(57)【要約】複数プロトコル受信機を有するノードが、複数のリンクを並列にリスニングし、ノードと複数の近隣のノードとの間の複数の通信テクノロジーを有するリンクの品質を決定し得る。複数の通信テクノロジーは、無線周波数（ＲＦ）通信テクノロジーおよび１または複数の電力線通信（ＰＬＣ）通信テクノロジーを含み得る。ノードは、最適な通信テクノロジーおよびデータレートに関連付けられた各リンクに関するリンク品質メトリックを決定し、近隣のノードの可用性情報を保有する。そして、ノードは、リンク品質メトリックおよび可用性情報を用いて近隣のノードに通信をルーティングし得る。
2015530028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を決定するステップであって、前記受信された信号は、複数の異なる通信テクノロジーを含む、ステップと、
前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択するステップと、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれを介してデータを送信し、応答データを受信することによって前記通信リンクのサブセットを行使するステップと、
前記応答データを分析するステップと、
前記分析するステップに部分的に基づいて、前記通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記メッシュネットワークは、低電力で損失のあるネットワーク（ＬＬＮ）のノードを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の異なる通信テクノロジーは、異なる無線周波数（ＲＦ）変調方式を有する複数の異なるＲＦ通信テクノロジーを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の異なる通信テクノロジーは、１または複数の電力線通信（ＰＬＣ）テクノロジーをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記データを送信し、応答データを受信することは、前記通信リンクのサブセットのそれぞれで使用される通信テクノロジーの利用可能なデータレートで実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記データを送信し、応答データを受信することは、前記通信リンクのサブセットのうちの１または複数で使用される２つ以上の通信テクノロジーの利用可能なデータレートで実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記２つ以上の通信テクノロジーは、無線周波数（ＲＦ）通信テクノロジーおよび電力線通信（ＰＬＣ）テクノロジーを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記リンク品質を評価するステップは、以下の式、すなわち、
【数１】
2015530028.tif 000005
ここで、
【数２】
2015530028.tif 000006
であり、
Ｐ＝１−（１−Ｐｆ）×（１−Ｐｒ）であり、
Ｐは、リンクにおける損失率であり、
Ｐｆは、データパケットが近隣のノードに正常に到着する確率であり、
Ｐｒは、前記近隣のノードからの確認が正常に受信される確率であり、
Ｓは、それぞれのデータパケットのパケットサイズであり、
Ｂは、ノードと前記近隣のノードとの間の前記リンクの帯域幅または選択された利用可能なデータレートである、
にしたがって予測される送信時間（ＥＴＴ）を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価するステップは、通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数（ＦＯＭ）を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
リンク品質は、前記外積を最適化する最も高い利用可能なデータレートを有するＦＯＭを用いて評価されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記リンク品質と前記利用可能なデータレートとの組み合わせを最大化することによって性能指数（ＦＯＭ）を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記通信リンクのサブセットの各リンクに関連付けられた前記ＦＯＭに部分的に基づいて近隣のノードにデータをルーティングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記通信リンクのサブセットに関連付けられたノードの可用性、非可用性、および非可用性の継続時間を含む情報を保有するステップと、
前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記ＦＯＭに関連付けられた通信テクノロジーおよび利用可能なデータレートを特定する情報を保有するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
ルーティングプロトコルを採用して、選択された通信リンクに関連付けられた前記ＦＯＭおよび近隣のノードの可用性に部分的に基づいて、前記近隣のノードにデータパケットをルーティングするために、前記通信リンクのサブセットから通信リンクを選択するステップと、
前記選択された通信リンクの最適な通信テクノロジーおよび最適な利用可能なデータレートを用いて前記近隣のノードに前記データパケットを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ノードの１または複数のプロセッサによって実行されるときに、
メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を前記ノードのマルチプロトコル受信機によって決定する行為であって、前記受信された信号は、複数の異なる無線周波数（ＲＦ）通信テクノロジーおよび１または複数の電力線通信（ＰＬＣ）通信テクノロジーを有する信号を含む、決定する行為と、
前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択する行為と、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートでデータを伝達することによって前記通信リンクのサブセットを行使する行為と、
データを伝達することに部分的に基づいて、前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する前記利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する行為と、
前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記リンク品質と前記利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積に部分的に基づいて性能指数（ＦＯＭ）を決定する行為と、
前記通信リンクのサブセットの各リンクに関連付けられた前記ＦＯＭに部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングする行為と
を含む行為を実行するように前記ノードを構成する命令を記憶することを特徴とする１または複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記行使する行為は、１または複数の前記通信リンクのサブセットのうちの２つ以上の通信テクノロジーを使用することを特徴とする請求項１５に記載の１または複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記２つ以上の通信テクノロジーは、
ＲＦ通信テクノロジーおよびＰＬＣ通信テクノロジー、または
第１のＲＦ通信テクノロジー、および前記第１のＲＦ通信テクノロジーと異なる第２のＲＦ通信テクノロジー
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の１または複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記行為は、前記通信リンクのサブセットに関する決定されたＦＯＭに関連付けられた前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーのレコードを保有する行為をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の１または複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記行為は、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する決定されたＦＯＭ、前記決定されたＦＯＭに関連付けられた前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーのレコードをデータストアに保有する行為と、
前記データパケットをルーティングする行為のために前記通信リンクのサブセットのうちの１つを選択する行為と、
前記通信リンクのサブセットのうちの選択された１つに関する、前記データストアに保有される前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーを用いて前記データパケットを送信する行為と
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の１または複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
メッシュネットワークのノードであって、
１または複数のプロセッサと、
前記１または複数のプロセッサに通信可能に接続されたメモリと、
前記メッシュネットワークの近隣のノードへの無線周波数（ＲＦ）通信リンクを並列にリスニングするように構成された複数プロトコル受信機を用いる無線通信機であって、前記ＲＦ通信リンクは、異なるＲＦ通信テクノロジーを含むことになる、無線通信機と、
電力線通信（ＰＬＣ）通信テクノロジーによるＰＬＣ通信リンクを介して前記近隣のノードのうちの１または複数と通信するように構成されたＰＬＣトランシーバと、
前記メモリに記憶され、
前記ＲＦ通信リンクおよび前記ＰＬＣ通信リンクを含む通信リンクで受信された信号の強度を決定し、
前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択し、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれを介して、利用可能なデータレートでデータを伝達することによって前記通信リンクのサブセットを行使し、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する通信リンクの成功の度合いと利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積を決定し、
前記通信リンクのサブセットのそれぞれの前記外積に関連付けられた利用可能なデータレートおよび対応するＲＦまたはＰＬＣ通信テクノロジーを特定する情報を保有し、
前記選択された通信リンクに関連付けられた外積に関する保有された前記情報に部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングするために前記通信リンクのサブセットの中から通信リンクを選択し、
前記データパケットの送信を前記選択された通信リンクを介して前記近隣のノードに向ける
ために前記１または複数のプロセッサで実行可能な１または複数のモジュールと
を備えることを特徴とするノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチメディアマルチ変調方法およびマルチデータレートメッシュネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１２年８月６日に出願された欧州特許出願公開第１２１７９４４５．７号の継続出願であり、その優先権を主張するものである。
【０００３】
メッシュネットワークなどの通信ネットワークが、さまざまな異なるデバイスを接続するために使用される。例えば、メッシュネットワークは、公益事業メーター（utility meter）、セルラ中継機、変圧器、および／またはその他のノードを接続するために公益事業で採用されてきた。概して、メッシュネットワーク内のノードは、近隣のノードからデータを受信し、その他の近隣のノードにメッセージを中継または伝播することができる。
【０００４】
これまでの有線ネットワークにおいては、送信元と送信先との間の最小数のホップに基づいてメッセージをルーティングするルーティングメトリックが使用され得る。しかし、メッシュネットワークにおいては、ノード間のデータレートが、リンクごとに大きく変わる可能性がある。データレートのこの変動は、メッシュネットワークが異なる特徴および能力を有する複数の異なる世代のノードを含むことが多いという事実に少なくとも部分的に原因がある可能性がある。例えば、異なる世代のノードは、異なる通信媒体、異なる変調技術を採用するかまたは採用することができる可能性があり、異なるまたは変わり得るデータレートで動作する可能性がある。これは、ノードが時間の経過とともに次第にサービスに組み入れられ、比較的長いライフサイクル（例えば、２０年以上）の間稼働を続けるように期待される公益事業メッシュネットワークに特に当てはまる可能性がある。概して、より新しい世代のノードは、より古い世代のノードと比べて追加の変調およびより高いデータレートが可能である。したがって、より新しい世代またはさまざまなモデルのノードがメッシュネットワークで展開されるとき、一部のノードが互いに通信することを妨げる非互換性問題が存在する可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
既存のルーティングメトリックは、ノードが異なる通信テクノロジー、送信媒体、送信データレート、変調、および／またはプロトコルを利用する可能性がある異種メッシュネットワークにおいて通信をルーティングすることにあまり適していない。本明細書において使用されるとき、「リンク」は、ネットワークの２つのノードの間の直接送信経路（すなわち、別のノードを通らない送信）を指す。そのような送信は、無線周波数（ＲＦ）信号および／または電力線通信（ＰＬＣ）信号によってなされる可能性がある。２つのノードの間のリンクのデータレートは、２つのノードの間の距離および伝播特性に少なくとも部分的に依存する。さらに、リンクの経路の最大データレートは、リンクに関連付けられた最も遅いノードの能力によって制限される可能性がある。
【０００６】
