(57)【要約】      （修正有）【課題】無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデバイスによって必要とされる時間を短縮するための方法を提供する。【解決手段】データ収集デバイスが、第１のスケジューリングシーケンスで要求を送信することと、１つの無線リンク上で送信問題を検出することと、少なくとも１つの経路を特定することと、特定された経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を延期し、特定された経路とは異なる少なくとも１つの経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げることによって、第２のスケジューリングシーケンスを得るために第１のスケジューリングシーケンスを変更することと、第２のスケジューリングシーケンスに従って、要求を送信し続けること、を実行する。【選択図】図１
2013090333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデータ収集デバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための方法であって、前記データ収集デバイスと前記ノードとの間の通信は前記無線メッシュ通信ネットワーク内の全域木に従って実行され、前記データ収集デバイスは、
前記データを収集するための第１のスケジューリングシーケンスにおいて前記ノードに要求を送信することであって、各要求は少なくとも１つの前記ノードに宛てられる、送信することと、
前記全域木の１つの無線リンク上で送信問題を検出することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記全域木の少なくとも１つの経路を特定することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を延期するとともに、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路とは異なる少なくとも１つの経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げることによって、第２のスケジューリングシーケンスを得るために前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することと、
前記第２のスケジューリングシーケンスに従って、前記ノードに要求を送信し続けることと、
を実行することを特徴とする、無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデータ収集デバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための方法。
【請求項２】
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路に対応するノードに宛てられた全ての要求を、他の全ての要求後にスケジューリングすること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】
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求を、或るシフト値だけ延期すること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】
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路に対応する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた各要求を、共通のシフト値だけ延期することを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シフト値は、検討対象のスケジューリングシーケンス内の各要求がインデックスを付されるときに、インデックスシフトとして表されるか、又は
前記シフト値は、検討対象のスケジューリングシーケンス内の各要求が、前記データ収集デバイスによって送信するために前記要求がスケジューリングされた時点に関連付けられるときに、時間遅延として表される
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記データ収集デバイスは、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求に時間遅延を適用することと、
前記時間遅延が満了する前に、他の要求の中のどの要求をスケジューリングできるかを判断することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求の前に、前記スケジューリングシーケンス内の前記判断された要求をスケジューリングすることと、
を実行することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記データ収集デバイスは、
各要求に、該要求を繰り上げることができるか否かを示す情報を関連付けることと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた要求ごとに前記情報を更新することと、
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更するときに、前記情報に基づいて、どの要求を繰り上げることが可能であるかを判断することと、
を実行することを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記データ収集デバイスは、
各要求に、該要求を繰り上げることができるか否かを示すとともに、該要求を繰り上げることができる場合に該要求を何単位分繰り上げることができるかを示す制約値を関連付けることと、
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更するときに、前記制約値に基づいて、どの要求を繰り上げることが可能であるかを判断することと、
前記第１のスケジューリングシーケンスの前記変更時に延期されたか又は繰り上げられた要求ごとの前記制約値を、前記第２のスケジューリングシーケンスを得るために更新することと、
を実行することを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記データ収集デバイスは、ノードごとに、
スライディング時間窓において、前記ノードを介した又は前記ノードへの送信成功率を表す統計値を求めることと、
前記求められた統計値を所定の値と比較することと、
前記比較の結果に従って前記シフト値を変更することと、
を実行することを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記データ収集デバイスは、１つのノードによって生成される無線リンク障害報告を受信することを実行し、
該報告は、該報告を生成した前記ノードによって前記要求が中継されることを試みられた無線リンクのインジケーションを含み、
該報告は、前記要求のうちの１つ又は該要求のうちの１つに対する応答の送信中に、該報告において示された前記無線リンク上で、又は該報告において示された前記無線リンクの子部分木に対応する前記全域木の部分内で生じた送信障害を表す
ことを特徴とし、
前記経路は前記子部分木のいずれかのノードを含む前記経路であると判断されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記無線リンク障害報告は、中継されることを試みられた前記要求が応答において少なくとも１つの否定応答を生成することを示す通知をノードの或る層が該ノードの媒体アクセス制御層から受信するときに、該ノードによって生成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記無線リンク障害報告は、或るノードが、前記要求のうちの１つが宛てられるノードから、タイムアウトが関連付けられた前記要求に対して応答も別の無線リンク障害報告も受信することなく前記タイムアウトが満了するときに、該ノードによって生成されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記タイムアウトは、該タイムアウトを設定する前記ノードと、該タイムアウトと関連付けられた前記要求が宛てられる前記ノードとの間の、前記全域木内のホップ数を少なくとも考慮に入れることによって設定されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードは、
前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードが前記要求のうちの１つに既に応答したか否かを調べることと、
前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードが前記要求のうちの１つにまだ応答していないときに、前記デバイスによって収集されるべき自らのデータを前記無線リンク障害報告内に含めることと、
を実行することを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための該デバイスであって、該デバイスと前記ノードとの間の通信は前記無線メッシュ通信ネットワーク内の全域木に従って実行され、
該デバイスは、
前記データを収集するための第１のスケジューリングシーケンスにおいて前記ノードに要求を送信する手段であって、各要求は少なくとも１つの前記ノードに宛てられる、送信する手段と、
前記全域木の１つの無線リンク上で送信問題を検出する手段と、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記全域木の少なくとも１つの経路を特定する手段と、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を延期するとともに、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路とは異なる少なくとも１つの経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げることによって、第２のスケジューリングシーケンスを得るために前記第１のスケジューリングシーケンスを変更する手段と、
前記第２のスケジューリングシーケンスに従って、前記ノードに要求を送信し続ける手段と、
を備えることを特徴とする、無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための該デバイス。
【請求項１６】
コンピュータープログラムであって、該コンピュータープログラムは、プログラムコード命令であって、該プログラムコード命令が請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラマブルデバイスによって実行されるときに、該プログラマブルデバイス内にロードすることができる、プログラムコード命令を含むことを特徴とする、コンピュータープログラム。
【請求項１７】
情報記憶手段であって、該情報記憶手段はプログラムコード命令を含むコンピュータープログラムであって、該プログラムコード命令が請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラマブルデバイスによって実行されるときに、該プログラムコード命令を該プログラマブルデバイス内にロードすることができる、コンピュータープログラムを格納することを特徴とする、情報記憶手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には無線メッシュ通信ネットワークにおいてデータを収集することに関し、より詳細には、送信条件の変動を受ける無線メッシュ通信ネットワークにおいてそのようなデータを収集するのに必要とされる時間期間を短縮することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線センサーネットワーク（ＷＳＮ(Wireless Sensor Networks)）は、自己構成性があり、かなり安価であり、エネルギー制御、環境監視、産業オートメーション等の非常に広範囲に及ぶ可能な用途において有用であるために関心を集め、支持を得てきた。
【０００３】
