特開 2023-164470 モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）及びＫネット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023164470

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）及びＫネット

(51)【国際特許分類】

   H04W 4/00 20180101AFI20231102BHJP

   H04W 48/18 20090101ALI20231102BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

H04W4/00 111

H04W48/18

H04W84/12

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023136288

(22)【出願日】2023-08-24

(62)【分割の表示】P 2022521254の分割

【原出願日】2020-04-14

(31)【優先権主張番号】62/913,360

(32)【優先日】2019-10-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】522140884

【氏名又は名称】ギャラクティック テレコム グループ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カカイレ、ジェームズ、キルンダ

(57)【要約】

【課題】広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムを提供する。
【解決手段】広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムであって、アンテナを含む、Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークと、川、山、又は他の場所を超えて信号を渡すのに利用される他のアンテナからのデータ信号を受信するサイトのディッシュアンテナに有線接続されたGwahanzaローカルエリアネットワーク（LAN）マネージャ装置と、Kネット装置及び前記Gwahanza LANマネージャ装置に無線で接続し、インターネットアクセス及びユーザ装置サービスデータを他の装置に提供するネットエクステンダ装置、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

広帯域スペクトラムを介してワイヤレス装置をネットワーク接続し、他の装置にインターネットアクセスおよびサービスデータを提供するためのシステムであって、
アンテナを含む、Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークであって、前記アンテナが、Gwahanzaローカルエリアネットワーク（LAN）マネージャ装置に結合されるか、またはKノード装置に結合され、前記アンテナが、ユーザ装置サービスデータとして、空中からネットワークに無料のテレビチャンネルを取り入れ、前記テレビチャンネルが、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを内蔵するか、または通信ポートを介して接続するすべての装置にアクセス可能になる、前記Wi-Fi、マイクロ波、またはセルラーネットワークと、
川、山、又は他の場所を超えて信号を渡すのに利用される他のアンテナからのデータ信号を受信するサイトのディッシュアンテナに有線接続されたGwahanzaローカルエリアネットワーク（LAN）マネージャ装置であって、前記Gwahanza LANマネージャ装置は、ネットワーク装置への光ファイバまたは他の高速伝送線によって無線Kノードルータおよびサーバに接続され、前記Gwahanza LANマネージャ装置の機能は、前記無線Kノードルータが妥当な範囲を有することが判明したときにサーバに転送される、前記Gwahanza LANマネージャ装置と、
Kネット装置及び前記Gwahanza LANマネージャ装置に無線で接続し、インターネットアクセス及びユーザ装置サービスデータを他の装置に提供するネットエクステンダ装置であって、前記他の装置には、テレビ、タブレット、電話、コンピュータ、自動車、家庭用及びオフィス用のアクセサリが含まれる、前記ネットエクステンダ装置と、
を備えたシステム。

【請求項2】

前記ネットエクステンダ装置は、データを転送するためにイーサネット、ファイバ、USB、HDMI（登録商標）、および他の装置ポートによって接続される物理的な出力ポートをさらに含み、前記ネットエクステンダ装置には、カード制御プロトコルが組み込まれており、前記ネットエクステンダ装置は、前記出力ポートの少なくとも1つを介して電話サービスを提供する、請求項1に記載のシステム。

【請求項3】

前記Gwahanza LANマネージャ装置は、サブ広域ネットワーク（SWAN）上でローカルに接続する装置の識別情報を記憶し、サブスクライブされたネットエクステンダ装置は、他の装置にサービスを提供するために、前記装置が前記ネットワークにアクセス可能ないたるところで使用され、異なるSWANからの前記装置の検証および認証が、サーバから行われる、請求項1に記載のシステム。

【請求項4】

前記モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、接続モデムとしてテレビ内に構成され、前記テレビは、ライブテレビおよびビデオ会議を含むリアルタイムサービスを提供するために、移動中にデータの連続性を維持し、前記テレビは、ホームテレビまたはカーテレビであり、専用キャッシュおよびプロセッサに結合されたネットワークパケットコントローラチップが、2つの異なるノードからのネットワークデータおよびサービスデータを一時的に格納する請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

ネットワーク制御プロトコルを実行する前記Gwahanza LANマネージャ装置が、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを有する装置を認証し、前記ネットワークにネットワーク接続し、前記ネットワーク制御プロトコルが、1つのKノードから他のKノードに切り替えるときに、前記装置と前記Gwahanza LANマネージャ装置の両方にアプリケーションポートを割り当て、前記アプリケーションポートおよび他の接続情報が次のKノードに転送される、請求項1に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本特許出願は米国仮特許出願第６２／９１３，３６０号の利益を主張する。本発明は当初、２０１６年１０月３１日に仮出願として、それを取り巻く状況を説明する書簡と共に出願された。２０１７年１０月３１日にＰＣＴとして提出され、番号ＰＣＴ／ＵＳ１７／５９３２９が付された。２０１８年１２月２１日にＰＣＴとして再出願され、”Ｒｅｐ Ｍｏｂｉｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ（ＭＷＢＮＩＣ）＆ Ｋ－Ｎｅｔ”というタイトルでシリアル番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６７２１８が付与された。ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６７２１８は、受理官庁からのオフィスコミュニケーションが受信されなかったので復活できなかった。

【0002】

本発明は、Ｗｉ－Ｆｉを含む広帯域スペクトル上でのワイヤレス装置のネットワーク化に関する。特に本発明は、パケット制御法を有するモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）と、ネットワーク上の移動中または静止している装置に対するパケットの順序と連続性を維持するための３つのプロトコルを提供する。このネットワークは、ネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）を実行するＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ、カード制御プロトコル（ＣＣＰ）を実行するＫノードとして知られる特別のルータ及びサーバを備え、これらはすべて光ファイバなどの高速伝送線で接続されている。第３のプロトコルであるパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）は、装置にインストールされるか装置の外部ポートに接続されたモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行される。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。ネットワークの一部であるネットエクステンダ装置にはカード制御プロトコルが組み込まれ、他の装置へのアクセスを提供する独立したＫノードのように機能する。

【背景技術】

【0003】

今日、市場にはワイヤレス接続を提供する多くのネットワークカードがある。これらのカードは、ローカル領域で使用するために、ラップトップ又はデスクトップコンピュータに挿入される。これらはワイヤレスアクセスポイントに接続して、限られた半径内でサービスを受ける。これらは、２つのソースからのデータをネットワーク化して移動中に接続を維持するということができない。

【0004】

携帯電話は長距離にわたる移動性を有するが、狭帯域スペクトルでの動作であって、データ転送能力は限られている。移動中の、テレビなどのより大きな装置は、セル方式の狭帯域ではリアルタイムサービスを提供するように機能できない。現在のネットワークカードやセル方式製品の信号伝播は、落葉している木に例えることができ、複数の人が木の下に籠を持って立って、葉（信号）を集めるようなものである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

セルラー技術は狭帯域幅で動作し、セキュリティがない。したがって、モバイル装置をＷｉ－Ｆｉネットワーク及び他の広帯域スペクトル上でネットワーク化して、移動中又は静止時に接続とデータフローを維持するための解決策が必要である。

【0006】

本システムの利点は、モバイル装置をＷｉ－Ｆｉ及び他の広帯域スペクトル上でネットワーク化し、かつ接続を確保した、変化する接続コードを利用することにより装置にセキュリティを提供して、不正な侵入およびモバイル装置の悪質ノードへの迂回を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は２以上のワイヤレスデータソース（Ｋノード）に同時接続し、データをネットワーク化する、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）を導入する。これは、装置が移動中であって１つのワイヤレスデータソースから別のものへ切り替わるときに、データパケットの順序と連続性を維持する。これにより、このカードを備える装置が、接続性を失うことなく、１つのワイヤレス広帯域Ｋノードから別のものに接続したまま長距離移動することを可能とする。ワイヤレスＫノードは、アクセスポイントとみなし得る。

【0008】

一実装形態において、ＭＷＢＮＩＣは、それぞれ異なる周波数フィルタを介して複数の異なるノードに自動的に接続して複数の同時接続を確立し、別の実装形態では、装置が特定のノードに接続するように指示される。移動中の装置とノードの両方に提供される接続コードが、セキュリティを強化する。データフロー、ネットワーク範囲のチェック、及び信号強度のチェックが同時に行われる。

【0009】

システムとして、カードには特別のワイヤレスルータが付属し、Ｋノードは、Ｇｗａｈａｎｚａとして知られるローカルエリアネットワークマネージャに高速ワイヤで接続され、これはまた高速ワイヤでサーバに接続される。

【0010】

データ信号を保護しない現在のワイヤレスカード及びセルラー製品とは違って、本発明の広帯域カードはＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャから標的とするデータを受信する。カードは認証される前に、Ｇｗａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに対して装置ＩＤと共に接続要求に付加された接続コードを提供しなければならないので、カードを接続に誘導するために非認証のアクセスポイントを配置することはできない。

【0011】

Ｇｗａｈａｎｚａに由来する接続コードは接続ごとに変化し、それを複製することはできない。接続コードがＧｗａｈａｎｚａによって生成されてＭＷＢＮＩＣに提供されるとき、そのＭＷＢＮＩＣのＩＤのもとにサーバにも保存される。ＭＷＢＮＩＣによる接続要求は、サーバから読み出したものと比較するために、接続コードを付加して送信される。これにより非常に安全なワイヤレスネットワークが形成される。接続すべき次のＫノードが、装置により送信された接続要求を、Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャによって送信された接続要求と比較し、装置がＫノードに切り替えることを認証する。設定されたＧｗａｈａｎｚａは、ワイヤレスＫノードが通信している波長に基づいて、次にＭＷＢＮＩＣが接続すべきノードを決定する。波長ラムダ（λ）と周波数（ｆ）には、式λ＝ｃ／ｆの関係がある。ここでｃは光速である。

【0012】

２以上のソースからのデータをネットワーク化するＭＷＢＮＩＣは、少なくとも１つの入力ポートを介して複数のノードからのデータパケットを受信する。ＭＷＢＮＩＣは、少なくとも１つのデータ構造、好ましくはスタックを利用して、各ノードからのデータパケットを瞬時に保存する。いくつかのパケットが、毎回各データ構造に書き込まれる。Ｎ個のデータパケットが最も古いデータ構造から同時に削除される。あるいは、これはランダムアクセスメモリにキャッシュされる。新しいワイヤレスＫノードから来るデータと比較するために、毎回、最後のＮ個のパケットのみが保持される。以前のＮ個のデータパケットは、新しいものが来ると削除されて置き替えられる。

【0013】

データは主に２つのカテゴリに分けられる。すなわち、ネットワーク化データとユーザ装置のサービスデータである。ユーザサービスデータは送信されるデータの種類を特定するカテゴリに細分される。各カテゴリにおけるパケットは、特定の通信ポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。これによりすべてのサービスが干渉なしで同時に流れることが可能となる。

【0014】

ＭＷＢＮＩＣは多くの電子装置にモデムとして組み込まれる。電子装置としては、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、自動車、家庭用テレビ、自動車テレビ、カメラ、ナビゲーション装置、及びＷｉ－Ｆｉなどの広帯域スペクトルにアクセスするためにワイヤレスネットワーキングを必要とするその他のものがある。これによりユーザは、移動中にＷｉ－Ｆｉ上でライブでテレビを見、ビデオ会議をすることが可能となる。また、サービスを配信するための、外部装置ポートに挿入されるプラグ＆プレイモデムとしても構築される。

【0015】

本発明は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）とそれが動作するワイヤレスネットワークとを組み合わせるシステムである。ＭＷＢＮＩＣは、移動装置を広帯域スペクトル上でネットワーク化する。システムには、ネットワーク上で移動中又は静止した装置に対してパケットの順序と連続性を維持するための３つのプロトコルが備わっている。このネットワークは、ネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）を実行するＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ、カード制御プロトコル（ＣＣＰ）を実行するＫノードとして知られる特別のルータ、及びサーバを備え、これらはすべて光ファイバなどの高速伝送線で接続されている。第３のプロトコルであるパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）は、装置にインストールされるか装置の外部ポートに接続される、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行される。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。ネットワークの一部であるネットエクステンダが、他の装置へのアクセスを提供する独立したＫノードのように機能する。装置は、これに限らないが、テレビ、タブレット、電話、コンピュータ、自動車、家庭及びオフィスアクセサリ、を含む。ＴＣＰヘッダの要求フィールドの種類は、送信失敗の後に、異なる再送信速度で接続することを含むように組み込まれる。ただし本発明では、接続に重大な必要性のない可能性のある他のものよりも、いくつかの装置に優先権を与える要求の種類を使用する。帯域幅に問題があるときには、接続を求める電話よりも、例えば自動運転車両に高い優先度が与えられる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態によるモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）の回路基板の図である。この設計は、広帯域と狭帯域の両方でデータ提供を可能とする。

【図2】図１の変形である。異なる周波数でのデータパケットの流れ方と、３つの個別フィルタによるフィルタのされ方を示す。各フィルタは特定の周波数で接続データを放射するノードが送信する特定の周波数範囲を処理する。

【図3】図１の別の変形である。様々な周波数のデータパケットが、認可された周波数のみを許容する１つのフィルタを介してＭＷＢＮＩＣカードへ入る方法を示す。非認可周波数は無視される。

【図4】パケット制御プロトコル（ＰＣＰ）アルゴリズムのバージョン１をフローチャート形式で示す。ＰＣＰは、カード内のデータパケットを制御し、任意の与えられたローカルエリアネットワーク上の複数のワイヤレスＫノード間の接続性を維持する。カードは装置に組み込まれるが、場合によっては外部ポートを介して接続される。

【図5】パケット制御プロトコル（ＰＣＰ）アルゴリズムのバージョン２をフローチャート形式で示す。図５では現在接続されているノードの範囲外に出る装置の切り替えのために３つの選択肢が提供されている点が図４とは異なる。１つは接続周波数に基づき、次はカードによって直接読み込まれるＫノードからの信号強度に基づき、最後の選択肢は、接続する次のノードの、カード内に格納されるかＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャから読み出される所定値からの距離に基づく。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは所定の表になった位置データを読み出し、それが計算された距離と座標に基づいて次に接続すべきノードをインタフェースカードに提供する。

【図6】表形式でのデータ構造を表す。データ構造は、ハッシュテーブル、リスト、又は容易にアクセスできるデータを格納する他のものであってよい。これは図５に示すアルゴリズムと組み合わせて使用される。一実装形態ではデータは装置内にあり、別の実装ではデータはＧｗａｈａｎｚａネットワークマネージャまたはネットワーク上のサーバから読み出される。

【図7】Ｋネットと称されるＷｉ－Ｆｉネットワークを示す。これは、Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに有線接続（図示せず）されたワイヤレスＫノードで構成される。Ｇｗａｈａｎｚａは次にサーバ（図示せず）に有線接続される。図には、ネットエクステンダ、ＭＢＷＮＩＣカードベースの装置、および空中からＫネットに無料のテレビチャネルを取り入れるアンテナも示されている。

【図8】モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続されるネットワークの部分図である。各ワイヤレスＫノードはＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに直接有線接続される。

【図9】Ｋノード上で装置とＧｗａｈａｎｚａマネージャとの間のデータトラフィック処理を実行するカード制御プロトコルのアルゴリズムを表す。

【図10】ネットワーク制御プロトコルのアルゴリズムを示す図である。これはＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ上で装置の検証および認証を実行する。

【発明を実施するための形態】

【0017】

ここで使用されるように、本明細書におけるＫノードは、移動中であるか静止しているかを問わず、装置へのネットワーク接続を提供する特別のワイヤレスルータを指す。ＫノードはＧｗａｈａｎｚａと呼ばれるネットワークマネージャに有線で接続される。ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）マネージャであるＧｗａｈａｎｚａは、光ファイバなどの高速ワイヤによってサーバに接続される。

【0018】

Ｋネットは、ネットワークと、ネットワークに広帯域スペクトルで接続する装置を組み合わせたシステムを指す。広帯域ネットワークであるＫネットは、Ｋノードとして知られる特別のワイヤレスルータとネットエクステンダ（ｎｅｔ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）とから成る。信号を増幅するブースタと共に構築されるネットエクステンダは、Ｋノードに無線接続され、他の装置にリモートでサービスを提供する。ＫノードはＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに有線接続され、Ｇｗａｈａｎｚａはサーバに有線接続される。

【0019】

Ｋネットはさらに、アプリケーションモニタ、リピータ、認証サーバ、内部ＤＮＳサーバ（ＩＤＮＳ）、ＩＰアロケーションサーバ、ファイアウォール、インターネットへのゲートウェイから成り、これらすべては高速データ伝送を提供する光ファイバなどのワイヤで接続される。これらのすべてを３つのプロトコルと組み合わせることでネットワークが機能する。

【0020】

ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、光ファイバ及びイーサネットを含むケーブルに接続する、少なくとも１つの外部ポートで構成され、コンセントに接続されるとデータが電子パルスとしてケーブルを通して送信される。

【0021】

図２と図３は、図１とは少し異なる。図１とは異なる図２と図３の特徴のみが説明される。

【0022】

本発明のモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、テレビ、ナビゲーション装置及び車両を含む複数の補助装置に、広帯域ワイヤレス又はＷｉ－Ｆｉノード上でネットワーク化する接続モデムとして構築され、インストール可能である。このモデムのプラグ＆プレイ版は、ＵＳＢなどの外部ポート用に構築される。

【0023】

図１は、本発明の重要な実施形態の図である。これは、電子装置と広帯域ノードをネットワーク化して、図１、７、８に示すようにデータをＷｉ－Ｆｉ及びセルラーネットワーク上で伝送する、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）を表す。これは、Ｋノードとして知られる特別なワイヤレス広帯域ルータに対してワイヤレスでインタフェース接続するための回路基板とワイヤレス無線アンテナで構成され、ＧｗａｈａｎｚａＬＡＮマネージャとサーバに有線接続される。

【0024】

ユーザ、メモリ及び電力のインタフェース１が、電源オンなどの初期コマンド入力源であり、信号をプロセッサ２に送信して接続およびデータフローを実行及び開始する。変調器３がプロセッサ２からのデジタルコマンドを、Ｋノード（図示せず）へワイヤレス送信するためのアナログ信号に変換する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードモデム１００が、発信されるデジタルデータを、電波で送信可能な形態に変換する。Ｋノードがそれをデジタル信号に戻し、次に電気信号に変換して、有線でＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャに送る。

【0025】

周波数アップ又は周波数ダウン変換器１０５が、ノードで使用する周波数を、カード内での送信周波数と同じであるように保証する。変調されたデータ信号が、次に送信波にマージされる。ＲＦフィルタ１０６が、異質の信号なしで送信が行われるように保証する。ワイヤレス無線アンテナ１１２に結合された二重広帯域フィルタ１０７は双方向フィルタであって、発信データが意図したものであり、かつ着信データが適切な周波数又は周波数帯域にあることを保証する。発信データ信号１０８はＫノード（図示せず）へワイヤレス送信される。二重広帯域フィルタ１０７は、２．４ＧＨｚ未満の狭帯域と一度に１つ利用される２．４ＧＨｚ～５．ｘＧＨｚの広帯域、マイクロ波、及び赤外線をフィルタリングするデュアルモードであることを意味する。増幅器１０４、１１４を利用して、着信信号１１１、１０９及び発信信号１１０、１０８を強化する。ＭＷＢＮＩＣ１００が組み込まれたパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）は、装置の移動中に、キャッシュ１１７からパケットをプッシュ、ポップ、比較、および削除する。ＰＣＰは、ノードの帯域幅を決定する機構、次のＫノードの周波数に切り替える別の機構、及び移動中の装置を直接接続する、予め決定された接続データセットに接続される。これらがネットワーク化の手段である。Ｇｗａｈａｎｚａデータセットは装置にダウンロードされる。

