マルチメディアマルチ変調方法およびマルチデータレートメッシュネットワーク

 

複数プロトコル受信機を有するノードが、複数のリンクを並列にリスニングし、ノードと複数の近隣のノードとの間の複数の通信テクノロジーを有するリンクの品質を決定し得る。複数の通信テクノロジーは、無線周波数(RF)通信テクノロジーおよび1または複数の電力線通信(PLC)通信テクノロジーを含み得る。ノードは、最適な通信テクノロジーおよびデータレートに関連付けられた各リンクに関するリンク品質メトリックを決定し、近隣のノードの可用性情報を保有する。そして、ノードは、リンク品質メトリックおよび可用性情報を用いて近隣のノードに通信をルーティングし得る。

 

 

本発明は、マルチメディアマルチ変調方法およびマルチデータレートメッシュネットワークに関する。
関連出願
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2012年8月6日に出願された欧州特許出願公開第12179445.7号の継続出願であり、その優先権を主張するものである。
メッシュネットワークなどの通信ネットワークが、さまざまな異なるデバイスを接続するために使用される。例えば、メッシュネットワークは、公益事業メーター(utility meter)、セルラ中継機、変圧器、および/またはその他のノードを接続するために公益事業で採用されてきた。概して、メッシュネットワーク内のノードは、近隣のノードからデータを受信し、その他の近隣のノードにメッセージを中継または伝播することができる。
これまでの有線ネットワークにおいては、送信元と送信先との間の最小数のホップに基づいてメッセージをルーティングするルーティングメトリックが使用され得る。しかし、メッシュネットワークにおいては、ノード間のデータレートが、リンクごとに大きく変わる可能性がある。データレートのこの変動は、メッシュネットワークが異なる特徴および能力を有する複数の異なる世代のノードを含むことが多いという事実に少なくとも部分的に原因がある可能性がある。例えば、異なる世代のノードは、異なる通信媒体、異なる変調技術を採用するかまたは採用することができる可能性があり、異なるまたは変わり得るデータレートで動作する可能性がある。これは、ノードが時間の経過とともに次第にサービスに組み入れられ、比較的長いライフサイクル(例えば、20年以上)の間稼働を続けるように期待される公益事業メッシュネットワークに特に当てはまる可能性がある。概して、より新しい世代のノードは、より古い世代のノードと比べて追加の変調およびより高いデータレートが可能である。したがって、より新しい世代またはさまざまなモデルのノードがメッシュネットワークで展開されるとき、一部のノードが互いに通信することを妨げる非互換性問題が存在する可能性がある。
既存のルーティングメトリックは、ノードが異なる通信テクノロジー、送信媒体、送信データレート、変調、および/またはプロトコルを利用する可能性がある異種メッシュネットワークにおいて通信をルーティングすることにあまり適していない。本明細書において使用されるとき、「リンク」は、ネットワークの2つのノードの間の直接送信経路(すなわち、別のノードを通らない送信)を指す。そのような送信は、無線周波数(RF)信号および/または電力線通信(PLC)信号によってなされる可能性がある。2つのノードの間のリンクのデータレートは、2つのノードの間の距離および伝播特性に少なくとも部分的に依存する。さらに、リンクの経路の最大データレートは、リンクに関連付けられた最も遅いノードの能力によって制限される可能性がある。
本出願は、複数の異なる通信テクノロジー(例えば、異なる送信媒体、変調技術、データレート、プロトコルなど)を含む異種メッシュネットワークのノードの間および/または中で通信をインテリジェントにルーティングするための技術を説明する。本出願は、メッシュネットワークトポロジーの観点でさまざまな例および実施形態を説明するが、スター、ファットツリー(fat tree)などのその他のネットワークトポロジーも、本明細書において説明されるテクノロジーおよび実施形態を利用し得る。一例において、本出願は、部分的に、異なる通信テクノロジーを用いるノードの間のリンクの品質(例えば、性能指数(FOM:figure of merit))を決定し、リンクの決定された品質に少なくとも部分的に基づいて通信をルーティングすることによってノードの接続性を高める複数プロトコル受信機を使用することを説明する。
また、通常のルーティングメトリックは、概して、送信先ノードが別のノードとの通信でふさがっているためにそれらに向けられた送信を見逃す可能性があるいわゆる「見逃し送信先問題(missing destination problem)」を考慮しない。通常のルーティングメトリックを採用するとき、意図された送信先ノードから応答を受信しないノードは、衝突が起こったと考え、そのコンテンションウィンドウのサイズ(すなわち、メッセージを再送することを試みる前にノードが待機する時間の量)を増やす可能性がある。この増やされた待機時間は、送信をその意図された送信先に伝播する際の不必要な遅延および非効率を引き起こす可能性がある。
本出願は、1または複数の近隣のノードに関する可用性情報を含む、各ノードに関するビジーデバイスリスト(busy device list)を保有することも説明する。通信は、ビジーデバイスリストに保有される近隣のノードの可用性情報に部分的に基づいてルーティングされる可能性がある。
詳細な説明が、添付の図を参照して述べられる。図では、参照番号の最も左の(1または複数の)桁が、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様のまたは同一の項目を示す。
複数プロトコル受信機で構成されたノードを有するメッシュネットワークの高レベルの観点を示す図である。 図1のメッシュネットワークの例示的ノードのさらなる詳細を示す概略図である。 複数プロトコル受信機で使用可能なパケット構造の例を示す図である。 メッシュネットワークのノード間のリンクの品質を決定する例示的方法を示す流れ図である。 ネットワークのノード間のリンクの品質にしたがってメッシュネットワークにおいて送信をルーティングする例示的方法を示す流れ図である。 別のノードに送信されるために利用可能なデータをノードが有することを示すために使用され得る送信要求(request-to-send)メッセージの例示的フレーム構造の概略図である。 ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために使用され得る送信可(clear-to-send)メッセージの例示的フレーム構造の概略図である。 動作データの送信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法を示す流れ図である。
したがって、本出願で説明されるさまざまな実施形態において、送信は、リンク品質に関連付けられた1もしくは複数のメトリック(例えば、FOM)、(例えば、ビジーデバイスリストに基づく)近隣のノードの可用性、またはその両方に基づいて、さまざまな送信媒体、さまざまな通信テクノロジー、およびさまざまなデータレートを用いるメッシュネットワークまたはスタートポロジーなどのメッシュトポロジー以外のトポロジーを使用するネットワークでルーティングされ得る。結果として、メッシュネットワーク内のノード間の接続性が改善され、それによって、スループットを改善する。加えて、ルーティング技術が、より包括的になる可能性があり、異種メッシュネットワーク内により多くのノードを組み込む。
ルーティング技術は、本明細書においては、複数プロトコル受信機を有する複数のノードを含む公益事業メッシュネットワークの例示的文脈で説明される。公益事業メッシュネットワークのノードは、例えば、低電力デジタル無線通信機(radio)、スマート公益事業メーター(例えば、電気、ガス、および/または水道メーター)、センサー(例えば、温度センサー、気象観測定点(weather station)、周波数センサー(frequency sensor)など)、制御デバイス、変圧器、ルータ、サーバ、中継機(例えば、セルラ中継機)、スイッチ、バルブ、ならびにその他のネットワークデバイスを含む可能性がある。したがって、これらのノードは、低電力で損失のあるネットワーク(LLN:low power and lossy network)のノードを含む可能性がある。ルーティング技術は、公益事業メッシュネットワークの文脈で説明されるが、さらにまたはあるいは、その他のネットワーク、ネットワークトポロジー、および/またはその他の応用に適用可能である可能性がある。したがって、その他の実施形態において、ノードは、通信ネットワークに接続され、データを送信および/または受信することができる任意のデバイスを含む可能性がある。
例示的実施形態および実施形態が、以下で説明される。第1の節「複数プロトコル受信機の概要」では、複数の種類の通信テクノロジーを受信し、処理し得るノードの例示的受信機を検討する。第2の節「リンク品質に基づくルーティングの概要」は、ノード間でデータをルーティングすることを検討する。さらなる節「ノード可用性に基づくルーティングの概要」は、ノード可用性をルーティングと統合する例示的方法を検討する。「例示的アーキテクチャ」と題された節は、メッシュネットワークにおけるノードの例示的アーキテクチャを検討する。「例示的ノード」と題された節は、本明細書において説明されるリンク品質決定およびルーティング技術を実施するために使用可能なノードの例示的アーキテクチャを検討する。いくつかの節は、例示的方法を検討する。「複数の通信テクノロジーによるリンク品質を決定する例示的方法」と題された節は、リンクの品質を決定するための複数プロトコル受信機の例示的使用を検討する。「リンク品質に基づくルーティングの例示的方法」と題された節は、リンク品質の例示的使用およびルーティングを検討する。例示的ルーティングプロセスの検討に続いて、「例示的プロトコルデータユニット(PDU)」を説明する節が、リンク品質決定およびルーティング方法の例を示す。「動作中のリンクの性能低下を決定する例示的方法」と題された節は、動作データの送信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法を検討する。最後に、本出願は、簡潔な「結論」で終わる。節の見出しを含むこの概要およびその後の節は、例示的実施形態および実施形態であるに過ぎず、請求項の範囲を限定すると解釈されるべきでない。
複数プロトコル受信機の概要
1つの例示的実施形態において、ノードは、複数プロトコル受信機を利用する可能性がある。複数プロトコル受信機は、第1の状態と第2の状態との間を行き来する可能性がある。第1の状態において、複数プロトコル受信機は、異なる変調された信号(例えば、FSK、OFDM、OQPSK、CDMAなど)、異なる通信媒体の信号(例えば、RFおよびPLC)、異なるプロトコルに関連付けられた信号、異なるまたは変わり得るデータレートに関連付けられた信号などを含む可能性がある複数の異なる通信テクノロジーをリスニングする。そのようなリスニングは、並列に実行される可能性があり、複数のプリアンブル検出プロセスが、マルチタスク環境で動作し、それぞれが、さまざまな通信テクノロジーの異なるプリアンブルをリスニングする。リスニングは、プリアンブル検出プロセスのうちの1つによるパケットのプリアンブルの認識および/または検出をもたらす可能性がある。そのような検出は、複数プロトコル受信機の第2の状態への遷移をトリガする可能性がある。検出されたプリアンブルは、パケットの送信で使用されたプロトコルを示す可能性がある。パケット復調器が、使用されたプロトコルに基づいて選択される可能性がある。そして、受信されたパケットが、データレート、同期、誤り訂正、および/またはプロトコルによって示されるその他の要因もしくはパケット内のその他のデータにしたがって復調される可能性がある。復調されたパケットおよび/または検出されたプリアンブルが、受信された信号の通信テクノロジー、利用可能なデータレートなどのその他の情報を提供する可能性もある。受信されたパケットは、受信するノードによって利用されるか、再送信されるか、または近隣のノードにルーティングされる可能性がある。複数プロトコル受信機は、第1の状態に戻って手順を繰り返し、継続する可能性がある。
別の例において、複数プロトコル受信機は、複数の異なる通信テクノロジーをリスニングして、メッシュネットワーク内の近隣のノードからのリンク上で受信された信号の強度を決定または測定する。そのとき、複数プロトコル受信機は、受信された信号をそれらの強度またはそれらの相対的な強度の測定値に基づいてランク付けし、最も高くランク付けされた受信された信号のリストを保有する可能性がある。したがって、このランク付けされたリストは、近隣のノードへのリンクの品質の最初の測定値を提供する可能性がある。
リンク品質に基づくルーティングの概要
一例において、ノード間のリンクの品質メトリックが、決定される可能性がある。リンクは、複数の異なる通信テクノロジーを利用する可能性があり、通信(例えば、パケット)は、品質メトリックに少なくとも部分的に基づいてルーティングされる可能性がある。この例においては、複数プロトコル受信機を有するノードが、相対的な受信された信号強度(例えば、受信された強度インジケータ(RSI:received strength indicator))に基づいてランク付けされた近隣のノードへのリンクの初期リストを選択する可能性がある。次いで、ノードは、リンクの複数の異なる通信テクノロジーの利用可能なデータレートを使用してリンクを介して通信することによってリンクの初期リストを行使する可能性がある。通信することに少なくとも部分的に基づいて、それから、ノードは、さまざまな通信テクノロジーおよびさまざまなデータレートに関連付けられたリンクの改善された品質メトリックを決定する可能性がある。行使されたさまざまなリンクに関して、ノードは、特定の通信テクノロジーおよび特定のデータレートに関連付けられた最適な改善された品質メトリック(例えば、最適な外積(cross product)、性能指数(FOM)など)を決定する可能性がある。それから、ノードは、それらの最適な改善された品質メトリックに基づいてリンクをランク付けする可能性がある。そして、ノードは、リンクをそれらの関連付けられた最適な改善された品質メトリックに部分的に基づいて選択することによって通信をルーティングし、最適な改善された品質メトリックに関連付けられた特定のデータレートで、関連付けられた特定の通信テクノロジーを用いて、選択されたリンクを介して通信を送信する可能性がある。実施形態において、ノードは、配信されなければならない「高優先度」と考えられる重複するまたは冗長なデータを伝達するために、複数のリンク、複数の通信テクノロジー、および/または複数のデータレートを、それらの関連付けられた最適な改善された品質メトリックに基づいて選択する可能性がある。
一例において、ノードは、予め決められた閾値を超える改善された品質メトリックを有するリンクを適格とする可能性がある。次いで、ノードは、適格とされたリンクをノードが有する近隣のノードに通信をルーティングする可能性がある。別の例において、ノードは、ルーティングプロトコルを使用して、さまざまな通信テクノロジーに関連付けられたノードと近隣のノードとの間のリンクの決定された改善された品質メトリックに部分的に基づいて近隣のノードに通信をルーティングする可能性がある。
ノードは、比較的少ない数の近隣のノード(例えば、10未満)を有する場合、それとその近隣のノードのすべてとの間のリンクの品質を決定する可能性がある。あるいは、ノードは、多くの近隣のノードを有する場合、それ自体とその近隣のノードのサブセットとの間のリンク品質を決定する可能性がある。ノードは、閾値の数を満たす予め決められた数のリンク(例えば、5、10、20など)をそれが決定するまでその近隣のノードとのリンクの品質を決定し続ける可能性があり、それによって、ノードのための十分な数の良好な通信経路を保証する。
例示的実施形態においては、複数の異なる通信テクノロジーのうちの少なくとも1または複数に関して、ノードは、リンクを共有する近隣のノードに送信要求(RTS)メッセージを送信することによってリンクを行使する可能性がある。送信要求メッセージは、試験するための通信チャネルおよび/または1または複数のデータレートを指定する可能性がある。それに応答して、ノードは、近隣のノードが送信を受信するために利用可能であることを示す送信可(CTS)メッセージを近隣のノードから受信する可能性がある。次いで、ノードは、近隣のノードに試験データパケットを送信することによってノードとそれぞれの近隣のノードとの間の通信チャネルおよび/またはデータレートを試験し始める可能性がある。試験データパケットを受信すると、近隣のノードは、通信チャネル、指定されたデータレート、または試験のために指定されたその他のプロトコル要素にしたがって試験データパケットを送り返す可能性がある。試験データパケットのそれぞれは、リンクを通じた送信のときのコストの指示を含む可能性がある。一例において、試験データパケットは、実際のデータパケットを含む可能性がある。
近隣のノードから戻った試験データパケットを受信すると、ノードは、ノードと近隣のノードとの間の1または複数の品質メトリックを計算する可能性がある。ノードは、ノードが近隣のノードから受信したいくつかの試験データパケットを含む確認パケットを送信する可能性もある。近隣のノードは、確認パケットを用いて、ノードとそれぞれの近隣のノードとの間のリンク品質を評価する可能性がある。
1つの実施形態において、ノードは、リンクのFOM品質メトリックを最適化する通信テクノロジーおよびデータレートを決定する可能性がある。そして、ノードは、リンクを適格とし、FOMリンクデータのリストにリンク、FOM品質メトリック、通信テクノロジー、およびデータレートを追加する可能性がある。例えば、リンクは、例えば、より高いデータレートが通信成功率の許容不可能な低下(例えば、パケット損失率の増加、ビット誤り率の増加など)をもたらす場合、対応する通信テクノロジーの最大データレート未満であるデータレートに関して適格であるとされ得る。一部の例において、FOMリンクデータのリストは、リンクの相対的な品質による近隣のノードへのリンクのランク付けを含む可能性がある。
さまざまな異なるメトリックが、リンクで利用可能な1または複数の異なる通信テクノロジーに基づくノード間の1または複数のデータレートに関するリンク品質(例えば、FOM)を計算するために使用され得る。1つの特定の例において、リンク品質は、リンクで利用可能な複数の通信テクノロジーの通信の期待される送信時間(ETT:expected transmission time)に基づいて計算される可能性がある。ETTは、以下の式にしたがって計算され得る。

