(57)【要約】  異種の無線ネットワークトポロジは、低電力、短距離及びユビキタスアドホック通信に適し、このネットワークトポロジは、異なる無線伝送技術、特に、異なるノード種類（ＰＵ、ＳＡ及び／又はＳＰ）及び通信技術を含む無線センサネットワーク（ＷＳＮ）を統合できる。ネットワークは、異種性が非常に高く、マスタスレーブ原理に基づいて動作でき、又は分散型アドホック法でも動作できる。ノード（ＰＵ、ＳＡ及び／又はＳＰ）は、ネットワーク内におけるそれぞれの役割及び他の制約条件に応じた異なる無線通信機能を有していてもよく、これにより、異なる通信パターンを有していてもよい。異種の無線センサネットワーク（ＷＳＮ）内の遠隔ポーリング／制御システム（４３０、４５０、４６０、４７０）は、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類のリモートスレーブノード（ＳＰ、ＳＡ）にウェークアップ信号を送信し（Ｓ０ａ）、スレーブノード（ＳＰ、ＳＡ）によって検出される情報をポーリングし（Ｓ０ｂ）、少なくとも１つの第２の種類の遠隔制御可能なスレーブノード（ＳＡ）によって実行される機能をトリガする制御情報を送信し（Ｓ０ｃ）、第２の種類のスレーブノード（ＳＡ及び／又はＳＰ）からフィードバック情報を受信する（Ｓ０ｄ）少なくとも１つのＲＦ送受信機（ａＴｘ及びａＲｘ）を有するマスタノード（ＰＵ）を備え、ノード（ＳＡ、ＳＰ）は、制御手段（ＰＵ）によって呼び出される前及び後は、スタンバイモードにある。
2007520923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種の無線データ伝送ネットワークにおいて、該無線データ伝送ネットワークを介して相互接続された様々な無線ノード（ＰＵ、ＳＡ及び／又はＳＰ）間の通信のための遠隔ポーリング／制御システムにおいて、
上記無線データ伝送ネットワーク内に配設されている第１の種類の遠隔アクセス可能なノード（ＳＰ）のデータをポーリングし（Ｓ１ｂ）、及び／又は第２の種類の遠隔制御可能なノード（ＳＡ）によって実行可能な機能を遠隔制御する（Ｓ１ｃ’）制御手段（ＰＵ）を備え、
上記ノード（ＳＡ、ＳＰ）は、上記制御手段（ＰＵ）によって呼び出される前及び後は、スタンバイモードにあることを特徴とする遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項２】
上記通信は、マスタ−スレーブ原理に基づいて組織化され、
少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類のリモートスレーブノード（ＳＰ、ＳＡ）にウェークアップ信号を送信し（Ｓ０ａ）、上記スレーブノード（ＳＰ、ＳＡ）によって検出される情報をポーリングし（Ｓ０ｂ）、
少なくとも１つの上記第２の種類の遠隔制御可能なスレーブノード（ＳＡ）によって実行される機能をトリガする制御情報を送信し（Ｓ０ｃ）、
上記スレーブノード（ＳＡ及び／又はＳＰ）からフィードバック情報を受信する（Ｓ０ｄ）少なくとも１つのＲＦ送受信機（ａＴｘ及びａＲｘ）を有するマスタノード（ＰＵ）を備える請求項１記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項３】
上記ネットワーク（ＷＳＮ）は、メッシュトポロジ、スタートポロジ又はスター／メッシュハイブリッドトポロジの構成を有することを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項４】
上記ネットワーク（ＷＳＮ）は、無線ノード（ＰＵ、ＳＡ、ＳＰ）の間のピアツーピアベースのアドホック通信のためのメッシュトポロジを有し、異なるノード（ＰＵ、ＳＡ及び／又はＳＰ）が同時にデータを送信しようとした場合の衝突回避を保証するＣＳＭＡベースのＭＡＣプロトコルを有することを特徴とする請求項３記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項５】
上記第１の種類のリモートスレーブノード（ＳＰ）は、
上記マスタノード（ＰＵ）から上記スレーブノード（ＳＰ）にポーリング要求メッセージを送信する必要性を示すウェークアップ信号を無線で受信する（Ｓ２ａ）受信手段（ｐＲｘ）と、
上記ポーリング要求メッセージを受信すると、上記マスタノード（ＰＵ）又は上記状態情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより上記マスタノード（ＰＵ）にセンサデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ２ｂ）送信手段（ｐＴｘ）と、
動的データを処理し（Ｓ２ｃ）及び生成する（Ｓ２ｃ’）処理手段とを備えることを特徴とする請求項２記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項６】
上記第２の種類の遠隔制御可能なノード（ＳＡ）は、
上記マスタノード（ＰＵ）又は上記第２の種類の他のノード（ＳＡ）からウェークアップ及びリモートコントロール信号を無線で受信する（Ｓ３ａ）受信手段（ｐＲｘ）と、
上記スレーブノード（ＳＡ）の動作パラメータ及び／又は環境データを検出する（Ｓ３ｂ）オプションのセンサ素子（ＳＳＡ）及び／又はプログラミング可能な動作を実行する（Ｓ３ｃ）遠隔制御可能なアクチュエータ素子（ＡＳＡ）と、
上記ノード（ＳＡ）上で実行され、上記センサ素子（ＳＳＡ）が検出するセンサデータを監視（Ｓ３ｅ）及び収集（Ｓ３ｅ’）し、及び／又は上記アクチュエータ素子（ＡＳＡ）を制御する（Ｓ３ｅ”）遠隔制御可能なアプリケーションを実行する（Ｓ３ｄ）処理手段と、
上記ウェークアップ及びリモートコントロール信号を受信すると、上記アプリケーションから上記マスタノード（ＰＵ）に情報を無線で送信する（Ｓ３ｆ）送信手段（ａＴｘ）とを備えることを特徴とする請求項２記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項７】
上記第２の種類の遠隔制御可能なスレーブノード（ＳＡ）は、
メッシュトポロジを有するモバイルアドホックネットワーク内で動作し、更なるノード（ＳＡ’）とピアツーピアベースで通信する場合、該更なるノード（ＳＡ’）からポーリング要求メッセージを受信すると、上記マスタノード（ＰＵ）又は上記状態情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより、上記更なるノード（ＳＡ’）にデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ３ｇ）送信手段（ｐＴｘ）を備えることを特徴とする請求項２、５、６いずれか１項記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項８】
上記マスタノード（ＰＵ）は、少なくとも１つの他のマスタモジュール（ＰＵ’）への無線又は有線通信リンクを提供するブリッジ（Ｂ）に接続されることを特徴とする請求項２及び５乃至７いずれか１項記載の遠隔ポーリング／制御システム。
【請求項９】
請求項２乃至８いずれか１項記載の異種の無線ネットワーク内の遠隔ポーリング／制御システム（４３０、４５０、４６０、４７０）の少なくとも１つのマスタノード（ＰＵ）により、少なくとも１つのスレーブノード（ＳＡ、ＳＰ）を遠隔制御する遠隔制御方法において、
上記マスタノード（ＰＵ）は、
第１の種類の上記マスタノード（ＰＵ）又は上記スレーブノード（ＳＰ）によって変調される電磁場を提供する他の任意のノードの範囲内に配設されている遠隔アクセス可能なスレーブノード（ＳＰ）によって検出されたセンサデータ又は該遠隔アクセス可能なスレーブノード（ＳＰ）によって生成及び／又は処理されたデータをポーリングする（Ｓ１ｂ）ためのウェークアップ及び制御信号を送信する（Ｓ１ａ）ステップ及び／又は
第２の種類のスレーブノード（ＳＡ）によって実行可能な機能を遠隔からアクティブ化し（Ｓ１ｃ）、制御し（Ｓ１ｃ’）、及び／又は非アクティブ化する（Ｓ１ｃ”）ステップを有し、
上記ノード（ＳＡ、ＳＰ）は、上記制御手段（ＰＵ）によって呼び出される前及び後は、スタンバイモードにあることを特徴とする遠隔制御方法。
【請求項１０】
上記第１の種類のスレーブノード（ＳＰ）は、
上記マスタノード（ＰＵ）から該スレーブノード（ＳＰ）にポーリング要求メッセージを送信する必要性を示すウェークアップ信号を無線で受信し（Ｓ２ａ）、
上記ポーリング要求メッセージを受信すると、上記マスタノード（ＰＵ）又は上記状態情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより上記マスタノード（ＰＵ）にセンサデータ又は要求された状態情報を無線で送信し（Ｓ２ｂ）、
ウェークアップ及び制御メッセージを受信してコマンドを実行する（Ｓ２ｃ）ことを特徴とする請求項９記載の遠隔制御方法。
【請求項１１】
上記第２の種類のスレーブノード（ＳＡ）は、
上記マスタノード（１０９）からデジタル符号化されたポーリング及び／又は制御情報を無線で受信し（Ｓ３ａ）、
受信したポーリング及び／又は制御情報のヘッダ内で上記マスタノード（ＰＵ）の有効な識別コードを検出した（Ｓ３ａ’）後、上記スレーブノード（ＳＡ）上で実行される遠隔制御可能なアプリケーションを実行し（Ｓ３ｄ）、上記スレーブノード（ＳＡ）の動作パラメータ及び／又は上記スレーブノード（ＳＡ）に接続されたセンサ素子（ＳＳＡ）が検出する「状態情報」とも呼ばれる環境データを監視（Ｓ３ｅ）及び収集（Ｓ３ｅ’）し、及び／又は上記スレーブノード（ＳＡ）により制御可能なアクチュエータ素子（ＡＳＡ）を制御し（Ｓ３ｅ”）、
