(57)【要約】本発明は、ＰＤＡ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等のモバイル機器（２０）が、がモバイル無線ネットワークにおけるサブネットワーク間をシームレスに移動するためのシステム及び方法、及びモバイル機器が新たな又は一時的なインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを取得することなく、ローカルモバイル機器及び／又はインターネットサイトを有するネットワークを介して通信を行うことができるシステム及び方法を提供する。このネットワークでは、有線ＩＰルータが無線モバイル機器をサポートすることができる。このネットワークは、リアルタイムのソフトローミング（soft-roaming）を実行し、これにより、移動するモバイル機器を瞬時に接続することができる。具体的には、このネットワークでは、サブネットはモバイル機器のＩＰアドレスを共有する。
2005525741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブネットワークと、
ネットワークルータに接続され、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、該ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む少なくとも１つのサブネットワークとを備え、
隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態を維持するモバイル無線ネットワーク。
【請求項２】
上記サブネットワークは、モバイルアクセスルータであることを特徴とする請求項１記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３】
上記モバイルアクセスルータは、そのアクセスポイント及び隣接するモバイルアクセスルータに接続されているモバイル機器を追跡するための複数のサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項２記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項３記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項５】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を含むことを特徴とする請求項３記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項６】
上記アクセスポイントは、無線アンテナであることを特徴とする請求項１記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項７】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項５記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項８】
複数のサブネットワークを備える無線ネットワークに、該サブネットワークのｓＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデム及びアクセスポイントを介してアクセスするモバイル機器のモバイル無線ネットワークへの接続を維持する接続維持方法において、
上記モバイル機器のそれぞれに、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を割り当てるステップと、
上記ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスをユーザ情報としてパケットに埋め込むステップと、
上記ユーザ情報を隣接するサブネットワークに同報通信するステップと、
着信パケットを上記モバイル機器の現在の位置に転送するステップとを有する接続維持方法。
【請求項９】
上記ユーザ情報は、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び現在の位置を含むことを特徴とする請求項８記載の接続維持方法。
【請求項１０】
上記サブネットワークは、モバイルアクセスルータであることを特徴とする請求項８記載の接続維持方法。
【請求項１１】
上記モバイルアクセスルータは、隣接するモバイルアクセスルータに接続されているモバイル機器を追跡するための複数のサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項１０記載の接続維持方法。
【請求項１２】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項１１記載の接続維持方法。
【請求項１３】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を含むことを特徴とする請求項１１記載の接続維持方法。
【請求項１４】
上記アクセスポイントは、無線アンテナであることを特徴とする請求項８記載の接続維持方法。
【請求項１５】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項１３記載の接続維持方法。
【請求項１６】
上記インバウンド位置又はアウトバウンド位置は、アクセスポイント及びサブネットワークに対応していることを特徴とする請求項１５記載の接続維持方法。
【請求項１７】
モバイル無線ネットワークにおいて、
各サブネットワークが複数の隣接するサブネットワークと、複数の隣接しないサブネットワークとを有するように、サブネットワークのアレイとして構成された複数のサブネットワークと、
ネットワークルータに接続され、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、該ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む少なくとも１つのサブネットワークとを備え、
隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態を維持するモバイル無線ネットワーク。
【請求項１８】
上記サブネットワークは、モバイルアクセスルータであることを特徴とする請求項１７記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項１９】
