(57)【要約】【課題】  本発明は、ノードの追加により規格が変更されるとき、追加的なデータパケットオーバーヘッドなしに新規の論理アドレス体系に変更する。【解決手段】  本発明に係る無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法は、無線ネットワークのノードが、ツリー構造の最上位であるコーディネーターから規格変化による変更情報を受信するステップと、ノードにおいて、変更情報及びノードの既存の論理アドレスにより、ツリー構造からノードの位置を示す家系図を計算し、これによって規格変化によるノードの新規の論理アドレスを算出するステップと、ノードにおいて、算出された新規の論理アドレスによりデータパケットを送受信するステップとを含む。【選択図】      図４
2006042370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツリー構造の無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法において、
前記無線ネットワークのノードが、前記ツリー構造の最上位であるコーディネーターから前記規格変化による変更情報を受信するステップと、
前記ノードにおいて、前記変更情報及び前記ノードの既存の論理アドレスにより、前記ツリー構造から前記ノードの位置を示す家系図を計算し、これによって前記規格変化及び計算した家系図による前記ノードの新規の論理アドレスを算出するステップと、
前記ノードにおいて、算出された新規の論理アドレスによりデータパケットを送受信するステップと、
を含むことを特徴とする無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項２】
前記変更情報は、前記規格変化によって決定された最大子ノードの数及び最大レベルの数を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項３】
前記家系図は、前記ツリー構造の各レベルにおいて前記ノードの順位を示すことを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項４】
前記家系図は、式（１）により計算されることを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【数１】
2006042370.tif 000010
ここで、Ｆａｍｉｌｙ．Ｔｒｅｅ［ｉ］は、前記ツリー構造のｉ番目レベルにおけるノードの順位を示す家系図であり、Ａｄｄｒｅｓｓは、前記ノードの既存の論理アドレスであり、Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]は既存の最大子ノードの数及び既存の最大レベルの数によって算出される値であり、Ａｎｃｅｓｔｏｒ  Ａｄｄｒは、親ノードのアドレスであり、|Ａｄｄｒｅｓｓ/Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]|はＡｄｄｒｅｓｓ/Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]と同一または大きい整数の中の最小値を示すことを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項５】
前記新規の論理アドレスは、式（２）によって計算されることを特徴とする請求項４に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【数２】
2006042370.tif 000011
ここで、Ｎｅｗ．Ａｄｄｒは、前記新規の論理アドレスであり、Ｃｓｋｉｐ.ｎｅｗ[ｉ]は、前記コーディネーターから転送された前記最大子ノードの数及び前記最大レベルの数によって算出される値である。
【請求項６】
前記Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]の値は、式（３）によって計算されることを特徴とする請求項４に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【数３】
2006042370.tif 000012
ここで、Ｃｍは最大子ノードの数であり、Ｌｍは最大レベルの数であり、Ｌｉはネットワークにおけるｉ番目のノードのレベルまたはネットワークのレベルの数である。
【請求項７】
前記ノードは、前記データパケットのヘッダ部分の所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示し、前記データパケットを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項８】
前記ノードは、前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信すれば、前記新規の論理アドレスによって前記データパケットを送信することを特徴とする請求項７に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項９】
前記変更情報を用いて前記ノードで格納するアドレスマッピングテーブルに含まれた他のノードの家系図を計算し、これによって新規の論理アドレスを各々算出して、前記アドレスマッピングテーブルをアップデートするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１０】
前記ノードは、前記データパケットを前記アドレスマッピングテーブルによって送受信することを特徴とする請求項９に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１１】
前記ノードは、所定時間の間に、前記新規の論理アドレスと前記既存の論理アドレスとを併用して、前記データパケットを送受信することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１２】
