JP2007535196A - モバイルネットワークのハンドオフ・レイテンシーを減少させる方法。 - Google Patents

Abstract

モバイル機器利用における、アクセスポイント間のモバイル機器のハンドオフを促進させる方法として、まずアクセスポイントの有効範囲内におけるモバイル機器の移動を検出する。あるアクセスポイントから別のアクセスポイントまで移動するモバイル機器は、データリンクレベル接続の情報を定期的に送信する。その情報は、従前のアクセスポイントをアクセスするのに用いたチャンネル上での新たなアクセスポイントの情報である。 特定の領域におけるアクセスポイントと結合した第1のモバイル機器は、通信したアクセスポイントのためのネットワークレベルアクセス情報を維持する。 新たなモバイル機器がその領域に入ると、第1のモバイル機器はその新たな機器を検出し、新たなモバイル機器にそのリストを送信する。新たなモバイル機器は、ルータ要請メッセージを送信することなく、又はルータ通知メッセージを受信することなく、アクセスポイントに接続することが可能となる。

Description

関連出願に対する相互参照

本発明は、2003年7月14日付けで出願された米国仮出願60/487,019号に係る優先権の利益を主張するものであり、米国仮出願の内容は、この明細書の内容に取り込まれる。

本発明は、モバイルネットワーク、特に、低減レイテンシー・ネットワーク接続ハンドオフのための方法に関する。

モバイルネットワークにおいて、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)接続で携帯用コンピュータのようなモバイル機器は、固定のアクセスポイントを介してネットワーク(例えば、インターネット)に接続できる。 しかしながら、モバイル機器を移動するときは、既存のアクセスポイントの範囲外でも、新たなアクセスポイントの範囲内の位置に移動することができる。 従って、ネットワークへの接続を失うことから防ぐため、モバイル機器は古いアクセスポイントから新たなアクセスポイントまで“ハンドオフ”する。 このハンドオフは開放型システム間相互接続(OSI)ネットワークモデルのレベル2(即ち、データリンク層)とレベル3(即ち、ネットワーク層)の双方で起こる。 ハンドオフ処理の間、レベル2及びレベル3の接続の双方が新たなアクセスポイント及びルータを決定するまで、モバイル機器はデータ・パケットを送信することや、受信することができない。このハンドオフ・レイテンシーは好ましくなく、モバイル機器とネットワークとの間でのデータフローの比較的長いレイテンシーとその結果として生じる中断のため、あるアプリケーション(例えば、ボイスオーバーインターネットプロトコル、ストリーミングメディア、及びリアルタイムアプリケーション)が稼働することを妨げることさえある。

レベル2では、モバイル機器は、そのアクセスポイントとの通信に使用できるチャンネルを識別するため、新たなアクセスポイントを探索する。 通常、所定の周波数帯域に対応した無線チャンネルは、使用する通信プロトコル(例えば、802.11)に依存して規定される。新たなアクセスポイントと通信できるチャンネルを見つける前に、モバイル機器は幾つかのチャンネルと通信を試みるので、唯一のレベル2接続を確立するためのレイテンシーは、400〜500msほどの長いものとなる。

一旦、レベル2接続が確立されれば、モバイル機器は新たなアクセスルータに適したパラメータで、接続（即ち、ネットワークレベルであるレベル3で）を設定できる。通常、モバイル機器に新たな環境でのルータ要請メッセージを送らせることによってなされる。ルータはルータ要請メッセージを受信すると、ルータ通知メッセージで応じる。このメッセージは、ルータ要請メッセージを受け取ってすぐには送られず、複数のルータが同じチャンネル上で通信するときに起こりうる殺到を避けるため、ランダムに遅れて送信される。ルータ要請メッセージ及びルータ通知メッセージは、“Neighbor Discovery for IP Version 6(Ipv6)”と題されたインターネット要求(RFC)2461に記述されている。

ルータ要請メッセージを送信する代替例として、モバイル機器は、1つ以上のアクセスポイントを介してルータによって定期的に送信されるルータ通知メッセージを受信するのを待つことができる。しかしながら、これらの定期的なルータ通知メッセージの送信間隔は最小時間で数秒となりうる。従って、ハンドオフ後に接続を確立するための全レイテンシーが1〜4秒の範囲になる。

定期的に送信されるルータ通知メッセージ間での最小時間を減少させることで、このレイテンシーをある程度減少させることができるが、それもまた、不所望に通信チャンネルでのデータ通信を増加させる。この問題は“ホットスポット”、例えば、ハンドオフ往来が比較的重要となる傾向にある空港ターミナル又は他の公共の開催地において、最も明白である。更に、ルータ通知メッセージ間の、或いはルータ要請メッセージ及び対応するルータ通知メッセージ間の時間を減少させることは、悪意のモバイル機器がルータ要請メッセージでルータを殺到させるという、サービスの否定（DoS）攻撃に対してネットワークを無防備な状態にしておくことになる。

