(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
根ノードまたはルータノードを含む複数のノードを有するツリー構造のネットワークにおいてピアツーピア通信を確立するための、ツリー構造のネットワーク内に構成されたフル機能ノードを含む複数のノードの中から選択された第１のノードによって少なくとも部分的に実施される方法であって、
前記ツリー構造のネットワークの中にルートを格納することができる機能を有する前記根ノードまたは前記ルータノードのいずれか１つに、宛先ノードへの経路情報を要求する第１のメッセージを送信するステップと、
前記根ノードまたは前記ルータノードによって送信された前記経路情報を受信するステップであって、前記経路情報はソースノードと前記宛先ノードとの間の最短経路または最もホップ数の少ない経路の少なくとも１つを含むステップと、
前記経路情報を使用して前記宛先ノードに第２のメッセージを送信するステップと、
前記第２のメッセージの宛先に指定されていないノードから情報を受信するステップであって、前記情報は前記第２のメッセージのために推奨される経路の変更を通知するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ソースノードへ逆ルーティング経路情報を要求する第３のメッセージを前記宛先ノードから前記根ノードまたはルータノードに送信するステップと、
前記宛先ノードにおいて前記逆ルーティング経路情報を受信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記宛先ノードにおいて送信された逆経路情報を自動的に受信するステップをさらに含み、
それによって、前記宛先ノードは、最初に経路情報を要求することなく前記ソースノードからの前記第２のメッセージに応答することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信した経路情報を、それによって前記経路情報の要求が繰り返されるのを回避するためにキャッシュするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ソースノードは、前記根ノードから前記経路情報を受信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ツリー構造のネットワークの少なくとも１つのルータノードの中に前記経路情報を格納するステップをさらに含み、
前記少なくとも１つのルータノードは、前記経路情報を前記ソースノードに送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前の通信のパケットヘッダに基づいて前記ソースノードから前記宛先ノードへの通信経路におけるノードのアドレスを格納するステップをさらに含み、
それによって、続くパケットの前記パケットヘッダの中にルート情報を追加することなく前記ソースノードから前記宛先ノードへ送信された前記続くパケットを送信することができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
変更されていないメッセージパケットヘッダを前記ソースノードと前記宛先ノードとの間の経路におけるノードを通して転送するステップをさらに含み、
それによって、前記宛先ノードは、前記変更されていないパケットヘッダに基づいて前記ソースノードへの逆経路を判定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のノードのうちの選択されたノードは、データエンドポイントを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記データエンドポイントのうちの選択されたデータエンドポイントは、高度計量インフラストラクチャにおける計量デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のノードは、計量デバイスを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記計量デバイスは、それぞれ無線通信デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記経路情報は、予め定められたルーティングメトリックおよび予め定義されたルーティング目標の少なくとも一部に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、
ツリー構造のネットワークとして構成された根ノードを含む複数のノードを提供するステップであって、前記複数のノードのそれぞれは、無線通信デバイスと関連する計量デバイスを含むステップと、
前記根ノードから前記複数のノードのうちの第２のノードへの経路ルーティングを要求することによって、前記複数のノードのうちの第１のノードから前記複数のノードのうちの前記第２のノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、
前記根ノードにおいて前記第１のノードと前記第２のノードとの間の最短の／最もホップ数の少ない経路を判定するステップと、
前記判定された経路を使用して前記第１のノードから前記第２のノードにメッセージパケットを送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記メッセージパケットは、前記経路情報を含むヘッダを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのフル機能ノードから経路ルーティングを求める前記第１のノードの要求に応答する情報を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のノードのうちの少なくとも選択されたノードは無線ノードであり、