上記状態情報のデジタル符号化されたバージョンを、上記マスタノード（ＰＵ）へのフィードバック信号として無線で送信する（Ｓ３ｆ）ことを特徴とする請求項９又は１０記載の遠隔制御方法。
【請求項１２】
上記第２の種類のスレーブノード（ＳＡ）は、
マスタノード（ＰＵ）の近傍にないときは、更なるノード（ＳＡ’）からウェークアップ及び／又はリモートコントロール信号を受信すると、上記スレーブノード（ＳＡ）上で実行されるアプリケーションから該更なるノード（ＳＡ’）にフィードバック情報を無線で送信し（Ｓ３ｆ）、
マスタノード（ＰＵ）の近傍にあるときは、該マスタノード（ＰＵ）からポーリング要求メッセージを受信すると、該マスタノード（ＰＵ）又は上記状態情報を表す符号化された信号を有する上記ネットワーク内の他の任意のノードが提供する電磁場を変調することによって得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより、該マスタノード（ＰＵ）にデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ３ｇ）ことを特徴とする請求項９又は１０記載の遠隔制御方法。
【請求項１３】
請求項１乃至８いずれか１項記載の遠隔ポーリング／制御システムを用いて、無線センサネットワーク（ＷＳＮ）のノード上で実行されるアプリケーションを制御する遠隔ポーリング／制御システムの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、健康管理、インテリジェント家電、工場、分散型コンピューティング又は関連するアプリケーションのための、固定の、組み込まれた又は携帯用の機器の低電力、短距離及びユビキタスアドホック通信に適する異種の無線アドホックネットワーク、例えば、無線センサネットワーク（ＷＳＮ）の分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
無線アドホック通信ネットワークは、通常、アドホックマルチホップ通信に基づいている。センサネットワークの通信の典型的なモードは、複数のデータソースからデータシンクへの通信である。ネットワークの継続期間の間、センサが収集した情報は、定期的にシンクノードに送信され、シンクノードは、モバイルノードであっても、固定ノードであってもよい。外部のオペレータは、これらのシンクノードを用いて、ネットワークが集めた情報を検索することができる（ゲートウェイ機能）。更に、無線通信ネットワークにより、ネットワークに参加するノード間の通信及び情報交換が可能になる。
【０００３】
複数のセンサによって集められたデータは、一般的な現象に基づいていることが多く、センサネットワーク内の様々なノードによって通信される生の又は前処理されたデータには、何らかの冗長性が存在することが多い。第３に、想定される多くの状況において、（感知される現象は変化することがあるが）センサは移動せず、したがって、両方のネットワークの種類における動的な特性は異なっている。
【０００４】
１つの主なリソース制約は、センシング及び通信機能をホストする小さな組込みノードのエネルギである。センサネットワークのスケール及び一度に何ヶ月間も自動運転する必要があるため、エネルギリソースは、より慎重に管理する必要がある。このため、高いデータレートの通信、長距離無線通信及びあらゆる種類の複雑なデータ前処理は、通常、排除される。
【０００５】
「エンバーネットワークス（Ember Networks）」（http://www.ember.com/）及び「ミレニアルネットワークス（Millennial Networks）」（http://www.millennial.net/）に開示されているように、現在のシステムは、通常、送信及び受信のためにかなりのエネルギ量を必要とする従来の低電力無線技術又はブルートゥース無線方式を用いる。したがって、トラヒックパターンが非常に疎であっても、両方のユニット（受信機及び送信機）は、時々オンにされ、同期する必要があり、（交換するべき何らかの情報があれば）最終的に、情報を交換する必要がある。短距離無線機器では、多くの場合、受信ユニットは、送信ユニットと同じ電力（又はより高い電力）を必要とする。情報を受信する必要がなくても、単にデータを受け取ることができる状態を維持するためにかなりの電力が消費される。可能な限り電力を節約するために、複雑なデューティサイクル無線プロトコルが採用されている。しかしながら、デューティサイクルに基づく手法では、以下のような別の問題が生じる。すなわち、送信機及び対応する受信機の両方が同じ時刻にアクティブになっている「オン」状態の間しか情報を交換できない。したがって、典型的なデューティサイクルプロトコル、例えば、送受信機が０．１秒間オンにされ、９．９秒間オフにされる１％のデューティサイクルでは、メッセージは、実質的に遅れる。
【０００６】
無線センサネットワーク内の各種類のノードでは、通常、上述のような低電力無線技術及びブルートゥース無線方式が採用されている。すなわち、最も単純なノード（多数配設されることもある。）さえ、（かなりの電力を消費し、システムコストが高い）同じ種類の無線技術を用いている。より適切な無線ネットワークシステムがあれば、無線サブシステム及び各ノードのタスクに基づく無線プロトコルのスケーリングが可能である。少なくとも無線プロトコル及びルーティングプロトコルのスケーリングは、（例えば、エンドポイント、ルータ及びゲートウェイを定義することによって）現在のシステムにおいて部分的に用いられている（「ミレニアルネットワークス（Millennial Networks）」（http://www.millennial.net/）参照）。
【０００７】
無線センサアプリケーションのための無線ネットワーク内の所定のノードの適切な無線技術としては、例えば、「変調後方拡散（Modulated Backscatter：ＭＢＳ）」があり、ＭＢＳは、現在、短距離無線識別（radio frequency identification：ＲＦＩＤ）アプリケーション（例えば、スマートカードアクセス制御システム）に用いられている。ここでは、複雑な無線（パッシブ送信）の必要がなく、したがって、（無線ネットワーク内の多くのノードについて）コスト及びエネルギ消費の両方を非常に低く抑えることができる。しかしながら、現在のＭＢＳアプリケーションは、ＲＦＩＤ型の動作について制約があり、以下の点をサポートしていない。
＊効率的なネットワーキング：現在、単一の「リーダ」がＲＦＩＤタグのグループと通信し、ネットワーク内で情報は提供されず、「タグ−タグ」通信は、サポートされていない。
＊タグは、固定の予めプログラミングされたＩＤだけを提供し、これは、タグから動的情報を生成、処理及び通信できないことを意味する。
＊ＲＦＩＤの限定的な適用シナリオ及び実装された技術のため、ＭＢＳ範囲及びデータレートが限定的である。
＊（無線及び無線プロトコルの両方の）他の「より長距離の」無線技術（例えば、ブルートゥース等のＩＳＭ帯短距離無線方式）との相互動作。この結果、異なる無線技術に亘ってセンサ情報を伝播できない。更に、各無線技術は、異なるシナリオを念頭に設計されているため、互換性がない。
【０００８】
現在の技術水準の簡単な説明
本発明の中心的概念の理解のために、ＲＦＩＤシステムパッシブＲＦＩＤタグ及びアクティブＲＦＩＤタグの概観を簡潔に説明する。
【０００９】
従来の無線センサネットワークは、専用の無線アクセス技術（又はブルートゥース等の標準の無線技術の修正版）及び専用の無線アクセスプロトコルを用いる。これらのネットワークトポロジは、通常、メッシュ状であるため、これらのネットワークは、中央制御装置なしでアドホック機能（例えば、ノード検出、ノード識別及びルーティング）をサポートでき、特定のアプリケーション（例えば、軍事偵察、製造又は処理監視）に特化させることができる。センサネットワーク、特に無線センサネットワークに関する更なる基礎的な情報については、「"Wireless Sensor Networks: A Survey" (Computer Networks 38 (2002), pp. 393-422, 2002, published by Elsevier Science B.V.) by I.F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci, "A Survey on Sensor Networks" (IEEE Communication Magazine, August 2002) by the same authors, and "Wireless Sensors.Streamline Data Distribution" (Communication System Design, July/August 2003, http://www.CommsDesign.com) by T. Riedel.」に開示されている。
【００１０】
本発明を明瞭にするために、以下、（センサアプリケーションに適する）無線ネットワークトポロジ、無線アクセス技術及び無線プロトコルアーキテクチャについて説明する。
【００１１】