本発明は、多数のアクセスポイント及びアクセスルータ間でモバイル機器のハンドオフを促進する方法において実施される。この方法によれば、あるアクセスポイントから別のアクセスポイントまで移動するモバイル機器は、現在のアクセスポイントをアクセスするのに用いたチャンネル上で従前のアクセスポイントであるレベル2接続上の情報を定期的に送信する。その現在のアクセスポイントに接続されている機器は、このメッセージを受信し、現在のアクセスポイントの有効範囲外に移動するときには、探索することなくその従前のアクセスポイントとのレベル2接続を直ちに確立するために、この情報を利用できる。

本発明は、アクセスポイント間のモバイル機器のハンドオフを促進させる方法においても実施される。この方法によれば、あるアクセスポイントから別のアクセスポイントまで移動するモバイル機器は、従前のアクセスポイントをアクセスするのに用いたチャンネル上で新たなアクセスポイントのレベル2接続上の情報を定期的に送信する。 その従前のアクセスポイントに接続されている機器は、このメッセージを受信し、アクセスポイントの有効範囲外に移動するときには、探索することなく新たなアクセスポイントとのレベル2接続を直ちに確立するために、この情報を利用できる。

本発明の別の態様によれば、特定の領域でアクセスルータに結合した第1のモバイル機器は、通信したアクセスルータのためのネットワーク層接続情報を維持する。 新たなモバイル機器がその領域に入ると、第1のモバイル機器は新たな機器を検出し、リストを送る。新たなモバイル機器は、ルータ要請メッセージを送信することなく、或いはルータ通知メッセージを受信することなく、アクセスルータに接続することが可能となる。

本発明の以上の概説と以下の詳細な説明の双方は例示であるが、実施例に制限されないのは理解されるべきである。

本発明の一実施例は、第１の無線アクセスポイント及び／ 又はルータから別のアクセスポイント及び／又はルータへの、あるモバイル機器のハンドオフにおけるレイテンシーを減少させるためのように、複数の無線アクセスポイント及びルータを含む無線ネットワークに接続されたモバイル機器が、ネットワークに依存することなくチャンネル及びネットワーク接続情報を通信及び共有できる方法である。

以下、図面を参照するに、これらの図を通して同一の参照番号は同一の要素を示しており、図1は本発明の一実施例で処理することができる問題例を示すブロック図である。 図1はアンテナ102及びアンテナ106を持つ携帯用コンピュータ(モバイル機器)104を有するアクセスポイント100を示す。モバイル機器104とアクセスポイント100の双方は、その2つの機器間での無線ローカルエリアネットワーク接続107を実現するハードウェア及びソフトウェア要素を含んでいる。例えば、本発明の実施例において、無線ネットワーク規格IEEE802.11に適合する回路及びソフトウェアとすることができる。

図1に示した実施例では、モバイル機器104は、アクセスポイント100で無線接続107を確立して、この接続を介してグローバル情報ネットワーク(例えば、インターネット)にアクセスできる。接続を確立している間、モバイル機器104を矢印105で示したように移動する。移動した位置におけるモバイル機器は104’として、及びそのアンテナは106’として示す。新たな位置において、機器104'は、もはやアクセスポイント100への確実な接続を持たない。しかしながら、それは第2のアクセスポイント110である有効領域の範囲内にある。

インターネット活動を続けるために、モバイル機器104’はアンテナ106'及びアンテナ112を介してアクセスポイント110との接続109を確立する。上述のように、その接続はアクセスポイントとのデータリンクレベル(レベル2)とアクセスルータとのネットワークレベル(レベル3)の双方で、OSIモデルの実装法を用いて確立される。

“An Empirical Analysis of the IEEE 802.11 MAC Layer Handoff Process”と題するA.Mishra他による文献に記述されるように、モバイル機器が探索メッセージを新たなアクセスポイントに送ることによって、通常、レベル２接続の確立は実行される。 例えば、各探索メッセージは、異なる周波数で、或いは異なるチャンネルプロトコルによって送ることができる。 モバイル機器が探索メッセージに対する応答を受信すると、成功した探索からチャンネル情報を知り、この情報を用いて、新たなアクセスポイントとのデータリンク接続を確立する。上述のように、繰り返してアクセスポイントを探索すること及びその探索に応答することに使用する時間は、新たな接続の確立において不所望な遅延を結果として生じさせる。この遅延はレベル3接続を確立する遅延と組み合わされて、数秒の全遅延が生じる。この大きさの遅延は、少なくともインターネット活動の間でのいらだちとなり、リアルタイム及びストリーミングアプリケーションの実行において不所望な結果を生じさせる。

本発明の一実施例は、レベル2接続を確立するための上述の方法とは別の実施例であり、モバイル機器ハンドオフにおける遅延を好ましく減少させることができる。そのような実施例は、図2のブロック図を考慮して説明でき、図2にてルータ203及びアンテナ202を有するアクセスポイント200及び有効範囲201(破線で示す)を介して、無線ネットワークに接続しているモバイル機器D1を示す。モバイル機器D2は、従前、アクセスポイント200を介して無線ネットワークに接続されていたが、現在、ルータ213及びアンテナ212を有するアクセスポイント210及び有効範囲211(破線で示す)を介して接続されている。 本発明の一実施例によれば、モバイル機器D2はアクセスポイント200への接続に用いたレベル2接続情報及びルータ203のためのレベル3 設定情報を保持している。モバイル機器D2は、アクセスポイント210及びルータ213に接続されている間、アクセスポイント210への接続に用いたチャンネルを介して、保持したレベル2接続情報及びレベル3 設定情報を定期的に送信(同心円として破線で示す)することができる。この送信を行うためにモバイル機器D2が有効範囲211内にあることに制限されないことは、当業者に明らかである。 従って、アクセスポイント210への接続に用いられるチャンネル上で聞いている、即ち接続される如何なるモバイル機器も、アクセスポイント200への接続に用いられるチャンネルのためのレベル2接続情報及びレベル3設定情報を検出し、保持することができる。

