(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各第１のノードがフィールドデバイスと、第１の通信範囲を有する無線機とを含む、複数の第１のノードと、
フィールドデバイスと、前記第１の通信範囲よりも大きい第２の通信範囲を有する無線機とを含み、当該無線機が指向性アンテナを含む、第２のノードと
を備える無線メッシュネットワークであって、
前記第１および第２のノードがそれらの通信範囲内で無線メッシュネットワークの他のどのノードとも直接に通信可能である、無線メッシュネットワーク。
【請求項２】
前記複数の第１のノードの間に散在された、複数の第２のノードをさらに備える、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項３】
前記第１のノードの前記無線機が、全方向性アンテナを有する、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項４】
前記第２のノードの前記無線機が、前記第１のノードの前記無線機よりも、高出力の送信器および高感度の受信器を有する、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項５】
前記第１および第２のノードのうち少なくとも１つと通信可能な、制御室内のホストコンピュータをさらに備える、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項６】
少なくとも１つのノードが、複数のフィールドデバイスを含む、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項７】
前記第２のノードの前記無線機が、ＭＩＭＯ技術を使用する、請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項８】
前記第２のノードの前記無線機が、２つのトランシーバを含む、請求項７に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項９】
前記複数の第２のノードがＭＩＭＯ技術を使用し、前記複数の第２のノードの各々が２つ以上の送信機と２つ以上の受信機とを使用する、請求項２に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１０】
各ノードがフィールドデバイスと、第１のクラスタ内の他のノードと通信可能なリンクバジェットを有する無線機とを含み、少なくとも１つのより高いリンクバジェットノードが、第１のクラスタ内にないノードと通信可能な指向性アンテナを用いた、より高いリンクバジェット無線機を有する無線機を含む、ノードの第１のクラスタと、
各ノードが、フィールドデバイスと、第２のクラスタ内の他のノードと通信可能なリンクバジェットを有する無線機を含む、ノードの第２のクラスタと
を備える無線メッシュネットワークであって、
前記第１のクラスタの前記より高いリンクバジェットノードが、前記第２のクラスタの少なくとも１つのノードと直接無線リンクを形成可能である、無線メッシュネットワーク。
【請求項１１】
ノードの前記第２のクラスタが、前記第２のクラスタ内にないノードと通信可能な指向性アンテナを用いた、より高いリンクバジェット無線機を有する無線機を含む、少なくとも１つのより高いリンクバジェットノードを含み、前記第２のクラスタの前記より高いリンクバジェットノードが、前記第１および第２のクラスタの間で無線リンクを形成可能である、請求項１０に記載の無線ネットワーク。
【請求項１２】
前記より高いリンクバジェット無線機が、ＭＩＭＯ技術、高利得アンテナ、または、高感度受信器を有する高出力送信器のうち、少なくとも１つを使用する、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１３】
前記第１のクラスタが、より高いリンクバジェット無線機を含む複数のノードを含む、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１４】
前記第２のクラスタが、より高いリンクバジェット無線機を含む複数のノードを含む、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１５】
少なくとも１つのフィールドデバイスが固定の場所に取り付けられる、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１６】
前記第１および第２のクラスタと通信可能な、制御室内のホストコンピュータをさらに備える、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１７】
少なくとも１つのノードが、複数のフィールドデバイスを含む、請求項１０に記載の無線メッシュネットワーク。