構成を簡単にするために、通常、各ノードがネットワークに参加でき、ネットワーク内で異なる役割を引き受けるアドホックネットワークトポロジがサポートされる。これにより、無線センサデバイスを備えるノードは、（ローカル情報を感知するための）データコレクタとして機能し、又は無線インタフェースを用いて、リモート無線ノードから情報を受け取り、再送信する（「フォワーディング」又は「ルーティング」）。センサデバイスを備えていない他の特定のノード（ルータ）は、ネットワークを介してトラヒックをルーティングするために用いられる。更に、所謂ゲートウェイノードは、センサネットワーク及び外の世界の間の（例えば、オブザーバに対する）インタフェースを提供する。他のシナリオは、単一のオブザーバ／ゲートウェイノード及び複数の無線（センサ）ノードを用いて構築される。この場合、ゲートウェイノードは、中央コントローラとして機能し、無線センサノードをポーリングする（スタートポロジ集中型マスタスレーブタイプの動作）。
【００１２】
現在の無線（センサ）ネットワークは、通常、双方向の無線技術を適用し、これにより、地域的な無線規定の制約条件を満たしながら、低電力動作を実現する。例えば、このようなシステムを急速に展開するために、ＩＳＭ無線帯域が利用されている。
【００１３】
典型的な具体例としては、ブルートゥース無線インタフェース及び以下の文献に開示されているような規定の条件を満たす他の技術がある：「"FCC 15.247 Operation within the Bands 902-928 MHz, 2400-2483.5 MHz, and 5725-5850 MHz" (http://www.access.gpo.gov/ nara/cfr/waisidx_01/47cfr15_01.html) and "Electromagnetic Compatibility and Radio Spectrum matters (ERM); Wideband Transmission Systems, Data Transmission Equipment Operating in the 2.4-GHz ISM Band and Using Spread-Spectrum Modulation Techniques; Harmonized EN Covering Essential Requirements under Article 3.2 of the R&TTE Directive" (ETS 300 328, November 2002, http://www.etsi.org/).」。
【００１４】
従来のＲＦＩＤアプリケーションでは、通常、様々なパッシブ「タグ」と「リーダ」ユニット（所謂「呼掛け器（interrogator）」）との間の通信リンクのために使用される無線技術はＭＢＳである。リーダユニットは、通常、より複雑であり、リーダの無線範囲内により多くの数のタグをサポートする。動作原理は、以下の通りである：リーダは、アクティブ化信号（又は連続波信号）をタグに送り、これにより、リーダの周囲の領域に電磁場を提供し、これに応じて、タグは、電磁場の存在を検出し、パッシブ送信技術（例えば、アンテナのインピーダンスマッチングの変化）を用いて電磁場にわずかに影響を及ぼす（変調する）（電磁場攪乱（EM field disturbance））。リーダは、タグから送信された情報を含む電磁場の変化を検出できる。タグへの単純な通信リンクを実現するために、通常、範囲内のリーダからタグに大電力信号（例えば、振幅変調信号）が送信され、タグ側において、例えば、（少なくとも１つのダウンコンバート混合器及び局部発振器を含むアクティブなダウンコンバート段を必要としない）簡単なダイオード検波器によってこれを復調する。しかしながら、ダイオード検波器の感度及び選択性は限定的であり、この結果、範囲が制限される。
【００１５】
課題
主な問題は、統合されたネットワークトポロジ及び無線技術は、例えば、センサネットワークアプリケーションに使用可能な異種の無線ネットワークの要求に未だ適応化されていない点である。
【００１６】
従来のアクティブな無線ベースのセンサネットワークでは、各ノードにおいて無線系統の複雑性のバランスはとられているが、ネットワークに非常に安価な無線ノードを参加させる必要性に対応していない。同時に、消費電力が大きすぎる場合があり、又は消費電力を抑えるために、複雑な（デューティサイクル）アクセスプロトコル（深刻なメッセージ遅延が生じる場合がある。）を用いなくてはならなかった。なお、これらのネットワークは、かなりの通信範囲（高周波は、通常、自由空間において最大１００メートルの伝送を実現するため、密度が低いセンサネットワーク）を実現する。一方、ＲＦＩＤ技術は、ネットワークトポロジ（スター型のみ）、ネットワーキング（タグ−リーダのみ）、範囲（通常、１メートル未満）に制約があり、短い、固定の／静的な（予めプログラミングされた）情報（例えば、ＩＤ）に制約される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述の課題に鑑み、本発明の目的は、特に、異種の低データレート無線ネットワークの要求に適合する、例えば、センサアプリケーションに適する技術を提供することである。
【００１８】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。有利な特徴は、従属請求項に定義されている。発明の更なる目的及び利点は、後述する詳細な説明によって明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、基本的に無線ネットワーク、特に３つの異なるノードタイプ及び通信技術をサポートする無線センサネットワーク（ＷＳＮ）を意図する。ノードは、基本的に、ネットワークにおける役割（例えば、スタートポロジのコーディネータユニット）及びその通信の可能性（使用される無線ユニットの能力により定義される。）によって定義される。更に、適用される無線通信プロトコル要素は、各ノードタイプに応じて異なる。ネットワークは、異種であってもよく、マスタ−スレーブ又はアドホック原理に基づいて動作する。これらのノードは、ネットワークにおける個々の役割及び他の制約条件に応じて異なる無線通信手段を有することができ、これにより、異なる通信パターンが許容される。
【００２０】
通常、単一のノードタイプ（無線通信ユニット及び関連する無線プロトコルによって定義される。）のみをサポートし、あるノードがゲートウェイ機能を提供し、例えば、イーサネット（登録商標）又は他の無線技術（例えば、ＷＬＡＮ）に相互接続する従来の無線アドホックシステム及び無線センサシステム（例えば、ブルートゥース又はジグビー（Zigbee））とは異なり、ここに提案するネットワークアーキテクチャは、異なる無線通信ユニット及び異なるプロトコルコンポーネントを用いて３つの個別のノードタイプをサポートする。
【００２１】
更に、本発明は、必要に応じて、例えば、アクティブノードから情報をポーリングし、アクティブノードを遠隔制御し、又はデータをアクティブノードに送信する必要性を示すために、ノードのグループ又は単一のノードをアクティブ化するウェークアップシグナリング法を提案する。この目的で、本発明に係るネットワークは、ネットワークを介してウェークアップ信号を送信する第１のノードのクラスに属する少なくとも１つのノードと、低電力消費受信機によってこのウェークアップ信号を受信し、ウェークアップ信号に続いてデータ転送を開始する第２のノードのクラスに属する少なくとも１つのノードとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、発明の好ましい実施の形態を、図１〜図６−４を用いて詳細に説明する。
【００２３】
ここに提案するネットワークは、例えば、異なるノードタイプ（クラス）、ノード通信の可能性、採用される通信技術（異なるシナリオ及び構成）、高周波特性及びメディアアクセス制御層（ＭＡＣ層）技術によって記述される無線ネットワークであってもよい。
【００２４】
提案するネットワークでは、ノードは、ネットワーク内の役割、通信能力、ノードがサポートする無線（高周波）技術（例えば、適用された変調方式を含む）又は使用される無線通信ユニットによって特徴付けられる。
【００２５】
本発明では、例えば、互いに排他的ではない、アクティブ送信機（ａＴｘ）、アクティブ受信機（ａＲｘ）、パッシブ送信機（ｐＴｘ）、パッシブ受信機（ｐＲｘ）の４つの異なるノードクラス（それらの無線通信ユニット構成によって定義される。）を用いることができる。
【００２６】
アクティブ送信機（ａＴｘ）は、それ自身が変調ＲＦ信号を送信することができる送信ユニットである。一方、パッシブ送信機（ｐＴｘ）は、ＭＢＳ原理に基づいて、外部のＲＦ信号を変調し、反射するだけである。パッシブ受信機（ｐＲｘ）は、低電力消費、低受信感度ユニットであり、例えば、ダイオード検波器によって実現でき、アクティブ受信機（ａＲｘ）は、高感度であり、拡散信号及びアクティブ送信機から受信したあらゆる変調ＲＦ信号を復調できる受信ユニットである。
【００２７】
更に、ネットワーク内の特定のノードでは、所謂「ウェークアップホイッスル（wake-up whistle）」ユニット及び所謂「ウェークアップリスナ（wake-up listener）」ユニットの２つの特別なユニットを使用できる。
【００２８】
ウェークアップホイッスルユニットは、付近の「ウェークアップ」ノードに特定の信号を送信する無線送信機であり、パッシブ受信機によって受信された信号は、受信機への何らかの通信の開始を示す。ウェークアップリスナユニットは、通常、チューニングされ、ウェークアップホイッスル信号を受信し特定できるパッシブ受信機として実現される。このウェークアップシグナリング方式は、「常時オン」の受信機ネットワークアーキテクチャに基づいて通信を行うための基本的な方式である。ここでは、以下のような数段階のノードアクティブ化メカニズムを用いる。
【００２９】
