(57)【要約】ワイヤレスネットワークシステムは、変化するトポロジーを有するネットワークを達成するためにモバイル及び固定トランシーバを使用する。ルーチングプロセスは、ファイル又はその他のデータ転送、音声及びビデオのストリーミング、デジタル電話通信、等のフィーチャーを可能にするために前記ネットワークに於けるサービスの品質考慮事項を含む。前記ルーチングプロセスは、トランシーバ装置のネットワークに対する出入り、ネットワーク中での移動に適合する。前記ワイヤレスネットワークを介してインターネット、キャンパス又は企業イントラネット、ホームネットワーク、等の副ネットワークにアクセスすることができる。前記装置のためのフィーチャー、構成及びユーザインターフェースが記載される。メディアコンテンツ及びその他データのセキュリティ及びアクセスコントロールが提供される。
2005536147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワークであって、以下を有する、
第１モバイル無線ユニット（ＭＲＵ）、
第１カバレージ領域を有する第１固定無線ユニット（ＦＲＵ）、ここで、前記第１ＭＲＵは、該第１ＭＲＵが前記第１カバレージ領域内にある時、前記第１ＦＲＵとワイヤレス通信を行うべく作動可能である、そして
第２カバレージ領域を有し、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間の中間ユニットとして機能するように構成された第２ＦＲＵ、ここで、前記第１ＭＲＵは、該第１ＭＲＵが前記第２カバレージ領域内にある時、前記第２ＦＲＵとワイヤレス通信を行うべく作動可能である、
ここで、前記第２カバレージ領域は、前記第１カバレージ領域と異なるが部分的に重複している、そして
前記第１ＭＲＵが前記第２カバレージ領域にある時、前記第１ＭＲＵは、前記第２ＦＲＵを介して前記第１ＦＲＵとワイヤレス通信を行うように作動可能である。
【請求項２】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、更に以下を有する、
前記第２カバレージ領域に位置するとともに、前記第２ＦＲＵと前記第１ＦＲＵとを介して前記第１カバレージ領域に位置する前記第１ＭＲＵとワイヤレス通信を行うように作動可能な第２ＭＲＵ。
【請求項３】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＭＲＵが前記第１ＦＲＵと通信するために使用する無線周波数は、前記第１ＦＲＵが前記第２ＦＲＵと通信するために使用する無線周波数と異なる。
【請求項４】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＭＲＵが前記第１ＦＲＵと通信するために使用する無線周波数は、前記第１ＦＲＵが前記第２ＦＲＵと通信するために使用する無線周波数と同じである。
【請求項５】
請求項２のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＭＲＵが前記第２ＭＲＵと通信するために使用する無線周波数は、前記第１ＭＲＵが前記第１ＦＲＵと通信するために使用する無線周波数と同じである。
【請求項６】
請求項２のワイヤレス通信ネットワークであって、更に以下を有する、
サービス品質（ＱｏＳ）基準に応じてデータを伝送するために前記第１ＭＲＵと関連付けられた処理。
【請求項７】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、データ転送率を含む。
【請求項８】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、前記第１ＭＲＵと前記第２ＦＲＵとの間の通信チャンネルのリライアビリティを含む。
【請求項９】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、無線リンク品質を含む。
【請求項１０】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、伝送されるべきデータの優先順位を含む。
【請求項１１】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、前記第１ＭＲＵと前記第２ＦＲＵとの間の通信チャンネルのセキュリティを含む。
【請求項１２】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、前記第１ＭＲＵが前記第２カバレージ領域にある時に、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間においてワイヤレス通信が起こることを可能にするために必要な中間ユニットの数の最小化を含む。
【請求項１３】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ＱｏＳ基準は、前記第１ＭＲＵが前記第２カバレージ領域にある時に、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間における単数又は複数の通信チャンネルに対するトラフィック負荷の決定を含む。
【請求項１４】
請求項６のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＦＲＵは、前記第１ＭＲＵに対してのみアクセス可能なクローズドドメイン情報を含み、そして
前記第２ＦＲＵは、前記第１ＭＲＵに対してアクセス不能な情報を含む。
【請求項１５】
請求項１４のワイヤレス通信ネットワークであって、セキュリティ情報が格納されたセキュアトークンを使用して、前記第１ＭＲＵが前記クローズドドメイン情報に対してアクセス可能にするために、前記第１ＭＲＵを前記第１ＦＲＵに対して認証する。
【請求項１６】
請求項１５のワイヤレス通信ネットワークであって、前記セキュアトークンは、スマートカード、加入者識別モジュールカード（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍｏｄｕｌｅ（ＳＩＭ）  ｃａｒｄ）、及び認証装置のいずれか１つを含む。
【請求項１７】
請求項１５のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＭＲＵの認証は、ロケーション依存である。
【請求項１８】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記第１ＦＲＵは、そのそれぞれが前記第１ＭＲＵがあるエンティティと通信することを可能に構成される単数又は複数の固定接続を含む。
【請求項１９】
請求項１８のワイヤレス通信ネットワークであって、前記エンティティは、記憶装置、アプリケーション、ワイヤレスネットワーク、及び固定ネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項２０】
請求項１９のワイヤレス通信ネットワークであって、前記記憶装置は、ハードドライブ及びＤＶＤドライブのいずれかを含む。
【請求項２１】
請求項１９のワイヤレス通信ネットワークであって、前記アプリケーションは、ゲームアプリケーション及びユーティリティーアプリケーションのいずれかを含む。
【請求項２２】
請求項１９のワイヤレス通信ネットワークであって、
前記固定ネットワークは、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）及びインターネットのいずれか１つを含む。
【請求項２３】
請求項１９のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ワイヤレスネットワークは、公衆地上モバイル網（ｐｕｂｌｉｃ  ｌａｎｄ  ｍｏｂｉｌｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＬＭＮ））、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、及びセルラーネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項２４】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、更に以下を有する、
第３カバレージ領域を有するとともに、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間の中間ユニットとして機能するように構成された第３ＦＲＵ、
ここで、前記第３カバレージ領域は、前記第１カバレージ領域と異なるが部分的に重複している、
ここで、前記第２ＦＲＵと前記第３ＦＲＵとのいずれかが、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間で、単数又は複数の条件に基づくこれらの間のワイヤレス通信を許容するべく中間ユニットとして機能するように選択される。
【請求項２５】
