特許 7542395 複数のノードを含むネットワークのための方法、ブルートゥース低エネルギーネットワーク、およびコンピュータプログラム製品

(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】2024-08-22

(45)【発行日】2024-08-30

(54)【発明の名称】複数のノードを含むネットワークのための方法、ブルートゥース低エネルギーネットワーク、およびコンピュータプログラム製品

(51)【国際特許分類】

   H04W 40/02 20090101AFI20240823BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20240823BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20240823BHJP

   H04W 24/04 20090101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H04W40/02 110

H04W84/18

H04W84/10 110

H04W24/04

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020175115

(22)【出願日】2020-10-19

(65)【公開番号】P2021069114

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2023-05-11

(31)【優先権主張番号】19204382

(32)【優先日】2019-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】591003493

【氏名又は名称】キャリア コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＲＩＥＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】アダム クエンジ

(72)【発明者】

【氏名】マイケル ラング

(72)【発明者】

【氏名】チー－クアン リン

(72)【発明者】

【氏名】ダヴィデ ヴィラ

【審査官】望月 章俊

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０７９７８７２５（ＵＳ，Ｂ２）

(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】

複数のノードを含むネットワークのための方法であって、
第１のノード（Ｎ２）で、第２のノード（Ｎ１）が障害のあるノードであることを検出すること、
前記第１のノードで、前記第２のノードが障害のあるノードであり、第１の経路が利用できないことを記録すること、
前記第１のノードで第２の経路に切り替えること、前記第２の経路は第３のノード（Ｎ６）を含む、
前記第１のノードで、前記第３のノードのホップカウントをチェックすること、この場合前記第３のノードは前記第２の経路における、前記第１のノードから次のホップである、
前記第１のノードで情報パケットを生成すること、この場合、前記情報パケットは、前記障害のあるノードの固有のＩＤ及び前記第１のノードのホップカウントを含む、
前記第１のノード（Ｎ２）から前記第１のノードの１つまたは複数の１ホップ隣接ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ６）に前記情報パケットをブロードキャストすること、
前記情報パケットを受信する前記１ホップ隣接ノードのそれぞれで、前記障害のあるノード（Ｎ１）の前記固有のＩＤと前記第１のノードの前記ホップカウントを格納すること、
前記情報パケットを受信する前記１ホップ隣接ノードのそれぞれで、新しいホップカウントを再計算すること、この場合、前記１ホップ隣接ノードの１つにおける前記新しいホップカウントが、前記情報パケットを受信する前の前記ホップカウントとは異なるように再計算される場合、前記１ホップ隣接ノードは、前記１ホップ隣接ノードの前記新しいホップカウントを含む第２の情報パケットを生成し、それ自体の１ホップ隣接ノードの１つまたは複数に前記第２の情報パケットをブロードキャストする、を含む、方法。

【請求項2】

前記第１のノードが前記第１の経路に沿って前記第１のノードから前記第２のノードにデータパケットを送信し、前記第２のノードが障害のあるノードであり、前記データパケットが前記第２のノードに成功裏には送信されない、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第３のノードが前記第２のノードのホップカウントと異なるホップカウントを有する場合、前記第１のノードの前記ホップカウントを更新する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１のノードは、その１ホップ隣接ノードのすべてに前記情報パケットをブロードキャストする、請求項１～３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記第１のノードが、ホップカウント、それらが前記ネットワーク内のサブネットワークの要素であるかどうか、及び受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を含むパラメータに従って、その１ホップ隣接物の各々をランク付けするように構成されている、請求項１～４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記第１のノードが前記トップランクの１ホップ隣接ノードから開始する１ホップ隣接ノードの総数のサブセットに前記情報パケットを送信する、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のノードが、オンデマンドルート更新をさらに利用することができる、
前記第１のノードから、そのリンクがアップリンクルートの一部である場合は障害のあるリンクを含む経路の元のソースに、またはそのリンクがダウンリンク経路の一部である場合にはヘッドノード（ＨＮ）に、第３の情報パケットを送信すること、この場合、前記第３の情報パケットの目的地ノードが前記第３の情報パケットを受信すると、前記目的地ノードは前記障害のあるリンクを含む経路を無効にし、前記障害のあるリンクを含む前記経路は将来のデータ配信で使用されない、請求項１～６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記第１のノードと前記目的地ノードとの間の任意の中間ノードはまた、前記障害のあるリンクを含む経路を無効として記録する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第３の情報パケットは、他のデータパケットよりも優先度が低い、請求項７または８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１の経路は、データパケットがソースノードから目的地ノードへ移動する経路である、請求項１～９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

