(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるトラフィックの送受信を行うワイアレス・ポイントと、前記ワイアレス・ポイントを制御する単一又は複数の制御ノードとの間で所定のＷＬＡＮ機能の分割を可能にする、ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるワイアレス・ポイントであって、
単一又は複数の前記制御ノードに対して、探索要求メッセージを送信する探索手段と、
前記探索要求メッセージに対する探索応答メッセージを送信した単一又は複数の制御ノードの中から接続すべき所望の制御ノードを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された制御ノードとセキュアな接続を確立するセッション確立手段と、
選択された前記制御ノードと前記ワイアレス・ポイントとの間で、前記ＷＬＡＮ機能を分割するための情報交換を行う折衝手段とを、
有するワイアレス・ポイント。
【請求項２】
前記折衝手段は、前記ワイアレス・ポイントの有するＷＬＡＮ機能に関する情報を選択された前記制御ノードに送信し、選択された前記制御ノードが処理するＷＬＡＮ機能に関する情報を、選択された 前記制御ノードから受信する請求項１に記載のワイアレス・ポイント。
【請求項３】
前記ＷＬＡＮ機能には、ビーコン信号制御、パワー制御、サービス品質制御（ＱｏＳ）、スケジューリング、認証、暗号化／復号の機能のうち、少なくともいずれか１つの機能を含む請求項１又は２に記載のワイアレス・ポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワークの技術分野に関し、特に、ヘテロジニアスな環境（heterogeneous environment）におけるワイアレス・ローカル・エリア・ネットワークの動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）は、消費者と産業界の両方から多大な関心を得てきた。現在最も一般的なＷＬＡＮは、［非特許文献１］による標準化に基づいている。こうした標準化は、ＷＬＡＮの初期の導入段階では役に立つものの、大規模な環境下では、ＷＬＡＮエンティティのコスト及び制御が複雑になってしまうため、現在の形式では、大規模ワイアレス・ネットワークへの適用には適していない。
【０００３】
現在、ＷＬＡＮ装置の製造者は、新たな分割構成を導入することによって、大規模な環境への適用を模索している。［非特許文献１］に詳述されているＷＬＡＮの制御の態様は、制御ノード（ＣＮ）への集中化である一方、多数のワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ）への分散化という他の態様も存在している。そして、様々な製造者が存在し、分散構成が実施される中で、異なる製造者によるＷＬＡＮエンティティ間における相互接続が不可能になる。
【０００４】
現在、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＣＡＰＷＡＰ（Control And Provisioning of Wireless Access Points）ワーキンググループにおいて、大規模なＷＬＡＮを管理するための標準化手段を提供しようとする努力が行われており、［非特許文献２］には、ＣＡＰＷＡＰワーキングにおける成果が記載されている。しかしながら、これらの成果では、異なる機能に係る能力（functionality capability）を有するＷＡＰが単一のＷＬＡＮに存在する場合の調整に係る問題点は考慮されていない。このような問題点は、ＷＬＡＮのマーケットの発展を妨げるものである。
【０００５】
さらに、将来的には、ＷＬＡＮは、動的なワイアレス・ネットワークとして展開されることが期待されている。このような適用では、優れたアプリケーションやサービスの使用が許可されるように、ＷＬＡＮが運用されている間にネットワーク・トポロジが変化することが予想される。このようなネットワークにおけるＷＬＡＮ構成要素には、有線又は無線による接続性が提供され、動的なトポロジの変化が許可されることとなる。しかしながら、ＷＬＡＮ（及びＣＡＰＷＡＰ）における現在の前提条件としては、静的なネットワーク・トポロジしか考慮されていない。現在のＷＬＡＮは、無線媒体との動的な接続を調節する機能はあるものの、動的なトポロジの変化による影響を調整することはできない。
【０００６】
例えば、現在のＷＬＡＮシステムは、信号送信電力を増加させることによって、無線媒体のＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio：信号対干渉雑音比）の低下を調節することができない。しかしながら、このような些細な補正は、ＷＬＡＮトポロジの変化によって発生する遅延やオーバヘッドの変動の調整に、十分に対応できるものではない。さらに、分散された動作の性質上、分散構成は遅延に敏感であり、これらの遅延やオーバヘッドの変動によって、ＣＡＰＷＡＰの分散構成における動作が妨げられることになる。また、動的なＣＡＰＷＡＰトポロジにおける中間的なＷＡＰによって実行されるＷＬＡＮやＣＡＰＷＡＰの処理は、物理的なオーバヘッドと共に、ＣＡＰＷＡＰの分散動作に対して悪影響を及ぼすものである。
【０００７】
このようなシナリオにおいて、様々な製造者による現在のＷＬＡＮエンティティは、単一のＷＬＡＮ内で相互動作を行うことはできず、さらに、動的なトポロジを持つＷＬＡＮ内で動作することも不可能である。
【０００８】
これらの問題点は、基本的な設計の違いによるものであり、ＷＬＡＮエンティティ間の静的な違いであると言える。また、さらに、ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いに関連した問題点も存在する。
【０００９】
特に、ＷＬＡＮの機能に関して、実質的に、ＷＡＰの処理負荷が、ＷＡＰの処理能力を超えるほど高くなってきている。これは、例えば、モバイル端末（ＭＴ）の接続数の増加や、接続するＭＴからのトラフィック量の増加によるものである。こうした時間当たりに処理できる負荷の違いは、ＭＴの動きに依存するものであり、動的な要因の１つとなっている。
【００１０】
このような、ＷＬＡＮを構成するＷＡＰ間における負荷の処理に係る動的な違いは、ＭＴが、接続している処理負荷の高いＷＡＰから、処理負荷の相対的に低いＷＡＰに再接続するようなＭＴのハンドオーバにおける影響などによって、以前から言及されてきたものである。
【００１１】
［特許文献１］には、接続しているＭＴの積極的なハンドオーバによって、ＷＡＰ間における処理負荷レベルの動的な違いを処理するための手段が開示されている。
また、［特許文献１］では、ＷＡＰ間における処理負荷の動的な違いに関する問題点が言及されている。しかしながら、この方法では、あるＷＡＰに接続されているＭＴが、ハンドオーバ及び再接続を実施可能とするように、さらに、他のＷＡＰのカバー・エリア内に存在する必要がある。ＭＴが、他の１つ以上のＷＡＰのカバー・エリア内に存在していない場合には、ある処理負荷を有する最初のＷＡＰの負荷低下のために、このようなカバー・エリアに物理的に移動することが望まれる。これらの制約は厳しいものであり、［特許文献１］に開示された方法の効果は制限されている。なお、こうした制限は、すべてのハンドオーバ・ベースの方法に共通して存在している。
【００１２】
また、［特許文献２］には、ＷＡＰが、主な処理負荷レベルに基づいて、ＭＴの接続を誘引又は解離するために送信するビーコン信号間のインターバルを変更する方法が提案されている。しかしながら、この方法も、ＭＴが処理負荷の低い別のＷＡＰのカバー・エリア内に存在することや、このようなエリアに移動できることが要求されるという制約を伴っている。
【００１３】
また、［特許文献３］は、ＭＴが積極的に接続の決定を行うＭＴに焦点が置かれている。しかしながら、この方法も前述の要因に制約を受けている。
【００１４】
このような方法は、負荷の処理に係る動的な違いの問題点の解決を図っているが、厳しい必要条件の導入や、こうした必要条件の導入による更なる問題点によるものである。
また、［特許文献１］、［特許文献２］、［特許文献３］の別の欠点や、ＷＡＰの動的な違いに対処する別のハンドオーバ・ベースの方法は、通信セッションの大量シフトに関係している。実際に、ＭＴは、接続しているＷＡＰと多数の通信セッションを維持している。その結果、ただ１つのＭＴ又は数台のＭＴの通信セッションによって、ＷＡＰに、かなりの量の処理負荷が作られる可能性が高い。ＷＡＰが、前記ＭＴに対して、ハンドオーバ及び別のＷＡＰとの再接続を促した場合には、最初のＷＡＰの処理負荷は減少するが、逆に、他のＷＡＰに影響を与える。このとき、他のＷＡＰは過剰負荷になり、逆に、最初のＷＡＰへのハンドオーバを促す。これは、ＷＬＡＮ全体の利益をもたらさずに連続して行われるかもしれない。すなわち、ハンドオーバの方法では、処理負荷が精密に分散されないことが分かる。言い換えれば、動的な違いが精密に管理されていない。
【非特許文献１】Institute of Electrical and Electronics Engineers Standard 802.11 - 1999 (R2003)
【非特許文献２】“CAPWAP Problem Statement”, draft-ietf-capwap-problem-statement-02.txt
【特許文献１】“Method and apparatus for facilitating handoff in a wireless local area network”, US 2003/0035464 A1
【特許文献２】“Dynamically configurable beacon intervals for wireless LAN access points”, US 2003/0163579 A1
【特許文献３】“Method and apparatus for selecting an access point in a wireless network”, US 6,522,881 B1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述の問題点に鑑み、本発明は、例えば、単一のＬＡＮ内におけるＷＬＡＮトポロジの動的な変化などのような、ＷＬＡＮエンティティ間における静的及び動的な違いを調整できるようにするためのポリシーに基づいて、ＷＬＡＮの制御ノード（ＣＮ）とワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ）との間で折衝を行うための装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、システム設計、処理負荷、ネットワーク・トポロジの変化を調整するために、ＷＬＡＮエンティティのそれぞれにおいて処理されるべき、選択された機能のサブセット、負荷や、他のコンポーネントを決定することを図り、ＷＬＡＮエンティティ間で折衝を行う方法及びポリシーを提供することを別の目的とする。
【００１７】
また、本発明は、単一のＬＡＮ内における様々なＷＬＡＮエンティティの処理負荷レベルの違いなどのような、ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いを調整できるようにするためのポリシーに基づいて、ＷＬＡＮエンティティ間で折衝を行う装置及び方法を提供することを別の目的とする。
【００１８】
さらに、本発明は、ネットワーク・トポロジの動的な変化が起こる分割構成のＷＬＡＮの動作を調整するための手段を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
