JP6001797B2

JP6001797B2 - モノのインターネットにおけるＺｉｇＢｅｅネットワークを管理する方法

Info

Publication number: JP6001797B2
Application number: JP2015555817A
Authority: JP
Inventors: ヤン，シュウイゲン; リウ，ガン; ビン，ファンシアン; ウエン，ハイボー
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2034-01-13
Also published as: JP2016514385A; US20150312089A1; US10623237B2; CN103974307A; EP2951953A1; WO2014118622A1; EP2951953B1

Description

本発明は、モノのインターネットに関し、より詳細には、モノのインターネットにおけるＺｉｇＢｅｅネットワークを管理する方法に関する。

モノのインターネットの発展は、急速に活性化している。たとえば、センサネットワークは、ヘルスケア、家庭での自動化、エネルギー管理、環境観測などに、広く応用されている。一般的なセンサネットワークは、（ＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いた）ＺｉｇＢｅｅ技術に基づく低コストかつ低消費電力の二重通信を提供する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、物理層およびメディアアクセス制御層（ＭＡＣ）に対する規格を定義し、ＺｉｇＢｅｅアライアンスは、ネットワーク層およびアプリケーション層の標準を含む上位層の規格を定義する。一般に、センサネットワークとの通信を実現するために、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードと呼ばれるネットワークコントローラが、ＺｉｇＢｅｅネットワークをインターネットへゲートウェイ（たとえばブロードバンドルータ）を介して接続するために採用される。

ＺｉｇＢｅｅネットワーク／デバイスを安定して動作させるために、ＺｉｇＢｅｅネットワーク／デバイスを管理する必要がある。たとえば、ＴＲ−０６９に従って遠隔管理を行う。

現在のＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードは、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクト（ＺＤＯ）を用いて、単一のＺｉｇＢｅｅデバイス状態に関する情報（たとえば、ＺｉｇＢｅｅデバイスのＩＥＥＥアドレス、ネットワークアドレス、作業状態など）を取得し、単一のＺｉｇＢｅｅデバイス状態に関する情報をＴＲ−０６９のフォーマットに変換し、変換された情報をＩＰネットワーク内の自動構成サーバ（ＡＣＳ：ａｕｔｏ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｅｒｖｅｒ）へ送信することができる。自動構成サーバは、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内のデバイスを管理する場合、受信した単一のＺｉｇＢｅｅデバイス状態に関する情報を用いることができる。したがって、ＺｉｇＢｅｅデバイスをＴＲ−０６９により管理することが実現可能となる。

しかしながら、事業者、サービスプロバイダまたはユーザは、ＺｉｇＢｅｅネットワークを管理する際に、デバイス情報を必要とするだけでなく、ネットワーク情報（たとえばネットワーク内のリンク障害）も必要とする。従来技術によれば、ＩＰネットワークにおける自動構成サーバは、ＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報を得ることができない。

上記を考慮して、ＺｉｇＢｅｅネットワークの管理を容易にするために、ＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報を提供するための方法を提案することは、非常に有益であろう。

本発明の第１の態様によれば、モノのインターネットのＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報を報告する方法であって、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続され、モノのインターネットはＩＰネットワーク内の自動構成サーバをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１のシグナリングをゲートウェイへ送信するステップであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内の各ＺｉｇＢｅｅノードのネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、送信するステップを備える、方法が提供される。

本発明の解決方法によれば、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクト層におけるコアパラメータを含むネットワークオブジェクトが提供される。このようにして、ＺｉｇＢｅｅネットワークの管理者は、ネットワークに関する情報、たとえばネットワークプロトコル、ネットワークトポロジなどを知ることができ、管理者がＺｉｇＢｅｅネットワークを管理するのが容易になる。

本発明による一実施形態では、第１のシグナリングは、ＺｉｇＢｅｅネットワークに対するネットワーク障害原因情報をさらに含み、障害原因情報は、ネットワーク層で発生した障害および状況を説明するためのものである。

