(57)【要約】リンクされたマスター／スレーブ構成されたピコネット（１０，２０，３０）にわたって、短いルーティングインジケータを有するメッセージ（８０）をルート付ける方法。各ピコネットは、ルーティングテーブル（６２）を記憶するとともに、各ホップにおいて、受信マスターノード（２２）は、ルーティングインジケータに基づいて受信アルゴリズム（１１０）を実行する。その結果、受信ノードは、ターゲットノードを識別するとともに、そのノードが受信ピコネットに対してローカルであるか否かを識別し、あるいは、受信ピコネットがリンクされるピコネットを通じてアクセス可能なノードを識別する。後者の場合、受信ノードは、その結果に基づいて送信規則（１２０）を実行して、新たなルーティングインジケータを生成し、この新たなルーティングインジケータは、その後、メッセージと共に、識別されたピコネットに対して送信される。
2005528852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスター／スレーブ構成された複数のピコネットを有する無線ネットワーク内でメッセージをルート付ける方法であって、前記各ピコネットは、他のピコネットのマスターノードにリンクされ且つ当該マスターノードと通信するように動作可能な１つのマスターノードを有し、リンクされた各マスターノードは、そのピコネットに関連付けられた任意のスレーブノードを識別するローカルピコネットエントリと、それが直接にリンクされるピコネットを識別するリンクピコネットエントリとを含むルーティングテーブルを記憶する方法であって、１つのピコネットの１つのマスターノードは、
リンクされたマスターノードから、ルーティングインジケータを含むメッセージを受信し、
受信規則にしたがって、前記インジケータから、ローカルリファレンスを計算し、
前記ローカルリファレンスおよびルーティングテーブル情報にしたがって、ターゲットノードを識別し、
前記ターゲットノードがメッセージをそのスレーブノードに送信するローカルピコネットに関連付けられたスレーブノードとして識別される場合、あるいは、前記ターゲットノードがリンクされたピコネットを介してアクセス可能なノードとして識別される場合には、送信規則にしたがって新たなルーティングインジケータを計算し、メッセージ内のルーティングインジケータを前記新たなルーティングインジケータに代えるとともに、リンクされたピコネットのマスターノードに対してメッセージを送信する方法。
【請求項２】
リンクされた前記各ピコネットエントリは、そのリンクされたピコネットのマスターノードのアドレスに関連付けられたリファレンスと、そのマスターノードを介してアクセス可能なノードの総数であるカウントとを含んでおり、前記各ローカルピコネットエントリは、ローカルピコネットのスレーブノードのアドレスに関連付けられたリファレンスを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各ルーティングテーブルにおいて、ローカルピコネットに関連するエントリは、リンクされたピコネットに関連するエントリの上位に配置されている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
マスター／スレーブ構成された複数のピコネットを有する無線ネットワークであって、前記各ピコネットは、他のピコネットのマスターノードにリンクされ且つ当該マスターノードと通信するように動作可能な１つのマスターノードを有し、リンクされた各マスターノードは、受信規則と、送信規則と、ルーティングテーブルとを記憶するためのメモリ手段を有し、前記ルーティングテーブルは、そのピコネットに関連付けられた任意のスレーブノードを識別するローカルピコネットエントリと、それが直接にリンクされるピコネットを識別するリンクピコネットエントリとを含み、ネットワーク内で前記マスターノードによりメッセージがルート付けられる無線ネットワークであって、リンクされた前記各マスターノードは、
リンクされた他のマスターノードから、ルーティングインジケータを含むメッセージを受信する手段と、
記憶された受信規則にしたがって前記ルーティングインジケータからローカルリファレンスを計算し、前記ローカルリファレンスと記憶された前記ルーティングテーブルの前記エントリとによりターゲットノードを識別するとともに、前記ターゲットノードがリンクされたピコネットを介してアクセス可能なノードとして識別される場合には、送信規則にしたがって新たなルーティングインジケータを計算し、メッセージ内のルーティングインジケータを前記新たなルーティングインジケータに代える処理手段と、
識別されたターゲットノードに対してメッセージを送信する手段と、
を有している無線ネットワーク。
【請求項５】
ピコネット内におけるマスターノードとスレーブノードとの間の通信は、所定の短距離無線プロトコルにしたがって行なわれる、請求項４に記載の無線ネットワーク。
【請求項６】
前記所定の短距離無線プロトコルは、ジグビーアライアンスによって規定される無線プロトコルである、請求項５に記載の無線ネットワーク。
【請求項７】
前記マスターノードが配線手段によってリンクされ、そのようなリンクされたノード間の通信が前記配線手段を介して行なわれる、請求項４から６のいずれか一項に記載の無線ネットワーク。
【請求項８】
前記マスターノードが無線手段によってリンクされ、そのようなリンクされたノード間の通信が前記無線手段を介して行なわれる、請求項４から６のいずれか一項に記載の無線ネットワーク。
【請求項９】
前記無線手段が赤外線トランシーバを備え、そのようなリンクされたノード間の通信が前記トランシーバを介して行なわれる、請求項８に記載の無線ネットワーク。
【請求項１０】
前記無線手段が無線トランシーバを備え、そのようなリンクされたノード間の通信が前記無線トランシーバを介して行なわれる、請求項８に記載の無線ネットワーク。
【請求項１１】
リンクされたマスターノード間の無線通信およびリンクされたマスターピコネット内での無線通信は、異なる周波数チャンネルで行なわれる、請求項１０に記載の無線ネットワーク。
【請求項１２】
