JP3335133B2 - 無線電気通信網とローカルエリア網を統合するシステム - Google Patents

無線電気通信網とローカルエリア網を統合するシステム

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JP3335133B2 JP03360499A JP3360499A JP3335133B2 JP 3335133 B2 JP3335133 B2 JP 3335133B2 JP 03360499 A JP03360499 A JP 03360499A JP 3360499 A JP3360499 A JP 3360499A JP 3335133 B2 JP3335133 B2 JP 3335133B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線LANと移動体
電気通信とを統合するための方法およびシステム、より
詳細には、無線LAN／電気通信統合化データカードに関
する。本発明は、さらに、少なくとも一つの端末と、こ
の網システムに接続するための手段を含む網システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯コンバータあるいは小型移動体デー
タ端末のユーザは、さまざまな異なるシステムによって
ローカルエリア網（LAN）に接続される。LANは、無線LA
Nコードとアンテナを用いて無線接続を提供する。さら
に、ユーザが無線LANのレンジの外に出たと場合、ユー
ザには、電話ダイヤルアップサービスを介してのアクセ
スが、例えば、電気通信データカードと移動体電話、あ
るいは統合化カードを用いて提供される。これらシステ
ムは、ユーザにある程度の柔軟性を与えるが、ただし、
ユーザはアクセス（あるいはインタフェース）のモード
を変更する度に、LANにログオンすることを要求され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】柔軟性があり、しか
も、ハードウエアは重量とコストを増加させるため、最
小限のハードウエアを要求する網アクセスシステムに対
する必要性が存在する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の局面によ
ると、端末；および前記端末を少なくとも２つのインタ
フェースを介して網に接続するための手段を含む網シス
テムが提供される。この網システムは、一つの特徴とし
て、一方のインタフェースともう一つのインタフェース
との間で網接続をスイッチングするための手段を含み、
さらに、もう一つの特徴として、一方のインタフェース
ともう一つのインタフェースの間のシームレスなスイッ
チングをサポートするためのリンク層内に設けられたデ
ータパケットを転送するための網プロキシと端末プロキ
シを含む。
【０００５】本発明は、こうして、網に接続するための
単純かつ効率的で、しかも軽量な方法および装置を提供
する。本発明は、ユーザが建物内であるいは建物外にロ
ーミングした際にも、網に接続されたままとどまること
を可能にする。本発明は、２つのインタフェース接続の
間でシームレスにスイッチングすることを可能とし、こ
れら両方の機能を遂行するために単一のカードを用い
る。単一のカードの使用は、電力要件および蓄電池の寿
命の点からも有益である。
【０００６】本発明は、通信インタフェースの間でスイ
ッチングを遂行する機構を提供するが、このスイッチン
グ、移動体端末と網のいずれにおいても、上位の通信プ
ロトコル層に影響を与えることなく達成される。本発明
は、上位のプロトコル層に対しては、接続の特定のモー
ドとは無関係に、単一の網インタフェースを提供する。
【０００７】網プロキシと端末プロキシは、網アーキテ
クチャ内に配置されたシームレススイッチングをサポー
トするための機能ブロックであり、これらプロキシは特
定の網と端末の組合せに対して個別に適合化される。以
下に、本発明の実施例を、図面との関連で説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】網の機能に関する情報は、網プロ
キシに格納され、端末１０の機能に関する情報は、端末
プロキシに格納される。一つの方法においては、端末１
０は、網に、従来の無線LAN接続を用いて、データ／無
線LAN統合化カード１１、アンテナ１２、１４および無
線LANアクセスポイント１６を介して接続する。いった
ん網に接続されると、端末は、網上の他のデバイスとイ
ーサネットバックボーン１を介して通信する。別の方法
においては、端末１０は、網に、電話ダイヤルアップサ
ービスを用いて、データカード１１とセルラ移動電話を
介して接続する。ダイヤルアップサービスを用いた場
合、端末１０は、網に、セルラ移動サービス１５、１７
や公衆交換電話サービス１８を用いて、ダイヤルアップ
サーバ１９を介して、網にログオンする。
【０００９】端末の上位プロトコル層にとっては、統合
化カード１１は、端末が現在無線LANを介して接続され
ているか、セルラデータ網を介して接続されているかに
関係なく、単一のLANインタフェースのように見える。
これは、上位層のいずれのプロトコルも、それらの動作
様式（挙動）を変更する必要も、あるいは移動体端末の
スイッチングを意識する必要もないことを意味する。以