本出願は、複数の異なる通信テクノロジー（例えば、異なる送信媒体、変調技術、データレート、プロトコルなど）を含む異種メッシュネットワークのノードの間および／または中で通信をインテリジェントにルーティングするための技術を説明する。本出願は、メッシュネットワークトポロジーの観点でさまざまな例および実施形態を説明するが、スター、ファットツリー（fat tree）などのその他のネットワークトポロジーも、本明細書において説明されるテクノロジーおよび実施形態を利用し得る。一例において、本出願は、部分的に、異なる通信テクノロジーを用いるノードの間のリンクの品質（例えば、性能指数（ＦＯＭ：figure of merit））を決定し、リンクの決定された品質に少なくとも部分的に基づいて通信をルーティングすることによってノードの接続性を高める複数プロトコル受信機を使用することを説明する。
【０００７】
また、通常のルーティングメトリックは、概して、送信先ノードが別のノードとの通信でふさがっているためにそれらに向けられた送信を見逃す可能性があるいわゆる「見逃し送信先問題（missing destination problem）」を考慮しない。通常のルーティングメトリックを採用するとき、意図された送信先ノードから応答を受信しないノードは、衝突が起こったと考え、そのコンテンションウィンドウのサイズ（すなわち、メッセージを再送することを試みる前にノードが待機する時間の量）を増やす可能性がある。この増やされた待機時間は、送信をその意図された送信先に伝播する際の不必要な遅延および非効率を引き起こす可能性がある。
【０００８】
本出願は、１または複数の近隣のノードに関する可用性情報を含む、各ノードに関するビジーデバイスリスト（busy device list）を保有することも説明する。通信は、ビジーデバイスリストに保有される近隣のノードの可用性情報に部分的に基づいてルーティングされる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
詳細な説明が、添付の図を参照して述べられる。図では、参照番号の最も左の（１または複数の）桁が、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様のまたは同一の項目を示す。
【００１０】
【図１】複数プロトコル受信機で構成されたノードを有するメッシュネットワークの高レベルの観点を示す図である。
【図２】図１のメッシュネットワークの例示的ノードのさらなる詳細を示す概略図である。
【図３】複数プロトコル受信機で使用可能なパケット構造の例を示す図である。
【図４】メッシュネットワークのノード間のリンクの品質を決定する例示的方法を示す流れ図である。
【図５】ネットワークのノード間のリンクの品質にしたがってメッシュネットワークにおいて送信をルーティングする例示的方法を示す流れ図である。
【図６】別のノードに送信されるために利用可能なデータをノードが有することを示すために使用され得る送信要求（request-to-send）メッセージの例示的フレーム構造の概略図である。
【図７】ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために使用され得る送信可（clear-to-send）メッセージの例示的フレーム構造の概略図である。
【図８】動作データの送信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
したがって、本出願で説明されるさまざまな実施形態において、送信は、リンク品質に関連付けられた１もしくは複数のメトリック（例えば、ＦＯＭ）、（例えば、ビジーデバイスリストに基づく）近隣のノードの可用性、またはその両方に基づいて、さまざまな送信媒体、さまざまな通信テクノロジー、およびさまざまなデータレートを用いるメッシュネットワークまたはスタートポロジーなどのメッシュトポロジー以外のトポロジーを使用するネットワークでルーティングされ得る。結果として、メッシュネットワーク内のノード間の接続性が改善され、それによって、スループットを改善する。加えて、ルーティング技術が、より包括的になる可能性があり、異種メッシュネットワーク内により多くのノードを組み込む。
【００１２】
ルーティング技術は、本明細書においては、複数プロトコル受信機を有する複数のノードを含む公益事業メッシュネットワークの例示的文脈で説明される。公益事業メッシュネットワークのノードは、例えば、低電力デジタル無線通信機（radio）、スマート公益事業メーター（例えば、電気、ガス、および／または水道メーター）、センサー（例えば、温度センサー、気象観測定点（weather station）、周波数センサー（frequency sensor）など）、制御デバイス、変圧器、ルータ、サーバ、中継機（例えば、セルラ中継機）、スイッチ、バルブ、ならびにその他のネットワークデバイスを含む可能性がある。したがって、これらのノードは、低電力で損失のあるネットワーク（ＬＬＮ：low power and lossy network）のノードを含む可能性がある。ルーティング技術は、公益事業メッシュネットワークの文脈で説明されるが、さらにまたはあるいは、その他のネットワーク、ネットワークトポロジー、および／またはその他の応用に適用可能である可能性がある。したがって、その他の実施形態において、ノードは、通信ネットワークに接続され、データを送信および／または受信することができる任意のデバイスを含む可能性がある。
【００１３】
例示的実施形態および実施形態が、以下で説明される。第１の節「複数プロトコル受信機の概要」では、複数の種類の通信テクノロジーを受信し、処理し得るノードの例示的受信機を検討する。第２の節「リンク品質に基づくルーティングの概要」は、ノード間でデータをルーティングすることを検討する。さらなる節「ノード可用性に基づくルーティングの概要」は、ノード可用性をルーティングと統合する例示的方法を検討する。「例示的アーキテクチャ」と題された節は、メッシュネットワークにおけるノードの例示的アーキテクチャを検討する。「例示的ノード」と題された節は、本明細書において説明されるリンク品質決定およびルーティング技術を実施するために使用可能なノードの例示的アーキテクチャを検討する。いくつかの節は、例示的方法を検討する。「複数の通信テクノロジーによるリンク品質を決定する例示的方法」と題された節は、リンクの品質を決定するための複数プロトコル受信機の例示的使用を検討する。「リンク品質に基づくルーティングの例示的方法」と題された節は、リンク品質の例示的使用およびルーティングを検討する。例示的ルーティングプロセスの検討に続いて、「例示的プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）」を説明する節が、リンク品質決定およびルーティング方法の例を示す。「動作中のリンクの性能低下を決定する例示的方法」と題された節は、動作データの送信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法を検討する。最後に、本出願は、簡潔な「結論」で終わる。節の見出しを含むこの概要およびその後の節は、例示的実施形態および実施形態であるに過ぎず、請求項の範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【００１４】
複数プロトコル受信機の概要
１つの例示的実施形態において、ノードは、複数プロトコル受信機を利用する可能性がある。複数プロトコル受信機は、第１の状態と第２の状態との間を行き来する可能性がある。第１の状態において、複数プロトコル受信機は、異なる変調された信号（例えば、ＦＳＫ、ＯＦＤＭ、ＯＱＰＳＫ、ＣＤＭＡなど）、異なる通信媒体の信号（例えば、ＲＦおよびＰＬＣ）、異なるプロトコルに関連付けられた信号、異なるまたは変わり得るデータレートに関連付けられた信号などを含む可能性がある複数の異なる通信テクノロジーをリスニングする。そのようなリスニングは、並列に実行される可能性があり、複数のプリアンブル検出プロセスが、マルチタスク環境で動作し、それぞれが、さまざまな通信テクノロジーの異なるプリアンブルをリスニングする。リスニングは、プリアンブル検出プロセスのうちの１つによるパケットのプリアンブルの認識および／または検出をもたらす可能性がある。そのような検出は、複数プロトコル受信機の第２の状態への遷移をトリガする可能性がある。検出されたプリアンブルは、パケットの送信で使用されたプロトコルを示す可能性がある。パケット復調器が、使用されたプロトコルに基づいて選択される可能性がある。そして、受信されたパケットが、データレート、同期、誤り訂正、および／またはプロトコルによって示されるその他の要因もしくはパケット内のその他のデータにしたがって復調される可能性がある。復調されたパケットおよび／または検出されたプリアンブルが、受信された信号の通信テクノロジー、利用可能なデータレートなどのその他の情報を提供する可能性もある。受信されたパケットは、受信するノードによって利用されるか、再送信されるか、または近隣のノードにルーティングされる可能性がある。複数プロトコル受信機は、第１の状態に戻って手順を繰り返し、継続する可能性がある。
【００１５】
別の例において、複数プロトコル受信機は、複数の異なる通信テクノロジーをリスニングして、メッシュネットワーク内の近隣のノードからのリンク上で受信された信号の強度を決定または測定する。そのとき、複数プロトコル受信機は、受信された信号をそれらの強度またはそれらの相対的な強度の測定値に基づいてランク付けし、最も高くランク付けされた受信された信号のリストを保有する可能性がある。したがって、このランク付けされたリストは、近隣のノードへのリンクの品質の最初の測定値を提供する可能性がある。
【００１６】
リンク品質に基づくルーティングの概要
一例において、ノード間のリンクの品質メトリックが、決定される可能性がある。リンクは、複数の異なる通信テクノロジーを利用する可能性があり、通信（例えば、パケット）は、品質メトリックに少なくとも部分的に基づいてルーティングされる可能性がある。この例においては、複数プロトコル受信機を有するノードが、相対的な受信された信号強度（例えば、受信された強度インジケータ（ＲＳＩ：received strength indicator））に基づいてランク付けされた近隣のノードへのリンクの初期リストを選択する可能性がある。次いで、ノードは、リンクの複数の異なる通信テクノロジーの利用可能なデータレートを使用してリンクを介して通信することによってリンクの初期リストを行使する可能性がある。通信することに少なくとも部分的に基づいて、それから、ノードは、さまざまな通信テクノロジーおよびさまざまなデータレートに関連付けられたリンクの改善された品質メトリックを決定する可能性がある。行使されたさまざまなリンクに関して、ノードは、特定の通信テクノロジーおよび特定のデータレートに関連付けられた最適な改善された品質メトリック（例えば、最適な外積（cross product）、性能指数（ＦＯＭ）など）を決定する可能性がある。それから、ノードは、それらの最適な改善された品質メトリックに基づいてリンクをランク付けする可能性がある。そして、ノードは、リンクをそれらの関連付けられた最適な改善された品質メトリックに部分的に基づいて選択することによって通信をルーティングし、最適な改善された品質メトリックに関連付けられた特定のデータレートで、関連付けられた特定の通信テクノロジーを用いて、選択されたリンクを介して通信を送信する可能性がある。実施形態において、ノードは、配信されなければならない「高優先度」と考えられる重複するまたは冗長なデータを伝達するために、複数のリンク、複数の通信テクノロジー、および／または複数のデータレートを、それらの関連付けられた最適な改善された品質メトリックに基づいて選択する可能性がある。
【００１７】
一例において、ノードは、予め決められた閾値を超える改善された品質メトリックを有するリンクを適格とする可能性がある。次いで、ノードは、適格とされたリンクをノードが有する近隣のノードに通信をルーティングする可能性がある。別の例において、ノードは、ルーティングプロトコルを使用して、さまざまな通信テクノロジーに関連付けられたノードと近隣のノードとの間のリンクの決定された改善された品質メトリックに部分的に基づいて近隣のノードに通信をルーティングする可能性がある。
【００１８】
ノードは、比較的少ない数の近隣のノード（例えば、１０未満）を有する場合、それとその近隣のノードのすべてとの間のリンクの品質を決定する可能性がある。あるいは、ノードは、多くの近隣のノードを有する場合、それ自体とその近隣のノードのサブセットとの間のリンク品質を決定する可能性がある。ノードは、閾値の数を満たす予め決められた数のリンク（例えば、５、１０、２０など）をそれが決定するまでその近隣のノードとのリンクの品質を決定し続ける可能性があり、それによって、ノードのための十分な数の良好な通信経路を保証する。
【００１９】
例示的実施形態においては、複数の異なる通信テクノロジーのうちの少なくとも１または複数に関して、ノードは、リンクを共有する近隣のノードに送信要求（ＲＴＳ）メッセージを送信することによってリンクを行使する可能性がある。送信要求メッセージは、試験するための通信チャネルおよび／または１または複数のデータレートを指定する可能性がある。それに応答して、ノードは、近隣のノードが送信を受信するために利用可能であることを示す送信可（ＣＴＳ）メッセージを近隣のノードから受信する可能性がある。次いで、ノードは、近隣のノードに試験データパケットを送信することによってノードとそれぞれの近隣のノードとの間の通信チャネルおよび／またはデータレートを試験し始める可能性がある。試験データパケットを受信すると、近隣のノードは、通信チャネル、指定されたデータレート、または試験のために指定されたその他のプロトコル要素にしたがって試験データパケットを送り返す可能性がある。試験データパケットのそれぞれは、リンクを通じた送信のときのコストの指示を含む可能性がある。一例において、試験データパケットは、実際のデータパケットを含む可能性がある。
【００２０】
近隣のノードから戻った試験データパケットを受信すると、ノードは、ノードと近隣のノードとの間の１または複数の品質メトリックを計算する可能性がある。ノードは、ノードが近隣のノードから受信したいくつかの試験データパケットを含む確認パケットを送信する可能性もある。近隣のノードは、確認パケットを用いて、ノードとそれぞれの近隣のノードとの間のリンク品質を評価する可能性がある。
【００２１】
１つの実施形態において、ノードは、リンクのＦＯＭ品質メトリックを最適化する通信テクノロジーおよびデータレートを決定する可能性がある。そして、ノードは、リンクを適格とし、ＦＯＭリンクデータのリストにリンク、ＦＯＭ品質メトリック、通信テクノロジー、およびデータレートを追加する可能性がある。例えば、リンクは、例えば、より高いデータレートが通信成功率の許容不可能な低下（例えば、パケット損失率の増加、ビット誤り率の増加など）をもたらす場合、対応する通信テクノロジーの最大データレート未満であるデータレートに関して適格であるとされ得る。一部の例において、ＦＯＭリンクデータのリストは、リンクの相対的な品質による近隣のノードへのリンクのランク付けを含む可能性がある。
【００２２】
さまざまな異なるメトリックが、リンクで利用可能な１または複数の異なる通信テクノロジーに基づくノード間の１または複数のデータレートに関するリンク品質（例えば、ＦＯＭ）を計算するために使用され得る。１つの特定の例において、リンク品質は、リンクで利用可能な複数の通信テクノロジーの通信の期待される送信時間（ＥＴＴ：expected transmission time）に基づいて計算される可能性がある。ＥＴＴは、以下の式にしたがって計算され得る。
【００２３】
【数１】
2015530028.tif 000003
