(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス移動装置を有する通信ネットワークでデータフォーマットによりＡＴＭセルを伝送する方法において、
前記データフォーマットは、
個別のメッセージを有する可変長メッセージフレームを有し、
前記メッセージフレームは、
（Ａ）前記メッセージフレームの開始を指示する少なくとも一つのフレーム開始（beginning-of-frame：ＢＯＦ）メッセージと、
（Ｂ）前記通信ネットワークの接続に関連するユーザ情報を含み、情報セルを含む少なくとも一つの情報（Ｉ）メッセージと、
（Ｃ）前記メッセージフレームに関するパリティ情報を有し、前記メッセージフレーム内に選択的に挿入可能であり、パリティセルを含むパリティ（Ｐ）メッセージと、を有し、
前記情報（Ｉ）メッセージと前記パリティ（Ｐ）メッセージは、適応的に変更可能なフォワードエラー修正（forward error correction：ＦＥＣ）フィールドを有し、および
前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージは、特定のタイプのメッセージの数を表す個別のフィールドを有し、
前記個別のフィールドは、
（Ｈ）前記メッセージフレーム内に含まれる情報セルの数を表す情報メッセージ数フィールドと、
（Ｉ）前記メッセージフレーム内に含まれるパリティセルの数を表すパリティメッセージ数フィールドと、
（Ｊ）前記情報（Ｉ）メッセージと前記パリティ（Ｐ）メッセージのバイト数を表すＦＥＣバイト数フィールドと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
（Ｄ）前記メッセージフレーム内に選択的に挿入可能な受領確認（ＡＣＫ）メッセージをさらに有し、
これにより、以前に伝送された情報（Ｉ）メッセージの受領を確認することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
（Ｅ）前記メッセージフレーム内に選択的に挿入可能なフレーム終了（end-of-frame：ＥＯＦ）メッセージを有し、
前記フレーム終了（ＥＯＦ）メッセージは、前記情報（Ｉ）メッセージの早期の終了を意味し、
これにより、前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージによって与えられた値を無効にすることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
前記メッセージフレームは、
（Ｆ）メッセージフレーム処理情報を有し、フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージと受領確認（ＡＣＫ）メッセージとフレーム終了（ＥＯＦ）メッセージとからなる制御メッセージと、
（Ｇ）情報（Ｉ）メッセージと、パリティ（Ｐ）メッセージとからなる非制御メッセージと、をさらに有し、
前記制御メッセージと非制御メッセージの各々は、その開始部分に制御メッセージフィールドを有し、該制御メッセージフィールド内に制御メッセージを表す第１所定値と、非制御メッセージを表す第２所定値とを有することを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージの前記個別のフィールドは、前記個別のフィールドに含まれる特定の値により転送され、
第１所定値は、デフォルト値を表し、
第２所定値は、以前に伝送された値と同一の値を表し、
第３所定値は、以前の値の増分を表し、
第４所定値は、以前の値の減分を表すことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】
前記制御メッセージは、特定の制御メッセージを識別するために、前記制御メッセージフィールドの後にメッセージ識別子フィールドを有することを特徴とする請求項４の方法。
【請求項７】
前記受領確認（ＡＣＫ）メッセージは、フレーム肯定応答ビットマップを有し、
前記ビットマップのサイズは、前記メッセージフレーム内の情報セルの数に基づいており、
前記ビットマップは、正確に受信された前記情報セル用の所定のビット値を有することを特徴とする請求項２の方法。
【請求項８】
前記フレーム終了（ＥＯＦ）メッセージは、前記メッセージフレームに付属されるべきパリティメッセージの更新された数を表す更新パリティメッセージ数フィールドを含むことを特徴とする請求項３の方法。
【請求項９】
前記情報（Ｉ）メッセージは、ヘッダー圧縮フィールドを有し、
前記ヘッダー圧縮フィールドの第１所定値は、前記情報メッセージ内に含まれるＡＴＭセルが、ヘッダーなしに伝送されることを意味し、
前記ヘッダー圧縮フィールドの第２所定値は、ヘッダーエラー補正（ＨＥＣ）フィールドを除く全ＡＴＭセルが伝送されることを意味することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１０】
前記通信ネットワークは、ＶＰＩ／ＶＣＩ情報を蓄積するレジスタを含む交換機を有し、
前記情報（Ｉ）メッセージは、ｎビットのヘッダー圧縮フィールドを有し、前記ヘッダー圧縮フィールドの第１ビットの第１所定値は、前記ヘッダー圧縮フィールドにより識別されたレジスタを、前記交換機の一つに設定し、
前記情報（Ｉ）メッセージ内のＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドは、前記レジスタ内に蓄積され、全部のＡＴＭセルが伝送され、
前記ヘッダー圧縮フィールドの第２所定値は、前記ヘッダ圧縮フィールドにより指定されたレジスタを読み出し、
前記レジスタ内に蓄積されたＶＰＩ／ＶＣＩフィールドが呼び出され、前記情報（Ｉ）メッセージ内のＡＴＭセルがヘッダーなしに転送されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１１】
前記情報セルは、このセルについての受領確認が受信器から期待されていないことを表す受領確認（ＡＣＫ）要求フィールドを含むことを特徴とする請求項２の方法。
【請求項１２】
前記パリティ（Ｐ）メッセージは、４８バイトのパリティセルを有することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１３】
アドホックなバックボーンネットワークに構成可能な移動型基地局（portable base station：ＰＢＳ）交換機を有する通信ネットワーク内でのＡＴＭセルの転送方法において、
（Ａ）前記ネットワーク内で転送するために、１つ又は複数のメッセージを含む可変長メッセージフレームを組み立てるステップと、
（Ｂ）前記メッセージフレームの開始点を表すフレーム開始（ＢＯＦ）メッセージを転送するステップと、
（Ｃ）前記ネットワーク内の接続に関連するユーザ情報を含む情報（Ｉ）メッセージを伝送するステップと、
（Ｄ）前記メッセージフレームに関連するパリティ情報を含むパリティ（Ｐ）メッセージを前記メッセージフレーム内に選択的に挿入するステップを有し、
前記情報（Ｉ）メッセージと前記パリティ（Ｐ）メッセージは、適応的に変更可能なフォワードエラー修正（forward error correction：ＦＥＣ）フィールドを有し、および
前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージは、特定のタイプのメッセージの数を表す個別のフィールドを有し、
前記個別のフィールドは、
前記メッセージフレーム内に含まれる情報メッセージの数を表す情報メッセージ数フィールドと、
前記メッセージフレーム内に含まれるパリティセルの数を表すパリティメッセージ数フィールドと、
前記情報（Ｉ）メッセージと前記パリティ（Ｐ）メッセージのバイト数を表すＦＥＣバイト数フィールドとを有することを特徴とする通信ネットワークにおけるＡＴＭセルの転送方法。
【請求項１４】
（Ｅ）以前に転送された情報（Ｉ）メッセージの受領を確認するために、前記メッセージフレーム内に受領確認（ＡＣＫ）メッセージを選択的に挿入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３のＡＴＭセルの転送方法。
【請求項１５】
（Ｆ）フレーム終了（end-of-frame：ＥＯＦ）メッセージを、前記メッセージフレーム内に選択的に挿入するステップをさらに含み、
前記フレーム終了（ＥＯＦ）メッセージは、前記メッセージフレームの早期の終了を意味し、
これにより、前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージによって与えられた値を無効にすることを特徴とする請求項１３のＡＴＭセルの転送方法。
【請求項１６】
前記フレーム開始（ＢＯＦ）メッセージの個別のフィールドは、前記個別のフィールドに含まれる特定の値により転送され、
第１所定値は、デフォルト値を表し、
第２所定値は、以前に伝送された値と同一の値を表し、
第３所定値は、以前の値の増分を表し、
第４所定値は、以前の値の減分を表すことを特徴とする請求項１３のＡＴＭセルの転送方法。
【請求項１７】
前記受領確認（ＡＣＫ）メッセージは、フレーム肯定応答ビットマップを有し、
前記ビットマップのサイズは、前記メッセージフレーム内の情報セルの数に基づいており、
前記ビットマップは、正確に受信された前記情報メッセージ用の所定のビット値を有することを特徴とする請求項１３のＡＴＭセルの転送方法。
【請求項１８】
前記情報（Ｉ）メッセージは、ヘッダー圧縮フィールドを有し、
前記ヘッダー圧縮フィールドの第１所定値は、前記情報（Ｉ）メッセージ内に含まれるＡＴＭセルは、ヘッダーなしに伝送されることを意味し、
前記ヘッダー圧縮フィールドの第２所定値は、ヘッダエラー補正（ＨＥＣ）フィールドを除く全ＡＴＭセルが伝送されることを意味することを特徴とする請求項１３のＡＴＭセルの転送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパケットを基盤とする電気通信ネットワークに関し、特に、ＡＴＭＬＡＮにおける無線リンクを介してデータを信頼性高く転送するデータプロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
非同期転送（ＡＴＭ）技術は、電気通信及びコンピュータネットワーキング（ネットワーク処理）用途について急速に成熟しつつある。広域情報ネットワーク（ＷＡＮ）から構内情報ネットワーク（ＬＡＮ）まで「全てＡＴＭ」を用いるシナリオ実現予想はますます見込みのあるものとなってきている。「デスクトップにＡＴＭを」利用する議論も種々の技術サークル、特にマルチメディア用途に関心のある技術サークルで行われ始めている。
【０００３】
他方、無線通信は、セルラー電話音声の市場において世界中に受け入れられ人気を博している。個人通信サービス（ＰＣＳ）のような無線サービスが出現して、従来の有線電話及び低速データアクセスシステムに取って代わらんばかりの勢いである。無線ＬＡＮ製品（例えばＭｂ／ｓレベルのウエーブＬＡＮ（ＷａｖｅＬＡＮ）が既に商業市場に進出している。ＡＴＭをＬＡＮ／ＷＡＮインフラストラクチャから無線ユーザへと拡大することは大変なタスクである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＴＭプロトコルは、光ファイバのような信頼性の高い物理層の上での伝送を意図している。他方、無線リンクは、その信頼性の低さとビットエラーレートの貧弱さとで悪評が高い。したがって、初めにこの不適合性を克服することが、困難であるが解決を要する主たる目的の１つである。
【０００５】
無線ネットワーキングの別の重要な側面は、ユーザが移動することである。ＡＴＭの仮想パス／仮想チャネル（ＶＰ／ＶＣ）の全概念は、固定点に存在するエンドユーザを中心に据えたものである。他の研究において、無線ネットワークでのＡＴＭの使用が説明されているが、その場合、研究は、図１に示すような無線アクセスリンクを用いた無線ＬＡＮ集中構造１０に限定されている。
【０００６】
図１の中心を占めるのはＡＴＭ交換装置１２で、システム全体における集中的なセルルーティング（選択経路による伝送）及び移動管理を行う。或る分散機能がアクセスポイント１４に割り当てられるがシステムの知能はＡＴＭ交換装置１２に常駐する。アクセスポイントは中央の交換装置に物理的に有線で接続され、他方、無線リンクはユーザへの延長コードとして機能する。
【０００７】
有線ネットワークが定着しており、一方ＡＴＭが汎用化される潜在的可能性がある、との認識が存在する。このような場合、ＬＡＮに取り付けられたワークステーション、コンピュータサーバ、及びその他周辺装置には普通のＡＴＭインタフェースが設けられている。したがって、プロトコル変換を最小限とすることができるように、無線ＬＡＮが端末へのＡＴＭセルの直接搬送をサポートすることが有利である。
【０００８】