【0026】

部品１１３は、発信する狭帯域１１０と着信する狭帯域１１１とをフィルタリングする。狭帯域にはセルラー信号が含まれる。広帯域部１０７か狭帯域部１１３のいずれかが動作し、両方が同時に動作することはない。ワイヤレスＫノードからの着信広帯域信号１０９、及びそのほかのすべての信号が、二重フィルタ１０７、１１３に結合されたアンテナ１１２を通過する。

【0027】

復調器１１５を利用して着信信号１０９を処理のためにデジタル信号へ変換する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードに送信されたデータパケットは、少なくとも１つの入力ポートを介して受信され、それをインストールした装置での使用のためにデジタル形式に変換される。組み込まれたパケット制御プロトコルを有するネットワークパケットコントローラチップ１１６は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００内での接続とデータ送信とを管理する。ＭＷＢＮＩＣ１００内のネットワークパケットコントローラチップ１１６が実行して、パケットＩＤによってデータパケットを識別する。ここで、処理するために選択される次のパケットは、それ以前のＫノードからのパケットよりも大きいＩＤを有する。

【0028】

ネットワークパケットコントローラチップ１１６は、プロセッサ１０２と、装置の使用時にネットワークデータ及びサービスデータを一時的に保存する専用キャッシュ１１７とに結合される。ネットワークデータはすべて、キャッシュ１１７内のスタックなどのデータ構造に保存される。サービスデータは、先入れ先出しの順序を提供するキュー及びその他のデータ構造に格納される。１つのＫノード（特別のルータ）の最後のスタックの最後の数Ｎ個のデータパケットを比較に利用して、２つの異なるＫノードのデータをネットワーク化するとき、パケット順序およびデータ連続性を保証する。ＭＷＢＮＩＣ１００を介して、移動中又は静止している電子装置に配信されたネットワーク化されたデータは、狭帯域スペクトル及び広帯域スペクトルを含む。

【0029】

ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００に送信されたネットワークデータパケットは、少なくとも１つの入力ポート１１９を介して受信され、それをインストールした装置で使用するためにデジタル形式に変換される。

【0030】

ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００は発信するデジタルデータを電波で送信可能な形式に変換する。この形式には無線波、マイクロ波、赤外線が含まれる。

【0031】

コンバータとフィルタ１１８は、入力／出力ポート１１９からの発信及び着信信号をフィルタリングして、必要に応じてアナログ信号又はデジタル信号に変換することを保証する。ネットワークパケットコントローラチップ１１６を介してプロセッサ１０２、変調器１０３及び復調器１１５に結合された複数のデータポート１１９は、ネットワーク化された装置との対話を可能とする。

【0032】

第１の実装方法では、光ファイバなどの物理的なワイヤによってワイヤレスＫノード（特別なルータ）に接続されたＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャは、接続及びＫノード切替を制御する。第２の実装方法では、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、それ自体の接続とノード切替を制御する。

【0033】

ネットワークの接続とノード切替を独立して制御するように実装されている場合には、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００には、範囲内にあるノードの信号強度を決定するメカニズムが組み込まれる。これは、ノード切替及びデータ連続性維持のために、ネットワークパケットコントローラチップ１１６及びプロセッサ１０２に結合される。

【0034】

別の実装では、一つ置きのＫノードが隣のＫノードの周波数とは異なる周波数で動作する。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００のネットワークデータパケットは一つ置きのノードから特定の周波数で受信される。カード１００は、Ｋノードが通信する周波数に基づいて次に接続すべきＫノードを容易に見つけ出す。ネットワークパケットコントローラチップ１１６に結合した、周波数アップ又はダウンのコンバータ１０５が、接続すべき次のＫノードの周波数への切替えタスクを実行する。このプロセスは自動化される。利用される周波数のスペクトルは、無線波、マイクロ波及び赤外線を含む。
１以上のフィルタ１０７、１１３が利用されて、２以上の同時接続が確立される。

【0035】

カード１００を動作させるソフトウェアには、各サブ広域ネットワーク（ＳＷＡＮ）内のすべてのＫノード及びＧｗａｈａｎｚａの位置と、例えば１メートル以下などの各短距離に対する座標又は位置の所定値を有する表またはログが含まれる。これらの値が、装置の距離と座標に基づいて次に接続すべきＫノードを与える。ノードの表は自動的に更新される。

【0036】

接続された装置を管理するＧｗａｈａｎｚａは、ＭＷＢＮＩＣ１００を有する装置に指令して、１つの場所から別の場所に移動する際に特定のＫノードに接続させる。次に接続されるべきＫノードは、その装置の移動方向に対する信号強度に依存する。Ｋノードの通信周波数が、一実装形態においてはＧｗａｈａｎｚａのＫノード選択に利用される。

【0037】

カード内のログ又は表はＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに保管されるが、はるかに広いレベルでＬＡＮの非常に広い領域をカバーする。

【0038】

Ｋノードに対する装置の位置及び座標を計算するために、パケット制御プロトコルとネットワーク制御プロトコルの両方のアルゴリズムが、接続装置からの出発時間（ＴＴＬ）と到着時間（ＡＴ）を利用して、ＡＴ－ＴＴＬによって信号の移動時間を得る。これに信号速度を掛けて、近隣の各Ｋノードからの装置距離を取得する。Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ又はＭＷＢＮＩＣ１００は、ログ内の予め計算されて表となったデータを利用してどの次のＫノードに接続すべきかを特定する。

【0039】

カード１００が接続すべき次のＫノードを決定する実装においては、カード１００がログを読み取って、次のＫノードを選択する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００上のプロトコルは、装置が１つの領域から別の領域への移動する際に、定期的に更新される。

【0040】

あるいは、ログの代わりに装置とノード間の距離を使った計算により次のＫノードが決定される。

【0041】

Ｋネットは本特許出願の図１０に含まれるネットワーク制御プロトコルのようにして信号送信を実装する。ネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）はサーバにインストールして、Ｇｗａｈａｎｚａマネージャなしでの動作が可能である。

【0042】

着信信号１１１、１０９は、ネットワーク信号とデータ信号に分割される。

【0043】

一実装形態において、複数のワイヤレスノードが広帯域ネットワーク信号を同一周波数で送信し、それらはすべて、図１（９）のような同一フィルタを介して着信する。この実装では、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）１００は、読み込んで特定の周波数又は周波数範囲でフィルタリングし、他の周波数はすべて無視するように指示される。

【0044】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００は、その中に組み込まれたパケット制御プロトコルによって、又は最近接Ｇｗａｈａｎｚａ上のネットワーク制御プロトコルによって、最近接ノードからのその位置に基づいて次に接続すべきノードを指示される。そのような場合、計算を使用して相対位置を求める。あるいは、Ｋノード性能データがログテーブルから直接読み込まれて、接続すべき次のＫノード決定に利用される。

【0045】

着信データの記録に３つのデータ構造（スタック）が利用される場合、書込みモジュールはスタック１に書き込み、次いでスタック２に移動し、その後スタック３に移動する。スタック３に書き込んでいる間、削除モジュールがスタック１を削除し始める。書込みモジュールがスタック３への書き込みを終了するまでに、スタック１が書き込み可能となる。あるいは、マルチスレッドが適用されて複数のスタックの同時書込み及び削除が行われる。

【0046】

着信接続信号はネットワーク信号とも呼ばれ、接続する放送ノードの周波数に合わせる、周波数アップ及びダウンコンバータ１０５を介して着信する。接続が確立されると、データは復調器１１５に送られ、そこから搬送波信号がフィルタ除去されて無線データ信号が処理のためにデジタル形式に変換される。

【0047】

復調されると、デジタルデータパケットは、キャッシュ１１７、変調器１０３及び復調器１１５に結合された、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００に出入りするデータパケットを制御する、ネットワークパケットコントローラチップ１１６に送られる。ネットワークパケットコントローラチップ１１６は、復調したデータをフィルタ及びコンバータ１１８を経由して、通信ポートまたはディスプレイ１１９などの目的地へ送る。ＭＷＢＮＩＣ１００は、少なくとも１つの入力ポートを介して、複数のノード／ネットエクステンダからの複数のデータパケットを同時に受信し、古いデータパケットを新しいパケットで置き替えながら古いものを削除する。パケットの連続性を維持するために、ネットワークパケットコントローラチップ１１６は、接続されている各ノードからの最後のＮ個のパケットをメモリに瞬時に保存して、以前のＮ個のデータパケットを削除する。これらのＮ個のパケットは常に最新のものであり、迅速にアクセスできるように専用のキャッシュメモリ１１７またはその他に保存される。古いパケットは継続的に削除される。キャッシュメモリ１１７は、図示するように専用チップであっても、ランダムアクセスメモリ１０１の一部であっても、又はプロセッサの一部であってもよい。同様に、ネットワークパケットコントローラチップ１１６は、中央処理ユニット１０２に組み込まれてもよい。

【0048】

ネットワークパケットコントローラチップ１１６に組み込まれたパケット制御プロトコルは、データパケットをキャッシュ内のスタックなどのデータ構造にプッシュし、パケットを比較する時間になるとデータ構造からデータパケットをポップする。パケットはパケットＩＤによって識別されて比較される。最後のＮ個のパケットの内の、メモリ内に保存された最後のデータパケットが、新たにＫノードに接続された最初のデータパケットと比較されて、連続するデータパケットの順序が決定される。Ｋノードからの最後のパケットはＸ－１に設定され、新規に接続されたＫノードの最初のパケットがＩＤ＝Ｘに設定されて、それを現在のデータパケットとする。

【0049】

以前のノードの最後のパケットがメモリスタックにプッシュされて、新ノードからの第１のパケットと比較されて順序が維持されると、新ノードのパケットはその新しいスタックに書き込まれる。一度に３つのスタックが使用される場合、スタックＸ及びＸ－１は現在のものとみなされる。最も古いスタックＸ－２は削除されて新データを可能とする。

