(57)【要約】  ワイヤレス通信ネットワーク、特にＷＰＡＮ／ＷＳＮネットワークでは、ネットワークノードの電力消費を制限する必要があり、非同期デューティーサイクル化ネットワークでは、この目的のために特殊なＭＡＣプロトコルが使用される。本願発明によれば、ソースノード（Ｎ１）は、宛先ノード（Ｎ２）のスケジュール時刻オフセットだけでなく、宛先ノード（Ｎ２）のクロックドリフトも推定する。このようにして、ソースノード（Ｎ１）は、この宛先ノード（Ｎ２）への情報パケットの送信開始時刻を極めて正確に選択することができ、従って一般に１つの極めて短いプリアンブルのみを送信するだけでよい。２つのノード（Ｎ１、Ｎ２）間の時刻オフセット及びクロックドリフトの推定は、これらの２つのノード（Ｎ１、Ｎ２）間の１つ又は複数の以前の送信によって得られる。特に、これらのパラメータに関係する情報は、ソースノード（Ｎ１）によって宛先ノード（Ｎ２）に送信されたプリアンブルに応答して宛先ノード（Ｎ２）からソースノード（Ｎ１）に送信される。
2010539829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第１のノード（Ｎ１）から第２のノード（Ｎ２）に情報パケットを送信するための方法であって、前記ノードは、該ノードの動作を調節するためにそれぞれのクロック信号を使用し、少なくとも前記第２のノード（Ｎ２）は間欠的動作を有する無線トランシーバを備え、前記完結的動作はアウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応し、前記情報パケットを前記第１のノード（Ｎ１）によって送信する準備ができたとき、
前記第１のノード（Ｎ１）は、前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの少なくとも１つの以前の送信によって前記第２のノード（Ｎ２）のアウェイク間隔の開始時刻を推定し、
前記第１のノード（Ｎ１）は、少なくとも推定した前記開始時刻に基づいて送信時刻を決定し、
前記第１のノード（Ｎ１）は、決定した前記送信時刻に前記第２のノード（Ｎ２）への前記情報パケットの送信を開始し、
前記方法は、前記第１のノード（Ｎ１）が、前記少なくとも１つの以前の送信のときに、前記第２のノード（Ｎ２）から前記第１のノード（Ｎ１）に送信した少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて前記開始時刻を推定することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの送信のときに、前記第１のノード（Ｎ１）は前記第２のノード（Ｎ２）から少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを受信し、前記第１のノード（Ｎ１）は、前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの複数の以前の送信によって、及び少なくとも受信した前記時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて、前記開始時刻を推定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記開始時刻は、時刻オフセットエラー（ｔｗ−ｔｐ，ｒｅｃ）と、前記第１のノード（Ｎ２）の前記周期的シーケンスに関係する周期（Ｐ）及び整数（Ｎ）によるクロックドリフトエラー（Ｃ）の積とに前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの以前の送信に関係する時刻（ｔｐ，ｔｒａｎｓ＝ｔｐ，ｒｅｃ）を加算することによって計算され、前記整数（Ｎ）は、前記開始時刻が現在時刻よりも後になるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記送信時刻は、前記推定における信頼性を考慮に入れた時間（２α）の進みにも基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のノード（Ｎ１）は、行われた最も最近の以前の送信によって前記開始時刻を推定する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの送信のときに、前記第１のノード（Ｎ１）は、前記第２のノード（Ｎ２）から少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを受信し、受信した前記情報又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）への情報パケットの送信のときに、前記第１のノード（Ｎ１）は、前記第２のノード（Ｎ２）の前記周期的シーケンスに関係する周期情報（Ｐ）も前記第２のノード（Ｎ２）から受信し、記憶し、前記第１のノード（Ｎ１）は、記憶した前記周期情報（Ｐ）にも基づいて前記開始時刻を推定する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
任意の情報パケットはプリアンブル部分を含み、前記時刻オフセット情報は、前記第１のノード（Ｎ１）から前記第２のノード（Ｎ２）に送信する情報パケットのプリアンブル部分の受信（ｔｐ，ｒｅｃ）と、前記受信に先行する前記第２のノード（Ｎ２）のアウェイク間隔の開始（ｔｗ）との間の間隔の継続時間に対応し、前記継続時間は前記第２のノード（Ｎ２）によって測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記クロックドリフト情報（Ｃ）は間隔の継続時間
【数１】
2010539829.tif 000042
に対応し、前記間隔は前記第１のノード（Ｎ１）と前記第２のノード（Ｎ２）とに知られ、前記継続時間は前記第２のノード（Ｎ２）によって測定又は推定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記継続時間は前記第１のノード（Ｎ１）によっても測定又は推定され、前記クロックドリフト（Ｃ）は、前記第１のノード（Ｎ１）による前記継続時間の測定値又は推定値
【数２】
2010539829.tif 000043
と、前記第２のノード（Ｎ２）による前記継続時間の測定値又は推定値
【数３】
2010539829.tif 000044
との間の比に比例する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記クロックドリフト（Ｃ）は、様々な継続時間に対応する比の平均値に比例する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記クロックドリフト情報は、前記第２のノード（Ｎ２）の第１のアウェイク間隔の開始
【数４】
2010539829.tif 000045
と、前記第２のノード（Ｎ２）の第２のアウェイク間隔の開始
【数５】
2010539829.tif 000046
