(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの複数の他のノードデバイスにメッセージをルーティングするためのルーティングコントローラを含むノードデバイスであって、前記ルーティングコントローラは、
前記複数の他のノードデバイスのうちの、ルーティングセットに属する他のノードデバイスへのメッセージのルーティングを可能にする少なくとも１つのグローバルインスタンスと、
前記複数の他のノードデバイスのうちの、前記ノードデバイスの近隣の近隣ノードデバイスに、該近隣ノードデバイスが前記ルーティングセットに属するか否かにかかわらず、パケットをルーティングするための少なくとも１つのローカルインスタンスと
を含み、
前記ルーティングコントローラは、前記近隣ノードデバイスへのマルチキャストメッセージのルーティングのために前記ローカルインスタンスを使用するよう構成されている、デバイス。
【請求項２】
前記グローバルインスタンスは、前記ルーティングセットに属するノードデバイスを結ぶルートを定め、かつ、前記ルーティングセットに属するノードデバイスのうちの、前記ネットワークとバックエンドとを橋渡しするルーターデバイスであるノードデバイスを、根として有する少なくとも１つのＤＯＤＡＧ（destination oriented directed acyclic graph）を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ルーティングコントローラは、バックエンドからのユニキャストメッセージ及びマルチキャストメッセージのために前記グローバルインスタンスを使用するよう構成されている、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ノードデバイスは、さらなるローカルインスタンスを含み、該さらなるローカルインスタンスは、前記複数の他のノードデバイスのうちのイベント近隣ノードデバイスに、所定の種類のメッセージを含むパケットを、ルーティングするためのものであり、前記イベント近隣ノードデバイスは、前記ルーティングセットに属する他のノードデバイスからのみ選択される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記所定の種類のメッセージは、センサからの検出情報を含むイベントメッセージを含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
ネットワーク内のノードデバイスを構成する方法であり、リモートコントローラにおいて実施される方法であって、複数の前記ノードデバイスは、メッセージをネットワークにルーティングするためのルーティングコントローラを含み、前記複数のノードデバイスは、前記リモートコントローラと通信可能であり、前記方法は、
（ａ）前記リモートコントローラにより、前記複数のノードデバイスのうちの、ルーティングセットに属するノードデバイスへのメッセージのルーティングを可能にするグローバルインスタンスを作成するステップと、
（ｂ）前記リモートコントローラにより、前記複数のノードデバイスのうちの、前記ノードデバイスの近隣の近隣ノードデバイスにパケットをルーティングするための少なくとも１つのローカルインスタンスを作成するステップであって、前記リモートコントローラにより、前記近隣ノードデバイスが前記ルーティングセットに属するか否かを問わず前記近隣ノードデバイスを選択するステップを含む、ステップと、
（ｃ）前記リモートコントローラにより、前記近隣ノードデバイスへのマルチキャストメッセージのルーティングに前記ローカルインスタンスを使用するよう前記ルーティングコントローラを構成するステップと
を含む、方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｂ）におけるローカルインスタンスの構成は、前記ノードデバイスが根として動作するローカルインスタンスの識別子を前記ノードデバイスに割り当てるステップと、前記ノードデバイスがリスナーとして動作する他のローカルインスタンスの識別子を前記ノードデバイスに割り当てるステップとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ａ）は、さらに、前記ルーティングセットに属するノードデバイスを結ぶルートを定め、かつ、前記ルーティングセットに属するノードデバイスのうちの、前記ネットワークをバックエンドに橋渡しするルーターデバイスであるノードデバイスを、根として有する少なくとも１つのＤＯＤＡＧを作成するステップを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ）は、さらに、前記近隣ノードデバイスを前記ノードデバイスに結ぶルートを定めるＤＯＤＡＧを作成するステップを含む、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）は、前記複数のノードデバイスのそれぞれの地理的情報に基づき実行される、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ａ）−（ｃ）の前に、前記ネットワークの前記複数のノードデバイスが、各自の地理的情報をバックエンド内のリモートコントローラに送信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｂ）は、前記ローカルインスタンスにおいてＭＰＬプロトコルのためのＭＰＬインターフェイスを作成するステップを含み、根となる前記ノードデバイスは前記ＭＰＬプロトコルのユニークなシードである、請求項６乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ａ）は、前記グローバルインスタンスにおいてＭＰＬプロトコルのためのＭＰＬインターフェイスを作成するステップを含み、前記ルーティングセットに属するノードデバイスのうちの、バックエンドに接続されたルーターノードデバイスは、前記ＭＰＬプロトコルのユニークなシードである、請求項６乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）は、前記ローカルインスタンス及び前記グローバルインスタンスにおいてＲＰＬプロトコルのためのＲＰＬインターフェイスを作成するステップを含む、請求項６乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ローカルインスタンスは、最小深度のルーティングツリーによって定められる、請求項６乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ローカルインスタンスは、根、中間ノード、及び葉を有するツリー構造によってルートを定め、信頼性を確保するため、前記ローカルインスタンスにおいて前記根から前記葉にルーティングされるメッセージは、前記根及び全ての前記中間ノードによって２回以上マルチキャストされる、請求項６乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｂ）は、所定の種類のメッセージを含むパケットを、前記複数の他のノードデバイスのうちのイベント近隣ノードデバイスにルーティングするためのさらなるローカルインスタンスを作成するステップを含み、前記イベント近隣ノードデバイスは、前記ルーティングセットに属する他のノードデバイスからのみ選択される、請求項６乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記所定の種類のメッセージは、センサからの検出情報を含むイベントメッセージを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ノードデバイスは、周波数ホッピング通信モードに従って動作し、ＧＰＳ又はネットワーク・タイム・プロトコルから時間基準が取得される、請求項６乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記時間基準は、前記グローバルインスタンスにおいて根から拡散される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ネットワーク上で送信されるコマンドによって制御される照明器具に各ノードデバイスが接続される屋外照明ネットワークのような通信ネットワーク内の通信デバイスに関する。また、本発明は、かかるノードを構成する方法に関する。
【０００２】
本発明は、例えば、無線通信を使用する屋外照明ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
屋外照明ネットワーク等の一部の通信ネットワークでは、各ノードデバイスが２つ以上の通信インターフェイスを有する。図１に示される例では、ネットワークの各ノード１００は、例えばメッシュインターフェイス１０１及びＧＰＲＳインターフェイス１０２を有する。ＧＰＲＳインターフェイス１０２は、例えばＵＤＰ／ＤＴＬＳ／ＣｏＡＰによって自動コミッショニングをバックエンドで実行するために使用される。これに関して、ＤＴＬＳハンドシェイクが成功した場合、デバイスは登録され、構成パラメータがデバイスに送信され得る。全てのノードデバイス１００がコミッショニングされると、メッシュネットワークが構成され、ネットワーキングパラメータがＧＰＲＳ接続を介してリモートコントローラ１１０に送信され得る。また、一部のノードデバイス１００のＧＰＲＳモジュールが無効化され、無効化されたＧＰＲＳを有するデバイスは、依然として有効なＧＰＲＳインターフェイスを有する残りのデバイス（例えば、ノードデバイス１００ａ）を介してのみバックエンドにアクセスするよう構成されてもよい。さらに、デバイス１００ａは単純なルーターとして動作してもよく、これは、全体的な通信アーキテクチャを一層単純化し、また、ネットワークとバックエンド内のリモートコントローラ１１０との間のエンドツーエンド動作を確実にする。つまり、通信の一部はメッシュネットワーク上で行われ、一部はＧＰＲＳネットワーク上で行われる。ＧＰＲＳインターフェイスも、デバイスがスター・トポロジーによって広域通信可能なＵＭＴＳ、ＬＴＥ、又は広域サブＧＨｚ無線通信等の広域通信インターフェイスであり得る。
【０００４】
このようなネットワークでは、Ａｌｌ−ＩＰシステムが使用され、プロトコル変換の数が最小化され得る。このために使用され得るプロトコルの１つは６ＬｏＷＰＡＮである。しかし、以下のようないくつかの基礎的な通信パターンが依然として実行可能であることを確保することが要求される。
１．バックエンドから任意のノードデバイスへのユニキャスト通信：これは照明器具のオン／オフを切り替えるために使用され得る（ダウンリンクユニキャスト）。
２．照明システム内の任意のノードデバイスからバックエンドへのユニキャスト通信：これはエネルギー報告のために使用され得る（アップリンクユニキャスト）。
３．バックエンドから照明システム内のデバイスの集合へのマルチキャスト通信：これはソフトウェアのアップデートのために、又は照明器具グループのオン／オフを切り替えるために使用され得る（ダウンリンクマルチキャスト）。
４．複数のノードデバイス間での照明システム内ローカル通信：これはピアツーピア通信を要する製品を可能にするために使用され得る。かかる製品では、検出器及び無線通信を使用してオンデマンドで、すなわち、移動している人又は乗り物が検出されたときに光が供給される。
【０００５】
６ＬｏＷＰＡＮネットワークでは、ルーティングプロトコルはＲＰＬ（Routing Protocol for Low-power and lossy Networks）によって規定される。ＲＰＬベースネットワークは、ＲＰＬインスタンスによって構成される。各ＲＰＬインスタンスは、１つ又は複数のＤＯＤＡＧ（Destination Oriented Directed Acyclic Graph）を有し得る。各ＤＯＤＡＧは、根と呼ばれる特別なノードで終了する。
【０００６】
ノードデバイスには２種類のインスタンスが見つけられ得る。
−インスタンスｉｄによって識別されるグローバルインスタンス。各グローバルインスタンスは（それぞれが異なる根を有する）複数のＤＯＤＡＧを含み得る。
−ノードに関連付けられた特殊なインスタンスであるローカルインスタンス。各ローカルインスタンスは単一のＤＯＤＡＧしか有し得ない。これらを識別するには、インスタンスｉｄ及びＤＯＤＡＧｉｄの２つのフィールドが必要とされる。ＤＯＤＡＧｉｄは、ＤＯＤＡＧとして動作するノードのユニークかつ到達可能なＩＰアドレスである。
【０００７】
ノードは、ＲＰＬインスタンス内の１つのＤＯＤＡＧにしか参加することができず、同じインスタンスのＤＯＤＡＧ間の通信は不可能である（各ＤＯＤＡＧは隔離される）。一方、ノードは異なるＲＰＬインスタンスに同時に参加することができる。したがって、ノードは、複数のローカルインスタンスを所有し又はその一部を構成し得る。
【０００８】
さらに、かかるネットワークにおいて、マルチキャスト・ルーティング・プロトコルをサポートすることへのニーズが存在する。上記通信目標を達成するために、グローバルインスタンスのＤＯＤＡＧの根であるボーダールーター（ＧＰＲＳ有効）にそれぞれ関連付けられた複数のサブネットワークを作成することが試みられ得る。しかし、これは、図２に示されるように、ネットワークの境界を見ると、ローカル通信ができないという制限を有する。図２では、サブネットワークＮ１及びＮ２は隔離され、このネットワークトポロジーでは直接通信できないようである。Ｎ１とＮ２との間の通信はバックエンドを介してしか行うことができず、この場合、ＧＰＲＳ通信の使用を要する。したがって、サブネットワークＮ１のノードデバイスからサブネットワークＮ２のノードデバイスへの通信は非効率的である。さらに、この例では、Ｎ１及びＮ２両方のノードに対するマルチキャストルーティングはサポートされない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一課題は、上記問題を緩和するデバイスを提案することである。
【００１０】
