JP2023164470A - モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(mwbnic)及びkネット - Google Patents
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Abstract
【課題】広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムを提供する。【解決手段】広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムであって、アンテナを含む、Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークと、川、山、又は他の場所を超えて信号を渡すのに利用される他のアンテナからのデータ信号を受信するサイトのディッシュアンテナに有線接続されたGwahanzaローカルエリアネットワーク(LAN)マネージャ装置と、Kネット装置及び前記Gwahanza LANマネージャ装置に無線で接続し、インターネットアクセス及びユーザ装置サービスデータを他の装置に提供するネットエクステンダ装置、を備える。【選択図】図1
Description
本特許出願は米国仮特許出願第62/913,360号の利益を主張する。本発明は当初、2016年10月31日に仮出願として、それを取り巻く状況を説明する書簡と共に出願された。2017年10月31日にPCTとして提出され、番号PCT/US17/59329が付された。2018年12月21日にPCTとして再出願され、”Rep Mobile Wireless Broadband Network Interface Card(MWBNIC)& K-Net”というタイトルでシリアル番号PCT/US2018/067218が付与された。PCT/US2018/067218は、受理官庁からのオフィスコミュニケーションが受信されなかったので復活できなかった。
本発明は、Wi-Fiを含む広帯域スペクトル上でのワイヤレス装置のネットワーク化に関する。特に本発明は、パケット制御法を有するモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)と、ネットワーク上の移動中または静止している装置に対するパケットの順序と連続性を維持するための3つのプロトコルを提供する。このネットワークは、ネットワーク制御プロトコル(NCP)を実行するGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ、カード制御プロトコル(CCP)を実行するKノードとして知られる特別のルータ及びサーバを備え、これらはすべて光ファイバなどの高速伝送線で接続されている。第3のプロトコルであるパケット制御プロトコル(PCP)は、装置にインストールされるか装置の外部ポートに接続されたモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行される。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。ネットワークの一部であるネットエクステンダ装置にはカード制御プロトコルが組み込まれ、他の装置へのアクセスを提供する独立したKノードのように機能する。
今日、市場にはワイヤレス接続を提供する多くのネットワークカードがある。これらのカードは、ローカル領域で使用するために、ラップトップ又はデスクトップコンピュータに挿入される。これらはワイヤレスアクセスポイントに接続して、限られた半径内でサービスを受ける。これらは、2つのソースからのデータをネットワーク化して移動中に接続を維持するということができない。
携帯電話は長距離にわたる移動性を有するが、狭帯域スペクトルでの動作であって、データ転送能力は限られている。移動中の、テレビなどのより大きな装置は、セル方式の狭帯域ではリアルタイムサービスを提供するように機能できない。現在のネットワークカードやセル方式製品の信号伝播は、落葉している木に例えることができ、複数の人が木の下に籠を持って立って、葉(信号)を集めるようなものである。
セルラー技術は狭帯域幅で動作し、セキュリティがない。したがって、モバイル装置をWi-Fiネットワーク及び他の広帯域スペクトル上でネットワーク化して、移動中又は静止時に接続とデータフローを維持するための解決策が必要である。
本システムの利点は、モバイル装置をWi-Fi及び他の広帯域スペクトル上でネットワーク化し、かつ接続を確保した、変化する接続コードを利用することにより装置にセキュリティを提供して、不正な侵入およびモバイル装置の悪質ノードへの迂回を防止することである。
本発明は2以上のワイヤレスデータソース(Kノード)に同時接続し、データをネットワーク化する、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)を導入する。これは、装置が移動中であって1つのワイヤレスデータソースから別のものへ切り替わるときに、データパケットの順序と連続性を維持する。これにより、このカードを備える装置が、接続性を失うことなく、1つのワイヤレス広帯域Kノードから別のものに接続したまま長距離移動することを可能とする。ワイヤレスKノードは、アクセスポイントとみなし得る。
一実装形態において、MWBNICは、それぞれ異なる周波数フィルタを介して複数の異なるノードに自動的に接続して複数の同時接続を確立し、別の実装形態では、装置が特定のノードに接続するように指示される。移動中の装置とノードの両方に提供される接続コードが、セキュリティを強化する。データフロー、ネットワーク範囲のチェック、及び信号強度のチェックが同時に行われる。
システムとして、カードには特別のワイヤレスルータが付属し、Kノードは、Gwahanzaとして知られるローカルエリアネットワークマネージャに高速ワイヤで接続され、これはまた高速ワイヤでサーバに接続される。
データ信号を保護しない現在のワイヤレスカード及びセルラー製品とは違って、本発明の広帯域カードはGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャから標的とするデータを受信する。カードは認証される前に、Gwanzaローカルエリアネットワークマネージャに対して装置IDと共に接続要求に付加された接続コードを提供しなければならないので、カードを接続に誘導するために非認証のアクセスポイントを配置することはできない。
Gwahanzaに由来する接続コードは接続ごとに変化し、それを複製することはできない。接続コードがGwahanzaによって生成されてMWBNICに提供されるとき、そのMWBNICのIDのもとにサーバにも保存される。MWBNICによる接続要求は、サーバから読み出したものと比較するために、接続コードを付加して送信される。これにより非常に安全なワイヤレスネットワークが形成される。接続すべき次のKノードが、装置により送信された接続要求を、Gwahanzaローカルエリアネットワークマネージャによって送信された接続要求と比較し、装置がKノードに切り替えることを認証する。設定されたGwahanzaは、ワイヤレスKノードが通信している波長に基づいて、次にMWBNICが接続すべきノードを決定する。波長ラムダ(λ)と周波数(f)には、式λ=c/fの関係がある。ここでcは光速である。
2以上のソースからのデータをネットワーク化するMWBNICは、少なくとも1つの入力ポートを介して複数のノードからのデータパケットを受信する。MWBNICは、少なくとも1つのデータ構造、好ましくはスタックを利用して、各ノードからのデータパケットを瞬時に保存する。いくつかのパケットが、毎回各データ構造に書き込まれる。N個のデータパケットが最も古いデータ構造から同時に削除される。あるいは、これはランダムアクセスメモリにキャッシュされる。新しいワイヤレスKノードから来るデータと比較するために、毎回、最後のN個のパケットのみが保持される。以前のN個のデータパケットは、新しいものが来ると削除されて置き替えられる。
データは主に2つのカテゴリに分けられる。すなわち、ネットワーク化データとユーザ装置のサービスデータである。ユーザサービスデータは送信されるデータの種類を特定するカテゴリに細分される。各カテゴリにおけるパケットは、特定の通信ポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。これによりすべてのサービスが干渉なしで同時に流れることが可能となる。
MWBNICは多くの電子装置にモデムとして組み込まれる。電子装置としては、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、自動車、家庭用テレビ、自動車テレビ、カメラ、ナビゲーション装置、及びWi-Fiなどの広帯域スペクトルにアクセスするためにワイヤレスネットワーキングを必要とするその他のものがある。これによりユーザは、移動中にWi-Fi上でライブでテレビを見、ビデオ会議をすることが可能となる。また、サービスを配信するための、外部装置ポートに挿入されるプラグ&プレイモデムとしても構築される。
本発明は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)とそれが動作するワイヤレスネットワークとを組み合わせるシステムである。MWBNICは、移動装置を広帯域スペクトル上でネットワーク化する。システムには、ネットワーク上で移動中又は静止した装置に対してパケットの順序と連続性を維持するための3つのプロトコルが備わっている。このネットワークは、ネットワーク制御プロトコル(NCP)を実行するGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ、カード制御プロトコル(CCP)を実行するKノードとして知られる特別のルータ、及びサーバを備え、これらはすべて光ファイバなどの高速伝送線で接続されている。第3のプロトコルであるパケット制御プロトコル(PCP)は、装置にインストールされるか装置の外部ポートに接続される、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行される。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。ネットワークの一部であるネットエクステンダが、他の装置へのアクセスを提供する独立したKノードのように機能する。装置は、これに限らないが、テレビ、タブレット、電話、コンピュータ、自動車、家庭及びオフィスアクセサリ、を含む。TCPヘッダの要求フィールドの種類は、送信失敗の後に、異なる再送信速度で接続することを含むように組み込まれる。ただし本発明では、接続に重大な必要性のない可能性のある他のものよりも、いくつかの装置に優先権を与える要求の種類を使用する。帯域幅に問題があるときには、接続を求める電話よりも、例えば自動運転車両に高い優先度が与えられる。
