JP4302130B2 - ネットワークモードをスイッチするための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークモード、特にワイヤレスネットワークモードをスイッチするための方法および装置に関するものである。

ネットワークは、一般的に任意のノード間でデータ通信を可能にしなければならない。この通信に必要な特性は、その通信が行われる特定の環境によって決まり、アプリケーションは、ネットワークノード間の信頼性のあるデータ転送、短い待ち時間またはエネルギー効率のよい通信を必要とする。

ワイヤレスセンサネットワーク（以下、ＷＳＮということもある）において、データ通信のパターンは従来のネットワークとは異なっており、また、ＷＳＮアプリケーションは従来のアプリケーションとは異なっている。第１に、ＷＳＮアプリケーションおよびそれらの通信要求は、ＷＳＮアプリケーションの実行時間に先立って知られていることが多い。第２に、ＷＳＮにおける通信は、通常、いわゆるデータ処理を中心とする通信によって特徴付けられている。これは、特に、（例えば複数のソースから）センサデータが集約され、変換され、さもなければ処理された後、マルチホップパスを使用して転送される。

しかしながら、ワイヤレスネットワークにおけるネットワークトラフィックをどのように整理するかについては多様であり、データを集約し、その集約されたデータを転送することについては、唯一の可能性である。ある一定の環境の下では、データ集約を使用するのではなく、個別のノード間におけるダイレクトな通信を使用するか、または「サービス品質（ＱｏＳ）」の下で集約することができるネットワーク通信の他の特性パラメータを変更することが好ましい場合がある。

選択可能な通信の特性を提供する従来のネットワークプロトコルでは、パラメータをシングルポイントツーポイントリンクへマッピングするＱｏＳ（サービス品質）パラメータが使用される。従って、アプリケーションは、それぞれの接続のための適切なＱｏＳパラメータを選択することができる。しかしながら、ＷＳＮ（ワイヤレスセンサネットワーク）における標準的なアプリケーションは、多くのシングルノードを含んでおり、従ってそれらノード間における可能であって実際的な接続を多く含んでいる。全ての接続要件についての所望の特性を設定することは、時間がかかることであり、またそのネットワークに多くのオーバーヘッドをもたらすであろう。

前述したことに鑑みて、本発明の１つの目的は、ワイヤレスネットワークにおける通信特性の効果的な選択を可能にすることである。

１つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。

１つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。

１つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークがエネルギーを節約して動作するエネルギー節約ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記エネルギー節約スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。

これにより、ネットワークモードを通してネットワークパラメータを調整する特に効果的な方法と、ネットワークモード間の適応的なスイッチングとが可能になる。個々のノード間の全ての単一の接続を考慮する代わりに、ネットワーク全体（またはその一部）を、ネットワークモードと呼ばれる所望のモードに設定することが有利である。あるネットワークモードは、あるパターン、方法、または該ネットワークがある「ネットワークモード」にあるときに該ネットワークの通信が動作のよりどころとする特性を有するものとみなすことができる。ネットワークモードは例えば、「エネルギー効率」モード、「リライアブル」モード、または高速すなわち「ローレイテンシ」モードである。ネットワーク通信のある所望の全体的な特性または全体的な性質を表わすモードにより、ネットワークトポロジー、ルーティングプロトコルなどの個々のネットワークパラメータが、ネットワークオペレーションの全体的な特性が所望のモードに適合するように、あるモードにおいて選択される。

いくつかの所定の「ネットワークモード」が提供されており、ネットワークにおける個々の接続のための所望のＱｏＳパラメータを伴って個々に接続を確立する代わりに、アプリケーション（または別の外部トリガ）が、ある特性を伴うあるネットワークモードを要求することができる。したがって、１つのアプリケーションに属するネットワーク全体もしくはネットワークノードのある集合、またはあるタスクの責任を負うネットワークの部分は、それ自身への全ての単一のルートを確立する必要をなくし、１つのステップであるネットワークモードに設定することができる。このネットワークモードはそれ自体、「高速データ転送」または「冗長ルートの使用」のようないくつかの高水準のネットワークパラメータまたは特性から構成することができる。このネットワークは、このモードおよびその対応する高水準のネットワークパラメータをリンクパラメータおよびノードパラメータへマッピングし、要求された通信動作を提供する。異なるネットワークパラメータを使用することで、あるネットワークモードを定義することができる。これらのモードは、所与の環境の下で最も適合するネットワークモードを呼び出すことにより、（アプリケーションの要求に応じて）最適化されたネットワーク動作を実現する可能性をアプリケーションに提供する。

複数のスイッチング方法を提供することにより、その特性に関してターゲットネットワークモードに合致するターゲットネットワークモード、またはターゲットモードに従うターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択することができる。換言すると、このスイッチング方法は、ある意味でターゲットネットワークモードを「予想」するか、または、その特性が（提供されたスイッチング方法の中で）最も可能性のある方式でターゲットネットワークモードの特性に合致するように少なくとも選択される。これにより、この選択は、利用可能なスイッチング方法が与えられたときに、ターゲットモードの「目的」または「特性」を否定するスイッチングの悪影響を最小限にするように行われる。

１つの実施形態によれば、前記複数のネットワークモードの１つはエネルギー節約モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、他の利用可能なスイッチング方法へエネルギー効率良くスイッチングを実行する方法である。それによって、このスイッチング方法は、ターゲットモードの目的、すなわちエネルギーの節約をすでに予想しているとともに、ある程度まですでに満たしている。

さらなる実施形態によれば、これらの複数のネットワークモードの１つは高速モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、そのスイッチングが他の利用可能なスイッチング方法に比べて高速に実行されるように選択される。これによって、高速モードの目的である迅速な応答時間を、スイッチングの間にすでに少なくとも一部満たすことが可能になるか、または少なくともスイッチングは、ターゲットモードの目的に反するような方法で実行されることはない。

さらなる実施形態によれば、これらの複数のネットワークモードの１つはリライアブルモードであり、前記選択されたスイッチング方法は、他の利用可能なスイッチング方法への信頼性のあるスイッチングを実行する方法である。これによって、すでにスイッチングの間に、ターゲットモードが意図する信頼性の目的をある程度まで提供することが可能になる。

さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、スイッチング信号をネットワークのノードを介して伝播するための選択可能な複数のスイッチング伝播方法を含んでいる。異なるスイッチング伝播方法はまた、異なる程度までターゲットネットワークモードの特性と合致する異なる特性を有していてもよい。スイッチング伝播モードを適切に選択することによって、すでにスイッチングの間にターゲットモードの要件を考慮に入れることができる。

さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、現在のモードからターゲットモードへのネットワークモードのスイッチングをトリガするための選択可能な複数のスイッチングトリガ方法を含んでいる。異なるスイッチングトリガ方法はまた、異なる程度までターゲットネットワークモードに適合していてもよく、それゆえ、スイッチングトリガ方法を適切に選択することにより、すでにスイッチング処理の間にターゲットモードの特性および要件によるものである目的に貢献することもできる。

さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、その現在の役割からターゲットネットワークモードによる役割へネットワークにおけるノードの役割をスイッチするための選択可能な複数のノード役割スイッチング方法を含んでいる。異なる役割スイッチング方法を提供することで、ノードの新しい役割を所与の環境の下において最も適切な方法で採用することができる。

さらなる実施形態によれば、スイッチング方法の選択は、ターゲットネットワークモードの特性に加えて、ネットワーク、ノードまたは環境のステータスを表すコンテキスト情報にさらに基づいている。ターゲットモードの単なる特性に加えてコンテキスト情報を使用することで、より一層洗練された方式でスイッチングを所与の環境へ適用することができる。

さらなる実施形態によれば、ネットワークモードスイッチング方法の選択は、スイッチング伝播方法の選択、スイッチングトリガ方法の選択、ノード役割スイッチング方法の選択のうち１つ以上を含んでいる。スイッチング伝播方法、スイッチングトリガ方法およびノード役割スイッチング方法の選択を組み合わせると、１つのネットワークモードから他のネットワークモードへのスイッチングについての適応性のある実行が可能になる。

さらなる実施形態によれば、それぞれのネットワークモードは、各ノードに対しあるネットワークモードにおけるノードの役割を示すとともに、スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法のうち１つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定している。

パラメータのある集合を、スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法を定義するそれぞれのネットワークモードへ割当てることで、それぞれのパラメータが保存されているルックアップテーブルの参照によってその後呼び出されるとともに、ネットワークモードが変更されるとそれに従って変更される異なる方法の比較的容易な実施が可能になる。スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法を決定するためには、ルックアップテーブルの代わりに、他の手段を使用することもでき、例えばルールに基づいたアプローチも同様に使用することができる。

１つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるためのネットワークノードであって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であり、前記ノードは、異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールとを備え、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、ネットワークノードが提供される。

