(57)【要約】  通信ネットワークを動作させる方法及びシステムを開示する。本通信ネットワークは、主ネットワーク、通常は無線ネットワークと、補助ネットワーク、通常はインターネット等の有線パケット交換網とを備える。主ネットワークは、各々が主ネットワークによってデータを送受信することができる無線局と、主ネットワーク及び補助ネットワークの両方によってデータを送受信することができるブリッジ局とを有する。補助ネットワークは、各々が補助ネットワークによってデータを送受信することができる補助局及びブリッジ局を有する。各ブリッジ局では、主ネットワーク及び補助ネットワークの両方における他の局のアクティビティがモニタされ、それにより、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対する中間局の可用性が確立される。プローブ信号が、補助ネットワーク上の少なくとも１つの局に少なくとも１つのブリッジ局からアドレス指定され、一方でさらなるプローブ信号が、主ネットワーク上の局に送信される。プローブ信号を受信する局は、それらの中間局としての可用性を示す接続性データを送信することによって応答する。メッセージデータが、発信局から宛先局へ、少なくとも１つのブリッジ局を含む少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信される。本システムは、補助ネットワークを介する２つの無線局間のピア・ツー・ピア通信を可能にする。
2008541641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ネットワーク及び補助ネットワークを備えた通信ネットワークを動作させる方法であって、各々が前記主ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の主局と、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークの両方を介してデータを送受信することができる複数のブリッジ局と、各々が前記補助ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の補助局とを備え、メッセージデータを発信局から宛先局に、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信するよう動作可能である通信ネットワークを動作させる方法であって、
前記複数のブリッジ局の各々において、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークの両方における他の局のアクティビティをモニタして、前記発信局から前記宛先局へのメッセージデータの前方送信に関して中間局の利用可能性を確立するステップと、
前記補助ネットワークを介して前記少なくとも１つのブリッジ局から該補助ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するステップであって、該プローブ信号は前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定されている、送信するステップと、
前記少なくとも１つのブリッジ局から前記プローブ信号を受信する前記補助ネットワーク上の前記局から、接続性データを含む応答信号を送信して、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別するステップと、
前記メッセージデータを前記発信局から前記宛先局へ、前記少なくとも１つのブリッジ局を含む前記少なくとも１つの便宜的に選択された中間局を介して送信するステップと、
を含むことを特徴とする通信ネットワークを動作させる方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記主ネットワークを介して前記少なくとも１つのブリッジ局及び主局から他の主局へプローブ信号を送信するステップを含み、該主局は、該プローブ信号を受信し、中間局としてのそれらの可用性を示す接続性データを送信することによって応答することを特徴とする方法。
【請求項３】
主ネットワーク及び補助ネットワークを備えた通信ネットワークを動作させる方法であって、各々が該主ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の主局と、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークの両方を介してデータを送受信することができる複数のブリッジ局と、各々が前記補助ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の補助局とを有し、メッセージデータを発信局から宛先局に、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信するように動作可能である、通信ネットワークを動作させる方法であって、
複数の主局及びブリッジ局の各々において、前記主ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタして、メッセージデータの前記発信局から前記宛先局への前方送信に対して中間局の利用可能性を確立するステップであって、該中間局は前記ブリッジ局を含む、ステップと、
前記主ネットワークを介して、前記発信局から前記宛先局に送信するべきメッセージデータを有する前記主ネットワーク上の局から、少なくとも１つのブリッジ局を含む該主ネットワーク上の他の局にプローブ信号を送信して、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別するステップと、
送信すべきデータを有する前記主ネットワーク上の前記局から前記少なくとも１つのブリッジ局を介して前記宛先局に前記メッセージデータを便宜的に送信するステップと、
を含むことを特徴とする通信ネットワークを動作させる方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、前記補助ネットワークを介して前記少なくとも１つのブリッジ局から該補助ネットワーク上の局に該補助ネットワークを介してプローブ信号を送信するステップを含み、該プローブ信号は、前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定されて、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局が識別されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２又は４記載の方法において、前記ブリッジ局のそれぞれにおいて、前記主局と宛先局又は中間局としての前記補助ネットワーク上の局との詳細及びその利用可能性に関する接続性データを含む近隣局テーブルを保持するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、前記発信局から前記宛先局に送信すべきメッセージデータを有する補助局から、前記補助ネットワーク上の他の局にプローブ信号を送信するステップを含み、該プローブ信号は、前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局が識別されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、前記補助局のそれぞれにおいて、該補助局と宛先局又は中間局としてのブリッジ局との詳細及びその利用可能性に関する接続性データを含む近隣局テーブルを保持するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５〜７いずれかに記載の方法において、初期プローブ信号は、別の局から、又は前記ネットワーク上の局に関する接続性データを格納する認証局から受信されるデータにおいて識別される前記補助ネットワーク上の１つ又は複数の局にアドレス指定され、それにより、前記プローブ信号を送信している前記局への優れた接続性を有する１つ又は複数のあり得る近隣局を識別することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記補助ネットワーク上の局は、中間局として将来的に使用する可能性のあるようなプロービング局への優れた接続性を有する近隣局のグループを維持するために、随時、プローブ信号を該補助ネットワーク上の他の局に送信することを特徴とする方法。
【請求項１０】
税急行５〜９いずれかに記載の方法において、前記主ネットワークは無線ネットワークを含み、前記主局は無線局を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、前記発信局は無線局であり、前記宛先局は前記補助ネットワーク上の補助局又はブリッジ局であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法において、前記発信局及び前記宛先局はともに無線局であり、前記補助ネットワーク上の局を介して少なくとも１つのさらなるブリッジ局に且つ該少なくとも１つの別のブリッジ局から少なくとも１つの別の無線局にプローブ信号を送信するステップと、前記補助ネットワーク上の前記局から且つ前記少なくとも１つの別のブリッジ局から前記無線宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の方法において、前記発信局及び前記宛先局は、前記補助ネットワークを介してピア・ツー・ピア接続を維持することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項５〜１３いずれかに記載の方法において、前記プローブ信号は、近隣局収集プローブ信号を含み、他の局から該近隣局収集プローブ信号を受信する局は、中間局としてのそれらの可用性を示す接続性データを送信することによって応答することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、前記プローブ信号は、傾斜収集プローブ信号を含み、他の局から該傾斜収集プローブ信号を受信する局は、前記局間の通信の累積コストを示すコスト傾斜データを送信することによって応答することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークは異なる伝送媒体を利用し、前記接続性データ及び／又は前記コスト傾斜データの特性は、該データを送信している前記局が前記主ネットワーク上の局であるか又は前記補助ネットワーク上の局であるかに応じて、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークの特性に従って変更されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の方法において、前記コスト傾斜データは、異なる局間のメッセージ送信においてもたらされる時間遅延、データレート及びパケット損失から確定される１つ若しくは複数のコスト関数、並びに／又は各局で利用可能な相対負荷及び資源から確定される１つ若しくは複数のコスト関数に基づいていること方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７いずれかに記載の方法において、各局から認証局に認証メッセージを送信するステップを含み、該認証局は、随時前記通信ネットワーク上の局を認証すると共に、局の該局間における接続性及びブリッジ局を含む他の中間局との接続性に関連するデータを格納し、それにより、前記近隣局収集プローブ信号が各局と選択されるブリッジ局との間で便宜的に又は別の局若しくは前記認証局により提供される格納された接続性データに従って送信されるのを可能にするように動作することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、前記局は、随時中間局として各局に利用可能なブリッジ局の前記認証局における記録を保持するように、該認証局と対話するよう構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、前記記録保持の一部又はすべては、前記認証局により、前記通信ネットワークにおける他の局を通じて分散され、有効に分散認証局が画定されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１８〜２０いずれかに記載の方法において、前記局は、少なくとも１つのブリッジ局を介して前記認証局及び／又は前記分散認証局と通信する無線局であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１８〜２１いずれかに記載の方法において、前記局は、認証データを前記認証局及び／又は前記分散認証局に送信する時、中間局としてのブリッジ局の前記無線局に対する可用性に関する接続性データを送信する無線局であることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１８〜２２いずれかに記載の方法において、前記選択されるブリッジ局を介して前記少なくとも１つの他のブリッジ局に送信される傾斜収集プローブ信号は、直接又は１つ若しくは複数の中間局を介して、前記宛先局への接続性を有するものとして前記認証局及び／又は前記分散認証局によって識別されるブリッジ局にアドレス指定されることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１８〜２２いずれかに記載の方法において、前記選択されるブリッジ局を介して前記少なくとも１つの他のブリッジ局に送信される前記傾斜収集プローブ信号は、直接又は１つ若しくは複数の中間局を介して、前記宛先局への接続性を有するものとして他のネットワーク局によって識別されるブリッジ局にアドレス指定されることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２３又は２４記載の方法において、前記選択されるブリッジ局は、直接又は１つ若しくは複数の中間局を介して前記宛先局への接続性を有していたものとして他の局によって先に識別されたブリッジ局に前記傾斜収集プローブ信号をアドレス指定し続け、それにより、中間局として即時必要とされない場合であっても、潜在的な中間局として利用可能な前記先に識別されたブリッジ局を保持することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、前記傾斜収集プローブ信号は、前記発信局と前記宛先局との間で接続がもはや必要とされなくなるまで、所定のプロービング間隔で、前記先に識別されたブリッジ局に送信されることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２３〜２６いずれかに記載の方法において、前記傾斜収集プローブ信号は、該プローブ信号の特性を定義するＯＤＭＡデータパケットを含む標準パケットフォーマットとして送信されることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法において、前記傾斜収集プローブ信号は、ＯＤＭＡデータパケットを含むＵＤＰデータグラムパケットとして送信されることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２７又は２８記載の方法において、前記傾斜収集プローブ信号は、前記主局と前記補助ネットワーク上の局との両方に対し、直接又は中間局を介して、互いに接続性を有する局の間のメッセージ伝送の累積コストに関するコスト関数情報を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークは異なる伝送媒体を利用し、前記コスト関数情報は、前記主媒体及び前記補助媒体において確定される前記コストの適当な重み付けによって計算され、それにより、前記メッセージデータを送信するのに使用される前記媒体に関係なく最適なメッセージ送信ルートが辿られることが保証されることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項５〜３０いずれかに記載の方法において、前記補助ネットワーク上の少なくとも１つのゲートウェイ局は外部ネットワークへの接続性を有し、該少なくとも１つのゲートウェイ局は、前記主ネットワーク上の局のアドレスを格納し且つそれらを前記外部ネットワーク上のアドレスにマップする手段を有することを特徴とする方法。
【請求項３２】
主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、発信局から宛先局へ、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介してメッセージデータを送信する通信ネットワークであって、
複数のブリッジ局であって、該ブリッジ局のそれぞれは、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークを介してデータを送受信することができ、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークにおける他の局のアクティビティをモニタすると共に、前記主ネットワーク又は前記補助ネットワーク上の局の、前記発信局から前記宛先局への前記メッセージデータの前方送信に対する中間局としての利用可能性を確立するように動作可能である、複数のブリッジ局と、
複数の主局であって、該主局のそれぞれは、前記主ネットワークによってデータを送受信することができ、前記主ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタすると共に、他の主局又はブリッジ局の、前記発信局から前記宛先局への前記メッセージデータの前方送信に対する中間局としての利用可能性を確立するように動作可能である、複数の主局と
を含み、
前記発信局から前記宛先局に送信すべき前記メッセージデータを有する各主局は、前記主ネットワークを介してプローブ信号を、少なくとも１つのブリッジ局を含む前記主ネットワーク上の他の局に送信し、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別し、それにより、送信すべきデータを有する前記主局から前記少なくとも１つのブリッジ局を介して前記宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するように動作可能である
ことを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３３】
