(57)【要約】  本出願の実施形態は、複数のネットワークにおいて第２のネットワークノードと通信するネットワークノードを提供する。ネットワークノードは固定式マイクロノードと移動式マイクロノードを含む。固定式マイクロノードは移動式マイクロノードにパケットを送信する。ここでパケットはデータと固定式接続−組の一部を含む。移動式マイクロノードはパケット内の固定式接続−組を移動式接続−組と置き換え、置き換えられたパケットを第２のネットワークノードに転送する。
2009523334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のネットワークにおいて第２のネットワークノードとデータを通信するネットワークノードであって、
固定式マイクロノード、及び、
移動式マイクロノード
を含み、
固定式マイクロノードは移動式マイクロノードにパケットを送信するように設定されたユニットを含み、パケットはデータ及び固定式接続−組の一部を含み、接続−組は、ＩＰアドレス、ソースポートナンバー、ディスティネーションＩＰアドレス及びディスティネーションポートナンバーを含み、
移動式マイクロノードは、
パケット内の固定式接続−組を移動式接続−組と置き換えるように設定されたユニットを含み、移動式接続−組は移動式マイクロノードと第２のネットワークノードとの間でパケットを伝達するのに用いられ、
更に移動式マイクロノードは、置き換えられたパケットを第２のネットワークノードに発想するように設定されたユニットを含む
ことを特徴とするネットワークノード。
【請求項２】
移動式マイクロノードが、更に、
第２のネットワークノードから移動式接続−組を含むパケットを受信するように設定されたユニット、
第２のネットワークノードから受信されたパケット内の移動式接続−組を固定式接続−組と置き換えるように設定されたユニット、及び、
置き換えられたパケットを固定式マイクロノードに伝達するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項３】
複数のネットワークとインターフェースをとるように設定された複数のネットワークインターフェースを更に含み、
移動式マイクロノードが、
格納するように設定されたストレージユニット、
複数の接続−組のリスト、及び、
接続−組をネットワークインターフェースと関連付けるように構成されたテーブル
を含み、
パケットがネットワークインターフェースの一つを介して伝達されるとき、対応する接続−組は移動式接続−組として利用される
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項４】
移動式マイクロノードが更に、パケットが伝達されるべきネットワークインターフェースを選択するように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のネットワークノード。
【請求項５】
ネットワークノードが新しいａｄポートを割り当てられると、ネットワークノードと第２のネットワークノードの間に確立された接続が存在する限り固定式接続−組が変更しないままであり、一方、移動式マイクロノードはテーブル内に新しいａｄポートを反映し、ここでａｄポートはＩＰアドレス及びポートナンバーを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のネットワークノード。
【請求項６】
固定式マイクロノードは、固定式接続−組の要素である固定式ａｄポートを維持し、移動式マイクロノードは、移動式接続−組の要素である移動式ａｄポートを維持し、
ここで、ａｄポートはＩＰアドレスとポートナンバーのペアであり、
ネットワークノードが複数のネットワーク間を移動する際、移動式ａｄポートは変化し、固定式ａｄポートは変化しない
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項７】
移動式マイクロノードが更に、
モビリティ状態情報を第２のネットワークノードと交換するように設定されたモジュールを含み、
モビリティ状態情報は、固定式接続−組及び移動式接続組の結合を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項８】
固定式マイクロノードとデータを通信するアプリケーションモジュールを更に含み、ここで移動式マイクロノードはアプリケーションモジュールに対してトランスペアレントである
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項９】
固定式マイクロノードは、データをパケットの中にパケット化するように設定されたＴＣＰ／ＩＰモジュール、若しくは、データをパケットの中にパケット化するように設定されたＵＤＰ／ＩＰモジュールを
含むことを特徴とする請求項８に記載のネットワークノード。
【請求項１０】
パケットが、インターフェースノードを識別するＭＴＩＤ（モバイルターミナル識別）を付随する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１１】
ＭＴＩＤがパケットのＩＰヘッダ内のＩＰオプションフィールド内にキャリーされることを特徴とする請求項１０に記載のネットワークノード。
【請求項１２】
移動式マイクロノードが、
新しいネットワークへのネットワークノードの接続を検出するように設定されたユニット、
新しい接続の検出に応じて、新しいネットワーク内にアクセスポイントのＭＡＣアドレスを検出するように構成されたユニット、及び、
検出されたＭＡＣアドレスに基づいて、ＭＡＣ層ルート付けを行うように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１３】
移動式マイクロノードが、過去のアクセスポイントの複数アドレスをキャッシュするように設定されたストレージユニットを含み、
移動式マイクロノードがパケットを、キャッシュされたアドレスのうちの少なくとも一つにマルチキャストする
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１４】
移動式マイクロノードが、リンク／ルート状態情報を維持するように設定されたストレージユニットを含み、リンク／ルート状態情報は、複数のネットワークの各々のための、帯域幅、遅延、損失、エラー率、及び信号強度情報のうちの少なくとも一つを含み、
更に移動式マイクロノードが、リンク／ルート状態情報に基づいて、パケットが伝達される、個々のパケットのための複数のネットワークの内の少なくとも一つを選択するように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１５】
移動式マイクロノードが更に、
固定式マイクロノードからパケットが受信されるとパケットをバッファするように設定されたバッファ、
パケットが固定式マイクロノードから受信されると、固定式マイクロノードにＴＣＰ  ＡＣＫを送信するように設定されたユニット、及び、
フローコントロール及び再伝送スキームの下で、バッファされたパケットを第２のネットワークノードに転送するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１６】
移動式マイクロノードが更に、
移動式マイクロノードと第２のネットワークノードの間のネットワークパスの状態をモニターするように設定されたモニタリングユニットを含み、ここで状態はネットワークパスの利用可能な帯域幅を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項１７】
移動式マイクロノードが更に、
固定式マイクロノードから受信されたパケット内の情報を調査しパケットを複数のクラスに分類するように設定されたクラス区分ユニットを含み、ここでクラスには優先順位が与えられており、
移動式マイクロノードが更に、
ネットワークパスの利用可能な帯域幅に基づいて、低い優先順位のクラス内のパケットをドロップするように設定されたパケットドロップユニットを含む
ことを特徴とする請求項１６に記載のネットワークノード。
【請求項１８】
クラスが、ストリーミングデータ通信のフレームの種類に関連する
ことを特徴とする請求項１７に記載のネットワークノード。
【請求項１９】
固定式マイクロノードが更に、
第２のネットワークノードとのパケット交換通信のためのパケット交換プロトコルスタック、及び、
第２のネットワークノードとの回路交換通信のための回路交換プロトコルスタックを含み、
移動式マイクロノードが更に、
パケット交換プロトコルスタックを利用するパケット交換通信と、回路交換プロトコルスタックを利用する回路交換通信との間で接続交換を行うように設定された接続交換ユニットを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項２０】
接続交換ユニットが、
移動式マイクロノードと第２のネットワークノードとの間のリンク−層の接続性の状態をモニターするように設定されたリンク状態モニタリングユニット、
リンク−層の接続性のモニターされた状態に基づいて、所定の期間代替のリンクの状態が現在のリンクの状態よりもより良い状態を維持するかを予測するように設定された予測ユニット、
予測ユニットにより選択された代替のリンクにおいて先の接続をセットアップするように設定された接続セットアップユニット、及び、
現在のリンクが利用できなくなるまで、現在のリンクと共に代替のリンクにおいて、データを送信するように設定されたデータフローユニット
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のネットワークノード。
【請求項２１】
移動式マイクロノードが更に、ＩＰパケットの内部に発信回路フレームペイロードをカプセル化するように設定されたカプセル化ユニット、及び、
一つ又はそれ以上のネットワークインターフェースにおいてＩＰパケットのコピーを再ルート付けするように設定された再ルート付けユニット
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のネットワークノード。
【請求項２２】
パケットがまとめてパケットフローを作成し、
移動式マイクロノードが更に、
複数のネットワーク間で利用可能なネットワークのリストを維持するように設定されたユニット、
パケットフローを分割して一つ又はそれ以上のサブストリームの中にストライプ化するように設定されたユニット、及び、
利用可能なネットワークにおいてストライプ化されたサブストリームを送信するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
【請求項２３】
ネットワークにおいて第２のネットワークノードとデータを通信するように設定された第１のネットワークノード、及び、
リザーブされたＩＰアドレスのプールを含むネットワーク内のアクセスポイント
を含み、
第１のネットワークノードは固定式マイクロノードと移動式マイクロノードを含み、固定式マイクロノードは移動式マイクロノードとパケットを通信し、パケットはデータと固定式接続−組の一部を含み、接続−組はＩＰアドレス、ソースポートナンバー、ディスティネーションＩＰアドレス及びディスティネーションポートナンバーを含み、移動式マイクロノードは固定式マイクロノードと第２のネットワークノードの間でパケットを伝達し、
第１のネットワークノードがアクセスポイントに接続されると、移動式マイクロノードはリザーブされたＩＰアドレスのうちの少なくとも一つを利用する
ことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２４】
移動式マイクロノードが、
リザーブされたＩＰアドレスのうちの少なくとも一つをランダムに選択して利用するように設定されたユニットを、含むことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
移動式マイクロノードが、
ネットワーク内で他のネットワークノードにより転送されたＭＡＣアドレスを調査し、現在占有されているＩＰアドレスを収集するように設定されたユニット、及び、
調査結果に基づいて、リザーブされたＩＰアドレスの少なくとも一つを選択するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