請求項２４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、前記第２ＦＲＵと前記第３ＦＲＵとのそれぞれのトラフィック負荷を含む。
【請求項２６】
請求項２４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、前記第２ＦＲＵと前記第３ＦＲＵとのそれぞれによって提供される送信品質を含む。
【請求項２７】
請求項２４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、前記第１ＭＲＵと前記第１ＦＲＵとの間の通信に使用されるサービスのレベル又は品質を含む。
【請求項２８】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ネットワークにおけるトラフィックは、ピアツーピア分散方式でルーチングされる。
【請求項２９】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ネットワークにおけるトラフィックは、セキュアエンドツーエンド方式でルーチングされる。
【請求項３０】
請求項１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ネットワークの第１リンクによってルーチングされるトラフィックは暗号化され、前記ネットワークの第２リンクによってルーチングされるトラフィックは暗号化されない。
【請求項３１】
ワイヤレス通信ネットワークであって、以下を有する、
複数のモバイル無線ユニット（ＭＲＵ）、及び
ワイヤレス通信によって互いに接続されるとともに、そのそれぞれが関連するカバレージ領域を有する複数の固定無線ユニット（ＦＲＵ）、ここで、各ＦＲＵは、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵと通信可能であり、各ＦＲＵは、更に、その関連するカバレージ領域内に位置する単数又は複数のＭＲＵと通信可能であり、ここで、各ＦＲＵは、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに関するルーチング情報を収集するように構成されている、
ここで、ソースＭＲＵは、目的地ＦＲＵとの通信を確立するように向けられ、前記ソースＭＲＵは、前記目的地ＦＲＵに関連するカバレージ領域の外部に位置し、単数又は複数のＦＲＵを含む単数又は複数の中間ユニットを使用して、これら単数又は複数のＦＲＵを含む中間ユニットを介して、前記ソースＭＲＵが前記目的地ＦＲＵと間の通信ルートが確立される。
【請求項３２】
請求項２２のワイヤレス通信ネットワークであって、更に以下を有する、
前記複数のＦＲＵに相互接続される追加のＦＲＵ、この追加ＦＲＵは関連するカバレージ領域を有する、
ここで、前記複数のＦＲＵを相互接続するために、前記追加ＦＲＵは、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに関するルーチング情報を収集し、それ自身の同定情報を生成し、この生成された同定情報を、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに放送する、そして
ここで、一旦相互接続されると、前記追加ＦＲＵは、必要な場合、前記通信ルートの一部である前記単数又は複数の中間ユニットの１つとして利用可能となる。
【請求項３３】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ソースＭＲＵと前記目的地ＦＲＵとの間の通信セッション中、前記通信ルートの一部である前記単数又は複数の中間ユニットは、前記通信ルートを最適化された状態に維持するために置き換えられる。
【請求項３４】
請求項３３のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の中間ユニットは、単数又は複数の条件に基づいて置き換えられる。
【請求項３５】
請求項３４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、トラフィック負荷のレベルを含む。
【請求項３６】
請求項３４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、送信品質を含む。
【請求項３７】
請求項３４のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、サービスのレベル又は品質を含む。
【請求項３８】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の中間ユニットは単数又は複数のＭＲＵを含む。
【請求項３９】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記目的地ＦＲＵは、前記ソースＭＲＵに対してのみアクセス可能なクローズドドメイン情報を含み、そして
セキュリティ情報が格納されたセキュアトークンを使用して、前記ソースＭＲＵが前記クローズドドメイン情報にアクセスすることを許容するべく、前記ソースＭＲＵを前記目的地ＦＲＵに対して認証する。
【請求項４０】
請求項３９のワイヤレス通信ネットワークであって、前記セキュアトークンは、スマートカード、加入者識別モジュールカード（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍｏｄｕｌｅ（ＳＩＭ）  ｃａｒｄ）、及び認証装置のいずれか１つを含む。
【請求項４１】
請求項３９のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ソースＭＲＵの前記認証は、ロケーション依存である。
【請求項４２】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記目的地ＦＲＵは、そのそれぞれが前記ソースＭＲＵがあるエンティティと通信することを可能に構成される単数又は複数の固定接続を含む。
【請求項４３】
請求項４２のワイヤレス通信ネットワークであって、前記エンティティは、記憶装置、アプリケーション、ワイヤレスネットワーク、及び固定ネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項４４】
請求項４３のワイヤレス通信ネットワークであって、前記記憶装置は、ハードドライブ及びＤＶＤドライブのいずれかを含む。
【請求項４５】
請求項４３のワイヤレス通信ネットワークであって、前記アプリケーションは、ゲームアプリケーション及びユーティリティーアプリケーションのいずれかを含む。
【請求項４６】
請求項４３のワイヤレス通信ネットワークであって、
前記固定ネットワークは、公衆交換電話網、総合サービスデジタル網及びインターネットのいずれか１つを含む。
【請求項４７】
請求項４３のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ワイヤレスネットワークは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、公衆地上モバイル網（ｐｕｂｌｉｃ  ｌａｎｄ  ｍｏｂｉｌｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ）及びセルラーネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項４８】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記通信ルートは、中間ユニットの最少数又は、所定の閾値に等しい又はそれ以下である、単数又は複数の中間ユニットを含むように最適化される。
【請求項４９】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、単数又は複数の中間ユニットは、いかにしてトラフィックを前記通信ルートに沿って転送するかを決定するために、他のＦＲＵに関して収集された前記ルーチング情報を利用する。
【請求項５０】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記通信ルートのための前記単数又は複数の中間ユニットは、単数又は複数の条件に基づいて選択される。
【請求項５１】
請求項５０のワイヤレス通信ネットワークであって、第１の中間ユニットが、第１条件に基づいて前記通信ルートに含まれ、
第２の中間ユニットが、第２条件に基づいて前記通信ルートに含まれ、そして
前記第１条件は前記第２条件と異なる。
【請求項５２】
請求項５０のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、単数又は複数の中間ユニットに関連するトラフィック負荷のレベルを含む。
【請求項５３】
請求項５０のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、単数又は複数の中間ユニットに関連する送信品質を含む。
【請求項５４】