前記無線ノードにおいてそれら自体宛てではないメッセージをリスンするステップと、誤って受信されたメッセージを評価し、より短い経路が利用可能である場合はそれらにメッセージを送信してノードに経路変更を通知するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のノードと前記第２のノードとの間の経路に沿ったノードに前記経路情報の少なくとも一部分をキャッシュするステップをさらに含み、
それによって、前記経路要求を繰り返すことを回避することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
複数のノードに関連付けられた高度計量インフラストラクチャにおける通信のための方法であって、前記複数のノードのうちの少なくとも選択されたノードは、無線通信を利用するツリー構造のネットワークとして構成された計量デバイスエンドポイントに関連付けられ、
前記複数のノードの中からソースノードにおいて、前記ツリー構造のネットワークを使用してルータノードから宛先ノードへの経路情報を要求することによって、前記複数のノードの中から前記宛先ノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、
前記ツリー構造のネットワークを使用して前記ルータノードから前記ソースノードと前記宛先ノードとの間の最短経路または最もホップ数の少ない経路の少なくとも１つを含む前記経路情報を受信するステップと、
前記経路情報を利用してメッセージパケットを前記ソースノードから前記宛先ノードに送信するステップと、
前記メッセージパケットの宛先に指定されていないノードから情報を受信するステップであって、前記情報は前記ソースノードから前記宛先ノードへ送信するメッセージのために推奨される経路の変更を通知する、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記計量デバイスエンドポイントは、関連する無線通信デバイスを有する電気計量デバイスを備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記経路情報は、最短経路を含むことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記経路情報は、最もホップ数の少ない経路を含むことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記経路情報は、最短のかつ最もホップ数の少ない経路を含むことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ツリー構造のネットワーク内に構成された複数のノードのうちおよびフル機能ノードのうちの第１のノードにおけるピアツーピア通信を確立するための方法であって、
前記第１のノードから前記複数のノードのうちの第２のノードへの経路ルーティングを要求するステップと、
前記フル機能ノードから、前記第１のノードと前記第２のノードとの間の最短経路および最もホップ数の少ない経路の少なくとも１つを含む前記経路を受信するステップと、
前記受信された経路を使用して前記第２のノードにメッセージパケットを送信するステップと、
前記送信されたメッセージパケットの宛先に指定されていないノードから、前記受信された経路を交換するためのピアツーピアのルートを受信するステップと
を含む方法。
【請求項２５】
複数のノードのうちおよびフル機能ノードのうちの第１のノードにおける、高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、
前記第１のノードから第２のノードへの経路ルーティングを要求するステップと、
前記フル機能ノードから、前記第１のノードから前記第２のノードへの前記経路ルーティングを受信するステップと、
前記受信された経路を使用して前記第２のノードにメッセージパケットを送信するステップと、
前記送信されたメッセージパケットの宛先に指定されていないノードから、前記送信されたメッセージパケットのルーティングヘッダの評価および前記受信された経路を交換するためのピアツーピアのルートを受信するステップと
を含む方法。
【請求項２６】
前記複数のノードのうちの少なくともいくつかのノードは、データエンドポイントを備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記データエンドポイントのうちの少なくともいくつかは、高度計量インフラストラクチャにおける計量デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数のノードは、計量デバイスを備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記計量デバイスの少なくともいくつかは、無線通信デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記経路は、予め定められたルーティングメトリックおよび予め定義されたルーティング目標の少なくとも一部に基づいていることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記複数の機能制限されたノードのうちの少なくともいくつかのノードは、データエンドポイントを備えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記データエンドポイントのうちの少なくともいくつかは、高度計量インフラストラクチャにおける計量デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の機能制限されたノードは、計量デバイスを備えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記計量デバイスの少なくともいくつかは、無線通信デバイスに関連付けられることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記経路は、予め定められたルーティングメトリックおよび予め定義されたルーティング目標の少なくとも一部に基づいていることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は通信に関する。