(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする方法であって、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施する段階と、
前記チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときに前記チャネル走査を一時停止する段階であって、前記ビーコンフレームが現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルを搬送する段階と、
前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の前記動作チャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、新しいチャネル走査シーケンスを構築する段階と、
前記新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルに対して前記チャネル走査を継続し、走査されていない動作チャネルの前記走査中にビーコンフレームを受信する段階と、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定し、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを選択して前記動作チャネル上で前記親ノードを介して前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第1のビーコンフレームがさらに、前記ビーコンフレームの出所である動作チャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを含み、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームがさらに、対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータを含み、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定する段階が、
前記第1のビーコンフレームに含まれる前記第1のチャネルリンク品質パラメータと、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに含まれる対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータとに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための前記親ノードを決定する段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを選択する段階が、
前記新しいチャネル走査シーケンスに従って前記親ノードと同期的にチャネルを切り替えて2巡目チャネル走査を完了する段階と、
前記2巡目チャネル走査プロセス中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを決定する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
同期的に切り替える前記段階が、
前記新しいチャネル走査シーケンスに従って、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードと前記親ノードとによって同期的に同じチャネル上でチャネル走査を実施し、前記新しいチャネル走査シーケンス中のチャネルのチャネル走査を完了するまで、前記新しいチャネル走査シーケンスに従って次の同一チャネルに同期的に切り替えることを通してチャネル走査を実施する段階を含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記2巡目チャネル走査プロセス中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを決定する段階が、
前記第2のチャネルリンク品質パラメータの値に従って最良のチャネル品質を有するチャネルを、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための前記動作チャネルとして選択する段階を含むことを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
【請求項６】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置であって、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施するためのチャネル走査ユニットと、
前記チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときに前記チャネル走査を一時停止するための走査制御ユニットであって、前記ビーコンフレームが現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルを搬送する、走査制御ユニットと、
前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の前記動作チャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、新しいチャネル走査シーケンスを構築するための構築ユニットとを備え、
前記走査制御ユニットがさらに、前記新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていないチャネルに対して前記チャネル走査を継続して、走査されていない動作チャネルの前記走査中にビーコンフレームを受信するのに使用され、前記装置がさらに、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定するための決定ユニットと、
ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを選択して、前記動作チャネル上で前記親ノードを介して前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニットとを備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記第1のビーコンフレームがさらに、前記ビーコンフレームの出所である動作チャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを含み、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームがさらに、対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータを含み、
前記決定ユニットが特に、前記第1のビーコンフレームに含まれる前記第1のチャネルリンク品質パラメータと、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに含まれる対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータとに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための前記親ノードを決定するのに使用されることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
【請求項８】
前記アクセスユニットが、
前記新しいチャネル走査シーケンスに従って前記親ノードと同期的にチャネルを切り替えて2巡目チャネル走査を完了するための同期走査サブユニットと、
前記2巡目チャネル走査プロセス中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求める前記デバイスノードのための動作チャネルを決定するための決定サブユニットと、
前記動作チャネル上で前記親ノードを介して前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスサブユニットとを備えることを特徴とする、請求項6または7に記載の装置。
【請求項９】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする方法であって、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って1巡目チャネル走査を実施し、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って第2のチャネル走査シーケンスを決定する段階と、
前記第2のチャネル走査シーケンスに従って前記親ノードと同期的にチャネルを切り替え、2巡目チャネル走査を実施する段階と、
前記2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、前記動作チャネル上で前記親ノードを介して前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って1巡目チャネル走査を実施し、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って第2のチャネル走査シーケンスを決定する段階が、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルから1巡目チャネル走査を実施する段階と、