１つの実施形態によれば、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択される。

１つの実施形態によれば、前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択される。

これにより、ネットワークがエネルギー節約モード、高速モードおよびリライアブルモードをネットワークモードとして有している場合に、ターゲットネットワークモードへのスイッチング処理の適応化が可能になる。

ネットワークノードは、前述したように、本発明の実施形態による適応的なスイッチング方法を実施するために使用することができる。

１つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードはエネルギー節約モードであり、選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、ノードがタイムアウトに基づいて前記スイッチングを実行すること、新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすること、マルチキャストのような効果的なルーティングプロトコルを使用すること、のうちの１つ以上を使用して、エネルギー効率良く前記モードへのスイッチングを実行する方法である。

エネルギー効率モードへのスイッチングのためのトリガとしてタイムアウトを使用すると、スイッチングの判断基準が満たされているかどうかをタイムアウトに基づいて内部的に決定することができるので、スイッチングすべきであるということを個々のノードに通知する必要なく、そのスイッチングを実行することができる。さらにまた、ノードはメッセージを受信する必要がないだけでなく、スイッチング伝播メッセージを送る必要もない。これによりエネルギーを節約し、それによってターゲットモードの要件に従うものである。新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすること、または終了すること、およびマルチキャストのような効果的なルーティングメカニズムを使用することは、スイッチングが効果的に実行されるという事実に同じように貢献することができる。

１つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードは高速モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、前記ノードが受信したスイッチングメッセージが遅延なく転送されること、スイッチングメッセージが高速なルートまたは高速ルーティングメカニズムを使用して転送されること、スイッチングメッセージの伝播が実際のスイッチングとは独立して実行されること、のうちの１つを使用して高速に前記モードへのスイッチングを実行する方法である。

スイッチングメッセージを遅延なく転送することにより、ネットワークを介してスイッチングメッセージを高速で伝播させることが可能になり、それによって、スイッチングの全体の速度が増加する。実際のスイッチングを待つことによりもたらされるおそれのある遅延を回避するために、伝播は実際のスイッチングとは独立して実行されるのが好ましい。

１つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードはリライアブルモードであり、前記選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、前記ノードによって伝播されたスイッチングメッセージが複数のルートまたは冗長ルートのうち少なくとも一方を使用して転送されること、そのスイッチングメッセージが反復して転送されること、古いモードを少なくとも新しいモードの動作が開始するまで動作させること、のうちの１つ以上を使用して、信頼性のある方式で前記モードへのスイッチングを実行する方法である。これによって、スイッチングメッセージの伝播がターゲットモードの特性に適合するように実行されるということが保証される。冗長ルートまたは複数のルート、およびスイッチングメッセージの反復的な転送は、スイッチング処理の信頼性を改善する。同様に、古いモードを少なくとも新しいモードの動作が開始するまで動作させることは、スイッチング処理の信頼性に寄与する。

１つの実施形態によれば、前記ネットワークを介してスイッチングを伝播するためのスイッチング伝播方法は、ノードの実際のスイッチングとは独立して実行される。これによって、実際のスイッチングのために使用された判断基準とは独立した判断基準をスイッチングの伝播へ適用することができるようになり、さらにまた、実際のスイッチングの状態とは独立して、ネットワーク全体の全てのスイッチングを促進することができるスイッチングメッセージを高速に伝播することもできるようになる。

１つの実施形態によれば、ワイヤレスネットワークはワイヤレスセンサネットワークである。

以下に、本発明を典型的な実施形態を用いて説明する。

本発明の第１の実施形態では、ネットワークモードはワイヤレスセンサネットワーク（ＷＳＮ）に関連して用いられている。これらのネットワークモードを使用する典型的な用途は、図１に示されているような医療用途である。このネットワークには、患者の身体に部分的に配置され、また、部屋の周り、そして場合によっては他の部屋（図示せず）の周りにも部分的に配置された複数のセンサが含まれている。

図１には、その３つの個々の図に、このようなシナリオの場合における３つの典型的なネットワークモードが示されている。左側に示されているモードは、身体機能を監視するための通常の状態で使用される「ノーマルモード」である。この全体的な特性は、それがエネルギー効率モードであるという点である。中央に示されているモードは、何らかの理由で、例えば患者の体調が突然悪化することによって、ノーマルモードに比べて遅滞なく身体機能の一層高度の監視が求められる状態にある「ヘルスアラート」モードである。従って、その全体的な特性は、高速であって待ち時間が少ないというものである。図１の右側は、エリアのどこかにおいて火災（ｆｉｒｅ）があるので、高速でかつ信頼性のある、配信された情報を有するのが好ましい、それゆえその全体的な特性を「信頼性あり（リライアブル）」として説明することのできる「ファイアアラートモード」を示している。

要約すると、エネルギー効率モードは、患者の健康状態に関する測定データが定期的に収集される身体監視状態へマッピングすることができ、ダイレクトモードは、データ転送における少ない遅延が必要であって、個々のセンサノードが高い確率で故障するおそれのあるファイアアラート状態へマッピングすることができる。

以下に、所望の全体的な特性または動作がもたらされる個別のネットワークパラメータを説明することにより、３つの異なるモードをいくぶん詳しく説明する。

ノーマルモードは、エネルギー効率モードである。ノーマルモードは、ネットワークの寿命を長くすることを意図している。このことは、エネルギーを節約するための適切なスキームを適用することによって実現できる。例えば、個々のノードは適切なスリープサイクルを選択することができ、ネットワークはエネルギー効率のよいルーティング方法を使用する。ネットワークパラメータを考慮すると、ノーマルモードは次のように特徴付けられる。
１つ目は、遅い応答性および速度を許容することにより、ノードのエネルギー節約モード（例えばスリープ）が可能になることである。
２つ目は、データ集約が可能になることである。
３つ目は、ネットワークトポロジーの最適化が可能になることである。

ダイレクトモードは、アラートモードである。このダイレクトモードは、エネルギーに関する制約を緩和し、ここでエネルギーの節約はダイレクトモードの目的ではない。ノーマルモードの内部ではＷＳＮができるだけ多くのエネルギーを節約することになっているが、ダイレクトモードにおける主な目的は、少ない待ち時間で通信を提供することである。ダイレクトモードは次のように特徴付けられる。
１つ目は、ノードのパワーセービング・スリープモードの使用を回避することである。
２つ目は、データの集約がないことである。
３つ目は、最少の中間（最も遠いが到達可能な）ノードと直接接続することである。
３つ目は、最小の遅延でデータを転送することである。

冗長モードは、アラームモードである。冗長モードでは、エネルギーに関する制約はなお一層緩和される。集約がないのに加えて、パラメータ冗長データ転送が導入される。従って、データ転送は極めて信頼性がありかつ高速である。この冗長モードでは以下のネットワークパラメータが設定される。
１つ目は、ノードのパワーセービング・スリープモードの使用を回避することである。
２つ目は、データ集約がないことである。
３つ目は、冗長データ転送が可能になることである。
４つ目は、冗長なルーティングパスを使用することである。

これらのネットワークパラメータにより、ネットワークノードが動作する方法が特定される。それぞれのネットワークモードによって、ｎ個の個々のノードに対し、あるネットワークモードのときにどのように動作するかを定義するネットワークパラメータのある集合が指定されている。

ネットワークモードを導入することで、ネットワークのある部分または領域を、通信およびデータ処理に関して共通の特性にすることができる。異なるネットワークモードにより異なるネットワーク特性がもたらされるので、ネットワークモードは、ある状況（このネットワークが動作する「状況」または「コンテキスト」）またはアプリケーションが異なるネットワーク動作を要求するときには、変更しなければならない。これは、あるノードのためにネットワークパラメータを変更しなければならないということを意味する。しかしながら、ネットワークモードをスイッチする動作は、モードの変更を個々のノードへ伝達しなければならないため、ネットワーク動作それ自体に影響を及ぼす。別のモードへのスイッチングを開始するためには付加的なメッセージが必要である可能性があり、ネットワークはこのスイッチングの起動を分配しなければならない。それに加えて、センサノードはスイッチングの判断基準などを決定するために使用中であるかもしれない。いくつかのスイッチングの種類によれば、個々の通信リンクまたはネットワーク全体のトポロジーさえも再構成することにより、ネットワークサービスを中断させることさえある。

本発明のある実施形態によれば、ネットワークには複数のスイッチング方法が提供されている。それぞれのスイッチング方法には「全体的な特性」（ｏｖｅｒａｌｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）があり、そのネットワークが現在のネットワークモードから新しい「ターゲット」ネットワークモードへスイッチングをするときには、ターゲットネットワークノードの特性に最もよく適合する特性にスイッチするスイッチング方法が選択される。