請求項４から１１のいずれか一項に記載の無線ネットワークと共に使用するためのマスターノードであって、
受信規則と、送信規則と、そのピコネットに関連付けられた任意のスレーブノードを識別するローカルピコネットエントリ及びそれが直接にリンクされるピコネットを識別するリンクピコネットエントリを含むルーティングテーブルとを記憶するためのメモリ手段と、
リンクされた他のマスターノードから、ルーティングインジケータを含むメッセージを受信する手段と、
記憶された受信規則にしたがって前記ルーティングインジケータからローカルリファレンスを計算し、前記ローカルリファレンスおよび記憶された前記ルーティングテーブルの前記エントリにしたがってターゲットノードを識別するとともに、前記ターゲットノードがリンクされたピコネットとして規定される場合には、送信規則にしたがって新たなルーティングインジケータを計算し、メッセージ内のルーティングインジケータを前記新たなルーティングインジケータに代える処理手段と、
識別されたターゲットノードに対してメッセージを送信する手段と、
を備えているマスターノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マスター／スレーブ構成されたリンクされた複数のピコネットを備えるネットワーク内でメッセージをルート付けるための方法に関し、更に、前記方法を実行するのに適したピコネットマスターデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
後にスレーブ無線デバイスをそれ自体に登録して関連付けることにより、マスター／スレーブピコネットを形成するマスター無線デバイスを有する短距離無線ネットワークは、かなりの関心が寄せられている。そのようなマスター／スレーブデバイス（またはネットワークノード）の相互運用性は、ＩＥＥＥ（登録商標）によって採用された無線規格の８０２群に規定されるような所定の規格化された無線プロトコルを有する各デバイスによって決まる。そのようなプロトコルの良く知られた例は、ブルートゥース（登録商標）プロトコルである。この特許出願の時点で開発されていた他のプロトコルは、ジグビーアライアンス企業グループ（www.zigbee.org）によって開発されたプロトコルである。ジグビーアライアンスの主な目的は、ジグビー規格を組み入れる無線デバイスが低コストで相互に操作できるように、低いデータ転送速度、低電力用途に適したプロトコルおよび無線スタックを規定することである。そのような低コストな自己設定型の無線デバイスピコネットが例えば暖房や照明の用途において多くの家庭消費者および産業用制御装置の市場を開拓することが望まれている。ジグビーアライアンス企業グループは、これを書いている時点で＄２を下回る目標コストで無線デバイスを製造しようとしており、そのようなデバイスは、マイクロプロセッサとしての役割を果たす比較的簡単なマイクロコントローラと、サイズが限られたオンボードメモリとを利用可能にしている。
【０００３】
しかしながら、マスターノードと関連付けられたスレーブノードとを備えるジグビー無線ピコネットは、この出願を行なう時点で、２．４ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域内で規定された１６個のチャンネルのうちの１つで通信するジグビーピコネットにおいては数十メートルの範囲であると推定されるマスターノードの無線放送範囲に直接に関連付けられる限られた無線カバレージを有している。他の欠点は、一方のジグビーピコネットから他方のジグビーピコネットへメッセージをルート付けるための方式が規定されておらず、周知の特別のモバイルネットワークルーティング方法論が、一般に、例えば途中でメッセージ内に挿入されなければならない転送／ルート情報であって中間の宛先ノードアドレス（各アドレスは、一般に、固有の６バイトまたは８バイト数である）を識別する情報を記憶するために各ノードで利用できるかなりのリソース能力を必要とするという点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、前述した欠点を緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、マスター／スレーブ構成された複数のピコネットを有する無線ネットワーク内でメッセージをルート付ける方法であって、前記各ピコネットは、他のピコネットのマスターノードにリンクされ且つ当該マスターノードと通信するように動作可能な１つのマスターノードを有し、リンクされた各マスターノードは、そのピコネットに関連付けられた任意のスレーブノードを識別するローカルピコネットエントリと、それが直接にリンクされるピコネットを識別するリンクピコネットエントリとを含むルーティングテーブルを記憶する方法において、１つのピコネットの１つのマスターノードは、リンクされたマスターノードから、ルーティングインジケータを含むメッセージを受信し、
受信規則にしたがって、前記インジケータから、ローカルリファレンスを計算し、
前記ローカルリファレンスおよびルーティングテーブル情報にしたがって、ターゲットノードを識別し、
前記ターゲットノードがメッセージをそのスレーブノードに送信するローカルピコネットに関連付けられたスレーブノードとして識別される場合、あるいは、前記ターゲットノードがリンクされたピコネットを介してアクセス可能なノードとして識別される場合には、送信規則にしたがって新たなルーティングインジケータを計算し、メッセージ内のルーティングインジケータを前記新たなルーティングインジケータに代えるとともに、リンクされたピコネットのマスターノードに対してメッセージを送信する方法が提供される。
【０００６】
出願人は、そのマスターノードを介して互いにリンクされた幾つかのピコネットにわたってメッセージをルート付けるのに適した方法を発明した。この場合、ルーティングインジケータを有するメッセージは、記憶された簡単な規則にしたがって、マスターノードだけによって記憶されたルーティングテーブル情報と共に、前記リンクにわたってルート付けられる。ルーティングテーブル情報は、マスターが直接にリンクされるピコネットに関する限られた情報を含んでおり、方法の前記ステップを適用することにより、マスターノードは、そのメッセージをどのリンクされたマスターに対して転送するべきかを識別することができる。
