(57)【要約】本発明は、マルチホップ無線通信ネットワーク内においてマルチホップパケット転送するためのシステムと方法を提供する。本方法は、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するための少なくとも４つのアドレスフィールドを含むデータフレーム構造を使用する。本方法は、未知の宛先に向かうパケットを受信するのに応答して、経路決定装置によってルート要求パケットを生成することを含む。ルート要求パケットは、パケットを最初に生成する親装置のアドレスを含む親装置フィールドと、ルート要求パケットを生成した第１経路決定装置のアドレスを含むソースフィールドとを備える。
2009529811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ無線通信ネットワーク内における通信方法であって、前記通信方法は、第１経路決定装置によって、
或る宛先へのパケットを受信することと、
前記宛先へのまたは前記宛先の代理への有効なルート情報が前記第１経路決定装置内に格納されていないことを判定することと、および
ルート要求パケットを生成することと
を含み、
前記ルート要求パケットは親装置フィールドとソースフィールドを含み、
前記親装置フィールドは前記パケットを最初に生成した親装置のアドレスを含み、
前記ソースフィールドは前記ルート要求パケットを生成した前記第１経路決定装置のアドレスを含む、通信方法。
【請求項２】
前記親装置は経路決定装置である、請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記ルート要求パケットは未知の宛先に向かう、請求項１記載の通信方法。
【請求項４】
前記親装置は前記第１経路決定装置を備える、請求項１記載の通信方法。
【請求項５】
前記親装置は、前記第１経路決定装置によって代理された非経路決定装置を備える、請求項１記載の通信方法。
【請求項６】
前記通信方法は更に、宛先経路決定装置によって、
前記ルート要求パケットを受信することと、および
前記宛先経路決定装置が、前記ルート要求の終端装置と、前記終端装置用の代理とを含むグループから選択される装置のうちの１つを備える場合、ルート応答パケットを生成することと
を含み、
前記ルート応答パケットは、
前記ルート要求パケットが向かう装置である終端装置のアドレスを含む終端装置フィールドと、
前記宛先経路決定装置のアドレスを含む宛先フィールドと
を含む、請求項１記載の通信方法。
【請求項７】
前記終端装置は経路決定装置である、請求項６記載の通信方法。
【請求項８】
前記終端装置は非経路決定装置である、請求項６記載の通信方法。
【請求項９】
前記通信方法は更に、中間ノードによって、
前記ルート応答パケットを受信することと、
前記宛先フィールドへの逆エントリを生成することと、
終端装置フィールドを前記ルート応答パケットの前記宛先フィールドと比較することと、および、
前記終端装置フィールドのアドレスが前記宛先フィールドのアドレスとは異なる場合、前記宛先アドレスへの、前記終端装置用の代理テーブル内の代理エントリを更新することと
を含む、請求項６記載の通信方法。
【請求項１０】
前記ルート要求パケットは更に「宛先のみ」ビットを含み、
前記終端装置の種類が前記第１経路決定装置に知られていない場合、前記「宛先のみ」ビットは「真」に設定される、請求項１記載の通信方法。
【請求項１１】
前記通信方法は更に、前記中間ノードによって前記ルート要求パケットを受信することを含む、請求項１記載の通信方法。
【請求項１２】
前記通信方法は更に、前記中間ノードによって前記ルート要求パケットのソースフィールドへの逆エントリを生成することを含む、請求項１１記載の通信方法。
【請求項１３】
前記通信方法は更に、前記中間ノードによって、
前記親装置フィールドを、前記ルート要求パケットのソースフィールドと比較することと、および
前記親装置フィールドが前記ソースフィールドとは異なる場合、前記ソースフィールド内のアドレスへの、前記親装置に対する代理エントリを更新することと
を含む、請求項１１記載の通信方法。
【請求項１４】
前記通信方法は更に、前記中間ノードによって前記第１経路決定装置へのルート応答パケットを生成することを含み、
前記ルート応答パケットは、
前記中間ノードのアドレスを含む宛先フィールドと、
前記パケットの宛先装置の宛先アドレスを含む終端装置フィールドと
を含み、
前記宛先装置は経路決定装置である、請求項１１記載の通信方法。
【請求項１５】
前記通信方法は更に、前記中間ノードによって、
前記中間ノードのローカル代理テーブル中の受信パケットの前記終端装置アドレスを探索することと、
前記終端装置が代理される宛先経路決定装置を識別することと、および、
前記中間ノードの経路決定テーブルを使用することによって、前記宛先装置に次のホップに前記パケットを転送することと
を含む、請求項１１記載の通信方法。
【請求項１６】
マルチホップ無線通信ネットワーク内における通信方法であって、前記通信方法は、第１経路決定装置によって、
パケットを受信することと、および
インテリジェントアクセスポイントへの状態要求パケットを生成することと
