(57)【要約】  タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルで動作している親装置と、低エネルギーチャネルホッピングプロトコル上で動作する低エネルギーのネットワーク装置との間の通信を同期させるためのシステム及び方法が開示される。親装置は、タイムスロットの第１の部分の間に、ＴＳＣＨタイムスロットを細分化し、隣接するＴＳＣＨ装置と通信し、タイムスロットの第２の部分では、接続される低エネルギー装置からの通信を聴取して待機する。低エネルギー装置から同期要求を受信すると、ＴＳＣＨ装置は、同期データを含む同期応答を送信する。同期データは、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期することによって、低エネルギー装置がＴＳＣＨネットワークとの通信を同期させることを可能にする。
2019534635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で動作する親ノード内のプロセッサによって実行される方法であって、
親ノードによって、第１のＴＳＣＨネットワーク上の隣接ノードからの通信のために、第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットの第１のタイムスロットの第１の部分の間に、ＴＳＣＨチャンネルを聴取して待機することと、
第１のタイムスロットの第１の部分で通信が受信されなかったときに、親ノードによって、低エネルギーのエンドポイントノードからの通信のために第１のタイムスロットの第２の部分の間に、低エネルギーのネットワークチャンネルを聴取して待機することと、
低エネルギーのネットワークチャネルで親ノードによって、第１のタイムスロットの第２の部分の間に、低エネルギーのエンドポイントノードからの同期要求を受信することと、
親ノードによって低エネルギーのエンドポイントノードに、第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットの第２のタイムスロットの第１の部分の間に同期応答を送信することであって、前記第２のタイムスロットは第１のタイムスロットに続くものであることとを含み、
前記同期応答は、低エネルギーのエンドポイントノードの通信を第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期させるための同期データを含む方法。
【請求項２】
親ノードは非バッテリ電源によって電力が供給され、
低エネルギーのエンドポイントノードはバッテリ電源によって電力が供給され、
親ノードは、低エネルギーのエンドポイントノードの起動／スリープサイクルの起動アップ期間にのみ低エネルギーのエンドポイントノードから通信を受信する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記同期データは、前記親ノードと通信するための第３のタイムスロットを識別するための絶対的なスロット番号識別子を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第３のタイムスロットの第１の部分の間に、前記親ノードと前記低エネルギーのエンドポイントノードの間で通信を行うことをさらに含み、
前記第３のタイムスロットは前記第２のタイムスロットに続く請求項１に記載の方法。
【請求項５】
低エネルギーのネットワークノードは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルで動作し、
前記第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングと比較してより速いレートで行われる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンを用いて、低エネルギーのネットワークノードとの同期通信は、前記低エネルギーのネットワークノードに対して、前記第１のＴＳＣＨプロトコルよりも速いレートで複数のチャネルを切り替える請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記親ノードは、前記低エネルギーのエンドポイントノードによって利用される低エネルギーのネットワークチャネルで、前記低エネルギーのエンドポイントノードに対する同期応答に通信する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
同期要求に応答して、親ノードからの肯定応答信号を聴取することであって、前記肯定応答信号は、親ノードが低エネルギーのエンドポイントによって送信された同期要求を受信したことを示すことと、
前記肯定応答信号が親ノードから受信されなかったと判断するとき、前記同期要求を再送信することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
第１の低エネルギーのネットワークチャネル上で、第１の同期応答を親ノードから第１の低エネルギーのエンドポイントノードに送信し、前記第１の同期応答は、前記第１の低エネルギーのエンドポイントノードの第１の起動／スリープサイクルの第１の起動期間に送信されることと、
第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルのチャネルホッピングパターンに従って、１つ以上のチャンネル上の複数のタイムスロットの間、親ノードは１つ以上の隣接ノードと通信することと、
第２の低エネルギーのネットワークチャネル上で、親ノードから第２の低エネルギーのエンドポイントノードに第２の同期応答を送信することであって、送信された第２の同期応答は、第２の低エネルギーのエンドポイントノードの第２の起動／スリープサイクルの第２の起動期間に送信されることと、
前記第１の同期応答及び前記第２の同期応答は、第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期するための同期データを含み、
前記第１の同期応答に応答して第１の低エネルギーのエンドポイントノードからの第１の肯定応答信号を聴取することであって、前記第１の肯定応答信号は、第１の低エネルギーのエンドポイントノードが第１の同期応答を受信しかつ前記第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期することと、
前記第２の同期応答に応答して、第２の低エネルギーのエンドポイントノードからの第２の肯定応答信号を聴取することであって、前記第２の肯定応答信号は、第２の低エネルギーのエンドポイントノードが第２の同期応答を受信しかつ前記第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期することを示すこととを含む方法。
【請求項１０】
前記第１の肯定応答信号が第１の低エネルギーのエンドポイントノードから受信されなかったと判断するとき、後続のタイムスロットにおいて第１の同期応答を再送信することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の同期応答は、第１の低エネルギーのネットワークチャネル上の第１のＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの第１の部分の間に送信され、
前記第２の同期応答は、第２の低エネルギーのネットワークチャネル上の第１のＴＳＣＨプロトコルの第２のタイムスロットの第１の部分の間に送信される請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記親ノードは、非バッテリ電源によって電力を供給され、
前記第１の低エネルギーのエンドポイントノード及び前記第２の低エネルギーのエンドポイントノードは電池電源によって電力を供給される請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
第１の低エネルギーのネットワークノード及び第２の低エネルギーのネットワークノードは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルで動作し、
前記第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングと比較してより速いレートで行われる請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の肯定応答信号が第１の低エネルギーのエンドポイントノードから受信されなかったと判断するとき、前記第１の低エネルギーのネットワークチャネル上の第１の低エネルギーのエンドポイントノードからの同期要求のために、前記第１のＴＳＣＨプロトコルのタイムスロットの第２の部分の間において聴取することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
