(57)【要約】非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて、送信機から受信機にデータを伝送する方法であって、ヘッダおよびデータを含むパケットを生成することと、同じ生成されたパケットを複数回連続で再伝送することと、を含む、方法【選択図】図４B
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて、送信機から受信機にデータを伝送する方法であって、
ヘッダおよびデータを含むパケットを生成することと、
同じ生成されたパケットを複数回連続で再伝送することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記パケットは、パケットが連続するシーケンスにおいて同一通信チャネルで伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続シーケンスは既定の固定長を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シーケンスの開始はスケジュール化されていない、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記シーケンスの開始はランダムである、請求項２、３、または４に記載の方法。
【請求項６】
前記パケットは、前記シーケンスがいつ終了するかを受信機が決定することを可能にするフィールドを含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記パケットは、該パケットがいつ終了するかを受信機が決定することを可能にするフィールドを含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記パケットは、該パケットが正確に受信されたか否かを受信機が決定することを可能にする少なくとも１つのフィールドを含む、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記データは、順序付けられる複数のデータペイロードから形成される大きいデータセグメントの一部である、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記パケットは、前記複数のペイロードが順序付けられることを可能にするフィールドを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パケットは、送信元アドレスおよびパケットシーケンス番号を含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記パケットは、時間フィールドを含む情報パケットである、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記パケットは、データペイロードを含まない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
パケットは、パケットが連続するシーケンスにおいて同一の通信チャネルで伝送され、前記連続シーケンスはデータパケットを含む、請求項１から８、１２、または１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記データパケットは前記シーケンスを終了させる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記データパケットはデータペイロードを含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記データペイロードは、順序付けられる複数のデータペイロードから形成される大きいデータセグメントの一部である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記データパケットは、前記複数のペイロードが順序付けられることを可能にするフィールドを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて受信機にデータを伝送するための電子通信機器であって、
ヘッダおよびデータを含むパケットを生成するように動作可能な処理回路と、
同じ生成されたパケットを複数回連続で再伝送するための送受信機と、
を備える、機器。
【請求項２０】
非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて送信機から伝送されるデータを受信する方法であって、
第１のスケジュールに従って受信機のスイッチを入れることと、
スケジュール無しで伝送されたパケットの受信を検出することと、
前記受信したパケットからデータを抽出することと、