ここで使用されるように、本明細書におけるKノードは、移動中であるか静止しているかを問わず、装置へのネットワーク接続を提供する特別のワイヤレスルータを指す。KノードはGwahanzaと呼ばれるネットワークマネージャに有線で接続される。ローカルエリアネットワーク(LAN)マネージャであるGwahanzaは、光ファイバなどの高速ワイヤによってサーバに接続される。
Kネットは、ネットワークと、ネットワークに広帯域スペクトルで接続する装置を組み合わせたシステムを指す。広帯域ネットワークであるKネットは、Kノードとして知られる特別のワイヤレスルータとネットエクステンダ(net extender)とから成る。信号を増幅するブースタと共に構築されるネットエクステンダは、Kノードに無線接続され、他の装置にリモートでサービスを提供する。KノードはGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャに有線接続され、Gwahanzaはサーバに有線接続される。
Kネットはさらに、アプリケーションモニタ、リピータ、認証サーバ、内部DNSサーバ(IDNS)、IPアロケーションサーバ、ファイアウォール、インターネットへのゲートウェイから成り、これらすべては高速データ伝送を提供する光ファイバなどのワイヤで接続される。これらのすべてを3つのプロトコルと組み合わせることでネットワークが機能する。
ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、光ファイバ及びイーサネットを含むケーブルに接続する、少なくとも1つの外部ポートで構成され、コンセントに接続されるとデータが電子パルスとしてケーブルを通して送信される。
図2と図3は、図1とは少し異なる。図1とは異なる図2と図3の特徴のみが説明される。
本発明のモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、テレビ、ナビゲーション装置及び車両を含む複数の補助装置に、広帯域ワイヤレス又はWi-Fiノード上でネットワーク化する接続モデムとして構築され、インストール可能である。このモデムのプラグ&プレイ版は、USBなどの外部ポート用に構築される。
図1は、本発明の重要な実施形態の図である。これは、電子装置と広帯域ノードをネットワーク化して、図1、7、8に示すようにデータをWi-Fi及びセルラーネットワーク上で伝送する、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)を表す。これは、Kノードとして知られる特別なワイヤレス広帯域ルータに対してワイヤレスでインタフェース接続するための回路基板とワイヤレス無線アンテナで構成され、GwahanzaLANマネージャとサーバに有線接続される。
ユーザ、メモリ及び電力のインタフェース1が、電源オンなどの初期コマンド入力源であり、信号をプロセッサ2に送信して接続およびデータフローを実行及び開始する。変調器3がプロセッサ2からのデジタルコマンドを、Kノード(図示せず)へワイヤレス送信するためのアナログ信号に変換する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードモデム100が、発信されるデジタルデータを、電波で送信可能な形態に変換する。Kノードがそれをデジタル信号に戻し、次に電気信号に変換して、有線でGwahanza LANマネージャに送る。
周波数アップ又は周波数ダウン変換器105が、ノードで使用する周波数を、カード内での送信周波数と同じであるように保証する。変調されたデータ信号が、次に送信波にマージされる。RFフィルタ106が、異質の信号なしで送信が行われるように保証する。ワイヤレス無線アンテナ112に結合された二重広帯域フィルタ107は双方向フィルタであって、発信データが意図したものであり、かつ着信データが適切な周波数又は周波数帯域にあることを保証する。発信データ信号108はKノード(図示せず)へワイヤレス送信される。二重広帯域フィルタ107は、2.4GHz未満の狭帯域と一度に1つ利用される2.4GHz~5.xGHzの広帯域、マイクロ波、及び赤外線をフィルタリングするデュアルモードであることを意味する。増幅器104、114を利用して、着信信号111、109及び発信信号110、108を強化する。MWBNIC100が組み込まれたパケット制御プロトコル(PCP)は、装置の移動中に、キャッシュ117からパケットをプッシュ、ポップ、比較、および削除する。PCPは、ノードの帯域幅を決定する機構、次のKノードの周波数に切り替える別の機構、及び移動中の装置を直接接続する、予め決定された接続データセットに接続される。これらがネットワーク化の手段である。Gwahanzaデータセットは装置にダウンロードされる。
部品113は、発信する狭帯域110と着信する狭帯域111とをフィルタリングする。狭帯域にはセルラー信号が含まれる。広帯域部107か狭帯域部113のいずれかが動作し、両方が同時に動作することはない。ワイヤレスKノードからの着信広帯域信号109、及びそのほかのすべての信号が、二重フィルタ107、113に結合されたアンテナ112を通過する。
復調器115を利用して着信信号109を処理のためにデジタル信号へ変換する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードに送信されたデータパケットは、少なくとも1つの入力ポートを介して受信され、それをインストールした装置での使用のためにデジタル形式に変換される。組み込まれたパケット制御プロトコルを有するネットワークパケットコントローラチップ116は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100内での接続とデータ送信とを管理する。MWBNIC100内のネットワークパケットコントローラチップ116が実行して、パケットIDによってデータパケットを識別する。ここで、処理するために選択される次のパケットは、それ以前のKノードからのパケットよりも大きいIDを有する。
ネットワークパケットコントローラチップ116は、プロセッサ102と、装置の使用時にネットワークデータ及びサービスデータを一時的に保存する専用キャッシュ117とに結合される。ネットワークデータはすべて、キャッシュ117内のスタックなどのデータ構造に保存される。サービスデータは、先入れ先出しの順序を提供するキュー及びその他のデータ構造に格納される。1つのKノード(特別のルータ)の最後のスタックの最後の数N個のデータパケットを比較に利用して、2つの異なるKノードのデータをネットワーク化するとき、パケット順序およびデータ連続性を保証する。MWBNIC100を介して、移動中又は静止している電子装置に配信されたネットワーク化されたデータは、狭帯域スペクトル及び広帯域スペクトルを含む。
ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100に送信されたネットワークデータパケットは、少なくとも1つの入力ポート119を介して受信され、それをインストールした装置で使用するためにデジタル形式に変換される。
ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100は発信するデジタルデータを電波で送信可能な形式に変換する。この形式には無線波、マイクロ波、赤外線が含まれる。
コンバータとフィルタ118は、入力/出力ポート119からの発信及び着信信号をフィルタリングして、必要に応じてアナログ信号又はデジタル信号に変換することを保証する。ネットワークパケットコントローラチップ116を介してプロセッサ102、変調器103及び復調器115に結合された複数のデータポート119は、ネットワーク化された装置との対話を可能とする。
第1の実装方法では、光ファイバなどの物理的なワイヤによってワイヤレスKノード(特別なルータ)に接続されたGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャは、接続及びKノード切替を制御する。第2の実装方法では、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、それ自体の接続とノード切替を制御する。
ネットワークの接続とノード切替を独立して制御するように実装されている場合には、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100には、範囲内にあるノードの信号強度を決定するメカニズムが組み込まれる。これは、ノード切替及びデータ連続性維持のために、ネットワークパケットコントローラチップ116及びプロセッサ102に結合される。
別の実装では、一つ置きのKノードが隣のKノードの周波数とは異なる周波数で動作する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100のネットワークデータパケットは一つ置きのノードから特定の周波数で受信される。カード100は、Kノードが通信する周波数に基づいて次に接続すべきKノードを容易に見つけ出す。ネットワークパケットコントローラチップ116に結合した、周波数アップ又はダウンのコンバータ105が、接続すべき次のKノードの周波数への切替えタスクを実行する。このプロセスは自動化される。利用される周波数のスペクトルは、無線波、マイクロ波及び赤外線を含む。
1以上のフィルタ107、113が利用されて、2以上の同時接続が確立される。
1以上のフィルタ107、113が利用されて、2以上の同時接続が確立される。
カード100を動作させるソフトウェアには、各サブ広域ネットワーク(SWAN)内のすべてのKノード及びGwahanzaの位置と、例えば1メートル以下などの各短距離に対する座標又は位置の所定値を有する表またはログが含まれる。これらの値が、装置の距離と座標に基づいて次に接続すべきKノードを与える。ノードの表は自動的に更新される。
接続された装置を管理するGwahanzaは、MWBNIC100を有する装置に指令して、1つの場所から別の場所に移動する際に特定のKノードに接続させる。次に接続されるべきKノードは、その装置の移動方向に対する信号強度に依存する。Kノードの通信周波数が、一実装形態においてはGwahanzaのKノード選択に利用される。
カード内のログ又は表はGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャに保管されるが、はるかに広いレベルでLANの非常に広い領域をカバーする。
Kノードに対する装置の位置及び座標を計算するために、パケット制御プロトコルとネットワーク制御プロトコルの両方のアルゴリズムが、接続装置からの出発時間(TTL)と到着時間(AT)を利用して、AT-TTLによって信号の移動時間を得る。これに信号速度を掛けて、近隣の各Kノードからの装置距離を取得する。Gwahanza LANマネージャ又はMWBNIC100は、ログ内の予め計算されて表となったデータを利用してどの次のKノードに接続すべきかを特定する。
