JP2009095016A

JP2009095016A - 無線ネットワーク化されたメッセージの経路決め手段

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Publication number: JP2009095016A
Application number: JP2008245326A
Authority: JP
Inventors: Paul David Grayson; ポールディビッドグレイソン
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-04-30
Also published as: EP0940022A2; EP0940022B1; DE69832256T2; GB9715857D0; US20030043763A1; ES2252843T3; DE69832256D1; US6665278B2; KR100565878B1; CN1239618A; JP2001501431A; CN1305262C; JP4262784B2; WO1999007112A3; WO1999007112A2; TW443071B; KR20000068661A

Abstract

【課題】パケットをノード間で直接送信することができない場合がある。
【解決手段】無線通信システムは、データ及び制御メッセージパケットの交換のために群化すべき装置を多数含む。各ノード（ＯＮ，ＩＮ１〜ＩＮ５）は、この群内に固有のアドレスを持ち、それに送信されるメッセージのみを受け入れるように配される。動的再経路決め技術がこれによって、その目標ノードで入力されないメッセージパケット（Ｍ）を供給され、送信が成功するか若しくは失敗した試行数が所定の数になるまで群の一つ又は一続きの他のノードを介して検出及び再経路決めされる。本システムは、ランダムに選択される再経路決めに対する中間ノードと、送信されたパケット内に含まれる不成功の送信の試行に対する現在のカウント値とを分散制御及び分散知能に供給する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、所定のプロトコルに従ってフォーマットされたデータ及び制御メッセージを交換するためにグループ化された複数の装置からなるネットワーク化されたシステムに関し、特には、装置間通信が無線接続を介してなされるようなシステムに関する。更に、本発明は斯かるシステムを形成する群又はクラスタで使用される装置にも関する。

装置のネットワーク化された相互接続は、例えばハイファイシステム、又は検出器、制御パネル及び１以上の警報発音器を有する保安システム等において十分既知である。発展したものは、非常に多様な製品が、例えば家庭用保安システムと結合された家庭向きオーディオ／ビデオ装置及び電話の使用等の向上された全体的機能を提供するという観点から結合されているような所謂ホームバスシステムである。斯かるホームバスの一例は家庭用デジタルバス(D2B:domestic digital bus)であり、その通信プロトコルはスイス国、ジュネーブの国際電機標準会議により規格IEC 1030として発行されている。Ｄ２Ｂシステムは単一ワイヤの制御バスを提供し、該バスには全ての装置が、当該システムの種々の装置間で標準化された形態のデータパケットとして伝送されるメッセージによりインターフェースされる。

装置から装置への単一ワイヤ接続でもってさえも、相互接続の量は扱いにくい程のものとなり、特に接続されるべき一群の装置が２又は３部屋にまたがるような場合に、ユーザにとって設置上の問題を生じさせる。これらの問題の幾つかを回避するために、上記のワイヤによる接続を、或る装置からメッセージを受信すると共に宛先装置に供給する中央基地局に置き換えるような無線周波数又は赤外線通信の使用が提案されている。基地局の必要性は、それ自身の問題を引き起こし、これら問題の少なからぬものは、各メッセージが２回、即ち送り元から基地局へ及び基地局から宛先へと送信されねばならないという事実である。消費者向けのシステムという点では、ユーザは先ず基地局を買うことを余儀なくされ、斯かる基地局は当該システムの最も複雑な部分であるから通常最も高価であろう。全ての斯かる集中化システムに共通の問題もある。即ち、基地局が故障すると全体のシステムが使用不能になることである。

無線通信の使用がシステム設置上の幾つかの物理的制約を取り除くのに対し、例えば家庭のような場所では、理想的な通信空間は提供されない。基地局間の無線通信が赤外線リンクを介している場所では、各通信ユニットが他への直接の照準線(line of sight)を持つことを必要とせず、単にユーザが部屋を横断し、２つの通信装置間の照準線を遮断することを介して、データが失われる若しくは許容されない遅延が起こる。無線周波数（ＲＦ）通信は、この通信が壁、扉及び天井を通過する点で改良されたもの、つまりＲＦ通信が２つ又は３つの部屋にまたがって広がるような装置の群の場合に特に適する。ＲＦ通信がＩＲ通信よりも照準線遮断に影響されにくい一方で、入力時のマルチパスエラー及びデータの誤送となる信号反射に非常に弱い。