請求項５０のワイヤレス通信ネットワークであって、前記単数又は複数の条件は、前記ソースＭＲＵと前記目的地ＦＲＵとの間の通信に使用されるサービスのレベル又は品質を含む。
【請求項５５】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ネットワークにおけるトラフィックは、ピアツーピア分散方式でルーチングされる。
【請求項５６】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、前記ネットワークにおけるトラフィックは、セキュアエンドツーエンド方式でルーチングされる。
【請求項５７】
請求項３１のワイヤレス通信ネットワークであって、第１中間ユニットによってルーチングされるトラフィックは暗号化され、第２中間ユニットによってルーチングされるトラフィックは暗号化されない。
【請求項５８】
複数のモバイル無線ユニット（ＭＲＵ）と、無線通信によって互いに接続された複数の固定無線ユニット（ＦＲＵ）とを有するワイヤレス通信ネットワークを管理する方法であって、各ＦＲＵが関連するカバレージ領域を有し、各ＦＲＵが、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵと通信可能で、各ＦＲＵが更に、その関連するカバレージ領域内に位置する単数又は複数のＭＲＵと通信も可能で、各ＦＲＵがその関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに関連するルーチング情報を収集するように構成されているものにおいて、前記方法は以下の工程を有する、
目的地ＦＲＵとの通信を確立するべくソースＭＲＵを向ける意思表示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を受け取る、ここで、前記ソースＭＲＵは前記目的地ＦＲＵに関連する前記カバレージ領域の外部に位置する、そして
単数又は複数のＦＲＵを含む単数又は複数の中間ユニットを使用して、これら単数又は複数の中間ユニットを介して、前記ソースＭＲＵが前記目的地ＦＲＵと通信することを可能にするべく通信ルートを確立する。
【請求項５９】
請求項５８の方法であって、更に以下の工程を有する、
前記複数のＦＲＵに対して相互接続される追加ＦＲＵを追加する、前記追加ＦＲＵは関連するカバレージ領域を有する。
【請求項６０】
請求項５９の方法であって、前記追加ＦＲＵを追加する工程は更に以下の工程を含む、
前記追加ＦＲＵに、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに関するルーチング情報を収集させる。
【請求項６１】
請求項６０の方法であって、前記追加ＦＲＵを追加する工程は更に以下の工程を含む、
前記追加ＦＲＵにそれ自身の同定情報を生成させる、そして
前記生成された同定情報を、その関連するカバレージ領域内に位置する他のＦＲＵに対して放送する、
ここで、一旦相互接続されると、前記追加ＦＲＵは、必要な場合、前記通信ルートの一部である前記単数又は複数の中間ユニットの１つとして利用可能となる。
【請求項６２】
請求項５９の方法であって、更に以下の工程を含む、
前記ソースＭＲＵと前記目的地ＦＲＵとの間の通信セッション中、前記通信ルートの一部である前記単数又は複数の中間ユニットを置き換えて、前記通信ルートを最適化された状態に維持する。
【請求項６３】
請求項６２の方法であって、前記単数又は複数の中間ユニットは、単数又は複数の条件に基づいて置き換えられる。
【請求項６４】
請求項６３の方法であって、前記単数又は複数の条件は、トラフィック負荷のレベルを含む。
【請求項６５】
請求項６３の方法であって、前記単数又は複数の条件は、送信品質を含む。
【請求項６６】
請求項６３の方法であって、前記単数又は複数の条件は、サービスのレベル又は品質を含む。
【請求項６７】
請求項５８の方法であって、前記単数又は複数の中間ユニットは単数又は複数のＭＲＵを含む。
【請求項６８】
請求項５８の方法であって、前記目的地ＦＲＵは、前記ソースＭＲＵに対してのみアクセス可能なクローズドドメイン情報を含み、そして
セキュリティ情報が格納されたセキュアトークンを使用して、前記ソースＭＲＵが前記クローズドドメイン情報にアクセスすることを許容するべく、前記ソースＭＲＵを前記目的地ＦＲＵに対して認証する。
【請求項６９】
請求項６８の方法であって、前記セキュアトークンは、スマートカード、加入者識別モジュールカード（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍｏｄｕｌｅ（ＳＩＭ）  ｃａｒｄ）、及び認証装置のいずれか１つを含む。
【請求項７０】
請求項６８の方法であって、前記ソースＭＲＵの前記認証は、ロケーション依存である。
【請求項７１】
請求項５８の方法であって、前記目的地ＦＲＵは、そのそれぞれが前記ソースＭＲＵがあるエンティティと通信することを可能に構成される単数又は複数の固定接続を含む。
【請求項７２】
請求項７１の方法であって、前記エンティティは、記憶装置、アプリケーション、ワイヤレスネットワーク、及び固定ネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項７３】
請求項７２の方法であって、前記記憶装置は、ハードドライブ及びＤＶＤドライブのいずれかを含む。
【請求項７４】
請求項７１の方法であって、前記アプリケーションは、ゲームアプリケーション及びユーティリティーアプリケーションのいずれかを含む。
【請求項７５】
請求項７１の方法あって、前記固定ネットワークは、公衆交換電話網、総合サービスデジタル網及びインターネットのいずれか１つを含む。
【請求項７６】
請求項７１の方法であって、前記ワイヤレスネットワークは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、公衆地上モバイル網（ｐｕｂｌｉｃ  ｌａｎｄ  ｍｏｂｉｌｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＬＭＮ））及びセルラーネットワークのいずれか１つを含む。
【請求項７７】
請求項５８の方法であって、前記通信ルートは、中間ユニットの最少数又は、所定の閾値に等しい又はそれ以下である、単数又は複数の中間ユニットを含むように最適化される。
【請求項７８】
請求項５８の方法であって、単数又は複数の中間ユニットは、いかにしてトラフィックを前記通信ルートに沿って転送するかを決定するために、他のＦＲＵに関して収集された前記ルーチング情報を利用する。
【請求項７９】
請求項５８の方法であって、単数又は複数の中間ユニットは、いかにしてトラフィックを前記通信ルートに沿って転送するかを決定するために、他のＭＲＵに関して収集された前記ルーチング情報を利用する。
【請求項８０】
請求項５８の方法であって、単数又は複数の中間ユニットは、いかにしてトラフィックを前記通信ルートに沿って転送するかを決定するために、他のＦＲＵ及びＭＲＵに関して収集された前記ルーチング情報を利用する。
【請求項８１】
請求項５８の方法であって、前記通信ルートのための前記単数又は複数の中間ユニットは、単数又は複数の条件に基づいて選択される。
【請求項８２】
請求項８１の方法であって、第１の中間ユニットが、第１条件に基づいて選択され、
第２の中間ユニットが、第２条件に基づいて選択され、そして
前記第１条件は前記第２条件と異なる。
【請求項８３】
請求項８１の方法であって、前記単数又は複数の条件は、単数又は複数の中間ユニットに関連するトラフィック負荷のレベルを含む。
【請求項８４】
請求項８１の方法であって、前記単数又は複数の条件は、単数又は複数の中間ユニットに関連する送信品質を含む。
【請求項８５】
請求項８１の方法であって、前記単数又は複数の条件は、前記ソースＭＲＵと前記目的地ＦＲＵとの間の通信に使用されるサービスのレベル又は品質を含む。
【請求項８６】
請求項５８の方法であって、トラフィックは、ピアツーピア分散方式で前記通信ルートに沿ってルーチングされる。
【請求項８７】
請求項５８の方法であって、トラフィックは、セキュアエンドツーエンド式で前記通信ルートに沿ってルーチングされる。
【請求項８８】
請求項５８の方法であって、第１中間ユニットによってルーチングされるトラフィックは暗号化され、第２中間ユニットによってルーチングされるトラフィックは暗号化されない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その開示を、全ての目的のために全体をここに参考文献として合体させる、２００２年８月１４日出願の「ダイナミックなサービスの品質の提供を使用するモバイルブロードバンドネットワークのためのシステム」と題する米国仮特許出願第６０／４０３，７８６号からの３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本発明は、一般にネットワーク通信、詳しくは、ダイナミックに変化するトポロジーを有するネットワークに於けるデータ転送を最適化するために、サービス品質基準に基づくダイナミックルーチングを備える固定及びモバイルワイヤレストランシーバを含むシステムに関する。
