(57)【要約】  無線通信ネットワークは、関連付けユニット及び複数のステーションを含む。ステーションの少なくとも一部は、該ステーションから該関連付けユニットへのメッセージの送信のための関連付け経路を示す関連付け情報を記憶する。関連付け情報は、関連付けられていない状態にあるステーションを設置すること、複数の関連付け要求メッセージを、該関連付けられていない状態にあるステーションから送信すること、及び該関連付け要求メッセージに応答する複数の関連付け許可メッセージを送信することによって生成される。各関連付け許可メッセージは、関連付けユニットから、又は少なくとも、関連付け要求メッセージを送信したステーションが該関連付けユニットの受信範囲の外である場合に、関連付け状態にあるステーションのうちの１つからのみ送信される。その関連付け要求メッセージに応答する関連付け許可メッセージを受信した各ステーションは、関連付け状態に切り替えられる。関連付け許可メッセージを送信したステーションを示す関連付け情報が、関連付けユニットへの関連付け経路の一部として記憶される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連付けユニット及び複数のステーションを含む無線通信ネットワークであって、各ステーションは、関連付けられていない状態で開始するように及び関連付けられていない状態で複数の関連付け要求メッセージを送信するように構成されており、各ステーションは、その複数の関連付け要求メッセージのうちの１つに応答する関連付け許可を受信すると、関連付け状態に切り替わるように構成されており、該関連付け要求メッセージ及び／又はそれに応答する関連付け許可は、次の操作の間に操作メッセージを前記関連付けユニットと交換するために前記ステーションに関連付けられた操作経路を確立し、前記ステーションに関連付けられた前記操作経路は、前記関連付け要求メッセージのうちの前記１つに応答する前記関連付け許可のソースを通過し、及び前記関連付け許可の前記ソースが前記関連付けユニットでない場合には、前記関連付け許可の前記ソースと前記関連付けユニットとの間の操作経路は、関連付け要求メッセージに応答する前記関連付け許可及び／又は中間ステーションについての関連付け許可の前記ソースについて予め確立されており、該ネットワーク内では、
前記関連付けユニットは、前記関連付け要求メッセージのうちの受信されたものに応答する関連付け許可を送信するように構成されており、
前記関連付けユニットからの関連付け許可、あるいは前記関連付けユニットからの関連付け許可に基づき直接的に又は間接的に前記関連付け状態に切り替わった前記ステーションの前記少なくとも一部のうちの１つからの関連付け許可に応じて前記関連付け状態に切り替わった後にのみ、前記ステーションの少なくとも一部が、前記関連付け要求メッセージのうちの受信されたものに応答する関連付け許可を送信するためにアクティブになるように構成されている、前記無線通信ネットワーク。
【請求項２】
前記ステーションの前記一部は、少なくとも１つの二重機能ステーションを含み、前記二重機能ステーションは、第２の関連付け許可を受信した後にのみ関連付け許可を送信するように構成されており、前記二重機能ステーションが前記関連付け状態にある場合には、前記二重機能ステーションはその操作経路に沿って１以上の第２の関連付け要求メッセージを前記関連付けユニットに送信するように構成されており、前記関連付けユニットのみが、前記第２の関連付け要求メッセージに応答する前記第２の関連付け許可を生じるように構成されている、請求項１に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項３】
前記二重機能ステーションは、前記二重機能ステーションが前記ステーションのうちのどれから送信を受信したかを示す情報を前記関連付けユニットに送信するように構成されており、前記関連付けユニットは、前記情報に依存して、前記第２の関連付け要求を許可するかどうかを選択するように構成されている、請求項２に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項４】
前記ステーションは、前記関連付け状態に切り替わる前に発見メッセージを送信するように構成されており、前記送信は少なくとも前記発見メッセージを含む、請求項３に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項５】
前記ステーションの前記少なくとも一部の各ステーションは、前記ステーションの前記少なくとも一部からの該ステーションの識別子を含む複数の発見広告メッセージを送信するように構成されており、関連付け要求メッセージを送信する前記ステーションは、前記発見広告メッセージからの識別子を用いて、前記関連付け要求メッセージをアドレス指定するように構成されている、請求項１に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項６】
前記ステーションの前記少なくとも一部の各ステーションは、前記発見広告メッセージにおいて、前記ステーションが関連付け許可を送信することを可能にされているかどうかを示すように構成されており、前記アドレス指定されたステーションが関連付け許可を送信することを可能にされていることを前記発見広告メッセージのうちの少なくとも１つにおいて示している場合にのみ、関連付け要求を送信する前記ステーションは、前記ステーションの前記少なくとも一部の複数のステーションにアドレス指定された関連付け要求を送信するように構成されている、請求項５に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項７】
前記二重機能ステーションは、第１及び第２のユニットを含み、各ユニットは、少なくともそれぞれのアンテナを含み、機械的に柔軟な接続を介して結合されており、前記第１のユニットは、前記関連付け要求メッセージのうちの第１の関連付け要求メッセージを送信し且つ前記関連付け許可のうちの第１の関連付け許可を受信するように構成されており、前記第２のユニットは、前記関連付け要求メッセージのうちの第２の関連付け要求メッセージを受信し且つ前記関連付け要求メッセージのうちの前記第１の関連付け要求メッセージに応答する前記関連付け許可のうちの第２の関連付け許可を送信するように構成されている、請求項２に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項８】
前記二重機能ステーションは、それぞれの互いに別個の第１及び第２の周波数チャンネルを使用し、関連付け要求メッセージを送信し且つ関連付け許可を受信するために前記第１の周波数チャンネルを使用し、関連付け要求メッセージを受信し且つ関連付け許可を送信するために前記第２の周波数チャンネルを使用して動作するように構成されている、請求項２に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項９】
前記ステーションの前記少なくとも一部は、関連付け許可を送信した後に、前記関連付けユニットに向けて経路情報を送信するように構成されており、前記経路情報は、前記関連付け許可がそれに送信されたところの前記ステーションについての関連付け経路を定義する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項１０】
前記ステーションの前記少なくとも一部は、前記関連付けユニットに向けて前記経路情報の少なくとも一部を送信し、前記経路情報の少なくともさらなる一部を記憶し、前記関連付けユニットからのその後のメッセージを、前記経路情報が前記記憶された前記少なくともさらなる一部に従いそれに送信されたところの前記ステーションに経路付けするように構成されている、請求項９に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項１１】
無線通信ネットワークにおいて使用するためのステーションであって、前記ステーションは、送信手段と、受信手段と、前記送信手段及び前記受信手段に接続されたプロセッサ回路とを含み、前記プロセッサ回路は、関連付けられていない状態で開始するように及び前記送信手段に、関連付けられていない状態で複数の関連付け要求メッセージを送信させるように構成されており、前記プロセッサ回路は、前記受信手段に、前記複数の関連付け要求メッセージのうちの１つに応答する関連付け許可を受信すると、関連付け状態に切り替わるように構成されており、前記プロセッサ回路は、関連付けユニットへの操作メッセージの次の通信の間に、関連付けユニットと通信するための関連付け経路を確立するように構成されており、前記関連付け経路は、前記関連付け許可のソースを含み、及び前記関連付け許可の前記ソースが前記関連付けユニットでない場合には、前記関連付け許可の前記ソースと前記関連付けユニットとの間の操作経路は、関連付け要求メッセージに応答する前記関連付け許可及び／又は中間ステーションについての関連付け許可の前記ソースについて予め確立されており、前記プロセッサ回路は、前記関連付け状態に切り替わった後にのみ、前記送信手段が、関連付け要求メッセージに応答する関連付け許可を開始し及び送信するように構成されている、前記ステーション。
