JP2009512282A - アドホック無線通信網におけるピアツーピア通信 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、発明の名称:‘無線通信網におけるピアツーピア通信のための方法および装置’、出願日:2005年10月5日であって、本願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれた米国仮出願No.60/724226に基づく優先権を主張する。
1.分野
本開示は概して通信に関し、より詳細には無線装置のための通信を支持するための技術に関するものである。
無線通信網は、音声、映像、パケットデータなどの種々の通信サービスを提供するために広範に用いられている。これらの無線通信網は大きな地理的範囲に対する通信カバレージを提供する無線ワイドエリア通信網(WWAN)、中間の地理的範囲に対する通信カバレージを提供する無線ローカルエリア通信網(WLAN)、小さな地理的エリアに対する通信カバレージを提供する無線パーソナルエリア通信網(WPAN)を含む。無線通信網が異なれば概して能力、要件、カバレージ範囲も異なる。
無線装置間のピアツーピア(PTP)通信を支持するための技術がここに記述される。当該技術はWWANおよびWLANが存在しない場合における通信をも支持する。ピアツーピア呼に関して、無線装置は目標の無線装置の探索を実行し、目標の無線装置の認証を実行し、例えば無線装置上に備えられたプレシェアド鍵あるいは認証を使用してセッション鍵を生成し、前記目標の無線装置とのアドホック無線通信網を形成し、このアドホック無線通信網を介して目標の無線装置とピアツーピアで通信する。各工程の各々は種々の方法で実行される。この側面は方法、装置あるいはコンピュータプログラムプロダクトを介して実装される。
探索はWLANおよびWWANが存在するか否かにより種々の方法で実行される。例えばWLANおよびWWANが存在しないときに探索を確立するために、無線装置は当該無線装置とピアツーピアで通信を行うことができる他の無線装置に関する識別子リストを備えているであろう。このリストはPTPリスト、”仲間”リストなどと呼ばれる。PTPリストの準備はサービスプロバイダ、ユーザ、および/または他のエンティティによってなされる。例えば、無線装置は便利な呼び出しのための電話番号が記述された電話帳をもつことができる。かつ、電話帳内のすべての無線番号あるいは一部のみの無線番号がPTPリスト内に含まれる。PTPリストは無線装置上に備えられており、ユーザがピアツーピアを介して通信を行うことが予想されるすべての電話番号を含む。
ピアツーピア読み出しに対するセキュリティはWLAN有りまたは無しでおよびWWAN有りまたは無しで、種々の方法により達成される。例えばWLANおよびWWANが存在しないときにセキュリティを確立するために、例えば図2に示すような、PTPリストに含まれる各無線装置に関するプレシェアド(preshared)鍵を備えている。PSKは対で(pair-wise manner)2つの無線装置間で共有される秘密鍵である。PSKの供給はサービスプロバイダ、ユーザおよび/または他のエンティティによって行われる。例えば、2つの無線装置に対するPSKはこれら2つの装置のシリアル番号のハッシュ、これらの装置に対して生成されたパスワードに基づいて生成される。ある無線装置に関しては、PTPリスト内のすべての無線装置に関するPSKは当該無線装置に関して供給される。PSKは以下に述べるようにセキュリティのために使用される。
無線装置はネットワークレイヤでIPを使用しておよびリンクレイヤでイーサネット(登録商標)を使用して通信を行う。この場合、IPパケットは、無線装置の間で交換されるイーサネットフレーム内にカプセル化される。各無線装置はIPパケットを交換するためにIPアドレスを使用し、イーサネットフレームを交換するためにMACアドレスを使用する。各IPパケットは送信無線装置に関する送信元IPアドレスと、受信無線装置に関する送り先IPアドレスとを含む。同様にして、各イーサネットフレームは、送信無線装置に関する送信元MACアドレスと、受信無線装置に関する送り先MACアドレスとを含む。
いったんピアツーピア呼に対するセキュリティが確立され、IP及びMACアドレスが解決されると、無線装置はSIP及び他の適切なプロトコルを使用して呼設定のためのシグナリングを交換する。SIPはIP(例えばVOIP呼)に基づいてインタアクティブなユーザセッションを開始、変更、終了させるためのシグナリングプロトコルである。大抵のSIP実装は中央による制御があることを想定する。ピアツーピア呼は無線装置間でアドホックモードで設定される。アドホックモードにおいてはSIPは中央制御なしに支持され、ピアツーピアシグナリングに対するエンハンスメントが使用される。
