JP2006519539A - 無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明では、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法およびシステムが提供される。具体的には、本発明では、モバイル装置は、新しいサブネットワークのエージェントに関連付けする（第３層ハンドオフ）前に、新しい無線サブネットワークの新しいアクセス・ポイントに直接に関連付けする（第２層ハンドオフ）。新しいアクセス・ポイントとの関連付けが完了すると、転送要求が、新しいアクセス・ポイントから、モバイル装置が以前に関連付けられていた無線サブネットワークの旧アクセス・ポイントに送信される。この転送要求によって、旧アクセス・ポイントによって受信されるモバイル装置宛てのすべてのデータ・パケットが、新しいアクセス・ポイントに転送される。次いで、モバイル装置は、新しい無線サブネットワークのエージェントとのその関連付けを完了すると、新しいサブネットワークを介して直接にデータ・パケットを受信する。

Description

本発明は、一般には、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法およびシステムに関する。詳細には、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）プロトコルを使用して、モバイル装置のサブネットワーク間ハンドオフのための待ち時間およびデータ・パケット・ロスを低減する。

無線ネットワークがさらに普及するにつれて、モバイル装置の能力は高まっている。例えば、今日多くのモバイル装置（携帯電話、携帯情報端末、ラップトップ・コンピュータなど）が、無線接続を介してネットワークに接続することができる。一般に、無線ネットワークに接続するために、モバイル装置は、その中のいくつかのコンポーネント、例えば「アクセス・ポイント」に関連付けしなければならない。その固有の可搬性のために、モバイル装置はしばしば、あるアクセス・ポイントから別のアクセス・ポイントに「ハンドオフ」される。具体的には、モバイル装置ユーザが、その装置が関連付けられているアクセス・ポイントから離れて移動するときに、それとの接続は、劣化し、最終的には失敗する。エンドツーエンドの接続の失敗を防ぐために、モバイル装置は、いずれかの使用可能なアクセス・ポイントを見つけ、それに関連付けしなければならない。

周知のように、無線ネットワークは、複数のサブネットワークを含み得る。それぞれのサブネットワークは一般に、他にもコンポーネントはあるが、モバイル装置がそれに関連付けし得るモビリティ・エージェント、および１組の（例えば１つまたは複数の）アクセス・ポイントを含む。単一のサブネットワークは、例えば、同じ建物または同じローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）内などの単一の地理的位置のすべての「マシン」を表し得る。ネットワークをサブネットワークに分割させることは、複数の利点をもたらし得る。例えば、サブネットワークは、ネットワークが単一の共有ネットワーク・アドレスでインターネットに接続されることを可能にする。組織は、サブネットワークなしに、インターネットとの複数の接続を得ることができるが、それは、インターネットが割り当てなければならない限られた数のネットワーク・アドレスの不必要な使用を必要とする。

一般に、開放型システム間相互接続の層モデルのもとでは、無線サブネットワークは、複数の「層」を含む。第１層は物理層と称され、第２層はリンクまたは媒体アクセス制御（ＭＡＣ：medium access control）層と称され、第３層はネットワーク層と称され、第４層は、トランスポート層と称される。残念ながら、サブネットワークができるだけ効率的になり得ると、モバイル装置があるサブネットワークから別のサブネットワークに移動するときに（サブネットワーク間移動として一般に知られる）、様々な問題が生じる。具体的には、モバイル装置は、サブネットワーク間で移動するときに、新しいエージェントに（第３層ハンドオフ）、次いで新しいアクセス・ポイントに（第２層ハンドオフ）ハンドオフされなければならない。モバイル装置が第３層ハンドオフを完了すると、それに一時インターネット・アドレス（気付アドレス、すなわちＣＯＡとして知られる）が割り当てられる。

一般に、第３層ハンドオフは、「モバイルＩＰ」規格に従って管理される。モバイルＩＰ規格では、サブネットワーク内のエージェントは、約１秒毎に「エージェント・ビーコン」を送信する。エージェント・ビーコンは、モバイル装置によって、それがその特定のサブネットワークに接続されていることを確認するやり方として受信される。モバイル装置が、第１のサブネットワークによってカバーされている領域から出て移動する場合、そのエージェント・ビーコンは受け損なわれる（例えば受信されず、または十分な「強度」で受信されない）。いずれにせよ、モバイル装置が３つの連続するエージェント・ビーコンを受け損なう場合、モバイルＩＰ規格では、それが新しいサブネットワークを探索しなければならないと指定している。したがって、モバイル装置は、（例えば新しいサブネットワークからの）新しいエージェント・ビーコンを検出しようとする。モバイル装置は新しいエージェント・ビーコンを検出するときに、エージェント、およびその中のアクセス・ポイントに関連付けする。新しいエージェントに関連付けられると、新しいＣＯＡがモバイル装置に割り当てられて、メッセージがサブネットワーク間のゲートウェイに送信され、その結果、そのモバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、新しいサブネットワークを介して（新しいＩＰアドレスに従って）それに送信され得る。

