(57)【要約】【課題】  複数のチャネルを有する無線通信リンクを介して、通信ネットワークの第１のノードと、さらなるノードとの間で通信する方法および装置を提供する。【解決手段】  第１のノードにおいて擬似乱数を発生させるステップと、擬似乱数に応答して、複数のチャネルのうちの１つを選択するステップと、選択されたチャネルを介して、第１のノードからさらなるノードにメッセージを送信するステップとを含んでいる。【選択図】図１
2009534896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルを有する無線通信リンクを介して、通信ネットワークの第１のノードと、別のノードとの間で通信する方法であって、
前記第１のノードにおいて、擬似乱数を発生させるステップと、
前記擬似乱数に応答して、前記複数のチャネルのうちの１つを選択するステップと、
前記選択されたチャネルを介して、前記第１のノードから、別のノードにメッセージを送信するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記第１のノードにおいて、最初のあらかじめ定められた数を用意するステップと、
前記第１のノードにおいて、前記あらかじめ定められた数に対して、擬似ランダム化演算を行い、それによって、擬似乱数を発生させるステップ
とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記別のノードにおいて、前記メッセージを受信するステップと、
前記別のノードにおいて、前記メッセージから擬似乱数を決定するステップ
とをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のノードおよび前記別のノードにおいて、擬似乱数に対して、共通の擬似ランダム化演算を行うことにより、新しい擬似乱数を発生させるステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記新しい擬似乱数に応答して、前記複数のチャネルのうちの新しい１つのチャネルを選択するステップ
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のノードが、前記別のノードと通信するごとに、新しい擬似乱数を発生させるステップと、この新しい擬似乱数に応答して、前記別のノードにメッセージを送信するために、前記複数のチャネルのうちの新しい１つのチャネルを選択するステップ
とをさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記選択されたチャネルを介して、前記別のノードから前記第１のノードに、前記無線通信リンクを介するメッセージが送信され、その後、前記第１のノードにおいて、新しいチャネルが選択されるステップ
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
入力された数を決定するステップと、この入力された数に対して、少なくとも１回の論理演算を行なうステップとにより、擬似ランダム化演算を行なうステップ
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記入力された数に対して、ビット単位の論理積動作、排他的論理輪動作、またはビットシフトによって構成可能な論理演算から選択される、４回以上の論理演算を行なうステップ
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
１つ以上のランプコントローラによって、多数の街灯を制御するように構成されている通信ネットワークにおいて、前記第１のノードは、ランプコントローラ・ノードを有し、前記別のノードは、街灯を有している、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
送受信素子を有する、少なくとも１つの第１のノードと、
複数のチャネルを有する無線通信リンクを介して、前記第１のノードと通信するように構成されている送受信素子を、それぞれが有する複数の別のノードとを備えている、無線通信ネットワークを形成するための装置であって、
前記第１のノードの各々は、擬似乱数を発生させ、この発生した擬似乱数に応答して、前記複数のチャネルのうちの１つを選択し、かつ、この選択されたチャネルを介して、前記別のノードに、１つ以上のメッセージを送信するように構成されている装置。
【請求項１２】
前記第１のノードの各々は、あらかじめ定められた数を記憶するように構成されているメモリ素子と、
入力された数に対して、擬似ランダム化演算を含む論理演算のあらかじめ定められたセットを実行するように構成されている論理回路とを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記別のノードの各々は、入力された数に対して、擬似ランダム化演算を含む論理演算のあらかじめ定められたセットを実行するように構成されている論理回路を有しており、この論理演算のあらかじめ定められたセットは、前記第１のノードの論理回路によって実行される、論理演算のあらかじめ定められたセットと共通である、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記別のノードの各々は、さらに、