より具体的には、本明細書で開示される主題は、高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）におけるピアツーピアルーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）は、大きな地理的区域にわたって分散された数百万までの計量デバイスを含んでよい。そのようなデバイスは、通常、データ計量コレクタおよびネットワーク管理サーバを含むサーバのクラスタと、データ、例えば電気、ガス、水道などの消費データを含むメッセージを交換するように構成される。ＡＭＩ環境は、一般に、セルリレー（セルルータと呼ばれることもある）を先頭にした自律システム（ＡＳ）のまわりで構成され、各ＡＳは、バックホールネットワーク経由で、公益事業会社の本社または他の中央の場所に配置されてよいサーバに接続される。
【０００３】
ＡＭＩ技術分野における当業者は、計量デバイスまたはエンドポイントとセルリレー／ルータとを相互接続している論理インフラストラクチャは、しばしば、例えば無線メッシュネットワーク、電力線を使用するような有線ネットワークに加えて、ツリートポロジに基づくことを理解するであろう。
【０００４】
通常、ＡＳを形成するノードは、各デバイス／ノードにおいてそれぞれ利用可能なリソースに関して、デバイスまたはノードの２つの広い種類に分類され得る。そのような広い種類は、フル機能ノード／デバイスおよび機能制限ノード／デバイスを含む。フル機能ノードは、通常、比較的大きいメモリ空間および高い処理能力を有するデバイスであり、一方、機能制限ノードは、通常、比較的小さいメモリ空間および低い処理能力を有するデバイスに対応する。
【０００５】
機能制限ノードを有するＡＭＩネットワークにおけるルーティングのための主な課題のうちの１つは、効率の良いルーティング方式の実施である。そのようなノードのリソース制約は、大きいルーティングテーブルの格納および維持を実際には不可能にする。結局、そのようなノードは、しばしば、非常に少数のそれらのワンホップ隣接ノードへのルートしか有しない非常に縮小されたまたは「ライトな」ルーティングテーブルを維持する。通常、そのようなノードは、それらの親と呼ばれることもあるそれらのワンホップアップストリーム隣接ノードに関する情報を格納するだけである。そのようなコンテキストでは、数ホップ離れている可能性がある隣接ノードに到達するためのより詳細なルーティング情報をそのようなノードに格納することは非常に難しいことを当業者は理解するはずである。
【０００６】
しばしば、ネットワーク全体が見える確立されたツリーの中の唯一のノードは、ツリーの根と呼ばれるものでよい。根は、詳細なルーティング情報を収容し、ツリーの中の各ノードへのルート／ルーティング情報を維持するのに十分なリソースを有する。当業者は理解するであろうように、各ノードへの経路計算は、根がトポロジおよび利用可能なリンクに関する詳細な知識を取得した後は、知られている技法を使用して簡単なやり方で実行することができる。
【０００７】
そのようなツリートポロジにおけるルーティング方式は、通常、２種類のフロー、すなわち、アップストリームフローおよびダウンストリームフローのまわりで構成される。アップストリームパケットは、ツリーの葉からツリーの根（マルチポイントツーポイント）に流れ、一方、ダウンストリームパケットは、ツリーの根から葉に（ポイントツーマルチポイント）に流れる。アップストリームメッセージは、常にツリーの根に向けられ、一方、ダウンストリームメッセージは、ツリーノードのいずれに向けられてもよい。
【０００８】
アップストリームルーティングは、根に向けられたメッセージを受信した各ノード（アップストリームの隣接ノードのためのルーティングテーブルに少なくとも１つのエントリを有する機能制限ノードでさえ）は、そのメッセージをアップストリームへそのワンホップ隣接ノード（親）に転送するだけであるという点で簡単である。ダウンストリームルーティングは、ソースルーティング手法を使用する。すなわち、ツリーの根は、メッセージのソースと宛先との間の中間ノード／ホップのすべてのアドレスを含む明示的なルート情報をダウンストリームパケットのヘッダに挿入する。ここで、パケットを受信した各中間ノードは、（完全な経路を有するリストである）パケットのルーティングヘッダを検査し、そのアドレスが入ったヘッダを処理し、消費／除去し、パケットをリスト上の次のホップにさらに転送する。
【０００９】
ＡＭＩ技術分野の当業者には理解されるように、無線ネットワークはブロードキャスティングドメインであり、したがって、ノードによって送信されたユニキャストメッセージは、本来、その隣接ノードすべてによって聞かれるので、中間ノードはそれらのダウンストリーム隣接ノードを掲載しているテーブルを格納する必要がない。そのような当業者はまた、ソースルーティングはそのようなハードウェア制約ノードに関する問題ではなく、エンドツーエンドの信頼性が、リンク層においてワンホップ再送信機構をデプロイし、ならびにより高い層においてエンドツーエンド再送信機構をデプロイすることにより達成されることを理解するであろう。