【請求項１２】
前記プロセッサ回路は、前記関連付け状態に切り替わった場合には、前記送信手段に、第２の関連付け要求メッセージを前記関連付けユニットに送信させ、及び前記送信手段に、前記第２の関連付け要求メッセージに応答する第２の関連付け許可を受信した後にのみ、前記関連付け許可を送信させるように構成されている、請求項１１に記載のステーション。
【請求項１３】
前記プロセッサ回路は、前記第２の関連付け許可を受信する前に、前記ステーションのうちのどれか１つから前記二重機能ステーションがメッセージを受信したかを示す情報を、前記関連付けユニットに送るように構成されている、請求項１１又は１２に記載のステーション。
【請求項１４】
無線通信ネットワークにおいて使用するための二重機能ステーションであって、前記二重機能ステーションは、
第１のユニット及び第２のユニットであって、該第１のユニット及び第２のユニットそれぞれが送信器及び受信器を含み、該第１のユニット及び第２のユニットそれぞれが前記送信器及び前記受信器に結合された１以上のアンテナをそれぞれ含み、該第１のユニット及び第２のユニットそれぞれが相互に異なる周波数チャンネルで同時に動作するように構成されている、前記第１のユニット及び第２のユニットと、
前記第１及び第２のユニットの前記送信器及び前記受信器に接続されたプロセッサ回路であって、該プロセッサ回路は、第１の周期的時間スロットにおいて前記第１のユニットの前記受信器を起動させ、かつ前記第２の周期的時間スロットの前記受信器を起動させ、前記第１及び第２の時間スロットは互いに非同期であり、前記第１のユニットにおいて受信されたメッセージを前記第２のユニットによる送信のために中継し、その逆も同様であるように構成されている、前記プロセッサ回路と
を含む、前記二重機能ステーション。
【請求項１５】
前記第１のユニットのアンテナと及び前記第２のユニットのアンテナとの間に機械的に柔軟な接続を含む、請求項１４に記載の二重機能ステーション。
【請求項１６】
関連付けユニットと複数のステーションとを含む無線通信ネットワークを操作する方法であって、
前記ステーションを、関連付けられていない状態で設置すること、
複数の関連付け要求メッセージを、前記関連付けられていない状態にあるステーションから送信すること、
前記関連付け要求メッセージに応答する複数の関連付け許可を送信すること、
各ステーションがその複数の関連付け要求メッセージのうちの１つに応答する関連付け許可を受信した場合に、該各ステーションを関連付け状態に切り替わること、
前記関連付け状態に切り替わった前記ステーションと、前記関連付けユニットとの間で経路を定義する経路情報を記憶すること
を含み、前記経路は、前記関連付け許可を送信した前記ステーションを含み、及び前記関連付け許可の前記ソースが前記関連付けユニットでない場合には、前記関連付け許可の前記ソースと前記関連付けユニットとの間の操作経路は、関連付け要求メッセージに応答する前記関連付け許可及び／又は中間ステーションについての関連付け許可の前記ソースについて予め確立されており、
各関連付け許可は、前記関連付けユニット又は中間ステーションのみから送信され、後者は、前記関連付けユニットからの関連付け許可、あるいは前記関連付けユニットからの関連付け許可に基づき直接的に又は間接的に前記関連付け状態に切り替わった前記ステーションの前記少なくとも一部のうちの１つからの関連付け許可に応じて前記中間ステーションが前記関連付け状態に切り替わった後にのみ行われる、前記方法。
【請求項１７】
前記中間ステーションが二重機能ステーションであり、前記方法は、
前記二重機能が前記関連付け状態にある場合に、前記二重機能ステーションから第２の関連付け要求メッセージを送信すること、
前記第２の関連付け要求メッセージに応答し、前記関連付けユニットから生じる第２の関連付け許可を送信すること、
前記第２の関連付け許可を受信したときにのみ、前記二重機能ステーションが前記関連付け許可を送信することを可能にすること
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記中間ステーションからの情報であって、前記ステーションのうちのどれか１つから前記中間ステーションが送信を受信したかに関する情報を、前記関連付けユニットに送信すること、
前記関連付けユニットにおいて、前記情報に依存して、前記第２の関付け要求を許可するかどうかを選択すること
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記関連付け状態に切り替わる前に前記ステーションからの発見メッセージを送信することを含み、該送信は前記発見メッセージを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記発見広告メッセージを送信した前記ステーションの識別子を含む発見広告メッセージを、前記ステーションの少なくとも一部から送信すること、
前記発見広告メッセージからの識別子を用いて前記関連付け要求メッセージをアドレス指定すること
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記発見広告メッセージにおいて、前記発見広告メッセージを送信する前記ステーションが関連付け許可を送信することを可能にされているかどうかについての表示を含めること、
前記アドレス指定されたステーションが関連付け許可を送信することを可能にされていることを示していた場合にのみ、アドレス指定された関連付け要求をステーションに送信すること
を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記関連付けユニットと直接的に又は間接的に通信し、かつその関連付けステーションとそれぞれ通信するために、前記関連付け状態に切り替わった後に、第１及び第２の互いに異なる送信周波数で動作するように前記中間ステーションを切り替えることを含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークを操作する方法、そのような方法を使用する無線通信システム、及びそのようなネットワークにおいて使用するためのステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願第２００３／０１５１５１３号は、無線センサーステーションネットワークを記載する。動作において、該センサーステーションからのデータは、マルチホップで中央パネルに送信され、その逆も同様である。これは、該センサーステーションが、該中央パネルに直接的に送信することができないためである。各センサーステーションは、中央パネルに対して及び中央パネルからデータを送信し且つ受信するためのそれ自身の固定経路を与えられる。典型的に、該データは最初に他のセンサーステーションに、そしてそこから他のセンサーステーションに送信され、以降、クラスタヘッドに到達されるまで、同様に続く。該データは、次いでクラスタヘッドのネットワークを通じて、該中央パネルに送信される。
【０００３】
検知エリア内の様々な場所にセンサーステーションを設置した後に、ネットワークトポロジーが動的に形成される。すなわち、センサーステーションのそれぞれについての経路が自動的に選択され、センサーステーション内にプログラムされる。米国特許出願第２００３／０１５１５１３号は、センサーステーションからセンサーステーションの群からの通信を伝えるクラスタヘッドユニットまでの経路を動的に形成する多くの方法を記載する。主導権は、該クラスタヘッドユニットによって取られ、該ユニットは、リンク発見メッセージを送信し、該メッセージは、クラスタヘッドの可用性に関して、近くのセンサーステーションに通知する。これらのセンサーステーションは、リンク発見メッセージを転送する。さらなるセンサーステーションが、転送されたリンク発見メッセージなどを受信し及び転送しうる。リンク発見パケットは、クラスタヘッド及びセンサーステーションの通信クロックを同期する機能を果たす。
【０００４】
次に、該センサーステーションからのメッセージを関連付けユニットに送信するための経路が定義される。一つの実施形態において、これは、関連付けユニットから経路発見パケットを送信し及び転送することによって行われる。該転送される経路発見パケットは、それらが転送されたホップの数を示す。この実施形態において、各センサーステーションは、最小のホップを介してそこから経路発見パケットをそれから受信した関連付けユニット又はセンサーステーションを選択することによって、経路を選ぶ。該センサーステーションは、通常動作での後の使用のためにこれらの経路の表示を記録する。続いて、該センサーステーションは、経路登録パケットを関連付けユニットに送信し、それらが選択した経路を示す。
【０００５】
