特許 7046946 子機とタイムスロットチャネルホッピングネットワークにおいて動作する親機との間の優先アソシエーション

(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】

(24)【登録日】2022-03-25

(45)【発行日】2022-04-04

(54)【発明の名称】子機とタイムスロットチャネルホッピングネットワークにおいて動作する親機との間の優先アソシエーション

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/16 20090101AFI20220328BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20220328BHJP

   H04W 48/14 20090101ALI20220328BHJP

   H04W 84/20 20090101ALI20220328BHJP

   H04W 48/20 20090101ALI20220328BHJP

【ＦＩ】

H04W48/16 131

H04W4/38

H04W48/14

H04W84/20

H04W48/20

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019531070

(86)(22)【出願日】2017-11-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-12-19

(86)【国際出願番号】 US2017063631

(87)【国際公開番号】W WO2018111549

(87)【国際公開日】2018-06-21

【審査請求日】2020-11-24

(31)【優先権主張番号】15/375,916

(32)【優先日】2016-12-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】ビドヤ・プラカシュ

(72)【発明者】

【氏名】サウラブ・ジャイン

【審査官】吉村 真治▲郎▼

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２７７３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４０３９０２０（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００４０５０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２４３０３８（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】

子ノード（１０４ａ）によって実行される方法（６００）であって、当該子ノード（１０４ａ）はタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク（１００）において動作する親ノード（１０２ｂ）と接続するためのアソシエーション要求を開始し、
方法（６００）は、
子ノード（１０４ａ）によって、ＴＳＣＨネットワーク（１００）において１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ｂ、１０２ｄ）をスキャンすること（６１０）と、
前記子ノード（１０４ａ）の通信範囲内に前記１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ｂ）が閾値数より少ないと判断したとき、前記１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ｂ、１０２ｄ）のうちの第１の親ノード（１０２ｂ）にアソシエーション要求を送信し、前記アソシエーション要求が優先要求を含むこと（６２０）と、
前記第１の親ノード（１０２ｂ）から、前記アソシエーション要求を受け付けるまたは拒絶するアソシエーション応答を受信すること（６３０）と、
を備える、方法（６００）。

【請求項2】

前記アソシエーション要求は、短期優先または長期優先のための期間要求を含む、請求項１に記載の方法（６００）。

【請求項3】

前記親ノード（１０２ｂ、１０２ｄ）の取得可能な数が閾値時間期間にわたって増加したかを判断することに基づいて、前記ＴＳＣＨネットワーク（１００）が初期化状態にあると前記子ノード（１０４ａ）によって判断されたとき、前記アソシエーション要求は短期優先のための前記期間要求を含む、請求項２に記載の方法（６００）。

【請求項4】

前記親ノード（１０２ｂ、１０２ｄ）の取得可能な数が閾値時間期間にわたって変化したかを判断することに基づいて、前記ＴＳＣＨネットワーク（１００）が成熟状態にあると前記子ノード（１０４ａ）によって判断されたとき、前記アソシエーション要求は長期優先のための前記期間要求を含む、請求項２に記載の方法（６００）。

【請求項5】

前記子ノードによって受信された前記アソシエーション応答は前記アソシエーション要求を拒絶するものであり、
前記方法は（６００）、
前記１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ｂ、１０２ｄ）のうちの第２の親ノードに前記アソシエーション要求を送信し、前記アソシエーション要求が前記優先要求を含むことをさらに備える、請求項１に記載の方法（６００）。

【請求項6】

処理装置（２０２）と、
非一時的コンピュータ可読媒体（２０４）と、を備えた子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）であって、
前記処理装置（２０２）は、
前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）によって、タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク（１００）において１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ａ～１０２ｄ）をスキャンすることと、
前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）の通信範囲（１１０ａ、１１０ｂ）内に前記１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ａ～１０２ｄ）が閾値数より少ないと判断したとき、前記１つ以上の利用可能な親ノード（１０２ａ～１０２ｄ）のうちの第１の親ノード（１０２ｂ）にアソシエーション要求を送信し、前記アソシエーション要求が優先要求を含むことと、
前記第１の親ノード（１０２ｂ）から、前記アソシエーション要求を受け付けるまたは拒絶するアソシエーション応答を受信することと、
を備える動作を行うように、前記非一時的コンピュータ可読媒体（２０４）に実装された指令を実行するために構成されている、子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）。

【請求項7】

前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）は、前記ＴＳＣＨネットワーク（１００）の前記１つ以上の親ノード（１０２ｄ）の通信範囲内に一時的にあるモバイル装置であり、前記アソシエーション要求は短期優先のための期間要求を含む、請求項６に記載の子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）。

【請求項8】

前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）は、前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）の電池残量が少ないか否かを判断し、前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）の電池残量が少ないと前記子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）によって判断されたとき、前記アソシエーション要求が短期優先のための期間要求を含むように構成されている、請求項６または７に記載の子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）。

【請求項9】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク（１００）において動作する親ノード（１０２ｄ）によって、要求する子ノード（１０４ｂ）から、前記親ノード（１０２ｄ）と通信するためのアソシエーション要求を受信すること（７１０）であって、前記アソシエーション要求が優先要求を含み、前記親ノード（１０２ｄ）が接続した子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）のための限られた数のエントリのリストをそのメモリに維持し、前記親ノード（１０２ｄ）が優先接続のための限られた数のエントリのうちの少なくとも１つのエントリを保留する、受信する（７１０）ことと、
前記アソシエーション要求が前記優先要求を含むと前記親ノード（１０２ｄ）によって判断されたとき、前記接続した子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）のための前記限られた数のエントリの前記リストが最大限になったかに基づいて、短期アソシエーションまたは長期アソシエーションのためのアソシエーション要求を受け付けること（７４０）であって、前記要求する子ノード（１０４ｂ）を識別する識別子を、優先接続のための前記限られた数のエントリのうちの前記少なくとも１つのエントリに追加することによって、前記アソシエーション要求が受け付けられる、受け付けること（７４０）と、
どの前記アソシエーション要求が受け付けられたまたは拒絶されたか否かを示すアソシエーション応答を前記要求する子ノード（１０４ｂ）に送信する（７７０）ことと、
を備え、
前記受信するアソシエーション要求は、子ノードの通信範囲内の利用可能な親ノードの数が閾値数より少ないと判断したときに子ノードから送信されるアソシエーション要求に対応する、方法（７００）。

【請求項10】

前記親ノード（１０２ｄ）は、ユーティリティリソースプロバイダと、１つ以上のホームエリアネットワークに配置された複数の子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）との間の通信を提供する複数のＴＳＣＨノードの１つであり、前記要求する子ノード（１０４ｂ）は前記複数の子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）のうちの１つである、請求項９に記載の方法（７００）。

【請求項11】

前記接続した子ノードのための前記限られた数のエントリが最大限になったと判断すること（７３０）と、
以前に接続した子ノード（１０４ｃ）のアソシエーションを一時停止させること（７６０）であって、前記要求する子ノード（１０４ｂ）からの前記優先要求が短期アソシエーションまたは長期アソシエーションのために受け付けられる、一時停止させること（７６０）と、
をさらに備える、請求項９または１０に記載の方法（７００）。