【請求項１８】
ノードの複数のクラスタを備える無線メッシュネットワークであって、各ノードが、フィールドデバイスと、そのクラスタ内の他のノードと通信可能なリンクバジェットを有する無線機とに関連付けられ、各クラスタが、別のクラスタ内のノードへの直接リンクを確立可能なより高いリンクバジェットを有する無線機を含む、少なくとも１つのノードを含み、それにより前記複数のクラスタの任意の２つのクラスタが相互接続され、前記複数のクラスタ内の任意の２つのクラスタの、より高いリンクバジェットを有する前記少なくとも１つのノード以外のノードがそれぞれのクラスタ内でのみ通信可能であるリンクバジェットを有し、前記より高いリンクバジェットを有する無線機が指向性アンテナを含む、無線メッシュネットワーク。
【請求項１９】
前記無線機が、全方向性無線機、ＭＩＭＯ技術無線機、高利得アンテナ無線機、または、高出力送信器および高感度受信器を有する無線機の組合せを備える、請求項１８に記載の無線メッシュネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線メッシュネットワークシステムに関する。詳細には、本発明は、異なる通信特性を有する選択されたノードの使用を通じて改善された性能を有する無線メッシュネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業環境では、在庫、プロセスなどを監視かつ制御するために、制御システムが使用される。そのような制御システムはしばしば、ホストコンピュータを有する集中制御室を有し、ホストコンピュータは、制御室から離隔または離間されたフィールドデバイスと通信する。
【０００３】
一般に、各フィールドデバイスはトランスデューサを含み、トランスデューサは、物理的入力に基づいて出力信号を生成すること、または入力信号に基づいて物理的出力を生成することができる。フィールドデバイスで用いられるトランスデューサの種類には、様々な分析機器、圧力センサ、サーミスタ、熱電対、歪みゲージ、流量センサ、位置決め装置、アクチュエータ、ソレノイド、表示器などが含まれる。従来、アナログフィールドデバイスは、２線式ツイストペアカレントループによってプロセスサブシステムおよび制御室に接続されており、各デバイスは、単一の２線式ツイストペアループによって制御室に接続されている。典型的には、２線間の電圧差は約２０〜２５ボルトに維持され、４〜２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流がループ中を流れる。アナログフィールドデバイスは、カレントループ中を流れる電流を、検知されたプロセス変量に比例した電流に変調することによって、制御室に信号を送信する。制御室の制御下で動作を行うアナログフィールドデバイスは、ループ中の電流の大きさによって制御され、ループ中の電流は、コントローラの制御下でプロセスサブシステムのポートによって変調される。
【０００４】
従来、フィールドデバイスは１つの機能を実施することができるにすぎなかったが、より最近では、デジタルデータをカレントループに重畳するハイブリッドシステムが、分散制御システムで用いられるようになっている。ハイウェイアドレッサブルリモートトランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコルは、デジタル搬送波信号をカレントループ信号に重畳する。デジタル搬送波信号は、二次および診断情報を送るために用いることができる。搬送波信号上で提供される情報の例には、一次および二次プロセス変量、診断情報（センサ診断、デバイス診断、配線診断、プロセス診断など）、作動温度、センサ温度、較正データ、デバイスＩＤ番号、設定情報などが含まれる。したがって、単一のフィールドデバイスが様々な入出力変数を有することが可能であり、様々な機能を実装することが可能である。
【０００５】
別の手法では、制御室内のホストコンピュータに複数のフィールドデバイスを接続するために、デジタル通信バスを使用する。デジタルバスに接続されたフィールドデバイスと共に使用されるデジタル通信プロトコルの例には、ファウンデーションフィールドバス、プロフィバス、モドバス、およびデバイスネットが含まれる。ホストコンピュータと複数のフィールドデバイスの間のメッセージの双方向デジタル通信は、フィールドデバイスに電力を供給するものと同じ２線式経路上で行われ得る。
【０００６】
典型的には、制御室からリモートアプリケーションへ非常に長いホームランケーブルを設置することによって、リモートアプリケーションが制御システムに追加されている。リモートアプリケーションが、例えば半マイル離れている場合、そのような長いケーブルの設置に必要とされるコストは高くなりことがある。複数のホームランケーブルをリモートアプリケーションまで設置する必要がある場合、そのコストはさらに高くなる。無線通信は、望ましい代替を提供し、産業用プロセス制御システムで使用するための無線メッシュネットワークが提案されている。しかし、コストを最小限にするためには、既存の制御システムおよび通信プロトコルを維持して、無線通信に対応するために既存のシステムを変更するのに伴うコストを削減することも望ましい。
