(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のa）ないしｆ）を組み合わせて成る装置：
ａ）無線データパケットを送受信するように構成されているユーザ端末と、
ｂ）それぞれが無線データパケットを該ユーザ端末に送信し、及びそれらを該ユーザ端末から受信するように構成されている複数のネットワークアクセスポイントと、
ｃ）データパケットを該ネットワークアクセスポイントに送信し、及びそれらを該ネットワークアクセスポイントから受信するように接続されている１つまたはそれ以上のルータと、ここで各ネットワークアクセスポイントはただ１つのルータと接続されている、
ｄ）１つまたはそれ以上のホームエージェントと、
ここで各ホームエージェントは、
１）ルータと関連付けられており、そして
２）パケットを該ユーザ端末に順方向転送するため１つまたはそれ以上の下記列挙のフォーリンエージェントを選択するように構成されている、
ｅ）複数のフォーリンエージェントと、
ここで各フォーリンエージェントは、
１）１つのネットワークアクセスポイントとも関連付けられており、
２）ユーザ端末のホームエージェントから、該ユーザ端末との通信を目下制御している該制御ポイントへ、データパケットを順方向転送するように構成されており、そして
３）種々の制御ポイント間で特別のユーザ端末のための通信制御の転送をサポートしている、
ｆ）複数の制御ポイントと、
ここで各制御ポイントは、
１）ネットワークアクセスポイントと関連付けられており、
２）  （Ａ）該ユーザ端末と通信するため１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイントを選択し、
（Ｂ）該ユーザ端末と該選択されたネットワークアクセスポイントとの間の無線リンクを管理し、そして
（Ｃ）あらかじめ確立された決定に従って、制御を維持する、または制御をもう１つの制御ポイントに移すように構成されており、そして
３）該ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、該ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュするようにさらに構成されている。
【請求項２】
該選択されたネットワークアクセスポイントが該制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なる請求項１の装置。
【請求項３】
各制御ポイントが該ユーザ端末と同時に通信するために複数のネットワークアクセスポイントを選択するように構成されている請求項１の装置。
【請求項４】
すべての選択されたネットワークアクセスポイントが該制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なる請求項３の装置。
【請求項５】
該制御ポイントは該ユーザ端末により最初に使用された該ネットワークアクセスポイントと関連する該制御ポイントにおけるデータリンクプロトコル情報をキャッシュするように構成されている請求項１の装置。
【請求項６】
該制御ポイントは該ユーザ端末により最後に使用された該ネットワークアクセスポイントと関連する該制御ポイントにおけるデータリンクプロトコル情報をキャッシュするように構成されている請求項１の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに属し、そして特に無線パケットデータネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は伝統的なシングルルータ(single router) 無線パケットデータネットワーク１００を示す。パケットルータ１０２はネットワーク１０４の他のものからデータパケットを受信しそしてそれらを１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント１０６−１１０に回送する(route) 。ネットワークアクセスポイント１０６−１１０は順方向無線リンク１１４−１１６を通してユーザ端末１１２にパケットを順方向に送信する。ユーザ端末１１２は逆方向無線リンク１１８−１２０を通してネットワークアクセスポイント１０６−１１０にパケットを送り返す。ユーザ端末１１２は、個人によって持ち運ばれるセルラ電話，携帯用コンピュータ，自動車内の移動電話，またはそれが動いている間でも接続を供給し続けるに違いない他の移動体装置であってもよい。
【０００３】
