(57)【要約】  本願は、フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイスを開示する。第１の転送ノードデバイスが、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを受信する。第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたフレームを生成する。第１の集約されたフレームは、集約されたＭＡＣヘッダおよび集約されたＭＳＤＵを含み、集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前述の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のデータフレームの第１のＭＳＤＵおよび送信元ＭＡＣアドレスを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のデータフレームの第２のＭＳＤＵおよび送信元ＭＡＣアドレスを含む。第２の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを送信する。前述の方法は、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減を支援する。
2021505020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮに適用されるフレーム集約方法であって、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを備え、前記方法は、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、前記第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する段階であって、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のデータフレームおよび前記第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成する段階であって、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する段階と
を備えるフレーム集約方法。
【請求項２】
前記第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１のノードデバイス、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタを備え、
前記第１のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームであり、
前記第２のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタを備え、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタは、同じクラスタではない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、前記境界ルータは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記方法は、
前記第１の転送ノードデバイスが、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信する段階であって、前記ネットワーク設定フレームは、前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを報告する時間と、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられる、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する段階と
をさらに備え、
前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する前記段階は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記デッドラインに基づいて、前記第１の集約されたフレームを前記第２の転送ノードデバイスへ送信する段階を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するよう前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスに命令するために用いられ、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する前記段階は、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定タイムスタンプおよび前記サンプル期間に基づいて、第１の時間を取得する段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、数が前記クラスタホップカウントであるデッドライン勾配を前記第１の時間から除去して、前記デッドラインを取得する段階であって、前記デッドライン勾配は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１の転送ノードデバイスが位置する前記クラスタの外部の転送ノードデバイスへ前記第１の集約されたフレームを送信するために必要とする時間を示すために用いられる、段階と
前記第１の転送ノードデバイスが前記ネットワーク設定フレーム内の前記クラスタホップカウントを１だけ増やす段階と
を有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のサブＭＳＤＵおよび前記第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、前記長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
境界ルータがネットワーク設定パラメータを取得する段階であって、前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる、段階と、
前記境界ルータが、前記ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する段階であって、前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよび前記サンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す、段階と、
前記境界ルータが前記ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する段階であって、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、前記第１のクラスタは、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、前記境界ルータと通信する、段階と
を備えるネットワーク設定フレーム送信方法。
【請求項１１】
前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、前記サンプル時間アドバンスは、サンプル期間内の前記ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームは、前記サンプル時間アドバンスをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記境界ルータが、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信する段階であって、前記集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、段階
をさらに備える、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮに適用される第１の転送ノードデバイスであって、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含み、前記第１の転送ノードデバイスは、
前記第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、前記第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信するように構成された受信機であって、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む、受信機と、
前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、前記第１のデータフレームおよび前記第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成するように構成されたプロセッサであって、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、プロセッサと、
前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成された送信機と
を備える第１の転送ノードデバイス。
【請求項１４】
前記第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１のノードデバイス、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタを含み、
前記第１のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームであり、
前記第２のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである、
請求項１３に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１５】
前記第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタを含み、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタは、同じクラスタではない、請求項１３に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１６】
前記第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１７】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１８】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、前記境界ルータは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１９】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、
前記受信機はさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信するように構成され、前記ネットワーク設定フレームは、前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを報告する時間と、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられ、
前記プロセッサはさらに、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定するように構成され、
前記送信機は、具体的には、前記トランシーバを用いることにより、前記デッドラインに基づいて、前記第１の集約されたフレームを前記第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される、
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２０】
前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するよう前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスに命令するために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告する前記デッドラインを決定する場合、前記プロセッサは、具体的には、
前記ネットワーク設定タイムスタンプおよび前記サンプル期間に基づいて第１の時間を取得することと、
数が前記クラスタホップカウントであるデッドライン勾配を前記第１の時間から除去して、前記デッドラインを取得することであって、前記デッドライン勾配は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１の転送ノードデバイスが位置する前記クラスタの外部の転送ノードデバイスへ前記第１の集約されたフレームを送信するために必要とする時間を示すために用いられる、ことと、
前記ネットワーク設定フレーム内の前記クラスタホップカウントを１だけ上げることと
を行うように構成される、
請求項１９に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２１】
前記第１のサブＭＳＤＵおよび前記第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、前記長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる、請求項１３から２０のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２２】
境界ルータであって、
取得したネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成するように構成されたプロセッサであって、前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられ、前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよび前記サンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す、プロセッサと、
前記ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成された送信機であって、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、前記第１のクラスタは、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、前記境界ルータと通信する、送信機と
を備える境界ルータ。
【請求項２３】
前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、前記サンプル時間アドバンスは、サンプル期間内の前記ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームは、前記サンプル時間アドバンスをさらに含む、
請求項２２に記載の境界ルータ。
【請求項２４】
前記プロセッサは、
前記クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信するように構成された受信機であって、前記集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、受信機
をさらに有する、請求項２２または２３に記載の境界ルータ。
【請求項２５】
無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮであって、第１の転送ノードデバイスを備え、前記第１の転送ノードデバイスは、請求項１３から２１のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイスである、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年１１月２９日に中国特許庁へ出願された、「フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイス」と題する中国特許出願第２０１７１１２２１１３４．６号の優先権を主張する。当該出願は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、通信技術分野、特に、フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線スマートユビキタスネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｓｍａｒｔ  ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ、Ｗｉ−ＳＵＮ）アライアンスは、低電力かつ広域の無線通信技術、すなわち、スマートメータリング分野、スマートシティー分野、スマートグリッド分野、スマート農業分野、資産管理分野等に適用され得るフィールドエリアネットワーク（ｆｉｅｌｄ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＦＡＮ）技術を提案している。
【０００４】
スマートメータリングもしくは環境モニタリングなどのデータ収集の適用シナリオまたは別の適用シナリオにおいて、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、クラスタツリー（ｃｌｕｓｔｅｒ  ｔｒｅｅ）トポロジでネットワーク接続され得る。予め設定された条件（例えば、互いに近くにあるノード）を満たすノードが、クラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）を形成し得る。同じクラスタ内のノードは、同じアドレスプレフィックスを有する。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内のノードは、葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスおよびクラスタヘッド転送ノードデバイスに分類され得る。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、集約ノードとも称され得る。具体的には、葉ノードデバイス、例えば、スマートメータまたは環境モニタリングデバイスは、パケットを受信および送信し得るが、パケットを転送できない。中間転送ノードデバイスは、双方向パケット転送機能を提供し得て、さらに、葉ノードデバイスの全ての機能を有し得る。クラスタ内にはただ１つのクラスタヘッド転送ノードデバイスが存在し、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、当該クラスタ内の固有のデータアップリンクチャネルであり、さらに、中間転送ノードデバイスの全ての機能を有し得る。
【０００５】
葉ノードデバイスは、データを収集した後にデータフレームを形成し、データフレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ報告するか、または、中間転送ノードデバイスを用いることにより、データフレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ報告する。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、ルータへの経路を通じて、データフレームをルータへ報告する。当然ながら、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスも、データフレームを報告し得る。収集されたデータに加え、物理層（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ、ＰＨＹ）ヘッダ、媒体アクセス制御（ｍｅｄｉａ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）ヘッダ、フレームチェックシーケンス（ｆｒａｍｅ  ｃｈｅｃｋ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＦＣＳ）等がさらに、報告されたデータフレームに追加される必要があり、結果的に、プロトコルオーバヘッドが比較的高くなり、リソース使用量が比較的低くなる。加えて、衝突回避がなされる搬送波感知多重アクセス（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｎｓｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ａｖｏｉｄａｎｃｅ、ＣＳＭＡ／ＣＡ）送信方式では、データフレームの送信の前に毎回、チャネル競合が実行される必要がある。従って、比較的多数のノードがデータフレームを報告する必要がある場合、比較的多数のチャネル競合が実行されることで、比較的低いチャネルリソース使用率がもたらされ、システムスループットが低減し得る。
【発明の概要】
【０００６】
本願は、データフレームを集約することによりチャネルリソース使用率の向上およびシステム性能の改善を支援するために、フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイスを提供する。
【０００７】
第１の態様によれば、本願の実施形態は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得るフレーム集約方法を提供する。具体的には、当該方法は、以下の段階を備える。
【０００８】
第１の転送ノードデバイスが、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する。第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１の転送ノードデバイスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて第１の集約されたフレームを生成する。第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。第１の転送ノードデバイスは、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０００９】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有する受信したデータフレームを集約することにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減を支援し得る。
【００１０】
可能な実装において、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属してよく、第１のクラスタは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれる。第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。第２のノードデバイスも葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。第２のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。
【００１１】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタ内の葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスにより送信される集約されていないデータフレームまたは集約されたフレームを集約してよく、例えば、第１の転送ノードデバイスは、２つの葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームを集約してもよく、２つの中間転送ノードデバイスにより送信されるフレームを集約してもよく、葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスにより送信されるフレームを集約してもよい。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、集約されていない２つのデータフレームを集約してもよく、２つの集約されたフレームを再度集約してもよく、集約されていないデータフレームおよび集約されたフレームを集約してもよい。
【００１２】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスおよび第２のノードデバイスは、第１のクラスタに属し得るが、第１のノードデバイスは、第２のクラスタ内のクラスタヘッドノードデバイスである。対応する第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第１のクラスタおよび第２のクラスタは、異なるクラスタであるが、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれる。
【００１３】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタ内のノードデバイスにより送信されるデータフレームと、別のクラスタ内のクラスタヘッドノードにより送信される集約されたフレームとを集約し得る。任意選択的に、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。
【００１４】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタに属する。
【００１５】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタに属し、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスの両方が、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属する。
【００１６】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッドノードデバイスであってよく、生成された集約されたフレームを前のホップにおける中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。任意選択的に、第２の転送ノードデバイスはさらに、第１の転送ノードデバイスにより送信される第１の集約されたフレームと、第２の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内の別のノードデバイスにより送信されるデータフレームとを集約し得る。
【００１７】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれない。
【００１８】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスである。第１の転送ノードデバイスはさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信し得る。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間を示すために用いられる。第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定し、デッドラインに基づいて、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【００１９】
境界ルータからの前述のネットワーク設定フレームは、境界ルータにより生成されるが、必ずしも境界ルータにより第１の転送ノードデバイスへ直接送信されるわけではないことを理解されたい。例えば、境界ルータが、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信し、クラスタヘッド転送ノードデバイスが、クラスタヘッド転送ノードに接続された別のクラスタ内の葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。
【００２０】
上記方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを送信するデッドラインを決定することにより、データの時間有効性の保証を支援すると共に、データフレームの受信を長時間待機することに起因して、各ノードデバイスにより収集されるデータを第１の転送ノードデバイスが上位層アプリケーションへタイムリーにアップロードできない場合を回避する。
【００２１】
可能な実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含んでよく、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するよう第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスに命令するために用いられる。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプおよびサンプル期間に基づいて第１の時間を取得してよく、数がクラスタホップカウントであるデッドライン勾配を第１の時間から除去してデッドラインを取得してよく、デッドライン勾配は、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ第１の集約されたフレームを送信するのに第１の転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられ、また、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げてよい。
【００２２】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、代替的に、まず、クラスタホップを１だけ上げ、次に、前述の方法に従って、デッドラインを取得し得る。
【００２３】
任意選択的に、デッドライン勾配は、ネットワーク設定フレームに追加され、第１の転送ノードデバイスへ送信されてもよく、第１の転送ノードデバイスについて予め構成されてもよい。
【００２４】
可能な実装において、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵの両方が、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる長さフィールドを含む。第１の集約されたフレーム内の第１の集約されたＭＳＤＵが複数のサブＭＳＤＵを含み得るので、各サブＭＳＤＵの長さは、長さフィールドを用いることにより示される。これにより、別のデバイスは、集約されたフレームを解析する場合、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別できる。
【００２５】
第２の態様によれば、本願の実施形態は、以下の段階を備えるネットワーク設定フレーム送信方法を提供する。
【００２６】
境界ルータは、ネットワーク設定パラメータを取得する。ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる。境界ルータは、ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。境界ルータは、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、第１のクラスタは、クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、境界ルータと通信する。
【００２７】
前述の方法によれば、境界ルータは、取得したネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成し、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。これにより、各ノードデバイスは、サンプル期間を決定し、サンプル期間に基づいてデータを収集する。さらに、各転送ノードデバイスはさらに、デッドライン勾配およびネットワーク設定フレームに基づいて、集約されたフレームを送信するデッドラインを決定して、データ収集の時間有効性を保証し得る。
【００２８】
可能な実装において、ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間中のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み、これに応じて、境界ルータにより生成されるネットワーク設定フレームは、サンプル時間アドバンスをさらに含み得る。サンプル時間アドバンスが設定されることにより、各ノードデバイスは、サンプル時間アドバンスおよびサンプル期間に基づいてサンプル時間を決定してよく、さらに、各ノードデバイスは、均一なサンプル時間を有する。
【００２９】
可能な実装において、境界ルータは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信し、集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとのみを集約することにより取得され、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの両方が、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【００３０】
前述の方法によれば、境界ルータは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される第１の集約されたフレームを受信し得る。第１の集約されたフレームは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有するデータフレームを集約することにより取得されるので、これにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減が支援される。
【００３１】
第３の態様によれば、本願の実施形態は、第１の転送ノードデバイスを提供する。第１の転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮに適用され、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含み、第１の転送ノードデバイスは、前述のフレーム集約方法における第１の転送ノードデバイスの動作を実装する機能を有する。当該機能は、ハードウェアにより実装されてもよく、対応するソフトウェアをハードウェアが実行することにより実装されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアは、前述の機能に対応する１または複数のモジュールを含む。
【００３２】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスの構造は、プロセッサおよびインタフェースを含む。プロセッサは、前述の方法における対応する機能の実行において第１の転送ノードデバイスをサポートするように構成される。インタフェースは、第１の転送ノードデバイスと第１のノードデバイスとの間および第２のノードデバイスと第２の転送ノードデバイスとの間の通信をサポートするように構成される。第１の転送ノードデバイスは、メモリをさらに備え得る。メモリは、プロセッサに結合するように構成され、メモリは、第１の転送ノードデバイスに必要であるプログラム命令およびデータを格納する。
【００３３】
別の可能な設計において、第１の転送ノードデバイスは、プロセッサと、受信機と、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを備える。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。第１の転送ノードデバイスが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステム内のブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、第１の転送ノードデバイスが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。第１の転送ノードデバイスが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行する。
