JPH10500814A - 遠隔データ生成局用通信プロトコル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中央データ端末120、複数の中間データ端末114、複数の遠隔セル・ノード112および複数のネットワークサービスモジュール110の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複数のフレームを用いてデータを通信するための方法。複数の中間データ端末114は、フレームの第１チャネルでIDT同期信号を複数の遠隔セル・ノード112に送信する。複数の遠隔セル・ノード112は、フレームの第２チャネルでRCN同期信号を複数のネットワークサービスモジュール110に送信する。ネットワークサービスモジュール110は、電波を利用して、複数の物理装置からのデータを、NSMパケット信号として、フレームの第４チャネルを用いて、複数の遠隔セル・ノード112へ送信する。複数の遠隔セル・ノード112は、入ってくるNSMパケット信号を格納し、特定の中間データ端末114からフレームの第３チャネルで送信される第１ポーリング信号に応答して、フレームの第５チャネルでNSMパケット信号をRCNパケット信号として中間データ端末114へ送信する。中間データ端末114は、逆に、複数の遠隔セル・ノード112から受信したRCNパケット信号を格納し、フレームの第６チャネルで中央データ端末120から送信された第２ポーリング信号に応答して、フレームの第７チャネルでRCNパケット信号をIDTパケット信号として中央データ端末120へ送信する。

Description

【発明の詳細な説明】 遠隔データ生成局用通信プロトコル 関連特許 この特許は、「遠隔データ生成局用階層型無線通信ネットワーク」と題する特 許出願（通し番号08/124,495、出願日1993年9月22日）の一部継続特許出願から 派生したものであり、当該特許出願は、「遠隔データ生成局用無線通信ネットワ ーク」と題する特許出願（通し番号07/732,183、出願日1991年7月19日）の包袋 継続（ＦＷＣ）特許出願であり、この特許出願は、「遠隔データ生成局用無線通 信ネットワーク」と題する特許出願（通し番号07/607,573、出願日1990年2月15 日）の継続特許出願で、現在は米国特許第5,506,107号である。上記親の特許出 願の最先の出願日の利益は、U.S.C.§120に従って主張されている。 発明の背景 この発明は、通信ネットワークにおいて遠隔データ生成局からデータを収集す るためのプロトコルに関する。より具体的に言うと、複数のネットワーク・サー ビス・モジュールからデータを送信し、メーターに接続された各ネットワーク・ サービス・モジュールが、遠隔セル・ノードと中間データ端末とを介して中央デ ータ端末、つまりヘッドエンドに通信する無線システムに関する。 関連技術の説明 電気、ガス、水道等に用いられる公共料金メーター用に自動メーター読取りシ ステムを開発し、メーター読取り担当員がメーターを調べてそれを物理的に記録 する手間を省こうとする企てが、近年何度も行われてきた。このタイプのシステ ムの開発が企てられたことには、もちろん多くの理由がある。 先行技術システムの大部分は、大した成功を収めなかった。若干の成功を収め たか、あるいは最も広く利用されているシステムは、利用地点の既存のメーター に取り付けられた自動メーター読取り装置を持ち、送信範囲が非常に小さいかな り小型の送受信機を備えていた。この送受信機は、適当な車両に乗せて様々なと ころに運ばれる移動式の読取り装置によって定期的に調べられる。この移動式読 取り装置は、各自動メーター読取り装置を調べ、格納されたデータを手に入れる 。このアプローチは、様々な個所にこの機器を伝送する必要があり、時々（例え ば、月1回）しか読取りが行えないという点で価値が限られている。 このアプローチでは、メーター読取り担当者がメーターを物理的に点検するた めに実際に施設の中に立ち入るのを避けるもので、そのことには若干の価値はあ るが、その価値は限られている。 センターから読取りを行う代わりの案が作られたが、僅かな成功しか収めなか った。1つの案は、電力会社の送電線を使って通信を行う方法を用いる。従って 、通信はこの回線に沿って行われ、それに対し各遠隔読取り装置のポーリングを 行う。この装置は、大きな技術的困難に遭遇している。 既存の電話回線を通信に使うもう1つの案が試みられた。電話回線案は、この システムを実施するために他の多くの関係者、とりわけ電話会社を巻き込まなけ ればならないという大きな弱点を持っている。公益企業は、自分で完全に制御お よび管理できないシステムの利用に消極的なのである。 無線通信を利用するもう1つのシステムも、コネチカット天然ガス社の子会社 であるデータ・ビーム社によって開発された。この方法は1986年頃に開発された が、以後あまり注目されず、その設備は現在稼動していないと信じられている。 このシステムはメーターに取り付けられるメーター読取り装置を備えており、送 信アンテナがメーター読取り装置とは別にある。この送信アンテナはその建物ま たはその施設の別の個所にあり、かなり長い距離の伝送を行うことができる。こ のシステムは多数の受信装置を使用し、それぞれが、1万ないし3万という多数の 送信機からデータを受信するよう編成されている。この送信機は、目的の受信局 への伝送を行うために、ある程度指向的であるか、または少なくとも建物の適当 な位置に配置して、伝送距離を最大にしている。この編成により、利用する受信 局を最少にして、最適の費用効率を実現している。 しかしながら、建物を介して送信機と受信機にアンテナを接続するため、独立 した送信アンテナに設置上のかなりの問題が生じる。送信に用いられる高いレベ ルの予想出力のためには、非常に高価なバッテリー・システムまたは非常に高価 な配線が要求される。こうした冗長な経費を引き下げるために、その建物が利用 するいくつかの公共サービスがその送信装置を共用し、例えば、送信機のコスト をその建物に供給されている3つの公共サービス間に分散させるという案がある 。こうした方法には、いくつかの公益会社の協力が必要である。これは非常に望 ましいことだが、こうした協力は実際には難しい。 タイミングの問題を避けるために、メーター読取り装置は時間的にランダムに 通信するよう決められている。しかしながら、1つの受信局に報告を行うメータ ー読取り装置が最大3万と極めて多数であるため、ランダムに送信される信号の 間に移しい衝突が起こる可能性がある。従って、このシステムは、提案したよう に、毎日あるいはもっと頻繁に信号を報告することによって、送信される信号の 20%ないし50%も衝突や干渉のために失われる可能性があり、データ通信の効率が 極めて低くなりかねない。出力が最大であるメーター読取り装置のところで送信 機を利用するためは、同じ割当周波数を利用するシステム間の干渉防止半径を大 きくする必要がある。 もう1つの無線伝送ネットワークは、ALOHAと言う。ALOHAは、数多くの放送局 が1つの受信局と通信し、その放送局は、ランダムな間隔で送信を行う。ALOHAシ ステムでは、衝突が起きるとメッセージが失われる。この問題への解決策は、送 信内容がいつ失われたかが各放送局に分かるように、受信局からの情報の再送信 を監視することである。各放送局は、予め決まった疑似乱数間隔の後、失われた 情報を再送信するようプログラムされている。ALOHAシステムは、受信局から情 報をすぐに再送信してもらう必要があり、各放送局が受信能力を持つことも必要 である。 セルラー電話ネットワークは大規模に実現されている。しかしながら、セルラ ー・システムでは、遠隔局が異なると、使用され割り当てられた周波数も異なる 。これは、音声通信用の利用に余裕がある場合には可能だが、遠隔局監視用の余 裕 が比較的小さい場合、そのコストと複雑さは受け容れられない。セルラー電話の 技術が、この分野では、このタイプの装置は周波数の異なる諸ネットワークを利 用しなければならないという認識を生んだ。理論的には自動のメーター読取りが 大いに望ましいが、経費が大いに物を言うため、多数のメーター読取り装置の単 位当たり価格が最低におさえられることが、どのシステムの採用にとっても最も 重要であることは言うまでもない。高出力の送信装置、受信装置及びバッテリー ・システムが高価であれば、通常、単位当たり価格は法外に高くなる。 発明の概要 この発明の一般的な目的は、複数のネットワーク・サービス・モジュールから 中央データ端末にデータを通信する通信ネットワークである。 この発明のもう1つの目的は、自動メーター読取りシステムに適した通信ネッ トワークである。 この発明のさらなる目的は、設置と保守が簡単で経済的な遠隔データ生成局か らデータを収集する通信ネットワークである。 この発明のさらにもう1つの目的は、ネットワーク・サービス・モジュールか らデータを収集するための通信ネットワークであり、これはスペクトラム効率が 良く、信頼性を高め運転経費を引き下げるために固有の通信冗長性を有する。 この発明の今一つの目的は、新しいテクノロジーを取り入れ、任意の広さの連 続的または非連続的地域をネットワーク・オペレータが担当できる開放型アーキ テクチャ通信である。 ここで具体化し、詳しく説明しているように、この発明に従えば、中央データ 端末(CDT)、複数の中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)、およ び複数のネットワーク・サービス・モジュール(NSM)の間で広域通信ネットワー ク上で通信する方法が提供される。この方法は複数のフレームを使用し、各フレ ームが複数のチャネルを持つ。各フレームの中で、中間データ端末が、そのフレ ームの第１チャネルを使って複数の遠隔セル・ノードにIDT同期信号を送信する 。中間データ端末は、そのフレームの第２チャネルを使って、IDT同期信号と同 期 した第１ポーリング信号も複数の遠隔セル・ノードに送信する。 IDT同期信号を受信すると、複数の遠隔セル・ノードが、RCNタイミング回路を IDT同期信号に同期させる。それから、複数の遠隔セル・ノードが、IDT同期信号 と同期したRCN同期信号を、そのフレームの第４チャネルを使って送信する。 RCN同期信号は、少なくとも1つのネットワーク・サービス・モジュールによっ て受信される。RCN同期信号を受信するネットワーク・サービス・モジュールは 、NSMタイミング回路をRCN同期信号に同期させる。同期したら、ネットワーク・ サービス・モジュールは、電波を使って、そのフレームの第５チャネルを使用す る最低1つの遠隔セル・ノードにNSMパケット信号を送信する。ネットワーク・サ ービス・モジュールから遠隔セル・ノードへのこの送信は、予め決まった時間内 にランダムにまたは疑似乱数時に選択される時に行うことができる。あるいは、 ネットワーク・サービス・モジュールは、遠隔セル・ノードから受信する命令信 号に応じて、電波を用いて、NSMパケット信号を要求する送信を行うこともでき る。遠隔セル・ノードからの命令信号は、中間データ端末および/または中央デ ータ端末からネットワーク・サービス・モジュールに命令情報を送信するために も利用できる。この命令情報は、即時のメーター読取り、またはネットワーク・ サービス・モジュールからのその他のリアルタイム応答の要求を含むことができ る。 ランダムに、あるいは特定の遠隔セル・ノードからの命令信号に応答してデー タを送信するほか、ネットワーク・サービス・モジュールから遠隔セル・ノード にアラーム状態を送信するためにもNSMパケット信号を利用することができる。 こうしたアラーム状態には、電気的な接続の障害、不正使用の徴候であるネット ワーク・サービス・モジュールの傾き、またはその他の異常な状態がありうる。 これらのアラーム状態は、そのフレームのリアルタイム・チャネルを使って、リ アルタイムに送信することができる。アラーム状態をネットワーク・サービス・ モジュールから受信したら、遠隔セル・ノードが中間データ端末にそのアラーム 状態を送信する。中間データ端末は、中央データ端末にアラーム状態を送信する 。中央データ端末はアラーム状態を処理し、命令信号を使ってネットワーク・サ ービス・モジュールに適当な指示によって答える。 NSMパケット信号は、それを格納する少なくとも1つの遠隔セル・ノードによっ て受信される。各遠隔セル・ノードは、多数のネットワーク・サービス・モジュ ールから多数のNSMパケット信号を受信する。