上記モバイルアクセスルータは、隣接するモバイルアクセスルータに接続されているモバイル機器を追跡するための複数のサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項１８記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２０】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項１９記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２１】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を含むことを特徴とする請求項１９記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２２】
上記アクセスポイントは、無線アンテナであることを特徴とする請求項１７記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２３】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項２１記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２４】
上記インバウンド位置又はアウトバウンド位置は、アクセスポイント及びサブネットワークに対応していることを特徴とする請求項２３記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２５】
ネットワークルータに接続され、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、該ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含むマスタサブネットワークに接続された複数のサブネットワークを備え、
隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態を維持するモバイル無線ネットワーク。
【請求項２６】
上記サブネットワークは、モバイルアクセスルータであることを特徴とする請求項２５記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２７】
上記モバイルアクセスルータは、隣接するモバイルアクセスルータに接続されているモバイル機器を追跡するための複数のサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項２６記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２８】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項２７記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項２９】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を含むことを特徴とする請求項２７記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３０】
上記アクセスポイントは、無線アンテナであることを特徴とする請求項２５記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３１】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項２９記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３２】
上記インバウンド位置又はアウトバウンド位置は、アクセスポイント及びサブネットワークに対応していることを特徴とする請求項３１記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３３】
上記マスタサブネットワークは、上記サブネットワーク間における全てのモバイル機器の移動を追跡するためのマスタサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項２５記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３４】
上記マスタサブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項３３記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３５】
上記マスタサブネットワークテーブルは、モバイル機器のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及びサブネットワーク内の全てのモバイル機器の現在の位置を含むことを特徴とする請求項３３記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３６】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項３５記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３７】
上記インバウンド位置又はアウトバウンド位置は、アクセスポイント及びサブネットワークに対応していることを特徴とする請求項３６記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項３８】
複数のサブネットワークと、
ネットワークルータに接続され、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、該ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む少なくとも１つのサブネットワークとを備え、
上記複数のサブネットワークの隣接する各サブネットワークは、モバイル機器が隣接するサブネットワーク間を移動するとき、無線ネットワーク内の如何なる位置においても、新しいＩＰアドレスを取得することなくモバイル機器が無線ネットワークへの接続を維持するようにユーザ情報を共有することを特徴とするモバイル無線ネットワーク。
【請求項３９】