接続のためのモビリティ状態情報を構築するように構成された第１のネットワークノードを含み、モビリティ状態情報は固定式接続−組と移動式接続−組との結合を含み、接続−組はＩＰアドレス、ソースポートナンバー、ディスティネーションＩＰアドレス及びディスティネーションポートナンバーを含み、
接続を介して第１のネットワークノードに接続され、第１のネットワークノードからモビリティ状態情報を受信するように設定された第２のネットワークノードも含み、
第２のネットワークノードは、モビリティ状態情報を含む接続状態テーブルを格納するように構成されたストレージユニットを含む
ことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２７】
第１のネットワークノードが固定式マイクロノードと移動式マイクロノードを含み、固定式接続−組は、固定式マイクロノードと移動式マイクロノードの間でパケットを通信するのに利用され、移動式接続−組は、移動式マイクロノードと第２のネットワークノードの間でパケットを通信するのに利用され、
第２のネットワークノードが、パケットの受信に応じて移動接続−組に対応して固定式接続−組のための接続状態テーブルを調べるように設定されたモジュールを含む
ことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
固定式マイクロノードが、送信されるパケットのための固定式接続−組を第２のネットワークノードに割り当てるように設定されたユニットを含み、
移動式マイクロノードが、固定式接続−組を移動式接続−組と置き換えるように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
第１のネットワークノードが更に、複数のネットワークとインターフェースするように設定された複数のネットワークインターフェースを含み、
移動式マイクロノードは更に、パケットが送信されるネットワークインターフェースを選択するように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
第２のネットワークノードが、
第１のネットワークノードの移動式マイクロノードから受信されたパケットから、移動式接続−組を抽出するように設定されたユニット、
接続状態テーブルから抽出された移動式接続−組に応じて、固定式接続−組を検索するように設定されたユニット、及び、
パケット内の移動式接続−組を検索された固定式接続−組と置き換えるように設定されたユニット
を含む請求項２６に記載のシステム。
【請求項３１】
移動式マイクロノードが、
第２のネットワークノードから検索されたパケットから、移動式接続−組を抽出するように設定されたユニット、
接続状態テーブルから抽出された移動式接続−組に応じて、固定式接続−組を検索するように設定されたユニット、及び、
パケット内の移動式接続−組を固定式接続−組に書き換えるように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
接続が第１のネットワークノードと第２のネットワークノードとの間で開始するとき又は終了するとき、第１のネットワークノードは、モビリティ状態情報を第２のネットワークノードに信号伝達する
ことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項３３】
第１のネットワークノードは、複数のネットワークにおいてデータを第２のネットワークノードと通信し、
第１のネットワークノードは更に、複数のネットワークとインターフェースするように設定されたネットワークインターフェースのセットを含み、
ネットワークインターフェースのセットが変更すると、第１のネットワークノードはモビリティ状態情報を第２のネットワークノードに信号伝達する
ことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項３４】
モビリティ状態情報が、
（ａ）独立の接続に関して送信される独立のパケット内に、
（ｂ）接続内のダミーデータパケットとして独立パケット内に、若しくは、
（ｃ）接続内のデータパケット上にピギーバックされて、
伝達されることを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項３５】
第１のネットワークノードと第２のネットワークノードの間にあり、パケット内の移動式接続−組をＮＡＴａｄポートを含む第３の接続−組と置き換えるように設定されたＮＡＴ（ネットワークアドレス書き換え）ルータを、更に含み、
第２のネットワークノードが、
第１のネットワークノードから受信したパケットからＮＡＴａｄポートを検索するように設定されたユニット、及び、
ＮＡＴａｄポートの第１のネットワークノードに通知するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項３６】
第１のネットワークノードが、ダミーパケットを第２のネットワークノードに送信しこれにより第２のネットワークノードがＮＡＴａｄポートを検索できるように設定されたユニットを含むことを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
ＮＡＴａｄポートが第１のネットワークノードに通知された後、第１のネットワークノードは、第２のネットワークノードに送信されるパケット内に、通知されたＮＡＴａｄポートを挿入することを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
第１のネットワークノードが、パケット内のソースａｄポートフィールドを、通知されたＮＡＴａｄポートと置き換えるように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
第１のネットワークノードが、パケット内のソースａｄポートフィールドと共にＮＡＴａｄポートを加えるように設定されたユニットを含む
ことを特徴とする請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
第１のネットワークノードが、
発信ＳＩＰ信号伝達メッセージのコピーをバッファするように構成された格納ユニット、
ＮＡＴａｄポートが通知された後、ＮＡＴａｄポートを、バッファされたＳＩＰ信号伝達メッセージに挿入するように設定されたユニット、及び、
ＮＡＴａｄポートが挿入された後、ＳＩＰ信号伝達メッセージを再送信するように設定されたユニット
を含むことを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
少なくとも一つのネットワークに渡ってネットワークノードからデータを転送する方法において、
ネットワークノードにてパケットを構築するステップであって、パケットがデータ及び固定式接続−組の一部を含み、接続−組がＩＰアドレス、ソースポートナンバー、ディスティネーションＩＰアドレス、及びディスティネーションポートナンバーを含む、ステップと、
ネットワークノードにてパケットから固定式接続−組を抽出するステップと、
ネットワークノードにて固定式接続−組に対応する少なくとも一つの移動式接続−組を検索するステップであって、移動式接続−組は上記の少なくとも一つのネットワーク内でパケットをルート付けするのに用いられる、ステップと、
個々の移動式接続−組をパケット内に挿入するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
更に、
上記の少なくとも一つのネットワークのサブセットを選択するステップと、
上記の少なくとも一つのネットワークの選択されたサブセットに渡って、移動式接続−組によりパケットを転送するステップと
を含み、
上記の少なくとも一つの移動式接続−組が、上記の少なくとも一つのネットワークの選択されたサブセットに基づいて検索される
ことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
選択するステップが、
ボトルネック利用可能帯域幅、パケット遅延、パケット損失、エラーレート及び信号強度のうち、少なくとも一つに基づいて、上記の少なくとも一つのネットワークの状態を評価するステップと、
評価された状態に基づいて上記の少なくとも一つのネットワークのサブセットを選択するステップと
を含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
更に、
ネットワークノードに新たに割り当てられたａｄポートを検出するステップと、
検出されたａｄポートに基づいて接続組を生成するステップと、
生成された接続組を移動式接続−組として格納するステップと
を含み、
ネットワークノード上で稼動する接続が存する限り固定式接続−組は変更されない
ことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
検出するステップが、
ネットワークノードに接続するアクセスポイントによりリザーブされたＩＰアドレスのプールの中からアドレスを選択するステップを含む
ことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
更に、
対応するターミナルとモビリティ状態情報を交換するステップであって、モビリティ状態情報が固定式接続−組及び移動式接続−組を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
モビリティ状態情報が更にＭＴＩＤを含み、ＭＴＩＤがネットワークノードの唯一の識別子であることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
接続が開始若しくは終了するとき、又は上記の少なくとも一つのネットワークのセットが変更するときに、交換するステップが為されることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
更に、
ネットワークノードのＮＡＴａｄポートを通知する信号を受信するステップと、
パケット内にＮＡＴａｄポートを挿入するステップと
を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５０】
更に、
ＮＡＴａｄポートが通知されるまでパケットのコピーをバッファするステップと、
ＮＡＴａｄポートが挿入された後パケットのコピーを再送信するステップと
を含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
更に、
ネットワークノードと新しいアクセスポイントとの間に接続が確立されると新しいアクセスポイントのＭＡＣアドレスを検出するステップと、
パケットのディスティネーションノードが新しいアクセスポイントに接続されているか判断するステップと、
パケットのディスティネーションノードが新しいアクセスポイントに接続されていると判断されれば、パケットをキャリーするＭＡＣフレームをディスティネーションノードに送信するステップと、
パケットのディスティネーションノードが新しいアクセスポイントに接続されていないと判断されれば、パケットのディスティネーションＭＡＣアドレスを新しいアクセスポイントのＭＡＣアドレスにセットするステップと
を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５２】
パケットがまとめてパケットフローを作成し、
更に、
パケットフローを一つ又はそれ以上のサブストリームに分割するステップと、
上記の少なくともネットワークに渡ってサブストリームを単独に転送するステップと
を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５３】
データがストリーミングデータであり、パケットがまとめてパケットフローを作成し、
更に、
上記の少なくとも一つのネットワークのボトルネック利用可能帯域幅を計測するステップと、
個々のパケット内にキャリーされるストリーミングタイプを識別するステップと、
パケットフローを、一つのフレームタイプのパケットを各々が含む複数のサブストリームに分割するステップと、