前記ノードは、前記データパケットに前記既存の論理アドレス及び前記新規の論理アドレスの何れか一つが使用されることを表示して送受信することを特徴とする請求項１１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１３】
前記ノードは、前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信した場合、前記コーディネーターから前記規格変化による変更情報を受信するまで、前記データパケットをバッファリングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１４】
前記ノードのメモリが不足な場合、前記データパケットを廃棄することを特徴とする請求項１３に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１５】
前記ノードは、前記データパケットのヘッダ部分の所定の予備ビットを使用して、前記新規の論理アドレスが使用されることを表示することを特徴とする請求項１１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１６】
前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信すれば、前記新規の論理アドレスによって前記データパケットを送信することを特徴とする請求項１５に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１７】
前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示していないデータパケットを受信すれば、前記既存の論理アドレスによって前記データパケットを送信することを特徴とする請求項１５に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１８】
前記所定時間は、前記コーディネーターから前記変更情報が前記ネットワークのすべての構成要素に転送される時間によって設定されることを特徴とする請求項１１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項１９】
前記無線ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.４標準に基づくジグビー無線ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【請求項２０】
前記Ｃｓｋｉｐ.ｎｅｗ[ｉ]の値は、式（４）によって計算されることを特徴とする請求項５に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【数４】
2006042370.tif 000013
ここで、Ｃｍは最大子ノードの数であり、Ｌｍは最大レベルの数であり、Ｌｉはネットワークにおけるｉ番目のノードのレベルまたはネットワークのレベルの数である。
【請求項２１】
Ｃｓｋｉｐは、子ノードに対する論理アドレスブロックの大きさを示し、親ノードのＣｓｋｉｐは、前記親ノードの各々の子ノードにアドレスを割り当てるのに使用されることを特徴とする請求項４に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアドレス再設定方法に関し、より詳しくは、ジグビー(ＺｉｇＢｅｅ)ネットワークのような無線個人領域ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、近距離通信網(ＬＡＮ)や遠距離通信網(ＷＡＮ)と対比するパーソナル・エリア・ネットワークと呼ばれているＰＡＮ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ)という概念が台頭してきている。ＰＡＮは、各個人が所有しているデバイス(ｄｅｖｉｃｅ)をその個人の便宜のために一つのネットワークで構成するもので、このようなＰＡＮを無線で具現することが、無線パーソナル・エリア・ネットワーク(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＰＡＮ)である。
【０００３】
現在、ＩＥＥＥ８０２.１５ワーキンググループ(Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ)は、ＷＰＡＮを短距離無線ネットワークの標準に定め、その下の４つのＴＧ(Ｔａｓｋ  Ｇｒｏｕｐ)をおいている。ＩＥＥＥ８０２.１５.１であるＴＧ１は有名なブルートゥース(Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ)を取り扱い、ＩＥＥＥ８０２.１５.２であるＴＧ２は無線ＬＡＮ(ＩＥＥＥ８０２.１１)と無線ＰＡＮ(ＩＥＥＥ８０２.１５.３)の並存(ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ)を取り扱い、ＩＥＥＥ８０２.１５.３及びＩＥＥＥ８０２.１５.３ａであるＴＧ３は事実上２つのグループである。すなわち、高速ＷＰＡＮを取扱うＧｒｏｕｐ３とＷＰＡＮ  Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｈｉｇｈｅｒ  ｒａｔｅを取扱うＧｒｏｕｐ３ａであり、そして、ＩＥＥＥ８０２.１５.４はジグビーと呼ばれているＴＧ４であって、２５０ｋｂｐｓ以下の低速ＷＰＡＮに対する標準作業を行う。
【０００４】
特に、ジグビーの場合、信頼性でき、かつ効率よく低電力モニターリング制御システムを構築するための業界団体であるジグビーアライアンス(ＺｉｇＢｅｅ  Ａｌｌｉａｎｃｅ)により、無線センサーネットワークのためのＩＥＥＥ８０２.１５.４ＰＨＹ/ＭＡＣ階層上で動作するプロトコルスタックを標準化する作業が行われている。
【０００５】