本発明の他の課題は、全ての可能な送信モードを提案する一方、効率的なルーティングプロトコルを可能にするネットワーク内のノードデバイスの構成方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、ネットワークの複数のノードデバイスにメッセージをルーティングするためのルーティングコントローラを含むデバイスであって、ルーティングコントローラは、ノードデバイスのルーティングセットへのメッセージのルーティングを可能にするグローバルインスタンスと、デバイスに隣接する近隣ノードデバイスにパケットをルーティングするための少なくとも１つのローカルインスタンスとを含み、近隣ノードデバイスは、近隣ノードデバイスがノードデバイスのルーティングセットに属するか否かを問わず選択され、ルーティングコントローラは、ノードデバイスへのマルチキャストメッセージのルーティングのためにローカルインスタンスを使用する、デバイスが提案される。  
【００１２】
したがって、グローバルインスタンスによって到達不能な、他のサブネットワークの一部である近隣ノードに到達するためにローカルインスタンスを使用することができる。その後、この他のサブネットワークのノードは、自らのグローバルインスタンスを使用してそのサブネットワークのノードにメッセージをルーティングすることができる。ローカルインスタンスによってマルチキャストメッセージをルーティングすることにより、メッセージをより効率的にルーティングすることを防ぐことが可能になる。
【００１３】
本発明の第１の側面の第１の実施形態では、グローバルインスタンスは、ルーティングセットのノードデバイスを結ぶルートを定め、かつ、ネットワークとバックエンドとを橋渡しするルーターデバイスであるノードデバイスを根として有する少なくとも１つのＤＯＤＡＧ（destination oriented directed acyclic graph）を含む。この第１の実施形態は、例えば、バックエンドを介してメッセージをルーティングすることを回避し、ローカルインスタンスによって提案されるルートのうちの１つを介して近隣サブネットワークに直接ルーティングし得る。これは、ローカル通信を要するアプリケーション、又はメッセージのマルチキャストに関して特に興味深い。
【００１４】
本発明の第１の側面の他の実施形態では、ルーティングコントローラは、バックエンドからのユニキャストメッセージ及びマルチキャストメッセージのためにグローバルインスタンスを使用する。したがって、アプリケーション又はメッセージのターゲットノード及びそれらのネットワーク内の位置に応じて、メッセージのルーティングのためにローカルインスタンスの代わりにグローバルインスタンスを使用することができ、これは、メッセージのルーティングにおいてより大きなフレキシビリティを提供する。
【００１５】
本発明の第１の側面の他の実施形態では、バックエンドとネットワークとの間の通信は、ネットワークの伝送媒体とは異なる伝送媒体上で行われる。これは、ＧＰＲＳ又はＬＴＥ等の広域通信媒体であり得る。
【００１６】
本発明の第２の側面によれば、ネットワーク内のノードデバイスを構成する方法であって、ノードデバイスは、メッセージをネットワークの他のノードデバイスにルーティングするためのルーティングコントローラを含み、方法は、（ａ）ルーティングコントローラにおいて、他のノードデバイスのルーティングセットへのメッセージのルーティングを可能にするグローバルインスタンスを作成するステップと、（ｂ）ノードデバイスと隣接する近隣ノードデバイスにパケットをルーティングするための少なくとも１つのローカルインスタンスを作成するステップであって、近隣ノードデバイスが他のノードデバイスのルーティングセットに属するか否かを問わず近隣ノードデバイスを選択するステップを含む、ステップと、（ｃ）マルチキャストメッセージのルーティングにローカルインスタンスを使用するようルーティングコントローラを構成するステップとを含む、方法が提案される。  
【００１７】
上記したように、グローバルインスタンスによって到達不能な、他のサブネットワークの一部である近隣ノードに到達するためにローカルインスタンスを使用することができる。その後、この他のサブネットワークのノードは、自らのグローバルインスタンスを使用してそのサブネットワークのノードにメッセージをルーティングすることができる。ローカルインスタンスによってマルチキャストメッセージをルーティングすることにより、メッセージをより効率的にルーティングすることができる。これは特に、移動している人又は乗り物の検出を複数の近隣ノードデバイスに通知し、近隣デバイスをオンに切り替えなければならないローカル通信を含むアプリケーションの使用に適する。
【００１８】
本発明のこの側面のある実施形態によれば、物理インターフェイスによって使用されるステップ（ｃ）におけるローカルインスタンスの構成は、他の物理インターフェイスを介してメッセージを交換することによって行われる。
【００１９】
本発明のこの側面の他の実施形態によれば、ステップ（ｂ）におけるローカルインスタンスの構成は、ノードデバイスが根として動作するローカルインスタンスをノードデバイスに割り当てるステップと、ノードデバイスがリスナーとして動作する他のローカルインスタンスの識別子を割り当てるステップとを含む。
【００２０】
本発明の第２の側面の一実施形態によれば、ステップ（ａ）は、さらに、ルーティングセットのノードデバイスを結ぶルートを定め、かつ、ネットワークをバックエンドに橋渡しするルーターデバイスであるノードデバイスを根として有する少なくとも１つのＤＯＤＡＧを作成するステップを含む。したがって、アプリケーション又はメッセージのターゲットノード及びそれらのネットワーク内の位置に応じて、ノードデバイスはメッセージのルーティングのためにローカルインスタンスの代わりにグローバルインスタンスを使用するよう構成され、これは、メッセージのルーティングにおいてより大きなフレキシビリティを提供する。
【００２１】
第２の側面の他の実施形態によれば、ステップ（ｂ）は、さらに、近隣デバイスをノードデバイスに結ぶルートを定めるＤＯＤＡＧを作成するステップを含む。さらに、ステップ（ａ）及びステップ（ｂ）は、ノードデバイス及び他のノードデバイスのそれぞれの地理的情報に基づき実行される。ノードデバイスの情報に基づき、ローカルインスタンスは、グローバルインスタンスルーティング方式によって形成された２つの隔離されたサブネットワーク間の通信ブリッジ又はリンクを作成するよう構成され得る。例えば、グローバルインスタンス及びローカルインスタンスは、１つ又は複数のローカルインスタンスによって任意の異なるグローバルインスタンスが繋がれることを確保するようノードデバイスを選択し得る。一部の実施形態では、これは、非効率的なバックエンドを介するメッセージのルーティングを回避することを可能にする。また、これは例えばサービス提供者に課せられるＧＰＲＳ資源を要し得るため、高コストな可能性もある。
【００２２】
