特許 7250822 クリティカルパスノードのための接続性の管理

(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】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】クリティカルパスノードのための接続性の管理

(51)【国際特許分類】

   H04W 40/14 20090101AFI20230327BHJP

   H04W 48/14 20090101ALI20230327BHJP

   H04W 48/10 20090101ALI20230327BHJP

   H04W 84/22 20090101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

H04W40/14

H04W48/14

H04W48/10

H04W84/22

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020562705

(86)(22)【出願日】2019-04-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-09-09

(86)【国際出願番号】 US2019027798

(87)【国際公開番号】W WO2019217041

(87)【国際公開日】2019-11-14

【審査請求日】2022-04-15

(31)【優先権主張番号】15/974,499

(32)【優先日】2018-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】ローレンス・ハリス

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・スコット・ヘット

【審査官】桑江 晃

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５４７２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－６９８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノードをネットワークに加入させる方法であって、
第１のネットワーク及び中央システムの間におけるバックホール接続の状態を示す情報を含む第１のビーコンを上記第１のネットワークから受信することと、
上記第１のビーコンを分析して、上記第１のビーコンに関連付けられた第１のネットワークと上記中央システムとの間におけるバックホール接続が利用可能であるか否かを決定することと、
上記第１のビーコンに関連付けられた上記第１のネットワークのためのバックホール接続が利用可能でない場合、さらなるビーコンのリッスンを続けることと、
第２のネットワーク及び上記中央システムの間におけるバックホール接続の状態を示す情報を含む第２のビーコンを上記第２のネットワークから受信することと、
上記第２のビーコンを分析して、上記第２のビーコンに関連付けられた第２のネットワークと上記中央システムとの間におけるバックホール接続が利用可能であるか否かを決定することと、
上記第２のビーコンに関連付けられた上記第２のネットワークのためのバックホール接続が利用可能である場合、上記第２のビーコンに関連付けられた上記第２のネットワークに加入する第１のメッセージの送信と、上記ネットワークに加入した後、上記ノードが、上記第２のネットワーク及び上記中央システムの間におけるバックホール接続を必要とするクリティカルノードであることを示す第２のメッセージの送信とにより、上記第２のビーコンに関連付けられた上記第２のネットワークに加入することとを含む、
方法。

【請求項2】

ルートノードによって、上記第２のメッセージに対応する第３のメッセージであって、上記ノードと、上記第２のメッセージに対応するメッセージを転送した上記ルートノードとの間の各ノードの識別情報を含む第３のメッセージを受信することと、
上記ルートノードによって、上記第３のメッセージにおける上記識別情報を用いてクリティカルパスを識別することとをさらに含む、
請求項１記載の方法。

【請求項3】

第３のビーコンを受信することと、
上記第３のビーコンを分析して、上記第２のネットワークのためのバックホール接続が利用可能であるか否かを決定することと、
上記第２のネットワークのためのバックホール接続が利用不可能である場合、他の１つのネットワークを探索することとをさらに含む、
請求項１記載の方法。

【請求項4】

第４のビーコンを受信することと、
上記第４のビーコンを分析して、上記第４のビーコンに関連付けられたネットワークのためのバックホール接続が利用可能であるか否かを決定することと、
上記第４のビーコンに関連付けられたネットワークのためのバックホール接続が利用可能である場合、上記第２のネットワークから上記第４のビーコンに関連付けられたネットワークに切り換えることとをさらに含む、
請求項３記載の方法。

【請求項5】

上記ノードが上記第４のビーコンに関連付けられたネットワークに切り換えたことを示すＤＡＯ（Destination Advertisement Object）メッセージを送信することをさらに含む、
請求項４記載の方法。

【請求項6】

上記第２のメッセージはＤＡＯ（Destination Advertisement Object）メッセージであり、上記ノードがクリティカルノードであることを示す情報はＤＡＯフラグによって提供される、
請求項１記載の方法。

【請求項7】

ネットワークに加入したノードによって実行される方法であって、
上記ネットワーク及び中央システムの間におけるバックホール接続が利用可能であることを示す情報を含むビーコンを送信することと、
第２のノードから、上記ネットワークを探索して加入するメッセージを受信することと、
上記第２のノードを、上記ノードに対する子ノードとして、上記ネットワークに加入させることと、
上記第２のノードが、上記ネットワーク及び上記中央システムの間におけるバックホール接続を必要とするクリティカルノードであること、又は、上記第２のノードが、上記ネットワーク及び上記中央システムの間におけるバックホール接続を必要とするクリティカルノードである第３のノードと、上記ネットワークのルートノードとの間におけるクリティカルパスに存在することを示す第２のメッセージを上記第２のノードから受信することと、
上記第２のメッセージの受信に応答して、上記ノードが上記クリティカルパスに存在すると決定することとを含む、
方法。