ジグビーネットワークプロトコルの主な機能の一つは、クラスターツリー(Ｃｌｕｓｔｅｒ  Ｔｒｅｅ)を構築するための論理アドレス(ｌｏｇｉｃａｌ  ａｄｄｒｅｓｓ)を割り当てるものである。クラスターツリーは、ジグビーコーディネーター(ＺｉｇＢｅｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ)を最上位ルートとし、ジグビーネットワーク内のすべてのノードをその下位ツリー構造で連結して形成される。ジグビーネットワークが形成されてツリーが構築されるとき、各ノードは自身の親ノードから論理アドレスが割当てられる。ジグビーネットワーク内では、既存のＩＥＥＥ６４−ｂｉｔアドレスの代わりに、このような１６−ｂｉｔ論理アドレスを使用することで、データパケットの大きさを低減する。
【０００６】
ジグビーコーディネーターは、ジグビーネットワークの形成時、各ノードに論理アドレスを割り当てるために、各親ノードが持つか決定できる最大子ノードの数“Ｃｍ”及びツリー構造の最大レベルの数または深さ(ｄｅｐｔｈ)“Ｌｍ”を決定し、ＣｍとＬｍの決定に基づいて、各親ノードはブロックサイズ(Ｂｌｏｃｋ  ｓｉｚｅ)及びＣｓｋｉｐを計算し、自身の子ノードが使用する論理アドレスブロックをジグビーコーディネーターから割当てを受ける。
【０００７】
一方、ネットワークの形成時、上記方式によりアドレス割当てが行われた後、ネットワークの大きさの拡張または縮小による規格変化の必要性が発生する場合がある。例えば、ネットワークの規格変化に伴い、最初に決定された最大子ノードの数(Ｃｍ)を４個から５個またはそれ以上に拡張すべきである場合、或いは、最大レベルの数(Ｌｍ)を３個から４個またはそれ以上に拡張すべきである場合には、ネットワーク形成時にジグビーコーディネーターから割り当てられた各ノードのアドレスを変更すべきである。
【０００８】
しかしながら、従来のジグビーネットワークは、ジグビーコーディネーターがネットワーク形成時に決定したＬｍ、Ｃｍ値の変更方法は考慮していない。よって、ジグビーコーディネーターが、初期ネットワークの形成後、Ｌｍ、Ｃｍ値を変更するために、ジグビーネットワーク内のすべてのノードが新たにネットワークに参加する過程(ｊｏｉｎ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)を経て、親ノードから新規の論理アドレス値を再割当てるべきである。このような方式によれば、各ノードが、ネットワークディスカバリー過程(ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)なしに参加する過程をすぐ行っても、ジグビーネットワークのノードの数“ｎ”に対し“２(ｎ−１)”回のデータパケット転送が要求されることで、ネットワーク資源のロスという問題点が生じる。また、前述した過程によってアドレス値を再割当てする間にはデータパケット転送が正しく行われない等、ネットワークオーバーヘッドを増加させることで、全体的なデータ転送の遅延を招くという問題点がある。
【０００９】
一方、各ノードは、自身以外の他のノードの６４−ｂｉｔ  ＩＥＥＥアドレス及びこれにマッピングされる１６−ｂｉｔ論理アドレス情報を、アドレスマッピングテーブル(ａｄｄｒｅｓｓ  ｍａｐｐｉｎｇ  ｔａｂｌｅ)に保持している。ところで、Ｌｍ、Ｃｍが変更されると、アドレスマッピングテーブルに保持している各ノードの論理アドレスが変更され、アドレスマッピングテーブルの情報はもう有効でなくなるので、アドレスマッピングテーブルの情報をアップデートするための追加的なデータパケット交換が要求される。このため、追加的なネットワーク資源のロスという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、無線ネットワークにおいて、ノードの追加により規格が変更されるとき、追加的なデータパケットオーバーヘッドなしに各ノードが既存に割り当てられた論理アドレス体系下で、新規の論理アドレス体系に変更して、アドレス再割当て時に要求されるデータ転送量を減少できる、無線パーソナル・エリア・ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明に係る無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法は、  ツリー構造の無線ネットワークの規格変化による適応的アドレス再設定方法において、前記無線ネットワークのノードが、前記ツリー構造の最上位であるコーディネーターから前記規格変化による変更情報を受信するステップと、前記ノードにおいて、前記変更情報及び前記ノードの既存の論理アドレスにより、前記ツリー構造から前記ノードの位置を示す家系図を計算し、これによって前記規格変化及び計算した家系図による前記ノードの新規の論理アドレスを算出するステップと、前記ノードにおいて、算出された新規の論理アドレスによりデータパケットを送受信するステップと、を含む。
【００１２】
好ましくは、前記変更情報は、前記規格変化によって決定された最大子ノードの数及び最大レベルの数を含む。
また、前記家系図は、前記ツリー構造の各レベルにおいて前記ノードの順位を示すことが好ましい。
【００１３】
前記家系図は、式（５）により計算されることを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワーク規格変化による適応的アドレス再設定方法。
【００１４】
【数５】
2006042370.tif 000003
【００１５】
ここで、Ｆａｍｉｌｙ．Ｔｒｅｅ［ｉ］は、前記ツリー構造のｉ番目レベルにおけるノードの順位を示す家系図であり、Ａｄｄｒｅｓｓは、前記ノードの既存の論理アドレスであり、Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]は既存の最大子ノードの数及び既存の最大レベルの数によって算出される値であり、Ａｎｃｅｓｔｏｒ  Ａｄｄｒは、親ノード（前記変更情報を送信したｉ−１番目のレベルにおけるノード）のアドレスであり、|Ａｄｄｒｅｓｓ/Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]|はＡｄｄｒｅｓｓ/Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]と同一または大きい整数の中の最小値を示す。
