JP5048179B2 - 無線データ通信用の分配されたインフラストラクチャ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムに属し、そして特に無線パケットデータネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は伝統的なシングルルータ(single router) 無線パケットデータネットワーク１００を示す。パケットルータ１０２はネットワーク１０４の残りからデータパケットを受信しそしてそれらを１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント１０６−１１０に回送する(route) 。ネットワークアクセスポイント１０６−１１０は順方向無線リンク１１４−１１６を通してユーザ端末１１２にパケットを順方向に送信する。ユーザ端末１１２は逆方向無線リンク１１８−１２０を通してネットワークアクセスポイント１０６−１１０にパケットを送り返す。ユーザ端末１１２は、個人によって持ち運ばれるセルラ電話，携帯用コンピュータ，自動車内の移動電話，またはそれが動いている間でも接続を供給し続けるに違いない他の移動体装置であってもよい。
【０００３】
制御ポイント１２２はパケットルータ１０２に接続される。それは無線リンク１１４−１２０を管理する。管理は多くの機能を含む。例えば、ユーザ端末１１２が動き回るほどそれとネットワークアクセスポイント１０６−１１０との間のパス損失(path loss) は変化する。図１に示された状態では、制御ポイント１２２はユーザ端末１１２にネットワークアクセスポイント１０６−１０８の少なくとも１つによって受信されるために必要な最小量の電力で送信させるに違いない。移動局の送信電力は、それが他の移動局からの送信に干渉を引き起こすので最小化される。ユーザ端末がネットワークアクセスポイント１０６によってサービスされる区域からネットワークアクセスポイント１０８によってサービスされる区域に移動するときには、ネットワークアクセスポイント１０６からネットワークアクセスポイント１０８へのユーザ端末１１２のハンドオフ（handoff）があるであろう。制御ポイント１２２はハンドオフを管理しなければならない。他の管理機能は当分野の技術者に周知である。
【０００４】
図２はインターネット技術タスクフォース(Internet Engineering Task Force) ＲＦＣ２００２に記述されたＭＯＢＩＬＥ ＩＰと同様な移動性プロトコルをサポートしている伝統的マルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワーク２００を示す。第２のパケットルータ２０２は第１のパケットルータ１０２に、ネットワーク１０４の残りに、または（図示するように）両方に接続される。第２のパケットルータ２０２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６に接続される。図２において、ユーザ端末１１２はネットワークアクセスポイント１１０（それは順方向リンク２０８によってサービスされる）によってサービスされる地域からネットワークアクセスポイント２０４（それは順方向リンク２１０によってサービスされる）によってサービスされる地域に移動している。制御ポイント１２２はこのハンドオフの間無線リンク （逆方向リンク２１２−２１４の管理を含む）を図１に示されたハンドオフの間とほとんど同じ方法で管理する。もし望むなら、制御は第１の制御ポイント１２２から第２の制御ポイント２２２に渡されうる。これらの制御ポイントは第１及び第２のパケットルータ１０２及び２０２にそれぞれ接続される。
【０００５】
図２はまたホームエージェント(home agent)２２４及びフォーリンエージェント(foreign agent) ２２６を示す。ホームエージェント２２４は第１のパケットルータ１０２に接続され、そしてフォーリンエージェント２２６は第２のパケットルータ２０２に接続されている。
【０００６】
ユーザ端末１１２はパケットルータ１０２が、到達できること(reachability)を通知するためのネットワークアドレスを有する。したがってユーザ端末１１２のために予定された(intended)パケットは第１のパケットルータ１０２に送られる。ユーザ端末１１２がパケットルータ１０２と関連付けられたネットワークアクセスポイント（１０６−１１０）のサービス区域内にあるとき、パケットルータ１０２は、現在ユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントへの送信用のパケットを送るであろう制御ポイント１２２にパケットを順方向転送するであろう。
【０００７】
ユーザ端末１１２は第１のパケットルータ１０２によってサービスされる区域を出て、第２のパケットルータ２０２によってサービスされる区域に入るかもしれない。ネットワーク１０４はユーザ端末１１２行きの(destined)パケットをパケットルータ１０２に送り、このルータはそれから“気付け(care-of) ”アドレスの形式でユーザ端末１１２の今の位置の形跡（track）を維持するホームエージェント２２４にそれらを順方向転送するであろう。ホームエージェントはそれからこれらのパケットをユーザ端末（例えば、フォーリンエージェント２２６）の気付けアドレス行きのパケット内に入れ(encapsulate) 、そしてこれらパケットをパケットルータ１０２及び２０２を通して送る。これらのパケットを受信して、フォーリンエージェント２２６はパケットを取りだし(de-capsulate)そしてユーザ端末１１２への送信用の予定されたパケットを制御ポイント２２２へ順方向転送する。制御ポイント２２２はそれから現在ユーザ端末１１２への順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントに送信用のパケットを順方向転送するであろう。
【０００８】
この方法では、データ接続のためのネットワークアクセスポイントの制御は制御ポイント１２２から制御ポイント２２２に移動した。もう１つの伝統的方法では、制御は２制御ポイント間を移動せず、この場合にパケットルータ１０２はユーザ端末１１２への送信のためのパケットを制御ポイント１２２に順方向転送し続け、制御ポイント１２２はそれからユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給するネットワークアクセスポイントならどれへでも、これらのネットワークアクセスポイントが位置しているシステムには関係なく、パケットを直接に送る。例えば、制御ポイント１２２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６ばかりでなく１０６−１１０への送信用のパケットを順方向転送してもよい。