前記第１の経路が１つまたは複数の中間ノードを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

ブルートゥース低エネルギー（ＢＬＥ）ネットワーク（３００）であって、
第１のノード（Ｎ２）、
第２のノード（Ｎ１）、及び
１つまたは複数の１ホップ隣接ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ６）であって、前記第１のノードから１ホップカウントの距離にある、前記隣接ノード
を含む複数のノードを含み、
この場合、前記第１のノードは、前記第２のノードが障害のあるノード（Ｎ１）であることを検出し、前記第２のノードが障害のあるノードであり、第１の経路が利用できないことを記録し、第２の経路に切り替え、前記第２の経路は第３のノードを含み、前記第３のノードのホップカウントをチェックし、この場合前記第３のノードは前記第２の経路における、前記第１のノードから次のホップであり、情報パケットを生成し、この場合前記情報パケットは、前記障害のあるノードの固有のＩＤと前記第１のノードのホップカウントを含み、１つまたは複数の１ホップ隣接ノードに前記情報パケットをブロードキャストし、また
この場合、前記情報パケットを受信する前記１ホップ隣接ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ６）のそれぞれは、前記障害のあるノードの前記固有のＩＤと前記第１のノードのホップカウントを格納し、新しいホップカウントを再計算するように構成され、この場合前記１ホップ隣接ノードの１つにおける前記新しいホップカウントが、前記情報パケットを受信する前の前記１ホップ隣接ノードのホップカウントとは異なるように再計算される場合、前記１ホップ隣接ノードは、前記１ホップ隣接ノードの前記新しいホップカウントを含む第２の情報パケットを生成し、それ自体の１ホップ隣接ノードの１つまたは複数に前記第２の情報パケットをブロードキャストする、ブルートゥース低エネルギー（ＢＬＥ）ネットワーク（３００）。

【請求項13】

請求項１～１１のいずれかに記載の方法に従って前記ネットワーク（３００）が動作するように構成されている、請求項１２に記載のブルートゥース低エネルギー（ＢＬＥ）ネットワーク（３００）。

【請求項14】

複数のノードを含むブルートゥース低エネルギー（ＢＬＥ）ネットワーク（３００）内で実行されたときに、前記ネットワーク（３００）が請求項１～１１のいずれかの方法に従って動作するように構成する命令を含む、コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ブルートゥースネットワーク、特にブルートゥース低エネルギーネットワークにおけるノード障害に対処する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）の仕様は、２．４～２．４８３５ＧＨｚの産業科学医療（ＩＳＭ）用バンド内で動作するワイヤレスネットワークテクノロジの一連の標準である。ＢＬＥは、レガシーまたは「クラシック」のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のデバイスと比較して、消費電力を大幅に削減するように設計されている。

【0003】

ＢＬＥ仕様の用途には、ヘルスケア、セキュリティ、フィットネス、及びホームエンターテイメントが含まれる。これらの用途の中で、デバイスはＢｌｕｅｔｏｏｔｈメッシュプロファイルを利用して、ネットワークの他のＢＬＥデバイスと通信できる。ネットワークの各デバイスは、ネットワーク内の他のデバイス間でデータを転送し、いわゆる「メッシュ」を作成することができる。

【0004】

仕様によると、ＢＬＥデバイスは２．４ＧＨｚのバンドの４０チャネルで作動し、それぞれがＲＦ（無線周波数）チャネルインデックスの値０、１、…、３９のセットにマッピングされる。チャネル０～３６はデータの送信に使用され、チャネル３７、３８、及び３９は広告（ＡＤＶ）イベントの送信に使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、無線ネットワークでのノード障害発生後のオンデマンドテーブル及びルートの更新を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書で使用される場合、「ノード」という用語は、ＢＬＥの機能を有することができる任意のデバイスを指すことができる。このようなデバイスには、スマートフォン、スマートプラグ、電球、ラップトップ、ホームエンターテインメント用デバイス、またはＢＬＥネットワークに接続できる他のいずれかのデバイスが含まれ得る。また、ノードは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＲＴＭ）ネットワークやセルラーネットワークなどの他のワイヤレスネットワークでも通信できる場合がある。ノードはまた、そのようなネットワークを介してインターネットにより通信可能であり得る。

【0007】

一部のネットワークは自己修復機能を備えている場合がある。つまり、ネットワーク内のノードに障害が発生した場合、ネットワークは障害が発生したノードを避けて、依然データパケットを目的地に確実に配信できるようにする。しかし、そうするための現在の方法は、エネルギー及びリソースを集中的に使用するものであり、これは、特に電池動力式ノードを含むネットワーク、またはネットワークの更新に時間がかかる可能性がある大規模で高密度のネットワークに関係し得る。