呼のタイプが異なればデータ及びQoSに対する要求も異なってくる。例えばVoIP呼は遅延に関してある種の要件をもつ。呼設定の任務をになうより上位層のアプリケーションは行われる呼の要件を知っており、当該呼に対するトラフィックデータをどのように処理すべきかを決定できる。より上位層のアプリケーションはトラフィックデータの送信および受信の任務をになう下位層に対してトラフィック処理情報を伝える。
・バックグラウンドあるいはアクティブ探索を実行する。
・バックグラウンドあるいはアクティブ探索に関してWWANタイミングを使用する。
・WLANを介してバックグラウンドまたはアクティブ探索を実行する。
・ピアツーピア、WWANあるいはWLANを介して探索を実行する。
Claims (67)
- 無線装置であって、
他の無線通信装置から受信したフレームから抽出された識別子が識別子のリストに含まれている場合に他の無線装置に対して応答を送信するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備する無線装置。 - 前記受信されたフレームはビーコンフレームあるいは探索フレームの1つである請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、他の無線装置からのフレームを周期的に監視するとともに、他の無線装置にフレームを周期的に送信するように構成され、各送信されたフレームは前記無線装置に関する識別子を含む請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、目標の無線装置を探索するためのフレームを送信するように構成され、各送信されたフレームは前記目標の無線装置に関する識別子を含む請求項1に記載の無線装置。
- 前記識別子は電話番号あるいは前記他の無線装置に関する識別情報に基づく請求項1に記載の無線装置。
- 前記識別子は電話番号あるいは前記無線装置に関する識別情報に基づく請求項1に記載の無線装置。
- 前記リストは前記無線装置と通信するように指定された無線装置に関する識別子を含む請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、無線通信網から取得されたタイミングに基づいて決定された時間間隔内のフレームの受信を監視するように構成された請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、疑似ランダムに選択された時間間隔内のフレームの受信を監視するように構成された請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、少なくとも1つの他の無線装置を探索するために、少なくとも1つの周波数チャネルに関してフレームを送信するように構成された請求項1に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つの周波数チャネルは、前記無線装置に関するかあるいは前記識別子のリスト内に含まれるように構成される請求項10に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つの周波数チャネルの身元は、無線装置から受信されるかあるいは前記無線通信網によって使用される周波数チャネルに基づいて決定される請求項10に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたフレームがピアツーピア通信に関する要求を示すならば、前記他の無線装置とのピアツーピアでの通信を開始するように構成された請求項1に記載の無線装置。
- 方法であって、
第1の無線装置で第2の無線装置からのフレームを受信することと、
前記受信されたフレームから識別子を抽出することと、
前記抽出された識別子が識別子のリスト内に含まれているかどうかを決定することと、
前記抽出された識別子が前記リスト内に含まれるならば前記第2の無線装置に対して応答を送信することと、
を具備する方法。 - 他の無線装置からのフレームを周期的に監視することと、
フレームを周期的に他の無線装置に送信することであって、各送信されたフレームは前記第1の無線装置に関する識別子を含むことと、をさらに具備する請求項14に記載の方法。 - 第3の無線装置を探索するためのフレームを送信することであって、各送信されたフレームは前記第3の無線装置に関する識別子を含むことをさらに含む請求項14に記載の方法。
- 装置であって、
第1の無線装置で第2の無線装置からのフレームを受信するための手段と、
前記受信されたフレームから識別子を抽出するための手段と、
前記抽出された識別子が識別子のリストに含まれているかどうかを決定するための手段と、
前記抽出された識別子が前記リスト内に含まれている場合に、前記第2の無線装置に対して応答を送信するための手段と、
を具備する装置。 - 他の無線装置からのフレームを周期的に監視するための手段と、
他の無線装置に周期的にフレームを送信するための手段であって、各送信されたフレームは前記第1の無線装置に関する識別子を含む手段と、をさらに含む請求項17に記載の装置。 - 第3の無線装置を探索するためのフレームを送信するための手段であって、各送信されたフレームは前記第3の無線装置に関する識別子を含む手段をさらに含む請求項17に記載の装置。