【００１６】
前記新規の論理アドレスは、式（２）によって計算されることが好ましい。
【００１７】
【数６】
2006042370.tif 000004
【００１８】
ここで、Ｎｅｗ．Ａｄｄｒは、前記新規の論理アドレスであり、Ｃｓｋｉｐ.ｎｅｗ[ｉ]は、前記コーディネーターから転送された前記最大子ノードの数及び前記最大レベルの数によって算出される値である。
【００１９】
また、前記Ｃｓｋｉｐ.ｏｌｄ[Ｌｉ]の値は、式（７）によって計算されることが好ましい。
【００２０】
【数７】
2006042370.tif 000005
【００２１】
ここで、Ｃｍは最大子ノードの数であり、Ｌｍは最大レベルの数であり、Ｌｉはネットワークにおけるｉ番目のノードのレベルまたはネットワークのレベルの数である。
【００２２】
好ましくは、前記ノードは、前記データパケットのヘッダ部分の所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示して前記データパケットを送信する。
【００２３】
そして、前記ノードは、前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信すれば、前記新規の論理アドレスによって前記データパケットを送信する。
【００２４】
また、前記変更情報を用いて前記ノードで格納するアドレスマッピングテーブルに含まれた他のノードの家系図を計算し、これによって新規の論理アドレスを各々算出して、前記アドレスマッピングテーブルをアップデートするステップをさらに含むことが好ましい。
【００２５】
また、前記ノードは、前記データパケットを前記アドレスマッピングテーブルによって送受信する。
好ましくは、前記ノードは、所定時間の間に、前記新規の論理アドレスと前記既存の論理アドレスとを併用して、前記データパケットを送受信する。
【００２６】
また、前記ノードは、前記データパケットに前記既存の論理アドレス及び前記新規の論理アドレスの何れか一つが使用されることを表示して送受信する。
また、前記ノードは、前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信した場合、前記コーディネーターから前記規格変化による変更情報を受信するまで、前記データパケットをバッファリングするステップをさらに含むことが好ましい。しかし、前記ノードのメモリが不足な場合、前記データパケットを廃棄することが好ましい。
【００２７】
一方、前記ノードは、前記データパケットのヘッダ部分の所定の予備ビットを使用して前記新規の論理アドレスが使用されることを表示し、前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示したデータパケットを受信すれば、前記新規の論理アドレスによって前記データパケットを送信することが好ましい。
【００２８】
また、前記所定の予備ビットに前記新規の論理アドレスが使用されることを表示していないデータパケットを受信すれば、前記既存の論理アドレスによって前記データパケットを送信する。
【００２９】
そして、前記所定時間は、前記コーディネーターから前記変更情報が前記ネットワークの全体に転送される時間によって設定されることが好ましい。
【００３０】
好ましくは、前記無線ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.４標準に基づくジグビー無線ネットワークであることを特徴とする。
【００３１】
前記Ｃｓｋｉｐ.ｎｅｗ[ｉ]の値は、式（８）によって計算されることが好ましい。
【００３２】
【数８】
2006042370.tif 000006
【００３３】
ここで、Ｃｍは最大子ノードの数であり、Ｌｍは最大レベルの数であり、Ｌｉはネットワークにおけるｉ番目のノードのレベルまたはネットワークのレベルの数である。
【００３４】
さらに、Ｃｓｋｉｐは、子ノードに対する論理アドレスブロックの大きさを示し、親ノードのＣｓｋｉｐは、前記親ノードの各々の子ノードにアドレスを割り当てるのに使用されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、複数のノードのネットワーク参加などにより変化したネットワーク規格による新規の論理アドレスを、別の割当て過程なしに、ネットワークの各ノードで自ら計算してアドレスを変更し、これにより、データパケットの送受信を行うことで、アドレス変更のためのネットワーク全体のオーバーヘッドを減少できる。
【００３６】
本発明によれば、ネットワーク規格変化によるノードアドレス変更が、ネットワークに対する送受信オーバーヘッドなしに容易に行われるため、ネットワークに対するノードの参加や脱退等のネットワーク規格の動的な変化を迅速且つ活発に行うことができる。
【００３７】
また、本発明によれば、既存の論理アドレスが新規の論理アドレスに変更される間に２つのアドレスが混在する場合、既存のアドレスを所定時間維持し、各々のアドレスを併用してデータパケットを送受信することで、データパケットの損失を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
本発明に係るルーティング方法は、基本的にＩＥＥＥ８０２.１５.４標準に基づくツリー構造のジグビー無線ネットワークに適用されるが、これに限るものではなく、本発明に係る条件を満たす他の無線ネットワークにも適用可能である。
【００３９】
図１は、ネットワーク形成時のアドレス設定方法を説明するためのジグビー無線ネットワークの一例を示す図である。
図１のジグビー無線ネットワークは、ジグビーコーディネーター(Ａ)を最上位ノードとして、１番目の下位レベルの子ノード(Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ)、２番目の下位レベルの子ノード(Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ)及び第３番目の下位レベルの子ノード(Ｋ)からなるツリー構造である。ジグビーネットワークは、ネットワーク形成時、各親ノードの最大子ノードの数が“Ｃｍ=４”、最大レベルの数が“Ｌｍ=３(レベル０、１、２、３)”で定義された。