次にスイッチを入れるスケジュールまで前記受信機のスイッチを切っておくことと、
を含む、方法。
【請求項２１】
パケットの受信を検出することは、パケットの正しい受信を検出することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
パケットの受信を検出することは、前記パケットに含まれるアドレスを識別することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のスケジュールは周期的である、請求項２０、２１、または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のスケジュールは、周期的であるが、追加の起動時間で拡張される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のスケジュールは前記受信したパケットに依存する、請求項２０、２１、または２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信したパケットは、パケットが連続するシーケンスの一部であり、その長さは前記連続シーケンスの長さよりも短い、請求項２３、２４、または２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記抽出したデータを使用して、スケジュールされた次の起動時間の前に別の新しい起動時間がスケジュールされるように前記第１のスケジュールを拡張し、前記受信機のスイッチは、前記新しくスケジュールされた起動時間まで切っておかれる、請求項２０または２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
新しくスケジュールされた起動時間にデータパケットが受信される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記受信機は電池式である、請求項２０から２８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて送信機から伝送されるデータを受信するための電子通信機器であって、
スケジュール無しで伝送されたパケットの受信を検出するように動作しうる受信機と、
第１のスケジュールに従って前記受信機のスイッチを入れ、受信したパケットからデータを抽出し、次にスイッチを入れるスケジュールまで前記受信機のスイッチを切っておくように動作しうる処理回路と、
を備える、機器。
【請求項３１】
送信機から伝送されるデータを受信する方法であって、
・  第１のスケジュールに従って、受信機のスイッチを入れることと、
・  スケジュール無しで伝送された情報パケットの受信を検出することと、
・  前記受信したパケットから時間データを抽出することと、
・  前記時間データが決定する時間の間、前記受信機のスイッチを切り、次に前記受信機のスイッチを入れることと、
・  スケジュール無しで伝送されたデータパケットの受信を検出することと、
を含む、方法。
【請求項３２】
請求項１から１８、２０から２９、または３１のいずれかに記載の方法を、コンピュータに実行させるプログラム命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項３３】
処理回路に読み込まれると、該処理回路を制御し、請求項１９または３０に記載の処理回路の動作をさせうるプログラム命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、低出力媒体アクセス制御（Media Access Control; MAC）プロトコルに関する。具体的には、本発明の実施形態は、非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて使用される低出力MACプロトコルに関する。
【発明の背景】
【０００２】
超低出力MACプロトコルについては、Polastre, J. Hill、およびD. Cullerによる2004年11月の第２回ACM SensSysにおいて発表された「無線センサネットワークのための汎用低出力媒体アクセス」に記載されている。
【０００３】
プロトコル、つまりB-MACプロトコルは、ノードが同期化される必要のないランダムアクセスMACプロトコルについて記載している。
【０００４】
送信元ノードは、通信チャネルにおいて、データパケットの送信前に、時間長Tpreambleの長いプリアンブルを送信する。送信先である可能性のあるノードは、周期的に（Tinterval毎に）通信チャネルをチェックして、アクティビティの有無を調べる。アクティビティが検出されない場合、送信先ノードは、タイムアウト時間が満了するまでチェックを続ける。アクティビティが検出された場合、送信先ノードは受信機を作動させる。受信機は、データパケットの受信後またはタイムアウト時間後に受信機を停止させる。時間Tpreambleは、Tintervalよりも大きい。