前記チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときに前記チャネル走査を一時停止する段階であって、前記ビーコンフレームが現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルを搬送する段階と、
前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの前記動作チャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較し、前記ビーコン送信ノードの前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、第2のチャネル走査シーケンスを構築する段階と、
前記第2のチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルに対して前記チャネル走査を継続し、走査されていない動作チャネルの前記走査中にビーコンフレームを受信する段階と、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定する段階とを含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1のビーコンフレームがさらに、前記ビーコンフレームの出所である動作チャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを含み、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームがさらに、対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータを含み、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定する段階が、
前記第1のビーコンフレームに含まれる前記第1のチャネルリンク品質パラメータと、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに含まれる対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータとに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための前記親ノードを決定する段階を含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って1巡目チャネル走査を実施し、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って第2のチャネル走査シーケンスを決定する段階が、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って、前記チャネル走査シーケンス中のチャネルに対するチャネル走査を完了するまで第1のチャネルから1巡目チャネル走査を実施する段階と、
前記1巡目チャネル走査中に動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに従って第2のチャネル走査シーケンスを構築する段階であって、前記ビーコンフレームが、前記ビーコンフレームの出所である動作チャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する段階と、
前記第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、前記ビーコンフレームを送る前記ビーコン送信ノードからビーコン送信ノードを親ノードとして選択する段階とを含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記1巡目チャネル走査中に動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに従って第2のチャネル走査シーケンスを構築する段階が、
前記受信されたビーコンフレームの出所である動作チャネルと前記事前定義済みチャネル走査シーケンスとを比較する段階と、
前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除して前記第2のチャネル走査シーケンスを構築する段階とを含み、
または、前記1巡目チャネル走査中に受信された前記ビーコンフレームの出所である前記動作チャネルから、第2のしきい値を超える第1のチャネルリンク品質パラメータを有する動作チャネルを選択して、前記第2のチャネル走査シーケンスを形成する段階を含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置であって、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って1巡目チャネル走査を実施し、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って第2のチャネル走査シーケンスを決定するための前処理ユニットと、
前記第2のチャネル走査シーケンスに従って前記親ノードと同期的にチャネルを切り替えて2巡目チャネル走査を実施するための2巡目走査ユニットと、
前記2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、前記動作チャネル上で前記親ノードを介して前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニットとを備えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記前処理ユニットが、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施するための第1の走査サブユニットと、
前記チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときに前記チャネル走査を一時停止するための走査制御サブユニットであって、前記ビーコンフレームが現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルを搬送する、走査制御サブユニットと、
前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの前記動作チャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、前記ビーコン送信ノードの前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第1の構築サブユニットとを備え、
前記走査制御サブユニットがさらに、前記第2のチャネル走査シーケンスに従って、走査されていないチャネルに対して前記チャネル走査を継続し、走査されていない動作チャネルの前記走査中にビーコンフレームを受信するのに使用され、前記装置がさらに、
前記第1のビーコンフレーム、および走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定するための決定サブユニットを備えることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
前記1巡目チャネル走査中に受信された前記ビーコンフレームがさらに、前記ビーコンフレームの出所である動作チャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを含み、
前記決定サブユニットが特に、前記第1のビーコンフレームに含まれる前記第1のチャネルリンク品質パラメータと、走査されていない動作チャネルの前記走査中に受信された前記ビーコンフレームに含まれる対応する動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータとに従って、前記ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための前記親ノードを決定するのに使用されることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記前処理ユニットが、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って、前記チャネル走査シーケンス中のあらゆるチャネルが走査されるまで第1のチャネルから1巡目チャネル走査を実施するための第2の走査サブユニットと、
前記1巡目チャネル走査プロセス中に動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに従って第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第2の構築サブユニットであって、前記ビーコンフレームが、前記ビーコンフレームの出所であるチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する、第2の構築サブユニットと、
前記第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、前記ビーコンフレームを送るビーコン送信ノードからビーコン送信ノードを親ノードとして選択するための選択サブユニットとを備えることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