【０００９】
このアーキテクチャ(architecture)はいくつもの基本的問題を欠点として持ち、ネットワークの各部のための制御ポイントは高い信頼を得なければならずそれらのコストが増加するという問題のある一つのポイントである。なお、それらはネットワークごとに独特であるので、サービスされることができる移動体端末の個体数(population)及び結局制御ポイントに現われる負荷がそれと共に増加して、アーキテクチャはネットワークアクセスポイント増加数にはよく比例しない。最後に、新しい(emerging)高速無線プロトコルは、制御ポイントによる少ない待ち時間の制御を必要とする。少ない待ち時間の制御は、制御ポイントとネットワークアクセスポイントとの間の送信および待ち行列遅延のために不可能である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
出願人は、制御ポイントの機能性を分配することによって前述されたアーキテクチュアの欠点への解答を提供し、そして制御ポイントのあらゆるネットワークアクセスポイントと同じ場所への配置を許している。出願人によって提案されたアーキテクチャはフォーリンエージェントをネットワークアクセスポイント及び制御ポイントと同じ場所に配置することによりさらに最適化される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図３は本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワーク３００を示す。
【００１２】
ユーザ端末３０２は無線データパケットを送受信するように構成されている。複数のネットワークアクセスポイント３０４−３０８があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末３０２に送信し、及びそれらをユーザ端末３０２から受信するように構成されている。ルータ３１０はデータパケットをネットワークアクセスポイント３０４−３０８に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント３０４−３０８から受信することができる。図３はユーザ端末が第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入る状況を示す。
【００１３】
複数の制御ポイント３１２−３１６がある。従来の技術におけるように、各制御ポイントはユーザ端末３０２と選択されたネットワークアクセスポイント３０４−３０８との間の無線リンク３１８−３２４を管理するように構成されている。しかしながら、ただ１つの制御ポイント１２２の代わりに複数の制御ポイント３１２−３１６がある。この発明では、ユーザ端末は、ユーザ端末が特別のデータ交換のための通信を確立した第１のネットワークアクセスポイントと同じ位置に配置される(co-located)制御ポイントによってサービスされる。図３の例では、ユーザ端末３０２はネットワークアクセスポイント３０４と３０６の両方に一般に接続される。もしユーザ端末にサービスする第１のネットワークアクセスポイントがネットワークアクセスポイント３０４であったとすると、制御ポイントは制御ポイント３１２となるであろう。さもなければ、制御ポイントは制御ポイント３１４であるであろう。このしきたり(convention)を使用して、ネットワークにアクセスしている複数のユーザ端末は、複数の制御ポイントによって制御されるであろう。したがって、制御ポイント間の負荷を共有する。なお、制御ポイントの故障 (failure) は、むしろユーザ端末の全個体数よりもそれによってサービスされるユーザ端末に影響を及ぼすだけである。
【００１４】
各制御ポイント３１２−３１６はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイント３０４−３０８を選択するように構成されている。図３では、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイントとして第１のネットワークアクセスポイント３０４を選択した。しかしながら、ユーザ端末３０２は第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入るので、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信するために両ネットワークアクセスポイント３０４，３０６を選択する。第１の制御ポイント３１２はそれからユーザ端末３０２と通信するために第２のネットワークアクセスポイント３０６のみを選択し、このようにソフトハンドオフを果たす。第１の制御ポイント３１２は処理が終わった後でさえ制御を維持(retain)してもよいし、またはそれは第２の制御ポイント３１４に制御を移してもよい。第３の制御ポイント３１６はちょうど記述された処理の間は使用されなかったが、ユーザ端末３０２が第３のネットワークアクセスポイント３０８によるサービス区域内に移動するといけないので、使用可能にとどまる。オペレータは現在の(current) 制御ポイント内に制御を維持すべき時及び他の１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立してもよい。
【００１５】
ソフトハンドオフは、現在の制御ポイント内に制御を維持すべきかまたは他の１つの制御ポイントに制御を移すべきかの決定をトリガする唯一の起こり得る(possible)イベントではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の 理由(consideration) もいつ決定をトリガするかを決定するためにオペレータによって使用されることができる。
【００１６】
インターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような可動性プロトコルを使用して、ユーザ端末３０２行きのパケットは、ルータ３１０からユーザ端末３０２との通信を今制御する制御ポイントへ送られる(routed)。
【００１７】
ユーザ端末と通信するために使用された実際のネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または同じでもよい。
【００１８】