【0050】

図２は図１を少し変形したものである。この構成においては、３つのフィルタのそれぞれが、他の２つとは異なる特定の周波数帯域を取る。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークカードが、３つのフィルタのそれぞれに周波数又は周波数帯域を読み込む。一実装形態においては、その方向で最近接のノードからのデータを起動する。これは信号強度に基づく。さらにリッスン（待機）して、第２のフィルタに一致する周波数帯域の第２のノードに接続する。２つのノードは同時に接続されるが、データの書き込みはそれぞれの割り当てられたメモリ空間に行う。各フィルタからのデータは、異なるノードから来るので、その空間に向けられる。1つのモジュールはそのデータを書き込むためにも割り当てられ、別のモジュールが２つのワイヤレスノードからのデータを比較するために割り当てられる。いくつかのタスクを実行するために、スレッドが利用されてもよい。

【0051】

それぞれの場合、カードが最後のＮ個のパケットを異なる一時ストレージに格納する。データパケットはパケットＩＤによって比較される。パケット制御プロトコルは最後のパケットをポップして、スタック又は他の種類のストレージにプッシュし、最も古いノードからの最後のパケットを、新ノードの最初のパケットのパケットＩＤと比較する。最も古いパケットを過去のパケットとしてＩＤ Ｘ－１に設定し、新しいパケットを現行パケットとしてＩＤ Ｘに設定する。

【0052】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのデータパケットは２つのカテゴリに分割される。１つは、ネットワーク化のカテゴリであって、モバイル装置が１つのＷｉ－Ｆｉノードから別のノードに移動する、あるいは複数のノードに同時に接続して、データパケットの順序と連続性を維持することを可能とする。もう１つは、ユーザ装置のための実データである。各カテゴリにおけるサービスデータパケットは、特定のポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。ＭＷＢＮＩＣ１００に組み込まれたパケット制御プロトコルは、異なるノードからのパケットの順序と連続性を維持する。以前のＫノードからのパケットＩＤを新しく接続されたＫノードのパケットＩＤと比較し、以前のものとしてパケットにＸ－１のＩＤを設定し、現在のデータパケットとしてパケットＩＤ Ｘを設定する。

【0053】

装置及びノードをネットワーク化することを意図する通信パケットは、ネットワークで送信されるユーザ装置のための実際のデータとは別のそれ自体の周波数で送信される。別の実装形態では、ネットワーク化のパケットは、フラッグを立てて、すべてのノードを介して同一の周波数で送信される。

【0054】

ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００のネットワーク化データパケットは、特定の周波数で１つ置きのノードから受信される。ここで、接続するモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード１００は、図７に示すＷｉ－Ｆｉネットワーク及び他の広帯域ネットワークにある接続すべき次のＫノードの周波数を容易に見つける。

【0055】

図２の３つのフィルタ２０７、２０８、２０９はそれぞれが、ネットワーク化データパケットを１つだけ又は１つの範囲だけフィルタリングする。１つおきのノードは、通信又はネットワーク化データパケットを異なる周波数又は周波数の帯域でブロードキャストするので、与えられた方向の範囲内のノードが、それぞれ異なるフィルタを介して自動的に接続される。この実装においては、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードはノードの切り替えにＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャの助けを必要としない。別の実装形態では、ノードの切替タスクは周波数ホップのみによって行われるので、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャが次に接続すべきノードを装置に指示する。

【0056】

ノードの周波数ホップ又は信号強度に基づく自動接続を利用する場合、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、与えられた方向のすべてのノードの位置の入った確立済みのデータ表を読み込んで、接続するノードとドロップするノードを決定する。ただし、最も古いノードは、ネットワーク周波数の範囲から出ると、自動的にドロップする。周波数フィルタが接続するＫノードを自動的に確立し、これにより同時接続が可能となる。

【0057】

第２のカテゴリはユーザ装置が必要とする実際のサービスデータのカテゴリである。これには、テレビデータ、ビデオ、電話、音声とテキスト、ナビゲーション、ビデオ会議データなどが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを介して受信されるサービスデータのそれぞれの種類は、特定の周波数範囲で送信され、すべてのサービスが互いに干渉することなく同時に流れることができる。ポートは各周波数範囲に対して指定される。データパケットはパケット識別子（ＰＩＤ）によって識別され、ＰＩＤはデータフレームに対して順次増加してフラッグが付けられる。ＰＩＤを使用して、最後のＮ個のデータパケットを一時的な記憶メモリに書き込み、そこからそれらがポップされて、新規接続されたノードからの新パケットと比較される。この一時的記憶メモリは専用キャッシュであるが、ランダムアクセスメモリまたはプロセッサの一部であってもよい。装置識別のために付加されたパケットＩＤ番号は、複数の装置が同じ空間及び周波数チャネルを共有するときに信号の干渉を防止する。

【0058】

図７に示すように、周波数ホップとは、ネットワークデータパケットをブロードキャストするノードでの周波数の交代を指す。これにより、使用中の周波数に基づく自動接続が可能となる。接続が確立された後、実際のサービスデータパケットが、接続された補助装置の要求によりモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードを通って流れる。

【0059】

これと図１の実装との主たる違いは、各ノードが異なるフィルタに異なる接続周波数でパケットを渡すことである。接続周波数の送信は各ノードで交互に行われ、各フィルタが現行ノードに一致する特定の周波数又は周波数の帯域を取る。

【0060】

接続パケットの周波数がルータ１つごとに交代する間、各種類のデータに関するデータパケットは、図７のＷｉ－Ｆｉネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上のすべてのノードを通じて同一の専用周波数で流れる。すなわち、ＴＶ信号が１つのノード上をＡ～ＣＭＨｚの周波数で流れるとすると、すべてのノードをそれらの周波数で流れることになる。ナビゲーションデータが１つのＫノードをＤ～Ｇの周波数で流れるとすると、すべてのＫノードをその周波数範囲で流れることになる。

【0061】

図３は図１の別の変形である。図３の構成は、Ｗｉ－Ｆｉ信号や他の信号を１つのフィルタ３０７を介して受信および送信する。通信周波数とは無関係に、実データの周波数はすべてのノードを通じて同一のままである。１つのノードから別のノードへの切替えは、ネットワークパケットコントローラチップ３１７及びプロセッサ３０２に結合された機構によって決定される信号強度３２２、３１３、３１４に完全に依存する。装置は最大で３つのノードに接続する。Ｋノードルータのそれぞれからのデータは、図に示すように１つのフィルタを通過する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、帯域内の様々なノードからのブロードキャストをリッスンして、少なくとも１つの通信ポートを介してワイヤレスＫノードからのデータパケットを受信する。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、信号を読み込んでその強度を決定し、その後、その移動方向で最大の信号を有するものに接続する。ＭＷＢＮＩＣ装置が図７のＷｉ－Ｆｉネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上の新規のノードに切り替わるまでは、サービスデータは、１つのＫノード又はネットエクステンダを通って流れる。

【0062】

ＭＷＢＮＩＣは、ノードから、ＴＣＰヘッダに生存時間属性を有する信号を受信する。ＭＷＢＮＩＣは、到着時間から出発時間を差し引くことで、信号の到着に要する時間が得られる（Ｔ＝ＡＴ－ＴＴＬ）。Ｔに信号速度を掛けることによりそのノードからの装置の距離が与えられる。３つのノードに接続されている場合、装置距離を半径として３つの任意の円が描かれる。これらの円の交点が装置の座標（Ｘ，Ｙ）を与える。あるいは、装置位置を通るノードペア間の直線が、複数の三角形を生成する。三角形を幾何学的に利用して、ノードからの必要な任意の距離が決定される。装置座標と距離を決定するこれらの方法は、我々が設計する他の装置で利用される。

【0063】

信号の移動時間に信号速度を掛けて接続されるＫノードからの装置の距離が得られる。この距離を利用して、装置座標などの他の任意の必要なデータが取得される。

【0064】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードには、インターネットプロトコルアドレスに加えてネットワーク上で識別されるハードウェアのＭＡＣアドレスが割り当てられる。

【0065】

位置変更からの別の計算により装置の第２の位置が新しい座標（Ｘ－ｘ，Ｙ－ｙ）で与えられる。これにより、どのノードの距離が増加又は減少しているかを見ることにより移動の方向がわかる。そうして移動方向を利用して、次にどのノードに接続すべきかが決定される。

【0066】

Ｋノードが自身の存在をブロードキャストする。

【0067】

接続要求を送信するときに、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、範囲内の複数のワイヤレスＫノードに対して自分の識別情報と、接続を要求する装置の種類を提示する。その移動方向により大きい強度をもつ新しいノードが出てくるまでは、最強の信号強度を有するノードに接続する。新ノードへの認証後に、最小強度の過去のノードが削除される。少なくとも１つの通信ポートを介してワイヤレスＫノードからのデータパケットを受信し、接続すべき最大信号強度を決定する。

【0068】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、その移動方向により大きい強度をもつ新しいノードが出てくるまでは、最強の信号強度を有するノードに接続し、新ノードへの認証後に、最小強度の過去のノードを削除する。これは自動接続と呼ばれる。

【0069】

ＴＣＰヘッダにおいて優先処理フィールドの元の使用法は、送信に失敗した場合に再送信時間が異なる装置を優先することである。このネットワークでは、そのフィールドを利用して、他よりも接続の必要性の高い装置を優先する。この使用法では、道路上の車両が電話機よりも高い優先度を持つ可能性があるので、ネットワークは車両への接続を第１とする。現行のネットワークとの互換性のためにＴＣＰヘッダの元のフィールドを使用するが、ＴＣＰヘッダ又は接続しているインターネットアドレス（ＩＰ）のどこか別のところに代わりにそれを配置する。

【0070】

転送されたネットワークデータパケット及び実データを制御する装置内のプロトコルが開発されて、パケット制御プロトコル（ＰＣＰ）と呼ばれる。それはモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）内に常駐する。ＭＷＢＮＩＣ内のパケット制御プロトコルは、Ｋノードの帯域幅又は信号強度を決定する機構に結合される。それにより、近接Ｋノードに対するカード位置も常に決定される。

