(57)【要約】  無線ネットワークを操作するシステム及び方法は、ウェイクアップトーンを送信すること、スリープモードから周期的に起動することであって、ウェイクアップトーンをリスンする、起動すること、ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンすることであって、当該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、リスンすること、並びに、少なくとも１つの第２のトーンを受信すると、当該少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行することを可能にする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークを操作する方法であって、
ウェイクアップトーンを送信すること、
前記ウェイクアップトーンをリスンするためにスリープモードから周期的に起動すること、
前記ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンすることであって、該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）前記ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）前記ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、リスンすること、並びに
前記少なくとも１つの第２のトーンを受信すると、該少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行すること、
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第２のトーンはメッセージタイプを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記動作は、第１のメッセージを受信すること、前記ウェイクアップトーンを前記無線ネットワーク内の別のノードに送信すること、及び第２のメッセージを伝送することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のメッセージはセンサ読取値を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ウェイクアップトーンは、前記無線ネットワークの２つ以上のノードによって同時に送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第２のトーンは、前記無線ネットワークの少なくとも２つのノードのそれぞれから伝送されるトーンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーン及び第２のトーンを含み、該第１のトーンは、第１のノードによって伝送され、該第２のトーンは第２のノードによって伝送される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーンのパターン及び第２のトーンのパターンを含み、該第１のパターンは第１のノードによって伝送され、該第２のパターンは第２のノードによって伝送される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のパターンは前記第２のパターンと異なる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
無線ネットワークであって、
受信機ノードであって、
複数のトーンをそれぞれ所定の周波数で受信する装置と、
エネルギー貯蔵装置と、
スリープモードにある受信機ノードを、エネルギーを節約するように操作する制御装置と、
を備える、受信機ノードを備え、
前記受信機ノードは、前記スリープモードから周期的に起動してウェイクアップトーンをリスンすると共に、該ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンするように構成され、該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）前記ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）前記ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、無線ネットワーク。
【請求項１１】
前記受信機ノードは、前記少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行する装置をさらに備える、請求項１０に記載の無線ネットワーク。
【請求項１２】
前記受信機ノードは、センサ及びアクチュエータのうちの少なくとも一方を備える、請求項１１に記載の無線ネットワーク。
【請求項１３】
前記ウェイクアップトーン及び前記少なくとも１つの第２のトーンを伝送する少なくとも１つの送信機ノードをさらに備える、請求項１０に記載の無線ネットワーク。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの送信機ノードは、少なくとも２つの送信機ノードを備え、該少なくとも２つの送信機ノードのうちの少なくとも１つは前記ウェイクアップトーンを伝送し、該少なくとも２つの送信機ノードのそれぞれは、互いに異なる少なくとも１つのさらなるトーンを同時に伝送して、前記受信機ノードによって受信される前記少なくとも１つの第２のトーンを集合して形成する、請求項１０に記載の無線ネットワーク。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの送信機ノードは、前記少なくとも１つのさらなるトーンを、第１の所定の周波数における単一のトーンとして伝送する第１の送信機ノードと、前記少なくとも１つのさらなるトーンを、前記第１の所定の周波数と異なる第２の所定の周波数における単一のトーンとして伝送する第２の送信機ノードとを含む、請求項１４に記載の無線ネットワーク。