スマートメーターネットワーク（ＳＭＮ(Smart Meter Networks)）は、そのような無線センサーネットワークの１つの応用例である。スマートメーターは通常、所与の期間の間隔において電気エネルギーの消費量を記録し、その情報を監視及び課金のためにサーバーに通信する電気メーターである。スマートメーターは通常、中央システムからコマンドを受信することができる。また、スマートメーターは他のデータ取得分野においても用いられ、例えば、天然ガス又は水の消費量を測定するデバイスを意味することもできる。
【０００４】
データ収集デバイスは通常、そのようなＳＭＮ内でサーバーの形で実現される。データ収集デバイスは、スマートメーターによって与えられるデータを収集し、例えば、統計を得るため並びに／又は監視及び／若しくは課金のために、収集されたデータを処理する。
そのようなデータを収集するために、データ収集デバイスはスケジューリングシーケンスを規定し、データ収集デバイスに上記データを与えるように上記スマートメーターに要求するために、規定されたスケジューリングシーケンスに従って、ＳＭＮの各スマートメーターに要求を送信する。
ＳＭＮ全体にわたってメッセージが伝搬する際の衝突を回避するために、スケジューリングシーケンスは、別のスマートメーターに新たな要求を送信する前に、データ収集デバイスが、送信された要求に対する応答の受信を待機するようになっている。
その要求に応答して、各スマートメーターは、上記要求されたデータを含む応答を送信する。要求されるデータは、例えば、水、ガス又は電気エネルギーの測定中にスマートメーターによって得られた計量データである。
ＳＭＮ内の要求及び応答の送信は通常、ＳＭＮ内のルーティングを規定する全域木(spanning tree)に沿って実行される。
【０００５】
しかしながら、ＳＭＮ内の無線リンクが一時的に使用できない等の送信条件の変動に起因した送信問題が存在するとき、要求及び応答の送信に遅延が生じるおそれがある。
【０００６】
一般的に、そのような送信問題が生じるとき、ＳＭＮ内のルーティングは変更される。それは、新たな経路が規定され、それに応じて全域木が、変更されるとともに、無線メッシュ通信ネットワークの全てのノードが全域木変更を認識するようにＳＭＮ内に伝搬されることを意味する。このように経路を規定し直すのは時間がかかり、それゆえ、データを収集するのに必要とされる時間期間が増加する。
【０００７】
上記の問題は、スマートメーターの展開に特に関係しない、他の種類の無線メッシュ通信ネットワークにおいても生じるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常の無線メッシュ通信ネットワークにおいて生じる上記の問題を克服することが望ましい。
【０００９】
詳細には、送信条件の変動を受ける無線メッシュ通信ネットワーク内の収集デバイスによってデータを収集するのに必要とされる時間を短縮できるようにする解決策を提供することが望ましい。
【００１０】
送信問題が検出されるときに、無線メッシュ通信ネットワーク内の、全域木に沿ったルーティングを再構成するのを回避できるようにする解決策を提供することが更に望ましい。
【００１１】
実施するのが容易であり、コスト効率が高い解決策を提供することが更に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのために、本発明は、無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデータ収集デバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための方法であって、前記データ収集デバイスと前記ノードとの間の通信は前記無線メッシュ通信ネットワーク内の全域木に従って実行される、方法に関する。
本方法は、前記データ収集デバイスが、
前記データを収集するための第１のスケジューリングシーケンスにおいて前記ノードに要求を送信することであって、該各要求は少なくとも１つの前記ノードに宛てられる、送信することと、
前記全域木の１つの無線リンク上で送信問題を検出することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記全域木の少なくとも１つの経路を特定することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を延期するとともに、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路とは異なる少なくとも１つの経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げる（putting forward）ことによって、第２のスケジューリングシーケンスを得るために前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することと、
前記第２のスケジューリングシーケンスに従って、前記ノードに要求を送信し続けることと、
を実行するようになっている。
【００１３】
したがって、第２のスケジューリングシーケンスによれば、送信問題によって影響を受ける経路に対応する少なくとも１つの個々のノードに宛てられる少なくとも１つの要求を延期することによって、送信に成功する見込みがより大きい要求が最初に送信される。その際、送信問題が一時的であるときには全域木の変更は不要であり、それゆえ、データ収集デバイスによってデータを収集するのに必要とされる時間期間は短縮される。
【００１４】
特定の特徴によれば、前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路に対応するノードに宛てられた全ての要求を、他の全ての要求後にスケジューリングすることを含む。
【００１５】
したがって、スケジューリングシーケンスを変更することは、実施するのが容易である。
【００１６】
特定の特徴によれば、前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求を、或るシフト値だけ延期することを含む。
【００１７】
したがって、検出された送信問題に関係するノードのためのデータを収集する際の余分なレイテンシを更に制限するために、スケジューリングシーケンスを変更することがより最適に実行される。
【００１８】
特定の特徴によれば、前記第１のスケジューリングシーケンスを変更することは、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路に対応する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた各要求を、共通のシフト値だけ延期することを含む。
【００１９】
特定の特徴によれば、
前記シフト値は、検討対象のスケジューリングシーケンス内の各要求がインデックスを付されるときに、インデックスシフトとして表されるか、又は
前記シフト値は、検討対象のスケジューリングシーケンス内の各要求が、前記データ収集デバイスによって送信するために前記要求がスケジューリングされた時点に関連付けられるときに、時間遅延として表される。
【００２０】
したがって、スケジューリングシーケンスを変更することは、インデックス管理を用いて、又はより正確にタイミング定義を用いて、実施するのが容易な方法で行なうことができる。
【００２１】
特定の特徴によれば、前記データ収集デバイスは、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求に時間遅延を適用することと、
前記時間遅延が満了する前に、他の要求の中のどの要求をスケジューリングできるかを判断することと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた各要求の前に、前記スケジューリングシーケンス内の前記判断された要求をスケジューリングすることと、
を実行する。
【００２２】
したがって、スケジューリングシーケンスは最適化される。
【００２３】
特定の特徴によれば、前記データ収集デバイスは、
各要求に、該要求を繰り上げることができるか否かを示す情報を関連付けることと、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路のうちの１つに対応するノードに宛てられた要求ごとに前記情報を更新することと、
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更するときに、前記情報に基づいて、どの要求を繰り上げることが可能であるかを判断することと、
を実行する。
【００２４】
したがって、以前に延期された要求を繰り上げることは、回避することができる。
【００２５】
特定の特徴によれば、前記データ収集デバイスは、
各要求に、該要求を繰り上げることができるか否かを示すとともに、該要求を繰り上げることができる場合に該要求を何単位分繰り上げることができるかを示す制約値を関連付けることと、
前記第１のスケジューリングシーケンスを変更するときに、前記制約値に基づいて、どの要求を繰り上げることが可能であるかを判断することと、
前記第１のスケジューリングシーケンスの前記変更時に延期されたか又は繰り上げられた要求ごとの前記制約値を、前記第２のスケジューリングシーケンスを得るために更新することと、
を実行する。
【００２６】
したがって、以前に延期された要求は、その要求が以前に延期されたときに規定された最小シフト値をまだ満たすので、以前に延期された要求を繰り上げることは、変更されたスケジューリングシーケンスに従ってその要求を送信する際に送信問題のリスクが低減される場合に限られる。
【００２７】
特定の特徴によれば、前記データ収集デバイスは、ノードごとに、
スライディング時間窓において、前記ノードを介した又は前記ノードへの送信成功率を表す統計値を求めることと、
前記求められた統計値を所定の値と比較することと、
前記比較の結果に従って前記シフト値を変更することと、
を実行する。
【００２８】
したがって、スケジューリングシーケンスは、送信条件の変動に応じて最適に変更することができる。
【００２９】
特定の特徴によれば、前記データ収集デバイスは、１つのノードによって生成される無線リンク障害報告を受信することを実行し、
該報告は、該報告を生成した前記ノードによって前記要求が中継されることを試みられた無線リンクのインジケーションを含み、
該報告は、前記要求のうちの１つ又は該要求のうちの１つに対する応答の送信中に、該報告において示された前記無線リンク上で、又は該報告において示された前記無線リンクの子部分木に対応する前記全域木の部分内で生じた送信障害を表し、
前記経路は、前記子部分木のいずれかのノードを含む前記経路であると判断される。
【００３０】
したがって、送信障害に関係する経路が容易に特定される。
【００３１】
特定の特徴によれば、前記無線リンク障害報告は、中継されることを試みられた前記要求が応答において少なくとも１つの否定応答を生成することを示す通知をノードの或る層が該ノードの媒体アクセス制御層から受信するときに、該ノードによって生成される。
【００３２】
したがって、上記要求のうちの１つの送信中に送信問題が生じるとき、その送信障害によって影響を受けると特定される全域木の部分は、送信問題が生じた無線リンク、及びこの無線リンクの子部分木に限定される。
【００３３】
特定の特徴によれば、前記無線リンク障害報告は、或るノードが、前記要求のうちの１つが宛てられるノードから、タイムアウトが関連付けられた前記要求に対して、応答も別の無線リンク障害報告も受信することなく前記タイムアウトが満了するときに、該ノードによって生成される。
【００３４】
したがって、上記要求のうちの１つに対する応答の送信中に送信障害が生じるとき、その送信問題によって影響を受けると特定される全域木の部分は、送信問題が生じた無線リンク、及びこの無線リンクの子部分木に限定される。
【００３５】
特定の特徴によれば、前記タイムアウトは、該タイムアウトを設定する前記ノードと、該タイムアウトと関連付けられた前記要求が宛てられる前記ノードとの間の、前記全域木内のホップ数を少なくとも考慮に入れることによって設定される。
【００３６】
したがって、データを収集するのに必要とされる時間期間を更に短縮するために、その要求が宛てられるノードに至るまでの要求の残りの経路及びその応答の残りの経路に従って、タイムアウト設定が適合される。また、本方法は、送信問題を検出するための反応もより速く、それゆえ、データ収集デバイスによってデータを収集するのに必要とされる時間期間が更に短縮される。
