JP2004527184A - ブリッジ端末を通じて相互接続可能な複数のサブネットワークを備えたネットワーク - Google Patents
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Abstract
本発明は、それぞれがサブネットワークを制御するコントローラを有し、ブリッジ端末を経由してそれぞれ接続され得る複数のサブネットワークを備えたネットワークに関する。ブリッジ端末は、関連するコントローラが該ブリッジ端末とメッセージ交換することによって、セットアップされ、作動中に修正され、再びリリースされる。セットアップ及び修正手順は、ブリッジ端末のサブネットワーク存在開始時間及び期間を規定する。
Description
【０００１】
本発明は、それぞれブリッジ端末によって相互接続可能で、それぞれがサブネットワークを制御するコントローラを有する複数のサブネットワークを備えたネットワークに関する。このようなネットワークは、自己組織型であり、例えば、複数のサブネットワークから成り得る。また、それらは、アドホック・ネットワークとも呼ばれる。
【０００２】
複数の端末を備えたアドホック・ネットワークは、文献“Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ａ．Ｈｅｔｔｉｃｈ、Ｊ．Ｐｅｅｔｚ、Ｙ．Ｄｕ；「Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ＥＴＳＩ−ＢＲＡＮ ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｕｒａｎｔｅｅｓ」；１ｓｔ ＩＥＥＥ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；２０００年８月１１日”及び“Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ｍ．Ｎａｄｌｅｒ；「Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ａ Ｃｅｎｔｒａｌｉｓｅｄ Ｍｕｌｔｉｈｏｐ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ」；Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ、Ｄｒｅｓｄｅｎ、２０００年９月”から知られている。少なくとも１つの端末がアドホック・ネットワークを制御するコントローラとして設けられる。特定の状態では、別の端末がコントローラになることが要求され得る。サブネットワークへの再分割は、このようなネットワークが特定のサイズに一旦達すると、必要となる。ブリッジ端末として構成された端末は、サブネットワークと通信するのに役立つ。これらブリッジ端末は、交互にサブネットワークと同期が取られる。接続されたネットワークのＭＡＣフレーム構造が異なると、ブリッジ端末が新たに同期が取られたネットワークとデータを交換できるまで、待機時間が生じる。
【０００３】
本発明の目的は、サブネットワーク間での改善されたデータ交換を可能にするネットワークを提供することである。
【０００４】
また、本発明は、ブリッジ端末を経由してネットワークの他のサブネットワークに接続し得るサブネットワークのコントローラ及び関連する方法にも関する。
【０００５】
本発明に係るネットワークに関して、上記目的は、それぞれが一サブネットワークを制御するコントローラを有し、ブリッジ端末を経由して互いに接続され得る複数のサブネットワークを備えたネットワークであって、サブネットワーク間の接続をセットアップするために、該接続に関わるサブネットワークと上記ブリッジ端末との間にデータ通信を設け、上記データ通信は、上記接続に参加するサブネットワークにおける上記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定するように設計される、ネットワークによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、２つのサブネットワークを相互接続するブリッジ端末が最初にセットアップされる。サブネットワーク間の接続をセットアップするために、ブリッジ端末と関連するサブネットワークのコントローラとが互いに通信する。ここで、関連するコントローラが個々のサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在に関する時間的パラメータに合意する。これは、ブリッジ端末がその接続に参加する個々のネットワークにいつ存在するかが規定されることを意味する。
【０００７】
ブリッジ端末に関する「存在」という語は、ブリッジ端末が個々のサブネットワークと同期が取られ、そのサブネットワークとデータ交換できることを意味することは明らかである。
【０００８】
関連するサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在についての時間的パラメータが規定されたため、コントローラは、ブリッジ端末が個々のサブネットワークにいつ存在し、個々のサブネットワークによって利用可能となるかを前もって知ることができる。このように、コントローラは、個々のサブネットワーク間のデータ送信を効率的に計画・実行することができると共に、ブリッジ端末の送信容量を最適に利用することができる。
【０００９】
サブネットワークのコントローラは、制御・管理機能を担う。加えて、コントローラは、関連するサブネットワークにおいて、ノーマルな端末としても作動することができる。コントローラは、例えば、サブネットワークにおいてオペレーションを実行する端末の登録、無線送信媒体における少なくとも２つの端末間の接続の確立、リソース管理、及び、無線送信媒体におけるアクセス制御、を担う。このように、例えば、サブネットワークの端末には、登録し、送信リクエストが提出された後、コントローラによってデータ（パケット・ユニット）用送信容量が割り当てられる。
【００１０】
ネットワークにおいて、データは、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）、又は、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式で交換することができる。また、これら方式は、組み合わせることもできる。チャネル・グループと呼ばれる複数の区別できるチャネルが、本ネットワークの各サブネットワークに割り当てられる。一チャネルは、周波数レンジによって、或いは、時間レンジによって、或いは、例えばＣＤＭＡ方式であれば拡散コードによって、定義される。例えば、区別できる個別のキャリア周波数ｆ１を有するある区別可能な周波数レンジが、各サブネットワークに対してデータ交換に利用可能である。このような周波数レンジにおいて、例えば、データは、ＴＤＭＡ方式で送信され得る。その際、第一のキャリア周波数は、第一のサブネットワークに割り当てられ、第二のキャリア周波数は第二のサブネットワークへ、第三のキャリア周波数は第三のサブネットワークへ、それぞれ割り当てられる。
【００１１】
例えば第一及び第二のサブネットワーク間に配置されたブリッジ端末は、一方で、第一のキャリア周波数での第一のネットワークの他の端末とのデータ交換を可能にすると共に、他方で、第二のキャリア周波数での第二のサブネットワークの他の端末とのデータ交換も可能にするように動作する。
【００１２】
様々なサブネットワーク間を切り替えるために、ブリッジ端末は、本例では毎回、新しい周波数と同期を取らなければならない。同期を取るとは、ブリッジ端末を実際のデータ交換が開始される時点までにサブネットワークに含ませるプロセス全体を指すことは明らかである。
【００１３】
ブリッジ端末が一旦サブネットワークと同期が取られると、そのサブネットワークのすべての端末及びコントローラとデータを交換することができる。
【００１４】
２つのサブネットワークの時間フレームは、通常、同期が取られていない。したがって、ブリッジ端末は、切替時間中のみならず、待機時間中も、サブネットワークに接続されていない。
【００１５】
切替時間は、ブリッジ端末がサブネットワークと同期を取るのに必要な時間である。待機時間は、新しいサブネットワークとの周波数同期が取られてからそのサブネットワークの新しい時間フレームが始まるまでの間の時間を指す。
【００１６】
ブリッジ端末のセットアップ手順は、コントローラによっても、ブリッジ端末自体によっても、開始することができる。
【００１７】
本発明によれば、コントローラは、規定された存在についての時間的パラメータから、ブリッジ端末が個々のサブネットワークにいつ存在するかを知る。これにより、コントローラは、個々のサブネットワーク間のデータ送信を計画・実行する際に、必要な切替時間及び待機時間をも考慮することができる。コントローラは、切替時間及び待機時間を利用して、サブネットワーク内の接続に役立てることができる。
【００１８】
請求項２によれば、上記時間的パラメータは、上記接続に関わるサブネットワークにおけるそのブリッジ端末の個別の存在時間及び不在時間であることが好ましい。
【００１９】
存在時間とは、ブリッジ端末がそのサブネットワークとデータを交換できる期間であることは明らかである。
【００２０】
不在時間とは、ブリッジ端末とサブネットワークとの間のデータ交換が可能でない期間であることは明らかである。このように、不在時間は、ブリッジ端末が別のサブネットワークと同期が取られる期間と、必要とされる切替時間及び待機時間とを含む。存在時間と不在時間は、一体として、全周期を構成する。規定される別の時間的パラメータは、この全周期の開始時点であることが好ましい。この開始時点は、個々のサブネットワークの時間フレーム又はクロックに対する全周期の時間的位置を示す。これより、個々のサブネットワークのコントローラは、存在時間及び不在時間から構成される全周期がネットワークにおいていつスタートするのかを知る。