【請求項１８】
前記第2の構築サブユニットが、
前記受信されたビーコンフレームの出所である動作チャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較するための第2の比較モジュールと、
前記受信されたビーコンフレームの出所である前記動作チャネルを除くチャネルを前記事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除して、前記第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第2の削除モジュールとを備え、
または、
第2の所定しきい値を記憶するための記憶モジュールと、
前記現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルから、前記第2の所定しきい値を超える第1のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを選択して、前記第2のチャネル走査シーケンスを構築するための構築モジュールとを備えることを特徴とする、請求項17に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスセンサ技術の分野に関し、より詳細には、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスセンサネットワークは、様々な実際的環境に適した、広く適用されるワイヤレスネットワークである。ワイヤレスセンサネットワークは、アドホック、自律的、セルフ省エネルギー、高信頼性、低コストなど、その有利な特徴により、軍事、医療保健、環境保護、公共交通、および他の分野で広範囲にわたり適用されてきた。
【０００３】
既存のセンサネットワーク規格に記載されているワイヤレスセンサネットワークには、2つの種類がある。すなわち、ビーコン使用不可能ネットワークと、ビーコン使用可能ネットワークである。ビーコン使用可能ネットワーク中では、ビーコン対応デバイスがビーコンを定期的に送出するが、ビーコンを送ることにより、周囲ノードとの時間同期だけでなく、ネットワークへのアクセスを求める周辺ノードへのネットワーク情報提供も実現することができる。例えば、スーパーフレームが利用されるネットワーク中では、各スーパーフレーム期間につき、コーディネータが周囲ノードにビーコンを送り、スーパーフレーム期間は、ビーコンが送出されるときのタイミングで開始する。ビーコン内には、スーパーフレーム期間の継続時間、スーパーフレームのタイムスロットスケジューリング、様々なデバイスに対する時間同期、および他の情報を含めることができる。ビーコン使用不可能ネットワーク中では、定期的なビーコン送信はなく、ビーコンは需要に応じて、例えばネットワークアクセスプロセス中でまたは時間同期が必要なときに、特定のデバイスによって送信されるだけである。ビーコン使用不可能ネットワーク中の装置間の通信は一般に、非同期である。すなわち、送信デバイスは、通信が必要とされるときに通信要求を送って、デバイス間同期協調およびそれに次ぐデータ送信を実施する。
【０００４】
ワイヤレスセンサネットワーク中のデバイスは通常、1つのチャネルを採用して通信するが、ネットワーク通信容量を増大させデバイス間の相互干渉を回避するために、ネットワークデバイスは、複数のチャネルを使用して同時に通信することができる。マルチチャネル通信モードでは、様々なデバイスが、常にそれらの種々の最適なチャネル上で相互と通信することができるか、または、周波数ホッピング方式、特にランダムシーケンス周波数ホッピングおよび一定シーケンス周波数ホッピングを含めた方式で通信することができる。周波数ホッピング通信はデバイス間の正確な時間同期を必要とするが、デバイスの一定最適チャネル通信の場合は、高い時間同期要件はない。
【０００５】
既存のマルチチャネル通信ネットワーク中では、様々なデバイスノードが一般に、異なるチャネル中で動作し、通信が必要なときだけ受信デバイスのチャネルに切り替える。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスがネットワークに加入するとき、このデバイスは、あるチャネル上にとどまってアクセスプロセスを完了するのではなく、それ自体のパラメータに従って潜在的な各通信チャネル上で問い合わせる。すなわち、可能性のある各通信チャネル上で探索して、アクセス可能なワイヤレスネットワークがあるかどうか調べる。このようにする際、ネットワークへのアクセスを求めるノードは、チャネル上でビーコン要求フレームをブロードキャストし、対応する期間にわたって待機してビーコンフレームを受信することができる。ビーコン要求フレームを送った後は、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスは、ネットワークから送られたビーコンフレームのみを受け入れ、チャネル上で送信されたデータ情報は受け入れない。ビーコンフレームが受信された場合、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、ビーコンフレーム上で搬送された内容に従って、ネットワークに加入するかどうか決定する。現在のチャネル上に存在するワイヤレスネットワークにアクセスすると決定された場合は、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、後続のネットワークアクセスプロセスのために、ビーコンフレームを送るデバイスノードに関連付け情報を送る。現在のチャネル上に存在するネットワークがアクセスに適さない場合は、デバイスノードは、受信したビーコンフレームを廃棄する。定義された期間中にビーコンフレームが受信されない場合、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、デバイスノード中に設定された各チャネルが検出されるまで、別のチャネルにスキップして上記のステップを繰り返す。
【０００６】
従来技術では、マルチチャネル通信方法によって通信リソースを増加させ通信衝突を回避することができるものの、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスは、可能性のある様々なチャネル上でビーコン要求フレームを送り、ビーコン要求フレームを送ったチャネル上で一定期間待機して、ネットワークアクセスプロセスの完了に必要なネットワークビーコン情報を取得しなければならず、多大な時間およびエネルギーを消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に鑑みて、本発明の一実施形態では、ワイヤレスセンサネットワークへの高速かつ効果的なアクセスを達成することのできる、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態では、以下の技法解決法を提供する。
【０００９】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする方法であって、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施する段階と、
チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときにチャネル走査を一時停止する段階であって、ビーコンフレームが、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネル、および、現在のビーコン送信ノードの位置するチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する段階と、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、これらの動作チャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、新しいチャネル走査シーケンスを構築する段階と、
新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルに対してチャネル走査を継続する段階と、
動作チャネルの受信ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定する段階と、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを選択して、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスする段階とを含む方法。
【００１０】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置であって、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施するためのチャネル走査ユニットと、
チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときにチャネル走査を一時停止するための走査制御ユニットであって、ビーコンフレームが、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネル、および、現在のビーコン送信ノードの位置するチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する、走査制御ユニットと、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、これらの動作チャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、新しいチャネル走査シーケンスを構築するための構築ユニットとを備え、