【００３７】
特定の特徴によれば、前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードは、
前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードが前記要求のうちの１つに既に応答したか否かを調べることと、
前記無線リンク障害報告を生成する前記ノードが前記要求のうちの１つにまだ応答していないときに、前記デバイスによって収集されるべき自らのデータを前記無線リンク障害報告内に含めることと、
を実行する。
【００３８】
したがって、収集されるデータの送信を予測することによって、データ収集デバイスによってデータを収集するのに必要とされる時間期間が更に短縮される。
【００３９】
本発明はまた、無線メッシュ通信ネットワークのノードからデータを収集するためにデバイスによって必要とされる時間期間を短縮するための該デバイスであって、該デバイスと前記ノードとの間の通信は前記無線メッシュ通信ネットワーク内の全域木に従って実行される、デバイスにも関する。
本デバイスは、
前記データを収集するための第１のスケジューリングシーケンスにおいて前記ノードに要求を送信する手段であって、各要求は少なくとも１つの前記ノードに宛てられる、送信する手段と、
前記全域木の１つの無線リンク上で送信問題を検出する手段と、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記全域木の少なくとも１つの経路を特定する手段と、
前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を延期するとともに、前記送信問題が検出された前記無線リンクを含む前記少なくとも１つの特定された経路とは異なる少なくとも１つの経路上に存在する少なくとも１つの個々のノードに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げることによって、第２のスケジューリングシーケンスを得るために前記第１のスケジューリングシーケンスを変更する手段と、
前記第２のスケジューリングシーケンスに従って、前記ノードに要求を送信し続ける手段と、
を備える。
【００４０】
また、本発明は、少なくとも１つの実施の形態において、通信ネットワークからダウンロードすることができ、かつ／又はコンピューターによって読み取り、プロセッサによって実行することができる媒体上に格納することができるコンピュータープログラムにも関する。このコンピュータープログラムは、該プログラムがプロセッサによって実行されるときに、種々の実施の形態のうちのいずれか１つにおいて上述の方法を実施するための命令を含む。
【００４１】
また、本発明は、格納された情報がコンピューターによって読み取られ、プロセッサによって実行されるときに、種々の実施の形態のうちのいずれか１つにおいて上述の方法を実施するための、プロセッサによって実行することができる１組の命令を含むコンピュータープログラムを格納する情報記憶手段にも関する。
【００４２】
デバイス及びコンピュータープログラムに関する特徴及び利点は、対応する上述の方法に関して既に言及されたのと同一であるので、ここでは繰り返されない。
【００４３】
本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を実施することができる無線メッシュ通信ネットワークの第１のアーキテクチャを表す概略図である。
【図２】本発明を実施することができる無線メッシュ通信ネットワークの第２のアーキテクチャを表す概略図である。
【図３】図１の無線メッシュ通信ネットワークにおいて規定される全域木を表す概略図である。
【図４Ａ】図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのコンセントレーターデバイスのアーキテクチャを表す概略図である。
【図４Ｂ】図２の無線メッシュ通信ネットワークのサーバーデバイスのアーキテクチャを表す概略図である。
【図４Ｃ】図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのスマートメーターのアーキテクチャを表す概略図である。
【図５】スマートメーターからデータを収集するための、図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのデータ収集デバイスによって実行されるアルゴリズムを表す概略図である。
【図６】図１若しくは図２の無線メッシュ通信ネットワークのスマートメーターによって、又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのコンセントレーターデバイスによって実行されるアルゴリズムを表す概略図である。
【図７Ａ】図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのスマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスの第１の例を表す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ａに概略的に表される第１の例の変更から生じる、スマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスを表す概略図である。
【図７Ｃ】図７Ａに概略的に表される第１の例の変更から生じる、スマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスを表す概略図である。
【図７Ｄ】図７Ａに概略的に表される第１の例の変更から生じる、スマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスを表す概略図である。
【図８Ａ】図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのスマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスの第２の例を表す概略図である。
【図８Ｂ】図８Ａに概略的に表される第２の例の変更から生じる、スマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスを表す概略図である。
【図８Ｃ】図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのスマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスの第３の例を表す概略図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに概略的に表される第３の例の変更から生じる、スマートメーターからデータを収集するためのデータ収集段階をスケジューリングするためのシーケンスを表す概略図である。
【図９】スケジューリングシーケンスを変更するための、図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのデータ収集デバイスによって実行される第１のアルゴリズムを表す概略図である。
【図１０】スケジューリングシーケンスを変更するための、図１又は図２の無線メッシュ通信ネットワークのデータ収集デバイスによって実行される第２のアルゴリズムを表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下の説明は、スマートメーターの無線メッシュ通信ネットワークの展開の範囲において本発明を詳述するが、以下に詳述される原理は、他の種類の無線メッシュ通信ネットワークの展開においても同じように適用することができる。例えば、以下に詳述される原理は、フェムトセルの展開、すなわち、通常、家又は小規模の事務所において用いるために設計され、屋内、特に拡張しなければアクセスが制限されるか又は利用不可能である場所にサービスプロバイダーがサービスカバレッジを拡張できるようにするセルラー基地局の展開においても同じように適用することができる。
【００４６】
図１は、本発明を実施することができる無線メッシュ通信ネットワーク１００の第１のアーキテクチャを概略的に表す。
【００４７】
無線メッシュ通信ネットワーク１００は、コンセントレーターデバイス１１０(concentrator device)と、スマート計量デバイスとも呼ばれる１組のスマートメーター(a set of smart meters)とを備える。図１には、７つのスマートメーター１２０ｉが示される。ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇである。無線メッシュ通信ネットワーク１００内には、異なる複数のスマートメーターが存在する場合もある。通信ネットワーク１００は、クラスターとも呼ばれる。
【００４８】
コンセントレーターデバイス１１０及びスマートメーターは、ノード、通信ノード、又はネットワークノードと呼ばれる場合もある。
【００４９】
無線メッシュ通信ネットワーク１００のデバイスは、半二重無線通信を用いることが好ましい。しかしながら、無線メッシュ通信ネットワーク１００のデバイスは、全二重無線通信を用いることもできる。
【００５０】
そのような無線メッシュ通信ネットワークは、スマートメーターをアドホック方式で展開するのに特に適応している。
【００５１】
電力消費及び放射を制限するために、無線メッシュ通信ネットワーク１００内のデバイスは、無線メッシュ通信ネットワーク１００内の任意の他のデバイスと直接通信することはできない。無線メッシュ通信ネットワーク１００内の各デバイスは通常、無線メッシュ通信ネットワーク１００内の幾つかの他のデバイスだけと直接通信することができる。それは、これらの幾つかの他のデバイスに関して、同期信号、メッセージ、そして更に一般的にはデータを交換するための無線リンクを設定するのに、送信信号強度が十分に高い（例えば、所定のしきい値より高い）とみなされることを意味する。
【００５２】
それゆえ、無線メッシュ通信ネットワーク１００の各デバイスは、無線メッシュ通信ネットワーク１００の少なくとも１つの他のデバイスと直接通信することができる。
【００５３】
互いに直接通信する無線メッシュ通信ネットワーク１００の２つのデバイスは、隣接するデバイスである。
【００５４】
無線メッシュ通信ネットワーク１００の任意の１組のデバイス(any couple of devices)は、直接又は間接的に（すなわち、無線メッシュ通信ネットワーク１００の少なくとも１つの他のデバイスを介して）互いに通信することができる。より詳細には、各スマートメーター１２０ｉ（ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇ）は、直接又は間接的にコンセントレーターデバイス１１０と通信することができる。
【００５５】
図１では、可能な直接通信（以下に無線リンクと呼ばれる）は、関係するデバイス間のそれぞれの直線によって例示的に表されている。
例えば、コンセントレーターデバイス１１０は２つの隣接するデバイスを有し、それらのデバイスはスマートメーター１２０ａ、１２０ｂである。スマートメーター１２０ａは２つの隣接するデバイスを有し、それらのデバイスはスマートメーター１２０ｃ及びコンセントレーター１１０である。スマートメーター１２０ｂは３つの隣接するデバイスを有し、それらのデバイスは、スマートメーター１２０ｃ、１２０ｄ及びコンセントレーターデバイス１１０である。
図１は、無線メッシュ通信ネットワーク１００内の他の実現可能な直接通信も例示的に示すが、ここではそれらの直接通信は更には詳述しない。
【００５６】
無線メッシュ通信ネットワーク１００内の通信は、ＣＳＭＡ（キャリアセンス多元接続(Carrier sense multiple access)）を用いて実行されることが好ましい。無線メッシュ通信ネットワーク１００内の通信は、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ又はＣＤＭＡ（符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)）を用いて実行することもできる。
隣接するノード間の通信プロトコルは、２つの隣接するノード間に通信障害があると判断する前に何度か送信を試みることができるようにするために、肯定応答（ＡＣＫ）及び否定応答（ＮＡＣＫ）を含むことができる。通常、そのような肯定応答に基づくプロトコルは、ＭＡＣ（媒体アクセス制御(Medium Access Control)）層において実行される。