【００２１】
請求項記載の本発明の有益的な実施形態では、ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータが、送信されるデータの性質に応じて選ばれる。したがって、２つのサブネットワーク間で長い遅延時間無しに可能な限り迅速に送信されるべきデータの場合、関連する２つのサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在時間を比較的短く選ぶと有益的である。これは、これら２つのサブネットワーク間で比較的短い間隔で切替が行われることを意味する。このように遅延について厳しい要件を持つデータの一例は、例えば、ビデオ・データによって構成される。
【００２２】
他方、可能な限り高いスループットが望まれるデータに対しては、２つのサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在時間を比較的長くすると有益的である。これは、これら２つのサブネットワーク間での切替は比較的幅広い時間間隔で行われることを意味する。このようにスループットについて高い要件を持つデータは、例えば、データベース・データである。
【００２３】
請求項１０記載の本発明の有益的な実施形態では、より上位の層がデータ接続セットアップを利用して、ブリッジ端末のオペレーション中に制御情報を送信することができる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態を図１〜１０を参照して以下により詳細に説明する。
【００２５】
以下に説明する実施形態は、従来のネットワークとは対照的に、自己組織型であるアドホック・ネットワークに関する。このようなアドホック・ネットワークの各端末は、固定網へのアクセスを取得できると共に、直ちに採用可能である。アドホック・ネットワークは、参加者の構造及び数が所定の有限値内に規定されていないという特徴を有する。例えば、参加者である通信装置は、ネットワークから選ばれてもよく、ネットワークに含められてもよい。アドホック・ネットワークは、従来の携帯電話網とは対照的に、固定的に敷設されたインフラに依存しない。
【００２６】
アドホック・ネットワークのカバーエリアは、通常、一端末の送信レンジにより大幅に広い。したがって、２端末間の通信は、別の端末を起動させ、通信する２端末間のメッセージ又はデータを中継できるようにすることを必要とし得る。このように端末を経由したメッセージ及びデータの転送が必要となるアドホック・ネットワークは、マルチホップ・アドホック・ネットワークと呼ばれる。アドホック・ネットワークの考えられる組織は、サブネットワーク又はクラスタが規則的に構成されたことにある。アドホック・ネットワークのサブネットワークは、例えば、無線リンクによって相互接続され、テーブルの周りに座った参加者に属する端末によって、構成され得る。このような端末は、例えば、文書や写真を無線交換する通信装置である。
【００２７】
アドホック・ネットワークは２種類に区別できる。それらは、中央集権化されていないアドホック・ネットワーク及び中央集権化されたアドホック・ネットワークである。中央集権化されていないアドホック・ネットワークにおいて、端末間通信は中央集権化されていない。すなわち、各端末は、個々の他の端末の送信レンジ内にいれば、あらゆる他の端末と直接通信できる。中央集権化されていないアドホック・ネットワークの利点は、そのシンプルさとエラーに対する信頼性である。中央集権化されたアドホック・ネットワークにおいて、例えば、端末の無線送信媒体（媒体アクセス制御：ＭＡＣ）への複数アクセス機能などの特定の機能が、サブネットワークごとに特定の端末によって制御される。この端末は、中央端末又は中央コントローラ（ＣＣ）と呼ばれる。これらの機能は、常に同じ端末によって実行される必要はなく、それらは中央コントローラとして機能している一端末から別の端末へ移行され、次はその端末が中央コントローラとして機能することも可能である。中央アドホック・ネットワークの利点は、ＱｏＳ（サービス品質）の取り決めが簡単に可能であることである。中央集権化アドホック・ネットワークの一例は、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ｈｏｍｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（ＨＥＥ）に準拠して組織されたネットワークである（Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ａ．Ｈｅｔｔｉｃｈ、Ｊ．Ｐｅｅｔｚ、Ｙ．Ｄｕ；「Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ＥＴＳＩ−ＢＲＡＮ ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｕｒａｎｔｅｅｓ」；１ｓｔ ＩＥＥＥ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；２０００年８月１１日、参照）。
【００２８】
図１は、それぞれが複数の端末４〜１６を有する３つのサブネットワーク１〜３を備えたアドホック・ネットワークの一実施形態を示す。端末４〜９はサブネットワーク１の一部を構成し、端末４及び１０〜１２はサブネットワーク２を構成し、端末５及び１３〜１６はサブネットワーク３を構成する。サブネットワークに属する端末は、個々のサブネットワークの無線リンクを通じてデータを交換する。図１に示す楕円は、個々のサブネットワーク（１〜３）の無線レンジを示し、サブネットワークに属する端末間ではほぼ問題のない無線送信が可能である。
【００２９】
端末４及び５は、ブリッジ端末と呼ばれる。なぜなら、それらは２つのサブネットワーク１及び２間と１及び３間のデータ交換をそれぞれ可能にするからである。ブリッジ端末４はサブネットワーク１及び２間のデータ・トラフィックを担い、ブリッジ端末５はサブネットワーク１及び３間のデータ・トラフィックを担う。
【００３０】
図１のローカル・ネットワークの端末４〜１６は、移動通信装置でも固定通信装置でもよく、例えば、図２に示すように、少なくとも、局１７、接続制御装置１８、及び、アンテナ２０を備えた無線装置１９を有する。局１７は、例えば、ラップトップ・コンピュータや、電話などである。
【００３１】
端末６〜１６の無線装置１９は、アンテナ２０だけでなく、図３に示すように、高周波回路２１、モデム２２、及び、プロトコル装置２３も有する。プロトコル装置２３は、接続制御装置１８から受信したデータ・フローからパケット・ユニットを形成する。パケット・ユニットは、データ・フローの一部と、プロトコル装置２３によって形成される追加的制御情報とを含む。プロトコル装置は、ＬＬＣ（論理リンク制御）層及びＭＡＣ（媒体アクセス制御）層用のプロトコルを用いる。ＭＡＣ層は、一端末から無線伝送媒体への複数のアクセスを制御し、ＬＬＣ層はデータ・フロー及びエラー・チェックを実行する。
【００３２】
上述のように、特定の端末が制御及び管理機能を担い、中央集権化アドホック・ネットワークのサブネットワーク１〜３の中央コントローラと呼ばれる。このコントローラは、関連するサブネットワークにおいてノーマルな端末としても機能する。コントローラは、例えば、そのサブネットワークのオペレーションに入ってきた端末を登録したり、少なくとも２つの端末間のリンクを無線伝送媒体として確立したり、リソースを管理したり、無線伝送媒体においてアクセスを制御したりする。このように、例えば、サブネットワークの一端末は、登録され、送信要求が行われると、コントローラによってデータ（パケット・ユニット）用送信容量が割り当てられる。
【００３３】
アドホック・ネットワークの端末間で、データは、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）、又は、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式で交換することができる。また、これら方式は、組み合わせることもできる。ローカル・ネットワークの各サブネットワーク１〜３には、チャネル・グループと呼ばれる複数の所定のチャネルが割り当てられる。一チャネルは、周波数レンジによって、或いは、時間レンジによって、或いは、例えばＣＤＭＡ方式であれば拡散コードによって、定義される。例えば、キャリア周波数ｆ１を有するある常にユニークな周波数レンジが、各サブネットワーク１〜３のデータ交換に利用可能である。このような周波数レンジにおいて、例えば、データは、ＴＤＭＡ方式で送信され得る。その際、キャリア周波数ｆ１は、サブネットワーク１に割り当てられ、キャリア周波数ｆ２はサブネットワーク２へ、キャリア周波数ｆ３はサブネットワーク３へ、それぞれ割り当てられる。ブリッジ端末４は、一方で、キャリア周波数ｆ１を用いたサブネットワーク１の他の端末とのデータ交換を可能にすると共に、他方でキャリア周波数ｆ２を用いたサブネットワーク２の他の端末とのデータ交換も可能にするように動作する。ローカル・ネットワークに存在する第二のブリッジ端末５は、サブネットワーク１及び３間でデータを送信し、キャリア周波数ｆ１及びｆ３で動作する。
【００３４】
