JP5595583B2 - マシンツーマシン通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、マシンツーマシン通信に関し、より詳細には、ワイヤレス・ネットワークを介したマシンツーマシン通信に関する。

ネットワーク内のマシンツーマシン（Ｍ２Ｍ：Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信は、少量のデータ量の通信が短く定期的に、稀に行われることにより特徴付けられる場合が多いが、他のＭ２Ｍ適用例は、必ずしもこのプロファイルに適合しない。このプロファイルに適合する適用例の一例は、自動ガス・メータ報告である。このプロファイルに適合しない１つの適用例は、中央側にデータをストリーミングし戻す遠隔ビデオ監視カメラである。

メータ報告の場合では、非常に少量のデータが、データの消費者、たとえばガス使用の請求を作成するガス会社に提供される。このデータは、恐らく２４時間の定期的な間隔でしか送信する必要がない。ネットワーク、たとえばワイヤレス・ネットワークを使用してこのデータを送信するには、ネットワークに登録することが現在必要である。登録は、メータ報告デバイスがネットワークによって受け付けられ、そのシグナリングをデータ消費者に送信させることを可能にするために、最新の状態に保たれ、または更新される必要がある。現在のネットワーク、特にワイヤレス・ネットワークへの変更なしに登録を維持するには、転送されるデータの実際の量に比べて大量のオーバヘッドが必要になり得る。

シグナリングおよびアドレッシングの問題もある。それぞれのメータ報告ユニットが、それをアドレッシングするのにネットワークによって使用されるそれ自体の識別情報を有する場合、およびそのアドレスが、そのネットワークを使用する他のユニット、たとえば携帯電話の既存のアドレス空間の一部である場合には、Ｍ２Ｍデバイスの数が急増するにつれて、それらのアドレス／識別情報のすべてが急速に消費されることがある。

本発明は、マシンツーマシン通信方法に関する。

一実施形態では、この方法は、デバイスにおいて、第１の鍵を用いてデータを暗号化するステップと、デバイス識別子および暗号化されたデータを含むメッセージを形成するステップとを含む。デバイス識別子は、デバイスを識別する。クラス識別子、メッセージ、およびアクション・コードを含むシグナリング・メッセージが形成される。クラス識別子は、デバイスが属するデバイス・グループを識別する。アクション・コードは、データのタイプを示し、メッセージの一部であってよい。シグナリング・メッセージは、ネットワーク、たとえばワイヤレス・ネットワークに送られる。

別の実施形態では、この方法は、受信されたシグナリング・メッセージが、シグナリング・メッセージをマシンツーマシン通信として識別するクラス識別子を含むかどうか決定するステップと、決定するステップが、受信されたシグナリング・メッセージがクラス識別子を含むと決定する場合、通信セッションを設定せずにクラス識別子に基づいて特定のアプリケーション・サーバにシグナリング・メッセージの少なくともメッセージ部分をルーティングするステップとを含む。メッセージ部分は、デバイス識別子とデータとを含み、デバイス識別子は、クラス識別子によって識別されたデバイス・グループ内のデバイスを識別する。

さらなる一実施形態では、この方法は、ワイヤレス・ネットワークによって、制御シグナリング・メッセージを送信するステップを含む。制御シグナリング・メッセージは、クラス識別子を含む。クラス識別子は、１つまたは複数のデバイスが属するデバイス・グループを識別し、制御シグナリング・メッセージは、デバイス・グループの少なくとも１つの動作パラメータを示す。デバイス・グループは、クラス識別子に基づいて、グループに向けられた制御シグナリング・メッセージを認識する。それに応答して、デバイスは、動作パラメータに従って動作し、かつ／または動作を変更する。

本発明の例示的な実施形態は、下記に示された詳細な説明および添付の図面からより十分に明らかになり、同様の要素が、同じ参照符号によって表されており、諸図面は、例示するためだけに示されており、したがって、本発明を限定するものではない。

Ｍ２Ｍシステムの例示的なアーキテクチャを示す図である。 Ｍ２Ｍクラス識別子構造の一実施形態を示す図である。 Ｍ２Ｍデバイスおよびワイヤレス・ネットワークによって使用された鍵および識別子を示す図である。 Ｍ２Ｍデバイスでの例示的な動作を示す図である。 シグナリング・メッセージおよびＩＰメッセージの例示的な形式を示す図である。 ワイヤレス・ネットワークでの例示的な動作を示す図である。 制御シグナリング・メッセージの例示的な形式を示す図である。 ワイヤレス・ネットワークでの別の例示的な動作を示す図である。

本発明の様々な例示的な実施形態について、添付の図面を参照して次により完全に述べられ、図面では、本発明の一部の例示的な実施形態が示されている。

本発明の詳細な例示的な実施形態について、本明細書に開示される。しかし、本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、本発明の例示的な実施形態について述べるための典型物にすぎない。しかし、本発明は、多くの代替の形で具現化され得るが、本明細書に述べられた実施形態のみに限定されるものと解釈すべきでない。