この実施形態のさらなる変形例では、方法は、ステップ（ａ）−（ｃ）の前に、ネットワークのノードデバイスが、各自の地理的情報をバックエンド内の中央コントローラに送信するステップをさらに含み、ステップ（ａ）−（ｃ）は中央コントローラから実行される。ノードデバイスは、例えば、正確に地理的情報を確立して、バックエンド内の中央コントローラに送信するためにＧＰＳチップセットを含み得る。また、地理的情報は他の手段によって、例えばセルラーネットワークから取得されてもよい。バックエンド内の中央コントローラは、ネットワークによって使用されるルーティング方式を最適な態様で作成及び構成するにあたり、ノードデバイスよりも大きな計算能力を有する。
【００２３】
本発明の第２の側面の実施形態の変形例では、ステップ（ａ）−（ｃ）はバックエンド内の中央コントローラから実行される。ノードデバイスの地理的情報は例えば設置（installation）マップから既に知られている可能性があるので、ノードデバイスが各自の地理的情報を送信することは不要な可能性がある。
【００２４】
本発明の第２の側面の実施形態のさらなる変形例では、ステップ（ｂ）は、ＭＰＬプロトコルのためのＭＰＬインターフェイス（前はローカルＲＰＬインスタンスを有していた）を作成するステップを含み、ノードデバイスはＭＰＬプロトコルのユニークなシードである。本発明の第２の側面の実施形態の他の変形例では、ステップ（ａ）は、グローバルインスタンスにおいてＭＰＬプロトコルのためのＭＰＬインターフェイスを作成するステップを含み、バックエンドに接続されたルーターノードはＭＰＬプロトコルのユニークなシードである。ＭＰＬ（Multicast Protocol for Lossy and low-power networks）は、その特性及び効率性から、かかるネットワークにおける６ＬｏＷＰＡＮの候補である。
【００２５】
本発明の第２の側面の実施形態の他の変形例では、ステップ（ａ）及びステップ（ｂ）は、ローカルインスタンス及びグローバルインスタンスにおいてＲＰＬプロトコルのためのＲＰＬインターフェイスを作成するステップを含む。
【００２６】
本発明の第２の側面の実施形態の他の変形例では、ローカルインスタンスは、最小深度のルーティングツリーによって定められる。これは、例えば、ローカルインスタンス内にリストされた全てのノードが１ホップで到達され得ることを意味する（中間再送が不要）。これは、メッセージのルーティングにおける単純さ及び効率性を可能にする。ネットワーク、及びデバイスの正確な地理的位置の全体的知識を有するバックエンド内で計算される場合、最小深度のツリーの取得は特に簡単である。
【００２７】
本発明の第２の側面の実施形態の他の変形例では、ローカルインスタンスは、根、中間ノード、及び葉を有するツリー構造によってルートを定め、信頼性を確保するため、ローカルインスタンスにおいて根から葉にルーティングされるメッセージは、根及び全ての中間ノードによって２回以上マルチキャストされる。マルチキャストメッセージを繰り返すことにより、メッセージ送信の信頼性を維持することができる。
【００２８】
本発明の上記及び他の側面は、後述される実施形態を参照しながら説明され、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
以下、次の添付図面を例として参照ながら、本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
【図１】図１は、本発明が実装され得るネットワークのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るノードを含むネットワーク内のルーティングインスタンスの表現である。
【図３Ａ−３Ｄ】図３Ａ−図３Ｄは、図２のネットワークにおけるパケットのルーティングを示す。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態に係るネットワークの構成方法を表すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るノードを含むネットワークにおけるルーティングインスタンスの表現である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係るノードを含むネットワークにおけるルーティングインスタンスの表現である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、ネットワーク内のノードデバイス、及びネットワークにおけるメッセージのルーティングを可能にするようかかるノードデバイスを構成する方法に関する。
【００３２】
上記したように、図１に示されるようなネットワークにおけるマルチキャストプロトコルに対するニーズが存在する。実際に、屋外照明ネットワークでは、照明器具のグループのオン／オフを切り替えるために、又はあるノードデバイスの近傍で物体が検出されたことを照明器具のグループに通知するためにマルチキャストが使用され得る。
【００３３】
ＭＰＬ（Multicast Protocol for Low power and lossy networks ）は、６ＬｏＷＰＡＮネットワークにおけるマルチキャストのために使用されるプロトコルである。ＭＰＬプロトコルの主な特徴は以下の通りである。
・全ノードデバイスが１つ又は複数のＭＰＬインターフェイスを有する。これらのインターフェイスは、関連付けられた１つ又は複数のユニキャストＩＰアドレスを有する。
・各インターフェイスは、１つ又は複数のＭＰＬドメインにサブスクライブし得る。各ドメインには、１つのユニークなマルチキャストアドレスが関連付けられる。
・各自のインターフェイスのうちの１つを介してドメインに参加したノードの中には、ドメインに情報を発するいくつかの特別なノードが存在する。これらのノードはシードと呼ばれる。
・シードがメッセージを送信するとき、シードは宛先としてドメイン・マルチキャスト・アドレスを使用し、そのドメインにサブスクライブしている全てのノードがメッセージを受信する。
・全てのノードがＭＰＬフォワーダーとして動作する。したがって、ノードが以前にメッセージを受信していない場合、ノードはメッセージを再送する。
・マルチキャスト通信及び再送を制御するのにTrickleアルゴリズムが使用される。
【００３４】
本発明の一実施形態では、ルーティングエントリを作成するためにＲＰＬが使用され得る。ＲＰＬはユニキャスト通信パターンに適する。一方、ＭＰＬはマルチキャスト通信のための良いオプションである。
【００３５】
図２に示されるように、本発明の第１の実施形態は、全ての通信目標を達成するためにグローバルＲＰＬインスタンス及びローカルＲＰＬインスタンスを利用する。図２のネットワークでは、複数のノードデバイス１００及び１００ａが相互接続され、異なるサブネットワークＮ１及びＮ２を形成する。ノードデバイス１００及び１００ａは、各自のメッシュインターフェイスを使用して互いに接続される。しかし、ノードデバイス１００ａはさらに、各自のＧＰＲＳインターフェイスを使用して、リモートコントローラ（図示無し）に接続されたバックエンドネットワーク２００と通信するボーダールーターとして動作する。
【００３６】