したがって、ＺｉｇＢｅｅネットワーク障害の場合には、ＺｉｇＢｅｅネットワークの管理者は、障害原因を迅速に理解することができ、ひいては障害を迅速に発見し除去することができ、これにより、ネットワーク管理効率が高まる。

本発明の第２の態様によれば、モノのインターネットのゲートウェイにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報の報告を支援するための方法であって、モノのインターネットはＩＰネットワーク内の自動構成サーバと、非ＩＰネットワーク内のＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードとをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続され、ゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードから、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１のシグナリングを受信するステップであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワークにおける各ＺｉｇＢｅｅノードに対するネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、受信するステップと、第１のシグナリングに含まれる情報を記録するステップと、第１のシグナリングに含まれる情報をＴＲ−０６９に基づくメッセージフォーマットに変換し、変換された情報を自動構成サーバに送信するステップとを備える、方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、モノのインターネットのＩＰネットワーク内の自動構成サーバにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークを管理する方法であって、モノのインターネットは、ＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続されるＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、ＴＲ−０６９に基づく第１のシグナリングをゲートウェイから受信するステップであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内の各ＺｉｇＢｅｅノードのネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、受信するステップを備える、方法が提供される。

本発明の解決方法によれば、ＺｉｇＢｅｅネットワークのパラメータを、ＩＰネットワークに位置する自動構成サーバに提供することができ、ＴＲ−０６９を用いてＺｉｇＢｅｅネットワークを管理することが可能になる。

本発明の様々な態様は、以下の好ましい実施形態の説明を通して、より明確となろう。

添付の図面を参照して非限定的な実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の他の特徴、目的、および利点がより明らかとなろう。

本発明によるモノのインターネットのネットワークアーキテクチャの概略図である。本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。

図面全体を通して、同一または類似の符号は、同一または対応するコンポーネントまたは機能を表す。

好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、本発明の一部を形成する添付の図面を参照することになる。添付の図面は、本発明を実現可能ないくつかの特定の実施形態を例示的に示す。例示的な実施形態は、本発明による全ての実施形態を網羅するものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態もまた用いることができ、または、構造的もしくは論理的な修正が本発明に対してなされてもよいことは理解されよう。したがって、以下の詳細な説明は限定的なものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定義される。

図１に、本発明によるモノのインターネットのネットワークアーキテクチャの概略図を示す。図に示されたように、モノのインターネットは、自動構成サーバＡＣＳ１１０と、ゲートウェイ１２０と、ＩＰネットワーク内のＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０とを備える。ＺｉｇＢｅｅネットワークは、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０に接続された複数のＺｉｇＢｅｅデバイスを含む。以降、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０に接続するＺｉｇＢｅｅデバイスを、ＺｉｇＢｅｅノードと呼ぶ。

当業者は、本発明を理解するために必要なデバイスのみが本明細書に示され、モノのインターネットが、他のデバイス、たとえば他のＺｉｇＢｅｅネットワークおよびこれに対応するＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードなどをさらに備えることができることを理解するだろう。

図１による実施形態では、自動構成サーバＡＣＳ１１０は、ＩＰネットワーク内に位置する。ゲートウェイＧＷ１２０は、ＴＲ−０６９に基づくメッセージをＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づくメッセージに変換することができ、また、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づくメッセージをＴＲ−０６９に基づくメッセージに変換することもできる。ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０は、ゲートウェイＧＷ１２０により転送され自動構成サーバＡＣＳ１１０から発したデータパケットをＺｉｇＢｅｅネットワーク内の送信先ノードへルーティングすることができ、また、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内のＺｉｇＢｅｅノードから発したデータパケットをゲートウェイＧＷ１２０へ送信し、次いでこれを自動構成サーバＡＣＳ１１０へ送信することができる。

具体的には、自動構成サーバＡＣＳ１１０およびゲートウェイＧＷ１２０の間の通信は、ＴＲ−０６９プロトコルに基づき、ゲートウェイＧＷ１２０およびＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０の間の通信は、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく。