パケットフローのデータレートが計測されたボトルネック利用可能帯域幅を超えているかを判断するステップと、
パケットフローのデータレートが計測されたボトルネック利用可能帯域幅を超えていると判断されれば、重要性の低いサブストリームをドロップするステップと
を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５４】
ネットワークノードが固定式マイクロノード及び移動式マイクロノードを含み、構築するステップが固定式マイクロノード内で実行され、抽出するステップ、検索するステップ、及び挿入するステップが移動式マイクロノード内で実行されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５５】
更に、
移動式マイクロノードが、ＴＣＰ’ＡＣＫパケットを固定式マイクロノードに送信すること、
移動式マイクロノードが、パケットをバッファすること、
移動式マイクロノードが、パケットを対応するターミナルに送信すること、
移動式マイクロノードが、対応するターミナルからパケットのための承認を受信すること、
移動式マイクロノードが、承認の受信に応じて、バッファされたパケットを除去すること、及び、
移動式マイクロノードが、承認が所定の期間に受信されないときバッファされたパケットを再送信すること
を含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
リモートのネットワークノードからデータを受信する方法において、
ネットワークノード上でパケットを受信するステップであって、パケットが移動式接続−組を含み、移動式接続−組が移動の間に変更する移動式ａｄポートを含む、ステップ、
ネットワークノードにてパケットから移動式接続−組を抽出するステップ、
ネットワークノードにて移動式接続−組に対応する固定式接続−組を検索するステップであって、固定式接続−組は接続−確立パケット内部でキャリーされる接続−組に対応する、ステップ、
パケット内の移動式接続−組を固定式接続−組に置き換えるステップ、及び、
固定式接続−組を伴うパケットをＴＣＰ／ＩＰ若しくはＵＤＰ／ＩＰプロトコルスタックに配布するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５７】
更に、
モビリティ状態情報を受信するステップであって、モビリティ状態情報は固定式接続−組と移動式接続−組のマッピング情報を含む、ステップ、及び、
モビリティ状態情報をストレージユニット内に格納するステップ
を含み、
検索するステップが、移動式接続−組にマップされた固定式接続−組をストレージユニットから調べるステップを含む
ことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
請求項４１乃至請求項５７のうちのいずれか一に記載の方法を実施するためのコンピュータ実施可能命令を格納するコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年１月５日出願の米国仮出願第６０／７５６６５６号、２００６年２月１６日出願の米国仮出願第６０／７７４５０２号、２００６年２月１６日出願の米国仮出願第６０／７７４７２０号、２００６年４月６日出願の米国仮出願第６０／７９０２４０号、及び２００６年４月１２日出願の米国仮出願第６０／７９１６８９号の利益を主張するものである。
【０００２】
本出願は、概略、移動式及び流浪式のデバイスのためのシームレスデータネットワークサービスに関し、ＴＣＰ／ＵＤＰ接続及び回線交換音声接続のために汎用モビリティに無線認識を与えるためのエンドツーエンドアプローチの利用に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信の迅速な進歩により、汎用モビリティに対する要求が高まっている。本明細書で用いるように、“汎用モビリティ”という用語は、一定期間静止している、又は、種々の無線若しくは有線のアクセスネットワークに渡って移動／流浪するセルフォン、ＰＤＡ、ラップトップ、デスクトップ、コンピュータなどの、データ通信能力を備える２つのデバイス間での接続確立若しくは接続維持を、意味する。簡単のために、データネットワーク内の種々のポイントに再取り付けされ得るデータ通信能力を伴うデバイスは、実際にどれだけ移動するかに関わりなく、本明細書ではモバイル（移動式）ターミナル（ＭＴ）と称するものとする。
【０００４】
今日、データ及びマルチメディア通信の主要なテーマは、収束である。収束により、種々の種類のモバイルターミナルが、一つ若しくは複数のネットワークインターフェースによって、種々の無線若しくは有線アクセスネットワークを介して、相互に通信できる。ＩＰネットワークの場合、ターミナルにはプライベートの若しくはダイナミックのＩＰアドレスが割り当てられることが多い。従って、種々のデータアクセスネットワークに渡って移動する際、場合によりプライベートの若しくはダイナミックのＩＰアドレスを伴う、２つのＭＴ間のシームレス通信の要求が、存在する。
【０００５】
ＩＰネットワークのための、モビリティサポートプロトコル群が多数存在するところ、全てではないがその多くが、ネットワークインフラストラクチャ内に挿入されるゲートウエイを、要求する。２つの著名な群は、モバイルインターネットプロトコル（ＭＩＰ）とセッションイニシエーションプロトコル（ＳＩＰ）であり、いずれもＩＥＴＦ標準である。ＳＩＰモビリティサポートは、一式としてＩＭＳプロトコル群と共に提供されることが多く、産業界ではＳＩＰ／ＩＭＳとして共に知られている。
【０００６】
従って、ネットワークインフラストラクチャのサポート無しで、モビリティサポートに対する緊急の要求がある。必要な機能は、相互に通信するエンドホスト（ＭＴ）内でのみ実装される。このようなアプローチはエンドツーエンドアプローチと称され、その拡張性ゆえ大抵の企業が好むのであり、ゼロネットワークインフラストラクチャサポートに係るコストを下げる。
【０００７】
ＭＩＰはデータトラフィックのＩＰ層にてモビリティマネジメントを加えるが、ＳＩＰ／ＩＭＳはシグナルプレーン上にのみそれを加える（即ち、コール若しくは接続セットアップフェーズの間のみ用いられる）。それら両方ともマクロモビリティ（即ち、ＭＴの、種々のネットワークに渡る不定期の移動）に適している。更に、ＭＩＰとＳＩＰ／ＩＭＳの両方とも、現存のネットワークインフラストラクチャに対して、複雑でコストのかかるアップグレードを要求する。
【０００８】
従って、同じターミナル内部でＶｏＩＰ接続と回路スイッチ音声接続との間のシームレスハンドオフの方法が要求されるのであり、それは、セルラー音声とＷｉＦｉにおけるＶｏＩＰとの間のモビリティサポートの特別な場合である。現在のソリューションは、ＵＭＡ（無免許モバイルアクセス）、モバイルイグナイト、及びＳＣＣＡＮを含む。しかしながら、これらソリューションの全ては、ネットワークインフラストラクチャサポートを要求する。つまり、ネットワークインフラストラクチャサポートが必要とされないエンドツーエンドソリューションに対する要求が更に存在する。ＷｉＦｉにおけるＶｏＩＰとセルラー音声との間の一般的なモビリティソリューションの特別なケースを与えるに過ぎないが、本出願の実施形態は、エンドツーエンドアプローチのおかげで、従来のソリューションと比較して、軽量で拡張性があり能率がよい。
【０００９】
本出願の実施形態に係るアーキテクチャは、エンドツーエンド・モバイルツーモバイル、略してＥ−ＭＴＭと名付けられる。この名は、ネットワークインフラストラクチャのサポート無しに、モバイルターミナルからモバイルターミナルへのモビリティ及びワイヤレスアウエアＱｏＳ（サービスのクオリティ）を与えるエンドツーエンドアプローチへの、強調を反映するものである。
【００１０】
Ｅ−ＭＴＭアーキテクチャは、現存のシステム（例えば、ＭＩＰ、ＳＩＰ／ＩＭＳ等）に対して相応の利点をもたらす純粋なターミナルベースの分散化ソリューションである。例えば、Ｅ−ＭＴＭアーキテクチャは、ネットワーク側のアップグレードを要求するソリューションと比較して、製品化までの時間がより短いものとなり得る。更に、Ｅ−ＭＴＭアーキテクチャは、非常に拡張性があり、ネットワークを利用するターミナルの数が増えるに連れてもネットワーク内部のモビリティマネジメントノードを見積もる必要は無い。
【００１１】
本出願の一つの形態では、パケットがＮＡＴ（ネットワークアドレストランスレーション）若しくはファイヤウオールボックスをトラバースしなければならない場合であっても、又は、ＭＴのＩＰアドレスが、例えばワイヤレスディスコネクトアンドＰＰＰリコネクトの後のＣＤＭＡ２０００ネットワーク内で動的に変化する場合であっても、Ｅ−ＭＴＭアーキテクチャにより、データパケットは正確にルート付けされ得る。本出願時現在では、同時係属出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３５６３０に開示されるソリューション以外には、動的ＮＡＴトラベルにエンドツーエンドアプローチを与えるソリューションは存在しない。
【００１２】
本出願の第２の背景は、エンドツーエンドアプローチを利用するワイヤレスアウエアＱｏＳ（サービスのクオリティ）の改良に関する。本明細書で利用されるように、“ワイヤレスアウエアトランスポート”の用語は、モバイルターミナル内に実装される機能は、アプリケーションＱｏＳ要求を満足し動的ワイヤレスリンク特性（アップリンクとダウンリンクの両方）に適合するトランスポートビヘイビアを最適化する、ということを意味する。
【００１３】
ワイヤレスアウエアトランスポートのためのＴＣＰ及びＵＤＰを改良するスキームを多数存在するが、ゲートウエイ若しくはネットワーク内（インフラストラクチャサポート要求の）アプローチと殆ど同じパフォーマンスを依然達成する純粋なエンドツーエンドアプローチを、提供することが望ましい。
【００１４】
更に、本出願の形態は、接続に関与するモバイルターミナルが動いているときでも、単一の接続をするためのデータフローのワイヤレスアウエアストライピングに関する。現存の類似のソフトウエアは、マルチプルＴＣＰ／ＵＤＰ接続が利用されることを要求するが、本出願の形態は一つの単体のＴＣＰ／ＵＤＰ接続を利用する。例えば、Ｍｕｓｈｒｏｏｍ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ及びＷｉＢｏｏｓｔのよるソリューションは、ネットワークインターフェース毎に一つのＴＣＰ／ＵＤＰ接続をセットアップしなければならないが、本出願の形態は、マルチプルネットワークインターフェースを利用しつつ、一つの単体のＴＣＰ／ＵＤＰ接続を保持する。ある意味で、本出願は、多重（マルチプル）アクセスネットワークからの帯域幅を結合するソフトウエアボンディング技術に関する。多重（マルチプル）ワイヤレスアクセスネットワークからの帯域幅を結合するハードウエアボンディング技術は多数存在するが、全て特別なチップセットを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本出願の特定の実施形態は、ネットワークインフラストラクチャのサポート無しで、モバイルターミナルが異なるデータネットワークを越えて移動するシームレスハンドオフを設けるシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本出願の別の形態は、モビリティマネジメントを提供し、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして移動式ターミナルが異なるデータネットワークを超えて移動するための信号伝達をするシステム及び方法を、提供する。
【００１７】
本出願の別の形態は、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして、たとえパケットがＮＡＴ／ファイアウオールボックスを通り抜けねばならなくとも、若しくは、たとえ移動式ターミナルのＩＰアドレスが動的に変化しても、データパケットが正しくルート付けされることを保証するシステム及び方法を、提供する。
【００１８】
本出願の別の形態は、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして、異なるＩＰネットワークを超えて移動する移動式ターミナル間で、データパケットを直接にルート付けするシステム及び方法を、提供する。
