(57)【要約】  ネットワーク間の帯域および電力を低減するアドホック無線ネットワーク用のネットワークプロトコルに関する。本発明は、装置によって起動される通信を通して無線ネットワークにおける存在を確立するステップと、上記無線ネットワークを通して通信を行わないときには低電力モードに入るステップを備える。また、無線ネットワークにおいて存在を確立するステップは、例えば、無線ネットワークに通信を送信して装置の存在を示すステップと、無線ネットワークから確認を受信するステップを含む。
2005510956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置によって実施される方法であって、
前記装置によって起動される通信を介して無線ネットワークにおける存在を確立するステップと、
前記無線ネットワークを通して通信しないときに低電力モードに入るステップと
を備えた方法。
【請求項２】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記装置の存在を示す前記無線ネットワークに通信を送信するステップと、
前記無線ネットワークから確認を受信するステップと
を備えた請求項１記載の方法。
【請求項３】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記無線ネットワークに第１通信を送信するステップと、
前記第１通信に応答して前記無線ネットワークからの第１確認メッセージを待つステップと、
前記第１確認メッセージが受信された場合、前記第１通信よりも大きな第２通信を前記無線ネットワークに送信するステップと、
前記第２通信に応答して前記無線ネットワークからの第２確認メッセージを待つステップと、
前記第２確認メッセージが受信された場合、前記第２通信よりも大きな第３通信を前記無線ネットワークに送信するステップと、
前記第３通信に応答して前記無線ネットワークからの第３確認メッセージを待つステップと
を備えた請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１通信は、前記無線ネットワークについての識別子を備えた請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第２通信は、前記装置についての識別子と、該装置が通信を望む無線ネットワーク上のノードについての識別子とを備えた請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記第３通信は、前記装置に関連するパラメータを備え、該パラメータは、前記装置のデータパケット発生レートおよび前記装置上の入力／出力チャンネルのステータスを備えた請求項３記載の方法。
【請求項７】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記無線ネットワークにＮ（Ｎ＞１）の通信を送信するステップを備え、前記Ｎの通信のうちの最初のものに続く前記Ｎの通信のそれぞれは、前記Ｎの通信のうちの直前のものよりも多くのデータを備えた請求項１記載の方法。
【請求項８】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、前記Ｎの通信のそれぞれに続いて確認メッセージを受信するステップを更に備えた請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記Ｎの通信のうちの最初のものに続く前記Ｎの通信のそれぞれは、前記Ｎの通信のうちの直前のものに応答して確認メッセージが受信される場合に限って送信される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、複数のマスターノードを確立するステップを備え、前記複数のマスターノードは前記ネットワーク上のノードを備え、前記複数のマスターノードの少なくとも一つは前記無線ネットワークへの前記装置のアクセスを仲介する請求項１記載の方法。
【請求項１１】
複数のマスターノードを確立するステップは、
前記装置から前記無線ネットワーク上の基地局へのホップ数が最も少ない前記無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）のノードを識別するステップと、
前記Ｎのノードに対応するデータをメモリに格納するステップと
を備えた請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のマスターノードは二つのマスターノードを備えた請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のマスターノードは、主マスターノードおよび副マスターノードを備え、前記装置は、前記主マスターノードを通して前記無線ネットワークと通信し、前記主マスターノードに問題が存在する場合には前記副マスターノードを通して通信する請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記主マスターノードは、前記副マスターノードより、前記装置から前記無線ネットワーク上の基地局までのホップが少ない請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、前記無線ネットワークからのデータを格納し、且つ前記装置は、前記複数のマスターノードの少なくとも一つから前記データを受信する請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップと、
前記データトラヒックに基づき前記装置が前記無線ネットワークにデータを送信するレートを変更するステップと
を更に備えた請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップは、
前記無線ネットワーク上のノードの応答時間を所定の応答時間と比較するステップを備えた請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップは、キャリアセンスマルチプルアクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを使用して、前記無線ネットワークのチャンネルにおけるデータトラヒックをモニタするステップを備えた請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックが所定レベルを超えた場合に、変更ステップは、前記データが前記無線ネットワークに送信されるレートを減少させるステップを備えた請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップと、
前記無線ネットワーク上でデータパケットの衝突が検出された場合、前記無線ネットワークに送信する前に、前記無線ネットワーク上のハードウェアノイズに基づき決定されるランダム期間だけ待つステップと
を更に備えた請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記無線ネットワークのチャンネル上のハードウェアノイズパルスをカウントすることにより前記ランダム期間を決定するステップを更に備えた請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だってチャンネルマルチプルタイムをチェックし、前記装置が前記マルチプルタイムのそれぞれの間の期間だけ待つステップと、
前記マルチプルタイムの後に前記期間を増加させ、結果として増加された期間をもたらすステップと、
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だって前記チャンネルマルチプルタイムをチェックし、前記装置が前記マルチプルタイムのそれぞれの間の増加された期間だけ待つステップと
を更に備えた請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記期間は、指数関数的曲線に対応し、且つ、前記期間を増加させるステップは、前記指数関数的曲線を変更するステップを備えた請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記期間は、前記無線ネットワーク上のトラヒックに基づき増加される請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
チェック及び増加させるステップは、ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤにおいて実施される請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記無線ネットワークにデータを送信するステップと、
前記無線ネットワークのチャンネルのタイムスロットにおける衝突を検出するステップと、
前記衝突を回避するために、前記データが前記無線ネットワークに送信される時間をシフトするステップと、
を更に備えた請求項１記載の方法。
【請求項２７】
前記データは、定期的に前記無線ネットワークに送信され、且つ、シフトするステップは、前記データが各期間において送信される前記時間をシフトするステップを備えた請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
優先度をデータに割り当てるステップと、
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップと
を更に備えた請求項１記載の方法。
【請求項２９】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、前記データに割り当てられたタイムスロットの長さを変更するステップを備えた請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記タイムスロットの長さを変更するステップは、より高い優先度のデータについての前記タイムスロットを拡張するステップを備えた請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、より低い優先度のデータの前に、より高い優先度のデータを伝送するステップを備えた請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
(i)基地局と、データをルーティングするための複数のリピータとを備えた無線ネットワーク装置と、
(ii)ネットワークプロトコルを稼動させて、前記無線ネットワーク装置を備える無線ネットワークにおける存在を確立し、そして前記無線ネットワークを通した通信を行わない場合に低電力モードに入る端末装置と
を備えたシステム。
【請求項３３】
前記存在を確立するステップにおいて、前記端末装置は、
前記無線ネットワークに通信を送信して該端末装置の存在を示し、
前記無線ネットワークから確認を受信する
請求項３２記載のシステム。
【請求項３４】
前記存在を確立するステップにおいて、前記端末装置は、
第１通信を前記無線ネットワークに送信し、
前記第１通信に応答して前記無線ネットワークからの第１確認メッセージを待ち、
前記第１確認メッセージが受信された場合、前記第１通信よりも大きな第２通信を前記無線ネットワークに送信し、
前記第２通信に応答して前記無線ネットワークからの第２確認メッセージを待ち、
前記第２確認メッセージが受信された場合、前記第２通信よりも大きな第３通信を前記無線ネットワークに送信し、
前記第３通信に応答して前記無線ネットワークからの第３確認メッセージを待つ請求項３２記載のシステム。
【請求項３５】
前記第１通信は、前記無線ネットワークについての識別子を備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
前記第２通信は、前記端末装置についての識別子と、前記端末装置が通信を望む前記無線ネットワーク上のノードについての識別子を備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項３７】