- コンピュータプログラムプロダクトであって、
第1の無線装置で第2の無線装置からのフレームを受信するための命令と、
前記受信されたフレームから識別子を抽出するための命令と、
前記抽出された識別子が識別子のリストに含まれているかどうかを決定するための命令と、
前記抽出された識別子が前記リストに含まれている場合に前記第2の無線装置に対して応答を送信するための命令と、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 無線装置であって、
無線通信網からタイミングを取得するとともに、前記無線通信網からのタイミングに基づいて決定された指定の時間間隔内にピアツーピア通信のために他の無線装置からのフレームを監視するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、を具備する無線装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、他の無線装置からのフレームを監視するために、各指定の時間間隔に先立って、前記指定の時間間隔とウェイクアップ間でスリープ状態を維持するように構成されている請求項21に記載の無線装置。
- 前記無線通信網は、セルラ通信網あるいはブロードキャスト通信網である請求項21に記載の無線装置。
- 方法であって、
無線通信網からタイミングを取得することと、
前記無線通信網からのタイミングに基づいて決定された指定の時間間隔において他の無線装置からのフレームを監視することと
を具備する方法。 - 前記指定の時間間隔間にスリープ状態を維持することと、
他の無線装置からのフレームを監視するために各指定された時間間隔に先立ってウェイクアップすることと、をさらに具備する請求項24に記載の方法。 - 無線通信装置であって、
無線通信網からのタイミングを取得するための手段と、
前記無線通信網からのタイミングに基づいて決定された指定された時間間隔において他の無線装置からのフレームを監視するための手段と、を具備する無線通信装置。 - 前記指定の時間間隔間にスリープ状態を維持するための手段と、
他の無線装置からのフレームを監視するために、各指定の時間間隔に先立ってウェイクアップするための手段と、をさらに具備する請求項25に記載の方法。 - コンピュータプログラムプロダクトであって、
無線通信網からのタイミングを取得するための命令と、
前記無線通信網からのタイミングに基づいて決定された指定の時間間隔において他の無線装置からのフレームを監視するための命令と、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 無線装置であって、
ピアツーピア通信のための目標の無線装置に関するユーザ特定識別子を含むパケットを生成し、前記目標の無線装置のインターネットプロトコル(IP)アドレスを要求するために、当該パケットを送信することを指令するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、を具備する無線装置。 - 前記ユーザ特定識別子は前記目標の無線装置に関する電話番号あるいは識別情報に基づいて引き出される請求項29に載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記パケットを他の無線装置に一斉放送し、前記目標の無線装置から前記目標の無線装置のIPアドレスを含む応答を受信するように構成されている請求項29に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記パケットを無線通信網におけるサーバに送信するとともに、前記サーバから、前記目標の無線装置のIPアドレスを含む応答を受信するように構成された請求項29に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記サーバに登録するように構成されている請求項32に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記IPアドレスを使用して前記目標の無線装置とピアツーピアで通信するように構成されている請求項29に記載の無線装置。
- 方法であって、
ピアツーピア通信のために目標の無線装置に関するユーザ特定識別子を含むパケットを生成することと、
前記目標の無線装置のインターネットプロトコル(IP)アドレスを要求するために前記パケットを送信することと、
を具備する方法。 - 前記パケットを送信することは、当該パケットを他の無線装置に一斉放送することを含み、前記方法はさらに、前記目標の無線装置のIPアドレスを含む応答を前記目標の無線装置から受信することと、を含む請求項35に記載の方法。
- 無線通信装置であって、
