JP5788811B2 - 任意に相互接続されるメッシュネットワークの効率的な動作を可能にする方法 - Google Patents
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Description
本項は、以降の詳細な説明をより短時間で容易に理解できるようにするために含めたものである。本項の説明は必然的に本発明の対象全体を要約したもので、本発明の完全網羅および限定的な説明を目的としたものではなく、したがって本発明は本項で説明する概念に限定されるものではない。例えば、以下では、本明細書の紙面および構成の制限上、特定の実施形態についてのみ概要を提供している。実際、本明細書の残りの部分全体にわたり説明した最終的に請求項と整合するものも含め、他の実施形態も多数ある。以下、「結論」の項で詳述するように、本発明は、登録特許の末尾に添付された請求項の範囲内で考えられるすべての変更(修正)形態および変形形態を包含する。
本明細書の他の部分では、各種用語を使って、種々の実施形態および実施態様の要素および態様を一部選んで説明している。以下に、代表的な用語を挙げる。
以下、本明細書で開示する概念に係る例示的なシステムおよび方法について簡潔にまとめる。各段落では、請求項に類似した非公式の形式で代表的な各特徴の組み合わせについて説明する。これらの概論は、本発明と相互に排他的なものでも、本発明を余すところなく説明したものでも、本発明を制限するものでもなく、本発明は、これらの代表的な組み合わせに限定されるものではない。以下、「結論」の項で詳述するように、本発明は、本特許の末尾に添付された請求項の範囲内で考えられるすべての変更(修正)形態および変形形態を包含する。
無線メッシュのサイズが大きくなるに伴い、無線装置の送信が互いに干渉し始めるため、メッシュ全体に単一の無線周波数を使うことに限界が生じる。その結果、メッシュ内のノードで利用できる帯域幅は狭まってしまう。一部の実施形態では、比較的大きなメッシュをより小さいメッシュに細分化することにより、同じ周波数での干渉作用を軽減している。前記より小さいメッシュの各々は、それぞれ一意の(干渉しあわない)無線周波数で動作することにより、物理的に近いメッシュで動作するノードからの干渉を軽減するよう構成される。
一部の実施形態において、無線メッシュは、部分的にブリッジングプロトコルに従って操作されるメッシュブリッジノード経由で相互接続されたより小さい(サブ)メッシュに分割できる。第1のメッシュネットワーク内の第1のメッシュブリッジは、ポイントツーポイント(有線または無線)リンク経由で、第2のメッシュネットワーク内の第2のメッシュブリッジに結合される。前記メッシュブリッジを結合するポイントツーポイントリンクは、ブリッジリンクと呼ばれる。一部の実施形態では、ブリッジリンクに複数のポイントツーポイントリンクが含まれ、一部の実施形態では、複数のブリッジリンクが一対のメッシュ間の通信を可能にする。前記複数のリンクおよびブリッジリンクにより、メッシュ間で全体的にスループットが向上し、任意選択でメッシュ内の負荷分散も可能になる。一部の実施形態において、各(サブ)メッシュ内のノードは、物理的に近い(または隣接しあう)メッシュのノードがより干渉を受けずに動作するよう、それに対応した一意の周波数(干渉しあわない周波数)で動作するよう構成できる。一部の実施形態において、選択された(サブ)メッシュ内のノードは、干渉が問題ではない場合、同一の周波数帯または重複/干渉しあう周波数帯で動作するよう構成できる。例えば、(サブ)メッシュ間を結合し、同一の周波数帯または重複しあう周波数帯で動作するブリッジリンクは、結合された前記(サブ)メッシュを物理的に十分分離して実質的に干渉を防ぐことができる。
相互接続された複数のメッシュを効率的に操作する技術には、ループを低減(または排除)する技術のほか、ユニキャストパケットおよびブロードキャストパケットの転送を最適化する技術などがある。第1の例として、ループを形成したブリッジリンク経由でメッシュが相互接続されている場合、一部の使用シナリオでは、1つのメッシュから別のメッシュへ渡されるパケットに制御情報が増補され、その制御情報は、前記パケットの転送が同じループで複数回行われるのを防ぐために使用され、また一部の使用シナリオでは、前記パケットの転送が無制限に行われるのを(ひいては、潜在的にネットワークの輻輳(ふくそう)および破綻を)防ぐために使用される。一部の使用シナリオにおいて、1若しくはそれ以上のループ相互接続は、冗長性を提供するため使用でき、あるいは、複数の顧客がマルチメッシュ内に種々のメッシュを所有しておりこれらの顧客間に相互調整(協調)がない場合など、誤設置の結果である場合もある。
図2は、ノードの一実施形態のハードウェア態様の詳細を一部選んで例示したものである。図に示したこのノードには、DRAMメモリインターフェース202を通じて揮発性読み取り/書き込みメモリ「メモリバンク」要素201.1〜2を含む各種タイプの記憶装置に連結されたプロセッサ205と、不揮発性読み取り/書き込みフラッシュメモリ203と、EEPROM 204要素とが含まれる。前記プロセッサは、さらに、有線リンクを確立するため複数のイーサネット(登録商標)(登録商標)ポート207を提供するイーサネット(登録商標)(登録商標)インターフェース206と、無線リンクを確立するため無線(電波)パケット通信を提供する無線インターフェース209とに連結されている。一部の実施形態において、前記無線インターフェースは、IEEE 802.11無線通信規格に準拠している(802.11a、802.11b、802.11gなど)。一部の実施形態において、前記無線インターフェースは、(ハードウェア要素およびソフトウェア要素の任意の組み合わせと連動して)動作し、近傍のメッシュノードに関する統計量を収集する。その統計量には、信号強度およびリンク品質の任意の組み合わせを含めることができる。一部の実施形態において、前記無線インターフェースは、設定可能な受信信号強度インジケータ(Received Signal Strength Indicator:RSSI)閾値未満のパケットをすべて破棄するよう設定できる。図示したパーティションは単なる一例であり、他の等価なノード実施形態も可能である。
