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特表2023-541202効率的な通信のためのワイヤレスネットワークノードの同期化
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-28
(54)【発明の名称】効率的な通信のためのワイヤレスネットワークノードの同期化
(51)【国際特許分類】
H04W 56/00 20090101AFI20230921BHJP
H04W 52/02 20090101ALI20230921BHJP
【ＦＩ】
H04W56/00 150
H04W52/02 110
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023517251
(86)(22)【出願日】2021-09-14
(85)【翻訳文提出日】2023-05-07
(86)【国際出願番号】 US2021050166
(87)【国際公開番号】W WO2022060690
(87)【国際公開日】2022-03-24
(31)【優先権主張番号】63/078,659
(32)【優先日】2020-09-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/473,609
(32)【優先日】2021-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】230129078
【弁護士】
【氏名又は名称】佐藤 仁
(72)【発明者】
【氏名】クマラン ヴィジャヤサンカール
(72)【発明者】
【氏名】ウォンソー キム
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067DD25
5K067EE02
5K067EE25
(57)【要約】
幾つかの例において、電子デバイス（２００）が、送受信機（２０６）と、送受信機に結合されたプロセッサ（２０２）とを含む。このプロセッサは、送受信機を介して別の電子デバイスから受信した多数のパケットにおける経過時間表示を用いて、電子デバイスのクロック（２１４）を、別の電子デバイスのクロックに同期させるように構成される。このプロセッサは、電子デバイスの同期されたクロックを用いて、送受信機を介してパケットを送信するように構成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子デバイスであって、送受信機と、
前記送受信機に結合されるプロセッサと、
を含み、前記プロセッサが、
前記電子デバイスのクロックを、前記送受信機を介して別の電子デバイスから受信された複数のパケットにおける経過時間表示を用いて前記別の電子デバイスのクロックに同期させ、
前記電子デバイスの前記同期されたクロックを用いて前記送受信機を介してパケットを送信する、
ように構成される、
電子デバイス。
【請求項2】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記複数のパケットのうちの第１のパケットの受信と、前記複数のパケットのうちの第２のパケットの受信との間に、スリープ状態に入り、前記スリープ状態から出るように構成される、電子デバイス。
【請求項3】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記経過時間表示が、基準時間から経過した第１の時間であって、前記複数のパケットのうちの第１のパケットに含まれる前記第１の時間と、
前記基準時間から経過した第２の時間であって、前記複数のパケットのうちの第２のパケットに含まれる前記第２の時間と、
を含む、電子デバイス。
【請求項4】
請求項３に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差を判定し、前記差を用いて前記電子デバイスの前記クロックを同期させるように構成される、電子デバイス。
【請求項5】
請求項４に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記基準時間から経過した第３の時間に前記差を加算するように構成され、前記第３の時間が前記電子デバイスによって測定される、電子デバイス。
【請求項6】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記別の電子デバイスにハートビート・パケットを送信しないように構成される、電子デバイス。
【請求項7】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスが、前記別の電子デバイスとのみ通信するように構成される、電子デバイス。
【請求項8】
電子デバイスであって、送受信機と、
前記送受信機に結合されたプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサが、
前記送受信機を介して別の電子デバイスから第１のパケットを受信することであって、前記第１のパケットが基準時間から第１の時間が経過したことを示し、前記プロセッサが前記基準時間から第２の時間が経過したことを示す、前記第１のパケットを受信することと、