下の例では、TCP/IPをランするイーサネット網システム
が一例として用いられる。
【００１０】スイッチング機構は、移動体端末のスイッ
チングを上位のプロトコル層に知られないように遂行す
る。移動体端末が無線LANインタフェースを介して通信
しているときは、このアプリケーションは、通常のよう
に（アドレス解決リクエストを含む）パケットを送信す
る。
【００１１】スイッチング機構は、無線LANインタフェ
ースおよびセルラデータインタフェースと通信し、これ
ら２つのインタフェースの現在の信号強度を決定する。
スイッチング（切り替え）の判断は、複数の要因に基づ
いて行なうことが考えられる。一つの方法においては、
無線LAN信号の強度がある与えられた閾値以下に落ちる
と、スイッチング機能は、セルラデータインタフェース
を起動し、無線LANインタフェースを不能にする。さら
に、スイッチングの判断は、測定されたエラー率；帯域
幅；あるいはコストに基づいて行なうことも考えられ
る。
【００１２】スイッチング機構がスイッチングを遂行す
ることを決定するとき、以下の２つのシナリオ、つま
り、（１）無線LANインタフェースからセルラデータイ
ンタフェースにスイッチングするシナリオと、（２）セ
ルラデータインタフェースから無線LANインタフェース
にスイッチングするシナリオが考えられる。以下にスイ
ッチング機能によって遂行される機能をこれら両方のケ
ースに対して示す：
【００１３】１）無線LANからセルラデータ網へのスイ
ッチング スイッチング機能は、最初、セルラデータインタフェー
スを起動し、セルラデータ網に登録し、ダイヤルアップ
サーバのコンフィギャードアドレス（configured addre
ss）へのダイヤルアップ接続を設定する。このダイヤル
アッププロセスの際に、ダイヤルアップサーバは、移動
体端末に対して、それがそのインタフェースに対して用
いるべきIPアドレスを通知する。すると、スイッチング
機能は、網電話に、移動体IPメッセージを送信すること
で、移動体端末の現在アクティブなIPアドレスを示す。
次に、網プロキシは、gratuitous ARPメッセージをその
IPサブ網に送信することで、その移動体端末のホームア
ドレスに向けられたトラヒックをそのホームエージェン
トに送るべきことを通知する。網プロキシは、こうし
て、移動体端末に向けられたデータを受信し、このデー
タをダイヤルアップインタフェースのIPアドレスを含む
IPヘッダ内にカプセル化し、ダイヤルアップサーバを介
して移動体端末に送信する。統合化カードは、このIPパ
ケットを受信すると、外側のヘッダを除去（剥離）し、
このパケットを上位のプロトコル層にパスする。これ
は、上位のプロトコル層は、常に、無線LAN IPアドレス
を持つトラヒックを送受することを意味する。無線LNA
インタフェースが再度起動されると、カードは、無線LA
N IPアドレスとMACアドレスを含むgratuitous ARP（メ
ッセージ）を網に送信する。
【００１４】この時点では、カード上の無線LANインタ
フェースは不能にされており、移動体端末の上位のプロ
トコルスタック層から到着するトラヒックは、セルラデ
ータインタフェースを介して転送される。ただし、上位
のプロトコル層は、まだ、移動体端末がLANに接続され
ているものとみなし、従って、その無線LANと同一のサ
ブ網上に存在（駐在）する端末に対してARPリクエスト
を生成する。セルラデータインタフェースかのらダイヤ
ルアップ接続を用いて伝送する場合、MACアドレスは、
この接続はダイヤルアップサーバへのポイント・ツウ・
ポイント接続であるために要求されない。それでも、上
位のプロトコル層は、ARPリクエストに対する応答を期
待する。従って、上位のプロトコル層に応答を与え、そ
れらが、カードへのデータトラヒックの転送を継続でき
るようにするために、以下の幾つかのアプローチが用い
られる。
【００１５】＊第一の方法においては、スイッチング機
能はARPリクエストを捕捉し、ダミーMACアドレスを持つ
ARP応答を生成し、これを上位のプロトコルに転送す
る。この方法では、上位のプロトコル層がキューイング
されたトラヒックをタイミング良く転送することが可能
となる。このARPリクエストは破棄される。
【００１６】＊もう一つの代替の方法においても、偽の
ARP応答が上位のプロトコル層に転送される。ただし、
この代替の方法においては、ARPリクエストがキーイン
グされ、このため、スイッチング機能が無線LANインタ
フェースを再度起動したとき、キューイングされた全て
のARPリクエストを送信することが可能となる。これら
応答は、次に、上位のプロトコル層に転送され、この内
容によって偽のMACアドレスを含むARPキャッシュが上書
きされる。
【００１７】＊もう一つの代替の方法においては、偽の
ARP応答が上位のプロトコル層に送信される。ただし、
この方法では、同時に、ARPリクエストが、ダイヤルア
ップサーバに転送される。ダイヤルアップサーバは、こ
れをローカルサブ網に転送することで応答を得る。ダイ
ヤルアップサーバは、応答を得ると、これを移動体端末
に転送する。このケースにおいては、統合化カードは、
ARP応答を上位のプロトコル層に転送することで、ARP翻
訳情報を更新する必要があるが、他方、このアプローチ