を含み、前記第１経路決定装置は前記インテリジェントアクセスポイントに現在関連付けられ、
前記状態要求パケットは、
データパケットを最初に生成した親装置のアドレスを含む親装置フィールドと、
状態要求される終端装置のアドレスを含む終端装置フィールドと、
前記第１経路決定装置のアドレスと、
前記インテリジェントアクセスポイントのアドレスと
を含む、通信方法。
【請求項１７】
前記通信方法は更に、前記インテリジェントアクセスポイントによって、
前記状態要求パケットを受信することと、
前記終端装置がインテリジェントアクセスポイントに現在関連付けられているか否か判定するように関連付けテーブルをチェックすることと、および
前記終端装置の状態と共に前記状態要求の前記第１経路決定装置への状態応答を生成することと
を含み、
前記状態応答は、
前記状態要求パケットからコピーされる前記親装置のアドレスを含む親装置フィールドと、
状態要求が送信される終端装置のアドレスを含む終端装置フィールドと、
前記終端装置が前記インテリジェントアクセスポイントに関連付けられる場合「真」に設定される状態ビットと
を備え、
前記状態ビットは、前記終端装置が前記インテリジェントアクセスポイントに関連付けられていない場合には「偽」に設定される、請求項１６記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して無線通信に関し、特に無線ネットワーク内におけるマルチホップパケット転送に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００６年１月１７日に出願されたリシケシュゴッサイン（Ｈｒｉｓｈｉｋｅｓｈ  Ｇｏｓｓａｉｎ）らの「メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層マルチホップパケット転送のためのシステムと方法」と題する出願第６０／７５９，３５７号の米国仮特許出願からの合衆国法典第３５巻第１１９条第（ｅ）項の下における利益を主張し、全体の内容は、参照によってここに援用される。
【０００３】
インフラストラクチャベースの無線ネットワークは、典型的には、固定と有線のゲートウェイを具備した通信ネットワークを備える。多くのインフラストラクチャベースの無線ネットワークは、有線ネットワークに結合された固定基地局に通信する子局またはホストを利用する。子局は、地理的に移動できる一方で、基地局と無線リンクを通じて通信する。子局が或る基地局の範囲から出る場合、子局は新しい基地局に接続または「ハンドオーバ」可能であり、新しい基地局を通じて有線ネットワークとの通信を開始する。
【０００４】
携帯電話ネットワークまたは衛星ネットワークのようなインフラストラクチャベースの無線ネットワークと比較して、アドホックネットワークは、如何なる固定インフラストラクチャも無い状態で動作できる自己形成型ネットワークである。幾つかの場合、アドホックネットワークは、モバイルノードによって全体的に形成される。アドホックネットワークは、典型的には、多数の地理的に分配された潜在的な子局を含む。子局は場合によっては「ノード」と称され、一または複数のリンク（たとえば無線周波数通信チャネル）によって互いに無線接続される。ノードは、インフラストラクチャベースまたは有線ネットワークのサポート無しに、無線媒体を通じて互いに通信できる。これらのノード間のリンクまたは接続は、既存のノードがアドホックネットワーク内において移動したり、新しいノードがアドホックネットワークに加わるかまたは入ったり、または既存のノードがアドホックネットワークを離脱したりする任意の方法で動的に変化することがある。アドホックネットワークのトポロジが著しく変化することがあるため、アドホックネットワークはこれらの変化に対して動的に調整可能な技術を必要とする。中央制御装置の不足によって、多くのネットワーク制御機能はノード中に分配される。その結果、ノードは、トポロジの変化に応じて自己管理と再構成できる。
【０００５】
ノードの１つの特徴は、各々のノードが、単一の「ホップ」分だけ離れたノードと短距離に亘って直接通信できるということである。そのようなノードは、場合によっては「隣接ノード」と称される。ノードが宛先ノードにパケットを送信し、ノードが複数のホップ（たとえば２つのノード間の距離は、ノードの無線送信範囲を超えるか、または物理的障壁がノード間に存在する）によって分離される場合、パケットが宛先ノードに達するまで、パケットは中間ノードによって中継できる（「マルチホッピング」）。そのような状況では、中間ノードは、パケットが最終宛先に到達するまで、ルートに沿って次のノードにパケット（たとえばデータと制御情報）を送信する。次のノードにパケットを中継するために、各々のノードは、隣接ノードとの対話を通じて収集した経路決定情報（ルーティング情報）を維持すべきである。経路決定情報は、現在のネットワークトポロジを反映するために、ネットワーク内において周期的にブロードキャストできる。
【０００６】
