(57)【要約】  通信タイムスロット及び周波数をメッシュノードに動的に割り当てる無線メッシュ通信プロトコルである。第１のノードは他のノードを順次にポールするＰＣとして設定される。第２のノードはデータベースレコードを含む情報を用いて所定の時点に応答し、そして、第３のノードは同様に応答する。第２のノードは次にＰＣとして設定され、第１のノードは、動的に割り当てられたタイムスロットの間に、第２のノードのデータベースレコードに依存する周波数でポーリングされる。第３のノードは次にＰＣとして設定され、同様に動作する。両方の場合に、第１のノードは、情報及びデータレコードを送信することにより応答する。第１のノードは次にＰＣとして再設定される。第１のノードは次に、第１のノードのデータベースレコードに依存する時点及び周波数で第２のノード及び第３のノードをポーリングする。【選択図】図１
2007502056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散ポーリング協調機能を使用するメッシュネットワークであって、
所定の第１及び第２のタイムスロットで第１のポーリング情報及び第２のポーリング情報を生成することによりＰＣとして動作するソースと、
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し、第１の応答情報を前記ソースへ送信する第１のノードと、
前記第２のタイムスロットの間に前記第２のポーリング情報を受信し、第２の応答情報を前記ソースへ送信する第２のノードと、
を備え、
前記第１及び第２のタイムスロットが共通タイムフレームと相対的に出現し、
前記第１の応答情報が前記ソースによる前記第１のノードの将来のポーリングのための時間及び周波数と前記第１のノードがＰＣとして動作する時間とを割り当て、
前記第２の応答情報が前記ソースによる前記第２のノードの将来のポーリングのための時間及び周波数と前記第２のノードがＰＣとして動作する時間とを割り当て、
前記第２の応答情報が前記第１の応答情報に依存するようになっている、メッシュネットワーク。
【請求項２】
前記ソースがメッシュゲートウェイである、請求項１記載のメッシュネットワーク。
【請求項３】
前記第１のノードが前記ＰＣの時間に前記ソースをポーリングする、請求項１記載のメッシュネットワーク。
【請求項４】
前記第１のノードがスケジューリング競合を検出するために前記第１のポーリング情報をデータベース情報と比較する、請求項１記載のメッシュネットワーク。
【請求項５】
前記第１の応答情報は、スケジューリング競合が検出されたかどうかに依存する、請求項４記載のメッシュネットワーク。
【請求項６】
前記第１の応答情報は、スケジューリング競合が検出されたことを前記ソースに通知する、請求項５記載のメッシュネットワーク。
【請求項７】
前記ソースがＣＰＥ装置である、請求項１記載のメッシュネットワーク。
【請求項８】
ノードを有する無線メッシュネットワーク内の通信方法であって、
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タイムスロットを設定するステップと、
第１のタイムフレームの第１のタイムスロットの間に第１のポーリング情報を第２のノードに送信することにより、第１のノードをＰＣとして動作させるステップと、
前記第１のタイムスロットで前記第２のノードに前記第１のポーリング情報を受信させ、スケジューリング競合が存在するかどうかを決定するために前記第２のノードが前記第１のポーリング情報を第２のノードデータベース情報と比較するステップと、
第１の応答情報を送信することにより、前記第２のノードを前記第１のノードに応答させ、前記第１の応答情報が、スケジューリング競合が存在するか否かに依存するステップと、
前記第１のタイムフレームの前記第１のタイムスロットと重なり合う第２のタイムスロットの間に前記第１の応答情報に依存する第２のポーリング情報を第３のノードに送信することにより、前記第１のノードをＰＣとして動作させるステップと、
前記第１の応答情報に依存する第２のタイムフレームの第１のタイムスロットの間に第１のポーリング情報を前記第１のノードに送信することにより、前記第２のノードをＰＣとして動作させるステップと、
第３のタイムフレームの第１のタイムスロットの間に第１のポーリング情報を前記第１のノードに送信することにより、前記第３のノードをＰＣとして動作させるステップと、
を備える通信方法。
【請求項９】
前記第３のタイムフレームの前記第１のタイムスロットが前記第１の応答情報に依存する、請求項８記載の通信方法。
【請求項１０】
前記第１の応答情報が前記第２のノードデータベース情報からの情報を含む、請求項８記載の通信方法。
【請求項１１】
前記第２のノードデータベース情報が前記第２のノードのロケーションに関する情報を含む、請求項１０記載の通信方法。
【請求項１２】
前記第２のノードデータベース情報が前記第２のノードが前記第２のタイムフレームの前記第１のタイムスロットで前記第１のノードと通信する周波数に関する情報を含む、請求項１１記載の通信方法。
【請求項１３】
前記第２のノードデータベース情報が前記第２のノードの干渉領域に関する情報を含む、請求項１２記載の通信方法。
【請求項１４】
前記干渉領域が周波数、送信電力、及び前記第２のノードに隣接した地形に依存する、請求項１３記載の通信方法。
【請求項１５】
前記第１、第２、及び第３のノードが時分割複信方式で動作する、請求項８記載の通信方法。
【請求項１６】
各タイムフレームがクロックに同期させられる、請求項８記載の通信方法。
【請求項１７】
各タイムフレームが特殊目的タイムスロットによって特定される、請求項１６記載の通信方法。
【請求項１８】
ノードを有する無線メッシュネットワーク内の通信方法であって、
タイムフレームのシーケンスの複数のサブ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、
第１のノードをＰＣとして設定するステップと、
前記第１のノードに第１のサブフレーム内の所定の第１の時間で情報に関して第２のノードをポーリングさせるステップと、
前記第２のノードに前記第１のサブフレームの第１のタイムスロットの組の間に前記第１のノードへ情報を送信させるステップと、
前記第１のノードに前記第１のサブフレーム内の所定の第２の時間で情報に関して第３のノードをポーリングさせるステップと、
第２のサブフレームの間に前記第２のノードをＰＣとして設定するステップと、
前記第２のノードに前記第２のサブフレーム内の所定の第１の時間で情報に関して前記第１のノードをポーリングさせるステップと、
前記第１のノードに前記第２のサブフレームの第１のタイムスロットの組の間に前記第２のノードへ情報を送信させるステップと、
