JP2008520162A - 無線ｌａｎステーション、及び、無線ｌａｎステーションをインフラストラクチャ・モードと独立（アドホック）モードで同時に動作させる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、無線ＬＡＮステーションすなわち無線ＬＡＮ端末と、異なるモードで無線ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）ステーション／端末を動作する方法とに関し、前述の無線ＬＡＮ端末は、相互排他的な第１のインフラストラクチャ・モードまたは第２の独立モードで動作する能力を有する。本発明の無線ＬＡＮ端末は、インフラストラクチャ・モードと独立モードで同時に無線ＬＡＮ端末を作動する混合モード手段を用いて、混合モードに設定することが可能とする。

Description

本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（Wireless Local Area Network)である無線ＬＡＮに関する。

現在のところ、無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ周辺装置との接続は、通信ネットワークのアクセス・ポイント（ＡＰ）を介して行われている。この理由は、ＩＥＥＥの８０２．１１標準では、装置がインフラストラクチャ・モード（すなわち、アクセス・ポイントと関連して）か、または、独立モード（すなわち、中央のアクセス・ポイントがない端末間の直接接続）のどちらかで動作するとはっきりと述べているからである。前述の先行技術については、図１ａ、１ｂに関連してさらに検討する。

この標準の要件は相当数の欠点があり、それについては以下でさらに検討するつもりである。

問題のある定義条項には、端末は、ＬＡＮにアクセスするときは、インフラストラクチャ・モードで接続する必要があると述べている。

端末と周辺装置との間の接続の性質では、独立の関係が最も効果的且つ実用的である。

独立モードでは、各パケットはステーション１からステーション２に直接送信されるが、その一方で、アクセス・ポイントを経由する２台の無線ＬＡＮステーション間の接続では、あらゆるパケットがエアインターフェース上で２度（端末１からＡＰへ、次にＡＰから端末２へ）送信されなければならない。このことは、利用可能な帯域幅を無駄に使用していることを意味する。

端末と周辺装置との接続がアクセス・ポイントを経由して行われていた場合の接続手順はひどく複雑なものになるであろう。以下のような手順が必要になるであろう（ここで、端末は、すでにアクセス・ポイントと結合していると想定している）。
１．端末が、ＡＰとのインフラストラクチャ結合を終了する。
２．端末は、周辺装置との独立結合を確立する。
３．上位（独自仕様）プロトコルを介して、端末は、周辺装置に独立結合をやめて、代わりにインフラストラクチャ・ネットワークと結合するように要求する。
４．周辺装置は、独立ネットワークをやめて、インフラストラクチャ・ネットワークと結合する。
５．端末は、独立ネットワークをやめて、インフラストラクチャ・ネットワークとの結合を再確立する。

端末と周辺装置とは、アクセス・ポイントを経由して通信する準備ができる。

端末と周辺装置とを接続する必要が有るたびに、アクセス・ポイントの存在を必要とするのは非現実的である。

本発明の目的は、前述の欠点と課題を克服することであり、言及した通信標準を代替する解決策を提供することである。

課題の解決策を一般的に述べると、端末ユニットを論理ユニット２つに論理分割し、ユニット１はインフラストラクチャ・モードで動作し、それに対してユニット２は周辺装置と独立結合する。そして、これら２つのユニットは、２つの異なるモードとユニットとを組み合わせる混合モード手段を用いて、時には同時に動作する。

より詳細には、本発明の無線ＬＡＮ端末は、インフラストラクチャ・モードで無線ＬＡＮ端末を制御する第１のステートマシンと、独立モードで無線ＬＡＮ端末を制御する第２のステートマシンと、第１のステートマシンと第２のステートマシンとを混合モードで作動する混合モード手段を備える。ここで、混合モードでは、無線ＬＡＮ端末は、インフラストラクチャ・モードと独立モードで同時にデータ情報を転送する能力がある。

本発明の異なる実施形態は、詳細説明および独立請求項に記載される。

本発明は、異なるモードで無線ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）端末を動作する方法にも関する。前述の無線ＬＡＮ端末は、相互排他的な第１のインフラストラクチャ・モードまたは第２の独立モードで動作する能力があり、インフラストラクチャ・モードと独立モードで同時に無線ＬＡＮ端末を作動する混合モード手段を用いて、無線ＬＡＮ端末を混合モードに設定する工程を特徴とする。

