JP7217571B2 - シングルホップ接続を使用したマルチホップネットワークにおけるコミッショニング - Google Patents

Description

本発明は、家庭、オフィス、小売、ホスピタリティ及び産業のための様々な異なるアプリケーションで使用するための、限定されないが、ＺｉｇＢｅｅネットワーク等の無線ネットワークにおけるネットワークデバイスのコミッショニングの分野に関する。

ＺｉｇＢｅｅネットワークは、メッシュトポロジ内のデバイス間のマルチホップ通信を可能にする、低電力／低コストの無線ネットワークの別のタイプを表す。ＺｉｇＢｅｅデバイスは、メッシュネットワーキング機能を伴って、消費電力及びコストを削減し、大規模な展開での使用に適している。ＺｉｇＢｅｅメッシュネットワークのアプリケーションの例には、ホームオートメーション、ビルディングオートメーション、小売サービス、スマートエネルギ、無線屋内照明システム等がある。

より具体的には、ＺｉｇＢｅｅは、小型で低消費電力のデジタルラジオを備えたパーソナルエリアネットワークを構築するために使用される一連の高レベル通信プロトコルのためのＩＥＥＥ ８０２．１５．４ベースの仕様である。ＺｉｇＢｅｅテクノロジの主な利点は、垂直統合、すなわち、下位層、ネットワーク層、アプリケーション層仕様までのＩＥＥＥ ８０２．１５．４からの完全な標準プロトコルスタックを利用できることであり、これは、Ｔｈｒｅａｄ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ等の他の無線ネットワークテクノロジとは対照的である。ＺｉｇＢｅｅネットワークは、家庭、小売、産業／オフィス等のさまざまなアプリケーションで広く使用されている。アプリケーションには、ワイヤレスライトスイッチ、ランプ、サーモスタット、さまざまなセンサ、家庭用ディスプレイ付きの電気メータ、交通管理システム、及び短距離の低速ワイヤレスデータ転送を必要とするその他の民生用及び産業用機器等がある。その低消費電力により、電力出力及び環境特性に応じて、伝送距離が見通し距離１０～１００ｍに制限される。ＺｉｇＢｅｅデバイスは、中間デバイスのメッシュネットワークを介してデータを渡すことにより、長距離にわたってデータを送信できる。

いわゆるＺｉｇＢｅｅ Ｌｉｇｈｔ Ｌｉｎｋ（ＺＬＬ）標準規格は、コネクテッド照明システム(connected lighting system)で使用される低電力メッシュネットワーク標準規格である。初期設定中に、ＺＬＬデバイスはコミッショニングプロシージャを実行して、ネットワーク内のデバイス間の通信を暗号化するために使用されるネットワークキーを取得する。コミッショニングは、新しいＺＬＬネットワークがセットアップされる、又は新しいＺＬＬデバイスが既存のネットワークに追加されるプロセスである。ＺＬＬ規格は、２つのコミッショニングプロシージャ、すなわち、クラシックコミッショニング及びタッチリンクコミッショニングを規定している。各ＺＬＬ認証デバイス(ZLL-certified device)は、キー管理スキーム及びキー転送プロトコルが異なる両方のコミッショニングプロシージャをサポートしている。

ＺＬＬクラシックコミッショニングでは、ネットワーク発見(network discovery)が、異なるチャネルでビーコン要求を送ることによりネットワークに参加することを希望するデバイス（ジョイナー(joiner)）によってトリガされる。既存のＺＬＬネットワークのコーディネータが新しいデバイスに対して開いている(open)場合、このコーディネータは、参加許可を示すフラグを含むネットワークに関する情報を含むビーコン応答で応える。その後、新しいＺＬＬデバイスは、ネットワークに参加するかどうかを決定する。ＺＬＬタッチリンクコミッショニングプロシージャのセキュリティ機能は、参加デバイスに送信される前に現在のネットワークキーを暗号化するために使用されるグローバルＺＬＬマスタキーに依存している。ＺＬＬタッチリンクのコミッショニングプロシージャでは、セキュリティの目的であるレベルを超える信号レベルが必要とされるため、デバイスが互いに近づけられる必要がある。

しかしながら、既存のＺｉｇＢｅｅコミッショニング方法には不利な点がある。ファクトリニューデバイスの場合、ＺｉｇＢｅｅネットワークを自動的に検索して参加する際にセキュリティリスクがある。特にユーザがまだアクセスデバイスを所有していない場合、ＺｉｇＢｅｅネットワークが開かれていると、新しいデバイスが間違った該ＺｉｇＢｅｅネットワークに参加する可能性がある。さらに、既存のコミッショニングメカニズムでは、ユーザが新しいデバイスでアクセスコード又はセキュリティコード（たとえば、６桁の１６進数又はいわゆる「インストールコード」）を検索する（これは、新しいデバイスはアクセス可能でなければならず、番号が可視(visible)でなければければならないことを意味する）、及びモバイルデバイスのソフトウェアアプリケーション（いわゆる「アプリ」）を介してこの番号を入力する、又は新しいデバイスをアクセスデバイスに近づけることを必要とし得る。

本発明の目的は、より信頼性の高い、及び／又はよりユーザフレンドリなコミッショニングアプローチを提供することである。

この目的は、特許請求の範囲に記載の装置、ブリッジデバイス、方法、及びコンピュータプログラムプロダクトによって達成される。

斯くして、シングルホップテクノロジの追加のポイントツーポイント接続は、コンボネットワークデバイスに、（たとえば、マスタデバイスとしてのタブレット、スマートフォン等の）外部コミッショニングデバイスへの拡張されたユーザインターフェースを提供する。このポイントツーポイント接続は、参加プロシージャに必要な情報を交換する、及びコンボデバイスに（特定の）マルチホップネットワークを検索して参加すべきであることを通知するために使用されることができる。これは、開いているネットワークを不必要に探すリスクを冒す、アクセスキーを調べて入力する又はコンボデバイスをブリッジデバイスに近づけることを必要とすることなく、安全で信頼性のあるセットアップを維持しながら、ポイントツーポイント接続を介したコンボデバイスの制御から、ブリッジデバイスを介したマルチホップネットワークを介したコンボデバイスの制御へのシームレスな移行(transfer)を可能にする。