前記第１のパケットの受信に続いて、前記送受信機を介して前記別の電子デバイスから第２のパケットを受信することであって、前記第２のパケットが、前記基準時間から第３の時間が経過したことを示す、前記第２のパケットを受信することと、
前記第１、第２、及び第３の時間を用いて、前記電子デバイスのクロックを前記別の電子デバイスのクロックに同期させることと、
前記送受信機を介して及び前記電子デバイスの前記同期されたクロックを用いて、前記別の電子デバイスにパケットを送信することと、
を行う、
電子デバイス。
【請求項9】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記第１のパケットを受信した後であり前記第２のパケットを受け取る前に、スリープ状態に入り、スリープ状態から出るように構成される、電子デバイス。
【請求項10】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスの前記クロックを前記別の電子デバイスの前記クロックに同期させるために、前記プロセッサが、前記第３の時間と前記第１の時間との間の差を判定するように構成される、電子デバイス。
【請求項11】
請求項１０に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスの前記クロックを前記別の電子デバイスの前記クロックに同期させるために、前記プロセッサが、前記差と前記第２の時間とを合計するように構成される、電子デバイス。
【請求項12】
請求項１１に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスの前記クロックを前記別の電子デバイスの前記クロックに同期させるために、前記プロセッサが、前記合計を前記基準時間からの現在の経過時間として設定するように構成される、電子デバイス。
【請求項13】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスが、前記別の電子デバイスとのみ通信するように構成される、電子デバイス。
【請求項14】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記別の電子デバイスのチャネルホッピング方式に従って周波数帯域チャネルにわたってホッピングする一方で前記パケットを送信するように構成される、電子デバイス。
【請求項15】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記プロセッサが、前記別の電子デバイスにハートビート・パケットを送信しないように構成される、電子デバイス。
【請求項16】
システムであって、電子デバイスを含み、
前記電子デバイスが、送受信機と、前記送受信機に結合されるプロセッサとを含み、
前記プロセッサが、
前記電子デバイスのクロックを、前記送受信機を介して別の電子デバイスから受信された複数のパケットにおける経過時間表示を用いて前記別の電子デバイスのクロックに同期させることと、
前記別の電子デバイスのチャネルホッピング方式に従って周波数帯域チャネルにわたってホッピングする一方で、前記電子デバイスの前記同期されたクロックを用いて前記送受信機を介して別の電子デバイスにパケットを送信することと、
を行うように構成される、
システム。
【請求項17】
請求項１６に記載のシステムであって、前記プロセッサが、前記複数のパケットの第１のパケットの受信の後であり前記複数のパケットの第２のパケットの受信の前に、スリープ状態に入り、スリープ状態から出るように構成される、システム。
【請求項18】
請求項１６に記載のシステムであって、前記経過時間表示が、基準時間から経過した第１の時間であって、前記複数のパケットのうちの第１のパケットに含まれる前記第１の時間と、
前記基準時間から経過した第２の時間であって、前記複数のパケットのうちの第２のパケットに含まれる前記第２の時間と、
を含む、システム。
【請求項19】
請求項１８に記載のシステムであって、前記プロセッサが、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差を判定し、前記差を用いて前記電子デバイスの前記クロックを同期させるように構成される、システム。
【請求項20】
請求項１９に記載のシステムであって、前記プロセッサが、前記基準時間から経過した第３の時間に前記差を加算するように構成され、前記第３の時間が前記電子デバイスによって測定される、システム。
【請求項21】
請求項１６に記載のシステムであって、前記電子デバイスが、前記別の電子デバイスとのみ通信するように構成される、システム。
【請求項22】
請求項１６に記載のシステムであって、前記別の電子デバイスが、前記電子デバイスのタイミング情報及びチャネルホッピング方式情報を第３の電子デバイスに提供するように構成され、前記第３の電子デバイス及び前記電子デバイスが互いに通信するように構成される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ワイヤレスネットワークはしばしば、データを送受信するために周波数帯域の異なるチャネル間でネットワークノードが切り替わる、チャネルホッピング方式を実装する。一対のネットワークノード間のユニキャスト通信は、特定された（例えば、擬似ランダム）パターンに従ってチャネルをホッピングする受信機ノードと、所与の時点において受信機ノードが動作しているチャネルをまず判定することによってパケットを受信機ノードに送信する送信機ノードとを必要とする。