上述のように、中央コントローラは、例えば、アクセス制御機能を有する。これは、ＭＡＣ層のフレーム（ＭＡＣフレーム）の形成は中央コントローラの責任であることを意味する。ここではＴＤＭＡ方式が用いられる。このようなＭＡＣフレームは、制御情報及びペイロード・データ用の複数のチャネルを有する。
【００３５】
ブリッジ端末の一実施形態のブロック図を図４に示す。このブリッジ端末の無線切替装置は、プロトコル装置２４、モデム２５、及び、アンテナ２７を備えた高周波回路２６、を有する。無線切替装置２８は、プロトコル装置２４に接続され、更に、接続制御装置２９及び中間ストレージ装置３０に接続される。本実施形態における中間ストレージ装置３０は、メモリ要素を有し、データの中間ストレージに役立ち、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）構成要素として実現される。すなわち、データは、中間ストレージ装置３０からそれらがそこに書き込まれた順に読み出される。また、図４に図示した端末は、ノーマルな端末としても動作できる。接続制御装置２９に接続された局（この場合については図４に図示していない）は、接続制御装置２９を通じて無線切替装置２８にデータを供給する。
【００３６】
図４のブリッジ端末は、第一及び第二のサブネットワークと交互に同期が取られる。同期とは、データが交換されるまで端末をサブネットワークに組み込む処理全体を意味することは明らかである。ブリッジ端末は、第一のサブネットワークと同期が取られると、この第一のサブネットワークのすべての端末及びコントローラとデータを交換することができる。第一のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第一のサブネットワークを経由して到達可能な別のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするデータが接続制御装置２９によって無線切替装置２８へ供給されると、無線切替装置は、これらデータを直接プロトコル装置２４へ回す。このデータは、コントローラによって決められた送信期間が経過するまで、プロトコル装置２４の中間ストレージに入れられる。接続制御装置２９によって発せられたデータが第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークに送られるべきものであるとき、無線送信は、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られるまで遅延される。したがって、無線切替装置は、宛先が第二のサブネットワークにある又は第二のサブネットワークを経由してアクセス可能であるデータを中間ストレージ装置３０へ方向付ける。中間ストレージ装置３０は、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られるまで、そのデータを記憶する。
【００３７】
宛先が第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な別のサブネットワークの端末又はコントローラである第一のサブネットワークの端末又はコントローラからのデータがブリッジ端末によって受信されると、これらデータも第二のサブネットワークとの同期が実現されるまで、中間ストレージ装置３０に記憶される。ブリッジ端末の局が宛先のデータは、無線切替装置２８を通って直接接続制御装置２９へ送られ、次いで、その受信されたデータは所望の局へ回される。宛先がブリッジ端末の局でも第二のサブネットワークの端末又はコントローラでもないデータは、例えば別のブリッジ端末へ送られる。
【００３８】
ブリッジ端末の第一のサブネットワークから第二のサブネットワークへの同期切替後、中間ストレージ装置３０に存在するデータは、再び、中間ストレージ装置３０から書き込まれた順に読み出される。次いで、第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするすべてのデータは、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られているときに、無線切替装置２８によってプロトコル装置２４へ直ちに回すことができ、第一のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第一のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするデータのみが中間ストレージ装置３０に記憶される。
【００３９】
２つのサブネットワークＳＮ１及びＳＮ２のＭＡＣフレームは、通常、同期が取られていない。したがって、ブリッジ端末ＢＴは、切替期間Ｔｓ中のみならず、待機期間Ｔｗ中も、サブネットワークＳＮ１、ＳＮ２に接続されていない。これは、サブネットワークＳＮ１及びＳＮ２のＭＡＣシーケンスおよびブリッジ端末ＢＴのＭＡＣフレーム構造を示す図５より分かる。切替期間Ｔｓは、ブリッジ端末がサブネットワークと同期を取るのに必要な時間である。待機期間Ｔｗは、サブネットワークとの同期が取られてからそのサブネットワークの新しいＭＡＣフレームが始まるまでの時間である。
【００４０】
ブリッジ端末ＢＴが一ＭＡＣフレーム区間ごとにその間だけサブネットワークＳＮ１又はＳＮ２に接続されるものとすると、ブリッジ端末ＢＴは、一サブネットワークの利用可能なチャネル容量の１／４のチャネル容量しか持てない。ブリッジ端末ＢＴが比較的長い時間サブネットワークに接続されるという他の極端な例では、チャネル容量は、一サブネットワークの利用可能チャネル容量の半分となる。
【００４１】
本発明に係るブリッジ端末セットアップ手順は、ブリッジ端末の送信容量を最適に利用し、この端末のクラスタ存在期間をコントローラの視点から計画することを可能にするために用いられる。このセットアップ手順中、ブリッジ端末のクラスタ存在期間及びこれら存在期間の開始時点は、ブリッジ端末と関連するサブネットワークのコントローラとの間でネゴシエートされる。本方法の主たる利点は、クラスタの中央コントローラの視点からそのクラスタにおけるブリッジ端末の存在を予測でき、したがって、この情報を利用して、ＭＡＣフレームの容量割当（「スケジューリング」）を最適化できることである。
【００４２】
本セットアップ手順は、コントローラによっても、ブリッジ端末自体によっても、開始することができる。図６は、セットアップ手順の考えられる一実施形態を示したいわゆるメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。ここでは、ブリッジ端末を「転送端末」と呼び、ＦＴと略す。本セットアップ手順は、「ＦＴ−ＳＥＴＵＰ」と呼ぶ。図６は、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ手順が２つのコントローラ（ＣＣ）の一方によって開始された２つのサブネットワーク間の接続の場合を示す。このＣＣは、ＦＴを、要求しているＣＣと識別番号「ｐｅｅｒ−ｃｃ−ｉｄ」を有するＣＣとの間のＦＴとして、セットアップするためにＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージをＦＴへ送る。このメッセージにおいては、サブネットワーク切替段階の開始時間、存在及び不存在サイクルの時間（周期時間）、及び、各サブネットワークにＦＴが存在する期間（「ｐｒｅｓｅｎｃｅ−ｃｌｕｓｔｅｒ−１」及び「ｐｒｅｓｅｎｃｅ−ｃｌｕｓｔｅｒ−２」）が提案されている。例えば、ＦＴは、常に、その開始時間にリクエストを発したＣＣ（図６の「ｃｌｕｓｔｅｒ−１」）のサブネットワークにおいてスタートする、と暗に決めておいてもよい。メッセージＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴは、更に、第一のＣＣとＦＴの間及びＦＴと第二のＣＣの間の１以上のデータ・リンクの確立を開始する。これら又はこのリンクは、後続のネットワーク層のオペレーションにおいて、例えば、ルーティング情報を送信するのに用いることができる。確立されるリンクのパラメータは、ｄｕｃ−ｄｅｓｃｒ−ｌｉｓｔに含まれる。
【００４３】
ＦＴはＣＣのＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴに対して、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰメッセージで応える。このメッセージにおいて、ＦＴは、構築されるリンクのパラメータと同様に、開始時間、周期時間、及び、サブネットワークにおける存在時間についての明確な値を規定する。ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＡＣＫメッセージは、ＦＴによって変更されている可能性があり（オプションと考えられる）あらゆるパラメータ値についてＣＣの承認を提供するためのみに役立つ。
【００４４】
ここで、完全に類似した手順がＦＴと目標サブネットワークのＣＣとの間でも行われる。異なるのは、ここでのリクエストはＦＴから発せられる点である。また、ここで、ＦＴー−ＳＥＴＵＰ手順は、最初からＦＴ自身によって開始された場合に実行されることも明らかとなった。この場合、最初のメッセージ交換は、ＦＴから開始され、ＦＴとＣＣ−２とのメッセージ交換と似ている。図６からの２つのユニット：ＦＴ１＿ＲＬＣ及びＦＴ２＿ＲＬＣは同じＦＴに位置することに注意。
【００４５】
第二のＣＣとのＦＴ−ＳＥＴＵＰに続いて、２つのＣＣは、個々のパートナーＣＣとの手順の無事完了について知らされなければならない。メッセージＦＴ−ＳＥＴＵＰ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮの交換は、図７に詳細に示すように、この目的に役立つ。
