(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュネットワークにおいてノードの通知ランクを送信する方法であって、
前記ノードの親ノードの通知ランクを受信し、該通知ランクは、複数の所定のランク値のいずれかで表される、受信ステップと、
前記ノードの帰納ランクを決定する帰納ランク決定ステップであって、前記帰納ランクを、前記親ノード通知ランクと、前記ノードと前記親ノードとの間のリンクのリンク品質指数（ＬＱＩ）調整とに基づき決定し、前記帰納ランクは、前記複数の所定のランク値のいずれかで表される、帰納ランク決定ステップと、
前記帰納ランクと前記ノードの前回のランク候補とに基づいて前記ノードのランク候補を決定するランク候補決定ステップであって、前記前回のランク候補は、前記ノードの前回の通知ランクのランク値と関連して決定された値で表される、ランク候補決定ステップと、
前記ランク候補の値と前記ノードの隣接ランクのランク値とを比較する比較ステップであって、前記隣接ランクのランク値は、前記ノードの前回の通知ランクのランク値に隣接するランク値である、比較ステップとを含み、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲内であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記隣接ランクに決定し、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲外であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記ノードの前記前回の通知ランクに決定し、
前記メッシュネットワークにおいて他のノードに前記通知ランクを送信する、方法。
【請求項２】
前記ＬＱＩ調整は少なくともランク値１に等しく、帰納ランクの決定は、前記親ノードの通知ランクと、前記少なくともランク値１のＬＱＩ調整と、ランク値１とを加算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記親ノードと前記ノードとの間のリンクのＬＱＩは、ある期間の平均ＬＱＩと前回の期間の移動平均ＬＱＩの加重和である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ランク閾値は、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを超えるときはある値を有し、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを下回るときは別の値を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ランク候補は、前記帰納ランクと前記前回のランク候補との加重和である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記メッシュネットワークにおける他のノードへの前記通知ランクの送信は、前記通知ランクをＤＩＯ（ＤＯＤＡＧ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｂｊｅｃｔ）メッセージに含める、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
メッシュネットワークにおいてノードの通知ランクを送信する方法であって、
前記ノードの帰納ランクを決定する帰納ランクステップであって、前記帰納ランクを、前記ノードの親ノードのランクと、前記ノードと前記親ノードとの間のリンクのリンク品質指数（ＬＱＩ）とに基づき決定し、前記通知ランク、前記帰納ランクおよび前記親ノードのランクの各々は、複数の所定のランク値のいずれかで表される、帰納ランク決定ステップと、
前記帰納ランクと前記ノードの前回のランク候補とに基づいて前記ノードのランク候補を決定するランク候補決定ステップであって、前記前回のランク候補は、前記ノードの前回の通知ランクのランク値と関連して決定された値で表される、ランク候補決定ステップと、
前記ランク候補の値と前記ノードの隣接ランクのランク値とを比較する比較ステップであって、前記隣接ランクのランク値および前記前回の通知ランクのランク値は、相互に隣接する、比較ステップとを含み、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲内であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記隣接ランクに決定し、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲外であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記ノードの前記前回の通知ランクに決定し、
前記メッシュネットワークにおいて他のノードに前記通知ランクを送信する、方法。
【請求項８】
前記帰納ランクと前記ノードの前記前回のランク候補に基づく前記ノードの前記ランク候補決定ステップは、さらに、