請求項３２記載の通信ネットワークにおいて、各々が前記補助ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の補助局を含み、前記ブリッジ局のそれぞれは、前記補助ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するように動作可能であり、該プローブ信号は、前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な前記補助ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別することを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３４】
主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、発信局から宛先局へ、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介してメッセージデータを送信する通信ネットワークであって、
複数のブリッジ局であって、該ブリッジ局のそれぞれは、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークを介してデータを送受信することができ、前記主ネットワーク及び前記補助ネットワークにおける他の局のアクティビティをモニタすると共に、前記主ネットワーク又は前記補助ネットワーク上の局の、前記発信局から前記宛先局への前記メッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数のブリッジ局と、
複数の補助局であって、該補助局のそれぞれは、前記補助ネットワークによってデータを送受信することができ、前記補助ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタすると共に、他の補助局又はブリッジ局の、前記発信局から前記宛先局への前記メッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数の補助局と
を含み、
前記発信局から前記宛先局に送信すべき前記メッセージデータを有する各補助局は、前記補助ネットワークを介してプローブ信号を、少なくとも１つのブリッジ局を含む前記補助ネットワーク上の他の局に送信し、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別し、それにより、送信すべきデータを有する前記補助局から前記少なくとも１つのブリッジ局を介して前記宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するように動作可能である、
ことを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３５】
請求項３４記載の通信ネットワークにおいて、各々が前記主ネットワークを介してデータを送受信することができる複数の主局を含み、前記ブリッジ局のそれぞれは、前記主ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するように動作可能であり、該プローブ信号は、前記主ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、前記メッセージデータの前記宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な前記主ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別することを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３６】
請求項３３又は３５記載の通信ネットワークにおいて、該ネットワークは、少なくとも１つの認証局であって、随時前記通信ネットワーク上の局を認証すると共に、局の該局間における接続性及びブリッジ局を含む他の中間局との接続に関連するデータを格納し、それにより、プローブ信号が各局と選択されるブリッジ局との間で便宜的に又は別の局若しくは前記認証局により提供される格納された接続性データに従って送信されるのを可能にするように構成される少なくとも１つの認証局を含むことを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３７】
請求項３２〜３６いずれかに記載の通信ネットワークにおいて、該ネットワークは、外部ネットワークとの接続性を有する前記補助ネットワーク上の少なくとも１つのゲートウェイ局を含み、該少なくとも１つのゲートウェイ局は、前記主ネットワーク上の局のアドレスを格納し且つそれらを前記外部ネットワーク上のアドレスにマップする手段を有することを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３８】
請求項３７記載の通信ネットワークにおいて、前記外部ネットワークはインターネットであり、前記ゲートウェイ局は、前記主ネットワーク上の局のアドレスがインターネットアドレスにマップされるディレクトリテーブルを格納することを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項３９】
請求項３７記載の通信ネットワークにおいて、前記外部ネットワークは電話網であり、前記ゲートウェイ局は、前記主ネットワーク上の局のアドレスが前記電話網上の電話番号にマップされるディレクトリテーブルを格納することを特徴とする通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに通信することができる多数の局を有する種類の通信ネットワークであって、発信局が、少なくとも１つの便宜的に（opportunistically）選択される中間局を介してメッセージデータを宛先局に送信することができる、通信ネットワークに関する。
本明細書の目的のために、このような通信ネットワークを機会駆動多元接続（Opportunity Driven Multiple Access）（ＯＤＭＡ）ネットワークと呼ぶことにする。
【背景技術】
【０００２】
多数の従来の特許明細書が、データを、主に無線媒体を通じて複数のホップにわたって発信局（固定又は移動）から宛先局（固定又は移動）まで送信することができる多局ＯＤＭＡネットワークついて記載してきた。この動作方法を、本文書では「無線によるＯＤＭＡ（ODMA over Wireless）」と呼ぶ。しかしながら、環境によっては、データを無線媒体のみで伝送することが望ましくないか又は可能でない場合がある。たとえば、発信局及び宛先局が、無線接続を通じて互いの範囲内に（許容可能な最大数のホップ内に）ない場合もあり、又は、伝送においてホップのうちの１つ又は複数を達成するために有線媒体等の補助媒体を利用することがより効率的である場合もある（このような伝送を、本明細書では「有線によるＯＤＭＡ（ODMA over Wire）」と呼ぶ）。通常、この状況は、発信局及び宛先局が相互に地理的に遠く、実際には恐らくは他の領域、国又はさらには大陸にある可能性がある場合に最もよく発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、無線によるＯＤＭＡ及び有線によるＯＤＭＡの両方を可能にする通信ネットワーク及びその動作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、通信ネットワークを動作させる方法であって、主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、各々が主ネットワークによってデータを送受信することができる複数の主局と、主ネットワーク及び補助ネットワークの両方によってデータを送受信することができる複数のブリッジ局と、各々が補助ネットワークによってデータを送受信することができる複数の補助局とを有し、メッセージデータを発信局から宛先局に、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信するように動作可能である、通信ネットワークを動作させる方法において、
複数のブリッジ局の各々において、主ネットワーク及び補助ネットワークの両方における他の局のアクティビティをモニタし、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対し中間局の可用性を確立するステップと、
補助ネットワークを介して少なくとも１つのブリッジ局から補助ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するステップであって、プローブ信号は補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定される、送信するステップと、
少なくとも１つのブリッジ局からプローブ信号を受信する補助ネットワーク上の局から、接続性データを含む応答信号を送信して、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な補助ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別するステップと、
メッセージデータを発信局から宛先局へ、少なくとも１つのブリッジ局を含む少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信するステップと
を含む、通信ネットワークを動作させる方法が提供される。
【０００５】
本発明の第１の態様による本方法は、主ネットワークを介して少なくとも１つのブリッジ局から且つ主局から他の主局へプローブ信号を送信するステップを含むことができ、主局は、プローブ信号を受信し、中間局としてのそれらの可用性を示す接続性データを送信することによって応答する。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、通信ネットワークを動作させる方法であって、主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、各々が主ネットワークによってデータを送受信することができる複数の主局と、主ネットワーク及び補助ネットワークの両方によってデータを送受信することができる複数のブリッジ局と、各々が補助ネットワークによってデータを送受信することができる複数の補助局とを有し、メッセージデータを発信局から宛先局に、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介して送信するように動作可能である、通信ネットワークを動作させる方法において、
複数の主局及びブリッジ局の各々において、主ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタして、メッセージデータの発信局から宛先局への前方送信に対し中間局の可用性を確立するステップであって、中間局はブリッジ局を含む、ステップと、
主ネットワークを介して、発信局から宛先局に送信するべきメッセージデータを有する主ネットワーク上の局から、少なくとも１つのブリッジ局を含む主ネットワーク上の他の局にプローブ信号を送信して、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別するステップと、
送信すべきデータを有する主ネットワーク上の局から少なくとも１つのブリッジ局を介して宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するステップと、
を含む、通信ネットワークを動作させる方法が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様による本方法は、補助ネットワークを介して少なくとも１つのブリッジ局から補助ネットワーク上の局に補助ネットワークを介してプローブ信号を送信するステップであって、プローブ信号は、補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な補助ネットワーク上の少なくとも１つの局が識別される、送信するステップを含むことができる。
【０００８】
いずれの場合においても、本方法は、ブリッジ局のそれぞれにおいて、主局と宛先局又は中間局としての補助ネットワーク上の局との詳細及びその可用性に関する接続性データを含む近隣局テーブルを保持することを含むことができる。
【０００９】
本方法は、発信局から宛先局に送信すべきメッセージデータを有する補助局から、補助ネットワーク上の他の局にプローブ信号を送信するステップを含むことができ、プローブ信号は、補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な補助ネットワーク上の少なくとも１つの局が識別される。
【００１０】
本方法は、補助局のそれぞれにおいて、補助局と宛先局又は中間局としてのブリッジ局との詳細及びその可用性に関する接続性データを含む近隣局テーブルを保持するステップをさらに含むことができる。
【００１１】
好ましくは、初期プローブ信号は、別の局から、又はネットワーク上の局に関する接続性データを格納する認証局から受信されるデータにおいて識別される補助ネットワーク上の１つ又は複数の局にアドレス指定され、それにより、プローブ信号を送信している局への優れた接続性を有する１つ又は複数の近隣局を識別する。
【００１２】
補助ネットワーク上の局は、随時プローブ信号を補助ネットワーク上の他の局に送信し、それにより、中間局として将来的に使用する可能性のあるようなプロービング局への優れた接続性を有する近隣局のグループを維持することができる。
【００１３】
本発明の一実施の形態において、主ネットワークは無線ネットワークを含み、主局は無線局を含む。
上記の実施の形態において、発信局は無線局とすることができ、宛先局は補助ネットワーク上の補助局又はブリッジ局とすることができる。
代替的に、たとえば、発信局及び宛先局はともに無線局とすることができ、本方法は、補助ネットワーク上の局を介して少なくとも１つのさらなるブリッジ局に且つ少なくとも１つのさらなるブリッジ局から少なくとも１つのさらなる無線局にプローブ信号を送信するステップ、及び補助ネットワーク上の局から且つ少なくとも１つのさらなるブリッジ局から無線宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するステップを含む。
【００１４】
本方法の好ましい一実施の形態において、発信局及び宛先局は、補助ネットワークを介してピア・ツー・ピア接続を維持する。
プローブ信号は、近隣局収集プローブ信号を含むことができ、他の局から近隣局収集プローブ信号を受信する局は、中間局としてのそれらの可用性を示す接続性データを送信することによって応答する。
プローブ信号は、傾斜収集プローブ信号を含むことができ、他の局から傾斜収集プローブ信号を受信する局は、局間の通信の累積コストを示すコスト傾斜データを送信することによって応答する。
【００１５】
本方法の一実施の形態において、主ネットワーク及び補助ネットワークは異なる伝送媒体を利用し、接続性データ及び／又はコスト傾斜データの特性は、データを送信している局が主ネットワーク上の局であるか又は補助ネットワーク上の局であるかに応じて、主ネットワーク及び補助ネットワークの特性に従って変更される。
【００１６】
コスト傾斜データは、異なる局間のメッセージ送信においてもたらされる時間遅延、データレート及びパケット損失から確定される１つ若しくは複数のコスト関数、並びに／又は各局で利用可能な相対負荷及び資源から確定される１つ若しくは複数のコスト関数に基づくことができる。
【００１７】
本方法は、各局から認証局に認証メッセージを送信するステップを含むことができ、認証局は、随時通信ネットワーク上の局を認証すると共に、局の当該局間における接続性及びブリッジ局を含む他の中間局との接続性に関連するデータを格納し、それにより、近隣局収集プローブ信号が各局と選択されるブリッジ局との間で便宜的に又は別の局若しくは認証局により提供される格納された接続性データに従って送信されるのを可能にするように動作する。
【００１８】
好ましくは、局は、随時中間局として各局に利用可能なブリッジ局の認証局における記録を保持するように、認証局と対話する。
記録保持の一部又はすべては、認証局により、通信ネットワークにおける他の局を通じて分散され、有効に分散認証局が画定されることができる。
局は、少なくとも１つのブリッジ局を介して認証局及び／又は分散認証局と通信する無線局とすることができる。
【００１９】
局は、認証データを認証局及び／又は分散認証局に送信する時、中間局としてのブリッジ局の無線局に対する可用性に関する接続性データを送信する無線局とすることができる。
選択されるブリッジ局を介して少なくとも１つの他のブリッジ局に送信される傾斜収集プローブ信号は、直接又は１つ若しくは複数の中間局を介して、宛先局への接続性を有するものとして認証局及び／若しくは分散認証局又は他のネットワークデバイスによって識別されるブリッジ局にアドレス指定される。
【００２０】
好ましくは、選択されるブリッジ局は、直接又は１つ若しくは複数の中間局を介して宛先局への接続性を有していたものとして他の局によって先に識別されたブリッジ局に傾斜収集プローブ信号をアドレス指定し続け、それにより、中間局として即時必要とされない場合であっても、潜在的な中間局として利用可能な先に識別されたブリッジ局を保持する。
傾斜収集プローブ信号は、発信局と宛先局との間で接続がもはや必要とされなくなるまで、所定のプロービング間隔で、先に識別されたブリッジ局に送信されることができる。
【００２１】
本発明の好ましい一実施の形態において、傾斜収集プローブ信号は、プローブ信号の特性を定義するＯＤＭＡデータパケットを含む標準パケットフォーマットとして送信される。
好ましくは、傾斜収集プローブ信号は、ＯＤＭＡデータパケットを含むＵＤＰデータグラムパケットとして送信される。
傾斜収集プローブ信号は、主局と補助ネットワーク上の局との両方に対し、直接又は中間局を介して、互いに接続性を有する局の間のメッセージ伝送の累積コストに関するコスト関数情報を含むことができる。
【００２２】
主ネットワーク及び補助ネットワークは異なる伝送媒体を利用することができ、コスト関数情報は、主媒体及び補助媒体において確定されるコストの適当な重み付けによって計算され、それにより、メッセージデータを送信するのに使用される媒体に関係なく最適なメッセージ送信ルートが辿られることが保証される。
【００２３】