【請求項１６】
前記少なくとも２つの送信機ノードは、前記少なくとも１つのさらなるトーンを、第１のパターンの複数のトーンとして伝送する第１の送信機ノードと、前記少なくとも１つのさらなるトーンを、前記第１のパターンと異なる第２のパターンの複数のトーンとして伝送する第２の送信機ノードとを含む、請求項１４に記載の無線ネットワーク。
【請求項１７】
無線ノードであって、
電力貯蔵装置と、
複数のトーンをそれぞれ所定の周波数で受信する装置と、
を備え、
該無線ノードは、ウェイクアップトーンを周期的にリスンすると共に、該ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンするように構成され、該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）前記ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）前記ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、無線ノード。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行する装置をさらに備える、請求項１７に記載の無線ノード。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーン及び第２のトーンを含むことができ、該第１のトーンは第１のノードによって伝送され、該第２のトーンは第２のノードによって伝送される、請求項１８に記載の無線ノード。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーンのパターン及び第２のトーンのパターンを含むことができ、該第１のパターンは第１のノードによって伝送され、該第２のパターンは第２のノードによって伝送される、請求項１８に記載の無線ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線センサネットワークにおいて、トーン及び／又はトーンパターンを利用してメッセージタイプを示すシステム、方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線センサネットワークにおいて、エネルギーを節約するために、ノードは無線周波数（ＲＦ）の起動プロシージャを実行することができる。当該プロシージャにおいて、ノードは、大半の時間の間パワーダウンモードにあり、周期的に起動して何らかの信号があるか無線チャネルをサンプリングすると共に、信号が存在する場合、アクティブモードに留まってメッセージを受信する。これに関連して、信号の後にメッセージが続くことができる。当該メッセージのタイプは、起動状態にされるノードが起動後に実行する必要がある１つ又は複数の動作を示し、いくつかの場合、そのタイプは、起動状態にされるノードによって、実際のパケット交換の前に正確に知られていることが重要である場合がある。ノードは、ネットワーク内の複数のノードによって同時に起動状態にされる場合があるため、干渉及び／又は衝突が発生し得る可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の例示的な一実施の形態及び／又は例示的な方法によれば、特定のタイプのトーン、又はトーンのパターンが、ウェイクアップトーンの後で且つ任意のパケット交換の前に、起動状態にされるノードが実行する必要がある特定の１つ又は複数の動作を示すために送信される。ここで、たとえば、トーンの特定の周波数がメッセージのタイプを示すことができる。このようにして、起動状態にされるノードは、同時に送信している複数の送信機が存在する場合であっても、メッセージタイプを判断することができる。
【０００４】
本発明の例示的な一実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、ウェイクアップトーンを送信すること、スリープモードから周期的に起動することであって、ウェイクアップトーンをリスン(聴取）する、起動すること、ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンすることであって、当該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、リスン（聴取）すること、並びに、少なくとも１つの第２のトーンを受信すると、当該少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行することを含む、方法を対象とする。
【０００５】
本発明の別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、少なくとも１つの第２のトーンはメッセージタイプを示す、方法を対象とする。
【０００６】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、動作は、第１のメッセージを受信すること、ウェイクアップトーンを無線ネットワーク内の別のノードに送信すること、及び第２のメッセージを伝送することのうちの少なくとも１つを含む、方法を対象とする。
【０００７】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、第２のメッセージはセンサ読取値を含む、方法を対象とする。
