特許 7458506 インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄ

(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】2024-03-21

(45)【発行日】2024-03-29

(54)【発明の名称】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄ

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/02 20090101AFI20240322BHJP

   H04W 4/00 20180101ALI20240322BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20240322BHJP

   H04W 72/56 20230101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

H04W72/02

H04W4/00 111

H04W84/10

H04W72/56

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022566265

(86)(22)【出願日】2021-05-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-19

(86)【国際出願番号】 US2021032422

(87)【国際公開番号】W WO2021231844

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-01-13

(31)【優先権主張番号】63/025,791

(32)【優先日】2020-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502208397

【氏名又は名称】グーグル エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フイ，ジョナサン・ウィン－ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ケシャバルジアン，アブティン

(72)【発明者】

【氏名】スミス，マット・ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】シュ，ヤークン

【審査官】望月 章俊

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１１２８３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特許第６２７７３３０（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ４／００－Ｈ０４Ｗ９９／００

Ｈ０４Ｂ７／２４－Ｈ０４Ｂ７／２６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワークにおけるノードによる通信に好ましい物理層を決定する方法であって、前記方法は、
第１の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6（インターネットプロトコルバージョン６）over Low power Wireless Personal Area Networks）フレームを隣接ノードに送信するステップと、
第２の物理層を使用して前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを前記隣接ノードに送信するステップと、
前記第１の物理層を使用して行われた送信について前記隣接ノードから受信した１つ以上の確認応答パケットに基づき、前記第１の物理層を使用して前記隣接ノードの第１のプリファレンス値を決定するステップと、
前記第２の物理層を使用して行われた送信について前記隣接ノードから受信した１つ以上のＴｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）確認応答パケットに基づき、前記第２の物理層を使用して前記隣接ノードの第２のプリファレンス値を決定するステップと、
前記第１のプリファレンス値と前記第２のプリファレンス値とを比較して前記通信に好ましい物理層を決定するステップとを含み、前記好ましい物理層を決定するステップは、最大のプリファレンス値を有する物理層を前記好ましい物理層として選択するステップを含み、前記方法はさらに、
前記好ましい物理層を使用して第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームを前記隣接ノードに送信するステップとを備える、方法。

【請求項2】

前記第１の物理層を使用して前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを前記隣接ノードに送信するステップは、
前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４メディアアクセス制御（ＭＡＣ）フレームで送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２の物理層を使用して前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを前記隣接ノードに送信するステップは、
前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームにカプセル化するステップと、
前記ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームをトランスポートプロトコルフレームにカプセル化するステップと、
前記トランスポートプロトコルフレームをインターネットプロトコルパケットで送信するステップとを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２の物理層はＷｉ－Ｆｉ物理層又はイーサネット物理層である、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記トランスポートプロトコルは伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）であり、前記インターネットプロトコルはインターネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）プロトコルまたはインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）プロトコルである、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のプリファレンス値および前記第２のプリファレンス値は等しく、前記第１のプリファレンス値と前記第２のプリファレンス値とを比較して前記通信に好ましい物理層を決定するステップは、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームを送信するための、最小の電力プロファイルを有する前記物理層を選択するステップ、または
ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレーム以外のフレームを送信するための、最大のチャネル容量を有する前記物理層を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記方法はさらに、
前記第１のプリファレンス値および前記隣接ノードのアドレスを物理層（ＰＨＹ）プリファレンスセットに格納するステップと、
前記第２のプリファレンス値および前記隣接ノードの前記アドレスを前記ＰＨＹプリファレンスセットに格納するステップとを備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記方法はさらに、
送信された前記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームおよび送信された前記第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームに対するペンディング確認応答を、Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）ペンディング確認応答セットに記録するステップを備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記ペンディング確認応答はタプルに記録され、前記タプルは、
前記隣接ノードの拡張アドレスと、
現在の時間ウィンドウにおけるペンディング確認応答の数と、
以前の時間ウィンドウにおけるペンディング確認応答の数と、
次のパケットを前記隣接ノードに送信する際に使用するパケット番号とを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１の物理層はＩＥＥＥ８０２．１５．４物理層である、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

第１のネットワークインターフェイスと、
第２のネットワークインターフェイスと、
１つまたは複数のプロセッサと、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法を実行するために前記１つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を含むメモリとを備える、電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

背景
ワイヤレスネットワーキングを使用してデバイスを互いに接続するとともにクラウドベースのサービスに接続し、環境条件の検知、機器の制御、ユーザへの情報およびアラート提供を行うことが普及しつつある。ワイヤレスネットワーク上の多くのデバイスは、バッテリ電力で長期間動作するように設計されているため、これらのデバイスで利用可能なコンピューティング、ユーザインターフェイス、および無線リソースは限られている。

【0002】

Ｔｈｒｅａｄ１．１ネットワーキングは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４無線ネットワーク上で動作するように規定されている。単一障害点なしに動作するように設計されているＴｈｒｅａｄネットワークは、２組以上のデバイスの間に接続性がない場合は自動的に別々のＴｈｒｅａｄパーティションに編成される。Ｔｈｒｅａｄパーティションは、デバイスが同じＴｈｒｅａｄパーティション内の他のデバイスとの通信を維持することを可能にする。Ｔｈｒｅａｄはまだ初期段階の技術であるため、Ｔｈｒｅａｄネットワークのカバレッジは多くの状況において制限されることがある。その結果、Ｔｈｒｅａｄの展開がまばらである間はＴｈｒｅａｄパーティションが発生しやすいため、Ｔｈｒｅａｄネットワークにおけるデバイス接続性を高める機会がある。

【発明の概要】

【0003】

概要
この概要は、概してＩＰｖ６通信用のファブリックネットワークにおいて複数のネットワーキング技術を使用して接続性を提供することに関する、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの概念を紹介するために提供されている。概念については、詳細な説明でさらに後述する。この概要は、クレームされている主題の不可欠な特徴を特定するよう意図されているわけではなく、クレームされている主題の範囲の決定に用いることを意図されているわけでもない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

局面において、ネットワーク、特にＴｈｒｅａｄネットワークにおけるノードによる通信に好ましい物理層を決定する、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄのための方法、デバイス、システム、および手段について説明する。ノードは、第１の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks）フレームを隣接ノードに送信し、第２の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノードに送信する。ノードは、第１の物理層を使用して隣接ノードの第１のプリファレンス値を決定し、第２の物理層を使用して隣接ノードの第２のプリファレンス値を決定する。ノードは、第１のプリファレンス値と第２のプリファレンス値とを比較して通信に好ましい物理層を決定し、好ましい物理層を使用して第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノードに送信する。

【0005】

１つ以上の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。その他の特徴および利点は、説明および図面から、ならびに請求項から明らかになるであろう。この概要は、詳細な説明および図面にさらに記載されている主題を紹介するために提供されている。したがって、この概要は、不可欠な特徴を記載しているとみなされるべきではなく、クレームされている主題の範囲を限定するために使用されるべきでもない。

【0006】

インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面について、以下の図面を参照して説明する。図面全体を通して、同一の番号を使用して同様の特徴および構成要素を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄのさまざまな局面が実装され得るネットワーク環境の一例を示す図である。

【図2】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄのさまざまな局面が実装され得る環境の一例を示す図である。

【図3】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得るネットワーキングプロトコルスタックの一例を示す図である。

【図4】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得るメッセージフォーマットの一例を示す図である。

【図5】本明細書に記載の技術の１つ以上の局面に従う、ネットワークノードのための方法の一例を示す図である。

【図6】本明細書に記載の技術の局面が実装され得る環境の一例を示す図である。

【図7】本明細書に記載の技術の１つ以上の局面に従う、ホームエリアネットワークにおいて実装され得るワイヤレスネットワークデバイスの一例を示す図である。

【図8】インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面を実装し得るデバイスの一例を有するシステムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

詳細な説明
本文書では、Ｔｈｒｅａｄデバイスがインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのリンク技術（たとえばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）および／またはイーサネット（登録商標））をＴｈｒｅａｄネットワークトポロジに組み込むことができる方法を規定する。そうすることで、Ｔｈｒｅａｄネットワークは、より高いスループット、より大きなチャネル容量、および／またはカバレッジなどのＷｉ－Ｆｉおよびイーサネットの利点を活用しながら、わずかなバッテリで何年も動作しなければならない低電力デバイスをサポートすることができる。同時に、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄを実装するデバイスは、Ｔｈｒｅａｄ仕様の旧バージョンとの完全な下位互換性を維持する。

【0009】

Ｗｉ－Ｆｉは多くの点でＴｈｒｅａｄを補完する。Ｗｉ－Ｆｉの普及によって多くの消費者が家庭全体のＷｉ－Ｆｉカバレッジを確保するようになった。Ｗｉ－Ｆｉメッシュソリューションの登場もＷｉ－Ｆｉカバレッジの向上に役立っている。同時に、Ｗｉ－Ｆｉは、電力消費の増加を犠牲にして、より高いスループット、より大きなチャネル容量、および追加の通信周波数を提供する。

【0010】

Ｔｈｒｅａｄは当初から、ネットワークに単一障害点がないネットワーク接続性を提供するように設計されている。この堅牢性の原理は、自己修復型のメッシュネットワークとして、１組の通信デバイスの間に通信経路がある限りデバイス間通信を維持する。これは、単一のワイヤレスアクセスポイントの可用性に依存して接続性を提供することが多いＷｉ－Ｆｉネットワークとは対照的である。

【0011】

Ｔｈｒｅａｄネットワークは、同じＴｈｒｅａｄネットワーククレデンシャルを共有する１組のデバイスによって定義されるが、Ｔｈｒｅａｄパーティションは、所与のＴｈｒｅａｄネットワークにおける互いに接続された１組のＴｈｒｅａｄデバイスである。言い換えれば、Ｔｈｒｅａｄパーティションの内部では、パーティション内のすべてのペアのデバイスの間に通信経路がある。Ｔｈｒｅａｄは、観察されたデバイス間の接続性に基づいて自律的にパーティションを形成する。接続性は（特にワイヤレス通信では）時間的に変化するので、接続性が失われると所与のパーティションは複数のパーティションに分割され得る。逆に、複数のパーティションの間の接続性が回復すると、複数のパーティションが結合されて１つのパーティションになり得る。

【0012】

各Ｔｈｒｅａｄパーティションは、動的に選択されたリーダーデバイスを有する。リーダーデバイスは、シーケンス番号を周期的にインクリメントし、メッシュリンク確立（ＭＬＥ：Mesh Link Establishment）アドバタイズメントを介して更新値を伝搬する。Ｔｈｒｅａｄデバイスは、ＭＬＥアドバタイズメントを受信する際にリーダーのシーケンス番号値を観察することによって、パーティションに接続されているか否かを判断する。Ｔｈｒｅａｄデバイスは、リーダーのシーケンス番号の変化をしばらく見ない場合、リーダーデバイスから切断されたと判断する。

【0013】

デバイスは、接続性を失った後、別のパーティションにアタッチすることを試みる。そのようなパーティションが存在しない場合は、デバイスは自身のパーティションを形成して自身をリーダーであると宣言する。同様に接続性を失った隣接デバイスも同じ処理を実行する。大きな１組のデバイスが同時に分割されると、それらのデバイスの多くは、まだ接続性を有し得る場合でも自身のパーティションを形成し得る。最終的に、接続された１組のデバイスは、Ｔｈｒｅａｄのパーティション結合メカニズムを使用して結合されて１つのパーティションになる。

【0014】

ＴｈｒｅａｄデバイスはＴｈｒｅａｄメッシュネットワーク上で通信するために同じＴｈｒｅａｄパーティション内になければならないため、Ｔｈｒｅａｄネットワーキングプロトコルは可能な限り常にパーティションを結合しようとする。各パーティションは、リーダーデバイスがパーティション形成時にランダムに選択するパーティション識別子（ＩＤ）で識別される。Ｔｈｒｅａｄデバイスは、ＭＬＥアドバタイズメントにパーティションＩＤを含む。デバイスは、自身のパーティションＩＤよりも高いパーティションＩＤを有するＭＬＥアドバタイズメントを受信すると、新しいパーティションにアタッチして現在のパーティションから離れることを試みる。