【００４６】
ＦＴは、セットアップ手順の無事完了について、ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを用いて、ＣＣ１及びＣＣ２双方に知らせる。これら２つのＣＣは、それらの番になると、このメッセージの受信をＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥ＿ＡＣＫメッセージで承認する。
【００４７】
図６及び７において、２つのディアボロ・シンボルはタイマをセットしたことを示し、バツ印は個々のタイマのランアウトを示す。タイマは、特に期待した返答信号が与えられない場合に、適切な例外処理をトリガする目的を持つ。上記メッセージのパラメータに加えて、別の情報が交換されてもよいことにも注意。
【００４８】
このセットアップ手順は、ブリッジ端末のサブネットワーク存在時間を所定値に規定する。しかし、本発明によれば、修正手順（ＦＴ＿ＭＯＤＩＦＹ）は、要件を柔軟に変えるために例えばサブネットワーク存在時間などのデータ処理パラメータの適応をそれでも可能にするために、用いられる。
【００４９】
ＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ手順は、ＳＥＴＵＰ手順と同じように、ＣＣの一方によっても、ＦＴ自身によっても、開始することができる。図８は、ＣＣによって開始された場合のＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ手順を示す。メッセージ交換は、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ手順と完全に類似しちえるため、その説明は省略する。最後に、図９に示すＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮメッセージ交換が必要である。これは、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮメッセージ交換と同じように進められる。
【００５０】
このように、ＦＴのリンクのパラメータのセットアップは、ＦＴの周期及び存在時間とは無関係に、別個の接続修正手順において、修正することができる。
【００５１】
最後に、関連する端末によって別の接続がもはや必要でないとき、ブリッジ端末をそのタスクから解放することが有用となり得る。このため、本発明では、ＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥと呼ぶリリース手順が用いられる。
【００５２】
この手順も、ＣＣによっても、ＦＴ自身によっても、開始され得る。図１０は、ＣＣによって開始された場合についてのリリース手順の考えられる一実施形態をいわゆるメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）の形を示す。
【００５３】
ＣＣは、リリースしたいＦＴにＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを通知する。次いで、ＦＴは、自身の番において、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを関連するすべての（本例では１つの）別のＣＣへ送る。これらＣＣは、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージで応える。このような承認が関連するすべての他のＣＣから受信されると、ＦＴは、自身の番において、開始したＣＣに対してＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージによってスルー接続アクティビティの終了を承認し、該アクティビティを直ちに停止する。
【００５４】
ＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥがＦＴ自身によって開始された場合、ＣＣの第一のＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥリクエストは削除される。代わりに、ＦＴ自身は、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを関連するすべてのＣＣへ送る。ＦＴは、個々のＣＣのそれぞれからＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージを受信するまで、そのスルー接続アクティビティを放棄しない。
【００５５】
図１０から明らかなように、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージは、個々の他のＣＣのＩＤに加えて、例えば、「ｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄ」及び「ｒｅｌｅａｓｅ−ｃａｕｓｅ」などの別のパラメータを含み得る。
【００５６】
パラメータ「ｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄ」は、ＦＴが最終的に単なる端末として留まるサブネットワークのコントローラを示す。ＣＣによって開始されたＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥの場合、第一のＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージにｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄが示されていると、単なる提案として解釈される。そのサブネットワークに留まりたいかを最終的に決定するのはＦＴ自身であり、ＦＴはメッセージＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ及びＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫとしてそのことを関連するコントローラに伝える。
【００５７】
パラメータ「ｒｅｌｅａｓｅ−ｃａｕｓｅ」は、ＦＴのリリースの根拠を特徴付ける。
【００５８】
ＦＴの（例えばネットワーク層によって利用されている）接続は、スルー接続機能のリリースと同時にリリースされ得る。パラメータｄｌｃｃ−ｉｄ−ｌｉｓｔは、ＦＴ機能を手放すのと共にリリースされるすべての接続識別子のリストである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】それぞれが無線送信用に設計された端末を有する３つのサブネットワークを備えたアドホック・ネットワークを示す図である。
【図２】図１のローカル・ネットワークの端末を示す図である。
【図３】図２の端末の無線装置を示す図である。
【図４】２つのサブネットワークを接続するように設計されたブリッジ端末の一実施形態を示す図である。
【図５】２つのサブネットワークのＭＡＣフレーム及びブリッジ端末のＭＡＣフレーム構造を示す図である。
【図６】ブリッジ端末のセットアップ手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図７】ブリッジ端末のセットアップ完了手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図８】ブリッジ端末用修正手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図９】ブリッジ端末の修正決定のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図１０】ブリッジ端末のリリース手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
本発明は、それぞれブリッジ端末によって相互接続可能で、それぞれがサブネットワークを制御するコントローラを有する複数のサブネットワークを備えたネットワークに関する。このようなネットワークは、自己組織型であり、例えば、複数のサブネットワークから成り得る。また、それらは、アドホック・ネットワークとも呼ばれる。
【０００２】
複数の端末を備えたアドホック・ネットワークは、文献“Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ａ．Ｈｅｔｔｉｃｈ、Ｊ．Ｐｅｅｔｚ、Ｙ．Ｄｕ；「Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ＥＴＳＩ−ＢＲＡＮ ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｕｒａｎｔｅｅｓ」；１ｓｔ ＩＥＥＥ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；２０００年８月１１日”及び“Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ｍ．Ｎａｄｌｅｒ；「Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ａ Ｃｅｎｔｒａｌｉｓｅｄ Ｍｕｌｔｉｈｏｐ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ」；Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ、Ｄｒｅｓｄｅｎ、２０００年９月”から知られている。少なくとも１つの端末がアドホック・ネットワークを制御するコントローラとして設けられる。特定の状態では、別の端末がコントローラになることが要求され得る。サブネットワークへの再分割は、このようなネットワークが特定のサイズに一旦達すると、必要となる。ブリッジ端末として構成された端末は、サブネットワークと通信するのに役立つ。これらブリッジ端末は、交互にサブネットワークと同期が取られる。接続されたネットワークのＭＡＣフレーム構造が異なると、ブリッジ端末が新たに同期が取られたネットワークとデータを交換できるまで、待機時間が生じる。