しかし、第３層ハンドオフ・プロセスの間に、いくつかの問題が生じ得る。具体的にはモバイル装置は、エージェントとの関連付けを試みる前に、３つのエージェント・ビーコンが受け損なわれるのを待たなければならないので、少なくとも３秒が経過する。この待ち時間は、モバイル装置への、またそこからの通信を遅延させるだけでなく、データ・パケット・ロスをももたらし得る。具体的には、モバイル装置が第３層ハンドオフを完了する前に、そのモバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、古いアクセス・ポイントに送信される。これは、モバイル装置へのデータ・パケットの送達を遅延させるだけでなく、古いアクセス・ポイントでバッファに入れられるデータ・パケットの蓄積をも引き起こす。こうした蓄積は、バッファのオーバフロー、およびデータ・パケットのロスをもたらし得る。第３層ハンドオフが完了した後にだけ、データ・パケットは、新しいサブネットワークを介してモバイル装置にルーティングされることができる。

モバイル装置が第２層ハンドオフを厳密に実施する場合、例えば特定のサブネットワーク内のアクセス・ポイント間の移動時には（サブネットワーク内移動として知られる）、こうした問題は一般に存在しない。一般に、サブネットワーク内移動は、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）規格に従って処理される。この規格のもとでは、それぞれのアクセス・ポイントは「アクセス・ポイント」ビーコンを送信する。アクセス・ポイント・ビーコンは、エージェント・ビーコンが送信される（１秒毎など）よりも遥かに大きい頻度（１００ミリ秒間隔など）で送信される。モバイル装置は、特定のアクセス・ポイントに関連付けられると、アクセス・ポイント・ビーコンを受信し続ける。モバイル装置がそのアクセス・ポイントから離れて移動するときに、アクセス・ポイント・ビーコンは、モバイル装置がそのサブネットワークから離れて移動する間にエージェント・ビーコンが劣化するのと同じように強度が劣化する。エージェント・ビーコンが何らかの閾値より下がると直ぐに、モバイル装置は、新しいアクセス・ポイントからの新しいアクセス・ポイント・ビーコンを検出しようと試みる。しかし、アクセス・ポイント・ビーコンはより大きい頻度で送信されるので、数秒の待ち時間の間は存在しない。したがって、サブネットワーク間移動時に観察される通信遅延、および可能なデータ・パケット・ロスはそれほど問題ではない。したがって、第２層ハンドオフは、第３層ハンドオフより、より速くてより円滑である両方の傾向がある。

上記内容を考慮すると、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法およびシステムが求められている。この点で、サブネットワーク間通信に、サブネットワーク内移動の利点を取り入れる方法およびシステムが求められている。この点で、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）を使用して、モバイル装置のＩＰ層（すなわち第３層）ハンドオフの間にデータ・パケットをバッファに入れ、転送する方法およびシステムがさらに求められている。

一般に、本発明は、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法およびシステムを提供する。具体的には、本発明では、モバイル装置は、第１の無線サブネットワークから第２の無線サブネットワークに移動するときに、第２無線サブネットワーク内の新しいアクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンを検出する。アクセス・ポイント・ビーコンを検出すると、モバイル装置は、関連付け要求をそれに送信する。関連付け要求の受信後に、新しいアクセス・ポイントは、そのモバイル装置が関連付けられていた第１サブネットワーク内の旧アクセス・ポイントに転送要求を送信する。転送要求によって、旧アクセス・ポイントによって受信されるそのモバイル装置宛てのすべてのデータ・パケットが、新しいアクセス・ポイントに転送される。したがって、モバイル装置は、第３層ハンドオフが行われている間に、そのデータ・パケットを受信し続けることができる。（３秒以上後に）第３層ハンドオフが完了すると、モバイル装置は、第２サブネットワークを介して直接にパケットを送受信することができる。したがって、第３層ハンドオフが行われている間に第２層ハンドオフを実施し、転送要求を送信することによって、本発明は、サブネットワーク間ハンドオフが円滑さと速さの両方を増すことを可能にする。

本発明の第１の態様は、第１の無線サブネットワークの第１のアクセス・ポイントに関連付けられたモバイル装置を提供すること、第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、モバイル装置を第２の無線サブネットワークの第２のアクセス・ポイントに関連付けること、および関連付けの後に、第２アクセス・ポイントから第１アクセス・ポイントに転送要求を送信することであって、この転送要求によって、第１アクセス・ポイントによって受信されるモバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、第２アクセス・ポイントに転送されるようにすることを含む、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法を提供する。

本発明の第２の態様は、第１の無線サブネットワークの第１のアクセス・ポイントに関連付けられたモバイル装置を提供すること、第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、モバイル装置を第２の無線サブネットワークの第２のアクセス・ポイントに直接に関連付けること、関連付けの後に、第２アクセス・ポイントから第１アクセス・ポイントに転送要求を送信することであって、この転送によって、第１アクセス・ポイントによって受信されるモバイル装置宛てのデータ・パケットのいずれもが、第２アクセス・ポイントに転送されるようにすること、転送要求が送信された後に、モバイル装置を第２無線サブネットワークのエージェントに関連付けること、およびエージェントとの関連付けの後に、第２無線サブネットワークを介してモバイル装置宛ての追加のデータ・パケットを直接に受信することを含む、無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法を提供する。

