(57)【要約】  毎回スロットが１対のノードの間の通信に関連付けられ、少なくとも１個のタイムスロットが第１のノードと第２のノードとの間の通信に関連付けられ、少なくとも１個の第２のタイムスロットが第１のノードと第３のノードとの間の通信に関連付けられる、複数のタイムスロットに基づくメッシュ通信である。第１のノードと第２のノードは少なくとも１個のタイムスロットの間に通信し、第３のノードは第２のタイムスロットの間に第１のノードとの通信を待ち受ける。第１のノードが第２のタイムスロットの間に依然として第２のノードと通信中であるならば、第１のノードは第３のノートと通信しない。【選択図】  図１
2007503135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノード間で通信する方法であって、
タイムフレームに複数のタイムスロットを設定するステップと、
少なくとも１個のタイムスロットが第１のノードと第２のノードとの間の通信に関連付けられ、少なくとも第２のタイムスロットが前記第１のノードと第３のノードとの間の通信に関連付けられ、タイムスロット毎に１対のノードの間の通信に関連付けるステップと、
少なくとも１個のタイムスロットの間に前記第１のノードと前記第２のノードを通信させるステップと、
前記第２のタイムスロットにおいて前記第３のノードに前記第１のノードとの通信を待ち受けさせるステップと、
を備え、
前記第２のタイムスロットにおいて、前記第１のノードが前記第２のノードと依然として通信しているならば、前記第１のノードが前記第３のノードと通信しない、方法。
【請求項２】
前記第２のタイムスロットにおいて、前記第１のノードが前記第２のノードとの通信を終了しているならば、前記第１のノードが前記第３のノードと通信する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のノードと前記第２のノードを通信させるステップが、前記少なくとも１個のタイムスロットの間に前記第１のノードにポーリング情報を送信させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１のノードと前記第２のノードを通信させるステップが、前記第１のノードに識別信号を送信させる工程を含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
第３のタイムスロットの間に前記第１のノードをインターネットと通信させるステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第３のノードが前記第１のノードとの通信を待ち受ける間に前記第３のノードが信号を受信する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第３のノードが前記第１のノードとの通信を待ち受ける間に前記第３のノードがアンテナを前記第１のノードの方へ向ける、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１個のタイムスロットの間に前記第１のノードがデータを前記第２のノードへ送信する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１個のタイムスロットの間に前記第１のノードが前記第２のノードからデータを受信する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
タイムフレームに複数のタイムスロットを設定するステップが時間を同期させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１個のタイムスロットの間に前記第１のノードと前記第２のノードを通信させるステップが無線通信を確立する工程を含む、請求項１記載のネットワーク。
【請求項１２】
複数の第１のタイムスロットのうちの１個の第１のタイムスロットの間に、スレーブ識別信号を第１のスレーブノードへ送信することにより、マスターノードに前記第１のスレーブノードをポーリングさせるステップと、
前記複数の第１のタイムスロットのうちの各タイムスロットの間に前記第１のスレーブノードに前記マスターノードを待ち受けさせるステップと、
前記第１のスレーブノードに、そのスレーブ識別信号を特定した後に応答させるステップと、
複数の第２のタイムスロットのうちの各タイムスロットの間に第２のスレーブノードに前記マスターノードを待ち受けさせるステップと、
前記第２のスレーブノードが前記第２のスレーブノードへ向けられたスレーブ識別信号を特定することをするならば、前記マスターノードに応答させないステップと、