したがって、本発明の例示的な実施形態は様々な修正および代替の形態が可能であるが、その実施形態が例として図面に示されており、また本明細書で詳細に述べられる。しかし、本発明の例示的な実施形態を開示された特定の形に限定する意図はないが、その逆に、本発明の例示的な実施形態は、本発明の範囲内に含まれるすべての修正物、等価物および代替物を網羅するものであることを理解されたい。同じ番号は、図の説明全体を通して類似の要素に言及する。

様々な要素について述べるために本明細書では用語第１、第２などが使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるものでないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために用いられるにすぎない。たとえば、本発明の例示的な実施形態の範囲から逸脱せずに、第１の要素が第２の要素と呼ばれることがあり、同様に、第２の要素が第１の要素と呼ばれることもある。本明細書では、用語「および／または」は、関連する列挙されたアイテムのうちの１つまたは複数のありとあらゆる組合せを含む。

ある要素が別の要素に「接続」または「結合」されていると呼ばれるときは、それは、他の要素に直接接続または結合されてもよいし、介在する要素が存在してもよいことが理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続」または「直接結合」されていると呼ばれるときは、介在する要素が存在しない。要素間の関係について述べるために用いられる他の単語も、同様に解釈すべきである（たとえば「の間に」対「の間に直接」、「に隣接して」対「に直接隣接して」など）。

本明細書で用いられた用語は、特定の実施形態について述べるためのものにすぎず、本発明の例示的な実施形態を限定するものではない。本明細書では、単数形「一（ａ、ａｎ、ｔｈｅ）」は、文脈によって他に明らかに示されていない限り、複数形をも含むことが意図されている。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、本明細書では、述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素および／またはコンポーネントが存在することを指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネントおよび／またはそのグループの存在または追加を除外するものでないことがさらに理解されよう。

一部の代替実装形態では、述べられた機能／行為は、図に示された順序以外で行われ得ることにも留意されたい。たとえば、連続して示された２つの図は、実際には実質的に同時に実行されてもよいし、関与する機能性／行為に応じて逆の順序で時々実行されてもよい。

下記の説明では、特定のタスクを実施し、または特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造体などを含めて、プログラム・モジュールまたは機能プロセスとして実装されてもよく、また既存のネットワーク要素において既存のハードウェアを使用して実装されてもよい（たとえばフローチャートの形の）行為および操作の記号表現を参照して、例示的な実施形態について述べられる。こうした既存のハードウェアには、１つまたは複数の中央制御装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、コンピュータなどが含まれ得る。

他に特に述べられていない限り、あるいは議論から明らかであるように、「処理」、「コンピュータ処理」、「計算」、「決定」または「表示」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理、電子量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システム・メモリまたはレジスタ、あるいは他のこうした情報記憶、伝送または表示デバイス内の物理量として同様に表された他のデータに変換するコンピュータ・システムまたは類似の電子コンピューティング・デバイスのアクションおよびプロセスを指す。

ソフトウェアで実施される例示的な実施形態の態様は典型的に、何らかの形の有形の記録（または記憶）媒体内で符号化され、あるいは何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることにも留意されたい。有形の記憶媒体は、磁気的（たとえばフロッピー・ディスク、ハード・ドライブ）、光学的（たとえばコンパクト・ディスク読取り専用メモリ、すなわち「ＣＤ−ＲＯＭ」）、ソリッド・ステートなどであってもよく、読取り専用であっても、ランダム・アクセスであってもよいし、揮発性であっても、不揮発性であってもよい。同様に、伝送媒体は、ツイスト・ペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、無線または当技術分野に知られている他の何らかの適切な伝送媒体であってもよい。例示的な実施形態は、所与のいずれかの実装形態のこれらの態様によって限定されるものではない。

本明細書では、用語「モバイル端末」は、移動体、モバイル・ユニット、移動局、モバイル・ユーザ、加入者、ユーザ、遠隔局、アクセス端末、受信機、ユーザ機器などと同意語と見なすことができ、以下では時々そう呼ばれることがあり、ワイヤレス通信ネットワーク内のワイヤレス・リソースのリモート・ユーザを表すことがある。