本発明のある実施形態によれば、ネットワークモードを、現在のノードの特性がエネルギー節約型でないような現在のネットワークモードからエネルギー節約モードであるネットワークモードへスイッチするべきである、ということが想定される。そのような場合には、複数の可能なスイッチング方法の中から、エネルギー節約特性を有するスイッチング方法が選択される。このことによって、そのスイッチング方法自体がスイッチングの意図、すなわちエネルギーを節約するということに矛盾するということが回避される。

さらに別の実施形態によれば、特に少ない待ち時間（または速い応答時間）を有するターゲットネットワークモードへスイッチングを実行すべきであるということが想定される。そのような場合には、スイッチング方法自体がサービスの混乱を引き起こすか、またはその他の観点で速くないときには、スイッチングの目的に反するであろう。そのような場合に、異なるスイッチング方法が提供されていれば、一方のスイッチングは一層高速に実現することができる。他方のスイッチングは、待ち時間が少ないという特性を有するターゲットネットワークモードへのスイッチングのために、サービスの中断をもたらしかねないより一層ゆるやかな遅い方法で実行されるときに、特性がこの目的に合致するかまたは適合するスイッチング方法、すなわち一層迅速な方法でスイッチングを実行するスイッチング方法が選択される。

要約すると、ネットワークは、複数のスイッチング方法の中でターゲットネットワークモードの特性に最もよく適合する特性が選択されるように動作させることができる。ターゲットネットワークモードの特性（例えば「エネルギー節約」、「少ない待ち時間」、または「高い信頼性」のような単一の特性、または全体的な特性を説明する単一の用語によって説明することができる）に依存して、そのようなターゲットネットワークモードへスイッチングをするための対応するスイッチング方法が選択され、ターゲットモードの特性に矛盾するおそれがあるスイッチングの負の副作用が最小限になるように選択される。例えば、前述した例では、すなわち、ネットワークモード特性が「エネルギー節約」、「少ない待ち時間」、および「高い信頼性」であるときには、３つの対応するスイッチング方法がもたらされ、第１の方法はエネルギー節約であり、第２の方法は高速であり、第３の方法は信頼性が高い。ネットワークがスイッチングされるべきターゲットネットワークモードに依存して、その特性がターゲットネットワークモードの特性に適合するように適切なスイッチング方法が選択される。

この実施形態を実施するために、（ネットワークパラメータのそれぞれの集合に対応する）ネットワークモードおよびスイッチング方法を、例えばそれぞれのネットワークノードにおけるそれぞれのモードに対応するネットワークパラメータのそれぞれの集合を保存し、それぞれのノードにおける利用可能なそれぞれのスイッチング方法に対してあるスイッチング方法を定義するスイッチングパラメータの集合をさらに保存することにより、あらかじめ定義することができる。それぞれのターゲットネットワークモードはその後、ターゲットネットワークモードへのスイッチングが要求されるときに呼び出される、対応するスイッチング方法に割当てることができる。

図２は、本発明のある実施形態によるモードのスイッチングを模式的に示している。動作２００では、ネットワークモードのスイッチングの開始の責任を負うトリガイベントが生じる。このイベントは、ネットワークがそのモードをスイッチするアプリケーションによる要求であってもよく、または、ＷＳＮのセンサによって測定されたパラメータが、閾値を超え、それによってネットワークモードのスイッチングを要求するといった「外部」イベントであってもよい。動作２１０では、その後、ターゲットネットワークモードが決定され、例えば、トリガイベントがパラメータ測定であるときには、ターゲットネットワークモードは、ルックアップテーブルを調べるか、またはあるパラメータ測定を対応するターゲットネットワークモードへマッピングするものであって、さらに洗練されたアルゴリズムを適用することによって決定することができる。動作２００におけるトリガイベントがアプリケーションによる要求であるときには、ターゲットネットワークモードは、そのアプリケーションによってすでに明確に要求されており、そのような場合は動作２１０を省略することができる。

ターゲットネットワークモードがいったん決定されると、動作２２０において、その特性がそのターゲットネットワークモードにとって最も適切な、対応するスイッチング方法が選択される。これもやはり、ルックアップテーブルを参照することによって、またはさらに洗練された任意の決定アルゴリズムによって、実行することができる。次いで、動作２３０において、その選択されたスイッチング方法が、現在のネットワークモードからターゲットネットワークモードへスイッチするために実行される。

以下、本発明のある実施形態によるネットワークモードのスイッチングのためのプロシージャについて一層詳しく説明する。このプロシージャは、ネットワークにおける全てのノードにおいて実行され、かつ、ある最初のノードから始めて全てのノードを新しいモードへスイッチする。それによって、個々のノードが、現在のモード、ターゲットモードおよび利用可能なコンテキスト情報に基づいて、その新しいモードへの到達方法を決定することができる。利用可能なコンテキスト情報には、利用可能なバッテリーパワー、処理パワー、または接続性（ネットワークにおいてある他のノードへ接続できるかどうか）のような情報が含まれていてもよい。

あるネットワークモードから別のネットワークモードへのスイッチングのためのスイッチング処理には、いくつかの特徴が含まれている。あるネットワークモードは実際には、ネットワークにおけるそれぞれのノードが現在のネットワークモードに従って動作するという事実、言い換えれば、そのノードが現在のネットワークモードを反映するステータスを有しているという事実に対応している。このネットワークモードが変更されると、個々のノードは、例えばトリガメッセージによって実行される変更についての情報を与えられなければならず、またその後、このノードは、その新しい機能（そのステータスを変更すること）をその新しいネットワークモードに従って想定しなければならない。さらにまた、典型的には、ネットワークモードのスイッチングには、ノードがその新しい機能を想定することだけでなく、トリガメッセージを受信したネットワークモードそれ自体が、モードのスイッチングを他のネットワークモードへ実行すべきであるという情報を配信することも必要である。このトリガメッセージ（またはスイッチングメッセージ）の配信さえも、ノードがその機能を新しいネットワークモードへすでに変更したかどうかとは独立して実行することができる。

このことはこれから、図３に関連して一層詳しく説明する。現在のネットワークモードによれば、あるノードには、図３の要素３００に示されているように、対応するステータスがある。このステータスは、実際のネットワークモードに対応しており、このステータスを反映するノードの内部における内部パラメータ（ネットワークパラメータとして先に言及した）のある設定にさらに対応している。このようなネットワークパラメータの１つは、ネットワークにおけるノードの役割であってもよく、例えばそのノードは、ソース（信号を送信するだけであって受信しないもの）、シンク（信号を受信するだけであって送信しないもの）であってもよく、またはいくつかのノードから信号を受信するとともにそれらを１つ以上の他のノードへ転送する集約ノードであってもよい。ネットワークパラメータはさらに、そのノードが待機状態（スリープモード）にあるか、または動作状態にあるかをさらに表すことができる。あるモードにおける通常の通信状態にあるネットワークにおける動作の方法を表すこのようなネットワークパラメータに加えて、スイッチングパラメータと呼ばれる、スイッチングに関するノードの動作方法を表す他のパラメータがあってもよい。スイッチングパラメータは、どのような種類のトリガ（例えば外部トリガまたは内部トリガ）が、モードスイッチングの開始に許容されるかを表すことができる。例えば、モードスイッチングをトリガするためにマルチトリガ信号が必要であるとき、または単一のトリガイベントだけで十分であるときには、さらに別のスイッチングパラメータが、トリガ信号への感度を表すことができる。さらにまた、スイッチング信号がネットワークを通して伝播される方法を表すスイッチングパラメータがあってもよい。

図３に戻る前に、ここでまず、スイッチング方法の特性に関係のあるいくつかのスイッチングパラメータについて一層詳しく説明する。

使用するスイッチングパラメータは、以下を含むことができる。
１つ目は、スイッチング感度である。このパラメータは、モードスイッチングをトリガするトリガイベントに反応する方法を表す。スイッチングイベントにおける反応のスイッチングは、第１のトリガイベントに応答して直ちに実行されてもよく、または、いくつかのトリガイベントの一致または蓄積を待ってからでもよい。
２つ目は、新しいモードを設定することである。この新しいネットワークモードは、古いネットワークモードがまだ動作している間に前もって設定してもよく、または、古いネットワークモードが終わった後に新しいネットワークモードを設定してもよい。
３つ目は、ノード役割変更プロシージャである。これは、ネットワークにおける移送ルート、通信特性（例えば帯域幅）、および集約メカニズムを変更する方法を定義することができる。あるモードにおける変更は、ノードがそれを介して通信すべき、構成される新しいルートを含んでいてもよく、それはさらに、（ソースから集約ノードへ、または通常のノードから冗長パスを経て送られる冗長ノードへといった）ノードの機能を変更する必要がある。ノードの役割におけるこれらの変更は、ネットワークにおいて変更の必要がまったくないかまたは最小限の変更だけが必要であるようにして設定され、それによって、通信のブレイクダウンまたは混乱が防止されるであろう。このような変更は「ソフトなノード役割スイッチング」と称することができる。これに対して、新しい役割は、いくつかの場合に一層最適な解決策が導かれる最も初期の段階から確立することができる。これは「ハードなノード役割スイッチング」と称することができる。
４つ目は、明示的トリガまたは暗示的トリガが使用されるか、である。明示的トリガメッセージとは、他のモードへのスイッチングのためのメッセージを転送しかつ再送する方法のことである。
５つ目は、暗示的なメッセージのないトリガである。これは、他のモードへの後退のためのタイマーを設定する方法である。