【００５７】
無線メッシュ通信ネットワーク１００の範囲内で、コンセントレーターデバイス１１０はデータ収集デバイスとしての役割を果たす。
コンセントレーターデバイス１１０は、例えば、統計を得るために並びに／又は監視及び／若しくは課金のために、スマートメーターによって与えられるデータを収集し、収集されたデータを処理する。
そのようなデータを収集するために、コンセントレーターデバイス１１０は、上記データをコンセントレーターデバイス１１０に与えるように上記スマートメーター１２０ｉに要求するために、各スマートメーター１２０ｉ（ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇ）に要求を送信する。その要求に応答して、各スマートメーター１２０ｉは、上記要求されたデータを含む応答を送信する。要求されたデータは、例えば、水、ガス又は電気エネルギーの測定中にスマートメーター１２０ｉによって得られた計量データである。
コンセントレーターデバイス１１０は、状態情報、測定履歴又はエラー報告のような他の種類のデータをスマートメーターに要求することもできる。
【００５８】
図２は、本発明を実施することができる無線メッシュ通信ネットワーク２００の第２のアーキテクチャを概略的に表す。
【００５９】
無線メッシュ通信ネットワーク２００は、サーバーデバイス２３０と、１組のコンセントレーターデバイスとを備える。図２には、３つのコンセントレーターデバイス１１０ｍ（ただし、ｍ＝ａ、ｂ又はｃ）が示される。無線メッシュ通信ネットワーク２００内に異なる複数のコンセントレーターデバイスが存在する場合もある。
【００６０】
各コンセントレーターデバイス１１０ｍはサーバーデバイス２３０と直接通信する。コンセントレーターデバイス１１０ｍとサーバーデバイス２３０との間の通信は、ＲＦＣ７９１仕様書によって詳述されているようなインターネットプロトコル（ＩＰ）を用いて実行されることが好ましく、有線又は無線のいずれかとすることができる。
【００６１】
各コンセントレーターデバイス１１０ｍはクラスター１００ｍ（ただし、ｍ＝ａ、ｂ又はｃ）の一部であり、クラスターは図１に示される無線メッシュ通信ネットワーク１００に対応する。コンセントレーターデバイス１１０ｍは、サーバーデバイス２３０と、上記コンセントレーターデバイス１１０ｍがそれぞれ属する個々のクラスター１００ｍのスマートメーターとの間のゲートウエイとしての役割を果たす。
【００６２】
図２に示されるアーキテクチャにおいて、各スマートメーターは１つのクラスターのみに属し、単一のコンセントレーターデバイス１１０ｍを介してサーバーデバイス２３０と通信する。
【００６３】
図２に示されるアーキテクチャでは、クラスター１００ｍは、スタートポロジーネットワークを用いて、それぞれのコンセントレーターデバイス１１０ｍを介してサーバーデバイス２３０に接続されている。
【００６４】
サーバーデバイス２３０は、コンセントレーターデバイス１１０ｍを介して、任意のスマートメーターにコマンドを送信することができる。そのようなコマンドは、例えば、スマートメーターからの或る報告を要求するためのコマンド、スマートメーターによって監視されるシステムのシャットダウンを命令するためのコマンド、スマートメーターのソフトウェア更新を提供するためのコマンド等である。
【００６５】
メッシュ通信ネットワーク２００の範囲内で、サーバーデバイス２３０はデータ収集デバイスとしての役割を果たす。それゆえ、サーバーデバイス２３０は、各スマートメーターに要求を送信して、収集されるべきデータを集める。
【００６６】
データ収集デバイスは、それが無線メッシュ通信ネットワーク１００のコンセントレーターデバイス１１０に対応するにしても、又は無線メッシュ通信ネットワーク２００のサーバーデバイス２３０に対応するにしても、収集されるべきデータを収集段階のシーケンスに従って集める。これらの収集段階中に交換されるメッセージは、全域木(spanning tree)に沿って、無線メッシュ通信ネットワーク１００又は２００内を伝搬される。
【００６７】
シーケンスは、図５に関して以下に詳述されるように、動的調整(dynamic adjustments)を受ける。
そのような調整は、全域木のいかなる変更も回避しつつ、データ収集デバイスによってデータを収集するのに必要とされる時間期間を短縮することを目的とする。
しかしながら、データを収集するためにスマートメーターと通信するのに失敗した試みが所定の回数に達した場合には、データ収集デバイスは、無線メッシュ通信ネットワーク全体にわたるデータルーティングを変更すること、すなわち、全域木を変更することを決定することができる。
【００６８】
図３は、無線メッシュ通信ネットワーク１００において規定される全域木を概略的に表す。無線メッシュ通信ネットワーク２００のクラスター１００ａ、１００ｂ、１００ｃの場合にも同じように全域木を規定することができる。無線メッシュ通信ネットワーク２００全体に対して、単一の全域木を規定することもできる。
【００６９】
スマートメーターによって与えられるデータを収集するために、データ収集デバイスはそのような全域木を用いる。言い換えると、データ収集デバイスによってスマートメーターに送信される要求、及びスマートメーターによってデータ収集デバイスにそれぞれ送信される応答は、全域木に沿って伝搬する。
【００７０】
図３に示される全域木は、無線メッシュ通信ネットワーク１００の無線リンクのサブセット(a subset)からなる。各全域木は根ノード(root node)を含む。全域木の根ノードはデータ収集デバイス、すなわち、無線メッシュ通信ネットワーク１００の範囲内のコンセントレーターデバイス１１０である。全域木は、無線メッシュ通信ネットワーク１００の全てのノードがその全域木内に存在するが、ループが形成されないように規定される。
【００７１】
図３に示される全域木によれば、コンセントレーターデバイス１１０は、スマートメーター１２０ｂを介してスマートメーター１２０ｄと通信する。
コンセントレーターデバイス１１０は、スマートメーター１２０ａを介してスマートメーター１２０ｃと通信する。
コンセントレーターデバイス１１０はスマートメーター１２０ａ及び１２０ｃを介してスマートメーター１２０ｇと通信する。
コンセントレーターデバイス１１０は同じくスマートメーター１２０ａ及び１２０ｃを介してスマートメーター１２０ｅと通信する。
コンセントレーターデバイス１１０は、スマートメーター１２０ａ、１２０ｃ及び１２０ｅを介してスマートメーター１２０ｆと通信する。
【００７２】
全域木内の各無線リンクは、親ノードと子ノードとの間に設定される。親ノードは、全域木の根に達するのに必要とするホップ数がより少ないノードである。例えば、スマートメーター１２０ａと１２０ｃとの間の無線リンクについて考えると、スマートメーター１２０ａは親ノードであり、スマートメーター１２０ｃは子ノードである。
【００７３】
無線メッシュ通信ネットワーク１００の各ノードは使用中の全域木を認識している。各ノードは、全域木において、自らと、自らの子部分木と、自らの親とを含む全域木部分のみを認識している場合もある。
１つのノードに関連する子部分木は、全域木のうち、検討対象のノードの全ての子ノードと、存在する場合にはそれぞれの子部分木とを含む部分を指している。例えば、図３に示される全域木では、ノード１２０ｃの子部分木は２つの枝を含み、第１の枝はノード１２０ｇを含み、第２の枝はノード１２０ｅ及びその子ノード１２０ｆを含む。
親ノードと子ノードとの間の１つの無線リンクに関連する子部分木は、全域木のうち、上記子ノードと、存在する場合には上記子ノードの子部分木とを含む部分を指している。例えば、図３に示される全域木では、ノード１２０ａと１２０ｃとの間の無線リンクの子部分木は、ノード１２０ｃと、２つの枝とを含み、第１の枝はノード１２０ｇを含み、第２の枝はノード１２０ｅ及びその子ノード１２０ｆを含む。
【００７４】
全域木は、その全域木の根ノードであるデータ収集デバイスと、無線メッシュ通信ネットワークの任意の他のノードとの間の経路を規定する。各経路は、各無線リンクがチャネル条件に関して双方向的であるときに、データ収集デバイスから検討対象のスマートメーターまでの連続的な無線リンクのみからなることができる。無線リンクがチャネル条件に関して双方向的でないときに、経路は、サーバーデバイス２３０から関係するスマートメーターまで、及び関係するスマートメーターからサーバーデバイス２３０までの連続的な無線リンクからなることができる。
【００７５】
無線メッシュ通信ネットワークから全域木を構築する数多くのアルゴリズム及びプロトコルが、当業者によって知られている。本発明は動的に変化する全域木との関連で実施することができるが、本発明は、無線メッシュ通信ネットワークのノード間のルーティングを制限し、更にはそのルーティングの変更を回避することを目的としており、そのため、全域木はあらかじめ設定することができる。それゆえ、ここでは全域木の構築は更には詳述しない。
【００７６】
図４Ａは、コンセントレーターデバイス１１０のアーキテクチャを概略的に表す。コンセントレーターデバイス１１０は、図２に関連する任意のコンセントレーターデバイス１１０ｍ（ただし、ｍ＝ａ、ｂ又はｃ）に対応することができる。
【００７７】
図示されるアーキテクチャによれば、コンセントレーターデバイス１１０は、通信バス３０６によって相互接続される以下の構成要素、すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー又はＣＰＵ（中央処理装置）３００と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３０１と、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）３０２と、ＳＤ（セキュアデジタル）カードリーダー３０３、又は記憶手段上に格納された情報を読み取るように適合された任意の他のデバイスと、第１の通信インターフェース３０４及び第２の通信インターフェース３０５と、を備える。
【００７８】
第１の通信インターフェース３０４によって、コンセントレーターデバイス１１０は、無線メッシュ通信ネットワーク１００内の隣接するスマートメーターと無線通信できるようになる。
【００７９】
第２の通信インターフェース３０５によって、コンセントレーターデバイス１１０は、サーバー２３０と通信できるようになる。
【００８０】
ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０２、又はＳＤカードのような外部メモリからＲＡＭ３０１の中にロードされた命令を実行することができる。コンセントレーターデバイス１１０の電源投入後に、ＣＰＵ３００は、ＲＡＭ３０１から命令を読み取り、これらの命令を実行することができる。それらの命令は、コンセントレーターデバイス１１０がデータ収集デバイスとしての役割を果たすときに、図６又は図５、図９及び図１０に関して以下に説明されるアルゴリズムの幾つか又は全てのステップをＣＰＵ３００に実行させる１つのコンピュータープログラムを形成する。
【００８１】
図６又は図５、図９及び図１０に関して以下に説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップは、コンセントレーターデバイス１１０がデータ収集デバイスとしての役割を果たすときに、ＰＣ（パーソナルコンピューター）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）又はマイクロコントローラーのようなプログラム可能な計算機によって１組の命令又はプログラムを実行することにより、ソフトウェアにおいて実施することもできるし、そうでなければ、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のような機械又は専用部品により、ハードウェアにおいて実施することもできる。
【００８２】
図４Ｂは、サーバーデバイス２３０のアーキテクチャを概略的に表す。
【００８３】
図示されるアーキテクチャによれば、サーバーデバイス２３０は、通信バス３１６によって相互接続される以下の構成要素、すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー又はＣＰＵ３１０と、ＲＡＭ３１１と、ＲＯＭ３１２と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）３１３、又は記憶手段上に格納された情報を読み取るように適合された任意の他のデバイスと、通信インターフェース３１４と、を備える。