ランプと、
ランプ安定器回路と、
前記ランプ安定器回路に対する制御信号を発生させ、かつ、前記ランプ安定器回路からステータス信号を受けるための制御ユニットとを有する、請求項１１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のノードの各々は、さらに、データ管理ノードからデータを受信するための、また、このデータ管理ノードにデータを送信するための通信ポートを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のノードの各々は、さらに、
ランプと、
ランプ安定器回路と、
前記ランプ安定器回路に対する制御信号を発生させ、かつ、前記ランプ安定器回路からステータス信号を受けるための制御ユニットとを有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載されているとおりの方法。
【請求項１８】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載されているとおりに構成されて配置されている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信リンクを介して、通信ネットワークの第１のノードと、別のノードとの間で、通信する方法および装置に関する。詳細には、本発明は、広い地理的領域にわたって分散している街灯を、無線通信リンクを介して、遠隔モニタリングまたは遠隔制御する方法およびシステムに関するものであるが、それに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
当然のことながら、世界中の多くの国々において、街路または空地には、多数のランプユニットによる照明が設けられている。例えば英国だけで、街路照明施設は、７００万ユニット以上に及んでいる。
【０００３】
通常、街灯は、ランプを含むハウジングを、頂端で支持している細長い支持体である支柱を有する。ハウジングは、さらに、街灯のランプが点灯しているときに、制御のために用いることができる、街灯の頂端のリセス内に据え付けられている光電セルを支持していることもある。街灯の支柱の長さより上方を走っている配線に接続された地下ケーブルを介して、ランプに電力が供給される。
【０００４】
従来の街路照明システムの日々の作動状態は、手動ベースで、例えば、全道路または全領域に注意し、街灯のランプユニットの故障を報告するエンジニアによって、モニタされることが多い。それに代えて、ランプが故障しているときに、保守整備員に通知するように、一般市民に頼る場合もある。このような保守整備は、時間がかかり、かつ高コストであり、さらに、ランプユニットが再び使用可能になるまでに、往々にして、大きな遅れを生じることがある。
【０００５】
当然のことながら、エネルギーに関する問題意識の高い現代社会においては、電力使用を、よりよく制御することができるようにするべきであるという要請が高まっている。さらに、利用者の要望は、もっと高度化しており、例えば、ある選択された時刻において、街灯を点灯／消灯することができるように、さらに、明るさを決定して、制御することができるように、街灯に適用することができる制御を改善する必要があるという継続的な要求も存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、街路照明ネットワーク施設のほとんどは、既に配置済みであり、より汎用性のある機能を発揮させるために、街灯を交換するという考え方は、それに伴う経費が法外なものになるから、魅力的ではない。
【０００７】
本発明の１つの目的は、上述の問題を、少なくとも部分的に緩和することである。
【０００８】
本発明の実施形態の１つの目的は、街灯を遠隔制御することができるように、または、街灯ランプの作動状態に関する情報を、遠隔地においてモニタすることができるように、無線通信リンクを介して、街灯と通信システムの制御ノードとの間で、通信する方法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の実施形態の１つの目的は、１つ以上の街灯の動作を制御するために利用することができ、また、現存している街灯や、新しく据え付けられるストリートファニチャにおける街灯に、比較的簡単に改良を加えることができる無線通信ネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、複数のチャネルを有する無線通信リンクを介して、通信ネットワークの第１のノードと、別のノードとの間で通信する方法であって、
第１のノードにおいて、擬似乱数を発生させるステップと、
擬似乱数に応答して、複数のチャネルのうちの１つを選択するステップと、