さて、図３を参照して、本発明のある実施形態によるスイッチングプロシージャを説明する。モードスイッチングのための次のプロシージャは、ネットワークの中の全てのノードによって実行される。全てのノードは、次のネットワークパラメータによって定義された状態にある。
１つ目は、ネットワークモードである。
２つ目は、ネットワークモードにおける役割（例えば、集約ノード、ソースまたはシンク）である。
３つ目は、処理ステータスが、アクティブ（処理状態または通信状態）またはパッシブ（スリープ状態またはアイドル状態）である。
そして、次のスイッチングパラメータによって付加的に定義された状態にある。
１つ目は、許容されたトリガの集合（例えば、通信要求における起動、ノーマルモードへスイッチバックするためのタイムアウトトリガなど）である。
２つ目は、トリガ感度（単一のトリガ、マルチトリガ）である。
３つ目は、通信相手である。

ノードは、（ネットワークモードにおけるそれらの役割に対応している）特定のタスクを実行しているか、または、それらが有効なトリガ条件を受信するまでスリープ状態にある。起動および処理が必要であれば、トリガイベントによってモードスイッチングのためのプロシージャが開始される。

このプロシージャには、図３を参照してこれから説明する次の動作が含まれていてもよい。
１つ目は、動作３０５で、ノードがトリガ状態（単一のトリガ、追加のトリガ、セルフトリガ、パートナートリガ）を検出する。
２つ目は、そのトリガが十分であれば、スイッチングが開始され（図３における動作３１０）、そうでなければ、追加のトリガ（ステップ１）を待つ。
３つ目は、ノードの内部で新しい役割が決定される（図３における動作３１０）。この新しい役割は、前もって計算されてもよく、または前もって定義されてもよく、または、トリガ信号に依存するプロトコルアルゴリズムによって決定されてもよい。新しい役割の決定には、ターゲットネットワークモードをまず決定することが含まれていてもよい。この決定は、この場合には例えばセンサ値であるトリガ信号に基づいていてもよい。ターゲットネットワークモードが決定されると、ターゲットネットワークモードにおけるその役割を決定する必要がある。１つの実施形態では、ノードの役割は、それぞれの生じ得るネットワークモードについて前もって定義され、また、それぞれの生じ得るターゲットモードについてネットワークパラメータの集合が前もって定義される。しかしながら、さらに別の実施形態によれば、ネットワークノードが付加的な判断基準、例えばトリガ信号に依存してモードスイッチングを必要とするアプリケーションなどを想定する役割もまた可能である。
４つ目は、ターゲットネットワークモードにおける新しい役割が決定されると、ノードはその新しい役割を採用しなければならない（動作３２０）。これには、ノードのステータスを反映するとともにノードの新しい役割に従う必要のあるいくつかのステータスパラメータの設定が含まれていてもよい。次のパラメータ（ネットワークパラメータおよびスイッチングパラメータ）は、このプロシージャにおける新しい設定を受けることができる。
まず、そのモードにあるノード（例えば、ソース、シンク、集約ノード、転送ノード、冗長化基点など）の役割を定義する役割パラメータである。
次は、処理ステータスパラメータである。例えば、アクティブ（処理状態または通信状態）、またはパッシブ（スリープ状態またはアイドル状態）にあるかを表す。
次は、許容されたトリガに適応することである。すなわち、新たに採用されたモードからもう１つ別の新しいモード（例えば、明示的トリガまたは暗示的トリガ、通信要求（イエスまたはノー）における起動、所定のターゲットモードへスイッチバックするためのタイムアウトトリガなど）へのもう１つ別のスイッチングをトリガすることができる許容されたトリガの集合を定義することである。
次は、トリガ感度（単一のトリガ、マルチトリガ）である。
次は、例えばトリガイベントの場合におけるタイムアウト状態（トリガの種類による）のためのタイマーである。
次は、通信相手である。
パラメータを単に設定することに加えて、その後ノードは、ターゲットネットワークモードに従って動作することで、その新しい役割（例えば、集約ノード、転送ノード、冗長化基点など）を採用する必要がある。
５つ目は、ネットワークモードのスイッチングにはネットワークにおける個々のノードのスイッチングが必要であるため、ネットワーク全体にスイッチング情報を配信するかまたは伝播しなければならない。このことは、動作３３０において模式的に示されている。トリガ伝播は、異なるトリガ伝播特性を有する異なるやり方で実行することができる。例えば、信頼性のあるトリガ伝播については、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）またはブロードキャストのような信号配信方法を使用することができる。これは、信頼性のあるネットワークモードまたは冗長ネットワークモードへのスイッチングのときに使用することができる。高速トリガ伝播については、プロアクティブルーティングを使用することができる。プロアクティブルーティングとはここでは、トリガメッセージを伝播する前に新しいパスを決定したり確立したりする必要がないということを意味している。このことは、スイッチングメッセージの伝播が最適なルートに従う必要がないものの、それは高速であり、また、伝播の間に新しい通信パスを決定することができる、ということを意味している。このことは、高速であって待ち時間の少ないネットワークモードへのスイッチングのために特に適している。エネルギー効率モードへのスイッチングについては、マルチキャストまたはクラスターベースのルーティングのようなエネルギー効率のよいトリガ伝播法を使用することができる。
６つ目は、ネットワーク全体にわたるスイッチングが完全に行われた後に、プロシージャは、先頭へ戻り、新しいトリガイベントを待つ（動作３００）。

先の記載で、ネットワークモードのスイッチングにはいくつかの構成要素、すなわち、スイッチングのトリガ、実際のスイッチングまたはノード役割変更それ自体（ノードがその新しい役割を採用するやり方）、およびネットワーク全体にわたるトリガの伝播（またはスイッチング）が含まれている。これら３つの構成要素は互いに、スイッチング方法を互いに構成するものとみなすことができ、これら３つの構成要素のそれぞれは、複数のやり方で実行することができる。このことは、図４に模式的に示されている。図４は、異なるスイッチング特性を有する異なる複数のスイッチング方法をもたらす適応的なスイッチング方法が、異なる特性をそれぞれが有する異なるトリガ方法および異なるトリガ伝播方法を含んでいてもよい、ということを示している。適応的なスイッチング方法は、それらの特性がターゲットネットワークの特性に適合するモードトリガ方法およびトリガ伝播方法を選択することで、実施することができる。加えて、適応性のあるスイッチング方法は、さらに図４に図示されているように、適切なノード役割スイッチング方法を選択することで実施することができる。

異なるトリガ方法は、ネットワークのそれぞれのノードにおいてトリガパラメータの異なる集合をそれぞれ設定することによって実施することができる。同様に、異なるトリガ伝播方法は、ネットワークのそれぞれのノードにおいてトリガ伝播パラメータの異なる集合をそれぞれ設定することによって実施することができる。それぞれのターゲットネットワークモードには、それぞれのネットワークノードに保存されたトリガパラメータおよびトリガ伝播パラメータの対応する集合が指定されてもよい。また、あるターゲットネットワークモードへのスイッチングが、トリガメッセージを受信することにより実行されると、スイッチングを実行すべきノードは、そのリポジトリを検索するとともに、対応する適切なトリガパラメータおよびトリガ伝播パラメータを取得し、それに応じて動作する。

図４に示されている異なるノード役割スイッチング方法は、古い役割が破棄され新しい役割が最初から確立されるハードな役割スイッチングか、または、役割を変更しようとしているノードが古い役割に代えて新しい役割を同時に採用し、それから、新しい役割が完全に動作可能であるときには、新しい役割へ完全にスイッチングし古い役割を破棄するソフトな役割スイッチングかのいずれかを選択することによって実施することができる。

例えば、あるネットワークモードから別のネットワークモードへ変更されるノードは、その通信パスを変更しなければならない。このような場合には、古い通信パスを廃棄してその後に新しい通信パスを最初から確立することによる「ハードな方法」で行われるであろう。これはエネルギーの節約であるかもしれないが、サービスの混乱とデータパケットの損失とにつながることがある。これらの影響を防止するために、新しい通信パスを設定する一方で古い通信パスを維持することによるといった「ソフトなやり方」で代わりに実行することができる。このことによってパケットの損失を防止することができる。しかしながら、それには、付加的なエネルギーと付加的な信号化による帯域幅といった付加的なネットワークリソースとが必要である。それゆえ、ターゲットモードにもよるが、それに応じて適切なノード役割変更メカニズムを選択することもできる。