【００１０】
知られているように、ＡＭＩ環境の中では、エンドポイント（すなわち、例えば、計測デバイス）とツリー根（すなわち、より一般的には、様々なエンドポイントからデータを収集するように一般に設定されてよい中央設備）との間の通信は、かなり簡単なプロセスである。しかし、最近になって、需要応答および自動通信のような機能を提供するためのピアデバイス間の通信機能を提供することに対する興味が増大してきた。したがって、そのような通信のソースおよび宛先がツリーの根でないと推定される場合は、ツリーのノード間に効率の良いピアツーピア通信機能を提供することが有利であろう。前に知られているルーティング機構だけを使用して、ツリーノードはピアツーピア通信を直接セットアップすることはできない。すなわち、根ではないノード間のピアツーピア通信は、現在の技術水準では、それでもなおツリーの根を介してルーティングされなければならない。したがって、オープン動作フレームワークにおいて高度計量インフラストラクチャアプリケーションのためにピアツーピアルーティング最適化を提供する改善されたルーティング機能を提供することが有利であろう。
【００１１】
様々な態様および代替的実施形態がＡＭＩルーティングの分野で知られているかもしれないが、本明細書に提示されているようなピアツーピア通信技術に関連する上記で言及された特性および他の望ましい特徴を全体的に包含する設計は１つも現れていない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来技術において見られ、本明細書で開示される主題によって扱われる認識された特徴の観点から、高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）および他の広域ネットワーク（ＷＡＮ）環境で通信する自動検針（ＡＭＲ）デバイスを含むネットワークデバイスのためにソースノードによって開始される通信を提供するための改善された方法が提供される。
【００１３】
本主題の一態様では、根ノードを含む複数のノードを有するツリー構造のネットワークにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、ソースノードから、いずれか１つがツリー構造のネットワークの中にルートを格納することができる機能を有する根ノードまたはルータノードのうちの１つに、宛先ノードへの経路ルーティングを要求するメッセージを送信するステップと、根ノードまたはルータノードにおいて、ソースノードと宛先ノードとの間の最短の／最も直接の経路を判定するステップと、判定された経路情報をソースノードに送信するステップと、その経路情報を使用してソースノードから宛先ノードにメッセージを送信するステップとを含む方法が開示される。
【００１４】
本主題の他の態様では、高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、ツリー構造のネットワークとして構成された根ノードを含む複数のノードを提供するステップと、根ノードから複数のノードのうちの第２のノードへの経路ルーティングを要求することによって、複数のノードのうちの第１のノードから複数のノードのうちの第２のノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、根ノードにおいて第１のノードと第２のノードとの間の最短の／最も直接の経路を判定するステップと、判定された経路を使用して第１のノードから第２のノードにメッセージパケットを送信するステップとを含む方法が提供される。
【００１５】
本主題のさらに他の態様では、複数のノードに関連付けられた高度計量インフラストラクチャにおける通信のための方法であって、複数のノードのうちの少なくとも選択されたノードは無線通信を利用するツリー構造のネットワークとして構成された計量デバイスエンドポイントに関連付けられ、そのようなツリー構造のネットワークを使用して根ノードからそのような宛先ノードへの経路ルーティングを要求することによって、複数のノードのうちの選択されたソースノードから複数のノードのうちの選択された宛先ノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、そのようなツリー構造のネットワークを使用して根ノードにおいてそのようなソースノードとそのような宛先ノードとの間の最短の／最も直接の経路を判定するステップと、そのような判定された経路を利用してそのようなソースノードからそのような宛先ノードにメッセージパケットを送信するステップとを備える方法が提供される。
【００１６】
本主題のさらに他の態様によれば、高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、ツリー構造のネットワークとして構成された少なくとも１つのフル機能ノードを含む複数のノードを提供するステップと、少なくとも１つのフル機能ノードから複数のノードのうちの第２のノードへの経路ルーティングを要求することによって、複数のノードのうちの第１のノードから複数のノードのうちの第２のノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、少なくとも１つのフル機能ノードにおいて第１のノードと第２のノードとの間の最短の／最も直接の経路を判定するステップと、判定された経路を使用して第１のノードから第２のノードにメッセージパケットを送信するステップとを含む方法が提供される。
【００１７】