まずノードは、通常「スリープ」状態にあり、ウェークアップ信号の受信を待機する。受信機は、ウェークアップ信号の検出の後に、「ＩＤ識別」モードに切り替わる。有効な識別情報の検出に成功すると（例えば、ノードアドレスの一致）、ノードは、データ受信モードに切り替わる。無効なＩＤを検出した場合は、ノードは、直ちにスリープ状態に戻る。データ受信モードの間、受信機内では、更なる処理段をアクティブに切り替えてもよい。このように、消費電力は、最小量に保たれ、ウェークアップ信号シーケンスの受信の間、段階的に増加するのみである。
【００３０】
段階的アクティブ化方式（step-by-step activation scheme）は、以下の重要な特徴をサポートする。
＊アイドル期間（ウェークアップ信号を待機する間）における最小の消費電力
＊（受信機のデューティサイクルなしで、すなわち、非感知状態及び感知状態の切替なしで）いつでもリモートウェークアップ信号を介して各ノードをアクティブ化することができる「常時オン」受信機モード
＊ウェークアップ信号の検出の後の受信機による異なるユニットの段階的なアクティブ化。これにより、ウェークアップ、ＩＤ検出及びデータ検出の間の必要性に応じて、電力消費量を調整し、電力消費量を段階的に大きくすることができる。
【００３１】
ここに提案するネットワークアーキテクチャは、異なるノードにおいて、単方向の受信モード（受信機のみの機能）、単方向の送信モード（送信機のみの機能）、双方向伝送モード、（同時ではないが、送信及び受信の両方をサポートする切替可能な送受信機機能）及び切替可能な送信機機能（トポロジに応じて特定のノード種類において、１つ又は他の送信機を用いる）といった通信モードをサポートする。
【００３２】
ここで、データ処理に関して、プロデューサ、アグリゲータ及びオブザーバ等のエンティティを区別する必要がある。
【００３３】
プロデューサは、それ自身がデータを生成する機器（例えば、センサが組み込まれた機器、又はノードにおいて生成された他の何らかの種類の動的情報を有する機器）又はユーザインタラクションによってデータを生成する機器（例えば、操作ボタンを有する機器）である。アグリゲータは、他の機器から受け取ったデータを収集し、処理できる機器である。データの収集は、インテリジェントに行ってもよく（例えば、データ融合サポート）、又は単純に行ってもよい（例えば、より大きいパケットへの個々の測定値の結合）。オブザーバは、ある有用なアプリケーションのためにプロデューサによって提供されたデータを用いる機器である。
【００３４】
更に、ネットワーク内のノードの能力の違いから、フォワーダ（forwarder）及び非フォワーダ（non-forwarder）を区別する必要がある。フォワーダは、他のノードのデータを転送（ルーティング）できるノードである。一方、非フォワーダは、データを転送できないノードである。
【００３５】
ここに提案する無線センサネットワークでは、それぞれが異なる能力を有する３つのノードクラス、すなわちポーリングユニット（ＰＵ）、単純なパッシブノード（ＳＰ）及び単純なアクティブノード（ＳＡ）を区別する。
【００３６】
ポーリングユニット（ＰＵ）は、アクティブな送受信機ユニット（ａＴｘ及びａＲｘ）を備えるノードである。ポーリングユニットは、自らデータを送受信でき、単純なパッシブノード（ＳＰ）からの後方拡散された信号及びアクティブ送信機（ａＴｘ）から送信されたあらゆる信号を復調できる。また、ポーリングユニットは、アクティブ送信機を用いて、ＭＢＳ通信に必要である電磁場を提供することができる。この場合、ＰＵは、エーテルプロバイダ（ether provider）として機能する。すなわち、エーテルは、ＰＵが提供する変調されていない搬送波であり、この搬送波は、パッシブ送信機（後述）を用いて、遠隔制御可能な単純なパッシブノードにより変調される。ＰＵは、組み込まれたウェークアップホイッスルユニットにより、範囲内にウェークアップリスナユニットを有する全ての機器を起動することができる。
【００３７】
また、ＰＵは、直接の範囲から外れている他のＰＵと通信するための増設されたモジュール（例えば、ブリッジＢ）を備えていてもよい。ブリッジは、長距離無線モジュール（ＰＵで用いられている技術とは異なるＲＦ技術）を備えていてもよく、又は、例えば、イーサネットにインタフェースするための有線接続を含んでいてもよい。
【００３８】
単純なパッシブノード（ＳＰ）は、短距離機器、すなわち、ＭＢＳ技術に基づくパッシブ送信機（ｐＴｘ）及びパッシブ受信機（ｐＲｘ）、例えば、ダイオード検波器を備えるノードである。ＳＰは、ＭＢＳ技術を用いて情報を送信し、したがって、ＰＵがなければ動作できない。ＰＵからの信号は、生成され、メモリに保存された動的情報によって変調され、ＳＰのパッシブ無線送信ユニットにおいて、変調される。ＳＰに組み込まれたウェークアップリスナユニットは、常にアクティブであるので、所定の範囲内にＳＰがあれば、ウェークアップホイッスルユニットを有する如何なる機器もそのＳＰを起動できる。このように、ＳＰからＰＵへの情報転送は、例えば、ＳＰへのコマンド信号等、ウェークアップ信号の送信を伴うＰＵからＳＰへの初期のデータ転送の後に行われる。ＳＰとＰＵとの間のＭＢＳ技術に基づくデータ転送の間、エーテル（ＰＵが提供する）は、パッシブ送信機（ｐＴｘ）を用いてＳＰによって変調される。
【００３９】
なお、これらのＳＰは、ＲＦＩＤタグとは異なる。ＲＦＩＤタグは、通常、通信の間、リーダ信号によってオンにされ、この結果、ＭＢＳ技術を用いて、受信した問合せ信号により、タグアンテナを変調するために必要な電力を生成する。ここに提案するネットワークでは、ＳＰは、自らの電力（例えば、小型バッテリ）を有し、問合せ信号を用いることなく、問合せ信号（エーテル）を変調するために必要なエネルギを生成する。なお、変調信号を搬送する媒体として、エーテルの必要性は残る。ここに提案するネットワークのＳＰノードは、動的情報を生成して、処理するための処理機能を有する。一方、一般的なＲＦＩＤタグは、通常、動的情報を処理及び生成するための如何なる処理機能も有しておらず、すなわち、情報は、固定され、予めプログラミングされたコードである。
【００４０】
単純なアクティブノード（ＳＡ）は、中距離機器であり、すなわち、ＭＢＳ技術に基づくアクティブ送信機（ａＴｘ）、パッシブ受信機（ｐＲｘ）、例えば、ダイオード検波器及びパッシブ送信機（ｐＴｘ）を備えるノードである。ＳＡは、更に、ウェークアップリスナユニット及びオプションのウェークアップホイッスルユニットを備えていてもよい。ＳＡは、アクティブに又はＭＢＳ技術を用いてデータを送信することができる。ＳＡは、更に、ノード上の遠隔制御可能なアプリケーションを実行し（Ｓ３ｄ）、例えば、組み込まれたセンサ要素（ＳＳＡ）によって感知された情報を監視し（Ｓ３ｅ）、収集し（Ｓ３ｅ’）、及び／又は組み込まれたアクチュエータ素子（ＡＳＡ）を制御する（Ｓ３ｅ”）処理機能を有する。
【００４１】
また、ＳＰは、ＳＡノードと同様のアーキテクチャを有する処理機能を有していてもよい。これは、ＳＡ及びＳＰの両方が自己のエネルギ源（例えば、バッテリ、太陽電池又は他の電源）を必要とすることを意味し、及び無線通信機能、通信能力及びネットワーキング機能が基本的に異なることを意味する。すなわち、ＳＡは、ＳＰと同様の通信機能を有するとともに、更なる機能（例えば、アクティブ送信機及びウェークアップホイッスル）を有する。更に、ＳＰは、ＰＵとしか通信できないが、ＳＡは、他のＳＡノードとも通信できる。これは、基本的な高周波回路以外に、主に、実装される無線プロトコルコンポーネントの設計に影響する。
【００４２】
図５−１は、適用された全てのノードタイプ（ＰＵ、ＳＰ、ＳＡ）に有効な、本発明に基づく基本的なノードアーキテクチャ５１０を示している。このノードアーキテクチャ５１０は、処理ユニット５１２及び無線通信ユニット５１４を備える。処理ユニット５１２は、動的情報（固定の、予めプログラミングされたＩＤではない。）を生成し、取り扱い、処理できる。
【００４３】
異種ネットワークの間のインタフェースとして機能するゲートウェイ装置を提供する特別なＰＵノードアーキテクチャ５２０を図５−２に示す。
【００４４】
図５−３は、センサ及び／又はアクチュエータ素子を備える典型的なＳＰ及びＳＡの典型的なノード構成を示す４つのブロック図５３０ａ〜ｄを示している。なお、ＳＰ又はＳＡは、センサ素子又はアクチュエータ素子なしで構成してもよい（図５−１参照）。
【００４５】
図５−４は、本発明に基づくＰＵを実現する無線通信ユニットの構成を示すブロック図５４０である。図５−４からわかるように、ＰＵは、以下の４つのコンポーネントを含む。
＊変調された搬送波をアクティブに生成し、これにより、ネットワーク内の他の如何なるノード（他のＰＵも含む）とも通信できるアクティブ送信機５４２（ａＴｘ）
＊ＰＵの近傍の他のノード（ＳＡ又はＳＰのみ）がＰＵとの通信のためにそれらのパッシブ送信機（ｐＴｘ）を用いることができるようにするエーテル発生器５４８
＊例えば、パッシブ送信機（ｐＴｘ）を用いるＳＰから情報を受信するＭＢＳ型の通信、例えば、パッシブ送信機（ｐＴｘ）を用いるＳＡから情報を受信するＭＢＳ型の通信、他のＰＵからのアクティブ送信機型の通信、又はこの場合、アクティブ送信機（ａＴｘ）を用いる他のＳＡからのアクティブ送信機型の通信における受信機であるアクティブ受信機５４４（ａＲｘ）
＊ＳＰ又はＳＡ（又はそれらの複数）と通信する必要性を示すためにＳＡ及び／又はＳＰ（ＰＵではない）を起動するウェークアップホイッスル５４６ａ
なお、アクティブ送信機５４２（ａＴｘ）及びエーテル発生器５４８は、共通の要素（例えば、電力増幅器、局部発振器等）を有し、互いに排他的に使用されるため、１つの共通の、再構成可能なユニットであってもよい。