本発明の一実施の形態において、補助ネットワーク上の少なくとも１つのゲートウェイ局は外部ネットワークへの接続性を有し、少なくとも１つのゲートウェイ局は、主ネットワーク上の局のアドレスを格納し且つそれらを外部ネットワーク上のアドレスにマップする手段を有する。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、発信局から宛先局へ、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介してメッセージデータを送信する通信ネットワークであって、
複数のブリッジ局であって、ブリッジ局のそれぞれは、主ネットワークにより且つ補助ネットワークによりデータを送受信することができ、主ネットワーク及び補助ネットワークにおける他の局のアクティビティをモニタすると共に、主ネットワーク又は補助ネットワーク上の局の、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数のブリッジ局と、
複数の主局であって、主局のそれぞれは、主ネットワークによってデータを送受信することができ、主ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタすると共に、他の主局又はブリッジ局の、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数の主局と
を含み、
発信局から宛先局に送信すべきメッセージデータを有する各主局は、主ネットワークを介してプローブ信号を、少なくとも１つのブリッジ局を含む主ネットワーク上の他の局に送信し、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別し、それにより、送信すべきデータを有する主局から少なくとも１つのブリッジ局を介して宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するように動作可能である、通信ネットワークが提供される。
【００２５】
本発明の第３の態様による通信ネットワークは、各々が補助ネットワークによってデータを送受信することができる複数の補助局を含むことができ、ブリッジ局のそれぞれは、補助ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するように動作可能であり、プローブ信号は、補助ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な補助ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別する。
【００２６】
本発明の第４の態様によれば、主ネットワーク及び補助ネットワークを備え、発信局から宛先局へ、少なくとも１つの便宜的に選択される中間局を介してメッセージデータを送信する通信ネットワークであって、
複数のブリッジ局であって、ブリッジ局のそれぞれは、主ネットワークにより且つ補助ネットワークによりデータを送受信することができ、主ネットワーク及び補助ネットワークにおける他の局のアクティビティをモニタすると共に、主ネットワーク又は補助ネットワーク上の局の、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数のブリッジ局と、
複数の補助局であって、補助局のそれぞれは、補助ネットワークによってデータを送受信することができ、補助ネットワーク上の他の局のアクティビティをモニタすると共に、他の補助局又はブリッジ局の、発信局から宛先局へのメッセージデータの前方送信に対する中間局としての可用性を確立するように動作可能である、複数の補助局と
を含み、
発信局から宛先局に送信すべきメッセージデータを有する各補助局は、補助ネットワークを介してプローブ信号を、少なくとも１つのブリッジ局を含む補助ネットワーク上の他の局に送信し、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な少なくとも１つのブリッジ局を識別し、それにより、送信すべきデータを有する補助局から少なくとも１つのブリッジ局を介して宛先局にメッセージデータを便宜的に送信するように動作可能である通信ネットワークを提供する。
【００２７】
本発明の第４の態様による通信ネットワークは、各々が主ネットワークによってデータを送受信することができる複数の主局を含むことができ、ブリッジ局のそれぞれは、主ネットワーク上の局にプローブ信号を送信するように動作可能であり、プローブ信号は、主ネットワーク上の少なくとも１つの局にアドレス指定され、それにより、メッセージデータの宛先局への前方送信に対し中間局として利用可能な主ネットワーク上の少なくとも１つの局を識別する。
【００２８】
通信ネットワークは、少なくとも１つの認証局であって、随時通信ネットワーク上の局を認証すると共に、局の当該局間における接続性及びブリッジ局を含む他の中間局との接続に関連するデータを格納し、それにより、プローブ信号が各局と選択されるブリッジ局との間で便宜的に又は別の局若しくは認証局により提供される格納された接続性データに従って送信されるのを可能にするように構成される、少なくとも１つの認証局を含むことができる。
【００２９】
通信ネットワークは、外部ネットワークとの接続性を有する補助ネットワーク上の少なくとも１つのゲートウェイ局を含むことができ、少なくとも１つのゲートウェイ局は、主ネットワーク上の局のアドレスを格納し且つそれらを外部ネットワーク上のアドレスにマップする手段を有する。
【００３０】
外部ネットワークはインターネットとすることができ、ゲートウェイ局は、主ネットワーク上の局のアドレスがインターネットアドレスにマップされるディレクトリテーブルを格納することができる。
代替的に、外部ネットワークは電話網であり、ゲートウェイ局は、主ネットワーク上の局のアドレスが電話網上の電話番号にマップされるディレクトリテーブルを格納することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、参照により本明細書に内容が援用される、Multi-Hop Packet Radio Networksと題するＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／１９８８７号に記載されている種類の機会駆動多元接続（ＯＤＭＡ）通信ネットワークに関する。特に、本発明は、地域ネットワーク、国内ネットワーク又はグローバルネットワークにおける等、広域にわたるこのようなネットワークを、ＯＤＭＡ技法の適合形態を使用して無線ＯＤＭＡネットワークを１つ又は複数の補助パケット交換型ネットワークと統合することによって実現することに関する。補助ネットワークは、イーサネットネットワーク及びインターネット等、従来の有線ネットワーク、衛星ノードを使用して生成されるネットワーク等、「仮想」有線ネットワーク、又はこれらのネットワークの任意の組合せを含むことができる。
【００３２】
本発明の通信ネットワークの重要な構成要素は、互いに近接しているか又は異なる国にあるかに関わらず、多数の移動するＯＤＭＡクライアント局間の真のピア・ツー・ピア接続である。このようなピア・ツー・ピア接続は、移動ＯＤＭＡ局からの異なる伝送媒体を使用することができる補助ネットワーク（通常インターネット）によって提供される。
【００３３】
いくつかの実際の「有線」パケット交換型媒体及び仮想の「有線」パケット交換型媒体は、このような「グローバルネットワーク」において使用することができる。これらの媒体に最も該当するものはインターネットであり、これについては、本明細書において本発明の実施形態を説明する際に詳細に論じる。しかしながら、ＯＤＭＡプロトコルを使用してインターネットを通じて、又は実際に一般に「電線」によってデータをルーティングする際に対処しなければならないいくつかの難題があり、それはとりわけ、実際の又は仮想の有線媒体にわたる輻輳の可能性である。さらに、より問題となるものは、互いに対して且つ補助ネットワークのアクセスポイントに対して移動する、通信中の無線クライアント局によってもたらされる複雑性である。これは、任意の移動宛先局が、常にグローバルＯＤＭＡネットワークにおいて利用可能な潜在的に莫大な数の移動している局（およそ数億以上である可能性がある）から位置を特定される方法に関する難題を示す。
【００３４】
補助ネットワークに対してわずかな数のアクセスポイントしかない場合、解決法は比較的単純である。しかしながら、このような解決法では、わずかな数の有線経路しか利用可能でない場合、これらは、飽和する可能性があり、実際上、接続に対するボトルネックを形成する可能性がある。いくつかのアクセスポイントが接続を失敗して喪失する場合、利用可能であった可能性のある他のアクセスポイントが（ある場合には）さらに輻輳し、アクセスポイントに頼る移動クライアント局に対する接続結果が破局的になる可能性がある。
【００３５】
ネットワーク接続全体をより弾力的にするために、移動クライアント局は、補助ネットワークに対し多くの潜在的なアクセスポイントを有するべきである。理想的には、データ伝送は、ＯＤＭＡプロトコルを使用して、伝送信号が前方に送信されている瞬間に利用可能な最も適当な無線媒体又は有線媒体を通じてルーティングされるべきである。この理想を達成するために、他の無線局に対し最適な接続性を有するアクセスポイントの位置が、常に幾分かの確実性をもって既知でなければならず、この情報は、無線局の移動により継続的に更新されなければならない。しかしながら、局の位置が特定される方法もまた、不要なプロービング伝送によって補助ネットワーク媒体に過負荷をかけることなく達成されなければならない。
【００３６】
さらに、アクセスポイントは、容易に設置され且つ構成されるべきである。したがって、大部分のアクセスポイントは、ネットワークを通じて自動的にセットアップされ構成される複雑でなく且つ専用でないユニットである可能性がある。結局、１つのユーザ局が別のユーザ局と通信しようと試みる時、目的は、ネットワークにおける非常に多数の移動ユーザから迅速に宛先局の位置を特定すること、ネットワークによる安全で信頼性の高い通信を公正に提供すること、並びに必要に応じて提供されるデータサービスの容量及び品質を最適化することである。
【００３７】
本明細書は、何百万ものクライアント局に対してスケーラブルなＯＤＭＡネットワークを提供するために上述した複雑性に対処するデータ通信及び／又は音声通信のための広域（「グローバル」）ＯＤＭＡネットワークのトポロジについて説明する。また、ネットワークを実装するために必要な多媒体ＯＤＭＡアーキテクチャとグローバルネットワークを構築するために必要なコンポーネントデバイスとについても説明する。
【００３８】
ネットワークトポロジの概説
図１（ａ）は、簡易概略形態での本発明の広域ネットワークのトポロジを示す。図において、メッセージデータは、１つの移動無線クライアント局（発信局）から別の移動無線クライアント局（宛先局）に多媒体ＯＤＭＡネットワークを介して送信される。メッセージデータは、まず発信局によって無線媒体を介して送信され、その後、有線媒体を介して（１つ又は複数のイーサネットネットワーク及びインターネットを介して）送信された後、最終的に再び無線媒体を通じて宛先局に送信される。発信局から宛先局への１つのあり得るルート（下線を引いた局を通る）を示すが、ネットワークにおいて多数の代替のルートを辿ることができたということが理解されよう。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すトポロジに類似するトポロジであり、衛星が、インターネット等の従来の有線補助ネットワークに取って代るか又はそれを補足する仮想「有線」媒体を提供する。
【００３９】
このネットワークを構築するためにさまざまなハードウェアデバイスが必要であり、これらを図１においてタイプＡ〜Ｅの局として示す。図８〜図１３に、種々のタイプの局の簡易ブロック概略図を示す。
【００４０】
タイプＡ局−無線クライアント局及び無線シード（seed）
無線クライアント（ユーザ）局は、一般に、無線によるＯＤＭＡを使用して他の無線クライアント局及び無線シード局（通常固定である）と通信する移動無線送受信機である。無線クライアント局は、通常、関連するコンピューティングデバイスがユニットを通じて（標準ＴＣＰ／ＩＰか又は同様のプロトコルを使用して）データを送受信するのを可能にするイーサネットインタフェースを有するか、又は音声データ転送を可能にする移動電話ハードウェアへの接続性を有する。タイプＡ局は、無線によるＯＤＭＡ接続を使用してそれらの間で通信する。
【００４１】
図８（ａ）は、典型的なタイプＡ無線クライアント局の主なコンポーネントを示す。局は、メインマイクロコントローラ／マイクロプロセッサ１４と、適当なアンテナ２０を有する無線送受信機回路１８に接続されるベースバンドプロセッサ及びＭＡＣ回路１６とを備える。マイクロコントローラ１４の入力には、クライアント局の許可されたユーザの安全なスマートカード「トークン」を読み取るスマートカードリーダ２２、任意選択的に、局をイーサネットネットワークにインタフェースするＬＡＮインタフェースカード２４及び／又は局を移動電話、従来の電話若しくはビデオ入出力デバイス等のユーザデバイスに接続するオーディオ／ビデオ／ボコーダインタフェース２６が接続される。
【００４２】
タイプＡクライアント局の基本的な回路の詳細な説明は、内容が参照により本明細書に援用される、Probing Method for a Multi-Station Networkと題する国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００４１１１号に記載されている。
【００４３】
無線シード局は無線クライアント局に類似し、無線クライアント局が互いに通信するために使用する中間局としての役割を果たすことにより追加の無線カバレッジを提供する。しかしながら、シード局は、一般に、無線クライアント局の場合のようないかなる他の接続又はインタフェースも有していない。無線シード局は、通常、静止した固定設備であり、専用アンテナを有する可能性がある。しかしながら、これらの局は移動体であってもよく、たとえば自動車又は電車に搭載されてもよい。典型的な無線シード局の主なコンポーネントを図８（ｂ）に示す。
【００４４】
タイプＢ局−ＯＤＭＡ無線からイーサネットへのアダプタ
無線からイーサネットへのアダプタは、無線クライアント局及び無線シード局に類似するが、これらのユニットは、ＯＤＭＡイーサネットインタフェース３０を提供するためＯＤＭＡプロトコルを使用してイーサネットバックボーン又はサブネットワーク２８を介して互いにリンクされるという追加の能力を有する。これらのデバイスは、無線によるＯＤＭＡとイーサネットによるＯＤＭＡとの両方をサポートする。アダプタは、通常、インターネット接続ポイントの近くのスループットを増大させるように無線アクセスポイントのクラスタを生成するため、又は恐らくはいくつかのこのようなデバイスを大規模オフィスイーサネットネットワークにわたって互いに連結するために使用される。イーサネット接続は、通常、有線ネットワークにおいて、いくつかの他の無線からイーサネットへのアダプタと、タイプＣのイーサネットからインターネットへのアダプタ（後述する）とに接続される。タイプＢ局を、タイプＣ局（後述する）から物理的に離して配置してもよく、タイプＢ局へのイーサネット接続は、通常のケーブル布設を介してもよく、又は必要に応じて高容量マイクロ波リンク、光ファイバケーブル布設等を介してもよい。
【００４５】
典型的なタイプＢ局の主なコンポーネントを図９のブロック図に示す。局はタイプＡ局に類似するが、ＬＡＮインタフェースカード２４はＯＤＭＡ対応イーサネットに接続される。局は、任意選択的に他のＬＡＮインタフェースカード３０を含んでもよい。
【００４６】
タイプＣ局−イーサネットからインターネットへのアダプタ
これらのデバイスは、一般にイーサネットネットワーク２８によるＯＤＭＡとインターネット３２との間のブリッジ又はゲートウェイを提供し、インターネットにおける固定又は動的なインターネット（ＩＰ）アドレスを有する。各デバイスは、インターネット上に、ユニットが確立した他のタイプＣのインターネットによるＯＤＭＡデバイスが存在することを識別するデータのキャッシュを保持し、１つ又は複数の認証サーバ及びディレクトリサーバ（後述する）に対する要求を作成することによってこのような他のデバイスの位置を特定することができる。タイプＣ局が動的アドレスを有する場合、認証サーバは、その局をそのＯＤＭＡアドレスと照合することによりタイプＣ局を追跡しなければならない。
【００４７】
図１０は、典型的なタイプＣブリッジ局の主なコンポーネントを示す。タイプＣ局のコアコンポーネントは、タイプＡ局及びタイプＢ局と同じであるが、通常無線接続性がない。代りに、ＷＡＮインタフェース３４（通常ケーブルモデム）と、インターネット３２への有線又はケーブルの接続３６とが提供される。ＯＤＭＡイーサネットインタフェース２４は、イーサネットサブネットワーク２８により局をＯＤＭＡに接続する。
【００４８】
本明細書では、タイプＣブリッジ局を、上述したようなインターネットアクセスポイントの近くのネットワークスループットを増大させるという理由で、中間イーサネットネットワークを介するＯＤＭＡ無線ネットワークへの接続性を有するものとして説明及び例示するが、タイプＣ局は、イーサネット接続性の代りに又はそれに加えて直接無線接続性を有することができる。
【００４９】
タイプＤ局−インターネットからＴＣＰ／ＩＰへのアダプタ
典型的なタイプＤ局の主なコンポーネントを図１１に概略的に示す。これらのデバイスは、タイプＣブリッジ局と同様にインターネット３２に接続され、インターネットによるＯＤＭＡプロトコルと標準ＴＣＰ／ＩＰとの間でデータを翻訳／変換する。これらのデバイスは、概してＴＣＰ／ＩＰインターネット（標準的なインターネットサービス及びインターネットアプリケーションが利用可能である「実際のインターネット（real internet）」）と広域ＯＤＭＡネットワークとの間のブリッジ又はゲートウェイとしての役割を果たす。明らかに、これらのデバイスの多くが必要とされる可能性があり、それらの存在及び負荷は、認証サーバ及びディレクトリサーバによってモニタされる。ＯＤＭＡネットワーク上のＴＣＰ／ＩＰサーバに対する入来トラフィックは、関連するＯＤＭＡアクセスポイントに転送される。これらの局は、インターネットとの高い接続性を享受する場所に配置されるが、理論的には、すべて、負荷要件及び必要な柔軟性に応じて世界中のあらゆる１つの場所又は多くの場所に配置することができる。
【００５０】
タイプＥ局−インターネットからＰＳＴＮへのアダプタ