別の実施例においては、モバイル機器D1及びモバイル機器D2は双方、アクセスポイント200に接続できる。そこでは、モバイル機器D2は、従前、アクセスポイント210に接続され、且つアクセスポイント200への接続情報を保持していた。モバイル機器D2は、アクセスポイント200及びルータ203に接続されている間、従前にアクセスポイント210への接続に用いていたチャンネル上で、アクセスポイント200及びルータ203への現在の接続のための接続情報とルータ設定情報を定期的に送信(同心円として破線で示す)できる。従って、アクセスポイント210(モバイル機器D1を含んでいる)との接続上にある如何なるモバイル機器も、アクセスポイント200の接続情報及びルータ203のための設定情報を検出して、保持することができる。

従って、モバイル機器D1がアクセスポイント210の有効範囲211内のポイントBへ経路2Bに沿ってアクセスポイント200の有効範囲201の外に移動するならば、モバイル機器D1は直ちに、保持していたレベル2接続情報及びレベル3 設定情報を用いて、アクセスポイント210及びルータ213との接続を開始できる。

更に別の実施例では、モバイル機器D1が一旦アクセスポイント210及びルータ213への新たな接続を形成すれば、アクセスポイント200への接続のために用いていた従前のチャンネル上で、アクセスポイント210のための接続情報及びルータ213のための設定データを保持して、定期的に送信することができる。 それとは別に、アクセスポイント210への接続のために用いていたチャンネル上で、アクセスポイント200のための接続情報及びルータ203のための設定情報を保持して、定期的に送信することができる。

モバイル機器は、現在のアクセスポイント200である有効範囲201の外へ導く経路2Bに沿っての移動を検出できる。現在のアクセスポイント200との通信の信号強度をモニターすることによって実行できる。信号強度が所定の閾値以下に低下するならば、モバイル機器D1は、より良い信号のために新たなアクセスポイント210との接続を開始することを試みることができる。例えば過度の通信タイムアウトや非常に多くの再試行のような通信失敗によっても、有効範囲201外への移動を特徴付けることができる。信号失敗を検出し、特徴付ける他の方法があることは当業者に明らかである。

代わりに、又は追加で、アクセスポイントはその位置を示す全地球側位システム(GPS)データを含むことができ、各モバイル機器は連続して位置を計算するGPS受信機を含むことができる。モバイル機器は、様々なアクセスポイントから受信した位置の情報に対する自己の位置を分析することにより、最も近いアクセスポイントに接続できる。モバイル機器が進行方向を決定する間、GPSデータをモニターできる。モバイル機器が1つ以上のアクセスポイントのための保持データを有しているならば、次のアクセスポイントを識別するために、この方向を利用することができる。

更に、有効範囲重複域にて、アクセスポイント200からアクセスポイント210に前後に繰り返して切り替わることを試みるモバイル機器D1 に対して導くことのできる領域を設けることもできる。本発明における一実施例は、例えば典型的なサーモスタットで用いられる二重評価応答(double-valued response)のような、既知のシステムヒステリシスを制御する多くの方法のいずれかで矯正する。

図3は、本発明の別の実現例を示すブロック図である。 モバイル機器D2はルータ213、アンテナ312を有するアクセスポイント310及び有効範囲311(破線で示す)を介して無線ネットワークに接続されている。 モバイル機器D1は、従前、ルータ213及びアクセスポイント310を介して無線ネットワークに接続されていたが、現在、アンテナ302を有するアクセスポイント300及び有効範囲301(破線で示す)を介して接続されている。更に、モバイル機器D3も、従前、ルータ213及びアクセスポイント310を介して無線ネットワークに接続されていたが、現在、ルータ223及びアンテナ322を有するアクセスポイント330及び有効範囲321(破線で示す)を介して接続されている。

本発明の一実施例によれば、モバイル機器のD1及びD3は、アクセスポイント300及び330へのそれぞれの接続に用いるチャンネルのためのレベル2接続情報と、それぞれのルータ203及び223への設定情報を保持している。モバイル機器D1は、アクセスポイント310に接続されている間、現在のチャンネルを介して、この保持したレベル2接続情報及びレベル3設定データを定期的に送信(同心円によって破線で示す)することができる。この送信を行うためにモバイル機器D1が有効範囲311の範囲内にあることに制限されないことは、当業者に明らかである。 モバイル機器D3は実質的に上述のように同様の手法で実行する。従って、アクセスポイント310への接続に用いるチャンネル上で聞いている、即ち接続されている如何なるモバイル機器も、アクセスポイント300及びルータ203とアクセスポイント330及びルータ223への接続に用いるそれぞれのチャンネルのためのレベル２接続情報及びレベル3設定情報を検出し、保持できる。