との間の間隔の継続時間に対応し、前記第1のアウェイク間隔の間に前記第２のノード（Ｎ２）は前記第１のノード（Ｎ１）から情報パケットを受信し、前記第２のアウェイク間隔の間に前記第２のノード（Ｎ２）は前記第１のノード（Ｎ１）から後続の情報パケットを受信する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
任意の情報パケットはプリアンブル部分を含み、前記プリアンブル部分は固定且つ所定の継続時間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のノード（Ｎ１）は、複数の隣接ノード用の時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報、又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のノード（Ｎ１）は、複数の隣接ノード用の時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報及び周期情報、又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記非同期ワイヤレス通信ネットワークは、ＷＰＡＮネットワーク、特にＺｉｇＢｅｅネットワークである、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
非同期ワイヤレス通信ネットワークのためのネットワークノード（Ｎ１）であって、前記ネットワークノードは、該ノードの動作を調節し、時間を測定するためのクロック信号（ＣＬＫ）を生成するタイマ（ＴＭ）を備え、前記ネットワークノードは、別のネットワークノード（Ｎ２）から前記他のネットワークノード（Ｎ２）に関係する少なくとも時刻オフセット情報
【数６】
2010539829.tif 000047
とクロックドリフト情報
【数７】
2010539829.tif 000048
とを受信するように適合されたトランシーバ（ＲＴＸ）と、少なくとも受信した前記情報又は該情報から得られた情報を記憶するように適合されたメモリ（ＭＥＭ）と、記憶した前記情報に基づいて前記他のネットワークノード（Ｎ２）への情報パケットの送信時刻を決定するために前記タイマ（ＴＭ）と前記メモリ（ＭＥＭ）とに接続された制御と処理のユニット（ＣＰＵ）とを備えることを特徴とする、ネットワークノード（Ｎ１）。
【請求項１８】
前記メモリ（ＭＥＭ）は、前記他のネットワークノード（Ｎ２）から受信した前記他のネットワークノード（Ｎ２）に関係する時刻オフセット情報
【数８】
2010539829.tif 000049
及びクロックドリフト情報
【数９】
2010539829.tif 000050
及び周期情報（Ｐ）、又は該情報から得られた情報を記憶するように適合された、請求項１７に記載のネットワークノード（Ｎ１）。
【請求項１９】
前記メモリ（ＴＡＢ）は、１つ又は複数の隣接ノード（Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）に関係する同期情報を記憶するように適合され、前記同期情報は、１つ又は複数の隣接ノード（Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）それぞれへの情報パケットの送信のために使用される、請求項１７又は１８に記載のネットワークノード（Ｎ１）。
【請求項２０】
前記制御と処理のユニット（ＣＰＵ）は、請求項１から１６の何れか一項に記載の方法を実行するようにプログラムされた、請求項１７に記載のネットワークノード（Ｎ１）。
【請求項２１】
前記制御と処理のユニット（ＣＰＵ）は、他のネットワークノード（Ｎ２）に対する時刻オフセット情報
【数１０】
2010539829.tif 000051
とクロックドリフト情報
【数１１】
2010539829.tif 000052
とを、前記他のネットワークノード（Ｎ２）から情報パケットを受信したときに決定するように適合され、前記トランシーバ（ＲＴＸ）は、少なくとも決定した前記情報を前記他のネットワークノード（Ｎ２）に送信するように適合された、請求項１７に記載のネットワークノード（Ｎ１）。
【請求項２２】
前記トランシーバ（ＲＴＸ）は、前記他のネットワークノード（Ｎ２）に周期情報（Ｐ）も送信するように適合された、請求項２１に記載のネットワークノード（Ｎ１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第１のノードから第２のノードに情報パケットを送信するための方法、及びそれを実装するネットワークノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＰＡＮ（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク）ネットワークは数年来知られており、ＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）ネットワークは、ある人に近接するデバイス間で通信するためのコンピュータネットワークと定義できる。ＷＰＡＮネットワークはワイヤレス短距離通信技術を使用するＰＡＮネットワークである。
【０００３】
ＷＰＡＮネットワークを実装するために頻繁に使用される通信技術がＺｉｇＢｅｅである。
ＷＰＡＮネットワークの主な最近の適用例の１つがＷＳＮ（ワイヤレスセンサネットワーク）ネットワークである。
【０００４】
ＷＰＡＮネットワークでは、主要な構成要素は、デバイスとも呼ばれる、ネットワークのノードである。一般に、ＷＰＡＮネットワークは商用電源式デバイスとバッテリ電源式デバイスとの混合からなる。バッテリ電源式デバイスは、それらのバッテリの長寿命を保証するために電力消費を制限するように設計されている。センサネットワークノードは、それらのバッテリのエネルギーがなくなったときに容易に再充電又は交換できないので、適用例の長期展開を達成するために、ＷＳＮネットワークにおいてエネルギーを効率的に使用できるようにすることが特に重要である。
【０００５】
主に電力消費の原因であるＷＰＡＮネットワークのノードの構成要素は無線トランシーバ（送信時と受信時の両方）であり、非同期ＷＰＡＮネットワーク（ノードが同期クロックを有せず、従って同期して送信及び受信しないネットワーク）における電力消費を低減する典型的な方法は、「デューティーサイクル」を使用すること、即ち、デバイスの無線トランシーバを短い時間間隔の間に間欠的に動作させることである。このようにすると、各ノードの動作は（短い）アウェイク間隔と（長い）スリープ間隔との周期的（固定トランシーバ動作周期）シーケンスになる。当然、これは、ＷＰＡＮネットワークにおいて使用される通信プロトコルを複雑にする。
【０００６】
また、従来技術から非同期ＷＳＮネットワークが知られており、非同期ＷＳＮネットワークでは、全ての（又はほとんど全ての）ノードがバッテリ電源式であり、従って電力消費を制限するように設計されており、無線トランシーバの電力消費を制限するために特殊なＭＡＣプロトコルが使用される。