ネットワークＮ１及びＮ２上でデータパケットをルーティングするために、ネットワーク内にグローバルＲＰＬインスタンス及びローカルＲＰＬインスタンスが分布される。図２には、ネットワークの一部２１に関していくつかのグローバルインスタンスの中身が表されており、また、ルートとしてのノードデバイス間の接続が表されている。同様に、近隣ノードが互いにメッセージをルーティング可能なローカルインスタンスの例が参照番号２２によって表されている。サブネットワークＮ１、Ｎ２のそれぞれについて、
・複数のＤＯＤＡＧを含む１つのグローバルインスタンス２１が存在する。各ＤＯＤＡＧ根はボーダールーター１００ａとして動作し、バックエンド２００と通信するためにＧＰＲＳインターフェイスが有効化される。サブネットワークの全てのノードデバイス１００が、このグローバルインスタンスの１つのＤＯＤＡＧに参加する。
・サブネットワークの各ノードデバイス１００及び１００ａは、近傍の近隣ノードが参加し又は加えられるローカルインスタンス２２を少なくとも１つ所有する。
【００３７】
この構造によれば、全ての通信パターンが達成され得る。
・グローバルインスタンス２１を使用して、各ノードデバイスとバックエンドとの間の上方向／下方向ユニキャスト及びマルチキャスト通信の両方が達成される。
・ノードデバイス（この場合はセンサ）は、各々のローカルインスタンス２２を使用して、ローカルインスタンス２２に参加した近隣ノードにマルチキャスト情報を送る。
【００３８】
ノードデバイス・ローカルインスタンス２２において、他のノードが、ノードデバイスのグローバルインスタンスに含まれているのか、又は異なる根を有する別のノードデバイスのグローバルインスタンスに含まれているのかに関わらず、他のノードを選択することにより、さもなければ隔離される異なるサブネットワークＮ１及びＮ２の間にリンクが作成され得る。例えば、ローカルインスタンス２２ａは、２つのサブネットワークの橋渡しをしており、バックエンドを介することなくネットワークＮ１からネットワークＮ２に通信することを可能にする。本発明の変形例では、他のサブネットワークと複数のリンクを作成する可能性を高めるために、既にグローバルインスタンスに含まれているノード以外のノードを含むローカルインスタンスを作成することが好ましい可能性がある。
【００３９】
従来のアプローチによれば、バックエンドを介するほか、１つのサブネットワークから他のサブネットワークにリンクする方法は存在しない。これはラグを生じ、また、直接リンクよりも高価なＧＰＲＳ資源を消費する。これは、例えば、第１のサブＮ１から第２のサブネットワークＮ２にかけての光レベルのトラッキング、移動物体の追跡といったアプリケーションの実施を妨げる。上記から理解され得るように、最も近いノードに情報を広めるためにローカルインスタンスを使用することは、異なるサブネットワークのノードが通信できないこの従来のアプローチの制限を回避する。全ての可能なシナリオの完全な説明が図３Ａ−図３Ｄに表されている。図３Ａ−図３Ｄにおいて、図の上部にグローバルインスタンスがツリー構造で示されている。そして、それぞれが考察されるノードに関連付けられた複数のローカルインスタンスが示されている。明瞭さのため、ネットワークの最下部の８つのノードデバイス（１００１−１００８）のローカルインスタンスのみが示されている。しかし、中間ノードデバイス又はボーダールーターノードも、それぞれの近隣ノードにメッセージをルーティングするためのローカルインスタンスを有する。例えば、ノード１００１のローカルインスタンスは、ノードデバイス１００１のローカルインスタンスがノードデバイス１００２及び１００３にどのようにメッセージをルーティングするかを示す。
【００４０】
図３Ａは、グローバルインスタンスを用いたルーターからのユニキャストメッセージのルーティングを示す。太線の矢印によって示されるように、データパケットはユニキャスト方式でバックエンド２００からノードデバイス１００３にルーティングされる。グローバルインスタンスは、バックエンドから任意のデバイスに任意のユニキャストメッセージをルーティングするために使用され得る。これは、例えば、リモートコントローラによって単一の照明器具にオン／オフを切り替えることを命じるために使用され得る。
【００４１】
逆のルートが図３Ｂによって示されている。図３Ｂは、グローバルインスタンスを用いたノード１００５からルーターノード、そしてバックエンドへのユニキャストメッセージのルーティングを示す。これは、例えば、照明器具の状態又は照明器具によって消費されたエネルギー量に関する情報をフィードバックするメッセージをルーティングするためにノードデバイスによって使用され得る。
【００４２】
図３Ｃは、バックエンドから照明器具のグループへのマルチキャストメッセージのルーティングを示す。これは、照明器具のグループに構成パラメータを拡散するために、又は例えば照明器具のグループのオン／オフを切り替えるために使用され得る。
【００４３】
ノードからのマルチキャスト、又は近隣ノードへのユニキャストのようなローカル通信の場合、ルーティングは図３Ｄによって示されるようになる。この場合、ローカルインスタンスを使用してメッセージがルーティングされる。図３Ｄの例では、ノード１００５はマルチキャストによって近隣ノード１００３、１００４、１００６、及び１００７に到達し得る。ノード１００６及び１００７は、同じネットワークに属さないにも関わらず、ノードデバイス１００５によって到達される。例えば、Trickleアルゴリズムを使用するメッセージのブロードキャストの場合、メッセージはより速く他のサブネットワーク中を進み、かつ、より速く他のサブネットワークに到達することができ、バックエンド２００を介さなくてよい。
【００４４】
図３Ａ−図３Ｄに示されるように、ローカルインスタンスは最小の深さを有するルーティングツリーによって定められる。これは、根であるノードデバイスから全ての他のノードに最小ホップ数で到達可能であることを意味する。典型的には、最小ホップ数は１であり、すなわち、根ノードはローカルインスタンス内にリストされた全てのノードに直接到達することができる。
【００４５】
ローカルインスタンスを含めることは、グローバル構造の制限を回避すること以外の利点ももたらす。各ノードは複数のローカルインスタンスを所有し、これは、状況に応じた多様な応答を可能にし得る。インスタンスが異なるアプリケーション要求に従って作成される場合、ネットワークはイベントに対して、そのアプリケーション要求に関するルーティングレベルで反応し得る（クロスレイヤ最適化）。例えば、メッセージを進ませたい距離又はホップ数、及び環境内で何かが検出されることに基づくいくつかのインスタンスがある場合、ネットワークは、メッセージを少数回のホップだけ拡散することもできるし（例えば、人のようなゆっくりと移動する物体の検出）、可能な限り遠くに送るよう決定することもできる（例えば、自動車のような高速移動物体の検出）。また、自動車の場合、メッセージを自動車の進行方向にのみ広めることも可能である。
【００４６】
インスタンス、及びオプションで関連付けられたＤＯＤＡＧの作成は、バックエンドにおいて行われ得る。これを達成するために、バックエンドは位置、ＬｏＳ（line of sight）、ノード間距離、及び信号強度等のメトリクスに基づくアルゴリズムを実行する。