【０００７】
ルーティングテーブル内のリンクされた前記各ピコネットエントリは、そのリンクされたピコネットのマスターノードのアドレスに関連付けられたリファレンスと、そのマスターノードを介してアクセス可能なノードの総数であるカウントとを含んでいることが有益である。したがって、前記カウントは、リンクされたピコネット自体がリンクされる任意の他のピコネットのノードを含む、そのリンクされたピコネットのマスターノードを通じてアクセスできるノードの総数を示す。これらのエントリを一貫して順序付け且つリンクによって形成されるネットワークトポグラフィにおいてループが存在しないようにすると、マスターノードは、規則（それ自体、テーブルエントリの順序付けによって決まる）と共にメッセージを効率的にルート付けることができる非常にコンパクトなルーティングテーブルを記憶することができる。
【０００８】
前記ネットワークにおいて、マスターノードには、互いに協働して前記方法のステップを実行することにより簡単な規則および記憶されたコンパクトなルーティングテーブルにしたがって前述したようにメッセージをルート付ける処理、トランシーバ、メモリが設けられている。
【０００９】
ネットワークのピコネット内におけるマスターノードとスレーブノードとの間の通信は、ジグビーアライアンスによって規定される所定の短距離無線プロトコルにしたがって行なわれることが好ましい。マスターノード間のリンクは、マスターノード同士を直接に接続する簡単なケーブルまたは電気系統によって行なわれても良く、あるいは、無線または赤外線ハードウェアによってリンクが達成されても良い。ピコネットが無線リンクによってリンクされる場合には、ノード内に既に設けられているトランシーバおよびジグビープロトコルを使用し、ローカルピコネット内で通信を行なうとともに、無線妨害を最小限に抑えるためにピコネットリンクにわたって異なる無線チャンネルで一方のピコネットから他方のピコネットへと通信することが有益である。
【００１０】
ここで、一例として、添付図面を参照しながら、本発明について説明する。
【００１１】
なお、図面は、概略的であり、一定の倍率で描かれていない。これらの図の一部の関連する寸法および比率は、明確のため、また、便宜上、サイズが拡大して或いは縮小して示されている。同じ参照符号は、全体的に、改良された実施形態および異なる実施形態における対応する特徴または同様の特徴を示すために使用されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、リンクされたピコネット１０，２０，３０を含むネットワークの一例を示している。各ピコネットは、そのピコネットのマスターノードとして構成された無線デバイスまたはモジュールを備えている。この場合、マスターノードは、そのピコネットのためのコーディネータとしての機能を果たす。ピコネット１０において、マスターノードは、固有の識別子Ｍ１を有するマスター無線デバイスを備えている。このマスターノードにより、他の無線デバイスは、そのピコネットに登録することができ、それにより、そのピコネットにスレーブデバイスとして関連付けられるようになる。この場合、マスターノードは、そのローカルスレーブデバイスのための識別子を伴うメッセージを含む周期的な基準信号（無線ビーコン）を発することによりピコネット内での通信を調整する１つの動作モードで、関連付けられたスレーブデバイスに関する情報を記憶する。
【００１３】
図中、マスターノードＭ１は、識別子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３をそれぞれ伴う関連付けられた３つのスレーブデバイス１４，１６，１８を有している。したがって、マスター１２は、その関連付けられたスレーブ１４，１６，１８同士の間の通信を調整する。そのようなピコネットは、多くの場合、当業者によりマスター／スレーブピコネットまたはスターネットワークと呼ばれ、あるいは、時として、スターまたはマスター／スレーブトポロジーを有するネットワークであると称される。ピコネット１０のマスターノードは、限られた無線放送範囲を有している。マスターノードは、通常、商用電源から給電され（時として、「フルファンクションデバイス（ｆｕｌｌ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）」と称される）、一方、スレーブデバイス（時として、「リデューストファンクションデバイス（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）」と称される）は、バッテリから給電されても良く、また、スリープモードおよびウェイクアップモードを組み入れた様々な節電無線方式を用いてプログラミングされても良い。ジグビーアライアンスは、照明や暖房等の低データ転送速度用途および低電力用途において、あるいは、家庭の周りにおける制御において、例えば２．４ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域における所定の１６個のチャンネルのうちの１つで動作するピコネットを用い且つ直接シーケンススペクトラム拡散方式および搬送波検知多重アクセスプロトコル（ＣＳＭＡ）にしたがって、そのような無線モジュールを規格化しようとしている。マスタースレーブピコネットにおけるピコネット通信は、通常、ネットワークマスター無線ビーコン（ネットワーク識別子、例えばマスターの識別子を含む）によって同期がとられる。例示のため、１つの用途において、スレーブ無線デバイス１４，１６，１８は、照明スイッチおよびランプ内に組み込まれている。この場合、一方のスレーブデバイスは、他方のスレーブデバイスと論理的に「対を組まされ（ペアリングされ）」、それにより、スイッチの動作によってデータパケットを含む無線信号がマスターデバイスに送信されるようになっている。また、この場合、マスターデバイスは、対を組まれたデバイスにおける識別子（時として、エンドポイントと称される）を照合するとともに、対を組まれたランプに対して適当なメッセージを送信し、ランプのスイッチをＯＮまたはＯＦＦにする。そのようなマスター／スレーブピコネットのコンフィギュレーション（登録／関連付けおよび論理的なペアリング）は、２００１年４月１９日に公開された出願人の同時係属の特許出願公開公報第１２８１５６号および国際公開公報第０１２８１５７号に更に詳細に記載されており、その開示内容は、これを参照することによって本願に組み込まれる。