この場合、図２に例示するように、無線ＬＡＮ１６（無線ＡＴＭネットワーク）が無線ＡＴＭ（ＷＡＴＭ）を取り扱い、他方、ＷＡＮ１８（ＡＴＭネットワーク）が普通のＡＴＭを取り扱い、ＷＡＴＭ／ＡＴＭ変換器１９（又はゲートウェイ）がその中間に設けられる。継ぎ目のないネットワーキングを得るための理想的な手段は、ＷＡＴＭ／ＡＴＭ変換器１９の除去を試みることである。
【０００９】
しかしこれは、非現実的である。その理由は、貧弱な伝送チャネル特性に対応するために無線リンク層プロトコルを別に設計する必要があるからである。更に一方、この理想的な手段は不必要である。その理由は、ＷＡＴＭについては、或るヘッダバイト再定義を除いては本質的にＡＴＭと同じように設計することが可能であり、したがってＷＡＴＭ／ＡＴＭ変換器を非常に簡単なものにできるからである。
【００１０】
したがって、ＡＴＭデータ構造全体を保存してヘッダ部分の変更を最小限にするような信頼性の高いデータプロトコル及び復元手法があれば、無線ＡＴＭの実際的な実現にとって極めて顕著な貢献が得られることになる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤレスのポイント間のリンクを介して、ＡＴＭセルを転送する信頼性あるデータリンクレイヤープロトコルを提供するものである。本発明のプロトコルは、セルが選択的に繰り返す自動繰り返しリクエスト（automatic repeat request：ＡＲＱ）と、フォワードエラー修正（forward error correction：ＦＥＣ）を有するスライドするウィンドゥ転送機構を用いて、セルを信頼性高く転送することを確実にする。
【００１２】
本発明のプロトコルは、ヘッダー圧縮手段により、ＡＴＭヘッダーのオーバーヘッドを最小にして、そのサイズが適宜変化可能なパーセル（per-cell）ＦＥＣを提供する。本発明のプロトコルは、パーセルＦＥＣフィールドを用いては修正できないエラーから回復するために、パリティセルを提供する。
【００１３】
これらのセルの数とウィンドゥ、すなわち、フレームのサイズとは、その都度変化する。さらに、本発明のウィンドゥは、即時の受領確認メッセージ（ＡＣＫ）を要求し、サービスの品質（Quality of Service：ＱｏＳ）の要件を満足すると終了する。
【００１４】
本発明は、請求項１に記載したデータフォーマット、あるいは、請求項１４に記載したデータプロトコル、あるいは、請求項２１に記載したＡＴＭセル転送方法により実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、非同期転送（ＡＴＭ）セルが無線のポイントツーポイントリンク上を搬送されるような信頼できるデータリンク・プロトコルである。以下、本発明を、マイクロセルカバレッジを提供する可搬基地局（ＰＢＳ）と称するノードのネットワークからなるＬＡＮに関して説明する。
【００１６】
図３に、相互接続された複数の可搬基地局（ＰＢＳ）２２を有する特別な無線ＬＡＮ２０を例示する。ＰＢＳ間の相互接続は有線又は無線のいずれにもできるが、ここでは例えば無電通信（又は簡単に、無電）又は自由空間光方式による無線での実現に力点を置いて説明する。
【００１７】
［可搬基地局構造］
可搬基地局（ＰＢＳ）構造の利点は、ＰＢＳが特別なネットワーキング配置を用いることができることである。すなわち、ＰＢＳは、比較的容易に再構成できる基幹ネットワークを形成するために任意の接続形態に分散できることである。図３において、ＰＢＳからＰＢＳへの基幹リンク２４は、高いシステム容量をサポートするために、例えばＧｂ／ｓレベルのような高速を有する。
【００１８】
他方、ユーザからＰＢＳへのアクセスリンク２６は、主として移動式アクセス（例えば２〜２０Ｍｂ／ｓ）用であり、したがって無線方式である。移動端末２８はラップトップ、ノートブック等の形式のコンピュータからなり、後述のように、移動端末がユーザからＰＢＳへのリンクを共用することを可能にするような多元アクセスプロトコルを利用する。
【００１９】
ここでも又、もし移動端末２８が互いに近距離にある場合にはピアツーピアで相互に直接に交信ができることを指摘したい。互いに近距離にない場合には、ＰＢＳ基幹ＬＡＮを用いて交信する。
【００２０】
上で述べたように、一般的な移動端末はラップトップ又はノート型コンピュータであると仮定する。サポートされるサービスは、従来のデータアプリケーション（例えばＴＣＰ／ＩＰ上、又はＡＴＭ上のＳＰＸ）並びにＡＴＭ適応層（ＡＡＬ）及びサービス品質仕様付きＡＴＭ上直接のマルチメディア（映像、音声、及びデータ）アプリケーションを含む。ＴＣＰ／ＩＰネットワークについては、ネットワーク層、例えば移動ＩＰ、における移動管理についてのアプローチ手法が存在する。
【００２１】
本発明のネットワークにおいては、移動管理を除いては同一で、受け渡しはＡＴＭ層で取り扱われる。したがって、ＡＴＭ層がネットワーク層となり、移動管理が、ＡＡＬ及びＡＴＭによって直接に扱われるアプリケーションにまで拡張される。
【００２２】
図４に、本発明に基づくＰＢＳ２２の構造についての一実施例を示す。図から判るように、ＰＢＳ２２は、２個の主構成要素、例えば全ての交換及びインタフェースの機能を有するＰＢＳ・ＶＬＳＩチップ３０とＰＢＳプロセッサユニット３２とからなる。
【００２３】
ＰＢＳＶＬＳＩチップ（又は簡単に、ＰＢＳチップ）の交換及びインタフェースの機能は、電力及びスペースが最小限になるように単一チップの形で提供される。ＰＢＳプロセッサユニット３２は原則的には、同様に単一チップの設計の形で実現可能な制御装置である。
【００２４】
図から判るように、プロセッサＢＳチップ３０は、他のＰＢＳとの通信用の複数の高速インタフェース３４を有する。高速インタフェース３４は、例えばＧｂ／ｓのレベルの速度範囲で伝送を行い、前に述べたように、有線接続でもよいが、望ましくは無電及び／又は光を用いて無線方式で結合される。高速インタフェース３４は、ＡＴＭ交換基本構造（スイッチングファブリック）３６に結合される。ＡＴＭ交換基本構造３６は、ＰＢＳチップ内の物理的なルーティングを担当する。
【００２５】
同じく交換基本構造３６にはオプションのＡＴＭインタフェース３８が結合される。オプションのＡＴＭインタフェース３８は、ＡＴＭネットワークとの間の接続線を有する。交換基本構造３６は、ローカルポートインタフェース４０によってＰＢＳプロセッサユニット３２に結合され、ＰＢＳプロセッサユニット３２はプロセッサインタフェース４２に結合され、プロセッサインタフェース４２はＰＢＳプロセッサ４４に結合される。
【００２６】
移動端末のラップトップコンピュータとの間の交信は、アンテナ４６又は端末の送受信手段で送受信され、信号はＭｂ／ｓのレベルの速度範囲で伝搬する。無線インタフェース４８がアンテナ４６をＰＢＳプロセッサ４４に結合する。プロセッサインタフェース４２は又、制御上の目的からオプションのＡＴＭインタフェース３８に直接に接続される。
【００２７】
すぐ判るように、ＰＢＳは又、ＡＴＭセルを選択的に格納するためにメモリ、例えば先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリを有する。このメモリは予め定められた数までのセルの格納及び／又は与えられた時間ユニットまでだけのセルの格納を行う。
【００２８】
こうして、ＰＢＳネットワークが小型高速のＡＴＭ交換装置から形成される。ＰＢＳ基幹ネットワークにおいては、既製の交換基本構造３６を用い、これに特製（カスタム）のハードウエア及び／又はハードウエアを加えることを意図している。このことから、ＰＢＳ基幹ネットワークにおいては、可能な限りＡＴＭ規格に合わせることが必要となる。
【００２９】
図５に、本発明のＬＡＮに用いられる自由空間光リンク５０の一実施例を示す。本システムにおいては、ＰＢＳからＰＢＳへの通信に１Ｇｂ／ｓの自由空間光リンクを、又ユーザからＰＢＳへの通信に９００ＭＨｚで作動する２Ｍｂ／ｓの無電をそれぞれ用いる。能動構成要素のＰＢＳ２２自体への組み込みを可能にするように、光ビームの送受信には、受動式光学レンズ組立からなる受動・光ユニット５２が用いられる。受動・光ユニット５２はレーザ送信機５４及び光受信機５６に関連して用いられる。
【００３０】
ＰＢＳを利用する無線ネットワーキング手法の重要な面は、ユーザが移動するということである。交換の問題を取り扱うに際して、境界条件に関して次の仮定を設ける。すなわち（ｉ）移動が遅く、例えば歩行速度で行われること、（ｉｉ）制御が分散制御であること、及び（ｉｉｉ）通信不能地点（ブラインドスポット）を通っての移動が認められること、の仮定である。
【００３１】
本発明のＰＢＳ無線ネットワーキング手法の目的は、ＰＢＳを簡単且つ低コストに保つことである。このために、中間ＰＢＳ交換装置の高速（Ｇｂ／ｓ）部分においてＶＰ／ＶＣ変換の必要を除去できるように、従来のＡＴＭ仮想パス／仮想チャネル（ＶＰ／ＶＣ）に変更を加えた。
【００３２】
その結果、本発明の無線ＬＡＮにおける仮想パス識別子（ＶＰＩ）は、基地局及びリンクの仮想パスに対応するよりも、特定の宛先ＰＢＳに対応する。この場合、多元ＶＰＩが各プロセッサＢＳに割り当てられる。
【００３３】
図６に、１〜９の番号を付けたＰＢＳからなるＬＡＮ６０を例示し、これによって本発明のＡＴＭ・ＶＰ／ＶＣ概念を説明する。Ｘ、Ｙ、およびＺと名付けた移動端末をＰＢＳ２、９、及び１にそれぞれ連関して示す。単一のＰＢＳに多数のＶＰＩを割り当てる概念を図６に示す。図中、ＶＰＩ９ａ及び９ｂがそれぞれＰＢＳ９に割り当てられる。いい換えれば、ＶＰＩ９ａ及び９ｂを有するセルは全て宛先ＰＢＳ９へルーティングされる。
【００３４】
各ＶＰＩ（宛先ＩＤ）には、各ソースからネットワークを通しての個別の経路が連関する。セルを異なる接続から弁別するために、各ＰＢＳが、そのＰＢＳにおいて終結するＶＰＩに連関したＶＣＩの割り当てを制御する。
【００３５】
例えば、図６において、（ＶＰＩ９ａ；ＶＣＩ１）及び（ＶＰＩ９ｂ；ＶＣＩ２）は移動端末Ｘから移動端末Ｙへの接続を表し、（ＶＰＩ９ａ；ＶＣＩ３）及び（ＶＰＩ９ｂ；ＶＣＩ３）は移動端末Ｚから移動端末Ｙへの接続を表す。ＶＣＩは、ＡＴＭ接続設立時に信号送信チャネルを用いて宛先ＰＢＳに問い合わせを行うことによって設立される。
【００３６】
ネットワーク内での移動をサポートするために、ネットワーク内の或る部分においてＡＴＭセルについての一連（シーケンス）番号が利用される。一連番号は、ＡＴＭセルのペイロードにおいてＡＴＭ適応層（ＡＡＬ）１から３／４までについては与えられるが、ＡＡＬ５については与えられないことを注記したい。これは、ヘッダフィールドの一部分を一連番号の搬送に利用する必要があることを意味する。
【００３７】
全般流れ制御（ＧＦＣ）フィールドはＰＢＳ基幹ネットワークには必要ないので、一連番号の搬送に用いるフィールドとしてＧＦＣフィールドが選ばれる。その結果、全３バイトで宛先ＩＤとＶＣＩとを搬送することになる。これら３バイトは、宛先ＩＤとＶＣＩとの搬送にどのようにも分割が可能である。基幹ネットワークにおけるＰＢＳの数を２５６に制限することを代償にして、宛先ＩＤを１バイトに設定することができる。これは、ＡＴＭ・ＵＮＩ規格を遵守するという利点がある。
【００３８】
しかし、当業者には判るように、宛先ＩＤとＶＣＩとの分割が非標準にはなるが、よりよい使い方として３バイトを使うこともできる。
【００３９】
宛先ＩＤを１バイトにそしてＶＣＩを２バイトに設定して、宛先ＩＤがＶＰＩに対応するようなＰＢＳ基幹ネットワークについてＡＴＭネットワークが生成される。ＰＢＳ動作の「ミクロ構造」に関する限り、ＰＢＳ基幹ネットワークの動作とＡＴＭネットワークの動作とは同じである。すなわち、出力ポートは入力ポートと宛先ＩＤに基づいて定められ、上の場合、ＶＰＩ／ＶＣＩフィールドに変更はない。
【００４０】
もし宛先ＩＤフィールドが１バイトよりも大きい場合には、動作はやはり同じではあるが、既製のＡＴＭ構造基本構造は、そのＶＰＩ／ＶＣＩ動作に変更を加えずには使用できない。
【００４１】
宛先ＩＤフィールドを１バイトに設定することの別の利点は、移動端末が、ゲートウェイＰＢＳを通して、ゲートウェイがＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドにおける何らかの変更を必要とせずに、無線ＬＡＮ外部のノードと通信できることである。ＡＴＭ信号送信プロトコルによって、ＡＴＭネットワークに接続されたノードがＡＴＭネットワークへ及びからの接続についてＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを設定することが可能となる。
【００４２】
この簡単化によって、ゲートウェイＰＢＳの機能性が非常に削減される結果、潜在的にどのようなＰＢＳでもゲートウェイとなることができる。
【００４３】
図７において、図２で説明した信号の流れ説明図の下にネットワークについての目標とするプロトコルスタックを示す。図から判るように、目標プロトコルスタックは、無線移動端末では、カスタム無線、ＷＡＴＭ、ＡＡＬ、ＩＰＸ，ＳＰＸ、アプリケーション；ＰＢＳ−移動端末では、カスタム無線、ＷＡＴＭ−ＡＴＭ；ＰＢＳ−ＰＢＳでは、高速の物理層、ＡＴＭ；有線ユーザでは、高速の物理層、ＡＴＭ、ＡＡＬ、ＩＰＸ，ＳＰＸ、アプリケーション、となる。