これらのデバイスは、インターネットによるＯＤＭＡと「実際の」電話アプリケーションのための公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）との間で翻訳／変換するためのアダプタ又はゲートウェイとしての役割を果たす。アダプタは、ＯＤＭＡ音声データトラフィックをこのような電話ネットワークに接続するために使用され、標準ＰＳＴＮプロトコルを使用する。これらの局は、電話がかけられる地域におけるローカル通話料金が望ましい場合、ＯＤＭＡネットワークが広がる世界中の多くの場所に配置されなければならない。デバイスは、その主な機能がＯＤＭＡデータをＰＳＴＮによって認識されるデータに翻訳／変換することであるため、必ずしも、（図１に示すような）インターネットへの接続を必要とするとは限らない。最終的に、必要なことは、ユニットが十分な容量のある場所に配置される（たとえばＢタイプ局であり得る）ということのみである。しかしながら、インターネットは、通常全体を通じて一貫して高い容量があるため、接続点として好ましい可能性がある。
【００５１】
図１２は、典型的なタイプＥ局の主なコンポーネントを示し、それらは、実質的にタイプＤ局の主なコンポーネントと同様であるが、ＰＳＴＮネットワーク４０への接続性を提供するさらなるＷＡＮインタフェース３８が追加されている。
【００５２】
タイプＡＳ局−認証サーバ及びディレクトリサーバ
典型的な認証サーバ（又は認証局）の主なコンポーネントの基本レイアウトを図１３に概略的に示す。他の局と同様に、認証サーバは、メインプロセッサ１４（ただし他の局に比較してデータ記憶容量が増大している）と、ベースバンドプロセッサ及びＭＡＣ回路１６とを備える。認証サーバは、タイプＤ局及びタイプＥ局と同様にインターネット３２とインタフェースするためのケーブルモデム等のＷＡＮインタフェース３８を含む。
【００５３】
地理的に複製されてもよいこれらのサーバは、広域ＯＤＭＡネットワークにおいて、ネットワーク上で利用可能なＯＤＭＡデバイスのすべてを認証するために使用される。そして、認証サーバは、ネットワーク上のデバイスの位置を特定することができるか、且つ認証サーバが電話番号からＯＤＭＡデバイスへの変換を処理することができる音声ネットワーク等、いくつかのアプリケーションにおけるディレクトリとしての役割を果たすことができるか、又は加入者の課金及び管理等を容易にすることができる。複製される場合、ネットワーク上の異なる認証サーバが、いずれのサーバにおいて利用可能な情報も常に最新であることを確実にするために互いに通信する。この状態を達成する多くの方法があり、たとえば、サーバはすべて、利用可能な情報を複製することができ、サーバは、一定のカテゴリの情報のみを保持することができるか（たとえば局タイプか又はＯＤＭＡアドレスからアプリケーションアドレスへの情報等に基づいて）、又はサーバは階層的、地域的であることができる。
【００５４】
各サーバが、他のサーバからどこで且つどのように情報がアクセスされ得るかに関する現情報を有する場合、サーバの実際の数及び各サーバによって保持される情報の性質は関係ない。少なくとも１つの認証サーバが、システムにおける動的アドレスを有する他の認証サーバの位置を特定することができるように、固定アドレスを有していなければならない。これらのサーバは、したがっていくつかの以下の機能を実行する。
【００５５】
・定期的にＯＤＭＡ局を認証すること。
・ネットワーク上のすべての局の所在の知識（いずれのタイプＣ局がすべてのタイプＡ局との接続性を有するかの知識と共に、その接続性の品質の詳細を含む）を保持すると共に配布すること。
・ＯＤＭＡネットワーク上の固定インターネットアドレス（サーバ等）及び／又はＯＤＭＡユニットに対応する他のアプリケーションアドレスに対するインターネットアドレスからＯＤＭＡアドレスへの情報等、マップを保持すること及び情報を配布すること。
・すべてのイーサネットからインターネットへのアダプタ、インターネットからＴＣＰ／ＩＰへのアダプタ、インターネットからＰＳＴＮへのアダプタ及び同様のデバイスの知識を保持すると共に配布すること。
・加入者の管理、セキュリティ、認証及び課金のアプリケーション等を実行すること。
【００５６】
認証サーバ局とタイプＣ局との間の通信は、インターネットによるＯＤＭＡ等のメカニズムを介する。
このように、上述した広域ＯＤＭＡネットワークは、本質的に２つのメインコンポーネントネットワークを含み、それは、第１の、関連する任意選択のイーサネットサブネットワークを含む無線ネットワークと、第２の、補助パケット交換ネットワーク、通常インターネットとであることがわかる。補助ネットワークを介して広域ネットワークには、ＰＳＴＮ電話網とＴＣＰ／ＩＰを利用する「インターネット全体」とが接続される。主ネットワーク及び補助ネットワークの両方にはタイプＣブリッジ局が接続される。広域ＯＤＭＡネットワーク及びそのコンポーネントのさまざまな態様の機能については後により詳細に説明する。
【００５７】
図１を参照すると、発信しているタイプＡ局１０とそれが収集したそのさまざまなタイプＡ及びＢのＯＤＭＡ近隣局は、それらが利用可能な多数の形態の通信を有する可能性がある。発信局１０及び宛先局１２を、無線接続性しか有していないものとして示す。これは、これが本例において扱われている第１の難題である、すなわち、或る局（何百万ものあり得る局のうちの１つ）がインターネットアクセスポイント（多数あるうちの）に対し移動性を有する場合に関連する複雑性であるためである。発信局の近くで収集される近隣局は、異なる媒体を介するデータの伝送を可能にする多数の形態の接続性が利用可能である可能性があり、たとえば近隣局は、イーサネットを通じてローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に、インターネットに（モデム又はＡＤＳＬ等の接続を介して）同時に接続されると共に、無線ＯＤＭＡ通信を可能にするアクティブ無線カードを有する、ラップトップコンピュータであってもよい。言い換えれば、このような局は、タイプＡ、タイプＢ及びタイプＣの局の機能をすべて単一ユニットに組み込むことができ、必要に応じて発信局の代りにデータをルーティングしてもよい、同様の又はそれより少ない機能を有する近隣局を有することができる。しかしながら、近隣局は、通常、Ａタイプ局か又はＢタイプ局のいずれかとなる。
【００５８】
発信局１０の潜在的な接続性が変化すると、特に局が動き回る場合、それにアクセス可能であり且つ局１０に対しＯＤＭＡネットワークへのアクセスを提供する近隣局の「雲（cloud）」は、いかなるデータ伝送も、あり得る最も効率的な一続きの局を通じてルーティングするために変化する。図示する雲構造におけるいかなるＡタイプ局も、本発明の広域ＯＤＭＡネットワーク上の（いかなるタイプの）局のすべてとの真のピア・ツー・ピア無線接続性を有するということも理解されるであろう。
【００５９】
認証サーバは、必ずしも、それ自体が補助ネットワークに直接接続される必要はないということも明らかである。認証サーバを、無線接続性のあるエリアに配置してもよい。これは、特に２つの環境において関連する。第１に、補助ネットワークと十分な接続性のないエリア、又は実際にグローバルネットワークの他のエリアから完全に孤立したエリアは、依然としてローカルに通信が必要となる。無線ローカル認証サーバを提供することは、たとえば警察、救急車及び消防隊員にとって通信ネットワークの完全な崩壊が許されない、緊急サービスの必要に少なくともローカルに対処する。同様に、補助ネットワークへのアクセスが制限されている地域又は国は、グローバルネットワークのカバレッジが低い可能性があるが、地域ベースで十分な性能を享受することになる。
【００６０】
第２の状況は、空港及び競技場等、非常に集中するか又は接続率が高いエリアにおける。多数の局が同時に、補助ネットワークにおいてのみアクセス可能な認証サーバと通信しようと試みる状況では、アクセスポイントに過負荷がかかる可能性がある。非常に集中するエリアにおける無線認証サーバはこの問題に対処し、それは、補助媒体に位置する認証サーバと通信する。認証機能及びディレクトリ機能の非集中化及び分散については後により詳細に説明する。
【００６１】
多（マルチ）媒体アーキテクチャ
広域通信ネットワークにおけるさまざまなデバイスが、ＯＤＭＡプロトコルを使用して発信局から宛先局まで通信するために、２つ以上の異なる通信媒体に対応する必要がある場合がある。さまざまな媒体の特性が大きく異なるため、各媒体を通じてのデータ伝送の処理に対応する種々のプロトコル及びアルゴリズムが採用される。
【００６２】
特に、デバイスによってサポートされる対応するプロトコル（無線によるＯＤＭＡ、イーサネットによるＯＤＭＡ、インターネットによるＯＤＭＡ等）を有する各媒体（たとえば無線、イーサネット及びインターネット等）は、媒体に関連するそれ自体の近隣局テーブル及び関連パラメータを有する。各媒体において、その媒体に対して関連するパラメータに応じて、適宜、低速及び高速のプロービングが別々に行われる。しかしながら、簡単に言えば、後により詳細に説明するように、低速プロービングの目的は、最終的に近隣局の収集、又は局間の接続性の品質に関連する情報の収集であり、高速プロービングの目的は、傾斜（gradient）情報の提供である。
【００６３】
発信局から宛先局まで構成される傾斜テーブルは、いずれの媒体が利用されるかに関わらずさまざまな媒体のすべてに共通しており、識別される傾斜は、各媒体を通じて関連する近隣局情報のすべてに基づく。したがって、傾斜テーブルは、データが実際に後に送信されるいかなる媒体からも独立していることが明らかなはずである。
【００６４】
たとえば、上述したＯＤＭＡからイーサネットへのデバイス（Ｂタイプ局）は、無線接続性とイーサネット接続性との両方を有する。両媒体がＯＤＭＡプロトコルを使用するが、収集され、処理され、通信される関連情報は、ルーティングアルゴリズムにおいて採用される要素のように大幅に異なる。イーサネット媒体では、近隣局は、即座に生成され、インターネットアクセスを提供することができるイーサネットネットワーク上の局は、他のイーサネット局のすべてに対して容易に明らかである。この媒体には経路損失がなく、そのため、すべての近隣局は同じ低コストである。また、考慮すべき電力制御態様もなく、スループットが（可能性として）高い。
【００６５】
しかしながら、イーサネット媒体は、その媒体を使用する局へのブロードキャストが可能である共有媒体であるという意味で無線媒体に類似する。イーサネット媒体では、１つの局からのデータ伝送は、関連ネットワークセグメントのすべての場所を伝播する。各局は、セグメントで送信されるすべてのフレームにおいてアドレスを検査し、その後送信された関連パケットを復号し読み出すことにより、それに対して意図されたデータのフレームを選択する（ただし、応答に対して特定の局に的を絞ることも可能である）。低速プロービングは、イーサネット媒体では、近隣性が広く安定している可能性があるため、比較的低速であることができる。しかしながら、これに関する基本原理は、無線媒体に対して適用される方法に類似する。したがって、イーサネット媒体では、必要な場合、デバイスの相対負荷（いかにビジーであるか）を、コスト関数のより適当な指標として使用することができる。
【００６６】
インターネット媒体において近隣局を識別し収集することに関連する方法については後により詳細に説明するが、データ伝送において何の媒体が利用されても、近隣局は協働して動作し、それらの接続性の相対強度を追跡する。たとえばバッファの内容が大きい近隣局は大きいコスト関数を表し、そのため、パケット伝送の優先順位、パケットの有効期間（time to live）及びサイズ等、送信されているパケットに提供される情報から入手可能な要素に基づき、負荷がより容量の大きい近隣局（可能な場合）に放出される。
【００６７】
しかしながら、多媒体ネットワークでは、さまざまな媒体を通じてデータ伝送をルーティングするために使用されるコスト関数は、最適なルートを辿る、たとえば高容量の媒体ほど低いコスト関数が与えられること等が確実であるように、確実に適合性があることが重要である。これは、異なる媒体において確定されるコストに対して適当な重み付けを採用し、それによりさまざまなあり得る媒体に相当する相対コストを提供することによって達成される。
【００６８】
一般に、コストは、整数として確定され、無線媒体における各ホップは、通常最低コスト（１）に割り当てられるコスト関数を有する。イーサネット媒体は、無線媒体と同様に機能し、通常、この媒体におけるコスト関数もまたコスト１が割り当てられる。インターネット媒体は、通常、識別される要素に応じて１と５との間のコストが割り付けられる。累積コスト関数は、単に、発信局から宛先局へのデータの送信に関連するコスト関数の集合であり、これは定義された傾斜に等しい。
【００６９】
送信されるべき種々のタイプのメッセージデータに適用されるコスト関数は異なる可能性がある。たとえば、データが時間依存である（たとえば、一般に遅延が短いことが必要である音声データの場合）か否かに応じて、いくつかの要素に対しより高い重み付けを与えることができる。コストは合計されることにより、いかなる瞬間においても近隣局に関し傾斜テーブル情報を定義するが、コストのタイプは、ＯＤＭＡパケットの種々のフィールドにおいて識別及び指定されることができる（たとえば、或る局から宛先局への特定の傾斜が、１１という累積コスト関数を有することができ、又はそれを５無線＋３有線＋３無線と述べることができ、又は８無線＋３有線等と述べることができる）。これは、アプリケーションによっては、よりよい意思決定を可能にするために有用である可能性があるが、傾斜の処理はそれに応じてより複雑になる。
【００７０】
転送プロトコル
グローバルＯＤＭＡネットワークは、多数の転送プロトコルを利用する。種々のタイプのパケットプロトコルを、他のパケットプロトコルに「カプセル化」してもよい。カプセル化パケットにはヘッダが付加され、データが媒体を介して転送されると、カプセル化パケットはプロトコルから除去され、ヘッダは剥ぎ取られる。これらのプロトコルに関するさらなる詳細については後述する。
【００７１】
２つのコンピュータが互いに接続されている場合、又はコンピュータが「実際の」インターネットに接続されている（すなわち、ブラウジングの目的で）場合、通信は、通常ＴＣＰ／ＩＰを使用して行われる。ＴＣＰ／ＩＰパケットを、イーサネット媒体で転送される場合にイーサネットパケット等、他のパケットに配置することができ、又はＯＤＭＡネットワークにわたって転送される場合はＯＤＭＡパケットに配置することができる。しかしながら、ＯＤＭＡネットワークは、無線媒体と「有線」媒体との両方を利用することができ、すなわち、有線媒体の場合、ＯＤＭＡパケットをインターネットによってＵＤＰパケットで転送することができ、又はイーサネットネットワークによって転送される場合はイーサネットパケットで転送することができる。必要な場合は、転送の種々のレベルにおいてセキュリティを提供することができ、これに関して厳密な階層はない。通常、ＯＤＭＡパケットは、他のパケットへのカプセル化の前にソース局において暗号化され、その後宛先局において解読される。しかしながら、必要な場合、ＯＤＭＡパケットを転送するパケットを、任意選択的に、同様に暗号化することができる。
【００７２】
無線によるＯＤＭＡ
無線によるＯＤＭＡ方法は、互いにデータを送信し且つ受信することができる多数の無線局がある通信ネットワークで使用される。この方法は、第１のブロードキャストプローブ信号を他の局に送信するために第１のプロービングチャネルを画定することを含む。プロービング局から第１のプローブ信号（低速プローブとも呼ぶ）を受信する他の局は、プロービング局に対して宛先局又は中間局としてのそれらの可用性を示す。これらの他の利用可能な局の詳細及びそれらの局に関連する接続性データを含む近隣局テーブルが、各局において保持される。このため、ブロードキャスト低速プローブ信号は、事実上、近隣局収集プローブ信号である。
【００７３】
無線媒体では、近接して多数の局がある場合、それらは最終的に、高いデータレートで且つ低い送信電力でプロービングすることになる。局は、時に、低いデータレートでプロービングしているか又は十分な近隣局がない局に応答して、高いデータレートを使用することができないか又は十分な近隣局がない任意の孤立した（遠隔の）局（以下では孤立局とも呼ぶ）を補助する。局は、孤立しており、且つ高いデータレートで且つ最大電力では十分な近隣局を見つけることができない場合にのみ、低いデータレートを使用する。
【００７４】
各局は、他の局を見つけようと試みて規則的な間隔（低速プローブタイマ（Slow Probe Timer）によって確定される）で低速プローブ信号を送信する。局は、それらの低速プローブにおいて、他の局のプロービングを検出することができることを示し、そのように、局は、或る所定数の局がプローブを検出することができることを示すまでそれらのプローブ電力を変化させる。局は、必要な数の近隣局を取得しない場合、最低データレート及び最大送信電力であり続ける。
【００７５】
各局は、他の局との衝突を回避するために、低速プローブタイマを低速プローブ信号送信間でわずかにランダムに変化させる。いずれかの局が別の局の送信を受信し始めると、それは、低速プローブタイマに新たな間隔をリロードする。
【００７６】
移動局の無線ネットワークでは、局は常に移動しており、したがって近隣局の数は常に変化していることになる。近隣局の数が必要な数を超過すると、或る局はプロービングチャネルにおいてそのデータレートを増大させ始める。その局は、それ以上近隣局の必要な数を超過しなくなるまでデータレートを増大させ続ける。その局は、最大データレートに達すると、最小送信電力に達するか又はそれ以上近隣局の必要な数を超過しなくなるまで、わずかな増分でその低速プローブ送信電力を低下させ始める。
【００７７】
局がプロービングチャネルで別の局の低速プローブに応答する場合、そのデータパケットの長さを低速プローブタイマ間隔に制限する。これは、その応答に対する他の局のプロービングを回避するためである。応答している局は、小さいパケットに納まらない送信すべきデータを有する場合、パケットのヘッダに、他の局が特定のデータチャネルに移動しなければならないことを示す。
【００７８】
各プロービングチャネルに対して多数のデータチャネルを画定することができる。変更を要求している局は、利用可能なデータチャネルのうちの１つをランダムに選択する。他方の局は、要求を受信すると、即時そのデータチャネルに変更し、２つの局は、それらのいずれにも送信すべきデータがなくなるまで、又はデータチャネルに残っている最大時間が満了した場合（データタイマによって設定）、通信し続ける。代替データ転送プロトコルを使用することも可能である。
【００７９】
局は、データチャネルに変更すると、データタイマをロードする。それは、データタイマが許可する限り、データチャネルに残る。データタイマが満了すると、局はプロービングチャネルに戻り、再びプロービングを開始する。