より具体的には、ネットワークノード（すなわち、コンボネットワークデバイス）へのポイントツーポイント接続（すなわち、シングルホップ接続）が、コミッショニングデバイスによって確立され、ネットワークノードと既存のマルチホップネットワークとの間の参加プロシージャが、ネットワークノードをマルチホップネットワークに追加するために、ブリッジデバイスによって開始される。ポイントツーポイント接続は、参加プロシージャに必要な少なくとも１つのコミッショニングパラメータをネットワークノードから読み取る又はネットワークノードに書き込むために使用され、コミッショニングデバイスとブリッジデバイスとの間の追加のネットワーク接続が、ネットワークノードが成功裏にマルチホップネットワークに追加された後マルチホップネットワークを介してネットワークノードを制御するために使用される。

第１のオプションによれば、トリガユニットは、ユーザインターフェースにおける入力操作に応じて参加プロシージャを開始するように構成されてもよい。これにより、ユーザは、コミッショニングデバイスにおける簡単な入力操作によって、たとえば、スマートフォン、タブレットのアプリ等によって、ネットワークノードのための参加プロシージャをトリガすることができる。

代替的な第２のオプションによれば、トリガユニットは、ブリッジデバイスの存在の検出に応じて参加プロシージャを開始するように構成されてもよい。このオプションは、コミッショニングデバイスが、ブリッジデバイスが利用可能な場合、ネットワークノードのための参加プロセスを自動的にトリガするという点で有利である。

第１又は第２のオプションと組み合わせられることができる第３のオプションによれば、シングルホップ通信ユニットは、参加開始パラメータ(joining start parameter)をネットワークノードに書き込むために使用されてもよく、ネットワークインターフェースは、マルチホップネットワークにおいて新しいデバイスの検索を開始するようにブリッジデバイスに指示するために使用されてもよい。この場合、ネットワークノードの参加制御ユニット(joining control unit)は、パラメータ記憶ユニットに書き込まれた参加開始パラメータに応答して、コミッショニング状態に入るように構成されてもよい。斯くして、ネットワークノードにおいて追加の機能性を提供することにより、参加プロシージャは、（たとえば、追加のＧＡＴＴ特性として提供される）参加開始パラメータを設定することによりポイントツーポイント接続を介して直接制御されることができる。

第１又は第２のオプションと組み合わせられることができる代替的な第４のオプションによれば、シングルホップ通信ユニットは、ネットワークノードからコミッショニングコードを読み取るために使用されてもよく、ネットワークインターフェースは、読み取られたコミッショニングコードをブリッジデバイスに転送する、及びコミッショニングコードに基づいてマルチホップネットワークにおいて新しいデバイスの検索を開始するようにブリッジデバイスに指示するために使用されてもよい。ブリッジデバイスは、コミッショニングコードを含むコマンドをマルチホップネットワークのネットワークノードに送信するように構成されてもよい。この場合、ネットワークノードの参加制御ユニットは、パラメータ記憶ユニットに記憶された自身のコミッショニングコードを、ファクトリニュー状態にリセットするためのコマンドとともにマルチホップネットワークから受信されたコミッショニングコードと比較する、及び自身のコミッショニングコードが受信されたコミッショニングコードとマッチする(match)場合ファクトリニュー状態へのリセット及び参加プロシージャを開始するように構成されてもよい。このオプションは、ネットワークノードが、コミッショニングデバイスへのポイントツーポイント接続を介して自身のコミッショニングコード（たとえば、ＧＡＴＴ特性を介して提供され得る一意のシークレット(unique secret)）を公開する(expose)ことができるため、コミッショニングデバイスが、ネットワークノードをコミッショニングモードに強制できるブリッジデバイスに該コミッショニングコードを転送することができるという点で有利である。

第１又は第２のオプションと組み合わされることができる代替的な第５のオプションによれば、シングルホップ通信ユニットは、ネットワークノードにマルチホップネットワークに参加するために必要なネットワーク情報を提供するために使用されてもよい。この場合、ネットワークノードの参加制御ユニットは、シングルホップ通信ユニットを介したマルチホップネットワークの必要なネットワーク情報の受信に応答して、マルチホップネットワークの参加プロシージャを開始するように構成されてもよい。このオプションは、追加のネットワーク情報が、コミッショニングデバイスによってネットワークノードに直接提供されるため、ブリッジデバイスが、マルチホップネットワークを開く必要がないという点で有利である。

上記の装置は、ディスクリートハードウェアコンポーネント、組み込みチップ若しくはチップモジュールの配列を備えたディスクリートハードウェア回路に基づいて、又はメモリに格納された、コンピュータ読み取り可能媒体に書き込まれた若しくはインターネット等のネットワークからダウンロードされたソフトウェアルーチン若しくはプログラムによって制御される信号処理デバイス若しくはチップに基づいて実装されてもよいことに留意されたい。