本発明の第３の態様は、第１アクセス・ポイントを有する第１のサブネットワークと、第２アクセス・ポイントを有する第２のサブネットワークとを含む無線サブネットワーク間のモバイル装置の改良型ハンドオフのためのシステムを提供し、モバイル装置は、第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、第２アクセス・ポイントに関連付けするように構成され、第２アクセス・ポイントは、モバイル装置との関連付けの後に、第１アクセス・ポイントに転送要求を送信するように構成され、この転送要求によって、第１アクセス・ポイントによって受信されるモバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、第２アクセス・ポイントに転送される。

本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面と併せて考慮される本発明の様々な態様についての以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

図面は、本発明の特定のパラメータを示すためのものではなく、概略図にすぎない。図面は、本発明の一般的な実施形態を示すためのものにすぎず、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なすべきでない。図面では、同様の番号は、同様の要素を表す。

次に図１を参照すると、第１の無線サブネットワーク１４と第２の無線サブネットワーク１６の間のモバイル装置／ノード１２の第３層ハンドオフのためのモバイルＩＰ規格の概要１０が示されている。一般に、モバイル装置１２は、無線サブネットワーク１４から無線サブネットワーク１６に移動するときに、外部エージェント１８に登録し、気付アドレス（ＣｏＡ：Care-of-Address）と呼ばれる一次ＩＰアドレスを取得する。またモバイル装置１２は、ホーム・エージェント２０が、対応する装置／ノード（ＣＤ）２２から新しいＣｏＡにデータ・パケットを送信することができるように、無線サブネットワーク１４内のそのホーム・エージェント２０に対してこの情報を更新する。しかし、上記で示したように、このプロセスの間に観察されるハンドオフの待ち時間が数秒ほどの長さになることがあり、それは、リアルタイム・アプリケーションまたはＴＣＰトラフィックについて、深刻なサービス劣化をもたらす。具体的には、モバイルＩＰのもとで第３層ハンドオフが行われるには、モバイル装置１２は、それが外部エージェント１８との関連付けを試みる前に、ホーム・エージェント２０からの３つのエージェント・ビーコンを受け損なわなければならない。ホーム・エージェント２０および外部エージェント１８などのエージェントは、約１秒毎に１つのビーコンしか送信しないので、第３層ハンドオフが実際に行われる前に、少なくとも３秒が経過する。

第３層ハンドオフが完了すると、新しいＩＰアドレスがモバイル・ノード１２に割り当てられる。当技術分野で知られているように、ＩＰアドレスは、４つのグループの１０進数を含む３２ビットのシーケンスである。例えば、ＩＰアドレスは、以下のように現れ得る「１３０．５．５．２５」。この例では、最初の２つのグループ「１３０．５」はネットワーク・アドレスを識別し、「．５」はサブネットワーク・アドレスを識別し、「．２５」は、ホストアドレスを識別するとさらに仮定する。モバイル装置が別のサブネットワークに移動する場合、「．５」のサブネットワーク・アドレスは変化する。したがって、新しいＩＰアドレスがモバイル装置１２に割り当てられると、モバイル装置１２のそれ以降のすべての通信は、無線サブネットワーク１６を介してそれにルーティングされることができる。

次に図２を参照すると、本発明による、モバイル装置２４がその間を移動する（すなわちハンドオフされる）２つの無線サブネットワーク２２Ａ〜Ｂのダイヤグラム２０が示されている。図示するように、両方の無線サブネットワーク２２Ａ〜Ｂは、類似のコンポーネントを含む。こうしたコンポーネントは、ルータ３０Ａ〜Ｂ、外部エージェント３２Ａ〜Ｂ、ＭＡＣブリッジ３４Ａ〜Ｂ、およびアクセス・ポイント３６Ａ〜Ｄを含む。ゲートウェイ２８は、無線サブネットワーク２２Ａ〜Ｂの間に常駐して、対応するノード／装置２６から受信されるデータ・パケットをモバイル装置２４にルーティングする。一般に、ルータ３０Ａ〜Ｂ、および外部エージェント３２Ａ〜Ｂは第３層（ＩＰ層）コンポーネントと見なされることができ、ＭＡＣブリッジ３４Ａ〜Ｂ、およびアクセス・ポイント３６Ａ〜Ｄは、第２層（ＭＡＣ層）コンポーネントと見なされ得る。いずれにせよ、特定のサブネットワークに接続するために、モバイル装置２４は、外部エージェント、およびその中のアクセス・ポイントに関連付けする。関連付けの後に、対応する装置２６からモバイル装置２４宛てのいずれのデータ・パケットもが、ルータ、ＭＡＣブリッジ、およびモバイル装置２４が関連付けられているアクセス・ポイントを介してモバイル装置２４に通信される。ダイヤグラム２０は例示するためのものにすぎず、また他のコンポーネントが含まれることができ、かつ／または実装が存在し得ることを理解されたい。この点で、図示するコンポーネント（アクセス・ポイントなど）の量もまた、限定的なものではなく、例示的なものであることも理解されたい。さらに、外部エージェント３２Ａ〜Ｂは一般に、ルータ３０Ａ〜Ｂの一部であり、またはそれに接続されることを理解されたい。図２では概念的な目的のためだけに、それらは、そのように示されていない。