【0002】
受信機ノードが動作しているチャネルを送信機ノードが判定するために、送信機ノードは、送信機ノードと受信機ノードとの間のクロック同期性を仮定する。送信機ノード及び受信機ノードは、受信機ノードに送信されるパケットに含まれる送信機ノードタイミング情報を用いてクロック同期性を達成することができ、それによって、自然に発生するクロックドリフトを軽減する。受信機ノードは、受信機ノードが後に送信機ノードにパケットを送信するときなど、将来の参照のためにそのような送信機ノードタイミング情報を格納し得る。
【0003】
クロック同期性を仮定すると、送信機ノードが、前の基準時点からの経過時間を判定し、経過時間を、滞留時間としても知られる各チャネルスロットの持続時間で除算することによって、受信機ノードが動作しているチャネルを判定することができる。この除算動作の商は、基準時点以降に発生したチャネルホッピングの数を示し、受信機ノードのホッピングシーケンスと組み合わせて、受信機ノードが動作している特定のチャネルを判定するのに有用である。次いで、送信機ノードは、そのチャネル上で受信機ノードにパケットを送信することができる。
【発明の概要】
【0004】
幾つかの例において、電子デバイスが、送受信機と、送受信機に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、送受信機を介して別の電子デバイスから受信した複数のパケットにおける経過時間表示を用いて、電子デバイスのクロックを別の電子デバイスのクロックに同期させるように構成される。プロセッサは、電子デバイスの同期されたクロックを用いて、送受信機を介してパケットを送信するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0005】
種々の例の詳細な説明のため、ここで、添付の図面を参照する。
【0006】
【図1】様々な例に従った、スリーピー（sleepy）ノード及び非スリーピー(non-sleepy)ノードを有するワイヤレスネットワークのブロック図である。
【0007】
【図2】種々の例に従った、ワイヤレスネットワークノードのブロック図である。
【0008】
【図3】様々な例に従った、ワイヤレスネットワークノード間のクロック同期を示すタイミング図である。
【0009】
【図4A】種々の例に従った、ワイヤレスネットワークノード間でクロックを同期させるための方法のフローチャートである。
【0010】
【図4B】種々の例に従った、ワイヤレスネットワークノード間でクロックを同期させるためのタイミング図である。
【0011】
【図5】様々な例に従った、ワイヤレスネットワークノード間のチャネルホッピング同期を示すタイミング図である。
【0012】
【図6】様々な例に従って、ワイヤレスネットワークノード間のクロック同期及びチャネルホッピング方式のための方法のフローチャートである。
【0013】
【図7】様々な例に従った、同期情報を格納するためのワイヤレスネットワークノードデータ構造の図である。
【0014】
【図8】種々の例に従った、複数のノードを有するワイヤレスネットワークのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
上述のように、ユニキャスト通信の文脈では、チャネルホッピングワイヤレスネットワークノードが互いに通信するためにクロック同期性が必要とされる。定期的なクロック同期がないと、クロックドリフトが、ネットワークノードが他のネットワークノードがその上で動作しているチャネルを正確に判定することを妨げ、これにより、ノードが互いに通信することが妨げられる。
【0016】
クロックドリフトを軽減するために、送信機ノードが、ハートビート・パケットを受信機ノードに繰り返し送信し得る。ハートビート・パケットは、送信機ノードに関連付けられたタイミング情報を含み、受信機ノードは、このタイミング情報を捕捉、格納、使用して、その後、送信機ノードと通信し得る。幾つかの応用例において、ネットワークノードは、流量計又はモバイルパーソナルエレクトロニクスなどにおいて、バッテリ駆動であり得る。ハートビート・パケットを繰り返し送信することはエネルギー効率が悪く、この非効率性は、バッテリ駆動のネットワークノードにとって特に問題である。しかしながら、ハートビート・パケットの定期的な送信がない場合、バッテリ駆動のネットワークノードは、クロックドリフトを受け、ネットワーク内の他のノードに対してクロック非同期になり、そのため、バッテリ駆動のネットワークノードがネットワーク内の他のノードと通信することが妨げられる。また、ハートビート・パケット送信に関連する上述の非効率性のため、電力消費を低減するために送信の数を低減することが有用である。
【0017】