【００４７】
このメトリクスの一部は、コミッショニングフェーズ中に又はその後にノードからＧＰＲＳを介してバックエンドに送られる。その他のメトリクスは、地理的情報（ノードの地理的位置）を使用してバックエンドによって計算される。一部の照明ネットワークでそうであるように、全てのノードデバイスがＧＰＳモジュールを有し、各ノードデバイスの位置が、例えば、コミッショニング中に上記メトリクスとともにＧＰＲＳを介して送信されてもよい。
【００４８】
その後、バックエンドは、例えば受信された地理的情報に基づきアルゴリズムを開始し、ノード毎にネットワークパラメータのセットを作成する。最後に、バックエンドはＧＰＲＳを介して各ノードにネットワークパラメータをプッシュする。
【００４９】
ローカルインスタンスの作成は、ネットワークのグローバル情報によって容易化される。上記したように、グローバル情報はＧＰＳ位置を使用して、又はネットワークの設置（installation）中に保存された位置情報に基づき計算され得る。
【００５０】
各ローカルインスタンスを作成するために、バックエンドにおいて以下のアルゴリズムが実行され得る。このアルゴリズムは、入力としてローカルインスタンスに参加するノードのセットを有し、また、複数の関数を含む。このアルゴリズムは最小ホップ数を有する構造を生成する。これは、リンクが有効な場合にのみ、繰り返し毎にホップを１つ追加することによって達成される。リンクの有効性は、例えば状況（環境、干渉源の近さ）及び要求されるネットワークのパフォーマンスに基づき変更又は調整され得る。アルゴリズムは各ノードについて最適なリンクを追加する（前回の繰り返しのノードになる）。
【表１】
0006516105.tif 000002
【００５１】
ノードのセットの計算はアプリケーションに応じて異なってもよく（例えば、特徴１において説明したように、特定方向に進行する自動車又は歩行中の人は同じ範囲を必要としない）、又は、所与の位置を中心とする所与のエリア内の全てのノードであってもよい。したがって、各ノードは、各アプリケーションの目的のために２つ以上のローカルインスタンスを有し得る。
【００５２】
上記したように、このアルゴリズムはバックエンドで実行され得る。この特徴に関して、主なメトリクスについても言及した。このメトリクスは、以下の関数において呼び出されるコスト関数に使用される。
【表２】
0006516105.tif 000003
【表３】
0006516105.tif 000004
【表４】
0006516105.tif 000005
【表５】
0006516105.tif 000006
以下のコンパクトアルゴリズムにおいて、上記抽象関数の全てについて詳述する。
【表６】
0006516105.tif 000007
ＲＰＬローカルインスタンスは、全ての通信ユースケースを可能にするための優れたソリューションを提供する。考慮すべきは、ＭＰＬの特徴を加えることによってＲＰＬが改良され得るのかということである。この構造によれば、グローバルインスタンス及びローカルインスタンスの両方にこのプロトコルを適用することができる。ローカルインスタンスにおいては、
・各ノードはＭＰＬインターフェイスを有する。
・また、各ノードは、自身がユニークなシードであるＭＰＬドメインにサブスクライブされる。
・他の近傍のノードは、ＭＰＬフォワーダーとしてドメインにサブスクライブされる。
グローバルインスタンスにおいては、
・同様に、全てのノードがＭＰＬインターフェイスを有する（ローカルインスタンスのインターフェイスと同じもの）。
・ＤＯＤＡＧ毎にＭＰＬドメインがあり、根がその中の唯一のシードである。
・ＤＯＤＡＧ内の全てのノードがＤＯＤＡＧドメインにサブスクライブされる。
【００５３】
上記ソリューションの他、他のアプローチを考えることができる。ローカル及びグローバル・マルチキャスト・メッセージのために使用される、ネットワーク全体のためのグローバルＭＰＬドメインを使用する。これを達成するには、各メッセージ内に最大ホップ数を確立する必要がある。
・メッセージをグローバルに配信したい場合、このホップ数を許容可能な最大値として設定することができる。
・メッセージの範囲をローカルにしたい場合、このホップ数を制限して、メッセージがネットワーク全体に拡散することを防ぐことができる。
【００５４】
上記２つのアプローチでは、依然として、ＲＰＬグローバルインスタンスがバックエンドとネットワークノードとの間のユニキャスト通信を満たす必要がある。
【００５５】
図４に示される本発明の他の側面によれば、ネットワークの構成方法がフローチャートによって示されている。図２のネットワークにおいて、方法は以下のステップを含む。
Ｓ１００  ネットワークのノードデバイスが各自の地理的情報をバックエンド内の中央コントローラに送信する。本実施形態の変形例ではデータストレージから取得され得る地理的情報は、ノード位置を考慮してグローバルインスタンス及びローカルインスタンスを最適化するために使用される。
Ｓ１０１  ルーティングコントローラにおいて、他のノードデバイスによって構成されるルーティングセットにメッセージをルーティングすることを可能にするグローバルインスタンスを作成する。
ステップＳ１０２は、近隣ノードデバイスが他のノードデバイスによって構成されるルーティングセットに属するか否かを問わず、近隣ノードデバイスを選択することを含む。したがって、ローカルインスタンスは、グローバルインスタンスが形成する２つのネットワークを橋渡しするよう構成され得る。
Ｓ１０３  マルチキャストメッセージのルーティングにローカルインスタンスを使用するようルーティングコントローラを構成する。特に、ステップＳ１０３は、ノードデバイスに、当該ノードデバイスが根として動作するローカルインスタンスを割り当てることと、当該ノードデバイスがリスナーとして動作する他のローカルインスタンスの識別子を割り当てることとを含む。したがって、各ノードは、自身が根又は宛先として参加する全てのローカルインスタンスを知る。
【００５６】
ステップＳ１０１−１０３は、バックエンド内のリモートコントローラによって実行され得る。実際に、このエンティティは通常より大きな処理能力を有し、よって、ローカルインスタンス及びグローバルインスタンスの構成を最適化し得る。
【００５７】
追加の実施形態では、ノードデバイス（すなわち、ルーティングコントローラを含むデバイス）は、ローカルインスタンスにおける少なくとも一部のパケットのルーティングのために標準化されていないアプリケーション層ソリューション（例えば、プロプライエタリソリューション）を使用する。標準化されていないとは、ローカルインスタンスの動作が必ずしもＲＰＬの仕様に従わないことを意味する。しかし、本実施形態では、グローバルインスタンスにおけるルーティングは、依然として他の実施形態で説明したように実行される。
【００５８】