【００４６】
図５−５は、本発明に基づくＳＰを実現する無線通信ユニットの構成を示す更なるブロック図５５０である。図５−５からわかるように、ＳＰは、以下の３つの要素を含む。
＊ＳＰと通信するＰＵから、又は各ＳＰと通信するＳＡからデータを受信できる単純な低電力受信機を意味するパッシブ受信機５５４（ｐＲｘ）
＊ＭＢＳ通信を可能にするエーテルを提供し、アクティブ受信機（ａＲｘ）を用いて、ＳＰのパッシブ送信機５５２（ｐＴｘ）から送信されたＲＦ信号を検出するＰＵとのＭＢＳ型の通信を実行できるパッシブ送信機５５２（ｐＴｘ）。なお、エーテル発生及びアクティブ受信は、必ずしも同じＰＵで行う必要はない。
＊他のＰＵ又はＳＡによって遠隔からトリガされ、ＳＰにおける動作（例えば、通信シーケンスの開始をＳＰから／に示す）を開始するノードを起動するために用いられるウェークアップ検出器５４６ｂ。
【００４７】
図５−６には、本発明に基づくＳＡを実現する無線通信ユニットの構成を示す更なるブロック図５６０を示している。図５−６からわかるように、ＳＡは、ＳＰと同じ無線通信要素を備えると共に、以下のような更なる要素を含む。すなわち、ＳＡは、以下の５つのコンポーネントを含む。
＊ＳＡと通信するＰＵから、又は各ＳＡと通信するＳＡからデータを受信できる単純な低電力受信機を意味するパッシブ受信機５５４（ｐＲｘ）
＊ＭＢＳ通信を可能にするエーテルを提供し、アクティブ受信機（ａＲｘ）を用いて、ＳＡのパッシブ送信機５５２（ｐＴｘ）から送信されたＲＦ信号を検出するＰＵとのＭＢＳ型の通信を実行できるパッシブ送信機５５２（ｐＴｘ）
＊他のＰＵ又はＳＡによって遠隔からトリガされ、ＳＡにおける動作（例えば、通信シーケンスの開始をＳＡから／に示す）を開始するノードを起動するために用いられるウェークアップ検出器５４６ｂ
＊ＳＰ又はＳＡ（又はそれらの複数）と通信する必要性を示すためにＳＡ及び／又はＳＰ（ＰＵではない）を起動するウェークアップホイッスル５４６ａ
＊変調された搬送波をアクティブに生成し、これにより、ネットワーク内の他の如何なるノード（他のＰＵも含む）とも通信できるアクティブ送信機５４２（ａＴｘ）
なお、ウェークアップホイッスル５４６ａは、ＰＵにおいて用いられるものと同様のユニットであるが、ＰＵのウェークアップホイッスルユニットと比べて、幾つかの制約を有する。例えば、ＳＡのウェークアップホイッスルは、ＰＵのウェークアップホイッスルと比べて出力電力が限定的であり、この結果、ウェークアップ範囲が制限される。また、アクティブ送信機５４２（ａＴｘ）は、ＰＵにおいて用いられるものと同様のユニットであるが、ＰＵで用いられるアクティブ送信機ユニットと比べて、幾つかの制約を有する。例えば、ＳＡのアクティブ送信機は、ＰＵのアクティブ送信機と比べて出力電力が限定的であり、この結果、アクティブ送信機の通信範囲が制限される。
【００４８】
ＳＡ及びＳＰは、電力を節約するために、通常、スタンバイモードにあり、ＰＵ又はＳＰから受信するリモートウェークアップ信号によってアクティブ化される。図５−７は、ＳＰ又はＳＡをアクティブ化し、ＩＤ情報及びＳＰ又はＳＡ上のアプリケーションを実行する制御データを検出する段階的処理のタイミングチャートである。
【００４９】
一旦、受信機ノードがこのようなウェークアップ信号を検出すると、受信機ノードは、スタンバイモードから「オン」モードに切り替わり、第２の部分にＩＤ情報を含む信号を受け取る。このＩＤは、解析され、各ノードがそのＩＤを認識すると、制御データを受け取る。この他の場合、受信機ノードは、電力を節約するために、スタンバイモードに戻る。ＳＰ又はＳＡで実行されるノードアクティブ化、ＩＤ情報及び制御データ検出のステップを示す状態遷移図を図５−８に示す。
【００５０】
異種ネットワークでは、異なる通信技術を用いる異なるデバイスが統合され、総合的なネットワーク能力が向上又は拡張される。本発明に基づくＷＳＮでは、アクティブ−アクティブ、（active-to-active：Ａ２Ａ）通信、アクティブ−パッシブ（active-to-passive：Ａ２Ｐ）通信、変調後方拡散（modulated backscatter：ＭＢＳ）通信の３つの通信技術が用いられる。
【００５１】
アクティブ−アクティブ（Ａ２Ａ）通信は、ソースがアクティブ送信機（ａＴｘ）を用い、宛先がアクティブ受信機（ａＲｘ）を用いる標準のアクティブ無線通信である。このリンクのためにＷＳＮで用いられるシンボルは、図１の表に示してある。ＰＵノードは、アクティブ受信機を実装するＷＳＮの唯一の機器であるので、ＰＵは、常に、Ａ２Ａ通信シナリオの一部に含まれている必要がある。また、ＳＡからＰＵへのアクティブ通信も可能である。図２は、Ａ２Ａリンクに参加する各ノードによって、通信ユニットのどの部分をアクティブ化する必要があるかを示している。図３は、交換されるデータの種類及びグラフィック表現を示している。
【００５２】
アクティブ−パッシブ（Ａ２Ｐ）通信は、情報をアクティブ化して、パッシブ受信機（ｐＲｘ）を動作させるノード（ＳＰ又はＳＡ）に送信するために用いられる。パッシブ受信機は、アナログダイオード検波器又は同様の技術によって実現でき、ダイオード検波器は、消費電力が非常に小さいので、受信機のデジタル部分を無効にしたまま常時「オン」（待機）にすることができる。したがって、パッシブ受信機（ｐＲｘ）を有するノードは、アクティブ送信機（ａＴｘ）を有するノードによって、遠隔からアクティブ化することができる。このリンクのためにＷＳＮで用いられるシンボルは、図１の表に示してある。図２は、Ａ２Ｐリンクに参加する各ノードによって、通信ユニットのどの部分をアクティブ化する必要があるかを示している。図３は、交換されるデータの種類及びグラフィック表現を示している。
【００５３】
ＷＳＮの独自な特徴の１つは、情報を送信するためにＭＢＳ技術を用いる点である。パッシブ送信機（ｐＴｘ）を有する機器、すなわち、ＳＰ及びＳＡは、送信するデータを変調でき、アンテナによって受信した電磁場（「エーテル（Ether）」：図１参照）を反射（後方拡散）することができる。反射信号は、比較的弱いので、アクティブ受信機（ａＲｘ）は、この信号を復調する必要がある。ＰＵノードは、ここに提案する無線ネットワークにおいてエーテルを生成することができる唯一の機器であり、また、アクティブ受信機を実装する唯一の機器であるので、常に、ＭＢＳ通信の一部として、少なくとも１つのＰＵが含まれている必要がある。この技術を用いるＷＳＮは、例えば、ＲＦＩＤタグを用いる他の既存のＭＢＳシステムと以下の点で異なっている。
１．送信されるデータは、識別（ＩＤ）情報だけではなく、如何なるデータであってもよい。すなわち、データは、固定された予めプログラミングされたＩＤと異なり、動的であってもよい。
２．エーテルを提供するＰＵは、通信に参加しなくてもよい。この場合、ＰＵは、単に、可能な他の２つの機器の間の通信のためのチャンネルを提供する。
３．送信されるデータは、２つ以上のＰＵで同時に受信できる。
【００５４】
このリンクのために無線ネットワークで用いられるシンボルを図１に示す。図２は、ＭＢＳリンクに参加する各ノード（パッシブ後方拡散変調器及びアクティブ受信機）によって通信ユニットのどの部分をアクティブ化する必要があるかを示している。図３は、交換されるデータの種類及びグラフィック表現を示している。
【００５５】
無線ネットワークでＭＢＳ技術を用いる場合、基本的に、エーテルを提供するＰＵ及び変調された後方拡散信号を受信するノードが同じ機器であるか異なる機器であるかに応じて２つの可能なシナリオがある。
【００５６】
第１のシナリオでは、１つのＰＵ及びＳＰだけがＭＢＳ通信に関わる。図４−１に示すように、ＷＳＮにおいてＳＰ機器を読み出す処理は、２つのフェーズで実行される。ＳＰノードは、デフォルトでは非アクティブであり、ウェークアップリスナだけがアクティブであるので、ＰＵは、まず、アクティブ化フェーズにおいて、Ａ２Ｐリンクを介してウェークアップ信号を送信することによって、ＳＰをアクティブ化する。応答フェーズでは、ＳＰをアクティブ化した後に、ＰＵは、エーテルの生成を開始し、このエーテルは、ＳＰによって、送信されるデータ（識別、動的データ、例えば、センサデータ等）により変調される。ＳＰノード情報のアクティブ化及び受信は、伝送時間を削減するために統合してもよい。これは、１つの読出フェーズの間、複数のＳＰノードが、ＰＵに情報を送信しながら、エーテルを提供してもよいことを意味する。
【００５７】
第２のシナリオでは、２つ以上のＰＵがＭＢＳ送信に関わる。最も単純なケースは、図４−２に示す、２つのＰＵ及び１つのＳＰだけが含まれるシナリオである。先のシナリオと同様に、ここでは、２つのフェーズを用いるが、この場合、以下の２つの理由から、２つのＰＵの間の調整（コーディネーション）が必要である。応答フェーズの間、どのＰＵがエーテルプロバイダとして機能するかを決定し（図４−２に、４２０ａ、４２０ｂとして２つの解決策Ａ、Ｂを示す。）、及びアクティブ化フェーズをトリガしないＰＵが、アクティブ受信機（ａＲｘ）を適切な時刻に確実に実行する必要がある。
【００５８】
また、図４−２からわかるように、このシナリオの応答フェーズには、３つの可能な解決策がある。
１．解決策Ａ：通信を開始するＰＵ（ＰＵ１）がエーテルを提供し、両方のＰＵ（ＰＵ１及びＰＵ２）がＳＰから送信された変調されたデータを受信する（図面４２０ａ参照）。この解決策では、調整フェーズは、エーテルを提供するＰＵ（ＰＵ１）からの単なる通知であってもよく、又は全く存在しなくてもよい。
２．解決策Ｂ：第２のＰＵ（ＰＵ２）がエーテルを提供し、両方のＰＵ（ＰＵ１及びＰＵ２）が変調されたデータを受信する。