本発明は、マシン・タイプ通信とも呼ばれるマシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）通信を対象とする。図１は、Ｍ２Ｍシステムの例示的なアーキテクチャを示している。示されたように、ガス・メータなどのＭ２Ｍデバイス１０は、モバイル端末能力を含み、したがって、Ｍ２Ｍデバイスの測定結果および／または報告は、ワイヤレス・ネットワーク２０を介して複数のＭ２Ｍアプリケーション・サーバ３０、４０、５０のうちの１つに送られてよい。図１は単一のＭ２Ｍデバイス１０を示しているが、複数のＭ２Ｍデバイスが存在してもよいことが理解されよう。また、図１は、数個のＭ２Ｍアプリケーション・サーバだけを示しているが、多数のＭ２Ｍアプリケーション・サーバが存在してもよいことが理解されよう。Ｍ２Ｍアプリケーション・サーバは、たとえばＭ２Ｍデバイスに関連する顧客に請求するために、Ｍ２Ｍデバイスからの測定結果および／または報告の処理に自動的に対処する。ワイヤレス・ネットワーク２０およびＭ２Ｍデバイス１０は、任意のよく知られているワイヤレス・プロトコルに従って動作することができる。

一実施形態によれば、それぞれのＭ２Ｍデバイスは、ワイヤレス・ネットワークがＭ２Ｍデバイスの大きい集合またはグループを同時にアドレッシングすることを可能にする包括的な識別情報、たとえばＭ２Ｍクラス識別子と呼ばれる共通のモバイル機器識別子（ＭＥＩＤ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を有する。たとえば、ガス・メータは、同じＭ２Ｍクラス識別子を有してもよいし、特定の企業のガス・メータが、同じＭ２Ｍクラス識別子を有してもよい。下記により詳細に述べられるように、Ｍ２Ｍクラス識別子は、ワイヤレス・ネットワーク２０へのＭ２Ｍデバイスを識別し、Ｍ２Ｍクラス識別子に関連するＭ２Ｍデバイス・グループをワイヤレス・ネットワーク２０によって管理することを可能にする。

それぞれのＭ２Ｍデバイスは、アプリケーション層、およびオプションのＭ２Ｍルーティング副層で使用される識別情報をも有する。これは、Ｍ２Ｍ識別情報または識別子と呼ばれ、クラス識別子によって識別されたＭ２Ｍデバイス・グループ内のＭ２Ｍデバイスを一意に識別する。図２は、Ｍ２Ｍ識別情報構造を示している。示されたように、第１のセクションは、Ｍ２Ｍデバイスのクラス（たとえばガス・メータ）を識別し、第２のセクションは、Ｍ２Ｍデバイスのサブクラス（たとえばガス・メータの製造元、ガス・メータに関連するガス会社など）を識別し、追加のセクションが、追加のサブクラス（たとえば型番）用に設けられてもよく、最後のセクションは、Ｍ２Ｍデバイスの一意の識別情報（たとえばシリアル番号）を含む。理解されるように、それぞれのセクションは、Ｍ２Ｍ識別情報を形成するいくつかのビットを表してよい。さらに理解されるように、Ｍ２Ｍ識別情報の１つまたは複数のセクションは、特定の値で構成されてよく、たとえばすべてのビットがゼロに設定され、この特定の値は、Ｍ２Ｍ識別情報の形式を理解するどんな受信エンティティによっても「一致」と解釈される「ワイルドカード」値と解釈される。これによって、たとえば、Ｍ２Ｍ通信がＭ２Ｍデバイスのサブセットによって受信され、その操作を受けることが可能となる。例示的な一実施形態では、ワイヤレス・ネットワーク２０は、たとえばすべてのガス・メータを選択するためのＭ２Ｍクラス識別情報、およびＭ２Ｍ識別情報を使用してＭ２Ｍ通信を送ることができ、このＭ２Ｍ識別情報は、特定の製造元によって作られ、同じ型番を有するすべてのガス・メータがＭ２Ｍ通信に従って働くようにするために、シリアル番号用に使用されるサブセクションで「ワイルドカード」値を使用する。Ｍ２Ｍ識別子は、ワイヤレス・アクセス・ネットワーク２０と、Ｍ２Ｍデバイスに関連するアプリケーション・サーバ３０、４０、５０の両方に知られている。Ｍ２Ｍ識別情報は、製造／配置時に、各Ｍ２Ｍデバイス内にプロビジョニングすることができる。Ｍ２Ｍ識別情報は、Ｍ２Ｍクラス識別子と（論理上）分離される。Ｍ２Ｍ識別情報は、特定のＭ２Ｍデバイスの識別を可能にし、必要な場合に単一のデバイスとのポイントツーポイント通信をサポートするためにシグナリングに含まれる。

共通のＭ２Ｍクラス識別子を有するワイヤレス・ネットワークおよびＭ２Ｍデバイスは、第１の秘密鍵を共有し、この第１の秘密鍵は、ワイヤレス・ネットワークおよびデバイスが安全に通信し、たとえばＭ２Ｍデバイス１０とワイヤレス・アクセス・ネットワーク２０の間で送信されたコンテンツの整合性保護および／または暗号化を提供することを可能にする。それぞれのＭ２Ｍデバイスは、Ｍ２Ｍアプリケーション・レベルで安全な通信を提供するために使用される別個の第２の秘密鍵、たとえばガス・メータ読取り値の暗号化を可能にする鍵を有する。