以上の実施形態については、理解の明瞭化を目的として一部詳しく説明したが、本発明は上記で提供した詳細事項に限定されるものではなく、多くの代替形態が可能である。 開示した実施形態は、例示的なものであって限定的なものではない。その構造、構成、および使用には、本開示と一貫し、当該登録特許に添付された請求項の範囲内の多数の変形形態が可能であることが理解されるであろう。例えば、相互接続および機能単位のビット幅、クロック速度、および使用する技術のタイプは、一般に、各構成要素ブロックで異なる。フローチャートの工程および機能要素の順序および構成は、一般に、場合に応じて異なる。また、具体的に別段の断りがない限り、指定された値範囲、使用される最大値および最小値、または他の特定の仕様(統合・一体化技術や、設計フロー技術など)は、単に例示的実施形態のものであり、実施態様の技術には改善および変更が期待でき、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
Claims (24)
- システムであって
第1の無線メッシュネットワークおよび第2の無線メッシュネットワークを、これらの無線メッシュネットワーク間でパケットを引き渡すことにより、マルチメッシュネットワークとして操作する手段と、
前記無線メッシュネットワーク間の転送ループを防ぐ手段と、
を有し
前記操作する手段は、前記第1の無線メッシュネットワークおよび前記第2の無線メッシュネットワークにそれぞれ関連付けられた第1のメッシュブリッジノードおよび第2のメッシュブリッジノードを操作するものであり、
前記転送ループを防ぐ手段は、前記パケットの少なくともいくつかのパケットに各々識別子を割り当て、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用して転送パケットの重複検出を行うことで転送ループを防ぐものであり、
前記各識別子は、第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の部分は非メッシュリンクから受け取ったパケットをマルチメッシュネットワークへ転送するためのノードであるエントリポイントを一意に識別し、前記第2の部分は各前記エントリポイントとの関係で各パケットを一意に識別するものであり、
前記システムは、さらに、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用してブロードキャストパケットの重複検出を行うことで前記各無線メッシュネットワーク内で、冗長なブロードキャストパケット・フラッディングを排除する手段を有する、
システム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、さらに、メッシュブリッジノードが少なくとも部分的にルートコスト情報に基づく効率的な経路に従って前記パケットを転送する手段を有するものである。
- 請求項2に記載のシステムにおいて、前記ルートコスト情報は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項2に記載のシステムにおいて、前記ルートコスト情報は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、前記識別子は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、前記識別子は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 方法であって
第1の無線メッシュネットワークおよび第2の無線メッシュネットワークを、これらの無線メッシュネットワーク間でパケットを引き渡すことにより、マルチメッシュネットワークとして操作する工程と、
前記無線メッシュネットワーク間の転送ループを防ぐ工程と、
を有し
前記操作する工程は、前記第1の無線ネットワークおよび前記第2の無線メッシュネットワークにそれぞれ関連付けられた第1のメッシュブリッジノードおよび第2のメッシュブリッジノードを操作する工程を有し、
前記転送ループを防ぐ工程は、前記パケットの少なくともいくつかのパケットに各々識別子を割り当て、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用して前記転送パケットの重複検出を行うことで転送ループを防ぐものであり、
前記各識別子は各々第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の部分は非メッシュリンクから受け取ったパケットをマルチメッシュネットワークへ転送するためのノードである各々のエントリポイントを一意に識別し、前記第2の部分は各前記エントリポイントとの関係で各パケットを一意に識別するものであり、
前記方法は、さらに、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用してブロードキャストパケットの重複検出を行うことで前記冗長なブロードキャストパケット・フラッディングを排除する手段を有する
方法。 - 請求項7に記載の方法において、この方法は、さらに、メッシュブリッジノードが少なくとも部分的にルートコスト情報に基づく効率的な経路に従ってパケットを転送する工程を有するものである。
