(57)【要約】本発明は、移動端末２８を含む無線通信向けのネットワークインタフェースを提供する。このネットワークインタフェースは、階層化プロトコル構造を備えており、無線リンクに適合するために配置される、インターネットプロトコルに応答するリンクレイヤ４０，５２を含んでいる。
2004511135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層化プロトコル構造を備える、移動端末を含む無線通信向けのネットワークインタフェースであって、
インターネットプロトコルに応答するリンクレイヤが、無線リンクに適合するために配置される、
ことを特徴とするネットワークインタフェース。
【請求項２】
前記リンクレイヤは、前記無線リンクに関連する問題を解決するために配置される、
請求項１記載のネットワークインタフェース。
【請求項３】
前記無線ネットワーク内で使用される無線インタフェースとは無関係に配置される汎用インタフェースを備える、
請求項１又は２記載のネットワークインタフェース。
【請求項４】
前記リンクレイヤは、異なるアプリケーションにより生成されたＩＰパケットのフローを受け、無線チャネルの制約に応じてＩＰパケットを処理するために配置される、
請求項１乃至３のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項５】
前記リンクレイヤは、複数の伝送プロトコルを収容するための動的構造を有する、
請求項１乃至４のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項６】
前記リンクレイヤは、伝送制御プロトコルとの動作のために配置される、
請求項５記載のネットワークインタフェース。
【請求項７】
前記リンクレイヤは、追加の機能特性を実現するプラグインを受けるために配置されるモジュラー型式からなる、
請求項１乃至６のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項８】
前記リンクレイヤは、プロトコルスタック内のＩＰレイヤ以下の動作のために配置される、
請求項１乃至７のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項９】
前記リンクレイヤは、前記無線ネットワーク及び移動端末のアクセスポイントに設けられる、
請求項１乃至８のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項１０】
前記リンクレイヤは、ＩＰパケットに適用されるアルゴリズムのコンフィギュレーションのために配置される、
請求項１乃至９のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項１１】
前記リンクレイヤは、コンピュータプログラムプロダクトを含む、
請求項１乃至１０のいずれか記載のネットワークインタフェース。
【請求項１２】
移動端末を含む無線通信向けのネットワークインタフェースにおける使用のためのコンピュータプログラムプロダクトであって、
無線リンクに適合される、インターネットプロトコルに応答するリンクコントローラを備える、
コンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１３】
階層化プロトコル構造を備える、無線通信向けのネットワークインタフェースを有する移動端末であって、
インターネットプロトコルに応答するリンクレイヤが、無線リンクに適合するために配置される、
ことを特徴とする移動端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、階層化プロトコル構造を備える、移動端末を含む無線通信向けのネットワークインタフェースに関する。
【０００２】
［発明の背景］
たとえば、インターネット端末のような移動端末は、インターネットプロトコル接続性の程度に関する欠点及び制約に苦しむ可能性があり、該制約は、かかる無線リンクにおいて典型的に生じる問題を包含し、移動性に関するバースト的な誤り及び制約を含んでいる。また、かかる無線リンクの使用は、追加的な前方誤り訂正技術の包含、自動繰返し要求の実施、特定プロトコルの適用又はチャネル条件に適合するために要求されるレングスを有するフレームにおける情報の送出を必要としている。
【０００３】
かかる問題に対するこれまでの解決策は、現在のＷＡＰ及びスマートＩＰ技術を含んでおり、これらの技術は、特定の伝送プロトコルの周りで構築され、プロトコル変換を実行する役割を果たすネットワークアクセスポイントでの専用のプロキシ構成、及び移動端末での専用のアプリケーションを必要とする。しかし、かかる現在の構成は、ＴＣＰ又はＵＤＰのような伝送プロトコルを変換することが必要とされるという問題がある。
【０００４】
［発明の概要］
本発明の目的は、かかる公知のインタフェースを通しての長所を有する無線ネットワークインタフェースを提供することにある。特に、ＴＣＰ又はＵＤＰのような伝送プロトコルを変換する必要なしに、最適なＩＰ接続性を提供することにある。
