特許 6872014 タイムスロットチャネルホッピングネットワーク上のノードと通信する低エネルギーデバイスのためのブロードキャストメッセージングの最適化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872014

(24)【登録日】2021年4月20日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】タイムスロットチャネルホッピングネットワーク上のノードと通信する低エネルギーデバイスのためのブロードキャストメッセージングの最適化

(51)【国際特許分類】

   H04W 56/00 20090101AFI20210510BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20210510BHJP

   H04W 52/02 20090101ALI20210510BHJP

   H04W 4/06 20090101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   H04W56/00 130

   H04W72/04 131

   H04W52/02 110

   H04W4/06 170

【請求項の数】20

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2019-524079(P2019-524079)

(86)(22)【出願日】2017年10月31日

(65)【公表番号】特表2019-537894(P2019-537894A)

(43)【公表日】2019年12月26日

(86)【国際出願番号】US2017059239

(87)【国際公開番号】WO2018089227

(87)【国際公開日】20180517

【審査請求日】2020年10月30日

(31)【優先権主張番号】15/348,308

(32)【優先日】2016年11月10日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513113895

【氏名又は名称】ランディス・ギア イノベーションズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＮＤＩＳ＋ＧＹＲ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】ジェイムズ・パトリック・ハンリー

(72)【発明者】

【氏名】ビドヤ・プラカシュ

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・スコット・ヘット

【審査官】 野村 潔

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１３０８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／１１６６８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０９１４８１９７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１７４１９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３２９６９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で動作する親デバイス内のプロセッサによって実行される方法であって、
第１のタイムスロットの第１の部分の間に、複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからチェックイン通信を受信するステップであって、前記チェックイン通信が親デバイスでキューに入れられた保留中のメッセージをチェックするために提供されるステップと、
第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信の受信に応答して、親デバイスから第１の低エネルギーエンドポイントデバイスへのＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの第２の部分の間に、複数の低エネルギーエンドポイントデバイスにブロードキャスト通信を送信するための、第１のタイムスロットに後続するＴＳＣＨプロトコルで、ブロードキャストタイムスロットを識別する第１の通信を送信するステップであって、前記第１のタイムスロットが前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスのウェイク／スリープサイクルの第１のウェイク期間に対応するステップと、
第２のタイムスロットの第１の部分の間に、複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスからチェックイン通信を受信するステップと、
第２の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信の受信に応答して、親デバイスから複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスへのＴＳＣＨプロトコルの第２のタイムスロットの第２の部分の間に、前記ブロードキャストタイムスロットを識別する第２の通信を送信するステップであって、前記第２のタイムスロットが第２の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２のウェイク／スリープサイクルの第２のウェイク期間に対応するステップと、
前記ブロードキャストタイムスロットの間に、ブロードキャスト通信を第１の低エネルギーエンドポイントデバイスと第２の低エネルギーエンドポイントデバイスの両方にブロードキャストするステップとを含む方法。

【請求項2】

前記第１の通信は、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信に応答して、受信者開始送信通信の一部として送信される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の通信は、前記ブロードキャストタイムスロットまでに後続するタイムスロットの数を示す第１のオフセット番号を含み、
前記第２の通信は、前記ブロードキャストタイムスロットまでに後続するタイムスロットの第２の数を示す第２のオフセット番号を含み、
前記第２のオフセット番号は前記第１のオフセット番号よりも小さい、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ブロードキャスト通信は、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスに共通のダウンストリームメッセージフレームの第１のセットを含む共通メッセージを含み、
前記ブロードキャスト通信は、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスに共通のダウンストリームメッセージフレームの第２のセットを含むユニキャスト又はマルチキャストメッセージをさらに含み、
前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージは、前記共通メッセージに後続して発生する、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスによる受信により、前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスに、前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージ内のフレームアドレスの不一致を識別させ、
さらに、フレームアドレスの不一致のために、前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスに、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスに固有の受信した下りメッセージフレームを廃棄させる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記ブロードキャスト通信は、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスのためのファームウェア更新ソフトウェアを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

ブロードキャストタイムスロットの前において、
ＴＳＣＨネットワーク上で動作する隣接デバイスからか、又はリソース提供者システムから、第１のブロードキャストメッセージを受信するステップと、
前記隣接デバイス又は前記リソース提供者システムから、第２のブロードキャストメッセージを受信するステップと、
前記第１のブロードキャストメッセージ及び前記第２のブロードキャストメッセージを前記親デバイスのメモリに格納するステップとをさらに含み、
前記ブロードキャスト通信は、前記第１のブロードキャストメッセージ及び前記第２のブロードキャストメッセージを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルのチャネルホッピングパターンに同期した低エネルギーエンドポイントデバイス内のプロセッサによって実行される方法であって、
スリープ状態を終了し、ウェイク／スリープサイクルのウェイク状態に入るステップと、
ＴＳＣＨネットワーク上で動作する親デバイスとの通信と同期するステップと、
前記親デバイスとの通信を同期した後、ＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの第１の部分の間に、低エネルギーエンドポイントデバイスから、ＴＳＣＨネットワーク上で動作する親デバイスに、チェックイン通信を送信するステップであって、前記チェックイン通信が前記親デバイスでキューに入れられた保留中のメッセージをチェックするステップと、
前記第１のタイムスロットの第２の部分の間に、前記低エネルギーエンドポイントデバイスにより、前記親デバイスからの肯定応答通信を受信するステップであって、前記肯定応答通信が、前記低エネルギーエンドポイントデバイスのメッセージが保存されていることを示し、かつ、ブロードキャスト通信を受信するためのＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットに後続するブロードキャストタイムスロットを識別するステップと、
前記ブロードキャストタイムスロットの間に、前記親デバイスからのブロードキャスト通信を聴取するステップとを含み、
前記ブロードキャスト通信は、前記親デバイスと通信する複数の低エネルギーエンドポイントデバイスに対する通信である、方法。

【請求項9】

前記肯定応答通信は、前記チェックイン通信に応答する受信者開始送信通信の一部として受信され、かつ、前記肯定応答通信は、第１のタイムスロットからブロードキャストタイムスロットまでのタイムスロット数を識別するオフセット番号を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ブロードキャスト通信を、前記親デバイスから受信するステップであって、前記ブロードキャスト通信が、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスに共通のダウンストリームメッセージフレームの第１のセットを含み、かつ、前記ブロードキャスト通信が、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスのうちの１つの低エネルギーエンドポイントデバイスに固有のダウンストリームメッセージフレームの第２のセットを含むユニキャスト又はマルチキャストメッセージをさらに含むステップと、
前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージに含まれるフレーム宛先アドレスを識別するステップと、
前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージに含まれる前記フレーム宛先アドレスが、前記低エネルギーエンドポイントデバイスのアドレスと一致しているか否かを判断するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記フレーム宛先アドレスが前記低エネルギーエンドポイントデバイスのアドレスと一致しないと判断することによりフレームアドレスの不一致の識別することに応答して、前記ダウンストリームメッセージフレームの第２のセットを破棄するステップをさらに含む、請求項１０記載の方法。

【請求項12】

前記フレーム宛先アドレスが前記低エネルギーエンドポイントデバイスの前記アドレスと一致したことに応答して、前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージの全体を受信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記ブロードキャスト通信は、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスのためのファームウェア更新ソフトウェアを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項14】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク内で互いに通信可能に結合された複数のデバイスを含むシステムであって、
前記複数のデバイスの少なくとも１つは親デバイスを有し、
前記親デバイスは、プロセッサと、非一時的なコンピュータ可読媒体とを備え、
前記プロセッサは、前記非一時的なコンピュータ可読媒体内に具体化された命令を実行して、以下の動作を実行するように構成され、
前記動作は、
第１のタイムスロットの第１の部分の間に、複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからチェックイン通信を受信することを含み、前記チェックイン通信が親デバイスでキューに入れられた保留中のメッセージをチェックし、
前記動作は、
第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信の受信に応答して、前記親デバイスから前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第１の低エネルギーエンドポイントデバイスへのＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの第２の部分の間に、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの複数の同報通信を送信するためのＴＳＣＨプロトコルで、前記第１のタイムスロットに後続するブロードキャストタイムスロットを識別する第１の通信を送信することを含み、前記第１のタイムスロットは、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスのウェイク／スリープサイクルの第１のウェイク期間に対応し、
前記動作は、
第２のタイムスロットの第１の部分の間に、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスからチェックイン通信を受信することと、
前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信の受信に応答して、前記親デバイスから複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスへのＴＳＣＨプロトコルの第２のタイムスロットの第２の部分の間に、前記ブロードキャストタイムスロットを識別する第２の通信を送信することとを含み、前記第２のタイムスロットは前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスの第２のウェイク／スリープサイクルの第２のウェイク期間に対応し、
前記ブロードキャストタイムスロットの間に、ブロードキャスト通信を、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイス及び前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスの両方にブロードキャストすることを含む、システム。

【請求項15】

前記第１の通信は、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスからのチェックイン通信に応答して、受信者開始送信通信の一部として送信される、請求項１４記載のシステム。