【００１９】
本出願の別の形態は、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして、異なるＩＰネットワークを超えて移動する間、移動式ターミナルからデータパケットフローをストライプ状にすることを提供するシステム及び方法を、提供する。
【００２０】
本出願の別の形態は、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして、異なるＩＰネットワークを超えて移動する間、移動式ターミナルの内部で回路交換音声／ビデオ通話接続とパケット交換ＶｏＩＰ接続の間でシームレスハンドオフを提供するシステム及び方法を、提供する。
【００２１】
本出願の別の形態は、ネットワークインフラストラクチャサポート無くして、一つの移動式ターミナル内で元のＴＣＰモジュールに関して変更無く、且つ、接続の他方の端にてＴＣＰモジュールの変更無く、同じ移動式ターミナル内でトランスペアレントの片方のＴＣＰの振る舞いの変更を提供するシステム及び方法を、提供する。
【００２２】
本出願の別の形態は、現存のネットワークインフラストラクチャに対して複雑な若しくはコストのかかるアップグレードを要求すること無く、汎用な移動性及び無線認識トランスポートを提供するシステム及び方法を、提供する。
【００２３】
本出願の別の形態は、従来のモビリティ、ハンドオフ、及びローミングスキームに関する重要なアプリケーション関連のＱｏＳ改良を提供する。
【００２４】
一つの実施形態では、移動式ターミナル（ネットワーク内のエンドホスト）にてネットワーキングインテリジェントのみ付加され、ネットワーク内にゲートウエイやサーバが付加されることは要求されない。一つの実施形態では、移動式マイクロノードは、アプリケーションと、ターミナル上で稼動するＴＣＰ／ＵＤＰスタックとに対して、トランスペアレントである。
【発明の効果】
【００２５】
実施形態は、複数の例示の実施形態を参照して記載されているが、本出願の原理に係る精神及び領域の範囲内で、多数の他の修正及び形態が当業者により導出され得ると、考えるべきである。特に、明細書、図面及び添付の請求項の範囲内のコンポーネントパーツ及び／又は主題の組合せ配置の構成にて、種々の変更及び修正が可能である。コンポーネントパート及び／又は構成における変更及び修正に加えて、別途の利用が当業者には明白である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の構成及び実施形態は添付の図面を参照して詳細に説明される。同一の数字は同一の要素を示す。
【００２７】
添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は例示に過ぎずいずれにせよ限定的なものではないことが、当業者には理解され得るところである。この開示の利益を保持しつつ、本出願の他の実施形態が当業者には容易に示唆され得る。
【００２８】
以下の用語は、本開示の実施形態を説明するためにのみ、本明細書全体に渡って利用されるのであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【００２９】
対応ターミナル（ＣＴ）：本明細書において、この用語はＭＴに係る接続の他端におけるターミナルとして用いられる。
【００３０】
パケットのａｄポート：パケットのａｄポートは＜ＩＰアドレス、ポートナンバー＞の対であり、ここでＩＰアドレスはパケットのＩＰヘッダフィールドであり、ポートナンバーはパケットの対応層４のポートナンバーフィールドでキャリーされる。
【００３１】
ｆ−ノード、ｍ−ノード：後で説明するように、固定式マイクロノード及びモバイルマイクロノードは、夫々、ｆ−ノード及びｍ−ノードと略される。
【００３２】
ＩＰ接続：これは、２つのＭＴ（例えば、ＭＴ  ＡとＭＴ  Ｂ）の間のＩＰネットワークにおけるトランスポート層接続であり、組ＴＡＢ＝（ａｄポート１，ａｄポート２）により定義され、ここでａｄポート１とａｄポート２は、夫々、ＭＴ  ＡとＭＴ  Ｂにおけるｆ−ノードの本接続のために配置されるａｄポートである。更に、接続は全て全二重が想定され、ＴＡＢとＴＢＡは反対の組であるが、同じ接続を示す。
【００３３】
ｆ−ａｄポート、ｍ−ａｄポート：ターミナルのｆ−ノード及びｍ−ノードの常時のＩＰ接続のａｄポートを、夫々、ｆ−ａｄポート及びｍ−ａｄポートと称する。
【００３４】
パケットの接続組：この用語は、＜ソースａｄポート，ディスティネーションａｄポート，プロトコル＞の組を示すのであり、ここで、ソースａｄポートは、パケットのソースＩＰアドレス及びソースポートナンバーフィールド内で坦持されるａｄポートである。プロトコルは、パケットのＩＰプロトコルフィールド内に明記される番号である。しかしながら、プロトコルはＥ−ＭＴＭスキームにより変更されないので、省略可能であり、実効的に＜ソースａｄポート，ディスティネーションａｄポート＞として接続組を定義できる。
【００３５】
接続の元の組（若しくは、ｆ（固定式）−組）：この用語は、接続−確立ＩＰパケット、即ち、接続のための夫々のステータスを確立するために２つのホストにより交換される初期接続−確立パケットの内部にキャリーされる接続−組を示す。移動の間、接続のパケットの内部にキャリーされる接続−組は変更し得るが、接続の元の組は固定され変更無しで保たれる。元の組は、ｍ−ノードのｆ−ノードインターフェースでの接続パケット内に見られる組であるので、固定接続−組（ｆ−組）とも称される。
【００３６】
概説
【００３７】
本出願に係る一つのアイデアは、マイクロ−ネットワークの利用により、ネットワークインテリジェンスを純粋に藻バイスターミナル内に加えることである。現在のインターネットアークテクチャの根本問題は、ホストアイデンティティと（アドレスとして周知である）アタッチメントポイントアイデンティティとの間の区別が無いことである。
【００３８】
マイクロ−ネットワークの利用により、アイデンティティの曖昧性の問題を解決する。本明細書では、ホストアイデンティティは、マイクロ−ネットワーク内の固定式ノードの形で、保持される。アタッチメントポイントは、マイクロ−ネットワーク内のモバイルノードとしてモデル化され、接続のライフタイムの間変更することが許容される。接続のライフタイムの間、固定式ノードは決して変更しないから、モバイルノードと、常時変化するネットワークアタッチメントポイントとの間に混乱は生じない。従って、マイクロ−ネットワークアーキテクチャは、アイデンティティの曖昧性の問題を解決し、これにより、本発明の基盤を与える。
【００３９】
従って、本発明に係る実施形態は、ゲートウエイやサーバをネットワークに付加することを要求することは無く、それ故に、エンドツーエンド・モバイルツーモバイル（Ｅ−ＭＴＭ）アーキテクチャと名付けられる。
【００４０】
本明細書に係る形態は、一般化されたＭＴＭアーキテクチャであり、該ＭＴＭアークテクチャは、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３５６３２との同時係属特許出願で開示されており、その内容の全体は参照の上本明細書に引用される。
【００４１】
図１は、一つの実施形態に係る通信システムを示す。図１のシステム１００では、ＭＴ１０２は、ネットワーク１０６−１、１０６−２及び／又は１１０を介してＣＴ１０４と通信している。ＭＴ１０２は、無線リンク若しくは有線リンクによってネットワーク１０６−１、１０６−２と通信可能であり、移動式にも固定式にも成り得る。アクセスポイント１０８−１及び１０８−２は、ＭＴ１０２をネットワーク１０６−１及び１０６−２の夫々に接続するのに、利用され得る。ＭＴ１０２は、ネットワーク１０６−１若しくは１０６−２により割り当てられたインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを有し、それにより、ＭＴ１０２は通信状態となる。即ち、アドレスはＭＴ内にプログラムされ得る。例えば、セルラーホンであるＭＴ１０２は、アクセスネットワークであるネットワーク１０６−１若しくは１０６−２により割り当てられるＩＰアドレスを有するのであり、ここでそのワイヤレスプロバイダはセルラーデータネットワークである。
【００４２】
続いて図１を参照すると、典型的タイプのネットワーク１０６−１、１０６−２は、符号分割多重アクセス方式２０００  １ｘ（ＣＤＭＡ２０００  １ｘ）ネットワーク、符号分割多重アクセス方式２０００  １ｘエボルーションデータオンリ（ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶＤＯ）ネットワーク、ジェネラル・パケット・ラジオ・サービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）ネットワーク、ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ）ネットワーク、エンハンスト・データ・フォー・ジーエムエス・エボルーション（ＥＤＧＥ）ネットワーク、高速ダウンリンクパケット接続（ＨＳＤＰＡ）ネットワーク、ワイ・ファイ（ＷｉＦｉ）ネットワーク、ワイマックス（ＷｉＭａｘ）ネットワーク、及びワイブロ（ＷｉＢｒｏ）ネットワークを、含む。ネットワーク１０６−１、１０６−２は、ダイヤルアップネットワーク、及びイーサネットやトークンリングネットワーク等のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮｓ）を含む有線ネットワークであってもよい。適用可能ネットワークの上記リストは、例示のためのみのものであり、当然のことながら、ＩＰなどの一つ以上のネットワーク層プロトコルの利用を介して、別のネットワークに接続し得るネットワークが利用され得る。
【００４３】
ネットワーク１１０は、単一のネットワークでも、多重相互接続ネットワークでもよい。ネットワーク１１０を構成し得るネットワークの例は、インターネット、ＬＡＮ、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮｓ）、デジタル・サブスクライバ・ライン（ＤＳＬ）ネットワーク、及びケーブルネットワークを含む。それらは、パケット交換ネットワークや回線交換ネットワークでもよい。ネットワーク１１０を構成し得るネットワークの上記リストは、例示に過ぎず、当然のことながら、インターネットプロトコル（ＩＰ）などのネットワーク層プロトコルの利用を介して、別のネットワークに接続し得るネットワークが利用され得る。ＭＴＩＤ（ＭＴ確認者（アイデンティファイア）、後で説明する。）ネームサーバ１１２は、ネットワーク１１０と接続して存在してもよい。この場合、ＭＴ１０２及びＣＴ１０４は、ネットワーク１１０を介してＭＴＩＤネームサーバ１１２と通信し得る。しかし、当然のことながら、ＭＴＩＤネームサーバはネットワーク１０６−１、１０６−２及び１１０を含むネットワーク環境のどこに存在してもよい。
【００４４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の複数の実施形態を詳細に説明する。
【００４５】
トランスペアレント（隠し）モバイルマイクロノード
【００４６】
本発明に係るＥ−ＭＴＭの一つの形態は、図２に示すように、モビリティマネジメントのためにＭＴ１０２内部の通常のＩＰプロトコル処理を固定式マイクロノード（ｆ−ノード）とモバイルマイクロノード（ｍ−ノード）に分離することである。一つの実施形態では、固定式マイクロノード２０２は、ターミナル内部にソケット層から下方のＩＰ層までの現存のネットワークスタックを含む。ネットワーク１０６−１及び１０６−２、並びにリモートＣＴ１０４は、ＭＴ１０２のモバイルマイクロノード２０４とのみ通信すればよく、ＭＴ１０２内のアプリケーション層２０６は固定式マイクロノード２０２のみ見ればよい。ｍ−ノード２０４の動作は、ＭＴ２０１内のアプリケーションからは隠れたままである。ＭＴ１０２がネットワーク１０６−１から新しいネットワーク１０６−２へ移行／移動するとき、（例えば、ＤＨＣＰ、静的割り当て、若しくは他のあらゆる適切なアドレス割り当て方法により）ＭＴ１０２に割り当てられる新しいＩＰアドレスは、モバイルマイクロノード２０４により即座に想定され、一方、固定式マイクロノード２０２は、ＭＴ１０２内で現下稼動するＣＴ１０４とのＴＣＰ／ＵＤＰ接続が無い場合のみ、その新しいアドレスを取得する。