さらに、近年、無線チップ又はチップモジュールが進化していて、機能がソフトウェアに移行されていることに注意されたい。その結果、（具体的には物理プロトコル層（ＰＨＹ層）、たとえば実際のチャネル変調等の）高周波機能は依然ハードウェアに実装されてもよく、一方、低周波機能性は（具体的にはメディアアクセスコントロール層（ＭＡＣ層）以上で）ソフトウェアに実装されてもよい。これに起因して、ＰＨＹ層の特定のハードウェアコンポーネントは、さまざまな無線機能性に再利用されてもよい。結果として、以下の実施形態において別個のユニットとして述べられる、請求されるシングルホップ通信ユニット及び請求されるマルチホップ通信ユニットは、実際には、例えば、異なるソフトウェアルーチンに基づいて、単一のハードウェアコンポーネントに実装されてもよい。斯くして、２つの通信ユニットは、ＭＡＣ層以上の無線機能性はソフトウェア層に向けてマッピングされ、例えば実際のチャネル変調を含んでもよい、ＰＨＹ層の機能性は依然として主にハードウェアに実装される、いわゆるソフトウェア無線(software radio)として実装されてもよい。しかしながら、マルチモードで動作可能なソフトウェア無線デバイスを使用する場合でも、シングルホップ通信（例えば、ＢＬＥ無線）のために使用する場合、デバイスは依然としてシングルホップ通信ユニットとして動作するように構成され、マルチホップ通信（例えば、ＺｉｇＢｅｅ無線）のために使用する場合、デバイスは依然としてマルチホップ通信ユニットとして動作するように構成される。

本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上記の実施形態とそれぞれの独立請求項との任意の組み合わせであり得ることも理解されたい。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に述べられる実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。

様々な実施形態による外部コミッショニングデバイスへのポイントツーポイント接続を備えたマルチホップ照明ネットワークの概略的なアーキテクチャを示す。 様々な実施形態による、複合無線デバイスを制御するための概略的なアーキテクチャを示す。 第１の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。 第２の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。 第３の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。

ここで、本発明の実施形態が、マルチホップテクノロジベースのネットワークの例としてのＺｉｇＢｅｅネットワーク、及びシングルホップテクノロジベースのポイントツーポイント接続の例としてのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）接続に基づいて述べられる。

集積回路設計の最近の進歩により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）及びＺｉｇＢｅｅテクノロジを単一の無線チップに組み合わせることが可能になり、低電力／低コストのデバイスが、単一のワイヤレス無線モジュールを活用して、ＢＬＥネットワーク及びＺｉｇＢｅｅネットワークの両方の部分として同時に動作することを可能にしている。これは、デバイスが接続されたままで、両方のネットワークにおいて同時に動作するようにＢＬＥ及びＺｉｇＢｅｅデバイスの動作を経時的に高速に切り替えることによって実現されてもよい。制約のあるデバイス(constrained device)をＢＬＥ及びＺｉｇＢｅｅネットワーク上で同時に動作させる可能性は、これらの既存のテクノロジの制限を改善する新しいソリューションを開く。ＢＬＥは、マスタノードと限られた数の電力制約のあるスレーブノードとの間のスタートポロジにおいてシングルホップ通信を可能にする低電力／低コストの無線ネットワークテクノロジである。ＢＬＥは、電力制約のあるスレーブデバイスと電力制約の少ないマスタデバイスとの間のエネルギ効率の高い接続を提供する。ＢＬＥネットワークの例は、センサ、ウェアラブル及びビルディングオートメーションデバイス等のリソース制約のあるデバイスのエコシステムにインターネット接続性を提供できる、マスタとしての携帯電話デバイスから成ってもよい。

本発明の様々な実施形態では、ＢＬＥ及びＺｉｇＢｅｅ複合無線(combined radio)が、改善されたコミッショニングを提供するための例として使用される。しかしながら、本発明は、シングルホップテクノロジ（例えば、ＢＬＥ、赤外線（ＩＲ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線ローカルエリア通信（Ｗｉ－Ｆｉ））とマルチホップテクノロジ（例えば、ＺｉｇＢｅｅ ＰＲＯ、Ｔｈｒｅａｄド、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、ＳｍａｒｔＲＦ、ＣｉｔｙＴｏｕｃｈ、ＩＰ５００、及びその他のメッシュ又はツリーベースのテクノロジ）との任意の他の組み合わせにも等しく適用可能である。

図１は、様々な実施形態による外部コミッショニングデバイス（マスタデバイス、ＢＬＥ－Ｍ）１０へのポイントツーポイント接続（ＳＨＬ）を備えたマルチホップＺｉｇＢｅｅ照明ネットワーク２００の概略的なアーキテクチャを示す。外部コミッショニングデバイス１０は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、ラップトップ等のモバイルデバイスであってもよい。

各コネクテッド照明システムは、少なくとも１つのスマート照明デバイス（例えば、電球）２０と、照明デバイス２０と通信するためのＺｉｇＢｅｅトランシーバとして使用される（図１には示されていないが、ゲートウェイ又はハブとも呼ばれる）ブリッジデバイスを含む。ブリッジデバイスは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ又はＷｉＦｉを介してホームルータに接続してもよい。接続された照明デバイスは、通常のライトスイッチ２３を使用して物理的にオン及びオフされ得る。オン又はオフにする、並びに、ライトの色及び明るさを変更するために、モバイルデバイス（又はコンピュータ）の製造者又はサードパーティのアプリが必要とされてもよい。ユーザは、コマンドをインターネット及び／又はホームルータを介してブリッジデバイスに送信するためにアプリを使用することができ、ブリッジデバイスは、コマンドをＺｉｇＢｅｅコマンドフレームに変換し、照明デバイス２０に送信することができる。ブリッジデバイスを関与することなくホームルータに接続することなくバルブにＺｉｇＢｅｅコマンドを直接送信することができる、又は代替的にブリッジデバイスを介してバルブを制御することができる、リモートコントローラ又はディマースイッチ２１も存在してもよい。

以下でより詳細に述べられるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介したシングルホップ接続（ポイントツーポイント接続）は、ＺｉｇＢｅｅ－ＢＬＥ複合無線デバイス２２に、ＢＬＥマスタデバイス（タブレット、スマートフォン等）１０において提供される拡張された又はリッチなユーザインターフェースを提供する。この外部コミッショニングデバイス１０は、情報を、対応する信号又はメッセージ１０１を介して、２つの通信ユニット（１つはマルチホップリンク（ＭＨＬ）１０２、すなわち、例示的な実施形態ではＺｉｇＢｅｅを確立するための通信ユニット、及び、１つはシングルホップリンク（ＳＨＬ）、すなわち、例示的な実施形態ではＢＬＥを確立するための通信ユニット）を備える複合（すなわち、コンボ）無線デバイス２２に送信するために使用されることができる。

