特表 2024-532365 ＬｉＦｉモジュール、ＬｉＦｉモジュールを含むモバイルデバイス、及びユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-05

(54)【発明の名称】ＬｉＦｉモジュール、ＬｉＦｉモジュールを含むモバイルデバイス、及びユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/114 20130101AFI20240829BHJP

【ＦＩ】

H04B10/114

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513131

(86)(22)【出願日】2022-08-23

(85)【翻訳文提出日】2024-04-25

(86)【国際出願番号】 EP2022073484

(87)【国際公開番号】W WO2023025803

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2021/115009

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】21199503.0

(32)【優先日】2021-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100163821

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 沙希子

(72)【発明者】

【氏名】タオ ハイミン

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA28

5K102AL23

5K102AL28

5K102MH14

5K102MH22

5K102RD02

5K102RD28

(57)【要約】

Ｗｉ－Ｆｉ接続及びＬｉ－Ｆｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールに動作可能に接続するためのＬｉＦｉモジュールが開示される。ＬｉＦｉモジュールは、光フロントエンド（ＯＦＥ）と、ＯＦＥをＷｉＦｉ通信モジュールに通信可能に接続するための接続回路とを含む。接続回路は、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタに電気的に接続され、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの制御下で、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブル又はディスエーブルにするように構成されるスイッチング要素と、スイッチング要素及びＯＦＥの受信経路に電気的に接続され、ＯＦＥの受信経路で受ける光信号の強度を検出する及び光信号の検出強度に基づいてスイッチング要素を制御するように構成されるＬｉＦｉ信号強度ディテクタとを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｗｉ－Ｆｉ接続及びＬｉ－Ｆｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールに動作可能に接続するためのＬｉＦｉモジュールであって、当該ＬｉＦｉモジュールは、光媒体を介してデータを送信及び受信するための光フロントエンド（ＯＦＥ）と、前記ＯＦＥを前記ＷｉＦｉ通信モジュールに通信可能に接続するための接続回路とを含み、前記接続回路は、
前記ＯＦＥと前記ＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブル又はディスエーブルにするように構成される第１のスイッチ、及び前記ＷｉＦｉ通信モジュールと無線周波数（ＲＦ）アンテナとの間の接続をイネーブル又はディスエーブルにするように構成される第２のスイッチを含むスイッチング要素と、
前記スイッチング要素及び前記ＯＦＥの受信経路に電気的に接続され、前記ＯＦＥの前記受信経路で受ける光信号の検出強度に基づいて前記スイッチング要素を制御するように構成されるＬｉＦｉ信号強度ディテクタと、
を含み、
前記第１のスイッチの制御端子は、前記ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第１の出力端子に接続され、前記第２のスイッチの制御端子は、前記ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第２の出力端子に接続される、ＬｉＦｉモジュール。

【請求項2】

前記ＬｉＦｉ信号強度ディテクタは、前記光信号の検出強度が閾値よりも低い場合、第２の出力信号でイネーブリング信号を出力し、遅延期間後に第１の出力端子でディスエーブリング信号を出力するように構成され、
前記第１のスイッチは、受ける前記ディスエーブリング信号に応答して、前記ＯＦＥと前記ＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をディスエーブルにするように構成され、
前記第２のスイッチは、受ける前記イネーブリング信号に応答して、前記ＷｉＦｉ通信モジュールとＲＦアンテナとの間の接続をイネーブルにするように構成される、請求項１に記載のＬｉＦｉモジュール。

【請求項3】

前記ＬｉＦｉ信号強度ディテクタは、前記光信号の検出強度が閾値よりも高い場合、第１の出力端子でイネーブリング信号を出力し、遅延期間後に第２の出力信号でディスエーブリング信号を出力するように構成され、
前記第１のスイッチは、受ける前記イネーブリング信号に応答して、前記ＯＦＥと前記ＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブルにするように構成され、
前記第２のスイッチは、受ける前記ディスエーブリング信号に応答して、前記ＷｉＦｉ通信モジュールとＲＦアンテナとの間の接続をディスエーブルにする及び前記ＷｉＦｉ通信モジュールとターミネータとの間の接続をイネーブルにするように構成される、請求項１に記載のＬｉＦｉモジュール。

【請求項4】

前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、単極双投スイッチである、請求項１又は２に記載のＬｉＦｉモジュール。

【請求項5】

当該ＬｉＦｉモジュールは、前記ＯＦＥと接続モジュールの前記第１のスイッチとの間に接続され、ＲＦバンドとＬｉＦｉ光ベースバンドとの間で周波数変換を行うように構成されるＲＦ－ＬｉＦｉコンバータを含む、請求項１又は２に記載のＬｉＦｉモジュール。

【請求項6】

当該ＬｉＦｉモジュールは、前記ＲＦ－ＬｉＦｉコンバータと接続モジュールの前記第１のスイッチとの間に接続され、前記ＷｉＦｉ通信モジュールからの送信信号及び受信信号を分けるように構成される第３のスイッチを含む、請求項５に記載のＬｉＦｉモジュール。

【請求項7】

同じＬＡＮに接続されるＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワークの両方にネットワークサービスを提供するためのワイヤレス通信モジュールであって、当該ワイヤレス通信モジュールは、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬｉＦｉモジュールと、前記ＬｉＦｉモジュールに動作可能に接続され、ＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールとを含み、前記ＷｉＦｉ通信モジュールは、第１の接続ポート及び第２の接続ポートを含み、前記ＬｉＦｉモジュールのＬｉＦｉ信号強度ディテクタの制御下で、前記第２の接続ポートは、ＲＦアンテナとターミネータとの間でスイッチングされ、前記第１の接続ポートは、前記ＬｉＦｉモジュールのＯＦＥと第２のＲＦアンテナ又はターミネータとの間でスイッチングされる、ワイヤレス通信モジュール。

【請求項8】

いずれもユーザデバイスに接続可能であり、いずれも同じローカルエリアネットワークに接続されるＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間で前記ユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法であって、前記ユーザデバイスは、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬｉＦｉモジュールを含み、前記ユーザデバイスはさらに、２つの接続ポートでそれぞれＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールを含み、当該方法は、前記ユーザデバイスの前記ＷｉＦｉ通信モジュールの制御ソフトウェアルートによって実行され、
前記ＷｉＦｉ通信モジュールの前記接続ポートの１つで状態変化を検出するステップと、
ローミングプロシージャを使用して前記ＷｉＦｉネットワーク及び前記ＬｉＦｉネットワーク間でハンドオーバを開始するステップと、
を含む、方法。

【請求項9】

前記ユーザデバイスは、前記ＬｉＦｉネットワークに接続され、
前記検出するステップは、ＷｉＦｉビーコンメッセージが前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートで受信されるのを検出することを含み、
前記開始するステップは、前記ＬｉＦｉネットワークから前記ＷｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始することを含む、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

ＷｉＦｉビーコンメッセージは、前記ＬｉＦｉモジュールのＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第２の出力端子からの第２のスイッチの制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートとＲＦアンテナとの間の接続がイネーブルにされる結果として前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートで受信される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

インジケータが、前記ＷｉＦｉネットワークと前記ＬｉＦｉネットワークを区別するために前記ＷｉＦｉビーコンメッセージに含まれる、請求項９又は１０に記載の方法。

【請求項12】

前記ユーザデバイスは、前記ＷｉＦｉネットワークに接続され、
前記検出するステップは、ＬｉＦｉビーコンメッセージが前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートで受信されるのを検出することを含み、
前記開始するステップは、前記ＷｉＦｉネットワークから前記ＬｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始することを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

ＬｉＦｉビーコンメッセージは、前記ＬｉＦｉモジュールのＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第１の出力端子からの第１のスイッチの制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートと前記ＯＦＥとの間の接続がイネーブルにされる結果として前記ＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートで受信される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

インジケータが、前記ＷｉＦｉネットワークと前記ＬｉＦｉネットワークを区別するためにＬｉＦｉメッセージに含まれる、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