【請求項16】

前記第１の通信は、前記ブロードキャストタイムスロットまでの後続のタイムスロットの第１の数を示す第１のオフセット番号を含み、
前記第２の通信は、前記ブロードキャストタイムスロットまでの後続のタイムスロットの第２の数を示す第２のオフセット番号を含み、
前記第２のオフセット番号は前記第１のオフセット番号よりも小さい、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ブロードキャスト通信は、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスに共通のダウンストリームメッセージフレームの第１のセットを含む共通メッセージを含み、
前記ブロードキャスト通信は、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスに固有のダウンストリームメッセージフレームの第２のセットを含むユニキャスト又はマルチキャストメッセージをさらに含み、
前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージは、前記共通メッセージに後続して発生する、請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージの第２の低エネルギーエンドポイントデバイスによる受信により、前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスに、前記ユニキャスト又はマルチキャストメッセージ内のフレームアドレスの不一致を識別させ、
さらに、フレームアドレスの不一致のために、前記第２の低エネルギーエンドポイントデバイスに、前記第１の低エネルギーエンドポイントデバイスに固有の受信した下りメッセージフレームを廃棄させる、請求項１７記載のシステム。

【請求項19】

前記ブロードキャスト通信は、前記複数の低エネルギーエンドポイントデバイスのためのファームウェア更新ソフトウェアを含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項20】

前記非一時的なコンピュータ可読媒体は、動作を実行させるための命令を含み、
前記動作は、前記ブロードキャストタイムスロットの前において、
ＴＳＣＨネットワーク上で動作する隣接デバイスまたはリソース提供者システムから、第１のブロードキャストメッセージを受信するステップと、
前記隣接デバイスまたは前記リソース提供者システムから、第２のブロードキャストメッセージを受信するステップと、
前記第１のブロードキャストメッセージ及び前記第２のブロードキャストメッセージを、前記親デバイスのメモリに格納するステップとを含み、
前記ブロードキャスト通信は、前記第１のブロードキャストメッセージ及び前記第２のブロードキャストメッセージを含む、請求項１４に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は概してネットワークに関し、より詳細には、タイムスロットチャネルホッピングネットワーク上のノードと通信する低エネルギーデバイスにメッセージをブロードキャストするための方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

公益事業会社、家庭用オートメーションプロバイダ、産業用オートメーションプロバイダ、科学環境アプリケーションプロバイダ、及びその他のリソース提供者は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により画定される、タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で動作する親デバイスを介して、低電力エンドポイントと通信することができる。例えば電気メータ、ルータ等の複数の親デバイスは、又は本明細書で一次ネットワーク若しくは一次ＴＳＣＨネットワーク（ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク）と呼ばれるＴＳＣＨネットワークを通じて、互いに、及びリソース提供者と、接続及び通信することができる。親デバイスは、本明細書では、親ノード又はＴＳＣＨノードとも呼ばれる。一次ＴＳＣＨネットワーク上のＴＳＣＨノードは、チャネルホッピングプロトコルに従って、周期的にチャネル周波数を切り替える。

【0003】

低エネルギー（ＬＥ）デバイスは、例えば電気、熱、水、他のユーティリティ及び他の種類の資源等の資源の消費を監視及び／又は管理するために用いられる。ＬＥ機器（ＬＥノード、ＬＥエンドポイント、ＬＥエンドポイントノードとも呼ばれる）は、例えば、バッテリ電源のデバイス、環境発電デバイス、バンパイアタッピングデバイスを含む。いくつかの態様では、ＬＥデバイスは、スマート電力グリッド又はスマートホーム技術で用いられ得る、モノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、ＩｏＴ）対応デバイスであり得る。低エネルギーデバイスは、ＴＳＣＨネットワーク中のエンドポイントとして利用され、交流電源の親ノードとメッセージを通信することができる。ＬＥエンドポイントは、二次ＴＳＣＨネットワーク中の、第２の低エネルギーホッピングパターンを利用する。電力消費を抑え、バッテリ寿命を維持するために、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークはＬＥデバイスがスリープ状態に入る（すなわち、例えば発振器等の高電力電子機器をオフにするか又は低電力モードに入る）ことを許可する。ＬＥデバイスがスリープからウェイクするに際し、接続された親デバイスは受信者開始送信（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｉｎｉｔｉａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔ、ＲＩＴ）通信を開始して、クロックドリフトに基づくクロック同期を維持する。親からのＲＩＴ通信に対する応答の一部として、接続されたＬＥデバイスはチェックインメッセージを送信してよい。チェックインメッセージを受信すると、接続された親デバイスは、ダウンストリームメッセージフレームがＬＥデバイスのために保留していることをアサートしてよい。

【0004】

ＬＥデバイスはウェイクアップしてチェックインメッセージを送信し、異なるタイミングで親デバイスとの受信側開始伝送（ＲＩＴ）通信を行い得るため、親デバイスはチェックインに際し、各ＬＥデバイスへのブロードキャストパケットを連続して繰り返す必要があり得る。従って、親デバイスから接続されたＬＥデバイスへのブロードキャスト送信を最適化する機構への需要が存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルを用いる一次ＴＳＣＨネットワーク上で、親デバイスと接続された１つ以上の低エネルギーエンドポイントデバイス（ＬＥデバイス）と通信する親デバイスからのブロードキャスト送信を最適化するためのシステム及び方法が開示される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ＬＥデバイスは、バッテリ電源により電力を供給され、バッテリ寿命を節約するために、ウェイク／スリープサイクルのウェイク状態の間に動作し得る。本明細書に開示される例では、ＬＥデバイスからの通信は、ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと同期される。ＴＳＣＨ親デバイスは、ＬＥデバイスがスリープ状態の間に、１つ以上のＬＥデバイスに宛てられたダウンストリームメッセージをメモリに格納する。ダウンストリームメッセージは、複数のＬＥデバイスに対するブロードキャストメッセージを含み得る。ＬＥデバイスのブロードキャスト送信を最適化するために、ＴＳＣＨ親デバイスは、ブロードキャストをＬＥデバイスが同調するタイムスロットの間に調整し、かつＴＳＣＨ親デバイスからの通信のために聴取することにより、メッセージをブロードキャストする。

【0007】

ある例では、ＬＥデバイスは、ＴＳＣＨ親デバイスから受信した受信者開始送信（ＲＩＴ）メッセージに応答して、チェックイン通信を一次ネットワークのＴＳＣＨ（ＰＮ−ＴＳＣＨ）親デバイスに送信する。ＬＥデバイスは、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルに従って、周波数チャネル上でチェックイン通信を送信する。チェックイン通信に応答して、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＲＩＴプロセスの一部として確認（肯定応答）メッセージを送信する。確認メッセージは、後続のブロードキャストタイムスロットの指示を含み、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、このブロードキャストタイムスロットの間にＬＥデバイスに宛てられた格納されたメッセージをブロードキャストする。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、スリープ状態からウェイクする時にチェックインする際、追加のＬＥデバイスから追加のチェックイン通信を受信してもよい。複数の接続されたＬＥデバイスは、異なるウェイク／リープサイクル上で動作し得る。従って、それぞれのＬＥデバイスからの複数のチェックインメッセージは、異なるＴＳＣＨタイムスロットにおいて受信され得る。ブロードキャストタイムスロットの間に、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＰＮ−ＴＳＣＨ親ノードにより利用されているチャネルホッピングパターンに従う周波数チャネル上で同調かつ聴取している任意のＬＥデバイスに、ブロードキャストメッセージストリームをブロードキャストする。ブロードキャストメッセージキューから複数のＬＥデバイスにメッセージをブロードキャストし、ブロードキャストをＲＩＰ通信プロセスと合わせることにより、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、チェックインに際し、各ＬＥデバイスに対する繰り返しの送信としてブロードキャストパケットを連続して送信する必要性を低減する。

【0008】

これらの例示的な態様及び特徴は、本発明を限定又は定義することを意図したものではなく、本出願において開示される発明の概念の理解を助けるための例を提供するものに過ぎない。

【0009】

本開示のこれらの、並びに他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で動作する親デバイスから、接続された低エネルギーデバイスへの最適化されたブロードキャスト通信を実装するための計算デバイスの例を示すネットワーク図である。

【図2】本明細書に開示される実施例に係るＴＳＣＨ親デバイスの例を示すブロック図である。

【図3】本明細書に開示される実施例に係る低エネルギーエンドポイントデバイスの例を示すブロック図である。

【図4】タイムスロットチャネルホッピングパターン内のタイムスロットの配置を示す図である。

【図5】図４に示すタイムスロットのうちの１つの例を示す図である。

【図6】ブロードキャスト通信をＴＳＣＨ親デバイス及び低エネルギーエンドポイントデバイスの間のＲＩＴ通信と合わせるための、ＴＳＣＨ親デバイスと複数の低エネルギーエンドポイントデバイスとの間の通信の例を示すタイミング図である。

【図7】ＴＳＣＨ親デバイスがブロードキャストストリームにユニキャストメッセージを追加する、ＴＳＣＨ親デバイス及び複数の低エネルギーエンドポイントデバイスの間の通信の例を示すタイミング図である。