または、正確な経路決定情報を維持すべく送信情報量を低減するために、ネットワークノードは、必要な場合に限り経路決定情報を交換可能である。メッシュ・スケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）として知られる方法では、ノードは、ゲートウェイへのルートに関連付けられた経路決定情報と評価指標を含むＨＥＬＬＯメッセージを周期的に送信する（たとえば毎秒１回）。モバイルノードは、ハンドオフを行なうのに最も効率的な方法を決定するために、ＨＥＬＬＯメッセージから抽出された情報を使用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するための、新規な通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
典型的な実施として、ここに記述した方法は、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するための種類のＩＥＥＥ８０２．１１データフレームで利用可能な４つのアドレスフィールドを利用できる。本方法は、インフラストラクチャ有り（ポータル有り）と、インフラストラクチャ無し（ポータル無し）のネットワークの両方を考慮し、両方への統合された解決策を提供する。提供される方法は、更にメッシュ・スケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）上に構築され、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するための６つのアドレスを使用する。
【０００９】
添付の図面は、様々な実施形態を更に例示し、且つ、本発明に係る様々な原理と利点すべてについて説明する役目をし、ここでは同様の参照符号は、別の図の全体に亘って同一または機能的に同様の要素を参照し、下の詳細な記述と共に、本明細書に組込まれ、且つ、部分を形成する。
【００１０】
当業者は、図中の要素が単純さと明瞭さのために例示され、必ずしも実測するために描かれていないことを認識するであろう。たとえば図中の要素のうちの幾つかの寸法は、本発明の実施形態についての理解を向上させるのを助けるために、他の要素に対して誇張されることがある。
【００１１】
本発明に係る実施形態について詳細に記述する前に、本実施形態は、主として、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層マルチホップパケット転送に関する方法ステップと装置構成要素の組合せを備えると見られるべきである。従って装置構成要素と方法ステップは、ここでの記述の利益を有する、当業者に容易に明白になる本開示を詳細と共に不明瞭にしないように提示されており、ここでは適切な場合、図面中の従来のシンボルによって、本発明の実施形態を理解することに関する特定の詳細のみを示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の少なくとも或る実施形態を利用する典型的な通信ネットワーク１００を示すブロック図である。例示の目的のために、通信ネットワーク１００は、アドホック無線通信ネットワークを備える。たとえばアドホック無線通信ネットワークは、メッシュ型アーキテクチャ（ＭＥＡ）ネットワークすなわち８０２．１１ネットワーク（つまり、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、または８０２．１１ｇ）であることができる。本発明に係る通信ネットワーク１００が任意のパケット化通信ネットワークを更に含むことができることは当業者によって認識されるであろう。たとえば通信ネットワーク１００は、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）、およびＥＧＰＲＳ（拡張ＧＰＲＳ）のようなパケットデータプロトコルを更に利用できる。
【００１３】
図１に示すように、通信ネットワーク１００は、複数のモバイルノード１０２−１〜１０２−Ｎ（概してノード１０２またはモバイルノード１０２またはモバイル通信装置１０２と称される）を備え、またノード１０２に固定ネットワーク１０４へのアクセスを提供するために、複数のインテリジェントアクセスポイント（ＩＡＰ）１０６−１，１０６−２，…１０６−Ｎ（概してノード１０６またはアクセスポイント１０６と称される）を有する固定ネットワーク１０４を備えることができるが、必ず要求されるわけではない。固定ネットワーク１０４は、たとえばコアローカルアクセスネットワーク（ＬＡＮ）と、他のアドホックネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、およびインターネットのような他のネットワークへのアクセスをネットワークノードに提供するための複数のサーバとゲートウェイルータとを備えることができる。通信ネットワーク１００は、他のノード１０２，１０６，または１０７間でデータパケットを経路決定（ルーティング）するための、複数の固定ルータ１０７−１〜１０７−Ｎ（概してノード１０７、固定ルータ１０７、または固定通信装置１０７と称される）を更に備えることができる。議論の目的のために、上で議論したノードが「ノード１０２，１０６，および１０７」、または単に「ノード」、または「通信装置」と総称できることを注記しておく。
【００１４】