【0008】

第１の態様から見ると、本発明は、複数のノードを含むネットワークのための方法であって、第１のノードで、第２のノードが障害のあるノードであることを検出すること；第１のノードで、第２のノードが障害のあるノードであり、第２のノードを含む第１の経路が利用できないことを記録すること；第１のノードで第２の経路に切り替えること、第２の経路は第３のノードを含む；第１のノードで、第３のノードのホップカウントをチェックすること、この場合第３のノードは第２の経路の次のホップである；第１のノードで情報パケットを生成すること、この場合、情報パケットは、障害のあるノードの固有のＩＤ及び第１のノードの前記ホップカウントを含む；第１のノードから第１のノードの１つまたは複数の１ホップ隣接ノードに情報パケットをブロードキャストすること；情報パケットを受信する１ホップ隣接ノードのそれぞれで、障害のあるノードの固有のＩＤと第１のノードのホップカウントを格納すること；情報パケットを受信する１ホップ隣接ノードのそれぞれで、ホップカウントを再計算すること、この場合、１ホップ隣接ノードでのホップカウントが、情報パケットを受信する前のホップカウントとは異なるように再計算される場合、１ホップ隣接ノードは、１ホップ隣接ノードの新しいホップカウントを含む第２の情報パケットを生成し、それ自体の１ホップ隣接ノードの１つまたは複数に第２の情報パケットをブロードキャストする、を含む方法を提供する。

【0009】

本発明の利点は、ノードの障害が発生した場合の無線ネットワークの堅牢性及び応答時間を改善することである。この方法により、ネットワーク情報が最新の状態に保たれ、ネットワークの各ノードがネットワークを介して作動するルートを選択して、エネルギーや資源の無駄を省き、ノードの障害を回避できる。これは、ノードの一部またはすべてが電池動力式であることによって制約されているネットワークでは特に重要である。

【0010】

第２の態様から見ると、本発明は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ブルートゥース低エネルギー，ＢＬＥ）ネットワークであって、第１のノード；第２のノード；及び１つまたは複数の隣接ノードであって、第１のノードから１ホップ距離にある、隣接ノードを含む複数のノードを含み、この場合、第１のノードは、第２のノードが障害のあるノードであることを検出し、第２のノードが障害のあるノードであり、第１の経路が利用できないことを記録し、第２の経路に切り替え、第２の経路は第３のノードを含み、第３のノードのホップカウントをチェックし、この場合第３のノードは第２の経路の次のホップであり、情報パケットを生成するよう構成され、この場合情報パケットは、障害のあるノードの固有のＩＤと第１のノードのホップカウントを含み、１つまたは複数の１ホップ隣接ノードに情報パケットをブロードキャストし；またこの場合、情報パケットを受信する１ホップ隣接ノードのそれぞれは、障害のあるノードの固有のＩＤと第１のノードのホップカウントを格納し、ホップカウントを再計算するように構成され、この場合１ホップ隣接ノードでのホップカウントが、情報パケットを受信する前のホップカウントとは異なるように再計算される場合、１ホップ隣接ノードは、１ホップ隣接ノードの新しいホップカウントを含む第２の情報パケットを生成し、それ自体の１ホップ隣接ノードの１つまたは複数に第２の情報パケットをブロードキャストする、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）ネットワークを提供する。

【0011】

第３の態様から見ると、本発明は、複数のノードを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙネットワーク内で実行されたときに、ネットワークが第１の態様の方法に従って動作するように構成する命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。

【0012】

以下に、第１の態様の方法、第２の態様のネットワーク、または第３の態様のコンピュータプログラム製品と組み合わせることができる任意選択の機能について説明する。

【0013】

ＢＬＥデバイスには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー送信を使用して他のデバイスと通信することができる任意のデバイスを含めることができる。このようなデバイスには、スマートフォン、スマートプラグ、電球、ラップトップ、アクセス制御システム、及びホームエンターテインメント用デバイスが含まれ得る。ＢＬＥデバイスは、ＢＬＥネットワークの要素である場合がある。ＢＬＥネットワークは、ヘッドノードまたはゲートウェイを含むことができ、ヘッドノードは、プロトコルの変換を実行して、ＢＬＥネットワークから、ヘッドノードが接続されている別のネットワークに、データを通信することができる。その他のネットワークには、セルラーネットワーク、インターネット、ローカルイントラネット、及びクラウドネットワークが含まれ得る。