もし望むなら、各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信するために複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されてもよい。この場合に、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または選択されたネットワークアクセスポイントの１つは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントについて同じであってもよい。
【００１９】
各制御ポイントは、もし望むなら、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュする(cache) ように構成されてもよい。もしこれがなされると、キャッシュしている制御ポイントはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイント，ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイント，またはどれか他のポイントと関連付けられてもよい。
【００２０】
図４は本発明によるマルチルータ無線パケットデータネットワーク４００を示す。
【００２１】
ユーザ端末４０２は無線データパケットを送受信するように構成されている。複数のネットワークアクセスポイント４０４−４１２があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末４０２に送信し、そしてそれらをユーザ端末４０２から受信するように構成されている。データパケットをネットワークアクセスポイント４０４−４１２に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント４０４−４１２から受信することができる、１つまたはそれ以上のルータ４１４−４１６がある。各ネットワークアクセスポイント４０４−４１２は１つのルータ４１４−４１６のみに接続される。１つまたはそれ以上のホームエージェント４１８−４２０がある。各ホームエージェント４１８−４２０はルータ４１４−４１６と関連付けられている。ホームエージェントはユーザ端末の現在の気付けアドレス行きのパケット内にそれらと一緒に登録されたユーザ端末行きのパケットを取り込む (encapsulate) 。このアドレスはユーザ端末との通信を制御している制御ポイントと同じ位置に配置されたフォーリンエージェントのアドレスである。フォーリンエージェントはホームエージェントと同じルータにまたは異なる１つのルータに接続されてもよい。ホームエージェント及びフォーリンエージェントの使用は当分野の技術者に周知であり、そしてインターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような移動性プロトコルに記述されている。
【００２２】
複数のフォーリンエージェント４２２−４３０がある。各フォーリンエージェント４２２−４３０もまたネットワークアクセスポイント４０４−４１２及び制御ポイント４３２−４４０と関連付けられている。各フォーリンエージェントはそれと同じ位置に配置された制御ポイントにより現在サービスされているユーザ端末用のパケットを受信するように構成されている。フォーリンエージェントはそれ行きのパケットを受信する。もしこれらのパケットがそのようなユーザ端末行きのパケットを含むならば、それはこれらのパケットを取り出し(de-capsulate)、そしてそれらを制御ポイントに順方向転送する(forwards)。
【００２３】
複数の制御ポイント４３２−４４０がある。図３におけるように、各制御ポイント４３２−４４０はネットワークアクセスポイント４０４−４１２と関連付けられている。各制御ポイント４３２−４４０はユーザ端末４０２と通信するため１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント４０４−４１２を選択するように構成されている。各制御ポイント４３２−４４０はさらにユーザ端末４０２と選択されたネットワークアクセスポイントまたは複数のポイント４０８−４１０との間の無線リンク４４２−４４８を管理するように構成されている。ユーザ端末４０２はこのように移動しているときでもネットワーク４５０の残りとの通信内にとどまっている。
【００２４】
選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なっても、または同じであってもよい。
【００２５】
各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信すべき複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されている。もしそうなら、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、またはそれらの１つと同じであってもよい。
【００２６】
ハンドオフに続いて、制御は最初の制御ポイント内に残ってもよいし、または新しいネットワークアクセスポイントと関連付けられていた制御ポイントに移されてもよい。図３の装置におけるように、オペレータは現在の制御ポイント内に制御を維持すべき時及び他の１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立することができる。また図３の装置におけるように、ソフトハンドオフは現在の制御ポイント内に制御を維持すべきかまたは他の１つの制御ポイントに制御を移すべきかのどちらかの決定をトリガする唯一の起こり得るイベントではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の考察は，いつ決断をトリガするかを決定するためにオペレータによって使用されることができる。
【００２７】
いずれにしても、各制御ポイントは、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュ(cache) するようにさらに(further) 構成されてもよい。これはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイントと関連付けられた制御ポイント、ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイントと関連付けられた制御ポイント、またはどれか他の制御ポイントにおいて行われてもよい。
【００２８】