多数のネットワーク・サービス・ モジュールは、複数のネットワーク・サービス・モジュールのサブセットである 。各遠隔セル・ノードは、多数のネットワーク・サービス・モジュールから受信 したNSMパケット信号を格納する。中間データ端末がそのフレームの第２チャネ ルを使って送信した第１ポーリング信号を受信すると、遠隔セル・ノードは、そ のフレームの第３チャネルを使ってRCNパケット信号としてそのNSMパケット信号 を格納する。 RCNパケット信号は、そのフレームの第３チャネル上の中間データ端末によっ て受信される。各中間データ端末は、多数の遠隔セル・ノードから多数のRCNパ ケット信号を受信する。そして、この多数のRCNパケット信号が中間データ端末 に格納される。そのフレームの第６チャネルを使って中央データ端末が送信した 第２ポーリング信号を受信すると、中間データ端末は、そのフレームの第７チャ ネルを使って、格納したRCNパケット信号をIDTパケット信号として送信する。ID Tパケット信号は、そのフレームの第７チャネル上で中央データ端末によって受 信される。 あるいは、ここで具体化し、詳しく説明している発明の方法は、複数の中間デ ータ端末なしで実施することもできる。その場合、中央データ端末は、中間デー タ端末が他の方法で果たす役割と機能を引き受ける。 ここで詳述する広域通信ネットワークは、ある地域内にある複数の物理装置に よって生成されるNSMデータを収集する。この物理装置は、例えば、電気、ガス 、または水道に用いられる公共料金メーターであってよい。各ネットワーク・サ ービス・モジュールは、それぞれの物理装置に接続される。 ネットワーク・サービス・モジュール(NSM)には、NSM受信手段、NSM送信手段 、NSMプロセッサ手段、NSMメモリ手段、およびアンテナがある。NSM受信手段は オプションで、第１搬送周波数または第２搬送周波数で命令信号を受信する。好 ましい動作モードでは、NSM受信手段が、スペクトラム効率のために、第１搬送 周 波数で命令信号を受信する。広域通信ネットワークは、1つの搬送周波数、つま り第１搬送周波数、を使ってしか稼動できない。命令信号を使うと、NSM送信手 段の発振器が遠隔セル・ノードの周波数にロックし、ドリフトの補正を行うこと ができる。合図データは、命令信号を使って、遠隔セル・ノードからネットワー ク・サービス・モジュールに送信することもできる。 NSMプロセッサ手段は、物理装置からのデータをデータのパケットに編成し、 そのデータをNSMメモリ手段に転送し、NSM送信機の第１搬送周波数を調節するた めに受信した命令信号を使用する。NSMデータには、メーターの読取り値、利用 時間、およびその他の情報または複数のセンサからのステータスを含むことがで きる。NSMプロセッサ手段は、ある地域の全てのネットワーク・サービス・モジ ュールについて、ネットワーク・サービス・モジュールが担当する、対応する全 公共料金メーターまたはその他の装置を読み取るようプログラムすることができ る。NSMプロセッサ手段は、ある時間（例えば1日）中、予め決まった間隔（例え ば15分ごと）で最大消費量を読み取るようプログラムすることもできる。NSMメ モリ手段は、物理装置から得たNSMデータを格納する。NSMプロセッサ手段は、あ る時間（例えば1日）における、センサの読取り値またはレベルの最大値と最小 値を追跡し、格納するようプログラムすることができる。 NSM送信手段は、NSMパケット信号として物理装置からのそれぞれのNSMデータ を、第１搬送周波数で送信する。NSMパケット信号は、予め決まった時間内にラ ンダムにまたは疑似乱数式に（つまり一方向ランダム・アクセス・プロトコルを 使って）選択した時間に、NSMプロセッサ手段が送信する。NSM送信機には、その 送信搬送周波数を制御するためのシンセサイザーまたはそれと同等の回路がある 。NSM送信手段はNSMパケット信号を多方向に送信するアンテナに接続される。 複数の遠隔セル・ノードがその地域内にあって、その間隔は大体一様である。 モデル化された各ネットワーク・サービスがいくつかの遠隔セル・ノードを持つ ある範囲内に存在し、各遠隔セル・ノードが多数のネットワーク・サービス・モ ジュールからNSMパケット信号を受信できるような間隔をとっている。少なくと も2つの遠隔セル・ノードによってそれぞれのネットワーク・サービス・モジュ ールからの信号が受信できるような間隔を、遠隔セル・ノードがとるのが好まし い。各遠隔セル・ノード(RCN)には、RCN送信手段、RCN受信手段、RCNメモリ手段 、RCNプロセッサ手段、およびアンテナがある。RCN送信手段は、第１搬送周波数 または第２搬送周波数で、合図データを持つ命令信号を送信する。RCN送信手段 からの命令信号の送信はオプションで、NSM受信手段が、前述したようにネット ワーク・サービス・モジュールで使われている場合にのみ使用される。 RCN受信手段は、多数のネットワーク・サービス・モジュールから送信されるN SMパケット信号を第１搬送周波数で受信する。各NSMパケット信号は、予め決ま った時間内にランダムにまたは疑似乱数式に選択される時間に送信されるため、 通常、異なる時点で受信される。この多数のネットワーク・サービス・モジュー ルは、通常、複数のネットワーク・サービス・モジュールのサブセットである。 RCN受信手段は、中間データ端末からポーリング信号の受信も行い、それらが中 間データ端末によってポーリングされると、隣接する遠隔セル・ノードで聴取ま たはイーブスドロップ（傍受）する。 RCNメモリ手段は、受信した多数のNSMパケット信号を格納する。RCNプロセッ サ手段は、ネットワーク・サービス・モジュールから受信したNSMパケット信号 を照合し、NSMパケット信号の複製を識別し、複製したNSMパケット信号を削除す る。ポーリング信号が中間データ端末から送信された場合、RCN送信手段は、格 納された多数のNSMパケット信号をRCNパケット信号として、第１搬送周波数で送 信する。 第１遠隔セル・ノードが中間データ端末によって第１ポーリング信号でポーリ ングされた場合、隣接する遠隔セル・ノードが、第１遠隔セル・ノードによって 送信されたRCNパケット信号を受信する。中間データ端末から受信確認信号を受 信すると、隣接するセル・ノードにおいて、それぞれのRCNプロセッサ手段が、R CNパケット信号の中で第１遠隔セル・ノードから中間データ端末に送信されたメ ッセージと同じメッセージ識別番号を持つ、ネットワーク・サービス・モジュー ルから受信したそれぞれのRCNメモリ手段メッセージ、つまりNSMパケット信号を 削除する。 複数の中間データ端末がある地域内にあり、その地域を覆うグリッドを形成す るようにその間隔がとられている。各中間データ端末には、IDT送信手段、IDTメ モリ手段、IDTプロセッサ手段、及びIDT受信手段がある。IDT送信手段には、搬 送周波数を制御するシンセサイザーまたはそれと同等の回路があるので、IDT送 信手段は、搬送周波数を変更することができる。IDT送信手段は、第１搬送周波 数または第２搬送周波数で、複数の遠隔セル・ノードに対して、第１ポーリング ・アクセス・プロトコルを使って、第１ポーリング信号送信を行うのが好ましい 。第１ポーリング信号を遠隔セル・ノードで受信すると、その遠隔セル・ノード は、そのポーリング信号を送信した中間データ端末にRCNパケット信号を送信す ることによって応答する。その中間データ端末がRCNパケット信号をうまく受信 すると、IDT送信手段が、遠隔セル・ノードに受信確認信号を送信する。各中間 データ端末は、多数の遠隔セル・ノードから多数のRCNパケット信号を受信する 。この多数の遠隔セル・ノードは、通常、複数の遠隔セル・ノードのサブセット である。 IDT受信手段は、ポーリングされた遠隔セル・ノードから、第１搬送周波数で 送信されたRCNパケット信号を受信する。従って、多数の遠隔セル・ノードをポ ーリングした後、IDT受信手段は、多数のRCNパケット信号を受信する。 IDTメモリ手段は、受信したRCNパケット信号を格納する。IDTプロセッサ手段 は、多数の遠隔セル・ノードから受信したRCNパケット信号に埋め込まれたNSMパ ケット信号を照合し、NSMパケット信号の複製を識別し、複製のNSMパケット信号 （つまり、同じメッセージ識別番号を持つネットワーク・サービス・モジュール からのメッセージ）を削除する。中央データ端末からの第２ポーリング信号に応 答して、IDT送信手段は、中央データ端末へのIDTパケット信号として、格納した 多数の受信RCNパケット信号を送信する。 今具体化している現在の発明では必要はないが、遠隔セル・ノードが隣接する 遠隔セル・ノードに対して行うイーブスドロップについて説明したのと同じよう にして、中間データ端末は、隣接する中間データ端末に対してイーブスドロップ をすることができる。こうした中間データ端末のイーブスドロップは、中央デー タ端末に非重複データを送信する前に、複製のNSMデータを識別し、そのデータ を除去するための追加的手段として役立つ。 中央データ端末(CDT)には、CDT送信手段、CDT受信手段、CDTプロセッサ手段、 及びCDTメモリ手段がある。CDT送信手段は、中間データ端末それぞれに、第２ポ ーリング・アクセス・プロトコルを使って第２ポーリング信号を逐次的に送信す る。CDT受信手段は、複数のIDTパケット信号を受信する。中央データ端末、中間 データ端末、および遠隔セル・ノードは、無線周波数帯、電話チャネル、光ファ イバー・チャネル、ケーブル・チャネル、またはその他の通信媒体によって接続 することができる。CDTプロセッサ手段は、複数のIDTパケット信号を複数のNSM データとしてデコードする。CDTプロセッサ手段は、NSMデータの複製の識別や、 複製のNSMデータの削除も行う。CDTメモリ手段は、NSMデータをデータベースに 格納する。 この発明のその他の目的と利点のうち、あるものは後の記述において説明する が、あるものはその記述から明白であるか、あるいはこの発明の実践から学ぶこ とができる。公開しているこの発明は、メーターまたは他の測定器を用いてある 資源の使用量を測定する必要のある任意のアプリケーションに使えるよう改造す ることができる。この発明の目的と利点は、後でまとめた請求範囲の中で特に指 摘した手段と組合せによっても実現し達成することができる。 図面の簡単な説明 添付図面は当該明細書に含まれかつその一部を構成するものであり、本発明の 原理を説明するための説明とともに、本発明の好ましい実施例を図示する。 図1は、階層型通信ネットワークの構造を図解している。 図2は、ネットワーク・サービス・モジュールのブロック図である。 図3は代表的なNSMデータ・パケットである。 図4はリストで、この通信ネットワークがサポートする代表的なアプリケーシ ョンである。 図5は、ネットワーク・サービス・モジュールを図式的に示した図である。 図6は、検出装置のついた電気料金メーターの前面の正面図である。 図7は、電気料金メーターの下面の平面図である。 図8は、ネットワーク・サービス・モジュールが得た情報の典型的な印刷出力 を図示したものである。 図9は、遠隔セル・ノードのブロック図である。 図10は、中間データ端末のブロック図である。 図11は、中央データ端末のブロック図である。 図12は、広域に区切られた地域を担当する通信ネットワークの構成である。 図13は、担当する地域の数が徐々に増加する通常の通信ネットワークである。 図14は、広域通信ネットワーク用の双方向フレーム構造を図解したものである 。 図15は、サブチャネル構造の例である。 図16は、一般的なスロット構造を図解したものである。 図17は、データ・スロット・チャネルを記述したものである。 図18は、同期チャネル・スロットを図解したものである。 図19は、同期チャネルにおけるIRSスロットを図解したものである。 図20は、IISサブチャネルを図解したものである。 図21は、同期チャネルにおいてRNSスロットを満たすために用いるフィールド ・シーケンスを図解したものである。 図22は、同期チャネルにおけるRNSスロットの最後の部分を図解したものであ る。 図23は、同期チャネルにおけるRNHスロットを図解したものである。 図24は、冗長性の各種形式を図解したものである。 図25は、HDLCデータ・リンク・フレーム・フォーマットを図解したものである 。 図26は、IRDデータ・リンク・パケット構造を図解したものである。 