【０００７】
Ｍ．Ｂｕｅｔｔｅｒらの論文、「Ｘ−ＭＡＣ：Ａ  Ｓｈｏｒｔ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ  ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｄｕｔｙ−Ｃｙｃｌｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（Ｘ−ＭＡＣ：デューティーサイクル化ワイヤレスセンサネットワークのための短いプリアンブルＭＡＣプロトコル）」、ＳｅｎＳｙｓ２００６、２００６年１１月１〜３日、ボールダー、コロラド、米国には、固定長プリアンブルに基づく「Ｘ−ＭＡＣ」と呼ばれるそのようなＭＡＣプロトコルの１つが詳細に記述されている。このプロトコルによれば、ソースノードが情報パケットを送信しなければならないとき、その送信機は、各々が宛先ノードのアドレスを含む一連の短い固定長プリアンブルを送信し、プリアンブル間の小休止により、宛先ノードの受信機は、（それ自体の内部動作スケジュールに従って）アウェイクし、プリアンブルのシーケンスを止め、データ、即ち情報パケットのペイロードを受信するための宛先ノードの利用可能性を知らせる肯定応答を送信（send）することができる。ストローブプリアンブルを傍聴している、宛先ではない受信機は、データを受信するためにアウェイクを維持するのではなく、直ちにスリープに戻ることができる。
【０００８】
Ａ．Ｅｌ−Ｈｏｉｙｄｉ及びＪ．Ｄｅｃｏｔｉｇｎｉｅの論文、「ＷｉｓｅＭＡＣ：Ａｎ  Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＷｉｓｅＭＡＣ：マルチホップワイヤレスセンサネットワークのための超低電力ＭＡＣプロトコル）」、ｔｈｅ  Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｃ  Ａｓｐｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ会報、Ｌｅｃｔｕｒｅ  Ｎｏｔｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（コンピュータサイエンス分野の会議録）、ＬＮＣＳ３１２１、１８〜３１ページ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、２００４年７月には、可変長プリアンブルに基づく「ＷｉｓｅＭＡＣ」と呼ばれる別のＭＡＣプロトコルが詳細に記述されている。このプロトコルによれば、まずノードの直接隣接の動作スケジュールを学習し、次いでそれを使用して、送信すべき情報パケットの可変長プリアンブルのサイズを最小限に抑え、肯定応答を使用して、宛先ノードによるデータパケットの受信を通知するだけでなく、ソースノードにその次の起動の瞬間までの残り時間を通知する。このようにして、ノードは、全てのその通常の宛先のスケジュール時刻オフセットのテーブルを最新の状態に保つことができ、この情報を使用して、ノードは、最小限のサイズのプリアンブルで、適切な時刻に情報パケットを送信することができる。この論文によれば、プリアンブルの継続時間は、ソースノードのクロックと宛先ノードのクロックとの間の潜在的なクロックドリフトをカバーしなければならず、このドリフトは、最後の肯定応答がソースノードによって受信されてからの時間、即ち、ソースノードから宛先ノードへの最後の送信からの時間に比例し、プリアンブルの必要とされる継続時間ＴＰは、以下によって与えられる。
ＴＰ＝ｍｉｎ（４θＬ，ＴＷ）
ここで、θは、ノードにおいてクロック信号を生成するために使用されるクオーツの周波数許容範囲であり、Ｌは、送信の間の時間間隔であり、ＴＷは、ネットワークのノードのスケジュールの固定周期であり、「ｍｉｎ」は、「最小値」を決定する関数である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
出願人は、ワイヤレス通信ネットワーク、特にＷＰＡＮ／ＷＳＮネットワークでは、少なくとも以下の理由で、知られているプロトコルに関してネットワークノードの電力消費を更に低減する必要があると考えた。
【００１０】
現在のＸ−ＭＡＣの場合、一般に、幾つかの固定長プリアンブルを送信する必要がある。実際、電力を節約するために、トランシーバ動作周期をかなり長く（例えば数秒）、アウェイク間隔を極めて短く（例えば数ミリ秒）しなければならないが、周期が長くなると、ノードがアウェイクし、プリアンブル、従ってそれに向けられる情報パケットを検出する前に送信する必要があるプリアンブルの数が多くなる。
【００１１】
ＷｉｓｅＭＡＣの場合、一般に長い可変長プリアンブルを送信する必要がある。実際、電力を節約するために、トランシーバ動作周期をかなり長く（例えば数秒）、アウェイク間隔を極めて短く（例えば数ミリ秒）しなければならないが、これらのワイヤレス通信ネットワーク（特にＷＳＮネットワーク）では、２つのノード間の情報パケットの送信があまり頻繁ではなく、クオーツがあまり精密ではないので、プリアンブルの必要とされる継続時間（上式中のＴＰ）がかなり長く、トランシーバ動作周期（上式中のＴＷ）に近くなる傾向がある。
【００１２】
更に、出願人は、階層的な層に従って通信アプリケーションをより良く編成することができるので、固定長プリアンブルに基づくプロトコルが好ましいと考えた。実際、可変長プリアンブルを管理しようとする場合、その送信中にプリアンブルを検出し（受信側）、必要なときにプリアンブルの送信を中断する（送信側）ことができるように、受信及び送信されるロービットストリーム、即ち低レベルデータを高レベルプリミティブによって知り、監視する必要がある。
【００１３】
従って、本願発明の背後にある一般的な技術的問題は、適切な通信方法によって非同期ワイヤレス通信ネットワークにおけるネットワークノードの更なる電力消費をどのように低減するかである。
【００１４】
より詳細には、本願発明は、固定長プリアンブルの使用に基づく解決策を見つけることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の問題を解決するために、出願人は、情報パケットの送信を改善するために、ソースノードが宛先ノードのスケジュール時刻オフセットだけでなく、宛先ノードのクロックドリフトも推定することを想到した。このようにして、ソースノードは、この宛先ノードへの情報パケットの送信開始時刻を極めて正確に選択することができ、それによって典型的には１つの極めて短いプリアンブルのみを送信する必要があるのみである。
【００１６】
従って、本願発明は、同期ワイヤレス通信ネットワークの電力消費に近い電力消費であるが、ネットワークのノードの全てクロック信号の同期を必要としない、より簡単な解決策によって結果を達成する。
【００１７】
更に、本願発明は、ネットワークの様々なノードにおける様々なトランシーバ動作周期を考慮に入れることができる。