【0015】

分割されたＴｈｒｅａｄネットワークは、重大な課題を提起し得る。たとえば、異なるＴｈｒｅａｄパーティション内のデバイスは、Ｔｈｒｅａｄメッシュネットワークを使用して通信することはできないが、他のＩＰベースのネットワークを利用してＴｈｒｅａｄボーダールーターを介して通信できる場合がある。しかしながら、このアプローチをサポートすると、複数のＩＰｖ６サブネットを動的に管理すること、およびそれらの間でルーティングすることが非常に複雑になる。別の例では、Ｔｈｒｅａｄネットワークパーティションの分割および結合は、影響を受けたデバイスがエンドデバイスとしてネットワークに再アタッチする必要があること、ルーター対応デバイスが新しいルーターＩＤを取得する必要があること、ルーティングトポロジを形成および／または更新する必要があること、ボーダールーターが新しいネットワークデータを注入する必要があることなどから、費用がかかる。このため、制御メッセージングのオーバーヘッドが大幅に増加する。この間、アプリケーションデータメッセージが大幅に遅れたり失われたりすることがある。さらなる例では、複数のパーティションを管理することはエンドユーザを混乱させる可能性がある。新しいデバイスをＴｈｒｅａｄネットワーク上にコミッショニングする場合、ユーザは、参加デバイスに接続性を提供可能なＴｈｒｅａｄパーティションにアタッチされたＴｈｒｅａｄボーダールーターを何らかの方法で特定しなければならない。Ｔｈｒｅａｄネットワークパラメータを更新する場合、ユーザはすべてのパーティションを個別に手動で構成しなければならない。

【0016】

Ｗｉ－ＦｉおよびＴｈｒｅａｄネットワーキング技術は、ＩＰベースのリンク技術として互いを補完し合う。Ｔｈｒｅａｄは低電力デバイスによく適しているが、Ｗｉ－Ｆｉはより高いスループットおよび容量を提供する。同時に、Ｗｉ－Ｆｉメッシュソリューションの登場により、消費者家庭におけるＷｉ－Ｆｉカバレッジも劇的に向上した。Ｔｈｒｅａｄは初期段階の技術であるが、Ｔｈｒｅａｄがより広く展開されるまではＷｉ－Ｆｉが消費者の家庭内をより広くカバーすると思われる。Ｗｉ－ＦｉおよびＩＥＥＥ８０２．１５．４リンクを単一のＴｈｒｅａｄトポロジで組み合わせることで、それらの利点を組み合わせ、分割されたＴｈｒｅａｄネットワークが提示する問題に対処することができる。

【0017】

Ｔｈｒｅａｄネットワークは複数のＴｈｒｅａｄパーティションで構成され得るが、Ｔｈｒｅａｄドメインは複数のＴｈｒｅａｄネットワークで構成され得る。Ｔｈｒｅａｄドメインは、複数のＴｈｒｅａｄネットワークを組み合わせて１つのＩＰｖ６サブネットにすることにより、デバイスが同じドメイン内の異なるＴｈｒｅａｄネットワーク間をローミングしても安定したＩＰｖ６アドレスを維持できるようにする。Ｔｈｒｅａｄドメインは、複数のＴｈｒｅａｄネットワークをつなぎ合わせて１つのＩＰｖ６サブネットにするバックボーンリンクとしてＷｉ－Ｆｉおよび／またはイーサネットを利用するが、Ｔｈｒｅａｄの以前のバージョン（たとえばＴｈｒｅａｄ１．２）は、所与のＴｈｒｅａｄパーティションがそのルーティングトポロジでＷｉ－Ｆｉまたはイーサネットを利用できるいかなるメカニズムも提供しない。

【0018】

環境の例
図１は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得る一例としてのネットワーク環境１００を示す。ネットワーク環境１００（たとえばファブリックネットワーク、Ｔｈｒｅａｄネットワーク、ＣＨＩＰ（Connected Home over IP）ネットワーク、Ｗｅａｖｅネットワーク）は、図２に関して以下に説明するＨＡＮ２００などのホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）を形成する１つ以上のネットワークセグメントを含む。ＨＡＮは、以下に説明するように、住宅などの構造物１０４のあちこちに配置されて１つ以上のワイヤレスおよび／またはワイヤードネットワーク技術によって接続されるワイヤレスネットワークデバイス１０２を含む。ＨＡＮは、ホームルーターまたはアクセスポイント１１０を通してンターネットなどの外部ネットワーク１０８（アクセスネットワーク１０８）にＨＡＮを接続するボーダールーター１０６を含む。

【0019】

ＨＡＮ内のワイヤレスネットワークデバイス１０２を使用して実装される機能へのユーザクセスを提供するために、クラウドサービス１１２は、外部ネットワーク１０８（アクセスネットワーク１０８）およびアクセスポイント１１０を通るセキュアトンネル１１４を介して、ボーダールーター１０６経由でＨＡＮに接続する。クラウドサービス１１２は、ウェブベースのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）１１８を使用して、ＨＡＮとモバイルデバイス上のアプリなどのインターネットクライアント１１６との間の通信を容易にする。クラウドサービス１１２はまた、ワイヤレスネットワークデバイス１０２と、構造物１０４の要素と、ユーザとの間の接続および関係を記述するホームグラフを管理する。クラウドサービス１１２は、以下により詳細に説明するように、ホームオートメーション体験をオーケストレーションおよびアービトレーションするコントローラをホストする。

【0020】

ＨＡＮは、ハブ１２０として機能する１つ以上のワイヤレスネットワークデバイス１０２を含み得る。ハブ１２０は、汎用ホームオートメーションハブであってもよいし、セキュリティハブ、エネルギー管理ハブ、ＨＶＡＣハブ等の特定用途向けハブであってもよい。ハブ１２０の機能はまた、スマートサーモスタットデバイスまたはボーダールーター１０６などの任意のワイヤレスネットワークデバイス１０２に組み込まれてもよい。クラウドサービス１１２上でコントローラをホストすることに加えて、コントローラは、ボーダールーター１０６など、構造物１０４内の任意のハブ１２０上でホストすることができる。クラウドサービス１１２上でホストされるコントローラは、ＨＶＡＣゾーンコントローラを新たに設置されたスマートサーモスタットに移動させるなど、構造物１０４内のハブ１２０に動的に移動させることができる。構造物１０４内のハブ１２０上で機能をホストすることで、ユーザのインターネット接続が信頼できないときに信頼性を向上させることができ、通常はクラウドサービス１１２に接続しなければならない動作の待ち時間を短縮することができ、ワイヤレスネットワークデバイス１０２間のローカルアクセスに関するシステムおよび規制上の制約を満たすことができる。

【0021】

ＨＡＮ内のワイヤレスネットワークデバイス１０２は、クラウドサービス１１２も提供する単一のメーカーのものであってもよく、または、ＨＡＮはパートナーからのワイヤレスネットワークデバイス１０２を含んでもよい。これらのパートナーはまた、パートナーウェブＡＰＩ１２４を通してそのワイヤレスネットワークデバイス１０２に関連するサービスを提供するパートナークラウドサービス１２２を提供してもよい。パートナークラウドサービス１２２は、任意にまたはこれに加えて、ウェブベースのＡＰＩ１１８、クラウドサービス１１２、およびセキュアトンネル１１４を介してインターネットクライアント１１６にサービスを提供してもよい。

【0022】

ネットワーク環境１００は、バッテリ駆動型のマイクロコントローラベースのデバイス、回線駆動型のデバイス、およびクラウドサービスをホストするサーバなど、さまざまなホスト上に実装することができる。ワイヤレスネットワークデバイス１０２およびクラウドサービス１１２において動作するプロトコルは、分散コンピューティング環境１００におけるホームオートメーション体験の操作をサポートするいくつかのサービスを提供する。これらのサービスは、リアルタイムの分散データ管理および加入、コマンド／レスポンス制御、リアルタイムのイベント通知、履歴データのロギングおよび保存、暗号化制御されたセキュリティグループ、時間同期、ネットワークとサービスのペアリング、ならびにソフトウェア更新を含むが、これらに限定される訳ではない。

【0023】

図２は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄのさまざまな局面が実装され得る環境の一例（たとえばファブリックネットワーク、Ｗｅａｖｅネットワーク、ＣＨＩＰネットワーク）を示す。ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ、Ｔｈｒｅａｄネットワーク）２００は、ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２（たとえばＴｈｒｅａｄネットワークセグメント）、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４、および／またはイーサネットセグメント２１２を含み得る。メッシュネットワークセグメント２０２は、Ｔｈｒｅａｄ仕様、特にＴｈｒｅａｄ仕様１．０、１．１、１．２、または任意の後のバージョンを実装するワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）である。たとえば、メッシュネットワークセグメント２０２は、Ｔｈｒｅａｄ仕様のバージョン１．１および／またはバージョン１．２と互換性があり得る。Ｗｉ－Ｆｉセグメント２０４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格、特に１９９７年のＩＥＥＥ８０２．１１規格および／または８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｘ、８０２．１１ａｄなどの任意の後のバージョンを実装するワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）である。たとえば、Ｗｉ－Ｆｉセグメント２０４は、これらのバージョンのうちの１つ以上（たとえばすべて）と互換性があり得る。ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２は、ルーター２０６およびエンドデバイス２０８を含む。ルーター２０６およびエンドデバイス２０８の各々は、メッシュネットワークセグメント２０２上で通信するためのメッシュネットワークインターフェイスを含む。ルーター２０６は、メッシュネットワークインターフェイス上でパケットデータを送受信する。ルーター２０６はまた、メッシュネットワークセグメント２０２全域でトラフィックをルーティングする。エンドデバイス２０８は、メッシュネットワークセグメント２０２を使用して通信できるが、その親ルーター２０６に単に転送する以上の、メッシュネットワークセグメント２０２内のトラフィックをルーティングする能力がないデバイスである。エンドデバイス２０８のうちの１つ以上はバッテリ駆動型であってもよい。たとえば、バッテリ駆動型センサはエンドデバイス２０８の一種である。Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４はＷｉ－Ｆｉデバイス２１０を含む。各Ｗｉ－Ｆｉデバイス２１０は、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４上で通信するためのＷｉ－Ｆｉネットワークインターフェイスを含む。任意にまたはこれに加えて、ＨＡＮ２００は、ボーダールーター１０６またはアクセスポイント１１０に接続する１つ以上のイーサネットデバイス２１４を含むイーサネットネットワークセグメント２１２を含み得る。イーサネットネットワークセグメント２１２は、任意のバージョン（たとえば８０２．３ｃｕ）または任意の前のバージョンのＩＥＥＥ８０２．３規格と互換性があり得る。

【0024】

ボーダールーター１０６は、ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２に含まれ、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４に含まれる。ボーダールーター１０６は、メッシュネットワークセグメント２０２上で通信するためのメッシュネットワークインターフェイスと、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４上で通信するためのＷｉ－Ｆｉネットワークインターフェイスとを含む。ボーダールーター１０６は、ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２およびＷｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４内のデバイス間でパケットをルーティングする。ボーダールーター１０６はまた、ホームルーターまたはアクセスポイント１１０を通して、インターネットなどのアクセスネットワーク１０８を介してＨＡＮ２００内のデバイスと外部ネットワークノード（たとえばクラウドサービス１１２）との間でパケットをルーティングする。

【0025】

メッシュネットワークセグメント２０２、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４、およびイーサネットネットワークセグメント２１２内のデバイスは、標準的なＩＰルーティング構成を使用して、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）または伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）などのトランスポートプロトコルを通して互いに通信する。メッシュネットワークセグメント２０２、Ｗｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４および／またはイーサネットネットワークセグメント２１２内のデバイスは、Ｗｅａｖｅネットワーク、ファブリックネットワーク、またはＣＨＩＰネットワークの一部としてプロビジョニングされる場合、それらの同じＵＤＰおよび／またはＴＣＰトランスポート上でメッセージを伝達することができる。

【0026】

Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ：Thread Radio Encapsulation Link）デバイス（ノード）は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｗｉ－Ｆｉおよび／またはイーサネットなどの複数の物理層通信をサポートする。たとえば、ＴＲＥＬデバイス２２０は、ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２およびＷｉ－Ｆｉネットワークセグメント２０４上で通信するためのＩＥＥＥ８０２．１５．４をサポートする。別の例では、ＴＲＥＬデバイス２２２は、ワイヤレスメッシュネットワークセグメント２０２およびイーサネットネットワークセグメント２１２上で通信するためのＩＥＥＥ８０２．１５．４をサポートする。ＴＲＥＬノードは、図３に関して以下に説明するＴＲＥＬネットワーキングスタックを使用して通信する。

【0027】

Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）ネットワーキングスタック
図３は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得る一例としてのＴｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）ネットワークプロトコルスタック３００を示す。一局面において、Ｔｈｒｅａｄデバイスは、ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００の複数の物理層（マルチｐｈｙ、マルチＰＨＹ）リンク層を使用して、複数のＩＰベースのリンク技術を利用することができる。ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００は、Ｔｈｒｅａｄの以前のバージョン（たとえばＴｈｒｅａｄ１．１および１．２）で使用されたＩＥＥＥ８０２．１５．４ワイヤレスネットワーキングに対する下位互換性を提供する。