【０００５】
本発明によれば、先に定義されたようなネットワークインタフェースが提供され、インターネットプロトコルに応答するリンクレイヤが、無線リンクに適合するために配置されることを特徴としている。
【０００６】
本発明は、たとえば、インターネットネットワークにおける移動体端末との使用向けに適合することができる汎用無線インタフェースを提供するという点に長所がある。リンクレイヤは、異なる無線規格と容易に使用することができ、ＩＰ動作について最適化される無線ネットワークインタフェースの抽象的概念を提供するための役割を果たす。
【０００７】
このリンクレイヤは、無線リンクに典型的に関連される問題が解決されるように配置される位置を備えており、これにより、ＴＣＰ、ＵＤＰ又はＲＴＰのような伝送プロトコルを使用することができる。このようにして、アプリケーションを変更する必要がなくなる。リンクレイヤは、以下、ワイヤレスアダプテーションレイヤ（ＷＡＬ： Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）と言及され、無線通信及び広い使用に対する関連性により、ＩＰ動作をサポートすることが特に意図されている。
【０００８】
本発明により、移動端末は、外見上継ぎ目のない無線インターネット接続性からの利益を受けることができる。したがって、ＴＣＰレイヤのようなエンド ツー エンド性能の低下を回避するために、ＷＡＬは、無線チャネル故障に対処可能である「スマートな」無線ネットワークインタフェースとして考えることができる。
【０００９】
このように、特定の利点として、本発明のＷＡＬの使用により、使用される実際の無線インタフェースに事実上無関係であるＩＰアプリケーション向けのコンフィギュレーション可能な無線ネットワークインタフェースが提供される。すなわち、ＷＡＬは、アプリケーションに無線インタフェースの共通の視野を与える汎用インタフェースを定義し、先に述べたような、使用されている特定の無線技術に依存するものではない。
【００１０】
更なる例として、本発明のＷＡＬは、異なる品質のサービス要求に関連するトラフィッククラスを処理することができる。
請求項２に定義される機能は、伝送プロトコルを変更する必要なしに、ＩＰアプリケーションをモバイルインターネットホストで実行することができることを保証している。
【００１１】
請求項３に定義される機能は、無線インタフェースの共通の視野をインタフェースに設ける点で有効であり、ネットワークインタフェースが無線技術に無関係になる助けとなる。
請求項４及び請求項５に定義される機能は、インタフェースの汎用特性を拡張する役割を果たし、そのＩＰ接続性を最適化する役割を果たす。
【００１２】
請求項６の機能は、ネットワークインタフェースがＴＣＰパケットとの使用向けに有効に最適化されることを保証するのに対し、動的な構造もまた、たとえば、ＵＤＰ又はＲＴＰプロトコルを有効に容易に収容することができる。
請求項７に定義される機能は、容易に適合可能な汎用無線ネットワークインタフェースを提供する助けとなる。
【００１３】
請求項８乃至請求項１０は、ネットワーク混雑の状況を誤って識別し、スループットを低下させるＴＣＰレイヤのようなインタフェース構造内の上位レイヤへの伝搬から、無線リンクに生じる可能性があるチャネル故障を防止するという更なる利点に関する。
【００１４】
かかるように、本発明のＷＡＬは、たとえば、インターネット接続性に関連して生じる問題を解決するためのモバイルホストにより要求される全ての可能なアルゴリズムを収容するために、フレームワークの給仕を提供する。
【００１５】
なお、ＷＡＬは、たとえば、現在の無線チャネル条件にアプリケーションから到来するサービス要求の品質を適合させることができる送出パケットのスケジューリングポリシーのような、知的機能からなるセットを実行するために好ましくは配置されることが理解されるべきである。
【００１６】
本発明は、たとえば、個別の問合せにおいてパケットを問合せる役割を果たし、次いで、チャネル条件に応答するやり方で動作するスケジューリングアルゴリズムに従いパケットを送信するサービスモジュールの品質に関するダウンロードが可能である。この例では、サービスモジュールの品質は、競合条件下で無線リンクへのアクセスを探す１つ以上のアプリケーションを好まないのに対し、改善された無線リンクの利用を提供するための役割を果たす。ＷＡＬ内で実行される他のかかる知的機能は、ヘッダ圧縮及びデータセグメンテーション及びＩＰパケットの再組み立てを備えることができる。
【００１７】
［発明の実施の形態］
本発明は、添付図面を参照して、例を通して以下に更に説明される。
図１を参照して、本発明の概念に関する実施の形態が例示されており、無線アクセスを可能にするインターネットネットワークにおける使用向けに、ＷＡＬが提供されている。
【００１８】