【0071】

カードがＫノードの送信周波数を読み取る。特定のＫノードの信号強度又は通信周波数のいずれかを利用して、ＭＷＢＮＩＣが、Ｇｗａｈａｎｚａマネージャの支援なしでどのＫノードに接続すべきかを選択する。自分の位置する領域内のノードを有するルーティング表を定期的にダウンロードする。

【0072】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャによって最近接ノードからの位置に基づいて次のＫノードへ接続するように指示され、接続に所定のデータが利用される。所定のデータには、それぞれのＫノードとＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャの位置、及び両者の間の任意の位置と各位置における信号強度が含まれる。カード制御プロトコル（ＣＣＰ）と呼ばれる別のプロトコルが、ＭＷＢＮＩＣとワイヤレスＫノードの間の動作を制御するように設計されている。ＣＣＰはＫノードに常駐する。

【0073】

図４のアルゴリズム４００は、信号の連続性を失うことなく、移動装置の接続性、及び１以上のノード（Ｋノード／ネットエクステンダ）上のデータフローを制御するためのカード制御プロトコル（ＣＣＰ）を表す。このアルゴリズムを利用して、ノードが接続パケットを送信する周波数が、１つのワイヤレスルータ又はネットエクステンダから次のものへの切替えにおいて役割を果たす。

【0074】

図４に示すカード制御プロトコルの実装により、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ又はサーバは、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）が接続すべきノード（ワイヤレスルータ／ネットエクステンダ）を指令可能とする。その実装においては、ＭＷＢＮＩＣは接続又は削除するノードの決定は行わない。

【0075】

移動中、ＭＷＢＮＩＣはノード変更が必要な都度指示されて、新ノードに接続する。これらのノードは、特定の周波数の接続信号をブロードキャストするように予め構成され、それらは周波数アップ又は周波数ダウンコンバータによって容易にピックアップされる。データの連続性を得るために、ＭＷＢＮＩＣは少なくとも２つのノードに同時に接続されねばならない。

【0076】

電源が投入される（４０１）と、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが複数のノードからブロードキャストされる信号を読み込む。ＭＷＢＮＩＣが接続要求をノードに送信する。デジタル命令形式の要求は、変調器によって送信のためのアナログ信号に変換される（４０２）。要求には装置ＩＤ、種類、及びわかっている場合には位置が含まれる。信号は増幅され（４０３）、フレームに編成され（４０４）、それが周波数アップ／ダウン変換器で送信波にマージされる（４０５）。これが変調器に結合されて、そこで信号が、フィルタを通って一度に１フレームずつアンテナへ送られて、無線波として送信される（４０６）。

【0077】

ネットワークシステムには２つのネットワークプロトコルがある。すなわちＫノードから実行されるカード制御プロトコル（ＣＣＰ）と、Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ又はサーバから実行されるネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）である。システムには、接続装置から実行されるパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）という第３のプロトコルもある。これらのプロトコルが一緒に作業して接続を確立する。

【0078】

ノードが、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード装置からフレームを受け取る時（４０７）、信号は、装置ＩＤと装置種類の検証のためにＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ又はサーバに転送される。検証によって認証される。

【0079】

接続されると（４０８）、図１に示すモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードから実行されるパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）が、周波数及びＫノードＩＤを含む、必要なすべてのデータを記録する（４０９）。プロトコルとＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャの組合せシステムは、ユーザが任意の与えられた時間にアクセスする、各種のサービスに関するＮ個のパケットを記録する。最初のＮ個のパケットの後、その次のパケットが最後のＮ個のパケットになる。

【0080】

任意の与えられた瞬間における、格納されたデータの最後のＮ個のパケット（４１０）に関しては、スタックのようなデータ構造が使用される。２又は３のスタックが、各データ種類に対してこのタスクを実行する。システムがＮを利用して１５個のデータパックを表すとすると、３個のスタックを使用して各スタックに５個のパケットを書き込むことができる。最初のスタックが一杯になって、少なくとも１つのパケットが第２のスタックに書き込まれると、削除方法又は機能が呼び出されて５個のデータパックが入った第１のスタックが消去される。第２のスタックが一杯になるまでに、最初のスタックが空にされて、再び書き込まれる。スタックへのパケットの書込みおよび削除のプロセスはそれ以上のデータ流入がなくなるまで継続される。他のデータ構造、ファイルまたはデータベースが使用可能であるが、ラストオンファーストアウト構造である故に、スタックがはるかに高速である。書き込むべき最後のパケットが常に一番上にあり、新ノードからのパケットに比較するために最初に読み出される。スレッドはマルチタスクに利用可能である。

【0081】

接続すべき範囲内に新ノードがあり（４１１）、かつＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ又はサーバによってそれに接続するように指示された場合、新ノードに接続する（４１２）。

【0082】

装置が位置を変更すると、古いＮ個のデータパケットを破棄して、それらを各ノードの一時ストレージにある最後のＮ個の新データパケットで置き換える（４１３）。装置は２又は３のノードに同時に接続する。ただし、範囲内に十分なノードがない場合には、１つのＫノードにだけ接続する。

【0083】

パケット制御プロトコルのアルゴリズムは、いつでも接続されたＫノードからの最後のＮ個のデータパケットを一時的に格納し、以前のＮ個のデータパケットを専用メモリから削除する。 これはメモリを開放するために行われる。

【0084】

それぞれのデータ種類がそれ自身のメモリに割り当てられて、Ｎ個のパケットを保存する。装置が接続されて、ノード（Ｋノード／ネットエクステンダ）を切り替えるためのネットワーク命令と共に、テレビ、電話及びナビゲーション信号などの異なるデータ種類が流入する場合、異なる４つのグループのメモリ割り当てがあり得る。各種類のデータに対して、最後のＮ個のデータパケットを格納するのに３つのスタックが使用される場合、ノード切替のための命令は異なるメモリ領域に割り当てられる。テレビデータには３つのスタックが割り当てられ、電話データには３つのスタックが割り当てられ、ナビゲーションデータには３つのスタックが割り当てられる。それぞれのデータの種類は、そのスタックに書き込む独自のモジュールを有する。したがって、１つのデータ種類が他のスタックへの書き込みに干渉することはない。複数のスレッドが同時に実行され、多くのタスクが同時に実行される。

【0085】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）が備わった装置、又はそれに接続された装置が、範囲外に出る（４１４）場合には、新ノードに接続される（４１５）。

【0086】

新ノード（Ｋノード／ネットエクステンダ）からデータパケットが流れ始めると、スタックに格納されるべき最後のパケットは一時ストレージからポップして（４１６）、新ノードからの最初のデータパケットと比較される（４１７）。新ノードからの現在のパケットがＩＤとしてＸを有し、書き込まれる最後のスタックの最も上のパケットがＩＤとしてＸ－１を有する場合、Ｘ－１のＩＤを有するパケットが最後のパケットとして設定され、ＸのＩＤを有する新パケットが現行パケットとして設定される（４１８）。データストリームはあたかもすべてのパケットが同一ノードから来たかのように、流れ続ける。

【0087】

旧ノードと新ノードとのデータ連続性を確立した後、旧ノードは破棄されてそのスタックは空となる（４１９）。装置が未だ移動中の場合には（４２０）、アルゴリズムがステップ４１３にループバックして、それ以降を継続し、さもなくば同一ノードに留まる（４２１）。

【0088】

すべてのＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャは、サブ広域ネットワーク（ＳＷＡＮ）内の全ノードと、ローカルエリアネットワークの現在接続されているユーザ装置の更新された接続データを有する。ただし、ローカル装置の識別情報を格納することも可能である。異なるＳＷＡＮからのユーザ装置がＧｗａｈａｎｚａマネージャに接続するとき、Ｇｗａｈａｎｚａマネージャは異なるＷＡＮに配置されているためにユーザ装置の情報を持っていない。そのため、検証と認証は認証サーバから行われる。

【0089】

ネットワークパケットコントローラチップの全機能が、マイクロプロセッサ内に代わって配置される。同様に、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャで行われるＭＷＢＮＩＣの検証と認証は、Ｋノードレベル又は認証サーバで行なうことが可能である。

【0090】

図５のアルゴリズム５００は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）に接続する独自のノード（Ｋノード／ネットエクステンダ）を見つけさせる、異なるバージョンのパケット制御プロトコル（ＰＣＰ）を示す。これと図４のバージョンとの違いの１つは、接続先を指示されることなく、ＭＷＢＮＩＣがワイヤレスノードに接続することである。