ポーリング中に前記第１のスレーブノードと前記マスターノードに情報を交換させるステップと、
を備えるメッシュ通信プロトコル。
【請求項１３】
前記第２のスレーブノードが第１のタイムスロットの間にその固有のスレーブノードと通信することを可能にさせるステップをさらに含む、請求項１２記載のプロトコル。
【請求項１４】
ノードを有するメッシュネットワーク内で通信する方法であって、
タイムフレームのシーケンスの各タイムフレームに複数の第１のタイムスロット及び複数の第２のタイムスロットを設定するステップと、
前記複数の第１のタイムスロットの第１のタイムスロットの間に第１のスレーブ識別信号を含むポーリング命令を送信することによりノードをマスターノードとして動作させるステップと、
前記第１のタイムスロットの間に前記第１のポーリング情報を受信することにより、別のノードを、前記第１のスレーブノードが前記第１のスレーブ識別信号を特定した後に前記第１のポーリング情報に応答する第１のスレーブノードとして動作させるステップと、
前記複数の第２のタイムスロットの間に受信することにより、さらに別のノードを、第２のスレーブ識別信号が特定されないならば前記マスターノードに応答しない第２のスレーブノードとして動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項１５】
前記第２のスレーブノードが前記第１のタイムスロットの間になおさらに別のノードと通信する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記マスターノードと前記第１のスレーブノードが前記第１のタイムスロットの間にデータの転送を取り決める、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記マスターノードと前記第１のスレーブノードが前記取り決められたデータの転送を実行する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記マスターノードが前記第１のタイムスロットの間にアンテナを前記第１のスレーブノードの方へ向ける、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記マスターノードが前記複数の第２のミニスロットのうちの少なくとも第１のミニスロットの間に前記第１のスレーブノードからデータを受信する、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般に、データネットワーク通信ネットワークとそれらの通信プロトコルに関する。特に、本発明は、マスターノードとそのスレーブノードとの間で通信を開始するため予め割り当てられたミニスロットを使用するメッシュネットワーク及びその通信プロトコルに関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
[0002]情報への要求はインターネットを成長させ続ける。このような成長のため、新しい情報が絶えず付け加えられ、このことがさらなる成長を駆り立てる。このような成長は多数の領域で帯域幅問題を生じさせている。実際に、従来の制限帯域幅の電話ダイヤルアップサービスは、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）及びケーブルモデムのような広帯域幅システムで急速に置き換えられている。残念ながら、このようなシステムは人口の大部分が利用できない。さらに、このようなシステムに伴う取得コスト及び据え付けコストのため、このようなシステムは一部のユーザ及び一部のサービスプロバイダにとって魅力がなくなる。
【０００３】
[0003]有線通信システムの代替案は無線通信である。無線通信システムは、非常に急速に、そして、有線による代案よりも少ないコストで配備可能である。例えば、携帯電話テクノロジーを使用する無線データ通信システムは、モバイルインターネット接続を提供することを主な理由として、当たり前になり始めている。残念ながら、殆どの携帯電話システムは厳しく帯域幅が制限される傾向にある。
【０００４】