図27は、RIRデータ・リンク・パケット構造を図解したものである。 図28は、未使用のスロットが24ビットのIRHデータ・ライン・パケット構造を 図解したものである。 図29は、NRRデータ・リンク・パケット構造を図解したものである。 図30は、未使用のスロットが64ビットのRIQデータ・パケット構造である。 図31は、クラス・アドレス・データ・リンク・パケット構造に対するRNDブロ ードキャストを図解したものである。 図32は、個々のアドレスおよび逆方向ポーリング・データ・リンク・パケット 構造に対するRNDブロードキャストを図解したものである。 図33は、RNCブロードキャスト特別アプリケーション制御データ・リンク・パ ケット構造を図解したものである。 図34は、ネットワークおよび物理層との相互作用を示している。 図35は、ノード識別を図解している。 図36は、階層アドレス指定および選択式/非選択式ネットワーク・サービス・ モジュールの例である。 図37は、ブロードキャスト・メッセージの共通フィールドを示している。 図38は、利用時間テーブルと、クラス・アドレスに対するスケジュール・ブロ ードキャストの例である。 図39は、個々のアドレスへのサービス再接続ブロードキャストの例である。 図40は、ネットワーク・サービス・モジュールに対する逆方向ポーリング・メ ッセージの伝送を図解している。 図41は、データ・ライン・パケットのコンテクストにおけるNRRネットワーク ・メッセージ構造である。 図42は、データ・ライン・パケットのコンテクストにおけるクラス・アドレス へのRNDブロードキャストのメッセージ・フォーマットを図解している。 図43は、データ・ライン・パケットのコンテクストにおける、個々のアドレス へのRNDブロードキャストと逆方向ポーリング・ネットワークのメッセージ・フ ォーマットを図解している。 図44は、データ・リンク・パケットのコンテクストにおいてCATエントリの分 配に用いられるネットワーク・メッセージ・フォーマットを図解している。 図45は、サブチャネル指定子のフォーマットを図解している。 図46は、データ・リンク・パケットのコンテクストにおいて、NSMメッセージ を送信するために用いられるRIRネットワーク・メッセージ・フォーマットを図 解している。 図47は、データ・リンク制御フィールドを構成するRIRネットワーク・メッセ ージ・サブフィールドを図解している。 図48は、遠隔セル・ノード・ステータス・フィールドを構成するサブフィール ドを図解している。 図49は、RIRに従ってNSMメッセージ数の上限を示している。 図50は、データ・ライン・パケットのコンテクストにおけるIRHネットワーク ・メッセージ・フォーマットを図解している。 図51は、SACフィールドを構成するサブフィールドを図解している。 図52は、遠隔セル・ノードにNSMブロードキャスト・メッセージを伝送するた めのRIDネットワーク・メッセージ・フォーマットを図解している。 図53は、各種IRDフィールドを構成するサブフィールドを図解している。 図54は、遠隔セル・ノードにNSM逆方向ポーリング・メッセージを送るためのI RDネットワーク・メッセージ・フォーマットを図解している。 図55は、図54のIRDメッセージのparmフィールドを構成するサブフィールドを 図解している。 図56は、データ・リンク・パケットのコンテクストにおいて中間データ端末か らサービスを要求するために用いるRIQメッセージ・フォーマットを図解してい る。 図57は、メッセージ・プライオリティ（優先度）の一覧を示している。 図58は、中央データ端末ネットワーク・コントローラの基本データ・フロー図 を示している。 図59は、特定のプロトコルと互換性のある命令メッセージ・フォーマットを図 解している。 図60は、1つの近隣ネットワークのサービス・トラフィックを図解している。 図61は、理論的ネットワーク容量のほぼ16%を表す近隣ネットワーク・トラフ ィックの例である。 図62は、並列にポーリングされる領域の広域の区分を示すスペース分割多重化 を図解している。 図63は、並列ポーリング・ゾーンを示す振幅分割多重化を図解している。 図64は、全ての近隣ネットワークの対応する象限が並列にポーリングされた指 向性多重化を図解している。 図65は、各ゾーンが交互に異なる分極化に作用し、各ゾーンの角の領域で干渉 が起きる分極多重化を図解している。 図66は、６角セルを使ったSDMPを図解している。 図67は、IDTポーリング・プロトコルの比較を図示している。 図68は、DAチャネルのスロット指定を改訂した標準チャネル・スロット指定の 比較を示している。 図69は、確定的通信をサポートするために対で利用し、指向性多重化の場合に は近隣の4つの象限を順次にカバーするリアルタイム・チャネルの構成を示して いる。 図70は、DAアプリケーションの種々のチャネル/フレーム構造の性能比較を示 している。 図71は、DA機能にリアルタイム・チャネルを用いたフレーム構成を図解してい る。 図72は、割り振ったD/Aスロットを用いたフレーム構成の1つの場合を図解して いる。 好ましい実施例の詳細な説明 いま、この発明の好ましい実施例を参照し、その例を添付の図面に図示し、こ こで、同じ参照番号は、いくつかの図を介して同様の構成要素を示す。 広域通信ネットワークは、複数のネットワーク・サービス・モジュールから中 央データ端末にデータを通信する。広域通信ネットワークは、ある地域内にある 複数の物理装置によって生成されたNSMデータを収集する。広域通信ネットワー クは、図1に具体的に示すように、複数のネットワーク・サービス・モジュール 、複数の遠隔セル・ノード112、複数の中間データ端末114、および中央データ端 末120から成る階層型通信構造を持つ階層型ネットワークである。この物理的装 置 は、例えば電気、ガス、または水道に用いられる公共料金メーターである。 中央データ端末はネットワークの動作を制御する。このネットワークのあらゆ る層にインテリジェンスが存在し、それにより、中央データ端末の仕事量を軽減 する。各モジュールが持つインテリジェンス（情報量）は、そのモジュールのア プリケーションの関数である。 ネットワーク・サービス・モジュール 情報は、図1の広域通信ネットワークの最低レベルで獲得され、ネットワーク ・サービス・モジュール110はデータ獲得の役目を果たす。ネットワーク・サー ビス・モジュール110には、電気、ガス、および水道のメーター・サービス・モ ジュール、サービス切断モジュール、負荷管理モジュール、アラーム監視モジュ ール、または広域通信ネットワークとともに利用できる他の任意のモジュールが ある。ネットワーク・サービス・モジュールは、自動販売機、公衆電話等、遠隔 データの収集が望ましい他の任意の用途に利用できる。 ネットワーク・サービス・モジュール110は、通常928MHz-952MHzの帯域や、90 2MHz-912MHz及び918MHz-928MHzといった関連周波数帯域の高周波数電波チャネル を介して広域通信ネットワークに接続される。無線通信を利用すると、ネットワ ーク・サービス・モジュールに物理的に接続せずにすみ、電話、ケーブル・ネッ トワーク、電力線伝送施設といった他の通信媒体と比べると、設置コストが劇的 に低下するため、これらの帯域の電波チャネルは、好ましい通信媒体である。ま た、高周波数帯域で稼動すると小型アンテナを使えるため、標準積算電力計の手 直しが簡単になる。しかしながら、他の帯域の無線通信チャネルも同様に動作す ることができる。 図2に示す模範的な構成では、ネットワーク・サービス・モジュール(NSM)110 には、NSM受信手段、NSM送信手段、NSMプロセッサ手段、NSMメモリ手段、および NSMアンテナ322がある。NSM送信手段とNSM受信手段は、NSMアンテナ322に接続さ れる。NSMプロセッサ手段は、NSM送信手段、NSM受信手段、NSMメモリ手段、およ び物理装置に接続される。物理装置は、基本センサ320とその他のセンサ322、お よびアプリケーション制御インターフェース324で示されている。ネットワーク ・ サービス・モジュールには、交流電源310とバックアップ・バッテリー電源312も ある。 NSM受信手段はNSM受信機316で具体化されており、これはオプションである。N SM受信機がネットワーク・サービス・モジュールについている場合、NSM受信機3 16は、RCN同期信号および/または、合図データを含む命令信号を受信するために 利用することができる。RCN同期信号および/または命令信号は、第１搬送周波数 でも第２搬送周波数でも送信することができる。通常、第１搬送周波数は、遠隔 セル・ノードに送信するためにNSM送信手段が利用する。好ましい実施例では、N SM受信機316が、スペクトラム効率のために第１搬送周波数上でRCN同期信号およ び/または命令信号を受信する。従って、広域通信ネットワークは、1つの搬送周 波数（つまり第１搬送周波数）だけを使って動作することができる。RCN同期信 号は、ローカル・クロックを更新するために時刻の参照を行い、ネットワーク・ サービス・モジュールに対する周波数参照を行うことができる。管理サービス切 断や負荷制御といった合図データも、命令信号を使って遠隔セル・ノードからネ ットワーク・サービス・モジュールに送信することができる。ネットワーク・サ ービス・モジュールは、命令信号によってポーリングすることができるが、一般 に、こうしたポーリングは必要がなく、この発明では使用しないのが好ましい。 RCN同期信号は、命令信号の一部としても、命令信号とは別の信号としても含む ことができる。 NSMプロセッサ手段はNSMコントローラ314として具体化されているが、これは 、物理装置からのデータをデータのパケットに編成し、NSMメモリ315として具体 化されているNSMメモリ手段にデータを転送する。NSMデータという言葉は、物理 装置からのデータを含むよう定義される。NSMコントローラ314は、マイクロプロ セッサでも、所定の機能を果たす同等の回路でもよい。NSMコントローラ314は、 NSM送信機の第１搬送周波数を調整するために、受信したRCN同期信号および/ま たは命令信号を利用する。NSMデータには、メーターの読取り値、使用時間、お よび複数のセンサから得たその他の情報またはステータスが含まれる。NSMコン トローラ314は、ある地域のネットワーク・サービス・モジュールごとに、その ネッ トワーク・サービス・モジュールが担当している対応する全ての公共料金メータ ーまたは他の装置を読み取るようプログラムすることができる。NSMコントロー ラ314は、ある時間（例えば1日）中、予め決まった間隔（例えば15分ごと）で最 大消費量を読み取るようプログラムすることもできる。NSMコントローラ314は、 ある時間（例えば1日）を介して、センサの最大および最小読取り値またはレベ ルを追跡、格納するようプログラムすることもできる。 NSMメモリ315は、物理装置からのNSMデータを格納する。NSMデータには、メー ター読取りデータ、使用時間(TOU)、および複数のセンサから得たその他の情報 またはステータスが含まれる。NSMメモリ315は、ランダム・アクセス・メモリで も、この分野で知られている、任意のタイプの磁気媒体による他のメモリ記憶装 置でもよい。NSMコントローラ314は、NSM送信機318の第１搬送周波数を調整する ために、受信したRCN同期信号および/または命令信号を使用する。 NSM送信手段は、NSM送信機318に具体化されている。NSM送信機318は、電波を 使って、第１搬送周波数で、NSMパケット信号と呼ばれる簡単なメッセージ・パ ケットの形で物理装置からそれぞれのNSMデータを送信する。NSMパケット信号の 時間は100ミリ秒だが、特定のシステム要求に応える時は他の時間を使用するこ とができる。NSM送信機318によって送信されるNSMパケット信号は、一般フォー マットまたは固定フォーマットをとり、代表的なメッセージ・パケットは図3に 図示されている。このメッセージには、プレアンブル、先頭フレーム、メッセー ジ・タイプ、メッセージ識別情報、サービス・モジュール・タイプ、メッセージ 番号、サービス・モジュール・アドレス、データ・フィールド、エラー訂正、お よび終了フレームがある。 NSM送信機318は、NSMパケット信号を多方向に送信するためにNSMアンテナ322 に接続されている。