【請求項12】

前記短期アソシエーションは、前記要求する子ノード（１０４ｂ）と前記親ノード（１０２ｄ）との間の通信活動を完成するのに必要な時間期間のためのものである、請求項９～１１のいずれか１項に記載の方法（７００）。

【請求項13】

前記通信活動が完成したとき、前記要求する子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）とのアソシエーションを中止すること、
をさらに備える、請求項１２に記載の方法（７００）。

【請求項14】

前記接続した子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）のための前記限られた数のエントリが最大限になっていないと判断すること（７５０）であって、前記要求する子ノード（１０４ａ～１０４ｄ）からの前記アソシエーション要求が前記長期アソシエーションのために受け付けられる（７４０）、判断すること（７５０）、
をさらに備える、請求項９～１３のいずれか１項に記載の方法（７００）。

【請求項15】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワーク（１００）において動作し、請求項９～１４のいずれか１項に記載の方法を実行するように適用される、親ノード（１０２ｄ）。

【請求項16】

前記子ノード（１０４ｂ）とユーティリティリソースプロバイダとの間の通信を提供するためのルーティング装置を備える、請求項１５に記載の親ノード（１０２ｄ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般的にネットワークに関し、子機と、ＩＥＥＥ８０２．１５．４またはＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅのタイムスロットチャネルホッピングネットワークにおいて動作する親機との間の優先アソシエーションのための機構に特に関する。

【背景技術】

【0002】

子機とタイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおいて動作する親機との間の優先アソシエーションの確立のためのシステムおよび方法が提供される。公益事業会社（utility company）、ホームオートメーションプロバイダ、産業オートメーションプロバイダ、科学および環境のアプリケーションプロバイダ、および他のリソースプロバイダは、ＴＳＣＨネットワーク、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＩＥＥＥ８０２．１５．４（ｅ）によって定義されたＴＳＣＨネットワークにおいて動作する装置を介して端点と通信しえる。親機（例えば、電気計器、ルータ）はＴＳＣＨネットワークを介して接続されている。ここでは、親機は親ノードまたはＴＳＣＨノードとも呼ばれる。子機はリソース（例えば、電力、熱、水、他のユーティリティ、および他の種類のリソース）の使用量の監視および／または管理に利用される端点ノードである。特定の態様において、子機（ここでは「子ノード」とも呼ばれる）はモノのインターネット（Internet of Things、ＩｏＴ）の機能を有する装置であってもよく、当該装置はスマート電力網（smart power grid）およびスマートホーム技術に利用されうる。子機は、ＴＳＣＨネットワークの端点として利用され、電力使用量の読み取りおよび他のリソース情報についてのメッセージを親機と通信する。他の態様において、子機はモバイル装置であってもよく、当該モバイル装置はＴＳＣＨネットワークにおいて１つ以上の親機のカバーレッジエリアを通過する。

【0003】

ＩＥＥＥ８０２．１５．４のネットワークにおいて動作する親機は限られた数の子機を支援することができる。最大限の数の子機が親機に加入／関連付けされる（すなわち、アソシエーションされる）と、親機はもう追加の子機を受け付けることができない。親機と、ネットワークに加入しＴＳＣＨネットワークへの優先アクセスを要求する子機との間の優先アソシエーション（関連付け）を設ける必要がある。

【発明の概要】

【0004】

タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおいて動作する親機と、子機との間の優先アソシエーションの確立のためのシステムおよび方法が提供される。子ノードは、ＴＳＣＨネットワークを介してリソース監視サービスをリソースプロバイダに提供するために、ホームエリアネットワーク（Home Area Network）または他のロカールネットワークにおいて実行されうる。初期化および立ち上がりのとき、子ノードはＴＳＣＨネットワークにおいて利用可能な親ノードのためにスキャンする。ハードウェアおよびネットワークの特性および制限、親ノードは同時に限られた数の子ノードを支援することができる。利用可能な親ノードとは、少なくとも１つの追加の子ノードを支持する能力（capacity）を有する親ノードを指す。子ノードは、スキャンによって検出した利用可能な親ノードの数に基づいて、優先（権）を有するアソシエーション要求を送信するかを判断する。子ノードは、利用可能な親ノードが少量（すなわち、ネットワーク管理者によって設定された閾値数より少ない）であると判断した場合、優先要求をアソシエーション要求に挿入する。優先要求は、アソシエーション要求のために送信されるデータパケット内の優先ビットを有効にするによって追加されうる。子ノードは、親ノードが閾値数より多いと判断した場合、優先要求を含まない。

【0005】

優先要求は、短期優先または長期優先のための、優先に対する期間要求を含んでもよい。短期優先によって、子機は通信活動を完成するのに十分な時間期間に親ノードと関連付ける（アソシエーションする）ことが可能となる。例えば、短期優先によって、子ノードは、親ノードと関連付け、リソース使用量／利用メッセージを親ノードに送信し、送信の完成時に親ノードとのアソシエーションを中止する（disassociate）ことが可能となる。子ノードは、ＴＳＣＨネットワークが初期化状態にある、または子ノードの電力が切れそうであると判断した場合、短期期間のための優先アソシエーションを要求してもよい。長期優先によって、子ノードは親ノードが活動的である限り長く親ノードと関連付けることが可能となる。子ノードは、ＴＳＣＨネットワークが成熟状態（mature state）にあると判断した場合、長期の期間のための優先アソシエーションを要求してもよい。

【0006】

ＴＳＣＨ親ノードは、優先アソシエーション要求を有する子ノードのために１つ以上のスロットを保留することによって、優先アソシエーション要求を受け入れるように構成されている。ＴＳＣＨ親ノードは、そのハードウェアおよびネットワーク能力に基づいて限られた数の子ノードの記録をそのメモリに維持する。ＴＳＣＨ親ノードは優先アソシエーション要求を要求する子ノードのために１つ以上のエントリを保留する。他の実施例において、ＴＳＣＨ親ノードは、自身と関連付けた子ノードの１つとのアソシエーションを切り、他の子ノードからの優先アソシエーション要求を受け入れることを選択してもよい。例えば、他の子ノードの最低限の無線通信（least communicative radio）および信号強度に基づいて、アソシエーションを中止することを決定してもよい。ＴＳＣＨ親ノードは、接続した子ノードの統計および情報（例えば、子ノードが優先アソシエーションを介して接続したか否か）を維持してもよく、以前に優先アソシエーションを要求していなかった子ノードとのアソシエーションを中止することを選択してもよい。

【0007】

これらの例示的な実施態様および特徴は、発明を制限または定義しないように言及されるが、本願に説明された発明概念を理解することに役立つように例示を提供する。一方、本発明の利点および特徴は本願全体を検討すると明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおいて動作する親ノードと子ノードとの間の優先アソシエーションのための例示の計算装置を示すネットワーク図