[0004]ＤＳＬ及びケーブルモデムテクノロジーと互換性がある帯域幅を提供可能であり、導入があまり難しくなく、かつ、コストがあまりかからない無線通信システムは、無線メッシュネットワークである。このようなメッシュネットワークは、広い領域に亘って情報トラフィックを通信する複数台の無線接続されたノードを備えている。メッシュネットワークの個別のノードは、メッシュノードとの間で情報を伝達するために、ラジオ信号又はマイクロ波信号を使用して通信する。メッシュネットワークは、一般に、データを伝搬させるため時分割多重（ＴＤＭ）シグナリングの形式を使用する。各ノードはタイムスロットが割り当てられ、そのタイムスロットの範囲内で隣接ノードとの間でデータを送受信する。ノードがそのタイムスロットを利用可能であるときにデータを送受信していないならば、そのタイムスロットは使われなくなる。したがって、ＴＤＭ技術は帯域幅が非効率になり得る。その上、ノードが大量のデータを通信しなければならないならば、データは多数のタイムスロットに亘って広げられ、このことがデータの組の全体の伝送速度を低下させる。
【０００５】
[0005]したがって、ノード間のデータトラフィックを容易に処理するメッシュネットワーク通信プロトコルの必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明は、複数のタイムスロットに基づくメッシュネットワークとメッシュネットワーク通信プロトコルを提供する。各タイムスロットが１対のノードの間の通信に関連付けられ、少なくとも１個のタイムスロットが第１のノードと第２のノードとの間の通信に関連付けられ、少なくとも第２のタイムスロットが第１のノードと第３のノードとの間の通信に関連付けられる。第１のノードと第２のノードは少なくとも１個のタイムスロットの間に通信し、第３のノードは第２のタイムスロットの間に第１のノードとの通信を待ち受ける。第１のノードが第２のタイムスロットの間に依然として第２のノードと通信中であるならば、第１のノードは第３のノードと通信しない。
【０００７】
[0007]上記の本発明の特徴が詳細に理解されるように、簡単に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照することによって行われ、そのうちの一部は添付図面に示されている。しかし、注意すべきことは、添付図面は本発明の典型的な実施形態だけを示し、本発明はその他の同様に効果的な実施形態を認めるので、添付図面が本発明の範囲を限定するものとみなされるべきでないことである。
【詳細な説明】
【０００８】
[0014]本発明は、メッシュネットワークの隣接ノード間でデータ共有を可能にさせる通信プロトコルを実施するメッシュネットワークを提供する。隣接ノードのグループの範囲内で、１台のノードは他のノード（スレーブノード）への通信フロー及び他のノードからの通信フローを制御するマスターノードである。あるグループのスレーブノードは別のグループ内のマスターノードである可能性がある。マスターノードのためのスレーブノードは、そのマスターノードと直接的に通信するメッシュノードである。マスターノードは、個別のスレーブノードへ送信するか、又は、データを受信するためにその個別のスレーブノードをポーリングし、ポーリングは、本明細書ではミニスロットと呼ばれ、選択されたスレーブノードに割り当てられた短い時間間隔中に、選択されたスレーブノードにシグナリングすることにより開始される。
【０００９】
[0015]実際には、ミニスロットは通信タイムフレームを複数の短い時間間隔に分割することにより形成され、そのうちの少なくとも一部が特定のスレーブノードに割り当てられる。マスターノードと選択されたスレーブノードとの間で伝達された情報に基づいて、データはマスターからスレーブへ直ちに渡されるか、及び／又は、ポーリングが開始された後に、スレーブからマスターへ渡される。マスターノードとスレーブノードとの間の通信は複数のミニスロットに亘って行われることがある。これらの期間中に、その他のスレーブノードはポーリングされない。
【００１０】
[0016]本発明の原理は無線メッシュネットワークにおいて非常に有用であるが、これらの原理は有線メッシュネットワーク、或いは、マスターとスレーブの関係で通信するノードを有するあらゆる形式のネットワークにおいても有用であることが明瞭に理解されるべきである。
【００１１】
[0017]図１は本発明の原理と一致したメッシュネットワーク１００を例示する。同様のネットワークは、２００２年４月１５日に出願された米国特許出願第１０／１２２，８８６号（代理人文書番号ＳＫＹ／００４−１）、及び、２００２年４月１５日に出願された米国特許出願第１０／１２２，７６２号（代理人文書番号ＳＫＹ／００５−１）に記載されている。メッシュネットワーク１００は、１台以上のメッシュゲートウェイ１０３、複数のネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）１０１、及び複数のネットワークノード１０２を含む。ネットワークノード１０２からのインターネットトラフィックは、ＮＡＰ１０１へ経路制御されるか、又はこのようなトラフィックがその意図された宛先へ経路制御されるまであるネットワークノード１０２から別のネットワークノードへ経路制御される。特に、メッシュゲートウェイ１０３、ＮＡＰ１０１及びネットワークノード１０２は無線メッシュネットワーク１００を形成するため相互に通信する。