当業者によって認識できるように、ノード１０２，１０６，および１０７は、互いと直接、または一または複数の他のノード１０２，１０６，または１０７を介して通信可能であり、ノード間で送信されるパケットのためのルータまたは複数のルータとして動作する。図１に示すように、各々のノードは、ノードと隣接ノードの各々とに関連付けられた送信リンクと受信リンクを使用して、他の隣接ノードに通信する。たとえばノード１０２−Ｎは、図２に示すように、送信リンク１１０−Ａと受信リンク１２０−Ａを使用してノード１０７−Ｎに通信する。更にノード１０２−Ｎは、送信リンク１１０−Ｂと受信リンク１２０−Ｂを使用して、ノード１０６−Ｎに通信する。更にノード１０２−Ｎは、送信リンク１１０−Ｃと受信リンク１２０−Ｃを使用して、ノード１０２−７に通信する。
【００１５】
図２は、本発明に係るノード２００の一実施形態の電子的ブロック図である。ノード２００は、たとえば図１のノード１０２，１０６，および１０７の一または複数を典型的に示すことができる。示されるように、ノード２００は、アンテナ２０５、送受信器（またはモデム）２１０、プロセッサ２１５、およびメモリ２２０を備える。
【００１６】
アンテナ２０５は、通信ネットワーク１００内の一または複数のノード１０２，１０６，１０７からの送信信号を傍受し、通信ネットワーク１００内の一または複数のノード１０２，１０６，１０７に信号を送信する。アンテナ２０５は、送受信器２１０に結合され、送受信器２１０は、プロセッサ２１５の制御の下、ノード２００間でパケット化信号のような通信信号を受信と送信するための従来の復調技術を利用する。パケット化データ信号は、たとえば音声、データまたはマルチメディア情報、およびパケット化制御信号（ノード更新情報を含む）を含むことができる。送受信器２１０がプロセッサ２１５からコマンドを受信した場合、送受信器２１０は、アンテナ２０５を介して通信ネットワーク１００内の一または複数の装置に信号を送信する。代替の実施形態（図示略）では、ノード２００は、通信ネットワーク１００からの信号を受信するための受信アンテナと受信器と、通信ネットワーク１００に信号を送信するための送信アンテナと送信器を備える。同一および代替種類の他の同様の電子的ブロック図がノード２００に対して利用できることは当業者によって認識されるであろう。
【００１７】
送受信器２１０に結合されるプロセッサ２１５は、受信メッセージを処理するための従来の信号処理技術を利用する。追加のプロセッサが、プロセッサ２１５の処理要求に対処するために必要なように利用できることは当業者によって認識されるであろう。
【００１８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ［８０２．１１ｓ要求］は、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するためにＩＥＥＥ８０２．１１のメディアアクセス制御ＤＡＴＡヘッダを使用することを推奨する。従ってマルチホップパケット転送は、メディアアクセス制御層自体の中で行なわれ、８０２．１１ｓのメッシュを単一のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のセグメントとして見る、より高い層に対して透明性がある。経路決定装置は、非転送装置や非経路決定装置のような非ルータブル装置を代理（プロキシ）する。非経路決定装置は、たとえば８０２．１１局（ＳＴＡ）である。経路決定装置すなわちルータブル装置は、たとえば経路決定アクセスポイント（ＡＰ）である。典型的には経路決定装置は、ＳＴＡを代理してパケット転送する。よって、終端局が経路決定プロトコル（ルーティングプロトコル）を維持または実行する必要性は、取除かれる。そして、ＩＥＥＥ８０２．１１との逆方向互換性が提供される。たとえばノード２００が経路決定装置である場合、ノード２００は、通信ネットワーク１００内の非経路決定局を代理してパケット転送するために、図２に示すように、パケット転送マネージャ２３０を備えることができる。
【００１９】
本発明によれば、プロセッサ２１５は、通信ネットワーク１００内におけるパケット転送を管理するパケット転送マネージャ２３０を備える。パケット転送マネージャ２３０は、製造中にノード２００にハードコード化またはプログラムできるか、顧客予約に際して無線でプログラムできるか、またはダウンロード可能なアプリケーションであることが可能であることは当業者によって認識されるであろう。他のプログラミング方法がノード２００にパケット転送マネージャ２３０をプログラムするために利用できることが認識されるであろう。パケット転送マネージャ２３０は、ノード２００内のハードウェア回路であることができることは更に当業者によって認識されるであろう。本発明によれば、パケット転送マネージャ２３０は、示されるようにプロセッサ２１５内に包含できるか、または代わりに、プロセッサ２１５に動作可能に結合された個々のブロックであることができる（図示略）。
【００２０】