【００８０】
低速プロービングプロセスは以下の３つの基本機能から成る。
１．近隣局収集
２．電力学習（Power learning）
３．近隣局の傾斜（ramping）
【００８１】
近隣局収集のプロセスは、局が、近隣する局がそれら自体のプローブにおいて第１の局のプローブを検出していることを示すまで、増大した電力レベルでプロービングすることから成る。これを近隣局収集と呼ぶ。プローブの電力は、所定数の近隣局が、それらがプローブを検出していることを示すまで増大する。
【００８２】
プロービング局のすべてが、所定数の近隣局を収集するまでそれらのプローブ電力を増大且つ低減させる。このプロセスは、プローブの電力レベルを増大且つ低減させること、及びプローブにおいて他のいずれの局のプローブが聴取されるかを示すことから成る。このように、すべての局が、さまざまな近隣局に達するために必要な電力レベルを学習することができる。
【００８３】
局は、プロービングする度に、その送信電力及びノイズフロアと、近隣局としていずれの局を有するかとを示す。局は、別の局のプローブを聴取する度に、そのプローブから、経路損失と、経路損失及びその局のノイズフロアから局に達するために必要な電力とを計算する。近隣への経路損失及び近隣に達するために必要な電力は、近隣局テーブルと呼ぶ各局に保持されるテーブルに格納される。近隣局がもはや聴取されない場合、経路損失及び局に達するために必要な電力レベルを、テーブルにおいて一定レベルに達するまで増大、すなわち「傾斜させ（ramp）」、そのレベルに達した時点で、その近隣局を近隣局テーブルから除去する。
【００８４】
また、第２のプローブ信号（高速プローブ）が、近隣局テーブルの局から送受信され、各局において、各近隣局と通信するコストに関連するデータを含む傾斜テーブルが保持される。近隣局テーブルにより、各局は、最低コストで発信局から宛先局へデータを前方送信するための所定数の中間局を選択することができる。このように、高速プローブ信号は、事実上、傾斜収集プローブ信号である。
【００８５】
局は、その近隣局のうちの１つではない宛先、たとえばネットワークを横切る遠隔局に対するメッセージを有する場合、いかに宛先に届くかに関する情報を作成するために高速プローブ信号を送信し始める。この情報は、傾斜と呼ばれ、宛先に届くための累積コストを示すものである。局は、高速プローブを開始すると、宛先を探していることを示し、高速プローブを聴取している近隣局は、宛先がその近隣局の高速プローブを聴取するまで、それら自体を高速プロービングする。そして、傾斜がソースに届くまで累積コストを加算することによって傾斜が構築され、ソースは、宛先に対してより低い傾斜を有する近隣局にメッセージを送信し始め、それにより近隣局は、宛先に達するまでメッセージをそれらの近隣局に送信することができる。
【００８６】
コスト傾斜データは、通常、異なる局の間のメッセージ送信にもたらされる時間遅延、データレート及びパケット損失から確定される１又は複数のコスト関数、及び／又は各局において利用可能な相対負荷及び資源から確定される１又は複数のコスト関数に基づく。
【００８７】
各局は、その近隣局の各々の各宛先への（累積コスト）傾斜及び宛先に対するそれ自体の傾斜の記録を、傾斜テーブルの形式で保持する。各局は、宛先に対する累積コストがより低い局にのみメッセージを渡すだけである。局は、その近隣局のうち、宛先への傾斜がより低いものであればいずれにもメッセージを渡すことができる。低速プロービングを介する近隣局収集及び高速プロービングを介する傾斜生成により、局は、任意の宛先に対するコストがより低い、このような宛先にメッセージを送信することができる多数の局の選択を展開することができる。近隣局は、常に低速プロービングを介して維持され、傾斜は、メッセージが近隣局でない局に送信される必要のある場合に必要に応じてのみ展開される。
【００８８】
特に近隣局テーブル及び傾斜テーブルの使用に関連するＯＤＭＡ方法については、Probing Method for a Multi-Station Networkと題する国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００４１１１号に詳細に述べられており、その内容は参照により本明細書に援用される。
【００８９】
イーサネット上のＯＤＭＡ
プロービングは、イーサネットブロードキャストパケットを介して行なわれる。データ送信は、指示されたイーサネットパケットを介して行われる。ＲＴＳ（送信要求メッセージ）は必要でなく、単純なＡＣＫ（確認応答）があればよい。媒体には１つのチャネルしかないため、プロービング及びデータ送信は、常に単一チャネルデータ転送プロトコルを使用する。低速プロービングは比較的まれにしか行われず、近隣局コストは本質的にすべて同じであるため、近隣局テーブルは、他の媒体に対して多数の近隣局を有することができる。
【００９０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、グローバルネットワークの発信局領域におけるタイプＢ局のうちの１つが、２つのイーサネットに接続されていることを示す。これは、たとえば、ユーザ局が異なる事業単位のローカルエリアネットワークとの接続性を必要とするオフィス環境において発生する。このような環境では、タイプＢ局は、無線媒体におけるタイプＡ局と同様の方法で動作する。タイプＢ局は、有効に近隣局の２つのセットを展開している（各々、ＯＤＭＡユニットによって連結されるイーサネットのセクションにある）。１つのローカルエリアネットワークが、特にビジーであり且つグローバルトラフィック又はローカルトラフィックのいずれかに対して過剰利用されている場合、両近隣におけるトラフィックに対しＯＤＭＡ方法が適用される。局の各イーサネットグループは、他のグループの局を近隣局として見ることができないが、タイプＢ局は、適当な場合に各グループの局と一致する中間局として作用し、それにより、ローカルエリアマルチホップリレーとしての役割を果たし、イーサネット媒体において近隣局にわたる１つ又は複数のホップを容易にする。２つ以上のタイプＢ局を２つ（又はそれより多く）のこの種のローカルエリアネットワークに連結することができることが理解されるであろう。
イーサネット媒体を介するＯＤＭＡパケットの実際の転送メカニズムに関するさらなる詳細については、インターネット媒体に関する限り、以下に説明する。
【００９１】
インターネット上のＯＤＭＡ
グローバルネットワークの概説
一般的なＯＤＭＡ環境では、ネットワークにおけるすべてのタイプＡ局（無線クライアント局及びシード局）が、更新された認証メッセージを定期的に認証サーバに繰返し送信すると想定される。ネットワークにおける各局から任意の数のあり得る認証サーバへの傾斜が常に維持される。これらの認証サーバは、互いに対話することにより、ＯＤＭＡネットワークを構成するすべての局に関する情報の更新されたテーブルを維持する（実際には、いかなるタイプのＯＤＭＡ局もすべて継続的にそれら自体を認証する）。
【００９２】
無線タイプＡ局が、認証サーバにパケットを送信する（認証サーバへの傾斜を上昇させる）場合、それは、それがタイプＡ局のエリアにおいて最良のあり得る接続性を提供すると確定した所定数の最良のタイプＣ（イーサネットからインターネットへのアダプタ）局に対する情報を含む。認証パケットは、認証サーバに送信される度に、タイプＣ局を介する傾斜を辿り、この情報もまた認証パケットに追加される。認証サーバは、したがって常に一定のタイプＣ局のエリアにあるタイプＡ局の比較的最新の記録を有することになる。さらに、タイプＡ局は、常に認証を認証サーバにいかに送信するかを知ることになる。
【００９３】
任意タイプのＡ局（発信局）が情報を別のタイプのＡ局（宛先局）に送信したい場合、それは、認証サーバにパケットを送信する（通常、そのエリアにおける最もよい場所に配置されたタイプＣ局を介するが、メッセージは、理論的には、認証サーバがこの機能を有する場合は、無線媒体によって送信されてもよい）。パケットを、認証サーバと近くのタイプＣ局との両方に送信することにより、補助ネットワークによる発信局から宛先局まで利用可能な最良のルートを確立することができる。それは、宛先局がすでにタイプＣ局に既知であり得るためである。以下の説明では、インターネットが、補助ネットワークの例としての役割を果たす。
【００９４】
最も単純なレベルで、インターネット上のノードとして作用している局は、それ自体で認証局にアクセスする必要はない。スイッチが入ると、インターネット（又は他のパケット交換網）へのアクセスにより、局は自動的に近隣局に対するプロービングを開始する。プロセスを進行させるために局のハードウェアに提供される１つ又は複数の初期アドレスがあることができ、プロービングされる受信局（複数可）は、それら自体の適当に接続された近隣局に関する情報を提供し、それによりプロービングすることができる他の局を通知する。プロービングすべきより多くのアドレスが利用可能となるため、すべての局が最終的にこの方法で互いの位置を特定する。これらの近隣局は概して適切に接続されているため、それらは他の適切に接続されている近隣局との優れた接続性を有し、それにより概して最適なトランザクションが確実になる可能性がある。
【００９５】
各局が、それが潜在的に接触している無線局のリストを保持するため、インターネット上の局は、同様にこのプロービング機構を通じて無線局の位置を特定することができる。局の近隣局テーブルは継続的に更新されるため、いかなる局も、（補助ネットワーク上においても又は無線ネットワーク上においても）それ自体の適切に接続された近隣局及び宛先局の適切に接続された近隣局を追跡することができるはずである。見つかると、要求に応じて近隣局としてプロービングすべきキー局を、必要である限り連続して更新することができる。
【００９６】
宛先局が、タイプＣ局又はそれらの隣接する近隣局に即座に既知とならないとすると、認証サーバは、宛先局の最近に既知となった位置を確定し、そのテーブルから、いずれのタイプＣ局が、発信局と宛先局との間の接続性のために最も適しているように見えるかを確立する。認証サーバは、インターネットの「発信側」にあるタイプＣ局に対し、「宛先側」のＵＤＰを介して任意の他のタイプＣ局をプロービングすべきかを通知する。そして、発信局及び宛先局の領域における最良のタイプＣ局（それ以降は継続的に確定されてもよい）が、インターネット「ホップ」の両側の局がそれらの間の傾斜を必要とする限り、互いにプロービングする。
【００９７】
メカニズム−インターネット媒体へのアクセス
タイプＡ局が移動体であり、（最初に最良の傾斜を提供するものとして確定された）タイプＣインターネット局の初期セットから十分に離れて移動する場合か、又は他の何らかの理由により接続性の品質が悪化する場合、タイプＡ局は、それらの初期Ｃタイプ局（それらはそれ以上傾斜を維持するために適していない）の使用を停止し、代りに傾斜を維持するためにより適している他のタイプＣ局を利用する。このプロセスを図２に示す。
【００９８】
互いにデータを送信しているタイプＡの発信局及び宛先局は、それら自体のエリアにおいて利用可能な最良のタイプＣ局の識別に関して互いに通知し続けることができる。これは、発信局及び宛先局が、各々、それら自体の側のそれらのそれぞれのタイプＣ局に対し、ＵＰＤを介して他方の側のいずれのタイプＣ局をプロービングすべきかを通知することができることを意味する。図２において、最初に位置Ｓ１に位置する発信タイプＡ局は、最初に位置Ｄ１に位置する別のタイプＡ宛先局にＴＣＰ／ＩＰデータを送信することを希望する。発信局は、いくつかのタイプＣ局Ｃ１、Ｃ２及びＣ５を通る適当な接続性を有する。図から、タイプＣ局への傾斜を、複数のホップが同様の局を通じて可能である多数のルートを通じて確立することができるということが明らかなはずである。たとえば、経路は、Ａ−Ｂ−Ｃから直接であってもよく、又はＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｃ、若しくはさらにはＡ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ｃ等を通じて間接的であってもよい。
【００９９】
タイプＣ局は、すべてのタイプＡ局とそれら自体との間の傾斜情報（ホップの数及びコスト）を維持する。一定品質の接続内のタイプＣ局はまた、他のタイプＣ局に対し、タイプＡ局へのそれらの傾斜に関して通知し、環境によっては認証サーバに通知することができる。タイプＣ局は、この傾斜情報を、プローブを通じて外側に傾斜を放出することによってこの傾斜情報を取得し、各タイプＡ局（一定数のホップ、すなわち１０ホップ内）は、これらの傾斜を追跡する（その近隣局の各々は、その時点までの累積コストを公表する）。それにより、タイプＡ局は、それらが利用可能なタイプＣ局のすべてに関する情報を保持し、これらの局から最良の局を選択することができる（且つこれらが変化すべきであるか否かを知ることになる）。この情報は、定期的に認証サーバに中継される。
【０１００】
接続の品質に応じて、メッセージデータは、発信タイプＡ局からタイプＢ局を介して適当なタイプＣ局まで移動する。ルートは、コスト関数として確定され、必ずしも最小数のホップにわたって向けられる必要はない。図において、いくつかのタイプＢ局がタイプＣ局から非常に遠隔に位置していることも留意するべきである。したがって、タイプＡ局間に数ホップが必要であり、タイプＡ局のみが、タイプＢから地理的に遠くに位置する可能性があるのではなく、タイプＢ局もまた、タイプＣ局から離れている可能性もある。さらに、重要なのは接続性の容量及び品質であるため、ルートで利用されるタイプＢ局は、タイプＡ局の最も近くに位置する局でない可能性もあり、そうでなければ、対処すべき問題は瑣末なものであろう。
【０１０１】
同様に、宛先側において、タイプＡ宛先局は、最初に、Ｃ２３〜Ｃ２５において多数の経路を介するインターネットアクセスを有する。そして、認証サーバに対し、宛先局の位置に関する情報について（タイプＣ局を通じて作用している発信局により）問合せがなされる。局Ｃ１、Ｃ２及びＣ５は、互いをプロービングし始めると共に、宛先側のタイプＣ局をプロービングする（これについては、本明細書において後述する）。認証サーバは、通常それ以降必要ではない。発信局と宛先局との間の傾斜が確立されると、データはそれらの局の間で転送される。
【０１０２】
タイプＡ局及びそれらの近隣局がタイプＢ局に対して移動する（発信局が位置Ｓ２まで移動し、宛先局が位置Ｄ２まで移動する）と、各側の関連するタイプＣ局が変化する。同じ発信局に対して、第２の位置Ｓ２に達するまで、（図面において囲んだＣ局によって示すように）最良のＣ局が徐々に置き換えられ、第２の位置Ｓ２では、局Ｃ８〜Ｃ１０が最も適したアクセスポイントである。発信局によって新たなタイプＣ局が検出されると、この情報は、ソースグループ及び宛先グループの両方に含まれる他のタイプのＣ局に中継される。このように、両側におけるあり得る接続性の雲が、要求される可能性のあるタイプＣ局とそれ以上関連しないタイプＣ局とに関連してモニタされる。この情報はまた、何らかの時点で、認証として認証サーバにも送信されるが、接続されたタイプＡ局が非常に迅速に移動している（そのため、タイプＣ局の近隣局も迅速に変化している）場合、アルゴリズムは、認証サーバに対し、タイプＡ局の位置を特定することを確実にするようにいかなるタイプＣ局の変化も即座に通知することを可能にすることができる。発信局の第３の位置Ｓ３では、発信側で局Ｃ１０及びＣ１２が関連し、最終位置Ｓ４では、もはやいかなるＯＤＭＡネットワーク接続性もまったく利用可能でない。
【０１０３】
宛先Ａ局がその最終位置Ｄ２に位置する時、局Ｃ２３、Ｃ１４及びＣ１６〜Ｃ１８が宛先側で利用可能である。もはや適当でない元のタイプＣ局（Ｃ２３を除くすべての初期局）は、プロービングを停止するように通知されるか、又は一定の遅延の後にタイムアウトする。言い換えれば、最初に利用可能であるとみなされた近隣局が、接続性の選択肢として依然として関連するが、実際には使用されていない場合、それらを、「生きている（alive）」すなわち利用可能なまま維持するようにプロービングすることができる。別法として、これらの局は、それらの近隣局（一定数のホップ内）からプローブ又は応答を通じてアクティビティをもはや聴取しなくなるまでプロービングを続けることができる。図面はまた、宛先局が位置Ｄ２にある時に、最も適当なタイプＣ局の近隣局が最も近接して位置する局でない可能性があることも示す。
【０１０４】
図３は、図２と同じ概念であるが、１つのＡタイプ局の観点からの概念を示す。この例では、移動タイプＡ局は、初期位置Ｓ１から最終位置Ｓ４まで道路に沿って移動している「スマートフォン」である。移動局が移動するに従い、インターネットへのそのアクセスポイントとしての役割を果たすタイプＣ局が徐々に変化している。都市エリアにおける移動局の位置Ｓ１では、インターネット媒体との接続のためにタイプＣ局Ｃ１〜Ｃ４が利用可能である。郊外エリアにおける位置Ｓ２では、タイプＣ局Ｃ１及びＣ２のみが利用可能である。工業エリアにおいて、タイプＡ局が位置Ｓ３まで移動すると、移動局は都市エリア及び郊外エリアの両方から遠隔であるが、鉄道及び森林に位置する他の移動局ユーザにより、タイプＣ局Ｃ３〜Ｃ６が利用可能である。より孤立したエリアの最終位置Ｓ４では、タイプＡ局及びタイプＢ局はより少なく、ここでは、タイプＣ局Ｃ５及びＣ６のみが適している。
【０１０５】
図において強調されている重要な特徴は、移動局が動き回る際、タイプＣ局は概して比較的安定したままであるが、通常は選択肢があり得るということである。たとえば、移動の大部分に対して移動タイプＡ局には、局Ｃ３及びＣ４が利用可能であった。これが重要なのは、タイプＡ局間及びタイプＡ局とタイプＢ局との間のホップの数を、タイプＣ局に達する際に増大させることができるということである。タイプＣ局に対し使用可能なホップが１つしかない場合、機会が喪失するであろう。
【０１０６】
認証サーバは、通常、（図２に示すように）通信プロセスを開始するためにしか使用されないということに留意することができる。パケットが発信局と宛先局との間を流れると、発信局及び宛先局は、その時々で利用可能な機会に基づき、他方の側でプロービングされる必要のあるタイプＣ局のリストを修正する。各タイプＡ局は、連続的にそのエリアにおける最良のタイプＣ局を確定し、送出されるデータは、それに従ってこれらの局に最適にルーティングされる。さらに、随時、最良のタイプＣ局のリストの識別情報（identity）は、任意の応答においてプロービングするべき最も適したタイプＣ局であり、他方の側に送信されるパケットに含まれる情報の一部として通信される。
【０１０７】