カード100が接続すべき次のKノードを決定する実装においては、カード100がログを読み取って、次のKノードを選択する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100上のプロトコルは、装置が1つの領域から別の領域への移動する際に、定期的に更新される。
あるいは、ログの代わりに装置とノード間の距離を使った計算により次のKノードが決定される。
Kネットは本特許出願の図10に含まれるネットワーク制御プロトコルのようにして信号送信を実装する。ネットワーク制御プロトコル(NCP)はサーバにインストールして、Gwahanzaマネージャなしでの動作が可能である。
着信信号111、109は、ネットワーク信号とデータ信号に分割される。
一実装形態において、複数のワイヤレスノードが広帯域ネットワーク信号を同一周波数で送信し、それらはすべて、図1(9)のような同一フィルタを介して着信する。この実装では、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)100は、読み込んで特定の周波数又は周波数範囲でフィルタリングし、他の周波数はすべて無視するように指示される。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100は、その中に組み込まれたパケット制御プロトコルによって、又は最近接Gwahanza上のネットワーク制御プロトコルによって、最近接ノードからのその位置に基づいて次に接続すべきノードを指示される。そのような場合、計算を使用して相対位置を求める。あるいは、Kノード性能データがログテーブルから直接読み込まれて、接続すべき次のKノード決定に利用される。
着信データの記録に3つのデータ構造(スタック)が利用される場合、書込みモジュールはスタック1に書き込み、次いでスタック2に移動し、その後スタック3に移動する。スタック3に書き込んでいる間、削除モジュールがスタック1を削除し始める。書込みモジュールがスタック3への書き込みを終了するまでに、スタック1が書き込み可能となる。あるいは、マルチスレッドが適用されて複数のスタックの同時書込み及び削除が行われる。
着信接続信号はネットワーク信号とも呼ばれ、接続する放送ノードの周波数に合わせる、周波数アップ及びダウンコンバータ105を介して着信する。接続が確立されると、データは復調器115に送られ、そこから搬送波信号がフィルタ除去されて無線データ信号が処理のためにデジタル形式に変換される。
復調されると、デジタルデータパケットは、キャッシュ117、変調器103及び復調器115に結合された、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100に出入りするデータパケットを制御する、ネットワークパケットコントローラチップ116に送られる。ネットワークパケットコントローラチップ116は、復調したデータをフィルタ及びコンバータ118を経由して、通信ポートまたはディスプレイ119などの目的地へ送る。MWBNIC100は、少なくとも1つの入力ポートを介して、複数のノード/ネットエクステンダからの複数のデータパケットを同時に受信し、古いデータパケットを新しいパケットで置き替えながら古いものを削除する。パケットの連続性を維持するために、ネットワークパケットコントローラチップ116は、接続されている各ノードからの最後のN個のパケットをメモリに瞬時に保存して、以前のN個のデータパケットを削除する。これらのN個のパケットは常に最新のものであり、迅速にアクセスできるように専用のキャッシュメモリ117またはその他に保存される。古いパケットは継続的に削除される。キャッシュメモリ117は、図示するように専用チップであっても、ランダムアクセスメモリ101の一部であっても、又はプロセッサの一部であってもよい。同様に、ネットワークパケットコントローラチップ116は、中央処理ユニット102に組み込まれてもよい。
ネットワークパケットコントローラチップ116に組み込まれたパケット制御プロトコルは、データパケットをキャッシュ内のスタックなどのデータ構造にプッシュし、パケットを比較する時間になるとデータ構造からデータパケットをポップする。パケットはパケットIDによって識別されて比較される。最後のN個のパケットの内の、メモリ内に保存された最後のデータパケットが、新たにKノードに接続された最初のデータパケットと比較されて、連続するデータパケットの順序が決定される。Kノードからの最後のパケットはX-1に設定され、新規に接続されたKノードの最初のパケットがID=Xに設定されて、それを現在のデータパケットとする。
以前のノードの最後のパケットがメモリスタックにプッシュされて、新ノードからの第1のパケットと比較されて順序が維持されると、新ノードのパケットはその新しいスタックに書き込まれる。一度に3つのスタックが使用される場合、スタックX及びX-1は現在のものとみなされる。最も古いスタックX-2は削除されて新データを可能とする。
図2は図1を少し変形したものである。この構成においては、3つのフィルタのそれぞれが、他の2つとは異なる特定の周波数帯域を取る。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークカードが、3つのフィルタのそれぞれに周波数又は周波数帯域を読み込む。一実装形態においては、その方向で最近接のノードからのデータを起動する。これは信号強度に基づく。さらにリッスン(待機)して、第2のフィルタに一致する周波数帯域の第2のノードに接続する。2つのノードは同時に接続されるが、データの書き込みはそれぞれの割り当てられたメモリ空間に行う。各フィルタからのデータは、異なるノードから来るので、その空間に向けられる。1つのモジュールはそのデータを書き込むためにも割り当てられ、別のモジュールが2つのワイヤレスノードからのデータを比較するために割り当てられる。いくつかのタスクを実行するために、スレッドが利用されてもよい。
それぞれの場合、カードが最後のN個のパケットを異なる一時ストレージに格納する。データパケットはパケットIDによって比較される。パケット制御プロトコルは最後のパケットをポップして、スタック又は他の種類のストレージにプッシュし、最も古いノードからの最後のパケットを、新ノードの最初のパケットのパケットIDと比較する。最も古いパケットを過去のパケットとしてID X-1に設定し、新しいパケットを現行パケットとしてID Xに設定する。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのデータパケットは2つのカテゴリに分割される。1つは、ネットワーク化のカテゴリであって、モバイル装置が1つのWi-Fiノードから別のノードに移動する、あるいは複数のノードに同時に接続して、データパケットの順序と連続性を維持することを可能とする。もう1つは、ユーザ装置のための実データである。各カテゴリにおけるサービスデータパケットは、特定のポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。MWBNIC100に組み込まれたパケット制御プロトコルは、異なるノードからのパケットの順序と連続性を維持する。以前のKノードからのパケットIDを新しく接続されたKノードのパケットIDと比較し、以前のものとしてパケットにX-1のIDを設定し、現在のデータパケットとしてパケットID Xを設定する。
装置及びノードをネットワーク化することを意図する通信パケットは、ネットワークで送信されるユーザ装置のための実際のデータとは別のそれ自体の周波数で送信される。別の実装形態では、ネットワーク化のパケットは、フラッグを立てて、すべてのノードを介して同一の周波数で送信される。
ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100のネットワーク化データパケットは、特定の周波数で1つ置きのノードから受信される。ここで、接続するモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード100は、図7に示すWi-Fiネットワーク及び他の広帯域ネットワークにある接続すべき次のKノードの周波数を容易に見つける。
図2の3つのフィルタ207、208、209はそれぞれが、ネットワーク化データパケットを1つだけ又は1つの範囲だけフィルタリングする。1つおきのノードは、通信又はネットワーク化データパケットを異なる周波数又は周波数の帯域でブロードキャストするので、与えられた方向の範囲内のノードが、それぞれ異なるフィルタを介して自動的に接続される。この実装においては、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードはノードの切り替えにGwahanza LANマネージャの助けを必要としない。別の実装形態では、ノードの切替タスクは周波数ホップのみによって行われるので、Gwahanza LANマネージャが次に接続すべきノードを装置に指示する。
ノードの周波数ホップ又は信号強度に基づく自動接続を利用する場合、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、与えられた方向のすべてのノードの位置の入った確立済みのデータ表を読み込んで、接続するノードとドロップするノードを決定する。ただし、最も古いノードは、ネットワーク周波数の範囲から出ると、自動的にドロップする。周波数フィルタが接続するKノードを自動的に確立し、これにより同時接続が可能となる。
第2のカテゴリはユーザ装置が必要とする実際のサービスデータのカテゴリである。これには、テレビデータ、ビデオ、電話、音声とテキスト、ナビゲーション、ビデオ会議データなどが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを介して受信されるサービスデータのそれぞれの種類は、特定の周波数範囲で送信され、すべてのサービスが互いに干渉することなく同時に流れることができる。ポートは各周波数範囲に対して指定される。データパケットはパケット識別子(PID)によって識別され、PIDはデータフレームに対して順次増加してフラッグが付けられる。PIDを使用して、最後のN個のデータパケットを一時的な記憶メモリに書き込み、そこからそれらがポップされて、新規接続されたノードからの新パケットと比較される。この一時的記憶メモリは専用キャッシュであるが、ランダムアクセスメモリまたはプロセッサの一部であってもよい。装置識別のために付加されたパケットID番号は、複数の装置が同じ空間及び周波数チャネルを共有するときに信号の干渉を防止する。
図7に示すように、周波数ホップとは、ネットワークデータパケットをブロードキャストするノードでの周波数の交代を指す。これにより、使用中の周波数に基づく自動接続が可能となる。接続が確立された後、実際のサービスデータパケットが、接続された補助装置の要求によりモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを通って流れる。