選択されたチャネルを介して、第１のノードから、別のノードにメッセージを送信するステップとを含む方法が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、
送受信素子を有する、少なくとも１つの第１のノードと、
複数のチャネルを有する無線通信リンクを介して、第１のノードと通信するように構成されている送受信素子を、各々が有する複数の別のノードとを備えている、
無線通信ネットワークを形成するための装置であって、
第１のノードの各々は、擬似乱数を発生させ、この発生した擬似乱数に応答して、複数のチャネルのうちの１つを選択し、かつ、該選択されたチャネルを介して、別のノードに１つ以上のメッセージを送信するように構成されている装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態は、広い地理的領域にわたって分散している１つ以上の街灯と通信するために用いることができる無線通信ネットワークを提供する。無線通信は、複数の可能なチャネルを有する通信リンクを介して実施される。制御ノードと個々の街灯との間の通信は、擬似乱数により選択されたチャネル上で行われる。このようにして、システムのセキュリティを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、例示としての目的だけで、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図面において、同じ符号は、同じ要素を示している。
【００１５】
街灯と、通信ネットワークの別のノードとの間の通信について述べる。用語「街灯」は、広い地理的領域にわたって分散している多数のランプユニットのうちの１つであるとして、広く解釈されるべきものである。例えば、街灯の列は、街路に沿って並べられている照明であるが、スポーツスタジアムにおける複数のランプユニットや、地下鉄網に配置されている照明をも含んでいる。
【００１６】
図１は、電力消費明細書の作成に用いるために、および、システム全体に対するランプレベルについてのエネルギー使用計画をたてるために、詳細な電力消費統計データを供給することができる、本発明の一実施形態による街灯モニタリング／制御システムを示している。
【００１７】
上で指摘したように、本発明の実施形態を、街路照明システムに用いることができることは当然であるが、分散型照明網に一般的に適用可能であることを理解されたい。そのような環境では、ある地理的領域にわたって、分散した複数のランプユニットを備えている。そのような環境においては、個々のランプが、どのように動作しているかを決定することができたり、個々のランプの電力設定に関して、何らかの制御を行ったりすることができると、有利である。
【００１８】
図１に示すように、管理システム１００は、複数の街灯から成る、それぞれ分離したグループ（またはクラスタ）１０１0〜１０１2を有している。図１では、各グループは、５つの個別の街灯１０２を有している。図１においては、例示のためだけに、各グループに５つの街灯しか示されていないが、最低１つから、多数の街灯について、街灯１０２の各グループ１０１0〜１０１2を構成することができることは理解しうると思う。
【００１９】
各街灯１０２は、無線通信リンクを介して、クラスタコントローラ１０３0〜１０３2と通信することができる。この意味で、クラスタコントローラ１０３0〜１０３2は、スレーブノードとして働く各街灯と通信することができるマスターノードとして作動する。利便性を考慮して、各クラスタコントローラ１０３0〜１０３2を、街灯内に配置することもできる。また、無線通信を実行することができるほどに、街灯のクラスタの近くに位置する基地局のような、独立した構成要素としてもよい。
【００２０】
図２は、通信ネットワーク中でスレーブノードを形成している街灯（以後、スレーブノードと言う）１０２、および、マスターノードを形成している街灯（以後、マスターノードと言う）１０３を、より詳細に示している。
【００２１】
各街灯は、ランプハウジング２０１を支持する支柱２００を有している。ランプハウジングは、スレーブノードとして用いるのに適切な、放電ランプのようなランプを備えている。支柱２００を通り抜けて、ランプ安定器回路に至る、街頭に沿った末端電源から、ランプに電力が供給される。ランプに対して、あらかじめ定められた数の電力設定（例えば、０％、５０％、７５％、１００％電力）のうちの１つを設定するために，ランプ安定器回路を用いることができる。異なる電力設定および異なる電力設定数の選択肢を設けてもよいことは理解しうると思う。
【００２２】
ランプ安定器は、さらに、温度上昇によるランプ安定器の停止が生じたとき、または、ランプによる照明が不可能になったとき、または、電力レベルが変動するときに、他の何らかのランプ特性を適切に設定するための回路を備えている。
【００２３】