【0091】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）のパケット制御プロトコルは、ノードの帯域幅決定機構に接続されている。それは、近接Ｋノードに対するカード位置も常時決定する。さらに、カードがＫノードの送信周波数を読み取る。このデータを利用してＭＷＢＮＩＣは、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャからの指示なしで、次に接続すべきＫノードを選択する。これには以下のような３つの異なる方法が利用される。
ノードの帯域幅を決定するための帯域幅機構[０３４]が、そのＬＡＮ上のノードに接続された全装置のログを保持するＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ[０４７]、[０６４]、[０８０]、[０８２]、[０８６]、[０８７]と、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャをワイヤレスノードすなわちＫノード及びネットエクステンダに、組み込まれたプロトコル及びソフトウェアと共に接続する高速ワイヤ[００８]、[０２６]、[１３２]と、を備える。プロトコルは認証、移動中のノード切替、及びネットワークでのデータ伝送を支援する。認証時刻はデータ転送容量と共に、異なる種類のユーザ装置に記録される[００２]、[０１５]、[０２８]、[０９６]、[００４]、[００６]、[００７]。
ユーザサービスデータは送信されるデータの種類を特定するカテゴリに細分される。各カテゴリにおけるパケットは、特定の通信ポートに割り当てられた異なる周波数で受信される。これによりすべてのサービスが干渉なしで同時に流れることが可能となる［０１３］。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、所定の表となった位置データ読み込む。これは計算された距離と座標に基づいて次に接続するノードを与える［０２０］。そして、アプリケーションモニタ、リピータ、認証サーバ、内部ＤＮＳサーバ（ＩＤＮＳ）、ＩＰ割り当てサーバ、ファイアウォール、インターネットへのゲートウェイ、これらはすべて、高速データ伝送をする光ファイバなどのワイヤで接続されている。これらのすべてを３つのプロトコルと組み合わせることで、ネットワークが機能し、設計により、広帯域と狭帯域の両方がデータを提供しノード上の帯域を決定可能とする。フィルタがデュアルモードであり、これは２．４ＧＨｚ未満の狭帯域と、一度に１つ使用される２．４ＧＨｚ～５．ｘＧＨｚの広帯域、マイクロ波及び赤外線とをフィルタリングすることを意味する。増幅器４、１４を利用して、入力信号及び出力信号を強化する。ワイヤレスＫノードからの入力広帯域信号９、及びそのほかのすべての信号が、二重フィルタに結合されたアンテナ１２を通過する[０２８]，[０１６]，[０３４]，[０３５]。この機構は、ノード切替のためにＭＷＢＮＩＣのネットワークパケットコントローラとプロセッサに結合されている[０４２]。
Ｋネットネットワーク上のワイヤレスノードにおける信号強度を決定する信号機構は、カードに格納されるか、又はＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャから読み出される所定値を含む[０２０]。Ｇｗａｈａｎｚａはそのローカルエリアネットワーク上のすべてのワイヤレスノードのログを格納する。これらのログには、これに限らないが、すべてのワイヤレスＫノードの地理的位置と、良好に動作する半径とが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続要求をするとき、又は現在の接続の範囲外の新しい位置に移動するとき、Ｇｗａｈａｎｚａはログを読み出して、現在の位置と方向を基にＭＷＢＮＩＣを維持するワイヤレスノードを決定する[１３３]、[１３４]、[１３５]、[１３６]。

【0092】

ＭＷＢＮＩＣが図４のアルゴリズムのステップ４０１～４１３を進む。装置が現在接続されているノードの範囲外へ出ると（１４）、４１５、４１７又は４１９を選択する方法に基づいて新ノードへの接続に進む。

【0093】

パケット制御プロトコルは、装置が１つのＫノードから別のＫノードへホップするときに配信される各データ種類ごとに、異なるメモリ位置とモジュールを特徴とする。

【0094】

実装が通信パケットの送信周波数を変えるノードに依存するものである場合（４１５）、周波数変化は装置で検出されて合わせられ、新ノードに切り替えられる。装置は新周波数で新ノードとの接続を確立する（４１６）。

【0095】

１つのノードから別のノードへの切り替えが信号強度による実装である場合（４１７）、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは範囲内のすべてのノードの信号強度を読み込み、接続すべき上位３つを選択する（４１８）。それらが接続に適したノードであることを確認するために、装置が自分自身の方向を見いだして、その方向にあるノードを選択する。ノードからの装置の距離、座標（ｘ，ｙ）及び方向を決定する方法は、図３のアルゴリズムのもとに確立される。

【0096】

別の実装形態においては、装置は、予め計算されて確立された値に依存して接続するノードを選択する（４１９）。装置の位置（ｘ，ｙ）に基づいて、表として確立された接続範囲を有するルータを検索して装置はそれらのルータに接続する。ＭＷＢＮＩＣのメモリに保存された、予め計算された表データは定期的に更新されて、ノードの位置、及びノードからのその位置までの距離が読み込まれる。装置はまた、ノードからその距離を計算して、その距離を使用して接続すべきノードを決定する（４２０）。ノードからの距離、座標（ｘ，ｙ）及び方向を決定する方法は、図４、５、６のアルゴリズムの下で確立される。

【0097】

ＭＷＢＮＩＣがその位置と運動方向を計算する。それは、３つの異なるノードの各ノードの位置からこれを計算する。その座標（ｘ，ｙ，ｚ）、特にｘの値を、そのノードの中心からの終点及びそれらの間の距離ｘとして用いて、各ノードの周りに任意の円を描く。これらの円の交点が装置の座標を与える。

【0098】

上の５１４、５１５、５１６又は５１４、５１７、５１８又は５１４、５１９、５２０の３つの方法のすべてにおいて、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）装置は、ノードを探索して、指示なしで自分で接続する。複数のノードからのブロードキャスト信号を読み取り、１以上のノードに同時に接続する。

【0099】

新しいＫノード／ネットエクステンダからデータパケットが流れ始めると、スタックに格納されるべき最後のパケットは一時ストレージからポップして（５２１）、新ノードからの第１データパケットと比較される（５２２）。新ノードからの現在のパケットがＩＤのＸを有し、書き込まれる最後のスタックの一番上のパケットがＩＤのＸ－１を有する場合（５２３）、ＩＤのＸ－１を有するパケットが最後のパケットとして設定され、ＩＤのＸを有する新パケットが現行パケットとして設定される。データストリームはあたかもすべてのパケットが同一ノードから来たかのように、流れ続ける。装置データに対して、現行の、すなわちアクティブなものとして設定されたデータポートは、キューなどの先入れ先出しのデータ構造を利用する。後入れ後出しのスタックは、比較のための第２のデータを格納する。２つ、３つ又はそれ以上のスタックを利用して、まさに次のＫノードになろうとしている第２のＫノードからのデータを格納する。

【0100】

各種のサービスデータに、特定の周波数帯域に関連する特定のポートが割り当てられる。１つの装置が、相互に干渉することなく複数のアプリケーションを実行可能である。

【0101】

ネットワーク接続の後、装置上で開かれたアプリケーションが、必要なサービスの種類を示す要求を提出する。Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャのネットワーク制御プロトコルが、装置とＧｗａｈａｎｚａ接続の両方にアプリケーションポートを割り当てる。その装置が移動中である場合には、その装置が切断されるまではポートは一定のままである。データソース（Ｋノード）が切り替えられるとき、ポート及び他の接続情報は新Ｋノードに転送される。接続装置に関して、ポートは特定の範囲の周波数で接続されて、同一の装置上で実行されている他のアプリケーションからの干渉を回避する。あるいは、新しい接続のたびに新しいポートが発行される。

【0102】

旧ノードと新ノードとのデータ連続性を確立した後、旧ノードは破棄されてそのスタックは空となる（５２４）。装置が未だ移動中の場合には（５２５）、アルゴリズムがステップ５１３にループバックして、それ以降を継続し、さもなくば同一ノードに留まる（５２６）。ＭＷＢＮＩＣが未だに移動中か否かを確認するために、２つの変数が宣言される。
現在の距離と新しい距離であり、その両方がゼロに設定される。現在の距離が計算されて、実距離として設定される。位置が変更された後、新距離が計算され、新距離変数に割り当てられる。これはノードへのすべての接続に対して行われる。装置とノードの間の距離が最も大きく減少する方向が、現在の方向となり、Ｎ、ＮＮＥ、ＮＥ、ＥＮ、ＥＥＮ、Ｅである。

【0103】

図６の６００は表形式でのデータ構造を表す。データ構造は、ハッシュテーブル、リスト又はランダムメモリに迅速アクセスが可能な他のものであってよい。これは図５に示すアルゴリズムと組み合わせて使用される。一実装形態ではデータはユーザ装置（ＭＷＢＮＩＣ）にあり、別の実装ではデータはＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ又はネットワーク上のサーバから読み出される。表形式は、装置が接続されるインターネットへのゲートウェイ１を示す。ルーティング表を利用して、ユーザ装置が配置されているワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）２をゲートウェイは容易に識別する。検索を更に狭めるために、ネットワーク制御プロトコルが常駐するＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ３の識別符号（ＩＤ）が使用される。これにより、検索がそのＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャに接続されているノードにのみ絞り込まれる。ユーザが位置しているＧｗａｈａｎｚａを突き止めた後、装置の移動中はノードのログはＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャに保持されているので、アルゴリズムがユーザ装置が接続されている実際のノードを読み出す。ノード距離８を、他の２つのノードからの他の２つの距離と併用して、装置座標を決定する。装置座標及び方向を利用して、アルゴリズムが接続する次のノードを表データから読み取る。属性に示されていないのはＭＷＢＮＩＣの速度である。

【0104】

これに代わり、パケット制御プロトコルのアルゴリズムが３つのノードからの距離とその移動方向を計算して、任意の円を描き、その交点が装置の（ｘ，ｙ）座標を提供する。与えられた任意の装置座標において、図６の座標５と比較することにより、アルゴリズムが表からその方向に接続する次のノード７を読み取る。これも表にはされているが平均速度は示されていない。それは、移動距離を経過時間で割った、Ｓｔ＝Ｄ／ｔで得られる。

【0105】

図６の設定６００において、次に接続するワイヤレスルータへの切り替えは、装置によってリアルタイムで計算される値、又は格納されてアクセスされる、予め計算された表の値による。予め計算された値はサーバ内にあって、リモートアクセスされる。別の実装では、これらの値は装置に常駐しており、装置の現在の座標を基に、呼び出されてどのノードに接続しどの方向に向かうべきかを装置に指示するようになっている。これらの予め計算された値には、ノードとＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャのすべての位置が含まれる。これにはまた、ノード間のすべての位置座標が１メートル以下の増分で含まれる。これらの長さを取得するために、アルゴリズム表６００は、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャの近傍の経度、緯度に対するノードの位置を利用する。角度が距離に変換されて表にされる。ノードの距離及び角度が、装置速度及び信号速度と共に利用されて、方向が計算される。