【図2】ＴＳＣＨ親ノードの例示を示すブロック図

【図3】子ノードの例示を示すブロック図

【図4】タイムスロットチャネルホッピングパターンにおけるタイムスロットの配置を示す図

【図5】優先アソシエーションを確立するために子ノードとＴＳＣＨノードとの間において送信される一連のメッセージを表す通信タイミング図

【図6】ＴＳＣＨ親ノードと優先アソシエーションを確立するために子ノードにおいて実行される例示のプロセスを表すフローチャート

【図7】子ノードと優先アソシエーションを確立するためにＴＳＣＨ親ノードにおいて実行される例示のプロセスを表すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

これら並びに他の本開示の特徴、実施態様および利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってよく理解される。

【0010】

子機と、タイムスロットチャネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークにおいて動作する親機との間の優先アソシエーションの確立のためのシステムおよび方法が提供される。ＴＳＣＨネットワークは、例えば、メッシュネットワークにおける複数のＴＳＣＨ装置を含み、当該メッシュネットワークはリソースプロバイダシステムなどの中央システムとの通信を提供する。ＴＳＣＨ装置は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４によって定義されたＴＳＣＨプロトコルを利用して通信する。ＴＳＣＨプロトコルを利用する通信によって、ＴＳＣＨネットワーク内のノードは、スケジューリングされた周波数チャネルホッピングパターンに基づく一連のタイムスロットを用いて信号を送信および受信する。親ノードは１つ以上の子ノードを管理および支援するＴＳＣＨ装置である。例えば、子ノードは、ホームエリアネットワークに配置され、かつ、ホームエリアネットワーク内のリソースの消費および使用量を管理および／または監視するために利用される端点装置であってもよい。よって、子ノードはＴＳＣＨネットワークを介してリソースプロバイダにリソースの使用量を報告することができる。他の実施態様において、子ノードは、ＴＳＣＨネットワークの１つ以上の親ノードの通信範囲内のモバイル装置であってもよく、短期通信のためにＴＳＣＨネットワークと一時的に接続する必要がある装置であってもよい。

【0011】

特定の実施例において、子ノードはＴＳＣＨネットワークにおける親ノードとの優先アクセスを要求してもよい。例えば、特定の実施例において、子ノードは、自身によるネットワークスキャンのときに見つけた利用可能な親ノードの数に基づいて、自身が優先アクセスを必要とすると判断してもよい。なぜなら、限られた数の利用可能な親ノードは、ＴＳＣＨネットワークが能力限界に近いこと、および子ノードがＴＳＣＨネットワークとの通信の確立を確保するように優先アクセスを要求しうることを、示しうるからである。他の実施態様において、子ノードは短期の優先アクセスを要求するモバイル装置であってもよい。追加の実施態様において、子ノードは低エネルギ装置（例えば、スーパーキャパシタ電源などの、限られたエネルギ容量を有する電池電源または他のエネルギ源によって給電される装置）であってもよい。低エネルギ装置である子ノードは、その電池寿命が短くなった場合に優先アクセスを要求してもよい。

【0012】

ここで説明する特定の特徴に基づいて、子ノードは、子ノードの通信範囲内の親ノードへのアソシエーション要求に優先要求を含ませることによって、当該親ノードとの優先アクセスを要求してもよい。優先要求は、子ノードと親ノードとの間のＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅの通信において、カスタムの情報要素（information element、ＩＥ）として実行される。例えば、子ノードは、アソシエーション要求のためにアプリケーション層のデータパケットに有効な優先ビットを含んでもよい。優先アソシエーション要求を受信したとき、親ノードは有効な優先ビットを識別してアソシエーション要求を受け付けるまたは拒絶する。親ノードは、すでに最大限の数の子ノードを支援している場合、以前に接続した子ノードを一時停止させ、要求する子ノードの、短期期間のための優先アソシエーション要求を一時的に受け付けてもよい。親ノードは、アソシエーション要求を受け付けるかまたは拒絶するかに問わず、子ノードにアソシエーション応答を送信することによってアソシエーション要求に応答する。

【0013】

アソシエーション要求を受け付ける可能性を増加するために、親ノードは優先アソシエーションを受け入れるように構成されている。特に、親ノードは、優先アクセスを要求する子ノードのためにその最大限のスロット能力のうちの１つ以上のスロットを保留することによって、優先アソシエーションを受け入れる。例えば、親ノードは、接続した子ノードのための限られた数のエントリ（最大限のスロット能力に基づくもの）のリストをメモリに維持する。限られた数のエントリの１つ以上は優先接続のために保留される。例えば、親ノードは、最大限に５０つの子ノードを支援する能力がある場合、優先アクセスを要求する子ノードのために、エントリのリストのうちの５つのエントリを保留してもよい。優先アクセスを要求する子ノードのために保留されるスロットの数は設定可能であり、初期のネットワーク確立のときに親ノードにプログラミングされうる。

【0014】

特定の実施形態において、アソシエーション要求に含まれて子ノードに送信される優先要求は優先の期間要求を含んでもよい。例えば、当該期間は短期期間の優先または長期期間の優先のためのものであってもよい。特定の実施態様において、子ノードは、ネットワークスキャンによって識別した親ノードの数が時間期間にわたって変化したかに基づいて、短期優先または長期優先のための期間要求を含んでいるかを判断する。例えば、子ノードの通信範囲内にあるとして識別された利用可能な親ノードの数が、１つのネットワークスキャンから次のネットワークスキャンへの間に増加する場合、それは、ＴＳＣＨネットワークがまだ初期化状態にあり、ネットワークが成熟すると利用可能な親ノードが追加されうることを表しうる。子ノードは、ネットワークがまだ初期化中であると判断した場合、短期優先の期間要求を有する優先アクセスを要求する。子ノードの通信範囲内にあるとして識別された利用可能な親ノードの数が、時間期間にわたって複数のネットワークスキャン後同じく維持する場合、これは当該ネットワークが成熟したことを表しうる。子ノードは、ＴＳＣＨネットワークが成熟した、かつ、子ノードの通信範囲内に識別した親ノードの数が親ノードの閾値数より少ないままであると判断した場合、長期優先の期間要求を有する優先アクセスを要求する。

【0015】

これら示された例示は、ここで説明する一般的な保護対象を読者に紹介するためのものであり、開示された概念の範囲を制限する意図がない。以下の段落は、図面を参照しながら様々な追加的な実施態様および例示を説明し、図面において同様な番号は同様な要素を指す。

【0016】

図面を参照すると、図１は、ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄを備える例示のＴＳＣＨネットワーク１００を示すネットワーク図であり、当該ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄはリソースプロバイダ１１０と通信連結している。ＴＳＣＨネットワーク１００はネットワーク１１５を介して子ノード１０４ａ～１０４ｄとリソースプロバイダ１１０との間の通信を提供する。例えば、ネットワーク１１５は、プライベートイントラネットまたはインターネットを含んだ任意の適したネットワークまたは仲介計算装置を含んでもよい。ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄのそれぞれは、１つ以上の子ノード１０４ａ～１０４ｄの親ノードであってもよい。例えば、ＴＳＣＨノード１０２ｂ～１０２ｄは子ノード１０４ａ～１０４ｄに対する親ノードの例示として示されている。親ＴＳＣＨ装置１０２ｃ、１０２ｄは、１つ以上の無線送受信器を介して、隣接するＴＳＣＨ装置（例えば、ＴＳＣＨ装置１０２ｄと隣接するＴＳＣＨ装置１０２ｂ、１０２ｃ、および、ＴＳＣＨ装置１０２ｃと隣接するＴＳＣＨ装置１０２ｂ、１０２ｄ）と、接続した子ノード１０４ａ～１０４ｃとも通信可能である。