【0014】

ＢＬＥネットワークでは、ネットワークの要素であるＢＬＥデバイスはノードと呼ばれることがある。ネットワークは、任意の数のノードを含むことができ、またヘッドノードが少なくとも１つのノードに接続されるように分配させることができる。ネットワーク内の各ノードは、ヘッドノードに直接接続すること、または少なくとも１つの他のノードを介してヘッドノードに接続することができる。このようにすると、ヘッドノードはＢＬＥネットワーク内のすべてのノードと通信でき、その逆も可能である。

【0015】

ネットワーク内のすべてのノードは、ヘッドノードに対してダウンストリームまたはダウンリンクとみなすことができ、逆に、ヘッドノードは、ネットワーク内の他のノードのアップストリームまたはアップリンクとみなすことができる。ネットワークの構造は、データが目的地のノードに到達する前に、ヘッドノードから他の中間ノードを経由して移動できるようにし得る。このようにすると、中間ノードはいくつかのノードのアップストリームにあり得、他のノードのダウンストリームにあり得る。ネットワークの端にあるノードは、エンドノードと呼ばれることがある。ヘッドノードから中間ノードまたはエンドノードに送信されるデータは、ダウンストリームまたはダウンリンクに移動しているとみなすことができる。エンドノードまたは中間ノードからヘッドノードの方向に送信されるデータは、アップストリームまたはアップリンクに移動しているとみなすことができる。

【0016】

ＢＬＥネットワークは、ＢＬＥデバイスが実行中ネットワークに参加及び離脱できるように構成できる。当業者は、ＢＬＥネットワークが、ネットワークに参加する新しいデバイスまたはネットワークを離れる現在のデバイスを左右するように再構築されるように構成され得ることを容易に理解する。当業者はまた、ＢＬＥネットワークが、ネットワーク内のＢＬＥデバイスの物理的位置の変化を左右するために、及び／またはデバイス間の効率的なデータの転送のためにネットワークを最適化するために、それ自体を再構築するように構成され得ることを容易に理解する。

【0017】

任意の特定のノードがヘッドノードから離れている距離は、その特定のノードに到達するためにデータが通過しなければならないノードの数によって定めることができる。例えば、ヘッドノードと直接通信するノードは、ヘッドノードから１「ホップ」離れているとみなすことができる。同様に、第２のノードを介してヘッドノードと通信する第１のノードは、ヘッドノードから２「ホップ」離れているとみなすことができる。この後者の場合、第２のノードは、ヘッドノードのダウンストリームにあり、また第１のノードのアップストリームにあるとみなすことができる。このようにすると、任意の特定のノードがヘッドノードから何ホップ離れているかを明確にできる。ホップカウントは、ノード間の物理的な距離とは関係ない。特定のノードから１ホップ離れたノードは、その特定のノードの隣接物と呼ばれることがある。

【0018】

ネットワークの再構成により、特定のノードのホップ距離が変動し得る。このような再構成は、ネットワークの最適化、ネットワークにおけるノード数の変化に応じること、及びネットワーク内のノードの物理的な動きを含むがこれらに限定されない、任意の数の理由で発生し得る。

【0019】

特定のノードのホップ距離は、そのノードの識別データとして、該ノードのメモリに格納され得る。他の識別データには、そのノードに関するノードＩＤ（識別）番号またはＭＡＣ（メディアアクセス制御）アドレスが含まれる場合がある。ノードは、隣接ノードなど、ネットワーク内の他のノードの識別データを格納できる。ノードＩＤは、ノードの固有の識別情報であり得る。

【0020】

第１のノードの第１の経路は、最初の送信ノードから目的地ノードまでのより長い経路の一部であり得る。この場合、送信ノードは、データパケットが発信されたノードとみなされ得る。あるいは、送信ノードは、データの送信元のいずれかのノードとみなされてもよい。目的地ノードは、データパケットが到達するように意図されているノードであるとみなすことができる。あるいは、目的地ノードは、データパケットを受信する任意のノードであり得る。データパケットの経路は、目的地ノードに到達するために複数のノードを経由する複数のホップで構成され得る。送信ノードと目的地ノードの間の経路上のノード（複数可）は、中間ノードと呼ばれる場合がある。「経路」及び「ルート」という用語は、互換的に使用できる。

【0021】

通常、送信ノードと目的地ノード間の経路は、可能な限り少ない数の中間ノードを必要とする場合があり、いずれの中間ノードもまったく必要としない場合さえもある。データが送信されて目的地ノードに到達するために、ネットワーク内の任意の１つのノードから複数の経路が存在する場合がある。ノードは通常、最小のホップカウントに基づいて経路を選択するが、ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）、ノードのバッテリーレベル、ネットワーク全体またはノードのローカルの近隣におけるワークロードとトラフィックの輻輳、または、経路の次のノードがサブネットの一部であるかどうか、及びそのサブネットが現在のノードと同じサブネットかどうかなどの他のパラメータを考慮して、どの経路を使用するかを決定する場合もある。