図１に例示される無線インターネットアーキテクチャ１０は、降順に、アプリケーションレイヤ１４、ＴＣＰレイヤ１６、ＩＰレイヤ１８及びネットワークインタフェースコネクションレイヤ２０を備えている階層化構造を提供する固定ホスト１２を備えている。この固定ホスト１２は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットコネクション２４によりネットワークアクセスポイント２２に接続されており、該アクセスポイント２２は、無線コネクタ２６により移動端末２８への無線コネクションを可能にする。
【００１９】
アクセスポイント２２に戻り、階層化構造も設けられており、ＩＰレイヤ３０、ＴＣＰ／ＩＰインターネットコネクション２４への接続のためのネットワークインタフェースコネクションレイヤ３２、及び論理リンク制御（ＬＬＣ）レイヤ３４、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ３６、及び無線コネクタ２６への接続のための無線接続レイヤ３８を備えている。
【００２０】
本発明の例示的な実施の形態の重要な態様によれば、アクセスポイント２２はまた、本発明を実施するリンクレイヤを含み、無線アダプテーションレイヤ（ＷＡＬ）４０として識別される。
【００２１】
ここで、モバイルホストに戻り、階層化構造は、ＴＣＰレイヤ４２、ＩＰレイヤ４４、ＬＬＣレイヤ４６、ＭＡＣレイヤ４８、及びアクセスポイント２２の無線コネクタ２６との無線通信のための無線コネクタレイヤ５０を備えている。再び、例示的な実施の形態によれば、移動端末２２は、その階層化構造内にＷＡＬ５２を含んでいる。
【００２２】
本発明の例示的な実施の形態によれば、アクセスポイント２２内のＷＡＬレイヤ４０、及び移動端末２８内のＷＡＬレイヤ５２は、ヘッダ圧縮、ＩＰスヌーピング、インテリジェントパケットスケジューリング、セグメンテーション、ＩＰパケットの再組み立てのような処理を実行するために配置され、無線リンクに関連して生じる問題を解決する。
【００２３】
理解されるように、ＷＡＬレイヤ４０及び５２は、アクセスポイント２２内及び移動端末２８内のそれぞれのＩＰレイヤとＬＬＣレイヤの間に位置され、かかる位置は、移動端末２８を参照して、ＴＣＰレイヤ４２のような階層化構造の上位レイヤに、無線リンクにおいて生じる場合があるチャネル故障の伝搬を防止する役割を果たす。
【００２４】
特定の機能が特定の無線インタフェース内に既に存在するとき、関連する一般的な要求は、単に変換される必要があり、他のケースでは、適切なソフトウェアモジュールが動的なプラグインとして一旦ロードされると、ＷＡＬレベル４０，５２で、又はＬＬＣレイヤ３４，４６において好ましくは実現される。かかる機能は、以下に図３を参照して更に例示される。
【００２５】
ＴＣＰパケットとの使用向けにＷＡＬが特に最適化される場合、ＷＡＬは、たとえば、ＵＤＰ又はＲＴＰを収容することができる動的な構造を好ましくは示す。また、モジュラー設計は、追加の機能がプラグインとして追加されることを可能にし、これにより、たとえば、アプリケーションから生じるサービス要求の品質を特定の無線チャネル条件に適合することができる送出パケットのスケジューリングポリシーのような適切な知的機能を達成することができる。
【００２６】
図２に戻り、本発明のＷＡＬは、無線リンクに適合されるＩＰ認識によるリンクレイヤを提供する役割を果たす前のアプローチにより提案されたものとは異なる解決策を提供する。図２は、図１のアーキテクチャ内で使用される移動端末２９の一部をブロック図により例示しており、ＩＰ４４とＬＬＣ４６の間のＷＡＬ５２の位置を明らかに例示している。
【００２７】
本発明のＷＡＬ５２の特定の利点は、図１及び図２に例示されるプロトコルスタックにおけるＩＰレイヤ４４以下で動作するように配置されているので、ＴＣＰ，ＵＤＰ及びＲＴＰのような既存の伝送プロトコルは、図２のレイヤ４２を参照して例示されるように使用することができることである。これは、移動端末２８で実行されている特定のアプリケーションが変更される必要がないことを好ましくは決定する。
【００２８】
ＷＡＬは、無線インタフェースとは無関係に配置されており、したがって、使用される特定の無線技術にも依存しない。ここで例示される例では、かかる無関係であることは、以下に更に説明されるような信号のために、ＷＡＬ５２とＬＬＣ４６の間にＩＥＥＥ８０２．２プロトコルレイヤ５３を使用することにより達成される。
【００２９】
また、図２に例示されているのは、無線技術レイヤ５４であり、本発明のＷＡＬが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＢＴ）、ＨＩＰＥＲＬＡＮ−２（Ｈ／２）及びＩＥＥＥ８０２．１１プラットフォーム等のような異なる無線技術のプラットフォームにより実際に採用されていることを例示する役割を果たしている。理解されるように、これらのプットフォームは、たとえば、利用可能なビットレート、接続性の程度のような固有の差異を示し、それぞれのＭＡＣ及びＬＬＣの必要条件は、それぞれのケースで全く異なる。
【００３０】