【0106】

図７は、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク上のワイヤレスノード７０１のネットワークであり、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ２に図には示さない有線で結合されている。Ｇｗａｈａｎｚａは次にサーバ（図示せず）に有線接続されている。この図にはネットエクステンダ４も示されている。これはホーム又はオフィスに常駐するユーザ装置であってネットワーク拡張を提供する。有線又はワイヤレスでＫノードルータとＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャに接続するネットエクステンダは、パケット制御プロトコルを実行する装置にそれらの存在をブロードキャストする。これらの装置はネットエクステンダにワイヤレスで接続する。Ｋノードとネットエクステンダ上のカード制御プロトコルは、他のネットエクステンダとＫノードからの装置をネットワーク化及び転送して、移動中のデータパケットの連続性を維持する。ネットエクステンダはまた物理的出力ポートを有し、それがイーサネット、ファイバ、ＨＤＭＩ（登録商標）及びＵＳＢ装置で接続されてデータを転送する。サブスクライブされたネットエクステンダは、ネットワークにアクセス可能ないたるところで使用される。番号７０３は、サービスにアクセスするための組み込み型モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）を有する装置の図である。ＭＷＢＮＩＣは、ＵＳＢなどのポートにプラグ接続可能なバージョンがあって、広帯域スペクトル上の他の装置への接続を提供する。ワイヤレスノードが妥当な範囲を有することが判明すると、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ７０２の機能はサーバに移転される。

【0107】

様々なノード７０１の上に示すＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのノードへの接続に利用される周波数のカテゴリである。これらの周波数は、サービスデータの周波数とは異なる。ネットワーク周波数は、各ノードで交換されて、隣り合うノードが、同時に同一装置を引き付ける同一周波数でブロードキャストすることのない様になっている。これが、範囲内の最近接周波数に装置が自動接続されることに役立つ。２つ以上のフィルタが提供されて、それぞれが１つだけの周波数又は周波数の帯域だけをフィルタリングする図２の実装形態が、２又は３のノードを同時に接続可能とする。

【0108】

図７のネットワーク７００では、平面アンテナ７０５がＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャｓ７０２に結合して、空中で無料のテレビチャンネルを取り込む。信号はデジタルに復調されてテレビで使用される。これらのチャネルは、組み込み型、又はＵＳＢ又はファイヤワイヤなどの通信ポートを介して接続される、このＭＷＢＮＩＣ ７０３を有するすべての装置にアクセス可能となる。テレビ信号はリアルタイムで収集及び配信され、またあとで配信するために保存される。他のすべてのサービスと同様に、テレビサービスは、その分類の周波数を有し、すべての種類のデータが相互干渉なしに同時に流れることを可能とする。ワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、光ファイバを含むワイヤに接続する、少なくとも１つの外部ポートで構築される。

【0109】

図７のいくつかのＧｗａｈａｎｚａ７０２は、サイトのディッシュアンテナ７０６に有線接続されて、マイクロ波無線通信又はその他の種類の信号を利用する他のアンテナ７０７からのデータ信号を受信する。Ｇｗａｈａｎｚａ７０２に接続されたディッシュアンテナは地上の高い所に配置されて、川、山、又はファイバ線を架けることが困難な場所を超えて信号を渡すのに利用される。

【0110】

図７のノード７００は、ネットワーク周波数として、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５のいずれかを有する。これは、ネットワークデータパケットをブロードキャストするノードの周波数の交代を指す、周波数ホップである。この目的は、使用中の周波数に基づく装置の自動接続を可能とすることである。各ノードの近傍には５つのノードしかないので、最大で５つのネットワーク周波数が利用される。すなわち、１つのノードを囲みかつその接続範囲に重複する４つのノードごとに周波数が異なることが必要がある。任意の与えられた時間において、移動方向により接続すべき２又は３のノード７０１が決定される。

【0111】

図８８００は、認証及びネットワーク化のためにモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカード（ＭＷＢＮＩＣ）で接続された装置８０１から成る、ローカルエリアワイヤレス広帯域ネットワーク（ＬＡＷＢＮ）を示す。モバイル装置８０１のＭＷＢＮＩＣは、ワイヤレス通信８０２を介してデータソース（Ｋノード）８０３ａに接続される。Ｋノードは、点線で示された高速データ線８０２（８０３ａ～８０３ｂ）を介してＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ８０５に接続される。Ｇｗａｈａｎｚａによって管理されるローカルエリアネットワークは、ワイヤ８０４によって独立してＧｗａｈａｎｚａ８０５に接続された他のワイヤレスＫノード８０３からも構成される。各Ｋノードは、専用線によってＧｗａｈａｎｚａに直接接続される。ワイヤは，高速データ通信を行う光ファイバ又は他のものである。

【0112】

接続の前に、装置は接続要求を送信し、そこにはそのＩＤも含まれる。装置のＩＤは、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、及びその位置（ｘ，ｙ，ｚ）、電話番号などのその他のデータから成る。ＫノードはそのＩＤを付加して、その情報をＫノード８０３が接続された最近接のＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに転送する。Ｇｗａｈａｎｚａ８０５はサーバからその装置のＩＤを検証して、装置８０１を認証する。装置８０１は次にワイヤレスＫノード８０３ｂを介して、接続要求の送信元に接続する。ネットワーク制御プロトコルを特徴とするＧｗａｈａｎｚａ８０５は、接続ポートを提供して、接続を記録する。

【0113】

ログには装置８０１の現在地、範囲内のワイヤレスＫノード８０２ｂに対する移動方向、現在のローカルエリアネットワークＷＡＮ、接続されている現在のＫノード８０３ｂ、Ｋノードの距離、時刻、現在のネットワーク接続ポート、及びＧｗａｈａｎｚａ８０５により割り当てられた任意のアプリケーションポートが含まれる。Ｇｗａｈａｎｚａ８０５は、次のＫノード８０３を確立し、必要な場合に迅速に取り出せるようにそれをログに追加する。次のＫノード８０３は、装置８０１が方向を変えると変わる。

【0114】

装置８０１がＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワーク範囲８０５を出ようとするとき、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５はルーティング表を読み出し、装置８０１を、サーバとして作用する次のＧｈａｈａｎｚａ８０５ネットワークマネージャに転送する。装置８０１が、現在接続されているＫノード８０３の範囲を出ようとするとき、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５は接続コードを生成して装置８０１のＩＤに付加して、新しいＫノード８０３ｂへの接続要求を作成する。接続要求には、インタフェースとして接続する次のＫノード８０３ｂ、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５のＩＤ、装置８０１のＩＤ、及びランダムに生成された接続コードが含まれる。モデムは、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ８０５によって、範囲内のブロードキャスティングＫノード８０２ｂの周波数又は信号強度と、接続コードを利用して、次にどのノードに接続すべきかを指示される。

【0115】

接続要求は、鎖線８０６で表示されるワイヤを介して、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５によって接続すべき次のＫノードへ送信される。これは、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５からワイヤレスＫノード８０３ｂへのものである。このように、次のＫノード８０３ｂは接続要求の着信を期待する。ここで、モバイル装置１とＫノード８０３ｂの間の鎖線８０６は双方向であることがわかる。図８の８００の、次の接続すべきＫノード８０３ｂへ送信される接続要求は、点線のワイヤ８０２と現在接続されているワイヤレスＫノード８０３ａを介して接続する装置８０１にも送信される。

【0116】

接続要求を受信すると、接続する装置８０１は近隣のＫノード８０３に向けてそれをブロードキャストする。範囲内のＫノードは次のＫノード８０３ｂのＩＤを含むヘッダでピークを示す。そしてそれらに属さない場合には要求を無視する。ＩＤが接続要求のものと同一のＫノード８０３のみが、装置を認証する。接続すべき次のＫノード８０３ｂが、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５から受信した要求を取り込んでそれを接続する装置のものと比較する。そうして装置８０１がその新Ｋノード８０３ｂに切り替えることを認証する。これは極めて安全なノードの接続および切替方法である。データは、認証のためにその装置のみが提供可能な詳細を有する装置に、厳密に送信される。接続コードは接続要求ごとに変更される。

【0117】

Ｇｗａｈａｎｚａ８０５が接続コード８０６を生成し、それをＧｗａｈａｎｚａのＩＤと次のＫノードのＩＤと共に接続装置のＩＤに付加して、ワイヤ８０４を介して、認証のための接続要求として次のＫノード８０３ｂに送る。Ｇｗａｈａｎｚａは同一の接続要求を、現在接続されているＫノード８０３ａを介して接続装置に送り、そこで、装置がＷｉ－Ｆｉネットワーク又は他の広帯域ネットワーク上でその接続要求をブロードキャストする。接続要求は、次のＫノード８０３ｂでキャッチされて認証及びサービスのための処理が行われる。

【0118】

認証のために範囲内の複数のワイヤレスＫノード８０２に送信された接続要求には、装置ＩＤと、接続を要求している装置の種類とが含まれる。サービス要求には、ポート指定のためのアプリケーションの種類が含まれる。サービスを提供するサーバ又はウェブサイトがサービスコードを装置に提供する。サービスコードはワンタイム使用である。各サービス要求が新しいコードを取得する。

【0119】

別の実装形態では、装置種類のフィールドは、その装置８０１の接続ＩＰアドレスに置かれる。接続後に、求めるサービスの種類が特定の周波数帯域の通信ポートに関連付けられる。

【0120】

ＭＷＢＮＩＣが次のＫノード８０３ｂの選択を担う実装形態においては、接続すべき次のＫノード８０３ｂは、装置の現在の相対位置、及び信号範囲上でのそのＫノード８０３ｂからの装置の距離とに基づいて選択される。あるいは、Ｋノード８０３ｂが装置と相互作用する波長、したがってその後の周波数に基づいて選択される。

【0121】

Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャ８０５が接続を制御するか、ＭＷＢＮＩＣが制御するかに拘わらず、装置が接続するＫノード８０３ｂは、ＭＷＢＮＩＣ又はＧｗａｈａｎｚａ８０５に記録された所定の位置及び信号強度から読み込まれる。その位置及び信号強度も、入手可能なパラメータに基づいて計算することで取得される。