【００３４】
第４の態様によれば、第１の転送ノードデバイスが提供される。第１の転送ノードデバイスは、主制御盤およびインタフェースボードを備え、切り替えボードをさらに備え得る。第１の転送ノードデバイスは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成される。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成されたモジュールを備える。
【００３５】
第５の態様によれば、第１の転送ノードデバイスが提供される。第１の転送ノードデバイスは、コントローラおよび第１の転送サブデバイスを備える。第１の転送サブデバイスは、インタフェースボードを有し、切り替えボードをさらに有し得る。第１の転送サブデバイスは、第４の態様によるインタフェースボードの機能を実行するように構成され、さらに、第４の態様による切り替えボードの機能を実行し得る。コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリのアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第４の態様による主制御盤の機能を実行する。
【００３６】
第６の態様によれば、本願の実施形態は、境界ルータを提供する。境界ルータは、前述のネットワーク設定フレーム送信方法における境界ルータの動作を実装する機能を有する。当該機能は、ハードウェアにより実装されてもよく、対応するソフトウェアをハードウェアが実行することにより実装されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアは、前述の機能に対応する１または複数のモジュールを含む。
【００３７】
可能な実装において、境界ルータの構造は、プロセッサおよびインタフェースを含む。プロセッサは、前述の方法における対応する機能の実行において境界ルータをサポートするように構成される。インタフェースは、境界ルータとクラスタヘッド転送ノードデバイスとの間の通信をサポートするように構成される。境界ルータは、メモリをさらに備え得る。メモリは、プロセッサに結合するように構成され、メモリは、境界ルータに必要であるプログラム命令およびデータを格納する。
【００３８】
別の可能な設計において、境界ルータは、プロセッサと、受信機と、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを備える。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。境界ルータが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、境界ルータが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。境界ルータが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行する。
【００３９】
第７の態様によれば、境界ルータが提供される。境界ルータは、主制御盤およびインタフェースボードを備え、切り替えボードをさらに備え得る。境界ルータは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成される。具体的には、境界ルータは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成されたモジュールを備える。
【００４０】
第８の態様によれば、境界ルータが提供される。境界ルータは、コントローラおよび第１の転送サブデバイスを備える。第１の転送サブデバイスは、インタフェースボードを有し、切り替えボードをさらに有し得る。第１の転送サブデバイスは、第７の態様によるインタフェースボードの機能を実行するように構成され、さらに、第７の態様による切り替えボードの機能を実行し得る。コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリのアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第７の態様による主制御盤の機能を実行する。
【００４１】
第９の態様によれば、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮが提供される。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前述の実施形態のいずれか１つにおける第１の転送ノードデバイスを備える。
【００４２】
第１０の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ命令を格納する。当該命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、第１の態様または第２の態様による方法を実行するよう有効化される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本願の実施形態によるＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの適用シナリオの概略図である。
【００４４】
【図２】本願の実施形態によるデータフレームの概略構造図である。
【００４５】
【図３】本願の実施形態によるデータフレーム内のペイロード情報要素の概略構造図である。
【００４６】
【図４】本願の実施形態によるデータフレーム内のサンプル時間情報要素の概略構造図である。
【００４７】
【図５】本願の実施形態によるフレーム集約方法の概略フローチャートである。
【００４８】
【図６】本願の実施形態による集約されたフレームの第１の概略構造図である。
【００４９】
【図７】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第１の概略構造図である。
【００５０】
【図８】本願の実施形態による集約されたフレームの第２の概略構造図である。
【００５１】
【図９】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第２の概略構造図である。
【００５２】
【図１０】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第３の概略構造図である。
【００５３】
【図１１】本願の実施形態による集約されたフレームの第３の概略構造図である。
【００５４】
【図１２】本願の実施形態による集約されたフレームの第４の概略構造図である。
【００５５】
【図１３】本願の実施形態による集約されたフレームの第５の概略構造図である。
【００５６】
【図１４】本願の実施形態によるネットワーク設定フレームの概略構造図である。
【００５７】
【図１５】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のペイロード情報要素の概略構造図である。
【００５８】
【図１６】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のバージョン番号情報要素の概略構造図である。
【００５９】
【図１７】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のフレーム集約情報要素の概略構造図である。
【００６０】
【図１８】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム送信方法の概略フローチャートである。
【００６１】
【図１９】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第１の概略構造図である。
【００６２】
【図２０】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第２の概略構造図である。
【００６３】
【図２１】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第３の概略構造図である。
【００６４】
【図２２】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第４の概略構造図である。
【００６５】
【図２３】本願の実施形態による境界ルータの第１の概略構造図である。
【００６６】
【図２４】本願の実施形態による境界ルータの第２の概略構造図である。
【００６７】
【図２５】本願の実施形態による境界ルータの第３の概略構造図である。
【００６８】
【図２６】本願の実施形態による境界ルータの第４の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本願の目的、技術的解決手段および利点をより明確にするために、以下では、添付図面を参照して、本願をさらに詳細に説明する。
【００７０】
図１は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの適用シナリオの例を示す。図に示されるように、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、クラスタ１、クラスタ２、クラスタ３およびクラスタ４内のノードデバイスを含む。図１は境界ルータおよびルータを示しているが、境界ルータおよびルータは、本願の本実施形態においてＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属していない。クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスに接続されている。言い換えると、クラスタ１は、クラスタ２の前のホップである。クラスタ３内のクラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタ２内の中間転送ノードデバイスに接続されている。言い換えると、クラスタ２は、クラスタ３の前のホップである。クラスタ１およびクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスが、境界ルータに直接接続されている。クラスタ１およびクラスタ４の各々のクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ２のクラスタホップカウントが２に設定されてよく、クラスタ３のクラスタホップカウントが３に設定されてよく、または、クラスタ１およびクラスタ４の各々のクラスタホップカウントが０に設定されてよく、クラスタ２のクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ３のクラスタホップカウントが２に設定されてよい。
【００７１】
スマートメータリングまたは環境モニタリングなど、図１に示されるデータ収集シナリオが、例として用いられる。スマート水量計、スマートメータまたは環境モニタリングデバイス（葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであってよい）は通常、収集されたデータをネットワークへ定期的に報告する必要がある。これにより、ユーザは、収集されたデータを、ネットワークを介してモニタリングおよび管理できる。
【００７２】
各ノードは、収集されたデータを、図２に示されるデータフレーム（すなわち、集約前のデータフレーム）へとカプセル化し、データフレームを前のノードへ送信し得る。
【００７３】
具体的には、図２に示されるように、ＭＡＣ層ヘッダが、フレーム制御フィールド、シーケンス番号フィールド、宛先ＭＡＣアドレスフィールド、送信元ＭＡＣアドレスフィールド、補助セキュリティヘッダ（ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｈｅａｄｅｒ、ＡＵＸ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｈｅａｄｅｒ）およびヘッダ情報要素（ｈｅａｄｅｒ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ、ｈｅａｄｅｒ  ＩＥｓ）を含む。フレーム制御は、フレームを解析するための情報インデックスを提供するために用いられる。シーケンス番号フィールドは、データフレームを送信するノードによりデータフレームについて設定される番号を表す。宛先ＭＡＣアドレスは、データフレームの宛先デバイスのＭＡＣアドレスを表す。補助セキュリティヘッダは、データフレームが復号化される場合に必要とされるキー、例えば、当該キーのインデックス値を示すために用いられる。ヘッダ情報要素は、データフレームのタイプと、データフレームがローカルユニキャストタイムスロットにおいて送信される時点とを示すために用いられる。
【００７４】
ＭＡＣ層サービスデータユニット（ＭＡＣ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ＤＡＴＡ  ｕｎｉｔ、ＭＳＤＵ）は、ペイロード情報要素およびフレームペイロードデータを含む。ペイロード情報要素は、ＭＳＤＵの長さおよびタイプなどの情報を示すために用いられ、フレームペイロードデータは、ノードにより収集されるデータを含む。
【００７５】
さらに、図３に示されるように、ペイロード情報要素は、ＭＳＤＵの長さ、グループ識別子、ペイロード情報タイプ、サンプル時間情報要素、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素を含み得る。図４に示されるように、サンプル時間情報要素は、長さ、ＩＤ、タイプおよびサンプル時間を含み得る。
【００７６】
ＦＣＳフィールドは、データフレームをチェックするために用いられる。具体的には、送信機が、予め設定されたアルゴリズムに基づいてデータフレームに関する計算を実行して、計算結果を取得し、受信機が、データフレームを受信した後に、同じアルゴリズムを用いることにより、データフレームに関する計算を実行する。受信機の計算結果が、受信したＦＣＳフィールドと同じである場合、受信したデータフレームは正しいものとみなされ、そうでなければ、受信機は、データフレームにエラーが生じているとみなし、データフレームを破棄する。
【００７７】
従って、各ノードは、データフレームを送信する場合、多数のバイトを用いることにより前述の情報を送信する必要がある。しかしながら、比較的多数のノードがデータフレームを送信する場合、複数のチャネル競合が実行される必要があり、結果的に、チャネルリソース使用率およびシステムスループットが影響を受ける。
【００７８】
前述の技術的課題を解決すべく、本願の実施形態は、データフレームを集約することによりチャネルリソース使用率の向上、競合数の低減およびシステム性能の改善を支援するために、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用されるフレーム集約方法を提供する。
【００７９】
本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法は、図１に示されるＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。しかしながら、図１に示されるネットワーク構造は、本願に対する限定を構成しない。本願の本実施形態が適用され得るシナリオは、図１に示されるものよりも多いまたは少ないクラスタを含み得ることを理解されたい。加えて、次のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスがさらに、現在のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスに接続され得る。例えば、クラスタヘッド転送ノードデバイス２がクラスタヘッド転送ノードデバイス１に接続され得て、クラスタヘッド転送ノードデバイス３がクラスタヘッド転送ノードデバイス２に接続され得る。このことは、本願の本実施形態において限定されない。
【００８０】
図５は、本願の実施形態によるフレーム集約方法の概略フローチャートである。図に示されるように、当該方法は、以下の段階を備え得る。
【００８１】
段階５０１．第１の転送ノードデバイスが、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する。
【００８２】
第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＡＣヘッダのフォーマットは、図２に示され得るが、図２に示されるＭＡＣヘッダに限定されず、図２に示されるものよりも少ないまたは多いＭＡＣ情報を含み得る。データフレーム内のＭＳＤＵは、報告されたデータを含む。例えば、第１のノードデバイスがスマートメータである場合、スマートメータにより収集された現在の電気消費量がＭＳＤＵに含まれる。
【００８３】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであってもよく、中間転送ノードデバイスであってもよい。具体的には、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスの両方が、本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法を用いることにより、受信したデータフレームを集約し得る。
【００８４】
図１に示されるように、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスが位置するクラスタ内にある葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスに接続され得て、具体的には、当該クラスタ内の葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信し得る。従って、前述の段階において、第１の転送ノードデバイスにより受信される第１のデータフレームは、当該クラスタ内の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよく、当該クラスタ内の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよい。第２のデータフレームは、当該クラスタ内の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよく、当該クラスタ内の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよい。
【００８５】
例えば、図１に示されるように、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。中間転送ノードデバイスＺ１が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ１は、葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４は、葉ノードデバイスＹ１０および中間転送ノードデバイスＺ６により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。中間転送ノードデバイスＺ６が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ６は、葉ノードデバイスＹ１１および中間転送ノードデバイスＺ７により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。加えて、図１には示されていないが、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、代替的に、複数の葉ノードデバイスに接続されて、複数の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信および集約し得て、中間転送ノードデバイスは、代替的に、複数の中間転送ノードデバイスに接続されて、複数の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信および集約し得る。
【００８６】
さらに、第１のノードデバイスが葉ノードデバイスである場合、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは通常、集約されていないデータフレームである。第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイス、例えば、第１の転送ノードデバイスと同じクラスタに属する中間転送ノードデバイスである場合、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。
【００８７】
例えば、中間転送ノードデバイスがデータフレームを集約できない場合、中間転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスにより生成されるデータフレームまたは別のノードデバイスにより送信されて受信するデータフレームを第１の転送ノードデバイスへ転送し得る。中間転送ノードデバイスが、集約能力を有していないが、別のノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信した場合、中間転送ノードデバイスは、この集約されたフレームも第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。中間転送ノードデバイスが集約能力を有する場合、中間転送ノードデバイスは、受信した複数のデータフレームを集約すると共に、取得したこの集約されたフレームを第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。
【００８８】
同様に、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスであってもよく、中間転送ノードデバイスであってもよい。これに応じて、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。詳細については、ここで再度説明しない。
【００８９】
いくつかの実施形態において、第１のノードデバイスもしくは第２のノードデバイスまたは第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの両方が、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタとは異なるクラスタに属し得る。例えば、図１における中間転送ノードデバイスＺ２が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ２と中間転送ノードデバイスＺ２とに接続された葉ノードデバイスＹ３が同じクラスタに属するが、中間転送ノードデバイスＺ２と中間転送ノードデバイスＺ２とに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、異なるクラスタに属する。
【００９０】
第１のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスが異なるクラスタに属する場合、第１のノードデバイスは通常、次のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイス、例えば、図１における中間転送ノードデバイスＺ２およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２である。従って、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは、集約されたフレームであってよい。当然ながら、第１のノードデバイスがクラスタヘッド転送ノードデバイスである場合でも、第１のノードデバイスは、集約機能を有していなくてもよく、集約機能を有していてもよいが、集約用の複数のデータフレームをある時点で有していなくてもよい。この場合、第１のノードデバイスは、集約されていないデータフレームを第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。
【００９１】
これに応じて、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスが異なるクラスタに属する場合、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームは、集約されたフレームであってもよく、集約されていないデータフレームであってもよい。
【００９２】
段階５０２．第１の転送ノードデバイスが、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成する。
【００９３】
具体的には、生成される第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含む。集約されたフレームの構造が、図６に示され得る。２つのデータフレームの集約が本願の本実施形態において例として用いられているが、より多くのデータフレームがさらに、本願において提供されるフレーム集約方法に従って集約され得ること、および生成される集約されたフレーム内のＭＳＤＵが、より多くのサブＭＳＤＵをさらに含み得ることを理解されたい。
【００９４】
第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである。第１のデータフレーム内の第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のデータフレーム内の第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じなので、第１の転送ノードデバイスは、第１の集約されたフレームを生成する場合、第１のＭＡＣヘッダから宛先ＭＡＣアドレスを取得して、集約されたフレーム内の第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスを生成し得るか、または、第２のＭＡＣヘッダから宛先ＭＡＣアドレスを取得して、集約されたフレームを生成し得る。代替的に、適用シナリオにおいて、各ノードが、収集されたデータを境界ルータへ送信し、次に、境界ルータが当該データを上位層アプリケーションへ送信する。集約機能を有する転送ノードデバイスが、宛先ＭＡＣアドレスを予め格納し得るか、または集約されたフレームのテンプレートを予め格納し得る。テンプレートは、宛先ＭＡＣアドレスを含む。集約されたフレームの集約されたＭＡＣヘッダが宛先ＭＡＣアドレスを含むので、各サブＭＳＤＵは、宛先ＭＡＣアドレスを含む必要がなく、複数の同じ宛先ＭＡＣアドレスにより占有される多数のバイトが低減されることにより、パケットオーバヘッドが低減する。
【００９５】
加えて、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含む。第１のサブＭＳＤＵは、図７に示されるように、第１のデータフレーム内の第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のデータフレーム内の第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、構造は、図７に示されるものと同様である。
【００９６】
集約されたフレーム内の各サブＭＳＤＵが、集約前のデータフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスおよびＭＳＤＵを保持することにより、集約されたフレームを受信する上位層アプリケーションは、各ノードにより報告されるデータを取得した場合、当該データをノードにマッピングすることにより、データ統計収集、データ分析およびデータ管理を容易にすることができる。
【００９７】
上述のように、第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。また、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。特定の実施形態において、第１の転送ノードデバイスにより受信された第１のデータフレームが集約されたフレームであり、受信された第２のデータフレームが集約されていないデータフレームである場合、第１の転送ノードデバイスは、第２のデータフレームに基づいて生成されるサブＭＳＤＵを第１のデータフレームに追加し得るか、または、集約されたＭＡＣヘッダを再生成し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを新しい集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得る。
【００９８】
例えば、図８に示されるように、第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含む。第１のＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵをさらに含む。第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであり、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１の転送ノードデバイスにより第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて生成される第１の集約されたフレームは、この図に示されてよく、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含む。第１の集約されたＭＡＣヘッダは、第１のデータフレーム内の第１のＭＡＣヘッダと整合していてもよく、当然ながら、第１のＭＡＣヘッダと整合していなくてもよい。例えば、集約されたＭＡＣヘッダがフレームシーケンス番号を含む場合、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームのステータスに基づいて、第１の集約されたフレーム内のシーケンス番号を決定する。別の例では、第１の集約されたＭＡＣヘッダが補助セキュリティヘッダを含む場合、第１の転送ノードデバイスは、データフレームを暗号化するために第１の転送ノードデバイスにより用いられるキーに基づいて、補助セキュリティヘッダを決定し得る。第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵ、第２のサブＭＳＤＵおよび第３のサブＭＳＤＵを含む。第３のサブＭＳＤＵは、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスと第２のＭＳＤＵとを含む。
【００９９】
本願の本実施形態において、第１の転送ノードデバイスは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有するデータフレームを集約することにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減を支援する。特に、各ノードデバイスがデータフレームを定期的に報告する必要がある場合、同じサンプル期間が各ノードについて設定される。この場合、複数のノードデバイスが、同じ時点で、または、比較的短い期間内に、データフレームを報告し、宛先ＭＡＣアドレスは同じである。言い換えると、第１の転送ノードデバイスは、本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法を用いることにより、複数のデータフレームを集約して、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数を低減し得る。
【０１００】
可能な実装において、図９に示されるように、集約されたフレーム内の各サブＭＳＤＵは、長さフィールドをさらに含む。長さフィールドは、各サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる。全てのノードにより報告されるデータ情報が異なるので、全てのサブＭＳＤＵの長さは異なり得る。従って、長さフィールドを各サブＭＳＤＵに追加することにより、集約されたフレームを受信するデバイスは、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別するのが容易になる。
【０１０１】
長さフィールドにより、別のデバイスは、集約されたフレームを解析する場合、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別するのが容易になり得るが、当該デバイスは、別の方式、例えば、これら２つのサブＭＳＤＵの間にセパレータを挿入すること、または、他の情報に基づいてサブＭＳＤＵの開始位置または終了位置を識別することでもこれら２つのサブＭＳＤＵを区別し得ることを理解されたい。
【０１０２】
加えて、図１０に示されるように、各サブＭＳＤＵがデータのサンプル時間をさらに含み得ることで、上位層アプリケーションは、サンプル時間およびサンプリング済みデータに基づいて統計収集および管理を実行することが容易になる。
【０１０３】
図１０に示される第１のサブＭＳＤＵは、サブＭＳＤＵを区別するために用いられる予約済みのビットを含む。上述のように、各サブＭＳＤＵは、代替的に、予約済みのビットを有していなくてもよく、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとは、サブＭＳＤＵ情報などの他の情報に基づいて区別される。
【０１０４】
可能な実装において、集約されたフレーム内の集約されたＭＡＣヘッダは、フレーム制御情報、シーケンス番号、補助セキュリティヘッダおよびヘッダ情報要素という情報のうちの１つまたは任意の組み合わせをさらに含み得る。これに応じて、集約されたＭＡＣヘッダが前述の情報を含む場合、集約されたフレーム内のサブＭＳＤＵは、前述の情報をもはや含んでいなくてもよく、パケットオーバヘッドがさらに低減される。特定の実施形態において、集約されたフレームの構造が、図１１に示され得る。
【０１０５】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスが受信したデータフレームを復号化して、当該データフレーム内の情報を集約されたフレームへと集約およびカプセル化するのを容易にするために、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードは、同じ暗号化方式を用い得る。すなわち、補助セキュリティヘッダにより示されるキーが同じであり、第１の転送ノードデバイスにより実行される復号化プロセスが簡略化される。第１の転送ノードデバイスは、受信したデータフレームの各々に基づいて、集約されたフレームを生成する場合、各ノードデバイスの暗号化方式と同じ暗号化方式を用いることにより、集約されたフレームの暗号化もする。
【０１０６】
さらに、物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）および／またはＦＣＳが、集約されたフレームにさらに追加され得る。図１２に示されるように、これに応じて、各サブＭＳＤＵがソースデータフレーム内の物理層ヘッダおよびＦＣＳをもはや保持しなくてもよいことにより、Ｎ個のデータフレームが集約される場合、Ｎ−１個の物理層ヘッダおよびＦＣＳのバイトオーバヘッドを低減できる。ＦＣＳフィールドに含まれる情報は、集約されたフレームに関して、予め設定された方法に従って計算を実行することにより生成される、集約されたフレームの検証情報であってよい。
【０１０７】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、同じサンプル期間内にデータが収集および送信されるデータフレームのみをさらに集約し得る。この場合、サンプル時間情報要素が、集約されたフレームにさらに追加され得る。図１３に示されるように、これに応じて、各サブＭＳＤＵは、サンプル時間情報要素をもはや保持しなくてもよく、バイトオーバヘッドがさらに低減する。図１３に示されるように、集約されたフレームは、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素をさらに含み得る。この場合、各サブＭＳＤＵは、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素をもはや保持しなくてもよく、バイトオーバヘッドがさらに低減する。
