(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線局（ＳＴＡ）において、前記ＳＴＡが予めセッションキーを決定したすべてのアクセスポイント（ＡＰ）の最適化された近傍グラフを維持するステップと、
無線ネットワークにおいて動作する前記ＳＴＡによるＡＰにより支援された高速無線ローミングのために前記最適化された近傍グラフを利用するステップと、
を有し、
前記ＳＴＡは、近傍レポート機構を介し関連するＡＰからＡＰトポロジーマップ全体を受信する方法。
【請求項２】
前記ＳＴＡは、前記無線ネットワークからの前記ＡＰトポロジーマップを利用して、複数のＡＰとの認証交換を実行する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＳＴＡは、前記ＡＰの選択の決定前に、暗号化及び認証のためのペア毎のセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記高速無線ローミングはさらに、
前記ＳＴＡがＡＰを検出するため無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）に入り、前記ＷＬＡＮと接続するために前記ＡＰとの初期的な関連付けを実行するとき、フル又はパーシャルスキャンを実行するステップと、
前記ＳＴＡがＡＰとの関連付けに成功すると、関連付けされたＡＰに対して維持されている近傍ＡＰのトポロジーグラフを要求するステップと、
前記ＳＴＡが、すべての近傍ＡＰとの認証交換を実行するステップと、
送信のため現在のＡＰを利用し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを予め導出するステップと、
クライアントが関連付けされたＡＰから離れると、ある時間後にローミングがトリガされるローミングトリガを提供するステップと、
前記ＳＴＡが、前記関連付けされたＡＰからの近傍ＡＰグラフに基づき最良の候補を選択するステップと、
を有する、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＴＡが新たなＡＰへのローミングに成功すると、前記ＳＴＡがペアワイズセキュリティのためにセッションキーを予め決定していたすべてのＡＰのグラフを維持し、ペアワイズセキュリティのために以前のＡＰのセッションキーのみを無効にするステップと、
前記ＳＴＡが、新たに関連付けされたＡＰにより測定及び維持される新たな近傍ＡＰグラフを要求するステップと、
をさらに有する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ＳＴＡは、前記新たな近傍ＡＰリストを取得すると、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーが決定されていないすべてのＡＰと認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ＳＴＡが、前記ＳＴＡが離れたばかりの最近のＡＰと新たな認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのための新たなセッションキーを導出するステップをさらに有する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記認証交換は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｒ又は８０２．１６規格に準拠する、請求項２記載の方法。
【請求項９】
シームレスな高速遷移を向上させるための装置であって、
アクセスポイント（ＡＰ）により支援される高速無線ローミングのための最適化された近傍グラフを利用して、無線ネットワークにおける通信を実行可能な無線局（ＳＴＡ）を有し、
前記ＳＴＡは、前記ＳＴＡが予めセッションキーを決定したすべてのＡＰの前記最適化された近傍グラフを維持し、
前記ＳＴＡは、近傍レポート機構を介し関連するＡＰからＡＰトポロジーマップ全体を受信する装置。
【請求項１０】
前記ＳＴＡは、前記無線ネットワークからの前記ＡＰトポロジーマップを利用して、複数のＡＰとの認証交換を実行する、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記ＳＴＡは、前記ＡＰの選択の決定前に、暗号化及び認証のためのペアワイズセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記高速無線ローミングはさらに、
前記ＳＴＡがＡＰを検出するため無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）に入り、前記ＷＬＡＮと接続するために前記ＡＰとの初期的な関連付けを実行するとき、フル又はパーシャルスキャンを実行し、
