JP5165116B2

JP5165116B2 - マスタ機能を動的にハンドオーバするための装置、方法及び媒体

Info

Publication number: JP5165116B2
Application number: JP2011523857A
Authority: JP
Inventors: チイ，エミリー; メイルマンズ，マルク; カイダール，オレン
Original assignee: インテルコーポレイション
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: EP2316249A2; US20100046468A1; WO2010021853A3; JP2012500573A; CN101815309A; WO2010021853A2; EP2316249A4; US8270414B2; EP2316249B1

Description

本発明は、マスタ機能を動的にハンドオーバするための装置、方法及び媒体に関連する。

本件に限ったことではないが、ワイヤレスフィデリティ（Wi−Fi）ピアトゥピアネットワーキング、WiFiPAN及びメッシュ（Mesh）等は、無線ネットワーキングに関する電気電子技術者協会（IEEE）802．11標準仕様に対する重要な拡張方式として登場してきた。この種のネットワークは、インフラストラクチャ型（BSS）WLANネットワークと比較して1つの本質的な相違を有する。すなわち、これらは非常に移動性又は機動性が高く、何処でも速やかに構築可能であり、非常に流動的（volatile）なことである（通信局の到来及び退去が激しい）。この種のアドホックネットワークの場合、通常、1つの無線ピア（wireless peer）がマスタとして機能し、他のピアがスレーブ装置として機能する。Wi−FiPANネットワークの場合、例えばマスタはアクセスポイントとして機能する装置（ソフトウェアに基づくAAP又はSoftAP）になり、スレーブは通常の通信局（STA）になる。

無線装置がアクセスポイント（AP）及び無線通信局（STA）の双方の機能をサポートする（有する）場合、無線装置は必要に応じてモードを切り替えることができる。無線装置がパーソナルエリアネットワーク（PAN）の構築における最初の装置であった場合、その無線装置はAPとして機能し、無線装置が既に存在するPANに参加する場合、無線装置はSTAとして機能することになる。すなわち、1つのAP（マスタ）と1つ以上の通信局（STA）（スレーブ）がWi−FiPANの中に存在する。問題は、AP（マスタ）がPANを立ち去ろうとする場合に生じる。APがPANの組織から立ち去る場合、ピア（スレーブ）の内の1つがAPモードに切り替わり、そのPANのマスタ装置になることができるまで、PANは出て行くことを留まる。

したがって、無線ネットワークにおいて、マスタ機能を他のピアに動的にハンドオーバするための装置及び方法が強く望まれている。

一実施例による装置は、
無線ネットワークにおいてマスタ局として動作し、該無線ネットワークを立ち去る場合に、マスタ機能をクライアント局に移す無線局を有する装置であって、
前記無線ネットワークに入ることを希望するクライアント局から、マスタ/AP機能を示す再アソシエーションリクエストを受信し、
前記再アソシエーションリクエストから、マスタ/AP機能を有する少なくとも1つのクライアント局を発見し、
発見した前記少なくとも1つのクライアント局を所定のパラメータに基づいて新たなマスタ局として選択し、
前記マスタ局から前記新たなマスタ局へマスタ局ロールリクエストメッセージで遷移前にベーシックサービスセット(BSS)コンテキスト情報を通知し、
マスタ局として機能すべきことをマスタ局ロールリクエストメッセージにより前記新たなマスタ局に通知し、
前記選択されたクライアント局が前記マスタ局ロールリクエストメッセージを受信した場合に新たなマスタ局に切り替わり、かつてのマスタ局のビーコンで使用されていたのと同じBSSIDでビーコンを送信し始める手段を有し、
前記新たなマスタ局はキーアップデートメッセージを発行し、前記マスタ局で使用されていたのと同じPSKを用いることで、全てのクライアントに関するPTK及びGTK/IGTKを更新し、
前記BSSコンテキスト情報はDHCP情報及びブロックACK-TSPECである、装置である。

本発明の一実施例による無線PANにおけるマスタ機能を動的に切り替える様子を示す図。本発明の一実施例により動的にマスタ機能を移すための手順及びメッセージのやり取りを示す図。