【0028】

ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００は、メッシュリンク確立（ＭＬＥ）プロトコル層３０４と、Ｔｈｒｅａｄ管理フレームワーク（ＴＭＦ：Thread Management Framework）プロトコル層３０６と、制約付きアプリケーションプロトコル（ＣｏＡＰ：Constrained Application Protocol）プロトコル層３０８とを有するアプリケーション３０２のサポートを含む。ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００では、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）層３１０またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）層３１０と、インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）層３１２と、６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks）プロトコル層３１４とによって、Ｔｈｒｅａｄメッセージがトランスポートされる。

【0029】

Ｔｈｒｅａｄネットワーキングプロトコルの既存のバージョンに対する変更を最小限にするために、マルチｐｈｙリンク層３１６は、１つ以上の物理層（ＰＨＹ）のためのＴＲＥＬネットワーキングスタック３００の上位層への単一のリンクインターフェイスを提示する。ネットワーク階層化の観点からは、マルチｐｈｙリンク層３１６は６ＬｏＷＰＡＮプロトコル層３１４の下に位置する。６ＬｏＷＰＡＮフレームは、Ｔｈｒｅａｄ仕様のバージョン１．１に定義されているショートまたは拡張アドレスを使用してアドレス指定される。マルチｐｈｙリンク層３１６は、１つのショートアドレスおよび１つの拡張アドレスを有する。マルチｐｈｙリンク層３１６は、隣接デバイスへの送信時にどのＰＨＹを使用するかを決定する役割を担う。場合によっては、同時に複数のＰＨＹを介してネイバーに到達可能であり得る。

【0030】

Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）プロトコル層３１８は、Ｗｉ－Ｆｉまたはイーサネットを含むＩＰリンク技術上での６ＬｏＷＰＡＮフレームの送信を可能にする。ＴＲＥＬプロトコル層３１８は、ＴＣＰおよび／またはＵＤＰなどのトランスポート層プロトコルと、ＩＰｖ４および／またはＩＰｖ６などのネットワーク層プロトコルとを使用して、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームをカプセル化する。１つの代替案では、Ｔｈｒｅａｄベースのプロトコル（たとえばＭＬＥ）を使用して隣接のＴＲＥＬデバイスを発見する場合、ＴＲＥＬプロトコル層３１８は単一のブロードキャストドメインを想定し、したがってすべてのＴＲＥＬパケットがリンクローカルＩＰｖ６アドレッシングを使用する。別の代替案では、ＴＲＥＬネイバーは、（たとえば管理者によって）手動で構成されてもよいし、（たとえばドメイン名サービス－サービス発見（ＤＮＳ－ＳＤ：Domain Name Service-Service Discovery）を使用して）自動的に構成されてもよい。このようにグローバルアドレススコープを用いる場合、ＴＲＥＬネイバーは同じ物理リンクにアタッチされる必要はなく、任意の到達可能なＩＰｖ４またはＩＰｖ６宛先であり得る。

【0031】

ＩＥＥＥ８０２．１５．４ネットワーキングを使用して６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信するとマルチｐｈｙリンク層３１６が決定すると、マルチｐｈｙリンク層３１６は、Ｔｈｒｅａｄネットワーク上で送信するために、６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコル層３２０およびＩＥＥＥ８０２．１５．４物理（ＰＨＹ）プロトコル層３２２に渡す。あるオプションでは、ＴＲＥＬデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４通信ハードウェア（無線）を省略し、Ｔｈｒｅａｄネットワークにおける通信にＩＰベースの通信（Ｗｉ－Ｆｉおよび／またはイーサネット）のみを使用してもよい。ＩＰリンク技術を使用して６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信するとマルチｐｈｙリンク層３１６が決定すると、マルチｐｈｙリンク層３１６は、６ＬｏＷＰＡＮフレームをＴＲＥＬプロトコル層３１８に渡し、ＴＲＥＬプロトコル層３１８は、Ｗｉ－Ｆｉ ＭＡＣプロトコル層３２４およびＷｉ－Ｆｉ ＰＨＹプロトコル層３２６、イーサネットＭＡＣプロトコル層３２８およびイーサネットＰＨＹプロトコル層３３０、または任意の他の適切なＩＰリンク技術などのＩＰリンクインターフェイスを使用して、６ＬｏＷＰＡＮフレームをＴＲＥＬパケットで送信する。たとえば、６ＬｏＷＰＡＮフレームは、ＲＦＣ４９４４、ＲＦＣ６２８２および／またはＲＦＣ６７７５に準拠する。

【0032】

マルチｐｈｙリンクプロトコルおよびＴｈｒｅａｄボーダールーティングプロトコルは互いに独立している。マルチｐｈｙリンクプロトコルを実装するデバイスは、Ｔｈｒｅａｄボーダールーティングを実装する場合もあれば、実装しない場合もある。マルチｐｈｙリンクプロトコルはリンク層メカニズムであるが、Ｔｈｒｅａｄボーダールーティング機能はネットワーク層メカニズムである。

【0033】

マルチＰＨＹリンク層
マルチｐｈｙリンク層３１６は、ＰＨＹプリファレンスセットと、受信６ＬｏＷＰＡＮフレームセットと、ＴＲＥＬペンディング確認応答セットとを含む情報ベースを保持する。マルチｐｈｙリンク層３１６は、隣接デバイスへの送信時にどのＰＨＹ層を使用するかを決定するためのプリファレンス値をＰＨＹプリファレンスセットに記録する。マルチｐｈｙリンク層３１６は、サポートするＰＨＹごとにＰＨＹプリファレンスセットを保持する。ＰＨＹプリファレンスセットは、拡張アドレスとプリファレンスとを含むネイバープリファレンスタプルを含む。拡張アドレスは、隣接デバイスと通信するために使用されるＩＥＥＥ８０２．１５．４拡張アドレスであり、プリファレンスは、隣接デバイスとの通信時に関連付けられたＰＨＹを使用することに関連付けられたプリファレンス値である。

【0034】

すべてのＰＨＹプリファレンスセットは、ＭＬＥネイバーエントリごとに１つのネイバープリファレンスタプルを含む。ＭＬＥが新しいネイバーエントリを作成すると、新しいネイバープリファレンスタプルが初期プリファレンス値０で作成される。ＭＬＥがネイバーエントリを削除すると、関連付けられたネイバープリファレンスタプルも削除される。

【0035】

マルチｐｈｙリンク層３１６は、所与のネイバーから発信された最新の６ＬｏＷＰＡＮフレームを受信６ＬｏＷＰＡＮフレームセットに記録する。６ＬｏＷＰＡＮフレームセットを更新する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、メッシュアドレッシングヘッダを含む、直近のネイバーによって発信されない６ＬｏＷＰＡＮフレームを含まない。マルチｐｈｙリンク層３１６は、単一の受信６ＬｏＷＰＡＮフレームセットを保持する。受信６ＬｏＷＰＡＮフレームセットは、拡張アドレスと、データグラムタグと、データグラムオフセットとを含むネイバーフレームタプルを含む。拡張アドレスは、隣接デバイスと通信するために使用されるＩＥＥＥ８０２．１５．４拡張アドレスである。データグラムタグは、隣接デバイスから受信した最新の６ＬｏＷＰＡＮフラグメントヘッダdatagram_tagである。データグラムオフセットは、隣接デバイスから受信した最新の６ＬｏＷＰＡＮフラグメントヘッダdatagram_offsetである。

【0036】

マルチｐｈｙリンク層３１６は、隣接デバイスへの送信時の未確認応答ＴＲＥＬパケットの数をＴＲＥＬペンディング確認応答セットに記録する。ＴＲＥＬペンディング確認応答セットは、拡張アドレスと、現在のペンディングＡｃｋ（確認応答）と、以前のペンディングＡｃｋと、パケット番号とを含むネイバーペンディング確認応答タプルを含む。拡張アドレスは、隣接デバイスと通信するために使用されるＩＥＥＥ８０２．１５．４拡張アドレスである。現在のペンディングＡｃｋは、現在の時間ウィンドウ中にＴＲＥＬプロトコル層３１８が送信パケットの受信を待ち受けているＴＲＥＬ Ａｃｋ（確認応答）パケットの数である。以前のペンディングＡｃｋは、以前の時間ウィンドウ中にＴＲＥＬプロトコル層３１８が送信パケットの受信を待ち受けているＴＲＥＬ Ａｃｋパケットの数である。パケット番号は、拡張アドレスによって識別されるネイバーに次のＴＲＥＬパケットを送信する際に使用するパケット番号である。

【0037】

Ｔｈｒｅａｄネットワーキングプロトコルは、ブロードキャスト送信を利用して隣接デバイスを発見する。たとえば、ＭＬＥアナウンス、ＭＬＥ発見要求、およびＭＬＥアドバタイズメントメッセージが、リンク層ブロードキャスト送信にマッピングされるＩＰｖ６リンクローカルマルチキャスト宛先アドレスとともに送信される。

【0038】

一局面において、Ｔｈｒｅａｄの以前のバージョンと同じ発見メカニズムをサポートし続けるために、マルチｐｈｙリンク層３１６は、サポートされるすべてのＰＨＹ上でブロードキャストアドレス宛のすべての６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＷｉ－Ｆｉの両方をサポートするデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＷｉ－Ｆｉの両方で各ＭＬＥアドバタイズメントを送信する。

【0039】

代替の局面において、発見のために使用されるメッセージと通常のデータ通信を区別する特性は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームセキュリティ構成である。発見のために使用されるすべてのメッセージは、ＭＡＣフレームセキュリティを無効にするか、またはＭＡＣキーＩＤモード２を利用する。すべてのデータ通信はＭＡＣキーＩＤモード１を使用する。マルチｐｈｙリンク層３１６は、宛先アドレスがブロードキャストアドレス（0xffff）に設定され、ＭＡＣフレームセキュリティが無効にされるかＭＡＣキーＩＤモード２で有効にされる、６ＬｏＷＰＡＮ発見フレームを識別する。Ｔｈｒｅａｄの旧バージョンと同じ発見メカニズムをサポートし続けるために、マルチｐｈｙリンク層３１６は、サポートされるすべてのＰＨＹ上ですべての６ＬｏＷＰＡＮ発見フレームを送信する。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＷｉ－Ｆｉの両方をサポートするデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４およびＷｉ－Ｆｉの両方で各６ＬｏＷＰＡＮ発見フレームを送信する。ブロードキャストアドレス宛であるが６ＬｏＷＰＡＮ発見フレームではない６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は各ＰＨＹ上で送信し、ＰＨＹは、有効リンクを有する少なくとも１つの隣接デバイスの最大のプリファレンス値を有する。ブロードキャストアドレス（0xffff）に設定されていない拡張アドレスまたはショートアドレスである宛先アドレスを有する６ＬｏＷＰＡＮフレームは、ユニキャストメッセージ送信で送信される。

【0040】

ＩＥＥＥ８０２．１５．４直接送信（デバイス自体によって開始され、ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームの受信に応答して送信されないＭＡＣフレーム送信）では、マルチｐｈｙリンク層３１６は、所与の宛先の最大のプリファレンス値を有するＰＨＹを選択する。所与のネイバーのプリファレンス値が存在せず、メッセージがＭＬＥ発見応答である場合は、マルチｐｈｙリンク層３１６は、関連付けられたＭＬＥ発見要求を受信するために使用されたのと同じＰＨＹ上で６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する。そうでなければ、マルチｐｈｙリンク層３１６は、サポートされるすべてのＰＨＹ上で６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する。サポートされるすべてのＰＨＹ上で送信することで、デバイスは、不揮発性ストレージにＰＨＹプリファレンスを格納して更新する必要なしに、リセット後に親子リンクを同期させることができる。複数のＰＨＹが同じ最大プリファレンス値を共有する場合は、マルチｐｈｙリンク層３１６は、同じ最大プリファレンス値を共有するＰＨＹのサブセットから以下のように選択する。（ｉ）ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームを送信する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、間接送信を完了するために最小の電力プロファイルを有するＰＨＹを選択し、または（ｉｉ）その他のフレームを送信する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、最大のチャネル容量を有するＰＨＹを選択する。

【0041】

ＩＥＥＥ８０２．１５．４間接送信（ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームの受信に応答して送信されるデータフレーム送信）では、間接送信によってデータフレームを転送するＴｈｒｅａｄルーターは、関連付けられたＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームを受信したのと同じＰＨＹを使用してデータフレームを送信する。間接送信によってデータフレームを送信する場合はＰＨＹプリファレンス値は使用されない。