前記ＳＴＡがＡＰとの関連付けに成功すると、関連付けされたＡＰに対して維持されている近傍ＡＰのトポロジーグラフを要求し、
前記ＳＴＡが、すべての近傍ＡＰとの認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを予め導出し、
クライアントが関連付けされたＡＰから離れると、ある時間後にローミングがトリガされるローミングトリガを提供し、
前記ＳＴＡが、前記関連付けされたＡＰからの近傍ＡＰグラフに基づき最良の候補を選択する、
ことを有する、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記高速無線ローミングはさらに、
前記ＳＴＡが新たなＡＰへのローミングに成功すると、前記ＳＴＡがペアワイズセキュリティのためにセッションキーを予め決定していたすべてのＡＰのグラフを維持し、ペアワイズセキュリティのために以前のＡＰのセッションキーのみを無効にし、
前記ＳＴＡが、新たに関連付けされたＡＰにより測定及び維持される新たな近傍ＡＰグラフを要求する、
ことを有する、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記ＳＴＡは、前記新たな近傍ＡＰリストを取得すると、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーが決定されていないすべてのＡＰと認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記高速無線ローミングはさらに、前記ＳＴＡが、前記ＳＴＡが離れたばかりの最近のＡＰと新たな認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのための新たなセッションキーを導出することを有する、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記認証交換は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｒ又は８０２．１６規格に準拠する、請求項１０記載の装置。
【請求項１７】
無線局（ＳＴＡ）において、前記ＳＴＡが予めセッションキーを決定したすべてのアクセスポイント（ＡＰ）の最適化された近傍グラフを維持するステップと、
無線ネットワークにおいて動作する前記ＳＴＡによるアクセスポイント（ＡＰ）により支援される高速無線ローミングのために前記最適化された近傍グラフを利用するステップと、
を計算プラットフォームに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記ＳＴＡは、近傍レポート機構を介し関連するＡＰからＡＰトポロジーマップ全体を受信するコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記ＳＴＡは、前記無線ネットワークからの前記ＡＰトポロジーマップを利用して、複数のＡＰとの認証交換を実行する、請求項１７記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記ＳＴＡは、前記ＡＰの選択の決定前に、暗号化及び認証のためのペア毎のセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項１８記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記高速無線ローミングはさらに、
前記ＳＴＡがＡＰを検出するため無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）に入り、前記ＷＬＡＮと接続するために前記ＡＰとの初期的な関連付けを実行するとき、フル又はパーシャルスキャンを実行するステップと、
前記ＳＴＡがＡＰとの関連付けに成功すると、関連付けされたＡＰに対して維持されている近傍ＡＰのトポロジーグラフを要求するステップと、
前記ＳＴＡが、すべての近傍ＡＰとの認証交換を実行するステップと、
送信のため現在のＡＰを利用し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを予め導出するステップと、
クライアントが関連付けされたＡＰから離れると、ある時間後にローミングがトリガされるローミングトリガを提供するステップと、
前記ＳＴＡが、前記関連付けされたＡＰからの近傍ＡＰグラフに基づき最良の候補を選択するステップと、
を有する、請求項１８記載のコンピュータプログラム。
【請求項２１】
前記ＳＴＡが新たなＡＰへのローミングに成功すると、前記ＳＴＡがペアワイズセキュリティのためにセッションキーを予め決定していたすべてのＡＰのグラフを維持し、ペアワイズセキュリティのために以前のＡＰのセッションキーのみを無効にするステップと、