同期応答を、親ノードから第１の低エネルギーのエンドポイントノードにブロードキャストし、低エネルギーのネットワークチャネル上で第２の低エネルギーのエンドポイントノードにブロードキャストすることであって、送信された同期応答は、前記第１の低エネルギーのエンドポイントノードの第１の起動／スリープサイクルの第１の起動期間において、及び第２の低エネルギーのエンドポイントノードの第２の起動／スリープサイクルの第２の起動期間において送信されことであり、親ノードは、第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルのチャネルホッピングパターンに従って、１つ以上のチャンネル上の複数のタイムスロットにおいて、１つ以上の隣接ノードと通信することと、
前記同期応答に応答して、前記第１の低エネルギーのエンドポイントノードからの第１の肯定応答信号を聴取することであって、前記第１の肯定応答信号は、第１の低エネルギーのエンドポイントノードが同期応答を受信しかつ第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期されたことを示すことと、
前記同期応答に応答して、第２の低エネルギーのエンドポイントノードからの第２の肯定応答信号を聴取することであって、前記第２の肯定応答信号は、前記第２の低エネルギーのエンドポイントノードが同期応答を受信しかつ第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期されたことを示すこととを含む方法。
【請求項１６】
前記同期応答は、前記第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第１のタイムスロットの第１の部分の間にブロードキャストされる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第２のタイムスロットにおいて第１の肯定応答信号を受信することであって、前記第２のタイムスロットは、前記第１の低エネルギーのエンドポイントノードによって決定された第１のランダム化された遅延に従って発生することと、
前記第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第３のタイムスロットの間において第２の肯定応答信号を受信することであって、前記第３のタイムスロットは、前記第２の低エネルギーのエンドポイントノードによって決定された第２のランダム化された遅延に従って発生することとを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の肯定応答信号が第１の低エネルギーのエンドポイントノードから受信されなかったと判断するときに、前記低エネルギーのネットワークチャネル上の第１の低エネルギーのエンドポイントノードからの同期要求のために、前記第１のＴＳＣＨプロトコルのタイムスロットの第２の部分の間に、聴取することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおいて互いに通信可能に結合された複数のノードを備えるシステムであって、
前記複数のノードのうちの少なくとも１つは親ノードを含み、
前記親ノードは、
プロセッサと、
非一時的コンピュータ可読媒体とを備え、
前記プロセッサは、前記非一時的コンピュータ可読媒体に組み込まれた命令を実行して以下の動作を実行するように構成され、
前記命令は、
第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第１のタイムスロットの第２の部分の間に、親ノードによって、低エネルギーのネットワークチャネル上で通信する低エネルギーのエンドポイントノードからの同期要求を受信することとを含み、
前記親ノードは、前記第１のＴＳＣＨプロトコルの１つ以上のチャネル上の複数のタイムスロットの第１の部分の間に、１つ以上の隣接ノードと通信し、
前記親ノードは、前記第１のタイムスロットの第２の部分の間に、前記低エネルギーのネットワークチャネル上で通信を聴取し、
前記親ノードによって、前記低エネルギーのエンドポイントノードに、ＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第２のタイムスロットの第１の部分の間に同期応答を送信することとを含み、
前記同期応答は、低エネルギーのエンドポイントノードの通信をＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期させるための同期データを含むシステム。
【請求項２０】
前記親ノードは、非バッテリ電源によって電力を供給され、
前記低エネルギーのエンドポイントノードは、バッテリ電源によって電力を供給され、
前記親ノードは、低エネルギーのエンドポイントノードの起動／スリープサイクルの起動アップ期間にのみ前記低エネルギーのエンドポイントノードから通信を受信する請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
低エネルギーのネットワークノードは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルで動作し、
前記第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングと比較してより速いレートで行われる請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記低エネルギーのネットワークノードの通信を第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期させることは、前記低エネルギーのネットワークノードに、前記第１のＴＳＣＨプロトコルのより速いレートでチャネルを切り替える請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
低エネルギーのネットワークノードによって、親ノードに、前記親ノードによって利用される第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと通信を同期させるための同期要求を送信することであって、前記同期要求は、前記第１のＴＳＣＨプロトコルの複数のタイムスロットのうちの第１のタイムスロットに低エネルギーのネットワークチャネル上で送信されることと、
前記親ノードが同期要求を受信したことを示す肯定応答信号を聴取することと、
前記肯定応答信号が親ノードから受信されなかったと判断するとき、同期要求の再送信を第２のタイムスロットの第２の部分と整列させるように構成されたタイミングオフセットを有する複数のタイムスロットのうちの第２のタイムスロットの間に同期要求を再送信することとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にネットワーキングに関し、より詳細には、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ネットワークをホッピングするタイムスロットチャネルにおいて、低エネルギーのエンドポイント装置とＡＣで電力供給された装置との間の同期機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおける低エネルギー装置の参加時間を改善するシステム及び方法が提供される。公益事業会社、ホームオートメーションプロバイダ、産業用オートメーションプロバイダ、科学及び環境アプリケーションプロバイダ、及び他のリソースプロバイダは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義されるＴＳＣＨネットワーク上で動作する装置を介してエンドポイントと通信することができる。電力供給された親機（例えば、電気メーター、ルーター）はＴＳＣＨネットワークを介して接続され、当該ＴＳＣＨネットワークは、第１のネットワーク又は第１のＴＳＣＨネットワーク（ＰＮ−ＴＳＣＨ）と呼ばれる。電力供給された親装置は、本明細書では親ノード又はＴＳＣＨノードとも呼ばれる。同期を維持するに、給電されたＴＳＣＨノードは互いに通信し、ＴＳＣＨノード間で送信される周期的なビーコンの使用を通して互いに同期を維持する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低エネルギー（ＬＥ）装置は、（例えば、電気、熱、水、その他の公益事業、その他の種類の資源等の）リソースの消費を監視及び／又は管理するために使用される。