前記第２のノードに前記第２のサブフレーム内の所定の第２の時間で情報に関して第３のノードをポーリングさせるステップと、
を備え、
前記第２のノードをポーリングするステップが前記第２のサブフレームの前記第１のタイムスロットの組の中のタイムスロットの個数を決定するデータベース情報を送信するステップを含む、
通信方法。
【請求項１９】
前記第２のサブフレームの前記所定の第１の時間が前記第１のサブフレーム内の前記第１の時間の間にポーリングすることにより決定される、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第３のノードを第３のサブフレームの間にＰＣとして設定するステップをさらに含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記タイムスロットの個数が前記第２のサブフレームの間に送信されるべき情報の量に依存する、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
複数のノードを有する無線メッシュネットワーク内の通信方法であって、
複数のタイムスロットを設定するステップと、
ＰＣを設定するステップと、
前記ＰＣの近傍ノードを決定するステップと、
第１のタイムフレーム内の所定の第１の時間に第１の近傍ノードのための第１のポーリング信号をスケジュールするステップと、
前記第１のタイムフレーム内の所定の第２の時間に第２の近傍ノードのための第２のポーリング信号をスケジュールするステップと、
前記第１の近傍ノードに前記所定の第１の時間に前記スケジュールされた第１のポーリング信号の開始を探索させるステップと、
前記スケジュールされた第１のポーリング信号の前記開始が検出されるならば、前記第１の近傍ノードに情報を前記ＰＣへ送信させるステップと、
前記第２の近傍ノードに前記所定の第２の時間に前記スケジュールされた第１のポーリング信号の開始を探索させるステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般に、無線ネットワークに関係する。特に、本発明は、無線メッシュネットワークに適した通信プロトコルに関係する。
【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。携帯電話テクノロジーを使用する無線通信システムは、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、メッシュネットワークである。参照として本明細書に組み込まれている、２００２年４月１５日に出願された米国特許出願第１０／１２２，８８６号（代理人書類番号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（代理人書類番号ＳＫＹ／００５−１）に記載されているように、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、メッシュゲートウェイと顧客宅内機器（ＣＰＥ）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。メッシュゲートウェイ自体は、例えば、ケーブル又は光ファイバによってインターネットの残り部分に接続され、ＣＰＥは、屋上に設置された、多方向アンテナを使用してメッシュネットワークに接続される。これらのアンテナは、選択的に切り替えられる方向性を備えるアンテナアレイテクノロジーを実施する。このような屋上指向性アンテナは、異なる方向に向けられ、非常に効率的に隣接するノードに接続され、このことは後でより詳細に説明される。
【０００５】
[0005]多数の指向性アンテナをもつメッシュノードは問題を引き起こす。メッシュ通信リンクの両端は適切なアンテナを使用することが必要であり、そうでなければ、リンクは閉じない。多数のアンテナが各ノードで可能であるとき、通信を調整するメカニズムが必要になる。無線通信及び有線通信のためのインターネット通信プロトコルは、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格のプロトコルファミリーを使用することが多い。これらのプロトコルは、一般には、分散コーディネーション機能（ＤＣＦ）を使用する非同期型であるが、代替的なポイントコーディネーション機能（ＰＣＦ）が選択肢の一つである。ＰＣＦは、ネットワーク協調局がネットワークに接続されていることを知っている他のネットワークノードをポーリングするポーリング技術に基づいている。そのようにするため、ネットワーク協調局は、その送信範囲内にあるすべてのネットワークノードに、ポーリングシーケンスの開始を知らせるビーコンを送信する。ネットワーク協調局は次に各ネットワークノードを順次にポーリングし、そのノードに情報を配信するか、又はそのノードからの情報を要求する。ネットワークノードはポーリングされることに応答し、次に、情報を受信するか、又は協調局へ情報を送信する。肯定応答は典型的に後のポーリングシーケンスで実行される。
【０００６】
[0006]当然ながら、以上の説明は、ネットワーク協調局がその送信範囲内に入る他のネットワークノードを知ることを要求する。この情報を獲得するため、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂプロトコル内で見つけられた分散コーディネーション機能（ＤＣＦ）プロトコルが使用される。ＤＣＦは、ネットワークへの新しい参加者を見つける制御された方法を提供し、このようにして、ポーリングすることを望む限りＰＣＦが動作することを可能にさせる。実際に、ＰＣＦポーリングはほぼ同時性のトラフィックを配信可能である。
【０００７】
[0007]ポーリングを調整するため、単一局にポーリングコーディネータ（ＰＣ）の役割が割り当てられる。ＰＣはネットワークノードの到達範囲内の種々の局のポーリングを調整する。
【０００８】