図３は、スレーブノード１０２のランプハウジング２０１の内部を、より詳細に示しており、また、ランプ安定器３００が、支柱２００を伝って登っている電力線３０２から、ランプ安定器に供給される、ランプ３０１への供給電力の作動を、どのように制御するかを示している。
【００２４】
各ランプ安定器３００は、ハウジングの開口を通って突き出るように構成されたアンテナ３０３を備える双方向通信ユニット、すなわちスレーブユニット３０２と通信する。具体的には、モニタリング／制御／管理システムを製造するとき、または、現存する街路照明に改良を加えるときに、開口を、ハウジング内に開くことができる。現存する、ランプハウジングの光電セルを除去するときに形成される開口を通して、アンテナを突き出させることができるのが有利なことである。シール３０４は、ランプハウジング２０１内への水、およびその他の汚染物質の進入を防ぐために利用される。
【００２５】
したがって、無線通信システムのスレーブユニット３０２とマスターノードとの間で、無線通信リンクを介した双方向通信を行うことができる。
【００２６】
図４は、マスターノード１０３のランプハウジング２０１を示している。ランプハウジング２０１の内部には、ランプ３０１およびランプ安定器３００が設けられている。マスターノードは、無線通信リンクを介して、クラスタコントローラをモニタするモニタリングノード１０４と通信するための双方向通信ユニット、すなわちクラスタコントローラ４００を備えている。クラスタコントローラ４００は、公衆無線電話ネットワークを介して、モニタリングノード１０４とコンタクトをとるためのＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）モデムを備えている。本発明の実施形態は、ＧＳＭモデムの使用に限定されないことは理解されると思う。
【００２７】
本発明の代替実施形態として、マスターノードの各クラスタコントローラを、中央のモニタリングノードに配線で接続してもよい。クラスタコントローラ４００は、シール４０４が施されたアンテナ４０３と組み合わされている。マスターノードが、街灯中に設けられている場合には、各マスターノード１０３のクラスタコントローラ４００は、そのマスターノード中に設けられているスレーブノード４０１に直接接続されている。本発明の実施形態において、クラスタコントローラ４００およびスレーブノード４０１の機能を、共通のユニットに組み込むことができることは理解しうると思う。
【００２８】
各スレーブユニットは、スレーブノードのランプを、いつ、どんなレベルで起動させるのかを決定するための、ネットワーク階層における、より上位の階層から受け取る起動スケジュールを記憶するために用いることができるデータ記憶装置を備えている。
【００２９】
図５は、街灯の個々のランプに供給される電力レベルを制御するために、どのように、起動スケジュールを利用することができるかを、より詳細に示している。開始イベント（例えば、あらかじめ定められた時刻の到達、または、日の出または日没の開始）５００1が確認される。開始イベント５００1の確認に続いて、起動スケジュールは、即時、または、ある時間遅れの後のスイッチオン時刻を指示する。その後、あらかじめ定められた期間にわたって、ランプ安定器３００は、あらかじめ定められた期間にわたる、あらかじめ定められた電力レベルで、ランプを駆動するように制御される。終了イベント５００2に到達すると、ランプは、スイッチオフされる。
【００３０】
各スレーブノードは、さらに、ネットワーク階層の、より上位のスレーブノードから、関連するマスターノードに状態を報告することができる。例えば、各スレーブノードに伴うランプ安定器が、温度上昇による停止、照射障害、または、電力レベルの変動のような、上述の１つ以上の状態を報告するとき、そのような状態を記憶しておき、その後、適切な時にマスターノードに通信することができる。
【００３１】
クラスタ内の各スレーブユニットと通信するマスターノードを、クラスタ内の各スレーブノードから情報を集めるために、または、各スレーブノードに個別に命令を送るために用いることができる。したがって、マスターノードは、あらかじめ定められた数のスレーブユニットのメッシュ状のネットワークを形成することができる。本明細書の特定の実施形態によれば、２５５個のスレーブユニットを、１個のマスターノードにネットワーク接続することができる。本発明の実施形態が、マスターノードに割り当てることができるスレーブユニットの、いかなる特定の数にも限定されないことは理解しうると思う。
【００３２】
各マスターノードとスレーブノードとの間の通信は、ＥＮ３００２２０のパート１、２、３（欧州電気通信標準化機構によって制定された無線通信標準）のような、既存の無線通信標準に従っている。しかし、何らかの他の無線通信標準を用いることもできる。
【００３３】
階層構造中のモニタリングノード１０４は、領域中に分散している各マスターノードと通信するために、標準的な通信設備、ターミナルサーバ、モデム、および携帯電話技術を用いる。したがって、モニタリングノード１０４は、複数の無線通信リンク１０５0〜１０５2を介して、マスターノードと通信するように構成されている。モニタリングノードとマスターノードとの間の接続が確立されると、交換メッセージのリストの１つを、モニタリングノードとマスターノードとの間で伝達することができる。