ここで、

であり、
Pは、リンクにおける損失率であり、
Pfは、データパケットが近隣のノードに正常に到着する確率であり、
Prは、近隣のノードからの確認が正常に受信される確率であり、
Sは、(例えば、ビットまたはその他の単位の)データパケットのパケットサイズであり、
Bは、(例えば、ビット/秒またはその他の単位の)2つのノードの間のリンクの帯域幅である。
例えば、2つのノードxおよびyを考えると、ノードxに関するPfは、ノードxからノードyによって受信された試験データパケットの数を、ノードxによって送信された試験データパケットの数で割った数になる。ノードxに関するPrは、ノードyからノードxによって受信された試験データパケットの数を、ノードyによって送信された試験データパケットの数で割った数になる。ノードyに関するPfおよびPrは、同じようにして計算される。式(1)は、リンク品質を測定するために使用され得る単なる1つの例示的ルーティングメトリックであり、その他の例においては、さまざまなその他のメトリックが、リンク品質を測定するために使用され得る。
近隣のノードは、RTSを受信した後、通信を受信するために利用可能でないかまたは利用可能でなくなる(例えば、既にスケジューリングされた通信を有する)場合、送信不可(NCTS:not-clear-to-send)メッセージを送り返す可能性がある。近隣のノードは、別のチャネルでの通信でふさがっている場合、RTSを受信しない可能性があり、したがって、応答しない。ノードは、NCTSを受信するかまたはいかなる応答も受信しない場合、ある期間待機し、再試行する可能性があり、および/または異なる近隣のノードを試す可能性がある。
ノード可用性に基づくルーティングの概要
別の例示的実施形態においては、ビジーデバイスリストが、各ノードに関して保有される可能性がある。ビジーデバイスリストは、1または複数の近隣のノードに関する可用性情報を含む可能性があり、近隣のノードの可用性に基づいて送信をルーティングする。この例において、ノードは、送信先に送信されるべき一部の情報(例えば、リソース消費データ、レポート、アラート、ステータスメッセージ、ソフトウェア/ファームウェア更新など)を受信する可能性がある。情報は、近隣のノードから、またはノード自体のシステムもしくは構成要素(例えば、ローカルセンサーもしくは計測モジュール)から受信される可能性がある。情報を受信すると、ノードは、ビジーデバイスリストに問い合わせて1または複数の近隣のノードの可用性を決定する可能性がある。そして、ノードは、ビジーデバイスリストにしたがって、送信を受信するために利用可能であり、送信先に情報を伝播することができる近隣のノードを特定する可能性がある。次いで、ノードは、特定された近隣のノードに情報を送信する可能性がある。
ビジーデバイスリストは、概して、(例えば、ノードの媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤで)ノード自体のローカルメモリに保有される。しかし、一部の実施形態において、ビジーデバイスリストは、さらにまたはあるいは、ネットワークの別の場所(例えば、親ノード、セルラルータ、中継機、ネットワークストレージデバイスなど)に保有される可能性がある。
一例において、ビジーデバイスリストは、ノードの複数プロトコル受信機によって制御チャネルで傍受(overhear)されたメッセージに含まれる予約(reservation)情報に基づいて生成され、保有され、更新される可能性がある。予約情報は、ふさがっている(またはふさがることになる)ノードと、それらがふさがることになる継続時間とを特定する可能性がある。この予約情報は、例えば、メッシュネットワークのその他のノードに宛てられた送信要求(RTS)メッセージ、および/またはメッシュネットワークのその他のノードに宛てられた送信可(CTS)メッセージを含むさまざまなメッセージに含まれる可能性がある。
例示的アーキテクチャ
図1は、リンク品質および/またはノードの可用性にしたがって送信がルーティングされ得る、複数プロトコル受信機を用いるマルチノードメッシュネットワークの例示的アーキテクチャ100の概略図である。アーキテクチャ100は、直接通信経路すなわち「リンク」を介して互いに通信可能なように接続された複数のノード102A、102B、102C...102N(集合的にノード102と呼ばれる)を含む。この例において、Nは、広域ネットワーク(WAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、近隣エリアネットワーク(NAN:neighborhood area network)、フィールドエリアネットワーク(FAN:field area network)、パーソナルエリアネットワーク(PAN)などの自律ルーティングエリア(ARA:autonomous routing area)内のノードの数を表す。例として、ノード102は、RFメッシュ、PLCメッシュ、またはその両方で構成される可能性がある。一例において、ノード102は、低電力で損失のあるネットワーク(LLN)の一部である可能性がある。
用語「リンク」は、2つのノードの間の直接通信経路(例えば、別のノードを通過しないかまたは別のノードによって伝播されない「ワンホップ」送信)を指す。各リンクは、ノードがデータを送信または受信することができる複数のチャネルまたは1もしくは複数の変わり得るデータレートチャネルを表す可能性がある。各リンクは、1もしくは複数のRF通信テクノロジー、1もしくは複数のPLC通信テクノロジー、またはその両方などの複数の通信テクノロジーを含む可能性がある。
チャネルのそれぞれは、チャネルのそれぞれに関して同じであるかまたは異なる周波数範囲によって定義される可能性がある。一部の場合、1または複数のチャネルが、RF通信テクノロジーを用いて伝達されるRFチャネルを含む可能性がある。その他の場合、1または複数のチャネルは、電力線通信(PLC)通信テクノロジーを用いて伝達されるPLCシステムを使用する可能性がある。したがって、リンクは、RF部分およびPLC部分などの複数の通信媒体に基づく部分を含む可能性がある。同様に、さまざまなリンクは、複数の異なるRFおよび/またはPLC通信テクノロジー(例えば、さまざまな変調技術、帯域幅、データレート、中心周波数、プロトコルなど)を使用する可能性がある。
リンクのチャネルは、制御チャネルおよび複数のデータチャネルを含む可能性がある。場合によっては、データを転送するために利用されるべきデータチャネルのうちの1つを指定するための1または複数のメッセージをノード間で伝達するために制御チャネルが利用される。概して、制御チャネル上の送信は、データチャネル上の送信に比して短い。指定されると、ノードは、通信のためにデータチャネルに移る可能性がある。
ノード102のそれぞれは、例えば、スマート公益事業メーター(例えば、電気、ガス、および/もしくは水道メーター)、センサー(例えば、温度センサー、気象観測定点、周波数センサーなど)、制御デバイス、変圧器、ルータ、サーバ、中継機(例えば、セルラ中継機)、スイッチ、バルブ、電力線通信(PLC)トランシーバ、これらの組み合わせ、または通信ネットワークに接続可能であり、データを送信および/もしくは受信することができる任意のデバイスなどのさまざまな通常のコンピューティングデバイスのいずれかとして実施されるか、またはそのようなさまざまな通常のコンピューティングデバイスのいずれかに関連付けられる可能性がある。
この例において、ノード102は、インターネットまたは1もしくは複数のパブリックもしくはプライベートイントラネットなどの(1または複数の)バックホールネットワーク106へのARAの接続点として働くエッジデバイス(例えば、セルラ中継機、セルラルータ、エッジルータ、送信先指向有向非循環グラフ(DODAG:destination oriented directed acyclic graph)ルートなど)を介して1または複数の中央処理設備104と通信するようにやはり構成される。示された例において、ノード102Aは、(1または複数の)ネットワーク106を介して本部104にARAのその他のノード102B〜102Nからの通信を中継し、本部104からの通信を中継するためのエッジデバイスおよび/またはセルラ中継機として働き得る。
例として、ノード102Cは、ノード102のそれぞれを代表する可能性があり、複数プロトコル受信機を用いる無線通信機108、PLCトランシーバ110、および処理ユニット112を含む。
複数プロトコル受信機を用いる無線通信機108は、複数の異なるRF通信テクノロジー(例えば、FSK、OQPSK、OFDM、CDMAなど)に関連付けられたRF信号をさまざまなデータレートで受信し、複数のRF通信テクノロジーのうちの1または複数を介してRF信号を送信するように構成され得る無線周波数(RF)トランシーバを含む。複数プロトコル受信機を用いる無線通信機108は、複数の異なるRF通信テクノロジーを複数のリンクで並列にリスニングするように構成され得る。無線通信機108は、複数の異なるRF通信テクノロジーのうちの1または複数に関する「受信された信号インジケータ」(RSI:receive signal indicator)などの受信された信号強度を決定するか、またはそのような受信された信号強度の決定を容易にするようにさらに構成され得る。
一部の実施形態において、ノード102のそれぞれは、各通信リンクの制御チャネルおよび複数のデータチャネルなどの複数の異なるチャネルでデータを送信および受信するように構成された複数プロトコル受信機を用いる単一の無線通信機108を含む。無線通信機108は、複数の異なるデータレート、プロトコル、信号強度、および/または電力レベルを実施するようにやはり構成され得る。アーキテクチャ100は、ノード102が異なる種類のノード(例えば、スマートメーター、セルラ中継機、センサーなど)、異なる世代もしくはモデルのノード、および/またはそうでなければ、異なるチャネルで送信し、異なる通信テクノロジー、データレート、プロトコル、信号強度、および/もしくは電力レベルを使用することができるノードを含む可能性があるという点で、ノードの異種ネットワークを表す可能性がある。
電力線通信(PLC)トランシーバ110は、局所的な電力配線および長距離高電圧送電線を含む電力配線で1または複数の通信信号を送信および/または受信するように構成される。PLCトランシーバ110は、使用される電力配線の伝播特性に依存する可能性がある1または複数の周波数帯域、チャネル、データレート、および/または変調の種類を有する1または複数のPLC通信テクノロジー(例えば、狭帯域幅PLC、広帯域幅PLC、電力線デジタル加入者線(PDSL:power line digital subscriber line)、電力線電気通信(PLT:power line telecom)、電力線ネットワーキング(PLN:power line networking)、ブロードバンドオーバーパワーライン(BPL:broadband over power lines)など)を含む異なる種類の電力線通信を送信および/または受信し得る。
処理ユニット112は、無線通信機108およびPLCトランシーバ110に接続され、メモリ116に通信可能なように接続された1または複数のプロセッサ114を含む可能性がある。メモリ116は、さまざまな機能を実施するために(1または複数の)プロセッサ114で実行可能な1または複数のソフトウェアおよび/またはファームウェアモジュールを記憶するように構成され得る。モジュールは、プロセッサで実行可能なソフトウェアおよび/またはファームウェアであるように本明細書において説明されるが、その他の実施形態においては、モジュールのいずれかまたはすべては、説明される機能を実行するためにハードウェアによって(例えば、ASIC、専用処理ユニット、デジタル信号プロセッサなどとして)全体または一部が実施され得る。
図1の実施において、メモリ116は、複数プロトコル受信機モジュール118、性能指数(FOM)決定モジュール120、ビジーデバイスリストモジュール122、およびルーティングモジュール124を含む。
複数プロトコル受信機モジュール118は、無線通信機108とPLCトランシーバ110との両方から受信される信号および/またはデータを受信、復号、復調、デスクランブル、暗号化解除、測定、および/または処理するように構成され得る。複数プロトコル受信機モジュール118は、無線通信機108およびPLCトランシーバ110のさまざまな特徴および機能を制御するようにさらに構成され得る。一実施形態において、複数プロトコル受信機モジュール118は、無線通信機108およびPLCトランシーバ110によって受信された信号のRSIを決定もしくは検出するか、またはそのようなRSIの決定もしくは検出を容易にし得る。複数プロトコル受信機モジュール118は、近隣のノード102へのさまざまなリンクで使用される通信テクノロジーに関連付けられたRSI値のリストを保有するようにさらに構成され得る。
FOM決定モジュール120は、ノード102の間のRFおよびPLCリンクの品質の測定値(例えば、性能指数(FOM))を決定し、保有するように構成され得る。例として、FOM決定モジュール120は、それぞれの指定されたリンク(例えば、最も高い測定されたRSIを有するリンク)のためのデータレート、媒体(例えば、RFまたはPLC)、および通信テクノロジー(例えば、変調)の利用可能な組み合わせを使用して、指定されたリンクを介してデータを送信および受信するように構成され得る。FOM決定モジュール120は、利用可能な組み合わせのそれぞれに関する成功の度合い(例えば、通信成功率)とデータレートとの外積に基づいて、それぞれの指定されたリンクのためのデータレート、媒体、および通信テクノロジーの最適な組み合わせを決定するように構成され得る。さらに、図1に示されるように、FOM決定モジュール120は、予め指定された閾値を超えるFOM測定値を有するリンク(すなわち、適格とされたリンク)を適格とし、予め指定された閾値未満であるFOM測定値を有するリンク(すなわち、不適格とされたリンク)を不適格とし得る。したがって、適格とされたリンクを有するノードが、ノード102Cの近隣のノードであると決定され得る。