２つのノード間の時刻オフセット及びクロックドリフトの推定は、これらの２つのノード間の１つ又は複数の以前の送信によって達成される。特に、これらのパラメータに関係する情報は、ソースノードが宛先ノードに送信したプリアンブルに応答して宛先ノードからソースノードに送信される。そのような応答は、宛先ノードのトランシーバ動作周期に関係する情報も含むことができる。
【００１８】
全ての受信した同期情報又は該情報から得られた情報は、ソースノード内のテーブルに記憶することができ、該テーブルにおいて、データの行が全ての又は主な隣接ノードのために与えられている。
【００１９】
複数の以前の送信に基づく場合、推定はより正確である。
推定の信頼性を考慮に入れるために、時刻の進みを送信時刻に与えることができる。複数の以前の送信を推定のために使用する場合、そのような時刻の進みを減じることができる。
【００２０】
別の態様によれば、本願発明はまた、上述の通信方法を実装するのに特に適するように構成されたネットワークノードに関する。
実際、そのようなネットワークノードは、１つ又は複数の他のネットワークノード用の時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを記憶するように適合されたメモリを備える。（１つ又は複数のノード用の）トランシーバ動作周期情報もそのようなメモリに記憶できる。
【００２１】
本願発明は、添付の図面とともに以下の説明を考察すればより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明による、ＷＰＡＮネットワーク、特にＷＳＮネットワークの一実施形態を概略的及び部分的に示す図である。
【図２】短い固定長プリアンブルサンプリング技法によるソースノード及び宛先ノードの時間図である。
【図３】本願発明の一実施形態によって使用される、特定の時刻を強調した、図２の時間図である。
【図４】情報パケットを交換するときに図１のネットワークのソースノードによって実行される手順の流れ図である。
【図５】情報パケットを交換するときに図１のネットワークの宛先ノードによって実行される手順の流れ図である。
【図６】最新のアウェイク間隔の開始を推定するための手順の流れ図である。
【図７】図１のネットワークのソースノードの隣接ノードテーブルを示す図である。
【図８】図１のネットワークの宛先ノードによって送信されるプリアンブルへの肯定応答中に含まれる同期情報を示す図である。
【図９】図７のテーブルを更新するために図１のネットワークのソースノードによって使用される手順の流れ図である。
【図１０】次のアウェイク間隔の開始を推定するため、及び送信の開始を決定するために図１のネットワークのソースノードによって使用されるこの手順の流れ図である。
【図１１】本願発明によるネットワークノードのアーキテクチャを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の説明及び添付の図面は、本願発明を限定するものではなく、単に例示するものとして解釈すべきであることを理解されたい。
本願発明は非同期ワイヤレス通信ネットワークにより一般的に適用できるとしても、本願発明の記載する実施形態は、ＷＰＡＮ（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク）、特にＺｉｇＢｅｅ技術を使用するＷＳＮ（ワイヤレスセンサネットワーク）（図１参照）に関する。ネットワークノードの動作は、クオーツによるタイマ（通常ローカルタイマ）によって生成される自身のクロック信号を用いて計時される。タイマは、ネットワークノードによって時間間隔の継続時間を測定するためにも使用される。すでに説明したように、そのノードが同期クロックを有せず、従って同期して送信及び受信しない場合、ネットワークは「非同期」と定義される。
【００２４】
図１には、非同期ワイヤレス通信ネットワークＮＴＷＫの４つの隣接ノードのみ、即ちノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ４が示されている。これらの４つのノードは、それらの間の通信を表す３本の矢線によって接続されている。これらの矢印は、ノードＮ１が情報パケットのソースとしてのみ働き、ノードＮ２、Ｎ３及びＮ４はこれらの情報パケットの宛先としてのみ働く特定の状況に対応するが、もちろん、これは一般的な場合ではなく、本願発明の説明のために行ったにすぎない。
【００２５】
図１の例では、４つのノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ４は全てバッテリ電源式であり、「デューティーサイクル」を使用し、即ち、それらのトランシーバは、（短い）アウェイク間隔と（長い）スリープ間隔との周期的（固定トランシーバ動作周期）シーケンスに従って間欠的に動作する。
【００２６】
本願発明の以下の説明では、情報パケットのソースとして働くノードＮ１は、常時動作するトランシーバを有する、例えば商用電源式とすることもできることに留意されたい。
各ネットワークノードは、その通信を含むノードの動作を決定する適切なコンピュータプログラムを記憶するメモリに関連する制御と処理のユニット（例えばマイクロプロセッサ）を備える。コンピュータプログラムの一部である通信アプリケーションは、階層的な層に従って編成され、従って、通信アプリケーションが、例えばある層におけるプリアンブルの送信を必要とするとき、送信のこの要求は下位層によって処理され、このプリアンブルの物理的な送信は、（多くの異なるアクティビティが制御と処理のユニットによって並列に実行されることにより）正確にではなく統計的にのみ知られる遅延でのみ行われ、例えば肯定応答がノードにおいて物理的に受信されると、この受信はまず下位層によって処理され、次いで正確にではなく統計的にのみ知られる遅延で上位層に渡される。
【００２７】
ネットワークＮＴＷＫにおいて使用されるＭＡＣプロトコルは、プリアンブルサンプリング並びに短い固定長のプリアンブル及び肯定応答に基づく。
短い固定長プリアンブルサンプリングプロトコルでは、受信機（即ち受信機として働くトランシーバ）は、通信媒体をサンプリングするために短い時間で定期的に起動する。スリープ状態のネットワークノードによって費やされる時間は「スリープ間隔」と呼ばれ、アウェイク状態のネットワークノードによって費やされる時間は「アウェイク間隔」と呼ばれ、アウェイク間隔と後続のスリープ間隔の合計は「トランシーバ動作周期」と呼ばれ、一般的に固定且つ所定のものであり、これらは全てネットワークノードの動作スケジュールに対応する。
【００２８】
図２及び図３では、以下の記号、即ち、ＲＡ＝ランダムアクセス、ＰＳ＝プリアンブル送信（send）、ＰＣ＝プリアンブル確認、ＰＲ＝受信プリアンブル、ＡＳ＝肯定応答送信（send）、ＡＣ＝肯定応答確認、ＡＲ＝受信肯定応答、ＤＳ＝データ送信（send）、ＤＣ＝データ確認、ＤＲ＝受信データを使用する。
【００２９】