本開示は、バッテリ駆動のネットワークノードが、ハートビート・パケットの送信なしに、クロックを他のネットワークノードと同期させることができる様々な手法について説明する。より具体的には、バッテリ駆動のネットワークノード（以下、子ノード）が、別のネットワークノード（以下、親ノード）から第１のパケットを受け取り得る。子ノードはその後、親ノードから第２のパケットを受け取り得る。子ノードは、第１及び第２のパケットに埋め込まれたタイミング情報に基づいて、親ノードによって登録された第１及び第２のパケット間の経過時間を計算し得る。子ノードは、第１のパケットと第２のパケットとの間の経過時間を、親ノードのものと一致するように調整し得、それによって、子ノードによるエネルギー効率の悪いハートビート・パケットの送信なしに、これら２つのノード間のクロック同期性を達成する。これらのクロックが同期されるので、各ノードは、任意の所与の時間に他のノードが動作しているチャネルを正確に判定することができ、そのため、ノード間の通信を促進する。幾つかの例において、子ノードが自身のクロックを親ノードに同期させ、また、子ノードは、親ノードのチャネルホッピングシーケンスを採用する。このようにして、子ノードは常に親ノードと同じチャネル上にあり、そのため、これら２つのノードのいずれも、他のノードのタイミング情報を格納する必要はなく、また、いずれのノードも、ノード間で送信が成される場合に、他のノードが動作しているチャネルを計算する必要もない。これらの例及びその他の例を、図面を参照して説明する。
【0018】
図１は、種々の実施例に従った、スリーピー及び非スリーピーノードを有するワイヤレスネットワーク１００のブロック図である。幾つかの例において、ワイヤレスネットワーク１００は、半二重の、ロットなしのチャネルホッピングネットワークであるが、本開示の範囲はまた、バッテリ駆動のノードが、ハートビート・パケット送信がないために向上したバッテリ寿命を享受し得る、その他のタイプのワイヤレスネットワークも含む。例示のワイヤレスネットワーク１００は、ノード１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、及び１１２を含む。ノード１０２はスリーピーノードであり、これは、ノード１０２が、バッテリ給電され、バッテリ寿命を保持するためにスリープ（例えば、低電力消費）状態に繰り返し入り、ノード１０４と通信するために間欠的にスリープ状態から出ることを意味する。幾つかの例において、ノード１０２がノード１０４とのみ通信する一方で、ノード１０４は、ワイヤレスネットワーク１００における残りのノードと通信し得る。従って、ノード１０２は本明細書では子ノードと称し、ノード１０４は本明細書では親ノードと称する。上述のように、ノード１０６、１０８、１１０、及び１１２と通信するように構成される親ノード１０４は、バッテリ電力ノードではなく（例えば、主電源に結合され）、そのため、親ノード１０４はスリーピーノードではない。同様に、幾つかの例において、ノード１０６、１０８、１１０、及び１１２はバッテリ駆動のノードではなく、そのため、これらのノードもスリーピーノードではない。子ノード１０２は、ワイヤレスネットワーク１００における唯一のスリーピーバッテリ駆動のノードであるので、本明細書で説明される電力節約手法は概して、バッテリ寿命を改善するために子ノード１０２上での実装が企図される。しかしながら、これらの手法は、概して電力消費を低減し、ワイヤレスネットワーク１００上のトラフィックを低減するために、ワイヤレスネットワーク１００における任意の適切なノード上で実装され得る。
【0019】
幾つかの例において、ワイヤレスネットワーク１００は、例えば住宅又は商業の文脈における、計量システムの一部である。幾つかの例において、子ノード１０２は、任意の適切なタイプのバッテリ駆動のメータであり、任意の適切なリソースの使用量を測定するように構成される。親ノード１０４は、例えば、水又はガスメータであり得、子ノード１０２が、親ノード１０４にデータ（例えば、測定値）を提供し得る。次いで親ノード１０４は、子ノード１０２から及び親ノード１０４からの測定値を、ワイヤレスネットワーク１００内の残りの非スリーピーノードに提供し得、これらのノードの各々はメータ（例えば、電気メータ）であり得る。ワイヤレスネットワーク１００における非スリーピーノードのうちの１つ又は複数が、例えば、ワイヤレスネットワーク１００における他のノードの一部又は全てから中央ハブ（図示せず）にデータを提供するなどのために、中央ハブと通信し得る。次いで、中央ハブは、データを処理し得るか、又は、必要に応じた処理及び使用のために、データを別の適切なエンティティに提供し得る。
【0020】