いくつかの局面では、ＬＥ装置は、スマートパワーグリッド及びスマートホームテクノロジで使用できるモノのインターネット（ＩｏＴ）で可能な装置である。低エネルギー装置は、ＴＳＣＨネットワークにおけるエンドポイントとして利用され、Ａ／Ｃ給電の親ノードとメッセージを通信する。低エネルギー機器（ＬＥノード、ＬＥエンドポイント、ＬＥエンドポイントノードとも呼ばれる）は、バッテリ式装置、環境発電装置、及び待機電力タッピング装置を含む。ＬＥエンドポイントは、第２のＴＳＣＨネットワークにおいて第２の低エネルギーホッピングパターンを利用する。ＬＥエンドポイントによって利用される第２のＴＳＣＨネットワークはチャネルホッピングプロトコルを使用し、このチャネル周波数は、親装置が使用する第１のＴＳＣＨネットワークよりもはるかに遅い速度で切り替わる。第２のＴＳＣＨネットワークは、本明細書ではＬＥ  ＴＳＣＨネットワークと呼ばれる。ＬＥネットワークによって利用される低速チャネルホッピングプロトコルは、低エネルギーチャネルホッピングプロトコルと呼ばれる。消費電力を節約し、バッテリ寿命を節約するために、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークはＬＥ装置がスリープ状態に入ることを可能にする（つまり、発振器などの高出力電子機器をオフにする）。ＬＥ装置は所与のＴＳＣＨスロットフレーム内の可能な送信数が限られているので、ＬＥ装置は周期的な同期のためにＡ／Ｃ給電された親ノードからビーコンを送信又は受信しない。親ＴＳＣＨノードと、バッテリ式ＬＥ装置との間の同期を可能にする機構が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＴＳＣＨプロトコルを使用して第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で通信する親装置と、低エネルギーチャネルホッピングプロトコルを使用して動作する、親装置に接続された低エネルギーのエンドポイント装置との間の同期通信のためのシステム及び方法が開示される。低エネルギーチャネルホッピングプロトコルは、第１のＴＳＣＨネットワークによって使用されるＴＳＣＨプロトコルと比較して遅いチャネルホッピングレートを有するＴＳＣＨプロトコルである。低エネルギーのエンドポイント装置は、電池寿命を節約するために、スリープ／起動サイクルの起動状態の間において、バッテリ電源から電力を供給されて動作する。複数のＴＳＣＨ親装置は、ＴＳＣＨチャネルホッピングパターンによって決定された周波数チャネル上のＴＳＣＨタイムスロットの第１の部分の間に隣接するＴＳＣＨ装置と通信し、低エネルギーのネットワーク周波数チャネル上のＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間に、低エネルギーのエンドポイント装置からの通信を聴取する（聴取することは、聴取して待機することを意味する）ように構成される。
【０００５】
スリープ状態を抜けて起動状態に入ると、低エネルギーのエンドポイント装置は、低エネルギーのネットワーク周波数で同期要求をＴＳＣＨ親装置に送信する。ＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間に同期要求を受信すると、ＴＳＣＨ親装置は、肯定応答信号とそれに続く同期応答を送信する。同期応答は、低エネルギーのネットワーク周波数チャネルで送信される。同期応答は、低エネルギーのエンドポイント装置が第１のＴＳＣＨネットワークによって使用されるＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと通信を同期させることを可能にする同期データを含む。低エネルギーのエンドポイント装置は、クロックドリフトを考慮してタイミングを再調整することもあり、当該クロックドリフトは、スリープ状態の間に起こったかもしれない。低エネルギーのネットワーク装置の通信を第１のＴＳＣＨネットワークのチャネルホッピングパターンと同期させることによって、第１のＴＳＣＨネットワークで使用されるＴＳＣＨプロトコルの速い速度で、低エネルギーのネットワーク装置はチャネルを切り替える。これに応答して、低エネルギーのエンドポイント装置は、同期確認応答をＴＳＣＨ親装置に送信する。低エネルギーのエンドポイント装置が第１のＴＳＣＨネットワークのＴＳＣＨプロトコルチャネルホッピングパターンと同期していることを示す。
【０００６】
さらなる実施形態では、ＴＳＣＨ親装置は、低エネルギーのネットワーク周波数チャネル上で同期応答を周期的に送信することによって同期を開始する。一態様では、同期応答は所定の間隔で接続された低エネルギー装置に送信される。他の実施形態では、同期応答は複数の低エネルギー装置に同時にブロードキャストされる。
【０００７】
これらの例示的な態様及び特徴は、本発明を限定又は定義するためのものではなく、本出願において開示された発明の概念の理解を助けるための例を提供するためのものである。本発明の他の態様、利点、及び特徴は、出願全体を検討した後に明らかになるであろう。
【０００８】
添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むとき、本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点はよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークで動作している親装置と、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルで動作する接続低エネルギー装置との間で同期通信を実施するためのコンピューティング装置の一例を示すネットワーク図である。
【図２】本明細書に開示の実施形態に係る、ＴＳＣＨ親装置の一例を示すブロック図である。
【図３】本明細書に開示された実施形態に係る、低エネルギーのエンドポイント装置の一例を示すブロック図である。
【図４】タイムスロットチャネルホッピングパターンにおけるタイムスロットの配置を示す図である。
【図５】図４に示すタイムスロットのうちの１つの例を示す図である。
【図６】同期を確立するための、ＴＳＣＨ親装置と低エネルギーのエンドポイント装置間の通信の一例を示すタイミング図である。
【図７】同期を確立するための、ＴＳＣＨ親装置と低エネルギーのエンドポイント装置との間の通信の代替例を示すタイミング図である。
【図８】ブロードキャスト同期応答を利用することによって同期を確立するための、ＴＳＣＨ親装置と低エネルギーのエンドポイント装置との間の通信の代替例を示すタイミング図である。
【図９】同期に失敗したときにＴＳＣＨ親装置と低エネルギーのエンドポイント装置間で同期を再試行する、例示的な通信を示すタイミング図である。
【図１０】ＴＳＣＨ親装置と低エネルギーのエンドポイント装置との間の同期を確立するための、例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１のタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークで動作するＡ／Ｃで電源供給された親装置と、バッテリ式で低エネルギーチャネルホッピングプロトコルで動作する低エネルギーのエンドポイント装置（ＬＥ装置）との間で同期を確立するためのシステム及び方法が提供される。第１のＴＳＣＨネットワークは、例えば、リソースプロバイダシステムとの通信を提供するメッシュネットワーク内の複数のＴＳＣＨ装置を含む。ＴＳＣＨ装置は、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４で定義されるＴＳＣＨプロトコルを使用して通信する。ＴＳＣＨプロトコルを使用して通信することによって、ＴＳＣＨネットワーク内のノードは、スケジュールされた周波数チャネルホッピングパターンに従って一連のタイムスロットを使用して信号を送受信する。ＬＥ装置は、１つ以上のＴＳＣＨ親装置に通信可能に結合される。バッテリ寿命を節約するために、ＬＥ装置は起動／スリープサイクルの起動期間中にＴＳＣＨ親装置と通信する。さらに、ＬＥ装置は低エネルギーチャネルホッピングプロトコルで動作し、当該低エネルギーチャネルホッピングプロトコルは、ＬＥ装置が第１のＴＳＣＨネットワークの周波数チャネルホッピングパターンよりも遅いレートで周波数チャネルを切り替える第２のＴＳＣＨプロトコルである。本明細書に記載の実施形態は、ＬＥ装置が、スリープからの復帰時において、第１のＴＳＣＨ親装置のチャネルホッピングプロトコルと同期するための同期機構を提供する。