本発明は、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品にも関する。

これにより上記の不利な点は取り除かれる。

提案の解決策（端末はすでにアクセス・ポイントと結合していると想定）では、代わりに次にのことが起こる。

端末は、周辺装置と独立結合を確立する。端末と周辺装置とは、アクセス・ポイントの介在なしに直接通信する実行可能手段を有するであろう。

周辺装置は、独立動作モードしかサポートする必要がないので、実装は、今までより小さなメモリ・フットプリントを使用して小さくしてもよい。

暗号鍵管理が容易になる。他の方法では、周辺装置はインフラストラクチャ接続用の鍵（異なるアクセス・ポイントごとに恐らく異なる鍵）を配布される必要があるからである。

本発明は、８０２．１１標準に準拠している。同じ問題を扱うが解決策が異なる（直接リンク；Direct Link）修正案（８０２．１１ｅ）をＩＥＥＥが提出している。本願発明の強みは、端末と周辺装置間の接続が、直接接続の８０２．１１ｅの修整に適合するアクセスポイントの存在を要求しない点である。

以下、添付の図面を用いて、本発明の好ましい実施形態を説明する。

図１ａ、１ｂは、参照として本明細書に組み込まれるＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠して動作する先行技術の無線ＬＡＮ端末を説明する概略ブロック図である。

図１ａにおける無線ＬＡＮ端末は、一般に無線ＬＡＮステーションと呼ばれ、通信ネットワークのアクセス・ポイント（ＡＰ）に接続するインフラストラクチャ・モードで動作している。ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠するインフラストラクチャ・モードでは、無線ＬＡＮ端末がインフラストラクチャ・モードで作動している場合、例えば携帯端末のヘッドセット、ＰＡＮ、パソコン等の周辺装置には、無線ＬＡＮ端末からアクセス・ポイント（ＡＰ）経由でアクセスしなければならない。無線ＬＡＮ端末と周辺装置とはそれぞれ、エアインターフェースを通してデータ・パッケージを送受信する無線ＬＡＮ通信部を備える。無線ＬＡＮ端末がＶｏＩＰ（Voice-over-IP）呼を扱う移動無線通信端末の場合、この接続はインフラストラクチャ・モードで行われなければならず、無線ヘッドセットもアクセス・ポイント（ＡＰ）を経由して端末に接続されなければならない。無線ＬＡＮ端末は、このインフラストラクチャ・モードで直接リンクを作動することはできない、言い換えるとエアインターフェースを通して直接接続することはできない。端末は、入出力部に接続する少なくとも１つのコンピュータ若しくは中央演算処理装置（ＣＰＵ）などのデジタル処理ユニット、ならびに諸機能、様々な装置部および端末の他のアプリケーションを制御するプログラム・ソフトウェアおよびデータの格納手段（図に示されていない）も備える。

図１ｂにおける無線ＬＡＮ端末は、周辺装置と無線リンクを通して直接接続すなわち無線接続している。そして無線ＬＡＮ端末は、独立モードで動作している。無線ＬＡＮ対応の周辺装置との直接のエアインターフェース・リンクを終了させないと、無線ＬＡＮ端末とアクセス・ポイントとを接続することは不可能である。

端末と周辺装置は、同じモードすなわち同じステートで動作することを強いられている。

無線ＬＡＮ通信部は、２つのステートマシンを備え、第１のステートマシンはインフラストラクチャ・モードだけで動作し、第２のステートマシンは独立モードだけで動作する。それ故、２つのステートマシンは相互排他的に動作する。ステートマシンは、通常、デジタル処理部／装置（プロセッサ）とコンピュータプログラム・ソフトウェアとの組合せである。同一プロセッサ上に異なるソフトウェアを載せて、異なるステートマシンを実装してもよい。

図２には、本発明による無線ＬＡＮ端末が図解されている。その端末はインフラストラクチャ・モードと独立モードとを組み合わせた第３のモードである混合モードで動作する能力がある。本発明による無線ＬＡＮ端末も、相互排他的に動作する能力のある２つのステートマシンを備えるであろう。しかし、本発明による無線ＬＡＮ端末は、第１のステートマシンと第２のステートマシンとを同時に作動する混合モード手段を備え、それにより、無線ＬＡＮ端末がインフラストラクチャ・モードと独立モードとを組み合わせた混合モードで動作するのを可能にする。この第３のモードは、ブルートゥース標準で知られているスキャッタ・モード（scatter mode）に特徴が非常に似ているが、ハードウェアおよびソフトウェアは、無線ＬＡＮの技術および機構とは異なる。ブルートゥース標準については、参照として本明細書に組み込まれる。図２に説明されているように、無線ＬＡＮ端末は、独立モードで動作する周辺装置と無線リンクを通して直接接続すなわち無線接続しており、同時に通信ネットワークのＡＰに接続している。ユーザが、移動無線通信端末などの端末と組み合わせてヘッドセットなどの周辺装置を使用したい場合、端末のユーザは、この独立モードを選択できる。

