(57)【要約】  メッシュネットワークシステムは、複数のネットワークノードと、ネットワークマネージャと、少なくとも１つのアクセスポイントとを含む。ネットワークノードは、互いに無線通信するとともに、メッシュネットワークシステムの少なくとも１つのアクセスポイントと無線通信する。ネットワークマネージャは、ノードおよび少なくとも１つのアクセスポイントを含む無線メッシュネットワークの動作を管理する。当該少なくとも１つのアクセスポイントは、ネットワークノードと無線通信し、無線メッシュネットワークとネットワークマネージャとの間でゲートウェイを提供する。少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、自身の動作タイミングをＧＰＳまたはＵＴＣクロックのような外部クロックに同期するように動作する。さらに、複数のアクセスポイントを含む無線メッシュネットワークにおいて、アクセスポイントは、自身の動作タイミングを互いに同期し得、ネットワークにおける他のアクセスポイントおよびノードにタイミング情報を提供し得る。
2018528686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュネットワークシステムであって、
複数のネットワークノードを含み、各ネットワークノードは、プロセッサと、前記メッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含み、前記メッシュネットワークシステムはさらに、
前記複数のネットワークノードに通信可能に接続されるとともに、前記複数のネットワークノードのノードを含む無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成されるネットワークマネージャと、
少なくとも１つのネットワークアクセスポイントとを含み、各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、前記ネットワークマネージャとの通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含み、
前記ネットワークマネージャおよび前記複数のネットワークノードは、前記少なくとも１つのネットワークアクセスポイントを通じて通信可能に接続されており、
前記少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、前記外部クロックのタイミング情報を前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードに送信するように動作する、メッシュネットワークシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作する、請求項１に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、複数のネットワークアクセスポイントを含んでおり、前記複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントの前記無線トランシーバは、前記複数のネットワークアクセスポイントの他のネットワークアクセスポイントとの無線通信のためにさらに構成される、請求項１に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項４】
前記複数のネットワークアクセスポイントのうちのいくつかのネットワークアクセスポイントは、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期する、請求項３に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項５】
前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの少なくとも別のネットワークアクセスポイントは、前記メッシュネットワークシステムの前記少なくとも１つのネットワークアクセスポイントによって送信される前記タイミング情報に自身の動作を同期するように動作する、請求項３に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項６】
前記ネットワークマネージャは、前記複数のネットワークアクセスポイントの各々を、前記外部クロックと、前記無線メッシュネットワークにおいて送信されるアドバタイズメントパケットのタイミング情報とのうちの１つに自身の動作を選択的に同期するように制御する、請求項３に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項７】
前記ネットワークマネージャは、前記第１のネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報を前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードに送信するように、前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの第１のネットワークアクセスポイントを制御し、前記ネットワークマネージャは、前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの第２のネットワークアクセスポイントを、前記第１のネットワークアクセスポイントから受信される前記タイミング情報に自身の動作を同期するように制御する、請求項３に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項８】
前記ネットワークマネージャはさらに、前記第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、前記第２のネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報を前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードに送信するように、前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの前記第２のネットワークアクセスポイントを制御する、請求項７に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項９】
前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの第１のネットワークアクセスポイントは、前記ネットワークマネージャと前記複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供しており、前記複数のネットワークアクセスポイントのうちの第２のネットワークアクセスポイントは、前記第１のネットワークアクセスポイントと同じタイミング基準に同期され、前記第２のネットワークアクセスポイントは、前記第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定することに応答して、前記ネットワークマネージャと前記複数のネットワークノードとの間の通信リンクのみを提供する、請求項３に記載の方法ネットワークシステム。
【請求項１０】
メッシュネットワークシステムであって、
複数のネットワークノードを含み、各ネットワークノードは、プロセッサと、前記メッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含み、前記メッシュネットワークシステムはさらに、
前記複数のネットワークノードに通信可能に接続されるとともに、前記複数のネットワークノードのノードを含む無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成されるネットワークマネージャと、
複数のネットワークアクセスポイントを含み、各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードおよび他のアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、前記ネットワークマネージャとの通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含み、
前記複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントは、前記ネットワークマネージャと前記複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するよう動作し、
前記複数のネットワークアクセスポイントの第１のネットワークアクセスポイントは、前記メッシュネットワークの前記ネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントにタイミング情報を送信し、
前記複数のネットワークアクセスポイントの第２のネットワークアクセスポイントは、前記第１のネットワークアクセスポイントによって送信される前記タイミング情報に自身の動作を同期する、メッシュネットワークシステム。
【請求項１１】
前記第１のネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、前記外部クロックのタイミング情報を前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードに送信するように動作する、請求項１０に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１２】
前記第１のネットワークアクセスポイントは、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作する、請求項１１に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１３】
前記第１のネットワークアクセスポイントは、前記第１のネットワークアクセスポイントの内部クロックに従って動作し、前記メッシュネットワークの前記ネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントに前記内部クロックのタイミング情報を送信する、請求項１０に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１４】
前記ネットワークマネージャは、前記第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、前記メッシュネットワークの前記ネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントにタイミング情報を送信するように、前記第２のネットワークアクセスポイントを制御する、請求項１０に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１５】
前記第１および第２のネットワークアクセスポイントは、前記ネットワークマネージャと前記複数のネットワークノードとの間の通信リンクを提供するように同時に動作する、請求項１０に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１６】
メッシュネットワークシステムであって、
複数のネットワークノードを含み、各ネットワークノードは、プロセッサと、無線メッシュネットワークを形成するよう前記メッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含み、前記ネットワークノードは前記無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成され、前記メッシュネットワークシステムはさらに、
複数のネットワークアクセスポイントを含み、各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードおよび他のアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）にわたる通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含み、
前記複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントは、前記ＷＡＮと前記複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するように動作し、
各ネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、前記外部クロックのタイミング情報を前記メッシュネットワークシステムの前記ネットワークノードに送信するように動作する、メッシュネットワークシステム。
【請求項１７】
前記複数のネットワークアクセスポイントは、前記ＷＡＮと、前記複数のネットワークノードのうちの第１および第２のサブセットのそれぞれの１つとの間に通信リンクを提供するように動作する第１および第２のネットワークアクセスポイントを含み、