- 請求項8に記載の方法において、前記ルートコスト情報は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項8に記載の方法において、前記ルートコスト情報は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 請求項7に記載の方法において、前記識別子は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項7に記載の方法において、前記識別子は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 指示セットを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、要素プロセッサによって実行された場合に、要素プロセッサが、
第1の無線メッシュネットワークおよび第2の無線メッシュネットワークを、これらの無線メッシュネットワーク間でパケットを引き渡すことにより、マルチメッシュネットワークとして操作し、
前記無線メッシュネットワーク間の転送ループを防止するものであり、
前記操作には、前記第1の無線ネットワークおよび前記第2の無線メッシュネットワークにそれぞれ関連付けられた第1のメッシュブリッジノードおよび第2のメッシュブリッジノードの操作が含まれ、
前記転送ループの防止には、前記パケットの少なくともいくつかのパケットに各々識別子を割り当て、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用して転送パケットの重複検出を行うことで転送ループを防ぐことが含まれ、
前記各識別子は第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の部分は非メッシュリンクから受け取ったパケットをマルチメッシュネットワークへ転送するためのノードであるエントリポイントを一意に識別し、前記第2の部分は各前記エントリポイントとの関係で各パケットを一意に認識するものであり、
当該記録媒体は、要素プロセッサによって実行された場合に、さらに無線メッシュネットワーク内で、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用してブロードキャストパケットの重複検出を行うことで冗長なブロードキャストパケット・フラッディングを排除するものである、
コンピュータ読取可能な記録媒体。 - 請求項13に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体において、この媒体は、さらに、メッシュブリッジノードが少なくとも部分的にルートコスト情報に基づく効率的な経路に従ってパケットを転送するものである。
- 請求項14に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体において、前記ルートコスト情報は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項14に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体において、前記ルートコスト情報は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 請求項13に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体において、前記識別子は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項13に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体において、前記識別子は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- システムであって、
複数の無線メッシュネットワークと、
複数のブリッジリンクであって、各前記無線メッシュネットワークが当該ブリッジリンクのうち少なくとも1つに結合されるよう、前記無線メッシュネットワークの各ペアを各々のメッシュブリッジノード経由で結合する、前記複数のブリッジリンクと、
を有し、
前記ブリッジリンクは、前記無線メッシュネットワーク間におけるパケットの引き渡しを可能にし、
前記無線メッシュネットワーク間での転送ループは、前記パケットの少なくともいくつかのパケットに各々識別子を割り当て、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用して転送パケットの重複検出を行うことにより防止されるものであり、
前記各識別子は第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の部分は非メッシュリンクから受け取ったパケットをマルチメッシュネットワークへ転送するためのノードであるエントリポイントを一意に識別し、前記第2の部分は各前記エントリポイントに基づいて各パケットを一意に認識するものであり、
当該システムは、さらに、前記メッシュブリッジノードが前記識別子を使用してブロードキャストパケットの重複検出を行うことで各無線メッシュネットワーク内で、冗長なブロードキャストパケット・フラッディングを排除する、
システム。 - 請求項19に記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、メッシュブリッジノードが少なくとも部分的にルートコスト情報に基づく効率的な経路に従ってパケットを転送する手段を有するものである。
- 請求項20に記載のシステムにおいて、前記ルートコスト情報は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項20に記載のシステムにおいて、前記ルートコスト情報は、既存のデータパケットに含まれるものである。
- 請求項19に記載のシステムにおいて、前記識別子は、既存の制御パケットに含まれるものである。
- 請求項19に記載のシステムにおいて、前記識別子は、既存のデータパケットに含まれるものである。
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