ピアツーピア通信のための目標の無線装置に関するユーザ特定識別子を含むパケットを生成するための手段と、
前記目標の無線装置のインターネットプロトコル(IP)アドレスを要求するために前記パケットを送信するための手段と、
を具備する無線通信装置。 - 前記パケットを送信するための手段は、前記パケットを他の無線装置に一斉送信するための手段を含み、前記無線通信装置はさらに前記目標の無線装置から、前記目標の無線装置の前記IPアドレスを含む応答を受信するための手段を含む請求項37に記載の無線通信装置。
- ピアツーピア通信のための目標の無線装置に関するユーザ特定識別子を含むパケットを生成するための命令と、
前記目標の無線装置のインターネットプロトコル(IP)アドレスを要求するために前記パケットを送信するための命令と、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 無線装置であって、
少なくとも1つの無線装置に関する少なくとも1つのユーザ特定識別子に基づいて、サービス設定識別子(SSID)を決定するとともに、ピアツーピア通信のための1つまたはそれ以上の無線装置の探索のために前記SSIDを使用するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 前記少なくとも1つのユーザ特定識別子の各々は、前記少なくとも1つの無線装置の各1つに関する電話番号あるいは識別情報に基づく請求項40に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記無線装置に関するユーザ識別子に基づいて前記SSIDを決定するように構成されている請求項40に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサはピアツーピア呼における呼び出された無線装置に関するユーザ特定識別子に基づいて前記SSIDを決定するように構成されている請求項40に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは前記無線装置に関する第1のユーザ特定識別子と、ピアツーピア呼における呼び出された無線装置に関する第2のユーザ特定識別子とに基づいて決定されるように構成されている請求項40に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは前記1つまたはそれ以上の無線装置を探索するために送信された各フレーム内に前記SSIDを含むように構成されている請求項40に記載の無線装置。
- 方法であって、
少なくとも1つの無線装置に関する少なくとも1つのユーザ特定識別子に基づいて、サービス設定識別子(SSID)を決定することと、
1つまたはそれ以上の無線装置の探索のために前記SSIDを使用することと、
を具備する方法。 - 前記SSIDを決定することは、前記1つまたはそれ以上の無線装置の探索のためにフレームを送信する無線装置に関するユーザ特定識別子に基づいて、前記SSIDを決定することを含む請求項46に記載の方法。
- 前記SSIDを決定することは、ピアツーピア呼において呼び出された無線装置に関するユーザ特定識別子に基づいて、前記SSIDを決定することを含む請求項46に記載の方法。
- 無線通信装置であって、
少なくとも1つの無線装置に関する少なくとも1つのユーザ特定識別子に基づいて、サービス設定識別子(SSID)を決定するための手段と、
1つまたはそれ以上の無線装置の探索のために前記SSIDを用いるための手段と、
を具備する無線通信装置。 - 前記SSIDを決定するための前記手段は、前記少なくとも1つまたはそれ以上の無線装置の探索のためにフレームを送信する無線装置に関するユーザ特定識別子に基づいて、前記SSIDを決定するための手段を含む請求項49に記載の無線通信装置。
- 前記SSIDを決定するための前記手段は、ピアツーピア呼において呼び出された無線装置に関するユーザ特定識別子に基づいて、前記SSIDを決定するための手段を含む請求項49に記載の無線通信装置。
- コンピュータプログラムプロダクトであって、
少なくとも1つの無線装置に関する少なくとも1つのユーザ特定識別子に基づいて,サービス設定識別子(SSID)を決定するための命令と、
1つまたはそれ以上の無線装置の探索のために前記SSIDを用いるための命令と、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 無線装置であって、