【００２４】
ここで、
【００２５】
【数２】
2015530028.tif 000004
【００２６】
であり、
Ｐは、リンクにおける損失率であり、
Ｐｆは、データパケットが近隣のノードに正常に到着する確率であり、
Ｐｒは、近隣のノードからの確認が正常に受信される確率であり、
Ｓは、（例えば、ビットまたはその他の単位の）データパケットのパケットサイズであり、
Ｂは、（例えば、ビット／秒またはその他の単位の）２つのノードの間のリンクの帯域幅である。
【００２７】
例えば、２つのノードｘおよびｙを考えると、ノードｘに関するＰｆは、ノードｘからノードｙによって受信された試験データパケットの数を、ノードｘによって送信された試験データパケットの数で割った数になる。ノードｘに関するＰｒは、ノードｙからノードｘによって受信された試験データパケットの数を、ノードｙによって送信された試験データパケットの数で割った数になる。ノードｙに関するＰｆおよびＰｒは、同じようにして計算される。式（１）は、リンク品質を測定するために使用され得る単なる１つの例示的ルーティングメトリックであり、その他の例においては、さまざまなその他のメトリックが、リンク品質を測定するために使用され得る。
【００２８】
近隣のノードは、ＲＴＳを受信した後、通信を受信するために利用可能でないかまたは利用可能でなくなる（例えば、既にスケジューリングされた通信を有する）場合、送信不可（ＮＣＴＳ：not-clear-to-send）メッセージを送り返す可能性がある。近隣のノードは、別のチャネルでの通信でふさがっている場合、ＲＴＳを受信しない可能性があり、したがって、応答しない。ノードは、ＮＣＴＳを受信するかまたはいかなる応答も受信しない場合、ある期間待機し、再試行する可能性があり、および／または異なる近隣のノードを試す可能性がある。
【００２９】
ノード可用性に基づくルーティングの概要
別の例示的実施形態においては、ビジーデバイスリストが、各ノードに関して保有される可能性がある。ビジーデバイスリストは、１または複数の近隣のノードに関する可用性情報を含む可能性があり、近隣のノードの可用性に基づいて送信をルーティングする。この例において、ノードは、送信先に送信されるべき一部の情報（例えば、リソース消費データ、レポート、アラート、ステータスメッセージ、ソフトウェア／ファームウェア更新など）を受信する可能性がある。情報は、近隣のノードから、またはノード自体のシステムもしくは構成要素（例えば、ローカルセンサーもしくは計測モジュール）から受信される可能性がある。情報を受信すると、ノードは、ビジーデバイスリストに問い合わせて１または複数の近隣のノードの可用性を決定する可能性がある。そして、ノードは、ビジーデバイスリストにしたがって、送信を受信するために利用可能であり、送信先に情報を伝播することができる近隣のノードを特定する可能性がある。次いで、ノードは、特定された近隣のノードに情報を送信する可能性がある。
【００３０】
ビジーデバイスリストは、概して、（例えば、ノードの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤで）ノード自体のローカルメモリに保有される。しかし、一部の実施形態において、ビジーデバイスリストは、さらにまたはあるいは、ネットワークの別の場所（例えば、親ノード、セルラルータ、中継機、ネットワークストレージデバイスなど）に保有される可能性がある。
【００３１】
一例において、ビジーデバイスリストは、ノードの複数プロトコル受信機によって制御チャネルで傍受（overhear）されたメッセージに含まれる予約（reservation）情報に基づいて生成され、保有され、更新される可能性がある。予約情報は、ふさがっている（またはふさがることになる）ノードと、それらがふさがることになる継続時間とを特定する可能性がある。この予約情報は、例えば、メッシュネットワークのその他のノードに宛てられた送信要求（ＲＴＳ）メッセージ、および／またはメッシュネットワークのその他のノードに宛てられた送信可（ＣＴＳ）メッセージを含むさまざまなメッセージに含まれる可能性がある。
【００３２】
例示的アーキテクチャ
図１は、リンク品質および／またはノードの可用性にしたがって送信がルーティングされ得る、複数プロトコル受信機を用いるマルチノードメッシュネットワークの例示的アーキテクチャ１００の概略図である。アーキテクチャ１００は、直接通信経路すなわち「リンク」を介して互いに通信可能なように接続された複数のノード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ．．．１０２Ｎ（集合的にノード１０２と呼ばれる）を含む。この例において、Ｎは、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、近隣エリアネットワーク（ＮＡＮ：neighborhood area network）、フィールドエリアネットワーク（ＦＡＮ：field area network）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）などの自律ルーティングエリア（ＡＲＡ：autonomous routing area）内のノードの数を表す。例として、ノード１０２は、ＲＦメッシュ、ＰＬＣメッシュ、またはその両方で構成される可能性がある。一例において、ノード１０２は、低電力で損失のあるネットワーク（ＬＬＮ）の一部である可能性がある。
【００３３】
用語「リンク」は、２つのノードの間の直接通信経路（例えば、別のノードを通過しないかまたは別のノードによって伝播されない「ワンホップ」送信）を指す。各リンクは、ノードがデータを送信または受信することができる複数のチャネルまたは１もしくは複数の変わり得るデータレートチャネルを表す可能性がある。各リンクは、１もしくは複数のＲＦ通信テクノロジー、１もしくは複数のＰＬＣ通信テクノロジー、またはその両方などの複数の通信テクノロジーを含む可能性がある。
【００３４】
チャネルのそれぞれは、チャネルのそれぞれに関して同じであるかまたは異なる周波数範囲によって定義される可能性がある。一部の場合、１または複数のチャネルが、ＲＦ通信テクノロジーを用いて伝達されるＲＦチャネルを含む可能性がある。その他の場合、１または複数のチャネルは、電力線通信（ＰＬＣ）通信テクノロジーを用いて伝達されるＰＬＣシステムを使用する可能性がある。したがって、リンクは、ＲＦ部分およびＰＬＣ部分などの複数の通信媒体に基づく部分を含む可能性がある。同様に、さまざまなリンクは、複数の異なるＲＦおよび／またはＰＬＣ通信テクノロジー（例えば、さまざまな変調技術、帯域幅、データレート、中心周波数、プロトコルなど）を使用する可能性がある。
【００３５】
リンクのチャネルは、制御チャネルおよび複数のデータチャネルを含む可能性がある。場合によっては、データを転送するために利用されるべきデータチャネルのうちの１つを指定するための１または複数のメッセージをノード間で伝達するために制御チャネルが利用される。概して、制御チャネル上の送信は、データチャネル上の送信に比して短い。指定されると、ノードは、通信のためにデータチャネルに移る可能性がある。
【００３６】
ノード１０２のそれぞれは、例えば、スマート公益事業メーター（例えば、電気、ガス、および／もしくは水道メーター）、センサー（例えば、温度センサー、気象観測定点、周波数センサーなど）、制御デバイス、変圧器、ルータ、サーバ、中継機（例えば、セルラ中継機）、スイッチ、バルブ、電力線通信（ＰＬＣ）トランシーバ、これらの組み合わせ、または通信ネットワークに接続可能であり、データを送信および／もしくは受信することができる任意のデバイスなどのさまざまな通常のコンピューティングデバイスのいずれかとして実施されるか、またはそのようなさまざまな通常のコンピューティングデバイスのいずれかに関連付けられる可能性がある。
【００３７】
この例において、ノード１０２は、インターネットまたは１もしくは複数のパブリックもしくはプライベートイントラネットなどの（１または複数の）バックホールネットワーク１０６へのＡＲＡの接続点として働くエッジデバイス（例えば、セルラ中継機、セルラルータ、エッジルータ、送信先指向有向非循環グラフ（ＤＯＤＡＧ：destination oriented directed acyclic graph）ルートなど）を介して１または複数の中央処理設備１０４と通信するようにやはり構成される。示された例において、ノード１０２Ａは、（１または複数の）ネットワーク１０６を介して本部１０４にＡＲＡのその他のノード１０２Ｂ〜１０２Ｎからの通信を中継し、本部１０４からの通信を中継するためのエッジデバイスおよび／またはセルラ中継機として働き得る。
【００３８】
例として、ノード１０２Ｃは、ノード１０２のそれぞれを代表する可能性があり、複数プロトコル受信機を用いる無線通信機１０８、ＰＬＣトランシーバ１１０、および処理ユニット１１２を含む。
【００３９】
複数プロトコル受信機を用いる無線通信機１０８は、複数の異なるＲＦ通信テクノロジー（例えば、ＦＳＫ、ＯＱＰＳＫ、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡなど）に関連付けられたＲＦ信号をさまざまなデータレートで受信し、複数のＲＦ通信テクノロジーのうちの１または複数を介してＲＦ信号を送信するように構成され得る無線周波数（ＲＦ）トランシーバを含む。複数プロトコル受信機を用いる無線通信機１０８は、複数の異なるＲＦ通信テクノロジーを複数のリンクで並列にリスニングするように構成され得る。無線通信機１０８は、複数の異なるＲＦ通信テクノロジーのうちの１または複数に関する「受信された信号インジケータ」（ＲＳＩ：receive signal indicator）などの受信された信号強度を決定するか、またはそのような受信された信号強度の決定を容易にするようにさらに構成され得る。
【００４０】
一部の実施形態において、ノード１０２のそれぞれは、各通信リンクの制御チャネルおよび複数のデータチャネルなどの複数の異なるチャネルでデータを送信および受信するように構成された複数プロトコル受信機を用いる単一の無線通信機１０８を含む。無線通信機１０８は、複数の異なるデータレート、プロトコル、信号強度、および／または電力レベルを実施するようにやはり構成され得る。アーキテクチャ１００は、ノード１０２が異なる種類のノード（例えば、スマートメーター、セルラ中継機、センサーなど）、異なる世代もしくはモデルのノード、および／またはそうでなければ、異なるチャネルで送信し、異なる通信テクノロジー、データレート、プロトコル、信号強度、および／もしくは電力レベルを使用することができるノードを含む可能性があるという点で、ノードの異種ネットワークを表す可能性がある。
【００４１】
電力線通信（ＰＬＣ）トランシーバ１１０は、局所的な電力配線および長距離高電圧送電線を含む電力配線で１または複数の通信信号を送信および／または受信するように構成される。ＰＬＣトランシーバ１１０は、使用される電力配線の伝播特性に依存する可能性がある１または複数の周波数帯域、チャネル、データレート、および／または変調の種類を有する１または複数のＰＬＣ通信テクノロジー（例えば、狭帯域幅ＰＬＣ、広帯域幅ＰＬＣ、電力線デジタル加入者線（ＰＤＳＬ：power line digital subscriber line）、電力線電気通信（ＰＬＴ：power line telecom）、電力線ネットワーキング（ＰＬＮ：power line networking）、ブロードバンドオーバーパワーライン（ＢＰＬ：broadband over power lines）など）を含む異なる種類の電力線通信を送信および／または受信し得る。
【００４２】
処理ユニット１１２は、無線通信機１０８およびＰＬＣトランシーバ１１０に接続され、メモリ１１６に通信可能なように接続された１または複数のプロセッサ１１４を含む可能性がある。メモリ１１６は、さまざまな機能を実施するために（１または複数の）プロセッサ１１４で実行可能な１または複数のソフトウェアおよび／またはファームウェアモジュールを記憶するように構成され得る。モジュールは、プロセッサで実行可能なソフトウェアおよび／またはファームウェアであるように本明細書において説明されるが、その他の実施形態においては、モジュールのいずれかまたはすべては、説明される機能を実行するためにハードウェアによって（例えば、ＡＳＩＣ、専用処理ユニット、デジタル信号プロセッサなどとして）全体または一部が実施され得る。
【００４３】
図１の実施において、メモリ１１６は、複数プロトコル受信機モジュール１１８、性能指数（ＦＯＭ）決定モジュール１２０、ビジーデバイスリストモジュール１２２、およびルーティングモジュール１２４を含む。
【００４４】
複数プロトコル受信機モジュール１１８は、無線通信機１０８とＰＬＣトランシーバ１１０との両方から受信される信号および／またはデータを受信、復号、復調、デスクランブル、暗号化解除、測定、および／または処理するように構成され得る。複数プロトコル受信機モジュール１１８は、無線通信機１０８およびＰＬＣトランシーバ１１０のさまざまな特徴および機能を制御するようにさらに構成され得る。一実施形態において、複数プロトコル受信機モジュール１１８は、無線通信機１０８およびＰＬＣトランシーバ１１０によって受信された信号のＲＳＩを決定もしくは検出するか、またはそのようなＲＳＩの決定もしくは検出を容易にし得る。複数プロトコル受信機モジュール１１８は、近隣のノード１０２へのさまざまなリンクで使用される通信テクノロジーに関連付けられたＲＳＩ値のリストを保有するようにさらに構成され得る。
【００４５】
ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ノード１０２の間のＲＦおよびＰＬＣリンクの品質の測定値（例えば、性能指数（ＦＯＭ））を決定し、保有するように構成され得る。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、それぞれの指定されたリンク（例えば、最も高い測定されたＲＳＩを有するリンク）のためのデータレート、媒体（例えば、ＲＦまたはＰＬＣ）、および通信テクノロジー（例えば、変調）の利用可能な組み合わせを使用して、指定されたリンクを介してデータを送信および受信するように構成され得る。ＦＯＭ決定モジュール１２０は、利用可能な組み合わせのそれぞれに関する成功の度合い（例えば、通信成功率）とデータレートとの外積に基づいて、それぞれの指定されたリンクのためのデータレート、媒体、および通信テクノロジーの最適な組み合わせを決定するように構成され得る。さらに、図１に示されるように、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、予め指定された閾値を超えるＦＯＭ測定値を有するリンク（すなわち、適格とされたリンク）を適格とし、予め指定された閾値未満であるＦＯＭ測定値を有するリンク（すなわち、不適格とされたリンク）を不適格とし得る。したがって、適格とされたリンクを有するノードが、ノード１０２Ｃの近隣のノードであると決定され得る。
【００４６】
