JP2005515695A - 管理及び制御のための階層型無線自己組織ネットワーク - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2002年1月10日に出願された米国仮特許出願第60/347、569号に基づく優先権を主張し、2002年11月21日に出願された「セキュリティ及びビル・オートメーションのための信頼性の高い自己組織する低電力無線ネットワークのためのプロトコル」と題された出願に関連する。両出願は、参照により本明細書に援用される。
本発明は、管理及び制御のためのセンサー及びアクチュエータの無線ネットワーク、並びに該ネットワークの動作方法に関する。
有線のネットワークは、セキュリティ・システム、ビル・オートメーション、環境制御、及び工場の制御・管理に適用され得る。そのようなネットワークは、例えば、ユーザー・インターフェースを備える中央ユニット(例えば、パネル又は基地局)により制御される、リング構成又はツリー構成に配置された多数のセンサー及びアクチュエータを含み得る。
本発明は、管理及び制御のためのセンサー及びアクチュエータの無線ネットワーク、及び該ネットワークの動作方法に関する。センサー及びアクチュエータは、例えば、煙探知機、運動探知機、温度センサー、ドア/窓接触、警告音発生器、又はバルブ・アクチュエータを含み得る。応用には、セキュリティ・システム、ホーム・オートメーション、環境制御及び工場の管理・制御が含まれ得るが、それらに限定されるものではない。システムは、階層型ネットワークにおいて自己編成することができる、様々な複雑さを有する装置をサポートし得る。更に、システムは、様々なRF伝達特性を有し得る環境において最小の事前設計により柔軟な方法で配置され得、局所化された障害の場合にも大部分の装置の接続性を保証し得る。
図1は、短距離無線送受信機を有する多数の電池式装置の自己構成型(アドホック)無線ネットワークを示す。米国特許第6、078、269号、第5、553、076号及び第6、208、247号に論じられるように、自己構成型無線ネットワークは全てのノードに対する最適経路を決定可能であり得るため、リンク障害又はノード障害の際に自己を再構成し得る。データ圧縮技術や各装置のデューティ・サイクルを低くすることで電池寿命を長くさせながら、中間ノードを介して、リモート・センサーから中央制御ユニット(基地局、図1を参照)への、又は中央制御ユニットからリモート・アクチュエータへの、短いホップでのデータ中継がそれぞれ起こり得る。しかし、何百、更には何千ものノードを有する大規模システムでは、多くの装置に対するマルチホップ・ポイントとなり得る、基地局に近い方のノードの負荷(例えば、電池の消耗)が増大し得る。そのため、全システムの有効な寿命が減少し得る。更に、大規模ネットワークでは、ネットワークの周縁部にあるノードからのメッセージが多数のホップをする結果となり得るため、ネットワークを通過するメッセージに深刻な遅延が起こる可能性があるだけではなく、メッセージごとの平均エネルギー消費が増大することになり得る。しかし、そのような遅延は、例えばセキュリティ及び制御のシステムを含む時間が重視されるアプリケーションにおいては許容され得ない。更に、中央基地局が故障単点を形成する場合、基地局障害の場合には全ネットワークが機能し得なくなる。
図2は、中央制御ユニットのない階層型アドホック・ネットワークの概略図である。ネットワークは、様々な複雑さ及び機能を有する異なるタイプの装置を含み得る。詳細には、ネットワークは、電池式センサー/アクチュエータ・ノード(クラス1ノードともいう)、電力線式センサー/アクチュエータ・ノード(クラス0ノードともいう)、限られた能力を有する電池式センサー/アクチュエータ・ノード(クラス2ノードともいう)、クラスター・ヘッド及びパネルを含み得る。ネットワークは、また、例えば、限られた能力を有する電池式のノード又は入力装置(例えば、キーフォブ(key fob))を含み得るが、該ノード又は入力装置(クラス3ノードともいう)は、実際のネットワーク・トポロジ又はRF送受信装置の「固定された」部分でなくてもよい。個々の装置タイプについて、以下において、より詳細に説明する。
クラス1センサー/アクチュエータ・ノードは、一つ又は複数の物理量を感知するセンサー要素又は所望の動作を実行するアクチュエータを含む、電池式装置であり得る。電池は、例えば太陽電池又は圧電セラミック(electro−ceramic)発電器のような自律的な電源により支援又は置換され得る。