上記サブネットワークは、モバイルアクセスルータであることを特徴とする請求項３８記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４０】
上記モバイルアクセスルータは、そのアクセスポイント及び隣接するモバイルアクセスルータに接続されているモバイル機器を追跡するための複数のサブネットワークテーブルを有することを特徴とする請求項３９記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４１】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動すると、更新されることを特徴とする請求項４０記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４２】
上記サブネットワークテーブルは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を含むことを特徴とする請求項４０記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４３】
上記アクセスポイントは、無線アンテナであることを特徴とする請求項３８記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４４】
上記現在の位置は、インバウンド位置とアウトバウンド位置のいずれかであることを特徴とする請求項４２記載のモバイル無線ネットワーク。
【請求項４５】
上記インバウンド位置又はアウトバウンド位置は、アクセスポイント及びサブネットワークに対応していることを特徴とする請求項４４記載のモバイル無線ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００２年５月１３日に出願され、同時に係属中の米国仮特許出願第６０／３８０，５９４号、発明の名称「デジタル加入者線モバイルアクセスルータ（DSL MOBILE ACCESS ROUTER）」に対する優先権を主張する。２００２年５月１３日に出願され、同時に係属中の米国仮特許出願第６０／３８０，５９４号、発明の名称「デジタル加入者線モバイルアクセスルータ（DSL MOBILE ACCESS ROUTER）」は、参照により本願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ネットワーク技術に関する。詳しくは、本発明は、モバイル無線ネットワークにおけるサブネット間を移動する際に、新たなインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを取得することなく接続を維持する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＩＰルーティングは、適切に構造化された階層（well-structured hierarchy）に基づいて行われる。ルータは、ネットワークを相互に接続し、１つのネットワークから他のネットワークにデータを転送する。ネットワークは、他のネットワークに接続することができ、サブネットワークを有することもできる。構内ネットワークは、通常、１つ以上のルータ（ゲートウェイとも呼ばれる。）を介してインターネットに接続され、これにより、構内ネットワーク内の機器は、インターネット上のノードと通信を行うことができる。
【０００４】
インターネットから情報のブロック又はパケットが送信されてくると、ルータは、ＩＰアドレスの最初の数ビットのみを調べ、ルータによって区分けされた（delineated）現在のネットワークにパケットを転送する。各ＩＰアドレスは、４オクテットフォーマットを有する。ユーザは、通常、ドット付き１０進数フォーマット（dotted decimal format）のＩＰアドレスを用いて通信を行い、このフォーマットでは、各オクテットは、１０進数の整数で示され、他のオクテットとは小数点によって区切られている。更に、ルータは、次の１０進数の整数を調べ、パケットをサブネットに送信する。サブネットは、ローカルエリアネットワーク（local area network：以下、ＬＡＮという。）であってもよい。ＬＡＮルータは、ＩＰアドレスの最後の１０進数の整数を調べ、パケットを特定の機器に送信する。ＬＡＮ又はサブネット内においては、データは、各ネットワークインタフェースカード（network interface card：以下、ＮＩＣという。）に割り当てられた物理ＭＡＣアドレスを用いて配信される。物理ＭＡＣアドレスは、イーサネット（登録商標）カードに固有に割り当てられた固定アドレスである。アドレス解決プロトコル（Address Resolution Protocol：以下、ＡＲＰという。）は、ＩＰアドレスをＭＡＣアドレスにマッピングするプロトコルである。ルータは、ＡＲＰに従って、特定のＩＰアドレスに関連付けられた機器に対して、そのＭＣＡアドレスに応答するよう同報通信メッセージを送信する。サブネットの外側では、ＭＡＣアドレスと、そのＭＡＣアドレスが存在するネットワーク上の位置との間に論理的関係がないため、ＭＡＣアドレスに基づく配信は不可能である。データは、次に高位のサブネットにルーティングされる。このサブネットに宛先がある場合、ＭＡＣアドレスが解決され、データが配信される。このように、サブネットの外側では、ルーティングのために、ＩＰアドレスが用いられる。一方、サブネットの内側では、データ配信のために、ＭＡＣアドレスが用いられる。
【０００５】
例えばＰＤＡ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等のモバイル機器がアクセスポイントに接続されている場合、モバイル機器のＭＡＣアドレスは、サブネットのルータのＩＰアドレス空間内のＩＰアドレスに関連付けられる。ユーザが、あるアクセスポイントに接続されたモバイル機器を携帯して移動し、そのモバイル機器を同じサブネット内の他のアクセスポイントに接続することを要求する場合、新たなアクセスポイントは、新しく入ってきたモバイル機器のＭＡＣアドレスに応答し、元のアクセスポイントは、そのＭＡＣアドレスへの応答を終了するだけでよい。
【０００６】
