(57)【要約】  無線ネットワークにおいて、装置は、少なくとも１つの他のノード又は装置と定期的に通信し、一般にこれは前記装置の親である。通信に関する問題が検出される場合、前記装置は、好ましくは、前記ネットワークを再取得する手順を自律的に実行することができる。一実施例において、装置が通信することができない場合、前記装置は、問題が修正されるまで一時的なフェイルセーフモードに入る。前記装置は、適切には、適切な代替チャネルが見つかるように前記装置及び前記ネットワークの両方を支援するためにローカル状態の調査を実行することができ、装置が直ちに再接続することができない場合、前記装置は、前記ネットワーク上の他の装置が聞くことを期待して、前記調査の結果、ネットワーク環境ステータス（ＮＥＳ）メッセージを放送する。このステータスメッセージは、この場合、代替チャネルを選択するために前記ネットワークにより使用されることができる。
2009528758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおいて少なくとも１つのノードと装置から無線で通信する方法において、前記装置において、
通信に関する問題を検出するステップと、
所定の基準によってローカル状態の調査を実行し、前記調査の結果から得られるネットワーク環境ステータスメッセージを生成するステップと、
前記ネットワークステータスメッセージを放送するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記問題を検出するステップが、受信されなかったメッセージの数が所定の閾値より上であることを検出するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装置において、以前に使用されたチャネル上でメッセージを放送することにより予め決定されていない装置にコンタクトしようと試みるステップを更に有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記予め決定されていない装置にコンタクトしようと試みるステップが、前記調査を実行するステップの前に動作される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置において、前記以前に使用されたチャネルとは異なる少なくとも１つのチャネル上でメッセージを放送することにより予め決定されていない装置にコンタクトしようと試みるステップを更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記調査を実行するステップが、各利用可能なチャネル上のローカル干渉の検出を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
干渉が検出されない場合に、前記装置が、干渉に関連しない問題がローカルに存在することを報告において示し、この報告を放送する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ネットワーク上の他の装置において、他のチャネルに通信を転送するために、チャネル変更要求を送信するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
２つの異なるチャネル上で通信するステップを更に有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
無線ネットワークにおいて少なくとも１つのノードと無線で通信するように動作する装置において、
通信に関する問題を検出し、
所定の基準によってローカル状態の調査を実行し、前記調査の結果から得られるネットワーク環境ステータスメッセージを生成し、
前記ネットワーク環境ステータスメッセージを放送する、
ように構成される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおいて動作情報を決定することに関し、特に（しかし排他的にではなく）、マルチホップ無線ネットワークにおいてこのような情報を決定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおける通信に対する適切なフォーマットは、ジグビー（ZigBee）アライアンスにより規定された、低コスト、低電力無線リンクに対するジグビー規格（053474r06）である。これは、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４−２００３に記載される機能を使用する。ノード間の通信は、複数の"物理チャネル"の１つの上で行われる。２．４ＧＨｚ通信帯域は、１６の別個の８０２．１５．４チャネルを含み、したがって複数のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）が、各々が独自のチャネル上で、したがって互いに干渉することなく同時に動作することができる。
【０００３】
１より多いＰＡＮが、特に長い距離（＞１０‐１００ｍ）で離れている場合、又は両方がかなり低い使用率（低デューティサイクル）を持つ場合に、単一のチャネルを使用することが可能である。
【０００４】
ジグビーを用いる問題は、ＷｉＦｉ装置も２．４ＧＨｚ帯域で動作し、ＷｉＦｉトラフィックがジグビートラフィックと干渉する可能性があることである。ＷｉＦｉメッセージは、大幅に高い電力レベルにおいて伝送されることができ、ＷｉＦi論理チャネルは、幾つかのジグビー論理チャネルと同じだけ幅広い。
【０００５】
