(57)【要約】【解決手段】送信デバイスは、ワイヤレスネットワークを介して送信されるＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣフレームは、フレーム送信タイプを表示している。ＭＡＣフレームのペイロード部は、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って定義される。ＭＡＣフレームは、ワイヤレスネットワークを介して送信され、表示されたフレーム送信タイプとしてＭＡＣフレームを認識するように規定された受信デバイスによって受信される。受信デバイスは、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように規定されている。ネットワーク探索は、第１の期間中に規定の間隔でＭＡＣフレームを連続的に送信することを含む。その後に、第２の期間、ＭＡＣフレームの送信が停止される。その後、ＭＡＣフレームの送信が再開される。【選択図】図３Ｂ
2013527633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の期間中に規定の間隔で通信フレームを連続的に送信することと、
（ｂ）前記第１の期間の後に、第２の期間、前記通信フレームの送信を停止することと、
（ｃ）前記第２の期間の後に、処理（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）を繰り返すことと、を含むワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項２】
連続する通信フレーム送信の間の前記規定の間隔は、６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内に設定される、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項３】
前記第１の期間の持続時間は１秒である、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項４】
前記第２の期間の持続時間は１秒から２５５秒の範囲内である、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項５】
前記通信フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームである、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項６】
前記ＭＡＣフレームは、ビーコンフレームとしてフォーマットされており、
前記ビーコンフレームは、前記ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルとは別の配送管理プロトコルに従ってフォーマットされたペイロード部を含む、請求項５に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項７】
前記ＭＡＣフレームは、ブロードキャスト・ネットワーク探索（ＢＮＤ）フレームとしてフォーマットされており、
前記ＢＮＤフレームは、前記ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルとは別の配送管理プロトコルに従ってフォーマットされたペイロード部を含む、請求項５に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項８】
前記通信フレームを受信および処理するように、ネットワーク・デバイスを動作させることと、
ネットワークへの参加要求を前記通信フレームの送信元のデバイスに送信することにより前記通信フレームに応答するように、前記ネットワーク・デバイスを動作させることと、をさらに含む、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項９】
前記ネットワーク・デバイスがネットワークに参加することを許可、あるいは前記ネットワーク・デバイスがネットワークに参加することを拒否、するように、前記通信フレームの送信元の前記デバイスを動作させることをさらに含む、請求項８に記載のワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法。
【請求項１０】
配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法であって、
前記ワイヤレスネットワークを介して送信される媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームを生成するように、送信デバイスを動作させることと、前記ＭＡＣフレームの生成は、
フレーム送信タイプを表示するように前記ＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することと、
前記表示されているフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、前記ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することと、を含み、
前記ワイヤレスネットワークを介して、前記生成されたＭＡＣフレームを送信するように、前記送信デバイスを動作させることと、
前記ワイヤレスネットワークを介して、前記ＭＡＣフレームを受信するように、受信デバイスを動作させることと、
前記表示されたフレーム送信タイプとして前記ＭＡＣフレームを認識するように、前記受信デバイスを動作させることと、
前記表示されているフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、前記ＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように、前記受信デバイスを動作させることと、を備える、方法。
【請求項１１】
前記送信デバイスおよび前記受信デバイスの各々は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格および前記配送貴重品管理プロトコルの両方に準拠しており、
前記ＭＡＣフレームの非ペイロード部は、前記ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠するワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定され、
前記ＭＡＣフレームのペイロード部は、前記配送貴重品管理プロトコルに準拠するワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定されている、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１２】
前記フレーム送信タイプは、ビーコンフレーム、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム、データフレーム、コマンドフレーム、および確認応答フレーム、のうちの１つである、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１３】
前記フレーム送信タイプはビーコンフレームであり、このビーコンフレームに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様は、
前記送信デバイスのデバイスタイプの識別情報と、
前記ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプの識別情報と、
後続の通信に使用される代替チャネルの識別情報と、
前記送信デバイスのビーコン間隔期間の指定と、
前記受信デバイスのアソシエーション・タイムアウト時間の指定と、
前記受信デバイスの応答間隔期間の指定と、
前記ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定と、
前記ビーコンフレームのペイロードのデータ部と、
前記ビーコンフレームのペイロードに関連付けられている巡回冗長データの指定と、を含む、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１４】
前記送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項１３に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１５】
前記ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプは、デバイスの日付と時刻、デバイスの識別情報、デバイスの位置、デバイスの速度、およびデバイスの差分全地球測位システム補正、のうちの１つ以上を含む、請求項１３に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１６】
前記送信デバイスのビーコン間隔期間は、連続するビーコン期間の合間を秒数で表す整数値であり、
各ビーコン期間は、前記ビーコンフレーム・タイプのＭＡＣフレームが設定された間隔で連続的に送信される期間の持続時間である、請求項１３に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１７】
前記ビーコン間隔期間は１秒から２５５秒の範囲内であり、
前記ビーコン期間の持続時間は１秒であり、
前記設定間隔は６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内である、請求項１６に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１８】
前記受信デバイスのアソシエーション・タイムアウト時間は、前記受信デバイスが前記送信デバイスのワイヤレスネットワークとのアソシエーションを解除される前に通信することなく経過しなければならないビーコン間隔の数である、請求項１６に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項１９】
前記受信デバイスの応答間隔期間は、前記受信デバイスがそのステータスを前記送信デバイスに伝えることが必要となる前に経過することが許されるビーコン間隔の最大数である、請求項１６に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２０】
前記フレーム送信タイプはブロードキャスト・ネットワーク探索フレームであり、このブロードキャスト・ネットワーク探索フレームに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様は、
前記送信デバイスのデバイスタイプの識別情報と、
前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームとしてのメッセージタイプの識別情報と、
後続の通信に使用される代替チャネルの識別情報と、
前記送信デバイスのブロードキャスト間隔期間の指定と、
前記受信デバイスの応答間隔期間の指定と、
前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプの識別情報と、
前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部と、
前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードに関連付けられている巡回冗長データの指定と、を含む、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２１】
前記送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項２０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２２】
前記送信デバイスのブロードキャスト間隔期間は、連続するブロードキャスト期間の合間を秒数で表す整数値であり、
各ブロードキャスト期間は、前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム・タイプのＭＡＣフレームが設定された間隔で連続的に送信される期間の持続時間である、請求項２０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２３】
前記ブロードキャスト間隔期間は１秒から２５５秒の範囲内であり、
前記ブロードキャスト期間の持続時間は１秒であり、
前記設定間隔は６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内である、請求項２２に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２４】
前記受信デバイスの応答間隔期間は、前記受信デバイスがそのステータスを前記送信デバイスに伝えることが必要となる前に経過することが許されるブロードキャスト間隔の最大数である、請求項２２に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２５】
前記ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプは、デバイスの日付と時刻、デバイスの識別情報、デバイスの位置、デバイスの速度、およびデバイスの差分全地球測位システム補正、のうちの１つ以上を含む、請求項２０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２６】
前記フレーム送信タイプはコマンドフレームであり、このコマンドフレームに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様は、
前記送信デバイスのデバイスタイプの識別情報と、
前記コマンドフレームとしてのメッセージタイプの識別情報と、
前記コマンドフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定と、
前記コマンドフレームで伝えられるコマンドのタイプの識別情報と、
前記コマンドフレームのペイロードのデータ部と、
前記コマンドフレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定と、を含む、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２７】
前記送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項２６に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２８】
前記フレーム送信タイプはデータフレームであり、このデータフレームに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様は、
前記送信デバイスのデバイスタイプの識別情報と、
前記データフレームとしてのメッセージタイプの識別情報と、
前記データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定と、
前記データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータに関連付けられたパケットタイプの識別情報と、
前記データフレームのペイロードのデータ部と、
前記データフレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定と、を含む、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項２９】
前記送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項２８に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項３０】
前記パケットタイプの識別情報は、保存されているデータまたはリアルタイム・データのいずれかとしての、前記データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの識別情報を含む、請求項２８に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項３１】
前記フレーム送信タイプは確認応答フレームであり、この確認応答フレームに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様は、
前記送信デバイスのデバイスタイプの識別情報と、
前記確認応答フレームとしてのメッセージタイプの識別情報と、
前記確認応答フレームの長さの指定と、
成功応答または失敗応答のどちらかとしての確認応答値の指定と、
前記確認応答フレームにより確認される通信のシーケンス番号の識別情報と、
成功応答の場合には当該記確認応答フレームにより確認されるパケット識別子の識別情報、または失敗応答の場合にはエラータイプの識別情報と、
前記送信デバイスのレディ状態の指定と、
処理されたコマンドのシーケンスを示すインクリメント・カウンタ値の指定と、
前記送信デバイスが使用しているスリープタイマー値の指定と、
前記送信デバイスが前記ワイヤレスネットワークを介した通信に使用している現在のネットワークチャネルの識別情報と、
前記確認応答フレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定と、を含む、請求項１０に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項３２】
前記送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項３１に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項３３】
前記送信デバイスのレディ状態の指定は、前記送信デバイスがさらなるデータを受け取る準備ができている場合は０であり、
前記送信デバイスのレディ状態の指定は、前記送信デバイスがさらなるデータを受け取る準備ができるまで遅延させるための０より大きい秒数である、請求項３１に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法。
【請求項３４】
配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイスであって、
ワイヤレス送受信機と、
前記ワイヤレス送受信機と協働して動作することにより、前記配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレス通信の送受信を行うように規定されているプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記ワイヤレスネットワークを介して送信される媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームを生成するように規定されている送信モジュールを有し、
前記ＭＡＣフレームの生成は、フレーム送信タイプを表示するために前記ＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することと、前記表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って前記ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することと、を含み、
前記送信モジュールは、前記ワイヤレスネットワークを介して、前記生成されたＭＡＣフレームを送信するように、前記ワイヤレス送受信機に指示するように規定されており、
前記プロセッサは、さらに、前記ワイヤレスネットワークから前記ワイヤレス送受信機を介して受信したＭＡＣフレームを処理するように規定されている受信モジュールを有し、
前記受信モジュールは、前記受信したＭＡＣフレームのフレーム送信タイプを認識し、前記認識したフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、前記受信したＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように規定されている、デバイス。
【請求項３５】
前記デバイスは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイス、のうちの１つである、請求項３４に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイス。
【請求項３６】
前記プロセッサおよび前記ワイヤレス送受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格と前記配送貴重品管理プロトコルの両方に準拠するように規定されており、
前記ＭＡＣフレームの非ペイロード部は、前記ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定され、
前記ＭＡＣフレームのペイロード部は、前記配送貴重品管理プロトコルに準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定される、請求項３４に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイス。
【請求項３７】
前記フレーム送信タイプは、ビーコンフレーム、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム、データフレーム、コマンドフレーム、確認応答フレーム、のうちの１つである、請求項３４に記載の、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
最近の国際商取引においては、世界を流通する貴重品の追跡および監視を可能にすること、およびそのセキュリティを確保することが、これまでになく重要になってきている。加えて、政府および／または営利団体は、特定の貴重品の現在位置、特定の貴重品のセキュリティ状態を知りたい場合があり、さらには特定の貴重品の輸送行程の正確で信頼できる履歴記録およびそれに対応する輸送中のセキュリティ状態を取得したい場合がある。海上輸送のコンテナは、世界中を移動する貴重品が追跡および監視される多くの例の一つを示す。特定の貴重品に関する情報、例えば、その現在の位置、経由した場所、その経路上の個々の場所にどれほどの期間滞留したのか、その経路においてどのような条件にさらされたのかについては、営利事業体と政府事業体の両方にとって非常に重要な情報となり得る。このため、世界中のあらゆる場所において貴重品を追跡および監視し、輸送中の貴重品の経験に関する情報を収集および伝達し、貴重品のセキュリティを遠隔で監視および制御するためのデバイスが必要とされている。さらには、そのような貴重品の追跡および監視のデバイスにおいて、正確かつ効率的な通信を可能にする通信プロトコルが必要とされている。
【発明の概要】
【０００２】