図２は、ＺｉｇＢｅｅネットワークにおいてコンボ無線デバイスをコミッショニングするための概略的な制御アーキテクチャを示している。

新しいコンボ無線デバイス（ＢＬＥ／ＺＢ ＮＤ）２２がＺｉｇＢｅｅネットワーク２００に追加されるべき場合、コンボ無線デバイス２２は、コミッショニングデバイス１０及びコンボ無線デバイス２２間のＢＬＥシングルホップリンクを介してコミッショニングデバイス（ＣＤ）１０のアプリを介して直接制御されることができる。（例えば、実施形態で述べられる方法の１つを使用する）ＺｉｇＢｅｅネットワークに参加するプロセスの後、コンボ無線デバイス２２は、上記の直接的なやり方で、又はコミッショニングデバイス１０と割り当てられたブリッジデバイス（ＢＬＥ／ＺＢ ＢＤ）２５との間のＷｉ－Ｆｉ接続、及びブリッジデバイス２５とコンボ無線デバイス２２との間のＺｉｇＢｅｅ接続（ＺＢ）介して間接的に制御されることができる。

ＺｉｇＢｅｅ／ＢＬＥコンボ無線チップを備えたコンボ無線デバイス２２がＢＬＥを介して制御されるべき場合、コミッショニングデバイス１０は、（たとえば、Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｉｍｐｌｅペアリングモデル又は又はＬＥ Ｓｅｃｕｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓペアリングモデルによって定義されるような）既知のＢＬＥペアリングメカニズムの１つを介してコンボ無線デバイス２２とペアリングされる。コミッショニングデバイス１０がコンボ無線デバイス２２とペアリングされると、それらは信頼関係(trusted relationship)を有する。

従来のＺｉｇＢｅｅ照明システムでは、複数のメカニズムが、ブリッジデバイス２５によって構築されたＺｉｇＢｅｅネットワークに参加するためにコンボ無線デバイス２２によってサポートされてもよい。第１に、コンボ無線デバイス２２がファクトリニューデバイスである場合、ＺｉｇＢｅｅネットワークは自動的検索され、参加されてもよい。第２に、ユーザは、コンボ無線デバイス２２に印刷された（又は提供された）アクセスコード又はセキュリティコード（例えば、６桁の１６進数又はいわゆる「インストールコード」）をコミッショニングデバイス１０の対応するアプリに入力してもよい。第３に、新しいコンボ無線デバイス２２は、すでにネットワークにあるデバイス（例えば、ブリッジデバイス２５又は特別なリモートデバイス）によってタッチリンクされてもよい。第２及び第３のメカニズムは、ファクトリニューではない新しいコンボ無線デバイスでも機能する。

本発明の以下の実施形態によれば、ユーザは、新しく発見されたＺｉｇＢｅｅコンボデバイス（又はＺｉｇＢｅｅオンリデバイス(ZigBee-only device)）を検索し、追加するためにコミッショニングデバイス１０の対応するアプリを介してブリッジデバイス２５をトリガすることができる。これにより、ブリッジデバイス２５は、自身のＺｉｇＢｅｅネットワークを開き、ＺｉｇＢｅｅデバイスが参加することを可能にする。

図３は、第１の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。ここでは、外部コミッショニングデバイス（ＣＤ）１０は、ＢＬＥマスタとして使用され、追加のＺｉｇＢｅｅ（ＺＢ）通信ユニットを備えたＢＬＥスレーブとして使用される新しいコンボ無線デバイス（ＮＤ）２２のためのユーザインターフェースを提供する。図３、及び残りの図４及び５において、水平矢印は、図の上部のボックスによって示されるデバイス間のシグナリングを示し、それぞれのデバイスのボックスの下のブロックは、それぞれのブロックの上にあるデバイスの処理ステップ又はプロシージャを示す。時間は、図の上から下に向かって垂直方向に進む。

以下、第１の実施形態による参加プロシージャが、図３を参照して述べられる。

新しいコンボ無線デバイス２２（例えば、ランプ又は照明器具）は、ＢＬＥを介してＺｉｇＢｅｅネットワークに参加することを可能にするために、（基本的なライトコントロール機能性の次に）ＢＬＥインターフェースを介して追加の機能性を提供する必要がある。これは、例えば、書き込まれた場合、ランプが、（ＺｉｇＢｅｅネットワークを検索し、見つかった場合に当該ネットワークに参加しようとする）ＺｉｇＢｅｅコミッショニング状態に入ることを開始する、ＢＬＥ Ｇｅｎｅｒｉｃ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ（ＧＡＴＴ）特性を追加することによって実装されることができる。ＧＡＴＴ Ｓｅｒｖｅｒは、接続されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥデバイスに公開される階層データ構造を定義する。ＧＡＴＴプロファイルは、ＧＡＴＴ機能性に基づくユースケース、役割及び一般的な挙動(general behavior)を記述する。サービスは、デバイスの一部の挙動をカプセル化する他のサービスとの関係及び特性のコレクションである。これには、属性サーバで使用される属性、特性及びサービスの階層も含まれる。ＧＡＴＴは、２つのＢＬＥデバイスが標準メッセージを送信及び受信する方法を定義するためにＧＡＴＴデータを使用するＡｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＡＴＴ）（ブロック図及び説明については、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅを参照）の上に構築される。