【０００８】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、ウェイクアップトーンは、無線ネットワークの２つ以上のノードによって同時に送信される、方法を対象とする。
【０００９】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、少なくとも１つの第２のトーンは、無線ネットワークの少なくとも２つのノードのそれぞれから伝送されるトーンを含む、方法を対象とする。
【００１０】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーン及び第２のトーンを含み、第１のトーンは第１のノードによって伝送され、第２のトーンは第２のノードによって伝送される、方法を対象とする。
【００１１】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーンのパターン及び第２のトーンのパターンを含むことができ、第１のパターンは第１のノードによって伝送され、第２のパターンは第２のノードによって伝送される、方法を対象とする。
【００１２】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークを操作する方法であって、第１のパターンは第２のパターンと異なる、方法を対象とする。
【００１３】
本発明の例示的な一実施の形態は、無線ネットワークであって、受信機ノードであって、複数のトーンをそれぞれ所定の周波数で受信する装置と、エネルギー貯蔵装置と、スリープモードにある受信機ノードを、エネルギーを節約するように操作する制御装置とを備える、受信機ノードを備え、当該受信機ノードは、スリープモードから周期的に起動してウェイクアップトーンをリスンすると共に、当該ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンするように構成され、当該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、無線ネットワークを対象とする。
【００１４】
本発明の別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、受信機ノードは、少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行する装置をさらに備える、無線ネットワークを対象とする。
【００１５】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、受信機ノードは、センサ及びアクチュエータのうちの少なくとも一方を備える、無線ネットワークを対象とする。
【００１６】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、ウェイクアップトーン及び少なくとも１つの第２のトーンを伝送する少なくとも１つの送信機ノードを備える、無線ネットワークを対象とする。
【００１７】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、少なくとも１つの送信機ノードは、少なくとも２つの送信機ノードを備え、当該少なくとも２つの送信機ノードのうちの少なくとも１つはウェイクアップトーンを伝送し、当該少なくとも２つの送信機ノードのそれぞれは、互いに異なる少なくとも１つのさらなるトーンを同時に伝送して、受信機ノードによって受信される少なくとも１つの第２のトーンを集合して形成する、無線ネットワークを対象とする。
【００１８】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、少なくとも２つの送信機ノードは、少なくとも１つのさらなるトーンを、第１の所定の周波数における単一のトーンとして伝送する第１の送信機ノードと、少なくとも１つのさらなるトーンを、第１の所定の周波数と異なる第２の所定の周波数における単一のトーンとして伝送する第２の送信機ノードとを含む、無線ネットワークを対象とする。
【００１９】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ネットワークであって、少なくとも２つの送信機ノードは、少なくとも１つのさらなるトーンを、第１のパターンの複数のトーンとして伝送する第１の送信機ノードと、少なくとも１つのさらなるトーンを、第１のパターンと異なる第２のパターンの複数のトーンとして伝送する第２の送信機ノードとを含む、無線ネットワークを対象とする。
【００２０】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ノードであって、電力貯蔵装置と、複数のトーンをそれぞれ所定の周波数で受信する装置とを備え、当該無線ノードは、ウェイクアップトーンを周期的にリスンすると共に、当該ウェイクアップトーンを受信すると、少なくとも１つの第２のトーンをリスンするように構成され、当該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である、無線ノードを対象とする。
【００２１】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ノードであって、少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行する装置を備える、無線ノードを対象とする。
【００２２】
本発明のさらに別の例示的な実施の形態は、無線ノードであって、少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーン及び第２のトーンを含むことができ、第１のトーンは第１のノードによって伝送され、第２のトーンは第２のノードによって伝送される、無線ノードを対象とする。
【００２３】
