JP2005348397A - 無線通信のためのポータブルコンピューティング装置および動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線通信のためのポータブルコンピューティング装置および動作方法を提供する。
【解決手段】 公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）と通信するための第１のネットワークインターフェース（１０２）と、私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と通信するための第２のネットワークインターフェース（１０３）と、ソフトウエア命令（１０５）の制御下で動作するプロセッサ（１０１）とを備え、前記ソフトウエア命令はゲートウエイプロトコルを定義し、該ゲートウエイプロトコルは、前記公衆ＷＷＡＮにおいて無線の存在が確立された後に、該ポータブルコンピューティング装置を前記私設ＷＬＡＮ内のアクセスポイントとして確立する、無線通信のためのポータブルコンピューティング装置とする。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は無線通信に関する。

多数の無線通信プロトコルによって、移動コンピューティング装置あるいはポータブルコンピューティング装置がネットワーク通信を行うことができる。たとえば、ワイヤレス・フェデリティ（「Ｗｉ−Ｆｉ」）製品は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂプロトコルを用いて、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）とも呼ばれる無線通信を可能にする。８０２．１１ｂプロトコルは、通信プロトコルの物理層および媒体アクセス制御層を定義する。物理層とは、データの無線伝送（すなわち８０２．１１ｂ標準規格のために直接スペクトル拡散処理、周波数ホッピングあるいは赤外線（ＩＲ）パルス変調を用いること）に関連付けられる特性を指す。媒体アクセス制御層とは、共用通信媒体内の秩序を維持し、ネットワークを構成する装置が互いに通信する際に干渉するのを防ぐ技法を指す。

８０２．１１ｂ通信プロトコルによれば、２つのタイプの無線通信ネットワークを実現することができる。第１のタイプでは、「アドホック」無線通信ネットワークが形成される。具体的には、多数の無線通信可能な装置が通信範囲内に存在するときに、無線通信装置は、それらの装置のうちの１つを基地局として「選出し」、他の装置はその基地局に対する従属局として動作する。基地局は無線ネットワーク内の通信を管理する。第２のタイプでは、インフラストラクチャモデルを利用し、少なくとも１つのアクセスポイントが用いられる。アクセスポイントは固定された無線通信可能な装置であり、有線ネットワークにも接続される。有線ネットワークは、ファイルサーバ、プリンタなどの他の資源との通信を可能にするか、あるいはインターネットのような他の大規模なネットワークを経由した通信を可能にすることができる。

別の無線通信プロトコルは汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）プロトコルである。ＧＰＲＳプロトコルを用いる通信は、公衆無線セルラーシステム（たとえば、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）ネットワーク）を通して行われ、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）を実現する。ＧＰＲＳプロトコルを用いて通信しようとする装置は、基地局を通して適当なネットワークに登録することにより、当該ネットワークの１つのセル内で自らの存在を確立する。基地局はセルラーインフラストラクチャに接続され、無線装置との間でパケットをルーティングする。

上記のＷＬＡＮおよびＷＷＡＮは種々の異なる特徴および利点を提供する。たとえば、ＷＬＡＮインターフェースは多くの場合に比較的安価であり、使用電力が少ないため、ハンドヘルドコンピュータ、ポータブルコンピュータ、プリンタ、専用装置などを含む多種多様な装置において容易に実装される。ＷＷＡＮインターフェースは、たとえば大都市圏全体にわたって、拡張された範囲の通信リンクを提供し、多数の資源および情報に対するアクセスを容易にする。ＷＬＡＮのユーザは、上記の固定されたアクセスポイントのうちの１つを用いて、有線ネットワーク接続を利用しなければ、そのような資源および情報を利用することができない。

本発明の一実施形態では、無線通信のためのポータブルコンピューティング装置が、公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）と通信するための第１のネットワークインターフェースと、私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と通信するための第２のネットワークインターフェースと、ソフトウエア命令の制御下で動作するプロセッサとを備え、ソフトウエア命令はゲートウエイプロトコルを定義し、ゲートウエイプロトコルは、公衆ＷＷＡＮにおいて無線の存在が確立された後に、ポータブルコンピューティング装置を私設ＷＬＡＮ内のアクセスポイントとして確立する。