ＷＡＬ５２の機能は、適切なアルゴリズムを構成して、無線ネットワークそれ自身における特定の伝送プロトコルの性能を向上するためにＩＰパケットに適用するための役割を果たす。ＷＡＬ５２は、ＩＰパケットの分類を実行するために配置され、異なる通信トラフィックのクラス間を区別することを可能にする。次いで、それぞれのクラスは、定義済みの、ユーザ設定可能な品質の程度により特定のサービスを受ける。先に述べたように、ＷＡＬ５２は、無線技術のプラットフォームとは無関係である。
【００３１】
ＬＬＣ４６では、一般的な機能は、ＷＡＬ５２により識別され、プラットフォームに固有の機能にマッピングされ、図１及び図２に例示されるような構造の一部は、実際に無線に依存するが、標準インタフェースを通してＷＡＬ５２に伝達するために配置されている。
【００３２】
かかるインタフェースは、特定の無線プラットフォームを有するデータパケットと同様にコマンドを交換することを可能にし、図２及び先に示されたようなレイヤ５３を備えており、ＩＥＥＥ８０２．２規格に従うように有利にも配置されており、階層化構造を無線技術に依存する部分と無線技術に依存しない部分に分割する助けとなる。
【００３３】
図３に戻り、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のシナリオにおいて本発明を実施するＷＡＬのマッピングが例示されている。図３は、アクセスポイント２２内及び移動端末２８内に生じる階層化構造を再び例示しており、ソケットインタフェース、及びそれぞれのインターネットプロトコルレイヤ３０，４４の上のレイヤにおける伝送プロトコルの可能性のある選択を例示する役割を果たしている。
【００３４】
それぞれのＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＬＬＣ３４及び４６を使用することに加えて、アクセスポイント２２及び移動端末２８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御アダプテーションプロトコルレイヤ５６，６２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクマネージメントプロトコルレイヤ５８，６６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈベースバンドレイヤ６０，６４を含んでいる。又、例示されているのは、アクセスポイント２２内及び移動端末２８内のＷＡＬレイヤとＬＬＣレイヤの間のＩＥＥＥ８０２．２に準拠するインタフェース５３である。
【００３５】
ここで、マッピングされる構造のシグナリング配置に戻り、３つの異なるタイプの信号クラスを識別して例示することができる。
第１に、アクセスポイント２２内のＷＡＬ４０からの要求６８が例示されており、該要求はローカルに分解することができる。第２に、既存のシグナリングプロトコルを使用する要求１０，１２が存在する。第３に、新たに定義されたシグナリングプロトコルを使用する信号１４が存在し、ＩＥＥＥ８０２．２に準拠するフレームで搬送され、移動端末２８内のＷＡＬ５２内で解釈される。
【００３６】
更に詳細には、ＷＡＬ４０からの要求は、ＩＥＥＥ８０２．２に準拠したフレームの形式でＬＬＣレイヤ３４に送出される。この要求が図３に例示される構造の下位レイヤ内に既に存在する機能により満足される場合、適切な機能が配置される。更に詳細には、移動端末２８がＢｌｕｅｔｏｏｔｈのシナリオ内の別の端末への接続を確立するための要求を発生する状況では、一般的な要求は、ラインマネージメントプロトコルに従う特定のプロトコルメッセージに変換される。
【００３７】
ＷＡＬからの要求が構造内の既存の機能により満足することができない場合、要求されるアルゴリズムを実現することができるソフトウェアモジュールがロードされ、固有のスケジューリングアルゴリズムによる特定のサービス品質を移動端末が達成する場合のように実行される。
【００３８】
本発明のモジュラー構造は、かかるサービスモジュールの品質のダウンロードにおいて好ましくは助けとなる。他のケースでは、ＷＡＬは、伝送誤りに対して余分の誤り保護を容易に要求することができる。
【００３９】
更なる可能性として、ＷＡＬレイヤ間の新たなシグナリング配置が要求されるケースであってもよい。この場合、ＩＥＥＥ８０２．２フレームは本発明のＷＡＬにより１つのホストで生成され、特定のプロトコルが実現されるように他のホストのＷＡＬに送出することもできる。かかる配置は、ホスト マイクロ モビリティ、ハンドオフ手順の準備及びサービス報告作業の品質をサポートするために特に有効になり得る。
【００４０】
したがって、本発明のＷＡＬは、フレームワークの給仕を提供して、無線インターネット接続性に関して生じる問題を解決するためにモバイル端末にとって必要な全ての可能性のあるアルゴリズムを収容する。勿論、本発明のＷＡＬの適用性は、上述したような無線ＬＡＮのシナリオに限定されるものではなく、インターネットアクセスを有する移動電話のような移動端末と使用することができる。
【００４１】