図２を参照すると、ネットワークノード（ソース）は、送信すべき情報パケットを有するとき、情報パケットの一連の短いプリアンブルを無線で物理的に送信し（図２及び図３のＰＳ動作）、これら一連の短いプリアンブルの各々は、宛先ノード（宛先）の識別子を含む。このようにして、ネットワークの多くのノード（少なくとも隣接ノード）はプリアンブルを受信する。プリアンブルを受信したノードは、宛先ノードではない場合、直ちにスリープに戻る。プリアンブルを受信したノードが宛先ノードである場合、そのノードは別のプリアンブルがソースノードによって送信される前に、肯定応答（ＡＣＫ）をソースノードに返送する（図２及び図３のＡＳ動作）。（送信要求と肯定応答の物理的な送信との間の最大遅延に対応する）タイムアウト内にプリアンブルに応答するノードがない場合、上記ノードは後で別のプリアンブルを送信する（図２のＰＳ動作）。肯定応答を受信すると、ソースノードは情報パケット（データ）のペイロードを宛先ノードに送信する（図２及び図３のＤＳ動作）。
【００３０】
図２では、下を指す小矢印（ＰＳ、ＡＳ、ＤＳ参照）が上位層からＭＡＣプロトコルに送信（send）されるメッセージを表し、上を指す小矢印（ＰＣ、ＡＣ、ＤＣ、ＰＲ、ＡＲ、ＤＲ参照）はＭＡＣプロトコルから上位層に送信（send）されるメッセージを表し、例えば、下を指す小矢印は、例えばプリアンブル又はペイロードに関するデータを送信する要求に対応し、上を指す小矢印は、データが実際に送信されたことの確認又はデータが実際に受信されたことの通知に対応することができ、黒い囲みは受信及び送信されたデータに対応し、黒い囲みが両方の水平線上にあるとき、データが物理的に送信され、物理的に受信された（それらの間の遅延は、極めて短く、本願発明に関係しない）ことを意味し、２つの囲みを結びつける黒い大矢印は、どちらが送信エンティティで、どちらが受信エンティティであるかを明確にするということに留意されたい。
【００３１】
短い固定長プリアンブルサンプリングはランダムアクセスＲＡに基づくので、ＭＡＣ層へのデータ送信（send）するステップと無線でそれらを送信するステップとの間の時間の継続時間はランダムである。ランダムアクセス間隔の継続時間は、データトラフィックとＭＡＣプロトコルのパラメータとに依存し、送信間隔の継続時間よりもはるかに大きいことがある。プリアンブルがＭＡＣ層に送信（send）されてから、それが実際に無線で送信されるまで、内部ソフトウェア遅延に加えて、ランダムな遅延がある。プリアンブルが受信され、肯定応答が返送（send back）されてから、それが実際に無線で送信されるまで、同じくランダムな遅延がある。これらの遅延は、通信プロトコルのパラメータ、特にそのタイムアウトの値の選択に影響を及ぼす。情報パケットの宛先ノードはアウェイク間隔中に少なくとも１つのプリアンブルを受信するはずなので、アウェイク間隔の継続時間によってパケット正常配信率が決まる。本明細書では、ネットワークがある遅延制約及び信頼性制約を満たすように、アウェイク間隔及びスリープ間隔の継続時間はあらかじめ設定されると仮定する。
【００３２】
上述のイベントは、典型的には２つのネットワークノード間の通信の開始時に、又は、例えば、以下でより良く説明するように、予想外のイベントが２つのネットワークノードの何れかに起こる場合には開始後に、従来技術によって起こるだけでなく、本願発明によっても起こることがある。
【００３３】
（好ましくないとしても）本願発明が除外しない、代替プリアンブルサンプリング技法は、可変長プリアンブルを使用する技法である。
本願発明は、複数のプリアンブル送信する必要性（短い固定長プリアンブルが使用されるとき）又はプリアンブルの継続時間（可変長のプリアンブルが使用されるとき）を回避するか又は少なくとも低減するために、ノードがアウェイクする時刻、即ち、より正確にはアウェイク間隔が開始する時刻に関して学習することによって、ネットワークノード（特に送信するノード）のエネルギー消費を低減するための方法に関する。
【００３４】
以下では、本願発明による、情報のソースとして働くノードＮ１と情報の宛先として働くノードＮ２との間の通信を考察する。
ノードＮ１が複数のプリアンブルを送信することを回避するために、ノードＮ１はいつノードＮ２がアウェイクするかを学習しなければならない。それまでは、ノードＮ１は複数の固定長プリアンブル送信に基づく従来の手法を使用する。そのような知識は統計的にしか得られない。従って、ノードＮ１によるノードＮ２のスケジュールの知識は決して完全でない。何れにせよ、以下で説明するように、ノードＮ１は、時間が経つにつれてますます良く学習することができる。
【００３５】
図３では、以下の３つの時刻を強調する。
・「ｔｗ」と標示した、宛先ノード、例えばＮ２においてアウェイク間隔が開始する瞬間。
【００３６】
・「ｔｐ，ｒｅｃ」と標示した、宛先ノード、例えばＮ２においてプリアンブルを完全に受信した瞬間。
・「ｔｐ，ｔｒａｎｓ」と標示した、ソースノード、例えばＮ１においてプリアンブルを完全に送信した瞬間。
【００３７】
正確には、これらの時刻は、対応するイベントが物理的に起きた時刻に対応するのではなく、これらのイベントがＭＡＣプロトコルによって上位ソフトウェア層に通知された時刻に対応する。この理由により、例えば、「ｔｐ，ｒｅｃ」と「ｔｐ，ｔｒａｎｓ」とは、著しくは異ならないとしても正確には対応しない。
【００３８】
ノードＮ１は、正確に「ｔｗ」で送信を開始する第１のプリアンブルを送信したとすれば、１つのプリアンブルのみを送信したであろうことが図３から明らかである。「ｔｗ」で開始し、「ｔｐ，ｒｅｃ」で終了する間隔の継続時間は、ノードＮ１とノードＮ２との間の時刻オフセットである。従って、本願発明の基本概念の１つは、宛先ノードからソースノードに時刻オフセット情報を送信することである。これは、例えば、宛先ノードによるソースノードからのプリアンブルの受信に応答して行うことができる。
【００３９】
ソースノードＮ１が、宛先ノードＮ２の動作スケジュールに対するこの時刻オフセット、及びノードＮ２の動作スケジュールの周期を知っている場合、今後Ｎ１がノードＮ２に情報パケットを送信する必要があるときはいつでも、Ｎ２の周期の倍数にＮ２の時刻オフセットを加算することによって、ノードＮ２のトランシーバの次のアウェイク周期の開始を計算し、その内部タイマによっていつ送信を開始すべきかを判断することができる。
【００４０】
何れにせよ、ソースノードＮ１のクロック周波数は宛先ノードＮ２のクロック周波数と正確に同じではない。従って、２つのノードＮ１及びＮ２のタイマは正確に同じ時刻を計数するわけではない。従来技術によれば、ソースノードによる宛先ノードへの送信の開始におけるエラーを回避するために固定及び所定の安全マージンを使用した。本願発明では、この問題のより高度な解決策を教示する。即ち、本願発明の別の基本概念は、宛先ノードからソースノードにクロックドリフト情報（言い換えれば、クロック周波数の差に関する情報）を送信することである。これは、例えば、宛先ノードによるソースノードからのプリアンブルの受信に応答して行うことができる。
【００４１】