【００４７】
一つの実施形態では、ＭＴ１０２上で稼動するオペレーティングシステムがＵＮＩＸ若しくはＬＩＮＵＸなどの変形であるならば、ｍ−ノード２０４はカーネルモジュールとして実装され得る。ＭＴ１０２がネットワークアプリケーション接続を稼動しているときでも、このモジュールは動的にメモリ内にロードされ得るしそこからアンロードされ得る。
【００４８】
別の実施形態では、ＭＴ１０２上で稼動するオペレーティングシステムがウインドウシリーズからのものであるならば、モバイルマイクロノード２０４はＮＤＩＳドライバとして実装され得る。
【００４９】
ターミナル識別及びアドレシング
【００５０】
Ｅ−ＭＴＭアークテクチャの別の形態は、ＭＴのための識別とアドレシングプロセスを分離することである。ＭＴ識別のために、ＭＴＩＤ、ＭＴ１０２からパケット内にキャリーされるバイトシーケンスがそれに対応するノードに与えられ一義的に識別する。ある実施形態では、ＭＴＩＤは、パケット内のｆ−ノード２０２のＩＰヘッダのＩＰオプションフィールド内にキャリーされる。ＭＴＩＤは、シップネーム（ＳＩＰ  ｎａｍｅ）、移動局識別番号（ＭＳＩＤ）、ｕｓｅｒ＠ｐｒｏｖｉｄｅｒ．ｃｏｍなどのネットワーク接続識別子（ＮＡＩ）、若しくは、存在するのならばパブリックＩＰアドレスの一つ、これらの既に利用可能なグローバル識別子の組合せなどで、不変のものであってもよい。また、ＭＴＩＤは一時的なものでもよく、その場合ネットワークにより動的に割り当てされ、ＭＴ１０２がアクティブ又はネットワークトラフィックを送信する／受信するときのみ存在するのであり、その間には一意性を維持する。
【００５１】
ＭＴＩＤは、個々の接続の始めに、個々の接続に対してＭＴ１０２によりランダムに選択されるＮビットの数字である、一時的な接続毎のＭＴ識別子であってもよい。
【００５２】
接続のためのＭＴ１０２のｆ−ａｄポートは、その接続の存続期間に対して一時的ＭＴＩＤとして選択され得る。しかしながら、このアプローチは、常時の一意的ＭＴ識別を保証し得ない。即ち、２つの異なるＭＴの同時のモビリティにより生じるシナリオがあり、そこでは、それら２つのＭＴが、ＣＴに対して同時にパケットの同じｆ−ａｄポートを送信してしまう。ＣＴがそれらを識別する唯一の方法は、真に一意的なＭＴＩＤを利用することである。
【００５３】
ある実施形態では、ＭＴとＣＴの間のＭＴＩＤの交換は、ＭＩＰスタンダードのプロトコルと類似する安全認証プロトコルを利用して実施され、更に例えばＩＰセキュリティスタンダードによる暗号方法を利用して実施される。
【００５４】
アドレシングに関しては、発信パケットの最外部ＩＰヘッダのソース及びディスティネーションＩＰフィールドは、夫々、ソース及びディスティネーションのｍ−ノードのＩＰアドレスを含み得る。
【００５５】
ＣＴ１０４との接続を開始する前に、ＭＴ１０２は、ＭＴＩＤネームサーバ１１２を利用することにより、ＭＴ自身により（若しくは、特定のケースでは、ｍ−ノードにより）保持される、ＣＴ１０４の周知のＭＴＩＤを分解して現下のＩＰアドレスとすることができる。この分解は、ネットワーク環境内の適切なポイントに配置される、例えば、ネットワーク１１０と接続する、ダイナミックＤＮＳサーバに類似するＭＴＩＤネームサーバ１１２に問い合わせることにより、為され得る。ＭＴＩＤが従来のネーミングスキームを利用するならば、ＭＴＩＤネームサーバ１１２は、例えば、ＤＮＳからＩＰへのトランスレーションのためのＤＮＳサーバ、ＤＮＳからダイナミックＩＰアドレスへのトランスレーションのためのダイナミックＤＮＳサーバ、若しくは、ＳＩＰネームのためのＳＩＰレジストラなどの、該スキームのための従来のネームサーバであればよい。
【００５６】
接続モビリティ状態及び信号伝達
【００５７】
図３を参照すると、ｆ−ノード２０２とｍ−ノード２０４の間で通信されるパケット３０２の一つの実施形態が示される。パケットは、ＩＰヘッダ３０４内にソースＩＰアドレスとディスティネーションＩＰアドレスを、層４ヘッダ３０６内にソースポート数及びディスティネーションポート数を、含み得る。ＩＰアドレスとポート数は、ａｄポートとしてまとめて引用され得る。特に、ｆ−ノード２０２とｍ−ノード２０４の間で通信されるパケット３０２内のＩＰアドレスとポート数は、ｆ−ａｄポート（固定ａｄポート）として引用され得る。更に、ソースｆ−ａｄポートとディスティネーションｆ−ａｄポートは、ｆ−組を構成し得る。本明細書での開示のために、ＭＴからＣＴへの方向及びＣＴからＭＴへの方向で移動する或る接続（ｓとする）のパケットのためのｆ−組は、夫々、ＴＭＣ（ｓ）及びＴＣＭ（ｓ）と示される。
【００５８】
一つの実施形態では、ｍ−ノード２０４は、接続ｓのために、
１）接続ｓのパケットが送信されるネットワークインターフェース２０８のリスト、及び、
２）接続ｓのデータパケットがｍ−ノード２０４を出て特定のインターフェース２０８に入るときに、接続ｓのデータパケットの接続の組となる、上記リスト内の夫々のネットワークインターフェース２０８のための、（ｍ−組と称される）関連のモバイル接続−組
を維持する。しかも、接続ｓのパケットがＭＴにおけるｍ−ノード２０４を出てインターフェースＩに入るとき接続ｓのパケットのｍ−組は、ＴＭＣ（ｓ，Ｉ）と示される。
【００５９】
モビリティ状態信号伝達は、現下の接続モビリティ状態情報を相互に交換するＭＴ及びＣＴのｍ−ノードを含む。ＣＴに信号伝達するＭＴにおける接続モビリティ状態情報は、接続のパケットが送信されている個々のネットワークインターフェースのための次のもの：括り＜ＭＴＩＤ，ＴＭＣ（ｓ），ＴＭＣ（ｓ，Ｉ）＞を含んでもよい。一つの実施形態では、この括りは、あらゆる信号伝達に対して送信され得る基本的なモビリティ状態情報である。送信される任意の更なる情報は、
ａ）ＮＡＴ  ａｄポート、
ｂ）このネットワークインターフェースのためのリンクＱｏＳ情報
を含み得る。
【００６０】
ＭＴから上記の状態情報を受信すると、ＣＴは、ＭＴから将来に受信される接続ｓのデータパケットのためのｆ−組を検索できる接続状態テーブル内に、局所的に格納する。接続状態テーブルは、ストレージ２１０などの接続状態ストレージにより維持されうる。また、ＣＴは状態情報内で運ばれたｍ−組を用いて、自身の接続パケットをＭＴに送信するのに利用される使用中のｍ−組のリストを更新し得る。
【００６１】
一つの実施形態では、モビリティ信号伝達は、接続状態内の変化が生じるときのみ、ＭＴにて為される。しかしながら、一般的にそのことは、センドワンスからセンドエブリパケットのどの範囲でも定期的に為され得る。以下は、モビリティ信号伝達が為されるＭＴでの起こり得るイベントである。
【００６２】
（１）接続の開始若しくは終了；（２）ネットワークインターフェースセット変更：ＭＴが現下接続され且つＭＴが動作中のＩＰアドレスを有するネットワークインターフェースのセットの変更。ネットワークインターフェースの変更は、ｍ−ａｄポート変更の形態、即ち、利用可能なネットワークインターフェースの変更であってもよい。
【００６３】
以下では、図４を参照して、ｍ−ノード２０４とネットワークインターフェース２０８若しくはＣＴ１０４との間の、パケットの適用可能な構造を示す。パケット４０２は、モビリティ状態情報を含み得る。具体的には、個々の接続のためのモビリティ状態情報４０４は、以下に述べるような多数の可能な方法でＭＴ１０２によりＣＴ１０４に送信され得る。
【００６４】
（ａ）個々の接続のためのモビリティ状態情報４０４は、（例えば、図４（ｅ）に示すように、）ＭＴとＣＴのｍ−ノードの間でセットアップされる分散のＴＣＰ若しくはＵＤＰ信号伝達接続において送信される分散のＥ−ＭＴＭ信号伝達パケット内で、送信され得る。
【００６５】
（ｂ）個々の接続のためのモビリティ状態情報４０４は、接続内のダミーデータパケットとして挿入される分散のＥ−ＭＴＭ信号伝達パケット内で送信され、該パケットは、（例えば、図４（ｅ）に示すように、）ＣＴへの接続の通常のデータパケットとして層３−４ヘッダ内に同じｍａｄポートをキャリーしている。
【００６６】
（ｃ）個々の接続のためのモビリティ状態情報４０４は、（例えば、図４（ａ）〜４（ｄ）に示すように、）接続のデータパケット上にピギーバックし得る。パケット長がリンク層により課せられる最大転送単位（ＭＴＵ）を超えてオーバフローする前に、モビリティ情報を収容できるパケット内残余の十分なスペースが在るならば、このアプローチは機能する。層３及び層４ヘッダ内の全長のフィールドは、ピギーバックされる情報によりもたらされる余分なサイズを反映して更新され得る。
【００６７】
信号伝達情報が図４（ａ）〜４（ｄ）に示すような余分なＥ−ＭＴＭヘッダとしてピギーバックされ得るデータパケット内の可能な配置は、以下のようになる。
【００６８】
（ａ）（例えば、図４（ａ）を参照して、）一つの実施形態では、信号伝達情報は、ＩＰヘッダ３０４内のＩＰオプションフィールド内に配置され得る：ＭＴ−ＣＴ接続内のルータでＩＰオプションをキャリーするパケットをドロップするものがないときに、このアプローチは利用される。
【００６９】
（ｂ）信号伝達情報は、ＩＰインＩＰトンネルを利用してピギーバックされ得る（図４（ｂ）参照）。この場合、ピギーバックされたパケットの元のＩＰヘッダ３０４及び層４ポートナンバーフィールドは夫々、パケットが送信されるネットワークインターフェースに対する現下のｍ−ａｄポートのＩＰアドレス部分とポートナンバー部分を含む。モビリティ状態情報４０４は、パケット内部ＩＰヘッダのＩＰオプションフィールド内にピギーバックされ得る。このＩＰインＩＰトンネルスキームは、ＭＴ−ＣＴ接続パス沿いのルータがＩＰインＩＰトンネルを処理するように構成されているならば、機能する。
【００７０】
（ｃ）信号伝達情報は、パケットのアプリケーションペイロード内に配置され得る。このアプローチは、ＩＰオプション若しくはＩＰインＩＰを伴うパケットがミドルボックスによりドロップされてしまうという問題を回避する。モビリティ状態情報４０４は、パケットのアプリケーションペイロードの開始部分に（図４（ｃ）参照）、若しくはアプリケーション層ヘッダの直後に（図４（ｃ）参照）、又はパケットの終わりに（図４（ｄ））、挿入され得る。
【００７１】
Ｅ−ＭＴＭデータトランスファ
【００７２】
Ｅ−ＭＴＭデータトランスファは、データ（即ち、ｆ−ノードに対する／ｆ−ノードからのアプリケーション接続データをキャリーするＩＰパケット）がｍ−ノードによりどのように処理され得るかについて言及する。特定の接続ｓのためのＭＴにおけるデータトランスファアクションを述べる。前述のように、ＴＭＣ（ｓ）によるＭＴからＣＴへのｓのパケットのためのｆ−組、及び、インターフェースＩに対して送信されるパケットのためのｍ−組は、ＴＭＣ（ｓ，Ｉ）と示される。これを受けて、データトランスファアクションのための２つの方法がある。２つの方法はそれらが完了する層、ＩＰ層若しくはＴＣＰ層に依存する。
【００７３】
１．ＩＰ層データトランスファ
【００７４】
発信パケット：図５を参照すると、ｆ−ノードからパケットｐを受信する（Ｓ５０２）のに応じて、ｍ−ノードは送出の前にそれをどのネットワークインターフェースＩに送信するかを選択する（Ｓ５０４）。この選択のためのアルゴリズムは、以下に説明するＭＡＰＦスキームを構成する。インターフェース選択（Ｓ５０４）の後、ｍ−ノードは、前述のモビリティ信号伝達のピギーバックの実施形態と同様にして、ｐ内にそのＭＴＩＤをピギーバックする（Ｓ５０６）。ｍ−ノードは更に、接続及び選択したネットワークインターフェースに基づいて、ｍ−組ＴＭＣ（ｓ、Ｉ）を検索する（Ｓ５０８）。ここで、接続は、パケットのｆ−組に基づいて識別され得る。ｍ−ノードは、ｐの接続組（ｆ−組）を置換する（即ち、ＴＭＣ（ｓ）からＴＭＣ（ｓ、Ｉ）に置換する）（Ｓ５１０）。＜ＭＴＩＤ、ＴＭＣ（ｓ）、ＴＭＣ（ｓ、Ｉ）＞括りは、ｐ内部で、あるパケットではｐに先立ち、ＣＴに既に運ばれており、ＣＴに格納されていることを想起されたい。従って、ＣＴは、ｐを受けると、ｐからＴＭＣ（ｓ、Ｉ）を抽出し、対応する元の組ＴＭＣ（ｓ）を検索するが、ＣＴにてｆ−ノードにｐを引き渡す前に置換してｐに書き込む。