【００１４】
また、図１は、それ自身の対応するマスターデバイスおよび関連付けられたスレーブデバイスを有する他の２つのピコネット２０，３０も示している。ピコネット２０は、スレーブノード２４（Ｓ２１），２６（Ｓ２２）を調整するマスターノード２２（固有の識別子Ｍ２を有している）を備えている。ピコネット３０は、関連付けられた２つのスレーブノード３４（Ｓ３１），３６（Ｓ３２）を調整するマスターノード３２（Ｍ３）を備えている。大きなビル内において、この状況は、多くの場合、第１のピコネットが設置され、その後、幾つかの他のピコネットが後日に設置されるといった態様で生じる場合がある。例えば、ピコネット１０の無線デバイスがセキュリティ製品（例えば、窓／ドアセンサ）内で使用され、その後、セキュリティを高めるために第２のピコネット２０および第３のピコネット３０が設置されても良い。図１の個々のピコネットは、本発明を具現化する方法によって一方のピコネットの調整ノードから他方のピコネットへとメッセージをルート付けることができるようにリンクされるべく示されている。
【００１５】
ピコネット１０のＭ１は、リンク４０によりピコネット２０のＭ２にリンクされており、ピコネットのＭ３が設置されると、それがピコネットのＭ２にリンクされた。これらの直接リンクは、有線または無線で行なわれても良く、あるいは、光学的な手段によって行なわれても良く、また、他の中間のネットワーク（例えば、ローカルＬＡＮまたはインターネット−図示せず）を使用できるという意味では、ネットワーク上のもの（仮想的）であっても良い。
【００１６】
以下の好適な実施形態においては、ピコネット内の各マスターによって使用されるものと同じ無線プロトコルおよびハードウェアを使用して、マスター間のリンクが設けられることを前提とする。しかしながら、当業者であれば分かるように、「リンク」の現実的な実際の実施形態は、光赤外線通信、電力線信号送信、直接ケーブル配線等の良く知られた他の通信手段を備えていても良い。重要な点は、後述するようにリンクが特定の形式のメッセージをピコネット間で伝えるという点である。
【００１７】
ネットワークのトポロジーおよび特にループやリングの存在を考慮する場合には、更に別の検討材料が存在する。多くの場合、ループおよびリングのトポロジーを避けるべきであり（メッセージが無限の循環経路内で捕捉されることを防止するため）、また、前述したシステムがこの例外ではないことが認識される。リンクされたマスター自体がネットワークトポロジーにおいてループを形成しないようにする簡単な方法では、１つのマスターデバイスが、識別情報を供給し且つ直接リンクを形成することを要求する他のマスターデバイスからの要求を受信し、最初に、他のリンクされているデバイスを用いて、要求しているデバイスの識別情報をチェックし、要求しているデバイスの識別情報が見つけられない場合には、１つのリンクだけを形成する。図１を参照して、ピコネット１０，２０，３０のマスターノードが全て他の各無線カバレージ範囲（図示せず）内にあり且つリンク４０がＭ１−Ｍ２間およびＭ２−Ｍ３間に形成されていると想定する。Ｍ３がＭ１とリンクする要求を発していると考える。リンクを認める前に、Ｍ１は、その直接にリンクされているノード（Ｍ２）に対して要求を送信し、Ｍ３が知られているかどうかを問い合わせる。Ｍ２が肯定的な承認をもって応答し、したがって、Ｍ１がＭ３からのリンク要求を拒絶する。Ｍ２自体が更に別のマスターデバイスにリンクされていた場合には、そのマスターデバイスに対して問い合わせが送信されなければならず、また、そのマスターデバイスは、その結果をＭ２を介してＭ１に戻さなければならない。
【００１８】
ここで、図１に示される無線ピコネットが本発明の一態様にしたがってメッセージをルート付けることができるようにするマスターノードデバイス部品、プログラムコード、ルーティングテーブル、メッセージフォーマットについて説明する。この場合、ピコネットは、ジグビー無線規格にしたがって動作する。
【００１９】
図２は、ピコネット１０を実施して調整するのに適し且つリンクされたピコネットにわたるメッセージのルート付け（ルーティング）を操作するのに適したマスター無線デバイス１２のブロック図である。このデバイスは、無線メッセージを送受信するための無線トランシーバ５４に接続されたマイクロプロセッサ５０（または、マイクロコントローラ）の形態を成す処理手段に給電するための電源手段６０を有している。また、プロセッサは、関連付けられたスレーブデバイスに関するピコネット情報（例えば、識別子、対を組まされたエンドポイントデータ、スレーブサービス能力）および動作コードを記憶するメモリ手段５６に接続されている。図では、ＲＯＭ（またはＥＥＰＲＯＭ）およびＲＡＭを備えているメモリがプロセッサと別個に示されているが、コストおよびチップ構造を考慮して、メモリをプロセッサと一体（破線によって示されている）にしても良い。
【００２０】
この実施形態において、トランシーバ５４は、マスター同士の間のリンク手段としての機能を果たすことが好ましい。この場合、マスター同士の間の送信／受信は、そのピコネット内の関連付けられたスレーブデバイスにサービスを与えるマスターによって使用される周波数チャンネルと異なる周波数チャンネルで行なわれる。なお、マスターデバイスは、後述する実施形態のようにマスターノードを他のマスターノードに対してリンクさせるための随意的なリンク手段５８を備えていても良い。
【００２１】