【００１２】
[0018]図１及び４を参照して、以下の説明では、メッシュゲートウェイ１０３はマスターノード（図４においてノード２０２Ａ及び２０２Ｂとして示されている）と呼ばれ、種々のネットワークアクセスポイント１０１及びネットワークノード１０２は同様にスレーブノード（図４においてスレーブノード２０４Ａ〜２０４Ｋとして示されている）と呼ばれる。このようなことをする目的は、すべてのメッシュノードをメッシュネットワーク１００の全体的な説明に盛り込み、引き続いて、それらのノード間通信プロトコルを明瞭に説明するため選択されたノードを分離することである。この二重性はメッシュネットワークの実際的な態様、すなわち、物理的なメッシュネットワーク自体と、メッシュネットワークへの通信、メッシュネットワーク内の通信、及び、メッシュネットワークからの通信を確立するために使用される通信プロトコルとに適合する。当然ながら、物理的なメッシュネットワーク及びその通信プロトコルは互いに独立ではない。メッシュネットワーク１００は多層化された通信プロトコルのファミリーを実施することがさらに理解されるべきである。これは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ファミリーのプロトコルにおいて行われていることと類似している。特に、メッシュネットワーク１００は、メッシュネットワーク１００自体を設定し、ネットワークノード１０２を追加、削除、及び、特定し、同じスレーブノードと通信するメッシュゲートウェイ／マスターノードの間の競合のような問題を処理し、タイムフレームを設定し、信号ルーティング機能を処理し、システム障害に対処し、ＣＰＥノード及びインターネットとインターフェイスをとるためにプロトコルを実施する。よって、本発明は、確立された、損なわれていない、機能するメッシュネットワーク１００におけるマスターノードとスレーブノードとの間のデータ通信に関係することが理解されるべきである。
【００１３】
[0019]さて、図１を参照すると、メッシュゲートウェイ１０３は、ネットワーク１０６に接続された１台以上のバックホール１０５に接続され、ネットワーク１０６はオペレーションセンタ（ＯＣ）１０４に接続される。ネットワーク１０６は、インターネットの一部又はプライベートネットワークを備えていてもよい。
【００１４】
[0020]ＮＡＰ１０１は、メッシュゲートウェイ１０３と通信可能であり、バックホール通信リンク１０７を介してネットワーク１０６と通信可能であり、及び／又は近隣のノード１０２と通信可能である。バックホールは有線でも無線でもかまわないことが理解されるべきである。一実施形態では、メッシュゲートウェイ１０３とＮＡＰ１０１との間の無線ポイントツーポイント通信は、無免許国家情報基盤（ＵＮＩＩ）帯域を用いる。しかし、その他の帯域を使用してもよい。有線接続が利用できる場所では、有線接続が使用される。特に、本発明は無線ポイントツーポイントシステムに限定されないことが明瞭に理解されるべきである。実際には、本発明の原理は無線システムと同様に有線システムに関係する。しかし、簡単にするために、かつ、一般性を失うことなく、本発明は無線通信システムに関して説明される。
【００１５】
[0021]各ネットワークノード１０２は、少なくとも１台のＮＡＰ１０１又は別のネットワークノード１０２と無線通信する。よって、ネットワークノード１０２は、無線相互リンク１０８を使用して無線ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を少なくとも部分的に形成する。
【００１６】
[0022]図２を参照すると、ネットワークノード１０２は、住宅２００の屋根、窓、屋根裏、電柱などに物理的に位置している。住宅２００は、コンピュータ、プリンタ、セットトップボックス、ＰＤＡ、及び類似した装置のような多種多様なネットワーク型ＣＰＥ装置のいずれかを有する。説明の目的のため、コンピュータ２０２、ノートブックコンピュータ２０１、及びＰＤＡ２０４が無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）のような無線接続を使用してネットワークノード１０２に電気的に接続されるものとして示されている。