本発明のなお別の例示的な実施の形態は、無線ノードであって、少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーンのパターン及び第２のトーンのパターンを含むことができ、第１のパターンは第１のノードによって伝送され、第２のパターンは第２のノードによって伝送される、無線ノードを対象とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】交互のスリープ−起動サイクルに従って動作する例示的な無線ノードを示す図である。
【図２】無線センサネットワークのエネルギーが制約されているノードのための例示的な起動スケジュールを示す図である。
【図３Ａ】例示的な無線ネットワークの例示的なノードの構成、及び例示的なノードが、どのように互いにメッセージを通信することができるかを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａの例示的なノードを起動するための例示的なスケジュール、及び例示的なスケジュールがノード間でのメッセージの伝送に影響を及ぼす方法を示す図である。
【図４】タイプトーン（type tone）を使用する例示的な一実施形態を示す図である。
【図５】トーンのパターンを使用してメッセージタイプを示す例示的な一実施形態を示す図である。
【図６】無線ネットワークを操作する例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
無線センサネットワークは、たとえば、それぞれが無線送受信機と、マイクロコントローラと、１つ又は複数のセンサ及び／又はアクチュエータとを設けられるノード／モートの分散型システムとして定義することができる。そのようなネットワークにおけるノードは、小型且つ安価である場合があり、結果として、各ノードに提供されるリソースは、必然的に制限される場合がある。たとえば、ネットワークの無線ノードは、制限されたエネルギー源を設けられる場合があり、特に、無線ノードがバッテリ式である場合がある。
【００２６】
図１は、交互のスリープ−起動サイクルに従って動作する例示的な無線ノード１００を示す。例示的な無線ノード１００は、無線送受信機１０１と、センサ及び／又はアクチュエータ１０２と、マイクロコントローラ１０３と、バッテリ１０４とを備える。無線送受信機１０１は、例示的な無線ノード１００が、無線伝送を送信及び／又は受信することを可能にする。センサ及び／又はアクチュエータ１０２は、状態を検知し、且つ／又は要素を始動させる。マイクロコントローラ１０３は、無線送受信機１０１、並びにセンサ及び／若しくはアクチュエータ１０２、又は例示的な無線ノード１００の他の態様を制御する。バッテリ１０４は、例示的な無線ノード１００の構成要素に電力供給するためのエネルギーを提供する。
【００２７】
エネルギーが制約されているノードに関する無線センサネットワークの設計は、寿命の問題に左右される場合がある。エネルギーが制約されているノードを有する無線センサネットワークの寿命を増大させる１つの手法は、ノードがほとんどの時間の間低電力又はスリープモードで動作し、アクティビティがあるか調べるために周期的に起動する、スリープスケジュールを使用することである。
【００２８】
図２は、無線センサネットワークのエネルギーが制約されているノードのための例示的な起動スケジュールを示し、ここで、ノードはほとんどの時間の間スリープモードで動作し、サンプルを取るために短い時間期間の間、周期的に起動する。
チャネルスニッフィング及び起動
無線ネットワークのノードは、時々起動し、アクティビティがあるか調査することができる。これは、たとえば、チャネルを非常に短い時間期間の間リスンし、受信信号強度を測定することによって実行することができる。信号強度が所定の閾値を超えている場合、ノードは起動状態を保持して、起こり得る伝送を受信しようと試みる。そうでない場合、ノードは自身をパワーダウンさせて、エネルギーを節約することができる。そのようなプロセスは時に「チャネルをスニッフィングする」と呼ばれる。
【００２９】
スニッフィング期間の長さ及び起動の実行中に消費されるエネルギーによってネットワークの寿命が決まる場合がある。実際には、スニッフィングの長さは、少なくとも部分的に、無線のウォームアップ時間、及びチャネル内の信号を確実に検出するのに必要とされる最小時間のような幾つかのハードウェア制約によって決定される。スニッフィング期間は、約数百マイクロ秒〜数ミリ秒とすることができる。
起動スケジュール
ネットワーク内の各ノードがチャネルを「スニッフィングする」時刻を、起動スケジュールによって決定することができる。ここで、たとえば、起動スケジュールは決定性又はランダムとすることができる。さらに、起動スケジュールは、ネットワークの１つ又は複数のノード毎に異なることもできる。これに関連して、異なるスケジュールを有することによって、ネットワーク内のメッセージ毎に異なる遅延補償を提供することができる。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂは、例示的な無線ネットワーク３００の例示的なノードＡ〜Ｈと、例示的なノードＡ〜Ｈを起動するための例示的なスケジュール３０１とを示す。特に、図３Ａは、例示的な無線ネットワークの例示的なノードＡ〜Ｈが、どのように互いに通信することができるかを示す。たとえば、図３Ａは以下を示す：ノードＡはノードＢ及びノードＣと直接通信することができ、ノードＢはノードＤ及びノードＥと直接通信することができ、ノードＣはノードＡ、ノードＤ、及びノードＥと直接通信することができ、ノードＤはノードＢ、ノードＣ、ノードＦ、及びノードＧと直接通信することができ、ノードＥはノードＢ、ノードＣ、ノードＦ、及びノードＧと直接通信することができ、ノードＦはノードＤ、ノードＥ、及びノードＨと直接通信することができ、ノードＧはノードＤ、ノードＥ、及びノードＨと直接通信することができ、且つノードＨはノードＦ及びノードＧと直接通信することができる。このような関係は、図３Ａにおいて、ノード間の灰色の矢印によって示される。