【０００３】
ワイヤレスネットワークの人気が益々高まっている。８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  （ＵＷＢ）、等の規格によって、ユーザは、無線周波数スペクトルの部分を介してワイヤレス接続することができる。ワイヤレスネットワークシステムのコストが低下し、その人気が高まるにつれて、これらのシステムはより一般的になりつつある。いくつかのシステムは、種々の装置間における比較的に規制されない情報の転送のためのチャンネルを提供する。それらの装置は、正規の登録、許可、行政による認可、又はその他のアクセス規制無しで、異なるユーザによって所有又は操作可能である。モバイルワイヤレストランシーバが使用される場合、ワイヤレスネットワークにアクセスする装置の数とタイプは常時変化しうる。
【０００４】
今日利用可能なタイプのワイヤレスシステムには、いくつかの用途において欠点がある。前記８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ規格のシステムは、二つの作動モード、即ち、インフラストラクチャモードとアドホック（Ａｄ−Ｈｏｃ）モードとを有する。前記インフラストラクチャモードは、専用の無線コントローラを使用し、主として、標準イーサネットネットワーク接続への直接ワイヤレスリンクを提供するように構成されている。前記アドホックアプローチは、ピアツーピアネットワーキングを可能にし、同じワイヤレスチャンネル上の複数のＰＣからなる非常に小さなネットワーク間のファイル共有を可能にする。このネットワークのノードは、ワイヤレスメディアに対するそれら自身のアクセスをコントロールする。アドホックモードは、主として、イーサネットバックボーンが利用できない場合や緊急ネットワークが必要な場合に、少数のコンピュータを一時的に相互接続するのに使用される。企業イーサネットネットワークやインターネット接続へのアクセスを得る手段は無い。従って、いずれの構成も、マルチホップ伝送用に構成されていない。マルチホップ構成においては、データは、目的地受信装置に到達する前に中間ワイヤレスレシーバを通して伝送される。
【０００５】
一般に、ワイヤレスネットワークにおける通信チャンネルの品質は、例えば、ある装置上で実行するソフトウエアプロセスが、所与の時間間隔で特定の伝送速度を保証されるようにはなっていない。これにより、一定のビット又はパケットエラー率（ＢＥＲ又はＰＥＲ）を必要とするサービスを提供することが非常に困難となる。メディア、ビデオ、音声のストリーミングがこの範疇に属する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワイヤレス通信に対するその他のアプローチも、包括的なシステム構成を提供するものではない。例えば、ＵＷＢは、無線物理層を規定するに過ぎない。これは、いかにビットが無線インターフェース物理接続上で伝送されるかを定義するに過ぎない。ＵＷＢワイヤレスネットワーク内での、複数の装置、チャンネル、リンク、等の協調を可能にするフレキシブルなプロトコルのための定義はない。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、確かに、複数の装置間のポイントツーポイント通信のためのいくつかのフィーチャーを備えているが、これを、複数のモバイルワイヤレストランシーバからなるものなどの、変化するトポロジーを有するネットワークにおいては利用することが困難なマスタースレーブ関係に基づいて行う。更に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーク内の全てのノードは、協調の目的のための少なくともマスタを見る（ｓｅｅ）ことが出来なければならない。これによってネットワークの作動範囲が制限されることは明らかである。
【０００７】
フレキシブルなワイヤレス通信システムのためのその他の考慮事項としては、スケーラビリティ、レンジ、ユーザインターフェースプレゼンテーション、ネットワーク管理、無線干渉の最小化、市場付加価値（ｍａｒｋｅｔ  ｄｅｓｉｒａｂｉｌｉｔｙ）を作り出すユーザフィーチャーの創出、セキュリティ及びアクセスコントロール、物理構成、装置のフィーチャーと作動、等が挙げられる。
【０００８】
従って、ユーザモビリティに対応するべくダイナミックに変化するトポロジーを使用し、しかも、複数の装置からの異質なユーザトラフィックをより効率的に受け入れ取り扱うことが可能なワイヤレスネットワークを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の要約
本発明のシステムは、複数のワイヤレストランシーバが、ダイナミックなトポロジーを有するネットワークにおいて管理されかつ最適な状態でフレキシブルに通信することを可能にする。一好適実施例において、二つのタイプのトランシーバが使用される。その１つは、モバイル無線ユニット（ＭＲＵ又は「モバイルユニット」）であり、１つは半固定又は固定無線ユニット（ＦＵＲ又は「固定ユニット」）である。前記モバイルユニットは、無線周波数（ＲＦ）送受信能力を備えるハンドヘルド又はポータブルコンピュータ装置として構成することができる。前記固定ユニットは、通常、より強力な無線トランシーバを備え、したがって、より長距離のＲＦ伝送能力を有する、パソコン、サーバ、等のより大型の処理システムである。
前記モバイルユニットは、音楽（又はその他の音声）再生録音、アドレスブック、カレンダー、データ格納及び伝送、等の消費者指向フィーチャーを提供するように構成される。その他のフィーチャーとして、デジタル電話、ローカルの（ｌｏｃａｌ）、ダウンロードした、又は、ストリーミングのビデオの再生、等を含めることができる。前記モバイルユニットのハードウエア、ソフトウエア及び物理的構成の様々な側面について以下更に記載する。
【００１０】
本発明の一好適実施例において、固定ユニットは、１つの特定の固定ユニットに対して登録された単数又は複数のモバイルユニットを備えて家庭内に設置されるものとして構成される。固定ユニットとモバイルユニットは、共に、短距離又は長距離無線チャンネルを介して互いに通信することができる。これらのユニットは、単数又は複数の「ホップ」を介してデータ伝送又は通信し、ここで、「ホップ」は、それらが固定ユニット又はモバイルユニットのいずれであっても、二つのユニット間の通信を可能にし、第１のユニットは、この第１ユニットのレンジ（範囲）外である第２ユニットと通信するが、そのデータが最終的には、中間ユニットを介して第２ユニットへとリレー可能となるように、中間ユニットを介したデータの伝送によって通信が達成される。ここで、「ホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇ）」とは、中間リレーポイントを、追加、削除、変更又は改変するために単数又は複数の中間ユニットをダイナミックに変化させることをいう。或いは、二つの近傍のユニットは、中間ユニットの必要無く、直接通信することも可能である。
【００１１】
前記ネットワークのユニットの大半はモバイル式であるので、本発明において詳述されるユニークな処理は、連続的に変化するワイヤレスネットワーク環境又はトポロジーにおいてルーチングを行うことが可能である。重要なことは、前記固定ユニットは、本発明の「ホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇ）」方法において中間ユニットとして作用できることである。送信側ユニットと受信側ユニットとの間の最善の経路は、複数の伝送間において、又は、１つの伝送内においてさえ変化しうる。なぜなら、ネットワークの根底にあるトポロジーが変化することによって、モバイルユニットが移動するか、それらの利用可能性がその他の理由によって変化するからである。
【００１２】
本発明のワイヤレスシステムの１つの特徴は、ユニットの位置及びユニット間チャンネル状態を追跡するルーチング方法である。このルーチング方法は、その非限定的具体例として、データ転送速度、リライアビリティ、ユニットホップの数、負荷、混雑、必要なサービスの品質（ＱｏＳ）、等が挙げられる、ルーチング評価において、例えば、ユーザ、装置またはプロセスに対して提供されるべき望ましいＱｏＳ、等の追加の要因も使用することができる。例えば、あるユーザが装置の音声フィーチャーを利用している時、前記ルーチング方法は、音声品質が確実に維持されるようにドロップアウトの無い最小限度のデータ転送速度又は遅延時間を確保するように試みる。このフィーチャーは、ファイルのダウンロード等よりも高レベルのサービスを有する。なぜならばファイルのダウンロードが休止してもそれはそのユーザに対して決定的な影響は与えないからである。本発明の１つの利点は、ネットワークのユーザによって要求されているフィーチャーに基づいて、必要なサービスのレベルを判断することが可能であることにある。従って、ユーザは、ネットワークの状態に関して気にする必要がないが、他方、他のネットワークにおいては、ユーザは、無線状態が改善されるまでは、会話又はその他のアクションを行うことを停止しなければならないかもしれない。