Ｎ２の時刻オフセット、Ｎ２の動作スケジュール周期、及びＮ２のクロックドリフトを知ること、より適切に言えば、推定することによって、ノードＮ１は、高い精度でノードＮ２に向けた情報パケットの送信を開始し、従って電力を節約することができる。
【００４２】
（例えばノードＮ２の動作スケジュールの予想外の変更により）ノードＮ１による推定が完全に間違っている場合、ノードＮ１は、ノードＮ２から送信されるプリアンブルへの応答を受信せず、後で再びプリアンブルを送信することになり、学習プロセスは最初から再び開始することになることは言及する価値がある。このようにすると、データは失われないが、幾らかの時間は失われるであろう。本願発明の教示が通信の頑強さを低下させないことは明らかである。
【００４３】
従って、本願発明によれば、非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第１のノード（ソースノード）から第２のノード（宛先ノード）に情報パケットを送信するための方法であって、前記ノードが、それらの動作を計時するためのそれぞれのクロック信号を受信し、少なくとも第２のノードが、アウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応する間欠的動作を有する無線トランシーバを備え、前記情報パケットが、第１のノードによって送信される準備ができたとき、
第１のノードが、第１のノードから第２のノードへの情報パケットの少なくとも１つの以前の送信によって第２のノードのアウェイク間隔の開始時刻を推定し、
第１のノードが、少なくとも推定された前記開始時刻に基づいて送信時刻を決定し、
第１のノードが、前記決定された送信時刻に第２のノードへの前記情報パケットの送信を開始し、
特に、第１のノードが、前記少なくとも１つの以前の送信の時に、例えば第２のノードによる第１のノードからのプリアンブルの受信に応答して、第２のノードから第１のノードに送信される、少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて前記開始時刻を推定する、方法が提供される。
【００４４】
典型的には第１のノードも、アウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応する間欠的動作を有する無線トランシーバを備え（即ち、「デューティーサイクル」を使用し）、２つのノードの動作スケジュールの周期が同じ（又はほぼ同じ）であり、その場合、時刻オフセットは２つのノードの動作スケジュール間の時刻オフセットとみなすことができるとしても、第１のノードが備えるトランシーバが連続的動作を有するか間欠的動作を有するかは無関係であることに注目すべきである。。
【００４５】
本願発明は更なる有利な特徴を提供し、この更なる有利な特徴は、その一実施形態についての以下の説明から明らかとなろう。
図４及び図５に、情報パケットを交換するときに、ネットワークＮＴＷＫのソースノードＮ１及びネットワークＮＴＷＫの宛先ノードＮ２によってそれぞれ実行される手順の流れ図を示す。
【００４６】
図４を参照すると、ソースノード、例えばＮ１は、情報パケットを宛先ノード、例えばＮ２に送信しなければならないとき、次の起動の時刻を推定し（図４のステップ４０１）、プリアンブルを宛先ノードに送信し（図４のステップ４０２）、その内部ＭＡＣ層からプリアンブル確認を受信し（図４のステップ４０３）、所定のタイムアウトが終了する前に肯定応答が宛先ノードから受信されたかどうかを検査する（図４のステップ４０４）。検査の結果がはいの場合、最新の起動の時刻を推定し（図４のステップ４０６）、情報パケットのペイロードを宛先ノードに送信する（図４のステップ４０７）。検査の結果がいいえの場合、プリアンブル送信の開始からの継続時間が宛先ノードの最大スリープ時間よりも短いかどうかを検査する。検査の結果がはいの場合、新たなプリアンブルを送信する（フローはステップ４０２を続行する）。検査の結果がいいえの場合、その内部ＭＡＣ層が「送信失敗」メッセージを発行する（図４のステップ４０８）。
【００４７】
図５を参照すると、宛先ノード、例えばＮ２は２重ループを繰り返す。宛先ノードは、「スリープ間隔」の間はスリープし（図５のステップ５０１）、「アウェイク間隔」の間は起動しアウェイクを維持し（図５のステップ５０２）、ソースノードからプリアンブルを受信したかどうかを検査する（図５のステップ５０３）。検査の結果がいいえの場合、スリープに戻る（フローはステップ５０１を続行する）。検査の結果がはいの場合、適切な肯定応答をソースノードに送信し（図５のステップ５０４）、次いで、ソースノードから情報パケットのペイロードを受信し（図５のステップ５０５）、最後に、スリープに戻る（フローはステップ５０１を続行する）。
【００４８】
この実施形態によれば、最初に行うべきことは、最新のアウェイク間隔の開始を推定することである。
この手順の流れ図を図６に示す。
【００４９】
宛先ノードＮ２の最新のアウェイク間隔の開始を「ｔｗ」と呼ぶ（図３）。この時刻を宛先ノードＮ２が検出及び記憶する（図６のステップ６０１）。宛先ノードＮ２は、ＭＡＣの上の層においてプリアンブルを受信した瞬間をタイムスタンプし（図６のステップ６０２）、この時刻を「ｔｐ，ｒｅｃ」と呼ぶ（図３）。宛先ノードＮ２は、このプリアンブル受信と最新のアウェイク間隔の開始との間の時間差（又は時間間隔の継続時間）を計算し（図６のステップ６０３）、ｔｐ，ｒｅｃ−ｔｗに対応するこの差を「ｔｄ，ｒｅｃ」と呼ぶ。この情報は宛先ノードＮ２によって肯定応答ＡＣＫに含まれ（図６のステップ６０４）、次いで、宛先ノードＮ２によってソースノードＮ１に送信される（図６のステップ６０５）。
【００５０】
次に、送信機側（又はソースノード側）においてｔｗを推定する。
ソースノードＮ１のトランシーバがプリアンブルを送信すると、送信の終わりに、ＭＡＣの上のソースノードＮ１のソフトウェア層がプリアンブルの正常送信の確認を受信し、この時刻を「ｔｐ，ｔｒａｎｓ」と呼ぶ（図３）。この時刻をソースノードＮ１が検出及び記憶する（図６のステップ６０６）。ソースノードと受信ノードの両方のオペレーティングシステムにおけるランダムな処理時間により、ｔｐ，ｔｒａｎｓはｔｐ，ｒｅｃと著しくは異ならないとしても、必ずしも等しいわけではない。
【００５１】
宛先ノードＮ２からソースノードＮ１に送信（send）される肯定応答ＡＣＫ中に含まれるｔｄ，ｒｅｃ情報を宛先ノードから受信すると（図６のステップ６０７）、ソースノードＮ１は、ｔｐ，ｔｒａｎｓ−ｔｄ，ｒｅｃであるｔｗを推定する（図６のステップ６０８）。
【００５２】
【数１】
2010539829.tif 000003
【００５３】
ここで、εは、宛先ノードとソースノードの上位層におけるパケットの受信の間の確率的時間間隔の継続時間を表す変数である。この確率変数は、Ｅに等しい平均値とσ２に等しい分散とを有し、この確率変数のパラメータは、ノード上で十分な回数のテストを実行することによって決定される。
【００５４】
この実施形態によれば、２番目に行うべきことは、次のアウェイク間隔の開始の時刻を推定することであり、３番目に行うべきことは、送信の開始の時刻を決定することである。
