JP2015507387A - メッシュネットワークを形成する無線デバイスのためのワンクリック接続/切断機能 - Google Patents
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Abstract
本発明の一実施形態により、メッシュネットワークを生成、接続、又はそこから切断するためのシステム、電子デバイス、及び方法を説明する。本方法は、無線デバイスのメッシュネットワーキングボタンが起動された持続時間(又はプレスの数)を検出する第1の作動を含む。その後、第1の所定の持続時間(又はプレス)までのメッシュネットワーキングボタンの起動に応答して、第1のメッシュネットワークが、ユーザによる情報の付加的な入力なしに生成される。任意的に、少なくとも第2の所定の持続時間のメッシュネットワーキングボタンの起動に応答して、第2の所定の持続時間が、第1の所定の持続時間(又はボタンプレス)よりも時間的に長い(又はプレスの異なる数)場合に、電子デバイスは、電子デバイスによって以前に検出した第2のメッシュネットワークに加わる要求を出す。【選択図】 図7A
Description
[0001]
本発明は、一般的に、無線デバイスの接続性の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態の1つ又はそれよりも多くは、無線デバイス上の物理的又は仮想ボタンの起動に基づいてメッシュ又はアドホック無線ネットワークを生成、それに接続、又はそこから無線デバイス切断する方法及び装置に関する。
本発明は、一般的に、無線デバイスの接続性の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態の1つ又はそれよりも多くは、無線デバイス上の物理的又は仮想ボタンの起動に基づいてメッシュ又はアドホック無線ネットワークを生成、それに接続、又はそこから無線デバイス切断する方法及び装置に関する。
[0002]
無線ネットワークは、有線ネットワークを置換するか又はこれを拡張することができる柔軟性のあるデータ通信システムを提供する。無線周波数(RF)技術を使用して、データは、有線のケーブルなしに壁、天井、及びセメント構造を通して空中で送信及び受信することができる。これは、より高い自由度及び柔軟性の増大を提供する。
無線ネットワークは、有線ネットワークを置換するか又はこれを拡張することができる柔軟性のあるデータ通信システムを提供する。無線周波数(RF)技術を使用して、データは、有線のケーブルなしに壁、天井、及びセメント構造を通して空中で送信及び受信することができる。これは、より高い自由度及び柔軟性の増大を提供する。
[0003]
現在、様々な電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格(IEEE 802.11a/b/g/n)に従って作動する無線ネットワークは、2つの作動モード、すなわち、インフラストラクチャーモードとアドホックモードのうちの一方で構成することができる。今日までのところ、殆どのインストールされた無線ネットワークは、1つ又はそれよりも多くのアクセスポイント(AP)が有線分散ネットワーク(例えば、「イーサネット」)のためのインタフェースとして構成されるインフラストラクチャーモードで構成されかつ作動する。例えば、インフラストラクチャーモードでは、無線ネットワークインタフェースカード(NIC)を備えたラップトップコンピュータは、APとの通信を確立し、かつそれに関連付けることができ、従って、このデバイスのユーザは、有線ネットワークに接続したサーバ内のコンテンツにアクセスすることができる。
現在、様々な電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格(IEEE 802.11a/b/g/n)に従って作動する無線ネットワークは、2つの作動モード、すなわち、インフラストラクチャーモードとアドホックモードのうちの一方で構成することができる。今日までのところ、殆どのインストールされた無線ネットワークは、1つ又はそれよりも多くのアクセスポイント(AP)が有線分散ネットワーク(例えば、「イーサネット」)のためのインタフェースとして構成されるインフラストラクチャーモードで構成されかつ作動する。例えば、インフラストラクチャーモードでは、無線ネットワークインタフェースカード(NIC)を備えたラップトップコンピュータは、APとの通信を確立し、かつそれに関連付けることができ、従って、このデバイスのユーザは、有線ネットワークに接続したサーバ内のコンテンツにアクセスすることができる。
[0004]
アドホックモードで作動する場合に、各無線デバイス内の無線NICは、独立基本サービスセット(IBSS)ネットワーク構成で作動することが許される。従って、無線デバイスは、このような無線通信をサポートするためにAPを利用する代わりに、互いとのピアツーピア通信を実行する。アドホックモードによっても、ユーザは自発的に無線LANを形成することができる。例えば、IEEE 802.11無線チップセットを実装したラップトップを有する1群の社員は、コーヒーハウスに集まり、自分達のNICをアドホックモードに切り換えることによって小さなWLANを形成することができる。この結果、社員は、ケーブル又はAPを必要とすることなく、プレゼンテーションチャート及びスプレッドシートを共有することができると考えられる。
アドホックモードで作動する場合に、各無線デバイス内の無線NICは、独立基本サービスセット(IBSS)ネットワーク構成で作動することが許される。従って、無線デバイスは、このような無線通信をサポートするためにAPを利用する代わりに、互いとのピアツーピア通信を実行する。アドホックモードによっても、ユーザは自発的に無線LANを形成することができる。例えば、IEEE 802.11無線チップセットを実装したラップトップを有する1群の社員は、コーヒーハウスに集まり、自分達のNICをアドホックモードに切り換えることによって小さなWLANを形成することができる。この結果、社員は、ケーブル又はAPを必要とすることなく、プレゼンテーションチャート及びスプレッドシートを共有することができると考えられる。
[0005]
アドホックネットワークの1つのタイプは、メッシュネットワークと呼ばれ、これは、宛先に到着するまで1つの無線デバイスから別の無線デバイスに「ホッピング」することにより、損傷した又は塞がれた経路の周りの連続した接続及び再構成を考慮するものである。メッシュネットワークは、無線デバイスがいずれのインフラストラクチャー(例えば、AP)もなく複数のホップを通じて互いに全て接続することができるという点で他のネットワークと異なっている。
アドホックネットワークの1つのタイプは、メッシュネットワークと呼ばれ、これは、宛先に到着するまで1つの無線デバイスから別の無線デバイスに「ホッピング」することにより、損傷した又は塞がれた経路の周りの連続した接続及び再構成を考慮するものである。メッシュネットワークは、無線デバイスがいずれのインフラストラクチャー(例えば、AP)もなく複数のホップを通じて互いに全て接続することができるという点で他のネットワークと異なっている。
[0006]
メッシュネットワークの広範囲な受け入れを妨げてきた技術的な障害の1つは、ユーザが既存メッシュネットワークに加わるか又はメッシュネットワークを確立するために複数のアクションを実行するという要件である。特に、メッシュネットワークに加わるか又は形成するために、高レベルのユーザ対話が要求される。例えば、無線デバイスがメッシュネットワークに接続するか又はそれを確立しようと試みる場合に、その時点で、ユーザは、他のネットワークからそのメッシュネットワークを識別するために他のデバイスによってその後に使用されるメッシュ識別子を生成、入力、及び送信するように要求される。更に、接続の時点で、ユーザは、既存メッシュネットワークに接続するために再入力しなければならないパスフレーズを生成、入力、及び送信するように要求される。このユーザ対話の程度は、メッシュネットワーキングを作成及び/又は利用するネットワーキングプロトコルに参加することに違和感のある人々を脅かせる傾向がある。
メッシュネットワークの広範囲な受け入れを妨げてきた技術的な障害の1つは、ユーザが既存メッシュネットワークに加わるか又はメッシュネットワークを確立するために複数のアクションを実行するという要件である。特に、メッシュネットワークに加わるか又は形成するために、高レベルのユーザ対話が要求される。例えば、無線デバイスがメッシュネットワークに接続するか又はそれを確立しようと試みる場合に、その時点で、ユーザは、他のネットワークからそのメッシュネットワークを識別するために他のデバイスによってその後に使用されるメッシュ識別子を生成、入力、及び送信するように要求される。更に、接続の時点で、ユーザは、既存メッシュネットワークに接続するために再入力しなければならないパスフレーズを生成、入力、及び送信するように要求される。このユーザ対話の程度は、メッシュネットワーキングを作成及び/又は利用するネットワーキングプロトコルに参加することに違和感のある人々を脅かせる傾向がある。
[0007]
本発明を添付の図面の図に制限的ではなく一例として例示する。
本発明を添付の図面の図に制限的ではなく一例として例示する。
[0018]
以下の説明では、解説の目的のために、本発明の完全な理解を提供するための多数の特定の詳細が示されている。しかし、本発明は、これらの特定の詳細の一部がなくても実施することができることは当業者には明らかであろう。更に、以下の説明は、実施例を提供し、添付の図面は、例示的な目的のための様々な実施例を示している。しかし、これらの例は、全ての可能な実施の網羅的なリストを提供するのではなく、単に本発明の実施形態の例を提供するためであり、従って、制限の意味に解釈してはならない。他の例では、公知の構造及びデバイスは、様々な説明の実施形態の開示する特徴の詳細を曖昧にしないためにブロック図の形式で示されている。
以下の説明では、解説の目的のために、本発明の完全な理解を提供するための多数の特定の詳細が示されている。しかし、本発明は、これらの特定の詳細の一部がなくても実施することができることは当業者には明らかであろう。更に、以下の説明は、実施例を提供し、添付の図面は、例示的な目的のための様々な実施例を示している。しかし、これらの例は、全ての可能な実施の網羅的なリストを提供するのではなく、単に本発明の実施形態の例を提供するためであり、従って、制限の意味に解釈してはならない。他の例では、公知の構造及びデバイスは、様々な説明の実施形態の開示する特徴の詳細を曖昧にしないためにブロック図の形式で示されている。
I.一般的な概要
[0019]
本発明の実施形態は、実質的なユーザ対話なしにメッシュネットワークへの接続又はそこからの切断を生成かつ提供するためのシステム、無線デバイス、及び方法を概説する。特に、例えば、初期起動時又はデバイス登録中のようなメッシュ対応無線デバイスの設定中には、生成及びメッシュ認証及び/又はキー生成中に使用されるネットワーク識別子(ID)及びマスターパスフレーズのような1つ又はそれよりも多くのパラメータが、顧客によって入力されることになる。勿論、顧客がメッシュネットワーク設定を変更するか又は別のメッシュネットワークに参加すると判断した場合には、このようなパラメータは変更することができるように考えられている。エントリ後に、ネットワークID及び/又はパスフレーズを暗号化して無線デバイス内の安全な位置に格納することができる。無線デバイスがメッシュネットワークを生成する場合に、ネットワークID及び/又はパスフレーズをその新しく形成されたメッシュネットワークに対するネットワーク名及びパスコードを生成する論理への入力として使用することができる。しかし、既存メッシュネットワークに加わるデバイスでは、その後に生成されるパスコードが同じシード値を使用するように、パスフレーズを既存メッシュネットワークにおける他のデバイスに対して設定されたパスフレーズセットと同一にしなければならない。
[0019]