図３のステップ３０１において、ユーザのコミッショニングデバイス１０（例えば、スマートフォン）が、ＢＬＥを介して、ＺｉｇＢｅｅとＢＬＥの両方をサポートする新しいコンボ無線デバイス２２にペアリングされ、結合される。その後、ステップ３０２において、ユーザは、新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅネットワークに追加することを望み、したがって、コミッショニングデバイス１０の対応するアプリでこのアクションをトリガする。代替的に、アプリは、（Ｗｉ－Ｆｉを介して）ブリッジデバイス２５の存在を検出し、新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５に追加するためのアクションを自動的にトリガしてもよい。

「ブリッジにデバイスを追加する」("add device to bridge")アクションがユーザによってアプリ上で（又はアプリによって自動的に）トリガされると、アプリは、ステップ３０３において、新しいコンボ無線デバイス２２とのＢＬＥ接続を介して、新しいコンボ無線デバイスの「Ｊｏｉｎ ＺｉｇＢｅｅ ｎｅｔｗｏｒｋ」ＧＡＴＴ特性に書き込む。さらに、ステップ３０４において、コミッショニングデバイス１０のアプリはまた、ブリッジデバイス２５に（そのＩＰインターフェース及びＷｉＦｉ接続を介して）新しいデバイスを検索するように指示する。ステップ３０４及び３０３は順番を逆にされ得ることに留意されたい。

「Ｊｏｉｎ ＺｉｇＢｅｅ ｎｅｔｗｏｒｋ」ＧＡＴＴ特性への書き込み動作時、新しいコンボ無線デバイス２２は、ステップ３０５において、ＺｉｇＢｅｅコミッショニング状態に入り、所定の時間（例えば、３０秒）その状態に留まる。この状態の間、新しいコンボ無線デバイス２２は、ＺｉｇＢｅｅネットワークを探し、発見された場合に当該ネットワークに参加しようとする。ステップ３０５をよりロバストにするために、コミッショニングデバイス１０のアプリは、新しいコンボ無線デバイス２２が参加すべきＺｉｇＢｅｅネットワークを一意に識別するのに役立つデータをＧＡＴＴ特性を介して提供し（たとえば、ブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅパーソナルエリアネットワーク識別（ＰＡＮ ＩＤ）を提供し）、他のネットワークを無視することができる。これは、複数の重複するＺｉｇＢｅｅネットワークが存在する状況において特に有利である。

ブリッジデバイス２５は、ステップ３０４のコマンドを受信して新しいデバイスを検索すると、ステップ３０６において自身のＺｉｇＢｅｅネットワークを開き、斯くして、他のＺｉｇＢｅｅデバイスがこのネットワークに参加することを許可する。したがって、ステップ３０７において、新しいコンボ無線デバイス２２をＺｉｇＢｅｅネットワークに追加するための参加プロシージャが実行される。

その後、ステップ３０８において、新しいコンボ無線デバイスがブリッジデバイスのＺｉｇＢｅｅネットワークに参加すると、ブリッジデバイス２５は、新しく追加されたコンボ無線デバイス２２のデバイス情報を取得し、新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジ内の内部管理(internal administration)に追加し、新しく追加されたデバイスとしてマークする。ステップ３０８は、ブリッジデバイス２５からコミッショニングデバイス１０への通信を含んでもよく、ゆえに、コミッショニングデバイス１０は、新しく追加されたコンボ無線デバイス２２について通知されてもよいことに留意されたい。代替的な手段は、コミッショニングデバイス１０が、ＺｉｇＢｅｅネットワークへの参加が成功したことを示す何らかの情報をコンボ無線デバイス２２から取得することであってもよい。

最後に、ステップ３０９において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、新しいコンボ無線デバイス２２がユーザのブリッジデバイス２５に成功裏に追加されたことをユーザに通知することができ、ＢＬＥ接続を介して直接的に制御することに代えて、Ｗｉ－Ｆｉ及びＺｉｇＢｅｅの複合接続をを介して間接的に新しいコンボ無線デバイス２２を制御するために制御メカニズムを更新することができる。

上記では、「ＺｉｇＢｅｅコミッショニング状態に入る」("entering the ZigBee commissioning state")というＧＡＴＴ特性は、「デバイスをＺｉｇＢｅｅファクトリニューにリセットする」（"reset device to ZigBee factory new"）であってもよいが、ある期間、開いているＺｉｇＢｅｅネットワークをただ探し、これが失敗する場合、（さらに別のＺｉｇＢｅｅネットワークの一部であり得る）以前と同じＺｉｇＢｅｅ状態に留まることに制限されてもよい。

図４は、第２の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。ここでは、新しいコンボ無線デバイス２２は、ＧＡＴＴ特性（「ＺｉｇＢｅｅコミッショニングコード」("ZigBee commissioning code")）又は他の適切な手段を介して（６桁の１６進数又はいわゆる「インストールコード」等の）固有の秘密情報を公開し、当該秘密をブリッジデバイス２５に提供するように構成され、ブリッジデバイス２５は、当該秘密を使用して、新しいコンボ無線デバイス２２をコミッショニングモードに強制する、又はコンボ無線デバイス２２がネットワークに参加することを可能にすることができる。

ステップ４０１において、ユーザのコミッショニングデバイス１０が、ＺｉｇＢｅｅとＢＬＥの両方をサポートする新しいコンボ無線デバイス２２にＢＬＥを介してペアリングされ、結合される。

ここで、ユーザは、この新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅネットワークに追加することを望む場合、ステップ４０２において、コミッショニングデバイス１０の対応するアプリでこのアクションをトリガする。代替的に、アプリは、ブリッジデバイス２５の存在を検出し、新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５に追加するためのアクションを自動的にトリガしてもよい。

「ブリッジにデバイスを追加する」("add device to bridge")アクションがステップ４０２においてトリガされると、ステップ４０３において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、新しいコンボ無線デバイス２２とのＢＬＥ接続を介して「ＺｉｇＢｅｅコミッショニングコード」("ZigBee commissioning code")）というＧＡＴＴ特性を読み取る。