本発明の目的は、照準線妨害及び／又は信号マルチパス効果から生じる信号損失に対し減少する弱さを持つ無線通信システム及び同様に使用する装置を供給することである。

本発明に従って、データ及び制御メッセージパケットの変換に対し群化(cluster)される複数のノードを有する無線通信システムが供給され、各ノードはこのシステム内に固有のアドレスを持ち、それら自身のアドレスを含まない入力メッセージを取り除くように配され、各々が肯定応答メッセージを生成し、直接入力したデータパケットの発信ノードにこのメッセージを送信するように配される無線通信システムにおいて、各ノードがこのシステムの互いのノードに対しノードアドレスを保有する記憶部(store)を更に有し、各ノードが目標ノードに送信されるメッセージパケットに対する肯定応答メッセージを受けなかったことを決定した際、前記記憶部から他のノードアドレスを選択し、前記メッセージパケットを他の前記ノードへ再経路決めメッセージパケットとして送信するように配され、各ノードは入力された再経路決めメッセージパケットの本来の目標を同定し、前記再経路決めメッセージパケットをその本来の目標に送信するように構成されることを特徴とする。

群を構成する装置の各々によって（全て又は部分的な形式で）運ばれるノードテーブルを使用することで、発信ノードから目標ノードへの代わりの経路が短期のチャネルパス干渉又は妨害の影響を最小にするために、動的に選択される。このような再経路決め手順は、全てのメッセージが基地局を介して経路決めされるシステムには応用不可能であり、妨害の周囲に物理的な迂回を提供するためにノード又は装置の物理的分離を利用する。

適切には、各ノードは、受信に成功した再経路決めメッセージパケットに対する肯定応答メッセージを生成して送信ノードに送信するように構成され、各ノードは、期待される期間内に肯定応答を受信しない場合、予め定められた回数メッセージパケットを再送する。再経路決めは１つの中間ノードの使用に制限する必要はない。各ノードは、再経路決めメッセージパケットに対する入力した肯定応答メッセージを受けなかったことを決定した際、目標ノード及びメッセージ発信ノードのアドレス以外の更に他のノードアドレスを記憶部から選択し、このメッセージパケットをこの更に他のノードに再経路決めメッセージとして送信するように動作可能である。従って、目標ノードと接触不可能な中間ノードは、前記目標を接触することを試行するために群内の他のノードにメッセージパケットを単に通過するだけでもよい。

メッセージが１度以上再経路決めされた場合、手段はメッセージパケットの再経路決め送信の数を所定の数の再経路決め送信に制限するように適切に供給される。これは、各メッセージパケットが再経路決めパケットとしてこのメッセージパケットの不成功の送信を示すため入力されたデータフィールドを運び、再経路決めメッセージパケットとして肯定応答メッセージがパケットの後続する送信を受けなかったことを決定した際、値を増大するようにデータ領域を変更する手段を各ノードが有することで達成される。従って、メッセージが有していた不成功の再経路決め送信の数用の表示器がそのメッセージ自身内に搬送され、本システムの如何なる装置もデータフィールドがその最大値に達したと検出する際にメッセージパケット除去に対応する。

本発明は上述されるシステム内のノードとして使用される装置にも供給され、本装置はアドレスデータ記憶部とトランシーバとが結合された制御手段を有し、この制御手段は所定のプロトコルに従ってデータパケットをフォーマットし、トランシーバを介してこれらパケットを送信し、このトランシーバを介して入力された前記パケットからデータを抽出するように動作し、この装置は、識別アドレスを持ち、前記アドレスを含まないすべての入力されたメッセージパケットを無視するように構成される。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して例示的にのみなされる以下の本発明の好ましい実施例の説明から明らかになる。

第１図は、３つの重なり合う群（クラスタ）に形成された多数の装置又はノードを収容する２つの隣接する部屋Ａ及びＢを示している。第１群（部屋Ａ内の空白ノードＮ１）の合成されたＲＦフィールドが線RF1により表され、第２群（部屋Ｂ内の陰影ノードＮ２）のＲＦフィールドが線RF2により表され、第３群（部屋Ｂ内の十字ノードＮ３）のＲＦフィールドは線RF3により表されている。図から分かるように、各群における少なくとも幾つかのノードは他の群のノードのＲＦフィールド内にある。全てのノードが共通の通信プロトコルの組をサポートし、共通の周波数上で伝送を行う場合、全ての通信が特定の装置を宛先とすることができない限り、隣接する群の装置間での干渉又は制御誤りの確率が強くなる。