したがって、混合モード手段を用いて、端末と周辺装置とは、異なるモードすなわち異なるステートで動作してもよい。前述の動作実行手段を実現するためには、混合モード手段は以下の手段を備える。
１．ＴＳＦ手段
ステーションにおけるネットワーク・タイミング機能（ＴＳＦ：Time Synchronization Function：同期化機能）は、２つの独立して相互にばらばらで非同期の時刻基準ドメインについて同時に経過を追う必要がある。これは、ソフトによる２つの仮想ＴＳＦ手段を実装し、それらをステーションの物理ＴＳＦタイマから切離すことにより解決される。
２．ネットワーク属性リスト
ステーションは、２つの異なるネットワーク・セグメントを同時に処理する能力が必要である。セグメントは、それぞれのセグメントのセル属性リストを有する。これは、ネットワーク属性リストの複数（２つ）のインスタンスを維持することにより行われる。ネットワーク属性リストは、許容伝送速度、セキュリティ・ポリシー、サービス品質ポリシー、ビーコン伝送タイミング、ネットワークＩＤ等の情報を含む。
３．送信タイミング・アクセラレータ手段
とりわけ、ステーションに必要なのは、２つの異なるメディア・アクセス・タイミング規則セットに同時に従うことができることである。これは、それぞれの手段がそれぞれの制御パラメータセットを有する複数のハードウェア送信タイミング・アクセラレータ手段を、ハードウェア的にサポートすることにより行われる。
４．ＭＡＣアドレス手段
ステーションは、その動作するホスト環境で、ただ１つの物理インターフェースを通して、ホストに、２つの異なるネットワーク・インターフェースを提供する能力が必要である。これは、２つの異なるＭＡＣアドレスを同時に維持し、ホストのドライバ部において異なるが同時に２つのネットワーク接続を通知することにより行われる。
５．異なる電力管理ステートマシン
２つの異なるネットワークが異なる無線チャネルで動作している場合に、提案された解決策が１つの無線モジュールしか必要とせず、着信データを紛失しないようにするためには、ステーションは、ネットワーク・ピア・ユニットにステーションの時々刻々の通信の利用可能性を通知する必要がある。これは、ネットワーク・インスタンスごとに１つの、異なる電力管理ステートマシンを維持し、それぞれの動きを調整することにより行われる。

無線通信リンクすなわち無線通信接続を設定するとき、接続確立時のデータ情報信号を介して通知されるＡＰへの通信のための属性（prperties)（機能情報を有する）が幾つかある。その属性情報は、端末内のデータ格納手段に格納されるであろう。プロトコルがデータ情報伝送に使用されるので、機能情報は、最下位のプロトコル・レベルで使用され、プロトコルのタイミングを制御するであろう。時にはインフラストラクチャ・ネットワークとも呼ばれるインフラストラクチャ・モード接続から引き出されるこのタイミングは、独立ネットワークとも呼ばれる独立モード接続のタイミングの確立を制御するためにも使用される。この方法では、ある接続またはネットワークは上位と見做され、他の接続またはネットワークは下位と見做される。したがって、インフラストラクチャ・ネットワークは独立ネットワークより上位である。端末のハードウェアは、両方の接続／ネットワークをサポートしなければならい。それ故、２つのネットワークができるだけ互換性があるようにするために、下位ネットワークで使用される機能属性は、上位ネットワークから伝わる。それ故、データ・フレーム／パッケージをそれぞれのネットワークに正しく配信するために、経路選択手段（routing means）が、本発明による端末内に用意される。

周辺装置は、独立動作モードしかサポートする必要がなく、実装は、今までより、より小さいメモリ・フットプリントを使用して小さくできる。

異なる接続の確立中、以下の同期手段が実施されるであろう。インフラストラクチャ・モード接続／ネットワークでは、無線ＬＡＮ端末はクライアントに相当し、ＡＰはサーバに相当するであろう。周辺装置は、接続の確立を待っていて、受身であろう。独立モードでは、端末または周辺装置は、同期装置を発見できない場合、すぐに同期装置機能を引き受けて、ビーコン信号送信を開始する。タイマ変更および／または妨害のために、同期装置機能は１つの端末／装置から別の装置／端末へ飛び越しまたは移し替えできる。

本発明の利点の１つは、多数のヘッドセットを同じ無線ＬＡＮ端末に接続でき、それによって多数の参加者と会議通話を行うことができることである。

本発明は、上記の好ましい実施形態に限定されない。様々な代替案、変更形態および同等物が使用されてもよい。それ故、上記の実施形態は本発明の範囲を限定すると見做されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲で規定される。