[0008]多数のアプリケーションにおいて有用であるとしても、ＩＥＥＥ  ８０２．１１プロトコルファミリーによるＰＣＦ及びＰＣが役に立たないアプリケーションが多数ある。例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＰＣＦ機能は、多数のノードがポーリングを調整しなければならない無線メッシュネットワークアーキテクチャにおける用途に制限がある。このような分散ポーリングコーディネーションは８０２．１１プロトコルによってサポートされていないが、メッシュネットワークの機能性のため必要である。したがって、ポーリングコーディネーションの分散を容易にする通信プロトコルが必要である。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]本発明は、タイムスロット及び周波数をメッシュノードに動的に割り当てることによりメッシュノード帯域幅を制御する無線メッシュ通信プロトコルを提供し、すなわち、従来のポーリングコーディネータ（ＰＣ）の役割がメッシュネットワークのノードの間で分散させられる。第１のノードは他のノードを順次にポーリングするＰＣとして設定される。第２のノードは、第２のノードのデータベースレコードを含む情報を用いて所定の時点で第１のノードに応答する。第３のノードは同様に応答する。第２のノードは次にＰＣとして設定され、第１のノードは、動的に割り当てられたタイムスロットの間に、第２のノードのデータベースレコードに依存する周波数でポーリングされる。第３のノードは次にＰＣとして設定され、同様に動作する。両方の場合に、第１のノードは、情報及び第１のノードのデータレコードを送信することにより応答し、第１のノードのデータレコードは、第１のノードが次にＰＣとして動作するときに送信されるべき情報に依存する。第１のノードは次に、ＰＣとして再設定される。第１のノードは次に、第１のノードのデータベースレコードに依存する時点、間隔及び周波数で第２のノード及び第３のノードをポーリングする。
【００１０】
[0010]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】
【００１１】
[0019]本発明は、顧客宅内機器（ＣＰＥ）装置とインターネットのようなネットワークの残りの部分との間で情報共有を可能にさせる無線メッシュ通信プロトコルを提供する。情報は、一連のメッシュノード（後述される）を介してネットワークとＣＰＥ装置との間で転送される。一部のメッシュノードはルータとして機能するが、ルータは従来の有線のインターネットルータより多くの変数を有する。従来の有線ルータはデータを最終的な宛先へ経路制御する方法を決めることだけが必要であるが、メッシュノードルータは、トラフィックを最終的な宛先へ経路制御する方法、それが直接的に通信する装置、並びに、他のメッシュノードと通信する時及び方法を選択する。これらの領域のいずれかにおける決定は他の決定に影響を与える可能性があり、実際に影響を与える。
【００１２】
[0020]無線メッシュ通信プロトコルは、動的帯域幅割り当て及び情報ルーティングという二つの独立した特徴を有する。メッシュネットワークアーキテクチャ及びその通信プロトコルは、１台のメッシュノードが利用できる情報が、そのメッシュがその機能を実行できるように、他のメッシュノードと共有されなければならないようなプロトコルである。このような情報共有は、各メッシュノードルータに固有のデータベースを組み込み、メッシュノードのデータベース内の情報の一部が近傍のメッシュノードと共有されることにより実現される。データベース共有は、拡張された通信範囲と、妨害のある場合にも途切れないサービスとを可能にさせる。このことは、ネットワーク問題に適合しその問題を回避するようにメッシュノードにそれらのデータベース内の情報を使用させることにより実現される。メッシュネットワークアーキテクチャ及びその通信プロトコルは、メッシュネットワーク構造が導入されたノードに応じて自己決定されるので、配備コストの削減を可能にさせる。
【００１３】
[0021]図１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）に記載された原理と一致したメッシュネットワーク１００を示す。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と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。
【００１４】
[0022]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。
【００１５】
[0023]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と直接的に通信可能であり、及び／又は近隣のノード１０２に通信可能である。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。
【００１６】
[0024]各ネットワークノード１０２は、少なくとも１台のＮＡＰ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。ネットワークノード１０２及びＮＡＰ１０１は、ブロードキャスティング、ポイントツーポイント通信、及びマルチキャスティングのある組み合わせのため構成されることが理解されるべきである。ブロードキャスティングは、特定のターゲット受信者を名指しすることなく送信することを意味する。ポイントツーポイント通信は、特定のターゲット受信者を指名して送信することを意味する。マルチキャスティングは、複数の特定のターゲット受信者を指名して送信することを意味する。ネットワークノード１０２の間、ＮＡＰ１０１の間、ＮＡＰ１０１とネットワークノード１０２との間、並びに、ＮＡＰ１０１とメッシュゲートウェイ１０３との間で使用されるメッシュ通信プロトコルは詳細に後述される。
【００１７】
[0025]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。
【００１８】
[0026]図３を参照すると、ＮＡＰ１０１及びネットワークノード１０２の典型的な部分のブロック図が示されている。ＮＡＰ１０１は、メッシュネットワーク１００のエッジの近くに設置されたネットワークノード１０２であることが理解されるべきである。よって、ＮＡＰ１０１及びネットワークノード１０２は総称して以下では簡単にノード３００と呼ばれる。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３０１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などを含むが、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。
【００１９】
[0027]アンテナ３０１は、セクタ３０１−０〜３０１−１のセクタに選択的にアクセスするマルチウェイスイッチ３０２に接続される。セクタ３０１−０〜３０１−７が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。マルチウェイスイッチ３０２は、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はラジオコントローラ３０５に接続される。一実施形態では、ラジオコントローラ３０５はフィールドプログラマブルゲートアレイを使用して実施される。ラジオコントローラ３０５は、データ構造３１２を記憶するメモリ３０７を含むシングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）３０６に接続される。データ構造３１２は、ノード３００の動作に役立つ複数のデータレコードにより構成されるデータベースである。そのデータベース、そのデータレコード、及びデータベースの用途は詳細に後述される。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。