【図8】接続された低エネルギーエンドポイントデバイスへのブロードキャスト通信を最適化するための、ＴＳＣＨ親デバイスにおいて実行されるプロセスの例を示すフローチャート。

【図9】ＴＳＣＨ親デバイスからのブロードキャスト通信を受信するための、低エネルギーエンドポイントデバイスにおいて実行されるプロセスの例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク上で動作するＡ／Ｃ電源の親デバイスから、バッテリ電源でＴＳＣＨネットワークのチャネルホッピングパターンに同期された低エネルギーエンドポイントデバイス（ＬＥデバイス）へのブロードキャスト送信を最適化するためのシステム及び方法が開示される。電力供給された親デバイスにより用いられるＴＳＣＨネットワークは、本明細書では一次ＴＳＣＨネットワークと呼ばれ、一次ＴＳＣＨネットワーク上で動作する親デバイスは、一次ネットワークＴＳＣＨ（ＰＮ−ＴＳＣＨ）デバイス、又はＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスと呼ばれる。ＰＮ−ＴＳＣＨネットワークは、例えば、リソース提供者システムとの通信を提供するメッシュネットワーク内の複数のＰＮ−ＴＳＣＨデバイスを含む。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイスは、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により画定されているＴＳＣＨプロトコルを用いて通信できる。ＬＥデバイスは、１つ以上のＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスに通信可能に結合されている。バッテリ寿命を節約するために、ＬＥデバイスは、ウェイク／スリープサイクルのウェイク期間の間にのみＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスと通信する。スリープ状態の間、ＬＥデバイスの１つ以上の構成要素（特に、例えばトランシーバ、ＬＮＡ、又はＣＰＵ／ＭＰＵ）は、電力供給が停止されるか、又は低電力モードに入れることができる。スリープ状態の間、ＬＥデバイスは親デバイスからメッセージを受信することができない。スリープサイクルの間、親デバイスは、スリープ状態のＬＥデバイスに宛てたメッセージをメモリに格納する。スリープからウェイクする際に、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＬＥデバイスがスリープ状態にある間にメモリに格納されていた保留中のメッセージをＬＥデバイスに送信する。本明細書で開示される態様では、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、複数の接続されたＬＥデバイスに宛てられたブロードキャストメッセージを有し得る。例えば、特定の態様では、ＬＥデバイス上で動作するファームウェアソフトウェアはアップグレードされねばならない可能性がある。親デバイスは、無線ファームウェアソフトウェアアップデートを複数の接続されたＬＥデバイスに伝送するブロードキャスト通信を送信する必要があり得る。親デバイスがチェックインするに際し、各ＬＥデバイスに個別に連続して通信をブロードキャストする必要性を避けるために、親デバイスは、ブロードキャストメッセージの送信を、受信者開始送信（ＲＩＴ）通信と合わせる。

【0012】

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４により画定されたＲＩＴ通信プロセスが用いて、接続されたＬＥデバイスがスリープ状態にあった間に発生したいかなるクロックドリフトをも修正し、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス及び接続されたＬＥデバイスの間のクロック同期を維持することができる。スリープ状態からウェイクするに際し、ＬＥデバイスは、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスに同期要求メッセージを通信してよい。同期応答の一部として、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＬＥデバイスがクロックをＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスと同期するための情報を含んだＲＩＴ通信を含む。クロックの同期に加えて、同期応答とＲＩＴ通信により、ＬＥデバイスが一次ＰＮ−ＴＳＣＨネットワークにより用いられるチャネルホッピングパターンと通信を同期することが可能になる。ＬＥデバイスの通信を、親デバイスにより用いられるチャネルホッピングパターンと同期させるための技法は、（１）ＬＥデバイスと親との間の同期要求及び同期応答の交換と、（２）同期要求を必要としない親からの同期応答の送信と、（３）親による同期応答のブロードキャストとを含む。同期応答は、ＬＥデバイスがＰＮ−ＴＳＣＨネットワークのチャネルホッピングパターンと同期することを可能にするための同期データを含み得る。同期データは、ＰＮ−ＴＳＣＨタイムスロットの持続時間、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワークのチャネルホッピングパターン、各タイムスロットに対する周波数チャネルの識別、絶対スロット番号識別を含み得るが、これらに限定されない。同期方法の例は、同時係属中の米国特許出願第１５／２９１６９０号に詳細に開示され、それは参照により本明細書に組み込まれる。

【0013】

親デバイスと同期すると、ＬＥデバイスは接続された親デバイスにチェックインメッセージを送信してチェックインする。もし格納されたＬＥデバイス宛てのメッセージが１つでもあるならば、このチェックインメッセージにより、親デバイスが、確認（肯定応答）メッセージを介して、アサートすることが可能となる。チェックインメッセージに応答して、親は確認メッセージをＬＥデバイスに送信する。確認メッセージは、ＬＥデバイスがスリープ状態にある間に記憶されたＬＥデバイスに宛てたメッセージが記憶されているという指示を含み得る。本明細書で開示される実施例では、確認メッセージは、親デバイスが格納されたメッセージをブロードキャストする、ＴＳＣＨプロトコルにおける後続のブロードキャストタイムスロットを識別する。例えば、確認メッセージは、ブロードキャストが送信される後続のタイムスロットの数（すなわち、現在のタイムスロットに続くタイムスロットの数）を識別するタイムスロットオフセット番号を含み得る。追加のＬＥデバイスがそれぞれのスリープ状態からウェイクして、ＲＩＴ通信に応答して親デバイスにチェックインメッセージを送信すると、親デバイスはそれぞれの確認メッセージを送信し、親デバイスが格納されたメッセージをブロードキャストするブロードキャストタイムスロットを識別する。ブロードキャストタイムスロットの間、複数のＬＥデバイスが親デバイスからのブロードキャスト通信のために聴取し、それを受信する。親デバイスは、複数のＬＥデバイスに実質的に同時にブロードキャスト通信を送信する。スケジュールされたブロードキャストタイムスロットの間、複数のＬＥデバイスがブロードキャストメッセージのために聴取し、それを受信するように調整されるため、親デバイスは、各ＬＥデバイスがスリープ状態からウェイクするたびに個別のＬＥデバイスにブロードキャストメッセージを連続して送信する必要はない。本明細書に開示される実施例は、親デバイスからの繰り返しの送信の数を減らし、それにより利用可能なチャネル帯域幅を拡大することにより、チャネル効率を向上させる。

【0014】

追加の実施例では、親デバイスは、ブロードキャスト通信にユニキャストメッセージを添付し、ブロードキャスト送信の一部として、特定のＬＥデバイスのためのユニキャストメッセージフレームを送信し得る。例えば、親デバイスは、ＬＥデバイスがスリープ状態にある間に、個別のＬＥデバイスのために構築されたユニキャストメッセージキューを有し得る。複数のＬＥデバイスにブロードキャスト送信をブロードキャストした後に続いて、親デバイスは、特定のＬＥデバイスへのユニキャストメッセージをピギーバックすることができる。ユニキャストメッセージフレームを受信すると、ＬＥデバイスは、ユニキャストメッセージフレームに含まれるフレーム宛先をＬＥデバイスのアドレスと比較する。例えば、ユニキャストメッセージフレームは、ＩＰアドレス又はＭＡＣアドレス等のフレーム宛先アドレス識別子を含み得る。ＬＥデバイスが、そのアドレス（例えばＩＰアドレス／マＣアドレス）がユニキャストメッセージフレーム中のフレーム宛先アドレスと一致していると判断した場合、ＬＥデバイスはユニキャストメッセージの受信及び処理を続行する。アドレスがフレーム宛先アドレスと一致しないと判断した場合、ＬＥデバイスは受信したユニキャストメッセージフレームを破棄する。

【0015】

特定の例では、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＬＥデバイスがスリープ状態で存在する間に、接続されたＬＥデバイスに宛てられたメッセージを格納することができる。例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、リソース提供者システム又は隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイスからの、１つ以上の接続されたＬＥデバイスに宛てられたダウンストリーム通信を受信しかもしれない。ダウンストリーム通信は、複数のＬＥデバイスに宛てられたブロードキャストメッセージを含み得る。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、メモリにブロードキャストメッセージを格納する。いくつかのシステムでは、ブロードキャストメッセージはブロードキャストメッセージキューに格納される。ＲＩＰ通信への応答の一部としてＬＥデバイスからのチェックインメッセージを受信すると、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＴＳＣＨプロトコル中の後続のタイムスロットをブロードキャストタイムスロットとして決定し、当該ブロードキャストタイムスロットの間におけるキューからのブロードキャストメッセージを含むブロードキャスト通信の送信を開始する。いくつかの実施例では、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスは、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスがチェックイン通信を受信したタイムスロットに続く所定の数のタイムスロットでブロードキャストタイムスロットを定義するように構成される。

【0016】

これらの例示的な実施例は、本明細書で議論される一般的な目的課題を読者に紹介するために提供されたものであり、開示される概念の範囲を限定することを意図するものではない。以下の節では、図面を参照しながら、様々な追加の態様及び実施例を説明する。図面では、同じ番号は同じ構成要素を示す。