【００４０】
ジグビーコーディネーター(Ａ)は、最大子ノードの数及び最大レベルの数に基づいて、ネットワークのすべてのアドレス空間或いはブロックサイズ(Ｂｌｏｃｋ  ｓｉｚｅ)を示す“Ｂｓｉｚｅ”及び“Ｃｓｋｉｐ”を算出する。
【００４１】
ジグビーコーディネーターは、式（９）により、ネットワークのすべてのアドレス空間或いはブロックサイズを示す“Ｂｓｉｚｅ”を算出する。
【００４２】
【数９】
2006042370.tif 000007
【００４３】
ここで、“Ｃｍ”は親ノードが持つ最大子ノードの数、“Ｌｍ”は該ネットワークにおける最大レベルの数を示す。
“Ｂｓｉｚｅ”が算出されると、ジグビーコーディネーターは式（１０）により、各レベルの“Ｃｓｋｉｐ(以下に詳細に説明する)”を算出する。
【００４４】
【数１０】
2006042370.tif 000008
【００４５】
ここで、Ｌｉはネットワークにおけるレベル(Ｌｅｖｅｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ、例えば、図１に示すネットワークにおいて０〜３)を示し、“Ｃｍ”は親ノードが持つ最大子ノードの数を示し、Ｂｓｉｚｅは上記式（９）を用いて計算される。
【００４６】
よって、Ｃｍ=４でＬｍ=３である図１の例の場合、“Ｂｓｉｚｅ=(１−４４)/(１−４)＝８５”であり、この値を式（１０）に代入してみれば、次のように各レベルでのＣｓｋｉｐを算出できる。
【００４７】
【表１】
2006042370.tif 000009
【００４８】
つまり、図１のジグビーネットワークにおいて、ジグビーコーディネーター(Ａ)は、ネットワーク形成時、上記のように算出された各レベルでのＣｓｋｉｐ値に基づいて各ノードのアドレスを割り当てる。すなわち、ジグビーコーディネーター(Ａ)のアドレスを“０”で割り当て、子ノード(Ｂ)のアドレスを“１”で割り当て、“０”レベル(図１に示すジグビーコーディネーター(Ａ)のＣｓｋｉｐ値)でのＣｓｋｉｐ=２１であるため、子ノード(Ｃ、Ｄ、Ｅ)のアドレスは、各々“１+２１=２２”、“２２+２１=４３”及び“４３+２１=６４”で割り当てる。また、親ノード(Ｃ)は“１”レベルでのＣｓｋｉｐ=５であるため、その子ノード(Ｇ)に対してアドレス“２３”を割り当て、ノード(Ｈ)に対してアドレス“２３+５=２８”を割り当てる。類似に、子ノード(Ｉ)(ノードＥの子)にはアドレス“６４＋１=６５”を割り当て、子ノード(Ｊ)(ノードＥの子)にはアドレス“６５＋５=７０”を割り当てる。
【００４９】
図２は本発明の例示的で非制限的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するための無線ネットワークの一例を示す図、図３Ａ及び図３Ｂは本発明の例示的で非制限的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するための例示的な数式または擬似コード(ｐｓｅｕｄｏ  ｃｏｄｅ)である。また、図４は本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するために提供されるフローチャートである。以下、図２乃至図４を参照して、本発明の例示的な実施形態による無線ネットワークノードのアドレス再設定方法を詳細に説明する。
【００５０】
ジグビーネットワークは、最初のネットワーク形成時、その最大子ノードの数及び最大レベルの数が固定される。よって、既存に形成されたツリー構造では、ネットワーク形成の以後に参加可能なノードの数に制限がある。よって、複数のノードがネットワークに参加する場合、最大子ノードの数及び最大レベルの数の変更が避けられない。
【００５１】
図２のジグビー無線ネットワークは、図１のジグビー無線ネットワークからネットワーク規格が変化して、ネットワーク形成時の最大子ノードの数が“Ｃｍ=４”から“Ｃｍ=５”に増加され、レベルの最大数は“Ｌｍ=３”から“Ｌｍ=４”に増加されるものである。
【００５２】
したがって、ネットワークの規格が変化して、“Ｃｍ”及び/又は“Ｌｍ”を変更する必要性がある場合、ジグビーコーディネーター(Ａ)は、変化した規格に適するように新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”を決定し、新規の値は全体ネットワークに転送する(図４のＳ３１０)。
【００５３】
新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”を受信したノードは、まず、自身の家系図を計算し、これにより新規の論理アドレスを計算する(図４のＳ３２０)。
【００５４】
家系図は、ネットワークのツリー構造における自身の位置、例えば、家系図は自身が各レベルにおいて何番目の子ノードに該当するか、即ち、各レベルにおける自身の順位(例えば、１番目のレベルで４番目の子、または、０レベルで１番目の子)を意味する。家系図は、例えば、各レベルに対する整数値のベクトルで示される。家系図の計算は、上記式（９）及び（１０）を用いて逆算の方式で算出できる。
【００５５】
すなわち、既存の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”を式（９）及び（１０）に代入して、ネットワークのすべてのアドレス空間或いはブロックサイズを示す“Ｂｓｉｚｅ”及び各レベルでの“Ｃｓｋｉｐ”を計算できる。よって、該ノードの既存の論理アドレス値から前記のアドレス算出方法を逆順に適用して、ノードが何番目のレベルの何番目の子ノードに該当するかを計算できる。
【００５６】
図３Ａは新規の論理アドレスを算出するために家系図を計算する方法を説明するための数式(ｆｏｒｍｕｌａ)または擬似コードである。図３Ａを参照すれば、既存の最大レベルの数Ｌｍ−ｏｌｄ及び既存の論理アドレスＯｒｇ＿Ａｄｄｒに対して、まず、Ｃｓｋｉｐ＿ｏｌｄ[Ｌｍ＿ｏｌｄ]を計算し、親ノードアドレスＡｎｃｅｓｔｏｒ＿Ａｄｄｒを“０”で設定後、“ｉ”値を増加させ、図３Ａに示す数式によって家系図Ｆａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[ｉ]を計算する。