これらの干渉の問題を避けるため、簡単なネットワーク装置階層構造が強いられる。全ての通信は、当該ネットワーク内のネットワークアドレス（群アドレス）及びノードアドレス（装置アドレス）の両方を含む。各装置は、それらのネットワーク及びノードアドレス、又はそれらのネットワークアドレス及び群の全装置により受信されることを意図する放送メッセージ用のグローバルアドレスを含まない通信は無視する。このように、ノードは互いに独立に動作するネットワークに属するのみならず、ネットワーク内の各製品は該ネットワークのノードアドレスを使用して個別にアドレスすることができる。

ネットワーク及びノードアドレスは、当該装置が最初に導入される場合に実行される設置手順により確立される。設置はユーザの介入を最小にするために自動化されており、ユーザがシステムについての知識を持つ必要性をなくしている。当該手順はノードが誤ったネットワークに接続されるのを防止し、ユーザが当該ネットワークを単一のノードから拡張するのを可能にする。この設置手順は、本出願人が１９９７年７月２９日に出願した、発明の名称「無線ネットワーク装置の設置」である英国特許出願番号第9715858.8号に詳細に開示されている。

第２図はマイクロコントローラ１２に結合された送受信機１０を有するノード装置の第１実施例を示し、上記マイクロコントローラは以下に説明するアドレス指定用及び他のデータを保持する局部メモリ１４に結合されている。送受信機１０は、マイクロコントローラ１２の指令の下で、群の他の装置への又は装置からのＲＦメッセージの送信又は受信を行う。押し釦のような単一のユーザ制御部１６がマイクロコントローラ１２に結合されて、設置手順を開始する手段を構成する一方、マイクロコントローラ１２は、更に、設置手順に使用されるランダム数発生回路１８にも結合されている。

図示の実施例は、構成部分１０、１２、１４、１６及び１８が既存の装置を群用装置として機能するよう変換するために設けられる場合のように、ＲＦ通信に要する構成部分を、ブロック２０により表された接続されている当該装置の機能的特徴からは互いに別個に有している。図示のように、装置機能２０は、当該装置のアドレス及びデータバス２２を介して、信号レベル変換等の所要の機能を処理するためのインターフェース回路２４経由でマイクロコントローラ１２に結合されている。

当業者であれば、第２図の構成の多くの変形例が可能であることを理解するであろう。装置機能２０が比較的単純な場合、例えば、当該装置が保安システム用の簡単な検出器であるような場合は、システムバスは存在せず、インターフェースも必要ではなく、装置機能２０はマイクロプロセッサ１２に直接結合される。他の例として、装置機能２０が利用可能な処理及び記憶能力を含む場合は、ここではマイクロプロセッサ１２及び記憶部１４に属する機能を、当該装置の他の処理及び記憶機能と一緒に扱うことができる。

第３図は、第２図の装置によりサポートされる通信プロトコルの種々の階層（レベル）を表している。最下位のレベルにあるものは、無線媒体により表される物理層である。この層の上にはリンク層があり、該層は送信及び受信されたメッセージ用の誤り制御及び検出、並びに媒体アクセス制御（ＭＡＣ）を有する。とりわけ信号パケット期間及び繰り返しタイミング等を特定する共通のＭＡＣプロトコルの使用により、当該システム内の信号間の物理的干渉を防止することができる。該リンク層の上には、アドレス管理及び動的経路決めを扱うネットワーク層があり、該層の上にはメッセージ処理の責任を持つ伝送層がある。

第４図は、群の装置間で伝送されるメッセージパケットの概略構成を表している。全てのメッセージ形式のパケットは、同一の４つのフィールドで開始し、同一のフィールドで終了する。最初のフィールドはネットワークアドレスＮＡであり、該アドレスは当該通信ノードが属するネットワークを識別する８ビットアドレスである。第２フィールドは宛先ノードアドレスＴＮＡを有し、該アドレスは当該データパケットが意図する宛先ノード又は装置を識別する８ビットアドレスである。第３フィールドはメッセージ形式ＭＴインジケータを有し、該インジケータは当該パケットの形式（又は目的）及び状態を識別する８ビットフィールドである。このメッセージ形式フィールドが、前記パケットがアプリケーションメッセージであること、又は前記パケットが以後呼ばれるメッセージ失敗ＭＦを含む多数の特定のネットワークメッセージの一つであるかを示すために６ビットを使用する。２つの残りのビットは（ＣＲＣフィールドでの）重複パケット検出及びパケットが他のノードを介して送信されたかをフラグを立てるためのトグル(toggle)としてそれぞれ使用される。