本発明の一実施形態では、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０は、ＺｉｇＢｅｅネットワークを代表して、ゲートウェイＧＷ１２０を介して自動構成サーバＡＣＳ１１０と通信する。

図２に、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを示す。

本方法のステップ２０１において、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０は、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１のシグナリングをゲートウェイＧＷ１２０へ送信し、第１のシグナリングは、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０が位置するＺｉｇＢｅｅネットワーク内の各ＺｉｇＢｅｅノードに対する、ネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む。

当業者は、本発明による一実施形態では、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０により自動構成サーバＡＣＳ１１０へゲートウェイＧＷ１２０を介して自発的に報告され得ることを理解するだろう。本発明の他の実施形態では、第１のシグナリングはまた、自動構成サーバＡＣＳ１１０からの要求に応答して、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０により自動構成サーバＡＣＳ１１０へゲートウェイＧＷ１２０を介して報告され得る。

具体的には、本方法のステップＳ２０１の前に、自動構成サーバＡＣＳ１１０により、ＴＲ−０６９に基づく第１の要求メッセージをゲートウェイＧＷ１２０に送信することをさらに備えてもよく、第１の要求メッセージは、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０に第１のシグナリングを報告するように要求するためのものである。その後、ゲートウェイＧＷ１２０は、自動構成サーバＡＣＳ１１０からＴＲ−０６９に基づく第１の要求メッセージを受信した後、第１の要求メッセージをＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づくフォーマットに変換し、変換されたＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１の要求メッセージをＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードＣＮ１３０に送信する。

その後、本方法のステップＳ２０２において、ゲートウェイＧＷ１２０は、第１のシグナリングに含まれる情報を記録する。本方法のステップＳ２０３において、第１のシグナリングに含まれる情報は、ＴＲ−０６９に基づくメッセージフォーマットに変換され、本方法のステップＳ２０４において、変換されたＴＲ−０６９に基づく第１のシグナリングは、自動構成サーバＡＣＳ１１０に送信される。

本発明の一実施形態では、第１のシグナリング内のネットワーク記述情報は、現在のＺｉｇＢｅｅノードが位置するパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）の情報を含む。具体的には、ネットワーク記述情報は、以下のパラメータを含むことができる：

本発明による一実施形態では、ネイバーリスト情報は、ネットワーク発見および参加フェーズの間に親ノード候補となり得るルータの情報、または、現在のＺｉｇＢｅｅノードがＺｉｇＢｅｅネットワークに追加された後の現在のＺｉｇＢｅｅノードおよびネイバーＺｉｇＢｅｅノードの間の、関係およびリンク状態情報を含む。

当業者は、親ノード候補が、現在のＺｉｇＢｅｅノードのＲＤ受信範囲内に位置するべきであることを理解するだろう。

具体的には、本発明の一実施形態では、ネイバーリスト情報は、以下のパラメータを含むことができる：

本発明の一実施形態では、第１のシグナリングは、ＺｉｇＢｅｅネットワークに対するネットワーク障害原因情報をさらに含み、障害原因情報は、ＺｉｇＢｅｅネットワーク管理者がＺｉｇＢｅｅネットワークで生じた問題を診断するのを容易にするために、ネットワーク層で生じた障害および状況を記述するためのものである。

本発明の一実施形態では、障害原因情報は、障害が発生した送信先アドレス情報と、ネットワーク障害を示す状態コード情報とを含む。

具体的には、障害原因情報は、以下のパラメータを含むことができる：

本発明の１つの好ましい実施形態では、以下を状態コードとすることができる：

利用可能経路なし：目的とする送信先アドレスへの経路が発見されなかった。

ツリーリンク障害：ツリーに沿ったデータフレームのルーティングを試みることで、経路障害が生じることを示す。

ツリーリンク障害なし：ツリーに沿ったデータフレームのルーティングを試みることで、経路障害が生じないことを示す。

低レベル：中継デバイスのパワーレベルの不足により、データフレームが転送されないことを示す。

ルーティング能力なし：中継デバイスがルーティング能力を有さないために生じる障害を示す。

方向性能力なし：中継デバイスがバッファ能力を有さないにもかかわらず、スリープ中の子端末デバイスのためにデータフレームをバッファするように試みることで発生する障害を示す。