例として、リンクが、低い通信成功率の高データレートRF通信テクノロジーと、高い通信成功率の低データレートPLC通信テクノロジーとの両方を有する場合、FOM決定モジュール120は、PLC通信テクノロジーが高データレートRF通信テクノロジーよりも高いFOMを有すると決定する可能性がある。したがって、FOM決定モジュール120は、FOM、データレート、および成功率とデータレートとの最高の組み合わせを有するPLC通信テクノロジーをリンクに関連付ける可能性がある。ゆえに、FOM決定モジュール120は、成功率とデータレートとのより高い組み合わせ(例えば、より高いFOM)を有するリンクを、成功率とデータレートとのより低い組み合わせ(例えば、より低いFOM)を有するリンクよりも高く格付けする可能性がある。結果として、FOM決定モジュール120は、リンクを、それらの成功率またはデータレートのみで単独で格付けするのではなく、むしろ、それらの成功率とデータレートとの組み合わせ(例えば、外積)で格付けし得る。加えて、FOM決定モジュール120は、関連付けられたリンクの複数の利用可能な通信テクノロジー(例えば、RFおよびPLC)に関してこれらの組み合わせを評価して、リンクの複数の利用可能な通信テクノロジーでの最適な組み合わせを決定し得る。
ビジーデバイスリストモジュール122は、ノード102の可用性を決定し、ふさがっている(またはふさがることになる)ノードのリストと、それらがふさがる継続時間とを保有するように構成され得る。図1の示された例において、ビジーデバイスリストモジュール122は、ノード102Bがノード102Aへのデータの送信でふさがっており、したがって、ノード102Cからの送信を受信するために利用不可能であることを示す。
ルーティングモジュール124は、ルーティングプロトコルを実施しておよび/または容易にして、ノード102の間のリンクの品質(例えば、FOM)、ビジーデバイスリストモジュール122によって決定されたノード102の可用性、および/または1もしくは複数のその他の要因に基づいて、利用可能な通信テクノロジー(例えば、RFおよびPLC)を用いてARAのノード102の間および中で送信をルーティングするように構成される。したがって、ルーティングモジュール124は、ノード102の中でデータをルーティングするときにどの通信テクノロジーが使用されるかについて関知しないルーティングプロトコルを実施するおよび/または容易にするように構成される。実施形態において、ルーティングモジュール124は、「高優先度」と考えられる送信などの送信を重複してまたは冗長化してルーティングするように構成される。例として、ルーティングモジュール124は、「高優先度」送信が複数の通信テクノロジー(例えば、RFおよびPLC)、複数のリンクなどを用いて同時にルーティングされ得るように、「高優先度」送信を重複してルーティングする可能性がある。ルーティングモジュール124がこれらのおよびその他の要因に基づいて通信をどのようにしてルーティングし得るかのさらなる詳細が、以下で提供される。
メモリ116は、コンピュータ可読媒体を含む可能性があり、ランダムアクセスメモリ(RAM)などの揮発性メモリ、および/または読み出し専用メモリ(ROM)もしくはフラッシュRAMなどの不揮発性メモリの形態をとる可能性がある。コンピュータ記憶媒体は、コンピューティングデバイスの1または複数のプロセッサによる実行のためのコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法またはテクノロジーで実施された揮発性および不揮発性の取り外し可能および取り外し不可能な媒体を含む。コンピュータ可読媒体の例は、相変化メモリ(PRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、その他の種類のランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、もしくはその他のメモリテクノロジー、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、もしくはその他の光学式ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、またはその他の磁気ストレージデバイス、またはコンピューティングデバイスによるアクセスのために情報を記憶するために使用され得る任意のその他の非送信媒体を含むがこれらに限定されない。本明細書において定義されるとき、コンピュータ可読媒体は、変調されたデータ信号および搬送波などの通信媒体を含まない。
(1または複数の)ネットワーク106は、バックホールネットワークを表し、バックホールネットワークは、それ自体、無線もしくは有線ネットワーク、またはこれらの組み合わせを含む可能性がある。(1または複数の)ネットワーク106は、互いに相互接続され、単一の大規模ネットワーク(例えば、インターネットおよび/または1もしくは複数のイントラネット)として機能する個々のネットワークの集合である可能性がある。さらに、個々のネットワークは、無線もしくは有線ネットワーク、またはこれらの組み合わせである可能性がある。
本部104は、サーバ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータなどの1または複数のコンピューティングデバイスによって実施され得る。1または複数のコンピューティングデバイスは、メモリに通信可能なように接続された1または複数のプロセッサを備え付けられる可能性がある。一部の例において、本部104は、ノード102のうちの1または複数から受信されたデータの処理、分析、記憶、および/または管理を実行する集中化されたメーターデータ管理システムを含む。例えば、本部104は、スマート公益事業メーター、センサー、制御デバイス、ルータ、レギュレータ、サーバ、中継機、スイッチ、バルブ、および/またはその他のノードから得られたデータを処理、分析、記憶、および/または管理し得る。図1の例は単一の場所の本部104を示すが、一部の例において、本部は、複数の場所に分散される可能性があり、および/または(例えば、高度に非集中化された分散されたコンピューティングプラットフォームの場合)完全になくされる可能性がある。
例示的ノード
図2は、図1の例示的ノード102Cのさらなる詳細を示す例示的環境200の概略図である。無線通信機108、PLCトランシーバ110、(1または複数の)プロセッサ114、およびメモリ116は、バスまたはその他の接続メカニズム202を介して一緒に接続される。接続メカニズム202は、直接的および/または間接的な有線(例えば、ケーブル、同軸、光ファイバなど)もしくは無線接続、有線もしくは無線ネットワーク、1もしくは複数の通信バス、またはこれらの組み合わせを含み得る。無線通信機108は、例えば、近隣のノード102Aと、102Bと、102Nとの間でRF信号を受信および/または送信するための(1または複数の)アンテナ204を有する可能性がある。(1または複数の)アンテナ204は、ノード102の間のリンクで使用されるさまざまなRF通信テクノロジーを採用する信号を受信/送信するのに好適な1または複数の指向性または無指向性アンテナを含み得る。
RFフロントエンド206は、(1または複数の)アンテナ204によって提供される、ノード102のうちの1または複数から得られた信号をチューニングするおよび/または減衰させるなどの機能を提供する高周波アナログおよび/またはハードウェア構成要素を含み得る。例として、RFフロントエンド206および(1または複数の)アンテナ204は、ノード102によって使用されるRF通信テクノロジーのRF信号を並列に受信するように構成される。RFフロントエンド206は、受信された信号を1または複数の信号プロセッサ208に提供するように構成され得る。同様に、(1または複数の)信号プロセッサ208は、信号を送信のためにRFフロントエンド206に提供するように構成され得る。
(1または複数の)信号プロセッサ208は、ノード102またはその他のネットワークデバイスによって使用される複数のRF通信テクノロジーの受信された信号を並列にまたは実質的に並列に検出および/または処理するように構成され得る。一例において、(1または複数の)信号プロセッサ208は、周波数、帯域幅、同期、および/またはチャネル選択機能を無線通信機108に提供するように構成され得る。例えば、(1または複数の)信号プロセッサ208は、ハードウェア、ならびに/あるいはプロセッサまたは特定用途向け集積回路(ASIC)または(1もしくは複数の)その他の組み込みコンピューティングデバイスによって実行されるソフトウェアで実施されるデジタル信号プロセッサ、ミキサー、フィルタ、増幅器、変調器、復調器、検出器などを含み得る。(1または複数の)信号プロセッサ208は、(1または複数の)プロセッサ114と、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアとを利用するように構成され得る。(1または複数の)信号プロセッサ208は、アナログ、デジタル、または構成要素の組み合わせを少なくとも部分的に使用して実施され得る。
例として、(1または複数の)信号プロセッサ208は、ノード102Cのリンクの1または複数のRF通信テクノロジーの1または複数の信号を検出し、それぞれの受信された信号の「受信された信号インジケータ」(RSI)などの受信された信号強度を測定するか、またはそのような受信された信号強度の測定を容易にし得る。一実施形態において、(1または複数の)信号プロセッサ208は、同じ、同様の、または異なるRF通信テクノロジーの受信された信号をそれらのRSIに基づいて区別するように構成され得る。一実施形態において、(1または複数の)信号プロセッサ208は、1もしくは複数のその他の受信された信号と相対的なRF通信テクノロジーの信号のRSIに基づいて、またはそのようなRSIによって示された信号を選択するか、あるいは受信された信号自体のRSIに基づいて信号を選択するように構成され得る。(1または複数の)信号プロセッサ208は、対応するRF通信テクノロジーの信号を検出する可能性があり、対応するRF通信テクノロジーの検出された信号の受信を最適化するようにそれ自体を構成する可能性がある。受信された信号を追尾することを容易にするために、(1または複数の)信号プロセッサ208は、発振器の帯域幅、利得、減衰、周波数、および位相、クロックの周波数および位相などを調整し得る。(1または複数の)信号プロセッサ208は、受信された信号に関連付けられた中間周波数(IF)信号、ベースバンド信号、および/またはデジタル信号を、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。同様に、(1または複数の)信号プロセッサ208は、中間周波数(IF)信号、ベースバンド信号、および/またはデジタル信号を、例えば、ノード102のうちの1または複数への送信のためにRFフロントエンド206に提供するように構成され得る。
一実施形態において、(1または複数の)信号プロセッサ208は、1または複数の受信された信号のそれぞれに関するRSI値を決定し、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。加えて、(1または複数の)信号プロセッサ208は、それぞれの受信された信号のRF通信テクノロジーの指示を決定し、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。したがって、(1または複数の)信号プロセッサ208は、ソフトウェアで定義された無線通信機機能を提供するように構成され得る。
PLCトランシーバ110は、PLCインターフェース210を利用して、電力線通信システムへの接続を提供し得る。電力線通信システムは、ノード102Cが、例えば、電力線通信システムとの接続性を共有するその他の近隣のノードと通信することを可能にし得る。PLCトランシーバ110は、(1または複数の)プロセッサ114と、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアとを利用して、PLCインターフェース210を介した電力線通信システム上の通信を容易にし得る。一実施形態において、PLCトランシーバ110は、受信された信号、電力線通信システムを介して受信された信号に関連付けられた中間周波数(IF)信号、ベースバンド信号、および/またはデジタル信号を、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。同様に、PLCトランシーバ110は、電力線通信システムを介した送信のためにPLCインターフェース210に信号を提供するように構成され得る。
一例において、PLCトランシーバ110は、電力線通信システムを介して受信された信号のRSIを決定するか、またはそのようなRSIの検出を容易にするように構成され得る。PLCトランシーバ110は、RSI値、またはRSI値のインジケータを、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供し得る。実施形態において、PLCトランシーバ110は、受信された信号のPLC通信テクノロジーの指示を、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアに提供するように構成され得る。
複数プロトコル受信機モジュール118は、メモリ116にすべてまたは一部が存在し、ソフトウェア(SW)で定義された受信機212、プリアンブル検出プロセス214、パケット復調器216、プロトコル管理モジュール218、状態機械220、および初期リンク決定モジュール222を含み得る。