NSM送信機318には、シンセサイザー、圧電結晶発振器、また はその送信機の搬送周波数とスケジュールを制御するための同等の回路がある。 NSMパケット信号は、予め決まった時間内にランダムに、または疑似乱数式に （つまり、一方向ランダム・アクセス・プロトコルを使って）選択される時間に 、NSMプロセッサ手段によって送信される。あるいは、NSMパケット信号は、NSM パ ケット信号を要求した遠隔セル・ノードから命令信号の一部として受け取ったポ ーリングに応答して送信することができる。ネットワークの動作を単純化し、コ ストを引き下げるために、ここで具体化している広域通信ネットワークは、個々 のネットワーク・サービス・モジュールにポーリングしない。むしろ、各ネット ワーク・サービス・モジュールが、サポートするアプリケーションに適した速度 で自発的にレポートを行うのである。従って、日常的レポートは、固定の平均間 隔でランダムにまたは疑似乱数式に送信されるが、アラーム信号は、アラーム状 態を検出した直後に送信される。アラーム信号は、ランダムな遅延によって数回 送信することができる。これにより、その地域全体の停電等において、多数のア ラームが同時に発生した場合に、アラーム・メッセージ間の干渉が生じるのを防 ぐことができる。 代わりの構成として、ネットワーク・サービス・モジュールを、異なる間隔で 種々のタイプのメッセージを送信するようプログラムすることもできる。第１の タイプのメッセージは、累積的な使用量情報に関係づけることができる。第２の タイプのメッセージは、基本的に即座に送信されるアラーム状態に関係づけるこ とができる。発生するアラーム状態は、不正使用や電源障害を示す電圧の不在と 関係づけることができる。あまり頻繁には送信できない第３のタイプの情報は、 家計情報と関係づけることができる。 送信用にデータ・パケットを作成した後、コントローラ314は、ランダムな時 間、データ・パケットを保持することになっている。このランダムな時間は、例 えば、任意の時点での計器ディスクの回転に基づいた疑似乱数計算といった各種 乱数発生技術の方法によって計算することができる。このようにして、各ネット ワーク・サービス・モジュールは、ランダムな時刻に送信を行うようになってい る。コントローラ314は、予め決まった特定の沈黙時間内に送信が行われないよ うにするので、ネットワーク・サービス・モジュールはこの沈黙時間中に送信が できない。この沈黙時間は、8時間中1時間と定めることができる。このように、 8時間経つと、ネットワーク・サービス・モジュールそれぞれが、以後の7時間の うちのランダムな時刻に送信を行い、その後の1時間が沈黙時間となる。 ネットワーク容量またはスループットは、各遠隔セル・ノード112でのメッセ ージ衝突の確率によって制限を受ける。全てのネットワーク・サービス・モジュ ール110は、1つの搬送チャネルを共用し、ランダムな時刻に送信を行うため、あ る範囲の特定の遠隔セル・ノード112の中のいくつかのネットワーク・サービス ・モジュール110は、遠隔セル・ノード112で衝突するNSMパケット信号によって 同時に送信を行うことができる。受信した信号レベル同士が類似している場合、 重なり合ったメッセージが互いに干渉し、受信エラーが発生して両方のメッセー ジが失われる。しかしながら、一方の信号が他方よりかなり強力な場合、強力な 信号が正しく受信される。さらに、両方の信号が少なくとも2つ（4つが好ましい ）の遠隔セル・ノードによって受信されるため、ネットワーク・サービス・モジ ュールが空間的に近接していない限り、両方のメッセージが受信される確率がか なり高い。間隔Tの間、1つの遠隔セル・ノードを取り巻く地域内の各NSM送信機 は、遠隔セル・ノードを受信できるいくつかの局に、時間Mにわたって、タイミ ングがランダムのメッセージを1つ送信する。 N=送信機/セルの数 M=メッセージ送信時間（秒） T=メッセージ間隔 P_c=衝突の確率 P_s=衝突しない確率 任意の送信機T_iが送信を始めると、別の送信機T_jが別の送信を完了または開始 する確率は2M/Tである。 衝突が発生しない確率は1-2M/Tである。 他の送信機がN-1台あると、衝突しない確率P_sは、次の式で与えられる。 P_s=(1-2M/T)^(N-1) 大きなNに対して P_s=(1-2M/T)^N ある送信機T_iについて、間隔Tの間に衝突が発生する確率は、 P_c=1-P_s=1-(1-2M/T)^N 以後のAn回の試行で衝突が発生する確率は、 P_cn=(Pc)^An M=.3秒、T=8時間=28.8 x 10³秒に対して P_s=(1-2M/T)^N1-2.08 X 10^-5=(.999979)^N ある遠隔セル・ノードの見地からすれば、信号レベルが受信機のノイズ・レベル を超え、従って、確実に受信されうる送信機の数N_Tは、次に依存している。 (a)送信機の密度 (b)送信機の電力レベル (c)伝搬路損失 (d)バックグラウンド・ノイズ 伝搬路損失は、地形、建物の構造、およびアンテナの位置の関数である減衰、 反射、屈折、および分散現象によって大きく左右される。これらのパラメータの 一部は、日および季節ごとに変化することがある。 しかしながら、ネットワークの性能評価において、簡単なメッセージ衝突モデ ルは、以下の理由により完全に正確ではない。 1.各種の源からのランダム・ノイズが発生するため、衝突しないメッセージも 分かりにくくなる。 2.衝突するいくつかのメッセージ信号は振幅がかなり異なっており、より強力 な信号が正しく受信される。 特定の地点についての遠隔セル・ノードの最高の位置と数を求められるデータ を提供するための統計モデルを開発することができる。従って、このモデルは、 住宅密度に関連するデータ、上に定義された値N、および信号の減衰や木々の位 置と存在に関するデータを含むことができる。 図4は、広域通信ネットワーク内のネットワーク・サービス・モジュールがサ ポートするアプリケーションの一覧である。以下は、電気メーターのアプリケー ションの詳細である。 アンテナ217が、カバー213の内部の容器の上にあるブラケット216に取り付け られている。図示したように、このアンテナは弧状で、前面の周囲に延在してい る。その他のアンテナ構成もとりうる。 図6に図示したように、ネットワーク・サービス・モジュールそれぞれのアン テナ217がメーターのカバーの中に取り付けられる。従って、NSMアンテナ217は 、ネットワーク・サービス・モジュール110の支持構造自体に取り付けられる。 このため、ネットワーク・サービス・モジュール110は、1度の作業で簡単に取り 付けられる一体型装置として比較的安価に製造することができる。しかしながら 、ここで用いられるNSMアンテナ217は、比較的短い距離でしか送信が行えない。 その上、出力レベルが、10-100ミリワットというかなり低いオーダーで保たれる が、これは、相対的に安価な小型バッテリー・システムによって提供できるエネ ルギーである。このタイプのNSMアンテナ217は上記の出力レベルで送信を行うが 、1-2キロメーターというオーダーの範囲を持つ。 ネットワーク・サービス・モジュール110は、容器内にあるセンサ、マイクロ プロセッサ、およびメモリに対する不正使用を防ぐ密閉容器211の中に入れられ る。 図5に戻り、ネットワーク・サービス・モジュールは、マイクロプロセッサ220 を使用する検出装置をオプションで持つことができるが、これは記憶メモリ221 を備えている。電気使用量、水道使用量、またはガス消費量を測定するために、 メーターを読み取るセンサが不可欠である。このセンサのために、システムが物 理装置の使用量を自動的に報告できるので、メーター読取り担当者を確保せずに すむ。 この発明のネットワーク・サービス・モジュールに対する不正使用を検出する ために、任意の数のセンサを装備できるが、こうしたセンサは、電気、ガス、水 道、またはその他の用途に合わせて改造してよい。大抵の場合、各種センサが報 告する情報は、データ転送速度が低いと考えられる。広域通信ネットワークは分 散自動機能を持つが、その中には、基本メーター読取り、使用時間メーター読取 り、サービス接続・切断操作、アラーム報告、サービス報告の盗難、負荷調査、 住居負荷制御、商業および工業用負荷削減、並びに分散監視制御およびデータ獲 得(SCADA)がある。さらに、広域通信ネットワークは、新しいアプリケーション が開発されたら、それをサポートするために拡張を行うのが容易である。 例として自動メーター読取りと電気メーターの使用時間の測定に力点を置いた が、15分最大消費量記録、ライン電力監視（つまり停電と復旧）、不正使用検出 、タイムキーピングといったその他の機能もサポートしている。 以下は、この発明のネットワーク・サービス・モジュールに使用できるセンサ として代表的なもののリストである。各センサはオプションで、この分野に通じ た人は、この発明のネットワーク・サービス・モジュールに別のものを追加して よい。例えば、図5は温度センサ227とバッテリー・レベル・センサ228を図示し ているが、各センサ227、228は、以下の代表的センサのリストにある他のセンサ に置き換えても、あるいは追加してもよい。 (a)傾斜センサ222は、予め決まった角度より大きな角度で容器が動くのを検出 するため、装置が取り付けられた後、その装置が取り外されるかまたはメーター がその正常な向きから外れた場合に表示を行える。 (b)電場センサ223は、電場の存在を検出する。電源障害がなければ、電場セン サは、メーターがこのシステムから取り外されない限り、電場の存在を検出し続 ける。 (c)音響センサ224が音を検出する。検出される音は、事前の実験によって、切 断や穿孔といった作業、特にカバー上のそれに関係があると判断された音だけを 通過させるように、アナログまたはデジタル技法によって音響信号をろ波するた めのフィルター225を介して送信される。 (d)磁気センサ226は、磁界の存在を検出する。磁界は、メーターを迂回するか または取り外さない限り常に存在するように、ディスクを駆動するコイルによっ て生成される。よく知られているように、ディスクの回転速度は磁界に依存し、 従って、そのメーターがあるところに永久磁石や電磁石を作用させて磁界を変化 させると、この回転速度が変化する。このため、磁気センサ226は、ディスクの 回転を遅くするためにディスクのそばの磁界を変えようとする試みが行われたこ とを示せるように、予め決まった規模より大きい磁界の変動に応答する。 (e)温度センサ227は、特定の時間における温度が記録できるように、熱を検出 する。バッテリー・レベル・センサは228に示す。 センサ226、227、および228は、アナログ・デジタル変換器328によってマイクロ プロセッサ220に情報を通信する。センサ227および228からの情報は、この装置 の動作の「家計」ステータスを提供するために通信することができる。必要なら ば、温度センサ227は省くことができ、公的な天気情報源から得た情報と交換す ることができる。外部の温度は消費量を劇的に変動させることがよく知られてい るが、場合によっては、メーターは建物の内部に配置すれば温度がかなり安定す る。 (f)消費量センサは、使用する電気の消費量の正確な尺度として機能すること を意図していないため、非常に単純な構成をとりうる直接消費量モニタ229で構 成される。従って直接消費量モニタは、発生する磁界の値は、通る電流に比例す るという仮定に基づいて、その値を検出する装置に過ぎないことがありうる。得 られた直接消費量値は、ディスク214の回転によって記録される消費量測定値に よって完成することができる。直接消費量モニタが、ディスク214の回転によっ て測定される消費量とは異なる消費量合計をある時間にわたって与え、それが予 め決まった比率より大きな量であった場合、その直接消費量モニタ229を、不正 使用信号を提供するために用いることができる。これは、例えば、記録された消 費量を減らすためにディスクに機械的タグがつけられたことを示すものかもしれ ない。 (g)前方/逆方向センサ230は、以下で詳述するが、ディスク214の逆回転を検出 し、こうした事象を検出した時に、マイクロプロセッサに情報を与える。 (h)カバー・センサ231は、カバー213が常にあることを検出するために用いら れる。カバー・センサは、後でフォトダイオード233に反射される光ビームを発 生させる発光ダイオード(LED)232から成る。