２つのこのようなシステムが共存するためには、いずれのチャネルがクリアであるか解決し、干渉しているネットワーク（例えばジグビーＰＡＮ）にこれらのチャネル上で動作させることができることは有益である。
【０００６】
ジグビー装置は、いずれのチャネルがクリアであるかを評価する能力を持つ‐各利用可能チャネルにおけるバックグラウンド電力レベルを含むリストを返す"エネルギ検出スキャン"を実行する。したがって、ＰＡＮコーディネータがスキャンを実行し、単純に最もクリアなチャネルを使用することが可能であるが、これは、チャネル状態が場所によって異なり、ネットワーク内の異なる点において選択されたチャネルが使用不可能でありうるので、大きなネットワークに対してはあまり良くない。
【０００７】
理想的には、前記ＰＡＮコーディネータ（又は他のコミッショニングツール）は、前記ネットワーク内の各装置にコンタクトし、エネルギスキャンの結果を要求する。不幸なことに、これは、信頼できる通信が全ての装置間で動作可能である場合のみに可能であり、この場合、いずれにしろ変更は必要ではない。現在、まだ信頼できる接続が存在しない装置からエネルギレベルを得る良い解決法は存在しない。
【０００８】
前記ネットワークは、装置が、ローカル通信に関する問題により孤立される（orphaned）（前記ネットワークと通信することができない）状況に対処する必要もある。これは、例えば、ＷｉＦiルータがすぐ近くでセットアップされることにより起こりうる。孤立装置は、どうにかして前記ネットワークとの通信を再確立し、現在のチャネル上で信頼して通信することができないことを前記ＰＡＮコーディネータに通知する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、既知の技術を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、無線ネットワークにおいて少なくとも１つのノードと無線で通信するように動作する装置であって、
通信に関する問題を検出し、
所定の基準によってローカル状態の調査を実行し、前記調査の結果から得られるネットワーク環境ステータスメッセージを生成し、
前記ネットワーク環境ステータスメッセージを放送する、
ように構成される装置が提供される。
【００１１】
ジグビーネットワークにおいて、装置は、ＰＡＮ上で少なくとも１つのノードと定期的に通信し、すなわち一般にこれは前記装置の親である。通信に関する問題が検出される場合、前記装置は、好ましくは、前記ネットワークを再取得する手順を自律的に実行することができる。説明される実施例において、装置が通信することができない場合、前記装置は、問題が修正されるまで一時的なフェイルセーフモードに入る。前記装置は、適切には、前記装置及び前記ネットワークの両方が適切な代替チャネルを見つけるのを支援するためにローカル状態の調査を実行することができ、装置が直ちに再接続することができない場合、前記装置は、前ネットワーク上の他の装置が聞くことを期待して、前記調査の結果、ネットワーク環境ステータス（ＮＥＳ）メッセージを放送する。
【００１２】
このアプローチの利点は、以下を含む。
・ネットワークが通信問題を修正しようと試みる結果としてフラッディングされないことを保証する最小数のメッセージが送信される。
・バッテリ電力が可能な限り節約される。
・装置が孤立される場合、前記装置は、前記ネットワークを再接続する手順及びフェイルセーフモードの使用の両方において自律的に動作することができる。
【００１３】
オプションとして、前記ネットワークに再接続することを望む装置を支援するために、ルータとして動作するネットワークノードは、複数のチャネル上で一時的に動作することができ、前記複数のチャネルが前記孤立ノードと前記ネットワークの残りとの間のブリッジとして機能することを可能にすることができる。このような構成を用いて、前記ネットワークに対する全体的な制御又は調整ノードが存在しない場合、ルータは、他のルータと通信してネットワークチャネル変更を容易化することができる。
【００１４】
本発明の態様は、ジグビー装置の３つ全てのタイプ‐端末装置、ルータ及びコーディネータ‐に対して有効であり、以下の実施例の記載は、各このような装置タイプが、前記ネットワークの残りから切断された場合に適切に従うことができる手順を記載する。
【００１５】
本発明の実施例は、ここで、例としてのみ、添付図面を参照して記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（単一のフローチャートに繋がる）図１ないし３のフローチャートは、一緒にグループ化され、１ないし１６で番号付けされた全体的なプロセスの付随するステップを示す。下の対応するように番号付けされた説明的コメントは、前記付随するステップの各々におけるプロセスフィーチャを詳述する。
【００１７】
ステップ１．これは、図１に示される端末装置に対するデフォルト状態である。前記端末装置が、メッセージを送信していない又はメッセージを受信することを予期していない場合、スリープする。これは、前記端末装置が電力を節約することを可能にする。このスリープモードは、例えば前記端末装置がメッセージ又はポールを送信しなければならない場合に停止される。
【００１８】
ステップ２．ポール又はメッセージが送信される場合、前記装置は、前記メッセージが成功裏に受信されたことを示す肯定応答（acknowledgement）を待機する。
【００１９】
ステップ３．MsgNotRcvd（受信されないメッセージ）カウンタは、失敗したメッセージ伝送の数を示す。これらは、送信されたが肯定応答が受信されないメッセージである。前記カウンタは、通信に関する問題が存在する場合を示すのに使用される。ここで、前記MsgNotRcvdカウンタは、着信メッセージ又は送信メッセージの肯定応答のいずれかが受信される場合に０にセットされる。メッセージ又は肯定応答の受信は、成功した通信を示す。