【請求項8】

上記ネットワークのためのバックホール接続が利用不可能であることを示す情報を含む第２のビーコンを受信することと、
他の１つのネットワークを探索することとをさらに含む、
請求項７記載の方法。

【請求項9】

上記ネットワークのためのバックホール接続が利用不可能であることを示す情報を含む第２のビーコンを受信することと、
第２のネットワークのためのバックホール接続が利用可能であることを示す情報を含む第３のビーコンを受信することと、
上記ネットワークから上記第２のネットワークに切り換えることとをさらに含む、
請求項７記載の方法。

【請求項10】

上記第２のノードがもはや子ノードではないと決定することと、
上記第２のノードがもはや子ノードではないと決定したことに応答して、他の任意の子ノードがクリティカルノード又はクリティカルパスノードであるか否かを決定することと、
クリティカルノード又はクリティカルパスノードである他の子ノードが存在しない場合、上記ノードがもはやクリティカルパスに存在しないと決定することとをさらに含む、
請求項７記載の方法。

【請求項11】

上記第２のメッセージはＤＡＯ（Destination Advertisement Object）メッセージであり、上記第２のノードがクリティカルノードであることを示す情報はＤＡＯフラグによって提供される、
請求項７記載の方法。

【請求項12】

上記第２のメッセージはＩＰｖ６メッセージであり、上記第２のノードがクリティカルノードであることを示す情報はホップごとの拡張ヘッダにおいて提供される、
請求項７記載の方法。

【請求項13】

ネットワークに加入したノードであって、
処理装置と、
ネットワークにおいて通信可能なネットワークインターフェースと、
クリティカルパスモジュールによって構成されたメモリとを備え、
上記クリティカルパスモジュールの実行にあたっては、上記ノードは、
第２のノードから、上記ネットワークを探索して加入するメッセージを受信し、
上記第２のノードを、上記ノードに対する子ノードとして、上記ネットワークに加入させ、
上記第２のノードが、上記ネットワーク及び中央システムの間におけるバックホール接続を必要とするクリティカルノードであること、又は、上記第２のノードが、上記ネットワーク及び上記中央システムの間におけるバックホール接続を必要とするクリティカルノードである第３のノードと、上記ネットワークのルートノードとの間におけるクリティカルパスに存在することを示す第２のメッセージを上記第２のノードから受信することと、
上記第２のメッセージの受信に応答して、上記ノードが上記クリティカルパスに存在すると決定するように構成される、
ノード。

【請求項14】

上記クリティカルパスモジュールの実行にあたっては、上記ノードは、
上記ネットワークのためのバックホール接続が利用不可能であることを示すビーコンを受信し、
第２のネットワークに関連付けられた第２のビーコンであって、上記第２のネットワークのためのバックホール接続が利用可能であることを示す第２のビーコンを受信し、
上記ネットワークから上記第２のネットワークに切り換えるようにさらに構成される、
請求項１３記載のノード。

【請求項15】

上記第２のメッセージはレイヤ３メッセージである、
請求項１３記載のノード。

【請求項16】

上記クリティカルパスモジュールの実行は、
上記第２のノードがもはや子ノードではないと決定し、
上記第２のノードがもはや子ノードではないと決定したことに応答して、他の任意の子ノードがクリティカルノードであるか否かを決定し、
クリティカルノードである他の子ノードが存在しない場合、上記ノードがもはやクリティカルパスに存在しないと決定するように上記ノードをさらに構成する、
請求項１３記載のノード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メッシュネットワークにおけるノードの管理に関し、特に、クリティカルパスノードのための接続性を管理することに関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＡＮアーキテクチャは、バックホール接続の一時的喪失のようなネットワークにおける一時的な混乱が存在する場合にスラッシングを防ぐために、ネットワークトポロジーにおけるヒステリシスを有することがある。しかしながら、一部のシステム及び装置は、バックホール接続の一時的喪失を許容することができず、いったんバックホール接続が利用不可能になるとＰＡＮを切り換える必要がある。

【0003】

概して、ルートノードは、バックホール接続の状態をＰＡＮにおける他のノードに日常的に伝達することはない。代わりに、各ノードは、上位層のメッセージを送信し、バックホールから応答を受信することで、バックホール接続の状態を決定する必要がある。ノードはＰＡＮに加入するまで上位層のメッセージを送信できないので、ノードは、加入前にバックホール接続の状態を決定することができない。バックホール接続を必要とするノードは、ＰＡＮに加入し、その後、バックホール接続が利用不可能であると決定してもよい。

