HA/LMA присвоения IPv4-адресов устройствам мобильной связи из одного адресного пространства по причине недостатка доступных IPv4-адресов. По причине растущей популярности устройств мобильной связи и требований по использованию различных сервисов, существует потребность в решении задачи поддержки одновременного соединения с множеством HA/LMA через HRPD и другие протоколы, поддерживающие мобильность IPv4 и IPv6.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлено упрощенное краткое описание одного или более аспектов с целью обеспечения базового понимания этих аспектов. Данное краткое описание не является обширным обзором всех предполагаемых аспектов, и не предназначено ни для указания ключевых или критических элементов всех аспектов, ни для определения рамок каких-либо, или всех, аспектов. Единственная его цель заключается в предоставлении некоторых концепций одного или более вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве предисловия к более подробному описанию, представленному далее.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления и соответствующим их изложением, различные аспекты описаны в связи со способствованием мультиплексированию множества одновременных соединений между устройством мобильной связи и его узлами привязки IP-мобильности, такими как домашние агенты мобильного IP или локальные посредники-узлы привязки IP-мобильности. Примерный способ включает в себя присвоение уникального идентификатора привязки IP-мобильности, ассоциированного с устройством мобильной связи; согласование резервирования IP-потока для идентификатора привязки IP-мобильности; передача сигнала запроса на ассоциирование каждого согласованного IP-потока с IP-туннелем к конкретному узлу привязки IP-мобильности; и отправку пакетов через согласованный IP-поток и ассоциированный IP-туннель каждому узлу привязки IP-мобильности.

Для выполнения вышеупомянутых и родственных целей, один или более аспектов включают свойства, полностью описанные ниже в настоящем документе, и детально указанные в формуле изобретения. Приведенное ниже описание и прилагаемые чертежи подробно описывают определенные иллюстративные свойства одного или более аспектов. Данные свойства указывают, однако, только несколько различных способов, посредством которых могут быть реализованы принципы различных аспектов, и предполагается, что данное описание включает все такие аспекты и их эквиваленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изложенные аспекты ниже в данном документе будут описываться совместно с прилагаемыми чертежами, которые представлены для иллюстрации, а не ограничения изложенных аспектов, на которых сходные обозначения относятся к подобным элементам и на которых:

Фиг.1 представляет собой иллюстрацию системы беспроводной связи в соответствии с различными аспектами, изложенными в настоящем документе.

Фиг.2 представляет собой иллюстрацию примерной методологии мультиплексирования множества одновременных HA/LMA соединений в системе беспроводной связи.

Фиг.3 представляет собой иллюстрацию другой примерной методологии мультиплексирования множества одновременных HA/LMA соединений в системе беспроводной связи.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию примерной методологии присвоения множества IP-адресов в системе беспроводной связи.

Фиг.5 представляет собой иллюстрацию примерной методологии предоставления множества PDN-контекстов для одного PDN/LMA.

Фиг.6 представляет собой иллюстрацию примерной метки резервирования для обеспечения мультиплексированию множества одновременных HA/LMA соединений.

Фиг.7 представляет собой иллюстрацию примерного идентификатора PDN-контекста.

Фиг.8 представляет собой иллюстрацию примерной системы беспроводной связи.

Фиг.9 представляет собой иллюстрацию примерной системы для мультиплексирования множества одновременных HA/LMA соединений.

Фиг.10 представляет собой иллюстрацию примерного устройства мобильной связи, способного создавать и поддерживать набор одновременных HA/LMA соединений.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Ниже различные аспекты будут описаны со ссылкой на чертежи. В приведенном ниже описании, для целей объяснения, различные конкретные детали изложены с целью обеспечения полного понимания одного или более вариантов аспектов. Однако может быть очевидным, что такие аспекты могут применяться на практике без этих конкретных деталей.

При использовании в данной заявке, предполагается, что термины «компонент», «модуль», «система» и им подобные относятся к связанной с компьютером сущности, представляющей собой аппаратное обеспечение, аппаратно-программное обеспечение, комбинацию программного обеспечения и аппаратного обеспечения, программное обеспечение, или исполняемое программное обеспечение, но не ограничивающейся перечисленным выше. Например, компонент может представлять собой процесс, выполняемый процессором, процессор, объект, исполняемый файл, поток выполнения, программу и/или компьютер, но не ограничивается перечисленным выше. В качестве иллюстрации, как приложение, запущенное на вычислительном устройстве, так и само вычислительное устройство может являться компонентом. Один или более компонентов могут размещаться в пределах процесса и/или потока выполнения, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или быть распределенным между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, на которых хранятся различные структуры данных. Компоненты могут взаимодействовать посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, включающим один или более пакетов данных, например, данные от одного компонента, взаимодействующего посредством сигнала с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами.