【0042】

複数のＰＨＹ上で送信され得る所与の６ＬｏＷＰＡＮフレームの場合、受信側は、異なるＰＨＹを介して同じ６ＬｏＷＰＡＮフレームを複数回受信することがある。重複フレームを抑制するために、フレーム識別子が６ＬｏＷＰＡＮフレーム自体の中に含まれる。ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣセキュリティが有効にされた６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する場合、カプセル化されたＩＰｖ６データグラムが小さく６ＬｏＷＰＡＮ断片化が不要な場合でも、６ＬｏＷＰＡＮフレームは６ＬｏＷＰＡＮフラグメントヘッダを含む。マルチｐｈｙリンク層３１６は、フラグメントヘッダのdatagram_tagを使用して重複フレームを抑制する。

【0043】

所与のＰＨＹ上の到達可能性は、時間的に変化するワイヤレス通信特性のために、またはリンクインフラストラクチャ状態が変化する（たとえばＷｉ－Ｆｉインターフェイスがアップまたはダウンする）ために、時間的に変化する。あるＰＨＹは一般的により望ましい（たとえば、スループットおよび容量のために８０２．１５．４よりもＷｉ－Ｆｉが望ましい）が、より望ましいＰＨＹ上でネイバーに到達できないときは、あまり望ましくないＰＨＹ上での通信が行われ得る。より望ましいＰＨＹは、関連付けられたプリファレンス値が同じである場合に選択されるＰＨＹと定義される。

【0044】

直接送信を行う場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、接続性が回復した直後に、より望ましいＰＨＹ上での到達可能性を発見するのに役立つリンクプロービングをサポートする。到達可能性プローブは以下の手順で送信される。

【0045】

１． 上述のように所与の直接送信のためのＰＨＹを選択した後、マルチｐｈｙリンク層３１６は、宛先がサポートするすべての他のＰＨＹを識別する。

【0046】

２． より望ましいＰＨＹが存在しない場合、ここで手順を終了する。
３． デバイスは、REACHABILITY_PROBE_PROBABILITY値に設定された確率で値１を返し、それ以外の場合は０を返すランダム試行を実行する。ランダム試行が値０を返すと、ここで手順を終了する。

【0047】

４． デバイスは、上記で直接送信に関して説明したような以前に選択されたＰＨＹに加えて、より望ましいＰＨＹ上で同じ６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信することによって、到達可能性プローブを実行する。

【0048】

到達可能性プローブは、異なるＰＨＹ上で重複６ＬｏＷＰＡＮフレームを効果的に送信する。重複６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する１つの利点は、データ送信の冗長性を可能にして、６ＬｏＷＰＡＮフレームを受信する追加の機会をネイバーに与えることである。重複６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信する別の利点は、既存の論理を用いて確認応答を処理して到達可能性プローブの専用論理を最小化することである。

【0049】

マルチｐｈｙリンク層３１６は、メッセージを処理する際、以下の手順で重複メッセージを抑制する。

【0050】

１． ６ＬｏＷＰＡＮフレームのＭＡＣセキュリティが有効でない場合、ここで手順を終了する。

【0051】

２． ６ＬｏＷＰＡＮフレームが６ＬｏＷＰＡＮフラグメントヘッダを有していない場合、ここで手順を終了する。

【0052】

３． フラグメントヘッダのdatagram_tagが関連付けられたネイバーのデータグラムタグよりも大きい場合、ここで手順を終了する。

【0053】

４． フレームは、
（ｉ） フラグメントヘッダのdatagram_tagが関連付けられたネイバーのデータグラムタグよりも小さい、または
（ｉｉ） フラグメントヘッダのdatagram_offsetが関連付けられたネイバーのデータグラムオフセット以下である
の一方が真である場合、重複としてマークされる。

【0054】

２つのdatagram_tag値を比較する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ １９８２に定義されているシリアル番号演算を使用する。６ＬｏＷＰＡＮフレームが重複としてマークされている場合は、マルチｐｈｙリンク層３１６は、フレームを処理のためにＴＲＥＬネットワーキングスタック３００の次の上位層に渡さない。

【0055】

ＭＡＣセキュリティが有効のＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームおよびＭＡＣキーＩＤモード１を所与のＰＨＹから受信するたびに、マルチｐｈｙリンク層３１６は、メッセージを受信したＰＨＹに関連付けられたＰＨＹプリファレンスセットを更新する。関連付けられたネイバーのプリファレンス値を増加させる場合、マルチｐｈｙリンク層３１６はプリファレンス値を、ＴＲＥＬプロトコル層３１８を介してメッセージを受信した場合はPHY_PREF_TREL_RX_SUCCESS_INCREASE関数を使用することによってインクリメントし、ＩＥＥＥ８０２．１５．４無線（ＰＨＹ）を介してメッセージを受信した場合はPHY_PREF_802154_RX_SUCCESS_INCREASE関数を使用することによってインクリメントする。

【0056】

ＩＥＥＥ８０２．１５．４を使用してメッセージを送信する場合、マルチｐｈｙリンク層３１６は、確認応答（ＡＣＫ）を要求するデータ送信要求（たとえばＩＥＥＥ ８０２．１５．４のMCPS-DATA.confirm）が完了するたびに、ＰＨＹプリファレンスセットに対して以下の更新手順を実行する。

【0057】

１． データ送信要求が完了すると（MCPS-DATA.confirm）、関連付けられたネイバープリファレンスタプルを８０２．１５．４ＰＨＹのためのＰＨＹプリファレンスセットから取り出す。エントリが存在しない場合、ここで手順を終了する。

【0058】

２． データ送信要求が成功した（ＡＣＫを正常に受信した）場合、関連付けられたネイバーのプリファレンスを値PHY_PREF_802154_TX_SUCCESS_INCREASEだけ増加させる（たとえばプリファレンス値を１だけインクリメントする）。

【0059】

３． チャネルアクセスに失敗したため、またはＡＣＫを受信できなかったためにデータ送信要求が成功しなかった場合、関連付けられたネイバーのプリファレンスを値PHY_PREF_802154_TX_FAILURE_DECREASEだけ減少させる（たとえばプリファレンス値を１だけデクリメントする）。

【0060】

Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク層
Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）層３１８は、Ｔｈｒｅａｄデバイスが、Ｗｉ－Ｆｉおよびイーサネットを含むＩＥＥＥ８０２．１５．４以外のＩＰｖ６ベースのリンク技術上で直接通信することを可能にする。ＴＲＥＬネットワークプロトコルスタック３００を使用して通信するＴｈｒｅａｄデバイスは、同じＩＰｖ６リンクに接続される。ＴＲＥＬネットワークプロトコルスタック３００は、広範囲通信を使用して隣接ノードに到達することができ、またはリンクローカルＩＰｖ６通信を使用して隣接デバイスに到達することができる。

【0061】

ＴＲＥＬインターフェイスは、Ｔｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられたものと同じリンクローカルＩＰｖ６アドレスで構成される。すなわち、ＴＲＥＬインターフェイスは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４無線で使用される同じＭＡＣ拡張アドレスから導出されるリンクローカルＩＰｖ６アドレスを構成している。同じリンクローカルＩＰｖ６アドレスを使用することで、ＴＲＥＬインターフェイスとＴｈｒｅａｄインターフェイスとの間のアドレスマッピングを発見して維持する必要がなくなる。

【0062】

図４は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得るメッセージフォーマットの一例を示す。Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）層３１８は、ＵＤＰメッセージを使用してＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームをトランスポートする。

【0063】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、ＴＲＥＬプロトコルのバージョンを示す３ビットの符号なし整数であるバージョンフィールド４０２を含む。たとえば、ＴＲＥＬの初期バージョンは、バージョンフィールド４０２を値０に設定する。ＴＲＥＬメッセージ４００は、将来使用するために予約されている２ビットの予約（Ｒｓｖ）フィールド４０４を含む。Ｒｓｖフィールド４０４は、送信時は値０に設定され、受信時は無視される。

【0064】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、１ビットのＡフィールド４０６を含む。Ａフィールド４０６は、送信デバイスがＴＲＥＬメッセージ４００に対してＴＲＥＬ Ａｃｋパケットを要求していることを示す場合は値１に設定され、このＴＲＥＬメッセージ４００に対してＴＲＥＬ Ａｃｋが要求されていないことを示す場合は値０に設定される。

【0065】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、２ビットの符号なし整数であるタイプ（Ｔｙｐ）フィールド４０８を含む。Ｔｙｐフィールド４０８はＴＲＥＬパケットタイプを示す。Ｔｙｐフィールド４０８は、ＴＲＥＬパケットがＴＲＥＬブロードキャストパケットであることを示す場合は値０に設定され、ＴＲＥＬパケットがＴＲＥＬユニキャストパケットであることを示す場合は値１に設定され、ＴＲＥＬパケットがＴＲＥＬ Ａｃｋを示すことを示す場合は値２に設定される。

【0066】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、８ビットの符号なし整数であるチャネルフィールド４１０を含む。チャネルフィールド４１０は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＰＨＹを使用してメッセージを送信するために使用されるＩＥＥＥ８０２．１５．４チャネルを示す。ＴＲＥＬメッセージ４００は、（ビッグエンディアン形式の）１６ビットの符号なし整数である８０２．１５．４宛先ＰＡＮ ＩＤフィールド４１２を含む。８０２．１５．４宛先ＰＡＮ ＩＤフィールド４１２は、６ＬｏＷＰＡＮフレームにカプセル化されたＩＥＥＥ８０２．１５．４宛先ＰＡＮ ＩＤである。フレームが８０２．１５．４宛先ＰＡＮ ＩＤを有していない場合は、ブロードキャストＰＡＮ ＩＤ（0xffff）が使用される。

【0067】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、（ビッグエンディアン形式の）３２ビットの符号なし整数であるパケット番号フィールド４１４を含む。パケット番号フィールド４１４のコンテンツは、特定のＴＲＥＬパケットに関連付けられたパケット番号である。

【0068】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、（ビッグエンディアン形式の）６４ビットのフィールドである８０２．１５．４拡張ソースアドレスフィールド４１６を含む。８０２．１５．４拡張ソースアドレスフィールド４１６のコンテンツは、所与のメッセージの送信側に関連付けられたＩＥＥＥ８０２．１５．４拡張アドレスである。

【0069】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、（ビッグエンディアン形式の）６４ビットのフィールドである８０２．１５．４拡張宛先アドレスフィールド４１８を含み得る。８０２．１５．４拡張宛先アドレスフィールド４１８は、ＴＲＥＬパケットタイプがユニキャストまたはＡｃｋである場合に含まれる。８０２．１５．４拡張宛先アドレスフィールド４１８のコンテンツは、所与のメッセージの受信側に関連付けられたＩＥＥＥ８０２．１５．４宛先アドレスである。

【0070】

ＴＲＥＬメッセージ４００は、可変長フィールドである８０２．１５．４ ＭＡＣフレームフィールド４２０を含む。８０２．１５．４フレームフィールド４２０は、８０２．１５．４ ＭＡＣヘッダと、ＭＡＣペイロードと、ＭＡＣフッタとを含むＩＥＥＥ８０２．１５．４フレームを含む。カプセル化された８０２．１５．４ ＭＡＣフレームは、８０２．１５．４無線を使用して送信されるのと同じである。８０２．１５．４フレームフィールド４２０は、ＴＲＥＬパケットタイプ（Ｔｙｐ４０８）がユニキャストまたはブロードキャストである場合に含まれる。

【0071】

Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）層３１８は、ＴＲＥＬメッセージのＩＰｖ６ソースアドレスを、Ｔｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられたリンクローカルアドレス（ＩＥＥＥ８０２．１５．４無線で使用されるＭＡＣ拡張アドレスから導出されるリンクローカルアドレス）に設定する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレーム４２０が、ブロードキャストアドレス以外の拡張アドレスまたはショートアドレスのいずれかである宛先アドレスを含む場合、ＴＲＥＬ層３１８は、ＩＰｖ６宛先アドレスフィールド４１８を、宛先ノードのＴｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられたリンクローカル（メッセージの受信ノードのＩＥＥＥ８０２．１５．４無線に割り当てられたＭＡＣ拡張アドレスから導出されるリンクローカルアドレス）に設定する。

【0072】

ブロードキャストメッセージの１つの代替案では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームがブロードキャスト宛先アドレス（0xffff）を含む場合、ＴＲＥＬ層３１８は、ＴＲＥＬメッセージのＩＰｖ６宛先アドレスを、リンクローカルなすべてのＴＲＥＬインターフェイスマルチキャストアドレスに設定する。

【0073】

ブロードキャストメッセージの別の代替案では、ＴＲＥＬ層３１８は、発見のために使用されるメッセージと通常のデータ通信を区別するＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームセキュリティ構成の特性を使用する。発見のために使用されるすべてのメッセージは、ＭＡＣフレームセキュリティを無効にするか、またはＭＡＣキーＩＤモード２を利用する。すべてのデータ通信はＭＡＣキーＩＤモード１を使用する。ＴＲＥＬリンク層３０８は、宛先アドレスがブロードキャストアドレス（0xffff）に設定されたこと、およびＭＡＣフレームセキュリティが無効に設定されたことまたはＭＡＣキーＩＤモード２で有効に設定されたことに基づいて、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣ発見フレームを識別する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣ発見フレームを送信する場合、ＴＲＥＬ層３１８は、ＴＲＥＬメッセージのＩＰｖ６宛先アドレスを、リンクローカルなすべてのＴＲＥＬインターフェイスマルチキャストアドレスに設定する。