３．解決策Ｃ：通信を開始するＰＵ（ＰＵ１）がエーテルを提供するが、ＳＰにより送信されたデータを無視する。第２のＰＵ（ＰＵ２）のみがそのデータを受信する。
【００５９】
解決策Ａは、データの冗長性を提供するため、より多くの利点を有する。他の２つの解決策（Ｂ及びＣ）の利点は、特定のアプリケーション又はトポロジ等に依存する。
【００６０】
本発明の第１の実施の形態は、図４−３、図４−５、図４−６及び図４−７に示すように、異種の無線ネットワークにおける遠隔ポーリング／制御システムに関する。このシステムは、マスタ−スレーブ原理に基づいて組織化され、ネットワークを介して相互接続された、非対称の複雑性及び疎で非対称のデータ転送要求を有する様々な無線ノードＰＵ、ＳＡ及び／又はＳＰの間のユビキタス通信に適する。本発明では、ネットワーク内のどこかに存在する、例えば、第１の種類の遠隔アクセス可能なノード（ＳＰ）によって検出されたセンサデータをポーリングし（Ｓ１ｂ）、又は第２の種類の遠隔制御可能なノードＳＡによって実行可能な機能を遠隔からアクティブ化し（Ｓ１ｃ）、制御し（Ｓ１ｃ’）、非アクティブ化する（Ｓ１ｃ”）ポーリング及び／又は制御手段として、ＰＵを提供する。これにより、ノード（ＳＡ及びＳＰ）は、ポーリング及び／又は制御手段としてのＰＵによってトリガされる前後は、スタンバイモードにある。
【００６１】
マスタノードとして機能するポーリング及び／又は制御手段であるＰＵは、ＲＦ送受信機（ａＴｘ及びａＲｘ）を含み、図６−１のフローチャートに示すように、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類のリモートスレーブノードＳＰ、ＳＡにウェークアップ信号を送信し（Ｓ０ａ）、スレーブノードＳＰ、ＳＡによって検出される情報をポーリングし（Ｓ０ｂ）、少なくとも１つの第２の種類の遠隔制御可能なスレーブノードＳＡによって実行される機能をトリガする制御情報を送信し（Ｓ０ｃ）、スレーブノードＳＡ、ＳＰからフィードバック情報を受信する（Ｓ０ｄ）。マスタノードＰＵは、少なくとも１つの他のマスタモジュールＰＵ’への無線又は有線通信リンクを提供するブリッジＢに接続できる。
【００６２】
発明に基づき、第１の種類のリモートスレーブノードＳＰは、マスタノードＰＵからスレーブノードＳＰにポーリング要求メッセージを送信する必要性を示すウェークアップ信号を無線で受信する（Ｓ２ａ）受信手段ｐＲｘと、ポーリング要求メッセージを受信すると、マスタノードＰＵ又は状態情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることによりマスタノードＰＵにセンサデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ２ｂ）送信手段（ｐＴｘ）とを備える。
【００６３】
第２の種類の遠隔制御可能なノードＳＡは、マスタノードＰＵからウェークアップ及びリモートコントロール信号を無線で受信する（Ｓ３ａ）受信手段ｐＲｘと、スレーブノードＳＡの動作パラメータ及び／又は環境データを検出する（Ｓ３ｂ）オプションのセンサ素子ＳＳＡ及び／又はプログラミング可能な動作を実行する（Ｓ３ｃ）遠隔制御可能なアクチュエータ素子ＡＳＡと、ノードＳＡ上で実行され、センサ素子ＳＳＡが検出するセンサデータを監視（Ｓ３ｅ）及び収集（Ｓ３ｅ’）し、及び／又はアクチュエータ素子ＡＳＡを制御する（Ｓ３ｅ”）遠隔制御可能なアプリケーションを実行する（Ｓ３ｄ）処理手段と、ウェークアップ及びリモートコントロール信号を受信すると、アプリケーションからマスタノードＰＵに情報を無線で送信する（Ｓ３ｆ）送信手段（ａＴｘ）とを備える。
【００６４】
本発明の更なる実施の形態では、第２の種類ＳＡの遠隔制御可能なスレーブノードは、メッシュトポロジを有するモバイルアドホックネットワーク内で動作し、更なるノードＳＡ’とピアツーピアベースで通信する場合、更なるノードＳＡ’からポーリング要求メッセージを受信すると、マスタノードＰＵ又は状態情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより、更なるノードＳＡ’にデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ３ｇ）送信手段（ｐＴｘ）を備える。メッシュ構造のシナリオでは、ノードＳＡは、アクティブ送信機ａＴｘを用いて、更なるノードＳＡ’と通信でき、更なるノードＳＡ’は、そのパッシブ受信機ｐＲｘ’を用いる。
【００６５】
本発明の一実施の形態では、ネットワークのノードは、用いられるノードの種類、及び自己組織化、アドホック法によるそれぞれの動作シナリオに基づいて、スタートポロジ、メッシュトポロジ又はこれらの組合せにより組織化してもよい。
【００６６】
ＳＰノードは、自ら通信を開始できないのでスタートポロジに配置することしかできない。更に、ＳＰノードは、それらのデータを送信するために、ＰＵを必要とする。ＰＵは、図４−３に示すように、スタートポロジの中心として機能する。ここでは、ＰＵのエーテルがアクティブ送信機（ａＴｘ）によって覆う領域（図４−３の参照符号４３２）を「オーラ」と呼ぶ。ＰＵは、オーラ内でＳＰ又はＳＡから来るＭＢＳ信号だけを復調できる。更に、ウェークアップホイッスルユニットは、ＰＵのオーラ内の機器についてのみ動作する。
【００６７】
本発明では、ＰＵは、定期的に実行される問合せアルゴリズムを用いて、範囲内のＳＰ及びＳＡノードをポーリングする。ＰＵは、応答を求めるために、単一のＳＰを指定してもよく、又はオーラ内の全てのＳＰに包括的に同報通知してもよい。単一のＳＰを指定する場合、要求されたＳＰは、即座に応答し、同報通知する場合、ＳＰ上で実行される分散型非衝突アルゴリズムが、メディアへのアクセスを組織化するように制御しなければならない。第３のオプションとしては、アドレスの一部としてＳＰ種類を符号化することによって共通の特徴を有するＳＰのみ（例えば、温度センサのみ）を指定する手法がある（能力感知）。このアルゴリズムが動作する単純な具体例としては、各ＳＰで、データ送信の前に、異なる待ち時間（タイムアウト）を用いる（図４−４に示すメッセージシーケンス図のタイマＴ１〜Ｔ５参照）手法がある。各ＳＰにおいてこの待ち時間を確実に異ならせるために、固有の内部数（例えば、ネットワークアドレス）を用いてタイムアウトを算出してもよい。
【００６８】
図４−５に示すように、ＳＡノードは、Ａ２Ｐリンクを用いて互いに通信できる。ＳＡは、何らかのデータを送信する前に、ウェークアップ信号を送信し、データを送信すべきノードをアクティブ化する。この手法は、例えば、ボディエリアネットワーク（body area network：ＢＡＮ）シナリオ（図４−５参照）又は他の種類の小型のモバイルネットワーク構成のようにＰＵの存在が保証されていないシナリオに適切である。
【００６９】
より一般的なＷＳＮシナリオは、スタートポロジ及びメッシュトポロジの両方の組合せであり、ここでは、Ａ２Ａリンクを用いて、２つ以上のＰＵを調整し、又はメッシュトポロジを構成するＳＡのグループを、ＰＵを介してネットワークの残りの部分に接続する。また、ＳＡ−ＳＰ通信は、例えば、ＳＰノードがアクチュエータ（スイッチ、ディスプレイ等）である場合又は管理目的のために用いられる。また、ＰＵのブリッジモジュール（Ｂ）を用いることによって、ネットワークを拡張できる（図４−６参照）。
【００７０】
なお、ＳＡ−ＰＵ通信におけるＡ２Ａリンクは、単方向のリンクである。したがって、この種類のリンクを用いるＳＡは、以下のような３つの異なる状態のいずれかにある。
【００７１】
１．ＳＡが１つのＰＵの範囲内にある。ＰＵが既にオーラ４３２のポーリングを行っている場合、ＳＡにとって、１つのＰＵの近傍にあることが既知であり、このＳＡは、そのアクティブ送信機（ａＴｘ）を用いて、通信（例えば、アラーム）を開始し、受信側から確認を要求することができる。この場合、ＰＵは、このＳＡを選択的に起動し、Ａ２Ｐリンクを用いて肯定応答（ＡＣＫ）メッセージをＳＡに送信する（図４−７の１参照）。
【００７２】
２．ＳＡは、１つのＰＵの直接の範囲の外にあるが、他のＳＡを介する幾つかのホップによって、ＰＵに達することができる。ＳＡは、他のノードから受信した近隣の情報に基づき、ＰＵが近くにあるが、そのＰＵから直接データを受信することができないことを知る。このＳＡは、アクティブ送信機を用いて、ＰＵにデータを送信することを試みる。ＰＵがオーラ４３２外のＳＡからデータ及び確認要求を受信すると、ＰＵは、既知のパスを介して、又はそのＳＡへの新たなパスを発見して、マルチホッピングを用いて肯定応答メッセージを送信しようとする（なお、このパスは、ＳＡだけではなく、ＰＵを経由してもよい）。ＳＡがＡＣＫメッセージを受信すると、ＳＡは、そのＰＵに対し、非対称双方向リンクを用いることができる（図４−７の２及び３参照）。
【００７３】
３．ＳＡは、ＰＵの範囲外であり、そのアクティブ送信機を用いない限りＰＵに達することができない（図４−７の４参照）。この場合、通信は、単方向である。ＳＡは、定期的にデータを送信することでき、このデータは、ＰＵによって受信されるが、ＰＵからの受信の成功に関する確認をＳＡのパッシブ受信機側で受け取ることはできない。
【００７４】