前記第３通信は、前記端末装置に関連したパラメータを備え、該パラメータは、前記端末装置のデータパケット発生レートおよび前記端末装置上の入力／出力チャンネルのステータスを備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項３８】
前記存在を確立するステップにおいて、前記端末装置は、
前記無線ネットワークにＮ（Ｎ＞１）の通信を送信し、前記Ｎの通信のうちの最初のものに続く前記Ｎの通信のそれぞれは、前記Ｎの通信のうちの直前のものよりも多くのデータを備えた請求項３２記載のシステム。
【請求項３９】
前記存在を確立するステップにおいて、前記端末装置は、
前記Ｎの通信のそれぞれに続いて確認メッセージを受信する請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
前記端末装置は、前記端末装置が前記Ｎの通信のうちの直前のものに応答して確認メッセージを受信した場合に限り、前記Ｎの通信のうちの最初のものに続いて前記Ｎの通信のそれぞれを送信する請求項３９記載のシステム。
【請求項４１】
前記存在を確立するステップにおいて、前記端末装置は、
複数のマスターノードを確立し、該複数のマスターノードは、前記無線ネットワーク上の他の装置を備え、前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、前記無線ネットワークへの前記端末装置のアクセスを仲介する請求項３２記載のシステム。
【請求項４２】
前記複数のマスターノードを確立するステップにおいて、前記端末装置は、
前記端末装置から前記基地局へのホップ数が最も少ない前記無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）の装置を識別し、
前記Ｎの装置に対応するデータをメモリに格納する請求項４１記載のシステム。
【請求項４３】
前記複数のマスターノードは二つのマスターノードを備えた請求項４１記載のシステム。
【請求項４４】
前記複数のマスターノードは、主マスターノードおよび副マスターノードを備え、
前記端末装置は、前記主マスターノードを通して前記無線ネットワークと通信し、前記主マスターノードに問題が存在する場合には前記副マスターノードを通して通信する請求項４１記載のシステム。
【請求項４５】
前記主マスターノードは、前記副マスターノードよりも、前記端末装置から前記基地局までのホップ数が少ない請求項４４記載のシステム。
【請求項４６】
前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、前記無線ネットワークからのデータを格納し、前記端末装置は、前記複数のマスターノードの少なくとも一つから前記データを受信する請求項４１記載のシステム。
【請求項４７】
前記端末装置は、
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタし、
前記無線ネットワーク上の前記データトラヒックに基づき前記端末装置が前記無線ネットワークにデータを送信するレートを変更する請求項３２記載のシステム。
【請求項４８】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップにおいて、前記端末装置は、
前記無線ネットワーク上のリピータ装置の応答時間を所定の応答時間と比較する請求項４７記載のシステム。
【請求項４９】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップにおいて、前記端末装置は、
キャリアセンスマルチプルアクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを使用して前記無線ネットワークのチャンネルにおけるデータトラヒックをモニタする請求項４７記載のシステム。
【請求項５０】
前記端末装置は、前記無線ネットワーク上のデータトラヒックが所定レベルを超えた場合、前記データが前記無線ネットワークに送信されるレートを減少させる請求項４７記載のシステム。
【請求項５１】
前記端末装置は、
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタし、
前記無線ネットワーク上でデータパケット衝突が検出された場合、前記無線ネットワークにデータを送信する前に、前記無線ネットワーク上のハードウェアノイズに基づくランダム期間だけ待つ請求項３２記載のシステム。
【請求項５２】
前記端末装置は、前記無線ネットワークのチャンネル上のハードウェアノイズパルスをカウントすることにより前記ランダム期間を決定する請求項５１記載のシステム。
【請求項５３】
前記端末装置および少なくとも一つの前記リピータ装置は、
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だってチャンネルマルチプルタイムをチェックすると共に、前記マルチプルタイムのそれぞれの間の期間だけ待ち、
前記マルチプルタイムに続く前記期間を増加させて、結果として増加された期間をもたらし、
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だって前記チャンネルマルチプルタイムをチェックすると共に、前記マルチプルタイムのそれぞれの間の前記増加された機関だけ待つ請求項３２記載のシステム。
【請求項５４】
前記期間は、指数関数的曲線に対応し、前記期間を増加させるステップは、前記指数関数的曲線を変更するステップを備える請求項５３記載のシステム。
【請求項５５】
前記期間は、前記無線ネットワーク上のトラヒックに基づき増加される請求項５３記載のシステム。
【請求項５６】
前記時間をチェックするステップおよび増加させるステップは、ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロールレイヤにおいて実施される請求項５３記載のシステム。
【請求項５７】
前記端末装置は、
前記無線ネットワークにデータを送信し、
前記無線ネットワークのチャンネルのタイムスロットにおける衝突を検出し、
前記衝突を回避するように前記無線ネットワークにデータが送信される時間をシフトする請求項３２記載のシステム。
【請求項５８】
前記端末装置は、データを定期的に送信すると共に、各期間において前記データが送信される前記時間をシフトする請求項５７記載のシステム。
【請求項５９】
前記端末装置は、前記無線ネットワークに送信されるデータに優先度を割り当て、前記端末装置および前記複数のリピータの少なくとも一つは、前記優先度に基づき前記データを伝送する請求項３２記載のシステム。
【請求項６０】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、前記データに割り当てられたタイムスロットの長さを変更するステップを備えた請求項５９記載のシステム。
【請求項６１】
前記タイムスロットの長さを変更するステップは、より高い優先度のデータについてのタイムスロットを拡張するステップを備えた請求項５９記載のシステム。
【請求項６２】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、より低い優先度のデータの前に、より高い優先度のデータを伝送するステップを備えた請求項５９記載のシステム。
【請求項６３】
前記複数のリピータ装置の少なくとも一つは、
複数の複数のマスターノードを確立し、前記複数のマスターノードは、前記無線ネットワーク上の装置を備え、前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、前記無線ネットワークを通したデータ伝送のための経路を提供する請求項３２記載のシステム。
【請求項６４】
前記複数のマスターノードを確立するステップにおいて、前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、
前記基地局へのホップ数が最も少ない前記無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）の装置を識別し、
前記Ｎの装置に対応するデータをメモリに格納する請求項６３記載のシステム。
【請求項６５】
前記複数のマスターノードは、主マスターノードおよび副マスターノードを備え、
前記複数のリピータ装置の少なくとも一つは、前記主マスターノードによって前記無線ネットワークを通して通信を行い、前記主マスターノードの問題がある場合には前記副マスターノードによって通信を行う請求項６３記載のシステム。
【請求項６６】
前記主マスターノードは、前記副マスターノードよりも、前記基地局へのホップ数が少ない請求項６５記載のシステム。
【請求項６７】
通信を起動して無線ネットワークにおける存在を確立するステップと、
前記無線ネットワークを通した通信を行わない場合に低電力モードに入るステップと
を装置に実行させるための命令を格納した機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項６８】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記無線ネットワークに通信を送信して前記装置の存在を示すステップと、
前記無線ネットワークから確認を受信するステップと
を備えた請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項６９】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記無線ネットワークに第１通信を送信するステップと、
前記第１通信に応答して前記無線ネットワークからの第１確認メッセージを待つステップと、
前記第１確認メッセージが受信された場合、前記第１通信よりも大きな第２通信を前記無線ネットワークに送信するステップと、
前記第２通信に応答して前記無線ネットワークからの第２確認メッセージを待つステップと、
前記第２確認メッセージが受信された場合、前記第２通信よりも大きな第３通信を前記無線ネットワークに送信するステップと、
前記第３通信に応答して前記無線ネットワークからの第３確認メッセージを待つステップと
を備えた請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７０】
前記第１通信は、前記無線ネットワークについての識別子を備えた請求項６９記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７１】
前記第２通信は、前記装置についての識別子と、該装置が通信を望む前記無線ネットワーク上のノードについての識別子とを備えた請求項６９記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７２】
前記第３通信は、前記装置に関連するパラメータを備え、該パラメータは、前記装置のデータパケット発生レートおよび前記装置上の入力／出力チャンネルのステータスを備えた請求項６９記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７３】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
前記無線ネットワークにＮ（Ｎ＞１）の通信を送信するステップを備え、前記Ｎの通信のうちの最初のものに続く前記Ｎの通信のそれぞれは、前記Ｎの通信のうちの直前のものよりも多くのデータを備えた請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７４】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、前記Ｎの通信のそれぞれに続く確認メッセージを受信する請求項７３記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７５】
前記Ｎの通信のうちの最初のものに続く前記Ｎの通信のそれぞれは、前記Ｎの通信のうちの直前のものに応答して確認メッセージが受信された場合に限って送信される請求項７４記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７６】