フォトダイオード233で反射される ビームがないことが検出され、マイクロプロセッサ220に不正使用信号として送 信される。反射したビームは、図6に示すダイオード232に隣接するカバーの内部 表面につけられた反射性ストリップ234によって生じる。 このように、上記のセンサは、こうした不正使用事象の存在が、マイクロプロ セッサ220の制御下で記憶メモリ221に記録できるように、各種不正使用事象の検 出を行う。 マイクロプロセッサ220にはクロック信号発生器335があるため、マイクロプロ セッサ220が順次に並べられた、それぞれの長さが予め決まった複数の時間を作 り出すことができる。図示したこの発明の例では、この時間は長さが8時間で、 マイクロプロセッサ220が、8時間ごとに1つまたは複数の不正使用信号から不正 使用事象の存在を記録するようになっている。 図8に示すように、予め決まった時間の系列は、特定の日付に照らして割り振 られる系列によって記録され、その日の各8時間は、記憶メモリ221内の別の記録 位置を持つ。こうした1つの系列を図8に示すが、ここには多数の不正使用事象23 6が示されている。この印刷出力は、いつ不正使用事象236が発生したかを示し、 さらにどのタイプの不正使用事象が行われたかが特定されている。 ディスク214の回転も検出され、前方、逆方向の両方へのディスクの回転数を 正確に記録される。図8では、テーブル237が、前述したように8時間に記録され たディスクの回転量を図で示している。ある時間に、このディスクは、逆方向23 8に回転したことが示されている。ディスクが逆方向に回転すると、逆回転が、 図6に示す従来の記録システム215で計数された回転数から引かれる。 図6および図7に示すように、ディスクの回転の検出は、ディスクの下面に形成 されるダーク・セグメント239を装備することによって行われ、その他の個所は 反射性または白の物質のままである。このように、この検出システムは、発光ダ イオード240、241の対を備え、これは、直接光をディスクの下面に向けるように 容器上に配置されている。発光ダイオード240、241は、ディスクの回りに角度を つけて間隔をとっている。このダイオードは、フォトダイオード242、243に対応 し、これらは、ディスクの暗い部分が所定の位置に到達した時に、対応する発光 ダイオード240、241からの光がディスクの反射部に当たり、その光が遮断される ように配置されると、光を受ける。基本的に、発光ダイオード240、241の対また はフォトダイオード242、243の対の1つは、もちろん、ディスク214の1回転であ るダーク・セグメントの通過を検出するのに用いられる。そして、回転の方向は 、ダーク・セグメントが第１の対に到達した時に、第２の対もダーク・セグメン トを見たかどうか、あるいは反射性物質を見たかどうかについて、他方の対を調 べることによって検出される。各センサはこのセグメントの寸法に対して適切な 間隔をとっているため、これは、ディスクが回転して、ダイオードの第１の対に よって検出される位置に到達する向きを表す。 エネルギーを保存するために、センサは、適応性検知速度アルゴリズムを使っ て予めサンプリング・モードにする。ある例では、ダークまたは非反射性セグメ ントが108°の弧で、センサー間の変位が50°である。従来型メーターの実際的 な例では、最大回転速度が2 rpsのオーダーである。ある基本サンプルの間隔を1 25m/秒で選択することができるが、これは、少なくとも1つのダーク・サンプル をダーク・セグメントから得られるだけの短さである。稼動においては、センサ ーの第１の対だけが絶えずサンプリングされる。ダーク応答が観察されると、第 ２の確認サンプルが得られ、そのサンプル速度は16 ppsまで増える。ディスクの 光セグメントが検出されると、直ちに第２のセンサがサンプリングされる。第２ センサがまだダーク・セグメントを見ると、時計回りの回転であることが確かめ られる。ライト・セグメントが観察されれば、反時計回りの確認であることが分 かる。 速度がもっと遅いと、このアルゴリズムにより、第１の対のセンサの回転の70 %に対して8 ppsというサンプル速度、回転の30%と第２の対の向き検出用の2つの サンプルとに対して16 ppsというサンプル速度になる。年平均消費量が12,000 k whの場合、ディスクは約1600万回回転する。 測定と干渉する可能性のある漂遊光の存在を検知するために、発光ダイオード (LED)を起動する直前と直後にフォトダイオード出力をサンプリングする。LEDを オフにして光が検知された場合、漂遊光であることが分かり、確認試験の後、ア ラームを発することができる。後者には、以下で論じる光通信ポート・センサ等 の、他のセンサの試験も含むことができる。 図5に示すように、メーター読取り装置からの通信は、アンテナ322に接続され る変調装置を介してのマイクロプロセッサ220からの無線送信によって行われる 。信号の送信は、マイクロプロセッサ220の制御下で行われる。変調装置250によ って行われる変調は、例えば、振幅シフトキーイング(ASK)、2進PSK等の位相偏 移キーイング(PSK)、例えば2進FSK等の周波数偏移変調(FSK)を使った周波数変調 、または広域帯変調を含む適当なタイプである。これにより、専用周波数の配分 をせずにシステムを利用することができるので、信号を送信に用いられる種々の 周波数から復元することができるデコーディング・アルゴリズムにアクセスしな い受信機に対するノイズとしてしか現れない。 遠隔セル・ノード 図1の複数の遠隔セル・ノード112がその地域内にあり、いくつかの遠隔セル・ ノード112の中に各ネットワーク・サービス・モジュールが存在してその担当範 囲が重なるように、大体一様の間隔をとっている。遠隔セル・ノード112は通常 、公共ポールまたは光規格では0.5マイルの間隔をとる。各セル・ノード112は、 セルラー電話ネットワークでは細胞のように限られたエリアをカバーする。遠隔 セル・ノード112同士は担当範囲が重なる間隔をとるのが好ましく、ネットワー ク・サービス・モジュール110が送信する各NSMパケット信号は、一時的なフェー ジングがあっても、3ないし4の遠隔セル・ノード112によって受信される。その 結果、ネットワーク・サービス・モジュール110の近くに高層建築物が立っても 、メッセージの受信にあまりまたは全く影響を受けず、遠隔セル・ノード112の 障害も、NSMパケット信号やNSMデータの喪失を招かない。 図9に具体的に示すように、図1の各遠隔セル・ノード(RCN)には、RCN送信手段 、RCN受信手段、RCNメモリ手段、RCNプロセッサ手段、およびRCNアンテナ422が ある。RCN送信手段、RCN受信手段、RCNメモリ手段、およびRCNプロセッサ手段は それぞれ、RCN送信機418、RCN受信機416、RCNメモリ415、RCNプロセッサ414に具 体化されている。RCN送信機418とRCN受信機416は、RCNアンテナ422に接続される 。RCNプロセッサ414は、RCN送信機418、RCN受信機416、およびRCNメモリ415に接 続 される。 RCN送信機418は、RCNプロセッサ414の制御下で、RCN同期信号および/または命 令信号（コマンド信号）を第１搬送周波数または第２搬送周波数の電波を使って 送信する。周波数の選択は、複数のネットワーク・サービス・モジュール110そ れぞれでNSM受信機にどの周波数が利用されているかによって決まる。RCN送信機 からのRCN同期信号および/または命令信号の送信はオプションで、NSM受信機316 がネットワーク・サービス・モジュール110で利用されている場合に利用する。 命令信号には、ネットワーク・サービス・モジュール110に送信される信号デー タを含むことができる。この信号データは、ネットワーク・サービス・モジュー ル110がステータスまたはその他のデータ（例えば８ないし４時間のレポート時 間設定や、必要に応じて制御や「家計」ジョブなど他の任意の命令）の送信を必 要とする。 RCN受信機416は、電波によって多数のネットワーク・サービス・モジュール11 0から送信する多数のNSMパケット信号を第１搬送周波数で受信する。多数のNSM パケット信号のそれぞれは、予め決まった時間内にランダムにまたは疑似乱数式 に選択された時に送信されるため、通常、異なる時点で受信される。この多数の ネットワーク・サービス・モジュール110は、通常、多数のネットワーク・サー ビス・モジュール110のサブセットである。受信したNSMパケット信号はRCNプロ セッサ414によってタイム・スタンプがつけられ、次に上位のネットワーク・レ ベルに送信される前に、RCNメモリ415に一時的に格納される。また、RCN受信機4 16は、中間データ端末114からポーリング信号を受信し、隣接する遠隔セル・ノ ードが中間データ端末114によってポーリングされる時にそれらで聴取又はイー ブスドロップ（傍受）を行う。 RCNプロセッサ414はネットワーク・サービス・モジュールから受信したNSMパ ケット信号を照合し、NSMパケット信号の複製を識別し、重複したNSMパケット信 号を削除する。RCNプロセッサ414は、RCN送信機418とRCN受信機416を制御する。 RCNメモリ415は、受信した複数のNSMパケット信号を格納し、ネットワーク・サ ービス・モジュール110から受信したこれらのNSMパケット信号それぞれをデコー ドし、RCNメモリ415に格納する。 遠隔セル・ノード112は、関係する地区の適当な個所で建物、ランプ（照明） 規格、または公共ポールに取り付けることができる適当な保護ケースだけから成 る。遠隔セル・ノード112はバッテリー充電式にすることができ、容器の一部と して、またはそれに支えられる簡単な無指向性アンテナを持つ。 遠隔セル・ノード112に累積された情報は、図1に図示しているように、中間デ ータ端末114と呼ばれるより上位のレベルのネットワーク・ノードに、ポーリン グされた無線通信リンクを介して、定期的に送信される。通信リンクは、代わり に、ケーブルまたは他の通信チャネルであってもよい。中間データ端末114は通 常、4マイルの間隔があけられ、最大100個のセルをカバーするサブ局で都合よく 引用することができる。遠隔セル・ノードは、中間データ端末からタイミング情 報と命令信号も受信する。 ポーリング信号が中間データ端末114から送信されると、RCN送信機418は、中 間データ端末114に、RCNパケット信号として、格納された多数のNSMパケット信 号を第１搬送周波数で送信する。 第１遠隔セル・ノードを中間データ端末が第１ポーリング信号によってポーリ ングすると、隣接する遠隔セル・ノード112は、第１遠隔セル・ノードによって 送信されたRCNパケット信号を受信する。第１遠隔セル・ノードをポーリングし た中間データ端末から受信確認信号を受信すると、隣接する遠隔セル・ノード11 2において、それぞれのRCNプロセッサが、それぞれのRCNメモリ・メッセージを 、RCNパケット信号の中で第１遠隔セル・ノードから中間データ端末に送信され るメッセージと同じメッセージ識別番号を持つネットワーク・サービス・モジュ ールから削除する。このメッセージ識別番号は、図3の典型的NSMデータ・パケッ トに示す。 図1は、複数のネットワーク・サービス・モジュール110を図示している。ネッ トワーク・サービス・モジュール110は、地上のパターンに説明されている。こ のパターンは、通常特定のパターンを持たず、地点ごとに密度がかなり違う公共 サービスの利用場所によって異なる。 各遠隔セル・ノード112は、各ネットワーク・サービス・モジュール110が遠隔 セル・ノード112の少なくとも2つ（4つが好ましい）に送信が行えるように、ネ ットワーク・サービス・モジュール110について、遠隔セル・ノード112同士の間 隔を持つ配列に並べられる。従って、遠隔セル・ノード112は、そのそれぞれに よって受信されるべき各ネットワーク・サービス・モジュールからの信号を絶対 的に必要とするよりもかなり多く提供される。遠隔セル・ノード110は、理論的 には高水準の重複情報を受け取る。通常の住居では、各ネットワーク・サービス ・モジュール110が4つのこうした遠隔セル・ノード112によって受信できるよう に遠隔セル・ノード112が配置されると、各遠隔セル・ノード112が約1,000のネ ットワーク・サービス・モジュール110に応答する配列になる。 