【００８４】
通信インターフェース３１４によって、サーバーデバイス２３０は、コンセントレーターデバイス１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと通信できるようになる。
【００８５】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３１２、又はＨＤＤ３１３のような外部メモリからＲＡＭ３１１の中にロードされた命令を実行することができる。サーバーデバイス２３０の電源投入後に、ＣＰＵ３１０は、ＲＡＭ３１１から命令を読み取り、これらの命令を実行することができる。それらの命令は、ＣＰＵ３１０に、図５、図９及び図１０に関して以下に説明されるアルゴリズムの幾つか又は全てのステップを実行させる１つのコンピュータープログラムを形成する。
【００８６】
図５、図９及び図１０に関して以下に説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップは、ＰＣ、ＤＳＰ又はマイクロコントローラーのようなプログラム可能な計算機によって１組の命令又はプログラムを実行することにより、ソフトウェアにおいて実施することもできるし、そうでなければ、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣのような機械又は専用部品により、ハードウェアにおいて実施することもできる。
【００８７】
図４Ｃは、スマートメーター１２０のアーキテクチャを概略的に表す。スマートメーター１２０は、図１に関連する任意のスマートメーター１２０ｉ（ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇ）に対応する。
【００８８】
図示されるアーキテクチャによれば、スマートメーター１２０は、通信バス４０６によって相互接続される以下の構成要素、すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー又はＣＰＵ４００と、ＲＡＭ４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＳＤカードリーダー４０３、又は記憶手段上に格納された情報を読み取るように適合された任意の他のデバイスと、通信インターフェース４０４と、計量インターフェース４０５と、を備える。
【００８９】
第１の通信インターフェース４０４によって、スマートメーター１２０は無線メッシュ通信ネットワーク１００又は２００内の任意の隣接するデバイスと無線通信できるようになり、上記隣接するデバイスは別のスマートメーター又はコンセントレーターデバイスのいずれかである。
【００９０】
計量インターフェース４０５によって、スマートメーター１２０は、監視、測定、及び電気消費量データ又は水消費量データのようなデータ収集を実行できるようになる。計量インターフェース４０５によって、スマートメーター１２０は、監視されるシステムにコマンドを送信できるようになる。
【００９１】
ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ４０２、又はＳＤカードのような外部メモリからＲＡＭ４０１の中にロードされた命令を実行することができる。スマートメーターデバイス１２０の電源投入後に、ＣＰＵ４００は、ＲＡＭ４０１から命令を読み取り、これらの命令を実行することができる。それらの命令は、ＣＰＵ４００に、図６に関して以下に説明されるアルゴリズムの幾つか又は全てのステップを実行させる１つのコンピュータープログラムを形成する。
【００９２】
図６に関して以下に説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップは、ＰＣ、ＤＳＰ又はマイクロコントローラーのようなプログラム可能な計算機によって１組の命令又はプログラムを実行することにより、ソフトウェアにおいて実施することもできるし、そうでなければ、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣのような機械又は専用部品により、ハードウェアにおいて実施することもできる。
【００９３】
図５は、データを収集するためのデータ収集デバイスによって実行されるアルゴリズムを概略的に表す。データ収集デバイスは、通信ネットワーク２００の範囲内ではサーバーデバイス２３０であり、通信ネットワーク１００の範囲内ではコンセントレーターデバイス１１０である。以下において、データ収集デバイスがサーバーデバイス２３０である場合について考える。アルゴリズムはステップＳ５００において開始する。
【００９４】
次のステップＳ５０１において、サーバーデバイス２３０は、データを収集するための収集段階のスケジューリングシーケンスを決定する。サーバーデバイス２３０は、任意にシーケンスを決定することも、初期シーケンスを適用することもできる。
【００９５】
サーバーデバイス２３０は、一度に１つのスマートメーターに対して、収集されるべきデータを要求することが好ましい。しかしながら、サーバーデバイス２３０は、一度に幾つかのスマートメーターに対して、収集されるべきデータを要求することもできる。それは、サーバーデバイス２３０が、別の要求を開始する前に、１つの要求に対する応答又は送信障害通知を受信するのを待つことが好ましいことを意味する。
【００９６】
しかしながら、サーバーデバイス２３０は、一度に全てではないが、一度に幾つかのスマートメーターに対して、収集されるべきデータを要求することもできる。
第１の例によれば、図３に示される全域木において、サーバーデバイス２３０は、スマートメーター１２０ａの子部分木内にあるスマートメーター１２０ｃ、１２０ｅ、１２０ｆ及び１２０ｇに対して、収集されるべきデータを同時に要求することができる。
これを達成するために、サーバーデバイス２３０は、上記データの収集要求を送信することができ、上記要求は、その要求が全域木の或る部分に関するデータの収集に関係していること示す要求識別子と、スマートメーター１２０ｃの識別子とを含む。
スマートメーター１２０ｃは、そのような要求を受信すると、その要求をスマートメーター１２０ｇに、及びスマートメーター１２０ｅに転送し、サーバーデバイス２３０に向かって、自らのデータを含む応答を送信する。
それゆえ、サーバーデバイス２３０は、全域木の一部分に対して、収集されるべきデータを要求することができ、その部分は所与のノードの子部分木内、又は所与のリンクの子部分木内にある全てのノードに対応する。
第２の例によれば、図３に示される全域木において、サーバーデバイス２３０は、スマートメーター１２０ｄに対して、収集されるべきデータを要求することができ、その後、スマートメーター１２０ｄからのいかなる応答も待つことなく、スマートメーター１２０ｆに対して、収集されるべきデータを要求することができる。
それゆえ、サーバーデバイス２３０は、重なり合うデータ収集段階において、全域木の異なる分岐内のスマートメーターに対して、収集されるべきデータを要求することができる。
全域木の異なる枝内のスマートメーターに宛てることは、それぞれの経路が共通の無線リンクを共有するスマートメーターに対してデータを要求することに比べて、データ送信中に起こり得る送信衝突を制限する。
【００９７】
以下に、サーバーデバイス２３０が、一度に１つのスマートメーターに対して、収集されるべきデータを要求する場合について考える。
【００９８】
例えば、サーバーデバイス２３０は、図７Ａに示されるようなスケジューリングシーケンスを決定する。
【００９９】
図７Ａは、
−スマートメーター１２０ａに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ａと、その後に、
−スマートメーター１２０ｂに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｂと、その後に、
−スマートメーター１２０ｃに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｃと、その後に、
−スマートメーター１２０ｅに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｅと、その後に、
−スマートメーター１２０ｆに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｆと、その後に、
−スマートメーター１２０ｇに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｇと、その後に、
−スマートメーター１２０ｄに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｄと、を含むスケジューリングシーケンスを示す。
【０１００】
各データ収集段階７００ｉ（ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇ）は、収集デバイスからスマートメーター１２０ｉへのデータ収集要求のダウンリンク送信と、スマートメーター１２０ｉから収集デバイスへの、上記データ収集要求に対する応答のアップリンク送信とを含む。メッセージのダウンリンク送信及びアップリンク送信という用語は、全域木の根ノードの位置に対する全域木に沿ったメッセージの伝搬に関連して用いられ、すなわち、根ノードに向かって伝搬するメッセージはアップリンク送信であるとみなされ、逆方向に伝搬するときに、ダウンリンク送信であるとみなされる。
【０１０１】
図５に戻ると、次のステップＳ５０２において、サーバーデバイス２３０は、少なくとも１つの要求が使用中のスケジューリングシーケンスに従ってまだ送信されていないか否かを調べる。少なくとも１つの要求が使用中のスケジューリングシーケンスに従ってまだ送信されていないとき、サーバーデバイス２３０はステップＳ５０４を実行し、そうでない場合には、アルゴリズムはステップＳ５０３において終了する。
【０１０２】
ステップＳ５０４において、サーバーデバイス２３０は、使用中のスケジューリングシーケンスに従って、次の要求を順次に送信する。例えば、データ収集段階７００ａに対応する応答がサーバーデバイス２３０によって受信されているとき、図７Ａのスケジューリングシーケンスに従って、シーケンス内の次の要求がスマートメーター１２０ｂに宛てられる。
【０１０３】
全域木に沿ってサーバーデバイス２３０によって送信される各データ収集要求は、
そのメッセージがそのようなデータ収集要求であることを示すとともに、応答においてどのタイプのデータを受信することが期待されているかを示す識別子と、
その要求が宛てられる単数又は複数のスマートメーターの識別子と
を少なくとも含むメッセージである。
【０１０４】
次のステップＳ５０５において、サーバーデバイス２３０は、ステップＳ５０４において送信された要求に対する応答が受信されたか否かを調べる。そのような応答が受信されると、サーバーデバイス２３０は、関係するスマートメーターから収集されたデータを格納するとともに、使用中のスケジューリングシーケンスに従ってシーケンス内の次の要求を送信することによって、ステップＳ５０４を繰り返す。応答が受信されないとき、サーバーデバイス２３０は、ステップＳ５０６を実行する。
【０１０５】
ステップＳ５０６において、サーバーデバイス２３０は、送信問題があるか否かを調べる。
【０１０６】
そのような送信問題は、図６に関して以下に詳述されるような、無線メッシュ通信ネットワークの１つのノードからサーバーデバイス２３０によって受信される無線リンク障害メッセージ（ＷＬＦＭ）に従って、検出することができる。
【０１０７】
送信問題が生じているときに、サーバーデバイス２３０はステップＳ５０７を実行し、そうでない場合には、サーバーデバイス２３０はステップＳ５０５を繰り返す。
【０１０８】
ステップＳ５０７において、サーバーデバイス２３０は、送信問題が検出された無線リンクを特定する。
【０１０９】
次のステップＳ５０８において、サーバーデバイス２３０は、ステップＳ５０６において送信問題が検出された無線リンクを含む、全域木内の各経路を特定する。言い換えると、サーバーデバイス２３０は、その時点で規定されている全域木に従って要求及び応答をルーティングするときに、送信問題に起因して達するのが困難な場合があるスマートメーターを特定する。