【0004】

その現在のＰＡＮのためのバックホール接続が利用不可能であると決定するノードは、ＰＡＮを切り換える必要があると決定してもよい。しかしながら、ノードから他の１つのＰＡＮが直接的には見えない場合があり、このことは、異なるＰＡＮへの切り換えを遅延させる可能性がある。

【0005】

ノードがＰＡＮを切り換える場合、任意の子ノードは、新たな親ノードを発見することにより現在のＰＡＮにとどまるか、又は、現在のＰＡＮから脱退して新たなＰＡＮに加入することにより新たなＰＡＮに切り換える。この処理は、時間がかかり、子ノードが新たな親を位置決めするか脱退／加入処理を完了するまで、子ノードを利用不可能にする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、メッシュネットワークにおけるノードを管理するためのシステム及び方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の態様は、ノードがバックホール接続の状態を決定して利用可能なバックホール接続を備えたＰＡＮに加入又は切り換える方法の改善を提供する。本発明の追加の態様は、ノードが子ノードを有する場合にＰＡＮを切り換えるための、より効率的な方法を提供する。ノードは、切り換えを行うときに、切り換えの理由にかかわらず、その子ノードを伴ってもよい。

【0008】

ノードは、ＰＡＮに加入する前に、バックホール接続の状態を考慮してもよい。ノードは、利用可能なバックホール接続を必要とするクリティカルノードであってもよい。バックホール接続の状態は、ビーコンのようなレイヤ２メッセージに含まれてもよい。一例において、バックホール状態情報は、ビーコンにおける情報要素に含まれる。

【0009】

いったんクリティカルノードがＰＡＮに加入すると、クリティカルノードからＰＡＮのルートへのクリティカルパスが確立されてもよい。一例において、クリティカルパスを確立するために、ＤＡＯメッセージのようなレイヤ３メッセージが使用される。クリティカルパスに沿ったノードは、現在のＰＡＮのためのバックホール接続が利用不可能になったとき、新たなＰＡＮを探索して加入してもよい。

【0010】

ノードが新たなＰＡＮに切り換えるとき、当該ノードは、切り換えを、その子ノードと協調動作させてもよい。切り換えるノードは、新たなＰＡＮを識別し、新たなＰＡＮのためのタイミング同期情報を取得する。切り換えるノードは、その子ノードに、新たなＰＡＮのためのタイミング同期情報と、新たなＰＡＮに切り換える時刻とを送る。切り換えるノード及び子ノードは、現在のＰＡＮ及び新たなＰＡＮの両方のためのタイミング同期情報を保持する。切り換えの時刻において、切り換えるノード及びその子ノードは新たなＰＡＮに切り換える。切り換えが生じる場合は常に、ノードは、新たなＰＡＮへの切り換えを、その子ノードと協調動作させてもよい。協調動作は、バックホール接続の喪失に基づく切り換えに限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の１つの態様に係る２つのＰＡＮ及び非加入のクリティカルノードを示す図である。

【図2】本発明の１つの態様に係るＰＡＮに加入したクリティカルノードを示す図である。

【図3】本発明の１つの態様に係るＰＡＮのためのバックホール接続の喪失を示す図である。

【図4】本発明の１つの態様に係る異なるＰＡＮに切り換えるクリティカルノードを示す図である。

【図5】本発明の１つの態様に係る異なるＰＡＮに切り換える親ノードを示す図である。

【図6】本発明の１つの態様に係る異なるＰＡＮに切り換える親ノード及びその子ノードを示す図である。

【図7】本発明の１つの態様に係る加入するノード及び２つのＰＡＮの間の通信を示す図である。

【図8】本発明の１つの態様に係る例示的なノードを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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ためではなく、本願に開示された発明の概念についての理解を支援する実施例を提供するために言及される。本発明の他の態様、利点、及び特徴は、本願全体に目を通すことにより明らかになるであろう。

【0013】

本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明が添付の図面を参照して読まれるとき、さらに理解される。