無線ネットワークにおける存在を確立するステップは、
複数のマスターノードを確立するステップを備え、前記複数のマスターノードは前記無線ネットワーク上の装置を備え、前記複数のマスターノードの少なくとも一つは前記無線ネットワークへの前記装置のアクセスを仲介する請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７７】
複数のマスターノードを確立するステップは、
前記装置から前記無線ネットワーク上の基地局へのホップ数が最も少ない前記無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）のノードを識別するステップと、
前記Ｎのノードに対応するデータをメモリに格納するステップと
を備えた請求項７６記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７８】
前記複数のマスターノードは二つのマスターノードを備えた請求項７６記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７９】
前記複数のマスターノードは、主マスターノードおよび副マスターノードを備え、
当該機械読み取り可能な記憶媒体は、前記主マスターノードを通して前記無線ネットワークに通信を送信し、前記副マスターノードに問題がある場合には前記副マスターノードを通して通信するステップを前記装置に実行させるための命令を更に格納した請求項７６記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８０】
前記主マスターノードは、前記副マスターノードよりも、前記装置から前記無線ネットワーク上の基地局までのホップ数が少ない請求項７９記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８１】
前記複数のマスターノードの少なくとも一つは、前記無線ネットワークからの前記データを格納し、
当該機械読み取り可能な記憶媒体は、前記複数のマスターノードの少なくとも一つから前記データを受信するステップを前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項７６記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８２】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタし、前記データトラヒックに基づき前記装置が前記無線ネットワークにデータを送信するレートを変更するステップを前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８３】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップは、
前記無線ネットワーク上のノードの応答時間を所定の応答時間と比較するステップを備えた請求項８２記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８４】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタするステップは、キャリアセンスマルチプルアクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを使用して、前記無線ネットワークのチャンネルにおけるデータトラヒックをモニタするステップを備えた請求項８２記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８５】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックが所定のレベルを超えた場合、前記データが前記無線ネットワークに送信されるレートを減少させる請求項８２記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８６】
前記無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタし、データパケットの衝突が前記無線ネットワーク上で検出された場合、前記無線ネットワークにデータを送信する前に、前記無線ネットワーク上のハードウェアノイズに基づき決定されるランダム期間だけ待つステップを前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８７】
前記無線ネットワークのチャンネルのハードウェアノイズパルスをカウントすることにより前記ランダム期間を決定するステップを前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項８６記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８８】
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だってチャンネルマルチプルタイムをチェックし、前記マルチプルタイムのそれぞれの間の期間だけ待つステップと、
前記マルチプルタイムに続く前記期間を増加させ、結果として増加された期間をもたらすステップと、
前記無線ネットワークを通してデータを送信するに先だって前記チャンネルマルチプルタイムをチェックし、前記マルチプルタイムのそれぞれの間の前記増加された期間だけ待つステップと
を前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８９】
前記期間は指数関数的曲線に対応し、前記期間を増加させるステップは前記指数関数的曲線を変更するステップを備えた請求項８８記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９０】
前記期間は、前記無線ネットワーク上のトラヒックに基づき増加される請求項８８記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９１】
チェック及び増加は、ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤにおいて実施される請求項８８記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９２】
前記無線ネットワークにデータを送信するステップと、
前記無線ネットワークのチャンネルのタイムスロットにおける衝突を検出するステップと、
前記衝突を回避するために前記無線ネットワークに前記データが送信される時間をシフトするステップと
を前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９３】
前記データは前記無線ネットワークに定期的に送信され、且つ、シフトするステップは、各期間において前記データが送信される時間をシフトさせるステップを備えた請求項９２記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９４】
優先度をデータに割り当てるステップと、
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップと
を前記装置に実行させる命令を更に格納した請求項６７記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９５】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、前記データに割り当てられたタイムスロットの長さを変更するステップを備えた請求項９４記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９６】
前記タイムスロットの長さを変更するステップは、より高い優先度のデータについての前記タイムスロットを拡張するステップを備えた請求項９５記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９７】
前記優先度に基づき前記データを伝送するステップは、より低い優先度のデータの前に、より高い優先度のデータを伝送するステップを備えた請求項９４記載の機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９８】
実行可能な命令を格納するメモリと、
前記命令を実行する少なくとも一つのプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、
当該装置によって起動された通信によって無線ネットワークにおける存在を確立し、
前記無線ネットワークを通した通信が行われない場合に低電力モードに入る装置。
【請求項９９】
前記少なくとも一つのプロセッサは、第１プロセッサおよび第２プロセッサを備え、前記第１プロセッサは、前記第２プロセッサよりも高いクロックスピードで動作し、前記第１プロセッサは、調整プロトコルを稼動させて前記第１プロセッサおよび第２プロセッサに機能を割り当て、前記機能は前記無線ネットワークにおける存在を確立するステップを備えた請求項９８記載の装置。
【請求項１００】
当該装置によって起動される通信を介して無線ネットワークにおける存在を確立するための手段と、
前記無線ネットワークを通した通信が行われない場合に低電力モードに入るための手段と
を備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してアドホック無線ネットワーク用のネットワークプロトコルに関し、更に詳しくは、ネットワーク間の帯域およびパワーを低減するネットワークプロトコルに関する。
【背景技術】
【０００２】
アドホック無線ネットワークは、ネットワーク装置自体が他の装置と通信リンクを確立する自立したネットワークである。アドホック無線ネットワークは、異なった設定で使用されるかもしれない。例えば、アドホック無線ネットワークは、モニタおよび制御装置とホストコンピュータとの間で確立されるかもしれない。
【０００３】
一つの例において、モニタおよび制御装置は、ビルの照明システムや火災報知システムのような電気システムをモニタする。モニタおよび制御装置は、それらがモニタしたシステムからの状態情報をホストコンピュータに報告する。これに応答して、ホストコンピュータは、モニタおよび制御装置がそれらの電気システムを制御するために使用する制御命令を送信する。
【０００４】
アドホック無線ネットワークを確立し且つモニタすることに関しては多くの問題が存在し、とりわけ電力消費である。アドホック無線ネットワーク上のネットワーク装置は、一般にはバッテリを持ち運び、そのバッテリは定期的にチェックされ、充電されなければならない。バッテリを頻繁に充電することは、とりわけ、無線ネットワークのノードが手の届きにくいエリアに設置された多くの小さな装置を備える場合には不便である。
【０００５】
アドホック無線ネットワークを確立し且つ維持することに関する他の問題は、これに限定されるものではないが、アドホック無線ネットワークを確立することにおける遅延、芳しくないデータスループットをもたらすネットワークトラヒックの輻輳、そして種々の装置が同一のタイムスロットで（または近傍で）データを伝送しようとすることによって生じるデータの衝突である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概して、ある態様において、本発明は、無線ネットワーク装置および端末装置を備えるシステムを対象とする。無線ネットワーク装置は、基地局(base station)と、データをルーティングするための複数のリピータ装置(repeater device)を備える。端末装置は、無線ネットワーク装置を備える無線ネットワークにおける存在(presence)を確立するためにネットワークプロトコルを稼動する。端末は、無線ネットワーク上での通信を行わないときには低電力モードに入る。本発明のこの態様は、１または２以上の次のようなものを含んでも良い。
【０００７】