一実施形態において、ワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法を開示する。この方法は、第１の期間中に規定の間隔で通信フレームを連続的に送信する処理を含む。そして、この方法は、第１の期間の後に、第２の期間、通信フレームの送信を停止する処理を含む。そして、この方法は、第２の期間の後に、第１の期間、規定の間隔で通信フレームを連続的に送信することに戻り、繰り返し続ける。
【０００３】
一実施形態において、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法を開示する。この方法は、ワイヤレスネットワークを介して送信される媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームを生成するように、送信デバイスを動作させることを含む。ＭＡＣフレームの生成は、フレーム送信タイプを表示するために、ＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することを含む。また、ＭＡＣフレームを生成することは、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することも含む。また、この方法は、生成されたＭＡＣフレームを、ワイヤレスネットワークを介して送信するように、送信デバイスを動作させることも含む。この方法では、ワイヤレスネットワークを介してＭＡＣフレームを受信するように、受信デバイスを動作させる。また、この方法は、表示されたフレーム送信タイプとしてＭＡＣフレームを認識するように、受信デバイスを動作させることも含む。また、この方法は、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように、受信デバイスを動作させることも含む。
【０００４】
一実施形態において、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレスネットワークを介してデータ通信するようにデバイスを規定する。このデバイスは、ワイヤレス送受信機と、プロセッサとを備える。プロセッサは、ワイヤレス送受信機と協働して動作することにより、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレス通信の送受信を行うように規定されている。プロセッサは、ワイヤレスネットワークを介して送信されるＭＡＣフレームを生成するように規定されている送信モジュールを有する。ＭＡＣフレームの生成は、フレーム送信タイプを表示するためにＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することを含む。また、ＭＡＣフレームの生成は、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することを含む。また、送信モジュールは、生成されたＭＡＣフレームを、ワイヤレスネットワークを介して送信するように、ワイヤレス送受信機に指示するように規定されている。また、プロセッサは、ワイヤレスネットワークからワイヤレス送受信機を介して受信したＭＡＣフレームを処理するように規定された受信モジュールを有する。受信モジュールは、受信したＭＡＣフレームのフレーム送信タイプを認識するように規定されている。また、受信モジュールは、認識したフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理プロトコルのペイロード仕様に従って、受信したＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように規定されている。
【０００５】
本発明のその他の態様および効果は、本発明を例によって示し添付図面を併用して行なわれる以下の詳細な説明から、より明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、ネットワークのスター型トポロジの例を示す図。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、ネットワークのピアツーピア・トポロジの例を示す図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式のビーコンフレームのタイミング図。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト方式のブロードキャスト・パケットのタイミング図。
【図３Ａ】８０２．１５．４プロトコルの一般的なＭＡＣフレーム・フォーマットを示す図。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのビーコンフレーム構造を示す図。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、様々に異なるタイプの送信デバイスについてのデバイスタイプ・フィールドのデータ値の表を示す図。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による、ビーコンタイプ・フィールド内のＭＳＢ設定とそれに対応する意味の表を示す図。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態により、ビーコンタイプ・フィールドに用いられるビットマスク値と、それに対応する、データ・フィールドにあると考えられるデータタイプの表を示す図。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による、ビーコンタイプ・フィールドのビットマスクの例を示す図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト・ネットワーク探索（ＢＮＤ）フレーム構造を示す図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、メッセージタイプ・フィールドの値とそれに対応するデータの説明の表を示す図。
【図５】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのコマンドフレーム構造を示す図。
【図６】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのデータフレーム構造を示す図。
【図７】本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルの確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）フレーム構造を示す図。
【図８】本発明の一実施形態による、ワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法のフローチャート。
【図９】本発明の一実施形態により、配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに従って、ワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法のフローチャート。
【図１０】本発明の一実施形態により、配送貴重品管理プロトコルに従って、ワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイスを示す図。
【図１１】本発明の一実施形態による、ｍＬＯＣＫのデバイス・アーキテクチャを示す図。
【図１２】本発明の一実施形態による、図１１のｍＬＯＣＫの概略を示す図。
【図１３】本発明の一実施形態による、ｍＬＯＣＫの物理的構成要素を示す図。
【図１４】本発明の一実施形態による、フロントシェル、リアシェル、連動板、およびプッシュ板の、より詳細な拡大図。
【図１５】本発明の一実施形態による、標準的なシャックルとロック機構の構成要素の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の説明では、本発明の理解を与えるため、多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、これらの具体的な詳細の一部または全部がなくても、本発明を実施できることは、当業者には明らかであろう。その他の場合は、本発明を不必要に不明瞭にすることがないように、周知の処理動作については詳細に記載していない。
【０００８】
概要
配送貴重品管理通信（ＤＡＭＣ）プロトコルについて説明する。ＤＡＭＣプロトコルは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（以下、「８０２．１５．４」）準拠の集積回路（ＩＣ）無線機を利用し、十分な計算およびそれに付随する記憶の能力を有する、あらゆるデバイスで基本的に使用することができる。ＤＡＭＣプロトコルは、８０２．１５．４プロトコルの範囲内での実装用に定義される。また、ＤＡＭＣプロトコルは、８０２．１５．４プロトコルの機能を拡張するように定義される。より具体的には、ＤＡＭＣプロトコルは、特有の通信フレーム・ペイロード・フォーマットと、ＤＡＭＣプロトコルに固有の、配送貴重品管理および情報交換のための内容とを含んでいる。さらに、ＤＡＭＣプロトコルは、８０２．１５．４対応機器間で生じる通常の通信プロセスのための８０２．１５．４仕様と矛盾することなく、配送貴重品管理および情報交換を可能にするための８０２．１５．４通信フレームの変更すなわち拡張を規定している。本明細書で記載するＤＡＭＣプロトコルは、読み取りデバイス、ロック・デバイス、タグ・デバイス、ハンドヘルド・デバイスにおいて使用可能であり、または、８０２．１５．４準拠のＩＣ無線機を利用し、十分な計算およびそれに付随する記憶の能力を有する、その他の適切に装備される基本的にあらゆるデバイスで使用することができる。
【０００９】
ＤＡＭＣプロトコルは８０２．１５．４プロトコルの範囲内での実装用に定義されたものであるが、当然のこととして、ＤＡＭＣプロトコルは、すべての実施形態において、８０２．１５．４規格にあらゆる面で厳密に準拠している必要はない。つまり、一部の実施形態では、ＤＡＭＣプロトコルは、８０２．１５．４規格の適当な部分に準拠するデバイスで実施することができる。しかし、一実施形態では、ＤＡＭＣプロトコルは８０２．１５．４規格に完全に準拠するデバイスで実施される。また、ＤＡＭＣプロトコルの実施に密接に関係する８０２．１５．４規格の部分に各デバイスが準拠している限りにおいて、一部のデバイスは他のデバイスよりも多く、または少なく８０２．１５．４規格に準拠するという、いくつかのバリエーションのあるデバイスを含む通信ネットワーク内で、ＤＡＭＣプロトコルを実施することもできる。さらに、８０２．１５．４規格またはその一部に準拠すると断言はされないものの、密接に関係する８０２．１５．４規格の部分と矛盾しないように動作するデバイスで、ＤＡＭＣプロトコルを実施してもよい。説明の都合上、８０２．１５．４ ＩＣ無線機、またはＤＡＭＣプロトコルの実施に関してこれと同等のものを、以下、「適合無線機」と呼ぶ。
【００１０】
輸送コンテナなどの配送貴重品用の物流追跡・監視タグ・デバイスは、配備されている間は、外部電源へのアクセス、またはバッテリを充電する手段を持たない。このため、貴重品追跡タグ・デバイスは、配備時間の９８％超の間その通信システムを無効にし、タグ・デバイスがスリープしたままでいることができる大幅節電の動作モードが必要となる。貴重品追跡タグ・デバイスの利用が複雑なのは、貴重品追跡タグ・デバイス用の通信プロトコルが、通常はその通信受信機を無効にしているタグ・デバイスによる（１秒未満の）速い応答時間を要求するためである。例えば、この種の迅速な応答時間要件があり得るのは、読み取りデバイスを備える計量所および入口ゲートにおいて、「車で通過する」タグ・デバイスが読み取りデバイスによって読み取られる際に、車両速度が高い場合である。また、物流ネットワークは、多くの数のタグ・デバイスを保持することができ、例えば、輸送ターミナルまたは物流センターのアクティブ・ネットワークでは、１，０００から１０，０００台のタグ・デバイスを保持することができる。このような適用例では、データの報告は比較的低頻度であり、ネットワーク・トラフィック、電力管理、およびセキュリティを扱うためのネットワーク管理が必要である。
【００１１】
本明細書に記載のＤＡＭＣプロトコルは、適合無線機を利用するタグ・デバイスの適応的ネットワーク管理のための方法およびシステムを規定する。ＤＡＭＣプロトコルは、特に、データ報告頻度、電力管理、無線チャネル利用、およびネットワーク保守のための命令を提供するラジオビーコン、ブロードキャスト、コマンド、データ、および確認応答のフレームのペイロードの、明確に定義された仕様を用いて、実装される。ＤＡＭＣプロトコルによると、受信機のデューティ比を１％から２％に維持しながら、タグ・デバイスは、低レイテンシ応答時間で動作することが可能である。さらに、不要なタグ・デバイスによる送信を排除し、複数の無線チャネル間でネットワーク・トラフィックをバランス調整することにより、また、タグ・デバイスの動作モードを調整するためにネットワークへの到着と離脱を確認することにより、電力管理が最適化される。
【００１２】
本明細書で用いる場合の「タグ・デバイス」という用語は、当然のことながら、適応無線機を利用するように構成され、ＤＡＭＣプロトコルを実行するために十分な計算およびそれに付随する記憶の能力を有し、ＤＡＭＣプロトコルを実行するように規定されたデバイスを指している。また、説明の目的で、「読み取りデバイス」という用語は、本明細書では、通信ネットワークに接続され、ＤＡＭＣプロトコルに従ってタグ・デバイスに情報を送信し、タグ・デバイスから情報を受信するように規定された、あらゆるタイプの通信デバイスを指すために用いられる。
【００１３】
ネットワーク物理層
ＤＡＭＣプロトコルは、任意の数のタグ・デバイスと読み取りデバイスを含むことができるワイヤレス通信ネットワーク内で使用するように規定される。ワイヤレス通信ネットワークの物理層には、タグ・デバイスと読み取りデバイスの両方の適合無線機が含まれる。本明細書に記載のＤＡＭＣプロトコルは、通常、タグ・デバイスと読み取りデバイスの適合無線機の間で伝送される通信パケットのペイロード部を通して実装されるように規定される。
【００１４】
適合無線機は、低電力動作用に設計されたものである。例えば、一実施形態において、適合無線機のＩＣは１．８Ｖ（ボルト）コアを採用している。また、適応無線機では、１つのコマンドを用いて、発振器を停止させ、電力を削減し、構成（設定）データを保存することができる。多くの実施形態において、適合無線機は、複数のメーカから低コストで容易に入手できるシステムオンチップ設計のものとして規定される。加えて、適合無線機の通信プロトコルは、ネットワーク・ビーコン間の動作のスリープモードをサポートしており、ネットワーク・ビーコン周波数はユーザによる制御が可能である。また、ネットワーク・ビーコンは、ウェイク・サイクルを有している。一部の実施形態では、適合無線機は、準拠性テストされた、ハードウェア実装によるＡＥＳ １２８（高度暗号化標準１２８）暗号化の形で、統合セキュリティを含むことができる。
【００１５】
適合無線機は、２．４０５ＧＨｚ（ギガヘルツ）から２．４８３ＧＨｚの周波数範囲をカバーする無線周波数のＩＳＭ（産業、科学、医療）バンドの範囲内で、国際的に受け入れられる。一実施形態では、２．４０５ＧＨｚから２．４８３ＧＨｚの間に１６の使用可能なチャネルがある。そして、各チャネルは、２５０，０００ビット／秒のデータレートをサポートしている。また、一実施形態では、８６０ＭＨｚおよび９１６ＭＨｚの無線周波数オプションは、ＤＡＭＣプロトコルを伴う使用から除外される。また、適合無線機は、ＤＡＭＣプロトコルの実施を補うチャネル競合解消のキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）法を実装する。ＣＳＭＡ法では、ホールドオフを最大１０ｍｓ（ミリ秒）とすることができる。また、適合無線機ネットワークでは、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ‐Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：４位相偏移変調）と共にＤＳＳＳ（直接シーケンス・スペクトラム拡散）変調を利用することができる。さらに、適合無線機は反射環境においてうまく機能する。
【００１６】
一実施形態において、ネットワーク内のタグ・デバイスは、約１０ｄＢｍの送信電力（１ミリワット（ｍＷ）を基準にする、測定電力のデシベル（ｄＢ）での電力比）を有する。しかし、当然のことながら、ネットワーク内のタグ・デバイスは、１０ｄＢｍより大きいまたは小さい送信電力を有していてもよい。また、ネットワーク内の読み取りデバイスは、地域の規制ごとに、読み取り機によって異なる送信電力を持つことができる。一実施形態において、３６０度の視野（ＦＯＶ）を持ち、海抜約３０ｍ（メートル）の位置にある固定の（移動不可能な）読み取りデバイスは、１ｋｍ（キロメートル）から３ｋｍに及ぶレンジを持つことができる。しかし、当然のことながら、ネットワーク内の読み取りデバイスは、目的が実質的に異なり得るし、それに応じてレンジも異なり得る。例えば、レーンまたは出口の読み取りデバイスは、指向性を持ち、制御された形で、その動作要件に応じて３ｍから１００ｍに及ぶレンジを持つように作動させることができる。
【００１７】
ネットワーク内における、タグ・デバイスのスリープ状態からの典型的な応答時間は、約１秒である。しかし、当然のことながら、個々のタグ・デバイスの構成およびシステムに応じて、スリープ状態からの応答時間は、１秒よりも長い、または短いこともあり得る。また、ネットワーク通信においては、最大サイズのパケット長を約４ｍｓで伝送することができる。そして、完全な双方向通信トランザクション、すなわち、最大サイズのパケット長の送信とＡＣＫ（確認応答）の返信を、７ｍｓ未満で行うことができる。しかし、当然のことながら、ネットワークの状態、およびリアルタイム・ネットワーク通信に影響を及ぼし得るその他の要因によって、ネットワーク内での伝送時間は上記の４ｍｓおよび７ｍｓの値から変動することがある。
【００１８】
さらに、ＤＡＭＣプロトコルは、所与の読み取りデバイスと通信するタグ・デバイスの数を制御するためのネットワーク管理を提供する。一実施形態において、ＤＡＭＣプロトコルのネットワーク管理機能は、所与の読み取りデバイスに対するタグ・デバイスの密度のアプリケーション・ベースの管理を提供する。例えば、ＤＡＭＣプロトコルを用いてビーコン間隔およびレポート間隔などネットワーク管理機能を設定することと、ＣＳＭＡおよび高い伝送速度という適合無線機の機能との組み合わせにより、１つの場所（位置）で１つの読み取りデバイスにより何万台ものタグ・デバイスを扱うことが可能である。
【００１９】
ネットワーク・トポロジ
適合無線機間で通信するワイヤレス通信ネットワークは、とりわけ、ピアツーピア・トポロジ（すなわち、ポイントツーポイント・トポロジ）、スター型トポロジ（すなわち、ポイントツーマルチポイント・トポロジ）、リピータ構成（トラック通信の場合）、およびこれらの任意の組み合わせを含むことができる。図１Ａは、本発明の一実施形態による、ネットワークのスター型トポロジの例を図示している。図１Ｂは、本発明の一実施形態による、ネットワークのピアツーピア・トポロジの例を図示している。ネットワークにおいて、基本的にあらゆる方法でタグ・デバイスを配備展開することができる。一実施形態では、タグ・デバイスは、配送貴重品の追跡および管理を可能にするために、配送貴重品上に配備展開される。例えば、タグ・デバイスは、世界中で輸送コンテナの追跡および監視を可能にするために、各々の輸送コンテナに取り付けることができる。
【００２０】
一実施形態において、輸送コンテナなどの移動貴重品に固定されるタグ・デバイスは、タグ・トーク・ラスト（ＴＴＬ：Ｔａｇ Ｔａｌｋ Ｌａｓｔ）手続きに従って動作するように規定され、この場合、タグ・デバイスは、その送信機をアクティブにする前に読み取りデバイスによる送信信号（例えば、ブロードキャスト・コマンドまたはネットワーク・ビーコン）を検出する必要がある。ＴＴＬ手続きでは、読み取りデバイスがブロードキャスト・コマンドまたはネットワーク・ビーコンを発しない限り、タグ・デバイスがネットワーク通信を開始することはない。例えば、ＴＴＬ手続きでは、タグ・デバイスは、所定のネットワーク内の読み取りデバイスから送信信号を受信しなければ、その所定のネットワークに参加しようと試みることはない。しかし、ＴＴＬ手続きでは、タグ・デバイスが一旦ネットワークに参加すると、そのタグ・デバイスは、何らかの用途および／または目的で、ネットワーク内で一方的に送信信号を発することができる。例えば、所定のネットワークに既に参加しているタグ・デバイスは、低レイテンシ・アラーム（重要なアラーム）、出口（出口通過ポストを通過する移動）、入口（入口通過ポストを通過する移動）などに関して、ネットワーク内で一方的に送信信号を発することができる。また、ＴＴＬ手続でのタグ・デバイスとローカル読み取りデバイスとの間の正常な通信は、ローカル読み取りデバイスが接続されている通信ネットワーク上でのタグ・デバイスのローカル認証を伴う。
【００２１】
ＤＡＭＣネットワーク探索
ＤＡＭＣプロトコルでは、レンジ内において、タグ・デバイスがネットワークを探索し、ネットワークと通信するための２つの方法を有している。第１の方法は、ビーコン・ネットワーク探索および通信によるものである、第２の方法は、ブロードキャスト・ネットワーク探索および通信によるものである。
【００２２】
ＤＡＭＣビーコン・ネットワーク探索
ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式に従って、ネットワーク探索のための動作をするビーコン・ベースのネットワークは、一般的に、長距離・読み取りデバイスに使用される。ビーコン・ベースのネットワークは、多くのデバイスを含むことができ、持続的ネットワーク接続をサポートすることができる。また、ビーコン・ベースのネットワークは、複数の用途のために混合タイプのデータ接続を提供する。例えば、ビーコン・ベースのネットワークは、数あるタイプの用途の中でも、（タグから読み取り機への）データのアップロード、複数の暗号化方式、タグ認証、およびネットワーク・アクセス制御に使用することができる。さらに、ビーコン・ベースのネットワークは、チャネル割り当てとＴＤＭＡ（時分割多元接続）とによりネットワーク負荷分散を提供し、タグ・デバイスごとに割り当てられる異なるタイムスロットに信号を分割することにより、複数のタグ・デバイスが同じ周波数チャネルを共有することができる。
【００２３】
ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式は、適合無線ビーコンフレーム（例えば、後述のようなビーコン形式のＭＡＣフレーム）を利用し、そのビーコンフレームのビーコン・ペイロード部を通してＤＡＭＣプロトコルを実現する。ビーコン方式では、適合無線ビーコンフレームは、適合無線仕様に従って処理される。しかし、ビーコンフレーム内のＤＡＭＣプロトコル・ペイロードは、ＤＡＭＣプロトコルに従って、ネットワーク・デバイスにより処理され、この場合のネットワーク・デバイスは、ＤＡＭＣプロトコルを実行するように規定／プログラムされている。
【００２４】