無方向性トランザクション期限切れ：スリープ中の子端末デバイスのためにバッファされたデータフレームがタイムアウトにより破棄されることを示す。

対象デバイス利用不可：なんらかの理由により、中継デバイスの子端末デバイスが利用不可であることを示す。

対象アドレス未割り振り：データフレームの送信先アドレスが、中継デバイスの存在しない子端末デバイスのものであることを示す。

親リンク障害：デバイスの親ノードへのＲＦリンクの障害により生じる障害を示す。

経路検証：送信先アドレスフィールドで識別されたマルチキャスト経路を検証すべきかを示す。

送信元経路障害：送信元経路障害の発生を示す。

多対一経路障害：多対一経路要求に応答して構築された経路の障害を示す。

アドレス衝突：送信先アドレスフィールド内のアドレスが２つ以上のデバイスに使用されていると決定されることを示す。

アドレス検証済み：送信元デバイスのＩＥＥＥアドレスが送信元ＩＥＥＥアドレスフィールド内に存在し、送信先ＩＥＥＥアドレスフィールドが存在する場合、その中に含まれる値が所望の送信先のＩＥＥＥアドレスであることを示す。

ＰＡＮ識別子更新済み：デバイスのネットワークＰＡＮ識別子が更新されたことを示す。

ネットワークアドレス更新：デバイスのネットワークアドレスが更新されたことを示す。

不良フレームカウンタ：受信したフレームで報告されたフレームカウンタの値が、ｎｗｋＳｅｃｕｒｉｔｙＭａｔｅｒｉａｌＳｅｔに格納された値以下であることを示す。

不良鍵シリアル番号：受信したフレームで報告された鍵シリアル番号がｎｗｋＡｃｔｉｖｅＫｅｙＳｅｑＮｕｍｂｅｒと一致しないことを示す。

上記により、ネットワーク障害の詳細説明が提供されるので、ＺｉｇＢｅｅネットワーク障害の場合には、ＺｉｇＢｅｅネットワークの管理者は、障害原因を迅速に理解することができ、ひいては障害を迅速に発見し除去でき、これにより、ネットワーク管理効率が高まる。

上記の実施形態は例示的なものにすぎず、本発明を限定するためのものではないことに注意されたい。本発明の趣旨から逸脱しない任意の技術的な解決方法は、本発明の保護範囲に含まれるべきである。さらに、特許請求の範囲における符号は、関連する請求項を限定するものとみなされるべきではなく、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語は、他の請求項または説明に示されていない他の手段またはステップを排除するものではなく、装置または手段の前の「１つ（ａ）」は、より多くのそのような装置または手段が存在することを排除するものではない。