しかしながら、モバイル機器があるサブネットから別のサブネットに移動した場合、モバイル機器は、新たなサブネット（リモートサブネット）上で通信を行うことができない。まず、モバイル機器は、多くの場合、その元のサブネット（ホームサブネット）における指定されたルータを介してメッセージを送信するように構成されている。モバイル機器は、最早ホームサブネットに存在せず、指定されたルータの位置を直ちに知ることができないため、モバイル機器からの情報は、リモートサブネットによっては送信されない。更に、モバイル機器への情報は、モバイル機器のホームサブネットにルーティングされる。ホームサブネットのルータは、このパケットをどこにルーティングしたらよいかを知らないため、情報は紛失する。このため、リモートサブネットが、移動してきたモバイル機器を収容するために、利用可能なＩＰアドレスのリストを再構成するか、モバイル機器が、新たなネットワーク又はサブネットにログオンする毎に、新たなＩＰアドレスを取得する必要がある。しかしながら、ＩＰアドレスのリストの再構成は、繁雑であり、コストがかかる処理である。このように、モバイル機器をＬＡＮに再登録する必要があり、また、モバイル機器を新たなサブネットに接続する際には、個人識別番号（personal identification number：以下、ＰＩＮという。）又は他の何らかのパスワードを再入力することが要求される場合もある。したがって、シームレスなハンドオフは、１つのサブネット内のみでは可能であるが、異なるサブネット間では不可能である。
【０００７】
携帯電話又は他のモバイル機器に対してサブネット間のローミングを管理する現在利用可能な手法を図１を用いて説明する。図１に示すように、インターネット１１により、ホームサブネット３内のモバイル機器２０は、従来の有線ルータ１２を介して、リモートサブネット５内の他の機器と通信を行うことができる。この特定の具体例では、ＩＰアドレスを有するモバイル機器２０は、通常、ホームサブネット３に接続されている。換言すれば、サブネット３は、モバイル機器２０のホームサブネットである。
【０００８】
モバイル機器２０がホームサブネット３からリモートサブネット５に移動した場合、モバイル機器２０又はサブネット５において何らかの変更（transformation）を行う必要がある。すなわち、上述のように、モバイル機器２０が、新たなＩＰアドレスを取得しなければならないか、あるいはリモートサブネット５が、モバイル機器２０を収容するために利用可能なＩＰアドレスのリストをリセットする必要がある。
【０００９】
更に、ＬＡＮ内で使用されるケーブルは、ネットワークアーキテクチャによって、物理的に制約されている。多くのＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．３によって定められているイーサネット規格を用いている。この規格では、１００Ｍｂのベースバンドのデータ信号は、例えばＣＡＴ−５等のシールドされていないツイストペアケーブルを介して伝送される。イーサネット規格では、伝送距離は、ＩＥＥＥ８０２．３により、最大３００フィートに制限されている。最大３００フィートという制約は、ＣＳＭＡ／ＣＤコリジョンドメイン（CSMA/CD collision domain）及びＣＡＴ−５の減衰基準（attenuation criteria）に基づいている。
【００１０】
イーサネットは、１本の共通信号線を用いて構築できるが、このような構成は、幾つかのビル又は構内を配線するには十分な柔軟性を有していない。通常の電話回線と異なり、イーサネットの配線は、単に１本の銅線を他の銅線に接続することによっては、継ぐことができない。この技術的制約の１つの解決策としては、中継器を用いることである。中継器は、２本の線が接続された簡易的な端末（simple station）である。中継器は、一方の線を介して受信される全てのデータを、その信号の振幅及びタイミングを送信パケット上で再生することにより、他方の線にビット毎に中継する。
【００１１】
中継器は、イーサネットネットワークに必要とされることも多いが、大きなネットワークを構築する場合、中継器が幾つかの問題となることがある。中継器設備を設置し、修理し、点検する目的で、公の及び私有の財産を利用するためには、道路に対する敷設権、電柱の所有者の許可、私有建造物のリースが必要となり、これは、面倒で複雑な作業である。通信設備、通信機器又は関連したサービスの販売又はリースによる提供も手間がかかる作業である。また、中継器は、信号を一方のポートから他方のポートに伝達するので、ネットワーク内に信号遅延を生じさせることもある。したがって、無線ＬＡＮ環境のイーサネットネットワーク内で用いられるケーブルにおける制約を克服する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、無線ネットワークの異なるサブネット間でローミングを行う際に、リモートサブネットに何らかの変更を加えることなく、不変の（permanent）ＩＰアドレスを維持するシステム及び方法が望まれている。このようなシステム及び方法では、中継器の使用のみに依存することなく、ネットワークケーブル接続において制限されている伝送距離を拡大できなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ＰＤＡ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等のモバイル機器がモバイル無線ネットワークにおけるサブネットワーク（以下、「サブネット」ともいう。）間をシームレスに移動するためのシステム及び方法、及びモバイル機器が新たな又は一時的なインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを取得することなく、ローカルモバイル機器及び／又はインターネットサイトを有するネットワークを介して通信を行うことができるシステム及び方法を提供する。このネットワークでは、有線ＩＰルータ（wireline IP router）が無線モバイル機器をサポートすることができる。このネットワークは、リアルタイムのソフトローミング（soft-roaming）を実行し、これにより、移動するモバイル機器を瞬時に接続することができる。具体的には、このネットワークでは、サブネットはモバイル機器のＩＰアドレスを共有する。モバイル機器がネットワーク内のサブネットに接続すると、サブネットは、モバイル機器に関する情報を隣接したサブネットに転送する。具体的には、サブネットワークは、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントと、マスタサブネットを含むサブネットワークとに対応した現在の位置を転送する。なお、ネットワークは、モバイル機器のアドレス又はホームネットワークに拘わらず、あらゆるモバイル機器を処理することができる。