は、移動体端末が再び無線LANに戻ったとき、それが既
に正しいARP情報を含むという長所を持つ。
【００１８】移動体端末からのトラヒックはセルラデー
タインタフェースを介して網の残りの部分に送られ、移
動体端末に向けられたトラヒックは、ダイヤルアップサ
ーバによって受信され、移動体端末に転送される。
【００１９】２）セルラデータ網から無線LANへのスイ
ッチング スイッチング機能が無線LANインタフェースにスイッチ
ングすることを決定すると、無線LANインタフェースが
再び起動される。無線LANインタフェースがアクティブ
になると、移動体端末は、gratuitous ARPメッセージを
送信することで、現在のIPアドレスとMACアドレスを示
す。移動体端末は、さらに、メッセージをホームエージ
ェントに送信することで、それが現在無線LANインタフ
ェースを介して接続されていることと、現在のIPアドレ
スとMACアドレスについて通知する。次に、網プロキシ
は、gratuitous ARPメ ッセージをブロードキャスト す
ることで、現在の移動体のIPアドレスとMACアドレスを
示す。次に、スイッチング機能が上述の代替から選択さ
れた必要なローカルARP回復機能をトリガする。この時
点で、セルラデータインタフェースは不能にされる。す
ると、移動体端末からのトラヒックは、無線LANアクセ
スポイントを介してサブ網の残りの部分へと流れ、他の
ホストから到着するトラヒックは、無線LANアクセスポ
イントによって移動体端末に転送されることとなる。
【００２０】無線LANアクセスポイントとダイヤルアッ
プサーバを、単一のデバイスとして統合し、さらに、こ
の統合されたデバイス内に網プロキシを実現することも
可能である。この場合は、他のホストへのあるいはこれ
からの全てのトラヒックは、統合化カードの無線LANイ
ンタフェースがアクティブであるかセルラデータインタ
フェースがアクティブであるかに無関係に、常に、同一
のデバイスを介してルートされる。このことは、アクテ
ィブなインタフェースが変更（スイッチング）されたと
き、網に、gratuitous ARPを送信する必要はなくなるこ
とを意味する。この実施例においては、スイッチング機
能がアクティブなインタフェースを変更することを決定
した場合、スイッチング機能は、メッセージをこの統合
化無線転送デバイスに送信することで、選択された新た
なアクティブなインタフェースを示す。すると、この統
合化転送デバイスは、トラヒックをこの新たなインタフ
ェースを介して転送する。この構成は、網の残りの部分
が、統合化カード上のどちらのインタフェースが現在ア
クティブであるかを意識する必要がないという長所を持
つ。この構成では、さらに、トラヒックは最適なルート
を経て移動体端末に流れ、トラヒックが複数の網デバイ
スを通じて転送されることはないことを意味する。さら
に、この構成では、移動体IPをカード内に実装する必要
がないためにスイッチング機能の複雑さが低減する。
【００２１】以下に説明するプロキシは、許容できる信
号強度を持つ最も好ましい網を用いる。より好ましい網
が再び空いた場合、プロキシは、その網にスワップバッ
クする。現在用いている網が許容できなくなり、しか
も、それより好ましい網が空いてない場合は、プロキシ
は、次に好ましい網をそれが空いているという前提で用
いる。
【００２２】端末プロキシ 無線LANに接続されている場合は、無線LANの信号強度が
許容レベルより高い間、無線LANの信号強度を常時集
め、平滑化機能を適用することで、過渡的な信号強度の
変動を除去し、ダイヤルアップ網の信号強度を常時集
め、平滑化機能を適用することで、過渡的な信号強度の
変動を除去し、端末の上位層から受信されたデータを無
線LANインタフェースに転送し、無線LANインタフェース
から受信されたデータを端末の上位層に転送し、無線LA
Nの信号強度が許容レベル以下に落ちると、ハンドオー
バメッセージを網プロキシに送信することで、端末が無
線LAN接続からダイヤルアップ接続にスイッチンするこ
とを示し、網プロキシに向けてダイヤルアップ接続を設
定し、ダイヤルアップ接続が設定され、ダイヤルアップ
インタフェースに接続された時点で、無線LANインタフ
ェースを不能にし、無線LAN信号の強度が許容レベル以
下であり、しかも、ダイヤルアップ信号の強度が許容レ
ベル以上（空いた網が２つしか存在しない場合は、零以
上の信号強度であれば許容できる）である間、無線LAN
の信号強度を常時集め、平滑化機能を適用することで、
過渡的な信号強度の変動を除去し、ダイヤルアップ網の
信号強度を常時集め、平滑化機能を適用することで、過
渡的な信号強度の変動を除去し、端末の上位層から受信
されるデータを、アドレス解決リクエストを含めて、ダ
イヤルアップインタフェースに転送し、ダイヤルアップ
インタフェースから受信されるデータを、アドレス解決
リクエストを含めて、端末の上位層に転送し、無線LAN
の信号強度が再び許容レベル以上になると、ハンドオー
バ信号を網プロキシに送信することで、端末がダイヤル
アップ接続から無線LAN接続にスイッチすることを示
し、無線LANインタフェースを起動し、無線プロキシへ
のダイヤル接続を切断し、無線LANとダイヤルアップ網
の両方の信号強度が許容レベル以下になると、上位層に
現在空いた網が存在しないことを通知し、網プロキシに