【0017】

まず図面を参照して、図１は、リソース提供者１１０に通信可能に結合されたＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ〜１０２ｄを備えるＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００の例を示すネットワーク図である。ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００は、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃ及びリソース提供者１１０間のネットワーク１１５を介する通信を提供する。例えば、ネットワーク１１５は、イントラネット又はインターネットを含む、任意の適切なネットワーク又は中間計算デバイスを含み得る。

【0018】

ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、リソース提供者１１０に関連する配電システムの１つ以上の属性に関する情報の管理、監視、又は使用に関する１つ以上のアプリケーションを実行するために用いられ得る。そのようなＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃの非限定的な例には、電力消費監視及び分析するためのインテリジェント計測デバイス、消費電力を管理するためのプログラマブルサーモスタット、電力消費に関連する情報及び電力消費に関連する請求情報等を表示するための家庭内表示デバイス等が含まれる。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、ホームエリアネットワークにおいてスマートホーム機能を提供するための、他の「モノのインターネット」対応デバイスも含む。

【0019】

ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ〜１０２ｃは、標準のＡ／Ｃ電源により電力を供給されるか、又は主電源電力であってよく、バッテリバックアップ方式又はスーパーキャパシタバックアップ方式であってもよい。停電の場合、一次ＴＳＣＨネットワークは、バックアップで許可されている期間、動作し続けることができる。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ〜１０２ｃは、ＴＳＣＨプロトコル上で動作することにより通信する。対照的に、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、持続的な電力使用のための能力が制限されているかわりに、通信のバーストのために十分な電力を供給する電源により電力供給されている。これにより、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃが同期、ＲＩＴコマンド応答、非要請プッシュメッセージ、その他のバースト通信のために通信することが可能となる。例えば、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、電池式であったり、又はバンパイアタッピング電源及び環境発電等の限られた他の電源を用いたりしてよい。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、構成要素（例えば発振器及びトランシーバ）への電力を周期的に遮断又は制限することにより、バッテリ寿命／エネルギー消費量を節約し、従ってスリープ状態とウェイク状態との間を循環するように構成される。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、低エネルギーＴＳＣＨプロトコルを利用する二次ネットワーク上で動作することにより互いに通信する。二次ネットワークは、本明細書では低エネルギーＴＳＣＨネットワーク（ＬＥ−ＴＳＣＨネットワーク）とも呼ばれる。ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークでは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイスによって使用される一次ネットワークについてのチャネルホッピングパターンにおけるレートよりも遅いレートで周波数チャネルを切り替える。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスに通信可能に結合されている。例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ＬＥデバイス１０４ａ及び１０４ｂの親デバイスである。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃは、ＬＥデバイス１０４ｃの親デバイスである。

【0020】

本明細書で開示される態様において、親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃ〜１０２ｄは、複数のＭＡＣインターフェースを実装する単一の無線送受信機を介して、隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス（例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｂ〜ｃはＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄと隣接し、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｂ，１０２ｄはＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃと隣接する）及び接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃの両方と通信することができる。

【0021】

本明細書で開示される実施例では、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂ，１０４ｃは、それぞれ、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄ，１０２ｃのチャネルホッピングパターンと既に同期されている。一次ＴＳＣＨネットワーク上で動作する、ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂ，１０４ｃの通信を親デバイス１０２ｄ，１０２ｃのチャネルホッピングパターンと同期させるために、任意の適切な技術が使用され得る。本明細書に開示される例では、ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂ，１０４ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンと同期されるため、ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂ，１０４ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルに従い、対応する周波数チャネル上でそれぞれの親デバイス１０４ｄ，１０４ｃと通信する。さらに、同期されている間、ＬＥデバイス１０４ａ〜ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルの（ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークのより遅いチャネルホッピングパターンと比較して）より速いチャネルホッピングパターンに従って周波数チャネルを切り替える。

【0022】

図２は、隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス及び接続されたＬＥデバイスの両方と通信するための、単一の送受信デバイス２２０を有するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃの一例を示すブロック図である。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、プロセッサ２０２を含む。プロセッサ２０２の非限定的な例は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、状態機械、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他の適切な処理デバイスを含む。プロセッサ２０２は、１つを含む任意の数の処理デバイスを含むことができる。プロセッサ２０２は、メモリデバイス２０４等の非一時的コンピュータ可読媒体に通信可能に結合することができる。プロセッサ２０２は、コンピュータ実行可能プログラム命令を実行し、かつ／又はメモリデバイス２０４に格納された情報にアクセスすることができる。

【0023】

メモリデバイス２０４は、プロセッサ２０２によって実行されるとプロセッサ２０２に本明細書で説明されている動作を実行させる命令を格納することができる。メモリデバイス２０４は、コンピュータ可読命令をプロセッサに提供することができる電気、光学、磁気又は他の記憶デバイス等のコンピュータ可読媒体であり得る（が、これらに限定されない）。そのような光学、磁気又は他の記憶デバイスの非限定的な例には、読み取り専用（「ＲＯＭ」）デバイス、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）デバイス、磁気ディスク、磁気テープ又はそのほかの磁気記憶デバイス、メモリチップ、ＡＳＩＣ、構成されたプロセッサ、光記憶デバイス、又はコンピュータプロセッサが命令を読み出すことができる他の媒体が含まれる。命令は、プロセッサに固有の、コンパイラ及び／又はインタプリタによって任意の適切なコンピュータプログラミング言語で書かれたコードから生成された命令を含んでよい。適切なコンピュータプログラミング言語の非限定的な例には、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｐｅｒｌ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ等が含まれる。

【0024】

ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、バス２０６も含み得る。バス２０６は、ＴＳＣＨデバイス１０２のうちの１つ以上の構成要素を通信可能に結合することができる。プロセッサ２０２、メモリデバイス２０４、バス２０６は、互いに通信可能な個別の構成要素として図２にそれぞれ示されるが、他の実装も可能である。例えば、プロセッサ２０２、メモリデバイス２０４及びバス２０６は、プログラミングコードを記憶して実行するためにＴＳＣＨデバイス１０２内に配置可能なそれぞれのプリント回路基板又は他の適切なデバイスのそれぞれの構成要素とすることができる。

【0025】

ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、バス２０６を介してプロセッサ２０２及びメモリデバイス２０４に通信可能に結合されたトランシーバデバイス２２０も含む。トランシーバデバイス２２０の非限定的な例は、信号を無線で送受信するためのＲＦトランシーバ及び他のトランシーバを含む。トランシーバデバイス２２０は、アンテナ２０８，２１０を介してそれぞれ隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ，１０２ｄ及び接続されたＬＥデバイス１０４ｃの両方と通信するために２つのＭＡＣインターフェースを実装することが可能である。説明のために複数のアンテナ２０８，２１０が示されるが一方で、他の態様は、単一のアンテナでＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ，１０２ｄ及びＬＥデバイス１０４ｃと通信することが可能なトランシーバデバイス２２０を含む。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、同じ又は異なるネットワークプロトコルを通じて、単一のトランシーバデバイス２２０を用いて、隣接するＰＮ−ＴＳＨデバイス及びＬＥデバイス１０４の両方と通信することができる。例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、低エネルギーＴＳＣＨプロトコルを使用して動作するように構成されたＬＥデバイス１０４と通信できる。なお、この低エネルギーＴＳＣＨプロトコルにおいて、ＬＥデバイス１０４は周波数チャネルを、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターンと比較してより遅いレートに切り替える。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、アンテナ２０８を介してＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルを使用して、隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイスと通信することができる。たとえＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ，１０２ｄ及びＬＥデバイス１０４ｃが異なる周波数を使用しても、ＴＳＣＨデバイス１０２は、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク上で動作する隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ，１０２ｄ及びＬＥデバイス１０２ａ，１０２ｄ及びＬＥデバイス１０４ｃの両方と通信することができる。

【0026】

例示の目的で、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃは単一のトランシーバデバイス２２０とともに示されるが、いくつかの例では、一次ＴＳＣＨネットワーク１００がＬＥデバイス１０４ｃと異なる周波数又は変調技術のセットで動作している時、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｃは複数のトランシーバデバイスを含み得る。例えば、第１のトランシーバデバイス（第１の周波数セット又は変調技術のために構成されている）は、隣接するＰＮ−ＴＳＣＨ１０２ａ，１０３ｄとの通信のために用いられ、かつ第２のトランシーバデバイス（第２の周波数又は変調技術のセットのために構成されている）は、ＬＥデバイス１０４ｃとの通信のために用いられ得る。

【0027】

図３は、親ＴＳＣＨデバイス１０２ｃと通信するためのＬＥデバイス１０４ｃの一例を示すブロック図である。ＬＥデバイス１０４ｃは、すべてバス３０６を介して相互接続されたプロセッサ３０２、メモリ３０４、トランシーバデバイス３２０を含む。プロセッサ３０２、メモリ３０４、トランシーバデバイス３２０及びバス３０６は、図２に関して上述したものと同様の動作を実行する。ＬＥデバイス１０４ｃは、トランシーバデバイス３２０を介してＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｃと無線通信する。さらに、ＬＥデバイス１０４ｃはバッテリ駆動であり、メモリ３０４、プロセッサ３０２、バス３０６及びトランシーバデバイス３２０は、バッテリ３３０により電力を供給される。