走査制御ユニットがさらに、新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていないチャネルに対してチャネル走査を継続するのに使用され、装置がさらに、
動作チャネルの受信ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定するための決定ユニットと、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを選択して、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニットとを備える装置。
【００１１】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスする方法であって、
現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って構築された第2のチャネル走査シーケンスを決定する段階と、
第2のチャネル走査シーケンスに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとのためのチャネルを同期的に切り替えながら、2巡目チャネル走査を実施する段階と、
2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスする段階とを含む方法。
【００１２】
ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置であって、
現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って構築された第2のチャネル走査シーケンスを決定するための前処理ユニットと、
第2のチャネル走査シーケンスに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとのためのチャネルを同期的に切り替えて、2巡目チャネル走査を実施するための2巡目走査ユニットと、
2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニットとを備える装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態では、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための方法および装置が提供されることがわかる。本発明の実施形態で提供される技法解決法によれば、第1のビーコンフレームが受信されたとき、チャネル走査が一時停止され、ビーコンフレーム中に記録された現在のワイヤレスセンサネットワークの動作チャネルに従って、事前定義済みチャネル走査シーケンスが調整される。非動作チャネルはチャネルから削除され、したがって、チャネル走査時間を節約することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって現在のワイヤレスセンサネットワークにアクセスするプロセスを加速することができる。
【００１４】
本発明の実施形態の技術的解決法をより明示的に述べるために、これらの実施形態の記述で使用される添付図面の簡単な紹介を以下に提供する。明らかに、以下に述べる添付図面は本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、当業者ならこれらの図面から他の添付図面を創意工夫なしに導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態で提供される方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態で提供される装置の概略構造図である。
【図３】本発明の一実施形態で提供される装置のユニットの概略構造図である。
【図４】本発明の別の実施形態で提供される装置のユニットの概略構造図である。
【図５】本発明の別の実施形態で提供される方法のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態で提供される装置の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の技術的解決法が当業者によりよく理解されるように、本発明の実施形態の技術的解決法の明確かつ完全な記述を、本発明の実施形態の添付図面との関連で提供する。明らかに、本明細書に述べる実施形態は、本発明の実施形態の全てではなくいくつかの実施形態に過ぎない。本発明のこれらの実施形態に基づいて、当業者ならどんな創意工夫もなしに他の実施形態を思いつくことができ、それらの実施形態は全て本発明の範囲に含まれる。
【００１７】
図1を参照すると、本発明の一実施形態で提供されるネットワークアクセス方法は、以下のステップを含む。
【００１８】
S101  ネットワークへのアクセスを求めるデバイスが、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って、第1のチャネルからチャネル走査を実施する。
【００１９】
S102  チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したとき、チャネル走査を一時停止する。ビーコンフレームは、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルと、第1のチャネルリンク品質パラメータとを搬送する。
【００２０】
第1のチャネルは、事前定義済みチャネル走査シーケンスの任意のチャネルとすることができる。
【００２１】
本発明のこの実施形態で提供される方法では、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがネットワークに加入する前に、2.4GHzの範囲内で選択に利用可能な16個のチャネルなど、その動作周波数の範囲内の動作可能チャネルの数を超えない動作チャネルの範囲が、それ自体の走査システムに従って概して事前定義される。走査チャネルの範囲が決定されると、例えば、16個の利用可能なチャネルから13個のチャネルを走査チャネルとして選択することができ、この13個のチャネルを一定順序で走査することができる。例えば、チャネル1〜13を選択することができ、チャネル走査シーケンスをチャネル1からチャネル13までとして定義することができる。走査されるチャネルおよびその走査順序を決定した後、チャネル走査順序に従って、走査されるチャネルについてチャネル走査シーケンスを形成することができる。次いで、チャネル走査シーケンスに従って、記録されたチャネルが順番に走査される。
【００２２】
チャネル走査プロセスは、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって走査チャネル上でビーコン要求フレームを送り、次いで所定期間にわたって待機することを含む。
【００２３】
記述の便宜上、チャネルXが現在、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、現在の事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って走査されていると仮定する。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、チャネルX上でビーコン要求フレームを送る。実際の適用例では、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、その事前定義済みチャネル走査シーケンスを、Table 1(表1)に特に示すフレームフォーマットのビーコン要求フレーム中に追加することができる。Table 1(表1)に示すように、3列目の4バイトを使用して、事前定義済みチャネル走査シーケンスが記録される。
【００２４】
【表１】
0005462410.tif 000002
【００２５】
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、チャネルX上で所定期間にわたって待機する。ビーコンフレームを送信できるビーコン送信ノードがチャネルX上にある場合は、このビーコン送信ノードは、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードから送信されたビーコン要求フレームを受信した後、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードにビーコンフレームを送る。一般に、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、チャネル上でビーコンフレームを受信すると、事前定義済みチャネル走査シーケンス中の次のチャネルに切り替えて、そのチャネル走査プロセスを継続することになる。チャネルX上にビーコン送信ノードがない場合は、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがビーコン要求フレームを送った後で、ビーコンフレームが送られる可能性はない。この場合、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、チャネルX上で所定の時間しきい値を超える時間にわたって待機した後、事前定義済みチャネル走査シーケンス中の次のチャネルに切り替えて、そのチャネル走査プロセスを継続する。