図３は、Ｍ２Ｍデバイスおよびワイヤレス・ネットワークによって使用される鍵および識別子を示している。具体的には、図３は、同じクラスに属する３つのＭ２Ｍデバイス１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃを示している。すなわち、これらのＭ２Ｍデバイスは、同じＭ２Ｍクラス識別子を有する。たとえば、Ｍ２Ｍデバイスは、同じガス会社に関連するガス・メータであってよい。さらに示されたように、各Ｍ２Ｍデバイス１０−Ａ、１０−Ｂ、１０Ｃは、同じネットワーク秘密鍵「ａａａ」を有するが、それぞれ異なるアプリケーション鍵「ｘｘｘ」、「ｙｙｙ」および「ｚｚｚ」を有する。またワイヤレス・ネットワーク２０はまた、Ｍ２Ｍクラス識別子およびネットワーク秘密鍵について知っている（たとえばデータベース内に格納する）。しかし、ワイヤレス・ネットワーク２０は、この実施形態では、アプリケーション鍵については知らない。さらに、ワイヤレス・ネットワーク２０は、Ｍ２Ｍデバイスの他のグループのＭ２Ｍクラス識別子およびネットワーク鍵について知っている。図３は、ワイヤレス・ネットワーク２０がＭ２Ｍクラス識別子＝２、および関連するネットワーク鍵＝「ｂｂｂ」について知っていることを示している。図３はさらに、ＩＰアドレスが各クラス識別子に関連していることを示している。これについて、下記により詳細に述べられる。

次に本発明の動作について、図４〜図６を参照して詳細に述べられる。

図４は、Ｍ２Ｍデバイスでの例示的な動作を示している。上記に論じられたように、Ｍ２Ｍデバイス１０などのＭ２Ｍデバイスは典型的に、ひとまとめにしてデータと呼ばれる測定結果、報告および／またはその他を生成する。これは、イベント・トリガに応答して、要求に応答してなど、定期的に行われてよい。Ｍ２Ｍデバイス１０は、ステップＳ４１０で、プリケーション層鍵を使用して、生成されたデータを暗号化する。次いで、Ｍ２Ｍデバイス１０は、ステップＳ４２０で、暗号化されたデータを使用して、メッセージを形成する。メッセージの例示的な形式は、Ｍ２Ｍ識別情報と、暗号化されたデータとを含む。暗号化されたデータは、Ｍ２Ｍアプリケーション・コンテンツと呼ばれることもある。メッセージは、任意選択で、アクション・コードを含むこともできる。アクション・コードは、暗号化されたデータのタイプを示す。アクション・コードについては、下記により詳細に述べられる。

ステップＳ４３０で、Ｍ２Ｍデバイス１０は、シグナリング・メッセージを形成する。シグナリング・メッセージは、図５に示されるような形式を有してよい。示されたように、シグナリング・メッセージは、Ｓ４２０で形成されたメッセージに、Ｍ２Ｍデバイス１０のＭ２Ｍクラス識別子を加えたものを含む。ステップＳ４２０のメッセージがアクション・コードを含まない場合、アクション・コードは、シグナリング・メッセージの形成物の一部として追加されてよい。すなわち、アクション・コードは、任意選択で、メッセージまたはシグナリング・メッセージの一部であり、あるいは全く含まれなくてもよい。上記に言及されたように、アクション・コードは、Ｍ２Ｍアプリケーション・コンテンツ内のデータのタイプを示す。たとえば、アクション・コードは、デバイスの転送データ、動作パラメータなどを示してよい。動作パラメータは、スリープ期間、アクセス・クラス、アクセス・パラメータ、プロビジョニング要求などであってよい。アクセス・クラスは、Ｍ２Ｍデバイスをそのクラスの一部であると識別する特定の値を有する、Ｍ２Ｍデバイスのセットである。ネットワークは、たとえば、輻輳問題に対処するために移動体のアクセス・クラス全体の通信を妨げる能力を有してよい。アクセス・クラスおよびアクセス・パラメータは典型的に、ワイヤレス・ネットワーク２０内で直接扱われる。下記により詳細に述べられるように、アクション・コードを使用すると、Ｍ２Ｍデバイス１０とワイヤレス・ネットワーク２０の間のワイヤレス通信の制御が可能となる。

ステップＳ４４０で、Ｍ２Ｍデバイス１０は、ワイヤレス・ネットワーク２０にシグナリング・メッセージを送る。典型的にＭ２Ｍデバイス１０は、シグナリング・メッセージの送信のために、他のＭ２Ｍデバイスによって共有される共有の通信チャネルを使用することになる。また、シグナリング・メッセージは、図３に関して上述されたネットワーク鍵を使用して暗号化して送ることができる。