前記ＳＴＡが、新たに関連付けされたＡＰにより測定及び維持される新たな近傍ＡＰグラフを要求するステップと、
をさらにマシーンに実行させる命令をさらに有する、請求項２０記載のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
前記ＳＴＡは、前記新たな近傍ＡＰリストを取得すると、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーが決定されていないすべてのＡＰと認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのためのセッションキーを導出する、請求項２１記載のコンピュータプログラム。
【請求項２３】
前記ＳＴＡが、前記ＳＴＡが離れたばかりの最近のＡＰと新たな認証交換を実行し、ペアワイズセキュリティのための新たなセッションキーを導出するステップをさらにマシーンに実行させる命令をさらに有する、請求項２２記載のコンピュータプログラム。
【請求項２４】
前記認証交換は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｒ又は８０２．１６規格に準拠する、請求項１８記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
最適化された近傍グラフを用いた低パワーＡＰにより支援される高速無線ローミングのための方法及び装置。
【背景技術】
【０００２】
企業無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において、限定されることなく、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やビデオ会議などのアプリケーションのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）は、シームレスな高速遷移に依存する。これは、それらが同一のＰＨＹ技術に属する異なるアクセスポイント（ＡＰ）間であろうと（例えば、‘ａ’←→‘ａ’又は‘ｂ’←→‘ｂ’など）、又はＰＨＹ間遷移を求める新規な利用に対してであろうと（例えば、‘ａ’バンド
←→‘ｎ’又は‘ｂ’←→‘ｎ’など）、成り立つ。ＰＨＹ間遷移にはほとんど設計上の注目はなされてこなかったため、無線ネットワークにおいて高速無線ローミングを可能にする改良されたＰＨＴ間遷移のための方法及び装置が、強く求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明とみなされる主題が、特に指摘され、明細書の結論部に区別して請求される。しかしながら、本発明は、構成と動作方法との双方に関して、その課題、特徴及び効果と共に、添付した図面を読むとき以下の詳細な説明を参照して最も良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、本発明の一実施例による無線ローカルエリアネットワーク通信システムの図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ロウバストセキュアネットワーク（ＲＳＮ）における８０２．１１ｒオーバーＤＳ高速遷移を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ロウバストセキュアネットワーク（ＲＳＮ）における８０２．１１ｒオーバーＤＳ高速遷移を示す。
【図３】図３は、企業無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の典型的な近傍グラフを示す。
【図４】図４は、本発明の実施例のエンハンスされたＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｋ近傍レポートリクエストフレームフォーマットを示す。
【図５】図５は、本発明の実施例のエンハンスされたＩＥＥＥ８０２．１１ｋ近傍レポートレスポンスフレームフォーマットを示す。
【図６】図６は、本発明の実施例のＷＬＡＮ  ＡＰ要素コンテンツを示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施例のＲＳＮにおけるエンハンスされた８０２．１１ｒオーバーＤＳ高速遷移を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施例のＲＳＮにおけるエンハンスされた８０２．１１ｒオーバーＤＳ高速遷移を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