【００３４】
モニタリングノード１０４は、リレーショナル・データベース１０６と通信する。街灯から、クラスタコントローラを介してモニタリングノード１０４、次いで、リレーショナル・データベース１０６に伝達された、各街灯からの収集データを記憶するために、リレーショナル・データベース１０６を用いることができる。リレーショナル・データベース１０６は、さらに、スレーブノードとマスターノードの動作を指示する記録を保持することができる。そのような情報は、リレーショナル・データベースから、モニタリングノード１０４を介して、マスターノードおよびスレーブノードに伝達される。したがって、リレーショナル・データベース１０６は、各スレーブノードおよび各マスターノードに関連した特性を指示する、各ノードに関する記録を保持する。
【００３５】
これらの記録は、次の特性、すなわち、ネットワーク構成、照明設備構成（ランプ／安定器タイプ）、ランプスケジュール、プロファイル、ランプ起動タイプ（光レベル、時間管理、日時計）、障害報告（安定器ステータス・データ、通信データ）、計算された消費電力（分刻みの）、または、他のＭＩＳ（管理情報システム）／情報提供者ＩＴ（インテリジェント端末）システムへの可能な転送データのうちの１つ以上を指示するものであるのがよい。
【００３６】
リレーショナル・データベース１０６は、１つ以上のユーザ端末１０８を介して、一般的なインターネットウェブブラウザ・システムのアクセスを可能にするように設計されているフロントエンドアプリケーション・サーバ１０７によってアクセスされるようになっていてもよい。各ユーザ端末１０８は、ファイアフォックスまたはインターネット・エクスプローラなどのようなウェブブラウザ・ソフトウェアパッケージを備えている。ブラウザは、１つ以上のパスワードまたは他の検証プロセスを備えるセキュリティシステムを介して、フロントエンドアプリケーション・サーバ１０７にアクセスすることができる。
【００３７】
このようにして、ユーザまたは認定された個人が、フロントエンドアプリケーション・サーバ１０７にログオンして、分散型街灯システム内の街灯１０２を制御またはモニタすることができる。
【００３８】
都市環境において、街灯と、隣接している可能性のある街灯、または近接している可能性のある街灯との間の無線通信は、潜在的に、セキュリティ上のリスクを有していることは認識しうると思う。例えば、認定されていない個人が、街灯の制御を支配しようとするかもしれない。
【００３９】
スレーブノードとマスターノードとの間の通信が、あらかじめ定められた期間、選択されたチャネルを介して生じて、次に、それに続く通信が、高度に予測不能な仕方で、別の選択されたチャネルを介して発生するチャネルホッピングスキームを用いることによって、この問題の緩和が促進される。このようなチャネルホッピングは、さらに、個々のスレーブノードとマスターノードとの間の不正通信が減少するか、または、完全に避けられるという利点を有する。チャネルホッピングスキームは、無線通信リンクを介して接続された、１つの通信システム内の第１のノードと第２のノードとの間で、一般的に適用可能である。
【００４０】
図６は、周波数分割スキームを用いた、１６個の可能なチャネルを有する無線通信リンクを示している。本発明の実施形態では、符号分割スキームまたは時分割スキームのような他のスキームによって、複数のチャネルに分割された無線通信リンクを用いることができることは理解しうると思う。したがって、この無線通信リンクは、１６個の分離した個々のスロット６０１0〜６０１15を有するベアラーで形成されている。
【００４１】
任意の特定の瞬間に、可能なチャネルのうちのいずれが、通信のために利用されるのかは、擬似ランダム符号ホッピング・アルゴリズムによって決定される。この意味で、擬似ランダムは、予測することが極めて困難なプロセスを経るということを意味している。この擬似ランダムチャネルホッピング・アルゴリズムをなすために、ネットワーク内の各マスターノード１０３は、ハードコード化されたシードナンバー（乱数の種となる数）を備えている。このシードナンバーは、製造中に各マスターノードのデータ記憶装置内にプログラムされて、したがって、クラスタコントローラ４００内に記憶されている。
【００４２】
図７は、各マスターノード１０３に記憶されている、ハードコード化されたシードナンバー７００が、それぞれ８つのビットｂ１〜ｂ８を有する３つのバイトＢ１、Ｂ２、Ｂ３を備えている状態を示している。
【００４３】