本主題のさらに他の態様によれば、高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法であって、ツリー構造のネットワークとして構成された少なくとも１つのフル機能ノードおよび複数の機能制限ノードを含む複数のノードを提供するステップと、少なくとも１つのフル機能ノードから第２のノードへの経路ルーティングを要求することによって、複数の機能制限ノードのうちの第１のノードから複数の機能制限ノードのうちの第２のノードとのピアツーピア通信を開始するステップと、少なくとも１つのフル機能ノードにおいて第１のノードと第２のノードとの間の最短の／最も直接の経路を判定するステップと、判定された経路を使用して第１のノードから第２のノードにメッセージパケットを送信するステップとを含む方法が提供される。
【００１８】
本明細書で開示される主題は、例えば、複数のノードを有し、いくつかの実施形態では根ノードを含むツリー構造のネットワークにおいてピアツーピア通信を確立するための方法に関する。本方法は、ソースノードから宛先ノードへの経路ルーティングのために根ノードに情報を要求するそのようなソースノードからメッセージを送信するステップを含む。ソースノードと宛先ノードとの間の最も有利な経路は、根によって判定され、次いで、そのような判定された経路情報はソースノードに送信される。次いで、ソースノードは、経路情報を使用してメッセージを宛先ノードに送信する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本方法は、ソースノードへルーティングする逆ルーティング経路を要求するメッセージを宛先ノードから根に送信し、逆ルーティング経路情報を宛先ノードに送信するステップをさらに含んでよい。選択された実施形態では、逆経路情報は根によって宛先ノードに自動的に送信されてよく、その結果、宛先ノードは最初に経路情報を要求することなくソースノードからのメッセージに応答することができる。他の実施形態では、本方法は、ソースノードおよび宛先ノードのうちの少なくとも１つが経路情報をキャッシュするように構成することができ、それによって、経路要求を繰り返すことを回避することができる。
【００２０】
根ノードを利用するいくつかの実施形態では、根ノードは、最も有利な経路を判定し、その経路情報をソースノードに送信するように構成されてよい。他の実施形態では、少なくとも１つのフル機能ノード、根以外、が複数のノードの間に提供されてよく、ツリーの中にルートを格納するように構成されてよい。そのような例示的実施形態では、少なくとも１つのフル機能ノードは、最も有利な経路を判定し、その経路情報をソースノードに送信することができる。
【００２１】
選択された実施形態では、本方法は、ソースノードから宛先ノードへの通信経路におけるノードが前の通信のパケットヘッダから次のホップのアドレスを格納するように構成することができる。そのような例示的実施形態では、パケットのヘッダの中にソースルーティング情報を追加することなく同じソースから同じ宛先へ次に続くパケットを送信することができる。
【００２２】
本明細書で開示される主題の他の例示的実施形態では、本方法は、ソースノードと宛先ノードとの間の経路におけるノードが変更されていないメッセージパケットヘッダを転送するように構成することができ、それによって、宛先ノードはソースノードへの逆経路を知ることができる。本明細書で開示される主題の選択された代替的実施形態では、本方法は、宛先ノードが誤ってそれ自体に向けられた聞かれたパケットを処理し、新しいピアツーピアルートをソースノードに通知するように構成することができる。
【００２３】
本明細書で開示される主題はまた、高度計量インフラストラクチャにおいてピアツーピア通信を確立するための方法に関する。そのような例示的方法によれば、複数のノード（いくつかの場合には、根ノードを含む）が、ツリー構造のネットワークとして提供され構成される。そのような例示的方法では、複数のノードのうちの第１のノードは、複数のノードのうちの第２のノードへのルートを要求することにより複数のノードのうちの第２のノードとピアツーピア通信を開始するように構成される。第１のノードと第２のノードとの間の最も有利な経路／ルートが判定され、メッセージパケットが第１のノードから第２のノードに送信される。そのような例示的方法のうちの選択された方法では、メッセージパケットは、経路情報を含んだヘッダを含んでよい。そのような実施形態のうちの選択された実施形態では、根ノードは、第１のノードと第２のノードとの間の最も有利な経路を判定し、その経路情報を第１のノードに送信するように構成される。
【００２４】
そのような例示的方法の選択された代替的実施形態では、少なくとも１つのフル機能ノードが複数のノードの中に提供される。そのような実施形態では、少なくとも１つのフル機能ノードは、経路ルーティングを求める第１のノードの要求に応答するように構成される。本明細書で開示される主題の他の実施形態では、複数のノードのうちの少なくとも１つの選択されたノードは、無線ノードとして提供される。そのような例示的実施形態では、無線ノードは、必ずしもそれら自体宛てではないメッセージをリスンし、誤って受信されたメッセージを評価し、ルーティングヘッダを検査し、「より短い」経路が利用可能である場合は、最終的な経路最適化／変更をメッセージのソースに通知するように構成されてよい。
【００２５】
上記の他の本例示的実施形態では、例示的ソースノードと例示的宛先ノードとの間の最も有利な経路を構成するものを判定することは、予め定められたルーティングメトリックを使用することを含んでよく、それによって、予め定められたルーティング目標が達成される。
【００２６】