【0022】

ネットワーク内のノードは、ルーティングテーブルから情報を取得する場合がある。ルーティングテーブルには、ネットワークのトポロジに関する情報が含まれている。ノードは、データ配信用のノードＩＤやルーティング経路などの情報をルーティングテーブルから引き出すことができる。

【0023】

オンデマンドテーブル更新方法は、情報パケットを生成すること；第１のノードから第１のノードの１ホップ隣接ノードに情報パケットをブロードキャストすること；及び情報パケットを受信する１ホップ隣接ノードのそれぞれで、ホップカウントを再計算すること、この場合、１ホップ隣接ノードでのホップカウントが、情報パケットを受信する前のホップカウントとは異なるように再計算される場合、１ホップ隣接ノードはオンデマンドテーブル更新をトリガーする、を含むものとしてより明確に定義することができる。

【0024】

オンデマンドテーブル更新の目的は、ネットワークで発生した変更について、１ホップ隣接物を特定のノードに通知することであり得る。更新は、次のいずれかの条件によってトリガーされる可能性がある：第１のノードが障害のあるノードを検出した場合、または第１のノードがホップカウントを再計算し、新しいホップカウントが以前のホップカウントと異なる場合である。これらの条件の一方または両方が、オンデマンドテーブル更新をトリガーすることができる。

【0025】

障害のあるノードは、送信ノードがノードへのルートに沿ったデータパケットの送信を試み、配信が成功しなかったことを見出したときに検出される可能性がある。したがって、障害のあるノードによりデータパケットの配信が失敗した場合、オンデマンド更新がトリガーされる。障害のあるノードの検出には、送信ノードが一定期間、障害のあるノードとのいずれの接続をも確立できなかったため、データパケットが送信されている経路の次のホップに不具合が発生したことを、それが知る限りにおいて送信ノードが表すことを含む場合がある。

【0026】

第１のノードがオンデマンドテーブル更新をトリガーすると、ブロードキャスト情報パケットが生成される。情報パケットは、第１のノードのホップ距離と、検出されたいずれかの障害のあるノードのノードＩＤを含むことができる。次に、第１のノードは、情報パケットをその１ホップ隣接物のそれぞれに送信する。情報パケットを受信すると、第２のノードはパケットの送信元である第１のノードのホップ距離を更新し、自身のホップ距離を再計算する。第２のノードのホップ距離が変更された場合、オンデマンドテーブル更新が再帰的にトリガーされ、第２のノードが新しいブロードキャスト情報パケットを生成してブロードキャストする。さらに、第２のノードはいずれかの障害のあるノードのＩＤを格納し、障害のあるノードのいずれかが第２のノードの１ホップ隣接物であるかどうかを確認できる。その場合、第２のノードは、隣接する障害のあるノードを使用してルートを無効にするように構成されており、それらのルートは将来のデータパケット配信で選択されない。

【0027】

ブロードキャスト情報パケットは、オンデマンド更新をトリガーしたデータパケットよりも優先度が低い場合があるため、情報パケットは、データパケットまたは潜在的な障害通知パケットの後に送信され得る。これは、ネットワークがデータパケットを最終的な目的地にできるだけ早く転送するように構成されているためである。さらに、さらなるノードの障害が検出された場合、ノードは、発生したノード障害ごとに複数の情報パケットを生成して送信するのではなく、１つの情報パケットに障害のあるノードＩＤとその再計算されたホップカウントに関する新しい情報を含めることができる。

【0028】

潜在的な障害通知パケットは、可能なマルチ経路障害回復方法の一部であってもよい。潜在的な障害通知パケットは、現在のデータパケットと比較して優先度が高いクラスのパケットである場合がある。潜在的な障害通知パケットは、メッセージの元のソースに送り返され、障害のあるノードのことと、現在の経路を介してデータパケットを最終的な目的地に配信できないことを、ソースノードに通知することができる。このとき、潜在的な障害通知パケットを受信すると、元のソースノードは、最終的な目的地ノードにデータパケットを配信するための代替経路を選択できる。