【０００５】
当然ながら、プリアンブルが、非同期検出のための相関検出器により使用される固定で既定のシーケンスのビット（多くの場合、01繰り返し）であることについて、当業者は理解するだろう。プリアンブルは、それ自体は、固定および既定であるため、情報そのものを伝達しない。
【０００６】
よりエネルギー効率の良いMACプロトコルを提供することが望ましい。
【発明の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて、送信機から受信機にデータを伝送する方法であって、アドレスおよびデータを含むパケットを生成することと、同じ生成されたパケットを複数回連続で再伝送することと、を含む方法が提供される。
【０００８】
「同一」の生成されたパケットは、伝送時に同一の情報内容を伝達する。つまり、パケットは情報的に冗長である。しかしながら、実装によっては、パケットの物理的内容はパケット毎に厳密に同一でなくても良い。
【０００９】
本発明の一実施形態によると、非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークを使用して受信機にデータを伝送するための電子通信機器であって、アドレスおよびデータを含むパケットを生成するための手段と、同じ生成されたパケットを複数回連続で再伝送するための手段と、を備える機器が提供される。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて、送信機から伝送されるデータを受信する方法であって、第１のスケジュールに従って受信機のスイッチを入れることと、スケジュール無しで伝送されたパケットの受信を検出することと、前記受信したパケットからデータを抽出することと、次にスイッチを入れるスケジュールまで前記受信機のスイッチを切っておくことと、を含む方法が提供される。
【００１１】
本発明の一実施形態によると、非同期的でアドホック且つ低出力な無線ネットワークにおいて、送信機から伝送されるデータを受信するための電子通信機器であって、スケジュール無しで伝送されたパケットの受信を検出するように動作しうる受信機と、第１のスケジュールに従って前記受信機のスイッチを入れ、受信したパケットからデータを抽出し、次にスイッチを入れるスケジュールまで前記受信機のスイッチを切っておくように動作しうる処理回路と、を備える機器が提供される。
【００１２】
本発明の一実施形態によると、送信機から伝送されるデータを受信する方法であって、第１のスケジュールに従って受信機のスイッチを入れることと、スケジュール無しで伝送された情報パケットの受信を検出することと、前記受信したパケットから時間データを抽出することと、前記時間データが決定する時間の間は受信機のスイッチを切り、その後受信機のスイッチを入れることと、スケジュール無しで伝送されたデータパケットの受信を検出することと、を含む方法が提供される。
【００１３】
その後、受信したパケットからデータを抽出することと、次にスイッチを入れるスケジュールまで受信機のスイッチを切っておくこととが続いてもよい。
【００１４】
本発明の実施形態は、通信のエネルギーコストを主に送信機に課すことによってネットワークのエネルギーリソースを維持する。これにより、本発明の実施形態は、データ通信速度が遅い場合や１つの送信機が多数の受信機と通信するようにパケットがブロードキャストされる場合に特に適切になる。
【００１５】
複数の冗長パケットによる再伝送を用いることによって、エネルギーコストが送信機に移行せしめられる。
【発明の実施形態の詳細な説明】
【００１６】
本発明の深い理解に資するために、ただの例に過ぎないものであるが、添付の図面を参照されたい。
【００１７】
図1は、ノード10のネットワーク2の概要を描いたものである。ノード10の１つが図2に描かれている。
【００１８】
図2のノード10は、処理回路14、メモリ回路16、無線送受信機18、および任意でセンサ20という構成要素を備える小型電子通信機器12である。また、各ノード10は、例えば、電池であり得るエネルギー源22も有する。
【００１９】
この構成要素は、それぞれ独立の構成要素であってもよく、あるいは集積回路チップのような単一のデバイスに統合されたものであってもよい。
【００２０】
機器12に関して発明者によって作られた用語は、「スペック」（speck；微小片、微小粒、微小な点などという意味）である。これは、機器12がナノまたはミクロのサイズで製造されることが期待されているからである。「スペック」は、共有リソースのネットワーク2を形成する表面に噴霧されてもよい。ネットワークは、センシング、処理等の分散型アプリケーションに使用されてもよい。このような「スペック」により、衣服、織物等のその他の対象物に機能性を埋め込むことによって、ユキビタスまたは広範囲なコンピューティングが可能になる。