一実施形態では、適合無線ビーコンフレーム送信において通常は使用可能である保証付きタイム・スロット（ＧＴＳ）は、ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式では許可されていない。また、一実施形態では、適合無線ビーコンフレーム送信において通常は使用可能であるショートアドレスの割り当ては、ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式では許可されていない。従って、この実施形態では、タグ・デバイスは、ショートアドレスなしで動作可能でなければならない。
【００２５】
ビーコン方式において、ネットワーク・アクセスは、アソシエーション要求とアソシエーション応答とにより制御される。ビーコン方式では、読み取りデバイスの動作は、適切であれば、タグ・デバイスへのネットワーク・アクセスを拒否するように規定される。また、ビーコン方式では、タグ・デバイスが読み取りデバイスとの通信によりネットワークに参加する場合の認証データおよび暗号鍵の管理と交換を規定している。さらに、アソシエーション要求の一部として、タグと読み取りデバイスとの間で電力モードおよびデバイス動作モードを交換することもできる。タグ・デバイスが読み取りデバイスを通してネットワークにアソシエートされると、読み取りデバイスは、ピアツーピアで、いつでも自由にタグ・デバイスに命令することができる。
【００２６】
ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式ではビーコン・タイミング法を実施し、これにより、タグ・デバイスは、ＤＡＭＣプロトコル・ペイロードがその中に埋め込まれている受信した適合無線ビーコンフレームを認識することが可能である。ＤＡＭＣプロトコル・ペイロードをその中に持つビーコンフレームの受信を認識すると、タグ・デバイスは、これに応えて、そのビーコンフレームの送信元であるネットワークに参加しようと試みるように規定されている。
【００２７】
図２Ａは、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのビーコン方式のビーコンフレームのタイミング図を示している。ＤＡＭＣプロトコルによると、ビーコンフレームは読み取りデバイスから周期的に発せられ、これにより、読み取りデバイスのレンジ内に存在し得るタグ・デバイスに対して、ネットワークが利用可能であることがアナウンスされる。ＤＡＭＣプロトコルの一実施形態では、ビーコンフレームは、ネットワーク内の適応無線機の呼出チャネル１５、１７、２１、および２３に伝送される。しかし、当然のことながら、ビーコンフレームのＤＡＭＣプロトコル・ペイロードは、後に続く通信のために貴重品（すなわち、タグ・デバイス）を代替チャネルへリダイレクトするように規定することができる。一実施形態では、代替チャネルへの貴重品のリダイレクトは、リアルタイムのネットワーク負荷状況に基づいて実行される。
【００２８】
図２Ａの図において、時間軸２０３に沿って間隔をおいた各垂直線２０１は、ネットワーク内の読み取りデバイスからのビーコンフレーム送信を表している。ＤＡＭＣプロトコルに従って、ビーコン期間は、多くのビーコンフレームが規定の間隔で連続的に送信される期間として定義される。図２Ａの実施形態では、ビーコン期間２０５は、その間に、ビーコンフレームが、６ｍｓから１９ｍｓの範囲内で規定することができる間隔で連続的に送信される１秒の期間として定義される。ＤＡＭＣプロトコルは、さらに、ビーコン期間の合間に、ネットワーク・アソシエーションおよびデータ伝送が発生することが可能な期間であるドウェル時間を指定する。図２Ａの実施形態では、ドウェル時間２０７は、１ｓから２５５ｓに及ぶ範囲内で規定することができる。
【００２９】
タグ・デバイスは、その電源を持続するため、所定の時間間隔で、スリープ状態から短時間、復帰するように規定することができ、これにより、タグ・デバイスは、レンジ内の発信源すなわち読み取りデバイスからの送信信号を受信することが可能である。例えば、タグ・デバイスは、毎秒、そのうちの２０ｍｓの間、復帰するように規定することができる。タグ・デバイスは、復帰している間、レンジ内の読み取りデバイスからの送信信号を待って受信するように動作する。当然のことながら、タグ・デバイスが読み取りデバイスの伝送レンジを通過する間に、タグ・デバイスが復帰状態にあって、読み取りデバイスからのビーコンフレーム送信を受信する可能性が十分であるように、ＤＡＭＣプロトコルのビーコン送信スケジュール（すなわち、ビーコン期間、ビーコンフレーム間隔、およびドウェル時間の組み合わせ）が規定される。
【００３０】
タグ・デバイスがビーコンフレームを受信すると、タグ・デバイスは、受信したビーコンフレームに関連付けられているネットワークに既に接続されているか否かを判断する。つまり、タグ・デバイスは、ビーコンフレームの送信に関与している読み取りデバイスが接続されているネットワークに既に接続されているかどうか判断する。ビーコンを送信している読み取りデバイスのネットワークに、タグ・デバイスが既に接続されている場合、タグ・デバイスは、そのネットワークに接続されたままとなり、受信したビーコンフレームのＤＡＭＣプロトコル・ペイロード内で与えられた命令を実行する。ビーコンを送信している読み取りデバイスのネットワークに、タグ・デバイスがまだ接続されていない場合、タグ・デバイスは、ビーコンを送信している読み取りデバイスとの通信を通じて、そのネットワークに参加しようと試みる。ＤＡＭＣプロトコルでは、タグ・デバイスは、ビーコンを送信している読み取りデバイスは、その送信位置での動作を認可されているものとみなす。
【００３１】
タグ・デバイスがビーコンのネットワークに接続されていて、指定された時間、ビーコンフレームを受信しない場合、タグ・デバイスは、ビーコンのネットワークから切断されたものと仮定して動作することができる。また、タグ・デバイスは、ビーコンのネットワークに接続されたら、受信したビーコン・フレームに対する応答をどのような頻度で送るべきかについて指示を受けることができる。一実施形態では、ビーコンフレームに対するタグ・デバイスの応答は、タグ・デバイスがビーコンフレームを受信する頻度に基づいている。当然のことながら、受信したビーコンフレームのＤＡＭＣプロトコル・ペイロードの命令を処理するためにタグ・デバイスにより消費される電力は、受信したビーコンフレームに対する応答を送信する際にタグ・デバイスにより消費される電力に比べて非常に小さい。このため、タグ・デバイスは、特定の数のビーコンフレームを受信した後にのみ、受信したビーコンフレームに対する応答を送信するように指示されることがある。例えば、タグ・デバイスは、ビーコンのネットワークに接続されたら、１００個のビーコンフレームを受信するまでは、受信したビーコンフレームに対する応答を控えるように指示されることがある。
【００３２】
ＤＡＭＣブロードキャスト・ネットワーク探索
ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト方式に従って、ネットワーク探索のための動作をするブロードキャスト・ベースのネットワークは、主として、短距離・読み取りデバイスおよび高速通信において使用することが意図されている。例えば、ブロードキャスト・ベースのネットワークは、数ある中でも、ゲート読み取り機、計量所読み取り機、レーン読み取り機などの読み取りデバイスを含むことができる。一適用例では、ブロードキャスト・ベースのネットワークは、タグ・デバイスから短距離・読み取りデバイスへのタグ・ステータス・データの高速通信に使用される。一実施形態において、ブロードキャスト方式により返されるタグ・デバイスのステータス・データは、通常、暗号化されておらず、デフォルト・ステータス・パケットを含んでいる。しかし、一部の実施形態では、ブロードキャスト方式は、送信データの暗号化をサポートすることができる。一実施形態では、１秒から１時間の接続時間を持つ通過読み取りデバイスにおいて、ブロードキャスト方式を効率的に利用することができる。また、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト方式では、タグ・デバイスと読み取りデバイスとの間に暗黙の長期的関係はない。
【００３３】
ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト方式は、ブロードキャスト・タイミング法を実施し、これにより、タグ・デバイスは、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト・ペイロードが埋め込まれている、受信した適合無線ブロードキャスト・パケットを認識することが可能である。ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト・ペイロードをその中に持つブロードキャスト・パケットの受信を認識したら、これに応えてタグ・デバイスは、そのブロードキャスト・パケットに応答するように規定されている。
【００３４】
図２Ｂは、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト方式のブロードキャスト・パケットのタイミング図を示している。ＤＡＭＣプロトコルによると、ブロードキャスト・パケットは読み取りデバイスから周期的に発せられ、これにより、読み取りデバイスのレンジ内に存在するかもしれないタグ・デバイスに対して、ネットワークが利用可能であることがアナウンスされる。ＤＡＭＣプロトコルの一実施形態では、ブロードキャスト・パケットは、ネットワーク内の適応無線機の呼出チャネル１５、１７、２１、および２３に伝送される。しかし、当然のことながら、ブロードキャスト・パケットのＤＡＭＣプロトコル・ペイロードは、後に続く通信のために貴重品（すなわち、タグ・デバイス）を代替チャネルへリダイレクトするように規定することができる。一実施形態では、代替チャネルへの貴重品のリダイレクトは、リアルタイムのネットワーク負荷状況に基づいて実行される。
【００３５】
図２Ｂの図において、時間軸４０３に沿って間隔をおいた各垂直線４０１は、ネットワーク内の読み取りデバイスからのブロードキャスト・パケット送信を表している。ＤＡＭＣプロトコルに従って、ブロードキャスト期間は、多くのブロードキャスト・パケットが規定の間隔で連続的に送信される期間と定義される。図２Ｂの実施形態では、ブロードキャスト期間４０５は、その間に、ブロードキャスト・パケットが、６ｍｓから１９ｍｓの範囲内で規定することができる間隔で連続的に送信される、１秒の期間として定義される。ＤＡＭＣプロトコルは、さらに、ブロードキャスト・パケットの合間に、ネットワーク・アソシエーションおよびデータ伝送が発生することが可能な期間であるドウェル時間を指定する。図２Ｂの実施形態では、ドウェル時間４０７は、１ｓから２５５ｓに及ぶ範囲内で規定することができる。
【００３６】
当然のことながら、タグ・デバイスが読み取りデバイスの伝送レンジを通過する間に、タグ・デバイスがウェイク状態にあって、読み取りデバイスからのブロードキャスト・パケット送信を受信する可能性が十分であるように、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト・パケット送信スケジュール（すなわち、ブロードキャスト期間、ブロードキャスト・パケット間隔、およびドウェル時間の組み合わせ）が規定される。
【００３７】
媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレーム
ＤＡＭＣプロトコルは、８０２．１５．４プロトコルの範囲内で実現され、適合無線機を備えたデバイス間における通信に使用されるＭＡＣフレーム・フォーマットを含んでいる。図３Ａは、８０２．１５．４プロトコルの一般的なＭＡＣフレーム・フォーマットを示している。ＭＡＣフレームは、ＭＡＣヘッダ（ＭＨＲ）部２０１、ＭＡＣペイロード部２０３、およびＭＡＣフッタ（ＭＦＲ）部２０５を含んでいる。
【００３８】
ＭＨＲ２０１は、フレーム・タイプ、アドレス指定フィールド、およびその他の制御フラグを規定するための情報が入るフレーム制御フィールド（ＦＣＦ）２０７を含んでいる。８０２．１５．４プロトコルでは、ＦＣＦ２０７内で指定されるフレーム・タイプは、ビーコンフレーム、データフレーム、確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）フレーム、コマンドフレーム、または他のタイプのフレームの、いずれかとすることができる。しかし、注目すべきことは、ＤＡＭＣプロトコルでは、さらにブロードキャストフレーム・タイプを含むように、８０２．１５．４プロトコルを拡張していることである。ＦＣＦ２０７は、フレームを送信しているデバイスが後続のフレームで送信する受信デバイス宛のさらなるデータを有しているか否かを示すフラグを含んでいる。また、ＦＣＦ２０７は、データフレームまたはコマンドフレームのいずれかの受信時に受信デバイスからの確認応答が必要であるか否かを示すフラグを含んでいる。また、ＦＣＦ２０７は、フレームの宛先および送信元のアドレス指定モードに関する他のデータを含んでいる。
【００３９】
ＭＨＲ２０１は、さらに、フレームのシーケンス識別子を指定する情報が入るシーケンス番号フィールド２０９を含んでいる。ビーコンフレームの場合には、シーケンス番号フィールド２０９は、ビーコン・シーケンス番号を指定する。データフレーム、確認応答フレーム、コマンドフレーム、ブロードキャストフレームのいずれかの場合には、シーケンス番号フィールド２０９は、与えられる確認応答フレームをそれに対応するデータフレーム、コマンドフレーム、またはブロードキャストフレームと照合するために使用されるデータ・シーケンス番号を指定する。
【００４０】
ＭＨＲ２０１は、さらに、フレーム宛先およびフレーム送信元のアドレスを指定するアドレス指定フィールド２１１を含んでいる。フレーム宛先アドレスは、フレームの予定受信者のパーソナルエリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の識別子として、および／または予定受信者自体の識別子として、指定することができる。フレーム送信元アドレスは、フレームの発信元のパーソナルエリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の識別子として、および／または発信元自体の識別子として、指定することができる。ＭＨＲ２０１は、さらに、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３を含んでおり、これは、フレームをどのように保護するか、どのようなキーイング情報がセキュリティ方式により必要とされるか、など、セキュリティ処理に必要な情報を指定する。
【００４１】
フレームのＭＡＣペイロード部２０３は、ＦＣＦ２０７において指定されるフレーム・タイプに特有の情報を含んでいる。そして、ＤＡＭＣプロトコルでは、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルの要件に従ってフォーマットされている、指定されたフレーム・タイプのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。従って、ＦＣＦ２０７においてビーコンフレーム・タイプが指定されていると、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・ビーコンフレーム用のフォーマットのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。ＦＣＦ２０７においてブロードキャストフレーム・タイプが指定されていると、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャストフレーム用のフォーマットのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。ＦＣＦ２０７においてデータフレーム・タイプが指定されていると、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・データフレーム用のフォーマットのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。ＦＣＦ２０７においてコマンドフレーム・タイプが指定されていると、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレーム用のフォーマットのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。そして、ＦＣＦ２０７において確認応答フレーム・タイプが指定されていると、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・確認応答フレーム用のフォーマットのＤＡＭＣプロトコルに特有の情報を含んでいる。
【００４２】
ＭＡＣフレームのＭＦＲ部２０５は、フレームチェック・シーケンス（ＦＣＳ）データを含んでいる。一実施形態では、ＦＣＳデータは、２バイトの長さであって、１６ビット ＩＴＵ‐Ｔ ＣＲＣ値（１６ビット国際電気通信連合・電気通信標準化部門・巡回冗長検査値）が入る。一実施形態において、ＦＣＳは、ＭＡＣフレームのＭＨＲ２０１およびＭＡＣペイロード部２０３について計算される。
【００４３】
ＤＡＭＣプロトコル・ビーコンフレーム
図３Ｂは、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのビーコンフレーム構造を示している。ＤＡＭＣプロトコル・ビーコンフレーム構造は、次のフィールドを含んでいる。
・ＦＣＦ ２０７
・シーケンス番号フィールド２０９
・アドレス・フィールド２１１
・補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３
・以下のものを含むＭＡＣペイロード部２０３
・スーパーフレーム仕様フィールド３０９
・ＧＴＳ（保証付きタイムスロット）フィールド３１１
・ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３
・ＦＣＳを含むＭＦＲ ２０５
【００４４】
ＦＣＦ２０７、シーケンス番号フィールド２０９、アドレス・フィールド２１１、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３、およびＭＦＲ２０５は、上記でＭＡＣフレーム構造に関して述べたものと同じである。しかし、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに特有のフォーマットのデータを含んでいる。具体的には、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されるＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３を含んでいる。ビーコンフレームのＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３の前に、スーパーフレーム仕様フィールド３０９とＧＴＳフィールド３１１とを含んでいる。ＤＡＭＣプロトコルでは、保証付きタイムスロットの使用を許可していない。このため、ＧＴＳフィールド３１１は、非ＧＴＳを示すように設定される。また、ＤＡＭＣプロトコルでは、ビーコンフレームでのショートアドレスの割り当ての使用を許可していない。このため、タグ・デバイスは、ショートアドレスの割り当てなしで動作することが可能でなければならない。
【００４５】
ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３は、ネットワーク管理およびタグ・デバイスの利用を容易にするため、情報、命令、およびデータを提供するいくつかのフィールドに区分されている。タグ・デバイスおよび読み取りデバイスは、ビーコンフレームによって伝達されるＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロードを解析し、解釈するように規定されている。当然のこととして、ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３は、８０２．１５．４プロトコルの外で規定される。
【００４６】
ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード構造３１３は、次のフィールドを含んでいる。
・デバイスタイプ・フィールド３１７
・ビーコンタイプ・フィールド３１９
・代替チャネル・フィールド３２１
・ビーコン間隔フィールド３２３
・アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５
・応答間隔フィールド３２７
・データ長フィールド３２９
・データ・フィールド３３１
・ＣＲＣ（巡回冗長検査）フィールド３３３
【００４７】
デバイスタイプ・フィールド３１７は、ビーコンフレーム送信デバイスのデバイスタイプを識別するデータを含んでいる。図３Ｃは、本発明の一実施形態による、様々に異なるタイプの送信デバイスについてのデバイスタイプ・フィールド３１７のデータ値の表を示している。一実施形態において、タグ・デバイスは、特定のデバイスタイプとのインタラクションをログ記録するように動作することができる。また、ＤＡＭＣプロトコルのデバイスタイプ・フィールド３１７で使用可能なデータ値および対応するデバイスタイプ・カテゴリは、図３Ｃに示すように、ＤＡＭＣプロトコルの拡張、および他のデバイスタイプまたはネットワークタイプとの相互運用を可能にしている。
【００４８】
ビーコンタイプ・フィールド３１９は、ビーコンフレーム送信で示すビーコンのタイプを識別するデータを含んでいる。一実施形態では、２５５種類までの異なるビーコンタイプが存在し得る。ビーコンタイプ・フィールド３１９のビーコンタイプ指定に基づいて、タグ・デバイスは、ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード・データ（データ・フィールド３３１）をどのようにして復号化すべきかについて知ることになる。一実施形態において、ビーコンタイプ、およびデータ・フィールド３３１内のデータの復号化方法を識別するために、ビーコンタイプ・フィールド３１９の最上位ビット（ＭＳＢ）が使用される。図３Ｄは、本発明の一実施形態による、ビーコンタイプ・フィールド３１９内のＭＳＢ設定とそれに対応する意味の表を示している。
【００４９】
図３Ｄに示すように、ＭＳＢが０ｘ００である場合は、データ・フィールド３３１は空であると見なされることになる。ＭＳＢが０ｘ８０である場合は、ビーコンタイプ・フィールド３１９の残りの７ビットが、データ・フィールド３３１内に存在するデータのタイプ、そしてそれに対応して、データ・フィールド３３１内のデータをタグ・デバイスにより如何にして解析および処理すべきかを示す、ビットマスクとして解釈されることになる。図３Ｅは、本発明の一実施形態により、ビーコンタイプ・フィールド３１９に用いられるビットマスク値と、それらに対応して、データ・フィールド３３１にあるとみなされるデータタイプの表を示している。
【００５０】