前記ネットワークノードの第１のサブセットのネットワークノードは、前記ＷＡＮのみを通じて前記ネットワークノードの第２のサブセットのネットワークノードと通信可能である、請求項１６に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１８】
前記複数のネットワークノードは、無線メッシュネットワークの動作を、前記無線メッシュネットワークについて通信スケジュールを確立することにより、管理するように構成される、請求項１６に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項１９】
各ネットワークアクセスポイントは、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作する、請求項１６に記載のメッシュネットワークシステム。
【請求項２０】
前記複数のネットワークノードは、共通ネットワーク識別子（ＩＤ）と、同じネットワークにおける使用に適合するネットワークアドレスとを共有する、請求項１６に記載のメッシュネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、米国特許商標庁において２０１５年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／２０８，１９６号の利益を主張しており、その開示は本願明細書において全文参照によって援用される。
【０００２】
技術分野
この開示は、１つまたは複数のアクセスポイントを使用して動作するように構成され、および／または、正確なクロック同期のために構成される無線メッシュネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
無線メッシュネットワークは、ネットワーク設計において高いレベルの柔軟性を提供しており、その結果、当該ネットワークが使用され得る幅広い用途において高いレベルの柔軟性を提供している。メッシュネットワークにおいて、ノードは、近隣のノードとの通信を自動的に検出および確立して、無線メッシュを形成する。ネットワークアクセスポイント（ＡＰ： access point）は、無線メッシュネットワークと、メッシュネットワーク外の要素との間のゲートウェイとして機能する。ネットワークマネージャは、ノードのタイミングを調整するとともにノード同士間の通信リンクを確立するように、無線メッシュネットワークの動作を調整し得る。
【０００４】
一例において、無線メッシュネットワークのノードは各々、センサを含んでおり、ネットワークを通じてセンサデータ測定を中継するように動作する。当該例において、ネットワークアクセスポイント（ＡＰ）は、無線メッシュネットワークと外部ネットワーク（たとえばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ： local area network））との間のインターフェイスを提供し、外部ネットワークに接続されたコンピュータが無線メッシュネットワークノードのすべてからのセンサデータ測定を受信することを可能にする。
【０００５】
無線メッシュネットワーク機器の設計者および製造業者は、さまざまなネットワークサービスを提供することができる高度な無線ネットワークノード、アクセスポイントおよびネットワークマネージャを開発している。しかしながら、そのような無線メッシュネットワークは、制限のあるリソースで動作しており、これにより一般的に、ネットワークの部分を形成し得るノードの数が制限されるとともにネットワークにおいて各ノードに利用可能な帯域幅が制限される。
【０００６】
たとえば、標準的な無線メッシュネットワークは、単一のネットワークマネージャ（「マネージャ」）と、複数のセンサノード（「モート（mote）」）と通信する単一のアクティブアクセスポイント（「ＡＰ」）とのみを含み得る。モートおよびＡＰは、マネージャによって規定される無線メッシュを形成する。しかしながら、単一のアクティブＡＰのみが存在することにより、これらの無線メッシュネットワークの帯域幅は制限され得、これらのネットワークは、単一のアクティブＡＰが故障または障害が起きている状況において信頼性が低くなり得、当該ネットワークは単一障害点によって無効化され得、当該ネットワークは、単一のマネージャにサポートされ得るモートの数に対する制限によって制限され得、ネットワークの物理的に分離されたセクション同士の間の正確な同期が困難になり得る。
【０００７】
したがって、複数のＡＰをサポートし得るとともに別個のネットワークセクション同士の間の正確なクロック同期を提供し得る無線メッシュネットワークについてニーズが存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概要
本願明細書における教示は、無線メッシュネットワークに関する上記の問題の１つ以上を緩和する。
【０００９】
本開示の局面に従うと、メッシュネットワークシステムは、複数のネットワークノードと、ネットワークマネージャと、少なくとも１つのネットワークアクセスポイントとを含む。各ネットワークノードは、プロセッサと、メッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含む。ネットワークマネージャは、複数のネットワークノードに通信可能に接続されるとともに、複数のネットワークノードのノードを含む無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成される。各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、メッシュネットワークシステムのネットワークノードとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、ネットワークマネージャとの通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含む。ネットワークマネージャおよび複数のネットワークノードは、少なくとも１つのネットワークアクセスポイントを通じて通信可能に接続される。さらに、少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、外部クロックのタイミング情報をメッシュネットワークシステムのネットワークノードに送信するように動作する。
【００１０】
少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作し得る。
【００１１】
少なくとも１つのネットワークアクセスポイントは、複数のネットワークアクセスポイントを含み得、複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントの無線トランシーバは、複数のネットワークアクセスポイントの他のネットワークアクセスポイントとの無線通信のためにさらに構成され得る。
【００１２】
複数のネットワークアクセスポイントのうちのいくつかのネットワークアクセスポイントは、外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期し得る。
【００１３】
複数のネットワークアクセスポイントのうちの少なくとも別のネットワークアクセスポイントは、メッシュネットワークシステムの少なくとも１つのネットワークアクセスポイントによって送信されるタイミング情報に自身の動作を同期するように動作し得る。
【００１４】
ネットワークマネージャは、複数のネットワークアクセスポイントの各々を、外部クロックと、無線メッシュネットワークにおいて送信されるアドバタイズメントパケットのタイミング情報とのうちの１つに自身の動作を選択的に同期するように制御し得る。
【００１５】
ネットワークマネージャは、第１のネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報をメッシュネットワークシステムのネットワークノードに送信するように、複数のネットワークアクセスポイントのうちの第１のネットワークアクセスポイントを制御し得、ネットワークマネージャは、複数のネットワークアクセスポイントの第２のネットワークアクセスポイントを、第１のネットワークアクセスポイントから受信されるタイミング情報に自身の動作を同期するように制御し得る。
【００１６】
ネットワークマネージャはさらに、第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、第２のネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報をメッシュネットワークシステムのネットワークノードに送信するように、複数のネットワークアクセスポイントのうちの第２のネットワークアクセスポイントを制御し得る。
【００１７】
複数のネットワークアクセスポイントのうちの第１のネットワークアクセスポイントは、ネットワークマネージャと複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供し得、複数のネットワークアクセスポイントのうちの第２のネットワークアクセスポイントは、第１のネットワークアクセスポイントと同じタイミング基準に同期され得、第２のネットワークアクセスポイントは、第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定することに応答して、ネットワークマネージャと複数のネットワークノードとの間の通信リンクのみを提供し得る。
【００１８】
開示のさらに別の局面に従うと、メッシュネットワークシステムは、複数のネットワークノードと、ネットワークマネージャと、複数のネットワークアクセスポイントとを含む。各ネットワークノードは、プロセッサと、メッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含む。ネットワークマネージャは、複数のネットワークノードに通信可能に接続されるとともに、複数のネットワークノードのノードを含む無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成される。各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、メッシュネットワークシステムのネットワークノードおよび他のアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、ネットワークマネージャとの通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含む。複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントは、ネットワークマネージャと複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するように動作する。複数のネットワークアクセスポイントの第１のネットワークアクセスポイントは、メッシュネットワークのネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントにタイミング情報を送信する。複数のネットワークアクセスポイントの第２のネットワークアクセスポイントは、第１のネットワークアクセスポイントによって送信されるタイミング情報に自身の動作を同期する。
【００１９】
第１のネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、外部クロックのタイミング情報をメッシュネットワークシステムのネットワークノードに送信するように動作し得る。
【００２０】
第１のネットワークアクセスポイントは、外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作し得る。
【００２１】
第１のネットワークアクセスポイントは、第１のネットワークアクセスポイントの内部クロックに従って動作し得、メッシュネットワークのネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントに内部クロックのタイミング情報を送信し得る。
【００２２】
ネットワークマネージャは、第１のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、メッシュネットワークのネットワークノードおよび他のネットワークアクセスポイントにタイミング情報を送信するように、第２のネットワークアクセスポイントを制御し得る。
【００２３】
第１および第２のネットワークアクセスポイントは、ネットワークマネージャと複数のネットワークノードとの間の通信リンクを提供するように同時に動作し得る。
【００２４】