【０１０８】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを受信した後に、第１の集約されたフレームの生成を開始するか、または、第１の転送ノードデバイスがデータフレームを報告する合意された時間の前に、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成し得る。いくつかのシナリオにおいて、例えば、複数の環境モニタリングデバイスがモニタリングデータを定期的に報告する必要があり、これらのデータフレームのうちの各々の宛先ＭＡＣアドレスが境界ルータのアドレスまたは別の予め設定されたアドレスである場合、第１の転送ノードデバイスは、代替的に、第１のデータフレームを受信した後に、第１のデータフレームの集約およびカプセル化を開始し得る。
【０１０９】
前述の実施形態において、第１の転送ノードデバイスが、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、集約されたフレームを生成することが、例として用いられる。しかしながら、本願において提供されるフレーム集約方法によれば、より多くのデータフレームがさらに集約され得る。より多くのデータフレームが集約された場合、より多くのパケットオーバヘッドが低減され、より大きな数のチャネル競合が低減される。しかしながら、より多くのデータフレームが集約された場合、形成される集約されたフレームの長さがより長くなる。集約されたフレームの長さが長過ぎる場合、伝送エラーが生じ得る。伝送エラーを回避するために、集約されたフレームの長さについて、上限が設定され得る。例えば、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の最大物理層ペイロードによりサポートされ得るフレームの長さが２０４７バイトである場合、この２０４７バイトは、集約されたフレームの長さの上限として用いられ得る。
【０１１０】
第１の転送ノードデバイスは、複数のデータフレームに基づいて、集約されたデータフレームを生成する場合、通常、受信時間シーケンスにおいて、集約されたデータフレームの各々に基づいて、サブＭＳＤＵを順次生成する。任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、データフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化する場合、データフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成する前に、まず、集約されたフレームの長さが予め設定された上限を超えているかどうかを判定し得る。集約されたフレームの長さが予め設定された上限を超えていない場合、第１の転送ノードデバイスは、集約およびカプセル化の実行を続け、そうでなければ、集約されたフレームへの新しいサブＭＳＤＵの集約およびカプセル化を続けないが、集約およびカプセル化にまだ含まれていないデータフレームに基づいて、新しい集約されたフレームを生成する。
【０１１１】
いくつか実施形態において、第１の転送ノードデバイスは、データを報告する必要もあり得る。この場合、第１の転送ノードデバイスは、データフレームを生成し、次に、生成されたデータフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得るか、または、報告される必要があるデータに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得る。
【０１１２】
段階５０３．第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０１１３】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイス（例えば、中間転送ノードデバイス）であり、第２の転送受信デバイスは、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスであってよく、または、第２の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内の中間転送デバイスであってよい。例えば、図１に示される中間転送ノードデバイスＺ１が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１である。図１に示される中間転送ノードデバイスＺ７が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスＺ６である。
【０１１４】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタに属する。例えば、図１に示されるクラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスＺ２である。加えて、図１には示されていないが、クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、クラスタ１内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１にも接続され得る。この場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が第１の転送ノードデバイスであるときは、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１である。
【０１１５】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する。例えば、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータである。
【０１１６】
複数の受信したデータフレームに基づいて集約されたフレームを生成する場合、パケットオーバヘッドを低減し、チャネル競合数を低減し、チャネルリソースを十分によく用いるために、第１の転送ノードデバイスは、集約され得るより多くのデータフレームを受信して当該データフレームを集約するのをある期間にわたって待つ必要があり得る。しかしながら、データの時間有効性を保証すべく、長時間の待機に起因して、各ノードデバイスにより収集されるデータを第１の転送ノードデバイスが上位層アプリケーションへタイムリーにアップロードできない場合を回避するために、集約されたフレームを送信するデッドラインが、第１の転送ノードデバイスについて設定され得る。
【０１１７】
いくつかの実施形態において、第１の転送ノードデバイスはさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信し得る。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間を示すために用いられる。ネットワーク設定フレームは、境界ルータにより生成され、各ノードデバイスを用いることにより、層ごとに供給される。図１がさらに、例として用いられる。境界ルータがネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４へ送信し、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１がネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ１およびルーティング転送ノードデバイスＺ２へ送信し、ルーティング転送ノードデバイスＺ１がネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送し、ルーティング転送ノードデバイスＺ２がネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ３およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送する等である。
【０１１８】
第１の転送ノードデバイスは、受信したネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定し、デッドラインに基づいて、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０１１９】
さらに、デッドラインは、クラスタヘッド転送ノードデバイスのみについて設定されてよく、ルーティング転送ノードデバイスについては設定されない。当然ながら、デッドラインは、代替的に、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよびルーティング転送ノードデバイスの両方について設定され得る。
【０１２０】
デッドラインがクラスタヘッド転送ノードデバイスのみについて設定される例が、さらなる説明のために以下で用いられる。
【０１２１】
特定の実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃ、クラスタホップカウントｉおよびサンプル期間Ｐを含む。
【０１２２】
サンプル期間Ｐは、サンプル期間に基づいてデータを収集し、データを報告するよう各ノードデバイス（葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスおよびクラスタヘッド転送ノードデバイスを含み得る）に命令するために用いられる。スマートメータリングおよび環境モニタリングなどの適用シナリオにおいて、各ノードデバイスは、データを各サンプル期間において１回収集し、データを報告し、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよび／または中間転送ノードデバイスは、各サンプル期間においてデータフレームを集約し、集約されたデータフレームを報告する。通常、１つのタイプのアプリケーションにより制御されるノードデバイスのサンプル期間は同じである。例えば、スマートメータが電気消費量を報告するための期間は同じであり、環境モニタリングデバイスが環境パラメータを報告するための期間は同じである。
【０１２３】
ネットワーク設定タイムスタンプｔｃは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、例えば、サンプル期間が６０秒である場合、ｔｃ〜ｔｃ＋６０秒が第１のサンプル期間であり、ｔｃ＋６０秒〜ｔｃ＋１２０秒が第２のサンプル期間である等である。任意選択的に、境界ルータは、ネットワーク設定フレームを送信する場合、送信時間をネットワーク設定タイムスタンプｔｃとして用い得る。これにより、各ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプに基づいてサンプル期間を決定する。各クラスタヘッド転送ノードデバイスがネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスまたは葉ノードデバイスへ転送する場合、または、中間転送ノードデバイスがネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスまたは次のホップのクラスタヘッド転送ノードデバイスへ転送する場合、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃは、変更されない。これにより、各ノードデバイスは、均一なサンプル期間およびサンプル時間を有する。
【０１２４】
クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。例えば、図１に示されるネットワークアーキテクチャ図は、例として用いられる。クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２に設定されてよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３に設定されてよい。代替的に、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが０に設定されてよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２に設定されてよい。
【０１２５】
クラスタヘッド転送ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃおよびサンプル期間Ｐに基づいて第１の時間を取得し、第１の時間からｉ個のデッドライン勾配ΔＤを除去してデッドラインを取得し得る。デッドライン勾配ΔＤは、クラスタヘッド転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ集約されたフレームを送信するのにクラスタヘッド転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられる。図１に示されるネットワークアーキテクチャ図がさらに、例として用いられる。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が集約されたフレームを送信するデッドラインがＴ１である場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ２＝Ｔ１−ΔＤであり、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ３＝Ｔ１−２×ΔＤである。
【０１２６】
任意選択的に、デッドライン勾配ΔＤは、ネットワーク設定フレームに含まれてもよく、第１の転送ノードデバイスにおいて予め構成されてもよい。
【０１２７】
特定の実施形態において、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、式（１）Ｄ（ｉ）＝ｔｃ＋ｎ×Ｐ−ｉ×ΔＤ（１）に基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスが集約されたフレームを送信するデッドラインＤ（ｉ）を決定し得る。ｎは、サンプル期間シーケンス番号を表す。
【０１２８】
任意選択的に、ｎは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより計算され得る。
具体的には、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、式（２）
【数１】
2021505020.tif 000003
（２）に基づいて、現在のサンプル期間シーケンス番号ｎを決定し得る。記号
【数２】
2021505020.tif 000004
は切り上げを表し、ｔは現在時間を表し、ｔｃはネットワーク設定タイムスタンプを表し、Ｐはサンプル期間を表す。
【０１２９】
当然ながら、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、サンプル期間シーケンス番号を別の方式で決定し得る。例えば、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、サンプル時間の数を表すために用いられるパラメータを用い得る。パラメータの値は、１つのサンプル期間が経過する度に１だけ上げられる。本願は、どのようにサンプル期間シーケンス番号ｎを決定するかに対して、いかなる制限も設定しない。
【０１３０】
さらに、ネットワーク設定フレームは、サンプル期間中の各ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。特定の実装において、各ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームを受信した後に、式（３）ｔｓ＝ｔｃ＋ｎ×Ｐ−ΔＤ（３）に基づいて、サンプル時間を決定し得る。ｔｓはノードデバイスのサンプル時間を表し、ｎはサンプル期間シーケンス番号を表し、Ｐはサンプル期間を表し、ΔＤはサンプル時間アドバンスを表し、ｔｃはネットワーク設定タイムスタンプを表す。例えば、サンプル期間が６０秒である場合、サンプル時間アドバンスは１秒であり、ネットワーク設定タイムスタンプは０である。これに応じて、各ノードは、第１の時間について（０＋１×６０−１）秒でサンプリングを実行し、第２の時間について（０＋２×６０−１）秒でサンプリングを実行する等である。
【０１３１】
各ノードがｎの値を決定する方法は、クラスタヘッド転送ノードデバイスがｎの値を決定する前述の方法と同様である。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１３２】
特定の実施形態において、ネットワーク設定フレームの構造が、図１４に示されてよく、ＭＡＣ層ヘッダ、ＭＡＣ層ペイロードおよびＦＣＳを含む。ＭＡＣ層ヘッダは、フレーム制御フィールド、パーソナルエリアネットワーク識別子、送信元ＭＡＣアドレス、ペイロードセキュリティヘッダおよびヘッダ情報要素をさらに含み得る。さらに、図１４におけるペイロード情報要素フィールドは、具体的には、図１５に示される情報を含み得る。バージョン番号情報要素（ＰＡＮ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ＩＥ）フィールドおよびフレーム集約情報要素（ＦＡＧＧ  ＩＥ）フィールドが図１６および図１７にそれぞれ示され得る。
【０１３３】
可能な実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１であり、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２であり、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３である場合、境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントの初期値は、１であってよい。境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレームに基づいてクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１のデッドラインを決定し、ネットワーク設定フレームを別のノードデバイスへ転送する場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１がネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ増やすことにより、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、修正されたネットワーク設定フレームに基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２に対応するデッドラインを計算できる。しかしながら、クラスタ１内の各ノードデバイスについては、サンプル時間のみが計算されてよく、デッドラインが計算される必要はないので、クラスタホップカウントが変わった場合、各ノードデバイスは、影響を受けない。ネットワーク設定フレームを転送する場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２がクラスタホップカウントを１だけ再度増やすことにより、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、修正されたネットワーク設定フレームに基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３に対応するデッドラインを計算できる。
【０１３４】
別の可能な実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１であり、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２であり、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３である場合、境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントの初期値は、０であってよい。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が、まず、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げ、次に、デッドラインを計算し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送し、中間転送ノードデバイスＺ２がネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送し、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が、まず、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げ、次に、デッドラインを計算する等である。
【０１３５】
加えて、前述の２つの実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、０であってよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、１であってよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、２であってよい。
【０１３６】
本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法をより明確に理解するために、以下では、図１を参照して、特定の実施形態を用いることにより、さらなる説明が提供される。
【０１３７】
ユーザが、上位層アプリケーションを用いることにより、ネットワーク設定パラメータを設定する。サンプル期間は６０秒であり、デッドライン勾配は０．１秒であり、サンプル時間アドバンスは１秒である。上位層アプリケーションは、ネットワークを介して、前述のネットワーク設定パラメータを境界ルータへ送信する。境界ルータは、ネットワーク設定フレームを生成する。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプが０秒であり、サンプル期間が６０秒であり、デッドライン勾配が０．１秒であり、サンプル時間アドバンスが１秒であり、クラスタホップカウントが１である、という情報を含む。
【０１３８】
各ノードデバイスのサンプル時間は、６０−１＝５９秒であり、クラスタヘッド転送ノードデバイス１およびクラスタヘッド転送ノードデバイス４は各々、計算を通じて、ネットワーク設定フレームに基づき、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−０．１＝５９．９秒であることを取得する。クラスタ転送ノードデバイスＣ１は、クラスタホップカウントを２に修正し、ネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ１およびＺ２へ転送する。ルーティング転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、計算を通じて、ネットワーク設定フレームに基づき、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−２×０．１＝５９．８秒であることを取得する。クラスタ転送ノードデバイスＣ２は、クラスタホップカウントを３に修正し、ネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ４へ転送する。ルーティング転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ転送する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、ネットワーク設定フレームに基づいて、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−３×０．１＝５９．７秒である、と決定する。
【０１３９】
本願の実施形態は、同じネットワーク内の各ノードデバイスについて均一なサンプル期間を設定し、同じネットワーク内の転送ノードデバイスについて、集約されたフレームを送信するデッドラインを設定するために、ネットワーク設定フレーム送信方法をさらに提供する。図１８は、本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム送信方法の概略フローチャートである。この図に示されるように、当該方法は、以下の段階を備え得る。
【０１４０】
段階１８０１．境界ルータがネットワーク設定パラメータを取得する。
【０１４１】
可能な実装において、境界ルータにより取得されるネットワーク設定パラメータは、ネットワークを介して送信され得る。例えば、マネージャが、上位層アプリケーション内のネットワーク設定パラメータを構成し、ネットワークを介してネットワーク設定パラメータを境界ルータへ送信し得る。
【０１４２】
ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間に基づいてデータを収集し、データを報告するようノードデバイスに命令するために用いられるサンプル期間Ｐを含み得る。
【０１４３】
任意選択的に、ネットワーク設定パラメータは、デッドライン勾配ΔＤをさらに含み得る。通常、管理しやすくするために、同じＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内のデッドライン勾配は同じである。図１に示されるネットワークアーキテクチャ図がさらに、例として用いられる。クラスタ１内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が集約されたフレームを送信するデッドラインがＴ１である場合、クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ２＝Ｔ１−ΔＤであり、クラスタ３内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ３＝Ｔ２−ΔＤである。
【０１４４】
特定の実装において、マネージャは、上位層アプリケーション内のサンプル期間およびデッドライン勾配を設定し、ネットワークを介して、サンプル期間およびデッドライン勾配を境界ルータへ送信し得る。マネージャは、異なる適用シナリオに基づいて、異なるサンプル期間および異なるデッドライン勾配を設定し得る。例えば、スマートメータのサンプル期間が、ユーザの電気消費量および電気の統計収集を容易にするために、１月に設定され得る。別の例では、環境モニタリングデバイスのサンプル期間が、環境ステータスのモニタリングを容易にするために、１時間に設定され得る。
【０１４５】
さらに、ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間内のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。例えば、サンプル期間が６０秒であり、サンプル時間アドバンスが１秒である場合、これは、各ノードデバイスが各期間中の（６０−１）番目の秒でデータを収集し、データを報告することを示す。
【０１４６】
段階１８０２．境界ルータがネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する。
【０１４７】
具体的には、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃ、クラスタホップカウントｉおよびサンプル期間を含む。ネットワーク設定タイムスタンプｔｃおよびクラスタホップカウントの意味は、前述の方法におけるものと同様であり、詳細については、ここで再度説明しない。
【０１４８】
上述のように、ネットワーク設定パラメータは、デッドライン勾配ΔＤおよび／またはサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。これに応じて、境界ルータにより生成されるネットワーク設定フレームは、デッドライン勾配ΔＤおよび／またはサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。
【０１４９】
段階１８０３．境界ルータがネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。
【０１５０】
境界ルータは、１または複数のクラスタヘッド転送ノードデバイスに接続され得る。これに応じて、境界ルータは、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信してよく、クラスタヘッド転送ノードデバイスはさらに、クラスタヘッド転送ノードデバイスに接続された別のクラスタ内の葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信して、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。
【０１５１】
可能な実装において、境界ルータにより設定される初期クラスタホップカウントは１であり、境界ルータは、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１とクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４とへネットワーク設定フレームを送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを２に修正し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを３に修正し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ３、中間転送ノードデバイスＺ４および葉ノードデバイスＹ４へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ送信する。
【０１５２】
別の可能な実装において、境界ルータにより設定される初期クラスタホップカウントは０であり、境界ルータは、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１とクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４とへネットワーク設定フレームを送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送し、中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ３、中間転送ノードデバイスＺ４および葉ノードデバイスＹ４へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ５および葉ノードデバイスＹ７へ転送する。
【０１５３】
可能な実装において、境界ルータは、ネットワーク設定フレームを生成する場合、ネットワーク設定フレームにバージョン番号を追加して、各ノードが更新済みのネットワーク設定フレームを決定するのを容易にし得る。例えば、境界ルータは、新しいネットワーク設定パラメータを受信する度に、新しいネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを再生成し、ネットワーク設定フレーム内のバージョン番号を１だけ上げる。各ノードは、最も大きいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームに基づいて、サンプル期間、集約されたフレームを送信するデッドライン等を決定するか、または、各ノードは、比較的小さいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームを削除し得る。最も大きいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームのみが保持される。別の例では、境界ルータは、境界ルータがネットワーク設定フレームを生成する時間に基づいてバージョン番号も生成してよく、各ノードは、最新のバージョンが付されたネットワーク設定フレームとして最近生成されたネットワーク設定フレームを決定する。
【０１５４】
具体的には、ネットワーク設定フレームのフォーマットが、図１４から図１７に示され得る。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１５５】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、フレーム集約方法の前述の実施形態を実装するために、第１の転送ノードデバイスをさらに提供する。第１の転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含む。
【０１５６】
図１９を参照すると、第１の転送ノードデバイスは、受信ユニット１９０１と、判定ユニット１９０２と、生成ユニット１９０３と、送信ユニット１９０４とを備え得る。
【０１５７】
具体的には、受信ユニット１９０１は、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信するように構成される。第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。
【０１５８】
判定ユニット１９０２は、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであるかどうかを判定するように構成される。
【０１５９】
第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定ユニット１９０２が判定した場合、生成ユニット１９０３は、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて第１の集約されたフレームを生成するように構成される。第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【０１６０】
送信ユニット１９０４は、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１６１】
可能な実装において、第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１のクラスタを含む。
【０１６２】
第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである。
【０１６３】
第２のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである。
【０１６４】
可能な実装において、第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１のクラスタおよび第２のクラスタを含み、第１のクラスタおよび第２のクラスタは、同じクラスタではない。
【０１６５】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第２の転送ノードデバイスを含む。
【０１６６】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第２の転送ノードデバイスを含む。
【０１６７】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する。
【０１６８】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、受信ユニット１９０１はさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信するように構成される。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられる。
【０１６９】
判定ユニット１９０２はさらに、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定するように構成される。
【０１７０】
送信ユニット１９０４は、具体的には、デッドラインに基づいて第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１７１】
可能な実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するよう第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスに命令するために用いられる。
【０１７２】
ネットワーク設定フレームに基づいて第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する場合、判定ユニット１９０２は、具体的には、ネットワーク設定タイムスタンプおよびサンプル期間に基づいて第１の時間を取得し、数がクラスタホップカウントであるデッドライン勾配を第１の時間から除去してデッドラインを取得するように構成され、デッドライン勾配は、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ第１の集約されたフレームを送信するのに第１の転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられ、また、判定ユニット１９０２は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げるように構成される。