開示された発明は、ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、特に、ＷＬＡＮエンティティ間の静的及び動的な違いに係る課題を解決するための手段に関連している。本発明では、これらの違いを調節するために、ＷＬＡＮエンティティ間における折衝のためのポリシーが導入される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のある態様では、ＷＡＰ間の静的な違いの調節を可能にするポリシーに基づいて、ＷＬＡＮの制御ノード（ＣＮ）とワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ）との間の折衝が取り扱われる。特に、折衝を行うエンティティ間において、ＷＬＡＮ機能の柔軟な分割を決定する手段が提示される。本発明では、ＷＬＡＮエンティティの機能に係る能力の分類が、まず行われる。そして、エンティティは、他のエンティティの能力を決定して、エンティティ間の機能分割の最良の方法について折衝を行う。ＷＬＡＮエンティティの更なる動作は、機能に関して決定された分割に基づいて行われる。本発明の本態様では、ＷＬＡＮエンティティの相互動作性が向上される。
【００２１】
また、本発明の別の態様では、ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いの調節を可能にするポリシーに基づくＷＬＡＮエンティティ間の折衝が取り扱われる。特に、接続されているモバイル端末（ＭＴ）の物理的な移動を要求せずに、ＷＡＰ間で処理負荷を配分する課題が意図されている。ここでは、あるＷＡＰにおける処理負荷の部分を分散する必要性が、まず決定される。この後、ＭＴとＷＡＰとの間の既存の接続関係を維持しながら、同時に、処理負荷のどの部分を分散するかについての決定が行われる。次に、過剰負荷のＷＡＰは、どのようにして、処理負荷の決定部分をＷＡＰ間で配分するかについて決定するために、他のＷＡＰとの折衝に入る。本発明の本態様によれば、ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いを管理するハンドオーバ・ベースの方法の限界が克服される。
【００２２】
また、本発明の最も広い態様によれば、制御ノードがＷＡＰと折衝を行い、各ＷＡＰに対して同様又は異なる補完機能を提供して、ＷＬＡＮで定義される完全な機能を実現することによって、ＷＬＡＮでサービスを提供するシステムが提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形式によれば、制御ノードが、各ワイアレス・アクセス・ポイントで使用される機能コンポーネントのサブセットを記述する記述子の連続したリストによって構成される単一又は複数の処理スケジュールを持てるようにするためのコントローラ・モジュールが提供される。
【００２４】
また、本発明の別の好ましい形式によれば、制御ノードが、ＷＡＰに対して、モバイル端末から送信されるデータ・ユニットをエミュレートするセクションを有する単一又は複数のメッセージを送信することによって、ＷＡＰの能力を動的に探索し、前記メッセージを受信したＷＡＰが、モバイル端末から受信するデータ・ユニットの処理手順と同一のものを用いて、前記セクションの処理を行って、前記制御ノードに回答メッセージによって送り返し、制御ノードが、この回答メッセージ内の処理後のデータ・ユニットを調べることによって、前記ＷＡＰの機能に係る情報を取得する、ＷＬＡＮでサービスを提供する方法が提供される。
【００２５】
また、本発明の別の好ましい形式によれば、ＷＡＰのサブセットが、ＷＬＡＮで定義される機能のサブセット全体の処理を行い、制御ノードが、ＷＡＰのサブセットごとに、それぞれ異なる補完機能のサブセットを提供することにより、ＷＡＰ及び１つ以上の制御ノード間で、所定のＷＬＡＮ機能の分割を可能とするＷＬＡＮでサービスを提供する方法が提供される。
【００２６】
さらに、本発明の別の好ましい形式によれば、折衝エンティティ間でＷＬＡＮ機能の柔軟な分割を決定する手段が許容される。まず、本発明では、ＷＬＡＮエンティティの機能に係る能力の分類が行われる。続いて、これらのエンティティは、それぞれの間において、どのような機能分割が最良かに関する折衝を行って、他のエンティティの機能を決定する。さらに、ＷＬＡＮエンティティは、決定された機能分割に基づいて動作を行う。
【００２７】
また、本発明の別の態様によれば、モバイル端末に関するデータ・ユニットは、完全なＷＬＡＮ機能を用いて処理されるが、この完全なＷＬＡＮ機能は単一又は複数のＷＡＰから構成されており、各ＷＡＰは、このデータ・ユニットを完全なＷＬＡＮ機能のサブセットのみを用いて処理する。これにより、モバイル端末における接続ハンドオーバを必要とすることなく、ＷＬＡＮにおける負荷分散を図るシステムが提供される。
【００２８】
また、本発明の好ましい形式によれば、ＷＡＰがモバイル端末に提供する処理機能を、接続固有部分と非接続固有部分とに分けて、ＷＬＡＮにおいて、モバイル端末がＷＡＰとの接続関係を変えることなく負荷分散を図る手段が提供される。ＷＡＰは、非接続固有部分で処理を行うために、別のＷＡＰと折衝を行い、別のＷＡＰとの間にセキュアなトンネルを確立し、機能の接続固有部分によるデータ・ユニットの処理後に、このトンネルを通じて、モバイル端末からのデータ・ユニットを別のＷＡＰにトンネリングする。別のＷＡＰは、このトンネルを通じて、処理後のデータ・ユニットを受信し、非接続固有部分によって、そのデータ・ユニットの処理を行う。
【００２９】
また、本発明の別の好ましい形式によれば、処理されるデータ・ユニットのサイズや、データ・ユニットの処理について予想される平均時間や、データ・ユニットを処理するためのオーバヘッド時間や、上記の情報に関して重み付けされた総計を含む情報に基づいて、非接続固有機能の分配を決定する方法が提供される。
【００３０】
また、本発明の別の態様によれば、ワイアレス・ネットワーク・トポロジの少なくとも１つのネットワーク・エンティティの処理ロジックを動的に調節して、１つ以上の機能サブ・コンポーネントを変更するステップを有し、ワイアレス・ネットワーク・トポロジの変化に対応する方法が提供される。
【００３１】
また、本発明の好ましい形式によれば、選択された機能サブ・コンポーネントをバイパスして処理する手段を用いて、少なくとも１つのネットワーク・エンティティに、選択された機能サブ・コンポーネントの処理を変更することによって、ＷＬＡＮにおける変化に対応する方法が許可される。
【００３２】
また、本発明の好ましい形式によれば、選択された機能サブ・コンポーネントを選択的に処理する手段を用いて、少なくとも１つのネットワーク・エンティティに、選択された機能サブ・コンポーネントの処理を変更することによって、ＷＬＡＮにおける変化に対応する方法が許可される。
【００３３】
また、本発明の別の好ましい形式によれば、ワイアレス・ネットワーク全体において、動作させる機能サブ・コンポーネントの和集合がワイアレス・ネットワークの完全な機能サブ・コンポーネントに対応するように、選択されたネットワーク・エンティティの機能サブ・コンポーネントを選択的に動作させることによって、ローカル・レベル機能のセマンティックス（semantics）を変更しながら、ワイアレス・ネットワークのシステム全体の機能のセマンティックスを維持する方法が提供される。
【００３４】
また、さらに、動作させる機能サブ・コンポーネントの処理を第１のネットワーク・エンティティから第２のネットワーク・エンティティに移すことによって、本発明の別の好ましい形式によれば、ローカル・レベル機能のセマンティックスを変更しながら、ワイアレス・ネットワークのシステム全体の機能のセマンティックスを維持する方法が提供される。
【００３５】
本発明の態様及び好ましい形式に基づいて、異なる機能に係る能力のＷＡＰによる、相互接続不可の問題点は解決される。また、本発明によれば、動的なトポロジ環境におけるＷＬＡＮの動作に関する問題点も解決される。さらに、本発明の別の態様によれば、時間当たりに処理される負荷が異なる量の場合に、この調整に関する問題点が解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）のエンティティ間の折衝のためのポリシーに関する本発明は、２つの主な態様で記述される。第１の態様では、ＷＬＡＮエンティティ間における静的な違いを調節し、更にＷＬＡＮトポロジの変化を調整する折衝に焦点が置かれ、第２の態様では、特に処理負荷のレベルにおいて、動的な違いに対処する手段が示されている。
【００３７】
下記において、説明のために、指定番号、時間、構造、他のパラメータが、本発明を十分に理解するために記されている。しかし、本発明は、これらの特定の詳細事項なしに実施可能であることは、当業者には自明のことである。
【００３８】
静的な違いを調節する折衝：
【００３９】
図１には、ＷＬＡＮエンティティの静的な違いの調節に対処する、本発明の第１の態様を具体化するＷＬＡＮシステムが例示されている。この図では、コントローラ・ノード（ＣＮ）１０１、多数のワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ）１０５、１０７、複数のモバイル端末（ＭＴ）１１３、ネットワーク・バックボーン１１７を具備するＷＬＡＮシステム１００が示されている。単純化のために、単一のＣＮを有するＷＬＡＮシステム１００が図示されている。また、本発明を具体化するシステムは、任意の数のＣＮを含むことができる。また、図では、ＣＮ１０１とＷＡＰ１０５、１０７との間の直接的な接続が示されているが、代わりに、それらの間に多くの中間ノードがあってもよい。同様に、ＣＮ１０１とネットワーク・バックボーン１１７との間の接続も、多くの中間ノードを含むことができる。このようなケースのすべてにおいて、開示された発明の趣旨は保たれている。
【００４０】
ＣＮ１０１は、接続するＷＡＰ１０５、１０７のサポート及び制御を行う。ＷＬＡＮシステム１００の新規ＷＡＰは、１つ又は複数のＣＮからのサポート及び制御を受ける前に、１つ又は複数のＣＮとの接続関係を最初に選択して設定しなければならない。このように、ＷＡＰは、１つ又は複数のＣＮと２つ以上の接続関係を同時に保持することができる。同様に、ＭＴ１１３は、ＭＴにサービスを順に提供するＷＡＰとの接続を選択して維持する。これらのサービスには、無線送受信、セキュアな搬送、移動性が含まれる。ＭＴは、１つ又は複数のＷＡＰと多数の接続を維持することができるが、図１では、各ＭＴが１つのＷＡＰと、１つの接続のみを行っている状態に単純化されている。
【００４１】
ＷＡＰがＣＮ１０１を経由してネットワーク・バックボーン１１７に接続されていることが、ＷＬＡＮシステム１００から分かる。この代わりに、他の中間ノードを経由する可能性のある他の手段でネットワーク・バックボーンに接続するＷＡＰもある。このようなケースでは、ＣＮは、接続するＷＡＰの制御及び管理を担うだけであるが、外部ネットワークとの接続は他のエンティティでも扱うことができる。
【００４２】
図１には、ある確立されたＷＬＡＮスタンダードで指定されるような、ＷＬＡＮの機能に係る動作の完全なセットを実施できるＣＮ１０１が示されている。それは、他の制御及び管理の機能動作も可能である。各機能の動作は、機能コンポーネント１１５の１つによって論理的に表される。機能コンポーネントのそれぞれによって示される動作には、暗号化、復号、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット（ＭＡＣ  ＰＤＵ）処理、認証、接続、サービス品質（ＱｏＳ）の処理、インターネット・プロトコル（ＩＰ）処理などが含まれる。
【００４３】