【0017】

子ノード１０４ａ～１０４ｄは１つ以上のアプリケーションを実行するように利用されてもよく、当該１つ以上のアプリケーションは、リソースプロバイダ１１０に関連する配電システムの１つ以上の属性についての情報を管理、監視、または利用に関する。このような子ノード１０４ａ～１０４ｄの非限定的な例示は、電力使用量の監視および分析のためのインテリジェント計量装置、電力使用量の管理のためのプログラム可能なサーモスタット、電力使用量に関する情報と電力使用量に対する関連課金情報とを表示するための家庭内表示装置などを含む。子ノード１０４ａ～１０４ｄはホームエリアネットワーク内のインテリジェント計量装置として配置されうる。子ノード１０４ａ～１０４ｄは、ホームエリアネットワークにおいてスマートホーム能力を提供するために、モノのインターネットの機能を有する他の装置も含む。特定の実施態様において、子ノード１０４ａ～１０４ｄは、ＴＳＣＨネットワーク１００における１つ以上のＴＳＣＨ装置１０２ａ～１０２ｄの無線範囲を通過するモバイル装置も含む。

【0018】

子ノード１０４ａ～１０４ｄは、Ａ／Ｃ電源によって給電されてもよく、特定の実施態様において、限られた電源によって給電されてもよい。例えば、子ノード１０４ａ～１０４ｄは電池によって給電され、またはスーパーキャパシタによって給電される。子ノード１０４ａ～１０４ｄは、限られた電源によって給電される装置として実行されるとき、低エネルギ装置と呼ばれ、周期的に部品（例えば、発信器または送受信器）の給電を切ること、およびスリープ状態とウェイク状態との間で循環することによって、電池寿命を節約する。子ノード１０４ａ～１０４ｄは、互いに通信し、かつ、ＴＳＣＨノード１０２ｃ、１０２ｄを介してＴＳＣＨネットワーク１００と通信するために、任意の適した無線ネットワークにおいても動作してもよい。他の実施例において、子ノードはＴＳＣＨネットワークを加入するようにアクセスを要求するＴＳＣＨノード（例えば、ＴＳＣＨプロトコルにしたがって動作する装置）であってもよい。他の特定の実施態様において、親ノードおよび子ノードは、非ＴＳＣＨネットワーク、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４基準のキャリア検知多重アクセス（Carrier Sense Multiple Access、ＣＳＭＡ）ネットワークにおいて動作してもよい。

【0019】

子ノード１０４ａ～１０４ｄは、初期化するときまたはスリープ状態から目を覚ますとき、無線通信範囲内に利用可能なＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄをスキャンすることによって、ＴＳＣＨネットワーク１００に関連する同期化プロセスを開始する。図１に示された例示において、子ノード１０４ａはＴＳＣＨノード１０２ｂとＴＳＣＨノード１０２ｄともの無線通信範囲１１０ａ内にありながら、子ノード１０４ｂおよび子ノード１０４ｃはＴＳＣＨノード１０２ｄの無線通信範囲１１０ｂ内のみにある。特定の実施例において、子ノード１０４ａ～１０４ｄは、ＴＳＣＨネットワーク１００とのアソシエーションプロセスにわたって優先アソシエーション要求を送信するかを判断する。ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄの最大限に利用可能な帯域幅、メモリの大きさ、およびハードウェア能力に基づいて、ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄは限られた数の子ノードを同時に支援することができる。よって、利用可能なＴＳＣＨノード１０２の数は、時間とともにＴＳＣＨネットワーク１００の成熟、およびＴＳＣＨノード１０２と関連する子ノード１０４の数の増加につれて減少する。ＴＳＣＨネットワーク１００とのアソシエーションを要求する子ノード１０４、限られた数の利用可能なＴＳＣＨノード１０２（例えば、閾値数より少ない利用可能なＴＳＣＨノード１０２）が子ノード１０４によって検出された場合、親ノードとの優先アソシエーションを要求してもよい。

【0020】

例示のために、仮にＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｄは、２つの子スロットである最大限の子ノードスロット能力を有する。また、仮に子ノード１０４ｂ、１０４ｃは、子ノード１０４ａの初期化前の時点においてＴＳＣＨノード１０２ｄと関連しＴＳＣＨノード１０２ｄに加入した。子ノード１０４ａは、初期化しネットワーク関連プロセスを開始するとき、ＴＳＣＨネットワーク１００に利用される周波数チャネルを巡回してＴＳＣＨ装置からの通信を傾聴（listen）することによって、利用可能な親ノードをスキャンする。ＴＳＣＨノード１０２ｄが子ノード１０４ａの通信範囲内にあっても、ＴＳＣＨノード１０２ｄがすでに最大限の数の子ノードを支援しているので、ノード１０４ａはＴＳＣＨノード１０２ｂのみを利用可能な親ノードとして識別する。子ノード１０４ａは、利用可能なＴＳＣＨノード１０２の数を判断し、利用可能なＴＳＣＨノード１０２の数（この実施例において利用可能なＴＳＣＨノード１０２ｂが１つ）が利用可能な親ノードの閾値数より少ないとさらに判断する。子ノード１０４からの優先アソシエーション要求をトリガーする利用可能な親ノードの閾値数は、初期化の前に子ノード１０４にプログラミングされて実行時に変更される設定可能な値であってもよい。

【0021】

図２はＴＳＣＨノード１０２ｄの例示を示すブロック図であり、当該ＴＳＣＨノード１０２ｄは、隣接するＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃと、接続した子ノード１０４ｂ、１０４ｃとも通信するための単一の送受信装置２２０を有する。ＴＳＣＨノード１０２ｄはプロセッサ２０２を含む。プロセッサ２０２の非限定的な例示は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、ステートマシン、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、FPGA）、または他の適した処理装置を含む。プロセッサ２０２は１つを含む任意の数の処理装置を含んでもよい。プロセッサ２０２はメモリ装置２０４などの非一時的なコンピュータ可読媒体と通信連結されてもよい。プロセッサ２０２は、コンピュータ実行可能なプログラム指令実行してもよく、および／またはメモリ装置２０４に記憶された情報をアクセスしてもよい。