本発明の実施形態は、実質的なユーザ対話なしにメッシュネットワークへの接続又はそこからの切断を生成かつ提供するためのシステム、無線デバイス、及び方法を概説する。特に、例えば、初期起動時又はデバイス登録中のようなメッシュ対応無線デバイスの設定中には、生成及びメッシュ認証及び/又はキー生成中に使用されるネットワーク識別子(ID)及びマスターパスフレーズのような1つ又はそれよりも多くのパラメータが、顧客によって入力されることになる。勿論、顧客がメッシュネットワーク設定を変更するか又は別のメッシュネットワークに参加すると判断した場合には、このようなパラメータは変更することができるように考えられている。エントリ後に、ネットワークID及び/又はパスフレーズを暗号化して無線デバイス内の安全な位置に格納することができる。無線デバイスがメッシュネットワークを生成する場合に、ネットワークID及び/又はパスフレーズをその新しく形成されたメッシュネットワークに対するネットワーク名及びパスコードを生成する論理への入力として使用することができる。しかし、既存メッシュネットワークに加わるデバイスでは、その後に生成されるパスコードが同じシード値を使用するように、パスフレーズを既存メッシュネットワークにおける他のデバイスに対して設定されたパスフレーズセットと同一にしなければならない。
[0020]
本発明の一実施形態により、メッシュネットワークを生成するために、第1の(メッシュ対応)無線デバイスのボタン(例えば、物理的ボタン又は表示画面上に表示される論理的ボタン)は、少なくとも第1の所定の持続時間(例えば、3又はそれよりも多くの秒数、5又はそれよりも多くの秒数、20又はそれよりも多くの秒数のようなボタンの「長押し」)にわたって作動させることができる。代替的に、「メッシュネットワーキングボタン」と本明細書で呼ぶこのボタンは、感知することができるイベントが発生した状態で(例えば、発光ダイオード「LED」の色が変わった、オンスクリーンメッセージが表示されたなど)長押しによって「作動された」と考えることができる。
本発明の一実施形態により、メッシュネットワークを生成するために、第1の(メッシュ対応)無線デバイスのボタン(例えば、物理的ボタン又は表示画面上に表示される論理的ボタン)は、少なくとも第1の所定の持続時間(例えば、3又はそれよりも多くの秒数、5又はそれよりも多くの秒数、20又はそれよりも多くの秒数のようなボタンの「長押し」)にわたって作動させることができる。代替的に、「メッシュネットワーキングボタン」と本明細書で呼ぶこのボタンは、感知することができるイベントが発生した状態で(例えば、発光ダイオード「LED」の色が変わった、オンスクリーンメッセージが表示されたなど)長押しによって「作動された」と考えることができる。
[0021]
メッシュネットワーキングボタンが無線デバイス上の物理的ボタンである場合に、メッシュネットワーキングボタンがどのくらいの時間にわたって作動されたかを一般的にモニタするために、無線デバイスは、1つ又はそれよりも多くのカウンタに適応することができるように考えられている。作動時間を表すカウント値を無線デバイス内に実装されるプロセッサによって格納及びアクセス可能にすることができる。しかし、メッシュネットワーキングボタンが無線デバイス上の論理的ボタンである場合に、メッシュネットワーキングボタンが起動される時間をモニタするプロセッサによって実行されるソフトウエアに無線デバイスが適応することができるように考えられている。勿論、作動の一実施形態は、メッシュネットワーキングボタンが押された(すなわち、検出可能な力がメッシュネットワーキングボタンによって占められる範囲に具体的に加えられた)時間量をモニタすることができる。
メッシュネットワーキングボタンが無線デバイス上の物理的ボタンである場合に、メッシュネットワーキングボタンがどのくらいの時間にわたって作動されたかを一般的にモニタするために、無線デバイスは、1つ又はそれよりも多くのカウンタに適応することができるように考えられている。作動時間を表すカウント値を無線デバイス内に実装されるプロセッサによって格納及びアクセス可能にすることができる。しかし、メッシュネットワーキングボタンが無線デバイス上の論理的ボタンである場合に、メッシュネットワーキングボタンが起動される時間をモニタするプロセッサによって実行されるソフトウエアに無線デバイスが適応することができるように考えられている。勿論、作動の一実施形態は、メッシュネットワーキングボタンが押された(すなわち、検出可能な力がメッシュネットワーキングボタンによって占められる範囲に具体的に加えられた)時間量をモニタすることができる。
[0022]
メッシュネットワーキングボタンのこの特定の作動により、無線デバイスは、パスフレーズを使用して新しいメッシュネットワークを生成する。本発明の一実施形態により、ネットワークIDは、デバイスの初期設定中にユーザ定義のパラメータの1つ(パスフレーズなど)から取得される。例えば、ネットワークIDは、無線デバイスの媒体アクセス制御(MAC)アドレスからの特定の情報(例えば、最後の4ビットのようなソースMACアドレスからの複数のビット)と共にパスフレーズから取得することができる。新しいメッシュネットワークの生成後、無線デバイスは、メッシュ/IPプロトコルを実行し、それ自体のための「インターネットプロトコル(IP)」アドレスを取得する。
メッシュネットワーキングボタンのこの特定の作動により、無線デバイスは、パスフレーズを使用して新しいメッシュネットワークを生成する。本発明の一実施形態により、ネットワークIDは、デバイスの初期設定中にユーザ定義のパラメータの1つ(パスフレーズなど)から取得される。例えば、ネットワークIDは、無線デバイスの媒体アクセス制御(MAC)アドレスからの特定の情報(例えば、最後の4ビットのようなソースMACアドレスからの複数のビット)と共にパスフレーズから取得することができる。新しいメッシュネットワークの生成後、無線デバイスは、メッシュ/IPプロトコルを実行し、それ自体のための「インターネットプロトコル(IP)」アドレスを取得する。
[0023]
代替的に、既存メッシュネットワークに加わるために、第1の(メッシュ対応)無線デバイスのためのメッシュネットワーキングボタンが、第2の所定の持続時間(例えば、3秒未満、5秒未満のような「短押し」)にわたって作動される。メッシュネットワーキングボタンの短押しは、第1の無線デバイスをしてその信号伝達の近隣内のいずれかのメッシュネットワークを見つけようとしてネットワーク発見プロトコルを実行させることができる。特に、メッシュネットワークに加わりたい第1の無線デバイスは、既存メッシュネットワークの一部でありかつそのメッシュネットワーキングボタンを作動されている第2の無線デバイスが応答することができる要求メッセージをブロードキャストすることによって処理を開始する。これらの無線デバイス間の通信が確立された後、これらの無線デバイスは、メッシュ認証段階に入り、ここでパスフレーズから取得されたパスコードが認証のために第1の無線デバイスから第2の無線デバイスに送信される。メッシュ認証にパスした状態で、第1の無線デバイスは、自動IPフェーズに入り、IPアドレスを第1の無線デバイスに割り当ててプロトコルを完了する。
代替的に、既存メッシュネットワークに加わるために、第1の(メッシュ対応)無線デバイスのためのメッシュネットワーキングボタンが、第2の所定の持続時間(例えば、3秒未満、5秒未満のような「短押し」)にわたって作動される。メッシュネットワーキングボタンの短押しは、第1の無線デバイスをしてその信号伝達の近隣内のいずれかのメッシュネットワークを見つけようとしてネットワーク発見プロトコルを実行させることができる。特に、メッシュネットワークに加わりたい第1の無線デバイスは、既存メッシュネットワークの一部でありかつそのメッシュネットワーキングボタンを作動されている第2の無線デバイスが応答することができる要求メッセージをブロードキャストすることによって処理を開始する。これらの無線デバイス間の通信が確立された後、これらの無線デバイスは、メッシュ認証段階に入り、ここでパスフレーズから取得されたパスコードが認証のために第1の無線デバイスから第2の無線デバイスに送信される。メッシュ認証にパスした状態で、第1の無線デバイスは、自動IPフェーズに入り、IPアドレスを第1の無線デバイスに割り当ててプロトコルを完了する。
[0024]
更に、第1の無線デバイスが既にメッシュネットワークのメンバである場合に、第3の所定の時間(例えば、長押し)にわたるそのメッシュネットワーキングボタンの起動は、メッシュネットワークを形成する他の無線デバイスとの通信を中止するメッセージの送信をもたらすことができる。それによって第1の無線デバイスは、メッシュネットワークから迅速かつシームレスに切断される。
更に、第1の無線デバイスが既にメッシュネットワークのメンバである場合に、第3の所定の時間(例えば、長押し)にわたるそのメッシュネットワーキングボタンの起動は、メッシュネットワークを形成する他の無線デバイスとの通信を中止するメッセージの送信をもたらすことができる。それによって第1の無線デバイスは、メッシュネットワークから迅速かつシームレスに切断される。
II.システムアーキテクチャ
[0025]
以下の説明では、本発明の特定の特徴を説明するために特定の用語が使用される。例えば、「無線デバイス」という語は、一般的に、データ処理及び無線通信機能を備えた電子デバイスとして定義される。「メッシュ対応」という語は、一般的に、このような無線デバイスをまとめて特徴付ける同じエンティティ又はエンティティの群によって製造、承認、及び/又は販売された又は制限されたアドホックネットワークへのアクセスを許可されたものとして無線デバイスの特徴を説明するのに使用される。1群のメッシュ対応無線デバイスの例は、それに制限又は限定されるわけではないが、図1に示すようなSony(登録商標)BRAVIA(登録商標)デジタルテレビジョン、Sony(登録商標)Playstation3(登録商標)ゲームコンソール、Sony(登録商標)VAIO(登録商標)コンピュータ、又は他のSony(登録商標)固定及び手持ち式デバイス(例えば、Sony(登録商標)タブレット、Dash(登録商標)又はSony(登録商標)移動電話)を含む。
[0025]
以下の説明では、本発明の特定の特徴を説明するために特定の用語が使用される。例えば、「無線デバイス」という語は、一般的に、データ処理及び無線通信機能を備えた電子デバイスとして定義される。「メッシュ対応」という語は、一般的に、このような無線デバイスをまとめて特徴付ける同じエンティティ又はエンティティの群によって製造、承認、及び/又は販売された又は制限されたアドホックネットワークへのアクセスを許可されたものとして無線デバイスの特徴を説明するのに使用される。1群のメッシュ対応無線デバイスの例は、それに制限又は限定されるわけではないが、図1に示すようなSony(登録商標)BRAVIA(登録商標)デジタルテレビジョン、Sony(登録商標)Playstation3(登録商標)ゲームコンソール、Sony(登録商標)VAIO(登録商標)コンピュータ、又は他のSony(登録商標)固定及び手持ち式デバイス(例えば、Sony(登録商標)タブレット、Dash(登録商標)又はSony(登録商標)移動電話)を含む。
[0026]
「論理」及び「ユニット」という両方の語は、ハードウエア及び/又はソフトウエアを構成することができる。ハードウエアとして、論理(又はユニット)は、回路、半導体メモリ、組合せ論理などを含むことができる。ソフトウエアとして、論理(又はユニット)は、実行可能アプリケーション、アプリケーションプログラミングインタフェース(API)、サブルーチン、ファンクション、プロシージャ、オブジェクト方法/実装、アプレット、サーブレット、ルーチン、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ/動的ロードライブラリ、又は1つ又はそれよりも多くの命令の形式の実行可能コードのような1つ又はそれよりも多くのソフトウエアモジュールとすることができる。