ノード２００の必要な機能を行なうために、プロセッサ２１５とパケット転送マネージャ２３０のうちの少なくとも一つは、それぞれメモリ２２０に結合される。メモリ２２０は、好ましくは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびフラッシュメモリを備える。メモリ２２０は、本発明によれば、代理テーブル（プロキシテーブル）２３５と経路決定テーブル（ルーティングテーブル）２４０を格納するための格納先を備える。
【００２１】
メモリ２２０は、ノード２００内に一体化できるか、または代わりに、メモリ記憶装置のような外部メモリ内に少なくとも部分的に包含できることは当業者によって認識されるであろう。メモリ記憶装置は、たとえば加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードであることができる。加入者識別モジュールカードは、典型的には、マイクロプロセッサユニットと、小さな柔軟性のあるプラスチックカード内にカプセル化するのに適したメモリを備える電子装置である。加入者識別モジュールカードは、ノード２００に通信する所定形式のインターフェースを付加的に備える。
【００２２】
ＩＥＥＥ８０２．１１のメディアアクセス制御ＤＡＴＡヘッダは、４つのアドレスフィールドを有する。これらのフィールドのうちの２つは、直ぐ次のホップと、現在パケットを転送するノードとを識別するために使用される。残りの２つのアドレスは、ＤＡＴＡパケットの送信元と、最終宛先を識別するために使用できる。トラフィックの送信元と宛先の両方が経路決定装置である場合、４つのアドレスは、任意の指向されたトラフィックを転送するのに十分である。しかし、宛先が非経路決定装置である場合、特別の注意が経路決定プロトコル設計自体に必要であり、その結果、パケットを受信後の中間ノードは、どの経路決定装置にパケットを転送するかを知っている。これは各々の経路決定装置が代理テーブルを使用することによって一般には行なわれる。宛先が非経路決定装置である場合、パケットを受信後の中間ノードは、対応する代理された経路決定装置を識別するために代理テーブルを使用し、ＤＡＴＡパケットを転送する直ぐ次のホップを識別するために経路決定テーブルを使用する。これはＩＥＥＥ８０２．１１のメディアアクセス制御ヘッダを使用してパケットを転送する一般的なメカニズムである。図３は、ノード２００のような各々の経路決定装置（ルーティング装置）が維持する代理テーブル２３５と経路決定テーブル２４０の典型的なレイアウトを示す。従って４つのアドレスの転送する手法における代理テーブル２３５の維持は、重要なタスクである。本発明は、代理テーブル２３５を使用して、４つのアドレスに基づくメディアアクセス制御層パケット転送を推定する。
【００２３】
アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）のようなプロトコルは、マルチホップ無線ネットワーク内においてパケットを転送するために設計される。しかし、これらのプロトコルは、インターネットプロトコル（ＩＰ）層用に設計されており、メディアアクセス制御層のアドレス制限を考慮していない。メディアアクセス制御層パケット転送の一例は、メッシュ・スケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）である。ＭＳＲは、パケットを転送するために６つのアドレスを使用する。本方法は、従来から「ＭＳＲ６」と称される。本発明は、ＭＳＲ６上に構築され、同一の哲学を使用する。本発明は、ここではＭＳＲ４と称される。本発明は、４つのアドレスに対する解決策に特有の問題に対処する。
【００２４】
［ＭＳＲ４記述］
ＭＳＲ４では、各々の経路決定装置は、図３に示すような２つのテーブルを維持する。経路決定テーブル２４０に加えて、更に、代理テーブル２３５が、非経路決定装置および対応するアクセスポイント（経路決定装置）を識別するために維持される。これらのテーブルは、単一の転送テーブルを生成するために組合わせられることもできる。次の記述では、アドホックモード（ポータル無し）におけるＭＳＲ４動作がまず記述され、その後に続いて、ポータルがあるＭＳＲ４が記述される。
【００２５】
［アドホックモードにおけるＭＳＲ４動作］
［ルート要求パケット（４００）の生成］
経路決定装置は、未知の宛先に対するパケットを受信する。経路決定装置は、経路決定装置自身がパケットを生成する場合、または経路決定装置自身が代理する或る非経路決定装置がパケットを生成する場合、ルート要求（ＲＲＥＱ）パケット４００を生成する。
【００２６】
図４は、本発明に係るルート要求パケット（ＲＲＥＰ）４００の典型的な構造を示す。本発明におけるルート要求パケット４００の構造（つまりＭＳＲ４）は、ソースフィールド４１０と、追加の親装置フィールド４０５を含む。ルート要求パケット４００のソースフィールド４１０は、ルート要求パケット４００を生成する経路決定装置のアドレスに設定される。親装置フィールド４０５は、トラフィックを経路決定装置自身が生成した場合、経路決定装置のアドレスへのアドレスセットを含む。代わりに、親装置フィールド４０５は、現在において経路決定装置自身が代理（プロキシ）する非経路決定装置がトラフィックを生成した場合、非経路決定装置のアドレスへのアドレスセットを含むことができる。
【００２７】