本発明では、モバイル装置２４は、無線サブネットワーク２２Ａから無線サブネットワーク２２Ｂに移動する場合に、モバイルＩＰのもとで外部エージェント３２Ｂに関連付けしようとする間、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）に従って、アクセス・ポイント（３６Ｃ〜Ｄなど）に直接に関連付けする。例えば、モバイル装置２４が無線サブネットワーク２２Ａのアクセス・ポイント３６Ｂおよび外部エージェント３２Ａに最初に関連付けられていると仮定する。さらに、モバイル装置２４が、無線サブネットワーク２２Ａから離れて、外部エージェント３２Ａからのエージェント・ビーコン、およびアクセス・ポイント３６Ｂから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンが強度を失い始めるところに移動し始めるとさらに仮定する。従来の実施形態では、図１に関連して上記で示したように、モバイル装置２４は、モバイルＩＰ規格による、外部エージェント３２Ｂとの関連付け（第３層ハンドオフなど）の時間のかかるプロセスを経る。すなわち、モバイル装置２４が外部エージェント３２Ｂとの関連付けを試み得る前に、外部エージェント３２Ａからの３つのエージェント・ビーコンが受け損なわれる（例えば検出されず、またはモバイルＩＰ規格によって示された所定の「パワー」閾値より下がる）必要がある。それぞれのビーコンは約１秒毎に送信されるので、この第３層ハンドオフ／関連付けが完了する前に、少なくとも３秒が経過する。

本発明では、モバイル装置２４は、第３層ハンドオフが行われている間に、別のアクセス・ポイントへの第２層（ＭＡＣ層など）のハンドオフを完了する。具体的には、モバイル装置２４が、無線サブネットワーク２２Ａから無線サブネットワーク２２Ｂに移動するときに、アクセス・ポイント３６Ｂから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンが、受け損なわれる（例えば検出されず、またはＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）規格によって示された所定の「パワー」閾値より下がる）。これが発生するときに、モバイル装置２４は、そのパワーが閾値要件を満たすアクセス・ポイント・ビーコンを求める。この点で、モバイル装置２４は、無線サブネットワーク２２Ｂ内のアクセス・ポイント（アクセス・ポイント３６Ｃなど）に関連付けしようとする。アクセス・ポイント・ビーコンはエージェント・ビーコンよりも遥かに大きい頻度で送信されるので、モバイル装置２４は、外部エージェント３２Ｂと行うよりも実質上短い時間の間に、アクセス・ポイント３６Ｃを検出して、それとの関連付けを試みる。例えば、典型的な一実施形態では、モバイル装置２４は（外部エージェント３２Ｂとの関連付けに３秒より長くかかるのに対して）約３００〜４００ミリ秒で、アクセス・ポイント３６Ｃに関連付けすることができる。

モバイル装置２４は、アクセス・ポイント３６Ｃからのアクセス・ポイント・ビーコンを検出すると、関連付け要求をそれに送信する。ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）規格に示されるように、その関連付け要求は、他にもあるが特に、モバイル装置のＭＡＣアドレス、およびアクセス・ポイント３６ＢのＩＤ含む。アクセス・ポイント３６Ｃは、関連付け要求を受信し、モバイル装置２４に確認を返送すると、旧アクセス・ポイント３６Ｂに転送要求を送信する。転送要求によって、アクセス・ポイント３６Ｂによって受信されるモバイル装置２４宛てのデータ・パケットのいずれもが、アクセス・ポイント３６Ｃに転送されることを引き起こす／要求する。具体的には、無線サブネットワーク２２Ａから無線サブネットワーク２２Ｂへのモバイル装置２４のハンドオフの間に、アクセス・ポイント３６Ｂは、モバイル装置２４向けのデータ・パケット３８を受信し続け得る。従来、データ・パケット３８は、第３層ハンドオフが完了するまで、アクセス・ポイント３６Ｂで、バッファに入れられていた。しかし、第３層ハンドオフには３秒より長い時間がかかり得るので、バッファがオーバフローすることがあり、データ・パケットが失われ得る。本発明では、転送要求は、モバイル装置２４とアクセス・ポイント３６Ｃの間の関連付けが完了するとすぐに（３００〜４００ミリ秒など）、アクセス・ポイント３６Ｂに送信される。一般的な一実施形態では、アクセス・ポイント３６Ｃは、関連付け要求内に含まれるアクセス・ポイント３６ＢのＩＤに基づいて、リモート認証ダイアルイン・ユーザ・サービス（ＲＡＤＩＵＳ：Remote Authentication Dial-In User Service）要求を発行することによって、アクセス・ポイント３６ＢのＩＰアドレスを判断する。具体的には、アクセス・ポイント３６Ｃは、アクセス・ポイント３６ＢのＩＤを使用して、データベースなどに照会する。アクセス・ポイント３６Ｂの実際のＩＰアドレスを抽出するために、そのＩＤを使用して、データベースを相互参照する。これが判断されると、転送要求が、抽出されたＩＰアドレスを使用して、アクセス・ポイント３６Ｂに通信される。