メッセージパケットの第４の標準フィールドは送り元ノードアドレスＯＮＡを含み、該アドレスは当該データパケットの発生元であるノード又は装置を識別する８ビットアドレスである。上記アドレスフィールドＮＡ、ＴＮＡ及びＯＮＡの各々には、特定のアドレスが存在しないか（放送メッセージの場合はＴＮＡ＝０）、又はアドレスが不明であるかを示すために零なる値が使用される。次のフィールドＭＰＤはメッセージ／パケットに依存し、以下のように説明される。

最後のフィールドＣＲＣは巡回冗長チェックに使用される１６ビット語である。パケットの誤り検出に使用されるチェックサムは、ネットワークアドレスからデータフィールドの終端までのパケットデータから導出される。パケットの入力に続いて、このパケットがネットワークメッセージではなくアプリケーションメッセージを搬送する場合、このＣＲＣフィールドは再計算され、この再計算された値がハンドシェイク応答を供給するために発信元装置に返送される。この入力されたパケットが誤りであった場合、この宛先で計算されたＣＲＣは、それを入力されたパケットで一致せず、ハンドシェイクメッセージ（再計算されたＣＲＣ）がエラーの送信及び受信の両方を警告する送信前のエラーフリーメッセージを本来は計算されるのにも一致しない。ハンドシェイクの代わりにのみ発生するエラーの可能性（つまり、データパケット自体が安全に入力される時）が原因によって、各ノードが第１メッセージパケットに対するハンドシェイク応答を入力しないノードで送られるように、連続して入力されるパケットを検査し、重複を処分するように構成される。幾らかの状況において、２つの連続するパケットに同じデータを実際に送る、つまり重複としてこの第２パケットを拒絶することを避けることが必要であり、第２のパケットを送信し、この発信元は全体として前記パケットに対し異なるＣＲＣ値を生成するために、ＭＴフィールドでトグルビットを反転する。同一のデータを搬送する連続パケットを入力する時、この入力装置は、前記パケットのＣＲＣが異なる及び妥当である場合、重複としてこの第２パケットを処分しない。

多数のネットワークメッセージに対し、付加データは必要とせず、結果的に、このパケットのＭＰＤフィールドは省略される。しかしながら、アプリケーションメッセージに対し、このフィールドは、第５図から７図を参照して記載されるように、データ及び多くの他の表示器を搬送するのに使用される。

第５図は、第４図のようなＮＡ、ＴＮＡ、ＭＴ、ＯＮＡ及びＣＲＣフィールド並びにパケット番号ＰＮ、データ長ＤＬ及びデータＤＡのためのフィールドを有するＭＰＤフィールドを具備するアプリケーションメッセージパケットの一般的な形式を示す。このパケット番号ＰＮフィールドは、前記メッセージにおけるパケットの論理的位置（１から２５５）を示す８ビットを有し、パケットはメッセージの最初（即ちＰＮ＝１）である場所で、このパケットは、データＤＡの直前に付加フィールドを含み、この付加フィールドは、第６図に示されるように、このメッセージにおけるパケットの総数ＴＮＰを示す。

パケットの全長が必ずしも一定ではないので、データ長ＤＬはバイトでのデータフィールドＤＡの長さを指定する８ビット値として含まれる。このデータフィールドＤＡは、（ＤＬフィールドで指定されるような）整数のバイト長であり、システム定数によって、ＭＡＣプロトコルから制限され、最大の「窓」を対応するハンドシェイクのパケット送信及び入力に与える。典型的な窓は、ＰＮ及びＴＮＰフィールドを用いることで示されるように、分割された長いメッセージで５０から６０ミリ秒の期間にある。

第７図については、（第１０図から１３に関して説明すべき）動的メッセージ経路決め機能をサポートするシステムで、前記パケットは、前記ＭＴフィールド内の上述されたフラグビットが設定されるとき、データ長ＤＬとデータＤＡフィールドとの間（又はＰＮ＝１であるとき、ＤＬとＴＮＰとの間）に３つの更なるフィールドを含む。これら３つの８ビットフィールドは、説明される宛先ノードアドレスＤＮＡ、発信元ノードアドレスＳＮＡ及びホップカウントＨＣを個々に指定する。