【００２６】
本発明のこの実施形態では、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、第1のビーコンフレームが受信されるまで、事前定義済みチャネル走査シーケンスの第1のチャネルからチャネル走査を実施する。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって第1のビーコンフレームが受信されたときは、既存の走査プロセスにおけるように事前定義済みチャネル走査シーケンス中の次のチャネルに切り替えてチャネル走査を継続するのではなく、チャネル走査は一時停止される。走査されたチャネル上で返されるビーコンフレームが、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって受信されない場合は、引き続き、事前定義済みチャネル走査シーケンスの各チャネルが走査されるまで、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従ってチャネル走査が実施される。
【００２７】
ビーコン送信ノードから送られるビーコンフレームは、一般に、現在のネットワークID、時間同期、および他の情報を含む。ビーコン送信ノードは現在のマルチチャネルワイヤレスセンサネットワーク中で動作するので、このビーコン送信ノードがその周囲のビーコン送信ノードと通信する中でこれらの周囲のビーコン送信ノードの動作チャネルが記録されている可能性があるか、または、様々な周囲のビーコン送信ノードの動作チャネルが事前にカウントされている可能性がある。すなわち、ビーコン送信ノードは、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを取得することがある。本発明のこの実施形態では、ビーコン送信ノードは、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルをビーコンフレーム中に追加して、これを、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードにフィードバックすることができる。Table 2(表2)に、本発明の一実施形態のビーコンフレームフォーマットを示す。
【００２８】
【表２】
0005462410.tif 000003
【００２９】
チャネルリンク品質パラメータは、RSSI(受信信号強度指示、Received Signal Strength Indication)とすることができる。ビーコンフレームに含まれるチャネルリンク品質パラメータは時間依存性を有するので、種々の時点で受信されるチャネルリンク品質パラメータは一般に、同じチャネルの場合であっても相互と異なる。したがって、本発明の実施形態では、種々の時点におけるチャネルリンク品質パラメータを区別するために、第1のチャネルリンク品質パラメータや第2のチャネルリンク品質パラメータなどの用語を用いる。
【００３０】
S103  現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードに従って、新しいチャネル走査シーケンスを確立する。
【００３１】
特に、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較することができ、これらの動作チャネル中のチャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除することを通して、新しいチャネル走査シーケンスが形成される。
【００３２】
S104  新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルを順に走査する。
【００３３】
S105  動作チャネルの受信ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定する。
【００３４】
本発明のこの実施形態では、第1のチャネルリンク品質パラメータは、このチャネル走査プロセス中に第1のビーコンフレーム中で搬送されるチャネルリンク品質パラメータ、および、新しいチャネル走査シーケンスに従った未走査の動作チャネルの走査プロセス中に受信ビーコンフレーム中で搬送されるチャネルリンク品質パラメータを表すのに使用される。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、ビーコンフレームを受信した後は、チャネルフレーム上で搬送された情報に従って、ネットワークのチャネル使用情報を認識していることができる。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、ビーコンフレームに含まれる動作チャネル情報に従って、新しいチャネル走査シーケンスを確立することができる。例えば、一実施形態では、現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較することができ、次いで、これらの動作チャネル中のチャネルを除くチャネルを、設定済みチャネル走査シーケンスから削除して、新しいチャネル走査シーケンスが確立される。
【００３５】
後続のチャネル走査では、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていないチャネルの走査を継続する。非動作チャネルは新しいチャネル走査シーケンスから除外されており、したがって、新しいチャネル走査シーケンスに従った走査は、通常なら非動作チャネルの走査で浪費されたであろう時間を節約することができる。新たに構築されたチャネル走査シーケンスは、元の事前定義済みチャネル走査シーケンスよりも最適であり、したがって、後続のチャネル走査に必要とされる時間が根本的に短縮される。
【００３６】
上の例を続けるが、本発明の一実施形態では、事前定義済みチャネル走査シーケンスは、チャネル1からチャネル13までである。ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードは、チャネル1からチャネル走査を開始するが、チャネル2の走査において第1のチャネルフレームが受信されると仮定すると、次いでチャネル走査プロセスは一時停止される。ビーコンフレーム上で搬送された情報から、現在のネットワークが動作チャネル2、3、4、6、9、10、13、15、および16を含むと決定される。現在のネットワーク中の動作チャネルを事前定義済み走査チャネルと比較した後、これらの動作チャネルを除くチャネルが削除されて、すなわち、本来なら走査されるであろうチャネル5、7、8、11、および12が削除されて、2、3、4、6、9、10、13を含む新しいチャネル走査シーケンスが確立される。チャネル1、2は走査済みであるので、新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない他の動作チャネル(チャネル3、4、6、9、10、および13)を引き続き走査すれば十分である。
【００３７】
新しいチャネル走査シーケンス中の全ての動作チャネルが走査されると、様々な動作チャネル上で返されたビーコンフレームを介して、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを、これらのビーコンフレーム上で搬送された第1のチャネルリンク品質パラメータに従って決定することができる。例えば、最良のチャネルリンク品質パラメータを有するビーコンフレーム送信ノードを、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードとして選択することができる。
【００３８】
S106  ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを選択して、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスする。
【００３９】
ワイヤレスセンサネットワークアクセスのための親ノードを決定した後でまた、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードが動作チャネルを決定することも必要であり、それにより、デバイスノードは、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスすることができる。
【００４０】
本発明の一実施形態では、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルとして、任意の既存チャネルを選択することができる。別法として、第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードに対して直接に動作チャネルを選択することもできる。
【００４１】