本発明は、上述のように、異種のＷＳＮにおいて、遠隔ポーリング／制御システム４３０、４５０、４６０、４７０の少なくとも１つのマスタノードのＰＵが、少なくとも１つのスレーブノードＳＡ又はＳＰを遠隔制御する手法を提供する。マスタノードＰＵは、図６−２のフローチャートに示すように、第１の種類のマスタノードＰＵ又はスレーブノードＳＰによって変調される電磁場を提供する他の任意のノードの範囲内に配設されている遠隔アクセス可能なスレーブノードＳＰによって検出されたデータ又は遠隔アクセス可能なスレーブノードＳＰによって生成及び／又は処理されたデータをポーリングする（Ｓ１ｂ）ためのウェークアップ及び制御信号を送信する（Ｓ１ａ）ステップ及び／又は第２の種類のスレーブノードＳＡによって実行可能な機能を遠隔からアクティブ化し（Ｓ１ｃ）、制御し（Ｓ１ｃ’）、及び／又は非アクティブ化する（Ｓ１ｃ”）ステップを有し、ノードＳＡ、ＳＰは、制御手段ＰＵによって呼び出される前及び後は、スタンバイモードにある。
【００７５】
第１の種類のスレーブノードＳＰは、マスタノードＰＵからスレーブノードＳＰにポーリング要求メッセージを送信する必要性を示すウェークアップ信号を無線で受信し（Ｓ２ａ）、ポーリング要求メッセージを受信すると、マスタノードＰＵ又は情報を表す符号化された信号を有する他の任意のノードが提供する電磁場を変調することにより得られたＲＦ信号を後方拡散させることによりマスタノードＰＵにセンサデータ又は要求された状態情報を無線で送信する（Ｓ２ｂ）（図６−３参照）。
【００７６】
第２の種類のスレーブノードＳＡは、マスタノード（１０９）からデジタル符号化されたポーリング及び／又は制御情報を無線で受信し（Ｓ３ａ）、受信したポーリング及び／又は制御情報のヘッダ内でマスタノードＰＵの有効な識別コードを検出した（Ｓ３ａ’）後、スレーブノードＳＡ上で実行される遠隔制御可能なアプリケーションを実行し（Ｓ３ｄ）、スレーブノードＳＡの動作パラメータ及び／又はスレーブノードＳＡに接続されたセンサ素子ＳＳＡが検出する「状態情報」とも呼ばれる環境データを監視（Ｓ３ｅ）及び収集（Ｓ３ｅ’）し、及び／又はスレーブノードＳＡにより制御可能なアクチュエータ素子ＡＳＡを制御し（Ｓ３ｅ”）、状態情報のデジタル符号化されたバージョンを、マスタノード（ＰＵ）へのフィードバック信号として無線で送信する（Ｓ３ｆ）（図６−４参照）。
【００７７】
第２の種類のスレーブノードＳＡは、マスタノードＰＵの近傍にないときは、更なるノードＳＡ’からウェークアップ及び／又はリモートコントロール信号を受信すると、スレーブノードＳＡ上で実行されるアプリケーションから更なるノードＳＡ’にフィードバック情報を無線で送信する（Ｓ３ｆ）。第２の種類のスレーブノードＳＡは、この他の場合、（マスタノードＰＵの近傍にある場合）マスタノードＰＵからポーリング要求メッセージを受信すると、マスタノードＰＵ又は状態情報を表す符号化された信号を有するネットワーク内の他の任意のノードが提供する電磁場を変調することによって得られたＲＦ信号を後方拡散させることにより、マスタノードＰＵにデータを又は要求された状態情報無線で送信する（Ｓ３ｇ）（図６−４参照）。
【００７８】
本発明では、ＷＳＮのノードは、「リスン・ビフォア・トーク（listen-before-talk）」メカニズムを用いて、物理媒体にアクセスすることができる。妥当な選択肢として、ＣＳＭＡ／ＣＡの簡易型のバージョンを用いてもよい。ＰＵは、より多くのチャンネルの使用を要求するノードであり、これらの機器の間のある種の折衝により、衝突を避けることができる。ＷＳＮでは、異なる通信能力及び要求を有する異なる種類のノードが、同じチャンネルを共有するので、ノードの各種類について個別に解析を行うことがより適当である。
【００７９】
ＳＰは、アクティブ送信機（ａＴｘ）を実装しないので、これらの送信は、ＳＰが通信するために必要なエーテルを提供するＰＵによって管理する必要がある。唯一のメディアアクセス問題は、ＰＵによって、データを送信するために２つ以上のＳＰが必要となる場合に生じる。ＰＵの受信機が複数の後方拡散信号を同時に受信することを回避するために、衝突解決アルゴリズムを用いる。このアルゴリズムは、完全に分散方式で動作する、ＳＰ上で一括して実行してもよく、又はデータ要求を実行するＳＰ及びＰＵにおいて部分的に実行してもよい。
【００８０】
ＳＡは、他のＳＡ又はＰＵと通信するために、媒体にアクセスする必要がある場合がある。他のＳＡと通信する場合、ＳＡは、まず、媒体を確認（listen）する。媒体が空いている場合、ＳＡは、単に、宛先ＳＡを選択し、ウェークアップ信号を送信し、送信すべきデータを送る。媒体が使用中の場合、ＳＡは、しばらく待機した後、再送信を試みる。
【００８１】
ＰＵのオーラ４３２内にＳＡがある場合、ＳＡは、ＰＵと通信する際にＭＢＳリンクを用いることができる。ＭＢＳリンクを用いるデータの送信は、ＳＰノードの場合と同様に行われる。ＳＡがＰＵのオーラ４３２の外にある場合、ＳＡは、他のＳＡノードを介したマルチホッピングを可能にするＡ２Ｐリンクを用いてもよく、又はＰＵへの直接のＡ２Ａリンクを用いてもよい（図４−７参照）。
【００８２】
ＰＵへの直接のＡ２Ａリンクを用いる場合、Ａ２Ａリンクは、ＰＵ側のアクティブ受信機及びＳＡ側のアクティブ送信機が適切に同期され、周波数がチューニングされた場合にのみ動作する。ＰＵノードは、好ましくは、送信を行わない間は、省電力のために、アクティブ受信機をオフにしているため、ＰＵのオーラ４３２の外にあるＳＡは、少なくともＰＵのアクティブ受信機（ａＲｘ）が使用している周波数及びＰＵが再びアクティブ受信機をオンにする時刻を知る必要がある。これは、ＰＵにおいて、ビーコン４８２により、この情報を同報通知することによって実現される。また、より広い領域をカバーするために、各ＳＡによって、例えば、近隣ノードのリストを用いて、このビーコン４８２を再送信してもよい。Ａ２Ａリンクを用いるために、ＳＡは、リスン・ビフォア・トークメカニズム（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ）を用いて、媒体が空いているときだけ、データを送信する。
【００８３】
ＰＵは、ＷＳＮ内で最も完全なノードであり、物理媒体をより集中的に利用するノードでもある。展開されているトポロジに応じて、他のＰＵを有するＡ２Ａリンク、ＳＡからのＡ２Ａリンク、ＳＰ又はＳＡをアクティブ化するＡ２Ｐリンク、パッシブ受信機ＳＰ又はＳＡからくる信号を読み取るためのＭＢＳリンク、ＭＢＳリンクのためのエーテルの提供及びＰＵブリッジモジュール（Ｂ）を用いた長いリンクの最大６つの種類の通信を管理する必要がある。また、ＰＵにおける媒体アクセスは、好ましくは、ＳＡノードで用いられたものと同様のリスン・ビフォア・トークメカニズム（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ）に基づいている。
【００８４】
ＷＳＮにおける各ＰＵは、オーラ４３２内の全てのＳＰ及びＳＡに対するポーリング（問合せ）を行う。このポーリング手続きの間、ＰＵは、そのアクティブ送信機（ａＴｘ）、アクティブ受信機（ａＲｘ）及び電磁場発生器（エーテルプロバイダ）の動作を同期させる必要がある。ＰＵは、ポーリング時間を２つのフェーズ（図４−８参照）に分割する。
【００８５】
１．選択フェーズ（参照符号４８４）：このフェーズでは、ＰＵは、問合せようとするノードのためのウェークアップ信号を生成する。ＰＵは、要求に応答するためにオーラ４３２内の全てのノードを選択してもよく（ブロードキャストウェークアップ）、共通する特徴を共有するノードのグループを選択してもよく（マルチキャストウェークアップ）、又は特定のノードを選択してもよい（ユニキャストウェークアップ）。
【００８６】
２．応答フェーズ（参照符号４８６）：このフェーズの間、ＰＵは、ＳＰ及びＳＡからのデータによって変調される電磁場（エーテル）を生成する。上述のように、ここでは、衝突解決アルゴリズム（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を用いることが好ましい。
【００８７】
問合せるパッシブノードの数が多い場合、ポーリング手続きは、ピアツーピア送信の期間と比べて、比較的長い時間チャンネルを使用する。近傍にある他のＰＵとの衝突を避けるために、ＰＵは、ポーリング期間の最初にビーコン４８２を送信する（図４−８参照）。このビーコンは、特に、ポーリング手続きの期間を他のＰＵに知らせ、オプションとして、周波数／チャンネル占有率を知らせる。ビーコンを受信するＰＵは、少なくともポーリング期間待機した後、媒体へのアクセスを再試行する。また、近傍にあるＰＵノードは、異なる無線周波数を用いることによってメディアを共有してもよいが、このシナリオでは、適切なプロトコルでは、ＳＰ又はＳＡノードに対し、同時に２つの異なるＰＵから問合せを行わないことを保証する必要がある。
【００８８】
混合されたトポロジを実際のシナリオにどのように適用できるかを示すために、ＷＳＮを用いる２つの具体例を以下に説明する。第１の具体例は、「スマートブックシェルフ（smart bookshelf）」４９０であり、ここでは、ＷＳＮを用いて、どの本が本棚にあるかを特定し、更に、本棚内における本の位置に関する何らかの情報を提供する（図４−９参照）。第２の具体例は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）内に展開されているＷＳＮをＢＡＮのユーザの住居に展開されている他のＷＳＮに自動的にリンクする手法を示す（図４−１０参照）。
【００８９】
スマートブックシェルフの具体例では、ユーザは、本棚４９０の周りに、本棚４９０内の本（ＣＤ、ビデオテープ等）に取り付けられたＳＰの位置を特定するための基準点として用いられる数個のＳＡを配設している（図４−９参照）。更に、シナリオの一部には、ＰＵが存在する必要があり、すなわち、ＰＵは、少なくともＰＵのオーラ（エーテル範囲）４３２に本棚４９０が含まれるように、本棚４９０の十分近くに位置している必要がある。ＰＵは、以下のように動作する。