【００１１】
ＬＥ装置と通信を同期させるに、ＴＳＣＨ親装置は、隣接ＴＳＣＨノードと通信し、第１のＴＳＣＨネットワーク上の同じＴＳＣＨタイムスロット中にＬＥ装置からの通信を聴取するように構成される。ＴＳＣＨプロトコルでは、タイムスロット内に未使用時間がある場合があり得る。タイムスロットを細分することによって、親ＴＳＣＨノードは、同じタイムスロット内の複数のチャネル割り当てで動作する。例えば、ＴＳＣＨ親装置は、ＴＳＣＨタイムスロットの第１の部分の間に隣接するＴＳＣＨノードと通信することができる。ＴＳＣＨタイムスロットの第１の部分では、ＴＳＣＨ親装置は、第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに従って周波数チャネル上で隣接するＴＳＣＨ装置と通信する。ＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間に、ＴＳＣＨ親装置は、低エネルギーのネットワークチャネルホッピングパターンに従って、低エネルギーのネットワーク周波数チャネル上でＬＥ装置からの通信を聴取する。
【００１２】
例示の実施形態では、ＬＥ装置とＴＳＣＨ親装置のチャネルホッピングパターンとの間の同期を確立するために、ＬＥ装置は、スリープ期間からの起動時に、同期要求信号をＴＳＣＨ親装置に送信する。低エネルギーチャネルホッピングプロトコルに従って低エネルギーのネットワーク周波数チャネルで送信される同期要求は（つまり、第２のＴＳＣＨプロトコル）はＬＥ装置によって実装される。ＴＳＣＨ親装置は、ＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間にＬＥ装置からの通信を聴取し、同期要求を受信する。それに応答して、ＴＳＣＨ親装置は、後続のタイムスロット中に同期応答をＬＥ装置に送信する。例えば、ＴＳＣＨ親装置は、次に利用可能なタイムスロット中に同期応答を送信することができ、他の通信のために（例えば、一般に、同期要求を受信した後の２又は３タイムスロット以内）予約されていない次のタイムスロットにおいて予約される。同期応答は同期データを含み、これにより、ＬＥ装置は第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと通信を同期させることができる。例えば、同期データは、第１のＴＳＣＨプロトコルで使用されるチャネルホッピングパターンの表示を含む（例えば、タイムスロット及びＴＳＣＨフレームのタイミングとタイムスロットあたりの周波数チャネル割り当て）。同期データはまた、同期期間情報も含み、当該同期期間情報は、スリープ／起動サイクルの期間情報であり、タイムスロットを再調整するためにＬＥ装置により用いられる絶対スロット番号（ＡＳＮ）である。同期データはまた、ＬＥ装置に送信される保留中のパケットがあるときに、ＬＥ装置に示すためのフラグを含むことができる。
【００１３】
さらなる実施形態では、ＴＳＣＨ親装置は、接続されるＬＥ装置に同期応答を周期的に送信するように構成される。これらの実施形態において、ＴＳＣＨ親装置は、ＬＥ装置から同期要求を受信するのを待たず、代わりにＬＥ装置に同期応答を周期的に送信する。複数のＬＥ装置が親装置に接続される場合、親装置は、別々のタイムスロット中に各ＬＥ装置に同期応答を送信するか、又は同期応答を同時にブロードキャストすることができる。そのような実施形態では、ＬＥ装置は、同期応答を受信するために特定の間隔であるリープサイクルから起動アップするように構成される。対応する低エネルギーのネットワーク周波数チャネル上の親装置により、ＬＥ装置によって実行される低エネルギーチャネルホッピングプロトコルに従って、同期応答が送信される。上述したように、同期応答は同期データを含み、これにより、ＬＥ装置は第１のＴＳＣＨプロトコルの高速チャネルホッピングパターンと通信を同期できる。
【００１４】
これらの例示的な例は、本明細書で論じられる一般的な要旨を読者に紹介するために与えられており、開示された概念の範囲を限定することを意図していない。
以下のセクションでは、図面を参照しながら様々な追加の態様及び例を説明する。図面では、同じ番号は同じ要素を示す。
【００１５】
次に図面を参照すれば、図１は、リソースプロバイダ１１０に通信可能に結合されたＴＳＣＨ装置１０２ａ〜ｄを備える例示的な第１のＴＳＣＨネットワーク１００を示すネットワーク図である。第１のＴＳＣＨネットワーク１００は、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃとリソースプロバイダ１１０との間の通信を提供する。第１のＴＳＣＨネットワーク１００は、ネットワーク１１５を介してＬＥ装置１０４ａ〜ｃとリソースプロバイダ１１０との間の通信を提供する。例えば、ネットワーク１１５は、任意の適切なネットワーク又は中間コンピューティング装置を含み得る、イントラネット又はインターネットを含む。
【００１６】
ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、管理、監視、監視、及び管理に関する１つ以上のアプリケーションを実行するために使用することができ、あるいは、リソースプロバイダ１１０に関連する配電システムの１つ以上の属性に関する情報を使用する。そのようなＬＥ装置１０４ａ〜ｃの非限定的な例は、電力消費を監視及び分析するためのインテリジェント計量装置と、電力消費を管理するためのプログラム可能なサーモスタットと、電力消費に関連する情報及び電力消費に対する関連する請求情報などを表示すための家庭内表示装置とを含む。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、ホームエリアネットワークにおいてスマートホーム機能を提供するための他のモノのインターネット対応装置も含む。
【００１７】
ＴＳＣＨ装置１０２ａ〜ｃは、標準のＡ／Ｃ電力によって電力を供給され得る。ＴＳＣＨ装置１０２ａ〜ｃはまた、商用電源であり得、及び／又はバッテリバックエンドもしくはスーパーキャパシタバックエンドを有し得る。その結果、停電時に、第１のＴＳＣＨネットワーク１００は、バックアップによって許容される期間にわたって動作し続けることができる。ＴＳＣＨ装置１０２ａ〜ｄは、ＴＳＣＨプロトコル上で動作することによって通信する。対照的に、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは電源によって電力を供給され、持続的な電力使用のための能力において制限されるが、代わりに通信のバーストのために十分な電力を提供することで、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃが同期、ＲＩＴコマンド応答、非要請プッシュメッセージ、及び他のバースト通信のために通信することを可能にする。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃはまた、低電力用途の代替の供給源を使用し得る。例えば、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、待機電力のタッピング、電力の獲得、及び他方法により電力供給され、ここで、持続的な期間にわたってアプリケーションに電力を供給することが制限される。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、構成要素（例えば、発振器とトランシーバ）への電力を周期的に遮断することによってバッテリ寿命／エネルギー使用量を節約するように構成される。そしてスリープ状態と起動状態の間を循環する。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルを利用する第２の（二次）ネットワーク上で動作することによって互いに通信する。第２のネットワークは、本明細書では低エネルギーのＴＳＣＨネットワーク（ＬＥ−ＴＳＣＨネットワーク）とも呼ばれる。ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークによって使用されるチャネルホッピングパターンは、低エネルギーチャネルホッピングパターンと呼ばれ、ここで、その周波数チャネルは、第１のＴＳＣＨネットワークで使用されるＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンよりも低速で変化する周波数チャネルである。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、第１のＴＳＣＨネットワーク１００のＴＳＣＨ親装置に通信可能に結合される。例えば、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、ＬＥ装置１０４ａ及び１０４ｂの親装置である。ＴＳＣＨ装置１０２ｃは、ＬＥ装置１０４ｃの親装置である。