実施形態において、SWで定義された受信機212は、メモリ116に記憶されたソフトウェアによって実施され得る。代替的実施形態において、SWで定義された受信機212は、メモリ116に記憶されたソフトウェア、および1もしくは複数のデジタル信号プロセッサ、アナログハードウェア、デジタルハードウェア、またはこれらの組み合わせなどのハードウェア(図示せず)によって実施され得る。一実施形態において、SWで定義された受信機212は、プロセッサまたは特定用途向け集積回路(ASIC)または(1もしくは複数の)その他の組み込みコンピューティングデバイスによって実行されるソフトウェアで実施されるアナログ構成要素(例えば、ミキサー、フィルタ、増幅器、変調器、および/または復調器、検出器など)を用いて別な方法で実施されたコンポーネントを含み得る。
SWで定義された受信機212は、例えば、インターフェース202を介して無線通信機108およびPLCトランシーバ110と通信するように構成され得る。SWで定義された受信機212は、(1または複数の)プロセッサ114と、メモリ116に定義または記憶されたソフトウェアとを利用し得る。一実施形態において、ソフトウェアで定義された受信機212は、(1または複数の)信号プロセッサ208およびRFフロントエンド206と連携して動作して、無線通信機108によって受信された1または複数の信号の測定、検出、選択、特定、復調、同期、復号、デスクランブル、暗号化解除、および/または処理を容易にし得る。加えて、ソフトウェアで定義された受信機212は、(1または複数の)信号プロセッサ208の構成を容易にするかまたは制御し、RFフロントエンド206に関する制御を提供し得る。ソフトウェアで定義された受信機212は、無線通信機108と連携して動作して、無線通信機108によって受信された信号の関連付けられたRF通信テクノロジー、ならびに受信された信号のRSI、実効RSI、および/または正規化されたRSIを決定し得る。ソフトウェアで定義された受信機212は、無線通信機108と連携して動作して、無線通信機108が2つ以上の信号を受信するときに信号の選択を容易にし得る。
ソフトウェアで定義された受信機212は、PLCトランシーバ110と連携して動作して、PLCトランシーバ110によって受信された信号の検出、選択、特定、復調、同期、復号、デスクランブル、暗号化解除、および/または処理を容易にするようにさらに構成され得る。一例において、ソフトウェアで定義された受信機212は、PLCトランシーバ110によって受信された信号のPLC通信テクノロジーを処理するか、決定するか、または事前に知っている可能性がある。加えて、ソフトウェアで定義された受信機212は、受信された信号の強度および通信テクノロジーに基づいて、PLCトランシーバ110によって受信された信号のRSI、実効RSI、および/または正規化されたRSIを決定するように構成され得る。
一例において、ソフトウェアで定義された受信機212は、信号強度またはその他の信号品質基準に基づいて、1もしくは複数の受信されたRF信号および1もしくは複数の受信されたPLC信号の中の1もしくは複数の信号を選択するか、またはそのような1もしくは複数の信号の選択を容易にし得る。
複数のプリアンブル検出プロセス214は、マルチタスク環境におけるような同時、すなわち、並列動作用に構成され得る。複数のプリアンブル検出プロセス214のそれぞれは、特に変調された信号および/またはパケットの特定の同期ヘッダおよび/またはプリアンブルを検出および/または認識するように構成され得る。SWで定義された受信機212によって受信されるデータパケットの例を示す図3の例を参照すると、複数のプリアンブル検出プロセス214のそれぞれは、パケット300のプリアンブル306を検出または認識するように構成され得る。同様に、複数のプリアンブル検出プロセス214のそれぞれは、プリアンブル306および/または同期ワード(sync word)308の検出または認識によるなどして同期ヘッダ302を検出するように構成され得る。そのような検出または認識は、パケット300のデータ304へのアクセスを容易にし得る。
したがって、複数のプリアンブル検出プロセス214のそれぞれは、特定のパケットに関連付けられた特定のプリアンブルを認識するように構成され得る。したがって、特定のプリアンブルの複数のプリアンブル検出プロセス214のうちの1つによる検出および/または認識は、検出されたプリアンブルに関連付けられたパケットを変調するために使用された特定のプロトコルの決定または認識をもたらす。認識されたプリアンブルと、認識されたプリアンブルを有するパケットを変調するために使用されたプロトコルとのこの関連付けは、任意の数の方法で行われ得る。一例において、プリアンブルは、データ構造でプロトコルにリンクされる可能性がある。第2の例において、各プリアンブル検出プロセス214は、複数のパケット復調器の中の適切なパケット復調器216を指し示す可能性があり、各パケット復調器は、複数のプロトコルのうちの1つに関連付けられる。したがって、複数のプリアンブル検出プロセスのうちの1つによるプリアンブルの検出は、受信された信号のパケットを復調する際に使用するためのプロトコルとプロトコルに関連付けられた適切なパケット復調器216との知識をもたらす。そのような検出は、ノード102によって利用されるRFおよびPLC通信テクノロジーで実行され得る。
複数のパケット復調器またはパケット復調プロセス216は、逐次的または並列的動作用に構成され得る。一例において、複数のパケット復調器216のそれぞれは、複数のプリアンブル検出プロセス214のうちの1つに関連付けられる。動作中、プリアンブル検出プロセスによるプリアンブルの成功する検出は、そのプリアンブル検出プロセスに関連付けられたパケット復調器の実効をもたらす。したがって、プロトコルが認識されると、認識されたプロトコルに関連付けられたパケット復調器216が、選択され、実行される。パケット復調器216の実行は、復調器に関連付けられたプロトコルにしたがってパケットおよび/またはデータ304を復調する。したがって、パケット復調器216は、プロトコルに関連付けられたビットレート、同期、誤り訂正冗長性(error correcting redundancy)などを用いて、検出されたプリアンブルに関連付けられたパケット内のデータ(例えば、データ304)を復調する。加えて、パケット復調器216は、ソフトウェアで定義された受信機212の動作を構成し、および/または指示し得る。
プロトコル管理モジュール218は、特定の応用または設計によって示されるように、プリアンブル検出プロセス214、パケット復調器216、ソフトウェアで定義された受信機212、ならびにその他の構造、ソフトウェアオブジェクト、およびデバイスの動作を管理するように構成され得る。一例において、プロトコル管理モジュール218は、状態機械220またはその他の論理的な構造を利用して、プリアンブル検出、プロトコル認識、パケット復調器選択、およびパケット復調の管理を支援し得る。あるいは、異なる論理的な制御が、同様の結果を得るために利用される可能性がある。
状態機械220は、複数プロトコル受信機モジュール118の動作の管理を支援するように定義され得る。状態機械220は、プロセスの制御および動作を管理し、それによって、所望の順番で、所望のタイミングにしたがって1または複数のプロセスまたはモジュールを呼び出すために使用されるいくつかの論理的なデバイス、構造、または技術のいずれかを代表する。初めの例として、状態機械220は、2つ以上の状態を利用し、状態の間の移動を可能にし得る。例示的状態は、(1)パケットを示す無線108および/またはPLCトランシーバ110によって受信された信号を同時にリスニングすること、(2)パケットに関連付けられたプリアンブルを検出すること、(3)プリアンブルによって示されたプロトコルを決定すること、ならびに(4)受信されたパケットをプロトコルにしたがって復調することを含む。上記4つの状態のそれぞれの繰り返しが、順番に実行される可能性があり、4つの状態の完了、またはいずれかの状態での失敗が、第1の状態に戻ることをもたらす可能性がある。
初期リンク決定モジュール222は、例示的ノード102Cなどのノード102のリンクの現在受信される信号強度(例えば、RSI)に関する情報を周期的または非周期的に集め、保有し得る。したがって、初期リンク決定モジュール222は、ノード102Cの近隣のノードなどのノード102の発見を容易にするように構成され得る。例として、初期リンク決定モジュール222は、ノード102Cに関連付けられたリンクに関するRSI情報を取得し、決定し、処理し、および/またはリストに保有し得る。初期リンク決定モジュール222は、ノード102Cのリアルタイム動作中に、ノード102Cがリスニングモードにある間に、ノード102Cからの1もしくは複数の要求に応答して、ノード102Cの近隣のノードがそれらの関連付けられたリンクを介して送信する1もしくは複数の外部の要求に応答して、またはこれらの組み合わせでノード102Cのリンクに関連付けられたRSI情報を取得し得る。
初期リンク決定モジュール222は、リンクの1または複数のRSI値をリンクの(1もしくは複数の)対応する通信テクノロジー、(1もしくは複数の)媒体、および/または(1もしくは複数の)プロトコルに関連付け、保有するように構成され得る。受信された信号の検出された受信されたエネルギーまたは受信された電力レベルを示すRSI値を保有することに加えて、初期リンク決定モジュール222は、受信された信号のRSI値を、リンクで受信された信号の媒体および/または通信テクノロジーに応じて実効または正規化されたRSI値として決定するように構成され得る。例として、初期リンク決定モジュール222は、FSK(すなわち、周波数偏移変調)変調を有する信号の受信された信号強度を、例えば、QAM(直交振幅変調)を用いて変調され、OFDM(直交周波数分割多重)符号化を有する受信された信号と比較することを可能にする実効または正規化されたRSI値を決定し得る。初期リンク決定モジュール222は、実効または正規化されたRSI値を決定するために必要とされる初期リンクデータ224ストレージの情報(例えば、変換テーブル、公式(formula)テーブルなど)にアクセスし得る。
初期リンク決定モジュール222は、ノード102Cの近隣のノードへのリンクを、それらの関連付けられたRSI値、有効RSI値、および/または正規化されたRSI値に基づいてランク付けするように構成され得る。初期リンク決定モジュール222は、最も高くランク付けされたRSI値を有する近隣のノードに関連付けられたいくつかのリンクを選択するように構成され得る。選択されるいくつかのリンクは、予め決められる可能性があり、すべての検出されたリンクの割合である可能性があり、RSI値自体(例えば、予め決められた閾値を超えるRSI値、RSI値の相対的な強度など)に基づく可能性があり、またはこれらの組み合わせである可能性がある。例として、初期リンク決定モジュール222は、最も高くランク付けされたRSI値を有するリンクを有する上位10〜20個の近隣のノード(例えば、近隣のノードの短いリスト)を選択し得る。初期リンク決定モジュール222は、最も高くランク付けされたリンクに関連付けられた情報−リンク指定子、リンク指定子に対応するRSI値、リンク指定子に対応するRSI値に関連付けられた媒体および通信テクノロジーなど−を初期リンクデータ224ストレージに記憶し得る。
一例において、SWで定義された送信機226は、無線通信機108またはPLCトランシーバ110を介したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。SWで定義された送信機226は、構成可能なまたは予め指定された通信テクノロジーを用いてパケット、データ、または信号を送信し得る。SWで定義された送信機226は、さまざまな異なるRFおよびPLC通信テクノロジーを用いるデータの送信を容易にするように無線通信機108およびPLCトランシーバ110のさまざまな点を制御するように構成され得る。例として、SWで定義された送信機226は、無線通信機108とPLCトランシーバ110との両方を介した同時またはほぼ同時の、重複したまたは冗長化したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。SWで定義された送信機226は、同じまたは異なるリンクで異なる通信テクノロジーを用いる同時またはほぼ同時の、重複したまたは冗長化したパケット、その他のデータ、または信号の送信を容易にするように構成され得る。
FOM決定モジュール120は、ノード102Cの近隣のノードへのリンクなどのノード102の間のRFおよびPLCリンクの品質の測定値(例えば、性能指数(FOM))を決定し、保有するように構成され得る。例として、FOM決定モジュール120は、初期リンク決定モジュール222によって最も高くランク付けされたRSI値を有すると示されたリンクを行使し得る。これらの指定されたリンクに集中することによって、FOM決定モジュール120は、より低いRSI値を有するリンクを含むより多くのリンクを行使することに関連する時間およびリソースを節約し得る。
一例において、FOM決定モジュール120は、指定されたリンクでデータを送信し、それに応答して返されたデータを測定することによって指定されたリンクを行使し得る。指定されたリンクが最も高くランク付けされたRSI値を用いてランク付けされるか、または最も高くランク付けされたRSI値に関連付けられる可能性があるので、各リンクに関連付けられたRSI値は、初めの品質測定値と考えられ得る。したがって、指定されたリンクを行使することによって、FOM決定モジュール120は、それぞれの指定されたリンクに関連付けられた品質メトリックを改善して、指定されたリンクの品質のより優れたまたは改善された(例えば、より正確な、より確信のある、削減された相違など)測定値を取得し得る。