図３に示されるように、処理手段は、所定のジグビー無線スタックおよびプロトコルにしたがってピコネットを動作させる。このスタック７０は、メモリ５６のＲＯＭ部分内に設けられるとともに、下位物理（ＰＨＹ）層７２と媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層７４とから成り、これらの層を介して、受けられた無線メッセージがネットワーク層（ＮＷＫ）７６に対して順次に送られる。この層は、上位層７８とインタフェースをとり、上位層７８自体は、アプリケーションコード（例えば、ノードがランプ内に組み込まれる場合には、照明用途）を含んでいる。プロセッサ５０によって実行される場合に、実施される本発明を使用する方法のステップを引き起こすプログラム命令は、ＮＷＫ層の一部として実施されることが好ましい。
【００２２】
図４は、ヘッダー／ペイロードデータパケットの構造すなわちメッセージ８０の一例を示している。メッセージは、送信者の固有識別子（一般に、無線データパケットを送信するデバイスおよびデバイス製造メーカを示す８バイトの固有の数）を含むヘッダー情報を有する様々なフィールド８２と、この好適な実施形態においては後述するように２バイトのルーティングインジケータ（ＲＩ）が挿入され或いは変更されるフィールド８４とを有している。メッセージデータフィールド８７およびチェックサムフィールド８９も規定されている。パケット無線システムの当業者に良く知られているように、メッセージの一部（サービスデータユニットおよびプロトコルデータユニットＳＤＵ，ＰＤＵ）は、無線規格に規定された様々な層に基づいて動作するとともに、これらの層に関連している。本発明のＮＷＫ層は、ＭＡＣ層からのメッセージを受信する際、メッセージの送信者のアドレスおよびＲＩデータフィールド８４を含むヘッダーデータと、マスターデバイス１２によってルーティングテーブル内に記憶されたデータとに基づいて動作する。
【００２３】
図５は、メモリ５６内の各マスターノード１２，３２，４２によって構成されて記憶されたルーティングテーブルの例を示しており、ＮＷＫ層は、このルーティングテーブルに基づいて動作してメッセージ８０をルート付ける。マスターデバイスは、関連付けられたスレーブのためのアドレス（ＡＤＤＲ）およびリファレンス（ＲＥＦ）を有するローカルピコネットエントリ６３と、それがリンクされるマスターノードのためのリンクピコネットエントリ６５とを含むルーティングテーブル６２を構築する。テーブル６２は、図１に示されるネットワークのマスターＭ１によって記憶されるルーティングテーブルに対応しており、テーブル６４は、Ｍ２によって記憶されるルーティングテーブルに対応しており、テーブル６６は、Ｍ３によって記憶されるルーティングテーブルに対応している。リンクピコネットエントリ６５は、ローカルピコネットエントリよりも下位で参照されるとともに、直接にリンクされたマスターノードのアドレスと、そのリンクを介してアクセス可能なデバイス／ノードの総数（総カウント）（ＣＮＴ）とを含んでいる。例えば、ピコネット１０が最初に設置される場合、テーブル６２は、そのピコネット内の関連付けられたデバイスのローカルリファレンスのみを含んでいる。後日において、Ｍ２がＭ１にリンクされるとともに、Ｍ１は、４というＲＥＦと、識別子アドレス「Ｍ２」と、その時にＭ２のピコネットのデバイスだけを含むカウントとを用いて、そのルーティングテーブルを更新する。
【００２４】
少し後に、ピコネットＭ３がＭ２にリンクされるとともに、Ｍ２は、先のリファレンス（ＲＥＦ）エントリから計算されたリファレンスと、対応するカウント（すなわち、ＲＥＦの３とＣＮＴ４とをプラスすることにより、Ｍ２テーブル６４でのＲＥＦ列の７におけるエントリが得られる）とを用いて、Ｍ３のためのエントリを加える。その後、Ｍ２は、新たなピコネット（Ｍ３のピコネット）が３個のノードを有するＭ２に対してリンクされたことを、既にリンクされた任意のピコネット（すなわち、Ｍ１）に対して知らせる。したがって、Ｍ１は、Ｍ２におけるカウントエントリを６（これは、Ｍ２を介してアクセス可能なデバイスのカウント（総数）を示している）に更新する。同様の方法で、Ｍ３は、４個のノードを有する他のピコネット（Ｍ１）に対してＭ３がリンクされたことを、Ｍ２によって知らされる。そのため、Ｍ３は、Ｍ２のカウント（ＣＮＴ）に関連するそのテーブル６６のエントリを、３＋４＝７に更新する。
【００２５】
これらのテーブルにおけるデータが、受信・送信規則（アルゴリズム）と共に、マスターによって使用されることにより、ルーティングインジケータが計算され、このルーティングインジケータは、その後、ソースノードからのメッセージを宛先ノードへとルート付けるために利用される。受信するマスターは、受信規則を実行し、その結果からターゲットノードを識別するとともに、ターゲットノードが他のピコネットのマスターである場合には送信規則にしたがって計算された新たなルーティングインジケータを挿入して、そのターゲットノードに対してメッセージを送信する。
【００２６】
図６は、受信規則１１０に含まれる演算の擬似コードの一例を示しており、図７は、送信規則における対応する擬似コード１２０を示している。図６に示されるコードにおいて、ＲＩはルーティングインジケータであり、ｒｅｆ（ＳＲＣ）は、受信規則に基づいて動作する受信マスターに対してメッセージを送信したリンクされたマスターデバイスを識別するルーティングテーブルにおけるリファレンスであり、ＴＯＴＡＬはネットワーク内のデバイスの合計（カウントテーブル内のエントリを合計するとともに、これを、そのピコネット内の関連付けられたデバイスの数に加えることによって、マスターにより計算される）であり、ＬＲは、計算の結果であるローカルリファレンスである。図７は、送信規則に含まれる演算の擬似コードの一例を示している。この場合、ｒｅｆ（ＴＮ）は、送信規則を実行するマスターのルーティングテーブルにおける識別されたターゲットノードのリファレンスであり、ＣＮＴ（ＴＮ）は、ターゲットノードに関連付けられたカウントであり、ＬＲは、受信規則から計算され且つ新たなルーティングインジケータを計算するために送信アルゴリズムによって使用されるリファレンスである。
【００２７】