少なくとも１つのプロセッサで実行された場合、前記少なくとも１つのプロセッサに請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラムプロダクト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、ワイヤレス通信の分野に関し、より具体的には、ＬｉＦｉモジュール、ＬｉＦｉモジュールを含むモバイルデバイス、及びユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、インターネットに接続するデバイスはますます増えており、そのほとんどがワイヤレスである。このため、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）技術を利用する従来のワイヤレス通信技術は大きなプレッシャーにさらされている。理由は２つある。まず、ＲＦスペクトルがかなり混雑してきていること、その上、ＲＦワイヤレス通信が許可されない又はうまくフィットしないエリアがあることである。

【0003】

最近開発されたＬｉＦｉ技術は、光を利用して、例えば、可視光、紫外、及び赤外スペクトル等を介して、デバイス間でデータを送信又は通信するワイヤレス通信技術である。

【0004】

ワイヤレスＬｉＦｉ通信は、様々な面でワイヤレスＲＦ通信よりも有利であり得る。例えば、ＬｉＦｉで使用される光スペクトルは、ＲＦスペクトルに比べてはるかに広く、より高いデータレートを提供し、航空機等の電磁干渉の影響を受けやすいエリアでも使用可能である。さらに、光を介す通信(communication over light)は、可視／不可視光スペクトルの帯域幅がほぼ無制限であることに起因して、ＲＦよりも大幅に高いデータ密度をサポートする。

【0005】

一方、ＬｉＦｉ通信は、光が壁等を透過できないため、カバレッジが限られる。さらに、現在入手可能なデバイスの大半は、ＷｉＦｉ（登録商標）ネットワーキングのためだけのハードウェアを使用するため、ＬｉＦｉ技術と互換性がない。

【0006】

以上のことから、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉの両技術を併用し、ユーザが、ＷｉＦｉ通信及びＬｉＦｉ通信の両方の利点を体験することを可能にすることがより望ましい。

【0007】

ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉを同時に使用するための提案されているソリューションは、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉの両方のネットワークインターフェースを利用する、又はＭＩＭＯチップを利用し、ＲＦ及びＬｉＦｉの両方の信号経路を介して信号を送るために、上位レイヤ、すなわち、ＴＣＰ／ＩＰレイヤでコンバイナを必要とする。このようなソリューションは、ＭＩＭＯ技術及びＲＦ周波数と光周波数の混合使用により２つのデバイス間の通信を扱う。

【0008】

別の従来のソリューションでは、ＬｉＦｉモジュールは、ＷｉＦｉチップの一体部分として設計され、ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークの選択を行うために必要とされる信号は、ＭＡＣレイヤから来る。この信号は、デジタル領域からのものであり、ＷｉＦｉチップ内で計算される受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）に基づく。このＭＡＣ信号を利用するために、光フロントエンド（ＯＦＥ：Optical Front End）及びＷｉＦｉチップ間の追加の接続が必要とされる。

【0009】

別の既知のシステムによれば、アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）がＷｉＦｉ及びＬｉＦｉの両方を接続することができ、ユーザ端末デバイスも同様である。この場合、ＬｉＦｉネットワーク及びＷｉＦｉネットワーク間のハンドオーバは同じネットワーク内で起こり、あるＬｉＦｉ ＡＰから別のＷｉＦｉ ＡＰ、又はその逆のローミング又はハンドオーバはない。このハンドオーバは、物理（ＰＨＹ：physical）層ハンドオーバのみを伴うので、ＡＰ内ハンドオーバ(Intra-AP handover)と呼ばれることがある。

【0010】

最近の開発では、ＬｉＦｉを既存のＷｉＦｉネットワークと組み合わせる可能性を可能にする、８０２．１１ ＷｉＦｉベースのＬｉＦｉシステムが提案されている。ＬｉＦｉ通信にＷｉＦｉチップを使用する利点としては、豊富なＷｉＦｉネットワーク管理及びセキュリティプロトコル及びリソースの再利用が挙げられる。

【0011】

利便性を考慮して、うまく設計されたＷｉＦｉベースのＬｉＦｉシステムは、高速ローミング等の既存のメカニズムも再利用されることができるように、ＬｉＦｉフロントエンドが、上位レイヤのＷｉＦｉプロトコルに対してトランスペアレントなままである(remain transparent)ことを可能にする。このようにして、ＬｉＦｉネットワークは、例えば建物において、既存のＷｉＦｉネットワークとともに、ワイヤレスアクセスネットワークの一体部分となる。

【0012】

ＵＳ２０２０／１９５３４２Ａ１は、Ｗｉ－Ｆｉデバイス及びアナログフロントエンドを含むＷＬＡＮ Ｌｉ－Ｆｉトランシーバを開示している。段落１０１及び１０２は、ＭＡＣコントローラ４２０が、Ｌｉ－Ｆｉ信号品質が許容できない場合、Ｌｉ－Ｆｉを介することに代えてＷｉ－Ｆｉを介して通信するようにＷＬＡＮトランシーバを構成することを開示している。ＭＡＣコントローラ４２０は、Ｗｉ－Ｆｉ ＲＦモジュール４０８とＲＦ／Ｌｉ－Ｆｉコンバータ４１２との間を切断する、及びＷｉ－Ｆｉ ＲＦモジュール４０８とＷｉ－Ｆｉアンテナインターフェース４１６との間を接続するための選択信号４２４を生成する。

【0013】

ＳＡＮＵＳＩ ＪＡＡＦＡＲＵ等の「Ｈａｎｄｏｖｅｒ ｉｎ ｈｙｂｒｉｄ ＬｉＦｉ ａｎｄ ＷｉＦｉ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（２０１９－１２－１０）は、ＬｉＦｉ／ＷｉＦｉネットワークにおけるハイブリッドハンドオーバのオーバービューコンセプトを提供している。これは、ソフトハンドオーバの概念を開示し、ＲＳＳＩを含む様々なＱｏＳパラメータがハイブリッドハンドオーバにおいて考慮される。

【0014】

ＡＳＨＩＭＢＡＹＥＶＡ ＡＩＧＥＲＩＭ等の「Ｈａｒｄ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｏｒ ｉｎｄｏｏｒ ｈｙｂｒｉｄ ＶＬＣ／ＲＦ ｓｙｓｔｅｍｓ」（２０１７－０９－２０）は、ハイブリッドＶＬＣ／ＲＦシステムのためのハードスイッチング（ＨＳ：hard switching）及びソフトスイッチング（ＳＳ：soft switching）方法の分析に専念している。これは、ＶＬＣリンクとＲＦリンクとの間で電力が最適に共有される場合、ＳＳがＨＳよりも優れている(outperform)ことを実証している。

【0015】

図１は、ＬｉＦｉネットワーク及びＷｉＦｉネットワークの両方を用いて展開される通信システム１０を概略的に示している。通信システム１０は、ＬＡＮスイッチ１１と、ＬＡＮスイッチ１１に接続される、ＷｉＦｉアクセスポイント（ＡＰ）１２、並びに２つのＬｉＦｉ ＡＰ１３及び１４とを含む、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）であってもよい。ＬｉＦｉ ＡＰ １３及び１４は、それぞれ、実線の三角形で示されるカバレッジエリア１５及び１６を有し、ＷｉＦｉ ＡＰは、破線の三角形で示されるカバレッジエリア１７を有する。

【0016】

図１から分かるように、ＬｉＦｉ ＡＰは比較的小さなカバレッジエリア１５及び１６を有し、それゆえ、２つのＬｉＦｉ ＡＰのカバレッジエリアの間にブラインドスポット(blind spot)が存在する可能性がある。対照的に、商業建物に広く存在するＷｉＦｉ信号は、より広いカバレッジ１７を達成することができるが、ＷｉＦｉのスループットは、干渉に起因してＬｉＦｉよりも大幅に遅くなる可能性がある。