他の実施形態において、センサーステーションは、経路発見メッセージを待たずに、リンク登録メッセージを送信する。これらのリンク登録メッセージは、各利用可能経路を介して、関連付けユニットに到達することができる。この実施形態において、該関連付けユニットは、リンク登録メッセージをそこから受信したセンサーステーションについての経路を選択する。選択を行った後、該関連付けユニットは、センサーステーションに経路定義メッセージを送信し、これらの経路の表示を、通常動作での後の使用のために記録させる。
【０００６】
これらの技術の問題は、ルーティングトポロジーが定義される前、すなわち複数の経路がまだ可能である場合に、それらがセンサーステーションを介して情報の送信を必要とすることである。これは、（センサー）ステーションを複雑化する。なぜならば、それらは、低電力モードで動作する間に種々の通信の形態をサポートする必要があるからである。情報の転送が、明確なルーティングトポロジーを使用してのみ行われる場合、集中的なアプローチは低速であり（各ステーションは、その上方のステーションが中央的に経路を割り当てられるまで待たなければならない）、及び分散的なアプローチは不十分である（不要な量の分岐を有するルーティングトポロジーが作成されている）。
【０００７】
起こり得る他の問題は、ノード間の無線リンクがバリアによって妨害されること、及び上方且つ下方へのリンク経路について同じ周波数を使用することは同期を必要とすることである。これは、（センサー）ステーションを複雑化する。なぜならば、それらは、同期化及び強力なＲＦ信号をサポートしなければならないからである。
【０００８】
移動体通信プロトコルは、ＩＥＥＥ航空宇宙会議議事録（IEEE Aerospace Conference proceedings）２００２（ニュージャージー州ピスカタウェイ（Piscataway NJ）、２００２年３月９〜１６日）の２７２７〜２７４０頁で公開されている、アイザック・ルービン（Izhak Rubin）らによる「ＴＢＯＮＥ：アドホック無線ネットワーク向けの移動体バックボーンプロトコル（TBONE: A Mobile-Backbone Protocol for Ad Hoc Wireless Networks）」と題された論文から知られている。この論文の移動体プロトコルは、２種類のネットワークを使用する：ＢＮＥＴ又はバックボーンと称されるハイパワーネットワーク、及びＡＮＥＴと呼ばれる複数のローパワーネットワーク。各ローパワーネットワーク（ＡＮＥＴ）において、ローパワーノードは、このＡＮＥＴの中心ノードの制御下で通信する。中心ノードのそれぞれはまた、バックボーンノード、すなわちハイパワーバックボーンネットワークにおけるノードとして機能する。
【０００９】
バックボーンノードとして動作可能なデバイスが、提供される。最初に、これらデバイスのそれぞれは、バックボーンノードとしての動作に切り替わるかどうかを、バックボーンノードとして動作可能な近隣デバイスよりもそうするための上位の資格があるかどうかに応じて決定する。続いて、バックボーンノードとしての動作に切り替わったこれらのデバイスは、特定のバックボーンノードに中心が置かれた低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）の一部となることを欲する残りのノードから、参加要求を受信する。低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）は、これらの参加要求を許可することによって形成される。参加要求は、まだバックボーンデバイスとして動作することを決めていない残りのバックボーン可能なデバイスの両方から、及びバックボーンデバイスとしての動作が全く可能でない低電力ノードから来ることが可能である。
【００１０】
論文は、また、残りのバックボーン可能なデバイス（初期にバックボーンデバイスとしての動作を決定していない）が、既存のバックボーンノードによる命令を受けてバックボーンノードになることができる可能性を述べている。これは、低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）の一部である残りのバックボーン可能なデバイスが、どの既存のバックボーンノードによっても受け入れ可能でない、要求中のノードからの参加要求を、受信及び中継した場合に起こる。これが起こった場合、低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）の中心のバックボーンノードは、残りのバックボーン可能なデバイスに対して、バックボーンノードとしての動作に切り替わり、要求中のノードからの参加要求を許可することを命令する。この場合、残りのバックボーン可能なデバイスは、高電力ネットワーク（ＢＮＥＴ）に参加し、自身の低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）をセットアップし、命令したバックボーンノードの低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）でのパスの使用を中止する。残りのバックボーン可能なデバイスは、高電力ネットワークを使用して、要求中のノードからの、又はこのノードに対する、さらなるメッセージを中継する。連続する先に確立された低電力ネットワーク（ＡＮＥＴ）ノードを通したルーティング、及びこの形態のルーティングのための関連付けについての用意は行われない。
【００１１】
このシステムは、２種類のネットワークリンク、低電力ネットワークでのリンク及び高電力ネットワークでのリンク、の使用を扱う。直接通信リンク（他の関連付けノードを介さない）が、低電力ネットワークで用いられる。高電力ネットワークでの通信パスの選択は記載されていないが、高電力通信が使用されるので、このネットワークでは低電力ネットワークよりも長い範囲のパスが使用さうる。該システムが、該システムでのデバイス制御よりもむしろ動的環境での通信を提供することを意図しているため、単一の中心のバックボーンノードは存在しない。中央ユニットなしの２種類のネットワークの使用は、このシステムを、帯域幅使用において複雑且つ非効率的にする。
【特許文献１】米国特許出願第２００３／０１５１５１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特に、経路がまだ定義されていないステーションを介して情報を転送する必要なしに、通信のための経路が決定されうるところの無線ネットワークを提供することが望ましい。
【００１３】
特に、経路がまだ定義されていないステーションを介して情報を転送する必要なしに、通信のための経路が決定されうるところの、無線ネットワークを操作する方法を提供することが望ましい。
【００１４】
特に、無線ネットワークにおいて柔軟に使用するためのステーションを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、請求項１に従う無線通信ネットワークを提供する。このネットワークは、より早い関連付けに応答して既に定義されている経路を使用して、複数のステーションと関連付けステーションとの間の経路を、さらなる使用のためにセットアップされることを許す。各経路は、ステーションからの関連付け要求が許可された場合に確定される。経路の確定は、関連付けユニットによって、例えば、関連付けステーションへの経路を定義する情報を、メモリに記憶することによって行われ、メモリは、関連付けユニットが、メッセージが関連付けステーションに送られなければならないたびに経路を選択するために使用する。経路は、関連付けユニットからの関連付け許可、あるいは該関連付けユニットからの関連付け許可に基づき直接的に又は間接的に関連付け状態に切り替わったステーションからの関連付け許可に応じて、関連付けユニットから開始してノードからノードへと放射状に広がる関連付けの波において、確定される。関連付けユニット、及び関連付けユニットへの確定された経路を有するステーションのみが、関連付け要求を許可することが許される。この確定された経路は、関連付け要求及び経路に沿ったノードによる対応する関連付け許可に応答してこのように確定されたものである。それ故に、それらの経路は、関連付けられたステーションのために、即座に使用されうる。
【００１６】
一つの実施形態において、ステーションは、最初にアクティブな周波数チャンネルを介した関連付けについて、続いて、最初に送信された関連付け要求が許可されなかった場合に、まだ未使用の周波数チャンネルを介した関連付けについて、関連付け要求を送信するように構成されている。後者の要求は、例えば、関連付けユニットに直接送信されてもよい。ステーションへの使用されるべき経路は、関連付けがあった場合にのみ確立されるので、そのような種々の関連付け要求が送信される場合に、一致しない多重の経路が割り当てられることが防止される。
【００１７】