【0014】

本発明は、メッシュネットワークにおいてノードを管理するためのシステム及び方法であって、クリティカルノードをＰＡＮに加入させることと、クリティカルパスを生成して保持することと、クリティカルパスノードによってＰＡＮの切り換えを行うことと、ＰＡＮを切り換えるときに親／子関係を保持することとを含むシステム及び方法に関する。クリティカルノードは、ＰＡＮに加入する前に、ＰＡＮのためのバックホール接続の状態を考慮してもよい。いったん加入すると、クリティカルノードからルートまでのクリティカルパスが識別される。クリティカルノードを含むクリティカルパスに沿ったノードは、現在のＰＡＮのためのバックホール接続が利用不可能になる場合に、新たなＰＡＮに加入することを試みてもよい。ＰＡＮのためのバックホール接続の状態は、ビーコンにおける情報要素（information element：ＩＥ）として伝達されてもよい。クリティカルパスノードが、１つ又は複数の子ノードを有する親ノードであり、ＰＡＮを切り換える場合、クリティカルパスノード及び子ノードは、それらの親子関係を保持しながら、ＰＡＮを切り換えてもよい。親ノードは、バックホール接続の喪失以外の理由でＰＡＮを切り換える場合、その子ノードとの親子関係を保持してもよい。

【0015】

クリティカルノード及びクリティカルパス．
図１は、２つのＰＡＮ、すなわちＰＡＮ Ａ及びＰＡＮ Ｂを示す。ノード１１０はＰＡＮ Ａのルートであり、ノード１５０はＰＡＮ Ｂのルートである。ＰＡＮ ＡはノードＡ－１～Ａ－６を含み、ＰＡＮ ＢはノードＢ－１及びＢ－２を含む。バックホール接続１０４はＰＡＮ Ａに中央システム１０２を接続し、バックホール接続１０６はＰＡＮ Ｂに中央システムを接続する。図１には図示しないが、ＰＡＮ及び中央システム１０２の間に任意個数の介在する装置が存在してもよい。

【0016】

ノード１１０及びノード１５０は、それらの各バックホール接続の状態をモニタリングし、それらのビーコンにおいて、それらのバックホール接続の状態に関する情報を含む。一例において、それらは、ＮＴＰサーバに接続されているか否かを決定し、そうならば、それらのバックホール接続が利用可能であると決定する。他の実施例は、それらのバックホール接続が利用可能であるか、それとも利用不可能であるかを決定するための他のファクターであって、特定のシステム又はサーバへの接続、又は、時間ソースへの接続を含むが、これらに限定されないファクターを考慮してもよい。各ノードは、その各ビーコンにおけるＩＥにおいて、その現在のバックホール状態情報を含む。このＩＥは、新たなＩＥであってもよく、又は、既存のＩＥであってもよい。既存のＩＥが使用される場合、バックホール状態情報がＩＥに追加されてもよい。バックホール状態情報を含む任意のタイプのＩＥは、ここでは、バックホール状態ＩＥと呼ばれる。バックホール状態情報は１ビットで伝送されてもよく、ここで、第１の値は、バックホール接続が利用可能であることを示し、第２の値は、バックホール接続が利用不可能又は未知であることを示す。いくつかの実施例では、バックホール状態情報は、バックホール接続がその現在の状態にあった時間長のような追加情報を含む。例えば、最後の状態変化の時刻を示すタイムスタンプが使用されてもよい。図１に示した実施例において、バックホール接続１０４は利用可能であり、バックホール接続１０６は利用不可能である。

【0017】

図１において、ノードＮは、どちらのＰＡＮにも加入されないクリティカルノードである。クリティカルノードは、バックホール接続を必要とするノードである。それは、バックホール接続が利用可能になる場合、バックホール接続が再接続するまで待機できない可能性がある。クリティカルノードの一例は、ラインセンサ、スイッチ、及び再閉路装置のようなＤＡ（Distribution Automation）機器に関連付けられたノードである。ノードは、設置時にクリティカルノードとして指定されてもよく、又は、設置後にクリティカルノードとして指定されてもよい。

【0018】

ノードＮは、ＰＡＮ ＡからビーコンＡを受信し、ＰＡＮ ＢからビーコンＢを受信する。この例では、ビーコンＡは、バックホール接続１０４が利用可能であることを示すバックホール状態ＩＥを含み、ビーコンＢは、バックホール接続１０６が利用不可能であることを示すバックホール状態ＩＥを含む。ノードＮはクリティカルノードであるので、それはＰＡＮ Ａに加入する。クリティカルノードは、例えば、ランク、負荷などのような他のファクターがＰＡＮへの加入に好適であるかもしれなくても、利用不可能なバックホール接続を有するＰＡＮへの加入を避けるように構成されてもよい。