図３Ｆは、本発明の一実施形態による、ビーコンタイプ・フィールド３１９のビットマスクの例を示している。この例では、ビーコンタイプ・フィールド３１９に値０ｘ８３が入っている。ＭＳＢ値０ｘ８０は、ビーコンタイプ・フィールド３１９の残りの７ビットがビットマスクと解釈されるべきであることを示している。そして、そのビットマスクは、ビットマスク順にビット値０ｘ０１と０ｘ０２とを含んでおり、これは、データ・フィールド３３１が、ビットマスクの順に、読み取り機の日付および時刻（ビット値０ｘ０１に相当）と、読み取り機の識別情報（ビット値０ｘ０２に相当）とを含んでいることを示している。図３Ｆの実施形態では、読み取り機の日付および時刻のデータを指定するのに７バイトが使用されており、読み取り機の識別データを指定するのに２０バイトが使用されている。
【００５１】
再び図３Ｂを参照して、代替チャネル・フィールド３２１は、ネットワーク・アソシエーションのためにタグ・デバイスにより使用されるべき代替無線チャネルを識別するために用いられる。一実施形態において、代替チャネル・フィールド３２１のサイズは１バイトである。この実施形態では、代替チャネル・フィールド３２１のＭＳＢは、タグ・デバイスによる代替チャネルの使用が強制であるか否かを示すために用いられ、例えば、０は非強制を示し、１は強制を示している。指定された代替チャネルが、ビーコンフレームを受信した現在のチャネルと異なる場合、タグ・デバイスは、ネットワーク・アソシエーション要求の送信と、それに続く読み取りデバイスへのデータ送信に、指定された代替チャネルを使用するように規定される。一実施形態において、可能な代替チャネル値には、１１から２６が含まれる。代替チャネル・フィールド３２１での代替チャネル指定が使用可能であることによって、当然のことながら、より長時間のデータ通信の伝送を非呼出チャネルで行うようにタグ・デバイスを誘導し、これにより、呼出チャネルを解放して、ビーコンを送信する読み取りデバイスのレンジ内でより多くのタグ・デバイスとの接触を可能にしている。
【００５２】
ビーコン間隔フィールド３２３は、ＤＡＭＣプロトコルのドウェル時間、すなわち各ビーコン期間の合間の時間を秒で表す整数値を指定するために使用される。一実施形態において、ビーコン間隔フィールド３２３のサイズは１バイトである。ビーコン間隔フィールド３２３の値０は、ビーコンフレームがドウェル時間なしで連続的に送信されることを示している。ビーコン間隔フィールド３２３の値１〜２５５は、その秒数でドウェル時間が定義されることを示している。例えば、ビーコン間隔フィールド３２３の値６０は、６０秒のドウェル時間を示している。一実施形態では、長距離・読み取りデバイス（８００〜１，０００メートルのレンジ）についてのドウェル時間は６０秒である。また、一実施形態では、短距離・読み取りデバイス（５０〜１００メートル）についてのドウェル時間は１５秒である。しかし、当然のことながら、上記実施形態におけるドウェル時間は単なる例として提示されている。ドウェル時間は、個々のネットワーク状況に応じて、１から２５５秒の適当な値に設定することができる。
【００５３】
アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５は、タグ・デバイスがビーコンのネットワークとのアソシエーションを解除されるために、タグ・デバイスが不在でなければならない、ビーコン間隔フィールド３２３で指定されるビーコン間隔の整数値を指定するために使用される。タグ・デバイスは、もはやビーコンのネットワークのレンジ内には居ないことで、ビーコンのネットワークとのアソシエーションを解除されることにより、動作モードをより適切なモードに自由に変更することができるようになる。一実施形態において、アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５のサイズは１バイトである。アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値０は、タグ・デバイスをビーコンのネットワークからタイムアウトさせてはならない、すなわちアソシエーションを解除してはならないことを示している。アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値１〜２５５は、タイムアウト時間を設定するためのドウェル時間への乗数である。例えば、アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値１０は、ビーコン間隔フィールド３２３の値が６０の場合、タグ・デバイスが、連続する６００秒（１０＊６０秒）以内にビーコンを受信しなければ、そのビーコンのネットワークとのアソシエーションを解除すべきであることを示している。一実施形態では、長距離・読み取りデバイスについて、アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値１０が用いられる。また、一実施形態では、短距離・読み取りデバイスについて、アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値４が用いられる。しかし、当然のことながら、上記実施形態におけるアソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値は、単なる例として提示されるものである。アソシエーション・タイムアウト・フィールド３２５の値は、個々のネットワーク状況に応じて、１から２５５の適当な値に設定することができる。
【００５４】
応答間隔フィールド３２７は、ネットワークへの接続を維持するために、タグ・デバイスがそのステータスを読み取りデバイスに伝えることが必要となるまで持続することができる、ビーコン間隔フィールド３２３で指定されるビーコン間隔の整数値を指定するために使用される。タグ・デバイスは、応答間隔フィールド３２７の値によって、ネットワーク指定の間隔で、タグ・デバイスのステータス・データで応答することにより、電力消費を削減することが可能である。また、応答間隔フィールド３２７の値は、タグ・デバイスのネットワーク・アソシエーションのタイミングに基づいて、ネットワーク上のデータ・トラフィックをランダム化し、分散させるのに役立つ。一実施形態において、応答間隔フィールド３２７のサイズは１バイトである。応答間隔フィールド３２７の値０は、タグ・デバイスが、応答を読み取りデバイスにより最初に要求／指示されることなく、読み取りデバイスに応答してはならないことを示している。応答間隔フィールド３２７の値１〜２５５は、要求なしでのタグ・デバイスの応答の間隔を設定するためのドウェル時間への乗数である。例えば、応答間隔フィールド３２７の値３０は、ビーコン間隔フィールド３２３の値が６０の場合、タグ・デバイスが、その最近のステータス通信から１８００秒（３０×６０秒）以内に、要求なしでそのステータスを読み取りデバイスに提供すべきであることを示している。
【００５５】
データ長フィールド３２９は、データ・フィールド３３１に入るデータとＣＲＣフィールド３３３に入るデータの両方の長さをバイト数で指定している。データ・フィールド３３１は、ビーコンタイプ・フィールド３１９内に提供されるデータタイプ表示に対応するデータを含んでいる。本発明の一実施形態による、データ・フィールド３３１のデータの様々なタイプの例を図３Ｅに示している。ＣＲＣフィールド３３３は、ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３のデータに関連付けられたＣＲＣデータ値を含んでいる。一実施形態において、ＣＲＣデータは、ＣＲＣ ＣＣＩＴＴ（０ｘｆｆｆｆ）など業界標準ＣＲＣ仕様に従って計算される。ＤＡＭＣプロトコル・ビーコン・ペイロード３１３に固有のＣＲＣデータを用いることは、当然のことながら、ビーコンフレームに関連付けられた８０２．１５．４エラー検出、すなわちＭＦＲ２０５を強化するのに役に立つ。
【００５６】
ＤＡＭＣブロードキャストフレーム
図４Ａは、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのブロードキャスト・ネットワーク探索（ＢＮＤ）フレーム構造を示している。ＤＡＭＣプロトコルＢＮＤフレーム構造は、次のフィールドを含んでいる。
・ＦＣＦ２０７
・シーケンス番号フィールド２０９
・以下のものを含むアドレス・フィールド２１１
・宛先ＰＡＮ ＩＤ（パーソナルエリア・ネットワーク識別子）５０５
・ブロードキャスト・ショートアドレス（０ｘＦＦ ０ｘＦＦの）５０７
・送信元アドレス・フィールド５０９
・補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３
・以下のものを含むＭＡＣペイロード部２０３
・ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード５１３
・ＦＣＳを含むＭＦＲ２０５
【００５７】
ＦＣＦ２０７、シーケンス番号フィールド２０９、アドレス・フィールド２１１、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３、およびＭＦＲ２０５は、上述のＭＡＣフレーム構造からのものである。アドレス・フィールド２１１は、宛先ＰＡＮ ＩＤフィールド５０５、ブロードキャスト・ショートアドレス・フィールド５０７、および送信元アドレス・フィールド５０９を含んでいる。宛先ＰＡＤ ＩＤフィールド５０５は、ＢＮＤフレームの予定受信者の固有のＰＡＮ識別子を指定するために使用される。ブロードキャスト・ショートアドレス・フィールド５０７は、宛先デバイスの短縮したアドレスを指定するために使用される。送信元アドレス・フィールド５０９は、フレーム発信元のＰＡＮ識別子および／またはフレーム発信元の識別子を指定するために使用される。ＢＮＤフレームのＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに特有のフォーマットでデータを含んでいる。具体的には、ＢＮＤフレームのＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されるＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード５１３を含んでいる。
【００５８】
ブロードキャスト・ペイロード５１３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されており、ネットワーク管理およびタグ・デバイスの利用を容易にするため、情報、命令、およびデータを提供するいくつかのフィールドに区分されている。タグ・デバイスおよび読み取りデバイスは、ＢＮＤフレームによって伝達されるＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロードを解析し、解釈するように規定されている。ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード構造５１３は、次のフィールドを含んでいる。
・デバイスタイプ・フィールド５１９
・メッセージタイプ（０ｘｆｆ）フィールド５２１
・代替チャネル・フィールド５２３
・ブロードキャスト間隔フィールド５２５
・応答間隔フィールド５２７
・オプション・フィールド５２９
・データ・フィールド５３１
・ＣＲＣ（巡回冗長検査）フィールド５３３
【００５９】
デバイスタイプ・フィールド５１９は、ブロードキャスト・パケット送信デバイスのデバイスタイプを識別するデータを含んでいる。ビーコンのネットワーク内の様々な異なるタイプの送信デバイスに関する図３Ｃに示すデバイスタイプのデータ値は、同様にブロードキャスト・ネットワーク内の様々な異なるタイプの送信デバイスに適用可能である。一実施形態において、タグ・デバイスは、特定のデバイスタイプとのインタラクションをログ記録するように動作することができる。また、ＤＡＭＣプロトコルのデバイスタイプ・フィールド５１９で使用可能なデータ値および対応するデバイスタイプ・カテゴリは、図３Ｃに示すように、ＤＡＭＣプロトコルの拡張、および他のデバイスタイプまたはネットワークタイプとの相互運用を可能にしている。
【００６０】
メッセージタイプ・フィールド５２１は、ブロードキャスト・パケット内にどのようなタイプのメッセージが、すなわち、どのようなタイプのデータが含まれているかをタグ・デバイスに対して特定する。図４Ｂは、本発明の一実施形態による、メッセージタイプ・フィールド５２１の値とそれに対応するデータの説明の表を示している。図４Ｂの実施形態において、ブロードキャスト・パケットは、数あるデータタイプの中でも、コマンドデータ、一般データ、確認応答ステータス（ＡＣＫまたはＮＡＫ）を伝えることができる。また、ブロードキャスト・パケットは、メッセージタイプ・フィールド５２１において値０ｘＦＦを指定することにより、ブロードキャスト・ネットワーク探索に使用することができる。
【００６１】
代替チャネル・フィールド５２３は、ネットワーク・アソシエーションのためにタグ・デバイスにより使用されるべき代替無線チャネルを識別するために用いられる。一実施形態において、代替チャネル・フィールド５２３のサイズは１バイトである。この実施形態では、代替チャネル・フィールド５２３のＭＳＢは、タグ・デバイスによる代替チャネルの使用が強制であるか否かを示すために用いられ、例えば、０は非強制を示し、１は強制を示している。指定された代替チャネルが、ブロードキャスト・パケットを受信した現在のチャネルと異なる場合、タグ・デバイスは、ネットワーク・アソシエーション要求の送信と、それに続く読み取りデバイスへのデータ送信に、指定された代替チャネルを使用するように規定される。一実施形態において、可能な代替チャネル値には、１１から２６が含まれる。代替チャネル・フィールド５２３での代替チャネル指定が使用可能であることによって、当然のことながら、より長時間のデータ通信の伝送を非呼出チャネルで行うようにタグ・デバイスを誘導し、これにより、呼出チャネルを解放して、ブロードキャストを送信する読み取りデバイスのレンジ内でより多くのタグ・デバイスとの接触を可能にしている。
【００６２】
ブロードキャスト間隔フィールド５２５は、ＤＡＭＣプロトコルのドウェル時間、すなわち各ブロードキャスト期間の合間の時間を秒で表す整数値を指定するために使用される。一実施形態において、ブロードキャスト間隔フィールド５２５のサイズは１バイトである。ブロードキャスト間隔フィールド５２５の値０は、ブロードキャスト・パケットがドウェル時間なしで連続的に送信されることを示している。ブロードキャスト間隔フィールド５２５の値１〜２５５は、その秒数でドウェル時間が定義されることを示している。例えば、ブロードキャスト間隔フィールド５２５の値６０は、６０秒のドウェル時間を示している。一実施形態では、長距離・読み取りデバイス（８００〜１，０００メートルのレンジ）についてのドウェル時間は６０秒である。また、一実施形態では、短距離・読み取りデバイス（５０〜１００メートル）についてのドウェル時間は１５秒である。しかし、当然のことながら、上記実施形態におけるドウェル時間は単なる例として提示されるものである。ドウェル時間は、個々のネットワーク状況に応じて、１から２５５秒の適当な値に設定することができる。
【００６３】
応答間隔フィールド５２７は、ネットワークへの接続を維持するために、タグ・デバイスが、そのステータスを読み取りデバイスに伝えることが必要となるまで持続することができる、ブロードキャスト間隔フィールド５２５で指定されるブロードキャスト間隔の整数値を指定するために使用される。タグ・デバイスは、応答間隔フィールド５２７の値によって、ネットワーク指定の間隔で、タグ・デバイスのステータス・データで応答することにより、電力消費を削減することが可能である。また、応答間隔フィールド５２７の値は、タグ・デバイスのネットワーク・アソシエーションのタイミングに基づいて、ネットワーク上のデータ・トラフィックをランダム化し、分散させるのに役立つ。一実施形態において、応答間隔フィールド５２７のサイズは１バイトである。応答間隔フィールド５２７の値０は、タグ・デバイスが、応答を読み取りデバイスにより最初に要求／指示されることなく、読み取りデバイスに応答してはならないことを示している。応答間隔フィールド５２７の値１〜２５５は、要求なしでのタグ・デバイスの応答の間隔を設定するためのドウェル時間への乗数である。例えば、応答間隔フィールド５２７の値３０は、ブロードキャスト間隔フィールド５２５の値が６０の場合、タグ・デバイスが、その最近のステータス通信から１８００秒（３０×６０秒）以内に、要求なしでそのステータスを読み取りデバイスに提供すべきであることを示している。
【００６４】
オプション・フィールド５２９は、ＢＮＤフレーム送信のデータ・フィールド５３１にあるオプションデータ・フィールドのタイプを識別するデータ値を含んでいる。一実施形態において、データ・フィールド５３１には、２５５種類までの異なるタイプのオプションデータ・フィールドが存在することが可能である。オプション・フィールド５２９のデータタイプ指定に基づいて、タグ・デバイスは、ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード・データ（データ・フィールド５３１）をどのようにして復号化すべきかについて知ることになる。一実施形態において、データ・フィールド５３１内のデータのタイプおよびデータの復号化方法を識別するために、オプション・フィールド５２９の最上位ビット（ＭＳＢ）が使用される。ビーコン方式と同様に、図３Ｄは、本発明の一実施形態による、オプション・フィールド５２９内のＭＳＢ設定とそれに対応する意味の表を示している。
【００６５】
図３Ｄに示すように、ＭＳＢが０ｘ００である場合は、データ・フィールド５３１は空であると見なされることになる。ＭＳＢが０ｘ８０である場合は、オプション・フィールド５２９の残りの７ビットが、データ・フィールド５３１内に存在するデータのタイプ、そしてそれに対応して、データ・フィールド５３１内のデータをタグ・デバイスにより如何にして解析および処理すべきかを示す、ビットマスクとして解釈されることになる。ビーコン方式と同様に、図３Ｅは、本発明の一実施形態により、オプション・フィールド５２９に用いられるビットマスク値と、それらに対応して、データ・フィールド５３１にあるとみなされるデータタイプの表を示している。
【００６６】
データ・フィールド５３１は、オプション・フィールド３１９内に提供されるデータタイプ表示に対応するデータを含んでいる。本発明の一実施形態により、ブロードキャスト方式で送信することができる、データ・フィールド５３１のデータの様々なタイプの例を、ビーコン方式と同様に図３Ｅに示している。ＣＲＣフィールド５３３は、ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード５１３のデータに関連付けられたＣＲＣデータ値を含んでいる。一実施形態において、ＣＲＣデータは、ＣＲＣ ＣＣＩＴＴ（０ｘｆｆｆｆ）など業界標準ＣＲＣ仕様に従って計算される。ＤＡＭＣプロトコル・ブロードキャスト・ペイロード５１３に固有のＣＲＣデータを用いることは、当然のことながら、ＭＡＣフレームに関連付けられた８０２．１５．４エラー検出を強化するのに役に立つ。
【００６７】
タグ・デバイスが、ＢＮＤフレームの受信と処理を通してブロードキャスト・ネットワークを見つけると、タグ・デバイスは、いくつかの追加のタイプの通信を、ブロードキャスト・ネットワークを介して受け取ることができる。これらの追加のタイプの通信には、とりわけ、コマンド、データ、および確認応答が含まれる。これらの追加のタイプの通信は、ビーコンのネットワークを介して、それぞれ、ＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレーム、ＤＡＭＣプロトコル・データフレーム、およびＤＡＭＣプロトコル確認応答フレームで伝送される。
【００６８】
ＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレーム
図５は、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのコマンドフレーム構造を示している。ＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレーム構造は、次のフィールドを含んでいる。
・ＦＣＦ２０７
・シーケンス番号フィールド２０９
・以下のものを含むアドレス・フィールド２１１
・宛先ＰＡＮ ＩＤ（パーソナルエリア・ネットワーク識別子）５０５
・宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１
・送信元アドレス・フィールド５０９
・補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３
・以下のものを含むＭＡＣペイロード部２０３
・ＤＡＭＣコマンド・ペイロード５５３
・ＦＣＳを含むＭＦＲ２０５
【００６９】
ＦＣＦ２０７、シーケンス番号フィールド２０９、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３、およびＭＦＲ２０５は、上述のＭＡＣフレーム構造に関するものと同じである。ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに特有のフォーマットでデータを含んでいる。具体的には、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されるＤＡＭＣプロトコル・コマンド・ペイロード５５３を含んでいる。
【００７０】
ＤＡＭＣプロトコル・コマンド・ペイロード５５３は、ネットワーク管理およびタグ・デバイスの利用を容易にするため、情報、命令、およびデータを提供するいくつかのフィールドに区分されている。タグ・デバイスおよび読み取りデバイスは、ＭＡＣフレームによって伝達されるＤＡＭＣプロトコル・コマンド・ペイロード５５３を解析し、解釈するように規定されている。
【００７１】
ＤＡＭＣプロトコル・コマンド・ペイロード５５３構造は、次のフィールドを含んでいる。
・デバイスタイプ・フィールド５１９
・メッセージタイプ・フィールド５２１（０に等しく設定される）
・コマンド長フィールド５６１
・コマンド識別子（ＩＤ）フィールド５６３（２バイト）
・コマンドデータ・フィールド５６５
・ＣＲＣ／ＭＩＣ（メッセージ完全性符号）フィールド５６７
【００７２】
デバイスタイプ・フィールド５１９は、ＤＡＭＣプロトコル・コマンドを送信しているデバイスのタイプを特定している。メッセージタイプ・フィールド５２１は、このＭＡＣフレームがコマンドフレームであることを示すため、０に等しく設定される。コマンド長フィールド５６１は、当該コマンドフレーム内にあるコマンドデータの長さ、すなわち何バイトであるかを指定する。コマンドＩＤフィールド５６３は、当該コマンドフレームにより伝達されるコマンドのタイプを指定する。一実施形態では、６５５３６の異なるコマンド識別子が可能である。コマンドデータ・フィールド５６５は、コマンドＩＤフィールド５６３で識別されるコマンドのためのデータを含んでいる。ＣＲＣ／ＭＩＣフィールド５６７は、暗号化が有効でない場合にはＣＲＣデータを含み、暗号化が有効である場合には８バイトＭＩＣを含んでいる。
【００７３】