【００１３】
前記ルーチング方法のその他の側面には、トランシーバの位置の登録又は検出がある。固定ユニットが家庭内に設置される場合、ユーザは、その位置を、例えば、緯度及び経度座標値を導出することが可能となるように、マニュアル的に記述することができる。内蔵されたＧＰＳによっても同じタスクを行うことが可能であろう。別のアプローチは、複数の既知のトランシーバの位置を利用することによって、トランシーバの位置を、三角測量する方法である。ルーチングの目的のために有用なユニットの種々の特徴に関するデータは、種々のユニット、中央位置、又はそれらの両方においてテーブル（又はその他の格納形態）に維持される。それらのテーブルは、必要に応じてネットワークを全体を通して伝搬される。ネットワークにユニットが持ち込まれる時、又は、ユニットがネットワークから持ち出される時、前記ルーチング方法（単数又は複数）は、望ましいレベルのサービスを維持するように試みる。
【００１４】
本発明において使用されるＲＦ（無線）トランスミッタの１つの特徴は、指向性伝送のためにアンテナアレイを使用することにある。これによって、そのように構成されたアンテナは、無線ビームを、特定のレシーバに「向ける」ことができ、従って、少ない電力で長い距離が達成される。それらのアンテナの受信能力も、既知の位置にある特定のユニットに対するそのレシーバの感度を増大させることが可能なように、指向性を有する。これによって、ネットワーク効率が高まり、従って、ネットワーク密度及び性能を高めることができる。
【００１５】
ユニットは、その非限定的具体例としてインターネット、企業又はキャンパスイントラネット、ホームネットワーク、等が挙げられる他のワイヤレス（無線）又は有線ネットワークに接続することができる。１つの家庭内又は他の友人やユーザに対してメディアのストリーミング等のサービスを提供することができる。セキュリティとアクセスコントロールが提供される。前記システムの１つの側面は、ユニットが、典型的なメディアライセンス又は著作権に適合するべくその情報を保存することなく情報をリレーすることを可能にする。前記システムは、メディア、オブジェクト、又はその他のデータの使用を管理するためのフレキシブルな認可、制御及びその他のフィーチャーを提供する。
【００１６】
一般に、全てのデータは、単数又は複数のノードを転送中のデータを解釈する能力無しで、セキュアにリレーすることができる。前記システムは、エンドツーエンド暗号化によって、通信ルートに沿ってルーチングされるトラフィックを保護することを可能にする。或いは、その通信ルートのいくつかの部分又はリンクを暗号化によって保護し、その他の部分は保護しないとか、その通信ルートの異なる部分を、異なる暗号コード又技術を使用して保護することも可能である。これは、多くの理由によって有利である。例えば、いくつかの国の特定の規制又はその他の問題に適合するためには、単数又は複数の中間ノードにおいてセキュアリンクを終了させてから、別の暗号コードを使用して、又はクリアテクストで、そのトラフィックを転送することが求められるかもしれない。また別のケースでは、既に暗号化されているチャンネルを、別の暗号化コードで再度暗号化することが求められるかもしれない。
【００１７】
本発明の他の態様は、前記ユニットのユーザインターフェース、前記ネットワークのスケーラビリティ、等を含む。
【００１８】
図面と請求項を含めて、明細書の残り部分を参照することで、本発明のその他の特徴及び利点が理解されるであろう。本発明のその他の特徴及び利点、更に、本発明の種々の実施例の構造と作動を、以下、類似の参照番号によって同じ又は機能的に類似の部材が示されている貼付の図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
発明の詳細な説明
単数又は複数の実施例として構成される本発明を、以下、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を図示する簡略化ブロック図である。この実施例において、ネットワーク１０は、複数の無線ユニット（それぞれＭＲＵ）１２と、複数の半固定又は固定無線ユニット１４（それぞれＦＲＵ）とを含む。ここで提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明において、信号を送受信することが可能なその他のタイプの装置、例えば、トランシーバ、を、ＭＲＵ又はＦＲＵとして使用することが可能であることを理解するであろう。
【００２０】
一実施例において、前記ＭＲＵ１２は、ワイヤレス通信を取り扱うことが可能なユーザポータブル装置である。このＭＲＵ１２は、その１つは長距離リレー通信用に使用され他方は近距離ローカル通信用に使用される、二つのタイプの高バンド幅無線を有する。ＭＲＵ１２は、近傍のＭＲＵ及びＦＲＵ１４と通信することができる。前記ＭＲＵ１２は、又、非限定的に、ワイヤレスキーボード、ワイヤレスマウス、ワイヤレス音声装置、等を含む、ローカルアクセサリ装置と通信することもできる。  
【００２１】
前記ＭＲＵ１２は、更に、非限定的に、スマートカード１６、加入者識別モジュールカード（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍｏｄｕｌｅ（ＳＩＭ）  ｃａｒｄ）、その他の認証装置、等のセキュアトークン、と通信可能な通信コンポーネントを有する。以下詳述するように、前記スマートカード１６は、そのユーザに対して特異的なユーザ及びセキュリティ情報を保存するのに使用される。前記ユーザ及びセキュリティ情報は、エンドツーエンド暗号化を提供するために使用可能である。即ち、前記ユーザデータは、ＭＲＵ１２上で暗号化され、受信ノードによってのみ解読可能である。或いは、前記ユーザデータの暗号化を、任意の中間ノードで行うことも可能である。更に、複数のスマートカード１６を使用すれば、１つのＭＲＵ１２を、多数の異なるユーザが共用することが可能になる。
【００２２】
前記ＦＲＵ１４は、通信のために高バンド幅長距離無線を利用する装置である。該ＦＲＵ１４は、又、ＭＲＵ１２とのローカル通信のために短距離無線も使用する。ＦＲＵ１４は、又、非限定的に、ハードディスク及びＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭ装置、等のデータ保存装置、非限定的に、インターネット１８、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）等の固定ネットワーク、そして、非限定的に、公衆地上モバイル網（ｐｕｂｌｉｃ  ｌａｎｄ  ｍｏｂｉｌｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＬＭＮ））、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、セルラーネットワーク（例えば、３Ｇ，ＣＤＭＡ，ＧＳＭ，ＧＰＲＳ及びＴＤＭＡ）等のワイヤレスネットワーク、を含む多数のエンティティと通信することができる。一例において、前記ＦＲＵ１４は、メディア及び固定ネットワークサービスへのアクセスをコントロールするメディアサーバーと通信する。更に、一実施例において、前記ＦＲＵ１４は、バックボーンネットワークとして、オープンアクセス可能無線ネットワーク（オープンドメイン）と、ＭＲＵ１２とそのＦＲＵと登録されたそれらのユーザ（ホームＦＲＵ）のためのクローズド無線アクセス（クローズドドメイン）とを提供する。後に詳述するように、前記オープンドメインにおいて入手可能な情報又はサービスによって、とりわけ、他のＦＲＵとの通信が可能となる。前記クローズドドメインでは、情報又はサービスは、前記ホームＦＲＵと登録されたＭＲＵ又はユーザによってのみアクセス可能である。ＦＲＵの前記オープンドメイン及びクローズドドメインのそれぞれから入手可能な情報とサービスは、各特定のＦＲＵ毎に異なるものとすることができる。ＦＲＵから入手可能な情報及びサービスには、例えば、非限定的に、ゲーム、及びその他のユーティリティープログラム等のアプリケーション、音楽等の音声データ、写真や画像などのビデオデータ、及び映画などの音声／画像データ、がある。更に、ＦＲＵ又はＭＲＵは、ネットワーク内におけるよりスピーディーなサービスを提供するために、データ、例えば、ウェブページ、をローカル的にキャッシュすることもできる。
【００２３】
前記ネットワーク１０は、以下に例示するように作動する。前記ネットワーク１０は、多数の異なるタイプの接続を有する。半固定長距離高バンド幅（ＨＢＬＲ）接続は、複数のＦＲＵリレーポイントを相互接続するのに使用される。ＭＲＵ及びＦＲＵには、これらの装置同士を相互接続するのに使用される短距離高バンド幅接続も存在する。前記ＭＲＵは、更に、ローカルＭＲＵアクセサリ装置との無線通信を可能にするための非常に短距離の中バンド幅接続も有する。