【0022】

メモリ装置２０４は指令を記憶してもよく、当該指令がプロセッサ２０２によって実行されるとき、ここで説明する動作をプロセッサ２０２に行わせる。メモリ装置２０４はコンピュータ可読媒体であって、電子式、光学式、磁気式、またはプロセッサにコンピュータ可読指令を提供する能力がある他の記憶装置などである（でもこれらに限らない）。このような光学式、磁気式、または他の記憶装置の非限定的な例示は、再生専用装置（read-only device、ＲＯＭ device）、ランダムアクセスメモリ（random-access memory、ＲＡＭ）装置、磁気ディスク、磁気テープもしくは他の磁気記憶装置、メモリチップ、ＡＳＩＣ、設定されたプロセッサ、光学記憶装置、またはそれからコンピュータプロセッサが指令を読み込める他の媒体などを含む。指令は、任意の適したコンピュータプログラミング言語で作成されたコードからコンパイラおよび／またはインタープリタによって生成されたプロセッサ固有指令を備えてもよい。適したコンピュータプログラミング言語の非限定的な例示は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ♯（登録商標）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ（登録商標）などを含む。

【0023】

ＴＳＣＨノード１０２ｄはバス２０６も含んでもよい。バス２０６はＴＳＣＨノード１０２の１つ以上の部品を通信連結してもよい。図２においてプロセッサ２０２、メモリ装置２０４およびバス２０６は互いに通信している分別の部品としてそれぞれに表示されているが、他の実行態様もあり得る。例えば、プロセッサ２０２、メモリ装置２０４およびバス２０６は、それぞれの印刷回路板のそれぞれの部品、またはプログラミングされたコードを記憶および実行するようにＴＳＣＨノード１０２ｄに配置された他の適した装置であってもよい。

【0024】

ＴＳＣＨノード１０２ｄは、バス２０６を介してプロセッサ２０２およびメモリ装置２０４と通信連結された送受信装置２２０も含んでもよい。送受信装置２２０の非限定的な例示は、ＲＦ送受信器または信号を無線に送信および受信するための他の送受信器を含む。送受信装置２２０はＴＳＣＨノード１０２によってアンテナ２０８を介して隣接のＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃおよび接続した子ノード１０４ａ、１０４ｂと通信するように利用される。特定の実施例において、送受信装置２２０は、複数のアンテナによって複数のＭＡＣインターフェースを実行し、隣接のＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃおよび接続した子ノード１０４ａ、１０４ｂと通信する能力を有する。ＴＳＣＨノード１０２ｄは、単一の送受信装置２２０を用いて同じネットワークプロトコルまたは異なるネットワークプロトコルを介して隣接のＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃおよび接続した子ノード１０４ａ、１０４ｂと通信してもよい。例えば、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、電池によって給電されているときに子ノード１０４と通信してもよく、低エネルギＴＳＣＨプロトコルを用いて動作するように構成されてもよく、当該低エネルギＴＳＣＨプロトコルにおいて、子ノード１０４は、ＴＳＣＨネットワークに用いられるチャネルホッピングパターンと比べて比較的遅い頻度で周波数チャネルを切り替える。ＴＳＣＨノード１０２ｄは、ＴＳＣＨノード１０２と子ノード１０４とが異なる周波数を利用する場合にもいても、隣接のＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃと接続した子ノード１０４ａ、１０４ｂとも通信してもよい。他の実施例において、子ノードとＴＳＣＨノードとは同じ周波数で通信してもよい。

【0025】

例示的な目的のためにＴＳＣＨノード１０２ｄは単一の送受信装置２２０を有するように示されているが、特定の実施例において、ＴＳＣＨノード１０２ｄは複数の送受信装置を含んでもよい。例えば、ＴＳＣＨネットワーク１００が接続した子ノード１０４ａ、１０４ｂと異なる周波数セットまたは変調技術によって動作する実施例において、ＴＳＣＨノード１０２は異なる変調技術を用いて通信するように複数の送受信装置を含んでもよい。例えば、（第１の周波数セットまたは変調技術のために構成された）第１の送受信装置は隣接のＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｃとの通信に利用されてもよく、（第２の周波数セットまたは変調技術のために構成された）第２の送受信装置はノード１０４ｂ、１０４ｃとの通信に利用されてもよい。

【0026】

図３は、親ノード１０２ｄと通信するための子ノード１０４ｃの例示を示すブロック図である。子ノード１０４は、バス３０６を介して全部相互接続したプロセッサ３０２と、メモリ３０４と、送受信装置３２０とを含む。プロセッサ３０２、メモリ３０４、送受信装置３２０、およびバス３０６は図２に対して説明した動作と同様な動作を行う。子ノード１０４ｃが電池によって給電されている実施例において、プロセッサ３０２、メモリ３０４、送受信装置３２０、およびバス３０６は電池（図示せず）によって給電されている。

【0027】

前述したように、ＴＳＣＨネットワーク１００はＴＳＣＨプロトコルを用いてネットワーク内およびネットワーク外において情報を無線通信する。ＴＳＣＨネットワークにおいて、ネットワーク内の装置はＴＳＣＨチャネルホッピングパターンに基づいて同期化されている。ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄおよび子ノード１０４ａ～１０４ｄが異なるネットワークまたはプロトコルによって動作する実施例において、ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄは、ＴＳＣＨタイムスロットを細分化することによって、ＴＳＣＨネットワークとの通信期間および子ノード１０４ａ～１０４ｄとの通信期間を交互に行ってもよい。ＴＳＣＨタイムスロットを細分化することによって、主要なＴＳＣＨネットワーク１００との通信期間および子ノード１０４ａ～１０４ｄに用いられるネットワークとの通信期間を交互に行うための例示的な技術は、タイトルが「リソースプロバイダおよびホームエリアネットワークとのインタリーブ通信」である米国特許出願第１４／８３０２７１号明細書に開示されており、その内容は参照により本願に組み入れられる。

【0028】

ＴＳＣＨネットワーク１００において、それぞれのタイムスロットは、ミリ秒または他の適した時間単位によって定義されうる期間「Ｔ」の時間期間のものである。ＴＳＣＨネットワークもネットワークにおいて異なる装置との通信のために複数のチャネル周波数を利用する。ホッピングパターンは、それぞれのタイムスロットにわたって通信に利用されるチャネルを定義する。図４は、ＴＳＣＨプロトコルに従うＴＳＣＨネットワークのためのタイムスロットおよびチャネルホッピングパターンを示す図である。図４はタイムスロット４１１～４１５、４２１～４２５、および４３１～４３６を示し、それぞれが同じタイムスロット期間４３０を有する。一例として、タイムスロット期間は２５ミリ秒であってもよい。スロットフレーム４１０およびスロットフレーム４２０のそれぞれは７つのタイムスロットを含む。図４はチャネルホッピングパターン４４０（チャネルホッピングパターン４４０ａ～４４０ｃとして示されている）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におけるそれぞれのタイムスロットに対してチャネル周波数またはチャネルを定義する。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であってもよく、すなわち、チャネル４をタイムスロット１に関連付け、チャネル６をタイムスロット２に関連付け、チャネル３をタイムスロット３に関連付け、チャネル５をタイムスロット４に関連付け、チャネル７をタイムスロット５に関連付けてもよい。図４において、ホッピングパターン４４０ａは５であるホッピングパターン長（hopping pattern length）を有する。当該ホッピングパターンは繰り返す。例示的な第１反復（iteration）のホッピングパターン４４０ａはタイムスロット１－５（４１１－４１５）を有し、第２反復のホッピングパターン４４０ｂはタイムスロット６－１０（４１１－４１５）を有し、第３反復のホッピングパターン４４０ｃはタイムスロット１１－１５（４３１－４３５）を有する。ホッピングパターンにおけるタイムスロットの数は、スロットフレームにおけるタイムスロットの数と無関係であってもよい。

