(57)【要約】本発明は、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）における旧アクセスポイント（ＡＰ）による新ＡＰへの８０２．１１規格ハンドオフ中に失われるパケットの個数を削減し、場合によっては除去し、これにより、再送信がネットワークスループットに与える影響を同時に削減する方法およびシステムである。本発明によれば、移動局が新ＡＰとの再関連付けに成功すると、この新ＡＰは、ハンドオフ中に旧ＡＰに到着したパケットをフェッチし、それらを移動局へ転送することが可能である。本発明の方法およびシステムは、このようにして、ハンドオフ中に旧ＡＰによって受信されるパケットを旧ＡＰからそのまま回復することを可能にさせることにより、パケットドロップ総数とネットワークスループットへの再送信の影響の両方を削減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）において、互いに接続された複数のアクセスポイントのうちの第１のアクセスポイントから第２のアクセスポイントへの移動局のＩＥＥＥ８０２．１１規格によるハンドオフ中にパケット欠損を削減する方法であって、
前記複数のアクセスポイントのそれぞれが最下位物理層および少なくとも一つの上位プロトコル層を有する階層化データ伝送アーキテクチャを具備し、前記少なくとも一つの上位プロトコル層が前記ネットワークからパケットを受信し該パケットを前記データ伝送アーキテクチャの前記最下位物理層へ転送するネットワーク層を含み、前記最下位物理層が前記パケットを前記移動局へ配信するためのワイヤレスインタフェースカードに接続されたワイヤレスインタフェースドライバを具備し、
前記第１のアクセスポイントにおいて配信されていないパケットのキューに保持されたパケットを回復するステップ（ａ）と、
前記回復されたパケットを前記第２のアクセスポイントへ転送するステップ（ｂ）と、
前記第１のアクセスポイントの前記未配信パケットのキューに保存されたパケット毎にステップ（ａ）およびステップ（ｂ）を繰り返すステップ（ｃ）とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記キューは、前記第１のアクセスポイントの前記ワイヤレスインタフェースカード内にあり、
前記回復するステップ（ａ）は、前記第１のアクセスポイントの前記ワイヤレスインタフェースカード内のファームウェアを用いて、前記パケットを前記第１のアクセスポイント内の前記少なくとも一つの上位プロトコル層へ供給するステップをさらに含み、
前記転送するステップ（ｂ）は、前記第１のアクセスポイントの前記少なくとも一つの上位プロトコル層を用いて、前記供給されたパケットを前記第２のアクセスポイントへ転送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤレスインタフェースカード内の未配信パケットのキューを前記ワイヤレスインタフェースドライバ内の未配信パケットの複製イメージキューに複製するステップ（ｄ）と、
前記移動局へのパケットの配信を前記ワイヤレスインタフェースドライバへ伝えるステップ（ｅ）と、
前記伝えられたパケットを前記ワイヤレスインタフェースドライバ内の前記未配信パケットの複製イメージキューから削除するステップ（ｆ）とをさらに含み、
ステップ（ａ）およびステップ（ｃ）において、前記キューが前記第１のアクセスポイントの前記未配信パケットの複製イメージキューであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複製イメージキューに保持されたパケットを回復するステップは、前記複製イメージキュー内の最初のパケットの重複配信が回避されるように前記最初のパケットを無視するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）において互いに接続された複数のアクセスポイントであって、前記複数のアクセスポイントのうちのそれぞれが前記ＷＬＡＮから受信されたパケットを移動局へ配信するためのワイヤレスインタフェースと前記移動局を第１のアクセスポイントから第２のアクセスポイントへハンドオフするための少なくとも一つの上位層とを含む標準的な階層化データ伝送機構を有する複数のアクセスポイントと、
前記標準的な機構の前記ワイヤレスインタフェース内にあり、前記ワイヤレスインタフェースによって受信された各パケットが前記パケットの配信が前記移動局によって肯定応答されるまで保存され、その後削除される少なくとも１つのキューと、
前記少なくとも１つのキュー内のパケットが前記少なくとも一つの上位層へ供給される際に用いられる前記ワイヤレスインタフェース内のパケット管理機構とを具備し、