【０００７】
低電力のセンサ／アクチュエータをベースとするアプリケーション用に設計された無線メッシュネットワークシステムでは、ネットワーク内の多数のデバイスに、長寿命バッテリによって、あるいは低電力のエネルギー回収電源によって、電力を供給しなければならない。ＡＣ１２０Ｖユーティリティなど電源コンセントは、通常近くに配置されていないか、または、多大な費用を生じることなしに計器（センサおよびアクチュエータ）を配置しなければならないような危険な場所には設置が許されないおそれがある。設置コストを低減する経済的必要性により、無線メッシュネットワークの一部として通信するバッテリ駆動デバイスが否応なしに求められている。再充電できない一次電池など、限られた電源を効果的に利用することは、無線デバイスが適正に機能するのに不可欠である。バッテリには、５年を超えて持続することが期待されており、製品の寿命と同程度持続することが好ましい。
【０００８】
実際の無線メッシュネットワークでは、各デバイスが、それ自体のために、またメッシュネットワーク内の他のデバイスのために、メッセージをルーティングすることが可能でなければならない（いわゆる、メッシュ・ツー・ジ・エッジ）。メッセージがネットワークを通じて無線機から無線機にホッピングするという概念は有益である。というのは、より低い出力の無線機を使用することができ、なおかつ、メッシュネットワークは、メッセージを一端から他端に配信する大きな物理的エリアに及ぶことができるからである。離れた集中基地局と直接通信するリモートデバイスを採用するポイントツーポイントシステムにあるような、高出力無線機は必要とされない。
【０００９】
メッシュネットワークは、デバイス間、およびデバイスと、データコレクタまたは何らかのより高レベル、より高速なデータバスへのブリッジもしくはゲートウェイとの間でのメッセージング用に代替経路の形成を可能にする。メッセージ用の代替の冗長経路を有することで、環境の影響または干渉により別の経路が遮断または劣化を受ける事態が発生しても、メッセージ用に使用される少なくとも１つの経路があることを保証することによって、データ信頼性が高まる。
【００１０】
メッシュネットワークプロトコルの中には、あらゆるノードが、割り当てられた親、および少なくとも１つの代替親を有するように、決定論的にルーティングされるものがある。メッシュネットワークの階層では、人間の家族と同じように、親が子を持ち、子が孫を持ち、以下同様となっている。各ノードは、それらの子孫のためのメッセージを、ネットワークを通じて、ゲートウェイなど、ある最終宛先に中継する。親となるノードは、バッテリ駆動または有限エネルギー駆動のデバイスであってもよい。ノードがより多くの子孫を有するほど、より多くのトラフィックをルーティングしなければならず、その結果、ノード自体の電力消費が直接的に増大し、そのバッテリ寿命が短くなる。
【００１１】
通常、メッシュネットワーク内のすべてのノードは、それぞれ同じリンクバジェット（Ｔｘ電力−Ｒｘ感度）を有する、同じ品質の無線機（ＲＦトランシーバ）を採用する。長距離を橋渡しするために、時にはメッセージを中継するために多数のノードが必要となる。しかし、産業環境では、これらのリンクを作るために、ある場所に無線機を設置することが物理的に不可能である場合や、環境的に禁止される場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
産業環境で無線メッシュネットワークを使用するための、改善された方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
無線メッシュネットワークは、フィールドデバイスと第１の通信範囲を有する無線機とを含む複数の第１のノードと、フィールドデバイスと第１の通信範囲より大きい第２の通信範囲を有する無線機とを含み、当該無線機が指向性アンテナを含む、第２のノードとを含む。第１および第２のノードは、それらの通信範囲内で他のどのノードとも直接に通信可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ノードの２つのクラスタを有する従来のメッシュネットワークを示す図である。
【図２】より高利得の八木アンテナを利用する無線機を有するノードによって連結された、ノードの２つのクラスタを有する無線メッシュネットワークを示す図である。
【図３】より高利得の八木アンテナを有する無線機を有するノードによって連結された、ノードの２つのクラスタを有する無線メッシュネットワークを示す図である。