本発明の別の実施形態では、無線通信のための方法が、ポータブルコンピューティング装置によって、公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）のサービスエリアに入ったことを検出すること、および、ポータブルコンピューティング装置によって、私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することを含み、ポータブルコンピューティング装置は、私設ＷＬＡＮのための少なくとも１つのアクセスポイントサービスを実施する。

本発明の別の実施形態では、無線通信のためのシステムが、公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）のサービスエリアに入ったことを検出した後に、通信パケットを送受信するために当該ＷＷＡＮで登録する手段と、私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）のためのアクセスポイントサービスを確立する手段とを備え、確立する手段は、登録する手段に応答して動作する。

ここで図面を参照すると、図１Ａは、典型的な実施形態によるポータブルコンピューティング装置１００を示す。ポータブルコンピューティング装置１００は、プロセッサ１０１と、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）インターフェース（１つあるいは複数）１０２と、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）インターフェース（１つあるいは複数）１０３とを備える。適当な市販のＷＷＡＮインターフェースとしては、限定はしないが、ＧＰＲＳインターフェース、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）１ｘＲＴＴインターフェース、ＣＤＭＡ１ｘＥＶＤＯインターフェース、８０２．１６（ＷｉＭａｘ）インターフェース、無線ブロードバンドインターフェースなどが含まれる。適当な市販のＷＬＡＮインターフェースとしては、限定はしないが、８０２．１１ｂインターフェース、８０２．１１ａインターフェース、８０２．１１ｇインターフェースが含まれる。以下に記載される説明において、用語「ＷＬＡＮ」は、限られた通信範囲を有する他の通信機構、たとえばパーソナルエリアブルートゥースネットワーク、パーソナルエリア超広帯域（ＵＷＢ）ネットワークなどを指すためにも用いられる。

ポータブルコンピューティング装置１００は、個人情報端末（ＰＤＡ）、ノートブックコンピュータあるいは他のポータブルコンピューティングプラットフォームの形で実装することができる。ＷＷＡＮおよびＷＬＡＮインターフェースを含む適当な市販のＰＤＡには、ヒューレット・パッカード社から市販されるｉＰＡＱ（登録商標）ポケットＰＣなどがあるが、それらのＰＤＡは、本発明の実施形態を実装しなければ、ＷＷＡＮインターフェースとＷＬＡＮインターフェースとの間の接続を提供することはできない。別法では、適当な処理能力および無線インターフェースを備える携帯電話あるいは他の無線装置を用いて、典型的な実施形態を実装することができる。

プロセッサ１０１は、実行可能な命令あるいはコードの制御下で動作する。実行可能な命令あるいはコードは、任意の適当なコンピュータ読取り可能媒体である不揮発性メモリ１０４に記憶することができる。たとえば、ゲートウエイおよび関連する通信プロトコル１０５が不揮発性メモリ１０４に記憶される。ポータブルコンピューティング装置１００が最初に、或るＷＷＡＮのセルあるいはサービスエリア内に位置するとき、ポータブルコンピューティング装置１００は、プロトコル１０５の制御下で、そのＷＷＡＮにおいて存在を確立しようとする。ＷＷＡＮにおいて存在を確立することは、そのＷＷＡＮに関連付けられるデジタル制御チャネルを検出することを含む場合がある。デジタル制御チャネルによって、ポータブルコンピューティング装置１００は、そのセルあるいはサービスエリアに関連付けられる基地局と通信できるようになる。基地局と通信することにより、ポータブルコンピューティング装置１００はＷＷＡＮのルーティングサービスに登録する。たとえば、ポータブルコンピューティング装置１００は、ビジターロケーションレジスタ（visiting location registry）および／またはホームロケーションレジスタに位置登録し、一例としてモバイルインターネットプロトコルに従って、ポータブルコンピューティング装置１００へのパケットのルーティングを容易にする。ＷＷＡＮ内で位置登録した後に、ポータブルコンピューティング装置１００は、ＷＷＡＮのＧＰＲＳ機能を用いて、インターネット経由で種々の資源と通信することができる。