その後、ステップ４０４において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、パラメータとしてランプのＺｉｇＢｅｅコミッショニングコードを渡すことにより、ブリッジデバイス２５に（そのＩＰインターフェース及びＷｉＦｉ接続を介して）新しいデバイスを検索するように指示する。

ブリッジデバイス２５は、新しいデバイスを検索するコマンドを受信すると、ステップ４０５において、受信されたＺｉｇＢｅｅコミッショニングコードを、含まれるコードがＺｉｇＢｅｅデバイス内のコードにマッチする場合に限り当該ＺｉｇＢｅｅデバイスをファクトリニューにリセットするためのコマンドとして、ネットワークにないＺｉｇＢｅｅデバイスを含むすべてのＺｉｇＢｅｅデバイスに送信し、その後、ステップ４０６において、ＺｉｇＢｅｅネットワークを開き、斯くして、他のＺｉｇＢｅｅデバイス、とりわけ、自身をファクトリニューにリセットしたばかりであり、斯くして、開いているネットワークに参加することを望んでいるデバイスが、このネットワークに参加することを許可する。

ステップ４０７において、新しいコンボ無線デバイス２２は、このＺｉｇＢｅｅコミッショニングコードを受信し、それを自身のコードと比較し、それがマッチすると、ステップ４０８において自身をファクトリニューにリセットし、開いているネットワークの探索を開始し、発見された場合にステップ４０９において当該ネットワークに参加することを試みる。

新しいコンボ無線デバイス２２がブリッジデバイスのＺｉｇＢｅｅネットワークに参加した場合、ステップ４１０において、ブリッジデバイス２５は、新しく追加されたコンボ無線デバイス２２のデバイス情報及び状態を取得し、新しいデバイスをブリッジ内の内部管理に追加し、新しく追加されたデバイスとしてマークする。ステップ４１０は、ブリッジデバイス２５からコミッショニングデバイス１０への通信を含んでもよく、ゆえに、コミッショニングデバイス１０は、新しく追加されたコンボ無線デバイス２２について通知されてもよいことに留意されたい。代替的な手段は、コミッショニングデバイス１０が、ＺｉｇＢｅｅネットワークへの参加が成功したことを示す何らかの情報をコンボ無線デバイス２２から取得することであってもよい。

最後に、ステップ４１１において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、新しいコンボ無線デバイス２２がユーザのブリッジデバイス２５に成功裏に追加されたことをユーザに通知することができる。

６桁の１６進数は、「ＺｉｇＢｅｅコミッショニングコード」として使用され得るものの例であることに注意されたい。これは、新しいコンボ無線デバイス２２に印刷された６桁の１６進数とは異なる、新しいコンボ無線デバイス２２内に記憶された一意のコードであってもよい。

セキュリティを向上させるために、新しいコンボ無線デバイスは、ある期間のみ有効であり、その後の試行やインタラクションにおいて再利用されない、ランダムに生成される番号をＺｉｇＢｅｅコミッショニングコードとして提供するように構成されてもよい。これにより、悪意のあるアプリがこれらのコードを読み取り、後で悪意のある使用に備えて保存するリスクが大幅に軽減される。

上記では、「ＺｉｇＢｅｅコミッショニング状態に入る」("entering the ZigBee commissioning state")というＧＡＴＴ特性は、「デバイスをＺｉｇＢｅｅファクトリニューにリセットする」（"reset device to ZigBee factory new"）であってもよいが、ある期間、開いているＺｉｇＢｅｅネットワークをただ探し、これが失敗する場合、（さらに別のＺｉｇＢｅｅネットワークの一部であり得る）以前と同じＺｉｇＢｅｅ状態に留まることに制限されてもよい。

図５は、第３の実施形態による参加プロシージャのシグナリング及び処理図を示す。ここでは、ブリッジデバイス２５がネットワークを開く必要がないように、追加の情報が新しいコンボ無線デバイス２２に提供される。

ステップ５０１において、ユーザのコミッショニングデバイス１０が、ＺｉｇＢｅｅとＢＬＥの両方をサポートする新しいコンボ無線デバイス２２にＢＬＥを介してペアリングされる。

ここで、ユーザは、この新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅネットワークに追加することを望む場合、コミッショニングデバイス１０のアプリでこのアクションをトリガする。代替的に、コミッショニングデバイス１０のアプリは、ブリッジデバイス２５の存在を検出し、新しいコンボ無線デバイス２２をブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅネットワークに追加するためのアクションを自動的にトリガしてもよい。

「ブリッジにランプを追加する」("add lamp to bridge")アクションがステップ５０２においてトリガされると、ステップ５０３において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、（チャネル、ＰＡＮ ＩＤ、ネットワークキー等の）ネットワーク情報の詳細を提供する。これらは、例えば、新しいコンボ無線デバイス２２とのＢＬＥ接続を介して適切なＧＡＴＴ特性に書き込むことにより新しいコンボ無線デバイス２２にブリッジデバイス２５から受信されてもよい。これらのネットワーク情報の詳細を使用して、新しいコンボ無線デバイス２２は、ステップ５０４において、ＺｉｇＢｅｅネットワークを特定し(locate)、参加し、ステップ５０５において、自身の存在（例えば、Ｄｅｖｉｃｅ Ａｎｎｏｕｎｃｅメッセージ）をブリッジデバイス２５にアナウンスする。ブリッジデバイス２５は、この存在アナウンスを受信し、自動的に、又は斯かるアナウンスを受信し処理する状態になるようにアプリによって指示されて、新しいコンボデバイス２２をブリッジにおける内部管理に追加し、新しく追加されたデバイスとしてマークする（ステップ５０６）。ステップ５０６は、ブリッジデバイス２５からコミッショニングデバイス１０への通信を含んでもよく、ゆえに、コミッショニングデバイス１０は、新しく追加されたコンボ無線デバイス２２について通知されてもよいことに再び留意されたい。代替的な手段は、コミッショニングデバイス１０が、ＺｉｇＢｅｅネットワークへの参加が成功したことを示す何らかの情報をコンボ無線デバイス２２から取得することであってもよい。

