(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介しホストと遠隔ユニット間で通信する方法であって、
ホストから遠隔ユニットの方向に伝達する第１のグループのネットワーク・プロトコルデータユニットの１つを送信するステップであって、前記第１のグループはオープン・プロトコルデータユニット、データ・プロトコルデータユニット、コントロール・プロトコルデータユニットおよびクローズ・プロトコルデータユニットを含む前記送信ステップと、
遠隔ユニットからホストの方向に伝達する第２のグループのネットワーク・プロトコルデータユニットを与えるステップであって、前記第２のグループは、それぞれ前記第１のグループのネットワーク・プロトコルデータユニットに対応するオープンド・プロトコルデータユニット、データレポート・プロトコルデータユニット、コントロールレポート・プロトコルデータユニット、ステータス・プロトコルデータユニットおよびクローズド・プロトコルデータユニットを含む前記第２のグループを与えるステップと
前記遠隔ユニットにより受信された前記第１のグループのネットワーク・プロトコルデータユニットの前記１つに応答して、前記第２のグループの対応する１つの前記ネットワーク・プロトコルデータユニットを、前記ホストに送信するステップと、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記プロトコルデータユニットの少なくとも１つは、機能コードフィールド、従属機能コードおよび機能依存部を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、前記データレポート・プロトコルユニットおよび前記コントロールレポート・プロトコルユニットは状態フィールドを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法であって、
前記第１のグループからの前記プロトコルデータユニットの前記１つとして、データ・プロトコルデータユニットを送信するステップと、
前記第２のグループからの前記プロトコルデータユニットの前記１つとして、前記データ・プロトコルデータユニットの対応するフィールドで見つかる値と同じ値を持つ機能コードフィールドおよび従属機能コードフィールドを有するデータレポート・プロトコルデータユニットを送信するステップと、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
ネットワークにおいて、ホストと、空気インタフェースを介してデータを伝送する遠隔ユニットとの間で通信する方法であって、
前記ホストから前記遠隔ユニットにオープン・プロトコルデータユニットを送り、両者の間の接続を確立するステップと、
オープン・プロトコルデータユニットに応答して、遠隔ユニットからホストに対してオープンド・プロトコルユニットを発行して、両者の間の接続を確認するステップと、
ホストユニットから遠隔ユニットに対してデータ・プロトコルデータユニットを送るステップと、
前記データ・プロトコルデータユニットの中に含まれるデータを、前記遠隔ユニットから前記空気インタフェースを介して送信するステップと、
遠隔ユニットからホストに対してデータレポート・プロトコルデータユニットを発行して、データ送信要求の結果を報告するステップと、
ホストユニットから遠隔ユニットに対してクローズド・プロトコルデータユニットを送信するステップと、
遠隔ユニットからホストユニットに対してクローズド・プロトコルデータユニットを送り返し、遠隔ユニットがリンクを切断したことを示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、
ホストから遠隔ユニットに対してコントロール・プロトコルデータユニットを送るステップと、
遠隔ユニットからホストに対して、コントロール・プロトコルデータユニットに付随する制御コマンドの実行要求の結果を報告するコントロールレポート・プロトコルデータユニットを送り返すステップと、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、前記コントロールレポート・プロトコルデータユニットとして、機能コードフィールド、従属機能コードフィールド、状態フィールドおよび機能依存部フィールドを与えるステップを更に含み、前記状態フィールドは制御コマンドの実行要求の前記結果を示す情報を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５記載の方法であって、遠隔ユニットからホストに対して、遠隔ユニットに関する状態情報を報告するステータス・プロトコルデータユニットを発行するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５記載の方法であって、遠隔ユニットがホストから誤ったコマンドを受信したことを示すエラー・プロトコルデータユニットを発生させるステップを更に含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