【００２１】
処理回路14は、例えば、プログラム可能なマイクロプロセッサユニットまたは特定のアプリケーションに特化した集積回路であってもよい。メモリ16から読み書きし、センサ20（該当する場合）および無線送受信機18からの入力を受信し、無線送受信機18に出力を提供するように構成される。
【００２２】
典型的には、無線送受信機18は、低出力（例えば、-35dBmから-15dBmの範囲であり、一例では約125dBmである）で動作する無線送受信機である。これは、用途に応じて数センチメートルまたは数十センチメートルの通信範囲に相当する。送受信機は、送信するための送信機部分と、受信するための受信機部分とを備える。
【００２３】
メモリ回路16は、任意の適切なメモリであってもよい。１つ以上の異なるユニットを備えてもよく、また、その一部または全部は、処理回路14に内蔵されてもよい。メモリ16は、伝送のためのデータおよび無線送受信機を介して受信したデータを格納する。処理回路14がプログラム可能なプロセッサである場合、メモリ16は、コンピュータプログラム命令24も格納してもよい。
【００２４】
コンピュータプログラム命令24は、プログラム可能なプロセッサ14にロードされる場合に電子通信機器12の動作を制御する。コンピュータプログラム命令24は、論理およびルーチンを提供して、電子機器12が図4A〜4Cおよび5A〜5Cに示される方法を実行できるようにする。
【００２５】
コンピュータプログラム命令は、電磁搬送波信号を介して電子通信機器10に到達してもよく、あるいは、コンピュータプログラム製品などの物理的実体4、メモリ機器、またはCD-ROMまたはDVDなどの記録媒体からコピーされてもよい。
【００２６】
センサ20は、機器12が位置する環境に関するパラメータを感知または検出する。ネットワークにおけるノード10のうちのゼロ、全部、または一部が、センサを備えてもよい。すなわちセンサは任意事項として紹介されている。ネットワークのノードの一部が、内蔵型センサを備える場合、ネットワーク2もセンシングネットワークである。ネットワーク2は、測定パラメータを頒布するために使用される。
【００２７】
家庭用電化製品に関するIEEE国際シンポジウム（英国）で発表された、D. K. Arvind, KJ. Wongによる2004年9月の「「スペック」ル型コンピューティンッグ:ネットワーク型情報家電のための破裂性技術」ページ334〜338に記載されるように、プロセッサは、CY8C29666プログラム可能なシステムオンチップ（System on Chip; SoC）であってもよく、無線送受信機は、アンテナ搭載のCC2420無線チップであってもよい。
【００２８】
ゆえに、ノード10が、その他のノードと通信するための手段を有し、また、伝送のためのデータおよび受信したデータを処理するための手段も有することを理解されたい。
【００２９】
決まったノード構成がなく、ネットワークの開始時に即席のノード構成で形成されるという点において、ネットワーク2はアドホックネットワークである。この構成は、ネットワークの存続時間中のいかなる時点において変更されてもよい。ノードはいつでもネットワークに参加したり出て行ったりすることができてもよい。
【００３０】
ノード10は、ネットワーク2において、その他のノードと１つ以上の通信リンクを確立することが可能である。無線送受信機18は、典型的には低出力であるため、無線リンクの範囲が限られており、その範囲内だけでノードとのリンクをノードが形成するようにする。
【００３１】
ノード10は、特定のノードにアドレス指定される伝送を送信することによって、特定のノードとリンクを形成してもよく、あるいは、範囲内におけるノードへの伝送をブロードキャストするようにアドレス指定される伝送を送信することによって、一度に多数のノードとリンクを形成してもよい。
【００３２】
ノード10は、可動式であってもよく、そのノードの配置が経時的に変更し、また、ノードが領域を出入りして移動する際にノード間のリンクが経時的に変更するようにする。
【００３３】
ネットワーク2は、ピアツーピア（P2P）ネットワークとして構成され、このネットワークにおける各ノードは、ネットワークにおいて同格であり、基地局、マスタ、およびスレーブ等が存在しない。ゆえに、ネットワークの編成および管理は、リーダーが存在しないように分散される。
【００３４】
ネットワーク2は、全てのノードが共有する共通の時間フレームが存在しないという点において非同期的（unsynchronized）である。しかしながら、各ノード10は、ローカルな時間リファレンスとして使用される時計を有する。