別の実施例においては、モバイル機器D1、D2、及びD3は全てルータ213及びアクセスポイント310に接続できる。そこでは、モバイル機器D1が、従前、ルータ203及びアクセスポイント300に接続されており、アクセスポイント300のための接続情報とルータ203のための設定データを保持していた。この実施例において、モバイル機器D3は従前、ルータ223及びアクセスポイント330に接続されており、そのアクセスポイント及びルータのための接続情報と設定を保持していた。モバイル機器D1及びD3は、アクセスポイント310に接続されている間、アクセスポイント310への接続に用いるチャンネルから、それぞれ従前のアクセスポイントに用いたチャンネルに定期的に切り替えることができる。定期的な各チャンネル切替で、モバイル機器D2は、アクセスポイント300及び320への従前の接続に用いていたチャンネル上で、アクセスポイント310及びルータ213へのそれぞれ現在の接続のための接続情報及び設定データを送信（同心円として架空的に示す）できる。従って、アクセスポイント300及び320との接続上にある如何なるモバイル機器も、アクセスポイント310及び213のための接続情報及び設定データを検出し、保持することができる。

従って、モバイル機器D2が、有効範囲311であるアクセスポイント310の範囲外となる経路3Aに沿って、アクセスポイント300の有効範囲内のポイントAまで移動するならば、そのような接続のための保持したレベル2接続情報及びレベル3設定データを用いて、直ちにアクセスポイント300及びルータ203との接続を開始できる。 同様に、モバイル機器D2が経路3Bに沿ってポイントBに移動するならば、直ちにアクセスポイント330での接続を開始して、ルータ223に設定できる。

更に別の実施例では、モバイル機器D2が一旦、アクセスポイント300及び330の1つとルータ203及び223の1つに新たな接続を形成すれば、アクセスポイント310への従前の接続に用いたチャンネル上で、アクセスポイント300及び330の1つとの新たな接続のためのレベル2接続情報及びレベル３設定データを保持して、定期的に送信することができる。代わりに、アクセスポイント300及び330の1つへの新たな接続のために用いたチャンネル上で、アクセスポイント310のためのレベル2接続情報とルータ213のための設定データを保持して、定期的に送信することができる。

図3では、経路3A及び3Bの1つに沿ったモバイル機器D2の移動では、モバイル機器D2とアクセスポイント310の間での信号の低下、或いは少なくとも弱信号となる結果を生じる。その結果、モバイル機器D2は、より強い接続を得るためにアクセスポイント300及び330の1つとの新たな接続を開始できる。

モバイル機器D2は、現在のアクセスポイント310との通信信号の強度をモニターすることによって、現在のアクセスポイント310である有効範囲311の外部に導く経路3A及び3Bの1つに沿って、その移動及び信号強度の結果的低下を検出できる。 信号強度が所定の閾値以下まで下がるならば、次にモバイル機器D2は、上述のように、より良い信号のためにアクセスポイント300及び330の1つとの接続を開始するよう試みることができる。例えば過度の通信タイムアウトや非常に多くの再試行のような通信失敗によっても、有効範囲311外への移動を特徴付けることができる。信号失敗を検出し、特徴付ける他の方法があることは当業者に明らかである。

更に、有効範囲重複域にて、アクセスポイント311とアクセスポイント300及び330の1つとの間で前後に繰り返して切り替わることを試みるモバイル機器D2 に対して導くことができる領域を設けることもできる。 本発明の一実施例は、例えば典型的なサーモスタットで用いられる二重評価応答(double-valued response)のような、既知のシステムヒステリシスを制御する多くの方法のいずれかを含むモバイル機器の移動プロトコルの検出を実施することにより、この問題を扱うこともできる。

本発明の一実施例では、モバイル機器D2は、保持されたレベル2 接続情報及びレベル3 設定データの優先リストを維持することによってアクセスポイント300及び330のいずれから最初に接続を試みるべきかを決定できる。そして最も高い優先順位でアクセスポイントへの接続を開始する。 本発明の別々の実施例に従って、図4A〜Cは利用できる優先リストを示す。 一実施例において、その表は最後に受信した伝送の順に1番目〜n番目までの優先順位のリストを保持している。例えば、図4Aでは、最後に受信した(即ち、最も新たな)伝送は、リスト内で第１優先を与えられたアクセスポイント1(AP1)として指定されるアクセスポイントについてである。 最後の伝送に続く2番目は、第2優先を有することを示すアクセスポイント4(AP4)についてである。そして、最も古い伝送は、第n優先を有することを示すアクセスポイントx(AP x)についてである。そこでは、“n”が如何なる所望の数の優先順位でもよい。 少なくとも3つの優先レベルを有するとして示しているが、その優先リストは、ただ１つのみのレベルとすることもできる。

代わりに、又は加えて、GPSデータに基づいて、モバイル機器及びアクセスポイントの相対的な位置に基づいて優先リストを維持できる。 この実施例では、モバイル機器は、GPS受信機(図示せず)から受信したGPSデータを用いて、位置を連続して再計算でき、同時に、保持したアクセスポイントまでのそれぞれの距離を再計算することができる。この実施例では、その時々での最も近いアクセスポイントが最優先を持つであろう。