本実施形態では、この単一のローカルインスタンスの動作は次の通りである。センサノードは、宛先ノードグループに送られなければならないイベントを生成する。センサは、シングル・ホップ・マルチキャスト又はブロードキャストを使用して、ここではイベントメッセージと呼ばれるイベント情報を含むパケットを送信する。このメッセージは、例えばリンクローカルＩＰｖ６マルチキャストＵＤＰメッセージであり得る。
【００５９】
イベントは、例えば、動き検出器による移動している人又は乗り物の検出、又は光センサによって検出される光レベルであり得る。イベント情報は、イベントが連絡されなければならない宛先グループの識別子を含む。例えば、グループは、ＩＰｖ６ＵＤＰパケット内でＩＰｖ６マルチキャスト宛先アドレスとして指定され得る。あるいは、ＵＤＰメッセージのペイロードに含まれてもよい。センサノードの全ての又はほとんどの直接の（１ホップの）隣接ノードはこの送信を受信する。例えば、フォーマットを認識しないために又は宛先アドレスがノードのグループメンバーシップと合致しないためにかかる送信を受信するよう構成されていないノードは、パケットを単純に破棄する。
【００６０】
イベントメッセージに反応するよう構成されているノードは、各自の構成に応じて、以下のタスクのうちの少なくとも１つを実行する。
１．ノード上でローカルに実行されているアプリケーションにイベント情報を渡し、ノードによって制御されるローカル光源のオン／オフを切り替え、又は調光するために使用する。これは、少なくとも１つの光源がイベントメッセージ内に示されるグループの一部であるよう構成されている場合に起こる。
２．近隣ノードにイベントメッセージを再ブロードキャスト（又はマルチキャスト）する。再ブロードキャストの前に、イベントメッセージは多様に変更され得る。
ａ．オプションで、送信前にイベントメッセージ内に保持される「ホップリミット」カウンタが減少され、又は送信前に「ホップカウント」カウンタが上昇される。この場合、送信ノードはさらに、カウンタに基づき、設定された最大ホップリミットに基づきメッセージが依然として再ブロードキャストされ得るかを確認する。このような機能は、この方法によってイベントメッセージが拡散されるノードの数を制限することを助け、ネットワーク輻輳を防ぐ。
ｂ．オプションで、無線ネットワークの輻輳防止を助けるために、ノードは再送を試みる前にランダムな時間待機する。
ｃ．オプションで、ノードは、ランダムな待機間隔で再送を複数回、例えば３回繰り返し、又は、Trickleアルゴリズムによるスケジュールに従って変化する待機間隔で複数回繰り返すよう構成される。これは、ＲＦパケットが失われる場合に備え、方法の信頼性を高めるために使用される。
ｄ．オプションで、再送前に、ノードによって以前に特定のイベントメッセージが既に送信されているか否かの確認が行われる。以前にＮ回送信されている場合、ノードは再び再送しないことを決定する。ここでは、値Ｎは設定可能である（例えば、Ｎ＝１又はＮ＝３）。これは、無線ネットワークの輻輳防止を助けるために使用され得る。
ｉ．既知の手段、例えば、オリジナル送信者の識別子（すなわち、センサノード）と（センサノードによって割り当てられた）イベントメッセージ内のシーケンス番号との組み合わせを使用して、新しさ（new-ness）の確認が行われ得る。
ｅ．オプションで、ノードは、前回受信されたイベントメッセージに基づき、イベントメッセージを完全に復元する。（これは、例えば、パケットに異なる暗号化が適用されなければならない場合に有用である。）
【００６１】
上記タスクは、完全に又は大半がアプリケーションレベルで実行され、すなわち、上記再ブロードキャスト機能は、必ずしもローカルノード上の通信スタック内に組み込まれる必要はなく、スタックの上のアプリケーションとして実行され得る。例えば、６ＬｏＷＰＡＮスタックによって提供されるリンクローカルＵＤＰ  ＩＰｖ６マルチキャストのＡＰＩ／設備（facility）が使用される。
【００６２】
他の代替的実施形態は、「グループメンバー」（すなわち、センサノードが送信する宛先グループ内のノードデバイス）のみがイベントメッセージを再ブロードキャストするよう構成される点を除き、上記実施形態と同じである。これは、システムに必要な構成労力をわずかに単純化する。しかし、これは、特定の種類のメッセージに関して、この種類のメッセージをルーティングするのに使用されるルーティングエンティティのローカルインスタンスは、グループメンバー、すなわち、当該ノードデバイスが属するグローバルインスタンス内にリストされたノードセット内の近隣ノードに基づくことを意味する。
【００６３】
他の実施形態では、ノード（すなわち、ルーティングコントローラを含むデバイス）は、無線通信のための周波数ホッピング（ＦＨ）に基づく方法を使用してローカルインスタンス内のパケットのルーティングを実行しなければならない。ＦＨの使用は国や地域によっては好ましく、強制さえされ得るが、ローカルインスタンス内のルーティングに関して追加の課題を提供する。
【００６４】
本実施形態では、グローバルインスタンスにおけるルーティングは、本願の他の実施形態に関して説明されたように実行される。また、後述される実施形態に関して説明される、複数のグローバルインスタンスを時間において互いに同期に保つ規定により、ローカルインスタンスのルーティング動作も同様に実行され得る。
【００６５】
周波数ホッピング型のシステムでは、各ノード内の内部タイマーに基づき、周波数チャネルが変化する（「ホップする」）。チャネルの変化は、ホッピングシーケンス又はチャネルシーケンスと呼ばれる既知の疑似ランダムパターンに従う。パターンは、全てのノードに関して同じでもよく、又はノード毎に異なってもよい。いずれにせよ、システム内の全ノードがパターン（又は複数のパターン）を知っている。ノードが確実に通信できるよう、すなわち、近隣ノードが動作しているチャネルをノードが知ることができる、内部ノードタイマーの時間同期が必要である。時間同期を達成するために、通常、コーディネーター／タイムソースとして動作し、他のノードが各自のタイマーを同期させるためにリスンするタイムビーコンを送信する単一のノードが存在する。タイムソースノードの圏外のノードは、内部クロックに基づきタイムビーコンを送信する他のノードのタイムビーコンを受信することによって時間を同期する（ただし、このクロックが既に他のノードのタイムビーコンに同期されている場合のみ）。このようにして、タイムソースから発生するタイムビーコンは、グローバルインスタンスの全ノードを網羅するメッシュネットワーク全体に「拡散」する。
【００６６】
その後、内部タイマーから典型的には少なくとも２つの変数が計算される。
１．チャネルインデックス：チャネルシーケンス内の現在位置を示す。
２．ドゥエルタイマー：現在のチャネル上で動作してから経過した時間を示す。
【００６７】
図５に表される実施形態では、ノード１、２、３は、それぞれ単一のグローバルインスタンスのタイムソースである。タイムビーコンはメッシュ内での１、２、又は３ホップを経て、やがて全てのノードに広まる。例えば、ノードＡ及びＢはともに、矢印によって示される各自の親ノードのタイムビーコンによって時間同期される。
【００６８】