さらなる例において、FOM決定モジュール120は、それぞれの指定されたリンクに関する(1または複数の)利用可能なデータレートと、利用可能なチャネルと、利用可能な媒体(例えば、RFおよびPLC)と、利用可能な通信テクノロジー(例えば、変調方式)との組み合わせを用いてデータを送信および受信することによって指定されたリンクを行使し得る。例として、FOM決定モジュール120は、指定されたリンクのノードが2つのRF通信テクノロジー(例えば、2つの異なる変調方式、異なる帯域幅で動作する2つの変調方式など)およびPLC通信テクノロジーをサポートすることを(例えば、事前に、問い合わせによる、通信から抽出されたデータによる、テーブルを調べることによるなどして)確認し得る。そして、FOM決定モジュール120は、利用可能なデータレートでRF通信テクノロジーとPLC通信テクノロジーとの両方を行使して、リンクのためのデータレートと通信テクノロジーとの最適な組み合わせを決定し得る。次いで、FOM決定モジュール120は、FOM値またはメトリックを最適な組み合わせと関連付け、最適なFOM値またはメトリック、データレート、および通信テクノロジーをFOMリンクデータ228に記憶し得る。
代替的実施形態において、FOM決定モジュール120は、リンクを行使することを、初期リンク決定モジュール222によって最も高くランク付けされたRSI値を有すると示された通信テクノロジーに制限し得る。例として、指定されたリンクの他端のノードが、RF通信テクノロジーおよびPLC通信テクノロジーをサポートする可能性がある。初期リンク決定モジュール222は、ノードのRF通信テクノロジーが最も高くランク付けされたRSI値を有する一方、ノードのPLC通信テクノロジーが低くランク付けされたRSI値を有すると既に決定した可能性がある。したがって、時間およびリソースをさらに節約するために、FOM決定モジュール120は、最も高くランク付けされたRSI値を有するノードのRF通信テクノロジーを行使することにのみ集中して、RF通信テクノロジーを用いて最適なFOMおよび最適なデータレートを見つけ得る。そして、FOM決定モジュール120は、リンクに関連付けられた最適なFOM値、データレート、および通信テクノロジーをFOMリンクデータ228に記憶し得る。
上で示されたFOM決定モジュール120の例示的実施形態は、FOM決定モジュール120がどのようにしてリンクを行使し得るかを限定するように意図されていない。別の例として、リンクが、2つのRF通信テクノロジーおよびPLC通信テクノロジーをサポートする可能性がある。この例において、FOM決定モジュール120は、最も高くランク付けされたRSI値を有すると示された2つのRF通信テクノロジーのうちの第1と、PLC通信テクノロジーとを行使し、リンクに関連付けられた最適な決定されたFOM値、データレート、および通信テクノロジーをFOMリンクデータ228に記憶し得る。FOM決定モジュール120は、第1のRF通信テクノロジーとPLC通信テクノロジーとの両方に関するFOM値および最適なデータレートをFOMリンクデータ228に記憶する可能性もある。その他の例示的実施形態は、本明細書の教示の範囲内である。
さまざまな実施形態において、FOM決定モジュール120は、利用可能なデータレートの組み合わせに関する成功の度合い(例えば、通信成功率)とデータレートとの外積に基づいて、リンクの改善された品質(例えば、FOM)を決定し、保有し得る。例として、所与のリンクに関して、FOM決定モジュール120は、式1のETT値を最小化する(またはそのようなETT値の最適化を最大化する)媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを発見し得る。異なる実施形態において、FOM決定モジュール120は、リンクの利用可能な通信テクノロジーに関する最も高いデータレートおよび最少のパケット損失または最少のビット誤り率の組み合わせに関連付けられた最適なFOMを発見するためにその他の好適な品質最適化メトリックを使用し得る。
FOM決定モジュール120は、関連付けられたリンクに関するFOMデータをFOMリンクデータ228ストアに記憶し得る。FOMリンクデータ228ストアは、それぞれの指定されたリンクに関するFOMデータに関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの組み合わせを含む可能性もある。代替的実施形態において、FOM決定モジュール120は、指定されたリンクまたはさらなるリンクのサブセットに関するFOM値および媒体と、通信テクノロジーと、データレートとのそれらの関連付けられた組み合わせをFOMリンクデータ228ストアに保有し得る。例として、指定されたリンクを行使すると、FOM決定モジュール120は、最も高くランク付けされたRSI値を有する指定されたリンクのうちの1または複数が、相対的な、予め指定された、または予め決められた閾値未満のリンク品質を呈したと決定する可能性がある。したがって、FOM決定モジュール120は、これらのリンクに関する情報をFOMリンクデータ228ストアに記憶しない可能性がある。実施形態において、FOM決定モジュール120は、行使されるリンクでノードによってサポートされる1または複数のプロトコルを記憶する可能性もある。
ビジーデバイスリストモジュール122は、ノード102の可用性を決定し、ふさがっている(またはふさがることになる)ノードのリストと、それらがふさがる継続時間とを保有するように構成される。ビジーデバイスリストモジュール122は、ノードに関連付けられた可用性情報をビジーデバイスリスト230ストアに記憶し得る。図1の示された例において、ビジーデバイスリストモジュール122は、ノード102Aがノード102Bからのデータの受信でふさがっており、したがって、ノード102Cからの送信を受信するために利用不可能であることを示す可能性がある。この例において、ノード102Aの複数プロトコル受信機は、受信状態にある可能性がある。したがって、ノード102Aの複数プロトコル受信機は、現在、それがノード102Cからの送信要求(RTS)パケットなどの通信要求を検出することができるリスニング状態にない。ゆえに、それぞれの近隣のノード102に関して、ビジーデバイスリストモジュール122は、近隣のノードの可用性と、近隣のノードがふさがることになる継続時間とをビジーデバイスリスト230に保有し得る。加えて、それぞれの近隣のノード102に関して、ビジーデバイスリストモジュール122は、近隣のノードの現在の状態(例えば、信号をリスニングしている、信号を処理しているなど)を示す近隣ノード状態情報をビジーデバイスリスト230に保有し得る。
初期リンクデータ224、FOMリンクデータ228、およびビジーデバイスリスト214がノード102Cのローカルメモリに記憶されるデータのリストであるように示されているが、その他の実施形態においては、リンク品質およびノード可用性情報は、単一のリストまたはリスト以外の形態で記憶される可能性がある。さらに、一部の実施形態において、初期リンクデータ224、FOMリンクデータ228、およびビジーデバイスリスト214に記憶されたリンク品質およびノード可用性情報ならびにその他の情報は、さらにまたはあるいは、ネットワークの1または複数のその他の場所(例えば、親ノード、セルラルータ、中継機、ネットワークストレージデバイスなど)に保有される可能性がある。
一部の実施形態において(例えば、ノードが公益事業メーターであるとき)、メモリ116は、1または複数のリソース(例えば、電気、水、天然ガスなど)の消費データを収集するように構成された計測モジュール232をやはり含む可能性があり、消費データは、それから、本部104またはその他の送信先への最終的な伝播のために1または複数のその他のノード102に送信される可能性がある。さまざまな実施形態において、計測モジュール232は、送信のためのデータを周期的または非周期的に提供する可能性、問い合わされ、問い合わせに応答してデータを提供する可能性、予め決められた量のデータが収集されると送信のためのデータを提供する可能性などがある。
ルーティングモジュール124は、ノード102Cに関連付けられたリンクのFOM値、ノード102の可用性、および/または1もしくは複数のその他の要因に基づくルーティングプロトコル(例えば、低電力で損失のあるネットワークのためのルーティングプロトコル(RPL:Routing Protocol for Low power and Lossy Networks)、LOAD、DODAGに基づくルーティング、距離ベクトルルーティング(distance vector routing)、1または複数のノードの現在のまたは予測される負荷に基づくルーティングなど)の実施を容易にする。例として、ノード102Aに宛てられたパケットをノード102Cでルーティングするために、ルーティングモジュール124は、ルーティングプロトコルを容易にして、FOMリンクデータ228で示されたその他のリンクと相対的なそのリンクのFOM値と、ビジーデバイスリスト230で示されたノード102Aの現在の可用性とに基づいて、(図1に示された)ノード102Cと102Aとの間の直接リンクを選択する可能性がある。したがって、ルーティングモジュール124は、ノード102Cと102Aとの間の選択されたリンクのFOM値に関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを決定するためにFOMリンクデータ228にアクセスし得る。ノード102Aが現在利用可能であると仮定すると、ルーティングモジュール124は、ルーティングプロトコルを容易にして、リンクを介してノード102Aにパケットをルーティングする可能性がある。代替として、ノード102Aがふさがっていると現在指定されている場合、ルーティングモジュール124は、ビジーデバイスリスト230で指定されたノード102Aがふさがることになる継続時間に基づいて、ノード102Aが利用可能になるのを待つことを選択することを容易にし得る。別の代替として、ルーティングプロトコルは、異なるリンクのFOM値および関連付けられたノード可用性に基づいてノード102Cに関連付けられた異なるリンクを選択し得る。したがって、ルーティングモジュール124は、異なるリンクのFOM値に関連付けられた媒体と、通信テクノロジーと、データレートとの最適な組み合わせを選択し得る。さらなる例において、ルーティングモジュール124は、決定されたリンクに関する指定された媒体、通信テクノロジー、およびデータレートを用いてそのリンクでパケットを送信するようにSWで定義された送信機226を構成する、および/またはSWで定義された送信機226に指示し得る。
複数の通信テクノロジーによるリンク品質を決定する例示的方法
図4は、メッシュネットワークのノード間の複数の通信テクノロジーを有するリンクの品質を決定する例示的方法400を示す。方法400は、便宜上、図1の例示的アーキテクチャ100を参照して説明される。しかし、方法400は、図1の例示的アーキテクチャ100での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
動作402において、ノードが、メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を決定する。一例において、受信された信号は、複数の異なる通信テクノロジーを含む。図1および2の例の文脈で、受信された信号強度の決定は、無線通信機108、PLCトランシーバ110、複数プロトコル受信機モジュール118、SWで定義された受信機212、初期リンク決定モジュール222、またはこれらの組み合わせを用いてノード102Cによって実行され得る。例として、ノード102Cは、リスニング状態にある場合、ノード102A、102B、および102Nへのリンクを並列にリスニングし、リンクのそれぞれで複数の異なる通信テクノロジーのRSIを測定して、リンクで利用される通信テクノロジーに関する関連付けられたRSI、実効、または正規化されたRSIを決定し得る。通信テクノロジーは、リンクのそれぞれで使用されるRFおよびPLC通信テクノロジーを含み得る。別の例として、ノード102Cは、関連付けられた近隣のノードとの動作中の通信の一部としてリンクで複数の異なる通信テクノロジーのRSIを測定し得る。
ノード102Cおよびその対応する近隣のノードは、低電力で損失のあるネットワーク(LLN)のノードを含み得る。複数の異なる通信テクノロジーは、異なる無線周波数(RF)変調方式を有する複数の異なるRF通信テクノロジーと、1または複数の電力線通信(PLC)テクノロジーとを含み得る。
動作404においては、図1および2の例の文脈で、ノード102Cの初期リンク決定モジュール222が、受信された信号の強度に部分的に基づいて通信リンクのサブセットを選択する。動作406において、通信リンクのサブセットが、通信リンクのサブセットのそれぞれを介してデータを送信し、応答データを受信することによって行使される。例として、FOM決定モジュール120は、通信リンクのサブセットのそれぞれで使用される通信テクノロジーの利用可能なデータレートでデータの送信および応答データの受信を実行し得る。別の例として、FOM決定モジュール120は、通信リンクのサブセットのうちの1または複数で使用される2つ以上の通信テクノロジーを用いてデータの送信および応答データの受信を実行し得る。行使することの一部として送信され、受信されるデータは、試験データ、動作データ、または試験データと動作データとの混合を含む可能性がある。試験データは、行使することを容易にする任意の反復的または非反復的データを含む可能性がある。動作データは、ペイロードデータ、ノードによって得られたメトリックデータ、計測データなどの実際のデータを含む可能性がある。動作データは、本明細書において図6および7に示されたフレームデータをさらに含む可能性がある。
動作408においては、図1および2の例の文脈で、FOM決定モジュール120が、応答データを分析する。応答データを分析することに部分的に基づいて、動作410において、FOM決定モジュール120が、通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する。例として、FOM決定モジュール120は、リンク品質を評価することの一部として式1のETTを計算し得る。FOM決定モジュール120は、通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数(FOM)を決定することを含め、利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する可能性があり、最適なFOMは、外積を最適化する(例えば、ETTを最小化する)最も高い利用可能なデータレートによって示される。代替的実施形態において、FOM決定モジュール120は、通信リンクのサブセットのそれぞれの通信テクノロジーに関するリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせに関連付けられた性能指数(FOM)を決定し得る。