図２は、種々の例に従ったワイヤレスネットワークノード２００のブロック図である。例示のノード２００は、図１のワイヤレスネットワーク１００におけるノードの各々を表す。ノード２００は、プロセッサ２０２と、プロセッサ２０２に結合されるストレージ２０４（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））と、プロセッサ２０２に結合される送受信機２０６と、送受信機２０６に結合されるアンテナ２０８とを含む。全ての送信及び受信が送受信機２０６によって行われる。ストレージ２０４は、実行可能コード２１０とデータ構造２１２とを格納し得る。実行可能コード２１０は、プロセッサ２０２によって実行されると、プロセッサ２０２に、上述のように、図１のワイヤレスネットワーク１００に示される様々なノードを表す、この例ではノード２００に起因する動作の一部又は全部を実施させる。データ構造２１２は、ワイヤレスネットワーク１００内の他のノードに関連するタイミング又はクロック情報、ワイヤレスネットワーク１００内の他のノードによって用いられるホッピングシーケンス、及びワイヤレスネットワーク１００内の他のノードとのワイヤレス通信に関与するためにノード２００に有用であり得る他の情報など、ワイヤレスネットワーク１００に関する情報を格納する。データ構造２１２の例を以下に説明する。ノード２００は、プロセッサ２０２に結合されるクロック２１４を含む。クロック２１４は、本明細書で説明されるクロックの一例であり、経過時間及びクロック同期は概して例示のクロック２１４を参照する。
【0021】
図３は、様々な例に従った、ワイヤレスネットワークノード間のクロック同期を示すタイミング図である。より具体的には、図３のタイミング図は、親ノード１０４（図１）のためのチャネルホッピング方式３００と、子ノード１０２（図１）のためのチャネルホッピング方式３０２とを示す。チャネルホッピング方式は、シーケンス要素とタイミング要素の両方を含み、これは、この方式が、ノードがホッピングするチャネルホッピングシーケンスと、そのチャネルホッピングシーケンスを介してノードがホッピングするタイミングとの両方を示すことを意味する。図３のタイミング図は、各々、自身の周波数帯域を有する、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７、ＣＨ８の８チャネルを想定している。親ノード１０４は、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７、及びＣＨ８のデフォルトの反復ホッピングシーケンスをこの順で有する。子ノード１０２は、異なるチャネルホッピングシーケンスを有し、この議論に関連するチャネルは、この順のＣＨ４及びＣＨ２のみである。
【0022】
チャネルホッピングシーケンスは、ノードがパケットを受け取るチャネルを示す。そのため、例えば、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、及びＣＨ４のチャネルホッピングシーケンスは、対応する受信機ノードが、ＣＨ１スロット中（例えば、ＣＨ１滞留時間中）にＣＨ１上、ＣＨ２スロット中にＣＨ２上などで、パケットを受け取ることができることを意味する。パケットを受信機ノードに送信するために、送信機ノードは、送信時に受信機ノードがその上で受信しているチャネルを識別し、使用しなければならない。そのため、送信機ノードのデフォルトのチャネルホッピングシーケンスは、受信機ノードの現在のチャネルに切り替えるために中断され得、送信機ノードがそのパケットを受信機ノードに送信し終えた後、送信機ノードは、そのデフォルトのチャネルホッピングシーケンスを再開し得る。例えば、チャネルホッピング方式３００によって示されるように、親ノード１０４は、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７、及びＣＨ８のデフォルトのチャネルホッピングシーケンスを介して連続的にホッピングするが、親ノード１０４は、このデフォルトのシーケンスを中断して、符号３０４によって示されるようにＣＨ４に入り、符号３０６によって示されるようにＣＨ２に入る。親ノード１０４は、時間３０８においてＣＨ４（符号３０４）に入り、親ノード１０４は、時間３１０においてＣＨ２（符号３０６）に入る。親ノード１０４は、時間３０８においてパケット３１８を子ノード１０２に送信するので、親ノード１０４は時間３０８にＣＨ４に入り、時間３０８において、チャネルホッピング方式３０２が符号３１２で示すように、子ノード１０２はＣＨ４上にある。同様に、親ノード１０４は、時間３１０にパケット３２０を子ノード１０２に送信するので、親ノード１０４は、時間３１０においてＣＨ２に入り、時間３１０において、符号３１４が示すように、子ノード１０２はＣＨ２上にある。
【0023】
子ノード１０２はスリーピーノードであるので、子ノード１０２が省電力スリープ状態にあるとき、子ノード１０２のチャネルホッピング方式３０２における各チャネルスロットは、スリープ期間３１６によって分離される。親ノード１０４は非スリーピーノードであるので、親ノード１０４は、スリープ状態に入ることなく、そのチャネルホッピングシーケンスを介して連続的にホッピングする。
【0024】