ネットワーク・サービス・モジュール110のそれぞれが、図示した例では8時間 とされた設定時間の公共サービス使用量の累積値を計算することになっている。 8時間経つと、NSMコントローラ314が、NSMパケット信号としてデータのパケット で情報を送信する用意をする。このデータ・パケットの中身は次の通り。 (a)設定時間（例えば8時間）の間の総使用量。 (b)NSMメモリ315に格納された、今までの累計総使用量。この情報の送信によ り、あるメッセージが失われ、ある期間の合計が中央データ端末に伝送されなく ても、中央データ端末120は、更新された累計値から失われた時間の使用量を再 計算することができる。 (c)上記で定義された不正使用信号の一部または全部。 (d)送信時間。 (e)メッセージを順次に計数するためのメッセージ番号。こうして、遠隔セル ・ノード112は、あるメッセージが失われたかどうか、又は受信した情報が、受 信局の重複メッセージからの複製に過ぎないかどうかを判断することができる。 (f)ネットワーク・サービス・モジュール110のステータスに関する家計情報。 例えば、温度とバッテリー・レベル表示センサ値。 遠隔セル・ノード112で情報を受信すると、RCNプロセッサ414は、RCNメモリ41 5に受信した情報を格納してから、その情報を分析する働きをする。この分析の 第１のステップは、それぞれのネットワーク・サービス・モジュール110に関す る識別コードを受信メッセージから取り出すことである。そのネットワーク・サ ービス・モジュール110に関する情報が、そのネットワーク・サービス・モジュ ール110に関するRCNメモリ・レジスタに取り入れられ、既に格納された情報を更 新する 遠隔セル・ノード112から中間データ端末114への重複情報の送信を避ける1つ の技法では、各遠隔セル・ノード112が他の遠隔セル・ノード112の送信を監視す る必要がある。信号を監視する場合、送信された情報が、監視する遠隔セル・ノ ード112に格納された情報と比較され、監視するメモリ・セル・ノード112のメモ リに冗長な情報が見つかると、その冗長な情報が取り消される。この技法を用い ると、非常に高水準の冗長度が用いられる場合、遠隔セル・ノード112から中間 データ端末への送信時間があまり増えない。 使用量データの定期的送信に加えて、各ネットワーク・サービス・モジュール 110は、電圧の除去またはネットワーク・サービス・モジュールの過度の傾きを 検出すると、アラーム信号を送信するようプログラムすることができる。アラー ム信号の送信は、短いランダムな時間だけ遅延させることができるので、電圧の 損失が多数の地点での停電による場合、全ての信号が同時に受信されることはな い。遠隔セル・ノード112と中間データ端末114も、こうしたアラーム信号を直ち に再送信するようプログラムすることができる。このようにして、中央データ端 末120は、対象地域などの、停電に関する情報を即座に手に入れる。もちろん、 これにより、開始すべき修理作業をより迅速に行うことができる。 自動アラーム信号送信に加えて、中央データ端末または中間データ端末は、リ アルタイム・チャネル上で特定のネットワーク・サービス・モジュールにデータ の転送の要求を送ることもできる。こうした要求を受け取ると、ネットワーク・ サービス・モジュールは、電力消費量の現在の読取り値、アラーム状態、または その他の要求されたデータによって応答する。このリアルタイム・チャネルによ り、中央データ端末は、ネットワーク・サービス・モジュールが次にスケジュー ルした送信を待つのではなく、最新のデータを収集することができる。このリア ルタイム・チャネルは、電源切断、またはその他の命令を中央データ端末から特 定のネットワーク・サービス・モジュールに送るためにも利用し、必要ならば即 座に結果を得ることができる。 さらに、遠隔セル・ノード112は、ネットワーク・サービス・モジュール110が ある施設内の機器を稼動させるために制御信号を送信することができる。遠隔セ ル・ノード112は、こうした情報が、相対的に低い送信電力を使用し、メーター 読取りシステムに既に備わっている機器を使用する関係施設のそれぞれにおいて 受信できるように、その情報を送信するための適当な配列に必ず編成されている 。この送信能力は、例えば、ピーク時間に負荷を削減するために相対的に高い出 力の機器の施設内の無線制御スイッチを制御するために用いることができる。類 似の編成において、ネットワーク・サービス・モジュール110は、遠隔セル・ノ ード112によって送信される信号を検出できる受信施設を備えることができる。 ある例では、これらの信号は、ネットワーク・サービス・モジュール110のそれ ぞれが、遠隔セル・ノード112および/または中間データ端末114並びに中央デー タ端末120と歩調を合わせてぴったり同期するように、同期信号に関係すること ができる。この正確な同期は、特定の期間の使用量を正確に検出するために利用 できるので、ピーク時以外の利用を促すために、そしてまた負荷を削減するため に、公共サービス機関が種々の期間中の使用量に対して異なる料金を課すことが できる。 無線信号の減衰は、その発生源からの距離の逆数のN乗に比例する。自由空間 において、Nは2に等しい。建物、木々、およびその他の地理的障害物が妨害とな るより実際的な例では、指数Nは通常4.0から5.0の間である。従って、こうした 妨害は、ネットワーク・サービス・モジュールからの信号を監視できる距離を大 幅に引き下げる。このように、1つの遠隔セル・ノードが監視できるネットワー ク・サービス・モジュールの数は、大幅に減少する。さらに、Nが大きいと、予 め決まった距離を通った後の信号強度が急激に低下するため、あるネットワーク ・サービス・モジュールをある距離をおいて有効に監視できても、その信号強度 はその距離を越えるとすぐに低下する。このため、各遠隔セル・ノード112によ っ て定義される各セルは規模を相対的に限ることができ、セルが重なり合う度合い は、大きな統計的変動なしに現実的なレベルに制御される。 このシステムの1つの利点は、ネットワーク・サービス・モジュールは、最も 近い遠隔セル・ノードへの送信が地理的に非常に不利な地点にあっても，別の遠 隔セル・ノードによって監視できることである。このように、従来型システムで は、特定の地理的問題を考慮すれば、ネットワーク・サービス・モジュールの一 部が全く監視できない。この発明では、その可能性は、関係するネットワーク・ サービス・モジュールが、より多くの遠隔セル・ノードによって監視される位置 にある可能性が高いという事実によって、大幅に引き下げられるため、地理的問 題がおそらく遠隔セル・ノード全てには当てはまらないのである。 遠隔セル・ノードの密度の増大により、ネットワーク・サービス・モジュール は、電気料金メーター内にあるメーター読取り装置の一部となりうる一体型NSM アンテナとともに動作することができる。このように、ネットワーク・サービス ・モジュールは、メーターの容器内に完全に収容できるので、非常に短い時間内 にこの設備を完成させることができ、配線の問題から生じる顧客の不満が解消さ れ、NSMアンテナを別途取り付けることによる破損の可能性が引き下げられる。 その上、この方法は、ネットワーク・サービス・モジュールのコストを大幅に引 き下げ、このシステムの設置を経済的に実現可能にする。 この発明は、ネットワーク・サービス・モジュールが予め決まった時間中だけ 送信を行うことができるシステムを利用することができ、開放時間が、ネットワ ーク・サービス・モジュールから妨害を受けずに、中間データ端末と遠隔セル・ ノードとの間で同じ周波数で通信に利用できる。このレベルの通信は、中間デー タ端末から遠隔セル・ノードそれぞれにポーリング・システムを使って行うこと ができ、さらに、中間データ端末に指向性送信システムがあるのが好ましい。こ のシステムでは、遠隔セル・ノード密度の最適化を行って、種々の配置シナリオ におけるコスト/性能規準に応えることができる。 この発明は、情報源の不揮発性にし、送信エラーまたは衝突により時々の更新 内容が失われることを許容することによって、双方向通信を含む確立された通信 ネットワーク・アプローチの場合に可能となるのより単純かつ低コストでデータ 収集ネットワークを実現することができる。この発明は、従って、1つの無線通 信チャネルまたは周波数で稼動する全ての遠隔セル・ノードの配列とともに、非 常に低い出力の送信機を使って、広域に配置された極めて多くの遠隔メーター監 視装置からデータを手に入れるために利用できる無線通信ネットワークを提供す る。 中間データ端末 複数の中間データ端末114がその地域内に配置され、その地域をグリッド状に カバーするように間隔がとられている。各中間データ端末は、通常、大きな地域 をカバーするよう間隔がとられている。中間データ端末は、担当範囲が重なるよ うに間隔がとられているので、1つの遠隔セル・ノードから送信されるRCNパケッ ト信号が2つ以上の中間データ端末によって受信される。 図10に具体的に示すように、各中間データ端末には、第１IDT送信手段、第２I DT送信手段、IDTメモリ手段、IDTプロセッサ手段、第１IDT受信手段、第２IDT受 信手段、およびIDTアンテナがある。第１IDT送信手段、第２IDT送信手段、IDTメ モリ手段、IDTプロセッサ手段、第１IDT受信手段、および第２IDT受信手段は、 それぞれ第１IDT送信機518、第２IDT送信機519、IDTメモリ515、IDTプロセッサ5 14、第１IDT受信機521、および第２IDT受信機522に具体化される。第１IDT送信 機518と第１IDT受信機521は、IDTアンテナ522に接続される。IDTプロセッサ514 は、第１IDT送信機518と第２IDT送信機519、および第１IDT受信機521と第２IDT 受信機522に接続される。第２IDT送信機519と第２IDT受信機522は、モデム523の ような装置に具体化される。 IDTプロセッサ514の制御下にある第１IDT送信機518には、シンセサイザー、ま たは搬送周波数を制御するための同等の回路があり、第１IDT送信機518が、搬送 周波数を変えることができる。第１IDT送信機518は、第１搬送周波数または第２ 搬送周波数で、第１ポーリング・アクセス・プロトコルを使って、第１ポーリン グ信号を複数の遠隔セル・ノードに送信するのが好ましい。第１ポーリング信号 が遠隔セル・ノードによって受信されると、その遠隔セル・ノードが、第１ポー リング信号を送った中間データ端末にRCNパケット信号を送ることによって応答 する。中間データ端末がRCNパケット信号を正しく受信すると、第１IDT送信機51 8が、その遠隔セル・ノードに受信確認信号を送信する。受信確認信号を受け取 ると、その遠隔セル・ノードのRCNプロセッサ414は、中間データ端末にRCNパケ ット信号の中で送信したデータを、RCNメモリ415から削除する。 送信される信号は、自由空間チャネル上で電波によって送られても、ケーブル またはその他のチャネル上で高周波数信号を使って送られてもよい。このように 、遠隔セル・ノードと中間データ端末との間の通信パスは、自由空間、ケーブル またはその組合せ、もしくはその他の同等のパスであってもよい。 中間データ端末は、遠隔セル・ノードにタイミング情報と命令信号とを送信す るためのIDT同期信号も送信する。重要なSCADA機能を行う遠隔セル・ノードは、 ネットワーク応答時間を減らすために、中間データ端末によってより頻繁にポー リングすることができる。 第１IDT受信機521は、第１搬送周波数で、ポーリングされる遠隔セル・ノード から送信されるRCNパケット信号を受信する。このように、多数の遠隔セル・ノ ード112を順次にポーリングした後、第１IDT受信機521は、多数のRCNパケット信 号を時間的に順に受信する。 この多数のRCNパケット信号は、普通、複数のRCNパケット信号のサブセットであ る。 IDTメモリ515が、受信したRCNパケット信号を格納する。IDTプロセッサ514は 、多数の遠隔セル・ノードから受信したRCNパケット信号を埋め込んだNSMパケッ ト信号を照合し、NSMパケット信号の複製を識別し、同じメッセージ識別番号を 持つネットワーク・サービス・モジュールから、重複したNSMパケット信号、つ まりメッセージを削除する。 中央データ端末120からの第２ポーリング信号に応答して、第２IDT送信機519 は、格納された多数のRCNパケット信号を、IDTパケット信号として中央データ端 末120に送信する。 