ポータブルコンピューティング装置１００がＷＷＡＮにおいて存在を確立した後に、ポータブルコンピューティング装置１００は、プロトコル１０５の制御下で、ＷＬＡＮを確立する。一実施形態では、ポータブルコンピューティング装置１００は、８０２．１１ｂ標準規格に従って、自らを「アクセスポイント」として確立する。ポータブルコンピューティング装置１００は、許可された装置識別子１０６のキャッシュにアクセスし、確立されたＷＬＡＮへのアクセスを制限することができる。さらに、ポータブルコンピューティング装置１００は、確立されたＷＬＡＮ内の他の無線通信装置にゲートウエイ機能を提供する。具体的には、ポータブルコンピューティング装置１００は、ＷＬＡＮ内の無線通信装置からパケットを受信し、それらのパケットを、ＷＷＡＮを用いてインターネット経由で利用可能な資源にルーティングする。ポータブルコンピューティング装置１００は、パケットのルーティングを容易にするために、ネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）、ファイヤウォール機能、仮想私設網（ＶＰＮ）機能、コンテンツフィルタリング機能などの他の通信機能を提供する。

プロトコル１０５の機能が、プロセッサ１０１によって実行されるソフトウエア命令を用いて実施されるものとして説明されてきたが、他の実施形態は他の実施態様を用いることができる。たとえば、適当な特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）あるいは回路（図１ＢにＡＳＩＣ１０７として示される）を用いて、１つの典型的な実施形態によるプロトコル１０５を実装することもできる。また、実施形態は単一のＷＬＡＮネットワークを用いるものとして説明されるが、プロトコル１０５は多数のＷＬＡＮインターフェース１０３を同時に制御することができる。たとえば、プロトコル１０５は、同じローカルエリア内で動作するブルートゥースＷＬＡＮおよび８０２．１１ｂＷＬＡＮを確立することができる。

図２は、１つの典型的な実施形態による通信システム２００を示す。通信システム２００は、ポータブルコンピューティング装置１００を含む。ポータブルコンピューティング装置１００は、ＷＷＡＮ２０２の１つのセルあるいはサービスエリア内で確立される。ポータブルコンピューティング装置１００は、ＷＷＡＮインフラストラクチャ２０４を用いて、インターネット上の資源と通信する。

ポータブルコンピューティング装置１００は、ＷＬＡＮ２０１のためのアクセスポイントとしての役割を果たし、それにより、場所が固定されていない（すなわち移動できる）だけでなく、ワイドエリア通信のための有線リンクにも依存しないアクセスポイントを提供する。さらに、ポータブルコンピューティング装置１００は、どの装置がＷＬＡＮ２０１内で通信することができるかを認証するか、あるいは他の方法で制限し、私設網を確立することができる。ＷＬＡＮ２０１内の無線装置２０３は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、個人情報端末などの種々のコンピューティング装置を用いて実装することができる。無線装置２０３は、一体型のＷＬＡＮインターフェースあるいは取外し可能なＷＬＡＮカードを含むことができる。無線装置２０３は、ポータブルコンピューティング装置１００を通してパケットをルーティングすることにより、インターネット上で利用可能な資源と通信することができる。無線装置２０３は、ポータブルコンピューティング装置１００の無線管理機能を用いて、互いに通信することができる。別法では、無線装置２０３は、ポータブルコンピューティング装置１００の無線管理機能を用いて、共用資源（たとえば、プリンタ２０５）と通信することができる。

図３は、ＷＬＡＮ実施態様に対するＷＷＡＮの接続を容易にする上で有用なゲートウエイプロトコルを確立することによって、１つの典型的な実施形態による無線通信を管理するための流れ図を示す。ブロック３０１では、移動コンピューティング装置１００によってＷＷＡＮネットワークが検出される。たとえば、移動コンピューティング装置１００は、ＧＳＭセルラーネットワークのデジタル制御チャネルあるいは他のネットワークの制御チャネルを検出する。ブロック３０２では、移動コンピューティング装置１００はＷＷＡＮネットワークにおいて認証および登録を行う。その認証は、電子シリアル番号、移動シリアル番号、チャレンジおよび応答パケットなどを通信することにより行うことができる。認証および登録後に、移動コンピューティング装置１００はＷＷＡＮ内で確立され、パケットを通信できる状態になる。したがって、例示される実施形態は、検出時、あるいはそうでなければユーザによって望まれるときに、ＷＷＡＮとの自律的なデータ接続を提供し、それによりＷＷＡＮにおいて無線の存在を確立する。