【００４４】
プロトコルスタックにおいて、「カスタム無線」は、カスタム物理層及びカスタム多元アクセス制御を有する。カスタム物理層は、１個以上のＡＴＭセルを封入した封入体を有する。この封入体は、順方向エラー修正／巡回冗長点検符号（ＦＥＣ／ＣＲＣ）を有し、セルレベルのＦＥＣについて付加的セルを有する。
【００４５】
［ホーミングアルゴリズムルーティング手法］
移動方式の環境において、基地局間の受け渡しは、トラヒックが、相互に一致したソース／シンクデータレートで回路交換される場合には、簡単である。これと対照的に、トラヒックがシンクデータレートよりもはるかに大きいソースデータレートでパケット交換される場合（例えば、多数のソースが共通の宛先へ同時にパケットを送信する場合）には、より多くの難問がある。
【００４６】
例えば、もしＡＴＭセルが常に移動端末の現在位置へルーティングされるとした場合、与えられた移動端末に対する多数のセルが、その移動端末が前に位置していた他の基地局での待ち行列に入れられることになる。その場合には、これらのセルをこれら多数の分散待ち行列から取り出して、適切なＦＩＦＯ順序で移動端末に送達することが必要になる。
【００４７】
本発明においては、無線移動ネットワークにおけるＡＴＭセルのルーティングにホーミングアルゴリズムと称するルーティング手法を用いる。これによって、適切なＦＩＦＯ順序が保たれ、又ユーザが、たぶんたとえ活動セッションの最中、すなわち会話の最中でも、ネットワーク内を移動してまわりながら通信を続けることが可能となる。
【００４８】
図８に、ホーミングアルゴリズムルーティング手法説明用のネットワーク（ＬＡＮ）構成例を示す。図中、１〜８の番号を付けた四角形はＰＢＳ２２（ＡＴＭパケット交換装置）を表し、円形Ａ及びＢは、相互に通信中の２個の移動端末２８を表す。Ａ’及びＢ’は、後刻の移動ユーザの所在場所を表す。
【００４９】
移動端末Ａ及びＢは、ネットワーク（具体的には、それぞれＰＢＳ  ２及び７）への無線接続を有する。ＰＢＳ間の高速リンクは有線又は無線のどちらでもよい。移動端末の現位置に連関するＰＢＳを引用する場合に、「ローカルＰＢＳ」の用語を用いる。
【００５０】
接続中にユーザが移動する間に、高い信頼性で逐次ＡＴＭ伝送を行う状態を維持するために、「ソースホームＰＢＳ」及び「宛先ホームＰＢＳ」が用いられる。これらのホームＰＢＳは、接続に連関する特定のＰＢＳを指し、これらのＰＢＳが、セル順序を維持するのに中枢的な役割を果たす。
【００５１】
ユーザ（移動端末）Ｂ宛であるユーザＡからのＡＴＭセルは最初、ＡからＡについてのホームＰＢＳへルーティングされる。それからセルは、予め定められた仮想パスに沿ってソースホームＰＢＳから宛先ホームＰＢＳへルーティングされ、宛先ホームＰＢＳにおいてバッファ処理されてから、順次、Ｂ’のローカルＰＢＳへ送達される。
【００５２】
図８において、ＰＢＳ  ２からＰＢＳ  ７への仮想パス（ＰＢＳ  ４及び６を経由）がＡＴＭセルをＡからＢへ搬送する。すなわち、ＰＢＳ  ２はＡについてのローカルＰＢＳであり又、ＡからＢへの接続についてのソースホームＰＢＳでもある。同様に、ＰＢＳ  ７は、ＢについてのローカルＰＢＳであり又、ＡからＢへの接続についての宛先ホームＰＢＳでもある。
【００５３】
移動端末ＡがＡ’に移動すると（無線接続は新しいローカルＰＢＳ  ３に移る）、ＡＴＭセルは最初、予め定められたパスに沿ってＰＢＳ  ３からプロセッサＢＳ  ２へルーティングされて戻り、それから仮想パスに沿ってＰＢＳ  ２からＰＢＳ  ７へルーティングされる。もし移動端末Ｂも又、例えばＢ’に移動している場合には、Ｂ’のホームＰＢＳ  ７がＡＴＭセルを、同じく予め定められたパスを用いてＢの現位置であるＢ’のローカルＰＢＳ  ８へ転送する。
【００５４】
本発明のホーミングアルゴリズムルーティング手法の利点は、制御が簡単なことと、ＶＣ内及び共通の終端部を有するＶＣ相互間でＦＩＦＯセル順序を保つこととである。この実現によって、中央集中制御装置を設けずに、又宛先における順序の入れ替えを必要とせずに、ＦＩＦＯセル順序を保つことが可能となる。上記の例において、セルは、仮想パス上ををＰＢＳ  ２からＰＢＳ  ７へ移動する際に、そのＦＩＦＯ順序を維持することが明らかである。
【００５５】
したがって、１つの基地局から次の基地局への受け渡しが生じる際に、セルがホームＰＢＳへ／から流れる際に、本ルーティング手法においては、ローカルセル順序を維持しさえすればよい。
【００５６】
常にセルをホームＰＢＳへ／からルーティングすることに連関して少し非効率な点がある。したがって、ネットワークの効率を改善するために、ユーザがネットワークを通して移動するにつれて、ホームＰＢＳの所在場所が「徐々に」更新される。例えば、移動端末ＡがＡ’に移動後、ＰＢＳ  ３を、例えばＰＢＳ  ３からＰＢＳ  ５を通って宛先ホームＰＢＳ  ７に到達するパスを有する新しいソースホームＰＢＳとして再定義することができる。
【００５７】
次に、ソースホームＰＢＳと宛先ホームＰＢＳとローカルＰＢＳとの更新を行う手順について説明する。移動端末が第１のローカルＰＢＳであるＳ1 から第２のローカルＰＢＳであるＳ2 に移動する場合、移動端末が、信号送信ＶＣＩ（５）を用いて信号送信要求をＳ2 を通してそのソースホームＰＢＳに送る。
【００５８】
もし新しい所在場所Ｓ2 から設立された接続を維持するための帯域幅が存在するとした場合、ＳH はＳ2 を通して移動端末に、新しいＶＰＩ及びＶＣＩで応動する。加えて、ＳH は又、その接続から受信した最後のＡＴＭセルの順序番号を移動端末に通知する。これは、移動端末がＳ1 にあったときに伝送されたＡＴＭセルがＳH にまだ到達していないかもしれないという問題に対処するために必要である。
【００５９】
このためには、その宛先用の活動ＶＣについて各セルの順序番号をＳH が記録する必要がある（したがって、ＰＢＳの低速側で行われる）ということを注記したい。もしＳH において受信された最後の順序番号が移動端末によって送信された最後の順序番号に等しくない場合には、移動端末が、適切なセルを再送信する。その間に、ＳH が前のＶＰＩ／ＶＣＩエントリを抹消する。そして移動端末がＳ1 にあったときに送信された残留セルは、ＳH に到達した際に除去される。
【００６０】
もしこの接続について、ソースホームＰＢＳをＳH からローカルＰＢＳ （Ｓ2）に更新することが望まれる場合には、信号送信要求が宛先ホームＰＢＳ （ＤH）に送られることを除いては類似の手順が用いられる。この場合ＤH は、（もし帯域幅が利用可能な場合）、ＶＰＩ、ＶＣＩ、及び最後に受信した順序番号で応答する。
【００６１】
上記の更新手順の代案として、ソース転送とソースホームＰＢＳ更新とを別の仕方で行うこともできる。移動端末がローカルＰＢＳ（Ｓ1） からローカルＰＢＳ（Ｓ2） へ移動する場合、移動端末が信号送信要求をＳ2 及びＳ1 を通してローカルＰＢＳ（ＳH） へ送る。もし新しい所在場所Ｓ2 から設立された接続を維持するための帯域幅が存在するとした場合、Ｓ2 が移動端末に、新しいＶＰＩ及びＶＣＩで応動する。
【００６２】
新しいＶＰＩ及びＶＣＩを用いてＳ2 から送信されたセルは、ＳH から全てのセルが到着するまでＤH において（小さなＦＩＦＯバッファで）遅らされる。Ｓ1 からＳH に送られる特殊の「末尾」信号によって、前のパスがクリアされたこと及び前のＶＰＩ／ＶＣＩエントリを除去する必要があることが表示される。
【００６３】
もしこの接続について、ソースホームＰＢＳをＳH からローカルＰＢＳ （Ｓ2）に更新することが望まれる場合には、信号送信要求が宛先ホームＰＢＳ （ＤH）に送られることを除いては類似の手順が用いられる。この場合ＤH は、（もし帯域幅が利用可能な場合）、新しいＶＰＩ及びＶＣＩで応答する。
【００６４】
新しいソースホームＰＢＳ（Ｓ2） から直接に送信されたセルは、前のソースホームＰＢＳであるＳH から全てのセルが到着するまでＤH において（小さなＦＩＦＯバッファで）遅らされる。全てのセルが到着したことは、「末尾」信号の到着によって表示される。
【００６５】
移動端末がローカルＰＢＳ（Ｄ1） からローカルＰＢＳ（Ｄ2） へ移動した場合（宛先転送）、その移動端末は、信号送信要求をＤ2 を通してその宛先ホームＰＢＳ（ＤH） に送る。Ｄ2 はネットワーク接続形態（トポロジー）についての知識を有し、又Ｄ2 自体へ向けた接続についてのＶＣＩの割り当ての制御も行うので、Ｄ2 によって、新しいＶＰＩ及びＶＣＩがＤH へのメッセージに含められる。加えて、移動端末が、最後に受信されたセルの順序番号をＤH に通知する。
【００６６】
もしＤH から送信された最後の順序番号が移動端末によって最後に受信された順序番号に一致しない場合には、ＤH が新しいＶＰＩ及びＶＣＩを用いて適切なＡＴＭセルをＤ2 に再送信する。これによって、そのＰＢＳが、そのＰＢＳが各接続について転送した最後の「Ｎ」個のＡＴＭセルを格納する低レートの「転送待ち行列」を備える必要があることを注記したい。加えて、セルを転送するためにＶＰＩ／ＶＣＩ変換が必要である。
【００６７】
もしこの接続について、宛先ホームＰＢＳをＤH からローカルＰＢＳ（Ｄ2） に更新することが望まれる場合には、信号送信要求がソースホームＰＢＳ （ＳH）に送られることを除いては類似の手順が用いられる。この場合ＳH は、（もし更新を可能とする帯域幅が利用可能な場合）、将来のセルを直接にＤ2 へ送信する。それから移動端末が、新しい宛先ホームＰＢＳ（Ｄ2） へ送信されたセルを、ＤH から全てのセルが到着するまで小さなＦＩＦＯバッファを用いて遅らせる（もし必要なら）。
【００６８】
ホームＰＢＳは接続に連関するが、移動端末には連関しないことを注記したい。例えば、図８のＡ’からＢへの接続についてのソースホームＰＢＳは、Ａ’からＣへの接続についてのソースホームＰＢＳとは異なる。
【００６９】
一般に、或る１個の移動端末から発する全ての接続は、同じソースホームＰＢＳを有し、或る１個の移動端末へ向けた全ての接続は同じ宛先ホームＰＢＳを有する。しかし、移動端末がネットワーク内を移動する間にホームＰＢＳを更新することができるので、種々の接続が一時的に異なるホームＰＢＳを有することになる。
【００７０】
最後に、「セルの転送」には、ＶＰＩ／ＶＣＩの変換は、ソースホームＰＢＳ（ＳH） （もしソースがＳH にない場合）及び宛先ホームＰＢＳ（ＤH） （もし宛先がＤH にない場合）においてしか必要としないことを注記したい。
【００７１】
［制御及び管理］
この項では、或る特定の制御及び管理、すなわちネットワーク管理、移動管理、及び接続制御について説明する。ネットワーク管理アルゴリズムは、接続制御アルゴリズムによって用いられるデータテーブルの構成の構成作業を行うように設計されている。これらのデータテーブルは、ネットワークの更新及び故障／復元によって変化する。
【００７２】
移動管理については２つの面が考えられる。すなわち、（ｉ）移動端末の使用開始（サインオン）及びアイドル状態での受け渡しを取り扱うための登録、及び（ｉｉ）接続セットアップ時の移動端末所在場所探索手順、である（なお、上記（ｉ）の、アイドル状態での受け渡しは、移動端末の電源はオンになっているが接続状態にないときに生じる受け渡しを意味する）。
【００７３】
最後に、接続制御手順を、オンデマンドで接続をセットアップし又解除する場合について述べる。これには、リンク帯域幅及びＶＣＩのような利用可能な資源の管理を含む。本発明のＬＡＮは、音声及び映像（等時性）についての保証されたジッタ限度を確実にするためにマルチメディア端部ユニットに用いることを狙いとするので、接続設定時にサービス品質の保証が得られるような手法を採用している。
【００７４】
このようなサービス品質の保証を要しないアプリケーションについては、サービス品質の点検フェーズを省略した簡易型接続制御手法を用いることができる。
【００７５】
信号送信メッセージの或るものは、接続制御及び移動管理手順をサポートするのに必要とされ、帯域外信号送信チャネル上で送られる。すなわち、ＶＰＩの全てについての標準ＶＣＩ（ＶＣＩ  ５）である。他のメッセージは、帯域内信号送信チャネル上で（ユーザ情報と同じＶＣＩを用い、「ペイロード種類」（ＰＴ）フィールドにおいて信号送信データをユーザトラヒックから弁別する）、又は専用のＶＣＩ上で交換される。
【００７６】
図６において述べたＰＢＳごとのＶＰＩ割り付けを管理するためには、ＶＰＩルーティングテーブルを、図９に示すようにＰＢＳ内にセットアップする必要がある。各ＰＢＳに割り付けられたＶＰＩをＰＢＳ識別子（ＩからＩＶまでの番号を付ける）でマーク付けしたボックス内に斜体文字で示す。本発明のシステムにおいては、ＶＰＩ  ０が移動端末から移動端末への通信に留保されていることが判ろう。
【００７７】