【００２０】
[0028]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。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。しかし、バックホール通信装置３０８は場合によりＳＢＣ３０６へ直接的に接続してもよい。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。
【００２１】
[0029]場合により、全地球測位システム（ＧＰＳ）カード３１０及びアンテナ３１１が組み込まれる。ＧＰＳアンテナ３１１はＧＰＳカード３１０に接続され、ＧＰＳカードは、次に、ラジオコントローラ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要素は時間的に同期させることが可能であるため、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知られている。いずれにしても、ノード３００の正確な時間同期はメッシュ通信プロトコルに重要である。
【００２２】
[0030]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本発明を理解する際に役立つ。第一に、ノード３００は、時分割複信（ＴＤＤ）を使用して通信する。ＴＤＤでは、各ノードは送信するための特定の時間と受信するための特定の時間が与えられる。次に、各ノード３００は、タイムフレームの開始に関連付けられた短いタイムスロットの間に情報を送受信することによりメッシュネットワーク１００内で通信するラジオを有する。１秒のタイムフレーム中に１０００個の等しいサイズのタイムスロットをもつメッシュネットワークでは、毎秒１０００回の通信の機会が存在する。ノードの全帯域幅が毎秒２０メガビットであるならば、各タイムスロットは（オーバーヘッドが無いと仮定して）２００００ビットを送信するため使用可能である。ノード３００が５０個のタイムスロット（総利用可能数の５％）を使用するならば、そのノード３００のスループットは毎秒約５０００００ビットである（これはＤＳＬ又はケーブルモデムより優れている）。
【００２３】
[0031]各ノード３００は二つの基本タイプのうちの一方である。第１のタイプは屋上ラジオと称される。屋上ラジオは固定周波数で動作するスレーブ専用ユニットである。したがって、屋上ラジオは、隣接する屋上ラジオが相互に干渉しないように慎重に構成されるべきである。もう一方のタイプのノード３００は、ＩＰパケットをそれらの隣接ノードとの間で経路制御するルータとして動作する能力を備えている。
【００２４】
[0032]図１〜３に示されたシステムは一般に有用であるが、実際上、ＩＥＥＥ  ８０２．１１プロトコルファミリーの要件を満たす装置を使用するのが好都合である。これは、低コストで、容易に利用可能な装置をメッシュネットワーク１００と共に使用することを可能にさせる。しかし、ＩＥＥＥ  ８０２．１１プロトコルファミリーは、メッシュネットワークに適切でないＰＣＦを使用してポイントツーポイントポーリングを実施する。例えば、メッシュネットワーク１００は、ノード３００がメッシュゲートウェイ１０３とだけでなく、相互に、及びメッシュゲートウェイ３００からさらにホップするノード３００である「子ノード」とも双方向に通信する階段状の構造を組み込む。その上、少なくとも一部のノード３００はＣＰＥと通信する。よって、メッシュ通信プロトコルは、ＰＣＦ機能が他の隣接ノード３００へ「ハンドオフ」されるＰＣＦポーリングフォーマットを使用する。
【００２５】
[0033]メッシュ通信プロトコルは、ノード３００に通信タイムスロット及び周波数を与えることにより帯域幅を割り当てる。図１を参照すると、ＮＡＰ１０１及びネットワークノード１０２は、タイムフレームの開始に関連付けられた短い正確にスケジュールされたタイムスロットの間に情報を送受信することにより互いに通信する。一例として、各タイムフレームは約１秒の長さであり、開始と終了がほぼ１秒ごとであるが、この例に限定されない。一例として、タイムスロットは約１ミリ秒の長さであるが、この例に限定されない。よって、約１０００個のタイムスロットが１秒のタイムフレーム内で利用可能である。便宜上、各タイムフレームはサブフレームに分割される。例えば、１秒のタイムフレームは、５個の２００ミリ秒のサブフレームに分割され、サブフレームのそれぞれが２００ｍｓのタイムスロットを含む。
【００２６】
[0034]メッシュ通信は時間基準を使用してタイムスロットに同期させられるが、時間基準は実時間でもよく、又は任意の同期時間でもよいことが理解されるべきである。例えば、図３に示されるように、実時間基準はＧＰＳカード３１０を介して衛星によって提供される。代案として、任意のタイムフレーム基準信号が特殊目的タイムスロットを使用してタイムフレームの始めにノード３００の間で送信される。一例として、このような特殊目的タイムスロットは期間が約２００ミリ秒であるが、この例に限定されない。
【００２７】
[0035]同期したタイムフレーム及びタイムスロットを使用することにより、ＰＣＦタイプのポーリングスキームがメッシュネットワーク１００で実施される。ＩＥＥＥ  ８０２．１１プロトコルファミリーによれば、単一の局（ポイント）にポイントコーディネータ（ＰＣ）の役割が割り当てられる。メッシュ通信プロトコルはＰＣの考え方を使用するが、メッシュ通信を実現するため、ＰＣの役割は、分散ＰＣ機能を形成するためにメッシュネットワーク１００内でルータノードからルータノードへ渡される。ＰＣ機能を使用することは、メッシュネットワーク１００がＩＥＥＥ  ８０２．１１のため設計された装置を使用することを可能にさせ、一方、ルータノードからルータノードへＰＣ機能を渡すことは動的メッシュを可能にさせる。現時点でＰＣ機能が割り当てられているノード３００は、以下では、ＰＣと称される。ＰＣがＰＣ機能を引き受けるとき、そのＰＣは、隣接ノード３００及びすべてのＣＰＥに対してそれらがポーリングされるまでトラフィック（情報）を送信しないようにビーコンを送信する。
【００２８】
[0036]便宜上、ノード３００はサブフレームの始まりでＰＣになることを仮定し、さらに、ＰＣの役割はそのサブフレームの終わりに放棄されると仮定する。ノード３００がＰＣでないとき、そのノードは受信側ノードである。