前記クラスタに新しく採用される装置が登録ルーチンを実行する。登録は好ましくは周期的に繰り返されるようにし、群の装置が如何なる装置が存在するか及び如何なる機能をそれらが有するかについての最新の情報を有するようにする。この登録信号は第４図に示すようなパケットであり、登録を示すメッセージタイプＭＴバイト及び様々な特徴に対する定義データを担持するＭＰＤ部分を具備する。このような情報はローカルに保持されるノードテーブルに記憶され、その一例が第８図に示されている。装置は、他の装置が再登録されなかった場合は、所定の期間（例えば、１５分）後に該装置のエントリを、自身のノードテーブルから消去する。この特徴は、ノードの喪失又は削除を自動的に検出するのに特に有効である。

ノードテーブルは、少なくとも他の装置の幾つかの装置アドレス（又はノードアドレス）を、これら装置の各々の機能フラグのリスト及び機能点数と共に保持する。上記機能フラグは各装置の一般的な機能を示す。即ち、システム機能の分類は以下のようになる：
１．表示装置（例えば、ＬＣＤ、テレビジョン、モニタ）
２．入力（例えば、キーボード、遠隔制御卓）
３．センサ（例えば、受動赤外線、サーモスタット）
４．作動器（例えば、電灯スイッチ、ドアロック）
５．記憶（例えば、コンピュータハードドライブ又はＣＤＲＯＭ）
６．通信（例えば、電話又は赤外線）

機能点数は当該テーブルを保持する装置に固有であり、各装置が有する、該テーブルを保持する装置にとって重要な機能の数を合計することにより算出される。第８図の例では、該保持装置は機能１、２及び５（表示装置、入力及び記憶）を有する装置を必要とし、ノードアドレス１を有する装置を、これら要件を最も満たすであろう装置として識別している。

ノードテーブルは、ネットワーク化された群内の全装置（若しくは、少なくとも該テーブルを保持する装置と通信する装置）に関する情報を維持するか、又は当該ネットワークが、利用可能な記憶容量をノードテーブルが超えてしまう程拡張されてしまった場合は、余り有用でない装置を機能点数を用いて削除することにより選択された部分群の装置に関する情報を維持する。第９図は、アプリケーション用の前置フィルタとして作用する適用された手順を表し、当該アプリケーションが、それらの機能点数によりあまり有用でないと等級付けされた装置よりも優先的に通信するであろう装置についての情報を維持する。一般的なノードの特徴の広めのグループ化は、結果として、幾つかの装置が当該テーブルを保持する装置に対する実際の有用性を越えるような機能点数を有してしまうことになることが理解されるであろう。従って、一層高い機能点数を持つ装置が当該群に追加される場合に、特に関連があるとして識別されている装置（例えば、当該装置が最近通信を行った装置等）がノードテーブルから削除されるのを防止するよう"ロック"され得るような仕組みが設けられる。

この維持手順はステップ９０１で開始し、当該群への新たな装置の設置の検出により適切に起動される。この新たな装置からの登録データメッセージパケットを受信すると、該装置用の機能フラグが記録され、新たな機能点数が計算される（ステップ９０２）。ステップ９０３では、当該装置のノードテーブルが満杯であるかチェックされる。そうでない場合は、ステップ９０４において該新たなノード用のノードアドレス、機能フラグ及び機能点数がテーブルに追加され、当該手順は終了する（ステップ９０５）。しかしながら、もしステップ９０３において当該装置のノードテーブルが満杯であると判断された場合は、該テーブル中にリストされた既存の装置で最低の機能点数を有するもの（且つ、ロックされた装置でないもの）が識別される。ステップ９０７においては、上記の選択された既存のテーブルエントリの機能点数が前記新たな装置のものと比較され、もし、この新たな装置がテーブルからの上記の識別された装置のものより低い機能点数を有する場合は、該新装置の細目は破棄され、当該手順は終了する（ステップ９０５）。他方、もし上記新装置がテーブル内に存在する最低のものより高い機能点数を有している場合は、ステップ９０８において、上記新装置用のノードアドレス機能フラグ及び機能点数が、先に識別されたテーブルエントリのものに代えてテーブルに追加される。この置換の後、当該手順は終了する（ステップ９０５）。尚、周期的な再登録の必要性による重複エントリを避けるために、各装置は自身のテーブルには各ノードアドレスからの単一のエントリのみを維持するように構成されることに注意されたい。