クラス0ノードは、クラス1ノードと同様の一般的な構造を有し得る。即ち、一つ又はそれ以上のマイクロコントローラ、センサー又はアクチュエータ装置、及びインターフェース回路を備え得るが、クラス1ノードと異なり、クラス0ノードは電池ではなく電力線により電力供給され得る。更に、クラス0ノードは、電力線障害の際に限られた動作を可能とするバックアップ電源を備え得る。
クラス2ノードは、クラス0及びクラス1のノードと同様の一般的な構造を有し得る。しかし、クラス2ノードは、コスト及びサイズの制限に制約される応用装置を含み得る。クラス2ノードは、例えば、ドア/窓接触、窓接触及び温度センサーなどの装置に適用され得る。そのような装置は、より小さな電池と、低電力であるが故に例えばより経済的なマイクロコントローラとを備え得る。クラス2ノードは、限られたネットワーキング能力しか与えられていないため、ネットワーク・ツリーの周縁部(即ち、末端)に配置され得る。例えば、クラス2ノードは、マルチホップ・ポイントを形成することができなくてもよい。
クラス3ノードは、クラス0及びクラス1ノードと同様の一般的な構造を有し得る。しかし、クラス3ノードは、例えばコスト及びサイズに制約され得る応用装置を含み得る。更に、クラス3ノードは、RF送受信機ではなくRF送信機のみに特化し得る。クラス3ノードは、例えばキーフォブ、非常ボタン又は位置選定サービス装置のような装置に適用され得る。これらの装置は、一層小さな電池とともに、低電力であるが故に一層経済的なマイクロコントローラを備え得る。クラス3ノードは、ネットワーク・トポロジの非永続的な部分として構成され得る(例えば、クラス3ノードは管理されず、また、マルチホップ・ポイントを形成するには不適格であり得る)。しかし、クラス3ノードは、ネットワークの他のノードが受信して転送したメッセージを発行することが可能であってよい。
クラスター・ヘッドは、専用のネットワーク制御ノードである。クラスター・ヘッドは、更にセンサー又はアクチュエータの機能をも実行し得るが、それらの機能は必須ではない。クラスター・ヘッドは、いくつかの特性においてクラス0、1及び2のノードと異なり得る。第1に、クラスター・ヘッドは、他のノードよりかなり電力消費の大きいコントローラ、及びかなり多くの自由に利用できるメモリを備え得る。第2に、クラスター・ヘッドは、エネルギー資源について、クラス1及び2のノードのように制限されてはいない。例えば、クラスター・ヘッドは、商用(AC)電源とともに、オプションとして、停電の際に限られた時間(例えば、72時間)利用できるバックアップ電池を備え得る。
最上位レベルの装置は、例えばユーザー・インターフェース(「パネル」)を含むソフトウェア・プログラムを備える固定型、移動型又は携帯型のコンピュータを含み得る。パネルは、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)又は専用の有線又は無線リンクを介して、上記の送受信機経由で一つのクラスター・ヘッドに接続され得る。
例としてのシステムは、監視及び/又は制御されるべきサイトに分散された多数の(例えば、数百までの)クラスター・ヘッドを含み得る(図2参照)。設置者は、クラスター・ヘッド間の距離が個々の無線送受信機の送信距離(例えば、「無線装置2」は50から500メートルで動作し得る)を超えないよう用心することが必要であり得る。クラスター・ヘッドはAC電力線に接続され得る。設置に際し、クラスター・ヘッドは問い合わせモードで動作するよう設定され得る。このモードにおいて、無線送受信機は、通信リンクを確立するために他のクラスター・ヘッドからのデータ・パケットを受信するよう、チャンネルを連続的に走査し得る。
全ノードの設置後、少なくとも一つのパネルがクラスター・ヘッドの一つに接続され得る。これは、例えばローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、直接イーサネット(登録商標)接続、他の有線リンク又は無線リンクを介して達成され得る。全てのクラスター・ヘッド間のネットワークをセットアップするため、パネル・ソフトウェアのユーザー・インターフェースを介して、クラスター・ヘッドのコントローラ上で自動構成を実行するソフトウェア・プログラムが始動され得る。構成の進行はユーザー・インターフェースに表示され、該インターフェースは、ユーザーが進行を中断する選択肢を含み得る。例えば、ユーザー・インターフェースは、個々の装置間の望ましい接続を決定するオプションを含み得る。