【００１８】
本明細書で開示される態様では、親ＴＳＣＨ装置１０２ｃ〜１０２ｄは単一のインターフェース上にコンカレントＭＡＣを実装し、両方の隣接ＴＳＣＨ装置（例えば、ＴＳＣＨ装置１０２ｂ〜ｃはＴＳＣＨ装置１０２ｄに隣接し、ＴＳＣＨ装置１０２ｂ、１０２ｄはＴＳＣＨ装置１０２ｃに隣接する）と、単一の無線トランシーバを介して接続されたＬＥ装置１０４ａ〜ｃと通信することができる。他のいくつかの実施形態において、コンカレントＭＡＣは、複数のインターフェースに実装できる。
【００１９】
図２は、隣接するＴＳＣＨ装置と接続されるＬＥ装置の両方と通信するため。単一のトランシーバ装置２２０を有するＴＳＣＨ装置１０２の一例を示すブロック図である。ＴＳＣＨ装置１０２はプロセッサ２０２を含む。プロセッサ２０２の非限定的な例は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、状態機械、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他の適切な処理装置を含む。プロセッサ２０２は、１つを含む任意の数の処理装置を含むことができる。プロセッサ２０２は、メモリ装置２０４などの非一時的コンピュータ可読媒体に通信可能に結合することができる。プロセッサ２０２は、コンピュータ実行可能プログラム命令を実行し、かつ／又はメモリ装置２０４に格納される情報にアクセスすることができる。
【００２０】
メモリ装置２０４は、以下の命令を記憶することができ、プロセッサ２０２によって実行されるとき、プロセッサ２０２に、ここで記載の動作を実行させる。メモリ装置２０４はコンピュータ可読媒体とすることができ、例えば、電子的、光学的、磁気的、又はプロセッサにコンピュータ可読命令を提供することができる他の記憶装置などであるが、これらに限定されない。そのような光学、磁気、又は他の記憶装置の非限定的な例は、読み取り専用（「ＲＯＭ」）装置、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）装置、磁気ディスク、磁気テープが含まれる。その他の磁気記憶装置、メモリチップ、ＡＳＩＣ、構成されたプロセッサ、光学式記憶装置、その他の媒体を含み、ここで、それらからコンピュータプロセッサは命令を読むことができる。命令は、コンパイラ及び／又はインタプリタによって任意の適切なコンピュータプログラミング言語で書かれたコードから生成されたプロセッサ固有の命令を含むことができる。適切なコンピュータプログラミング言語の非限定的な例は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｐｅｒｌ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔなどを含む。
【００２１】
ＴＳＣＨ装置１０２はバス２０６も含むことができる。バス２０６は、ＴＳＣＨ装置１０２の１つ以上の構成要素を通信可能に結合することができる。プロセッサ２０２、メモリ装置２０４、バス２０６は、互いに通信する別々の構成要素として図２にそれぞれ示される。他の実施も可能であり、例えば、プロセッサ２０２、メモリ装置２０４、及びバス２０６は、それぞれのプリント回路基板又は他の適切な装置のそれぞれの構成要素とすることができ、当該構成要素は、プログラミングコードを記憶し実行するためにＴＳＣＨ装置１０２内に配置することができる。
【００２２】
ＴＳＣＨ装置１０２はまた、バス２０６を介してプロセッサ２０２及びメモリ装置２０４に通信可能に結合されたトランシーバ装置２２０を含む。トランシーバ装置２２０の非限定的な例は、信号を無線で送受信するためのＲＦトランシーバ及び他のトランシーバを含む。トランシーバ装置２２０は、アンテナ２０８を介して隣接するＴＳＣＨ装置１０２ａ、１０２ｄ及び接続されたＬＥ装置１０４ｃの両方と通信するために、１つ以上のインターフェース上に実装されたコンカレントＭＡＣを処理することができる。例えば、ＴＳＣＨ装置１０２は、トランシーバ装置２２０によって扱われる複数のＭＡＣインターフェースに対して同じアンテナ２０８を使用して、第１のネットワーク上の隣接するＴＳＣＨ装置と、二次ネットワーク上のＬＥ装置１０４と通信する。いくつかの概念では、ＴＳＣＨ装置１０２は、第１のネットワーク上の隣接するＴＳＣＨ装置及び二次ネットワーク上のＬＥ装置と共通の周波数帯域で通信する。
【００２３】
図３は、親ＴＳＣＨ装置１０２ｃと通信するためのＬＥ装置１０４ｃの一例を示すブロック図である。ＬＥ装置１０４ｃは、すべてバス３０６を介して相互接続されたプロセッサ３０２、メモリ３０４、トランシーバ装置３２０を含み、プロセッサ３０２、メモリ３０４、トランシーバ装置３２０、及びバス３０６は、図２に関して上述したものと同様の動作を実行する。さらに、ＬＥ装置１０４ｃはバッテリで電源供給され、メモリ３０４、プロセッサ３０２、バス３０６、及びトランシーバ装置３２０はバッテリ３３０によって電力が供給される。
【００２４】
上述のように、ＴＳＣＨネットワーク１００はＴＳＣＨプロトコルを利用してネットワーク内及びネットワーク外で無線情報を通信する。ＴＳＣＨネットワークでは、ネットワーク内の複数の装置は、ＴＳＣＨチャネルホッピングパターンに従って同期される。両方の隣接ＴＳＣＨ装置１０２ｂ、１０３ｄ及び接続されたＬＥ装置１０４（低エネルギーチャネルホッピングプロトコルで動作する）と通信するために、ＴＳＣＨ装置１０２は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００で使用されるＴＳＣＨタイムスロットを細分することによって。ＴＳＣＨネットワーク１００と接続されたＬＥ装置１０４ｃとの間において通信期間を交互にすることができる。
【００２５】
第１のＴＳＣＨネットワーク１００内の各タイムスロットは、持続時間「Ｔ」の持続時間のものであり、当該持続時間はミリ秒又は他の適切な時間単位で定義できる。ＴＳＣＨネットワークはまた、ネットワーク内の装置間の通信に複数のチャネル周波数を使用する。ホッピングパターンは、各タイムスロット中に通信に使用されるチャネルを定義する。図４は、ＴＳＣＨプロトコルに従う第１のＴＳＣＨネットワーク１００のタイムスロット及びチャネルホッピングパターンを示す図である。図４は、タイムスロット４１１〜４１５、４２１〜４２５、及び４３１〜４３６を示し、それぞれ同じタイムスロット期間４３０を有する。一例として、タイムスロット期間４３０は２５ミリ秒であり得る。各スロットフレーム４１０及び４２０は７つのタイムスロットを含む。図４はまた、チャネルホッピングパターン４４０（チャネルホッピングパターン４４０ａ〜４４０ｃとして示される）を示す。チャネルホッピングパターンは、ホッピングパターン内の各タイムスロットのチャネル周波数又はチャネルを定義する。例えば、ホッピングパターン４４０ａは、チャネル４、チャネル６、チャネル３、チャネル５、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７、チャネル７であってよい。
すなわち、チャネル４をタイムスロット１に、チャネル６をタイムスロット２に、チャネル３をタイムスロット３に、チャネル５をタイムスロット４に、そしてチャネル７をタイムスロット５に関連付けることができる。図４では、ホッピングパターン４４０ａは５のホッピングパターン長を有する。ホッピングパターンが繰り返される。ホッピングパターン４４０ａの第１の図示された反復はタイムスロット１〜５（４１１〜４１５）を含む。ホッピングパターン４４０ｂの第２の反復はタイムスロット６−１０（４１６−４２０）を含む。ホッピングパターン４４０ｃの３回目の反復はタイムスロット１１〜１５（４２１〜４２５）を含む。ホッピングパターン内のタイムスロットの数は、スロットフレーム内のタイムスロットの数とは無関係である。
【００２６】
ＴＳＣＨプロトコルを使用して通信しているＴＳＣＨ装置１０２ａ〜ｄがタイムスロット期間４３０毎に（例えば、２５ミリ秒ごと）チャネル周波数を変更する間、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、低エネルギーのＴＳＣＨプロトコルである低エネルギーチャネルホッピングプロトコルで動作する。ここで、チャネル周波数は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンよりも遅い速度で変化する。例えば、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、１，０２４タイムスロットごとにチャネル周波数を変更することができる（すなわち、２５ミリ秒のタイムスロットでは、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、２５．６秒ごとに異なるチャネルに切り替えることができる）。