【００２０】
ステップ４．前記MsgNotRcvdカウンタが所定の制限（例えば５）より小さい場合、前記装置は、前記メッセージを再送信しようと試みる。５以上である場合、これは、かなりの数の失敗した伝送を示し、前記装置がおそらく前記ネットワークから切断されていることを示す。これを解決する手順が開始されるべきである。
【００２１】
ステップ５．ノードが孤立される場合、前記ノードは、デフォルトのファイルセーフモードに戻り、次いで前記ネットワークを再接続するストラテジを実行すべきである。装置の正確な挙動は、前記装置が実行することを意図される機能に依存する。例えば、光モジュールが孤立され、オン／オフ要求を聞くことができない場合、前記光モジュールは、前記ネットワークの残りと通信することができるような時間までオン状態に留まりうる。
【００２２】
ステップ６．孤立スキャンは、装置が孤立され、再接続することを望むことを前記ネットワークに示す。この孤立スキャンは、現在のチャネルにおけるスキャンを、例えばこのチャネル上のビーコン又は特別なメッセージの伝送により開始することができる。この場合、結論となる結果が見つからない場合、前記スキャンは、全てのチャネル上で実行される。前記ネットワークの残りがコンタクトされる場合、前記装置は、成功したチャネル上に進み（すなわち、前記現在のチャネル上に留まるか、又は他のチャネルに変更する）、ステップ１においてスリープモードに戻る。
【００２３】
ステップ７．ＥＤスキャン（"エネルギ検出スキャン"）は、全てのチャネル上でローカル干渉の量を決定する。前記量から、動作に最適なローカルチャネルを決定することもできる。これは、各チャネルの品質に関する伝送状態報告を得ることを可能にする。
【００２４】
ステップ８．装置がＥＤスキャンを実行し、ローカル干渉が検出されない場合、通信に影響を与える他の問題、例えば、
ａ）親装置がブロックされる
ｂ）大きな物体が動作範囲を減少させる
ｃ）親装置が移動される
ｄ）端末装置が移動される
が存在するはずである。前記端末装置は、ＮＥＳメッセージ（ステップ９参照）を放送すべきであり、次いで、再び再接続しようと試みる前にスリープする。
【００２５】
ステップ９．特定の環境において、干渉は、受信に影響を与えるが、送信には影響を与えない。この場合には、干渉により影響を受ける装置は、ノイズ上で"シャウト"（放送）することができ、依然として場合により同じ干渉により影響を受けない前記ネットワーク上の他の装置により聞かれうる。これは、図１においてメッセージＢにより示される。このようなメッセージが受信される場合、前記装置が前記ネットワークに再接続するのを支援するためにルータにより行動を起こされる。
【００２６】
送信されるメッセージ（ネットワーク環境ステータス又はＮＥＳメッセージとして既知である）は、ローカルエネルギスキャンからのデータを有し、ステップ６において"孤立スキャン"中に検出される、通信に最も好適なチャネルを示す。
【００２７】
ステップ１０．前記ネットワーク内にコーディネータが存在する場合、前記ルータ装置は、図２に示されるように、前記ＮＥＳメッセージからの情報を含むチャネル変更要求をこのコーディネータに送信する。（注意：これは、オプションのステップであり、‐コーディネータが存在しない場合、前記ルータは、最良の新しいチャネルを決定するように他のルータと通信して、前記チャネル変更自体を容易化する。
【００２８】
ステップ１１．前記ネットワーク全体に対して前記チャネルを変更することが可能ではない場合、親装置は、一時的に複数のチャネル上で動作することができる。これは、孤立装置が代替チャネルを使用して前記ネットワークに再接続することができ、同時に前記親装置が、元の周波数を使用して前記ネットワークの残りと通信し続けることを意味する。タイムスライスストラテジは、前記親が両方のチャネル上でメッセージを提供することを可能にするために必要とされる。
【００２９】
マルチチャネル動作への拡張において、装置は、前記装置の親が両方のチャネル上で動作することを要求し、したがって新しい周波数を使用して前記ネットワークのセグメントを拡大することができる。この要求は、可能な限り多くの装置を新しいチャネルに切り替える目的で前記ネットワークを可能な限り遠くまで伝搬される。これは、完全なネットワークチャネル変更において前記コーディネータを支援する。
【００３０】
ステップ１２．図３に描かれるように、ローカルＥＤスキャンを実行し、最良のチャネルを決定し、これを前記コーディネータに報告を返すように要求が全てのルータに放送される。前記ルータは、前記ＥＤスキャン自体を実行することができ、又は前記コーディネータにフィードバックするために子装置から情報を要求することができる。一度前記コーディネータがこれらのスキャンの結果を受信すると（全てのルータからの応答を待機しなくてもよい）、前記コーディネータは、前記ネットワーク全体に最適であるチャネルを決定し、チャネル変更通知を放送する。
【００３１】
ステップ１３．更に、前記コーディネータは、例えば前記現在のチャネル上でＥＤスキャンを周期的に実行し、ローカル干渉が存在するかどうか決定する。代替技術がこのために使用されてもよい。
【００３２】
ステップ１４．ルータ装置は、図２に示されるように、送信されたメッセージが肯定応答されることをも確認する。再び、MsgNotRcvdカウンタは、成功裏に送信されなかったメッセージの数を示す。このステップは、ステップ２と同様であることができる。
【００３３】