「論理」及び「ユニット」という両方の語は、ハードウエア及び/又はソフトウエアを構成することができる。ハードウエアとして、論理(又はユニット)は、回路、半導体メモリ、組合せ論理などを含むことができる。ソフトウエアとして、論理(又はユニット)は、実行可能アプリケーション、アプリケーションプログラミングインタフェース(API)、サブルーチン、ファンクション、プロシージャ、オブジェクト方法/実装、アプレット、サーブレット、ルーチン、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ/動的ロードライブラリ、又は1つ又はそれよりも多くの命令の形式の実行可能コードのような1つ又はそれよりも多くのソフトウエアモジュールとすることができる。
[0027]
これらのソフトウエアモジュールは、適切な持続性ストレージ媒体又は一時的コンピュータ可読送信媒体のいずれのタイプにも格納することができるように考えられている。持続性ストレージ媒体の例は、それに制限又は限定されるわけではないが、プログラマブル回路;ランダムアクセスメモリ「RAM」のような揮発性メモリなどの半導体メモリ、又は読取専用メモリ、パワーバックRAM、フラッシュメモリ、相変化メモリ又は類似のような不揮発性メモリ;ハードディスクドライブ;光学ディスクドライブ;又はユニバーサルシリアルバス「USB」フラッシュドライブのような携帯式メモリデバイスを受け入れるためのいずれかのコネクタを含むことができる。一時的ストレージ媒体の例は、それに制限又は限定されるわけではないが、電気、光、音響、又は搬送波、赤外線信号、及びデジタル信号のような伝播信号の他の形式を含むことができる。
これらのソフトウエアモジュールは、適切な持続性ストレージ媒体又は一時的コンピュータ可読送信媒体のいずれのタイプにも格納することができるように考えられている。持続性ストレージ媒体の例は、それに制限又は限定されるわけではないが、プログラマブル回路;ランダムアクセスメモリ「RAM」のような揮発性メモリなどの半導体メモリ、又は読取専用メモリ、パワーバックRAM、フラッシュメモリ、相変化メモリ又は類似のような不揮発性メモリ;ハードディスクドライブ;光学ディスクドライブ;又はユニバーサルシリアルバス「USB」フラッシュドライブのような携帯式メモリデバイスを受け入れるためのいずれかのコネクタを含むことができる。一時的ストレージ媒体の例は、それに制限又は限定されるわけではないが、電気、光、音響、又は搬送波、赤外線信号、及びデジタル信号のような伝播信号の他の形式を含むことができる。
[0028]
「相互接続」という語は、情報のための論理的又は物理的通信経路として広義に定義される。従って、相互接続は、有線物理媒体(例えば、バス、1つ又はそれよりも多くの電線、トレース、ケーブルなど)又は無線媒体(例えば、無線信号伝達技術と組み合わせた無線)のようないずれかの通信媒体を使用して形成される。
「相互接続」という語は、情報のための論理的又は物理的通信経路として広義に定義される。従って、相互接続は、有線物理媒体(例えば、バス、1つ又はそれよりも多くの電線、トレース、ケーブルなど)又は無線媒体(例えば、無線信号伝達技術と組み合わせた無線)のようないずれかの通信媒体を使用して形成される。
[0029]
「メッセージ」という語は、ネットワーク上の送信のために構成された情報を表している。メッセージの1つのタイプは、単一のデータ単位としてまとめて作動する情報の1群のビットとして一般的に定義されるフレームである。メッセージの別のタイプは、パケット又はセルの集合である。「コンテンツ」という語は、ビデオ、オーディオ、画像、データファイル、又はこれらのいずれかの組合せを含む。「起動する」及び「起動」という語は、別のイベントを発生させる設定又は状態への配置に関する。
「メッセージ」という語は、ネットワーク上の送信のために構成された情報を表している。メッセージの1つのタイプは、単一のデータ単位としてまとめて作動する情報の1群のビットとして一般的に定義されるフレームである。メッセージの別のタイプは、パケット又はセルの集合である。「コンテンツ」という語は、ビデオ、オーディオ、画像、データファイル、又はこれらのいずれかの組合せを含む。「起動する」及び「起動」という語は、別のイベントを発生させる設定又は状態への配置に関する。
[0030]
図1を参照すると、多層メッシュネットワーク100の例示的な実施形態を説明している。多層メッシュネットワーク100(以下、「メッシュネットワーク」と呼ぶ)は、複数の(N≧2)サブネットワーク1101−110N(以下、単数形で「層」と呼ぶ)を備えた分散的メッシュネットワークとして作動する無線デバイスの集合を含む。本発明のこの実施形態に対して、メッシュネットワーク100のあらゆるデバイスの多くは、他の無線デバイスにデータを転送するように構成され、その性能機能及び電力制約に基づいて特定の層に割り当てられる。更に、層への無線デバイスの割り当ては、無線デバイスの性能機能に基づく判断であり、経路指定判断は、ネットワーク接続性及びデータを転送するその機能に基づいて無線デバイスによって行われる。
図1を参照すると、多層メッシュネットワーク100の例示的な実施形態を説明している。多層メッシュネットワーク100(以下、「メッシュネットワーク」と呼ぶ)は、複数の(N≧2)サブネットワーク1101−110N(以下、単数形で「層」と呼ぶ)を備えた分散的メッシュネットワークとして作動する無線デバイスの集合を含む。本発明のこの実施形態に対して、メッシュネットワーク100のあらゆるデバイスの多くは、他の無線デバイスにデータを転送するように構成され、その性能機能及び電力制約に基づいて特定の層に割り当てられる。更に、層への無線デバイスの割り当ては、無線デバイスの性能機能に基づく判断であり、経路指定判断は、ネットワーク接続性及びデータを転送するその機能に基づいて無線デバイスによって行われる。
[0031]
例えば、メッシュネットワーク100の一実施形態は、無線デバイスの機能に基づいて割り当てられた3つの(3)層を含む階層性アーキテクチャを特徴付ける。第1の層(「層1」)1001は、「インターネット」のような外部の公共ネットワークへのアクセスを確立かつ制御することができる。例えば、第1の層1101は、ケーブル又は直接加入者回線(DSL)接続又は3G/4G/WiMax(登録商標)/Outdoorメッシュを通じた従来の「インターネット」接続に似ている場合がある。図示のように、第1の層1101は、一般的に「ゲートウエイノード」と呼ぶ第1の無線デバイス120を含む。ゲートウエイノード120は、それに制限又は限定されるわけではないが、ケーブル又はDSLモデム、無線ルータ又はブリッジなどを含むことができる。図示されていないが、複数の通信経路を外部ネットワークに提供するためにメッシュネットワーク100内に複数のゲートウエイノードを存在させることができる。
例えば、メッシュネットワーク100の一実施形態は、無線デバイスの機能に基づいて割り当てられた3つの(3)層を含む階層性アーキテクチャを特徴付ける。第1の層(「層1」)1001は、「インターネット」のような外部の公共ネットワークへのアクセスを確立かつ制御することができる。例えば、第1の層1101は、ケーブル又は直接加入者回線(DSL)接続又は3G/4G/WiMax(登録商標)/Outdoorメッシュを通じた従来の「インターネット」接続に似ている場合がある。図示のように、第1の層1101は、一般的に「ゲートウエイノード」と呼ぶ第1の無線デバイス120を含む。ゲートウエイノード120は、それに制限又は限定されるわけではないが、ケーブル又はDSLモデム、無線ルータ又はブリッジなどを含むことができる。図示されていないが、複数の通信経路を外部ネットワークに提供するためにメッシュネットワーク100内に複数のゲートウエイノードを存在させることができる。
[0032]
メッシュネットワーク100の第2の層(「層2」)1102は、静止(固定位置)であり、かつ電気的に交流(AC)電力アウトレットに結合される傾向がある無線デバイスを相互接続する無線ネットワークバックホールを表すことができる。「静止無線デバイス」の例には、それに制限又は限定されるわけではないが、フラットパネルテレビジョン(130、131、及び132)、ゲームコンソール(140)、デスクトップコンピュータ(150)、又は通常は静止であり、電気的にAC電力アウトレットに結合されたいずれかの他のデバイスが含まれる。従って、静止無線デバイスは、これらが電力制約の影響を受けないので移動無線デバイス(以下に説明する)とは異なる傾向がある。
メッシュネットワーク100の第2の層(「層2」)1102は、静止(固定位置)であり、かつ電気的に交流(AC)電力アウトレットに結合される傾向がある無線デバイスを相互接続する無線ネットワークバックホールを表すことができる。「静止無線デバイス」の例には、それに制限又は限定されるわけではないが、フラットパネルテレビジョン(130、131、及び132)、ゲームコンソール(140)、デスクトップコンピュータ(150)、又は通常は静止であり、電気的にAC電力アウトレットに結合されたいずれかの他のデバイスが含まれる。従って、静止無線デバイスは、これらが電力制約の影響を受けないので移動無線デバイス(以下に説明する)とは異なる傾向がある。
[0033]
更に図1を参照すると、メッシュネットワーク100の第3の層(「層3」)1103は、第2の層1102に属する静止無線デバイスと1つ又はそれよりも多くの無線移動デバイス(160、162、164、166、168及び169)との間の相互接続を含むことができる。「移動無線デバイス」は、それに制限されるわけではないが、セルラー電話、タブレットコンピュータを含むいずれかの携帯式コンピュータ、手持ち式デバイス(例えば、携帯情報端末(PDA)、携帯式媒体プレーヤ又はビデオゲームプレーヤ、無線カメラ、リモート制御、携帯式音楽プレーヤなど)を含む無線接続性を備えたいずれかのバッテリ給電式消費者電子機器、又はいずれの非静止的消費者電子機器を含むことができる。
更に図1を参照すると、メッシュネットワーク100の第3の層(「層3」)1103は、第2の層1102に属する静止無線デバイスと1つ又はそれよりも多くの無線移動デバイス(160、162、164、166、168及び169)との間の相互接続を含むことができる。「移動無線デバイス」は、それに制限されるわけではないが、セルラー電話、タブレットコンピュータを含むいずれかの携帯式コンピュータ、手持ち式デバイス(例えば、携帯情報端末(PDA)、携帯式媒体プレーヤ又はビデオゲームプレーヤ、無線カメラ、リモート制御、携帯式音楽プレーヤなど)を含む無線接続性を備えたいずれかのバッテリ給電式消費者電子機器、又はいずれの非静止的消費者電子機器を含むことができる。
[0034]
ここで図2を参照すると、ブロック図は、メッシュネットワーク100内のメッシュ対応無線デバイス(図1の無線デバイス160など)のためのシステムプロトコルアーキテクチャ200のオープンシステム相互接続(OSI)層の表示の一実施形態を示している。ここでは、メッシュネットワークの生成、メッシュネットワークへの接続及び/又はそこからの切断を制御するようになっている無線デバイス160内の論理が、MAC層210とネットワーク(IP)層230の間に挟み込まれたメッシュネットワーク(WMN)層220内に配置される。一般的には「OSI層2.5」であると考えられるWMN層220の配置は、低OSI層と高OSI層の両方に透過的な拡張された機能を提供し、かつ容易に再構成することができる。
ここで図2を参照すると、ブロック図は、メッシュネットワーク100内のメッシュ対応無線デバイス(図1の無線デバイス160など)のためのシステムプロトコルアーキテクチャ200のオープンシステム相互接続(OSI)層の表示の一実施形態を示している。ここでは、メッシュネットワークの生成、メッシュネットワークへの接続及び/又はそこからの切断を制御するようになっている無線デバイス160内の論理が、MAC層210とネットワーク(IP)層230の間に挟み込まれたメッシュネットワーク(WMN)層220内に配置される。一般的には「OSI層2.5」であると考えられるWMN層220の配置は、低OSI層と高OSI層の両方に透過的な拡張された機能を提供し、かつ容易に再構成することができる。
[0035]