【0017】

上記の事実に起因して、図１に示されるようなネットワーク環境で動作するユーザデバイスは、折に触れてＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間でハンドオーバする必要があり得る。オフィス環境において、ユーザは、オンライン会議中にある部屋から別の部屋に移動する必要があり得る。ＬｉＦｉネットワークの場合、ユーザがブラインドエリアに入る又は通過する場合、接続リンクが一時的に失われる可能性がある。ＬｉＦｉ ＡＰから切断し、ＷｉＦｉ ＡＰに接続するのに数秒かかることがあり、これは、悪いユーザ体験をもたらすことになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

それゆえ、ＷｉＦｉベースのＬｉＦｉネットワークにおけるユーザ体験を向上させるためにＬｉＦｉ及びＷｉＦｉネットワーク間のシームレスなハンドオーバの方法が真に必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本開示の第１の態様では、Ｗｉ－Ｆｉ接続及びＬｉ－Ｆｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールに動作可能に接続するためのＬｉＦｉモジュールであって、当該ＬｉＦｉモジュールは、光媒体(optical medium)を介してデータを送信及び受信するための光フロントエンド（ＯＦＥ）と、ＯＦＥをＷｉＦｉ通信モジュールに通信可能に接続するための接続回路とを含み、接続回路は、
ＬｉＦｉ信号強度ディテクタ(LiFi signal strength detector)に電気的に接続され、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの制御下で、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブル又はディスエーブルにするように構成されるスイッチング要素と、
スイッチング要素及びＯＦＥの受信経路に電気的に接続され、ＯＦＥの受信経路で受ける光信号(optical signal)の強度を検出する及び光信号の検出強度(detected strength)に基づいてスイッチング要素を制御するように構成されるＬｉＦｉ信号強度ディテクタと、
を含む、ＬｉＦｉモジュールが提示される。

【0020】

本開示は、デュアルアンテナ接続をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールとともに動作するＬｉＦｉモジュールを利用することにより、データ通信に１つのワイヤレスリンクのみを使用することで、ＬｉＦｉネットワークとＷｉＦｉネットワークとの間のシームレスな移行が実現され得るという洞察に基づく。

【0021】

ＬｉＦｉモジュールをＷｉＦｉ通信モジュールに接続するためのＬｉＦｉモジュールの接続回路は、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタ、又は単に信号強度ディテクタの制御下で動作し、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタによって検出される光信号の強度に基づいて、ＬｉＦｉモジュールのＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブル又はディスエーブルにする、スイッチング要素を含む。これにより、ＬｉＦｉモジュールのＬｉＦｉ信号強度ディテクタによって検出される光信号の強度によって示されるＬｉＦｉネットワークの可用性(availability)に依存して、ＬｉＦｉネットワークとＷｉＦｉネットワークとの間のシームレスなハンドオーバが実現される。

【0022】

データ通信のために同時にＷｉＦｉ及びＬｉＦｉ接続をイネーブルにすることに依拠し、それゆえ、ＲＦ及び光データ経路と２つのベースバンドチップを組み合わせるためにＴＣＰ／ＩＰ層で複雑なプロトコルを必要とする従来技術と比較して、本開示のＬｉＦｉモジュールは、回路設計の観点で単純なままであり、既存のＴＣＰ／ＩＰプロトコルの変更の必要がない。

【0023】

ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークとの選択を行うために必要な信号がＭＡＣ層から到来し、それゆえ、ＯＦＥとＷｉＦｉチップとの間の余分な接続を必要とする従来技術と比較して、本開示で使用される光信号は、ＯＦＥ内部でローカルに生成されるアナログ信号である。その結果、ＬｉＦｉモジュール通信はＷｉＦｉモジュールから完全に独立したままであり、これにより、ＬｉＦｉモジュールは「ユニバーサル(universal)」であり、すなわち、ＬｉＦｉモジュールは、デュアルアンテナ接続をサポートする標準的な市販の(off-the-shelf)ＷｉＦｉ通信モジュールと余分なコネクタなしで動作することができる。

【0024】

本開示の一例において、スイッチング要素は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを含み、第１のスイッチの制御端子は、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第１の出力端子に接続され、第２のスイッチの制御端子は、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第２の出力端子に接続される。

【0025】

光信号を検出するためのＬｉＦｉ信号強度ディテクタは、２つのスイッチを別個に制御するための２つの制御信号を出力する。２つのスイッチは、一方のネットワークとの接続が、他方のネットワークとの接続が切れる前に確立されることを意味し、これにより、接続の中断を防止する、いわゆる「メイクビフォワブレーク(make before break)」様式でスムーズな移行を確実にするように動作する。

【0026】

本開示の一例において、信号強度ディテクタは、光信号の検出強度が閾値よりも低い場合、自身の第２の出力信号でイネーブリング信号(enabling signal)を出力し、遅延期間後に自身の第１の出力端子でディスエーブリング信号(disabling signal)を出力するように構成され、第１のスイッチは、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第１の出力端子からの自身の制御端子で受けるディスエーブリング信号に応答して、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をディスエーブルにする(disable)ように構成され、第２のスイッチは、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第２の出力端子からの自身の制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、ＷｉＦｉ通信モジュールと無線周波数（ＲＦ）アンテナとの間の接続をイネーブルにする(enable)ように構成される。

【0027】

光信号の検出強度が、ユーザがＬｉＦｉカバレッジのエッジ(edge)近くにいることを示す閾値よりも低い場合、ＷｉＦｉネットワークのＲＦアンテナが、第２のスイッチによってイネーブルにされる。このようにして、ＷｉＦｉ通信モジュールは、例えば、ＲＦアンテナのカバレッジエリア内のＷｉＦｉアクセスポイント（ＡＰ）を通じて、ＷｉＦｉネットワークに接続する準備をし、高速ローミングの準備をすることができる。

【0028】

実際には、第１のスイッチは、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をわずかに遅れてディスエーブルにするように動作し、これにより、ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークとの間にある量の「オーバーラップ(overlap)」時間が確保される。これにより、「メイクアンドブレーク(make and break)」方式で、ＬｉＦｉネットワークが切断される前にＷｉＦｉネットワークが接続されることを確実にし、これにより、ＬｉＦｉネットワークからＷｉＦｉネットワークへのスムーズな移行が可能になる。

【0029】

さらに、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続がディスエーブルにされる場合、第１のスイッチはさらに、ＷｉＦｉ通信モジュールとさらなるＲＦアンテナとの間の接続をイネーブルにするように構成されてもよい。

【0030】

それゆえ、ＷｉＦｉ通信モジュールは、同じ又は異なる周波数で動作する、２つのアンテナに接続され、これにより、より多くの通信リソースが可能になる。

【0031】

当業者であれば、第１のスイッチによって制御されるＷｉＦｉ通信モジュールへの接続をディスエーブルにするために、ＷｉＦｉ通信モジュールを５０オーム(Ohm)ターミネータ等の負荷に接続することも可能であることを企図することができる。

【0032】

本開示の一例において、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタは、光信号の検出強度が閾値よりも高い場合、自身の第１の出力端子でイネーブリング信号を出力し、遅延期間後に自身の第２の出力信号でディスエーブリング信号を出力するように構成され、第１のスイッチは、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第１の出力端子からの自身の制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブルにするように構成され、第２のスイッチは、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの第２の出力端子からの自身の制御端子で受けるディスエーブリング信号に応答して、ＷｉＦｉ通信モジュールとＲＦアンテナとの間の接続をディスエーブルにする及びＷｉＦｉ通信モジュールと５０オームターミネータとの間の接続をイネーブルにするように構成される。

【0033】

これは、ＷｉＦｉネットワークからＬｉＦｉネットワークへのハンドオーバのシナリオに関する。ユーザがＬｉＦｉカバレッジエリアに入る場合、光信号の検出強度は、閾値より高くなる。それゆえ、信号強度ディテクタは、第１のスイッチに制御信号を出力し、ＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続をイネーブルにする。第２のスイッチも、遅れてＷｉＦｉ通信モジュールからＲＦアンテナを切断するように信号強度ディテクタによって制御される。