より一般的には、一つの実施形態において、特定のステーションに対して関連付け許可を発行するステーションは、特定のステーションがこの特定のステーション内で機能がアクティブであることを示しているか否かに応じて、関連付け許可の発行を行うように構成されている。これは、特定のステーションを、この特定のステーション内で機能がアクティブか否かに応じて、異なる他のステーションと関連付けしてもよいことを意味する。その結果、特定のステーションは、機能をアクティブ化することなしに、かつ、機能がアクティブ化された後に、例えば関連付けユニットへの直接要求によって、複数の関連付け要求を発行する機会を持つ。よって、例えば、機能が貴重なリソースを消費する（ステーション間での通信のために周波数チャンネルを使い、これにより他のステーションによる周波数チャンネルの使用を除外する機能などの）場合、機能をアクティブ化する前に関連付け要求を許可することによってリソースが無駄に消費されることを防止することができる。ステーションへの経路は、関連付けがあった場合にのみ確立されるため、一致しないステーションアドレスが割り当てられることが防止される。
【００１８】
一つの実施形態において、関連付けは発見ステージによって先行され、このステージでは、まだ経路が確定されていないが、ステーションが他のステーションを発見し、ステーションは、メッセージを中継するように機能することができる。よって、ステーションは、最初に、それに対して関連付け要求を送ることができる利用可能な他のステーション、又は経路が確定される前に関連付け要求を送り得るステーションのアドレスを発見することを、可能にされうる。さらなる実施形態において、発見要求を許可することを可能にされたステーションを識別する発見広告メッセージが使用される。よって、許可され得ない関連付け要求に対するエネルギー又は帯域幅の浪費を避けることが可能になる。
【００１９】
他の実施形態において、ステーションの一部は二重機能ステーションであり、この二重機能ステーションは、関連付け許可メッセージの送信を、その承認を関連付けユニットから受けた後でのみ、開始する。よって、関連付けユニットは、二重機能ステーションがそれ「自身」のメッセージ（例えば、ビルトインセンサーステーションからのセンサーメッセージ）用の経路を得た後でさえも、中継ステーションとして機能するステーションの選択を制御している。一つの実施形態において、二重機能ステーションは、ビーコンフレーム送信機として、及びセンサーステーションのような通信能力を有するステーションとしてそれぞれ機能するユニットを含む。関連付けユニットは、このような二重機能ステーションを選択的に可能にさせて、少数のステーションのためだけのリレーとしてそれぞれ機能する多くのステーションを可能にさせることを回避し、又はステーションが、多すぎるステーション向けのメッセージのリレーとなる場合に、これらのステーションを選択することを回避する方策に従ってもよい。
【００２０】
他の実施形態において、送信及び受信のための１以上のアンテナをそれぞれが有する個別のユニット間の機械的に柔軟な接続を含む二重機能ステーションが用いられる。よって、そのようなステーションは、「間近な」異なる空間の接続に使用されうる。
【００２１】
他の実施形態において、異なる非同期の周期で繰り返す時間スロットにおいて周期的にアクティブである異なる周波数チャンネルにおいて同時に動作する二重機能ステーションが用いられる。これは、異なるネットワーク部分の間での連携を容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
これら及び他の目的及び有利な観点が、例示的な実施例として、添付の図面を用いて説明される。
【００２３】
図１は、無線ネットワークを示す。ネットワークは、関連付けユニット１０、複数のビーコンフレーム送信機１２、及び複数のセンサーステーション１４（いくつかのみ明示的に番号を付けられている）を含む。固定の通信経路が、関連付けユニット１０とセンサユニット１４との間で、関連付けユニット１０、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４の間の無線通信リンク（点線で示されている）を用いて定義されている。通信経路は、そのルートに関連付けユニット１０があり、そのノードにビーコンフレーム送信機１２がある、ツリー構造を形成する。各ビーコンフレーム送信機１２は、複数のセンサーステーション１４に、スター型トポロジーで結合される。
【００２４】
図２は、ステーションを示す。示される詳細さのレベルでは、図は、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４に適用される。ステーションは、受信回路２０、送信回路２２、プロセッサ回路２４、メモリ２６、及び少なくともセンサーステーションの場合での検知回路２８を含む。プロセッサ回路２４は、受信回路２０、送信回路２２、メモリ２６及び任意で検知回路２８に結合される。受信回路２０及び送信回路２２のそれぞれは、アンテナ（図示せず）を含む。好ましくは、受信回路２０及び送信回路２２のアンテナは、受信回路２０及び送信回路２２の共有アンテナで形成される。
【００２５】
好ましくは、ステーションは、オンボードのバッテリ（図示せず）によってバッテリ駆動されるか、又は太陽電池などの他のオンボード電源により供給を受ける。これは、消費電力を可能な限り低減することが望ましいことを意味する。
【００２６】
動作において、センサーステーション１４と関連付けユニット１０との間で、図１に示されるリンクを介してデータが交換される。リンクはツリー構造を形成するため、各センサーステーション１２について、関連付けユニット１０への、及びそこからの単一の経路が定義される。
【００２７】
通信経路は、より多くの可能な経路からの選択の結果であることが理解されるべきである。原則として、各センサーステーション１４は、関連付けユニット１０及び各ビーコンフレーム送信機１２と直接通信することができる。実際には、複数のこれらの直接通信経路は、不十分な信号強度により、可能でなくなっている。しかし、センサーステーション１４から、なお２つ以上のビーコンフレーム送信機１２及び／又は関連付けユニット１０への直接無線通信が可能である。同様に、各ビーコンフレーム送信機１２は、関連付けユニット１０及び／又は複数のビーコンフレーム送信機１２との直接通信が可能であってもよい。
【００２８】
図１に示される無線接続は、これらの可能な経路からの選択の結果である。センサーステーション１４、ビーコンフレーム送信機１２及び関連付けユニット１０の間の、複数の動作可能な無線通信リンクは、使用されていない。これらのリンクは、図１に示されていない。センサーステーション１４は、関連付けユニット１０に、固定の経路を介してメッセージを送信し、及び逆に関連付けユニット１０が、固定の経路を介してセンサーステーションにメッセージを送信する。経路は、メモリ２６内の情報によって定義される。
【００２９】
各センサーステーション１４は、少なくとも、関連付けユニット１０へのその経路の開始時にビーコンフレーム送信機１２に関して選択可能な情報を記憶する。このアドレス情報を使用して、センサーステーション１４が関連付けステーション１０に送るメッセージが形成される。典型的には、各ビーコンフレーム送信機１２は、少なくとも、経路上の次のビーコンフレーム送信機１２に関して、又は関連付けユニット１０に関して選択可能な情報を記憶する。この情報を用いて、センサーステーション１４からのメッセージが、関連付けユニット１０に転送される。代替的に、各センサーステーション１４は、関連付けユニット１０への経路全体に関して選択可能な情報を記憶してもよく、センサーステーション１４は、この情報を用いてメッセージを形成してもよく、このメッセージから、ビーコンフレーム送信機１２は、メッセージをどのように転送するかを決定することができる。
【００３０】
逆に、関連付けユニット１０は、好ましくは、各センサーステーション１４についての情報を記憶し、この情報は、このセンサーステーション１４への経路の開始時にビーコンフレーム送信機１２に関して選択可能である。関連付けユニット１０は、この情報を使用して、関連付けユニット１０がセンサーステーション１４に送信するメッセージを形成する。典型的には、関連付けユニット１０は、各センサーステーション１４への全経路を識別する情報を記憶している。関連付けユニット１０は、この情報を用いてメッセージを形成してもよく、このメッセージから、ビーコンフレーム送信機１２は、どのようにしてメッセージをセンサーステーション１４に転送するかを決定することができる。代替的に、各ビーコンフレーム送信機１２は、それについてのメッセージを受信することができる各センサーステーション１４について、このセンサーステーション１４への経路における次のビーコンフレーム送信機１２に関して選択可能な情報を、少なくとも記憶してもよい。この情報を用いて、関連付けユニット１０からのセンサーステーション１４向けのメッセージが、センサーステーション１４に転送される。
【００３１】
経路が確立される動作の一部の実施形態を、これより説明する。基本的に、この実施形態は、以下の２つのステージを含む。