開示のさらに別の局面に従うと、メッシュネットワークシステムは、複数のネットワークノードおよび複数のネットワークアクセスポイントを含む。各ネットワークノードは、プロセッサと、無線メッシュネットワークを形成するようメッシュネットワークシステムの他のネットワークノードおよびアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバとを含む。ネットワークノードは無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成される。各ネットワークアクセスポイントは、プロセッサと、メッシュネットワークシステムのネットワークノードおよび他のアクセスポイントとの無線通信のために構成される無線トランシーバと、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）にわたる通信のために構成される有線または無線トランシーバとを含む。複数のネットワークアクセスポイントの各ネットワークアクセスポイントは、ＷＡＮと複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するように動作する。さらに、各ネットワークアクセスポイントは、外部クロックに自身の動作を同期し、外部クロックのタイミング情報をメッシュネットワークシステムのネットワークノードに送信するように動作する。
【００２５】
複数のネットワークアクセスポイントは、ＷＡＮと、複数のネットワークノードのうちの第１および第２のサブセットのそれぞれの１つとの間に通信リンクを提供するように動作する第１および第２のネットワークアクセスポイントを含み得、ネットワークノードの第１のサブセットのネットワークノードは、ＷＡＮのみを通じてネットワークノードの第２のサブセットのネットワークノードと通信し得る。
【００２６】
複数のネットワークノードは、無線メッシュネットワークの動作を、無線メッシュネットワークについての通信スケジュールを確立することによって、管理するように構成され得る。
【００２７】
各ネットワークアクセスポイントは、外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期するように動作し得る。
【００２８】
複数のネットワークノードは、共通ネットワーク識別子（ＩＤ）と、同じネットワークにおける使用に適合するネットワークアドレスとを共有し得る。
【００２９】
付加的な利点および新規な特徴は、以下の記載において部分的に記載されており、かつ、部分的に当業者が下記の記載および添付の図面を検討する際に明白になるか、または、当該例の製造もしくは動作によって学習され得る。本教示の利点は、以下に議論される詳細な例において記載される方法、手段、および組み合わせのさまざまな局面の実施または使用によって実現および達成され得る。
【００３０】
図面は、限定目的ではなく例示目的で、本教示に従った１つ以上の実現例を示している。当該図において、同様の参照番号は同じまたは同様の要素を指す。明白であり得るかまたは不必要であり得る詳細は、スペースを節約するため、または、より有効な例示のために省略され得る。いくつかの実施形態は、付加的なコンポーネントまたはステップとともに実施され得、および／または、示されるコンポーネントもしくはステップのすべてがなくても実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】複数の無線アクセスポイント、無線モート、ＧＰＳ時刻源、マネージャおよびホストアプリケーションを有するネットワークの例を示す図である。
【図１Ｂ】複数の無線アクセスポイント、無線モート、ＧＰＳ時刻源、マネージャおよびホストアプリケーションを有するネットワークの例を示す図である。
【図２Ａ】例示的な実施形態におけるネットワークマネージャとＡＰとの間の相互接続の例を示す図である。
【図２Ｂ】例示的な実施形態におけるネットワークマネージャとＡＰとの間の相互接続の例を示す図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび図１Ｂの無線メッシュネットワークシステムにおいて使用され得る例示的な無線ノードの高いレベルの機能ブロック図である。
【図３Ｂ】図１Ａおよび図１Ｂの無線メッシュネットワークシステムにおいて使用され得る例示的なアクセスポイントの高いレベルの機能ブロック図である。
【図３Ｃ】図１Ａおよび図１Ｂの無線メッシュネットワークシステムにおいて使用され得る例示的なネットワークマネージャの高いレベルの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
詳細な説明
以下の詳細な説明において、関連する教示についての完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が例として記載される。しかしながら、本教示がそのような詳細なしで実施され得るということは当業者には明白であるはずである。他の場合において、本教示の局面を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の方法、処置、コンポーネントおよび／または回路は、詳細なしで、相対的に高いレベルで記載される。
【００３３】
本願明細書において開示されるさまざまなシステムおよび方法は、無線メッシュネットワークに関し、特に、１つまたは複数のアクセスポイントを使用する動作のために構成され、および／または、アクセスポイントとモートとの間の正確なクロック同期のために構成される無線メッシュネットワークに関する。
【００３４】
ここで、添付の図面において示されるとともに以下に論じられる例に対して詳細に参照がなされる。
【００３５】
図１Ａは、モートとしても参照される複数の無線メッシュネットワークノード１０７、１０９、１１１、１１３および１１５を含む例示的な無線メッシュネットワーク１００を示しており、当該複数の無線メッシュネットワークノード１０７、１０９、１１１、１１３および１１５は、無線リンク（破線で示される）によって互いに通信する。各ノードまたはモートは無線トランシーバを含む。センサノードとして動作するノードは、センサを含んでおり、無線メッシュにわたる送信のために、センサ測定データを含むデータパケットを生成する。同じまたは別のノードは、アクチュエータまたはコントローラを含み、かつ、無線メッシュを通じて制御パケットを受信するアクチュエータノードまたは制御ノードとして動作し得る。
【００３６】
無線メッシュネットワーク１００はさらに、１つ以上の無線アクセスポイント（ＡＰ）１０１、１０３および１０５を含む。ＡＰは、ノードと他のＡＰとの両方への無線リンクを有し得る。さらに、各ＡＰは、（ノード１０７、１０９、１１１、１１３および１１５を含む）無線メッシュネットワーク１００とメッシュネットワーク外の要素との間のインターフェイスまたはゲートウェイとして機能する。たとえば、ＡＰは、無線メッシュネットワーク１００と、有線または無線であり得る外部ネットワーク（たとえば１２０）との間のインターフェイスを提供し得る。示される例において、ＡＰは、有線リンク（実線で示される）を介してネットワークマネージャ１１９と通信し、かつ、１つ以上のホストアプリケーション１２１ａおよび１２１ｂと通信する。ネットワークマネージャ１１９ならびに／またはホストアプリケーション１２１ａおよび１２１ｂとのＡＰの通信は、インターネットのような外部ネットワーク１２０を通じてルーティングされ得る。なお、ＡＰ、ネットワークマネージャ１１９、ならびに／または、ホストアプリケーション１２１ａおよび１２１ｂの間の通信リンクは、有線リンクか、または、ＷｉＦｉもしくはセルラー接続のような無線リンクであり得る。
【００３７】
ネットワークマネージャ１１９は、効率的に互いに通信するよう、無線ネットワークデバイス（ノードおよびＡＰ）の動作を調整し、ネットワークノードおよびＡＰに帯域幅（たとえばチャネルおよびタイムスロットペア）とネットワークアドレス（または他の一意識別子）とを割り当て、これにより、調整されたネットワーク通信を可能にする。詳細には、ネットワークマネージャ１１９は、無線メッシュネットワーク１００の動作を制御することを担う。たとえば、ネットワークマネージャ１１９は、（たとえばネットワークがＡＰの内部クロックまたは外部クロックに従って機能するかどうかを選択し、適切な選択されたクロックに同期するようにＡＰを構成することによって）ネットワークタイミングを確立および制御し得る。ネットワークマネージャ１１９はさらに、ノードおよびアクセスポイントをネットワークに選択的に加入させ、加入したデバイスにネットワークアドレス（または他の一意識別子（ＩＤ））を割り当て、かつ、ネットワークの異なるデバイスに帯域幅を割り当てることによりネットワークについて通信スケジュールをセットすることによって、どのデバイス（たとえばノードおよびアクセスポイント）がネットワークに参加し得るかを決定し得る。通信スケジュールは、ネットワークのデバイス（たとえば無線ノード１０７およびＡＰ１０３）にタイムスロットおよびチャネルのペアを割り当て得、これにより、どのデバイスがネットワーククロックの各タイムスロットの間に各チャネル上で通信し得るかを識別する。さらに、通信スケジュールは、その間においてネットワークに加入しようとしている無線ノードがネットワーク加入メッセージを送り得、ネットワークに既に加入している無線ノードがそのようなネットワークジョインメッセージについてリッスンする「加入リッスン（join listen）」帯域幅を形成するタイムスロットおよびチャネルのペアを割り当て得る。
【００３８】
ＡＰ１０１、１０３および１０５のうちの１つ以上は随意に、ＧＰＳ時刻源１１７のような外部の時刻源に通信可能に接続され得る。図１Ａにおいて、たとえば、ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５が自身のクロックをＧＰＳ時刻基準に同期させることを可能にするよう、ＧＰＳ時刻源１１７に接続される。この点において、ＡＰ１０５は外部からクロック制御される。一例において、他のＡＰ１０１および１０３は、メッシュネットワークとの無線通信からＧＰＳ時刻源１１７に同期されるクロック基準のようなクロック基準を受信し得る。
【００３９】
動作において、メッシュネットワークノード１０７、１０９、１１１、１１３および１１５において生成されるデータは、メッシュネットワーク１００を通ってＡＰ１０１、１０３および１０５のうちのいずれかへとフローし得る。さらに、メッシュネットワーク１００における送信のためにネットワークマネージャ１１９またはホストアプリケーション１２１ａ，１２１ｂにおいて生成されるデータもＡＰ１０１、１０３および１０５のうちのいずれかからその宛先ノードまで同様にフローし得る。
【００４０】
無線メッシュセンサネットワーク１００は、センサノードが位置する複数のセンスポイントからのセンサ測定データ（および/またはアプリケーションデータ）の収集を可能にする。ネットワーク１００は、ノードを使用して通信リンクのマルチホップメッシュ（multi-hop mesh）を構築することにより、センサデータの収集を可能にする。離れたノードから送られるデータは、各ノードに、各パケットの宛先にトポロジ的により近くに、受信したパケットを再送信させることによって、メッシュを通るように自動的にルーティングされ得る。代替的には、各ノードは、ネットワークについてネットワークマネージャ１１９によって確立されたネットワークノード通信スケジュールに基づいて決定されるように、当該ノードの次の通信機会の際に、次の通信機会に関連付けられる宛先ノードに関わらず、受信したパケットを再送信し得る。ノードのある対の間でのパケットの各送信および受信はホップと称され得、データパケットは、メッシュを通ってそれらの宛先へと異なるマルチホップルートを取り得る。一般に、メッシュネットワークにおけるノードから送信されるセンサデータを含むパケットの宛先は、無線メッシュネットワーク１００のＡＰであり、パケットが辿るルートはパスの安定性およびネットワークノード通信スケジュールに依存する。同様のプロセスによって、（たとえばホストアプリケーション１２１ａ，１２１ｂからの）センサアプリケーションデータおよび他のパケットは、たとえばＡＰから、メッシュネットワークを通って、宛先ノードとして機能するセンサノードへと反対方向に伝播する。
【００４１】
単一のＡＰ（たとえば１０３）を有する無線メッシュネットワークにおいて、ＡＰに電力供給されて、ＡＰがネットワーク識別子と、ネットワークの無線リンクを示すネットワークノード通信スケジュールとを、有線ＡＰマネージャインターフェイスを介してネットワークマネージャ１１９から受信すると、ネットワークは、確立されて動作を開始し得る。ネットワーク識別子およびネットワークノード通信スケジュールを受信した後、単一のＡＰは、ネットワークにおいて時刻基準をセットすることを担い得、アドバタイズメントパケットにおいて当該ＡＰ自身の時刻基準（たとえばＡＰの内部クロック）に基づいてネットワークアドバタイズメント（network advertisement）を送り始め得る。上記アドバタイズメントパケットは、ネットワークをアドバタイズすることと、ネットワークに加入しようとしているノードが当該ＡＰのクロックに従ってセットされたネットワーク時刻基準に自身のクロックを同期させることを可能にすることとの両方を行うように機能し得る。
【００４２】