Кроме того, различные варианты осуществления описаны в настоящем документе в связи с устройством мобильной связи. Устройство мобильной связи также может называться системой, абонентской установкой, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным телефоном, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием (UE). Устройство мобильной связи может представлять собой сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон с протоколом установления сеанса (SIP), карманный персональный компьютер (КПК), портативное устройство, обладающее возможностью беспроводного соединения, ноутбук или другое устройство обработки, соединенное с беспроводным модемом.

Кроме того, различные аспекты или характеристики, описанные в данном документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или промышленного изделия с применением стандартных программистских и/или инженерных методик. Предполагается, что термин «промышленное изделие» при использовании в данном документе охватывает компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, носителя или средство. Например, машиночитаемый носитель может включать, но не ограничивается перечисленным ниже: магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, флоппи-диск, магнитные ленты, и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, EPROM, карту, флэш-карту, ключ-накопитель, и т.д.). Кроме того, различные накопители, описанные в данном документе, могут представлять собой одно или несколько устройств и/или машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» может включать беспроводные каналы и различные другие носители, обладающие возможностью записи, хранения и/или транспортировки инструкций и/или данных, но не ограничивается перечисленным выше.

Описанные в настоящем документе методики могут применяться в различных системах беспроводной связи, таких CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и другие системы. Термины "система" и "сеть" часто используются взаимозаменяемо. Система CDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как универсальный наземный радиодоступ (UTRA), cdma2000 и т.д. UTRA включает широкополосный CDMA (W-CDMA) и другие варианты CDMA. Кроме того, CDMA2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как расширенный UTRA (E-UTRA), ультрамобильная широкополосная система (UMB), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM, и т.д. UTRA и E-UTRA являются частью универсальной системы мобильной связи (UMTS). Система долгосрочного развития 3GPP (LTE) представляет собой версию UMTS, использующую E-UTRA, которая применяет OFDMA для нисходящей линии связи и SC-FDMA для восходящей линии связи. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE и GSM описаны в документах организации, имеющей название "Проект партнерства по развитию сетей третьего поколения" (3GPP). Кроме того, cdma2000 и UMB описаны в документах организации, имеющей название "Проект партнерства по развитию сетей третьего поколения 2" (3GPP2). Кроме того, такие системы беспроводной связи могут дополнительно включать одноранговые (например, мобильный-с-мобильным) самоорганизующиеся сетевые системы, часто использующие непарные нелицензированные спектры, 802.xx беспроводную LAN, BLUETOOTH и любые другие методы беспроводной связи ближнего и дальнего действия.

Различные аспекты или свойства будут представлены в отношении систем, которые могут включать ряд устройств, компонентов, модулей и т.п. Следует понимать, что различные системы могут включать дополнительные устройства, компоненты, модули и т.д. и/или могут включать не все устройства, компоненты, модули и т.д., обсуждаемые при рассмотрении чертежей. Также может применяться комбинация этих подходов.

На фиг.1 система беспроводной связи с множественным доступом 100 проиллюстрирована в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в настоящем документе. Система 100 включает в себя одну или более домашних сетей 101 для множества устройств 105 мобильной связи и стороннюю сеть 102, в которой в настоящей момент размещаются устройства 105 мобильной связи. Домашняя и сторонняя сети могут быть соединены через сеть с коммутацией пакетов 103, такую как Интернет. Сторонняя сеть 102 может представлять собой сеть радиодоступа (RAN), такую как CDMA2000, или систему беспроводной связи любого другого типа. Обычно сторонняя сеть 102 может содержать контроллер RAN 110, набор базовых радиостанций 115 и шлюз доступа 120. Базовые радиостанции 115 могут содержать набор групп антенн и/или цепи передатчика/приемника, которые могут, в свою очередь, содержать множество компонентов, связанных с передачей и приемом радиосигнала (например, процессоры, модуляторы, мультиплексоры, антенны, и т.д. (не показано)) на и от устройств 115 мобильной связи. Домашняя сеть 101 может являться беспроводной или проводной сетью и может содержать множество домашних агентов (HA) 130, которые в настоящем документе также называются локальными узлами привязки мобильности (LMA).