前記ランク候補が、前記前回のランク候補と前記帰納ランクとの加重和に等しいと判断する処理を含み、当該処理における前記前回のランク候補に関連付けられた加重は、前記帰納ランクに関連付けられた加重よりも大きい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記メッシュネットワークにおける他のノードへの前記通知ランクの送信は、ＤＩＯ（ＤＯＤＡＧ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｂｊｅｃｔ）メッセージを送信することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ランク閾値は、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを超えるときはある値を有し、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを下回るときは別の値を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記メッシュネットワークにおける他のノードへの前記通知ランクの送信は、前記メッシュネットワークにおいて前記通知ランクをブロードキャストすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ノードは、前記ノードと前記親ノードとの間のリンクのＬＱＩを、前記親ノードとの通信における信号対雑音比およびパケット成功率に基づいて決定する、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
メッシュネットワークにおいてノードの通知ランクを決定する方法であって、
前記ノードの親ノードから複数のパケットを受信する受信ステップであって、各パケットは関連付けられたリンク品質指数（ＬＱＩ）を有する受信ステップと、
前記ノードの帰納ランクを決定する帰納ランク決定ステップであって、前記帰納ランクを、前記親ノードのランクと移動平均ＬＱＩに基づくＬＱＩ調整とに基づき決定し、前記通知ランク、前記帰納ランクおよび前記親ノードのランクの各々は、複数の所定のランク値のいずれかで表される、帰納ランク決定ステップと、
前記帰納ランクと前記ノードの前回のランク候補とに基づいて前記ノードのランク候補をランク候補決定ステップであって、前記前回のランク候補は、前記ノードの前回の通知ランクのランク値と関連して決定された値で表される、ランク候補決定ステップと、
前記ランク候補の値と前記ノードの隣接ランクのランク値とを比較する比較ステップであって、前記隣接ランクのランク値および前記前回の通知ランクのランク値は、相互に隣接する、比較ステップとを含み、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲内であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記隣接ランクに決定し、
前記ランク候補の値が前記隣接ランクのランク値からランク閾値の範囲外であるとき、前記ノードの前記通知ランクを前記ノードの前記前回の通知ランクに決定し、
前記メッシュネットワークにおいて他のノードに前記通知ランクを送信することを含む、方法。
【請求項１４】
前記複数のパケットはある期間の間受信され、平均ＬＱＩは前記受信されたパケットのＬＱＩを用いて決定され、前回の移動平均ＬＱＩは前回の期間の間に決定され、前記移動平均ＬＱＩは前記平均ＬＱＩと前記前回の移動平均ＬＱＩとの加重和である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記移動平均ＬＱＩが閾値未満であるとき前記ＬＱＩ調整はゼロであり、前記移動平均ＬＱＩが前記閾値と第１の値との間であるとき前記ＬＱＩ調整はランク値１であり、前記移動平均ＬＱＩが前記第１の値を超えるとき前記ＬＱＩ調整はランク値２である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
帰納ランクの決定は、前記親ノードの通知ランクと、前記ＬＱＩ調整と、ランク値１とを加算することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ランク閾値は、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを超えるときはある値を有し、前記隣接ランクが前記前回の通知ランクを下回るときは別の値を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、変換テーブルを用いて、前記親ノードから受信したフレームの信号対雑音比を、前記ＬＱＩに変換することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＬＱＩは、部分的にパケット成功率に基づく、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年１０月２日に出願された米国仮願第６２／２３６，４０６「メッシュネットワークにおけるパフォーマンスと信頼性の維持方法」に基づく優先権を主張するものであり、その内容は全体として参照により本願に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークランクは、ノードのルートノードへの接続の品質を数値化するものである。あるノードのネットワークランクは、隣接ノードに通知され、これらの隣接ノードがそのノードの親となる可能性を評価するために用いられる。ノードのランクは、ルートノードに到達するまでに必要となるホップ数や、ノード間のリンクの品質などのその他の要因に基づく。