【００３５】
ネットワーク2が非同期型であるため、一方のノードにおける伝送および別のノードにおける受信は、非協調型（uncoordinated）である。ノード10は、ランダムアクセス方式で伝送する。つまり、ノード10は、伝送スケジュールを使用せずにオンデマンドで伝送する。
【００３６】
ノード10のネットワーク2は、処理リソースおよびメモリリソースと、任意でセンサリソースとの集まりでもある。これらのリソースは、ネットワークによって、内部機器無線通信リンクを使用して全体的に協調方式で使用される。
【００３７】
ネットワーク2は、高密度であってもよいが、ノード間のリンクについて低いデータ速度を有する。ネットワーク2は、伝送に関連するエネルギーコストが受信よりも大きい媒体アクセス制御（Media Access Control; MAC）プロトコルを使用する。
【００３８】
図3Aは、データパケット40を図解的に示し、図3Bは、情報パケット50を図解的に示す。各パケットは、送信機から受信機へ情報を伝達し、その情報内容は状況に応じて異なり、つまり情報内容は固定的ではない。
【００３９】
データパケット40は、複数のフィールド41〜49を有し、情報パケットは、複数のフィールド41〜46および52を有する。
【００４０】
両方の種類のパケット41〜46に共通するフィールドには、ショートプリアンブルフィールド41、フレーム開始（Start of Frame; SOF）デリミタ（delimiter）フィールド42、パケット終了識別子フィールド43、パケット種類フィールド44、送信先アドレスフィールド45、およびエラー検出（CRC）フィールド46が含まれる。
【００４１】
各パケットは、ショートプリアンブルフィールド41、フレーム開始（Start of Frame; SOF）デリミタフィールド42、パケット長フィールド43、パケット種類フィールド44、および１つ以上のアドレスフィールド45、47を含むヘッダ部分を有する。
【００４２】
フィールドのサイズは、既定で固定である。ショートプリアンブル41によって、受信側ノードが、パケットの開始と同期することが可能になる。SOF42は、残りのフィールドの開始を識別する。これによって、残りのフィールドの内容が抽出可能になる。
【００４３】
パケット長43によって、パケットの開始時を把握する受信機が、パケットの終了時を決定できるようになる。
【００４４】
種類フィールド44は、異なるパケット種類を区別する。例えば、種類フィールド44は、データパケット40または情報パケット50としてパケットを識別する。
【００４５】
送信先アドレス45は、パケットが送信されるアドレスである。送信先アドレス45は、例えば、パケットを受信可能ないずれのノードにも宛てられることを示すブロードキャストアドレスであってもよい。あるいは、アドレスは、ノード特有のアドレスまたはノードの組に特有のアドレスであってもよい。
【００４６】
エラー検出フィールド46は、任意の適切なフィールドであってもよく、このフィールドによって、パケットの内容を正確に受信したことを受信側ノードが確認可能になる。この例において、このフィールドは、周期的冗長検査（Cyclic Redundancy Check; CRC）であるが、例えば、その他の形式の検査も使用してもよい。
【００４７】
さらに、データパケット40は、フィールド47〜49、データペイロードフィールド49、送信元アドレスフィールド47、およびシーケンス番号フィールド48を有する。
【００４８】
データペイロード49は、ノード間で通信中のデータを含む。データペイロード49は、例えば、センサ20が生成するセンシングデータであってもよい。データペイロード49は、例えば、分散型計算工程の中間結果または最終結果として生成される処理データであってもよい。
【００４９】
データペイロード49は、伝送のための別々のペイロードに分割された大きいデータセグメントの一部を含んでもよい。別々のペイロードには、その大きいデータセグメントの部分を順序付けるシーケンス番号が割り当てられる。
【００５０】
ゆえに、送信元アドレス47およびシーケンス番号48によって、受信側ノード10は、受信する各パケットを一意的に識別することが可能になる。これは、パケットが複数回受信されないようにするために使用可能である。また、これは、受信したペイロード49を正確な順番で統合してデータセグメントを再生するために使用してもよい。
【００５１】
情報パケット50は、起動時間フィールド52を付加的に有する。このフィールドは、データパケット40を受信するために受信側ノードが起動する未来時間を特定する。
【００５２】
図4Aは、第１の実施形態に従うデータ伝送を示す。この実施形態において、データパケット40は使用するが、情報パケット50は使用しない。