ノードに最初に電力が供給されると、ノードは、メッシュネットワーク探索および加入プロセスを経験し得る。探索および加入プロセスの第１の部分は、ノードが、その近傍における任意の既存のメッシュネットワークからのアドバタイズメントをリッスンし、アドバタイズメントパケットが受信される無線メッシュネットワークの時刻基準に自身の内部時刻基準（たとえばクロック）を同期させることを伴い得る。ひとたび同期されると、ノードは、加入しようとしている無線メッシュネットワークのマネージャ１１９とのセキュリティハンドシェイクに従事する。セキュリティハンドシェイクは、当該加入するノードとマネージャ１１９との間で無線メッシュを通じて送られる複数のパケットを交換することを伴い得る。このハンドシェーキングの終了時において、マネージャ１１９は、加入するノードのために無線メッシュネットワークを通じてパケットを受信および／または送信する機会を提供するためにネットワークノード通信スケジュールに無線リンクを加え得、これにより、加入したノードがネットワークに参加し、加入を他のノードにアドバタイズすることが可能になる。
【００４３】
初期の実現例では、加入するノード／加入したノードは、ネットワーク時刻基準をトラッキングし、ネットワーク時刻基準は、ＡＰの内部クロックに従って設定（それに対応して反映）されていた。マネージャ１１９は、ネットワーク時刻基準を協定世界時（ＵＴＣ：coordinated universal time）に変換し得た。しかしながら、ネットワーク時刻基準とＵＴＣとの間のクロックドリフトにより、クロック変換の分解能は、デバイス間の時刻同期よりはるかに低かった。さらに、当該変換がネットワークノードにおいて直接的に実行された場合、精度と忠実性（fidelity）の損失は深刻であった。
【００４４】
図１Ａに関して記載されるように、無線メッシュネットワーク１００は、複数のＡＰ（たとえば１０１，１０３，１０５）を含み得る。そのようなネットワークにおいて、ネットワークは、パケットが無線メッシュネットワーク１００からマネージャ１１９またはホストアプリケーション１２１ａ，１２１ｂに進むための複数のエグレス（egress）ポイントと、パケットがマネージャ１１９またはホストアプリケーション１２１ａ，１２１ｂから無線ネットワークにおけるノードに進むための複数のイングレス（ingress）ポイントとを有する。そのため、ネットワークは、ネットワークから１秒あたりより多くのパケットが受信されることと、ネットワークに１秒あたりより多くのパケットが送信されることとをサポート可能であり得る。さらに、当該ネットワークは、単一のＡＰを有するネットワークとは異なり単一障害点を有さない（単一のＡＰを有するネットワークでは、ＡＰの障害がネットワーク動作をさらに抑制することになる）ので、より高い信頼性を示し得る。
【００４５】
さらに、複数のＡＰの使用によって、ネットワークは、単一のＡＰを有する対応するネットワークよりも単一のマネージャ１１９により多くのノードをサポートすることが可能になる。一例において、単一のＡＰを有する無線メッシュネットワークは、ネットワークハードウェア、通信およびネットワークプロトコルなどによって課される拘束条件などに基づいて、最大数のノード（たとえば１００個のノード）と、最大のスループット（たとえば１秒当たりアップストリームデータの３６個のパケット）とをサポート可能であり得る。さらに、単一のＡＰを有するネットワークは、当該ネットワークのＡＰに障害が起きた場合、完全にフェイルし得る。しかしながら、単一のネットワークに複数のＡＰ（たとえば１２個のＡＰ）を設置することによって、マネージャは、同じ条件下で、より多くのノード（たとえば本例では１２×１００＝１２００モート）と、より多くのデータスループット（たとえば１秒当たりアップストリームデータの１２×３６＝４３２パケット）とをサポート可能であり得る。さらに、複数のＡＰ（たとえば１２個のＡＰ）のうちのいずれかに障害が起きても、ネットワークは、ホストアプリケーションに影響を与えるかまたは影響を与え得ない、利用可能な性能の小さな減少のみで動作し続けることが可能であり得る。
【００４６】
しかしながら、複数のＡＰを有するネットワークの場合、ネットワークが効率的に機能するために、すべてのＡＰおよびノードは同じ時刻基準に従って動作する必要があり得る。確かに、同じネットワーク通信スケジュールに従ってすべてのＡＰおよびノードが通信するためには、ＡＰおよびノードは、ネットワーク通信スケジュールにおいて現在時点を決定するために使用される同じ時刻基準と同期されるべきである。従って、ネットワークにおける複数のＡＰは一般に、すべてのＡＰが同期され得るように、現在のネットワーク時刻に（たとえば数マイクロ秒以内まで）一致する必要があることになる。また、複数の異なるＡＰが、加入するノード（また加入したノード）が自身の通信をそれに同期するネットワークアドバタイズメントパケットを送るので、ＡＰにおける同期によって、同じまたは異なるＡＰを通じてネットワークに加入するノードが互いに同期されるとともにネットワーク時刻基準に同期されることになる。
【００４７】
無線メッシュネットワークにおけるＡＰ同士の間の同期について２つのアプローチが提供される。
【００４８】
第１のアプローチに従うと、無線メッシュネットワークにおける複数のＡＰのうちの１つのＡＰが時刻基準を提供するものとして指定される。当該指定されたＡＰは、ネットワーク時刻基準として自身の内部タイミング基準（たとえば自身の内部クロック）を使用し得、ネットワークにおける他のＡＰは、指定されたＡＰの内部タイミング基準に自身の動作を同期させ得る。
【００４９】
第２のアプローチに従うと、外部時刻基準が使用され得る。たとえば、ＧＰＳ時刻基準（たとえば１１７）、ＵＴＣ時刻基準または他の正確な時刻ベースが使用されてもよい。図１Ａの例では、１つのＡＰ１０５が外部時刻基準と直接的に通信し得、自身のクロックを外部時刻基準に同期し得る。また、ＡＰ１０５は当該時刻基準をアドバタイズし得、これにより、当該ネットワークにおける他のＡＰが、アドバタイズされた時刻基準に自身の動作を同期させることが可能になる。他の例では、複数のＡＰが、外部時刻基準と直接的な通信をし得、自身のクロックを外部時刻基準に同期し得る。当該他の例では、外部時刻基準に直接的に通信することができない任意の残りのＡＰが、ネットワークにおける他のＡＰ（たとえば外部時刻基準と直接的に通信する他のＡＰ）によってアドバタイズされた時刻基準に自身の動作を同期し得る。
【００５０】
一般に、外部クロックに同期される少なくとも１つのＡＰをネットワークが有する場合、ネットワークにおける他のＡＰは内部クロックと同期し得ない。代わりに、すべてのネットワークＡＰは、同じ外部クロックに同期されるなければならないか、または、（ネットワークに加入したＡＰによってアドバタイズされたような）外部クロックをトラッキングするネットワーククロックに同期されなければならない。たとえば、ＡＰは、外部クロックまたはネットワーククロックに同期されるＡＰおよびノードから送信されるアドバタイズメントパケットにおいて提供されるタイミング情報に同期され得る。同様に、ネットワークがローカル／内部クロックに同期される１つのＡＰを有する場合、ネットワークにおけるすべての他のＡＰは、当該１つのＡＰから送信されるアドバタイズメントに基づいてネットワーク時刻に同期されなければならない。
【００５１】
ネットワーク時刻が外部時刻基準に従ってセットされるとともにＡＰがそのような外部クロックと同期される場合、各ネットワークノードによって使用される時刻基準は外部クロック（たとえばＵＴＣ時刻または他の正確な時刻ベース）をトラッキングし得る。外部時刻基準への同期は、単一のマネージャによって管理される単一のネットワークがデバイスの物理的に分離されたクラスタ（サブネット）を含んでいる状況において特に有用であり得る。当該状況の例としては、図１Ｂにおいて例示的に示されるように、複数のＡＰの各々が地理的に別個の位置に存在し、当該地理的に別個の位置においてネットワークノードのセットのためにネットワークゲートウェイとして機能する状況がある（以下にさらに詳細に議論される）。
【００５２】
図１Ｂは、図１Ａの無線メッシュネットワーク１００と同様の例示的な無線メッシュネットワーク１５０を示しており、ネットワーク１５０のコンポーネントおよび機能は、ネットワーク１００の対応するコンポーネントと実質的に同様の態様で動作する。ネットワーク１５０において、ノードおよびＡＰは、デバイスの物理的に分離されたクラスタを形成しており、１つのクラスタ（サブネット）のデバイスは、別のクラスタ（すなわちサブネット）のデバイスと、ＡＰ同士（たとえば１０１および１０５）の間での有線通信リンクを通じてのみ通信し得る。そのような状況において、ＡＰ同士（たとえば１０１および１０５）は、直接的な無線通信を通じて互いに通信し得ず、外部時刻基準１１７の使用によって、各ＡＰが外部時刻基準（たとえばＵＴＣ時刻またはＧＰＳ時刻）に同期することが可能になり、これにより、地理的に別個の位置におけるすべてのノードおよびデバイスにわたって正確な時刻同期が維持される。特に、各地理的に別個の位置における少なくとも１つのＡＰが、異なる位置同士の間の正確な時刻同期を保証するよう外部クロックと同期され得、各位置における残りのＡＰが、ネットワーク時刻または外部クロックに同期され得る。
【００５３】
地理的に分散したメッシュネットワークの場合、および、地理的に統合されたメッシュネットワークの場合には、単一のメッシュネットワークが以下の基準に基づいて定義され得る。２つのデバイス（たとえばＡＰまたはノード）が、互いに無線で通信することを可能にするのに十分に正確な共通時刻基準を共有する場合、当該デバイスが、共通のネットワーク通信スケジュール、共通のネットワークＩＤ、（暗号化／復号化／セキュリティキーを含む）共通のセキュリティプロトコル、共通の周波数ブラックリストを共有し、同じネットワーク上での使用について適合するネットワークアドレス（またはＭＡＣアドレスもしくはノードＩＤのような他の一意識別子）を割り当てられている場合、ならびに／または、当該デバイス同士が互いに通信し得、かつ、ネットワークノード通信スケジュールにおいて同じタイムスロットにおけるとともに同じチャネルオフセット上での反対の送受信リンクが割り当てられている場合、当該２つのデバイスが同じネットワークにあると考えられ得る。
【００５４】
動作において、無線メッシュネットワークに加入する時において、ＡＰは適切なネットワーク時刻に同期され得る。これは、時刻同期チャネルホッピング（ＴＳＣＨ： time-synchronized channel hopping）ルールに従って動作するとともにすべての無線通信が１つ以上の周期的なスケジュールに従うネットワークにおける要件であり得る。一般に、ノードは、既にネットワーク中にあるデバイスからのアドバタイズメントパケットをリッスンすることにより、適切なネットワーク時刻に同期する。ＡＰは、（たとえば既にネットワーク中にあるデバイスからのアドバタイズメントパケットをリッスンすることによって）ノードと同じ態様で同期し得るが、外部時刻源が高正確性および高精度を提供する場合には、付加的または代替的に同期のために外部時刻源を使用してもよい。そのため、ＡＰは、ネットワーク中の他のデバイスに直接的に同期し得るか、または、たとえば利用可能な場合には、ＡＰはＵＴＣまたはＧＰＳ時刻源と同期し得る。具体的には、ノードまたはＡＰにおいて実行されるネットワークＰＬＬアルゴリズムが、既にネットワーク中にあるデバイスまたは外部時刻源から提供される一連の時刻更新に基づいて、時刻源をトラッキングするために使用され得る。
【００５５】
外部時刻源をトラッキングすることを参照して、ＡＰ（たとえば１０５）は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ： Global Positioning System）レシーバからのパルス／秒（ＰＰＳ：Pulse-Per-Second）信号をリッスンすることによって、外部時刻源（たとえば１１７）に自身を同期し得る。たとえば、ＡＰは、ＡＰ内部クロックを、ＰＰＳの立上りエッジ上で正確に各秒にクロスさせ得る。この同期は、新しい秒がいつ発生するかＡＰが分かることを保証し得るが、それでも、ＡＰはどの秒かはわからないため、完全にはネットワークに同期され得ない。どの秒がＰＰＳの各立上りエッジに関連付けられるかを識別するために、Ｕｎｉｘ（登録商標）マシン上のサービスとして実行されるネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ： Network Time Protocol）クロックについて、ハードウェア上でクエリ送信され得る。代替的（または付加的）には、現在の秒は、ＧＰＳ信号または任意の他の適切に正確な現在時刻源（たとえば、数十ミリ秒内まで正確な任意の時刻源）から決定され得る。一例において、無線メッシュネットワークのネットワーク時刻は、一定時刻（たとえば絶対時刻スロット番号０（ＡＳＮ０： Absolute Time Slot Number 0）に対応するＵＴＣの２００２年７月２日の２０：００）にて開始するように固定され得る。したがって、ＡＳＮ０に対して現在時刻を知っていることに基づいて、現在のネットワーク時刻が決定され得る。
【００５６】
無線メッシュネットワークにおいて動作するすべてのＡＰが同じ外部時刻源（たとえばグローバルに正確な時刻源）にひとたび同期されると、ＡＰはＡＳＮ０から経過した時間に一致し得る。各ＡＰは、ネットワークにおいてデバイスの寿命の間に任意の内部クロックドリフトに晒されることなく、正確に自身の時間感覚を維持するようにＰＰＳ信号に対するロックを維持し得る。したがって、各ＡＰは、外部時刻源を使用して同期され得る。また、個々のノードの時刻基準は、個々のノードの時刻基準が基準クロック（たとえばＵＴＣ時刻を提供する基準クロック）の数マイクロ秒以内まで同期されるように、ＡＰによって送信されたアドバタイズメントパケットに基づきＡＰの時刻基準に同期され得る。