無線ネットワークにおける存在を確立することにおいて、端末装置は、無線ネットワークに通信を送信して端末装置の存在を示し、そして無線ネットワークから確認(confirmation)を受信してもよい。例えば、端末装置は、第１通信を無線ネットワークに送信し、この第１通信に応答した無線ネットワークのからの第１確認メッセージを待ち、第１確認メッセージが受信された場合、無線ネットワークに第２通信を送信し（第２通信は第１通信よりも大きい）、第２通信に応答した無線ネットワークからの第２確認メッセージを待ち、第２確認メッセージが受信された場合、第３通信を無線ネットワークに送信し（第３通信は第２通信よりも大きい）、そして、第３通信に応答した無線ネットワークからの第３確認メッセージを待つ。
【０００８】
第１通信は、無線ネットワークの識別子を備えてもよい。第２通信は、端末装置についての識別子と、この端末装置が通信しようとする無線ネットワーク上のノードについての識別子とを備えてもよい。第３通信は、前記端末装置に関するパラメータを備えてもよい。このパラメータは、これに限定されるものではないが、前記端末装置のデータパケット発生レート(data packet generation rate)および前記端末装置上の入力／出力チャンネルのステータス(status)を備えてもよい。
【０００９】
無線ネットワーク上の存在を確立することにおいて、端末装置は、無線ネットワークにＮ（Ｎ＞１）の通信(N(N>1)communications)を送信してもよい。Ｎの通信のうちの第１通信に続くＮの通信のそれぞれは、Ｎの通信のうちの直前のものよりも多くのデータを備えてもよい。端末装置は、Ｎの通信のそれぞれに続く確認メッセージを受信してもよい。端末装置は、端末装置がＮの通信のうちの直前の通信に応答した確認メッセージを受信した場合に限り、Ｎの通信のうちの最初のものに続くＮの通信のそれぞれを送信してもよい。
【００１０】
無線ネットワークの存在を確立することにおいて、端末装置は、複数のマスターノード(master node)を確立してもよい。この複数のマスターノードは、無線ネットワーク上の他の装置を備えてもよい。複数のマスターノードのうちの少なくとも一つは、無線ネットワークへの端末装置のアクセスを仲介(mediate)してもよい。複数のマスターノードを確立することにおいて、端末装置は、端末装置から基地局への最も少ないホップ(hop)数を有する無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）の装置(devices)を識別してもよく、そしてＮの装置に対応したデータをメモリに格納してもよい。
【００１１】
複数のマスターノードは、二つのマスターノードを含んでもよく、その一つは、主マスターノード(the main master node)として指定され、他のものは、副マスターノード(the secondary master node)として指定される。端末装置は、主マスターノードを通して通信してもよく、そして、主マスターノードに問題が存在する場合には、副マスターノードを通して通信してもよい。主マスターノードは、副マスターノードよりも、端末装置から基地局へのより少ないホップを有してもよい。複数のマスターノードのうちの少なくとも一つは、無線ネットワークからのデータを格納してもよい。端末装置は、複数のマスターノードの少なくとも一つからデータを受信してもよい。
【００１２】
端末装置は、無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタし、端末装置が無線ネットワーク上のデータトラヒックに基づき無線ネットワークにデータを送信するレートを変更してもよい。無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタすることにおいて、端末装置は、無線ネットワーク上のリピータ装置の応答時間を所定の応答時間と比較し、及び／又は、キャリアセンスマルチプルアクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを使用して無線ネットワークのチャンネルにおけるデータトラヒックをモニタしてもよい。端末装置は、無線ネットワーク上のトラヒックが所定のレベルを超えた場合、データが無線ネットワークに送信されるレートを減少させてもよい。
【００１３】
端末装置は、無線ネットワーク上のデータトラヒックをモニタして、データパケットの衝突を検出してもよい。データパケットの衝突が無線ネットワーク上で検出された場合、端末装置は、無線ネットワークにデータを送信する前にランダム期間(random period of time)だけ待ってもよい。このランダム期間は、無線ネットワーク上のハードウェアノイズに基づいてもよい。端末装置は、無線ネットワークのチャンネル上のハードウェアノイズをカウントすることにより上記ランダム期間を決定してもよい。
【００１４】
端末装置およびリピータ装置は、無線ネットワーク上へのデータの送信に先だってチャンネルマルチプルタイム(channel multiple times)をチェックし、マルチプルタイムのそれぞれの間の期間を待ち、マルチプルタイムに続く期間を増加し、結果として増加された期間をもたらし、そして、無線ネットワーク上へのデータの送信に先だってチャンネルマルチプルタイムをチェックし、マルチプルタイムのそれぞれの間の増加された期間を待つ。上記期間は指数関数曲線に対応してもよく、そして、上記期間を増加することは、上記指数関数曲線を変更することを含んでもよい。上記期間は、無線ネットワーク上のトラヒックに基づき増加されてもよい。上記期間をチェックし増加することは、ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロールレイヤで実施されてもよい。
【００１５】
端末装置は、無線ネットワークにデータを送信し、無線ネットワークのチャンネルのタイムスロットにおける衝突を検出し、そして衝突を回避するために、データが無線ネットワークに送信される時間をシフトさせてもよい。端末装置は、定期的にデータを送信し、そして各期間においてデータが送信される時間をシフトしてもよい。
【００１６】
端末装置は、無線ネットワークに送信されるデータに対して優先度を割り当ててもよい。端末装置と、複数のリピータ装置のうちの少なくとも一つは、上記優先度に基づきデータを伝送してもよい。上記優先度に基づく上記データの伝送は、データに割り当てられたタイムスロットの長さを変更すること、及び／又は、より低い優先権のデータの前により高い優先権のデータを伝送することを含んでもよい。タイムスロットの長さの変更は、より高い優先権のデータについてのタイムスロットの長さを拡張することを含んでもよい。
【００１７】
複数のリピータ装置のうちの少なくとも一つは、複数のマスターノードを確立してもよい。複数のマスターノードは、無線ネットワーク上の装置を備えてもよい。複数のマスターノードの少なくとも一つは、無線ネットワーク上のデータ伝送のための経路を提供してもよい。複数のマスターノードを確立することにおいて、リピータ装置は、基地局へのホップ数が最も少ない無線ネットワーク上のＮ（Ｎ＞１）の装置(devices)を識別し、そしてＮの装置に対応するデータをメモリに格納してもよい。複数のマスターノードは、主マスターノードおよび副マスターノードを備えてもよい。リピータ装置は、主マスターノードにより無線ネットワークを通して通信し、主マスターノードに問題に存在する場合には副マスターノードを通して通信してもよい。主マスターノードは、副マスターノードが有するよりも少ない基地局へのホップ数を有してもよい。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点は、請求項および図面を含む以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書では、無線ネットワーク１０（図１）のようなアドホック無線ネットワーク(an ad-hoc wireless network)においてデータをルーティング(routing)するためのプロトコルについて述べられる。このプロトコルは、双方向の無線ラジオ周波数（ＲＦ）リンクを用いてデータが種々のネットワーク装置間でルーティングされることを可能とし、それは図１に点線として表されている。有線リンクは実線として表されている。
【００２０】
無線ネットワーク１０は、無線ネットワーク１０上の全装置は同じ機能を遂行することはできないので、混成ネットワークである。この点について、無線ネットワーク１０は、リモート端末１２および１４と、リピータ装置１５ないし２２と、基地局２４ないし２６とを備える。リモート端末１２および１４とリピータ１５ないし２２は、ＲＦリンクを通して通信する。基地局２４ないし２６は、ＲＦリンクを通してリピータと通信し、且つ高速バックボーン２９と有線で接続され、それを通して基地局２４ないし２６は、比較的高速にホストコンピュータ３０と通信する。
【００２１】
リモート端末１２および１４、リピータ１５ないし２２、および基地局２４ないし２６のそれぞれは、無線ネットワーク１０のノードを規定する。これらの装置のそれぞれは、実行可能な命令を格納するメモリ（図示なし）と、上記命令を実行して本明細書で述べられる機能を実施するための１または２以上のプロセッサ（図示なし）を備える。この実施形態において、リモート端末１２，１４の構成および機能は同一であり、リピータ１５ないし２２の構成および機能は同一であり、基地局２４ないし２６の構成および機能は同一である。これは他の実施形態における例でなくてもよい。
【００２２】
リモート端末は、ネットワークデータの送信元(source)または送信先(destination)の何れかであるが、他の送信元または送信先には送らない。１または２以上の送信装置は、リモート端末に接続されてもよい。これらの送信装置は、上述の背景技術のセクションにおいて述べたように、物理的システムをモニタするために使用されてもよい。リモート端末は、送信装置からアナログまたはデジタル信号を取得して、これらの信号を、無線ネットワーク１０を通して基地局に伝送する。アンテナ（図示なし）は、伝送を達成するために各リモート端末に備えられてもよい。アンテナは他の無線装置上にも備えられてもよい。
【００２３】
また、１または２以上のアクチュエータがリモート端末に接続されてもよい。リモート端末は、アナログまたはデジタル信号を使用してアクチュエータに命令してもよい。これらの命令信号は、リモート端末またはホストコンピュータにおいて発生してもよい。後者の例では、命令信号は、ホストコンピュータ３０から、基地局へ、それからリモート端末へ、直接的、または無線ネットワーク１０における１または２以上のリピータを通して伝送される。
【００２４】
リピータは、リモート端末、他のリピータ、及び／又は基地局によって送信されたデータを転送する無線ネットワーク１０の中間ノードである。リピータは、通常、データが受信された形式で且つ該データが受信されたときと同一のレートで該データを送信する。
【００２５】
基地局は、高速バックボーン２９に接続された無線ネットワークのノードである。基地局は、無線ネットワーク１０とバックボーン２９の中継手段(intermediaries)として働き、任意のデータおよびプロトコル変換を実施して、二つの間でのデータ交換(exchange)を可能にする。
【００２６】
また、ホストコンピュータ３０は高速バックボーン２９に接続されている。ホストコンピュータ３０は、無線ネットワーク１０を管理すると共に、リモート端末によって発生されたデータの受信および処理ならびにリモート端末への命令信号の発行を含むタスクを実行する。
【００２７】
リモート端末は、検出装置(sensing device)及び／又はアクチュエータに接続されているので、それらのネットワークにおける配置は、検出装置およびアクチュエータの設置条件(installation requirements)に依存する。リピータは、リモート端末と基地局との間の接続を確立するために設置されている。アドホック無線ネットワーク１０を形成することにおける唯一の条件は、あらゆるリモート端末が基地局またはリピータのＲＦ伝送範囲内にあり、且つ、あらゆるリピータが基地局または他のリピータのＲＦ伝送範囲内にあることである。それらのＲＦ伝送範囲外にある装置は、無線ネットワーク１０を通して互いに通信することはできない。