制御ポイント１２２はパケットルータ１０２に接続される。それは無線リンク１１４−１２０を管理する。管理は多くの機能を含む。例えば、ユーザ端末１１２が動き回るほどそれとネットワークアクセスポイント１０６−１１０との間のパス損失(path loss) は変化する。図１に示された状態では、制御ポイント１２２はユーザ端末１１２にネットワークアクセスポイント１０６−１０８の少なくとも１つによって受信されるために必要な最小量の電力で送信させるに違いない。移動局の送信電力は、それが他の移動局からの送信に干渉を引き起こすので最小化される。ユーザ端末がネットワークアクセスポイント１０６によってサービスされる区域からネットワークアクセスポイント１０８によってサービスされる区域に移動するときには、ネットワークアクセスポイント１０６からネットワークアクセスポイント１０８へのユーザ端末１１２の移管（handoff）があるであろう。制御ポイント１２２は移管を管理しなければならない。他の管理機能は当分野の技術者に周知である。
【０００４】
図２はインターネット技術タスクフォース(Internet Engineering Task Force) ＲＦＣ２００２に記述されたＭＯＢＩＬＥ  ＩＰと同様な移動性プロトコルをサポートしている伝統的マルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワーク２００を示す。第２のパケットルータ２０２は第１のパケットルータ１０２に、ネットワーク１０４の残りに、または（図示するように）両方に接続される。第２のパケットルータ２０２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６に接続される。図２において、ユーザ端末１１２はネットワークアクセスポイント１１０（それは順方向リンク２０８によってサービスされる）によってサービスされる地域からネットワークアクセスポイント２０４（それは順方向リンク２１０によってサービスされる）によってサービスされる地域に移動している。制御ポイント１２２はこの移管の間無線リンク  （逆方向リンク２１２−２１４の管理を含む）を図１に示された移管の間とほとんど同じ方法で管理する。もし望むなら、制御は第１の制御ポイント１２２から第２の制御ポイント２２２に渡されうる。これらの制御ポイントは第１及び第２のパケットルータ１０２及び２０２にそれぞれ接続される。
【０００５】
図２はまたホームエージェント(home agent)２２４及びフォーリンエージェント(foreign agent) ２２６を示す。ホームエージェント２２４は第１のパケットルータ１０２に接続され、そしてフォーリンエージェント２２６は第２のパケットルータ２０２に接続されている。
【０００６】
ユーザ端末１１２はパケットルータ１０２に到達できること(reachability)を通知するためのネットワークアドレスを有する。したがってユーザ端末１１２のために予定された(intended)パケットは第１のパケットルータ１０２に送られる。ユーザ端末１１２がパケットルータ１０２と関連するネットワークアクセスポイント（１０６−１１０）のサービス区域内にあるとき、パケットルータ１０２は、目下ユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントへの送信用のパケットを送るであろう制御ポイント１２２にパケットを順方向転送するであろう。
【０００７】
ユーザ端末１１２は第１のパケットルータ１０２によってサービスされる区域を出て、第２のパケットルータ２０２によってサービスされる区域に入るかもしれない。ネットワーク１０４はユーザ端末１１２行きの(destined)パケットをパケットルータ１０２に送り、このルータはそれから“気付け(care-of) ”アドレスの形式でユーザ端末１１２の今の位置の形跡（track）を維持するホームエージェント２２４にそれらを順方向転送するであろう。ホームエージェントはそれからこれらのパケットをユーザ端末（例えば、フォーリンエージェント２２６）の気付けアドレス行きのパケット内に入れ(encapsulate) 、そしてこれらパケットをパケットルータ１０２及び２０２を通して送る。これらのパケットを受信して、フォーリンエージェント２２６はパケットを取りだし(de-capsulate)そしてユーザ端末１１２への送信用の予定されたパケットを制御ポイント２２２へ順方向転送する。制御ポイント２２２はそれから目下ユーザ端末１１２への順方向無線リンクを供給しているネットワークアクセスポイントに送信用のパケットを順方向転送するであろう。
【０００８】
この方法では、データ接続のためのネットワークアクセスポイントの制御は制御ポイント１２２から制御ポイント２２２に移動した。もう１つの伝統的方法では、制御は２制御ポイント間を移動せず、この場合にパケットルータ１０２はユーザ端末１１２への送信のためのパケットを制御ポイント１２２に順方向転送し続け、制御ポイント１２２はそれからユーザ端末１１２に順方向無線リンクを供給するネットワークアクセスポイントならどれへでも、これらのネットワークアクセスポイントが位置しているシステムには関係なく、パケットを直接に送る。例えば、制御ポイント１２２はネットワークアクセスポイント２０４−２０６ばかりでなく１０６−１１０への送信用のパケットを順方向転送してもよい。