【0028】

一次ＴＳＣＨネットワーク１００内の各タイムスロットは、ミリ秒又は他の適切な時間単位で定義される持続時間「Ｔ」の持続時間のものである。一次ＴＳＣＨネットワークは、ネットワーク内のデバイス間の通信に複数のチャネル周波数も使用する。ホッピングパターンは、各タイムスロット中に通信に使用されるチャネルを決定する。図４は、ＴＳＣＨプロトコルに従う一次ＴＳＣＨネットワークについてのタイムスロット及びチャネルホッピングパターンを示す図である。図４は、同じタイムスロット時間長４３０をそれぞれ有するタイムスロット４１１〜４１５，４２１〜４２５及び４３１〜４３５を示す。一例として、タイムスロット時間長４３０は２５ミリ秒であってよい。各スロットフレーム４１０及び４２０は、７つのタイムスロットを含む。図４はまた、チャネルホッピングパターン４４０（複数のチャネルホッピングパターン４４０ａ〜４４０ｃとして示される）も示す。チャネルホッピングパターンは、ホッピングパターン内の各タイムスロットのチャネル周波数又はチャネルを決定する。例えば、ホッピングパターン４４０ａは、「チャネル４、チャネル６、チャネル３、チャネル５、チャネル７」であり得る。すなわち、チャネル４をタイムスロット１に、チャネル６をタイムスロット２に、チャネル３をタイムスロット３に、チャネル５をタイムスロット４に、そしてチャネル７をタイムスロット５に関連付ける。図４において、ホッピングパターン４４０ａは５のホッピングパターン長を有する。ホッピングパターンは繰り返される。ホッピングパターンの第１の反復４４０ａの例はタイムスロット１〜５（４１１〜４１５）を含み、ホッピングパターンの第２の反復４４０ｂはタイムスロット６〜１０（４２１〜４２５）を含み、ホッピングパターンの第３の反復４４０ｃはタイムスロット１１〜１５（４３１〜４３５）を含む。ホッピングパターン内のタイムスロットの数は、スロットフレーム内のタイムスロットの数とは独立である。

【0029】

ＴＳＣＨプロトコルを用いて通信するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ａ〜１０２ｄがタイムスロット時間長４３０ごとに（例えば２５ミリ秒ごとに）チャネル周波数を変更するのに対して、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは典型的には、チャネル周波数がＰＮ−ＴＳＨプロトコルのチャネルホッピングパターンよりも遅い速度で変化する低エネルギーＴＳＣＨプロトコルで動作する。例えば、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、１０２４個のスロットフレーム４１０，４２０ごとにチャネル周波数を変更することができる。別の例では、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、１０２４タイムスロットごとにチャネル周波数を変更することができる（すなわち、１タイムスロットが２５ミリ秒の場合、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは２５秒ごとに異なるチャネルに切り替えることができる）。

【0030】

ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃが最初にＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｃ，１０２ｄに参加して接続すると、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークにより用いられる低エネルギーチャネルホッピングパターンを親デバイスに通信する。従って、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｃ，１０２ｄは、同期の目的でＬＥデバイス１０４ａと通信するために、適切な低エネルギー周波数チャネルに切り替えることができる。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃがスリープ状態からウェイクすると、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃは、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークにより用いられる低エネルギー周波数チャネル上で同期メッセージを通信することにより、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンと通信を同期させる。上述の例示的な方法を含む、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｃの通信をＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンと同期させるための任意の適切な技術を使用することができる。ＬＥデバイス１０４とＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００との間の通信を、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングプロトコルと同期させることにより、ＬＥデバイス１０４は、一次ＴＳＣＨプロトコルに従って適切な周波数チャネル上で親デバイス１０２と通信することができる。従って、同期されると、ＬＥデバイス１０４のチャネルホッピング速度は、一次ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングレートと一致する。本明細書の例では、ＬＥデバイス１０４が一次ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンに同期されると、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２から接続されたＬＥデバイス１０４へのブロードキャスト送信を最適化するための開示された技術が実現可能となる。

【0031】

図５は、本明細書の実施例に係るタイムスロット５００のＴＳＣＨタイムスロット構造を示す。この例では、示される期間は例示的なものであり、他の実施形態では他の値を用いることができる（例えば、タイムスロット５００は２５ミリ秒の時間長で示されるが、タイムスロットの他の期間もあり得る）。ＴＳＣＨタイムスロット構造では、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク内のＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、タイムスロットの一次部分５０４の間にＰＮ−ＴＳＣＨホッピングパターンによって決定されるチャネル上でＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００と同期される、隣接するＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２又は接続されたＬＥデバイス１０４と通信する。タイムスロットの一次部分５０４は、例示目的のために６ミリ秒として示されているが、タイムスロットの一次部分は他の時間長に対しても同様に調整することができる。ＲＦ安定期間５０２の後、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、タイムスロットの一次部分５０４の間にチャネル上でメッセージを送信又は受信することができる。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２がタイムスロットの一次部分５０４の満了前にメッセージの送信又は受信を介しする場合、デバイスはタイムスロット５００の持続時間の間、メッセージの残りの部分を送信又は受信することに進むことができる。もしＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２がタイムスロットの一次部分５０４の満了前にメッセージを受信しなかった場合、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、現在のタイムスロット内に、一次ネットワーク上の他のデバイスから通信を受信することはないと決定づけ得る。ＲＦ安定期間５０６に続いて、ＴＳＣＨタイムスロットの二次部分５０８は、接続されたＬＥデバイス１０４とＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングプロトコルとの間の通信を、（例えば低エネルギーチャネル上のＬＥデバイス１０４からの同期要求を聴取することによって）同期するために利用される。ＴＳＣＨタイムスロットの二次部分５０８の間、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２は、ＬＥデバイス１０４と通信し同期するために、ＬＥ−ＴＳＣＨネットワークにより用いられる適切な周波数チャネルを利用する。

【0032】

それぞれのウェイク／スリープサイクルからのウェイク状態に入ると、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、上述したものを含む適切な方法により、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄとの通信を同期させる。ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂとＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄとの間の通信が同期された後、ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂは、ＴＳＣＨプロトコルのタイムスロットの一次部分５０４の間にチェックインメッセージをＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに送信する。チェックインメッセージは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂをＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに同期させるために用いられた初期ＲＩＴメッセージに対する応答として、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂからＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに送信される。

【0033】

図６〜図７は、親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２がＬＥデバイス１０４とのＲＩＴ通信を用いてブロードキャスト送信を調整する異なる実施例に係るタイミング図を示す。図６は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄによって利用される通信タイミング図６００を示す。通信タイミング図６００は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄによって利用されるＰＮ−ＴＳＣＨタイムスロット（例えば、タイムスロット６５０として示される例）を示す。ＴＳＣＨタイムスロットに示される各「Ａ」期間は、図５に関して上述したようにタイムスロットの一次部分を指す。ＴＳＣＨタイムスロットに示された各「Ｂ」期間は、タイムスロットの二次部分を指す。図６に示す例はさらに、接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂからの通信がＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンに同期していることを示す。具体的には、ＬＥデバイス１０４ａは通信タイミング図６０２に従って通信し、ＬＥデバイス１０４ｂは通信タイミング図６０４に従って通信する。図６及び図７の両方は、ＬＥデバイス１０４の通信が既にＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄと同期されているタイミング図を示す。スリープからウェイクすると、ＬＥデバイス１０４は、ＴＳＣＨタイムスロットの「Ｂ」期間（すなわちＬＥ−ＴＳＣＨネットワークにより用いられる周波数チャネル上）で通信することにより、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄと同期することができる。同期されると、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄとＬＥデバイス１０４との間の通信は、ＴＳＣＨタイムスロットの「Ａ」期間中に（すなわちＰＮ−ＴＳＣＨにより用いられる周波数チャネル上で）開始される。従って、通信タイミング図６０２，６０４は、図６のＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄにより用いられるチャネルホッピングパターンと一致するチャネルホッピングパターン６５２ａ〜６５２ｂを示す。同様に、通信タイミング図７０２，７０４は、図７のＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄにより用いられるチャネルホッピングパターンと一致するチャネルホッピングパターン７５２ａ〜７５２ｂを示す。

【0034】

図６のＬＥデバイス１０４ａ及びＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄの間の通信に目を向けると、通信期間６０８ａは、ＬＥデバイス１０４ａがチェックインメッセージ６１２を親デバイス１０２ｄに送信し、親デバイス１０２ｄから確認メッセージを受信する期間を示す。スリープ状態からウェイクして親デバイス１０２ｄと同期すると、ＬＥデバイス１０４ａは、チェックインメッセージ６１２を親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに送信する。チェックインメッセージは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからのＲＩＴメッセージに対する応答として送信されてもよい。チェックインメッセージ６１２は、ＬＥデバイス１０４ａがスリープ状態からウェイクしたこと、及びＬＥデバイス１０４ａがスリープ状態にある間にキューに入れられた可能性がある保留中のメッセージをチェックしていることを、親デバイス１０２ｄに示す。ＬＥデバイス１０４ａは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄ及びＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００の残りの部分によって利用されるチャネルホッピングパターンに従って、周波数チャネル上のＰＮ−ＴＳＣＨタイムスロットの一次部分の間にチェックインメッセージ６１２を送信する。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄは、チェックインメッセージに応答して、確認メッセージ６１４をＬＥデバイス１０４ａに送信する。確認メッセージ６１４は、ＭＡＣ層上で送信され得る。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄが送信を保留中のブロードキャストメッセージストリームを有するならば、確認メッセージ６１４は、親デバイス１０２ｄがメッセージストリームをブロードキャストするブロードキャストタイムスロットを識別する。