各ＰＢＳが、ＶＰＩルーティングテーブルＭ1 を格納する。これは、ポート上の入来ＶＰＩの送出ポートへのマッピング（写像）である。図９に、ＰＢＳ（ＩＶ）についてのこのテーブルの一部を示す。テーブルＭ1 のセットアップに際して、与えられたＶＰＩについて、ソースＰＢＳから宛先ＰＢＳへの個別のパスが確保される。これらのテーブルを構成し維持するためのアルゴリズムが、集中又は分散手法で実行される。
【００７８】
加えて、ＶＰＩ  １００が、接続の設立に先立って、移動端末の所在場所についての全てのＰＢＳによって用いられる同報ＶＰＩとして割り当てられる。ディークスタ又はベルマン・フォードのような最短パスアルゴリズムを用いて、各ＰＢＳから端末の全てのＰＢＳへ、樹木がセットアップされる。全てがＶＰＩ  １００を用いるような異なるＰＢＳから発する樹木を弁別するために、異なるＶＣＩが用いられる。
【００７９】
図９に示すような、テーブルＭ2 が、ＶＰＩ  １００及び他のローカルＶＰＩについてのみＶＣＩのマッピング及び変換を行う必要がある。ＶＰＩ  １００に対応するテーブルエントリのみがＶＣＩを変えずに、出力ポートへ入力ポート及びＶＣＩをマッピングする。ローカルＶＰＩ上で受信されたデータについては、ＶＰＩ及びＶＣＩの両方が変換される。
【００８０】
本ネットワークの特別な性質を維持するために、各ＰＢＳにおいて必要とされるネットワーク管理で処理されるテーブルの数が、制御手順の設計時に最小化されている。
【００８１】
次に、移動管理の２つの面、すなわち移動端末登録（パワーアップ、パワーダウン、及びアイドル状態での受け渡し）及び移動端末所在場所探索の手順について述べる。移動端末の登録及び場所探索には、３種類のオプションが考えられる。オプションＩにおいては、各移動端末がパワーアップ及びパワーダウンについて、又新しいＰＢＳへ移動するときに登録する。各ＰＢＳは、その識別ビーコンを発射する。これによって、その移動端末が新しいＰＢＳの領域に入ったかどうかを定めることができる。
【００８２】
ＰＢＳが登録メッセージを受信すると、ＰＢＳはその移動端末の存在をＬＡＮ内の他の全てのＰＢＳに同報する。したがって、もしこの移動端末への接続が要求されると、その呼側移動端末のローカルＰＢＳには被呼側移動端末の所在場所が即座に判る。そして、それ自体から被呼側移動端末のローカルＰＢＳへの接続をセットアップすることができる。
【００８３】
オプションＩＩにおいては、各移動端末が、パワーアップ及びパワーダウンについて、又ＰＢＳの変更について登録するが、ＰＢＳは登録メッセージの受信時に、その移動端末の存在を他のＰＢＳに同報しない。したがって、移動端末への接続が要求された場合、呼側移動端末のローカルＰＢＳは、たとえ被呼側移動端末の電源が入っていても被呼側移動端末の現所在場所を知らない。被呼側移動端末のローカルＰＢＳを見出すには呼び出し（ページング）が必要である。
【００８４】
オプションＩＩＩにおいては、移動端末は全く登録しない。この場合、接続要求がなされると、呼側移動端末のローカルＰＢＳが全てのＰＢＳに対して呼び出しを発する必要がある。すると各ＰＢＳの方は、被呼側移動端末がそのＰＢＳのビーコンを聞いているかどうかを定めるために呼び出しを発する必要がある。
【００８５】
本発明の一実施例においては、ＰＢＳのＬＡＮについてオプションＩＩが選択される。この選択は、オプションＩＩＩにおいて必要な接続セットアップ時間が過度に長くかかることと、オプションＩにおいて移動端末を追跡するのに必要なメッセージの数が過度に多くなることとの間の条件勘案に基づくものである。したがって、本発明の移動端末所在場所探索のアルゴリズム又は方法は、被呼側移動端末のローカルＰＢＳの所在場所探索に同報された呼び出しを用いることから構成される。
【００８６】
アイドル状態での受け渡しは、接続の一部に含まれていない電源オンされた移動端末が或るＰＢＳから次のＰＢＳへ移動するときに生じる。移動端末が新しいＰＢＳを識別特定すると、その移動端末から登録メッセージが送られる。ＰＢＳによって送信されたビーコンには、割り当てられたＶＰＩの１つがパラメータとして含まれているので、これによって移動端末が新しいＰＢＳの存在を認識することができる。
【００８７】
移動端末から前のＰＢＳへの信号強度が弱いと仮定すると、移動端末が前のＰＢＳへの登録を取り消す動作の代わりに、新しいＰＢＳから登録取り消しメッセージが前のＰＢＳへ送られる。
【００８８】
次に、接続の設立に先立っての移動端末所在場所探索の手順を説明する。すぐ判るように、パワーアップ時に移動端末が登録することを必要とするプロセスによって、ＰＢＳを基盤とするネットワークが移動端末への着信接続をセットアップすることが可能となる。
【００８９】
移動端末からの着信メッセージを受信すると、ローカルＰＢＳがその移動端末について記録を付ける。ローカルＰＢＳは、現セルラーネットワークにおいて行われているように移動端末の存在を所在場所データベースに登録することはせず又、その移動端末の存在を他のＰＢＳへ同報することもしない。
【００９０】
したがって、移動端末への接続が要求された場合、呼側移動端末のローカルＰＢＳは、たとえ被呼側移動端末の電源が入っていても被呼側移動端末の現所在場所を知らない。被呼側移動端末のローカルＰＢＳを見出すために、同報呼び出しが呼側移動端末のローカルＰＢＳによって生成される。
【００９１】
もし被呼側移動端末がネットワーク内のＰＢＳの１つに登録されている場合には、このＰＢＳが同報呼び出しに応答し、呼側及び被呼側のユーザの移動端末の２つのローカルＰＢＳ間の接続設立が進む。もしその移動端末が、ネットワーク内のどのＰＢＳにも登録されていない場合、同報呼び出しを生成した呼側移動端末のローカルＰＢＳがタイムアウトを宣言して呼の要求を拒絶する。
【００９２】
本発明においては、ネットワークを簡単にするため、所在場所のサーバもレジスタも用いない。本発明においては主としてＬＡＮに重点を置いており、移動端末が別の移動端末への接続を要求すると、呼側移動端末のローカルＰＢＳが、被呼側移動端末が登録されているＰＢＳを定めるための同報を行うだけである。被呼側移動端末のローカルＰＢＳが応答し、これによって、２つのＰＢＳの間の接続セットアップを進めることが可能となる。
【００９３】
移動端末から固定の端点（サーバ又はユーザ）への接続については、ＰＢＳが、その固定端点が接続されているＰＢＳのＩＤを格納しておくか、又は同報探索プロセスによってその都度所在場所を定める。
【００９４】
次に、接続制御について述べる。ここでは、新しい無線ＡＴＭのＶＰ／ＶＣ概念をサポートしながら、このＬＡＮで接続がどのようにセットアップされるかについて説明する。説明対象のシナリオは全て、２者間の接続に関するものとする。これらの手順の、多数の当事者間の接続への拡張、及び第三者による接続制御についても触れる。
【００９５】
どのＡＴＭネットワークにおいてもオンデマンド接続セットアップにかかわるステップは、次のステップから構成される。
１．接続の端点間の経路を見出すステップ。
２．帯域幅及びその他サービス品質測定値の利用可能性を点検するステップ。
３．エンドツーエンド接続上の各リンクにおいてＶＣＩを選択するステップ。
４．ＶＰ／ＶＣ及びポート変換テーブルをセットアップするステップ。
【００９６】
本発明のＬＡＮにおいては、ステップ１は各オンデマンド接続には必要とされない。宛先に基づくＶＰＩアドレッシングを用いることにより、経路は、前に述べたように、各ＰＢＳにおいてマッピングテーブルＭ1 によって予め定められる。ステップ２で、帯域幅及びその他サービス品質測定値の利用可能性が、呼側移動端末と被呼側移動端末とのローカルＰＢＳの間の経路上で各通過ＰＢＳにおいて点検される。
【００９７】
ステップ３でのＶＣＩの選択及びステップ４での変換のセットアップ（マッピングテーブルＭ2） は、２個のローカルＰＢＳにおいてのみ行えばよい。本ＡＴＭ・ＬＡＮが主として移動端末を相互接続するのに用いられることから、接続を設立するためにステップ２、３、及び４を行う前に、被呼側移動端末の所在場所を探索する必要がある。
【００９８】
被呼側移動端末の所在場所を探索し、ＶＣＩを選択し、要求されたサービス品質測定値の利用可能性を点検し、変換をセットアップするための手順を、例を用いて説明する。図１０に、移動端末Ａによって移動端末Ｂ宛に発起された双方向接続のセットアップを示す。図から判るように、移動端末Ａが対象となるこれら２個の移動端末、及びサービス品質測定値（もしあれば）、を特定するパラメータを有する「接続セットアップ」メッセージを生成する。
【００９９】
移動端末ＡのローカルＰＢＳ（図１０ではＰＢＳ Ｉ） が、被呼側移動端末のローカルＰＢＳの所在場所を探索するために、ＶＰＩ １００ 及び割り当てられたＶＣＩについて同報メッセージを生成する。図１１に示すように、このメッセージにおいて、 ＰＢＳ Ｉが、被呼側移動端末のアドレスのほかに、逆方向接続すなわち被呼側移動端末のローカルＰＢＳからＰＢＳ Ｉ への接続のためＰＢＳＩ のＶＰＩのうちの１つ（ＶＰＩ １ａ） をＶＣＩ（ＶＣＩ ４） と共に割り当てる。
【０１００】
被呼側移動端末ＢがＰＢＳ ＩＶ に所在すると仮定すると、このＰＢＳが移動端末Ｂへの接続を提案する。このステップは、実際に接続をセットアップする前に被呼側移動端末に通告するために必要である。もしこれが受け入れられた場合には、 ＰＢＳ ＩＶがＰＢＳ Ｉ に応動して「移動端末所在場所判明」メッセージを送り、その中で、ＰＢＳ Ｉ からＰＢＳ ＩＶ への順方向接続についてＶＰＩ（ＶＰＩ ４ａ） 及びＶＣＩ（ＶＣＩ １０） を割り当てる。
【０１０１】
図１１に、この接続の２方向について選択されたＶＰＩが異なる経路をたどる、すなわち異なる中間ＰＢＳを経由する状態を示す。各接続の宛先ＰＢＳは、そのＶＰＩ上で入来するＶＣＩを管理するものと考える。もし被呼側移動端末（移動端末Ｂ）が接続の提案を拒絶した場合、「接続拒絶」メッセージが ＰＢＳ ＩＶからＰＢＳ Ｉ に送られ、続いて呼側移動端末（移動端末Ａ）に送られる。
【０１０２】
図１０に関連して図１１をについて説明すると、次にＰＢＳ Ｉ 及び ＰＢＳ ＩＶ  が、ＶＰＩ ４ａ 及びＶＰＩ １ａ がそれぞれたどる経路上で要求されたサービス品質測定値の利用可能性を点検するため相互に逆方向に「サービス品質測定値点検」メッセージを送る。「サービス品質測定値点検」メッセージは、割り当てられたＶＰＩについてこれら２個のＰＢＳの間のパスにある全てのＰＢＳを通して１個のＰＢＳから次の１個のＰＢＳへの１飛びずつ順に送られる。
【０１０３】
ＡＴＭ交換装置についての広域ＩＳＤＮ信号送信規格と異なり、この「サービス品質測定値点検」メッセージを搬送するのに本ＬＡＮにおいては帯域内信号送信手法が用いられる。このメッセージを受信すると、ＰＢＳ ＩＩＩ のような各通過ＰＢＳは、要求されたサービス品質測定値が利用可能かどうかを定める。
【０１０４】
例えば、もし平均帯域幅が、指定されたサービス品質測定値の１つである場合には、ＰＢＳ ＩＩＩ が、追跡対象のＶＰＩについての送出ポート上での要求された帯域幅の利用可能性について点検する。もし要求されたサービス品質測定値が利用可能の場合、その通過ＰＢＳは、要求されたサービス品質測定値を、与えられた接続用に留保した後、帯域内信号送信メッセージ「サービス品質測定値点検」をメッセージが到着したＶＰＩについての経路上の次のＰＢＳへ回す。
【０１０５】
それら２個のＰＢＳ（ＰＢＳ Ｉ及びＰＢＳ ＩＶ）は、「サービス品質測定値点検」メッセージ成功受信時に「サービス品質測定値利用可能」メッセージを交換する。本ネットワークにおいてサポートされるサービス品質パラメータは、実現例に依っては明白に表明されていないが、これらパラメータには平均帯域幅、遅れ、ジッタ、等が含まれる。
【０１０６】
帯域内信号送信は、割り当てられた接続のＶＰＩ及びＶＣＩを用いることを意味する。この場合、ペイロード種類（ＰＴ）フィールドが信号送信セルを表示する。例えば、ＰＢＳ ＩＶ からＰＢＳ Ｉ への「サービス品質測定値点検」メッセージは、ＶＰＩ １ａ、ＶＣＩ ４上を送られ、ペイロード種類（ＰＴ）フィールドが信号送信セルを表示するようにセットされる。
【０１０７】
このメッセージのパラメータは、メッセージ全体がＡＴＭセルを１個よりも多く必要としないように定義される。これにより、信号送信ＡＡＬの必要性が除去され、各通過ＰＢＳにおけるこのメッセージの処理が加速する。割り当てられた接続のＶＰＩ／ＶＣＩを用い、ＡＴＭセルヘッダにおけるペイロードの種類を信号送信を表すようにセットして、メッセージが、割り当てられたＶＰＩ上の一連の通過ＰＢＳを通して回される。
【０１０８】
各ＰＢＳが、指定されたサービス品質測定値の利用可能性について点検し、メッセージをＶＰ樹木上の次のＰＢＳへ回す。帯域内信号送信を用いることにより、各通過ＰＢＳにおけるプロトコル層処理が削減される。これは又、信号送信メッセージをルーティングするために各ＰＢＳでデータテーブルの追加を必要としないことを意味する。
【０１０９】