【図３Ａ】２つのクラスタの中間にあるノードをさらに含む、図３のネットワークに類似した、無線メッシュネットワークの図である。
【図４】より高利得の八木アンテナを有する無線機を有するノードで互いに重複して接続された、ノードの３つのクラスタを有する無線メッシュネットワークを示す図である。
【図５】より高い範囲の無線機を有するノードを含む、無線メッシュネットワークを示す図である。
【図６】一端に１対のトランシーバ、および、他端に単一のトランシーバを含むノードによって形成された、より長距離のリンクを含む、無線メッシュネットワークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、従来の技術では追加のノードが必要とされるはずの、またはメッシュネットワークが動作するために必要とされる接続性を示さないはずのフィールドデバイス用メッシュネットワークを構築する方法を提供する。ノードは、少なくとも１つの無線機および１つのフィールドデバイスを含むが、それぞれ複数を有してもよい。多数のノードが、その対応するフィールドデバイスが動作するように設計されている固定された位置に設置される。フィールドデバイスと共に動作するように適合された制御室があるとき、制御室は、少なくとも１つのノードと、そのノードがメッシュネットワーク上で動作可能であるように通信可能である。
【００１６】
メッシュネットワークが適正に機能するためには、フィールドデバイスのすべてへのデータ、およびフィールドデバイスのすべてからのデータが使用可能であるように、すべてのノードに対する十分な接続性が必要とされる。産業環境内のリモートノードからの通信を中継するために追加のノードを設置することは、常に可能であるとは限らない。というのは、それらのノードを配置することが不可能である場合や、環境的に禁止される場合があるからである。通信範囲が増大された、または特殊なアンテナを有する上位ノードを導入することによって、接続性を妨げることになる障害が克服される。
【００１７】
高出力無線ノードによる以前の設計は階層で使用され、ローカルノードが高出力無線ノードへ送信し、高出力無線ノードが次いで別の高出力無線ノードと通信し、別の高出力無線ノードが最後にメッセージを別のローカルノードに配信するようになっていた。高出力無線ノードは典型的には、異なるプロトコル、または、異なる通信媒体さえ使用するようになっていた。この多層ネットワークは、メッセージを送信するためにより多くのホップを必要とする。というのは、メッセージが下位レベルから上位レベルへ送信され、上位レベルを横断し、次いで上位レベルから下位レベルに降りるように送信されなければならないからである。フラットネットワークでは、層がなく、階層が必要とされない。各ノードは、その無線機の範囲内の他のどのノードとも直接通信することができる。ホップの数が少なく、結果として待ち時間が短縮され、信頼性が高くなり、電力消費が低くなるため、性能はより良好である。
【００１８】
従来、いわゆるフラットネットワークは、同じリンクバジェットを有するノードのみを採用していた。この場合長い距離の橋渡しをするために、メッセージを中継する複数のノードが配置されるようになっていた。他の代替方法は、多層の階層システムにおいて、選択された、より高出力の無線ノードを採用することであった。本発明は、高出力無線ノードが範囲内の他のどのノードとも通信することを可能にする。結果として得られるネットワークはフラットであり、産業環境で十分なネットワーク接続性を提供するために必要とされる上位無線ノードを含む。
【００１９】
図１は、環境の読み取りが行われる機器または場所の周囲でクラスタ化された産業環境に設置される場合があるときの、ノードを例示する。クラスタ１０は、範囲Ｒ12、Ｒ14、Ｒ16およびＲ18をそれぞれ有する、全方向性無線ノード１２、１４、１６および１８を有する。同様に、クラスタ２０は、範囲Ｒ22、Ｒ24、Ｒ26およびＲ28を有する、全方向性無線ノード２２、２４、２６および２８を有する。ノードは、その範囲内の他のどのノードへの送信をも完了することができる。ノード１２は、ノード１６および１８へ送信することができ、ノード１４は、ノード１６および１８へ送信することができる、などとなる。ノード１２および１４の間に、直接リンクは存在しない。これらのノード間で送られるメッセージは、他のノードを通じてルーティングされる。例えば、ノード１２からノード１４へのメッセージは、最初にノード１２からノード１６へ、次いでノード１４へ進む可能性があり、あるいは、ノード１２からノード１８へ、次いでノード１４へ進む可能性がある。メッセージは、別のノードを通じて中継されるたびにホッピングする。待ち時間は、送信を完了するために必要とされるホップの数に直接関係する。このネットワークには、クラスタ１０および２０の間でメッセージを送る方法がないという問題がある。というのは、メッセージを中継するためのノードがネットワーク間にないからである。産業環境では、ノードを中間の場所に設置することが可能でない場合がある。そうなる場合の理由は様々である。機能している無線機を所望の位置に配置することが物理的に不可能である場合、許容されるノードの設置に桁違いのコストがかかる高感度／危険なエリアである場合、あるいは、システムの所有者が、複数の場所の間の土地の権利を有していない場合などである。