【0035】

例えば、確認メッセージ６１４は、ＲＩＴが有効であるとするＲＩＴビット（親デバイス１０２ｄがＬＥデバイス１０４ａに対する保留中のメッセージを有することを示す）と、タイムスロットオフセット番号とを含む。タイムスロットオフセット番号は、現在のタイムスロットとブロードキャストタイムスロットとの間のタイムスロットの数を示す。図６に示す例では、確認メッセージ６１４は、値が２に設定されたタイムスロットオフセット番号を含む。このように、確認メッセージ６１４は、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄが現在のタイムスロットから２つのタイムスロットで発生するブロードキャストタイムスロット中にＬＥデバイス１０４ａ向けのメッセージを送信することをＬＥデバイス１０４ａに示す。図６に示されるタイムスロットオフセット番号は例として提供されたものであり、限定を意図するものではない。

【0036】

ＬＥデバイス１０４ｂと親デバイス１０２ｄとの間の通信に目を向けると、通信期間６１０ａは、ＬＥデバイス１０４ｂがチェックインメッセージ６１６を親デバイス１０２ｄに送信し、親デバイス１０２ｄから確認メッセージ６１８を受信する期間を示す。ＬＥデバイス１０４ａと親デバイス１０２ｄとの間の通信と同様、スリープ状態からウェイクして親デバイス１０２ｄと同期すると、ＬＥデバイス１０４ｂは、チェックインメッセージ６１６を親デバイス１０２ｄに送信する。チェックインメッセージ６１６は、親デバイス１０２ｄからのＲＩＴメッセージに対する応答として送信され得る。図６に示すように、親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、異なるウェイク／スリープサイクルで動作し、従ってＴＳＣＨプロトコルの異なるタイムスロット中にスリープ状態からウェイクし得る。チェックインメッセージ６１６の受信に応答して、親デバイス１０２ｄは、確認メッセージ６１８をＬＥデバイス１０４ｂに送信する。保留中のブロードキャストメッセージストリームの送信をＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂとのＲＩＴ通信と調整するために、親デバイス１０２ｄは、確認メッセージ６１８において、ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄがメッセージストリームをブロードキャストするブロードキャストタイムスロットの指示を含む。

【0037】

例えば、確認メッセージ６１４と同様に、確認メッセージ６１８は、ＲＩＴビット有効であるとするＲＩＴビット（親デバイス１０２ｄがＬＥデバイス１０４ｂに対する保留中のメッセージを有することを示す）及びタイムスロットオフセット番号を含み得る。タイムスロットオフセット番号は、現在のタイムスロットとブロードキャストタイムスロットとの間のタイムスロットの数を示す。図６に示す例では、確認メッセージ６１８は、値が１に設定されたタイムスロットオフセット番号を含む。従って、確認メッセージ６１８は、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄが現在のタイムスロットから１つのタイムスロットで発生するブロードキャストタイムスロット中にＬＥデバイス１０４ｂ向けのメッセージを送信することをＬＥデバイス１０４ｂに示す。図６に示されるタイムスロットオフセット番号は例として提供されたものであり、限定を意図するものではない。

【0038】

ブロードキャストタイムスロットの間（ブロードキャストタイムスロットの開始は期間６５４で示される）、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージキューから、通信のために聴取している任意のデバイスにメッセージを送信することにより、ブロードキャストを開始する（送信６２０により示されるブロードキャストの開始）。通信期間６０６ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージストリームをブロードキャストする期間を示し、通信期間６０８ｂ，６１０ｂは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂがＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからのブロードキャスト送信のために聴取する期間を示す。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂはそれぞれ確認メッセージ６１４，６１８中のタイムスロットオフセット番号を通じて、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストタイムスロットの間ブロードキャストメッセージをブロードキャストするように指示されたため、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ブロードキャストタイムスロットの開始中にＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからｎブロードキャスト送信を聴取する。例えば、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ブロードキャストタイムスロットとしてＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄにより示されるタイムスロットについてＴＳＣＨプロトコル上の適切な周波数チャネルに同調することにより、ブロードキャストタイムスロット中にＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからの通信のために聴取する。

【0039】

いくつかの例では、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージストリーム全体を１回の連続送信で送信する代わりに、ブロードキャストギャップを残して、ブロードキャストメッセージストリームを複数のブロードキャストを介して送信し得る。複数のブロードキャストを介してブロードキャストメッセージストリームを送信することは、追加のＬＥデバイスが残りのブロードキャストメッセージストリームをチェックインして受信することを可能にする。図６に示される例では、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄはブロードキャストギャップを離れ、通信期間６０６ｄの間にブロードキャストメッセージストリームの送信を再開する。通信期間６０６ｃ中に、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージの一部として、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージの送信を再開する後続のタイムスロットを示すタイムスロットオフセットを送信することができる。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、後続のタイムスロットの間に、（送信６２２に示すように）ブロードキャストを再開し、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂはブロードキャスト送信のリスニングを再開する。通信期間６０８ｃ，６１０ｃは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂがＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからのブロードキャスト送信を聴取して受信することを再開する期間を示す。

【0040】

ブロードキャストギャップの間、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに接続され得る追加のＬＥデバイスは、スリープ状態からウェイクして、チェックインメッセージをＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに送信し得る。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、追加のＬＥデバイスに確認メッセージを提供する。この確認メッセージは、ブロードキャストタイムスロットとなる次のタイムスロットの指示を提供する（例えば、通信期間６０６ｄの開始時）。ブロードキャストギャップ中にチェックインした追加のＬＥデバイスは、通信期間６０６ｃを逃したことになるので、追加のＬＥデバイスは、ブロードキャストメッセージストリームからの情報の欠落ブロックまたはデータパケットを有し得る。ブロードキャストストリームの欠落したブロックまたはデータパケットを取得するために、新しいＬＥデバイスは、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに報告することができる。

【0041】

例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージの送信を終了した後（すなわち通信期間６０６ｄの終了後）、ブロードキャストギャップの間にチェックインした追加のＬＥデバイスは、それらが情報のブロック又はデータパケットを欠いていると判断する。追加のＬＥデバイスは、欠落した情報のブロック又はデータパケットを識別する報告メッセージをＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに送信する。欠落したブロックまたはデータパケットの識別子を受信すると、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄは、ＬＥデバイス（ブロードキャストギャップ中にチェックインした可能性があるＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂ及び任意の追加のＬＥデバイスを含む）にわたって欠落していると報告されているブロック／データパケットのリストを編集する。後続のブロードキャストタイムスロット中に、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２では、かけているブロック／データパケットの情報を再ブロードキャストすることができる。再ブロードキャストを受信したＬＥデバイスが、所与の再ブロードキャストされたブロック／データパケットを既に持っていると判断した場合、ＬＥデバイスは重複した情報を破棄する。

【0042】

図７は、親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄが複数のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂに対するブロードキャスト送信に続いて特定のＬＥデバイス１０４ａ〜ｂに対するユニキャスト送信を追加する例のタイミング図を示す。図７は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄによって利用される通信タイミング図７００を示す。通信タイミング図７００は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄによって利用されるＴＳＣＨタイムスロットを示す。図６と同様に、ＴＳＣＨタイムスロットに示された各「Ａ」期間は、図５に関して上述したように、タイムスロットの一次部分を示す。ＴＳＣＨタイムスロットに示された各「Ｂ」期間は、タイムスロットの二次部分を指す。図７に示される例はさらに、接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜ｂからの通信がＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンに同期していることを示す。具体的には、ＬＥデバイス１０４ａは通信タイミング図７０２に従って通信し、ＬＥデバイス１０４ｂは通信タイミング図７０４に従って通信する。ＬＥデバイス１０４ａ〜ｂがＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄと同期されているため、通信タイミング図７０２，７０４は、ＴＳＣＨデバイス１０２ｄにより用いられるチャネルホッピングパターンと一致するチャネルホッピングパターン７５２ａ〜ｂを示す。