説明の簡単化のため、図示された要素は必ずしもスケーリングされて記載されているとは限らないことが理解されるであろう。例えば、要素の一部の大きさは、簡単化のため他の要素に対して誇張されている。さらに、適切に考慮される場合、対応する又は同様の要素に対する参照番号は、図面において繰り返される。
【０００６】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するため、多数の具体的な詳細が提供される。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細なしに実現されてもよいことは、当業者に理解されるであろう。他の例では、本発明を不明りょうにしないように、周知の方法、処理、構成要素及び回路は詳細には説明されていない。
【０００７】
以下の詳細な説明の一部は、コンピュータメモリ内のデータビット又はバイナリデジタル信号に対する処理のアルゴリズム及び記号表現に関して提供される。これらのアルゴリズムにより説明及び表現は、データ処理分野の当業者によって他の当業者に作業の本質を伝えるのに用いられる技術である。いくつかの実施例では、このようなアルゴリズム及びデータ処理は、本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、少なくとも部分的にハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現される、ベースバンド周波数、中間周波数（ＩＦ）又はラジオ周波数（ＲＦ）におけるアナログ処理を含むものであってもよい。
【０００８】
アルゴリズムは、ここでは、また一般に、所望の結果を導く自己矛盾のない動作又は処理のシーケンスであるとみなされる。これらは、物理量の物理的操作を含む。通常、必ずしも必要ではないが、これらの量は格納、転送、合成、比較及び操作可能な電気又は磁気信号の形態をとる。主として通常利用の理由のため、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、キャラクタ、項、数などと言及することは、ときには便利であることがわかる。しかしながら、これら及び同様の用語のすべては、適切な物理量に関連付けされ、これらの量に適用される単なる便宜上のラベルにすぎないことが理解されるべきである。
【０００９】
特段の言及がない場合、以下の説明から明らかなように、処理、計算、算出、決定などの用語の使用は、計算システムのレジスタ又はメモリ内の電子量などの物理量として表現されるデータを、計算システムのメモリ、レジスタ、情報記憶、伝送又は表示装置などの内部の物理量として同様に表現される他のデータに操作又は変換するコンピュータ、計算システム又は同様の電子計算装置のアクション又は処理を表す。
【００１０】
本発明の実施例は、ここでの処理を実行する装置を含む。この装置は、所望の目的のために特に構成されてもよいし、又は格納されるプログラムにより選択先にアクティブ化又は再構成される汎用計算装置から構成されてもよい。このようなプログラムは、以下に限定することなく、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気若しくは光カードを含む何れかのタイプのディスク、電子命令を格納するのに適し、計算装置のシステムバスに接続可能な他の何れかのタイプの媒体などの記憶媒体に格納されてもよい。
【００１１】
ここに提供される処理及び表示は、何れか特定の計算装置又は他の装置に本来的に関連するものでない。各種汎用システムは、ここでの教示に従ってプログラムと共に利用されてもよいし、又は所望の方法を実行するためのより特化された装置を構成することが便利であるとわかるかもしれない。上記の各種システムの所望の構成は、以下の説明から明らかになるであろう。さらに、本発明の実施例は、何れか特定のプログラミング言語を参照して説明されない。各種プログラミング言語がここに開示される本発明の教示を実現するのに利用されてもよいことが理解されるであろう。
【００１２】
以下の説明及び請求項では、「結合」及び「接続」という用語とのその派生語とが利用されてもよい。特定の実施例では、接続とは、２以上の要素が直接的な物理又は電気接触状態にあることを示すのに利用されてもよい。結合とは、２以上の要素が直接的な物理又は電気接触状態にあることを意味する。しかしながら、結合とはまた、２以上の要素が互いに直接的な接触状態になくてもよく、互いに協働又は相互作用することを意味するものであってもよい。
【００１３】