本発明に関する事項は、具体的に説明され、明細書と共に添付されている特許請求の範囲に規定されている。しかしながら、本発明の構成及び動作方法の双方と共に、本発明の目的、特徴及び効果は、添付図面を参照しながら行われる以下の詳細な説明により最良に理解されるであろう。

説明の簡明化のため、図示の要素は必ずしも寸法を表現しているわけではないことが、理解されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、簡明化のため他の要素と比較して誇張されている。さらに、図中、対応する又は類似する要素を示すために、適切な場合には、参照番号が繰り返し使用されている。

以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を促すために、様々な具体的詳細が説明されている。しかしながら、当業者は、本発明がそのような具体的詳細によらずに実現可能であることを理解するであろう。また、従来の方法、手順、構成及び回路は、本発明を曖昧にしないように、詳細には説明されていない。

本発明は実施例に限定されず、例えば、「処理」、「演算」、「計算」、「判定」、「決定」、「設定」、「確立」、「分析」、「検査」等のような用語を用いた説明は、コンピュータ、コンピュータプラットフォーム、コンピュータシステム又は他の電子コンピュータ装置における処理及び／又は動作に関連し、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ内の物理的な量として表現されるデータを処理しかつ他のデータに変換し、他のデータは、処理及び／又は動作を実行する命令を格納するコンピュータのレジスタ及び／又はメモリ又は他の情報格納媒体における物理量として同様に表現されるものである。

本発明は実施例に限定されず、本願において使用される「複数の」及び「多数の」なる用語は、例えば、「いくつもの」又は「2つ以上の」という意味を含む。「複数の」又は「多数の」という用語は、部品、装置、要素、ユニット、パラメータ等が2つ以上存在することを示すために明細書中で使用されている。例えば、「複数の通信局」は2つ以上の通信局を含む。

本発明の実施例は、仮想ベーシックサービスセット（BSS）方式を使用して、かつてスレーブとして機能していたピア装置に、同じBSSIDのマスタ機能を譲る（与える）。本発明の実施例による仮想BSS法は、スキャニングの処理段階、及び関連付け／認証の処理段階を削除することで、マスタハンドオーバプロセスを加速する。本発明による手段は、クライアント側のマスタでない通信局に如何なる変更も加えることなく、無線PANネットワークにおけるマスタ同士のシームレスなハンドオーバを可能にする。

図1を参照するに、AP1−105ともにスレーブとして機能するピア装置、及びピア装置110、115、120に同じBSSIDのマスタ機能を割り当てる仮想ベーシックサービスセット（BSS）100方式が示されている。この機能は、マスタ装置105がネットワークを立ち去る場合に、アドホック型ネットワーク（マスタスレーブ型のネットワーク）におけるセッションの連続性を提供する。マスタ装置105は、ピアの機能を知っており或いはピアノ機能の情報を要求し、他の何れかのピア（スレーブ）125、130及び135が同じBSSIDの新たなマスタ125になるように指定する。マスタ又はスレーブの何れかの役割を演じる無線装置の場合、AP（SoftAP）及び通常のSTAとして機能できることを要する。提案する方法は、クライアント側に一切の変更を要することなく、無線PAN方式のネットワークにおけるマスタ同士の間でシームレスなハンドオーバを可能にする。さらに、本発明の実施例では、元のマスタ（AP）がネットワークを離れる必要がある場合、そのPANのマスタとしての役割をSTA装置が引き継げるようにする。

図2に全体的に200として示すように、本発明の実施例は、要素（AP1−205、クライアント1−210、クライアント2−215及びクライアント3−220）を使用する。

処理段階1：発見（ディスカバリ）
1．1 AP（AP1）に対するクライアントのコネクション設定の一部として、クライアントは、（再）アソシエーションリクエストにより各自のマスタ／APの機能（マスタ又はAPとして機能できるか否か）を通知する（クライアント1は225によるリクエストを送り、クライアント2は230によるリクエストを送り、クライアント3は235によるリクエストを送る）；ただし、本発明はこの形態に限定されず、APの役割を担うことができるか否かの通知は任意の様々な方法により実行可能であり、（再）アソシエーションリクエストを使用することは一例にすぎないことを、理解する必要がある。