最後に、ステップ５０７において、コミッショニングデバイス１０のアプリは、新しいコンボ無線デバイス２２がユーザのブリッジデバイス２５のＺｉｇＢｅｅネットワークに成功裏に追加されたことをユーザに通知することができる。

上記の実施形態は、ユーザがランプをＺｉｇＢｅｅネットワークに参加させるための典型的なアクションを実行する必要がないので、セキュリティ及びユーザの利便性を維持しながら、より少ないユーザインタラクションしか必要としないＺｉｇＢｅｅコミッショニングメカニズムを提供する。この機能は、スイッチ、センサ等の他のＺｉｇＢｅｅデバイスにも等しく適用されることができる。さらに、他方のネットワーク又は接続を介して提供される情報を使用して一方のネットワークに参加するという提案されたプロシージャは、逆方向にも適用されることができる（すなわち、どのようにシングルホップ接続（例えば、ＢＬＥ）を介してコンボ無線デバイス（例えば、ランプ）へコミッショニングデバイス（例えば、電話）をリンクするかの指示が、マルチホップネットワーク（例えば、ＺｉｇＢｅｅネットワーク）を介して転送又はトリガされてもよい。

要約すると、マルチホップテクノロジのマルチホップネットワーク、例えば、ＺｉｇＢｅｅネットワークにおけるネットワークデバイスのコミッショニングを制御するための方法及び装置であって、ネットワークデバイスは、ポイントツーポイント接続を確立するためのシングルホップテクノロジ、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）のシングルホップ通信ユニットと、マルチホップネットワークの他のネットワークデバイスと通信するためのマルチホップテクノロジのマルチホップ通信ユニットとを備える、方法及び装置が述べられている。コミッショニングのためのネットワークデバイスのシングルホップ接続は、開いているネットワークを不必要に探すリスクを冒す、アクセスキーを調べて入力する又はネットワークデバイスをブリッジデバイスに近づけることを必要とすることなく、安全なセットアップを維持しながら、シングルホップネットワークを介したコンボデバイスの制御から、ブリッジデバイスを介したマルチホップネットワークを介したネットワークデバイスの制御へのシームレスな移行を可能にする。

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に例示及び説明されてきたが、そのような例示及び説明は、図的又は例示的であって、限定的なものではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。提案された参加プロシージャは、他のタイプのマルチホップネットワークに、他のタイプのメッセージ及び制御フィールドと共に、適用されることができ、可能であれば標準化されることができる。さらに、本発明は、シングルホップネットワーク（例えば、ＢＬＥ又はその他）とインターフェースするマルチホップネットワーク（例えば、ＺｉｇＢｅｅ又はその他）を実装する任意のプロダクトに適用されることができる。例には、単一のライトポイントが、ＢＬＥを介してスマートフォン又はタブレット等のモバイルデバイスを使用してコミッショニングされる、大規模なＺｉｇＢｅｅ照明ネットワーク等が含まれる。さらに、アプリベースの制御は単なる例である。他のタイプの入力操作（例えば、ハードウェアスイッチ又はボタン、音声コントロール等）を備えた他のユーザインターフェースが、コミッショニングデバイスに提供されてもよい。

図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「含む（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。上記の説明は、本発明の特定の実施形態を詳述している。しかしながら、上記がテキストにどのように詳細に現れようとも、本発明は多くの方法で実施されることができ、したがって、開示された実施形態に限定されないことを理解されたい。本発明のある特徴又は態様を説明する際のある用語法(terminology)の使用は、用語法が、当該用語法が関連付けられている本発明の特徴又は態様の特定の特性を含むことに制限されるように本明細書において再定義されていることを意味すると解釈されるべきではないことに留意されたい。

例として、上記の実施形態では、「メッシュネットワーク」、「マルチホップネットワーク」及び「ポイントツーポイント接続」という用語は、１つのブリッジ及び１つのネットワークノード（例えば、ランプ）のみを備えたネットワークアーキテクチャをカバーするという意味で解釈されるべきである。さらに、「ブリッジデバイス」という用語は、照明デバイス、スイッチデバイス、又はセンサデバイスの１つがブリッジデバイスの役割を果たす場合など、ブリッジタイプの機能を備えた任意のコントローラデバイス又はその他のデバイスをカバーすることを理解されたい。例として、ブリッジ機能は、シングルホップ接続（例えば、ＢＬＥ）を介して以前に電話にペアリングされ、ＺｉｇＢｅｅネットワークをセットアップしている、別のコンボ無線デバイスに組み込まれてもよい。この場合、このコンボ無線デバイスは、ネットワークデバイス（例えば、ランプ）及びブリッジデバイスの両方として機能することができる。その場合、コミッショニングデバイス（例えば、スマートフォン）は、１つは既存のマルチホップネットワークに向けたブリッジとして機能する第１のコンボ無線デバイスとの（ここでは、「ネットワークインターフェース」を介した通信は、たとえばシングルホップ接続を介したトンネルブリッジのようなコマンドとして理解されるべきである）、１つはこのマルチホップネットワークに参加されることが意図されている第２のコンボ無線デバイスとの、２つのシングルホップ接続（恐らくは同時、恐らくは時分割）を有するであろう。

単一のユニット又はデバイスが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

図３～５に示された動作等の上述の動作は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用ハードウェアとして実装されることができる。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は固体媒体等の、好適な媒体において記憶／頒布されてもよいが、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システム等を介して、他の形態で頒布されてもよい。

Claims (11)