一実施形態において、ピアツーピア・ネットワークトポロジなどの場合に、読み取りデバイスは、ＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレームによって、関連する遠隔の貴重品すなわちタグ・デバイスに命令を与えることができる。この実施形態では、ＢＮＤフレームのブロードキャスト・ショートアドレス（０ｘＦＦ ０ｘＦＦ）５０７は、宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１内の対象の遠隔の貴重品すなわち対象のタグ・デバイスのロングアドレスで置き換えられる。ブロードキャスト・ネットワーク探索では、１つのコマンドを発行することができ、または、指定された時間、遠隔の貴重品のタグ・デバイスがアクティブのままでいるべきであることを表示することができる。遠隔のタグ・デバイスは、読み取りデバイスとの命令の動作を完了するため、一定の時間、アクティブなままでいることが可能である。一部の例では、遠隔の貴重品のタグ・デバイスは、ＢＮＤフレームに示される代替無線チャネルに一時的に切り替えることができる。
【００７４】
ＤＡＭＣプロトコル・データフレーム
図６は、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルのデータフレーム構造を示している。ＤＡＭＣプロトコル・データフレーム構造は、次のフィールドを含んでいる。
・ＦＣＦ２０７
・シーケンス番号フィールド２０９
・以下のものを含むアドレス・フィールド２１１
・宛先ＰＡＮ ＩＤ（パーソナルエリア・ネットワーク識別子）５０５
・宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１
・送信元アドレス・フィールド５０９
・補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３
・以下のものを含むＭＡＣペイロード部２０３
・ＤＡＭＣプロトコル・データ・ペイロード６０１
・ＦＣＳを含むＭＦＲ２０５
【００７５】
ＦＣＦ２０７、シーケンス番号フィールド２０９、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３、およびＭＦＲ２０５は、上述のＭＡＣフレーム構造に関するものと同じである。宛先ＰＡＮ ＩＤフィールド５０５、宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１、および送信元アドレス・フィールド５０９は、上述の図５のＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレームに関するものと同じである。ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに特有のフォーマットでデータを含んでいる。具体的には、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されるＤＡＭＣプロトコル・データ・ペイロード６０１を含んでいる。
【００７６】
ＤＡＭＣプロトコル・データ・ペイロード６０１は、ネットワーク管理およびタグ・デバイスの利用を容易にするため、情報、命令、およびデータを提供するいくつかのフィールドに区分されている。タグ・デバイスおよび読み取りデバイスは、ＭＡＣフレームによって伝達されるＤＡＭＣプロトコル・データ・ペイロード６０１を解析し、解釈するように規定されている。
【００７７】
ＤＡＭＣプロトコル・データ・ペイロード６０１構造は、次のフィールドを含んでいる。
・デバイスタイプ・フィールド５１９
・メッセージタイプ・フィールド５２１（１に等しく設定される）
・データ長フィールド６０３
・パケット識別子（ＩＤ）フィールド６０５（２バイト）
・データ・フィールド６０７
・ＣＲＣ／ＭＩＣフィールド５６７
【００７８】
デバイスタイプ・フィールド５１９は、ＤＡＭＣプロトコル・データを送信しているデバイスのタイプを特定している。メッセージタイプ・フィールド５２１は、このＭＡＣフレームがＤＡＭＣプロトコル・データフレームであることを示すため、１に等しく設定される。データ長フィールド６０３は、当該データフレーム内のデータは何バイトであるかを指定する。パケットＩＤフィールド６０５は２バイトを含んでいる。パケットＩＤフィールド６０５の第１バイトのＭＳＢは、含まれているデータが保存されたデータすなわち非リアルタイム・データであるか否かを指定するために、予約されている。一実施形態において、ＭＳＢの値１は、保存データを指定し、０のＭＳＢは、リアルタイム・データを指定している。パケットＩＤフィールド６０５の２バイトによって、３２７６８までの異なるパケット識別子を定義することが可能である。データ・フィールド６０７は、パケットＩＤフィールド６０５に対応するデータを含んでいる。ＣＲＣ／ＭＩＣフィールド５６７は、暗号化が有効でない場合にはＣＲＣデータを含み、暗号化が有効である場合には８バイトＭＩＣを含んでいる。一実施形態において、ＤＡＭＣプロトコル・データフレームによって伝達される商業上の機密データは、暗号化により保護されることがあり、この保護はトリップごとに行われてもよい。
【００７９】
ＤＡＭＣプロトコル・データフレームは、とりわけ、次のデータタイプのいずれかを伝達するために使用することができる。
・タグ・デバイスを介して監視される遠隔の貴重品のヘルス＆ステータス・データ
・タグ・デバイスがＧＰＳ受信機を備える場合は、追跡およびＧＰＳデータ
・タグ・デバイスの技術データ（バッテリ・ステータス、タイマーなど）
・トリップのためのタグ・デバイスのパラメータおよびコミッショニング・データ
・位置および読み取り機の名前を含む、ログ記録された読み取り機データ
・タグ・デバイスの“通過読み取り”の際の時間タグ付き保存データおよびリアルタイム・データ
【００８０】
ＤＡＭＣプロトコル確認応答フレーム
図７は、本発明の一実施形態による、ＤＡＭＣプロトコルの確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）フレーム構造を示している。ＡＣＫという用語は、エラーなしの確認応答を指している。ＮＡＫという用語は、エラーありの確認応答を指している。ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫフレーム構造は、次のフィールドを含んでいる。
・ＦＣＦ２０７
・シーケンス番号フィールド２０９
・以下のものを含むアドレス・フィールド２１１
・宛先ＰＡＮ ＩＤ（パーソナルエリア・ネットワーク識別子）５０５
・宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１
・送信元アドレス・フィールド５０９
・補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３
・以下のものを含むＭＡＣペイロード部２０３
・ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫペイロード７０１
・ＦＣＳを含むＭＦＲ２０５
【００８１】
ＦＣＦ２０７、シーケンス番号フィールド２０９、補助セキュリティ・ヘッダ・フィールド２１３、およびＭＦＲ２０５は、上述のＭＡＣフレーム構造に関するものと同じである。宛先ＰＡＮ ＩＤフィールド５０５、宛先８バイトＩＥＥＥ ＭＡＣアドレス・フィールド５５１、および送信元アドレス・フィールド５０９は、上述の図５のＤＡＭＣプロトコル・コマンドフレームに関するものと同じである。ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに特有のフォーマットでデータを含んでいる。具体的には、ＭＡＣペイロード部２０３は、ＤＡＭＣプロトコルに従って定義されるＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫペイロード７０１を含んでいる。
【００８２】
ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫペイロード７０１は、ネットワーク管理およびタグ・デバイスの利用を容易にするため、情報、命令、およびデータを提供するいくつかのフィールドに区分されている。タグ・デバイスおよび読み取りデバイスは、ＭＡＣフレームによって伝達されるＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫペイロード７０１を解析し、解釈するように規定されている。
【００８３】
ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫペイロード７０１構造は、次のフィールドを含んでいる。
・デバイスタイプ・フィールド５１９
・メッセージタイプ・フィールド５２１（２に等しく設定される）
・ＡＣＫ長フィールド７０３
・ＡＣＫ値フィールド７０５
・シーケンス番号フィールド７０７
・パケットＩＤフィールド７０９
・レディ・フィールド７１１
・コマンドカウント・フィールド７１３
・ウェイクタイマー・フィールド７１５
・ネットワークチャネル・フィールド７１７
・ＣＲＣ／Ｍ１Ｃフィールド５６７
【００８４】
デバイスタイプ・フィールド５１９は、ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫフレームを送信しているデバイスのタイプを特定している。メッセージタイプ・フィールド５２１は、このＭＡＣフレームがＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫフレームであることを示すため、２に等しく設定される。ＡＣＫ長フィールド７０３は、ＡＣＫ／ＮＡＫフレーム・ペイロード７０１の長さをバイト数で指定する。ＡＣＫ値フィールド７０５は、ＡＣＫ／ＮＡＫフレームがＡＣＫ（成功応答）を表すか、ＮＡＫ（失敗応答）を表すかを指定する。一実施形態において、ＡＣＫ値フィールド７０５の値０ｘ０２はＡＣＫを示し、ＡＣＫ値フィールド７０５の値０ｘ００はＮＡＫを示している。
【００８５】
シーケンス番号フィールド７０７は、確認応答されている受信フレームのシーケンス番号を指定する。受信フレームのシーケンス番号は、受信フレームのシーケンス番号フィールド２０９で伝送される。ＡＣＫ値フィールド７０５でＡＣＫを指定する場合、パケットＩＤフィールド７０９は、確認応答されているパケットの識別子を指定する。ＡＣＫ値フィールド７０５でＮＡＫを指定する場合、パケットＩＤフィールド７０９は、エラータイプを指定する。レディ・フィールド７１１は、確認応答しているデバイスがさらなるデータを受け取る準備ができているかどうかを指定する。一実施形態において、レディ・フィールド７１１の値０は、確認応答しているデバイスがさらなるデータを受け取る準備ができていることを指定している。レディ・フィールド７１１の０以外の値は、確認応答しているデバイスによりさらなるデータの受信の前に要求される遅延の秒数を指定している。
【００８６】
コマンドカウント・フィールド７１３は、処理されたコマンドのシーケンス番号を示すインクリメント・カウンタの値を指定する。ウェイクタイマー・フィールド７１５は、送信デバイスが使用しているスリープタイマーの値を指定する。ネットワークチャネル・フィールド７１７は、送信デバイスがデータ転送に使用している現在のネットワークチャネルを指定する。ＣＲＣ／ＭＩＣフィールド５６７は、暗号化が有効でない場合にはＣＲＣデータを含み、暗号化が有効である場合には８バイトＭＩＣを含んでいる。ＤＡＭＣプロトコル・ＮＡＫ／ＡＣＫフレームは、やはりセキュリティ向上のために暗号化することが可能である。
【００８７】
上述のように、ＤＡＭＣプロトコル・ＮＡＫ／ＡＣＫフレームは、ネットワーク通信フレームの受信の確認に加えて、コマンドカウント、スリープ・パラメータ、アクティブなネットワークチャネル、およびフロー制御情報を伝達するために使用することができる。また、ＮＡＫの場合には、ＤＡＭＣプロトコル・ＡＣＫ／ＮＡＫフレームは、伝送に失敗したときのエラー状態を送信者に返すために使用することができる。例えば、エラー状態は、数ある中でも、ＣＲＣエラー、暗号化エラー、コマンドエラーを含み得る。送信デバイスは、特定されたエラー状態に対して、所定の方法で応答するように規定することができる。例えば、送信デバイスは、ＣＲＣエラーが特定されたことに応えて、失敗した伝送の再送を直ちに行うように規定することができる。送信デバイスは、暗号化エラーが特定されたことに応えて、失敗した伝送の再送を停止するように規定することができる。送信デバイスは、コマンドエラーが特定されたことに応えて、対象のデバイスがレンジ外にあるか、コマンドデータの欠損があると考えて、失敗した伝送の再送を停止するように規定することができる。
【００８８】
ＤＡＭＣプロトコル暗号化
ＤＡＭＣプロトコルでは、リンクレベルの通信のパケット暗号化はオプションである。また、ネットワークは、商業上の機密データの保護を可能とするように、ＤＡＭＣプロトコルを用いて非暗号化と暗号化の両方のモードで同時に動作することができる。ＤＡＭＣプロトコル・フレーム（ビーコン、ＢＮＤ、コマンド、データ、または確認応答）が暗号化される場合は、フレーム制御フィールド（ＦＣＦ）２０７の暗号化ビットが暗号化を示すように設定される。暗号化されたＤＡＭＣプロトコル・フレームは、ＭＡＣペイロード２０３の初めに５バイトのナンスを含んでいる。ナンスのフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定されている。ＤＡＭＣプロトコルでは、暗号鍵は、暗黙（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）または明確（ｅｘｐｌｉｃｉｔ）とすることができる（８０２．１５．４鍵モードは、０、１、２、または３とすることができる）。当然のことながら、暗号鍵の管理は、ネットワーク・アソシエーション・プロセスにおいて行われる。
【００８９】
単純なＩＥＥＥ８０２．１５．４暗号化方式には、いくつかの弱点がある。例えば、８０２．１５．４では、ＡＣＫ／ＮＡＫフレームはアドレス指定も暗号化もされていない。これによって、標準的な８０２．１５．４通信は、通信伝達の再試行を妨げることができる「中間者」攻撃を受けやすい状態のままにされる。また、８０２．１５．４では、偽造ＡＣＫが後に続くバースト雑音を用いることにより、悪意を持ってメッセージを取り消すことができる。さらに、８０２．１５．４集積回路は、アクセス制御リスト用の限られた空間をサポートしている。このため、複数の暗号化方式および鍵は、ＡＰＩ管理を必要とする。また、ノードごとに別々のナンスを使用しなければならないことは、パワーダウン時にリスクとなる。さらに、パワーダウン時にアクセス制御リストの状態が失われることによって、ネットワークの切断に至る可能性がある。また、単純な８０２．１５．４暗号化は、「ブラインド」ナンス（nonce）を使用しているため、ナンス列がパワーダウン時に失われることがあり得る。
【００９０】
また、８０２．１５．４で高度暗号化標準（ＡＥＳ）をカウンタ（ＣＴＲ）モードで用いる場合、悪意を持って最大ナンス・カウンタでパケットを偽造するエンティティにより、サービス妨害が引き起こされる可能性がある。ＡＥＳ ＣＴＲモードでの暗号化によると、８０２．１５．４パケットにＭＡＣが挿入されないことに起因して、ネットワークは、機能停止されることに対して極めて脆弱となる。また、ＡＥＳ ＣＴＲモードの暗号化によると、パケットを新しいアドレスでコピーする場合に、認証コードにそのアドレスを含めなければならない。さらに、８０２．１５．４でＡＥＳを暗号ブロック連鎖（ＣＢＣ）モードで用いる場合、カウンタモードの保護が欠如していることによって、ネットワーク通信は、リプレイ攻撃に対して脆弱となる。
【００９１】
ＤＡＭＣプロトコルによって、単純な８０２．１５．４暗号化方式の上記弱点に対処するための改善が得られる。具体的には、ＤＡＭＣプロトコルは、確認応答（ＡＣＫ）の暗号化および認証を規定し、これにより、偽造確認応答の排除を図る。また、ＤＡＭＣプロトコルでは、ＡＣＫは、アプリケーション・レベルで管理される。このため、８０２．１５．４準拠のデバイスは、ＤＡＭＣプロトコルで動作し続けることができる。さらに、ＤＡＭＣプロトコルは、ＡＥＳ‐ＣＣＭ‐ＭＡＣ‐６４モード暗号化の利用を規定する。この暗号化モードは、最小限の要求を満たすと共に、リプレイ攻撃および認証に対処し、また、より少ないオーバーヘッドで強力なメッセージ認証コードを提供する。また、ＤＡＭＣプロトコルは、ナンスを暗号化なしで伝送することを可能にする。これは、同期エラーによるネットワーク停止のリスクを最小限に抑えるのに役立つ。
【００９２】
典型的な実施形態
図８は、本発明の一実施形態による、ワイヤレスネットワーク・オペレーションの方法のフローチャートを示している。この方法は、第１の期間中に規定の間隔で通信フレームを連続的に送信するオペレーション８０１を含む。第１の期間は、前述のビーコン期間か、またはブロードキャスト期間か、どちらかを指すことができる。この方法は、さらに、第１の期間の後に、第２の期間、通信フレームの送信を停止するオペレーション８０３を含んでいる。第２の期間は、ネットワーク探索のビーコン方式およびブロードキャスト方式に関して前述したドウェル時間を指すことができる。この方法は、さらにオペレーション８０５を含み、この処理では、第２の期間の後に、当該方法はオペレーション８０１に戻る。
【００９３】
一実施形態において、連続する通信フレーム送信の間の規定の間隔は、６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内で設定される。また、一実施形態では、第１の期間は、その持続時間が１秒である。また、一実施形態では、第２の期間は、その持続時間が１秒から２５５秒に及ぶ範囲内である。
【００９４】
一実施形態において、図８の方法における通信フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームである。一実施形態では、ＭＡＣフレームは、ビーコンフレームとしてフォーマットされており、そのビーコンフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルとは別の配送管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに従ってフォーマットされたペイロード部を含んでいる。他の実施形態では、ＭＡＣフレームは、ブロードキャスト・ネットワーク探索（ＢＮＤ）フレームとしてフォーマットされており、そのＢＮＤフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信プロトコルとは別の配送管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに従ってフォーマットされたペイロード部を含んでいる。
【００９５】
図８の方法は、ネットワーク・デバイスが、通信フレームを受信し、処理するように動作させることを含むことができる。さらに、この方法は、ネットワーク・デバイスが、ネットワークへの参加要求を、通信フレームの送信元のデバイスに送信することにより、通信フレームに応答するように動作させることを含むことができる。通信フレームの送信元のデバイスは、ネットワーク・デバイスがネットワークに参加することを許可するように動作するか、またはネットワーク・デバイスがネットワークに参加することを拒否するように動作するか、いずれかとすることができる。
【００９６】
図９は、本発明の一実施形態により、配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに従って、ワイヤレスネットワークを介してデータ通信する方法のフローチャートを示している。この方法は、送信デバイスが、ワイヤレスネットワークを介して送信されるＭＡＣフレームを生成するように動作させるオペレーション９０１を含んでいる。オペレーション９０１においてＭＡＣフレームを生成することは、フレーム送信タイプを表示するためにＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することを含む。一実施形態において、フレーム送信タイプは、ビーコンフレーム、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム、データフレーム、コマンドフレーム、確認応答フレームのうちの１つである。また、オペレーション９０１においてＭＡＣフレームを生成することは、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することを含む。
【００９７】
この方法は、送信デバイスが、生成したＭＡＣフレームを、ワイヤレスネットワークを介して送信するように動作させるオペレーション９０３をさらに含んでいる。オペレーション９０５では、受信デバイスが、ワイヤレスネットワークを介してＭＡＣフレームを受信するように動作させる。そして、オペレーション９０７において、受信デバイスが、ＭＡＣフレームを、表示されたフレーム送信タイプとして認識するように動作させる。この方法は、さらに、受信デバイスが、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように動作させるオペレーション９０９を含んでいる。
【００９８】
図９の方法では、送信デバイスおよび受信デバイスの各々は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格と配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルの両方に準拠している。ＭＡＣフレームの非ペイロード部は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定される。そして、ＭＡＣフレームのペイロード部は、配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定される。
【００９９】
一実施形態において、図９の方法におけるフレーム送信タイプは、ビーコンフレームである。この実施形態において、ビーコンフレームに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様は、以下のものを含んでいる。
・送信デバイスのデバイスタイプの識別情報、
・ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプの識別情報、
・後続の通信に使用される代替チャネルの識別情報、
・送信デバイスのビーコン間隔期間の指定、
・受信デバイスのアソシエーション・タイムアウト時間の指定、
・受信デバイスの応答間隔期間の指定、
・ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定、
・ビーコンフレームのペイロードのデータ部、および
・ビーコンフレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定。
【０１００】
一実施形態において、ビーコンフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプは、デバイスの日付と時刻、デバイスの識別情報、デバイスの位置、デバイスの速度、およびデバイスの差分全地球測位システム補正、のうちの１つ以上を含んでいる。また、一実施形態において、送信デバイスのビーコン間隔期間は、連続するビーコン期間の合間を秒数で表す整数値である。この実施形態では、各ビーコン期間は、ビーコンフレーム・タイプのＭＡＣフレームが連続的に設定間隔で送信される期間の持続時間である。一実施形態では、ビーコン間隔期間は１秒から２５５秒の範囲内であり、ビーコン期間の持続時間は１秒であり、設定間隔は６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内である。