【0019】

図２は、ノードＮが加入した後のＰＡＮ Ａを示す。ノードＮが加入した後、それは、ノードＮをクリティカルノードとして識別するＤＡＯメッセージを送信する。一例において、ノードＮは、それがクリティカルノードであることを示すビットをＤＡＯフラグフィールドに設定する。ＤＡＯメッセージに基づいて、ＰＡＮ Ａのためのルートであるノード１１０は、ノードＮのためのクリティカルパスを決定し、ノードＮのためのクリティカルパス、すなわち、ノードＮ、ノードＡ－５、ノードＡ－４、及びノードＡ－１を含むパスを記述する情報を格納する。ルートは、クリティカルパスが適所にあることを示すように設定されたビットを有するＤＡＯ－ＡＣＫメッセージをノードＮに送信してもよい。

【0020】

いくつかの実施例では、ルート及びノードＮの間の各ノードがＤＡＯ－ＡＣＫメッセージを受信するとき、ノードは、ビットをチェックし、それがクリティカルパスノードであると決定する。ノードがクリティカルパスノードをサポートしない場合、それは、メッセージを受信した後に、メッセージを転送しない。代わりに、それは、メッセージを廃棄してもよく、又は、エラーメッセージを送信してもよい。

【0021】

ノードＮは、それがクリティカルノードであることを示すために、ＩＰｖ６メッセージのホップごとの拡張ヘッダにおける表示を含むがそれに限定されない、他のタイプのメッセージ又は他のフィールドを使用してもよい。一例において、ノードＮは、それがクリティカルノードでありクリティカルパスを要求していることを示すビットを、ホップごとの拡張ヘッダにおいて設定する。ノードＡ－５がクリティカルパスノードをサポートする場合、それは、メッセージを受信し、ビットをチェックし、前クリティカルパス状態に入り、メッセージを次のノードに転送する。この処理は、メッセージがＰＡＮ Ａのルートに達するまで繰り返される。クリティカルパスが適所にあることを示すメッセージをルートがノードＮに送信するとき、ルート及びノードＮの間のノードは、メッセージを検査し、前クリティカルパス状態からクリティカルパス状態に遷移してもよい。

【0022】

ＰＡＮ Ａが無線メッシュネットワークかもしれないので、ノードＮのためのクリティカルパスは変化しうる。クリティカルパスが変化する場合、ノードＮのためのクリティカルパスは、追加のノード又は異なるノードを含んでもよい。ルートによって保持されたクリティカルパス情報と、変化の影響を受ける各ノードのクリティカルパス状態とは、クリティカルパスにおける変化を反映するように更新される。

【0023】

ノードＮがＰＡＮ Ａに加入した後、それは、バックホール状態ＩＥを含むビーコンを生成して送信する。ノードＮは、その親ノードＡ－５又はＰＡＮ Ａにおける他のノードから受信するビーコンから、バックホール状態ＩＥの情報を取得する。

【0024】

バックホール接続及びクリティカルパスの喪失．
図３は、ＰＡＮ Ａのバックホール接続が利用不可能になり、ＰＡＮ Ｂのバックホール接続が利用可能であるシナリオを示す。ノード１１０が、そのバックホール接続が利用不可能であることを検出する場合、次いで、それは、バックホール状態ＩＥにおいてバックホール状態情報を含むビーコン、すなわちビーコンＡを発生してもよい。バックホール接続の状態に関する情報は、ＰＡＮ Ａのためのバックホール接続が利用不可能であることを示すバックホール状態ＩＥを有するビーコンをノードＮが受信するまで、ネットワークを介して伝搬される。ノードＮはクリティカルノードであるので、それは、いったんその現在のＰＡＮのためのバックホール接続が利用不可能であると決定すると、加入するための新たなＰＡＮの探索を開始してもよい。ノードＮが、ＰＡＮ ＢからのビーコンＢのような、異なるＰＡＮからのビーコンを受信する場合、それは、ＰＡＮを切り換えるか否かを決定するときに、ＰＡＮ Ｂのためのバックホール接続が利用可能であるか否かを考慮してもよい。それは、ＰＡＮを切り換えると決定する場合、ＰＡＮ Ｂに加入するために、図１及び図２に関して上述したものと同様の処理を行ってもよい。この例において、ＰＡＮ Ａに加入した他のノードは、図４に示すように、ＰＡＮ Ａに加入し続けてもよい。