本明細書で説明する様々な例に従って、子ノード１０２は有利にもパケット３１８、３２０において親ノード１０４によって提供される情報を捕捉し、この情報を格納し、使用して、ハートビート・パケットを親ノード１０４に送ることを回避する。具体的には、子ノード１０２がパケット３１８、３２０内の情報を用いて、自身のクロックを親ノード１０４のクロックと同期させる。ハートビート・パケットは、クロックを同期させることによってクロックドリフトの悪影響を軽減するために用いられるが、子ノード１０２は親ノード１０４から受信したパケットを用いて自身のクロックを親ノード１０４のクロックに同期させるので、もはや子ノード１０２から親ノード１０４にハートビート・パケットを送信する必要がない。子ノード１０２によるハートビート・パケットの送信をなくすことは、電力消費を大幅に低減し、子ノード１０２におけるバッテリ寿命を保持する。次に、図１、図２、図３、図４Ａ、及び図４Ｂを同時に参照して、子ノード１０２が、パケット３１８、３２０内の情報を捕捉し、使用して、自身のクロックを親ノード１０４のクロックに同期させて、クロックドリフトを軽減する方式について説明する。
【0025】
図４Ａは、種々の例に従った、ワイヤレスネットワークノード間でクロックを同期させるための方法４００のフローチャートである。方法４００は、子ノード１０２が親ノード１０４から例示のパケット３１８を受け取ること（４０２）で始まる。子ノード１０２は、時間３０８においてパケット３１８を受け取る。時間３０８において、子ノード１０２のクロック（例えば、図２のクロック２１４）は、子ノード１０２及び親ノード１０４がクロック同期していた以前の時点から時間ｔ１Ｂが経過したことを示す。この時間は、本明細書では基準時間と称し得る。時間３０８において、パケット３１８は、親ノード１０４のクロック（例えば、図２のクロック２１４）が、基準時間から時間ｔ１Ａが経過したことを示す。方法４００は、子ノード１０２が、データ構造２１２（図２）などのデータ構造に時間ｔ１Ａ及びｔ１Ｂを格納すること（４０４）を含む。方法４００は、子ノード１０２が親ノード１０４からパケット３２０を受け取ること（４０６）を含む。子ノード１０２は、時間３１０においてパケット３２０を受け取る。時間３１０において、子ノード１０２のクロックは基準時間から時間ｔ２Ｂが経過したことを示し、パケット３２０は、親ノード１０４のクロックが基準時間から時間ｔ２Ａが経過したことを示す。方法４００は、子ノード１０２が、ｔ２Ａ及びｔ２Ｂをデータ構造に格納すること（４０８）を含む。値ｔ１Ａ、ｔ２Ａ、ｔ１Ｂ、ｔ２Ｂ、及び経過時間の同様の表示は、本明細書では経過時間表示と称することがある。
【0026】
子ノード１０２は、（時間３０８において）パケット３１８を受け取った後、（時間３１０において）パケット３２０を受け取る。クロックドリフトのため、子ノード１０２及び親ノード１０４のクロックは、時間３０８と３１０との間の時間間隔を異なるように登録し得る。時間３０８における子ノード１０２のクロックはｔ１Ｂであり、時間３１０におけるクロックはｔ２Ｂであった。そのため、子ノード１０２は、時間３０８と時間３１０との間の時間間隔をｔ２Ｂ－ｔ１Ｂと登録している。これに対し、時間３０８における親ノード１０４のクロックはｔ１Ａであり、時間３１０におけるクロックはｔ２Ａであった。そのため、親ノード１０４は、時間３０８と時間３１０との間の時間間隔をｔ２Ａ－ｔ１Ａと登録している。クロックドリフトのため、量ｔ２Ｂ－ｔ１Ｂはｔ２Ａ－ｔ１Ａとは異なる。子ノード１０２及び親ノード１０４は時間を異なるように登録しているため、また、クロックドリフトはただ時間が進むつれて悪化するため、子ノード１０２は、自身のクロックを親ノード１０４のクロックに同期させるべきである。しかしながら、このクロック同期性を達成するためにハートビート・パケットを用いる代わりに、子ノード１０２は、子ノード１０２に従った時間３０８、３１０間の時間差が親ノード１０４の時間差と同じになるように、自身のクロックを調整する。具体的には、子ノード１０２は、下記のように、基準時間からの現在の経過時間を示すｔ２Ｂにおける自身のクロックを、ｔ１Ｂ（これは、時間３０８における子ノード１０２のクロックの値である）と、親ノード１０４によって登録された時間３０８、３１０の間の時間の経過である（ｔ２Ａ－ｔ１Ａ）との和に等しくなるように設定する（４１０）。
ｔ２Ｂ＝ｔ１Ｂ＋（ｔ２Ａ－ｔ１Ａ） （１）
ｔ２Ｂ＝ｔ１Ｂ＋（ｔ２Ａ－ｔ１Ａ） （１）
【0027】
ｔ１Ｂの値は、方法４００を用いて親ノード１０４のクロックに同期されていると仮定される。ｔ１Ｂが親ノード１０４のクロックに同期されない場合、工程４１０における計算の結果は、ｔ１Ｂの値に固有の任意のクロックドリフトを含み得る。方法４００は、子ノード１０２が、ｔ２Ｂの補正値を用いて親ノード１０４にパケットを送信することを含む。
【0028】
図４Ｂは、種々の例に従った、ワイヤレスネットワークノード間でクロックを同期させるためのタイミング図である。図４Ｂは、理解し易くするために、上記説明のタイミング態様を視覚的フォーマットで示す。図４Ｂは、親ノード１０４に従った時間の経過（符号４５０）、子ノード１０２に従った元の時間の経過（符号４５２）、及び、方法４００に従って調整された子ノード１０２に従った時間の経過（符号４５４）を示す。これらの時間は、上述の基準時間、時間３０８、及び時間３１０（図３）の文脈で示されている。図示のように、親ノード１０４は、基準時間から時間３０８までの時間間隔をｔ１Ａとして登録する。親ノード１０４は、基準時間から時間３１０までの時間間隔をｔ２Ａとして登録する。そのため、親ノード１０４は、時間３０８から時間３１０までの時間間隔をｔ２Ａ－ｔ１Ａとして登録する。