しかしながら、ターゲットモードによる影響に加えて、その選択もまた、ノードまたはネットワークの状態またはその機能を表すための付加的な情報を表すコンテキストパラメータによって影響を受けることがある。ノード役割スイッチング方法（ハードまたはソフトなスイッチング）の選択は、ターゲットモードに加えてこのようなコンテキスト情報にさらに基づくものであってもよい。例えば、バッテリー状態は付加的な判断基準として使用することができ、また、バッテリー状態が利用可能なバッテリーパワーが少ないことを表している場合に、選択処理は、ソフトなスイッチングよりもエネルギーを節約できるためにハードなスイッチングを選択することができる。一方、利用可能なバッテリーパワーが十分であるときには、ソフトなスイッチングの選択を決定するであろう。ノード役割スイッチング方法についての決定を考慮に入れることのできる付加的なコンテキスト情報パラメータには、例えば利用可能な処理パワーが含まれていてもよい。

先に述べたように、ノード役割変更にはルーティングパスの変更が含まれていてもよい。このことは例えば、ダイレクト（高速）モードからノーマルモードへ変更する場合に当てはまる。その理由は例えば、ノーマルモードにおいてはいくつかのノードが集約ノードとして作用し、一方、ダイレクトモードにおいては全てのノードがデータを中間集約ノードなしに直接転送するからである。一般に、ネットワークモードのスイッチングには、ネットワークにおけるトポロジー変化（通信パスの変更）が含まれていてもよい。このことはまた、スイッチングが、冗長モードへの進行または冗長モードからの発生のいずれかである場合にも当てはまる。その理由は、この場合には、異なるノード役割スイッチング方法によって実現することのできる冗長ルーティングパスの確立または破棄がスイッチングに含まれているからである。

さらにまた、ノード役割スイッチングを「ソフト」な方法で実行することと「ハード」な方法で実行することとの間には差異があってもよい。ソフトなスイッチングとは、新しい通信パスが確立され、一方で待ち時間およびデータパケットの損失を防止するために古い通信パスがなお動作していることを意味している。ソフトなノード役割スイッチングの代わりの（または付加的な）変形例には、新しい通信パスが確立されるともにこの瞬間まで保存したデータを転送することができるようになるまで受信データを保存することが含まれていてもよい。

しかしながら、ある環境の下では、古い通信パスが破棄された後に新しい通信パスが最初から確立されるハードなスイッチングが好ましいかもしれない。このことは、エネルギー消費の観点から好ましい。なぜならば、それによって保守管理または同時に２つの通信パスを設ける必要がなくなるからである。さらにまた、例えばターゲットモードが冗長モードであるときには、付加的な要件（状況要件）があってもよい。例えば、冗長モードへの変更には、ネットワークの異なるクラスターへの分割が含まれていてもよく、また、ノード役割のスイッチングについての（付加的な）要件は、新しい冗長な通信パスが、異なるクラスターを介してまたは異なるクラスターヘッダさえも介して経由するようなものであってもよい。このような場合には、新しい通信パスを最初から作ることが好ましいかも知れない。なぜならば、このようなやり方によれば、２つの通信パスがネットワークの異なるクラスターを介して、または異なるクラスターヘッダを介して経由するということを一層容易に保証することができるからである。

冗長モードにおけるネットワークのクラスター化についての先の例では、ハードなスイッチングとソフトなスイッチングとの組み合わせもまた実行することができる。例えば、新しい通信パスの確立に関する限り、「ハードなスイッチング」が実行され、言い換えれば、ノード役割スイッチングの後に使用する通信パスは、存在する通信パスとは独立して、最初から完全に構成される。しかしながら、古い通信パスの破棄は、新しい通信パスを確立した後にだけその古い通信パスが破棄されるように、「ソフトな」やり方で実行することができる。

言い換えれば、ノード役割変更に通信パスの変更が含まれている場合は、新しい通信パスの確立または古い通信パスの破棄のうち少なくとも一方が含まれていてもよい。両方の特徴、すなわち新しい通信パスの確立および古い通信パスの放棄は、「ソフトな」方法または「ハードな」方法で実行することができる。新しい通信パスの「ソフトな」確立とは、古い通信パスが維持されていて新しい通信パスが付加的に確立されることを意味している。新しい通信パスのハードな確立とは、存在する通信パスとは独立して、またその使用によることなく、新しい通信パスが最初から確立されることを意味している。存在する通信パスの破棄に関しては、「ハードな」方法の場合は、新しいパスがすでに確立されたかどうかとは独立してそのパスを破棄することを意味している一方で、「ソフトな」方法とは、新しい通信パスが確立されるまで古い通信パスを維持することを意味している。

「ソフトな」ノード役割スイッチングのさらに別の特徴は、その役割をスイッチするときにノードの中間状態の使用を採用することである。このことによれば、通信の混乱またはパケットの損失を回避するのに役立つであろう。そのような中間状態には、最終状態に到達した（ノード役割スイッチングが終了した）後に転送される受信データを保存する場所の使用が含まれていてもよい。

図３とともに説明した実施形態においては、トリガ伝播は個々のノードがその新しい役割を採用した後に実行されるように説明したが、ある実施形態によれば、ノードの新しい役割の採用とトリガの伝播とは互いに独立して実行することができるということに留意すべきである。１つの実施形態によれば、例えば、（そのネットワークパラメータを変更することにより）そのノードが新しい役割をまだ採用していないにもかかわらず、最初にトリガ信号がノードによってすでに伝播されていることが可能であろう。

ネットワークモード間でスイッチングをする方法の上記実施形態の一般的な利点は、新しいネットワークモードの特性を考慮に入れることにより、有効なスイッチングが可能になるということである。これらの特性によって、エネルギー効率、データ遅延、信頼性、および応答時間といった全体条件におけるネットワーク動作が決まる。このようにして、１つの実施形態によれば、エネルギー効率のよいネットワークモードへのスイッチングをデータ遅延についてのゆるやかな要件で実行することは、（再びエネルギーを節約するために最適な集約を実現する）ネットワークトポロジーの再構成を行う可能性とともに、（通信作業を減少させ、それによって、エネルギーを節約する）タイムアウトに基づいたスイッチング方法の選択をもたらす。これとは対照的に、新しいネットワークモードが高速データ通信を必要とする場合、スイッチングがメッセージに基づいたものである（これによってスイッチング所要時間が減少する）ときにはスイッチング方法が選択される。さらにまた、エネルギー効率が判断基準ではないときには、選択されたスイッチング方法は、（高速であるがエネルギーを消費する）ごく近隣とだけの通信の代わりに、長距離のホップを採用することができる。このようなスイッチング方法の適切な選択により、スイッチング処理の間に新しいモードの要件をすでに満たしていることによって、新しいネットワークモードの特性へのプロシージャのスイッチングの適応化が可能になる。

以下、本発明のさらに別の実施形態を説明するが、そのネットワーク動作は、すでに説明したものに類似した３つのネットワークモードである、エネルギー効率のよい特性を有するノーマルモード、少ない遅延または待ち時間を有した特性を有する「ダイレクトモード」、および特性として高い信頼性を有する冗長モードへマッピングすることができる。３つのネットワークモードにおけるこれらの基本的な特性により、ネットワークモード間でスイッチングをするために採用されたスイッチング方法に関する対応する要件をもたらす。これらのスイッチング要件は、（あるネットワークモードへのスイッチングのときに満たされなければならない）必須特性と、ほとんど重要ではなくスイッチングの間に満たされる必要のない、関連のない特性とを一覧にした次の表にまとめられている。

スイッチングのための一般的なプロシージャは、すでに説明した。スイッチングが実行されるターゲットモードによれば、異なるスイッチング方法は、異なる選択肢を使用することで採用することができる。それによって、スイッチング方法は、ターゲットネットワークモードの特性に適合するように、例えば、エネルギー節約モード（ノーマルモード）へのスイッチングがエネルギー効率のよいものであるように、また、ダイレクトモード（高速モード）へのスイッチングがスピードを重視したものであるように、また、冗長モードへのスイッチングが信頼性のあるものであるように選択することができる。次の実施形態では、異なるスイッチング方法を実施するために次の選択肢が利用可能である。
＊１つ目のグループは、異なるスイッチング信号伝播方法である。
（１）信頼性のある伝播（ブロードキャスト、フラッディング）
（２）帯域幅効率のよい伝播（マルチキャスト、クラスターベースのルーティング）
（３）高速な伝播（プロアクティブルーティング、すなわち、スイッチングが実行されている間におけるトリガメッセージの伝播）
＊２つ目のグループは、異なるスイッチングトリガ方法である。
（１）トリガ感度を適切に適応化することによる、センサノードの起こり得る機能不良を考慮した信頼性のあるトリガ（例えば、いくつかのノードがトリガイベントを検出すべきであり、実際にスイッチングをトリガするためにトリガの判断基準がより長い期間満たされるべきである）
（２）信頼性のないワイヤレスリンクを考慮した信頼性のあるトリガ（例えば、スイッチング信号メッセージを数回繰り返して送信することによる）
（３）トリガ感度を適応化することによる高速なトリガ（例えば、１つのノードがトリガイベントを検出するときは、常にそのノードがトリガ信号メッセージを送信する）
（４）スイッチングのためのトリガとしてタイムアウトを使用することによるエネルギー効率のよいトリガ。これにより、不要な通信を回避できるとともにエネルギーが節約できる。

ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチング方法は、ある選択肢が選択されると、その特性がターゲットネットワークモードの特性に合致するものとなるように選択される。

以下、異なるネットワークモードの間におけるスイッチングのための異なるスイッチング方法を実施するさらに別の実施形態について説明する。

冗長モードから他のモードへのスイッチングは、高い信頼性を得るために冗長モードにおいて使用されてきた冗長通信パスを削除することを意味している。エネルギー効率のよいノーマルモードへのスイッチングの場合には、（例えば、エネルギーを節約する集約ノードによって信号の集約を可能にするために）エネルギー効率のよい新しいトポロジーが付加的に構成されるのが好ましい。エネルギーを節約するために、コストの高いリンクは、エネルギーの獲得を優先することでこの段階において通信の中断を潜在的に引き起こす新しい通信パスが新しいトポロジーにより提供される前であっても、削除することができる。これとは対照的に、ターゲットモードに対して中断のない通信（ダイレクトモードおよび冗長モード）が必要であるときには、古い通信パスを削除する前に新しい通信パスをまず構成することが好ましい。ネットワークモードの間におけるスイッチングのときに実行されるこれらの詳細なステップは、次の表に示されている。

それぞれのノードについて、トリガは外部または内部のいずれかである（例えば、別のノードから受信したセンサ値、または「スイッチングメッセージ」、または内部的なタイムアウト）。どのトリガが有効であるかは、ノードの内部的なパラメータによって設定することができる。このトリガパラメータが、外部トリガメッセージ、または「スイッチングメッセージ」が必要であるように設定されると、このようなメッセージを受信するノードは、それをネットワーク全体へ伝播する必要がある。この伝播は異なる方法で行うことができる。１つの方法は、トリガ（またはスイッチング）メッセージの受信と送信との間の時間を調節することである。もう１つの方法は、トリガメッセージの送信の前提条件を変更することである。例えば、そのトリガイベントが極めて信頼性のある（例えば、起こり得るセンサの機能不全を考慮している）ものでなければならないときには、ノードは、トリガメッセージを転送する前に、同じトリガメッセージのある回数の繰り返しを待つことになる。これに対して、（例えば、緊急の場合に）トリガイベントへの迅速な応答が望まれているときには、トリガメッセージは、トリガメッセージを受信したときは常にノードによってさらに転送されることになる。外部トリガの場合には、いくつかのソースがトリガメッセージを同時に送信することができる。この場合には、複雑なトリガ条件（例えば、マルチトリガの一致、異なるソースからのトリガの信頼性の変化を考慮することなど）を定義することができる。次に、この情報をパラメータとして使用する決定アルゴリズムに基づいて、ノードをスイッチするかどうか、そのノードをいつスイッチするか、また、そのトリガメッセージをいつ伝播するかが決定される。

しかしまた、他の側面では、トリガ伝播は、ターゲットネットワークモード要件に従って、異なる方法で行うことができる。例えば、１つの実施形態におけるノーマル（エネルギー効率のよい）モードへスイッチングをするための伝播プロトコルは、簡単なものであるのが好ましく、また、ネットワークにおける余分なトラフィックをほとんど発生させないものであるのが好ましい。トリガメッセージの繰り返しの頻度は、エネルギーを節約するためには低いものであるべきである。トリガイベントの検出と伝播との間の時間は長いことがある。これは、ノーマルモードへ復帰するためにタイムアウトに基づいたトリガ方法を使用することで実現することができる。

ダイレクトモード（高速モード）または冗長モード（リライアブルモード）へスイッチするための伝播プロトコルは、極めて信頼性のあるものでなければならない。これらの場合、トリガメッセージは、しばしば（繰り返して）、そして短い時間間隔で送信される（増大したトラフィックは、ブロードキャスト、冗長メッセージなどを使用することで許容される）。トリガの検出と伝播との間の時間は短いものでなければならないので、それぞれの受信したトリガメッセージは、そのメッセージを受信したノードによりトリガメッセージの伝播を直ちにトリガする。

以上のように、この実施形態におけるトリガおよびトリガ伝播のための可能性のある選択肢は、ターゲットネットワークモードへ適応化され、それに応じて選択される。

以下に、本発明のある実施形態によるスイッチング方法のさらに具体的な例について説明するが、ノーマル（エネルギー効率のよい）モードとダイレクト（高速）モードとの間のスイッチングについては、より一層詳しく説明する。

図５の左上には、ノーマルモードにおいて人間の健康状態を監視するＷＳＮが示されている。いくつかのセンサによって、集約グループを確立する身体機能が測定される。それらの１つ（ボディセンサ２）によって、全てのデータが集約されるとともに、その集約されたデータがストレージノードへ送信される。この集約トポロジーによれば、メッセージを送信する必要のある範囲が縮小されることで、エネルギー消費は削減される。ストレージノードには監視結果が保存されており、また、ボディセンサのデータによって表されている身体状態が、警戒すべきものである（または、あるセンサから明示的なアラームメッセージが出ている）ときには、ストレージノードは、看護士または医師へ通知するために、例えばアラームベルを備えたアラームノードに通知する。ボディセンサ１およびボディセンサ２からボディセンサ３への、また、これらからストレージノードへの通常のデータフローは、実線の矢印によって示されている。

図５の右上には、あるセンサ（センサ１）は、危険な状況（例えば、脈拍の上昇またはその他同様のこと）を検出し、それに基づいて、その状況がある状態に変更されたことを判定することが示されている。この状態は、身体の状態を一層頻繁にかつより直接的に監視するため、ネットワークモードがノーマルモードからこの状態にとってはより適切なアラートモード（または「ダイレクトモード」）へスイッチングされるべき状態である。

次いで、ノードは、スイッチングが実行されるべきネットワークモードに従って、ネットワークにおけるその役割を変更するが、このことは、ここではノードがストレージノードで直接的に通信を実行することを意味している。直接的な通信への変更に加えて、このノードは、そのタイムアウトパラメータ（ノーマルモードへの後退のためのタイムアウトを設定するもの）を適応化し、また、ノードは、スイッチングを伝播するために対応するスイッチングメッセージを送信することにより、実行されるべきスイッチングのその新しい通信相手に直ちに情報を提供する。このことは、図５の右上における、センサ１からストレージノードへ通じる破線矢印によって示されている。センサ１を囲んでいる破線は、その動作モードをすでにスイッチングしたことを表しているに対し、他のノードの実線の囲みは、まだノーマルモードにあるということを表している。

図５の右下において、ストレージノードは、スイッチングメッセージの繰り返しに応答し、新しいモード（ダイレクトモード）へトリガされるとともに、それに応じてその通信相手に、（すでにスイッチングされたためにトリガが送信されたものを除いて）残りのボディセンサ２およびボディセンサ３およびアラームノードについての情報を提供する。スイッチングメッセージのこの伝播は、ストレージノードからその通信相手を指し示す破線矢印によって模式的に示されている。これらのスイッチングメッセージによれば、全てのセンサノードがまた、モードをダイレクトモードへスイッチするとともに、ここではストレージノードへ直接送信するようになる（図５の左下を参照のこと）。ここで、直接的な状態にあるノードは、これらのノードを囲む破線によって示されている。

危険な状況が続く限り、応答可能なセンサノード（ボディセンサ１）は、スイッチングメッセージを繰り返し伝播することでタイムアウトが繰り返し更新されるという効果を有するモードを引き続きリフレッシュし、それによって、そのセンサデータが必要性を示す限り、ネットワークをダイレクトモードに維持する。