【０００３】
本発明の目的は、サブネットワーク間での改善されたデータ交換を可能にするネットワークを提供することである。
【０００４】
また、本発明は、ブリッジ端末を経由してネットワークの他のサブネットワークに接続し得るサブネットワークのコントローラ及び関連する方法にも関する。
【０００５】
本発明に係るネットワークに関して、上記目的は、それぞれが一サブネットワークを制御するコントローラを有し、ブリッジ端末を経由して互いに接続され得る複数のサブネットワークを備えたネットワークであって、サブネットワーク間の接続をセットアップするために、該接続に関わるサブネットワークと上記ブリッジ端末との間にデータ通信を設け、上記データ通信は、上記接続に参加するサブネットワークにおける上記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定するように設計される、ネットワークによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、２つのサブネットワークを相互接続するブリッジ端末が最初にセットアップされる。サブネットワーク間の接続をセットアップするために、ブリッジ端末と関連するサブネットワークのコントローラとが互いに通信する。ここで、関連するコントローラが個々のサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在に関する時間的パラメータに合意する。これは、ブリッジ端末がその接続に参加する個々のネットワークにいつ存在するかが規定されることを意味する。
【０００７】
ブリッジ端末に関する「存在」という語は、ブリッジ端末が個々のサブネットワークと同期が取られ、そのサブネットワークとデータ交換できることを意味することは明らかである。
【０００８】
関連するサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在についての時間的パラメータが規定されたため、コントローラは、ブリッジ端末が個々のサブネットワークにいつ存在し、個々のサブネットワークによって利用可能となるかを前もって知ることができる。このように、コントローラは、個々のサブネットワーク間のデータ送信を効率的に計画・実行することができると共に、ブリッジ端末の送信容量を最適に利用することができる。
【０００９】
サブネットワークのコントローラは、制御・管理機能を担う。加えて、コントローラは、関連するサブネットワークにおいて、ノーマルな端末としても作動することができる。コントローラは、例えば、サブネットワークにおいてオペレーションを実行する端末の登録、無線送信媒体における少なくとも２つの端末間の接続の確立、リソース管理、及び、無線送信媒体におけるアクセス制御、を担う。このように、例えば、サブネットワークの端末には、登録し、送信リクエストが提出された後、コントローラによってデータ（パケット・ユニット）用送信容量が割り当てられる。
【００１０】
ネットワークにおいて、データは、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）、又は、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式で交換することができる。また、これら方式は、組み合わせることもできる。チャネル・グループと呼ばれる複数の区別できるチャネルが、本ネットワークの各サブネットワークに割り当てられる。一チャネルは、周波数レンジによって、或いは、時間レンジによって、或いは、例えばＣＤＭＡ方式であれば拡散コードによって、定義される。例えば、区別できる個別のキャリア周波数ｆ１を有するある区別可能な周波数レンジが、各サブネットワークに対してデータ交換に利用可能である。このような周波数レンジにおいて、例えば、データは、ＴＤＭＡ方式で送信され得る。その際、第一のキャリア周波数は、第一のサブネットワークに割り当てられ、第二のキャリア周波数は第二のサブネットワークへ、第三のキャリア周波数は第三のサブネットワークへ、それぞれ割り当てられる。
【００１１】
例えば第一及び第二のサブネットワーク間に配置されたブリッジ端末は、一方で、第一のキャリア周波数での第一のネットワークの他の端末とのデータ交換を可能にすると共に、他方で、第二のキャリア周波数での第二のサブネットワークの他の端末とのデータ交換も可能にするように動作する。
【００１２】
様々なサブネットワーク間を切り替えるために、ブリッジ端末は、本例では毎回、新しい周波数と同期を取らなければならない。同期を取るとは、ブリッジ端末を実際のデータ交換が開始される時点までにサブネットワークに含ませるプロセス全体を指すことは明らかである。
【００１３】
ブリッジ端末が一旦サブネットワークと同期が取られると、そのサブネットワークのすべての端末及びコントローラとデータを交換することができる。
【００１４】
２つのサブネットワークの時間フレームは、通常、同期が取られていない。したがって、ブリッジ端末は、切替時間中のみならず、待機時間中も、サブネットワークに接続されていない。
【００１５】
切替時間は、ブリッジ端末がサブネットワークと同期を取るのに必要な時間である。待機時間は、新しいサブネットワークとの周波数同期が取られてからそのサブネットワークの新しい時間フレームが始まるまでの間の時間を指す。
【００１６】
ブリッジ端末のセットアップ手順は、コントローラによっても、ブリッジ端末自体によっても、開始することができる。
【００１７】
本発明によれば、コントローラは、規定された存在についての時間的パラメータから、ブリッジ端末が個々のサブネットワークにいつ存在するかを知る。これにより、コントローラは、個々のサブネットワーク間のデータ送信を計画・実行する際に、必要な切替時間及び待機時間をも考慮することができる。コントローラは、切替時間及び待機時間を利用して、サブネットワーク内の接続に役立てることができる。
【００１８】
請求項２によれば、上記時間的パラメータは、上記接続に関わるサブネットワークにおけるそのブリッジ端末の個別の存在時間及び不在時間であることが好ましい。
【００１９】
存在時間とは、ブリッジ端末がそのサブネットワークとデータを交換できる期間であることは明らかである。
【００２０】
不在時間とは、ブリッジ端末とサブネットワークとの間のデータ交換が可能でない期間であることは明らかである。このように、不在時間は、ブリッジ端末が別のサブネットワークと同期が取られる期間と、必要とされる切替時間及び待機時間とを含む。存在時間と不在時間は、一体として、全周期を構成する。規定される別の時間的パラメータは、この全周期の開始時点であることが好ましい。この開始時点は、個々のサブネットワークの時間フレーム又はクロックに対する全周期の時間的位置を示す。これより、個々のサブネットワークのコントローラは、存在時間及び不在時間から構成される全周期がネットワークにおいていつスタートするのかを知る。
【００２１】
請求項記載の本発明の有益的な実施形態では、ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータが、送信されるデータの性質に応じて選ばれる。したがって、２つのサブネットワーク間で長い遅延時間無しに可能な限り迅速に送信されるべきデータの場合、関連する２つのサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在時間を比較的短く選ぶと有益的である。これは、これら２つのサブネットワーク間で比較的短い間隔で切替が行われることを意味する。このように遅延について厳しい要件を持つデータの一例は、例えば、ビデオ・データによって構成される。
【００２２】
他方、可能な限り高いスループットが望まれるデータに対しては、２つのサブネットワークにおけるブリッジ端末の存在時間を比較的長くすると有益的である。これは、これら２つのサブネットワーク間での切替は比較的幅広い時間間隔で行われることを意味する。このようにスループットについて高い要件を持つデータは、例えば、データベース・データである。
【００２３】
請求項１０記載の本発明の有益的な実施形態では、より上位の層がデータ接続セットアップを利用して、ブリッジ端末のオペレーション中に制御情報を送信することができる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態を図１〜１０を参照して以下により詳細に説明する。
【００２５】
以下に説明する実施形態は、従来のネットワークとは対照的に、自己組織型であるアドホック・ネットワークに関する。このようなアドホック・ネットワークの各端末は、固定網へのアクセスを取得できると共に、直ちに採用可能である。アドホック・ネットワークは、参加者の構造及び数が所定の有限値内に規定されていないという特徴を有する。例えば、参加者である通信装置は、ネットワークから選ばれてもよく、ネットワークに含められてもよい。アドホック・ネットワークは、従来の携帯電話網とは対照的に、固定的に敷設されたインフラに依存しない。
【００２６】