次に、ワイヤレス・ネットワーク２０の動作について、図６に関して述べられる。示されたように、ステップＳ６１０で、ワイヤレス・ネットワーク２０は、受信されたシグナリング・メッセージがＭ２Ｍクラス識別子を含むかどうか判断する。想起されるように、ワイヤレス・ネットワークは、Ｍ２Ｍクラス識別子を格納する。シグナリング・メッセージ内のＭ２Ｍクラス識別子が、格納されたＭ２Ｍクラス識別子に一致する場合、ワイヤレス・ネットワーク２０は、受信されたシグナリング・メッセージがＭ２Ｍクラス識別子を含むと決定する。これは、受信されたシグナリング・メッセージがマシンツーマシン通信であることを示す。したがって、ステップＳ６２０で、ワイヤレス・ネットワークは、従来のワイヤレス通信プロトコルに従ってＭ２Ｍデバイス２０との通信セッションを確立するのではなく、ワイヤレス・ネットワーク２０は、受信されたシグナリング・メッセージのメッセージ部分をアプリケーション・サーバにルーティングし、そのメッセージ部分は、アクション・コードをも含んでもよいし、含まなくてもよい。すなわち、Ｍ２Ｍデバイス１０は、ワイヤレス・ネットワーク２０にアタッチされず、アタッチされた状態にならない。

図３の議論から想起されるように、ワイヤレス・ネットワーク２０は、ＩＰアドレスを各Ｍ２Ｍクラス識別子に関連付ける。図５に示されたように、このＩＰアドレス、および任意選択でポート番号が、シグナリング・メッセージのＭ２Ｍメッセージ部分に添付される。Ｍ２Ｍメッセージ部分は、Ｍ２Ｍ識別情報または識別子、および暗号化されたデータを含む。Ｍ２Ｍメッセージ部分は、Ｍ２Ｍメッセージ・コンテンツと呼ばれることもある。このＩＰメッセージの作成は、メッセージ部分をＩＰパケットにカプセル化することと見なすこともできる。

図１に戻って参照すると、ルーティングされたＩＰメッセージが送られるアプリケーション・サーバは、宛先アプリケーション・サーバであってもよいし、そうでなくてもよい。たとえば、図１で、Ｍ２Ｍアプリケーション・サーバＲ４０は、ＩＰメッセージを受信し、ＩＰアドレスおよび／またはＭ２Ｍ識別子から、ＩＰメッセージまたはＭ２Ｍメッセージ・コンテンツをＭ２Ｍアプリケーション・サーバＳ５０にルーティングすべきと決定することができる。たとえば、Ｍ２Ｍアプリケーション・サーバＲ４０は、Ｍ２Ｍ識別子に基づいて、異なるＩＰアドレスをＭ２Ｍメッセージ・コンテンツに添付するようにプログラムされてよい。次いで、受信側Ｍ２Ｍアプリケーション・サーバＳ５０は、Ｍ２Ｍメッセージ・コンテンツを処理する。具体的には、特定のＭ２Ｍデバイスは、Ｍ２Ｍ識別情報から認識され、暗号化されたデータは、アプリケーション・サーバに格納されたアプリケーション層鍵を使用して復号される。データは、たとえば、ガス・メータの読取り値であってよく、アプリケーション・サーバは、ガス会社のガス・メータ読取り値であってよい。アプリケーション・サーバは、ガス・メータの読取り値に基づいて、ガス・メータ（すなわちＭ２Ｍデバイス）に関連する顧客への請求を自動的に生成することができる。

上記に論じられたように、ワイヤレス・ネットワークは、Ｍ２Ｍデバイスから通信を受信するとき、Ｍ２Ｍクラス識別子だけに留意し、Ｍ２Ｍデバイスのクラスに割り当てられた値をこの識別子が有することに留意する。ワイヤレス・ネットワークは、それが受信したＭ２Ｍ通信をどのように扱うべきか決定するためにアクション・コードを調べてよい。たとえば、ワイヤレス・ネットワークは、それが扱う役割を担うアクション・コードに留意してよい。これについて、下記にさらに述べられる。ワイヤレス・ネットワークは、処理のために他のエンティティに転送しなければならないアクション・コードにも留意する。たとえば、ワイヤレス・ネットワークは、こうしたメッセージのコンテンツをＭ２Ｍアプリケーション・サーバにルーティングすることができ、このＭ２Ｍアプリケーション・サーバは、通信のコンテンツを直接処理してもよいし、Ｍ２Ｍクラス識別子を使用して、処理のために通信を特定のアプリケーション・サーバにルーティングしてもよい。このように、ワイヤレス・ネットワークへの負担は、こうした通信を知られている位置に単に自動的にルーティングし、たとえばプロビジョニングされたＩＰアドレスおよび任意選択でポート番号を使用することによって最小限に抑えられる。さらに、Ｍ２Ｍアプリケーション・サーバは、様々な基準（ＩＰアドレス、Ｍ２Ｍクラス、サブクラス（複数可）など）に基づいて、他のルーティングを実施することができる。Ｍ２Ｍ通信を最終的に処理するアプリケーション・サーバは、その特定のデバイスのアプリケーション層秘密鍵を見つけるためにＭ２Ｍ識別情報を使用し、こうしてコンテンツを復号することができる。