【0029】

図５は、優先アソシエーションを確立するために子ノード１０４ａとＴＳＣＨネットワーク１００のＴＳＣＨノード１０２ｂとの間の通信タイミング図を示す。図５における通信タイミングは、優先アソシエーションを確立するときに子ノード１０４ａとＴＳＣＨノード１０２ｂとの間において送信される一連のメッセージを示すことを意図する。

【0030】

ＴＳＣＨネットワーク１００と関連付けるために、アソシエーション要求に優先要求を含むべきであると判断するとき、子ノード１０４ａは第１の時間期間５１０にわたってＴＳＣＨノード１０２ｂに優先アソシエーション要求を送信する。それに応じて、ＴＳＣＨノード１０２ｂは第２の時間期間５２０にわたって子ノードに肯定応答メッセージを送信する。子ノード１０４ａは、閾値時間期間にわたって肯定応答メッセージを受信していない場合、優先アソシエーション要求を送信してもよい。図７に関して以下にさらに説明するように、ＴＳＣＨノード１０２ｂは、優先アソシエーション要求を受け付けるかまたは拒否するかを判断し、第３の時間期間５３０にわたって子ノード１０４ａに優先アソシエーション応答５３０を送信する。優先アソシエーション応答はＴＳＣＨノード１０２ｂがアソシエーション要求を受け付けたかまたは拒絶したかを示す。

【0031】

注意すべきなのは、ＴＳＣＨノード１０２ｂからの肯定応答メッセージおよび優先アソシエーション応答は、第２の時間期間５２０および第３の時間期間５３０のそれぞれにわたる個別の通信として送信されるように示されているが、特定の実施態様において、優先アソシエーション応答および肯定応答メッセージは単一のメッセージに組み合わせて子ノード１０４ａに送信してもよいことである。

【0032】

優先アソシエーション応答を受信したとき、子ノード１０４ａは第４の時間期間５４０にわたってＴＳＣＨノード１０２ｂに肯定応答メッセージを送信する。ＴＳＣＨノード１０２ｂは、閾値時間期間にわたって肯定応答メッセージを受信していない場合、優先アソシエーション応答を再送信してもよい。その後、ＴＳＣＨノード１０２ｂがアソシエーション要求を受け付けた場合、子ノード１０４ａとＴＳＣＨノード１０２ｂとは、アソシエーションを開始し、ＩＥＥＥ８０２．１５．４またはＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅによって規定された手順を行う。

【0033】

図６は、ＴＳＣＨノード１０２ｂと接続するような優先アソシエーション要求を開始するために、子ノード１０４ａによって実行される例示の方法６００を示すフローチャートである。例示的な目的のために、方法６００は、図１～図３に示されたシステムの実施形態を参照し、図４に示されたＴＳＣＨタイムスロットの例示を関連しながら説明される。ただし、他の実施形態も可能である。

【0034】

ブロック６１０に示されているように、プロセス６００は、ＴＳＣＨネットワークにおいて１つ以上の利用可能な親ノードをスキャンすることを含む。例えば、初期化が開始するとき、またはスリープ状態から目を覚ますとき、子ノード１０４ａがその通信範囲内に利用可能なＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２ｄをスキャンする。当該スキャンは、ＴＳＣＨネットワーク１００に用いられる異なる周波数チャネルを巡回して隣接するＴＳＣＨ親装置１０２ｂ、１０２ｄからの通信を傾聴することによって行われる。ＴＳＣＨ親装置は利用可能性を示すビーコン信号を間欠的にブロードキャストする。ビーコン信号は、ＴＳＣＨ親装置が新たな子ノードを受け付けるかを示す情報を含んでもよい。子ノード１０４ａは、ビーコン信号を傾聴することによって、ＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２が利用可能であると判断しうる。

【0035】

子ノードは、スキャンによって見つけた利用可能なＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２ｄの数に基づいて、親ノードとの優先アクセスが必要であるかを判断しうる。例えば、子ノードは、その通信範囲内に閾値数の利用可能なＴＳＣＨ親ノードを識別した場合、優先アクセスが必要ではないと判断する。子ノードは、通信範囲内に閾値数より少ない利用可能な親ノードを識別したとき、優先アクセスが必要であると判断する。

【0036】

特定の実施態様において、子ノード１０４ａは、通信範囲内にＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２ｄの数を識別し、親装置の利用可能性を問わずに、識別されたＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２ｄの数に基づいて優先アソシエーション要求が要求されるかを判断する。例えば、子ノード１０４ａは、スキャンによって、または、ＴＳＣＨネットワーク１００に用いられる異なる周波数チャネルを巡回して隣接するＴＳＣＨ装置１０２ａ～１０２ｄからの通信によって、隣接するＴＳＣＨ親ノード１０２ｂ、１０２ｄをスキャンする。この例示において、子ノード１０４ａは、識別された親装置１０２ａ～１０２ｄが利用可能であるかを判断しないが、隣接する親装置１０２ｂ、１０２ｄを識別する。子ノード１０４ａは、その通信範囲内に識別された親装置１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値数より少ない場合、優先要求を送信するかを判断する。

【0037】

ブロック６２０に示されているように、子ノード１０４ａの通信範囲内にＴＳＣＨ親装置１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値数より少ないと判断したとき、１つ以上の親ノード１０２ｂ、１０２ｄのうちの第１の親ノード１０２ｂに子ノードは優先アソシエーション要求を送信する。例えば、ＴＳＣＨ親装置１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値数より少ないと判断したとき、子ノード１０４ａは、当該アソシエーション要求を載せるデータフレーム内の有効ビットの形式で、優先要求を含んでもよい。優先要求が含まれているかを判断する閾値数は、ネットワークのデプロイメント前に子ノード１０４ａにプログラミングされ、子ノード１０４ａが配置されると設定されてもよい。

【0038】

特定の実施態様において、アソシエーション要求は短期優先または長期優先のための期間要求を含む。短期優先の要求とは、限られた時間期間（例えば、ＴＳＣＨノード１０２ｂと子ノード１０４ａとの間の単一の通信活動を完成するのに必要な時間期間）に対して要求される優先を指す。例えば、短期優先の要求によって、子ノード１０４ｂは、ＴＳＣＨノード１０２ｂに電力電流使用計量を報告するなどの特定の活動またはタスクのために、ＴＳＣＨノード１０２ａと関連付けることが可能となる。データ通信の完成後、子ノード１０４ａはＴＳＣＨノード１０２ｂからのアソシエーションを中止する。長期優先の要求とは、ＴＳＣＨノード１０２ｂが活動的で給電されている限り、子ノード１０４ａがＴＳＣＨノード１０２ｂからのアソシエーション中止を要求するまで長く関連付ける優先を指す。