第一の例としての非集中化手法によれば、クラスター・ヘッドはまず、自らの送信距離内のセンサー/アクチュエータ・ノード(「第一層ノード」)を上記のポーリング・モードから起動するために、標識信号(例えば、RFトーン又は1−0−1−0−1・・・といった固定シーケンス)をブロードキャストする。その後、クラスター・ヘッドは、プリアンブル付きヘッダと、ノードIDと、ノードのクラス及びタイプと、受信者が内部クロックを同期させられるようにするタイプ・スタンプとの全て又はサブセットを含むメッセージ(「リンク検出パケット」)を、予め決められた回数だけブロードキャストする。クラスター・ヘッドが送信を終えた後、第一層のノードが標識信号をブロードキャストすることにより始動し、更に「リンク検出パケット」をブロードキャストする。標識は、センサー/アクチュエータ・ノードの第二層のノード、即ち、第一層のノードのブロードキャスト距離内のノードであってクラスター・ヘッドからのメッセージを直接受信できないノードを起動する。このように標識及びリンク検出パケットを連続送信する手順は、センサー/アクチュエータ・ノードの最後の層に到達するまで発生し得る(許容される層の最大数は、ユーザーにより規定される制約であり得る)。
マルチホップのクラスター・ヘッド・ネットワークを確立する第2の例としての非集中化手法によれば、クラスター・ヘッドは第1のタイム・スロットに、自らの送信距離内のセンサー/アクチュエータ・ノード(「第一層ノード」)をポーリング・モードから起動するために標識信号をブロードキャストし得る。クラスター・ヘッドは、次に、プリアンブル付きヘッダと、IDと、受信側が内部クロックを同期させることを可能にするタイム・スタンプとの全て又はサブセットを含む予め決められた数の「リンク検出パケット」をブロードキャストする。全ての起動されたノードは、各リンクの平均コストとともに、クラスター・ヘッドのリストを受信し構築し得る。コストは、信号強度及びパケット損失率に基づいて計算され得る。
マルチホップのクラスター・ヘッド・ネットワークを確立するための第1の例としての集中化手法によれば、クラスター・ヘッドは、自らの送信距離内のセンサー/アクチュエータ・ノード(即ち、「第一層ノード」)をポーリング・モードから起動するための標識信号をブロードキャストする。その後、クラスター・ヘッドは、予め決められた回数に渡り、プリアンブル付きヘッダと、IDと、受信者が内部クロックを同期させることを可能とするタイム・スタンプとを含むメッセージ(「リンク検出パケット」)をブロードキャストする。クラスター・ヘッドが送信を停止した後、第一層のノードは、標識と、ノードのクラス及びタイプとを更に含むリンク検出パケットのブロードキャストを開始し得る。標識は、次の層のセンサー/アクチュエータ・ノードを起動する。標識及びリンク検出パケットを連続送信するこの手順は、最後の層のセンサー/アクチュエータ・ノードに到達するまで発生し得る。最終的に、全てのノードが起動され、クラスター・ヘッド・ネットワークに同期される。
(4−1)クラスター・ヘッド・ネットワーク
故障単点となる中央基地局を除去し、ホップ数(メッセージの再送)が多過ぎず且つ遅延の少ない複雑で大きなネットワーク・トポロジを可能とするため、全てのクラスター・ヘッドは、全ネットワークに関する一貫した情報を保持し得る。特に、クラスター・ヘッドは、全ての他のクラスター・ヘッド、及びそれらに関連付けられたセンサー/アクチュエータ・ノードについて一貫した情報を保持し得る。そのため、各クラスター・ヘッドのデータベースは、隣接のクラスター・ヘッドとデータ・パケットを交換することにより常に更新され得る。更に、例えば2つ以上のクラスター・ヘッドにおける同一のセンサー/アクチュエータ・ノードに関する情報のような重複する情報が、メッセージを確認するために利用され得る。