【００１７】
[0023]図３を参照すると、典型的なノード３００の略ブロック図が示されている。ノード３００は、メッシュゲートウェイ１０３、ＮＡＰ１０１、又は、ネットワークノード１０２である。各ノード３００は、セクタ３０１−０〜３０１−７を有するマルチセクタアンテナを含む。８セクタアンテナ３０１が説明されているが、アンテナ３０１が備えているセクタは８個より多くても少なくてもよい。セクタアンテナ３０１が説明されているが、全方向性アンテナ、個別に狙いが定められた指向性アンテナの集合、セクタアンテナと全方向性アンテナの組み合わせ、又は、有線リンクを含むが、それらに限定されないその他のアンテナ構造を使用してもよい。いずれにしても、ノード３００はメッシュネットワーク１００の一部である。しかし、図３において、アンテナ３０１は、セクタ３０１−０〜３０１−７のうちのあるセクタに選択的にアクセスするためマルチウェイスイッチ３０２に接続される。セクタ３０１−０〜３０１−７はバンク状に配置され、マルチウェイスイッチ３０２がバンクを選択するため使用されてもよい。
【００１８】
[0024]マルチウェイスイッチ３０２は、レシーバ３２０及びトランスミッタ３２２を含むラジオ３０４のトランシーバに接続される。一実施形態では、ラジオ３０４は、５．８ＧＨｚのＵＮＩＩ帯域ラジオを使用して実施される。しかし、他の周波数をもつ他のラジオを使用してもよい。ラジオ３０４はラジオ３０４を制御するラジオコントローラ３０５に接続される。コントローラ３０５は、フィールドプログラマブルゲートアレイ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどである。コントローラ３０５自体は、ノード３００の全体的な動作を制御するシングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）３０６に接続される。ＳＢＣ３０６は、メッシュネットワーク１００に沿って送信されるべき動作命令及び／又は通信データの組を含むデータ構造３１２を記憶するメモリ３０７を含む。ＳＢＣ３０６はトラフィックのルーティングのため構成され、この状況では、ルータであると考えられる。
【００１９】
[0025]ＳＢＣ３０６は、ＷＬＡＮカード、イーサネットカードなどでもよいインターフェイス３０９に接続される。ノード３００がメッシュゲートウェイであるならば、バックホール通信装置３０８はインターフェイス３０９を介してＳＢＣ３０６に接続される。使用される具体的なバックホール通信装置３０８はバックホールのタイプに依存する。
【００２０】
[0026]ノード３００は時間を正確に記録する１台又は複数台の装置を含む。例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）カード３１０及びアンテナ３１１が時間記録のため使用される。ＧＰＳアンテナ３１１はＧＰＳカード３１０に接続され、ＧＰＳカードは、次に、コントローラ３０５及びＳＢＣ３０６に接続される。すべてのノード３００、並びに、システムのすべての他のノードは非常に高精度で時間的に同期させられるので、ＧＰＳシステムは時間記録に非常に有用である。代替的な時間記録システムも同様に周知であり、使用される。いずれにしても、ノード３００の正確な時間同期は例示された実施形態のメッシュ通信プロトコルに重要である。
【００２１】
[0027]メッシュネットワーク１００のいくつかの特徴を強調することは助けとなろう。第一に、ノード３００は、特殊な時分割複信（ＴＤＤ）技術を使用して通信する。殆どのＴＤＤシステムでは、各メッシュノード３００はデータを送信するための特定の時間とデータを受信するための特定の時間が与えられる。しかし、メッシュネットワーク１００は、タイムフレーム、すなわち、例えば、１秒のような基本時間ユニットが、ミニスロットと称される多数の短い時間ユニットに分割されるＴＤＤ技術を使用する。例えば、ミニスロットは期間が１００マイクロ秒である。さらに、後で詳述すように、特定のミニスロットの間に限り、データがマスターノードから特定のスレーブノードへ送信されるか、又は、ポーリングがマスターノードと特定のミニスロットに関連付けられた特定のスレーブノードとの間で開始される。そうするため、マスターノードは、特定のスレーブノードに関連付けられたミニスロットのうちの１個の間に特定のスレーブノードへポーリング信号を送信する。さらに、ポーリング信号は、特定のスレーブノードを特定する識別情報を含むことが必要である。よって、正確なタイミング及びポーリング信号の複合がポーリングを開始するために必要である。