例えば、もし「サービス品質測定値点検」メッセージが帯域外で送られた場合、或る通過ノードから次のノードへのメッセージは、受信側通過ＰＢＳに割り当てられたＶＰＩの信号送信ＶＣＩ上で送る必要がある。するとこのＰＢＳは、追跡対象の接続についてのＶＰＩの経路上にある次の通過ＰＢＳについてのＶＰＩを定めるためにデータテーブルを参照する必要がある。
【０１１０】
したがって、帯域外と帯域内とを混成（ハイブリッド）にした信号送信手法を用いることにより、接続制御及び移動管理の手順を最小限のデータテーブルでサポートすることが可能となる。
【０１１１】
図１１のように、本発明のＬＡＮにおいては、ＶＰＩ樹木が対称形の経路で予め構成されてはいないので、通過交換装置（ＰＢＳ）のセットが２方向で異なるものとなる可能性が高い。この場合の別の例を図１２に示す。これは、「サービス品質測定値点検」を２方向で別個に行う必要を意味する。本発明のＬＡＮにおいては、接続設立の前に２個のＰＢＳが決定されているという利点がある。移動端末への接続要求については、この決定は所在場所同報フェーズ中に両方のローカルＰＢＳによって行われる。
【０１１２】
固定の端点への接続要求については、呼者側のローカルＰＢＳが他端（遠端）のローカルＰＢＳを単に被呼者のアドレスから定める。それから呼者側のローカルＰＢＳが、自体のＩＤと他端ローカルＰＢＳへの接続設立の必要性とを相手に伝える。これにより、「サービス品質測定値点検」処理を両方向で同時に進めることができる。
【０１１３】
現時点で、更に図１０及び図１２を参照して説明すると、２個のローカルＰＢＳが、２個の端点移動端末への順方向及び逆方向接続についてのＶＰＩ／ＶＣＩ対を伝送する「端点設定」メッセージを送る。各ローカルＰＢＳは、空中インタフェースリンク上を他端ローカルＰＢＳからそれ自体へ入来したＶＰＩ／ＶＣＩを再使用する。しかし逆方向については、それ自体のＶＰＩの１つに対応するＶＰＩ／ＶＣＩを割り当てる。
【０１１４】
例えば、ＰＢＳ Ｉ は移動端末への下向きリンクについてはＶＰＩ １ａ,ＶＣＩ  ４を再使用するが、上向きリンクには、それ自体で終結するＶＰＩ／ＶＣＩ（ＶＰＩ １ｂ,ＶＣＩ  １）を採用する。
【０１１５】
もし或る通過ＰＢＳが、要求されたサービス品質測定値をその通過ＰＢＳが割り付けできないことが判った場合、そのＰＢＳは、追跡対称のＶＰＩの信号送信チャネル（ＶＣＩ ５） 上に「サービス品質測定値利用不可能」メッセージを送る。このメッセージは中間のノードで処理されることなく直接、端部ＰＢＳに到達する。
【０１１６】
この場合、このＰＢＳ（２個のローカルＰＢＳ ６ のうちの１個）が「サービス品質測定値利用不可能」メッセージを他方のローカルＰＢＳに送る。接続は、要求側移動端末に対してその移動端末のローカルＰＢＳによって拒絶され、留保されていたサービス品質測定値は留保解除される。
【０１１７】
エンドツーエンド接続セットアッププロセスを加速するために、各通過ＰＢＳが、それ自体の処理を行いながら「サービス品質測定値点検」メッセージを順方向に次のＰＢＳへ送ることができる。これをサポートするためには、サービス品質測定値利用可能性を確認するために端部ＰＢＳに対して各通過ＰＢＳが別個の正（及び負）のメッセージを生成する必要がある。このメッセージ処理の増加は、具体的なネットワーク設計についてエンドツーエンド接続セットアップ遅れにおける利得と相殺させる必要がある。
【０１１８】
接続を解除するのに用いられる手順を図１３に示す。これは、接続に含まれる移動端末Ａ又はＢのどちらからでも「接続解除」メッセージにより開始できる。解除発起側の移動端末のローカルＰＢＳが、「接続資源解放」メッセージを送る。そのローカルＰＢＳは又、「端点放棄」メッセージを解除発起側の移動端末に送り返す。
【０１１９】
他端ＰＢＳ（ＰＢＳ ＩＶ） が「端点放棄」メッセージをそのＰＢＳの移動端末に送り、逆方向接続に沿った経路にある最初の通過ＰＢＳに対して「接続資源解放」メッセージを生成する。通過ＰＢＳ（ＰＢＳ ＩＩ及びＰＢＳ ＩＩＩ）が、２つの経路（ＶＰＩ １ａ及びＶＰＩ ４ａ）上に留保していた資源を留保解除する。これらのメッセージは、留保解除されたＶＣＩ内のＶＰ上に帯域内でルーティングされる。
【０１２０】
サービス品質保証で急速接続をセットアップする別の手法を次に述べる。各ＰＢＳはそれ自体に割り当てられたＶＰＩの各々についてソースＰＢＳからそれ自体への経路を格納蓄積している。リンク及びノード資源は全てのＰＢＳの間に予め分割されている。したがって、ＰＢＳは、入来するオンデマンド接続についてＶＣＩを割り当てながら、与えられ選択されたＶＰＩについてソースＰＢＳからそのＰＢＳ自体への経路内の全てのリンク及びノードにおいての資源利用可能性を点検する。
【０１２１】
前に述べた手法に比較すると、この別の手法を用いた接続セットアップは速度が遅い。その理由は、１個のＰＢＳから次の１個のＰＢＳへの１飛びずつの「サービス品質点検」手順がもはや必要ないからである。例えば、図１１において、ＰＢＳ ＩからＰＢＳ ＩＶへの経路を構成する全てのリンク及びノードにおいての資源利用可能性が、ＰＢＳ ＩＶ において、又ＰＢＳ ＩＶ からＰＢＳ Ｉ への経路上で点検される。
【０１２２】
この別の手法の欠点は、ネットワーク・スケーラビリティの減少及び統計的多重利得の減少である。これら２種類の手法を組み合わせたハイブリッド手法も、大型ネットワーク用と考えられる。
【０１２３】
図１１に関連して前に述べた手法をサポートするためには、各ＰＢＳのポート上の帯域幅のようなそのＰＢＳ自体の資源を追跡するために、各ＰＢＳにおいて簡単なデータテーブルＭ3 が必要である。ＰＢＳを通して設立された各オンデマンド接続について、そのＰＢＳが、その接続のサービス品質要求を満たすに十分なほどの資源があるかどうかを定める。今述べた別の手法をサポートするには、各ＰＢＳ Ｘ に２つのマッピングテーブル（表）を必要とする。
【０１２４】
これらのテーブルは、
Ｍ3 ：宛先ＶＰＩ＋ソースＰＢＳ ＩＤ→ＰＢＳの経路；ＰＢＳ Ｘ に割り当てられた全てのＶＰＩについて。この経路は、一連のソースＰＢＳ ＩＤとそのＰＢＳ上のポート番号とを用いて指定される。
Ｍ4 ：リンク／ノード→割り付けられたソース；ネットワーク内の全てのリンク及びノードについて。
【０１２５】
しかし、これら追加されるテーブルを維持するのは本発明のネットワークにおいては困難である。したがって、ネットワークをグレードアップするとき、すなわちＰＢＳを追加又は除去するときにシステム管理者が必要となる。
【０１２６】
前に述べたように、本発明のＰＢＳネットワークによれば、ＰＢＳネットワークの範囲外の移動端末が直接、相互に通信できる。移動端末の電源がオンになると、その移動端末は、どれか他の移動端末又はＰＢＳの送信ビーコンを拾えるかどうかを点検する。もしこのような移動端末又はＰＢＳが存在しない場合には、その移動端末がそれ自体のビーコンの送信を開始し、図１４に示すようなマスタ移動端末７０となる。
【０１２７】
第２の移動端末７２がこのビーコンを聞いたとき、第２の移動端末は、図１４に示すように、他の移動端末への接続を要求することができる。マスタ移動端末７０が、「端点設定」メッセージを用いて双方向接続における２チャネルについてＶＣＩを割り付ける。前に述べたように、移動端末から移動端末への接続にはＶＰＩ ０ を用いるものと考える。このような接続は、ＰＢＳネットワークの範囲外の、小さな互いに別個の移動端末制御グループにおいて取り扱われる。
【０１２８】
上に述べた事例と、ＰＢＳが存在し、接続される両方の移動端末がその同じＰＢＳ上に所在する事例とは明確に区別する必要がある。後者の事例においては、図１０を用いて説明した手順が適用される。図１５に、移動端末７５（移動端末Ａ）が、同じＰＢＳ７９の領域にある別の移動端末７７（移動端末Ｂ）に対して発呼する場合を示す。
【０１２９】
交換されるメッセージは、接続の設立については「接続セットアップ」、「接続提案」、「接続受け入れ」、及び「端点設定」、接続解除については「接続解除」及び「端点放棄」の各メッセージからなる。ＰＢＳに関しての移動端末の所在場所及びサービス品質点検手順は、このシナリオでは必要とされない。
【０１３０】
ユーザ情報接続は２個の移動端末が相互聴取距離内に所在するかどうかに依って、図１５に示すように、ＰＢＳ経由又は２個の移動端末間で直接に、ルーティングされる。図１５においては、双方向ユーザ接続はＰＢＳ Ｉ の制御下にあり、したがってそのＶＰＩの１つであるＶＰＩ １ａ を用いる。
【０１３１】
ＰＢＳとネットワーク管理局とにおける制御及び管理に必要なネットワーキングソフトウエアのレイアウトを図１６に示す。図１６のＰＢＳプロセッサ８０及びネットワーク管理局８２内に示す各ブロックは、ソフトウエアの機能主体を表す。各主体は単一のプロセッサ又はプロセッサの集合として実現できる。
【０１３２】
各ＰＢＳ内のＰＢＳエージェント（代行体）８４が、そのＰＢＳに割り当てられた全てのＶＰＩ上の無償且つ割り付けられたＶＣＩを探知する。それに加えてＰＢＳエージェントは、そのＰＢＳについてリンク帯域幅のような資源を管理する。
【０１３３】
移動マネージャ８６が、登録を処理し、「所在場所同報」メッセージを生成し、同メッセージに対して応答し、受け渡しを管理する。接続マネージャ８８は、上に述べた別の接続設立手法においてのみ必要である。接続マネージャ８８は、サービス品質保証を要する接続についてのオンデマンド接続設立時にそのＶＰＩのどれかについて、ソースＰＢＳから、与えられた宛先までの間で取られる経路上での資源利用可能性を点検する。
【０１３４】
各ネットワーク管理局８２におけるソフトウエア主体は、構成マネージャ９０とネットワーク資源ディストリビュータ９２とからなる。構成マネージャ９０が、図９に関連して定義されたように、マッピングテーブルＭ1 とＭ2 の一部（ＶＰ １００について） とをセットアップし、ＰＢＳの追加及び除去を取り扱う。これによって、ＬＡＮがこれに適した仕方で成長できる。
【０１３５】
構成マネージャ９０は、ＰＢＳにおいて利用可能な処理能力及びメモリ能力によっては、各ＰＢＳにおいて分散型に実現することもできる。この場合、ネットワークをＰＢＳ要素だけで、すなわちネットワーク管理局を設けずに、構築できる。ネットワーク資源デストリビュータ９２は、全てのＰＢＳにネットワーク内の各ノード及びリンクの資源を予め割り当てる。すなわち上記の別の接続設立手順において述べたテーブルＭ3 およびＭ4 をセットアップする。
【０１３６】
必要とされるネットワーク管理局の正確な数はＰＢＳ・ＬＡＮのトラヒック及び構成に依る。これらの機能についての分散アルゴリズムは、１個以上のＰＢＳに接続された多数のネットワーク管理局にわたって実現される。このモジュール化されたソフトウエア構造のため、ＰＢＳエージェント、移動マネージャ、及び構成マネージャのモジュールだけを用いてネットワークを構築することが可能である。
【０１３７】
このネットワークは、図１３に述べた接続設立手順のみをサポートする。セットアップ遅れを改善した接続サービスを提供するには、ネットワーク資源ディストリビュータ及び接続マネージャのモジュールが必要である。これらは、追加コストで追加が可能である。
【０１３８】
［ネットワークの信頼性］
本発明の無線ＬＡＮの信頼性を考える場合、問題点は２つの種類に分類される。すなわち、ＰＢＳ基幹ネットワークの信頼性と、移動端末へＰＢＳを接続する無線リンクの信頼性とである。ＰＢＳ基幹ネットワークにおいては、故障のソースは、構成要素（送信機、受信機、又はＰＢＳ全体）故障、時々のリンク故障（無電又は光信号の妨害、又は光ファイバ及びケーブル伝送の場合の光ファイバ又はケーブルの切断による）及び一連のＰＢＳに影響を及ぼすソフトウエア故障である。
【０１３９】
無線リンク上での伝送の場合、マルチパス及びノイズ問題からエラーが生じる。これらの問題は、より低い層、特に物理層とデータリンク層においてよい設計で対処すべきである。
【０１４０】
この無線ＬＡＮについて、データ伝送を１個以上のＭｂ／ｓレベルの信頼性の低い無線アクセスリンクとＧｂ／ｓレベルの信頼性の高い基幹リンクとに分割することにより、信頼性の問題が、上記の２つの下位の問題に分割される。しかし、ＡＴＭネットワーク用に開発された復元及び高信頼性伝送の方法は、このネットワークに自動的には移行しない。
【０１４１】
これは、ＰＢＳ基幹ネットワークがＡＴＭセルを搬送すること、及び普通のＡＴＭネットワークと異なり宛先ルーティングが用いられる点を除いてＡＴＭネットワークに類似であることから来る。単にセルヘッダ内のアドレスを変更することによって経路の再ルーティング又は分割を用いるＡＴＭ復元アルゴリズムは自動的には適用されず、ＡＴＭネットワークの、別の復元手法、又は現存する復元手法の別の実現方法を開発する必要がある。
【０１４２】
加えて、無線インタフェースは１個以上のＡＴＭセルから構成されるパケットを搬送する。ＡＴＭという極めて信頼性の高い根幹ネットワークにおける基本設計哲学が、無線媒体を通ることで侵害されることになる。したがって、この無線ＡＴＭネットワークは、ＡＴＭに類似の搬送機構を有してはいるが、ＡＴＭネットワークがエンドツーエンドエラー制御をサポートすべきであるとの議論は、この無線ＡＴＭには移行しない。