Claims

モノのインターネットのＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報を報告する方法であって、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続され、モノのインターネットはＩＰネットワーク内の自動構成サーバをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、
ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１のシグナリングをゲートウェイへ送信するステップａであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内の各ＺｉｇＢｅｅノードのネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、送信するステップａ
を備える、方法。
第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワークに対するネットワーク障害原因情報をさらに含み、障害原因情報が、ネットワーク層で発生した障害および状況を説明するために用いられる、請求項１に記載の方法。
ネットワーク記述情報が、現在のＺｉｇＢｅｅノードが位置するパーソナルエリアネットワークの情報を含み、ネイバーリスト情報が、ネットワーク発見および参加フェーズ中に親ノード候補となり得るルータの情報、または、現在のＺｉｇＢｅｅノードがＺｉｇＢｅｅネットワークに追加された後の現在のＺｉｇＢｅｅノードおよびネイバーＺｉｇＢｅｅノードの間の、関係およびリンク状態情報を含む、請求項１に記載の方法。
障害原因情報が、障害が発生した送信先アドレス情報と、ネットワーク障害を示す状態コード化情報とを含む、請求項２に記載の方法。
ステップ（ａ）の前に、
ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１の要求メッセージをゲートウェイから受信するステップであって、第１の要求メッセージがＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードに第１のシグナリングを報告するように要求するために用いられる、受信するステップ
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
モノのインターネットのゲートウェイにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークのネットワーク情報の報告を支援するための方法であって、モノのインターネットはＩＰネットワーク内の自動構成サーバと、非ＩＰネットワーク内のＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードとをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続され、ゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、
ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードから、ＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づく第１のシグナリングを受信するステップＩであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワークにおける各ＺｉｇＢｅｅノードに対するネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、受信するステップＩと、
第１のシグナリングに含まれる情報を記録するステップＩＩと、
第１のシグナリングに含まれる情報をＴＲ−０６９に基づくメッセージフォーマットに変換し、変換された情報を自動構成サーバに送信するステップＩＩＩと
を備える、方法。
第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワークに対するネットワーク障害原因情報をさらに含み、障害原因情報が、ネットワーク層で発生した障害および状況を説明するために用いられる、請求項６に記載の方法。
ネットワーク記述情報が、現在のＺｉｇＢｅｅノードが位置するパーソナルエリアネットワークの情報を含み、ネイバーリスト情報が、ネットワーク発見および参加フェーズ中に親ノード候補となり得るルータの情報、または、現在のＺｉｇＢｅｅノードがＺｉｇＢｅｅネットワークに追加された後の現在のＺｉｇＢｅｅノードおよびネイバーＺｉｇＢｅｅノードの間の、関係およびリンク状態情報を含む、請求項６に記載の方法。
障害原因情報が、障害が発生した送信先アドレス情報と、ネットワーク障害を示す状態コード化情報とを含む、請求項７に記載の方法。
ステップ（Ｉ）の前に、
ＴＲ−０６９に基づく第１の要求メッセージを自動構成サーバから受信するステップであって、第１の要求メッセージがＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードに第１のシグナリングを報告するように要求するために用いられる、受信するステップと、
第１の要求メッセージをＺｉｇＢｅｅデバイスオブジェクトに基づくフォーマットに変換し、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードに転送するステップと
をさらに備える、請求項６に記載の方法。
モノのインターネットのＩＰネットワーク内の自動構成サーバにおいてＺｉｇＢｅｅネットワークを管理する方法であって、モノのインターネットは、ＺｉｇＢｅｅネットワークを形成する複数のＺｉｇＢｅｅノードに接続されるＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードをさらに備え、ＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードはゲートウェイを介して自動構成サーバに接続され、方法は、
ＴＲ−０６９に基づく第１のシグナリングをゲートウェイから受信するステップＡであって、第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワーク内の各ＺｉｇＢｅｅノードのネットワーク記述情報およびネイバーリスト情報を含む、受信するステップＡ
を備える、方法。
第１のシグナリングが、ＺｉｇＢｅｅネットワークに対するネットワーク障害原因情報をさらに含み、障害原因情報が、ネットワーク層で発生した障害および状況を説明するために用いられる、請求項１１に記載の方法。
ネットワーク記述情報が、現在のＺｉｇＢｅｅノードが位置するパーソナルエリアネットワークの情報を含み、ネイバーリスト情報が、ネットワーク発見および参加フェーズ中に親ノード候補となり得るルータの情報、または、現在のＺｉｇＢｅｅノードがＺｉｇＢｅｅネットワークに追加された後の現在のＺｉｇＢｅｅノードおよびネイバーＺｉｇＢｅｅノードの間の、関係およびリンク状態情報を含む、請求項１１に記載の方法。
障害原因情報が、障害が発生した送信先アドレス情報と、ネットワーク障害を示す状態コード化情報とを含む、請求項１２に記載の方法。
ステップ（Ａ）の前に、
ＴＲ−０６９に基づく第１の要求メッセージをゲートウェイへ送信するステップであって、第１の要求メッセージがＺｉｇＢｅｅコーディネーションノードに第１のシグナリングを報告するように要求するために用いられる、送信するステップ
をさらに備える、請求項１１に記載の方法。