も現在空いた網が存在しないことを通知し、ダイヤルア
ップ接続を切断する。
【００２３】網プロキシ（無線LANブリッジ、ダイヤル
アップサーバおよび移動体サポート用） 網プロキシが端末ｘに向けられたデータを受信すると、
端末ｘが無線LANを介してアクセスできるときは、デー
タを無線LANインタフェースを通じて端末に転送し、端
末ｘがダイヤルアップインタフェースを介してアクセス
できるときは、データをダイヤルアップインタフェース
を介して転送し、端末がどの網によってもアクセスでき
ないときは、パケットの送信者に端末にアクセスできな
いことを通知し、プロキシが端末ｘからデータを受信し
たときは、データを宛先に転送し、網プロキシが端末ｘ
からハンドオーバリクエストを受信したときは、端末が
ダイヤルアップ接続にスイッチングすることを要請する
場合は、端末を現在のダイヤルアップ端末のリストに追
加し、ダイヤルアップ接続がアクティブであり、端末が
以前は無線LANインタフェースに接続されていたとき
は、端末を現在の無線LAN端末のリストから除去し、端
末が無線LAN接続にスイッチングすることを要請する場
合は、端末を現在の無線LAN端末のリストに追加し、端
末を現在のダイヤルアップ端末のリストから除去する。
【図面の簡単な説明】
【図１】網構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
１ イーサネットバックボーン １０ 端末 １１ データ／無線LAN統合化カード １２、１４ アンテナ １６ 無線LANアクセスポイント １７ MSC（セルラ移動サービス） １８ PSTN（公衆交換電話サービス） １９ ダイヤルアップサーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロレイン ミッシェル デ ヴェアー スティシー イギリス国 スウードン，ゴールドボロ ー クローズ 48 審査官 中木 努 (56)参考文献 特開 平４−365238（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−261235（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252919（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−41970（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−88331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/28 - 12/46 H04Q 7/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 網と、無線電気通信用の端末と、この端
    末を２つのインターフェースを介して該網に接続する手
    段と、該網の接続を一方のインターフェースと他方のイ
    ンターフェースの間でスイッチングする手段と、網プロ
    キシと、端末プロキシとを含む網システムであって、 それらのプロキシは、リンク層内のデータパケットを転
    送するよう作られて、一方のインターフェースと他方の
    インターフェースの間でのシームレスなスイッチングを
    維持するために設けられており、そして該２つのインタ
    ーフェースは、異なる種類のものであり、該端末は、接
    続しているインターフェースとは無関係にその端末によ
    り用いられている単一のリンク層アドレスを有している
    ことを特徴とする網システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の網システムにおいて、 該一方のインターフェースが無線ＬＡＮインターフェー
    スであり、該他方のインターフェースがセルラーデータ
    インターフェースである網システム。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の網システムにお
    いて該網プロキシが、スイッチング動作を、該網に接続
    される他のデバイスから見えないようにしていることを
    特徴とする網システム。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の網システムにお
    いて該端末プロキシが、該スイッチング動作を、該端末
    内の上位層から見えないようにしていることを特徴とす
    る網システム。
JP03360499A 1998-02-13 1999-02-12 無線電気通信網とローカルエリア網を統合するシステム Ceased JP3335133B2 (ja)

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EP98301053A EP0936777B1 (en) 1998-02-13 1998-02-13 Integrated wireless telecommunication and local area network system

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