一例において、ノード102Cのビジーデバイスリストモジュール122は、近隣のノードの少なくともサブセットの可用性、非可用性、および非可用性の継続時間を含む情報をビジーデバイスリスト230に保有し、一方、FOM決定モジュール120は、通信リンクのサブセットのそれぞれに関するFOMに関連付けられた通信テクノロジーおよび利用可能なデータレートを特定する情報をFOMリンクデータ228に保有する。そして、図1および2の例の文脈で、ルーティングモジュール124は、ルーティングプロトコルを採用して、選択される通信リンクに関連付けられたFOMおよび近隣のノードの可用性に部分的に基づいて、近隣のノードへのデータパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットの通信リンクを選択し、(例えば、無線通信機108またはPLCトランシーバ110を介して)選択された通信リンクの最適な通信テクノロジーおよび最適な利用可能なデータレートを用いて近隣のノードにデータパケットを送信するようにSWで定義された送信機212に指示し得る。別の例として、ルーティングモジュール124は、「高優先度」データパケットの配信を保証するために「高優先度」データパケットを冗長化してまたは重複して送信するために、複数のリンク、複数の通信テクノロジー、および/または複数の利用可能なデータレートをそれらの関連付けられたFOMに部分的に基づいて選択し得る。関連付けられたRSIおよびFOMデータが、データパケットをルーティングする必要性に基づいて実行されるノード間の「ハンドシェーク」手順の一部として決定されることを必要とされないように、関連付けられたデータは、ノード102Cがデータパケットをルーティングすることを必要とする前に初期リンクデータ224、FOMリンクデータ228、およびビジーデバイスリスト230に記憶され得る。
方法400は、新しいノードがネットワークに追加されるときに実行され、ネットワークの既存のノードのために周期的または非周期的に実行され得る。方法400のすべてまたは一部は、リンク品質が動作データの通信中などに決められたもしくは予め指定された閾値未満に低下したという決定に応答して、または疑われるもしくは実際のリンク品質低下の任意の決定によって実行され得る。
リンク品質に基づくルーティングの例示的方法
図5は、リンクの品質が決定され得る例示的方法500を示す。リンクは、複数の通信テクノロジーを利用する可能性があり、それによって、メッシュネットワークのノードを接続し、リンク品質に少なくとも部分的に基づいて通信をルーティングする。方法500は、便宜上、図1の例示的アーキテクチャ100を参照して説明される。しかし、方法500は、図1の例示的アーキテクチャ100での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
動作502において、ノードが、メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を、ノードのマルチプロトコル受信機によって決定し、受信された信号は、複数の異なる無線周波数(RF)通信テクノロジーおよび1または複数の電力線通信(PLC)通信テクノロジーを有する信号を含む。図1および2の例の文脈で、受信された信号強度の決定は、無線通信機108、PLCトランシーバ110、複数プロトコル受信機モジュール118、SWで定義された受信機212、初期リンク決定モジュール222、またはこれらの組み合わせを用いてノード102Cによって実行され得る。
動作504において、受信された信号の強度に部分的に基づく通信リンクのサブセットが、選択される。例えば、ノード102Cの初期リンク決定モジュール222が、受信された信号の強度に部分的に基づいて通信リンクのサブセットを選択する。
動作506においては、図1および2の例の文脈で、FOM決定モジュール120が、通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートでデータを伝達することによって通信リンクのサブセットを行使する。FOM決定モジュール120は、RFおよびPLC通信テクノロジー、または第1のRF通信テクノロジーおよび第1のRF通信テクノロジーと異なる第2のRF通信テクノロジーなどの、通信リンクのサブセットのうちの1または複数の2つ以上の通信テクノロジーを使用することによって行使することを実行し得る。行使することのために利用されるデータは、試験データ、動作データ、または試験データと動作データとの混合を含む可能性がある。試験データは、行使することを容易にする任意の反復的または非反復的データを含む可能性がある。動作データは、ペイロードデータ、ノードによって得られたメトリックデータ、計測データなどの実際のデータを含む可能性がある。動作データは、本明細書において図6および7に示されたフレームデータをさらに含む可能性がある。
動作508において、図1および2の例の文脈で、FOM決定モジュール120が、データを伝達することに部分的に基づいて通信リンクのサブセットのそれぞれに関する利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する。例として、リンクの通信テクノロジーがN(すなわち、1以上の整数であるN)個の利用可能なデータレートを有する場合、FOM決定モジュール120は、N個すべてのデータレート、またはN個のデータレートのサブセットを行使して、利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価し得る。
動作510においては、図1および2の例の文脈で、FOM決定モジュール120が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関して評価されたリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積に部分的に基づいて性能指数(FOM)を決定する。例として、FOM決定モジュール120は、FOMを決定することの一部として式1のETTを計算し得る。FOM決定モジュール120は、評価された通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数(FOM)を決定する可能性があり、最適なFOMは、外積を最適化する(例えば、ETTを最小化する)評価された最も高い利用可能なデータレートによって示される。最適なFOMは、容量(例えば、スループット)が可能な限り高く維持されながら接続性が最大化される最適化のトレードオフを示す可能性がある。代替的実施形態において、FOM決定モジュール120は、通信リンクのサブセットのそれぞれに関して評価されたリンク品質と利用可能なデータレートとの最大の組み合わせに関連付けられた性能指数(FOM)を決定し得る。
動作512においては、図1および2の例の文脈で、FOM決定モジュール120が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関する決定されたFOM、評価された利用可能なデータレート、および決定されたFOMに関連付けられた通信テクノロジーの1または複数のレコードをFOMリンクデータ228などのデータストアに保有する。
動作514においては、図1および2の例の文脈で、ルーティングモジュール124が、通信リンクのサブセットのそれぞれに関連付けられたFOMに部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングする。例として、ルーティングモジュール124は、FOMリンクデータ228にアクセスして、ノード102Cの近隣のノードへのリンクに関するFOMデータレコードを取得する。そして、ルーティングモジュール124は、FOMデータを使用してルーティングプロトコルを容易にして、データパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットのうちの1つを選択し得る。代替的実施形態において、ルーティングモジュール124は、さらに、ビジーデバイスリスト230にアクセスして、近隣のノードに関する可用性情報を取得し得る。それから、ルーティングモジュール124は、FOMデータおよび可用性データを使用してルーティングプロトコルを容易にして、データパケットのルーティングのために通信リンクのサブセットのうちの1つを選択し得る。したがって、FOMは、さまざまなルーティングプロトコルによって活用され得る。ゆえに、テクノロジーが媒体、変調の種類、およびデータレートの全体の集合で到着するメッセージの並列的な検出を可能にする場合、多くの時および/または周波数分割技術につきものである容量を犠牲にすることなしにメッシュネットワークにおいて最大の接続性が達成され得る。
動作516においては、ルーティングプロトコルによって選択されたリンクに基づいて、図1および2の例の文脈で、ルーティングモジュール124が、FOMリンクデータ228にアクセスして、選択されたリンクに関連付けられたデータレートおよび通信テクノロジーを特定する。そして、ルーティングモジュール124は、FOMリンクデータ228で指定されたデータレートおよび通信テクノロジー(例えば、RFまたはPLC)を用いて、選択されたリンクを介して近隣のノードにデータパケットを送信するようにSWで定義された送信機212に指示する。代替的実施形態において、ルーティングモジュール124は、「高優先度」データを重複してまたは冗長化してルーティングする方法を決定するために、FOMリンクデータ228にアクセスして1または複数のリンクに関連付けられた複数のデータレートおよび/または通信テクノロジーを特定し得る。
方法500は、新しいノードがネットワークに追加されるときに実行され、ネットワークの既存のノードのために周期的または非周期的に実行され得る。方法500のすべてまたは一部は、リンク品質が動作データの通信中などに決められたもしくは予め指定された閾値未満に低下したという決定に応答して、または疑われるもしくは実際のリンク品質低下の任意の決定によって実行され得る。
例示的プロトコルデータユニット(PDU)
図6および7は、制御チャネルおよび/またはデータチャネルを介して転送されうるいくつかの例示的プロトコルデータユニット(PDU)を示す。用語PDUは、本明細書においては、概して、図1で示された通信ネットワークなどの通信ネットワーク内の任意の通信、メッセージ、または送信を指すために使用される。用語PDUは、開放型システム間相互接続(OSI)モデル、IP(インターネットプロトコル)モデルなどに少なくとも概念的に基づき、例えば、ビット、フレーム、パケット、セグメントなどを含む可能性がある。場合によっては、OSI/IPモデルの1または複数のレイヤが、ノード間で1または複数のPDUを転送するために効果的に利用され得る。例えば、OSI/IPモデルのデータリンクレイヤが、アーキテクチャ100のノード102のうちの2つ以上の間でPDUを転送するために利用され得る。特定の実施形態においては、データリンクレイヤの媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤが、ノード102のうちの2つ以上の間でPDUを転送するために利用され得る。さらに、一部の実施形態においては、衝突回避付きキャリア検知多重アクセス(CSMA/CA:carrier sense multiple access with collision avoidance)方法などのアクセス方法が、PDUを転送するために利用され得る。
図6は、ノードが別のノードにデータを送信したいことを示すために使用され得る例示的送信要求(RTS)フレーム600を示し、一方、図7は、ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために使用され得る例示的送信可(CTS)フレーム700を示す。図6および7は、対応するフレーム内の例示的なフィールド順を示すが、その他の順序が、使用される可能性がある。一部の例においては、RTSメッセージを受信すると、ノードは、(利用可能である場合)CTSメッセージを送信することによって応答し得る。この例においては、RTSおよびCTSフレーム構造が、IEEE802.15.4(e)規格によって部分的に定義される。しかし、その他の例においては、その他のPDU構造が、RTSメッセージ、CTSメッセージ、またはマルチチャネル通信ネットワーク(例えば、IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE P1901、IEEE P1675、IEEE P1775など)に関連付けられた予約情報を運ぶその他の通信のために使用され得る。
上で検討されたように、(集合的にデータフレーム600および700と呼ばれる)RTSフレーム600およびCTSフレーム700は、メッシュネットワークのノード間のリンクの評価を適格とし、容易にし、メッシュネットワークのノードの間および中で通信をルーティングするために使用可能である情報を含む。フレーム600および700が、便宜上、図1のアーキテクチャ100の例示的ネットワークならびに例示的方法400および500を参照して説明される。しかし、例示的フレーム600および700は、例示的アーキテクチャ100または方法400および500での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて、ならびに/またはその他の方法を実行するために実施され得る。