各機能コンポーネントは、機能コンポーネント・コードで表される。図解のために、図１の機能コンポーネントの一部は、機能コンポーネント・コード‘ａ’、‘ｂ’、‘ｃ’で表される。例えば、機能コンポーネント‘ａ’は、あるタイプの暗号化に必要な処理、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ保護アクセス（ＷＰＡ）又は高度暗号化基準（ＡＥＳ）を示しており、機能コンポーネント‘ｂ’はＱｏＳ処理、例えば、優先順位の取り扱いを示しており、機能コンポーネント‘ｃ’は無線送受信の最中のパワー制御を示している。機能コンポーネントは、論理ユニットであり、異なる機能コンポーネントのための命令及びコンテキストの異なるセットを用いる単一のプロセッサで構成されてもよい。また、代わりに、各機能コンポーネントは、異種のエンティティにおいて可能な個々の処理エンティティで構成されてもよい。機能コンポーネントの実際の構成は、製造者及びそれらの構成において様々であると考えられるが、あるＷＬＡＮエンティティから別のＷＬＡＮエンティティに対して、コントロール又はデータ・ユニットのシームレス処理を可能とするように、異なるコンポーネントとリンクするインタフェースは共通であるか、又は互換性を有している。
【００４４】
ＷＡＰは、異なる製造者によって製造されたもの、又は異なる構成のものなので、様々な程度のＷＬＡＮ機能コンポーネントを有することになる。これらは、ＣＮとＷＡＰとの間で機能の分割が異なっていることに対応している。例えば、ＷＡＰ１０５は機能コンポーネント‘ａ’、‘ｂ’、‘ｃ’の処理が可能であるよう図示されているが、ＷＡＰ１０７は機能コンポーネント‘ｂ’、‘ｃ’を処理できるだけである。それらのＷＬＡＮ動作及び制御に必要な残りの機能コンポーネントは切り離されて、ＣＮ１０１で処理される。これらのＷＡＰとＣＮとのエンティティ間の違いは、開示された折衝のための方法を用いて、ＷＬＡＮエンティティが相互に調整を行うべき静的な違いを表している。
【００４５】
本発明の適切な動作のために、異なる製造者によるＣＮ及びＷＡＰは、包含及び認識する機能コンポーネントに対して、あらかじめ定められた命名規定に準じる必要がある。これにより、折衝しているエンティティが、どの機能コンポーネントが同じエンティティ構成であるかを正確に区別できることが保証される。そのために、機能コンポーネント・コードは、種々の機能コンポーネントを表す際に一致している必要がある。この規定は、しかし、厳密に文字に準じる必要はない。例えば、この規定によって、折衝しているエンティティがそれらの特性を見分けることができる種々の機能コンポーネントの標準記述子が提供されてもよい。一例として、“ＩＥＥＥ８０２．１１ｉ”はセキュリティ機能を有するＩＥＥＥ  ＷＬＡＮスタンダードを記している。このような記述子に基づいて、記述子が表す機能コンポーネントの特質が推定可能となるように、折衝しているＣＮ及びＷＡＰは、名前の一部又はすべてを他の記述子に一致させてもよい。
【００４６】
前述のように、機能コンポーネント間のインタフェースもＷＬＡＮエンティティで一致する必要がある。これにより、コントロール又はデータ・ユニットの処理が、あるＷＬＡＮエンティティから別のＷＬＡＮエンティティに対して、シームレスに実施できることが保証される。例えば、ＷＡＰは、適切な機能コンポーネントでデコードし、デコードしたデータ・ユニットを更なる処理に適したフォーム、すなわち、ＣＮの復号機能コンポーネントが容易に復号可能なフォームでＣＮに送ることができる。異なるＷＬＡＮエンティティに異なる機能コンポーネントがある場合でも、それらの間のインタフェースは、シームレスな処理が提供されるように相互に認識することができる。
【００４７】
各ＷＬＡＮエンティティは、通常、コントローラ・エンティティによって制御される。したがって、ＣＮコントローラ１０３及びＷＡＰコントローラ１０９、１１１は、それぞれ、ＣＮ１０１及びＷＡＰ１０５、１０７の全体的な運用を担っている。ＷＬＡＮシステム１００は、コントローラがＷＬＡＮエンティティに統合されて図示されているが、コントローラは別のエンティティでもよい。このように、コントローラは、各ＷＬＡＮエンティティに対して異種のままでも、又は多数のＷＬＡＮエンティティと組み合わされていてもよい。また、特殊化したコントローラが、各タイプのエンティティに対して存在することも考えられる。
【００４８】
コントローラは、特に、コントローラが管理するエンティティと接続するエンティティのそれぞれに対して、処理スケジュールを設定することを担っている。これに合わせて、ＣＮコントローラ１０３はＷＡＰ１０５、１０７用の処理スケジュールを保持するのに対し、ＷＡＰコントローラ１０９、１１１は、それぞれに接続するＭＴ１１３用の処理スケジュールを順に保持する。
【００４９】
処理スケジュールは、前述のコントローラが管理するエンティティによって接続されたデバイスから受信したコントロール及びデータ・ユニットに関して処理されるべき機能コンポーネントのシーケンスである。例えば、ＷＡＰ１０５のＷＡＰコントローラ１０９は、その機能コンポーネント・コード‘ａ’、‘ｂ’、‘ｃ’のシーケンスを具備する処理スケジュールを維持する。コントロール又はデータ・ユニットが、接続されているＭＴ１１３から到着すると、ＷＡＰ１０５は、設定された処理スケジュールに基づいて機能コンポーネント・コード‘ａ’、‘ｂ’、‘ｃ’の処理を行う。すべてのＭＴが同一の機能を含む場合には、ＷＡＰの処理スケジュールは、すべての接続されているＭＴに対して同一となる。しかし、ＭＴに異なる程度の機能が構成されている場合には、ＷＡＰは、異なるＭＴからのコントロール及びデータ・ユニットを処理するための別の処理スケジュールも保持できる。
【００５０】
本発明に係るこの第１の態様における実施例では、ＷＡＰ１０５、１０７のＷＡＰコントローラ１０９、１１１は、それぞれＣＮを探索する、図中のステップ２０１を行う。探索すべきＣＮはＷＡＰと同一の管轄ドメイン内にあってもよく、ＣＮは異なる管轄ドメインに属していてもよい。この探索ステップは、任意のノード探索プロトコルに基づいて実施されてもよく、利用可能なＣＮからの応答を呼び出す特定の相互認識可能なメッセージのブロードキャスト／マルチキャスト／エニキャストによって実施されてもよい。
【００５１】
次に、ＷＡＰコントローラは、ステップ２０３において、探索されたＣＮの中から、接続すべきＣＮを選択する。この選択のために考えられる判断基準の１つは、ＷＡＰとＣＮとの間の往復時間（round-trip latency）である。この判断基準は、ＷＬＡＮエンティティ間の制御メッセージの迅速な交換を可能にするという長所を有している。ＣＮ選択に使用できる他の判断基準として、ネットワーク状態、輻輳、ＣＮが呈するＷＬＡＮ機能のサブセット、ＣＮを使用した場合のコスト、ＣＮのベンダ、ＣＮへの接続に係る特徴、リンク状態、ランダム選択、リンクの使用コスト、製造者の識別情報、これらの判断基準が重み付けされた総計がある。接続すべきＣＮ１０１を選択すると、ＷＡＰコントローラ１０９、１１１は、ＣＮとの接続段階に入る。この段階には、相互認証、セキュリティ情報の交換、更なる交換のための通信プロトコルの設定が含まれている。
【００５２】
そして、ステップ２０５において、ＷＡＰコントローラ１０９、１１１は、それぞれの機能に係る能力に起こり得る違いを調節する手段を設定するために、ＣＮコントローラ１０３との折衝段階に入る。特に、折衝は、折衝を行うエンティティの能力に見合ったＷＬＡＮ機能の分割を設定するものであり、ＷＬＡＮ全体の動作および管理を最適化するものである。
【００５３】
ステップ２０７に示すように、折衝は、ＷＡＰコントローラ又はＣＮコントローラのいずれかが始動できる。ＷＡＰコントローラは、選択したＣＮに対して、接続されているＷＡＰの機能に係る能力に関する情報を送って始動する。この情報には、ＷＡＰが処理できる機能コンポーネントに対応する適切なコードと、それらの処理スケジュールとが含まれている。ＣＮコントローラは、接続されているＷＡＰからの機能に係る能力に関する情報をリクエストして折衝を開始する。
【００５４】
接続されているＷＡＰから能力に関する情報を受信すると、設定ポリシーに基づいて、ＣＮコントローラ１０３は、ＷＬＡＮ機能の初期分割を決定する。この分割は、ステップ２０９において、接続されているＷＡＰ１０５、１０７とＣＮ１０１との間で行われる。機能分割では、ＷＡＰが処理できる機能コンポーネントのうちのどれが、ＷＡＰが自ら処理するために作動（active）する必要があるか、及び、ＣＮが処理するために非作動（inactive）とする必要があるかについて特定される。
【００５５】
ある実施例では、機能の初期分割は、それぞれ接続されたＷＡＰが、可能なすべての機能コンポーネントを処理できるようにするというポリシーに基づいている。このような分割により、接続されたＷＡＰがもともと処理できない機能コンポーネントだけが、ＣＮに残され、このような機能コンポーネントが、ＣＮコントローラの処理スケジュールに含められる。ＷＡＰは同等程度の機能に係る能力を有していないかもしれず、ＣＮコントローラは、接続されているＷＡＰごとに別の処理スケジュールを設定するように要求される。このように、本実施例は、各ＷＡＰに完全な能力が搭載されるようにするポリシーを提示する。しかし、これは、異なるＷＡＰに対してＣＮコントローラが異なる処理スケジュールを実行するという犠牲が払われて行われる。
【００５６】
別の実施例では、機能の初期分割は、ＣＮコントローラが、接続されたすべてのＷＡＰに共通する機能コンポーネントのサブセットを最初に決定するというポリシーに基づいている。接続されたＷＡＰは、他の機能コンポーネントを処理できても、機能コンポーネントに関して決定されたサブセットのみを処理しなければならない。したがって、接続された各ＷＡＰ用に処理されるべき機能コンポーネントの残りのセットは、すべてのＷＡＰに共通になる。このとき、この共通セットがＣＮで処理され得る。本実施例は、ＣＮコントローラが、接続されたすべてのＷＡＰに対して単一の処理スケジュールを維持できるというポリシーを提示する。従来の処理スケジュールで特定されるものと適合しないか、又は少ない機能コンポーネントを含んでいる新しいＷＡＰがＣＮと接続する場合に、ＣＮコントローラは、現在接続されているすべてのＷＡＰに共通の機能コンポーネントのサブセットを決定するステップを繰り返す。なお、新しいＷＡＰが、単一の既に設定済みの処理スケジュールで特定されるものより多くの機能コンポーネントを有する場合には、このステップを実施する必要がないことに注意すべきである。
【００５７】
代わりに、ＣＮに新しいＷＡＰが接続すると、２つの処理スケジュールが同時に維持される猶予期間（grace period）が実施されることになる。第１のものは、新しいＷＡＰの接続前に設定されていた従来の処理スケジュールに対応し、第２のものは、新たに接続したＷＡＰの機能を考慮した処理スケジュールに対応している。このとき、猶予期間中に処理されたデータ・ユニットは、最適の処理スケジュールに基づいて行われる。本実施例は、ＣＮに新しいＷＡＰが接続した場合でも、既存のＭＴに対するサービスが中断されないようにする。
【００５８】
別の実施例では、機能の初期分割は、ポリシーの組み合わせに基づいており、接続したＷＡＰのサブセットが、可能なすべての機能コンポーネントを処理できるようにする。また、接続されたＷＡＰの別のサブセットは、より大きな能力を有する場合でも、ＷＡＰが処理可能な機能コンポーネントの共通サブセットのみに関する処理を行う。ＣＮコントローラは、接続されているＷＡＰのサブセットのすべてに共通する機能コンポーネントのサブセットを決定する。接続されているＷＡＰごとに処理が要求される機能コンポーネントの残りのセットは、ＣＮで処理される。したがって、機能コンポーネントの残りのセットは、接続されているＷＡＰのあるサブセットに関しては、ＷＡＰのそれぞれに対して独自のものとなり、接続されているＷＡＰの他のサブセットに関しては、ＷＡＰのそれぞれに対して同一のものとなる。
【００５９】
次に、ＷＬＡＮ機能の初期分割が決まると、ステップ２０９において、確認のために接続されたＷＡＰに対して、その分割が通知される。ＷＡＰコントローラは、分割が実行可能なことを順に検証し、検証した場合には、ステップ２１１と２１３において、肯定的な承認（ＡＣＫ）をＣＮに返す。
【００６０】