本発明の別の実施形態によれば、新しいチャネル走査シーケンスに従って親ノードと同期的にチャネルを切り替えることを通して、2巡目チャネル走査を実施することができる。特に、この同期切替プロセスは、新しいチャネル走査シーケンス中の全てのチャネルが走査されるまで、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとによって同時に、新しいチャネル走査シーケンスに従って同じチャネル上でチャネル走査を実施し、次いで次の走査すべきチャネルに同期的に切り替えることを含む。チャネル走査プロセスは、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、チャネル上でビーコン要求フレームを送ること、親ノードによって、ビーコン要求フレームを受信した後で、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードにビーコンフレームを返すこと、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、ビーコンフレームを受信することを含んでよく、ビーコンフレーム上では第2のチャネルリンク品質パラメータが搬送される。
【００４２】
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルは、2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送される第2のチャネルリンク品質パラメータに従って決定される。例えば、最良の第2のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルとして選択することができる。
【００４３】
第2のチャネルリンク品質パラメータは、2巡目チャネル走査中にビーコンフレーム上で搬送される動作チャネルのチャネルリンク品質パラメータを表すのに使用される。
【００４４】
留意されたいが、1巡目チャネル走査中は、第1のチャネルリンク品質パラメータは、ネットワークへのアクセスを求める同じデバイスノードによって受信されるビーコンフレーム上で搬送されるものであり、これらのビーコンフレームは、種々の動作チャネル上でこれらの種々の動作チャネル上のビーコン送信ノードによって送られ、これらの種々の動作チャネルのチャネル品質を表す。一方、第2のチャネルリンク品質パラメータは、2巡目チャネル走査中に送られて、ネットワークへのアクセスを求める同じデバイスノードによって受信されるビーコンフレーム上で搬送されるものであり、これらのビーコンフレームは、親ノードによって種々の動作チャネル上で送られ、親ノードがビーコンフレームを送る種々の動作チャネルのチャネル品質を表す。したがって、第1のチャネルリンク品質パラメータと比較して、第2のチャネルリンク品質パラメータは、チャネル間の差異を反映するのにより適する。
【００４５】
本発明は動作チャネル決定方法について限定されず、動作チャネル決定方法は、実際上の必要に応じて選択することができる。
【００４６】
例えば、ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、チャネル6が最良のチャネルリンク品質を有すると決定される場合、チャネル6上のビーコン送信ノードは、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードとして選択されるが、同時に、チャネル6は、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがチャネル6上で親ノードを介して現在のワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための動作チャネルとして選択することができる。
【００４７】
本発明の一実施形態で提供される方法によれば、第1のビーコンフレームが受信されたとき、チャネル走査が一時停止され、ビーコンフレーム中に記録された現在のワイヤレスセンサネットワークの動作チャネルに従って新しいチャネル走査シーケンスが構築される。非動作チャネルは新しいチャネル走査シーケンスから除外され、したがって、後続のチャネル走査に必要とされる時間を短縮することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによる現在のワイヤレスセンサネットワークへのアクセスを加速することができる。
【００４８】
図2を参照すると、本発明の一実施形態ではまた、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノード中に位置する、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置が提供される。この装置は、
事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施するためのチャネル走査ユニット201と、
チャネル走査中にビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときにチャネル走査を一時停止するための走査制御ユニット202であって、ビーコンフレームが、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネル、および第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する、走査制御ユニット202と、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、これらの動作チャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、新しいチャネル走査シーケンスを構築するための構築ユニット203とを備え、
走査制御ユニット202がさらに、新しいチャネル走査シーケンスに従って、走査されていないチャネルに対してチャネル走査を継続するのに使用され、装置はさらに、
動作チャネルの受信ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定するための決定ユニット204と、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを選択して、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニット205とを備える。
【００４９】
本発明の一実施形態では、図3を参照すると、アクセスユニット205は、
新しいチャネル走査シーケンスに従って親ノードとの同期チャネル切替えを通して2巡目チャネル走査を完了するための同期走査サブユニット301と、
2巡目チャネル走査プロセス中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定するための決定サブユニット302と、
この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスサブユニット303とを備える。
【００５０】
図4を参照すると、本発明の別の実施形態では、アクセスユニット205は、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルとして任意の既存チャネルを選択するか、または、ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルを選択するための選択サブユニット401と、
この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスサブユニット402とを備える。
【００５１】
本発明の一実施形態で提供される装置によれば、第1のビーコンフレームが受信されたとき、チャネル走査が一時停止され、ビーコンフレーム中に記録された現在のワイヤレスセンサネットワークの動作チャネルに従って新しいチャネル走査シーケンスが構築される。非動作チャネルは新しいチャネル走査シーケンスから除外され、したがって、後続のチャネル走査に必要とされる時間を短縮することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによる現在のワイヤレスセンサネットワークへのアクセスを加速することができる。
【００５２】
図5を参照すると、本発明の一実施形態では、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための別の方法が提供され、この方法は以下のステップを含む。
【００５３】
S501  現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って構築された第2のチャネル走査シーケンスを決定する。
【００５４】
S502  第2のチャネル走査シーケンスに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとのためのチャネルを同期的に切り替えて、2巡目チャネル走査を実施する。
【００５５】
親ノードを決定した後、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとは、第2のチャネル走査シーケンスに従って同期的にチャネルを切り替えて、調整されたチャネルに対する2巡目チャネル走査を完了する。この実施形態では、2巡目チャネル走査の目的は、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定すること、すなわち、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがどのチャネル上で動作することになるかを決定することである。
【００５６】