本発明の更なる実施例では、前記の表は、時間内に如何なる所定の瞬間から始めても、受信した伝送の総数の順で、1番目からn番目までの優先順位のリストを保持している。例えば、図4Bでは、アクセスポイント7のための接続情報は555回受信されている。これは、他のいかなるアクセスポイントの中でも最多数である。 その結果、アクセスポイント7はリスト上で第1優先が与えられる。 受信した伝送の最多数から2番目などは、それ故、第２優先として与えられ、アクセスポイント9のための接続情報に向けられている。

また別の実施例では、前記の表は、平均値の降下順で第1から第n優先の平均値或いは加重平均値のリストを保持している。例えば、平均値を、所定の時間長で特定のアクセスポイントのために受信した接続情報の伝送の数とすることができる。所定の時間長で受信したそのような伝送の平均信号強度とすることもできる。代わりに、受信したそのような伝送の総数と平均信号強度との加重結果とすることもできる。例えば、図4Cでは、アクセスポイント5のための接続情報は55の優先平均値を持つ。それは、他のいかなるアクセスポイントに対しても最多数であり、例えばアクセスポイント5のための接続情報が最後に55回受信したことを示すことができる。その結果、アクセスポイント5はリスト上で第1優先を与えられる。例えば、アクセスポイント22などは、40の優先平均値を持ち、従って、第2優先が与えられる。本発明の趣旨から逸脱することなく、好選択又は優先順位の指示を与える多くの可能な式、公式、或いはアルゴリズムの1つとして、多くの平均計算の所望の実施ができることは、当業者に明らかである。

上述のように、信号強度の低下が検出されると、モバイル機器は、接続情報が優先リストの上位に保持したアクセスポイントに接続する試みを開始できる。 接続する試みが失敗するならば、次にモバイル機器は、優先リスト内の次の機器への接続を試みることができ、所望の接続が確立されるまでリストの下位へと続けることができる。

別の実施例では、アクセスポイントへの接続のためのチャンネル情報及び対応するルータへの設定データを定期的に送信するモバイル機器は、第１優先を持つように指定したアクセスポイントに対応するチャンネル情報及び設定データを送信することができる。

本発明の別の実施例では、アクセスポイント及びルータへの接続のために定期的にチャンネル情報と設定データを送信するモバイル機器は、伝送パワーを変えることができる。 その結果、伝送がより多くの地域で特有なものとなる。より大きいか、より小さい所望の伝送の有効範囲を得るために、既知の無線送信機パラメータに基づいてパワーを変えることができる。例えば、図3を参照して説明すれば、モバイル機器D2が経路3Aに沿って移動していたなら、アクセスポイント300のための接続情報に第１優先を与えるのが好ましいことが理解される。 モバイル機器D1及び伝送パワーのより低いモバイル機器D3を有することによって、モバイル機器D1のより近くにある経路3Aに沿って移動するモバイル機器D2は、機器D3より機器D1から、より強い伝送を受ける(又は、全くD3から伝送を受けることができない)。 従って、優先リストは第1優先を持っているとしてアクセスポイント300のための接続情報を指定する。同様に、経路3Bに沿って移動するモバイル機器D2は、第１優先を持っているとしてアクセスポイント330のための接続情報を指定する優先リストを持つことになる。 このように、ネットワークを介して移動する機器は、移動する機器のトポロジーを実質的に知り続けることができ、より好ましい優先リストが維持され、レイテンシー・ハンドオフをより低くする。

大多数のモバイル機器を有するシステムでは、信号衝突と干渉が不所望な通信品質をもたらすことは当業者に明らかである。 従って、衝突及び機器干渉を制限、或いは防ぐための制御において確立したIEEE 802.11メディアアクセス制御(MAC)プロトコルなど既知のプロトコルの利用により衝突と干渉を扱うことができる。例えば、そのようなプロトコルは、器具搬送波感知多重アクセス(CSMA)接続プロトコル或いはその変形とできる。

図5A及び5Bは、ハンドオフ・レイテンシーをより大きく減少させることができるレベル2接続を確立する本発明の2つの実施例を示すフローチャートである。 この方法によれば、各モバイル機器は直接的に隣接しているモバイル機器との通信に制限した。 ステップ410で、モバイル機器は、隣接している機器により送られる新たなチャンネル情報(即ち、データリンクレベル接続情報)のために現在のチャンネルをモニターする。 新たなチャンネル情報を受信すると、モバイル機器はステップ412でその情報を保持する。 図１のブロック図を参照して、このステップにおいて、モバイル機器104は、別のモバイル機器（図示せず）からのメッセージのためにアクセスポイント100を確立したチャンネル107をモニターしている。その別のモバイル機器は、従前、アクセスポイント110に接続されていたが、現在はアクセスポイント100に接続されている。この別のモバイル機器は、現在、アクセスポイント100との通信に使用しているチャンネルで、アクセスポイント110への接続のデータリンク層情報を送る。