正常動作期間に、センサー/アクチュエータ・ノードは、非常に低いデューティ・サイクルを有するエネルギー効率の良いモードで動作し得る。送受信機及びマイクロコントローラは、主に省電力モード又はスリープ・モードであり得る。センサー/アクチュエータ・ノードは、RF標識信号を検出し、各装置の機能に応じた自己試験及び他のタスクを実行するために、特定の間隔(例えば、10ミリ秒〜数分ごと)で、非常に短いサイクル(例えば、数十マイクロ秒〜数十ミリ秒)に渡り起動し得る。RF標識信号が検出されると、コントローラは、後に続くメッセージのプリアンブル及びヘッダを検査する。該特定のノードにとって有効なメッセージである場合、全メッセージが取得される。メッセージが受信されない又は無効なメッセージが受信された場合、これらの各ステップのタイムアウトにより、ノードは電力を失わないよう省電力モードに戻ることができる。有効なメッセージが受信された場合、例えばタスクの実行又はメッセージの転送のような所望のアクションがとられる。センサー又は自己試験回路が警告状態を検知する場合、警告メッセージが生成されブロードキャストされ得る。該メッセージは、中間ノードによりクラスター・ヘッドに中継され得る。実際の応用によっては、隣接のノード又はクラスター・ヘッドの一つからの確認、或いはクラスター・ヘッドからの制御メッセージが受信されるまで、警告を生成したノードが起動したままになり得る。この「統制フラッディング」の仕組みを利用することにより、警告メッセージは、中間ノードを介するマルチホップ動作によりクラスター・ヘッドの一つ又はそれ以上に転送され得る。これは、緊急警告メッセージの冗長性及び迅速な転送を保証し得る。代わりに、それほど時間が重要ではない応用において、及び、クラスター・ヘッドから各ノードに送信される制御メッセージについては、ネットワーク・トラフィックを低く保つために、パケットがノードからノードへとユニキャストされ得る。
センサー/アクチュエータ・ネットワークにおいて各ノード又はリンクに障害が起きた場合、ネットワークは、ユーザーの介入なしに、残されたネットワークの全ての動作可能なノードへのリンクが再確立されるよう再構成し得る。
Claims (46)
- 無線ネットワークであって、
少なくとも一つのクラスター・ヘッドを有するクラスター・ヘッド・ネットワークと、
前記クラスター・ヘッド・ネットワークに対して階層的に配置されるセンサー/アクチュエータ・ネットワークであって、複数のノード・レベルに配置される複数のセンサー/アクチュエータ・ノードを有し、自己編成するセンサー/アクチュエータ・ネットワークと、
を備える無線ネットワーク。 - 請求項1記載の無線ネットワークであって、故障単点を含まない無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、中央基地局を含まない無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが、他のクラスター・ヘッドと比較して前記無線ネットワークに関する重複した情報を含む無線ネットワーク。
- 請求項4記載の無線ネットワークであって、前記重複した情報が、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドの任意の一つにおいてユーザーによりアクセス可能である無線ネットワーク。
- 請求項5記載の無線ネットワークであって、前記ユーザーが前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドのうちの少なくとも一つ及び前記重複した情報と相互作用するよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが、任意のクラスター・ヘッドによりタスクが実行されるために、前記センサー/アクチュエータ・ノードを制御又は管理するよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、ユーザーによる相互作用及び詳細な設計の少なくとも一つを必要とせずに構成可能な無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、リンク障害及びセンサー/アクチュエータ・ノード障害のうちの少なくとも一つに関わらず再構成可能な無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記無線ネットワークの有効なライフタイムが最適化される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、セキュリティ、ホーム・オートメーション、環境制御及び管理・制御のうちの少なくとも一つに適用される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが基地局を含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードがセンサー要素を含む無線ネットワーク。