【００５３】
送信元ノードSは、まず、通信チャネルのリスニングを行う（60）。このタイミングはスケジュールされておらず、典型的にはランダムアクセスと呼ばれる。チャネルが使用中でない場合、送信元ノードは、データパケット40の連続シーケンス62の伝送を開始する。同一のデータパケット40がN回繰り返して次々に伝送される。Nの値は一定であり、データパケット40のサイズも一定である。また、連続シーケンスのサイズも既定かつ一定である。間隔Tintervalは、連続シーケンス62の伝送に必要な時間よりも短くなるように設定される。連続シーケンス62のサイズがSバイトであり、伝送速度が毎秒Rバイトである場合、Tinterval < S * Rになる。
【００５４】
また、送信先ノードDにおいて発生する処理についても図4Aに示される。さらに方法について図4Bに示され、状態遷移ダイヤグラムが図4Cに示される。
【００５５】
ブロック70において、送信先ノードDはスリープ状態100にある。この例において、スリープ状態は、送受信機18およびプロセッサ14の両方が、低エネルギー消費状態にある状態を言う。送受信機18は、典型的にはスイッチが切れている状態である。送受信機18は、パケットの受信後に低エネルギー消費状態に入ってもよく、一方、プロセッサ14は、パケット内容の処理後に低エネルギー消費状態に入ってもよいことを理解されたい。パケットの受信はパケット内容の処理に先行するため、２段階処理でスリープ状態に入ることが可能であり、送受信機18は、まず、パケットを受信すると低エネルギー消費状態に入り、その後、プロセッサ14は、パケット内容を処理すると低エネルギー消費状態に入る。
【００５６】
その他の実装において、スリープ状態は、送受信機18のみが低エネルギー消費状態にあり、典型的にはスイッチが切れている状態であってもよい。
【００５７】
ブロック71において、送信先ノードDは、所定のスケジュールで特定される時間に起動する。スケジュールによって、Tinterval秒毎に周期的に送受信機18が起動するように制御する。起動時に、送信先ノードDは、「リスニングおよび検出」状態102に入る（101）。
【００５８】
「リスニングおよび検出」状態102において、送受信機18は、ブロック72において通信チャネルにおけるアクティビティを検出するべくリスニングを行う。送受信機18がタイムアウト時間78内にアクティビティを検出しない場合、スリープ状態100に再び入る103。ブロック73においてアクティビティが検出されると、ブロック74において「パケット検出」状態108に入る。
【００５９】
ブロック74において、送受信機18は、パケット40のショートプリアンブル41およびSOF42を検出する。その後、受信するデータはメモリ16に格納される。送受信機18は、タイムアウト時間79内にSOF42を検出しない場合、スリープ状態100に再び入る（115）。SOF42の検出後、プロセッサ14は、ブロック75においてパケット内容を処理する。この段階で、送受信機18はスイッチが切れた状態になっていてもよい。
【００６０】
エラー検出フィールド46の内容を抽出および使用して、受信したデータパケット40の完全性を検査する。これにより、データパケット40が破損していないこと、ならびにデータパケット40を正しく受信していることが確実になる。データパケット40が破損している場合、送信先ノードDは、ブロック72に戻り（117）、パケットのシーケンス62における次のパケット40を受信するように試みる。
【００６１】
送信先アドレスフィールド45の内容を抽出し、送信先ノードのアドレスと比較する。一致する場合、その処理は継続される。一致しない場合は、ノードはスリープ状態100に戻る（115）。
【００６２】
パケットは一種類しか使用されていないため、処理が進み「データ」状態104に入る（105）。
【００６３】
データ状態104において、データペイロード49をブロック76において抽出する。また、送信元アドレス47およびシーケンス番号48も抽出し、ブロック77において、受信したデータペイロードを、シーケンス情報に従い順序付ける。次に、送信先ノードDは、スリープ状態100に戻り（107）、プロセッサ14も低エネルギー消費状態に入ってもよい。
【００６４】
第１の実施形態は修正されることができる。例えば、データパケット40の各々を、伝送終了フィールド（図示せず）を付加的に含むように修正してもよい。図4Aに示されるように、送信元ノードは、N個の修正型データパケット40の連続シーケンス62を伝送し、伝送終了フィールドは、修正型データパケット40の連続シーケンス62が終了する時間を特定する。Nの値は、（N-1）個の修正型データパケットの再伝送に必要な時間がTintervalより長くなるように選択されてもよい。修正型データパケット30のサイズがsバイトで、伝送速度が毎秒Rバイトである場合、Tinterval < （（N-1）*s* R）となる。データ状態104において、伝送終了情報は、受信した修正型データパケットから抽出される。その情報を使用して、修正型データパケットの現在の連続シーケンス62の終了後にのみ送信先ノードDがスリープ状態70から出るようにスケジュールを調整してもよい。