【0034】

これにより、ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉネットワーク間のスムーズなハンドオーバ並びにシームレスなコネクティビティが、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールと共に動作するＬｉＦｉモジュールを通じて実現される。

【0035】

本開示のさらなる例において、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、単極双投スイッチ(single pole double throw switch)である。

【0036】

これらの容易に入手可能なスイッチは、ＬｉＦｉモジュールの接続回路を実装するために便利に使用されることができる。ＬｉＦｉモジュールのコストは低く抑えられ、実装はシンプルである。

【0037】

本開示の一例において、ＬｉＦｉモジュールはさらに、ＯＦＥと接続モジュールの第１のスイッチとの間に接続され、ＲＦバンド(RF band)とＬｉＦｉ光ベースバンド(LiFi optical baseband)との間で周波数変換を行うように構成されるＲＦ－ＬｉＦｉコンバータを含む。

【0038】

ＲＦ－ＬｉＦｉコンバータは、ＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポートで例えば２．４Ｇ、５ＧＨｚのＲＦ信号を光ベースバンド周波数にアップコンバート又はダウンコンバートし、その後ＯＦＥとインターフェースされる。

【0039】

本開示の一例において、第３のスイッチが、ＲＦ－ＬｉＦｉコンバータと接続モジュールの第１のスイッチとの間に接続され、ＷｉＦｉ通信モジュールからの送信信号及び受信信号を分ける(separate)ように構成される。

【0040】

ＯＦＥ通信モジュールは全二重(full-duplex)で動作し、ＷｉＦｉ通信モジュールは半二重(half-duplex)で動作するため、第３のスイッチは、ＴＸ経路のＲＦ信号を検出することによりＷｉＦｉ通信モジュールからのＴＸ信号及びＲＸ信号を分けるようにＲＦディテクタとともに機能する。

【0041】

本開示の第２の態様は、同じＬＡＮに接続されるＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワークの両方にネットワークサービスを提供するためのワイヤレス通信モジュールであって、当該ワイヤレス通信モジュールは、本開示の第１の態様によるＬｉＦｉモジュールと、ＬｉＦｉモジュールに動作可能に接続され、ＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続の両方をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールとを含む、ワイヤレス通信モジュールを提供する。ＷｉＦｉ通信モジュールは、第１の接続ポート及び第２のポートを含み、ＬｉＦｉモジュールのＬｉＦｉ信号強度ディテクタの制御下で、第１の接続ポートは、ＲＦアンテナとターミネータとの間でスイッチングされ、第２の接続ポートは、ＬｉＦｉモジュールのＯＦＥと第２のＲＦアンテナ又はターミネータとの間でスイッチングされる。

【0042】

本開示のＬｉＦｉモジュールは、ユーザデバイスにおいて使用されてもよい。本開示の第１の態様によるＬｉＦｉモジュールを含むことに加えて、ユーザデバイスはさらに、ＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続の両方をサポートし、ＬｉＦｉモジュールに動作可能に接続されるＷｉＦｉ通信モジュールを含み、ＬｉＦｉモジュールのＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の接続は、ＬｉＦｉモジュールの信号強度ディテクタの制御下でイネーブル又はディスエーブルされる。

【0043】

このようなユーザデバイスは、ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークの間をシームレスにハンドオーバすることができ、これにより、ネットワークコネクティビティの観点でユーザ体験を向上させることができる。

【0044】

本開示の第３の態様は、いずれもユーザデバイスに接続可能であり、いずれも同じローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続されるＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間でユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法であって、ユーザデバイスは、本開示の第１の態様によるＬｉＦｉモジュールを含み、ユーザデバイスはさらに、２つの接続ポートでそれぞれＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続をサポートするＷｉＦｉ通信モジュールを含み、当該方法は、ユーザデバイスのＷｉＦｉ通信モジュールの制御ソフトウェアルーチンによって実行され、
ＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポートの１つで状態変化を検出するステップと、
高速ローミングプロシージャ(fast roaming procedure)を使用してＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間でハンドオーバを開始するステップと、
を含む、方法を提供する。

【0045】

例えば高速ローミングを使用してＷｉＦｉ通信ネットワークとＬｉＦｉ通信ネットワークとの間でハンドオーバを開始する場合、ＷｉＦｉモジュールにとって、２つのネットワーク間のスイッチングアクションがいつ行われるべきかを知ることは非常に重要である。本開示の第１の態様によるＬｉＦｉモジュールは、ＷｉＦｉ通信モジュールとともに動作している場合、ＬｉＦｉモジュールの信号強度ディテクタの制御下で、接続ポートの１つで状態変化が起こる場合にＷｉＦｉ通信モジュールに指示(indication)を与える。

【0046】

ＷｉＦｉモジュールは、状態変化が起こったことを検出すると、ハンドオーバプロシージャを始める又は開始する時が来たことに気付くことになる。高速ローミングは典型的には約４０ミリ秒と非常に短時間で達成されるため、ユーザデバイスは、現在のネットワークとの接続が切れる前に、新しいネットワークへ成功裏に接続され、これにより、ネットワーク間のシームレスなハンドオーバが実現される。

【0047】

本開示の一例において、ユーザデバイスは、ＬｉＦｉネットワークに接続され、検出するステップは、ＷｉＦｉビーコンメッセージがＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートで受信されるのを検出することを含み、開始するステップは、ＬｉＦｉネットワークからＷｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始することを含む。

【0048】

ユーザデバイスがＬｉＦｉネットワークにアクセスしている場合、ＷｉＦｉモジュールは、例えばユーザデバイスがＬｉＦｉネットワークのエッジにいることに起因して、ユーザデバイスがＬｉＦｉネットワークとの接続を失おうとしている結果としてＷｉＦｉビーコンメッセージを受信することができる。この時点で、ＬｉＦｉネットワークからＷｉＦｉネットワークへのハンドオーバが開始される。

【0049】

具体的に、本開示の一例において、ＷｉＦｉビーコンメッセージは、ＬｉＦｉモジュールの信号強度ディテクタの第２の出力端子からの第２のスイッチの制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、ＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートとＲＦアンテナとの間の接続がイネーブルにされる結果としてＷｉＦｉ通信モジュールの第２の接続ポートで受信される。

【0050】

ユーザデバイスがＬｉＦｉネットワークとの接続を失いそうになる場合、信号強度ディテクタは、当該状況に気付き、ＷｉＦｉ通信モジュールの第２のポートとＲＦアンテナとの間の接続をイネーブルにするように第２のスイッチを制御し、これにより、ＷｉＦｉ通信モジュールがＷｉＦｉビーコンメッセージを受信することを可能にする。

【0051】

２つの接続ポートを除き、ＬｉＦｉモジュールとＷｉＦｉ通信モジュールとの間の直接通信は必要ない。

【0052】

本開示の一例において、ユーザデバイスは、ＷｉＦｉネットワークに接続され、検出するステップは、ＬｉＦｉビーコンメッセージがＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートで受信されるのを検出することを含み、開始するステップは、ＷｉＦｉネットワークからＬｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始することを含む。

【0053】

これは、ＷｉＦｉ通信モジュールが今やＷｉＦｉネットワークからＬｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始すべきであることを意味する、ユーザがＷｉＦｉネットワークにアクセスしていて、ＬｉＦｉネットワークのカバレッジエリアに移動する場合のシナリオに関する。

【0054】

本開示の一例において、ＬｉＦｉビーコンメッセージは、ＬｉＦｉモジュールの信号強度ディテクタの第１の出力端子からの第１のスイッチの制御端子で受けるイネーブリング信号に応答して、ＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートとＯＦＥとの間の接続がイネーブルにされる結果としてＷｉＦｉ通信モジュールの第１の接続ポートで受信される。

【0055】

この場合も、ＬｉＦｉモジュールの信号強度ディテクタによって状態変化がトリガされ、適切な時に高速ローミングを開始することができる。

【0056】

本開示の一実施形態において、インジケータ(indicator)が、ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークを区別するためにＷｉＦｉビーコンメッセージ及びＬｉＦｉメッセージに含まれる。