【０１７３】
可能な実装において、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる。
【０１７４】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、フレーム集約方法の前述の実施形態を実装するために、第１の転送ノードデバイスをさらに提供する。第１の転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含む。
【０１７５】
図２０は、本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。第１の転送ノードデバイスは、プロセッサ２００１と。メモリ２００２と、インタフェース２００３と、バス２００４とを備え得る。インタフェース２００３は、無線方式または有線方式で実装されてよく、具体的には、ネットワークアダプタであってよい。プロセッサ２００１、メモリ２００２およびインタフェース２００３は、バス２００４を用いることにより接続されている。
【０１７６】
インタフェース２００３は、具体的には、送信機および受信機を有してよく、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスの各々との間で情報を受信および送信するように構成されてよい。例えば、インタフェース２００３は、図５における段階５０１および５０３をサポートするように構成される。プロセッサ２００１は、前述の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実行される処理を実行するように構成される。例えば、プロセッサ２００１は、図５における段階５０２をサポートするように構成される。メモリ２００２は、オペレーティングシステム２００２１およびアプリケーションプログラム２００２２を有し、プログラム、コードまたは命令を格納するように構成される。プログラム、コードまたは命令を実行する場合、プロセッサまたはハードウェアデバイスは、方法の実施形態における第１の転送ノードデバイスに関連する処理プロセスを完了し得る。任意選択的に、メモリ２００２は、リードオンリメモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）を有してよい。ＲＯＭは、基本入力／出力システム（ｂａｓｉｃ  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ  ｓｙｓｔｅｍ、ＢＩＯＳ）または組み込みシステムを含み、ＲＡＭは、アプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを含む。第１の転送ノードデバイスが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステム内のブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、第１の転送ノードデバイスが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。第１の転送ノードデバイスは、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを動作させて、方法の実施形態における第１の転送ノードデバイスに関連する処理プロセスを完了する。
【０１７７】
図２０は第１の転送ノードデバイスの簡略化された設計のみを示すことが理解され得る。実際の適用では、第１の転送ノードデバイスは、任意の数のインタフェース、プロセッサまたはメモリを備え得る。
【０１７８】
図２１は、本願の実施形態による別の第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。図２１に示される第１の転送ノードデバイスは、フレーム集約方法の前述の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０１７９】
図２１に示されるように、第１の転送ノードデバイスは、主制御盤２１１０と、インタフェースボード２１３０ｌと、切り替えボード２１２０と、インタフェースボード２１４０とを備える。主制御盤２１１０、インタフェースボード２１３０、インタフェースボード２１４０および切り替えボード２１２０は、インターワーキング用のシステムバスを用いることにより、プラットフォームバックボードに接続されている。主制御盤２１１０は、システム管理、デバイスメンテナンスおよびプロトコル処理などの機能を完了するように構成される。切り替えボード２１２０は、インタフェースボード（インタフェースボードは、ラインカードまたはサービスボードとも称される）間のデータ交換を完了するように構成される。インタフェースボード２１３０およびインタフェースボード２１４０は、様々なサービスインタフェースを提供し、データパケットを転送するように構成される。
【０１８０】
インタフェースボード２１３０は、中央処理装置２１３１と、転送エントリメモリ２１３４と、物理インタフェースカード２１３３と、ネットワークプロセッサ２１３２とを有し得る。中央処理装置２１３１は、インタフェースボードを制御および管理し、主制御盤上の中央処理装置と通信するように構成される。転送エントリメモリ２１３４は、転送エントリを格納するように構成される。物理インタフェースカード２１３３は、データフレームを受信および送信するように構成される。ネットワークメモリ２１３２は、転送エントリに基づいて、データフレームを受信および送信するよう物理インタフェースカード２１３３を制御するように構成される。
【０１８１】
具体的には、物理インタフェースカード２１３３は、中央処理装置２１３１を用いることにより、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを受信し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを主制御盤２１１０上の中央処理装置２１１１へ送信する。中央処理装置２１１１は、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを取得し、第１の集約されたフレームを生成するように構成される。物理インタフェースカード２１３３はさらに、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１８２】
中央処理装置２１３１はさらに、転送エントリメモリ２１３４内の転送エントリを取得するようネットワークメモリ２１３２を制御するように構成される。加えて、中央処理装置２１３１はさらに、物理インタフェースカード２１３３を用いることによりデータフレームを受信および送信するようネットワークメモリ２１３２を制御するように構成される。
【０１８３】
本発明の本実施形態において、インタフェースボード２１４０上でのオペレーションがインタフェースボード２１３０上でのオペレーションと整合することを理解されたい。簡潔にするために、詳細については説明しない。本実施形態における第１の転送ノードデバイスは、フレーム集約方法の前述の実施形態において実装される機能および／または段階に対応し得ることを理解されたい。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１８４】
加えて、１または複数の主制御盤が存在してよいことに留意すべきである。複数の主制御盤が存在する場合、一次主制御盤および二次主制御盤が含まれ得る。１または複数のインタフェースボードが存在してよく、より強いデータ処理能力を有する第１の転送ノードデバイスは、より多くのインタフェースボードを提供する。インタフェースボード上には、１または複数の物理インタフェースカードが存在してよい。切り替えボードが存在しなくてもよく、１または複数の切り替えボードが存在しなくてもよい。複数の切り替えボードが存在する場合、ロード共有および冗長バックアップは、複数の切り替えボードにより共同で実装されてよい。集中型転送アーキテクチャでは、第１の転送ノードデバイスは、切り替えボードを必要としないことがあり、インタフェースボードが、システム全体のサービスデータ処理機能を担う。分散型転送アーキテクチャでは、第１の転送ノードデバイスは、少なくとも１つの切り替えボードを有してよく、複数のインタフェースボード間のデータ交換は、大容量のデータ交換および処理能力を提供するために、切り替えボードを用いることにより実装される。従って、分散型アーキテクチャにおける第１の転送ノードデバイスのデータアクセスおよび処理能力は、集中型アーキテクチャにおけるデバイスのものよりも良い。用いられる具体的なアーキテクチャは、具体的なネットワーキングデプロイシナリオによって決まる。このことは、本明細書において限定されない。
【０１８５】
図２２は、本願の実施形態によるさらに別の第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。図２２に示される第１の転送ノードデバイスは、前述の実施形態での方法における第１の転送ノードデバイスにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０１８６】
第１の転送ノードデバイスのそのような製品形態は、制御と転送とが分離しているネットワークアーキテクチャ（例えば、ソフトウェア定義型ネットワーキング（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＳＤＮ））に適用可能である。ＳＤＮにおいて、図２１に示される第１の転送ノードデバイスの主制御盤２１１０は、デバイスから分離しており、新しい独立の物理デバイス（すなわち、図２２に示されるコントローラ２１１０Ａ）を形成し、残りの構成要素が、別の独立の物理デバイス（すなわち、図２２に示される第１の転送サブデバイス２１００Ａ）を形成する。コントローラ２１１０Ａは、制御チャネルプロトコルを用いることにより、第１の転送サブデバイス２１００Ａとインタラクトする。制御チャネルプロトコルは、オープンフロー（ｏｐｅｎ  ｆｌｏｗ）プロトコル、経路計算要素通信プロトコル（ｐａｔｈ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＰＣＥＰ）、境界ゲートウェイプロトコル（ｂｏｒｄｅｒ  ｇａｔｅｗａｙ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＢＧＰ）、ルーティングシステムへのインタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｒｏｕｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ、Ｉ２ＲＳ）等であってよい。言い換えると、図２１に対応する前述の実施形態と比較して、本実施形態における第１の転送ノードデバイスは、分離したコントローラ２１１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２１００Ａを備える。
【０１８７】
コントローラ２１１０Ａは、汎用物理サーバまたは専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。設計例において、コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ＲＡＭと、ＲＯＭと、バス（不図示）を有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ＲＡＭおよびＲＯＭに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、図２１における主制御盤２１１０の全ての機能および段階を実行する。
【０１８８】
第１の転送サブデバイス２１００Ａは、専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。対応する機能および段階を実行するために、第１の転送サブデバイス２１００Ａの機能および構造は、図２１におけるインタフェースボード２１３０、インタフェースボード２１４０および切り替えボード２１２０の機能および構造と整合している。代替的に、第１の転送サブデバイス２１００Ａは、汎用物理サーバおよびネットワーク機能仮想化（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、ＮＦＶ）技術に基づいて実装される仮想の第１の転送サブデバイスであってよく、仮想の第１の転送サブデバイスは、仮想ルータである。仮想の第１の転送サブデバイスのシナリオにおいて、第１の転送サブデバイスの実施形態における前述の物理的な第１の転送サブデバイスに含まれるインタフェースボード、切り替えボードおよびプロセッサは、第１の転送サブデバイスが仮想環境における汎用物理サーバを用いることにより仮想の第１の転送サブデバイスに割り当てるインタフェースリソース、ネットワークリソースおよび処理リソースとみなされ得る。汎用物理サーバを用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装または汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術を用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装については、図２０における実施形態を参照されたい。
【０１８９】
本実施形態において、第１の転送ノードデバイスにおけるコントローラ２１１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２１００Ａは、方法の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実装される様々な機能および段階を実装し得ることを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、ここで再度説明しない。
【０１９０】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態を実装するために、境界ルータをさらに提供する。図２３を参照すると、本願の本実施形態において提供される境界ルータは、取得ユニット２３０１と、生成ユニット２３０２と、送信ユニット２３０３とを備え得る。
【０１９１】
具体的には、取得ユニット２３０１は、ネットワーク設定パラメータを取得するように構成される。ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる。
【０１９２】
生成ユニット２３０２は、ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成するように構成される。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。
【０１９３】
送信ユニット２３０３は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成される。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、第１のクラスタは、クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、境界ルータと通信する。
【０１９４】
可能な実装において、ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、サンプル時間アドバンスは、サンプル期間中のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、ネットワーク設定フレームは、サンプル時間アドバンスをさらに含む。
【０１９５】
可能な実装において、取得ユニット２３０１はさらに、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを境界ルータにより受信するように構成される。集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【０１９６】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態を実装するために、境界ルータをさらに提供する。
【０１９７】
図２４は、本願の実施形態による境界ルータのハードウェアの概略構造図である。境界ルータは、プロセッサ２４０１と、メモリ２４０２と、インタフェース２４０３と、バス２４０４とを備えてよい。インタフェース２４０３は、無線方式または有線方式で実装されてよく、具体的には、ネットワークアダプタであってよい。プロセッサ２４０１、メモリ２４０２およびインタフェース２４０３は、バス２４０４を用いることにより接続されている。
【０１９８】
インタフェース２４０３は、具体的には、送信機および受信機を備えてよく、前述の実施形態における境界ルータとクラスタヘッド転送ノードデバイスとの間で情報を受信および送信するように構成され得る。プロセッサ２４０１は、前述の実施形態における境界ルータにより実行される処理を実行するように構成される。メモリ２４０２は、オペレーティングシステム２４０２１およびアプリケーションプログラム２４０２２を有し、プログラム、コードまたは命令を格納するように構成される。プログラム、コードまたは命令を実行する場合、プロセッサまたはハードウェアデバイスは、方法の実施形態における境界ルータに関連する処理プロセスを完了し得る。任意選択的に、メモリ２４０２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを有してよい。ＲＯＭは、ＢＩＯＳまたは組み込みシステムを含み、ＲＡＭは、アプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを含む。境界ルータが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、境界ルータが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。境界ルータは、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを動作させて、方法の実施形態における境界ルータに関連する処理プロセスを完了する。
【０１９９】
図２４は、境界ルータの簡略化された設計のみを示すことが理解され得る。実際の適用において、境界ルータは、任意の数のインタフェース、プロセッサまたはメモリを備えてよい。
【０２００】
図２５は、本願の実施形態による別の境界ルータのハードウェアの概略構造図である。図２５に示される境界ルータは、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態における境界ルータにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０２０１】
図２５に示されるように、境界ルータは、主制御盤２５１０と、インタフェースボード２５３０と、切り替えボード２５２０と、インタフェースボード２５４０とを備える。主制御盤２５１０、インタフェースボード２５３０、インタフェースボード２５４０および切り替えボード２５２０は、インターワーキング用のシステムバスを用いることにより、プラットフォームバックボードに接続されている。主制御盤２５１０は、システム管理、デバイスメンテナンスおよびプロトコル処理などの機能を完了するように構成される。切り替えボード２５２０は、インタフェースボード（インタフェースボードは、ラインカードまたはサービスボードとも称される）間のデータ交換を完了するように構成される。インタフェースボード２５３０およびインタフェースボード２５４０は、様々なサービスインタフェースを提供し、データパケットを転送するように構成される。
【０２０２】
インタフェースボード２５３０は、中央処理装置２５３１と、転送エントリメモリ２５３４と、物理インタフェースカード２５３３と、ネットワークプロセッサ２５３２とを有してよい。中央処理装置２５３１は、インタフェースボードを制御および管理し、主制御盤上の中央処理装置と通信するように構成される。転送エントリメモリ２５３４は、転送エントリを格納するように構成される。物理インタフェースカード２５３３は、ネットワーク設定フレームを送信し、集約されたフレームを受信するように構成される。ネットワークメモリ２５３２は、転送エントリに基づいて、ネットワーク設定フレームまたは集約されたフレームを受信および送信するよう物理インタフェースカード２１３３を制御するように構成される。
【０２０３】
具体的には、物理インタフェースカード２５３３は、中央処理装置２５３１を用いることにより、上位層アプリケーションからネットワーク設定パラメータを受信し、主制御盤２５１０上の中央処理装置２５１１へネットワーク設定パラメータを送信し得る。中央処理装置２５１１は、ネットワーク設定パラメータを取得し、ネットワーク設定フレームを生成するように構成される。物理インタフェースカード２５３３はさらに、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０２０４】
中央処理装置２５３１はさらに、転送エントリメモリ２５３４内の転送エントリを取得するようネットワークメモリ２５３２を制御するように構成される。加えて、中央処理装置２５３１はさらに、物理インタフェースカード２５３３を用いることによりデータフレームを受信および送信するようネットワークメモリ２５３２を制御するように構成される。
【０２０５】
本発明の本実施形態において、インタフェースボード２５４０上でのオペレーションがインタフェースボード２５３０上でのオペレーションと整合することを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、説明しない。本実施形態における境界ルータは、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態において実装される機能および／または段階に対応し得ることを理解されたい。詳細については、ここで再度説明しない。
【０２０６】
加えて、１または複数の主制御盤が存在してよいことに留意すべきである。複数の主制御盤が存在する場合、一次主制御盤および二次主制御盤が含まれ得る。１または複数のインタフェースボードが存在してよく、より強いデータ処理能力を有する境界ルータは、より多くのインタフェースボードを提供する。インタフェースボード上には、１または複数の物理インタフェースカードが存在してよい。切り替えボードが存在しなくてもよく、１または複数の切り替えボードが存在しなくてもよい。複数の切り替えボードが存在する場合、ロード共有および冗長バックアップは、複数の切り替えボードにより共同で実装されてよい。集中型転送アーキテクチャでは、境界ルータは、切り替えボードを必要としないことがあり、インタフェースボードが、システム全体のサービスデータ処理機能を担う。分散型転送アーキテクチャでは、境界ルータは、少なくとも１つの切り替えボードを有してよく、複数のインタフェースボード間のデータ交換は、大容量のデータ交換および処理能力を提供するために、切り替えボードを用いることにより実装される。従って、分散型アーキテクチャにおける境界ルータのデータアクセスおよび処理能力は、集中型アーキテクチャにおけるデバイスのものよりも良い。用いられる具体的なアーキテクチャは、具体的なネットワーキングデプロイシナリオによって決まる。このことは、本明細書において限定されない。
【０２０７】
図２６は、本願の実施形態によるさらに別の境界ルータのハードウェアの概略構造図である。図２６に示される境界ルータは、前述の実施形態での方法における境界ルータにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０２０８】
境界ルータのそのような製品形態は、制御と転送とが分離しているネットワークアーキテクチャ（例えば、ソフトウェア定義型ネットワーキング（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＳＤＮ））に適用可能である。ＳＤＮにおいて、図２５に示される境界ルータの主制御盤２５１０は、デバイスから分離しており、新しい独立の物理デバイス（すなわち、図２６に示されるコントローラ２５１０Ａ）を形成し、残りの構成要素が、別の独立の物理デバイス（すなわち、図２６に示される第１の転送サブデバイス２５００Ａ）を形成する。コントローラ２５１０Ａは、制御チャネルプロトコルを用いることにより、境界ルータ２５００Ａとインタラクトする。制御チャネルプロトコルは、オープンフロープロトコル、ＰＣＥＰ、ＢＧＰ、Ｉ２ＲＳ等であってよい。言い換えると、図２５に対応する前述の実施形態と比較して、本実施形態における境界ルータは、分離したコントローラ２５１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２５００Ａを備える。
【０２０９】
コントローラ２５１０Ａは、汎用物理サーバまたは専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。設計例において、コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ＲＡＭと、ＲＯＭと、バス（不図示）を有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ＲＡＭおよびＲＯＭに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、図２５における主制御盤２５１０の全ての機能および段階を実行する。
【０２１０】
第１の転送サブデバイス２５００Ａは、専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。対応する機能および段階を実行するために、第１の転送サブデバイス２５００Ａの機能および構造は、図２５におけるインタフェースボード２５３０、インタフェースボード２５４０および切り替えボード２５２０の機能および構造と整合している。代替的に、第１の転送サブデバイス２５００Ａは、汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術に基づいて実装される仮想の第１の転送サブデバイスであってよく、仮想の第１の転送サブデバイスは、仮想ルータである。仮想の第１の転送サブデバイスのシナリオにおいて、物理境界ルータの実施形態における前述の第１の転送サブデバイスに含まれるインタフェースボード、切り替えボードおよびプロセッサは、第１の転送サブデバイスが仮想環境における汎用物理サーバを用いることにより仮想の第１の転送サブデバイスに割り当てるインタフェースリソース、ネットワークリソースおよび処理リソースとみなされ得る。汎用物理サーバを用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装または汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術を用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装については、図２４における実施形態を参照されたい。
【０２１１】
本実施形態において、境界ルータにおけるコントローラ２５１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２５００Ａは、方法の実施形態において境界ルータにより実装される様々な機能および段階を実装し得ることを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、ここで再度説明しない。
【０２１２】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮをさらに提供する。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、少なくとも１つの第１の転送ノードデバイスを備える。第１の転送ノードデバイスは、前述の実施形態のいずれか１つにおける第１の転送ノードデバイスであってよい。
【０２１３】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ命令を格納しており、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、フレーム集約方法およびネットワーク設定フレーム送信方法の実施形態のいずれか１つを実行するよう有効化される。
【０２１４】
当業者であれば、本願の実施形態が、方法、システムまたはコンピュータプログラム製品として提供され得ることを理解するはずである。従って、本願は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによる実施形態という形式を用いてよい。さらに、本願は、コンピュータ使用可能プログラムコードを含む１または複数のコンピュータ使用可能記憶媒体（限定されるものではないが、ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光メモリ等を含む）に実装されるコンピュータプログラム製品の形態を用いてよい。
【０２１５】
本願は、本願による方法、デバイス（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して説明されている。フローチャートおよび／またはブロック図における各プロセスおよび／または各ブロックならびにフローチャートおよび／またはブロック図におけるプロセスおよび／またはブロックの組み合わせを実装するためにコンピュータプログラム命令が用いられてよいことを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサのために提供されて、マシンを生成してよい。これにより、コンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサにより実行される命令は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装するための装置を生成する。
【０２１６】
これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方式で動作するようコンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスに命令できるコンピュータ可読メモリに格納されてよく、これにより、コンピュータ可読メモリに格納された命令は、命令装置を含むアーチファクトを生成する。命令装置は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装する。
【０２１７】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスにロードされてよい。この結果、一連のオペレーションおよび段階がコンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行されることにより、コンピュータ実装処理が生成される。従って、コンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行される命令は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装するための段階を提供する。
【０２１８】
当業者であれば、本願の趣旨および範囲から逸脱することなく、本願に対する様々な修正および変更を行い得ることは明らかである。このように、本願は、本願のこれらの修正および変更が本願の特許請求の範囲および同等の技術により定義される保護範囲に含まれることを条件として、これらの修正および変更を包含するよう意図されている。
【図１】
2021505020.tif 000005
【図２】
2021505020.tif 000006
【図３】
2021505020.tif 000007
【図４】
2021505020.tif 000008
【図５】
2021505020.tif 000009
【図６】
2021505020.tif 000010
【図７】
2021505020.tif 000011
【図８】
2021505020.tif 000012
【図９】
2021505020.tif 000013
【図１０】
2021505020.tif 000014
【図１１】
2021505020.tif 000015
【図１２】
2021505020.tif 000016
【図１３】
2021505020.tif 000017
【図１４】
2021505020.tif 000018
【図１５】
2021505020.tif 000019
【図１６】
2021505020.tif 000020
【図１７】
2021505020.tif 000021
【図１８】
2021505020.tif 000022
【図１９】
2021505020.tif 000023
【図２０】
2021505020.tif 000024
【図２１】
2021505020.tif 000025
【図２２】
2021505020.tif 000026
【図２３】
2021505020.tif 000027
【図２４】
2021505020.tif 000028
【図２５】
2021505020.tif 000029
【図２６】
2021505020.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月22日(2020.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線スマートユビキタスネットワークフィールドエリアネットワーク（Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ）に適用されるフレーム集約方法であって、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを備え、前記フレーム集約方法は、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、前記第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する段階であって、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ヘッダ（第１のＭＡＣヘッダ）および第１のＭＡＣサービスデータユニット（第１のＭＳＤＵ）を含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１のデータフレームおよび前記第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成する段階であって、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する段階と
を備えるフレーム集約方法。
【請求項２】
前記第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１のノードデバイス、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタを備え、
前記第１のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームであり、
前記第２のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである、
請求項１に記載のフレーム集約方法。
【請求項３】
前記第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタを備え、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタは、同じクラスタではない、請求項１に記載のフレーム集約方法。
【請求項４】
前記第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のフレーム集約方法。
【請求項５】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のフレーム集約方法。
【請求項６】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、前記境界ルータは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載のフレーム集約方法。
【請求項７】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記フレーム集約方法は、