前記第１のアクセスポイントから前記第２のアクセスポイントへの前記移動局のハンドオフ中に、前記第２のアクセスポイントが前記第１のアクセスポイントによってまだ配信されていないパケットを要求するときに、前記第１のアクセスポイントの前記パケット管理機構が前記ワイヤレスインタフェースの前記少なくとも１つのキューに保存された各パケットを前記上位プロトコル層へ供給し、前記上位層が前記供給された各パケットを前記第２のアクセスポイントへ転送し、これにより、ハンドオフ中のパケット欠損が削減されることを特徴とするコンピュータ化されたシステム。
【請求項６】
前記ワイヤレスインタフェースが前記ネットワークからパケットを受信し前記パケットを接続されたワイヤレスインタフェースカードへ転送するワイヤレスインタフェースドライバを具備し、
前記ワイヤレスインタフェースカードは、前記転送されたパケットを保存するために前記少なくとも１個のキューを使用し、前記ワイヤレスインタフェースカードによる前記保存されたパケットの前記移動局への配信が前記移動局によって肯定応答されるまで当該パケットを保存し、その後に前記少なくとも１個のキューから前記肯定応答されたパケットを削除することを特徴とする請求項５に記載のコンピュータ化されたシステム。
【請求項７】
前記パケット管理機構は、前記ワイヤレスインタフェースカードによって使用された前記少なくとも１つのキュー内のパケットをハンドオフ中に前記上位層へ供給するファームウェアを、前記ワイヤレスインタフェースカード内に具備することを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ化されたシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１個のキューが元のキューおよび前記元のキューの複製キューを具備する複製されたキューであり、前記元のキューは、前記ワイヤレスインタフェースカードによって前記少なくとも１つのキューとして使用され、
前記パケット管理機構は、前記ワイヤレスインタフェースドライバおよび前記ワイヤレスインタフェースカードのそれぞれに第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントをさらに具備し、
前記第２のコンポーネントが前記移動局へのパケットの配信を前記第１のコンポーネントに伝え、これにより、前記第１のコンポーネントが前記複製キューから前記伝えられたパケットを削除し、前記第１のコンポーネントが前記複製キューに保存された各パケットを前記第２のアクセスポイントへ配信するために前記上位プロトコル層へ供給することを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ化されたシステム。
【請求項９】
前記元のキューおよび前記複製キューのそれぞれに保存されたパケットは、前記パケットの受信順に前記元のキューおよび前記複製キューに入れられ、その結果として直前に受信されたパケットが最後に保存されることで終了し、
前記複製キュー内の前記最初のパケットは、前記最初のパケットの重複配信を回避するために、ハンドオフ中に前記第２のアクセスポイントへ転送するため前記上位プロトコル層へ供給されないことを特徴とする請求項８に記載のコンピュータ化されたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。より詳細には、本発明はＩＥＥＥ８０２．１１規格のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるハンドオフ中のデータパケット損を削減するシステムおよび方法に関する。さらに詳細には、本発明は、カードのキューの内容を要求に応じてより上位の層へ返信するためにカードファームウェアを変更すること、または、旧アクセスポイント（ＡＰ）が未送信データパケットをハンドオフ中に新ＡＰへ転送することができるようにＷＬＡＮインタフェースドライバにおいてカード内のキューと同じ内容を複製することのうちの一方によるＷＬＡＮにおけるハンドオフ中のデータパケット損の削減に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格のＷＬＡＮのような典型的なワイヤレス通信システムにおいて、移動局はアクセスポイント（ＡＰ）を介してネットワークへ接続する。各ＡＰは、ある特定のエリアを受け持ち、エリア内の移動局にサービスを提供する。移動局とＡＰとの間でデータ通信が行われる前に、移動局は最初にＡＰとの関連付けが必要である。移動局とＡＰと間のリンクが悪化すると、移動局は双方向通信を取り扱うためにより良好なリンク品質をもつ新ＡＰとの再関連付けが必要になる。不良リンクは、移動距離が原因となって発生し、または、ある種のその他の通信妨害のために発生する。移動局が旧ＡＰとの通信を終了し、新ＡＰとの再関連付けを行うプロセスは「ハンドオフ」と呼ばれる。
【０００３】