これと図1の実装との主たる違いは、各ノードが異なるフィルタに異なる接続周波数でパケットを渡すことである。接続周波数の送信は各ノードで交互に行われ、各フィルタが現行ノードに一致する特定の周波数又は周波数の帯域を取る。
接続パケットの周波数がルータ1つごとに交代する間、各種類のデータに関するデータパケットは、図7のWi-Fiネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上のすべてのノードを通じて同一の専用周波数で流れる。すなわち、TV信号が1つのノード上をA~CMHzの周波数で流れるとすると、すべてのノードをそれらの周波数で流れることになる。ナビゲーションデータが1つのKノードをD~Gの周波数で流れるとすると、すべてのKノードをその周波数範囲で流れることになる。
図3は図1の別の変形である。図3の構成は、Wi-Fi信号や他の信号を1つのフィルタ307を介して受信および送信する。通信周波数とは無関係に、実データの周波数はすべてのノードを通じて同一のままである。1つのノードから別のノードへの切替えは、ネットワークパケットコントローラチップ317及びプロセッサ302に結合された機構によって決定される信号強度322、313、314に完全に依存する。装置は最大で3つのノードに接続する。Kノードルータのそれぞれからのデータは、図に示すように1つのフィルタを通過する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、帯域内の様々なノードからのブロードキャストをリッスンして、少なくとも1つの通信ポートを介してワイヤレスKノードからのデータパケットを受信する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、信号を読み込んでその強度を決定し、その後、その移動方向で最大の信号を有するものに接続する。MWBNIC装置が図7のWi-Fiネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上の新規のノードに切り替わるまでは、サービスデータは、1つのKノード又はネットエクステンダを通って流れる。
MWBNICは、ノードから、TCPヘッダに生存時間属性を有する信号を受信する。MWBNICは、到着時間から出発時間を差し引くことで、信号の到着に要する時間が得られる(T=AT-TTL)。Tに信号速度を掛けることによりそのノードからの装置の距離が与えられる。3つのノードに接続されている場合、装置距離を半径として3つの任意の円が描かれる。これらの円の交点が装置の座標(X,Y)を与える。あるいは、装置位置を通るノードペア間の直線が、複数の三角形を生成する。三角形を幾何学的に利用して、ノードからの必要な任意の距離が決定される。装置座標と距離を決定するこれらの方法は、我々が設計する他の装置で利用される。
信号の移動時間に信号速度を掛けて接続されるKノードからの装置の距離が得られる。この距離を利用して、装置座標などの他の任意の必要なデータが取得される。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードには、インターネットプロトコルアドレスに加えてネットワーク上で識別されるハードウェアのMACアドレスが割り当てられる。
位置変更からの別の計算により装置の第2の位置が新しい座標(X-x,Y-y)で与えられる。これにより、どのノードの距離が増加又は減少しているかを見ることにより移動の方向がわかる。そうして移動方向を利用して、次にどのノードに接続すべきかが決定される。
Kノードが自身の存在をブロードキャストする。
接続要求を送信するときに、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、範囲内の複数のワイヤレスKノードに対して自分の識別情報と、接続を要求する装置の種類を提示する。その移動方向により大きい強度をもつ新しいノードが出てくるまでは、最強の信号強度を有するノードに接続する。新ノードへの認証後に、最小強度の過去のノードが削除される。少なくとも1つの通信ポートを介してワイヤレスKノードからのデータパケットを受信し、接続すべき最大信号強度を決定する。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、その移動方向により大きい強度をもつ新しいノードが出てくるまでは、最強の信号強度を有するノードに接続し、新ノードへの認証後に、最小強度の過去のノードを削除する。これは自動接続と呼ばれる。
TCPヘッダにおいて優先処理フィールドの元の使用法は、送信に失敗した場合に再送信時間が異なる装置を優先することである。このネットワークでは、そのフィールドを利用して、他よりも接続の必要性の高い装置を優先する。この使用法では、道路上の車両が電話機よりも高い優先度を持つ可能性があるので、ネットワークは車両への接続を第1とする。現行のネットワークとの互換性のためにTCPヘッダの元のフィールドを使用するが、TCPヘッダ又は接続しているインターネットアドレス(IP)のどこか別のところに代わりにそれを配置する。
転送されたネットワークデータパケット及び実データを制御する装置内のプロトコルが開発されて、パケット制御プロトコル(PCP)と呼ばれる。それはモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)内に常駐する。MWBNIC内のパケット制御プロトコルは、Kノードの帯域幅又は信号強度を決定する機構に結合される。それにより、近接Kノードに対するカード位置も常に決定される。
カードがKノードの送信周波数を読み取る。特定のKノードの信号強度又は通信周波数のいずれかを利用して、MWBNICが、Gwahanzaマネージャの支援なしでどのKノードに接続すべきかを選択する。自分の位置する領域内のノードを有するルーティング表を定期的にダウンロードする。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、Gwahanza LANマネージャによって最近接ノードからの位置に基づいて次のKノードへ接続するように指示され、接続に所定のデータが利用される。所定のデータには、それぞれのKノードとGwahanza LANマネージャの位置、及び両者の間の任意の位置と各位置における信号強度が含まれる。カード制御プロトコル(CCP)と呼ばれる別のプロトコルが、MWBNICとワイヤレスKノードの間の動作を制御するように設計されている。CCPはKノードに常駐する。
図4のアルゴリズム400は、信号の連続性を失うことなく、移動装置の接続性、及び1以上のノード(Kノード/ネットエクステンダ)上のデータフローを制御するためのカード制御プロトコル(CCP)を表す。このアルゴリズムを利用して、ノードが接続パケットを送信する周波数が、1つのワイヤレスルータ又はネットエクステンダから次のものへの切替えにおいて役割を果たす。
図4に示すカード制御プロトコルの実装により、Gwahanza LANマネージャ又はサーバは、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)が接続すべきノード(ワイヤレスルータ/ネットエクステンダ)を指令可能とする。その実装においては、MWBNICは接続又は削除するノードの決定は行わない。
移動中、MWBNICはノード変更が必要な都度指示されて、新ノードに接続する。これらのノードは、特定の周波数の接続信号をブロードキャストするように予め構成され、それらは周波数アップ又は周波数ダウンコンバータによって容易にピックアップされる。データの連続性を得るために、MWBNICは少なくとも2つのノードに同時に接続されねばならない。
電源が投入される(401)と、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが複数のノードからブロードキャストされる信号を読み込む。MWBNICが接続要求をノードに送信する。デジタル命令形式の要求は、変調器によって送信のためのアナログ信号に変換される(402)。要求には装置ID、種類、及びわかっている場合には位置が含まれる。信号は増幅され(403)、フレームに編成され(404)、それが周波数アップ/ダウン変換器で送信波にマージされる(405)。これが変調器に結合されて、そこで信号が、フィルタを通って一度に1フレームずつアンテナへ送られて、無線波として送信される(406)。
ネットワークシステムには2つのネットワークプロトコルがある。すなわちKノードから実行されるカード制御プロトコル(CCP)と、Gwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ又はサーバから実行されるネットワーク制御プロトコル(NCP)である。システムには、接続装置から実行されるパケット制御プロトコル(PCP)という第3のプロトコルもある。これらのプロトコルが一緒に作業して接続を確立する。
ノードが、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード装置からフレームを受け取る時(407)、信号は、装置IDと装置種類の検証のためにGwahanza LANマネージャ又はサーバに転送される。検証によって認証される。
接続されると(408)、図1に示すモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行されるパケット制御プロトコル(PCP)が、周波数及びKノードIDを含む、必要なすべてのデータを記録する(409)。プロトコルとGwahanza LANマネージャの組合せシステムは、ユーザが任意の与えられた時間にアクセスする、各種のサービスに関するN個のパケットを記録する。最初のN個のパケットの後、その次のパケットが最後のN個のパケットになる。
任意の与えられた瞬間における、格納されたデータの最後のN個のパケット(410)に関しては、スタックのようなデータ構造が使用される。2又は3のスタックが、各データ種類に対してこのタスクを実行する。システムがNを利用して15個のデータパックを表すとすると、3個のスタックを使用して各スタックに5個のパケットを書き込むことができる。最初のスタックが一杯になって、少なくとも1つのパケットが第2のスタックに書き込まれると、削除方法又は機能が呼び出されて5個のデータパックが入った第1のスタックが消去される。第2のスタックが一杯になるまでに、最初のスタックが空にされて、再び書き込まれる。スタックへのパケットの書込みおよび削除のプロセスはそれ以上のデータ流入がなくなるまで継続される。他のデータ構造、ファイルまたはデータベースが使用可能であるが、ラストオンファーストアウト構造である故に、スタックがはるかに高速である。書き込むべき最後のパケットが常に一番上にあり、新ノードからのパケットに比較するために最初に読み出される。スレッドはマルチタスクに利用可能である。
接続すべき範囲内に新ノードがあり(411)、かつGwahanza LANマネージャ又はサーバによってそれに接続するように指示された場合、新ノードに接続する(412)。