―  発見ステージ。発見ステージでは、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４が、受信範囲内のステーション（センサーステーションの場合には、関連付けユニット１０又はビーコンフレーム送信機１２、ビーコンフレーム送信機１４の場合には、関連付けユニット１０、他のビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４）に「気が付く」。
―  関連付けステージ。関連付けステージでは、センサーステーション１４及びビーコンフレーム送信機１４（又はこれらのビーコンフレーム送信機に固定結合されたセンサーステーション）が、関連付けユニット１０又はビーコンフレーム送信機１２に関連付けの要求を送信し、すなわち、関連付けユニット１０又はビーコンフレーム送信機１２を通してその後の使用のための経路を確立する。
【００３２】
センサーステーション１４（又はビーコンフレーム送信機１２）についての関連付けステージは、関連付け要求が、関連付けユニット１０又はビーコンフレーム送信機１２によって許可されると完了する。許可を行ったステーションを介した経路が、これにより、その後の使用のために確立される。一つの実施形態において、各ビーコンフレーム送信機１２は、関連付け要求の許可自体を受信した直後に、関連付け要求を許可することを可能にされるが、好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２を、今度はビーコンフレーム送信機１２が関連付け要求を許可することを可能にする関連付けユニット１４から、第２の許可メッセージを受信した後にのみ、関連付け要求を許可することを可能にされる。関連付けユニット１０は、例えば、第２の許可メッセージの発行を、ビーコンフレーム送信機１２が発見してはいるがまだ関連付けられていないステーションの数に関する情報に応じて、行ってもよい。よって、関連付けユニット１０は、ネットワークトポロジーを制御することができる。
【００３３】
好ましくは、関連付け要求は、発見ステージにおいて発見されたアドレス（又はより一般的にはこれらのステーションの任意の識別子）を用いて、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０に対して、具体的にアドレス指定される。よって、競合している関連付け許可が、関連付け要求に応答して受信され得るということは、除外される。しかし、アドレス指定は、例えば、ステーションが全てのその後のメッセージを、許可を送った１つのステーションに対してアドレス指定する際、又はいくつかの競合解決スキームが用いられる場合などは、不要としてもよい。
【００３４】
実施形態において、発見ステージは、センサーステーション１４及びビーコンフレーム送信機１２（又はこれらのビーコンフレーム送信機１２に固定結合されたセンサーステーション）からの発見メッセージ、及びこれらの発見メッセージに反応する応答の使用を含む。代替的に又は加えて、ステーションは、求められていないメッセージから発見されてもよい。発見ステージ及び関連付けステージは重複してもよく、ステーションが、関連付けステージ中の関連付け要求の送信の間に、発見されたステーションの識別子の収集を継続する。代替的に、非重複の連続ステージを使用してもよい。他の実施形態において、発見ステージは、例えば具体的にアドレス指定されてない関連付け要求が使用された場合や、関連付け要求を用いてステーションが発見された場合は、無くすことさえも可能である。
【００３５】
発見ステージ及び関連付けステージが重複可能である場合、ビーコンフレーム送信機１２が、関連付け要求を許可することを可能にされているかどうかを示す情報を、それらのメッセージに含ませることが好ましい（好ましくは、一般に、すなわち特定のセンサーステーション１４からの要求に限定されないが、さらなる実施形態において、そこから関連付け要求を受け入れ可能な特定のセンサーステーション１４又はビーコンフレーム送信機１２を示してもよい）。よって、センサーステーション１４及び／又はビーコンフレーム送信機１２は、関連付け要求を許可することを可能にされていない、発見されたビーコンフレーム送信機１２への関連付け要求の送信を回避できる。
【００３６】
図３は、経路が確立される前のセンサーステーション１４の動作の状態図を示す。図５ａ，図５ｂは、発見及び関連付けのそれぞれの間に、センサーステーション１４と交換されるメッセージを示す。最初に、センサーステーション１４は、第１の状態３１にある。この第１の状態３１では、プロセッサ回路２４は、送信器２２に、例えば毎分、２分ごと、又は１時間ごとに発見メッセージ５０ａを送信させる。受信器２０がビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０からビーコンフレーム５２ａを受信したことを、プロセッサ回路２４が検出すると、プロセッサ回路２４は、センサーステーション１４を第２の状態３２に切り替える。このようにして、ビーコンフレーム５２ａは、発見確認メッセージとして機能する。
【００３７】
好ましくは、センサーステーション１４は、発見メッセージに応答して送信されたビーコンフレーム５２ａと、自動的に受信された他の任意のビーコンフレームとの両方に無差別に応答して、第２の状態３２に切り替わる。一つの実施形態において、センサーステーション１４は、送信しているステーションが関連付け要求を許可する用意ができていることが示されているビーコンフレーム５２ａのみに応答して、第２の状態３２に切り替わり、そのような表示を含まない任意の他のビーコンフレーム５２ａには応答しない。
【００３８】
第２の状態３２において、プロセッサ回路２４は、送信器２２に、例えば毎分、２分ごと、又は１時間ごとに関連付け要求メッセージ５４ａを送信させる。好ましくは、各関連付け要求メッセージ５４ａは、センサーステーション１４に具体的に向けられるメッセージを、応答として送ることを可能にする、センサーステーション１４の識別子を含む。また好ましくは、プロセッサ２４は、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０の識別子を、予め受信した発見確認メッセージから読み出し、この識別子を、関連付け要求メッセージに含ませる。これは、例えば、関連付け要求メッセージに応答する関連付け許可メッセージ間の衝突を避けることが望まれる場合に行われうる。
【００３９】
プロセッサ回路２４が、プロセッサ回路２４のセンサーステーション１４に向けられたビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０からの、関連付け要求メッセージ５４ａに応答する関連付け許可メッセージ５６ａを、受信器２０が受信したことを検出すると、プロセッサ回路２４は、センサーステーション１４を、第３の状態３３に切り替え、このビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０に到達するための情報を、メモリ２６に記録し、通常動作の間の使用のための関連付けユニット１０への経路を定義する。任意に、センサーステーションは、関連付け許可メッセージの確認応答５８を、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０に返送する。
【００４０】
第３の状態３３では、センサーステーション１４は、関連付け要求メッセージ５４ａの送信を停止する。一つの実施形態において、センサーステーション１４は、第２の状態３２に切り替わる際に、既に発見メッセージ５０ａの送信を停止する。代替的に、センサーステーション１４は、第２の状態３２において、発見メッセージ５０ａの送信を継続し、第３の状態３３に切り替わった後か、又は第２の状態３２に切り替わった後で所定の時間間隔が経過した後、この経過が第３の状態３３に切り替わるよりも早く起こった場合にのみ、停止するように構成してもよい。
【００４１】
一つの実施形態において、ステーションは、最初にアクティブな周波数チャンネルを介した関連付けについて、続いて、最初に送信された関連付け要求が許可されなかった場合に、まだ未使用の周波数チャンネルを介した関連付けについて、関連付け要求を送信するように構成されている。後者の要求は、例えば、関連付けユニットに直接送信されてもよい。ステーションへの使用されるべき経路は、関連付けがあった場合にのみ確立されるので、そのような種々の関連付け要求が送信された場合に、一致しない多重の経路が割り当てられることが防止される。
【００４２】
より一般的には、一つの実施形態において、特定のステーションに対して関連付け許可を発行するステーションは、特定のステーションが、この特定のステーション内で機能がアクティブであることを示しているかどうかに応じて、関連付け許可の発行を行うように構成されている。これは、特定のステーションを、この特定のステーション内で機能がアクティブか否かに応じて、異なる他のステーションと関連付けしてもよいことを意味する。その結果、特定のステーションは、機能をアクティブ化することなしに、かつ、機能がアクティブ化された後に、例えば関連付けユニットへの直接要求によって、複数の関連付け要求を発行する機会を持つ。よって、例えば、機能が貴重なリソースを消費する（ステーション間での通信のために周波数チャンネルを使い、これにより他のステーションによる周波数チャンネルの使用を除外する機能などの）場合、機能をアクティブ化する前に関連付け要求を許可することによってリソースが無駄に消費されることを防止することができる。ステーションへの経路は、関連付けがあった場合にのみ確立されるため、一致しないステーションアドレスが割り当てられることが防止される。