ブロック３０３では、移動コンピューティング装置１００によって私設ＷＬＡＮが確立される。たとえば、移動コンピューティング装置１００はビーコンフレームの同報通信を開始することができる。８０２．１１ｂ標準規格では、ビーコンフレームによって、無線通信装置が、「基本サービスセット」（すなわち無線プロトコルに従って通信する１組の装置）の位置を確認し、これに加わることができる。さらに、移動コンピューティング装置１００は、８０２．１１ｂ標準規格に従って、「プローブ要求」フレームに応答することができる。プローブ要求フレームによって、無線通信装置は、インフラストラクチャ基本サービスセットに関連付けられるアクセスポイントを特定できるようになる。プローブ要求を用いることにより、無線装置は、ビーコンフレームの送信を待つよりも効率的にインフラストラクチャ基本サービスセットに加わることができる。

ブロック３０４では、要求を送信する無線装置の識別子を含むことができるような、ＷＬＡＮに加わるための要求が、無線装置から移動コンピューティング装置１００によって受信される。ブロック３０５では、移動コンピューティング装置１００と要求を出している無線装置との間で、少なくとも１つの認証フレームが通信される。８０２．１１ｂ標準規格では、認証アルゴリズム番号、認証トランザクションシーケンス番号、ステータスコードおよびチャレンジテキストを使用するマルチフレーム交換を用いて、認証が実行される。ブロック３０６では、たとえば、要求を出している無線装置の識別子と移動コンピューティング装置１００のメモリに記憶された識別子とを比較することにより、要求を出している無線装置が、許可された装置識別子１０６内で特定されるか否かを判定するための論理判定が行われる。特定されない場合には、その無線装置はＷＬＡＮに加わることを許可されず、処理フローはブロック３０４に戻り、さらに別の要求を受信する。その無線装置が、許可された装置識別子１０６内で特定される場合には、処理フローはブロック３０７に進み、要求を出している無線装置がＷＬＡＮに加わることを許可される。

ブロック３０８では、その無線装置のためのインターネットプロトコル（ＩＰ）パケット通信が認められる。たとえば、ＷＬＡＮに加わった後に、その無線装置はＤＨＣＰ発見パケットを同報通信することができる。移動コンピューティング装置１００のプロトコル１０５は、同報通信された発見パケットに応答するＤＨＣＰサーバを含むことができる。具体的には、ＤＨＣＰサーバは、その無線装置にＩＰアドレスを「貸与し」、パケットを通信できるようにする。割り当てられたＩＰアドレスを用いて、移動コンピューティング装置１００は、ＷＷＡＮを用いて、ＷＬＡＮの無線通信装置および／または他の装置のために、インターネット資源との間でパケットをルーティングする。したがって、ＷＷＡＮ上で無線の存在が確立された後に、移動コンピューティング装置１００はＷＬＡＮ上のアクセスポイントとして確立され、ゲートウエイ機能を提供する。移動コンピューティング装置１００は、ネットワークアドレス変換、ファイヤウォールフィルタリング、仮想私設網、コンテンツフィルタリングなどの他の機能を実行することもできる。

上記の機能のうちの１つあるいは複数が、先に記載された図３の実施形態に対して述べられたのとは異なる順序で実行される場合もある。たとえば、本発明の実施形態によれば、所望のレベルの信頼性および／または応答性を与えるために、１つあるいは複数の機能が同時に実行される場合もある。