【００５７】
上で論じたように、ネットワークにおけるＡＰ同士の間の同期のための代替的な方法は、ＡＰが、既にネットワーク中にあるデバイス（たとえばノードおよび他のＡＰ）からのアドバタイズメントについてリッスンすることを伴い得る。各アドバタイズメントパケットは、自身が関連付けられるネットワークを一意に識別するネットワークＩＤを含んでおり、したがって、受信するＡＰまたはノードは、加入するＡＰまたはノードが捜しているネットワークに従ったネットワークＩＤによって、受信したアドバタイズメントをフィルタリングし得る。さらに、異なるネットワークは異なるセキュリティキーを有し得るので、すべてのデバイス（ノードおよびＡＰ）が、すべてのネットワークに加入することができるわけではない。アドバタイズメントパケットは（ＡＳＮ０に対する）現在時刻情報を含み得る。加入するＡＰは、複数のアドバタイズメントをヒアリングするために待機するか、または、アドバタイズメントを行うデバイスに無線パケット（たとえばキープアライブパケット（keep alive packet））を送ることにより時刻更新を請求して、そのクロックがネットワーク時刻に同期されるようにされ得る。加入するＡＰのクロックがネットワーク時刻の充分近くに収束した後、加入するＡＰは、ネットワークマネージャとハンドシェイクプロセスを開始し得る。
【００５８】
加入プロセスの部分として、ネットワークマネージャ１１９は、加入するＡＰに、ノードまたはＡＰであり得る既存のデバイスへのリンクを提供し得る。その後、加入するＡＰは、それらのリンクに沿ってキープアライブパケットを送信し得、これにより、当該ネットワークにおいてデバイスの寿命の間に時刻更新を受信し続ける。なお、ＡＰは、ネットワークがネットワーク時刻をセットする少なくとも１つのＡＰを既に有している場合のみ、ネットワーク時刻に同期することになる。ネットワークに第１のＡＰが加入する場合、ネットワーク時刻基準をセットするよう、ネットワークマネージャ１１９によってＡＰにタスクが与えられ得る。
【００５９】
加入するＡＰがひとたびネットワーク時刻に同期すると、加入するＡＰはＡＰマネージャインターフェイスを介して直接的にネットワークマネージャ１１９にクエリ送信し得、加入ハンドシェイクを実行し得る。このプロセスはネットワークに加入するノードによって使用されるものとは異なり得る。なぜならば、加入するノードは、加入するノードとマネージャとの間の中間経由ポイントとして機能するＡＰを有する無線メッシュネットワーク１００を介して、ネットワークマネージャ１１９と一連のハンドシェイクパケットを交換する必要があり得るからである。複数ＡＰシステムについての加入ハンドシェイクは、単一のＡＰシステムについての加入ハンドシェイクと同じであり得る。すなわち、新しいデバイスが自身をＡＰであると識別することに応答して、マネージャは、加入するＡＰに、ネットワークノード通信スケジュールにおけるリンクを割り当て得、加入したＡＰにネットワークノード通信スケジュールを提供し、これにより、スケジュールにおいて識別される時刻およびチャネルにおいて、アドバタイズメントパケットを送信することによって、加入したＡＰにネットワークにおいてアドバタイズを行うことを開始させる。
【００６０】
各ＡＰは、世界中の他の如何なるデバイスにも割り当てられていない、８バイトＥＵＩ−６４のような長い一意識別子を有し得る。ＡＰがネットワークに加入する際、ＡＰは、ハンドシェーキングプロセスの間に、ネットワークマネージャ１１９にその長い一意識別子を提供し得る。その後、ＡＰは一般に、ＡＰが加入するメッシュ無線ネットワーク１００での使用のために、ネットワークマネージャ１１９によって短い識別子（たとえば２バイトノードＩＤ）を割り当てられる。この短い識別子は、ＡＰが加入される無線メッシュネットワークに対して一意である。同様に、ノードは、ネットワークに加入する際、短い識別子（たとえば２バイトノードＩＤ）が与えられ得、当該短い識別子をネットワークにおける通信に使用し得る。単一のＡＰネットワークにおいて、単一のＡＰにはノードＩＤ＝１が与えられ得、残りのＩＤ（たとえば２、３、…）はネットワークノードに割り当てられ得る。対照的に、複数ＡＰネットワークでは、特定の識別子がＡＰまたはノードに割り当てられない。両方の場合において、マネージャは、各デバイスについて長いＩＤとノードＩＤとの間のマップを維持してもよい。
【００６１】
以下に詳述されるように、ネットワークにおける複数のＡＰの使用によって、帯域幅の増加および冗長性の増加が提供され得、信頼性の向上につながる。帯域幅における向上は、ネットワークにおけるデバイス（たとえばＡＰおよびノード）が単一の無線トランシーバのみを有しており、したがって、一度に１つのパケットのみを送信または受信可能である場合に特に顕著であり得る。結果として、単一のＡＰが最大容量で動作する際に、当該ＡＰは、１つのタイムスロット当たり１つのパケットだけを送信または受信することができ、したがって、これにより、無線メッシュネットワーク１００においてマネージャ１１９とノードとの間の帯域幅が制限され得る。第２のＡＰを加えることによって、ネットワークは、無線メッシュネットワークへのパケット転送の容量および無線メッシュネットワークからのパケット転送の容量を約２倍にし得、付加的なＡＰを加えることによって直線的にネットワーク容量が増加され得る。
【００６２】
ネットワーク帯域幅は、ノードとＡＰとの間でアプリケーションデータのパケットを搬送するだけでなく、ノードをネットワークに同期するのを維持するために用いられるキープアライブパケットのトラフィックにも使用され得る。キープアライブパケットは、本願明細書において全文参照により援用される米国特許番号第８，９５３，５８１号により詳細に記載されるように、ノード同士の間の同期を維持するために無線メッシュネットワークにおいて周期的に送信されるパケットである。したがって、ネットワークにおいてＡＰの数を増加させることによって、ネットワークはさらに、ネットワークにおいてサポートされ得るノードの数を増加させるという利点がある。なお、ノードの数の増加は、物理的な無線空間の制限およびデバイス密度によって設定される上限に到達し得るので、小さな限られた地理的エリアに任意にＡＰおよびモートを加え続けることは実現可能ではない場合がある。
【００６３】
複数のＡＰとの使用のために構成されるネットワークにおいても、当該ネットワークは、外部によりクロック制御された単一のＡＰのみでも機能し得る。結果として、外部からクロック制御された複数のＡＰを有するネットワークにおいて、当該ネットワークは、ＡＰのうちの１つを除いてすべてを失っても、ネットワークにおいて残っているノードが互いの無線通信範囲内にある限り、動作を維持し得る。制限は、ＡＰが遠く離れて配置され、（たとえば、ノードのグループが、互いに無線で通信することができず、したがって、すべてがそれらのデータを同じＡＰにルーティングすることができない大きな距離の結果）メッシュネットワークがホール（hole）を含む場合に発生し得る。そのような地理的に拡張されたネットワークにおいて、外部からクロック制御されたＡＰは、任意の単一のＡＰに障害が起きても如何なるノードも失うことなくネットワークが動作を継続することができることを保証するために、ＡＰの対がメッシュ無線ネットワークの各地理的に隔離されたセクション（サブネット）に位置するように、配置され得る。
【００６４】
上記の議論は、互いに効率的に通信するよう無線ネットワークデバイス（ノードおよびＡＰ）の動作を調整するように動作するネットワークマネージャ１１９を有するネットワークに注目した。いくつかの例において、メッシュ無線ネットワークは複数のネットワークマネージャを含み得る。代替的には、図１Ｂにおいて破線のアウトラインによって説明的に示されるように、マネージャは随意に、ネットワークシステム１５０に設けられなくてもよい。スタンドアロンのネットワークマネージャを含んでいないそのようなネットワークシステム１５０では、ネットワークノードおよび／またはＡＰは、たとえば無線ネットワークの動作のために通信スケジュールを共同で確立することによって、共同で無線メッシュネットワークの動作を管理し得る。
【００６５】
図２Ａおよび図２Ｂは、ＧＰＳ源２０１から外部時刻を取得するシリアルＡＰ（図２Ａ）およびイーサネット（登録商標）ＡＰ（図２Ｂ）の例を示す。シリアルＡＰの場合（図２Ａ）において、現在時刻は、マネージャ２０５およびＡＰコントローラ２０７としての同じハードウェアシステム（たとえばコンピュータ）２０３上で維持され得る。イーサネットＡＰの場合（図２Ｂ）において、マネージャ２０５は１つのハードウェアシステム（たとえばコンピュータ）２０９上に存在し得、現在時刻はＡＰコントローラ２０７およびＡＰ２１３を有する別のハードウェアシステム（たとえばコンピュータ）２１１上に維持され得る。両方の場合において、ＧＰＳ  ＰＰＳの立上りエッジは、ＡＰによって直接的にサンプリングされ得る。
【００６６】
無線メッシュネットワークの例示的な使用例をここで記載する。当該例において、無線メッシュネットワークは、３つのＡＰと２つのセンサノードとを有する。２つのＡＰ（ＡＰ１およびＡＰ２）が、外部のＧＰＳクロック（たとえば１１７）に同期され、第３のＡＰ（ＡＰ３）がネットワーク時刻に同期される。
【００６７】
最初に、ＡＰ１は、起動し、外部時刻基準クロックすなわちＧＰＳクロック（たとえば１１７）に自身の内部クロックを同期する。詳細には、外部時刻基準から受信されるタイミング信号に基づいて、ＡＰ１は、外部時刻基準クロックに自身のクロックを同期し、予め規定された時刻基準点（たとえばＡＳＮ０）から経過した現在時間を決定する。このようにＡＰ１は現在の秒を取得し、ＡＳＮ０から経過した現在時刻を有する。ひとたび同期されると、ＡＰ１は、ＡＰマネージャインターフェイス（たとえば有線リンク）を介して、ネットワークマネージャ（たとえば１１９）とネットワーク加入ハンドシェイクを開始する。ネットワークマネージャがネットワークにＡＰ１を加入させる場合、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するＡＰへの通信およびＡＰからの通信のための（タイムスロットおよびチャネルの対に対応する）通信リンクを含むよう、ネットワークノード通信スケジュールを確立（または調節）する。その後、ネットワークマネージャは、加入したＡＰ１に、ネットワークＩＤ、一意のノードＩＤおよびネットワークノード通信スケジュールを通信する。ひとたびネットワークＩＤ、ノードＩＤおよびスケジュールが受信されると、ＡＰ１は、ネットワークノード通信スケジュールにおいて識別されるアドバタイジングタイムスロットの間に、アドバタイジングパケットを生成および送信することを開始する。
【００６８】
第１のノードであるノード１は、ＡＰ１によって送信されるアドバタイジングパケットをヒアリング（hear）し得る。アドバタイジングパケットに含まれるネットワーク時刻基準についてのタイミング情報に基づいて、ノード１はネットワーク時刻基準に自身を同期し、ひとたび同期されると、ネットワーク通信スケジュールの適切なタイムスロットの間、ネットワーク加入パケットを生成しＡＰ１に送信する。加入パケットはＡＰ１によってネットワークマネージャへ転送される。ネットワークマネージャは随意に、ノード１との加入ハンドシェイクに従事し、ネットワーク加入プロセスが成功すると、無線メッシュネットワークにノード１を加入させる。その後、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するノード１への通信およびノード１からの通信のための通信リンクを含むように、ネットワークノード通信スケジュールを修正し得る。修正されたスケジュールは、ＡＰ１およびノード１に通信され、一意のノードＩＤがさらにノード１に通信される。その後、ノード１は、ネットワークに対する動作を開始し得る。
【００６９】
第２のＡＰであるＡＰ２は、起動し、外部時刻基準クロックに自身の内部クロックを同期し得る。同期プロセスを通じて、ＡＰ２は、現在の秒とＡＳＮ０から経過した現在時刻とを取得する。ひとたび同期されると、ＡＰ２は、ＡＰマネージャインターフェイスを介してマネージャとハンドシェイクする。ネットワークマネージャがネットワークにＡＰ２を加入させると、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するＡＰ２への通信およびＡＰ２からの通信のための通信リンクを含むように、ネットワークノード通信スケジュールを修正する。その後、ネットワークマネージャは、加入したＡＰ２に、ネットワークＩＤ、一意のノードＩＤおよび修正されたネットワークノード通信スケジュールを通信する。ひとたびネットワークＩＤ、ノードＩＤおよびスケジュールが受信されると、ＡＰ２は、ネットワークノード通信スケジュールにおいて識別されるアドバタイジングタイムスロットの間に、アドバタイジングパケットを生成および送信することを開始する。
【００７０】