本発明の実施例は各種アプリケーションにおいて利用されてもよいことが理解されるべきである。本発明はこれに限定されるものでないが、ここに開示される回路は、無線システムの送信機及び受信機などの多数の装置において利用されてもよい。本発明の範囲内に含まれると意図される無線システムは、本発明の範囲はこれに限定されるものでないが、一例として、無線ネットワークインタフェース装置及びネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を含む無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）装置及び無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、基地局、アクセスポイント（ＡＰ）、ゲートウェイ、ブリッジ、ハブ、セルラ無線電話通信システム、衛星通信システム、双方向無線通信システム、一方向ページャ、双方向ページャ、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、センサネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）などを含む。
【００１４】
本発明の範囲内と意図されるタイプの無線通信システムは、以下に限定されることなく、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＷＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）セルラ無線電話通信システム、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）セルラ無線電話システム、ＮＡＤＣ（Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）セルラ無線電話システム、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システム、Ｅ−ＴＤＭＡ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ＴＤＭＡ）セルラ無線電話システム、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ−２０００などの第３世代（３Ｇ）システムを含む。
【００１５】
図１を参照して、本発明の一実施例による無線ローカルエリアネットワーク通信システムが説明される。図１に示されるＷＬＡＮ通信システム１００では、モバイルユニット１１０（ここでは、無線局（ＳＴＡ）又は“クライアント”とも呼ばれる）は、アンテナ１１８に接続される無線送受信機１１２と、ベースバンド及びＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理機能を提供するプロセッサ１１４とを有する。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、一実施例では、プロセッサ１１４は、単一のプロセッサから構成されてもよいし、あるいはベースバンドプロセッサとアプリケーションプロセッサとから構成されてもよい。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、プロセッサ１１４は、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、又はハードディスクドライブなどの他のタイプのストレージを有するメモリ１１６に接続されてもよい。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、メモリ１１６の一部又はすべてが、プロセッサ１１４と同じ集積回路に含まれてもよいし、又は集積回路やプロセッサ１１４の集積回路の外部にあるハードディスクドライバなどの他の媒体に配置されてもよい。モバイルユニット１１０は、アクセスポイント１２２が少なくとも１つのアンテナ１２０を有するアクセスポイント１２２と無線通信リンク１３２を介し通信する。他の実施例では、アクセスポイント１２２と任意的なモバイルユニット１１０とは、２以上のアンテナを有する。アクセスポイント１２２は、ネットワーク１３０に接続される装置を含むモバイルユニット１１０が、無線通信リンク１３２を介しアクセスポイント１２２と通信することによってネットワーク１３０と通信可能となるように、ネットワーク１３０に接続される。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、ネットワーク１３０は、電話網やインターネットなどの公衆ネットワークを含むものであってもよく、又はイントラネットなどのプライベートネットワーク又は公衆及びプライベートネットワークの組み合わせを含むものであってもよい。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、モバイルユニット１１０とアクセスポイント１２２との間の通信は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）やＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ−ＩＩなどのＩＥＥＥ規格に準拠したネットワークを介し実現されてもよい。本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、他の実施例では、モバイルユニット１１０とアクセスポイント１２２との間の通信は、３ＧＰＰ規格に準拠したセルラ通信ネットワークを介し少なくとも部分的に実現されてもよい。