前記第１の転送ノードデバイスが、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信する段階であって、前記ネットワーク設定フレームは、前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを報告する時間と、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられる、段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する段階と
をさらに備え、
前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する前記段階は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記デッドラインに基づいて、前記第１の集約されたフレームを前記第２の転送ノードデバイスへ送信する段階を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のフレーム集約方法。
【請求項８】
前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するよう前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスに命令するために用いられ、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する前記段階は、
前記第１の転送ノードデバイスが、前記ネットワーク設定タイムスタンプおよび前記サンプル期間に基づいて、第１の時間を取得する段階と、
前記第１の転送ノードデバイスが、数が前記クラスタホップカウントであるデッドライン勾配を前記第１の時間から除去して、前記デッドラインを取得する段階であって、前記デッドライン勾配は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１の転送ノードデバイスが位置する前記クラスタの外部の転送ノードデバイスへ前記第１の集約されたフレームを送信するために必要とする時間を示すために用いられる、段階と
前記第１の転送ノードデバイスが前記ネットワーク設定フレーム内の前記クラスタホップカウントを１だけ増やす段階と
を有する、
請求項７に記載のフレーム集約方法。
【請求項９】
前記第１のサブＭＳＤＵおよび前記第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、前記長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる、請求項１から８のいずれか一項に記載のフレーム集約方法。
【請求項１０】
境界ルータがネットワーク設定パラメータを取得する段階であって、前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる、段階と、
前記境界ルータが、前記ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する段階であって、前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよび前記サンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す、段階と、
前記境界ルータが前記ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する段階であって、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークフィールドエリアネットワーク（Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ）内の第１のクラスタに位置し、前記第１のクラスタは、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、前記境界ルータと通信する、段階と
を備えるネットワーク設定フレーム送信方法。
【請求項１１】
前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、前記サンプル時間アドバンスは、サンプル期間内の前記ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームは、前記サンプル時間アドバンスをさらに含む、
請求項１０に記載のネットワーク設定フレーム送信方法。
【請求項１２】
前記境界ルータが、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信する段階であって、前記集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ヘッダ（第１のＭＡＣヘッダ）および第１のＭＡＣサービスデータユニット（第１のＭＳＤＵ）を含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、段階
をさらに備える、請求項１０または１１に記載のネットワーク設定フレーム送信方法。
【請求項１３】
無線スマートユビキタスネットワークフィールドエリアネットワーク（Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ）に適用される第１の転送ノードデバイスであって、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含み、前記第１の転送ノードデバイスは、
前記第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、前記第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信するように構成された受信機であって、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ヘッダ（第１のＭＡＣヘッダ）および第１のＭＡＣサービスデータユニット（第１のＭＳＤＵ）を含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む、受信機と、
前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、前記第１のデータフレームおよび前記第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成するように構成されたプロセッサであって、前記第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、プロセッサと、
前記第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成された送信機と
を備える第１の転送ノードデバイス。
【請求項１４】
前記第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１のノードデバイス、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタを含み、
前記第１のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームであり、
前記第２のノードデバイスが前記中間転送ノードデバイスである場合、前記第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである、
請求項１３に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１５】
前記第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、前記第２のノードデバイスおよび前記第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、前記第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタを含み、前記第１のクラスタおよび前記第２のクラスタは、同じクラスタではない、請求項１３に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１６】
前記第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１７】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第１の転送ノードデバイスおよび前記第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前記第２の転送ノードデバイスを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１８】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、前記第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、前記境界ルータは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項１９】
前記第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、
前記受信機はさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信するように構成され、前記ネットワーク設定フレームは、前記第１の転送ノードデバイスが前記第１の集約されたフレームを報告する時間と、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられ、
前記プロセッサはさらに、前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定するように構成され、
前記送信機は、前記デッドラインに基づいて、前記第１の集約されたフレームを前記第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される、
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２０】
前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するよう前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスに命令するために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームに基づいて、前記第１の集約されたフレームを報告する前記デッドラインを決定する場合、前記プロセッサは、
前記ネットワーク設定タイムスタンプおよび前記サンプル期間に基づいて第１の時間を取得することと、
数が前記クラスタホップカウントであるデッドライン勾配を前記第１の時間から除去して、前記デッドラインを取得することであって、前記デッドライン勾配は、前記第１の転送ノードデバイスが、前記第１の転送ノードデバイスが位置する前記クラスタの外部の転送ノードデバイスへ前記第１の集約されたフレームを送信するために必要とする時間を示すために用いられる、ことと、
前記ネットワーク設定フレーム内の前記クラスタホップカウントを１だけ上げることと
を行うように構成される、
請求項１９に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２１】
前記第１のサブＭＳＤＵおよび前記第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、前記長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる、請求項１３から２０のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイス。
【請求項２２】
境界ルータであって、
取得したネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成するように構成されたプロセッサであって、前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、前記サンプル期間は、前記サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられ、前記ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよび前記サンプル期間を含み、前記ネットワーク設定タイムスタンプは、前記サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、前記クラスタホップカウントは、前記ネットワーク設定フレームを送信する前記境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す、プロセッサと、
前記ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成された送信機であって、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークフィールドエリアネットワーク（Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ）内の第１のクラスタに位置し、前記第１のクラスタは、前記クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、前記境界ルータと通信する、送信機と
を備える境界ルータ。
【請求項２３】
前記ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、前記サンプル時間アドバンスは、サンプル期間内の前記ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、
前記ネットワーク設定フレームは、前記サンプル時間アドバンスをさらに含む、
請求項２２に記載の境界ルータ。
【請求項２４】
前記プロセッサは、
前記クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信するように構成された受信機であって、前記集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、前記第１のノードデバイスおよび前記第２のノードデバイスは、前記Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、前記第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ヘッダ（第１のＭＡＣヘッダ）および第１のＭＡＣサービスデータユニット（第１のＭＳＤＵ）を含み、前記第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、前記第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、前記第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、前記第１のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスまたは前記第２のＭＡＣヘッダ内の前記宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、前記第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、前記第１のサブＭＳＤＵは、前記第１のＭＳＤＵと、前記第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、前記第２のサブＭＳＤＵは、前記第２のＭＳＤＵと、前記第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む、受信機
をさらに有する、請求項２２または２３に記載の境界ルータ。
【請求項２５】
無線スマートユビキタスネットワークフィールドエリアネットワーク（Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ）であって、第１の転送ノードデバイスを備え、前記第１の転送ノードデバイスは、請求項１３から２１のいずれか一項に記載の第１の転送ノードデバイスである、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年１１月２９日に中国特許庁へ出願された、「フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイス」と題する中国特許出願第２０１７１１２２１１３４．６号の優先権を主張する。当該出願は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、通信技術分野、特に、フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線スマートユビキタスネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｓｍａｒｔ  ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ、Ｗｉ−ＳＵＮ）アライアンスは、低電力かつ広域の無線通信技術、すなわち、スマートメータリング分野、スマートシティー分野、スマートグリッド分野、スマート農業分野、資産管理分野等に適用され得るフィールドエリアネットワーク（ｆｉｅｌｄ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＦＡＮ）技術を提案している。
【０００４】
スマートメータリングもしくは環境モニタリングなどのデータ収集の適用シナリオまたは別の適用シナリオにおいて、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、クラスタツリー（ｃｌｕｓｔｅｒ  ｔｒｅｅ）トポロジでネットワーク接続され得る。予め設定された条件（例えば、互いに近くにあるノード）を満たすノードが、クラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）を形成し得る。同じクラスタ内のノードは、同じアドレスプレフィックスを有する。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内のノードは、葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスおよびクラスタヘッド転送ノードデバイスに分類され得る。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、集約ノードとも称され得る。具体的には、葉ノードデバイス、例えば、スマートメータまたは環境モニタリングデバイスは、パケットを受信および送信し得るが、パケットを転送できない。中間転送ノードデバイスは、双方向パケット転送機能を提供し得て、さらに、葉ノードデバイスの全ての機能を有し得る。クラスタ内にはただ１つのクラスタヘッド転送ノードデバイスが存在し、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、当該クラスタ内の固有のデータアップリンクチャネルであり、さらに、中間転送ノードデバイスの全ての機能を有し得る。
【０００５】
葉ノードデバイスは、データを収集した後にデータフレームを形成し、データフレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ報告するか、または、中間転送ノードデバイスを用いることにより、データフレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ報告する。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、ルータへの経路を通じて、データフレームをルータへ報告する。当然ながら、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスも、データフレームを報告し得る。収集されたデータに加え、物理層（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ、ＰＨＹ）ヘッダ、媒体アクセス制御（ｍｅｄｉａ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）ヘッダ、フレームチェックシーケンス（ｆｒａｍｅ  ｃｈｅｃｋ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＦＣＳ）等がさらに、報告されたデータフレームに追加される必要があり、結果的に、プロトコルオーバヘッドが比較的高くなり、リソース使用量が比較的低くなる。加えて、衝突回避がなされる搬送波感知多重アクセス（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｎｓｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ａｖｏｉｄａｎｃｅ、ＣＳＭＡ／ＣＡ）送信方式では、データフレームの送信の前に毎回、チャネル競合が実行される必要がある。従って、比較的多数のノードがデータフレームを報告する必要がある場合、比較的多数のチャネル競合が実行されることで、比較的低いチャネルリソース使用率がもたらされ、システムスループットが低減し得る。
【発明の概要】
【０００６】
本願は、データフレームを集約することによりチャネルリソース使用率の向上およびシステム性能の改善を支援するために、フレーム集約方法、ネットワーク設定フレーム送信方法およびデバイスを提供する。
【０００７】
第１の態様によれば、本願の実施形態は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得るフレーム集約方法を提供する。具体的には、当該方法は、以下の段階を備える。
【０００８】
第１の転送ノードデバイスが、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する。第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１の転送ノードデバイスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて第１の集約されたフレームを生成する。第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。第１の転送ノードデバイスは、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０００９】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有する受信したデータフレームを集約することにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減を支援し得る。
【００１０】
可能な実装において、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属してよく、第１のクラスタは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれる。第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。第２のノードデバイスも葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。第２のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。
【００１１】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタ内の葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスにより送信される集約されていないデータフレームまたは集約されたフレームを集約してよく、例えば、第１の転送ノードデバイスは、２つの葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームを集約してもよく、２つの中間転送ノードデバイスにより送信されるフレームを集約してもよく、葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスにより送信されるフレームを集約してもよい。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、集約されていない２つのデータフレームを集約してもよく、２つの集約されたフレームを再度集約してもよく、集約されていないデータフレームおよび集約されたフレームを集約してもよい。
【００１２】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスおよび第２のノードデバイスは、第１のクラスタに属し得るが、第１のノードデバイスは、第２のクラスタ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスである。対応する第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第１のクラスタおよび第２のクラスタは、異なるクラスタであるが、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれる。
【００１３】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタ内のノードデバイスにより送信されるデータフレームと、別のクラスタ内のクラスタヘッドノードにより送信される集約されたフレームとを集約し得る。任意選択的に、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであってよい。
【００１４】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタに属する。
【００１５】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタに属し、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスの両方が、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属する。
【００１６】
前述の方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであってよく、生成された集約されたフレームを前のホップにおける中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。任意選択的に、第２の転送ノードデバイスはさらに、第１の転送ノードデバイスにより送信される第１の集約されたフレームと、第２の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内の別のノードデバイスにより送信されるデータフレームとを集約し得る。
【００１７】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに含まれない。
【００１８】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスである。第１の転送ノードデバイスはさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信し得る。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間を示すために用いられる。第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定し、デッドラインに基づいて、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【００１９】
境界ルータからの前述のネットワーク設定フレームは、境界ルータにより生成されるが、必ずしも境界ルータにより第１の転送ノードデバイスへ直接送信されるわけではないことを理解されたい。例えば、境界ルータが、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信し、クラスタヘッド転送ノードデバイスが、クラスタヘッド転送ノードデバイスに接続された別のクラスタ内の葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。
【００２０】
上記方法によれば、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを送信するデッドラインを決定することにより、データの時間有効性の保証を支援すると共に、データフレームの受信を長時間待機することに起因して、各ノードデバイスにより収集されるデータを第１の転送ノードデバイスが上位層アプリケーションへタイムリーにアップロードできない場合を回避する。
【００２１】
可能な実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含んでよく、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するよう第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスに命令するために用いられる。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプおよびサンプル期間に基づいて第１の時間を取得してよく、数がクラスタホップカウントであるデッドライン勾配を第１の時間から除去してデッドラインを取得してよく、デッドライン勾配は、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ第１の集約されたフレームを送信するのに第１の転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられ、また、第１の転送ノードデバイスは、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げてよい。
【００２２】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、代替的に、まず、クラスタホップを１だけ上げ、次に、前述の方法に従って、デッドラインを取得し得る。
【００２３】
任意選択的に、デッドライン勾配は、ネットワーク設定フレームに追加され、第１の転送ノードデバイスへ送信されてもよく、第１の転送ノードデバイスについて予め構成されてもよい。
【００２４】
可能な実装において、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵの両方が、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる長さフィールドを含む。第１の集約されたフレーム内の第１の集約されたＭＳＤＵが複数のサブＭＳＤＵを含み得るので、各サブＭＳＤＵの長さは、長さフィールドを用いることにより示される。これにより、別のデバイスは、集約されたフレームを解析する場合、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別できる。
【００２５】
第２の態様によれば、本願の実施形態は、以下の段階を備えるネットワーク設定フレーム送信方法を提供する。
【００２６】
境界ルータは、ネットワーク設定パラメータを取得する。ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる。境界ルータは、ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。境界ルータは、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、第１のクラスタは、クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、境界ルータと通信する。
【００２７】
前述の方法によれば、境界ルータは、取得したネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成し、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。これにより、各ノードデバイスは、サンプル期間を決定し、サンプル期間に基づいてデータを収集する。さらに、各転送ノードデバイスはさらに、デッドライン勾配およびネットワーク設定フレームに基づいて、集約されたフレームを送信するデッドラインを決定して、データ収集の時間有効性を保証し得る。
【００２８】
可能な実装において、ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間中のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み、これに応じて、境界ルータにより生成されるネットワーク設定フレームは、サンプル時間アドバンスをさらに含み得る。サンプル時間アドバンスが設定されることにより、各ノードデバイスは、サンプル時間アドバンスおよびサンプル期間に基づいてサンプル時間を決定してよく、さらに、各ノードデバイスは、均一なサンプル時間を有する。
【００２９】
可能な実装において、境界ルータは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信し、集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとのみを集約することにより取得され、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの両方が、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【００３０】
前述の方法によれば、境界ルータは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信し得る。第１の集約されたフレームは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有するデータフレームを集約することにより取得される。これにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減が支援される。
【００３１】
第３の態様によれば、本願の実施形態は、第１の転送ノードデバイスを提供する。第１の転送ノードデバイスは、無線スマートユビキタスネットワークＷｉ−ＳＵＮフィールドエリアネットワークＦＡＮに適用され、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含み、第１の転送ノードデバイスは、前述のフレーム集約方法における第１の転送ノードデバイスの動作を実装する機能を有する。当該機能は、ハードウェアにより実装されてもよく、対応するソフトウェアをハードウェアが実行することにより実装されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアは、前述の機能に対応する１または複数のモジュールを含む。
【００３２】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスの構造は、プロセッサおよびインタフェースを含む。プロセッサは、前述の方法における対応する機能の実行において第１の転送ノードデバイスをサポートするように構成される。インタフェースは、第１の転送ノードデバイスと第１のノードデバイスとの間および第２のノードデバイスと第２の転送ノードデバイスとの間の通信をサポートするように構成される。第１の転送ノードデバイスは、メモリをさらに備え得る。メモリは、プロセッサに結合するように構成され、メモリは、第１の転送ノードデバイスに必要であるプログラム命令およびデータを格納する。
【００３３】
別の可能な設計において、第１の転送ノードデバイスは、プロセッサと、受信機と、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを備える。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。第１の転送ノードデバイスが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステム内のブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、第１の転送ノードデバイスが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。第１の転送ノードデバイスが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行する。