第３のＡＰであるＡＰ３は、ＡＰ２によって送信されるネットワークアドバタイズメント（アドバタイジングパケット）をヒアリングし得る。ネットワークアドバタイズメントに含まれるタイミング情報に基づいて、ＡＰ３は、ネットワーク時刻基準に自身のクロックを同期し、ＡＳＮ０から経過した現在時刻を計算する。ひとたびＡＰ２に同期されるとともに、ＡＰ２から受信されるネットワークアドバタイズメントからネットワークＩＤを受け取ると、ＡＰ３はＡＰマネージャインターフェイスを介してマネージャとハンドシェイクする。ネットワークマネージャがネットワークにＡＰ３を加入させると、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するＡＰ３への通信およびＡＰ３からの通信リンクを含むように、ネットワークノード通信スケジュールを修正する。その後、ネットワークマネージャは、加入したＡＰ３に、一意のノードＩＤおよび修正されたネットワークノード通信スケジュールを通信する。ひとたびノードＩＤおよびスケジュールが受信されると、ＡＰ３は、ネットワークノード通信スケジュールにおいて識別されるアドバタイジングタイムスロットの間に、アドバタイジングパケットを生成および送信することを開始する。
【００７１】
第２のノードであるノード２は、ＡＰ３によって送信されるアドバタイジングパケットをヒアリングし得る。アドバタイジングパケットに含まれるネットワーク時刻基準についてのタイミング情報に基づいて、ノード２はネットワーク時刻基準に自身を同期し、ひとたび同期されると、ネットワーク通信スケジュールの適切なタイムスロットの間、ネットワーク加入パケットを生成しＡＰ３に送信する。加入パケットはＡＰ３によってネットワークマネージャへ転送される。ネットワークマネージャは随意に、ノード２との加入ハンドシェイクに従事し、ネットワーク加入プロセスが成功すると、無線メッシュネットワークにノード２を加入させる。その後、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するノード２への通信およびノード２からの通信のための通信リンクを含むように、ネットワークノード通信スケジュールを修正し得る。修正されたスケジュールおよび一意のノードＩＤはノード２に通信される。その後、ノード２は、ネットワークに対する動作を開始し得る。
【００７２】
動作の間、ノード１は、周期的または規則的なネットワーク発見プロセスにおいて従事する結果、ＡＰ２を発見し得る。たとえば、ノード１はＡＰ２からアドバタイジングパケットを受信し得る。これに応答して、ノード１は、受信したアドバタイジングパケットを無線メッシュネットワークを通じてネットワークマネージャに報告する。その後、ネットワークマネージャは、メッシュ無線ネットワークを介するノード１とＡＰ２との間の通信のための通信リンクを含むように、ネットワークノード通信スケジュールを修正する。
【００７３】
また、ＡＰ１およびＡＰ３に障害が起きても、ノード１およびＡＰ２を含む無線メッシュネットワークは、動作を継続することができる。なお、動作を継続するために、ノード２は、ノード１およびＡＰ２のような、ネットワークに残っている１つ以上のノードまたはＡＰとの無線リンクを有する必要がある。
【００７４】
上で論じたように、外部時刻基準を使用する代わりに、複数のＡＰを有するネットワークは、ネットワーク時刻基準をセットするために、１つの指定されたＡＰの内部クロックを使用し得る。指定されたＡＰは、ネットワークの時刻マスターＡＰとして機能する。そのようなネットワークにおいて、すべてのＡＰは、アドバタイズメントパケットに含まれるタイミング情報と、時刻マスターＡＰによって送信されたキープアライブパケットと、時刻マスターＡＰに同期されたノードおよびＡＰによって送信されたキープアライブパケットとに基づいて、１つの指定された時刻マスターＡＰの内部クロックに自身のクロックを同期する。時間マスターＡＰ以外の任意のノードまたはＡＰが失われても、ネットワークは一般に、残りのノードおよびＡＰにより動作し続け得る。しかしながら、時間マスターＡＰが失われると、ネットワークマネージャ１１９は、時間マスターとして機能するようネットワークにおいて残っている別のＡＰを自動的に指定する。ネットワークマネージャ１１９は、ランダムにＡＰを指定し得るか、最も長い時間量の間、ネットワークに加入されるＡＰを指定し得るか、または、最も低い短い識別子を有するＡＰなどを指定し得る。
【００７５】
代替的には、ＡＰにおいて冗長性を達成するために、複数のＡＰを有する無線メッシュネットワークにおける２つのＡＰがそれぞれ、タイミングマスターおよびタイミングスレーブＡＰとしてあらかじめ指定され得る。ある例において、第１のＡＰであるＡＰ１は、タイミングマスターとして動作するように指定され、第２のＡＰであるＡＰ２は、タイミングスレーブとして指定される。当該例において、ＡＰ１はアクティブにネットワークに参加し、タイミングマスターとして機能する。その一方、ＡＰ２は、ネットワーク時刻基準に同期されるが、ネットワークには参加しない（たとえば、データパケットを受信または送信しない）。代わりに、ＡＰ２は、一次ＡＰ１に障害が起きるまで待機し、ひとたびＡＰ１の障害が決定されると、ネットワークにおける通信のためのＡＰ１の役割を引き継ぐ。この点において、ＡＰ１およびＡＰ２は、いかなる時もＡＰのうちの１つだけが動作する個別モードで動作する。この例において、全ネットワークパフォーマンス（レイテンシー、帯域幅）は、ＡＰ１の障害に直面しても、有利に保存されている。
【００７６】
別の例では、ＡＰ１はタイミングマスターとして動作するように指定され、ＡＰ２はタイミングスレーブとして指定される。しかしながら、ＡＰ１およびＡＰ２の両方がネットワークにおいてアクティブに参加しており、これにより、両者が動作している際、当該ネットワークについて、より多くのイングレスおよびエグレス帯域幅と、より低いレイテンシーとを提供する。しかしながら、ＡＰ１またはＡＰ２のいずれかに障害が起きると、アクティブなままであるＡＰが、残っているＡＰへの１ホップまたはマルチホップルートを有する如何なるノードのためにも、ネットワーク接続を維持し得る。これにより、ＡＰ１およびＡＰ２は、ＡＰ１およびＡＰ２が両方とも同時に動作し得る冗長性モードで動作する。この例において、ネットワークのイングレスおよびエグレス帯域幅は減少し得、ネットワークレイテンシーは、当該ＡＰのうちの１つに障害が起きた結果、増加し得る。
【００７７】
無線メッシュネットワークにおいて動作するＡＰに上記の段落において詳述されるように動作する能力を提供するために、各ＡＰは、タイミングマスターまたはタイミングスレーブとしてＡＰを指定する第１のスイッチと、個別モードまたは冗長性モードにおける動作を指定する第２のスイッチといった、２つのスイッチを含み得る。これらのスイッチはたとえば、ネットワークをセットアップする間に、ネットワークオペレータによってセットされる物理的なスイッチであり得る。代替的には、これらのスイッチは、初期のデバイス構成の際もしくはネットワークセットアップの間にネットワークオペレータによってセットされたソフトウェアスイッチであるか、または、ネットワークセットアップの間もしくはネットワーク動作の間にネットワークマネージャによってセットされたソフトウェアスイッチであり得る。
【００７８】
さらに別の例において、ＡＰはさらに、自動クロック源モードで動作し得る。これらのＡＰは、自動クロック源モードを選択するためのスイッチを含み得るか、または、製造時、ネットワークセットアップ中、もしくは、ネットワーク動作中に、自動クロック源モードで動作するようにネットワークオペレータによって構成され得る。自動クロック源モードで動作するＡＰは、ネットワークマネージャ（たとえば１１９）によってセットされる動作モードを有することになる。たとえば、ＡＰは、ネットワークに加入する時に自動クロック源モードで動作することをネットワークマネージャに報告し得る。その後、ネットワークマネージャは、その内部クロック、外部クロックまたはネットワーククロックにＡＰが同期するべきかどうか決定し得る。実際には、マネージャは、ネットワークに加入する（とともに自動クロック源モードで動作する）第１のＡＰがその内部クロックに従って動作するように割り当て得、かつ、ネットワークに加入する残りのＡＰがネットワーククロックに従って動作するように割り当て得、これにより、残りのＡＰが第１のＡＰの内部クロックに自身を同期する。代替的には、マネージャは、ネットワークに加入する（とともに自動クロック源モードで動作する）第１のＡＰが外部クロックに従って動作するように割り当て得、かつ、ネットワークに加入する残りのＡＰが外部クロックまたはネットワーククロックに従って動作するように割り当て得る（これにより、残りのＡＰが、外部クロックに同期される第１のＡＰのクロックに自身を同期する）。さらに別の例では、ネットワークが１つのＡＰの内部クロックに同期される自動クロック源モードにおいて、ネットワークマネージャは、１つのＡＰに障害が起きた場合に時刻基準としてどのネットワークＡＰが使用されるべきであるかを選択するために、ネットワークのトポロジ（特に、異なるネットワークノードへの各ＡＰの接続）を考慮し得る。この場合において、当該１つのＡＰに障害が起きた場合、ネットワークマネージャは、その内部クロックに同期するよう、選択されたＡＰを速やかにセットし得、その後、ネットワークは、当該新しく選択されたＡＰの内部クロックをネットワーク時刻基準として使用して動作し続け得る。動作のこの方法は、高い程度の冗長性を提供する。
【００７９】
概要において、複数のＡＰにより動作する無線メッシュネットワークは、以下の利点を与える。第１に、ＵＴＣまたはＧＰＳ時刻源のような高精度を有する外部時刻源にＡＰが時刻同期することを可能にすることによって、ＡＰおよびネットワークノードは、地理的に分散したネットワークにおいても、高い程度の時刻同期に到達し得る。ひとたび同期されると、ＡＰは、ＡＰマネージャインターフェイスを介してハンドシェイクを使用して無線メッシュネットワークに加入する。第２に、代替的には、ＡＰは、既に無線メッシュネットワーク中に存在するデバイス（たとえば別のＡＰまたはネットワークノード）からのアドバタイズメントに時刻同期するように構成され得る。これにより、ＡＰは、外部時刻源と通信するように動作することは必ずしも必要はなく、外部時刻源への通信リンクが利用可能でなくても、動作し得る。さらに、ひとたび同期されると、ＡＰは、ＡＰマネージャインターフェイスを介して、ハンドシェイクを使用して、無線メッシュネットワークに加入する。第３に、複数のＡＰを有するとともに、ＡＰのうちの１つ以上が外部の正確な時刻源と同期されるかまたはタイミングマスターとして指定される無線メッシュネットワークにおいて、ネットワークは、他のＡＰのうちのいずれかの障害に直面しても、如何なるデータ通信ロスもなしで、動作し続け得る。第４に、外部クロックに同期する少なくとも１つのＡＰを有し、複数のノードが地理的に別個の位置に分散する（各別個の地理的な位置が少なくとも１つのＡＰを有する）無線メッシュネットワークにおいて、ＵＴＣまたはＧＰＳ時刻への同期によって、すべてのノードが、同時測定をとるか、または、そうでなければ高い時刻精度で同時もしくは同期した動作を行うことが可能になる。
【００８０】
図３Ａ〜図３Ｃは、図１Ａおよび図１Ｂの無線メッシュネットワークシステムの例示的なコンポーネントまたはデバイスの高レベルの機能ブロック図を示す。図３Ａは、図１Ａおよび図１Ｂのネットワークシステムにおいて使用されるノード１０７、１０９、１１１、１１３または１１５のようなノード４０１の例を示す。ノード４０１は、処理能力を提供するプロセッサ４０３（たとえばマイクロプロセッサ）およびメモリ４０５を含む。メモリ４０５は、ノード４０１の動作を制御するためのアプリケーションプログラムおよび命令を格納し、プロセッサ４０３は、メモリ４０５に格納されたアプリケーションプログラムおよび命令を実行するように構成される。バッテリ、トランスフォーマ、太陽電池セルまたはダイナモなどのような電源４０９が、ノード４０１の動作を実行するために電力を提供する。
【００８１】
さらに、ノード４０１は、プロセッサ４０３に提供されおよび／またはメモリ４０５に格納されるセンシングデータまたは測定データを生成するセンサ４０７を含み得る。ノード４０１は、付加的または代替的には、アクチュエータ（たとえばモータもしくはバルブなど）か、または、プロセッサ４０３によって制御される他の動作出力（たとえばディスプレイ）を含み得る。ノード４０１は、他のノード１０１またはＡＰ１０３を有するネットワーク（たとえば無線メッシュネットワーク）にわたる通信を可能にするトランシーバ４０２をさらに含む。図３Ａに示されるように、トランシーバ４０１は、アンテナに接続されるとともに無線通信のために構成される無線トランシーバ４０１である。他の実施形態では、トランシーバ４０１は有線トランシーバであり得る。ノード４０１のさまざまなコンポーネントは、（たとえばバスまたは他の通信ラインを介して）互いに通信可能に接続されており、動作電力を受け取るために電源４０９に電気的に接続される。
【００８２】