ここで第１０図から１２図については、（第１０図において）ノードが直接通信を試みているが、直接通信が失敗した場合、次に送信ノードがそのノードテーブルにあるリストから他のノードをランダムに選択し、代わってそのノードにパケットを送信する。このパケットを入力するノードは、他のランダムに選択されたノードを必要な場所に「ステッピングストーン」として用いることで、それを本来の宛先（目標）ノードに送信を試みる。もう一つのノード又は複数のノードによってパケットを動的に再経路決めすることを試みる前に、特定ノードが行う試行数が、簡単な実施で、例えば３又は４回の試行で現在値となり、より複雑な実施で、この値がメッセージトラフィックレベル及び／又は群内のノード数を参照することで動的に決定される。

この動的経路決めは、第７図のアプリケーションメッセージ構成における２つの付加データ領域、特に宛先ノードアドレスＤＮＡ及び発信元ノードアドレスＳＮＡを利用する。パケットが直接送られるか、他のノードを幾つか介して送られるかを考えることなく、ＤＮＡ及びＳＮＡは、それの最終的な目標ノードのためのアドレスを領域ＴＮＡに、それのパケットを実際に発信するノードのためのアドレスを領域ＯＮＡに保つので使用される。第１０図の実施例において、パケットは直接送信され、宛先及び目標が同じ（ＴＮＡ＝ＤＮＡ＝Ｂ）である。同様に、起点及びパケット発信元が同じ（ＯＮＡ＝ＳＮＡ＝Ａ）である。この実施例は、単に説明のためであり、直接的なメッセージに対し、領域ＤＮＡ及びＳＮＡは必要なく、前記パケットに不在である。

前記メッセージを（例えば第１１図に示されるようなノードＣを介して）再経路決めすることを必要とする場所では、付加領域ＤＮＡ及びＳＮＡを使用する。ノードＡからノードＣへのこの最初のホップ(hop)で示されるように、パケット目標（ＴＮＡ）はノードＢのままだが、ここで宛先（ＤＮＡ）はＣである。前記メッセージのこのレグ(leg)に対し、ＯＮＡ＝ＳＮＡ＝Ａである。パケットがここでノードＣから本来の目標宛先のノードＢに送られ、よってＴＮＡ＝ＤＮＡ＝Ｂである。しかしながら、ノードＣはパケットの発信者では無いので、ＯＮＡ＝Ａなのに対しＳＮＡ＝Ｃである。第１２図は、２つの中間ノードＣ及びＤを介したリルートに拡張された手順を示す。再経路決めノード又は目標ノードによるパケットの受信の成功の結果として起こる肯定応答信号が、メッセージパケット自身と同じ経路をたどる。つまり、第１２図の実施例において、（場合によってＡが何度か試行に失敗した後の）Ｃによるパケット受信の成功の結果として、ＣからＡへの肯定応答メッセージが起きる。一旦この肯定応答メッセージがＡに送られると、次いでノードＣがこのメッセージをＤに送信する試行を始める。

メッセージパケットを再経路決めする時、このパケットレイアウトは変化せず、中間ノードに目標アドレスとは異なるノードアドレスを持つメッセージを入力する必要がある、即ちノードがＴＮＡ領域及び宛先ノードアドレス領域ＤＮＡの一方にこれらのアドレスを持つメッセージを受け入れなければならない。潜在的に重複するＤＮＡ領域を含むことを各パケットに要求するよりも、メッセージ型式ＭＴ領域における上述されたフラグビットは、このメッセージパケットが再経路決めされるパケットであるを示すのに使用され、よって入力装置にこれらのアドレスに対するＤＮＡ領域を検査することを警告する。

動的経路決め技術は、ノード間のリンクの失敗率が（ノードの失敗又は赤外線応用に対するトランシーバのミスアライメントを除いて）低くなるという仮定に基づいている。直接のリンクが失敗する可能性も従って低くなり、代わりの（再経路決めされた）リンクが失敗する可能性も更に低いままである。認められるように、この動的経路決めの仕組みは、データ転送装置内のパケットが誤った順序で前記目標ノードに到達することを意味する。しかしながら、これは前記パケット内のパケット番号ＰＮ領域を参照することによって目標ノードで補正可能となる。

特定のパケットに指定される目標ノードが、失敗又は除去が原因で存在しない場合、これが（少なくとも次のラウンドの登録手順まで）発信ノードに直ちに現れず、この発信ノードは、目標ノードは存在するが、それとは通信しないとする。結果として、この発信ノードは、上述されるような１つ以上の中間ノードを介してパケットを再経路決めすることを試みる。各ノードが不成功のパケット送信を再経路決めするように配されるならば、問題がクラスタの装置間を絶え間なく通過するメッセージパケットで現れる。