【0029】

特定のノードに接続された１ホップ隣接物の数は、ネットワークのトポロジと密度に依存し得る。状況によっては、この数が多くなる可能性があり、そのためオンデマンドの更新時に情報パケットをこれらのノードのそれぞれにブロードキャストするのに必要な時間とエネルギーは、リソースを大量に消費する可能性がある。そのような状況では、ノードは、その１ホップ隣接物のランク付けを実行するように構成できる。このランク付けは、ホップ距離、それらがより広域のネットワーク内のサブネットワークの要素であるかどうか、及び受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）などの様々なパラメータに基づいている場合がある。このようにすると、ノードは、これらのパラメータの１つまたは複数に従って各１ホップ隣接物をランク付けして、ネットワークでより重要度の高いノードを判定できる。このような重要度は、これらのパラメータから判定することができ、これらのノードのデータのスループットと接続性を考慮している。最も頻繁に使用されるノード、またはネットワークで最も多くの接続性を誇る位置にあるノードを、障害のあるノードに関する情報で更新して、これらのノードを通過するデータパケットが目的地への到達の遅延を回避できるようにすることが不可欠であると想像できる。提唱されているランク付けの方法は、情報パケットブロードキャストのオーバーヘッドコストを削減しながら、障害のあるノードの周囲の代替経路にとって、より適切な隣接ノードを見つけることを目的としている。次に、情報パケットは、最高ランクのノードから始まる、利用可能なすべてのオンホップノードのサブセットにのみ送信され得る。より多くのネットワークがより大きなサブセットによって更新される可能性があるが、これにより、ネットワークの更新をトリガーしたデータパケットの配信に対する待機時間とエネルギー使用量の増加に至る可能性もある。サブセットのサイズは、必要なネットワーク更新のレベルに依存する場合があり、ネットワーク密度、ノードの接続性、及び使用可能なデータの経路を考慮に入れることができる。

【0030】

障害のあるノードの復元は、ネットワークをリセットすることでネットワークに統合し、新しく復元されたノードの全ルートと全隣接物のすべての情報を更新することができる。代わりに、復元されたノードは、例えば、新しく利用可能になったことを隣接物に通知し、中間ノードとしてそれを使用するすべてのルートが通常に戻るようにすることで、ネットワークに再統合される結合プロトコルに従う場合がある。復元されたノードを再統合する他の方法は当業者に知られており、ネットワークの特定のパラメータに応じて使用することができる。

【0031】

オンデマンドテーブル更新に加えて、ネットワークは、オンデマンドルート更新方法を利用して、ネットワーク内のノード障害に対処することもできる。オンデマンドテーブル更新は、特定のノードに関するステータスと情報を使用してネットワーク内のノードを更新することに関係しているが、オンデマンドルート更新方法は、むしろ、データパケットがネットワークを通過する可能性のある障害のあるルートの更新をもたらすことに関係している。更新は特定の状況でトリガーされ得るか、継続的に発生する可能性があり、後者は前者よりもリソースを集中して使用するが、ネットワークがネットワーク全体で最新であることを保証するという利点がある。

【0032】

オンデマンドルート更新をトリガーするための１つの条件は、障害のあるノードの検出である場合がある。送信ノードがデータパケットの配信中に障害のあるノードを検出すると、送信ノードと障害のあるノードの間のリンクは、送信ノードで使用不可として記録され得る。次に、送信ノードはネットワークのルーティングテーブルをチェックして、そのリンクがアップリンクとダウンリンクの両方ですでに作成されている他のルートによって使用されているかどうかを判断できる。その場合、次にオンデマンドルート更新がトリガーされる。

【0033】

オンデマンドルート更新は、送信ノードから、そのリンクがアップリンクルートの一部である場合は障害のあるリンクを含む経路の元のソースに、またはそのリンクがダウンリンク経路の一部である場合にはヘッドノードに、情報パケットを送信することを含み得る。情報パケットの送信先の最終ノードが情報パケットを受信すると、最終ノードは通知された経路を無効にし、そのため障害のあるリンクを含む経路は将来のデータ配信で使用されない。また、送信ノードと最終ノードの間のいずれかの中間ノードが、障害のあるリンクを含む経路を無効として記録する場合がある。

【0034】

オンデマンドルート更新の情報パケットは、元のデータパケットよりも優先度が低い場合がある。つまり、両方のパケットが同じノードから送信される場合、情報パケットはデータパケットの後に送信される。

【0035】

オンデマンドテーブル更新と組み合わせてオンデマンドルート更新を使用する利点は、ネットワークで障害のあるノードが検出された場合に、ネットワークがより包括的に更新できることである。これにより、ネットワークはノード障害に応じてより適応性が高くなり、自己修復して、外部の操作者がシステムを継続的に保守する必要なしに、ネットワークを介した効果的かつ効率的なデータ配信を保証できる。

【0036】

これより、本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照しながら単なる例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】ＢＬＥネットワークの例を示す図である。