Конкретнее, сторонняя RAN 102 предоставляет беспроводное соединение устройству 115 мобильной связи для доступа к сервисам, предоставляемым HA/LMA в домашних сетях 101. Контроллер RAN 110 представляет собой сетевое оборудование, обеспечивающее взаимодействие данных между устройствами 115 мобильной связи и шлюзом PDSN 120. Основные функции контроллера RAN 110 включают установление, поддержание и завершение радиоканалов; управление радиоресурсами; и управление мобильностью. Радиоканалы между устройствами 115 мобильной связи и контроллер RAN 110 известны как потоки протокола радиолинии (RLP). Устройство 115 мобильной связи, как правило, согласовывает резервирование с контроллером RAN 110 для различных потоков RLP для различных сервисов, предоставляемых HA/LMA в своей домашней сети 101, что будет подробнее описано ниже в настоящем документе. В одном из примеров, контроллер RAN 110 поддерживает функцию управления пакетами (PCF), которая управляет передачей пакетов между контроллером RAN 110 и шлюзом PDSN 120 с использованием однонаправленных соединений через интерфейс данных A10 и интерфейс сигналов A11.

В одном из аспектов, шлюз доступа 120 собирает трафик данных от множества контроллеров RAN и обеспечивает доступ к сети с коммутацией пакетов 103, такой как Интернет, интрасети и домашние сети 101, для устройств 115 мобильной связи с использованием CDMA2000 или другой технологии радиодоступа. Шлюз доступа 120 может быть реализован в форме узла обслуживания пакетных данных (PDSN), в соответствии с одним примерным вариантом осуществления. Если система 100 поддерживает мобильный протокол IPv4 или IPv6, то шлюз доступа 120 предоставляет транспорт мобильных IPv4- и IPv6-пакетов для передачи сигналов и передачи/приема данных на/от устройства 115 мобильной связи и их домашние агенты (HA) 130. В частности, когда пакеты данных принимаются через однонаправленное соединение A10/A11 от устройства 115 мобильной связи, шлюз доступа 120 идентифицирует HA 130 устройства 115 мобильной связи с использованием информации о состоянии привязки, ассоциированную с домашним адресом устройства (HoA), создает двунаправленный туннель с HA устройства 130, формирует из принятого пакета новый пакет с исходным адресом шлюза доступа в качестве адреса обслуживания (CoA) и передает сформированные пакеты через туннель соответствующему HA. Когда пакеты данных приняты через туннель от HA 130, шлюз PDSN 120 расформировывает их на основании информации о состоянии привязки, ассоциированной с HA 130, и передает их через соответствующее однонаправленное соединение устройству 115 мобильной связи.

Если система 100 поддерживает протокол мобильного IPv6 посредника, то в дополнение к сервисам, перечисленным выше, шлюз доступа 120 также функционирует в качестве агента-посредника, называемого мобильным шлюзом доступа (MAG) в спецификации протокола мобильного IPv6 посредника RFC 5213, опубликованной рабочей группой инженеров Интернет (IETF). В качестве агента-посредника, шлюз PDSN 120 обычно управляет относящейся к мобильности передачей сигналов для устройств 115 мобильной связи, присоединенных к сторонней сети 102, посредством чего привязка LMA каждого устройства мобильной связи может создаваться и поддерживаться сетью без вовлечения в этот процесс устройства мобильной связи. Таким образом, шлюз доступа 120 отвечает за определение перемещения устройства мобильной связи в стороннюю сеть 102 и из нее, а также за передачу обновлений привязки посредников (PBU) от имени устройств 115 мобильной связи на их LMA 130. Шлюз доступа 120 также может предоставлять сервисы аутентификации, авторизации и учета (AAA) и другие сервисы.