この問題を回避するために、メッセージパケットがホップカウントＨＣ領域（第７図参照）において前記パケット自身内に保持されている再経路決め動作数の現在のカウントで（メッセージホップ数を）再経路決めされる回数に制限が置かれる。ノードがメッセージパケットをその指定された目標ＴＮＡとは別のノードに転送する度毎に、このノードが一つずつホップカウントＨＣを増大させる。このホップカウントが所定値に達するとき、その時、パケットを保持しているノードは、メッセージ失敗ＭＦネットワークメッセージをパケットの発信ノードアドレスに送る。同時に、このノードは前記パケットを処分する。この失敗メッセージＭＦがネットワークメッセージであるから、それを生成するノードがＭＦメッセージを直接、即ち誤り制御又は許容される再経路決めではなく、送信することに留意すべきである。

第１３図は、通信セッションを示し、このセッション中、発信元ノードＯＮは、１つ以上の中間ノードＩＮ１からＩＮ５を介して再経路決めすることで、パケットを存在しない又は機能していない目標ノード（ＴＮ）に送信を試みる。この図面において、メッセージ送信は、前記ホップカウントを示す後続する括弧内に数を持つＭで示される。最初に、発信ノードＯＮは不成功の試行に目標ノードＴＮに直接送信させる。前記ホップカウントを１に増加した後、前記発信ノードは、中間ノードＩＮ２を再経路決め点として選択し、メッセージパケットをこのノードに（成功して）送信する。明瞭性のために、ハンドシェイク信号を第１３図の図面に示さない。経路がブロックされていると見なされてパケットが再経路決めされる前に、実際には多くの試行（例えば３回又は５回）が存在することがあるが、各発信元から宛先への単一の試行送信のみが示されることに留意されたい。

メッセージパケットが入力された場合、前記中間ノードＩＮ２は目標ノードＴＮに送信するよう試み、失敗した場合、前記中間ノードＩＮ２はホップカウントを増加し、メッセージパケットを他のランダムに選択された中間ノード、本例ではＩＮ１に送る。更なる不成功の試行に次いで、パケットは中間ノードＩＮ４、次にＩＮ５を介して再経路決めされ、次にＩＮ２に戻され、ＩＮ２は５であるホップカウントを具備するパケットを入力し、この値は本事例において限界ホップカウントとして選択される。前記目標ノードＴＮへの送信の試行が再度失敗するとき、中間ノードＩＮ２は、パケットの発信ノードアドレスを決定し、メッセージ失敗ＭＦを発信ノードに送り、パケットを削除する。リルートが使用される前に、試行数で最大の受け入れホップカウントが事前に設定され、又は例えばノードの数を参照することで動的に決定される。

上述されておらず且つ本発明の上記動作に関係しないような無線通信装置の要件は、当業者にとっては明らかであろう。例えば、電力消費を低減するには（特に、群用装置が携帯型で電池により給電されるような場合）、前記送受信機は、通常、電源を切られ、メッセージをチェックするために周期的に覚醒されるようにする。

上記においては、分散システム機能性を持つことを介して、ＲＦ通信とＩＲリンクの照準線ブロッキングでのマルチパスエラーによる問題を最小にするためにメッセージパケットの動的経路決め（再経路決め）をサポートする無線通信システムを説明した。このシステム構成は、コードレスオーディオ／ビデオ信号伝送を管理する制御チャンネルのような消費者向け電子製品の遠隔制御、ホームオートメーション（冒頭で述べたホームバスシステムと同様の態様で）、ゲームコントローラ、保安検知器、コードレスキーボード、データリンク（パーソナルコンピュータと手持ち装置との間のような）、テレメータ（遠隔メータ読み取りのような）を含む広い範囲の応用分野を有する。装置を本発明に従って動作させる前記装置機能は、多くの場合、送受信機装置のみの追加しか要さないであろうし、結果としてのシステムは特別な基地局を必要としないので、始動経費が最小化され、装置故障に対するシステムの弱点が低減される。