【0074】

一局面において、ブロードキャストアドレス宛の６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信するが、そのフレームがＩＥＥＥ８０２．１５．４発見フレームではない場合、デバイスのＴＲＥＬ層３１８は、デバイスが同期している各ネイバーにユニキャストＴＲＥＬメッセージを送信する。ＴＲＥＬ層３１８は、ＩＰｖ６宛先アドレスを、各ネイバーのＴｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられたリンクローカルアドレスに設定する。カプセル化された８０２．１５．４ ＭＡＣフレームは変化しないままであり、ブロードキャストアドレスを保持する。別の局面において、ＴＲＥＬデバイスは、構成されたネイバーのリストを有し得る。構成は、（たとえば管理者による）手動であってもよいし、（たとえばＤＮＳ－ＳＤを使用する）自動であってもよい。

【0075】

Ｔｈｒｅａｄネットワークは、６ＬｏＷＰＡＮを使用して、単一のリンクフレーム内に収まらない（圧縮された）ＩＰｖ６データグラムを断片化する。単純な実装形態では、ＴＲＥＬおよび８０２．１５．４の両リンク上で同じ最大送信単位（ＭＴＵ）（たとえば１２７バイトの最大パケットサイズ（aMaxPHYPacketSize））を使用することになる。６ＬｏＷＰＡＮフレームの最終宛先が隣接デバイスである場合、ＴＲＥＬ層３１８は、ＴＲＥＬインターフェイスの実際の能力を反映したより大きなＭＴＵを使用することを選択してもよい。６ＬｏＷＰＡＮフレームが６ＬｏＷＰＡＮメッシュヘッダを所持していない場合、６ＬｏＷＰＡＮフレームの最終宛先は隣接デバイスである。

【0076】

６ＬｏＷＰＡＮフレームが６ＬｏＷＰＡＮメッシュヘッダ所持している場合、ＴＲＥＬ層３１８は８０２．１５．４と同じＭＴＵ（たとえば１２７バイトのaMaxPHYPacketSize）を使用する。６ＬｏＷＰＡＮメッシュアドレッシングヘッダを所持する６ＬｏＷＰＡＮフレームは複数のホップを介して転送されることがあり、その一部はＩＥＥＥ８０２．１５．４無線で行われることがある。その結果、ＴＲＥＬ層３１８は、複数のホップを移動する６ＬｏＷＰＡＮフレームに対して最小のＭＴＵを使用しなければならない。

【0077】

ＴＲＥＬ層３１８は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４確認応答フレームをトランスポートせず、その代わりにＴＲＥＬ Ａｃｋパケットを使用する。パケットタイプがユニキャストであり、宛先に設定されたＴＲＥＬペンディング確認応答セットにエントリがある場合、ＴＲＥＬパケットの「Ａ」フィールド４０６は値１に設定されている。

【0078】

ＴＲＥＬ Ａｃｋパケットは、（ｉ）確認応答中のパケットのＩＰｖ６宛先アドレスに設定されたＩＰｖ６ソースアドレスと、（ｉｉ）確認応答中のパケットにおいて設定されたものと同じ値に設定されたパケット番号フィールド４１４と、（ｉｉｉ）確認応答中のパケットのＩＰｖ６ソースアドレスに設定されたＩＰｖ６宛先アドレスと、（ｉｖ）確認応答中のパケットの８０２．１５．４拡張宛先アドレスに設定された８０２．１５．４拡張ソースアドレスフィールド４１６と、（ｖ）確認応答中のパケットの８０２．１５．４拡張ソースアドレスに設定された８０２．１５．４拡張宛先アドレスフィールド４１８とを含む。

【0079】

ＴＲＥＬデバイスは、マルチリンクＰＨＹ層３１６が、ＴＲＥＬ層３１８のインターフェイスにメッセージを正常に送信した直後に次の待ち行列に入れられたメッセージを処理することを可能にする。ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００は、基礎となるリンク技術（たとえばＷｉ－Ｆｉ）がそれ自身の再送信ロジックを実装すると仮定しているので、再送信を実行しない。確認応答を待ち受けないことで、ＴＲＥＬ層３１８は、基礎となるリンク技術（たとえばＷｉ－Ｆｉ）によって提供される集約技術を活用することができるので、スループットおよびチャネル利用を大幅に向上させることができる。

【0080】

ＴＲＥＬ層３１８は、ＴＲＥＬ Ａｃｋパケットを使用してＴＲＥＬペンディング確認応答セットを更新する。確認応答を要求する送信のたびに、ＴＲＥＬ層３１８は、関連付けられたネイバーペンディング確認応答タプル内の現在のペンディングＡｃｋ値をインクリメントする。ＴＲＥＬペンディング確認応答セットは、現在のおよび以前の時間ウィンドウ中のペンディング確認応答の数を維持する。ＴＲＥＬ層３１８は、TREL_PENDING_ACK_WINDOWの周期で時間ウィンドウを周期的に進める。各時間ウィンドウの開始時に、各ネイバーペンディング確認応答タプルは、（ｉ）以前のペンディングＡｃｋの値とPHY_PREF_TREL_TX_FAILURE_DECREASEの値とを乗算することによって、ＰＨＹプリファレンスセット内の関連付けられたネイバーのプリファレンス値を減少させ、（ｉｉ）以前のペンディングＡｃｋを現在のペンディングＡｃｋと等しくなるように設定し、（ｉｉｉ）現在のペンディングＡｃｋを値０に設定する。

【0081】

ＴＲＥＬパケット４００を受信すると、（ｉ）タイプフィールド４０８の値が、ブロードキャスト、ユニキャスト、またはＡｃｋを含む定義済みのタイプのうちの１つである場合、（ｉｉ）タイプフィールド４０８の値がＡｃｋに設定され、Ａフィールド４０６が値０に設定される場合、（ｉｉｉ）宛先ＰＡＮ ＩＤがブロードキャストＰＡＮ ＩＤ（0xffff）であるか、またはＴｈｒｅａｄインターフェイス上に構成されたＰＡＮ ＩＤと一致する場合、（ｉｖ）８０２．１５．４拡張ソースアドレス４１６が、（デバイス自体から発信されたパケットをドロップするために）Ｔｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられた拡張アドレスと一致しない場合、および（ｖ）タイプ４０８がユニキャストであり、８０２．１５．４拡張宛先アドレス４１８がＴｈｒｅａｄインターフェイスに割り当てられた拡張アドレスと一致する場合、ＴＲＥＬ層３１８はパケットをさらに処理する。

【0082】

ＴＲＥＬ層３１８は、Ｔｈｒｅａｄ仕様のバージョン１．２、セクション７．２に規定されているものと同じＩＥＥＥ８０２．１５．４フレームセキュリティ処理を、カプセル化された８０２．１５．４フレームに適用する。ＴＲＥＬ層３１８は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＰＨＹ３２２とは異なるＭＡＣキーを使用する。ＴＲＥＬ層３１８は、以下のようにＳＨＡ－２５６（ＩＥＴＦ ＲＦＣ ６２３４に規定されている）を用いたＨＭＡＣベースの抽出および拡張キー導出関数（ＨＫＤＦ）（ＩＥＴＦ ＲＦＣ ５８６９に規定されている）を使用して、ＴｈｒｅａｄマスターキーからＭＡＣキーを導出する。

【0083】

【数1】

【0084】

thrKeySequenceCounter値は、ビッグエンディアンのバイト順序付けを用いて表される。ＴＲＥＬ層３１８とＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＰＨＹ３２２との間のフレームカウンタは別々に維持される。

【0085】

ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００を使用するデバイスがメッシュリンク確立（ＭＬＥ）を実行する場合、デバイスは、ＭＬＥメッセージにリンク層フレームカウンタＴＬＶ（タイプ－長さ－値）を含めてもよい。デバイスは、リンク層フレームカウンタＴＬＶの値を、デバイスがサポートするＰＨＹの最大発信リンク層フレームカウンタ値に設定し、すべてのＰＨＹは、リンク層フレームカウンタＴＬＶに含まれる同じ値を使用するように更新される。所与のネイバーについてリンク層フレームカウンタＴＬＶで受信したリンク層フレームカウンタ値を格納する場合、ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００は、すべてのＰＨＹを受信したフレームカウンタ値で更新する。

【0086】

ＭＬＥメッセージを受信するたびに、ＴＲＥＬネットワーキングスタック３００を使用するデバイスは、メッセージを受信したＰＨＹに関連付けられたＰＨＹプリファレンスセットに対して更新手順を実行する。デバイスがＭＬＥメッセージセキュリティ処理およびＭＬＥフレームカウンタ処理を正常に完了した場合は、関連付けられたネイバーのプリファレンス値を増加させる。ＭＬＥフレームカウンタ処理が失敗した場合は、（ｉ）MLEDeviceDescriptorが存在し、（ｉｉ）auxFrameCounterがstoredFrameCounterと等しく、（ｉｉｉ）storedFrameCounterが最後に更新されてからの持続期間がMLE_DUPLICATE_PREFERENCE_UPDATE_DURATION未満であれば、関連付けられたネイバーのプリファレンス値を同様に増加させる。

【0087】

インクリメントする場合、関連付けられたネイバーのプリファレンス値を、ＴＲＥＬ層３１８を介して受信した場合はPHY_PREF_TREL_RX_SUCCESS_INCREASEによってインクリメントし、ＩＥＥＥ８０２．１５．４無線で受信した場合はPHY_PREF_802154_RX_SUCCESS_INCREASEによってインクリメントする。

【0088】

再起動後の最初の６ＬｏＷＰＡＮ datagram_tag値は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ４９４４に定義されていない。したがって、隣接ノードがリセットした後、デバイスは、受信するフラグメントヘッダを有する最初の６ＬｏＷＰＡＮフレームを常に受け入れる必要がある。ＭＬＥメッセージを受信するたびに、デバイスは、（ｉ）MLEDeviceDescriptorが存在し、（ｉｉ）デバイスがＭＬＥメッセージセキュリティ処理およびＭＬＥフレームカウンタ処理を正常に完了し、（ｉｉｉ）ＭＬＥコマンドタイプが、ＭＬＥ子ＩＤ要求、ＭＬＥ子更新要求、またはＭＬＥリンク要求のうちの１つであれば、関連付けられたネイバーフレームタプルを削除する。

【0089】

方法の例
インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの１つ以上の局面に従う一例としての方法５００を図５を参照して説明する。一般的に、本明細書に記載の構成要素、モジュール、方法、および動作のうちのいずれも、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（たとえば固定論理回路）、手動処理、またはそれらの任意の組み合わせを用いて実装することができる。上記方法の例のいくつかの動作は、コンピュータ処理システムに対してローカルなおよび／またはリモートのコンピュータ読取可能ストレージメモリに格納された実行可能命令の一般的な文脈で説明される場合があり、実装形態は、ソフトウェアアプリケーション、プログラム、機能などを含み得る。これに代えてまたはこれに加えて、本明細書に記載の機能のうちのいずれも、限定される訳ではないが、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップシステム（ＳｏＣ）、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）などのような１つ以上のハードウェアロジックコンポーネントにより、少なくとも部分的に実行することができる。方法のブロックを説明する順序は、限定として解釈されることを意図したものではなく、説明する方法ブロックのうちの任意の数の方法ブロックを飛ばすまたは任意の順序で組み合わせることで、ある方法または代替方法を実現することができる。

【0090】

図５は、概してＴｈｒｅａｄネットワークにおけるノードによる通信に好ましい物理層を決定することに関連する、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの一例としての方法５００を示す。ブロック５０２において、Ｔｈｒｅａｄネットワークにおけるノードは、第１の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks）フレームを隣接ノードに送信する。たとえば、ノード（たとえばＴＲＥＬデバイス２２０、２２２）は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＰＨＹを使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームで送信するなど、第１の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノード（たとえばルーター２０６、エンドデバイス２０８、またはボーダールーター１０６）に送信する。たとえば、隣接ノードには、そのノードの少なくとも１つのＰＨＹを介して到達可能である。

【0091】

ブロック５０４において、ノードは、第２の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノードに送信する。たとえば、ノードは、ＴＲＥＬメッセージフォーマット４００を使用してカプセル化されてＵＤＰフレームおよびＩＰｖ６パケットにさらにカプセル化されたＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームにカプセル化された第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを送信するなど、第２の物理層（たとえばＷｉ－Ｆｉまたはイーサネット）を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノード（たとえばＷｉ－Ｆｉデバイス２１０またはイーサネットデバイス２１４）に送信する。