【００３１】
図３Ａは、ノードＡからノードＨへのメッセージの伝送、及びノードＨからノードＡへのメッセージの伝送も（破線によって）示す。特に、ノードＡからノードＨに伝送されるメッセージは、まずノードＡからノードＢに伝送され、次にノードＢからノードＤに伝送され、次にノードＤからノードＦに伝送され、次にノードＦからノードＨに伝送される。同一の形式ではないが、同様に、ノードＨからノードＡに伝送されるメッセージは、まずノードＨからノードＧに伝送され、次にノードＧからノードＤに伝送され、次にノードＤからノードＢに伝送され、次にノードＢからノードＡに伝送される。ここで、ノードＡとノードＨとの間で伝送される２つのメッセージの経路は、そのように限定されないが、異なることに留意されたい。
【００３２】
図３Ｂは、例示的なノードＡ〜Ｈのそれぞれの例示的な起動スケジュール３０１を示す。ここで、四角いボックスは、特定の例示的なノードがチャネルをサンプリングする時刻を表す。これに関連して、塗りつぶされていない白い四角いボックスは、サンプリング時刻において、例示的なノードによって実行されるアクティビティが存在せず、したがって、例示的なノードが即時にスリープ状態に戻ったことを示し、塗りつぶされた黒い四角いボックスは、サンプリング時刻において、実行されるアクティビティ（たとえばメッセージ伝送及び／又は受信）が存在し、したがって、例示的なノードが、アクティビティを実行するために起動状態に留まったことを示す。
【００３３】
図３Ｂは、図３Ａに表されているメッセージの転送に必要とされる起動シーケンスタイミングも（破線によって）示す。ここで、ノードＡからノードＨに転送されるメッセージに必要とされる起動シーケンスタイミングを表す第１の破線は、まず、ノードＡのサンプリング期間と交わり、その後、ノードＢの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＤの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＦの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＨの次のサンプリング期間と交わる。ノードＨからノードＡに転送されるメッセージに必要とされる起動シーケンスタイミングを表す第２の破線は、まず、ノードＨのサンプリング期間と交わり、その後、ノードＧの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＤの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＣの次のサンプリング期間と交わり、その後、ノードＡの次のサンプリング期間と交わる。
【００３４】
たとえば、図３Ｂに関して、２つの破線がノードＤの同じサンプリング期間と交わることに留意されたい。これは、ノードＤが２つの異なる理由で２つ異なるノードによって起動状態にされる一例のシナリオを表す。すなわち、ノードＤは、メッセージをノードＦに渡すためにノードＢによって起動状態にされ、同時に、ノードＤは、メッセージをノードＣに渡すためにノードＧによって起動状態にされる。
メッセージタイプ
上記で論証されたように、ネットワーク内のノードは、異なる理由で、ネットワーク内の異なるノードによって起動状態にされる場合がある。例示的な一実施形態によれば、ウェイクアップトーンに続くメッセージのタイプによって、起動状態にされたノードが起動後に実行する必要がある動作を決定することができる。
【００３５】
メッセージのタイプを決定することは、多くのケースで重要である場合があり、ノードがメッセージを受信及び／又は復号する方法を変化させる場合がある。アプリケーションシナリオに応じて、メッセージのタイプは、送信機情報（たとえば、何がノードを起動状態にしたか）、メッセージルート（たとえば、ノードがメッセージをどこに転送するべきか）、データの内容若しくはパケット長（たとえば、ノードがどれくらいのパケットサイズを予期するべきか）、又はさらにはメッセージの優先順位（たとえば、メッセージがどのくらい重要か）を含むことができる。たとえば、メッセージのタイプはメッセージルートを示すことができ、それによって、ノードは、次のステップのために近隣のノードのうちのいずれを起動状態にするべきかを知る。別の例は、移動ノードからのメッセージのケースである。移動ノードからのメッセージは、異なるフォーマットを有する場合があり、且つ／又は異なる周波数チャネル上にある場合がある。
【００３６】
たとえば、ノードは、複数の目的で複数のノードによって同時に起動状態にされる場合があることに留意されたい。たとえば、移動ノード及び固定ノードが１つのノードを同時に起動状態にする場合がある。したがって、ノードは、複数のノードによって同時に起動状態にされた場合であっても、何故起動状態にされたのかを判断することが重要であり得る。
ウェイクアップトーンの後のタイプトーンの使用
本発明の例示的な一実施形態によれば、「タイプトーン」（または、より一般的にはタイプトーンのパターン）は、ウェイクアップトーンの後に即時に伝送され、メッセージのタイプ、及び本質的にはノードが起動状態にされた理由を示す。
【００３７】
図４は、タイプトーンを使用する例示的な一実施形態を示す。送信機は、起動周波数においてウェイクアップトーンを送信し（同時に受信機はチャネルをサンプリングしている）、その直後に、ウェイクアップトーンの後に「タイプトーン」が続く。例示的な一実施形態によれば、タイプトーンが送信される周波数は、メッセージのタイプを示す。