【００２９】
[0037]このサブフレーム間隔中に、ＰＣはそのＰＣが知っている他のメッシュ装置（ノード３００又はＣＰＥ）をポーリングし、このような他のメッシュ装置との間でデータを送受信する。今度はルータノード３００がデータを送受信するＰＣになる。このようにして、あるノード３００が別のメッシュ装置に、受信した情報若しくは入力中の情報を知らせるか、又はその情報が適切なタイムスロットで送信されるべきことを知らせる。ポーリング通信の双方向性のため、あるルータノード３００はメッセージが受信されたことを別のノードへ知らせることが可能である。
【００３０】
[0038]よって、すべてのノードエンティティが時間スペースを共有する。メッシュ通信プロトコルは、各メッシュノード３００がデータをポーリングし受信できるように、ＰＣＦ機能をネットワークメッシュ内のＰＣへ動的に割り当てる。その上、ＰＣＦは８０２．１１ｂプロトコルであるため、ＣＰＥ装置はメッシュネットワークに容易に組み込まれる。よって、データは両方のタイプの装置に通信される。
【００３１】
[0039]上記のネットワーク通信プロトコルは動的メッシュ構造を提供するが、代替的な実施形態は一部の例では通信を一方向通信に限定する。その実施形態では、ノード３００がＰＣになるとき、そのノードは一方向だけにデータを送信する。次に、一方向における（最後のホップにある）末端アクセスノードはもう一方の方向へ送信し始める。このようにして、各アクセスノードはデータを送信するだけであり、各ルータノード３００は他のノード３００と双方向に通信する。
【００３２】
[0040]上記のメッシュ通信プロトコルの付加的な、しかし、任意的な特徴は、ある意味でＵＮＩＩ帯域におけるポイントツーポイント通信の規則と一致するＰＣポーリングである。ポイントツーポイント通信は、単一のトランスミッタが単一のレシーバと通信しなければならないことを要求する。これは簡単なタイムスロット方式の通信において容易に実現されるが、メッシュネットワーク１００では個々のノード３００との通信の所要時間は不明であり、非常に変わりやすい。固定タイムスロットのために通信を遅らせることにより帯域幅を無駄に使うことなくポイントツーポイント通信の要件を満たすため、ポーリングスケジュールが情報共有の前に設定される。そのスケジュールは、メッシュゲートウェイ１０３、ＰＣノード３００、その他のノード３００、及びＣＰＥ装置３００と調整される。これはタイムスロットサイズとノードシーケンスを調整する一連のスケジューリングメッセージを使用して実現される。
【００３３】
[0041]スケジューリング決定は各ノード３００で半独立的に行われることが理解されるべきである。これは、メッシュネットワーク１００のサイズの無限の拡大を可能にさせる。半独立的とは、各ノードが干渉領域として知られている領域内の他のノード３００についての自分の知識に基づいてそのスケジューリング決定を行うことを意味する。干渉領域は、ノード３００の周りの、別のノード３００が干渉する可能性がある領域を表す。干渉領域は、便宜的に、ＲＦ伝搬モデルを使用して推定される半径ｒによって近似される。このようなモデルは周波数帯域、送信電力、地形、植生、建物などに依存する。干渉領域は、所与のノードと別のノードとの間の通信が実際に起こる領域よりも広いということに注意すべきである。
【００３４】
[0042]メッシュ通信プロトコルは、特定の装置（ノード３００又はＰＣＥ）のため確保されたタイムスロットがその装置に送信されるべき情報がないときに起こるならば、又は情報が前にスケジュールされた装置に依然として送信されているならば、その特定の装置が他のタスクを実行するため利用できるようにされるようなプロトコルである。これは、メッシュネットワーク装置が、共有されるべき情報がないならば、その装置がその次のスケジュールされたタイムスロットまで他のタスクを自由に実行できるように、情報共有時間をスケジュールすることを可能にさせる。
【００３５】
[0043]メッシュネットワーク１００内の他のノード３００と干渉することなく使用できるタイムスロットの動的な決定は、２個の情報を使用する。第一に、それらの干渉領域にあるノードと、第二に、それらの他のノードが現在使用しているタイムスロットである。これらの２個の情報は、たとえ、比較的低速であるとしても、新しいノード３００が追加でき、タイムスロット割り当てが急速に（例えば、１秒毎に）変化し得るという点で動的である。
【００３６】
[0044]この２個の情報は、動的な、部分的に共有されたデータベースを各ルータノード３００に組み込むことによってルータノード間で渡される。すべてのルータノード３００はデータベースに変更を加えることが可能であり、次に、これらの変更の一部が隣接ノードに送信される。隣接ノードは順にそれらのデータベースを更新し、次に隣接ノードにこれらの変更の一部を渡す。このデータベース情報の共有が実施されると、受信側ノード３００は送信元ノード３００（元の計画を行ったノード）が受信側ノードの干渉領域の外側にあるということを検出したとき、受信側ノード３００はもはやその送信元ノードに関する情報を受信側ノードの近傍のいずれのノードへも渡さなくなる。このようにして、各ルータノードは、その位置の周りのネットワークのコンポーネントに関する情報を有するデータベースを構築し、維持し、部分的に共有する。しかし、メッシュネットワークの全貌を有するノード３００は存在しないし、いずれのノード３００もその全貌を必要としない。
【００３７】
[0045]ノード３００のデータベースは、図３を参照するに、データ構造３１２に記憶される。このようなデータベースは、他のタイプの情報もあるが、ノード位置、アンテナ方向、スロット使用、制御パラメータ、及びルーティングについての情報を含む。図４Ａ〜４Ｄは、データベースのデータレコードの実施例を示す。図４Ａ〜４Ｄの情報は一例として記載されているので、その他のフィールドとフィールド情報タイプ及び値が使用される。各実施例のデータレコードは「フィールド」、「キー」、「タイプ」、「単位」及び「バイト」列を含む。「フィールド」はフィールドの情報のタイプを示す。「キー」はデータベース内のキーフィールドを示す。「タイプ」は、ノード識別番号、整数、時間、及び浮動小数点値のようなフィールド情報を記述する。「単位」は測定単位を示す。「バイト」はこのようなフィールド情報のため割り当てられた記憶空間を示す。
【００３８】
[0046]「ノード」フィールドは、それぞれのデータレコードに関係するノード３００を特定する。「アット（ａｔ）」フィールドは、データレコードが作成又は変更されたときを指定する。「バイ（ｂｙ）」フィールドは、このようなデータレコードを作成又は修正したノードを示す。各レコードの「シーケンス」フィールドは、リペアプロトコル、特に、ノード３００上のデータベースのネットワーク１００への設定のため使用される増分レコード番号を示す。