ステップ414で、モバイル機器は移動を検出する。例えば、モバイル機器104'がアクセスポイント100との接続におけるパワー減少を経験すると起こる。ステップ414で移動が検出されないなら、その機器は、従前に別のアクセスポイントから移動していたならば、ステップ415で現在のチャンネル通信リンク上に従前のチャンネルのために保持したチャンネル情報を定期的に送信する。次に、上述のステップ410に制御が移される。

しかしながら、移動が検出されると、制御がステップ416に移される。ステップ416では、アクセスポイント110へのレベル2接続を確立するために必要な保持情報を検索する。 ステップ418で、この情報は、モバイル機器104'とアクセスポイント110との間でのデータリンク接続を確立するのに用いられる。ステップ418の後、制御はステップ410に戻り、ステップ410は隣接している機器からのチャンネル情報のために新たに確立したチャンネルを現在はモニターしている。

上述の方法は、アクセスポイント110との接続を持つことからアクセスポイント100との接続を持つことまで移動した、隣接している機器が既にあると仮定している。しかしながら、モバイル機器104が移動すると、他のモバイル機器が全くなければ、図5Bに示されるステップが実行される。 ステップ420で、モバイル機器104'は新たなチャンネルを見つけるために上述したようにアクセスポイント110を探索する。 ステップ422で、機器104'はアクセスポイント110との接続109を確立する。機器104'は、次に、ステップ424で新たなチャンネルのための接続情報を保持して、ステップ426で、チャンネル109を用いて定期的に新たなチャンネル情報を隣接している機器に送信する。このように、現在、アクセスポイント110と通信している他のモバイル機器(図示せず)は、接続を形成する必要がある前にアクセスポイント100に接続する方法を学ぶことができる。

図6A及び6Bは、レベル2接続を確立する本発明の別な2つの実施例を示すフローチャートである。新たなアクセスポイントとの通信を確立次第、モバイル機器が従前のアクセスポイントから、そのチャンネルを使用して新たなアクセスポイントのための接続情報を定期的に送信することを除き、この方法は、図5A及び５B を参照して上述した方法と同様に動作する。図１のブロック図を参照して、このステップでは、モバイル機器104は、既にアクセスポイント110で接続した別のモバイル機器(図示せず)からのメッセージのために、アクセスポイント100で確立したチャンネル107をモニターしている。 この別のモバイル機器は、見つけられたならばアクセスポイント100との通信に用いたチャンネルにて、アクセスポイント110への接続上のデータリンク層情報を送る。ステップ432でこのデータは保持される。

ステップ434で、モバイル機器は移動を検出する。例えば、モバイル機器104'がアクセスポイント100との接続におけるパワー減少を経験すると起こる。ステップ434で移動が検出されないなら、その機器は、従前に別のアクセスポイントから移動していたならば、ステップ435で従前のチャンネル通信リンク上に新たなチャンネルについての保持されたチャンネル情報を定期的に送信する。次に、上述のようにステップ430に制御が移される。

しかしながら、移動が検出されると、制御がステップ436に移される。ステップ436では、アクセスポイント110へのレベル2接続を確立するために必要な保持情報を検索する。 ステップ438で、この情報は、モバイル機器104'とアクセスポイント110との間でのデータリンク接続を確立するのに用いられる。ステップ438の後、制御はステップ430に戻り、ステップ430は隣接している機器からのチャンネル情報のために新たに確立したチャンネルを現在はモニターしている。

上述の方法は、アクセスポイント100との接続を持つことからアクセスポイント110との接続を持つことまで移動した、隣接している機器が既にあると仮定している。 しかしながら、モバイル機器104が移動すると、他のモバイル機器が全くなければ、図6Bに示されるステップが実行される。 ステップ440で、モバイル機器104'は新たなチャンネルを見つけるために上述したようにアクセスポイント110を探索する。 ステップ442で、機器104'はアクセスポイント110との接続109を確立する。機器104'は、次に、ステップ444で新たなチャンネルのために接続情報を保持して、ステップ446で、チャンネル107を使用して定期的に新たなチャンネル情報を隣接している機器に送信する。このように、現在アクセスポイント100で通信している他のモバイル機器(図示せず)は、接続を形成する必要がある前にアクセスポイント110に接続する方法を学ぶことができる。

別の実施例では、機器104'は、チャンネル109上でアクセスポイント100のためのチャンネル情報とチャンネル107上でアクセスポイント110のためのチャンネル情報を保持して、定期的に双方を送信することができる。従って、機器が移動すると、上述のように、保持したパラメータを用いることで、即時、接続を形成することができる。

図7は、本発明の別の側面を示す。ネットワーク層或いはレベル3接続の確立である。 図7に示される方法は、前述の方法と共に、或いは別々に用いることができる。ステップ510で、例えば前述の方法、又は図5A、5B、6A或いは6Bに示された方法のいずれかによって、又は他の従来方法のいずれかによって、モバイル機器l04'が移動して、アクセスポイント110とのレベル2接続を確立したところである。次に、ステップ512で、モバイル機器104'が別のモバイル機器(図示せず)からのルータ設定データを受信したかどうかを決定する。設定データを受信したならば、ステップ514で、モバイル機器104'は、例えばデータと共に受信したセキュリティ証明書の有効性を決定することによって、データの有効性をチェックする。データが有効であるなら、ステップ516でその処理はデータを保持して、ステップ518で保持したデータを用いてレベル3接続を確立する。 次に、モバイル機器は、この接続を使用して直ちにアプリケーションスレッドを始めることができる。ステップ512で、モバイル機器104'がピアからルータ設定データを受信していなかったか、或いはステップ514で受信データが無効であることが分かったなら、ルータ要請メッセージを送るためにステップ520に制御が移される。