装置が位置を変更すると、古いN個のデータパケットを破棄して、それらを各ノードの一時ストレージにある最後のN個の新データパケットで置き換える(413)。装置は2又は3のノードに同時に接続する。ただし、範囲内に十分なノードがない場合には、1つのKノードにだけ接続する。
パケット制御プロトコルのアルゴリズムは、いつでも接続されたKノードからの最後のN個のデータパケットを一時的に格納し、以前のN個のデータパケットを専用メモリから削除する。 これはメモリを開放するために行われる。
それぞれのデータ種類がそれ自身のメモリに割り当てられて、N個のパケットを保存する。装置が接続されて、ノード(Kノード/ネットエクステンダ)を切り替えるためのネットワーク命令と共に、テレビ、電話及びナビゲーション信号などの異なるデータ種類が流入する場合、異なる4つのグループのメモリ割り当てがあり得る。各種類のデータに対して、最後のN個のデータパケットを格納するのに3つのスタックが使用される場合、ノード切替のための命令は異なるメモリ領域に割り当てられる。テレビデータには3つのスタックが割り当てられ、電話データには3つのスタックが割り当てられ、ナビゲーションデータには3つのスタックが割り当てられる。それぞれのデータの種類は、そのスタックに書き込む独自のモジュールを有する。したがって、1つのデータ種類が他のスタックへの書き込みに干渉することはない。複数のスレッドが同時に実行され、多くのタスクが同時に実行される。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)が備わった装置、又はそれに接続された装置が、範囲外に出る(414)場合には、新ノードに接続される(415)。
新ノード(Kノード/ネットエクステンダ)からデータパケットが流れ始めると、スタックに格納されるべき最後のパケットは一時ストレージからポップして(416)、新ノードからの最初のデータパケットと比較される(417)。新ノードからの現在のパケットがIDとしてXを有し、書き込まれる最後のスタックの最も上のパケットがIDとしてX-1を有する場合、X-1のIDを有するパケットが最後のパケットとして設定され、XのIDを有する新パケットが現行パケットとして設定される(418)。データストリームはあたかもすべてのパケットが同一ノードから来たかのように、流れ続ける。
旧ノードと新ノードとのデータ連続性を確立した後、旧ノードは破棄されてそのスタックは空となる(419)。装置が未だ移動中の場合には(420)、アルゴリズムがステップ413にループバックして、それ以降を継続し、さもなくば同一ノードに留まる(421)。
すべてのGwahanza LANマネージャは、サブ広域ネットワーク(SWAN)内の全ノードと、ローカルエリアネットワークの現在接続されているユーザ装置の更新された接続データを有する。ただし、ローカル装置の識別情報を格納することも可能である。異なるSWANからのユーザ装置がGwahanzaマネージャに接続するとき、Gwahanzaマネージャは異なるWANに配置されているためにユーザ装置の情報を持っていない。そのため、検証と認証は認証サーバから行われる。
ネットワークパケットコントローラチップの全機能が、マイクロプロセッサ内に代わって配置される。同様に、Gwahanza LANマネージャで行われるMWBNICの検証と認証は、Kノードレベル又は認証サーバで行なうことが可能である。
図5のアルゴリズム500は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)に接続する独自のノード(Kノード/ネットエクステンダ)を見つけさせる、異なるバージョンのパケット制御プロトコル(PCP)を示す。これと図4のバージョンとの違いの1つは、接続先を指示されることなく、MWBNICがワイヤレスノードに接続することである。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)のパケット制御プロトコルは、ノードの帯域幅決定機構に接続されている。それは、近接Kノードに対するカード位置も常時決定する。さらに、カードがKノードの送信周波数を読み取る。このデータを利用してMWBNICは、Gwahanza LANマネージャからの指示なしで、次に接続すべきKノードを選択する。これには以下のような3つの異なる方法が利用される。
ノードの帯域幅を決定するための帯域幅機構[034]が、そのLAN上のノードに接続された全装置のログを保持するGwahanza LANマネージャ[047]、[064]、[080]、[082]、[086]、[087]と、Gwahanza LANマネージャをワイヤレスノードすなわちKノード及びネットエクステンダに、組み込まれたプロトコル及びソフトウェアと共に接続する高速ワイヤ[008]、[026]、[132]と、を備える。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。認証時刻はデータ転送容量と共に、異なる種類のユーザ装置に記録される[002]、[015]、[028]、[096]、[004]、[006]、[007]。
ユーザサービスデータは送信されるデータの種類を特定するカテゴリに細分される。各カテゴリにおけるパケットは、特定の通信ポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。これによりすべてのサービスが干渉なしで同時に流れることが可能となる[013]。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、所定の表となった位置データ読み込む。これは計算された距離と座標に基づいて次に接続するノードを与える[020]。そして、アプリケーションモニタ、リピータ、認証サーバ、内部DNSサーバ(IDNS)、IP割り当てサーバ、ファイアウォール、インターネットへのゲートウェイ、これらはすべて、高速データ伝送をする光ファイバなどのワイヤで接続されている。これらのすべてを3つのプロトコルと組み合わせることで、ネットワークが機能し、設計により、広帯域と狭帯域の両方がデータを提供しノード上の帯域を決定可能とする。フィルタがデュアルモードであり、これは2.4GHz未満の狭帯域と、一度に1つ使用される2.4GHz~5.xGHzの広帯域、マイクロ波及び赤外線とをフィルタリングすることを意味する。増幅器4、14を利用して、入力信号及び出力信号を強化する。ワイヤレスKノードからの入力広帯域信号9、及びそのほかのすべての信号が、二重フィルタに結合されたアンテナ12を通過する[028],[016],[034],[035]。この機構は、ノード切替のためにMWBNICのネットワークパケットコントローラとプロセッサに結合されている[042]。
Kネットネットワーク上のワイヤレスノードにおける信号強度を決定する信号機構は、カードに格納されるか、又はGwahanza LANマネージャから読み出される所定値を含む[020]。Gwahanzaはそのローカルエリアネットワーク上のすべてのワイヤレスノードのログを格納する。これらのログには、これに限らないが、すべてのワイヤレスKノードの地理的位置と、良好に動作する半径とが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続要求をするとき、又は現在の接続の範囲外の新しい位置に移動するとき、Gwahanzaはログを読み出して、現在の位置と方向を基にMWBNICを維持するワイヤレスノードを決定する[133]、[134]、[135]、[136]。
ノードの帯域幅を決定するための帯域幅機構[034]が、そのLAN上のノードに接続された全装置のログを保持するGwahanza LANマネージャ[047]、[064]、[080]、[082]、[086]、[087]と、Gwahanza LANマネージャをワイヤレスノードすなわちKノード及びネットエクステンダに、組み込まれたプロトコル及びソフトウェアと共に接続する高速ワイヤ[008]、[026]、[132]と、を備える。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。認証時刻はデータ転送容量と共に、異なる種類のユーザ装置に記録される[002]、[015]、[028]、[096]、[004]、[006]、[007]。
ユーザサービスデータは送信されるデータの種類を特定するカテゴリに細分される。各カテゴリにおけるパケットは、特定の通信ポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。これによりすべてのサービスが干渉なしで同時に流れることが可能となる[013]。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、所定の表となった位置データ読み込む。これは計算された距離と座標に基づいて次に接続するノードを与える[020]。そして、アプリケーションモニタ、リピータ、認証サーバ、内部DNSサーバ(IDNS)、IP割り当てサーバ、ファイアウォール、インターネットへのゲートウェイ、これらはすべて、高速データ伝送をする光ファイバなどのワイヤで接続されている。これらのすべてを3つのプロトコルと組み合わせることで、ネットワークが機能し、設計により、広帯域と狭帯域の両方がデータを提供しノード上の帯域を決定可能とする。フィルタがデュアルモードであり、これは2.4GHz未満の狭帯域と、一度に1つ使用される2.4GHz~5.xGHzの広帯域、マイクロ波及び赤外線とをフィルタリングすることを意味する。増幅器4、14を利用して、入力信号及び出力信号を強化する。ワイヤレスKノードからの入力広帯域信号9、及びそのほかのすべての信号が、二重フィルタに結合されたアンテナ12を通過する[028],[016],[034],[035]。この機構は、ノード切替のためにMWBNICのネットワークパケットコントローラとプロセッサに結合されている[042]。
Kネットネットワーク上のワイヤレスノードにおける信号強度を決定する信号機構は、カードに格納されるか、又はGwahanza LANマネージャから読み出される所定値を含む[020]。Gwahanzaはそのローカルエリアネットワーク上のすべてのワイヤレスノードのログを格納する。これらのログには、これに限らないが、すべてのワイヤレスKノードの地理的位置と、良好に動作する半径とが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続要求をするとき、又は現在の接続の範囲外の新しい位置に移動するとき、Gwahanzaはログを読み出して、現在の位置と方向を基にMWBNICを維持するワイヤレスノードを決定する[133]、[134]、[135]、[136]。
MWBNICが図4のアルゴリズムのステップ401~413を進む。装置が現在接続されているノードの範囲外へ出ると(14)、415、417又は419を選択する方法に基づいて新ノードへの接続に進む。
パケット制御プロトコルは、装置が1つのKノードから別のKノードへホップするときに配信される各データ種類ごとに、異なるメモリ位置とモジュールを特徴とする。