図３Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂのネットワークシステムにおいて使用されるＡＰ１０１、１０３および１０５のようなＡＰ４１１の例の高レベルの機能ブロック図を示す。ＡＰ４１１は、ノード４０１と実質的に同様のコンポーネントを含んでおり、メッシュネットワークトランシーバ４１２と、プロセッサ４１５（たとえばマイクロプロセッサ）と、メモリ４１７と、随意のセンサと、電源４２１とを含んでいる。ＡＰ４１１のそのようなコンポーネントは、ノード４０１の対応するコンポーネントに実質的に同様であり、コンポーネントとそれらの機能に関する詳細な情報については、ノード４０１の記載に参照がなされ得る。ＡＰ４１１は随意に、ノード４０１と同様にプロセッサ４１５によって制御されるセンサ、アクチュエータまたは他の動作出力を含む。
【００８３】
さらに、ＡＰ４１１は、無線メッシュネットワークの無線ノードとの通信のために構成される第１のトランシーバ４１２（たとえばメッシュネットワークトランシーバ）と、（たとえばネットワーク１２０を介する）ネットワークマネージャ１１９またはアプリケーション１２１ａ／１２１ｂとの通信のようなメッシュネットワーク外の通信のために構成される第２のトランシーバ４１３（たとえばＷＡＮトランシーバ）といった、デュアルトランシーバを含み得る。本例において、第１のトランシーバ４１２は無線トランシーバであり得、第２のトランシーバ４１３は、ネットワークマネージャ１１９との直接的な有線通信または１つ以上のネットワーク１２０を介した間接的な有線通信のために構成されるトランシーバ（たとえばイーサネット規格に適合するトランシーバ）であり得る。２つのトランシーバが図３Ｂに示されるが、いくつかの実施形態は、両方の通信機能を実行する単一のトランシーバを含んでもよく、他の実施形態においては、ネットワークマネージャ１１９との通信は直接的な有線リンクを介してもよい。
【００８４】
ＡＰ４１１はさらに、内部クロックとしても参照され、ＡＰ４１１の動作のタイミングを制御するように使用されるクロック４１９を含み得る。ＡＰ４１１はさらに、第２のトランシーバ４１３または専用のポート（もしくは専用の内蔵ＧＰＳレシーバ）のいずれかを通じて、外部クロック（たとえば１１７）により通信し得る。したがって、ＡＰ４１１は、自身の内部クロック、外部クロック、または、無線メッシュネットワークとの通信を通じて受信されたタイミング情報に、自身の動作を同期するように動作し得る。クロック選択スイッチ４２３は、ＡＰ４１１が自動クロック選択モードまたは手動クロック選択モードで機能するかどうか選択するために使用され得る。自動クロック選択モードでは、ネットワークマネージャ１１９は、ＡＰが自身の動作を内部クロック、外部クロックまたはネットワーククロックに同期するかどうかを選択する。手動クロック選択モードでは、ＡＰ自身が、内部クロック、外部クロックまたはネットワーククロックに自身が同期するかどうか決定する。クロック選択スイッチ４２３はさらに、ＡＰがタイミングマスターまたはタイミングスレーブとして機能するかどうか選択するためのスイッチと、ＡＰが冗長性または個別ＡＰモードで機能するかどうか選択するためのスイッチとを含み得る。
【００８５】
図３Ａおよび図３Ｂの両方において、センサ４０７および４０９は、ノード４０１およびＡＰ４１１内に配置されているのが示される。より一般的に、センサ４０７および４０９はノード４０１およびＡＰ４１１の外部にあり得るが、ノード４０１およびＡＰ４１１にセンサデータを通信するようノード４０１およびＡＰ４１１に接続され得る。
【００８６】
図３Ｃは、図１Ａおよび図１Ｂのネットワークシステムにおいて使用されるネットワークマネージャ１１９のようなネットワークマネージャ４３１の例の高レベルの機能ブロック図を示す。ネットワークマネージャ４３１はメッシュネットワークの動作を制御し、ネットワークと外部との間のインターフェイスとして（たとえばネットワークと外部アプリケーション１２１ａ／１２１ｂとの間のインターフェイスとして）機能する。具体的には、メッシュネットワークと外部アプリケーション１２１ａ／１２１ｂとの間のすべての通信は、ネットワークマネージャ４３１を通ってフローし得るか、または、そうでなければネットワークマネージャ４３１によって制御され得る。
【００８７】
ネットワークマネージャ１１９は、ＡＰ１０１、１０３および１０５とは別個のエンティティでありＡＰと物理的に離れているのが図１Ａおよび図１Ｂにおいて示される。そのような実施形態において、ネットワークマネージャ１１９およびＡＰは別個のエンティティであり、（示されるように）通信ケーブル、１つ以上の有線または無線ネットワーク、および／または、１つ以上の無線通信リンクを介して通信可能に接続され得る。他の実施形態では、ネットワークマネージャ１１９はたとえば、同じデバイスケーシング内に１つのＡＰと同じ場所を共用し得る。そのような実施形態では、ネットワークマネージャ１１９およびＡＰは、別個のプロセッサを有し得、別個の回路基板にマウントされ得、回路基板同士間のワイヤートレースによって通信可能に接続され得る。さらに別の実施形態では、ネットワークマネージャ１１９はＡＰと同じプロセッサ上で実行し得る。
【００８８】
ネットワークマネージャ４３１は、処理能力を提供するプロセッサ４３３（たとえばマイクロプロセッサ）およびメモリ４３５を含む。メモリ４３５は、ネットワークマネージャ４３１の動作を制御するためのアプリケーションプログラムおよび命令を格納し、プロセッサ４３３は、メモリ４３５に格納されるアプリケーションプログラムおよび命令を実行し、かつ、マネージャ４３１の動作を制御するように構成される。
【００８９】
さらに、ネットワークマネージャ４３１は、ネットワーク１２０を介する通信のためのトランシーバ４３２のような通信インターフェイスを含む。単一のトランシーバ４３２が図３Ｃにおいて示されているが、ネットワークマネージャ４３１は、たとえばネットワークマネージャ４３１が、異なる通信規格もしくはプロトコルを使用するか、または、異なるネットワークもしくは通信リンクを使用して、ＡＰおよび／またはアプリケーション１２１ａ／１２１ｂと通信する状況において、複数のトランシーバを含み得る。たとえば、専用の通信インターフェイス４３９（たとえば専用のポート）は、メッシュネットワークのＡＰとの通信のために含まれ得る。図３Ｃに示されるように、トランシーバ４３２は、ネットワーク１２０に接続される有線トランシーバである。他の実施形態において、ネットワークマネージャ４３１は、アンテナに接続され無線通信のために構成される１つ以上の無線トランシーバを含む。
【００９０】
ネットワークマネージャ４３１のさまざまなコンポーネントは、（たとえばバスまたは他の通信ラインを介して）互いに通信可能に接続され、動作電力を受け取るために電源に電気的に接続される。
【００９１】
ネットワークマネージャ４３１は、メッシュネットワークの監視を提供し得、ネットワークの動作を制御し得る。たとえば、ネットワークマネージャ４３１は、ネットワークにノードを加入させ、ネットワークタイミングをセットし、および／または、ネットワーク通信スケジュールをセットし、メモリ４３５に格納されプロセッサ４３３上で実行されるプログラム命令に基づいて他のネットワーク管理を実行する。さらにネットワークにノードおよびＡＰを加入することの一部として、ネットワークマネージャ４３１は、ノードおよびＡＰから識別情報を受信し得、識別情報に基づいて当該ノードおよびＡＰを認証し得る。
【００９２】
ネットワークマネージャ４３１はさらに、メッシュネットワークと外部との間の動作ゲートウェイまたはインターフェイスとして機能し、特に、メッシュネットワークＡＰおよび／またはノードとインターフェイス接続するアプリケーション１２１ａ／１２１ｂのためのインターフェイスとして機能する。この目的のために、アプリケーションインターフェイス４３７はプロセッサ４３３上で実行され得る。アプリケーションインターフェイス４３７は、ネットワーク（たとえばＡＰ）から、および／または、ＡＰを介してノードから、データおよび情報を受信し得、アプリケーション１２１ａ／１２１ｂによって使用可能なフォーマットにするようデータをフォーマットまたは処理し得、アプリケーション１２１ａ／１２１ｂに生データまたは処理されたデータを提供し得る。この点に関して、ネットワークマネージャ４３１およびアプリケーションインターフェイス４３７は、ノードからデータおよび情報を受信し得、そのようなノードからアプリケーション１２１ａ／１２１ｂに受信されたデータを転送し得る。アプリケーションインターフェイス４３７はさらに、アプリケーション１２１ａ／１２１ｂからデータ、情報または制御情報を受信し得、ＡＰおよびノードによって使用可能なフォーマットになるようデータ、情報または制御をフォーマットおよび処理し得、ＡＰおよびノードに当該処理されたデータ、情報または制御を提供し得る。
【００９３】
別の態様で述べられていなければ、添付の請求の範囲を含むこの明細書において記載されるすべての測定値、値、定格、位置、大きさ、サイズ、および、他の仕様は、厳密ではなく近似である。それらは、関連する機能と一致するとともに、関係する技術において慣習的であるものと一致している合理的な範囲を有するように意図される。
【００９４】
保護の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定される。当該範囲は、本明細書および続く出願経過に照らして解釈される際に、請求の範囲において使用される言語の通常の意味と一致しているのと同じくらい広いように意図されるとともに解釈されるべきであり、すべての構造的および機能的な等価物を包含すると意図されるとともに解釈されるべきである。しかしながら、請求項のいずれも、特許法第１０１条、第１０２条、または第１０３条の要求を満たさない主題を包含するようには意図されておらず、そのような態様で解釈されるべきでもない。そのような主題の任意の意図しない包含はここで放棄される。
【００９５】
直前において述べられたものを除いて、それが請求の範囲において記載されているかどうかにかかわらず、記載または例示されたものはいずれも、いずれのコンポーネント、ステップ、特徴、目的、利益、利点または等価物も公に供することを意図または解釈されるべきでない。
【００９６】
本願明細書において使用される用語および表現は、特定の意味が別の態様で本願明細書において記載されていなければ、探究および研究の対応するそれぞれのエリアに関してそのような用語および表現に合致するような通常の意味を有するということが理解されるであろう。第１および第２などのような関係語は単に、１つのエンティティまたはアクションを別のエンティティまたはアクションと、そのようなエンティティまたはアクションの間で、実際のそのような関係または順序のいずれもを必ずしも必要するかまたは暗示することなく、区別するために使用され得るものである。「備える（comprises, comprising）」という用語またはその任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーするように意図されており、要素のリストを備えるプロセス、方法、物品または装置は、それらの要素のみを含んでいるだけでなく、明示的にリストされないか、または、そのようなプロセス、方法、物品または装置に固有である他の要素を含み得る。「ある（a, an）」という用語の後に続く要素は、さらなる拘束条件なしで、当該要素を含むプロセス、方法、物品または装置において付加的な同一の要素の存在を排除しない。
【００９７】
開示の要約は、読み手が技術的な開示の性質を素早く確認することを可能にするために提供されている。要約は、請求項の範囲または意味を解釈または限定するためには使用されないという理解をもって、提出される。さらに、上記の詳細な説明において、開示を合理化する目的でさまざまな特徴がさまざまな実施形態において一緒にグループ化されることが分かり得る。この開示の方法は、請求される実施形態が、各請求項において明示的に記載されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映すると解釈されるべきではない。むしろ、添付の請求の範囲が反映するように、発明の主題は、単一の開示された実施形態のすべての特徴より少ないものに存在する。したがって、添付の請求の範囲はここで詳細な説明に援用されており、各請求項は別々に請求される主題として自立している。
【００９８】
上述の記載は、最良の形態および／または他の例であると考えられるものを記載しているが、さまざまな修正例がなされ得るとともに、本願明細書において開示される主題は、さまざまな形態および例において実現され、教示は、多数の用途において適用され得、そのいくつかのみが本願明細書において記載されているということが理解されるであろう。添付の請求の範囲によって、本教示の実際の範囲内に該当する全ての適用例、修正例および変形例を請求することが意図される。
【図１Ａ】
2018528686.tif 000003
【図１Ｂ】
2018528686.tif 000004
【図２Ａ】
2018528686.tif 000005
【図２Ｂ】
2018528686.tif 000006
【図３Ａ】
2018528686.tif 000007
【図３Ｂ】
2018528686.tif 000008
【図３Ｃ】