これらの能力を使用することによって、Ｍ２Ｍデバイスの導入により引き起こされるワイヤレス・ネットワークへの作業負荷が最小限に抑えられる。プロビジョニングされた、あるいは事前に確立されたＭ２Ｍクラス識別子を使用することによって、ワイヤレス・ネットワーク内のシグナリング・オーバヘッドを減少させることが可能となる。

本発明のさらなる動作について、図７〜図８を参照して次に述べられる。ワイヤレス・ネットワークとＭ２Ｍデバイス信号プロトコルの間にシグナリング・プロトコルが存在してよく、このシグナリング・プロトコルによって、Ｍ２Ｍデバイスのワイヤレス・ネットワーク制御は、Ｍ２Ｍデバイスが通信する期間、通信の時間などを調整することができる。

ここで、ワイヤレス・ネットワークは、図７に示されたような制御シグナリング・メッセージを生成する。示されたように、制御シグナリング・メッセージは、ワイヤレス・ネットワークが制御したいと望むＭ２Ｍデバイス・グループのＭ２Ｍクラス識別子を含む。制御信号メッセージは、Ｍ２Ｍ識別子と、アクション・コードと、アクション・データとをさらに含む。Ｍ２Ｍ識別子は、単一のＭ２Ｍデバイスを示してもよいし、たとえば、同じＭ２Ｍクラスに属し、すなわち同じＭ２Ｍクラス識別子を有するデバイスのサブセットを示す「ワイルドカード」機能を使用してもよい。上記に論じられたように、アクション・コードは、明確にするためだけに、図７のアクション・データと呼ばれるデータのタイプを示している。たとえば、アクション・コードは、スリープ期間、アクセス・パラメータなどを示してよい。

図８は、制御シグナリング・メッセージに関してＭ２Ｍデバイスの動作を示している。示されたように、ステップＳ８１０で、Ｍ２Ｍデバイスは、制御シグナリング・メッセージを受信する。このメッセージは、共有の通信チャネルを介して受信することができる。次いで、ステップＳ８２０で、Ｍ２Ｍデバイスは、制御シグナリング・メッセージ内のＭ２Ｍクラス識別子がＭ２ＭデバイスのＭ２Ｍクラス識別子と一致するかどうか判断する。そうでない場合は、処理は、ステップＳ８１０に戻る。一致が存在する場合は、ステップＳ８２５で、Ｍ２Ｍデバイスは、「ワイルドカード」値を含むセクションまたはサブセクションに基づく一致を含めて、Ｍ２Ｍ識別子がＭ２ＭデバイスのＭ２Ｍ識別子と一致するかどうか判断する。一致が存在しない場合は、処理は、ステップＳ８１０に戻る。この第２の一致が存在する場合は、ステップＳ８３０で、Ｍ２Ｍデバイスは、アクション・データを使用して、アクション・コードによって示されたアクションまたは変更を実施する。

このように、ワイヤレス・ネットワークは、通信の頻度およびタイミングを含めて、Ｍ２Ｍデバイスを様々なやり方で制御することができる。たとえば、Ｍ２Ｍデバイスは、スリープ期間の間、スリープ・モードのままであり、上述されたようにシグナリング・メッセージを生成し送る（たとえば測定ガス読取り値をデータとして含む）ために周期的に目を覚ますことができる。送信時間は、輻輳がない期間であるとネットワークが予測するものに基づいて選ぶことができる。しかし、それにもかかわらず、輻輳が生じることがある。したがって、所与のクラスのＭ２Ｍデバイスはすべて、デバイスがリスンしているときに単一の制御シグナリング・メッセージで連絡を受けることができる。単一の制御シグナリング・メッセージは、そのクラスのＭ２Ｍデバイスからの次の通信のタイミングを調整することができる。制御シグナリング・メッセージは、ネットワーク、およびそのクラスのすべてのＭ２Ｍデバイスに知られている秘密鍵を使用することによって暗号化され／整合性が保護され得る。さらに、デバイスが典型的に（短バースト通信に適した）共通チャネルを介して通信しているので、ネットワークは、そのデータ通信が時間遅延に対してより敏感であり得る通常のユーザとの競合を減少させるために、ネットワーク内で現在使用されているものに加えて、２次のランダム化構成パラメータを知らせることができる。