【００７５】
着信パケット：図６を参照すると、ネットワークインターフェースＩでＣＴからパケットｐを受信した（Ｓ６０２）後、ｆ−ノードにｐを転送する（Ｓ６１０）前に、ＭＴのｍ−ノードが、もし存在すれば、パケットからＥ−ＭＴＭ信号伝達ヘッダを除去する。ＭＴのｍ−ノードは、除去されたＥ−ＭＴＭヘッダから、ＣＴのソースＭＴＩＤ及びｐの接続組ＴＣＭ（ｓ、Ｉ’）を抽出する（Ｓ６０４）。その後、ＴＣＭ（ｓ、Ｉ）を抽出するために、その接続状態テーブルからＴＣＭ（ｓ、Ｉ）のための括りｂが検索され得る（Ｓ６０６）。ｍ−ノードは、ｐの接続−組をその元のもの、即ち、ＴＣＭ（ｓ、Ｉ）に書き換え得る（Ｓ６０８）。ｐが純粋なＥ−ＭＴＭ信号伝達パケットであるならば、ｍ−ノードは、接続状態ストレージの下で、前述のように、パケット内部の状態情報を処理し記録した後、それをドロップする。
【００７６】
２．ＴＣＰ層データトランスファ
【００７７】
ＴＣＰ接続ターミネーションは、接続がＴＣＰ接続のときのみ適用され得る。ここで、ｍ−ノードは、ｍ−ノード内でパケットが費やす時間の間、発信若しくは着信パケットに関して上述と同じアクションを実効的に行う。しかしながら、更にｍ−ノードは、ＭＴのｆ−ノードとＣＴの間の元のエンドツーエンドＴＣＰ接続のための隠れたＴＣＰ代理としても、動作する。その元の接続は３部分にスプライスされ、それらの各々はＴＣＰ接続：ＭＴ−ｆ−ノード←→ＭＴ−ｍ−ノード←→ＣＴ−ｍ−ノード←→ＣＴ−ｆ−ノードとして振る舞う。しかしながら、スプライシングは、ＭＴとＣＴ上のｆ−ノードとＴＣＰアプリケーションに対してトランスペアレントであることを維持し得る。
【００７８】
ＮＡＴトラバース問題に対するＥ−ＭＴＭのソリューション
【００７９】
ＭＴからリモートＣＴへ移動するパケットの経路内のＮＡＴ（ネットワークアドレストランスレーション）ルータは、パケットのａｄポートフィールドを変更できる。ＮＡＴルータによりセットされるこの新しいａｄポートの値は、パケットのｎａｔ−ａｄポート、若しくはｎ−ａｄポートと称される。一つのネットワーク若しくはサブネットから他のネットワーク若しくはサブネットへのＭＴのモビリティの間、即ち接続分断後にＭＴが再び接続する際、そのｎ−ａｄポートは変化し、このことによりＭＴとＣＴの間のＴＣＰ／ＵＤＰ接続のドロップが生じる。この問題に対するＥ−ＭＴＭアーキテクチャのソリューションは、まずＣＴのｍ−ノードに対して、ＭＴのｎ−ａｄポート値のＭＴのｍ−ノードにＣＴのｍ−ノードが見ていること、パケット内ではＭＴから受信していることを知らしめさせることである。ＭＴがそれ自身のｎ−ａｄポートの情報をＣＴから受信すると、ＭＴは、ソースｎ−ａｄポートフィールド内のそれ自身のｎ−ａｄポートを、ＣＴに送信する個々のパケット内に挿入することを開始する。一つの実施形態では、ソースｎ−ａｄポートフィールドはパケット内のソースｆ−ａｄポートフィールドに置き換わる。別の実施形態では、ソースｎ−ａｄポートフィールドは、パケット内でソースｆ−ａｄポートフィールドと並んで付加される特別のフィールドである。
【００８０】
１．ＳＩＰメッセージに対するＭ−ａｄポート訂正
【００８１】
以下のタスクもＭＴ及びＣＴにて実行され、送信されるＳＩＰ信号伝達内のソースｆ−ａｄポート値を訂正し得る。
【００８２】
（ａ）図７を参照して、ソースｆ−ａｄポート値をキャリーするＭＴのｆ−ノードから一つ又は複数のパケット内の）ＳＩＰ信号伝達メッセージＭを受信する（Ｓ７０２）と、ＭＴのｍ−ノードは、１）Ｍを送信する（Ｓ７０６）前にＭのコピーをバッファし（Ｓ７０４）、２）Ｍをキャリーするパケットのためのそれ自身のｎ−ａｄポート値をＣＴから受信するまで、待機する（Ｓ７０８）。そのｎ−ａｄポート値を受信すると、ＭＴは、Ｍに記載されたソースｆ−ａｄポート値をｎ−ａｄポート値に置換する。このことはＳＩＰメッセージ訂正として知られ、結果として訂正されたＭのパケットはＳＩＰ訂正パケットとして知られる。ＭＴは、そのｎ−ａｄポートフィールドを、Ｍのバッファされたパケット内に挿入してもよい。それからＭＴは、ＣＴに対して、これらのバッファされたＳＩＰ訂正パケットを全て再送信する（Ｓ７１２）。
【００８３】
（ｂ）メッセージＭの元のパケットを受信すると、ＣＴはそれらをバッファするが、それ自身のｆ−ノードに転送しない。その代わりに、それらパケット内に見られるｎ−ａｄポート値の、ＭＴに送り戻す。その後ＭのＳＩＰ訂正パケットを受信すると、ＣＴはそれらパケットをそのｆ−ノードに転送する。
【００８４】
２．ＮＡＴホールパンチング
【００８５】
’未承諾の’着信パケットのＮＡＴ妨害の処理：ＭＴアクセスネットワークの端におけるＮＡＴルータは、逆方向でありＮＡＴルータを介してｐと同じ接続に属するＣＴへの少なくとも一つのパケットを、ＭＴが送信しないならば、ＣＴによりＭＴに送信されるパケットｐをブロックするように、構成されている。
【００８６】
Ｅ−ＭＴＭアーキテクチャは、前に説明したモビリティ信号伝達実施形態（図４（ｅ）参照）を利用して、個の妨害問題を自動的に解決する。該実施形態では、通常の送信されるべきデータパケットが無いときでも、接続の通常データパケットと同じ接続−組をキャリーするダミーのＥ−ＭＴＭ信号伝達パケットが、ＭＴのｍ−ノードからＣＴへ送信される。これらのダミーパケットは、それらの接続のためのＮＡＴルータ内部にホールがパンチされることを保証する（即ち、ルータは、そのＭＴクライアントの一つが外部のホストＣＴへの接続を開始し従ってその接続のための状態をセットアップすることを、認識する）。続いて、ルータは、ＣＴから、ルータの管轄下にあるＭＴの現下のｍ−ノードＩＰアドレスへ、全ての着信パケットを転送できる。
【００８７】
Ｅ−ＭＴＭの高速ハンドオフ
【００８８】
ＭＴが新しいネットワーク内に移動すると、ＤＨＣＰサーバなどの新しいネットワークのアドレスアロケータから新しいＩＰアドレスを取得する際、通常実質的な待ち時間が存在する。この期間、ＭＴは有効なＩＰアドレスを有さなくとも、Ｅ−ＭＴＭは、ＭＡＣ層方法を利用して、新しいネットワークを介する、ＣＴへの／からの中断のないデータフローを維持できる。従って、ハンドオフディレイは、ＭＴが新しいアクセスポイントのＭＡＣアドレスを取得するのに要求されるより少ない時間にまで減少する。例えば、ネットワークのＤＨＣＰサーバから新しいアドレスを取得するのに、通常１００−５００ｍｓ必要とされるが、ＷｉＦｉでは、新しいネットワークのアクセスポイントＭＡＣアドレスを取得するのに２０−３０ｍｓのみ必要とされる。
【００８９】
上述のようなハンドオフ加速を与える２つの相補的方法を、以下に説明する。イーサネットに類似するＭＡＣアドレススキームを有するネットワーク（例えば、ＷｉＦｉ，ＷｉＢｒｏ，及びＷｉＭａｘネットワーク）内に、両方とも実装され得る。更に、両方ともＭＴのｍ−ノード内に実装され得る。
【００９０】
１．純粋なＭＡＣ層ルーティングを利用する高速ハンドオフ
【００９１】
純粋なＭＡＣルーティングフェーズの間にＭＴからＣＴへのデータフローを維持するが、ＭＴとＣＴがＭＡＣフレームを直接交換できないならば、逆方向には維持しない、という意味で、このアプローチは部分的な解決策である。アプローチは以下のように進む：ｍ−ノードは、新しいネットワーク内でその新しいＭＡＣアクセスポイントのＭＡＣアドレスを素早く検出する。ＣＴが同じアクセスポイントに接続することが検出されると、ｍ−ノードは、直接ＣＴへの接続のＩＰパケットをキャリーするＭＡＣフレームを送信する。そうでないならば、ｍ−ノードは、ＭＴのＭＡＣドライバに、ディスティネーションＭＡＣアドレスを新しいアクセスポイントのものにセットするように要求する。ここでの想定は、アクセスポイントがＩＰルータとまとめられることである。このＩＰルータは受信したＭＡＣフレーム内のＩＰパケットをＭＴから抽出し、ＣＴにおけるそのディスティネーションＩＰアドレスに転送する。
【００９２】
２．リザーブされたＩＰアドレスポールを利用する高速ハンドオフ
【００９３】
このアプローチは、アクセスポイントにおいて相応の構成を要求するので、仮想的なエンドツーエンドである。即ち、ＩＰアドレスのプールが、高速ハンドオフをサポートするアクセスポイントによって、ＭＴによる一時的利用のためにリザーブされる。このアドレスプール、若しくはその一部は、この高速ハンドオフスキームを実装する全てのＭＴに先験的に知られる。ＭＴが新しいアクセスポイントの近傍に移動しそのＭＡＣアドレスを取得すると、そのｍ−ノードはリザーブされたプールからアドレスを選択し、一時的なＩＰアドレスとして利用する。新しいアクセスポイントのネットワークから新しいＩＰアドレスを取得するまで、ｍ−ノードは、リモートＥ−ＭＴＭイネーブルＣＴにて終端する現下アクティブの接続の全データパケット内のｍ−ａｄポートの一時的アドレスを利用する。この一時的アドレスへの／からの変更は、上述の同じモビリティ信号伝達及びデータトランスファスキームを利用して、処理される。一つの重要な課題は衝突に関するもの（即ち、２つのＭＴが同じ期間に同じ一時的アドレスを選ぶこと）である。衝突を回避する／解決する方法は、以下のようである。
【００９４】
衝突の機会を最小化するためのランダムＩＰアドレス：この方法では、ＭＴはプールからランダムＩＰアドレスを選択する。異なるＭＴは独立したランダム決定を採るので、２つのＭＴが同じアドレスを選択する可能性は、１／Ｎ２まで小さくなる。ここでＮはプールのサイズである。この方法は次に説明する完全衝突解決方法によりサポートされ得る。
【００９５】
アドレス・センス・マルチプル・アクセス（ＡＳＡＭＡ）：これは、イーサネット・キャリア・センス・マルチプル・アクセス（ＣＳＭＡ）スキームのＩＰ層バージョンである。同じアクセスポイントに接続する異なるＭＴが、例えば、ＷｉＦｉやＷｉＭａｘなどのイーサネットベースのネットワークメディア内で個々の他のパケットを傍受する／検査することができるときのみ、それは可能である。ＭＴにおける方法は以下のようであり、イーサネットに類似する他のＭＡＣスキームに適用すべきではあるが、イーサネットと関連させて記載している。ＭＴは、’乱雑な’モードで、ネットワークメディア内の他のＭＴにより伝達される全てのＭＡＣフレームを検査し、他のＭＴが現下利用する全てのリザーブＩＰアドレスを収集する。このＭＴはこの情報を利用して、現在用いられていない、もしくはこのＭＴのハンドオフインターバルの間に別のＭＴに用いられないＩＰアドレスを注意深く選択し／リザーブする。トークンパッシング、時分割多重などの種々のリソースアロケーションプロトコルは、調整内のアクセスポイント自身などのネットワーク要素を関連させる必要なく、ＭＴが個々の別のＩＰアドレスリザーブを分散化させて確実に調整するのに、利用され得る。これらのプロトコルの全てでは、ＭＡＣフレーム内の特別のビットは、ＭＴによりネットワークメディア上に配置され、特定のＩＰアドレスを現在リザーブしたことを他のＭＴに信号を送る。高速ハンドオフが終了すると、ＭＴは、リザーブされたＩＰアドレスのリリースについて他のＭＴに同様に信号を送る。
【００９６】
３．上記２つの方法の予報ハンドオフ拡張
【００９７】
新しいアクセスポイントを検出する時間（２０−３０ｍｓ）を削除することで、待ち時間は更に減少され得る。最近見られた隣接のアクセスポイントアドレスをキャッシングし、種々のＭＡＣフレーム内の同じＩＰパケットを夫々それらキャッシュされたアクセスポイントアドレスの一つにマルチキャストすることにより、このことは為され得る。ＱｏＳに対して、ＭＴは、現下利用可能な帯域幅及びリンクのクオリティに基づいてマルチキャストするアクセスポイントを選ぶことができる。
【００９８】
マルチ・アクセス・ネットワークパケット転送（ＭＡＰＰ）
【００９９】
この形態は、ＣＤＭＡ２０００等に関する物理層ソフトハンドオフスキームの一般化されたエンドツーエンドＩＰ層バージョンである。この形態は、ＭＴが単一のＴＣＰ／ＵＤＰ接続と共に多重ネットワーク帯域幅を同時に利用できる帯域幅プーリング若しくはボンディングの形式でもある。ＭＡＰＦでは、ＭＴとそのＣＴ間のパケットフローは、インテリジェントにストライプ状とされる（即ち、ＭＴ及びＳＴが接続する多重アクセスネットワークを介して分割され且つルート付けされる）。一つの例は、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ及びＣＤＭＡインターフェースとのトリモードＭＴである。