例えば、ハードワイア・システムのように、あるＷＡＰが非分割状態で機能コンポーネントを構成した場合、このようなＷＡＰは、特定の初期機能分割を実行することができない。これらのケースでは、ステップ２１５において、ＷＡＰは、機能コンポーネント間の動作上の依存関係を示す更新された処理スケジュールと共に、否定的な承認（ＮＡＣＫ）をＣＮに対して送る。このとき、ＣＮコントローラは、この新しい処理スケジュールを考慮して、ＷＡＰに適合可能な別の機能分割を定める。新たな分割が可能な場合には、ＷＡＰはＡＣＫを返すが、そうでない場合には、同様のやり方で折衝が継続される。ある所定の回数だけ非成功の折衝が交換された場合には、ＣＮは、ＷＡＰがすべての機能コンポーネントを処理することが可能となるようにする。
【００６１】
初期折衝段階中に、ＣＮ又は接続されたＷＡＰは、折衝段階完了前でも所定のポリシー及びルールに基づいて、更なる折衝を強制的に終了することを選択できる。これらのポリシーは、ステップ２１９、２２１において、更なる折衝が未定であることが推定されるときに、ＣＮ又はＷＡＰによって実行される。例えば、ＷＬＡＮ機能の初期分割間の違いがＷＡＰの能力と大きく異なっている場合に、ＷＡＰは、更に処理を進めることが無駄かもしれず、ＷＡＰは折衝の終了を選択することができる。また、いずれかのエンティティが、他者が不正であると決定した場合に、折衝が終了となってもよい。さらに他の多数のポリシーを用いて、折衝を強制終了することもできる。
【００６２】
いったん機能分割が、関与するすべてのＷＬＡＮエンティティに受け入れられるようになった場合には、ＣＮコントローラ１０３は、ステップ２１７において、接続されたＷＡＰ１０５、１０７に適切な処理スケジュールを設定する。これらのスケジュールによって、接続されたＷＡＰ１０５、１０７から受信したコントロール及びデータ・ユニットに対して、ＣＮ１０１が処理する機能コンポーネントのシーケンスが定められる。そして、ＣＮコントローラ１０３は、処理スケジュールに矛盾のない方法で、接続されたＷＡＰのそれぞれを管理する。
【００６３】
ある実施例では、ＷＬＡＮ機能は、機能コンポーネント・コード１、２、３、４で表される４つの機能コンポーネント・コードに分割できる。コード１に対応する機能コンポーネントは、無線の態様に関するＷＬＡＮ機能の一部に関連している。これは、無線送受信、コーディング、変調、パワー制御、ビーコン信号制御を含んでいる。無線インタフェースに関する態様の組み合わせを分割することによって、より単純な設計が可能となる。コード２の機能コンポーネントは、認証、接続、暗号化、復号を含むセキュリティ態様に関連している。この分割の基本は、セキュリティの処理が、統合や最適化のために数学的な計算を伴うことにある。続いて、コード３の機能コンポーネントは、コントロール及びデータのプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）に必要な処理を扱う。これは、ブリッジング、ルーティング、再送信、及び特殊化ネットワーク・プロセッサが開発されたインターネット・プロトコル（ＩＰ）レイヤ処理を含んでいる。次に、コード４の機能コンポーネントは、ＷＬＡＮの一般的な制御及び管理に関連している。サービス品質（ＱｏＳ）コントロール、構成、ポリシー管理が、この機能コンポーネントの態様の一部である。本実施例では、ＷＬＡＮ機能に対して、単純、かつ実践的な区分けが提示される。種々のＷＬＡＮエンティティ間の折衝は、これらの区分けに基づいて行われてもよく、さらに、区分けは、異なるエンティティを記載するために使用可能である。例えば、ＷＬＡＮの無線の態様のみを構成するＷＡＰは、タイプ１エンティティと呼ばれ、残りの機能コンポーネント２、３、４が可能となるＣＮを必要とする。
【００６４】
第１の態様の別の実施例では、ＷＡＰコントローラは、その機能に係る能力に関する情報をＣＮコントローラに明示的に送る必要がなく、ＣＮコントローラが、接続されたＷＡＰの能力を推定する。このような自動化された能力探索手段によれば、接続されたＷＡＰとＣＮとの間の機能コンポーネント・コードの明示的な交換を要求せずに、機能コンポーネントを容易に決定することが可能となる。本実施例では、ＣＮコントローラが、ＷＡＰに対して特別なコマンドを送信する。ＷＡＰは、データ・ユニットを生成して、それをその機能コンポーネントに基づいて処理することによって、この特別なコマンドに対して応答を行う。エミュレートされたデータ・ユニットは、ＷＡＰで処理された後にＣＮに送られる。ＣＮコントローラは、エミュレートされた受信データ・ユニットに基づいて、接続されたＷＡＰの機能に係る能力を推定する。この後の動作は図２のステップ２０９から始まる。本実施例では、接続されたＷＡＰが、ＣＮコントローラによって発せられた特別なコマンドを認識して応答できることが要求される。
【００６５】
実施例の代替形態では、ＣＮコントローラが、モバイル端末のように、データ・ユニットを擬似化し、擬似データ・ユニットを接続されたＷＡＰに送る。擬似データ・ユニットの宛先アドレスは、ＣＮ自体に設定される。データ・ユニットを受信すると、ＷＡＰは、その能力に基づいて処理を実施し、処理されたデータ・ユニットをＣＮに送り返す。ＣＮコントローラは、処理されたデータ・ユニットから、接続されたＷＡＰの機能に係る能力を推定する。この後、ＣＮコントローラは、ＷＬＡＮ機能の初期分割を行って、これを接続されたＷＡＰに送る。後の動作は図２のステップ２０９から始まる。
【００６６】
本発明の別の実施例では、ＷＬＡＮの動作機能と制御及び管理機能との両方を統合する単一のエンティティが提示されている。図３には、このように統合化されたＷＬＡＮエンティティ３０１が図示された本実施例が例示されている。統合化されたＷＬＡＮエンティティ３０１は、ＷＡＰコントローラ３０３とＣＮコントローラ３０５とがそれぞれ存在することによって、ＷＡＰ動作及びＣＮ制御管理動作の両方を行うことができる。ＷＡＰ及びＣＮの各機能動作が、各機能コンポーネント・コードで示される機能コンポーネント３０７の１つによって論理的に表されている。これらの機能コンポーネントは、ＷＬＡＮ監視や構成管理のようなＣＮ動作に加えて、無線送受信のようなＷＬＡＮ動作を含んでいる。
【００６７】
機能コンポーネント３０７のセットはＷＡＰ及びＣＮの両方のコントローラに共通なので、各コントローラの処理スケジュールは任意の機能コンポーネントを含んでいる。各コントローラは、機能コンポーネントの完全なセットがそのスケジュールのために利用できることを把握して、それぞれ独立した方法で動作する。このように、ＷＡＰコントローラ３０３とＣＮコントローラ３０５との間の折衝段階において、ＷＡＰコントローラは、機能コンポーネント３０７のすべてに対応するコードの完全なセットが含まれるように、その能力に関する情報を送る。
【００６８】
統合化されたＷＬＡＮエンティティ３０１には、多数のＭＴ３０９が接続されている。ＷＬＡＮシステム３００では、ＭＴ３０９が、統合化されたＷＬＡＮエンティティ３０１を介してネットワーク・バックボーン３１１に接続する様子が示されている。この接続は、他の中間ノードを介するように、代替手段を介しても実施できる。しかしながら、接続されたＭＴにとっては、本来のＷＡＰと統合化されたＷＬＡＮエンティティとの間に違いはない。
【００６９】
本実施例では、動作上、まず、統合化されたＷＬＡＮエンティティのＷＡＰコントローラが、ＣＮの探索を行う。基本的に、この探索結果は、自らをＣＮとみなすものになる。探索では、接続段階に続いて、ＣＮコントローラ及びＷＡＰコントローラが折衝段階に入る。探索及び接続は、ＷＡＰ及びＣＮが共に単一エンティティ内に存在するので、内部動作である。
【００７０】
次に、ＷＡＰコントローラ及びＣＮコントローラは、それらの間で機能の適正な分割を定めるために折衝を始める。ＷＡＰコントローラは、まず、その能力に関する情報をＣＮコントローラに送る。この情報は、統合化されたＷＬＡＮエンティティ内で利用可能な機能コンポーネントのすべてに対応する機能コンポーネント・コードと、全コードを伴う処理スケジュールとを含むことになる。能力に関する情報に応じて、ＣＮコントローラは、機能分割のために設定されたポリシーに基づいて、機能の初期分割を行い、これをＷＡＰコントローラに送る。機能の初期分割は、分割を順に定めるＣＮコントローラによって実行可能であり、ＷＡＰコントローラにとっても実行可能、かつ受け入れ可能となる。その結果、ＷＡＰコントローラは、ＡＣＫをＣＮコントローラに送る。両方のコントローラは、承諾された機能の分割に基づいて処理スケジュールを設定し、これに基づいて動作を行う。本実施例では、どのように折衝のプロセスが統合化されたＷＬＡＮエンティティ内で行われるかについて示されている。このように、開示された発明は、これらのエンティティのための種々のデザインと調和することになる。
【００７１】
本発明の第１の態様の別の実施例では、別のＣＮが、異なる程度の機能を含んでいる。このように、ＣＮ及び接続されたＷＡＰは、接続されたＣＮ及び自らの両方で使用できない機能の処理を要求する。本実施例では、ＷＬＡＮの種々のＣＮが、それらの機能に係る能力の違いを調節するために、ＣＮ間で折衝することを可能として、このような状態を解決する。ＣＮは、図２で述べたステップに基づいて、それらの機能の静的な違いをどのように管理するかについて定める。例えば、第１のＣＮは、機能コンポーネントのうちの２つのタイプを含んでいるだけであり、不可能ではあるが、第３のコンポーネントにおいて、接続されたＷＡＰにサービスを提供することが要求されている。このようなケースでは、第１のＣＮは、ＷＬＡＮの第２のＷＡＰを発見して折衝する。この折衝は、ＣＮ間において機能を分割するためのものである。その結果、第１のＣＮでは、第３の機能コンポーネントの処理が第２のＣＮにおいて行われるようになる。
【００７２】
また、本発明の第１の態様の更に別の実施例では、ＷＬＡＮトポロジの動的変化について言及される。図８には、動的なＷＬＡＮシステム８００に基づくＣＡＰＷＡＰの一般的な態様が図示されている。ここでは、ＷＬＡＮ機能（機能コンポーネント１〜５で表される）が、セントラル・コントロール・ノード８０１と、ワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ１ ８０３、ＷＡＰ２ ８０５）の組との間で分割されている。 なお、セントラル・コントロール・ノード８０１は、異なる能力を有するＷＡＰ（ＷＡＰ１ ８０３、ＷＡＰ２ ８０５）を管理することが可能である。
【００７３】
トポロジに係る第１の例８０７では、動作が静的な場合を表している。ここでは、ＷＬＡＮシステム８００において、ＷＡＰ１ ８０３及びＷＡＰ２ ８０５の接続が固定されている。続いて、ＷＬＡＮシステム８００がトポロジに係る第２の例８０９に変形する遷移８１３が起こる。この例では、ＷＡＰ１ ８０３が別の位置に移動し、ＷＡＰ２ ８０５を通じて、制御ノード８０１への新たな接続８１５を確立する。遷移８１３は、動的な変化を表しており、第２の例８０９は、依然としてＷＡＰ１ ８０３からモバイル・クライアント８１１に対してサービスが提供される新たなＷＬＡＮトポロジを表している。また、同時に、ＷＡＰ１ ８０３は、ＷＡＰ２ ８０５にとって、別のモバイル・クライアントとして動作する。
【００７４】
トポロジに係る第２の例８０９では、通信ユニット８２３によって、モバイル・クライアント８１１からの通信トラフィックが例示されている。通信ユニット８２３は、まず、ステップ８１７に示すように、ＷＡＰ１ ８０３によって処理される。ここでは、３つすべてのＷＬＡＮ機能コンポーネントとＣＡＰＷＡＰ制御コンポーネントの処理が行われる。なお、このステップ８１７では、ＷＡＰ２ ８０５への送信に必要なヘッダを加えたＣＡＰＷＡＰプロトコル・ヘッダの形式で物理的なオーバヘッドが付加されている。これは、ステップ８１７の‘Ｃ１’サブ・フィールドによって例示されている。次に、ＷＡＰ２ ８０５において、ステップ８１９が実行され、再び、別のセットのＷＬＡＮ機能及びＣＡＰＷＡＰ制御コンポーネントの処理が行われる。次に、ステップ８２１において、セントラル・コントローラ８０１が、ステップ８１７及び８１９のそれぞれの補完機能を実行する。ステップ８２１のサブ・フィールドに基づけば、セントラル・コントローラ８０１が、いくつかの補完機能を重複させてしまうことは明白であり、本発明は、こうした処理の重複や送信オーバヘッドを避けることを目的としている。