【０００３】
通知されたノードのランクがリアルタイムで変動する場合、ネットワークが不安定となることがある。ネットワーク品質におけるわずかな異常が、ノードに異常なデータに基づいて親を選択させたり、そのノードの通知ランクに影響を及ぼしたりすることがある。通知ランクの頻繁な変化は、ノードに親を頻繁に変更させることにもなり、これはネットワークの不安定性につながることがある。
【０００４】
ノードによって通知されるランクの緩やかな変化を取り入れたシステムが望まれる。かかるシステムは、ランクの一時的な変動の影響を最小限に抑えてネットワークの信頼性を高めるものの、ランクの持続的変化には反応する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、ネットワークにおける変化を反映しつつ一時的な異常は無視する、ランクの計算および通知方法を提供するものである。通知ランクは、ノードの帰納ランク、および前回の通知ランクに基づく。帰納ランクは、ある時点におけるノードのランクであり、親ノードのランクおよび当該ノードと親ノードとの間のリンクの品質に基づく。通知ランクの決定には、加重移動平均またはランク候補が用いられる。一例において、ランク候補は、前回のランク候補値と帰納ランクとの加重和であり、ノードがランクを通知するたびに計算される。このようにして、新たな帰納ランクへの持続的変動のみが新たな通知ランクにつながる。これにより、より安定したネットワークがもたらされることになる。
【０００６】
ランク候補が計算されると、ランク候補と隣接ランクとの差を判断する。隣接ランクとは、前回の通知ランクよりもランク値が一段階上または下のランク値である。ランク候補と最も近い隣接ランクとの差がランク閾値内である場合、通知ランクはその隣接ランク値に設定される。ランク候補と隣接ランクとの差がランク閾値を超える場合、通知ランクは、前回の通知ランクに設定される。この通知ランクは他のノードに送信される。
【０００７】
リンク品質指数（ＬＱＩ）は、ノードと親ノードとの間のリンクの品質を反映することができる。ＬＱＩの値は、帰納ランクに対するＬＱＩ調整となってもよい。ＬＱＩの値は、ノードが受信するパケット数の差異を説明するために、移動平均を用いて計算されてもよい。
【０００８】
本開示のこれらおよびその他の特徴、態様、利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、より理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、例示的ＲＦメッシュネットワークの一部を示すブロック図である。
【００１０】
【図２】図２は、親ノードの選択を示すブロック図である。
【００１１】
【図３】図３は、通知ランクを調整する例示的方法を示すフローチャートである。
【００１２】
【図４】図４は、通知ランクの緩やかな変化を示すグラフである。
【００１３】
【図５】図５は、上限閾値および下限閾値を用いて通知ランクを調整する例示的方法を示すフローチャートである。
【００１４】
【図６】図６は、例示的ノードを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の態様は、通知されるランクがネットワークにおける持続的変化を反映することができるように、ノードにより通知されるランクの決定をサポートする。ノードの通知ランクは、そのノードの帰納ランクと前回のランク候補とに基づくことができる。帰納ランクは、特定の時点におけるノードのランクである。ランク候補は、ノードの過去のランクの移動平均に基づくことができる。一実施例において、通知ランクは、帰納ランクと前回のランク候補との加重和に基づく。帰納ランクを決定する際、ノードは、リンク品質指数（ＬＱＩ）を用いて親への接続の品質を考慮することができる。ＬＱＩは、ある期間の平均ＬＱＩ、および移動平均ＬＱＩに基づいてもよい。一実施例において、ＬＱＩは、ある期間の平均ＬＱＩと前回の移動平均ＬＱＩとの加重和である。
＜例示的動作環境＞
【００１６】
図１は、例示的ＲＦメッシュネットワークの一部を示す図である。ネットワークのノードは、通信を送受信し、他のノードへの通信をリレーするよう構成することができる。ネットワークは、各ノードが自身のネットワークランクを隣接ノードに通知できるよう、ＲＰＬルーティングプロトコルを用いてもよい。
【００１７】
ネットワークは、ルートノード２０を含む。また、ネットワークは、図にはノード２１〜３１と示される、多数の追加ノードを含む。ルートノード２０は、図１に示すネットワークの外にある追加ノードと通信してもよい。説明のため、図１では１個のルートノードと１１個の追加ノードを図示しているが、ＲＦメッシュネットワークは、任意の数のルートノードおよび任意の数の追加ノードを含むことができる。図１に、多数の親−子関係を示す。例えば、ルートノード２０は、ノード２１，２２，２３の親ノードである。１個のノードが、同時に親であり子であることもできる。例えば、ノード２２は、ルートノード２０の子であり、ノード２６の親である。ある親ノードは、ルートノードと子ノードの間にあるノードであって、子ノードと直接通信するノードである。子ノードは、定期的に親ノードを再評価し、ルートノードへの接続品質がより高いノードがあればこれを新しい親ノードとして選択してもよい。非限定的な一例では、ルートノード２０はＡＭＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）ネットワークのコレクタであり、ノード２１〜３１は、様々な施設で資源の消費を測定する計量装置を含む。