【０００９】
このアーキテクチャ(architecture)はいくつもの基本的問題を欠点として持ち、ネットワークの各部のための制御ポイントは高い信頼を得なければならずそれらのコストが増加するという問題のある一つのポイントである。なお、それらはネットワークごとに独特であるので、サービスされることができる移動体端末の個体数(population)及び結局制御ポイントに現われる負荷がそれと共に増加して、アーキテクチャはネットワークアクセスポイント増加数にはよく比例しない。最後に、新しい(emerging)高速無線プロトコルは、制御ポイントとネットワークアクセスポイントの間の送信及び待ち合わせ(queuing) 遅延に帰することができない制御ポイントによる低い潜在性の(low-latency) 制御を要求する。
【発明の概要】
【００１０】
出願人は、制御ポイントの機能性を分配することによって前述されたアーキテクチュアの欠点への解答を提供し、そして制御ポイントのあらゆるネットワークアクセスポイントと同じ場所への配置を許している。出願人によって提案されたアーキテクチャはフォーリンエージェントをネットワークアクセスポイント及び制御ポイントと同じ場所に配置することによりさらに最適化される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】伝統的なシングルルータ(single-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図２】伝統的なマルチルータ(multiple-router) 無線パケットデータネットワークを示す。
【図３】本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【図４】本発明による、マルチルータ無線パケットデータネットワークを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図３は本発明による、シングルルータ無線パケットデータネットワーク３００を示す。
【００１３】
ユーザ端末３０２は無線データパケットを送受信するために配置される。複数のネットワークアクセスポイント３０４−３０８があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末３０２に送信し、及びそれらをユーザ端末３０２から受信するために配置されている。ルータ３１０はデータパケットをネットワークアクセスポイント３０４−３０８に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント３０４−３０８から受信することができる。図３はユーザ端末が第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入る状況を示す。
【００１４】
複数の制御ポイント３１２−３１６がある。従来の技術におけるように、各制御ポイントはユーザ端末３０２と選択されたネットワークアクセスポイント３０４−３０８との間の無線リンク３１８−３２４を管理する。しかしながら、ただ１つの制御ポイント１２２の代わりに複数の制御ポイント３１２−３１６がある。この発明では、ユーザ端末は、ユーザ端末が特別のデータ交換のための通信を確立した第１のネットワークアクセスポイントと同じ位置に配置される(co-located)制御ポイントによってサービスされる。図３の例では、ユーザ端末３０２はネットワークアクセスポイント３０４と３０６の両方に一般に接続される。もしユーザ端末にサービスする第１のネットワークアクセスポイントがネットワークアクセスポイント３０４であったとすると、制御ポイントは制御ポイント３１２となるであろう。さもなければ、制御ポイントは制御ポイント３１４であるであろう。このしきたり(convention)を使用して、ネットワークをアクセスしている多重化(multiple)ユーザ端末は、制御ポイント間の負荷をこのように分配している複数の制御ポイントによって制御されるであろう。なお、制御ポイントの故障(failure) は、むしろユーザ端末の全個体数よりもそれによってサービスされるユーザ端末に影響を及ぼすだけである。
【００１５】