【００２２】
[0028]図４は本発明によるメッシュ通信トポロジーを概略的に例示する。例示されるように、このトポロジーはマスターノード２０２Ａ及び２０２Ｂを含む。マスターノード２０２Ａはスレーブノード２０４Ａ、２０４Ｃ及び２０４Ｅを有し、マスターノード２０２Ｂはスレーブノード２０４Ｅ、２０４Ｆ、２０４Ｈ、２０４Ｊ及び２０４Ｉを有する。よって、マスターノードと直接的に通信するすべてのノードはそのマスターノードのスレーブノードである。マスターノード及びそのスレーブノードは、おそらくコンフィギュレーションプロトコルを使用することにより、又は、おそらく固定設計により、予め決められている。さらに、一部のスレーブノードはそれらの固有のスレーブノードを有する。特定のスレーブノードは、その特定のスレーブノードが他のスレーブノードを介してマスターノードと通信するとき、その他のスレーブノードのスレーブになる。例えば、スレーブノード２０４Ｃは、スレーブノード２０４Ｂ、２０４Ｄ及び／又は２０４Ｇを有する場合がある。
【００２３】
[0029]各スレーブノードから少なくとも１台のマスターノードへの通信パスは、この場合にも、おそらくコンフィギュレーションプロトコル又は固定設計によって予め決められていることが理解されるべきである。例えば、スレーブノード２０４Ｇは、スレーブノード２０４Ｃ経由、若しくは、スレーブノード２０４Ｆ−２０４Ｅ経由を含む種々のパスを介して、マスターノード２０２Ａと通信できる。或いは、スレーブノード２０４Ｇはスレーブノード２０４Ｆを介してマスターノード２０４Ｂと通信する可能性がある。しかし、スレーブノード２０４Ｂ及び２０４Ｄはスレーブノード２０４Ｃのスレーブであり、スレーブノード２０４Ｇはスレーブノード２０４Ｃを介して通信しない（よって、スレーブノード２０４Ｇはスレーブノード２０４Ｃのスレーブでない）ということが想定される。
【００２４】
[0030]図５はマスターノード２０２Ａとスレーブノード２０４Ｃの通信プロトコルタイミングを概略的に示す。上述のように、各ノード３００は、１秒である可能性があるタイムフレームを、ミニスロットと呼ばれる複数の短い時間間隔に分割する時間記録機能を実施する。各ノード３００のミニスロットは他のノードとの通信イベントに関連付けられる。これらの通信時間及びイベントは各ノード３００に記憶される。各ノード３００は固有の通信イベントの組を有するが、相互に通信するノード３００は、通信を可能にさせる整合したミニスロット及び通信イベントを有する。例えば、図５の上半分は、マスターノード２０２Ａに対するミニスロット及びそれらの関連付けられた通信イベントを示し、下半分はスレーブノード２０４Ａに対するミニスロット及びそれらの関連付けられた通信イベントを示す。個別のミニスロットは便宜上連続的に番号付けされる。
【００２５】
[0031]ミニスロット番号１において、マスターノード２０２Ａは、スレーブノード２０４Ａをポーリングできるが、そのようにしなくてもよい（図４を参照のこと）。図５に示されるように、マスターノード２０２Ａはスレーブノード２０４Ａをポーリングしないし、データを送信しないが、おそらくその理由は、マスターノード２０２Ａがスレーブノード２０４Ａに何も送信せず、かつ、スレーブノード２０４Ａから何も受信することを期待しないからである。しかし、ミニスロット番号１の間に、スレーブノード２０４Ｃは、スレーブノード２０４Ｄをポーリングすることができる、およびポーリングする。しかし、タイムスロット番号１の間に、スレーブノード２０４Ｃは、すべてのデータ転送が、マスタースレーブ２０２Ａとスレーブノード２０４Ｃとの間の通信のため確保されたミニスロットであるミニスロット４によって終了するか、又は、一時停止されるべき旨をスレーブノード２０４Ｄに通知することによって理解されるべきである。よって、新規な通信プロトコルの主要な役割は、スレーブノードＭＵＳＴがそのマスターノードからの伝送のためスケジュールされた時間に待ち受けなければならないことである。
【００２６】
[0032]ミニスロット２及び３の間に、マスターノード２０２Ａはスケジュールされた通信イベントを有していないが、スレーブノード２０２Ｃはスレーブノード２０４Ｂ及び２０４Ｄからの情報をポーリングする。
【００２７】
[0033]マスターノード２０２Ａ側でスレーブノード２０４Ｃに関連付けられ、スレーブノード２０２Ｃ側でマスターノード２０２Ａに関連付けられたミニスロット４の間に、マスターノード２０２Ａはデータパケットを送信する。スレーブノード２０４Ｃはミニスロット４の間にそのパケット情報を受信し、対象とされた受信者であることを保証するためにそのデータパケットを符号化する。次に、タイムスロット４〜８の間に、マスターノード２０２Ａはデータをスレーブノード２０４Ｃへ送信する。