同様に、方法４００で説明したような調整の前に、子ノード１０２は、基準時間から時間３０８までの時間間隔をｔ１Ｂとして登録する。子ノード１０２は、基準時間から時間３１０までの時間間隔をｔ２Ｂとして登録する。そのため、子ノード１０２は、時間３０８から時間３１０までの時間間隔をｔ２Ｂ－ｔ１Ｂとして登録する。ただし、ｔ２Ｂ－ｔ１Ｂは、クロックドリフトのためｔ２Ａ－ｔ１Ａとは異なる。子ノード１０２のクロック及びそのため経過時間を、親ノード１０４のものと同期させるために、子ノード１０２は、時間３０８と３１０との間に経過した時間をｔ２Ａ－ｔ１Ａと等しくなるようにする。子ノード１０２はこの計算の結果をｔ１Ｂに加算し、これは、方法４００の以前の適用のために、既にｔ１Ａと等価であると仮定されている。そのため、基準時間から時間３１０までの経過時間を示す子ノード１０２のクロックは、ｔ１Ｂ＋（ｔ２Ａ－ｔ１Ａ）となる。
【0029】
図５は、様々な例に従った、ワイヤレスネットワークノード間のクロック及びチャネルホッピング同期を示すタイミング図である。図５のタイミング図は、親ノード１０４のためのチャネルホッピング方式５００と、子ノード１０２のためのチャネルホッピング方式５０２とを含む。チャネルホッピング方式５００は、図３のチャネルホッピング方式３００と同様であり、デフォルトのチャネルホッピングシーケンスは、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７、及びＣＨ８であり、デフォルトのシーケンスは、図示されるように、ＣＨ４へのホッピングのために時間５０４において中断されて、親ノード１０４が子ノード１０２にパケット５０６を送信することを可能にする。子ノード１０２のためのチャネルホッピング方式５０２は、パケット５０６が親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスと子ノード１０２とを含み、パケット５０６を受け取ると、親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスを捕捉、格納、追従し始めるという点で、図３のチャネルホッピング方式３０２とは異なる。例えば、ＣＨ４上のチャネルスロット５０８の後、時間５１０において、子ノード１０２がスリープ状態にないときはいつでも、子ノード１０２のチャネルホッピングシーケンスは、親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスと同一である。また、子ノード１０２は、方法４００に関して上述したように、自身のクロックを親ノード１０４のクロックに同期させる。このようにして、子ノード１０２及び親ノード１０４は互いにクロック同期されたままである。また、子ノード１０２は、子ノード１０２がアウェイクである（例えば、スリープ状態にない）ときはいつでも、一貫して親ノード１０４と同じチャネル上にある。例えば、時間５１２において、親ノード１０４と子ノード１０２の両方がＣＨ６上にある。その結果、親ノード１０４は、もはや子ノード１０２についてのタイミング及びチャネルホッピングシーケンス情報を格納する必要がない。その理由は、親ノード１０４が現在使用しているのがどのチャネルであっても親ノード１０４はそのチャネルで送信することができ、子ノード１０２は、子ノード１０２が親ノード１０４と同じチャネル上にあるため、それを受け取るからである。この手法は、子ノード１０２が親ノード１０４とのみ通信する限り、子ノード１０２上に実装され得る。
【0030】
図６は、様々な例に従って、ワイヤレスネットワークノード間でクロック及びチャネルホッピング方式を同期させるための方法６００のフローチャートである。方法６００を図５を参照して説明する。方法６００は、子ノード１０２が親ノード１０４からパケット５０６を受け取ること（６０２）で始まる。パケット５０６は、親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスを含む。パケット５０６はまた、親ノード１０４の観点から、基準時間からｔ１Ａ経過したことを示す。パケット５０６を受け取ると、子ノード１０２は、ｔ１Ｂ経過したことを登録する。方法６００はまた、子ノード１０２が、ｔ１Ａ、ｔ１Ｂ、及び親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスを、データ構造（例えば、図２におけるデータ構造２１２）に格納すること（６０４）を含む。方法６００は、上述のように、子ノード１０２が親ノード１０４のチャネルホッピングシーケンスを採用すること（６０６）を含む。方法６００は、子ノード１０２が時間５１２において親ノード１０４からパケット５１４（図５）を受け取ること（６０８）を含む。パケット５１４は、親ノード１０４の観点から、時間５１２において、基準時間からｔ２Ａ経過したこと、並びに、子ノード１０２の観点から、基準時間からｔ２Ｂ経過したことを示す。方法６００は、子ノード１０２がｔ２Ａ及びｔ２Ｂをデータ構造に格納すること（６１０）を含む。方法６００は、子ノード１０２が、経過時間を上記で提供された式（１）に補正すること（６１２）を含む。方法６００は、子ノード１０２が、チャネルホッピングすることと、親ホッピングシーケンス及び同期クロックを用いるデータを送受信することとを継続すること（６１４）を含む。