【００７５】
また、図１０には、各ステップに関する本発明の動作が記載されている。ステップ１００１及び１００３において、ネットワーク構成のあらゆる変化を確定できるように、ワイアレス・ネットワークのトポロジの監視が行われる。これらのステップを実現する手段は、受信した通信ユニットのヘッダフィールドを分析して、それらと、あらかじめ設定されているネットワーク・トポロジの表現との比較を行うことである。例えば、ＷＬＡＮに基づくＩＥＥＥ８０２．１１の仕様では、制御ノード８０１が、ＷＡＰ１ ８０３に対応した信頼のあるモバイル・クライアントに関して、ＷＡＰ２ ８０５から接続要求（Association Request）を受信する場合に、制御ノード８０１とＷＡＰ１ ８０３との間の現在のトポロジにＷＡＰ２ ８０５が含まれていることが推測される。また、トポロジの変化を確立する別の手段は、隣接ネットワーク・エンティティに関する情報を周期的に交換することによる。これらの交換される情報の変化は、トポロジの変化を意味する。
【００７６】
ネットワーク・トポロジの変化が決まった場合、その変化を調整するネットワークエンティティ（ＷＡＰ２ ８０５）は、ステップ１００５に示すように、‘オペレーショナル・アソシエーション’信号によるトリガを受ける。この信号は、トポロジの変化に影響を受けるネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３、ＷＡＰ１ ８０３によって管理されているモバイル・クライアント８１１）に関する予備状態情報を有している。ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に基づく一例では、予備状態情報は、ＷＡＰ１ ８０３によって管理されているモバイル・クライアント８１１の数、モバイル・クライアント８１１の接続に係る識別情報、モバイル・クライアント８１１の送信元ＭＡＣアドレスを含んでいる。また、さらに、予備状態情報は、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）のＭＡＣアドレスなどの付加的な状態情報を含んでいてもよい。次に、ステップ１００７において、トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティ （ＷＡＰ２ ８０５）は‘オペレーション・アップデート’信号によるトリガを受け、トポロジの変化に係る処理を行うために、その機能の調節を行う。ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に基づく一例では、‘オペレーション・アップデート’信号は、‘送信ブロックへのフレーム転送’動作に対応するコード値と、前述の動作が取られる‘データ・フレーム’のタイプに対応するコード値とを含んでいる。また、さらに、‘オペレーション・アップデート’信号は、‘ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identification）’、‘送信元ＭＡＣアドレス’、‘送信先ＭＡＣアドレス’などの追加パラメータを有していてもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に基づく別の一例では、‘オペレーショナル・アップデート’信号は、ＷＡＰ２ ８０５の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）管理と制御ロジックに影響を与える。特に、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）によって管理されるモバイル・クライアント８１１からの通信フレームが、通常の接続及び認証のフェーズを実行することなく、ＷＡＰ２ ８０５によって管理されるように、ロジックの変更が行われてもよい。さらに、別の一例では、このロジック変更は、モバイル・クライアント８１１から受信するすべての通信フレームを、通常の一連の処理に渡すように、ＷＡＰ２ ８０５の‘受信’ブロックの‘Filter#MPDU’処理を変更することによって実現される。その代わりに、接続及び認証の処理は、制御ノード８０１において、あらかじめ確立されている可能性がある。
【００７７】
トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ２ ８０５）がアップデートされた後、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）は、ステップ１００９に示すように、‘オペレーショナル・アソシエーション・リクエスト’信号によるトリガを受ける。ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に基づく一例では、‘オペレーショナル・アソシエーション・リクエスト’信号は、どの対応する情報の値がリクエストされたかに応じて、‘セキュリティ・アルゴリズム・タイプ’、‘セキュリティ・キー’、‘セッション識別情報’、又は‘アソシエーション識別情報’のパラメータに対応するコード値を有している。リクエスト信号は、管理するＷＡＰ１ ８０３と、モバイル・クライアント８１１に関する特定の状態情報を得るためのものである。このとき、ステップ１０１１に示すように、ＷＡＰ２ ８０５は、‘オペレーショナル・アソシエーション・アップデート’信号を受け取ることにより、この状態情報を認識し、今後使われる機能に関する準備を行う。ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に基づく一例では、‘オペレーショナル・アソシエーション・アップデート’信号は‘セキュリティ・アルゴリズム・タイプ’、‘セキュリティ・キー’、‘セッション識別情報’又は‘アソシエーション・識別情報’のパラメータに対応する情報の値を含んでいる。
【００７８】
次に、ステップ１０１３において、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）が、その機能ロジックを変更するように‘オペレーション・アップデート’信号によるトリガを受ける。特に、この信号は、ＷＡＰ２ ８０５で重複してしまう可能性のある任意の処理をＷＡＰ２ ８０５にバイパス（ＷＡＰ１ ８０３での処理を無視し、ＷＡＰ２ ８０５でのみ処理を行わせる）するように、ＷＡＰ１ ８０３に指示するものである。ステップ１０１３の意図は、ＷＡＰ１ ８０３及びＷＡＰ２ ８０５の両方で、ＷＬＡＮ及びＣＡＰＷＡＰ処理が重複してしまうことを防ぐことにある。さらに、ＷＡＰ１ ８０３における処理のバイパスによって、新たに確立された無線接続８１５上において、送信に係る物理的なオーバヘッドが減少し、その結果、伝送の遅延が減少する。なお、これら２つの態様の組み合わせることによって、確実に、ＷＡＰ１ ８０３と制御ノード８０１との間のタイミングの制約が、初期のトポロジ状態に応じて維持されるようにすることができる。
【００７９】
ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様及びＣＡＰＷＡＰのフレームワークに基づく一例では、オペレーショナル・アソシエーション状態情報が、セントラル・コントロール・ノードを通じて、トポロジの変化や、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティを調整するネットワーク・エンティティ間で交換される。
【００８０】
なお、上述のオペレーショナル・アソシエーション状態情報の交換の一例の代わりに、トポロジの変化や、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティを調整するネットワーク・エンティティ間で、明示的なオペレーショナル・アソシエーションが設定されることなく、上述の交換が実施されるようにすることも可能である。トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）は、状態情報を含む通信フレームに、特定の‘フレームタイプ’コードを使用するように指示されている。次に、トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ２ ８０５）が、‘オペレーション・アップデート’信号によるトリガを受け、これにより、交換手段を用いて、特定の‘フレームタイプ’コードを用いた通信フレームの処理が可能となる。例えば‘サブタイプ’や‘持続時間／ＩＤ’コードが代わりに使用される。特に、交換手段は、前述の通信フレームのデカプセル機能を有しており、状態情報として、ペイロードを使用する。一具体例としては、制御ノード８０１によって様々なトリガ信号が管理される。
【００８１】
動的なＣＡＰＷＡＰのフレームワークでは、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ１ ８０３）は、トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティ（ＷＡＰ２ ８０５）を通じて、制御ノード８０１との通信を行う。
【００８２】
ステップ１００７、１０１３において、ＷＬＡＮのローカル・レベルやＣＡＰＷＡＰの機能セマンティックス（機能セマンティックスは、ＷＬＡＮ動作において必要とされる処理のセットやシーケンスに対応している）が壊れ、その結果、上述の処理のうちの選択されたサブ・コンポーネントは、選択されたネットワーク・エンティティ、トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティや、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティでバイパスされる。しかしながら、各ステップの組み合わせ１０００において、本発明によれば、制御ノード８０１、ＷＡＰ１ ８０３、ＷＡＰ２ ８０５の中で、選択された処理に係るサブ・コンポーネントを分割することによって、ＷＬＡＮのシステム全体のセマンティックスや、ＣＡＰＷＡＰの機能における処理が達成される。したがって、各ステップ１０００は、選択的にサブ・コンポーネントの様々な処理を動作させて、これによって、システム全体の機能セマンティックスを達成する。なお、各ステップ１０００が組み合わされたり、分けられたり、本発明の本質から逸脱せずに、最適化、実施、他の目的のために変更が加えられたりすることは、当業者にとっては明白である。このように、本発明の範囲は、特定の各ステップ１０００に制限されるものではない。
【００８３】
また、図９には、ＷＡＰ１ ９０１における各ステップ１０００に関する動作の一実施例が示されている。ＷＡＰ１ ９０１のロジック動作は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＷＬＡＮ仕様に基づいているが、他の無線に係る仕様に関しても容易に示すことが可能である。ＷＡＰ１ ９０１は、一般的な動作に加えて、様々なデータ（Ｄ）、管理（Ｍ）、コントロール（Ｃ）フレームを処理することによって、モバイル・クライアント９０３の管理を行う。また、処理としては、‘受信’９０５、‘ＷＡＰ処理’９０９、‘送信’９１１のブロックが論理的に含まれている。さらに、‘受信’ブロック９０５には、論理がフィルタ９０７に基づくロジックを有する‘Filter#MPDU’処理を有している。フィルタ９０７は、フレームが様々な判断基準に基づいて、到着フレームの比較を行い、適切な処理を行うために使用される。
【００８４】