アドホック・ネットワークのカバーエリアは、通常、一端末の送信レンジにより大幅に広い。したがって、２端末間の通信は、別の端末を起動させ、通信する２端末間のメッセージ又はデータを中継できるようにすることを必要とし得る。このように端末を経由したメッセージ及びデータの転送が必要となるアドホック・ネットワークは、マルチホップ・アドホック・ネットワークと呼ばれる。アドホック・ネットワークの考えられる組織は、サブネットワーク又はクラスタが規則的に構成されたことにある。アドホック・ネットワークのサブネットワークは、例えば、無線リンクによって相互接続され、テーブルの周りに座った参加者に属する端末によって、構成され得る。このような端末は、例えば、文書や写真を無線交換する通信装置である。
【００２７】
アドホック・ネットワークは２種類に区別できる。それらは、中央集権化されていないアドホック・ネットワーク及び中央集権化されたアドホック・ネットワークである。中央集権化されていないアドホック・ネットワークにおいて、端末間通信は中央集権化されていない。すなわち、各端末は、個々の他の端末の送信レンジ内にいれば、あらゆる他の端末と直接通信できる。中央集権化されていないアドホック・ネットワークの利点は、そのシンプルさとエラーに対する信頼性である。中央集権化されたアドホック・ネットワークにおいて、例えば、端末の無線送信媒体（媒体アクセス制御：ＭＡＣ）への複数アクセス機能などの特定の機能が、サブネットワークごとに特定の端末によって制御される。この端末は、中央端末又は中央コントローラ（ＣＣ）と呼ばれる。これらの機能は、常に同じ端末によって実行される必要はなく、それらは中央コントローラとして機能している一端末から別の端末へ移行され、次はその端末が中央コントローラとして機能することも可能である。中央アドホック・ネットワークの利点は、ＱｏＳ（サービス品質）の取り決めが簡単に可能であることである。中央集権化アドホック・ネットワークの一例は、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ｈｏｍｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（ＨＥＥ）に準拠して組織されたネットワークである（Ｊ．Ｈａｂｅｔｈａ、Ａ．Ｈｅｔｔｉｃｈ、Ｊ．Ｐｅｅｔｚ、Ｙ．Ｄｕ；「Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ＥＴＳＩ−ＢＲＡＮ ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｕｒａｎｔｅｅｓ」；１ｓｔ ＩＥＥＥ Ａｎｎｕａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；２０００年８月１１日、参照）。
【００２８】
図１は、それぞれが複数の端末４〜１６を有する３つのサブネットワーク１〜３を備えたアドホック・ネットワークの一実施形態を示す。端末４〜９はサブネットワーク１の一部を構成し、端末４及び１０〜１２はサブネットワーク２を構成し、端末５及び１３〜１６はサブネットワーク３を構成する。サブネットワークに属する端末は、個々のサブネットワークの無線リンクを通じてデータを交換する。図１に示す楕円は、個々のサブネットワーク（１〜３）の無線レンジを示し、サブネットワークに属する端末間ではほぼ問題のない無線送信が可能である。
【００２９】
端末４及び５は、ブリッジ端末と呼ばれる。なぜなら、それらは２つのサブネットワーク１及び２間と１及び３間のデータ交換をそれぞれ可能にするからである。ブリッジ端末４はサブネットワーク１及び２間のデータ・トラフィックを担い、ブリッジ端末５はサブネットワーク１及び３間のデータ・トラフィックを担う。
【００３０】
図１のローカル・ネットワークの端末４〜１６は、移動通信装置でも固定通信装置でもよく、例えば、図２に示すように、少なくとも、局１７、接続制御装置１８、及び、アンテナ２０を備えた無線装置１９を有する。局１７は、例えば、ラップトップ・コンピュータや、電話などである。
【００３１】
端末６〜１６の無線装置１９は、アンテナ２０だけでなく、図３に示すように、高周波回路２１、モデム２２、及び、プロトコル装置２３も有する。プロトコル装置２３は、接続制御装置１８から受信したデータ・フローからパケット・ユニットを形成する。パケット・ユニットは、データ・フローの一部と、プロトコル装置２３によって形成される追加的制御情報とを含む。プロトコル装置は、ＬＬＣ（論理リンク制御）層及びＭＡＣ（媒体アクセス制御）層用のプロトコルを用いる。ＭＡＣ層は、一端末から無線伝送媒体への複数のアクセスを制御し、ＬＬＣ層はデータ・フロー及びエラー・チェックを実行する。
【００３２】
上述のように、特定の端末が制御及び管理機能を担い、中央集権化アドホック・ネットワークのサブネットワーク１〜３の中央コントローラと呼ばれる。このコントローラは、関連するサブネットワークにおいてノーマルな端末としても機能する。コントローラは、例えば、そのサブネットワークのオペレーションに入ってきた端末を登録したり、少なくとも２つの端末間のリンクを無線伝送媒体として確立したり、リソースを管理したり、無線伝送媒体においてアクセスを制御したりする。このように、例えば、サブネットワークの一端末は、登録され、送信要求が行われると、コントローラによってデータ（パケット・ユニット）用送信容量が割り当てられる。
【００３３】
アドホック・ネットワークの端末間で、データは、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）、又は、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式で交換することができる。また、これら方式は、組み合わせることもできる。ローカル・ネットワークの各サブネットワーク１〜３には、チャネル・グループと呼ばれる複数の所定のチャネルが割り当てられる。一チャネルは、周波数レンジによって、或いは、時間レンジによって、或いは、例えばＣＤＭＡ方式であれば拡散コードによって、定義される。例えば、キャリア周波数ｆ１を有するある常にユニークな周波数レンジが、各サブネットワーク１〜３のデータ交換に利用可能である。このような周波数レンジにおいて、例えば、データは、ＴＤＭＡ方式で送信され得る。その際、キャリア周波数ｆ１は、サブネットワーク１に割り当てられ、キャリア周波数ｆ２はサブネットワーク２へ、キャリア周波数ｆ３はサブネットワーク３へ、それぞれ割り当てられる。ブリッジ端末４は、一方で、キャリア周波数ｆ１を用いたサブネットワーク１の他の端末とのデータ交換を可能にすると共に、他方でキャリア周波数ｆ２を用いたサブネットワーク２の他の端末とのデータ交換も可能にするように動作する。ローカル・ネットワークに存在する第二のブリッジ端末５は、サブネットワーク１及び３間でデータを送信し、キャリア周波数ｆ１及びｆ３で動作する。
【００３４】
上述のように、中央コントローラは、例えば、アクセス制御機能を有する。これは、ＭＡＣ層のフレーム（ＭＡＣフレーム）の形成は中央コントローラの責任であることを意味する。ここではＴＤＭＡ方式が用いられる。このようなＭＡＣフレームは、制御情報及びペイロード・データ用の複数のチャネルを有する。
【００３５】
ブリッジ端末の一実施形態のブロック図を図４に示す。このブリッジ端末の無線切替装置は、プロトコル装置２４、モデム２５、及び、アンテナ２７を備えた高周波回路２６、を有する。無線切替装置２８は、プロトコル装置２４に接続され、更に、接続制御装置２９及び中間ストレージ装置３０に接続される。本実施形態における中間ストレージ装置３０は、メモリ要素を有し、データの中間ストレージに役立ち、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）構成要素として実現される。すなわち、データは、中間ストレージ装置３０からそれらがそこに書き込まれた順に読み出される。また、図４に図示した端末は、ノーマルな端末としても動作できる。接続制御装置２９に接続された局（この場合については図４に図示していない）は、接続制御装置２９を通じて無線切替装置２８にデータを供給する。
【００３６】
図４のブリッジ端末は、第一及び第二のサブネットワークと交互に同期が取られる。同期とは、データが交換されるまで端末をサブネットワークに組み込む処理全体を意味することは明らかである。ブリッジ端末は、第一のサブネットワークと同期が取られると、この第一のサブネットワークのすべての端末及びコントローラとデータを交換することができる。第一のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第一のサブネットワークを経由して到達可能な別のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするデータが接続制御装置２９によって無線切替装置２８へ供給されると、無線切替装置は、これらデータを直接プロトコル装置２４へ回す。このデータは、コントローラによって決められた送信期間が経過するまで、プロトコル装置２４の中間ストレージに入れられる。接続制御装置２９によって発せられたデータが第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークに送られるべきものであるとき、無線送信は、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られるまで遅延される。したがって、無線切替装置は、宛先が第二のサブネットワークにある又は第二のサブネットワークを経由してアクセス可能であるデータを中間ストレージ装置３０へ方向付ける。中間ストレージ装置３０は、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られるまで、そのデータを記憶する。