しかし、周波数ホッピングシステムでは通常、タイムソースは他のクロックに同期されることなく各々の内部タイマーを独立に動作させる。また、時間基準は単一のメッシュネットワーク（グローバルインスタンス）の境界内でしか使用されないため、内部タイマーを他のものに対して同期させる必要もない。ローカルインスタンス通信が必要とされる本発明の実施形態の状況では、グローバルインスタンスの境界をまたぐ同期が必要とされ得る。
【００６９】
例えば、図５のノードＡ及びＢは、破線の通信線によって表されるようにローカルインスタンス内の近隣ノードと通信する必要がある。周波数ホッピングによりノードＡ及びＢが異なるチャネルで動作している場合、この通信は不可能である。通常の周波数ホッピングシステムでは、ノードＡ及びＢが２つの異なるチャネルで動作する可能性が非常に高いため、ノード１及び２の内部タイマーは同期されない。実際に、Ａはその時間基準を（間接的に）ノード１から導出し、Ｂは（間接的に）ノード２から導出する。
【００７０】
図５の実施形態によって提供されるソリューションは、ＧＰＳ時間同期に基づく。図５は、ＧＰＳ／ＧＮＳＳ絶対時間基準を使用して複数のグローバルインスタンスの時間同期を保つソリューションの概念図を示す。
【００７１】
本実施形態によれば、少なくとも２つのグローバルインスタンスに関して、各ノードは確定的な疑似ランダムシーケンス、又はかかるシーケンスを計算する関数を有するよう構成される。シーケンス内の各値は、動作すべき周波数チャネルを指定する。グローバルインスタンス内でタイムソースとして構成された各ノード（例えば１、２、３）は、絶対時間基準（例えば、ＧＰＳ時間又はＵＴＣ）を取得するためのＧＰＳ受信機を有効化する。ＧＰＳに加えて又は代えて、Glonass、Galileo、Compass等の他のＧＮＳＳ／衛星ナビゲーションシステムも使用され得ることに留意されたい。この例では、好ましくはボーダールーターがタイムソースとして構成されるが、他の変形例では、タイムソースはグローバルインスタンスの他の１つ又は複数のノード内に含まれてもよい。
【００７２】
基準時間から、以下の２つの変数が計算される。
ａ．疑似ランダムチャネルシーケンス内のチャネルを示すチャネルインデックス。
ｂ．ドゥエルタイマーの初期値を設定するために使用されるドゥエルタイマー値。
【００７３】
上記変数はタイムビーコン信号を構築するために使用され、他のノードは、グローバルインスタンス毎に、ＦＨシステムにおいて通常されるようにこれらのタイムビーコンと同期する。
【００７４】
上記ソリューションは、ノードＡ及びＢがいつでも同じチャネル上で互いに通信可能であるという効果を奏する。これは、本願にて上記したものと同じ方法でノードがローカルインスタンスを介してパケットをルーティングすることを可能にする。
【００７５】
低コストノードにおいて取得可能なＧＰＳ時間の精度（ｍｓオーダー）は、要求される精度（ローカルインスタンス通信の所望のパフォーマンス、及び使用されるＦＨパラメータに依存するが、０．５〜１００ｍｓオーダー）を達成するのに十分である。
【００７６】
図５の実施形態の変形例では、タイムパルス信号が使用され得る。この好適な実施形態では、ＧＰＳモジュールは、無線チップ（radio chip）上の入力ピンでサンプリングされるタイミングパルスを導線上に生成するよう構成され得る。無線チップは、以下のデータを合わせて使用することにより、上記２つの変数（チャネルインデックス及びドゥエルタイマー）を正確に計算することができる。
１．タイミングパルスの変遷
２．シリアルＡＰＩを介してＧＰＳモジュールから取得される基準時間（例えばＵＴＣ）に基づくタイムスタンプ
【００７７】
ここで、タイムスタンプ情報はいくらかの不正確さ（例えば、シリアル通信又は処理遅延に起因するジッタ）を伴って絶対時間を提供し、タイムパルスの変遷はこの不正確さを補正する情報を提供する。
【００７８】
ＧＰＳ信号が一時的に失われた場合、タイムパルス信号は依然としてＧＰＳモジュールによってローカルクロックに基づき生成されることに留意されたい。この場合、タイムソースノードの内部タイマーは、所望の基準時間からゆっくりと外れていく。水晶精度及び周囲温度の変化に依存するが、タイムソース内のタイマーは、数分から何時間もの間、当該目的のために十分に良好であり続け得る。
【００７９】
図６に示される他の実施形態では、ネットワーク・タイム・プロトコルが使用される。
【００８０】
本実施形態は、基準時間を導出するのにＧＰＳの代わりにＮＴＰ（ネットワーク・タイム・プロトコル）が使用される点を除き、図５の実施形態と同様である。本実施形態は、ＧＰＳ信号が一時的に取得できない場合（例えば、天候状況又は障害物に起因して）のバックアップソリューションとして、又は（ＧＰＳに代わり）スタンドアローンソリューションとして適用され得る。
【００８１】
図６に示されるように、各タイムソースはタイムサーバと定期的に連絡を取り、各自のローカルタイマーをタイムサーバの基準時間と同期させるプロトコル（ＮＴＰ等）を実行する。
【００８２】
バックエンドネットワーク通信がイーサネット（登録商標）又はＷｉＦｉ（登録商標）等の低遅延・高データレート技術を介して行われる場合、１−１０ｍｓの時間精度が達成され、これは十分であるが、精度が〜１ｍｓより大きくなる場合、通信パフォーマンスはＧＰＳに基づく方法に劣る。セルラー（２Ｇ／ＧＰＲＳ、３Ｇ、４Ｇ）技術の場合、パフォーマンスは悪化すると予測される。３Ｇセルラーについては、１つの試験において、ほとんどの場合で１０ｍｓ精度が達成され、常に２０ｍｓ精度が達成され得ることが示された。
【００８３】
当業者は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を分析することにより、開示の実施形態の他の変形例を理解及び実施することができる。請求項中、「含む」等の用語は他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単にいくつかの手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを利用することができないとは限らない。
【００８４】
上記は、本発明の特定の実施形態について詳述する。しかし、本明細書において文章上いかに詳細に表現されていようとも、本発明は多様に実施され、開示の実施形態に限定されない。本発明の特定の特徴又は側面を表すための特定の用語の使用は、本明細書において当該用語が再定義され、その用語が関連付けられた本発明の特徴又は側面の特定の特性を包含するよう制限されることを示唆すると解釈されるべきではない。
【図１】
0006516105.tif 000008
【図２】
0006516105.tif 000009
【図３Ａ】
0006516105.tif 000010
【図３Ｂ】
0006516105.tif 000011
【図３Ｃ】
0006516105.tif 000012
【図３Ｄ】
0006516105.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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