ステップ１０１３の‘オペレーション・アップデート’信号に応じて、フィルタ・ロジックは、フィルタ・ロジック・アップデート９１３の変更が含まれるように、アップデートされる。具体的には、データ・フレームは直接‘送信’ブロック９１１に送られて、‘ＷＡＰ処理’ブロック９０９は完全にバイパスされる。その結果、大部分のデータ・フレームに関する処理時間はＷＡＰ１ ９０１において、かなり短縮される。そして、これらのデータ・フレームは、ステップ１００７に従って、動作がアップデートされたＷＡＰ２ ９１５によって処理される。管理及び制御フレームは、ＷＡＰ１ ９０１とモバイル・クライアント９０３との間の接続に直接関連しており、ＷＡＰ１ ９０１で局所的に処理される。このように、本発明では、ＷＡＰ１ ９０１の受信ロジックに影響を与えることによって、選択的に処理を動作させる。
【００８５】
ある具体例では、トポロジの変化を調整するネットワーク・エンティティと、トポロジの変化をもたらすネットワーク・エンティティが、異なった無線の仕様に従って動作する。図８に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に従って、ＷＡＰ１ ８０３が動作しており、ＩＥＥＥ８０２．１６に従って、ＷＡＰ２ ８０５が動作している。そして、ローカル・レベルの機能セマンティックスを適用する一方で、システム全体の機能セマンティックスを維持するという原則が、異なった無線の仕様に従って動作するネットワーク・エンティティに対して適用される。なお、ブルートゥースの接続性、ＩＥＥＥ８０２．２０、携帯電話や、その他の無線の仕様では、動作における相違点が含まれる可能性がある。
【００８６】
なお、動的なＷＬＡＮトポロジに係る本発明には、数多くのシナリオや応用が含まれている。例えば、将来のホーム・ネットワークは、即座にカバー・エリアを拡張することができるようになる可能性がある。また、輸送システムが、送信コンポーネント及び受信コンポーネントを有しており、一時的な停止場所、駅、港などで、ネットワーク・トポロジが変化する可能性もある。また、製造が容易となることによって、様々な時間の様々な位置に対して接続性を提供する通信ネットワークが提供されることになる。以上に説明した本発明によれば、動的なトポロジ環境における遅延やオーバヘッドに係る課題に取り組むために、これらのシナリオを具体化することが可能である。
【００８７】
以上、説明された本発明の第１の態様の実施例では、ＷＬＡＮエンティティが、各エンティティに含まれる様々な程度の静的な違いを調節するために互いに折衝を行う際のポリシーが示されている。さらに、この実施例では、ローカル・レベルの機能セマンティックスを破ることによって、システム全体の機能セマンティックスを維持しながら、ＷＬＡＮトポロジにおける動的な変化を可能にするという、本発明の第１の態様の応用が示されている。そこでは、様々な程度のＷＬＡＮ機能を有するＷＡＰを制御ノードがどのように統合的に管理するかについて記載されている。折衝のための開示された方法によれば、異なる製造者によるエンティティ又は異なる構成のエンティティを有するＷＬＡＮを設ける際の柔軟性が提供される。従来の技術ではＷＬＡＮエンティティ間において機能を分割する適切な手段の配備に焦点が置かれているが、本発明では、異なる程度の機能のエンティティの調整を行っている。その結果、制御ノードとワイアレス・アクセス・ポイントとの間のＷＬＡＮ機能の分割を柔軟に実施することができる。
【００８８】
動的な違いを調節する折衝
【００８９】
本発明に係るこの態様では、開示された発明を具体化するＷＬＡＮエンティティが、動的な違いを調節するために互いに折衝する際のポリシーについて記載されている。ここでは、異なるＷＬＡＮエンティティ、特にＷＡＰにおける処理負荷の変動レベルを利用することによって例示が行われる。
【００９０】
本発明の本態様を具体化するＷＬＡＮシステム４００が、図４に単純化して図示されている。ここでは、サービスを提供するとともに多数の接続されたＷＡＰに関連した処理を実施できるＷＡＰ４０１、４０３が図示されている。ＷＡＰ及びＭＴは、互いに多数の接続を維持しているが、単純化のために、ＷＬＡＮシステム４００は、単一のＭＴ４０５がＷＡＰ４０１との間で１つの接続を有している状態のみが図示されている。ＭＴ４０５は、ＷＡＰ４０１に接続して、ワイアレス・コネクション４２７上でＷＡＰ４０１からのサービスを受ける。また、ＷＡＰ４０１、４０３は、ネットワーク・バックボーン４０７に接続している様子が図示されているが、直接又は中間スイッチング又はルーティング・デバイスを経由して他のネットワーク及び相互に通信することが可能である。さらに、ＷＡＰは、多数の中間ノードを経由してネットワーク・バックボーン又は相互に接続している。
【００９１】
ＷＬＡＮシステム４００の動作中に、ＷＡＰの処理負荷は、通信の動的特性のために変動する。例えば、多数の新しいＭＴが、ＷＡＰとの接続を選択して、ＷＡＰでの更なる処理の際に折衝を行う。また、別の例では、ＭＴが更に多数の通信セッションを選択し、接続されているＷＡＰにとっては過剰な処理となる。そして、結果的に、ＷＬＡＮシステムの種々のＷＡＰの処理負荷は、時間と共に変動する。開示された発明では、ＭＴとの既存の接続関係を維持しながら、比較的軽負荷のＷＡＰに重負荷のＷＡＰから処理負荷を移すために、互いに折衝することをＷＡＰに要求することによって、この動的な構成の問題を取り扱う。
【００９２】
図４では、ＷＡＰ４０１、４０３は、あるタイプの処理を自ら実施して、接続されているＭＴにサービスを提供する。この処理は、接続固有（ＡＳＰ：Association Specific）及び非接続固有（ｎＡＳＰ：non-Association Specific）処理のように、ＷＡＰ４０１、４０３のそれぞれにおいて、ライン４１９、４２１により論理的に分割できる。ＡＳＰ処理４１１、４１３は、ＭＴとＷＡＰとの間の接続に直接依存するものを伴っている。このような処理は、ＷＡＰ及び接続されているＭＴの間において、ワイアレス・インタフェースの相互作用を要求する。ＡＳＰ処理の例としては、データ・ユニットの送受信、パワー制御、コーディング、変調がある。
【００９３】
ｎＡＳＰ処理４１５、４１７は、ＷＡＰ４０１、４０３及び接続されているＭＴ４０５の間の接続の無線の態様に直接依存しない処理を意味する。ｎＡＳＰ処理の例としては、ブリッジング、フィルタリング、プロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）処理、ＰＤＵ伝送がある。
【００９４】
ＷＡＰコントローラ４２３、４２５は、それぞれ、ＷＡＰ４０１、４０３における全体的な処理を管理して制御する。
【００９５】
本発明の本態様に関連する動作を、図５を参照しながら説明する。ＷＬＡＮシステムのＷＡＰのそれぞれにおけるＷＡＰコントローラは、ＷＡＰのｎＡＳＰ処理負荷をモニタリング（監視）するステップ５０１を行う。これは、接続されたＭＴのすべてに対して通信セッションごとにｎＡＳＰ処理負荷を監視することを含んでいる。処理負荷を監視する方式の例として、通信セッションに対してプロセッサの活動期間又はプロセッサの利用状態を監視して、これを全通信セッションに対して合計する手段を含んでいる。別の例は、通信セッションに対してメモリの使用量を監視する手段である。同様に、ＷＡＰにおける全体的なｎＡＳＰ処理負荷を監視するために、他の多数の要因を、個別に又は任意の組み合わせで監視することができる。さらに、他の監視手段を使用することも可能である。
【００９６】
本発明のある実施例では、ＷＡＰ４０１のＷＡＰコントローラ４２３は、接続されているＭＴの通信セッションごとに監視したｎＡＳＰ処理負荷の種々の要因に基づいて、ＷＡＰのリソース特性を導く。リソース特性は、通信セッションにサービスを提供するために必要なリソース又は処理負荷の表現形態である。
【００９７】
次に、接続されたすべてのＭＴの全通信セッションのリソース特性を組み合わせて、ＷＡＰ４０１の総計のｎＡＳＰ負荷ファクタを得る。ステップ５０３において、総計のｎＡＳＰ負荷ファクタがｎＡＳＰ負荷閾値と比較されて、ＷＡＰ４０１で管理できないおそれがある切迫したｎＡＳＰ処理過剰負荷条件の見極めが行われる。なお、総計のｎＡＳＰ負荷ファクタがＷＡＰ４０１で管理可能であることが決定された場合には、ステップ５０１のモニタリングが繰り返し行われる。
【００９８】
しかし、ｎＡＳＰ処理過剰負荷条件が切迫していることが決定された場合には、ステップ５０５において、ＷＡＰコントローラ４２３は、例えばＭＴ４０５のような接続されているＭＴとの既存の接続関係を維持しながら、同時に、ＷＡＰ４０１の全体的な処理負荷を低減するために、ＷＡＰ４０１のｎＡＳＰ処理負荷のどの部分が、ＷＬＡＮシステムの他のＷＡＰに分散可能であるかについて決定する。このようなメカニズムは、ＭＴが別のＷＡＰのカバー・エリアに物理的に移ることが必要なハンドオーバを指示して、処理負荷を分散する従来の方法と比べて独自のものである。ステップ５０５は、ＷＡＰ４０１及び接続されているＭＴの通信セッションのリソース特性に基づいている。例えば、ＷＡＰコントローラは、最大のリソース特性を持つ処理負荷の部分、又は最小のリソース特性を持つ部分を分散するように選択できる。この選択は、リソース特性の将来の変化予測のような他のファクタに基づいてもよい。
【００９９】
次に、折衝段階が、第１のＷＡＰコントローラと他のＷＡＰコントローラとの間で開始される。この段階では、他のＷＡＰのどれが、過剰負荷の第１のＷＡＰのｎＡＳＰ処理負荷の一部を引き継いで、処理負荷における動的な違いの調節に同意できるかが決定される。折衝の最初の段階において、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＬＡＮシステムの他のＷＡＰに要請メッセージを送るステップ５０７を実行する。要請メッセージは、ＷＡＰコントローラによって定められた他のＷＡＰに配分すべきＷＡＰ４０１のｎＡＳＰ処理負荷の部分に係るリソース特性を含んでいる。
【０１００】
要請メッセージを受け取ったＷＡＰコントローラは、メッセージで指定された付加的な処理負荷を調節できるかどうかを決定する。これらのコントローラは、指定されたすべての負荷の引き継ぎを許諾するか又は負荷量の一部の取扱を許諾することにより、その要請を始動したＷＡＰコントローラに対して、応答を行う。始動したＷＡＰコントローラは、応答を用いて、初期に指定済みのｎＡＳＰ処理負荷の部分の受け入れに関して、他のＷＡＰのどれが、どの程度同意しているかを決定する。なお、この折衝では、始動するＷＡＰコントローラによって、このようなニーズが存在すると推定された場合には、初期の要請メッセージを省略することも可能である。このように、ステップ５０７を用いると、ＷＬＡＮシステムの他のＷＡＰのどれが、ＷＡＰ４０１の処理負荷を低減するために、ＷＡＰ４０１のｎＡＳＰ処理負荷の部分に係る処理を受け入れて実行することに同意しているかどうかを見極めることができる。
【０１０１】
次に、ステップ５０９において、過剰負荷の、又はまもなく過剰負荷になるＷＡＰのＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１と、ＷＡＰ４０１のｎＡＳＰ処理負荷の決定部分の受け入れ及び処理に同意しているＷＡＰ（ステップ５０７で決定されたＷＡＰ）との間にトンネル・コネクション４０９を設定する。図４では、同意しているＷＡＰの１つがＷＡＰ４０３であるように図示されている。ｎＡＳＰ処理負荷の決定部分の処理に必要な関連コンテキスト情報が、同意しているＷＡＰに対して設定されたトンネル・コネクション４０９を介して送信される。次に、ステップ５１１において、ＷＡＰコントローラ４２３は、トンネル・コネクション４０９を介して同意しているＷＡＰに対して、ＷＡＰ４０１のＡＳＰ処理負荷の決定部分を送って、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１の全体的な処理負荷を低減する。これはすべて、接続されているＭＴとの既存の接続を維持しながら、かつ同意しているＷＡＰとの調和を図る巧みな方式で実施可能である。
【０１０２】
本実施例では、従来のハンドオーバ・ベースの方法における制限なしに、処理負荷の分散における本発明の本態様の効果が示される。このように、地理的位置やＭＴ移動に関する制約はない。