【０１１０】
次のステップＳ５０９において、サーバーデバイス２３０は、
ステップＳ５０８において特定された経路に対応するスマートメーターに宛てられた要求を延期するとともに、ステップＳ５０６において送信問題が検出された無線リンクを含まない経路に対応する個々のスマートメーターに宛てられた少なくとも１つの要求を繰り上げることによって(by putting forward)、
スケジューリングシーケンスを変更する。
【０１１１】
スケジューリングシーケンスにおいて全てのデータ収集段階がインデックスを付される場合について考えると、延期される各データ収集段階のインデックスを増加させ、かつ繰り上げられる各データ収集段階のインデックスを減少させることによって、スケジューリングシーケンスの変更を管理することができる。
【０１１２】
延期されることなる１組のデータ収集段階は、先行するスケジューリングシーケンスにおいて規定されるのと同じ相対的なシーケンス順序において延期されることが好ましい。言い換えると、スケジューリングシーケンスにおいてこれらのデータ収集段階がシフトされる場合であっても、これらのデータ収集段階の順序は互いに相対的に維持される。それらの個々のインデックスは共通のシフト値だけ増加する。
【０１１３】
図７Ｂは、
−スマートメーター１２０ｇに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｇと、その後に、
−スマートメーター１２０ｅに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｅと、その後に、
−スマートメーター１２０ｆに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｆと、その後に、
−スマートメーター１２０ｄに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｄと、
を含む、変更されたスケジューリングシーケンスを示す。
【０１１４】
データ収集段階７００ｇの直後に再スケジューリングされるようにデータ収集段階７００ｅ及び７００ｆを延期するとともに、データ収集段階７００ｇを繰り上げることによってスケジューリングシーケンスを変更した場合、データ収集段階７００ｇ中に送信障害が生じた場合を除いて、データ収集段階７００ｇが終了するとデータ収集段階７００ｅ及び７００ｆが再試行される。
データ収集段階７００ｇ中にそのような送信障害が生じる場合には、データ収集段階７００ｇの前にデータ収集段階７００ｅ及び７００ｆを再試行することによって、スケジューリングシーケンスを再び変更することができる。
それゆえ、データを収集するのに必要な時間は短縮され、全てのスマートメーターからデータを収集するのに必要な最小時間期間に比べて送信問題の持続時間が短いときに全域木の変更は必要とされない。
【０１１５】
別の特定の実施形態によれば、データ収集段階において１つの無線リンク上で送信障害が生じる場合には、その無線リンクを含む経路に対応する全てのデータ収集段階が上記スケジューリングシーケンスの終了まで同じ順序において延期され、他の全てのデータ収集段階が同じ順序において繰り上げられる。これが図７Ｃに示される。
この第２の例によれば、サーバーデバイス２３０は、図７Ａに示されるスケジューリングシーケンスを変更し、図７Ｂに示されるスケジューリングシーケンスを取得する。そのスケジューリングシーケンスでは、データ収集段階７００ａ、７００ｂ及び７００ｃの実行に成功したと考えられる。
【０１１６】
図７Ｃは、
−スマートメーター１２０ｇに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｇと、その後に、
−スマートメーター１２０ｄに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｄと、その後に、
−スマートメーター１２０ｅに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｅと、その後に、
−スマートメーター１２０ｆに対してデータを要求するためのデータ収集段階７００ｆと、
を含む、変更されたスケジューリングシーケンスを示す。
【０１１７】
データ収集段階７００ｅ及び７００ｆを延期し、かつデータ収集段階７００ｇ及び７００ｄを繰り上げることによってスケジューリングシーケンスを変更した場合、スマートメーター１２０ａと１２０ｃとの間の無線リンク上での送信問題に関係しないノードから収集されるべきデータを最初に要求するために、データ収集段階の順序が再び変更される。それゆえ、データを収集するのに必要な時間期間は短縮され、全てのスマートメーターからデータを収集するのに必要な最小時間期間に比べて送信問題の持続時間が短いときに全域木の変更は不要である。
【０１１８】
更に別の特定の実施形態では、データ収集段階において１つの無線リンク上で送信障害が生じる場合、その無線リンクを含む経路に対応する全てのデータ収集段階が同じ相対的なインデックス差で延期され、所定のインデックス増加分シフトされる。
【０１１９】
延期されるデータ収集段階のインデックス増加は、デフォルト値にあらかじめ規定することができる。
【０１２０】
１つの変形形態では、延期されるデータ収集段階のインデックス増加は、無線メッシュ通信ネットワーク内の送信条件の先行する変動についての統計値に従って適合することができる。言い換えると、サーバーデバイス２３０は、ノードごとに、スライディング時間窓において、上記ノードを介した又は上記ノードへの送信成功率を表す統計値を求め、その後、求められた統計値を所定の値と比較し、その比較結果に従ってインデックス増加を変更する。
所定の幅を有するスライディング時間窓について考える。
サーバーデバイス２３０は、スライディング時間窓中の、各ノードへの又は各ノードを介しての送信の成功回数をカウントすることができる。
また、サーバーデバイス２３０は、スライディング時間窓中の、各ノードへの又は各ノードを介しての送信の失敗回数、又はスライディング時間窓中の、各ノードへの又は各ノードを介した送信の全試行回数もカウントすることができる。
その後、サーバーデバイス２３０は、スライディング時間窓中の、各ノードへの又は各ノードを介した送信の平均成功率を求めることができる。
その後、サーバーデバイス２３０は、経時的に、この送信平均成功率の変化を解析することができる。
この平均成功率が、先行する値に比べて減少するとき、それは、送信条件が悪くなっており、サーバーデバイス２３０が、延期されるデータ収集段階のインデックスがシフトされる値を増加させるとの結論を下すことができることを意味し、
この平均成功率が、先行する値に比べて増加するとき、それは、送信条件が良くなっており、サーバーデバイス２３０が、延期されるデータ収集段階のインデックスがシフトされる値を減少させるとの結論を下すことができることを意味する。
１つの変形形態では、この平均成功率がしきい値よりも低いとき、それは、送信条件が不良であり、サーバーデバイス２３０が、延期されるデータ収集段階のインデックスがシフトされる値を増加させるとの結論を下すことができることを意味し、
この平均成功率がしきい値以上であるとき、それは、送信条件が良好であり、サーバーデバイス２３０が、延期されるデータ収集段階のインデックスがシフトされる値を減少させるとの結論を下すことができることを意味する。
【０１２１】
別の変形形態では、延期されるデータ収集段階のインデックス増加は、データ収集段階の２回の試行間で異なる場合がある。例えば、全域木の葉であるスマートメーターに関係するデータ収集段階中に、或る障害が検出される。ただし、葉は、子部分木を持たないノードである。その際、インデックスシフト値Ｓ１を適用してこのデータ収集段階を延期し、変更されたスケジューリングシーケンスに従ってその順番でデータ収集段階が再試行される。データ収集段階のこの再試行中に障害が検出される場合には、インデックスシフト値Ｓ２を適用して、そのデータ収集段階を再度延期する。ただし、Ｓ２＞Ｓ１である。
【０１２２】
更に別の変形形態では、延期されるデータ収集段階のインデックス増加は、同じ地理的エリア内の全てのスマートメーターの場合に同一とすることができる。その際、サーバーデバイス２３０は、それらの個々の地理的位置に応じて、スマートメーターのグループを維持する。
スマートメーターの地理的位置は、ＧＰＳを用いて入手することもできるし、システム導入時にプリセットすることもできる。スマートメーターの地理的位置を特定するために、例えば、三角測量に基づく他の機構を実装することもできる。
その際、同じインデックス増加を、所与の地理的エリアの全てのスマートメーターに適用することができる。このインデックス増加は、既に説明されたように、経時的に変化する場合があるが、所与の地理的エリアの全てのスマートメーターの場合に等しく変化する。
所与のノードへの経路に関して上記で言及された統計値を求めることができ、その統計値を上記ノードの地理的エリア内のノードへの全ての経路に対して適用することができる。また、サーバーデバイス２３０は、所与の地理的エリアの任意のノードを介した又は任意のノードへの送信成功率を計算することによって、スライディング窓内で統計値を求めることもできる。
【０１２３】
図５に戻ると、サーバーデバイス２３０は、スケジューリングシーケンスを変更すると、ステップＳ５０２を繰り返し、それゆえ、変更されたスケジューリングシーケンスに従って要求を送信し続ける。
【０１２４】
図５Ｂのアルゴリズムは例示であり、本発明から逸脱することなく変更できることに留意されたい。
より詳細には、サーバーデバイス２３０は、前回の要求の送信時又はそれぞれの応答の送信時に送信障害は生じないが、ノード間の別のメッセージの送信中に送信障害が検出されたか又は無線リンク品質の低下が検出された場合に、使用中のスケジューリングシーケンスを変更することができる。
その後、そのような送信障害又は無線リンク品質の低下は、進行中のデータ収集段階７００ｉ（ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇ）とは無関係に、ノードによってサーバーデバイス２３０に報告することができる。
【０１２５】
別の実施形態では、スケジューリングシーケンスは、データ収集段階を開始するタイミングを規定することができる。したがって、スケジューリングシーケンスは、各データ収集段階が始まると予想される時点を規定することができる。図７Ｄは連続したデータ収集段階７００ｉのスケジューリングシーケンスを示す。ただし、ｉ＝ａ，ｂ，．．．，ｇであり、個々のデータ収集段階は時点７１０ｉにおいて開始する。それゆえ、データ収集段階の延期は、時間遅延に関して表すことができ、関係するデータ収集段階の新たな開始時点を規定することができる。
【０１２６】
各データ収集段階の最大許容持続時間（すなわち、上記データ収集段階の開始時点と、シーケンス内の次のデータ収集段階の開始時点との間の時間差）は、上記収集段階に対して特に規定することができ、別のデータ収集段階の最大許容持続時間とは異なることができる。
例えば、データ収集段階の最大許容持続時間は、関係する経路の長さに従って規定することができ、それゆえ、関係する経路内のホップ数に、１ホップあたりの時間期間基準値を乗算することによって規定することができる。１ホップあたりの時間期間基準値は、１つのノードによってメッセージを処理し、そのメッセージを上記ノードから隣接するノードに伝達するための最大許容時間期間に対応する。
【０１２７】
それゆえ、データ収集段階の延期は、そのデータ収集段階が終了すると最初に予想された時点に所定の遅延を加算することによって実行することができる。
【０１２８】
その後、サーバーデバイス２３０は、どのデータ収集段階（複数の場合もあり）がこの遅延内に収まることができるかを求め、求められたデータ収集段階（複数の場合もあり）を、変更後のスケジューリングシーケンスにおいて、遅延したデータ収集段階前にスケジューリングされるように繰り上げることができる。
【０１２９】
適用される遅延は、デフォルト値にあらかじめ規定することができる。
【０１３０】