【００２７】
親装置１０２ｃ、１０２ｄは、接続されたＬＥ装置１０４ａ〜ｃによって利用されるべき低エネルギーチャネルホッピングパターンのパラメータを決定する。親装置１０２ｃ、１０２ｄは、低エネルギーチャネルホッピングパターンを任意の接続されたＬＥ装置１０４ａ〜ｃに通信する。例えば、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃが最初にＴＳＣＨ親装置１０２ｃ、１０２ｄに参加して接続するとき、親装置１０２ｃ、１０２ｄは、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークで使用されるそれぞれの低エネルギーチャネルホッピングパターンをＬＥ装置１０４ｃ、１０４ａ〜ｂに通信する。ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、親装置１０２ｃ〜ｄのチャネルホッピングパターンの指示をメモリに記憶する。従って、ＴＳＣＨ親装置１０２ｃ、１０２ｄは、対応する低エネルギーチャネルでＬＥ装置１０４ａ〜ｃと通信するために適切な低エネルギーチャネルに切り替えることができる。上記のように、ＴＳＣＨ装置１０２ｃ、１０２ｄは、隣接するＴＳＣＨ装置及び接続されたＬＥ装置の両方と通信するためにＴＳＣＨタイムスロットを細分する。いくつかの実施形態において、ＬＥ装置１０４ａ〜ｃによって使用される低エネルギーのネットワークチャネルホッピングパターンは、ＴＳＣＨ装置１０２ｃ、１０２ｄによって制御され得る。他の実施形態では、各ＬＥ装置１０４ａ〜ｃは、独立した低エネルギーチャネルホッピングパターンを動作させることができる。その場合、親装置１０２ｃ、１０２ｄは、異なるＬＥ装置１０４ａ〜ｃの低エネルギーチャネルホッピングパターンをメモリに記憶する（例えば、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、ＬＥ装置１０４ａ及びＬＥ装置１０４ｂによって操作される異なるチャネルホッピングパターンをメモリに記憶する）。
【００２８】
図５は、本明細書の実施形態に係るタイムスロット５００のＴＳＣＨタイムスロット構造を示す。この例では、示される期間は例示的であり、他の実装形態では他の値を使用することができる。例えば、タイムスロット５００は２５ミリ秒の持続時間であり得るが、タイムスロットの他の期間も可能である。ＴＳＣＨタイムスロット構造では、ＴＳＣＨネットワーク内のＴＳＣＨ装置１０２は、タイムスロット５０４の第１の部分の間、ＴＳＣＨホッピングパターンによって決定されたチャネル上で聴取する。図５に示すように、ＲＦ安定期間５０２の後、装置は第１の期間（ＲＸ待ち時間５０４として示される（例えば、４ミリ秒の間））チャネル上で受信信号を聴取することができる。ＴＳＣＨ装置１０２が、ＲＸ待機時間５０４の満了前にメッセージを受信した場合、次に、装置はタイムスロット５００の期間中メッセージの残りを受信し続け、受信したメッセージを処理することができる。しかしながら、装置が、ＲＸ待機時間５０４の満了前にメッセージを受信しない場合、装置は、現在のタイムスロットの間に、第１のネットワーク上の他の装置から通信を受信しないと決定することができる。
【００２９】
第２のＲＦ安定期間５０６に続いて、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＴＳＣＨタイムスロット５０８の第２の部分の間、接続されたＬＥ装置からの通信を聴取する。この例では、ＴＳＣＨタイムスロット５０８の第２の部分は１７ミリ秒の間である。ＴＳＣＨ装置１０２は、接続されたＬＥ装置１０４からの同期要求を聴取する。ＬＥ装置１０４は、ＴＳＣＨタイムスロット５００に使用されるチャネルとは異なる周波数チャネルで（ＴＳＣＨチャネルホッピングパターンに従って）通信している可能性があるので、ＴＳＣＨ装置１０２は、タイムスロット５０８の第２の部分の間にチャネル周波数を切り替えて、対応する低エネルギーのネットワークチャネル上の通信を聴取する。ＴＳＣＨ装置１０２は、低エネルギーチャネルホッピングパターンに基づいて、低エネルギーのネットワークチャネル上の通信を聴取するための正しいチャネル周波数を識別する。
【００３０】
ＴＳＣＨ装置１０２が同期要求を受信するとき、ＴＳＣＨ装置１０２は、低エネルギーのネットワークチャネル上のタイムスロットの第１の部分上で同期応答を送信する。同期要求は、ＬＥ装置１０４は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００のより速いチャネルホッピングパターンと同期することが可能になる同期データを含む。
【００３１】
図６〜図８は、親ＴＳＣＨ装置１０２はＬＥ装置１０４と通信を同期させる、異なる実施形態についてのタイミング図を示す。例えば、図６は一実施形態における同期シーケンスを示す。ここで、ＬＥ装置１０４は同期要求を介して同期を開始する。図６は、ＴＳＣＨタイムスロット６０２ａ〜６０２ｇを示す。各タイムスロットは、（「Ａ」として示される）第１の部分と（「Ｂ」として示される）第２の部分とに細分される。図６はまた、ＬＥ装置１０４の起動／スリープサイクルを示す。例えば、図６は、起動状態６０２ａ〜ｂ及びスリープ状態６０４ａ〜ｂにあるものとしてＬＥ装置１０４を示す。起動状態６０２の間、ＬＥ装置１０４は完全に電力供給されており、親ＴＳＣＨ装置１０２との通信を送受信することができる。スリープ状態６０４ａ〜ｂの間、ＬＥ装置１０４は、バッテリ保護のための構成要素（例えば、発振器、トランシーバ）の電源を切っている。ＬＥ装置１０４は、起動状態６０２ａ〜ｂ中に通信を送受信することができる。起動状態６０２ａ〜ｂ及びスリープ状態６０４ａ〜ｂについて図６に示されるタイミングは、例としてのみ表示され、限定することを意図しないが、起動状態６０２及びスリープ状態６０４のタイミング期間は、任意の適切な長さの時間を含み得ることを注意されたい。
【００３２】
同期プロセスを開始するために、起動状態６０２ａの間に、ＬＥ装置１０４は、低エネルギーのネットワークチャネル上で接続される親ＴＳＣＨ装置１０２に同期要求６１０を送信する。上述のように、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＴＳＣＨタイムスロット６０２ａの第２の部分の間にＬＥ装置１０４からの通信を聴取する。ＴＳＣＨ装置１０２は、低エネルギーのネットワークチャネル上の通信を聴取する。
【００３３】
同期要求６１０を受信するとき、親ＴＳＣＨ装置１０２は、肯定応答信号６１２をＬＥ装置１０４に送信することによって応答する。肯定応答信号６１２は、定義された時間間隔内にＭＡＣ層確認応答として送信され得る。肯定応答信号６１２は、親ＴＳＣＨ装置１０２が同期要求６１０を受信したことを、ＬＥ装置１０４に示す。場合によっては、ＴＳＣＨ装置１０２は隣接するＴＳＣＨ装置と通信しているか、タイムスロット６０２ａの第２の部分の間に他の処理に従事しているので、親ＴＳＣＨ装置１０２は同期要求を受信しないかもしれない。定義された時間間隔の後に肯定応答信号６１２を受信することに失敗すると、ＬＥ装置１０４は、後続のタイムスロット中に同期要求６１０を再送信する。
【００３４】
タイムスロット６０２ｂの第１の部分の間に、ＴＳＣＨ装置１０２は同期応答６１４を送信する。ＬＥ装置１０４は、低エネルギーチャネルホッピングパターンに従って低エネルギーのネットワークチャネル上で動作しているので、ＴＳＣＨ装置１０２は、低エネルギーのネットワークチャネル上で同期応答６１４を送信する（すなわち、ＴＳＣＨ装置１０２が同期要求６１０を受信したのと同じチャネル）。同期応答６１４は、ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンと同期することを可能にする同期データを含む。同期データには、例えば、ＴＳＣＨタイムスロットの持続時間、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターン、各タイムスロットに対する周波数チャネルの識別などに関する情報を含む。いくつかの実施形態において、同期データは、親ＴＳＣＨ装置１０２と通信するための後続のタイムスロットを識別するための絶対スロット番号識別子を含む。
【００３５】