特に、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとによって第2のチャネル走査シーケンスに従って同期的にチャネルを切り替えて、調整されたチャネルに対する2巡目チャネル走査を完了することは、第2のチャネル走査シーケンスに従って、親ノードとネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードとによって同じチャネルに切り替えること;  親ノードとネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードとの両方によって同じチャネルに切り替えた後で、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって現在のチャネル上でビーコン要求フレームを親ノードに送ること;  ビーコン要求フレームの受信時に、親ノードによってビーコンフレームを返すこと;ビーコンフレームの受信後に、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって第2のチャネル走査シーケンスの最後のチャネル上でビーコンフレームが受信されるまで、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、親ノードと共に、第2のチャネル走査シーケンス中の次のチャネルに切り替えてチャネル走査を継続することを含み、その後、2巡目チャネル走査プロセスは終了する。
【００５７】
S503 2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスする。
【００５８】
本発明のこの実施形態では、ビーコンフレーム中で搬送される第2のチャネルリンク品質パラメータはRSSIとすることができる。RSSIに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、その動作に最も適した動作チャネルを決定することができる。例えば、最大RSSIを有するチャネルを動作チャネルとして選択することができる。動作チャネルを決定した後、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスすることができる。
【００５９】
本発明のこの実施形態で提供される方法では、現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って第2のチャネル走査シーケンスが構築され、ビーコン送信ノードから親ノードが選択される。親ノードと、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードとが、第2のチャネル走査シーケンスに従って同期的にチャネルを切り替えて、2巡目チャネル走査プロセスを完了し、様々なチャネルの第2のチャネルリンク品質パラメータを取得する。第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルが選択され、この動作チャネル上で、親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークがアクセスされる。第2のチャネル走査シーケンスは、非動作チャネルが除外された現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って決定されるので、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの2巡目チャネル走査プロセス中に非動作チャネルに対して消費される時間を回避することができる。したがって、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがチャネルステータスデータを取得するために消費する時間およびエネルギーを根本的に削減することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがワイヤレスセンサネットワークにアクセスする効率を向上させることができる。
【００６０】
本発明の一実施形態では、ステップS501は以下のステップを通して実現することができ、これらのステップは特に、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施すること、
ビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときにチャネル走査を一時停止することであって、ビーコンフレームが、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネル、および、現在のビーコン送信ノードの位置するチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送すること、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、これらの動作チャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、第2のチャネル走査シーケンスを構築すること、
第2のチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルに対してチャネル走査を継続すること、
動作チャネルの受信ビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定することを含む。
【００６１】
本発明の別の実施形態では、ステップS501は以下の方式を通して実現することができ、この方式は特に、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードよって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って、チャネル走査シーケンス中の全てのチャネルが走査されるまで第1のチャネルから1巡目チャネル走査を実施すること、
1巡目チャネル走査中に動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに従って、第2のチャネル走査シーケンスを構築することであって、ビーコンフレームが、これらのビーコンフレームの出所であるチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送すること、
チャネルリンク品質パラメータに従って、これらのビーコンフレームを送るビーコン送信ノードからビーコン送信ノードを親ノードとして選択することを含む。
【００６２】
第2のチャネル走査シーケンスを構築するとき、受信されたビーコンフレームに対応する動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較することができる。これらの動作チャネル中のチャネルを除くチャネルが、事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除されて、第2のチャネル走査シーケンスが構築される。本発明の他の実施形態では、第2の所定しきい値を超える第1のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを、受信されたビーコンフレームに対応する動作チャネルから選択して、第2のチャネル走査シーケンスを構築することができる。
【００６３】
第2の所定しきい値は、チャネルリンク品質パラメータの上限である。チャネルのチャネルリンク品質パラメータが第2の所定しきい値に達するか、さらにはそれを超える場合は、このチャネルが、よりよいチャネルリンク品質を有し、動作チャネルとして、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードに適することが示される。
【００６４】
第2のチャネル走査シーケンスを決定した後、第1の所定しきい値を満たせない第1のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを、第2のチャネル走査シーケンスからさらに削除することができる。
【００６５】
第1の所定しきい値は、チャネルリンク品質パラメータの下限である。チャネルのチャネルリンク品質パラメータが第1の所定しきい値を満たせない場合は、このチャネルが、動作チャネルとして、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードに適さないことが示される。
【００６６】
本発明のこの実施形態で提供される方法では、親ノードと、動作チャネルからなる第2のチャネル走査シーケンスとを決定した後、親ノードと、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードとは、第2のチャネル走査シーケンスに従って同期的にチャネルを切り替えて2巡目チャネル走査を完了し、様々なチャネルの第2のチャネルリンク品質パラメータを取得する。第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードの動作チャネルが決定され、この動作チャネル上で、親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークがアクセスされる。第2のチャネル走査シーケンスは、非動作チャネルが除外された動作チャネルからなるので、事前定義済みチャネル走査シーケンス中のあらゆるチャネルを走査する必要はなく、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードが2巡目チャネル走査中にチャネルステータスデータを取得するために消費する時間およびエネルギーを削減することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがワイヤレスセンサネットワークにアクセスする効率を向上させることができる。