【００２４】
新しいＦＲＵがネットワークに導入されると、その新しいＦＲＵは、初期化モードに入る。このモード時において、前記新ＦＲＵは、そのＨＢＬＲ接続を使用して、そのネットワーク内のローカル又はカバレージ領域に存在する他のＦＲＵを受話、又は検出する。他のＦＲＵが検出されると、前記新ＦＲＵは、これらの他のＦＲＵとの接続を確立するように試みる。他のＦＲＵは、例えば、それらの無線リンク、又は、各装置によって周期的に放送されているかもしれないパイロット情報をモニタすることによって検出される。送信される前記パイロット情報としては、非限定的に、ＦＲＵのＩＤ、ステータス、パワー情報、チャンネル情報、等がある。これらの他のＦＲＵから、前記新ＦＲＵは、ネットワーク内における位置としてのその相対位置を決定する。この情報に基づき、前記新ＦＲＵは、それ自身に、ネットワークにおけるユニークなアドレスを割り当てる。これらの動作を行う時、前記新ＦＲＵは、ローカルＦＲＵのテーブル、それらのそれぞれのアドレス、これらのローカルＦＲＵが使用しているかもしれない無線周波数、そして、それらローカルＦＲＵ間の無線リンクの品質、を確立する。前記新ＦＲＵの位置は、例えば、三角測量法、ＧＰＳレシーバ、又はデータ入力から装置への直接情報、等を含む多くの方法で決定することができる。尚、前記新ＦＲＵが、それ自身のために、既に使用されているアドレスを生成する可能性があることを明記しなければならない。もしも二重アドレスが生成された場合には、近傍のＦＲＵは、そのＦＲＵに対して、そのＦＲＵがネットワーク上でそのアドレスを使用するやいなや、その自己割当アドレスを変更する必要があることを通知する。前記二重アドレスを同定するために、前記ＦＲＵ  ＭＡＣアドレスを利用することができる。これによって、ネットワークアドレス指定は、二重のアドレス無く均一性を維持することが可能となる。
【００２５】
前述したアプローチを使用することによって、前記新ＦＲＵは、ネットワークにおけるその位置と、そのネットワーク内においていかにトラフィックをルーチングするかについての状況（ｐｉｃｔｕｒｅ）を確立することができる。新ＦＲＵがネットワーク中におけるその位置を確定すると、次にこの新ＦＲＵはその存在を他のＦＲＵに対して公表する。次に、前記新ＦＲＵの無線コンタクト範囲内にある他のＦＲＵは、この新ＦＲＵをそれらのルーチングテーブルに追加し、新ＦＲＵに関連する無線リンク品質を明記する。その存在を他のＦＲＵに対して公表することにより、新ＦＲＵは、これら他のＦＲＵに対してそのトラフィックのルーチングのためのもう一つのオプションルートを提供する。例えば、ある特定のＦＲＵに対する前記新ＦＲＵに関連する無線リンクの品質の優位性のために、この特定のＦＲＵは、新ＦＲＵを使用してより良いＱｏＳを提供することができる。一旦、ＦＲＵがそれ自身をネットワーク中で確立すると、そのＦＲＵはその存在をＭＲＵに対して公表し、これにより、ＭＲＵも、ネットワークへのリレーポイントとしてこのＦＲＵを使用可能となる。更に、後述するように、新たに設定されたＦＲＵによって、このＦＲＵのオーナーが、ユーザーまたはホームＦＲＵを創出すること可能となる。もしもそのＦＲＵが他のＦＲＵとの通信ができなくなったり、又は、その他の理由で通信の問題がある場合、当該ＦＲＵは、関連するすべてのＭＲＵに通知し、全てのリンクを断ち切り、これによってこれらの関連するＭＲＵは、別のＦＲＵへと移行することが可能となる。
【００２６】
新しいＦＲＵがネットワークに導入されると、このＦＲＵは、インテリジェントリレーポイントとして機能する。特定の目的地へデータをルーチングすることを望でいる送信側ＦＲＵは、データを転送する受信側ＦＲＵに向く。データを受信側ＦＲＵに送信するこの決定は、非限定的に、リンク品質、無線リンク品質、目的先へのホップの数、トラフィック負荷状況、データ伝送を要求するアプリケーション、転送されるべきデータのタイプ、要求されているＱｏＳ、等の、多数の要因に基づいて行われる。受信側ＦＲＵが同定されると、送信側ＦＲＵは、それが送信することを望んでいるパケットを伝送し、受信側ＦＲＵは、もしもそのバケットが成功裏に受信された場合には、そのパケットの受取を肯定応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）する。或いは、受信側ＦＲＵは、受信側ＦＲＵが不良のパケットを受信したこと、又は、そのパケットのためのルートを持たないことを示すべく、パケット受取の否定応答することも可能である。その送信されたパケットが紛失したことを意味する、送信側ＦＲＵが何の受取確認も受信しない場合には、送信側ＦＲＵは、その場合、オプションとして、そのバケットを再送信するべく、別のＦＲＵとしての別ルートを探すことができる。各バケットは、要求されるＱｏＳと関連付けられている。このＱｏＳは、リアルタイムトラフィック用の高レベルから、ベストエフォートトラフィック用の低レベルの範囲とすることができる。一実施例において、少なくとも４つのレベルのＱｏＳが設けられる。但し、ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、ネットワークおよび／又は設計の必要性に応じて、その以上又はそれ以下のＱｏＳレベルを設けることが可能であると理解するであろう。
【００２７】
トラフィックを有する１つのＦＲＵは、又、当該ＦＲＵとコンタクト状態にある他のＦＲＵから到着するパケットのためのリレーポイントとしても機能することができる。受け取られたパケットの各ソース（出処）に基づき、ＦＲＵは、それが発生し、送信することを望むパケットのためのより効率的なルートを決定することができる。より具体的には、別のＦＲＵ又はノードを目的地とするパケットを受け取ると、ＦＲＵのメディアアクセスコントロール（ＭＡ）層は、そのパケットに関連するＱｏＳを調べ、そのパケットを転送するためにどのキュー（待ち行列）を使用するかを決定する。異なるキューが、パケット転送のためにＦＲＵに利用可能なネットワーク中の異なるルートに対応している。一般には、より高いＱｏＳのパケットが優先順位を有するが、ネットワークの混雑を避けるために、低いＱｏＳのパケットも、そのキューの長さに応じてネットワークで処理される。待ち行列作成アルゴリズムは周知である。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明との関連において使用される適当な待ち行列作成アルゴリズムをいかに選択するかを理解するであろう。
【００２８】
本発明は、多くの長所、利点を有する。例えば、本発明の利点の一つは、ＦＲＵをネットワーク内のどこに設置してもよく、ＦＲＵは、そのネットワーク内でそれら自身のルートを確立することが出来ることにある。事実、従来のワイヤレス又は有線ネットワークにおいて見られるもののような集中制御は不要である。本発明は、非集中型で、ルーチング情報を提供するために第３のノードの仲介無しでピアツーピアルーチングを実行することが可能なネットワークを提供する。更に、より多数のＦＲＵが設置されるに従って、これらＦＲＵ間の平均距離は減少し、この距離の減少に伴って、ＦＲＵ間の無線リンク品質が改善される。そして、無線リンク品質の改善は、ＦＲＵ間のより高いバンド幅のリンクをもたらし、それによって、ネットワークの全体的性能を改善する。
【００２９】
各ＦＲＵに使用されるルーチングアルゴリズムは、ネットワークの複数の側面又は特徴を考慮に入れる。各ＦＲＵは、そのＭＡＣ及び無線物理層から、そのような側面又は特徴に関する情報を受け取る。そのような特徴の１つは、ＦＲＵに提供される無線リンクの品質である。別の特徴は、ネットワークの混雑レベルである。更に、使用されるパワー及び伝送のバンド幅を変更することによって、ＦＲＵが、最近傍のＦＲＵではない別のＦＲＵとリンクすることを決定することも可能である。これは、ソースと目的地との間のルート上のホップの数を低減するために使用可能であろう。このことは、送られるトラフィックに関連する遅延を減少させるときに重要である可能性がある。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明のルーチングアルゴリズムとの関連で利用可能なその他のネットワーク特徴を理解するであろう。
【００３０】