ステップ518の後、レベル3接続が確立されたとしても、アルゴリズム例は、ルータ要請情報を送信するためにステップ520に分岐できる。この任意選択ステップ、及び任意選択ステップ522、524、526及び530は、悪意あるピアが送信した如何なる悪い設定データも、短い間だけ使用することが結果として生じるようにすることができる。 ルータ要請メッセージを送った後、ステップ522で、モバイル機器104’の接続スレッドはルータ通知データを待つ。ルータ通知データが受信されると、ステップ516で保持したデータに対して(何かそのようなデータが保持されたかどうか)、ステップ524でチェックする。 ステップ524で、ルータ通知データが保持したデータに適合するなら、制御が後述するステップ532に移される。

しかしながら、ステップ522で受信したデータが、保持したデータと適合しないなら、次にステップ526で、ステップ512でピアから受信した如何なる設定データも置き換えて、新たなデータを保持する。 ステップ526の後、ステップ530で、その処理は受信した通知データを用いて新たなレベル3接続を確立する。

ステップ532で、モバイル機器104'は、アクセスポイント110とのレベル2接続を確立する如何なる新たな機器も聞き落とすまいとするループに入る。そして、ステップ534で、そのような接続が検出されると、機器104’は保持したルータ通知データを送る。図6のフローチャート図において、そのデータは、ステップ624で他のモバイル機器(図示せず)により送信されたデータであり、ステップ612でモバイル機器104’によって受信したデータである。

ステップ532でレベル2接続を検出次第、モバイル機器104’は、伝送チャンネルをモニターしている間、ルータ設定データを送信する前に、ランダムな時間長を待つことができる。このランダムな時間間隔は、他のモバイル機器による伝送との摩擦を避ける。別のモバイル機器(図示せず)がこの間隔の間にルータ設定データを送るか、或いはルータがルータ通知データを送るならば、モバイル機器104'は伝送を中止できる。更に、ステップ532でレベル2接続を検出し、ステップ534にてルータ設定データを送信することに責任を負っているので、アクセスポイント110はネットワーク上にある1つ以上のモバイル機器のうち1つを指定できる。従って、そのような実施例では、ルータ設定データを送信する責任を負うのは1つの指定された機器しかないので、ランダムな遅延を亡くすことができる。

本発明の一実施例では、レベル2及び3 接続と接続情報はIEEE802.11規格に従う。モバイル機器が首尾よくアクセスポイントとのレベル2接続を開始すると、モバイル機器は、アクセスポイントを認証する／関連づけるのを試みる。 認証のための要求をモバイル機器から、アソシエーション応答で返答するアクセスポイントに送る。アクセスポイントによって送られたアソシエーション応答は、ネットワーク上の他の全てのモバイル機器によって理解され、ステップ522のレベル2検出を構成する。

本発明を図示し、特定の実施例を参照して説明したが、本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。むしろ、請求の範囲内で、本発明から逸脱することなく様々な変更を加えることができる。

本発明の一実施例が使用できる環境を示すブロック図である。 本発明の別の実施例が使用できる、環境とシナリオを示すブロック図である。 本発明の更なる実施例が使用できる、環境とシナリオを示すブロック図である。 図4A、4B及び4Cは本発明の実施例による保持した接続情報の優先リスト例である。 図5A及び5Bは本発明の一実施例によるレベル2接続の確立を説明するのに役立つフローチャート図である。 図6A及び6Bは本発明の別の実施例によるレベル2接続の確立を説明するのに役立つフローチャート図である。 本発明の実施例によるレベル3接続の確立を説明するのに役立つフローチャート図である。

Claims (16)