各制御ポイント３１２−３１６はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイント３０４−３０８を選択するために配置される。図３では、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信すべきネットワークアクセスポイントとして第１のネットワークアクセスポイント３０４を選択した。しかしながら、ユーザ端末３０２は第１のネットワークアクセスポイント３０４によるサービス区域を出て、第２のネットワークアクセスポイント３０６によるサービス区域に入るので、第１の制御ポイント３１２はユーザ端末３０２と通信するために両ネットワークアクセスポイント３０４，３０６を選択する。第１の制御ポイント３１２はそれからユーザ端末３０２と通信するために第２のネットワークアクセスポイント３０６のみを選択し、このように柔軟な移管を果たす。第１の制御ポイント３１２は処理が終わった後でさえ制御を維持(retain)してもよいし、またはそれは第２の制御ポイント３１４に制御を移してもよい。第３の制御ポイント３１６はちょうど記述された処理の間は使用されなかったが、ユーザ端末３０２が第３のネットワークアクセスポイント３０８によるサービス区域内に移動する場合における使用可能にとどまる。オペレータは現行の(current) 制御ポイント内に制御を維持すべき時及びもう１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立してもよい。
【００１６】
柔軟な移管は、現行の制御ポイント内に制御を維持すべき時またはもう１つの制御ポイントに制御を移すべき時のどちらかを決定するきっかけ(triggers)となる、単にありそうな(possible)できごとではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の考察(consideration) は決断すべき時を決定するためオペレータによって使用されることができる。
【００１７】
インターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような可動性プロトコルを使用して、ユーザ端末３０２行きのパケットは、ルータ３１０からユーザ端末３０２との通信を今制御する制御ポイントへ送られる(routed)。
【００１８】
ユーザ端末と通信するために使用された実際のネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または同じでもよい。
【００１９】
もし望むなら、各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信するために複数のネットワークアクセスポイントを選択するために配置されてもよい。この場合に、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、または選択されたネットワークアクセスポイントの１つは制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントについて同じであってもよい。
【００２０】
各制御ポイントは、もし望むなら、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュする(cache) ため配置されてもよい。もしこれがなされると、キャッシュしている制御ポイントはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイント，ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイント，またはどれか他のポイントと関連付けられてもよい。
【００２１】
図４は本発明によるマルチルータ無線パケットデータネットワーク４００を示す。
【００２２】
ユーザ端末４０２は無線データパケットを送受信するために配置される。複数のネットワークアクセスポイント４０４−４１２があり、それぞれは無線データパケットをユーザ端末４０２に送信し、そしてそれらをユーザ端末４０２から受信するために配置されている。データパケットをネットワークアクセスポイント４０４−４１２に送信すること、及びそれらをネットワークアクセスポイント４０４−４１２から受信することができる、１つまたはそれ以上のルータ４１４−４１６がある。各ネットワークアクセスポイント４０４−４１２は１つのルータ４１４−４１６のみに接続される。１つまたはそれ以上のホームエージェント４１８−４２０がある。各ホームエージェント４１８−４２０はルータ４１４−４１６と関連付けられる。ホームエージェントはユーザ端末の今の気付けアドレス行きのパケット内にそれらと一緒に登録されたユーザ端末行きのパケットを取り込む(encapsulate) 。このアドレスはユーザ端末との通信を制御している制御ポイントと同じ位置に配置されたフォーリンエージェントのアドレスである。フォーリンエージェントはホームエージェントと同じルータにまたは異なる１つのルータに接続されてもよい。ホームエージェント及びフォーリンエージェントの使用は当分野の技術者に周知であり、そしてインターネット技術タスクフォースＲＦＣ２００２のような移動性プロトコルに記述されている。
【００２３】
複数のフォーリンエージェント４２２−４３０がある。各フォーリンエージェント４２２−４３０もまたネットワークアクセスポイント４０４−４１２及び制御ポイント４３２−４４０と関連付けられる。各フォーリンエージェントはそれと同じ位置に配置された制御ポイントにより目下サービスされているユーザ端末用のパケットを受信するために配置される。フォーリンエージェントはそれ行きのパケットを受信する。もしこれらのパケットがそのようなユーザ端末行きのパケットを含むならば、それはこれらのパケットを取り出し(de-capsulate)、そしてそれらを制御ポイントに順方向転送する(forwards)。