【００２８】
[0034]図５に示されるように、マスターノード２０２Ａはミニスロット７をスレーブノード２０４Ｅに関連付ける。しかし、マスターノード２０２Ａは、ミニスロット７の間は単に情報をスレーブノード２０４Ｃへ送信し続ける。スレーブノード２０４Ｅはミニスロット７の間にマスターノード２０２Ａを待ち受けるが、それに向けられた識別情報が検出されず、スレーブノード２０４Ｅはそのスレーブノードの処理に戻るか、又は、そのポーリング周期（ミニスロット１９）に関連付けられた次のミニスロットを待つだけである。よって、新規な通信プロトコルの別の主要な役割は、マスターノードがそのスレーブノードのうちの一つに送信しないことを選ぶことである。よって、各スレーブノードは、マスターノードに関連付けられたミニスロットの間にそのマスターノードを待ち受けなければならないが、マスターノードはそれらの関連付けられたミニスロットの間にスレーブノードと通信しなくてもよい。さらに、マスターノードは、あるスレーブノードの通信を、他のスレーブノードに関連付けられたミニスロットの間に継続することが可能であるが、その理由は、マスターノードがそれらのミニスロットの間に識別情報を送出しないからである。
【００２９】
[0035]さらにミニスロット４−８を参照すると、スレーブノード２０４Ｃはこれらのみにミニスロットをその固有のスレーブノード２０４Ｂ及び２０４Ｄと内部的に関連付ける。しかし、スレーブノード２０４Ｃはそのマスターノード２０４Ａから情報を受信しているので、スレーブノード２０４Ｃはそのスレーブノードを無視する。よって、新規な通信プロトコルの別の主要な役割は、スレーブノードがそのマスターノードを無視しないが、そのスレーブノードを無視することがあることである。
【００３０】
[0036]ミニスロット９−１２の間に、スレーブノード２０４Ｃはそのスレーブノード２０４Ｂ及び２０４Ｄでデータをポーリングし、マスターノード２０２Ａは何も行わない。しかし、ミニスロット１３において、マスターノード２０２Ａはスレーブノード２０４Ｃをポーリングし、スレーブノード２０４Ｃはそのポーリングに肯定応答し、スレーブノード２０４Ｃがデータの送信を希望することをマスターノード２０２Ａに知らせる。それに応じて、マスターノード２０２Ａは、データを受け取ることを知らせ、次に、ミニスロット１３−１５の間にそのデータを受信する。
【００３１】
[0037]以上のプロセスはミニスロット１６−３０の間に繰り返される。具体的に表されていないが、マスターノード２０２Ａはその他のスレーブ（スレーブノード２０４Ａ及び２０４Ｅ）をそれらの関連付けられたミニスロットにおいてポーリングすることも可能であることが理解されるべきである。
【００３２】
[0038]メッシュ通信プロトコルのフローチャートが図６に記載されている。マスターノードは、ステップ６００でその割り当てられたミニスロットを特定することにより開始する。同様に、スレーブノードは、ステップ７００でその割り当てられたミニスロットを特定することにより開始する。ステップ６０２でマスターノードはポーリングされるべきスレーブノードを選択し、その選択されたノードに関連付けられたミニスロットを待つ。次に、ステップ６０４でマスターはそのアンテナが選択されたスレーブノードの方に向くように指令し、ステップ６０６で、その選択されたスレーブノードに関連付けられたミニスロットの間に、マスターノードはポーリング情報を選択されたスレーブノードに送信する。
【００３３】
[0039]その一方では、ステップ７０２で選択されたスレーブノードはマスターノードに関連付けられた割り当てられたミニスロットの間にそのアンテナをマスターノードの方へ向け、ステップ７０４で選択されたスレーブノードはマスターノードからポーリング情報を受信し始める。選択されたスレーブノードがその識別情報又はポーリング信号を検出しないならば、ステップ７０６で選択されたスレーブノードはマスターノードに関連付けられた次のミニスロットを待つ。待機中に、選択されたスレーブノードは、その固有のスレーブノードとの通信のような他のタスクを実行可能である。
【００３４】
[0040]しかし、ステップ７０４において、選択されたスレーブノードがその識別情報又はポーリング信号を検出するならば、ステップ７０８でそのスレーブノードは通信が必要であるかどうかを決定する。必要でないならば、選択されたスレーブノードはステップ７０６でマスターノードに関連付けられた次のミニスロットを待つ。しかし、スレーブノードが通信は必要であると決定した場合、ステップ７１０でスレーブノードはマスターノードとの通信を要求する。