【００３９】
[0047]図４Ａのデータレコード４０１はロケータレコードであり、本明細書では他のフィールドも既に説明されているが、「緯度」フィールド及び「経度」フィールドを含む。「緯度」フィールドはノード３００、すなわち、データレコード４０１が属するノードの緯度位置を示し、「経度」フィールドはそのノード３００の経度位置を示す。この情報は、ＧＰＳから、又はこのような情報の別の供給源から獲得される。フィールド「Ｌ精度」はロケーション推定のメートル単位の精度である。換言すれば、ノードは指定された経緯及び経度からそれだけのメートルの範囲内にある。フィールド「Ｎアンテナ」はアンテナセクタの個数である。フィールド「オリエンテーション」は、アンテナセクタ、例えば、セクタ０が向けられている方向である。この値は真北に対する度で表される。等間隔のアンテナセクタからなる固定アレイを用いると、他のセクタの方位はフィールド「Ｎアンテナ」及び「オリエンテーション」を使用して計算される。フィールド「Ｏ精度」は方位推定の度で表された精度である。データレコード４０１からこの情報を使用することにより、アンテナ方位及びビーム幅がノード３００によって導き出される。
【００４０】
[0048]図４Ｂのデータレコード４０２はスロット使用データレコードである。データレコード４０２は、通信タイムスロットを割り当て又は割り当て解除するために更新される。いずれのノード３００もデータレコード４０２を更新する。タイムスロット割り当てレコードへの更新は、ｔｘレコードペアを送信し、ｒｘレコードペアを受信することにより行われる。データレコード４０２は、本明細書では他のフィールドも既に説明されているが、「機能」フィールド、「タイムスロット」フィールド、「周波数」フィールド、「アンテナ」フィールド、「その他のノード」フィールド、及び「終了時間」フィールドを含む。
【００４１】
[0049]「機能」フィールドは、現在割り当てられていない（無し）、送信、又は受信のような通信タイムスロットのための機能を示す。「タイムスロットフィールド」は、送信機能又は受信機能の実行のためｍ個のタイムスロット０からｍ−１のうちの選択されたタイムスロットｔを示す。「周波数」フィールドは、送信機能又は受信機能の実行のためのｎ個の周波数０〜ｔ−１からの選択周波数ｆを示す。「アンテナ」フィールドは、送信機能又は受信機能の実行のため選択されたセクタを示す。「その他のノード」フィールドはメッセージのターゲット受信側ノードを指定する。しかし、その他のノードフィールドはマルチキャスト又はブロードキャストインジケータでもよい。「終了時間」フィールドはある機能のためのスロットの割り当ての満了時間を示す。終了時間が経過した後、ノードはデータレコード４０２の機能を「無し」として取り扱う。しかし、期限が切れる前に、終了時間はさらなる通信タイムスロット使用のためリセットされることがある。「優先度」フィールドは、スロット割り当てのための優先度値を示す。全スロットが割り当てられるならば、ある加入者は優先度値に基づいて別の加入者より優先される。この優先度値は０からある整数ｐまでである。「バイ」フィールド、「アット」フィールド、及び「シーケンス」フィールドは既に説明した通りである。
【００４２】
[0050]図４Ｃのデータレコード４０３は制御パラメータデータレコードである。既に説明したノード、優先度、バイ、アット、及びシーケンスフィールドに加えて、データレコード４０３は、データレコードで特定されたノードに割り当てられた最大帯域幅制限を示す「最大帯域幅」フィールドを含む。
【００４３】
[0051]図４Ｄのデータレコード４０４はルーティングコストデータレコードである。既に説明したバイ、アット及びシーケンスフィールドに加えて、データレコード４０４は「ソースノード」フィールド、「デスティネーションノード」フィールド、「コスト」フィールド、「ダイナミック」フィールド及び「ホップ」フィールドを含む。「ソースノード」フィールドは、ソースノード、すなわち、ルート上の開始ポイントを示す。「デスティネーションノード」フィールドはこのようなルートのターゲット宛先、すなわち、このようなルートの最終的な宛先を示す。「ダイナミック」フィールドは、動的ルーティング又は動的ルーティングが使用されるべきことを示す。「ホップ」フィールドは、ソースノードからデスティネーションノードへトラフィックを経路制御する１個以上の既知のルートから選択されたルートを示す。「コスト」フィールドは、このようなメッセージをソースノードからデスティネーションノードへ送信する決定されたコストを示す。このようなコストは静的又は動的に決定される。
【００４４】
[0052]図４Ａ〜４Ｄに実例のため示されたデータレコードが可能なすべてのデータレコードを含むことはあり得ないことが理解されるべきである。他のデータレコードは、特に、現在及び代替的なルートと、制御及び状態情報と、ノードの各ペアの間の距離及び方位とを含む。さらに、実例のため示された１個以上のフィールドは本発明の一つ以上の態様を実施する際に省かれることが理解されるべきである。その上、ノード３００はそれぞれが全体的メッシュネットワーク１００のためのデータベースの一部分を保持し、よって、ノード３００の間に共有又は分散データベースが提供されることが理解されるべきである。さらに、メッシュネットワーク１００は集中制御なしで機能することが認められるべきである。
【００４５】
[0053]上記のように、データベースはスケジューリングのため使用される。ＰＣノード３００は、その情報を伝送ルートに沿って次のノード３００へ転送（ホップ）するため、割り当てられたタイムスロット内に十分な帯域幅を有することを保証する必要がある。さらに、各ノード３００は、送信するか、又は受信することにより、他のノードをポーリングするときを知らなければならない。そのようにするため、各ノードは、ポーリング情報を（そのデータベースレコードで入手可能である）その既存のタイムスロット割り当てと比較する必要がある。ＰＣが過剰な個数のタイムスロット（よって、過剰な帯域幅）を有するならば、タイムスロットは、他のノードのためタイムスロット（帯域幅）を解放するために割り当てが解除されるべきである。しかし、より多くのタイムスロット（帯域幅）が必要であるならば、ＰＣは、タイムフレームのうちの利用可能であるタイムスロットを最初に決定する。これは、干渉領域内の他のノードの使用、それらの相対位置、使用中の指向性アンテナ、及びＲＦ伝送モデルを考慮することにより決定される。この解析から、指定された受信側ノードと通信するため使用できる利用可能なタイムスロットのマトリックスが構築される。ＰＣは、次に、必要に応じた個数のタイムスロットをランダムに選択し、適切なデータベースを更新し、決定をその干渉領域内の他のノード３００へ通知する。同時に、当然ながら、他のノードはそれらの固有のニーズに依存して競合する決定を行う。