【０１４３】
エラー制御は、次の２つの理由から、無線／ＰＢＳネットワーク境界条件において最もよく達成される。
【０１４４】
第１の理由は、無線から無線への接続が存在しＰＢＳ基幹ネットワークが中間に入る場合には、２つの別個の、信頼性の低いリンクにおいてメッセージ及び肯定回答（アクノレッジ）の損失の可能性があることから、エンドツーエンド・エラー制御が極端に困難になるためである（同じ議論は流れ制御にも当てはまる）。他端に信頼性の低い部分があるからといって信頼性の高い無線リンクにおいてパケットの反復及び冗長伝送を行うのは、無線媒体での帯域幅が高価な資源であることから、意味がない。
【０１４５】
第２の理由は、セルがＰＢＳ基幹ネットワークの内部に入ると、非常に信頼性の高いリンク上を伝送され、リンク１個ずつのエラー制御が無意味となるためである（同じ議論は流れ制御にも当てはまる）。
【０１４６】
又、ＰＢＳをできるだけ簡単且つ廉価にするためには、ＰＢＳ基幹ネットワークにおいては複雑な復元アルゴリズムは採用できない。この無線ネットワークは、今日存在し複雑な基地局装置をサポートできるセルラーネットワークとは異なる形式のものである。このようなネットワークにおいては一般に、移動端末は処理パワーがより小さい。プロトコルは、この非対称性を利用して動作の複雑さを基地局へ移すように設計されている。
【０１４７】
しかし、今重要な目的は、経済性の理由とより大きなネットワークへの拡大性の理由とからできるだけ簡単なＰＢＳを設計することである。したがって、基地局が処理の大部分を行う「ＡｉｒＭａｉｌ」のような伝送プロトコルは適切ではない。実際には、非対称性はセルラーネットワークに関しては逆転されるので、もし非対称プロトコルを用いるのならば移動端末が処理の大部分を行うようにすべきである。
【０１４８】
［Ａ．ネットワーク復元］
現代のＬＡＮ、ＭＡＮ（都心情報ネットワーク）、又はＷＡＮネットワークにおける復元問題は高度に重要と考えられ、通常、初めに取り組まれる。例えば、ＦＤＤＩ（ファイバ分散データインタフェース）は二重リングを有し、リンクが故障の場合には単一リングに構成することができる。ノードの故障は、ＭＡＣ層においてバイパスオプションで取り扱われる。
【０１４９】
ＩＥＥＥのＭＡＮ規格８０２.６ は、復元を同様に取り扱い、リンクが故障の場合にどのネットワークノードについてもスロット生成局へ再構成する規定を設けている。ＡＴＭ復元問題は、フローとして知られる「ＯＡ＆Ｍ信号階層」とＡＩＳ（警報表示信号）及びＦＥＲＦ（遠端受信機故障）として知られる「警報及び通知信号」とによって、フロー階層の互いに異なるレベルにおいて規格化されつつある。
【０１５０】
しかし、本ネットワークにおけるＰＢＳ間の主たるルーティング手法は、上記に対して明確な変更点を有する「宛先ルーティング」である。すなわち、各宛先ノードについて、全てのＰＢＳをつなぐ樹木（又はたぶん、樹木ファミリー）が生成される。セルはそのヘッダに宛先アドレスを含み、各ＰＢＳにおけるルーティングの決定はこのヘッダアドレスに基づいて行われる。
【０１５１】
この決定には、各ヘッダを出力ポートにマッピングするローカルルーティングテーブルについての簡単なルックアップ動作が関わる。ネットワークブーティングの間、ルックアップテーブルがルーティングアルゴリズムによって生成される。ベルマン−フォードアルゴリズム又は最小スパン樹木アルゴリズムのような、種々の集中又は分散アルゴリズムがこの目的に使用可能である。
【０１５２】
復元の問題を考慮する場合に、主たる関心は故障の場合における各ＰＢＳでのルーティングテーブルの更新にある。
【０１５３】
図１７（Ａ）に、ルーティング樹木１１０及び連関するルーティングテーブルを示す。第１に、リンクが故障の場合に、影響を受けた送信機ノードにおけるルーティングテーブルの更新が十分ではないことを説明する。この点を、図１７（Ａ）のルーティング樹木１１０について図１７（Ｂ）に示す。
【０１５４】
図から判るように、影響を受けたＰＢＳがトラヒックを図示のように再ルーティングする場合、本来の樹木指定に基づいて入来セルを影響を受けたＰＢＳへ戻すように機能するＰＢＳへトラヒックが経路変更されるので樹木に循環路１１２が生成される。これはもちろん望ましくない。
【０１５５】
この問題の最適な救済方法は、あたかも故障したリンクが接続を切断された用に仮定して最適樹木を計算し、各ＰＢＳにおいてルーティングテーブルを更新することである。この目的に適した種々の集中又は分散アルゴリズムが存在する。適用可能な集中又は分散アルゴリズムのいくつかを説明する。
【０１５６】
第１の問題は、故障の検出である。全二重リンクの場合、故障はリンク故障部の両端によって検出される。しかし、光リンクの場合、普通の故障には送信機及び受信機の故障が関わる。したがって、故障は受信側ＰＢＳによって検出すべきとの結論が安全である。
【０１５７】
第２の問題は、再ルーティングの決定を行うことになるエージェントにこの情報を伝搬させることである。集中再ルーティングアルゴリズムの場合、このエージェントは中央の決定担当者である。分散再ルーティングアルゴリズムの場合には、故障ＩＤの形式でのこの情報が全てのＰＢＳへ同報される必要がある。故障情報が各ノードによって受信されると再ルーティングテーブルが更新される。
【０１５８】
ＬＡＮについては、予め格納されている再ルーティングテーブルを各ＰＢＳにおいて故障ＩＤによって検索するのが適切なオプションである。この場合、検出後に故障ＩＤが同報される。メッセージが全ての基地局に到達できるようにセットしたタイムアウト期間後、全ての基地局が、ネットワークブーティング時に格納され故障ＩＤによって検索された新しいルーティングテーブルを使用する。
【０１５９】
ＭＡＮ及びＷＡＮの用途については、情報は中央制御装置に送信され、中央制御装置が新しいルーティングテーブルを計算して、各ＰＢＳにそのルーティングテーブルの更新を通知する。すぐ判るように、これらの復元アルゴリズムは、前に述べたソフトウエア構造を用いて実現される。
【０１６０】
次に、本発明のＡＴＭ・ＬＡＮにおけるネットワーク復元手法について更に詳しく説明する。本発明のＬＡＮでは、故障ＩＤをＬＡＮ内の各ノード又はリンクの故障と連関させる。具体的な故障ＩＤが、システム（ＬＡＮ）が生成されるときに与えられ、システム内の各ノードに知られる。
【０１６１】
この故障ＩＤが、故障したネットワーク要素、すなわちネットワークリンク又はネットワークノードを、単一のビットを用いて特定し、故障要素の状態の良から不良への遷移を表示する。このビットによって、復元の際に必要な不良から良への遷移も表示される。
【０１６２】
すぐ判るように、システム内の各ノードは、ネットワークをそのノードを根に置いた樹木として見る。図１８（Ａ）に、ノードＡ〜Ｅを有するネットワーク１２０を例示し、このネットワークを種々の最小スパン樹木としてみた例を、図１８（Ｂ）〜図１８（Ｆ）によって例示する。すなわち、ノードＡを根とする樹木を図１８（Ｂ）に、ノードＢを根とする樹木を図１８（Ｃ）に、ノードＣを根とする樹木を図１８（Ｄ）に、ノードＤを根とする樹木を図１８（Ｅ）に、ノードＥを根とする樹木を図１８（Ｆ）に、それぞれ示す。
【０１６３】
これらの樹木は、その樹木上の各ノードがそのノードへ最短距離にあり、ネットワーク上の全てのノードがその樹木上にあるという性質を有する。このような樹木は、「最小スパン樹木」として知られる。与えられたネットワークトポロジーからのこれら樹木の生成は技術的に周知である。より一般的に、本発明のＡＴＭ・ＬＡＮにおいて、全てのＰＢＳノードにまたがるスパンを有する樹木を用いることが可能である。
【０１６４】
本例のネットワークにおいては、各樹木は、ＩＤ番号又は樹木ＩＤを与えられる。この樹木内を移動するメッセージは、樹木ＩＤによって特定され、樹木ＩＤは各中間ノードにおいてルーティングテーブルにより出力ポートへマッピングされる。
【０１６５】
図１９に、ＡＴＭセル内に封入された形での故障メッセージ１３０を例示する。故障メッセージ１３０は、ＡＴＭセルヘッダ１３４内にＶＰＩ／ＶＣＩフィールド１３２を有し、予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩ値、例えば値「１０００」が全てのノードへの故障報告用に留保される。この故障メッセージはＡＴＭセルペイロード１３６を有し、ペイロード１３６は、故障ＩＤ用フィールド１３８と、メッセージが移動する必要のある樹木のＩＤ（樹木ＩＤ１４０）とを有する。
【０１６６】
樹木ＩＤ１４０に基づいて、故障メッセージが１個以上の出力ポート向けにコピーされる。もし終端ノードの場合には、故障メッセージはそれ以上伝搬されない。
【０１６７】
故障メッセージ１３０が受信されると、中間ネットワークノード（ＰＢＳ）がＶＰＩ／ＶＣＩフィールド１３２を見て、ＶＰＩ／ＶＣＩフィールド１３２の具体的な値、例えば１０００に基づきメッセージを故障メッセージと判断する。それからそのノードは、ペイロード１３６を点検し、故障ＩＤを定め、樹木ＩＤ１４０に基づいてメッセージを伝搬すべきポートを定め、ノードが終端ノードの場合にはメッセージを更に伝搬すべきかどうかを定める。
【０１６８】
ペイロードには、更に、時刻スタンプフィールド１４２が設けられる。この時刻スタンプフィールド１４２は、故障を定めるノードによって故障が初めに検出された時刻を表す。このスタンプされた時刻後の固定時間経過時ににネットワーク内の全てのノードにより新しいルーティングテーブルへの切換が行われる。この固定時間は、この固定時間内に故障メッセージがネットワーク内の全てのノードに伝搬できるように選択される。
【０１６９】
この固定時間の選択は、メッセージが、たとえ全負荷の場合でもネットワーク内を移動するのに十分な長さである必要があるという点で重要である。しかし、この長さは又、故障からの急速な復元に十分な短さでなければならない。この固定時間長さは、ネットワーク生成時に設定される。
【０１７０】
故障特定メッセージが多数のソフトウエア層を通して移動するのに要する時間を最小限にするために、故障メッセージ１３０を識別して上記のステップを実行するハードウエア構造がノードに設けられている。図２０（Ａ）に、入来ＡＴＭセルが故障メッセージ１３０かどうかを定めるためのハードウエアデバイス１５０の例を示す。デバイス１５０には、ＡＴＭセルバッファ１５２と、ＶＰＩ／ＶＣＩ故障値を格納するための第２のバッファ１５４とを有する。
【０１７１】
故障表示器１５６が入来ＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールド１３２が予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩ故障値、例えば１０００と同じかどうかを点検する。この目的で、バッファ内の各ビットが第２バッファ１５４の予め格納されている値と比較される。もしビットが予め格納されているビットと同じ場合には、「モジュロ２」合算がゼロを生成する。故障表示器１５６が全てのゼロについて点検し、セルが故障メッセージに属するかどうかを定める。
【０１７２】
ＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを予め定められた故障値と比較するのに別の比較手法を用いてもよいことを注記したい。
【０１７３】
図２０（Ｂ）に、ネットワーク内のルーティングテーブルを更新するためのアルゴリズムの流れ図の例を示す。各ＡＴＭセルの到着をもってブロック１６０「入来セル」でアルゴリズムが稼働に入る。多数のこのような動作（作業）を並行して実施することが可能である。加えて、故障決定ブロック１６２への応答が「ＹＥＳ」のときは、２つの作業が並行して行われるものと解される。
【０１７４】
上記のように、入来セルが受信された後、ＰＢＳが、ＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを予め定められた故障値と比較して、これが故障メッセージかどうかを定める（ブロック１６２）。もしＶＰＩが故障値を表示しない場合には、出力ポートがＶＰＩ／ＶＣＩに基づいて定められる（ブロック１６４）。それからセルは出力ポートに転送される（ブロック１６６）。
【０１７５】
もし受信されたセルが故障メッセージの場合には、出力ポートは、故障メッセージ１３０内の樹木ＩＤ１４０（図１９）に基づいて定められる（ブロック１６８）。出力ポートが樹木ＩＤに基づいて定められた後、セルはその出力ポートに転送される（ブロック１６６）。
【０１７６】
故障メッセージが認識された後、ネットワーク内のルーティングテーブルを更新する第２の並行作業が行われる。最初に、具体的な故障ＩＤ１３８（図１９）がＰＢＳノード内又はネットワーク内のどこかに格納される（ブロック１７０）。故障ＩＤに基づいて、ネットワークが故障した要素を特定する。故障した要素に基づいてノードが行う作業の選択肢が３つある（ブロック１７２）。
【０１７７】
