JP2012507887A - 障害ポイント警報及びバッテリ電力低下警報を有する無線メッシュネットワーク - Google Patents

Abstract

無線メッシュネットワークは、マルチホップメッシュ技術を構成する複数の無線デバイスと、ゲートウェイとを含む。各無線デバイスは、無線通信の統計データを管理してゲートウェイに通知し、自身の電源のバッテリ状態をも通知する。デバイスマネージャはゲートウェイと通信し、無線通信の統計データに基づいてメッシュネットワーク内の障害ポイントの存在を示す警報を出力する。バッテリ電力低下状態がデバイスによって通知されると、デバイスマネージャは、バッテリ電力状態が低下しているデバイスが障害ポイントであるのか、または障害ポイントを生じる可能性があるのかを確認し、障害ポイントの分析に基づいて優先順位が付与されたバッテリ電力低下警報を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線メッシュネットワークに関する。

無線メッシュネットワークは、複数の無線デバイス（即ち、ノード）で構成されるメッシュトポロジーをなす通信ネットワークである。自己編成マルチホップネットワークと呼ばれることもある無線メッシュネットワークは、各デバイスがネットワーク内の他のデバイスだけでなく、自身についてもメッセージの配信が可能でなければならない。ネットワークを通してノードからノードへメッセージを転送するという構想は、低電力の無線器を使用することができるので有利であり、さらに無線メッシュネットワークは、１つの端末から他の端末へとメッセージの伝達をかなり広範な物理的エリアにわたり行うことができる。中央基地局へ直接通信する遠隔装置を使用するポイントツーポイントシステムとは異なり、高出力無線はメッシュネットワークに不要である。

「自己編成」とは、デバイス相互間、デバイスとデータ収集装置との間、またはデバイスといくつかのより高次な、より高速なデータバスへのブリッジまたはゲートウェイとの間で、通信するための代替経路を形成するメッシュネットワークの機能である。無線通信のための代替経路、冗長経路を有することは、周囲の環境または障害によって他の経路が遮断される、または通信速度が低下した場合であっても、通信を流すために少なくとも１つの代替経路を確保することにより、データの信頼性を高める。

各ノードからブリッジまたはゲートウェイへ渡される経路はダイナミックであり、これは、遮断される経路、または追加される新しい経路に応じて、上記経路を変更することができるということである。例えば、デバイスノードが指令を受けると、当該デバイスノードは自身が通信することのできるデバイス（即ち、近隣デバイス）のリストを生成する。このリストは、無線周波数（ＲＦ）の環境及びネットワークが占める物理的空間が（例えば、障壁または金属シールドが２つのデバイス間に構築されて当該デバイス間の通信を制限することによって）変化すると特にダイナミックになることがある。ダイナミックな近隣デバイスのリストに基づいて、ゲートウェイと協働するネットワークマネージャは、デバイス及びゲートウェイデバイス間の通信経路を規定する親子のデバイスを選択する。親子デバイスのリストもダイナミックであるが、一般的に近隣デバイスのリストよりはダイナミックでない。これらのダイナミック特性によって、無線メッシュネットワークの構成は連続的に変化する。

メッシュネットワークの動作を分析する１つの方法は、ネットワークによって生成された近隣デバイスのリスト、親子デバイスのリスト等に基づいてメッシュネットワークの構成を検証する方法である。ネットワークに関わる問題を診断するために、ネットワークの構成の変化が利用される。リストを分析する先行技術の方法は、近隣デバイス及び親子デバイスの対の少なくともいずれか一方の接続を線で図示して各ノードを表すことを含む。

単一または複数の無線デバイスが、単一の無線デバイス（または限られた数の無線デバイス）に依存して自身のメッセージをゲートウェイに転送する場合、障害ポイント（または通信ボトルネック）がメッシュネットワークに存在する可能性がある。無線デバイスの故障により、ネットワークにある他の無線デバイスがゲートウェイへ戻す経路を有さなくなる場合、当該故障した無線デバイスを障害ポイントと見なしてもよい。障害ポイントは、無線ネットワーク上で様々な好ましくない影響を与えるおそれがある。