【００１８】
図２は、ノード２５０による親ノードの選択を示す図である。図２に示すネットワークの部分には、ルートノード２００、およびノード２１０，２２０，２４０，２５０，２６０が含まれる。ノード２５０は、自身のランクを最小にする親ノードを選択する。以下の例では、ランクは、２進数または２５６の倍数の形で表される。また、ランクは、１６進数または１００の倍数の形で表すこともできる。また、その他の数体系を用いてもよい。
【００１９】
親ノードを選択するために、ノード２５０は、その隣接ノードの通知ランク、および自身と各隣接ノードとの間のリンク品質を考慮する。ノード２５０は、隣接ノードとの通信に基づいて、隣接ノードのＬＱＩ情報を保持する。ＬＱＩは、ランク値１又はそれ以上となってもよく、これがＬＱＩ調整としてランク計算に加算される。一実施例において、ＬＱＩが閾値未満でリンク品質が良好であることを示す場合にはＬＱＩ調整はゼロであり、ＬＱＩが第１の値と閾値との間でリンク品質が適正であることを示す場合にはランク値１を加算し、ＬＱＩが第１の値を超えてリンク品質が低いことを示す場合にはランク値２を加算することができる。
【００２０】
図２に戻り、ノード２１０の通知ランクが２５６、ノード２２０の通知ランクが２５６、ノード２４０の通知ランクが５１２、ノード２６０の通知ランクが５１２とする。また、ノード２１０および２５０間のＬＱＩが第１の値を超え、ノード２４０および２５０間のＬＱＩが第１の値と閾値との間であり、ノード２２０および２５０間のＬＱＩが第１の値を超え、ノード２５０および２６０間のＬＱＩが閾値未満であるとする。ノード２５０は、ノード２１０，２２０，２４０，２６０を親ノード候補と見なし、この中でノード２５０に最も低いランクを通知するノードを選択することができる。
【００２１】
ノード２５０は、親ノード候補を比較するために、各親ノード候補を選択した場合の自身のランクに対する影響を判断することができる。ノード２５０がノード２１０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２１０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値２＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２４０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２４０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値１＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２２０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２２０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値２＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２６０を親として選択する場合、そのランクは７６８である（ノード２６０の通知ランク＋ＬＱＩ調整による加算なし＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０は、自身のランクを最小にするため、ノード２６０を親として選択する。
【００２２】
別の例において、ノード２１０の通知ランクが２５６、ノード２２０の通知ランクが５１２、ノード２４０の通知ランクが５１２、ノード２６０の通知ランクが７６８とする。また、ノード２１０および２５０間のＬＱＩが第１の値を超え、ノード２４０および２５０間のＬＱＩが第１の値と閾値との間であり、ノード２２０および２５０間のＬＱＩが閾値未満であり、ノード２５０および２６０間のＬＱＩが閾値未満であるとする。
【００２３】
この例では、ノード２５０がノード２１０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２１０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値２＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２４０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２４０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値１＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２２０を親として選択する場合、そのランクは７６８である（ノード２２０の通知ランク＋ＬＱＩ調整による加算なし＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２６０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２６０の通知ランク＋ＬＱＩ調整による加算なし＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０は、自身のランクを最小にするため、ノード２２０を親として選択する。