【0122】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが、ネットワークからの一時的な接続データをそのメモリに格納する。一実装形態ではそのデータはミニデータベースに格納され、別の実装形態では接続データはフラッシュなどのメモリ内に配置されたファイルに格納される。認証とネットワーク接続が完了する前に、物理メモリに取り込まれる。ＭＷＢＮＩＣは、ネットワークからの一時的情報を格納するカード上のミニデータベース又はファイルと対話し、このデータベース又はファイルに格納されたデータを利用して、認証とネットワーク接続を完了させる。

【0123】

モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのパケット制御プロトコルが、ネットワークからの一時的情報を格納するカード上のミニデータベースと対話する。このデータを利用して、ネットワーク接続と、１つのＫノードから別のＫノードへの切り替えが完了する。同様に、データがデータベースではなくてファイルに格納されている場合には、ソフトウェアがデータにアクセスする。

【0124】

Ｇｗａｈａｎｚａ８０５が、それ自身のマネージャと、光ファイバなどの高速ワイヤでそこに接続された複数のワイヤレスＫノードと、接続装置とから構成される、小規模のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を確立する。

【0125】

Ｇｗａｈａｎｚａはそのローカルエリアネットワーク上の全ワイヤレスノードのログを格納する。これらのログには、これに限らないが、すべてのワイヤレスＫノードの地理的位置と、良好に動作する半径とが含まれる。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードが接続要求をするとき、又は現在の接続の範囲外に出る新しい位置に移動するとき、Ｇｗａｈａｎｚａはログを読んで、現在の位置と方向を基にＭＷＢＮＩＣを維持するワイヤレスノードを決定する。

【0126】

一実装形態において、Ｇｗａｈａｎｚａ８０５がＫノードを経由してＭＷＢＮＩＣからの信号を受信して、信号の到着時間、生存時間（ＴＴＬ）、及び近隣のワイヤレスノードに対して途中でかかった時間を利用して、接続する装置の位置を計算する。ただし、Ｇｗａｈａｎｚａは、サービスを提供するすべてのＫノードのルーティング表又はログと、サービスを提供する各位置に対応する信号強度の値とを保持する。

【0127】

別の実装形態では、ＭＷＢＮＩＣが近隣のワイヤレスノードから受信する信号に基づいて自身の位置を計算し、その座標を決定する。その場合、時間＝出発時間（ＴＴＬ）－到着時間（ＡＴ）であり、距離＝信号速度×時間である。位置の分かった少なくとも３つのＫノードを利用して、ＭＷＢＮＩＣがそれ自身の位置を決定する。そうして次にその座標を他の識別データと共にＧｗａｈａｎｚａ８０５に送信して、通過途中のすべてのＫノードへの接続および切断によって、その動きを案内し、あるいはその目的地へ案内する。

【0128】

Ｋノード８０３ａ、８０３ｂ、８０３はその存在をブロードキャストする。モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードは、複数のノードからブロードキャストされた出発時間属性を有するデータパケットを受信し、到着時間を利用して信号の移動時間を決定する。ここで、信号の移動時間に信号速度を掛ければノードの距離、したがって座標が与えられ、それを利用してどのノードに接続すべきかが決定される。前記のＧｗａｈａｎｚａ８０５がケーブルを経由してワイヤレスノードから装置接続要求を受信し、サーバ上の装置記録を読み込むことによってその装置を検証する。ここで一時的ネットワークデータはモバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードに格納される。

【0129】

Ｇｗａｈａｎｚａ８０５はまた、接続装置からのサービス要求を受信し、要求されたサービスの種類によってデータポートを割り当てる。ここでＧｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャ８０５のネットワーク制御プロトコルが、装置８０１とＧｗａｈａｎｚａ接続の両方のためのアプリケーションポートを割り当てる。

【0130】

図８に示すＫノード８０３ａ、８０３ｂ、８０３は、モバイルワイヤレス広帯域ネットワークインタフェースカードのパケット制御プロトコルにデータを送信するときにそれらを識別する識別子で構築されている。ここで、ＰＣＰは、接続すべきＫノード８０３ａ、８０３ｂ、８０３の識別子を比較し、認証及び処理のためのそれらのノードからの着信信号をバッファへ保存することにより接続性を確立する。

【0131】

図９の９００は、Ｋノード及びネットエクステンダ上で実行されるカード制御プロトコル（ＣＣＰ）のアルゴリズムである。命令９０１が接続要求を受信する。命令９０２において、アルゴリズムは要求が装置９０３からでないかどうかをチェックする。これは、Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャからであることを意味する。認証のためにメモリ９０４に要求を格納する。命令９０２において、要求が図７又は図８のＷｉ－Ｆｉネットワークを通って装置からきたものである場合、命令９０５に転送され、そこで、その要求がＧｗａｈａｎｚａからのＫノード又はネットエクステンダへの切替命令か否かをチェックする。命令がノード切替に関するものであれば、ステップ９０６でメモリ９０７に格納されたものを読み出し、移動中のＭＷＢＮＩＣ装置９０８からの新規要求と比較する。命令９０９が２つの要求が同じか否かをチェックする。要求が同じでない場合、装置からの要求が破棄される（９１０）。装置からの要求とＧｗａｈａｎｚａからの要求９１１が同一であれば、装置は認証されて、Ｋノード又はネットエクステンダの切替えが行われる。データストリームが続く（９１２）。プロトコルは新しい要求へのリッスンを継続する（９１３）。プロトコルはスレッド又は複数の専用モジュールを利用して、複数の要求を同時処理する。それが命令９１４で終了する。ただし、命令５での要求が初めての接続要求であることをプロトコルが発見した場合（９１５）、そのＫノードのＩＤを付加し（９１６）、その要求をＧｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャに転送して装置の加入をサーバで検証する（９１７）。装置要求が真正なものであることがわかると（９１８）、それは認証される（９１１）。そうではなく、装置がサービスに加入していない場合、そのユーザを顧客サポートに照会する（９２０）前にＫノードはもう一度トライする（９１９）。

【0132】

図１０の１０００は、Ｇｗａｈａｎｚａローカルエリアネットワークマネージャから実行されるネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）のアルゴリズムである。命令１００１が要求を受信し、要求装置１００２が接続されているかどうかをチェックする。接続されていない場合（１００３）には、命令１００３が装置のＩＤをサーバに照合する。装置が加入していない場合（１００４）には、顧客サポートに照会する（１００５）。装置が加入していれば、ネットワークポートが割り当てられ（１００６）、認証が要求Ｋノードに送信されて認証される（１００７）。命令１００８が、装置が認証後に接続されているかどうかをチェックする。接続されていない場合には、認証が再交付される（１００９）。カウントが最大Ｎ回の試行まで確立される。カウント数が最大値Ｎに到達すると、その範囲の別のＫノード１０１０又はネットエクステンダに認証が送信され、そのＫノード又はネットエクステンダは機能なしと注記される。ＰＩＮＧが送信されて、技術サポートに報告される。

【0133】

ＭＷＢＮＩＣを有する装置が認証後に接続される場合（１０１１）、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャが、現在接続されているＫノード、装置座標、移動方向、ネットワークポート、及び時刻を含む接続の詳細を記録する。何らかのサービスアプリケーションに接続されている場合には、アプリケーションおよびアプリケーションサービスポートが記録される。さらに、ルーティングの目的で、システムの使用法が更新される。接続された装置がアプリケーションを通してサービスを要求する場合（１０１２）、Ｇｗａｈａｎｚａ ＬＡＮマネージャのネットワーク制御プロトコルが、装置とＧｗａｈａｎｚａ接続の両方にアプリケーションポートを割り当てる。サービスポート１０１３が特定のサービスに対して割り当てられる。そのポートは専用の周波数範囲に割り当てられて、同じ装置上で実行される他のアプリケーションとの干渉を防止する。サービスが提供される（１０１４）。命令１０１５が２つのプロセス、すなわちデータフローとネットワーク範囲チェックとの同時実行を可能とする。１つのプロセスは２以上の同時接続を確立し得る。もう一方のプロセスが、装置の接続が継続され、かつ適切な範囲にあることを確保するようにチェックしている間（１０１７）、サービスデータが転送される（１０１６）。装置がまだ範囲内にある場合１０１８、命令はループしてチェックを継続する。複数のスレッド、いくつかのモジュールや他の手段が同時に実行される。

【0134】

装置がたまたま移動中であれば、その装置が切断されるまでポートは一定に留まったままである。装置が許容可能な最小のパケット転送レート、又は所定範囲のゾーンに達すると、命令１０１９が接続すべき次のＫノード又はネットエクステンダを決定して違うノードに接続を切り替えてデータパケットの連続性を維持する。Ｋノードが切り替えられるとき、ポート及び他の接続情報は新Ｋノードに転送される。接続装置に関して、ポートは特定の範囲の周波数で接続されて、同一の装置及び他の装置上で実行されているアプリケーションからの干渉を回避する。

【0135】

命令１０２１において、プロトコルが新接続コードを生成し、それを、装置ＩＤ、接続する次のＫノードのＩＤ、及びＧｗａｈａｎｚａのＩＤに付加する。装置のＩＤには、そのＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、及び識別及び認証のためのその他のデータが含まれる。これが接続要求と呼ばれるものを構成する。接続コードは、独立して提供可能である。接続コードは、次の認証まで格納される。

【0136】

ここで、接続要求が、接続すべき新しいＫノードに送信される（１０２２）。接続要求が受信されない場合（１０２３）には、カウントが確立される（１０２４）。カウントが許容される最大になると、プロトコルは接続すべき新しいＫノードに切り替える（１０２５）。接続要求が受信されると、Ｇｗａｈａｎｚａはそれを接続装置にも送信する（１０２６）。接続要求が装置により受信されない場合（１０２７）には、カウントが確立される（１０２８）。再送信のカウントが許容最大値に達すると、エラーが生成されて（１０２９）装置が切断される。装置がまだ接続されている場合（１０３０）、接続中はプロトコルがデータを受信し、接続の詳細を記録する１０３１。

【0137】

パケットの暗号化、圧縮、復号化及びサーバでの検証のステップは示さない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】