第１に、障害ポイントを介して通信する必要のある無線デバイスは、通信の信頼性が低下している可能性がある。第２に、障害ポイントを介して通信する必要のある無線デバイスのバンド幅は制限される可能性があり、ネットワークパフォーマンスに悪影響を及ぼすことがある。第３に、障害ポイントである無線デバイスが、増大する通信負荷を伝送するために追加電力を消費することがある。これは、電池式装置（電池寿命の短縮を引き起こす）、または外部からエネルギーを捕捉する（例えば、太陽光発電により）において、特に重要である。

障害ポイントは、様々な状況で発生する。例えば、障害ポイントは、粗末なネットワーク設計またはネットワークの導入、絶えず変化するＲＦ環境、ネットワークが存在する物理空間の変化（ＲＦ環境に影響する）、及び運用しなくなった無線デバイス等によって発生する傾向がある。

無線デバイスが障害ポイントであるか否かに関する情報が、無線デバイスまたはゲートウェイによってもたらされることはない。多くの場合、無線メッシュネットワークのユーザは、１つまたは２つ以上の上述した問題が発生するまで、ネットワークに障害ポイントが存在することに気付かない。ユーザは、問題を発見した時点で検討を始め、障害ポイントを特定するために無線デバイス間の通信リンクの図を作成することがある。この方法は、無線メッシュネットワークの複雑さに応じて、数分から数時間を要することがある。ネットワークの通信特性を図及びグラフで表してしまえば、ユーザは、ネットワークの障害ポイントの原因となる問題点に取り組むことができる。

バッテリ電力の低下した障害ポイントが、致命的な状況になることがある。障害ポイントである無線デバイスが電力を使い果たすと、その無線通信は機能を停止する。無線メッシュネットワークは、ゲートウェイとの通信を障害ポイントに依存する他の無線デバイスと同様に、障害ポイントのデバイスを失うことになる。

他の場合として、電力損失による特定の無線デバイスの欠損のために、ネットワーク内の他のデバイスが障害ポイントになることがある。障害ポイントになるデバイスは、まだ十分なバッテリ残量であるにもかかわらず、無線メッシュネットワークの性能に好ましくない影響を与える可能性がある。

無線メッシュネットワーク内の無線デバイスは、無線デバイスによって検出されるプロセス変量の測定値に基づき、バッテリ状態をゲートウェイへ通知するのが一般的である。バッテリ電力低下警報を認識すると、無線メッシュネットワークのユーザが、その無線デバイスによって発生した（プロセス変量の）測定値の重要度に基づいてバッテリ交換の優先順位を決定することもある。しかしながら、このような優先順位の決定は、特定の無線デバイスのバッテリ電力低下状態が、その無線デバイスに障害ポイントとなる故障を引き起こすのか、及びネットワーク内の他の無線デバイスを障害ポイントにしてしまうのかの少なくとも一方について考慮されない。従って、ユーザは、バッテリ電力低下状態のデバイスによって他の無線デバイスの測定値が問題を有することに気付かないかもしれない。

無線メッシュネットワークは、ネットワークの無線デバイスによって生じる無線通信の統計データを評価して、無線メッシュネットワークが障害ポイントを有しているか否かを確認するために、デバイスマネージャを備える。警報が発せられると、信頼性、バンド幅、または無線デバイスの電源に有害な影響が生じる前に、ユーザは障害ポイントを修復するために行動することができる。

他の態様として、無線メッシュネットワークは、無線通信の統計データに加えてバッテリ状態を用い、ネットワーク性能を評価及び予測するデバイスマネージャを含む。デバイスマネージャは、バッテリ電力が低下して障害ポイントとなった無線デバイスの存在、またはバッテリ電力低下によって他のデバイスを障害ポイントにさせる可能性のある無線デバイスの存在をユーザに警告する。

ホストとフィールドデバイスとの間で通信が行われる自己編成メッシュネットワークシステムの概略図である。 近隣情報に基づいて障害ポイントを検出する１つの方法を示すフローチャートである。

図１は、プロセス通信システム１０を示している。プロセス通信システム１０は、ホストコンピュータ１２、高速ネットワーク１４、無線メッシュネットワーク１６（ゲートウェイ１８及び無線フィールドデバイスまたはノード２０ａ〜２０ｉ・・・２０Ｎを含む）、及びネットワークコンピュータ３０を備えている。ゲートウェイ１８は、高速ネットワーク１４を介して、メッシュネットワーク１６をホストコンピュータ１２と相互接続する。高速ネットワーク１４を介してホストコンピュータ１２からゲートウェイ１８へメッセージを伝送することが可能であり、その後、多くの異なる経路の１つを介してメッシュネットワーク１６の選択されたノードへメッセージが伝送される。同様に、メッシュネットワーク１６の個々のノードからのメッセージは、ゲートウェイ１８に到達するまで多くの経路の１つを通ってノードからノードへとメッシュネットワーク１６を介して転送され、その後、高速ネットワーク１４を介してホストコンピュータ１２へ伝送される。