本発明は工業において利用可能であり、そして移動性を供給する分配されたパケットデータネットワークが望むときは何時でも、製造され及び使用されることができる。
【００２９】
本記載を実施するためのいくつもの例及びモードがこの中に記述されている。しかしながら、本発明の真の精神及び範囲はこれに制限されないが、しかし付記した請求範囲及びそれらと同等のものによってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 伝統的なシングルルータ(single-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図２】 伝統的なマルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図３】 本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【図４】 本発明による、マルチルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【符号の説明】
１００ … シングル無線パケットデータネットワーク
１０２、２０２ … パケットルータ
１０４、３２６、４５０ … ネットワーク
１０６、１０８、１１０、２０４、２０６、３０４、３０６、３０８、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、 … ネットワークアクセスポイント
１１２、３０２、４０２ … ユーザ端末
１１４、１１６ … 順方向無線リンク
１１８、１２０ … 逆方向無線リンク
１２２、２２２、３１２、３１４、３１６、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０ … 制御ポイント
２００ … マルチルータ無線パケットネットワーク
２０８、２１０ … 順方向リンク
２１２、２１４ … 逆方向リンク
２２６、２２８、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０ … フォーリンエージェント
２２４、２３０、４１８、４２０ … ホームエージェント
３００ … シングルルータ無線パケットデータネットワーク
３１０、４１４、４１６ … ルータ
３１８、３２０、３２２、３２４ … 無線リンク
４００ … マルチルータ無線パケットデータネットワーク
４４２、４４４、４４６、４４８ … 無線リンク
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムに属し、そして特に無線パケットデータネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は伝統的なシングルルータ(single router) 無線パケットデータネットワーク１００を示す。パケットルータ１０２はネットワーク１０４の残りからデータパケットを受信しそしてそれらを１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント１０６−１１０に回送する(route) 。ネットワークアクセスポイント１０６−１１０は順方向無線リンク１１４−１１６を通してユーザ端末１１２にパケットを順方向に送信する。ユーザ端末１１２は逆方向無線リンク１１８−１２０を通してネットワークアクセスポイント１０６−１１０にパケットを送り返す。ユーザ端末１１２は、個人によって持ち運ばれるセルラ電話，携帯用コンピュータ，自動車内の移動電話，またはそれが動いている間でも接続を供給し続けるに違いない他の移動体装置であってもよい。
【０００３】
制御ポイント１２２はパケットルータ１０２に接続される。それは無線リンク１１４−１２０を管理する。管理は多くの機能を含む。例えば、ユーザ端末１１２が動き回るほどそれとネットワークアクセスポイント１０６−１１０との間のパス損失(path loss) は変化する。図１に示された状態では、制御ポイント１２２はユーザ端末１１２にネットワークアクセスポイント１０６−１０８の少なくとも１つによって受信されるために必要な最小量の電力で送信させるに違いない。移動局の送信電力は、それが他の移動局からの送信に干渉を引き起こすので最小化される。ユーザ端末がネットワークアクセスポイント１０６によってサービスされる区域からネットワークアクセスポイント１０８によってサービスされる区域に移動するときには、ネットワークアクセスポイント１０６からネットワークアクセスポイント１０８へのユーザ端末１１２のハンドオフ（handoff）があるであろう。制御ポイント１２２はハンドオフを管理しなければならない。他の管理機能は当分野の技術者に周知である。
【０００４】
図２はインターネット技術タスクフォース(Internet Engineering Task Force) ＲＦＣ２００２に記述されたＭＯＢＩＬＥ ＩＰと同様な移動性プロトコルをサポートしている伝統的マルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワーク２００を示す。第２のパケットルータ２０２は第１のパケットルータ１０２に、ネットワーク１０４の残りに、または（図示するように）両方に接続される。第２のパケットルータ２０２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６に接続される。図２において、ユーザ端末１１２はネットワークアクセスポイント１１０（それは順方向リンク２０８によってサービスされる）によってサービスされる地域からネットワークアクセスポイント２０４（それは順方向リンク２１０によってサービスされる）によってサービスされる地域に移動している。制御ポイント１２２はこのハンドオフの間無線リンク （逆方向リンク２１２−２１４の管理を含む）を図１に示されたハンドオフの間とほとんど同じ方法で管理する。もし望むなら、制御は第１の制御ポイント１２２から第２の制御ポイント２２２に渡されうる。これらの制御ポイントは第１及び第２のパケットルータ１０２及び２０２にそれぞれ接続される。
【０００５】
図２はまたホームエージェント(home agent)２２４及びフォーリンエージェント(foreign agent) ２２６を示す。ホームエージェント２２４は第１のパケットルータ１０２に接続され、そしてフォーリンエージェント２２６は第２のパケットルータ２０２に接続されている。
【０００６】