処理段階2：APの選択
2．1 現在のAPが、信号強度等の様々なパラメータに基づいて、新たなAPを選択する（260）。

2．2 現在のAPは、遷移する前に（アクティベーションビットが0に設定される）又は遷移の際に（アクティベーションビットが1に設定される）、DHCP情報のようなBSSコンテキストとブロックACK−TSPECをAPロール要求メッセージ（AP Role Request message）237により通知する。

2．3 現在のAPは、「アクティベーション」ビットを1に設定することでAPロール要求メッセージにより、APとして機能すべきことを候補のAPに通知する（239）。

処理段階3：AP遷移
3．1 APロールリクエストメッセージ（APロールアクティベーションメッセージ）を受信すると、APの候補はAPモードに切り替わり、かつてのAPのビーコンで使用されていたのと同じBSSIDでビーコンを送信し始める（245）。古いAPは、新たなAPからビーコンを受信すると、ビーコンの送信を止める（265）。新たなAPは自身のRA（受信機アドレス）を変更することにはならず、パケットを受信することができ、そのパケット内のBSSIDは新たなAPのRAと合致しない。

3．1．1 新たなAPは、古いAPがBSSから立ち去ったことを確認し、自身によりAPの役割を認識する。

3．2 新たなAPは、キーアップデートメッセージを発行し（250、255）、かつてのAPが使用していたのと同じPSKを用いることで、全てのクライアントとともにPTK及びGTK／IGTKを更新する。新たなAPはかつてのAPと同じBSSIDを使用するので、関連付けや認証のやり直しは不要である。クライアントは、PTK及びGTK／IGTKのキーの更新を除いて、如何なる遷移も通知しない。

例えば、APロールリクエストフレームフォーマットとして、以下のものを使用することができる。

本発明の例示的な特徴が図示及び説明されてきたが、修正例、代替例、変形例及び等価物等の多くのものが当業者にとって明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのような修正例や変形例の全てを本発明の真の精神の中に包含するように意図されている。