実装が通信パケットの送信周波数を変えるノードに依存するものである場合(415)、周波数変化は装置で検出されて合わせられ、新ノードに切り替えられる。装置は新周波数で新ノードとの接続を確立する(416)。
1つのノードから別のノードへの切り替えが信号強度による実装である場合(417)、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは範囲内のすべてのノードの信号強度を読み込み、接続すべき上位3つを選択する(418)。それらが接続に適したノードであることを確認するために、装置が自分自身の方向を見いだして、その方向にあるノードを選択する。ノードからの装置の距離、座標(x,y)及び方向を決定する方法は、図3のアルゴリズムのもとに確立される。
別の実装形態においては、装置は、予め計算されて確立された値に依存して接続するノードを選択する(419)。装置の位置(x,y)に基づいて、表として確立された接続範囲を有するルータを検索して装置はそれらのルータに接続する。MWBNICのメモリに保存された、予め計算された表データは定期的に更新されて、ノードの位置、及びノードからのその位置までの距離が読み込まれる。装置はまた、ノードからその距離を計算して、その距離を使用して接続すべきノードを決定する(420)。ノードからの距離、座標(x,y)及び方向を決定する方法は、図4、5、6のアルゴリズムの下で確立される。
MWBNICがその位置と運動方向を計算する。それは、3つの異なるノードの各ノードの位置からこれを計算する。その座標(x,y,z)、特にxの値を、そのノードの中心からの終点及びそれらの間の距離xとして用いて、各ノードの周りに任意の円を描く。これらの円の交点が装置の座標を与える。
上の514、515、516又は514、517、518又は514、519、520の3つの方法のすべてにおいて、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)装置は、ノードを探索して、指示なしで自分で接続する。複数のノードからのブロードキャスト信号を読み取り、1以上のノードに同時に接続する。
新しいKノード/ネットエクステンダからデータパケットが流れ始めると、スタックに格納されるべき最後のパケットは一時ストレージからポップして(521)、新ノードからの第1データパケットと比較される(522)。新ノードからの現在のパケットがIDのXを有し、書き込まれる最後のスタックの一番上のパケットがIDのX-1を有する場合(523)、IDのX-1を有するパケットが最後のパケットとして設定され、IDのXを有する新パケットが現行パケットとして設定される。データストリームはあたかもすべてのパケットが同一ノードから来たかのように、流れ続ける。装置データに対して、現行の、すなわちアクティブなものとして設定されたデータポートは、キューなどの先入れ先出しのデータ構造を利用する。後入れ後出しのスタックは、比較のための第2のデータを格納する。2つ、3つ又はそれ以上のスタックを利用して、まさに次のKノードになろうとしている第2のKノードからのデータを格納する。
各種のサービスデータに、特定の周波数帯域に関連する特定のポートが割り当てられる。1つの装置が、相互に干渉することなく複数のアプリケーションを実行可能である。
ネットワーク接続の後、装置上で開かれたアプリケーションが、必要なサービスの種類を示す要求を提出する。Gwahanza LANマネージャのネットワーク制御プロトコルが、装置とGwahanza接続の両方にアプリケーションポートを割り当てる。その装置が移動中である場合には、その装置が切断されるまではポートは一定のままである。データソース(Kノード)が切り替えられるとき、ポート及び他の接続情報は新Kノードに転送される。接続装置に関して、ポートは特定の範囲の周波数で接続されて、同一の装置上で実行されている他のアプリケーションからの干渉を回避する。あるいは、新しい接続のたびに新しいポートが発行される。
旧ノードと新ノードとのデータ連続性を確立した後、旧ノードは破棄されてそのスタックは空となる(524)。装置が未だ移動中の場合には(525)、アルゴリズムがステップ513にループバックして、それ以降を継続し、さもなくば同一ノードに留まる(526)。MWBNICが未だに移動中か否かを確認するために、2つの変数が宣言される。
現在の距離と新しい距離であり、その両方がゼロに設定される。現在の距離が計算されて、実距離として設定される。位置が変更された後、新距離が計算され、新距離変数に割り当てられる。これはノードへのすべての接続に対して行われる。装置とノードの間の距離が最も大きく減少する方向が、現在の方向となり、N、NNE、NE、EN、EEN、Eである。
現在の距離と新しい距離であり、その両方がゼロに設定される。現在の距離が計算されて、実距離として設定される。位置が変更された後、新距離が計算され、新距離変数に割り当てられる。これはノードへのすべての接続に対して行われる。装置とノードの間の距離が最も大きく減少する方向が、現在の方向となり、N、NNE、NE、EN、EEN、Eである。
図6の600は表形式でのデータ構造を表す。データ構造は、ハッシュテーブル、リスト又はランダムメモリに迅速アクセスが可能な他のものであってよい。これは図5に示すアルゴリズムと組み合わせて使用される。一実装形態ではデータはユーザ装置(MWBNIC)にあり、別の実装ではデータはGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ又はネットワーク上のサーバから読み出される。表形式は、装置が接続されるインターネットへのゲートウェイ1を示す。ルーティング表を利用して、ユーザ装置が配置されているワイドエリアネットワーク(WAN)2をゲートウェイは容易に識別する。検索を更に狭めるために、ネットワーク制御プロトコルが常駐するGwahanza LANマネージャ3の識別符号(ID)が使用される。これにより、検索がそのGwahanza LANマネージャに接続されているノードにのみ絞り込まれる。ユーザが位置しているGwahanzaを突き止めた後、装置の移動中はノードのログはGwahanza LANマネージャに保持されているので、アルゴリズムがユーザ装置が接続されている実際のノードを読み出す。ノード距離8を、他の2つのノードからの他の2つの距離と併用して、装置座標を決定する。装置座標及び方向を利用して、アルゴリズムが接続する次のノードを表データから読み取る。属性に示されていないのはMWBNICの速度である。
これに代わり、パケット制御プロトコルのアルゴリズムが3つのノードからの距離とその移動方向を計算して、任意の円を描き、その交点が装置の(x,y)座標を提供する。与えられた任意の装置座標において、図6の座標5と比較することにより、アルゴリズムが表からその方向に接続する次のノード7を読み取る。これも表にはされているが平均速度は示されていない。それは、移動距離を経過時間で割った、St=D/tで得られる。
図6の設定600において、次に接続するワイヤレスルータへの切り替えは、装置によってリアルタイムで計算される値、又は格納されてアクセスされる、予め計算された表の値による。予め計算された値はサーバ内にあって、リモートアクセスされる。別の実装では、これらの値は装置に常駐しており、装置の現在の座標を基に、呼び出されてどのノードに接続しどの方向に向かうべきかを装置に指示するようになっている。これらの予め計算された値には、ノードとGwahanza LANマネージャのすべての位置が含まれる。これにはまた、ノード間のすべての位置座標が1メートル以下の増分で含まれる。これらの長さを取得するために、アルゴリズム表600は、Gwahanza LANマネージャの近傍の経度、緯度に対するノードの位置を利用する。角度が距離に変換されて表にされる。ノードの距離及び角度が、装置速度及び信号速度と共に利用されて、方向が計算される。
図7は、Wi-Fiネットワーク上のワイヤレスノード701のネットワークであり、Gwahanza LANマネージャ2に図には示さない有線で結合されている。Gwahanzaは次にサーバ(図示せず)に有線接続されている。この図にはネットエクステンダ4も示されている。これはホーム又はオフィスに常駐するユーザ装置であってネットワーク拡張を提供する。有線又はワイヤレスでKノードルータとGwahanza LANマネージャに接続するネットエクステンダは、パケット制御プロトコルを実行する装置にそれらの存在をブロードキャストする。これらの装置はネットエクステンダにワイヤレスで接続する。Kノードとネットエクステンダ上のカード制御プロトコルは、他のネットエクステンダとKノードからの装置をネットワーク化及び転送して、移動中のデータパケットの連続性を維持する。ネットエクステンダはまた物理的出力ポートを有し、それがイーサネット、ファイバ、HDMI(登録商標)及びUSB装置で接続されてデータを転送する。サブスクライブされたネットエクステンダは、ネットワークにアクセス可能ないたるところで使用される。番号703は、サービスにアクセスするための組み込み型モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)を有する装置の図である。MWBNICは、USBなどのポートにプラグ接続可能なバージョンがあって、広帯域スペクトル上の他の装置への接続を提供する。ワイヤレスノードが妥当な範囲を有することが判明すると、Gwahanza LANマネージャ702の機能はサーバに移転される。
様々なノード701の上に示すF1、F2、F3、F4、F5は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのノードへの接続に利用される周波数のカテゴリである。これらの周波数は、サービスデータの周波数とは異なる。ネットワーク周波数は、各ノードで交換されて、隣り合うノードが、同時に同一装置を引き付ける同一周波数でブロードキャストすることのない様になっている。これが、範囲内の最近接周波数に装置が自動接続されることに役立つ。2つ以上のフィルタが提供されて、それぞれが1つだけの周波数又は周波数の帯域だけをフィルタリングする図2の実装形態が、2又は3のノードを同時に接続可能とする。
図7のネットワーク700では、平面アンテナ705がGwahanza LANマネージャs702に結合して、空中で無料のテレビチャンネルを取り込む。信号はデジタルに復調されてテレビで使用される。これらのチャネルは、組み込み型、又はUSB又はファイヤワイヤなどの通信ポートを介して接続される、このMWBNIC 703を有するすべての装置にアクセス可能となる。テレビ信号はリアルタイムで収集及び配信され、またあとで配信するために保存される。他のすべてのサービスと同様に、テレビサービスは、その分類の周波数を有し、すべての種類のデータが相互干渉なしに同時に流れることを可能とする。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、光ファイバを含むワイヤに接続する、少なくとも1つの外部ポートで構築される。