【００３４】
第４の態様によれば、第１の転送ノードデバイスが提供される。第１の転送ノードデバイスは、主制御盤およびインタフェースボードを備え、切り替えボードをさらに備え得る。第１の転送ノードデバイスは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成される。具体的には、第１の転送ノードデバイスは、第１の態様または第１の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成されたモジュールを備える。
【００３５】
第５の態様によれば、第１の転送ノードデバイスが提供される。第１の転送ノードデバイスは、コントローラおよび第１の転送サブデバイスを備える。第１の転送サブデバイスは、インタフェースボードを有し、切り替えボードをさらに有し得る。第１の転送サブデバイスは、第４の態様によるインタフェースボードの機能を実行するように構成され、さらに、第４の態様による切り替えボードの機能を実行し得る。コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリのアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第４の態様による主制御盤の機能を実行する。
【００３６】
第６の態様によれば、本願の実施形態は、境界ルータを提供する。境界ルータは、前述のネットワーク設定フレーム送信方法における境界ルータの動作を実装する機能を有する。当該機能は、ハードウェアにより実装されてもよく、対応するソフトウェアをハードウェアが実行することにより実装されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアは、前述の機能に対応する１または複数のモジュールを含む。
【００３７】
可能な実装において、境界ルータの構造は、プロセッサおよびインタフェースを含む。プロセッサは、前述の方法における対応する機能の実行において境界ルータをサポートするように構成される。インタフェースは、境界ルータとクラスタヘッド転送ノードデバイスとの間の通信をサポートするように構成される。境界ルータは、メモリをさらに備え得る。メモリは、プロセッサに結合するように構成され、メモリは、境界ルータに必要であるプログラム命令およびデータを格納する。
【００３８】
別の可能な設計において、境界ルータは、プロセッサと、受信機と、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを備える。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。境界ルータが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、境界ルータが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。境界ルータが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行する。
【００３９】
第７の態様によれば、境界ルータが提供される。境界ルータは、主制御盤およびインタフェースボードを備え、切り替えボードをさらに備え得る。境界ルータは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成される。具体的には、境界ルータは、第２の態様または第２の態様の可能な実装のいずれか１つによる方法を実行するように構成されたモジュールを備える。
【００４０】
第８の態様によれば、境界ルータが提供される。境界ルータは、コントローラおよび第１の転送サブデバイスを備える。第１の転送サブデバイスは、インタフェースボードを有し、切り替えボードをさらに有し得る。第１の転送サブデバイスは、第７の態様によるインタフェースボードの機能を実行するように構成され、さらに、第７の態様による切り替えボードの機能を実行し得る。コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、バスとを有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ランダムアクセスメモリおよびリードオンリメモリに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、リードオンリメモリに組み込まれた基本入力／出力システムまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ランダムアクセスメモリのアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、第７の態様による主制御盤の機能を実行する。
【００４１】
第９の態様によれば、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮが提供される。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、前述の実施形態のいずれか１つにおける第１の転送ノードデバイスを備える。
【００４２】
第１０の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ命令を格納する。当該命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、第１の態様または第２の態様による方法を実行するよう有効化される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本願の実施形態によるＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの適用シナリオの概略図である。
【００４４】
【図２】本願の実施形態によるデータフレームの概略構造図である。
【００４５】
【図３】本願の実施形態によるデータフレーム内のペイロード情報要素の概略構造図である。
【００４６】
【図４】本願の実施形態によるデータフレーム内のサンプル時間情報要素の概略構造図である。
【００４７】
【図５】本願の実施形態によるフレーム集約方法の概略フローチャートである。
【００４８】
【図６】本願の実施形態による集約されたフレームの第１の概略構造図である。
【００４９】
【図７】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第１の概略構造図である。
【００５０】
【図８】本願の実施形態による集約されたフレームの第２の概略構造図である。
【００５１】
【図９】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第２の概略構造図である。
【００５２】
【図１０】本願の実施形態によるサブＭＳＤＵの第３の概略構造図である。
【００５３】
【図１１】本願の実施形態による集約されたフレームの第３の概略構造図である。
【００５４】
【図１２】本願の実施形態による集約されたフレームの第４の概略構造図である。
【００５５】
【図１３】本願の実施形態による集約されたフレームの第５の概略構造図である。
【００５６】
【図１４】本願の実施形態によるネットワーク設定フレームの概略構造図である。
【００５７】
【図１５】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のペイロード情報要素の概略構造図である。
【００５８】
【図１６】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のバージョン番号情報要素の概略構造図である。
【００５９】
【図１７】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム内のフレーム集約情報要素の概略構造図である。
【００６０】
【図１８】本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム送信方法の概略フローチャートである。
【００６１】
【図１９】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第１の概略構造図である。
【００６２】
【図２０】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第２の概略構造図である。
【００６３】
【図２１】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第３の概略構造図である。
【００６４】
【図２２】本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスの第４の概略構造図である。
【００６５】
【図２３】本願の実施形態による境界ルータの第１の概略構造図である。
【００６６】
【図２４】本願の実施形態による境界ルータの第２の概略構造図である。
【００６７】
【図２５】本願の実施形態による境界ルータの第３の概略構造図である。
【００６８】
【図２６】本願の実施形態による境界ルータの第４の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本願の目的、技術的解決手段および利点をより明確にするために、以下では、添付図面を参照して、本願をさらに詳細に説明する。
【００７０】
図１は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの適用シナリオの例を示す。図に示されるように、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、クラスタ１、クラスタ２、クラスタ３およびクラスタ４内のノードデバイスを含む。図１は境界ルータおよびルータを示しているが、境界ルータおよびルータは、本願の本実施形態においてＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属していない。クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスに接続されている。言い換えると、クラスタ１は、クラスタ２の前のホップである。クラスタ３内のクラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタ２内の中間転送ノードデバイスに接続されている。言い換えると、クラスタ２は、クラスタ３の前のホップである。クラスタ１およびクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスが、境界ルータに直接接続されている。クラスタ１およびクラスタ４の各々のクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ２のクラスタホップカウントが２に設定されてよく、クラスタ３のクラスタホップカウントが３に設定されてよく、または、クラスタ１およびクラスタ４の各々のクラスタホップカウントが０に設定されてよく、クラスタ２のクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ３のクラスタホップカウントが２に設定されてよい。
【００７１】
スマートメータリングまたは環境モニタリングなど、図１に示されるデータ収集シナリオが、例として用いられる。スマート水量計、スマートメータまたは環境モニタリングデバイス（葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであってよい）は通常、収集されたデータをネットワークへ定期的に報告する必要がある。これにより、ユーザは、収集されたデータを、ネットワークを介してモニタリングおよび管理できる。
【００７２】
各ノードは、収集されたデータを、図２に示されるデータフレーム（すなわち、集約前のデータフレーム）へとカプセル化し、データフレームを前のノードへ送信し得る。
【００７３】
具体的には、図２に示されるように、ＭＡＣ層ヘッダが、フレーム制御フィールド、シーケンス番号フィールド、宛先ＭＡＣアドレスフィールド、送信元ＭＡＣアドレスフィールド、補助セキュリティヘッダ（ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｈｅａｄｅｒ、ＡＵＸ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｈｅａｄｅｒ）およびヘッダ情報要素（ｈｅａｄｅｒ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ、ｈｅａｄｅｒ  ＩＥ）を含む。フレーム制御フィールドは、フレームを解析するための情報インデックスを提供するために用いられる。シーケンス番号フィールドは、データフレームを送信するノードによりデータフレームについて設定される番号を表す。宛先ＭＡＣアドレスは、データフレームの宛先デバイスのＭＡＣアドレスを表す。補助セキュリティヘッダは、データフレームが復号化される場合に必要とされるキー、例えば、当該キーのインデックス値を示すために用いられる。ヘッダ情報要素は、データフレームのタイプと、データフレームがローカルユニキャストタイムスロットにおいて送信される時点とを示すために用いられる。
【００７４】
ＭＡＣ層サービスデータユニット（ＭＡＣ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ＤＡＴＡ  ｕｎｉｔ、ＭＳＤＵ）は、ペイロード情報要素およびフレームペイロードデータを含む。ペイロード情報要素は、ＭＳＤＵの長さおよびタイプなどの情報を示すために用いられ、フレームペイロードデータは、ノードにより収集されるデータを含む。
【００７５】
さらに、図３に示されるように、ペイロード情報要素は、ＭＳＤＵの長さ、グループ識別子、ペイロード情報タイプ、サンプル時間情報要素、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素を含み得る。図４に示されるように、サンプル時間情報要素は、長さ、ＩＤ、タイプおよびサンプル時間を含み得る。
【００７６】
ＦＣＳフィールドは、データフレームをチェックするために用いられる。具体的には、送信機が、予め設定されたアルゴリズムに基づいてデータフレームに関する計算を実行して、計算結果を取得し、受信機が、データフレームを受信した後に、同じアルゴリズムを用いることにより、データフレームに関する計算を実行する。受信機の計算結果が、受信したＦＣＳフィールドと同じである場合、受信したデータフレームは正しいものとみなされ、そうでなければ、受信機は、データフレームにエラーが生じているとみなし、データフレームを破棄する。
【００７７】
従って、各ノードは、データフレームを送信する場合、多数のバイトを用いることにより前述の情報を送信する必要がある。しかしながら、比較的多数のノードがデータフレームを送信する場合、複数のチャネル競合が実行される必要があり、結果的に、チャネルリソース使用率およびシステムスループットが影響を受ける。
【００７８】
前述の技術的課題を解決すべく、本願の実施形態は、データフレームを集約することによりチャネルリソース使用率の向上、競合数の低減およびシステム性能の改善を支援するために、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用されるフレーム集約方法を提供する。
【００７９】
本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法は、図１に示されるＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。しかしながら、図１に示されるネットワーク構造は、本願に対する限定を構成しない。本願の本実施形態が適用され得るシナリオは、図１に示されるものよりも多いまたは少ないクラスタを含み得ることを理解されたい。加えて、次のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスがさらに、現在のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスに接続され得る。例えば、クラスタヘッド転送ノードデバイス２がクラスタヘッド転送ノードデバイス１に接続され得て、クラスタヘッド転送ノードデバイス３がクラスタヘッド転送ノードデバイス２に接続され得る。このことは、本願の本実施形態において限定されない。
【００８０】
図５は、本願の実施形態によるフレーム集約方法の概略フローチャートである。図に示されるように、当該方法は、以下の段階を備え得る。
【００８１】
段階５０１．第１の転送ノードデバイスが、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信する。
【００８２】
第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＡＣヘッダのフォーマットは、図２に示され得るが、図２に示されるＭＡＣヘッダに限定されず、図２に示されるものよりも少ないまたは多いＭＡＣ情報を含み得る。データフレーム内のＭＳＤＵは、報告されたデータを含む。例えば、第１のノードデバイスがスマートメータである場合、スマートメータにより収集された現在の電気消費量がＭＳＤＵに含まれる。
【００８３】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであってもよく、中間転送ノードデバイスであってもよい。具体的には、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスの両方が、本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法を用いることにより、受信したデータフレームを集約し得る。
【００８４】
図１に示されるように、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスが位置するクラスタ内にある葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスに接続され得て、具体的には、当該クラスタ内の葉ノードデバイスおよび中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信し得る。従って、前述の段階において、第１の転送ノードデバイスにより受信される第１のデータフレームは、当該クラスタ内の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよく、当該クラスタ内の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよい。第２のデータフレームは、当該クラスタ内の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよく、当該クラスタ内の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームであってもよい。
【００８５】
例えば、図１に示されるように、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。中間転送ノードデバイスＺ１が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ１は、葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４は、葉ノードデバイスＹ１０および中間転送ノードデバイスＺ６により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。中間転送ノードデバイスＺ６が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ６は、葉ノードデバイスＹ１１および中間転送ノードデバイスＺ７により送信されるデータフレームを受信および集約し得る。加えて、図１には示されていないが、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、代替的に、複数の葉ノードデバイスに接続されて、複数の葉ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信および集約し得て、中間転送ノードデバイスは、代替的に、複数の中間転送ノードデバイスに接続されて、複数の中間転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームを受信および集約し得る。
【００８６】
さらに、第１のノードデバイスが葉ノードデバイスである場合、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは通常、集約されていないデータフレームである。第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイス、例えば、第１の転送ノードデバイスと同じクラスタに属する中間転送ノードデバイスである場合、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。
【００８７】
例えば、中間転送ノードデバイスがデータフレームを集約できない場合、中間転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスにより生成されるデータフレームまたは別のノードデバイスにより送信されて受信するデータフレームを第１の転送ノードデバイスへ転送し得る。中間転送ノードデバイスが、集約能力を有していないが、別のノードデバイスにより送信される集約されたフレームを受信した場合、中間転送ノードデバイスは、この集約されたフレームも第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。中間転送ノードデバイスが集約能力を有する場合、中間転送ノードデバイスは、受信した複数のデータフレームを集約すると共に、取得したこの集約されたフレームを第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。
【００８８】
同様に、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスであってもよく、中間転送ノードデバイスであってもよい。これに応じて、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。詳細については、ここで再度説明しない。
【００８９】
いくつかの実施形態において、第１のノードデバイスもしくは第２のノードデバイスまたは第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの両方が、第１の転送ノードデバイスが属するクラスタとは異なるクラスタに属し得る。例えば、図１における中間転送ノードデバイスＺ２が第１の転送ノードデバイスとして用いられる場合、中間転送ノードデバイスＺ２と中間転送ノードデバイスＺ２とに接続された葉ノードデバイスＹ３が同じクラスタに属するが、中間転送ノードデバイスＺ２と中間転送ノードデバイスＺ２とに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、異なるクラスタに属する。
【００９０】
第１のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスが異なるクラスタに属する場合、第１のノードデバイスは通常、次のホップ内のクラスタヘッド転送ノードデバイス、例えば、図１における中間転送ノードデバイスＺ２およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２である。従って、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームは、集約されたフレームであってよい。当然ながら、第１のノードデバイスがクラスタヘッド転送ノードデバイスである場合でも、第１のノードデバイスは、集約機能を有していなくてもよく、集約機能を有していてもよいが、集約用の複数のデータフレームをある時点で有していなくてもよい。この場合、第１のノードデバイスは、集約されていないデータフレームを第１の転送ノードデバイスへ送信し得る。
【００９１】
これに応じて、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスが異なるクラスタに属する場合、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームは、集約されたフレームであってもよく、集約されていないデータフレームであってもよい。
【００９２】
段階５０２．第１の転送ノードデバイスが、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成する。
【００９３】
具体的には、生成される第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含む。集約されたフレームの構造が、図６に示され得る。２つのデータフレームの集約が本願の本実施形態において例として用いられているが、より多くのデータフレームがさらに、本願において提供されるフレーム集約方法に従って集約され得ること、および生成される集約されたフレーム内のＭＳＤＵが、より多くのサブＭＳＤＵをさらに含み得ることを理解されたい。
【００９４】
第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである。第１のデータフレーム内の第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のデータフレーム内の第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じなので、第１の転送ノードデバイスは、第１の集約されたフレームを生成する場合、第１のＭＡＣヘッダから宛先ＭＡＣアドレスを取得して、集約されたフレーム内の第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスを生成し得るか、または、第２のＭＡＣヘッダから宛先ＭＡＣアドレスを取得して、集約されたフレームを生成し得る。代替的に、適用シナリオにおいて、各ノードが、収集されたデータを境界ルータへ送信し、次に、境界ルータが当該データを上位層アプリケーションへ送信する。集約機能を有する転送ノードデバイスが、宛先ＭＡＣアドレスを予め格納し得るか、または集約されたフレームのテンプレートを予め格納し得る。テンプレートは、宛先ＭＡＣアドレスを含む。集約されたフレームの集約されたＭＡＣヘッダが宛先ＭＡＣアドレスを含むので、各サブＭＳＤＵは、宛先ＭＡＣアドレスを含む必要がなく、複数の同じ宛先ＭＡＣアドレスにより占有される多数のバイトが低減されることにより、パケットオーバヘッドが低減する。
【００９５】
加えて、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含む。第１のサブＭＳＤＵは、図７に示されるように、第１のデータフレーム内の第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のデータフレーム内の第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、構造は、図７に示されるものと同様である。
【００９６】
集約されたフレーム内の各サブＭＳＤＵが、集約前のデータフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスおよびＭＳＤＵを保持することにより、集約されたフレームを受信する上位層アプリケーションは、各ノードにより報告されるデータを取得した場合、当該データをノードにマッピングすることにより、データ統計収集、データ分析およびデータ管理を容易にすることができる。
【００９７】
上述のように、第１のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。また、第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであってもよく、集約されたフレームであってもよい。特定の実施形態において、第１の転送ノードデバイスにより受信された第１のデータフレームが集約されたフレームであり、受信された第２のデータフレームが集約されていないデータフレームである場合、第１の転送ノードデバイスは、第２のデータフレームに基づいて生成されるサブＭＳＤＵを第１のデータフレームに追加し得るか、または、集約されたＭＡＣヘッダを再生成し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを新しい集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得る。
【００９８】
例えば、図８に示されるように、第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含む。第１のＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵをさらに含む。第２のデータフレームは、集約されていないデータフレームであり、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。第１の転送ノードデバイスにより第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて生成される第１の集約されたフレームは、この図に示されてよく、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含む。第１の集約されたＭＡＣヘッダは、第１のデータフレーム内の第１のＭＡＣヘッダと整合していてもよく、当然ながら、第１のＭＡＣヘッダと整合していなくてもよい。例えば、第１の集約されたＭＡＣヘッダがフレームシーケンス番号を含む場合、第１の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスにより送信されるデータフレームのステータスに基づいて、第１の集約されたフレーム内のシーケンス番号を決定する。別の例では、第１の集約されたＭＡＣヘッダが補助セキュリティヘッダを含む場合、第１の転送ノードデバイスは、データフレームを暗号化するために第１の転送ノードデバイスにより用いられるキーに基づいて、補助セキュリティヘッダを決定し得る。第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵ、第２のサブＭＳＤＵおよび第３のサブＭＳＤＵを含む。第３のサブＭＳＤＵは、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスと第２のＭＳＤＵとを含む。
【００９９】
本願の本実施形態において、第１の転送ノードデバイスは、同じ宛先ＭＡＣアドレスを有するデータフレームを集約することにより、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数の低減を支援する。特に、各ノードデバイスがデータフレームを定期的に報告する必要がある場合、同じサンプル期間が各ノードについて設定される。この場合、複数のノードデバイスが、同じ時点で、または、比較的短い期間内に、データフレームを報告し、宛先ＭＡＣアドレスは同じである。言い換えると、第１の転送ノードデバイスは、本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法を用いることにより、複数のデータフレームを集約して、パケットオーバヘッドおよびチャネル競合数を低減し得る。
【０１００】
可能な実装において、図９に示されるように、集約されたフレーム内の各サブＭＳＤＵは、長さフィールドをさらに含む。長さフィールドは、各サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる。全てのノードにより報告されるデータ情報が異なるので、全てのサブＭＳＤＵの長さは異なり得る。従って、長さフィールドを各サブＭＳＤＵに追加することにより、集約されたフレームを受信するデバイスは、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別するのが容易になる。
【０１０１】
長さフィールドにより、別のデバイスは、集約されたフレームを解析する場合、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとを区別するのが容易になり得るが、当該デバイスは、別の方式、例えば、これら２つのサブＭＳＤＵの間にセパレータを挿入すること、または、他の情報に基づいてサブＭＳＤＵの開始位置または終了位置を識別することでもこれら２つのサブＭＳＤＵを区別し得ることを理解されたい。
【０１０２】
加えて、図１０に示されるように、各サブＭＳＤＵがデータのサンプル時間をさらに含み得ることで、上位層アプリケーションは、サンプル時間およびサンプリング済みデータに基づいて統計収集および管理を実行することが容易になる。
【０１０３】
図１０に示される第１のサブＭＳＤＵは、サブＭＳＤＵを区別するために用いられる予約済みのビットを含む。上述のように、各サブＭＳＤＵは、代替的に、予約済みのビットを有していなくてもよく、前のサブＭＳＤＵと現在のサブＭＳＤＵとは、サブＭＳＤＵ情報などの他の情報に基づいて区別される。
【０１０４】
可能な実装において、集約されたフレーム内の集約されたＭＡＣヘッダは、フレーム制御情報、シーケンス番号、補助セキュリティヘッダおよびヘッダ情報要素という情報のうちの１つまたは任意の組み合わせをさらに含み得る。これに応じて、集約されたＭＡＣヘッダが前述の情報を含む場合、集約されたフレーム内のサブＭＳＤＵは、前述の情報をもはや含んでいなくてもよく、パケットオーバヘッドがさらに低減される。特定の実施形態において、集約されたフレームの構造が、図１１に示され得る。
【０１０５】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスが受信したデータフレームを復号化して、当該データフレーム内の情報を集約されたフレームへと集約およびカプセル化するのを容易にするために、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードは、同じ暗号化方式を用い得る。すなわち、補助セキュリティヘッダにより示されるキーが同じであり、第１の転送ノードデバイスにより実行される復号化プロセスが簡略化される。第１の転送ノードデバイスは、受信したデータフレームの各々に基づいて、集約されたフレームを生成する場合、各ノードデバイスの暗号化方式と同じ暗号化方式を用いることにより、集約されたフレームの暗号化もする。
【０１０６】
さらに、物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）および／またはＦＣＳが、集約されたフレームにさらに追加され得る。図１２に示されるように、これに応じて、各サブＭＳＤＵがソースデータフレーム内の物理層ヘッダおよびＦＣＳをもはや保持しなくてもよいことにより、Ｎ個のデータフレームが集約される場合、Ｎ−１個の物理層ヘッダおよびＦＣＳのバイトオーバヘッドを低減できる。ＦＣＳフィールドに含まれる情報は、集約されたフレームに関して、予め設定された方法に従って計算を実行することにより生成される、集約されたフレームの検証情報であってよい。
【０１０７】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、同じサンプル期間内にデータが収集および送信されるデータフレームのみをさらに集約し得る。この場合、サンプル時間情報要素が、集約されたフレームにさらに追加され得る。図１３に示されるように、これに応じて、各サブＭＳＤＵは、サンプル時間情報要素をもはや保持しなくてもよく、バイトオーバヘッドがさらに低減する。図１３に示されるように、集約されたフレームは、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素をさらに含み得る。この場合、各サブＭＳＤＵは、別のペイロード情報要素およびペイロード終了情報要素をもはや保持しなくてもよく、バイトオーバヘッドがさらに低減する。
【０１０８】