ユーザ端末１１２はパケットルータ１０２が、到達できること(reachability)を通知するためのネットワークアドレスを有する。したがってユーザ端末１１２のために予定された(intended)パケットは第１のパケットルータ１０２に送られる。ユーザ端末１１２がパケットルータ１０２と関連付けられたネットワークアクセスポイント（１０６−１１０）のサービス区域内にあるとき、パケットルータ１０２は、現在ユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントへの送信用のパケットを送るであろう制御ポイント１２２にパケットを順方向転送するであろう。
【０００７】
ユーザ端末１１２は第１のパケットルータ１０２によってサービスされる区域を出て、第２のパケットルータ２０２によってサービスされる区域に入るかもしれない。ネットワーク１０４はユーザ端末１１２行きの(destined)パケットをパケットルータ１０２に送り、このルータはそれから“気付け(care-of) ”アドレスの形式でユーザ端末１１２の今の位置の形跡（track）を維持するホームエージェント２２４にそれらを順方向転送するであろう。ホームエージェントはそれからこれらのパケットをユーザ端末（例えば、フォーリンエージェント２２６）の気付けアドレス行きのパケット内に入れ(encapsulate) 、そしてこれらパケットをパケットルータ１０２及び２０２を通して送る。これらのパケットを受信して、フォーリンエージェント２２６はパケットを取りだし(de-capsulate)そしてユーザ端末１１２への送信用の予定されたパケットを制御ポイント２２２へ順方向転送する。制御ポイント２２２はそれから現在ユーザ端末１１２への順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントに送信用のパケットを順方向転送するであろう。
【０００８】
この方法では、データ接続のためのネットワークアクセスポイントの制御は制御ポイント１２２から制御ポイント２２２に移動した。もう１つの伝統的方法では、制御は２制御ポイント間を移動せず、この場合にパケットルータ１０２はユーザ端末１１２への送信のためのパケットを制御ポイント１２２に順方向転送し続け、制御ポイント１２２はそれからユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給するネットワークアクセスポイントならどれへでも、これらのネットワークアクセスポイントが位置しているシステムには関係なく、パケットを直接に送る。例えば、制御ポイント１２２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６ばかりでなく１０６−１１０への送信用のパケットを順方向転送してもよい。
【０００９】
このアーキテクチャ(architecture)はいくつもの基本的問題を欠点として持ち、ネットワークの各部のための制御ポイントは高い信頼を得なければならずそれらのコストが増加するという問題のある一つのポイントである。なお、それらはネットワークごとに独特であるので、サービスされることができる移動体端末の個体数(population)及び結局制御ポイントに現われる負荷がそれと共に増加して、アーキテクチャはネットワークアクセスポイント増加数にはよく比例しない。最後に、新しい(emerging)高速無線プロトコルは、制御ポイントによる少ない待ち時間の制御を必要とする。少ない待ち時間の制御は、制御ポイントとネットワークアクセスポイントとの間の送信および待ち行列遅延のために不可能である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
出願人は、制御ポイントの機能性を分配することによって前述されたアーキテクチュアの欠点への解答を提供し、そして制御ポイントのあらゆるネットワークアクセスポイントと同じ場所への配置を許している。出願人によって提案されたアーキテクチャはフォーリンエージェントをネットワークアクセスポイント及び制御ポイントと同じ場所に配置することによりさらに最適化される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図３は本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワーク３００を示す。
【００１２】
ユーザ端末３０２は無線データパケットを送受信するように構成されている。複数のネットワークアクセスポイント３０４−３０８があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末３０２に送信し、及びそれらをユーザ端末３０２から受信するように構成されている。ルータ３１０はデータパケットをネットワークアクセスポイント３０４−３０８に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント３０４−３０８から受信することができる。図３はユーザ端末が第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入る状況を示す。
【００１３】
複数の制御ポイント３１２−３１６がある。従来の技術におけるように、各制御ポイントはユーザ端末３０２と選択されたネットワークアクセスポイント３０４−３０８との間の無線リンク３１８−３２４を管理するように構成されている。しかしながら、ただ１つの制御ポイント１２２の代わりに複数の制御ポイント３１２−３１６がある。この発明では、ユーザ端末は、ユーザ端末が特別のデータ交換のための通信を確立した第１のネットワークアクセスポイントと同じ位置に配置される(co-located)制御ポイントによってサービスされる。図３の例では、ユーザ端末３０２はネットワークアクセスポイント３０４と３０６の両方に一般に接続される。もしユーザ端末にサービスする第１のネットワークアクセスポイントがネットワークアクセスポイント３０４であったとすると、制御ポイントは制御ポイント３１２となるであろう。さもなければ、制御ポイントは制御ポイント３１４であるであろう。このしきたり(convention)を使用して、ネットワークにアクセスしている複数のユーザ端末は、複数の制御ポイントによって制御されるであろう。したがって、制御ポイント間の負荷を共有する。なお、制御ポイントの故障 (failure) は、むしろユーザ端末の全個体数よりもそれによってサービスされるユーザ端末に影響を及ぼすだけである。
【００１４】