本明細書で開示される主題の追加の態様および特徴は、本明細書における「発明を実施するための形態」において説明される、またはそれから当業者には明らかになるであろう。さらに、具体的に例示され、言及され、議論された特徴、要素、およびそれらのステップに対する修正および変形は、主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な実施形態および使用形態において実施されることが可能であることをさらに理解されたい。変形は、例示され、言及され、または議論されたもののための同等の手段、特徴、またはステップの代替、および様々な部分、特徴、ステップ、または同種のものの逆の機能、動作、または位置を含んでもよいがそれらに限定されない。
【００２７】
さらに、本明細書で開示される主題の様々な実施形態ならびに様々な現在好ましい実施形態は、本明細書で開示される特徴、ステップ、もしくは要素、またはそれらの同等物の様々な組合せまたは構成（図には明確に示されていない、またはそのような図の「発明を実施するための形態」に述べられていない特徴、部分、もしくはステップ、またはそれらの構成の組合せを含む）を含んでよいことが理解されるべきである。必ずしも本「発明の概要」の節に示されていない本明細書で開示される主題の追加の実施形態は、上記の要約された目的において言及された特徴、構成要素もしくはステップ、および／またはそうでなければ本出願において議論される他の特徴、構成要素もしくはステップの態様の様々な実施形態を含み、組み込んでよい。
【００２８】
さらに、本明細書で開示される主題は、本例示的方法を実施するためのおよび／またはそのような例示的方法によって動作させるための対応するデバイスおよび装置を同様に包含することが理解されるべきである。当業者は、本明細書の残りの部分を検討することによって、そのような実施形態の特徴および態様などをより良く理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
当業者向けの本明細書で開示される主題の十分で有用な開示は、そのベストモードを含めて、添付の図面を参照する本明細書で説明される。
【図１】根ノードを介してトラフィックを転送することなくピアノード間のピアツーピア通信を現在提供することができないことを示す図である。
【図２】本明細書で開示される主題の例示的実施形態によるピアノード間のソースノードによって開始されるピアツーピア通信を示す図である。
【図３】本明細書で開示される主題の第１の実施形態によるピアツーピアルート要求の例示的メッセージシーケンス図（ＭＳＣ）を示すブロック図である。
【図４】本明細書で開示される主題の他の実施形態によるルート要求の例示的メッセージシーケン図（ＭＳＣ）を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本明細書および添付の図面全体にわたる参照符号の反復使用は、本明細書で開示される主題の同一のまたは類似の特徴、要素、またはステップを表すことを意図するものである。
【００３１】
「課題を解決するための手段」の節において議論されたように、本明細書で開示される主題は、とりわけ、高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）などのツリー構成ネットワークにおいてソースノードによって開始されるピアツーピアルーティング方式を提供するための方法に関する。
【００３２】
最初に図１を参照すると、本明細書で開示される主題のための基本概念は、例えばＡＭＩシステムツリー１００における例えばノード１０２のアプリケーション層が根ノード１０４のアドレス以外のアドレスに送信するべきメッセージを有する場合は、ノード１０２は、普通には、宛先ノード１０６への明示的な経路を要求するメッセージを根ノード１０４にルーティングしなければならないことを認識する。根ノード１０４がそのようなメッセージを受信した場合は、根ノード１０４は、図１の前の構成では不可能であるルート１１６などのより直接のルートではなく、根ノード１０４を介しての経路（アップストリーム経路１１２、次いでダウンストリーム経路１１４）をもちろん含む、ノード１０６への現在最も有利な知られている経路でノード１０２に返答する。
【００３３】
そのような手法に関連する主な欠点は、待ち時間の増大、衝突の確率の増大、ならびにツリー内のいくつかのノードおよび枝の不必要なローディングを含む。ピアツーピアメッセージを配信するために使用される経路は次善のものなので、ピアツーピアメッセージを配信する際の待ち時間は増大する。これは、メッセージが「最短の」利用可能な経路を取らないという事実のためである。一般に、最短経路は、好ましくは、最適化機能の目標（すなわち、首尾よい送信の高い確率）に応じて、メッセージのソースと宛先との間の最適経路と解釈されるべきである。図１に示されている例では、パケットは、普通は、経路１１２を介してツリー１００のノード１０２から根ノード１０４にアップストリームへ進み、次いで、経路１１４を介してその最終宛先、例えばノード１０６にダウンストリームへ進む。
【００３４】
ツリー１００の根ノード１０４を介してのピアツーピア通信は、衝突の可能性の増大を受け、したがって、エンドツーエンド遅延を受けることが多くなる。例えば、２つの隣接するノード間のパケットの首尾よい送信の確率はｐであり、衝突の確率はｑ＝１−ｐであると考える。ソースおよび宛先が１ホップ離れている、例えば図１におけるノード１０２から１２２への通信では、成功の確率はｐ（１−ｑ）＾２である。ソースおよび宛先がＮ個の中間ノードだけ離れている通信では、成功の確率はｐ（１−ｑ）＾（Ｎ＋１）である。この場合、中間ホップの数Ｎを低減することは、首尾よい送信の確率を高め、したがって、エンドツーエンド遅延を低減することが明らかであるはずである。