【００２４】
一つのノードが選択する親ノードは一つだけである。このノードのランクが同じになる親ノード候補が複数存在する場合、ノードは、ランクの決定に用いる要因のひとつの重みを増してもよい。選択肢の一つが、ルートへのホップ数が少ない親候補を選択することである。別の選択肢としては、ＬＱＩが最も良い親候補を選択することである。その他の選択肢として、自身のノードについてのランクに差が生じない場合に、複数の要因または異なる要因を用いてこれらのノードの一つを親として選択してもよい。
【００２５】
別の例において、ノード２１０の通知ランクが２５６、ノード２２０の通知ランクが２５６、ノード２４０の通知ランクが５１２、ノード２６０の通知ランクが５１２とする。また、ノード２１０および２５０間のＬＱＩが閾値と第１の値との間であり、ノード２４０および２５０間のＬＱＩが閾値未満であり、ノード２２０および２５０間のＬＱＩが第１の値を超え、ノード２５０および２６０間のＬＱＩが閾値と第１の値との間であるとする。
【００２６】
この例では、ノード２５０がノード２１０を親として選択する場合、そのランクは７６８である（ノード２１０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値１＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２４０を親として選択する場合、そのランクは７６８である（ノード２４０の通知ランク＋ＬＱＩ調整による加算なし＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２２０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２２０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値２＋１ホップによるランク値１）。ノード２５０がノード２６０を親として選択する場合、そのランクは１０２４である（ノード２６０の通知ランク＋ＬＱＩ調整によるランク値１＋１ホップによるランク値１）。この例では、ノード２１０および２４０がノード２５０に対し同じランクとなる。親ノード選択の基準にルートへのホップ数を最小化することが含まれる場合、ノード２５０はノード２１０を親として選択する。ノードは、ＲＰＬ規格によって定義されるホップカウントオブジェクトなどのルーティング測定法を用いて、ルートへのホップ数を判断することができる。親ノード選択の基準に親子間のＬＱＩが最も高いことが含まれる場合、ノード２５０はノード２４０を親として選択する。
【００２７】
ノードのランクは動的であり、親のランクまたは親との間のＬＱＩの変化に伴って変化することになる。本明細書において、帰納ランクとは特定の時点におけるノードのランクを指す。帰納ランクは、親ノードの通知ランク、親ノードから子ノードへのホップによるランク値１、親ノードと子ノードとの間のリンクに対するＬＱＩ調整を加算したものに基づく。
【００２８】
ノードは、自身のランクを隣接ノードに通知する。ネットワークの信頼性向上のために、ノードは、本明細書では通知ランクと呼ばれる、帰納ランクとは異なるランクを通知してもよい。一例において、通知ランクは、計算されて、ＲＰＬ規格により定義されるＤＩＯ（ＤＯＤＡＧ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｂｊｅｃｔ）メッセージで送信される。ＤＩＯメッセージの送信頻度は不定である。一例において、ＤＩＯは、およそ１時間に１回送信されるが、ネットワークが変化した後はより頻繁に送信されてもよい。メッシュネットワークにおいて、ＤＩＯは、ネットワーク内の他のノードへのブロードキャストであってもよい。一例示的システムにおいて、帰納ランクの計算頻度は通知ランクの送信頻度と無関係である。ネットワークまたは特定のノードが初期化されると、通知ランクは帰納ランクに等しくなるよう設定される。その後、以下に説明するように通知ランクが決定される。
【００２９】
＜通知ランク決定の例示的方法＞
ランク候補＝（３／４×前回のランク候補）＋（１／４×現在の帰納ランク）。
【００３０】
ランク候補は、ノードが自身のランクを通知する時毎回決定される。
【００３１】
３０６において、ランク候補と隣接ランクとの間の差を判断する。隣接ランクとは、前回の通知ランクよりもランク値が一段階上または下のランク値である。例えば、前回の通知ランクが７６８であれば、隣接ランク値は５１２および１０２４である。３０８において、ランク候補と最も近い隣接ランクとの差が、本明細書においてランク閾値と呼ぶ閾値と比較される。ランク閾値は設定可能であり、設備によって変更することができる。ランク閾値は、ネットワーク内の全ノードで同じであってもよい。一例において、ランク閾値は、ランク値１のおよそ１０％に設定される。
【００３２】