例として、リンクが、低い通信成功率の高データレートＲＦ通信テクノロジーと、高い通信成功率の低データレートＰＬＣ通信テクノロジーとの両方を有する場合、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ＰＬＣ通信テクノロジーが高データレートＲＦ通信テクノロジーよりも高いＦＯＭを有すると決定する可能性がある。したがって、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ＦＯＭ、データレート、および成功率とデータレートとの最高の組み合わせを有するＰＬＣ通信テクノロジーをリンクに関連付ける可能性がある。ゆえに、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、成功率とデータレートとのより高い組み合わせ（例えば、より高いＦＯＭ）を有するリンクを、成功率とデータレートとのより低い組み合わせ（例えば、より低いＦＯＭ）を有するリンクよりも高く格付けする可能性がある。結果として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、リンクを、それらの成功率またはデータレートのみで単独で格付けするのではなく、むしろ、それらの成功率とデータレートとの組み合わせ（例えば、外積）で格付けし得る。加えて、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、関連付けられたリンクの複数の利用可能な通信テクノロジー（例えば、ＲＦおよびＰＬＣ）に関してこれらの組み合わせを評価して、リンクの複数の利用可能な通信テクノロジーでの最適な組み合わせを決定し得る。
【００４７】
ビジーデバイスリストモジュール１２２は、ノード１０２の可用性を決定し、ふさがっている（またはふさがることになる）ノードのリストと、それらがふさがる継続時間とを保有するように構成され得る。図１の示された例において、ビジーデバイスリストモジュール１２２は、ノード１０２Ｂがノード１０２Ａへのデータの送信でふさがっており、したがって、ノード１０２Ｃからの送信を受信するために利用不可能であることを示す。
【００４８】
ルーティングモジュール１２４は、ルーティングプロトコルを実施しておよび／または容易にして、ノード１０２の間のリンクの品質（例えば、ＦＯＭ）、ビジーデバイスリストモジュール１２２によって決定されたノード１０２の可用性、および／または１もしくは複数のその他の要因に基づいて、利用可能な通信テクノロジー（例えば、ＲＦおよびＰＬＣ）を用いてＡＲＡのノード１０２の間および中で送信をルーティングするように構成される。したがって、ルーティングモジュール１２４は、ノード１０２の中でデータをルーティングするときにどの通信テクノロジーが使用されるかについて関知しないルーティングプロトコルを実施するおよび／または容易にするように構成される。実施形態において、ルーティングモジュール１２４は、「高優先度」と考えられる送信などの送信を重複してまたは冗長化してルーティングするように構成される。例として、ルーティングモジュール１２４は、「高優先度」送信が複数の通信テクノロジー（例えば、ＲＦおよびＰＬＣ）、複数のリンクなどを用いて同時にルーティングされ得るように、「高優先度」送信を重複してルーティングする可能性がある。ルーティングモジュール１２４がこれらのおよびその他の要因に基づいて通信をどのようにしてルーティングし得るかのさらなる詳細が、以下で提供される。
【００４９】
メモリ１１６は、コンピュータ可読媒体を含む可能性があり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリ、および／または読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）もしくはフラッシュＲＡＭなどの不揮発性メモリの形態をとる可能性がある。コンピュータ記憶媒体は、コンピューティングデバイスの１または複数のプロセッサによる実行のためのコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法またはテクノロジーで実施された揮発性および不揮発性の取り外し可能および取り外し不可能な媒体を含む。コンピュータ可読媒体の例は、相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、その他の種類のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、もしくはその他のメモリテクノロジー、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、もしくはその他の光学式ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、またはその他の磁気ストレージデバイス、またはコンピューティングデバイスによるアクセスのために情報を記憶するために使用され得る任意のその他の非送信媒体を含むがこれらに限定されない。本明細書において定義されるとき、コンピュータ可読媒体は、変調されたデータ信号および搬送波などの通信媒体を含まない。
【００５０】
（１または複数の）ネットワーク１０６は、バックホールネットワークを表し、バックホールネットワークは、それ自体、無線もしくは有線ネットワーク、またはこれらの組み合わせを含む可能性がある。（１または複数の）ネットワーク１０６は、互いに相互接続され、単一の大規模ネットワーク（例えば、インターネットおよび／または１もしくは複数のイントラネット）として機能する個々のネットワークの集合である可能性がある。さらに、個々のネットワークは、無線もしくは有線ネットワーク、またはこれらの組み合わせである可能性がある。
【００５１】
本部１０４は、サーバ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータなどの１または複数のコンピューティングデバイスによって実施され得る。１または複数のコンピューティングデバイスは、メモリに通信可能なように接続された１または複数のプロセッサを備え付けられる可能性がある。一部の例において、本部１０４は、ノード１０２のうちの１または複数から受信されたデータの処理、分析、記憶、および／または管理を実行する集中化されたメーターデータ管理システムを含む。例えば、本部１０４は、スマート公益事業メーター、センサー、制御デバイス、ルータ、レギュレータ、サーバ、中継機、スイッチ、バルブ、および／またはその他のノードから得られたデータを処理、分析、記憶、および／または管理し得る。図１の例は単一の場所の本部１０４を示すが、一部の例において、本部は、複数の場所に分散される可能性があり、および／または（例えば、高度に非集中化された分散されたコンピューティングプラットフォームの場合）完全になくされる可能性がある。
【００５２】
例示的ノード
図２は、図１の例示的ノード１０２Ｃのさらなる詳細を示す例示的環境２００の概略図である。無線通信機１０８、ＰＬＣトランシーバ１１０、（１または複数の）プロセッサ１１４、およびメモリ１１６は、バスまたはその他の接続メカニズム２０２を介して一緒に接続される。接続メカニズム２０２は、直接的および／または間接的な有線（例えば、ケーブル、同軸、光ファイバなど）もしくは無線接続、有線もしくは無線ネットワーク、１もしくは複数の通信バス、またはこれらの組み合わせを含み得る。無線通信機１０８は、例えば、近隣のノード１０２Ａと、１０２Ｂと、１０２Ｎとの間でＲＦ信号を受信および／または送信するための（１または複数の）アンテナ２０４を有する可能性がある。（１または複数の）アンテナ２０４は、ノード１０２の間のリンクで使用されるさまざまなＲＦ通信テクノロジーを採用する信号を受信／送信するのに好適な１または複数の指向性または無指向性アンテナを含み得る。
【００５３】
ＲＦフロントエンド２０６は、（１または複数の）アンテナ２０４によって提供される、ノード１０２のうちの１または複数から得られた信号をチューニングするおよび／または減衰させるなどの機能を提供する高周波アナログおよび／またはハードウェア構成要素を含み得る。例として、ＲＦフロントエンド２０６および（１または複数の）アンテナ２０４は、ノード１０２によって使用されるＲＦ通信テクノロジーのＲＦ信号を並列に受信するように構成される。ＲＦフロントエンド２０６は、受信された信号を１または複数の信号プロセッサ２０８に提供するように構成され得る。同様に、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、信号を送信のためにＲＦフロントエンド２０６に提供するように構成され得る。
【００５４】
（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、ノード１０２またはその他のネットワークデバイスによって使用される複数のＲＦ通信テクノロジーの受信された信号を並列にまたは実質的に並列に検出および／または処理するように構成され得る。一例において、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、周波数、帯域幅、同期、および／またはチャネル選択機能を無線通信機１０８に提供するように構成され得る。例えば、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、ハードウェア、ならびに／あるいはプロセッサまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または（１もしくは複数の）その他の組み込みコンピューティングデバイスによって実行されるソフトウェアで実施されるデジタル信号プロセッサ、ミキサー、フィルタ、増幅器、変調器、復調器、検出器などを含み得る。（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、（１または複数の）プロセッサ１１４と、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアとを利用するように構成され得る。（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、アナログ、デジタル、または構成要素の組み合わせを少なくとも部分的に使用して実施され得る。
【００５５】
例として、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、ノード１０２Ｃのリンクの１または複数のＲＦ通信テクノロジーの１または複数の信号を検出し、それぞれの受信された信号の「受信された信号インジケータ」（ＲＳＩ）などの受信された信号強度を測定するか、またはそのような受信された信号強度の測定を容易にし得る。一実施形態において、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、同じ、同様の、または異なるＲＦ通信テクノロジーの受信された信号をそれらのＲＳＩに基づいて区別するように構成され得る。一実施形態において、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、１もしくは複数のその他の受信された信号と相対的なＲＦ通信テクノロジーの信号のＲＳＩに基づいて、またはそのようなＲＳＩによって示された信号を選択するか、あるいは受信された信号自体のＲＳＩに基づいて信号を選択するように構成され得る。（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、対応するＲＦ通信テクノロジーの信号を検出する可能性があり、対応するＲＦ通信テクノロジーの検出された信号の受信を最適化するようにそれ自体を構成する可能性がある。受信された信号を追尾することを容易にするために、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、発振器の帯域幅、利得、減衰、周波数、および位相、クロックの周波数および位相などを調整し得る。（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、受信された信号に関連付けられた中間周波数（ＩＦ）信号、ベースバンド信号、および／またはデジタル信号を、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。同様に、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、中間周波数（ＩＦ）信号、ベースバンド信号、および／またはデジタル信号を、例えば、ノード１０２のうちの１または複数への送信のためにＲＦフロントエンド２０６に提供するように構成され得る。
【００５６】
一実施形態において、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、１または複数の受信された信号のそれぞれに関するＲＳＩ値を決定し、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。加えて、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、それぞれの受信された信号のＲＦ通信テクノロジーの指示を決定し、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。したがって、（１または複数の）信号プロセッサ２０８は、ソフトウェアで定義された無線通信機機能を提供するように構成され得る。
【００５７】
ＰＬＣトランシーバ１１０は、ＰＬＣインターフェース２１０を利用して、電力線通信システムへの接続を提供し得る。電力線通信システムは、ノード１０２Ｃが、例えば、電力線通信システムとの接続性を共有するその他の近隣のノードと通信することを可能にし得る。ＰＬＣトランシーバ１１０は、（１または複数の）プロセッサ１１４と、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアとを利用して、ＰＬＣインターフェース２１０を介した電力線通信システム上の通信を容易にし得る。一実施形態において、ＰＬＣトランシーバ１１０は、受信された信号、電力線通信システムを介して受信された信号に関連付けられた中間周波数（ＩＦ）信号、ベースバンド信号、および／またはデジタル信号を、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。同様に、ＰＬＣトランシーバ１１０は、電力線通信システムを介した送信のためにＰＬＣインターフェース２１０に信号を提供するように構成され得る。
【００５８】
一例において、ＰＬＣトランシーバ１１０は、電力線通信システムを介して受信された信号のＲＳＩを決定するか、またはそのようなＲＳＩの検出を容易にするように構成され得る。ＰＬＣトランシーバ１１０は、ＲＳＩ値、またはＲＳＩ値のインジケータを、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供し得る。実施形態において、ＰＬＣトランシーバ１１０は、受信された信号のＰＬＣ通信テクノロジーの指示を、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。
【００５９】
複数プロトコル受信機モジュール１１８は、メモリ１１６にすべてまたは一部が存在し、ソフトウェア（ＳＷ）で定義された受信機２１２、プリアンブル検出プロセス２１４、パケット復調器２１６、プロトコル管理モジュール２１８、状態機械２２０、および初期リンク決定モジュール２２２を含み得る。
【００６０】