図7のいくつかのGwahanza702は、サイトのディッシュアンテナ706に有線接続されて、マイクロ波無線通信又はその他の種類の信号を利用する他のアンテナ707からのデータ信号を受信する。Gwahanza702に接続されたディッシュアンテナは地上の高い所に配置されて、川、山、又はファイバ線を架けることが困難な場所を超えて信号を渡すのに利用される。
図7のノード700は、ネットワーク周波数として、F1、F2、F3、F4、F5のいずれかを有する。これは、ネットワークデータパケットをブロードキャストするノードの周波数の交代を指す、周波数ホップである。この目的は、使用中の周波数に基づく装置の自動接続を可能とすることである。各ノードの近傍には5つのノードしかないので、最大で5つのネットワーク周波数が利用される。すなわち、1つのノードを囲みかつその接続範囲に重複する4つのノードごとに周波数が異なることが必要がある。任意の与えられた時間において、移動方向により接続すべき2又は3のノード701が決定される。
図8800は、認証及びネットワーク化のためにモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード(MWBNIC)で接続された装置801から成る、ローカルエリアワイヤレス広帯域ネットワーク(LAWBN)を示す。モバイル装置801のMWBNICは、ワイヤレス通信802を介してデータソース(Kノード)803aに接続される。Kノードは、点線で示された高速データ線802(803a~803b)を介してGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ805に接続される。Gwahanzaによって管理されるローカルエリアネットワークは、ワイヤ804によって独立してGwahanza805に接続された他のワイヤレスKノード803からも構成される。各Kノードは、専用線によってGwahanzaに直接接続される。ワイヤは,高速データ通信を行う光ファイバ又は他のものである。
接続の前に、装置は接続要求を送信し、そこにはそのIDも含まれる。装置のIDは、MACアドレス、IPアドレス、及びその位置(x,y,z)、電話番号などのその他のデータから成る。KノードはそのIDを付加して、その情報をKノード803が接続された最近接のGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャに転送する。Gwahanza805はサーバからその装置のIDを検証して、装置801を認証する。装置801は次にワイヤレスKノード803bを介して、接続要求の送信元に接続する。ネットワーク制御プロトコルを特徴とするGwahanza805は、接続ポートを提供して、接続を記録する。
ログには装置801の現在地、範囲内のワイヤレスKノード802bに対する移動方向、現在のローカルエリアネットワークWAN、接続されている現在のKノード803b、Kノードの距離、時刻、現在のネットワーク接続ポート、及びGwahanza805により割り当てられた任意のアプリケーションポートが含まれる。Gwahanza805は、次のKノード803を確立し、必要な場合に迅速に取り出せるようにそれをログに追加する。次のKノード803は、装置801が方向を変えると変わる。
装置801がGwahanzaローカルエリアネットワーク範囲805を出ようとするとき、Gwahanza805はルーティング表を読み出し、装置801を、サーバとして作用する次のGhahanza805ネットワークマネージャに転送する。装置801が、現在接続されているKノード803の範囲を出ようとするとき、Gwahanza805は接続コードを生成して装置801のIDに付加して、新しいKノード803bへの接続要求を作成する。接続要求には、インタフェースとして接続する次のKノード803b、Gwahanza805のID、装置801のID、及びランダムに生成された接続コードが含まれる。モデムは、Gwahanza LANマネージャ805によって、範囲内のブロードキャスティングKノード802bの周波数又は信号強度と、接続コードを利用して、次にどのノードに接続すべきかを指示される。
接続要求は、鎖線806で表示されるワイヤを介して、Gwahanza805によって接続すべき次のKノードへ送信される。これは、Gwahanza805からワイヤレスKノード803bへのものである。このように、次のKノード803bは接続要求の着信を期待する。ここで、モバイル装置1とKノード803bの間の鎖線806は双方向であることがわかる。図8の800の、次の接続すべきKノード803bへ送信される接続要求は、点線のワイヤ802と現在接続されているワイヤレスKノード803aを介して接続する装置801にも送信される。
接続要求を受信すると、接続する装置801は近隣のKノード803に向けてそれをブロードキャストする。範囲内のKノードは次のKノード803bのIDを含むヘッダでピークを示す。そしてそれらに属さない場合には要求を無視する。IDが接続要求のものと同一のKノード803のみが、装置を認証する。接続すべき次のKノード803bが、Gwahanza805から受信した要求を取り込んでそれを接続する装置のものと比較する。そうして装置801がその新Kノード803bに切り替えることを認証する。これは極めて安全なノードの接続および切替方法である。データは、認証のためにその装置のみが提供可能な詳細を有する装置に、厳密に送信される。接続コードは接続要求ごとに変更される。
Gwahanza805が接続コード806を生成し、それをGwahanzaのIDと次のKノードのIDと共に接続装置のIDに付加して、ワイヤ804を介して、認証のための接続要求として次のKノード803bに送る。Gwahanzaは同一の接続要求を、現在接続されているKノード803aを介して接続装置に送り、そこで、装置がWi-Fiネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上でその接続要求をブロードキャストする。接続要求は、次のKノード803bでキャッチされて認証及びサービスのための処理が行われる。
認証のために範囲内の複数のワイヤレスKノード802に送信された接続要求には、装置IDと、接続を要求している装置の種類とが含まれる。サービス要求には、ポート指定のためのアプリケーションの種類が含まれる。サービスを提供するサーバ又はウェブサイトがサービスコードを装置に提供する。サービスコードはワンタイム使用である。各サービス要求が新しいコードを取得する。
別の実装形態では、装置種類のフィールドは、その装置801の接続IPアドレスに置かれる。接続後に、求めるサービスの種類が特定の周波数帯域の通信ポートに関連付けられる。
MWBNICが次のKノード803bの選択を担う実装形態においては、接続すべき次のKノード803bは、装置の現在の相対位置、及び信号範囲上でのそのKノード803bからの装置の距離とに基づいて選択される。あるいは、Kノード803bが装置と相互作用する波長、したがってその後の周波数に基づいて選択される。
Gwahanzaローカルエリアネットワークマネージャ805が接続を制御するか、MWBNICが制御するかに拘わらず、装置が接続するKノード803bは、MWBNIC又はGwahanza805に記録された所定の位置及び信号強度から読み込まれる。その位置及び信号強度も、入手可能なパラメータに基づいて計算することで取得される。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、ネットワークからの一時的な接続データをそのメモリに格納する。一実装形態ではそのデータはミニデータベースに格納され、別の実装形態では接続データはフラッシュなどのメモリ内に配置されたファイルに格納される。認証とネットワーク接続が完了する前に、物理メモリに取り込まれる。MWBNICは、ネットワークからの一時的情報を格納するカード上のミニデータベース又はファイルと対話し、このデータベース又はファイルに格納されたデータを利用して、認証とネットワーク接続を完了させる。
モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのパケット制御プロトコルが、ネットワークからの一時的情報を格納するカード上のミニデータベースと対話する。このデータを利用して、ネットワーク接続と、1つのKノードから別のKノードへの切り替えが完了する。同様に、データがデータベースではなくてファイルに格納されている場合には、ソフトウェアがデータにアクセスする。
Gwahanza805が、それ自身のマネージャと、光ファイバなどの高速ワイヤでそこに接続された複数のワイヤレスKノードと、接続装置とから構成される、小規模のローカルエリアネットワーク(LAN)を確立する。
Gwahanzaはそのローカルエリアネットワーク上の全ワイヤレスノードのログを格納する。これらのログには、これに限らないが、すべてのワイヤレスKノードの地理的位置と、良好に動作する半径とが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続要求をするとき、又は現在の接続の範囲外に出る新しい位置に移動するとき、Gwahanzaはログを読んで、現在の位置と方向を基にMWBNICを維持するワイヤレスノードを決定する。
一実装形態において、Gwahanza805がKノードを経由してMWBNICからの信号を受信して、信号の到着時間、生存時間(TTL)、及び近隣のワイヤレスノードに対して途中でかかった時間を利用して、接続する装置の位置を計算する。ただし、Gwahanzaは、サービスを提供するすべてのKノードのルーティング表又はログと、サービスを提供する各位置に対応する信号強度の値とを保持する。
別の実装形態では、MWBNICが近隣のワイヤレスノードから受信する信号に基づいて自身の位置を計算し、その座標を決定する。その場合、時間=出発時間(TTL)-到着時間(AT)であり、距離=信号速度×時間である。位置の分かった少なくとも3つのKノードを利用して、MWBNICがそれ自身の位置を決定する。そうして次にその座標を他の識別データと共にGwahanza805に送信して、通過途中のすべてのKノードへの接続および切断によって、その動きを案内し、あるいはその目的地へ案内する。
Kノード803a、803b、803はその存在をブロードキャストする。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、複数のノードからブロードキャストされた出発時間属性を有するデータパケットを受信し、到着時間を利用して信号の移動時間を決定する。ここで、信号の移動時間に信号速度を掛ければノードの距離、したがって座標が与えられ、それを利用してどのノードに接続すべきかが決定される。前記のGwahanza805がケーブルを経由してワイヤレスノードから装置接続要求を受信し、サーバ上の装置記録を読み込むことによってその装置を検証する。ここで一時的ネットワークデータはモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードに格納される。