背景
本発明は、一般的に無線通信の方法とシステムに関し、より詳細には、パケットデータを送受する無線通信に使用されるプロトコルに関する。
パケット交換通信ネットワークはデータ通信資源を節約する必要性から発展した。データは連続して送信されるのではなく、個別のパケットで送られるので、１つの接続による通信の隙間（gaps）は、他の接続からのパケットを与えてそれらの隙間を埋めることにより有効に利用されうる。パケット交換環境においては、端末間の直接的な接続は存在しないため、リンクはバーチャル接続と呼ばれている。バーチャルチャネルを使用するパケット交換ネットワークにおける接続は、直結された物理的チャネルとの関連によってすぐに識別されるのではなく、複数の識別子によって決定される。これらの識別子と、パケット交換ネットワークにおいて円滑な通信を提供するために必要な他の情報とは、パケット交換ネットワークの通信規約を定義するプロトコルによって与えられる。また、システムプログラマおよびシステム開発者が共通の基礎を持ち、相互に通信可能な（compatible）システムを設計することができるように、これらの規約が必要である。
一般に、ネットワークを介した通信には多数の異なるプロトコルが存在する。たとえば、コンピュータモデムで一般に使用されるATプロトコルなど、いくつかのプロトコルは、当初は有線（wire−bound）ネットワーク用に設計され、後で無線ネットワークで使用できるように拡張された。しかし、無線環境においてパケットを伝搬するためには、より長い時間がかかるため、有線ネットワークは無線ネットワークに比較して相対的に高速のシステムである。このため、有線プロトコルは、たとえば、伝搬遅延、伝送障害など、無線システムの特異性を有効に処理するように設計されていない。
他のプロトコルは、通信ネットワークアダプタカードで与えられており、このカードは、たとえば、広域ネットワークあるいはローカルエリアネットワークを介してコンピュータが通信できることを可能にする。この種類のプロトコルの例には、イーサネット、TCP/IP、NetWareなどが含まれている。しかし、ATプロトコルとほとんど同様、これらのプロトコルは、たとえば10Mbps/sを考えた高速で設計されている。
非同期転送モード（ATM）は、通信プロトコル分野におけるより新しい開発であり、広域ISDNネットワークで異なる条件のデータを転送するために使用することができる。しかし、他のプロトコルと同様、ATMは高速接続用にのみ定義されている。
Mobitexネットワークとして知られているネットワークは、独自のプロトコル、Mobitex非同期通信プロトコル（MASC）を具備しており、このプロトコルはコンピュータとモデムとの間のシリアルインタフェースに対して定義されている。しかし、本プロトコルを使用することは複雑かつ難解である。更に、MASCは無線通信の可能性を考慮せずに何年も前に開発されたため、この点に関していくつかの制約がある。たとえば、MASCによれば、８ビットのデータバイトを２つのデータバイトに符号化するので、各バイトを、１ビットパリティ付きの７ビットデータとして送信することができる。
年月の経過とともに、MASCは進化して新しいコマンドが追加されている。残念なことに、MASCに対するこれらの追加は、常に首尾一貫しているとはいえず、そのため、包括的な１つのアルゴリズムあるいは１セットのコマンドが存在しない。そのかわり、各コマンドは独特であるため、Mobitexシステムを使用する人に多くの問題が生じる。区切記号（delimiters）はMASCプロトコルが首尾一貫性のないことを例示している。MASCは、区切記号として「，」および「／」記号を使用している。交信されるパラメータが固定長であってもMASCは区切記号を使用することがあるので、使用方法にさえ首尾一貫性を欠いている。
要約
従来の通信プロトコルに関するこれらの欠点や不備は、たとえば、既存のシステムに組み込むことができる斬新なプロトコルを提供する本発明によって克服される。本発明によるプロトコルは、とりわけ無線通信に独特な特長を取り入れるように特別に設計されている。これらのプロトコルは、いかなる媒体によっても左右されず、PCMCIA、シリアルあるいはIRのようなインタフェースによって使用することができる。
【図面の簡単な説明】
前述した本発明の目的、特徴、利点は、添付図面とともに以下の詳細な説明を読めば、更に容易に理解できるであろう。
第１図は、ホストと無線モデムとの間のMASCによる従来のＭフレーム接続プロトコルを示す図である。
第２図は、ホストと無線モデムとの間のMASCによる従来のFOフレームプロトコルを示す図である。