したがって、ソース局及び宛先局は、互いにそれらの接続性情報に関して通知し続ける。これを、多数の方法で行うことによって達成することができ、たとえば、ソース局及び宛先局は、情報を一方又は両方のグループに対するタイプＣ局すべてに転送することができるか、又はタイプＣ局は互いを更新することができる等である。いずれの場合も、ソース局か又は宛先局との接続性が何らかの理由で喪失する場合、タイプＣ局は、利用可能な最新情報から局の位置を特定しようと試みて、所定遅延期間後に通常タイムアウトするため、或る期間にわたり傾斜を維持するように依然として命令することができる。局の位置が再度特定されると、継続中の通信に対してより効率的なルートを確立することができる。明らかに、局はまた、認証サーバに対して情報を、その情報がより最新である場合、要求することができる。
【０１０８】
受信した情報に基づき、応答において第１の側に返信されるデータは、最近に既知となった最良のタイプＣ局を通じてルーティングされる。発信局及び宛先局は、それ以上それらの間の接続を要求せず且つ傾斜情報を必要としなくなると、タイプＣ局に対して、他方の側の他のタイプＣ局のプロービングを停止するように通知する。この最も関連するタイプＣ局（「要求時近隣局（neighbors on demand）」とも呼ぶ、後のさらなる説明を参照）を利用することの特徴は、本発明の「有線」によるＯＤＭＡ態様の中心であり、広域グローバルＯＤＭＡネットワークが効率的に機能するのを可能にするメカニズムである。
【０１０９】
メカニズム−インターネット媒体を通じての接続
インターネットによるＯＤＭＡは、インターネットを通信媒体として使用する、互いに対して著しく地理的に遠隔である可能性のある局間で通信する手段である。（メッセージはアドレス指定された宛先に送信されるため）インターネットによってブロードキャストすることは可能ではないため、近隣局のセットは傾斜要件によって確定される。特定のタイプＡ宛先局への傾斜に関して情報が要求される場合、宛先局の（接続性に関して）最近に既知となった所在地に関する情報について認証サーバがアクセスされる。各タイプＡ  ＯＤＭＡ局がそれ自体を認証するように定期的に要求され、且つこの情報が認証サーバにおいて記録及び保持されるため、サーバはこのような情報を利用可能とするべきである。そして、宛先局に対して利用可能な最も適当な既知のイーサネットからインターネットへのアダプタ（タイプＣ局）のインターネットアドレスが、発信局に利用可能なタイプＣ局に戻され、これらは、タイプＡ局によってプロービングすべき潜在的な近隣局として使用されることが可能である。
【０１１０】
この媒体におけるコスト関数は、インターネット遅延等（要求される近隣局を「ピング」することによって確認することができる）の基準により、且つ無線媒体にわたって使用される「低速プローブ」に類似するプロービングメカニズムを介して転送時間を確定することによって決まる。
【０１１１】
インターネットによるＯＤＭＡ方法は、ユーザデータプロトコル（User Data Protocol）（ＵＤＰ）を使用して、コンピュータ間でデータを「データグラム」の形式で転送する。ＵＤＰは、データ及びヘッダを提供することができるパケット構造を有するコネクションレス転送レイヤプロトコルであり、インターネットによるＯＤＭＡにおけるすべてのプロービング及びデータ転送は、ＵＤＰを介して標準プロトコルを使用して行われる。ＵＤＰヘッダは、発信ポート及び宛先ポート、データの長さ並びにチェックサム（ＵＤＰのヘッダ及びデータに対する任意の完全性チェックを提供する）に関する情報を含む４つのフィールドを含む。ＵＤＰに対するさらなる情報はインターネットで容易に入手可能であるが、幾分かの詳細は以下のウェブサイトで見つけることができる。
http://compnetworking.about.com/od/networkprotocols/l/aa071200a.htm
【０１１２】
インターネット媒体を通じての伝送プロセスは、ＵＤＰデータパケットプロトコルを広範囲に利用し、すなわち、プローブはＵＤＰを使用して送信され、転送はＵＤＰを使用して達成され、且つ確認応答パケットはＵＤＰを使用する。ＯＤＭＡパケット（ソースから宛先へ利用可能なそれら自体のヘッダも有する）の内容のすべてを、ＯＤＭＡヘッダを付加して、ＵＤＰパケット内に配置してもよく、その後、ＵＤＰパケットは、インターネットによって転送される。最初に、ＵＤＰパケットのＯＤＭＡ内容を認証及びセキュリティのために暗号化してもよい。通常、暗号化は、宛先までのセキュリティのためにソース局において行われる。明らかに、ＵＤＰ以外の他の適当なパケット構造又は等価のツールが開発された場合、それらを、適切であり得るように利用することができる。
【０１１３】
以下のように、従来の無線によるＯＤＭＡデータ伝送とインターネットによるＯＤＭＡデータ伝送との間に以下のような２つの重要な相違がある。
【０１１４】
無線によるＯＤＭＡでは、いかなる特定の局の近隣局も、主に、それらに達するために必要な電力が最低であるものによって決定される。インターネットによるＯＤＭＡでは、近隣局は、グローバルネットワークにおける任意の２つのエリア間の接続性に対する必要に基づく、「必要とされる」か又は要求される局である。これらの「ＯＤＭＡインターネット近隣局」は、特定の接続に対して要求されるように、ＯＤＭＡパケットがインターネットを介して１つのＯＤＭＡ無線領域又はＯＤＭＡ無線エリアから別の領域又はエリアに移動する特定時間中に、「ＯＤＭＡインターネットプロービング」を通じてのみ維持される。これらの「要求時近隣局」は、通常、２つの領域間の接続性を必要とする１つ又は複数のＯＤＭＡタイプＡ局によって要求される。そして、タイプＣ局は、特定の要件に基づいてプロービングを通じて他のタイプＣ局と調和する。環境によっては、後述するように、タイプＣ局もまた近隣局を「要求」してもよい。
【０１１５】
無線は、元来ブロードキャスト媒体であるため、たとえば低速プロービングを使用して近隣局が収集される場合、ブロードキャストされる低速プローブの電力は、伝播に関して近接する（最低経路損失）近隣局に達するように適合される。そして、同様にブロードキャストメカニズムである高速プロービングメカニズムを使用して、これらの近隣局を介して傾斜が展開される。インターネットに接続されたＯＤＭＡ局では、有効なブロードキャストメカニズムがなく、且つインターネットに対する電力適合の基礎もないため、近隣局をプロービングする概念は非常に困難である。インターネットによるＯＤＭＡの場合、各局は、識別されたその「要求時近隣局」に対する連続した「ＯＤＭＡインターネットプローブ」を扱う。これらのＯＤＭＡインターネットプローブは、本質的に、ＯＤＭＡプローブ情報を含むＵＤＰパケットである。任意の「要求時近隣局」にＯＤＭＡインターネットプローブを送信するために、局は、ＯＤＭＡ局のインターネットアドレスが必要であり、それによりＵＤＰパケットをそのアドレスに送信することができる。各局は、このアドレス情報を、認証サーバから、又は接続性を必要としているか若しくは要求しており且つこの情報を含むテーブルを保持している局から取得する。
【０１１６】
アドレス指定されたＵＤＰパケットを異なるインターネットアドレスに送信し（ＵＤＰパケットはＯＤＭＡプローブ情報も含む）且つこれらの局から応答を受信することにより、各局は、有効に、継続的にその「要求時近隣局」を「プロービングする」。そうする際、各局は、これらの局に関する情報（それらがいかにビジーであるか及びそれらが利用可能な容量を有するか否か等）及びこれらの局への接続性に関する情報を収集する。そのため、インターネットに接続される（且つ伝送のインターネット部分に対して使用されている）特定のＯＤＭＡ局は、アドレス指定される連続したＵＤＰパケットを定期的に（プロービング間隔で）、その「要求時近隣局」であるインターネット上の他のＯＤＭＡ局に送信する。プローブはまた、スループット及び損失の指示も提供し、それにより、接続の品質の測定値を提供する。
【０１１７】
これらのＵＤＰプローブパケットは、幾分かの時間、遅延し（たとえば、それらがインターネットを通過する際）、ＯＤＭＡ「要求時近隣局」間の遅延を、インターネットの性能を評価するために使用される特定の「ピング」遅延テストに非常に類似して、送信局とその近隣局との間のリンク品質の測定値として使用することができる。これを、第１の局、すなわちＵＤＰパケット（インターネットプローブ）を第２の局（その「要求時近隣局」のうちの１つ）に送信している第１の局によって達成することができる。第１の局のプローブはローカルタイマを含み、それは、送信される時に起動され、第２の局（タイマを含む）からＵＤＰパケットが戻った時に登録される。これにより、有効に、第１の局が第１の局から第２の局へ及び元の場所へのプローブの遅延を計算することが可能になる。２つの局のクロック間の同期がないことが克服される。それは、第１の局がプロセス全体のタイミングを取り、第２の局が、その応答の前にどれだけ情報が保持されたかの詳細を提供する（その間、ＵＤＰパケットは開かれ、局が、何らかのさらなる動作を要求した可能性のあるＯＤＭＡパケットがあること、及びプローブ応答がＵＤＰパケットにカプセル化され第１の局に返信されることが要求されたということを登録する）ためである。局がインターネットプローブをそれらの要求時近隣局すべてに送信している（パケット束にタイマ等を含むＵＤＰパケットを送信している）際、各局は、そのさまざまな「要求時近隣局」への有効なコスト（たとえばネットワーク遅延に関し）を算出することができる。このプロービングは、無線媒体によって実行される「低速プロービング」に類似している。明らかに、品質情報に対して別個の低速プローブを適用し適当な場合は傾斜情報に対して別個の高速プローブを適用してもよい。
【０１１８】
発信局とさまざまなＯＤＭＡ「要求時近隣局」との間を移動するプローブは、インターネット媒体における適用可能な累積コストに関する情報を提供する（無線媒体における「高速プロービング」に類似する）。発信局から宛先局まで同様に無線媒体における無線高速プロービングメカニズムを使用して累積コスト情報が展開される。このように、有効な累積コストの傾斜は、インターネットを介して発信無線ＯＤＭＡ局から宛先局まで渡される。この意味で、インターネット媒体には、無線媒体において低速プローブ及び高速プローブの両方の機能を達成するインターネットプローブメカニズムが１つしかない。
【０１１９】
インターネットプローブを使用して、「要求時近隣局」のリンクの品質、容量等に関する情報が展開され、さらにそれを使用して、１つの領域から別の領域へ傾斜が移動される。このため、無線媒体において発信局で開始するいかなる傾斜も、最初は他の無線局を指し、後にＯＤＭＡインターネットタイプＣ局を介して１つ又は複数の他のタイプＣ局を指し、その後無線局により宛先局を指す可能性がある。この傾斜は、発信局及び宛先局が接続性を要求する間だけ続き、ＯＤＭＡ「要求時近隣局」は、それらを通る傾斜が必要とされる間だけ互いをプロービングし続ける。このように、インターネットを介するプロービングは最小化され、プロービングは１つ又は複数の局によって要求される間だけ続く。
【０１２０】
データが実際にインターネットによってＯＤＭＡタイプＣ局間で転送される時、データ転送ルートは、インターネット上のＯＤＭＡ局がそれら自体の傾斜テーブルを見てそれらの近隣局を通る宛先局までのルーティングのコストを探し、その後、データパケット（ＵＤＰパケット内）がさまざまな近隣局にアドレス指定され確認応答が待たれるという点で変更される。インターネットにおける遅延は比較的長い可能性があるため、多数のＯＤＭＡデータパケットを、確認応答が予期される前に順次さまざまな局に送出してもよく、パケットをバースト（パケット群）で送信してもよく、又はより低いコストが予期される多数の潜在的な局に送信してもよい。さらに、２つ以上のタイプＡ局からのデータを、相互に要求されるノードにルートに沿ってルーティングするためにパケットに結合することができる。パケットがタイムアウト期間の後に確認応答されない場合、パケットは別のあり得る候補近隣局を介して再送される。ルートに沿った各中継ポイントは、誤り及び巡回冗長符号検査を行う。ＯＤＭＡデータ転送がデータのエンド・ツー・エンド確認応答及びエンド・ツー・エンド順序制御を可能にするため、インターネットを介するデータ転送からもたらされる可能性のある喪失パケット又は順序が狂ったパケットは、発信局及び宛先局によって選別され照合される。
【０１２１】
インターネット媒体の発信側及び宛先側におけるＣタイプ局間の実際のルーティングは、ルートが、他端の識別されたインターネットタイプＣ局近隣局に達する前に、複数の中間ＯＤＭＡインターネットタイプＣ局ホップを通過するか、又はさらにはこれらの局の間の無線ホップを通過するように要求する可能性がある、ということが理解されるべきである。採用されるルートは、便宜的（opportunistic）であり、利用可能な接続性の品質に基づく。これに関して、インターネットによるＯＤＭＡの動作は、無線によるＯＤＭＡと非常に類似しており、その場合、アドレス指定された局においてインターネットルータがどのように設置されているかに応じて、数個のホップが単一ホップより効率的であり且つ望ましい（累積コストがより低い）ことが証明され得る。（この概念を、図７に関連して後に提供する一例においてより詳細に説明する。）
【０１２２】
インターネットを通じてのホップが必要とされる、１つのタイプＡのＯＤＭＡユニットから別のタイプＡのＯＤＭＡユニットまでの接続の手段は、複数のステップを必要とする。発信側タイプＡユニットは、元のメッセージデータをＯＤＭＡデータパケットに変換する。データが音声データである場合、信号は圧縮され、デジタル化され、ＯＤＭＡパケットに配置される。データがＴＣＰ／ＩＰフォーマットデータである場合、これらのパケットは、ＯＤＭＡパケットにカプセル化され、ＴＣＰ／ＩＰヘッダが追加される。そして、ＯＤＭＡパケットを、無線によるＯＤＭＡを使用して他のタイプＡ局を介してタイプＢ局へ転送してもよく、その場合、ＯＤＭＡパケットは指示されたイーサネットパケットに配置され、ＯＤＭＡヘッダが付加され、イーサネットパケットはタイプＣ局に転送される。そして、ＯＤＭＡパケットは、イーサネットパケットから取り出され、誤りが検査され、ＯＤＭＡヘッダが剥ぎ取られ、ＯＤＭＡパケットはＵＤＰパケット（ＯＤＭＡヘッダが付加される）内に配置される。これらのＵＤＰパケットは、インターネットの宛先側のタイプＣ局に送信され、そこで、ＯＤＭＡパケットがＵＤＰパケットから取り出され（ＯＤＭＡヘッダが剥ぎ取られ）、タイプＢ局に転送されるためにイーサネットパケット（ヘッダが付加される）内に配置される。ＯＤＭＡパケットは、イーサネットパケットから取り出され、無線によるＯＤＭＡによってタイプＡ局に送信され、そこで、圧縮されたデジタル化音声データとして抽出され、アナログ信号に変換されるか、又は場合によっては再びＴＣＰ／ＩＰに戻るように変換される。
【０１２３】
マルチホップ経路のいかなるＯＤＭＡ局も、内部に何の形式のデータがあるかを確定することができずに、それが転送しているＯＤＭＡパケットを認識するのみである、ということが理解されよう。同様に、互いに通信しているアプリケーションは、それら自体のプロトコルを使用して通信し、互いにＯＤＭＡネットワークがそこにないかのように交渉し、それにより「仮想」接続としての役割を果たす。
【０１２４】
タイプＣ局によって実行されるいかなるプロービングも、ＵＤＰを使用して行われるが、認証サーバとタイプＣ局との間の通信はＵＤＰ又はＴＣＰ／ＩＰを介することができる。
【０１２５】
実施例
本発明を、実際的な例を用いてより包括的に理解することができる。
図４は、発信局として宛先局ＡDにデータを送信したい局ＡSと付されたタイプＡ局（無線接続性を有する移動局）を示す。（なお、明確にするために、図ではタイプＢ局を通るルーティングを省略した。）この例における両局は、無線ＯＤＭＡネットワーク環境にある。最初に、発信局ＡSは、高速プロービング技法を通じて宛先局ＡDの位置を特定しようと試み、それらの間の傾斜を形成しようとして無線媒体でブロードキャストする。有効な探索の後に宛先局ＡDの位置を特定することができない（たとえば、ホップの数か又は局の間の累積コストが所定最大値を超過する）場合、若しくは目下それらの間の無線媒体に接続性がない場合、インターネット又は別の補助ネットワーク等の他の有線媒体を、「ホップ」のうちの１つとして利用することができる。
【０１２６】
局ＡSは、その無線接続性のエリアにおいてその近隣局のテーブルを生成する際、局ＣSが、利用可能な最も適当なＯＤＭＡインターネット中間局であることを確立し（先行する特許出願に記載されている標準ＯＤＭＡプロトコルに従って）、データはその結果、前方送信のために局ＣSを通じて送信される。しかしながら、ＯＤＭＡインターネット局ＣSが、その近隣局テーブルに宛先局ＡDの所在に関するいかなる情報も有していないため、局ＣSは、特定の既知のインターネットアドレスを有する認証サーバＡＳに対しこの情報についてアクセスする。認証サーバを非集中化することができ、またいくつかの機能を他の局に分散させることができる（後述する）。
【０１２７】
通常の動作過程において、ＯＤＭＡネットワーク上のすべてのＯＤＭＡ局が、定期的に、それらの他の局への接続性とそれらの他の局に対する接続性所在とに関する情報を認証サーバに報告するように要求される。認証サーバは、宛先局ＡDから受信されるその最新の認証記録告に基づき、宛先局ＡDへの接続性を有する最良のＯＤＭＡインターネット中間局である可能性のあるものとして利用可能ないくつかのＯＤＭＡインターネット局ＣDを提案する立場にある。この情報（特定のインターネットアドレス及び最新の傾斜情報）は、局ＣSに通知される（発信局ＡSにも通知されることが好ましい。局ＡSと局ＡSの近くの新たなＣS局との間でより優れた接続性傾斜が利用可能となると、この情報をその新たなＣSに提供することができるためである）。そして、インターネット局ＣSは、認証サーバによって提案されたＣD局をプロービングし、それが最良の傾斜を有すると確定した局ＣDにデータを送信する（ＣSからＡDまで）。局ＣDにおいてデータパケットが受信されると、局ＣDによってＣDからＡDへの前方送信に対する最良の機会が確定され、データが、無線によるＯＤＭＡプロトコルを使用して無線で宛先局ＡDにルーティングされる。
【０１２８】
明確にするために、最初に、あり得る傾斜が局ＡSと局ＣSとの間で伝播される。そして、局ＣSは、識別されたさまざまなＣDインターネット局に傾斜を伝播し、複数の傾斜がその後宛先局ＡDに伝播される。通常の過程において、いくつかのＣS局は最初に、インターネットアクセスポイントとして使用される可能性があるために「起動される（woken up）」。これらの局は、認証サーバから宛先局ＡDに関する情報を取得する（互いに独立して、若しくはこの情報は別のＣS局により又は発信局ＡSによりそれらに通信される）。ＣS局がＣD局と通信する前に、必要な場合は宛先側ではいくつかの限られた数のＣD局のみが「起動される」。