種々の応用形態に対して典型的な実施形態を用いることができる。たとえば、ポータブルコンピューティング装置１００は、遠隔した場所においてサービスを実施する専門家のグループによって用いられることができる。たとえば、移動アカウンティングチームは、自分たちのクライアントに属する施設内に一時的な事務所を度々開設する。移動コンピューティング装置１００は、そのようなチームが、クライアントの施設においてチームメンバのためのローカルエリアネットワークを確立するために用いられることができる。さらに、移動コンピューティング装置１００を、その移動チームが本社に関連付けられるサーバと通信するために用いることができる。典型的な実施形態はこの種の状況において数多くの利点を提供する。典型的な実施形態を用いることにより、有線技術を用いることなく、ローカルエリアネットワークを効率的に開設し、撤収することができる。さらに、そのチームメンバに属する全ての装置が、必ずしもＷＷＡＮ通信ために用いられるハードウエアを有するとは限らない。限られた数の移動コンピューティング装置１００内にＷＷＡＮ機能を与えることにより、公衆無線ネットワークに関連付けられるユーザアカウントの管理を効率的に行うことができる。

典型的な実施形態による例示的なポータブルコンピューティング装置を示す図である。 典型的な実施形態による例示的なポータブルコンピューティング装置を示す図である。 １つの典型的な実施形態による例示的な通信システムを示す図である。 １つの典型的な実施形態による無線通信を管理するための例示的な流れ図である。

符号の説明

１００ ポータブルコンピューティング装置
１０１ プロセッサ
１０２ ＷＷＡＮインターフェース
１０３ ＷＬＡＮインターフェース
１０４ 不揮発性メモリ
１０５ プロトコル
１０６ 許可された装置識別子
１０７ ＡＳＩＣ
２００ 通信システム
２０１ ＷＬＡＮ
２０２ ＷＷＡＮ
２０３ 無線装置
２０４ ＷＷＡＮインフラストラクチャ
２０５ プリンタ

Claims (10)

1. 無線通信のためのポータブルコンピューティング装置（１００）であって、
   公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）と通信するための第１のネットワークインターフェース（１０２）と、
   私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と通信するための第２のネットワークインターフェース（１０３）と、
   ソフトウエア命令（１０５）の制御下で動作するプロセッサ（１０１）とを備え、前記ソフトウエア命令はゲートウエイプロトコルを定義し、該ゲートウエイプロトコルは、前記公衆ＷＷＡＮにおいて無線の存在（wireless presence）が確立された後に、該ポータブルコンピューティング装置を前記私設ＷＬＡＮ内のアクセスポイントとして確立する、無線通信のためのポータブルコンピューティング装置。
2. 前記ゲートウエイプロトコルは、前記ポータブルコンピューティング装置が前記公衆ＷＷＡＮ内に位置するときに、該公衆ＷＷＡＮにおいて自律的に前記無線の存在を確立する、請求項１に記載のポータブルコンピューティング装置。
3. 前記ゲートウエイプロトコルは、前記私設ＷＬＡＮ内の装置から受信された通信パケットを前記公衆ＷＷＡＮを通してルーティングし、該公衆ＷＷＡＮから受信されたパケットを前記私設ＷＬＡＮ内の装置にルーティングする、請求項１に記載のポータブルコンピューティング装置。
4. 前記第１のネットワークインターフェースは汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）インターフェースを含む、請求項１に記載のポータブルコンピューティング装置。
5. 前記第２のネットワークインターフェースは８０２．１１ｂ通信標準規格を実施するネットワークインターフェースを含む、請求項１に記載のポータブルコンピューティング装置。
6. 前記ゲートウエイプロトコルは、無線装置から、前記私設ＷＬＡＮに加わるための要求を受信するように動作する、請求項１に記載のポータブルコンピューティング装置。
7. 無線通信のための方法であって、
   ポータブルコンピューティング装置によって、公衆無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）のサービスエリアに入ったことを検出すること（３０１）、および
   前記ポータブルコンピューティング装置によって、私設無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立すること（３０３）を含み、前記ポータブルコンピューティング装置は、前記私設ＷＬＡＮのための少なくとも１つのアクセスポイントサービスを実施する、無線通信のための方法。
8. 前記ポータブルコンピューティング装置によって、前記公衆ＷＷＡＮと前記私設ＷＬＡＮとの間でパケットトラフィックをルーティングすることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記ポータブルコンピューティング装置によって、前記私設ＷＬＡＮに加わるために要求を出している無線装置の識別情報を認証すること（３０５）をさらに含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記要求を出している無線装置の前記認証される識別情報と前記ポータブルコンピューティング装置のメモリに記憶された識別子とを比較すること（３０６）をさらに含む、請求項９に記載の方法。

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