ハンドオフは、新ＡＰが移動局にサービスを提供開始する前に、移動局と新ＡＰが新ＡＰを見つけ、新ＡＰを認証するために必要なオペレーションを遂行するための有限の時間を必要とする。その一方で、ハンドオフが完了する前に、移動局は旧ＡＰとの通信を終了させているので、移動局に向けられたパケットは移動局へ連絡できなくなった旧ＡＰに到着し続ける。このハンドオフ期間中に、旧ＡＰは旧ＡＰに到着したパケットを移動局へ転送する方法がない。ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の場合、ハンドオフ中に旧ＡＰに到着するパケットは失われ、移動局にデータ損が生じる。伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）の場合、これらのパケットはハンドオフ後に送信元によって再送信されるが、この再送信はネットワークスループットに影響を与える。
【０００４】
パケット損を削減する一つのアプローチはハンドオフ中に旧ＡＰに到着したパケットをバッファに捕捉しておく。次に、移動局が新ＡＰとの関連付けを行うと、新ＡＰは旧ＡＰから一時記憶されたパケットをフェッチし、それらを移動局へ転送する。従来技術の一システムでは、図１に示されるように、バッファ１３がネットワーク層１０とワイヤレスインタフェースドライバ１１との間に設けられ、ハンドオフ中に旧ＡＰに到着するパケットを保持する。図１の従来技術のシステムは、ワイヤレスインタフェースドライバ１１によって受け入れられないパケットを一時記憶することにより、ハンドオフ中に失われるパケットの個数を削減するために役立つ。このアプローチが基礎とする根本的な仮定は、ワイヤレスインタフェースドライバ１１によって受け入れられるパケットのすべてが移動局へ配信されることである。この仮定は、ネットワークインタフェースカード１２がワイヤレスインタフェースドライバ１１によってネットワークインタフェースカード１２へ転送されたあらゆるパケットを移動局へ直ちに配信する場合に限り有効である。しかし、殆どすべてのネットワークインタフェースカード１２が複数個のパケットを保持する能力を備えた内蔵キューを有するという現実が依然残っている。したがって、ワイヤレスインタフェースカード１２によるこのパケットのキューイングを与えた場合、ワイヤレスインタフェースドライバ１１によるパケットのワイヤレスインタフェースカード１２への配信が、ワイヤレス媒体を介したワイヤレスインタフェースカード１２による移動局へのパケットの配信を必然的に生じさせる保証がない。
【０００５】
さらに、図１の従来技術によるバッファ１３はワイヤレスインタフェースドライバ１１の前に置かれるので、バッファ１３はワイヤレスインタフェースドライバ１１へ送信されなかったパケットだけを保持する。図１の従来技術のシステムは、ワイヤレスインタフェースドライバ１１によってワイヤレスインタフェースカード１２へ既に送信され、かつハンドオフ中にワイヤレスインタフェースカード１２によって移動局へ配信できなかったパケットを回復する方法がない。図２は、ハンドオフ中にワイヤレスインタフェースカード１２によって配信できず、移動局への次の配信のために回復することができなかったパケットを収容するキュー１４を有するワイヤレスインタフェースカード１２を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、ハンドオフ中のデータ損、および、再送信のネットワークスループットへの影響を、完全に除去できなくても、削減することができるスキームが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワイヤレス通信システムにおけるハンドオフ中のデータパケット損と、再送信のネットワークスループットへの影響を削減する新規な方法およびシステムである。
【０００８】
本発明の方法およびシステムは、既にワイヤレスインタフェースカードキュー内にあり、まだ移動局へ配信されていないパケットを回復することによってこの課題を達成する。
【０００９】
本発明の好適な一実施形態において、カードファームウェアは、新ＡＰへ転送するためカードキュー内に保持されたパケットが旧ＡＰ内のより上位のプロトコル層によってフェッチされることを可能であるように変更される。
【００１０】
本発明の別の好適な実施形態において、カードキューは、ワイヤレスインタフェースドライバによって複製イメージキューに複製され、ワイヤレスインタフェースカードは、ドライバがその複製イメージキューからパケットを削除できるように、各パケットの配信をワイヤレスインタフェースドライバへ伝える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ＷＬＡＮにおいて旧ＡＰによる新ＡＰへのハンドオフ中に失われるパケットの個数を削減し、可能であれば除去し、これにより、再送信がネットワークスループットに与える影響を削減する方法およびシステムである。本発明によれば、移動局が新ＡＰとの再関連付けに成功すると、この新ＡＰは、ハンドオフ中に旧ＡＰに到着し、現時点でワイヤレスインタフェースカードのキュー内にあるパケットをフェッチし、それらのパケットをその移動局へ転送することが可能である。本発明の方法およびシステムは、このようにして、ハンドオフ中に受信されるパケットを旧ＡＰから直接に回復することを可能にさせることにより、パケットドロップ総数とネットワークスループットへの再送信の影響の両方を削減する。