【０１２９】
局ＣSによって送信されるデータは、宛先局ＡDまで送信される、ＵＤＰパケットによってインターネットにわたって伝送されるＯＤＭＡパケットに、接続性情報を含む。接続性情報は、無線発信局ＡSと、ＡSが元のデータを送信する時点で選択したインターネット局ＣSとの間の接続性に対する最良の傾斜を詳述する。そして、宛先局ＡDは、同様に、宛先局ＡDがそれ自体の伝送データを送信する時点で利用可能な最良のＣD局にデータを提供することにより応答してもよく、発信局ＡSに戻る最良のルーティングを確立するために局ＣDにプロービングすべき最良の既知のＣSオプションを通知する（発信局によって提供されるように、インターネットアドレス及び最新の接続性情報を発信局に戻す）。言い換えれば、宛先局ＡDから発信局ＡSに送信されるデータは、応答時に発信局ＡSに利用可能であった最良のＣDオプションの詳細と共に、発信データメッセージがＡSから送信された時に提供された最良の接続性情報を含み、それにより、それ以上データがいずれの側にも送信されなくなるまで、プロセスはＡSとＡDとの間で繰り返される。そして、タイプＣインターネット局は、プロービングを停止するように命令されるか、若しくは単に一定の非活動期間の後に又は継続しないように命令された場合にタイムアウトする。
【０１３０】
図５は、図４で説明したプロセスのより複雑なバージョンを示す。
この例では、発信局ＡSは、パケット（ａ）及び（ｂ）の２つのグループでデータをインターネット局ＣS1及びＣS2に便宜的に送信した。これを行う前に、局ＡSは、インターネット局ＣS1〜ＣS3が無線を介してインターネット媒体への最良の利用可能な傾斜を有すると断定した。そして、２つのインターネット局（ＣS1及びＣS2）は、宛先局ＡDの最新の所在に関する情報について認証サーバＡＳに独立してアクセスした。本例では、認証サーバは、ＣS1及びＣS2に対し同じＣD局を提案していてもよく、又はそれらのうちの１つ、すなわちＣS2に応答する前にＣDからのより新しい認証情報をＡDから受け取っており、宛先側でプロービングするために異なる局提案を送信していてもよい。いずれの場合も、ＣS2は、提案されたＣD局に利用可能な傾斜をプロービングし、その後、（ｂ）データパケットを、ＣD3を通じてルーティングした。そして、図示するように、（ｂ）パケットは、ＯＤＭＡ無線ネットワークにより、ＡD及びＡND2の無線近隣局であると確立した中間局ＡND1に送信され、便宜的に、（ｂ）データパケットは分離され、２つのサブグループ（ｂ１）及び（ｂ２）で宛先局ＡDにルーティングされた。
【０１３１】
その間、データパケットの（ａ）グループは、便宜的に分割され、それぞれＣS1〜ＣD1及びＣD2（及び認証サーバによって提案された他の任意のＣD局）によるプロービングの後にパケット（ａ１）及び（ａ２）の２つのグループで送信される。そして、これらのパケットのサブグループは、標準ＯＤＭＡ無線プロトコルを使用して便宜的ルートによりＡDに送信された。
【０１３２】
この時、ＡDがインターネット局ＣS1〜ＣS3に関する情報を取得すると、そのＡSへの応答において、ＡSとの最良のあり得る接続を確定するためにこれらの局をプロービングするためにそれが目下利用可能である最良のＣDインターネット局を要求する。発信局及び宛先局は各々互いの最新の所在に関する情報を有するため、認証サーバは、ＡSとＡDとの間の連続した通信において必要とされるべきではなく又関与すべきではない、ということが理解されよう。
【０１３３】
当然ながら、インターネットの他方の側のタイプＣ局が、所望のタイプＡ局の位置を特定することができないというメッセージを返す場合、認証サーバに対し、プロービングすべき提案について再びアクセスすることができる。局ＡDは、インターネット媒体を通じて応答するようには全くなされず、ＡDとＡSとの間ですべての利用可能な媒体を通じてより低い累積コスト又はホップカウントを有する他の傾斜が利用可能であるか否かを確立するように、無線媒体において高速プローブを生成する、ということも理解されるべきである。ＯＤＭＡ環境の評価は、互いに対して動き回っている可能性のある局の間の最良のあり得る接続性を確立するためにプロービングを通じて連続的に変更される進行中のプロセスである。
【０１３４】
図６に示す例は、上記例に続く局ＡDからの応答を示す。宛先側インターネット局ＣDによるプロービングの後、ＣD2からＣS1を通るルーティングが、ＡDからＡSへのあり得る送信のための最良の傾斜を提供すると確定される。
【０１３５】
しかしながら、データパケット（ｃ）がＡDからＣD2へ送信される間、ＡDは、インターネット局ＣD4がこの時インターネット媒体に対しより効率的なルートを提供するということを便宜的に確立し、そのためデータパケット（ｄ）のサブグループがこの局を通じてルーティングされる。インターネット局ＣD4はまた、ソース側ＣS局をプロービングすると、ＡDによって最初に提案されたオプションのうち局ＣS1が依然として最良の選択肢であることを確立する。しかしながら、データを送信している間、問題が発生し、接続性が終了するか、又はより便宜的な経路が認識され、そのため、代りに幾分かの情報（ｄ２）がＣS3を通じてルーティングされる。そして、パケットのさまざまなサブグループが、ＣS局と初期発信局ＡSとの間のＯＤＭＡ無線ルーティングの後にＡSにおいて再アセンブルされる。ここでもまた、これにより、パケットの順序が狂うことが論証され、且つ、エンド・ツー・エンドの順序付けの流れ制御、喪失パケットの再順序付け、ソースから宛先へのデータを再構成するための再アセンブリが必要であることが強調される。
【０１３６】
この間、（ｃ）パケットが送信されている間、ＣD2とＣS1との間のリンクが何らかの理由によって中断され、ＣS1はそれ以上利用可能ではない。パケットが前方に送信されていない（又は有効期間が超過した後）ため、（ｃ２）パケットが中間インターネット局（Ｃ(int)、すなわちＣD2の既知の近隣局）を介してＣS4に送信される、ということを局に通知するメッセージがＣD2に戻される。そして、そのメッセージは無線媒体を介してＡSに送信される。局ＡSは、ＡDから受信されたデータに応じて、その最良のインターネット局接続性情報（局ＣS1〜ＣS4を含んでも含まなくてもよい）を更新する。
【０１３７】
図７は、インターネット媒体がそれ自体でマルチホップＯＤＭＡ機会であることを論証するために、上述した例のより高度なバージョンを示す。この図では、明確にするために、（ｃ）パケットのルーティングのみを表している。上述したように（陰付きフォーマットで示す）、パケットは、最初はＣS1局に向けられており、（ｃ２）パケットはＣD2に戻される（ただし、明らかとなるように、ＣD2へのルーティングは、図示するように直接である必要はない）。
【０１３８】
本発明では、すべてのタイプＣ局が、それに対する最良の接続性を有するその近隣局に関する情報を維持するものと想定する。これらの近隣局は、タイプＡ局の間の意図された接続性に関して識別される「要求時近隣局」ではない。タイプＣ局は、「適切に接続された」近隣局に対して進行中の背景タスクとしてプロービングする。近隣局がこの目的で「適切に接続されている」か否かの確証を、タイプＣ局へ又はインターネット自体への接続の品質等、適当な基準のセットに対して測定することができる。この情報は、タイプＣ局によって維持される。優れた接続性を有する局は、それらの周りの局に対する傾斜を放出して、有効にその事実を公表し、それら自体を認証サーバに認証する。局はまた、アイドル状態である場合、容量を論証することもできる。認証サーバは、優れた接続性を有する近隣局を調和させ、この情報を維持するか又は適切に接続された局の近隣を形成するためにこの役割を別のタイプＣ局に譲ってもよい。
【０１３９】
タイプＣ局（上記例ではＣD2等）は、それが接続性を低減したことを理解する場合、優れた接続性を有する他の局を累進的にプロービングするか、又は認証サーバが、タイプＣ局を、ヘルパとしての役割を果たすことができる優れた接続性を有する局に対して照合するように要求することができる。これらのヘルパは、苦心している局が利用可能な近隣局の数が限られているため、過負荷になることはない。適切に接続された中間局は、バッファを支援するか、又はルーティングを助けるか、又は他の局をいかに支援することができるかに関する情報を認証サーバから収集することができる。
【０１４０】
発信タイプＣ局及び宛先タイプＣ局が各々、それら自体の側で優れた接続性を有する別の中間局への優れた接続性を有する場合、発信局と宛先局との間に優れた接続性がなければならないものと想定する。したがって、通常、パケットルーティングが向けられる２つの中間局（言い換えれば、３つのホップ）があることになる。
【０１４１】
図７の例に戻ると、受信され転送される瞬間に（ｃ２）パケットは、（ｃ２．ａ）グループ及び（ｃ２．ｂ）グループとして分割される。ＣD2及びＣS4は、各々、多数の適切に接続された中間近隣局が利用可能である（これらは、世界中のあらゆる場所にあり得る。テストは、局の物理的位置ではなく接続性の品質及び容量である）。４つのホップにわたるルーティングを示す。（ｃ２．ｂ）グループは、最初にＣD2中間近隣局（ＣD2(int)）のうちの１つに向けられる。しかしながら、この時点で、ＣS4又はその近隣局のいずれかへの接続性は、前方ルーティングが発生しようとしている瞬間ではそれほど望ましくない。代りに、ルーティングは、より低いコスト関数でホップを介して第１のＣD2中間局（ＣD2(int)）に既知であるＣ局に向けられ、その後前進して、ＣS4の適切に接続された近隣局、すなわちＣS4(int)を介してＣS4に向けられる。任意のルーティングが発生する瞬間に利用可能な機会の選択は、一般的なＯＤＭＡ方法に従うということが明らかなはずである。
【０１４２】
図７は、さらに、２つのタイプＢ局（同じイーサネットネットワークの一部であってもなくてもよい）を通るか又は別のタイプＢ局への電線を介するタイプＢ局とタイプＡ局との間の、近隣Ｃ局への代替ルーティングの別の例を提供する。これらのルートは、タイプＣ局間の直接接続より累積コスト関数が低いことが分かった場合、又は負荷の幾分かがより容量の高いユニットに放出されるか又は拡散された場合に辿ることができる。
【０１４３】
上記例は、インターネットをＯＤＭＡ文脈において利用可能な媒体にわたるそれ自体を機会として理解してもよいことを説明する役割を果たす。ルーティングは、トラフィック負荷及び接続性の強度等の要素に応じて、発信局又はソース局ＡSと宛先局ＡDとの間で、インターネットを介する宛先への最も効率的な経路を見つけるようになっており、必要に応じてパケットを放出し拡散し、両側においてインターネット接続に必要である場合はいずれかのインターネット局を起動する。このように、必要な場合は負荷が連続的に拡散され、利用可能な代替オプションは常に再評価される。さらに、インターネットによるルーティングには、インターネットによるＯＤＭＡ接続に対する要求がある間のみ、任意の特定の接続で選択された近隣局が同様に便宜的に近隣局として存在することが必要である。
【０１４４】
これは、移動体であるユニットが、インターネット等、広域カバレッジ及び複数のノードを含むネットワークを通じて、但しネットワークに対して過負荷を与えることなく、十分なレベルの接続性を維持するのを可能にする、重要な革新である。これは、常時利用可能な最良の接続を更新し、これらの更新を必要な接続のみに限定し、接続性に対する必要が終了したときに更新を停止することによって達成される。これにより、いかなる不要なインターネットアクティビティ及び潜在的な輻輳も最小化しながら、ＯＤＭＡネットワークにおけるインターネットによるデータの伝送が可能になる。
【０１４５】
インターネット接続性を有する局の無線接続性を有する局に対する割合が、比較的安定して維持される（Ａ局及びＢ局のＣ局に対する）場合、必要な時（無線局及びインターネット局がカバレッジを失う、データフローレートが変動する等）、ネットワークカバレッジの「雲」が、常に、通信している移動局と共に引き摺られる。無線局及びインターネット局の両方を、必要に応じて起動し停止してもよく、それらが、利用可能な資源の適応プールを移動局の接続性を最適化するように構成してもよい。ネットワーク上のタイプＡ局のタイプＢ及びタイプＣ局に対する割合は、タイプＡ局の容量及びアクティビティの要件によって決まることが理解されるであろう。
【０１４６】
限られた事前定義された数のインターネット局のみがアクセスポイントを提供し、インターネット媒体での伝送を可能にする場合、これらの局は急速にボトルネックとなる。しかしながら、インターネットによるＯＤＭＡプロセスでは、インターネット局は、必要に応じて起動され且つ利用可能な多数の局から破棄される。利用可能な個々のアクセスポイント局の各々が接続に不可欠ではないため、局は、依然として移動局（おそらくは電源が不足しているか又は地理的位置が望ましくない）に対するネットワークサービスの品質を維持する一方で、変化可能であり且つ品質レベルを変更してもよい。タイプＣ局は、他のネットワークにおいて完全に依存される典型的な基地局のようではない。ＯＤＭＡネットワークは弾力的であり、すなわち、広域（グローバル）ネットワーク全体の固定ネットワーク部分に対するアクセスポイントの多くの選択肢が利用可能である。
【０１４７】
グローバルＯＤＭＡネットワークは必ずしもインターネット媒体自体の使用を必要とするとは限らない、ということも理解されなければならない。扱っている問題は、互いに対して動き回っているタイプＡ局の数に制限がない可能性があるにも関わらず、これらの局のいくつかがそれらの間にいかなる接続性も有していない（又は接続性が十分でない）ということである。グローバルＯＤＭＡネットワーク概念は、ネットワークの無線部分間の安定したパケット交換補助ネットワークを想定する。
【０１４８】
インターネットは、パケット交換網（種々の他のネットワーク技術に対してＩＰプロトコルを実行する）の一例にすぎない。インターネットは利用可能な最も有用なオプションのうちの１つを提示するが、本発明は、この媒体の使用に限定されるものとして理解されるべきではない。本発明は、補助ネットワークとして、データが送信されるためにより小さいパケットに分割され宛先に（既知の宛先アドレスを有する「ノード」に）交換されるいかなる安定したパケット交換（「コネクションレス」）ネットワークの使用をも考慮する。パケットは、同じ経路、又はさらには既知の経路を辿る必要はなく、代りに、それらは動的にルーティングされ、後に宛先において順次再アセンブルされる。
【０１４９】
図１（ｂ）に示すように、パケット交換補助ネットワーク媒体は、衛星を含むネットワーク等、他の適当なネットワークを使用してもよい。図において、発信局側で使用されるタイプＣ局は、インターネット接続性を有していないが、衛星の「フットプリント」内に入る。したがって、補助ネットワークは、実際の有線接続（インターネットのような）及び／又は衛星を介して利用可能な仮想「有線」接続を含むことができる。実際に採用されるルートは、各局において展開される傾斜情報に従ってルーティングポイントにおいて利用可能な機会に応じて、衛星及びインターネット局の両方を介するホップを含んでもよい。イーサネットネットワーク、Ｘ．２５及びフレームリレーネットワークは、パケット交換網の他の例である。
【０１５０】
上述した例はまた、任意の所与の局によって行われる累積コスト評価が、辿られるルーティングを単に示唆するものであるが、これはインターネットにわたって実際に行われるルーティングを指示するものではない、ということも示す。実際に辿られるルートは、送信されている特定のパケットが傾斜を移動するに従ってプロセスの任意の時点で直面する変化する環境に適応する。所定経路に傾倒しないことは、データのパケットが立ち往生することなく、代りに必要に応じてより優れた機会を提示する任意のより適当な代替経路を流れることができるということを意味する。次の機会を確定する唯一の基準は、傾斜が常に改善され、言い換えれば、ルートは常により低いコストポイントに向かって「下り坂に」進まなければならず、しかしながら判断はパケット毎に独立して且つ便宜的に行われる、ということである。本質的な特徴は、選択が各ホップにおいて可能であるということである。より低いコストで多数の潜在的なノードが利用可能であるとすると、これらのうちのいくつかが比較的不十分な選択肢であるとしても、ネットワークは安定し最適に効率的となる。
【０１５１】
認証サーバのさらなる役割
非集中化及び通信階層
この文書では、認証サーバの役割について言及した。上述したように、情報を共有する何らかの手段を有するいくつかの認証サーバがあり得る。真のピア・ツー・ピアネットワークでは、局（タイプＣ局）は、認証サーバの役割を非集中化しその負荷を低減するために、ルーティング、処理及び高容量タスクを支援することができるべきである。たとえば、認証サーバは、タイプＣ局が過度な容量を有する場合を認識する手段を有し、このような局に情報データベースを預けるか、又はさらにはいくつかの機能をこれらの局にヘルパ局として割り当てることができる。これらの機能について認証サーバにアクセスする他の局をヘルパ局と言うことができる。すなわち、ヘルパ局に対し、認証サーバに報告し返すか又はサーバに何かを要求した局に直接報告する前に、認証サーバの代りに実行するタスクを与えることができる。このように、認証サーバは、ネットワークの通信階層を維持するが、タイプＣ局の資源を利用し且つ流用することにより、それ自体が実行しなければならない作業を最小限にする。これらの予備資源は、ネットワーク自体が増大すると明らかに増大するため、解決法は常にスケーラブルであり、集中化インフラストラクチャに関連するより高いコスト及び資源が回避される。これにより、認証サーバが、地域がグローバルネットワークから何らかの程度で孤立している状況を管理すると共に、接続性に対し通常と異なって高い要求がある状況において管理することが可能になる。
【０１５２】
接続に対する潜在的な防壁
ＯＤＭＡネットワークは、固定の一意のＯＤＭＡアドレスをネットワーク上のすべてのユニットに割り当てる（これらは１２８ビットアドレスであるため、潜在的なユニットの数は本質的に無限である）。しかしながら、インターネットアドレスは３２ビットアドレスのみであり（アドレス割当てが最適に行われた場合（実際はそうではない）、利用可能なアドレスの数が４０億をわずかに上回る数に制限される）、そのため多くの局がネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）と呼ばれるプロセスを通じて単一のパブリックアドレスを使用する。このシステムにおいて、ＮＡＴは、ＩＰプロトコルヘッダのネットワークアドレス及びポート番号を動的に書き換えるため、パケットは、実際の局ではなくＮＡＴのパブリックＩＰアドレスから来てそこに向かうように見える。