【０１０１】
受信デバイスのアソシエーション・タイムアウト時間は、受信デバイスが送信デバイスのワイヤレスネットワークとのアソシエーションを解除される前に通信することなく経過しなければならないビーコン間隔の数として定義される。また、受信デバイスの応答間隔期間は、受信デバイスがそのステータスを送信デバイスに伝えることが必要となる前に経過することが許されるビーコン間隔の最大数と定義される。
【０１０２】
一実施形態において、図９の方法におけるフレーム送信タイプは、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームである。この実施形態において、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様は、以下のものを含んでいる。
・送信デバイスのデバイスタイプの識別情報（識別）、
・ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームとしてのメッセージタイプの識別情報、
・後続の通信に使用される代替チャネルの識別情報、
・送信デバイスのブロードキャスト間隔期間の指定（仕様）、
・受信デバイスの応答間隔期間の指定、
・ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプの識別情報、
・ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部、および
・ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定。
【０１０３】
一実施形態において、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレームのペイロードのデータ部に含まれるデータのタイプは、デバイスの日付と時刻、デバイスの識別情報、デバイスの位置、デバイスの速度、およびデバイスの差分全地球測位システム補正、のうちの１つ以上を含んでいる。また、一実施形態において、送信デバイスのブロードキャスト間隔期間は、連続するブロードキャスト期間の合間を秒数で表す整数値である。各ブロードキャスト期間は、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム・タイプのＭＡＣフレームが連続的に設定間隔で送信される期間の持続時間である。一実施形態では、ブロードキャスト間隔期間は１秒から２５５秒の範囲内であり、ブロードキャスト期間の持続時間は１秒であり、設定間隔は６ミリ秒から１９ミリ秒の範囲内である。一実施形態において、受信デバイスの応答間隔期間は、受信デバイスがそのステータスを送信デバイスに伝えることが必要となる前に経過することが許されるブロードキャスト間隔の最大数である。
【０１０４】
一実施形態において、図９の方法におけるフレーム送信タイプは、コマンドフレームである。この実施形態において、コマンドフレームに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様は、以下のものを含んでいる。
・送信デバイスのデバイスタイプの識別情報、
・コマンドフレームとしてのメッセージタイプの識別情報、
・コマンドフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定、
・コマンドフレームで伝えられるコマンドのタイプの識別情報、
・コマンドフレームのペイロードのデータ部、および
・コマンドフレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定。
【０１０５】
一実施形態において、図９の方法におけるフレーム送信タイプは、データフレームである。この実施形態において、データフレームに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様は、以下のものを含んでいる。
・送信デバイスのデバイスタイプの識別情報、
・データフレームとしてのメッセージタイプの識別情報、
・データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの長さの指定、
・データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータに関連付けられたパケットタイプの識別情報、
・データフレームのペイロードのデータ部、および
・データフレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定。
【０１０６】
一実施形態において、データフレーム内のパケットのタイプの識別情報は、保存されているデータまたはリアルタイム・データのどちらかとしての、データフレームのペイロードのデータ部に含まれるデータの識別情報を含んでいる。
【０１０７】
一実施形態において、図９の方法におけるフレーム送信タイプは、確認応答フレームである。この実施形態において、確認応答フレームに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様は、以下のものを含んでいる。
・送信デバイスのデバイスタイプの識別情報、
・確認応答フレームとしてのメッセージタイプの識別情報、
・確認応答フレームの長さの指定、
・成功応答または失敗応答のどちらかとしての確認応答値の指定、
・確認応答フレームにより確認される通信のシーケンス番号の識別情報、
・成功応答の場合には確認応答フレームにより確認されるパケット識別子の識別情報、あるいは失敗応答の場合にはエラータイプの識別情報、
・送信デバイスのレディ状態の指定、
・処理されたコマンドのシーケンスを示すインクリメント・カウンタ値の指定、
・送信デバイスが使用しているスリープタイマー値の指定、
・送信デバイスがワイヤレスネットワークを介した通信に使用している現在のネットワークチャネルの識別情報、および
・確認応答フレームのペイロードに関連付けられた巡回冗長データの指定。
【０１０８】
一実施形態において、確認応答フレーム内の送信デバイスのレディ状態は、送信デバイスがさらなるデータを受け取る準備ができている場合のゼロであるか、または送信デバイスがさらなるデータを受け取る準備ができるまでに遅延するゼロより大きい秒数であるか、いずれかとして指定される。上述の図９の方法に関する実施形態では、いずれも、送信デバイスのデバイスタイプは、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイスのうちの１つである。
【０１０９】
図１０は、本発明の一実施形態により、配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに従って、ワイヤレスネットワークを介してデータ通信するように規定されたデバイス１００１の図を示している。一実施形態において、デバイス１００１は、固定の読み取りデバイス、可搬型の読み取りデバイス、ハンドヘルド・デバイス、およびタグ・デバイスのうちの１つである。デバイス１００１は、ワイヤレス送受信機１００３とプロセッサ１００５とを備えている。プロセッサ１００５は、ワイヤレス送受信機１００３と連携して動作することにより、配送貴重品管理プロトコルに従ってワイヤレス通信の送受信を行うように規定されている。
【０１１０】
プロセッサ１００５は、ワイヤレスネットワークを介して送信されるＭＡＣフレームを生成するように規定された送信モジュール１００７を有している。ＭＡＣフレームを生成することは、フレーム送信タイプを表示するためにＭＡＣフレームのフレーム制御フィールドを設定することを含む。一実施形態では、フレーム送信タイプは、ビーコンフレーム、ブロードキャスト・ネットワーク探索フレーム、データフレーム、コマンドフレーム、および確認応答フレーム、のうちの１つである。ＭＡＣフレームを生成することは、さらに、表示されたフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様に従って、ＭＡＣフレームのペイロード部を定義することを含む。送信モジュール１００７は、さらに、生成されたＭＡＣフレームを、ワイヤレスネットワークを介して送信するように、ワイヤレス送受信機１００３に指示するように規定されている。
【０１１１】
プロセッサ１００５は、さらに、ワイヤレスネットワークからワイヤレス送受信機１００３を介して受信したＭＡＣフレームを処理するように規定された受信モジュール１００９を有している。受信モジュール１００９は、受信したＭＡＣフレームのフレーム送信タイプを認識するように規定されている。受信モジュール１００９は、さらに、認識したフレーム送信タイプに対応する配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルのペイロード仕様に従って、受信したＭＡＣフレームのペイロード部を処理するように規定されている。
【０１１２】
一実施形態において、プロセッサ１００５およびワイヤレス送受信機１００３は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格と配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルの両方に準拠するように規定される。ＭＡＣフレームの非ペイロード部は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定される。そして、ＭＡＣフレームのペイロード部は、配送貴重品管理（ＤＡＭＣ）プロトコルに準拠したワイヤレス通信デバイスで処理されるように規定される。
【０１１３】
タグ・デバイスの例としてのｍＬＯＣＫ
本明細書に記載のＤＡＭＣプロトコルの典型的な背景を提供するため、ＩＥＥＥ８０２．１５．４準拠の集積回路無線機と、ＤＡＭＣプロトコルを実施するために十分な計算およびそれに付随する記憶の能力が組み込まれたｍＬＯＣＫデバイスについて、以下で簡単に説明する。当然のこととして、ＤＡＭＣプロトコルは以下で説明するｍＬＯＣＫデバイス例での使用によく適しているものの、ＤＡＭＣプロトコルは、ｍＬＯＣＫデバイス例での使用、またはｍＬＯＣＫデバイス例の特定のアーキテクチャに限定されるものではない。
【０１１４】
図１１は、本発明の一実施形態による、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のデバイス・アーキテクチャを示す図である。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、無線周波数（ＲＦ）の追跡・通信システムと、セキュリティ・ロック機構とを備えている。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、チップＰ１０１上に規定されたプロセッサＰ１０３を備えている。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、チップＰ１０１上に規定された無線部（無線機）Ｐ１０５を備えている。無線部Ｐ１０５は、国際周波数で動作するものであって、電力消費を効率的に管理するように規定されている。一実施形態では、無線部Ｐ１０５は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１５．４準拠の無線部Ｐ１０５として規定されている。無線部Ｐ１０５は、プロセッサＰ１０３と電気通信するように接続されている。ＩＥＥＥ ８０２．１５．４準拠の無線部１０５を実装していることにより、当然のこととして、国際的に動作することおよび安全な通信、さらには効率的な電力管理が可能となる。
【０１１５】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、チップＰ１０１のプロセッサＰ１０３と電気通信するように規定された位置決定装置（ＬＤＤ）Ｐ１１１を備えている。一実施形態では、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）の受信機として規定されている。さらに、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、電源Ｐ１４３を備えており、これは、プロセッサＰ１０３、無線部Ｐ１０５、ＬＤＤ  Ｐ１１１、および図１２に関して以下で説明するｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のその他の受電要素に対して、電力を供給するように規定されている。様々な実施形態において、電源Ｐ１４３は、充電式のものであって、さらに、太陽エネルギーによるトリクル充電により補助されるものとすることができる。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、最小限のメンテナンスでｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の長期の配備展開を可能とするように規定された電力管理システムを実装している。
【０１１６】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、安全なネットワークへの近接度、地理的な場所に基づき、あるいは無線リンクを通じたユーザ・コマンドによって、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のロック機構を作動させる機能を制御することにより、輸送コンテナ内の貨物などのような貴重品を保護する電子ロックである。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のロック機構は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックル（掛け金）が開くことを、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のそのような操作を電気機械ロック・アクチュエータＰ１４６が可能にしない限り阻止する機械的機構により、保護されている。
【０１１７】
ロック・アクチュエータＰ１４６は、プロセッサＰ１０３により電力増幅電子回路を介して制御されるモータを利用する。ロック・アクチュエータＰ１４６は、プロセッサＰ１０３により生成される低電力信号に基づいて、電力および信号の変換を行うように機能し、これにより、ロック・モータの動作を適切に制御するために適当な電力を生成する。ロック・モータは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックルの機械的なロック（施錠）とロック解除（解錠）を行うように規定されている。一実施形態では、ロック・モータはＤＣモータである。また、一実施形態では、ロック・モータの出力軸をカム機構にリンクするようにバネを配置しており、カム機構は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の操作、すなわちｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックルの操作を可能／不可にする。一実施形態では、ロック・アクチュエータＰ１４６は、低電圧ＤＣモータ用に設計されたＨブリッジ増幅器として規定されている。
【０１１８】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、ロック・アクチュエータＰ１４６の状態（ロックまたはロック解除）およびｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックルの状態を特定するための、１つまたは複数のロック・センサＰ１４８を備えている。一実施形態では、ロック・センサＰ１４８は、ロック・アクチュエータＰ１４６の個別の状態、すなわち“ロック”または“ロック解除”を示すデータを伝達するリミット・スイッチである。プロセッサＰ１０３は、ロックを作動させる際に、ロック・センサＰ１４８の信号データを用いて、ロック・アクチュエータＰ１４６が正しい状態にあるときを特定するように規定されており、このようにして、ロック・アクチュエータＰ１４６によるロック・モータの始動／停止制御を可能にするためのフィードバックがプロセッサＰ１０３に対して行われる。ロック機構が指令された正しい状態にあることをロック・センサＰ１４８が示している場合、プロセッサＰ１０３は、何の制御動作も起こさない。ロック・センサＰ１４８は、シャックル・センサ（またはケーブル・センサ）を含むことができる。シャックル・センサは、シャックルが実際に開いているか閉じているかを示す。従って、シャックル・センサは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のロック機構が実際に開かれたこと、あるいは閉じられたことを示すインジケータであり、これによって、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００が装着されている貴重品のセキュリティ状態を示している。
【０１１９】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４を備えており、これを通して、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のユーザに、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の現在の状態の理解を可能にする視覚情報を伝えることができる。一実施形態では、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４は、８文字×２行の液晶ディスプレイとして規定される。しかし、当然のことながら、他の実施形態において、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のフォームファクタに適合するものであれば、基本的に、電子コンポーネント内でテキスト情報を視覚的に表示するために使用するのに適したあらゆるタイプ、あらゆるサイズの表示装置として、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４を規定することができる。一実施形態では、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４に表示される種々に異なる画面の選択を可能にするように接続された、少なくとも１つのユーザ操作可能なボタンを有している。当然のことながら、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４は、プロセッサＰ１０３へのユーザインタフェースを提供する。一実施形態において、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４に表示することが可能である種々に異なる画面により伝達される情報は、限定するものではないが、以下のものを含んでいる。
ａ）ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の識別番号、
ｂ）ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の状態（ロックまたはロック解除）、
ｃ）ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の場所と時間（ＧＰＳによる位置）、
ｄ）ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００がモデムを含んでいる場合、モデムの状態、
ｅ）ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００が信頼済みのネットワーク領域に現在ある場合、ネットワークの状態。
【０１２０】
一実施形態において、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、輸送コンテナなどの貴重品に装着することが可能な、内蔵バッテリで作動するデバイスであって、貴重品の移動と状態に関する安全な追跡と通信を提供するためのもの、また、貴重品のアクセス保護を提供するためのものとして規定される。一部の実施形態では、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、貴重品に関連するセキュリティ・アプリケーションを提供／実行するように構成され得る。貴重品が輸送中であるとき、輸送手段（例えば、船舶、トラック、列車）に載っているとき、およびターミナルにあるときに、ローカルおよびグローバルな通信ネットワーク、例えば、ＤＡＭＣプロトコルを実行するビーコンおよび広域（ブロードキャスト）ネットワーク、を介する通信によって、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、自身に割り当てられた貴重品に関連するデータおよびそのセキュリティ状態を伝えることが可能である。
【０１２１】
以下の説明から分かるように、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、世界のどこにおいても、完全に自律的な位置決定および貴重品位置（緯度と経度）のログ記録を提供する。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の電子部品部は、通過点の位置、セキュリティ・イベント、および状態に関連するデータを、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のオンボードの不揮発性メモリに保存する機能を提供する。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、不揮発性メモリ内のデータ記憶の分離（分別）および優先順位付けをサポートするように規定される。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００にインタフェース接続された外部デバイスにより生成されたデータを含めて、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作に関連する商業的コンテンツおよび／またはセキュリティ・コンテンツの通信は、不揮発性メモリにおいて仮想的および／または物理的に分離されることが可能である。
【０１２２】
さらに、一実施形態では、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のワイヤレス通信システムが、ネットワーク・アクセスを検出して、遠距離のネットワーク・ゲートウェイと交渉するように規定されている。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のプロセッサＰ１０３は、このｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシリアル番号の確実な認証、ワイヤレス・ネットワーク内でのｍＬＯＣＫ  Ｐ１００と読み出し機器との間の双方向暗号化通信、ネットワーク・ゲートウェイの範囲内にあるときのネットワーク接続の維持のために必要なすべての機能を実行するように規定されている。