ホストコンピュータ１２は、フィールドデバイス２０ａ〜２０Ｎへのメッセージの送信、及びフィールドデバイス２０ａ〜２０Ｎからのメッセージに含まれるデータの受信及び分析を容易にするアプリケーションプログラムを実行する分散制御方式ホストでもよい。ホストコンピュータ１２は、例えば、ユーザがフィールドデバイス２０ａ〜２０Ｎを監視して対話操作することができるアプリケーションプログラムとしてＡＭＳ（商標）デバイスマネージャを使用してもよい。ホストコンピュータ１２は、例えば、中央制御室に設置されてもよく、プロセス情報及び警報を制御室のオペレータスクリーンに表示するようにしてもよい。

ゲートウェイ１８は、多くの異なる通信プロトコルを使用して、ネットワーク１４を介してホストコンピュータ１２と通信することができる。１つの実施形態として、ネットワーク１４は、ゲートウェイ１８がＭＯＤＢＵＳプロトコルを使用してホストコンピュータ１２と通信することが可能な２線式通信リンクであるＲＳ４８５である。他の実施例として、ネットワーク１４はイーサネットであり、ネットワーク１４を介した通信は、イーサネットインタフェースを使用するＭＯＤＢＵＳ ＴＣＰ／ＩＰをサポートすることができる。

ゲートウェイ１８及び無線デバイス２０ａ〜２０Ｎは、無線通信プロトコルを使用して通信する。以下の説明では、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルを例として使用するが、無線メッシュネットワークで使用可能な他のプロトコルを使用することも可能である。ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）及びチャンネルホッピングを使用して無線ネットワーク１６内の通信を制御する。ネットワークマネージャ３２は、ゲートウェイ１８にある常駐ソフトウェアで実現されてもよく、無線フィールドデバイス２０ａ〜２０Ｎ及びゲートウェイ１８間の通信をスケジュールする。また、ネットワークマネージャ３２は、ゲートウェイ１８及び種々の無線デバイス２０ａ〜２０Ｎ間の通信経路を規定する。

時分割多元接続（ＴＤＭＡ）は、タイムスロットを使用し、様々なデバイス間の通信を開始させることができる。一連のタイムスロットは、ＴＤＭＡスーパーフレームの形式で定義される。ネットワークマネージャ３２は、通信用のスーパーフレーム内の特定のスロットにどのデバイスを割り当てるかを決定する。ネットワーク内のすべてのデバイスは、同期して通信を行う。また、ネットワークマネージャ３２は、割り当てられたデバイスが特定のタイムスロットの期間、通信するための特定のチャンネル及び特定の周波数を割り当てる。

ネットワークマネージャ３２は、ゲートウェイ１８から様々な無線デバイス２０ａ〜２０Ｎへメッセージを伝達する通信経路に加えて、無線デバイス２０ａ〜２０Ｎからゲートウェイ１８への返信メッセージの通信経路を規定する。メッセージの経路は、各無線デバイス２０ａ〜２０Ｎから受信した情報を用い、ネットワークマネージャ３２によって割り当てられる。各無線デバイスまたはノードの割り当てを行う際、ノードは他のノードと通信して近隣デバイスを規定する。無線デバイスと通信中のデバイスまたはゲートウェイが近隣デバイスとなる。各通信中に、各無線デバイスは、近隣デバイスとの間の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定する。また、各無線デバイスは、近隣デバイスとの無線通信に関する経路の安定性、ＲＳＳＩ及び他の無線通信の統計データの定期レポートを生成する。