【００１２】
好適な一実施形態では、カードのパケットキュー１４内に保持されたパケットが要求に応じてより上位のプロトコル層へ返送され得るようにワイヤレスインタフェースカード１２のファームウェアに変更が加えられる。本実施形態において、旧ＡＰ内のより上位のプロトコル層は、ハンドオフ中にワイヤレスインタフェースカードキュー１５内のパケットをフェッチし、それらを新ＡＰ１４へ転送する能力を備えている。なお、本実施形態は、ワイヤレスインタフェースカード内のファームウェアの変更が必要であり、その変更はカードベンダーによってなされるべきである。
【００１３】
別の好適な実施形態はワイヤレスインタフェースカードのファームウェアの変更に依拠しない。この別の実施形態では、複製イメージキュー１６がワイヤレスインタフェースカード１２内のキュー１５と同じ内容を複製するためにワイヤレスインタフェースドライバ１１に追加される。本実施形態において、ワイヤレスインタフェースドライバ１１によってワイヤレスインタフェースカード１２へ送信されたパケット毎に、ドライバ１１はコピーを複製イメージキュー１６に保持する。パケットがワイヤレスインタフェースカード１２から移動局によって受信されたときにはいつでも、カード１２はドライバ１１に配信を伝え、すなわち、配信の肯定応答を行い、ドライバはその複製イメージキュー１６からそのパケットを削除する。すなわち、複製イメージキューは、パケットがまだ移動局へ送信されていないため、または、移動局がパケットの受信をまだ伝えていないため、すなわち、パケットの配信の肯定応答を行っていないため、移動局によって配信されたものとして認められていないパケットを収容する。これは、ワイヤレスインタフェースドライバ１１が、ワイヤレスインタフェースカードへ送信されたが、配信されたものとして伝えられていないパケットのコピーを複製イメージキュー１６、すなわち、移動局への配信を待機しているワイヤレスインタフェースカードキュー１５内に現在存在するパケットの複製イメージキュー１６に保持することにより、ワイヤレスインタフェースカード１２内のキュー１５の状態を独立して保持する能力を備えていることを意味する。新ＡＰが一時記憶されたパケットを要求すると、旧ＡＰは、ワイヤレスインタフェースドライバ１１よりも上位のバッファ１３に保持されたパケットを転送するだけではなく、ワイヤレスインタフェースドライバのイメージキュー１６に保持されたパケットもまだ移動局へ配信されていないので転送する。
【００１４】
しかし、この別の実施形態では、重複したパケットが移動局へ配信される可能性を防止するための処置を行うことが必要である。重複はワイヤレスインタフェースドライバのキュー１６内の最初のパケットに対して生じる場合がある。ハンドオフ中に、ワイヤレスインタフェースカードがそのキュー１５内の最初のパケットを移動局へ配信しているが、移動局が受信範囲外へ移動したため、または、ある別の環境要因のために、移動局から肯定応答（ＡＣＫ）を受信していない可能性がある。この場合に、ワイヤレスインタフェースカード１２は、最初のパケットの配信が行われた旨をドライバ１１へ伝えない。その結果として、ワイヤレスインタフェースドライバ１１は、複製イメージキュー１６の先頭にある最初のパケットを保持する。移動局が新ＡＰとの再関連付けを行った後、パケットは新ＡＰへ転送され、新ＡＰはそのパケットを移動局へ転送する。移動局は旧ＡＰからのハンドオフの前にパケットを受信しているので、パケットが重複して配信される。したがって、このような重複を回避するため、この別の好適な実施形態では、最初のパケットは、このパケットを新ＡＰへ転送するときにワイヤレスインタフェースドライバ１１の複製イメージキュー１６から破棄される。
【００１５】
上記の好適な実施形態に対する変更および変形は、本発明の範囲および精神を逸脱することなく当業者がなし得ることに注意すべきである。本発明の好適な実施形態についての上記説明は一例として示され、限定的な意味で示されたものではなく、本発明の範囲は請求項に記載された事項の範囲および精神だけによって限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ハンドオフ中にワイヤレスインタフェースドライバよりも上流でパケットを一時記憶する従来技術の説明図である。
【図２】ワイヤレスインタフェースカードによりパケットをキューイングする従来技術の説明図である。
【図３】ワイヤレスインタフェースカードキューのワイヤレスインタフェースドライバによって保持される複製イメージキューの説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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