本発明の一実施形態により、WiFi保護設定250(ボタン作動を通じてメッシュネットワークを設定するための論理)は、自動PHY構成論理260、セキュリティ論理270、及び自動IPアドレス指定論理280と一体になって作用する。特に、自動PHY構成論理260は、既存メッシュネットワークの存在を判断するよう適用されている。本発明の一実施形態により、無線デバイスが給電された時に、自動PHY構成論理260は、図8に示すネットワーク発見メッセージのようなメッシュ位置メッセージをブロードキャストすることによって他のメッシュネットワークの存在を検出するよう、複数の無線チャネルを走査するように構成される。更に、自動PHY構成論理260は、他の無線デバイスから受信したメッシュ位置メッセージに応答するよう適用されている。
本発明の一実施形態により、WiFi保護設定250(ボタン作動を通じてメッシュネットワークを設定するための論理)は、自動PHY構成論理260、セキュリティ論理270、及び自動IPアドレス指定論理280と一体になって作用する。特に、自動PHY構成論理260は、既存メッシュネットワークの存在を判断するよう適用されている。本発明の一実施形態により、無線デバイスが給電された時に、自動PHY構成論理260は、図8に示すネットワーク発見メッセージのようなメッシュ位置メッセージをブロードキャストすることによって他のメッシュネットワークの存在を検出するよう、複数の無線チャネルを走査するように構成される。更に、自動PHY構成論理260は、他の無線デバイスから受信したメッシュ位置メッセージに応答するよう適用されている。
[0036]
セキュリティ論理270は、無線デバイス160からのメッセージングに対して応答側無線デバイスの認証を処理するよう適用されている。
セキュリティ論理270は、無線デバイス160からのメッセージングに対して応答側無線デバイスの認証を処理するよう適用されている。
[0037]
自動IPアドレス指定論理280は、メッシュ対応無線デバイスが認証されてメッシュネットワークに加わると、自動化「インターネットプロトコル(IP)」アドレス生成を提供することができる。特に、自動IPアドレス指定論理280は、固有のIPアドレスをメッシュネットワークに加わる無線デバイス160に割り当てるよう適用されている。本発明の一実施形態により、固有のIPアドレスの割り当ては、無線デバイス160のハードウエアMACアドレス(例えば、192.168.0.1から192.168.254.254のアドレス範囲の結果を提供する疑似ランダムに対するシードとしてのMACアドレス)の使用を通じてIPアドレスを選択し、更にIPアドレスをブロードキャストして衝突が発生するか否かを調べることによって達成することができる。衝突が発生する場合に、新しいIPアドレスが生成され、衝突検出のために再度ブロードキャストされる。衝突が検出されなかった場合に、IPアドレスが無線デバイス160によって使用される。
自動IPアドレス指定論理280は、メッシュ対応無線デバイスが認証されてメッシュネットワークに加わると、自動化「インターネットプロトコル(IP)」アドレス生成を提供することができる。特に、自動IPアドレス指定論理280は、固有のIPアドレスをメッシュネットワークに加わる無線デバイス160に割り当てるよう適用されている。本発明の一実施形態により、固有のIPアドレスの割り当ては、無線デバイス160のハードウエアMACアドレス(例えば、192.168.0.1から192.168.254.254のアドレス範囲の結果を提供する疑似ランダムに対するシードとしてのMACアドレス)の使用を通じてIPアドレスを選択し、更にIPアドレスをブロードキャストして衝突が発生するか否かを調べることによって達成することができる。衝突が発生する場合に、新しいIPアドレスが生成され、衝突検出のために再度ブロードキャストされる。衝突が検出されなかった場合に、IPアドレスが無線デバイス160によって使用される。
[0038]
ここで図3を参照すると、メッシュネットワークの一部を生成又はそれとして作動するように構成された無線デバイス300の実施形態を示すブロック図が示されている。ここでは、図1の層2デバイス(例えば、無線デバイス130−132又は150)又は層3デバイス(無線デバイス160、162、164など)のようなメッシュ対応無線デバイスである無線デバイス300は、無線チップセット315を使用する1つ又はそれよりも多くのプロセッサ310を含み、メモリ320及び通信インタフェース330にアクセスする。通信インタフェース330は、1つ又はそれよりも多くの同調可能アンテナ3351−335M(M≧1)を含むことができる。
ここで図3を参照すると、メッシュネットワークの一部を生成又はそれとして作動するように構成された無線デバイス300の実施形態を示すブロック図が示されている。ここでは、図1の層2デバイス(例えば、無線デバイス130−132又は150)又は層3デバイス(無線デバイス160、162、164など)のようなメッシュ対応無線デバイスである無線デバイス300は、無線チップセット315を使用する1つ又はそれよりも多くのプロセッサ310を含み、メモリ320及び通信インタフェース330にアクセスする。通信インタフェース330は、1つ又はそれよりも多くの同調可能アンテナ3351−335M(M≧1)を含むことができる。
[0039]
更に、無線デバイス300は、ユーザインタフェース340、カウント論理345、及び無線アドホックネットワーキング論理350を含む。ユーザインタフェース340は、カウント論理345がメッシュネットワーキングボタンの連続起動の持続時間をモニタするメッシュネットワーキングボタンという特徴を有することができる。ネットワーキング論理350は、無線デバイス300と無線デバイスの近くの他の無線デバイスとの間の無線通信を制御するよう適用されている場合に、ネットワーク形成論理360、ネットワーク発見論理370、発見応答論理380、及び認証論理390を含む。
更に、無線デバイス300は、ユーザインタフェース340、カウント論理345、及び無線アドホックネットワーキング論理350を含む。ユーザインタフェース340は、カウント論理345がメッシュネットワーキングボタンの連続起動の持続時間をモニタするメッシュネットワーキングボタンという特徴を有することができる。ネットワーキング論理350は、無線デバイス300と無線デバイスの近くの他の無線デバイスとの間の無線通信を制御するよう適用されている場合に、ネットワーク形成論理360、ネットワーク発見論理370、発見応答論理380、及び認証論理390を含む。
[0040]
一実施形態において、無線デバイス300が給電された場合に、ネットワーク発見論理370は、各チャネルを走査して他のメッシュネットワークの存在を検出することができる。IEEE 802.11規格に従って無線カードがアドホックモードで作動する場合に、様々なデバイスが、アドホックモードによる事前に定義された方式でメッセージを送出する。一実施形態において、少なくとも1つの静止無線デバイスを含むメッシュネットワークが確立された場合に、静止デバイスは、定期的にビーコンを送信し、標準的なアドホック作動を維持する。
一実施形態において、無線デバイス300が給電された場合に、ネットワーク発見論理370は、各チャネルを走査して他のメッシュネットワークの存在を検出することができる。IEEE 802.11規格に従って無線カードがアドホックモードで作動する場合に、様々なデバイスが、アドホックモードによる事前に定義された方式でメッセージを送出する。一実施形態において、少なくとも1つの静止無線デバイスを含むメッシュネットワークが確立された場合に、静止デバイスは、定期的にビーコンを送信し、標準的なアドホック作動を維持する。
[0041]
無線デバイス300の起動は、ネットワーク発見論理370をトリガし、利用可能なメッシュネットワークのリストを判断するよう、各無線チャネルを走査する1つ又はそれよりも多くの802.11「アドホック」機能を実行することができる。検出された信号(ビーコンなど)に基づいて、ネットワーク発見論理370は、アドホックモードで作動している1つ又はそれよりも多くの無線ネットワークを識別することができる。ネットワーク発見論理370は、1つ又はそれよりも多くのセキュリティパラメータを送信して、1つ又はそれよりも多くの識別された無線アドホックネットワークからメッシュネットワークを検出することができる。これらのセキュリティパラメータにより、メッシュネットワーク内の既存無線デバイスは、無線デバイス300を同じオリジナル機器製造業者(OEM)からの電子デバイスとして検証することができる。発見応答論理380は、デバイス300がメッシュネットワークの無線デバイスである場合にネットワーク発見要求に応答することができる。図8に示すような認証処理を認証論理390によって実行することができる。
無線デバイス300の起動は、ネットワーク発見論理370をトリガし、利用可能なメッシュネットワークのリストを判断するよう、各無線チャネルを走査する1つ又はそれよりも多くの802.11「アドホック」機能を実行することができる。検出された信号(ビーコンなど)に基づいて、ネットワーク発見論理370は、アドホックモードで作動している1つ又はそれよりも多くの無線ネットワークを識別することができる。ネットワーク発見論理370は、1つ又はそれよりも多くのセキュリティパラメータを送信して、1つ又はそれよりも多くの識別された無線アドホックネットワークからメッシュネットワークを検出することができる。これらのセキュリティパラメータにより、メッシュネットワーク内の既存無線デバイスは、無線デバイス300を同じオリジナル機器製造業者(OEM)からの電子デバイスとして検証することができる。発見応答論理380は、デバイス300がメッシュネットワークの無線デバイスである場合にネットワーク発見要求に応答することができる。図8に示すような認証処理を認証論理390によって実行することができる。
[0042]
図3を参照すると、一実施形態において、無線デバイス300がメッシュネットワークの存在を検出しなかった場合に、ネットワーク形成論理360が、ネットワークイニシエータフェーズに入り、デバイス300をメッシュネットワークの移動無線デバイス又は静止無線デバイスのいずれかとして設定することができる。例えば、図1を再度参照すると、フラットパネルテレビジョン(TV)130は、最初に図1のメッシュネットワーク100の第1の静止無線デバイスになることができる。このような実施形態により、TV130は、いずれかの新しく追加された電子デバイスによってメッシュネットワーク100の識別を可能にするよう、定期的にビーコンを発する無線NICを含む。例えば、デスクトップコンピュータ150は、起動時に、図4に示すような独自仕様フォーマットに基づいて編成される接続要求メッセージに応答して、TV130から受信した応答に基づいてメッシュネットワーク100の存在を検出することができる。
図3を参照すると、一実施形態において、無線デバイス300がメッシュネットワークの存在を検出しなかった場合に、ネットワーク形成論理360が、ネットワークイニシエータフェーズに入り、デバイス300をメッシュネットワークの移動無線デバイス又は静止無線デバイスのいずれかとして設定することができる。例えば、図1を再度参照すると、フラットパネルテレビジョン(TV)130は、最初に図1のメッシュネットワーク100の第1の静止無線デバイスになることができる。このような実施形態により、TV130は、いずれかの新しく追加された電子デバイスによってメッシュネットワーク100の識別を可能にするよう、定期的にビーコンを発する無線NICを含む。例えば、デスクトップコンピュータ150は、起動時に、図4に示すような独自仕様フォーマットに基づいて編成される接続要求メッセージに応答して、TV130から受信した応答に基づいてメッシュネットワーク100の存在を検出することができる。
III.システム機能
[0043]
図4は、図3のメッシュ対応無線デバイス300が初期メッシュネットワーク設定のために使用するメッセージングフォーマットを表すメッシュネットワークメッセージ400の例示的なフォーマットを示している。例えば、無線デバイスがその無線環境を分析するネットワーク発見フェーズ中に、各新しい無線デバイス(無線デバイス160など)は、ネットワーク走査を実行して、その近くの全ての無線ネットワークを見つけることができる。次に、無線デバイス160は、その近くのメッシュネットワークを識別しようとして、全ての識別されたメッシュネットワークへのブロードキャスト又はマルチキャストとしてメッセージを送信する。メッシュネットワークの既存無線デバイスは、新しい接続を確立するのに必要な適切な詳細によってメッセージに応答する。