【００３７】
宛先が第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な別のサブネットワークの端末又はコントローラである第一のサブネットワークの端末又はコントローラからのデータがブリッジ端末によって受信されると、これらデータも第二のサブネットワークとの同期が実現されるまで、中間ストレージ装置３０に記憶される。ブリッジ端末の局が宛先のデータは、無線切替装置２８を通って直接接続制御装置２９へ送られ、次いで、その受信されたデータは所望の局へ回される。宛先がブリッジ端末の局でも第二のサブネットワークの端末又はコントローラでもないデータは、例えば別のブリッジ端末へ送られる。
【００３８】
ブリッジ端末の第一のサブネットワークから第二のサブネットワークへの同期切替後、中間ストレージ装置３０に存在するデータは、再び、中間ストレージ装置３０から書き込まれた順に読み出される。次いで、第二のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第二のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするすべてのデータは、ブリッジ端末が第二のサブネットワークと同期が取られているときに、無線切替装置２８によってプロトコル装置２４へ直ちに回すことができ、第一のサブネットワークの端末又はコントローラ或いは第一のサブネットワークを経由してアクセス可能な他のサブネットワークの端末又はコントローラを宛先とするデータのみが中間ストレージ装置３０に記憶される。
【００３９】
２つのサブネットワークＳＮ１及びＳＮ２のＭＡＣフレームは、通常、同期が取られていない。したがって、ブリッジ端末ＢＴは、切替期間Ｔｓ中のみならず、待機期間Ｔｗ中も、サブネットワークＳＮ１、ＳＮ２に接続されていない。これは、サブネットワークＳＮ１及びＳＮ２のＭＡＣシーケンスおよびブリッジ端末ＢＴのＭＡＣフレーム構造を示す図５より分かる。切替期間Ｔｓは、ブリッジ端末がサブネットワークと同期を取るのに必要な時間である。待機期間Ｔｗは、サブネットワークとの同期が取られてからそのサブネットワークの新しいＭＡＣフレームが始まるまでの時間である。
【００４０】
ブリッジ端末ＢＴが一ＭＡＣフレーム区間ごとにその間だけサブネットワークＳＮ１又はＳＮ２に接続されるものとすると、ブリッジ端末ＢＴは、一サブネットワークの利用可能なチャネル容量の１／４のチャネル容量しか持てない。ブリッジ端末ＢＴが比較的長い時間サブネットワークに接続されるという他の極端な例では、チャネル容量は、一サブネットワークの利用可能チャネル容量の半分となる。
【００４１】
本発明に係るブリッジ端末セットアップ手順は、ブリッジ端末の送信容量を最適に利用し、この端末のクラスタ存在期間をコントローラの視点から計画することを可能にするために用いられる。このセットアップ手順中、ブリッジ端末のクラスタ存在期間及びこれら存在期間の開始時点は、ブリッジ端末と関連するサブネットワークのコントローラとの間でネゴシエートされる。本方法の主たる利点は、クラスタの中央コントローラの視点からそのクラスタにおけるブリッジ端末の存在を予測でき、したがって、この情報を利用して、ＭＡＣフレームの容量割当（「スケジューリング」）を最適化できることである。
【００４２】
本セットアップ手順は、コントローラによっても、ブリッジ端末自体によっても、開始することができる。図６は、セットアップ手順の考えられる一実施形態を示したいわゆるメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。ここでは、ブリッジ端末を「転送端末」と呼び、ＦＴと略す。本セットアップ手順は、「ＦＴ−ＳＥＴＵＰ」と呼ぶ。図６は、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ手順が２つのコントローラ（ＣＣ）の一方によって開始された２つのサブネットワーク間の接続の場合を示す。このＣＣは、ＦＴを、要求しているＣＣと識別番号「ｐｅｅｒ−ｃｃ−ｉｄ」を有するＣＣとの間のＦＴとして、セットアップするためにＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージをＦＴへ送る。このメッセージにおいては、サブネットワーク切替段階の開始時間、存在及び不存在サイクルの時間（周期時間）、及び、各サブネットワークにＦＴが存在する期間（「ｐｒｅｓｅｎｃｅ−ｃｌｕｓｔｅｒ−１」及び「ｐｒｅｓｅｎｃｅ−ｃｌｕｓｔｅｒ−２」）が提案されている。例えば、ＦＴは、常に、その開始時間にリクエストを発したＣＣ（図６の「ｃｌｕｓｔｅｒ−１」）のサブネットワークにおいてスタートする、と暗に決めておいてもよい。メッセージＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴは、更に、第一のＣＣとＦＴの間及びＦＴと第二のＣＣの間の１以上のデータ・リンクの確立を開始する。これら又はこのリンクは、後続のネットワーク層のオペレーションにおいて、例えば、ルーティング情報を送信するのに用いることができる。確立されるリンクのパラメータは、ｄｕｃ−ｄｅｓｃｒ−ｌｉｓｔに含まれる。
【００４３】
ＦＴはＣＣのＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴに対して、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰメッセージで応える。このメッセージにおいて、ＦＴは、構築されるリンクのパラメータと同様に、開始時間、周期時間、及び、サブネットワークにおける存在時間についての明確な値を規定する。ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＡＣＫメッセージは、ＦＴによって変更されている可能性があり（オプションと考えられる）あらゆるパラメータ値についてＣＣの承認を提供するためのみに役立つ。
【００４４】
ここで、完全に類似した手順がＦＴと目標サブネットワークのＣＣとの間でも行われる。異なるのは、ここでのリクエストはＦＴから発せられる点である。また、ここで、ＦＴー−ＳＥＴＵＰ手順は、最初からＦＴ自身によって開始された場合に実行されることも明らかとなった。この場合、最初のメッセージ交換は、ＦＴから開始され、ＦＴとＣＣ−２とのメッセージ交換と似ている。図６からの２つのユニット：ＦＴ１＿ＲＬＣ及びＦＴ２＿ＲＬＣは同じＦＴに位置することに注意。
【００４５】
第二のＣＣとのＦＴ−ＳＥＴＵＰに続いて、２つのＣＣは、個々のパートナーＣＣとの手順の無事完了について知らされなければならない。メッセージＦＴ−ＳＥＴＵＰ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮの交換は、図７に詳細に示すように、この目的に役立つ。
【００４６】
ＦＴは、セットアップ手順の無事完了について、ＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを用いて、ＣＣ１及びＣＣ２双方に知らせる。これら２つのＣＣは、それらの番になると、このメッセージの受信をＦＴ＿ＳＥＴＵＰ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥ＿ＡＣＫメッセージで承認する。
【００４７】
図６及び７において、２つのディアボロ・シンボルはタイマをセットしたことを示し、バツ印は個々のタイマのランアウトを示す。タイマは、特に期待した返答信号が与えられない場合に、適切な例外処理をトリガする目的を持つ。上記メッセージのパラメータに加えて、別の情報が交換されてもよいことにも注意。
【００４８】
このセットアップ手順は、ブリッジ端末のサブネットワーク存在時間を所定値に規定する。しかし、本発明によれば、修正手順（ＦＴ＿ＭＯＤＩＦＹ）は、要件を柔軟に変えるために例えばサブネットワーク存在時間などのデータ処理パラメータの適応をそれでも可能にするために、用いられる。
【００４９】
ＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ手順は、ＳＥＴＵＰ手順と同じように、ＣＣの一方によっても、ＦＴ自身によっても、開始することができる。図８は、ＣＣによって開始された場合のＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ手順を示す。メッセージ交換は、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ手順と完全に類似しちえるため、その説明は省略する。最後に、図９に示すＦＴ−ＭＯＤＩＦＹ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮメッセージ交換が必要である。これは、ＦＴ−ＳＥＴＵＰ−ＣＯＭＰＬＥＴＩＯＮメッセージ交換と同じように進められる。
【００５０】
このように、ＦＴのリンクのパラメータのセットアップは、ＦＴの周期及び存在時間とは無関係に、別個の接続修正手順において、修正することができる。
【００５１】
最後に、関連する端末によって別の接続がもはや必要でないとき、ブリッジ端末をそのタスクから解放することが有用となり得る。このため、本発明では、ＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥと呼ぶリリース手順が用いられる。