【0092】

ブロック５０６において、ノードは、第１の物理層を使用して隣接ノードの第１のプリファレンス値を決定する。たとえば、ノードは、第１の物理層を使用して行われた送信について隣接ノードから受信した１つ以上の確認応答に基づいて、通信用の第１の物理層を使用して隣接ノードの第１のプリファレンス値を決定する。

【0093】

ブロック５０８において、ノードは、第２の物理層を使用して隣接ノードの第２のプリファレンス値を決定する。たとえば、ノードは、第２の物理層を使用して行われた送信について隣接ノードから受信した１つ以上の確認応答に基づいて、通信用の第２の物理層を使用して隣接ノードの第２のプリファレンス値を決定する。

【0094】

ブロック５１０において、ノードは、第１のプリファレンス値と第２のプリファレンス値とを比較して通信に好ましい物理層を決定する。たとえば、ノードは、ＰＨＹプリファレンスセットに記録された第１および第２のプリファレンス値を比較して、最大のプリファレンス値を有する物理層を選択するなど、隣接ノードとの通信に好ましい物理層を決定する。

【0095】

ブロック５１２において、ノードは、好ましい物理層を使用して第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノードに送信する。たとえば、ノードは、好ましいＰＨＹを使用して第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームを隣接ノードに送信する。

【0096】

環境およびデバイスの例
図６は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面が実装され得る一例としての環境６００を示す。一般的に、環境６００は、ワイヤレスネットワークにおいて通信するように構成された任意の数のワイヤレスネットワークデバイスを有する住宅または他の種類の構造物の一部として実装されるホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）２００を含む。たとえば、ワイヤレスネットワークデバイスは、サーモスタット６０２と、（たとえば煙および／または一酸化炭素用の）危険検出器６０４と、（たとえば屋内および屋外の）カメラ６０６と、（たとえば屋内および屋外の）照明ユニット６０８と、（たとえば住居環境において）構造物６１２の内部および／または外部に実装される任意の他の種類のワイヤレスネットワークデバイス６１０とを含み得る。この例では、ワイヤレスネットワークデバイスはまた、ボーダールーター１０６などの前述のデバイスのうちのいずれか、ならびに、ルーターデバイス２０６としておよび／またはエンドデバイス２０８として実装されるデバイスのうちのいずれかを含み得る。

【0097】

環境６００において、任意の数のワイヤレスネットワークデバイスをワイヤレス相互接続するように実装して、ワイヤレスで互いに通信および対話させることができる。ワイヤレスネットワークデバイスは、多種多様の有用な自動化目的および実装形態を提供するように、互いにおよび／または中央サーバもしくはクラウドコンピューティングシステムとシームレスに統合することができる、モジュール式の、インテリジェントな、マルチセンシングの、ネットワーク接続されたデバイスである。本明細書に記載のデバイスのうちのいずれかとして実装され得るワイヤレスネットワークデバイスの一例を図７に示し、図７を参照して説明する。

【0098】

実装形態では、サーモスタット６０２は、住居環境内の周囲の気候特性（たとえば温度および／または湿度）を検出してＨＶＡＣシステム６１４を制御するネスト（登録商標）ラーニングサーモスタットを含み得る。ラーニングサーモスタット６０２および他のネットワーク接続されたデバイスは、デバイスに対する居住者の設定を取り込むことによって「学習」する。たとえば、サーモスタットは、朝および夜の、構造物の居住者が寝ているときまたは起きているときの、ならびに居住者が通常不在の時および在宅の時の、好ましい温度設定値を学習する。

【0099】

危険検出器６０４は、危険物質または危険物質を示す物質（たとえば煙、火または一酸化炭素）の存在を検出するように実装することができる。ワイヤレス相互接続の例では、危険検出器６０４は、構造物内の火災を示す煙の存在を検出してもよく、この場合、最初に煙を検出した危険検出器は、接続されたすべてのワイヤレスネットワークデバイスに低電力ウェイクアップ信号をブロードキャストすることができる。そして、他の危険検出器６０４は、ブロードキャストされたウェイクアップ信号を受信し、危険を検出するためおよびアラートメッセージのワイヤレス通信を受信するために高電力状態を開始することができる。さらに、照明ユニット６０８は、ブロードキャストされたウェイクアップ信号を受信し、問題区域を照らして特定するように、危険を検出した領域で作動することができる。別の例では、照明ユニット６０８は、検出した火災または不法侵入について、構造物内の問題区域または領域を示すように１つの照明色で作動してもよく、安全領域および／または構造物からの避難経路を示すように異なる照明色で作動してもよい。

【0100】

さまざまな構成において、ワイヤレスネットワークデバイス６１０は玄関インターフェイスデバイス６１６を含み得る。玄関インターフェイスデバイス６１６は、ネットワーク接続されたドアロックシステム６１８と協働して機能し、人が構造物６１２の外側ドアなどの１つの場所に近づいたことまたは１つの場所から離れたことを検出して応答する。玄関インターフェイスデバイス６１６は、人がスマートホーム環境に近づいたまたは入ったか否かに基づいて、他のワイヤレスネットワークデバイスと対話することができる。玄関インターフェイスデバイス６１６は、ドアベル機能を制御し、音声または視覚的手段によって人が近づいたことまたは離れたことをアナウンスし、たとえば居住者が出入りした時にセキュリティシステムを起動または解除するようにセキュリティシステムの設定を制御することができる。ワイヤレスネットワークデバイス６１０はまた、周囲の照明条件を検出し、（たとえば占有センサ６２０で）部屋占有状態を検出し、１つ以上の照明の電力および／または調光状態を制御するためなどの、他のセンサおよび検出器を含み得る。場合によっては、センサおよび／または検出器は、天井ファン６２２などのファンの電力状態または速度も制御し得る。さらに、センサおよび／または検出器は、部屋または包囲空間の占有状態を検出し、部屋または構造物が無人の場合などに電気コンセントまたはデバイス６２４への電力供給を制御し得る。

【0101】

ワイヤレスネットワークデバイス６１０はまた、冷蔵庫、コンロおよびオーブン、洗濯機、乾燥機、空調機、プールヒーター６２８、灌漑システム６３０、セキュリティシステム６３２といった、接続器具および／もしくは制御システム６２６、ならびに、テレビ、娯楽システム、コンピュータ、インターホンシステム、車庫ドア開閉装置６３４、天井ファン６２２、コントロールパネル６３６といった、他の電子およびコンピューティングデバイスを含み得る。器具、デバイスまたはシステムは、プラグに差し込まれると、上述したように自身をホームエリアネットワークにアナウンスすることができ、家庭内などのホームエリアネットワークの制御およびデバイスと自動的に統合することができる。なお、ワイヤレスネットワークデバイス６１０は、水泳プールヒーター６２８または灌注システム６３０を制御するデバイスなど、物理的に構造物の外部にあるがワイヤレス通信範囲内にあるデバイスを含み得る。

【0102】

上述のように、ＨＡＮ２００は、ＨＡＮ２００の外部にある外部ネットワークとの通信用のインターフェイスとなるボーダールーター１０６を含む。ボーダールーター１０６はアクセスポイント１１０に接続し、アクセスポイント１１０はインターネットなどのアクセスネットワーク１０８に接続する。アクセスネットワーク１０８を介して接続されるクラウドサービス１１２は、ＨＡＮ２００内のデバイスに関連するおよび／またはＨＡＮ２００内のデバイスを使用するサービスを提供する。一例として、クラウドサービス１１２は、スマートフォン、タブレットなどのエンドユーザデバイス６３８をホームエリアネットワーク内のデバイスに接続するためのアプリケーション、ＨＡＮ２００において取得されたデータを処理してエンドユーザに提示するためのアプリケーション、１つ以上のＨＡＮ２００内のデバイスをクラウドサービス１１２のユーザカウントにリンクするためのアプリケーション、ＨＡＮ２００内のデバイスをプロビジョニングして更新するためのアプリケーションなどを含み得る。たとえば、ユーザは、携帯電話もしくはタブレットデバイスなどのネットワーク接続されたコンピュータまたはポータブルデバイスを用いて、住居環境内のサーモスタット６０２および他のワイヤレスネットワークデバイスを制御することができる。さらに、ワイヤレスネットワークデバイスは、ボーダールーター１０６およびアクセスポイント１１０を介して任意の中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステムに情報を伝達することができる。データ通信は、さまざまなカスタムもしくは標準ワイヤレスプロトコル（たとえばＷｉ－Ｆｉ、低電力用のＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｔｈｒｅａｄ等）のいずれかを使用して、および／またはさまざまなカスタムもしくは標準ワイヤードプロトコル（ＣＡＴ６イーサネット、ＨｏｍｅＰｌｕｇ等）のいずれかを使用することによって、実行することができる。

【0103】

ＨＡＮ２００内のワイヤレスネットワークデバイスのいずれも、住居環境内のＨＡＮ２００を構築する低電力および通信ノードとして機能することができる。ネットワークの個々の低電力ノードは、自身が検知中のものに関するメッセージを定期的に発信することができ、環境内の他の低電力ノードは、自身のメッセージを発信することに加えて、メッセージを繰り返すことによって、ホームエリアネットワーク全体にわたってノードからノードに（すなわちデバイスからデバイスに）メッセージを伝達することができる。ワイヤレスネットワークデバイスは、特にバッテリ駆動されているときに、低電力通信プロトコルを利用して、メッセージを受信し、メッセージを他の通信プロトコルに変換し、変換したメッセージを他のノードにおよび／または中央サーバもしくはクラウドコンピューティングシステムに送信して、電力を節約するように実装することができる。たとえば、占有および／または周囲光センサは、室内の居住者を検出するとともに周囲光を測定し、室内が暗いことを周囲光センサ６４０が検出すると、かつ室内に人がいることを占有センサ６２０が検出すると、光源を作動させることができる。さらに、センサは、部屋の占有状態および室内の光量に関するメッセージ（占有センサが室内の人の存在を検出することと一致する瞬時メッセージを含む）を定期的に発信する低電力ワイヤレス通信チップ（たとえばＩＥＥＥ８０２．１５．４チップ、Ｔｈｒｅａｄチップ、ＺｉｇＢｅｅチップ）を含み得る。上述のように、これらのメッセージは、ホームエリアネットワークを使用して、住居環境内のノードからノード（たとえばネットワーク接続されたデバイスからネットワーク接続されたデバイス）に、かつインターネットを介して中央サーバまたはクラウドコンピューティングシステムに、ワイヤレス送信されてもよい。

【0104】

他の構成において、ワイヤレスネットワークデバイスのさまざまなものが、住居環境内の警報システムの「トリップワイヤ」として機能することができる。たとえば、構造物または環境の窓、ドア、および他の入り口点にある警報センサによる検出を侵入者が回避した場合でも、ホームエリアネットワーク内の低電力メッシュノードのうちの１つ以上から占有状態、動き、熱、音等のメッセージを受信することによって警報をトリガすることができる。他の実装形態では、ホームエリアネットワークを使用して、人が構造物内で部屋から部屋へと移動すると照明ユニット６０８を自動的に点灯および消灯することができる。たとえば、ワイヤレスネットワークデバイスは、構造物を通る人の動きを検出し、対応するメッセージをホームエリアネットワークのノードを介して伝達することができる。メッセージを受信する他のワイヤレスネットワークデバイスは、どの部屋に人がいるかを示すメッセージを使用して、それに応じて作動および／または停止することができる。上述したように、ホームエリアネットワークを利用して、安全な出口につながる適切な照明ユニット６０８を点灯することなどによって、緊急事に出口照明を提供することもできる。また、照明ユニット６０８を点灯して、人が構造物から安全に退出するために進むべき退出経路に沿った方向を示してもよい。

【0105】

さまざまなワイヤレスネットワークデバイスはまた、ウェアラブルコンピューティングデバイス６４２と統合および通信するように実装されてもよく、たとえば、構造物の居住者を識別して居住者の位置を特定し、それに応じて温度、照明、音響システムなどを調整するために使用されてもよい。他の実装形態では、ＲＦＩＤ検知（たとえばＲＦＩＤブレスレット、ネックレス、またはキーフォブを有している人）、合成視覚技術（たとえばビデオカメラおよび顔認識プロセッサ）、オーディオ技術（たとえば声、音声パターン、振動パターン認識）、超音波検知／撮像技術、ならびに赤外線または近距離無線通信（ＮＦＣ）技術（たとえば赤外線もしくはＮＦＣ対応スマートフォンを装着している人）が、構造物または環境内の居住者の位置に関する検知情報から有用な結論を引き出すルールベースの推論エンジンまたは人工知能技術とともに使用される。