任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを受信した後に、第１の集約されたフレームの生成を開始するか、または、第１の転送ノードデバイスがデータフレームを報告する合意された時間の前に、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、第１の集約されたフレームを生成し得る。いくつかのシナリオにおいて、例えば、複数の環境モニタリングデバイスがモニタリングデータを定期的に報告する必要があり、これらのデータフレームのうちの各々の宛先ＭＡＣアドレスが境界ルータのアドレスまたは別の予め設定されたアドレスである場合、第１の転送ノードデバイスは、代替的に、第１のデータフレームを受信した後に、第１のデータフレームの集約およびカプセル化を開始し得る。
【０１０９】
前述の実施形態において、第１の転送ノードデバイスが、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて、集約されたフレームを生成することが、例として用いられる。しかしながら、本願において提供されるフレーム集約方法によれば、より多くのデータフレームがさらに集約され得る。より多くのデータフレームが集約された場合、より多くのパケットオーバヘッドが低減され、より大きな数のチャネル競合が低減される。しかしながら、より多くのデータフレームが集約された場合、形成される集約されたフレームの長さがより長くなる。集約されたフレームの長さが長過ぎる場合、伝送エラーが生じ得る。伝送エラーを回避するために、集約されたフレームの長さについて、上限が設定され得る。例えば、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の最大物理層ペイロードによりサポートされ得るフレームの長さが２０４７バイトである場合、この２０４７バイトは、集約されたフレームの長さの上限として用いられ得る。
【０１１０】
第１の転送ノードデバイスは、複数のデータフレームに基づいて、集約されたデータフレームを生成する場合、通常、受信時間シーケンスにおいて、集約されたデータフレームの各々に基づいて、サブＭＳＤＵを順次生成する。任意選択的に、第１の転送ノードデバイスは、データフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化する場合、データフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成する前に、まず、集約されたフレームの長さが予め設定された上限を超えているかどうかを判定し得る。集約されたフレームの長さが予め設定された上限を超えていない場合、第１の転送ノードデバイスは、集約およびカプセル化の実行を続け、そうでなければ、集約されたフレームへの新しいサブＭＳＤＵの集約およびカプセル化を続けないが、集約およびカプセル化にまだ含まれていないデータフレームに基づいて、新しい集約されたフレームを生成する。
【０１１１】
いくつか実施形態において、第１の転送ノードデバイスは、データを報告する必要もあり得る。この場合、第１の転送ノードデバイスは、データフレームを生成し、次に、生成されたデータフレームに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得るか、または、報告される必要があるデータに基づいてサブＭＳＤＵを生成し、サブＭＳＤＵを集約されたフレームへと集約およびカプセル化し得る。
【０１１２】
段階５０３．第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０１１３】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内のクラスタヘッド転送ノードデバイスであってよく、または、第２の転送ノードデバイスは、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタ内の中間転送ノードデバイスであってよい。例えば、図１に示される中間転送ノードデバイスＺ１が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１である。図１に示される中間転送ノードデバイスＺ７が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスＺ６である。
【０１１４】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタに属する。例えば、図１に示されるクラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、クラスタ１内の中間転送ノードデバイスＺ２である。加えて、図１には示されていないが、クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、クラスタ１内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１にも接続され得る。この場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が第１の転送ノードデバイスであるときは、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１である。
【０１１５】
別の可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する。例えば、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が第１の転送ノードデバイスである場合、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータである。
【０１１６】
複数の受信したデータフレームに基づいて集約されたフレームを生成する場合、パケットオーバヘッドを低減し、チャネル競合数を低減し、チャネルリソースを十分によく用いるために、第１の転送ノードデバイスは、集約され得るより多くのデータフレームを受信して当該データフレームを集約するのをある期間にわたって待つ必要があり得る。しかしながら、データの時間有効性を保証すべく、長時間の待機に起因して、各ノードデバイスにより収集されるデータを第１の転送ノードデバイスが上位層アプリケーションへタイムリーにアップロードできない場合を回避するために、集約されたフレームを送信するデッドラインが、第１の転送ノードデバイスについて設定され得る。
【０１１７】
いくつかの実施形態において、第１の転送ノードデバイスはさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信し得る。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間を示すために用いられる。ネットワーク設定フレームは、境界ルータにより生成され、各ノードデバイスを用いることにより、層ごとに供給される。図１がさらに、例として用いられる。境界ルータがネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４へ送信し、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１がネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ１およびルーティング転送ノードデバイスＺ２へ送信し、ルーティング転送ノードデバイスＺ１がネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送し、ルーティング転送ノードデバイスＺ２がネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ３およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送する等である。
【０１１８】
第１の転送ノードデバイスは、受信したネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定し、デッドラインに基づいて、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信する。
【０１１９】
さらに、デッドラインは、クラスタヘッド転送ノードデバイスのみについて設定されてよく、ルーティング転送ノードデバイスについては設定されない。当然ながら、デッドラインは、代替的に、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよびルーティング転送ノードデバイスの両方について設定され得る。
【０１２０】
デッドラインがクラスタヘッド転送ノードデバイスのみについて設定される例が、さらなる説明のために以下で用いられる。
【０１２１】
特定の実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃ、クラスタホップカウントｉおよびサンプル期間Ｐを含む。
【０１２２】
サンプル期間Ｐは、サンプル期間に基づいてデータを収集し、データを報告するよう各ノードデバイス（葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスおよびクラスタヘッド転送ノードデバイスを含み得る）に命令するために用いられる。スマートメータリングおよび環境モニタリングなどの適用シナリオにおいて、各ノードデバイスは、データを各サンプル期間において１回収集し、データを報告し、クラスタヘッド転送ノードデバイスおよび／または中間転送ノードデバイスは、各サンプル期間においてデータフレームを集約し、集約されたデータフレームを報告する。通常、１つのタイプのアプリケーションにより制御されるノードデバイスのサンプル期間は同じである。例えば、スマートメータが電気消費量を報告するための期間は同じであり、環境モニタリングデバイスが環境パラメータを報告するための期間は同じである。
【０１２３】
ネットワーク設定タイムスタンプｔｃは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、例えば、サンプル期間が６０秒である場合、ｔｃ〜ｔｃ＋６０秒が第１のサンプル期間であり、ｔｃ＋６０秒〜ｔｃ＋１２０秒が第２のサンプル期間である等である。任意選択的に、境界ルータは、ネットワーク設定フレームを送信する場合、送信時間をネットワーク設定タイムスタンプｔｃとして用い得る。これにより、各ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプに基づいてサンプル期間を決定する。各クラスタヘッド転送ノードデバイスがネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスまたは葉ノードデバイスへ転送する場合、または、中間転送ノードデバイスがネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスまたは次のホップのクラスタヘッド転送ノードデバイスへ転送する場合、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃは、変更されない。これにより、各ノードデバイスは、均一なサンプル期間およびサンプル時間を有する。
【０１２４】
クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。例えば、図１に示されるネットワークアーキテクチャ図は、例として用いられる。クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２に設定されてよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３に設定されてよい。代替的に、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが０に設定されてよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１に設定されてよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２に設定されてよい。
【０１２５】
クラスタヘッド転送ノードデバイスは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃおよびサンプル期間Ｐに基づいて第１の時間を取得し、第１の時間からｉ個のデッドライン勾配ΔＤを除去してデッドラインを取得し得る。デッドライン勾配ΔＤは、クラスタヘッド転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ集約されたフレームを送信するのにクラスタヘッド転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられる。図１に示されるネットワークアーキテクチャ図がさらに、例として用いられる。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が集約されたフレームを送信するデッドラインがＴ１である場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ２＝Ｔ１−ΔＤであり、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ３＝Ｔ１−２×ΔＤである。
【０１２６】
任意選択的に、デッドライン勾配ΔＤは、ネットワーク設定フレームに含まれてもよく、第１の転送ノードデバイスにおいて予め構成されてもよい。
【０１２７】
特定の実施形態において、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、式（１）Ｄ（ｉ）＝ｔｃ＋ｎ×Ｐ−ｉ×ΔＤ（１）に基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスが集約されたフレームを送信するデッドラインＤ（ｉ）を決定し得る。ｎは、サンプル期間シーケンス番号を表す。
【０１２８】
任意選択的に、ｎは、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより計算され得る。  具体的には、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、式（２）
【数１】
2021505020.tif 000031
（２）に基づいて、現在のサンプル期間シーケンス番号ｎを決定し得る。記号
【数２】
2021505020.tif 000032
は切り上げを表し、ｔは現在時間を表し、ｔｃはネットワーク設定タイムスタンプを表し、Ｐはサンプル期間を表す。
【０１２９】
当然ながら、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、サンプル期間シーケンス番号を別の方式で決定し得る。例えば、クラスタヘッド転送ノードデバイスは、サンプル時間の数を表すために用いられるパラメータを用い得る。パラメータの値は、１つのサンプル期間が経過する度に１だけ上げられる。本願は、どのようにサンプル期間シーケンス番号ｎを決定するかに対して、いかなる制限も設定しない。
【０１３０】
さらに、ネットワーク設定フレームは、サンプル期間中の各ノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。特定の実装において、各ノードデバイスは、ネットワーク設定フレームを受信した後に、式（３）ｔｓ＝ｔｃ＋ｎ×Ｐ−ΔＤ（３）に基づいて、サンプル時間を決定し得る。ｔｓはノードデバイスのサンプル時間を表し、ｎはサンプル期間シーケンス番号を表し、Ｐはサンプル期間を表し、ΔＤはサンプル時間アドバンスを表し、ｔｃはネットワーク設定タイムスタンプを表す。例えば、サンプル期間が６０秒である場合、サンプル時間アドバンスは１秒であり、ネットワーク設定タイムスタンプは０である。これに応じて、各ノードは、第１の時間について（０＋１×６０−１）秒でサンプリングを実行し、第２の時間について（０＋２×６０−１）秒でサンプリングを実行する等である。
【０１３１】
各ノードがｎの値を決定する方法は、クラスタヘッド転送ノードデバイスがｎの値を決定する前述の方法と同様である。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１３２】
特定の実施形態において、ネットワーク設定フレームの構造が、図１４に示されてよく、ＭＡＣ層ヘッダ、ＭＡＣ層ペイロードおよびＦＣＳを含む。ＭＡＣ層ヘッダは、フレーム制御フィールド、パーソナルエリアネットワーク識別子、送信元ＭＡＣアドレス、ペイロードセキュリティヘッダおよびヘッダ情報要素をさらに含み得る。さらに、図１４におけるペイロード情報要素フィールドは、具体的には、図１５に示される情報を含み得る。バージョン番号情報要素（ＰＡＮ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ＩＥ）フィールドおよびフレーム集約情報要素（ＦＡＧＧ  ＩＥ）フィールドが図１６および図１７にそれぞれ示され得る。
【０１３３】
可能な実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１であり、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２であり、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３である場合、境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントの初期値は、１であってよい。境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレームに基づいてクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１のデッドラインを決定し、ネットワーク設定フレームを別のノードデバイスへ転送する場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１がネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ増やすことにより、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、修正されたネットワーク設定フレームに基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２に対応するデッドラインを計算できる。しかしながら、クラスタ１内の各ノードデバイスについては、サンプル時間のみが計算されてよく、デッドラインが計算される必要はないので、クラスタホップカウントが変わった場合、各ノードデバイスは、影響を受けない。ネットワーク設定フレームを転送する場合、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２がクラスタホップカウントを１だけ再度増やすことにより、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、修正されたネットワーク設定フレームに基づいて、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３に対応するデッドラインを計算できる。
【０１３４】
別の可能な実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが１であり、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが２であり、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントが３である場合、境界ルータにより送信されるネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントの初期値は、０であってよい。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が、まず、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げ、次に、デッドラインを計算し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送し、中間転送ノードデバイスＺ２がネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送し、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が、まず、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げ、次に、デッドラインを計算する等である。
【０１３５】
加えて、前述の２つの実装において、クラスタ１およびクラスタ４内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、０であってよく、クラスタ２内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、１であってよく、クラスタ３内の各ノードデバイスのクラスタホップカウントは、代替的に、２であってよい。
【０１３６】
本願の本実施形態において提供されるフレーム集約方法をより明確に理解するために、以下では、図１を参照して、特定の実施形態を用いることにより、さらなる説明が提供される。
【０１３７】
ユーザが、上位層アプリケーションを用いることにより、ネットワーク設定パラメータを設定する。サンプル期間は６０秒であり、デッドライン勾配は０．１秒であり、サンプル時間アドバンスは１秒である。上位層アプリケーションは、ネットワークを介して、前述のネットワーク設定パラメータを境界ルータへ送信する。境界ルータは、ネットワーク設定フレームを生成する。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプが０秒であり、サンプル期間が６０秒であり、デッドライン勾配が０．１秒であり、サンプル時間アドバンスが１秒であり、クラスタホップカウントが１である、という情報を含む。
【０１３８】
各ノードデバイスのサンプル時間は、６０−１＝５９秒であり、クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１およびクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４は各々、計算を通じて、ネットワーク設定フレームに基づき、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−０．１＝５９．９秒であることを取得する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、クラスタホップカウントを２に修正し、ネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ１およびＺ２へ転送する。ルーティング転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ転送する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、計算を通じて、ネットワーク設定フレームに基づき、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−２×０．１＝５９．８秒であることを取得する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、クラスタホップカウントを３に修正し、ネットワーク設定フレームをルーティング転送ノードデバイスＺ４へ転送する。ルーティング転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ転送する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、ネットワーク設定フレームに基づいて、集約されたフレームを送信するデッドラインが６０−３×０．１＝５９．７秒である、と決定する。
【０１３９】
本願の実施形態は、同じネットワーク内の各ノードデバイスについて均一なサンプル期間を設定し、同じネットワーク内の転送ノードデバイスについて、集約されたフレームを送信するデッドラインを設定するために、ネットワーク設定フレーム送信方法をさらに提供する。図１８は、本願の実施形態によるネットワーク設定フレーム送信方法の概略フローチャートである。この図に示されるように、当該方法は、以下の段階を備え得る。
【０１４０】
段階１８０１．境界ルータがネットワーク設定パラメータを取得する。
【０１４１】
可能な実装において、境界ルータにより取得されるネットワーク設定パラメータは、ネットワークを介して送信され得る。例えば、マネージャが、上位層アプリケーション内のネットワーク設定パラメータを構成し、ネットワークを介してネットワーク設定パラメータを境界ルータへ送信し得る。
【０１４２】
ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間に基づいてデータを収集し、データを報告するようノードデバイスに命令するために用いられるサンプル期間Ｐを含み得る。
【０１４３】
任意選択的に、ネットワーク設定パラメータは、デッドライン勾配ΔＤをさらに含み得る。通常、管理しやすくするために、同じＷｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内のデッドライン勾配は同じである。図１に示されるネットワークアーキテクチャ図がさらに、例として用いられる。クラスタ１内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１が集約されたフレームを送信するデッドラインがＴ１である場合、クラスタ２内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ２＝Ｔ１−ΔＤであり、クラスタ３内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３が集約されたフレームを送信するデッドラインはＴ３＝Ｔ２−ΔＤである。
【０１４４】
特定の実装において、マネージャは、上位層アプリケーション内のサンプル期間およびデッドライン勾配を設定し、ネットワークを介して、サンプル期間およびデッドライン勾配を境界ルータへ送信し得る。マネージャは、異なる適用シナリオに基づいて、異なるサンプル期間および異なるデッドライン勾配を設定し得る。例えば、スマートメータのサンプル期間が、ユーザの電気消費量および電気の統計収集を容易にするために、１月に設定され得る。別の例では、環境モニタリングデバイスのサンプル期間が、環境ステータスのモニタリングを容易にするために、１時間に設定され得る。
【０１４５】
さらに、ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間内のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられるサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。例えば、サンプル期間が６０秒であり、サンプル時間アドバンスが１秒である場合、これは、各ノードデバイスが各期間中の（６０−１）番目の秒でデータを収集し、データを報告することを示す。
【０１４６】
段階１８０２．境界ルータがネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成する。
【０１４７】
具体的には、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプｔｃ、クラスタホップカウントｉおよびサンプル期間を含む。ネットワーク設定タイムスタンプｔｃおよびクラスタホップカウントの意味は、前述の方法におけるものと同様であり、詳細については、ここで再度説明しない。
【０１４８】
上述のように、ネットワーク設定パラメータは、デッドライン勾配ΔＤおよび／またはサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。これに応じて、境界ルータにより生成されるネットワーク設定フレームは、デッドライン勾配ΔＤおよび／またはサンプル時間アドバンスをさらに含み得る。
【０１４９】
段階１８０３．境界ルータがネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信する。
【０１５０】
境界ルータは、１または複数のクラスタヘッド転送ノードデバイスに接続され得る。これに応じて、境界ルータは、境界ルータに接続されたクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信してよく、クラスタヘッド転送ノードデバイスはさらに、クラスタヘッド転送ノードデバイスに接続された別のクラスタ内の葉ノードデバイス、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信して、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の各ノードデバイスへネットワーク設定フレームを送信する。
【０１５１】
可能な実装において、境界ルータにより設定される初期クラスタホップカウントは１であり、境界ルータは、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１とクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４とへネットワーク設定フレームを送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを２に修正し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを３に修正し、ネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ３、中間転送ノードデバイスＺ４および葉ノードデバイスＹ４へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ送信する。
【０１５２】
別の可能な実装において、境界ルータにより設定される初期クラスタホップカウントは０であり、境界ルータは、図１に示されるクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１とクラスタ４内のクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ４とへネットワーク設定フレームを送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ１は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ１および中間転送ノードデバイスＺ２へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームを葉ノードデバイスＹ１および葉ノードデバイスＹ２へ転送し、中間転送ノードデバイスＺ２は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ２は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ３、中間転送ノードデバイスＺ４および葉ノードデバイスＹ４へ転送する。中間転送ノードデバイスＺ４は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３へ送信する。クラスタヘッド転送ノードデバイスＣ３は、クラスタホップカウントを１だけ上げ、修正したネットワーク設定フレームを中間転送ノードデバイスＺ５および葉ノードデバイスＹ７へ転送する。
【０１５３】
可能な実装において、境界ルータは、ネットワーク設定フレームを生成する場合、ネットワーク設定フレームにバージョン番号を追加して、各ノードが更新済みのネットワーク設定フレームを決定するのを容易にし得る。例えば、境界ルータは、新しいネットワーク設定パラメータを受信する度に、新しいネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを再生成し、ネットワーク設定フレーム内のバージョン番号を１だけ上げる。各ノードは、最も大きいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームに基づいて、サンプル期間、集約されたフレームを送信するデッドライン等を決定するか、または、各ノードは、比較的小さいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームを削除し得る。最も大きいバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームのみが保持される。別の例では、境界ルータは、境界ルータがネットワーク設定フレームを生成する時間に基づいてバージョン番号も生成してよく、各ノードは、最新のバージョン番号が付されたネットワーク設定フレームとして最近生成されたネットワーク設定フレームを決定する。
【０１５４】
具体的には、ネットワーク設定フレームのフォーマットが、図１４から図１７に示され得る。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１５５】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、フレーム集約方法の前述の実施形態を実装するために、第１の転送ノードデバイスをさらに提供する。第１の転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含む。
【０１５６】
図１９を参照すると、第１の転送ノードデバイスは、受信ユニット１９０１と、判定ユニット１９０２と、生成ユニット１９０３と、送信ユニット１９０４とを備え得る。
【０１５７】
具体的には、受信ユニット１９０１は、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを受信するように構成される。第１のデータフレームは、第１のＭＡＣヘッダおよび第１のＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含む。
【０１５８】
判定ユニット１９０２は、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであるかどうかを判定するように構成される。
【０１５９】
第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じである、と判定ユニット１９０２が判定した場合、生成ユニット１９０３は、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームに基づいて第１の集約されたフレームを生成するように構成される。第１の集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスが、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと、第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと、第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【０１６０】
送信ユニット１９０４は、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１６１】
可能な実装において、第１のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第２のノードデバイスは、葉ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１のクラスタを含む。
【０１６２】
第１のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第１のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである。
【０１６３】
第２のノードデバイスが中間転送ノードデバイスである場合、第２のデータフレームは、データフレームまたは集約されたフレームである。
【０１６４】
可能な実装において、第１のノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１のデータフレームは、集約されたフレームであり、第２のノードデバイスおよび第１の転送ノードデバイスは、第１のクラスタに属し、第１のノードデバイスは、第２のクラスタに属し、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１のクラスタおよび第２のクラスタを含み、第１のクラスタおよび第２のクラスタは、同じクラスタではない。