その遅延は、伝搬チャネルの統計的特性から推定することができる。実際には、固定された隣接ノード間の通信の場合、動いている散乱体によって、チャネル時間変動が引き起こされる。時間の経過に伴うチャネルの相関は、散乱体の位置及びその速度の関数であり、近似として、搬送波周波数ｆc、信号帯域幅、光の速さｃ、及び１組の散乱体の等価速度νの関数である。一般的な経験則は、コヒーレンス時間は０．５の無相関を与える時間遅延によって定義され、それは０．４２３・ｃ／（ν・ｆc）によって近似できることを示す。例えば、０．１２ｍ／ｓに等しい散乱体平均速度について（これは、いくつかの散乱体が高速で動いていることを示している）考えるとき、コヒーレンス時間は約１秒である。このコヒーレンス時間は、任意に選択することもできるし、ノードにおける測定値から推定することもできる。
【０１３１】
１つの変形形態では、遅延は、ランダムフェージング変数が所与のしきい値未満である平均時間と定義される、フェージング変数の平均フェード持続時間から計算される。実際には、無線リンク上で送信されるシングルキャリアの誤りの確率は、通常、瞬時ＳＮＲρが減少するときに上昇する。瞬時ＳＮＲρiは、長期ＳＮＲρl×｜α｜2によって定義される。ただし、αは瞬時フェージング変数である。したがって、ρiが所与のしきい値Ｔh未満に降下するたびに、誤りの確率は、値Ｐtargetより高くなる。この状況は、｜α｜2＜Ｔh／ρlであるときに生じ、αの分布から計算又は測定することができる平均持続時間を有する。例えば、｜α｜がレイリー分布を有するとき、平均フェード持続時間は、以下の通りである。
【数１】
2013090333.tif 000003
【０１３２】
所見として、平均フェード持続時間は、無線リンクによって異なものであり、
ノードからサーバーデバイス２３０に送信される長期ρlの測定値から、及び
ノードが任意に選択することができるか、又はノードが測定してサーバーデバイス２３０に与えることができる高速フェージングαの分布から
計算することができる。
【０１３３】
別の変形形態では、適用される遅延は、送信問題の先行する持続時間の統計値に従って適応させることができる。言い換えると、サーバーデバイス２３０は、ノードごとに、スライディング時間窓において、上記ノードを介した又は上記ノードへの送信成功率を表す統計値を求め、その後、求められた統計値を所定の値と比較して、その比較結果に従って、適用される遅延を変更する。
既に言及されたスライディング時間窓について考える。
その際、サーバーデバイス２３０は、スライディング時間窓中の、各ノードへの又は各ノードを介した送信の平均成功率を求めることができる。
その後、サーバーデバイス２３０は、経時的に、この送信平均成功率の変化を解析することができる。
この平均成功率が、先行する値に比べて減少するとき、それは、送信条件が悪くなっており、サーバーデバイス２３０が、適用される遅延を増加させるとの結論を下すことができることを意味し、
この平均成功率が、先行する値に比べて増加するとき、それは、送信条件が良くなっており、サーバーデバイス２３０が、適用される遅延を減少させるとの結論を下すことができることを意味する。
１つの変形形態では、この平均成功率がしきい値よりも低いとき、それは、送信条件が不良であり、サーバーデバイス２３０が、適用される遅延を増加させるとの結論を下すことができることを意味し、
この平均成功率がそのしきい値以上であるとき、それは、送信条件が良好であり、サーバーデバイス２３０が、適用される遅延を減少させるとの結論を下すことができることを意味する。
【０１３４】
更に別の変形形態では、適用される遅延は、１つのデータ収集段階の２回の試行間で異なる場合がある。例えば、全域木の葉であるスマートメーターに関係するデータ収集段階中に、或る障害が検出される。ただし、葉は、子部分木を持たないノードである。その際、遅延Ｄ１を適用してこのデータ収集段階を延期し、その遅延が経過すると、そのデータ収集段階が再試行される。データ収集段階のこの再試行中に障害が検出される場合には、遅延Ｄ２を適用して、そのデータ収集段階を再度延期する。ただし、Ｄ２＞Ｄ１である。
【０１３５】
更に別の変形形態では、適用される遅延は、同じ地理的エリア内の全てのスマートメーターの場合に同一とすることができる。それゆえ、所与の地理的エリアの全てのスマートメーターに対して同じ遅延を適用することができる。この遅延は、既に説明されたように、経時的に変化する場合があるが、所与の地理的エリアの全てのスマートメーターの場合に等しく変化する。
所与のノードへの経路に関して、上記で言及された統計値を求めることができ、その統計値を上記ノードの地理的エリア内のノードへの全ての経路に対して適用することができる。
また、サーバーデバイス２３０は、所与の地理的エリアの任意のノードを介した又は任意のノードへの送信成功率を計算することによって、スライディング窓内で、統計値を求めることもできる。
【０１３６】
更に別の実施形態では、サーバーデバイス２３０は、各要求に、その要求を繰り上げることができるか否かを示す情報を関連付ける。
その情報は、その値未満では要求をスケジューリングすることが可能でないしきい値も更に示すことができ、サーバーデバイス２３０が１つの要求を繰り上げようと試みるときに、そのサーバーデバイス２３０は最初に、どの要求を繰り上げることができるかを調べるとともに、しきい値を用いて、そのような要求をどの程度繰り上げることが可能であるかを調べる。
このしきい値は、そのしきい値が関連付けられる要求の実際のスケジュールタイミング又はインデックスと比べた相対値として表すことができる。この実施形態によれば、スケジューリングシーケンスの前回の変更時に既に延期されている要求を繰り上げるのを避けられるようになる。この実施形態は、図９及び図１０に関して後に更に説明される。
【０１３７】
図６は、無線メッシュ通信ネットワーク１００若しくは２００のスマートメーター１２０によって、又は無線メッシュ通信ネットワーク２００のコンセントレーターデバイス１１０によって実行されるアルゴリズムを概略的に表す。以下では、そのアルゴリズムがスマートメーター１２０によって実行されると考える。そのアルゴリズムはステップＳ６００において開始する。
【０１３８】
次のステップＳ６０１において、スマートメーター１２０は、サーバーデバイス２３０から要求を受信する。その要求は、サーバーデバイス２３０から直接受信することもできるし、スマートメーター１２０の親ノードを介して間接的に受信することもできる。
【０１３９】
次のステップＳ６０２において、スマートメーター１２０は、その要求が正しく受信されたか否かを調べる。例えば、スマートメーター１２０は、その要求内に含まれるＣＲＣ（巡回冗長検査）フィールドを用いてその要求の整合性を調べる。その要求が正しく受信された場合には、スマートメーター１２０はステップＳ６０５を実行する。そうでない場合には、スマートメーター１２０はステップＳ６０３を実行する。
【０１４０】
ステップＳ６０３において、スマートメーター１２０は、全域木内の親ノードを介して、サーバーデバイス２３０に無線リンク障害メッセージ（ＷＬＦＭ(Wireless Link Failure Message)）を送信する。送信されたＷＬＦＭは、その要求がスマートメーター１２０によって正しく受信されなかったことを示す。それゆえ、ＷＬＦＭは、送信障害が検出された無線リンクを特定する。その後、アルゴリズムはステップＳ６１５において終了する。
【０１４１】
ＷＬＦＭメッセージはサーバーデバイス２３０と無線メッシュ通信ネットワークのノードとの間のシグナリングメッセージであり、既に説明されたような、ＭＡＣ層において２つの隣接するノード間で送信される場合があるＡＣＫ／ＮＡＣＫとは異なることに留意されたい。
【０１４２】
ステップＳ６０５において、スマートメーター１２０は受信された要求が自らに宛てられたか、又は自身の子部分木内に位置するスマートメーターに宛てられたかを調べる。スマートメーター１２０は、この情報をスマートメーターの識別子から、又はステップＳ５０４においてサーバーデバイス２３０によって送信された要求に含まれる、その要求が宛てられたスマートメーターから入手する。
全域木、又は少なくとも自らと、自らの親ノードと、自らの子部分木とを含む全域木の部分を認識しているスマートメーター１２０は、その要求が、自らに宛てられたか、又は別のスマートメーターに宛てられたかを、及びその別のスマートメーターが自身の子部分木内に位置するか否かを特定することができる。
受信されたメッセージが自らに宛てられたとき、スマートメーター１２０は、ステップＳ６０６を実行する。そうでない場合には、スマートメーター１２０はステップＳ６０７を実行する。
【０１４３】
ステップＳ６０６において、スマートメーター１２０は、サーバーデバイス２３０によって要求されたデータを検索し、検索されたデータを含む応答を構成し、その応答を自らの親ノードに送信する。その後、そのアルゴリズムはステップＳ６１５において終了する。
【０１４４】
ステップＳ６０７において、スマートメーター１２０は、要求が宛てられたスマートメーターに達するためのホップ数を求める。スマートメーター１２０が全域木を、それゆえ、全域木内の各ノードの位置を認識しているとき、スマートメーター１２０は上記ホップ数を求めることができる。
【０１４５】
次のステップＳ６０８において、スマートメーター１２０は、タイムアウトを設定する。このタイムアウトはステップＳ６０１において受信された要求に関連付けられる。このタイムアウトの持続時間は、少なくともステップＳ６０７において求められたホップ数に従って計算される。スマートメーター１２０は、タイムアウトの持続時間を計算するために、１つのノードから隣接するノードまでの最大送信時間、１つのノードから隣接するノードまでの最大許容再送回数、及び１つのノードにおいて最大許容メッセージ処理時間期間を考慮に入れることができる。
【０１４６】
好ましい実施形態では、スマートメーター１２０は、求められたホップ数に、既に言及された１ホップあたりの基準時間期間値を掛けることによってタイムアウト持続時間を得る。ホップあたりの基準時間値はサーバーデバイス２３０によって与えることもできるし、スマートメーター１２０の隣接するノードとの送信の長期的な統計値に基づいて、スマートメーター１２０自体によって推定することもできる。
【０１４７】
次のステップＳ６０９において、スマートメーター１２０は、受信された要求を、受け手、すなわち、ステップＳ５０４で、要求においてサーバーデバイス２３０によって特定されるスマートメーターに向かって転送する。それゆえ、スマートメーター１２０は、受信された要求を、全域木に従って受け手に向かう途中にある次のスマートメーターに転送する。ただし、次のスマートメーター自体が受け手である場合もある。
【０１４８】
次のステップＳ６１０において、スマートメーター１２０は或るイベントを検出するのを待ち、そのイベントは、ステップＳ６０９において実行された送信が失敗したというＭＡＣ層からの指示（ＭＡＣ＿ＥＲＲ）の受信、ＷＬＦＭの受信、要求に対する受け手からの応答（ＲＥＳＰ）の受信、又はステップＳ６０８において設定されたタイムアウト（ＴＯ）の満了とすることができる。
【０１４９】
図６のアルゴリズムが実施されたスマートメーター１２０の層が、スマートメーター１２０のＭＡＣ層から、中継しようと試みられた要求がその応答において少なくとも１つの否定応答を生成したことを示す通知（ＭＡＣ＿ＥＲＲ）を受信するとき、ステップＳ６１３が実行される。
【０１５０】
ステップＳ６０９において転送された要求は、
スマートメーター１２０からその要求の受け手までの途中にある１つのスマートメーターによって正しく受信されないとき、又は
その要求に対する応答が、その要求の受け手からスマートメーター１２０までの途中にある１つのスマートメーターによって正しく受信されないとき、又は
所定の時間期間内に、その要求の受け手からスマートメーター１２０までの途中にある１つのスマートメーターによって応答もＷＬＦＭも受信されなかったときに、
スマートメーター１２０によってＷＬＦＭが受信される。
ＷＬＦＭが受信されると、スマートメーター１２０はステップＳ６１２を実行する。
【０１５１】
ステップＳ６０８において設定されたタイムアウトは、ステップＳ６０９において転送された要求の受け手に向かう途中にある次のスマートメーターから、又は次のスマートメーターを介して、ＲＥＳＰもＷＬＦＭも受信されないときに満了する。
タイムアウトが満了するとき、それは、その要求が中継された無線リンク上で、又はこの無線リンクの子部分木内で送信障害が検出されることを意味する。
ステップＳ６０８において設定されたタイムアウトは、送信障害が生じた無線リンクを特定する精度を高めるために、タイムアウトが満了する前に、受け手に向かう経路上にある子部分木のいずれかのノードからそのようなＷＬＦＭを受信することを可能にするように適合されることが好ましい。