ネットワークマネージャ３２は、メッセージの出力及び返送に使用する通信経路の決定において、近隣情報及びＲＳＳＩ情報を使用する。各通信経路について、ネットワークマネージャ３２は、経路の様々なホップまたはリンクに関わる親ノード及び子ノードを識別する。親ノードは、相手のデバイス（子ノード）に向け、自身を介して通信を通過させるデバイスである。子ノードは、第３のデバイスまたはゲートウェイに到達させるべく相手のデバイス（親ノード）を介して通信するデバイスである。親ノードまたは子ノードを近隣デバイスとすることができる。図１には、１つのゲートウェイ１８を有する無線メッシュネットワーク１６を示したが、他の実施形態として、２つ以上のゲートウェイが含まれていてもよい。その場合、これらのゲートウェイは、同じ無線プロトコル（この場合、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）が無線メッシュネットワーク１６の全体で機能するようにしてネットワークマネージャ３２を共有する。

例えば、ネットワークコンピュータ３０は、無線ネットワーク１６の監視及び点検のために保守要員によって使用されるコンピュータであってもよい。例えば、ネットワークコンピュータ３０は、機器及び電気（Ｉ＆Ｅ）保守工場に設置してもよい。デバイスマネージャ３４（例えば、エマソン・プロセス・マネジメント社のＡＭＳ（商標）デバイスマネージャ及びＡＭＳ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＳＮＡＰ−ＯＮであってもよい）は、ネットワークコンピュータ３０で実行するアプリケーションプログラムでもよい。メッシュネットワーク１６内の障害ポイントの存在のみならず、無線デバイスにおけるバッテリ電力低下状態に関し、保守要員に警報を出力するためにデバイスマネージャ３４を使用する。また、デバイスマネージャ３４は、障害ポイントによる影響、または障害ポイントによって起こり得る影響をユーザに通知してもよく、障害ポイントを解消する方法を提示してもよい。

各無線デバイス２０ａ〜２０Ｎは、ゲートウェイ１８に、無線通信の統計データを定期的に通知する。無線通信のこれらの統計データは、通信経路を決定し、タイムスロットを割り当てるために、ネットワークマネージャ３２が使用する。また、実在する障害ポイント、または潜在的な障害ポイントの存在の判定に、デバイスマネージャ３４が無線通信の統計データを使用してもよい。無線通信の統計データは、近隣デバイスの識別、各近隣デバイスからの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、各近隣デバイスへの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、各近隣デバイスとの通信成功率（経路安定性の目安）、特定のデバイスまたはノードに対する親及び子の数、親と子との比率、親と近隣デバイスとの比率、子と近隣デバイスとの比率、及びデバイスがゲートウェイ１８の無線領域内か否かの情報を含んでもよい。これらの無線通信の統計データは、所定期間にわたって蓄積され、所定の時間間隔、例えば１５分間隔で通知される。

また、各デバイスは、プロセスのパラメータ（例えば、温度、圧力、流量、液位）を検出し、ネットワークマネージャ３２によって規定されたスケジュールに基づいて、測定したプロセス変数を含むメッセージをゲートウェイ１８に送信する。測定したプロセス変数データと共に、各無線デバイス２０ａ〜２０Ｎは、そのデバイスの運用状態に関連する診断データも出力する。診断データ情報は、電源情報を含む。電池式のデバイスの場合、診断情報はバッテリ状態の表示を含む。診断情報は、ゲートウェイ１８によって受信され、ネットワーク１４を介して、ネットワークコンピュータ３０及びデバイスマネージャ３４に送信される。

デバイスマネージャ３４は、無線デバイス２０ａ〜２０Ｎからゲートウェイ１８によって受信された無線通信の統計データを使用し、無線ネットワーク１６の障害ポイントを分析する。デバイスマネージャ３４が、障害ポイントを特定するために情報を個々にまたは組み合わせて使用することのできる多くの異なる方法がある。例えば、ゲートウェイ１８の無線領域内にある無線デバイスの数に関する情報は、障害ポイントの状態の目安として使用することができる。３つ未満のデバイスがゲートウェイ１８の無線領域内にある、またはネットワーク１６内の全てのデバイスの所定の比率未満（例えば、１０％未満）のデバイスがゲートウェイ１８の無線領域内にあると、１つ以上の障害ポイントが存在する可能性がある。

障害ポイントを識別するもう１つの方法は、近隣デバイスの数を使用するものである。特定のデバイスが、非常に多くの数の近隣デバイスを有していると、当該デバイスが障害ポイントであると表示するようにしてもよい。図２に関して説明されるもう１つの方法では、近隣デバイスに関する各デバイスの個々の分析を、どのデバイスが障害ポイントかを特定するために使用することができる。