【0043】

ＬＥデバイス１０４ａとＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄとの間の通信に目を向けると、通信期間７０８ａは、ＬＥデバイス１０４ａがチェックインメッセージ７１２を親デバイス１０２ｄに送信し、親デバイス１０２ｄから確認メッセージを受信する期間を示す。スリープ状態からウェイクし、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄと同期すると、ＬＥデバイス１０４ａはチェックインメッセージ７１２を親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに送信する。チェックインメッセージ７１２は、ＬＥデバイス１０４ａがスリープ状態からウェイクしたこと、およびＬＥデバイス１０４ａがスリープ状態にある間にキューに入っている可能性がある保留中のメッセージをチェックしていることを親デバイス１０２ｄに示す。ＬＥデバイス１０４ａは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄおよび他のプライマリＴＳＣＨネットワーク１００によって利用されるチャネルホッピングパターンに従って、周波数チャネル上のＴＳＣＨタイムスロットのプライマリ部分の間にチェックインメッセージ７１２を送信する。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄは、チェックインメッセージに応答して、確認メッセージ７１４をＬＥデバイス１０４ａに送信する。確認メッセージ７１４は、ＭＡＣ層上で送信され得る。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄが、接続されている複数のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂに送信するための保留中のブロードキャストメッセージストリームを有する場合、確認メッセージ７１４は、その間に親デバイス１０２ｄがメッセージストリームをブロードキャストするブロードキャストタイムスロットを識別する。

【0044】

ＬＥデバイス１０４ｂと親デバイス１０２ｄとの間の通信に目を向けると、通信期間７１０ａは、ＬＥデバイス１０４ｂがチェックインメッセージ７１６を親デバイス１０２ｄに送信し、親デバイス１０２ｄから確認メッセージ７１８を受信する期間を示す。ＬＥデバイス１０４ａと親デバイス１０２ｄとの間の通信と同様に、スリープ状態からウェイクして親デバイス１０２ｄと同期すると、ＬＥデバイス１０４ｂはチェックインメッセージ７１６を親デバイス１０２ｄに送信する。図７に示すように、親ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、異なるウェイク／スリープサイクルで動作し、したがってＴＳＣＨプロトコルの異なるタイムスロット中にスリープ状態からウェイクすることができる。チェックインメッセージ７１６の受信に応答して、親デバイス１０２ｄは確認メッセージ７１８をＬＥデバイス１０４ｂに送信する。保留中のブロードキャストメッセージストリームの送信をＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂのＲＩＴ通信と調整するために、親デバイス１０２ｄは、確認メッセージ７１８に、ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄがメッセージストリームをブロードキャストするブロードキャストタイムスロットの指示を含む。

【0045】

ブロードキャストタイムスロットの間、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージキューからの通信のために聴取している任意のデバイスにメッセージを送信することによりブロードキャストを開始する（送信７２０で示されるようなブロードキャストの開始）。通信期間７０６ｃは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージストリームをブロードキャストする期間を示し、通信期間７０８ｂ，７１０ｂは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂがＴＳＣＨデバイス１０２ｄからのブロードキャスト送信のために聴取する期間を示す。確認メッセージ７０４，７１８内のタイムスロットオフセット番号を通じて、それぞれＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ブロードキャストタイムスロット中にＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージストリームをブロードキャストすることを教示されたため、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ブロードキャストタイムスロットの開始の間に、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからのブロードキャスト送信のために聴取する。例えば、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ブロードキャストタイムスロットとしてＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄによって示されるタイムスロットについてＴＳＣＨプロトコル上の適切な周波数チャネルに同調することによって、ブロードキャストタイムスロット中にＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからの通信のために聴取する。

【0046】

ブロードキャスト送信は複数の接続されたＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂを対象としているが、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、いくつかの実装形態では、ブロードキャスト送信にユニキャスト送信を追加することができる。ユニキャスト送信は、特定のＬＥデバイス１０４、１０４ｂを対象としたメッセージデータを含む。通信期間７２４ａは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがブロードキャストメッセージキューからのブロードキャストを一時停止または停止し、ユニキャストメッセージキューから送信する期間を示す。ユニキャストメッセージキューは特定のＬＥデバイス１０４ａ、１０４ｂに関する情報を格納することができるが、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄはユニキャストメッセージキューからのメッセージを、通信のために聴取している可能性があるすべてのデバイスにブロードキャストする。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂはまだブロードキャスト通信を聴取および受信中（すなわち通信期間７０８ｂ、７１０ｂに示すように）のため、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂも通信期間７２６ａ、７２８ａ中にユニキャスト通信を受信する。ユニキャスト通信は、ＬＥデバイス１０４ｂに固有のダウンストリームメッセージ通信フレームを備える１つ以上のユニキャストメッセージを含む。ユニキャスト通信は、ＬＥデバイス１０４ｂを識別するフレーム宛先アドレスを伝送する。フレーム宛先アドレスは、例えば、ＬＥデバイス１０４ｂを識別するＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレスを含むことができる。

【0047】

ユニキャスト通信がＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄから通信を聴取している任意のデバイスにブロードキャスト通信されるとき、両方のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂはブロードキャスト通信においてユニキャストメッセージの初期ストリームを受信する。通信期間７２６ａ，７２８ａは、ＬＥデバイス１０４ａ，１０４ｂがＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからユニキャストメッセージを受信する期間を示す。ユニキャストメッセージの最初のパケットを受信すると、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは、ユニキャストメッセージに含まれるフレーム宛先アドレスがメッセージを受信しているＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂのアドレスと一致するかどうかを判定する。受信ＬＥデバイス１０４ａ，１０４ｂのアドレスと一致しないユニキャストメッセージに示されるフレーム宛先アドレスは、フレームアドレスの不一致をもたらす。ＬＥデバイス１０４ａ，１０４ｂが、フレーム宛先アドレスがそのアドレスと一致しないと判断した場合、ＬＥデバイス１０４ａ，１０４ｂは、受信したユニキャストフレームを破棄し、残りのユニキャストフレームの受信を停止する。図７に示す例では、ＬＥデバイス１０４ａは、受信したユニキャストストリーム内のフレームアドレスの不一致を識別し、したがって受信したユニキャストメッセージを破棄し、残りのユニキャストメッセージストリームの受信を停止する（ＬＥデバイス１０４ｂの通信期間７２８ａと比較してＬＥデバイス１０４ａの通信期間７２６ａが短いことにより示されるように）。ＬＥデバイス１０４ｂは、通信期間７２８ａによって示されるように、最初に受信されたユニキャストメッセージパケット内のフレーム宛先アドレスがＬＥデバイス１０４ｂのアドレスと一致し、したがってユニキャストメッセージストリームの残りを受信し続けると判断する。ユニキャストメッセージストリームを受信すると、ＬＥデバイス１０４ｂが、ユニキャストメッセージを正常に受信したことを示す確認メッセージをＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄに送信する。

【0048】

いくつかの例では、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージストリームをＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂにブロードキャストすることにより、異なるユニキャストメッセージストリームのブロードキャストを巡回し得、各ユニキャストメッセージストリームは、異なるＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂを対象としている。ブロードキャストされる各ユニキャストメッセージストリームは、異なるブロードキャストメッセージストリームに添付され得る。図７において、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、通信期間７０６ｄの間に、ブロードキャストメッセージストリームを送信する（または、図６に関して上で説明されたように、前に一時停止されたブロードキャストメッセージストリームの送信を再開する）。通信期間７０８ｃ、７１０ｃに示されるように、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂはブロードキャストメッセージストリームを聴取する。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄが通信期間７２４ａ中にＬＥデバイス１０４ｂを対象としたユニキャストメッセージストリームを添付したのに対し、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは通信期間７２４ｂ中にＬＥデバイス１０４ａを対象とした第２のユニキャストメッセージストリームを追加する。ユニキャストメッセージストリームがブロードキャストストリームに添付されると、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ストリームを任意のリスニングデバイスにブロードキャストすることによってユニキャストメッセージストリームを送信する。ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂは両方、ユニキャストメッセージストリームを受信し、上述のようにフレームアドレスの不一致があるかどうかを識別する。具体的には、ＬＥデバイス１０４ｂは、通信期間７２８ｂ中にユニキャストメッセージストリームを受信する。ＬＥデバイス１０４ｂは、メッセージストリーム内のフレームアドレスの不一致を識別し、それに応じて受信された受信ユニキャストメッセージ通信フレームを破棄し、メッセージの残りの部分について聴取することを停止する。ＬＥデバイス１０４ａは、ユニキャストメッセージパケット内のフレーム宛先アドレスがＬＥデバイス１０４ａのアドレスと一致すると判断し、通信期間７２６ｂの間、ユニキャストメッセージストリームの残りを聴取及び受信し続ける。ユニキャストメッセージストリームを受信すると、ＬＥデバイス１０４ａは確認メッセージ７３２をＴＳＣＨデバイス１０２ｄに送信する。

【0049】

上記の例は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄからのブロードキャストにユニキャストメッセージストリームを添付することに関して説明されているが、ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄも、ユニキャストメッセージに関して上述と同じ方法でマルチキャストメッセージストリームをブロードキャストに追加することができることは理解されるべきである。マルチキャストメッセージは、ＩＥＥＥグループビットセットを伴うフレーム宛先アドレスを含み得る。このフレーム宛先アドレスは、ベンダ固有のアプリケーションにより決定された組織固有識別子（ＯＵＩ）に固有のグループアドレス、又はＩＥＥＥにより定められた拡張固有識別子−６４（ＥＵＩ−６４）アドレスに変換できる。例えば、３つの異なるＬＥデバイスにブロードキャストしているＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスの場合、マルチキャストメッセージは、３つのＬＥデバイスのうちの２つを含むマルチキャストグループのためのフレーム宛先アドレスを含み得る。ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージストリームの終わりにマルチキャストメッセージを添付することができる。マルチキャストメッセージを受信すると、受信側ＬＥデバイスはフレーム宛先アドレスをＬＥデバイスの既知のマルチキャストメンバーシップアドレスと比較する。フレーム宛先アドレスがＬＥデバイスのマルチキャストメンバーシップアドレスと一致する場合、ＬＥデバイスはフレームの残りを受信し続け、そうでない場合、ＬＥデバイスは受信マルチキャストメッセージを上述のやり方で破棄する。