【００１６】
本発明の実施例は、本発明の範囲がこれに又は何れか特定の規格に限定されるものでないが、ＩＥＥＥ−８０２１１ｒ−２００８規格に規定されるものに対する設計及びプロトコルエンハンスメントを提供する。これらの標準プロトコルは、ターゲットＡＰにローミングする毎に、クライアント（ここではまた、無線局（ＳＴＡ）又はモバイルユニットと呼ばれてもよい）は、ＰＴＫを再計算するため、ターゲットＡＰと１１ｒ認証メッセージをやりとりする必要がある。これは、一部のＡＰでは、シームレスな高速遷移を説明可能な数ミリ秒（これに限定されるものでないが）のコストとなる。既存の遷移方法は、クライアントがローミングを必要とする毎にスキャンすることを要求する。これは、遷移時間に対して良いものでなく、デバイスパワーについて極めて良くない。本発明の実施例は、ローミング中のモバイルユニットによる電力消費をより低くすることを可能にし、クライアントが新たなＡＰをスキャン及び選択するのにかかる時間を低減することによって、ローミング時間を迅速化する。
【００１７】
クライアントがＡＰに関連付けされると、またクライアントが当該ＡＰから近傍グラフを取得すると、クライアントはスキャンを実行する必要がなくなる。スキャンを実行することが不要になることは、極めて良好な電力の利益を有し、また遷移のための無駄な時間となるスキャン時間を排除する。
【００１８】
本発明の範囲がこれに限定されるものでないが、本発明の実施例は、ローミング実行時の再関連付けのための予め導出されたＰＴＫの利用を可能にし、これにより、本発明は、以下に限定されることなく、１１ｒ認証メッセージをやりとりするための１５〜２０ミリ秒などの数ミリ秒などをＡＰにおいて節約することが可能である。さらに、予めＰＴＫを取得するため、エンハンスされた近傍レポートメッセージと近傍ＡＰとの１１ｒ認証との双方が、クライアントと関連付けされたＡＰとの間のセキュアな通信に影響を与えず、クライアントと関連付けされたＡＰとの間の通常のデータトラフィックを妨害しない。
【００１９】
本発明の実施例が、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に関して説明されるが、本発明が８０２．１１に限定されず、以下に限定されることなく、８０２．１６や８０２．２１などのさらなる無線技術においても利用可能であることが理解される。
【００２０】
８０２．１１ｒは、あるＡＰから他のＡＰへの高速かつセキュアなハンドオフがシームレスに管理されることによって、移動中の無線装置との連続的な接続性を可能にするための８０２．１１規格に対する修正である。本発明の実施例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｒ規格に記載されるものに対してエンハンスされたシームレス高速遷移機構を提供し、それはまたＰＨＹ間技術ハンドオフに適用可能である。
【００２１】
図２Ａ及び２Ｂを参照して、ＲＳＮにおける現在の８０２．１１ｒオーバーＤＳ高速遷移機構２０が全体表示され、以下のように動作する。
【００２２】
１．高速ＢＳＳ遷移以降では、高速ＢＳＳ遷移プロトコルは、クライアント２１０とＡＰ２２０との間の最初の関連付け中に初期的な情報の交換を必要とする。このような初期的な交換は、高速ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）遷移初期モビリティドメイン関連付けプロトコルと呼ばれる。
【００２３】
２．同一モビリティドメイン内のＡＰとの以降の再関連付けは（モビリティドメインは、同一のＥＳＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）内にあって、高速ＢＳＳ遷移プロトコルをサポートするＢＳＳセットとして規定される）、高速ＢＳＳ遷移プロトコルを実行する。
【００２４】
１．１１ｒ認証リクエストは、現在のＡＰ２４０を介しターゲットＡＰ２５０に送信され、１１ｒ認証レスポンスが現在のＡＰ２４０を介しクライアント２３０に送り返され、２．データフレームにおいてでなく、１１ｒ認証リクエストとレスポンスとの双方がアクションフレームにカプセル化され、３．ＡＰが企業有線ＬＡＮを介し互いに通信する一方、クライアント２３０は、企業無線ＬＡＮを介しＡＰと通信する、ことに留意されたい。
【００２５】