無線通信の統計データから障害ポイントを特定するもう１つの方法は、各ノードの親子の比率を使用するものである。デバイスが、非常に大きい、または非常に小さい親子の比率を有する場合に、障害ポイントを特定するようにしてもよい。また、デバイスマネージャ３４は、ネットワーク内の平均値からの親子比率の統計的偏差を障害ポイントの目安として使用することができる。親と近隣デバイスとの比率または子と近隣デバイスとの比率のような他の比率を使用して、同様の分析を行うこともできる。

ネットワーク１６内の各デバイスについて、近隣デバイスの平均値に対する特定のデバイスの近隣デバイスの数の統計的偏差により、問題のデバイスが障害ポイントであることを特定するようにしてもよい。

デバイスマネージャ３４が、無線メッシュネットワーク１６内の障害ポイントを識別すると、ネットワークコンピュータ３０を介して保守要員に警報を発する。警報は障害ポイントの存在を知らせ、また、障害ポイントである特定のデバイスを、デバイス番号または視覚的表現によって特定するようにしてもよい。警報を出力する際に、デバイスマネージャ３４は視覚的表示を行うようにしてもよく、この場合、個々のデバイス２０ａ〜２０Ｎは、それらが配置される区域の視覚表示と関連付けて表示される。このような表示の例は、２００９年２月２７日に出願した「視覚的デザイン、無線メッシュネットワークの構成、及び物理空間のためのシステム」という名称の同時係属出願番号１２／３９４３９９、で説明されている。この出願は本願と出願人が同一であり、参照により、その全てがここに編入されるものである。

無線デバイス２０ａ〜２０Ｎの１つからの診断情報がバッテリ電力低下状態と認識されると、デバイスマネージャ３４は、バッテリ電力低下状態を通知するデバイスがそれ自体に障害ポイントの可能性があるか、または自身の故障により、可能性のある障害ポイントを生じさせることになるのか否かに基づいて、出力するバッテリ電力低下警報に優先順位をつけることができる。デバイスマネージャ３４は、既存の無線通信の統計データを用い、バッテリ電力低下状態を通知するデバイスが現時点で障害ポイントとなっているか否かを判断する。また、バッテリ電力低下状態を通知するデバイスが、もはや無線メッシュネットワーク１６内に存在しない場合には、障害ポイントとなる可能性のあるデバイスを識別するための分析を行うことができる。

バッテリ電力低下状態の通知と関連付けて無線メッシュネットワーク１６に関する障害ポイントの分析を実行することによって、デバイスマネージャ３４は、優先順位を付けたバッテリ電力低下警報をユーザに提供することができる。一般に、バッテリ電力低下状態は、懸念される停電に優先して通知されることがある。障害ポイントに関係するようなバッテリ状態の優先順位を表示することによって、バッテリ電力低下状態を通知している無線デバイスについて、バッテリ電源の早期取り替えの緊急性をユーザに表示する。このようにして、最も高い優先度のバッテリ交換を最初に行えるように、メンテナンスを計画することができる。

前述したように、障害ポイントを特定するには多くの異なる方法がある。無線デバイスから無線通信の統計データを分析するために使用される特定の方法または方法の組み合わせは変えることができる。図２に１つの方法を示しており、これは、無線デバイスによって提供された近隣情報を使用して障害ポイントを特定するものである。この方法は、親子情報をデバイスへ要求することなく障害ポイントの特定を可能にする。

この方法は、まず近隣デバイスを有さないと識別された全てのデバイスを排除する。これらは、例えば、以前はネットワーク１６内で稼働状態であったが、撤去されたか交換されたデバイス、またはもはや運用されていないデバイスかもしれない。稼働しているデバイスの検査は、図２に示すように実行される。

図２は、障害ポイントか否かを確認するために検査される各無線デバイスＸの評価を示すフローチャートである。検査対象としてデバイスＸを識別すると（ステップ５０）、デバイスマネージャ３４は検査処理を開始する（ステップ５２）。初めに、デバイスマネージャ３４は、どの無線デバイスもゲートウェイ１６に到達することができないと仮定する（ステップ５４）。次に、デバイスマネージャ３４は、近隣デバイスを有するデバイスのリストにアクセスする（デバイスＸを除く）。近隣デバイスを有するデバイスのリストにある各デバイスＡに対し（ステップ５６）、デバイスマネージャ３４は、デバイスＡが近隣にゲートウェイを有するか否かを確認する（ステップ５８）。