【0057】

インジケータは、ビーコンメッセージの適切なフィールドに挿入されるＬｉＦｉ ＡＰを識別するための特別なコードであってもよく、これにより、ユーザデバイスは、どのネットワークに到達可能になるかを判断することができる。

【0058】

本開示の第４の態様では、少なくとも１つのプロセッサで実行された場合、少なくとも１つのプロセッサに本開示の第３の態様による方法を実行させる命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラムプロダクトが提供される。

【0059】

本開示の上述の及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照する以下の説明から最も良く理解されるであろう。図面において、同様の参照数字は、同一の部品又は同一の若しくは同等の機能若しくは動作を実行する部品を示す。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】ＬｉＦｉネットワーク及びＷｉＦｉネットワークの両方を用いて展開される通信システムを概略的に示す。

【図2】本開示によるＬｉＦｉモジュールのブロック図を概略的に示す。

【図3】光信号の検出強度に基づいてＬｉＦｉ又はＷｉＦｉネットワークをイネーブル又はディスエーブルするスイッチの制御を示す概略タイミング図である。

【図4】８０２．１１ビーコンフレームを概略的に示す。

【図5】ＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間で本開示のＬｉＦｉモジュールを含むユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法をフローチャートタイプの図で概略的に示す。

【図6】ユーザデバイス又はＥＰによる図５の方法を利用した完全な動作プロシージャを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0061】

ここで、本開示によって企図される実施形態が、添付の図面を参照してより詳細に述べられる。開示される主題は、本明細書に記載の実施形態のみに限定されると解釈されるべきではない。むしろ、図示される実施形態は、主題の範囲を当業者に伝えるために例示として提供される。

【0062】

以下の説明では、「ハンドオーバ(handover)」、「ハンドオフ(handoff)」及び「ローミング(roaming)」という用語は互換的に使用され、「ユーザデバイス(user device)」及び「ＥＰ」という用語も互換的に使用される。

【0063】

ＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークとの間のシームレスなハンドオフが、本開示によって提案されるＬｉＦｉモジュールを使用することによって実現される。ＬｉＦｉモジュールのアプリケーションシナリオは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に展開される、エンドポイント（ＥＰ：Endpoint）とも呼ばれ得る、ラップトップ又はモバイルフォン等のユーザデバイスであってもよい。

【0064】

ＬＡＮは、ＬｉＦｉ ＡＰ及びＷｉＦｉ ＡＰを含む複数のＢＳＳを含む拡張基本サービスセット（拡張ＢＳＳ(Extended BSS)）であってもよい。ＬｉＦｉ ＡＰ及びＷｉＦｉ ＡＰは互いに独立し、いずれも同じＬＡＮに接続される。また、ＬｉＦｉ ＡＰは、ＷｉＦｉ ＡＰに着脱可能に接続されるモジュールであって、２つのＡＰは、互いに独立して機能してもよい。言い換えれば、ＬｉＦｉ ＡＰ及びＷｉＦｉ ＡＰは、物理的には一緒にパッケージされてもよく、ましては同じＰＣＢ上にあってもよいが、論理的には同じＬＡＮに接続される２つの別個のＡＰである。

【0065】

ＬｉＦｉ ＡＰ及びＷｉＦｉ ＡＰのいずれもＩＥＥＥ ８０２．１１ｒを実装する。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｒは、ほぼシームレスにあるＢＳＳ又はＡＰから別のＢＳＳ又はＡＰへの高速且つセキュアなクライアント移行でもって、移動中のワイヤレスデバイスでの継続的なコネクティビティを許可するＩＥＥＥ ８０２．１１標準の改訂版である。あるＡＰから別のＡＰへのスイッチング又は移行(transition)は、ハンドオフ又はローミングとしても知られている。

【0066】

８０２．１１ｒは、高速移行（ＦＴ：Fast Transition）と呼ばれる、クライアント、すなわち、ＥＰ又はユーザデバイスがターゲットＡＰにローミングする前に新しいＡＰとの初期ハンドシェイクが行われる、ローミングの新しい概念を導入する。初期ハンドシェイクにより、クライアント及びＡＰは、事前にペアワイズトランジェントキー（ＰＴＫ：Pairwise Transient Key）の計算を行うことができる。クライアントが新しいターゲットＡＰと再アソシエーション要求又は応答交換を行った後、これらのＰＴＫキーはクライアント及びＡＰに適用される。

【0067】

８０２．１１ｒに準拠するＦＴは、「メイクビフォワブレーク」プロシージャと呼ばれてもよい。具体的には、ＥＰ又はユーザデバイスであってもよい、ＦＴオリジネータは、現在のＡＰにまだ接続されている際、新しい又はターゲットＡＰに移行する必要があると判断する。その後、ＦＴオリジネータは、ターゲットＡＰと再アソシエーション要求(Reassociation Request)及び再アソシエーション応答(Reassociation Response)メッセージを交換する前に当該ターゲットＡＰと認証要求(Authentication-Request)及び認証応答(Authentication-Response)メッセージを交換する。認証要求と再アソシエーション要求との間の時間が再アソシエーションデッドライン時間(Reassociation Deadline Time)を超えない場合にのみ成功再アソシエーション(successful reassociation)が生じる。

【0068】

それゆえ、あるＡＰから他のＡＰへの移行又はスイッチングアクションを行うＥＰのＷｉＦｉチップは、他のネットワークへのスイッチを開始する契機(moment)を知ることが非常に重要である。

【0069】

本開示によって提案されるＬｉＦｉモジュールは、デュアルアンテナＷｉＦｉ通信モジュールとともに動作し、ＬｉＦｉネットワークとＷｉＦｉネットワークとの間のスムーズ且つシームレスなハンドオフを実現する。

【0070】

図２は、本開示によるＬｉＦｉモジュール２０のブロック図を概略的に示している。場合によってはアナログフロントエンドと呼ばれる、ＬｉＦｉモジュール２０は、ＷｉＦｉ接続及びＬｉＦｉ接続の両方をサポートする既存のＷｉＦｉ通信モジュール２００とともに動作するのに適している。

【0071】

ＷｉＦｉ通信モジュール２００は、例えばＰＣＩｅインターフェースを介して、ユーザデバイスのマザーボードへの容易な接続を可能にする、ポピュラーなＭ．２モジュールフォームファクタで構成されてもよい。ＷｉＦｉ通信モジュール２００は、２つの接続ポート２０１及び２０２を有し、これは、ＷｉＦｉ通信モジュール２００がデュアルアンテナをサポートすることを意味する。ＷｉＦｉ通信モジュール２００のＷｉＦｉチップ２０５は、ＬｉＦｉモジュール２０の動作と協働してＷｉＦｉネットワークとＬｉＦｉネットワークの間の高速ローミングを行うように構成される。

【0072】

ＬｉＦｉモジュール２０は、可視光、紫外、及び赤外スペクトル等、光媒体を介してデータを送信及び受信するためにそれぞれ配置される送信経路２２及び受信経路２３を含む、光フロントエンド（ＯＦＥ）２１を含む。

【0073】

ＯＦＥ２１の送信経路２２は、ドライバと、例えば垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：vertical-cavity surface-emitting laser）、又は発光ダイオード（ＬＥＤ：Lighting Emitting Diode）であってもよい送光デバイスとを含む。ＯＦＥ２１の受信経路２３は、フォトダイオード等の受光デバイスと、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：transimpedance amplifier）とを含む。

【0074】

ＬｉＦｉモジュール２０はさらに、ＯＦＥ２１をＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポートの１つに通信可能に接続するための接続回路を含む。図２に示されるような例では、接続回路を介したＬｉＦｉモジュール２０のＯＦＥ２１とＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポート２０１との間の接続２６が、イネーブル又はディスエーブルにされてもよい。

【0075】

接続回路は、スイッチング要素２４と、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタ又は単に信号強度ディテクタ２５とを含む。スイッチング要素２４は、信号強度ディテクタ２５に電気的に接続され、信号強度ディテクタ２５の制御下で、ＯＦＥ２１とＷｉＦｉ通信モジュール２００との間の、通信接続である、接続２６をイネーブル又はディスエーブルにするように構成される。