しかしながら、図２Ａ及び２Ｂに示される８０２１１ｒ高速遷移処理は不十分なものである。これは、ターゲットＡＰ２２０，２５０にローミングする毎に、クライアント２１０，２３０は、ＰＴＫを再計算するため、ターゲットＡＰ２２０，２５０と１１ｒ認証メッセージ（１１ｒ認証リクエストと１１ｒ認証レスポンス）を交換する必要があるためである。また、上述されるように、これは、臨界的なローミング時間中に数ミリ秒かかる可能性があり、サブ５０ミリ秒Ｌ２ローミングバジェットを有する高速遷移中の音声コールに影響を与える可能性がある。従って、この遅延を減少させることは、セキュアでシームレスな高速遷移のために最も重要である。
【００２６】
図３を参照して、本発明の実施例の企業ＷＬＡＮ配置の典型的な近傍グラフ３００が示される。近傍グラフは、企業ＷＬＡＮの各ＡＰの測定結果を利用することによって示される。近傍グラフは、ＷＬＡＮコントローラによるＡＰのチャネル再割当などの企業環境の変更により動的に変更されうる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｋグループは、企業ＷＬＡＮにおけるこのような測定結果をクライアントが報告するための機構を規定しており、大部分のＡＰもまたこれをサポートしている。従って、本発明は、このタイプの測定結果を利用することによって、８０２．１１ｒ高速遷移を実現するようにしてもよい。現在のＡＰの近傍をアクティブに問い合わせ、予めＰＴＫを導出するため、これらの近傍との１１ｒ認証を実行することによって、測定結果が導出される。しかしながら、現在の８０２．１１ｋ近傍レポート機構を利用することによって、クライアントは、予め１１ｒ認証を実行するため、限定数のＡＰしか取得することができない。例えば、クライアントが、現在の８０２．１１ｋ近傍レポート機構を利用することによって、ＡＰ８  ３１０と関連付けされている場合、クライアントは、予め１１ｒ認証交換を実行するため、ＡＰ５  ３２０、ＡＰ７  ３３０及びＡＰ１２  ３４０しか取得することができない。これは、クライアントが、複数の近傍レポートを取得し、１１ｒ認証を実行する必要があるとき、クライアントが移動中には良くない。
【００２７】
より広いネットワークトポロジーを有することは、クライアントがこれらのＡＰと１１ｒ認証を実行し、複数の近傍レポートを取得する必要なく、１１ｒ認証を実行することを保障する。従って、本発明の実施例は、現在の８０２．１１ｋ近傍レポート機構をエンハンスする。限定数の近傍ＡＰしか取得しない代わりに、クライアントは、ＷＬＡＮ  ＡＰネットワークトポロジー全体を取得する。すなわち、クライアントは、エンハンスされた８０２．１１ｋ近傍レポート機構を介し図３に示されるＡＰのすべて（現在の関連付けされたＡＰを除き）を取得することになる。
【００２８】
図４は、本発明の実施例のエンハンスされた８０２．１１ｋ近傍レポートリクエストのための提案されるフレームフォーマット４００を示す。ＭＡＣヘッダ４１０とアクション詳細４２０とが示される。カテゴリは、これがＷＬＡＮ  ＡＰネットワークトポロジー全体を取得するためのリクエストであることを示すよう構成されるべきであり、ＳＳＩＤはまた、同一のＥＳＳに属するＡＰを取得するため構成されるべきであることに留意されたい。
【００２９】
図５は、本発明の実施例のエンハンスされた８０２．１１ｋ近傍レポートレスポンスのための提案されるフレームフォーマット５００を示す。ＭＡＣヘッダ５１０とアクション詳細５２０とが示される。カテゴリとＳＳＩＤとの双方を設定するのに加えて、ＷＬＡＮ  ＡＰ要素がまた当該レスポンスに含まれるべきであり、返されたＷＬＡＮ  ＡＰのすべてがＳＳＩＤにより指定される同一のＥＳＳに属するべきである。
【００３０】
図６は、本発明の実施例のＷＬＡＮ  ＡＰ要素のための提案されるフォーマット６００を示す。以下に留意されたい。
【００３１】
１．要素ＩＤは、他の何れか既存の要素により使用されていない値を有するべきである。
【００３２】
２．長さは、残りのエリアのサイズにちょうど等しい１４となるべきである。
【００３３】
３．ＢＳＳＩＤは、ＡＰのＭＡＣアドレスである。
【００３４】
４．ＡＰの到達可能性は、当該ＡＰが無線を介しＳＴＡによって到達可能であるかを示す。
【００３５】
５．チャネル番号は、当該ＡＰの現在運用中のチャネルである。
【００３６】
６．測定されたＲＳＳＩは測定されたＲＳＳＩ値であり、クライアントは、これを用いて当該ＡＰ内の信号強度を確認することができる。
【００３７】
７．ステーションカウントは、当該ＡＰと現在関連付けされているステーションの個数を示す。
【００３８】
８．チャネル利用は、当該ＱｏＳのＡＰが媒体がビジー状態であることを検知した時間のパーセンテージとして規定される０〜２５５の整数である。
【００３９】