たとえば、それぞれのガス・メータ報告Ｍ２Ｍデバイスは、何らかの大きい間隔、恐らく２４時間ごとに目覚めて、所与のとき、恐らく午前３：００にガス・メータ測定結果を報告するようにプロビジョニングされると仮定される。それぞれのガス・メータ報告Ｍ２Ｍデバイスは、やはり２４時間間隔で目覚めるようにプロビジョニングすることができるが、「目覚める時間」は、ワイヤレス・ネットワークへのシグナリング負荷を拡散させるようにランダム化されてもよい。さらなる例として、何らかの点で、ワイヤレス・ネットワーク所有者は、ガス測定報告を１２時間間隔で生じさせるよう求めるガス事業所有者から連絡を受ける。ワイヤレス・ネットワークは、運用要員によって、報告時間を２４時間から１２時間に調整するように命じられる。ワイヤレス・ネットワークは、１２時間の報告期間に調整するよう命じるコマンドを含んでおり、ワイヤレス・ネットワークと、そのＭ２Ｍクラス識別子を有するＭ２Ｍデバイスとによって共有される秘密鍵を使用して暗号化された、Ｍ２Ｍクラス識別子に宛ての制御シグナリング・メッセージを作成する。こうした制御シグナリング・メッセージは、Ｍ２Ｍ識別子の適切なサブセクション内で「ワイルドカード」値を使用してガス・メータの特定のサブセットを指定するメッセージと共にＭ２Ｍ識別子を含めることにより、さらに精緻化することができることになる。

ネットワーク制御された構成がその後に続く、消費者によるデバイスのセルフインストールを可能にする点にさえも、こうしたＭ２Ｍデバイスの無線プロビジョニングをサポートできることが予期される。たとえば、Ｍ２Ｍデバイスは、アクション・コードがプロビジョニングを要求するシグナリング・メッセージを送ってよい。この場合、ワイヤレス・ネットワークは、必ずしもアプリケーション・サーバにメッセージをルーティングしないが、その代わりに制御シグナリング・メッセージを介して要求に応答する。シグナリング・メッセージおよび制御信号メッセージのハンドシェーク・プロセスによって、Ｍ２Ｍデバイスは、プロビジョニング、制御などが行われ得る。ワイヤレス・ネットワークは、Ｍ２Ｍデバイスが特定のやり方でプロビジョニングおよび／または制御されると、適切なアプリケーション・サーバに信号を送ることができることが企図されている。また、ワイヤレス・ネットワークは、各デバイスの一意の構成データを維持する要件なしに、多くのＭ２Ｍデバイスを扱うことができる。そうではなく、構成データは、Ｍ２Ｍクラス識別子に基づいてワイヤレス・ネットワークにおいて維持することができ、それらのアクセス・パラメータをＭ２Ｍデバイスに信号で送ることができる。

上記では、Ｍ２Ｍデバイスのガス・メータの例が用いられている。ガス・メータは一般に、静止したＭ２Ｍデバイスであると認識されよう。しかし、Ｍ２Ｍデバイス（複数可）は、移動体であってもよい。ワイヤレス・ネットワークは、モバイルＭ２Ｍデバイスを静止していると見なし、その移動性を追跡することができない。

上記に論じられた能力の組合せは、大規模なＭ２Ｍ配置に関連するいくつかの重要な制約領域に対処し、それによって、ワイヤレス・サービス・プロバイダに魅力的な収入源を提供することができる。すなわち、Ｍ２Ｍデバイスをクラス識別子に組み合わせることによって、シグナリング・オーバヘッドを最小限に抑えながら地理的領域内の多数のデバイス間の通信を可能にする。シグナリング・オーバヘッドが減少すると、ワイヤレス・ネットワークの効率が向上するだけでなく、終端デバイスの全体的な電力消費が減少することに留意されたい。それによって、ネットワーク・オペレータ／サービス・プロバイダは、進化するＭ２Ｍ業界への投資にてこ入れすることができる。本発明なしでは、ネットワークは、既存のプロトコルによって必要とされる大量のシグナリングを保持することができない。（シグナリング・オーバヘッドの減少により）全体的な電力消費を削減できることによって、Ｍ２Ｍデバイスへの設計上の制約（たとえば外部電源の必要性）が減少し、かつ／または最終顧客の運転コスト（たとえば電力会社へのバッテリ交換のコスト）が減少する。

上述の機構を使用してダウンリンク制御を提供できることによって、Ｍ２Ｍデバイスを訪れることなしに解決策を容易に適応可能にすることができる。さらに、Ｍ２Ｍクラス識別子を使用すると、単一のコマンドによって単一のメッセージで多数のＭ２Ｍデバイスをアドレッシングすることが可能となる。埋め込まれたＭ２Ｍ識別情報を用いて、単一のＭ２Ｍデバイスをアドレッシングすることもできる。いずれの場合も、ワイヤレス・ネットワークは、ブロードキャスト通信と単一エンドポイント通信の区別を知る必要はない。（その区別は、アプリケーション・ペイロード内に完全に含まれる。）