図８は、ハードコード化されたシードナンバー７００が、どのようにして、あらかじめ定められた回数ｉの反復を行うための関数Ｆ（ｘ）を有する数学的手続きによって、ランダム化されるかを示している。このように、３バイト長であって、マスターノードのソフトウェア内または記憶装置内に組み込まれている、ハードコード化されたシードナンバーから、マスターノードによって最初に導出された擬似ランダム符号（乱数）が、あらゆる送信毎に論理演算によって変更される。この論理演算は、マスターノードとスレーブノードとの両方に、あらかじめプログラムされている。この手続きは、各スレーブノードで用いられる安価な８ビットマイクロコントローラで実行できるほどに十分に単純であり、ビット単位の論理積動作、排他的論理和動作、または、ビットシフトからなる論理演算を用いて作ることができる。
【００４４】
初期セットアップ中、各街灯は、特定のマスターノードに割り当てられていない。認定されているユーザから、ネットワークをセットアップする命令が受信されると、この命令は、フロントエンドアプリケーション・サーバに入力され、さらに、関連するスレーブノードとの通信を始めるために、各マスターノードに転送される。関連するスレーブノードのクラスタを制御するように構成されている各マスターノードは、それ自体が記憶している、ハードコード化されたシードナンバーを読み出して、多数回の反復を行うための、あらかじめ定められた論理演算にしたがって、そのシードナンバーに演算を行う。
【００４５】
このシードナンバーは、プリセットされていてもよいし、または、その特定のマスターノードに付属したシリアルＩＤのバイト中の１つのような、別のソースから決定されてもよい。あらかじめ定められた回数の反復が完了すると、その出力は擬似乱数Ｚとなる。この擬似乱数Ｚは、マスターノードが、その擬似乱数に対して、１６個のチャネルのいずれと通信しなければならないのかを指示する内部レジスタと比較される。
【００４６】
次に、そのチャネルを用いて、あらかじめ定められた期間の通信が開始する。マスターノードの近傍のスレーブノードが、この通信を受信する。無線通信リンクを通じて伝達されるメッセージに加えて、擬似乱数Ｚも受信される。最初に、この擬似乱数Ｚは、内部受信数Ｒとして、個々の各スレーブノードのデータ記憶装置に入力される。
【００４７】
各スレーブノードは、マスターノードによって使用されている擬似ランダム化演算を行う関数Ｆ（ｘ）と同じ関数で、あらかじめプログラムされている。あらかじめ定められた時点（各メッセージが受信された後、または、予期されるメッセージが受信されているはずである、あるタイムスロットの後であってもよい）において、マスターノード１０３と各スレーブノード１０２との両方が、その時点で記憶している擬似乱数に対して、同一の擬似ランダム化演算を実行する。これによって、新しい擬似乱数が、マスターノードおよび各スレーブノードに別々に発生する。
【００４８】
新しい擬似乱数は、マスターノードによって、さらなる通信に利用可能なチャネルの次の１つを選択するために用いられる。各スレーブノードも、この内部発生した新しい擬似乱数を使用して、マスターノードによって選択される次の通信チャネルを予測し、その次の通信チャネルにホッッピングして、マスターノードからのさらなら通信の受信を待つ。
【００４９】
スレーブノードが次のチャネルにホッピングして、マスターノードから次のメッセージを受信すると、メッセージが検出される。そして、マスターノードによって使用されている擬似乱数がデコードされ、その時点で、スレーブノードによって使用されている擬似乱数と比較される。両者の一致が生じると、そのスレーブノードは、その符号ホッピングシーケンスに固定され続ける。さらに、その特定のメッセージが、そのスレーブノードに向けたものである場合には、そのスレーブノードは、そのメッセージ内の別のデータを用いた応答データで適切に応答する。この応答は、認証メッセージをなして、スレーブノードからマスターノードに伝達される。
【００５０】
受信された擬似乱数が、スレーブノードによって内部発生された擬似乱数と一致しない場合には、エラーが発生し、したがって、このメッセージは認証されない。スレーブノードは、そのメッセージを無視する。その場合には、そのスレーブノードは、スレーブノードが発生させた擬似乱数を用いて、次のタイムスロットにおいて、スレーブノードが正しいと決定した次のチャネルにホッピングする。最終的に、メジャーエラーが生じた場合には、システムは、あらかじめ定められた回数の試行の後にタイムアウトする。
【００５１】
同様に、自動周波数較正手続きの実行後に、その較正を認証するために、周波数較正チャネル（図示せず）上で受信した擬似乱数を用いるように、各スレーブノードを構成してもよい。
【００５２】
本発明の実施形態は、通信ネットワーク内の第１のノードと、別のノードとの間の擬似ランダムチャネルホッピング・メカニズムを備えている。初期状態においては、ノードの１つだけ（本明細書においては、マスターノードとして記述されている）が、あらかじめ定められた数を備えている。この数は、ビット列の形態をしており、また、３バイトの形態をしているのが好都合である。この数から、さらなる数が発生する。さらなる数は、その前の数に１回以上の論理演算を行なうことによって発生する。論理演算の順序およびタイプは、プリセットされており、あらかじめ知られている。
【００５３】