第１は、ノードが、技術的に知られているディークストラ（Dijkstra）又はベルマン・フォード（Bellman-Ford）アルゴリズムのような普通のアルゴリズムを用いて新しいルーティングテーブルを計算する場合である。第２は、ルーティングテーブルがネットワーク生成時に計算され、予め格納される場合である。すなわち、各故障ＩＤについて、完全な新しいルーティングテーブルが格納されて存在し、ネットワークがそのルーティングテーブルを引き出す。
【０１７８】
第３は、計算が、或るノードグループのエージェントによって行われ、格納される場合である。この場合、情報は信号送信チャネルによって、関連するノードグループに伝搬される。
【０１７９】
新しいルーティングテーブルが計算され／呼び出され／又は受信されると（ブロック１７２）、ネットワークは、故障メッセージがネットワーク内を移動するのを予め定められた時間長さだけ待つ（ブロック１７４）。この時間が経過するとネットワーク内のルーティングテーブルが更新される（ブロック１７６）。
【０１８０】
［Ｂ．リンクエラー制御］
本発明の無線ＬＡＮにおけるエラー制御は、物理層及びリンク層プロトコルを用いて行われる。上に述べたように、ＰＢＳをできるだけ簡単なものにしたい願望から、プロトコルに非対称性を持たせ複雑さという重荷を移動端末にかけ、ＰＢＳにはかけない手法が示唆される。
【０１８１】
これは、制御メッセージの処理及び送信について移動端末に僅かな追加パワーの重荷がかかることになる。しかし、マルチメディアのメッセージを連関する符号化及び復号化作業を用いて処理する能力を有する移動端末にとって、この重荷の追加はあまり問題にならない。
【０１８２】
エラー制御は、物理層において、又データリンク層において行われる。エラー制御を高い方の層に任せることについて議論はあるが、データリンク層をアクセス基幹境界で終結させることに決める。これによって、２つの独立した無線リンクをよりよく利用することができ、例えば雑音の多い宛先の無線リンク上でのエラーが原因で、ソース側で故障のないクリーンな無線リンク上を不必要な再送信を行うような事態を避けることができる。
【０１８３】
本発明のＬＡＮで考慮すべき重要な点は、必要とされるエラー制御符号化の度合いである。相当な数の事例が、マルチパス・フェージングのない見通し線伝送を伴っているようである。それが事実ならば、物理層において、又データリンク層においてエラー制御符号化は必要がない。
【０１８４】
しかし、周知のように、マルチパス受信を伴う無線リンクは、レイリー（Rayleigh）フェージングが原因でエラーレートが高くなりやすい。その場合には、重度のエラー制御が必要となる。これに対応して、適応エラー制御手法が選択され、その場合、チャネル測定がメッセージ肯定応答（アクノリッジ）に基づいて行われ、それに合わせてエラー制御オーバヘッドが調整される。
【０１８５】
一般に、物理層は、ハードウエアにおいて順方向エラー制御がなされる。物理層については、２つのオプションが考えられる。その１つは、エラー制御をしないもので、これは見通し線適用事例の場合である。その２つは、ハードウエアにおいて単一レートの順方向エラー制御を行うものである。これら両方のシナリオを柔軟的に取り入れるには、一方の状態から他方の状態への切換のトリガを、肯定応答を用いリンク層測定値に基づいた形で実現することである。
【０１８６】
同様に、データリンク層については、順方向エラー補正オーバヘッドが、正しく受信されたデータの肯定応答に基づいて変更される。
【０１８７】
本発明においては、無線のポイントツーポイントリンク上をＡＴＭセルを搬送するための信頼性の高いデータリンク層プロトコルを開示した。上に述べたように、無線リンクは多数のエラーを伴い、他方ＡＴＭは光ファイバのような非常に信頼性の高い媒体用に設計されていることが知られている。本発明のプロトコルにおいては、セルが、選択的な自動反復要求（ＡＲＱ）と順方向エラー補正（ＦＥＣ）とを有するスライド・ウインドウ搬送機構によって、信頼性を持たせて搬送される。
【０１８８】
又本発明のプロトコルでは、ヘッダ圧縮手法を用いてＡＴＭヘッダのオーバヘッドが最小化され、サイズを適応的に変更できるセル毎の順方向エラー補正（ＦＥＣ）が得られる。更に本発明のプロトコルは、セル毎のＦＥＣフィールドを用いては補正できないエラーからの復元のためのパリティセルを供給する。これらのセルの数及びウインドウ又はフレームのサイズは、適応的に変更できる。
【０１８９】
加えて、即座の肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）を要求するために、又サービス品質要件を満足させるために、ウインドウを終結できる。
【０１９０】
選択的な反復機構を有するスライド・ウインドウ型プロトコルの要求は、セルを順次送達するためには大型バッファが移動端末（又はＰＢＳ）に必要であるということである。要求に基づいてバッファのスペースを供給する今日のオペレーティングシステムでは、この制限は容易に克服できる。次に本プロトコルの基本要素について述べる。但し、基本動作を変更せずに又主貢献部分を変更せずに追加メッセージを付加できる。
【０１９１】
図２１に、本発明のデータプロトコルに基づく４種類のメッセージフレーム例２１０、２２０、２３０、及び２４０を示す。プロトコルが１個以上のＡＴＭセルからなるウインドウ又はフレームに入ったメッセージを転送する。この場合、フレームは３つの別個のメッセージ、すなわち制御、情報、パリティからなる。フレーム２１０は、本発明のプロトコル内で見た「標準」フレームを表す。
【０１９２】
フレーム２１０は、フレーム始点（ＢＯＦ）メッセージ２１２（制御メッセージと考えられる）、１〜Ｎ情報メッセージ２１４（Ｉと略称）、及び１〜Ｍパリティメッセージ２１６（Ｐと略称）からなる。図示のように、制御、情報、及びパリティのメッセージ（又はセル）がフレーム２１８の単一ウインドウ内に収容されている。
【０１９３】
フレーム内の各メッセージのサイズは、後で述べるように、メッセージセルの始点にあるビットから引き出せる。このようにして、受信者は次のメッセージを処理するのに何をすべきかを定めることができる。すぐ判るように、ウインドウのサイズは、或る時点におけるデータリンク内の伝送の信頼性に依って、適応的に変動する。プロトコルは又、全二重である。
【０１９４】
第２の例示フレーム２２０は、ＢＯＦメッセージ２１２と、それに続く、とからなる。別の種類の制御メッセージである肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）２２４が、情報メッセージからなる第１の区分２２２に続く。ＡＣＫメッセージ２２４には１〜Ｎ情報メッセージ２１４からなる第２区分２２６が続き、第２区分２２６には１〜Ｍパリティメッセージ２１６が続く。後で説明するように、ＡＣＫメッセージは、後で述べるように、受信されたセルの状態を肯定応答（アクノリッジ）するのに用いられる。
【０１９５】
フレーム２２０の場合には、ＡＣＫメッセージ２２４は標準フレームの伝送中に逆リンクについて肯定応答するのに用いられる。他方、フレーム２３０は、分離されたＡＣＫメッセージ２２４を表し、独立してこれだけ送られる。
【０１９６】
第４の例示フレーム２４０は、フレーム終点（ＥＯＦ）メッセージ２４２を有する。ＥＯＦメッセージ２４２は、早期終結を示すためにフレーム内に挿入される。フレーム２４０に見られるように、フレームの情報区分２４４が、Ｎ個よりも少ない情報メッセージ又はセル２１４からなる。この場合、フレームはＥＯＦメッセージによって終結される。ＥＯＦメッセージには１〜Ｍ’パリティメッセージが続く。
【０１９７】
後で述べるように、情報及びパリティセルの数Ｎ及びＭはそれぞれ、ＢＯＦメッセージにセットされる。他方、第４のフレーム２４０においては、ＥＯＦメッセージの後に送信されるパリティセル２１６の数は、ＥＯＦメッセージにセットされる。
【０１９８】
上記のメッセージの各々についての特定のフォーマットについて次に詳しく述べる。図２２に、ブロック肯定応答（ＡＣＫ）制御メッセージ２２４の例を示す。ＡＣＫメッセージはメッセージの受領を肯定応答するために、送信の受信機から送信機へ送信される。
【０１９９】
前に述べたように、制御メッセージには、ＡＣＫ、ＢＯＦ、及びＥＯＦの３種類がある。各制御メッセージは、制御メッセージ識別フィールド２５０（１ビット）で始まる。このフィールドは０に等しく、それによってメッセージを制御メッセージと識別できる。
【０２００】
第２のフィールド２５２はＡＣＫ識別子（同じく１ビット）で、このメッセージが肯定応答メッセージと識別されるように０にセットされる。すぐ判るように、メッセージのサイズはフレーム又はウインドウのサイズに依る。そしてフレームのサイズは以前の情報交換に基づき送信機及び受信機の両方に知られている。
【０２０１】
ＡＣＫ識別子フィールド２５２にはフレーム肯定応答ビットマップ２５４が続く。このＡＣＫメッセージ内のビットマップは、正しく受信された各情報セル（ＡＴＭセル）については１、ウインドウ内に正しく受信されなかったＡＴＭセルについては０である。実際にはエラー付きで受信されたがそのエラーがセル毎のＦＥＣを用いて又はパリティセルによって補正されたＡＴＭセルは、肯定応答メッセージの目的には、「正しく受信されたＡＴＭセル」と考えられる。
【０２０２】
ビットマップ２５４のサイズはフレーム内の情報セル（Ｉ）２１４の数に基づいて定められ、この数は送信機及び受信機の両方に知られている。ＦＥＣフィールド２５６はビットマップ２５４に続くＡＣＫメッセージに付けられている。
【０２０３】
ＦＥＣフィールド２５６は、送信時のエラーを補正するための順方向エラー補正コードを含む。順方向エラー補正は当業者に周知である。そして、リード・ソロモン（Reed-Solomon）及びイレージャ（Erasure） コードのようなコードが例えばこの場合に利用される。
【０２０４】
図２３に、第２の種類の制御メッセージであるフレーム始点（ＢＯＦ）メッセージ２１２の例を示す。ＢＯＦメッセージ２１２は、図２１に示したように各フレームの始点において送信される。制御メッセージ識別子フィールド２５０の後にぼＦ識別子２６０が続く。このフィールド２６０は、２ビットからなり、ＢＯＦメッセージを識別する目的から、第１ビットは１にセットされ、第２ビットは０にセットされる。
【０２０５】
ＢＯＦメッセージ２１２は、３個の追加フィールド、すなわち「情報メッセージの数」フィールド２６２、「パリティメッセージの数」フィールド２６４、及び「ＦＥＣバイトの数」フィールド２６６からなる。「情報メッセージの数」フィールド２６２は、フレーム内の情報セル２１４の数を表す。「パリティメッセージの数」フィールド２６４は、フレーム内のパリティセルの数を表し、「ＦＥＣバイトの数」フィールド２６６は、セル毎のＦＥＣに用いられるバイトの数を表す。
【０２０６】
これらのフィールドについてのオーバヘッドを最小化するために、情報は増値又は減値により送信される。例えば、２ビット（２2 個の状態を有する）が、次の４つの場合を識別するのに用いられる。すなわち（ｉ）デフォルト値、（ｉｉ）前の値と同じ値、（ｉｉｉ）前の値を増値、及び（ｉｖ）前の値の減値である。いくつかのデフォルト値といくつかの増値又は減値とを収容するためには、各フィールドにより多くのビットを追加すればよいことが理解されよう。
【０２０７】
例えば、３ビットフィールドにすれば、３つのデフォルト値、各２つの増値及び減値、並びに「変更なし」メッセージが入れられる。別の値にすることも可能である。ＢＯＦメッセージ２１２も又、「ＦＥＣバイトの数」フィールド２６６の後にＦＥＣフィールド２５６を設ける。ＦＥＣフィールド２５６は常に定数であるか又は前のＢＯＦ中に与えられる。
【０２０８】
図２４に、フレーム終点（ＥＯＦ）フィールド２４２の例を示す。この種類の制御メッセージは、フレームを早期終結したい場合にフレーム終点を表示するのに用いられる。すなわち、ＢＯＦによって与えられた値を無効にするものである。制御メッセージ識別子フィールド２５０のほかに、ＥＯＦフィールドは２ビットのＥＯＦ識別子フィールド２７０からなる。このフィールドの第１及び第２のビットは、それぞれ０及び１にセットされる。
【０２０９】
ＥＯＦ識別子フィールド２７０には「パリティメッセージの数更新」フィールド２７２が続く。このフィールドは、ＥＯＦメッセージの後に付けられるパリティセルの数を表す（フレームの終結のため数の変更があるかもしれないので）。ＥＯＦメッセージフィールド２４２は、ＦＥＣフィールド２５６を用いる。ＦＥＣフィールド２５６のサイズは前のＢＯＦによって与えられる。
【０２１０】
図２５に、本発明のデータプロトコルに基づく情報メッセージ２１４の例を示す。各情報メッセージ２１４は、情報セル２８２を有し、情報セル２８２の前には多数のサブフィールドを有する識別子フィールド２８０が付けられる。識別子フィールドに依っては、情報セル２８２は完全ＡＴＭセル、ヘッダエラー補正（ＨＥＣ）フィールドなし、又はＡＴＭセルのペイロードのみ、と種々の形態になる。
【０２１１】