１．まず、ＰＵは、オーラ４３２内の全てのノードをポーリングし、各ノードをそれぞれＳＡ又はＳＰとして特定し、分類する。
２．次に、ＰＵは、付近のＳＰに短距離ウェークアップ信号を送るように要求することによって第１のＳＡを個別にスキャンする。そして、ＰＵは、エーテルを発生し、各ＳＡによって起動された全てのＳＰから後方拡散されたデータを読み取る。
３．ステップ１で検出された全てのＳＡについてこの手続きを繰り返す。
４．データ処理の後にＰＵは、どのＳＰが本棚内にあり、どのＳＡに近いかに関する情報を提供できる。
【００９０】
この手続きにより、システムは、ステップ（１）において本棚上の物体を検出でき、次に、ステップ（２）〜ステップ（４）によって、物体間の近接関係を検出できる。
【００９１】
これに代えて、オブザーバが、希望の媒体が棚にあるか否かのみに興味があり、それ以上に詳細な位置情報を必要としない場合等は、ステップ（１）の実行までで手続きを中止してもよい。
【００９２】
図４−１０に概要を示す問題は、同じＷＳＮの２つの部分であるＷＳＮホームネットワーク４９３と、「持ち出されるＷＳＮ（take-away WSN）」、すなわちＢＡＮ４９４とをどのようにリンクするかという問題である。このリンクは、ユーザがその住居に戻り、ＷＳＮホームネットワーク４９３の幾つかのＳＡ又はＰＵノードに近寄ると自動的に確立される。ネットワーク観点からは、これらの２つのバージョンのＷＳＮの間には、全く違いがない。
【００９３】
本発明が提案する手法の主な利点は、以下のように要約できる。
【００９４】
本発明は、異種のノードクラスを含む無線ネットワーク、特に高密度無線センサネットワークについて、統合されたネットワークトポロジを提供する。本発明により、異なる種類の無線ノード（単純なノード及び／又は複雑なノード、低電力ノード及び／又は中電力ノード）をネットワークに統合できる。更に、本発明は、ネットワーク内での異なる種類のノード及び通信リンクについて、アクティブ及びパッシブの送信機及び受信機を用いる特定の無線技術を提供し、これにより、ネットワーク内の選択されたノードにおける「常時オン」の受信機の原理を用いて、各ノード及びネットワーク全体における無線及びプロトコルの複雑性を緩和する。更に、本発明は、固有のウェークアップシグナリング方式を提供し、必要に応じて複数のノード又は単一のノードを起動し、例えば、アクティブノードにデータを要求し、又はデータをアクティブノードに送信する必要性を示す。
【００９５】
総合的なネットワークトポロジ、異なる通信リンク／特徴に対応するために異なる無線技術を採用する異なるノードクラス、及び固有のウェークアップシグナリング方式（段階的なノード受信機のアクティブ化）により、様々な新たな適用領域（センサネットワークアプリケーションを含む。）において、高密度の異種の無線ネットワークの運用が可能になる。
【００９６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】無線センサネットワークのノード間の異なる種類の通信リンクを示す図である。
【図２】異なる通信ユニット及び能力によって定義される３つの別個のノードの種類を特定し、無線センサネットワークに参加する各ノードにおいてアクティブ化する必要がある通信ユニットを示す図である。
【図３】無線センサネットワーク内のポーリングユニット、及び単純なアクティブ及びパッシブユニット間で交換される異なる種類のデータを示す図である。
【図４−１】変調された後方拡散処理による、単一のポーリングユニット及び１つの単純なパッシブユニットを含む無線センサネットワークにおけるポーリング処理のアクティブ化及び読出フェーズを示す図である。
【図４−２】変調された後方拡散処理による、２つのポーリングユニット及び１つの単純なパッシブユニットを含む無線センサネットワークにおけるポーリング処理のアクティブ化、調整及び読出フェーズを示す図である。
【図４−３】それぞれアクティブ−アクティブ（Ａ２Ａ）通信リンク、アクティブ−パッシブ（Ａ２Ｐ）通信リンク及び変調後方拡散通信リンクを介してポーリングユニットと通信する単純なアクティブノード及びパッシブノードを含むスタートポロジで構成された無線センサネットワークを示す図である。
【図４−４】パッシブノードポーリングの具体例のメッセージシーケンス図である。
【図４−５】互いに通信する様々な単純なアクティブノードを含むメッシュトポロジで構成された無線センサネットワークシナリオを示す図である。
【図４−６】アクティブ−アクティブ（Ａ２Ａ）通信リンク及び非対称通信リンクを介してポーリングユニットと通信し、アクティブ−パッシブ（Ａ２Ｐ）通信リンクを介して様々な単純なパッシブノードと通信する様々な単純なアクティブノードを含むスター／メッシュハイブリッドトポロジで構成された無線センサネットワークを示す図である。
【図４−７】アクティブ−アクティブ（Ａ２Ａ）通信リンク及び非対称通信リンクを介してポーリングユニットと通信する様々な単純なアクティブノードを含むスター／メッシュハイブリッドトポロジで構成された無線センサネットワークを示す図である。
【図４−８】ポーリング手続きのフェーズを示す図である。
【図４−９】無線センサネットワークを用いて、本棚にどの本があるかを特定し、及び本棚内の本の位置に関する情報を提供する「スマートブックシェルフ」シナリオを示す図である。
【図４−１０】ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）スタイル内に構成された第１の無線センサネットワークを、ＢＡＮのユーザの自宅に配設された第２の無線センサネットワークに自動的にリンクする手法を示す図である。
【図５−１】基本的な（適用される全てのノード種類に有効な）ノードアーキテクチャを示すブロック図である。
【図５−２】更なるブロック図である異種ネットワークの間のインタフェースとして機能するゲートウェイ装置としての特徴を備える特別な（ポーリングユニットに有効な）ノードアーキテクチャを示すブロック図である。
【図５−３】センサ及び／又はアクチュエータ素子を備える遠隔制御可能なノードの異なる構成を示す４つのブロック図である。
【図５−４】本発明に基づくポーリングユニットを実現する無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。
【図５−５】本発明に基づく遠隔制御可能な単純なパッシブノードを実現する無線通信ユニットの構成を示す更なるブロック図である。
【図５−６】本発明に基づく遠隔制御可能な単純なアクティブノードを実現する無線通信ユニットの構成を示す更なるブロック図である。
【図５−７】ＩＤ情報及び制御データをアクティブ化及び検出する前に、スタンバイモードにある単純なパッシブノード又は単純なアクティブノードを段階的にアクティブ化する処理のタイミングチャートである。
【図５−８】遠隔制御可能な単純なパッシブノード又は単純なアクティブノードによって実行されるノードアクティブ化、ＩＤ情報及び制御データ検出のステップを示す状態遷移図である。
【図６−１】本発明に基づく異種の無線ネットワーク内の遠隔ポーリング／制御システムの少なくとも１つのマスタノード（ＰＵ）が少なくとも１つのスレーブノード（ＳＡ、ＳＰ）を遠隔制御する処理のフローチャートである。
【図６−２】本発明に基づく異種の無線ネットワーク内の遠隔ポーリング／制御システムの少なくとも１つのマスタノード（ＰＵ）が少なくとも１つのスレーブノード（ＳＡ、ＳＰ）を遠隔制御する処理のフローチャートである。
【図６−３】本発明に基づく異種の無線ネットワーク内の遠隔ポーリング／制御システムの少なくとも１つのマスタノード（ＰＵ）が少なくとも１つのスレーブノード（ＳＡ、ＳＰ）を遠隔制御する処理のフローチャートである。
【図６−４】本発明に基づく異種の無線ネットワーク内の遠隔ポーリング／制御システムの少なくとも１つのマスタノード（ＰＵ）が少なくとも１つのスレーブノード（ＳＡ、ＳＰ）を遠隔制御する処理の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４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図４−６】
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【図４−７】
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【図４−８】
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【図４−９】
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【図４−１０】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図５−５】
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【図５−６】
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【図５−７】
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【図５−８】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【国際調査報告】
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