図6を参照すると、例示的RTSフレームは、ノードがデータを送信したいと望んでおり、別の送信のために利用可能にならないことを近隣のノードに通知し、意図される受信ノードと特定のデータチャネルならびに1または複数の物理(PHY)パラメータ(例えば、データレートおよび/もしくは変調技術)をネゴシエーションするために1または複数の通信テクノロジーに関して使用される可能性がある。図6に示されるように、RTSフレームは、以下のフィールド、すなわち、フレーム制御(FC)、連番、送信先パーソナルエリアネットワーク(PAN)識別子、送信先アドレス、送信元PAN識別子、送信元アドレス、補助的なセキュリティヘッダ、ペイロード、およびフレームチェックシーケンス(FCS)を含む。ペイロード以外のRTSフレームの上述のフィールドの詳細は、当業者によく知られており、本明細書において詳細に説明されない。しかし、RTSフレームのペイロードは、上述のルーティング技術およびその他の機能を実施するためにカスタマイズされる。ペイロードは、サイズが変わり得る可能性があり、例えば、以下のフィールドのうちの1または複数を含む可能性がある。
・種類:このフィールドは、フレームの種類、例えば、RTS、CTS、送信不可(NCTS)などを示す。図6の例においては、このフィールドは、フレームがRTSフレームであることを示す。
・HW:このフィールドは、RTSフレームを送信するノードのハードウェアの種類を示す。種類は、例えば、デバイスのバージョンもしくは世代、ならびに/またはノードの能力(例えば、ノードによってサポートされるバッテリー給電、変調技術、PLC能力、および/もしくは利用可能なデータレート)を決定するために使用可能な任意のその他の情報を含み得る。
・ランク:このフィールドは、(知られている場合)RTSフレームを送信しているノードの低電力で損失のあるネットワークのためのルーティングプロトコル(RPL)ランクを示す。ランクは、近隣からセルルータへの経路のコストを表し、例えば、ETTを計算するための式(1)のメトリックを用いて計算され得る。ランクが高いほど、ノードはセルルータから遠い。このフィールドは、MACサブレイヤにおけるルーティング一貫性検出(routing consistency detection)のために受信するノードによって利用され得る。
・DODAG_ID:このフィールドは、送信先指向有向非循環グラフ(DODAG)ルート(例えば、ネットワーク境界ルータ、セルラルータ、中継機など)を特定するDODAG識別子(ID)であり、DODAGルートを通じて、RTSを送信するノードは、本部またはその他のネットワークコンピューティングデバイスとの通信のためにイントラネットまたはインターネットなどのバックホールネットワークに接続される。図1のアーキテクチャ100の文脈で、ノードAは、バックホールネットワークの例であるネットワーク106と通信するアーキテクチャ100のDODAGルートの例である。DODAG_IDは、RTSフレームを受信するノードが、MACサブレイヤでルーティング一貫性条件を検証することによってRTSフレームを受諾または拒否することを可能にする。
・継続時間:このフィールドは、RTSで指定された(1または複数の)データフレームを交換するための合計の予測される時間を示す。継続時間は、指定されたデータフレームを送信するための時間、フレームの間のフレーム間間隔(IFS:inter-frame spacing)(例えば、SIFS、GIFSなど)などの待機する時間、肯定(ACK)または否定(NACK)の応答を含み得る。継続時間フィールドは、ノードが別のノードとの通信でふさがることになり、したがって、受信するために利用不可能になる継続時間を決定するために使用され得る。継続時間フィールドは、図2に示されたビジーデバイスリスト230などのビジーデバイスリストの「継続時間」列を埋めるために使用され得る。
・Ch.On:このフィールドは、RTSがチャネルリストを含むかどうかを示すフラグを含む。
・チャネルリスト:このフィールドは、RTSフレームを送信するノードに利用可能であるチャネルのリストを含むチャネルリストを含む。RTSフレームを受信するノードは、利用可能なチャネルから1または複数のチャネルを選択し、選択されたチャネルをCTSフレーム内で指定し得る。一部の例において、チャネルリストは、ノードに利用可能であるすべてではないチャネルを含み得る。例えば、直接シーケンススペクトラム拡散(DSSS:Direct-Sequence Spread Spectrum)変調が採用される場合、チャネルリストは、915MHz ISM帯域内の13チャネルに制限される可能性がある。チャネルリストは、例えば、RTSを送信したノードとRTSを受信したノードとの間の適格とされたチャネルのリストを含み得る。適格とされたチャネルのリストは、図2を参照して説明されたノード102Cのメモリ116に保有されるFOMリンクデータ228など、RTSを送信したノードおよび/またはRTSを受信したノードのメモリに保有され得る。
・データレート(DR)パラメータ:このフィールドは、RTSフレームを送信するノードによってサポートおよび/または提案される最大データレートおよび/または利用可能なデータレートを示す。RTSフレームを受信するノードは、このフィールドを利用して、ノードを行使するためなどに送信するノードと受信するノードとの両方が可能であるデータレートを決定し得る。決定されたデータレートは、送信するノードにCTSフレームを用いて送信され得る。決定されたデータレートは、最大でも、2つのノードのうちで遅い方の最大データレートに設定され得る。したがって、RTSが受信するノードが可能であるよりも高いデータレートを提案する場合、受信するノードは、CTSフレームを送信するとき、より低いデータレート(最大でも受信するノードの最大データレート)を設定する。
・Data_ID:このフィールドは、データパケットのIDを含む。このIDは、RTSフレーム内に存在し得る。このフィールドは、例えば、データパケットが特定のノードによって受信されたが、データパケットを送信したノードで肯定応答が受信されなかった場合に利用され得る。この場合、Data_IDを有するデータパケットを送信したノードは、データパケットが受信されなかったと考える可能性があり、同じData_IDに関するRTSフレームを再送信する可能性がある。場合によっては、特定のノードは、受信された、いくつかの最後のData_IDを記録するとき、CTSフレームの代わりにACKフレームで応答する可能性があり、したがって、データフレームの再送信を避ける。
・F_ID:このフィールドは、RTSフレームのMACフレームIDを含む。RTSフレームの意図される送信先は、このRTSフレームに答えるCTSフレームにこのF_IDをコピーする。RTSフレームを送信するノードは、CTSフレームを受信するとき、CTSフレームのF_IDを用いて、CTSフレームが予測されたものである(つまり、それが、ノードが既に送信したRTSフレームに対する答えで送信された)かどうかを決定し得る。
・NP:このフィールドは、RTSフレームを受信するノードと交換されるべきいくつかのパケットを示す。このフィールドは、制御チャネルのリスニングに戻るように切り替わる前に、指定されたデータチャネルでいくつのパケットをリスニングすべきかを受信するノードに教える。このフィールドは、特定のチャネルの可用性を決定する際にも有用である可能性がある。
・Pre_Ch:このフィールドは、ノードが試験データフレームなどのデータフレームを交換するために利用することを優先する1または複数のチャネルを示す。この交換に関与させられないが、RTSを傍受するノードは、このフィールドに基づいて(例えば、図2を参照して説明された)それらのビジーデバイスリストを更新し得る。既定で、RTSフレームの受信者は、可能である場合、データ交換のためにこのチャネルを選択し得る。しかし、このチャネルがふさがっているか、またはリンクの適格とされたチャネルでない場合、受信ノードは、CTSの異なるチャネルを指定し得る。
・DIR:このフィールドは、トラフィックがルートからくるのか、またはルートに送信されるべきであるのかを示す。葉に向けてルートから送信されたトラフィックは、「ダウンストリーム」であると言われ、一方、ルートに向けて送信されたすべての通信は、「アップストリーム」であると言われる。フィールドは、例えば、アップストリームトラフィックに関して1に設定され、ダウンストリームトラフィックに関して0に設定される可能性がある。
図7は、一方、1または複数の通信テクノロジーに関する例示的CTSメッセージ700を、ノードがデータを受信するために利用可能であることを示すために伝達されうるフレームの形態で示す。CTSフレーム700は、例えば、第1のノードによって選択されたPHYパラメータおよび1または複数のデータチャネルを含み得る。場合によっては、CTSフレームは、RTSを送信するノードおよびCTSを送信するノードが利用不可能になることと、選択されたデータチャネルが指定された期間中ふさがることになることとを近隣のノードに通知するために利用される。図7の例において、CTSフレームは、以下のフィールド、すなわち、FC、連番、送信先PAN識別子、送信先アドレス、送信元PAN識別子、送信元アドレス、補助的なセキュリティヘッダ、ペイロード、およびFCSを含む。ペイロード以外のCTSフレームの上述のフィールドの詳細は、当業者によく知られており、本明細書において詳細に説明されない。しかし、CTSフレームのペイロードは、上述のルーティング技術およびその他の機能を実施するためにカスタマイズされる。CTSフレームのペイロードは、サイズが変わり得る可能性があり、例えば、以下のフィールドのうちの1または複数を含む可能性がある。
・種類:このフィールドは、図6を参照して上で説明された情報と同様の情報を示し得る。図7の例においては、このフィールドは、フレームがCTSフレームであることを示す。
・HW:このフィールドは、RTSフレームを受信したノード(すなわち、CTSフレームを送信するノード)のハードウェアパラメータ(例えば、デバイスの種類、デバイスのバージョンまたは世代など)を含む。
・ランク:このフィールドは、RTSフレームの対応するフィールドに類似しているが、CTSフレームに適用されるようなものである。このフィールドは、リンクを、例えば、図2に示されたFOMリンクデータ228でそれらの相対的な品質にしたがってランク付けする際に使用され得る。
・DODAG_ID:このフィールドは、RTSフレームの対応するフィールドに類似しているが、CTSフレームに適用されるようなものである。特に、このフィールドは、MACサブレイヤでルーティング一貫性条件を検証することによって、CTSフレームを受信するノードが受諾または拒否する選択肢を提供するDODAG識別子である。
・継続時間:このフィールドは、RTSフレームの対応するフィールドに類似しているが、CTSフレームに適用されるようなものであり、図2のビジーデバイスリスト230を保有するためなどに可用性および可用性の継続時間を決定する際に使用され得る。
・チャネル:このフィールドは、RTSフレームを受信したノードによって選択されたデータチャネルを示す。
・DR:このフィールドは、RTSフレームを受信したノードによって選択されたデータレートを示す。データレートは、RTSで指定されたデータレートと同じである(受信するノードがデータレートが可能である場合)かまたは異なる(受信するノードがRTSで指定されたデータレートが可能でない場合)可能性がある。このデータレートは、試験データパケットなどのデータをデータチャネルで転送するために実施され得る。
・F_ID:このフィールドは、RTSフレームのF_ID値と同一である可能性があるCTSフレームのMACフレームIDを含む。
上で検討されたように、RTSおよびCTSフレーム600および700は、本明細書に記載のルーティング技術を実施するために使用され得るいくつかのPDUの例であるに過ぎない。その他の実施形態においては、説明されたルーティング技術を実施するためにさまざまなその他のPDUが採用され得る。
動作中のリンクの性能低下を決定する例示的方法
図8は、動作データの通信中のリンクの性能低下を決定する例示的方法800を示す。方法800は、便宜上、図1の例示的アーキテクチャ100を参照して説明される。しかし、方法800は、図1の例示的アーキテクチャ100での使用に限定されず、その他のアーキテクチャおよびデバイスを用いて実施され得る。
動作802において、ノードが、既に指定されたデータレートおよび通信テクノロジーを用いて別のノードと動作データを伝達している。動作804において、ノードが、リンクに関する品質情報を取得する。品質情報は、それらが既に指定されたデータレートおよび通信テクノロジーに関連するとき、リンクの動作特性に関連する可能性がある。実施形態において、ノードは、リンク品質情報が測定されたFOMを含むように、動作データを用いてリンクのFOMを測定し得る。あるいは、ノードは、リンクの品質に関するリンク品質情報として、信号強度情報、ビット誤り率情報、パケット損失情報、FOM情報などを取得する可能性がある。
動作806において、ノードが、リンクの品質が大きく低下したと決定する可能性がある。例えば、ノードは、リンク品質情報を予め決められた閾値と比較して、リンクの品質が大きく低下したかどうかを決定し得る。動作806において、リンク品質が大きく低下しなかったと決定される場合、制御は、動作802に渡る。しかし、リンク品質が大きく低下したと決定される場合、制御は、動作808に渡る。動作808において、ノードが、リンクを行使して、リンクのために利用可能なさまざまなデータレートおよび通信テクノロジーに関して、本明細書において説明されたようにFOMを決定し得る。動作810において、ノードが、決定されたFOM値を用いてデータレートおよび通信テクノロジーを選択し得る。それから、制御が動作802に渡り、ノードが新たに選択されたデータレートおよび通信テクノロジーを用いて通信する。
結論
本出願は、特定の構造的な特徴および/または方法の行為を有する実施形態を説明するが、請求項は、説明された特定の特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴および行為は、本出願の請求項の範囲内に入る例示的な一部の実施形態であるに過ぎない。