- 請求項13記載の無線ネットワークであって、前記センサー要素が煙探知機、運動探知機、温度センサー及びドア/窓接触のうちの少なくとも一つを含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードがアクチュエータを含む無線ネットワーク。
- 請求項15記載の無線ネットワークであって、前記アクチュエータが、警告音発生器及びバルブ・アクチュエータの少なくとも一つを含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードが電力線により電力供給されるノードを含む無線ネットワーク。
- 請求項17記載の無線ネットワークであって、前記電力線により電力供給されるノードがマルチホップ・ポイントの役割を果たすよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項17記載の無線ネットワークであって、前記電力線により電力供給されるノードがバックアップ電源を含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードが電池式ノードを含む無線ネットワーク。
- 請求項20記載の無線ネットワークであって、前記電池式ノードが太陽電池及び圧電セラミック発電器の少なくとも一つを含む無線ネットワーク。
- 請求項20記載の無線ネットワークであって、前記電池式ノードがマルチホップ・ポイントの役割を果たすよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードが、限られた能力を有する電池式ノードを含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記クラスター・ヘッドが、前記センサー/アクチュエータ・ノードと通信するための第1の無線通信モジュールと、他のクラスター・ヘッドと通信するための第2の無線通信モジュールとを含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが、前記センサー/アクチュエータ・ノード及び他のクラスター・ヘッドと通信するための単一の無線通信モジュールを備える無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが、標準的な有線の送受信機又は標準的な無線の送受信機の一つを備える無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッドが、イーサネット(登録商標)及びブルートゥースの送受信機の少なくとも一つを備える無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、更に、前記クラスター・ヘッド・ネットワークに接続されたパネルを備える無線ネットワーク。
- 請求項28記載の無線ネットワークであって、前記パネルが、ローカル・エリア・ネットワーク、専用有線リンク、及び専用無線リンクのうちの一つを介して前記クラスター・ヘッド・ネットワークに接続される無線ネットワーク。
- 請求項28記載の無線ネットワークであって、前記パネルが、前記クラスター・ヘッド・ネットワーク及び前記センサー/アクチュエータ・ノード・ネットワークのうちの前記少なくとも一つを自動構成するためのソフトウェアを含む無線ネットワーク。
- 請求項28記載の無線ネットワークであって、前記パネルがパーソナル・コンピュータを含む無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードが省エネルギー・ポーリング・モードで動作するよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記センサー/アクチュエータ・ノードが、標識信号を求めてチャンネルを走査するために、ビルト・インのタイマーにより起動されるよう構成される無線ネットワーク。
- 請求項33記載の無線ネットワークであって、前記標識信号がRFトーン及び特別なシーケンスのうちの一つである無線ネットワーク。
- 請求項1記載の無線ネットワークであって、前記少なくとも一つのクラスター・ヘッド及びセンサー/アクチュエータ・ノードが、一意の識別子を含む無線ネットワーク。