【０１６５】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスまたは中間転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、同じクラスタ内にあり、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第２の転送ノードデバイスを含む。
【０１６６】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、中間転送ノードデバイスまたはクラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第１の転送ノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスは、異なるクラスタ内にあり、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第２の転送ノードデバイスを含む。
【０１６７】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、第２の転送ノードデバイスは、境界ルータであり、境界ルータは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮの外部に位置する。
【０１６８】
可能な実装において、第１の転送ノードデバイスは、クラスタヘッド転送ノードデバイスであり、受信ユニット１９０１はさらに、境界ルータからネットワーク設定フレームを受信するように構成される。ネットワーク設定フレームは、第１の転送ノードデバイスが第１の集約されたフレームを報告する時間と、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスの各々がデータを収集する時間とを示すために用いられる。
【０１６９】
判定ユニット１９０２はさらに、ネットワーク設定フレームに基づいて、第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定するように構成される。
【０１７０】
送信ユニット１９０４は、具体的には、デッドラインに基づいて第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１７１】
可能な実装において、ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表し、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するよう第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスに命令するために用いられる。
【０１７２】
ネットワーク設定フレームに基づいて第１の集約されたフレームを報告するデッドラインを決定する場合、判定ユニット１９０２は、具体的には、ネットワーク設定タイムスタンプおよびサンプル期間に基づいて第１の時間を取得し、数がクラスタホップカウントであるデッドライン勾配を第１の時間から除去してデッドラインを取得するように構成され、デッドライン勾配は、第１の転送ノードデバイスが位置するクラスタの外部の転送ノードデバイスへ第１の集約されたフレームを送信するのに第１の転送ノードデバイスが必要とする時間を示すために用いられ、また、判定ユニット１９０２は、ネットワーク設定フレーム内のクラスタホップカウントを１だけ上げるように構成される。
【０１７３】
可能な実装において、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵの両方が長さフィールドを含み、長さフィールドは、サブＭＳＤＵの長さを示すために用いられる。
【０１７４】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、フレーム集約方法の前述の実施形態を実装するために、第１の転送ノードデバイスをさらに提供する。第１の転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに適用され得る。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイスと、第２のノードデバイスとを含む。
【０１７５】
図２０は、本願の実施形態による第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。第１の転送ノードデバイスは、プロセッサ２００１と。メモリ２００２と、インタフェース２００３と、バス２００４とを備え得る。インタフェース２００３は、無線方式または有線方式で実装されてよく、具体的には、ネットワークアダプタであってよい。プロセッサ２００１、メモリ２００２およびインタフェース２００３は、バス２００４を用いることにより接続されている。
【０１７６】
インタフェース２００３は、具体的には、送信機および受信機を有してよく、第１の転送ノードデバイスと、第１のノードデバイス、第２のノードデバイスおよび第２の転送ノードデバイスの各々との間で情報を受信および送信するように構成されてよい。例えば、インタフェース２００３は、図５における段階５０１および５０３をサポートするように構成される。プロセッサ２００１は、前述の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実行される処理を実行するように構成される。例えば、プロセッサ２００１は、図５における段階５０２をサポートするように構成される。メモリ２００２は、オペレーティングシステム２００２１およびアプリケーションプログラム２００２２を有し、プログラム、コードまたは命令を格納するように構成される。プログラム、コードまたは命令を実行する場合、プロセッサまたはハードウェアデバイスは、方法の実施形態における第１の転送ノードデバイスに関連する処理プロセスを完了し得る。任意選択的に、メモリ２００２は、リードオンリメモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）を有してよい。ＲＯＭは、基本入力／出力システム（ｂａｓｉｃ  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ  ｓｙｓｔｅｍ、ＢＩＯＳ）または組み込みシステムを含み、ＲＡＭは、アプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを含む。第１の転送ノードデバイスが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステム内のブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、第１の転送ノードデバイスが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。第１の転送ノードデバイスは、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを動作させて、方法の実施形態における第１の転送ノードデバイスに関連する処理プロセスを完了する。
【０１７７】
図２０は第１の転送ノードデバイスの簡略化された設計のみを示すことが理解され得る。実際の適用では、第１の転送ノードデバイスは、任意の数のインタフェース、プロセッサまたはメモリを備え得る。
【０１７８】
図２１は、本願の実施形態による別の第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。図２１に示される第１の転送ノードデバイスは、フレーム集約方法の前述の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０１７９】
図２１に示されるように、第１の転送ノードデバイスは、主制御盤２１１０と、インタフェースボード２１３０ｌと、切り替えボード２１２０と、インタフェースボード２１４０とを備える。主制御盤２１１０、インタフェースボード２１３０、インタフェースボード２１４０および切り替えボード２１２０は、インターワーキング用のシステムバスを用いることにより、プラットフォームバックボードに接続されている。主制御盤２１１０は、システム管理、デバイスメンテナンスおよびプロトコル処理などの機能を完了するように構成される。切り替えボード２１２０は、インタフェースボード（インタフェースボードは、ラインカードまたはサービスボードとも称される）間のデータ交換を完了するように構成される。インタフェースボード２１３０およびインタフェースボード２１４０は、様々なサービスインタフェースを提供し、データパケットを転送するように構成される。
【０１８０】
インタフェースボード２１３０は、中央処理装置２１３１と、転送エントリメモリ２１３４と、物理インタフェースカード２１３３と、ネットワークプロセッサ２１３２とを有し得る。中央処理装置２１３１は、インタフェースボードを制御および管理し、主制御盤２１１０上の中央処理装置２１１１と通信するように構成される。転送エントリメモリ２１３４は、転送エントリを格納するように構成される。物理インタフェースカード２１３３は、データフレームを受信および送信するように構成される。ネットワークプロセッサ２１３２は、転送エントリに基づいて、データフレームを受信および送信するよう物理インタフェースカード２１３３を制御するように構成される。
【０１８１】
具体的には、物理インタフェースカード２１３３は、中央処理装置２１３１を用いることにより、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを受信し、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを主制御盤２１１０上の中央処理装置２１１１へ送信する。中央処理装置２１１１は、第１のデータフレームおよび第２のデータフレームを取得し、第１の集約されたフレームを生成するように構成される。物理インタフェースカード２１３３はさらに、第１の集約されたフレームを第２の転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０１８２】
中央処理装置２１３１はさらに、転送エントリメモリ２１３４内の転送エントリを取得するようネットワークプロセッサ２１３２を制御するように構成される。加えて、中央処理装置２１３１はさらに、物理インタフェースカード２１３３を用いることによりデータフレームを受信および送信するようネットワークプロセッサ２１３２を制御するように構成される。
【０１８３】
本発明の本実施形態において、インタフェースボード２１４０上でのオペレーションがインタフェースボード２１３０上でのオペレーションと整合することを理解されたい。簡潔にするために、詳細については説明しない。本実施形態における第１の転送ノードデバイスは、フレーム集約方法の前述の実施形態において実装される機能および／または段階に対応し得ることを理解されたい。詳細については、ここで再度説明しない。
【０１８４】
加えて、１または複数の主制御盤が存在してよいことに留意すべきである。複数の主制御盤が存在する場合、一次主制御盤および二次主制御盤が含まれ得る。１または複数のインタフェースボードが存在してよく、より強いデータ処理能力を有する第１の転送ノードデバイスは、より多くのインタフェースボードを提供する。インタフェースボード上には、１または複数の物理インタフェースカードが存在してよい。切り替えボードが存在しなくてもよく、１または複数の切り替えボードが存在しなくてもよい。複数の切り替えボードが存在する場合、ロード共有および冗長バックアップは、複数の切り替えボードにより共同で実装されてよい。集中型転送アーキテクチャでは、第１の転送ノードデバイスは、切り替えボードを必要としないことがあり、インタフェースボードが、システム全体のサービスデータ処理機能を担う。分散型転送アーキテクチャでは、第１の転送ノードデバイスは、少なくとも１つの切り替えボードを有してよく、複数のインタフェースボード間のデータ交換は、大容量のデータ交換および処理能力を提供するために、切り替えボードを用いることにより実装される。従って、分散型アーキテクチャにおける第１の転送ノードデバイスのデータアクセスおよび処理能力は、集中型アーキテクチャにおけるデバイスのものよりも良い。用いられる具体的なアーキテクチャは、具体的なネットワーキングデプロイシナリオによって決まる。このことは、本明細書において限定されない。
【０１８５】
図２２は、本願の実施形態によるさらに別の第１の転送ノードデバイスのハードウェアの概略構造図である。図２２に示される第１の転送ノードデバイスは、前述の実施形態での方法における第１の転送ノードデバイスにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０１８６】
第１の転送ノードデバイスのそのような製品形態は、制御と転送とが分離しているネットワークアーキテクチャ（例えば、ソフトウェア定義型ネットワーキング（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＳＤＮ））に適用可能である。ＳＤＮにおいて、図２１に示される第１の転送ノードデバイスの主制御盤２１１０は、デバイスから分離しており、新しい独立の物理デバイス（すなわち、図２２に示されるコントローラ２１１０Ａ）を形成し、残りの構成要素が、別の独立の物理デバイス（すなわち、図２２に示される第１の転送サブデバイス２１００Ａ）を形成する。コントローラ２１１０Ａは、制御チャネルプロトコルを用いることにより、第１の転送サブデバイス２１００Ａとインタラクトする。制御チャネルプロトコルは、オープンフロー（ｏｐｅｎ  ｆｌｏｗ）プロトコル、経路計算要素通信プロトコル（ｐａｔｈ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＰＣＥＰ）、境界ゲートウェイプロトコル（ｂｏｒｄｅｒ  ｇａｔｅｗａｙ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＢＧＰ）、ルーティングシステムへのインタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｒｏｕｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ、Ｉ２ＲＳ）等であってよい。言い換えると、図２１に対応する前述の実施形態と比較して、本実施形態における第１の転送ノードデバイスは、分離したコントローラ２１１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２１００Ａを備える。
【０１８７】
コントローラ２１１０Ａは、汎用物理サーバまたは専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。設計例において、コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ＲＡＭと、ＲＯＭと、バス（不図示）を有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ＲＡＭおよびＲＯＭに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、図２１における主制御盤２１１０の全ての機能および段階を実行する。
【０１８８】
第１の転送サブデバイス２１００Ａは、専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。対応する機能および段階を実行するために、第１の転送サブデバイス２１００Ａの機能および構造は、図２１におけるインタフェースボード２１３０、インタフェースボード２１４０および切り替えボード２１２０の機能および構造と整合している。代替的に、第１の転送サブデバイス２１００Ａは、汎用物理サーバおよびネットワーク機能仮想化（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、ＮＦＶ）技術に基づいて実装される仮想の第１の転送サブデバイスであってよく、仮想の第１の転送サブデバイスは、仮想ルータである。仮想の第１の転送サブデバイスのシナリオにおいて、第１の転送サブデバイスの実施形態における前述の物理的な第１の転送サブデバイスに含まれるインタフェースボード、切り替えボードおよびプロセッサは、第１の転送サブデバイスが仮想環境における汎用物理サーバを用いることにより仮想の第１の転送サブデバイスに割り当てるインタフェースリソース、ネットワークリソースおよび処理リソースとみなされ得る。汎用物理サーバを用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装または汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術を用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装については、図２０における実施形態を参照されたい。
【０１８９】
本実施形態において、第１の転送ノードデバイスにおけるコントローラ２１１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２１００Ａは、方法の実施形態において第１の転送ノードデバイスにより実装される様々な機能および段階を実装し得ることを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、ここで再度説明しない。
【０１９０】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態を実装するために、境界ルータをさらに提供する。図２３を参照すると、本願の本実施形態において提供される境界ルータは、取得ユニット２３０１と、生成ユニット２３０２と、送信ユニット２３０３とを備え得る。
【０１９１】
具体的には、取得ユニット２３０１は、ネットワーク設定パラメータを取得するように構成される。ネットワーク設定パラメータは、サンプル期間を含み、サンプル期間は、サンプル期間に基づいてデータを収集するようノードデバイスに命令するために用いられる。
【０１９２】
生成ユニット２３０２は、ネットワーク設定パラメータに基づいてネットワーク設定フレームを生成するように構成される。ネットワーク設定フレームは、ネットワーク設定タイムスタンプ、クラスタホップカウントおよびサンプル期間を含み、ネットワーク設定タイムスタンプは、サンプル期間の基準時間を決定するために用いられ、クラスタホップカウントは、ネットワーク設定フレームを送信する境界ルータから宛先ノードデバイスが位置するクラスタまでのホップカウントを表す。
【０１９３】
送信ユニット２３０３は、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成される。クラスタヘッド転送ノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮ内の第１のクラスタに位置し、第１のクラスタは、クラスタヘッド転送ノードデバイスを用いることにより、境界ルータと通信する。
【０１９４】
可能な実装において、ネットワーク設定パラメータは、サンプル時間アドバンスをさらに含み、サンプル時間アドバンスは、サンプル期間中のノードデバイスのサンプル時間を示すために用いられ、ネットワーク設定フレームは、サンプル時間アドバンスをさらに含む。
【０１９５】
可能な実装において、取得ユニット２３０１はさらに、クラスタヘッド転送ノードデバイスにより送信される集約されたフレームを境界ルータにより受信するように構成される。集約されたフレームは、第１のノードデバイスにより送信される第１のデータフレームと、第２のノードデバイスにより送信される第２のデータフレームとを集約することにより取得され、第１のノードデバイスおよび第２のノードデバイスは、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮに属し、第１のデータフレームは、第１の媒体アクセス制御ＭＡＣヘッダおよび第１のＭＡＣサービスデータユニットＭＳＤＵを含み、第２のデータフレームは、第２のＭＡＣヘッダおよび第２のＭＳＤＵを含み、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、集約されたフレームは、第１の集約されたＭＡＣヘッダおよび第１の集約されたＭＳＤＵを含み、第１の集約されたＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスは、第１のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスまたは第２のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスと同じであり、第１の集約されたＭＳＤＵは、第１のサブＭＳＤＵおよび第２のサブＭＳＤＵを含み、第１のサブＭＳＤＵは、第１のＭＳＤＵと第１のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含み、第２のサブＭＳＤＵは、第２のＭＳＤＵと第２のＭＡＣヘッダ内の送信元ＭＡＣアドレスとを含む。
【０１９６】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態を実装するために、境界ルータをさらに提供する。
【０１９７】
図２４は、本願の実施形態による境界ルータのハードウェアの概略構造図である。境界ルータは、プロセッサ２４０１と、メモリ２４０２と、インタフェース２４０３と、バス２４０４とを備えてよい。インタフェース２４０３は、無線方式または有線方式で実装されてよく、具体的には、ネットワークアダプタであってよい。プロセッサ２４０１、メモリ２４０２およびインタフェース２４０３は、バス２４０４を用いることにより接続されている。
【０１９８】
インタフェース２４０３は、具体的には、送信機および受信機を備えてよく、前述の実施形態における境界ルータとクラスタヘッド転送ノードデバイスとの間で情報を受信および送信するように構成され得る。プロセッサ２４０１は、前述の実施形態における境界ルータにより実行される処理を実行するように構成される。メモリ２４０２は、オペレーティングシステム２４０２１およびアプリケーションプログラム２４０２２を有し、プログラム、コードまたは命令を格納するように構成される。プログラム、コードまたは命令を実行する場合、プロセッサまたはハードウェアデバイスは、方法の実施形態における境界ルータに関連する処理プロセスを完了し得る。任意選択的に、メモリ２４０２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを有してよい。ＲＯＭは、ＢＩＯＳまたは組み込みシステムを含み、ＲＡＭは、アプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを含む。境界ルータが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、境界ルータが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。境界ルータは、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを動作させて、方法の実施形態における境界ルータに関連する処理プロセスを完了する。
【０１９９】
図２４は、境界ルータの簡略化された設計のみを示すことが理解され得る。実際の適用において、境界ルータは、任意の数のインタフェース、プロセッサまたはメモリを備えてよい。
【０２００】
図２５は、本願の実施形態による別の境界ルータのハードウェアの概略構造図である。図２５に示される境界ルータは、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態における境界ルータにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０２０１】
図２５に示されるように、境界ルータは、主制御盤２５１０と、インタフェースボード２５３０と、切り替えボード２５２０と、インタフェースボード２５４０とを備える。主制御盤２５１０、インタフェースボード２５３０、インタフェースボード２５４０および切り替えボード２５２０は、インターワーキング用のシステムバスを用いることにより、プラットフォームバックボードに接続されている。主制御盤２５１０は、システム管理、デバイスメンテナンスおよびプロトコル処理などの機能を完了するように構成される。切り替えボード２５２０は、インタフェースボード（インタフェースボードは、ラインカードまたはサービスボードとも称される）間のデータ交換を完了するように構成される。インタフェースボード２５３０およびインタフェースボード２５４０は、様々なサービスインタフェースを提供し、データパケットを転送するように構成される。
【０２０２】
インタフェースボード２５３０は、中央処理装置２５３１と、転送エントリメモリ２５３４と、物理インタフェースカード２５３３と、ネットワークプロセッサ２５３２とを有してよい。中央処理装置２５３１は、インタフェースボードを制御および管理し、主制御盤２５１０上の中央処理装置２５１１と通信するように構成される。転送エントリメモリ２５３４は、転送エントリを格納するように構成される。物理インタフェースカード２５３３は、ネットワーク設定フレームを送信し、集約されたフレームを受信するように構成される。ネットワークプロセッサ２５３２は、転送エントリに基づいて、ネットワーク設定フレームまたは集約されたフレームを受信および送信するよう物理インタフェースカード２１３３を制御するように構成される。
【０２０３】
具体的には、物理インタフェースカード２５３３は、中央処理装置２５３１を用いることにより、上位層アプリケーションからネットワーク設定パラメータを受信し、主制御盤２５１０上の中央処理装置２５１１へネットワーク設定パラメータを送信し得る。中央処理装置２５１１は、ネットワーク設定パラメータを取得し、ネットワーク設定フレームを生成するように構成される。物理インタフェースカード２５３３はさらに、ネットワーク設定フレームをクラスタヘッド転送ノードデバイスへ送信するように構成される。
【０２０４】
中央処理装置２５３１はさらに、転送エントリメモリ２５３４内の転送エントリを取得するようネットワークプロセッサ２５３２を制御するように構成される。加えて、中央処理装置２５３１はさらに、物理インタフェースカード２５３３を用いることによりデータフレームを受信および送信するようネットワークプロセッサ２５３２を制御するように構成される。
【０２０５】
本発明の本実施形態において、インタフェースボード２５４０上でのオペレーションがインタフェースボード２５３０上でのオペレーションと整合することを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、説明しない。本実施形態における境界ルータは、ネットワーク設定フレーム送信方法の前述の実施形態において実装される機能および／または段階に対応し得ることを理解されたい。詳細については、ここで再度説明しない。
【０２０６】
加えて、１または複数の主制御盤が存在してよいことに留意すべきである。複数の主制御盤が存在する場合、一次主制御盤および二次主制御盤が含まれ得る。１または複数のインタフェースボードが存在してよく、より強いデータ処理能力を有する境界ルータは、より多くのインタフェースボードを提供する。インタフェースボード上には、１または複数の物理インタフェースカードが存在してよい。切り替えボードが存在しなくてもよく、１または複数の切り替えボードが存在しなくてもよい。複数の切り替えボードが存在する場合、ロード共有および冗長バックアップは、複数の切り替えボードにより共同で実装されてよい。集中型転送アーキテクチャでは、境界ルータは、切り替えボードを必要としないことがあり、インタフェースボードが、システム全体のサービスデータ処理機能を担う。分散型転送アーキテクチャでは、境界ルータは、少なくとも１つの切り替えボードを有してよく、複数のインタフェースボード間のデータ交換は、大容量のデータ交換および処理能力を提供するために、切り替えボードを用いることにより実装される。従って、分散型アーキテクチャにおける境界ルータのデータアクセスおよび処理能力は、集中型アーキテクチャにおけるデバイスのものよりも良い。用いられる具体的なアーキテクチャは、具体的なネットワーキングデプロイシナリオによって決まる。このことは、本明細書において限定されない。
【０２０７】
図２６は、本願の実施形態によるさらに別の境界ルータのハードウェアの概略構造図である。図２６に示される境界ルータは、前述の実施形態での方法における境界ルータにより実行される対応する段階を実行し得る。
【０２０８】
境界ルータのそのような製品形態は、制御と転送とが分離しているネットワークアーキテクチャ（例えば、ソフトウェア定義型ネットワーキング（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＳＤＮ））に適用可能である。ＳＤＮにおいて、図２５に示される境界ルータの主制御盤２５１０は、デバイスから分離しており、新しい独立の物理デバイス（すなわち、図２６に示されるコントローラ２５１０Ａ）を形成し、残りの構成要素が、別の独立の物理デバイス（すなわち、図２６に示される第１の転送サブデバイス２５００Ａ）を形成する。コントローラ２５１０Ａは、制御チャネルプロトコルを用いることにより、第１の転送サブデバイス２５００Ａとインタラクトする。制御チャネルプロトコルは、オープンフロープロトコル、ＰＣＥＰ、ＢＧＰ、Ｉ２ＲＳ等であってよい。言い換えると、図２５に対応する前述の実施形態と比較して、本実施形態における境界ルータは、分離したコントローラ２５１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２５００Ａを備える。
【０２０９】
コントローラ２５１０Ａは、汎用物理サーバまたは専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。設計例において、コントローラは、受信機と、プロセッサと、送信機と、ＲＡＭと、ＲＯＭと、バス（不図示）を有する。プロセッサは、バスを用いることにより、受信機、送信機、ＲＡＭおよびＲＯＭに結合されている。コントローラが動作する必要がある場合、ＲＯＭに組み込まれたＢＩＯＳまたは組み込みシステムにおけるブートローダは、システムが起動するようブートするために、また、コントローラが正常な動作状態に入るようブートするために用いられる。コントローラが、正常な動作状態に入った後に、ＲＡＭ内のアプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムを実行することにより、プロセッサは、図２５における主制御盤２５１０の全ての機能および段階を実行する。
【０２１０】
第１の転送サブデバイス２５００Ａは、専用ハードウェア構造に基づいて実装され得る。対応する機能および段階を実行するために、第１の転送サブデバイス２５００Ａの機能および構造は、図２５におけるインタフェースボード２５３０、インタフェースボード２５４０および切り替えボード２５２０の機能および構造と整合している。代替的に、第１の転送サブデバイス２５００Ａは、汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術に基づいて実装される仮想の第１の転送サブデバイスであってよく、仮想の第１の転送サブデバイスは、仮想ルータである。仮想の第１の転送サブデバイスのシナリオにおいて、物理境界ルータの実施形態における前述の第１の転送サブデバイスに含まれるインタフェースボード、切り替えボードおよびプロセッサは、第１の転送サブデバイスが仮想環境における汎用物理サーバを用いることにより仮想の第１の転送サブデバイスに割り当てるインタフェースリソース、ネットワークリソースおよび処理リソースとみなされ得る。汎用物理サーバを用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装または汎用物理サーバおよびＮＦＶ技術を用いることにより第１の転送サブデバイスの機能もしくは段階を実装する特定の実装については、図２４における実施形態を参照されたい。
【０２１１】
本実施形態において、境界ルータにおけるコントローラ２５１０Ａおよび第１の転送サブデバイス２５００Ａは、方法の実施形態において境界ルータにより実装される様々な機能および段階を実装し得ることを理解されたい。簡潔にするために、詳細については、ここで再度説明しない。
【０２１２】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮをさらに提供する。Ｗｉ−ＳＵＮ  ＦＡＮは、少なくとも１つの第１の転送ノードデバイスを備える。第１の転送ノードデバイスは、前述の実施形態のいずれか１つにおける第１の転送ノードデバイスであってよい。
【０２１３】
同じ技術的概念に基づいて、本願の実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ命令を格納しており、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、フレーム集約方法およびネットワーク設定フレーム送信方法の実施形態のいずれか１つを実行するよう有効化される。
【０２１４】
当業者であれば、本願の実施形態が、方法、システムまたはコンピュータプログラム製品として提供され得ることを理解するはずである。従って、本願は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによる実施形態という形式を用いてよい。さらに、本願は、コンピュータ使用可能プログラムコードを含む１または複数のコンピュータ使用可能記憶媒体（限定されるものではないが、ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光メモリ等を含む）に実装されるコンピュータプログラム製品の形態を用いてよい。
【０２１５】
本願は、本願による方法、デバイス（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して説明されている。フローチャートおよび／またはブロック図における各プロセスおよび／または各ブロックならびにフローチャートおよび／またはブロック図におけるプロセスおよび／またはブロックの組み合わせを実装するためにコンピュータプログラム命令が用いられてよいことを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサのために提供されて、マシンを生成してよい。これにより、コンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサにより実行される命令は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装するための装置を生成する。
【０２１６】
これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方式で動作するようコンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスに命令できるコンピュータ可読メモリに格納されてよく、これにより、コンピュータ可読メモリに格納された命令は、命令装置を含むアーチファクトを生成する。命令装置は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装する。
【０２１７】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスにロードされてよい。この結果、一連のオペレーションおよび段階がコンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行されることにより、コンピュータ実装処理が生成される。従って、コンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行される命令は、フローチャートの１または複数のプロセスおよび／またはブロック図の１または複数のブロックにおける特定の機能を実装するための段階を提供する。
【０２１８】
当業者であれば、本願の趣旨および範囲から逸脱することなく、本願に対する様々な修正および変更を行い得ることは明らかである。このように、本願は、本願のこれらの修正および変更が本願の特許請求の範囲および同等の技術により定義される保護範囲に含まれることを条件として、これらの修正および変更を包含するよう意図されている。
【国際調査報告】
2021505020.tif 000033
2021505020.tif 000034
2021505020.tif 000035
2021505020.tif 000036