【０１００】
ｍ−ノードは、ＭＴのアクセスネットワーク毎の、帯域幅、ディレイ（遅延）、損失、エラー率及び信号強度などの、リンク／ルート状態情報を含むＭＡＰＦ状態を維持する。それは、接続の個々のパケットが送信されなければならないインターフェースを選択するのに、このリンク／ルート状態情報を利用する。ＭＡＰＦの２つの異なるケースは、（ｉ）同じパケットのコピーを多重アクセスネットワークにマルチキャストするソフトハンドオフと、（ｉｉ）パケットをルート付ける現下最良のアクセスネットワークを選択するセレクトキャストとである。一つの実施形態では、ＭＡＰＦはＱｏＳアウエアロードバランシングを行う（即ち、アプリケーションワイズのＱｏｓとネットワークロードバランシング基準に従って、多重アクセスネットワークに対してパケットフローをストライプ状にする）。
【０１０１】
Ｅ−ＭＴＭのトランスペアレントの片側ＴＣＰ（トランスＴＣＰ）
【０１０２】
ＭＴと（必ずしも、Ｅ−ＭＴＭやトランスＴＣＰを稼動しない）他のリモートホストとの間のＴＣＰ接続の質を改良するトランスＴＣＰスキームは、以下の通りである。本明細書で利用される“トランスペアレント”の用語は、ＭＴ、並びに、ＭＴのｆ−ノード内のスタック及びＴＣＰ／ＩＰスタック上で稼動するアプリケーションは、修正される必要がない、ということを意味する。
【０１０３】
ＭＴ８０２とリモートホスト（ＲＨ）８０４との間の個々のＴＣＰ接続８１０は、図８に示すように、内部セグメント８１２と外部セグメント８１４にスプライスされる。内部セグメント８１２は、ＭＴ８０２のｆ−ノード８０６とｍ−ノード８０８の間にあり、ＭＴ８０２内で稼動するアプリケーション及びソケットにより見られるような通常のＴＣＰを利用する。外部セグメント８１４は、ＲＨ８０４とＭＴ８０２のｍ−ノード８０８との間にある。外部セグメントは、フローコントロール及び再伝送スキームを利用する。このスキームの振る舞いは、ＭＴ８０２とＲＨ８０４間のパスで、無線リンクなどの全てのボトルネックリンクに適用されるように、一緒に最適化される。
【０１０４】
上述のトランスＴＣＰの一つの実施形態では、以下のタスクはＭＴのｍ−ノード８０８により実行され得る。
【０１０５】
１．トランスＴＣＰに対しモニターする接続パス状態
【０１０６】
ＭＴのｍ−ノード８０８は通常、外部セグメント８１４のネットワークパスの状態をモニタする。この外部パス状態は、概略ＢＤＬＥＳ（即ち、ボトルネックアベイラブル帯域幅（ＢＡＢ）、パケットディレイ（Ｄ）、パケットロス（Ｌ）、エラーレート（Ｅ）、及び信号強度（Ｓ）の組合せ）として評価される。パス状態モニタリングは、Ｂ、Ｄ、Ｌ、Ｅ及びＳの適切な組合せに基づくが、外部セグメント８１４パス内で予測されるボトルネックネットワークの種類に依存する。
【０１０７】
一つの実施形態では、上流（ＭＴからＲＨへの）パス内のＢＡＢのみがＭＴ８０２にて評価され得る。これは以下のように進む。ＭＴのｍ−ノード８０８は、前の更新後、その上流ＢＡＢ評価Ｔ秒、若しくはＮ受信ＴＣＰ  ＡＣＫを更新する。ここでＴ及びＮは調整可能パラメータであり、時間と共に動的に変化し得る。ＢＡＢ評価更新は、次のように計算され得る。
ＢＡＢ＝Ｘ／Ｔ’
ここで、Ｘは、前のＢＡＢ更新以降、受信されたＴＣＰ  ＡＣＫ内部で確認された通信の上流ＴＣＰバイト量であり、Ｔ’は、前のＢＡＢ更新以降の経過時間である。
【０１０８】
別の実施形態では、ＲＨ８０４は、対応するｍ−ノード（図示せず）ともＥ−ＭＴＭが可能である。Ｍｔ８０２とＲＨ８０４のｍ−ノードは、それら自身の上流及び下流ＢＡＢ評価を交換し、それらの評価をより正確にする。
【０１０９】
２．トランスＴＣＰに対するデータパス処理
【０１１０】
図９を参照して、ＭＴのｍ−ノード８０８は、ｆ−ノード８０６からのＴＣＰ接続８１０に属するＩＰパケットを受信する（Ｓ９０２）、ＩＰパケットは、その後Ｔ−送信バッファ８１６に置かれ、ＲＨ８０４に送られる。
【０１１１】
一方、ｆ−ノード８０８からＴＣＰ接続８１０のＭ発信パケットを受信すると（Ｓ９０２）、ｍ−ノード８０８はプロクシＴＣＰ  ＡＣＫパケットをｆ−ノード８０６に送信し得る（Ｓ９０６）。この場合、Ｍはパラメータであり通常１又は２であるが、調整可能にでき、動的に変更可能である。個々のそのようなプロクシＴＣＰ  ＡＣＫは、ＲＨのものに設定されたソースａｄポートと、ＭＴのｆ−ノードのものに設定されたディスティネーションａｄポートとを伴うＩＰパケットである。プロクシＡＣＫの別のＴＣＰ及びＩＰヘッダフィールドは、将来ＲＨから受信される対応する実際のＡＣＫ内でキャリーされると予想されるまさにその値に設定される。プロクシＴＣＰ  ＡＣＫのペイロードは、プロクシＡＣＫのペイロードフィールドへのＴ受信バッファから取り出されるＲペイロードバイトを動かすことにより、構成される。ここでＲは、ＴＣＰ接続のマックス・セグメント・サイズ（ＭＳＳ）よりも大きくない。Ｔ受信バッファが現在、空であれば、ペイロードはヌルに設定される。ｍ−ノードは、Ｔ送信バッファ内で利用可能なエンプティスペースの適切な分割に対して、プロクシＡＣＫ内の公示されたウインドウフィールドをセットする。
【０１１２】
また、ｍ−ノードは、Ａ＋ｌに対してプロクシＡＣＫのアクノレジメントナンバーフィールドをセットする。ここで、Ａ及びｌは夫々、ｆ−ノードに送信された前のプロクシＡＣＫのアクノレジメントナンバーと、前のプロクシＡＣＫがｆ−ノードに送信されて以来、ｆ−ノードから受信された接続に関する全ての発信パケットのトータルのＴＣＰペイロード長である。
【０１１３】
トランスＴＣＰに対する損失検出：ｍ−ノードは以下の方法を用いて、前に送出されたどのＴＣＰバイトが損失したのか検出する。
【０１１４】
ＲＨ８０４に送出されたが、ＲＨ８０４には未だアクノレジされていないパケットを、“応答されていないパケット”と称する。ｍ−ノード８０８は、個々の応答されていないパケットのコピーをセーブし（Ｓ９０４）、パケットがＲＨ８０４によりアクノレジされると（Ｓ９１０）、そのコピーを除去する（Ｓ９１２）。
【０１１５】
ＴＣＰ接続がＳＡＣＫを利用しているならば、損失されたパケットは、ＲＨから実際のＡＣＫ内でキャリーされるＳＡＣＫブロック情報から、見出される。
【０１１６】
ＴＣＰ  ＡＣＫが、最新に受信された実際のＡＣＫのｒｔｏ（再送時間切れ）の範囲内で受信されないならば、ｍ−ノードは、応答されていないパケットの第１のＬを損失として評価する。ｒｔｏの値は、静的且つ調整可能にすることができ、又は、ＢＡＢ、及びパス状態モニタリングから取得される往復時間統計値の関数として、時間と共に適合され得る。
【０１１７】
ＲＨから、“二重のＡＣＫ”（即ち、同じアクノレジメントナンバーフィールド値をキャリーするＡＣＫ）のＤＡ数を受信すると、ｍ−ノードは、応答されていないパケットの第１のＬ’を損失として評価する。
【０１１８】
ここで、ＬとＬ’は概略、最新に受信された二重ＡＣＫの数ＤＡ、現下応答されていないパケットの数Ｕ、及び接続の現下のＢＤＬＥＳパス状態の関数として、決定される。簡素な実施形態では、Ｌ＝Ｕ及びＬ’＝Ｕ−ＤＡである。
【０１１９】
トランスＴＣＰのための再転送：新しい損失パケット評価が上記ステップにより取得されると、ｍ−ノード８０８は、それらパケットに関する前にセーブされたコピーを、それらのＴＣＰシーケンスナンバーの順にＴ送信バッファ８１６のヘッドに加える（Ｓ９０８）。
【０１２０】
転送率（ＴＲ）コントロール：ｍ−ノードは、ＴＲと示される調整された転送率で、Ｔ送信バッファからネットワークへパケットを転送する。ＴＲの値は、概略、現下のＢＤＬＥＳパス状態により決定される。一つの特定の実施形態では、ＴＲ＝ＢＡＢ＋Ｑ／Ｄであるとして、ＢＡＢが更新されると常にＴＲが更新される。ここで、Ｑは、ＲＨから最新に受信された実際のＡＣＫの中の公示されたウインドウサイズの適切な分割に加えて、パス内のボトルネックリンクにおけるこの接続のために利用可能な待ち行列スペースの見積合計である。
【０１２１】
転送ウインドウコントロール：パケットがＴＲコントロールにより転送される準備が整うと、Ｕ＋１＜＝Ｗであれば転送される。ここで、Ｕは現下の応答されていないパケットの数である。パケットが転送されると、Ｕは１だけインクリメントされる。ここでＷは、接続の現下のＢＤＬＥＳ状態に基づいて適合される送信ウインドウサイズである。簡素な実施形態では、Ｗは、ＴＣＰ接続開始で調整可能な初期値にセットされ、その後、ＢＤＬＥＳ評価に基づいてＴＲが更新される毎にＷ＝ＴＲ＊Ｄにセットされる。
【０１２２】
ＴＣＰ接続の着信パケットを受信すると、ｍ−ノードはそれをＴ受信バッファ内で待ち行列に入れる。
【０１２３】
３．トランスＴＣＰのためのＴＣＰ信号伝達パケットの処理
【０１２４】
一つの実施形態では、ｍ−ノードは、ＴＣＰ接続がＭＴとＲＨの間で完全に確立されたことを検出した後のみ、即ち、最初のＳＹＮ−ＳＹＮＡＣＫ−ＡＣＫシーケンスを検出した後のみ、ＴＣＰデータパス処理に基づいて上述のアクションを利用する。接続リセット（ＲＳＴ）パケットがｆ−ノードから受信されると、ｍ−ノードはネットワークに送出し、Ｔ受信バッファに空きが無くなるまで、プロクシＡＣｋをｆ−ノードに送信することを止める。
【０１２５】
Ｅ−ＭＴＭのトランスペアレントの無線ビデオの質改良
【０１２６】
本出願の別の形態は、ビデオクオリティに対する重要性の順に、ＭＴ−ＣＴパス内のボトルネックリンクがビデオビットで確実に充填されることにより、ストリーミングビデオクオリティを改良することである。以前のアプローチとは異なり、特別なＱｏＳを要求することなく若しくはネットワークパス内でゲートウエイをトランスコードすることなく、このアプローチにより、アプリケーションに対して透過的にビデオクオリティを改良できる。
【０１２７】
ある実施形態では、ｍ−ノード内部の３つのコンポーネントが利用されて、改良されたストリーミングビデオクオリティを達成する。それらは、パスＢＤＬＥモニタリング、インテリジェントビデオフレームドロッピング、及びフローコントロールである。ＢＤＬＥモニタリングは、上述のトランスＴＣＰと同じように、進行する。一方、図１０を参照すると、無線ビデオの改良のためのフレームドロッピングは以下のタスクを行う。
【０１２８】
一つの実施形態では、ｆ−ノードから受信される個々のパケット内でキャリーされるビデオフレームタイプは、深いパケットヘッダインスペクションにより検出される（Ｓ１００２）。例えば、ＭＰＥＧ  Ｉ−フレーム、Ｐ−フレーム、及びＢ−フレームを区別する
【０１２９】
一つの実施形態では、発信パケットストリームを、各々が一つのフレームタイプを含む個々のサブストリームに分割する（Ｓ１００４）。ｉ番目に重要なフレームタイプ（タイプｉと称する）の発信率を、ｒ＿ｉとする。ＢＤＬＥモニタリングから取得されるボトルネック利用可能な帯域幅がＢであれば、ｘをｓｕｍ＿｛ｉ＜＝ｘ｝（ｒ＿ｉ）＞Ｂとなるようなフレームタイプとする。即ち、ＭＴ−ＣＴルートのボトルネック帯域幅は、フレームタイプＸまでの全てのサブストリームがターミナルから完全に転送されたときに、満たすことが始まる（Ｓ１００６、Ｓ１００８）。この後、タイプｘ若しくはより大きいものから幾つかのフレームがドロップされなければならない。
【０１３０】
本実施形態は、レートベースの若しくはクレジットベースのアプローチを利用して、タイプｘ若しくはそれ以上のもののためのｓｕｍ＿｛ｉ＜＝ｘ｝（ｒ＿ｉ）フレームからＢをドロップする。
【０１３１】
Ｅ−ＭＴＭの回路−パケット（Ｃ−Ｐ）ハンドオフ
【０１３２】