各制御ポイント３１２−３１６はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイント３０４−３０８を選択するように構成されている。図３では、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイントとして第１のネットワークアクセスポイント３０４を選択した。しかしながら、ユーザ端末３０２は第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入るので、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信するために両ネットワークアクセスポイント３０４，３０６を選択する。第１の制御ポイント３１２はそれからユーザ端末３０２と通信するために第２のネットワークアクセスポイント３０６のみを選択し、このようにソフトハンドオフを果たす。第１の制御ポイント３１２は処理が終わった後でさえ制御を維持(retain)してもよいし、またはそれは第２の制御ポイント３１４に制御を移してもよい。第３の制御ポイント３１６はちょうど記述された処理の間は使用されなかったが、ユーザ端末３０２が第３のネットワークアクセスポイント３０８によるサービス区域内に移動するといけないので、使用可能にとどまる。オペレータは現在の(current) 制御ポイント内に制御を維持すべき時及び他の１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立してもよい。
【００１５】
ソフトハンドオフは、現在の制御ポイント内に制御を維持すべきかまたは他の１つの制御ポイントに制御を移すべきかの決定をトリガする唯一の起こり得る(possible)イベントではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の 理由(consideration) もいつ決定をトリガするかを決定するためにオペレータによって使用されることができる。
【００１６】
インターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような可動性プロトコルを使用して、ユーザ端末３０２行きのパケットは、ルータ３１０からユーザ端末３０２との通信を今制御する制御ポイントへ送られる(routed)。
【００１７】
ユーザ端末と通信するために使用された実際のネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または同じでもよい。
【００１８】
もし望むなら、各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信するために複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されてもよい。この場合に、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または選択されたネットワークアクセスポイントの１つは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントについて同じであってもよい。
【００１９】
各制御ポイントは、もし望むなら、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュする(cache) ように構成されてもよい。もしこれがなされると、キャッシュしている制御ポイントはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイント，ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイント，またはどれか他のポイントと関連付けられてもよい。
【００２０】
図４は本発明によるマルチルータ無線パケットデータネットワーク４００を示す。
【００２１】
ユーザ端末４０２は無線データパケットを送受信するように構成されている。複数のネットワークアクセスポイント４０４−４１２があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末４０２に送信し、そしてそれらをユーザ端末４０２から受信するように構成されている。データパケットをネットワークアクセスポイント４０４−４１２に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント４０４−４１２から受信することができる、１つまたはそれ以上のルータ４１４−４１６がある。各ネットワークアクセスポイント４０４−４１２は１つのルータ４１４−４１６のみに接続される。１つまたはそれ以上のホームエージェント４１８−４２０がある。各ホームエージェント４１８−４２０はルータ４１４−４１６と関連付けられている。ホームエージェントはユーザ端末の現在の気付けアドレス行きのパケット内にそれらと一緒に登録されたユーザ端末行きのパケットを取り込む (encapsulate) 。このアドレスはユーザ端末との通信を制御している制御ポイントと同じ位置に配置されたフォーリンエージェントのアドレスである。フォーリンエージェントはホームエージェントと同じルータにまたは異なる１つのルータに接続されてもよい。ホームエージェント及びフォーリンエージェントの使用は当分野の技術者に周知であり、そしてインターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような移動性プロトコルに記述されている。
【００２２】
複数のフォーリンエージェント４２２−４３０がある。各フォーリンエージェント４２２−４３０もまたネットワークアクセスポイント４０４−４１２及び制御ポイント４３２−４４０と関連付けられている。各フォーリンエージェントはそれと同じ位置に配置された制御ポイントにより現在サービスされているユーザ端末用のパケットを受信するように構成されている。フォーリンエージェントはそれ行きのパケットを受信する。もしこれらのパケットがそのようなユーザ端末行きのパケットを含むならば、それはこれらのパケットを取り出し(de-capsulate)、そしてそれらを制御ポイントに順方向転送する(forwards)。
【００２３】
複数の制御ポイント４３２−４４０がある。図３におけるように、各制御ポイント４３２−４４０はネットワークアクセスポイント４０４−４１２と関連付けられている。各制御ポイント４３２−４４０はユーザ端末４０２と通信するため１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント４０４−４１２を選択するように構成されている。各制御ポイント４３２−４４０はさらにユーザ端末４０２と選択されたネットワークアクセスポイントまたは複数のポイント４０８−４１０との間の無線リンク４４２−４４８を管理するように構成されている。ユーザ端末４０２はこのように移動しているときでもネットワーク４５０の残りとの通信内にとどまっている。
