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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