【００６５】
図5Aは、第２の実施形態に従うデータ伝送を示す。この実施形態において、データパケット40および情報パケット50を使用する。
【００６６】
送信元ノードSは、まず、通信チャネルのリスニングを行う60。このタイミングは、スケジュールされておらず、典型的には、ランダムアクセスと呼ばれる。チャネルが使用中でない場合、送信元ノードSは、データパケット40の連続シーケンス62の伝送を開始する。同一の情報パケット50のシーケンスを、N回繰り返して次々に伝送して、シーケンス63の第１の部分を形成し、次にデータパケット40を伝送して、連続シーケンス62を完成させる。
【００６７】
情報パケット50は、同一の情報内容を伝達するという点において「同一」であるが、物理的内容に関しては必ずしも同一ではない。例えば、実装により、起動時間フィールド52は、絶対フォーマットにおいて起動時間を特定してもよい。この場合、連続シーケンス62における情報パケット50は同一であると考えられ得る。しかしながら、起動時間52は、X秒で起動する等の相対的フォーマットにおいても特定されてもよく、このシナリオにおいて、情報内容Xは、シーケンス62における情報パケット50毎に変化（減少）してもよいが、伝達される情報は、同一、つまり、起動し、データパケットを受信する時間である。用語の「同一パケット」は、同一情報（つまり、論理的内容）の伝達を意味するように解釈されるべきであるが、必ずしも物理的内容まで厳密に同一であることを意味するように解釈されるべきではない。２つの「同一」メッセージは、両方の情報パケット50が受信された場合に、シーケンス62における２つの情報パケット50のうちの１つが情報の観点から冗長であり、すなわちメッセージにおける情報内容が同一であるため、「冗長メッセージ」になり得る。
【００６８】
ある実装において、Nの値は一定であり、データパケット40のサイズも一定であり、また、情報パケット50のサイズも既定かつ一定である。また、連続シーケンス62のサイズも既定かつ一定である。間隔Tintervalは、連続シーケンス62の伝送に必要な時間よりも短くなるように設定される。連続シーケンス62のサイズがSバイトであり、伝送速度が毎秒Rバイトである場合、Tinterval < S * Rになる。
【００６９】
別の実装において、値Nは一定であり、情報パケット50のサイズも一定である。また、シーケンス62の第１の部分のサイズも既定かつ一定である。間隔Tintervalは、連続シーケンス62の第１の部分の伝送に必要な時間よりも短くなるように設定される。連続シーケンス62の第１の部分のサイズがS'バイトであり、伝送速度が毎秒Rバイトである場合、Tinterval < S' * Rになる。
【００７０】
また、送信先ノードDにおいて発生する処理についても図5Aに示される。さらに方法については、図5Bに示され、状態遷移ダイヤグラムについては図5Cに示される。
【００７１】
これらの図面は、図4Bおよび図4Cの図面といくつかの点において類似している。主な違いは、この実施形態が２つの種類のパケット（データパケット40および情報パケット50）を使用することにある。状態遷移図には、受信した情報パケット50を処理する追加の情報状態106が含まれる。受信した情報パケット50によって、起動スケジュールが拡張可能になり、送信先ノードDが、Tintervalが切れる前にデータパケット40を受信するべく起動する。ゆえに、スリープ状態100とリスニングおよび検出パケット状態102との間の遷移の状態は異なり、101'と標示される。
【００７２】
ブロック70において、送信先ノードDはスリープ状態100にある。この例において、スリープ状態は、送受信機18およびプロセッサ14の両方が、低エネルギー消費状態にある状態を言及する。送受信機18は、典型的にはスイッチが切れている状態である。送受信機18は、パケットを受信すると低エネルギー消費状態に入ってもよく、一方、プロセッサ14は、パケット内容を処理すると低エネルギー消費状態に入ってもよいことを理解されたい。パケットの受信は、パケット内容の処理に先行するため、2段階処理でスリープ状態に入ることが可能であり、送受信機18は、まず、パケットを受信すると低エネルギー消費状態に入り、その後、プロセッサ14は、パケット内容を処理すると低エネルギー消費状態に入る。
【００７３】