肯定応答信号６１２の使用と同様に、同期応答６１４を送信すると、親ＴＳＣＨ装置１０２は、ＬＥ装置１０４からの肯定応答信号６１６を聴取する。肯定応答信号６１６は、親ＬＥ装置１０４が同期応答６１４を受信したか否かをＴＳＣＨ装置１０２に示す。定義された時間間隔の後に肯定応答信号６１６を受信することに失敗すると、ＴＳＣＨ装置１０２は、後続のタイムスロット中に同期応答６１４を再送信する。
【００３６】
スリープ状態から抜けて起動状態に入ると、ＬＥ装置１０４は、上述のように同期要求を開始することによってＴＳＣＨネットワーク１００との同期を再確立する。図６はさらに、ＬＥ装置１０４からの同期要求６１８を介した上記と同様の同期シグナリング、ＴＳＣＨ装置１０２からの肯定応答信号６２０、ＴＳＣＨ装置１０２からの同期応答６２２、及びＬＥ装置１０４からの肯定応答信号６２４を示す。
【００３７】
肯定応答信号６１６、６２４は、ＴＳＣＨ装置１０２に対して、ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに同期していることを示す。ＬＥ装置１０４が同期されると、ＬＥ装置１０４は、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンで動作することによって通信する（すなわち、親ＴＳＣＨ装置１０２によって使用されるチャネルホッピングパターン）。ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期している間、ＴＳＣＨ装置１０２及びＬＥ装置１０４は、第１のＴＳＣＨチャネルホッピングパターンに従って、周波数チャネル上の後続のタイムスロットの第１の部分で通信することができる。このように、ＬＥ装置１０４の通信を、第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期させ、ＬＥ装置１０４は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００と連携して、第１のＴＳＣＨプロトコルのより速いレートでチャネルを切り替える。
【００３８】
例えば、図６は、ＬＥ装置１０４がメッセージデータ６２６を送信すること（例えば、ＬＥ装置１０４によってサービス提供されるホームエリアネットワークの動作に関する、又はリソースプロバイダ１１０の動作に関する任意のデータ）を示す。タイムスロット６０２ｅの第１の部分の間にＴＳＣＨ装置１０２に送信される。メッセージデータ６２６は、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに従って適切な周波数チャネル上でＬＥ装置１０４によって送信される（すなわち、親ＴＳＣＨ装置１０２によって利用されるチャネルホッピングパターン）。メッセージデータ６２６を受信すると、ＴＳＣＨ装置１０２は、メッセージデータ６２６の受信を確認する肯定応答信号６２８を送信する。
【００３９】
ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨ装置１０２と同期されると、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＬＥ装置１０４に対して、メッセージデータ６３０（例えば、ＬＥ装置１０４によってサービス提供されるホームエリアネットワークの動作又はリソースプロバイダ１１０の動作に関する任意のデータ、又はＬＥ装置１０４への命令）を送信することもできる。ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期しているので、メッセージデータ６３０は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨチャネルホッピングパターンに従って周波数チャネル上のＴＳＣＨタイムスロット６０２ｇの第１の部分上で送信される。メッセージデータ６３０を受信すると、ＬＥ装置１０４は、メッセージデータ６３０の受信を確認する肯定応答信号６３２を送信する。
【００４０】
さらなる実施形態において、ＬＥ装置１０４は、定義された時間間隔で、その接続された親ＴＳＣＨ装置１０２からの同期応答を聴取するように構成され得る。これらの実施形態において、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＬＥ装置１０４からの同期要求を最初に要求することなく、定義された時間間隔で周期的に同期応答を送信する。そのような実施形態は、ＬＥ装置１０４の電池寿命をさらに節約するのに役立つ。
【００４１】
図７は、２つの接続されたLE装置１０４ａ、１０４ｂの通信と同期するＴＳＣＨ機器１０２ｄのタイミング図を示す。ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、ＴＳＣＨタイムスロット７０２ａから７０２ｇで通信する。第１のＬＥ装置１０４ａは、起動状態７２０ａ〜ｂ及びスリープ状態７２２ａ〜ｂとして示されるスリープ／起動サイクルで動作する。同様に、第２のＬＥ装置１０４ｂは、起動状態７３０ａ〜ｂ及びスリープ状態７３２ａ〜ｂとして示されるスリープ／起動サイクルで動作する。各ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、低エネルギーチャネルホッピングプロトコルを使用して動作する。ＬＥ装置１０４ａによって利用される低エネルギーチャネルホッピングプロトコルは、ＬＥ装置１０４ｂによって利用される低エネルギーチャネルホッピングパターンと同じでも異なっていてもよい。図７に示す実施形態では、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、定義された間隔で、接続されたＴＳＣＨ親装置１０２ｄからの同期応答を聴取するように構成される。例えば、定義された間隔は、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂの第１のネットワーク参加中又は第１のネットワークインストール中に設定され得る。
【００４２】
ＬＥ装置１０４ａ〜ｂの通信を、第１のＴＳＣＨネットワーク１００のＴＳＣＨプロトコルのより速いチャネルホッピングパターンと同期させることを開始するために、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは同期応答７０４をＬＥ装置１０４ａに送信する。同期応答７０４は、図６に関して上述したのと同様の情報を含む。同期応答７０４は、ＬＥ装置１０４ａによって利用される低エネルギーチャネルホッピングパターンに従って、低エネルギーのネットワークチャネル上で送信される。次いで、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、ＬＥ装置１０４ａからの肯定応答信号７０６を聴取する。ＬＥ装置１０４ａが同期応答を受信したことを示す肯定応答信号は、ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングプロトコルと同期する。
【００４３】
同様に、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは同期応答７０８をＬＥ装置１０４ｂに送信する。同期応答７０８は、上述したのと同様の情報を含む。そして、ＬＥ装置１０４ｂによって利用される低エネルギーチャネルホッピングプロトコルに従って低エネルギーのネットワークチャネル上で送信される。ＴＳＣＨ装置１０２ｄは次に、ＬＥ装置１０４ｂからの肯定応答信号７０６を聴取する。ＬＥ装置１０４ｂが同期応答を受信したことを示す肯定応答信号は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングプロトコルと同期される。
【００４４】
ＬＥ装置１０４ａ〜ｂがスリープ状態に入ると、第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨチャネルホッピングパターンとのＬＥ装置１０４ａ〜ｂの同期は失われる可能性がある。そして、ＴＳＣＨ装置１０４ａ〜ｂは、それらのそれぞれの低エネルギーのネットワークホッピングパターンに戻り得る。次の起動状態（すなわち、起動状態７２０ｂ及び起動状態７３０ｂ）の間、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、再び親ＴＳＣＨ装置１０２ｄからの同期応答を聴取する。例えば、タイムスロット７０２ｅの間に、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、同期応答７１２をＬＥ装置１０４ａに送信し、肯定応答信号７１４を待つ。同様に、タイムスロット７０２ｇの間に、ＴＳＣＨ装置１０２ｄは、同期応答７１６をＬＥ装置１０４ｂに送信し、そして肯定応答信号７１８を待つ。