【００２８】
無線ネットワーク１０の全体的接続形態は、スパニングフォーレスト(spanning forest)に似ており、そこでは、リモート端末は葉(leaves)として機能し、リピータは枝(branches)として機能し、そして基地局は根(roots)として機能する。木(trees)が重なり合った密林(dense forest)におけるように、リピータ間の通信リンクは、ウェブリンク構造を形成するように調和し、そのことは、リモート端末（葉）およびリピータ（枝）が複数の基地局（根）と通信することを可能にする。
【００２９】
伝統的なスパニングツリーネットワーク(spanning tree network)においては、単一のルートノードが、“ハロー(hello)”メッセージをブロードキャストして、ネットワークツリーを成長させる。本明細書で述べられるプロトコルでは、フォーレストリンクネットワーク(forest-link network)は、リモート端末（葉）によって起動された“ハロー”メッセージに基づく。この処理は、本明細書では“端末起動ポーリング(terminal-initiating polling)”として参照される。
【００３０】
端末起動ポーリングの一つの利点は、リモート端末が、ハローメッセージに応答し、またはネットワークに加わるために、長期間にわたってアクティブなリスニングモードでいる必要がないことである。その時間のほとんどは、リモート端末が低電力モードでいることができ、通常、“スリープモード”と呼ばれ、リモートノードがネットワークに加わること及び／又はネットワークを通してデータパケットを送信することを望むときにのみ、“ウェークアップ(wake-up)”する。従って、リモート端末のデューティサイクルは、比較的低いレベルに維持でき、結果としてリモート端末の電力消費を低減させる。
【００３１】
リモート端末は、リチウムコインセルバッテリのような、低容量、小サイズのバッテリで給電されるので、リモート端末について低減された電力消費は有利である。このようなバッテリについての長寿命は、一般には、リモート端末の平均電力消費が比較的小さい場合に達成されるのみである。
【００３２】
図２を参照すると、処理３２は、無線ネットワークのリモート端末の低減された電力消費を達成するためのステップを示す。処理３２は、無線ネットワーク１０上のリモート端末１２によって実施されてもよい。
【００３３】
処理３２は、リモート端末１２が無線ネットワークにおける存在を確立するステップ（３４）を備える。この内容では、無線ネットワークにおける存在を確立することは、既存の無線ネットワークに入ること及び／又は新たな無線ネットワークの確立を起動することを含むことができる。これらの機能を実施するための処理は、後述するように、“端末起動ポーリング(Terminal-Initiated Polling)”、“マスターノードの確立(Establishing Master Nodes)”、および“順次的な検索(Progressive search)”と題されたセクションで詳細に述べられる。
【００３４】
一旦、リモート端末１２が無線ネットワーク１０における存在を確立すると、リモート端末１２は無線ネットワーク１０にデータを送信し、または無線ネットワーク１０からデータを受信してもよい。データを送受信するための処理は、後述するように、“適応的デューティサイクル調整”、“ランダム数を発生するためのハードウェアノイズの使用”、“適応的指数関数的バックオフ”、“動的チャンネルタイムスロット割り当て”、および“パケット優先順位”と題されたセクションで述べられる。これらのセクションで述べられる処理は個別に実施されてもよく、または、それらの二つ若しくはそれ以上が処理３２と結び付いて、またはそれらが独立に実施されてもよい。
【００３５】
再び図１を参照すると、リモート端末１２は、無線ネットワーク１０を通して通信を行わない場合には低電力モードに入る（ステップ３６）。この低電力モードの間、リモート端末１２は、いくつかの低レベルのオペレーションを維持してもよいが、しかしながら、主要な処理機能は電力を節約するために実施されない。低電力モードに続いて、リモート端末１２は“ウェークアップ”し、即ちその通常の動作モードに入る（ステップ３７）。この通常の動作モードの間、リモート端末１２は、再び、ネットワーク１０を通してデータを送信／受信することができる。
【００３６】
無線ネットワークを通して通信を行わないときにはいつでもリモート端末１２が常に低電力モードに入り、または非通信の或る期間では通常の動作モードを維持してもよいことに注意されたい。
【００３７】
＜端末起動ポーリング＞
少なくとも一つのリモート端末が通信を起動するまで、即ちハローメッセージを送信するまで、無線ネットワークの装置間に接続は存在しない。通信は、リモート端末１２のような、リモート端末が最初に活性化されたときに起動されてもよい。即ち、リモート端末１２が最初に起動されたときに、リモート端末１２がハローメッセージをブロードキャストして、その周辺に問い合わせる。本明細書で使用されるときは、“ブロードキャスト”なる用語は、１または２以上の他のネットワーク装置に送信（又は伝送）することを意味する。
【００３８】
ハローメッセージは、特殊化したデータパケットであり、それ故にまた“ハローパケット”として参照される。ハローパケットは、リモート端末の同一性(identity)および無線ネットワークに入る要求のような情報を含んでもよい。リモート端末のＲＦ伝送範囲（通常、３０から１００フィートであるが、より高い値に拡張可能である）内の全てのリピータは、それらのＲＦ伝送範囲内にある他のリピータまたは基地局との接続を探し出すためにハローパケットを再ブロードキャストする。リピータは、ハローパケットが全ての基地局２４ないし２６に届くまで、ハローパケットを再ブロードキャストする。ネットワークを通してハローパケットを伝搬させるこの技術は、ネットワークを“フローディング(flooding)”することとして知られている。
【００３９】
基地局がハローパケットを受信すると、基地局は、確認パケットを生成すると共にブロードキャストすることによって応答する。確認パケットは、また、フローディングによって無線ネットワーク全体を通して伝搬される。最終的に、確認パケットはハローメッセージを起動したリモート端末に到達する。この時点で、ネットワークノード間の通信は可能となる。
【００４０】
確認パケットが無線ネットワーク１０を通るルートの中で、リピータは、どのノードがそれらに確認パケットを送信したか、即ちルートに沿って直前のネットワークノードを追跡する。各リピータは、このノードを指示するポインタをメモリに格納する。このポインタは、リピータが基地局のより近くにデータパケットを伝送するのに使用できる周辺のノードを識別することを可能にする。これらの周辺のノードは、マスターノード、または単に“マスター”として参照される。
【００４１】
通信ネットワークをフローディングすることの一つの特徴は、ネットワークにおけるノードが確認パケットの複数のコピーを受信してもよいことである。従って、リピータは、一つよりも多くのポインタを確立してもよく、それぞれは確認パケットのコピーを送信する送信元(sender)を指示する。確認パケットのこれらの送信元は、マスターとして指定され、結果として単一の装置が少なくともいくつかのケースにおいて複数のマスターを備える。複数のマスターを備える装置の一つの利点は、その装置が基地局にデータを転送するための一つよりも多くのルートを備えることであり、従ってネットワーク全体の信頼性が向上する。
【００４２】
リモート端末が特定のルートに沿ってホストコンピュータ３０に向けてデータパケットを送信すると、確認パケットが受信ノードから送信ノードへのあらゆるリンクで発行される。このようなノードからノードへの確認(node-to-node confirmation)を用いれば、端から端までのネットワーク確認(end-to-end network confirmation)はもはや必要ではなく、結果として高度に応答するネットワーク通信をもたらす。
【００４３】
ここで、端末起動ポーリングの特定の例が図１を参照して説明されるであろう。初期状態では、図１には活性化されたリモート端末は存在しない。従って、リピータと基地局との間に接続は存在しない。リモート端末１２が活性化されると、リモート端末１２はハローパケットをブロードキャストする。リモート端末１２のＲＦ伝送範囲内にあるそれらの装置のみが、即ちリピータ１５，１６がハローパケットを受信することができる。
【００４４】
この時点ではリピータと基地局との間に接続は存在しないので、リピータ１５，１６は、ハローパケットに応答することはできない。代わりに、リピータ１５，１６は、ハローパケットを再ブロードキャストしてＲＦ伝送範囲内のそれら自身の周辺から応答を得る。ハローパケットは、このような方法でネットワークを通して伝搬し、最終的に基地局２４ないし２６のそれぞれに到達する。基地局には異なる時刻に到達し得る。
【００４５】
基地局２４ないし２６は、ネットワークに確認パケットをフローディング(flooding)することによりハローパケットに応答する。これらの確認パケットは、最終的にはリモート端末１２に到達する。伝搬中に、ネットワークの各ノードは、ネットワーク上の他のノードに対する関係を格納(store)し、これにより、リモート端末１２、リピータ、および基地局の間の接続を確立する。
【００４６】
伝搬中に上記関係を格納すると共にマスターノードを確立するための処理は、上述の例に続いて、以下の“マスターノードの確立”で説明される。
【００４７】
＜マスターノードの確立＞
例えばリピータ１５によって送信されたハローパケットを受信すると、すぐに、基地局２４は確認パケットを生成してブロードキャストする。リピータ１５および１７は、それらが基地局２４のＲＦ伝送範囲内にあるので、この確認パケットを受信する。確認パケットは、基地局２４の識別番号(identification number)と、確認パケットの送信元が基地局からどれほどのホップであるかを示す距離フィールド(distance field)とを備える。基地局から送信された確認パケットは、基地局が送信元であるから、距離フィールドに“０”を有する。
【００４８】
リピータ１５が基地局２４から確認パケットを受信すると、リピータ１５は、確認パケットの距離フィールドを“１”だけ増やし、その結果の距離（この場合は“１”）を基地局２４の同一性(identity)と共にそのキャッシュに格納する。この距離は、リピータから基地局２４までのホップ数である。リピータ１５は、また、送信元をそのマスターノードとして指定し、この場合は基地局２４を指定する。リピータ１５は、基地局２４がそのマスターであることを示すデータをそのキャッシュに格納する。
【００４９】
リピータが確認パケットを認識する前に、リピータは、最初にハローパケットをブロードキャストしなければならない。これは、あらゆるリピータがホストコンピュータ３０への複数（例えば全部）の経路を識別するために、その周辺（即ち、そのＲＦ伝送範囲）を探索することを可能にする。従って、もし、リピータ１７（例えば）が、最初のハローパケットをブロードキャストするチャンスを持つ前に、基地局２４から確認パケットを受信すれば、リピータ１７はこの確認パケットを無視する。この場合、リピータ１７は、ハローパケットのそれ自身のコピーを基地局２４にブロードキャストする。
【００５０】
リピータ１７からハローパケットを受信すると、すぐに、基地局２４は、別な確認パケットで応答する。リピータ１７は、それから、リピータ１５が基地局２４からのその確認パケットを処理する方法と同じ方法で、この確認パケットを処理することができる。
【００５１】