[0043]
図4は、図3のメッシュ対応無線デバイス300が初期メッシュネットワーク設定のために使用するメッセージングフォーマットを表すメッシュネットワークメッセージ400の例示的なフォーマットを示している。例えば、無線デバイスがその無線環境を分析するネットワーク発見フェーズ中に、各新しい無線デバイス(無線デバイス160など)は、ネットワーク走査を実行して、その近くの全ての無線ネットワークを見つけることができる。次に、無線デバイス160は、その近くのメッシュネットワークを識別しようとして、全ての識別されたメッシュネットワークへのブロードキャスト又はマルチキャストとしてメッセージを送信する。メッシュネットワークの既存無線デバイスは、新しい接続を確立するのに必要な適切な詳細によってメッセージに応答する。
[0044]
より具体的には、例示的な実施形態として図4に示すように、メッシュネットワークメッセージ400は、(i)メッセージヘッダ402、(ii)メッセージコンテンツ410、及び(iii)メッセージテール412を含むことができる。ここでは、この例示的な実施形態により、メッセージヘッダ402は、メッシュネットワークバージョン404、特定のメッセージを識別するトランザクション(メッセージ)ID406、メッセージを送信している無線デバイスのタイプ(層−1、層−2、又は層−3など)を示すタイプパラメータ408を含む。メッセージコンテンツ410は、不法侵入者からデータを保護し、かつデータがターゲットにされる無線デバイスによってのみアクセスすることができることを保証するよう、任意的に符号化又は暗号化されたデータを含むことができる。メッセージテール412は、ネットワークコード414を含む。本発明の一実施形態において、各メッセージは、全メッセージが誤りなしに受信したことを保証するために所定回数だけ繰り返すことができるネットワークコード414で終わる。
より具体的には、例示的な実施形態として図4に示すように、メッシュネットワークメッセージ400は、(i)メッセージヘッダ402、(ii)メッセージコンテンツ410、及び(iii)メッセージテール412を含むことができる。ここでは、この例示的な実施形態により、メッセージヘッダ402は、メッシュネットワークバージョン404、特定のメッセージを識別するトランザクション(メッセージ)ID406、メッセージを送信している無線デバイスのタイプ(層−1、層−2、又は層−3など)を示すタイプパラメータ408を含む。メッセージコンテンツ410は、不法侵入者からデータを保護し、かつデータがターゲットにされる無線デバイスによってのみアクセスすることができることを保証するよう、任意的に符号化又は暗号化されたデータを含むことができる。メッセージテール412は、ネットワークコード414を含む。本発明の一実施形態において、各メッセージは、全メッセージが誤りなしに受信したことを保証するために所定回数だけ繰り返すことができるネットワークコード414で終わる。
[0045]
一例として、図5は、メッシュネットワークメッセージ400の2つのタイプの例示的なフォーマット、すなわち、データメッセージ550と制御メッセージ520を示している。ここでは、本発明のこの実施形態によって、データメッセージ510及び制御メッセージ520の両方は、「イーサネット」ヘッダ570の後に挿入された24バイトヘッダ560を含む「イーサネット」パケット550内にこれらのメッセージをカプセル化することによって経路指定される。ヘッダ560は、メッセージ400の宛先を識別するよう、宛先MACアドレス(dst_mac)580、及びメッセージ400のソースを識別するよう、ソースMAC(src_mac)アドレス582を含む。それに制限又は限定されるわけではないが、システムプロトコルアーキテクチャのバージョンを識別するプロトコルバージョン番号(ver)、データ又は制御としてのフレームタイプ(frame_ctl)、フレーム長(len)、QoS特徴、各ホップが1ずつTTL値を低減する場合にメッセージがネットワーク上で「ライブ」であることを許される時間(ホップでの)を指定する有効期間(TTL)値、完全なメッセージトランザクション内のフレームのシーケンスを示すシーケンスナンバー、及びデータプロトコルタイプを含む他の情報584も、ヘッダ570内に配置することができる。
一例として、図5は、メッシュネットワークメッセージ400の2つのタイプの例示的なフォーマット、すなわち、データメッセージ550と制御メッセージ520を示している。ここでは、本発明のこの実施形態によって、データメッセージ510及び制御メッセージ520の両方は、「イーサネット」ヘッダ570の後に挿入された24バイトヘッダ560を含む「イーサネット」パケット550内にこれらのメッセージをカプセル化することによって経路指定される。ヘッダ560は、メッセージ400の宛先を識別するよう、宛先MACアドレス(dst_mac)580、及びメッセージ400のソースを識別するよう、ソースMAC(src_mac)アドレス582を含む。それに制限又は限定されるわけではないが、システムプロトコルアーキテクチャのバージョンを識別するプロトコルバージョン番号(ver)、データ又は制御としてのフレームタイプ(frame_ctl)、フレーム長(len)、QoS特徴、各ホップが1ずつTTL値を低減する場合にメッセージがネットワーク上で「ライブ」であることを許される時間(ホップでの)を指定する有効期間(TTL)値、完全なメッセージトランザクション内のフレームのシーケンスを示すシーケンスナンバー、及びデータプロトコルタイプを含む他の情報584も、ヘッダ570内に配置することができる。
[0046]
制御メッセージ(例えば、ネットワーク発見、認証など)に対して、4バイト制御ヘッダ530が、ヘッダ570の後に挿入され、ここで制御ヘッダ530は、タイプ532、並びにヘッダ長534及びメッセージ長536を含む。制御ヘッダ530の後に、制御メッセージ520のメッセージ本体(コンテンツ)540が挿入される。ネットワーク発見メッセージでは、例えば、メッセージ本体540は、以下に説明するように「チャレンジテキスト」である。
制御メッセージ(例えば、ネットワーク発見、認証など)に対して、4バイト制御ヘッダ530が、ヘッダ570の後に挿入され、ここで制御ヘッダ530は、タイプ532、並びにヘッダ長534及びメッセージ長536を含む。制御ヘッダ530の後に、制御メッセージ520のメッセージ本体(コンテンツ)540が挿入される。ネットワーク発見メッセージでは、例えば、メッセージ本体540は、以下に説明するように「チャレンジテキスト」である。
[0047]
対照的に、データメッセージ510に対して、OSIネットワーク層から受信されたIPデータパケットは、制御ヘッダ530及びメッセージ本体540の代わりに、ヘッダ570の後の「イーサネット」パケット550に添付される。
対照的に、データメッセージ510に対して、OSIネットワーク層から受信されたIPデータパケットは、制御ヘッダ530及びメッセージ本体540の代わりに、ヘッダ570の後の「イーサネット」パケット550に添付される。
[0048]
ここで図6を参照すると、新しいメッシュネットワークを生成するためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。新しいメッシュネットワークを生成する前に、無線デバイスは、例えば、初期設定などでアドホックモードで作動し、デバイス構成処理(項目600)を実行する。従って、デバイス構成処理は、無線デバイスを設定するか又は無線デバイスを製造業者又は製造業者のエージェントに登録するための処理の一部とすることができる。デバイス構成処理中、マスターパスフレーズ(例えば、英数字文字列)が入力され、無線デバイス内にセキュアに格納される(例えば、マスターパスフレーズを暗号化し、暗号化された結果を格納する)。
ここで図6を参照すると、新しいメッシュネットワークを生成するためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。新しいメッシュネットワークを生成する前に、無線デバイスは、例えば、初期設定などでアドホックモードで作動し、デバイス構成処理(項目600)を実行する。従って、デバイス構成処理は、無線デバイスを設定するか又は無線デバイスを製造業者又は製造業者のエージェントに登録するための処理の一部とすることができる。デバイス構成処理中、マスターパスフレーズ(例えば、英数字文字列)が入力され、無線デバイス内にセキュアに格納される(例えば、マスターパスフレーズを暗号化し、暗号化された結果を格納する)。
[0049]
例示的な一例として、ユーザが、初期デバイス構成中に生成及び表示されるメニューからエントリを選択することによってパスフレーズを入力することができる。代替的に、デバイス構成処理中にユーザによって入力デバイス(例えば、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンなど)を通じてパスフレーズを入力することができる。例えば、デバイス構成処理中に無線デバイスのユーザに提示される1つ又はそれよりも多くの質問に応じた回答からパスフレーズを生成することができ、又は直接にパスフレーズを入力することができる。別の代替として、無線デバイスに割り当てられたMACアドレスに少なくとも一部基づいてパスフレーズが形成される。
例示的な一例として、ユーザが、初期デバイス構成中に生成及び表示されるメニューからエントリを選択することによってパスフレーズを入力することができる。代替的に、デバイス構成処理中にユーザによって入力デバイス(例えば、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンなど)を通じてパスフレーズを入力することができる。例えば、デバイス構成処理中に無線デバイスのユーザに提示される1つ又はそれよりも多くの質問に応じた回答からパスフレーズを生成することができ、又は直接にパスフレーズを入力することができる。別の代替として、無線デバイスに割り当てられたMACアドレスに少なくとも一部基づいてパスフレーズが形成される。
[0050]
無線デバイスに割り当てられたMACアドレスの少なくとも一部分が使用される場合に、ユーザ入力に基づいて又は自動的にネットワークIDが設定されることが想定される。ネットワークIDは、他の無線デバイスイシューがこのメッシュネットワークへの接続性を要求する場合がある時にメッシュネットワークを識別するのに使用され、パスコードが認証のために使用される。しかし、ネットワークIDは、以下に説明するように処理の後の方で設定することが想定される。
無線デバイスに割り当てられたMACアドレスの少なくとも一部分が使用される場合に、ユーザ入力に基づいて又は自動的にネットワークIDが設定されることが想定される。ネットワークIDは、他の無線デバイスイシューがこのメッシュネットワークへの接続性を要求する場合がある時にメッシュネットワークを識別するのに使用され、パスコードが認証のために使用される。しかし、ネットワークIDは、以下に説明するように処理の後の方で設定することが想定される。
[0051]
ある一定の様式のメッシュネットワーキングボタンの起動の検出時に、無線デバイスは、ネットワーク形成モードに置かれる(項目610及び620)。起動の様式の例は、第1の所定の持続時間のメッシュネットワーキングボタンの起動である「長押し」、連続した複数の起動などを含むことができる。ネットワーク形成モードで作動する時に、無線デバイスは、メッシュ認証のためにその後に使用されるメッシュパスコードを生成する(項目630)。任意的に、この時点で、ネットワークIDも設定することができる(項目640)。
ある一定の様式のメッシュネットワーキングボタンの起動の検出時に、無線デバイスは、ネットワーク形成モードに置かれる(項目610及び620)。起動の様式の例は、第1の所定の持続時間のメッシュネットワーキングボタンの起動である「長押し」、連続した複数の起動などを含むことができる。ネットワーク形成モードで作動する時に、無線デバイスは、メッシュ認証のためにその後に使用されるメッシュパスコードを生成する(項目630)。任意的に、この時点で、ネットワークIDも設定することができる(項目640)。