【０１０３】
また、本発明の本態様の別の実施例では、過剰負荷のＷＡＰが、接続されているＭＴの通信セッションに必要な処理負荷を、同意する他のＷＡＰに単純に中継する。この中継は、無線、有線、又は両方のタイプのリンクの組み合わせによって行われる。また、中継される処理負荷の処理を促すように、関連コンテキスト情報が中継される必要性もある。
【０１０４】
ある実施例では、２つのＷＡＰ間のトンネル・コネクションが、ＷＡＰ間の直接的なリンク上で設定される。この直接的なリンクは、ワイアレスでよく、ＷＡＰとＭＴとの間のリンクと似ている。このケースでは、ＷＡＰは、接続されているＭＴとの通信用チャネルから代用できる無線チャネルを決定し、これを用いて、ｎＡＳＰ処理負荷の決定部分及び関連コンテキスト情報を交換する。また、代わりに、２つのＷＡＰ間のリンクを有線にして直接的に接続することもできる。本実施例では、トンネル・コネクションは、ネットワーク・バックボーンを経由する必要がなく、むしろ直接的に設定できる。
【０１０５】
本発明の別の実施例では、ｎＡＳＰ処理負荷は、接続されているＭＴとの間で送受信されるＭＡＣ  ＰＤＵの暗復号化に用いられるセキュリティ・アルゴリズムのために必要な処理と定められる。セキュリティ・アルゴリズムの処理は、複雑な特性のためにコンピュータ計算の負荷が高くなる非接続固有処理のタイプである。このように、接続されているＭＴの数又は接続されているＭＴに出入りするトラフィック量の大幅な増加によって、セキュリティ・アルゴリズムの処理が対応して増加することになる。本実施例では、ＷＡＰ及び接続されているＭＴは、設定されたセキュリティ・アルゴリズムに基づいて、ワイアレス・コネクション上の送信情報を暗号化する。送信情報を受信すると、ＷＡＰ及びＭＴは、設定された同一のセキュリティ・アルゴリズムに基づいて復号処理を行う。
【０１０６】
暗復号化のためのｎＡＳＰ処理負荷が大きくなり、そのリソース特性がｎＡＳＰ負荷閾値を超えて測定された場合、ＷＡＰ４０１のＷＡＰコントローラ４２３は、要請メッセージを送って、ＷＬＡＮシステム４００における他のＷＡＰのどれが、ＷＡＰ４０１とＭＴ４０５との間の送信に用いられるセキュリティ・アルゴリズムに対応するｎＡＳＰ処理負荷の部分の受け入れ及び処理に同意できるかを決定する。ＷＡＰ４０３がｎＡＳＰ処理負荷の処理に同意可能な場合、そのＷＡＰコントローラ４２５が要請メッセージに応答する。要請メッセージに対する応答を受信すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、トンネル・コネクション４０９をＷＡＰ４０３に設定し、関連するセキュリティ・キーとコンテキスト情報とをＷＡＰ４０３に設定したトンネル・コネクションを介して送る。
【０１０７】
次に、トンネル・コネクション４０９を設定し、セキュリティ・キー及びコンテキスト情報を交換すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、接続されているＭＴ４０５から受信した暗号化ＭＡＣ  ＰＤＵをＷＡＰ４０３に送る。ＷＡＰコントローラ４２３は、結合したＭＴ４０５に送信する前に暗号化すべきＭＡＣ  ＰＤＵをＷＡＰ４０３にも送る。ＷＡＰ４０３は、ＭＡＣ  ＰＤＵの暗号化のためにｎＡＳＰ処理負荷を処理し、ＷＡＰ４０１に対してトンネル・コネクションを介して暗号化ＭＡＣ  ＰＤＵを送る。暗号化ＭＡＣ  ＰＤＵを受信すると、ＷＡＰ４０１は、接続されているＭＴにそれらを送信する。本実施例では、セキュリティ・アルゴリズムに関してコンピュータ計算の負荷が高くなる処理を、他のＷＡＰに分散して、ＷＡＰの処理負荷を減らす。これはＭＴの再結合に関与せずに行われるので、この方法は、ハンドオーバ・ベースの方法によって制限されるものではない。
【０１０８】
また、別の実施例では、ＷＡＰコントローラは、接続されているＭＴとの接続関係を維持しながら、同時に、前述のセキュリティ・アルゴリズムを把握できないためにＷＡＰが処理できない、セキュリティ・アルゴリズムに対応するｎＡＳＰ処理負荷を分散する。ＷＬＡＮに係る能力を含むＭＴ及び他のデバイスの数が増えており、このようなＭＴ及びデバイスに組み込まれるセキュリティの特徴も多数存在している。接続が求められるすべてのＷＡＰが、あらゆるセキュリティ・アルゴリズムを認識できるわけでない。このように、本実施例では、ＷＡＰに要求された処理の一部がこのＷＡＰで不可能な場合でも、ＭＴと他のデバイスとの接続が維持されるようにする。本実施例では、非共通のセキュリティ・アルゴリズムを利用する例が説明されているが、ＷＡＰとＭＴとの間で共通ではない任意の他のタイプの処理に対しても有効である。
【０１０９】
ＷＡＰにＭＴが接続している状態で、２つのエンティティ間のワイアレス・コネクション上での送信を保証するために両方のエンティティが把握できるセキュリティ・アルゴリズムが折衝される。従来、ＭＴによって利用される任意のセキュリティ・アルゴリズムをＷＡＰが把握できない場合には、ＭＴは、前述のＷＡＰと接続することは不可能である。本発明の実施例では、ＭＴによって利用される任意のセキュリティ・アルゴリズムを把握することができない場合でも、この制限を超えて、ＭＴがＷＡＰと接続することを可能とする。
【０１１０】
また、本実施例では、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１及びＭＴ４０５の両方が把握できない非共通のセキュリティ・アルゴリズムが存在しても、ＭＴ４０５がＷＡＰ４０１に接続することを可能にする。折衝段階中に、ＷＡＰコントローラ４２３は、要請メッセージをＷＬＡＮシステム４００の他のＷＡＰに送り、どのＷＡＰが、ＭＴ４０５が熟知している任意のセキュリティ・アルゴリズムを把握しており、その処理に同意できるかどうかを決定する。ＷＡＰ４０３が、ＭＴ４０５が熟知している任意のセキュリティ・アルゴリズムを把握して、その処理に同意可能な場合には、ＷＡＰコントローラ４２５は、選択されたセキュリティ・アルゴリズムを用いて、ＷＡＰコントローラ４２３からの要請メッセージに応答する。要請メッセージの応答を受信すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０３とのトンネル・コネクション４０９を設定する。次に、ＷＡＰコントローラ４２３は、設定されたトンネル・コネクション４０９を介してＷＡＰ４０３に関連するセキュリティ・キー及びコンテキスト情報を送る。そして、選択されたセキュリティ・アルゴリズムがＭＴ４０５に通知されるとともに、ＭＴ４０５が、ＷＡＰ４０１に接続される。
【０１１１】
トンネル・コネクション４０９を設定し、セキュリティ・キー及びコンテキスト情報を交換すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、選択されたセキュリティ・アルゴリズムに基づいて暗号化されている、ＷＡＰ４０１と接続するＭＴ４０５から受信したＭＡＣ  ＰＤＵを、ＷＡＰ４０３に送る。ＷＡＰ４０３は、暗号化されたＭＡＣ  ＰＤＵをトンネル・コネクション４０９を介して受信し、選択されたセキュリティ・アルゴリズムと設定したセキュリティ・キー及びコンテキスト情報に基づいて、それらの暗号を解読する。さらに、ＷＡＰコントローラ４２３は、接続されているＭＴ４０５に送信する前に暗号化すべきＭＡＣ  ＰＤＵを、ＷＡＰ４０３に送る。このケースでは、ＷＡＰ４０３は、ＭＡＣ  ＰＤＵをトンネル・コネクション４０９を介して受信し、それらを選択されたセキュリティ・アルゴリズムに基づいて暗号化し、暗号化されたＭＡＣ  ＰＤＵをＷＡＰ４０１に送り返す。ＷＡＰ４０１は、暗号化されたＭＡＣ  ＰＤＵを、接続されているＭＴ４０５に送る。本実施例では、セキュリティ・アルゴリズムについての知識に欠けていても、ＷＡＰが、ＭＴの接続を制限しない。このように、異なる処理要求を有する数多くのＭＴに対してサービスを提供する際に、より大きな柔軟性が提供される。
【０１１２】
本発明の別の実施例は、ＷＡＰが処理するＰＤＵのサイズに関連している。プロセッサ・スケジューリングの研究から、小さなＰＤＵの前に大きなＰＤＵを処理することは、小さなＰＤＵが大きなＰＤＵの前に処理されるケースと比べると、平均処理時間が長くなることが分かっている。図６は、例を用いてこれを示すものである。第１のケースでは、プロセッサ６１３、６１５のそれぞれに対して、２つの処理スケジュール６０１、６０３が示されている。スケジュール順序６０５、６０７は、ＰＤＵのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが処理される相対的な順序を示す。また、６０９、６１１は、任意の時間単位（ｔｕ）で、各ＰＤＵの処理のために必要な処理時間を示している。
【０１１３】
スケジュール６０１において、大きなＰＤＵのＡとＢは、小さなＰＤＵのＣとＤの前に処理される。ＰＤＵの平均処理時間は２１．２５ｔｕであるが、小さなＰＤＵのＣとＤが大きなＰＤＵのＡとＢの前に処理されるスケジュール６０３のＰＤＵの場合には、わずか１６．２５ｔｕである。スケジュール６０３では、小さなＰＤＵが大きなＰＤＵの前に処理されるので、明らかに、平均処理時間が大幅に短縮している。
【０１１４】
第２のケースでは、プロセッサ・スケジューリングの処理のオーバヘッドの態様が考慮されている。各ＰＤＵの処理には、メモリ・アクセス時間及びコンテキスト転送時間が含む処理のオーバヘッドが必要になる。オーバヘッドは、実際の処理の前に必要になるので、一般的に、ＰＤＵのサイズには依存しない。図６は、小さなＰＤＵだけのスケジュール６１７を示し、処理オーバヘッド時間及び実際の処理時間がそれぞれ、６２１、６２５で示されている。処理オーバヘッド時間６２３及び処理時間６２７は、スケジュール６１９の大きなＰＤＵのためのものである。この図によれば、スケジュール６１７では、処理オーバヘッドが総時間の５０％までになるが、スケジュール６１９では、オーバヘッドは３３・１／３％を占めているにすぎないことが分かる。これは、小さなＰＤＵのみの処理が、プロセッサが大きなＰＤＵを扱う場合に比べて、プロセッサが、どのくらい多くのオーバヘッドを扱うことになるかを示している。
【０１１５】
ＰＤＵのサイズに関連する本発明の実施例では、ｎＡＳＰ処理負荷が、ＷＡＰで処理されるＰＤＵのサイズによって定められる。ＷＡＰ４０１のＷＡＰコントローラ４２３は、接続されているＭＴ４０５からワイアレス・コネクション４２７上で受信したＰＤＵのサイズを監視する。ＷＡＰコントローラ４２３が、ＷＡＰ４０１が任意の前述のケースのいずれかの処理を行っていると決定した場合には、コントローラは、監視した受信ＰＤＵのサブセットの処理スケジュールを決定する。この処理スケジュールの目的は、ＷＡＰ４０１における平均処理時間及び処理オーバヘッド時間を最適化することにある。
【０１１６】
次に、ＷＡＰコントローラ４２３は、処理に対して同意可能な他のＷＡＰに分散することができるＰＤＵのリソース特性を取得する。このように、リソース特性は、ＷＡＰ４０１自らが処理するもの以外のＰＤＵの処理に必要な処理負荷を表している。このとき、リソース特性は、ＰＤＵの処理に同意可能なＷＡＰを決定するための要請メッセージの一部に記載されて、ＷＬＡＮシステム４００の他のＷＡＰに送られる。
【０１１７】
ＷＡＰ４０３が要請メッセージに記載されているＰＤＵのｎＡＳＰ処理に同意可能な場合に、ＷＡＰコントローラ４２５は、これに応じた応答を行う。ＷＬＡＮシステム４００のＷＡＰは、このようなＰＤＵの処理が自らの平均処理時間及び処理オーバヘッド時間の最適化を可能にする場合に、別のＷＡＰからのＰＤＵの処理に同意可能となる。応答を受信すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０３とのトンネル・コネクション４０９を設定し、関連するコンテキスト情報をＷＡＰ４０３に設定されたトンネル・コネクションを介して送る。
【０１１８】