1. 複数のアクセスポイント間でモバイル機器をハンドオフする方法であって、
   第１のモバイル機器で、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち1つとの間で無線接続を確立するための接続情報を受信するステップと、
   前記受信した接続情報を保持するステップと、
   1つ以上の他のモバイル機器が前記アクセスポイントに接続することを補助するため、前記第1のモバイル機器から前記１つ以上の他のモバイル機器に前記保持した接続情報を送信するステップとを含む方法。
2. 前記保持した接続情報がデータリンクレベル接続情報であり、前記保持した接続情報を送信するステップが、前記第1のモバイル機器によって現在のアクセスポイントと通信するために用いられるチャンネルを介して、前記保持した接続情報を定期的に送信するステップを含む請求項1に記載の方法。
3. 前記保持した接続情報がデータリンクレベル接続情報であり、前記保持した接続情報を送信するステップが、前記第1のモバイル機器によって従前のアクセスポイントと通信するために用いられるチャンネルを介して、前記保持した接続情報を定期的に送信するステップを含む請求項1に記載の方法。
4. 前記第1のモバイル機器と前記アクセスポイントとの間で前記無線接続を確立するステップと、
   前記第1のモバイル機器と前記アクセスポイントとの間の相対的な距離をモニターするステップと、
   前記第1のモバイル機器と前記アクセスポイントとの間の前記モニターした距離が所定の閾値より大きくなると、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち別の1つとの間で新たな無線接続を確立するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
5. 前記第1のモバイル機器と前記アクセスポイントとの間で前記無線接続を確立するステップと、
   前記第1のモバイル機器と前記アクセスポイントとの間の信号強度をモニターするステップと、
   信号強度が所定の閾値より小さくなると、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち別の1つとの間で新たな無線接続を確立するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
6. 前記受信した接続情報を保持するステップが、前記受信した接続情報に優先レベルを割り当てるステップと、前記優先レベルにより編成したリストに前記受信した接続情報を保持するステップとを含む請求項5に記載の方法。
7. 前記新たな無線接続を確立するステップが、前記リスト内の最も高い優先レベルを持つ前記保持した接続情報を検索するステップと、前記最も高い優先レベルを持つ前記保持した接続情報によって、前記新たな無線接続を確立することを試みるステップとを含む請求項5に記載の方法。
8. 前記保持した接続情報を送信するステップが、所定の基準によって、有効範囲を増大又は減少させるために伝送パワーを調整するステップを含む請求項1に記載の方法。
9. 前記保持した接続情報がネットワークレベル接続情報であり、前記保持した接続情報を送信するステップが、
   1つ以上のモバイル機器が前記アクセスポイントにデータリンクレベル接続を確立するときを検出するステップと、
   前記ネットワークレベル接続情報を前記1つ以上のモバイル機器に送信するステップとを含む請求項1に記載の方法。
10. 複数のアクセスポイント間でモバイル機器をハンドオフする方法であって、
    現在のアクセスポイントに接続した第１のモバイル機器で、前記第１のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち1つ以上との間で無線接続を確立するための接続情報を受信するステップと、
    前記受信した接続情報を保持するステップと、
    1つ以上の他のモバイル機器が前記現在又は従前のアクセスポイントに接続するのを補助するため、前記第1のモバイル機器と、前記現在のアクセスポイント及び前記従前のアクセスポイントのうちの1つとの間で無線接続を確立するために前記保持した接続情報を、前記第1のモバイル機器から前記1つ以上の他のモバイル機器に送信するステップとを含む方法。
11. 前記保持した接続情報を送信するステップが、前記現在のアクセスポイントとの通信に用いられるチャンネルを介して、前記従前のアクセスポイントに無線接続を確立するために前記保持した接続情報を送信することを含む請求項10に記載の方法。
12. 前記保持した接続情報を送信するステップが、前記従前のアクセスポイントとの通信に用いられるチャンネルを介して、前記現在のアクセスポイントに無線接続を確立するために前記保持した接続情報を送信することを含む請求項10に記載の方法。
13. 前記受信した接続情報を保持するステップが、前記受信した接続情報に優先レベルを割り当てるステップと、前記優先レベルにより編成したリストに前記受信した接続情報を保持するステップを含み、
    前記第1のモバイル機器と前記現在のアクセスポイントとの間の信号強度をモニターするステップと、
    信号強度が所定の閾値より小さくなると、最も高い優先レベルを持つ前記受信した接続情報によって、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち別の1つとの間で新たな無線接続を確立するステップとを更に含む請求項10に記載の方法。
14. 前記受信した接続情報を保持するステップが、前記第1のモバイル機器と前記各アクセスポイントとの間の距離に基づいて、前記受信した接続情報に優先レベルを割り当てるステップと、前記優先レベルにより編成したリストに前記受信した接続情報を保持するステップを含み、
    前記優先リストを維持するために前記保持したアクセスポイント情報と共に含まれる位置情報に基づいて、前記第1のモバイル機器と前記保持した各アクセスポイントとの間の相対的な距離をモニターするステップと、
    信号強度が所定の閾値より小さくなると、最も高い優先レベルを持つ前記受信した接続情報によって、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち別の1つとの間で新たな無線接続を確立するステップとを更に含む請求項10に記載の方法。
15. 前記保持した接続情報を送信するステップが、所定の基準によって有効範囲を増大又は減少させるために伝送パワーを調整するステップを含む請求項10に記載の方法。
16. 複数のアクセスポイント間でモバイル機器をハンドオフする方法であって、
    第1のモバイル機器で、前記第1のモバイル機器と前記複数のアクセスポイントのうち現在のアクセスポイントとの間でレベル3接続を確立するためにネットワークレベル接続情報を受信するステップと、
    前記受信したネットワークレベル接続情報を保持するステップと、
    1つ以上のモバイル機器が前記アクセスポイントにデータリンクレベル接続を確立するときを検出するステップと、
    1つ以上の他のモバイル機器が前記アクセスポイントにネットワークレベル接続することを補助するため、前記ネットワークレベル接続情報を、前記第1のモバイル機器から前記1つ以上の他のモバイル機器に送信するステップとを含む方法。

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