[0052]
マスターパスフレーズ全体又はマスターパスフレーズの少なくとも一部分(例えば、マスターパスフレーズを形成する特定のビット)を使用してネットワークID及びメッシュパスコードを生成することが想定される。一例として、ネットワークID及び/又はメッシュパスコードは、無線デバイスに割り当てられたMACアドレス内の(i)マスターパスフレーズ及び(ii)ビットにおけるビットワイズ論理作動(例えば、AND、OR、XORなど)を実行することによって生成された結果とすることができる。別の例として、ネットワークID及び/又はメッシュパスコードは、マスターパスフレーズ上で連結、ハッシュ、又はいずれかの他の演算又は論理作動を実行することによって生成された結果とすることができる。
マスターパスフレーズ全体又はマスターパスフレーズの少なくとも一部分(例えば、マスターパスフレーズを形成する特定のビット)を使用してネットワークID及びメッシュパスコードを生成することが想定される。一例として、ネットワークID及び/又はメッシュパスコードは、無線デバイスに割り当てられたMACアドレス内の(i)マスターパスフレーズ及び(ii)ビットにおけるビットワイズ論理作動(例えば、AND、OR、XORなど)を実行することによって生成された結果とすることができる。別の例として、ネットワークID及び/又はメッシュパスコードは、マスターパスフレーズ上で連結、ハッシュ、又はいずれかの他の演算又は論理作動を実行することによって生成された結果とすることができる。
[0053]
パスフレーズ全体又はパスフレーズの少なくとも一部分(例えば、マスターパスフレーズを形成する特定のビット)は、同じメッシュネットワークを共有する他の無線デバイスに実装されるパスフレーズと同一でなければならないと想定される。
パスフレーズ全体又はパスフレーズの少なくとも一部分(例えば、マスターパスフレーズを形成する特定のビット)は、同じメッシュネットワークを共有する他の無線デバイスに実装されるパスフレーズと同一でなければならないと想定される。
[0054]
メッシュネットワークが生成された後、無線デバイスは、自動IP構成処理を実行する(項目650)。自動IP構成処理は、無線デバイス(及びメッシュネットワークに加わることを要求するいずれかの次の無線デバイス)に固有のIPアドレスを割り当てるよう適用されている。IPアドレスは、無線デバイスのMACアドレスを使用して生成される。例えば、本発明の一実施形態により、MACアドレスは、所定のアドレス範囲(例えば、アドレス192.168.0.1から192.168.254.254)内の結果アドレスを生成する疑似ランダム発生器に対するシード値として使用される。IPアドレスが無線デバイスに割り当てられた後、無線デバイスは、メッシュネットワーク上でIPアドレスをブロードキャストし、衝突が発生した(すなわち、別の無線デバイスが同じIPアドレスを有する)ことを識別する応答を待つ。衝突が発生した場合に、MACアドレスを使用して、無線デバイスは、IPアドレスを再生成し、衝突検出を再度実行する。定められた期間内に衝突が検出されなかった場合に、そのIPアドレスは、この時点でメッシュネットワークの外側の通信のために無線デバイスに割り当てられる。
メッシュネットワークが生成された後、無線デバイスは、自動IP構成処理を実行する(項目650)。自動IP構成処理は、無線デバイス(及びメッシュネットワークに加わることを要求するいずれかの次の無線デバイス)に固有のIPアドレスを割り当てるよう適用されている。IPアドレスは、無線デバイスのMACアドレスを使用して生成される。例えば、本発明の一実施形態により、MACアドレスは、所定のアドレス範囲(例えば、アドレス192.168.0.1から192.168.254.254)内の結果アドレスを生成する疑似ランダム発生器に対するシード値として使用される。IPアドレスが無線デバイスに割り当てられた後、無線デバイスは、メッシュネットワーク上でIPアドレスをブロードキャストし、衝突が発生した(すなわち、別の無線デバイスが同じIPアドレスを有する)ことを識別する応答を待つ。衝突が発生した場合に、MACアドレスを使用して、無線デバイスは、IPアドレスを再生成し、衝突検出を再度実行する。定められた期間内に衝突が検出されなかった場合に、そのIPアドレスは、この時点でメッシュネットワークの外側の通信のために無線デバイスに割り当てられる。
[0055]
その後、他の無線デバイスが、無線デバイスによって確立されたメッシュネットワークへの接続性を要求した場合に、要求側無線デバイスが認証されてメッシュネットワークに加わることができることを確認するようメッシュ認証処理が行われる。これは、接続要求メッセージの一部として無線デバイスの公開鍵を有する要求側無線デバイスによって計算されたパスコードを暗号化することによって達成することができる(以下に説明)。無線デバイスは、暗号化されたパスコードを解読し、その結果を内部で生成されてそこに格納されているパスコードと比較する。受信したパスコードが内部で生成されたパスコードに合致した場合に、要求側無線デバイスが認証される。
その後、他の無線デバイスが、無線デバイスによって確立されたメッシュネットワークへの接続性を要求した場合に、要求側無線デバイスが認証されてメッシュネットワークに加わることができることを確認するようメッシュ認証処理が行われる。これは、接続要求メッセージの一部として無線デバイスの公開鍵を有する要求側無線デバイスによって計算されたパスコードを暗号化することによって達成することができる(以下に説明)。無線デバイスは、暗号化されたパスコードを解読し、その結果を内部で生成されてそこに格納されているパスコードと比較する。受信したパスコードが内部で生成されたパスコードに合致した場合に、要求側無線デバイスが認証される。
[0056]
図7Aを参照すると、第1の作動モードで作動する第1の(メッシュ対応)無線デバイスによる既存メッシュネットワークに加わるための作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。上述したように、既存メッシュネットワークに加わろうとする前に、無線デバイスは、無線デバイス内にセキュアに格納されるマスターパスフレーズを生成するようデバイス構成処理を実行する(項目700)。更に、デバイスは、既存メッシュネットワークの一部ではない。
図7Aを参照すると、第1の作動モードで作動する第1の(メッシュ対応)無線デバイスによる既存メッシュネットワークに加わるための作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。上述したように、既存メッシュネットワークに加わろうとする前に、無線デバイスは、無線デバイス内にセキュアに格納されるマスターパスフレーズを生成するようデバイス構成処理を実行する(項目700)。更に、デバイスは、既存メッシュネットワークの一部ではない。
[0057]
異なる様式のメッシュネットワーキングボタンの起動の検出時に、無線デバイスは、「ネットワーク発見モード」と呼ぶ第1の作動モードに入る(項目705及び710)。以前に識別された以外の起動の異なる様式の例は、上述の識別された第1の所定の持続時間よりも短い第2の所定の持続時間のメッシュネットワーキングボタンの起動である「短押し」や、単一の起動などを含むことができる。ネットワーク発見モードでは、無線デバイスは、図8に詳しく上述したように無線デバイスが加わることができる既存メッシュネットワークの存在を判断しようとして、異なる無線チャネルを通じて1つ又はそれよりも多くのメッセージを送信する(項目715)。
異なる様式のメッシュネットワーキングボタンの起動の検出時に、無線デバイスは、「ネットワーク発見モード」と呼ぶ第1の作動モードに入る(項目705及び710)。以前に識別された以外の起動の異なる様式の例は、上述の識別された第1の所定の持続時間よりも短い第2の所定の持続時間のメッシュネットワーキングボタンの起動である「短押し」や、単一の起動などを含むことができる。ネットワーク発見モードでは、無線デバイスは、図8に詳しく上述したように無線デバイスが加わることができる既存メッシュネットワークの存在を判断しようとして、異なる無線チャネルを通じて1つ又はそれよりも多くのメッセージを送信する(項目715)。
[0058]
メッシュネットワークが見つかったイベントにおいて、無線デバイスは、メッシュネットワークに加わることを求める要求側デバイスとして作動する(項目720及び725)。そうでなければ、メッシュネットワークが見つからずにタイムアウト条件が発生した場合に、ネットワーク発見プロトコルは終了する(項目730)。しかし、接続が成功した場合に、無線デバイスは、メッシュ認証及び自動IP構成プロトコルを実行し、メッシュネットワークのメンバを認証してIPアドレスを取得する(項目735及び740)。
メッシュネットワークが見つかったイベントにおいて、無線デバイスは、メッシュネットワークに加わることを求める要求側デバイスとして作動する(項目720及び725)。そうでなければ、メッシュネットワークが見つからずにタイムアウト条件が発生した場合に、ネットワーク発見プロトコルは終了する(項目730)。しかし、接続が成功した場合に、無線デバイスは、メッシュ認証及び自動IP構成プロトコルを実行し、メッシュネットワークのメンバを認証してIPアドレスを取得する(項目735及び740)。
[0059]
図7Bは、別のメッシュ対応無線デバイスが既存メッシュネットワークに接続することを可能にするためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態を示している。ここでは、無線デバイスのメッシュネットワーキングボタンの「短押し」の検出及び無線デバイスが既存メッシュネットワークに接続した状態で(項目750及び755)、無線デバイスは、特定のチャネルに同調し、別の無線デバイスからのネットワーク発見要求メッセージを待つことによって第2の作動モードに入る(項目760)。このようなメッセージが所定の期間が経過する前に受信されなかった場合(すなわち、タイムアウト条件)、無線デバイスは、第2の作動モードから出る(項目765及び770)。しかし、無線デバイスが、ネットワーク発見要求メッセージを受信した場合に、無線デバイスは、図8に示すように要求を処理して相応に応答する(項目775)。
図7Bは、別のメッシュ対応無線デバイスが既存メッシュネットワークに接続することを可能にするためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態を示している。ここでは、無線デバイスのメッシュネットワーキングボタンの「短押し」の検出及び無線デバイスが既存メッシュネットワークに接続した状態で(項目750及び755)、無線デバイスは、特定のチャネルに同調し、別の無線デバイスからのネットワーク発見要求メッセージを待つことによって第2の作動モードに入る(項目760)。このようなメッセージが所定の期間が経過する前に受信されなかった場合(すなわち、タイムアウト条件)、無線デバイスは、第2の作動モードから出る(項目765及び770)。しかし、無線デバイスが、ネットワーク発見要求メッセージを受信した場合に、無線デバイスは、図8に示すように要求を処理して相応に応答する(項目775)。
[0060]
図8を参照すると、既存メッシュネットワークへの接続性を要求する第1の無線デバイス(ノードA)802と既存メッシュネットワークへの接続性を規制する第2の無線デバイス(ノードB)804との間のパスコードを使用したメッシュネットワーク検出の処理の流れの実施形態が示されている。ここでは、いずれかの既存メッシュネットワークが検出されたか否かの判断が行われる(項目805)。例えば、本発明の一実施形態により、ノードA802が給電された時に、ノードAは、各無線チャネルを走査して他のメッシュネットワークの存在を検出し、任意的に信号強度に基づいて検出されたメッシュネットワークを分類する(例えば、より強いRSSIを最初にする)。