、 ＩＥＥＥの８０２．１１標準に準拠して動作する、通信ネットワーク、周辺装置および先行技術の無線ＬＡＮ端末を説明する概略ブロック図である。 本発明に従って動作する、通信ネットワーク、周辺装置および無線ＬＡＮ端末を説明する略ブロック図である。

Claims (13)

1. 相互排他的な、第１モードのインフラストラクチャ・モードまたは第２モードの独立モードで動作する能力のある無線ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）端末であって、前記インフラストラクチャ・モードで前記無線ＬＡＮ端末を制御する第１のステートマシンと、前記独立モードで前記無線ＬＡＮ端末を制御する第２のステートマシンと、前記第１のステートマシンと前記第２のステートマシンとを混合モードで作動する混合モード手段とを備え、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する能力を有することを特徴とする無線ＬＡＮ端末。
2. 前記混合モード手段は、前記混合モード内の前記２つのモードとネットワークとが同時に動作する能力を付与するために、タイミングと他の属性を制御するハードウェアとして実現され、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する前記無線ＬＡＮ端末能力を実現することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮ端末。
3. 前記混合モード手段は、前記混合モード内の前記２つのモードとネットワークとが同時に動作する能力を付与するために、タイミングと他の属性を制御するコンピュータで読み取り可能なソフトウェア手段として実現され、前記ソフトウェア手段は、前記端末のデジタル・プロセッサ部（ＣＰＵ）にロードされたとき、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する無線ＬＡＮ端末能力を実現することを特徴とする、請求項１に記載の無線ＬＡＮ端末。
4. 前記混合モードは、無線ＬＡＮ技術および標準に従って適合され動作するスキャッタ・モードであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ端末。
5. 前記端末は、伝達されたデータ・パッケージまたはフレームを配信する経路選択手段も備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ端末。
6. 異なるモードで無線ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）端末を動作させる方法であって、前記無線ＬＡＮ端末は、相互排他的な第１のインフラストラクチャ・モードまたは第２の独立モードで動作する能力を有し、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時に前記無線ＬＡＮ端末を作動する混合モード手段を用いて、前記無線ＬＡＮ端末を混合モードに設定する工程を有することを特徴とする方法。
7. 前記混合モードは、前記混合モード内の前記２つのモードとネットワークとが同時に動作する能力を付与するために、タイミングおよび他の属性を制御するコンピュータで読み取り可能なソフトウェア手段として実現され、前記ソフトウェア手段は、前記端末のデジタル・プロセッサ部（ＣＰＵ）にロードされたとき、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する前記無線ＬＡＮ端末能力を実現することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記混合モード手段は、前記混合モード内の前記２つのモードとネットワークとが同時に動作する能力を付与するために、タイミングと他の属性を制御するハードウェアとして実現され、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する前記無線ＬＡＮ端末能力を実現することを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記混合モード手段は、前記混合モード内の前記２つのモードとネットワークとが同時に動作する能力を付与するために、タイミングおよび他の属性を制御するコンピュータで読み取り可能なソフトウェア手段として実現され、前記ソフトウェア手段は、前記端末のデジタル・プロセッサ部（ＣＰＵ）にロードされたとき、前記インフラストラクチャ・モードと前記独立モードで同時にデータ情報を転送する前記無線ＬＡＮ端末能力を実現することを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記端末は、無線ＬＡＮ技術および標準に従って適合され動作するスキャッタ・モードに相当する混合モードで動作することを特徴とする、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. コンピュータプログラム製品であって、
    コンピュータで利用可能な記憶媒体と、無線ＬＡＮ端末のコントローラ内のデータ処理部の内部メモリ・ストレージにロード可能なソフトウェア・コード手段とを備え、
    前記ソフトウェア・コード手段が前記無線ＬＡＮ端末の前記コントローラ内の前記データ処理部により実行されるとき、前記無線ＬＡＮ端末を請求項１乃至５のいずれか１項に記載の混合モードに設定する可能とするコンピュータプログラム製品。
12. コンピュータプログラムであって、
    コンピュータで利用可能な記憶媒体に格納されたソフトウェア・コード手段を備え、
    前記コンピュータで利用可能な記憶媒体からコンピュータ手段で読み取り可能であり、無線ＬＡＮ端末のコンピュータ手段内のデータ処理部に、前記無線ＬＡＮ端末を請求項１乃至５のいずれか１項に記載の混合モードに設定させる前記ソフトウェア・コード手段を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
13. 前記コンピュータで利用可能な記憶媒体は、記録媒体、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、フロッピディスク装置、光ディスク駆動装置、コンピュータ・メモリ、リードオンリメモリ、磁気カセット、フラッシュ・メモリ・カード、デジタル・ビデオ・ディスク、ランダム・アクセス・メモリまたは電気キャリア信号のいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載のコンピュータプログラム。

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