ルート要求パケット４００の終端装置フィールド４１５は、トラフィックの宛先アドレスへのアドレスセットを含む。宛先アドレスへのアドレスセットは、経路決定装置または非経路決定装置のいずれかのアドレスであることが可能である。
【００２８】
ルート要求パケット４００は、「真」または「偽」に設定された「宛先のみ」ビットと共に生成できる。終端装置が経路決定装置であることをルート要求パケット４００の送信元が知っている場合、ルート要求パケット４００の送信元は、「真」または「偽」のいずれかである「宛先のみ」ビットと共に、ルート要求パケット４００を送信できる。しかし、ルート要求パケット４００の送信元が終端装置の種類に気づかない場合、ルート要求パケット４００の送信元は「宛先のみ」ビットを「真」に設定する。よって、ルート要求パケット４００は、古い代理エントリによって中間ノードから送信されるようなことが防止される。
【００２９】
［ルート要求パケット４００の転送］
ルート要求パケット４００を受信後の中間ノードは、ルート要求パケット４００のソースフィールド４１０への逆エントリを更新または生成する。更に、ルート要求パケット４００を受信後の中間ノードは、ルート要求パケット４００の親装置フィールド４０５を、ソースフィールド４１０と比較する。親装置フィールド４０５のアドレスが、ソースフィールド４１０のアドレスとは異なる場合、中間ノードは、親装置に対する代理エントリを、ソースの代理エントリに更新する。その後、中間ノードは、親装置に対する代理エントリがルート要求パケット４００の宛先であるか、または宛先が現在において自身が代理しているか否かチェックするため、代理テーブル２３５と経路決定テーブル２４０を調べる。２つの条件のいずれかが「真」の場合、中間ノードは、ルート応答（ＲＲＥＰ）パケット５００を生成し、ルート応答パケット５００をソースに送信する。そうでなければ、中間ノードは、ＭＳＲ６のような同一のメカニズムを使用して、ルート要求パケット４００を転送する。図２のノード２００のパケット転送マネージャ２３０は、上記の動作を行なうことができる。
【００３０】
［ルート応答パケット５００の生成］
図５は、ルート応答パケット５００の典型的な構成を示す。ＭＳＲ４におけるルート応答パケット５００の構造は、宛先フィールド５１０と終端装置フィールド５０５を含む。宛先フィールド５１０は、ルート応答パケット５００を生成する経路決定装置のアドレスに設定される。トラフィックが自身に向かう場合、終端装置フィールド５０５のアドレスは、経路決定装置のアドレスにセットできる。代わりに、トラフィックが現在において自身によって代理された非経路決定装置に向かう場合、終端装置フィールド５０５のアドレスは、非経路決定装置のアドレスにセットできる。
【００３１】
中間ノードは、ルート応答パケット５００を受信後に、宛先フィールド５１０への逆エントリを更新または生成する。更に、中間ノードは、終端装置フィールド５０５を、宛先フィールド５１０と比較する。終端装置フィールド５０５のアドレスが宛先フィールド５１０のアドレスとは異なる場合、中間ノードは、終端装置に対する代理エントリを、宛先の代理エントリに更新する。その後、中間ノードは、アドホックオンデマンド距離ベクトルとＭＳＲ６のような同一のメカニズムを使用して、ルート応答パケット５００を転送する。上記の動作は、図２に示すノード２００のパケット転送マネージャ２３０によって行なわれることができることが認識されるであろう。
【００３２】
［メッシュ型ネットワークにおけるパケット転送］
ＭＳＲ４におけるＤＡＴＡ転送は、８０２．１１のメディアアクセス制御ヘッダにおいて利用可能な４つのアドレスを利用することによって行なわれる。図６は、典型的なＭＳＲ４パケットであるＤＡＴＡパケット６００の構造を示す。
【００３３】
指向されたトラフィックについて、ＤＡＴＡパケット６００の終端装置フィールド６０５は、経路決定装置または非経路決定装置のいずれかであることが可能である。ＤＡＴＡパケット６００を受信後の中間経路決定装置は、ＤＡＴＡパケット６００を転送するために代理テーブル２３５と経路決定テーブル２４０の両方を調べる。
【００３４】
メッシュにおけるブロードキャストパケット転送は、次の３つのステップである：
第１ステップ：非経路決定装置は、ブロードキャストをアクセスポイント（ＡＰ）に転送するために基本的なＩＥＥＥ８０２．１１のパケット構造を使用できる（３アドレス転送）。
【００３５】
第２ステップ：関連する非経路決定装置が無いメッシュポイント（ＭＰ。アドホックモードにおける非アクセスポイントのメッシュポイント）は、ブロードキャストトラフィックを転送するために、８０２．１１ｓのメッシュデータパケット構造を使用できる（３アドレス転送）。ここではＴｏＤＳとＦｒｏｍＤＳビットの両方が、「０」に設定される。メッシュポイントは、インフラストラクチャモードで動作しており、関連する非経路決定装置を現在有していない場合、８０２．１１ｓのメッシュデータパケット構造を有する４アドレス転送も使用できる。
【００３６】