第２IDT送信機519と第２IDT受信機522は、電話回線またはその他の通信パスを 介して、中間データ端末を中央データ端末と連結する通信媒体525上で情報を通 信するためのモデム523またはその他の装置に具体化することができる。中間デ ータ端末には、1つまたは複数の指向性アンテナ522があってよい。沈黙時間中は 、中間データ端末が、遠隔セル・ノードそれぞれに1つまたは複数のアンテナ522 を向け、さらにそれぞれの遠隔セル・ノードに第１ポーリング信号を送信して、 RCNメモリ415から格納した情報を送信するよう遠隔セル・ノードに要求するよう になっている。複数のアンテナを使用すると、一度に複数の遠隔セル・ノードと 通信することができる。従って、中間データ端末に送信され、分析のために収集 される照合パッケージの中に要求があれば、遠隔セル・ノードはその情報を送信 するためだけに必要とされる。 この発明の別の実施例では、この発明方法が、複数の中間データ端末なしに実 現されるが、その場合、中央データ端末が、他の場合には中間データ端末によっ て提供される役割と機能を果たす。 中央データ端末 この階層の上位レベルには、ネットワーク・コントロール・センターおよびデ ータ統合ポイントとして機能する中央データ端末120がある。中央データ端末120 は基本ネットワーク動作を制御し、ネットワーク組織に関する大局的な決定を行 うことができる。中央データ端末の目的は、特定のアプリケーションのために種 々の公共サービス活動グループに転送できる一貫した形式に、種々のネットワー ク・ノードからの情報を統合することである。中央データ端末は、領域データ端 末と連結するばかりでなく、クリティカルSCADAサイトにも接続されるが、その 一部は、サブ局の中間データ端末と共存することができる。このレベルには、比 較的少数の通信リンクしかないので、コスト、速度、および信頼性を最適化する よう、必要なものを選択することができる。中央データ端末120と複数の中間デ ータ端末114との送信は、電話回線、T1搬送回線、光ファイバー・チャネル、同 軸ケーブル・チャネル、マイクロ波はチャネル、または衛星リンク等の通信媒体 525によって行われる。 図11に具体的に示すように、中央データ端末(CDT)には、CDT送信手段、CDT受 信手段、CDTプロセッサ手段、およびCDTメモリ手段がある。CDT送信手段、CDT受 信手段、CDTプロセッサ手段、およびCDTメモリ手段は、それぞれCDT送信機618、 CDT受信機616、CDTプロセッサ614、およびCDTメモリ615に具体化できる。CDT送 信機618とCDT受信機616は、通信媒体525に接続される。CDTプロセッサ614は、CD T送信機618、CDT受信機616、およびCDTメモリ615に接続される。CDT送信機618と CDT受信機616は、モデム625か、または通信媒体525上で中央データ端末120と各 中間データ端末114との間で情報を通信するのに適したその他の装置である。 CDT送信機618は、第２ポーリング・アクセス・プロトコルを使って、順次に第 ２ポーリング信号を複数の中間データ端末に送信する。CDT受信機616は、複数の IDTパケット信号を受信する。CDTプロセッサ614は、複数のIDTパケット信号を複 数のNSMデータとしてデコードする。CDTメモリ615は、データベースにNSMデータ を格納する。NSMデータは、希望に応じて、出力、分析、または処理される。 公共サービスの概要 ネットワークの性能は、かなりの部分が遠隔セル・ノード・リンク112に対す るネットワーク・サービス・モジュール110の性能によって決まるが、これは、 ネットワーク・サービス・モジュール・メッセージ損失率によって定義される。 ネットワーク・アーキテクチャは、ネットワーク・サービス・モジュール損失率 を最小にすることを意図しているが、これは、送信されたネットワーク・サービ ス・モジュール・メッセージのうちのどれだけが遠隔セル・ノードによって受信 されないかによって定義される。メッセージ損失率を左右する2つの問題は次の 通り。 1.都市の伝搬環境の性格によって発生する相対的に大きく多様なパス損失。 2.どんな複数アクセス・システムでも問題となる同時メッセージ送信、または 衝突。 大きく多様なパス損失の問題は、以下によって解決される。 1.送信電力調整 2.遠隔セル・ノード・グリッド間隔によって制御されるパスの冗長性 3.1日当たりの複数の送信 衝突の問題は以下によって解決される 1.遠隔セル・ノード・グリッド間隔によって制御されるパスの冗長性 2.1日当たりの複数の送信 3.プライオリティ（優先度）に応じた通信の区分 4.捕捉効果 遠隔セル・ノード間隔は、パス冗長性を制御するよう選択することができるた め、性能のレベルが調整できる。パス冗長性と1日当たりの複数送信は両方の問 題を解決するために用いられ、広域通信ネットワークの主要な特徴である。衝突 の効果は最小なので、その日の任意の時間にパケットを受信する確率は、例外的 に高いレベルに保たれる。 リンクのコスト計算（ブジェット）には、ネットワーク・サービス・モジュー ル電力増幅器と遠隔セル・ノード受信機の間の全ての利得と損失が含まれ、任意 のリンクに許せる最大パス損失の計算に用いられる。遠隔セル・ノードでの最小 受信可能信号は-115dBmと見積もられるが、これは、例えば10dBのメッセージを 受信するために必要なノイズ・レベルに対するノイズ・フロアおよび搬送波の合 計に等しい。 どのネットワーク・サービス・モジュールも受信範囲内に多くの遠隔セル・ノ ードを持ち、それがパケット受信の信頼性を高める。あるネットワーク・サービ ス・モジュールが送信を行うと、その送信は、多数の遠隔セル・ノードによって 受信される可能性を持つ。ある遠隔セル・ノードは陰影フェージング領域にあっ て、その信号が受信されないが、あるものはシャドーイングにより信号が増大す る。 遠隔セル・ノードの一部がネットワーク・サービス・モジュールからかなり離 れており、このため平均パス損失が許容限度を越えていても、その信号レベルの 変動、シャドーイング、マルチパス等がその信号レベルに十分な寄与をすれば、 そのネットワーク・サービス・モジュールの送信は可能である。同様に、ネット ワーク・サービス・モジュールに近い一部の遠隔セル・ノードは、信号の多様性 がその信号ネットワーク・レベルをかなり減らすため、ネットワーク・サービス ・モジュールが聞けない。ネットワーク・サービス・モジュール送信の予期せぬ 損失は、上述したように偶然の利得によって相殺されると予想される。 信号受信の短期的変動ばかりでなく、長期的効果も送信の成功を左右する。シ ステムの寿命の間、都市の風景は、建物の建設および取り壊しや木々の成長によ って変化する。風景のこうした変化は、ネットワーク・サービス・モジュールと 遠隔セル・ノードとのリンクに影響を与え、一部の遠隔セル・ノードは、ネット ワーク・サービス・モジュール送信を受信できなくなるが、新しい遠隔セル・ノ ードが同じネットワーク・サービス・モジュールの受信を始める。あるリンクが 使えなくなると、新たなリンクが稼動することが予想される。 広域通信ネットワークの階層型設計は、図12に示すように、顧客が多数のアプ リケーションとより多くの末端を持つ任意の大きさの連続的または非連続的地域 を担当することができる。 図12に、大きく分割された地域を担当する広域通信ネットワークの構成を示す 。これは、衛星、光ファイバー、マイクロ波、またはその他の基幹ネットワーク を介して孤立した小さなコミュニティばかりでなく、大きく分割された地域も担 当する広域通信ネットワークを提供する。広域通信ネットワークの1チャネル、 マイクロ波散乱伝搬のコンセプト（概念）の独特な性格のため、フェージング、 ヌル、マルチパス、山が多いかまたは高密度の都市の設定の通常の見通し線の欠 如といった、従来の電波の問題に影響されないので、広域通信ネットワークは従 来困難だった多くの環境にとって理想的である。この広域通信ネットワークの階 層型設計のため、非連続的地域が広い地域を担当することができる。別々の地域 は、中央データ端末と通信する自らの中間データ端末を持つ。非連続的地域から のデータは、中央データ端末レベルで送信される。 広域通信ネットワークは、広域の監視、確認可能な制御、および高速応答トラ ンザクションのアプリケーションをサポートする。こうした多数のアプリケーシ ョンのニーズが、公共サービス機関によって見つけられ、また見つけられ続ける 。 標準化ネットワーク・インタフェース・プロトコルとメッセージ・パケット構成 のため、この広域通信ネットワークは、新しいハードウェア、ソフトウェアのい ずれにおいてもそのサービスをすぐに増やすことができる。広域通信ネットワー クは、電気、ガス、および水道メーター用に専門化されたネットワーク・サービ ス・モジュールを提供するだけでなく、コンタクト・クロージャ、電圧、または 電流検知用の業界標準入出力インタフェースを持つ一連の一般モジュールも提供 する。このため、様々な業者が、広域通信ネットワーク通信インタフェースを、 ヒューズ、アラーム、温度センサ、自動販売機等の自社製品に取り入れることが できる。 広域通信ネットワークは、その他の公共のアプリケーションに1つの統合デー タ・チャネルを提供することができる。そうしたアプリケーションはあるものは ハードウェア中心だが、あるものはアプリケーション・ソフトウェア中心である 。これらは、新しい付加価値情報レポートまたはサービスの誕生を意味している 。一部は主に公共サービス機関によって利用されるが、多くは、顧客に販売し、 公共サービス機関のために新しい収入を作り出すために提供することができる。 この広域通信ネットワークは、新しいハードウェアとアプリケーション・ソフ トウェアの成長のシナリオをサポートするよう、すぐにかつ高い費用効果で拡張 することができる。この広域通信ネットワークは、ユーザのサービス地区の諸地 域において、そして地理的分布によって影響を受けない実施計画で最も必要とさ れるサービスのために、実施することができる。 広域通信ネットワークは、その信頼性の高い無線通信機能のため、SCADAの拡 張をサポートすることができる。多くの公共サービス機関が、そのSCADAに計器 監視ポイントを追加したいと考えているが、こうしたポイントにしばしばある配 線のコストと困難が、サブ局またはその他のサイトでのSCADの成長を妨げている 。一般ネットワーク・サービス・モジュールが、こうした問題の解決に利用する ことができる。 拡張に関する主たる課題は次の通り。 1.その地域の規模と編成。 2.担当できる末端数。 3.アプリケーションの数を増やす場合の簡単さ。 末端数が増えるとともに、地域のアプリケーション数の増加か、または担当す るその地域の拡大のために、ネットワーク通信量が増加する。生み出される通信 量は、追加されるアプリケーションのタイプに依存する。広域通信ネットワーク の通信量の増加は、中央データ端末でのハードウェアの拡張と新しい地域の追加 の中間データ端末の設置によって対処される。図13に、担当する地域数が徐々に 増える通常の通信ネットワークを示す。 末端数が増加するとともに、メッセージ源の識別という別の重要問題が生じる 。広域通信ネットワークは、サービス・モジュールのタイプごとに1億を越える 通し番号を提供するので、このシステムが稼動する間、一意のモジュール識別が できる。 アプリケーションの数が増えるとともに、1平方マイルからの通信量も増える と考えられる。現在のシミュレーションは、平方マイル当たりで2万を越える末 端を担当することができることを示しているが、この上限は、遠隔セル・ノード の展開の詳細、住宅密度、およびメッセージ報告頻度によって左右される。35フ ィートx100フィートの高密度の区画の都市地域には、平方マイル当たり約5000の 住宅がある。 この広域通信ネットワークの集中制御は、中央データ端末がネットワーク・ス テータス・データにアクセスできるようにすることによって達成され、このデー タは、ネットワーク最適化に関する決定を行うのに用いる。これらの決定は、必 要に応じて、中間データ端末と遠隔セル・ノードにダウンロードされる。 集中通信量制御は、プライオリティ・テーブル、メッセージ格納指令、および アラーム格納指令を用いて、遠隔セル・ノードと中間データ端末で行われる。プ ライオリティ（優先度）・テーブルの構造は次の通りである。 