当該確認結果が真（ＹＥＳ）の場合、デバイスマネージャ３４は、ゲートウェイに到達することができるデバイスのリストに、デバイスＡを追加する（ステップ６０）。また、デバイスマネージャ３４は、ゲートウェイに到達できないデバイスのリストからデバイスＡを削除する（ステップ６２）。そして、デバイスマネージャ３４は、リスト内の次のデバイスＡに進む（ステップ６４）。或いは、ステップ５８でデバイスＡが近隣にゲートウェイを有していないことを確認した場合、デバイスマネージャ３４は、次のデバイスＡに進む（ステップ６４）。

次に、デバイスマネージャ３４は、ゲートウェイに到達できないデバイスのリストにある各デバイスＢの検査を行う（ステップ６６）。デバイスマネージャ３４は、デバイスＢが、ゲートウェイに到達できるデバイスのリストにある近隣デバイスを有しているか否かを確認する（ステップ６８）。デバイスＢが、ゲートウェイに到達できるデバイスのリスト中の近隣デバイスを有している場合、デバイスＢをゲートウェイに到達できるデバイスのリストに追加し（ステップ７０）、ゲートウェイに到達できないデバイスのリストからデバイスＢを削除する（ステップ７２）。

そして、デバイスマネージャ３４は、ステップ７２から次のデバイスＢの検査へ進む（ステップ７４）。ステップ６８の確認結果が偽（ＮＯ）の場合（即ち、デバイスＢが、ゲートウェイに到達可能なデバイスのリストに近隣デバイスを有していない場合）、デバイスマネージャは次のデバイスＢへ進む（ステップ７４）。

検査対象の他のデバイスＢがある場合、デバイスマネージャ３４はステップ６６へ戻り、上記ステップを繰り返す。これは、最後のデバイスＢが検査されるまで続ける。最後のデバイスＢが検査されると、デバイスマネージャ３４は、ゲートウェイに到達できないデバイスのリストが空か否かを確認する（ステップ７６）。当該確認結果が真（ＹＥＳ）の場合、デバイスＸは障害ポイントではないと識別され（ステップ７８）、検査が終了する（ステップ８０）。

一方、ゲートウェイに到達できないデバイスのリストが空でない場合、デバイスマネージャ３４は、最新の反復処理中に、ゲートウェイに接続できないデバイスのリストからデバイスが削除されたか否かを確認する（ステップ８２）。当該確認結果が真（ＹＥＳ）の場合、デバイスマネージャ３４はステップ６６に戻る。当該判定結果が偽（ＮＯ）の場合、デバイスＸは障害ポイントと識別される（ステップ８４）。この時点で、この処理は終了する（ステップ８０）。図２に示した処理は、メッシュネットワーク１６内に近隣デバイスを有すると識別された各デバイスＸに対して繰り返される。全てのデバイスが図２の方法を使用して検査されたとき、デバイスマネージャ３４は障害ポイントと識別されるデバイスの完全なリストを有する。

図２に示した方法は、近隣情報だけを使用して障害ポイントを識別するという利点がある。この方法は、単独で使用してもよいし、説明したいくつかの他の方法と共に使用してもよい。

代表的な実施例を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更をしたり、各要素の等価物を代用したりすることが可能である。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに、特定の状況や素材を本発明の教示に適合させるべく、様々な変更を行うことが可能である。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるのもではなく、本発明は添付された請求項の範囲内に属する全ての実施形態を含むものである。

Claims (20)