  1. メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を決定するステップであって、前記受信された信号は、複数の異なる通信テクノロジーを含む、ステップと、
    前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択するステップと、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれを介してデータを送信し、応答データを受信することによって前記通信リンクのサブセットを行使するステップと、
    前記応答データを分析するステップと、
    前記分析するステップに部分的に基づいて、前記通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価するステップと
    を含むことを特徴とする方法。

  2. 前記メッシュネットワークは、低電力で損失のあるネットワーク(LLN)のノードを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  3. 前記複数の異なる通信テクノロジーは、異なる無線周波数(RF)変調方式を有する複数の異なるRF通信テクノロジーを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  4. 前記複数の異なる通信テクノロジーは、1または複数の電力線通信(PLC)テクノロジーをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。

  5. 前記データを送信し、応答データを受信することは、前記通信リンクのサブセットのそれぞれで使用される通信テクノロジーの利用可能なデータレートで実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

  6. 前記データを送信し、応答データを受信することは、前記通信リンクのサブセットのうちの1または複数で使用される2つ以上の通信テクノロジーの利用可能なデータレートで実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

  7. 前記2つ以上の通信テクノロジーは、無線周波数(RF)通信テクノロジーおよび電力線通信(PLC)テクノロジーを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。

  8. 前記リンク品質を評価するステップは、以下の式、すなわち、
    ここで、
    であり、
    P=1−(1−Pf)×(1−Pr)であり、
    Pは、リンクにおける損失率であり、
    Pfは、データパケットが近隣のノードに正常に到着する確率であり、
    Prは、前記近隣のノードからの確認が正常に受信される確率であり、
    Sは、それぞれのデータパケットのパケットサイズであり、
    Bは、ノードと前記近隣のノードとの間の前記リンクの帯域幅または選択された利用可能なデータレートである、
    にしたがって予測される送信時間(ETT)を計算するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  9. 前記利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価するステップは、通信成功率と利用可能なデータレートとの外積によって表される性能指数(FOM)を決定するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  10. リンク品質は、前記外積を最適化する最も高い利用可能なデータレートを有するFOMを用いて評価されることを特徴とする請求項9に記載の方法。

  11. 前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記リンク品質と前記利用可能なデータレートとの組み合わせを最大化することによって性能指数(FOM)を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  12. 前記通信リンクのサブセットの各リンクに関連付けられた前記FOMに部分的に基づいて近隣のノードにデータをルーティングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。

  13. 前記通信リンクのサブセットに関連付けられたノードの可用性、非可用性、および非可用性の継続時間を含む情報を保有するステップと、
    前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記FOMに関連付けられた通信テクノロジーおよび利用可能なデータレートを特定する情報を保有するステップと
    をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。

  14. ルーティングプロトコルを採用して、選択された通信リンクに関連付けられた前記FOMおよび近隣のノードの可用性に部分的に基づいて、前記近隣のノードにデータパケットをルーティングするために、前記通信リンクのサブセットから通信リンクを選択するステップと、
    前記選択された通信リンクの最適な通信テクノロジーおよび最適な利用可能なデータレートを用いて前記近隣のノードに前記データパケットを送信するステップと
    をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。

  15. ノードの1または複数のプロセッサによって実行されるときに、
    メッシュネットワーク内の近隣のノードから通信リンクで受信された信号の強度を前記ノードのマルチプロトコル受信機によって決定する行為であって、前記受信された信号は、複数の異なる無線周波数(RF)通信テクノロジーおよび1または複数の電力線通信(PLC)通信テクノロジーを有する信号を含む、決定する行為と、
    前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択する行為と、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれの利用可能なデータレートでデータを伝達することによって前記通信リンクのサブセットを行使する行為と、
    データを伝達することに部分的に基づいて、前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する前記利用可能なデータレートに応じてリンク品質を評価する行為と、
    前記通信リンクのサブセットの各リンクに関する前記リンク品質と前記利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積に部分的に基づいて性能指数(FOM)を決定する行為と、
    前記通信リンクのサブセットの各リンクに関連付けられた前記FOMに部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングする行為と
    を含む行為を実行するように前記ノードを構成する命令を記憶することを特徴とする1または複数のコンピュータ可読媒体。

  16. 前記行使する行為は、1または複数の前記通信リンクのサブセットのうちの2つ以上の通信テクノロジーを使用することを特徴とする請求項15に記載の1または複数のコンピュータ可読媒体。

  17. 前記2つ以上の通信テクノロジーは、
    RF通信テクノロジーおよびPLC通信テクノロジー、または
    第1のRF通信テクノロジー、および前記第1のRF通信テクノロジーと異なる第2のRF通信テクノロジー
    を含むことを特徴とする請求項16に記載の1または複数のコンピュータ可読媒体。

  18. 前記行為は、前記通信リンクのサブセットに関する決定されたFOMに関連付けられた前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーのレコードを保有する行為をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の1または複数のコンピュータ可読媒体。

  19. 前記行為は、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する決定されたFOM、前記決定されたFOMに関連付けられた前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーのレコードをデータストアに保有する行為と、
    前記データパケットをルーティングする行為のために前記通信リンクのサブセットのうちの1つを選択する行為と、
    前記通信リンクのサブセットのうちの選択された1つに関する、前記データストアに保有される前記利用可能なデータレートおよび前記通信テクノロジーを用いて前記データパケットを送信する行為と
    をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の1または複数のコンピュータ可読媒体。

  20. メッシュネットワークのノードであって、
    1または複数のプロセッサと、
    前記1または複数のプロセッサに通信可能に接続されたメモリと、
    前記メッシュネットワークの近隣のノードへの無線周波数(RF)通信リンクを並列にリスニングするように構成された複数プロトコル受信機を用いる無線通信機であって、前記RF通信リンクは、異なるRF通信テクノロジーを含むことになる、無線通信機と、
    電力線通信(PLC)通信テクノロジーによるPLC通信リンクを介して前記近隣のノードのうちの1または複数と通信するように構成されたPLCトランシーバと、
    前記メモリに記憶され、
    前記RF通信リンクおよび前記PLC通信リンクを含む通信リンクで受信された信号の強度を決定し、
    前記受信された信号の強度に部分的に基づいて前記通信リンクのサブセットを選択し、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれを介して、利用可能なデータレートでデータを伝達することによって前記通信リンクのサブセットを行使し、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれに関する通信リンクの成功の度合いと利用可能なデータレートとの最大の組み合わせを示す外積を決定し、
    前記通信リンクのサブセットのそれぞれの前記外積に関連付けられた利用可能なデータレートおよび対応するRFまたはPLC通信テクノロジーを特定する情報を保有し、
    前記選択された通信リンクに関連付けられた外積に関する保有された前記情報に部分的に基づいて近隣のノードにデータパケットをルーティングするために前記通信リンクのサブセットの中から通信リンクを選択し、
    前記データパケットの送信を前記選択された通信リンクを介して前記近隣のノードに向ける
    ために前記1または複数のプロセッサで実行可能な1または複数のモジュールと
    を備えることを特徴とするノード。

 

 

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