本開示内容から、当業者にとっては、変更及び変形は自明であろう。このような変更及び変形は、コードレス通信システム及び部品の分野で既知であり、ここで開示した機能の代わりに又はそれらに追加して使用することができるような均等物及び機能を含む。本出願において、請求項は特別な機能の組み合わせに関して記載されているが、本出願の開示の範囲は、現在の何れかの請求項に記載されている発明と同一のものに関わるか否かに拘わらず、及び本発明が軽減するのと同じ技術的問題の何れか又は全てを軽減するか否かに拘わらず、何れの及び全ての新規な特徴並びに、ここで明示的に又は暗示的に記載された特徴の何れの新規な組み合わせをも含むものと理解されたい。これによってアプリケーションは、新しい請求項が本発明又はこれら得られる他の如何なる発明の審査中に上記特徴及び／又はこれら特徴の組み合わせに形成されることに注意されたい。

３つの重なり合う群を形成する装置の配列を表す。群用装置の第１実施例の機能的特徴を示すブロック図。第１図の群によってサポートされる通信プロトコルにおける異なる階層を概略的に表す。本発明を実施化するシステムにおいて内部装置通信に使用するようなデータパケットの異なる構成を示す。本発明を実施化するシステムにおいて内部装置通信に使用するようなデータパケットの異なる構成を示す。本発明を実施化するシステムにおいて内部装置通信に使用するようなデータパケットの異なる構成を示す。本発明を実施化するシステムにおいて内部装置通信に使用するようなデータパケットの異なる構成を示す。装置によってクラスタ内に保持されるようなノードテーブルの実施例。第８図のノードテーブルを更新するための維持手順を示すフローチャート。動的経路決め配列に従うクラスタの装置間の直接及び間接通信を表す。動的経路決め配列に従うクラスタの装置間の直接及び間接通信を表す。動的経路決め配列に従うクラスタの装置間の直接及び間接通信を表す。第１０図から１２図の動的経路決め配列を制御するための手順を表す。

Claims

データ及び制御メッセージパケットの交換のために群化された複数のノードを有する無線通信システムであり、各ノードは、前記システム内に固有のアドレスを持ち、当該ノード自身のノードアドレスを含まない入力メッセージを無視するように配され、各々が肯定応答メッセージを生成し、直接入力したデータパケットの発信ノードに当該メッセージを送信するように配される無線通信システムにおいて、各ノードは前記システムの互いのノードに対するノードアドレスを保持する記憶部を更に有し、各ノードは、目標ノードに送信されるメッセージパケットに対する肯定応答メッセージを受けなかったことを決定した際、前記記憶部から他のノードアドレスを選択し、前記メッセージパケットを再経路決めメッセージパケットとして前記他のノードに送信するように配され、各ノードは、入力した再経路決めメッセージパケットの本来の目標を同定し、前記再経路決めメッセージパケットをその本来の目標に送信するように構成されることを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載のシステムにおいて、各ノードは、肯定応答メッセージを生成し、成功して入力されたメッセージパケットの送信ノードに当該メッセージを送信するように構成され、肯定応答が所定の期間内に入力されない場合、各ノードでメッセージパケットを所定の回数宛先ノードに送信することを特徴とするシステム。
請求項２に記載のシステムにおいて、各ノードは、再経路決めメッセージパケットに対する入力した肯定応答メッセージを受けなかったことを決定した際、記憶部から前記目標ノード及びメッセージ発信ノードのアドレス以外の更に他のノードアドレスを選択し、前記メッセージパケットを前記更に他のノードに再経路決めメッセージとして送信するように動作可能であることを特徴とするシステム。
前記システムがメッセージパケットの再経路決め送信の数を再経路決め送信の所定の数に制限する手段を有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
請求項４に記載のシステムにおいて、各メッセージパケットが再経路決めパケットとして前記メッセージパケットの不成功の送信を示すために確保されたデータ領域を運び、再経路決めメッセージパケットとして肯定応答メッセージが前記パケットの後続する送信を受けなかったことを決定した際、値を増大するように前記データ領域を変更する手段を各ノードが有することを特徴とするシステム。
請求項１乃至５の何れかに記載のシステム内のノードとして使用する装置において、前記装置がアドレスデータ記憶部とトランシーバとに結合される制御手段を有し、前記制御手段が、所定のプロトコルに従ってデータパケットをフォーマットし、前記パケットを前記トランシーバを介して送信し、当該トランシーバを介して入力された前記パケットからデータを抽出することを動作可能とし、前記装置が、識別アドレスを有し、前記アドレスを含まない全ての入力メッセージパケットを無視するように構成されることを特徴とする装置。