完全を期すため、ここでは、ディスカバリプロセスについて説明する。このプロセスにおいて、マスターは、特定のデバイスにおけるルーティングインジケータについて問い合わせ、それにより、その後の送信においてこのルーティングインジケータを使用できるようにする。図１においては、デバイスＳ１１がデバイスＳ２１とのペアリングを要求すると仮定する（例えば、Ｓ１１が照明制御ユニットであっても良く、また、ユーザは、Ｍ２の制御下で自分が設置したランプＳ２１を対に組ませたいと考えている）。Ｓ１は、そのマスターＭ１に対して、Ｓ２１とのエンドポント形成を求める要求を発する。Ｍ１は、そのルーティングテーブル６２を調べ、Ｓ２１へのエントリを見出さないため、そのリンクされたマスターＭ２に対して発見要求を発する。Ｍ２は、その要求を受け、そのテーブルを調べるとともに、デバイスＳ２１がそれに関連付けられており且つ１というローカルリファレンスを有していることを発見する。ここで、Ｍ２は、このリファレンスに対して送信規則を適用し、５というルーティングインジケータＲ１を生成する。このルーティングインジケータＲ１は、マスターＭ１に戻される。Ｍ１は、Ｓ２１におけるＲＩ＝５というリファレンスを受けるとともに、受信規則を適用する。この場合、受信規則は、結果として、５というリファレンスを生じる。Ｍ１は、この結果をキャッシュするとともに、それを、その後の送信のために、メッセージをルート付けるための初期リファレンスとしてアドレスＳ２１に関連付け、キャッシュされたリファレンスとデバイスＳ１１とを対にするエンドポイントを記憶する。
【００２８】
ここで、受信マスターＭ１は、図８のフローチャートに示された一般的な方法にしたがってメッセージをルート付ける。この場合、ルーティングインジケータを有するメッセージが受信され（ステップ９０）、受信規則１１０が適用され（ステップ９２）、受信規則計算の結果からターゲットノードが識別され（ステップ９４）、直接にリンクされたピコネットを介してアクセス可能であるとしてターゲットノードが識別される場合には、送信規則１２０が適用され（ステップ９６）、メッセージ１００のフィールド８４内に挿入される新たなルーティングインジケータが形成され（ステップ１００）、このメッセージが送信される（ステップ１０２）。また、ステップ９４において、ターゲットノードが受信マスターピコネットの関連付けられた構成要素であるとして識別される（すなわち、受信規則の結果が、ルーティングテーブルのローカルエントリ６３内に入るローカルリファレンスＬＲを与える）場合には、マスターのプロセッサは、経路９７を介してステップ１０２に導かれる。この場合、メッセージは、そのローカルノードに対して送信される（ステップ１０２）。
【００２９】
無論、ルーティングインジケータは、マルチホップ経路（例えば、Ｓ１１−Ｍ１−Ｍ２−Ｓ２１）の最初のマスターによって計算される必要があり、その後、途中で、各受信マスターノードにより図８の方法が実施される。
【００３０】
例えば、Ｍ１は、Ｓ１１から無線メッセージを受けると、ディスカバリプロセスによって既にキャッシュされたリファレンスを検索するとともに、そのリファレンス値とルーティングテーブル情報とから、ターゲットノードを識別する。リファレンス５はテーブル６２内に記憶されないが、５は、４であるＭ２におけるリファレンスと（Ｍ２＋アクセス可能なデバイスのそのカウント）に対応するリファレンス（４＋６＝１０）との間にある。この例においては些細なことであるが、リンクされた多くのマスターノードおよび関連付けられたカウントエントリを伴うルーティングテーブルを有するネットワークにおいて、リファレンス（ディスカバリプロセスによって既に計算されている）は、通常、リンクされたどのマスターに対してメッセージを転送するかを識別することは言うまでもない。Ｍ２によって記憶されたルーティングテーブルの検査は、３から６の範囲のリファレンスがＭ１によって連絡可能なノードに対応しているのに対し、７から１０の範囲のリファレンスがＭ２によって連絡可能なノードに対応していることを明らかにする。したがって、カウント＋リファレンスデータは、一般に、転送するためのターゲットノードを識別する。
【００３１】
マルチホップ経路の例に戻ると、Ｍ２をターゲットノードとして識別したマスターＭ１は、その後、１というルーティングインジケータＲ１を与えるリファレンス５に基づいて送信規則を実行する。これは、メッセージ８０内に挿入され、識別されたターゲットノードＭ２に対して送信される。ここで、Ｍ２は、図８に示されたフローチャートのステップを適用する。Ｍ２は、メッセージを受信すると（ステップ９０）と、受信規則を実行し（ステップ９２）、ＬＲ＝１を与える。このリファレンスとその記憶されたルーティングテーブルＭ２とを比較することにより、Ｍ２は、このリファレンスに対応するターゲットノードがローカルな関連付けられたデバイスであることを識別し、したがって、Ｓ２１であるデバイスに対してメッセージを送信する。
【００３２】
リンクされた多くのマスターを備える更に広大なネットワークにおいて、受信規則および送信規則は、経路の各ホップで受信されたリファレンスの変換を与え、また、これらの規則および各ルーティングテーブル内に記憶された構造化されたリファレンスデータにより、受信マスターは、メッセージがそのピコネットのローカルな構成要素を対象としているか否か、あるいは、メッセージがリンクされたマスターによってアクセス可能なノードを対象としているか否かを識別することができる。この場合、マスターは、メッセージと共に送られる新たなルーティングインジケータを計算する。
【００３３】
当業者であれば分かるように、新たなピコネットが既存のネットワークにリンクされる時、また、同様に、ピコネットまたはノードがネットワークから離れる場合には、ネットワークの全体にわたってルーティングテーブルを更新しなければならない。
【００３４】
ピコネット間で直接リンク４０が形成され且つこれらのリンクを反映するようにコンパクトなルーティングテーブル６２，６４が構成される自動構成処理については既に説明した。更に、ピコネットは、ループトポロジーまたはリングトポロジーを避けるために、他の知られたピコネットにリンクするための要求を拒絶した。図１を使用する前述した実施例において、マスターノードＭ３は、Ｍ１とリンクするための要求を発し、Ｍ１は、他の直接にリンクされたマスターノードに問い合わせ、Ｍ３が要求前に知られているか否かを決定した。Ｍ２が肯定的に応答したため、ループを避けるべくリンク要求Ｍ３−Ｍ１が拒絶された。