【００２４】
選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なっても、または同じであってもよい。
【００２５】
各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信すべき複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されている。もしそうなら、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連付けられているネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、またはそれらの１つと同じであってもよい。
【００２６】
ハンドオフに続いて、制御は最初の制御ポイント内に残ってもよいし、または新しいネットワークアクセスポイントと関連付けられていた制御ポイントに移されてもよい。図３の装置におけるように、オペレータは現在の制御ポイント内に制御を維持すべき時及び他の１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立することができる。また図３の装置におけるように、ソフトハンドオフは現在の制御ポイント内に制御を維持すべきかまたは他の１つの制御ポイントに制御を移すべきかのどちらかの決定をトリガする唯一の起こり得るイベントではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の考察は，いつ決断をトリガするかを決定するためにオペレータによって使用されることができる。
【００２７】
いずれにしても、各制御ポイントは、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュ(cache) するようにさらに(further) 構成されてもよい。これはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイントと関連付けられた制御ポイント、ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイントと関連付けられた制御ポイント、またはどれか他の制御ポイントにおいて行われてもよい。
【００２８】
本発明は工業において利用可能であり、そして移動性を供給する分配されたパケットデータネットワークが望むときは何時でも、製造され及び使用されることができる。
【００２９】
本記載を実施するためのいくつもの例及びモードがこの中に記述されている。しかしながら、本発明の真の精神及び範囲はこれに制限されないが、しかし付記した請求範囲及びそれらと同等のものによってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 伝統的なシングルルータ(single-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図２】 伝統的なマルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図３】 本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【図４】 本発明による、マルチルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【符号の説明】
１００ … シングル無線パケットデータネットワーク
１０２、２０２ … パケットルータ
１０４、３２６、４５０ … ネットワーク
１０６、１０８、１１０、２０４、２０６、３０４、３０６、３０８、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、 … ネットワークアクセスポイント
１１２、３０２、４０２ … ユーザ端末
１１４、１１６ … 順方向無線リンク
１１８、１２０ … 逆方向無線リンク
１２２、２２２、３１２、３１４、３１６、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０ … 制御ポイント
２００ … マルチルータ無線パケットネットワーク
２０８、２１０ … 順方向リンク
２１２、２１４ … 逆方向リンク
２２６、２２８、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０ … フォーリンエージェント
２２４、２３０、４１８、４２０ … ホームエージェント
３００ … シングルルータ無線パケットデータネットワーク
３１０、４１４、４１６ … ルータ
３１８、３２０、３２２、３２４ … 無線リンク
４００ … マルチルータ無線パケットデータネットワーク
４４２、４４４、４４６、４４８ … 無線リンク
Claims (18)
- ａ）無線データパケットを送受信するように構成されているユーザ端末と、
ｂ）それぞれが無線データパケットを該ユーザ端末に送信するように及びそれらを該ユーザ端末から受信するように構成されている複数のネットワークアクセスポイントと、
ｃ）データパケットを該複数のネットワークアクセスポイントに送信するように及びそれらを該複数のネットワークアクセスポイントから受信するように接続されているルータと、そして
ｄ）該ルータと関連する複数の制御ポイントと、の組み合わせを含み、
各制御ポイントは
１）該複数のネットワークアクセスポイント内のネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されており、そして
２） （Ａ）該ユーザ端末と通信するためにネットワークアクセスポイントを選択し、
（Ｂ）該ユーザ端末と該選択されたネットワークアクセスポイントとの間の無線リンクを管理し、ここで該無線リンクを管理することは電力制御を管理することを含み、そして
（Ｃ）運用上の理由に従って、現在の制御ポイント内に制御を維持するか、または制御を他の制御ポイントに移すように構成されている装置。 - 該選択されたネットワークアクセスポイントが、該制御ポイントと同じ場所に配置されているネットワークアクセスポイントと異なる請求項１の装置。
- 各制御ポイントが該ユーザ端末と同時に通信するために少なくとも２つのネットワークアクセスポイントを選択するように構成されている請求項１の装置。
- すべての選択されたネットワークアクセスポイントが該制御ポイントと同じ場所に配置されているネットワークアクセスポイントと異なる請求項３の装置。