なお、本発明は、セルラアクセスネットワークにおける適合について必ずしも意図しておらず、現在のＧＳＭインフラストラクチャに関する関連性は特にない。先に述べたように、本発明のＷＡＬの概念は、限定するものではないが、先に例示したような、ＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＨＩＰＥＲＬＡＮＤ−２プラットフォームに基づいた無線ローカルエリアネットワークに一般に適用され、ＷＡＬは、ネットワークアクセスポイント及び移動端末で実行するために配置することができる。しかし、ＷＡＬがアクセスポイントにのみ設けられる必要があることも可能である。
【００４２】
先に述べたように、本発明は、実際に使用されている無線インタフェースに依存しないＩＰアプリケーション向けにコンフィギュレーション可能な無線ネットワークインタフェースを好ましくは提供する。ＷＡＬフレームワーク内では、先に説明したように新たなプロトコルを展開することができ、ＩＰアプリケーションの性能を向上することができる。
【００４３】
特定の例は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格を使用することにより２つの端末を給仕しているＬＡＮアクセスポイントで実行しているＷＡＬであり、第１の端末は、Ｗｅｂセッション及びボイスオーバＩＰアプリケーションである２つのアプリケーションを実行し、第２の端末は、（リアルオーディオ又はインターネットビデオ会議のような）リアルタイムアプリケーションを実行し、他方のモバイルと同じ位置にある。
【００４４】
この場合、アクセスポイントでのＷＡＬは、異なるサービス要求を有する両端末に送信しなければならないＩＰパケットを受けるために給仕する。ＩＰパケットがＷＡＬに到着するときは何時でも、異なるように分類され給仕される必要がある。２つのリアルタイムアプリケーション（ＶｏＩＰ及びリアルオーディオ）に属するパケットは、２つの移動端末が同じ無線リンク条件を受けるので、同じように扱われる。したがって、かかるパケットは、再送信を避けるために、前方誤り訂正（ＦＥＣ）モジュールに送出される。
【００４５】
逆に、Ｗｅｂセッションに属するパケットは、ＦＥＣモジュールに送出されないが、ＴＣＰ認可パケットをモニタして、アクセスポイントと移動端末の間でローカルの再送信を実行する「スヌープ」モジュールを通して送出される。
２つのモジュールの出力は、ＱｏＳモジュールに伝達され、該モジュールは、アプリケーションの固有の要求に従いパケットを送信する。この場合、リアルタイムアプリケーションに属するパケットには、特権が与えられる。
【００４６】
上記の例では、（ＵＤＰベースのプロトコルを使用する）２つのリアルタイムのアプリケーションが同様に分類され、これに応じて給仕される。これにより、（ＨＴＴＰ／ＴＣＰプロトコルに基づいた）Ｗｅｂアプリケーションは、異なるやり方で処理される。
【００４７】
さらに、本発明は、異なるサービスを同じ特性を有するＩＰアプリケーションに与え、したがって、たとえば、厳格なエンドツーエンド遅延を有するアプリケーションに属する全てのＩＰパケットは、同じモジュールのチェインにわたり伝送するために配置される。このようにして、本発明は、個々のデータフローに関するものではなく、むしろ共通の特徴を共有するフローの集合体に関し、かかる特徴に関して有している最も適切なやり方で給仕される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態による無線インターネットアーキテクチャの概略的なブロック図である。
【図２】
図１のアーキテクチャに見られるような本発明の実施の形態による機能に関するブロック図である。
【図３】
本発明を実施するネットワークインタフェースレイヤが、どのようにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信規格に従うように適合することができるかを例示する図である。
【図３】
2004511135.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004511135.tif 000004
2004511135.tif 000005
2004511135.tif 000006
2004511135.tif 000007
2004511135.tif 000008
2004511135.tif 000009
2004511135.tif 000010
2004511135.tif 000011
2004511135.tif 000012
2004511135.tif 000013
2004511135.tif 000014
2004511135.tif 000015
2004511135.tif 000016
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004511135.tif 000017
【国際調査報告】
2004511135.tif 000018
2004511135.tif 000019
2004511135.tif 000020