転送要求を受信すると、アクセス・ポイント３６Ｂは、バッファされたデータ・パケットを、アクセス・ポイント３６Ｃに（例えば、アクセス・ポイント３６ＢからＭＡＣブリッジ３４Ａ、ルータ３０Ａ、ゲートウェイ２８、ルータ３０Ｂ、ＭＡＣブリッジ３４Ｂ、アクセス・ポイント３６Ｃへと）転送する。したがって、モバイル装置２４は、データ・パケットを受信する前に３秒以上待たなければならないのではなく、僅か数百ミリ秒で、データ・パケットを受信することができる。データ・パケットのバッファリング、カプセル化および転送は、第３層ハンドオフが完了するまで（すなわち、上記説明したように、モバイル装置２４が外部エージェント３２Ｂに関連付けられ、また（例えばルータ３０Ｂによって）それに新しいＣｏＡアドレスが割り当てられるまで）継続する。この時点で、ゲートウェイ２８は、無線サブネットワーク２２Ａではなく、無線サブネットワーク２２Ｂを介して、モバイル装置２４宛てのデータ・パケット３８をルーティングするように指示される。

モバイル装置２４は、第３層ハンドオフを完了し、新しいＣｏＡを取得するまで、トポロジー的には不正確なＩＰアドレスを依然として使用することを理解されたい。アクセス・ポイント３６Ｃがカプセル化解除後にこうした転送ＩＰパケットを廃棄することを防ぐために、アクセス・ポイント３６Ｃはこの「サブネットワーク・プリフィックス不整合」のＩＰアドレスを、モバイル装置２４のＭＡＣアドレスに関連付けなければならない。したがって、アクセス・ポイント３６Ｃとの第２層ハンドオフが完了すると、アクセス・ポイント３６Ｃは、モバイル装置２４の古い（不正確な）ＩＰアドレスを取得するために逆アドレス解決プロトコル（ＲＡＲＰ：Reverse Address Resolution Protocol）を発行すべきである。ＲＡＲＰ要求は一般に、関連付け要求内で識別されるモバイル装置２４のＭＡＣアドレスを使用して達成される。旧ＩＰアドレスが取得されると、それは、ＭＡＣアドレス（およびモバイル装置２４）に関連付けられる。この結果、アクセス・ポイント３６Ｃが、旧ＩＰアドレスを含む転送データ・パケットを受信するときはいつでも、関連付けられたＭＡＣアドレスによって、データ・パケットが送信されるべきモバイル装置（すなわちモバイル装置２４）がアクセス・ポイント３６Ｃに知らされる。

さらに、第３層ハンドオフが完了するまで、モバイル装置２４は、アップリンク（モバイル装置２４からのデータ・パケット送信など）のためのその既定のルータとして、無線サブネットワーク２２Ａのルータ３０Ａを依然として使用する。したがって、アウトバウンド・データ・パケットのＭＡＣフレーム・ヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、ルータ３０ＡのＭＡＣアドレスである。したがって、アクセス・ポイント３６Ｃが変更を行わずに単純にデータ・パケットを送出する場合、それは、ルータ３０Ａに到達しない。この問題に対処するために、アクセス・ポイント３６Ｃは、知られていないＭＡＣアドレスを含むパケットをモバイル装置２４から受信する場合、対応するコンポーネントのＩＰアドレスを識別するためにＲＡＲＰ要求を発行する。ＲＡＲＰ応答が受信されない場合、アクセス・ポイント３６Ｃは、データベース内に、到達不可能としてそのＭＡＣアドレスをマーク付けする。次いで、それは、モバイル装置２４から再びデータ・パケットを受信すると、宛先ＭＡＣアドレスを、ルータ３０ＢのＭＡＣアドレスで置き換える。しかし、入口／出口フィルタリングが実施される場合、アクセス・ポイント３６Ｃは、第３層ハンドオフが完了するまで、データ・パケットをカプセル化し、無線サブネットワーク２０Ａにそれを返送する。