実施形態において、ＳＷで定義された受信機２１２は、メモリ１１６に記憶されたソフトウェアによって実施され得る。代替的実施形態において、ＳＷで定義された受信機２１２は、メモリ１１６に記憶されたソフトウェア、および１もしくは複数のデジタル信号プロセッサ、アナログハードウェア、デジタルハードウェア、またはこれらの組み合わせなどのハードウェア（図示せず）によって実施され得る。一実施形態において、ＳＷで定義された受信機２１２は、プロセッサまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または（１もしくは複数の）その他の組み込みコンピューティングデバイスによって実行されるソフトウェアで実施されるアナログ構成要素（例えば、ミキサー、フィルタ、増幅器、変調器、および／または復調器、検出器など）を用いて別な方法で実施されたコンポーネントを含み得る。
【００６１】
ＳＷで定義された受信機２１２は、例えば、インターフェース２０２を介して無線通信機１０８およびＰＬＣトランシーバ１１０と通信するように構成され得る。ＳＷで定義された受信機２１２は、（１または複数の）プロセッサ１１４と、メモリ１１６に定義または記憶されたソフトウェアとを利用し得る。一実施形態において、ソフトウェアで定義された受信機２１２は、（１または複数の）信号プロセッサ２０８およびＲＦフロントエンド２０６と連携して動作して、無線通信機１０８によって受信された１または複数の信号の測定、検出、選択、特定、復調、同期、復号、デスクランブル、暗号化解除、および／または処理を容易にし得る。加えて、ソフトウェアで定義された受信機２１２は、（１または複数の）信号プロセッサ２０８の構成を容易にするかまたは制御し、ＲＦフロントエンド２０６に関する制御を提供し得る。ソフトウェアで定義された受信機２１２は、無線通信機１０８と連携して動作して、無線通信機１０８によって受信された信号の関連付けられたＲＦ通信テクノロジー、ならびに受信された信号のＲＳＩ、実効ＲＳＩ、および／または正規化されたＲＳＩを決定し得る。ソフトウェアで定義された受信機２１２は、無線通信機１０８と連携して動作して、無線通信機１０８が２つ以上の信号を受信するときに信号の選択を容易にし得る。
【００６２】
ソフトウェアで定義された受信機２１２は、ＰＬＣトランシーバ１１０と連携して動作して、ＰＬＣトランシーバ１１０によって受信された信号の検出、選択、特定、復調、同期、復号、デスクランブル、暗号化解除、および／または処理を容易にするようにさらに構成され得る。一例において、ソフトウェアで定義された受信機２１２は、ＰＬＣトランシーバ１１０によって受信された信号のＰＬＣ通信テクノロジーを処理するか、決定するか、または事前に知っている可能性がある。加えて、ソフトウェアで定義された受信機２１２は、受信された信号の強度および通信テクノロジーに基づいて、ＰＬＣトランシーバ１１０によって受信された信号のＲＳＩ、実効ＲＳＩ、および／または正規化されたＲＳＩを決定するように構成され得る。
【００６３】
一例において、ソフトウェアで定義された受信機２１２は、信号強度またはその他の信号品質基準に基づいて、１もしくは複数の受信されたＲＦ信号および１もしくは複数の受信されたＰＬＣ信号の中の１もしくは複数の信号を選択するか、またはそのような１もしくは複数の信号の選択を容易にし得る。
【００６４】
複数のプリアンブル検出プロセス２１４は、マルチタスク環境におけるような同時、すなわち、並列動作用に構成され得る。複数のプリアンブル検出プロセス２１４のそれぞれは、特に変調された信号および／またはパケットの特定の同期ヘッダおよび／またはプリアンブルを検出および／または認識するように構成され得る。ＳＷで定義された受信機２１２によって受信されるデータパケットの例を示す図３の例を参照すると、複数のプリアンブル検出プロセス２１４のそれぞれは、パケット３００のプリアンブル３０６を検出または認識するように構成され得る。同様に、複数のプリアンブル検出プロセス２１４のそれぞれは、プリアンブル３０６および／または同期ワード（sync word）３０８の検出または認識によるなどして同期ヘッダ３０２を検出するように構成され得る。そのような検出または認識は、パケット３００のデータ３０４へのアクセスを容易にし得る。
【００６５】
したがって、複数のプリアンブル検出プロセス２１４のそれぞれは、特定のパケットに関連付けられた特定のプリアンブルを認識するように構成され得る。したがって、特定のプリアンブルの複数のプリアンブル検出プロセス２１４のうちの１つによる検出および／または認識は、検出されたプリアンブルに関連付けられたパケットを変調するために使用された特定のプロトコルの決定または認識をもたらす。認識されたプリアンブルと、認識されたプリアンブルを有するパケットを変調するために使用されたプロトコルとのこの関連付けは、任意の数の方法で行われ得る。一例において、プリアンブルは、データ構造でプロトコルにリンクされる可能性がある。第２の例において、各プリアンブル検出プロセス２１４は、複数のパケット復調器の中の適切なパケット復調器２１６を指し示す可能性があり、各パケット復調器は、複数のプロトコルのうちの１つに関連付けられる。したがって、複数のプリアンブル検出プロセスのうちの１つによるプリアンブルの検出は、受信された信号のパケットを復調する際に使用するためのプロトコルとプロトコルに関連付けられた適切なパケット復調器２１６との知識をもたらす。そのような検出は、ノード１０２によって利用されるＲＦおよびＰＬＣ通信テクノロジーで実行され得る。
【００６６】
複数のパケット復調器またはパケット復調プロセス２１６は、逐次的または並列的動作用に構成され得る。一例において、複数のパケット復調器２１６のそれぞれは、複数のプリアンブル検出プロセス２１４のうちの１つに関連付けられる。動作中、プリアンブル検出プロセスによるプリアンブルの成功する検出は、そのプリアンブル検出プロセスに関連付けられたパケット復調器の実効をもたらす。したがって、プロトコルが認識されると、認識されたプロトコルに関連付けられたパケット復調器２１６が、選択され、実行される。パケット復調器２１６の実行は、復調器に関連付けられたプロトコルにしたがってパケットおよび／またはデータ３０４を復調する。したがって、パケット復調器２１６は、プロトコルに関連付けられたビットレート、同期、誤り訂正冗長性（error correcting redundancy）などを用いて、検出されたプリアンブルに関連付けられたパケット内のデータ（例えば、データ３０４）を復調する。加えて、パケット復調器２１６は、ソフトウェアで定義された受信機２１２の動作を構成し、および／または指示し得る。
【００６７】
プロトコル管理モジュール２１８は、特定の応用または設計によって示されるように、プリアンブル検出プロセス２１４、パケット復調器２１６、ソフトウェアで定義された受信機２１２、ならびにその他の構造、ソフトウェアオブジェクト、およびデバイスの動作を管理するように構成され得る。一例において、プロトコル管理モジュール２１８は、状態機械２２０またはその他の論理的な構造を利用して、プリアンブル検出、プロトコル認識、パケット復調器選択、およびパケット復調の管理を支援し得る。あるいは、異なる論理的な制御が、同様の結果を得るために利用される可能性がある。
【００６８】
状態機械２２０は、複数プロトコル受信機モジュール１１８の動作の管理を支援するように定義され得る。状態機械２２０は、プロセスの制御および動作を管理し、それによって、所望の順番で、所望のタイミングにしたがって１または複数のプロセスまたはモジュールを呼び出すために使用されるいくつかの論理的なデバイス、構造、または技術のいずれかを代表する。初めの例として、状態機械２２０は、２つ以上の状態を利用し、状態の間の移動を可能にし得る。例示的状態は、（１）パケットを示す無線１０８および／またはＰＬＣトランシーバ１１０によって受信された信号を同時にリスニングすること、（２）パケットに関連付けられたプリアンブルを検出すること、（３）プリアンブルによって示されたプロトコルを決定すること、ならびに（４）受信されたパケットをプロトコルにしたがって復調することを含む。上記４つの状態のそれぞれの繰り返しが、順番に実行される可能性があり、４つの状態の完了、またはいずれかの状態での失敗が、第１の状態に戻ることをもたらす可能性がある。
【００６９】
初期リンク決定モジュール２２２は、例示的ノード１０２Ｃなどのノード１０２のリンクの現在受信される信号強度（例えば、ＲＳＩ）に関する情報を周期的または非周期的に集め、保有し得る。したがって、初期リンク決定モジュール２２２は、ノード１０２Ｃの近隣のノードなどのノード１０２の発見を容易にするように構成され得る。例として、初期リンク決定モジュール２２２は、ノード１０２Ｃに関連付けられたリンクに関するＲＳＩ情報を取得し、決定し、処理し、および／またはリストに保有し得る。初期リンク決定モジュール２２２は、ノード１０２Ｃのリアルタイム動作中に、ノード１０２Ｃがリスニングモードにある間に、ノード１０２Ｃからの１もしくは複数の要求に応答して、ノード１０２Ｃの近隣のノードがそれらの関連付けられたリンクを介して送信する１もしくは複数の外部の要求に応答して、またはこれらの組み合わせでノード１０２Ｃのリンクに関連付けられたＲＳＩ情報を取得し得る。
【００７０】
初期リンク決定モジュール２２２は、リンクの１または複数のＲＳＩ値をリンクの（１もしくは複数の）対応する通信テクノロジー、（１もしくは複数の）媒体、および／または（１もしくは複数の）プロトコルに関連付け、保有するように構成され得る。受信された信号の検出された受信されたエネルギーまたは受信された電力レベルを示すＲＳＩ値を保有することに加えて、初期リンク決定モジュール２２２は、受信された信号のＲＳＩ値を、リンクで受信された信号の媒体および／または通信テクノロジーに応じて実効または正規化されたＲＳＩ値として決定するように構成され得る。例として、初期リンク決定モジュール２２２は、ＦＳＫ（すなわち、周波数偏移変調）変調を有する信号の受信された信号強度を、例えば、ＱＡＭ（直交振幅変調）を用いて変調され、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）符号化を有する受信された信号と比較することを可能にする実効または正規化されたＲＳＩ値を決定し得る。初期リンク決定モジュール２２２は、実効または正規化されたＲＳＩ値を決定するために必要とされる初期リンクデータ２２４ストレージの情報（例えば、変換テーブル、公式（formula）テーブルなど）にアクセスし得る。
【００７１】
初期リンク決定モジュール２２２は、ノード１０２Ｃの近隣のノードへのリンクを、それらの関連付けられたＲＳＩ値、有効ＲＳＩ値、および／または正規化されたＲＳＩ値に基づいてランク付けするように構成され得る。初期リンク決定モジュール２２２は、最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有する近隣のノードに関連付けられたいくつかのリンクを選択するように構成され得る。選択されるいくつかのリンクは、予め決められる可能性があり、すべての検出されたリンクの割合である可能性があり、ＲＳＩ値自体（例えば、予め決められた閾値を超えるＲＳＩ値、ＲＳＩ値の相対的な強度など）に基づく可能性があり、またはこれらの組み合わせである可能性がある。例として、初期リンク決定モジュール２２２は、最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有するリンクを有する上位１０〜２０個の近隣のノード（例えば、近隣のノードの短いリスト）を選択し得る。初期リンク決定モジュール２２２は、最も高くランク付けされたリンクに関連付けられた情報−リンク指定子、リンク指定子に対応するＲＳＩ値、リンク指定子に対応するＲＳＩ値に関連付けられた媒体および通信テクノロジーなど−を初期リンクデータ２２４ストレージに記憶し得る。
【００７２】
一例において、ＳＷで定義された送信機２２６は、無線通信機１０８またはＰＬＣトランシーバ１１０を介したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。ＳＷで定義された送信機２２６は、構成可能なまたは予め指定された通信テクノロジーを用いてパケット、データ、または信号を送信し得る。ＳＷで定義された送信機２２６は、さまざまな異なるＲＦおよびＰＬＣ通信テクノロジーを用いるデータの送信を容易にするように無線通信機１０８およびＰＬＣトランシーバ１１０のさまざまな点を制御するように構成され得る。例として、ＳＷで定義された送信機２２６は、無線通信機１０８とＰＬＣトランシーバ１１０との両方を介した同時またはほぼ同時の、重複したまたは冗長化したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。ＳＷで定義された送信機２２６は、同じまたは異なるリンクで異なる通信テクノロジーを用いる同時またはほぼ同時の、重複したまたは冗長化したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。
【００７３】
ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ノード１０２Ｃの近隣のノードへのリンクなどのノード１０２の間のＲＦおよびＰＬＣリンクの品質の測定値（例えば、性能指数（ＦＯＭ））を決定し、保有するように構成され得る。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、初期リンク決定モジュール２２２によって最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有すると示されたリンクを行使し得る。これらの指定されたリンクに集中することによって、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、より低いＲＳＩ値を有するリンクを含むより多くのリンクを行使することに関連する時間およびリソースを節約し得る。
【００７４】
一例において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、指定されたリンクでデータを送信し、それに応答して返されたデータを測定することによって指定されたリンクを行使し得る。指定されたリンクが最も高くランク付けされたＲＳＩ値を用いてランク付けされるか、または最も高くランク付けされたＲＳＩ値に関連付けられる可能性があるので、各リンクに関連付けられたＲＳＩ値は、初めの品質測定値と考えられ得る。したがって、指定されたリンクを行使することによって、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、それぞれの指定されたリンクに関連付けられた品質メトリックを改善して、指定されたリンクの品質のより優れたまたは改善された（例えば、より正確な、より確信のある、削減された相違など）測定値を取得し得る。
【００７５】