危険な状況がどのセンサノードによっても検出されないときには、タイムアウトは、もはやリフレッシュされず、終了する（図５の左下）。ノードはそれぞれ、ノーマルモードへスイッチバックする、対応するノードに対して効果を有するタイムアウトイベントによってトリガされる。全てのノードが同時にスイッチバックするわけではなく、その理由は、それぞれ異なる時点の異なるノードにおいてタイムアウトの設定に影響を及ぼしたスイッチングメッセージのタイミングが異なるからである。いくつかのノードがなお直接通信を試みるが、他のノードはすでにノーマルモードへ切り替わっている。このスイッチバックは、例えば、いったんタイムアウトが終了すると、集約ノードが集約を試みるという機能を有するボディセンサ２のようなノーマルノードに割り当てられている新しい役割を各ノードが想定するという効果を有する。これは、タイムアウトイベントが起きるタイムアウト期間の間の通信の混乱につながることがある。全てのノードがスイッチバックするとすぐに、監視用アプリケーションがノーマルモードにおいて正確に機能し始める。これは、図５の左上に示されているように行われる。

以下、本発明のある実施形態によるネットワークノードについて、図６に関連してさらに詳しく説明する。ノード６３０には動作モジュール６１０が備えられており、この動作モジュール６１０は、ワイヤレスインターフェイス６３０およびワイヤレスリンク６４０を介してワイヤレスネットワーク６２０と通信することにより、ネットワークノードの機能を実行する。ネットワークノードは、複数のあるネットワークモードの１つに従って動作し、スイッチングモジュール６５０の制御の下であるネットワークモードから別のネットワークモードへスイッチすることがある。スイッチングモジュール６５０は、スイッチング選択モジュール６６０へ接続されており、このスイッチング選択モジュール６６０は、モジュール６５０によってスイッチングが実行される複数のスイッチング方法の１つを選択することができるものである。スイッチング選択モジュール６６０は、新しいターゲットネットワークモードへのスイッチングをトリガする信号６７０を外部から受信する。ここで、信号６７０は、ワイヤレスリンク６４０を介して別のノードから物理的に受信するということについて言及されるべきである。それゆえ、図６において信号６７０と、それを表している矢印とは、ワイヤレスリンク６４０によって物理的に実施することができる論理的接続を表すものとして理解すべきである。

図６に示されているように、トリガ信号６７０はまた、ノードに備えられているセンサ（例えば温度センサ）により測定された何らかの測定値に応じて発生された、内部生成型トリガ信号であってもよい。スイッチング選択モジュール６６０は、信号６６０が有効トリガ信号であると実際にみなすことができるかどうかを評価することができ、もしそうであれば、対応するターゲットネットワークモードがモジュール６６０によって決定される。次いで、モジュール６６０は、選択されたスイッチング方法がターゲットモードの特性に最もよく合致するように、ターゲットネットワークモードへのスイッチングのためのスイッチング方法を、利用可能なスイッチング方法から選択することができる。続いて、選択の結果は、選択された方法に従って実際のスイッチングをその後に実行するスイッチングモジュール６５０へ転送することができる。

スイッチングモジュール６５０およびスイッチング選択モジュール６６０の機能は、それぞれの動作を実行するために適切にプログラミングされているとともに、信号６７０を受信するために適切なインターフェイスを有しているマイクロプロセッサまたはＤＳＰのようなプログラム可能な装置によって実施することができる。動作モジュール６１０には、その機能を制御するマイクロプロセッサも備えられていてもよく、さらに、１つの実施形態によれば、動作モジュール６１０のマイクロプロセッサは、スイッチング選択モジュール６６０の機能を実行することもできる。さらにまた、動作モジュール６１０は、ワイヤレスリンクを確立するための構成要素として実施することのできる送信機、受信機またはトランシーバーのようなワイヤレスインターフェイス６３０と、すでに述べたマイクロプロセッサまたはＤＳＰを含む適切な制御電子機器とを備えている。

１つの実施形態では、スイッチングがノード６００によって実行されると、ネットワークにわたるスイッチングメッセージ（スイッチングトリガ信号）の伝播は、そのノード６００によって実行することができる。次いで、ターゲットモードへのスイッチングを実行すべきであるという情報を他のノードにも与えるスイッチングメッセージは、ワイヤレスリンク６４０を介して送信することができる。

しかしながら、さらに別の実施形態によれば、ネットワークにわたるスイッチングメッセージの伝播は、実際のスイッチングとは独立して実行することができる。そのような目的のために、スイッチング選択モジュール６２０は、図６に模式的に示されているようにスイッチング伝播モジュール６２５を備えていてもよく、このスイッチング伝播モジュール６２５はスイッチングメッセージをさらに伝播するものである。そのような目的のために、それは、ワイヤレスインターフェイス６３０に直接接続していてもよく、また、ワイヤレスインターフェイス６３０によって、トリガメッセージがノード６６０によって受信されるとワイヤレスリンク６４０を介してスイッチング伝播メッセージを転送することができる。このようなメカニズムによって、スイッチング伝播は実際のスイッチングとは独立して行うことができる。

スイッチング伝播は、先に述べた実施形態に関連してすでに説明したように、ある判断基準に依存した異なる方法で実行することができる。そのために、スイッチング伝播モジュール６２５が何らかのロジックを実施し、スイッチングメッセージを伝播するための判断基準が満たされているか（例えば、必要な数のトリガメッセージを受信したか）どうかを決定して、もしそうであればスイッチングメッセージが伝播される。この決定には、スイッチングメッセージが伝播されることに関する決定、例えば、マルチキャスト送信、ブロードキャストまたはユニキャストを使用して伝播されるかどうかの決定も含まれる。このような決定はまた、ターゲットモードの所望の特性に基づいて行うことができ、例えばマルチキャストはユニキャストよりもエネルギー効率がよいかもしれない。それゆえ、エネルギー節約モードへのスイッチングの場合は、マルチキャストが例えばスイッチングメッセージ伝播の好ましいモードであろう。

もっと一般的に言うと、１つの実施形態によれば、このスイッチングモジュールは、異なるスイッチングトリガ方法によって、さらに、前述したいくつかの実施形態に関連して説明した異なるスイッチング伝播方法によってスイッチングをするように構成されている。そのため、スイッチング選択モジュールは、そのスイッチングトリガ方法とターゲットネットワークモードによるスイッチング伝播方法とを選択するように構成することができる。これにより、スイッチング伝播と実際のスイッチングとスイッチングトリガとを制御することができ、また、互いに独立して実行することができる。

本発明のある実施形態によれば、スイッチング選択モジュール６２０、スイッチングモジュール６１０、および部分的な動作モジュールは、１つ以上のマイクロプロセッサによって実行することができる。このマイクロプロセッサは、スイッチング方法の選択、スイッチングトリガ方法の選択、およびスイッチング伝播方法の選択を、前述した実施形態に関連して実行するようにプログラミングされている。

当業者によれば、これまでに述べたいくつかの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実施することができるということは理解されるであろう。本発明の実施形態に関連して述べたモジュールは、本発明の実施形態に関連して説明した方法によって動作するように適切にプログラミングされたマイクロプロセッサまたはコンピュータによって、全体としてまたは部分的に実施することができる。

本発明のある実施形態によれば、データキャリアの中に保存されるか、またはコンピュータにおいて実行するときに記録媒体または送信リンクのような何らかの物理的手段によって取り込まれて何らかの他の方法で保存され、先に述べた本発明の実施形態に従ってコンピュータを動作させることのできるコンピュータプログラムが提供される。

本発明に係るある実施形態を実施することができるネットワーク環境を示す。 本発明に係るある実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係る別の実施形態によるフローチャートである。 本発明のある実施形態による異なるスイッチング方法を模式的に示す。 本発明のある実施形態によるネットワークモード間のスイッチングを模式的に示す。 本発明のある実施形態によるネットワークモードの構成を模式的に示す。

符号の説明

６００ ノード
６１０ 動作モジュール
６２０ ワイヤレスネットワーク
６２５ スイッチング伝播モジュール
６３０ ワイヤレスインターフェイス
６４０ ワイヤレスリンク
６５０ スイッチングモジュール
６６０ スイッチング選択モジュール
６７０ 信号

Claims (21)