トンネル・コネクションを設定し、関連するコンテキスト情報を交換すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１の処理オーバヘッド時間と平均処理時間とを最適化するために、既に送られてきているリソース特性が示すＰＤＵを、ＷＡＰ４０３に送る。本実施例によれば、異なるサイズのＰＤＵに係るｎＡＳＰ処理は、ＭＴとＷＡＰとの間の接続関係を同時に維持しながら、処理の最適化を行うように分散することができる。
【０１１９】
また、別の実施例では、処理されるデータ・ユニットのサイズ、データ・ユニットの処理について予想される平均時間、データ・ユニットを処理するためのオーバヘッド時間、上記の情報に関して重み付けされた総計を含む情報に基づいて、ＷＡＰコントローラによって、ｎＡＳＰ処理の負荷の分配が行われる。
【０１２０】
開示される方法の別の実施例は、第１のＷＡＰ及びそれに接続されているＭＴとの間の接続関係を維持しながら、第１のＷＡＰから他のＷＡＰに、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３上のレイヤの処理の配分に関連している。ＷＡＰの多くはＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ２まで処理できるが、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３を処理できるＷＡＰを製造するベンダもいる。本実施例では、このようなデバイス及び他の同様のＷＡＰが示唆されている。ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３上のレイヤの処理には、サービス品質（ＱｏＳ）の提供、ルーティング、スケジューリングが含まれている。本実施例では、ｎＡＳＰ処理負荷は、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３上のレイヤに関する処理として定められる。
【０１２１】
本実施例では、ＷＡＰ４０１のＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１及び接続されているＭＴ４０５の間の各通信セッションに対して監視されたｎＡＳＰ処理負荷のファクタに基づいて、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３より上のリソース特性が求められる。すべての通信セッションのリソース特性は、ＷＡＰ４０１の集計したｎＡＳＰ負荷ファクタが得られるように組み合わされており、切迫したｎＡＳＰ処理過剰負荷条件を決定するために、ｎＡＳＰ負荷閾値と比較される。
【０１２２】
切迫したｎＡＳＰ処理過剰負荷条件が決まると、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＷＡＰ４０１の全体的な処理負荷を低減するために、ＷＬＡＮシステム４００の他のＷＡＰに配分されるＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３上のレイヤのｎＡＳＰ処理負荷の部分を決定する。次に、ＷＡＰコントローラ４２３は、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３より上のｎＡＳＰ処理負荷の決定された部分に関するリソース特性を含む要請メッセージを送り、他のＷＡＰのどれが、ＷＡＰ４０１のためにｎＡＳＰ処理負荷の部分の処理を受け入れて実施することに同意可能であるかを決定する。
【０１２３】
ＷＡＰ４０３が要請メッセージに基づくｎＡＳＰ処理負荷の部分の処理に同意可能な場合、ＷＡＰコントローラ４２３は、肯定的な応答をＷＡＰ４０１に送る。応答を受信すると、ＷＡＰコントローラ４２３は、トンネル・コネクション４０９をＷＡＰ４０１とＷＡＰ４０３の間に設定し、その後、ＩＳＯ−ＯＳＩレイヤ３及びレイヤ３より上のｎＡＳＰ処理負荷の部分の処理に必要な関連コンテキスト情報が、ＷＡＰ４０３にトンネル・コネクション上を介して送信される。ＷＡＰコントローラ４２３は、コントロール・マネージャの権限の下で、ＭＴとＷＡＰとの間の既存の接続関係を維持しながら、他のＷＡＰに処理負荷の部分を分散することによって、ＷＡＰ４０１のｎＡＳＰ処理負荷を低減することを目的とし、ＷＡＰ４０３に対してｎＡＳＰ処理負荷の決定部分を分配する。
【０１２４】
ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いを調節する折衝を取り扱う本発明の態様の更に別の実施例では、コントローラ・エンティティが折衝を行う。概して、セントラル・コントローラ・エンティティは、関与しているＷＬＡＮエンティティ間において、動的な違いの管理方法の調整を行う。ある特定の実施例では、セントラル・コントローラ・エンティティの権限の下、セントラル・コントローラ・エンティティが、ＷＡＰのｎＡＳＰ処理負荷の配分を調整する。
【０１２５】
これに関して、図７を参照しながら、ＷＡＰ７０１、７０３のｎＡＳＰ処理負荷を監視できるセントラル・コントローラ７２９について説明する。ＷＡＰ７０１のｎＡＳＰ処理負荷がｎＡＳＰ処理負荷閾値を超えると、セントラル・コントローラ７２９は、ＷＬＡＮシステム７００の他のＷＡＰに対して、ＷＡＰ７０１の処理負荷の部分の処理のサポートを要請する要請メッセージを送る。これによって、ＷＬＡＮシステム７００のセントラル・コントローラ７２９と他のＷＡＰとの間の折衝段階が始まる。要請メッセージは、ＷＡＰ７０１の全体的な処理負荷を低減するために、他のＷＡＰに送られるＷＡＰ７０１の処理負荷の部分の記述子を含んでいる。
【０１２６】
ＷＡＰ７０３がＷＡＰ７０１の処理のサポートに同意可能な場合、ＷＡＰコントローラ７２５が要請メッセージに応答する。セントラル・コントローラ７２９は、認可についてＷＡＰ７０１に通知し、その後、ＷＡＰ７０１はＷＡＰ７０３とのトンネル・コネクション７０９を設定する。そして、ＷＡＰ７０３に対して、関連コンテキスト情報と、続いて、要請メッセージで指定された処理負荷の部分とを送る。なお、代わりに、ＷＡＰ７０１が、コンテキスト情報及び処理負荷の部分をセントラル・コントローラ７２９に送り、セントラル・コントローラ７２９が、例えば、ＷＡＰ７０３などのような同意可能なＷＡＰに対して、これを送ってもよい。このように、本実施例によれば、配分を調整するセントラル・コントローラによって、処理負荷が、ＷＬＡＮのＷＡＰに配分される。
【０１２７】
別の実施例では、セントラル・コントローラが、その権限の下で、ＷＡＰのＷＡＰコントローラから、ＷＡＰのｎＡＳＰ処理負荷に関する定期的な情報を受信する。このように、ＷＡＰコントローラは、他のＷＡＰ又は他のＷＬＡＮエンティティにｎＡＳＰ処理負荷の一部又はすべてを配分する必要性と過剰負荷条件とを自ら決定する。したがって、本実施例の折衝段階は、ＷＡＰコントローラによって始動され、セントラル・コントローラと他のＷＡＰとの間で更に処理が進められる。
【０１２８】
以上に提示した実施例では、種々のＷＬＡＮエンティティ間において、開示されたポリシーに基づいて、動的な違いを調節するための折衝の利用方法が示されている。ここでは、特に、処理負荷を接続固有と非接続固有として区分けする方法が説明されている。また、ここでは、どのようにしてｎＡＳＰ処理負荷の部分が、第１のＷＡＰの全体的な処理負荷を低減するためにＷＬＡＮシステムの他のＷＡＰに配分されるかについて図示されている。開示された本発明は、ＭＴとＷＡＰとの間の既存の接続関係を維持しながら、処理負荷の配分を可能にする点で独自のものである。このように、動的な違いを調節するための開示された方法は、従来の方法と異なり、任意のＷＬＡＮエンティティの物理的な移動を必要としない。したがって、この革新的な技術は、処理負荷を配分するハンドオーバ・ベースの方法より柔軟性に富んでおり、このような方式の限界を克服するものである。
【０１２９】
また、以上に開示された種々の態様では、ＷＬＡＮエンティティ間における静的及び動的な違いを調節する際に折衝する新規な方法が示されている。従来の方法ではＷＬＡＮエンティティにおけるハードの機能による分割に焦点を置いているが、本発明では、機能分割を柔軟に実施できる代替手段が提示される。また、従来の方法では、再接続とハンドオーバで生じる地理的制約及び物理的制約が必要とされるが、この革新的な技術によれば、ハンドオーバ・ベースの方法の制約を伴わずに、処理負荷のアンバランスに対処する方式が提案されている。
【０１３０】
また、開示された発明は、この開示の本質及び趣旨から逸脱せずに、ＷＬＡＮエンティティ間の違いを折衝して対処するための他のポリシーが、様々な多数の他の実施の形態を作ることは、当業者には自明のことである。以上のように、本発明は、このような実施例及び具体例のすべてにおいて適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、ＷＬＡＮエンティティ間における違いを調整することを可能にするという効果を有しており、ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワークの技術分野に適用可能であり、特に、ヘテロジニアスな環境におけるワイアレス・ローカル・エリア・ネットワークの技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】ＷＬＡＮエンティティ間、特に制御ノード（ＣＮ）とワイアレス・アクセス・ポイント（ＷＡＰ）との間で、折衝のためのポリシーを取り扱う本発明の第１の態様を説明するために用いられるワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の動作を示す図
【図２】ＣＮとＷＡＰとの間の折衝のためのポリシーを取り扱う本発明の第１の態様に含まれる主要な動作ステップを示す図
【図３】ＣＮ及びＷＡＰの能力が１つのエンティティに統合されている、本発明の第１の態様の一実施例を示す統合化されたＷＬＡＮエンティティを示す図
【図４】ＷＬＡＮエンティティ間、特にＷＡＰ間の動的な違いを調節するために、折衝のためのポリシーを取り扱う本発明の第２の態様を単純化したフレームワークを示す図
【図５】ＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いを調節する折衝のためのポリシーを取り扱う本発明の第２の態様に含まれる主要な動作ステップを示し、特に、種々のエンティティに係る負荷の処理が行われることを示す図
【図６】本発明の第２の態様の一実施例に係る、ＷＡＰが、接続されているＭＴから受信するプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）のサイズを負荷処理の定義とする根拠を説明するための図
【図７】セントラル・コントローラがＷＬＡＮエンティティ間の動的な違いを調節する折衝の監視機能を担っている、本発明の第２の態様の一実施例を示す図
【図８】動的なＷＬＡＮトポロジにおけるＣＡＰＷＡＰの分配動作を可能とする折衝方法に係る本発明の第１の実施の形態の一例を示す図
【図９】ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ仕様に関する本発明の第１の実施の形態の詳細な一例を示す図
【図１０】動的なＷＬＡＮトポロジを可能とする本発明の第１の実施の形態の処理シーケンスを示す図
【図１】
0004714142.tif 000002
【図２】
0004714142.tif 000003
【図３】
0004714142.tif 000004
【図４】
0004714142.tif 000005
【図５】
0004714142.tif 000006
【図６】
0004714142.tif 000007
【図７】
0004714142.tif 000008
【図８】
0004714142.tif 000009
【図９】
0004714142.tif 000010
【図１０】
0004714142.tif 000011