ランク候補と隣接ランクとの差がランク閾値内もしくはランク閾値未満である場合、処理は３１０へ進み、通知ランクが隣接ランク値に設定される。一例において、次の繰り返しにおいてランク候補の計算のため、ランク候補値を通知ランク値に設定することもできる。
【００３３】
ランク候補と隣接ランクとの差がランク閾値を超える場合、処理は３１２へ進み、通知ランクが前回の通知ランクに設定される。
【００３４】
３１０または３１２において通知ランクが設定された後、処理は３１４へ進み、通知ランクが他のノードに送信される。
【００３５】
図４に、通知ランクの経時変化、および通知ランクが帰納ランクに関連する様子を示す。ｙ軸はランク値を示す。ｘ軸は、一連の、通知ランクが決定される期間を示す。一実施例において、ノードがＤＩＯメッセージを送信するたびに通知ランクが決定される。図ではｘ軸方向に等間隔で分割しているが、通信と通信の間の時間は変化してもよい。説明のため、ランク値１は２５６であり、ランク閾値は２０である。
【００３６】
時間１および時間２において、通知ランク、帰納ランク、およびランク候補は、いずれも５１２である。時間３において、帰納ランクは７６８である。ランク候補は、上記の式を用いて計算することができる。その場合、ランク候補は５７６である（０．７５（前回のランク候補５１２）＋０．２５（帰納ランク７６８））。このランク候補を、隣接ランク７６８と比較する。ランク候補（５７６）と隣接ランク（７６８）との差がランク閾値を超えるため（１９２＞２０）、通知ランクは前回の通知ランク５１２に設定される。
【００３７】
時間１４において、通知ランクは５１２であり、ランク候補は７４４であり、帰納ランクは７６８である。時間１５において、帰納ランクは７６８である。ランク候補は、上記の式を用いて計算することができる。その場合、ランク候補は７５０である（０．７５（前回のランク候補７４４）＋０．２５（帰納ランク７６８））。ランク候補（７５０）と隣接ランク（７６８）との差がランク閾値内であるため（１８＜２０）、通知ランクは新しいランク値７６８に設定される。
【００３８】
時間１８において、通知ランク、ランク候補、および帰納ランクは、いずれも７６８である。時間１９において、帰納ランクは５１２である。ランク候補は、上記の式を用いて計算することができる。その場合、ランク候補は７０４である（０．７５（前回のランク候補７６８）＋０．２５（帰納ランク５１２））。ランク候補（７０４）と隣接ランク（５１２）との差がランク閾値を超えるため（１９２＞２０）、通知ランクは前回の通知ランク７６８に設定される。
【００３９】
時間２６において、通知ランクは７６８であり、ランク候補は５２０であり、帰納ランクは５１２である。時間２７において、帰納ランクは５１２である。ランク候補は、上記の式を用いて計算することができる。その場合、ランク候補は５１８である（０．７５（前回のランク候補５２０）＋０．２５（帰納ランク５１２））。ランク候補（５１８）と隣接ランク（５１２）との差がランク閾値内であるため（６＜２０）、通知ランクは新しいランク値５１２に設定される。
【００４０】
図４には、通知ランクが帰納ランクよりも遅れて変化することが示されている。図４では、前回の通知ランクを上回るまたは下回る隣接ランクに同じランク閾値を用いたが、異なるランク閾値を用いる実施例もある。これを図５に示す。この場合、上限閾値を用いていつ通知ランクを増加させるかを判断し、下限閾値を用いていつ通知ランクを減少させるかを判断することができる。５０２において、図３のステップ３０４で決定されたランク候補から本方法が開始される。５０４において、ノードは、ランク候補が前回の通知ランクを上回るか下回るかを評価する。ランク候補が前回の通知ランクを超える場合、ノードは５０６に進み、ランク候補と上の隣接ランクとの差を判断する。５０８において、ノードは、５０６で計算された差を上限閾値と比較する。この差が上限閾値内である場合、ノードは図３のステップ３１０に進む。差が上限閾値外である場合、ノードは図３のステップ３１２に進む。この例では、ランク候補が上限閾値内である場合にのみ、通知ランクが変化する。
【００４１】
５０４においてランク候補が前回の通知ランク未満の場合、ノードは５１０に進み、ランク候補と下の隣接ランクとの差を判断する。５１２において、ノードは、５１０で計算された差を下限閾値と比較する。この差が下限閾値内である場合、ノードは図３のステップ３１０に進む。差が下限閾値外である場合、ノードは図３のステップ３１２に進む。通知ランクは、ランク候補が下限閾値内である場合にのみ、変化する。
＜リンク品質指数＞
【００４２】
リンク品質指数（ＬＱＩ）は、ノードと隣接ノードとの間のＲＦ信号品質を示す指標である。ノードが隣接ノードから受信する各パケットは、関連付けられたＬＱＩを有する。ＬＱＩは、信号対雑音比（ＳＮＲ）およびパケット成功率に基づくことができる。一システムでは、隣接ノードからフレームを受信するたびに、ＳＮＲが記録される。ノードは、自身の送受信機ハードウェアのＲＦ特性に基づく変換テーブルを含む。変換テーブルはＳＮＲのＬＱＩへの変換に用いられ、「良好」なＳＮＲ値が「良好」なＲＰＬのＬＱＩ値に変換できるようにする。ＬＱＩスケールはあらゆるハードウェアプラットフォームのＲＰＬで一貫しているが、変換テーブルはノードが用いる様々なハードウェアプラットフォームに適合している。パケット成功率を用いるシステムもある。パケット成功率を用いる方法の一つに、パケット成功率に基づいてＬＱＩを調整する方法がある。例えば、ＳＮＲ値は「良好」であるがパケット成功率が低い場合、変換テーブルでは「良好」なＬＱＩ値となるが、パケット成功率がＬＱＩ値を「良好」というほどではないものとなるように調整する。このようにして、ＬＱＩは、ＳＮＲとパケット成功率に影響するその他の要因の双方を反映する。