【００１４】
本発明の１つの側面として、本発明は、モバイル無線ネットワークを提供する。このモバイル無線ネットワークは、複数のサブネットワークと、ネットワークルータに接続された少なくとも１つのサブネットワークとを備える。複数のサブネットワークは、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、ｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む。ネットワークルータは、インターネットに接続された従来の如何なる有線ルータであってもよい。ｘＤＬＳモデムは、好ましくは、ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されている。隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態を維持する。換言すれば、モバイル機器は、サブネット間を移動しても、同じＩＰアドレスによる接続を維持する。
【００１５】
サブネットは、モバイルアクセスルータ（mobile access router：以下、ＭＡＲという。）とも呼ばれる。ＭＡＲは、アクセスポイント間のローミングを管理する。ＭＡＲは、そのアクセスポイントと、隣接するＭＡＲ内のアクセスポイントとに接続されたモバイル機器を追跡するための複数のサブネットテーブルを備えている。サブネットワークテーブルは、好ましくは、モバイル機器があるサブネットから別のサブネットに移動すると、更新される。サブネットワークテーブルには、モバイル機器のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置が含まれている。
【００１６】
アクセスポイントは、無線アンテナであってもよく、サブネット受信機であってもよい。モバイル機器の現在の位置は、インバウンド位置又はアウトバウンド位置のいずれかとして特徴付けられる。すなわち、第１のサブネットから第２のサブネットに移動したモバイル機器は、第１のサブネットのサブネットテーブルにおいてはアウトバウンドとして特定され、第２のサブネットのサブネットテーブルにおいてはインバウンドとして特定される。
【００１７】
本発明の他の側面として、本発明は、モバイル機器のモバイル無線ネットワークへの接続を維持する接続維持方法を提供する。モバイル機器は、サブネットワークのｓＤＳＬ物理インタフェースに接続されたｘＤＳＬモデム及びアクセスポイントを介し無線ネットワークにてアクセスする。無線ネットワークは、複数のサブネットを備える。この接続維持方法は、（ａ）モバイル機器のそれぞれに、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及びアクセスポイントとサブネットワークとに対応した現在の位置を割り当てるステップと、（ｂ）ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスをユーザ情報としてパケットに埋め込むステップと、（ｃ）ユーザ情報を隣接するサブネットワークに同報通信するステップと、（ｄ）着信パケットを上記モバイル機器の現在の位置に転送するステップとを有する。
【００１８】
本発明の他の側面として、本発明は、サブネットワークのアレイとして構成された複数のサブネットワークを含むモバイル無線ネットワークを提供する。各サブネットは、好ましくは、複数の隣接するサブネットワークと、複数の隣接しないサブネットワークとを有する。少なくとも１つのサブネットは、ネットワークルータに接続され、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、ｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む。ｘＤＳＬモデムは、好ましくは、ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されている。隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態が維持される。
【００１９】
本発明の他の側面として。本発明は、マスタサブネットワークに接続された複数のサブネットワークを備えモバイル無線ネットワークを提供する。マスタサブネットワークは、ネットワークルータに接続されている。ネットワークルータは、従来の如何なる有線ルータであってもよい。複数のサブネットは、ｘＤＬＳ物理インタフェースと、ｓＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む。ｓＤＳＬモデムは、好ましくは、ｓＤＳＬ物理インタフェースに接続されている。隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態が維持される。
【００２０】
マスタサブネットは、サブネット内で全てのモバイル機器を追跡するためのマスタサブネットテーブル（すなわち、アドレス結合記録（address binding records：ＡＢＲ））を含んでいる。マスタサブネットテーブルは、好ましくは、モバイル機器が１つのサブネットから他のサブネットに移行すると更新される。マスタサブネットテーブルは、好ましくは、サブネット内の全てのモバイル機器に関するＩＰアドレスと、ＭＡＣアドレスと、現在の位置情報とを含んでいる。
【００２１】
本発明の他の側面として、本発明は、複数のサブネットワークを含むモバイル無線ネットワークを提供する。少なくとも１つのサブネットは、ネットワークルータに接続され、複数のサブネットは、ｘＤＳＬ物理インタフェースと、ｘＤＳＬモデムに接続された少なくとも１つのアクセスポイントとを含む。ｘＤＳＬモデムは、好ましくは、ｘＤＳＬ物理インタフェースに接続されている。隣接する各サブネットワークがユーザ情報を共有することにより、モバイル機器が無線ネットワークに接続されたままの状態が維持される。モバイル機器は、隣接するサブネットワーク間を移動する場合、好ましくは同じＩＰアドレスを維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図２は、本発明を適用したシステムの構成を示すブロック図である。本発明は、モバイル無線ネットワークに適用される。ここでは、本発明をモバイル無線ネットワークに適用した実施例を説明するが、本発明は、固定無線ネットワーク（fixed wireless network）にも同様に適用することができる。