【0025】

ノードＮがＰＡＮ Ｂに加入する場合、その親ノード、すなわちノードＡ－５は、ノードＮがもはや子ノードではないと決定する。一例において、ノードＮは、ＰＡＮ Ｂに加入する前にノードＡ－５に関連付け解除メッセージを送信することで、ノードＡ－５に切り換えを通知する。ノードＮは、クリティカルノード又はクリティカルパスノードである他の任意の子ノードを有するか否かを決定する。それは、クリティカルノード又はクリティカルパスノードである他の任意の子ノードをもたない場合、それがもはやクリティカルパスには存在しないと決定し、それがもはやクリティカルパスノードではないことを示すＤＡＯメッセージを送信する。同様に、ノードＡ－４は、クリティカルノード又はクリティカルパスノードである子ノードをもたない場合、それがもはやクリティカルパスノードではないことを示すＤＡＯメッセージを送信する。ノードＡ－１は、クリティカルノード又はクリティカルパスノードである子ノードをもたない場合、その親ノード、すなわちノード１１０にＤＡＯメッセージを送信し、ノード１１０は、ノードＮのためのクリティカルパスを除去する。ノードＡ－５は、クリティカルノード又はクリティカルパスノードであるもう１つの子ノード、例えばノードＡ－６を有する場合、クリティカルパスノードのままであってもよい。この状況において、ノード１１０は、ノードＡ－６のクリティカルパス情報を格納する。いったん、ノード、例えばノードＡ－５がもはやクリティカルパスノードではなくなると、それは、その現在のＰＡＮ及び目標ＰＡＮのためのバックホール接続の状態以外のファクターに基づいて、その現在のＰＡＮに加入し続けるか又は目標ＰＡＮに切り換えてもよい。

【0026】

いくつかの例において、クリティカルノードは、他の１つのＰＡＮからビーコンをごくまれに受信することがある。現在のＰＡＮのためのバックホール接続が利用不可能である間に、いったん、クリティカルパスにおけるノードが、利用可能なバックホール接続を有する他の１つのＰＡＮからビーコンを受信すると、それはＰＡＮを切り換えてもよい。例えば、ノードＡ－５は、ＰＡＮ Ａのためのバックホール接続が利用不可能であることを示すバックホール状態ＩＥを有するビーコンをノードＡ－４又はＰＡＮ Ａにおける他の１つのノードから受信する場合、異なるＰＡＮを探索して加入してもよい。ノードＡ－５がクリティカルパスに存在するので、それは、それがクリティカルパスに存在しなかった場合よりも積極的に異なるＰＡＮを探索してもよい。いくつかの実施例では、ノードは、異なるＰＡＮをどのくらい積極的に探索するかを決定する際に、そのＲＰＬレイヤを考慮する。例えば、レイヤ１ノードは、下位のレイヤのノードほど積極的でなくてもよい。

【0027】

ノードＡ－５が、ＰＡＮ ＢからのビーコンＢのような、異なるＰＡＮからのビーコンを受信する場合、それは、ＰＡＮ Ｂのためのバックホール接続が利用可能かどうかに基づいて、ＰＡＮを切り換えるか否かを決定してもよい。ＰＡＮ Ｂのためのバックホール接続が利用可能である場合、図５に示すように、ノードＡ－５はＰＡＮ Ｂに加入する。図５は、ノードＡ－５がＰＡＮ Ｂに加入した後、その子ノード、すなわちノードＡ－６及びノードＮが、ＰＡＮ Ａ及びＰＡＮ Ｂのいずれにも加入しない可能性があることを示す。図５では、ノードＡ－５は、クリティカルノードではなく、かつ、クリティカルノードである子ノードをもたないので、ＰＡＮ Ｂに加入した後でそれ自体をクリティカルノード又はクリティカルパスノードとして識別しない。いくつかの実施例では、ノードＡ－６及びノードＮはそれぞれ、別個の加入処理を実行する。各ノードは、新たな親ノードを発見することでＰＡＮ Ａに再加入するか、ノードＡ－５（そのＰＡＮ Ａの親ノード）を介してＰＡＮ Ｂに加入するか、異なる親ノードを発見することでＰＡＮ Ｂに加入してもよい。ノードＮがクリティカルノードであり、ＰＡＮ Ａのためのバックホール接続が利用不可能であるので、ノードＮはＰＡＮ Ｂに加入する。ノードＮがノードＡ－５の子ノードとしてＰＡＮ Ｂに加入するシナリオにおいて、ノードＮは、ノードＮをクリティカルノードとして識別するＤＡＯメッセージを送信する。クリティカルパスは、図２に関して上に議論したものと類似した方法で確立される。

【0028】

いくつかの実施例では、イーサネット又はセルラーのような２次的なバックホール接続が利用可能である可能性がある。そうであれば、クリティカルパスノードが、バックホール接続が利用不可能であることを示すバックホール状態ＩＥを備えたビーコンを受信する場合、ノードは、現在のＰＡＮに残って２次バックホール接続を使用することを選択してもよい。