2018528686.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月24日(2018.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メッシュネットワークにおいて第２のメッシュネットワークアクセスポイントと動作を同期するメッシュネットワークアクセスポイントであって、前記メッシュネットワークアクセスポイントは、
前記無線メッシュネットワークを形成するように互いに無線通信する複数のネットワークノードと無線通信するように構成され、かつ、前記無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成されるネットワークマネージャと通信するように構成される１つ以上のトランシーバと、
前記１つ以上のトランシーバを通じて前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードと前記ネットワークマネージャとの間の通信を促進するように構成されるプロセッサと、
前記メッシュネットワークアクセスポイントの内部に存在するとともに、外部クロックに同期するように構成されるタイムキーパーとを含み、
前記メッシュネットワークアクセスポイントは、前記１つ以上のトランシーバを使用して、前記外部クロックのタイミング情報を前記無線メッシュネットワークの前記ネットワークノードに送信するように構成される、メッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項２】
前記メッシュネットワークアクセスポイントは、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに、自身の内部のタイムキーパーを同期するように構成される、請求項１に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項３】
前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントは、前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードと無線通信するように構成されており、前記メッシュネットワークアクセスポイントの前記１つ以上のトランシーバはさらに、前記無線メッシュネットワークを通じて、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントと無線通信するように構成される、請求項１に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項４】
前記メッシュネットワークアクセスポイントおよび前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの両方は、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに自身の動作を同期する、請求項３に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項５】
前記メッシュネットワークアクセスポイントは、前記メッシュネットワークアクセスポイントによって送信される前記タイミング情報に前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの動作を同期するよう、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントに前記外部クロックの前記タイミング情報を送信する、請求項３に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項６】
前記メッシュネットワークアクセスポイントは、有線リンクを通じて前記ネットワークマネージャの制御下で、前記外部クロックと、前記無線メッシュネットワークにおける前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントによって送信されるアドバタイズメントパケットのタイミング情報とに自身のタイムキーパーを選択的に同期するように構成される、請求項３に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項７】
前記ネットワークマネージャが、前記無線メッシュネットワークの前記ネットワークノードに前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報を送信するように、前記複数のネットワークアクセスポイントの前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントを促すと、前記メッシュネットワークアクセスポイントは、前記第２のネットワークアクセスポイントから受信される前記タイミング情報に自身の内部のタイムキーパーを同期するように構成される、請求項３に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項８】
前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、前記メッシュネットワークアクセスポイントは、前記無線メッシュネットワークの前記ネットワークノードに前記メッシュネットワークアクセスポイントの内部クロックのタイミング情報の送信を始める、請求項７に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項９】
前記ネットワークマネージャは、前記ネットワークマネージャと前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するように前記複数のメッシュネットワークアクセスポイントの前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントを促し、前記第２のネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定することに応答してのみ、前記ネットワークマネージャと前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードとの間に前記通信リンクを提供するように前記メッシュネットワークアクセスポイントを促す、請求項３に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項１０】
前記メッシュネットワークアクセスポイントは、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）にわたって、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントと通信するように構成されており、
前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントは、互いに無線通信する第２の複数のネットワークノードと無線通信し、
前記メッシュネットワークアクセスポイントと無線通信する前記複数のネットワークノードは、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントと無線通信する前記第２の複数のネットワークノードからの無線通信範囲外であり、前記ＷＡＮを通じて前記第２の複数のネットワークノードと通信可能である、請求項１に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項１１】
前記メッシュネットワークアクセスポイントおよび前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの両方は、前記外部クロックとして機能する同じＧＰＳクロックまたは同じ協定世界時（ＵＴＣ）クロックに動作を同期するように構成される、請求項１０に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項１２】
前記メッシュネットワークアクセスポイントと無線通信する前記複数のネットワークノードと、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントと無線通信する前記第２の複数のネットワークノードとは、同じネットワークに適合する共通のネットワーク識別子（ＩＤ）およびネットワークアドレスを共有する、請求項１０に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項１３】
無線メッシュネットワークにおいて第２のメッシュネットワークアクセスポイントと動作を同期するメッシュネットワークアクセスポイントの動作を同期するための方法であって、
互いに無線通信する複数のメッシュネットワークノードと、前記無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成されるネットワークマネージャとを含む前記無線メッシュネットワークの間で通信リンクを提供するように構成されるメッシュネットワークアクセスポイントにおいて、前記メッシュネットワークアクセスポイントに対して外部のクロックからのタイミング情報を受信することと、
前記メッシュネットワークアクセスポイントに対して外部の前記クロックをトラッキングするよう、受信された前記タイミング情報に前記メッシュネットワークアクセスポイントのタイムキーパーを同期することと、
同期された前記タイムキーパーに従って決定される時刻において、前記無線メッシュネットワークの前記複数のメッシュネットワークノードと通信することとを含む、方法。
【請求項１４】
同期することは、前記メッシュネットワークアクセスポイントに対して外部の前記クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに、前記メッシュネットワークアクセスポイントの前記タイムキーパーを同期することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
同期することは、前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードと無線通信する前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントによって送信されるタイミング情報に前記メッシュネットワークアクセスポイントの前記タイムキーパーを同期することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
同期することは、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントによって送信される前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの前記内部クロックのタイミング情報に基づいて、前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントの内部クロックに前記メッシュネットワークアクセスポイントの前記タイムキーパーを同期することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントに障害が起きていると決定すると、前記メッシュネットワークアクセスポイントから前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードにタイミング情報を送信することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記メッシュネットワークアクセスポイントおよび前記第２のメッシュネットワークアクセスポイントは、前記ネットワークマネージャと前記複数のネットワークノードとの間に通信リンクを提供するように同時に動作する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
無線メッシュネットワークにおいて第２のメッシュネットワークアクセスポイントと動作を同期するメッシュネットワークアクセスポイントであって、
前記無線メッシュネットワークを形成し、かつ、前記無線メッシュネットワークの動作を管理するように構成されるネットワークマネージャと通信するために、互いに無線通信する複数のネットワークノードと無線通信するための手段と、
１つ以上のトランシーバを通じて前記無線メッシュネットワークの前記複数のネットワークノードと前記ネットワークマネージャとの間の通信を促進するための手段と、
時刻基準を維持し、かつ、外部クロックに前記時刻基準を同期するための手段とを含み、
前記無線通信するための手段は、前記無線メッシュネットワークの前記ネットワークノードに前記外部クロックのタイミング情報を送信するように構成される、メッシュネットワークアクセスポイント。
【請求項２０】
前記時刻基準を維持するための手段は、前記外部クロックとして機能するＧＰＳクロックまたは協定世界時（ＵＴＣ）クロックに同期するように構成される、請求項１９に記載のメッシュネットワークアクセスポイント。
【国際調査報告】
2018528686.tif 000010
2018528686.tif 000011
2018528686.tif 000012