【００３５】
他の実施形態において、リンク要求は、拒絶されるが、二次リンクとして記録される。前述したように、Ｍ３からのメッセージは、Ｍ２との直接リンクを介して、Ｍ１にルート付けられる。しかしながら、リンクにわたるサービスの質が監視される（平均待ち時間、落とした或いは認められていないパケット／メッセージの数など）。Ｍ３とＭ２との間のリンク４０が、極端なローディングによって、遮断され、あるいは、機能しなくなり、または、悪化する場合には、既に記録された二次リンクが直接リンクに起用され、ルーティングテーブルおよびルーティングインジケータが再計算され、その後に、前記記述されたリンクを使用してメッセージがルート付けられても良い。これにより、ネットワークは、特定の状況、例えば、ある理由により直接リンクが機能せず或いは遮断される場合において、自己回復することができる。また、重くロードされるが直接リンクが機能し、その後、多くのピコネットを備える密度が高いネットワークにわたってトラフィック負荷を共有するために二次リンクが利用されても良い。これを達成する１つの方法の一例を、以下の実施例において説明する。
【００３６】
この実施形態においては、初期構成中に、各ノード毎にスタティックリファレンスが規定される。このリファレンスは、１つのピコネットにノードが加わる度に増える。例えば、図１を参照すると、ピコネット１０は、Ｍ１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３のためにそれぞれリファレンス０，１，２，３が割り当てられても良い。リンク４０（Ｍ１−Ｍ２）を介してピコネット１０に接続された第２のピコネットには、Ｍ１のテーブル６２に示されるカウントを用いてリファレンス４が割り当てられる。しかしながら、ピコネット２０は、テーブル６４内で、そのリファレンスを、Ｍ２に関しては４で始め、Ｓ２１に関しては５で始め、Ｓ２２に関しては６で始める。テーブル６４内のＭ１におけるリファレンスは、この場合においてエントリを０として記録するＭ１−Ｍ２によって供給される。同様に、ピコネット３０におけるリファレンスは、ノードＭ３，Ｓ３１，Ｓ３２に関してはリファレンス７から９をそれぞれ備え、Ｍ２に関してはリファレンス４を備える。
【００３７】
この実施形態において、変換が不要であるという点で、すなわち、ルーティングインジケータがネットワーク内のノードの単なる参照番号であるという点で、送信規則および受信規則が簡略化される。したがって、送信規則および受信規則の両方において、ＲＩ＝ＬＲである。前述したようにメッセージを転送するためのターゲットノードを決定するために、テーブル内のカウントが依然として使用される。例えば、リファレンス５はテーブル６２内に記憶されないが、このリファレンス５は、４であるＭ２におけるリファレンスと、（Ｍ２＋アクセス可能なデバイスのそのカウント）に対応するリファレンス（４＋６＝１０）との間にある。そのため、カウント＋リファレンスデータは、一般に、コンパクトなツーティングテーブルを維持しつつ、前述したように転送するためのターゲットノードを識別する。
【００３８】
この実施形態は、二次リンクの使用が適切である時期を決定するための効率的な機構を実施できるという利点を有している。例えば、各マスター／共通コーディネータノードは、二次リンクされたマスターノードを用いて特定の情報をやりとりする。この情報は、送信者自身のスタティックＲＩ／ＬＲ（送信者のルーティングテーブルからのｒｅｆ（ＳＲＣ  ＡＤＤＲ））と、送信者のカウント数（直接リンクを使用して送信者のピコネットにより連絡可能な他のノードを含む）とを含んでいる。図１を使用する実施例において、Ｍ３は、そのＬＲ＝７と、この場合はピコネット３０上のローカルノードの数を表わすカウント数＝３とを送信する。ここで、Ｍ１は、既に記録された二次リンクＭ１−Ｍ３を使用して、７から９の範囲のリファレンスを有するターゲットを対象とするメッセージをＭ３に対して直接に送ることを決定しても良い。これにより、この例では、ホップの数が１だけ減少する。二次リンクおよびカウントデータは、ターゲットピコネットを決定するために、したがって、どのリンクを利用するかを決定するために当初の直接リンクルーティングテーブルと共にチェックされる二次ルーティングテーブルとして、各マスターノードにより、メモリ５６内に記憶される。以上から分かるように、多くのピコネットを備える密度の高い複雑なネットワークにおいては、二次リンクおよびスタティックリファレンスを使用することにより、比較的コンパクトなツーティングテーブルを維持しつつ、より効率的な動作が可能になる。
【００３９】
更なる実施形態においては、変更（例えば、ノードがピコネットに加わり或いはピコネトから離れること）が生じる時に自動的に再構成するため、ネットワークがイネーブルされる。そのようなバックグラウンド自動構成処理（ＡＣＰ）において、各ピコネットマスター／共通コーディネータノード（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）は、変更が生じる時に更新される他の構成テーブル（コンフィギュレーションテーブル）を有している。メッセージを転送するためのターゲットノードを決定するために受信コーディネータがどの構成テーブルを使用するのかを示すべく、メッセージ８０のネットワークＰＤＵ（ＮＰＤＵ）部分のビットがトグルされる。
【００４０】
例えば、マスターノードＭ１によって調整されるピコネット１０に加わる新たなノードによって、Ｍ１は、直接にリンクされた隣接するマスターノードとの通信プロセスを開始する。このプロセスにおいて、Ｍ１は、変更に関与する新たなローカルリファレンスを計算するとともに、これらを他の構成テーブル内に記憶する。その後、Ｍ１は、隣のマスターノード（Ｍ２）のためにＭ１が計算した新たなローカルリファレンスを、その隣のマスターノードに対して通信する。Ｍ１が他のテーブルの形成を終了したら、Ｍ１は、その後、このテーブルをルーティングテーブルとして使用する。新たなテーブルを使用して形成されたメッセージは、それ自体、メッセージ内のＮＰＤＵビットによって表わされる。すなわち、変更前において、ネットワークは、例えば０というデフォルトＮＰＤＵビットを有していた。変更後、Ｍ１は、１に設定されたＮＰＤＵビットを有するメッセージを送る。