図8を参照すると、既存メッシュネットワークへの接続性を要求する第1の無線デバイス(ノードA)802と既存メッシュネットワークへの接続性を規制する第2の無線デバイス(ノードB)804との間のパスコードを使用したメッシュネットワーク検出の処理の流れの実施形態が示されている。ここでは、いずれかの既存メッシュネットワークが検出されたか否かの判断が行われる(項目805)。例えば、本発明の一実施形態により、ノードA802が給電された時に、ノードAは、各無線チャネルを走査して他のメッシュネットワークの存在を検出し、任意的に信号強度に基づいて検出されたメッシュネットワークを分類する(例えば、より強いRSSIを最初にする)。
[0061]
無線ネットワークの急増する人気を前提として、走査結果がノードA802の近くでいくつかのメッシュネットワークの存在を検出する高い可能性が存在すると考えられる。しかし、メッセージ損失に対処するために、無線ノード(デバイス)は、必要に応じて、r≧1の場合に「r」回まで各無線チャネルの走査を再試行するように構成されたメッセージタイマ/再試行機構を利用する(項目810)。要求側無線デバイスが、タイマが「r」回数を満了する前にいずれの応答も受信しなかった場合に、特定のチャネルを通じて通信する対象のメッシュネットワークは識別されない。
無線ネットワークの急増する人気を前提として、走査結果がノードA802の近くでいくつかのメッシュネットワークの存在を検出する高い可能性が存在すると考えられる。しかし、メッセージ損失に対処するために、無線ノード(デバイス)は、必要に応じて、r≧1の場合に「r」回まで各無線チャネルの走査を再試行するように構成されたメッセージタイマ/再試行機構を利用する(項目810)。要求側無線デバイスが、タイマが「r」回数を満了する前にいずれの応答も受信しなかった場合に、特定のチャネルを通じて通信する対象のメッシュネットワークは識別されない。
[0062]
メッシュネットワークの検出時に、ノードA802は、このようなネットワークそれぞれのチャネル及びSSID設定に適合するように自らを構成し(項目815)、ネットワーク発見要求メッセージ820をノードB804に送信する。本発明の一実施形態により、ネットワーク発見要求メッセージ820は、無線デバイスが既存メッシュネットワークを見つけて加わり、並びに検出された無線デバイス及びそのメッシュ(又はアドホック)ネットワークに関する情報を含む近隣テーブルを構築しようとして送出するブロードキャスト又はマルチキャストメッセージである。
メッシュネットワークの検出時に、ノードA802は、このようなネットワークそれぞれのチャネル及びSSID設定に適合するように自らを構成し(項目815)、ネットワーク発見要求メッセージ820をノードB804に送信する。本発明の一実施形態により、ネットワーク発見要求メッセージ820は、無線デバイスが既存メッシュネットワークを見つけて加わり、並びに検出された無線デバイス及びそのメッシュ(又はアドホック)ネットワークに関する情報を含む近隣テーブルを構築しようとして送出するブロードキャスト又はマルチキャストメッセージである。
[0063]
本明細書に示すように、ネットワーク発見要求メッセージ820は、デバイスタイプ821及びチャレンジテキスト822を含む。「チャレンジテキスト」822は、2k−ビットを包含する秘密値であり、ここでk≧5(例えば、26又は64−ビット)である。1つの例によると、秘密値(8−バイト)は、ノードA802が加わろうとするネットワークのマスターパスフレーズ及び/又は拡張サービスセット識別(ESSID)を使用して特定のOEMによって利用される独自仕様関数から取得される。別の例によると、「チャレンジテキスト」は、(i)現在のタイムスタンプ、(ii)拡張サービスセット識別(ESSID)、及び/又は(iii)ノードA802が加わろうとするネットワークIDのうちの1つ又はそれよりも多くを組み合わせた秘密値とすることができる。この「組合せ」は、秘密値を形成するデータに対する1つ又はそれよりも多くの排他的OR(XOR)演算、連結、ハッシュ、又はいずれかの算術又は論理演算として実施することができる。「デバイスタイプ」パラメータ821は、受信側無線デバイス(ノードB)にノードAの機能に関して知らせるものである。
本明細書に示すように、ネットワーク発見要求メッセージ820は、デバイスタイプ821及びチャレンジテキスト822を含む。「チャレンジテキスト」822は、2k−ビットを包含する秘密値であり、ここでk≧5(例えば、26又は64−ビット)である。1つの例によると、秘密値(8−バイト)は、ノードA802が加わろうとするネットワークのマスターパスフレーズ及び/又は拡張サービスセット識別(ESSID)を使用して特定のOEMによって利用される独自仕様関数から取得される。別の例によると、「チャレンジテキスト」は、(i)現在のタイムスタンプ、(ii)拡張サービスセット識別(ESSID)、及び/又は(iii)ノードA802が加わろうとするネットワークIDのうちの1つ又はそれよりも多くを組み合わせた秘密値とすることができる。この「組合せ」は、秘密値を形成するデータに対する1つ又はそれよりも多くの排他的OR(XOR)演算、連結、ハッシュ、又はいずれかの算術又は論理演算として実施することができる。「デバイスタイプ」パラメータ821は、受信側無線デバイス(ノードB)にノードAの機能に関して知らせるものである。
[0064]
チャレンジテキスト822が、ノードB804で予期した結果に合致しなかった場合に、ネットワーク発見要求メッセージ820は処理されず、応答は生成されない。しかし、合致が検出された場合に、メッシュネットワークに関連付けられたノードB804は、ネットワーク発見応答メッセージ830をノードA802に送信する。
チャレンジテキスト822が、ノードB804で予期した結果に合致しなかった場合に、ネットワーク発見要求メッセージ820は処理されず、応答は生成されない。しかし、合致が検出された場合に、メッシュネットワークに関連付けられたノードB804は、ネットワーク発見応答メッセージ830をノードA802に送信する。
[0065]
図8に更に示すように、ネットワーク発見応答メッセージ830は、メッシュネットワークを生成した無線デバイスのMACアドレス831、ネットワークID832、及びメッシュネットワークに加わるためにノードA802によって要求されたいずれの他のパラメータも包含する。更に、ネットワーク発見応答メッセージ830は、(i)付加的なセキュリティとして接続フレーズに使用される応答側無線デバイス(ノードB804)の公開鍵(PUKB)833、(ii)介入者攻撃に最も必要とされる可能性が高いPUBKB833による検出されない不正又は改ざんを軽減するために追加されるチェックサム834を含む。公開鍵チェックサム834は、MD−5又は別のハッシュ関数を使用してPUBK833をハッシュすることによって計算されるハッシュ結果として計算することができる。本発明の一実施形態により、無線デバイスに対する鍵(公開/秘密対)は、オープンSSL(RSA鍵)を使用して生成される。PUKBチェックサム834は、オープンSSL関数(MD−5)又は別のハッシュ関数を使用してPUBK833をハッシュすることによって計算されるハッシュ結果として計算することができる。本発明の一実施形態により、この鍵及びチェックサム生成は、無線デバイスの製造業者において及び無線デバイスの初期設定時に発生させることができる。任意的に、ノードAのMACアドレスと秘密値の組合せとしての別のチャレンジテキストを付加的なセキュリティのために提供することができる。
図8に更に示すように、ネットワーク発見応答メッセージ830は、メッシュネットワークを生成した無線デバイスのMACアドレス831、ネットワークID832、及びメッシュネットワークに加わるためにノードA802によって要求されたいずれの他のパラメータも包含する。更に、ネットワーク発見応答メッセージ830は、(i)付加的なセキュリティとして接続フレーズに使用される応答側無線デバイス(ノードB804)の公開鍵(PUKB)833、(ii)介入者攻撃に最も必要とされる可能性が高いPUBKB833による検出されない不正又は改ざんを軽減するために追加されるチェックサム834を含む。公開鍵チェックサム834は、MD−5又は別のハッシュ関数を使用してPUBK833をハッシュすることによって計算されるハッシュ結果として計算することができる。本発明の一実施形態により、無線デバイスに対する鍵(公開/秘密対)は、オープンSSL(RSA鍵)を使用して生成される。PUKBチェックサム834は、オープンSSL関数(MD−5)又は別のハッシュ関数を使用してPUBK833をハッシュすることによって計算されるハッシュ結果として計算することができる。本発明の一実施形態により、この鍵及びチェックサム生成は、無線デバイスの製造業者において及び無線デバイスの初期設定時に発生させることができる。任意的に、ノードAのMACアドレスと秘密値の組合せとしての別のチャレンジテキストを付加的なセキュリティのために提供することができる。
[0066]
ネットワーク発見応答メッセージ830の受信時に、ノードA802は、受信したチェックサム834を受信した公開鍵に対してローカルで生成されたチェックサムと比較することにより、メッセージの完全性を検査する。チェックサムが検証された状態で、ノードA802は、PUKB833、MACアドレス831、ノードBのMACアドレス、及びノードBの他の詳細を格納する。
ネットワーク発見応答メッセージ830の受信時に、ノードA802は、受信したチェックサム834を受信した公開鍵に対してローカルで生成されたチェックサムと比較することにより、メッセージの完全性を検査する。チェックサムが検証された状態で、ノードA802は、PUKB833、MACアドレス831、ノードBのMACアドレス、及びノードBの他の詳細を格納する。
[0067]
接続段階中に、ノードAは、MACアドレス831と共にノードA802にセキュアに格納されたパスフレーズに基づいてパスコードを自動的に計算することにより、接続要求メッセージ840を生成する。パスコードは、PUKB833を使用して暗号化され、次に、暗号化されたパスコード841、ノードAの公開鍵(PUKA)843、及びノードAの公開鍵のチェックサム844と共に送信される。
接続段階中に、ノードAは、MACアドレス831と共にノードA802にセキュアに格納されたパスフレーズに基づいてパスコードを自動的に計算することにより、接続要求メッセージ840を生成する。パスコードは、PUKB833を使用して暗号化され、次に、暗号化されたパスコード841、ノードAの公開鍵(PUKA)843、及びノードAの公開鍵のチェックサム844と共に送信される。
[0068]
接続要求メッセージ840の受信時に、ノードB804は、暗号化されたパスコードチェックサム841を内部で生成されたチェックサムによって調べることによって完全性を検査する。不一致がない場合に、ノードB804は、暗号化されたパスコード841を解読し、次に、その固有のパスコードによって解読されたコードを検査する。その後、ノードB804は、応答コード852と共に接続確認メッセージ850を送信する。応答コード852は、その要求の受信が成功又は失敗したというノードA802へのフィードバックとして機能する。以下は、エラーコードのリストを与えるものである。
接続要求メッセージ840の受信時に、ノードB804は、暗号化されたパスコードチェックサム841を内部で生成されたチェックサムによって調べることによって完全性を検査する。不一致がない場合に、ノードB804は、暗号化されたパスコード841を解読し、次に、その固有のパスコードによって解読されたコードを検査する。その後、ノードB804は、応答コード852と共に接続確認メッセージ850を送信する。応答コード852は、その要求の受信が成功又は失敗したというノードA802へのフィードバックとして機能する。以下は、エラーコードのリストを与えるものである。
[0070]