【００５５】
この手順（即ち、推定及び決定）の流れ図を図１０に示す。
ソースノードＮ１によるそのような推定には、宛先ノードＮ２のアウェイク間隔の履歴及びソースノードＮ１によるそれらの間隔の推定値（前節を参照）に基づいて、宛先ノードＮ２の次のアウェイク間隔に対するある信頼間隔を決定することが必要である。
【００５６】
ソースノード、例えばＮ１（より一般的には、間欠的動作を有するトランシーバを備えるネットワークの他のノードに情報パケットを送信する必要があるネットワークＮＴＷＫの各ノード）は、図７に示す隣接ノードテーブル中に、好ましくは隣接ノード、例えばＮ２、Ｎ３、Ｎ４ごとに、起動の瞬間の推定値の履歴に関する情報を記憶する。
【００５７】
テーブルの各隣接ノードエントリは、ソースノードから宛先ノードへの情報パケットの最新の「Ｋ」回の送信「ｗ」に関係する（例えば行で構成された）情報を含む。そのような情報は、ソースノードによって行われた各送信の直前の起動の瞬間の推定値（
【００５８】
【数２】
2010539829.tif 000004
【００５９】
で示す）と、宛先ノードによって行われた連続する起動の瞬間の間の間隔の継続時間の測定値（
【００６０】
【数３】
2010539829.tif 000005
【００６１】
で示す）と、宛先ノードの動作スケジュール周期（Ｐで示す）とを含む。周期は長期間（更には永久に）一定であると考えられ、従ってエントリごとに１つの値のみ記憶される。何れにせよ、当該テーブルは、理由は何であれ（例えば宛先ノードのバッテリ残量の低下）、周期を宛先ノードによって時々変更することができることの実現性を備えている。
【００６２】
好ましくは、ソースノード、例えばＮ１から宛先ノード、例えばＮ２への情報パケットの各送信「ｗ」では（又は少なくとも幾つかの送信では）、ソースノードからのプリアンブルの受信に応答して宛先ノードによってソースノードに送信される肯定応答ＡＣＫ中に適切な情報が含まれる。情報パケットのペイロードを送信する前に、ソースノードによって宛先ノードに少なくとも１つのプリアンブルが常に送信される。そのような情報の一例は、図８に示したものであり、
【００６３】
【数４】
2010539829.tif 000006
【００６４】
を含む。宛先ノードの周期Ｐは、それが固定且つ所定のものであり、ソースノードによって知られている場合、肯定応答ＡＣＫ中に含まれないことがある。何れにせよ、図８に示す情報は、理由は何であれ（例えば宛先ノードのバッテリ残量の低下）、周期を宛先ノードによって時々変更することができることの実現性を備えている。
【００６５】
肯定応答ＡＣＫ中に含まれるそのような測定された情報（
【００６６】
【数５】
2010539829.tif 000007
【００６７】
で示す）に基づいて、推定値（
【００６８】
【数６】
2010539829.tif 000008
【００６９】
で示す）がソースノード、例えばＮ１において行われる。
宛先ノード、例えばＮ２から受信した幾つかの情報（
【００７０】
【数７】
2010539829.tif 000009
【００７１】
及びＰで示す）は従ってテーブル中の（宛先ノードに対応する）適切な行に記憶され、幾つかの推定値（
【００７２】
【数８】
2010539829.tif 000010
【００７３】
で示す）もテーブル中の（宛先の行に対応する）適切な行に記憶される。宛先ノードからの最新のＫ回の送信のみが考慮され、従って最も古いデータは最新のデータに置き換えられる。
【００７４】
異なるが等価の情報が肯定応答ＡＣＫに含まれ、宛先ノードによって送信されることがあり、異なるが等価の情報がソースノードによってテーブル中に記憶されることがあることに留意されたい。
【００７５】
【数９】
2010539829.tif 000011
【００７６】
は、ソースノード、例えばＮ１によるｊ回目の最新の情報パケット送信から推定された起動の瞬間を示す。従って、肯定応答ＡＣＫは常に
【００７７】
【数１０】
2010539829.tif 000012
【００７８】
を含み、それは、次いでソースノードにおいて
【００７９】
【数１１】
2010539829.tif 000013
【００８０】
を推定するために使用される。肯定応答ＡＣＫはまた、最新の起動の瞬間の値と前の起動の瞬間の値との間の時間間隔の継続時間の測定値、即ち
【００８１】
【数１２】
2010539829.tif 000014
【００８２】
を含んでおり、この測定値に対する情報パケットは、宛先ノードがソースノードから受信したものである。
肯定応答中に含まれる情報（図８）に基づいてテーブル（図７）を更新するために、ソースノード、例えばＮ１によって使用される手順の流れ図を図９に示す。
【００８３】
ソースノード、例えばＮ１が宛先ノード、例えばＮ２からの肯定応答ＡＣＫを受信すると（図９のステップ９０１）、宛先ノード、例えばＮ２に対応するテーブルの行中のデータを更新する。即ち、ソースノード、例えばＮ１は、まず、ｊ∈［２，Ｋ］の場合、各エントリｗｊをｗｊ−１に置き換え（図９のステップ９０２）、次いで式１（図６の流れ図参照）を使用して
【００８４】
【数１３】
2010539829.tif 000015
【００８５】
を推定し（図９のステップ９０３）、最後に、
【００８６】
【数１４】
2010539829.tif 000016
【００８７】
及び
【００８８】
【数１５】
2010539829.tif 000017
【００８９】
（及び、受信した場合、Ｐ）の値を隣接ノードテーブルに挿入する（図９のステップ９０４）。テーブルの行内のデータを移動する代わりに、代替的にポインタシフト手法をサーキュラーバッファ用などに使用することができる。
【００９０】
起動の瞬間の推定値の履歴を処理する間に考慮に入れなければならないエラーには、時刻オフセットエラーとクロックドリフトエラーの２つのタイプがある。
時刻オフセットエラーは、前述の変数εに対応する。テーブル中の近隣エントリごとの起動の瞬間「ｊ」の推定値
【００９１】
【数１６】
2010539829.tif 000018
【００９２】
に関連するエラーは、εｊと標示し、
【００９３】
【数１７】
2010539829.tif 000019
【００９４】
に対応する。
クロックドリフトは、ソースノードのクロック周波数と送信機ノードのクロック周波数の差から生じる。
【００９５】
数Ｋの値は、何れかの２つのノード間のパケット送信の周波数及び時刻によるクロック周波数変動に基づいて選択される。
ノードは、情報パケットを送信しようとするとき、宛先ノードの次の起動の瞬間を推定する（図１０）。
【００９６】
以下では、宛先ノードの動作スケジュール周期Ｐ（アウェイク間隔と後続のスリープ間隔との合計）は、少なくともソースノードから宛先ノードへの情報パケットの２つの連続する送信の間は一定であると仮定する。
【００９７】
最後の起動の瞬間の後の（以下「Ｎ」と示す）周期の数は、以下の式
【００９８】
【数１８】
2010539829.tif 000020
【００９９】