【００３５】
[0041]選択されたスレーブノードの要求に応じて、ステップ６０８でマスターノードは選択されたスレーブノードの要求を受信し、次に、ステップ６１０でマスターノードが、ステップ７１２では選択されたスレーブノードがデータ転送を取り決める。次に、ステップ６１２でマスターノードが、ステップ７１４で選択されたスレーブノードが、取り決められたデータ転送を実行する。マスターノードは、次に、通信する別のスレーブノードを選択するためにステップ６０２へループバックする。さらに、選択されたスレーブノードは、選択されたスレーブノードがマスターノードに関連付けられた次のミニスロットを待機するステップ７０６へループする。
【００３６】
[0042]ミニスロットタイミング及び通信イベントは相互に通信するノードの間で共有されることが理解されるべきである。メッシュ通信プロトコルは、特有のノードのため確保されたミニスロットが、送信されるべきデータがないとき、若しくは、そのノードによって受信されるデータがないときに出現するならば、又は、情報が依然として別のノードへ送信されているならば、タイムスロット通信イベントは無視される。データは次に、次の関連付けられたミニスロットが出現するまで記憶される。さらに、データ転送は、ミニスロットをできる限り狭くすることにより多少改良される。これはプロトコルの粒度を改善し、別の通信イベントが最低限の遅れで行われることを可能にさせる。
【００３７】
[0043]メッシュネットワーク１００において、マスターノードによるデータ転送時間がミニスロット時間を越えるならば、データ転送は、データ転送が終了するか、又は、合意した量のデータが転送されるまで継続する。マスターノードは、別のスレーブノードを、そのスレーブノードの次の割り当てられたミニスロットにおいて選択的にポーリングし、最終的には、未だ転送されていない残りのデータを受け取るために戻ることが可能である。しかし、スレーブノードによるデータ転送時間がマスターノードに割り当てられたミニスロット時間を越えるならば、そのスレーブノードはデータ転送を停止し、マスターノードを待ち受けしなければならない。
【００３８】
[0044]スレーブノードに対しそのスレーブノードがポーリングされていることを知らせるため、マスターノードが識別情報をスレーブノードへ送信する数多くの方法がある。予備的な問題として、無線メッシュネットワークでは、マスターアンテナはスレーブノードの方へ向く必要がある。そのとき、スレーブノードは、そのアンテナをマスターの方へ向け、スレーブノードを特定するヘッダデータを有する情報パケットの開始を探索することが可能である。そのヘッダデータが見つからないならば、スレーブノードは、その後に、送信されているデータがそのスレーブノードへ向けられていないことを決定する。或いは、スレーブノードはその関連付けられたミニスロットの間にメッセージの開始を単に探索するだけでよい。メッセージの開始は、エネルギー無しからエネルギー有りにジャンプする受信信号によって検出される。メッセージの開始が見つからないならば、そのスレーブノードは、そのスレーブノードに向けられた進行中のメッセージが存在しないことを知るであろう。
【００３９】
[0045]以上の説明は本発明の実施形態を対象にしているが、本発明のその他の実施形態及びさらなる実施形態は本発明の基本的な範囲を逸脱することなく考え出され、本発明の範囲は請求項によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるメッシュネットワークを表すネットワーク図である。
【図２】メッシュネットワーク内のノードの一部を形成する顧客宅内機器（ＣＰＥ）を有する顧客ロケーション（住宅）の図である。
【図３】典型的なノードの略ブロック図である。
【図４】簡単化されたメッシュネットワークアーキテクチャを概略的に例示する。
【図５】マスターノード及びスレーブノードの動作フローチャートを例示する。
【図６】メッシュ通信プロトコルのフローチャートを例示する。
【図１】
2007503135.tif 000003
【図２】
2007503135.tif 000004
【図３】
2007503135.tif 000005
【図４】
2007503135.tif 000006
【図５】
2007503135.tif 000007
【図６】
2007503135.tif 000008
【国際調査報告】
2007503135.tif 000009
2007503135.tif 000010