1. ブリッジデバイスを含むマルチホップテクノロジのマルチホップネットワークへのネットワークノードの追加を制御するための装置であって、前記ネットワークノードは、ポイントツーポイント接続を確立するためのシングルホップテクノロジのシングルホップ通信ユニットと、前記マルチホップネットワークの他のネットワークデバイスと通信するための前記マルチホップテクノロジのマルチホップ通信ユニットとを備えるコンボネットワークデバイスであり、当該装置は、
   前記ネットワークノードへのポイントツーポイント接続を確立するための前記シングルホップテクノロジのシングルホップ通信ユニットと、
   前記ネットワークノードを前記ブリッジデバイスの前記マルチホップネットワークに追加するために、前記ネットワークノードと前記ブリッジデバイスとの間の参加プロシージャを開始するためのトリガユニットと、
   前記ブリッジデバイスへのネットワーク接続を確立するためのネットワークインターフェースと、
   を備え、当該装置は、前記ネットワークノードからコミッショニングコードを読み取るために前記シングルホップ通信ユニットを使用する、並びに、読み取られた前記コミッショニングコードを前記ブリッジデバイスに転送するために、及び前記ブリッジデバイスに、
   前記マルチホップネットワークのネットワークノードにコマンドを送信して、当該ネットワークノードの自身のコミッショニングコードが受信された前記コミッショニングコードとマッチする場合、ファクトリニュー状態へのリセット及び参加プロシージャを開始させる、及び
   前記コミッショニングコードに基づいて前記マルチホップネットワークにおいて新しいデバイスの検索を開始する、
   ように指示するために、前記ネットワークインターフェースを使用する、
   ように構成される、装置。
2. 前記トリガユニットは、ユーザインターフェースにおける入力操作に応じて参加プロシージャを開始するように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記トリガユニットは、前記ブリッジデバイスの存在の検出に応じて参加プロシージャを開始するように構成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記マルチホップテクノロジは、ＺｉｇＢｅｅである、請求項１に記載の装置。
5. 前記シングルホップテクノロジは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙである、請求項１に記載の装置。
6. 当該装置は、前記ネットワークノードに前記マルチホップネットワークに参加するために必要なネットワーク情報を提供するために前記シングルホップ通信ユニットを使用するように構成される、請求項１に記載の装置。
7. 照明システムにおいて使用するためのブリッジデバイスであって、前記照明システムは、コミッショニングデバイスを含み、前記コミッショニングデバイスは、請求項１に記載の装置を含み、前記照明システムは、少なくとも１つの照明デバイスを含み、当該ブリッジデバイスは、前記ネットワークインターフェースを介して前記コミッショニングデバイスから受信された指示に応答して、自身のマルチホップネットワークを開き、新しいネットワークノードを検索するように構成され、受信される前記指示は、コミッショニングコードを含み、当該ブリッジデバイスは、
   前記マルチホップネットワークのネットワークノードにコマンドを送信して、当該ネットワークノードの自身のコミッショニングコードが受信された前記コミッショニングコードとマッチする場合、ファクトリニュー状態へのリセット及び参加プロシージャを開始させる、及び
   前記コミッショニングコードに基づいて前記マルチホップネットワークにおいて新しいデバイスの検索を開始する、
   ように構成され、
   前記照明デバイスは、当該ブリッジデバイスを含むマルチホップテクノロジのマルチホップネットワークへの前記照明デバイスの追加を制御するための装置を含み、該装置は、
   前記コミッショニングデバイスへのポイントツーポイント接続を確立するためのシングルホップテクノロジのシングルホップ通信ユニットと、
   前記マルチホップネットワークの他のネットワークデバイスと通信するための前記マルチホップテクノロジのマルチホップ通信ユニットと、
   少なくとも当該ブリッジデバイスの前記マルチホップネットワークへの前記照明デバイスの参加プロシージャに必要なコミッショニングコードを設定するためのパラメータ記憶ユニットと、
   前記パラメータ記憶ユニットに記憶された、前記コミッショニングコードが、前記マルチホップネットワークから受信されたコミッショニングコードとマッチする場合、参加プロシージャを開始するように構成される参加制御ユニットと、
   を備える、ブリッジデバイス。
8. ブリッジデバイスを含むマルチホップテクノロジのマルチホップネットワークへのネットワークノードの追加を制御する方法であって、前記ネットワークノードは、ポイントツーポイント接続を確立するためのシングルホップテクノロジのシングルホップ通信ユニットと、前記マルチホップネットワークの他のネットワークデバイスと通信するための前記マルチホップテクノロジのマルチホップ通信ユニットとを備えるコンボネットワークデバイスであり、当該方法は、
   前記ネットワークノードへのポイントツーポイント接続を確立するステップと、
   前記ネットワークノードを前記ブリッジデバイスの前記マルチホップネットワークに追加するために、前記ネットワークノードと前記ブリッジデバイスとの間の参加プロシージャを開始するステップと、
   前記ブリッジデバイスへのネットワーク接続を確立するステップと、
   前記ネットワークノードからコミッショニングコードを読み取るために前記ポイントツーポイント接続を使用する、並びに読み取られた前記コミッショニングコードを前記ブリッジデバイスに転送するために、及び前記ブリッジデバイスに、
   前記マルチホップネットワークのネットワークノードにコマンドを送信して、当該ネットワークノードの自身のコミッショニングコードが受信された前記コミッショニングコードとマッチする場合、ファクトリニュー状態へのリセット及び参加プロシージャを開始させる、及び
   前記コミッショニングコードに基づいて前記マルチホップネットワークにおいて新しいデバイスの検索を開始する、
   ように指示するために、ネットワークインターフェースを使用するステップと、
   を含む、方法。
9. 前記マルチホップテクノロジは、ＺｉｇＢｅｅである、請求項８に記載の方法。
10. 前記シングルホップテクノロジは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙである、請求項８に記載の方法。
11. コンピュータデバイスで実行された場合、請求項８に記載の方法のステップを行うためのコード手段を含むコンピュータプログラム。

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