【０１２３】
一実施形態において、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の種々の構成要素は、プリント回路基板上に配置されており、種々の構成要素間の必要な電気接続は、プリント回路基板の範囲内に規定された導電トレースにより構成されている。典型例である一実施形態では、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のプリント回路基板は、低コストで、硬質の、４層、０．０６２”（インチ）、ＦＲ‐４誘電体・ガラス繊維基板である。しかし、当然のことながら、他の実施形態において、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の種々の構成要素の支持および相互接続のためのプラットフォームとして、他のタイプのプリント回路基板または類似の機能をもつアセンブリを使用することができる。具体的な一実施形態では、チップＰ１０１は、テキサス・インスツルメンツ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）製の型番ＣＣ２４３０‐６４のチップとして規定され、また、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、ＳｉＲＦ社製の型番ＧＳＣ３ｆ／ＬＰのシングルチップＡＳＩＣとして実装される。
【０１２４】
図１２は、本発明の一実施形態による、図１１のｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の概略を示す図である。様々な例である実施形態において、プロセッサＰ１０３と無線部Ｐ１０５の両方を含むチップＰ１０１は、数ある中でも特に、以下のチップのいずれかとして実装することができる。
テキサス・インスツルメンツ社製の型番ＣＣ２４３０のチップ、
テキサス・インスツルメンツ社製の型番ＣＣ２４３１のチップ、
テキサス・インスツルメンツ社製の型番ＣＣ２４２０のチップ、
Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製の型番ＭＣ１３２１１のチップ、
Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製の型番ＭＣ１３２１２のチップ、
Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製の型番ＭＣ１３２１３のチップ。
【０１２５】
上記に示したチップＰ１０１の各実施形態において、無線部Ｐ１０５は、２．４ＧＨｚ帯（ギガヘルツ）の周波数で動作するＩＥＥＥ８０２．１５．４準拠の無線部として規定される。当然のことながら、他の実施形態では、無線部Ｐ１０５が、国際周波数で動作し、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作および配備展開の要件を満たすのに十分な電力管理機能を提供するように規定されていれば、チップＰ１０１のタイプは異なるものであってもよい。加えて、他の実施形態では、プロセッサＰ１０３が、必要に応じてｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の要求を処理することが可能であり、チップＰ１０１にオンボードで実装される無線部Ｐ１０５を介する通信を可能にするのであれば、チップＰ１０１のタイプは異なるものであってもよい。チップＰ１０１は、さらに、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメモリＰ１０４を備えており、メモリＰ１０４に対しては、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作に関連するデータを保存するため、プロセッサＰ１０３による読み出しおよび書き込みのアクセスが可能である。
【０１２６】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、無線部Ｐ１０５の通信範囲を広げるために、電力増幅器Ｐ１０７および低雑音増幅器（ＬＮＡ）Ｐ１３７をさらに備えている。無線部Ｐ１０５は、矢印Ｐ１７１で示すように、送信／受信（ＲＸ／ＴＸ）スイッチＰ１３９を通じてＲＦ信号を受信および送信するように接続されている。無線部Ｐ１０５の送信経路は、矢印Ｐ１７１で示すように無線部Ｐ１０５からスイッチＰ１３９へ、そして、矢印Ｐ１７９で示すようにスイッチＰ１３９から電力増幅器Ｐ１０７へ、つぎに、矢印Ｐ１８３で示すように電力増幅器Ｐ１０７から別のＲＸ／ＴＸスイッチＰ１４１へ、さらに、矢印Ｐ１８５で示すようにＲＸ／ＴＸスイッチＰ１４１から無線アンテナＰ１０９へと延びている。
【０１２７】
無線部Ｐ１０５の受信経路は、矢印Ｐ１８５で示すように無線アンテナＰ１０９からＲＸ／ＴＸスイッチＰ１４１へ、そして、矢印Ｐ１８１で示すようにＲＸ／ＴＸスイッチＰ１４１からＬＮＡ  Ｐ１３７へ、つぎに、矢印Ｐ１７７で示すようにＬＮＡ  Ｐ１３７からＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９へ、さらに、矢印Ｐ１７１で示すようにＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９から無線部Ｐ１０５へと延びている。ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１は、連携して作動するように規定されており、これによって、送信と受信の動作がそれぞれ行われるときに、無線部Ｐ１０５の送信経路と受信経路を互いから絶縁させることができる。すなわち、ＲＦ信号を、送信の際には電力増幅器Ｐ１０７を通して、受信の際には電力増幅器Ｐ１０７を迂回させてルーティングするように、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１を作動させることができる。このようにして、電力増幅器Ｐ１０７のＲＦ出力を、無線部Ｐ１０５のＲＦ入力から絶縁させることができる。
【０１２８】
一実施形態において、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１の各々は、ヒッタイト社（Ｈｉｔｔｉｔｅ）製の型番ＨＭＣ１７４ＭＳ８のスイッチとして規定される。しかし、当然のことながら、他の実施形態において、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１の各々は、制御信号に応じて送信チャネルと受信チャネルの間で移行させることが可能であれば、別のタイプのＲＦスイッチであっても良い。また、一実施形態において、電力増幅器Ｐ１０７は、ヒッタイト社製の型番ＨＭＣ４１４ＭＳ８の２．４ＧＨｚ帯の電力増幅器として規定される。しかし、当然のことながら、他の実施形態において、電力増幅器Ｐ１０７は、長距離通信の場合のＲＦ信号の処理が可能であって、制御信号に応じて電力管理が可能なものであれば、他のタイプの増幅器であっても良い。一実施形態では、電力増幅器Ｐ１０７およびＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１は、例えばテキサス・インスツルメンツ社製の型番ＣＣ２５９１のデバイスのように、単一のデバイスにまとめることができる。
【０１２９】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、ＲＸ／ＴＸ制御回路Ｐ１８９を備えており、これは、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１の連携作動を管理し、電力増幅器Ｐ１０７およびＬＮＡ  Ｐ１３７の電力制御を管理するように規定されている。ＲＸ／ＴＸ制御回路Ｐ１８９は、矢印Ｐ１９１で示すように、チップ１０１ＰからＲＸ／ＴＸ制御信号を受信する。このＲＸ／ＴＸ制御信号に応えて、ＲＸ／ＴＸ制御回路Ｐ１８９は、矢印Ｐ１９３とＰ１９５でそれぞれ示すように、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９およびＰ１４１に対して個別の制御信号を送信し、これにより、チップＰ１０１から受信したＲＸ／ＴＸ制御信号による指示の通りに、送信経路または受信経路のどちらかに沿って連続性が確立される。同様に、ＲＸ／ＴＸ制御信号に応えて、ＲＸ／ＴＸ制御回路Ｐ１８９は、矢印Ｐ２０１で示すように、電力増幅器Ｐ１０７に対して電力制御信号を送信する。この電力制御信号は、電力増幅器Ｐ１０７に対して、ＲＦ送信経路が使用されるときには出力を上げることを指示し、ＲＦ送信経路がアイドルになるときには出力を下げることを指示する。
【０１３０】
一実施形態において、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、プロセッサＰ１１３と、ＲＡＭなどのメモリＰ１１５とを備えており、メモリＰ１１５は、ＬＤＤ  Ｐ１１１の動作に関連するデータを保存するため、プロセッサＰ１１３によって読み出しおよび書き込みのためにアクセスされ得る。一実施形態では、ＬＤＤ  Ｐ１１１とチップＰ１０１は、矢印Ｐ１６１で示すように、互いに接続されており、これによって、チップＰ１０１のプロセッサＰ１０３は、ＬＤＤ  Ｐ１１１のプログラミングが可能となるように、ＬＤＤ  Ｐ１１１のプロセッサＰ１１３と通信することができる。様々な実施形態において、ＬＤＤ  Ｐ１１１とチップＰ１０１との間の接続（インタフェース）は、ユニバーサル・シリアルバス（ＵＳＢ）などのシリアルポート、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のプリント回路基板上の導電トレース、あるいは、デジタル信号の伝達に適した基本的に他のあらゆるタイプのインタフェースを用いて実現することができる。加えて、当然のことながら、一部の実施形態では、ＬＤＤ  Ｐ１１１のプロセッサＰ１１３は、必要に応じてｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の要求が処理される際に、チップＰ１０１のプロセッサＰ１０３と連携して動作する、あるいはそれに代わって動作するように規定されても良い。
【０１３１】
また、一実施形態において、ＬＤＤ  Ｐ１１１のピンは、動作の低電力モードすなわちスリープモードからのＬＤＤ  Ｐ１１１のウェイクアップを可能にする外部割り込みピンとして用いるように規定される。例えば、矢印１６５で示すように、チップＰ１０１を、ＬＤＤ  Ｐ１１１の外部割り込みピンに接続して、チップＰ１０１からＬＤＤ  Ｐ１１１へのウェイクアップ信号の伝達を可能にすることができる。ＬＤＤ  Ｐ１１１は、さらに、矢印Ｐ１６３で示すように、ＬＤＤ  Ｐ１１１からチップＰ１０１へのデータ通信が可能となるように、チップＰ１０１に接続されている。
【０１３２】
ＬＤＤ  Ｐ１１１は、さらに、矢印Ｐ１５７で示すように、ＲＦ信号を受信するように規定されている。ＬＤＤ  Ｐ１１１により受信されるＲＦ信号は、矢印Ｐ１５９で示すように、ＬＤＤアンテナＰ１２１から低雑音増幅器（ＬＮＡ）Ｐ１１７に伝送される。そして、矢印Ｐ１５５で示すように、ＲＦ信号は、ＬＮＡ  Ｐ１１７から信号フィルタＰ１１９に伝送される。ＲＦ信号は、つぎに、矢印Ｐ１５７で示すように、フィルタＰ１１９からＬＤＤ  Ｐ１１１に伝送される。
【０１３３】
また、一実施形態において、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、オンボード・フラッシュメモリＰ１１５とＡＲＭ社のプロセッサコアＰ１１３とを含むシングルチップＡＳＩＣとして規定される。例えば、様々な実施形態において、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、数ある中でも特に、以下のタイプのＧＰＳ受信機のいずれかとして実装することができる。
ＳｉＲＦ社製の型番ＧＳＣ３ｆ／ＬＰのＧＰＳ受信機、
ＳｉＲＦ社製の型番ＧＳＣ２ｆ／ＬＰのＧＰＳ受信機、
ＳｉＲＦ社製の型番ＧＳＣ３ｅ／ＬＰのＧＰＳ受信機、
Ｎｅｍｅｒｉｘ社製の型番ＮＸ３のＧＰＳ受信機、
Ｎｅｍｅｒｉｘ社製の型番ＮＪ０３０ＡのＧＰＳ受信機。
【０１３４】
ＬＮＡ  Ｐ１１７および信号フィルタＰ１１９は、ＬＤＤアンテナＰ１２１から受け取ったＲＦ信号を増幅し、雑音除去するために設けられている。一実施形態において、ＬＮＡ  Ｐ１１７は、１８ｄＢｉの低雑音増幅器などのＬバンド・デバイスとして実装することができる。例えば、この実施形態の場合、ＬＮＡ  Ｐ１１７は、ＮＥＣ社製の型番ＵＰＣ８２１１ＴＫの増幅器として実装することができる。別の実施形態では、ＬＮＡ  Ｐ１１７は、インフィニオン社（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ）製の型番ＢＧＡ６１５Ｌ７の増幅器として実装することができる。また、ＬＮＡ  Ｐ１１７は、矢印Ｐ１５３で示すように、ＬＤＤ  Ｐ１１１から制御信号を受け取るための制御入力を有するように規定される。従って、ＬＮＡ  Ｐ１１７は、ＬＤＤ  Ｐ１１１から受け取った制御信号を解釈して、それに従って動作するように規定される。ＬＤＤ  Ｐ１１１がＳｉＲＦ社の型番ＧＳＣ３ｆ／ＬＰのＧＰＳ受信機として実装される実施形態においては、ＬＮＡ  Ｐ１１７の出力を制御するために、ＧＳＣ３ｆ／ＬＰチップのＧＰＩＯ４ピンを用いることができ、これにより、ＬＮＡ  Ｐ１１７の出力を制御アルゴリズムに従って増減することが可能である。
【０１３５】
一実施形態において、信号フィルタＰ１１９は、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタなどのＬバンド・デバイスとして規定される。例えば、一実施形態では、信号フィルタＰ１１９は、エプコス社（ＥＰＣＯＳ）製の型番Ｂ３９１６２Ｂ３５２０Ｕ４１０のＳＡＷフィルタとして実装される。前述のように、信号フィルタＰ１１９の出力は、矢印Ｐ１５７で示すように、ＬＤＤ  Ｐ１１１のＲＦ入力に接続されている。一実施形態では、信号フィルタＰ１１９の出力をＬＤＤ  Ｐ１１１のＲＦ入力に接続するために、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のプリント回路基板上の５０オームのマイクロストリップ・トレースを用いる。また、一実施形態において、信号フィルタＰ１１９は、ＬＤＤ  Ｐ１１１のＲＦ入力にＲＦ信号を１５７５ＭＨｚで送出するように調整されている。
【０１３６】
ｍＬＯＣＫ１００は、さらに、様々な外部デバイスがｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のＬＤＤ  Ｐ１１１およびチップＰ１０１に電気的に接続することを可能にするように規定されたデータ・インタフェースＰ１２３を備えている。例えば、一実施形態では、チップＰ１０１が、いくつかの再構成可能な汎用インタフェースを備えており、これらはデータ・インタフェースＰ１２３のそれぞれのピンに電気的に接続されている。このため、この実施形態では、矢印Ｐ１６９で示すように、データ・インタフェースＰ１２３を介してチップＰ１０１と通信するように、外部デバイス（例えば、商用アプリケーションおよび／またはセキュリティ・アプリケーションのためのセンサなど）を電気的に接続することができる。ＬＤＤ  Ｐ１１１も、やはり、矢印Ｐ１６７で示すように、外部要素とＬＤＤ  Ｐ１１１との間での電気通信が可能となるように、データ・インタフェースＰ１２３に接続されている。例えば、外部要素は、ＬＤＤ  Ｐ１１１をプログラムするために、データ・インタフェースＰ１２３を介してＬＤＤ  Ｐ１１１に接続されるものとすることができる。当然のことながら、データ・インタフェースＰ１２３は、様々な実施形態において、種々に異なる態様で規定され得る。例えば、一実施形態において、データ・インタフェースＰ１２３は、外部デバイスを接続することができるいくつかのピンを備えたシリアル・インタフェースとして規定される。他の例では、データ・インタフェースは、数ある中でも特に、ＵＳＢインタフェースとして規定することができる。
【０１３７】
ｍＬＯＣＫ１００は、さらに、矢印Ｐ１７５で示すように、チップＰ１０１のプロセッサＰ１０３に接続された拡張メモリＰ１３５を備えている。拡張メモリＰ１３５は、データの保存および取得のため、プロセッサＰ１０３によるアクセスが可能な不揮発性メモリとして規定される。一実施形態では、拡張メモリＰ１３５は、フラッシュメモリなどの固体不揮発性メモリとして規定される。拡張メモリＰ１３５は、セグメント化された不揮発性記憶域を提供するように規定されたものとすることができ、また、プロセッサＰ１０３で実行されるソフトウェアによる制御が可能なものである。一実施形態において、拡張メモリＰ１３５内の個々のメモリブロックは、セキュリティ・アプリケーションまたは商用アプリケーションのどちらかにより専用使用されるように割り当てられるものとすることができる。一実施形態では、拡張メモリＰ１３５は、ＳＴマイクロエレクトロニクス社（ＳＴ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）製の型番Ｍ２５Ｐ１０‐Ａのフラッシュメモリである。別の実施形態では、拡張メモリＰ１３５は、ニューモニクス社（Ｎｕｍｏｎｙｘ）製の型番Ｍ２５ＰＥ２０のフラッシュメモリである。当然のことながら、他の実施形態において、拡張メモリＰ１３５は、操作可能にプロセッサＰ１０３にインタフェース接続されることが可能なものであれば、他の多くの異なるタイプの拡張メモリＰ１３５を用いることができる。
【０１３８】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、矢印Ｐ１７３で示すように、チップＰ１０１すなわちプロセッサＰ１０３と電気通信するモーション・センサＰ１３３を備えている。モーション・センサＰ１３３は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の物理的動きを検出するように規定されており、これによって、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００が装着されている貴重品の物理的動きを検出する。プロセッサＰ１０３は、モーション・センサＰ１３３から動き検出信号を受信するように規定されており、この受信した動き検出信号に基づいて、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作の適切なモードを決定する。多くの異なるタイプのモーション・センサＰ１３３を、種々の実施形態において使用することができる。例えば、一部の実施形態では、モーション・センサＰ１３３は、数あるタイプの中でも特に、加速度計、ジャイロ、水銀スイッチ、マイクロ振り子として規定されるものとすることができる。さらに、一実施形態において、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、チップＰ１０１と電気通信する複数のモーション・センサＰ１３３を備えるものとすることができる。複数のモーション・センサＰ１３３の使用は、検出技術／刺激に冗長性および／または多様性を持たせるために、実施されることがある。例えば、一実施形態では、モーション・センサＰ１３３は、アナログ・デバイセズ社（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）製の型番ＡＤＸＬ３３０のモーション・センサである。別の例となる実施形態では、モーション・センサＰ１３３は、アナログ・デバイセズ社製の型番ＡＤＸＬ３１１の加速度計である。さらに別の実施形態では、モーション・センサＰ１３３は、アナログ・デバイセズ社製の型番ＡＤＸＲＳ５０のジャイロである。
【０１３９】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、電源Ｐ１４３に接続された電圧レギュレータＰ１８７を備えている。電圧レギュレータＰ１８７は、電源Ｐ１４３がバッテリとして実装されている場合に、出力ドロップアウトを最小限とするように規定されている。電圧レギュレータＰ１８７は、さらに、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の受電要素に対して最適な電圧制御および調整を提供するように規定されている。一実施形態では、電圧レギュレータＰ１８７の出力に容量性フィルタが接続されており、これは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の電源プレーンとグランド電位との間で同調バイパス回路と連携して機能し、これにより、雑音、ならびに、それぞれＬＤＤ  Ｐ１１１および無線部Ｐ１０５とＬＮＡ  Ｐ１１７およびＰ１３７とのＲＦ結合を最小限に抑える。
【０１４０】
また、一実施形態において、無線部Ｐ１０５およびＬＤＤ  Ｐ１１１は、電圧レギュレータＰ１８７から共通のリセット信号およびブラウンアウト保護信号を受け取るように接続されており、これらは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の起動を同期させるため、さらには、電源の立ち上がりが遅いときに、あるいは例えばバッテリである電源Ｐ１４３のブラウンアウト（電圧低下）時に、破損したメモリ（Ｐ１１５／Ｐ１０４）を実行することから保護するためのものである。例となる一実施形態において、電圧レギュレータ１８７は、テキサス・インスツルメンツ社製の型番ＴＰＳ７７９３０の電圧レギュレータである。別の例となる実施形態では、電圧レギュレータＰ１８７は、テキサス・インスツルメンツ社製の型番ＴＰＳ７７９０１の電圧レギュレータである。当然のことながら、電圧レギュレータは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の受電要素に対して最適な電圧制御および調整を提供するように規定されたものであれば、種々に異なるタイプの電圧レギュレータＰ１８７を、他の実施形態において用いることができる。
【０１４１】
最小限のメンテナンスでｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の長期の配備展開を可能とするため、チップＰ１０１のプロセッサＰ１０３は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の電力管理プログラムを実行するように動作する。電力管理プログラムにより、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００内の種々の構成要素、なかでも特にＬＤＤ  Ｐ１１１および無線部Ｐ１０５への電力供給が制御される。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００には、４つの主な電源状態がある。
１）ＬＤＤ  Ｐ１１１がオフで、無線部Ｐ１０５がオフ、
２）ＬＤＤ  Ｐ１１１がオフで、無線部Ｐ１０５がオン、
３）ＬＤＤ  Ｐ１１１がオンで、無線部Ｐ１０５がオフ、
４）ＬＤＤ  Ｐ１１１がオンで、無線部Ｐ１０５がオン。
【０１４２】