【0076】

信号強度ディテクタ２５は、スイッチング要素２４及びＯＦＥ２１の受信経路２３に電気的に接続され、ＯＦＥの受信経路２３で受ける光信号の強度を検出する及び光信号の検出強度に基づいてスイッチング要素２４を制御するように構成される。

【0077】

スイッチング要素２４は、信号強度ディテクタ２５によって出力される第１の制御信号Ｋ１及び第２の制御信号Ｋ２によってそれぞれ制御される第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２を含む。すなわち、第１のスイッチＳ１の制御端子は、信号強度ディテクタ２５の第１の出力端子に接続され、第２のスイッチＳ２の制御端子は、信号強度ディテクタ２５の第２の出力端子に接続される。

【0078】

２つのスイッチＳ１及びＳ２は、例えば、検出された光信号強度に依存して、ＷｉＦｉ通信モジュール２００から、ＬｉＦｉモジュール２０のＯＦＥ２１への又はＲＦアンテナ２０３への、及び任意選択的にさらなるＲＦアンテナ２０４への通信信号のルーティングを制御するように共に動作する単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチであってもよい。

【0079】

具体的には、第１のスイッチＳ１は、第１の制御信号Ｋ１によって制御され、ＷｉＦｉ通信モジュール２００の第１の接続ポート２０１を、ＯＦＥ２１に接続されているポジション１と、さらなるＲＦアンテナ２０４に接続されているポジション０との間でスイッチングする。ＲＦアンテナ２０４に接続するＳ１のポジション０の出力端子は、５０オーム負荷（図示せず）で終端されてもよいことが理解され得る。この場合、ＷｉＦｉ通信モジュール２００は、ＲＦアンテナ２０３を介して１つのＲＦバンドでのみ動作する。

【0080】

第２のスイッチＳ２は、第２の制御信号Ｋ２によって制御され、ＷｉＦｉ通信モジュール２００の第２の接続ポート２０２を、ＲＦアンテナ２０３に接続されているポジション１と、５０オーム負荷Ｒ１で終端されているポジション０との間でスイッチングする。

【0081】

ＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポートにおける信号が無線周波数信号であることに起因して、ＬｉＦｉモジュール２０はさらに、ＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポート２０１を介して伝送されるＲＦ信号をダウン／アップ変換し、その後ＬｉＦｉモジュール２０のＯＦＥ２１とインターフェースするためのＲＦミキサを含む。

【0082】

ＯＦＥ２１は全二重モジュールである一方、ＷｉＦｉ通信モジュール２００は半二重で動作するため、ＬｉＦｉモジュール２０はさらに、ＲＦディテクタ２８及び第３のスイッチＳ３を含み、これらは、ＴＸ経路のＲＦ信号を検出することによりＷｉＦｉ通信モジュール２００からのＴＸ信号及びＲＸ信号を分けるように共に機能する。

【0083】

以下、ＬｉＦｉモジュール２０の動作が詳述される。

【0084】

信号強度ディテクタ２５は、ＬｉＦｉモジュール２０を含むユーザデバイスがＬｉＦｉカバレッジエリア内にあるか否かを示す、ＬｉＦｉモジュール２０の受信経路２３を介して受ける光信号の強度を測定する。

【0085】

受けた光信号の測定強度と予め定められた閾値との比較結果に依存して、信号強度ディテクタ２５は、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２をそれぞれ別個に制御するための２つの制御信号Ｋ１及びＫ２を出力する。

【0086】

一例として、信号強度ディテクタ２５は、受けた光信号の測定強度が閾値よりも高い場合、自身の出力端子の一方でハイレベル「１」を有する制御信号及び他方の出力端子でさらなる制御信号「０」を出力してもよい。制御信号がハイ「１」である場合、制御されるスイッチはポジション１に接続され、制御信号がロー「０」である場合、スイッチはポジション２に接続される。

【0087】

当業者であれば、上記の例は、本開示の実装態様を限定するものではないことを企図することができる。実際には、他のコントローラのやり方が定義されてもよい。

【0088】

ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉ通信モジュール２０及び２００を含むユーザデバイスの定常状態動作モードでは、ＷｉＦｉ通信モジュール２００におけるＷｉＦｉチッププロセッサ２０５が状態遷移又は状態変化を検出することを可能にし、これが、ユーザデバイスによって高速ローミングを開始するために使用されるように、ＲＦ接続又は光接続のいずれかがアクティブであり、他方の媒体はディスエーブルにされる。

【0089】

ユーザデバイスは、いずれも同じＬＡＮに接続されるＬｉＦｉ ＡＰ及びＷｉＦｉ ＡＰを含むＬＡＮに接続される。

【0090】

現在、第１のスイッチＳ１がポジション１にあり、スイッチＳ２がポジション０にある、すなわち、ＷｉＦｉ通信モジュール２００とＬｉＦｉモジュール２０のＯＦＥ２１との間の接続がイネーブルにされていると仮定する。この時点で、ユーザデバイスは、ＬｉＦｉ ＡＰを介してＬＡＮに接続される。ユーザデバイスがＬｉＦｉカバレッジエリアのエッジに向かって移動する場合、信号強度ディテクタ２５によって検出される光ＬｉＦｉ信号の強度は低下し始め、閾値よりも低くなる。

【0091】

この場合、第２のスイッチＳ２は、信号強度ディテクタ２５からの第２のスイッチＳ２の入力端子で受ける制御信号Ｋ２によって、接続ポート２０２を介したＲＦアンテナ２０３とＷｉＦｉ通信モジュール２００との間の接続をイネーブルにする、ポジション１にスイッチングするように制御される。このようにして、ＷｉＦｉ通信モジュール２００は、ＲＦアンテナ２０３のカバレッジエリア内のＷｉＦｉ ＡＰとのコンタクトを確立し、高速ローミングの準備をすることができる。

【0092】

同時に、ユーザデバイスは、接続ポート２０１を介して、第１のスイッチＳ１を通る信号経路によって、ＬｉＦｉ ＡＰとまだ関連付けられている。ＷｉＦｉチップ２０５は、ＷｉＦｉ ＡＰがアクセス可能であることに気付き次第、例えば８０２．１１高速ローミングプロシージャを開始する。

【0093】

この時点以後、制御信号Ｋ１は、所定量の「オーバーラップ」時間後、又は検出されたＬｉＦｉ信号がほぼゼロになる場合、レベル「０」に設定される。それゆえ、第１のスイッチＳ１は、Ｋ１によって、ポジション０にスイッチングするように制御される。その時から、ＷｉＦｉ通信モジュール２００とＯＦＥ２１との間の接続は切断され、ユーザデバイスはＷｉＦｉモードで動作する。

【0094】

実際には、第２のスイッチＳ２をポジション１にスイッチングすることと、第１のスイッチＳ１をポジション０にスイッチングすることとの間の「オーバーラップ」時間又は遅延は、高速ローミングプロシージャが終了するのに十分である、例えば１００ｍｓ等、所定時間に設定されてもよい。

【0095】

代替的に、制御信号Ｋ１は、信号強度ディテクタ２５によって検出される光ＬｉＦｉ信号の強度についてのさらなるより一層低い閾値(further even lower threshold value)によってトリガされてもよい。ＷｉＦｉネットワークからＬｉＦｉネットワークへのスイッチングプロシージャについても同様である。

【0096】

スイッチＳ１のポジション０がさらなるアンテナ２０４に接続される場合、ＷｉＦｉチップ２０５はデュアルアンテナで動作する。また、Ｓ１のポジション０を５０オームターミネータと接続し、ＷｉＦｉチップを１つのアンテナのみで動作させることも可能である。

【0097】

一方、ＷｉＦｉネットワークに接続したまま、ユーザデバイスがＬｉＦｉカバレッジエリアに入る場合、ＬｉＦｉ接続モジュール２０のＯＦＥとＷｉＦｉ通信モジュール２００との間の接続が、（複数の）ＲＦアンテナを切断する前にイネーブルにされる。