【００５７】
図２のノード(Ｉ)を例として説明すれば、“Ｃｍ＿ｏｌｄ=４”、“Ｌｍ＿ｏｌｄ=３”であるため、“Ｂｓｉｚｅ=８５”、“Ｃｓｋｉｐ[０]=２１”、“Ｃｓｋｉｐ[１]=５”である。また、ノード(Ｉ)のアドレスは“６５”であるため、Ｆａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[１]:=|Ｏｒｇ＿Ａｄｄｒ/Ｃｓｋｉｐ＿ｏｌｄ[Ｌｉ]|=|６５/２１|=４である。ここで、|ｆ|はｆと同一または大きい整数の中の最小値を示す。
【００５８】
そして、Ａｎｃｅｓｔｏｒ＿Ａｄｄｒ:=Ａｎｃｅｓｔｏｒ＿Ａｄｄｒ+Ｃｓｋｉｐ＿ｏｌｄ[Ｌｉ]*(Ｆａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[ｉ]−１)+１=０+２１*３+１=６４、Ａｄｄｒｅｓｓ:=Ａｄｄｒｅｓｓ−Ａｎｃｅｓｔｏｒ＿Ａｄｄｒ=６５−６４=１である。よって、次回繰返しでＦａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[２]=|Ａｄｄｒｅｓｓ/Ｃｓｋｉｐ＿ｏｌｄ[Ｌｉ]|=|１/５|=１である。つまり、家系図Ｆａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[ｉ]はＦａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[１]=４、Ｆａｍｉｌｙ＿ｔｒｅｅ[２]=１で算出され、ノード(Ｉ)はジグビーコーディネーターの１番目のレベルの４番目の子ノードの２番目のレベルの１番目の子ノードに該当することがわかる。
【００５９】
新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”、すなわち、“Ｃｍ＿ｎｅｗ”及び“Ｌｍ＿ｎｅｗ”を受信したノードは、家系図を計算後、これにより新規の論理アドレスを計算する。
【００６０】
図３Ｂは算出された家系図により新規の論理アドレスを算出する方法を説明するための数式または擬似コードである。図３Ｂを参照すれば、まず、式（９）及び（１０）を用いて“Ｃｓｋｉｐ＿ｎｅｗ[Ｌｍ＿ｎｅｗ]”を計算する。続いて、新規の論理アドレスＮｅｗ＿Ａｄｄｒを“０”で設定後、Ｎｅｗ＿Ａｄｄｒ+Ｃｓｋｉｐ＿ｎｅｗ[ｉ]*(Ｆａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[ｉ]−１)+１を計算してＮｅｗ＿Ａｄｄｒを更新する過程を繰返す。
【００６１】
図２のノード(Ｉ)を例として説明すれば、“Ｃｍ＿ｎｅｗ=５”及び“Ｌｍ＿ｎｅｗ=４”に対して式（９）及び（１０）を適用すれば、アドレスブロックサイズＢｓｉｚｅ=７８１、Ｃｓｋｉｐ＿ｎｅｗ[０]=１５６、Ｃｓｋｉｐ＿ｎｅｗ[１]=３１である。また、家系図はＦａｍｉｌｙ＿Ｔｒｅｅ[１]=４、Ｆａｍｉｌｙ＿ｔｒｅｅ[２]=１であるため、新規のノード(Ｉ)の新規の論理アドレスを算出するための１回繰返しでＮｅｗ＿Ａｄｄｒ:=０+１５６*(４−１)+１=４６９、２回繰返しでＮｅｗ＿Ａｄｄｒ:=４６９+３１*(１−１)+１=４６９+１=４７０である。よって、ノード(Ｉ)の新規の論理アドレスは“４７０”で計算されることがわかる。
【００６２】
一方、新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”を受信したノードは、自身が管理するアドレスマッピングテーブルに書込まれている他のノードの既存の論理アドレスを新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”に対応する新規の論理アドレスにアップデートするために、前記方法によって既存の論理アドレスを知っている他のノードの家系図を計算し、これにより新規の論理アドレスを計算する(Ｓ３３０)。
【００６３】
また、新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”を受信したノードは、変更された“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”による新規の論理アドレスを算出後、例えば、変更された新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”の転送がネットワーク内のすべてのノードに対して完了し、すべてのノードが新規の論理アドレスを算出するのに充分であると判断される時間までタイマーを設定して、既存の論理アドレスを所定時間保持する。タイマー設定時間はネットワーク内のデータパケット転送時間（例えば、ネットワーク内のすべてのノードにデータパケットが転送される時間）及び/又はネットワーク規格によって決定される。
【００６４】
したがって、前記ノードは、タイマー設定時間が終了したか否かをチェックし(Ｓ３４０)、タイマー設定時間が終了すれば、既存の論理アドレスを含んでＬｍ＿ｏｌｄ（ノードに既に保存されているＬｍ）及びＣｍ＿ｏｌｄ（ノードに既に保存されているＣｍ）のような既存のネットワークに対する情報を削除する(Ｓ３５０)。
【００６５】
したがって、各ノードにおいて新規の“Ｃｍ”及び“Ｌｍ”による新規の論理アドレスを計算し、これによりネットワーク全体のアドレス再設定が完了し、新規の論理アドレスによってデータパケットが送受信される。
【００６６】
したがって、無線ネットワークの各ノードは自身の家系図(ｆａｍｉｌｙ  ｔｒｅｅ)情報を計算でき、計算された家系図及び新規のＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを用いて新規の論理アドレスを計算できる。また、自身の論理アドレスだけでなく、アドレスマッピングテーブルで保持している他のノードの論理アドレスも、追加的なデータパケット転送なしに新規の論理アドレスに変更できる。
【００６７】