ステップ１５．メッセージが成功裏に送信されない場合、ルータは、前記メッセージを再び送信しようと試みる。これは、代替ルートを検索する必要もありうる。特に、不成功な送信の数が高すぎない、例えば５より下である場合に当てはまり、そうでなければ、これらの繰り返されるメッセージで前記ネットワークのフラッディング及び高い電力消費を引き起こしうる。
【００３４】
ステップ１６．ルータが通信することができない場合、例えば不成功な送信の数が所定の閾値より上である場合、前記ルータも、ステップ６ないし９と同様の方法でＮＥＳメッセージを放送する。
【００３５】
上記を実施するために、５つの新しいジグビーメッセージが必要とされる。
【表１】
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【００３６】
スキャン結果を集める最も早い方法は、可動式コミッショニングツールが持ち運ばれ、放送メッセージを聞くように設定されることである。スキャン結果を含む受信されたこのようなメッセージは、記録され、照合される。
【００３７】
これに関する問題は、誰かが前記ツールを持ち運ぶことを必要とすることである。代替機構が提案されることができ、これによりエネルギ検出スキャン（ＮＥＳ）結果を含む放送メッセージを聞く装置が、自らのＰＡＮコーディネータに前記データのコピーを送信するように構成される。明らかに、これは、信号が迅速に劣化する領域内の装置も通常のチャネル上で通信することができないので、このような装置に対して機能しない。しかしながら、（縁が存在しうる場合はいつでも）影響を受ける領域のまさに縁における装置は、通信することができるが、放送メッセージを聞くこともできる。したがって、特定のチャネルが前記ＰＡＮ上の１以上の装置により使用可能ではないという表示は、この状況を修正するために自動化又は半自動化ステップを行いうる前記ＰＡＮコーディネータに正確に送り返される。
【００３８】
本開示を読むことにより、他の変更例及び修正例が当業者に明らかである。このような変更例及び修正例は、当技術分野において既知であり、ここに既に記載されたフィーチャの代わりに又は加えて使用されることができる同等の及び他のフィーチャを含んでもよい。
【００３９】
請求項は、本明細書においてフィーチャの特定の組み合わせに形成されているが、本発明の開示の範囲は、新規のフィーチャ又は明示的に若しくは暗示的にここに開示されたフィーチャの新規の組み合わせ又はこれらの一般化を、請求項に現在記載されているのと同じ発明に関するか否かにかかわらず、及び本発明と同じ技術的問題の一部又は全てを軽減するか否かにかかわらず、含むと理解されるべきである。
【００４０】
別の実施例に関連して記載されたフィーチャは、単一の実施例に組み合わせて提供されることもできる。逆に、単一の実施例に関連して略して記載された様々なフィーチャは、別々に又は適切な部分的組み合わせで提供されることもできる。本出願人は、これによって、新しい請求項が、本出願又はそこから派生した他の出願の経過中にこのようなフィーチャ及び／又はこのようなフィーチャの組み合わせに形成されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１−Ｉ】無線ネットワークにおいて端末装置内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図１−ＩＩ】無線ネットワークにおいて端末装置内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図１−ＩＩＩ】無線ネットワークにおいて端末装置内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図２−Ｉ】無線ネットワークにおいてルータ内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図２−ＩＩ】無線ネットワークにおいてルータ内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図２−ＩＩＩ】無線ネットワークにおいてルータ内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図２−ＩＶ】無線ネットワークにおいてルータ内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図３】無線ネットワークにおいてコーディネータノード内の通信問題に対処する手順を示す注釈付きフローチャートである。
【図１−Ｉ】
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【図１−ＩＩ】
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【図１−ＩＩＩ】
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【図２−Ｉ】
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【図２−ＩＩ】
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【図２−ＩＩＩ】
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【図２−ＩＶ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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