次に図３を参照すると、モバイル装置の典型的な第３層ハンドオフの、本発明によるモバイル装置のハンドオフとの時系列比較５０が示されている。時系列５０の部分５２は、典型的な第３層ハンドオフを示し、部分６０は本発明に基づくハンドオフを示している。部分５０を見ると、第３層ハンドオフを完了するには、モバイル装置が３つのエージェント・ビーコン５４Ａ〜Ｃを受け損なわなければならないことが見て分かる。エージェント・ビーコンはモビリティ・エージェントから１秒毎にしか送信されないので、完全な第３層ハンドオフ（時点５６に示す）には、少なくとも３秒かかり得る。しかし、本発明ではアクセス・ポイントとのリンクがダウンすると（例えばアクセス・ポイント・ビーコンを受け損ない、または受信パワー強度が所定の何らかの閾値より下がるなど）、モバイル装置は、新しいアクセス・ポイント６６（時系列に沿って時点７０に示す）に関連付けしようとする。関連付けが完了すると、新しいアクセス・ポイント６６は、ＲＡＤＩＵＳサーバ６８に、旧アクセス・ポイント６４のＩＰアドレスを取得するためにＲＡＤＩＵＳ要求を発行する。ＩＰアドレスが判断されると、転送要求が旧アクセス・ポイント６４に送信される。転送要求に基づいて、旧アクセス・ポイントは、モバイル装置から受信したデータ・パケットのいずれをも転送し始める。時系列５０内で見て分かるように、モバイル装置は、ほぼ時点７０で、転送されたデータ・パケットを受信し始める。転送は、時点５６で第３層ハンドオフが完了するまで継続し、この時点５６の後に、モバイル装置は、図２の新しいモビリティ・エージェント３２Ｂを介して直接にデータ・パケットを受信する。したがって、時点７０と時点５６の間の時間は、以前はあり得なかった、本発明に基づいてモバイル装置がデータ・パケットを受信することができる間の時間を表す。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実現され得ることを理解されたい。この点で、本発明の教示は、モバイル装置および／またはサブネットワーク・コンポーネント内のソフトウェアベースまたはハードウェアベースの手段を介して実施され得る。本明細書で述べる方法を実施するように適応された任意の種類のコンポーネントが適している。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組合せは、ロードされ実行されたときに、本明細書で述べる個々の方法を実施するコンピュータ・プログラムを含むコンポーネントであり得る。あるいは、本発明の機能タスクのうちの１つまたは複数を実施するための専用ハードウェアを含む特定用途のコンポーネントが使用され得る。本発明は、本明細書で述べる方法の実施を可能にするすべての個々の特徴を含んでおり、またコンピュータ・システム内にロードされたときに、こうした方法を実施することができるコンピュータ・プログラム製品内に組み込まれることもできる。コンピュータ・プログラム、ソフトウェア・プログラム、プログラムまたはソフトウェアは、この文脈では、情報処理能力を有するシステムに、直接に、あるいは（ａ）別の言語、コードまたは表記への変換、および／または（ｂ）異なる材料の形での複製のうちのいずれかまたは両方を行った後に特定の機能を実施させるための１組の命令の、任意の言語、コードまたは表記での任意の表現を意味する。

次に図４を参照すると、本発明による、モバイル装置１０２およびアクセス・ポイント１２０のブロック図１００が示されている。図４に示すブロック図は例示するためのものにすぎず、モバイル装置１０２およびアクセス・ポイント１２０は図示されていない追加のコンポーネントを含む可能性が高いことを予め理解されたい。いずれにせよ、図示するように、モバイル装置１０２は、プロセッサ１０４、メモリ１０６、送受信機１０８、およびアクティブ・パケタイザ（packetizer）１１０を含む。モバイル装置１０２のメモリ１０６は、本明細書で述べる本発明の機能を実施するためのデータ１１２および／またはプログラム・コード１１４を含み得る。本発明では、モバイル装置１０２は、前のアクセス・ポイント（図示せず）から離れて移動するときに、アクセス・ポイント１２０から送信されるアクセス・ポイント・ビーコンを検出し始める。プログラム・コード１１４は、その時点でアクセス・ポイント１２０に関連付け要求を返送するように構成されている。一般に、関連付け要求は、モバイル装置１０２のＭＡＣアドレス、および、モバイル装置１０２が関連付けられていた旧アクセス・ポイントのＩＤなどの、ＩＥＥＥ８０２．１１（ｆ）規格によって略述されているデータ１１２を含む。関連付け要求は、アクティブ・パケタイザ１１０によって、１つまたは複数のデータ・パケットにパケット化され、次いで、送受信機１０８を介してアクセス・ポイント１２０に送信される。

図４にさらに示すように、アクセス・ポイント１２０は、プロセッサ１２２、メモリ１２４、送受信機１２６、データ・プログラム・セパレータ１２８、およびアクティブ・パケタイザ１３０を含む。関連付け要求は、送受信機１２６を介して受信され、データ・プログラム・セパレータ１２８に転送され、このセパレータ上で、データ（ＭＡＣアドレスおよび旧アクセス・ポイントＩＤなど）が抽出される。確認要求／メッセージが、メモリ１２４内のデータ１３２を使用して生成され、次いで、アクティブ・パケタイザ１３０を介してモバイル装置１０２にデータ・パケットとして返送され得る。メモリ１２４内のプログラム・コード１３４は、関係付けが完了すると、旧アクセス・ポイントのＩＰアドレスを取得するためにＲＡＤＩＵＳ要求を発行し、次いで、転送要求を生成し、それに送信するように構成される。旧アクセス・ポイントは、転送要求を受信し、モバイル装置１０２宛てのデータ・パケットのいずれをも転送するように構成される。