一方、ジグビーネットワークにおいて、データパケットはツリー構造に沿って転送されるので、ジグビーコーディネーターが新規のＬｍ及びＣｍを決定してこれを全体ネットワークに転送する場合、ネットワーク内のすべてのノードが同時にＬｍ＿ｎｅｗ（新規のＬｍ）、Ｃｍ＿ｎｅｗ（新規のＣｍ）を受信するものではない。よって、Ｌｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗがネットワーク全体に伝播される間は、新規の論理アドレスと既存の論理アドレスとが混在する状態となる。よって、２つのアドレスが混在する間にデータパケット送受信における衝突を防止するために、２つのアドレスによるデータパケット送受信方法が要求される。
【００６８】
本発明の例示的な実施形態によるネットワークノードアドレス再設定の過程が行われる間、新規のアドレスを用いて送受信されるデータパケットを、既存のアドレスを用いて送受信されるデータパケットと区別するために、パケットヘッダにある予備ビット(ｒｅｓｅｒｖｅｄ  ｂｉｔ)の一つ、例えば、フレームコントロールフィールドの予備ビットを新規のアドレスビットとして用いて、データパケットに含まれているアドレスがＬｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗによって変更された新規の論理アドレスであることを示す。
【００６９】
また、Ｌｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗを受信して新規の論理アドレスを計算したノードは所定時間の間に既存のアドレスとＬｍ＿ｏｌｄ、Ｃｍ＿ｏｌｄとも保持し、このような情報を保持する所定の期間はタイマーを用いて設定する。タイマーは最小限ジグビーコーディネーターからリーフノード(ｌｅａｆ  ｎｏｄｅ)までビーコンフレームが伝播される時間以上となることが好ましい。
【００７０】
図５は本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定によるデータパケット受信過程を説明するために提供されるフローチャートである。図５のフローチャートの説明において、図２のようなツリー構造のネットワークを例として説明する。
【００７１】
ネットワーク内の一つのノードがデータパケットを受信すれば(Ｓ４１０)、受信したデータパケットのヘッダ部分を分析して新規のアドレスビット値を確認し、受信したデータパケットが新規の論理アドレスを含むか否か判断する(Ｓ４２０)。ここで、Ｌｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗによって変更された新規の論理アドレスにより転送されるデータパケットの場合は、新規のアドレスビットを例えば“１”で示す。
【００７２】
したがって、新規のアドレスビットが“１”である場合、即ち、受信したデータパケットが新規の論理アドレスを含む場合（ステップＳ４２０で「Ｙｅｓ」）、該ノードは自身がＬｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗを受信したかを判断する(Ｓ４３０)。
【００７３】
該ノードは自身がＬｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗを受信した場合には（ステップＳ４３０で「Ｙｅｓ」）新規の論理アドレスによって受信したデータパケットの目的地が自身か自身の子ノードかを判断して、データパケットを目的地に送信したり、自身が目的地の場合にはデータパケットに含まれたデータを自身が処理する(Ｓ４９０)。
なお、Ｌｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを既に受信しているノードは、前記のように自身の新規の論理アドレスを計算し、アドレスマッピングテーブルのアドレスを新規の論理アドレスにアップデートして保有しているので、保有している新規の論理アドレスによって受信されたデータパケットの目的地が自身か自身の子ノードかを判断して、データパケットを目的地に送信したり、自身が目的地の場合にはデータパケットに含まれたデータを自身が処理する。
【００７４】
しかしながら、まだＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信していなくて（ステップＳ４３０で「Ｙｅｓ」）既存の論理アドレスのみを保有しているノードは、所定時間の間に受信されたデータパケットを格納する(Ｓ４４０)。即ち、ノードはＬｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗを受信するまでタイマーを設定し（ステップＳ４４２）、受信したデータパケットをバッファリングする（ステップＳ４４４）。新規のアドレスビットが“１”であるデータパケットを受信したことは、該ノードの親ノードまでＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗが伝播されたことを示すので、この場合、データパケットをバッファリングする時間は長くない。所定のタイマー設定時間が終了するまでＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信したか否か判断する（ステップＳ４４６）。
所定のタイマー設定時間が終了するまでＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信していない場合（ステップＳ４４６で「Ｎｏ」）にはバッファリングされたデータパケットを廃棄する（ステップＳ４４８）。
【００７５】
一方、前記のように、受信されたデータパケットをバッファリングすることは、メモリにおいて制限的なジグビーＲＮ−ノードには適していないので、ＲＮ−ノードは受信したデータパケットをバッファリングしなくて廃棄することが好ましい。
なお、ノードのメモリが不足する場合にはデータパケットを廃棄しても良い。
【００７６】