ここまで本発明について述べたが、それは多くのやり方で変更してよいことが明らかであろう。こうした変更形態は、本発明からの逸脱と見なすべきでなく、こうしたすべての修正形態は、本発明の範囲内に含まれるものである。

Claims (9)

1. マシンツーマシン通信方法であって、
   デバイス（１０）において、第１の鍵を用いてデータを暗号化するステップ（Ｓ４１０）と、
   前記デバイスにおいて、デバイス識別子および前記暗号化されたデータを含むメッセージを形成するステップ（Ｓ４２０）であって、前記デバイス識別子が前記デバイスを識別する、ステップと、
   前記デバイスにおいて、クラス識別子、前記メッセージ、およびアクション・コードを含むシグナリング・メッセージを形成するステップ（Ｓ４３０）であって、前記クラス識別子が、前記デバイスが属するデバイス・グループを識別し、前記アクション・コードがデータの転送ステータスを少なくとも示し、前記転送ステータスが、前記データが受信側デバイスにおいて処理されるべきであるか否か、及び、前記データが処理のために前記受信側デバイスによって転送されるべきか否か、のうちの少なくとも１つを示す、ステップと、
   前記デバイスにおいて、前記シグナリング・メッセージをネットワークに送るステップ（Ｓ４４０）と
   を含む方法。
   
2. 前記アクション・コードが、前記デバイスの動作パラメータをさらに示す、請求項１に記載の方法。
   
3. 前記クラス識別子が、前記デバイスが属する前記デバイス・グループを識別し、前記デバイスが属する前記グループ内の少なくとも１つのデバイス・サブグループを識別する、請求項１に記載の方法。
   
4. 前記デバイスにおいて、制御シグナリング・メッセージに含まれる前記クラス識別子に基づいて、前記制御シグナリング・メッセージを前記デバイス向けであると識別するステップ（Ｓ８２０、Ｓ８２５）と、
   前記デバイスにおいて、前記制御シグナリング・メッセージに基づいて、前記デバイスにおいて少なくとも１つの動作パラメータを調整するステップ（Ｓ８３０）と
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
   
5. マシンツーマシン通信方法であって、
   ワイヤレス・ネットワークによって、受信されたシグナリング・メッセージが、前記シグナリング・メッセージをマシンツーマシン通信と識別するクラス識別子、及び、シグナリング・メッセージ内に組み込まれたデータの転送ステータスを示すアクション・コードを含むかどうかを決定するステップ（Ｓ６１０）であって、前記転送ステータスが、前記データが前記ワイヤレス・ネットワークにおいて処理されるべきであるか否か、及び、前記データが処理のためにアプリケーション・サーバへと転送されるべきか否か、のうちの少なくとも１つを示す、ステップと、
   前記決定するステップが、前記受信されたシグナリング・メッセージが前記クラス識別子を含むと決定する場合、通信セッションを設定せずに前記クラス識別子に基づいて特定のアプリケーション・サーバに前記シグナリング・メッセージの少なくともメッセージ部分をルーティングするステップ（Ｓ６２０）であって、前記メッセージ部分がデバイス識別子および前記データを含み、前記デバイス識別子が、前記クラス識別子によって識別されたデバイス・グループ内のデバイスを識別する、ステップと、
   前記データを前記転送ステータスに基づいて扱うステップと
   を含む方法。
   
6. 前記アクション・コードが、前記デバイスの動作パラメータをさらに示す、請求項６に記載の方法。
   
7. 前記クラス識別子が、前記デバイスが属する前記デバイス・グループを識別し、前記デバイスが属する前記グループ内の少なくとも１つのデバイス・サブグループを識別し、
   前記ルーティング・ステップが、前記グループおよび前記サブグループに基づいて前記メッセージ部分をルーティングする、
   請求項５に記載の方法。
   
8. 前記ルーティングするステップが、
   前記メッセージ部分を、前記特定のアプリケーション・サーバに宛てられたＩＰパケットにカプセル化する、
   請求項５に記載の方法。
   
9. マシンツーマシン通信方法であって、
   ワイヤレス・ネットワークによって、制御シグナリング・メッセージを送るステップを含み、前記制御シグナリング・メッセージがクラス識別子を含み、前記クラス識別子が、１つまたは複数のデバイスが属するデバイス・グループを識別し、前記制御シグナリング・メッセージが、前記デバイス・グループの少なくとも１つの動作パラメータを示し、アクション・コードが制御シグナリング・メッセージ内に組み込まれたデータの転送ステータスを少なくとも示し、前記転送ステータスが、前記データが前記ワイヤレス・ネットワークにおいて処理されるべきであるか否か、及び、前記データが処理のためにアプリケーション・サーバへと転送されるべきか否か、のうちの少なくとも１つを示す、方法。

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