次に、この同じ論理演算によって、数が「ランダム化される」反復の後に、得られた数を用いて、その数を、通信メッセージに含めて、さらなるノードに送ってもよいし、または、第１のノードに再入力してもよい。別のノード（本明細書においては、スレーブノードとして記述されており、また、特定の例においては街灯である）は、無線通信リンクの１つ以上のチャネルを継続的に監視することによって、第１のノードからメッセージを受信する。
【００５４】
メッセージが受信されると、メッセージの通信中に、第１のノードにおいて使用された擬似乱数が抽出される。なんらかの遅れ時間（内部システムクロックまたは他の方法によって告げることができる）の後に、第１のノードと別のノードとの両方が、その時点において、それぞれのノードに記憶されている擬似乱数に対して、共通の論理演算を行なう。したがって、第１のノードと別のノードとの両方に、新しい擬似乱数が発生する。第１のノードと別のノードで発生した新しい擬似乱数は、一致しなければならない。
【００５５】
第１のノードと別のノードの両方ともが、発生した新しい擬似乱数の全部または一部を、あらかじめ記憶されている内部テーブルと比較する。それによって、新しい擬似乱数の全部または一部が、関連するチャネルにリンクされる。次いで、第１のノードからの通信が、新しい擬似乱数に関連するこのチャネル上に発生する。別のノードは、このチャネルを監視しており、そして、定められた時間内に新しい通信を受信する。例えば、メッセージに含まれている新しい擬似乱数のようなデータを、新しいメッセージから抽出することができる。そして、そのデータが、スレーブノードに記憶されているデータと比較される。
【００５６】
チャネルホッピングメカニズムによって決定されるチャネル上の２つのノード間で、擬似乱数に加えて、さらなるメッセージを送ることができる。そのような方法は、スレーブノードに命令を与えるために、または、スレーブノードから、動作パラメータのような情報を受信するために用いることができる。その情報は、次いで、ブラウザ機能を用いている複数のエンドユーザによるモニタリング、または使用のために、ネットワークの階層を上位へ伝達される。
【００５７】
本発明の実施形態は、システムセキュリティを改善するために、認証に有用なランダム符合を用いる。
【００５８】
本明細書の説明および請求項の全体を通じて、用語「有する」および「含む」、および、これらの用語の変形、例えば「有している」および「備えている」は、「含むが、限定されない」を意味しており、他の部分、添加物、構成成分、完全体、またはステップを排除しようとするものではない（また、排除しない）。
【００５９】
本明細書の説明、および請求項の全体を通じて、文脈上他の意味に解すべき場合を除いて、単数は複数を包含する。特に、不定冠詞が用いられている場合には、文脈上他の意味に解すべき場合を除いて、本明細書は、単数と同様に複数も考慮にいれていると理解されるべきである。
【００６０】
本発明の特定の態様、実施形態または実施例に関連付けて記載されている特徴、完全体、特性、化合物、化学的成分、またはグループは、両立できないものでない限り、本明細書に記載されている任意の他の態様、実施形態、または実施例に適用可能であると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】複数の街灯を制御するための通信ネットワークを示す図である。
【図２】マスター街灯とスレーブ街灯とを示す図である。
【図３】スレーブノードを示す図である。
【図４】マスターノードを示す図である。
【図５】街灯に対するあらかじめ定められたプロファイルを示す図である。
【図６】通信リンクのチャネルを示す図である。
【図７】ハードコード化されたシードナンバーを示す図である。
【図８】擬似乱数の生成手続きを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００  管理システム
１０１0〜１０１2  グループ
１０２  街灯（スレーブノード）
１０３  街灯（マスターノード）
１０３0〜１０３2、４００  クラスタコントローラ
１０４  モニタリングノード
１０５0〜１０５2  無線通信リンク
１０６  リレーショナル・データベース
１０７  フロントエンドアプリケーション・サーバ
１０８  ユーザ端末
２００  支柱
２０１  ランプハウジング
３００  ランプ安定器
３０１  ランプ
３０２  電力線、スレーブユニット
３０３、４０３  アンテナ
３０４、４０４  シール
４０１  スレーブノード
５００1  開始イベント
５００2  終了イベント
６０１0、６０１1、６０１15  スロット
７００  ハードコード化されたシードナンバー
ｂ１〜ｂ８  ビット
Ｂ１〜Ｂ３  バイト
Ｆ（ｘ）  関数
ｉ  回数
Ｒ  内部受信数
Ｚ  擬似乱数
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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