第３ステップ：関連する非経路決定装置を有するＭＡＰは、ブロードキャストパケットを転送するために４つのアドレスを使用する。ＴｏＤＳとＦｒｏｍＤＳビットは「０」と「１」に設定される。ＩＥＥＥ８０２．１１の第４アドレスは、基本サービスセット識別子（ＢＳＳＩＤ）自体に設定される。ブロードキャストパケットを受信後のメッシュポイントは、ＴｏＤＳとＦｒｏｍＤＳのビットを無視し、メディアアクセス制御ヘッダの第２アドレスが第４アドレスと同一であるか否かチェックする。第２アドレスが第４アドレスと同一である場合、メッシュポイントは、ブロードキャストを受入れ、パケットを転送するために同様のメカニズムに従う。第２アドレスが第４アドレスとは異なる場合、ブロードキャストは、基本サービスセットのみに対するものである。
【００３７】
従ってブロードキャストパケットは、メッシュポイントが関連する非経路決定装置を有していない場合、メッシュデータパケット構造に従う。そうでなければ、ブロードキャストパケットは、基本的なＩＥＥＥ８０２．１１のパケット構造に従う。
【００３８】
［ルートエラー生成］
ＭＳＲ４におけるルートエラー（ＲＥＲＲ）生成処理は、未知の宛先とのリンク失敗についてのルートエラーを生成するために、ＭＳＲ６とアドホックオンデマンド距離ベクトルのような同一の構造に従う。
【００３９】
［ハンドオフ］
非経路決定装置が、或る経路決定装置から別の装置にハンドオフする場合、新しい経路決定装置は、隣接経路決定装置における経路決定エントリを無効にするために２つのホップ代理更新を送信する。ハンドオフ中に、前の経路決定装置が同一の非経路決定装置に対する新しいパケットを受信した場合、ソースへのルートエラーを生成するために、先にここで記述したメカニズムに従う。
【００４０】
［インフラストラクチャモードにおけるＭＳＲ４動作（ポータル有り）］
インフラストラクチャモードＭＳＲ４は、先にここで記述したようなアドホックモード動作に構築され、ＭＳＲ６と同様に動作する。本項では、我々はＭＳＲ４の特徴を概説する。
【００４１】
［対応付け情報］
スタートアップとハンドオフ中に、各々の経路決定装置は、現在において代理する非経路決定装置の関連するポータル概略リストに、対応付けメッセージを送信する。ＭＳＲ４では、対応付け情報をポータルに転送する中間経路決定装置は、更にローカル代理テーブル中の代理情報を学習し更新する。
【００４２】
図７は、対応付けメッセージによる代理更新メカニズムを示す。図７に示すように、先ず初期化段階においてＳＴＡ７００は、標準的なＩＥＥＥ８０２．１１手続を使用することによってＭＡＰ３  ７０５に関連付けられる。ＭＡＰ３  ７０５は、一旦関連付けられるとＳＴＡ７００を代理して、メッシュポータル（ＭＰＰ）７１０への対応付け更新手続を開始する。そうするためにＭＡＰ３  ７０５は、ＳＴＡ７００を代理して、対応付けメッセージをメッシュポータル７１０に送信する。対応付けメッセージを受信後のＭＡＰ１  ７１５は、ＳＴＡ７００に対する自身の代理テーブルを修正し、対応付けメッセージをメッシュポータル７１０に転送する。よってＭＡＰ１  ７１５は、ＭＡＰ３  ７０５がＳＴＡ７００を代理していることを知る。同様の方法によってメッシュポータル７１０は、ＭＡＰ３  ７０５へのオーナーセット（owner set）によって、ＳＴＡ７００に対する新しいまたは更新されたエントリを有する代理テーブル（プロキシテーブル）を更新可能である。その後、メッシュポータル７１０は、ＭＡＰ３  ７０５に送信される対応付け応答メッセージを生成する。一旦ＭＡＰ３  ７０５がＳＴＡ７００に対する対応付け確認を受信すれば、ＳＴＡ７００に対する代理経路決定が確立される。同様のメカニズムは、ＳＴＡ７００のハンドオフ中にも使用される。
【００４３】
任意に、中間ノードは、対応付け情報に基づく代理エントリを更新しないことも可能である。代わりに代理エントリは、オンデマンドで更新される。たとえば状態要求（ＳＲＥＱ）パケットは、「親装置」を含むルート要求パケット４００と同様のメカニズムに従う。中間ノードは、状態要求パケットに基づき、代理エントリを更新する。
【００４４】
［状態要求］
状態要求パケットが要求する宛先に加えて、更に親装置のアドレスを含む。
［状態応答］
インテリジェントアクセスポイントは、状態要求パケット（ＳＲＥＰ）における親装置と宛先の両方を含む。状態要求を開始する経路決定装置は、宛先が同一のインテリジェントアクセスポイントに関連する場合、宛先に対するルート要求パケットを生成するためにこの情報を使用する。
【００４５】
［連続番号の維持］
局（ステーション）がブロードキャストパケットを取得した場合、局はパケットを正常なものとして処理し、連続番号（８０２．１１標準と同一）を無視する。
【００４６】
メッシュ装置がブロードキャストパケットを取得した場合、もしメッシュ装置がブロードキャストパケットとしてＤＡ（ＲＡ）を検出すれば、メッシュ装置はパケットを他のアクセスポイント間通信（ＷＤＳ：Wireless Distribution System）構造のパケットとは異なって扱うであろう。メッシュ装置は、依然として第２アドレスをＴＡアドレスとして解釈するが、第３アドレスをスキップし、第４アドレスをオリジナルのメッシュソースノードとして解釈し、そして第４アドレスを、複製のブロードキャストパケットを除去するために連続番号（ソースメッシュノード中に維持されるグループキャストの連続番号）と対にする。メッシュ装置がパケットを再ブロードキャストする場合、メッシュ装置は、第１アドレスフィールドにブロードキャストアドレスを置く。更にメッシュ装置は、自身のアドレスを、第２アドレスフィールドに置く。そしてメッシュ装置は、受信パケット内の第３アドレスフィールド、連続番号フィールド、および第４アドレスフィールドを、再ブロードキャストパケットの第３アドレスフィールド、連続番号フィールド、および第４アドレスフィールドにコピーする。