モバイル装置の第３層ハンドオフが完了する前に、メモリ１２４内のプログラム・コード１３４は、（すなわち関連付け要求内で受信されたＭＡＣアドレスを使用して、）モバイル装置１０２の旧ＩＰアドレスを取得するためにＲＡＲＰ要求を発行するようにさらに構成される。次いで、アクセス・ポイント１２０は、（旧ＩＰアドレスを含む）旧アクセス・ポイントから転送されたデータ・パケットを、モバイル装置１０２に適切にルーティングすることができる。さらに、第３層ハンドオフが完了する前にモバイル装置１０２から受信されたデータ・パケットに関して、プログラム・コード１３４は、受信されたデータ・パケット内で識別される旧ルータのＭＡＣアドレスに基づいて、モバイル装置１０２によって使用された旧ルータのＩＰアドレスを取得するためにＲＡＲＰ要求を発行するように構成される。

ブロック図１００は、例示するためだけに、本発明のソフトウェアベースの実施について図示していることを理解されたい。具体的には、図４で、本発明の基礎となる機能は、モバイル装置１０２およびアクセス・ポイント１２０内のプログラム・コードによって実施されるものとして示され、述べられている。しかし、これは、そうである必要がなく、同じ機能が、モバイル装置１０２およびアクセス・ポイント１２０内で実装されたハードウェア（またはソフトウェアとハードウェアの組合せ）を介して提供され得る。

本発明の好ましい諸実施形態についての上記の説明は、例示および説明のために提示されている。それは、網羅的な、または開示した厳密な形に本発明を限定するためのものではなく、明らかに、多くの修正および変形が可能である。当業者に明らかであり得るこうした修正および変形は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内に含まれるものである。

無線サブネットワーク間のモバイル装置の第３層ハンドオフのための機構を提供するモバイルＩＰの概要を示す図である。 本発明による、モバイル装置がその間で移動する（すなわちハンドオフされる）２つの無線サブネットワークを示す図である。 モバイル装置の典型的な第３層ハンドオフの、本発明によるモバイル装置のハンドオフとの時系列比較を示す図である。 本発明によるモバイル装置およびアクセス・ポイントのブロック図である。

Claims (20)