更に、前記ルーチングアルゴリズムは、パケットにおいて指定されている条件も使用する。そのような条件としては、例えば、ＱｏＳがある。次に、ネットワーク特徴及びパケット指定条件を基準として使用して、ルーチングアルゴリズムは、パケットをリレーするのに使用されるルートを決定する。例えば、パケットが高ＱｏＳを指定している場合、これによって、ＦＲＵは二つのネットワークノード間の最短ルートを同定することを求められるかもしれない。その結果、前記ルーチングアルゴリズムは、冗長なノードをすべて除去するべくルートを最適化する。これは、ネットワーク中の、目的地への最適ルートを使用していないと判断する全てのノードによって行うことが可能であろう。目的地への最適ルートは、多数の要因に基づいて決定することができる。例えば、最適ルートは、最小の中間ユニット数、又は、所定の閾値に等しいか又はそれ以下の中間ユニット数、に基づくものとすることができる。更に、最適ルートにおける中間ユニットは、様々な要因に基づいて選択することが可能である。例えば、ある中間ユニットは、その無線リンク品質に基づいて最適ルートに含まれ、別の中間ユニットは、データ転送率等の別の基準に基づいて最適ルートに含まれるように構成することも可能である。更に、中間ユニットを選択するために使用される前記要因又は基準は、時間経過に伴って変化するものとすることも可能である。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、目的地への最適ルート、及び、その最適ルートに使用される中間ユニット、を決定するために利用可能なその他の要因を理解するであろう。更に、前記ネットワーク無線式であるので、ＦＲＵは、例えば、停電等の様々な理由によって無くなったり利用不能となって、それによってルーチングテーブル中の単数又は複数のエンティティが陳腐化する可能性がある。あるＦＲＵが利用不能となった時、前記ルーチングアルゴリズムは、その利用不能なＦＲＵを迂回してトラフィックを再ルーチングするように試みる。
【００３１】
更に、各ＦＲＵは、又、そのカバレージ領域内において利用可能なＭＲＵ（単数又は複数）からのルーチング及び装置情報も収集する。後に詳述するように、前記ＭＲＵ（単数又は複数）は、トラフィックの転送のためにも使用可能である。従って、そのような情報は、ＦＲＵのルーチングアルゴリズムによって、最適ルートを生成するために利用可能である。
【００３２】
ここに提供される開示及び教示に基づき、そのように指示された時、各ＦＲＵに関連付けられた前記ルーチングアルゴリズムは、ユーザアプリケーションとトラフィック必要条件との両方に基づいて最適ルートを連続的に選択するものであることが理解可能であろう。最悪ケースのＲＦ設計原理を利用する従来のワイヤレス技術と異なり、上述した本発明は、その時点における条件に応答してそれ自身のパフォーマンスを最適化することができる。例えば、ＦＲＵは、最初、伝送の成功率を最大化するために、ベストなリンク品質のルートを選択したかもしれない。しかし、他のリンクのほうがより良好な品質を有しているように思える場合、ＦＲＵは、例えパケット伝送の途中であっても、そのような他のリンクにスイッチするオプションを有する。
【００３３】
本発明のもう一つの利点は、ネットワークの混雑を考慮に入れることが可能であることにある。最近のワイヤレスシステムにおいては、ネットワークの能力は、最悪ケースの状況用に構成されている。このことは、通常、いくつかのノードが、平均的な条件下で通常必要とされるよりも遥かに大きく、従って、高価である、ということを意味している。しかし、上述したネットワークにおいては、ネットワークは、その後生じる可能性のある混雑の問題を考慮に入れ、更に上流側にトラフィックを再ルーチングすることによってその混雑ポイントを避けることができる。従って、ネットワーク中のノードは、平均的な負荷を受けるようにのみ構成されればよく、これによって、配備されるネットワークのコストが大幅に低減される。
【００３４】
他のＦＲＵと通信する能力に加えて、各ＦＲＵは、オプションとして、ウェブや音声サービス等の種々の他のタイプのサービスに対する接続性を提供するために単数又は複数の固定ネットワークにアクセスする能力を備える。その一実施例において、ＦＲＵは、インターネットやＰＳＴＮ等の他の固定ネットワークとの通信を可能にする固定接続のセットを有する。単数又は複数の固定ネットワークに対するアクセスを有することにより、ＦＲＵは、ユーザが、そのようなネットワークによって提供される追加のサービスを享受することを可能にする。
【００３５】
本発明の一実施例において、ＭＲＵは、更に、ネットワークにおける通信を容易にするためにも使用可能である。各ＭＲＵは、類似の短距離無線又は高ビットレート無線接続（ＨＢＳＲ）を有する。ＨＢＳＲ接続を使用することによって、ＭＲＵは、ＦＲＵおよび／又はそのローカルエリア内の他のＭＲＵと通信することが可能となる。他のＭＲＵと通信することによって、たとえ、あるＭＲＵがＦＲＵのレンジ内にない場合でも、ネットワーク内において小さな複数のネットワークを設定することが可能になる。ＭＲＵは、近傍のＦＲＵ又はＭＲＵにトラフィックをルーチングするために、ＦＲＵとの関連において上述したものと同じルーチングアルゴリズムを使用する。従って、ネットワークは、混雑したエリアを通してトラフィックをルーチングするために、複数のＭＲＵのクラスタ（グループ）を利用することが可能である。ＭＲＵは、最初、それが先ずＦＲＵに送る必要があるかもしれないデータをルーチングするように気をつける（ｌｏｏｋ）。しかし、もしもＭＲＵがネットワークのエッジに位置している場合には、そのＭＲＵは、ＦＲＵに到達するために単数又は複数のＭＲＵを介してトラフィックを向けるために前記ルーチングアルゴリズムを使用することができる。又、混雑は、ＭＲＵがそれらＭＲＵによって発生するトラフィックのために密集（ｃｌｕｓｔｅｒ）する場合に発生する可能性が高い。そのようなＭＲＵクラスタを、混雑を低減するために使用することができる。トラフィックが近隣のＦＲＵ（複数）を通過する代わりに、トラフィックを、ＭＲＵクラスタ内の単数又は複数のＭＲＵを通してルーチングすることによって、近隣のＦＲＵ（複数）に過剰な負荷を与えることを回避することができる。上述したアプローチを使用することによって、ネットワーク能力がダイナミックに作り出され、従来のワイヤレスネットワークにおいて必要とされるように、静的に設定される必要が無くなる。
【００３６】
更に、ＭＲＵの接続性は固定されない。ＭＲＵは、利用可能な任意の他の接続性を利用することができる。ＭＲＵは、ネットワーク状況に応じて、ダイナミックに、トラフィックを伝達するための最も適当なＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）を同定することもできる。例えば、たとえＭＲＵがある領域内において一時的に固定状態に留まっても、そのＭＲＵによって以前に利用されたＦＲＵ又はＭＲＵがトラフィックをルーチングするために利用不能となるかもしれない。このようなことが発生した時、前記ＭＲＵは、そのトラフィックをルーチングするために最も適当又は効果的な別のＦＲＵ又はＭＲＵをダイナミックに選択するためのその関連のルーチングアルゴリズムを利用する。別の例では、ＭＲＵは、物理的に１つの領域から別の領域にローミング（ｒｏａｍｉｎｇ）する。その結果、以前に選択されたＭＲＵ又はＦＲＵは、そのローミングするＭＲＵにとってトラフィックをルーチングするためにもはや最も適切又は有効なものではないかもしれない。従って、ローミングするＭＲＵは、同様に、そのトラフィックをルーチングするための別のＦＲＵ又はＭＲＵをダイナミックに選択するためにその関連するルーチングアルゴリズムを利用することができる。
【００３７】
ＭＲＵは、ＦＲＵ（単数又は複数）及び他のＭＲＵ（単数又は複数）とトラフィックを通信し交換することができるので、ＭＲＵによって利用される前記ルーチングアルゴリズムは、そのトラフィックをルーチングするために最も適当なＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）を同定するために、ＦＲＵ（単数又は複数）及び他のＭＲＵ（単数又は複数）から受け取る情報と、他の情報を利用する。例えば、ＭＲＵは、先ず、そのトラフィックをルーチングするために利用可能な全てのＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）を検出し、その後、これらの検出されたＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）のうちのどの単数又は複数のＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）がそのトラフィックをルーチングするために最も適当であるかを決定することができる。最も適当なＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）を決定する際に、ＭＲＵは、例えば、検出されたＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）の無線リンク品質や、各検出されたＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）によって既に収集されているルーチング情報等の、多数の要因を評価することができる。例えば、その無線範囲にある別のＭＲＵと通信しようと試みているＭＲＵは、バンド幅やアクティブサービスのために要求されている可能性のある他のＱｏＳを改善するために中間ＭＲＵ又はＦＲＵを使用することを選択することができる。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明によって最も適切なＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）を決定する時に使用可能な要因をいかに選択するかを理解するであろう。