- センサー/アクチュエータ・ノードを無線でネットワーク接続する方法であって、
クラスター・ヘッド・ネットワークを初期化するステップと、
統合された無線ネットワークを形成するようセンサー/アクチュエータ・ノード・ネットワークを初期化するステップであって、該センサー/アクチュエータ・ノードが複数のノード・レベルを形成するステップと、
前記統合された無線ネットワークを動作させるステップと、
を備える方法。 - 請求項36記載の方法であって、前記クラスター・ヘッド・ネットワークを初期化するステップが、更に、
クラスター・ヘッドに前記クラスター・ヘッド・ネットワークのクラスター・ヘッドの識別子リストを提供するステップと、
問い合わせパケット及び前記識別子リストを交換することにより、前記クラスター・ヘッド間のリンクを検出するステップと、
経路テーブルのエントリを更新するステップと、
メッセージ遅延、ホップ数及び前記クラスター・ヘッド間の接続のうちの少なくとも一つに基づいて最適トポロジを決定するステップと、
を備える方法。 - 請求項36記載の方法であって、前記センサー/アクチュエータ・ノード・ネットワークを初期化する前記ステップが、更に、
第一層のセンサー/アクチュエータ・ノードを起動しリンク情報を収集するために、クラスター・ヘッドから第一層のセンサー/アクチュエータ・ノードに標識信号及びリンク検出パケットを送信するステップと、
前記上位層ノードを起動し前記リンク情報を収集するために、前記下位層ノードから前記上位層ノードへ前記標識信号及びリンク検出パケットを連続的に送信するステップと、
経路検出パケットを前記センサー/アクチュエータ・ノードに送信するステップと、
前記リンク情報を含む経路登録パケットを前記クラスター・ヘッドに送信するステップと、
前記リンク情報を、前記クラスター・ヘッド・ネットワークの全クラスター・ヘッドで共有するステップと、
を備える方法。 - 請求項36記載の方法であって、前記センサー/アクチュエータ・ノード・ネットワークを初期化する前記ステップが、更に、
前記センサー/アクチュエータ・ノードを起動しリンク情報を収集するために、前記ノード・レベルのそれぞれに対し標識信号及びリンク検出パケットを連続的に送信するステップと、
前記リンク情報を前記クラスター・ヘッド・ネットワークに送信することにより、前記センサー/アクチュエータ・ノードを登録するステップと、
前記リンク情報を、前記クラスター・ヘッド・ネットワークの全クラスター・ヘッドで共有するステップと、
を備える方法。 - 請求項36記載の方法であって、前記統合された無線ネットワークを動作させるステップが、更に、
前記クラスター・ヘッド・ネットワークの前記クラスター・ヘッド間でリンク情報を継続的に共有するステップと、
前記センサー/アクチュエータ・ノードをエネルギー効率の良いモード動作させるステップと、
を備える方法。 - 請求項40記載の方法であって、前記センサー/アクチュエータ・ノードを動作させるステップが、更に、
前記センサー/アクチュエータ・ノードを、標識信号の検出、自己試験を実行及びタスクの実行のいずれかのために、短いサイクルに渡り起動するステップ
を備える方法。 - 請求項36記載の方法であって、更に、
リンク障害及びノード障害のいずれかの場合に、前記センサー/アクチュエータ・ネットワークを再構成するステップ
を備える方法。 - 請求項42記載の方法であって、再構成する前記ステップが、更に、
センサー/アクチュエータ・ノードに格納されたリンク情報に従って代わりの経路を決定するステップ
を備える方法。 - 請求項42記載の方法であって、再構成する前記ステップが、更に、
失われたセンサー/アクチュエータ・ノードの隣接のセンサー/アクチュエータ・ノードに対し、 失われたセンサー/アクチュエータ・ノードについて前記隣接のセンサー/アクチュエータ・ノードに格納されたリンク情報を取得するために、SOSメッセージを送信するステップ
を備える方法。 - 請求項42記載の方法であって、再構成する前記ステップが、更に、
前記クラスター・ヘッドに格納された前記リンク情報に従って代わりの経路を決定するステップ
を備える方法。 - 請求項42記載の方法であって、再構成する前記ステップが、更に、
前記統合された無線ネットワークを2つ以上のセグメントに分割するステップ
を備える方法。
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