【図2】一対のＢＬＥデバイスを示す図である。

【図3】本発明のオンデマンドテーブル更新方法が実行され得る例示的なネットワークを示す図である。

【図4】本発明のオンデマンドルート更新方法が実行され得る例示的なネットワークを示す図である。

【図5】一対のＢＬＥデバイスの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、ネットワーク１００がツリーとして描かれている例示的なＢＬＥネットワーク１００を示す。ヘッドノード１０２はネットワーク１００の「ルート」を形成し、ＢＬＥネットワーク内のデバイスはネットワーク内の「ブランチ」を形成する。一部のＢＬＥデバイスは、ヘッドノード１０２に直接接続されていない。代わりに、これらはブランチノードを介して接続される。これは、ヘッドノード１０２から送信されたいずれの送信も、送信が目的地のノードに到達する前に別のＢＬＥノードを介して通信される必要がある場合があることを意味する。

【0039】

図２は、第１のノード２００及び第２のノード２０２を示す。第１のノード２００及び第２のノード２０２は、ＢＬＥネットワーク１００内の任意の２つの隣接するノードであり得る。この場合、「隣接する」という用語は、第１のノード２００及び第２のノード２０２が、中間ノードを介するのではなく、直接互いに通信するように構成されることを意味する。各ノードは、その隣接物に関する識別情報を格納することにより、他のノードに対するＢＬＥネットワーク１００内での位置を判定できるようにし得る。隣接ノードは、ネットワーク１００内のノードにじかに接続されるものとして定めることができる。識別情報には、ホップ距離と固有のノードＩＤが含まれる場合がある。

【0040】

次に、オンデマンドテーブル更新方法は、図３に示されるように、ネットワーク３００で動作するものとして説明される。この例示的なネットワーク３００は、ヘッドノードＮＨ及び複数のノードＮ１～Ｎ８を含み、ノードＮ１及びＮ５は、ヘッドノードＮＨから１ホップである。ノードＮ２及びＮ６は、それぞれ、ヘッドノードＮＨからＮ１及びＮ５を経由して２ホップ、ノードＮ３及びＮ７は、それぞれ、ヘッドノードＮＨからＮ２及びＮ６を経由して３ホップ、ノードＮ４及びＮ８は、それぞれ、ヘッドノードＮＨからＮ３及びＮ６を経由して４ホップである。さらに、ノードＮ２とＮ６は相互から１ホップ離れており、ノードＮ３とＮ７、ノードＮ４とＮ８と同様である。

【0041】

ノードＮ２は、経路＃１を介してヘッドノードＮＨにデータパケットを送信させたい。そう試みると、Ｎ２は、ノードＮ１に障害が発生し、データパケットを正しく受信できないことを検出する。この時点で、ノードＮ２はノードＮ１の情報を更新し、リンクＮ１－Ｎ２を使用不可としてマークする。次に、ノードＮ２は自身のホップ距離を再計算し、ホップ距離が２（Ｎ１を通過）から３（Ｎ６を通過）に変更されたことを検出する。オンデマンドテーブル更新は、少なくとも１つの条件が満たされているためにトリガーされるが、この場合は両方の条件が満たされている。したがって、ノードＮ２は、ブロードキャスト情報パケットを生成し、最初に、データパケットの優先度が高いことから、その第２の経路＃２を介してノードＮ６経由でデータパケットをプッシュしようとする。この配信が完了すると、情報パケットは機能できる。

【0042】

この例では、ネットワークは非常に小さく単純であり、そのため、隣接する１ホップノードのランキングを使用する必要はなく、情報パケットをすべての隣接物（Ｎ３及びＮ６）に送信できる。情報メッセージを受信すると、ノードＮ３とＮ６はノードＮ２のホップカウント距離を更新し、自身のホップ距離を再計算する。ノードＮ６は、ノードＮ５に依存しているため、そのホップ距離は変更されない。一方、ノードＮ３からヘッドノードＮＨへの経路はノードＮ２に依存していたため、ノードＮ３はホップ距離を３から４に変更した。

【0043】

さらに、ノードＮ３にノードＮ３とヘッドノードＮＨの間にある経路のすべての中間ノードに関する情報がある場合、ノードＮ３には障害のあるノードＮ１が含まれているため、経路を無効にするように構成される。次に、ノードＮ３は、障害が発生したノードＮ１を回避するヘッドノードＮＨへの代替経路を選択するように構成される。これは、情報パケットを受信する他のノードで繰り返される可能性があるため、情報パケットを受信するすべてのノードは、障害のあるノードＮ１を含むノードに格納されているいずれかの経路を無効にする。