【００２０】
図２は、全方向性無線ノード３２、３４、３６および３８のクラスタ３０、ならびに、全方向性無線ノード５２、５４、５６および５８のクラスタ５０を含む、無線メッシュネットワークを示す。クラスタ３０および５０は、図１のネットワークと同様に構成される。加えて、このメッシュネットワークは、カバレッジエリアＲ42およびＲ62をそれぞれ有する、八木アンテナを有する無線機を利用する、クラスタ３０内のノード４２、および、クラスタ５０内のノード６２を含む。標準ダイポール（３６０度の全方向性）アンテナではわずか２．１ｄＢｉの利得であるのに対して、長さ４．５”、直径３．５”である小型の２．４ＧＨｚの八木アンテナは、１０ｄＢｉの前方利得および５５度のビーム幅を提供することができる。
【００２１】
図３は、すべての範囲を例示して、このネットワークを示す。アンテナ選択およびノードの配置により、あらゆる必要な送信のための少なくとも１つの経路が可能となる。例えば、ノード７２からノード８２へ、さらにノード１０２へ、さらにノード９８へホッピングすることによって、メッセージをノード７２からノード９８へ送ることができる。返信メッセージのための戻りの経路は、この同じ経路を逆にたどることができる。２つのノードがある方向で通信することができる場合、相互性の原理によって、その反対方向でも通信することができる。
【００２２】
このネットワークはまた、双方向通信を可能とするために、異なる戻りの経路が使用される場合にも、機能する。例えば、ノード９８からノード９４へ、さらにノード１０２へ、さらにノード８２へ、さらにノード７２へホッピングすることによって、メッセージをノード９８からノード７２へ送ることができる。
【００２３】
これらの高利得アンテナの戦略的な配置および使用により、それらのノードのためのリンクバジェットが増大し、クラスタ７０とクラスタ９０の間にいくつかの追加のノードを配置する必要なしに、より長い範囲の接続を達成することが可能となる。また、様々な異なる種類のアンテナを、メッシュネットワークが設置される物理的環境に基づいて使用することができる。この構成は、場所によって追加のノードの設置が妨げられるとき、特に有用である。
【００２４】
図３に示された例では、考慮すべき３つの範囲がある。八木アンテナを有する２つのノードの間の八木−八木範囲は、八木アンテナを有するノードと２ｄＢｉの標準ダイポール全方向性アンテナを有するノードの間の八木−オムニ範囲よりも大きい。一方、八木−オムニ範囲は、２ｄＢｉの標準ダイポール全方向性アンテナを有する２つのノードの間のオムニ−オムニ範囲よりも大きい。
【００２５】
図３Ａは、これらの３つの異なる範囲を例示する。図３Ａに示された無線メッシュネットワークは、クラスタ７０および９０の中間に位置するノード１０１の追加を除いて、図３に示されたネットワークと同様である。ノード１０１は全方向性無線ノードであり、この例では、クラスタ７０および９０の双方から十分に離れて位置しており、オムニ−オムニアンテナ範囲が、ノード１０１と、クラスタ７０の全方向性ノード７２、７４、７６、７８またはクラスタ９０の全方向性ノード９２、９４、９６、９８のうち、任意のものとの間の直接通信を可能にするのに十分な大きさにならないようにする。
【００２６】
ノード８２および１０１の組合せの八木−オムニ範囲Ｒ82/101は、クラスタ７０とノード１０１の間でリンクを提供するために十分である。同様に、ノード１０２および１０１の組合せの八木−オムニ範囲Ｒ102/101は、クラスタ９０と１０１の間でリンクを提供するために十分である。ノード８２および１０２の組合せの八木−八木範囲は、八木−オムニ範囲よりも大きく、クラスタ７０および９０の間で直接リンクを提供することができる。
【００２７】
図４は、八木アンテナが装備されたノード１１８、１２２、１３８、１４２、１５８および１６２で共に重複して接続される、ノードクラスタ１１０、１３０および１５０を有する、無線メッシュネットワークを示す。全方向性無線ノード１１２、１１４、１１６、１３２、１３４、１３６、１５２、１５４および１５６のための範囲の線は、省略されている。各ノードは、そのクラスタ内の他のノードに送信するために十分な利得を有するが、クラスタ間ではそうでない。干渉または雑音が、例えば、ノード１１８および１４２の間など、クラスタ１１０および１３０を接続するリンクの１つを切断した場合、ネットワークの完全な接続性はそのままであろう。干渉など、何かがノード１１８および１４２の間の直接リンクを妨げるとき、ノード１１８からノード１１２へ、以下、順次ノード１１６へ、ノード１２２へ、ノード１６２へ、ノード１５６へ、ノード１５４へ、ノード１５８へ、ノード１３８へ、ノード１３２へ、ノード１３４へ、ノード１４２へホッピングすることによって、メッセージを送ることができる。