Claims

無線ネットワークにおいてマスタ局として動作し、該無線ネットワークを立ち去る場合に、マスタ機能をクライアント局に移す無線局を有する装置であって、
前記無線ネットワークに入ることを希望するクライアント局から、マスタ/AP機能を示す再アソシエーションリクエストを受信し、
前記再アソシエーションリクエストから、マスタ/AP機能を有する少なくとも1つのクライアント局を発見し、
発見した前記少なくとも1つのクライアント局を所定のパラメータに基づいて新たなマスタ局として選択し、
前記マスタ局から前記新たなマスタ局へマスタ局ロールリクエストメッセージで遷移前にベーシックサービスセット(BSS)コンテキスト情報を通知し、
マスタ局として機能すべきことをマスタ局ロールリクエストメッセージにより前記新たなマスタ局に通知し、
前記選択されたクライアント局が前記マスタ局ロールリクエストメッセージを受信した場合に新たなマスタ局に切り替わり、かつてのマスタ局のビーコンで使用されていたのと同じBSSIDでビーコンを送信し始める手段を有し、
前記新たなマスタ局はキーアップデートメッセージを発行し、前記マスタ局で使用されていたのと同じPSKを用いることで、全てのクライアントに関するPTK及びGTK/IGTKを更新し、
前記BSSコンテキスト情報はDHCP情報及びブロックACK-TSPECである、装置。
前記新たなマスタ局が、前記マスタ局は前記BSSから去っていることを確認し、マスタ局の役割を自ら認識し、前記クライアント局のマスタ／AP機能を判定する際、再アソシエーションリクエストを介して行う、請求項1記載の装置。
前記かつてのマスタ局及び前記新たなマスタ局が、アクセスポイントとして動作するように構築されている、請求項1記載の装置。
前記再アソシエーションリクエストが、前記マスタ局に対するクライアントのコネクション設定の一部において使用される、請求項1記載の装置。
前記所定のパラメータが信号強度を表す、請求項1記載の装置。
「アクティベーション」ビットを1に設定することで、前記マスタ局ロールリクエストメッセージにより、マスタ局として機能すべきことを該新たなマスタ局に通知する、請求項1記載の装置。
前記新たなマスタ局が、自身の受信機アドレスRAを変更せず、パケットを受信することができ、該パケットの前記BSSIDは該新たなマスタ局のRAに合致しない、請求項1記載の装置。
無線ネットワークにおいてマスタ局として動作する通信局から別のピア通信局にマスタ機能を動的にハンドオフするための方法であって、
前記無線ネットワークに入ることを希望するピア通信局から、マスタ/AP機能を示す再アソシエーションリクエストを受信し、
前記再アソシエーションリクエストから、マスタ/AP機能を有する少なくとも1つのピア通信局を発見し、
発見した前記少なくとも1つのピア通信局を所定のパラメータに基づいて新たなマスタ局として選択し、
前記マスタ局から前記新たなマスタ局へマスタ局ロールリクエストメッセージで遷移前にベーシックサービスセット(BSS)コンテキスト情報を通知し、
マスタ局として機能すべきことをマスタ局ロールリクエストメッセージにより前記新たなマスタ局に通知し、
前記選択されたピア通信局が前記マスタ局ロールリクエストメッセージを受信した場合に新たなマスタ局に切り替わり、かつてのマスタ局のビーコンで使用されていたのと同じBSSIDでビーコンを送信し始めるステップを有し、
前記新たなマスタ局はキーアップデートメッセージを発行し、前記マスタ局で使用されていたのと同じPSKを用いることで、全てのクライアントに関するPTK及びGTK/IGTKを更新し、
前記BSSコンテキスト情報はDHCP情報及びブロックACK-TSPECである、方法。
前記新たなマスタ局が、前記マスタ局は前記BSSから去っていることを確認し、マスタ局の役割を自ら認識し、前記ピア通信局のマスタ／AP機能を判定する際、再アソシエーションリクエストを介して行う、請求項8記載の方法。
前記かつてのマスタ局及び前記新たなマスタ局が、アクセスポイントとして動作する、請求項8記載の方法。
前記再アソシエーションリクエストが、前記マスタ局に対するクライアントのコネクション設定の一部において使用される、請求項8記載の方法。
前記所定のパラメータが信号強度を表す、請求項8記載の方法。
「アクティベーション」ビットを1に設定することで、前記マスタ局ロールリクエストメッセージにより、マスタ局として機能すべきことを該新たなマスタ局に通知する、請求項8記載の方法。
前記新たなマスタ局が、自身の受信機アドレスRAを変更せず、パケットを受信することができ、該パケットの前記BSSIDは該新たなマスタ局のRAに合致しない、請求項8記載の方法。
アクセスされた場合に装置に方法を実行させる命令を有するコンピュータによりアクセス可能な媒体であって、該方法は、無線ネットワークにおいてマスタ局として動作する通信局から別のピア通信局にマスタ機能を動的にハンドオフするための方法であって、
ピア通信局が前記無線ネットワークに入ることを希望していた場合に受信した再アソシエーションリクエストがマスタ/AP機能を有することを示している前記ピア通信局を発見し、
前記ピア通信局を所定のパラメータに基づいて新たなマスタ局として選択し、
前記マスタ局から前記新たなマスタ局へマスタ局ロールリクエストメッセージで遷移前にベーシックサービスセット(BSS)コンテキスト情報を通知し、
マスタ局として機能すべきことをマスタ局ロールリクエストメッセージにより前記新たなマスタ局に通知し、
前記選択されたピア通信局が前記マスタ局ロールリクエストメッセージを受信した場合に新たなマスタ局に切り替わり、かつてのマスタ局のビーコンで使用されていたのと同じBSSIDでビーコンを送信し始め、
前記新たなマスタ局が、キーアップデートメッセージを発行し、前記マスタ局で使用されていたのと同じPSKを用いることで、全てのクライアントに関するPTK及びGTK/IGTKを更新するステップを有し、
前記BSSコンテキスト情報はDHCP情報及びブロックACK-TSPECである、媒体。
前記新たなマスタ局が、前記マスタ局は前記BSSから去っていることを確認し、マスタ局の役割を自ら認識する、請求項15記載の媒体。
前記かつてのマスタ局及び前記新たなマスタ局が、アクセスポイントとして動作するように構築されている、請求項15記載の媒体。