図２に示すように、モバイル機器（例えばラップトップコンピュータ又は携帯電話）２０は、最初は、ホームネットワーク（サブネット）１５を本拠地とし、アクセスポイント１９に接続されている。サブネットは、各サブネット内の様々なアクセスポイントにリンクされたルータとして機能する。また、サブネットは、通信接続を介して、インターネットルータ１２にも接続されている。次に、インターネットルータ１２は、通信接続を介して、インターネットの宛先（Internet destination）１１にも接続されている。サブネットは、ブルートゥース規格だけではなく、同時に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ａ規格をサポートしている。なお、無線ネットワーク内には、複数のサブネットを設けることができる。無線ネットワーク内において、アクセスポイント１９、１７は、パケットを受信する無線アンテナと受信機を備えている。また、アクセスポイント１９、１７は、無線（又は非無線）ネットワーク内の接続ポイントでもある。本発明では、各サブネットは、ローミング及びスループットを制御する、最大１６台のアクセスポイントを管理することができる。各アクセスポイントは、最大４０のユーザを処理することができる。したがって、各サブネットは、最大６４０のユーザを接続することができる。図２では、２台のアクセスポイントしか示していないが、これより多くのアクセスポイントを設けることができることは言うまでもない。
【００２３】
図２において、アクセスポイント１９、１７は、それぞれ、ｘＤＳＬモデム１９０、１７０に接続されている。ここで、ｘＤＳＬとは、あらゆる種類のデジタル加入者線（digital subscriber line）モデムを意味する。ＤＳＬ、すなわちデジタル加入者線は、非常に長い距離をサポートでき、広帯域サービスの配信のために選ばれた技術である。ｘＤＳＬモデム１９０、１７０は、それぞれ電話線１５５、１３５を介して、ｘＤＳＬ物理インタフェース（ＰＨＹ）１５０、１３０に接続されている。ｘＤＳＬモデム１９０、１７０は、ｘＤＳＬ信号を送受信することができる。ｘＤＳＬ物理インタフェースは、ルータのための物理インタフェースであり、ノードの間のデータパケットの伝送を処理するために使用される。背景技術の説明で述べたように、イーサネットのケーブルの長さは、約３００フィートに制限されている。ＡＤＳＬ、すなわち非同期デジタル加入者線（Asynchronous Digital Subscriber Line）は、デジタル加入者線の１つであり、電話局から１万５０００フィート以内のユーザが利用できるサービスである。イーサネットをｘＤＳＬに置き換えるためには、既存のルータのＭＡＣ層及びＰＨＹ層をｘＤＳＬ及びＰＨＹに置換する必要がある。更に、アクセスポイント１９、１７は、同様のインタフェース機能を実現するために、ｘＤＳＬ物理インタフェースを備えていてもよい。
【００２４】
ここで、更に図２を参照し、モバイル機器２０が、リモートサブネット１３に接続されたアクセスポイント１７に移動し、インターネット１１を介して通信を行う場合を考える。これを実現するために、サブネット１５、１３は、サブネット間で情報を共有するインテリジェンステーブル（intelligence table）を備える。各サブネット内のインテリジェンステーブルには、モバイル機器のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、アクセスポイント及びサブネットに対応した現在の位置等のモバイル機器の情報が含まれている。現在の位置は、インバウンド（inbound）位置であっても、アウトバウンド（outbound）位置であってもよい。サブネットは、モバイルネットワーク内の隣接する各サブネットとこの情報を共有する。すなわち、サブネット１５は、モバイル機器２０のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び現在の位置（これは、もちろん、最初はインバウンドである。）に関する情報をサブネット１３及び他の隣接するサブネットと共有している。モバイル機器２０がサブネット１５からサブネット１３に移動すると、サブネット１５は、モバイル機器２０のアウトバウンド位置を示すために、そのテーブルを更新する。同時に、サブネット１５は、サブネット１３（及び隣接するサブネット）に対し、モバイル機器２０の移動を反映させるために、それらのインテリジェンステーブルを更新するように通知する。これにより、サブネット１３は、現在の位置の列（current location column）の下に、モバイル機器２０のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスとともに、インバウンドエントリを含むモバイル機器２０に関するエントリを有するようになる。これにより、モバイル機器２０は、ネットワーク内を移動しても、サブネット１５において最初に登録されたＩＰアドレスを変えないで（permanent）維持するようになる。モバイル機器２０がログオフ（logs 'off'）した後、ログオン（back 'on'）したとき、あるいはネットワークを越えて移動したとき、モバイル機器２０は、新たなＩＰアドレスを受信する。この場合、サブネット１５は、そのインテリジェンステーブルからモバイル機器２０の情報を削除するとともに、サブネット１３（及び隣接する全てのサブネット）に対し、モバイル機器２０がいなくなった（disappearance）ことを反映するために、それぞれのインテリジェンステーブルを更新するよう通知する。モバイル機器２０がログオフ又はネットワークの外に出た後は、インターネットアクセスを望む他のモバイル機器は、そのＩＰアドレスを取得することができる。本発明の重要な目的は、モバイル機器がネットワーク内をどのように移動しても、モバイル機器の接続を完全に保つことである。隣接したサブネット間で情報を共有することにより、これらのサブネットにおいては、モバイル機器は、不変の（disappearance）ＩＰアドレスを維持したまま異なるサブネット間を移動することができる。
【００２５】