第３図は、本発明の代表的実施例によるホストと無線モデムとの間の接続プロトコルシーケンスを示す図である。
第４図は、本発明の代表的実施例によるホストと無線モデムとの間の制御プロトコルシーケンスを示す図である。
第５図は、本発明の代表的実施例によるホストと無線モデムとの間で伝送されるデータユニットのプロトコルを示す図である。
第６図は、本発明の代表的実施例によるステータス・プロトコルを示す図である。
第７図は、本発明の代表的実施例によるエラー・プロトコルを示す図である。
詳細な説明
本発明によるプロトコル、このプロトコルを使用するシステムおよび交信方法を完全に理解するため、先ず、従来のMASCシステムによる代表的なプロトコルを簡単に説明する。
PCホストと無線モデムとの間のMASCプロトコルの通信パラメータを設定するため、INITフレームが使用される。MASCプロトコルによるINITフレームの代表的な構造は以下のとおりである。
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テキストフィールドは５つの別個のセクションに分割される。Ｂフィールドは、16進表記の文字Ｂ、すなわち42であるにすぎない。Ｂフィールドに続いて空白文字、16進数の20がある。次のLENフィールドは、ASCIIに符号化された３数字の16進数であり、この３数字が情報フレームの最大長を設定する。普通このフィールドは、使用可能な最大フレームサイズ、たとえば、16進数の47Eに設定される。第４番目のフィールドは、コンマ符号であり、LENフィールドをINTフィールドと分離する。INTフィールドは、２つの後続フレームの間の最短時間を指定する。この値は、たとえば、デフォルト値が０で10ms単位で増分する値にすることができる。
デフォルト通信パラメータは、INITフレームが受信されるまで使用される。INITフレームは、起動後送られる第１のフレームでなくてはならず、INITフレームが受信されると、プロトコルは、無線モデムとの接続が確立したことおよび起動シーケンスを続けてよいことをアプリケーションに連絡しなければならない。
MASCシステムにより無線モデムを介してデータを送受するためには、Ｍフレームプロトコルが使用される。PCからＭフレームを受信する無線モデムは、無線経路を介してネットワークにデータパケット（MPAK）を送る。Ｍフレームにシーケンス番号が含まれていると、そのシーケンス番号とともにインジケータがPCに送られる。無線経路を介して受信したデータパケットは、Ｍフレームプロトコルを使用し、MASCインタフェースを介してPCに送られる。PCから到着するこれらのデータパケットは、たとえば、発信元（sender）、トラヒック状態、クラス、パケットタイプ、サイズなど、正当な情報がヘッダにあるとともに、正確な長さであることが要求される。Ｍフレームの構造は以下に示すとおりである。
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Ｍフレームプロトコルのホストと無線モデム間の伝送の代表的なシーケンスが第１図に示されている。第１図において、ホスト10は、Ｍで表されるMPAKをモデム14に送信する。モデム14はネットワークにMPAKを送信した後、ホスト10にFH信号を返す。
データ送受信コマンドに加えて、MASCプロトコルは、以下に示すコマンドを含む各種の制御コマンドを具備している。
ACK −−正しく受信しなかった情報フレームに対する肯定応答
NACK−−正しく受信しなかった情報フレームに対する否定応答
RACK−−前のACKの再送要求
SENS−−リンク層の制御
SACK−−SENS肯定応答
これらの制御コマンドの構造を以下に示す。
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無線モデムをオフにするには、FOフレームが使用される。FOフレームが受信されると、無線モデムは格納されたデータパケットのバッファをクリアし、ネットワークにＱデータパケットを送信することを試みる。ついで無線モデムは不動作状態のパケットをネットワークに送信し、PCにFOフレームを送り返すことによりバッファが空いていることを確認する。FOフレームのテキストフィールドの構造は以下のとおりである。
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MASCのFOフレームプロトコルに対する信号伝送の代表的な順序が第２図に示されている。
パケット交換ネットワークにおける通信に対する従来のプロトコルを説明したので、つぎに本発明にプロトコルを説明する。基本プロトコルデータユニット（PDU）とそれらのパラメータは以下のとおりである。
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上に説明したPDUの構造は一般に以下のように見える。