第１のサブフィールドは制御メッセージ識別子２５０である。この場合、制御メッセージ識別子フィールド２５０は１ビットフィールドで、このビットが１の場合メッセージは非制御メッセージと特定される。第２のサブフィールドはヘッダ圧縮フィールド２８４で、ヘッダオーバヘッドを圧縮するのに用いられる。
【０２１２】
最も簡単な形式では、ヘッダ圧縮フィールド２８４は、単一ビットである。このビットの１つの値、例えば１、については、このセルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドは前のセルのそれに等しく、したがって、ヘッダは送信されない。他方のビット値、例えば０、については、ＶＰＩ／ＶＣＩフィールドは前のセルのそれに等しくない。したがって、全ＡＴＭセル（ＨＥＣフィールドを除く）が送信される。
【０２１３】
より一般的には、ヘッダ圧縮フィールド２８４は、ｎ個のビットを有し、ＰＢＳ又は移動端末が、ＶＰＩ／ＶＣＩ情報を有する２n-1 個のレジスタを有する。このフィールド内の第１のビットは、セットされ又は読まれたコマンドを表す。このビットの予め定められた値を用いてレジスタをセットすると、そのＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドがレジスタに格納され、全ＡＴＭセル（ＨＥＣフィールドを除く）が送信される。
【０２１４】
このヘッダ圧縮フィールド２８４を用いてレジスタが読まれると、そのアドレスされたレジスタのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドが受信機のメモリから呼び出される。したがって、ＡＴＭセルのペイロードのみが無線媒体中を送信される。
【０２１５】
例として、「００００」ヘッダ圧縮フィールド２８４の内容が、（８個のレジスタフィールド０〜７の）レジスタ０を、現存するセルのＶＰＩ／ＶＣＩ値でセットすることを表示する。「１０００」はレジスタ１を読むことを表す。同じ例で続けると、「０００１」はレジスタ１を、現存するセルのＶＰＩ／ＶＣＩ値でセットすることを表示する。「１００１」値はレジスタ１を読むことを表す。
【０２１６】
上の例では、８個のレジスタが設けられた（０〜７）が、同様なヘッダ圧縮概念を用いてどの数のレジスタでも利用できる。ここでは、セットされたレジスタ値が用いられると、全ＡＴＭセル（ＨＥＣフィールドを除く）が搬送される。ＡＴＭセルが搬送され、ＶＰＩ／ＶＣＩ値が送信又はメモリのいずれかによって特定された後、適切なＨＥＣフィールドが受信機において付加される。
【０２１７】
別の単一ビットサブフィールドが識別子フィールド２８０に含まれる。これは、ＡＣＫ要求フィールド２８６である。このフィールド２８６の予め定められた値が、送信機によって利用され、このセルについての肯定応答が受信機から期待されていないことを表すのに用いられる。これは例えば実時間メッセージで用いられる。本発明のプロトコルにおける他のメッセージの各々の場合のようにセル毎のＦＥＣフィールド２５６が情報メッセージ内でＡＴＭセルに付けられる。
【０２１８】
図２６に、パリティメッセージ２１６の例を示す。図２１で説明したように、パリティメッセージ２１６は、最後の情報セル２１４又はＥＯＦセル２１４の後にフィールドに入れられる。パリティセル２９０は、情報セル２１４のペイロードを用いて構築される。したがって、パリティセルのサイズは各々４８バイトに等しい。パリティセル２９０は、セルフィールドの始点に付ける必要はない。
【０２１９】
しかし、ＡＣＫメッセージをパリティセル間に挿入できるように、識別フィールド２５０が、、メッセージを非制御メッセージとして特定するために含まれている。単一ビット制御メッセージフィールド２５０を図２６に示す。これは４８バイトのパリティセルの前に付けられる。セル毎のＦＥＣフィールド２５６がパリティセルの後に付けられる。すぐ判るように、パリティセルは肯定応答されない。
【０２２０】
順方向エラー補正が、物理層及びデータリンク層を用いて３つの異なるレベル（ビットレベル、バイトレベル、及びパケットレベル）で行われることも理解されたい。ビットレベルＦＥＣは、物理層エラー制御によって行われ、ランダムビットエラーに対する保護が得られる。
【０２２１】
バイトレベルのＦＥＣは、各無線リンクパケット上でＦＥＣオーバヘッドによって行われる。無線リンクパケットは、エラー状態で受信されたかどうかを定めるためのＣＲＣ（巡回冗長符号）オーバヘッドを既に有している。ここで、リード・ソロモン（Reed-Solomon）コードのような更に強力なコードを利用して、エラーとなったパケットの補正を、パケット内部のデータに基づいて再送信なしに行うことができる。
【０２２２】
パケットレベルのＦＥＣは、電波で送信された追加パケットを用いて行われる。そして、上記のバイトレベルのＦＥＣ手法が、パケット内のオーバヘッドに基づいてパケットを再構築するのに十分でない場合に有益である。このレベルのＦＥＣは、前に述べた自動反復要求（ＡＲＱ）機構に関連して作動する。音声又は映像のような実時間での用途については、ＦＥＣだけが望ましい。データの用途には、ＦＥＣは再送信に関連して作動する。
【０２２３】
これらの方法は、バーストエラーに対してますます保護効果が得られる。各レベルにおいてより多くのバーストに対して対抗できるが、より高い複雑性と遅れの増大との間のトレードオフの問題がある。ビットレベルはハードウエアで実現される。したがって、複雑性の問題は、本質的に無関係である。これは、帯域幅を不必要に無駄にすることのないように、ハードウエアをオンオフするからである。
【０２２４】
バイト及びパケットレベルは、ソフトウエアで実現される。バイトレベルはＣＲＣ点検機能に代わるもので、ＦＥＣがなくても行われるべきものである。したがって、ＦＥＣに起因する複雑性の増加は許容できる。そして、この機能を基地局と移動端末とに対称的に設けることが示唆される。パケットレベルは、最も高い複雑性と最も大きいメモリとを要する。そして、これを基地局から移動端末への送信に使用することが示唆される。理由は、復号化が計算作業をＦＥＣに集中させるからである。
【０２２５】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【０１０１】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、従来技術では組み合わせてネットワークを構成するのに困難があったＡＴＭネットワークと移動端末を含む無線ネットワークとの有効な組み合わせが可能となり、移動端末と有線ＬＡＮとの間で柔軟性を持った交信が可能な無線ＡＴＭネットワークが得られる。ネットワーク内に故障要素が発生した場合も速やかに対応してシステムの通信機能を復元することが可能である。したがって、無線ネットワークにおいてもＡＴＭの利点を有効に利用して通信効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の無線ネットワーク構造の説明図である。
【図２】ＡＴＭ広域情報ネットワーク（ＷＡＮ）と無線ＡＴＭネットワーク（ＷＡＴＭ）との間の相互作用の説明図である。
【図３】本発明に基づく特別な無線ＬＡＮの説明図である。
【図４】本発明に基づく可搬基地局（ＰＢＳ）構造の一実施例の説明図である。
【図５】本発明のＬＡＮに用いる自由空間光リンクの一実施例の説明図である。
【図６】本発明の無線仮想パス／仮想回路（ＶＰ／ＶＣ）の概念を説明するＬＡＮ構成例を示すブロック図である。
【図７】図２に示すネットワーク信号流れについての目標プロトコルスタックの説明図である。
【図８】本発明のホーミングアルゴリズムルーティング手法を説明するためのＬＡＮ構成例の説明図である。
【図９】本発明のＰＢＳネットワークに用いるネットワーク管理テーブルの一部分の説明図である。
【図１０】本発明の無線ＡＴＭＬＡＮについての接続設定手順の説明図である。
【図１１】図１０の接続設定についてのＬＡＮ構成及び割り当て例の説明図である。
【図１２】本発明のＬＡＮを通してのルーティング構成例の説明図である。
【図１３】無線ＡＴＭＬＡＮについての接続解除手順の説明図である。
【図１４】ＰＢＳを用いない場合の移動局から移動局への接続の説明図である。
【図１５】同一ＰＢＳ上の移動局間の接続設定の説明図である。
【図１６】ＰＢＳ及びネットワーク管理局についてのソフトウエア構造説明図である。
【図１７】ネットワーク樹木及び連関するルーティングテーブルの例を図１７（Ａ）によって示し、図１７（Ａ）のネットワーク樹木でリンク故障が存在する場合を図１７（Ｂ）によって示す説明図である。
【図１８】根としてネットワーク内の異なるノードを有するネットワーク樹木例を図１８（Ａ）〜図１８（Ｆ）によって示す説明図である。
【図１９】ＡＴＭセルに封入された故障メッセージの例を示す説明図である。
【図２０】受信メッセージが故障メッセージであるかどうかを定めるためのハードウエア実現例を図２０（Ａ）によって示し、ルーティングテーブル更新についての流れ図の例を図２０（Ｂ）によって示す説明図である。
【図２１】本発明に基づいて生成されたメッセージの例を示す説明図である。
【図２２】ＡＣＫメッセージの例を示す説明図である。
【図２３】ＢＯＦメッセージの例を示す説明図である。
【図２４】ＥＯＦメッセージの例を示す説明図である。
【図２５】情報メッセージの例を示す説明図である。
【図２６】パリティメッセージの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  無線ＬＡＮ集中構造
１２  ＡＴＭ交換装置
１４  アクセスポイント
１６  無線ＬＡＮ（無線ＡＴＭネットワーク）
１８  ＷＡＮ（ＡＴＭネットワーク）
１９  ＷＡＴＭ／ＡＴＭ変換器
２０  無線ＬＡＮ
２２  可搬基地局（ＰＢＳ）
２４  基幹リンク
２６  アクセスリンク
２８  移動端末
３０  ＰＢＳ・ＶＬＳＩチップ
３２  ＰＢＳプロセッサユニット
３４  高速インタフェース
３６  ＡＴＭ交換基本構造
３８  オプションのＡＴＭインタフェース
４０  ローカルポートインタフェース
４２  プロセッサインタフェース
４４  ＰＢＳプロセッサ
４６  アンテナ
４８  無線インタフェース
５０  自由空間光リンク
５２  受動・光ユニット
５４  レーザ送信機
５６  光受信機
７０  マスタ移動端末
７２  第２の移動端末
７５  移動端末Ａ
７７  移動端末Ｂ
７９  ＰＢＳ
８０  ＰＢＳプロセッサ
８２  ネットワーク管理局
８４  ＰＢＳエージェント
８６  移動マネージャ
８８  接続マネージャ
９０  構成マネージャ
９２  ネットワーク資源デストリビュータ
１１０  ルーティング樹木
１１２  循環路
１２０  ネットワーク
１３０  故障メッセージ
１３２  ＶＰＩ／ＶＣＩフィールド
１３４  ＡＴＭセルヘッダ
１３６  ＡＴＭセルペイロード
１３８  故障ＩＤ用フィール
１４０  樹木ＩＤ
１５０  ハードウエアデバイス
１５２  ＡＴＭセルバッファ
１５４  第２のバッファ
１５６  故障表示器
２１０、２２０、２３０、２４０  メッセージフレーム
２１２  フレーム始点（ＢＯＦ）メッセージ
２１４  情報メッセージ
２１６  パリティメッセージ
２２４  肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）
２４２  フレーム終点（ＥＯＦ）メッセージ
【図１】
0003825103.tif 000002
【図２】
0003825103.tif 000003
【図３】
0003825103.tif 000004
【図４】
0003825103.tif 000005
【図５】
0003825103.tif 000006
【図６】
0003825103.tif 000007
【図７】
0003825103.tif 000008
【図８】
0003825103.tif 000009
【図９】
0003825103.tif 000010
【図１０】
0003825103.tif 000011
【図１１】
0003825103.tif 000012
【図１２】
0003825103.tif 000013
【図１３】
0003825103.tif 000014
【図１４】
0003825103.tif 000015
【図１５】
0003825103.tif 000016
【図１６】
0003825103.tif 000017
【図１７】
0003825103.tif 000018
【図１８】
0003825103.tif 000019
【図１９】
0003825103.tif 000020
【図２０】
0003825103.tif 000021
【図２１】
0003825103.tif 000022
【図２２】
0003825103.tif 000023
【図２３】
0003825103.tif 000024
【図２４】
0003825103.tif 000025
【図２５】
0003825103.tif 000026
【図２６】
0003825103.tif 000027