Домашний агент 130, в соответствии с определенным в базовой спецификации мобильного IPv6 RFC 3775, является точкой топологической привязки для префикса домашней сети устройства мобильной связи и представляет собой сущность, которая управляет состоянием привязки устройства мобильной связи. Локальный узел привязки мобильности (LMA) 130 обладает функциональными возможностями HA 130, при этом имея дополнительные возможности, требующиеся для поддержки протокола мобильного IPv6 посредника в спецификации RFC 5213. Привязка представляет собой ассоциирование HoA устройства мобильной связи в домашней сети 101 с его CoA в сторонней сети 102. HoA представляет собой адрес из префиксов домашней сети устройства мобильной связи, заданный HA/LMA 130. Устройства 115 мобильной связи могут иметь множество HoA, например, когда в домашней сети 101 имеется множество домашних префиксов 101. Если устройство мобильной связи использует более одного адреса из префиксов своей домашней сети, то любой из этих адресов может называться домашним адресом устройства мобильной связи. В мобильном IPv6, домашнему агенту 130 обычно известны домашние адреса устройства 115 мобильной связи. Однако в мобильном IPv6 с посредниками мобильным объектам, таким как агент-посредник 120 и LMA 130, известны только префиксы домашней сети устройства мобильной связи, и не всегда известны точные адреса, которые устройства 115 мобильной связи используют для установки соединений с HA/LMA 130.

Такое отсутствие информированности в части сети о точных назначенных устройству 115 мобильной связи домашних адресах становится проблемой, когда устройство мобильной связи пытается установить одновременные соединения с множеством HA/LMA. Эта проблема может лучше всего быть проиллюстрирована следующим образом: в случае назначения устройству мобильной связи уникального префикса домашней сети каждым HA/LMA, в запросе на соединение от устройства 115 мобильной связи будет указываться его HoA, выбранный из назначенных префиксов домашней сети, с тем чтобы шлюз доступа 120, выступающий в качестве агента-посредника в домене мобильного IPv6 посредника, получил точную информацию о том, на какой HA/LMA 130 должно быть направлено заданное соединение. Однако, когда HA/LMA 130A и HA/LMA 130B назначают префиксы домашней сети из одного и того же адресного пространства, устройство 115 мобильной связи выбирает свои домашние адреса из пространства префиксов домашней сети, ассоциированных и с HA/LMA 130A, и с HA/LMA 130B. В этом случае, когда приходят данные от устройства 115 мобильной связи, шлюзу доступа 120 не известно, нужно ли направлять это трафик данных на HA/LMA 130A или на HA/LMA 130B.

Для решения этой проблемы на фиг.2 изображена примерная методология для мультиплексирования множества одновременных HA/LMA соединений. На этапе 210 устройство 115 мобильной связи может создавать и назначать уникальный идентификатор узла привязки IP-мобильности каждому HA/LMA 130, с которым оно хочет соединиться. На этапе 220 устройство мобильной связи может согласовывать с RAN 110 IP-потоки (например, RLP-потоки) для каждого идентификатора узла привязки IP-мобильности. В свою очередь, RAN может устанавливать соответствующие однонаправленные соединения (например, соединения A10/A11) со шлюзом доступа 120 в целях поддержки согласованных IP-потоков от устройства 115 мобильной связи. На этапе 230 устройство 115 мобильной связи может передавать запрос шлюзу доступа 120 на ассоциирование каждого согласованного IP-потока с IP-туннелем к конкретному HA/LMA 130. На этапе 240 мобильный узел 15 передает пакеты через согласованный IP-поток и ассоциированный IP-туннель соответствующему HA/LMA 130. Пакеты, посланные через каждый согласованный IP-поток, мультиплексируются шлюзом доступа 120 в соответствующие IP-туннели на основании ассоциирования IP-потока с заданным HA/LMA 130. Таким образом, на основании данных аспектов, каждый IP-поток непосредственно соответствует заданному HA/LMA 130.

На Фиг.3 изображена другая примерная методология для мультиплексирования множества одновременных HA/LMA соединений от устройства мобильной связи. На этапе 310 устройство 115 мобильной связи создает новую метку резервирования IP-потока для соединения с множеством HA/LMA. Примерная структура метки резервирования 600 показана на Фиг.6. В одном из примеров, метка резервирования 600 может представлять собой 8-разрядную строку, в которой 4 старших разряда могут использоваться для хранения идентификатора узла привязки IP-мобильности 605 для HA/LMA 130, и в 4 младших разрядах может храниться идентификатор IP-потока 610, такой как идентификатор RLP-потока. В то же время, устройство 115 мобильной связи может создавать новый HRPD-атрибут для новой метки резервирования, который идентифицирует структуру новой метки резервирования. 8-разрядная метка резервирования может быть использована для идентификации 15 различных HA/LMA и 15 различных IP-потоков. Специалистам в данной области техники будет понятно, что метка резервирования может быть длиннее или короче в зависимости от системных ресурсов и требований. Кроме того, размер идентификатора узла привязки IP-мобильности и идентификатора IP-потока могут изменяться в зависимости от количества HA/LMA 130, доступных для одновременного доступа. Атрибут для новой метки резервирования может быть сообщен устройством 115 мобильной связи контроллеру RAN 110 и/или другим сетевым компонентам, чтобы им было известно, как интерпретировать новую метку.