さらなる例において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、それぞれの指定されたリンクに関する（１または複数の）利用可能なデータレートと、利用可能なチャネルと、利用可能な媒体（例えば、ＲＦおよびＰＬＣ）と、利用可能な通信テクノロジー（例えば、変調方式）との組み合わせを用いてデータを送信および受信することによって指定されたリンクを行使し得る。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、指定されたリンクのノードが２つのＲＦ通信テクノロジー（例えば、２つの異なる変調方式、異なる帯域幅で動作する２つの変調方式など）およびＰＬＣ通信テクノロジーをサポートすることを（例えば、事前に、問い合わせによる、通信から抽出されたデータによる、テーブルを調べることによるなどして）確認し得る。そして、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、利用可能なデータレートでＲＦ通信テクノロジーとＰＬＣ通信テクノロジーとの両方を行使して、リンクのためのデータレートと通信テクノロジーとの最適な組み合わせを決定し得る。次いで、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ＦＯＭ値またはメトリックを最適な組み合わせと関連付け、最適なＦＯＭ値またはメトリック、データレート、および通信テクノロジーをＦＯＭリンクデータ２２８に記憶し得る。
【００７６】
代替的実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、リンクを行使することを、初期リンク決定モジュール２２２によって最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有すると示された通信テクノロジーに制限し得る。例として、指定されたリンクの他端のノードが、ＲＦ通信テクノロジーおよびＰＬＣ通信テクノロジーをサポートする可能性がある。初期リンク決定モジュール２２２は、ノードのＲＦ通信テクノロジーが最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有する一方、ノードのＰＬＣ通信テクノロジーが低くランク付けされたＲＳＩ値を有すると既に決定した可能性がある。したがって、時間およびリソースをさらに節約するために、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有するノードのＲＦ通信テクノロジーを行使することにのみ集中して、ＲＦ通信テクノロジーを用いて最適なＦＯＭおよび最適なデータレートを見つけ得る。そして、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、リンクに関連付けられた最適なＦＯＭ値、データレート、および通信テクノロジーをＦＯＭリンクデータ２２８に記憶し得る。
【００７７】
上で示されたＦＯＭ決定モジュール１２０の例示的実施形態は、ＦＯＭ決定モジュール１２０がどのようにしてリンクを行使し得るかを限定するように意図されていない。別の例として、リンクが、２つのＲＦ通信テクノロジーおよびＰＬＣ通信テクノロジーをサポートする可能性がある。この例において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有すると示された２つのＲＦ通信テクノロジーのうちの第１と、ＰＬＣ通信テクノロジーとを行使し、リンクに関連付けられた最適な決定されたＦＯＭ値、データレート、および通信テクノロジーをＦＯＭリンクデータ２２８に記憶し得る。ＦＯＭ決定モジュール１２０は、第１のＲＦ通信テクノロジーとＰＬＣ通信テクノロジーとの両方に関するＦＯＭ値および最適なデータレートをＦＯＭリンクデータ２２８に記憶する可能性もある。その他の例示的実施形態は、本明細書の教示の範囲内である。
【００７８】
さまざまな実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、利用可能なデータレートの組み合わせに関する成功の度合い（例えば、通信成功率）とデータレートとの外積に基づいて、リンクの改善された品質（例えば、ＦＯＭ）を決定し、保有し得る。例として、所与のリンクに関して、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、式１のＥＴＴ値を最小化する（またはそのようなＥＴＴ値の最適化を最大化する）媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを発見し得る。異なる実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、リンクの利用可能な通信テクノロジーに関する最も高いデータレートおよび最少のパケット損失または最少のビット誤り率の組み合わせに関連付けられた最適なＦＯＭを発見するためにその他の好適な品質最適化メトリックを使用し得る。
【００７９】
ＦＯＭ決定モジュール１２０は、関連付けられたリンクに関するＦＯＭデータをＦＯＭリンクデータ２２８ストアに記憶し得る。ＦＯＭリンクデータ２２８ストアは、それぞれの指定されたリンクに関するＦＯＭデータに関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの組み合わせを含む可能性もある。代替的実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、指定されたリンクまたはさらなるリンクのサブセットに関するＦＯＭ値および媒体と、通信テクノロジーと、データレートとのそれらの関連付けられた組み合わせをＦＯＭリンクデータ２２８ストアに保有し得る。例として、指定されたリンクを行使すると、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、最も高くランク付けされたＲＳＩ値を有する指定されたリンクのうちの１または複数が、相対的な、予め指定された、または予め決められた閾値未満のリンク品質を呈したと決定する可能性がある。したがって、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、これらのリンクに関する情報をＦＯＭリンクデータ２２８ストアに記憶しない可能性がある。実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、行使されるリンクでノードによってサポートされる１または複数のプロトコルを記憶する可能性もある。
【００８０】
ビジーデバイスリストモジュール１２２は、ノード１０２の可用性を決定し、ふさがっている（またはふさがることになる）ノードのリストと、それらがふさがる継続時間とを保有するように構成される。ビジーデバイスリストモジュール１２２は、ノードに関連付けられた可用性情報をビジーデバイスリスト２３０ストアに記憶し得る。図１の示された例において、ビジーデバイスリストモジュール１２２は、ノード１０２Ａがノード１０２Ｂからのデータの受信でふさがっており、したがって、ノード１０２Ｃからの送信を受信するために利用不可能であることを示す可能性がある。この例において、ノード１０２Ａの複数プロトコル受信機は、受信状態にある可能性がある。したがって、ノード１０２Ａの複数プロトコル受信機は、現在、それがノード１０２Ｃからの送信要求（ＲＴＳ）パケットなどの通信要求を検出することができるリスニング状態にない。ゆえに、それぞれの近隣のノード１０２に関して、ビジーデバイスリストモジュール１２２は、近隣のノードの可用性と、近隣のノードがふさがることになる継続時間とをビジーデバイスリスト２３０に保有し得る。加えて、それぞれの近隣のノード１０２に関して、ビジーデバイスリストモジュール１２２は、近隣のノードの現在の状態（例えば、信号をリスニングしている、信号を処理しているなど）を示す近隣ノード状態情報をビジーデバイスリスト２３０に保有し得る。
【００８１】
初期リンクデータ２２４、ＦＯＭリンクデータ２２８、およびビジーデバイスリスト２１４がノード１０２Ｃのローカルメモリに記憶されるデータのリストであるように示されているが、その他の実施形態においては、リンク品質およびノード可用性情報は、単一のリストまたはリスト以外の形態で記憶される可能性がある。さらに、一部の実施形態において、初期リンクデータ２２４、ＦＯＭリンクデータ２２８、およびビジーデバイスリスト２１４に記憶されたリンク品質およびノード可用性情報ならびにその他の情報は、さらにまたはあるいは、ネットワークの１または複数のその他の場所（例えば、親ノード、セルラルータ、中継機、ネットワークストレージデバイスなど）に保有される可能性がある。
【００８２】
一部の実施形態において（例えば、ノードが公益事業メーターであるとき）、メモリ１１６は、１または複数のリソース（例えば、電気、水、天然ガスなど）の消費データを収集するように構成された計測モジュール２３２をやはり含む可能性があり、消費データは、それから、本部１０４またはその他の送信先への最終的な伝播のために１または複数のその他のノード１０２に送信される可能性がある。さまざまな実施形態において、計測モジュール２３２は、送信のためのデータを周期的または非周期的に提供する可能性、問い合わされ、問い合わせに応答してデータを提供する可能性、予め決められた量のデータが収集されると送信のためのデータを提供する可能性などがある。
【００８３】
ルーティングモジュール１２４は、ノード１０２Ｃに関連付けられたリンクのＦＯＭ値、ノード１０２の可用性、および／または１もしくは複数のその他の要因に基づくルーティングプロトコル（例えば、低電力で損失のあるネットワークのためのルーティングプロトコル（ＲＰＬ：Routing Protocol for Low power and Lossy Networks）、ＬＯＡＤ、ＤＯＤＡＧに基づくルーティング、距離ベクトルルーティング（distance vector routing）、１または複数のノードの現在のまたは予測される負荷に基づくルーティングなど）の実施を容易にする。例として、ノード１０２Ａに宛てられたパケットをノード１０２Ｃでルーティングするために、ルーティングモジュール１２４は、ルーティングプロトコルを容易にして、ＦＯＭリンクデータ２２８で示されたその他のリンクと相対的なそのリンクのＦＯＭ値と、ビジーデバイスリスト２３０で示されたノード１０２Ａの現在の可用性とに基づいて、（図１に示された）ノード１０２Ｃと１０２Ａとの間の直接リンクを選択する可能性がある。したがって、ルーティングモジュール１２４は、ノード１０２Ｃと１０２Ａとの間の選択されたリンクのＦＯＭ値に関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを決定するためにＦＯＭリンクデータ２２８にアクセスし得る。ノード１０２Ａが現在利用可能であると仮定すると、ルーティングモジュール１２４は、ルーティングプロトコルを容易にして、リンクを介してノード１０２Ａにパケットをルーティングする可能性がある。代替として、ノード１０２Ａがふさがっていると現在指定されている場合、ルーティングモジュール１２４は、ビジーデバイスリスト２３０で指定されたノード１０２Ａがふさがることになる継続時間に基づいて、ノード１０２Ａが利用可能になるのを待つことを選択することを容易にし得る。別の代替として、ルーティングプロトコルは、異なるリンクのＦＯＭ値および関連付けられたノード可用性に基づいてノード１０２Ｃに関連付けられた異なるリンクを選択し得る。したがって、ルーティングモジュール１２４は、異なるリンクのＦＯＭ値に関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを選択し得る。さらなる例において、ルーティングモジュール１２４は、決定されたリンクに関する指定された媒体、通信テクノロジー、およびデータレートを用いてそのリンクでパケットを送信するようにＳＷで定義された送信機２２６を構成する、および／またはＳＷで定義された送信機２２６に指示し得る。
【００８４】
複数の通信テクノロジーによるリンク品質を決定する例示的方法
図４は、メッシュネットワークのノード間の複数の通信テクノロジーを有するリンクの品質を決定する例示的方法４００を示す。方法４００は、便宜上、図１の例示的アーキテクチャ１００を参照して説明される。しかし、方法４００は、図１の例示的アーキテクチャ１００での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
【００８５】
動作４０２において、ノードが、メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を決定する。一例において、受信された信号は、複数の異なる通信テクノロジーを含む。図１および２の例の文脈で、受信された信号強度の決定は、無線通信機１０８、ＰＬＣトランシーバ１１０、複数プロトコル受信機モジュール１１８、ＳＷで定義された受信機２１２、初期リンク決定モジュール２２２、またはこれらの組み合わせを用いてノード１０２Ｃによって実行され得る。例として、ノード１０２Ｃは、リスニング状態にある場合、ノード１０２Ａ、１０２Ｂ、および１０２Ｎへのリンクを並列にリスニングし、リンクのそれぞれで複数の異なる通信テクノロジーのＲＳＩを測定して、リンクで利用される通信テクノロジーに関する関連付けられたＲＳＩ、実効、または正規化されたＲＳＩを決定し得る。通信テクノロジーは、リンクのそれぞれで使用されるＲＦおよびＰＬＣ通信テクノロジーを含み得る。別の例として、ノード１０２Ｃは、関連付けられた近隣のノードとの動作中の通信の一部としてリンクで複数の異なる通信テクノロジーのＲＳＩを測定し得る。
【００８６】
ノード１０２Ｃおよびその対応する近隣のノードは、低電力で損失のあるネットワーク（ＬＬＮ）のノードを含み得る。複数の異なる通信テクノロジーは、異なる無線周波数（ＲＦ）変調方式を有する複数の異なるＲＦ通信テクノロジーと、１または複数の電力線通信（ＰＬＣ）テクノロジーとを含み得る。
【００８７】
動作４０４においては、図１および２の例の文脈で、ノード１０２Ｃの初期リンク決定モジュール２２２が、受信された信号の強度に部分的に基づいて通信リンクのサブセットを選択する。動作４０６において、通信リンクのサブセットが、通信リンクのサブセットのそれぞれを介してデータを送信し、応答データを受信することによって行使される。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信リンクのサブセットのそれぞれで使用される通信テクノロジーの利用可能なデータレートでデータの送信および応答データの受信を実行し得る。別の例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信リンクのサブセットのうちの１または複数で使用される２つ以上の通信テクノロジーを用いてデータの送信および応答データの受信を実行し得る。行使することの一部として送信され、受信されるデータは、試験データ、動作データ、または試験データと動作データとの混合を含む可能性がある。試験データは、行使することを容易にする任意の反復的または非反復的データを含む可能性がある。動作データは、ペイロードデータ、ノードによって得られたメトリックデータ、計測データなどの実際のデータを含む可能性がある。動作データは、本明細書において図６および７に示されたフレームデータをさらに含む可能性がある。
【００８８】