【００２８】
八木アンテナは指向性が高く、そのため、所望の方向で通信するように向けられなければならない。ノード１２２はノード１１２に向けられておらず、そのため、これらは直接通信することはできない。ノード１２２および１５６は八木−オムニリンクを形成するので、中間の範囲を有する。これらは、互いに直接通信してもしなくてもよい。ノード１５８はノード１５６に向けられておらず、そのため、これらは直接通信することはできない。ノード１４２はノード１３２に向けられておらず、そのため、これらは直接通信することはできない。
【００２９】
図５は、クラスタ１７０内のカバレッジエリアＲ182を有する大きな範囲の無線ノード１８２、および、クラスタ１９０内のカバレッジエリアＲ202を有する大きな範囲の無線ノード２０２を有する、無線メッシュネットワークを示す。ノード１８２および２０２の範囲は、いくつかの方法で増大させることができる。１つの方法は、より高出力の送信器およびより高感度の受信器を有する無線機を設置して、より高いリンクバジェットを達成することである。もう１つの方法は、ＭＩＭＯなどの技術を使用して、範囲を増大させることである。ＭＩＭＯ技術は、空間ダイバーシティを通じて利得を提供することによって、より高いリンクバジェットを作り出す。ある無線機から同時に２つ以上の送信器を使用し、別の無線機において２つ以上の別々の受信器で受信された信号を相関させることで、同じ信号が送信される。実際のＭＩＭＯ技術は、リンクの両端で、複数のアンテナを含む、複数の受信器および複数の送信器を有する。しかし、利益を得るために、必ずしもすべてのノードがＭＩＭＯ技術にアップグレードされる必要はない。
【００３０】
図６に示されたより簡単な方法は、ノード２１０内のマルチプルトランシーバ（アンテナ２２２および２２４）、ならびに、他のノード２１２内の単一のトランシーバ（アンテナ２２６）および他のノード２１４内の単一のトランシーバ（アンテナ２２８）を使用する。この構成は、信号強度に対して大きな利益を提供する。マルチプルトランシーバノード２１０が信号を受信するとき、別々の受信器を別々のアンテナで使用して、そのように行う。これらのアンテナは互いに分離されているので、送信側ノードから送信された信号は、各アンテナまでのわずかに異なる経路を有する。経路損失の変動により、ノード２１０は、どの受信器が最高品質の信号を受信しているかを選ぶことができる。信号を送るときには、ノード２１０は、使用する最良のアンテナを選択することができ、この最良のアンテナは、信号を元の送信側ノードに送り返すための最良の経路を有する。実際には、受信の向上により、ノード２１２の範囲がＲ212-1からＲ212-2に増大し、無線機２１４では、Ｒ214-1からＲ214-2に増大する。この向上はまた、いかなる時にも最良の経路を選択する能力によって、ノード２１０では、より大きい範囲Ｒ210をも提供する。この技術は、信号および経路選択性を通じて利得を達成する。
【００３１】
従来のメッシュネットワークが、すべて同じリンクバジェットを有する、同じ品質のノードからなるのに対して、本発明は、いくつかのノードが上位の無線機または上位のアンテナを有する、メッシュネットワークを提供する。本発明によれば、より少数のホップを使用してメッセージを送信することができるので、待ち時間が短縮される。これにより、メッシュネットワークの性能が向上する。例えば、２ｄＢｉのダイポールに対して１０ｄＢｉの八木などの様々なアンテナ設計を使用すること、例えば、０ｄＢｍに対して＋１５ｄＢｍなどのより高出力の送信器を使用すること、例えば、−９０ｄＢｍに対して−１１０ｄＢｍなどのより高感度の受信器を使用すること、または上記の組合せによって、より高いリンクバジェットを達成することができる。セクターアンテナまたはパラボラアンテナなど、八木アンテナ以外の指向性アンテナを使用してもよい。
【００３２】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されているが、本発明の技術的思想および技術的範囲から逸脱することなく、形態および詳細の変更が可能であることは、当業者には理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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