【００４３】
ノードは特定のノード、例えばその親からより多くのパケットを受信する可能性が高いため、各ノードのＬＱＩ値の計算に用いられるパケット数は著しく変化する可能性がある。異なるノードから受信される様々なパケット数を考慮に入れるために、移動平均の計算を用いてもよい。平均ＬＱＩは、所定の期間にわたって、この期間にノードから受信したパケットのＬＱＩ値を加算し、その総数を受信パケット数で除することにより、決定される。移動平均ＬＱＩは、平均ＬＱＩと前回の移動平均ＬＱＩとの加重和により決定される。一例では、次の式が用いられる。
ＬＱＩ（移動平均）＝（３／４×ＬＱＩ（前回の移動平均））＋（１／４×ＬＱＩ（平均））
【００４４】
ノードが、この期間中隣接ノードの一つからパケットを受信しない場合、前の期間の平均ＬＱＩを用いてもよい。平均ＬＱＩの計算に用いられる期間は、ノードがその通知ランクを送信するときとは無関係とすることができる。
【００４５】
図６に、図１のネットワークにおいて用いることができる例示的ノードを示す。一例において、ノードは、施設に配置されてガス、水道、電気などの資源の消費を測定するメータを含んでもよい。このようなメータは、ＡＭＩに用いられるＲＦネットワークの一部であってもよい。ノードの別の例としては、ルータ、コレクタまたは収集点、ホストコンピュータ、ハブ、またはネットワークに取り付けられて通信チャネルを介して情報の送信、受信、または転送が可能なその他の電子機器がある。
【００４６】
ノード６００は、類似のノードおよび／またはメッシュネットワーク内のその他の機器と通信できるように、ネットワークインターフェース６０４と、アンテナ６０２とを含んでもよい。ネットワークインターフェース６０４は、バス６０６を用いてマイクロコントローラ６１２と通信することができ、このマイクロコントローラは、ノードをコンピュータのように機能させて、コンピュータおよびコマンドファンクションを実行し、本明細書に記載の本発明の各種の実施例を提供する。マイクロコントローラ６１２は、プロセッサ６０８と、メモリ６１０などの記憶媒体とを含んでもよい。プロセッサ６０８は、メモリに格納されたインストラクションを実行するよう構成された、任意の適切な処理装置または装置群とすることができる。
【００４７】
メモリ６１０は、ノードの１以上のハードウェア要素を制御するファームウェアまたはその他の動作インストラクションなどのコンピュータ実行可能なプログラムインストラクションをプロセッサ６０８に与えるための、任意の適切な非一時的なコンピュータ読取可能媒体とすることができる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体の例としては、メモリチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、コンフィギュアドプロセッサ、電子記憶装置、光学式記憶装置、磁気記憶装置、またはコンピュータプロセッサがインストラクションを読み取ることができるその他の記憶装置があるが、これに限らない。これらのインストラクションは、任意の適切なコンピュータプログラム言語によって記述されたコードからコンパイラおよび／またはインタプリタによって生成される、プロセッサ固有のインストラクションを含んでもよい。メモリは、ノード内に配置することもでき、また、例えば、ネットワークを介してノードがアクセス可能とすることもできる。また、ノードは、計時を行う水晶発振器（すなわちクロック）と、バックアップ電力を与えるエネルギー蓄積装置（すなわちバッテリ）とを含んでもよい。ノードによっては、エネルギー蓄積装置によってのみ電力が供給されてもよい。資源またはサービスの消費を測定するユーティリティ計測器などの、追加要素を含むノードもある。
＜全般的な考察＞
【００４８】
上記の説明は、本発明の態様の説明を目的としたものであり、本発明を網羅することも、開示されたそのままの形に限定することも意図しない。これら実施形態のさらなる修正や変更は、当業者には明らかとなるものであり、本発明の範囲と主旨を逸脱することなく可能となるものである。例えば、異なる加重要因を用いてランク候補または移動平均ＬＱＩを決定してもよい。また、帰納ランクまたはＬＱＩの決定に用いる要因を追加してもよい。上記の各要素の別の構成、および図示も説明もない要素やステップも可能である。同様に、いくつかの特徴およびサブコンビネーションも有用であり、その他の特徴およびサブコンビネーションを参照することなく採用することができる。以上、例示を目的として本発明の実施形態を説明してきたが、本願の読者には代替的な実施形態があきらかとなろう。
【図１】
0006670930.tif 000002
【図２】
0006670930.tif 000003
【図３】
0006670930.tif 000004
【図４】
0006670930.tif 000005
【図５】
0006670930.tif 000006
【図６】
0006670930.tif 000007