受信したデータパケットをバッファリングする間、タイマー設定時間が終了する前にＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信すれば(Ｓ４４６で「Ｙｅｓ」)、ノードは受信したＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗによって前記のように自身の新規の論理アドレスとアドレスマッピングテーブルの他のノードの新規の論理アドレスとを計算する(Ｓ４６０)。そして、ノードは計算した新規のアドレスによってバッファリングされたデータパケットの目的地が自身か自身の子ノードかを判断して、データパケットを他のノード（目的地）に送信したり、そのデータを自身が直接処理したりするデータパケット処理を行う(Ｓ４９０)。
【００７７】
一方、受信されたデータパケットの新規のアドレスビットが“０”である場合（ステップＳ４２０で「Ｎｏ」）、ノードが既にＬｍ＿ｎｅｗ及びＣｍ＿ｎｅｗを受信したか否かを判断する(Ｓ４７０)。
【００７８】
ノードが既にＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信した場合（ステップＳ４７０で「Ｙｅｓ」）にも、所定のタイマー設定時間が終了する前までは、所定時間の間に既存の論理アドレスを保有しているので、ノードは既存の論理アドレスによって受信したデータパケットの目的地が自身か自身の子ノードかを判断して、データパケットを他のノード（目的地）に送信したり、そのデータを自身が直接処理したりするデータパケット処理を行う(Ｓ４８０)。
【００７９】
しかしながら、ノードがＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信していない場合（ステップＳ４７０で「Ｎｏ」）には、自身が保持する論理アドレス及びアドレスマッピングテーブルによって受信したデータパケットの目的地を判断して、データパケット処理を行う(Ｓ４９０)。
【００８０】
したがって、Ｌｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗがネットワークで伝播される間、新規の論理アドレスが既存の論理アドレスと共に混在することで、データパケット損失などの送受信時に発生する可能性がある問題点を解決できる。
【００８１】
図６は本発明に係るアドレス再設定によるデータパケット送信過程を説明するために提供されるフローチャートである。
ノードが他のノードに転送すべきデータパケットを上位階層から受信すれば(Ｓ５１０)、ノードは自身がＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを既に受信したか否かを判断する(Ｓ５２０)。
【００８２】
ノードが既にＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信した場合には（ステップＳ５２０で「Ｙｅｓ」）、データパケットのヘッダ部分の新規のアドレスビットを“１”で設定し(Ｓ５３０)、アドレスマッピングテーブルによって目的地（データパケットを転送すべきノード）の新規の論理アドレスにデータパケットを転送する(Ｓ５５０)。
【００８３】
一方、ノードがＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信していない場合（ステップＳ５４０で「Ｎｏ」）には、パケットヘッダの新規のアドレスビットを“０”で設定し(Ｓ５４０)、アドレスマッピングテーブルによって目的地ノードの既存の論理アドレスにデータパケットを転送する(Ｓ５６０)。ノードがＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信していない場合には、新規のアドレスビットを“０”で設定してデータパケットを転送し、転送されたデータパケットを受信したノード（データパケットを転送されたノード）は、前述した本発明の例示的な実施形態によるデータパケット受信方法により、新規のノードビットが“０”の場合に自身がＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗを受信したか否かを判断し、これによりデータパケット処理を行う。
【００８４】
したがって、新規のＬｍ＿ｎｅｗ、Ｃｍ＿ｎｅｗが決定されてネットワークのツリー構造及びアドレスが変更され、既存のアドレスと新規のアドレスとが混在する場合にも、アドレスの衝突なしにデータパケットを円滑に送受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】ネットワーク形成時のアドレス設定方法を説明するための無線ネットワークの一例を示す図である。
【図２】本発明の例示的で非制限的な一実施形態によるアドレス再設定方法を説明するための無線ネットワークの一例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するための数式である。
【図３Ｂ】本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するための数式である。
【図４】本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定方法を説明するために提供されるフローチャートである。
【図５】本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定によるデータパケット受信過程を説明するために提供されるフローチャートである。
【図６】本発明の例示的な実施形態によるアドレス再設定によるデータパケット送信過程を説明するために提供されるフローチャートである。
【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４】
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【図５】
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【図６】
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