動作４０８においては、図１および２の例の文脈で、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、応答データを分析する。応答データを分析することに部分的に基づいて、動作４１０において、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、リンク品質を評価することの一部として式１のＥＴＴを計算し得る。ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数（ＦＯＭ）を決定することを含め、利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する可能性があり、最適なＦＯＭは、外積を最適化する（例えば、ＥＴＴを最小化する）最も高い利用可能なデータレートによって示される。代替的実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信リンクのサブセットのそれぞれの通信テクノロジーに関するリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせに関連付けられた性能指数（ＦＯＭ）を決定し得る。
【００８９】
一例において、ノード１０２Ｃのビジーデバイスリストモジュール１２２は、近隣のノードの少なくともサブセットの可用性、非可用性、および非可用性の継続時間を含む情報をビジーデバイスリスト２３０に保有し、一方、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信リンクのサブセットのそれぞれに関するＦＯＭに関連付けられた通信テクノロジーおよび利用可能なデータレートを特定する情報をＦＯＭリンクデータ２２８に保有する。そして、図１および２の例の文脈で、ルーティングモジュール１２４は、ルーティングプロトコルを採用して、選択される通信リンクに関連付けられたＦＯＭおよび近隣のノードの可用性に部分的に基づいて、近隣のノードへのデータパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットの通信リンクを選択し、（例えば、無線通信機１０８またはＰＬＣトランシーバ１１０を介して）選択された通信リンクの最適な通信テクノロジーおよび最適な利用可能なデータレートを用いて近隣のノードにデータパケットを送信するようにＳＷで定義された送信機２１２に指示し得る。別の例として、ルーティングモジュール１２４は、「高優先度」データパケットの配信を保証するために「高優先度」データパケットを冗長化してまたは重複して送信するために、複数のリンク、複数の通信テクノロジー、および／または複数の利用可能なデータレートをそれらの関連付けられたＦＯＭに部分的に基づいて選択し得る。関連付けられたＲＳＩおよびＦＯＭデータが、データパケットをルーティングする必要性に基づいて実行されるノード間の「ハンドシェーク」手順の一部として決定されることを必要とされないように、関連付けられたデータは、ノード１０２Ｃがデータパケットをルーティングすることを必要とする前に初期リンクデータ２２４、ＦＯＭリンクデータ２２８、およびビジーデバイスリスト２３０に記憶され得る。
【００９０】
方法４００は、新しいノードがネットワークに追加されるときに実行され、ネットワークの既存のノードのために周期的または非周期的に実行され得る。方法４００のすべてまたは一部は、リンク品質が動作データの通信中などに決められたもしくは予め指定された閾値未満に低下したという決定に応答して、または疑われるもしくは実際のリンク品質低下の任意の決定によって実行され得る。
【００９１】
リンク品質に基づくルーティングの例示的方法
図５は、リンクの品質が決定され得る例示的方法５００を示す。リンクは、複数の通信テクノロジーを利用する可能性があり、それによって、メッシュネットワークのノードを接続し、リンク品質に少なくとも部分的に基づいて通信をルーティングする。方法５００は、便宜上、図１の例示的アーキテクチャ１００を参照して説明される。しかし、方法５００は、図１の例示的アーキテクチャ１００での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
【００９２】
動作５０２において、ノードが、メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を、ノードのマルチプロトコル受信機によって決定し、受信された信号は、複数の異なる無線周波数（ＲＦ）通信テクノロジーおよび１または複数の電力線通信（ＰＬＣ）通信テクノロジーを有する信号を含む。図１および２の例の文脈で、受信された信号強度の決定は、無線通信機１０８、ＰＬＣトランシーバ１１０、複数プロトコル受信機モジュール１１８、ＳＷで定義された受信機２１２、初期リンク決定モジュール２２２、またはこれらの組み合わせを用いてノード１０２Ｃによって実行され得る。
【００９３】
動作５０４において、受信された信号の強度に部分的に基づく通信リンクのサブセットが、選択される。例えば、ノード１０２Ｃの初期リンク決定モジュール２２２が、受信された信号の強度に部分的に基づいて通信リンクのサブセットを選択する。
【００９４】
動作５０６においては、図１および２の例の文脈で、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートでデータを伝達することによって通信リンクのサブセットを行使する。ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ＲＦおよびＰＬＣ通信テクノロジー、または第１のＲＦ通信テクノロジーおよび第１のＲＦ通信テクノロジーと異なる第２のＲＦ通信テクノロジーなどの、通信リンクのサブセットのうちの１または複数の２つ以上の通信テクノロジーを使用することによって行使することを実行し得る。行使することのために利用されるデータは、試験データ、動作データ、または試験データと動作データとの混合を含む可能性がある。試験データは、行使することを容易にする任意の反復的または非反復的データを含む可能性がある。動作データは、ペイロードデータ、ノードによって得られたメトリックデータ、計測データなどの実際のデータを含む可能性がある。動作データは、本明細書において図６および７に示されたフレームデータをさらに含む可能性がある。
【００９５】
動作５０８において、図１および２の例の文脈で、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、データを伝達することに部分的に基づいて通信リンクのサブセットのそれぞれに関する利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する。例として、リンクの通信テクノロジーがＮ（すなわち、１以上の整数であるＮ）個の利用可能なデータレートを有する場合、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、Ｎ個すべてのデータレート、またはＮ個のデータレートのサブセットを行使して、利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価し得る。
【００９６】
動作５１０においては、図１および２の例の文脈で、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関して評価されたリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積に部分的に基づいて性能指数（ＦＯＭ）を決定する。例として、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、ＦＯＭを決定することの一部として式１のＥＴＴを計算し得る。ＦＯＭ決定モジュール１２０は、評価された通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数（ＦＯＭ）を決定する可能性があり、最適なＦＯＭは、外積を最適化する（例えば、ＥＴＴを最小化する）評価された最も高い利用可能なデータレートによって示される。最適なＦＯＭは、容量（例えば、スループット）が可能な限り高く維持されながら接続性が最大化される最適化のトレードオフを示す可能性がある。代替的実施形態において、ＦＯＭ決定モジュール１２０は、通信リンクのサブセットのそれぞれに関して評価されたリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせに関連付けられた性能指数（ＦＯＭ）を決定し得る。
【００９７】
動作５１２においては、図１および２の例の文脈で、ＦＯＭ決定モジュール１２０が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関する決定されたＦＯＭ、評価された利用可能なデータレート、および決定されたＦＯＭに関連付けられた通信テクノロジーの１または複数のレコードをＦＯＭリンクデータ２２８などのデータストアに保有する。
【００９８】
動作５１４においては、図１および２の例の文脈で、ルーティングモジュール１２４が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関連付けられたＦＯＭに部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングする。例として、ルーティングモジュール１２４は、ＦＯＭリンクデータ２２８にアクセスして、ノード１０２Ｃの近隣のノードへのリンクに関するＦＯＭデータレコードを取得する。そして、ルーティングモジュール１２４は、ＦＯＭデータを使用してルーティングプロトコルを容易にして、データパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットのうちの１つを選択し得る。代替的実施形態において、ルーティングモジュール１２４は、さらに、ビジーデバイスリスト２３０にアクセスして、近隣のノードに関する可用性情報を取得し得る。それから、ルーティングモジュール１２４は、ＦＯＭデータおよび可用性データを使用してルーティングプロトコルを容易にして、データパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットのうちの１つを選択し得る。したがって、ＦＯＭは、さまざまなルーティングプロトコルによって活用され得る。ゆえに、テクノロジーが媒体、変調の種類、およびデータレートの全体の集合で到着するメッセージの並列的な検出を可能にする場合、多くの時および／または周波数分割技術につきものである容量を犠牲にすることなしにメッシュネットワークにおいて最大の接続性が達成され得る。
【００９９】
動作５１６においては、ルーティングプロトコルによって選択されたリンクに基づいて、図１および２の例の文脈で、ルーティングモジュール１２４が、ＦＯＭリンクデータ２２８にアクセスして、選択されたリンクに関連付けられたデータレートおよび通信テクノロジーを特定する。そして、ルーティングモジュール１２４は、ＦＯＭリンクデータ２２８で指定されたデータレートおよび通信テクノロジー（例えば、ＲＦまたはＰＬＣ）を用いて、選択されたリンクを介して近隣のノードにデータパケットを送信するようにＳＷで定義された送信機２１２に指示する。代替的実施形態において、ルーティングモジュール１２４は、「高優先度」データを重複してまたは冗長化してルーティングする方法を決定するために、ＦＯＭリンクデータ２２８にアクセスして１または複数のリンクに関連付けられた複数のデータレートおよび／または通信テクノロジーを特定し得る。
【０１００】
方法５００は、新しいノードがネットワークに追加されるときに実行され、ネットワークの既存のノードのために周期的または非周期的に実行され得る。方法５００のすべてまたは一部は、リンク品質が動作データの通信中などに決められたもしくは予め指定された閾値未満に低下したという決定に応答して、または疑われるもしくは実際のリンク品質低下の任意の決定によって実行され得る。
【０１０１】
例示的プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）
図６および７は、制御チャネルおよび／またはデータチャネルを介して転送されうるいくつかの例示的プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を示す。用語ＰＤＵは、本明細書においては、概して、図１で示された通信ネットワークなどの通信ネットワーク内の任意の通信、メッセージ、または送信を指すために使用される。用語ＰＤＵは、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデル、ＩＰ（インターネットプロトコル）モデルなどに少なくとも概念的に基づき、例えば、ビット、フレーム、パケット、セグメントなどを含む可能性がある。場合によっては、ＯＳＩ／ＩＰモデルの１または複数のレイヤが、ノード間で１または複数のＰＤＵを転送するために効果的に利用され得る。例えば、ＯＳＩ／ＩＰモデルのデータリンクレイヤが、アーキテクチャ１００のノード１０２のうちの２つ以上の間でＰＤＵを転送するために利用され得る。特定の実施形態においては、データリンクレイヤの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤが、ノード１０２のうちの２つ以上の間でＰＤＵを転送するために利用され得る。さらに、一部の実施形態においては、衝突回避付きキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ：carrier sense multiple access with collision avoidance）方法などのアクセス方法が、ＰＤＵを転送するために利用され得る。
【０１０２】
図６は、ノードが別のノードにデータを送信したいことを示すために使用され得る例示的送信要求（ＲＴＳ）フレーム６００を示し、一方、図７は、ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために使用され得る例示的送信可（ＣＴＳ）フレーム７００を示す。図６および７は、対応するフレーム内の例示的なフィールド順を示すが、その他の順序が、使用される可能性がある。一部の例においては、ＲＴＳメッセージを受信すると、ノードは、（利用可能である場合）ＣＴＳメッセージを送信することによって応答し得る。この例においては、ＲＴＳおよびＣＴＳフレーム構造が、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（ｅ）規格によって部分的に定義される。しかし、その他の例においては、その他のＰＤＵ構造が、ＲＴＳメッセージ、ＣＴＳメッセージ、またはマルチチャネル通信ネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ  Ｐ１９０１、ＩＥＥＥ  Ｐ１６７５、ＩＥＥＥ  Ｐ１７７５など）に関連付けられた予約情報を運ぶその他の通信のために使用され得る。
【０１０３】
上で検討されたように、（集合的にデータフレーム６００および７００と呼ばれる）ＲＴＳフレーム６００およびＣＴＳフレーム７００は、メッシュネットワークのノード間のリンクの評価を適格とし、容易にし、メッシュネットワークのノードの間および中で通信をルーティングするために使用可能である情報を含む。フレーム６００および７００が、便宜上、図１のアーキテクチャ１００の例示的ネットワークならびに例示的方法４００および５００を参照して説明される。しかし、例示的フレーム６００および７００は、例示的アーキテクチャ１００または方法４００および５００での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて、ならびに／またはその他の方法を実行するために実施され得る。
【０１０４】