９．利用可能なアドミッションキャパシティは、明示的なアドミッション制御を介し利用可能な残りの媒体時間を含む。移動局が以降のアドミッション制御リクエストを受理する可能性のあるＱｏＳ  ＡＰを選択することが有用である。ＷＬＡＮ  ＡＰ要素は、クライアントが８０２．１１ｒ高速遷移のための最善の候補ＡＰを決定する前にＱｏＳと信号強度とを評価する必要があるとき、クライアントにとって大変重要である。
【００４０】
本発明の実施例の重要な新規な特徴は、クライアントがネットワークからの当該ＡＰトポロジーマップを利用して、複数のＡＰと８０２．１１ｒ認証交換を実行することを提供する。これは、クライアントがそれのＡＰ選択決定の前にＰＴＫ（暗号化のためのセッションキー）を導出し、関連付けの機会を増加させ、スキャニングを排除することを可能にする。本発明のいくつかの実施例はまた、クライアントがより実行可能なローミング候補として“準備された”ＡＰを利用することを提供する。
【００４１】
本発明の実施例はまた、ユーザに対するヒステリシス効果（同一の２つのＡＰ間でクライアントがピンポンするとき）を低下させ、パフォーマンスを向上させる。さらに、無線ローミングデータは、本発明がローミングのスキャニングを大きく減少させることを示唆する。本発明がこれに限定されるものでないが、ローミング時のスキャニングの減少は、携帯及びラップトップクライアントのための大きな電力セーブ機会である。データはまた、ＡＰによりアシストされるローミングが、クライアントがスキャン結果のみに基づき最良のＡＰを“推測”する必要がないとき、関連付けの失敗の回数を減少させることを示す。スキャン結果は、完全なスキャンが完了するときまで（１〜２分）には陳腐化する可能性があり、この時間において人は３つのＡＰ間を歩くことができる。
【００４２】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の実施例のエンハンスされたシームレス高速遷移機構７００を示す。それは、以下のように動作する。
【００４３】
１．クライアント７１０が最初にＷＬＡＮに入ると、ＡＰ７２０を検出するため完全スキャニングを実行し、ＷＬＡＮと接続するため、それと初期的な８０２．１１ｒ関連付けを実行する。
【００４４】
２．クライアント７１０がＡＰ７２０との関連付けに成功すると、関連付けされたＡＰ７２０にそれの測定及び維持されている近傍ＡＰ７３０のトポロジーグラフを要求する。本発明は、クライアントがそれの位置情報を用いて近傍ＡＰマップのリストを要求することを可能にする。
【００４５】
３．その後、クライアント７１０は、８０２．１１ｒ近傍ＡＰ７３０のすべてと１１ｒ認証交換（最初の２つのメッセージのみ）を実行し、予めＰＴＫ（セッションキー）を導出する。これらのセッションキーは、ＰＴＫライフタイムがＥＡＰ  ＫｅｙＬｉｆｅｔｉｍｅに制限されているとき、ＫｅｙＬｉｆｅｔｉｍｅの長い期間を有することになる。
【００４６】
４．ローミングトリガ：ある時間後、クライアントが関連付けされたＡＰから離れると、ローミングがクライアント内で生成されてもよい（通常は、低いＲＳＳＩにより）。
【００４７】
５．ＡＰ選択：クライアント７４０は、関連付けされたＡＰからの現在の近傍ＡＰ７５０のグラフに基づき最良の候補を選択する。ＡＰ選択アルゴリズムは、クライアント７４０が予めＰＴＫを導出した候補ＡＰが優先される。
【００４８】
６．クライアントが新たなＡＰに良好にローミングすると、ＰＴＫを予め決定しているすべてのＡＰのグラフを維持し続ける。以前のＡＰのＰＴＫのみが無効にされる。
【００４９】
７．クライアントは、新たに関連付けされたＡＰ７６０により測定及び維持される新しい近傍ＡＰ７７０のグラフを要求する。クライアント７４０が新たな近傍ＡＰ７７０のリストを取得すると、ＰＴＫが決定されていないすべてのＡＰと１１ｒ認証交換を実行し、ＰＴＫを導出する。
【００５０】
８．クライアントのヒステリシスアルゴリズムへのエンハンスメントとして、クライアント７４０は、それがちょうど残した最後のＡＰにより新たな１１ｒ認証とＰＴＫを導出する。このようにして、クライアントが２つのＡＰの間のローミングによってピンポン効果を実行する場合、ユーザに対するその悪影響が最小化される。クライアントは、新たな１１ｒローミングが以降にトリガされると、ステップ２〜８を繰り返す。
【００５１】
本発明の特定の特徴が図示及び説明されたが、多数の改良、置換、変更及び均等が当業者に想到しうるであろう。従って、添付した請求項はこのようなすべての改良及び変更を本発明の真の趣旨の範囲内のものとしてカバーすることが意図されることを理解すべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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