【００２４】
複数の制御ポイント４３２−４４０がある。図３におけるように、各制御ポイント４３２−４４０はネットワークアクセスポイント４０４−４１２と関連付けられる。各制御ポイント４３２−４４０はユーザ端末４０２と通信するため１つまたはそれ以上のネットワークアクセスポイント４０４−４１２を選択するために配置される。各制御ポイント４３２−４４０はさらにユーザ端末４０２と選択されたネットワークアクセスポイントまたは複数のポイント４０８−４１０との間の無線リンク４４２−４４８を管理するために配置される。ユーザ端末４０２はこのように移動しているときでもネットワーク４５０の残りとの通信内にとどまっている。
【００２５】
選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なっても、または同じであってもよい。
【００２６】
各制御ポイントはユーザ端末と同時に通信すべき複数のネットワークアクセスポイントを選択するために配置される。もしそうなら、すべての選択されたネットワークアクセスポイントは制御ポイントの関連するネットワークアクセスポイントと異なってもよいし、またはそれらの１つと同じであってもよい。
【００２７】
移管に続いて、制御は最初の制御ポイント内に残ってもよいし、または新しいネットワークアクセスポイントと関連する制御ポイントに移されてもよい。図３の装置におけるように、オペレータは現行の制御ポイント内に制御を維持すべき時及びもう１つの制御ポイントに制御を移すべき時を決定するためのどれか便利な方法を確立することができる。また図３の装置におけるように、柔軟な移管は現行の制御ポイント内に制御を維持すべきかまたはもう１つの制御ポイントに制御を移すべきかのどちらかに決定するきっかけとなるという単に可能性のある事項ではない。負荷分散，制御ポイントの故障，及び同様の考察は，いつ決断をなすべきかを決定するためにオペレータによって使用されることができる。
【００２８】
いずれにしても、各制御ポイントは、ユーザ端末がトラフィックチャネルを割り当てられない期間中、ユーザ端末のためのデータリンクプロトコル情報をキャッシュ(cache) するためさらに(further) 配置されてもよい。これはユーザ端末により最初に使用されたネットワークアクセスポイントと関連する制御ポイント、ユーザ端末により最後に使用されたネットワークアクセスポイントと関連する制御ポイント、またはどれか他の制御ポイントにおいて行われてもよい。
【００２９】
本発明は工業において利用可能であり、そして移動性を供給する分配されたパケットデータネットワークが望むときは何時でも、製造され及び使用されることができる。
【００３０】
本記載を実施するためのいくつもの例及びモードがこの中に記述されている。しかしながら、本発明の真の精神及び範囲はこれに制限されないが、しかし付記した請求範囲及びそれらと同等のものによってのみ制限される。
【符号の説明】
【００３１】
１００  …  シングル無線パケットデータネットワーク
１０２、２０２  …  パケットルータ
１０４、３２６、４５０  …  ネットワーク
１０６、１０８、１１０、２０４、２０６、３０４、３０６、３０８、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、  …  ネットワークアクセスポイント
１１２、３０２、４０２  …  ユーザ端末
１１４、１１６  …  順方向無線リンク
１１８、１２０  …  逆方向無線リンク
１２２、２２２、３１２、３１４、３１６、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０  …  制御ポイント
２００  …  マルチルータ無線パケットネットワーク
２０８、２１０  …  順方向リンク
２１２、２１４  …  逆方向リンク
２２６、２２８、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０  …  フォーリンエージェント
２２４、２３０、４１８、４２０  …  ホームエージェント
３００  …  シングルルータ無線パケットデータネットワーク
３１０、４１４、４１６  …  ルータ
３１８、３２０、３２２、３２４  …  無線リンク
４００  …  マルチルータ無線パケットデータネットワーク
４４２、４４４、４４６、４４８  …  無線リンク
【図１】
0004673435.tif 000002
【図２】
0004673435.tif 000003
【図３】
0004673435.tif 000004
【図４】
0004673435.tif 000005