【００３５】
図１によって表されているメッセージングシステムの他の欠点は、ツリー１００のいくつかの枝およびノードが不必要にロードされることである。例えば、根ノード１０４とノード１２４との間のリンク、および、したがって、根ノード１０４自体は、追加のアップストリームトラフィックおよびダウンストリームトラフィックを不必要にロードされる。さらに、ネットワークリソースすなわち周波数の空間再利用は、利用可能な場合は、かなり低減される可能性がある。例えば、図１に示されているように、ノード１０２と１０６との間の通信は、根ノード１０４とノード１２４との間のリソースを不必要に独占し、したがって、根ノード１０４を、他の隣接ノードからのまたはそれへのメッセージを受信および／または送信するために利用できなくする。
【００３６】
本明細書で開示される技術によれば、そのような欠点および他の欠点は、ピアツーピアメッセージのために代替経路を提供することにより対処される。次に、図２を参照すると、本明細書で開示される技術の例示的実施形態の１つの表現では、ソースノード、例えばノード２０２は、経路２１２に沿ったアップストリームメッセージを使用することにより明示的な経路要求メッセージをツリー２００の根ノード２０４に送信する。根ノード２０４は、ツリー２００のトポロジ全体を見ることができ、すべてのノードへの明示的な経路情報を維持する。そのようなやり方で、根ノード２０４は、例えばノード２０２と２０６との間の最も有利な知られている経路を容易に計算することができ、その経路情報を要求ノード、例えば例示的ノード２０２にさらに返信することができる。
【００３７】
本明細書で開示される主題の他の態様によれば、少数のフル機能ノードが、図１および２のツリー１００、２００によって表されている各自律システム（ＡＳ）の中のノードの間に均等にまたはランダムにディスパッチされてよい。そのようなノード、例えばノード２３４、２２２、および２５２は、各ＡＳの中にワンホップおよび／または数ホップルートに関する詳細な情報を格納するのに十分なリソースを備えて構成されてよい。そのような場合には、本明細書で開示される主題によるそのようなノードは、ルータノードとして機能し、自律システム（ＡＳ）の中でそれらの存在を通知する。そのような場合には、各ノードは、根ノードにではなく最も近いルータに（フル機能ノード）にピアツーピア通信経路を要求することができる。
【００３８】
そのような例示的な本方法のメッセージシーケンス図（ＭＳＣ）が図３に示されている。図示されているように、ノード２０２は、ルート要求を根２０４または他のフル機能ノードに送信することができる。次いで、根２０４または他のフル機能ノードは、ノード２０２と２０６との間の最も有利な知られている経路を計算し、この場合はノード２２２のアドレスと、その後に続くノード２２４のアドレスと、その後に続くノード２２６のアドレスとに対応するアドレスシーケンスを与えるルート要求に対する返答を返す。
【００３９】
ノード２０６がノード２０２から受信されたメッセージに応答しなければならない場合は、本明細書で開示される主題によるノード２０６は、ノード２０２への逆ルートを取得するために、同一のルート要求メッセージを根ノード２０４または他のフル機能ノードに送信することができる。さらに、本明細書で開示される主題によるノード２０２および２０６のいずれか一方または両方は、根２０４または他のフル機能ノードによって提供された経路をキャッシュして、そのピアに送信されるべきパケットごとに経路要求を繰り返すのを回避するように構成されてよい。
【００４０】
本明細書で開示される主題の他の実施形態または態様では、第１のピアツーピアパケットは、その宛先までそのルーティングヘッダ構造を変更されないまま維持することができる。すなわち、中間ノードはそれらのアドレスをパケットヘッダから除去しない。そのような技法によって、本明細書で開示される主題によれば、中間経路／リンクは両方向に同様の通信品質を有するという意味で双方向であると仮定すると、宛先ノード２０６はノード２０２への逆ルートを容易に判定することができる。
【００４１】
本明細書で開示される主題の他の例示的実施形態では、ノード間のピアツーピア通信は双方向であると仮定すると、すなわち、ノード２０２からノード２０６に送信されたメッセージはノード２０６からノード２０２への応答を生成するという意味で、根ノード２０４は、ノード２０２とノード２０６との間の明示的な経路を求める要求を受信するとすぐ、前述のようにノード２０２に返答するときに、ノード２０６に逆経路を自動的に送信するように構成されてよい。そのような本例示的方法のメッセージシーケンス図（ＭＳＣ）が図４に示されている。
【００４２】
図４を参照すると、根ノード２０４または他のフル機能ノードがノード２０２からルート要求を受信した場合、ノードは２つのメッセージを生成する。第１のメッセージは、メッセージのソース、すなわちこの場合はノード２０２に対して作成されるルート要求返答に対応する。第２のメッセージは、ルート通知に対応し、主題のピアツーピア通信のためのピアツーピアルートの端部にあるノード、すなわちこの場合は宛先ノード（ノード２０６）に対して作成される。本例示的図４に示されているように、ノード２０２およびノード２０６に送信された宛先シーケンスは、相互のミラーイメージであり、相互への２つのノード間のそれぞれ異なる方向を表す。
【００４３】