Gwahanza805はまた、接続装置からのサービス要求を受信し、要求されたサービスの種類によってデータポートを割り当てる。ここでGwahanza LANマネージャ805のネットワーク制御プロトコルが、装置801とGwahanza接続の両方のためのアプリケーションポートを割り当てる。
図8に示すKノード803a、803b、803は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのパケット制御プロトコルにデータを送信するときにそれらを識別する識別子で構築されている。ここで、PCPは、接続すべきKノード803a、803b、803の識別子を比較し、認証及び処理のためのそれらのノードからの着信信号をバッファへ保存することにより接続性を確立する。
図9の900は、Kノード及びネットエクステンダ上で実行されるカード制御プロトコル(CCP)のアルゴリズムである。命令901が接続要求を受信する。命令902において、アルゴリズムは要求が装置903からでないかどうかをチェックする。これは、Gwahanzaローカルエリアネットワークマネージャからであることを意味する。認証のためにメモリ904に要求を格納する。命令902において、要求が図7又は図8のWi-Fiネットワークを通って装置からきたものである場合、命令905に転送され、そこで、その要求がGwahanzaからのKノード又はネットエクステンダへの切替命令か否かをチェックする。命令がノード切替に関するものであれば、ステップ906でメモリ907に格納されたものを読み出し、移動中のMWBNIC装置908からの新規要求と比較する。命令909が2つの要求が同じか否かをチェックする。要求が同じでない場合、装置からの要求が破棄される(910)。装置からの要求とGwahanzaからの要求911が同一であれば、装置は認証されて、Kノード又はネットエクステンダの切替えが行われる。データストリームが続く(912)。プロトコルは新しい要求へのリッスンを継続する(913)。プロトコルはスレッド又は複数の専用モジュールを利用して、複数の要求を同時処理する。それが命令914で終了する。ただし、命令5での要求が初めての接続要求であることをプロトコルが発見した場合(915)、そのKノードのIDを付加し(916)、その要求をGwahanzaローカルエリアネットワークマネージャに転送して装置の加入をサーバで検証する(917)。装置要求が真正なものであることがわかると(918)、それは認証される(911)。そうではなく、装置がサービスに加入していない場合、そのユーザを顧客サポートに照会する(920)前にKノードはもう一度トライする(919)。
図10の1000は、Gwahanzaローカルエリアネットワークマネージャから実行されるネットワーク制御プロトコル(NCP)のアルゴリズムである。命令1001が要求を受信し、要求装置1002が接続されているかどうかをチェックする。接続されていない場合(1003)には、命令1003が装置のIDをサーバに照合する。装置が加入していない場合(1004)には、顧客サポートに照会する(1005)。装置が加入していれば、ネットワークポートが割り当てられ(1006)、認証が要求Kノードに送信されて認証される(1007)。命令1008が、装置が認証後に接続されているかどうかをチェックする。接続されていない場合には、認証が再交付される(1009)。カウントが最大N回の試行まで確立される。カウント数が最大値Nに到達すると、その範囲の別のKノード1010又はネットエクステンダに認証が送信され、そのKノード又はネットエクステンダは機能なしと注記される。PINGが送信されて、技術サポートに報告される。
MWBNICを有する装置が認証後に接続される場合(1011)、Gwahanza LANマネージャが、現在接続されているKノード、装置座標、移動方向、ネットワークポート、及び時刻を含む接続の詳細を記録する。何らかのサービスアプリケーションに接続されている場合には、アプリケーションおよびアプリケーションサービスポートが記録される。さらに、ルーティングの目的で、システムの使用法が更新される。接続された装置がアプリケーションを通してサービスを要求する場合(1012)、Gwahanza LANマネージャのネットワーク制御プロトコルが、装置とGwahanza接続の両方にアプリケーションポートを割り当てる。サービスポート1013が特定のサービスに対して割り当てられる。そのポートは専用の周波数範囲に割り当てられて、同じ装置上で実行される他のアプリケーションとの干渉を防止する。サービスが提供される(1014)。命令1015が2つのプロセス、すなわちデータフローとネットワーク範囲チェックとの同時実行を可能とする。1つのプロセスは2以上の同時接続を確立し得る。もう一方のプロセスが、装置の接続が継続され、かつ適切な範囲にあることを確保するようにチェックしている間(1017)、サービスデータが転送される(1016)。装置がまだ範囲内にある場合1018、命令はループしてチェックを継続する。複数のスレッド、いくつかのモジュールや他の手段が同時に実行される。
装置がたまたま移動中であれば、その装置が切断されるまでポートは一定に留まったままである。装置が許容可能な最小のパケット転送レート、又は所定範囲のゾーンに達すると、命令1019が接続すべき次のKノード又はネットエクステンダを決定して違うノードに接続を切り替えてデータパケットの連続性を維持する。Kノードが切り替えられるとき、ポート及び他の接続情報は新Kノードに転送される。接続装置に関して、ポートは特定の範囲の周波数で接続されて、同一の装置及び他の装置上で実行されているアプリケーションからの干渉を回避する。
命令1021において、プロトコルが新接続コードを生成し、それを、装置ID、接続する次のKノードのID、及びGwahanzaのIDに付加する。装置のIDには、そのMACアドレス、IPアドレス、及び識別及び認証のためのその他のデータが含まれる。これが接続要求と呼ばれるものを構成する。接続コードは、独立して提供可能である。接続コードは、次の認証まで格納される。
ここで、接続要求が、接続すべき新しいKノードに送信される(1022)。接続要求が受信されない場合(1023)には、カウントが確立される(1024)。カウントが許容される最大になると、プロトコルは接続すべき新しいKノードに切り替える(1025)。接続要求が受信されると、Gwahanzaはそれを接続装置にも送信する(1026)。接続要求が装置により受信されない場合(1027)には、カウントが確立される(1028)。再送信のカウントが許容最大値に達すると、エラーが生成されて(1029)装置が切断される。装置がまだ接続されている場合(1030)、接続中はプロトコルがデータを受信し、接続の詳細を記録する1031。
パケットの暗号化、圧縮、復号化及びサーバでの検証のステップは示さない。
Claims (5)
- 広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムであって、
アンテナを含む、Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークであって、前記アンテナが、Gwahanzaローカルエリアネットワーク(LAN)マネージャ装置に結合されるか、またはKノード装置に結合され、前記アンテナが、ユーザ装置サービスデータとして、空中からネットワークに無料のテレビチャンネルを取り入れ、前記テレビチャンネルが、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを内蔵するか、または通信ポートを介して接続するすべての装置にアクセス可能になる、前記Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークと、
川、山、又は他の場所を超えて信号を渡すのに利用される他のアンテナからのデータ信号を受信するサイトのディッシュアンテナに有線接続されたGwahanzaローカルエリアネットワーク(LAN)マネージャ装置であって、前記Gwahanza LANマネージャ装置は、ネットワーク装置への光ファイバまたは他の高速伝送線によって無線Kノードルータおよびサーバに接続され、前記Gwahanza LANマネージャ装置の機能は、前記無線Kノードルータが妥当な範囲を有することが判明したときにサーバに転送される、前記Gwahanza LANマネージャ装置と、
Kネット装置及び前記Gwahanza LANマネージャ装置に無線で接続し、インターネットアクセス及びユーザ装置サービスデータを他の装置に提供するネットエクステンダ装置であって、前記他の装置には、テレビ、タブレット、電話、コンピュータ、自動車、家庭用及びオフィス用のアクセサリが含まれる、前記ネットエクステンダ装置と、
を備えたシステム。 - 前記ネットエクステンダ装置は、データを転送するためにイーサネット、ファイバ、USB、HDMI(登録商標)、および他の装置ポートによって接続される物理的な出力ポートをさらに含み、前記ネットエクステンダ装置には、カード制御プロトコルが組み込まれており、前記ネットエクステンダ装置は、前記出力ポートの少なくとも1つを介して電話サービスを提供する、請求項1に記載のシステム。
- 前記Gwahanza LANマネージャ装置は、サブ広域ネットワーク(SWAN)上でローカルに接続する装置の識別情報を記憶し、サブスクライブされたネットエクステンダ装置は、他の装置にサービスを提供するために、前記装置が前記ネットワークにアクセス可能ないたるところで使用され、異なるSWANからの前記装置の検証および認証が、サーバから行われる、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、接続モデムとしてテレビ内に構成され、前記テレビは、ライブテレビおよびビデオ会議を含むリアルタイムサービスを提供するために、移動中にデータの連続性を維持し、前記テレビは、ホームテレビまたはカーテレビであり、専用キャッシュおよびプロセッサに結合されたネットワークパケットコントローラチップが、2つの異なるノードからのネットワークデータおよびサービスデータを一時的に格納する請求項1に記載のシステム。
- ネットワーク制御プロトコルを実行する前記Gwahanza LANマネージャ装置が、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを有する装置を認証し、前記ネットワークにネットワーク接続し、前記ネットワーク制御プロトコルが、1つのKノードから他のKノードに切り替えるときに、前記装置と前記Gwahanza LANマネージャ装置の両方にアプリケーションポートを割り当て、前記アプリケーションポートおよび他の接続情報が次のKノードに転送される、請求項1に記載のシステム。
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