【００５２】
この手順も、ＣＣによっても、ＦＴ自身によっても、開始され得る。図１０は、ＣＣによって開始された場合についてのリリース手順の考えられる一実施形態をいわゆるメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）の形を示す。
【００５３】
ＣＣは、リリースしたいＦＴにＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを通知する。次いで、ＦＴは、自身の番において、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを関連するすべての（本例では１つの）別のＣＣへ送る。これらＣＣは、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージで応える。このような承認が関連するすべての他のＣＣから受信されると、ＦＴは、自身の番において、開始したＣＣに対してＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージによってスルー接続アクティビティの終了を承認し、該アクティビティを直ちに停止する。
【００５４】
ＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥがＦＴ自身によって開始された場合、ＣＣの第一のＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥリクエストは削除される。代わりに、ＦＴ自身は、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージを関連するすべてのＣＣへ送る。ＦＴは、個々のＣＣのそれぞれからＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫメッセージを受信するまで、そのスルー接続アクティビティを放棄しない。
【００５５】
図１０から明らかなように、ＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージは、個々の他のＣＣのＩＤに加えて、例えば、「ｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄ」及び「ｒｅｌｅａｓｅ−ｃａｕｓｅ」などの別のパラメータを含み得る。
【００５６】
パラメータ「ｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄ」は、ＦＴが最終的に単なる端末として留まるサブネットワークのコントローラを示す。ＣＣによって開始されたＦＴ−ＲＥＬＥＡＳＥの場合、第一のＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥメッセージにｆｉｎａｌ−ｃｃ−ｉｄが示されていると、単なる提案として解釈される。そのサブネットワークに留まりたいかを最終的に決定するのはＦＴ自身であり、ＦＴはメッセージＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ及びＲＬＣ＿ＦＴ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＡＣＫとしてそのことを関連するコントローラに伝える。
【００５７】
パラメータ「ｒｅｌｅａｓｅ−ｃａｕｓｅ」は、ＦＴのリリースの根拠を特徴付ける。
【００５８】
ＦＴの（例えばネットワーク層によって利用されている）接続は、スルー接続機能のリリースと同時にリリースされ得る。パラメータｄｌｃｃ−ｉｄ−ｌｉｓｔは、ＦＴ機能を手放すのと共にリリースされるすべての接続識別子のリストである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】それぞれが無線送信用に設計された端末を有する３つのサブネットワークを備えたアドホック・ネットワークを示す図である。
【図２】図１のローカル・ネットワークの端末を示す図である。
【図３】図２の端末の無線装置を示す図である。
【図４】２つのサブネットワークを接続するように設計されたブリッジ端末の一実施形態を示す図である。
【図５】２つのサブネットワークのＭＡＣフレーム及びブリッジ端末のＭＡＣフレーム構造を示す図である。
【図６】ブリッジ端末のセットアップ手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図７】ブリッジ端末のセットアップ完了手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図８】ブリッジ端末用修正手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図９】ブリッジ端末の修正決定のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
【図１０】ブリッジ端末のリリース手順のメッセージ・シーケンス・チャート（ＭＳＣ）である。
Claims (12)
- それぞれが一サブネットワークを制御するコントローラを有し、ブリッジ端末を経由して互いに接続され得る複数のサブネットワークを備えたネットワークであって、
サブネットワーク間の接続をセットアップするために、該接続に関わるサブネットワークと前記ブリッジ端末との間にデータ通信を設け、
前記データ通信は、前記接続に参加するサブネットワークにおける前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定するように設計される、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータとは、前記接続に関わるサブネットワークにおけるそのブリッジ端末の個別の存在時間及び不在時間と、該存在時間及び該不在時間から構成される全周期の個別の開始時点とである、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータは、送信されるデータの性質に応じて選ばれる、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
セットアップ済のブリッジ端末に対する修正手順が設けられ、
前記修正手順は、前記接続に関わるサブネットワークにおける前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを変えるように設計される、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
セットアップ済のブリッジ端末に対するリリース手順が設けられ、
前記リリース手順は、前記関連するサブネットワークの接続を終了させるように設計される、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
前記接続に関わるサブネットワークに対して同じ存在時間が提供される、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
前記ブリッジ端末が一サブネットワークに存在する間に前記サブネットワーク間で送信されるデータに対して固定送信容量を提供する、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項７記載のネットワークであって、
前記ブリッジ端末が一サブネットワークに存在する間に前記サブネットワーク間で送信されるデータに対して前記一サブネットワーク内で送信されるデータより高い送信優先順位を提供する、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
２つのサブネットワーク間の接続用に少なくとも２つのブリッジ端末が用意され、
前記接続に関わるサブネットワークとこの接続をセットアップするブリッジ端末との間にデータ交換が提供され、
前記データ交換は、前記接続に関わるサブネットワークにおける前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定又は調整するのに役立つ、ことを特徴とするネットワーク。 - 請求項１記載のネットワークであって、
前記セットアップ手順中にデータ・リンクがセットアップされ、前記リリース手順中に該データ・リンクがリリースされる、ことを特徴とするネットワーク。 - それぞれが一サブネットワークを制御するコントローラを有し、ブリッジ端末を経由して互いに接続され得る複数のサブネットワークを備えたネットワークを制御する方法であって、
サブネットワーク間の接続をセットアップするために、該接続に関わるサブネットワークと前記ブリッジ端末との間にデータ通信を設け、
前記データ通信は、前記接続に参加するサブネットワークにおける前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定する役割を果たす、ことを特徴とする方法。 - ブリッジ端末を経由してネットワークの他のサブネットワークに接続され得るサブネットワークを制御するコントローラであって、
本コントローラは、サブネットワーク間の接続をセットアップするために、データ通信を該通信に関わる他のサブネットワーク及び前記ブリッジ端末と実行するように設計され、
前記データ通信は、前記接続に参加するサブネットワークにおける前記ブリッジ端末の存在についての時間的パラメータを規定する役割を果たす、ことを特徴とするコントローラ。
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