【0039】

子ノード１０４ａは、子ノード１０４ａによって検出されたＴＳＣＨネットワーク１００における１つ以上の条件に基づいて、優先アソシエーション要求とともに短期の期間要求または長期の期間要求を含んでいるかを判断する。例えば、子ノード１０４ａは、ＴＳＣＨネットワーク１００が初期化状態または成熟状態にあると子ノード１０４ａが判断したかに基づいて、短期の期間要求または長期の期間要求を含んでいるかを判断してもよい。

【0040】

初期化状態にあるＴＳＣＨネットワーク１００とは、ＴＳＣＨネットワーク１００がまだ初期化されており、ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄが起動し、隣接するＴＳＣＨ装置１０２ａ～１０２ｄと接続および同期化をし、傾聴している子ノード１０４ａ～１０４ｄに対して利用可能性を知らせるビーコン送信をブロードキャストすることを指す。子ノード１０４ａは、閾値時間期間にわたって通信範囲内にあるとして検出された取得可能なＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄの数を比較することによって、ＴＳＣＨネットワーク１００が初期化状態にあると判断してもよい。例えば、子ノード１０４ａは、複数回のネットワークスキャンを介して取得可能なＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄの数が閾値時間期間にわたって増加したと判断する場合、ＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄが起動してＴＳＣＨネットワーク１００と同期化するプロセスを行っているため、ＴＳＣＨネットワーク１００がまだ初期化状態にあると判断する。ＴＳＣＨネットワーク１００が初期化状態にあると判断したとき（、および、ブロック６２０に関して説明したように、取得可能なＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値数より小さいと判断したとき）、子ノード１０４ａは短期優先のための期間要求を有する優先アソシエーション要求を含む。

【0041】

成熟状態にあるＴＳＣＨネットワーク１００とは、ＴＳＣＨネットワーク１００が安定した数の、閾値時間期間にわたって活動的なＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄを含むことを指す（閾値時間期間の値は子ノード１０４に対してプログラミングによって調整可能である）。例えば、複数回のネットワークスキャンを介して取得可能なＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値時間期間にわたって定数に維持していると判断した場合、新たなＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｄがもう検出されていなかったため、子ノード１０４ａはＴＳＣＨネットワーク１００が成熟状態にあると判断する。ＴＳＣＨネットワーク１００が成熟状態にあると判断したとき（、および、ブロック６２０に関して説明したように、取得可能なＴＳＣＨノード１０２ｂ、１０２ｄの数が閾値数より小さいと判断したとき）、子ノード１０４ａは長期優先のための期間要求を有する優先アソシエーション要求を含む。

【0042】

他の条件も子ノード１０４ａに短期優先のための期間要求を送信させることがある。例えば、特定の実施態様において、子ノード１０４ａは、ＴＳＣＨネットワーク１００の１つ以上のＴＳＣＨノード１０２ａ～１０２ｄの範囲内に入っているモバイル装置を備えてもよい。このような例示において、モバイル装置は、通信範囲内にＴＳＣＨノード１０２ｂとの短期のアクセスを必要としてもよく、それによって、ＴＳＣＨノード１０２ｂはモバイル装置から外部ネットワークへの通信のルーティングを行う。モバイル装置は、優先アソシエーション要求が必要であると判断したとき、短期優先のための期間要求を含んでもよい。他の実施形態において、子ノード１０４ａは、電池の給電によって動作し、電池残量が少ないときに短期優先のための期間要求を送信してもよい。他の実施形態において、子ノード１０４ａは、送信すべきアプリケーションデータがあると知らせられた場合、短期優先のための期間要求を送信してもよい。

【0043】

特定の実施態様において、子ノード１０４ａは、優先を要求しない短期の期間要求を有するアソシエーション要求を送信してもよい。例えば、ネットワークスキャンによって、子ノード１０４ａの通信範囲内のＴＳＣＨノード親１０２ｂ、１０２ｄが閾値数より少ないと判断したとき、子ノード１０４ａは優先を有しない短期優先のためのアソシエーション要求を送信してもよい。１つの例示において、子ノード１０４ａは、任意の親ノード１０２ｂ、１０２ｄに加入する必要があるものの、特定の親ノードとのアソシエーションを必要としないとき、優先を有しない短期優先のためのアソシエーション要求を送信してもよい。子ノード１０４ａは、特定の親ノード１０２ｂ、１０２ｄと接続する必要がある場合、優先を有する短期優先のためのアソシエーション要求を送信してもよい。

【0044】

ブロック６３０に示されているように、プロセス６００は、親ノード１０２ｂから、アソシエーション要求を受け付けるまたは拒絶するアソシエーション応答を受信することをさらに含む。アソシエーション要求を受け付けるアソシエーション応答とは、ＴＳＣＨノード親１０２ｂが子ノード１０４ａをそのノードの接続リストに加えたことを指す。要求を受け付けるアソシエーション応答を受信したとき、子ノード１０４ａおよびＴＳＣＨノード親１０２ｂは、子ノード１０４ａをＴＳＣＨネットワーク１００と同期化させるために、同期化プロセスを開始する。子ノード１０４ａは、アソシエーション要求を拒絶／拒否するアソシエーション応答を受信したとき、その通信範囲内の次の取得可能なＴＳＣＨノード１０２ｄに優先アソシエーション要求を送信する。

【0045】

子ノード１０４ａは、すでに親ノード１０２ｂに短期優先を要求した場合、ブロック６２０に関して説明したように、親ノード１０２ｂとの通信が完成したときに（例えば、監視されたホームエリアネットワークの電力使用量の報告などの活動に関する通信メッセージの送信または受け取りの完成後に）、親ノード１０２ｂからアソシエーションを切断／中止する。

【0046】

図７は、子ノード１０４ｂからのアソシエーション要求を受信および処理するように、親ノード１０２ｄによって実行される例示のプロセス７００を表すフローチャートであり、当該親ノード１０２ｂは優先アソシエーション要求を支援する能力を有する。例示的な目的のために、方法７００は、図１～図３に示されたシステムの実施形態を参照し、図４に示されたＴＳＣＨタイムスロットの例示を関連しながら説明される。ただし、他の実施形態も可能である。