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機能コードは、各種メッセージを異なるカテゴリに分類し、従属機能コードは各機能コードに関するより明確な情報を与える。たとえば、「ステータス」に対する機能コードは、状態変化が生じたことを示すにすぎないが、追加される従属機能コードは、たとえば、ネットワークと連絡がつかなくなったこと（loss of contact with the network）など、どんなタイプの状態変化が生じたかを示す情報を与える。レポートPDU、すなわちデータレポートおよびコントロールレポートのPDU構造は、以下のように見える。
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ここに示す機能コードおよび従属機能コードは、要求と報告に対して結びつけることができる。したがって、データPDUに使用される機能コードおよび従属機能コードは、データレポートPDUに使用してもよく、同じことはコントロールPDUおよびコントロールレポートPDUについても該当する。
レポートPDUには、状態フィールドが追加される。状態フィールドは、全レポートPDUに対して定義されているいくつかの共通な状態コードを有している。状態コードには、
オーケー（Ok）  要求した機能がエラー無しで終了した。
失敗（Fail）  要求した機能の実行に失敗した。
中断（Aborted）  要求した機能が中断した。
使用中（Busy）  要求した機能は既に動作状態である。
がある。異なるレポートPDUは、タイプ固有の状態コードを有している。たとえば、データレポートPDUは、「不正宛先（Illegal Addressee）」という名称のタイプ固有の状態コードを有している。これらの状態コードは本質的に代表的なものであるから、ネットワークによって決めることができる。
つぎに、上に定義したPDUが本発明による代表的なシステムおよび方法の中で使用できることを説明する。第３図は、ホストユニット10と無線モデム14の間の接続を確立したり切断したりするために使用されるPDUをブロック図で示している。
接続を確立するため、ホスト10はオープンPDU12を無線モデム14に送る。無線モデム14は、たとえば、加入者番号など、無線モデムのパラメータを含め、オープンドPDU16で応答する。このPDUの交換により、接続が確立し、無線モデム14は無線機能を起動する。
接続を終了できる場合、ホストユニット10はクローズPDU18により切断を開始する。無線モデム14はクローズドPDU20で応答し、切断を確認する。ついで無線モデム14は無線機能を停止する。
また、ホスト10は、無線モデム14を制御することができる。たとえば、ホストは送信器の動作を停止させることができる。そのため、第４図に示すように、ホストはコントロールPDU22を使用する。無線モデム14は、コントロールレポートPDU24により結果を示す。
第５図において、ホスト10はデータPDU32によりデータを送る。無線モデム14は、要求が成功したか失敗したかを示すため、データレポートPDU34により応答する。無線モデム14からの入りデータは、データPDU36に入る。入りデータに対してはホスト10から応答は返ってこない。
第６図において、無線モデム14はステータスPDU40により状態変化を示す。代表的な状態変化には、ネットワークと連絡がとれなくなったことあるいはネットワークと連絡がとれたことが含まれている。ホスト10が知られていないPDUあるいは不正なPDUを送ると、第７図に示すように、無線モデム14はエラーPDU52で応答する。
本発明によるプロトコルを使用することにより、特に無線環境において、従来のシステムを上回る多くの利点が実現する。たとえば、従来のMASCシステムと比較すると、本発明によるプロトコルは、プロトコルのオーバヘッドが最小になるが、これはデータスループットが比較的小さい環境（たとえば無線環境）においてはより重要なことである。その上、少しづつ設計されたのではなく、一括して設計されているので、PDPプロトコルは、実現と拡張が容易であるばかりでなく、首尾一貫した方法を与えている。
上に説明した代表的な実施例は、限定的ではなく、本発明のすべての問題を例示するように意図されている。したがって、詳細な実現において、本発明は多くの変形をつくり出すことが可能であり、これらの変形は当業者ならばここに含まれる説明から引き出すことができる。かかる変形や修正のすべては、以下の特許請求の範囲によって定義されている如く、本発明の範囲と主旨の中において考慮されているものとする。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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