本明細書で開示される主題のさらに他の例示的実施形態では、ノード２０２と２０６との間のピアツーピア通信は、自動学習機構によって拡張されてよい。そのような例示的実施形態では、各ノードはノード２０２と２０６との間の経路２１６に沿っており、ノード２０２が第１のピアツーピア通信パケットをノード２０６に送信した後に、そのようなノード（すなわち、ノード２２２、２２４、２２６）は、宛先ノード２０６に到達するためにパケットヘッダから次のホップの宛先を知る。一例として、宛先２０６のために、中間ノード２２２は、次のホップとしてノード２２４のアドレスを格納し、ノード２２４は、次のホップとしてノード２２６のアドレスを格納し、最後にノード２２６は、次のホップとしてノード２０６のアドレスを格納する。
【００４４】
次いで、ノード２０２は、明示的なルート情報をパケットのヘッダの中に追加することなく次のパケットをノード２０６に送信してよい。中間をリスンしているノード２２２は、ノード２０６に向けられたパケットを受信した場合、パケットを受信し、それを処理し、それを次のホップアドレス２２４に転送するだけである。次いで、ノード２２４はパケットをノード２２６に転送し、パケットがその最終宛先２０６に到達するまで同様に転送する。
【００４５】
他の追加の本例示的実施形態では、宛先ノード２０６が、ノード２０２からそれ自体に向けられ、前述のようにルーティングされたピアツーピアパケットを「聞いた」場合は、宛先ノード２０６は、パケットを完全に処理する。誤りが検出されない、すなわち、ビットが例えば干渉のために破損していない場合は、ノード２０６は、ノード２０２にパケットの適切な受信を確認応答する。すなわち、ノード２０６はノード２０２に、すべて本明細書で開示される主題によって、それらが直接通信することができ、ノード２０２と２０６との間のピアツーピア通信のためにより短いルートがセットアップされることが可能であることを通知する。
【００４６】
例えば、ノードが無線メッシュネットワークの一部分である場合には、多くの経路が様々なノードの間で生成され得るように、各ノードはそのメッセージをブロードキャストする。前述のように、ノード２０２からノード２０６への最も有利な経路は、ノード２２２、２２４、および２２６を介して経路２１６に沿っていた。しかし、宛先ノード２０６が、ノード２２２から直接経路２１８を介してブロードキャストされているそれ自体に向けられたパケットを「聞いた」可能性がある場合、および送信に誤りが検出された場合は、ノード２０２から２０６への経路は、本明細書で開示される主題の一態様によるより短いルートに変更されてよい。
【００４７】
本明細書で開示される主題の追加の任意選択の態様によれば、前述の様々な例示的実施形態では、例示的ソースノードと例示的宛先ノードとの間の最も有利な経路を構成するものを判定することは、予め定められたルーティングメトリックを使用することを含んでよく、それによって、予め定められたルーティング目標が達成される。一般的に言って、無線ネットワークのためのルーティングプロトコルは、最も有利な経路、およびこの場合、結局は、所与のアプリケーションのための必要とされるサービスの品質を保証するのに役立つ最も有利な代替経路となるものを見つけることにフォーカスする。詳細な説明を必要とすることなく当業者には理解されるであろうように、そのようなコンテキストでのサービスの品質は、待ち時間および信頼性の点から表されてよい。いくつかの実施形態では、有線ネットワークのルーティングメトリックは、最も有利な経路を構成するものを判定するためにホップカウントおよび物理的容量を利用し、これは、最少ホップカウントまたは最大帯域幅を達成しようと努力する構成を意味する。無線経路は、比較的劣ったスループットにつながる低容量および高パケット誤り率など、有線リンクに比較するとかなり異なる特性を有する。したがって、無線ネットワークのためのルーティングアルゴリズムは、好ましくは、無線リンクの品質を明示的に考慮に入れることにより所与のコンテキストで最も有利な経路を選択する。
【００４８】
本明細書で開示される主題の様々な実施形態では、ソースと宛先との間の経路の特性を推定するために様々なルーティングメトリックが使用されてよいことが当業者には理解されるであろう。例えば、いくつかのルーティングメトリックは、経路の安定性をキャプチャすることを意図するものでよく、一方、他のものは、エネルギー消費にフォーカスしてよく、さらに他のものは、判定された経路の結果としての帯域幅により一層フォーカスしてよい。さらに、無線リンクの品質を推定するために、ＥＴＸなどリンク上のパケット誤り率を考慮に入れるものを含めて、他のメトリックが使用されてよい。当業者にはよく知られているように、無線リンクのＥＴＸメトリックは、リンク上でパケットを首尾よく送信し確認応答するために必要とされる送信の予想数である。当業者は、本明細書で開示される主題のより広いコンテキストの中で、所与のコンテキストのための最も有利な経路（または最終的な代替の最も有利な経路）を見つけるためにメトリックを使用する経路計算アルゴリズム（その詳細は本明細書で開示される主題の特定の態様を形成しない）を実施することができる。さらに、そのようなメトリックはいくつかの場合には静的でもよく、推定無線リンク品質に応じて動的に変化してもよいことが理解されるべきである。
【００４９】
本明細書で開示される主題はその特定の実施形態に関して詳細に説明されてきたが、当業者は上記のことを十分に理解することによって、そのような実施形態の代替形態、変形形態、および同等形態を容易に生産することができることが理解されるであろう。したがって、本開示の範囲は、限定としてではなく例としてであり、本開示は、当業者には容易に明らかであろうように、本明細書で開示される主題に対するそのような修正、変形、および／または追加の包含を排除することを意図するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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