【0047】

ブロック７１０に示されているように、プロセス７００は、ＴＳＣＨネットワーク１００で動作するＴＳＣＨ親ノード１０２ｄにおいて、子ノード１０４ｂからアソシエーション要求を受信することを含む。ＴＳＣＨ親ノード１０２ｄは接続した子ノードのためのエントリのリストをそのメモリ２０４に維持する。エントリの数は、ＴＳＣＨ親ノード１０２ｄに対する最大限のスロット能力に基づく限られた数である（すなわち、親ノード１０２ｄが同時に支援しうる子ノードの最大値である）。優先アソシエーション要求を受け入れるように、ＴＳＣＨ親ノード１０２ｄは、子ノード１０４ａ～１０４ｄからの優先アソシエーション要求のために限られた数のエントリのうちの少なくとも１つのエントリを保留する。よって、限られた数のエントリのうちの第１のセットのエントリは、受信されて優先要求を有するまたは有しないアソシエーション要求のために、ＴＳＣＨノード１０２ｄによって利用される。限られた数のエントリのうちの第２のセットのエントリは、受信されて優先要求を有するアソシエーション要求のために、ＴＳＣＨノード１０２ｄによって保留される。子ノード１０４ｂ、１０４ｃがＴＳＣＨノード１０２ｄに関連付けおよび加入をするとき、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、最大限の子ノード１０２ｄを支援するまで、関連付けられた子ノード１０４ｂ、１０４ｃのそれぞれをエントリのリストに格納する。特定の他の実施例において、ＴＳＣＨノード１０２ｄは優先要求のためにエントリを保留することをしなくてもよい。この場合において、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、優先要求を受信したとき、１つ以上のパラメータ（例えば、最後に受信したパケットの時間、最低信号強度など）に基づいて、すでに接続した子ノード１つを減らすことを選択してもよい。

【0048】

メモリ２０４内の記録は、接続した子ノードのリストの情報を記憶するように、任意の適したソフトウェアテーブルまたはデータベースとして実行されうる。例えば、記録は、ＴＳＣＨノード１０２によって支援された子ノード１０４ｂ、１０４ｃに対して識別子（例えば、ＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレス）、当該子ノード１０４ｂ、１０４ｃが優先アソシエーションを要求したか、および、要求した場合に優先要求の期間などの情報を含んでもよい。

【0049】

ブロック７２０に示されているように、プロセス７００は、アソシエーション要求が優先要求を含むかを判断することをさらに含む。例えば、ＴＳＣＨ親ノード１０２ｄは、入ってくるアソシエーション要求のパケットを処理し、有効された優先ビットを識別し、当該有効された優先ビットは子ノード１０４ｂが優先アソシエーションを要求したことを指す。

【0050】

ブロック７３０に示されているように、アソシエーション要求が優先要求を含まない場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、限られた数のエントリのリストのうちに非保留のエントリが取得可能であるかを判断する。取得可能な非保留エントリとは、ＴＳＣＨノード１０２ｄが優先要求を有しない追加の子ノードを支援する能力を有することを指す。ブロック７５０に示されているように、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、取得可能な非保留エントリがない（すなわち、限られた数のエントリのリスト内の非保留エントリのすべてが接続した子ノード１０４ｂ、１０４ｃで満杯となった）と判断した場合、アソシエーション要求を拒否する。ブロック７４０に示されているように、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、優先アソシエーション要求のために保留されるものではない、かつ、取得可能なエントリが少なくとも１つあると判断した場合、アソシエーション要求を受け付ける。ＴＳＣＨノード１０２ｄは、アソシエーション要求を送信した子ノード１０４ｂの情報をさらにこの取得可能なエントリに加える。

【0051】

ブロック７５０に示されているように、アソシエーション要求が優先要求を含む場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、非保留エントリまたは保留エントリ（すなわち、優先アソシエーション要求を有する子ノード１０４ａ～１０４ｄのために保留するエントリ）が限られた数のエントリのリストから取得可能であるかを判断する。取得可能なエントリがある場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、優先アソシエーション要求を受け付け、優先アソシエーションを要求する子ノード１０４ｂの情報を、接続した子ノードのエントリのリストに加える。特定の実施態様において、ＴＳＣＨノード１０２ｄは長期アソシエーションのための優先アソシエーション要求を（ＴＳＣＨノード１０２ｄが活動的である限り長く）受け付ける。特定の状況において、ＴＳＣＨノード１０２ｄは複数の取得可能な接続スロットを有してもよい（すなわち、エントリのリストにおいて複数の非保留エントリが取得可能であってもよい）。これらの実施態様において、子ノード１０４ｂからの優先アソシエーション要求が長期優先のための期間要求を含む場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは非保留エントリにおける子ノード１０４ｂの情報を含む。子ノード１０４ｂからの優先アソシエーション要求は短期優先のための期間要求を含む場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、保留された子リストの保留エントリにおける子ノード１０４ｂの情報を含む。ただし、他の実施形態も可能である。

【0052】

ブロック７６０に示されているように、取得可能なエントリがない場合、すなわち、ＴＳＣＨノード１０２ｄが最大限の数の子ノード１０４ｂ、１０４ｃを支援している場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは、優先のアソシエーション要求を送信した子ノードと関連付け続けるが、閾値数の優先アソシエーションが達成されるまで、以前に優先なしで接続している子ノードを中止する。閾値数はネットワーク管理者によってＴＳＣＨノード１０２ｄの設定を介して設定可能である。閾値数の優先子ノードと関連付けているとき、ＴＳＣＨノード１０２ｄは追加の子ノードからのその後アソシエーション要求を拒否する。

【0053】

例えば、図１を参照すると、子ノード１０４ｂは既にＴＳＣＨノード１０２ｄと関連付けている、以前に接続した子ノードであってもよい。ＴＳＣＨノード１０２ｄは、子ノード１０４ｃから優先要求を有するアソシエーション要求を受信する場合、当該アソシエーション要求を拒否してもよく、子ノード１０４ｃの短期アソシエーションを許可するために子ノード１０４ｂとのアソシエーションを一時的に中止してもよい。ＴＳＣＨノード１０２ｄは、子ノード１０４ｂを保留エントリのリストから一時的に除去し、子ノード１０４ｃを短期期間（例えば、子ノード１０４ｃに単一の通信活動を完成させる時間期間）のための保留エントリのリストに加える。

【0054】

特定の実施態様において、ＴＳＣＨノード１０２ｄはネットワーク条件に基づいて接続した子ノード１０４ｂ、１０４ｃの優先期間設定を変更してもよい。例えば、特定の状況において、（長期の期間要求を有する優先アソシエーションを介して接続した）第１の接続した子ノード１０４ｂは通信範囲を出て時間量の閾値にわたってＴＳＣＨノードと通信しなくなってもよい。このような実施形態において、第２の接続した子ノード１０４ｃが優先アソシエーションを用いてＴＳＣＨノード１０２ｄと関連付けようと試す場合、ＴＳＣＨノード１０２ｄは第１の接続した子ノード１０４ｂの優先期間設定を変更してもよい。時間量の閾値はネットワーク管理者によって設定可能である。

【0055】

プロセス７００は、ＴＳＣＨノード１０２ｄからアソシエーションを要求した子ノード１０４ｂ、１０４ｃにアソシエーション応答を送信することをさらに含む。アソシエーション応答は、子ノードからのアソシエーション要求が受け付けたことを示し、または、拒絶の理由（例えば、ネットワークが能力上限になった）を示す情報とともに拒絶／拒否されたことを示す。

【0056】

本保護対象はここで具体的な実施概念に関連して詳細に説明されたが、本分野の当業者は上述した説明を理解した上で、このような実施形態の代替例、変形例または均等例を容易に製造しうることが理解されるであろう。したがって、理解されるべきなのは、本開示は、限定の目的ではなく例示の目的で開示されており、当業者にとっては明らかに、本保護対象の変更例、変形例および／または追加例の包含が排除されていない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】