【００３８】
ＭＲＵは、更に、その短距離中バンド幅無線を使用して他のローカル装置と通信することもできる。これらのローカル装置としては、例えば、そのＭＲＵに情報を提供する、又は、そのＭＲＵから情報を受け取るように構成されたヘッドセットやＬＣＤスクリーンが含まれる。例えば、ＦＲＵは、ＭＲＵに対して音声データの形態で音楽を送信することができる。そして、これに対してＭＲＵは、この音声データを、ユーザがその音楽を聴くことができるようにヘッドセットに転送する。同様に、ＦＲＵは、ビデオデータ形態のビデオ画像をＭＲＵに伝送することができる。そして、次に、ＭＲＵは、このビデオデータを、ユーザが見ることを可能にするべくＬＣＤスクリーンに転送する。
【００３９】
上述したように、本発明のネットワークのトポロジーは、ダイナミックである。ネットワークのトポロジーがダイナミックであるので、このネットワークのカバレージは、その任意の時点において作動中であるＦＲＵ（単数又は複数）およびＭＲＵ（単数又は複数）の数に応じて、拡張又は縮小可能である。更に、ネットワークに追加されるＦＲＵ（単数又は複数）およびＭＲＵ（単数又は複数）の数が増えれば増えるほど、ネットワークは、大きな地理領域をカバーするべく知覚可能に拡張することができる。
【００４０】
又、上述したように、ＭＲＵ１２は、非限定的具体例として、スマートカード１６、ＳＩＭカード及びその他のタイプの認証装置を含む、セキュアトークンを受け入れることが可能である。前記スマートカード１６に格納された情報は、非限定的具体例として、ユーザに関連する、シリアル番号、生体測定データ、キー、を含む、ユーザに関連するユーザ及びセキュリティ情報を含む。そのような情報は、セキュリティを改善するために、ネットワーク上でエンドツーエンド暗号化を提供するために使用することができる。ユーザがインターネット、ユーザデータ又は、ＦＲＵに関連するなんらかのエンティティ、にアクセスすることを試みる時、ＦＲＵに関連するコントロールロジックは、その出されたコマンドの目的地を認識し、スマートカード１６から抽出されるセキュリティ情報（例えば、そのユーザに関連するキー）を使用して、そのユーザ（またはＭＲＵ）を認証し、そのデータストリームを暗号化する。データが目的地のＦＲＵに到達すると、そのデータは、もしもそのーデータのソースが正規のＭＲＵからのものである場合にのみ暗号解読可能である。更に、一実施例において、前記認証は、ロケーション依存式、即ち、そのユーザ（又はＭＲＵ）が特定の地理的又は物理的ロケーションにいる場合、或いは、そのユーザ（又はＭＲＵ）が特定のＦＲＵと通信する場合にのみ、認可されるように構成される。上述のアプローチを使用することにより、データの暗号化およびそのデータを送信するユーザの認証、が可能である。暗号化及び認証技術は周知である。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明との関連において使用される適切な暗号化および／又は認証技術をいかに選択し実行するかを理解するであろう。前記暗号化はエンドツーエンドであるので、このアプローチによって、ユーザは、その中間ノードによって通信を傍受することが出来ないことを確信してリレーノードを使用することが可能である。
【００４１】
エンドツーエンド暗号化に加えて、又は、それに代えて、最適ルートの一部分又は一部のリンクを暗号化によって保護し、他方、他の部分は暗号化によって保護せず、最適ルートの異なる部分を異なる暗号化コード又は技術を使用して保護することが可能である。これは、多くの理由で有利である。例えば、ある国の規制又はその他の問題に適合するために、単数又は複数の中間ノードのセキュアリンクを終了してから、別の暗号化コードを使用して、又は、クリアテクストでトラフィックを転送することが必要であったり、更に別のケースでは、既に暗号化されているチャンネルを、別の暗号化コードで暗号化することも求められるかもしれない。
【００４２】
ユーザの観点から、前記ネットワーク１０は、後述するように効率的かつ単純に、データを送受信するために使用することができる。ユーザ（或いはひとつのＭＲＵ）は、ユーザ又はホームＦＲＵに対して登録される。そのユーザに関連するユーザ及びセキュリティ情報はスマートカードに記憶される。この情報は、そのユーザによって使用されているあるローカルＭＲＵが、そのユーザ又はホームＦＲＵとの通信を確立することを試みる時、そのユーザを同定し認証するために使用される。一旦ユーザが認証されると、そのユーザ又はホームＦＲＵのクローズドドメインから利用可能な情報又はサービスが、そのローカルＭＲＵを利用するユーザによってアクセス可能となる。前記クローズドドメインから利用可能な情報又はサービスとしては、例えば、ユーザによってそのユーザ又はホームＦＲＵに対してアクセス可能な記憶装置に記憶されている歌曲又は映画、がある。
【００４３】
ある状況において、ユーザによって利用されているローカルＭＲＵは、ユーザＦＲＵと直接通信する。換言すると、そのローカルＭＲＵとユーザＦＲＵとの間に中間のＦＲＵ（単数又は複数）および／又はＭＲＵ（単数又は複数）は存在しない。
【００４４】
第２のそして恐らくはもっと一般的な状況では、ユーザは、ユーザのＦＲＵのクローズドドメインから情報および／又はサービスを取り出すために遠隔ＭＲＵを使用することを望む。前記遠隔ＭＲＵは、ユーザＦＲＵの範囲の外部に位置し、従って、直接通信は不可能である。その結果、上述したように、その遠隔ＭＲＵがユーザＦＲＵと通信することを可能にするために、前記遠隔ＭＲＵによって、中間ユニット（単数又は複数）を含む適当なルートが同定される。前記中間ユニット（単数又は複数）は、単数又は複数のＦＲＵおよび／又はＭＲＵを含む。同様に、スマートカードに格納されている情報が、前記遠隔ＭＲＵによって取り出され、そのユーザをユーザＦＲＵに対して認証するために使用される。スマートカードからの情報は、又、遠隔ＭＲＵとユーザＦＲＵとの間に確立されたルート上でのセキュア送信も可能にする。一旦ルートが同定されると、ユーザＦＲＵのクローズドドメインから利用可能な情報及びサービスを、前記遠隔ＭＲＵを介してユーザに提供することが可能になる。上述したように、遠隔ＭＲＵとユーザＦＲＵとの間の通信に使用されるルートは、既存のネットワーク条件及び送信されるパケットに指定されている条件などの多くの要因に応じて、ダイナミックに変化する可能性がある。換言すると、遠隔ＭＲＵとユーザＦＲＵとの間においてトラフィックを運ぶのに使用される中間ユニット（単数又は複数）は、時間によってダイナミックに変化する可能性がある。
【００４５】
一実施例において、本発明は、５ＧＨｚ  ＩＳＭバンドで作動するように構成される。但し、ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明は任意の周波数で使用することが可能であることを理解するであろう。
【００４６】
尚、本発明は、ソフトウエア、ハードウエア、又はこれら両方の組み合わせを使用するコントロールロジックとして、モジュラー、分散又は統合式に実施することが可能であることが理解されるであろう。ここに提供される開示及び教示に基づき、当業者は、本発明を実施するためのその他の態様および／又は方法を理解するであろう。
【００４７】
以上、本発明を特定の実施例を参照して説明したが、これらの実施例は例示的なものに過ぎず、本発明を限定するものではない。例えば、前記システムは、主として、無線周波数送信に関して記載したが、モバイルトランシーバを許容するいかなるタイプの通信リンクも使用可能である。固定及びモバイルユニットは、種々多様な処理能力、又は、非常に最小限の能力を備えるもの、又は全く処理能力を備えないものとして構成することが可能である。例えば、装置は、単に別の装置へのデータを送りためのリピータとして機能することができる。
【００４８】
尚、上述した本発明は、ソフトウエア、ハードウエア、又はこれら両方の組み合わせを使用するコントロールロジックとして、統合又は分散方式で実施することが可能であることが理解されるであろう。当業者は、本発明を実施するためのその他の態様および／又は方法を理解するであろう。
【００４９】
尚、ここに記載した具体例及び（ｅｌｅｖａｔｅｄ  ｐｌａｎｅ）は、例示目的のものに過ぎず、当業者には、それらに鑑みる種々の改造又は改変が示唆されるであろう、そして、それらも本出願及び貼付の請求項の範囲に含まれるものと理解される。ここに挙げた全ての刊行物、特許及び特許出願のそれらの全体をここに参考文献として合体させる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例を図示する簡略化ブロック図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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