1. ゲートウェイと、
   それぞれが無線通信の統計データとバッテリ状態とを該ゲートウェイへ通知する複数の無線デバイスと、
   前記無線デバイスが通知する無線通信の統計データに基づいて、前記無線デバイスと前記ゲートウェイとの間の通信をスケジュールし、前記ゲートウェイと前記無線デバイスとの間の通信経路を規定するネットワークマネージャと、
   前記無線通信の統計データに基づいて、メッシュネットワーク内の障害ポイントの存在を示す障害ポイント警報を出力するデバイスマネージャと、
   を備えることを特徴とする無線メッシュネットワーク。
2. 前記デバイスマネージャは、バッテリ状態データ及び該バッテリ状態データの情報源と関連付けた実在の障害ポイントまたは潜在的な障害ポイントに基づいて、優先順位を付与したバッテリ電力低下警報を出力することを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
3. 前記無線通信の統計データは、
   少なくとも１つの近隣デバイスの識別と、
   近隣デバイスからの受信信号強度と、
   近隣デバイスとの通信が成功する割合と、
   各無線デバイスに対する親の数と、
   前記各無線デバイスに対する子の数と、
   親子の比率と、
   親と近隣デバイスとの比率と、
   子と近隣デバイスとの比率と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
4. 前記デバイスマネージャは、前記ゲートウェイの無線領域内にある無線デバイスの数に基づいて障害ポイントの分析を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
5. 前記デバイスマネージャは、ネットワークにおける前記ゲートウェイの無線領域内にある全ての無線デバイスの割合に基づいて、障害ポイントを分析することを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
6. 前記デバイスマネージャは、前記各無線デバイスの近隣デバイスに基づいて障害ポイントの分析を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
7. 前記障害ポイントの分析は、前記ネットワーク内の無線デバイスあたりの近隣デバイスの数の平均値に対する、近隣デバイス及び１つの無線デバイスの数の標準偏差に対する評価を含むことを特徴とする請求項６に記載の無線メッシュネットワーク。
8. 前記デバイスマネージャは、親子の比率に基づいて障害ポイントを分析することを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
9. 前記障害ポイントの分析は、前記ネットワークに関する前記親子の比率の平均値に対する、１つの無線デバイスの親子の比率の統計的偏差の評価を含むことを特徴とする請求項８に記載の無線メッシュネットワーク。
10. 前記デバイスマネージャは、障害ポイントである特定の無線デバイスを視覚的に示す視覚表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線メッシュネットワーク。
11. 無線メッシュネットワークの無線デバイスから無線通信の統計データを収集するステップと、
    前記無線通信の統計データに基づいて、前記無線デバイスに対する通信経路、親子関係及び通信タイムスロットを規定するステップと、
    前記無線通信の統計データに基づいて、前記無線メッシュネットワーク内の障害ポイントを特定するステップと、
    前記障害ポイントの存在を知らせる警報を発するステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
12. 前記無線デバイスからバッテリ状態データを受信するステップと、
    バッテリ電力低下状態の無線デバイスが障害ポイントである場合に、優先順位が付与されたバッテリ電力低下警報を発するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記無線デバイスからバッテリ状態データを受信するステップと、
    バッテリ電力が低下した無線デバイスの異常が障害ポイントの発生を引き起こす可能性がある場合に、優先順位が付与されたバッテリ電力低下警報を発するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記無線通信の統計データは、
    少なくとも１つの近隣デバイスの識別と、
    近隣デバイスからの受信信号強度と、
    前記近隣デバイスとの通信が成功する割合と、
    各無線デバイスに対する親の数と、
    各無線デバイスに対する子の数と、
    親子の比率と、
    親と近隣デバイスとの比率と、
    子と近隣デバイスとの比率と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 障害ポイントの特定には、ゲートウェイの無線領域内にある無線デバイスの数に基づく障害ポイントの分析を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 障害ポイントの特定には、各無線デバイスの近隣デバイスに基づく障害ポイントの分析を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 障害ポイントの特定には、親子の比率、親と近隣デバイスとの比率、子と近隣デバイスとの比率の少なくとも１つに基づく障害ポイントの分析を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
18. 障害ポイントである特定の無線デバイスの視覚的な提示を含む視覚的表示をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
19. 無線メッシュネットワークの無線デバイスから無線通信の統計データを収集するステップと、
    前記無線通信の統計データに基づいて、前記無線デバイスの通信経路、親子関係、及び通信タイムスロットを規定するステップと、
    前記無線デバイスからバッテリ状態データを受信するステップと、
    前記バッテリ状態及び前記無線通信の統計データに基づいて、バッテリ電力低下警報を発するステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
20. 優先順位の付与された前記バッテリ電力低下警報は、バッテリ電力低下状態の無線デバイスが障害ポイントである場合、または前記無線デバイスの異常が前記無線メッシュネットワーク内の他の無線デバイスを障害ポイントとする可能性がある場合に発せられることを特徴とする請求項１９に記載の方法。

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