【0044】

ノードＮ３でのホップ距離の変化は、ノードＮ３でのオンデマンド更新をトリガーし、ノードＮ３は別の情報ブロードキャストパケットを生成する。このパケットは、ノードＮ３、ノードＮ２、Ｎ４、及びＮ７という各隣接物に送信される。ノードＮ２及びＮ７には、ノードＮ３に依存しないヘッドノードＮＨへの経路があるため、これらのノードでのホップ距離に変化はない。しかし、ノードＮ４からヘッドノードＮＨへの経路はノードＮ３に依存しており、そのため、Ｎ４の場合、ノードＮ４のホップ距離は４から５に変化する。次いで、このホップ距離の変化により、ノードＮ４でオンデマンド更新がトリガーされる。このプロセスは、ホップ距離の変更が発生しなくなるまで続く。

【0045】

また、オンデマンドテーブル更新に加えて、ネットワーク３００は、オンデマンドルート更新方法を利用して、ネットワーク３００でのノード障害に対処することもできる。オンデマンドテーブル更新は、特定のノードに関するステータスと情報でネットワーク３００のノードを更新することに関係しているが、オンデマンドルート更新方法は、代わりに、データパケットがネットワーク３００を通過し得る障害のあるルートの更新をもたらすことに関係している。ネットワーク３００は、上記のオンデマンドテーブル更新の代わりに、またはそれに加えて、オンデマンドルート更新を使用することができる。図４は、図３と同じネットワーク３００を示し、オンデマンドルート更新がいかに実行されるかを示す。

【0046】

オンデマンドルート更新をトリガーするための１つの条件は、障害のあるノードの検出である。送信ノードＮ２がデータパケットの配信中に障害のあるノードＮ１を検出した場合、送信ノードＮ２と障害のあるノードＮ１との間のリンクは、送信ノードＮ１で使用不可として記録され得る。次に、送信ノードＮ１は、ネットワーク３００のルーティングテーブルをチェックして、そのリンクが送信ノードＮ２のアップリンクとダウンリンクの両方である、すでに作成されている他のルートによって使用されているかどうかを判断することができる。その場合、オンデマンドルート更新がトリガーされる。

【0047】

オンデマンドのルート更新は、送信ノードＮ１から、リンクがリーフノードＮ４などのアップリンクルートの一部である場合には障害のあるリンクを含む経路の元のソースに、またはそのリンクがダウンリンク経路の一部である場合にはヘッドノードＮＨに、情報パケットを送信することを含む。情報パケットの送信先の最終ノードが情報パケットを受信すると、最終ノードは通知された経路を無効にし、そのため、障害のあるリンクを含む経路は将来のデータ配信では使用されない。また、送信ノードと最終ノードの間のいずれかの中間ノードが、障害のあるリンクを含む経路を無効として記録する。

【0048】

この例では、ノードＮ３はまた、経路＃１で使用できないリンクＮ１－Ｎ２を使用している。したがって、ノードＮ３はその経路を無効にする。将来のパケット配信で、ノードＮ３はノードＮ７を有するその経路＃２を中間ノードとして使用する。ノードＮ４は、ノードＮ４がその経路＃１をノードＮ３を介して無効にするという点で、ノードＮ３と同じ傾向に従い、それはその経路＃２をノードＮ８を介して使用する。見やすくするために、ノードＮ４の経路は図４に示されていない。

【0049】

図５は、上述の方法を利用することができる一対のＢＬＥデバイス５００、５１０を示す。ＢＬＥデバイス５００、５１０は、任意の適切な既知のタイプのデバイスとすることができ、それらは、上述の方法に従って動作するように既知のデバイスと比較して変更される。第１のＢＬＥデバイス５００は、プロセッサ５０２、メモリユニット５０４、無線機５０６、及びアンテナ５０８を備える。本明細書で説明される方法を実行するためのコンピュータプログラム製品は、メモリユニット５０４にアプリケーションとして格納され得る。メモリユニット５０４は、ハードドライブ、ソリッドステートまたは光学メモリソースであり得る。プロセッサ５０２は、メモリユニット５０４に格納されたソフトウェア、アプリケーション、及びデータにアクセスして実行するように構成される。

【0050】

無線機５０６は、アンテナ５０８を介してＢＬＥ信号を送受信するように構成される。プロセッサ５０２は、無線機５０６と連動するように構成され、アプリケーションは、プロセッサ５０２で実行されるときに、無線機５０６及びアンテナ５０８を制御するように構成され得る。

【0051】

第２のＢＬＥデバイス５１０は、第１のＢＬＥデバイス５００と同様のハードウェア及び動作を含む。第１のＢＬＥデバイス５００のアンテナ５０８は、第２のＢＬＥデバイス５１０のアンテナ５１８と通信するように構成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】