本出願のある実地形態では、純粋にエンドツーエンドに基づく、ＭＴとＣＴ間の回路交換とパケット交換のパスの間のコールのシームレス転送は、ネットワークサイドの更新を必要としないで、可能となり得る。一つの実施形態では、ターミナル内の固定されたマイクロノードが、パケットベースのＴＣＰ／ＩＰスタックに加えて、回路交換のコールスタックを含む。Ｃ−Ｐハンドオフスキームは、汎用的であり、ＭＴやＣＴの夫々のキャリア若しくはＩＳＰの回路とパケットの両方のネットワークにおいてＭＴとＣＴの両方に利用され得るアプリケーションのハンドオフのために、利用され得る。ＭＴ及びＣＴの両方が、回路交換の及びパケットベースのネットワークアクセスインタフェース（例えば、ＷｉＦｉ若しくはＷｉＭａｘカードを伴うマルチモードＣＤＭＡセルフォン（携帯電話））を有することが、想定される。音声及びビデオ会議は、Ｃ−Ｐハンドオフを利用するアプリケーションの例である。例えば、ターミナルがＷｉＦｉホットスポットやＷｉＭａｘセルなどのＩＳＰゾーン内に移動すると、Ｃ−Ｐハンドオフは回路ベースのセルフォン（携帯電話）コールからＶｏＩＰコールにスイッチできる。
【０１３３】
以下の記述では、’リンク’は、ＭＴのネットワークインターフェースから（ベースステーション、イーサネットスイッチなどの）ネットワークリンク層アクセスポイントまでのリンク層接続性を、単に示すものである。また、’接続’の用語は、フォンコール（通話）などの回路交換コールも含む。
【０１３４】
ハンドオフプロトコルは、ＭＴとＣＴのＭ−ノード間で動作する。常時、ｍ−ノードは、回路ネットワークインターフェースか、利用可能名パケットネットワークインターフェースの適切な組合せかの、いずれかを利用する。現下コールのために利用されていないリンクのセットは、代替リンクセットと呼ばれる。一つの実施形態では、Ｃ−Ｐハンドオフは２つの要素で構成され得る。
【０１３５】
（ａ）Ｃ−Ｐハンドオフのためのロケーション及びリンククオリティモニタリング及び予測
【０１３６】
ｍ−ノードはリンク状態モニタリング（即ち、回路交換リンクを含むネットワークインターフェースの信号の質及び／又はＢＤＬＥモニタリング）を実施し得る。利用可能であれば、過去のＭＴの動きの習得も含めて、ロケーションの追跡は、正確にリンク状態を予測するのに有用である。特に、モニタされた評価と、利用可能である場合のＭＴのロケーション追跡とを組み合わせると、ＢＤＬＥ及び信号の質に関する代替リンクセットの最良状態が、将来に渡って十分な長期間において、現下利用されるリンクの状態よりも十分な良好を維持するか、に関する予測をなし得る。そうであれば、ハンドオフステータスは’交換準備’の状態になり、コール交換コンポーネントが作動し得る。
【０１３７】
（ｂ）Ｃ−Ｐ接続交換
【０１３８】
いったん作動すると、現在のリンクにおける接続を終了する前であっても、ｍ−ノード内のこのコンポーネントは、予測モジュールにより選択される代替リンクセットにおける進展接続セットアップを即座に行う。このコールを開始する適切なアプリケーションは、ｍ−ノードにより呼び出しされ得る。例えば、回路ボイスコールが進行し、ＷｉＦｉなどの無線パケットインターフェースが信号の質で十分に強くなれば、現在の回路ボイスコールが終了する前であっても、ＭＴ内のＶｏＩＰが呼び出され、ＣＴのＶｏＩＰアプリケーションに先んじてＶｏＩＰコールをセットアップする。一般的に、予めのコールセットアップが終わった後、代替リンクコールにおけるデータフローも予め開始し得る。
【０１３９】
ＭＴにて現在のコールが未だ終了しない期間のこのフローに属するデータビットは、そのＭＴにおけるアドバンスデータビットと称される。現在のコールのリンクの質が十分良好である限り、ＣＴにおけるＭ−ノードは、到達するアドバンスデータビットをドロップし続ける。アドバンスビットが向けられる（ＶｏＩＰ  ａｐｐなどの）コールアプリケーションは、データビットを受信していないときでもコールをドロップしないように構成されなければならない。この構成は、ｍ−ノードのコントロールの下で維持され得る。現在のリンクの質が、所与の期間、落ちてしまうと、若しくは現在のコールが終了すると、ＣＴのｍ−ノードは即座に、アドバンスビットをｆ−ノードに伝達し始める。このポイントで、ハンドオフが完了する。
【０１４０】
（ｉ）音声のためのマイクロホンやビデオ会議のためのカメラなどの、コールに対する夫々のタイプのリアルタイムコンテンツを生成する一つのトランスデューサがあること、及び、（ｉｉ）概略、種々のエンコーダが、回路ベースの及びパケットベースのインターフェースにおけるコールのために利用されることを、上述のＣ−Ｐスキームは想定する。トランスデューサのアウトプットは、これらエンコーダの各々に並行して供給される（例えば、ＣＤＭＡボイスコール、及びＷｉＦｉにおけるＶｏＩＰは、個々のＣＤＭＡとＷｉＦｉ特性に適合する異なるエンコーダを利用し得る）のであり、（ｉｉｉ）エンコーダアウトプットは、アプリケーション−フレーム化され或いはパケット化され、ＣＤＭＡコールスタックやＴＣＰ／ＩＰスタックなどのｆ−ノードコールスタックの中に供給される。回路コール及びパケットコール両方のコンテンツの結果のビット若しくはパケットは、最後にｍ−ノードにインターセプトされる。
【０１４１】
回路−パケットＥ−ＭＴＭは、Ｉｐネットワークが回路交換ネットワークを含む本出願のモビリティサポートの一般化である。ｆ−ノード内の接続エンドポイントとしてのｆ−ａｄポートは、コール回路のエンドポイント識別子を含むように一般化される。同様に、ＭＴＩＤは回路ベースの電話番号を含むように一般化される。電話番号がＭＴＩＤとして利用されると、独立のＭＴＩＤネームサーバの対する必要はない。その代わり、ＭＴＩＤネーム解決のためのエンドツーエンド方法が利用され得る。例えば、電話番号−ＩＰアドレス−変換は以下のように実行され得る。ＭＴが、ＳＭＳメッセージ等のメッセージを回路交換リンクを超えて、ＣＴのＩＰアドレスを要求するＣＴの電話番号に送る。それからＣＴは応答メッセージの中でその現在のＩＰアドレスをＭＴに送る。この回路ベースのメッセージ伝達は、Ｅ−ＭＴＭ信号伝達をキャリーするのにも利用され得る。
【０１４２】
’パケット’という用語は、通常のＩＰパケットを含むだけでなく、回路交換リンク上でキャリーされるフレームのコンテンツペイロードを含むようにも、読まれるべきである。これらの回路フレームペイロードを“ｃ−パケット”と称することとする。ｍ−ノードは、ＩＰパケットコピー内部に一つ又はそれ以上の発信ｃパケットをカプセル化することを決定し得る。ｍ−ノードはＩＰパケットコピーに関して一つ又はそれ以上の選択ネットワークインターフェースに対して別ルートで送る。従って、回路交換ネットワークに向けられた（通話コールの音声ビットなどの）通常のコンテンツフローは、別ルートに送られ、ストライプ状にされ、又は、種々の回路交換ネットワークに対して若しくは多数のパケットベースのネットワークに対してマルチキャストされ得る。正確なストライプ及びマルチキャストのアルゴリズムは、ＱｏＳ基準に依存する。
【０１４３】
反対に、ｍ−ノードは、回路交換リンクに対して、ｃ−パケットとしてＩＰパケットのペイロードを別ルートで送ることを決定し得る。着信パケット方向では、ｍ−ノードは、受信したｃ―パケット若しくはパケットが、それらのｆ―ａｄポートに戻し翻訳されることを保証し得る。そのｆ−ａｄポートが回路エンドポイントであったならば、ｍ−ノードは受信パケットのアプリケーションペイロードを抽出し、その回路エンドポイントに向けられた回路の中に戻してカプセル化し得る。
【０１４４】
本出願の実施形態に係る方法は、コンピュータ読み取り可能媒体内に格納されたコンピュータ実行可能命令に沿って実施され得る。詳細に言うと、コンピュータプログラミングの分野の当業者の慣行によると、上述の動作に係る開示は、コンピュータシステムにより若しくは電子システムにより実施され得る。このような動作はコンピュータ実行と時々称される。象徴的に示されている動作は、信号に関する別の処理だけでなく、データビットを表す電気信号の中央処理装置などのプロセッサによる操作、及び、システムメモリ内などのメモリロケーションにおけるデータビットの維持を含むことが、認められる。データビットが維持されるメモリロケーションは、データビットに対応する特定の電気、磁気、光、若しくは有機特性を有する、物理的ロケーションである。“ネットワークノード”という用語は、中央処理装置などのプロセッサを含み得る、あらゆる電子デバイスを含むと理解されるべきである。
【０１４５】
ソフトウエア内に実装されると、開示の要素は必要なタスクを実行するコードセグメントとなる。コードセグメントはプロセッサ読み取り可能媒体内に格納され、又は、転送媒体若しくは通信リンクにおいてキャリアーウエーブ内に表されるコンピュータデータ信号により転送され得る。“プロセッサ読み取り可能媒体”は、情報を格納し若しくは伝送できるどの媒体も含み得る。プロセッサ読み取り可能媒体の例は、電子回路、半導体メモリデバイス、ＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリ、フロッピディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学ディスク、ハードディスク、ファイバ光学媒体、無線周波数（ＲＦ）リンクなどを含む。コンピュータデータ信号は、電子ネットワークチャネル、光ファイバ、空気、電磁気、ＲＦリンクなどの転送媒体において伝搬し得るどの信号を含んでもよい。コードセグメントは、インターネット、イントラネットなどのコンピュータネットワークを介してダウンロードされ得る。
【０１４６】
本明細書において、“一つの実施形態”、“実施形態”、“例示の形態”などは、該形態に関連して記載された特別の特徴、構造、若しくは特性が本出願の少なくとも一つの実施形態の中に含まれるということを、意味する。明細書における様々な個所でのそのようなフレーズの登場は、全て同一の形態を示すというのではない。更に、特別の特徴、構造、若しくは特性がある形態に関連して記されていると、その特徴、構造、若しくは特性を別の実施形態と関連させることは当業者の技術の範囲内であると考えられる。
【０１４７】
実施形態は、複数の例示の実施形態を参照して記載されているが、本出願の原理に係る精神及び領域の範囲内で、多数の他の修正及び形態が当業者により導出され得ると、考えるべきである。特に、明細書、図面及び添付の請求項の範囲内のコンポーネントパーツ及び／又は主題の組合せ配置の構成にて、種々の変更及び修正が可能である。コンポーネントパート及び／又は構成における変更及び修正に加えて、別途の利用が当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】一つの実施形態に係る通信システムを示す。
【図２】一つの実施形態に係るＭＴの構造を示す。
【図３】一つの実施形態に係る、固定式マイクロノードとモバイルマイクロノードとの間で通信されるパケットの例示の構造を示す。
【図４】一つの実施形態に係る、モバイルマイクロノードとネットワークインターフェースとの間で通信されるパケットの適用可能構造を示す。
【図５】一つの実施形態に係る、発信パケットのためにｍ−ノードにより実施されるオペレーションを示すフローチャートである。
【図６】一つの実施形態に係る、着信パケットのためにｍ−ノードにより実施されるオペレーションを示すフローチャートである。
【図７】一つの実施形態に係るｍ−ａｄポート補正のための方法を示す。
【図８】一つの実施形態に係る、ＭＴとリモートホストとの間のＴＣＰ接続の内部及び外部セグメントを示す。
【図９】一つの実施形態に係る、ｍ−ノードでＴＣＰデータパスを処理する方法を示す。
【図１０】一つの実施形態に係る、ビデオクオリティ改良のためのｍ−ノードでのフレームをドロップする方法を示す。
【符号の説明】
【０１４９】
１００・・・システム、１０２・・・移動式ターミナル、１０４・・・対応ターミナル、１０６・・・ネットワーク、１０８・・・アクセスポイント、１１０・・・ネットワーク、１１２・・・ＭＴＩＤネームサーバ。
【図１】
2009523334.tif 000003
【図２】
2009523334.tif 000004
【図３】
2009523334.tif 000005
【図４】
2009523334.tif 000006
【図５】
2009523334.tif 000007
【図６】
2009523334.tif 000008
【図７】
2009523334.tif 000009
【図８】
2009523334.tif 000010
【図９】
2009523334.tif 000011
【図１０】
2009523334.tif 000012
【国際調査報告】
2009523334.tif 000013