【0098】

具体的には、信号強度ディテクタ２５によって検出される光ＬｉＦｉ信号の強度が閾値を上回る。それゆえ、信号強度ディテクタ２５は、スイッチＳ１をポジション１にスイッチングするために制御信号Ｋ１「１」を出力する。それゆえ、ＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポート２０２はＲＦアンテナ２０３に接続されたまま、ＷｉＦｉ通信モジュール２００の接続ポート２０１がＯＦＥ２１に接続される。

【0099】

ＷｉＦｉチップ２０５はＷｉＦｉ ＡＰとの関連付けを維持する一方、高速ローミングプロシージャが、ＬｉＦｉ ＡＰとの関連付けを始めるために開始される。

【0100】

ユーザデバイスがＬｉＦｉ ＡＰと関連付けられる場合、第２のスイッチＳ２は、信号強度ディテクタ２５によって、接続ポート２０２を５０オームターミネータに接続する、ポジション０にスイッチングするように制御され、すなわち、ＷｉＦｉ信号の受信が完全にディスエーブルにされる。これは、ＷｉＦｉチップ２０５が、ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉ通信モジュール間の余分な信号接続なしにＷｉＦｉ／ＬｉＦｉ動作モード状態遷移を検出することを可能にするという目的を果たす。

【0101】

ユーザデバイスはいつでも１つのＡＰにのみ関連付けられるため、本開示によって提案されるＬｉＦｉモジュール２０は、ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉネットワーク間のスムーズなハンドオーバを実現することができ、これにより、シームレスなコネクティビティが実現される。

【0102】

図３は、光信号の検出強度に基づいてＬｉＦｉ又はＷｉＦｉネットワークをイネーブル又はディスエーブルにするために制御信号Ｋ１及びＫ２を使用するスイッチＳ１及びＳ２の制御を示す概略タイミング図３０である。

【0103】

曲線３１は、信号強度ディテクタ２５によって検出される光信号の強度を表す。時点Ａにおいて、検出された光信号の強度は閾値３９を下回る。このポイント３２における制御信号Ｋ２は、スイッチＳ２がＲＦアンテナをＷｉＦｉ通信モジュールに接続することを可能にし、ＷｉＦｉネットワークにローミングするための高速ローミングプロシージャの開始をトリガする。

【0104】

時点３３において、ユーザデバイスはＷｉＦｉネットワークに接続される。その後、時点３４において、制御信号Ｋ１は、ＯＦＥをＷｉＦｉ通信モジュールから切断するようにスイッチＳ１を制御する。上述したように、３２と３４との間の時間期間は、所定値に設定されてもよい。代替的に、時点３４は、第１の閾値３９よりも低いさらなる閾値３１０によって決定されてもよい。

【0105】

一方、時点Ｂにおいて、信号強度ディテクタ２５によって検出される光信号の強度は閾値３９を上回る。このポイント３６において、制御信号Ｋ１は、スイッチＳ１がＯＦＥをＷｉＦｉ通信モジュールに接続することを可能にし、ＬｉＦｉネットワークにローミングするための高速ローミングプロシージャの開始をトリガする。

【0106】

時点３７において、ユーザデバイスはＬｉＦｉ ＡＰに接続される。その後、時点３８において、制御信号Ｋ２は、ＲＦアンテナをＷｉＦｉ通信モジュールから切断する及び接続ポート２０２を５０オームターミネータに接続するようにスイッチＳ２を制御する。ここでも、３６と３８との間の遅延期間は、所定長を有するように設定されてもよい。代替的に、時点３８は、第１の閾値３９よりも高いさらなる閾値（図示せず）に基づいて決定されてもよい。

【0107】

ＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間での本開示のＬｉＦｉモジュールを含むユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法が以下で詳述される。

【0108】

ＩＥＥＥ ８０２．１１ｒは、２つのローミング方法、すなわち、Ｏｖｅｒ－ｔｈｅ－Ａｉｒ及びＯｖｅｒ－ｔｈｅ－ＤＳ（分散システム(Distribution System)を提供する。完全を期すために、ＩＥＥＥ、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ、２０１６に準拠するＯｖｅｒ－ｔｈｅ－Ａｉｒメッセージ交換プロシージャが以下で簡単に述べられる。すべての高速ローミング処理において、ＦＴオリジネータ（ＦＴＯ：FT Originator）はクライアントである。

【0109】

初めに、ＦＴＯは、セキュアなセッションで現在のＡＰに接続されていて、ターゲットＡＰに移行する必要があると判断する場合にデータ伝送を実行している。その後、ＦＴＯは、８０２．１１認証要求をターゲットＡＰに送り、ターゲットＡＰから認証応答を受信する。その後、再アソシエーション要求がＦＴＯからターゲットＡＰに送られ、ターゲットＡＰからＦＴＯへの再アソシエーション応答が続き得る。認証要求と再アソシエーション要求との間の時間が再アソシエーションデッドライン時間を超えない場合にのみ成功再アソシエーションが生じる。再アソシエーションが成功する場合、８０２．１Ｘ制御ポート(802.1X controlled Port)がブロック解除され(unblocked)、成功裏に（セキュアな）セッション及びデータ伝送が実行され得る。

【0110】

高速ローミングを成功させるために、ユーザデバイスにおけるＷｉＦｉチップは、ネイバーＡＰの記録を保持し、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉ ＡＰの両方が見え始める場合に移行の契機を知る。その後、ユーザデバイスは、直ちに新しいＡＰへのハンドオーバを決定する。

【0111】

ＷｉＦｉ ＡＰとＬｉＦｉ ＡＰを区別するために、インストール段階(installation phase)で、ＬｉＦｉ ＡＰは、ユーザデバイスがＷｉＦｉ ＡＰとＬｉＦｉ ＡＰを常に区別することができるようにビーコンフレームに特別なコードが与えられる。この情報により、ユーザデバイスは、高速ローミングプロシージャをトリガする必要がある正確な時(exact moment)を知る。

【0112】

ＬｉＦｉ ＡＰを識別するための特別なコードは、例えば、図４に示されるように８０２．１１ビーコンフレームにおけるＶｅｎｄｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃフィールド、又はビーコンフレームの任意の他の都合の良いフィールドに実装されることができる。このようにして、ユーザデバイスは、ビーコンフレームをデコードした後、ＡＰがＷｉＦｉ ＡＰであるかＬｉＦｉ ＡＰであるかを知るであろう。

【0113】

図５は、ＷｉＦｉネットワーク及びＬｉＦｉネットワーク間で本開示のＬｉＦｉモジュールを含むユーザデバイスのハンドオーバを開始する方法５０をフローチャートタイプの図で概略的に示している。

【0114】

ＷｉＦｉ通信モジュールの２つの接続ポートを除き、本開示のＬｉＦｉモジュールとＷｉＦｉチップとの間の直接通信はない。

【0115】

方法５０は、ＷｉＦｉチップが、スイッチングアクション、すなわち、図３において「Ａ」及び「Ｂ」で示されるＫ１、Ｋ２の遷移契機がいつ起こるかを知ること、及び、これにより適切な時点で高速ローミングを開始することを可能にする。

【0116】

ステップ５１において、ＷｉＦｉチップは、ＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポートの１つで状態変化を検出する。

【0117】

これは、ＷｉＦｉチップが、ＲＦアンテナがＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポート２０２に接続されていること、又はＯＦＥがＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポート２０１に接続されていることを検出することを含んでもよい。

【0118】

一例において、ユーザデバイスは、自身の通信範囲にＡＰがあることを知るために従来のやり方でネットワークスキャンを実行する。ユーザデバイスがＬｉＦｉ ＡＰを「見る(see)」、すなわち、ユーザデバイスがＬｉＦｉ ＡＰに接続される(connected or attached)ことができると、ユーザデバイスは、ＬｉＦｉ ＡＰに接続することになる。