【００４３】
図４は、経路が確立される前のビーコンフレーム送信機１２の動作の状態図を示す。最初に、ビーコンフレーム送信機１２は、第１の状態４１にある。この第１の状態４１では、プロセッサ回路２４は、送信器２２に、例えば毎分、２分ごと、又は１時間ごとに、発見メッセージ５０ｂを送信させる。受信器２０が他のビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０からビーコンフレーム５２ｂを受信したことを、プロセッサ回路２４が検出すると、プロセッサ回路２４は、ビーコンフレーム送信機１２を第２の状態４２に切り替える。このようにして、ビーコンフレーム５２ｂは、発見確認メッセージとして機能する。一つの実施形態において、発見確認メッセージは、求められずとも、すなわち発見メッセージへの応答ではなしに、送信されてもよく、この意味では、発見メッセージは「ハロー」メッセージと呼ばれることもできる。用語「発見広告メッセージ」は、ここで、発見要求に応答したメッセージ及び求められていない（ハロー）メッセージの両方について用いられる。発見広告メッセージの使用の例を、発見確認メッセージの観点から提供するが、他に特に示されていない限り、これらの例は、発見広告メッセージに広く適用されるものである。さらなる実施形態においては、ステーションは、発見メッセージ５０ａ，ｂを送信する必要は全くない。この場合、ステーションは、求められていないメッセージのみに従う。発見確認メッセージは、特にどのステーションに対しても、アドレス指定する必要がなく、任意のステーションが、任意の発見確認メッセージに反応し得る。
【００４４】
好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２は、発見メッセージに応答して送信されたビーコンフレーム５２ｂと、自動的に受信された他の任意のビーコンフレームとの両方に無差別に応答して、第２の状態４２に切り替わる。一つの実施形態において、センサーステーション１４は、送信しているステーションが関連付け要求を許可する用意ができていることが示されているビーコンフレーム５２ｂのみに応答し、第２の状態４２に切り替わり、そのような表示を含まない任意の他のビーコンフレーム５２ｂには応答しない。
【００４５】
第２の状態４２において、プロセッサ回路２４は、送信器２２に、例えば毎分、２分ごと、又は１時間ごとに関連付け要求メッセージ５４ｂを送信させる。好ましくは、各関連付け要求メッセージ５４ｂは、ビーコンフレーム送信機に具体的に向けられるメッセージを、応答として送ることを可能にする、ビーコンフレーム送信機１２の識別子を含む。また、好ましくは、プロセッサ２４は、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０の識別子を、予め受信した発見確認メッセージから読み出し、この識別子を、関連付け要求メッセージに含ませる。これは、例えば、関連付け要求メッセージに応答する関連付け許可メッセージ間の衝突を避けることが望まれる場合に行われうる。
【００４６】
プロセッサ回路２４が、他のビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０からの、関連付け要求メッセージ５４ｂに応答する関連付け許可メッセージ５６ｂを、受信器２０が受信したことを検出すると、プロセッサ回路２４は、ビーコンフレーム送信機１２を、第３の状態４３に切り替え、この他のビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０に到達するための情報を、メモリ２６に記録し、通常動作の間の使用のための関連付けユニット１０への経路を定義する。任意に、フレーム送信機１２は、関連付け許可メッセージの確認応答５９を、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０に返送する。
【００４７】
第３の状態４３では、フレーム送信機１２は、関連付け要求メッセージ５４ｂの送信を停止する。一つの実施形態において、フレーム送信機１２は、第２の状態３２に切り替わる際に、発見メッセージ５０ｂの送信を停止する。代替的に、フレーム送信機１２は、第３の状態４３に切り替わった後か、又は第２の状態４２に切り替わった後で所定の時間間隔が経過した後、この経過が第３の状態４２に切り替わるよりも早く起こった場合に、停止してもよい。
【００４８】
好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２は、少なくとも第２及び第３の状態４２，４３にある際に、発見確認メッセージを送信する。より好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２は、ビーコンフレーム送信機１２が、関連付け許可メッセージと共に関連付け要求に応答する準備ができているかどうかを示す表示を、発見確認メッセージに含ませる。これは、ステーションが無駄な関連付け要求の送信のために帯域幅を使用することを避けることを可能にする。原則として、ビーコンフレーム送信機１２は、第１の状態４１において発見確認メッセージを送信するように構成してもよい。好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２が、センサーステーション１４又は他のビーコンフレーム送信機１２から発見要求メッセージを受信した際、ビーコンフレーム送信機１２は、そこから発見要求が受信されたセンサーステーション１４又は他のビーコンフレーム送信機１２の識別子を記録する。任意に、ビーコンフレーム送信機１２は、ビーコンフレーム送信機１２が応答しなかった関連付け要求を送信したステーションの識別子も、もしそれがあれば記録する。
【００４９】
第１の状態４１及び第２の状態４２では、ビーコンフレーム送信機１２は、関連付け要求メッセージ５４ａに応答しない。しかし、第３の状態４３では、ビーコンフレーム送信機１２は、関連付け要求メッセージ５４ａに応答する。この状態で、プロセッサ回路２４は、送信器２２に、関連付け要求メッセージ５４ａ内のステーション識別子を用いて、各受信された関連付け要求メッセージ５４ａに応答する関連付け許可メッセージ５６ａを関連付け要求メッセージ５４ａを送ったステーションに向けて送信させる。プロセッサ回路２４は、ビーコンフレーム送信機１２に到達するための情報、及び任意に、関連付けユニット１０に到達するためのさらなる情報を、関連付け許可メッセージ５６ａに含ませる。
【００５０】
さらに、ビーコンフレーム送信機１２は、関連付け許可メッセージ５６ａを送った後（及びこのメッセージの任意の確認応答５８を受信した後）に、センサーステーション１４が関連付けユニット１０と関連付けられたという情報を有する更新メッセージ５９を送信する。
【００５１】
ビーコンフレーム送信機１２の、関連付け要求メッセージ５４ａに対するこの応答は、センサーステーション１４からのこのようなメッセージに限定されず、他のビーコンフレーム送信機１２からの関連付け要求メッセージ５４ｂにも適用される。
【００５２】
ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４は、それぞれの第３の状態３３，４３に達した場合にのみ、よく定義された経路を有するネットワークのステーションとなることに留意すべきである。さらに、ビーコンフレーム送信機１２は、それらの第３の状態４３に入ってからのみ、すなわち、ビーコンフレーム送信機１２が、関連付けユニット１０へのよく定義された経路を持つ場合にのみ、関連付け要求メッセージ５４ａ，ｂに応答することに留意すべきである。よって、関連付けに関する情報は、通常動作の間に使用される経路に沿って、送信することができる。この経路は、新たに関連付けられたセンサーステーション１４への経路の一部としても、使用することが可能である。関連付けユニット１０は、ビーコンフレーム送信機１２への経路について、そのメモリからの情報を使用して、センサーステーション１４への経路を定義することもできる。他の実施形態において、経路に沿ったビーコンフレーム送信機１２は、それらのアイデンティティを加えて、関連付けユニット１０に経路を知らせることもでき、あるいはさらに他の実施形態では、センサーステーション１４と関連付けを行うビーコンフレーム送信機１２は、この情報を挿入することもできる。
【００５３】