На этапе 320 устройство 115 мобильной связи может генерировать уникальный идентификатор узла привязки IP-мобильности для каждого HA/LMA 130, с которым устройство мобильной связи хочет соединиться. Например, для 4-разрядного идентификатора, устройство мобильной связи может выбирать значение в диапазоне 1-16. Для 5-разрядного идентификатора диапазон будет 1-32. При этом выбор идентификатора узла привязки IP-мобильности оставляется полностью на усмотрение устройства 115 мобильной связи, и в заданном диапазоне может быть выбрано любое значение, при условии, что оно уникальным образом идентифицирует HA/LMA 130, который оно представляет. Никакие два HA/LMA 130 не могут иметь один и тот же идентификатор мобильного узла привязки IP.

На этапе 330 новый IP-поток для заданной метки резервирования согласуется между устройством 115 мобильной связи и контроллером RAN 110. Во время согласования приложение устройства мобильной связи идентифицирует конкретные протоколы, параметры QoS и ресурсы, которые требуются от сети для поддержки IP-потока, запрошенного устройством мобильной связи. Например, конкретные протоколы, параметры QoS и ресурсы, которые требуются от сети, могут являться функцией от запрашивающего приложения или сервиса, например, приложение голосового вызова может иметь одно набор требований, тогда как приложение сеанса передачи данных может иметь другое набор требований.

На этапе 340 устройство 115 мобильной связи и RAN 110 устанавливают RLP-поток для каждого идентификатора узла привязки IP-мобильности. Набор резервирований, которые принадлежат одному и тому же идентификатору узла привязки IP-мобильности, могут совместно использовать один и тот же RLP-поток, например, если требования QoS остаются теми же самыми, в противном случае могут быть установлены различные RLP-потоки. После того как контроллер RAN 110 принял запрос QoS от мобильного узла и далее от этого момента, контроллер RAN 110 будет управлять конфигурацией, активацией и ассоциированием потоков QoS на уровне RLP и, в конечном счете, на уровне RTCMAC.

На этапе 350 контроллер RAN 110 создает по меньшей мере одно однонаправленное соединение (например, соединение A10/A11) для одного идентификатора узла привязки IP-мобильности, который ассоциирован с меткой резервирования. Другими словами, никакие два резервирования с различными идентификаторами узла привязки IP-мобильности не могут совместно использовать один и тот же поток A10/A11. Интерфейс A11 переносит сигнальную информацию между функцией управления пакетами (PCF) и шлюзом доступа 130. Интерфейс A10 переносит трафик пользователя между PCF и шлюзом доступа 130.

На этапе 360 устройство 115 мобильной связи может передавать шлюзу доступа 120 инструкции на ассоциирование метки резервирования с соответствующим HA/LMA 130. Обмен метками резервирования производится для идентификации того, какому HA/LMA и какому IP-потоку соответствуют пакеты. Например, устройство 115 мобильной связи может задавать идентификатор/имя устройства HA/LMA, такое как "сервис.домен-имя". При выполнении шлюзом PDN функции LMA, устройства мобильной связи могут задавать имя точки доступа (APN) шлюза PDN. Обмен сигналами между устройством 115 мобильной связи и шлюзом доступа 120 может быть выполнен с использованием PPP, RSVP, SIP или других протоколов обмена сигналами.

На этапе 370 PDSN ассоциирует соединение A10 от RAN 110, установленное на этапе 350, с именем/идентификатором HA/LMA, заданным в сигнальном сообщении от устройства мобильной связи, на основании идентификатора узла привязки IP-мобильности, заданного в метке резервирования. Таким способом пакеты, переданные от устройства 115 мобильной связи через IP-поток, ассоциированный с меткой резервирования, отображаются шлюзом доступа в один или более IP-туннелей на основании ассоциирования IP-потока с конкретным узлом привязки IP-мобильности.