【００４１】
同様に、隣のノード（例えばＭ２）は、それ自体の下流にあるリンクされた隣のノード（例えばＭ３）と通信を行なうとともに、それ自体の他のルーティングテーブルを形成する。一旦構成が成されると、Ｍ２は、ＮＰＤＵビットを１に設定することにより、新たなテーブルの使用を示す。
【００４２】
この方法においては、変更がネットワークにわたって波及し、経時的に全てのマスターノードが更新される。なお、更新されないノードによって形成されたメッセージは、これをＮＰＤＵビットによって示し、また、更新されたが依然としてそのようなメッセージを単に受けるノードは、一時的に当初の構成テーブルに戻って、適切なルーティングを決定する。ネットワーク層７６（図３）は、自動構成処理後に当初のテーブルをどの位の時間利用できるかに関して規定するタイムアウト期間を示すコードを含んでいる。モデル例においては、メッセージが１０秒後に宛先に到達しないが、当初の構成テーブルが１分間有効のままとなり、それにより、１つのターゲットから離れる多くのホップにわたって形成されたメッセージが依然として正確に送られることが想定される。したがって、そのようなバックグラウンドＡＣＰにより、ネットワークは、サービスの中断を実質的に引き起こすことなく動作して再構成することができる。
【００４３】
他の実施形態において、随意的なリンク手段５８は、本発明にしたがって無線メッセージを赤外線メッセージに変換し且つこれらのメッセージを赤外線形式で送受信するための対応するハードウェアを有する光赤外線トランシーバを備えている。
【００４４】
更なる他の実施形態において、リンク手段５８は、シリアルデータケーブルと、対応するプラグおよびソケットとを備えている。
【００４５】
更なる他の実施形態において、リンク手段５８は、電源ラインをメッセージキャリアとして使用してメッセージをピコネット間で送信することを含んでいる。このような実施は、家庭内でのジグビー無線ピコネットの実施形態にうまく適している。家庭内でのジグビー無線ピコネットにおいて、セットトップボックスは、無線デバイスを有するとともに、主に家庭の１階にあるデバイスのマスターであり、おそらく、パーソナルコンピュータまたはテレビは、主に他の階にあるデバイスのマスターである。Ｘ１０またはＴＣ２０５（Ｃｅｎｅｌｅｃ）等の電気系統にわたってメッセージを中継するための当業者に知られた方式が使用されても良い。
【００４６】
前述した方法および処理は、一般に、ループが回避され且つ全てのマスターノードに情報が与えられるという条件で、相互に接続されたピコネットと共に働き、したがって、１つのノードが１つのリンクされたピコネットから離れる時あるいは新たなノードが１つのリンクされたピコネットに加わる時にはいつでも、そのルーティングテーブルを更新する。一般に、ルーティングテーブルは、各マスターにより、そのピコネットのために関連するエントリを除去し或いは加え且つカウント値に基づいてピコネットのための新たなリファレンスを再計算することによって更新されなければならない。
【００４７】
本発明の一態様を使用する前述した方法において、メッセージ内のルーティングインジケータは、それがマスターノードによって受信される度に受信規則によって変えられ、また、それが他のリンクされたマスターノードに送信される度に送信規則によって変えられる。以上を実施する方法およびマスターデバイスは、例えばジグビー無線プロトコルを組み込む低電力で且つ低データ転送速度の無線ネットワークに特に適しているが、これに限らない。そのようなジグビー無線デバイスは、これを書いている時点で、限られたメモリおよび処理リソースを有していると思われる。また、デバイスは、一般に、８バイト識別子によって独自に識別され、また、放送でのメッセージは、ヘッダーおよびデータ情報においては、約１００バイトに限られる。したがって、前述したように構成される順序付けられたルーティングテーブルと、簡単な受信規則および送信規則とを使用すると、２バイトのルーティングインジケータによってメッセージをルート付けることができ、それにより、限られたメッセージスペースを使える状態にすることができ、無線帯域幅の使用を有効に高めることができる。
【００４８】
また、二次リンクのテーブリングを含めて構成プロセスを組み合わせると、ネットワークは、しっかりと振舞うことができるとともに、一貫性がない動作を殆ど行なうことなく、ある程度までバックグラウンド再構成を行なうことができる。
【００４９】
この開示内容を読めば、他の変形および変更は、当業者にとって明らかである。そのような変形および変更は、等価物および既に技術的に知られ且つここで既に説明した特徴に代えて或いは加えて使用されても良い他の特徴を含んでいても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】リンクされたピコネットを備えるネットワークの図を示している。
【図２】本発明にしたがって形成されたマスターノード無線デバイスのブロック図である。
【図３】マスターノードによって使用される無線スタックを示している。
【図４】本発明の方法と共に使用するためのルート識別子フィールドを有する無線メッセージ（パケット）を示している。
【図５】本発明の方法と共に使用するためのルーティングテーブルの例を示している。
【図６】本発明に係る受信規則における擬似コードの例を示している。
【図７】本発明に係る送信規則における擬似コードの例を示している。
【図８】本発明に係る方法における典型的なステップを示すフローチャートである。
【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８】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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