【００４７】
ここに記述した本発明の実施形態は、一または複数の従来のプロセッサと、特有の格納されたプログラム指令で構成されることが可能であり、プログラム指令は、ここに記述したメディアアクセス制御層マルチホップパケット転送の機能の幾つか、大部分、またはすべてを実施するために、或る非プロセッサ回路と共に一または複数のプロセッサを制御するものと認識されるであろう。非プロセッサ回路は、無線受信器、無線送信器、信号ドライバ、クロック回路、電源回路、およびユーザ入力装置を含むことが可能であるが、これらに限定されない。そのため、これらの機能は、メディアアクセス制御層マルチホップパケット転送を行なう方法のステップとして解釈されることがある。代わりに、幾つかまたはすべての機能は、状態機械によって実施でき、状態機械は、格納プログラム指令を有していないか、または一または複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）では、各々の機能または機能の或るものの幾つかの組合せは、カスタムロジックとして実施される。勿論、２つの方法の組合せが使用できる。このように、これらの機能のための方法とシステムが記述される。更に、当業者は、ここに開示された概念と原理によって案内される場合、たとえば利用可能時間、現在の技術、および経済的事項によって動機づけられる場合によっては甚大な努力と多くの設計的選択にも拘わらず、最小の実験でそのようなソフトウェア指令とプログラムとＩＣを容易に生成できるであろうことが期待される。
【００４８】
本書面では、第１および第２、上端および底端などのような比較用語は、そのようなエンティティまたは動作の間の如何なる実際のそのような関係または順序を必ずしも要求または意味せずに、１つのエンティティまたは動作を別のエンティティまたは動作から識別するために使用されることが可能である。用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または任意の他の変形物は、非排他的な包含を含むように意図されており、その結果、列挙した要素を含む処理、方法、物品、または装置は、要素だけを含むわけではなく、そのような処理、方法、物品、または装置に明示的に列挙されてない、または固有の他の要素を含むことが可能である。「を備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ．．．ａ）」で始まる要素は、それ以上の制約無しに、その要素を含む処理、方法、物品、または装置における追加の同一要素の存在を排除するものではない。
【００４９】
先の明細書では、本発明の特定の実施形態が記述される。しかし、当業者は、様々な修正と変更が下の請求の範囲で述べられるような本発明の範囲から逸脱すること無しに行なわれることができることを認識する。従って明細書と図面は、限定的な意味よりもむしろ例示とみなされるべきであり、すべてのそのような修正は、本発明の範囲内に包含されるように意図される。利益、利点、問題に対する解決策、そして、如何なる利益、利点、または解決策を生じさせることがある如何なる要素も、請求の範囲のいずれかまたはすべての重大な、必要な、もしくは本質的な特徴、または要素として解釈されるべきではない。本発明は、専ら添付の請求の範囲によって定義され、本出願の係属中になされる如何なる補正、および発行される請求の範囲のすべての均等物を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のシステムと方法を利用する通信ネットワークのブロック図。
【図２】図１の通信ネットワークにおいて使用される通信装置のブロック図。
【図３】本発明の各々の経路決定装置が維持する、代理テーブルと経路決定テーブルの図。
【図４】本発明のルート要求パケット構造を示す図。
【図５】本発明のルート応答パケット構造を示す図。
【図６】本発明のメッシュデータパケット構造を示す図。
【図７】本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るポータルへの典型的な代理対応付け手続を示す図。
【図１】
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【図２】
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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７】
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【国際調査報告】
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