1. ワイヤレスセンサネットワーク内の複数のノードを動作させるための方法であって、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
   各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
   前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
   それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
   前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を前記ネットワーク内の前記ノードが選択するステップと、
   前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへ前記ネットワーク内の前記ノードがスイッチングをするステップと
   を含み、
   前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であって、前記エネルギー節約スイッチング方法を用いる場合には、前記ネットワーク内の前記ノードのターゲットモードへのスイッチングが、タイムアウトに基づいて行われ、
   前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であって、前記高速スイッチング方法により、前記ネットワーク内の前記ノードは、前記ターゲットモードに向けてメッセージに基づいたスイッチングを行うものであり、ここで、ノードが受信したスイッチングメッセージが遅延なく転送されることと、スイッチングメッセージが高速ルーティングを用いて転送されることと、スイッチングメッセージを受信した前記ネットワーク内のノードの実際のスイッチングとは無関係に、スイッチングメッセージの伝播が行われることとのうちの１つにより高速なスイッチングが行われ、
   前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
   前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
   方法。
2. ワイヤレスセンサネットワーク内の複数のノードを動作させるための方法であって、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
   各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
   前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
   それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
   前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を前記ネットワーク内の前記ノードが選択するステップと、
   前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへ前記ネットワーク内の前記ノードがスイッチングをするステップと
   を含み、
   前記複数のスイッチング方法の１つは、前記ネットワーク内のあるノードがトリガイベントを検出した場合には常にスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
   前記複数のスイッチング方法の別の１つは、前記ネットワーク内のいくつかのノードがトリガイベントを検出した場合にのみスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
   前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
   前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
   方法。
3. ワイヤレスセンサネットワーク内の複数のノードを動作させるための方法であって、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
   各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
   前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードがエネルギーを節約して動作するエネルギー節約ネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
   前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
   それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
   前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を前記ネットワーク内の前記ノードが選択するステップと、
   前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへ前記ネットワーク内の前記ノードがスイッチングをするステップと
   を含み、
   前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であって、前記エネルギー節約スイッチング方法を用いる場合には、前記ネットワーク内の前記ノードのターゲットモードへのスイッチングが、タイムアウトに基づいて行われ、
   前記複数のスイッチング方法の別の１つは、前記ネットワーク内のいくつかのノードがトリガイベントを検出した場合にのみスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
   前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記エネルギー節約スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
   前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
   方法。
4. 前記複数のスイッチング方法は、スイッチング信号を前記ネットワーク内の前記ノードを介して伝播するための複数の選択可能なスイッチング伝播方法を含むものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記複数のスイッチング方法は、現在のモードからターゲットモードへのネットワークモードのスイッチングをトリガするための複数の選択可能なスイッチングトリガ方法を含むものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記複数のスイッチング方法は、前記ネットワーク内のあるノードの役割を、現在の役割から前記ターゲットネットワークモードによる役割へスイッチングをするための複数の選択可能なノード役割スイッチング方法を含むものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. あるスイッチング方法の前記選択は、前記ターゲットネットワークモードの特性に加えて、前記ネットワーク、前記ノードまたは環境のステータスを表すコンテキスト情報にさらに基づくものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. あるネットワークモードスイッチング方法の前記選択は、
   あるスイッチング伝播方法を選択するステップと、
   あるスイッチングトリガ方法を選択するステップと、
   あるノード役割スイッチング方法を選択するステップと
   のうちの１つ以上を含むものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. それぞれのネットワークモードは、各ノードに対して、あるネットワークモードにおける該ノードの前記役割を示すとともに、ネットワークスイッチング方法の要素として、
   スイッチング伝播方法と、
   スイッチングトリガ方法と、
   ノード役割スイッチング方法と
   のうち１つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 複数のノードを含んだワイヤレスセンサネットワーク内のネットワークノードであって、
    前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
    前記ネットワークノードは、異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
    各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
    前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、
    前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
    それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
    前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
    前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
    を備え、
    前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であって、前記エネルギー節約スイッチング方法を用いる場合には、前記ネットワーク内の前記ノードのターゲットモードへのスイッチングが、タイムアウトに基づいて行われ、
    前記複数のスイッチング方法の別の１つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であって、前記高速スイッチング方法により、前記ネットワーク内の前記ノードは、前記ターゲットモードに向けてメッセージに基づいたスイッチングを行うものであり、ここで、ノードが受信したスイッチングメッセージが遅延なく転送されることと、スイッチングメッセージが高速ルーティングを用いて転送されることと、スイッチングメッセージを受信した前記ネットワーク内のノードの実際のスイッチングとは無関係に、スイッチングメッセージの伝播が行われることとのうちの１つにより高速なスイッチングが行われ、
    前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
    前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
    ネットワークノード。
11. 複数のノードを含んだワイヤレスセンサネットワーク内のネットワークノードであって、
    前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
    前記ネットワークノードは、異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
    各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
    前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
    前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
    それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
    前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
    前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
    を備え、
    前記複数のスイッチング方法の１つは、前記ネットワーク内のあるノードがトリガイベントを検出した場合には常にスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
    前記複数のスイッチング方法の別の１つは、前記ネットワーク内のいくつかのノードがトリガイベントを検出した場合にのみスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
    前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
    前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記選択モジュールにより、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
    ネットワークノード。
12. 複数のノードを含んだワイヤレスセンサネットワーク内のネットワークノードであって、
    前記ネットワーク内の前記ノードは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
    前記ネットワークノードは、異なるネットワークモードへネットワークモードをスイッチングすることができるものであり、
    各ネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように、前記ネットワーク内の前記ノードの複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
    前記複数のネットワークモードは、前記ネットワーク内の前記ノードが信頼性のある動作をするリライアブルネットワークモードと、前記ネットワーク内の前記ノードがエネルギーを節約して動作をする別のエネルギー節約モードとを含むものであり、
    前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の１つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
    それぞれのスイッチング方法は、あるノードのスイッチングをトリガするための異なるスイッチングトリガ方法と、前記ネットワーク内のノードへスイッチングを伝播するための異なるスイッチング伝播方法とを用いることにより、異なるスイッチング特性を有するものであって、
    前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
    前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
    を備え、
    前記複数のスイッチング方法の１つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であって、前記エネルギー節約スイッチング方法を用いる場合には、前記ネットワーク内の前記ノードのターゲットモードへのスイッチングが、タイムアウトに基づいて行われ、
    前記複数のスイッチング方法の別の１つは、前記ネットワーク内のいくつかのノードがトリガイベントを検出した場合にのみスイッチングをトリガすることにより、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
    前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
    前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記選択モジュールにより、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
    ネットワークノード。
13. 前記複数のスイッチング方法は、
    スイッチング信号を前記ネットワークの前記ノードを介して伝播するための複数の選択可能なスイッチング伝播方法、および／または、
    現在のモードからターゲットモードへのネットワークモードの前記スイッチングをトリガするための複数の選択可能なスイッチングトリガ方法、および／または、
    前記ネットワークにおけるノードの役割を、現在の役割から前記ターゲットネットワークモードによる役割へスイッチングをするための複数の選択可能なノード役割スイッチング方法
    をさらに含むものである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のネットワークノード。
14. あるネットワークモードスイッチング方法の選択は、
    スイッチング伝播方法を選択するステップと、
    スイッチングトリガ方法を選択するステップと、
    ノード役割スイッチング方法を選択するステップと
    のうちの１つ以上を含むものである、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のネットワークノード。
15. 前記スイッチング方法の選択は、前記ターゲットネットワークモードの特性に加えて、前記ネットワーク、前記ノードまたは環境のステータスを表すコンテキスト情報にさらに基づくものである、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のネットワークノード。
16. それぞれのネットワークモードは、各ノードに対して、あるネットワークモードにおける該ノードの前記役割を示すとともに、
    スイッチング伝播方法と、
    スイッチングトリガ方法と、
    ノード役割スイッチング方法と
    のうちの１つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のネットワークノード。
17. それぞれのネットワークモードは、各ノードに対して、あるネットワークモードにおける該ノードの前記役割を示すとともに、ネットワークスイッチング方法の要素として、
    スイッチング伝播方法と、
    スイッチングトリガ方法と、
    ノード役割スイッチング方法と
    のうちの１つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のネットワークノード。
18. 前記ターゲットネットワークモードは、エネルギー節約モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、メカニズムとして、
    ノードがタイムアウトに基づいて前記スイッチングを実行することと、
    新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすることと、
    マルチキャストのような効果的なルーティングプロトコルを使用すること
    のうちの１つ以上を使用して、エネルギー効率良く前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のネットワークノード。
19. ネットワークモードの１つは高速モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、メカニズムとして、
    前記ノードによって受信されたスイッチングメッセージが、遅延なく転送されることと、
    スイッチングメッセージが、高速ルートまたは高速ルーティングメカニズムを使用して転送されることと、
    スイッチングメッセージの伝播が、実際のスイッチングとは独立して実行されること
    のうちの１つ以上を使用して、高速に前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のネットワークノード。
20. ネットワークモードの１つはリライアブルモードであり、前記選択されたスイッチング方法は、メカニズムとして、
    前記ノードによって伝播されたスイッチングメッセージが、複数のルートと冗長ルートのうちのいずれかまたは両方を使用して転送されることと、
    前記スイッチングメッセージが反復して伝播されること、
    少なくとも新しいモードが動作を開始するまで古いモードを動作させること
    のうちの１つ以上を使用して、信頼性のある方式で前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のネットワークノード。
21. 前記ネットワークを介して前記スイッチングを伝播するためのスイッチング伝播方法が、ノードの実際のスイッチングとは独立して実行されるものである、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載のネットワークノード、または請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。