【0031】
図７は、種々の例に従った、同期情報を格納するためのワイヤレスネットワークノードデータ構造７００の図である。データ構造７００は、データ構造２１２（図２）及び上述したデータ構造の一例である。例示のデータ構造７００は、カラム７０２、７０４、７０６、及び７０８を含む。データ構造７００が複数のノードに関連する情報を格納し得るので、カラム７０２は、異なるノードＩＤを示す。カラム７０４は、カラム７０２において識別されたノードの観点からの基準時間から経過した時間を示す。カラム７０６は、カラム７０２において識別されたノードのチャネルホッピングシーケンスを示す。カラム７０８は、カラム７０２において識別されたノードに関連し得る雑多な情報を示す。データ構造７００は、ロー７１０及び７１２などの複数のローを含み、各ローは、ワイヤレスネットワーク内の異なるノードに関する情報を含む。
【0032】
図８は、種々の例に従った、複数のノードを有するワイヤレスネットワーク８００のブロック図である。幾つかの例において、ワイヤレスネットワーク８００は、ノード８０２、８０４、８０６、及び８０８を含む。幾つかの例において、ノード８０２はスリーピーノードであり、残りのノードは非スリーピーノードであるが、本開示の範囲はそのように限定されるわけではない。例えば、幾つかの例において、ノード８０２、８０４、８０６、及び８０８は非スリーピーノードである。ノード８０４（例えば、非スリーピー親ノード）は、ノード８０２（例えば、スリーピー子ノード）から、クロック情報、チャネルホッピング方式情報、及び任意の他の適切な情報を受け取り得る。ノード８０４は、ノード８０２に関連する、クロック情報、チャネルホッピング方式情報、及び任意の他の適切な情報を、ワイヤレスネットワーク８００内の他のノードと共有し得る。例えば、ノード８０４は、ブロードキャスト、ユニキャスト、又はそれらの組合せによって、そのような情報をノード８０６、８０８のうちの１つ又は複数と共有し得る。ノード８０４に加えてワイヤレスネットワーク８００内の或るノードが、ノード８０２に関するそのような情報を有する場合、ノード８０２は、ノード８０４がビジーになりすぎるかその他の方式で利用不可能になった場合に、そのノードと通信し得る。ノード８０４は、ワイヤレスネットワーク８００内の別の非スリーピーノードに送信されるパケットのヘッダー及び／又はペイロード内のそのような情報を含み得る。タイミング情報には、ノード８０４がパケットを送信するノード８０４における時間、ノード８０２における（又は幾つかの例において、ワイヤレスネットワーク８００の非スリーピーノードにおける）時間、及び、ノード８０２における時間を判定したノード８０４における時間が含まれ得る。ノード８０４からパケットを受け取る非スリーピーノードは、ノード８０４の時間をデータ構造に記録し得、ノード８０２の時間を計算及び記録し得る。特に、ノード８０２の時間は、（パケットに格納されている）ノード８０４の時間と、（パケットに格納されている）ノード８０２の時間に、ノード８０２の時間を判定した（パケットに格納されている）ノード８０４における時間を付加した、ノード８０４の時間との差として計算し得る。このようにして、ノード８０４以外の別の非スリーピーノードは、ノード８０４がもはやノード８０２と通信し得ないか又は通信するために利用可能でない場合に、ノード８０２と正確に通信し得る。
【0033】
「結合する」という用語は本明細書全体を通じて用いられている。この用語は、この説明と一貫する機能的関係を可能にする接続、通信、又は信号経路を網羅し得る。例えば、デバイスＡが或る行為を行なうためにデバイスＢを制御するための信号を生成する場合、第１の例において、デバイスＡはデバイスＢに結合され、又は、第２の例において、介在構成要素ＣがデバイスＡとデバイスＢとの間の機能関係を実質的に変化させない場合にデバイスＢがデバイスＡによって生成される制御信号を介してデバイスＡによって制御されるように、デバイスＡは介在構成要素Ｃを介してデバイスＢに結合される。
【0034】
或るタスク又は機能を実施するように「構成される」デバイスは、製造時に製造者によって、そのタスク又は機能を実施するように構成され（例えば、プログラミング及び／又はハードワイヤードされ）得、或いは、その機能及び／又はその他の付加的な又は代替的な機能を実施するように、製造後にユーザによって構成可能（又は再構成可能）であり得る。こういった構成は、デバイスのファームウェア及び／又はソフトウェアプログラミングを介してもよく、ハードウェア構成要素の構成及び／又はレイアウトを介してもよく、デバイスの相互接続を介してもよく、又はそれらの組み合わせを介してもよい。
【0035】
特に明記しない限り、或る値に先行する「約」、「およそ」又は「実質的に」は、記載された値の＋／－１０％を意味する。本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に改変が成され得、その他の実施例も可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】