【００３８】
受信機側において、ノードは、チャネルを（起動周波数において）定期的に且つ／又は周期的にサンプリングする。高信号が検出されると、ノードは受信モードに留まり、異なる周波数に切り換えると共に、異なるトーン周波数をサンプリングする。図４において、たとえば、ノードは３つの異なる周波数をサンプリングし、当該周波数のそれぞれは、異なるメッセージタイプに対応する。この方法で、受信機はメッセージのタイプを判断することができる。本質的に、事前に特定された周波数チャネルにおける高信号の存在を使用して、メッセージのタイプを受信機に通信する。
【００３９】
ウェイクアップトーンの後にタイプトーンを使用することの利点は、衝突状態に対するその回復性である。受信機は信号電力しか検査しないため、異なる送信機の衝突は信号にいかなる影響も及ぼさないことができる。すなわち、２つのノードが２つのトーンを同時に送信する場合、受信電力は受信機においてのみしか増大されない。それに加えて、ノードが異なるメッセージタイプで複数のノードによって起動状態にされる場合、ノードは、全ての異なるタイプを検出すると共に、次にそれに従って、異なるメッセージタイプに割り当てられた優先順位に基づいて動作することができる。
トーンのパターン
別の例示的な実施形態によれば、単一のトーンを使用する代わりに、異なる周波数のトーンのパターンを使用して異なるメッセージタイプを示すことができる。そのような例示的な方法は、多くの異なるタイプが存在するときに役に立つ場合がある。
【００４０】
図５は、トーンのパターンを使用してメッセージタイプを示す、例示的な一実施形態を示す。ここで、パターンは２つのタイプトーンの配列であり、当該タイプトーンのそれぞれは、可能性のある３つのトーンから選択される。受信機は、各トーン期間の間、可能性のある３つの周波数をサンプリングする。したがって、この例示的なモデルを使用して、計３×３＝９個の異なるタイプが提供される。トーンパターンの長さを増大させることによって、誤起動の確率を低減することができる。誤起動の確率とは、雑音又は干渉がノードを起動状態にすると共に正しいメッセージタイプパターンを生成する確率である。
【００４１】
図５においてわかるように、本発明の例示的な実施形態によって、ノードは、ネットワークの複数のノードから、衝突が発生することなく、同時にメッセージを受信することができる。すなわち、本発明の例示的な方法を用いて、ノードから同時に受信したメッセージを容易に区別することができる。
組合わせ手法
図６は、無線ネットワークを操作する例示的な方法６００を示す。これに関連して、無線ネットワークは、たとえば、図３Ａに示される例示的な無線ネットワーク３００のようなネットワークとすることができる。例示的な方法６００は、以下のように説明される。
【００４２】
ステップＳ６０１において、ウェイクアップトーンが無線ネットワークのノードに送信される。これに関連して、ノードは、たとえば、無線センサノード及び／又はアクチュエータノードとすることができ、これらは特定のリソース（たとえばバッテリ式ノード）に関して制約を受けてもよく、受けなくてもよい。特に、ノードは、たとえば、図３Ａに示される１つ又は複数の例示的なノードＡ〜Ｈから選択することができる。さらに、ウェイクアップトーンを、排他的に単一のノードによって送信してもよく、又は代替的に、無線ネットワークの２つ以上のノードによって同時に送信してもよい。
【００４３】
ステップＳ６０２において、ノードは、スリープモードから周期的に起動状態にされてウェイクアップトーンをリスンする。ここで、たとえば、ノードは、図３Ｂに示される例示的な起動スケジュール３０１のような特定のスケジュールに従って起動状態にされてもよい。
【００４４】
ステップＳ６０３において、ウェイクアップトーンを受信すると、ノードは少なくとも１つの第２のトーンをリスンする。当該少なくとも１つの第２のトーンは、（i）ウェイクアップトーンと異なる周波数のトーン、及び（ii）ウェイクアップトーンと異なる少なくとも１つの周波数を含むトーンのパターンのうちの一方である。ここで、たとえば、少なくとも１つの第２のトーンは、メッセージタイプを示すことができる。これに関連して、少なくとも１つの第２のトーンは、無線ネットワークの単一のノードによって排他的に送信されたトーンを含んでもよく、又は代替的に、無線ネットワークの少なくとも２つの別個のノードのそれぞれから伝送されたトーンを含んでもよい。たとえば、少なくとも１つの第２のトーンは、同時に伝送される第１のトーン及び第２のトーンを含むことができ、第１のトーンは、第１のノードによって伝送され、第２のトーンは第２のノードによって伝送される。これに関連して、少なくとも１つの第２のトーンは、たとえば、同時に伝送される第１のトーンのパターン及び第２のトーンのパターンを含むことができ、第１のパターンは第１のノードによって伝送され、第２のパターンは第２のノードによって伝送される。さらになお、第１のパターンは第２のパターンと異なることができる。
【００４５】
ステップＳ６０３において、少なくとも１つの第２のトーンを受信すると、ノードは当該少なくとも１つの第２のトーンに基づいて動作を実行する。ここで、たとえば、動作は、メッセージを受信すること、ウェイクアップトーンを無線ネットワーク内の別のノードに送信すること、及び／又はメッセージ（たとえば、センサ読取値を含むメッセージ）を伝送することを含むことができる。
【図１】
2010512047.tif 000003
【図２】
2010512047.tif 000004
【図３Ａ】
2010512047.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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