その他の実装において、スリープ状態は、送受信機18のみが低エネルギー消費状態であり、典型的にはスイッチが切れている状態であってもよい。
【００７４】
ブロック71において、送信先ノードDは、所定のスケジュールで特定される時間に起動する。スケジュールされることによって、少なくともTinterval秒毎に周期的に送受信機18が起動するように制御される。しかしながら、このスケジュールは、情報状態106によって拡張されてもよい。起動時に、送信先ノードDは、「リスニングおよび検出」状態102に入る101'。
【００７５】
「リスニングおよび検出」状態102において、送受信機18は、ブロック72において通信チャネルにおけるアクティビティを検出するようにリスニングを行う。送受信機18がタイムアウト時間78内にアクティビティを検出しない場合、スリープ状態100に再び入る103。ブロック73においてアクティビティが検出されると、処理は、ブロック74においてパケット検出状態108に移動する。
【００７６】
ブロック74において、送受信機18は、パケット40、50のショートプリアンブル41およびSOF43を検出する。その後受信するデータは、メモリ16に格納される。送受信機18がタイムアウト時間79内にSOF43を検出しない場合、スリープ状態100に再び入る115。SOF43の検出後、プロセッサ14は、ブロック75においてパケット内容を処理する。この段階で、送受信機18はスイッチが切れた状態になってもよい。
【００７７】
エラー検出フィールド46の内容を抽出および使用して、受信したデータパケット40、50の完全性を検査する。これにより、データパケット40が破損していないこと、ならびにデータパケット40を正しく受信していることが確実になる。情報パケット50が破損している場合、送信先ノードDは、ブロック72に戻り、パケットのシーケンス62における次のパケット50を受信するように試みる。データパケット40が破損している場合、送信先ノードDは、パケットを破棄し、ブロック70に戻る。
【００７８】
送信先アドレスフィールド45の内容を抽出し、送信先ノードのアドレスと比較する。一致する場合、その処理は継続される。一致しない場合は、ノードは、スリープ状態100に戻る（115）。
【００７９】
ブロック75Aにおいて、パケット種類フィールド44の内容も抽出する。受信したパケットの種類が「データ」である場合、次に処理を進めて「データ」状態104に入る（105）。受信したパケットの種類が「情報」である場合、処理を「情報」状態106に進める（109）。
【００８０】
データ状態104において、データペイロード49をブロック76において抽出する。また、送信元アドレス47およびシーケンス番号48も抽出し、ブロック77において、データペイロードを、シーケンス情報に従い順序付ける。次に、ノードは、スリープ状態100に戻り107、ここで、プロセッサは、低エネルギー消費状態に入ってもよい。
【００８１】
情報状態106において、時間フィールド52をブロック80において抽出する。この時間フィールドは、シーケンス62における後続のデータパケット40の終了時間について示す。ブロック71において送信先ノードを起動するために使用されるスケジュールは、その時間および送信先モードを含むようにブロック82において拡張されて、スリープ状態100に戻る111。ここで、プロセッサは低エネルギー消費状態に入る。
【００８２】
本発明の実施形態について、種々の例を参照して前段落において説明したが、請求される本発明の範囲を逸脱することなく、提供された例に修正を加えることが可能であることを理解されたい。
【００８３】
前述の明細において、特に重要であると考えられる本発明の特徴に注目するように努めているが、図面に言及されたり図面に示されたりする本明細書の上文にある特許可能ないかなる特徴または特徴の組み合わせに関しても、特にそれらの特徴を強調したか否かに関わらず、出願者は保護を主張することを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】ノードのネットワークを図解的に示す。
【図２】ネットワークの個々のノードをより詳しく図解的に示す。
【図３Ａ】データパケットを図解的に示す。
【図３Ｂ】情報パケットを図解的に示す。
【図４Ａ】第１の実施形態に従うデータ伝送を示す。
【図４Ｂ】第１の実施形態に従うデータ受信の方法を示す。
【図４Ｃ】第１の実施形態に従う受信機の状態図を示す。
【図５Ａ】第２の実施形態に従うデータ伝送を示す。
【図５Ｂ】第２の実施形態に従うデータ受信の方法を示す。
【図５Ｃ】第２の実施形態に従う受信機の状態図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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