【００６７】
図6を参照すると、本発明の一実施形態ではさらに、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノード中における、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための装置が提供される。この装置は、
現在のワイヤレスセンサネットワークのビーコン送信ノードを親ノードとして選択し、現在のワイヤレスセンサネットワーク中の動作チャネルに従って形成された第2のチャネル走査シーケンスを決定するための前処理ユニット601と、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードと親ノードとが第2のチャネル走査シーケンスに従ってチャネルを同期的に切り替えるようにすることを通して、2巡目チャネル走査を完了するための2巡目走査ユニット602と、
2巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレーム上で搬送された第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定し、この動作チャネル上で親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークにアクセスするためのアクセスユニット603とを備える。
【００６８】
本発明の一実施形態では、前処理ユニット601は、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードによって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って第1のチャネルからチャネル走査を実施するための第1の走査サブユニットと、
ビーコン送信ノードから返された第1のビーコンフレームを受信したときにチャネル走査を一時停止するための走査制御サブユニットであって、ビーコンフレームが、現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネル、および、現在のビーコン送信ノードの位置するチャネルの第1の品質パラメータを搬送する、走査制御サブユニットと、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較して、これらの動作チャネルを除くチャネルを事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除し、第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第1の構築サブユニットとを備え、
走査制御サブユニットがさらに、第2のチャネル走査シーケンスに従って、走査されていない動作チャネルに対してチャネル走査を継続するのに使用され、前処理ユニット601はさらに、
動作チャネル上で受信されたビーコンフレーム中の第1のチャネルリンク品質パラメータに従って、ワイヤレスセンサネットワークにアクセスするための親ノードを決定するための決定サブユニットを備える。
【００６９】
本発明の別の実施形態では、前処理ユニット601は、
ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードよって、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って、チャネル走査シーケンス中のあらゆるチャネルが走査されるまで第1のチャネルから1巡目チャネル走査を実施するための第2の走査サブユニットと、
1巡目チャネル走査プロセス中に動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに従って第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第2の構築サブユニットであって、ビーコンフレームが、これらのビーコンフレームの出所であるチャネルの第1のチャネルリンク品質パラメータを搬送する、第2の構築サブユニットと、
チャネルリンク品質パラメータに従って、これらのビーコンフレームを送るビーコン送信ノードからビーコン送信ノードを親ノードとして選択するための選択サブユニットとを備える。
【００７０】
第2の構築サブユニットはさらに、
受信されたビーコンフレームに対応する動作チャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスと比較する第2の比較モジュールと、
受信されたビーコンフレームに対応する動作チャネルを除くチャネルを、事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除して、第2のチャネル走査シーケンスを構築するための第2の削除モジュールとを備えてよい。
【００７１】
実際の適用例では、第2の構築サブユニットはさらに、
第2の所定しきい値を記憶するための記憶モジュールと、
現在のワイヤレスセンサネットワーク中のビーコン送信ノードの動作チャネルから、第2の所定しきい値を超える第1のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを選択して、第2のチャネル走査シーケンスを構築するための構築モジュールとを備えてよい。
【００７２】
任意選択で、第2の削除モジュールはさらに、第1の所定しきい値を満たせない第1のチャネルリンク品質パラメータを有するチャネルを、第2のチャネル走査シーケンスから削除するのに使用される。
【００７３】
本発明のこの実施形態で提供される装置は、2巡のチャネル走査を通して、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのためのネットワークアクセスを実現する。1巡目のチャネル走査プロセスは、事前定義済みチャネル走査シーケンスに従って実施される。1巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレームに従って、非動作チャネルが事前定義済みチャネル走査シーケンスから削除されて、第2のチャネル走査シーケンスが形成される。次いで、ビーコンフレームを送ることのできるビーコン送信ノードから、親ノードが選択される。親ノードと、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードとが、第2のチャネル走査シーケンスに従って同期的にチャネルを切り替えて、2巡目チャネル走査プロセスを完了して、様々なチャネルの第2のチャネルリンク品質パラメータを取得し、第2のチャネルリンク品質パラメータに従って、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードのための動作チャネルを決定する。この動作チャネル上で、親ノードを介してワイヤレスセンサネットワークがアクセスされる。第2のチャネル走査シーケンスが、1巡目チャネル走査中に受信されたビーコンフレームに従った調整を通して決定され、この調整で非動作チャネルが削除されるので、事前定義済みチャネル走査シーケンス中のあらゆるチャネルを走査する必要はなく、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードが2巡目チャネル走査中にチャネルステータスデータを取得するために消費する時間およびエネルギーを削減することができ、ネットワークへのアクセスを求めるデバイスノードがワイヤレスセンサネットワークにアクセスする効率を向上させることができる。
【００７４】
本発明は、コンピュータによって実行されるコンピュータ実行可能命令、例えばプログラムモジュールのコンテキストで述べることができる。一般に、これらのプログラムモジュールは、特定のタスクを実行するかまたは特定の抽象データ構造を実現するための、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。本発明は通信ネットワークを介して接続されたリモートデバイスによってタスクが実行される、分散環境で実施することもできる。分散環境では、プログラムモジュールは、記憶デバイスを含めたローカルおよびリモートのコンピュータ記憶媒体上に位置することができる。
【００７５】
上述したのは本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の原理を逸脱することなく多くの改良または修正を加えることができることが当業者に対して示されるはずであり、これらの改良または修正は、本発明の範囲内でカバーされるものとして扱われるべきである。
【符号の説明】
【００７６】
201  チャネル走査ユニット
202  走査制御ユニット
203  構築ユニット
204  決定ユニット
205  アクセスユニット
301  同期走査サブユニット
302  決定サブユニット
303  アクセスサブユニット
401  選択サブユニット
402  アクセスサブユニット
601  前処理ユニット
602  2巡目走査ユニット
603  アクセスユニット
【図１】
0005462410.tif 000004
【図２】
0005462410.tif 000005
【図３】
0005462410.tif 000006
【図４】
0005462410.tif 000007
【図５】
0005462410.tif 000008
【図６】
0005462410.tif 000009