上述したように、マスターノードは、パケットが基地局への配信のために転送される次のホップのノードとして規定される。このように、リピータ１５，１７は、それらのマスターノードとして基地局２４を指示するポインタをそれらのキャッシュに格納する。加えて、リピータ１５，１７は、確認パケットを再ブロードキャストして、基地局との接続と、基地局までのそれらの距離とをそれらの周辺に知らせる。この伝搬処理は、無線ネットワークにおけるあらゆるリピータがハローパケットをブロードキャストし且つ確認パケットを受信するまで継続する。
【００５２】
基地局２４と同様に、基地局２５もその周辺のリピータからハローパケットを受信し、そして確認パケットをブロードキャストして応答する。基地局２５から確認パケットを受信すると、すぐに、リピータ１７は、確認パケットの距離フィールドを増加させ、そして基地局２５を別なマスターとして認識する。二つのノード間のＲＦリンクは容易に干渉を受け、及び／又は、容易にフェイルするので、上述したように、複数のマスター配置構成はアドホック無線ネットワークにおいて特に有利である。また、複数のマスター配置構成は、その送信先にデータパケットを転送するための一つよりも多くの経路をノードに提供する。
【００５３】
図３を参照すると、処理４０において、確認パケットはリピータ１５を通してリモート端末１２に届く。一旦、リモート端末１２が確認パケットを受信すると（ステップ４１）、リモート端末１２は、リピータ１５をそのマスターとして認識する。リモート端末１２はリピータ１６の伝送範囲内に位置しているので、リモート端末１２はまたリピータ１６から確認パケットを受信する（ステップ４１）。リモート端末１２は、従ってまたリピータ１６をそのマスターとして認識する。
【００５４】
リピータ１５，１６から確認パケットを受信した後、リモート端末１２は二つの確認パケットの距離フィールドを比較する（ステップ４２）。リモート端末１２は、リピータ１５がリピータ１６よりも任意の基地局（この場合は、基地局２４）に近いので、リピータ１５がその主マスターであると指定する（ステップ４３）。リモート端末１２は、リピータ１６をその副マスターとして指定する（ステップ４３）。
【００５５】
リモート端末１２が、リピータ１５へのＲＦリンクが信頼できず、及び／又は、しばしば再伝送を必要とすることを遅く決定する場合、リモート端末１２は、リピータ１６をその主マスターとして指定し、もし、リピータ１６がより良好なリンクを提供すれば、リモート端末１２は、リピータ１６をその主マスターとして指定してもよい。リピータ１５，１６へのポインタは、主および副マスターとしてのそれらのステータスを示すデータと共にリモート端末１２上のメモリに格納される（ステップ４４）。
【００５６】
リモート端末１２が二つ以上のリピータ（または場合によっては基地局）をそのマスターとして指定してもよいことが分かる。例えば、一つのリピータが主マスターとして指定され、もう一つが副マスターとして指定され、もう一つが第３のマスターとして指定される、等々である。
【００５７】
マスターノードは、それらの“スレーブ(slave)”ノードへの伝送のためにデータを格納する。例えば、リピータ１５，１６は、リモート端末１２が低電力モードである間にリモート端末１２行きのデータを格納する。リモート端末１２が“目覚める(awakens)”と（低電力モード期間に続いて）、リモート端末１２は、ハローパケットをリピータ１５，１６に送信する。このハローパケットに応答して、リピータ１５，１６は、格納したデータをリモート端末１２に送信する。
【００５８】
目標のリピータ(target repeater)がその周辺のリピータから複数の確認パケットを受信したときに、その目標のリピータは、また、それらの確認パケットの距離フィールドを比較し、そして一つのネットワーク装置をその主マスターとして指定し、その他を副マスターとして指定することが分かる。例えば、リピータ２１は、リピータ２０および基地局２６から確認パケットを受信してもよい。リピータ２０は、基地局２５から一つのホップだけ離れているので、リピータ２０によって送信されたパケットにおいて距離フィールドは“１”である。しかしながら、基地局２６によって送信されたパケットにおける距離フィールドは“０”である。従って、リピータ２０は、基地局２６をその主マスターとして指定し、リピータ２０をその副マスターとして指定する。後に続くデータ伝送の間、リピータ２１と基地局２６との間のＲＦリンクが信頼できないものになれば、リピータ２１は、リピータ２０を副マスターステータスに降格する処理において、リピータ２０をその主マスターとして指定する。
【００５９】
上述したように、無線ネットワーク１０の配置は、ハローパケットを送信する単一のリモート端末によって起動される。ネットワークが形成された後は、分散ルーティングアルゴリズム(distributed routing algorithm)を用いて全てのリピータによって全体的にリモート端末とホストコンピュータとの間でルーティングされる。
【００６０】
データパケットの源から始めると、ノードは、その主マスターを次のホップのノードとして選択する。或るノードから他のノードへの全ての伝送（ホップ）の後、受信ノードは、即座に確認パケットを送信元に発行して返す。もし、相当な時間が経過しても確認が到達しなければ、送信元は同一のパケットを再送信する。成功することなく再伝送を何度も試行した後、送信元は、もし、それが送信元のキャッシュにあれば、次のホップのノードとして代わりのマスターを選択する。ノードからノードへの確認および次ホップのノードの複数の選択で、任意のこわれた又は信頼できないリンクがすぐに検出され、結果として信頼性があり且つ応答の良いルーティング処理をもたらす。
【００６１】
リモート端末１４のような新たなリモート端末が無線ネットワーク１０への参加を望むとき、リモート端末１４はハローパケットを発行する。リモート端末１４からのハローパケットはリピータ１９，２１に届く。これら二つのリピータは、既に、基地局への確立したルートを持っているので、リピータ１９，２１のそれぞれは、確認パケットを用いてリモート端末１４に応答する。リモート端末１４は、二つの確認パケットの距離フィールドを比較し、そして、リピータ２１が基地局２６からほんの一つのホップしか離れていないので、このリピータ２１をその主マスターとして指定する。リピータ１９は副マスターとして指定される。
【００６２】
無線装置(radio device)は、それが単なるリスニングモード(listening mode)にあるときでさえ、相当量の電力を消費することが知られている。従来のスパニングツリーネットワークにおいて、リモート端末は、中央調整部(central coordinator)によって起動されるビーコン信号(beacon signals)に応答するために、常に、リスニングモードでいなければならない。端末起動ポーリングを用いれば、リモート端末は定期的なビーコン信号をリスニングする電力を消費する必要がない。代わりに、リモート端末は、多くの時間、低電力モードでいることができ、そして、その自身の伝送スケジュールに従って時々目覚める(wake-up)。
【００６３】
端末起動ポーリングの他の利点は、リモート端末が無線ネットワークに参加するために待つ必要がないことである。即ち、リモート端末が無線ネットワークへのエントリを起動するので、リモート端末は、無線ネットワークにおける存在を確立する時を制御する。リモート端末は、参加前に基地局からの定期的なビーコン信号を待つことが要求されない。
【００６４】
＜順次的な探索＞
上述したように、端末起動ポーリングにおいて、リモート端末は、無線ネットワーク１０における存在を確立するために、最初のハローパケットをブロードキャストする。単一のパケットをブロードキャストする代わりに、リモート端末は、無線ネットワーク１０における存在を確立するために、順次的により大きな一連のパケットをブロードキャストしてもよく、それぞれは直前のものよりもより多くのデータを備える。
【００６５】
このアプローチの一つの利点は、応答するためのそのＲＦ伝送範囲に装置が存在しないときに、リモート端末が非常に長いハローパケットの複数のコピーを送信することについて電力を浪費しないことである。従って、リモート端末は、所望の目的地へのルートが存在し、且つ、その周辺の一つがそのルートを知っていることを確認したときにのみ、完全なハローパケットを伝送するために電力を消費する。順次的な伝送アプローチは、また、最初の短いハローパケットのコピーのみが通信チャンネルを占有するので、向上した帯域幅の使用効率をもたらす。
【００６６】
図４を参照すると、新たなリモート端末は、無線ネットワーク１０に参加することを試みるとき（または、リモート端末が長期間にわたって低電力モードでいた後に目覚めるとき）、リモート端末は、最初に小さなハローパケットを送信し（ステップ４６）、同じネットワーク（複数の無線ネットワークが同じ物理空間でオーバーラップしてもよい）に属するＲＦ伝送範囲（即ちその周辺）に何らかの基地局またはリピータが存在するかどうかを決定する。この最初のハローパケットは、リモート端末が属し又はリモート端末が通信しようとするネットワークまたはグループの識別（ＩＤ）番号のみを備えてもよい。一実施形態において、この最初のハローパケットは、期間にして約１ｍｓ（ミリ秒）であってもよい。
【００６７】
リモート端末は、その最初のハローパケットに応答した確認パケットを待つ。確認パケットが受信されない場合（ステップ４７）、リモート端末は、順次的により大きなパケットをブロードキャストすることを実行しない。
【００６８】
リモート端末がその最初のハローパケットに応答した確認パケット（確認パケットはまた期間にして約１ｍｓである）を受信した場合（ステップ４８）、リモート端末は、リモート端末が通信しようとするネットワークノードの識別（ＩＤ）番号のような、異なるデータを備えた第２のデータパケットを送信する（ステップ４８）。一実施形態において、この第２のデータパケットは期間にして約２ｍｓないし３ｍｓであってもよい。
【００６９】
リモート端末は、第２のデータパケットに応答した確認パケットを待つ。確認パケットが受信されない場合（ステップ４９）、リモート端末はより大きなデータパケットのブロードキャストを実行しない。
【００７０】
リモート端末が第２のデータパケットに応答した確認パケットを受信し（ステップ４９）、且つ、確認パケットがそのパケットの目的地へのルートを確認した場合、リモート端末は第３のデータパケットを送信する（ステップ５０）。第３のデータパケットは、リモート端末上の入力／出力チャンネルのステータスおよびそのデータパケット発生レートのような、リモート端末に関連したパラメータを備える。一実施形態において、第３のデータパケットは、期間にして約５ｍｓないし６ｍｓであってもよい。
【００７１】
一旦、第３のデータパケットが送信され（ステップ５０）、そしてそれに応答した確認パケットが受信されると（ステップ５１）、リモート端末の存在が無線ネットワーク１０において確立される（ステップ５２）。ここで説明された“順次的な探索”技術は、３パケットの伝送を使用して接続を確立するが、任意数のパケットの伝送を使用しても良い。例えば、２パケットの伝送を使用してもよく、又は４パケットの伝送を使用してもよい。
【００７２】
＜適応的デューティサイクル調整＞
もし、リモート端末が無線ネットワーク１０上で重大な輻輳(congestion)を検出すれば、リモート端末は、輻輳の量に基づきその伝送レートを変更してもよい。例えば、リモート端末はそのデータ伝送レートを減少させてもよい。もし、ネットワーク上の十分な数のリモート端末がそれらのデータ伝送レートを減少させれば、ネットワーク全体の輻輳はそれに応じて減少する。
【００７３】
図５を参照すると、リモート端末１２は、無線ネットワーク１０上のデータトラヒックをモニタする（ステップ５５）。リモート端末は、リモート端末が確認パケットを受信するのに要する時間に基づき無線ネットワーク１０上の輻輳を検出してもよい（ステップ５６）。即ち、通常、リモート端末は、データパケットの送信から１ｍｓ以内に確認パケットを受信する。この実施形態において、もし、リモート端末がデータパケットの送信後の３ｍｓ以内に確認パケットを受信しない時間の６０パーセントであれば、リモート端末はデータパケットを送信するために使用する混雑(busy)のより少ないノード（即ち他のマスター）を探索する。これらの数は調節されてもよい。例えば、上述の６０パーセントは、３０パーセント、７０パーセント、または中間の任意数であってもよい。３ｍｓの期間は、必要に応じて調節してもよい。