その結果として、スマートメーター１２０は、ステップＳ６１３を実行する。
【０１５２】
受け手から要求に対する応答（ＲＥＳＰ）が受信されると、スマートメーター１２０はステップＳ６１４を実行する。
【０１５３】
ステップＳ６１２において、スマートメーター１２０は、受信されたＷＬＦＭを、自らの親ノードを介してサーバーデバイス２３０に向かって転送し、ステップＳ６１５においてアルゴリズムは終了する。
【０１５４】
ステップＳ６１３において、スマートメーター１２０は、ＷＬＦＭを生成するとともに、自らの親ノードを介してそのＷＬＦＭをサーバーデバイス２３０に向かって送信し、ステップＳ６１５においてアルゴリズムは終了する。
【０１５５】
スマートメーター１２０によって生成されたＷＬＦＭは、１つの要求、又はこの要求に対する応答の送信中に、スマートメーター１２０の子部分木に対応する全域木の部分において生じた送信障害を表す。その際、ＷＬＦＭは、スマートメーター１２０が上記要求の中継を試みた無線リンクのインジケーションを含む。検出されたリンク障害によって影響を受ける全域木の経路は、特定された無線リンクの子部分木のいずれかのノードを含む経路である。
【０１５６】
それゆえ、ＷＬＦＭは、送信障害が検出された無線リンクを特定するが、ＷＬＦＭは特定された無線リンクの子部分木の別の無線リンク上で生じた場合もある。
【０１５７】
スマートメーター１２０がサーバーデバイス２３０に向かってＷＬＦＭを送信すると、ステップＳ６１５においてそのアルゴリズムは終了する。
【０１５８】
好ましい実施形態では、サーバーデバイス２３０によって収集されることになり、かつスマートメーター１２０によって与えられるデータが、スマートメーター１２０によってサーバーデバイス２３０にまだ与えられていない場合、スマートメーター１２０によって生成又は転送されるＷＬＦＭはそのデータも含む。
これにより、サーバーデバイス２３０によってスマートメーター１２０に明確に宛てられた要求を受信するのを待つことに比べて、プロトコルオーバーヘッドを制限できるようになり、サーバーデバイス２３０によってデータを収集するための全レイテンシが短縮される。
【０１５９】
ステップＳ６１４において、スマートメーター１２０は、サーバーデバイス２３０に向かって応答（ＲＥＳＰ）を転送する。その結果として、ステップＳ６０８において設定されたタイムアウトは無効にされる。その後、ステップＳ６１５においてアルゴリズムは終了する。
【０１６０】
図９は、スケジューリングシーケンスを変更するためにデータ収集デバイスによって実行されるアルゴリズムを概略的に表す。そのデータ収集デバイスは、通信ネットワーク２００の範囲内ではサーバーデバイス２３０であり、通信ネットワーク１００の範囲内ではコンセントレーターデバイス１１０である。以下において、データ収集デバイスがサーバーデバイス２３０であると考える。
【０１６１】
ステップＳ９０１において、サーバーデバイス２３０は、図５に関して上記で既に説明されているように、無線リンク障害又は送信問題を検出する。
【０１６２】
次のステップＳ９０２において、サーバーデバイス２３０は、スケジューリングシーケンスにおいて延期される要求を特定する。これらの要求は、ステップＳ９０１において検出された無線リンク障害又は送信問題によって影響を受ける経路に対応する。サーバーデバイス２３０は更に、いくつの要求が延期される必要があるかを判断する。Ｎを延期される要求の数とする。また、サーバーデバイス２３０は、延期されるシーケンス内の最初の要求に対して適用されるシフト値Ｔも得る。
【０１６３】
次のステップＳ９０３において、サーバーデバイス２３０は、繰り上げられる、スケジューリングシーケンス内のタグ付けされていない要求を特定する。タグは、要求を繰り上げることが可能であるか否かを示すために用いられる。
要求に関連付けられるタグが、その要求を繰り上げることが可能でないことを示すとき、サーバーデバイス２３０は、変更されたスケジューリングシーケンスにおいて、この要求のインデックスがスケジューリングシーケンスの変更前のそのインデックスよりも小さくないことを確実にするか、又は変更されたスケジューリングシーケンス内でその要求の送信がスケジューリングされる時点が、スケジューリングシーケンスの変更前にその要求の送信がスケジューリングされた時点よりも早くないことを確実にする。
【０１６４】
サーバーデバイス２３０は、シフト値Ｔによって規定される時間フレーム内で繰り上げることが可能である少なくともＮ個の要求を最適に見つける必要がある。
【０１６５】
例えば、図８Ａにおいて概略的に表されるスケジューリングシーケンスについて考える。図８Ａは、９つの連続したデータ収集段階８００ｋを含むスケジューリングシーケンスを概略的に表す。ただし、ｋ＝ａ，ｂ，．．．，ｉである。
データ収集段階８００ａ中に無線リンク障害が検出され、データ収集段階８００ａ、８００ｃ及び８００ｄが延期される必要がある。
シフト値Ｔによって、データ収集段階８００ａに関して、少なくとも５単位に等しいインデックス増加が生じる。
データ収集段階８００ｃ及び８００ｄは、その相対的な順序を維持するために、データ収集段階８００ａ後に再スケジューリングされるものとすることが考えられる。
データ収集段階８００ｇは、繰り上げることが可能でないものとしてタグ付けされていると考えられる一方で、データ収集段階８００ｂ、８００ｅ、８００ｆ、８００ｈ、８００ｉは繰り上げることが可能でないものとしてタグ付けされてされない。
スケジューリングシーケンスを変更する結果として、図８Ｂに概略的に表されるスケジューリングシーケンスが生じることができる。図８Ｂは、変更されたスケジューリングシーケンスを概略的に表しており、そのスケジューリングシーケンスでは、データ収集段階８００ｂがあり、その後に、データ収集段階８００ｅがあり、その後に、データ収集段階８００ｆがあり、その後に、データ収集段階８００ｈがあり、その後に、データ収集段階８００ｉがあり、その後に、データ収集段階８００ａがあり、その後に、データ収集段階８００ｃがあり、その後に、データ収集段階８００ｄがあり、その後に、データ収集段階８００ｇがある。
それゆえ、データ収集段階８００ａ、８００ｃ及び８００ｄの延期を補償するために、データ収集段階８００ｇは繰り上げられていない。
【０１６６】
図９に戻ると、次のステップＳ９０４において、サーバーデバイス２３０は、ステップＳ９０１において特定された要求を延期するとともにステップＳ９０３において特定された要求を繰り上げることによって、スケジューリングシーケンスを変更する。
【０１６７】
次のステップＳ９０５において、サーバーデバイス２３０は、延期された要求に、繰り上げることが可能でない要求としてタグ付けする。図８Ｂを参照すると、その結果、データ収集段階８００ａ、８００ｂ、８００ｃ及び８００ｄは、繰り上げることが可能でないものとしてタグ付けされる。
【０１６８】
図１０は、スケジューリングシーケンスを変更するためにデータ収集デバイスによって実行される別のアルゴリズムを概略的に表す。そのデータ収集デバイスは、通信ネットワーク２００の範囲内ではサーバーデバイス２３０であり、通信ネットワーク１００の範囲内ではコンセントレーターデバイス１１０である。以下において、データ収集デバイスがサーバーデバイス２３０であると考える。
【０１６９】
ステップＳ１００１において、サーバーデバイス２３０は、図５に関して上記で既に説明されているように、無線リンク障害又は送信問題を検出する。
【０１７０】
次のステップＳ１００２において、サーバーデバイス２３０は、スケジューリングシーケンスにおいて延期される要求を特定する。これらの要求は、ステップＳ１００１において検出された無線リンク障害又は送信問題によって影響を受ける経路に対応する。
サーバーデバイス２３０は更に、いくつの要求が延期される必要があるかを判断する。Ｎを延期される要求の数とする。
また、サーバーデバイス２３０は、延期されるシーケンス内の任意の要求に対して適用されるシフト値Ｔも得る。
【０１７１】
次のステップＳ１００３において、サーバーデバイス２３０は、シフト値Ｔに適合する関連する制約値Δを有するとともにステップＳ１００２において特定されないスケジューリングシーケンス内の要求を特定する。この制約値Δを用いて、関連する要求に適用することができるインデックス減少幅を示す。
要求に関連付けられる制約値Δが、その要求をｎに等しいインデックス減少分だけ繰り上げることが可能であることを示すとき、サーバーデバイス２３０は、変更されたスケジューリングシーケンスにおいて、この要求のインデックスが、スケジューリングシーケンスの変更前のインデックス−ｎよりも小さくないことを確実にする。
【０１７２】
同じ原理は、インデックス基準の代わりに、時間基準にも適用することができる。サーバーデバイス２３０は、シフト値Ｔによって規定される時間フレーム内で繰り上げることが可能である少なくともＮ個の要求を最適に見つける必要がある。
【０１７３】
例えば、図８Ｃにおいて概略的に表されるスケジューリングシーケンスについて考える。図８Ｃは、図８Ａのスケジューリングシーケンスと同様に９つの連続したデータ収集段階８００ｋを含むスケジューリングシーケンスを概略的に表す。ただし、ｋ＝ａ，ｂ，．．．，ｉである。
データ収集段階８００ａ中に無線リンク障害が検出され、データ収集段階８００ａ、８００ｃ及び８００ｄが延期される必要がある。
シフト値Ｔによって、データ収集段階８００ａ、８００ｃ及び８００ｄに関して、少なくとも５単位に等しいインデックス増加が生じる。
データ収集段階８００ｇは、２に等しい制約値Δと関連付けられると考えられる一方で、データ収集段階８００ｂ、８００ｅ、８００ｆ、８００ｈ、８００ｉは、制約値Δを有しないか、又は無限値を表す制約値Δを有する。
スケジューリングシーケンスを変更する結果として、図８Ｄに概略的に表されるスケジューリングシーケンスが生じることができる。図８Ｄは、変更されたスケジューリングシーケンスを概略的に表しており、そのスケジューリングシーケンスでは、データ収集段階８００ｂがあり、その後に、データ収集段階８００ｅがあり、その後に、データ収集段階８００ｆがあり、その後に、データ収集段階８００ｈがあり、その後に、データ収集段階８００ｇがあり、その後に、データ収集段階８００ａがあり、その後に、データ収集段階８００ｉがあり、その後に、データ収集段階８００ｃがあり、その後に、データ収集段階８００ｄがある。
それゆえ、データ収集段階８００ａ、８００ｃ及び８００ｄの延期を補償するために、データ収集段階８００ｇは３つ以上の単位分繰り上げられていない。
【０１７４】
図１０に戻ると、次のステップＳ１００４において、サーバーデバイス２３０は、ステップＳ１００１において特定された要求を延期するとともにステップＳ１００３において特定された要求を繰り上げることによって、スケジューリングシーケンスを変更する。
【０１７５】
次のステップＳ１００５において、サーバーデバイス２３０は、インデックス、又は要求が送信のためにスケジューリングされる時点が変化した、要求ごとの制約値Δを変更する。結果として、図８Ｄを参照すると、データ収集段階８００ｇ、８００ａ、８００ｃ及び８００ｄのための制約値Δが０に設定される。延期されたデータ収集段階のインデックス又はタイミングの相対的な差が必ずしも維持される必要がない場合には、制約値Δは、データ収集段階８００ｃの場合に２に、データ収集段階８００ｄの場合に３に設定することができる。
【図１】
2013090333.tif 000004
【図２】
2013090333.tif 000005
【図３】
2013090333.tif 000006
【図４Ａ】
2013090333.tif 000007
【図４Ｂ】
2013090333.tif 000008
【図４Ｃ】
2013090333.tif 000009
【図５】
2013090333.tif 000010
【図６】
2013090333.tif 000011
【図７Ａ】
2013090333.tif 000012
【図７Ｂ】
2013090333.tif 000013
【図７Ｃ】
2013090333.tif 000014
【図７Ｄ】
2013090333.tif 000015
【図８Ａ】
2013090333.tif 000016
【図８Ｂ】
2013090333.tif 000017
【図８Ｃ】
2013090333.tif 000018
【図８Ｄ】
2013090333.tif 000019
【図９】
2013090333.tif 000020
【図１０】
2013090333.tif 000021