電力管理プログラムは、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の通常の動作状態が、ＬＤＤ  Ｐ１１１と無線部Ｐ１０５の両方の電源がオフにされているスリープモードであるように規定されている。電力管理プログラムは、観測された状況、外部刺激、および予めプログラムされた設定などのイベントに応えて、ＬＤＤ  Ｐ１１１および／または無線部Ｐ１０５の電源をオンにするように規定されている。ＬＤＤ  Ｐ１１１と無線部Ｐ１０５のどちらかまたは両方をスリープモードから復帰させるイベントとして、例えば、モーション・センサＰ１３３により検出されてプロセッサＰ１０３に伝達される、動きのイベントまたは動きの時間的記録を用いることができる。別の例では、予めプログラムされたスケジュールを用いて、ＬＤＤ  Ｐ１１１と無線部Ｐ１０５のどちらかまたは両方をスリープモードから復帰させることができる。加えて、通信要求の受信、外部センサのデータ、地理位置情報、あるいはそれらの組み合わせなど、他のイベントを、ＬＤＤ  Ｐ１１１と無線部Ｐ１０５のどちらかまたは両方をスリープモードから復帰させるトリガとすることができる。
【０１４３】
電力管理プログラムは、さらに、要求された処理あるいは必要な処理が完了した後に、できる限り速やかにｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の構成要素の電源を落とすように規定されている。実行される処理によっては、電力管理プログラムは、電源を落とす（電源を切る）ことをＬＤＤ  Ｐ１１１または無線部Ｐ１０５のどちらかに、他方の動作を継続させながら、指示するものとすることができる。あるいは、動作状況によって、電力管理プログラムは、ＬＤＤ  Ｐ１１１と無線部Ｐ１０５の両方の電源を同時に落とすことが可能である場合がある。
【０１４４】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、電力管理プログラムを支援するため、４つの個別の水晶発振器を用いる。具体的には、図２を参照して、チップＰ１０１の基本動作クロックを提供するため、矢印Ｐ１４９で示すように、チップＰ１０１は、３２ＭＨｚ（メガヘルツ）の発振器Ｐ１２５を使用する。チップＰ１０１は、さらに、動作のスリープモードからのチップＰ１０１のウェイクアップのためのリアルタイムクロックを提供するため、矢印Ｐ１５１で示すように、３２ｋＨｚ（キロヘルツ）の発振器Ｐ１２７を使用する。ＬＤＤ  Ｐ１１１の基本動作クロックを提供するため、ＬＤＤ  Ｐ１１１は、矢印Ｐ１４７で示すように、２４ＭＨｚの発振器Ｐ１２９を使用する。ＬＤＤ  Ｐ１１１は、さらに、動作のスリープモードからのＬＤＤ  Ｐ１１１のウェイクアップのためのリアルタイムクロックを提供するため、矢印Ｐ１４５で示すように、３２ｋＨｚの発振器Ｐ１３１を使用する。しかしながら、当然のこととして、他の実施形態において、チップＰ１０１およびＬＤＤ  Ｐ１１１に必要なクロックを提供するため、他の発振器構成を用いることができる。例えば、ＬＤＤ  Ｐ１１１およびチップＰ１０１の動作要件に応じて、異なる周波数の水晶発振器を使用することができる。
【０１４５】
ロック・アクチュエータＰ１４６は、矢印Ｐ１７６で示すように、プロセッサＰ１０３から制御信号を受信するように規定されている。プロセッサＰ１０３から受信した制御信号に応えて、ロック・アクチュエータＰ１４６は、ロック・モータ機構を制御する電力を供給するための２つの増幅された離散信号を生成するように規定されている。ロック・アクチュエータＰ１４６により供給される２つの増幅された離散信号は、それぞれ、ロック・モータを２つの可能な向きの各々に駆動するための、電力および正しい電流極性を提供する。
【０１４６】
ロック・センサＰ１４８は、矢印Ｐ１７８で示すように、データ信号をプロセッサＰ１０３に伝達するように規定されている。ロック・センサＰ１４８により伝達されるデータ信号は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックル位置（開／閉）の状態を提供する第１のデータ信号と、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のロック・モータ位置（ロック／ロック解除）の状態を提供する第２のデータとを含んでいる。ロック・センサＰ１４８により伝達されるデータ信号は、プロセッサＰ１０３により監視され、これにより、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の状態の制御および監視が可能となる。
【０１４７】
ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４および付属するユーザ入力ボタン（複数の場合もある）は、プロセッサＰ１０３と双方向通信するように規定される。ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４は、プロセッサＰ１０３により管理されている。一実施形態では、プロセッサＰ１０３からユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４に伝送されるデータは、テキスト形式すなわち英数字形式で、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４に表示される。加えて、プロセッサＰ１０３が、１つまたは複数のユーザ入力ボタンの状態を監視し、これにより、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４に表示される情報をユーザが制御／選択すること、および／または、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００における特定の状況をユーザが引き起こすことを可能にしている。
【０１４８】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のいくつかのＲＦ部の間のＲＦインピーダンス整合を提供するため、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００に誘導ループが組み込まれている。一実施形態において、その誘導ループは、波長トレースにわたって０．５ｎＨ（ナノヘルツ）の無効負荷を提供するように調整されている。一実施形態では、無線部１０５からのＲＦ出力とＲＸ／ＴＸスイッチＰ１３９との間の整合インピーダンスは５０オームである。また、ＲＦ電力増幅器Ｐ１０７は、ＲＸ／ＴＸスイッチＰ１４１と容量性カップリングにより接続されている。さらに、一実施形態では、無線部Ｐ１０５からの電源Ｐ１４３のデカップリングを提供するため、８つの高周波セラミックコンデンサを、チップＰ１０１の電源ピンとｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のグランド電位との間に接続している。
【０１４９】
一実施形態では、チップＰ１０１の電源プレーンは、分割された独立内部電源プレーンとして規定されており、これは、ＲＦチョークおよび容量性フィルタを介してＬＤＤ  Ｐ１１１の電源プレーンとＤＣ結合されている。この実施形態では、無線部Ｐ１０５内の位相ロックループ回路からの雑音が、チップＰ１０１の内部電源プレーンを介してＬＤＤ  Ｐ１１１の電源プレーンに結合することがない。このようにして、無線部Ｐ１０５とＬＤＤ  Ｐ１１１の両方が同時に動作する際に、無線部Ｐ１０５の動作に付随する高周波高調波が、ＬＤＤ  Ｐ１１１と有意に結合することが防止され、これによって、ＬＤＤ  Ｐ１１１の感度が維持される。
【０１５０】
ＲＦ信号が、実質的な信号損失なくＬＤＤ  Ｐ１１１により確実に受信できるように、インピーダンス整合回路が、やはり設けられている。より具体的には、ＬＤＤ  Ｐ１１１へのＲＦ入力に、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の回路基板の誘電特性に合わせて調整されたインピーダンス整合回路を用いる。一実施形態では、ＬＤＤアンテナＰ１２１からＬＮＡ Ｐ１１７への接続は、１００ｐｆ（ピコファラド）のコンデンサを用いてＬＮＡ Ｐ１１７のＲＦ入力からＤＣ絶縁されており、５０オームにインピーダンス整合されている。また、一実施形態において、ＬＮＡ Ｐ１１７の出力は、５０オームにインピーダンス整合されている。
【０１５１】
図１３は、本発明の一実施形態によるｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の物理的構成要素を示している。電子部品部Ｐ４０９は、上記で図１２に関して述べたように、プリント回路基板上に規定されている。図１２に関して説明された構成要素に加えて、電子部品部Ｐ４０９は、さらに、ユーザインタフェース・ディスプレイＰ１４４を含んでいる。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００への電力は、バッテリＰ４０７により供給される。さらに、一実施形態では、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、太陽電池膜Ｐ４０５を備えており、これは、バッテリＰ４０７の寿命を延ばすため、バッテリＰ４０７にトリクル充電を提供するように規定されている。参照符号Ｐ４１１で示す、シャックルとロック機構の構成要素を、さらに図示している。図１５は、参照符号Ｐ４１１のシャックルとロック機構の構成要素の、より詳細な図を示している。電子部品部Ｐ４０９、バッテリＰ４０７、太陽電池膜Ｐ４０５、シャックルとロック機構の構成要素Ｐ４１１は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の本体内すなわちシェル内に固定されている。図１４は、本発明の一実施形態による、フロントシェルＰ４１３、リアシェルＰ４１５、連動板Ｐ４２１、およびプッシュ板Ｐ４１９の、より詳細な拡大図を示している。
【０１５２】
ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の本体は、フロントシェルＰ４１３とリアシェルＰ４１５とにより画成されており、これらは互いに嵌合して、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の構成要素を挟み込むようにして取り囲んでいる。さらに、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、プッシュ板Ｐ４１９と連動板Ｐ４２１とを有している。プッシュ板は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシェルの内部で可動である。連動板Ｐ４２１は、ファスナＰ４１７によって、リアシェルＰ４１５に接続されている。プッシュ板Ｐ４１９を動かすように外力が加えられると、プッシュ板Ｐ４１９はｍＬＯＣＫ  Ｐ１００内で動いて、シャックルのロック機構を解除する。これについては、図１５に関連して、さらに詳細に説明する。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、さらに、ボタン・オーバーレイＰ４０３Ａとディスプレイ・オーバーレイＰ４０３Ｂとを有している。さらに、一実施形態においては耐久性を高めるため、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、ゴム製のシャックル・モールドＰ４０１Ａと、ゴム製の本体モールドＰ４０１Ｂとを備えるものとすることができる。
【０１５３】
当然のことながら、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、ロックされたｍＬＯＣＫ  Ｐ１００を分解するためのアクセスが可能な外部アセンブリといったものは、一切含んでいない。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の内部にある止めネジＰ４６８でのみ分解が可能である。この止めネジＰ４６８は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のシャックルがロック解除されて開いているときにのみアクセス可能である。
【０１５４】
図１５は、本発明の一実施形態による、参照符号Ｐ４１１のシャックルとロック機構の構成要素の拡大図を示している。シャックルＰ４５０は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のリアシェルＰ４１５の中のチャネル内に配置されるように規定されている。シャックルＰ４５０は、チャネルの長さに沿って可動であるように規定されており、さらに、チャネル内で回転可能であるように規定されている。リテーナＰ４６０が、シャックルＰ４５０に取り付けられており、これによって、シャックルＰ４５０がチャネルから完全に引き抜かれてしまうことを防止すると共に、チャネル内でのシャックルＰ４５０の回転量を制御している。シャックルＰ４５０は、シャックル・ループＰ４７２を閉じるために、シェルの開口部Ｐ４７０に挿入されるように規定されている。さらに、シャックルＰ４５０は、シャックル・ループＰ４７２を開くために、シェルの開口部Ｐ４７０から解放されるように規定されている。
【０１５５】
ラッチ板がシェルの内部に配置されており、これは、シャックル・ループＰ４７２を閉じるためにシャックルＰ４５０がシェルの開口部Ｐ４７０に挿入されると、シャックルＰ４５０に係合してシャックルＰ４５０をロックするように規定されている。より具体的には、ラッチ板は、方向Ｐ４７４に動いて、シャックルＰ４５０に形成されたロッキング・スロットＰ４５２に係合するように、また、方向Ｐ４７６に動いて、シャックルＰ４５０に形成されたロッキング・スロットＰ４５２から外れるように、規定されている。前述のように、プッシュ板Ｐ４１９がシェルの内部に配置されており、これは、方向Ｐ４７４およびＰ４７６に動かされるように規定されている。具体的には、プッシュ板Ｐ４１９は、図１４に矢印Ｐ４７８で示すように、プッシュ板Ｐ４１９に外力が加えられると、方向Ｐ４７６に動くように規定されている。
【０１５６】
モータＰ４５８が、プッシュ板Ｐ４１９に機械的に固定されており、これによって、プッシュ板Ｐ４１９が方向Ｐ４７４またはＰ４７６に動くと、モータＰ４５８がプッシュ板Ｐ４１９と共に同じ方向に動くようになっている。カムＰ４５６が、モータＰ４５８により方向Ｐ４８０に動かされてラッチ板Ｐ４５４と係合するように、機械的に接続されている。カムＰ４５６は、モータＰ４５８に剛結合されており、このため、プッシュ板Ｐ４１９が動くことによってモータＰ４５８が動くと、これによってカムＰ４５６が対応する動きをするようになっている。従って、外力Ｐ４７８が加わることによりプッシュ板Ｐ４１９が方向Ｐ４７６に動くと、モータＰ４５８がカムＰ４５６をラッチ板Ｐ４５４に係合させるように作動して、ラッチ板Ｐ４５４がシャックルＰ４５０から外れるように方向Ｐ４７６に動き、これによりシャックルＰ４５０は自由となってシェルから解放され、シャックル・ループＰ４７２が開く。
【０１５７】
モータＰ４５８がカムＰ４５６を動かしてラッチ板Ｐ４５４に係合させるように作動していないときに、第１のバネＰ４６４が、カムＰ４５６をラッチ板Ｐ４５４から外すように規定されている。一実施形態では、第１のバネＰ４６４は、ねじりバネである。プッシュ板Ｐ４１９を動かす外力Ｐ４７８が加えられていない場合に、さらに、カムＰ４５６がラッチ板Ｐ４５４と係合するように動かされると、第２のバネＰ４６６が、ラッチ板Ｐ４５４をシャックルＰ４５０に、すなわちシャックルＰ４５０のロッキング・スロットＰ４５２に係合させるように規定されている。第３のバネＰ４６２が、プッシュ板Ｐ４１９を動かすように加えられる外力Ｐ４７８に抵抗するように規定されており、これによって、プッシュ板Ｐ４１９は、外力Ｐ４７８が加えられていないときには定位置に戻される。
【０１５８】
連動板Ｐ４２１は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の本体内に配置されて、プッシュ板Ｐ４１９、モータＰ４５８、カムＰ４５６、ラッチ板Ｐ４５４、およびシャックルＰ４５０を覆うように、シェルＰ４１５に固定されており、このため、連動板Ｐ４２１を取り外すことなくｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のロック機構にアクセスすることは不可能になっている。さらに、連動板Ｐ４２１は、シャックルＰ４５０がシェルＰ４１５の開口部Ｐ４７０から解放されてシャックル・ループＰ４７２が開いているときに、そのシェルＰ４１５の開口部Ｐ４７０を通じてのみアクセス可能であるファスナすなわち止めネジＰ４６８で、シェルＰ４１５に固定されている。
【０１５９】
当然のことながら、プッシュ板Ｐ４１９とラッチ板Ｐ４５４は物理的に相互に当接しており、これによって、シャックルＰ４５０に加わる力が、シャックルＰ４５０を通じてラッチ板Ｐ４５４へ、プッシュ板Ｐ４１９へ、シェルＰ４１５へと伝達される。従って、モータＰ４５８およびカムＰ４５６は、シャックルＰ４５０に加わる力から隔離されている。さらに、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００のオンボードのプロセッサが、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の状態を監視し、モータＰ４５８を自律制御することで、観測されたｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の状態に基づいてカムＰ４５６を動かすように規定されている。
【０１６０】
本明細書において記載したように、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は電子ロックであり、これは、その中のロック機構を駆動することにより、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００が、ａ）安全なネットワークの範囲外にある、ｂ）緯度と経度（ＧＰＳ）に基づく所定の通過点から逸脱した、ｃ）期限が過ぎたスケジュールがある、ｄ）動きが検出された、のうちのいずれかであるときに、貴重品を自動的に保護することができる。また、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００が安全なネットワークとネゴシエーションする際に、あるいはユーザが規定した通過点に到着するときに、自動的にロックを解除するように設定することができる。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作は、遠隔からの（安全な）コマンドにより変更することができ、これによって、例えば輸送用コンテナの移動ごとに、個々の時点での個々の使用に合わせてｍＬＯＣＫ  Ｐ１００の動作を設定することが可能である。
【０１６１】
国際商取引の拡大によって運送業が後押しされている。船舶、列車、およびトラックにより、貨物コンテナが、どちらかというと持ち主不在で注意を払われることなく、世界中に運ばれる。これらは、テロリストおよび窃盗犯が悪用することができる脆弱性領域である。当然のこととして、ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、特に、輸送コンテナのセキュリティ、コンテナ追跡処理、および航空貨物コンテナのセキュリティの用途によく適している。ｍＬＯＣＫ  Ｐ１００は、本明細書で記載した、ａ）シャックルの開／閉／切断アラームを持つドアロック、ｂ）組み込まれた位置および追跡情報、ｃ）世界的なマルチモード通信リンク、を含むその機能を用いて、特に、貨物コンテナの中に危険物が入れられること、あるいは重要な貴重品がコンテナから抜き取られることからの保護を提供する。
【０１６２】
配送貴重品の追跡および監視のためにｍＬＯＣＫ Ｐ１００に実装される技術は、当然のことながら、ｍＬＯＣＫ Ｐ１００以外のデバイスにおいて用いることもできる。例えば、ｍＬＯＣＫ Ｐ１００の電子アーキテクチャは、ロック機構に関連する技術を除いて、配送貴重品の監視および追跡に使用される他のデバイスに実装することができる。ｍＬＯＣＫ Ｐ１００および同様の電子アーキテクチャを実現する他のデバイスは、当然のことながら、本明細書に記載のＤＡＭＣプロトコルに従って動作し得る。
【０１６３】
本明細書で記載した発明は、コンピュータ読取り可能な媒体上のコンピュータ読取り可能なコードとして具現化することができる。コンピュータ読取り可能な媒体は、データを保存することができるデータ記憶装置であって、後にコンピュータシステムによりそのデータを読み出すことが可能なものである。コンピュータ読み取り可能な媒体は、データを保存することができるデータ記憶装置であって、後にコンピュータシステムによりそのデータを読み出すことが可能なものである。コンピュータ読み取り可能な媒体の例には、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＣＤ‐Ｒ、ＣＤ‐ＲＷ、磁気テープ、ならびに他の光学式および非光学式のデータ記憶装置が含まれる。コンピュータ読み取り可能なコードは、接続されたコンピュータシステムのネットワーク上に分散させることもでき、これにより、コンピュータ読み取り可能なコードは分散的に記憶および実行される。また、本発明のいずれかの実施形態を実施するためのユーザインタフェースを提供するため、コンピュータ読み取り可能な媒体上のコンピュータ読み取り可能なコードとして実装されるグラフィカル・ユーザインタフェース（ＧＵＩ）を構築することができる。
【０１６４】
本発明について、いくつかの実施形態によって説明を行ったが、当然のことながら、当業者であれば、上記明細書を読み、図面を詳査することで、種々の変更、追加、置換、およびその均等物を思いつくであろう。従って、本発明は、発明の真の精神および範囲に含まれるすべての変更、追加、置換、および均等物を含むものである。
【図１Ａ】
2013527633.tif 000003
【図１Ｂ】
2013527633.tif 000004
【図２Ａ】
2013527633.tif 000005
【図２Ｂ】
2013527633.tif 000006
【図３Ａ】
2013527633.tif 000007
【図３Ｂ】
2013527633.tif 000008
【図３Ｃ】
2013527633.tif 000009
【図３Ｄ】
2013527633.tif 000010
【図３Ｅ】
2013527633.tif 000011
【図３Ｆ】
2013527633.tif 000012
【図４Ａ】
2013527633.tif 000013
【図４Ｂ】
2013527633.tif 000014
【図５】
2013527633.tif 000015
【図６】
2013527633.tif 000016
【図７】
2013527633.tif 000017
【図８】
2013527633.tif 000018
【図９】
2013527633.tif 000019
【図１０】
2013527633.tif 000020
【図１１】
2013527633.tif 000021
【図１２】
2013527633.tif 000022
【図１３】
2013527633.tif 000023
【図１４】
2013527633.tif 000024
【図１５】
2013527633.tif 000025
【国際調査報告】
2013527633.tif 000026
2013527633.tif 000027