На этапе 380 устройство 115 мобильной связи передает пакеты с использованием согласованного IP-потока через радиосеть 102 контроллеру RAN 110, который помещает пакеты в соответствующее однонаправленное соединение для доставки на шлюз PDSN 120 на этапе 390. На этапах 395A и 395B, шлюз доступа отображает принятые пакеты в соответствующий канал на основании ассоциирования IP-потока с конкретным узлом привязки IP-мобильности, формирует пакеты и посылает их через туннель узлу привязки IP-мобильности, HA/LMA 130A или HA/LMA 130B. Таким способом выполняется мультиплексирование множества одновременных HA/LMA соединений через PMIP-сеть.

В одном из аспектов представлена примерная методология для назначения множества домашних адресов устройству 115 мобильной связи в домене мобильного IP-посредника (PMIP). Данный процесс присвоения IP-адреса обычно выполняется до того, как устройство 115 мобильной связи инициирует сеанс связи с HA/LMA 130 в соответствии с описанным выше на диаграмме 300. В одном из аспектов, устройство 115 мобильной связи может использовать протокол двухточечной связи (PPP) для получения назначения HoA от HA/LMA 130. В другом аспекте, вместо использования PPP, устройство мобильной связи может использоваться DHCP через вспомогательный поток со шлюзом PDSN.

Фиг.4 иллюстрирует основанную на PPP реализацию данного способа. На этапе 405 устройство мобильной связи выполняет протокол управления связью (LCP) для PPP с целью установки соединения через двухточечный канал и конфигурирования и тестирования канала данных со шлюзом доступа 130. После того, как соединение было установлено, устройство мобильной связи и шлюз доступа могут быть аутентифицированы на этапе 410. На этапах 415 и 420 шлюз доступа выполняет сервисы аутентификации, авторизации и учета (AAA) для устройства мобильной связи. На этапах 425 и 430 устройство мобильной связи и шлюз PDSN обмениваются сообщениями запроса и ответа для PPP-протокола управления Интернет-протоколом (IPCP) или любого другого протокола управления сетью. На этапе 435 устройство мобильной связи посылает шлюзу PDSN имя LMA, с которым оно хочет соединиться, и от которого устройство мобильной связи хочет получить HoA. Пример имени LMA может выглядеть как "сервис.домен-имя". Если PDN выступает в роли LMA, то имя LMA будет именем точки доступа (APN) PDN. На этапах 440 и 445, шлюз PDSN 130 выполняет обновление привязки PMIP с LMA2 и получает в ответ IP-адрес, предназначенный для использования в качестве HoA для устройства мобильной связи. На этапе 450, шлюз PDSN 130 передает вновь присвоенный IP-адрес устройству 115 мобильной связи. Используя вновь присвоенный HoA-адрес, устройство 115 мобильной связи продолжает на этапе 455 установку TFT-сеанса со шлюзом PDSN для ассоциирования IP-потока с QoS.

Методологии обеспечения множества одновременных HA/LMA соединений, изложенные в настоящем документе, могут быть расширены на создание множества PDN-контекстов с одним и тем же PDN для каждого типа IP-адреса (IPv4, IPv6, IPv4/v6) в целях дальнейшего улучшения выделения и использования системных ресурсов. В настоящее время присвоение уникального PDN-ID каждому контексту потребует использования дополнительных PDN-ID. Также, на основании традиционного решения, IP-потоки с одинаковым QoS PDN-контекстов с одинаковым PDN обычно принудительно передаются в раздельных RLP-потоках, когда типы используемых IP-адресов различаются, что является нежелательным. Другими словами, желательно назначать IP-потокам различных PDN-контекстов одного и того же PDN один и тот же RLP-поток.

Пример одного из решений данной проблемы состоит в создании нового идентификатора, а именно, идентификатора PDN-контекста. Фиг.7 иллюстрирует один из примеров структуры идентификатора (ID) PDN-контекста 700. В соответствии с показанным на чертеже, старшие четыре разряда ID PDN-контекста 700 могут содержать PDN-ID 705, и младшие четыре разряда ID PDN-контекста 700 могут содержать тип PDN-контекста 710. Тип PDN-контекста может быть IPv4, IPv6, IPv4/IPv6 и т.д. В одном из примеров метка резервирования остается в виде [PDN-ID, id_потока]. Метка резервирования все еще может использоваться для целей воздушного интерфейса, например, установки радиоканала и обмена сигналами RSVP между устройством мобильной связи и шлюзом PDSN. Шлюз доступа 130 использует старшие четыре разряда ID PDN-контекста и сопоставляет их со старшими четырьмя разрядами метки резервирования для сопоставления PDN-контекста с ID IP-потока. Использование множества PDN-контекстов (для одного и того же PDN) остается прозрачным для RAN 110 и RLP-потока. Это позволяет выполнять гибкое/свободное ассоциирование PDN-контекстов с IP-потоками для одного и того же PDN. Другими словами, IP-поток не идентифицирует PDN-контекст в своем идентификаторе. Таким образом, может быть создано множество PDN-контекстов с одним и тем же PDN для каждого типа IP-адреса, посредством чего еще больше улучшается выделение и использование системных ресурсов.