【0119】

この動作状態において、ＲＦアンテナは、制御信号Ｋ１及びＫ２による、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタの制御下でディスエーブルにされることになる。それゆえ、ＷｉＦｉチップは、物理的にはまだＷｉＦｉカバレッジエリア内にあり得るが、ＷｉＦｉ ＡＰを見ることができなくなる。

【0120】

ユーザデバイスがＬｉＦｉカバレッジエリアのエッジに近づくと、ＬｉＦｉ信号ディテクタは、接続ポート２０２へのＲＦアンテナの接続をイネーブルにする。この時点でＷｉＦｉチップは、ＷｉＦｉビーコンメッセージがＷｉＦｉ通信モジュールの接続ポート２０２で受信されるため、ＷｉＦｉ ＡＰが自身の通信範囲内にあることに気付く。

【0121】

この状態変化は、接続ポートとＯＦＥとの間のアクティブなデータ通信がまだ存在するため、ＷｉＦｉチップが、ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉ ＡＰの両方を同時に見ることを可能にする。状態変化は、（Ｋ２を「０」から「１」に変更する）ＬｉＦｉ信号強度ディテクタのアクションの直接的な結果である。この状態変化は、ＷｉＦｉチップによって、次のステップにおいて高速ローミングプロシージャを開始及びＷｉＦｉネットワークにハンドオーバするためのトリガとして使用されることになる。

【0122】

ステップ５２において、ＷｉＦｉチップは、高速ローミングプロシージャを使用してＬｉＦｉネットワークからＷｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始する。

【0123】

高速ローミングプロシージャは非常に高速であり、典型的には約４０ｍｓで完了する。ＬｉＦｉ信号が完全に失われる前に、ユーザデバイスはすでにＷｉＦｉ ＡＰと関連付けられていることが見込まれる。

【0124】

別の例では、ＷｉＦｉ ＡＰとまだ関連付けられている際にユーザがＬｉＦｉゾーンに入る。この時点で、ＬｉＦｉ信号ディテクタは、時点「Ｂ」において制御信号Ｋ１を「１」に変更する（図３参照）。これは、ＷｉＦｉチップが、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉ ＡＰの両方を見ることができるため、状態変化に気づく又は検出する（ステップ５１）ことを可能にする。この状態変化は、高速ローミングプロシージャを介してＬｉＦｉネットワークにハンドオーバするためのトリガとして使用される。

【0125】

その後、ＷｉＦｉチップは、高速ローミングプロシージャを使用してＷｉＦｉネットワークからＬｉＦｉネットワークへのハンドオーバを開始する（ステップ５２）。

【0126】

このプロシージャは、ＷｉＦｉ信号がＬｉＦｉゾーンにおいて利用可能なままであり、ゆえに、必要に応じて、移行はゆっくりと行うことができるため、ＬｉＦｉ－ＷｉＦｉハンドオーバよりもタイムクリティカルではない。

【0127】

さらに、信号Ｋ１は、ユーザデバイスがＬｉＦｉカバレジ外にある場合、省電力化のためＯＦＥ ＴＸ回路をオフにするために利用されてもよい。

【0128】

ＬｉＦｉ信号強度ディテクタによる頻繁な移行又は誤検出を避けるため、信号品質評価回路(signal quality assessment circuit)は、ＯＦＥによって受信される信号が十分な接続品質のものである、例えば、定義された信号対雑音比（ＳＮＲ：signal noise ratio）、又はＲＳＳＩ閾値を上回る場合にのみ光媒体にスイッチングすることを確実にする。

【0129】

これは、ユーザデバイスがＬｉＦｉカバレッジのエッジの近くで静止している場合にＬｉＦｉ－ＷｉＦｉ間の頻繁なスイッチングを避けるために、図３に示されるようなよく考えられた閾値、及び場合によってはヒステリシスと組み合わせて実現されることができる。ヒステリシスは、（図３に示されない）２つの異なる閾値、例えば、（同じ閾値を使用することに代えて）時点Ｂよりも時点Ａについてより高い閾値で実装されることができる。

【0130】

実生活のアプリケーションシナリオでは、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉネットワークの両方を有するＬＡＮに存在するユーザデバイスは、スタートアップ時に、デフォルトでＷｉＦｉネットワークに接続されることが想定される。ＷｉＦｉチップの２つのアンテナポートを除いて、ユーザデバイスにおいてＬｉＦｉモジュールとＷｉＦｉチップとの間の直接通信はないため、上述した方法は、ＬｉＦｉ信号強度検出が状態を変え次第（カバレッジエリア内又はカバレッジエリア外）、ＷｉＦｉチップにローミングを始めさせるために使用される。

【0131】

図６は、ユーザデバイス又はＥＰによる上記の方法を利用した完全な動作プロシージャ６０を概略的に示している。

【0132】

ユーザデバイスをパワーアップすることによる等ステップ６０１における始動後、ユーザデバイスは、ステップ６０２においてＷｉＦｉ ＡＰと接続される。まだＷｉＦｉ ＡＰに接続している際、ＥＰは、ステップ６０３においてネットワークスキャンを実行する。これは、どのＡＰが範囲内にあるかを知るためにＷｉＦｉデバイスに通常実装されている。

【0133】

ユーザデバイスは、ステップ６０４において到達範囲(reach)内にＬｉＦｉ ＡＰが見え次第、ステップ６０５において高速ローミングプロシージャを開始し、ステップ６０６においてＬｉＦｉ ＡＰに接続する。

【0134】

これが起こる場合、ＲＦアンテナ２０３は、ＬｉＦｉ信号強度ディテクタ回路（Ｋ１、Ｋ２）によってディスエーブルにされることになる。この動作状態では、両方のＲＦアンテナが切断されているため、ＷｉＦｉチップは、物理的にはまだＷｉＦｉカバレッジ内にあるが、ＷｉＦｉ ＡＰを見ることができなくなる。

【0135】

ＬｉＦｉ ＡＰに接続している際、ユーザがＬｉＦｉカバレッジのエッジの近くに移動すると、ＬｉＦｉ信号ディテクタは、ＲＦアンテナ２０３をイネーブルにする（Ｋ２が、時点３２においてハイ「１」になる、図３参照）。ＥＰがネットワークをスキャンする（６０７）場合、そのＷｉＦｉチップは、６０８において到達できるＷｉＦｉ ＡＰがあることに気づくことになる。この時点で、アクティブなデータ通信が、ＯＦＥに接続されているポート２０１を介してまだ行われている一方、ＷｉＦｉビーコンが、ポート２０２を介して受信される。

【0136】

この状態変化は、高速ローミングプロシージャを開始（６０９）及びＷｉＦｉネットワークにハンドオーバする（６０２）ためのトリガとして使用される。ＬｉＦｉ及びＷｉＦｉ ＡＰの両方が見えている、この状態変化は、（Ｋ２を「０」から「１」に変更する）ＬｉＦｉ信号強度ディテクタのアクションの直接的な結果である。

【0137】

別のシナリオでは、ユーザデバイスがまだＷｉＦｉネットワークと関連付けられている際にＬｉＦｉゾーンに入る場合、ＷｉＦｉチップは、ＷｉＦｉ及びＬｉＦｉ ＡＰの両方を見ることができるため、状態変化に気づくことになる。これは、ＬｉＦｉ信号ディテクタが時点３６においてＫ１を「１」に変更する（図３参照）ためである。

【0138】

この状態変化は、高速ローミングプロシージャを介してＬｉＦｉネットワークにハンドオーバするためのトリガとして使用される。このプロシージャは、ＷｉＦｉ信号がＬｉＦｉゾーンにおいて利用可能なままであり、ゆえに、必要に応じて、移行はゆっくりと行うことができるため、ＬｉＦｉ－ＷｉＦｉハンドオーバよりもタイムクリティカルではない。

【0139】

本開示は、上記で開示される例に限定されず、任意のデータ通信、データ交換及びデータ処理環境、システム又はネットワークで使用するために、発明的技能を適用する必要なしに、添付の特許請求の範囲に開示される本開示の範囲を越えて当業者によって変更及び拡張されることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】