モバイル機器２０がインターネット１１上の宛先へのメッセージを準備したとする。モバイル機器２０のＩＰ処理部（IP facilities）は、インターネットの宛先を指定する宛先ＩＰアドレスをそれぞれ有するパケットにメッセージを分割する。各パケットは、モバイル機器２０用に構成された送信元ソースＩＰアドレスも含んでいる。なお、送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスは、パケット長及び他の制御情報と共に、各パケットのヘッダ内の定義された位置に格納される。
【００２６】
モバイル機器２０がサブネット１５をホームベースとする移動ノード（visiting node）であるとする。したがって、モバイル機器２０は、ホームサブネット１５に対しては適切であるが、リモートサブネット１３に対しては適切でないＩＰアドレスを用いるように構成されている。具体的には、インターネット１１は、モバイル機器２０がサブネット１３に接続されているときでも、モバイル機器２０宛のパケットをホームサブネット１５にルーティングしてしまう。この問題を解決するために、サブネット１３を含む隣接した各サブネットのインテリジェンステーブルは、各モバイル機器のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを維持及び共有する。
【００２７】
サブネット１５がインターネット１１からパケットを受信すると、サブネット１５は、直ちにインテリジェンステーブルを検証し、モバイル機器２０が異なるサブネットに移動していることを認識し、隣接したサブネット１３にパケットを転送する。サブネット１３は、モバイル機器２０がそのアクセスポイントの１つに接続されていることを認識する。ここで、サブネット１３は、アクセスポイント１７を介してパケットをモバイル機器２０に送信する。反対に、モバイル機器２０がリモートサブネット１３からメッセージを送信する場合、リモートサブネット１３は、パケットをモバイル機器２０の送信元アドレスに転送し、パケットは、そのモバイル機器２０のホームサブネット１５の管理下に置かれ、そこからインターネットルータ１２に送信される。インターネットルータ１２は、パケットをインターネット１１に送信し、そこで、パレットは、その宛先にルーティングされる。
【００２８】
更に、サブネットは、構内ネットワークのアドレスを有することができる。この場合、インターネットルータ１２は、プライベートＩＰアドレスとパブリックＩＰアドレスとの間のマッピングのためのネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）解決をサポートする。
【００２９】
本発明の一実施例におけるモバイルＩＰネットワークを実現する構成を図３に示す。図３に示す構成では、マスタサブネット１４が、ＩＰルータ１２と、サブネット１５、１３との間に設けられている。また、マスタサブネット１４もルータであり、ローミングを管理するとともに、より高レベルの管理及びセキュリティ機能を有する。各マスタサブネットは、最大８個のサブネットを制御し、最大５１２０個のモバイル機器を同時にサポートする。特に重要な点として、マスタサブネットは、インテリジェンステーブルを有し、これらのインテリジェンステーブルには、ネットワークの各サブネット内の全てのモバイル機器に関する情報が含まれている。したがって、モバイル機器が１つのサブネットから別のサブネットに移動する毎に、サブネット及びマスタサブネットは、それぞれのインテリジェンステーブルを更新する。サブネットの場合と同様、マスタサブネットのインテリジェンステーブルには、更に、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及びアクセスポイントと、マスタサブネットを含むサブネットとに対応した現在の位置に関する情報が含まれている。但し、マスタサブネットのインテリジェンステーブルには、サブネットとは異なり、全てのサブネットに関する追跡情報（tracking information）が含まれている。なお、無線ネットワークは、互いに接続された複数のマスタサブネットを備えることができ、これにより、仮想的に無制限の数のユーザをサポートすることができる。各サブネットは、好ましくは、高速イーサネットを介してマスタサブネットに接続されている。マスタサブネット１４は、構内ネットワークのアドレスを有することができる。インターネットルータ１２は、プライベートＩＰアドレスとパブリックＩＰアドレス間をマッピングするＮＡＴ解決を提供する。
【００３０】
本発明を実現するシステムの構成を図４に示す。図４に示すように、各サブネット１５、２２、３２、４２、５２、６２は、マスタサブネット１４に接続されており、１６個のアクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４、ＡＰ５、ＡＰ６、ＡＰ７、ＡＰ８、ＡＰ９、ＡＰ１０、ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ１３、ＡＰ１４、ＡＰ１５、ＡＰ１６を管理して、モバイル機器２０のローミングを行う。サブネット１５〜６２は、それぞれ最大１６の無線アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ１６を管理することができ、ローミング及びスループットの制御を行う。各アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ１６は、好ましくは、最大４０人のユーザを同時にサポートする。したがって、サブネット１５〜６２は、好ましくは、最大６４０人のユーザを同時に接続することができる。
【００３１】
無線アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ１６は、既存の有線ネットワークとモバイル機器２０間のブリッジとして機能する。図４に示すように、アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ１６は、それぞれサブネット１５〜６２の中心点から３６０°の方向に広がる無線範囲を提供する。更に、アクセスポイントは、あるアクセスポイントから他のアクセスポイントに伝送する受信機及び中継機としても機能できる。
【００３２】