【００４６】
[0054]図５はノード３００によって使用されるメッシュ通信プロトコルの動作フローチャートを示す。図示されるように、プロトコル５００はステップ５０２で始まる。ステップ５０４で、現在時間が割り当てられたプロトコルタイムスロットの範囲内であるかどうかについて決定が行われる。そのようにするため、ホストノード３００（プロトコル５００の動作が説明されているノード）は、割り当てられたプロトコルタイムスロットのデータベースレコードを検索し、例えば、ＧＰＳカード３１０を使用することにより、それらを現在時間と比較する。現在時間が割り当てられたプロトコルタイムスロットの範囲内でないならば、ステップ５０６において、ホストノード３００は、メッシュ通信割り当てを継続し、ステップ５０４へループバックする。
【００４７】
[0055]ステップ５０４において、現在時間が割り当てられたプロトコルタイムスロットの範囲内であることがわかるならば、ステップ５０８で、ホストノード３００がＰＣであるか、又はポーリングされたノードであるかどうかについて決定が行われる。ホストノード３００がポーリングされたノードであるならば、ステップ５１０で、ホストノードはＰＣから情報を受信する。その情報は、そのＰＣの干渉領域内で、ホストノードを含むノードに関する時間及び周波数情報を含む。時間及び周波数情報は、干渉領域内のノードがポーリングされるか、又はＰＣとして動作する時間及び周波数に関係する。
【００４８】
[0056]ステップ５１２で、ホストノードはその受信情報をホストノードのデータベース中の情報と比較する。ステップ５１４で、スケジューリング競合が存在するかどうかについて決定が行われる。例えば、スケジューリング競合が存在するのは、ホストノードの干渉領域内の２台のノードが同時にＰＣとして動作する場合、又はホストノードの干渉領域内のいずれか２台のノードが同じ時間及び周波数でポーリングされる場合である。
【００４９】
[0057]スケジューリング競合がステップ５１４で特定されないならば、ステップ５１６で、ホストノードのデータベースが新しい情報で更新される。しかし、スケジューリング競合が特定されたならば、ステップ５１８でホストノード３００は、特定された競合を回避するであろう新しいポーリング時間及び周波数を見つけるためそのデータベースを検索する。次に、ステップ５１６で、ホストノードのデータベースが更新される。ステップ５１９で、ホストノードのデータベースに記憶されたポーリング情報が、次に、ＰＣへ送信され、ステップ５２０でプロトコル５００が停止する。
【００５０】
[0058]ステップ５０８でホストノード３００がＰＣであることがわかったならば、ステップ５２２でホストノードはポーリングされるべきノードを選択する。この選択は現在時間と、ホストノードのデータベースに記憶された情報とに依存する。ノード選択後、ステップ５２４でホストノードは情報を選択されたノードへ送信する。その情報は、ホストノードの干渉領域内のノードのポーリングについての時間及び周波数情報を含む。このような時間及び周波数情報は、ホストノードの干渉領域内のノードのそれぞれが受信側ノード又はＰＣのいずれかとして動作する計画された時間及び周波数を表す。
【００５１】
[0059]ステップ５２４の後、ステップ５２６でホストノードは選択されたノードから戻される情報を受信する。その受信情報は、その選択されたノードがホストノードの干渉領域内のノードのそれぞれが受信側ノード及びＰＣとして動作するべき時間及び周波数として計画された時間及び周波数に関係する時間及び周波数データを含む。ステップ５２８で、ホストノードは競合を特定するためにその受信情報を前に送信された情報と比較する。理想的には、受信情報と前に送信された情報は同じである。このことが正しいならば、ステップ５３０でポーリングされるべき別のノードが存在するかどうかについて決定がなされる。そうであるならば、プロトコル５００は別のノードを選択するためステップ５２２にループバックする。そうでなければ、別のノードが存在しないならば、ステップ５２０でプロトコル５００は停止する。
【００５２】
[0060]しかし、送信された情報に変更が加えられたならば、ステップ５２８でスケジューリング競合が存在するかどうかについて決定がなされる。選択されたノードはスケジューリング競合を生じない変更を加えているかもしれないことが理解されるべきである。競合がないならば、プロトコル５００は、上記のように動作するステップ５３０に進む。しかし、競合が存在するならば、ステップ５３２でホストノードは特定された競合を回避するであろう新しい時間及び周波数を特定するためにそのデータベースを検索する。次に、プロトコル５００は計画された新しい情報を選択されたノードへ送信するステップ５２４へループバックする。
【００５３】
[0061]選択されたノード及びＰＣがスケジューリングに合意すると、これらのノードのデータベースは合意した情報で更新され、次に、これらのノードはそれらの通常のメッシュ通信動作を継続する。
【００５４】
[0062]新しいポーリングタイムスロットの使用は、受信側ノードとＰＣが合意すると直ぐに始まる。合意は明示的でなくてもよい。受信側ノードとＰＣのどちらも競合を検出しないならば、変更された情報は送信されない。これは推測的に合意を生じさせる。同様に、他の干渉を起こす可能性のあるノードによって生成される応答、又は要求される応答はない。時間−周波数−空間の決定空間は非常に大きいので、競合は稀であるが、競合は時折起こることがある。メッシュプロトコルは、したがって、一方のノード３００にその希望のタイムスロットを取得することを放棄させ、次に、異なるタイムスロットを選択することにより、このような衝突を検出し処理すべきである。十分な空きタイムスロットが存在しないという起こりそうにない状況では、ノード３００は優先度の低いトラフィックのため使用されたタイムスロットの割り当てを解除することができる。
【００５５】
[0063]図６は本発明に従って通信するノード３００の典型的な近傍１４２を示す。近傍１４２は図１のメッシュネットワーク１００の小区分として理解されるべきである。図示されるように、近傍１４２は計画されたノードＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを含む。それらのタイムスロットは、図７のタイミングチャート１４０に実例として示されたＴＤＤ時間間隔である。
【００５６】