【００７４】
もし、リモート端末が混雑の少ないノードを見つけ出すことができなければ、リモート端末は、データ伝送レートを減少させる（ステップ５７）。ネットワーク上の輻輳が増すほど、データ伝送レートをより大きく減少させる。例えば、５０パーセントだけ減少されてもよいが、他の減少したデータ伝送レートが発行されてもよい。
【００７５】
リモート端末は、また、キャリアセンスマルチプルアクセス（ＣＳＭＡ）を用いてネットワーク上の輻輳を検出してもよい（ステップ５６）。ＣＳＭＡは無線ネットワーク１０上の装置によって使用されるチャンネルアクセス方法である。（ＣＳＭＡ）によれば、リモート端末のようなネットワークノードが通信チャンネルを通してデータパケットを送信しようとする前に、ネットワークノードは、最初に、通信チャンネルは混雑しているか、即ち無線信号(radio signal)が通信チャンネルを通して既に伝送されているかを決定する。もし、通信チャンネルが混雑していれば、ネットワークノードは、“バックオフ(back-off)”を行い（即ち、伝送しようとせず）、そして別の伝送を試みる前に相当時間だけ待つ。
【００７６】
もし、リモート端末が、或るパーセントの時間、例えば６０パーセントの時間、バックオフを余儀なくされれば、リモート端末はネットワークが過度に輻輳していると判断する。リモート端末は、従って、輻輳の量に基づきそのデータ伝送レートを減少させる（ステップ５７）。より大きな輻輳はより大きな伝送レートの減少をもたらし、逆もまた同様である。
【００７７】
データ伝送レートを減少させる場合、リモート端末はデータパケットを再送信する前に、より長い期間、待ってもよい。この待っている期間中、リモート端末は低電力モードに入ってもよい。したがって、リモート端末は、また、トラヒックが輻輳したときにそのデューティサイクルを減少させる。トラヒックの混雑が少なくなるにつれて伝送が成功するレート(transmission success rate)が増加すると、リモート端末は自動的にその待ち時間を短くして、より高いデータパケット伝送レートを提供する。
【００７８】
＜ランダム数を発生するためのハードウェアノイズの使用＞
図６を参照すると、リモート端末１２は、衝突のために無線ネットワーク１０をモニタする（ステップ６０）。ネットワーク上に衝突が存在するときには、衝突伝送を発生したリモート端末は、所定の期間（例えば３ｍｓ）内に確認パケットを受信しない。これは、衝突が発生したことをリモート端末が知る方法である。もし、衝突が検出されれば（ステップ６１）、衝突に巻き込まれたリモート端末は或る時間だけ待ち（ステップ６２）、そしてそれらのデータパケットを再送信することを試みる（ステップ６３）。この処理は、有限時間だけ繰り返されてもよい。データパケットの再伝送中の別な衝突の可能性を減少させるために、各リモート端末の再伝送待ち時間はランダム化される。
【００７９】
この実施形態において、無線ネットワークのチャンネル上のハードウェアＲＦノイズは、再伝送のためのランダム待ち期間を決定するために使用される。ＲＦノイズは、ほとんどが、無線装置のアンテナを取り巻く空中の温度変動によって生じるホワイトガウスノイズである。チャンネル上のＲＦノイズはデジタルであり、それは、ノイズが“１”値または“０”値を有するように決定されるパルスによって特徴づけられることを意味する。ランダム数を発生するためには、各リモート端末は所定の期間（例えば、端末がその確認の受信に失敗したときから始めて４ｍｓ）にわたってパルスの数をカウントする。結果として得られたランダム数は、対応するユニークなランダム化された待ち期間に変換される。
【００８０】
この実施形態において、各リモート端末は、“０”と“２５５”との間でカウントして“２５５”に到達したときに再スタートするカウンタを備える。次の所定の期間を生じる数はランダム数である。
【００８１】
ハードウェアノイズに基づくランダム数を発生するためのこの処理は、国際標準化機構のオープンシステムインターコネクト（ＩＳＯ／ＯＳＩ）ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤにおいて実施される。
【００８２】
従来のネットワークにおいて、装置は、ソフトウェア実施の数学的アルゴリズムに基づき待ち期間(waiting periods)を生成するためにランダム数を発生する。ソフトウェア実施の数学的アルゴリズムによって発生されたランダム数は、本当のランダム数ではなく、むしろ、それは、本当のランダム数の確率分布関数(probability distribution function)を模倣した擬似ランダム数である。これらのソフトウェア実施の数学的アルゴリズムは、ソフトウェア実施の数学的アルゴリズムについて同一の初期状態が双方の装置で使用されると、たまに、双方のネットワークが同一の擬似ランダム数を発生する結果をもたらす。これは、パケットの衝突が繰り返し発生する結果をもたらし得る。ランダム数を発生するためにハードウェアＲＦノイズを使用することは、同一のランダム数が双方のネットワーク装置（リモート端末）によって発生される場合がより少なくなる結果をもたらし、これにより、繰り返されるパケット衝突がより少なくなる。
図６に示される処理は、無線ネットワーク１０上の装置によって実施されてもよいことが分かる。
【００８３】
＜適応的指数関数的バックオフ＞
無線ネットワーク１０上の装置は、ＣＳＭＡを使用して通信チャンネルをアクセスする。上述したように、ＣＳＭＡによれば、リモート端末、リピータ、又は基地局のようなネットワーク装置は、最初に、通信チャンネルが使用中(busy)であるかどうかをチェックする。
【００８４】
図７を参照すると、ネットワーク装置は、無線ネットワークを通してデータを送信することを試みるに先だって、通信チャンネルマルチプルタイム(communication channel multiple times)をチェックする（ステップ６６）。ネットワーク装置は、各チェックの間の期間を待つ（ステップ６７）。もし、各チェックの後、通信チャンネルが使用中であれば、ネットワーク装置は“バックオフ”を行い（即ち、送信を試みず）、そして別な伝送の試みをする前にある期間だけ待つ。バックオフ期間の末尾に、ネットワーク装置は再び通信チャンネル上の信号に耳を傾ける。この処理は、通信チャンネルが使用中でなくなるまで繰り返される。
【００８５】
ここで説明されたバックオフメカニズムは、ＣＳＭＡを使用する密度の高い無線ネットワークにおけるデータの衝突を減少させるために使用され、そして、図１に示されるネットワーク装置の何れで実施されてもよい。バックオフメカニズムを実施するための一般的なガイドラインは、２又はそれ以上の装置がぴったり同じ時間にデータパケットに耳を傾ける(listen)と共に伝送(transmit)する確率が低くなるように、ネットワーク装置間のバックオフ期間をランダム化することである。この実施形態において、これは所定数のチェックに続く待ち時間を増加させること（ステップ６８）により行われる。
【００８６】
期間は、図８における曲線７０のような指数関数的曲線に対応する。曲線７０は、Ｙ軸上の待ち（バックオフ）時間とＸ軸上のチェック数とを示す。各試みについて、バックオフ時間は、Ｘ軸と、曲線上の対応する点との間で選択される（例えば、平均値が選択される）。チャンネル上のトラヒック量が多くなるほど、曲線の傾きが増加する。
【００８７】
上述の場合のように、無線装置のアンテナの周囲の温度変動にほとんど起因する無線ハードウェアノイズは、ランダム数を発生させるための源として使用される。一実施形態において、ネットワークノードが行う最初の４つの通信チャンネルのチェックについては、ｉ番目のチェックの後の、ミリ秒の単位で測定されたバックオフ期間（δｉ）は次のように計算される。
【００８８】
δｉ＝ν  ただしｉ≦４の場合              ・・・（１）
【００８９】
ここで、νはハードウェアノイズに基づき決定されたランダムな実数である。正規化に従って、νは、０から２５の間の値をとる。もし、４つの連続したチェックが、データパケットの伝送を実施することなくなされるとすれば、バックオフ期間は次のように計算される。
【００９０】
δｉ＝ｄｉ＋ｎ  ただしｉ＞４の場合          ・・・（２）
【００９１】
ここで、ｄｉは確定的に決まる実数であり、ｎはハードウェアノイズに基づき決定され且つ正規化に従って−２５と＋２５との間の値をとるランダム実数である。確定的に決まる数ｄｉは次の数式を用いて計算される。
【００９２】
ｄｉ＝ｄｉ−１×（１＋２ｊ／１６）              ・・・（３）
【００９３】
ここで、ｄｉ−１は、前のバックオフ期間について、即ちｉ−１番目の試みの後に計算で使用される確定的に決まる項であり、ｊはＪ＝Ｉｎｔ（ｉ／３）によって与えられる整数である。ここで、Ｉｎｔは整数関数であり、また、一般に“フロア関数(floor function)”として知られ、それはｉ／３よりも小さいかそれに等しい最大の整数を出力する。
【００９４】
最初の４つのチェックについて、バックオフ期間は、実質的には、０ｍｓと２５ｍｓとの間の固定ウィンドウから選択されたランダム数である。混雑した無線チャンネルに起因する４つの不成功のチェック後、バックオフ期間は、ｄｉの平均値を有するように拡張される。ｄｉの値は、異なる指数関数的曲線に従うことにより指数関数的に大きくなる。指数ｊ＝Ｉｎｔ（ｉ／３）は、ｄｉが、通信での３つごとの試みに続いて異なる一層積極的な曲線を描いて大きくなることを可能とする。
【００９５】
このバックオフメカニズムは、国際標準化機構のオープンシステムインターコネクト（ＩＳＯ／ＯＳＩ）ネットワークプロトコルスタックのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤにおいて実施される。
【００９６】
＜動的チャンネルタイムスロット割当て＞
従来のＣＳＭＡにおいて、伝送すべきメッセージを有するリモート端末は、常に最初に、キャリアチャンネルに耳を傾けて、チャンネルが占有されているかどうかを決定する。もしチャンネルが空いていれば、リモート端末は、チャンネルタイムスロットを占有し、そして伝送を開始する。もしチャンネルが使用中(busy)であれば、リモート端末は待ち、そして伝送しない。
【００９７】
本来、ＣＳＭＡは、特定の端末がどれほど頻繁に伝送する必要があるかとは無関係に全装置が等しく取り扱われる競争ベース(contention-based)のアクセススキームである。対象のネットワークプロトコルにおいて、より頻繁にメッセージの伝送を必要とする装置は、チャンネルアクセスのためのより多くのタイムスロットが自動的に与えられる。これらのタイムスロットは、そのアクセスの必要に応じて各装置に動的に割り当てられる。この割当ては、特にネットワークにおける全ての装置がメッセージを定期的なベースで伝送する場合に、帯域幅を効果的に増やすのに有用である。
【００９８】
加えて、リモート端末が特定のタイムスロットでの衝突を検出したとき、多くの再試行に続いて、リモート端末は、伝送が完了するまで、小さなランダム化された量だけタイムスロットをシフトする。シフトされたタイムスロットは、それから、そのリモート端末の定期的な伝送スケジュールに組み込まれ、それに続く全ての伝送がランダム化された量だけシフトされる結果となる。タイムスロットのシフトが図９に示され、その例では、オリジナルのタイムスロットにラベルがつけられ（ステップ７５）、そしてシフトされたタイムスロットにラベルがつけられる（ステップ７６）。
【００９９】
このランダム化されたタイムスロット調整を用いて、より頻繁に伝送するリモート端末は、自動的に衝突を回避し、そしてそれらのチャンネルアクセス需要(channel access demand)に合ったより多くのタイムスロットを見つけ出す。チャンネルが混雑(busier)する程、この処理は、全端末の要求に合うようにチャンネル容量をより効率的に分配することができる。