一具体例として、モバイル機器２０は、ホームサブネット１５から第１のリモートサブネット２２や第２のリモートサブネット３２に移動することができる。無線ネットワークにおいて、アクセスポイント２１、３１は、それぞれリモートサブネット２２、３２に接続されている。上述のように、アクセスポイント２１、３１は、パケットを受信する無線アンテナと受信機を備えている。モバイル機器２０がそのホームサブネット１５を介してインターネット１１に接続すると、ホームサブネット１５は、直ちにモバイル機器２０のＩＰアドレスと、ＭＡＣアドレスと、現在の位置に関する情報（例えば、アクセスポイント１及びＭＡＲ１）とを隣接する各サブネット（例えば、リモートサブネット２２（ＭＡＲ２）及びリモートサブネット３２（ＭＡＲ３））に供給する。隣接するサブネット２２、３２は、モバイル機器２０の登録を反映するように、それぞれのインテリジェンステーブルを更新する。モバイル機器２０は、一旦ホームサブネット１５に登録されると、ネットワーク内に亘って不変のＩＰアドレスを維持する。モバイル機器２０が第１のリモートサブネット２２に移動すると、ホームサブネット１５及び第１のリモートサブネット２２のインテリジェンステーブルは、モバイル機器２０が第１のリモートサブネット２２に移動したことを示すように更新される。この場合、ホームサブネット１５のインテリジェンステーブルにおけるモバイル機器２０に関する現在位置のエントリは、「インバウンド」から「アウトバウンド」に変更される。一方、第１のリモートサブネット２２のインテリジェンステーブルにおけるモバイル機器２０に関する現在位置のエントリは、「アウトバウンド」から「インバウンド」に変更される。更に、第１のリモートサブネット２２は、モバイル機器２０のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び現在の位置に関する情報（例えば、ＡＰ２１及びＭＡＲ２）を第２のリモートサブネット３２に送信する。第２のリモートサブネット３２は、モバイル機器２０の移動を反映するようにそのインテリジェンステーブルを更新する。モバイル機器２０が第２のリモートサブネット３２に移動すると、第１のリモートサブネット２２及び第２のリモートサブネット３２のインテリジェンステーブルは、モバイル機器２０が第２のリモートサブネット３２に移動したことを示すように更新される。この場合、第１のリモートサブネット２２のインテリジェンステーブルにおけるモバイル機器２０に関する現在位置のエントリは、「インバウンド」から「アウトバウンド」に変更される。一方、第２のリモートサブネット３２のインテリジェンステーブルにおけるモバイル機器２０に関する現在位置のエントリは、「アウトバウンド」から「インバウンド」に変更される。更に、第２のリモートサブネット３２は、モバイル機器２０のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び現在の位置に関する情報（例えば、ＡＰ３１）を第３のリモートサブネット４２等に送信し、これらの情報は、モバイル機器２０がログオフし、又はネットワークの外側に移動するまで維持される。ここで重要な点は、モバイル機器２０の現在の位置に拘わらず、リモートサブネット２２、３２は、マスタサブネット１４又はＩＰルータ１２と通信を行う点である。全ての着信パケットは、最初に、ホームサブネット１５に送られた後、リモートサブネットに転送される。同様に、モバイル機器２０から発せられた全ての発信パケットは、最初に、ホームサブネット１５に転送された後、マスタサブネット１４又はＩＰルータ１２に送信される。このように、各モバイル機器のデータは、無線ネットワーク全体ではなく、モバイル機器が存在するサブネット及び隣接するサブネットのインテリジェンステーブルのみにおいて維持される。これにより、メモリ容量を実質的に節約することができる。
【００３３】
図５は、本発明に基づくサブネットが、ネットワーク内のモバイル機器のローミングをどのように処理するかを示すフローチャートである。図５に示すように、この処理は、ステップ６０から開始され、ステップ６２において、サブネットは、各モバイル機器に対し、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及びアクセスポイントとサブネットとに対応した現在の位置を割り当てる。ステップ６４において、サブネットは、ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスをユーザ情報としてパケットに埋め込む。そして、サブネットは、ステップ６６において、隣接したサブネットに、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び現在の位置を含むユーザ情報を同報通信する。次に、サブネットは、ステップ６８において、着信パケットをモバイル機器の現在の位置に転送する。現在の位置は、リモートサブネットであってもよい。この場合、リモートサブネットは、アクセスポイント及びサブネットを介して、パケットをモバイル機器に転送する。
【００３４】
本発明の構成及び動作原理を明瞭に説明するために、様々な詳細を含む特定の実施例を用いて本発明を説明した。このような特定の実施例の説明及びその詳細は、特許請求の範囲を制限するものではない。本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、例示的に選択された実施例を変更できることは、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】通常、ホームサブネットに接続されているモバイル機器が、従来の手順に基づいてリモートサブネットに接続するモバイルＩＰネットワークセグメント及びその手法を説明するための従来の構成を示す図である。
【図２】通常、ホームサブネットに接続されているモバイル機器が、本発明のアーキテクチャに基づいてリモートサブネットに接続するホームサブネット及びリモートサブネット、並びにその方法を説明するためのモバイルＩＰネットワークセグメントの構成を示す図である。
【図３】ホームサブネットとリモートサブネットの両方がマスタサブネットに接続され、通常、ホームサブネットに接続されているモバイル機器が、本発明のアーキテクチャに基づいてリモートサブネットに接続する方法を説明するためのモバイルＩＰネットワークセグメントの構成を示す図である。
【図４】本発明に基づくシステム、特に、最大１６のアクセスポイントを管理して、モバイル機器のローミングを実現するマスタサブネットに接続するサブネットの構成を示す図である。
【図５】本発明に基づくサブネットが、ネットワークにおいて、モバイル機器のローミングをどのように処理するかを示すフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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