Фиг.5 иллюстрирует методологии для установки PDN-контекста для системы беспроводной связи PDSN. На этапе 505 мобильное приложение запрашивает адрес IPv4 для LMA1/PDN1. На этапе 510 устройство мобильной связи генерирует PDN-контекст. PDN- контекст = (Тип_PDN|PDN_ID). PDN_ID может представлять собой 4-разрядный уникальный идентификатор, который устройство мобильной связи случайным образом выбирает для каждого LMA/PDN. В качестве типа Тип_PDN устанавливается тип IPv4, поскольку в данном случае приложение запросило адрес IPv4. На этапе 515 сгенерированный PDN-контекст ассоциируется с PDN1 для адреса IPv4 с использованием протокола управления сетью, такого как IPCP, или определяемого фирмой-поставщиком протокола управления сетью (VSNCP). На этапе 520 шлюз доступа посылает обновление привязки LMA1. На этапе 525, устройство мобильной связи генерирует метку резервирования на основании данного IPv4-соединения. Например, в одном из аспектов, метка резервирования = (PDN_ID|ID_потока_A). PDN-ID устанавливается как PDN-ID, выбранный на этапе 510 для потоков QoS, соответствующих этому PDN. ID_потока может представлять собой 4-разрядный уникальный идентификатор, который устройство мобильной связи выбирает случайным образом для каждого потока. На этапе 530, устройство мобильной связи устанавливает поток QoS, который содержит следующие параметры: метка резервирования, профиль QoS и другие. На этапе 535, RAN 110 устанавливает однонаправленное соединение A11 на основании потока QoS. На этапе 540 процедура RSVP ассоциирует метку резервирования, которая создается на этапе 525, с фильтром пакетов/QoS. На этапе 545 другое приложение запрашивает адрес IPv6 с того же PDN (PDN-1). На этапе 550 PDN-ID устанавливается таким же, как и PDN-ID, выбранный на этапе 510. Тип_PDN устанавливается как IPv6, поскольку приложение запросило адрес IPv6. На этапе 555 сгенерированный на этапе 550 PDN-контекст ассоциируется с LMA1/PDN1 для адреса IPv6 с использованием данной процедуры VSNCP. На этапе 560 выполняется обновление привязки с целью добавления адреса IPv6 к туннелю IPv4, который уже установлен на этапе 525. В качестве альтернативы, для IPv6 может быть установлен независимый туннель.

На фиг.8 показана примерная система беспроводной связи 800. В системе беспроводной связи 800 для краткости показана одна базовая станция/один передатчик по прямой линии связи 810 и одно устройство 850 мобильной связи. Однако следует понимать, что система может включать более одной базовой станции/более одного передатчика по прямой линии связи и/или более одного устройства мобильной связи, при этом дополнительные базовые станции/передатчики и/или устройства мобильной связи могут быть в основном аналогичными примерной базовой станции/передатчику по прямой линии связи 810 и устройству 850 мобильной связи, описанным ниже. Кроме того, следует понимать, что базовая станция/передатчик по прямой линии связи 810 и/или устройство 850 мобильной связи могут включать системы (фиг.1) и/или способы (фиг.2-7), описанные в настоящем документе, в целях обеспечения беспроводной связи между ними.

В базовой станции/передатчике по прямой линии связи 810 трафик данных для ряда потоков данных подается из источника данных 812 на процессор передаваемых данных (TX) 814. В соответствии с примером, каждый поток данных может передаваться через соответствующую антенну. Процессор TX-данных 814 форматирует, кодирует и перемежает трафик данных для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, с целью выдачи закодированных данных.

Закодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с контрольными данными с использованием методик мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM). В качестве альтернативы, или дополнительно, контрольные символы могут подвергаться мультиплексированию с частотным разделением (FDM), с временным разделением (TDM) или с кодовым разделением (CDM). Контрольные данные обычно представляют собой известную комбинацию дан