1. 無線サブネットワークの間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法であって、
   第１の無線サブネットワークの第１のアクセス・ポイントに関連付けられたモバイル装置を提供すること、
   前記第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、前記モバイル装置を第２の無線サブネットワークの第２のアクセス・ポイントに関連付けること、および
   前記関連付けの後に、前記第２アクセス・ポイントから前記第１アクセス・ポイントに転送要求を送信することであって、前記転送要求によって、前記第１アクセス・ポイントによって受信される前記モバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、前記第２アクセス・ポイントに転送されるようにすることを含む方法。
2. 前記転送要求に基づいて、前記第１アクセス・ポイントから前記第２アクセス・ポイントに前記データ・パケットを転送することをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記転送ステップが、
   前記第１アクセス・ポイントで、前記データ・パケットをバッファに入れること、および
   バッファに入れられた前記データ・パケットを前記第２アクセス・ポイントに転送することを含む請求項２に記載の方法。
4. 前記送信ステップが、
   前記第２アクセス・ポイントからＲＡＤＩＵＳサーバに、前記第１アクセス・ポイントのＩＰアドレスを判断するために要求を発行すること、および
   前記第１アクセス・ポイントの判断された前記ＩＰアドレスを使用して、前記転送要求を送信することを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記モバイル装置が前記第２アクセス・ポイントに直接に関連付けられた後に、前記モバイル装置を前記第２無線サブネットワークのエージェントに関連付けること、および
   前記モバイル装置が前記エージェントに関連付けられた後に、前記第２無線サブネットワークについての前記モバイル装置のＩＰアドレスを判断することをさらに含む請求項１に記載の方法。
6. 前記直接関連付けステップが、
   前記第２アクセス・ポイントから、前記所定の閾値を満たすアクセス・ポイント・ビーコンを受信すること、および
   前記モバイル装置から前記第２アクセス・ポイントに関連付け要求を送信することを含む請求項１に記載の方法。
7. 前記関連付け要求が、前記モバイル装置の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、および前記第１アクセス・ポイントのＩＤを識別する請求項６に記載の方法。
8. 前記直接関連付けステップの後に、前記ＭＡＣアドレスを使用して、前記第２アクセス・ポイントから、前記第１無線サブネットワークについての前記モバイル装置のＩＰアドレスを取得するために逆アドレス解決プロトコル要求（ＲＡＲＰ）を発行すること、および
   前記第１無線サブネットワーク内で割り当てられた前記モバイル装置の前記ＩＰアドレスを、前記ＭＡＣアドレスに関連付けることをさらに含む請求項７に記載の方法。
9. 前記第２アクセス・ポイント上で前記モバイル装置からパケットを受信することであって、前記要求が、前記第１無線サブネットワーク内のコンポーネントのＭＡＣアドレスを含むこと、および
   前記要求内の前記ＭＡＣアドレスを使用して、前記コンポーネントのＩＰアドレスを判断するためにＲＡＲＰ要求を発行することをさらに含む請求項１に記載の方法。
10. 無線サブネットワークの間のモバイル装置の改良型ハンドオフのための方法であって、
    第１の無線サブネットワークの第１のアクセス・ポイントに関連付けられたモバイル装置を提供すること、
    前記第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、前記モバイル装置を第２の無線サブネットワークの第２のアクセス・ポイントに関連付けること、
    前記関連付けの後に、前記第２アクセス・ポイントから前記第１アクセス・ポイントに転送要求を送信することであって、前記転送要求によって、前記第１アクセス・ポイントによって受信される前記モバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、前記第２アクセス・ポイントに転送されるようにすること、
    前記転送要求が通信された後に、前記モバイル装置を前記第２無線サブネットワークのエージェントに関連付けること、および
    前記エージェントとの前記関連付けの後に、第２無線サブネットワークを介して直接に前記モバイル装置宛ての追加のデータ・パケットを受信することを含む方法。
11. 前記転送ステップが、
    前記第１アクセス・ポイントで前記データ・パケットをバッファに入れること、および
    バッファに入れられた前記データ・パケットを前記第２アクセス・ポイントに転送することを含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記通信ステップが、
    前記第２アクセス・ポイントからＲＡＤＩＵＳサーバに、前記第１アクセス・ポイントのＩＰアドレスを判断するために要求を発行すること、および
    前記第１アクセス・ポイントの判断された前記ＩＰアドレスを使用して、前記転送要求を送信することを含む請求項１０に記載の方法。
13. 前記直接関連付けステップが、
    前記第２アクセス・ポイントから、前記所定の閾値を満たすアクセス・ポイント・ビーコンを受信すること、および
    前記モバイル装置から前記第２アクセス・ポイントに関連付け要求を送信することを含む請求項１０に記載の方法。
14. 前記関連付け要求が、前記モバイル装置の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、および前記第１アクセス・ポイントのＩＤを識別する請求項１３に記載の方法。
15. 前記直接関連付けステップの後に、前記ＭＡＣアドレスを使用して、前記第２アクセス・ポイントから、前記第１無線サブネットワークについての前記モバイル装置のＩＰアドレスを取得するために逆アドレス解決プロトコル要求（ＲＡＲＰ）を発行すること、および
    前記第１無線サブネットワーク内で割り当てられた前記モバイル装置の前記ＩＰアドレスを、前記ＭＡＣアドレスに関連付けることをさらに含む請求項１４に記載の方法。
16. 無線サブネットワークの間のモバイル装置の改良型ハンドオフのためのシステムであって、
    第１のアクセス・ポイントを有する第１の無線サブネットワークと、第２のアクセス・ポイントを有する第２の無線サブネットワークとを含み、前記モバイル装置が、前記第１アクセス・ポイントから送信されるアクセス・ポイント・ビーコンのパワー・レベルが所定の閾値より下がる場合に、前記第２のアクセス・ポイントに関連付けするように構成され、
    前記第２アクセス・ポイントが、前記モバイル装置との前記関連付けの後に、前記第１アクセス・ポイントに転送要求を送信するように構成され、前記転送要求によって、前記第１アクセス・ポイントによって受信される前記モバイル装置宛てのいずれのデータ・パケットもが、前記第２アクセス・ポイントに転送されるシステム。
17. 前記モバイル装置が、前記モバイル装置の前記第２無線サブネットワークのエージェントとの関連付けの前に、前記第２アクセス・ポイントに直接に関連付けするように構成される請求項１６に記載のシステム。
18. 前記モバイル装置が、前記モバイル装置が前記第２アクセス・ポイントに関連付けした後に前記新しい無線サブネットワークの前記エージェントに関連付けするようにさらに構成され、前記第２無線サブネットワークについての前記モバイル装置のＩＰアドレスが、前記エージェントとの前記関連付けの後に判断される請求項１７に記載のシステム。
19. 前記モバイル装置が、前記アクセス・ポイント・ビーコンを検出し、前記第２アクセス・ポイントに関連付け要求を送信するように構成され、前記関連付け要求が、前記モバイル装置のＭＡＣアドレス、および前記第１アクセス・ポイントのＩＤを含む請求項１６に記載のシステム。
20. 前記第２アクセス・ポイントが、前記関連付け要求内に含まれる前記ＩＤを使用して、前記第１アクセス・ポイントのＩＰアドレスを判断し、前記関連付け要求内に含まれる前記ＭＡＣアドレスを使用して、前記第１無線サブネットワークについての前記モバイル装置のＩＰアドレスを判断するように構成される請求項１９に記載のシステム。

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