全てのビーコンフレーム送信機１２が、ビーコンフレーム送信機として、ネットワークの一部となる必要があることに、留意すべきである。ビーコンフレーム送信機１２が、他のビーコンフレーム送信機１２又はセンサーステーション１４から、関連付け許可信号５６ｂを受信しないか、又は関連付け許可要求を許可しない場合、ビーコンフレーム送信機１２は、ネットワーク内で、動作可能なビーコンフレーム送信機にならない。
【００５４】
一つの実施形態において、関連付けユニット１０は、ビーコンフレーム送信機１２が、動作可能なビーコンフレーム送信機になるかどうかを決定する。この実施形態において、第３の状態４３にある動作可能なビーコンフレーム送信機１２は、他のビーコンフレーム送信機１２からの（及び任意にセンサーステーション１４からの）関連付け要求５４ａを、関連付け許可メッセージ５６ｂを送る前に、関連付けユニット１０に転送する。（代替的に、この関連付け要求から引き出されるさらなるメッセージが、転送される。）
【００５５】
この実施形態では、関連付けユニット１０は、転送に（又はさらなるメッセージに）応答して、転送された関連付け要求を許可又は拒否するように構成されている。関連付け要求が許可された場合、関連付けユニットは、許可メッセージを返送し、このメッセージを用いて、元の関連付け要求５４ｂに対する関連付け許可信号５６ｂが生成される。よって、関連付けユニット１０（及び／又はビーコンフレーム送信機１２）は、例えば最初に、選択された好ましいビーコンフレーム送信機に関連付けを許可し、その後、全てのセンサーステーション１４への接続を完了するためにまだ必要な場合にのみ、他のビーコンフレーム送信機に関連付け要求を許可することによって、ネットワークトポロジーの生成を制御することを可能にされている。
【００５６】
さらなる実施形態において、ビーコンフレーム送信機１２は、ビーコンフレーム要求メッセージ及び／又は関連付け要求メッセージをそこから受信したところのセンサーステーション１４及び／又はビーコンフレーム送信機１２の数及び／又はアイデンティティに関する情報を供給するように構成されている。アイデンティティは、アイデンティティ情報を、ビーコンフレーム要求メッセージ及び／又は関連付け要求メッセージに含ませることによって提供することができる。ビーコンフレーム送信機１２は、この情報を、例えばそれら自身のビーコンフレーム要求メッセージ及び／又は関連付け要求メッセージ内で、供給することができる。このさらなる実施形態において、関連付けユニット１０（及び／又はビーコンフレーム送信機）には、関連付けを許可するビーコンフレーム送信機１２の選択に使用され得る情報が提供されている。この情報は、例えば、いくつかのビーコンフレーム送信機１２にわたってリンクを配信するために、又は逆に、１つのビーコンフレーム送信機１２にリンクを集中することによって配信を避けるために、使用されうる。
【００５７】
さらなる実施形態において、ビーコンフレーム送信機１２は、フォーマットでなければ少なくとも機能において予め記述された関連付け要求から区別された、第２の関連付け要求の許可を受信した後にのみ、関連付け要求に応答して許可を返す。このために、任意で、追加の第４の状態４４を、図４の状態に加えてもよい。第３の状態４３にある際（一次の関連付け要求と呼ばれる、予め記述された関連付け要求の１つに対する予め記述された許可を受信した後に、ビーコンフレーム送信機１２は、関連付けユニット１０に第２の関連付け要求を送信する。この第２の関連付け要求の許可を受信すると、ビーコンフレーム送信機１２は、第４の状態４４に切り替わる。この実施形態において、ビーコンフレーム送信機１２は、第４の状態４４でのみ、関連付け許可メッセージを、要求しているステーションに返し始めることを可能にされる。任意に、ビーコンフレーム送信機は、このことを、発見確認メッセージ内で示す。
【００５８】
好ましくは、ビーコンフレーム送信機１２は、そこからビーコンフレーム送信機１２が発見要求メッセージ（及び／又は許可されていない関連付け要求）を受信したステーションのリストを、第２の関連付け要求に含ませるように構成されている。代替案として、ビーコンフレーム送信機１２は、１以上の添付メッセージを送信して、このようなリストを関連付けユニット１０に提供するように、任意に構成されてもよい。これは、関連付けユニット１０が、どのビーコンフレーム送信機１２に第２のタイプの関連付け要求を許可するかを選択することを可能にさせる。このようにして、関連付けユニット１０は、一次の関連付け要求を許可することによって、ビーコンフレーム送信機１２がネットワークに入ることを許可した後に、ネットワークトポロジーを制御することができる。
【００５９】
好適な実施形態において、各動作可能なビーコンフレーム送信機１２（及びこの点に関してはビーコンフレーム送信機として機能する関連付けユニット１０）は、通常動作の間に時間スロットスキームで動作して、ビーコン信号を周期的に送信し、このビーコンフレーム送信機と関連付けられたセンサーステーション１４は、この信号と同期することができる。ビーコン信号の後に、ビーコンフレーム送信機１２及びその関連付けられたステーションは、制限された期間にわたってメッセージを交換する。
【００６０】
これは、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４が、低電力スリープモードと通常動作モードとの間で切り替わることを可能にする。メッセージの交換後に、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４は、スリープモードに切り替わり、このモードでは、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４の少なくとも一部への電源及び／又はクロック信号が、オフにされる。所定の時間間隔をカウントした後、ビーコンフレーム送信機１２及びセンサーステーション１４は、通常動作モードに戻る。通常動作モードに切り替わった後に所定の遅延をおいて、ビーコンフレーム送信機１２はビーコンフレームを送信し、センサーステーション１４が、このビーコンフレームを受信する。
【００６１】
この実施形態において、関連付けユニット１０及び／又はビーコンフレーム送信機は、好ましくは、互いのメッセージを受信する範囲内にある異なるビーコンフレーム送信機１２の時間スロットが重複しないように、周期的なビーコンフレームの最初のフレームのタイミングを選択する。この実施形態において、関連付け後のセンサーステーション１４における情報は、センサーステーション１４が通常動作モードに切り替わるべき時間スロットを定義する。
【００６２】
一つの実施形態において、各ビーコンフレーム送信機１２は、また、それを通して元のビーコンフレーム送信機１２が関連付けユニット１０にメッセージを送信する、さらなるビーコンフレーム送信機１２によって定義された時間スロットにおいて（又は関連付けユニット１０の時間スロットにおいて）、転送モードに切り替わる。転送モードにある際、元のビーコンフレーム送信機１２は、さらなるビーコンフレーム送信機１２とメッセージを交換する。
【００６３】
この実施形態では、近隣のビーコンフレーム送信機１２の時間スロットとの重複を避けなければならないという不利益を有する。これは、ビーコンフレーム送信機１２が、他のビーコンフレーム送信機１２の時間スロットを監視しなければならないことを意味する。一方で、これは、ビーコンフレーム送信機１２が、望ましいほどにはスリープモードで動作できないことを意味する。
【００６４】
代替の実施形態において、ビーコンフレーム送信機１２は、複数の周波数チャンネルのうち選択可能な１つにおいて、送信及び受信するように設計されている。この実施形態において、異なる動作可能なビーコンフレーム送信機１２向けの周波数チャンネルは、初期化の間に、例えば、所定の時間スロットの間に周波数チャンネルでメッセージが受信されなかったことが検出された後に、ビーコンフレーム送信機自体によって、又は、相互に受信することが検出されたビーコンフレーム送信機１２が異なる周波数チャンネルを得て衝突が回避されるように、関連付けユニット１０によって選択される。一つの実施形態において、ビーコンフレーム送信機１２及びそれらの関連付けられたセンサーステーション１４は、通常動作を開始する際に、選択された周波数チャンネルに切り替えられる。この実施形態において、関連付け後のセンサーステーション１４内の情報は、ビーコンフレーム送信機１２と通信するための周波数チャンネルを定義する。異なる周波数チャンネルの使用は、ビーコンフレーム送信機１２の時間スロットの間で、大規模な同期を必要としないという利点を有する。従って、ビーコンフレーム送信機１２は、より頻繁にスリープモードに切り替わることができる。
【００６５】
このさらなる実施形態では、初期化の間に、１つの周波数チャンネルを使用されうる。代替的に、複数の周波数チャンネルを並列に使用してもよい。代替案として、ビーコンフレーム送信機１２自体が、初期化の間に、周波数チャンネルにおいて所定の時間の間にメッセージが受信されていないことを検出した後に、この周波数チャンネルを選択してもよい。続いて、各ビーコンフレーム送信機１２は、選択された周波数チャンネルを使用して、センサーステーション１４向けのその操作の全てを行い、他の周波数チャンネルを使用して、関連付けユニット１０向けにアップストリーム接続を行う。