【0029】

バックホール状態ＩＥが、バックホール接続が利用不可能であることを示し、また、バックホール接続が利用不可能であった時間長に関する情報を含む場合、クリティカルパスノードは、新たなＰＡＮにいつ切り換えるのかを決定するとき、バックホール接続が利用不可能であった時間長を考慮してもよい。

【0030】

上述の例は、クリティカルノードに関連したバックホール状態ＩＥの使用について議論するが、バックホール状態ＩＥは、バックホール状態情報が有用である場合には常に使用されてもよい。それは、クリティカルパスノードによる使用に限定されない。

【0031】

ＰＡＮを切り換える際における親子関係の保持．
ノードは、新たなＰＡＮに切り換えるとき、既存の親子関係を保持してもよい。バックホール接続が失われるので、又は、他の任意の理由で、切り換えが生じてもよい。

【0032】

引き続き図３の例を参照すると、ノードＡ－５は、ＰＡＮ Ｂに加入するとき、その子ノードを伴ってもよい。いったん、ノードＡ－５が、目標ＰＡＮに切り換えようとしていると決定すると、ノードは、その現在のＰＡＮ、例えばＰＡＮ Ａと、その目標ＰＡＮ、例えばＰＡＮ Ｂとの両方のためのタイミング同期情報を保持する。ノードＡ－５は、目標ＰＡＮにおけるビーコンから目標ＰＡＮのためのタイミング同期情報を取得する。ノードＡ－５は、目標ＰＡＮに切り換えるように計画された時刻とともに、目標ＰＡＮのためのタイミング同期情報を、その子ノード、すなわちノードＡ－６及びノードＮに伝達する。タイミング同期情報及び切り換え時刻は、ノードＡ－５からのビーコンにおいて伝達されてもよい。例えば、ビーコンにおけるＩＥは、現在、ネットワークに関する情報を提供し、絶対スロット番号、チャンネルホッピングシーケンス、及び時間スロットオフセット情報を含む。ビーコンにおけるＩＥは、ＰＡＮ切り換えタイムスタンプを含むように変更されてもよい。ノードＡ－５をそれらの親ノードとして認識するノードのみが、タイミング同期情報及び切り換え時刻に基づいて動作してもよい。いったん、ノードＡ－６及びノードＮが、タイミング同期情報及び切り換え時刻を有するビーコンを受信すると、これらのノードは、ＰＡＮ Ａ及びＰＡＮ Ｂの両方のためのタイミング同期情報を保持する。切り換え時刻において、ノードＡ－５と、その子ノード、すなわちノードＡ－６及びノードＮとは、図３に示すようにＰＡＮ Ａから、図６に示すようにＰＡＮ Ｂに切り換える。切り換えの後、ノードＡ－５は、ＤＩＳメッセージをノードＢ－２に送信することで、ノードＢ－２からのＤＩＯメッセージをトリガしてもよい。ＤＩＯメッセージに応答して、ノードＡ－５は、その子ノード、すなわちノードＮがクリティカルノードであることと、ノードＡ－５がクリティカルパスに存在することとを示すＤＡＯメッセージを送信してもよい。いったんノードＡ－５がＤＡＯ－ＡＣＫメッセージを受信すると、それは、その子ノードが新たなネットワークプリフィックスを取得しうるように、ユニキャスト、マルチキャスト、又はブロードキャスト方法を用いて、ＰＡＮ Ａから伴われたその子ノード、例えばノードＡ－６及びノードＮにＤＩＯメッセージを送信してもよい。

【0033】

ノードがＰＡＮ Ｂに切り換えた後、クリティカルパスは、ノードＡ－５、ノードＢ－２、ノードＢ－１、及びノード１５０を含む。ノードＡ－５、ノードＡ－６、及びノードＮをともに目標ＰＡＮに切り換えることによって、タイミング及びネットワーク接続性が保持され、子ノード、例えばノードＡ－６及びノードＮの利用可能性が改善される。

【0034】

親ノードが任意の理由でターゲットＰＡＮに切り換えていると決定するとき、ノード間の親子関係が保持されてもよい。親ノードがクリティカルパスノードである場合又は切り換えがバックホール接続状態に基づく場合の状況には限定されない。