- 各制御ポイントは、該ユーザ端末が無線順方向リンクを割り当てられない、または無線逆方向リンクを割り当てられない、または無線順方向リンクも無線逆方向リンクも割り当てられない期間中、該ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュするようにさらに構成されている請求項１の装置。
- 該キャッシュされている制御ポイントは、該ユーザ端末により最初に使用された該ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されている、請求項５の装置。
- 該制御ポイントは、該ユーザ端末により最後に使用された該ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されている、請求項５の装置。
- ａ）無線データパケットを送受信するように構成されているユーザ端末と、
ｂ）それぞれが無線データパケットを該ユーザ端末に送信するように及びそれらを該ユーザ端末から受信するように構成されている複数のネットワークアクセスポイントと、
ｃ）データパケットを該ネットワークアクセスポイントに送信するように及びそれらを該ネットワークアクセスポイントから受信するように接続されている１つまたはそれより多いルータと、ここで各ネットワークアクセスポイントは１つのルータのみと接続されており、
ｄ）１つまたはそれ以上のホームエージェントと、
ここで各ホームエージェントは、
１）ルータと関連付けられており、そして
２）パケットを該ユーザ端末に順方向転送するため１つまたはそれより多い下記列挙のフォーリンエージェントを選択するように構成されており、
ｅ）複数のフォーリンエージェントと、
ここで各フォーリンエージェントは、
１）また、ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されており、
２）ユーザ端末のホームエージェントから該ユーザ端末との通信を現在制御している制御ポイントへデータパケットを順方向転送するように構成されており、そして
３）種々の制御ポイント間で特別のユーザ端末のための通信制御の転送をサポートしており
ｆ）１つのルータに関連する第１の複数の制御ポイントと
の組み合わせを含み、
ここで該第１の複数の制御ポイント内の各制御ポイントは
１）ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されており、
２） （Ａ）該ユーザ端末と通信するため１つまたはそれより多いネットワークアクセスポイントを選択し、
（Ｂ）該ユーザ端末と該選択されたネットワークアクセスポイントとの間の無線リンクを管理し、ここで該無線リンクを管理することは電力制御を管理することを含み、そして
（Ｃ）運用上の理由に従って、制御を維持するか、または制御を他の制御ポイントに移すように構成されている
装置。 - 該選択されたネットワークアクセスポイントが該制御ポイントと同じ場所に配置されているネットワークアクセスポイントと異なる請求項８の装置。
- 各制御ポイントが該ユーザ端末と同時に通信するために複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されている請求項８の装置。
- すべての選択されたネットワークアクセスポイントが該制御ポイントと同じ場所に配置されているネットワークアクセスポイントと異なる請求項１０の装置。
- 各制御ポイントは、該ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、該ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュするように構成されている請求項８の装置。
- 該制御ポイントは該ユーザ端末により最初に使用された該ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されている該制御ポイントにおけるデータリンクプロトコル情報をキャッシュするように構成されている請求項１２の装置。
- 該制御ポイントは該ユーザ端末により最後に使用された該ネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されている該制御ポイントにおけるデータリンクプロトコル情報をキャッシュするように構成されている請求項１２の装置。
- 移動ユーザへの送信のためにネットワークからのデータを受信するように動作するパケットルータと、
該パケットルータと接続されている第１のネットワークアクセスポイントと、なお該第１のネットワークアクセスポイントは該パケットルータからのデータを受信するように動作し、
該パケットルータと接続されている第２のネットワークアクセスポイントと、なお該第１のネットワークアクセスポイントは該パケットルータからのデータを受信するように動作し、
該第１のネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置され、そして該第１のネットワークアクセスポイントと該移動ユーザとの間のリンキングを制御し、そして該移動ユーザの電力制御を管理するように動作する第１の制御ポイントと、そして
該第１のネットワークアクセスポイントとは異なる該第２のネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置されている第２の制御ポイントとを含み、なお、該第２の制御ポイントは該第２のネットワークアクセスポイントと該移動ユーザとの間のリンキングを制御し、そして該移動ユーザの電力制御を管理するように動作する
無線データ通信システム。 - 該第１の制御ポイントが該第１のネットワークアクセスポイントと該移動ユーザとの間のリンキングを制御するのと同時に、該第２の制御ポイントが該第２のネットワークアクセスポイントと該移動ユーザとの間のリンキングを制御するように動作する請求項１５記載の無線データ通信システム。
- 該データ送信は移動インターネットプロトコルを組込み、
本システムは該パケットルータに関連付けられているホームエージェントをさらに含み、該ホームエージェントは該移動ユーザと関連し、該ホームエージェントはデータパケットをこのシステム内の該移動ユーザに転送するように動作する
請求項１５記載の無線データ通信システム。 - 該第１のネットワークアクセスポイントと同じ場所に配置され、そして該移動ユーザに転送されたデータパケットを受信するように動作する第１のフォーリンエージェントをさらに含む
請求項１７記載の無線データ通信システム。
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