【００４５】
ＬＥ装置１０４ａ〜ｂが同期されると、親ＴＳＣＨ装置１０２ｄ及びＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、図６に関して上述したように、第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨチャネルホッピングプロトコルによって定義された周波数チャネル上でメッセージを送信することによって、通信することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、異なるタイムスロット中に個々のＬＥ装置に同期応答を送信する代わりに、ＴＳＣＨ装置１０２は、同じタイムスロットの間に実質的に同時に複数のＬＥ装置に同期応答をブロードキャストし得る。図８は、同期応答８０４をそれぞれＬＥ装置１０４ａ、１０４ｂにブロードキャストすることによって、接続されたＬＥ装置１０４ａ〜ｂとの同期を確立するＴＳＣＨ機器１０２ｄのタイミング図の一例を示す。これに応答して、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂがブロードキャスト同期応答８０４を正常に受信したこと、並びに、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは、ＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに同期していることを示す、同期確認メッセージ８０８、８１２をＴＳＣＨ装置１０２ｄに送信する。同期確認メッセージ８０８、８１２が互いに干渉しないように、それらはランダム化されたスロットオフセットで送信される。ＬＥ装置１０４ａ〜ｂによって計算されたランダム化されたスロットオフセットは、ＬＥ装置１０４ａ〜ｂは同期確認メッセージ８０８、８１２を送信すべきであるタイムスロットを指定する。例えば、同期確認メッセージ８０８は、タイムスロット８０２ｂの第１の部分でＬＥ装置１０４ｂによって送信される。同期確認メッセージ８１２は、タイムスロット８０２ｃの第１の部分でＬＥ装置１０４ａによって送信される。同期確認メッセージ８０１、８１２は、親ＴＳＣＨ装置１０２ｄによって実行されるＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに従って、対応する周波数チャネルで送信される。
【００４７】
さらなる実施形態において、事前定義された同期間隔期間において、図７に関して上述した方法（同期要求を必要としない受動同期）、並びに図８の方法（同期応答が複数のＬＥ装置に同時に送信されるブロードキャスト同期）に従って、親ＴＳＣＨ装置１０２は接続されたＬＥ装置１０４と同期しようと試みる。例えば、親ＴＳＣＨ装置１０２を構成することができる。初期化中に、接続されるＬＥ装置と事前定義された間隔（つまり、事前定義された数のタイムスロット）の間、周期的に同期を試みる。ＬＥ装置１０４は、初期化中において、起動アップ中予め定められた間隔期間の間のＬＥ装置１０４からの同期応答のために、聴取するように構成することができる。ＬＥ装置１０４が所定の間隔期間中に同期応答を受信しない場合、ＬＥ装置１０４は、図６に関して上述したように、同期要求をＴＳＣＨ装置１０２に送信し、同期を開始するように構成することができる。
【００４８】
追加の実施形態では、ＬＥ装置１０４が同期要求に応答してＴＳＣＨ装置１０２から確認応答メッセージを受信しない場合、ＬＥ装置１０４は同期要求を再送信することができる。図９は、ＬＥ装置１０４は、タイムスロット９０２ａの第１の部分の間に同期要求９１０をＴＳＣＨ装置１０２に送信するタイミング図を示す。上記のように、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間、ＬＥ装置１０４からの通信（すなわち、同期要求）を聴取するように構成される。同期要求はタイムスロット９０２ａの第１の部分の間に送信されたので、ＴＳＣＨ装置１０２は、同期要求を受信せず、肯定応答信号を提供しなくてもよい。事前定義された間隔の後、ＬＥ装置１０４は、後続のタイムスロット９０２ｂの間にタイミングオフセットを加えることによって。同期要求９１２を再送信することができる。タイミングオフセットは、同期要求９１２をＴＳＣＨタイムスロット９０２ｂの二次期間中にＴＳＣＨ装置１０２によって受信させることができる（その間、ＴＳＣＨ装置１０２はＬＥ装置１０４からの通信を聴取している）。同期要求９１２を受信すると、ＴＳＣＨ装置１０２は、図６に関して上述したように、肯定応答信号に続いて同期応答９１４を送信する。同期応答９１４は、ＬＥ装置１０４がＴＳＣＨ装置１０２のチャネルホッピングパターンと通信を同期させることを可能にするための同期データを提供する。
【００４９】
図１０は、低エネルギーチャネルホッピングプロトコルで動作するＬＥ装置１０４と、ＴＳＣＨプロトコル上で動作するＴＳＣＨ装置１０２との間の通信を同期させるための例示的方法１０００を示すフローチャートである。説明のために方法１０００は、図１から図３に示されるシステム実装を参照して、また図４から図６に示されるＴＳＣＨタイムスロットの図に関して説明される。しかしながら、他の実施も可能である。
【００５０】
ブロック１０１０に示すように、プロセス１０００は、ＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの第２の部分の間に、低エネルギーのネットワークチャネル上で通信している低エネルギーのエンドポイント装置から同期要求を受信することを含む。例えば、ＴＳＣＨ装置１０２は、ＴＳＣＨタイムスロットの第１の部分の間にＴＳＣＨネットワーク上の他の装置と通信するためにＴＳＣＨタイムスロットを細分する（すなわち、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンに従って周波数チャネルを利用する）。そして、ＴＳＣＨタイムスロットの第２の部分の間、接続されたＬＥ装置１０４からの通信を聴取する。同期要求（及びＴＳＣＨ装置からの対応する同期応答）は、アプリケーション層データパケットに情報要素を追加することによって提供することができる。
【００５１】
プロセス１０００はさらに、親ＴＳＣＨ装置１０２から低エネルギーのエンドポイント装置１０４に対して、ブロック１０２０に示すように、第２のタイムスロットの第１の部分の間の同期応答を送信することを含む。同期応答は、ＬＥ装置１０４によって利用される低エネルギーのネットワークチャネル上で（すなわち、同期要求が受信されたのと同じ周波数チャネルで）送信される。同期応答は、低エネルギーのエンドポイント装置の通信をＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期させるための同期データを含む。第１のＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期することによって、起動状態にある間、ＬＥ装置１０４はそのチャネルホッピングパターンを変更する。第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨプロトコルのより速いチャネルホッピングレートに従ってチャネルを切り替える。
【００５２】
同期したら、ＴＳＣＨ親装置は、第１のＴＳＣＨネットワーク１００によって使用されるＴＳＣＨプロトコルに従って、周波数チャネル上のＴＳＣＨタイムスロットの第１の部分の間、ＬＥ装置とメッセージデータを通信することができる。
【００５３】
本要旨はその特定の態様に関して詳細に説明されるが、上記を理解した上で、そのような局面に対する変更、変形、及び等価物を容易に生み出す可能性があることを、当業者であれば理解するであろう。従って、本開示は、限定ではなく例示の目的で提示されており、当業者には容易に明らかであるように、本要旨へのそのような修正、変形、及び／又は追加の包含を排除するものではない。
【００５４】
さらに、本明細書に開示される実施形態は、Ａ／Ｃ電源であるＴＳＣＨ装置及び電池であるＬＥ装置に関して説明される。これらの実施形態は、限定ではなく例示の目的で提供されることを理解されたい。本明細書に開示された実施形態は、バッテリではない電源から電力を供給される非Ａ／Ｃ電源及び／又はＬＥ装置から電源供給されるＴＳＣＨネットワークにおけるＴＳＣＨ装置の使用を排除しない。
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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