[0064]図６及び７の両方を参照すると、タイムスロット１４３、１４４、１４５及び１４６は、それぞれ、ノードＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの通信時間間隔に対応する。ここで、タイムスロット１４３を参照すると、第１のパケット１４１は、Ａノードが最初にＰＣ（ＴＸ  Ａ）であることを示す。次の４個のタイムスロット１４３の間に、Ａノードは受信する。例えば、第２のパケット１４１Ａは、ＡノードがノードＢから受信すること（ＲＸ  Ｂ）を示し、第３のパケット１４１Ｂは、ＡノードがノードＣから受信すること（ＲＸ  Ｃ）を示す。ＡノードがＰＣとして動作するとき、ノードＢ、Ｃ及びＤはレシーバとして動作する。次に、パケット間の時間間隔に着目すると、これらの時間間隔はギャップ１５１と称される。いずれかのタイムスロット（１４３−１４６）の連続的なパケットはギャップによって分離される。各パケットの開始は、可能であれば図３のＧＰＳカード３１０を使用することにより、時間的に同期させられる。
【００５７】
[0065]図８を参照すると、典型的なパケット１４１のブロック図が示されている。パケット１４１は、同期ヘッダ１５１、アドレス情報フィールド１５２、サービス情報フィールド１５３、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ヘッダ１５４、情報又はペイロードフィールド１５５、ＣＲＣフィールド１５６、及びガードバンド１５７を含む。
【００５８】
[0066]同期ヘッダ１５１はパケットの冒頭に出現する。同期ヘッダは、パケットの開始を特定するため、及び／又は受信の準備をするためレシーバによって使用される同期信号を含む。アドレス情報フィールド１５２は、伝送ソース、伝送デスティネーション、特定ルーティングなどのアドレス情報を含む。サービス情報フィールド１５３は、ペイロードフィールド１５５内のペイロードのタイプを示す情報を含む。ペイロードのタイプの例は、満杯、部分的、制限、及び動作と保守である。その他のサービス情報は、ペイロード長、パケットシグナリングレート、サービス情報の優先度又はその他の特性などを含む。特に、ペイロード１５５は、図５に示されたメッシュ通信プロトコルをサポートするポーリング情報を含む。その上、部分的ペイロードは一時的な中継ノードによって満杯にされる。内部的なペイロード構造は、部分的に、トランスポートレイヤの定義に依存する。一例として、ペイロードフィールド１５５が５３０バイトであるならば、１０個の非同期データパケットを表現するが、この例に限定されない。
【００５９】
[0067]各タイムフレームの開始時間はすべてのノード３００にわかっているので、タイムスロットを上記のように割り当てることにより、個別のノード３００は、それらがＰＣとして動作する時、及びレシーバとして動作する時がわかる。これは、共有データベースの内容を更新し記憶することにより実現される。図６のノードＡがＰＣ（ＴＸ  Ａ）であると仮定する。通信を予めスケジューリングすることにより、ノード、例えば、ノードＣは、スケジュールされた時間にＰＣ  Ａから情報を受信する予定であることを知る。ノードＣは、次に、スケジュールされた時間に待ち受ける。ノードＡがノードＣのための情報をもたないならば、これは前のタイムスロットで使用されたポーリング時間及び周波数と同じポーリング時間及び周波数が将来に使用される場合に起こるが、ノードＡはスケジュールされた時間にポーリングしない。これに応じて、ノードＣはその通常の動作を継続する。しかし、ノード、例えば、ノードＢが新しい情報を受信する予定であるならば、前にスケジュールされた時間にノードＡは、図５に関して説明したように将来のポーリングイベントに関する情報を有するパケット１４１を送信することにより、ノードＢをポーリングする。ノードＢは情報を受信し、その情報を内部データベースと比較し、そして、上記のようにノードＡに応答する。合意した将来の時間に、ノードＢはＰＣとして動作する。今度はノードＢが続いてノードＡ及びＣをポーリングする。
【００６０】
[0068]ノードＣがポーリングされるようにスケジュールされているときに、ノードＡが、依然として、例えば、ノードＢにデータを送信しているならば、混乱が生じる可能性がある。すなわち、合意した将来のポーリングイベントが長時間を要し、ノードＣのスケジュールされたポーリング時間にまで及ぶ。この問題は少なくとも２種類の方法で処理される。第一に、ノードＣはパケット１４１の開始を探すことが可能である。同期ヘッダ１５１及びアドレス情報１５２が見つからないならば、ノードＣは進行中のメッセージがノードＣに不要であることがわかる。或いは、ノードＣはメッセージの開始をそのスケジュールされた時間に探索することが可能である。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。ポーリングイベントの開始がスケジュールされた時間に見つからないならば、ノードＣは進行中のメッセージがノードＣに不要であることがわかる。
【００６１】
[0069]タイムスロットの発生が既知であると仮定し、受信側ノードは情報がその意味をもつときがわかると仮定するならば、メッシュは動的にそれ自身を構成することができる。したがって、メッシュネットワーク１００内の各ノードの構成はその隣接ノードによって少なくとも部分的に決定されることが理解されるべきである。よって、各ノード３００はそのニーズに基づいてポーリング決定を行うことが認められるべきである。
【００６２】
[0070]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】
【００６３】
【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】典型的なノードの一部分のブロック図である。
【図４Ａ】本発明による典型的なデータベースレコードの表を示す図である。
【図４Ｂ】本発明による典型的なデータベースレコードの表を示す図である。
【図４Ｃ】本発明による典型的なデータベースレコードの表を示す図である。
【図４Ｄ】本発明による典型的なデータベースレコードの表を示す図である。
【図５】ノードによって使用されるメッシュ通信プロトコルの動作フローチャートである。
【図６】典型的なメッシュネットワーク近傍を示す図である。
【図７】図６のメッシュネットワーク近傍の送信パケット及び受信パケットを示す図である。
【図８】図７で使用される送信パケットを示す図である。
【図１】
2007502056.tif 000003
【図２】
2007502056.tif 000004
【図３】
2007502056.tif 000005
【図４Ａ】
2007502056.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007502056.tif 000012
【図８】
2007502056.tif 000013
【国際調査報告】
2007502056.tif 000014
2007502056.tif 000015