【０１５３】
問題は、局によって使用されるプロトコルによっては、「ＮＡＴフレンドリ」でないということである。それは、アプリケーションによっては、ＮＡＴが書き換えることができないデータパケット内部に隠されたＩＰアドレス又はポート番号を送出するためである。したがって、これらのアプリケーションは、ＮＡＴの後方にある任意の局で使用される場合、うまく作用しない。ＯＤＭＡ通信は、ＯＤＭＡパケットがＵＤＰパケット内に配置されるため、この影響を受けない（ＯＤＭＡヘッダは、宛先局によって認識される一意のＯＤＭＡアドレスを示す）。しかしながら、セキュリティの理由により、ＮＡＴによっては、送出パケットがすでに外部アドレスに送信された場合、そのアドレスからの入来トラフィックしか許可しない。したがって、２つのＣ局がＮＡＴの後方にある場合、それらは互いに通信を開放することができない場合もある。
【０１５４】
この問題を、ＵＤＰパケットにおける単一ＵＤＰポートが或るＯＤＭＡ接続性データに対して利用される場合に解決することができる。少なくとも１つの認証サーバは、パブリックアドレスを有していなければない（言い換えれば、ＮＡＴの後方にない）。ユーザは、認証サーバに接続し、意図された宛先の動的アドレスを送信し、サーバは、それをＯＤＭＡアドレスと照合する。そして、サーバは、両局に、使用されるＵＤＰポートにＯＤＭＡ情報を配置して他方のＯＤＭＡユニットのアドレスを有するＵＤＰパケットを送信する。そして、両局は、パケットを互いに送信し、双方向ホールが任意のＮＡＴによって開放される。
【０１５５】
認証サーバは、さまざまなタイプＣ局に関する情報を維持しなければならず、その情報には、局がＮＡＴの後方に存在するか否かが含まれ、そのため、認証サーバは常にＮＡＴを通過することができる、ということが理解されよう。理想的には、「適切に接続される」（上述した）タイプＣ局中間近隣局は、ＮＡＴの後方に存在しない。しかしながら、適切に接続された近隣局のこれらのグループが識別されると、データがＮＡＴを通過するのを可能にする情報を、予め他の適切に接続された局に渡すことができる（この情報は、局のうちの１つにおいて保持されている可能性があり、且つデータが送信される度に認証サーバの関与を回避するために他の局がアクセス可能である）。
【０１５６】
セキュリティ
セキュリティ機能及びファイアウォールの結果として、局間の接続性を妨げる可能性のある別のエリアが発生する。ＯＤＭＡ局の第三者の誤使用（たとえば、不要なプロービングをもたらすこと、加入者管理及び課金を操作すること、データ又は局データベースの情報にアクセスすること等によるネットワークの悪意のある過負荷）を防止するため、すべてのＯＤＭＡユニット（認証サーバを含む）は、一意のＯＤＭＡアドレスに関連するスマートカードを必要とする。いかなる中継局も、局の情報がアクセスされない保証が必要であり、データのすべての送信者が、データが中継局によってアクセスされない保証を必要とする。したがって、認証サーバは、ソース局及び宛先局の認証を通じて中継局に再保証を提供し、暗号化技法を通じてエンドユーザに再保証を提供する。これらの問題はともに、局において要求されるスマートカードを介して達成される。
【０１５７】
ゲートウェイ
「有線」インターネット媒体はまた、タイプＥ局（インターネットからＰＳＴＮへのアダプタ）を介する電話網に対するアクセス、及びタイプＤ局（インターネットからＴＣＰ／ＩＰへのアダプタ）を介する実際のインターネットアクセスへのアクセス等、他のサービスへのアクセスも可能にする。移動タイプＡ局のユーザがインターネットをブラウズするため（たとえば、ラップトップ、ＰＤＡ又はインターネット対応携帯電話を使用して）又は通常の電話網に接続するために、タイプＡ局は、タイプＡ局をインターネットへの関連するゲートウェイに整合させる認証サーバを通じて動作しなければならない。
【０１５８】
「実際の」インターネットアクセス
インターネットをブラウズするために、認証サーバは、タイプＡ局を適当なタイプＤゲートウェイ局に整合させ、そこでは、従来のＴＣＰ／ＩＰ（又は他の同様のプロトコル）及びＯＤＭＡプロトコルが翻訳／変換される。いかなる局も、インターネットにアクセスするためには、永久的又は一時的インターネットアクセスを有するものとして識別を必要とする。
【０１５９】
ＯＤＭＡ識別アドレス自体は、インターネットによって認識されないため、インターネットにアクセスしている各ＯＤＭＡユニットには、タイプＤゲートウェイ局に格納されるインターネットアドレスが割り当てられる。インターネットに関する限り、インターネットにアクセスしている移動タイプＡ局は、タイプＤ局において位置が特定され、固定アドレスを有する固定局として現れる。ＯＤＭＡ対応局の永久インターネットアドレスは、ディレクトリテーブル（マップ）に、対応するＯＤＭＡアドレスと共に格納される。ＯＤＭＡ局が永久ＩＰアドレスを有する場合、ディレクトリマップ情報を、情報を要求しているネットワーク上の任意のＯＤＭＡ局に提供することができる。ＯＤＭＡ局が一時アドレスを有する場合、タイプＤ局のみが情報を保持する必要があり、タイプＤ局は、接続を可能にするために必要に応じて一時アドレスをＯＤＭＡユーザに割り当てマップする。インターネットに対し、タイプＡ局は、単に、タイプＤ局の永久アドレスにおいてタイプＤ局に直接接続されているように見え、固定ユニットであるように見える。明らかに、無線（移動）タイプＡユニットとタイプＤゲートウェイとの間でいずれかのデータを最も便宜的に送信する場合、タイプＡ局とタイプＤ局との間で実際に行われるいかなるＯＤＭＡルーティングも、標準ＯＤＭＡプロトコルに従って、確立された傾斜により便宜的に向けられることになる。
【０１６０】
タイプＡ局が「実際の」インターネットに対する接続性を要求する場合、ＴＣＰ／ＩＰパケットがＯＤＭＡパケットに配置され、上述したようにタイプＣ局に送信される。タイプＣ局は、認証サーバからいずれのタイプＤ局を使用すべきかを確立し、ＵＤＰパケットでＯＤＭＡパケットをＤ局に送信する。タイプＤ局は、ＵＤＰメッセージのＯＤＭＡパケットを開き、ＴＣＰ／ＩＰデータを取り除き、それはその後従来のインターネットルーティングにより所望のインターネットアドレスに送信される。そして、データは、インターネットからタイプＤ局におけるタイプＡ局の永久アドレスに向けられ、そこで受信されたＴＣＰ／ＩＰデータはＯＤＭＡパケットに配置され、（タイプＣ局近隣局をプロービングした後）ＵＤＰを使用して、関連するタイプＡ局への最も望ましい傾斜を有するタイプＣ局に転送される。
【０１６１】
通常のインターネットユーザ局（ＯＤＭＡ対応局を使用しない）が、永久ＩＰアドレスを通じてＯＤＭＡネットワーク上の宛先局と通信しそこからデータを取得したい場合、データは、タイプＤ局を通じてルーティングされなければならず、そこでＯＤＭＡアドレス及びＩＰアドレスは互いに照合される。そして、すべての後続する通信は、タイプＤ局を介してルーティングされなければならない。
【０１６２】
プライベートＯＤＭＡネットワークアクセス
インターネットは、パブリックアドレス及びプライベートアドレスを利用する。詳述しないが（情報はすでにインターネット上で容易に入手可能である）、インターネットにアクセスしているすべての局が一意のアドレスを必要とする。しかしながら、たとえば組織では、ユーザの多く（自身での直接インターネットアクセスが必要でないか又はネットワーク若しくはイントラネットの一部である）は、プロキシサーバ等のゲートウェイを介してインターネットアクセスを取得することが多い。したがって、インターネットアドレス指定システムは、プライベートアドレスの使用のためにのみ予約される空間を有する。プライベート空間のアドレスは、インターネット上では到達不可能であり、パブリックアドレスを有するゲートウェイを通じてしかアクセスすることができない。別法として、プライベートアドレスは、インターネットに送信される前にネットワークアドレストランスレータ（ＮＡＴ）によって有効なパブリックアドレスに変換される。上記背景は、プライベートＯＤＭＡネットワークグループを理解するために必要である。
【０１６３】
ＯＤＭＡユーザによっては、ＯＤＭＡグローバルネットワークアクセスを有する場合、プライベートＯＤＭＡグループ又はプライベートＯＤＭＡネットワークを形成してもよい（そこでは、ユーザ自身は世界中のいずれの場所に物理的に位置していてもよい）。グループの各メンバは、ＯＤＭＡアドレスをグループの標準インターネットプライベートアドレスにマップする情報を保持する。グループメンバが、グループの別のコンピュータにアクセスするか又はネットワークの情報にアクセスしたい場合、ＩＰアドレスがＯＤＭＡアドレスにマップされ、ＴＣＰ／ＩＰパケットがＯＤＭＡパケットにカプセル化され、グローバルネットワーク上の１つのＯＤＭＡ局から別のＯＤＭＡ局に直接送信される。これを、タイプＡ局ユーザの近くの最良のタイプＣ局を介して、タイプＤ局を通じてルーティングしてもよい。ＯＤＭＡパケットがＵＤＰメッセージから取得される場合、タイプＤ局は、そのデータがグループ又はネットワークの一部として構成されるメンバ間で渡されていることを認識する。そして、ＯＤＭＡデータは、ＵＤＰパケットに配置され、最良のタイプＣ宛先局に直接送信される（必要な場合は位置に関する情報について認証サーバにアクセスする）。
【０１６４】
認証サーバによるか又はこの機能が割り当てられた局によるＩＰアドレスのＯＤＭＡアドレスへのマッピングの管理が重要であり、すなわち、グループユーザのすべてに定期的に適法な最新マップが提供されなければならない。理論的には、種々のグループの認証サーバが、グループを連結するために情報を共有することができるが、これは典型的ではない。
【０１６５】
電話アプリケーション
上記実際のインターネットに関連して説明したものに類似するプロセスは、タイプＥ局を通じてなされる電話接続に関して行われる。認証サーバは、任意の所与のタイプＡ局に関連して利用されるべき最良のタイプＥゲートウェイに関する情報を提供し、ＯＤＭＡ対応機器のディレクトリ（マップ）に対するアクセス（たとえば、「実際の」電話番号に対応するＯＤＭＡアドレス）を保持し且つ提供する。しかしながら、電話接続では、選択されるタイプＥ局を、宛先局の地域等、通話に関連するさらなる基準を使用して識別することができる。これは、通話に対しより低い金銭的コストを提供する（通話をローカル通話にするように）タイプＥ局を優先して、ＯＤＭＡの意味において最適な接続性が脅かされる可能性があることを意味する。実際には、タイプＤ局及びタイプＥ局の両方により、いかなる瞬間にもそれらの通じて作用する多数のＯＤＭＡ接続があり得る。したがって、負荷は継続的にモニタされ、潜在的に最良のＯＤＭＡ傾斜が利用されないことを要求する場合であっても、負荷は必要な場合は他の局に拡散されることが重要である。
【０１６６】
タイプＡ局と「実際の」電話アプリケーションとの間で接続性が要求される場合、タイプＡ局は、宛先において必要なアドレス（電話番号）を認識することができなければならない。発話又は他の電話信号（ビデオ及びデータを含む）は、デジタル化されて圧縮され、これらのデータパケットは、アドレス情報と共にＯＤＭＡパケットに配置される。通常、パケットを構成するためには、Ｈ．３２３等の標準規格が利用される。
【０１６７】
ＩＰ電話では、これらの信号は、通常、ＲＴＰパケット（リアルタイム転送プロトコル）及びＲＴＣＰ（リアルタイム転送制御プロトコル）で暗号化され配置された後、ＵＤＰを介してインターネットにより転送される。宛先がＩＰ電話である場合、Ｈ．３２３標準規格を使用して生成されたＲＴＰパケットを、ＯＤＭＡパケットにカプセル化してタイプＣ局に転送することができる。タイプＣ局が、パケットがＩＰ電話に送信されるべきであることを認識すると、ＯＤＭＡパケットを、ＵＤＰによって、認証サーバが提案した適当なタイプＤ局に送信することができ、そこで、ＲＴＰパケット及びＲＴＣＰパケットをＯＤＭＡパケットから取り除き、ＵＤＰパケットに配置した後、そのインターネットアドレスとしてＩＰ電話に送信することができる。
【０１６８】
ＩＰ電話からタイプＡ局に戻すように送信されるいかなる応答も、タイプＤ局によって認識されるインターネットアドレスを有し、ＲＴＰパケットは、ＵＤＰパケットから抽出され、ＯＤＭＡパケットに配置された後、ＵＤＰ内に配置される。そして、ＵＤＰパケットは、元のタイプＡ局との接続性を有する最良のタイプＣ局に送信され、ＯＤＭＡデータは、ＵＤＰパケットから取り除かれ、タイプＡ局に送信され、そこでＲＴＰパケットが取り除かれる。そして、Ｈ．３２３が取り出され、音声、ビデオ又は他のデータ信号が生成される。Ｈ．３２３機能が、転送制御、信号処理及び他の必要な電話機能を含む電話プロセスを管理する、ということは暗黙的である。
【０１６９】
タイプＣ局が、宛先がＰＳＴＮユニットであると認識した場合、パケットはＵＤＰパケットに配置され、認証サーバによって提案されたタイプＥ局（宛先との最も安価な「実際の」接続を提供するように配置される）に送信される。タイプＥ局は、ＯＤＭＡパケットを取り除き、デジタルデータを取り出し、公衆交換電話網と通信する。ＰＳＴＮは、信号がＯＤＭＡネットワークから発したことを認識することなく、ＯＤＭＡネットワークは、実際の電話とＯＤＭＡユニットの電話局との間の仮想接続を提供する。タイプＥ局に間接的に接続されている電話に対し、局は、ＰＳＴＮ上の単に別の電話アプリケーションとして現れる。明らかに、タイプＥ局は、受信した音声データをＯＤＭＡパケットに変換し、これらを、タイプＡ局との接続性を有する最良のタイプＣ局に戻すように送信する。
【０１７０】
永久ＰＳＴＮ電話番号が割り当てられたＯＤＭＡユニットを呼び出すために、通話は特定のタイプＥ局にルーティングされて処理され、番号はＯＤＭＡアドレスにマップされる。ＯＤＭＡ局が通常の電話番号を使用して別のＯＤＭＡ局と連絡を取る場合、タイプＥ局は、接続をインテリジェントにＯＤＭＡネットワークに向けなおすことができる可能性がある。
【０１７１】
ゲートウェイ及び認証サーバ
ゲートウェイは、上述したサービスの形態のためにインターネットへのアクセスを提供し、多くの局が、ゲートウェイを介して動作する可能性がある。認証サーバは、ゲートウェイを通る負荷をモニタし、必要な場合はより高い容量又はより低いユーザ負荷を有する他のゲートウェイに無線局を差し向けてもよい。一般に、インターネット上のタイプＣ局のみが、データのＯＤＭＡパケットを転送する通常のＵＤＰ送信を認識する。タイプＤ局及びタイプＥ局は、それぞれＴＣＰ／ＩＰ標準化プロトコル及びＰＳＴＮ標準化プロトコルのみを使用して実世界のアプリケーションと通信する（ただし、明らかに、タイプＤ局及びタイプＥ局はＵＤＰパケットを使用してＯＤＭＡをタイプＣ局及び認証サーバに転送する）。これらの伝送データがタイプＡ局との間で送信されるためには、ＴＣＰ／ＩＰ伝送データ及びＰＳＴＮ伝送データを、タイプＤ局及びタイプＥ局においてＯＤＭＡに変換／翻訳し、且つその逆を行わなければならない。
【０１７２】
認証サーバはまた、タイプＤ局及びタイプＥ局に対し接続を可能にする認証を提供する、必要な任意の認証と共に、インターネットブラウジング及び電話等のサービスに対する接続性に関連する課金を追跡する、ということが理解されるべきである。
【０１７３】
タイプＤ局及びタイプＥ局を、記録を格納し且つ／又は要約情報を収集し、これを認証サーバ又は別の局に戻すように送信するために使用することもできる。追跡及び認証が行われる方法については、「Secure Packet Radio Network」と題する国際公開特許出願９８／３５４７４号においてより詳細に述べられており、それは、接続の一端又は両端を追跡することによって達成することもできるし、中間のタイプＤ局又はタイプＥ局を追跡することによって達成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１（ａ）】移動体ネットワーク及び有線ネットワークの統合と種々のタイプのネットワーク局の使用とを示す、本発明による広域ネットワークの略接続図である。
【図１（ｂ）】衛星を備えるパケット交換型補助ネットワークの組込みを示す、図１（ａ）に類似するネットワークの接続図である。
【図２】図１のネットワークの使用時の動作を示す略接続図である。
【図３】移動クライアント局がネットワークの種々の部分を通じて移動する場合の本発明によるネットワークの動作を示す略図である。
【図４】本発明のネットワークにおける発信局と宛先局との間のメッセージデータのルーティングを示す簡易略図である。
【図５】より複雑なルーティング例を示す図４に類似する図である。
【図６】ルーティングプロセスにおけるコスト関数の確立を示す図４及び図５に類似する図である。
【図７】メッセージデータパケットが、コスト関数によって確定される種々のルートを介して宛先局に向かって送信される、本発明のネットワークにおけるルーティングのさらなる例を示す、図４〜図６に類似する図である。
【図８（ａ）】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図８（ｂ）】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図９】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図１０】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図１１】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図１２】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図１３】ネットワークを構成する種々の異なるタイプの局の主なハードウェアコンポーネントの簡易ブロック略図である。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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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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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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