によって計算される数よりも大きいか又はそれに等しい整数であり、ここで、ｃｕｒｒ＿ｔｉｍｅは、情報パケットを送信する準備ができた時刻を示す。次いで、次の起動の瞬間を以下の式
【０１００】
【数１９】
2010539829.tif 000021
【０１０１】
によって推定し、ここで、
【０１０２】
【数２０】
2010539829.tif 000022
【０１０３】
は、宛先ノードのクロック周波数とソースノードのクロック周波数との間の推定された差であり、そのような推定は、起動の瞬間の間の時間間隔に基づき、以下
【０１０４】
【数２１】
2010539829.tif 000023
【０１０５】
のように宛先ノードにおいて測定されるこれらの間隔の継続時間を比較して行うことができる。
【０１０６】
【数２２】
2010539829.tif 000024
【０１０７】
は、以下の式
【０１０８】
【数２３】
2010539829.tif 000025
【０１０９】
によって推定できる。
目標は、
【０１１０】
【数２４】
2010539829.tif 000026
【０１１１】
である
【０１１２】
【数２５】
2010539829.tif 000027
【０１１３】
の信頼間隔を知ることである。
【０１１４】
【数２６】
2010539829.tif 000028
【０１１５】
の信頼間隔が
【０１１６】
【数２７】
2010539829.tif 000029
【０１１７】
であり、
【０１１８】
【数２８】
2010539829.tif 000030
【０１１９】
の信頼間隔が［Ｃ−ψ，Ｃ＋ψ］である場合、α＝β＋ＮＰψである。
例えば、εｉ但しｉ∈［１，Ｋ］が独立正規分布Ｎ（０，σ２）を有すると仮定すると、そのとき、
【０１２０】
【数２９】
2010539829.tif 000031
【０１２１】
の９９％信頼間隔は
【０１２２】
【数３０】
2010539829.tif 000032
【０１２３】
である。
更に、計算を容易にするために、
【０１２４】
【数３１】
2010539829.tif 000033
【０１２５】
但しｉ∈［１，Ｋ−１］及びＴ＝ＮＰと仮定すると、
【０１２６】
【数３２】
2010539829.tif 000034
【０１２７】
の９９％信頼間隔は
【０１２８】
【数３３】
2010539829.tif 000035
【０１２９】
である。従って、
【０１３０】
【数３４】
2010539829.tif 000036
【０１３１】
これは、十分に大きいＫ、例えば１０を選択すれば、クロックドリフトからのエラーは十分に補償され、従って信頼間隔計算では無視できることを意味する。
【０１３２】
【数３５】
2010539829.tif 000037
【０１３３】
は０．９９の確率で
【０１３４】
【数３６】
2010539829.tif 000038
【０１３５】
の間隔内であるので、宛先ノードの起動の瞬間がソースノードによる送信の開始後に起こることを保証するために、もちろん現在の時刻が
【０１３６】
【数３７】
2010539829.tif 000039
【０１３７】
より小さい場合、ソースノードは、時刻
【０１３８】
【数３８】
2010539829.tif 000040
【０１３９】
（即ち、時間２αの進みと共に）に送信し始めなければならない。
ソースノード、例えばＮ１は、実際の時刻が時刻
【０１４０】
【数３９】
2010539829.tif 000041
【０１４１】
よりすでに遅いかどうかをチェックする（図１０のステップ１００５）。はい場合、送信を即時に開始する（図１０のステップ１００６）。いいえの場合、送信をその時刻に開始する（図１０のステップ１００６）。即時に送信を開始する代わりに、更なる周期Ｐの間、送信を遅延させることが可能なことに留意されたい。
【０１４２】
標準偏差σが１ミリ秒である場合、送信を０．９９よりも高い確率で開始した後に宛先ノードが起動することを保証するために、ノードは、推定された起動の瞬間の約５ミリ秒前に送信し始めるべきであり、それは、宛先ノードのスリープ時間（ＷＰＡＮ／ＷＳＮネットワーク中のノードのスリープ時間は一般にほぼ秒である）よりもはるかに短い。
【０１４３】
デューティーサイクル化ＷＳＮネットワークのためのＭＡＣプロトコルの知られている特徴は、上記の詳細な説明の初めに、Ｘ−ＭＡＣ及びＷｉｓｅＭＡＣに関して言及した２つの論文に記載されている。
【０１４４】
すでに述べたように、別の態様によれば、本願発明はネットワークノードにも関する。図１１に、そのようなネットワークノードＮＮの一実施形態のアーキテクチャを概略的に示す。
【０１４５】
このノードは、ノードＮＮの全ての回路に電力を供給するためのバッテリＢＡＴを備える。
（アンテナに接続された）トランシーバＲＴＸはノードＮＮの他のネットワークノードとの通信を可能にする。
【０１４６】
ノードＮＮのデューティーサイクル化動作は、トランシーバＲＴＸに接続された制御と処理のユニットＣＰＵによって制御され、ユニットＣＰＵは、（揮発性部分と不揮発性部分からなる）データ及びプログラムのためのメモリＭＥＭにも接続される。
【０１４７】
メモリＭＥＭは、図７に示したようなテーブルＴＡＢも備え、テーブルＴＡＢは、少なくとも時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報及び動作スケジュール周期情報（又はそこから得られた情報）を記憶するように適合され、これら情報はノードＮＮの一部又は全部の隣接ノードに関係し、テーブルＴＡＢの内容は、他のネットワークノードに、それらの動作スケジュールと実質的に同期して情報パケットを送信できるようにユニットＣＰＵによって使用される。
【０１４８】
ノードＮは、その動作を調節し、時間を測定するためのクロック信号ＣＬＫを受信するタイマＴＭを備え、クロック信号ＣＬＫはクオーツＸによって生成される。
タイマＴＭは、ノードＮＮのデューティーサイクル化動作を決定するためにトランシーバＲＴＸに接続される。
【０１４９】
ユニットＣＰＵは、時間間隔の継続時間の測定及び情報パケットの送信の時刻の決定を可能にするためにタイマＴＭ及びメモリＭＥＭ（特にテーブルＴＡＢ）に接続される。
メモリＭはプログラムを含み、ユニットＣＰＵは、このプログラムを実行するときに本願発明による送信方法を実施する。
【図１】
2010539829.tif 000053
【図４】
2010539829.tif 000054
【図５】
2010539829.tif 000055
【図８】
2010539829.tif 000056
【図９】
2010539829.tif 000057
【図１０】
2010539829.tif 000058
【図１１】
2010539829.tif 000059
【図２】
2010539829.tif 000060
【図３】
2010539829.tif 000061
【図６】
2010539829.tif 000062
【図７】
2010539829.tif 000063
【国際調査報告】
2010539829.tif 000064
2010539829.tif 000065