図６を参照すると、例示的ＲＴＳフレームは、ノードがデータを送信したいと望んでおり、別の送信のために利用可能にならないことを近隣のノードに通知し、意図される受信ノードと特定のデータチャネルならびに１または複数の物理（ＰＨＹ）パラメータ（例えば、データレートおよび／もしくは変調技術）をネゴシエーションするために１または複数の通信テクノロジーに関して使用される可能性がある。図６に示されるように、ＲＴＳフレームは、以下のフィールド、すなわち、フレーム制御（ＦＣ）、連番、送信先パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）識別子、送信先アドレス、送信元ＰＡＮ識別子、送信元アドレス、補助的なセキュリティヘッダ、ペイロード、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）を含む。ペイロード以外のＲＴＳフレームの上述のフィールドの詳細は、当業者によく知られており、本明細書において詳細に説明されない。しかし、ＲＴＳフレームのペイロードは、上述のルーティング技術およびその他の機能を実施するためにカスタマイズされる。ペイロードは、サイズが変わり得る可能性があり、例えば、以下のフィールドのうちの１または複数を含む可能性がある。
【０１０５】
・種類：このフィールドは、フレームの種類、例えば、ＲＴＳ、ＣＴＳ、送信不可（ＮＣＴＳ）などを示す。図６の例においては、このフィールドは、フレームがＲＴＳフレームであることを示す。
【０１０６】
・ＨＷ：このフィールドは、ＲＴＳフレームを送信するノードのハードウェアの種類を示す。種類は、例えば、デバイスのバージョンもしくは世代、ならびに／またはノードの能力（例えば、ノードによってサポートされるバッテリー給電、変調技術、ＰＬＣ能力、および／もしくは利用可能なデータレート）を決定するために使用可能な任意のその他の情報を含み得る。
【０１０７】
・ランク：このフィールドは、（知られている場合）ＲＴＳフレームを送信しているノードの低電力で損失のあるネットワークのためのルーティングプロトコル（ＲＰＬ）ランクを示す。ランクは、近隣からセルルータへの経路のコストを表し、例えば、ＥＴＴを計算するための式（１）のメトリックを用いて計算され得る。ランクが高いほど、ノードはセルルータから遠い。このフィールドは、ＭＡＣサブレイヤにおけるルーティング一貫性検出（routing consistency detection）のために受信するノードによって利用され得る。
【０１０８】
・ＤＯＤＡＧ＿ＩＤ：このフィールドは、送信先指向有向非循環グラフ（ＤＯＤＡＧ）ルート（例えば、ネットワーク境界ルータ、セルラルータ、中継機など）を特定するＤＯＤＡＧ識別子（ＩＤ）であり、ＤＯＤＡＧルートを通じて、ＲＴＳを送信するノードは、本部またはその他のネットワークコンピューティングデバイスとの通信のためにイントラネットまたはインターネットなどのバックホールネットワークに接続される。図１のアーキテクチャ１００の文脈で、ノードＡは、バックホールネットワークの例であるネットワーク１０６と通信するアーキテクチャ１００のＤＯＤＡＧルートの例である。ＤＯＤＡＧ＿ＩＤは、ＲＴＳフレームを受信するノードが、ＭＡＣサブレイヤでルーティング一貫性条件を検証することによってＲＴＳフレームを受諾または拒否することを可能にする。
【０１０９】
・継続時間：このフィールドは、ＲＴＳで指定された（１または複数の）データフレームを交換するための合計の予測される時間を示す。継続時間は、指定されたデータフレームを送信するための時間、フレームの間のフレーム間間隔（ＩＦＳ：inter-frame spacing）（例えば、ＳＩＦＳ、ＧＩＦＳなど）などの待機する時間、肯定（ＡＣＫ）または否定（ＮＡＣＫ）の応答を含み得る。継続時間フィールドは、ノードが別のノードとの通信でふさがることになり、したがって、受信するために利用不可能になる継続時間を決定するために使用され得る。継続時間フィールドは、図２に示されたビジーデバイスリスト２３０などのビジーデバイスリストの「継続時間」列を埋めるために使用され得る。
【０１１０】
・Ｃｈ．Ｏｎ：このフィールドは、ＲＴＳがチャネルリストを含むかどうかを示すフラグを含む。
【０１１１】
・チャネルリスト：このフィールドは、ＲＴＳフレームを送信するノードに利用可能であるチャネルのリストを含むチャネルリストを含む。ＲＴＳフレームを受信するノードは、利用可能なチャネルから１または複数のチャネルを選択し、選択されたチャネルをＣＴＳフレーム内で指定し得る。一部の例において、チャネルリストは、ノードに利用可能であるすべてではないチャネルを含み得る。例えば、直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ：Direct-Sequence Spread Spectrum）変調が採用される場合、チャネルリストは、９１５ＭＨｚ  ＩＳＭ帯域内の１３チャネルに制限される可能性がある。チャネルリストは、例えば、ＲＴＳを送信したノードとＲＴＳを受信したノードとの間の適格とされたチャネルのリストを含み得る。適格とされたチャネルのリストは、図２を参照して説明されたノード１０２Ｃのメモリ１１６に保有されるＦＯＭリンクデータ２２８など、ＲＴＳを送信したノードおよび／またはＲＴＳを受信したノードのメモリに保有され得る。
【０１１２】
・データレート（ＤＲ）パラメータ：このフィールドは、ＲＴＳフレームを送信するノードによってサポートおよび／または提案される最大データレートおよび／または利用可能なデータレートを示す。ＲＴＳフレームを受信するノードは、このフィールドを利用して、ノードを行使するためなどに送信するノードと受信するノードとの両方が可能であるデータレートを決定し得る。決定されたデータレートは、送信するノードにＣＴＳフレームを用いて送信され得る。決定されたデータレートは、最大でも、２つのノードのうちで遅い方の最大データレートに設定され得る。したがって、ＲＴＳが受信するノードが可能であるよりも高いデータレートを提案する場合、受信するノードは、ＣＴＳフレームを送信するとき、より低いデータレート（最大でも受信するノードの最大データレート）を設定する。
【０１１３】
・Ｄａｔａ＿ＩＤ：このフィールドは、データパケットのＩＤを含む。このＩＤは、ＲＴＳフレーム内に存在し得る。このフィールドは、例えば、データパケットが特定のノードによって受信されたが、データパケットを送信したノードで肯定応答が受信されなかった場合に利用され得る。この場合、Ｄａｔａ＿ＩＤを有するデータパケットを送信したノードは、データパケットが受信されなかったと考える可能性があり、同じＤａｔａ＿ＩＤに関するＲＴＳフレームを再送信する可能性がある。場合によっては、特定のノードは、受信された、いくつかの最後のＤａｔａ＿ＩＤを記録するとき、ＣＴＳフレームの代わりにＡＣＫフレームで応答する可能性があり、したがって、データフレームの再送信を避ける。
【０１１４】
・Ｆ＿ＩＤ：このフィールドは、ＲＴＳフレームのＭＡＣフレームＩＤを含む。ＲＴＳフレームの意図される送信先は、このＲＴＳフレームに答えるＣＴＳフレームにこのＦ＿ＩＤをコピーする。ＲＴＳフレームを送信するノードは、ＣＴＳフレームを受信するとき、ＣＴＳフレームのＦ＿ＩＤを用いて、ＣＴＳフレームが予測されたものである（つまり、それが、ノードが既に送信したＲＴＳフレームに対する答えで送信された）かどうかを決定し得る。
【０１１５】
・ＮＰ：このフィールドは、ＲＴＳフレームを受信するノードと交換されるべきいくつかのパケットを示す。このフィールドは、制御チャネルのリスニングに戻るように切り替わる前に、指定されたデータチャネルでいくつのパケットをリスニングすべきかを受信するノードに教える。このフィールドは、特定のチャネルの可用性を決定する際にも有用である可能性がある。
【０１１６】
・Ｐｒｅ＿Ｃｈ：このフィールドは、ノードが試験データフレームなどのデータフレームを交換するために利用することを優先する１または複数のチャネルを示す。この交換に関与させられないが、ＲＴＳを傍受するノードは、このフィールドに基づいて（例えば、図２を参照して説明された）それらのビジーデバイスリストを更新し得る。既定で、ＲＴＳフレームの受信者は、可能である場合、データ交換のためにこのチャネルを選択し得る。しかし、このチャネルがふさがっているか、またはリンクの適格とされたチャネルでない場合、受信ノードは、ＣＴＳの異なるチャネルを指定し得る。
【０１１７】
・ＤＩＲ：このフィールドは、トラフィックがルートからくるのか、またはルートに送信されるべきであるのかを示す。葉に向けてルートから送信されたトラフィックは、「ダウンストリーム」であると言われ、一方、ルートに向けて送信されたすべての通信は、「アップストリーム」であると言われる。フィールドは、例えば、アップストリームトラフィックに関して１に設定され、ダウンストリームトラフィックに関して０に設定される可能性がある。
【０１１８】
図７は、一方、１または複数の通信テクノロジーに関する例示的ＣＴＳメッセージ７００を、ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために伝達されうるフレームの形態で示す。ＣＴＳフレーム７００は、例えば、第１のノードによって選択されたＰＨＹパラメータおよび１または複数のデータチャネルを含み得る。場合によっては、ＣＴＳフレームは、ＲＴＳを送信するノードおよびＣＴＳを送信するノードが利用不可能になることと、選択されたデータチャネルが指定された期間中ふさがることになることとを近隣のノードに通知するために利用される。図７の例において、ＣＴＳフレームは、以下のフィールド、すなわち、ＦＣ、連番、送信先ＰＡＮ識別子、送信先アドレス、送信元ＰＡＮ識別子、送信元アドレス、補助的なセキュリティヘッダ、ペイロード、およびＦＣＳを含む。ペイロード以外のＣＴＳフレームの上述のフィールドの詳細は、当業者によく知られており、本明細書において詳細に説明されない。しかし、ＣＴＳフレームのペイロードは、上述のルーティング技術およびその他の機能を実施するためにカスタマイズされる。ＣＴＳフレームのペイロードは、サイズが変わり得る可能性があり、例えば、以下のフィールドのうちの１または複数を含む可能性がある。
【０１１９】
・種類：このフィールドは、図６を参照して上で説明された情報と同様の情報を示し得る。図７の例においては、このフィールドは、フレームがＣＴＳフレームであることを示す。
【０１２０】
・ＨＷ：このフィールドは、ＲＴＳフレームを受信したノード（すなわち、ＣＴＳフレームを送信するノード）のハードウェアパラメータ（例えば、デバイスの種類、デバイスのバージョンまたは世代など）を含む。
【０１２１】
・ランク：このフィールドは、ＲＴＳフレームの対応するフィールドに類似しているが、ＣＴＳフレームに適用されるようなものである。このフィールドは、リンクを、例えば、図２に示されたＦＯＭリンクデータ２２８でそれらの相対的な品質にしたがってランク付けする際に使用され得る。
【０１２２】
・ＤＯＤＡＧ＿ＩＤ：このフィールドは、ＲＴＳフレームの対応するフィールドに類似しているが、ＣＴＳフレームに適用されるようなものである。特に、このフィールドは、ＭＡＣサブレイヤでルーティング一貫性条件を検証することによって、ＣＴＳフレームを受信するノードが受諾または拒否する選択肢を提供するＤＯＤＡＧ識別子である。
【０１２３】
・継続時間：このフィールドは、ＲＴＳフレームの対応するフィールドに類似しているが、ＣＴＳフレームに適用されるようなものであり、図２のビジーデバイスリスト２３０を保有するためなどに可用性および可用性の継続時間を決定する際に使用され得る。
【０１２４】
・チャネル：このフィールドは、ＲＴＳフレームを受信したノードによって選択されたデータチャネルを示す。
【０１２５】
・ＤＲ：このフィールドは、ＲＴＳフレームを受信したノードによって選択されたデータレートを示す。データレートは、ＲＴＳで指定されたデータレートと同じである（受信するノードがデータレートが可能である場合）かまたは異なる（受信するノードがＲＴＳで指定されたデータレートが可能でない場合）可能性がある。このデータレートは、試験データパケットなどのデータをデータチャネルで転送するために実施され得る。
【０１２６】
・Ｆ＿ＩＤ：このフィールドは、ＲＴＳフレームのＦ＿ＩＤ値と同一である可能性があるＣＴＳフレームのＭＡＣフレームＩＤを含む。
【０１２７】
上で検討されたように、ＲＴＳおよびＣＴＳフレーム６００および７００は、本明細書に記載のルーティング技術を実施するために使用され得るいくつかのＰＤＵの例であるに過ぎない。その他の実施形態においては、説明されたルーティング技術を実施するためにさまざまなその他のＰＤＵが採用され得る。
【０１２８】
動作中のリンクの性能低下を決定する例示的方法
図８は、動作データの通信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法８００を示す。方法８００は、便宜上、図１の例示的アーキテクチャ１００を参照して説明される。しかし、方法８００は、図１の例示的アーキテクチャ１００での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
【０１２９】
動作８０２において、ノードが、既に指定されたデータレートおよび通信テクノロジーを用いて別のノードと動作データを伝達している。動作８０４において、ノードが、リンクに関する品質情報を取得する。品質情報は、それらが既に指定されたデータレートおよび通信テクノロジーに関連するとき、リンクの動作特性に関連する可能性がある。実施形態において、ノードは、リンク品質情報が測定されたＦＯＭを含むように、動作データを用いてリンクのＦＯＭを測定し得る。あるいは、ノードは、リンクの品質に関するリンク品質情報として、信号強度情報、ビット誤り率情報、パケット損失情報、ＦＯＭ情報などを取得する可能性がある。
【０１３０】
動作８０６において、ノードが、リンクの品質が大きく低下したと決定する可能性がある。例えば、ノードは、リンク品質情報を予め決められた閾値と比較して、リンクの品質が大きく低下したかどうかを決定し得る。動作８０６において、リンク品質が大きく低下しなかったと決定される場合、制御は、動作８０２に渡る。しかし、リンク品質が大きく低下したと決定される場合、制御は、動作８０８に渡る。動作８０８において、ノードが、リンクを行使して、リンクのために利用可能なさまざまなデータレートおよび通信テクノロジーに関して、本明細書において説明されたようにＦＯＭを決定し得る。動作８１０において、ノードが、決定されたＦＯＭ値を用いてデータレートおよび通信テクノロジーを選択し得る。それから、制御が動作８０２に渡り、ノードが新たに選択されたデータレートおよび通信テクノロジーを用いて通信する。
【０１３１】
結論
本出願は、特定の構造的な特徴および／または方法の行為を有する実施形態を説明するが、請求項は、説明された特定の特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴および行為は、本出願の請求項の範囲内に入る例示的な一部の実施形態であるに過ぎない。
【図１】
2015530028.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2015530028.tif 000016
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