ここで図9を参照すると、メッシュネットワークから切断するためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。メッシュネットワーキングボタンの「長押し」の検出から判断されるように、そのメッシュネットワークを離れると判断した場合に、無線デバイスは、切断メッセージを送信する(ブロードキャスト又はマルチキャストする)(項目900、910及び920)。切断メッセージを受信する近くの無線デバイスは、メッシュネットワークに接続した無線デバイスに対するアドレス指定情報を備えたその近くのテーブルから無線デバイスを取り除くことになる。非OEMデバイスから発信された偽の切断メッセージに対して保護するために、切断メッセージは、OEM固有である独自仕様論理関数から取得されたセキュリティ値を含むことになる。セキュリティ値を形成するための論理への入力は、送信側無線デバイスの秘密値及びMACアドレスとすることができる。
ここで図9を参照すると、メッシュネットワークから切断するためのメッシュ対応無線デバイスによる作動を概説する流れ図の例示的な実施形態が示されている。メッシュネットワーキングボタンの「長押し」の検出から判断されるように、そのメッシュネットワークを離れると判断した場合に、無線デバイスは、切断メッセージを送信する(ブロードキャスト又はマルチキャストする)(項目900、910及び920)。切断メッセージを受信する近くの無線デバイスは、メッシュネットワークに接続した無線デバイスに対するアドレス指定情報を備えたその近くのテーブルから無線デバイスを取り除くことになる。非OEMデバイスから発信された偽の切断メッセージに対して保護するために、切断メッセージは、OEM固有である独自仕様論理関数から取得されたセキュリティ値を含むことになる。セキュリティ値を形成するための論理への入力は、送信側無線デバイスの秘密値及びMACアドレスとすることができる。
[0071]
改善した家庭電子デバイス接続性を提供するための無線家庭メッシュネットワークの1つの実施のいくつかの態様を説明した。しかし、無線家庭メッシュネットワークの様々な実施は、上述の特徴の補完、補足、及び/又は置換を含む多数の特徴を提供する。これらの特徴は、異なる実施形態の実施において無線デバイスの一部として実施することができる。更に、以上の説明は、解説の目的のために本発明の実施形態の完全な理解を提供するための特定の用語を使用した。しかし、特定の詳細が本発明の実施形態を実施するのに必要でないことは当業者には明らかであろう。
改善した家庭電子デバイス接続性を提供するための無線家庭メッシュネットワークの1つの実施のいくつかの態様を説明した。しかし、無線家庭メッシュネットワークの様々な実施は、上述の特徴の補完、補足、及び/又は置換を含む多数の特徴を提供する。これらの特徴は、異なる実施形態の実施において無線デバイスの一部として実施することができる。更に、以上の説明は、解説の目的のために本発明の実施形態の完全な理解を提供するための特定の用語を使用した。しかし、特定の詳細が本発明の実施形態を実施するのに必要でないことは当業者には明らかであろう。
[0072]
例示的な実施形態を開示したが、以下の特許請求の範囲によって定められる本発明の実施形態の範囲に留まりながら、開示する実施形態に修正及び変形を実行することができるように考えられている。
例示的な実施形態を開示したが、以下の特許請求の範囲によって定められる本発明の実施形態の範囲に留まりながら、開示する実施形態に修正及び変形を実行することができるように考えられている。
700 無線デバイス(アドホック)がデバイス構成を実行する項目
715 異なる無線チャネルを通じてネットワーク発見メッセージを送信する項目
725 無線デバイスがメッシュネットワークに加わる(接続する)ことを求める項目
735 接続は成功か?の項目
740 メッシュ認証自動ID構成プロトコルを実施する項目
715 異なる無線チャネルを通じてネットワーク発見メッセージを送信する項目
725 無線デバイスがメッシュネットワークに加わる(接続する)ことを求める項目
735 接続は成功か?の項目
740 メッシュ認証自動ID構成プロトコルを実施する項目
Claims (20)
- 無線デバイスのメッシュネットワーキングボタンが起動された持続時間を検出する段階と、
第1の様式の起動による前記メッシュネットワーキングボタンの起動に応答して、ユーザによる情報の付加的な入力なしに生成される第1のメッシュネットワークを生成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記第1の様式の起動は、第1の所定の持続時間までの前記メッシュネットワーキングボタンの起動又は第1の数のプレスによる前記メッシュネットワーキングボタンの起動を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも第2の所定の持続時間又は第2の数のプレスである第2の様式の起動による前記メッシュネットワーキングボタンの起動に応答して第2のメッシュネットワークに加わることを要求する段階であって、該第2の所定の持続時間が、前記第1の所定の持続時間よりも時間的に長く、該第2の数のプレスが、前記第1の数のプレスよりも数が大きい前記要求する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記第2のメッシュネットワークに加わることを要求する前記段階は、前記無線デバイスが該ネットワークへのアクセスを許可されていることを識別するよう第1のメッセージを送信する段階と、該無線デバイスが該ネットワークへのアクセスを許可されている場合に、該第2のメッシュネットワークを形成する無線デバイスの識別子を含む第2のメッセージを該第2のメッシュネットワークの一部である無線デバイスから受信する段階とを含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記識別子は、前記第2のメッシュネットワークを形成する前記無線デバイスの媒体アクセス制御(MAC)アドレスであることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記第1のメッセージは、(i)前記無線デバイスの機能を識別するデバイスタイプと、(ii)該無線デバイスのプロバイダによって選択され、かつ前記第2のメッシュネットワークの一部である前記無線デバイスによって複製された機能に従って導出される秘密値を含む情報とを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記第2のメッシュネットワークの一部である前記無線デバイスの公開鍵によって暗号化されたパスコードを含む第3のメッセージを送信する段階であって、該パスコードが、該第2のメッシュネットワークを形成する該無線デバイスの前記識別子と該無線デバイスの初期設定時に前記ユーザによって入力された情報とで生成される前記第3のメッセージを送信する段階を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記第3のメッセージは、前記暗号化されたパスコードのチェックサムを更に含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記無線デバイスの前記メッシュネットワーキングボタンが起動された前記持続時間を検出する前記段階は、該無線デバイス内に実装された少なくとも1つのカウンタによって実行され、該少なくとも1つのカウンタは、前記第1の所定の持続時間よりも短いか又は等しい期間を表すカウント値を該無線デバイス内のプロセッサに提供し、該プロセッサは、該無線デバイス内のネットワーク形成論理を起動することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記無線デバイスの前記メッシュネットワーキングボタンが起動された前記持続時間を検出する前記段階は、該無線デバイス内に実装された少なくとも1つのカウンタによって実行され、該少なくとも1つのカウンタは、該無線デバイス内のプロセッサに該持続時間を表すカウント値を提供し、該プロセッサは、(1)該カウント値が前記第2の所定の持続時間よりも長いか又は等しい期間を表す場合に該無線デバイス内のネットワーク発見論理、及び(ii)該カウント値が前記第1の所定の持続時間よりも短いか又は等しい期間を表す場合に該無線デバイス内のネットワーク形成論理のいずれかを起動することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記無線デバイスが既存メッシュネットワークに現在接続されている場合に、少なくとも前記第2の所定の持続時間にわたる前記メッシュネットワーキングボタンの起動に応答して該既存メッシュネットワークから該無線デバイスを切断する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - メッシュネットワークの別の無線デバイスとの通信に適応された無線デバイスであって、
ユーザインタフェースユニットと、
プロセッサと、
前記プロセッサと前記ユーザインタフェースユニットとに結合されたチップセットと、
前記チップセットに結合されたネットワーキング論理と、
を含み、
前記ネットワーキング論理は、
第1の様式の起動による前記ユーザインタフェースユニットの起動に応答してユーザによる情報の付加的な入力なしに無線デバイスのためのメッシュネットワークを生成するネットワーク形成論理と、
前記第1の様式の起動とは異なる第2の様式の起動による前記ユーザインタフェースユニットの起動に応答して無線デバイスが既存メッシュネットワークに加わることを可能にするネットワーク発見論理と、
を含む、
ことを特徴とする無線デバイス。 - 前記第1の様式の起動は、少なくとも第1の所定の持続時間にわたる前記ユーザインタフェースユニットの起動であり、前記第2の様式の起動は、該第1の所定の持続時間よりも時間的に長い少なくとも第2の所定の持続時間にわたる該ユーザインタフェースユニットの起動であることを特徴とする請求項12に記載の無線デバイス。
- 前記ネットワーク発見論理は、無線デバイスが前記ネットワークへのアクセスを許可されていることを識別する第1のメッセージを送信することにより、及び無線デバイスが前記既存メッシュネットワークへのアクセスを許可されている場合に、該既存メッシュネットワークを形成する無線デバイスの識別子を含む第2のメッセージを該既存メッシュネットワークの一部である無線デバイスから受信することにより、前記ユーザインタフェースユニットの起動に応答して該既存メッシュネットワークに加わる要求の発行を促すことを特徴とする請求項13に記載の無線デバイス。
- 前記識別子は、前記第2のメッシュネットワークを形成する無線デバイスの媒体アクセス制御(MAC)アドレスであることを特徴とする請求項14に記載の無線デバイス。
- 前記第1のメッセージは、(i)無線デバイスの機能を識別するデバイスタイプと、(ii)無線デバイスのプロバイダによって選択され、かつ前記既存メッシュネットワークの一部である無線デバイスによって複製された機能に従って導出された秘密値を含む情報とを含むことを特徴とする請求項14に記載の無線デバイス。
- 前記既存メッシュネットワークの一部である無線デバイスの公開鍵によって暗号化されたパスコードを含む第3のメッセージを送信することを更に含み、前記パスコードは、前記既存メッシュネットワークを形成する無線デバイスの前記識別子と無線デバイスの初期設定時に前記ユーザによって入力された情報とで生成される、
ことを特徴とする請求項14に記載の無線デバイス。 - 前記第3のメッセージは、前記暗号化されたパスコードのチェックサムを更に含むことを特徴とする請求項17に記載の無線デバイス。
- 前記無線デバイスの前記メッシュネットワーキングボタンが起動された持続時間を検出し、かつ前記第1の所定の持続時間よりも短いか又は等しい期間を表すカウント値を前記ネットワーク形成論理の起動を補助する前記プロセッサに提供する少なくとも1つのカウンタを更に含むことを特徴とする請求項13に記載の無線デバイス。
- プロセッサによって実行されて、
無線デバイスのメッシュネットワーキングボタンが起動された持続時間を検出する段階と、
第1の所定の持続時間までの前記メッシュネットワーキングボタンの起動に応答して、ユーザによる情報の付加的な入力なしに生成される第1のメッシュネットワークを生成する段階と、
を含む複数の作動を実行するプログラムを含む持続性ストレージ媒体。
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