【００６６】
図６は、ビーコンフレーム送信機のさらなる実施形態を示す。ビーコンフレーム送信機は、図２に示されるような２つのユニット６０，６２を含み、加えて、２つのユニットのプロセッサ回路２４の間に結合されたメッセージ交換メモリ６４を含む。一つの実施形態において、互いに異なるユニット６０，６２、（より高出力の送信器２２及び／又は他のユニットと異なってプログラムされたプロセッサ回路を有する）ビーコンフレーム送信機の機能を行うように構成された第１のユニット６０と、センサーステーション１４で使用されたタイプの第２のユニット６２とが使用される。機械的に柔軟な接続６６が、ユニット６０，６２の間（例えば、第１のユニット６０の一部とすることができるメッセージ交換メモリ６４と第２のユニット６２の間）に設けられる。柔軟な接続６６は、例えば、長さが少なくとも５ｃｍである。
【００６７】
この実施形態において、第１のユニット６０は、発見要求５０ｂ、関連付け要求５４ｂの送信、及び関連付けユニットに向けた任意の通信（例えば更新メッセージ５９）を除いて、ビーコンフレーム送信機として機能する。第２のユニット６２は、ビーコンフレーム送信機の残りの機能を行う。この第２のユニットは、それ自体のメッセージを生成又は受信しないことを除いて、センサーステーション１４と同様に動作することに留意すべきである。その代わりに、このユニットは、他方のユニットに対する、又は他方のユニットからのメッセージを転送する。関連付けユニット１０又は他のビーコンフレーム送信機１２に対する、及びそこからのメッセージ（又はそのようなメッセージからのデータ）は、メッセージ交換メモリ６４に置かれる。
【００６８】
通常動作において、ユニット６０，６２は、それぞれのビーコンフレームによって定義された時間スロットにおいて、スリープモードと通常のアクティブモードとの間で切り替わる。ビーコンフレーム送信機として機能するユニットは、好ましくはビーコンフレーム送信機のための選択周波数チャンネルにおいて、それ自体のビーコン信号を送信する。センサーステーションとして機能するユニットは、ビーコンフレーム送信機６０，６２，６４が関連付けられているさらなるビーコンフレーム送信機のビーコンフレームによって定義された時間スロットにおいて、通常動作モードに切り替わる。よって、電力的に高価である同期は、行われない。
【００６９】
図７は、発見及び関連付けの間の、図６の一対のユニットの動作の状態図を示す。一対のユニット６０，６２は、第１の状態７１で開始し、ここで、ユニット対６０，６２のうちの、センサーステーションのように機能する第２のユニット６２は、発見メッセージを送信する。第２のユニット６２が、ビーコンフレーム送信機１２又は関連付けユニット１０からのビーコンフレームが受信されたことを検出すると、一対のユニットは、第２の状態７２に切り替わる。第２の状態７２において、ユニット対のうちの、ビーコンフレーム送信機として機能する第１のユニット６０は、受信された発見メッセージに応答して、発見確認メッセージを送信することにより、ビーコンフレームの送信を開始する。これらのビーコンフレームにおいては、第１のユニット６０は、第１のユニット６０がまだ関連付けられていないことを示す情報を含む。
【００７０】
また、第２の状態７２において、第２のユニット６２は、ビーコンフレームを送信しているステーションが関連付けられた（又は関連付けユニットである）ことを示す情報を有するビーコンフレームを受信したかどうかの監視を開始する。
【００７１】
第２のユニット６２は、ビーコンフレームを送信しているユニットが関連付けられたことを示す情報を有するビーコンフレームを検出すると、一対のユニット６０，６２は、第２の状態７２から第３の状態７３に切り替わる。ここで、第２のユニット６２は、関連付け要求の送信を開始する。第２のユニット６２が、応答として関連付け確認を受信すると、一対のユニット６０，６２は、第４の状態７４に切り替わる。第２，第３及び第４の状態７２，７３及び７４において、第１のユニット６０は、タイムアウト間隔のカウントを開始及び再開する。タイムアウト間隔は、第１のユニット６０が新しいソース（センサーステーション又は他のビーコンフレーム送信機）から発見メッセージを受信するたびに再開される。タイムアウト間隔は、所定の持続時間（例えば、１分又はそれ以上）の後に終了し、その間に、第１のユニット６０は、どのような新たなソースからの発見メッセージも受信しない。タイムアウト間隔が終了したあとに、ユニット６０は、受信された発見メッセージに応答して、ビーコンフレームの送信を停止する。
【００７２】
タイムアウト期間が終了した後、一対のユニット６０，６２は、第４の状態７４から第５の状態７５に切り替わり、ここで、第２のユニット６０は、第１のユニット６２に対するビーコンフレーム送信機関連付け要求を送信し、これは、そこから第１のユニットが発見メッセージを受信したソースをリストアップしている。このビーコンフレーム送信機関連付け要求は、関連付けユニット１０に転送され、このユニットは、リストに応じて要求を許可又は拒否する（例えば、閾値を超える数のまだ関連付けられていないソースがリストアップされていた場合に、要求を許可する）。ビーコンフレーム送信機関連付け要求が拒否された場合、新たなビーコンフレーム送信機関連付け要求を送信することができる。関連付けユニット１０は、閾値を、時間の経過とともに下げるように構成してもよく、これにより、延長された時間の後であっても、他のどのようなやり方でも要求に記述されたソースが到達され得ない場合に、同じ要求が、後で許可されることが可能になる。
【００７３】
関連付けユニット１０は、許可信号を有する許可メッセージを、第２のユニット６２を介して第１のユニット６０に送る。許可メッセージが受信されると、一対のユニット６０，６２は、第６の状態７６に切り替わる。ここで、第１のユニット６２は、このユニットが関連付けされたことを示すビーコンフレームの送信を開始し、その後このユニットは、他のユニットを、第１の状態７２から第３の状態７３にスイッチさせることができる。
【００７４】
完全に別個のユニット６０，６２が示されているが、これらのユニットの一部又は全てが、共有回路を使用してもよいことを理解すべきである。別個の回路の使用は、標準的なセンサーステーションを使用できるという利点を有する。柔軟な接続の使用は、異なるユニットを、互いに「間近に」配置可能であるという利点を有し、これにより、一方のユニットは、他方のユニットが接触を持たない空間との接触を有する。よって、建物内のシステムを、この種のビーコンフレーム送信機により非常に容易に実現することができる。
【００７５】
ネットワークは、ビーコンフレーム送信機１２と共に説明されたが、ビーコン信号同期送信の代わりに、他の形態のメッセージ交換を使用してもよいことを理解すべきである。この場合、ビーコンフレーム送信機１２は、単にステーションとして機能する。この場合、ビーコンフレーム要求は、単に、発見要求及び発見要求に対するビーコンフレーム送信応答である。
【００７６】
さらに、ビーコンフレーム送信機１２が、単にセンサデータを中継するように機能する例が説明されたが、ビーコンフレーム送信機１２自体にも、センサを搭載してもよいことを理解すべきであり、これにより、ビーコンフレーム送信機１２も、それら自体のセンサデータを送信することができる。
【００７７】
センサーステーション（それぞれ、温度センサ及び／又は煙センサ及び／又は光量センサ及び／又は水分センサ及び／又はガスセンサなど）が設けられたネットワークが説明されたが、説明された技術は、センサーステーション１４が単に情報処理ステーションである、非センサ又は一部センサのネットワークにも適用可能であることを理解すべきである。
【００７８】
発見フェーズ（図５ａ）及び関連付けフェーズを有する関連付け処理が説明されたが、２つのフェーズを、部分的又は完全に統合できることを理解すべきである。一つの実施形態において、ビーコンフレーム要求５０ａは、関連付け要求５４ａも兼ねる。他の実施形態において、関連付け許可メッセージ５６ａは、ビーコン送信５２ａも兼ねる。両方の実施形態を組み合わせてもよい。しかし、個別のフェーズの使用は、処理全体がより速く進むという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】無線ネットワークを示す。
【図２】ステーションを示す。
【図３】センサーステーションの状態図を示す。
【図４】ビーコンフレーム送信機の状態図を示す。
【図５ａ】発見フェーズの間のメッセージを示す。
【図５ｂ】関連付けフェーズの間のメッセージを示す。
【図６】ビーコンフレーム送信機の実施形態を示す。
【図７】ビーコンフレーム送信機の状態図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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