【0106】

他の実装形態では、サービスロボットの個人快適エリアネットワーク、個人健康エリアネットワーク、個人安全エリアネットワーク、および/または他のそのような人間向けの機能を、これらの機能のより良い性能を実現するためのルールベースの推論技術または人工知能技術に従って、環境内の他のワイヤレスネットワークデバイスおよびセンサとの論理的統合によって強化することができる。個人健康エリアに関連する例では、システムは、家庭用ペットが居住者の現在位置に向かって進んでいるか否かを、ルールベースの推論および人工知能技術とともに（たとえばワイヤレスネットワークデバイスおよびセンサのいずれかを使用して）検出することができる。同様に、台所で温度および湿度レベルが上昇していることを危険検出器サービスロボットに通知することができ、危険検出器サービスロボットは、周囲の煙レベルのわずかな上昇はいずれも料理による可能性が高く、真に危険な状態に起因するものではないと推論して、煙感知閾値などの危険検出閾値を一時的に上げることができる。任意の種類の監視、検出、および／またはサービスを行うように構成された任意のサービスロボットは、ホームエリアネットワーク上で通信するためのワイヤレス相互接続プロトコルに準拠する、ホームエリアネットワーク上のメッシュノードデバイスとして実装することができる。

【0107】

ワイヤレスネットワークデバイス６１０はまた、住居環境内の構造物の個々の居住者ごとに、ネットワーク接続されたアラームクロック６４４を含み得る。たとえば、居住者は、翌日または翌週などの起床時刻にアラームデバイスをカスタマイズして設定することができる。人工知能を用いて、アラームが鳴ったときの居住者の応答を考慮し、好ましい睡眠パターンを経時的に推論することができる。そして、ワイヤレスネットワークデバイス内にあるセンサ（超音波センサ、受動ＩＲセンサ等を含むセンサなど）から得られたデータに基づいて決定される個々の居住者の固有のシグネチャに基づいて、ホームエリアネットワークにおいてその人物を追跡することができる。居住者の固有のシグネチャは、移動パターン、声、身長、体格等の組み合わせに基づくことができるとともに、顔認識技術を使用することができる。

【0108】

ワイヤレス相互接続の例では、個人の起床時刻をサーモスタット６０２と関連付けて、構造物を所望の睡眠および起床温度設定値に予め温めるまたは冷やすようにＨＶＡＣシステムを効率的に制御することができる。好ましい設定値は、その人物の睡眠前および起床時にサーモスタットに設定された温度を取り込むことなどによって、経時的に学習することができる。収集されたデータはまた、呼吸パターン、心拍数、動き等の人のバイオメトリック指標を含んでもよく、このデータと、実際の起床時刻を示すデータとの組み合わせに基づいて、推論が行われる。他のワイヤレスネットワークデバイスは、このデータを用いて、環境を所望の設定値に予め温めるまたは冷やすようにサーモスタット６０２を調整する、およびライト６０８を点灯または消灯するなど、他の自動化目的を提供することができる。

【0109】

実装形態では、ワイヤレスネットワークデバイスを音、振動、および／または動きの検知に利用することにより、たとえば水の流れを検出し、水の使用量および消費量のアルゴリズムおよびマッピングに基づいて住居環境内の水の使用量を推論することもできる。これは、家庭の各水源のシグネチャまたはフィンガープリントを求めるために使用することができ、「オーディオフィンガープリント水使用量」とも呼ばれる。同様に、ワイヤレスネットワークデバイスを利用して、ネズミおよび他の齧歯動物などの望ましくない害虫の、ならびにシロアリ、ゴキブリおよび他の虫が発する、わずかな音、振動、および／または動きを検出することができる。そしてシステムは、環境内に害虫がいる疑いがある場合は警告メッセージなどで居住者に通知して、早期発見および予防に役立てることができる。

【0110】

環境６００は、ハブ６４６として機能する１つ以上のワイヤレスネットワークデバイスを含み得る。ハブ６４６は、汎用ホームオートメーションハブであってもよいし、セキュリティハブ、エネルギー管理ハブ、ＨＶＡＣハブ等の特定用途向けハブであってもよい。ハブ６４６の機能はまた、ネットワーク接続されたサーモスタットデバイスまたはボーダールーター１０６などの任意のワイヤレスネットワークデバイスに組み込まれてもよい。構造物６１２内のハブ６４６上で機能をホストすることで、ユーザのインターネット接続が信頼できないときに信頼性を向上させることができ、通常はクラウドサービス１１２に接続しなければならない動作の待ち時間を短縮することができ、ワイヤレスネットワークデバイス間のローカルアクセスに関するシステムおよび規制上の制約を満たすことができる。

【0111】

加えて、一例としての環境６００は、ネットワーク接続されたスピーカ（ネットワーク接続されたアシスタントデバイス）６４８を含む。ネットワーク接続されたスピーカ６４８は、ネットワーク接続されたデバイスの音声制御を提供することを含む音声アシスタントサービスを提供する。ハブ６４６の機能は、ネットワーク接続されたスピーカ６４８においてホストされてもよい。ネットワーク接続されたスピーカ６４８は、ワイヤレスメッシュネットワーク２０２、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク２０４、またはその両方を介して通信するように構成することができる。

【0112】

図７は、本明細書に記載のインターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの１つ以上の局面に従う、ホームエリアネットワーク（Ｔｈｒｅａｄネットワーク、ファブリックネットワーク、Ｗｅａｖｅネットワーク、ＣＨＩＰネットワーク）においてワイヤレスネットワークデバイス（ノード）のいずれかとして実装され得る一例としてのワイヤレスネットワークデバイス７００を示す。デバイス７００は、電子回路、マイクロプロセッサ、メモリ、入出力（Ｉ／Ｏ）論理制御、通信インターフェイスおよびコンポーネント、ならびに他のハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアと統合されて、ホームエリアネットワーク内のデバイスを実装することができる。さらに、ワイヤレスネットワークデバイス７００は、図８に示されるデバイスの一例を参照してさらに説明する任意の数および組み合わせの異なるコンポーネントを用いるなど、さまざまなコンポーネントを用いて実装することができる。

【0113】

この例では、ワイヤレスネットワークデバイス７００は、実行可能命令を処理する低電力マイクロプロセッサ７０２および高電力マイクロプロセッサ７０４（たとえばマイクロコントローラまたはデジタル信号プロセッサ）を含む。デバイスはまた、入出力（Ｉ／Ｏ）論理制御７０６を含む（たとえば電子回路を含むようにする）。マイクロプロセッサは、集積回路、プログラマブルロジックデバイス、１つ以上の半導体を使用して形成されたロジックデバイスのコンポーネントを含んでもよく、シリコンおよび／またはハードウェアにおけるその他の実装形態、たとえばシステムオンチップ（ＳｏＣ）として実装されるプロセッサおよびメモリシステムを含んでもよい。これに代えてまたはこれに加えて、デバイスは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、または処理および制御回路で実装され得る固定論理回路のうちのいずれか１つまたは組み合わせで実装することができる。低電力マイクロプロセッサ７０２および高電力マイクロプロセッサ７０４はまた、デバイスの１つ以上の異なるデバイス機能をサポートすることができる。たとえば、高電力マイクロプロセッサ７０４は計算集約的な動作を実行してもよく、低電力マイクロプロセッサ７０２は、１つ以上のセンサ７０８から危険または温度を検出するなど、より単純な処理を管理してもよい。低電力プロセッサ７０２はまた、計算集約的な処理を行うために高電力プロセッサ７０４を起動または初期化してもよい。

【0114】

１つ以上のセンサ７０８は、加速度、温度、湿度、水、供給電力、近接度、外部の動き、デバイスの動き、音声信号、超音波信号、光信号、火、煙、一酸化炭素、全地球測位衛星（ＧＰＳ）信号、無線周波数（ＲＦ）、他の電磁信号または電磁場など、さまざまな特性を検出するように実装することができる。したがって、センサ７０８は、温度センサ、湿度センサ、危険関連センサ、他の環境センサ、加速度計、マイクロフォン、カメラを含む光センサ（たとえば電荷結合素子もしくはビデオカメラ）、能動または受動放射センサ、ＧＰＳ受信機、および無線周波数識別検出器のうちのいずれか１つまたは組み合わせを含み得る。実装形態では、ワイヤレスネットワークデバイス７００は、１つ以上の一次センサと、１つ以上の二次センサとを含み得る。一次センサは、デバイスのコア動作（たとえばサーモスタットにおける温度の検知、または煙感知器における煙の検知）の中心となるデータを検知し、二次センサは、エネルギー効率の目的または自動化の目的で使用され得る他の種類のデータ（たとえば動き、光または音）を検知してもよい。

【0115】

ワイヤレスネットワークデバイス７００は、メモリデバイスコントローラ７１０と、任意の種類の不揮発性メモリおよび／または他の適切な電子データ記憶装置などのメモリデバイス７１２とを含む。ワイヤレスネットワークデバイス７００はまた、コンピュータ実行可能命令としてメモリによって保持されてマイクロプロセッサによって実行されるオペレーティングシステム７１４など、さまざまなファームウェアおよび／またはソフトウェアを含み得る。デバイスソフトウェアはまた、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄのためのＴＲＥＬネットワークスタック３００の局面を実装するＴＲＥＬネットワークスタックアプリケーション７１６を含み得る。ワイヤレスネットワークデバイス７００はまた、別のデバイスまたは周辺コンポーネントとインターフェイスするデバイスインターフェイス７１８を含み、コンポーネント間のデータ通信のためにワイヤレスネットワークデバイスのさまざまなコンポーネントを結合する統合データバス７２０を含む。ワイヤレスネットワークデバイス内のデータバスはまた、異なるバス構造および／またはバスアーキテクチャのいずれか１つまたは組み合わせとして実装されてもよい。

【0116】

デバイスインターフェイス７１８は、（たとえばユーザインターフェイスとして）ユーザから入力を受信してもよく、および／またはユーザに情報を提供してもよく、受信した入力を用いて設定を決定することができる。デバイスインターフェイス７１８はまた、ユーザ入力に応答する機械または仮想コンポーネントを含み得る。たとえば、ユーザは摺動もしくは回転コンポーネントを機械的に動かすことができ、またはタッチパッドに沿った動きが検出されてもよく、このような動きはデバイスの設定調整に対応してもよい。物理的および仮想的な可動ユーザインターフェイスコンポーネントは、ユーザが見かけの連続体の一部に沿って設定を入力することを可能にすることができる。デバイスインターフェイス７１８はまた、ボタン、キーパッド、スイッチ、マイクロフォン、撮像装置（たとえばカメラデバイス）など、任意の数の周辺機器から入力を受信してもよい。

【0117】

ワイヤレスネットワークデバイス７００は、ホームエリアネットワーク内の他のワイヤレスネットワークデバイス、ワイヤードネットワークデバイス（たとえばイーサネット接続されたデバイス）との通信用のホームエリアネットワークインターフェイス、およびインターネットなどを介したネットワーク通信用の外部ネットワークインターフェイスなどの、ネットワークインターフェイス７２２を含み得る。ワイヤレスネットワークデバイス７００はまた、ホームエリアネットワークインターフェイスを介した他のワイヤレスネットワークデバイスとのワイヤレス通信用の、かつ複数の異なるワイヤレス通信システム用の、ワイヤレス無線システム７２４を含む。ワイヤレス無線システム７２４は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、モバイルブロードバンド、ＢＬＥ、および／またはポイントツーポイントＩＥＥＥ８０２．１５．４を含み得る。異なる無線システムの各々は、特定のワイヤレス通信技術のために実装される無線デバイス、アンテナ、およびチップセットを含み得る。ワイヤレスネットワークデバイス７００はまた、バッテリなどの電源７２６、および／またはデバイスをライン電圧に接続するための電源７２６を含む。また、ＡＣ電源を用いてデバイスのバッテリを充電してもよい。

【0118】

図８は、先の図１～図７を参照して説明したインターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面を実装するワイヤレスネットワークデバイスのいずれかとして実装され得る一例としてのデバイス８０２を含む一例としてのシステム８００を示す。一例としてのデバイス８０２は、任意の種類のコンピューティングデバイス、クライアントデバイス、携帯電話、タブレット、通信、娯楽、ゲーム、メディア再生、および／または他の種類のデバイスであってもよい。さらに、一例としてのデバイス８０２は、サーモスタット、危険検出器、カメラ、照明ユニット、コミッショニングデバイス、ルーター、ボーダールーター、ジョイナールーター、参加デバイス、エンドデバイス、リーダー、アクセスポイント、および／または他のワイヤレスネットワークデバイスなど、ホームエリアネットワーク上で通信するように構成された任意の他の種類のワイヤレスネットワークデバイスとして実装されてもよい。