【0050】

図８は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスから一次ＴＳＣＨネットワークに同期したＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂへのブロードキャスト送信を最適化するためにＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄのプロセッサによって実行される例示的な方法８００を示すフローチャートである。例示の目的のために、方法８００は、図１〜図３に示されるシステム実装を参照して、そして図４〜図７に示されるＴＳＣＨタイムスロットの図に関して説明される。しかしながら、他の実装も可能である。

【0051】

ブロック８１０に示されるように、プロセス８００は、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄから第１のＬＥデバイス１０４ａへのＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの間に、ＴＳＣＨプロトコルにおけるブロードキャストタイムスロットを識別する第１の通信を送信することを含む。ＬＥデバイス１０４ａはＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンに同期しているので、第１のタイムスロットはＬＥデバイス１０４ａのウェイク／スリープサイクルのウェイク期間に対応する。ブロードキャストタイムスロットは、その間に親デバイス１０２ｄが聴取している可能性がある任意のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂにブロードキャスト通信をブロードキャストするＴＳＣＨタイムスロットを識別する。例えば、ブロードキャストタイムスロットを識別する第１の通信は、第１のＬＥデバイス１０４ａから受信したチェックイン通信に応答して送信された確認メッセージである。チェックイン通信は、親デバイス１０２ｄから送信されたＲＩＴ通信に応答してもよく、確認メッセージは、ＬＥデバイス１０４ａへのＲＩＴ応答の一部であってもよい。

【0052】

ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ＬＥデバイス１０４ａからチェックイン通信を受信すると、ブロードキャストタイムスロットとしてＰＮ−ＴＳＣＨプロトコル内の後続のタイムスロットを選択するように構成またはプログラムすることができる。例えば、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、その間にＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄがチェックイン通信を受信したタイムスロットに続く事前設定された数のタイムスロットが発生するブロードキャストタイムスロットを選択するようにプログラムされてもよい。ブロードキャストタイムスロットをＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルの後半で発生するように設定することによって、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストメッセージストリームをブロードキャストする前に複数のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂがチェックインすることを可能にする。

【0053】

プロセス８００は、ブロック８１０に示されるように、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルの第２のタイムスロット中に、ブロードキャストタイムスロットを識別する第２の通信を第２のＬＥデバイス１０４ｂに送信することをさらに含む。第２の通信を送信するステップは、ブロック８１０に関して上述したステップと同様である。第２のＬＥデバイス１０４ｂは、第１のＬＥデバイス１０４ａと比較して異なるウェイク／スリープサイクルで動作してもよい。そのため、第２のタイムスロットは、第１のタイムスロットに続いてＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルのチャネルホッピングパターン上の異なるチャネル中に発生する。

【0054】

プロセス８００は、ブロードキャストタイムスロット中に、第１のＬＥデバイス１０４ａおよび第２のＬＥデバイス１０４ｂの両方にブロードキャスト通信をブロードキャストすることをさらに含む。ブロードキャスト通信をブロードキャストすることによって、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂがスリープ状態にある間に構築されていたブロードキャストメッセージキューからのメッセージを提供する。ブロードキャスト通信は、各ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂに宛てられた情報を含む。例えば、ブロードキャスト通信は、ＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂのためのファームウェアアップグレードソフトウェアを含み得る。

【0055】

図９は、ＬＥデバイス１０４ｄとＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄとの間のＲＩＴ通信の一部としてＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイスからブロードキャスト送信を受信するためにＬＥデバイス１０４ａのプロセッサによって実行される例示的な方法９００を示すフローチャートである。例示の目的のために、方法９００は、図１〜図３に示されるシステム実装を参照して、そして図４〜図７に示されるＴＳＣＨタイムスロットの図に関して説明される。しかしながら、他の実装も可能である

【0056】

ブロック９１０に示されるように、プロセス９００は、ＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルの第１のタイムスロットの間に、ＬＥデバイス１０４ａからＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄに、チェックイン通信を送信することを含む。チェックイン通信は、ＬＥデバイス１０４ａがウェイク状態に入り、ＬＥデバイス１０４ａに対する（ブロードキャストメッセージ又はユニキャストメッセージとしての）保留中のメッセージがあることを親デバイス１０２ｄがアサートできるようにすることを示す、親１０２ｄへのメッセージを含む。ＬＥデバイス１０４ａからの通信は、プライマリＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンと同期しているため、図９に関して参照される第１のタイムスロットは、ＬＥデバイス１０４ａのウェイク／スリープサイクルのウェイク期間に対応する。さらに、チェックイン通信は、（図５に関して上述したように）第１のタイムスロットの主要部分の間に送信される。

【0057】

プロセス９００は、ブロック９２０に示されるように、ＬＥデバイス１０４ａにおいて、ＰＮ−ＴＳＣＨ親デバイス１０２ｄから確認通信を受信することをさらに含む。ＰＮ親デバイス１０２ｄは、確認メッセージとしてのＲＩＴ応答の一部として、ＬＥデバイス１０４ａに対する保留中のメッセージ（すなわち、ブロードキャストメッセージまたはユニキャストメッセージとして）を有することを表明する。確認通信は、ブロードキャスト通信を受信するためのＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルのブロードキャストタイムスロットを識別する。図８に関して上述したように、確認メッセージは、タイムスロットオフセット番号を介してブロードキャストタイムスロットを識別することができ、それにより、ＬＥデバイス１０４ａは、ブロードキャストメッセージを受信するためにＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルによって決定される適切な周波数チャネルで同調する後続のタイムスロットを決定することができる。

【0058】

プロセス９００は、ブロック９３０に示すように、ブロードキャストタイムスロット中に親デバイスからのブロードキャスト通信を聴取することをさらに含む。例えば、タイムスロットオフセット番号「Ｘ」を搬送する確認メッセージに基づいて、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ブロードキャストタイムスロットを、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄが確認応答メッセージを受信したタイムスロットから「Ｘ」タイムスロットで発生する後続のタイムスロットとして識別する。ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄは、ＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク１００のチャネルホッピングパターンに同期しているので、ＬＥデバイス１０４ａは、ブロードキャストタイムスロット中にＰＮ−ＴＳＣＨプロトコルに従って適切なチャネル周波数に同調する。ブロードキャストタイムスロット中に、ＬＥデバイス１０４ａは、ＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄからブロードキャスト通信を受信する。ブロードキャスト送信がＰＮ−ＴＳＣＨデバイス１０２ｄから通信を聴取している任意のデバイスにブロードキャストされるとき、ブロードキャスト送信はＬＥデバイス１０４ａおよびＬＥデバイス１０４ｂによって受信される。

【0059】

いくつかの例では、親デバイス１０２ｄからのブロードキャスト通信は、複数のＬＥデバイス１０４ａ〜１０４ｂに共通の第１のセットのダウンストリームメッセージフレームを含み、さらに、ＬＥデバイス１０４ａ，１０４ｂのうちの１つに固有の第２のダウンストリームメッセージフレームのセットを含む。第２のメッセージフレームのセットは、ユニキャストメッセージストリームを含む。第２メッセージフレームのセットを受信すると、ＬＥ装置１０４ａは、ユニキャストメッセージストリームの最初の組のパケットに含まれるフレーム宛先アドレスがＬＥ装置１０４ａのアドレスと一致するかどうかを判定する。フレーム宛先アドレスがＬＥデバイス１０４ａのアドレスと一致しない場合、ＬＥデバイス１０４ａは受信したユニキャストメッセージパケットを破棄する。フレーム宛先アドレスがＬＥデバイス１０４ａのアドレスと一致する場合、ＬＥデバイス１０４ａはユニキャストメッセージの残りを受信し続ける。

【0060】

本要旨はその特定の態様に関して詳細に説明されているが、当業者であれば、前述のことを理解すると、そのような態様に対する変更、変形、および均等物を容易に生み出すことができることは理解されるべきである。したがって、本開示は、限定ではなく例示目的で提示されていること、そして、当業者には明らかだが、このような修正、変形、および／または本主題への追加の包含を排除するものではないことは理解されるべきである。

【0061】

さらに、本明細書に開示される例は、Ａ／Ｃ電源であるＰＮ−ＴＳＣＨ装置および電池式であるＬＥ装置に関して説明されているが、これらの例は限定ではなく例として提供されることを理解されたい。本明細書に開示される例は、非Ａ／Ｃ電源によって電力供給されるＰＮ−ＴＳＣＨネットワーク内のＰＮ−ＴＳＣＨデバイス及び／又は非電池電源によって電力供給されるＬＥデバイスの使用を排除しない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】