【0035】

クリティカルノード及びＰＡＮの間の通信．
図７は、ＰＡＮを探索して加入するクリティカルノード７０４を示す。ノード７０４は、最初に、メッシュネットワーク７０２に対応するＰＡＮに加入するか否かを決定する。７１０において、ネットワーク７０２のためのバックホール接続が利用不可能になる。続いて、７１２において、ネットワーク７０２のための境界ルータ又はルートノードは、バックホール接続の喪失をネットワークに伝達する。一例において、境界ルータは、バックホール接続が利用不可能であることを示すバックホール状態ＩＥを有するビーコンを送信する。クリティカルノード７０４は、加入するネットワークを発見するために、７１４において、ビーコンのリッスンを開始する。７１６において、ノード７０４は、ネットワーク７０２からビーコンを受信する。ビーコンは、ネットワーク７０２がそのバックホール接続を喪失したことを示すバックホール状態ＩＥを含む。ノード７０４がクリティカルノードであるので、それは、利用可能なバックホール接続を有するネットワークを発見するために、さらなるビーコンのリッスンを続ける。

【0036】

７２０において、メッシュネットワーク７０６に対応するＰＡＮのためのバックホール接続が利用可能である。７２２において、ネットワーク７０６のための境界ルータは、バックホール接続が利用可能であることをネットワークに伝達する。一例において、境界ルータは、バックホール接続が利用可能であることを示すバックホール状態ＩＥを有するビーコンを送信する。７２４において、ノード７０４は、ネットワーク７０６からビーコンを受信する。ネットワーク７０６からのビーコンが、バックホール接続が利用可能であることを示すので、ノード７０４は、それがネットワーク７０６に加入しようとすると決定する。ノード７０４及びネットワーク７０６は、レイヤ２におけるメッセージ交換７２６及び７２８を行う。メッセージ交換は、関連付け要求及び関連付け応答メッセージを含んでもよい。他のタイプのメッセージ交換も可能である。いったんレイヤ２において加入すると、ノード７０４及びネットワーク７０６は、レイヤ３においてもう１つのメッセージ交換を行う。例えば、ノード７０４は、それがクリティカルノードであることを示すＤＡＯメッセージを送信してもよく、ネットワーク７０６内のノードは、ＤＡＯ－ＡＣＫメッセージにより応答してもよい。

【0037】

７３４において、ネットワーク７０６のためのバックホール接続が利用不可能になる。続いて、７３６において、ネットワーク７０６のための境界ルータは、バックホール接続の喪失をネットワークに伝達する。７３８において、ネットワーク７０６からのビーコンは、ネットワーク７０６のためのバックホール接続が利用不可能であることを示す。ビーコンの受信に応答して、７４０において、ノード７０４は新たなＰＡＮの探索を開始する。

【0038】

図７はバックホール状態情報を伝達するためにビーコンを用いるが、他の実装では、他のタイプのレイヤ２メッセージ又は適正フレームを含むがこれらに限定されない、異なるタイプのメッセージを使用してもよい。

【0039】

例示的なノード．
図８は例示的なノード８００を示す。ノードは、バス８０６を介して通信可能にそれぞれ接続された、プロセッサ８０２、メモリ８０４、及び送受信装置８２０を含んでもよい。ノード８００の構成要素は、Ａ／Ｃ電源によって、又は、バッテリー（図示せず）のような小エネルギー源によって、電力供給を受けてもよい。送受信装置８２０は、他のノードと通信するためのアンテナ８０８を含んでもよい（又は通信可能に接続されてもよい）。いくつかの実施例において、送受信装置は、信号を無線で送信及び受信する無線周波数（radio-frequency：「ＲＦ」）送受信機である。

【0040】

プロセッサは、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit：「ＡＳＩＣ」）、状態機械、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：「ＦＰＧＡ」）、又は他の適切な計算装置を含んでもよい。プロセッサは、任意個数の計算装置を含んでもよく、メモリ８０４のようなコンピュータ可読媒体に通信可能に接続されてもよい。プロセッサは、ここで説明したような動作を実行するために、コンピュータ実行可能なプログラム命令を実行するか、又は、メモリに格納された情報にアクセスすることができる。命令は、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コンパイラ及び／又はインタプリタによって生成されたプロセッサ固有の命令を含んでもよい。クリティカルパスモジュール８１４において提供されたような命令が実行されるとき、当該命令は、ここで説明した動作のうちの任意のものを実行するようにノードを構成してもよい。図８において、プロセッサ、メモリ、バス、及び送受信装置は、互いに通信する別個の構成要素として示すが、他の実装もまた可能である。ここに議論されたシステム及び構成要素は、任意の特定のハードウェアアーキテクチャ又は構成に限定されない。

【0041】

本願の要旨をその特定の態様に関して詳述したが、当業者は、上述したことを理解することにより、そのような態様の変更、変形、及び等価物を容易に作成しうることが認識されるであろう。従って、本開示が限定ではなく例示の目的で提示され、当業者に容易に明らかになるように、本願の要旨に係るそのような変更、変形、及び／又は追加を含むことを除外しないことは理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】