【０１００】
＜パケットの優先順位＞
ソースネットワーク装置（即ち、他のデータパケットを単に転送するというよりはむしろデータパケットを生成し且つ送信する図１におけるリモート端末または基地局のような装置）は、各データパケットに優先度を割り当ててもよい。
【０１０１】
ネットワーク装置は、より低い優先度のデータパケットよりも、より高い優先度のデータパケットを優先してもよい。例えば、ネットワーク装置は、より多くのネットワーク帯域及びより多くの資源を、より低い優先度のデータパケットを伝送することよりも、より高い優先度のデータパケットを伝送することに割り当ててもよい。例えば、当然のことながら、ネットワーク装置は、より低い優先度のデータパケットを伝送する前に、より高い優先度のデータパケットを伝送してもよい。ネットワーク装置は、このような動作がこの条件下に保証されるのであれば、より高い優先度のデータパケットを支持して、より低い優先度のデータパケットを落とすことさえしてもよい。
【０１０２】
ネットワーク装置は、データパケットの優先度に基づきパケット伝送に使用するためのタイムスロットを指定してもよい。例えば、もし、データパケットが低い優先度を有していれば、ネットワーク装置は、その低い優先度のデータパケットを、より高い優先度のデータパケットを伝送するために使用されるタイムスロットから比較的遠くに離れて配置され且つネットワーク装置に利用可能なタイムスロットで伝送することを試みるであろう。これは、低い優先度のデータパケットが、より高い優先度のパケットと衝突する確率を減少させる。高い優先度のデータパケットに対するタイムスロットは、また、例えば１０ｍｓから３０ｍｓのサイズに増やされる。
【０１０３】
ネットワーク装置は、別な優先度のデータパケットを確認および再伝送する別な方法を使用してもよい。例えば、もし、データパケットが比較的低い優先度を有していれば、ネットワーク装置は、確認メッセージ(confirmation message)を伝送しなくてもよく、これによりネットワークの帯域を節約する。もし、データパケットが比較的高い優先度を有していれば、ネットワーク装置は、ハイレベルな配信確認方法を使用してもよい。
【０１０４】
さまざまな配信確認方法が使用されてもよい。例えば、ネットワーク装置は、メッセージが配信されたことを単に確認するだけでもよく、ネットワーク装置は、パケットの巡回冗長検査(cyclic redundancy check)コードを確認してもよく、及び／又は、ネットワーク装置は、メッセージの内容が実際に配信されたことをチェックしてもよい。内容の配信を確認することは、より良好な（より高い）レベルの確認を提供するが、他の方法よりも多くのネットワーク帯域を消費する。
【０１０５】
ネットワーク管理者は、ネットワーク装置の認識された重要度に基づき、ネットワーク装置に（例えば、各リモート端末に）、故にそれらのネットワーク装置から伝送された通信に対して優先度を相互に割り当ててもよい。例えば、セキュリティ（例えば火災報知、散水制御など）のために使用される通信を伝送するネットワーク装置は、比較的高い優先度を割り当てられてもよい。他方、テレビを遠隔制御するために使用される通信を伝送するネットワーク装置は、より低い優先度を割り当てられてもよい。
【０１０６】
優先度は、また、ネットワークグループＩＤによって割り当てられてもよい。例えば、セキュリティシステムを制御するために設計されたネットワークにおけるノードは、娯楽装置を制御するために設計されたネットワークにおけるノードとは異なるグループＩＤを有してもよい。各ネットワークノードは、最初にパケットを送信した装置のグループＩＤに基づきパケットに優先度をつけてもよい。グループＩＤは、パケットのヘッダーに備えられてもよい。
【０１０７】
＜リモート端末＞
無線ネットワーク１０において使用されると共に本明細書で述べられる機能を実施するリモート端末の例は、２００１年１０月３１日に出願された米国特許出願番号０９／９９９０９８号に述べられており、その内容は、本明細書で完全に説明されるものであるかのように、参照することにより本出願に組み込まれる。図１０Ａから１０Ｃは、このようなリモート端末８０の一例のブロックダイアグラムを示す。
【０１０８】
リモート端末８０は、内蔵型(self-contained)の小型化されたコンピュータである。図１０Ａおよび１０Ｂに示されるように、リモート端末８０は、第１処理ユニット８２と、ＲＦトランシーバ８４と、第２処理ユニット８６と、低クロック周波数クリスタル８８と、高クロック周波数クリスタル９０と、Ｉ／Ｏコネクタ９２とを備え、全ては回路基板９４に取り付けられている。図１０Ｃに示されるように、バッテリのような電源９６が回路基板９４に取り付けられていてもよい。各処理ユニットで実行される命令を備えたメモリは、各処理ユニットの内部に備えられてもよく、またはこのような１またはそれ以上のメモリ（図示なし）が回路基板９４上に取り付けられてもよい。
【０１０９】
小さなサイズで低消費電力のコンピュータ８０は、コンピュータ８０がバッテリ９０で動作することを可能にする。この実施形態において、第１処理ユニット８２は、３２ｋＨｚのクロック周波数で動作し、そして第２処理ユニット８６は４ＭＨｚのクロック周波数で動作する。調整プロトコル(coordinating protocol)は、増加された電力効率でコンピュータ８０が信号処理およびＲＦ伝送を実施するように動作する。
【０１１０】
調整プロトコルは、所定のタスクの機能を遂行するために必要とされる速度に基づき処理ユニットにタスク(task)および操作(operation)を割り当てることによりリモート端末１２の動作を制御するために使用される。調整プロトコルは、さまざまな処理ユニットにタスクを割り当てるように設計され、その結果、リモート端末１２に関する電力効率が増加される。
【０１１１】
例えば、調整プロトコルは、タスクまたは操作の速度要件および処理ユニットのクロック周波数に基づき、ＣＰＵ８２が所定のタスクまたは操作(例えば、無線ネットワーク１０における存在を確立することのようなもの）を、それ自身またはＣＰＵ８６に割り当てることを可能にする。より低いクロック周波数を必要とする操作およびタスクは、より低いクロック周波数でＣＰＵ８６に割り当てられるであろう。ＣＰＵ８６はより低いクロック周波数で動作するので、システムの全体としての電力効率は増加する。システムのタスク負荷が十分に低いときは、ＣＰＵは、システムの電力効率を更に増加させるために、動作を止められ、または低電力モードにされる。
【０１１２】
＜アーキテクチャ＞
本明細書で述べられたネットワークプロトコルは、任意のコンピューティング又は処理環境における適用性を見出すかもしれない。ネットワークプロトコルは、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを用いて実施されてもよい。
【０１１３】
ネットワークプロトコルは、プロセッサと、該プロセッサによって読み取り可能なストレージメディア（限定されないが、揮発性および不揮発性メモリ及び／又はストレージコンポーネントを含む）とをそれぞれ備える１又は２以上のプログラマブルコンピュータおよび他の機器上で実行する１又は２以上のコンピュータプログラムを用いて実施されてもよい。
【０１１４】
このような各プログラムは、コンピュータシステムと通信するためにハイレベルの手続き又はオブジェクト指向のプログラミング言語で実施されてもよい。しかしながら、プログラムは、アッセンブリ(assembly)または機械語で実施できる。言語はコンパイル又はインタプリットされた言語である。
【０１１５】
各コンピュータプログラムは、記憶媒体(storage medium)または装置が本明細書で述べられたネットワークプロトコルを稼動させるためにコンピュータによって読み取られるときに、コンピュータを構成し且つ動作させるための一般用途または特殊用途のプログラマブルコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体または他の製品（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、または磁気ディスケット）に格納されてもよい。ネットワークプロトコルは、また、１又は２以上の装置読み取り可能なストレージメディアとして実施され、１又は２以上のコンピュータプログラムで構成されてもよく、ここで、実行されれば、コンピュータプログラムにおける命令は、本明細書で述べられた処理に従って１又は２以上の装置を動作させる。
【０１１６】
ネットワークプロトコルは、説明された実施形態に限定されない。例えば、ネットワークプロトコルは、図１および１０Ａないし１０Ｃに示されたもの以外の他のネットワーク装置で使用できる。ネットワークプロトコルは、同様に、同種のネットワーク上で使用できる。ネットワークプロトコルは、図１に示されるもの以外の他の構成を有するネットワークで使用できる。ネットワークプロトコルは、本明細書で述べられたプロトコルおよびデータ伝送で使用することに限定されず、むしろ広く適応可能である。
【０１１７】
フローチャートに示されたいくつかのブロックは再配置(rearranged)、置換(substituted)、又は省略(omitted)されてもよい。そのように、ネットワークプロトコルによって実施される動作は、フローチャートに示されるフローパターンに限定されない。
本明細書で説明されない他の実施形態は、また、添付の請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本明細書で述べられるプロトコルが実施される無線ネットワークのブロックダイアグラムである。
【図２】無線ネットワークにおいて存在を確立するための処理を示すフローチャートである。
【図３】無線ネットワークにおいてマスターノードを確立するための処理を示すフローチャートである。
【図４】より大きなハローデータパケットを順次的に送出することにより無線ネットワークにおいて存在を確立するための処理を示すフローチャートである。
【図５】ネットワークノードのデータ伝送レートを適応的に変更するための処理を示すフローチャートである。
【図６】ランダム化ファクタを決定するためにハードウェアノイズを使用してデータパケット伝送時間をランダム化することにより、無線ネットワーク上でのデータパケットの衝突を回避するのに使用するための処理を示すフローチャートである。
【図７】無線ネットワークを通してデータを伝送しようとする装置の“バックオフ”タイムを適応的に変更するための処理を示すフローチャートである。
【図８】バックオフタイム対伝送試行回数の適応的バリエーションを示すグラフである。
【図９】無線ネットワーク上のデータパケットの衝突を回避するための伝送タイムスロットのシフトを示すタイミングダイアグラムである。
【図１０Ａ】無線ネットワーク上で使用されるリモート端末装置の一実施形態を示すダイアグラムである。
【図１０Ｂ】無線ネットワーク上で使用されるリモート端末装置の一実施形態を示すダイアグラムである。
【図１０Ｃ】無線ネットワーク上で使用されるリモート端末装置の一実施形態を示すダイアグラムである。
【符号の説明】
【０１１９】
３２  処理
３４，３５，３６，３７  ステップ
【図１】
2005510956.tif 000003
【図２】
2005510956.tif 000004
【図３】
2005510956.tif 000005
【図４】
2005510956.tif 000006
【図５】
2005510956.tif 000007
【図６】
2005510956.tif 000008
【図７】
2005510956.tif 000009
【図８】
2005510956.tif 000010
【図９】
2005510956.tif 000011
【図１０Ａ】
2005510956.tif 000012
【図１０Ｂ】
2005510956.tif 000013
【図１０Ｃ】
2005510956.tif 000014
【国際調査報告】
2005510956.tif 000015
2005510956.tif 000016
2005510956.tif 000017