【0119】

デバイス８０２は、ホームエリアネットワーク内のデバイス間で伝達されるデータ、受信中のデータ、ブロードキャストが予定されているデータ、データのデータパケット、デバイス間で同期されるデータ等のようなデバイスデータ８０６のワイヤードおよび／またはワイヤレス通信を可能にする通信デバイス８０４を含む。デバイスデータは、任意の種類の通信データ、ならびにデバイス上で実行されるアプリケーションによって生成されるオーディオ、ビデオおよび／または画像データを含み得る。通信デバイス８０４はまた、セルラー電話通信および／またはネットワークデータ通信用のトランシーバを含み得る。

【0120】

デバイス８０２はまた、デバイス、データネットワーク（たとえばホームエリアネットワーク、外部ネットワーク等）、およびその他のデバイスの間の接続および／または通信リンクを提供するデータネットワークインターフェイス等の、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイス８０８を含む。Ｉ／Ｏインターフェイスを使用して、デバイスを任意の種類のコンポーネント、周辺機器、および／又はアクセサリデバイスに結合することができる。Ｉ／Ｏインターフェイスはまた、デバイスへのユーザ入力、任意の種類の通信データ、ならびに任意のコンテンツおよび／またはデータソースから受信したオーディオ、ビデオ、および／または画像データ等の、任意の種類のデータ、メディアコンテンツ、および／または入力を受信するときに経由することができるデータ入力ポートを含む。

【0121】

デバイス８０２は、少なくとも部分的にハードウェアで実装されてもよく、たとえば、実行可能命令を処理する任意の種類のマイクロプロセッサ、コントローラなどを用いて実装されてもよい、処理システム８１０を含む。処理システムは、集積回路、プログラマブルロジックデバイス、１つ以上の半導体を使用して形成されたロジックデバイスのコンポーネントを含んでもよく、シリコンおよび／またはハードウェアにおけるその他の実装形態、たとえばシステムオンチップ（ＳｏＣ）として実装されるプロセッサおよびメモリシステムを含んでもよい。これに代えてまたはこれに加えて、デバイスは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、または処理および制御回路で実装され得る固定論理回路のうちのいずれか１つまたは組み合わせで実装することができる。デバイス８０２はさらに、デバイス内のさまざまなコンポーネントを結合する任意の種類のシステムバスまたはその他のデータおよびコマンド転送システムを含み得る。システムバスは、さまざまなバス構造およびアーキテクチャ、ならびに制御およびデータラインのうちのいずれか１つまたは組み合わせを含み得る。

【0122】

デバイス８０２はまた、コンピューティングデバイスによるアクセスが可能でありかつデータおよび実行可能命令（たとえばソフトウェアアプリケーション、モジュール、プログラム、機能など）の永続的ストレージを提供するデータ記憶装置等の、コンピュータ読取可能ストレージメモリ８１２を含む。本明細書に記載のコンピュータ読取可能ストレージメモリは、伝搬信号を除外する。コンピュータ読取可能ストレージメモリの例は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ、固定およびリムーバブルメディアデバイス、ならびにコンピューティングデバイスアクセスのためにデータを保持する任意の適切なメモリデバイスまたは電子データストレージを含む。コンピュータ読取可能ストレージメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、およびさまざまなメモリデバイス構成の他の種類のストレージメモリのさまざまな実装形態を含み得る。

【0123】

コンピュータ読取可能ストレージメモリ８１２は、コンピュータ読取可能ストレージメモリとともにソフトウェアアプリケーションとして維持されて処理システム８１０によって実行されるオペレーティングシステム等の、デバイスデータ８０６およびさまざまなデバイスアプリケーション８１４のストレージを提供する。デバイスアプリケーションはまた、任意の形態の制御アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、信号処理および制御モジュール、特定のデバイスに固有のコード、特定のデバイスのためのハードウェア抽象化層等の、デバイスマネージャを含み得る。この例では、デバイスアプリケーションはまた、一例としてのデバイス８０２が本明細書に記載のワイヤレスネットワークデバイスのいずれかとして実装されるときなどに、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面に従ってＴＲＥＬネットワークスタック３００を実装するＴＲＥＬネットワークスタックアプリケーション８１６を含む。

【0124】

デバイス８０２はまた、オーディオデバイス８２０のためのオーディオデータを生成する、および／またはディスプレイデバイス８２２のためのディスプレイデータを生成する、オーディオおよび／またはビデオシステム８１８を含む。オーディオデバイスおよび／またはディスプレイデバイスは、デジタル写真の画像コンテンツ等の、オーディオ、ビデオ、ディスプレイ、および／または画像データを処理する、表示する、および／またはそうでなければレンダリングする、任意のデバイスを含む。実装形態において、オーディオデバイスおよび／またはディスプレイデバイスは、一例としてのデバイス８０２に一体化されたコンポーネントである。これに代えて、オーディオデバイスおよび／またはディスプレイデバイスは、一例としてのデバイスの外部の周辺コンポーネントである。局面において、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄについて説明した技術の少なくとも一部は、プラットフォーム８２６内の「クラウド」８２４上など、分散システムで実装されてもよい。クラウド８２４は、サービス８２８および／もしくはリソース８３０のためのプラットフォーム８２６を含む、ならびに／または表す。

【0125】

プラットフォーム８２６は、（たとえばサービス８２８に含まれる）サーバデバイスおよび／または（たとえばリソース８３０として含まれる）ソフトウェアリソースなどのハードウェアの基礎となる機能を抽象化し、一例としてのデバイス８０２を他のデバイス、サーバ等に接続する。リソース８３０はまた、一例としてのデバイス８０２から離れたサーバ上でコンピュータ処理が実行される間に利用され得るアプリケーションおよび／またはデータを含み得る。加えて、サービス８２８および／またはリソース８３０は、インターネット、セルラーネットワーク、またはＷｉ－Ｆｉネットワーク上などの加入者ネットワークサービスを容易にし得る。プラットフォーム８２６はまた、機能がシステム６００全体にわたって分散されている相互接続されたデバイス局面などにおいて、プラットフォームを介して実装されるリソース８３０の需要を満たすようにリソースを抽象化およびスケーリングする役割を果たしてもよい。たとえば、機能の一部を、一例としてのデバイス８０２において、クラウド８２４の機能を抽象化するプラットフォーム８２６を介して、実装してもよい。

【0126】

以下にいくつかの例を記載する。
例１：ネットワークにおけるノードによる通信に好ましい物理層を決定する方法であって、上記方法は、
第１の物理層を使用して第１の６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6（インターネットプロトコルバージョン６）over Low power Wireless Personal Area Networks）フレームを隣接ノードに送信するステップと、
第２の物理層を使用して上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを上記隣接ノードに送信するステップと、
上記第１の物理層を使用して上記隣接ノードの第１のプリファレンス値を決定するステップと、
上記第２の物理層を使用して上記隣接ノードの第２のプリファレンス値を決定するステップと、
上記第１のプリファレンス値と上記第２のプリファレンス値とを比較して上記通信に好ましい物理層を決定するステップと、
上記好ましい物理層を使用して第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームを上記隣接ノードに送信するステップとを備える、方法。

【0127】

例２：上記第１の物理層を使用して上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを上記隣接ノードに送信するステップは、
上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４メディアアクセス制御（ＭＡＣ）フレームで送信するステップを含む、例１に記載の方法。

【0128】

例３：上記第２の物理層を使用して上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームを上記隣接ノードに送信するステップは、
上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームをＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームにカプセル化するステップと、
上記ＩＥＥＥ８０２．１５．４ ＭＡＣフレームをトランスポートプロトコルフレームにカプセル化するステップと、
上記トランスポートプロトコルフレームをインターネットプロトコルパケットで送信するステップとを含む、例１または例２に記載の方法。

【0129】

例４：上記第２の物理層はＷｉ－Ｆｉ物理層又はイーサネット物理層である、例３に記載の方法。

【0130】

例５：上記トランスポートプロトコルは伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）である、例３に記載の方法。

【0131】

例６：上記インターネットプロトコルはインターネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）プロトコルまたはインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）プロトコルである、例３に記載の方法。

【0132】

例７：上記方法はさらに、
上記第１の物理層、上記第２の物理層、または上記第１の物理層および上記第２の物理層の両方を使用して、上記隣接ノードから１つ以上の確認応答パケットを受信するステップを備える、先行する例のいずれか１つに記載の方法。

【0133】

例８：上記隣接ノードから１つ以上の確認応答パケットを受信するステップは、
上記隣接ノードから１つ以上のＴｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）確認応答パケットを受信するステップを含む、例７に記載の方法。

【0134】

例９：上記第１の物理層の上記第１のプリファレンス値は、上記第１の物理層を使用して行われた送信について上記隣接ノードから受信した１つ以上の確認応答に基づき、上記第２の物理層の上記第２のプリファレンス値は、上記第２の物理層を使用して行われた送信について上記隣接ノードから受信した１つ以上の確認応答に基づく、例７に記載の方法。

【0135】

例１０：上記第１のプリファレンス値と上記第２のプリファレンス値とを比較して上記通信に好ましい物理層を決定するステップは、
最大のプリファレンス値を有する物理層を上記好ましい物理層として選択するステップを含む、例９に記載の方法。

【0136】

例１１：上記第１のプリファレンス値および上記第２のプリファレンス値は等しく、上記第１のプリファレンス値と上記第２のプリファレンス値とを比較して上記通信に好ましい物理層を決定するステップは、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレームを送信するための、最小の電力プロファイルを有する上記物理層を選択するステップ、または
ＩＥＥＥ８０２．１５．４データ要求フレーム以外のフレームを送信するための、最大のチャネル容量を有する上記物理層を選択するステップを含む、例９に記載の方法。

【0137】

例１２：上記方法はさらに、
上記第１のプリファレンス値および上記隣接ノードのアドレスを物理層（ＰＨＹ）プリファレンスセットに格納するステップと、
上記第２のプリファレンス値および上記隣接ノードの上記アドレスを上記ＰＨＹプリファレンスセットに格納するステップとを備える、先行する例のいずれか１つに記載の方法。

【0138】

例１３：上記アドレスはＩＥＥＥ８０２．１５．４拡張アドレスである、例１２に記載の方法。

【0139】

例１４：上記方法はさらに、
送信された上記第１の６ＬｏＷＰＡＮフレームおよび送信された上記第２の６ＬｏＷＰＡＮフレームに対するペンディング確認応答を、Ｔｈｒｅａｄ無線カプセル化リンク（ＴＲＥＬ）ペンディング確認応答セットに記録するステップを備える、先行する例のいずれか１つに記載の方法。

【0140】

例１５：上記ペンディング確認応答はタプルに記録され、上記タプルは、
上記隣接ノードの拡張アドレスと、
現在の時間ウィンドウにおけるペンディング確認応答の数と、
以前の時間ウィンドウにおけるペンディング確認応答の数と、
次のパケットを上記隣接ノードに送信する際に使用するパケット番号とを含む、例１４に記載の方法。

【0141】

例１６：上記第１の物理層はＩＥＥＥ８０２．１５．４物理層である、先行する例のいずれか１つに記載の方法。

【0142】

例１７：上記ネットワークはＴｈｒｅａｄネットワークである、先行する例のいずれか１つに記載の方法。

【0143】

例１８：第１のネットワークインターフェイスと、
第２のネットワークインターフェイスと、
１つまたは複数のプロセッサと、
例１～例１７に記載の方法のうちのいずれか１つを実行するために上記１つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を含むメモリとを備える、電子デバイス。

【0144】

例１９：上記第１のネットワークインターフェイスはＩＥＥＥ８０２．１５．４ネットワークインターフェイスである、例１８に記載の電子デバイス。

【0145】

例２０：上記第２のネットワークインターフェイスはＷｉ－Ｆｉインターフェイスまたはイーサネットインターフェイスである、例１８または例１９に記載の電子デバイス。

【0146】

例２１：命令を含むコンピュータ読取可能記憶媒体であって、前記命令は、プロセッサによる実行に応答して、例１～例１７のいずれか１つに記載の方法を実行する、コンピュータ読取可能記憶媒体。

【0147】

インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの局面について、特徴および／または方法に特有の言い回しで説明してきたが、添付の請求項の主題は、必ずしも記載されている特定の特徴または方法に限定される訳ではない。むしろ、これらの特定の特徴および方法は、インターネットプロトコル上のＴｈｒｅａｄの例示的な実装形態として開示されており、他の等価の特徴および方法も添付の請求項の範囲内であるように意図されている。さらに、さまざまな異なる局面が記載されており、記載されている各局面は独立してまたは１つ以上の他の記載されている局面に関連して実装可能であることが理解されねばならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】