ピアツーピア呼の目標の無線装置とのピアツーピア呼に関して確認されたサービス要件の品質(QoS)にしたがって、ピアツーピア呼に関するトラフィックデータを処理するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備する無線装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは少なくとも1つのパケットヘッダフィールドを用いて前記トラフィックデータを含むパケットを区分するように構成されている請求項53に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのパケットヘッダフィールドは、インターネットプロトコルバージョン4(IPv4)におけるサービス種類(TOS)フィールド、IPバージョン6(IPv6)におけるトラフィッククラスフィールド、あるいはデファレンシエーテッドフィールド(DS)を含む請求項54に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサはアプリケーションプログラミングインタフェース(API)を用いて前記トラフィックデータを分類するように構成されている請求項53に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは前記トラフィックデータに関する処理情報をもつ前記トラフィックデータを記憶するバッファを区分するように構成されている請求項53に記載の無線装置。
- 方法であって、
目標の無線装置とのピアツーピア呼のためのサービス品質(QoS)要件を確認することと、
前記QoS要件にしたがって前記ピアツーピア呼に関するトラフィックデータを処理することと、
前記処理されたトラフィックデータを前記目標の無線装置に送信することと、
を具備する方法。 - 無線通信装置であって、
目標の無線装置とのピアツーピア呼のためのサービス品質(QoS)要件を確認するための手段と、
前記QoS要件にしたがって前記ピアツーピア呼に関するトラフィックデータを処理するための手段と、
前記処理されたトラフィックデータを前記目標の無線装置に送信するための手段と、
を具備する無線通信装置。 - コンピュータプログラムプロダクトであって、
目標の無線装置とのピアツーピア呼のためのサービス品質(QoS)要件を確認するための命令と、
前記QoS要件にしたがって前記ピアツーピア呼に関するトラフィックデータを処理するための命令と、
前記処理されたトラフィックデータを前記目標の無線装置に送信するための命令と、
を具備するコンピュータプログラムプロダクト。 - 目標の無線装置の探索を行って、探索の後に前記目標の無線装置を認証するように構成された少なくとも1つのプロセッサであって、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記目標の無線装置とのピアツーピア通信のためのアドホック無線通信網を形成するとともに、前記アドホック無線通信網を介して前記目標の無線装置とピアツーピアで通信するように構成されている無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは前記無線装置に備えられているプレシェアド鍵あるいは認証に基づいてセッション鍵を生成するとともに、前記目標の無線装置とのピアツーピア通信のために前記セッション鍵を使用するように構成されている請求項61に記載の無線装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは無線通信網から受信した対になったマスタ鍵(PMK)とグループマスタ鍵(GMK)とを処理するとともに、前記目標の無線装置とのピアツーピア通信のために使用される前記PMK及び前記GMKに基づいてセッション鍵を生成するように構成されている請求項61に記載の無線装置。
- 方法であって、
目標の無線装置の探索を実行することと、
探索の後に前記目標の無線装置を認証することと、
無線通信装置で前記目標の無線装置とのピアツーピア通信のためにアドホック無線通信網を形成することと、
前記アドホック無線通信網を介して前記目標の無線装置とのピアツーピアで通信を行うことと、
を具備する方法。 - 装置であって、
目標の無線装置の探索を実行するための手段と、
探索の後に前記目標の無線装置を認証するための手段と、
無線通信装置で前記目標の無線装置とのピアツーピア通信のためのアドホック無線通信網を形成するための手段と、
前記アドホック無線通信網を介して前記目標の無線装置とピアツーピアで通信を行うための手段と、
を具備する装置。 - 無線装置であって、
無線通信網へのアクセスを要求するとともに、前記無線通信網の無線クライアント装置から前記無線を介した通信のための認証を取得するように構成された少なくとも1つのプロセッサであって、前記少なくとも1つのプロセッサは前記無線クライアント装置からの認証を取得した後で前記無線通信網を介した通信を開始するように構成されている少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備する無線装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは前記無線通信網を介して発生された呼を包囲するアクセスを制限するための認証を取得する請求項66に記載の無線装置。
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