このシステムを介して転送される各メッセージには、メッセージ・タイプとそ の源を示す識別タグ式がある。遠隔セル・ノードと中間データ端末のプライオリ ティ・テーブルには、システム内の全ての識別タグのリストがある。これらのテ ーブルは、展開時にまず設置されるが、必要に応じて中央データ端末から更新す ることができる。ネットワーク稼動期間の間、メッセージ・プライオリティを変 更する必要がある場合、ネットワーク通信量への影響を最小にしながら、この変 更を行うことができる。 アラーム報告は短時間の通信量レベルを上げるので、このネットワーク内のア ラーム通信量の制御は別のテーブルを必要とする。この突発的な通信量の発生は 混雑という問題を生むことがあり、このため、アラーム指令テーブルが、アラー ムの終わりに、中央データ端末に、遠隔セル・ノードと中間データ端末バッファ からアラーム・メッセージを消去させる。このプライオリティ・テーブルにより 、公共サービス機関が、その特定のニーズに合うようにアラーム通信量遅延を調 節することができる。 プライオリティ・テーブル、及びアラーム指令の両方が、ネットワーク上で通 信量を適切に管理するためにメッセージ格納指令モジュールによって利用される 。メッセージ格納指令は、メッセージ待ち行列を保管し、応答時間が指定の範囲 内であることを保証し、ネットワーク制御のために用いる中央データ端末に性能 データを送信する。 ネットワーク・サービス・モジュールは、遠隔セル・ノードにメッセージを送 信するが、これが、メッセージ待ち行列を組織するための上述したテーブルを使 用する。全てのメッセージは、指定された遅延でアプリケーションスイッチに到 達する。中央データ端末は、必要に応じて、3つの制御モジュールとテーブルに データをダウンロードする。 各アプリケーションへの帯域の割り当て 限られた利用可能通信帯域をどう分割して、広域通信ネットワークが必要とす る各種用途に割り当てするかを決定するにあたって、多くの問題を考慮する必要 がある。ネットワークの設計は、運営と性能の諸目的を利用可能な資源とバラン スさせる必要がある。広域通信ネットワークは、次のようないくつかの抽象化レ ベルを満たす。 ・低コストのネットワーク・サービス・モジュール設計 ・寿命の長いバッテリー駆動式ネットワーク・サービス・モジュール ・大量だが低速で確実なネットワーク上の通信。サービス・モジュールを遠隔セ ル・ノードに、そして遠隔セル・ノードを中間データ端末にリンクする。 ・競合アクセスを見込んだ、遠隔セル・ノード・リンクに対するネットワーク・ サービス・モジュール上の余分の容量。 ・遠隔セル・ノード上で中間データ端末リンクに送られるNSMメッセージの複数 のコピー。 ・遠隔セル・ノード上でのネットワーク・サービス・モジュール・リンクへの少 量の通信。 ・遠隔セル・ノード上でのネットワーク・サービス・モジュール・リンクへの伝 送時間要件の範囲の広さ。 ・まだ知られていない将来のサービスへのサポートを取り入れる能力。 帯域配分は、プロトコル設計基準に影響を及ぼす。フレームは、サイズが等し いチャネルに小分割され、チャネルは、各種リンクに対応するスロットに区分さ れる。プロトコル設計パラメータにはリンク・スロット・サイズ、チャネル・サ イズ、フレーム当たりチャネル数、およびサイクル当たりフレーム数がある。シ ステム沈黙時間は、チャネルまたはサブチャネルをどの用途にも割り当ないだけ で達成できる。この沈黙時間は、通信上の問題の診断や、干渉源の特定に役立ち うる。 アプリケーションサービスは、ネットワーク・サービス・モジュールの指定さ れたチャネル内のリンク・スロットを遠隔セル・ノードに遠隔セル・ノードへの アクセスをネットワーク・サービス・モジュール・リンクに与える。アクセスは 排他的であっても、他のサービスと共用してもよい。チャネル数は、共用チャネ ル指定をしなくても合理的な数のサービスを共存させられるだけあればよい。あ るアプリケーションサービスに割り当てられる特定のリンクのチャネル容量の合 計は、数チャネルから、1チャネルの1/2、1/4、1/8、または1/16のサブチャネル まで様々であり、このため、サービスに対して、柔軟で動的なリンクの割当が行 える。さらに、チャネル容量は、両極端の場合にもほぼ最適になるように、数チ ャネルから1チャネルの1/16まで様々な単位で割り当てられる。チャネル割当の 最小単位は、サイクルごとに1フレームの1チャネルである。しかしながら、フレ ーム当たりチャネル数とサイクル当たりフレーム数が大きいと、サブチャネルの 特定に用いる指定子に多くのビットが必要になる。あるサービスを使用するチャ ネルは、ある間隔の間にメッセージを送る必要があり、そのためにはそのチャネ ルの連続するスロットが頻繁に現れなければならず、そのためには、フレーム・ サイズが十分小さくなければならない。より大きな帯域を必要とするサービスに は、2、3のチャネルを与えることができる。少しだけ必要とするサービスには、 適当なサイズのサブチャネル1つを与えることができる。最小のサブチャネルは 、帯域へのニーズの少ない既知のサービスに対応する必要がある。それを越える と、チャネル・サイズは、1つまたは少数のチャネルがそのサービスの要求を満 たすように、大量の既知のサービスに対応する必要がある。いずれにせよ、ネッ トワーク・サービス・モジュールは、自らの方向を確定するのに少数のチャネル 指定子だけを扱う必要がある。チャネルによる配分には、チャネルの大型ブロッ クを各サービスに共有させるか、または各サービスに自らのチャネルへの排他的 アクセスを許すかという選択を引き延ばしたり実験したりするというさらなる利 点がある。 広域通信ネットワークにおける各リンクには、そのアプリケーションサービス をサポートできるだけの帯域が配分される。また、チャネルのコンセプトは、あ る程度の柔軟性を持たせるためにも用いることができる。あるリンクは、ある特 定のチャネルだけに存在するかまたはスロットを持つと定義してよい。従って、 全てのチャネルが同じスロット構造を持たなくてよい。あるチャネル内のスロッ トの順序も制限してよい。例えば、応答用のRCN-IDTスロットの前にポーリング を行うIDT-RCNスロットがあり、さらに、RCN時間がその応答を定式化したり、受 信機のスイッチをオフにして送信機をオンにしたりできるように、あるスロット の終わりから次のスロットの先頭までに遅延が必要である。しかしながら、ネッ トワーク・サービス・モジュールの複雑さを完全に削減するためには、各ネット ワーク・サービス・モジュールにアクセスできるネットワーク・サービス・モジ ュール・チャネルに対する遠隔セル・ノードは、ネットワーク・サービス・モジ ュール・スロット構造に対する共通の遠隔セル・ノードを持つ必要がある。基本 スロットのサイズと構造は設計時に固定され、慎重な分析によって問題を避ける ことができる。時間チャネル内でのスロットの動的なサイズ変更および/または 再配置は、適当なパラメータをブロードキャストすることによって可能だが、複 雑さを高める価値はない。 さらに、多くのハードウェア設計基準が、上に特定した設計パラメータ、とり わけリンク・スロット・サイズの制約となる。上記のパラメータの最適値を求め るためには、メッセージ伝送時間の要件とともに、各種リンクでの通信量を見積 もるのが有益である。 物理層 広域通信ネットワークは同期方法スロット送受信両用の無線通信を用いる階層 型ネットワークである。全てのノードによる一つのＲＦチャネルへのアクセスは 時分割多重（ＴＤＭ）方法により行われる。物理層（物理レイヤー）はこの方法 の重要な役割を担う。 本開示を通して、以下の発明を用いて特定のリンクの指定を簡略化してきた。 リンクの名前は３文字から構成されている。最初の文字はソース・ノード、２番 目の文字は目的ノード、３番目の文字はリンクの種類を示す。ソース・ノードお よび目的ノードは中間データ端末（Ｉ）、遠隔セル・ノード（Ｒ）、およびネッ トワーク・サービス・モジュール（Ｎ）に定義される。リンクのタイプは、レポ ート（Ｒ）、ダウンロード（Ｄ）、同期（Ｓ）、ヘッダー（Ｈ）、リクエスト（ Ｑ）、および特別制御（Ｃ）である。本発明を用いて、例えば、遠隔セル・ノー ドとネットワーク・サービス・モジュール・リクエストとのリンクはＲＮＱを指 定する；中間データ端末と遠隔セル・ノード・ヘッダーとのリンクにはＩＲＨを 指定する、など。 図１４は、ＴＤＭ戦略の概要を例を挙げて図解したものである。時分割の主ユ ニットは１秒チャネルである。そのシステムには３０の１秒チャネルがあり、Ｓ 、Ｏ、１、・、２８などの番号が付けられている。フレームと呼ばれる３０秒間 隔はこのように３０の１秒チャネルに分割されている。その１秒チャネルはスロ ットに分割され、各種リンクは各チャネル内に、使用目的が予め定まった独自の スロットを有している。それゆえ、各種リンクは、チャネルの幾つかがリンクの 幾つかのために存在するわけではないとしても、３０のチャネルを有すると考え られる。事実、同期（Ｓ）チャネルは、ノード同期のために物理層が完全にこれ を用い、定義されたリンク全てについて使用ができるわけではない。これらのリ ンクとは： ・ＲＮＤ−遠隔セル・ノードからネットワーク・サービス・モジュールへのコマ ンド； ・ＮＲＲ−ネットワーク・サービス・モジュールから遠隔セル・ノードへのレポ ート； ・ＩＲＨ−中間データ端末から遠隔セル・ノードにポーリングする、または、ダ ウンロードを知らせる； ・ＩＲＤ−中間データ端末から遠隔セル・ノードにダウン・ロードする； ・ＲＩＲ−遠隔セル・ノードが中間データ端末からのポーリングに応答する； ・ＲＩＱ−遠隔セル・ノードが中間データ・ターミナルに遠隔セル・ノードをポ ーリングするようリクエストする； ・ＲＮＣ−遠隔セル・ノードがネットワーク・サービス・モジュールに対して特 別なアプリケーション制御（ＳＡＣ）を放送する。 図１４に示すスロットの構造は０から２８までの全てのチャネルに適用でき、 あるいはその幾つかは他の構造により定義することができる。構造リンクを用い るノードは当該構造を認識していなければならない；これに関して、ネットワー ク・サービス・モジュールは、図示された１つの構造のみを認識している。ただ し、遠隔セル・ノードと中間データ端末とのリンクについては、複雑化するにも かかわらず代替の構造を展開できる。１つのチャネルには３つのＮＲＲまたはＲ ＮＤスロットが１グループで含まれるが、ただし、ＮＲＲとＲＮＤスロットの両 方が含まれることはない。さらに、当該スロットの指定は変更できるが、選択の 目的はチャネルと指定変更との間で変わらない。スロットにはその使用目的は明 示されてなく、むしろチャネルの割当表（ＣＡＴ）の項目をみれば目的が分かる 。例えば、スロットがＲＮＤリンクに属している場合、ＣＡＴの項目があって、 数種のネットワーク・サービス・モジュールにそのチャネルを聞くように指示し 、また、遠隔セル・ノードには、そのチャネルを使用してある種のメッセージを ネットワーク・サービス・モジュールに送信するように送信する。ＩＲＤまたは ＲＩＲリンクのいずれにもあると図示されているスロットは、指定時に随時２つ のうちの１つとなることができるが、使用については、先のＩＲＨスロットで使 用を指示する中間データ端末による直接の動的な制御に基づく。 ＣＡＴの分配はネットワーク層の機能であるが、物理層はチャネルが行う受信 ／送信作業のために使用するチャネルを知っていなければならない。ネットワー ク・サービス・モジュールは１セットの全チャネルのいずれにもそのレポートを 送信でき、ダウンストリーム（下り）・コマンドのために特定のサブチャネルを 聞くことができる。種類の異なるネットワーク・サービス・モジュール、または ネットワークを共有する異なるユーティリティに属するネットワーク・サービス ・モジュールは容易に共存でき、独占チャネルに割り当てることができる。ネッ トワーク・サービス・モジュールが指定したチャネルは永久に割り当てられるわ けではないが、ＣＡＴの項目は、ネットワーク・サービス・モジュールにチャネ ル指定の動的変更の情報が常に伝えられるように専用のサブチャネルで伝えてい る。分配後、そのＣＡＴ項目を探す場所をネットワーク・サービス・モジュール に送信する。ＣＡＴ項目には、ネットワーク・サービス・モジュールの種類、例 えば、 ８ビット、ネットワーク・サービス・モジュールが使用できる認可アップストリ ーム・チャネルのビットマップ、例えば、２８ビット、およびダウンストリーム ・コマンド用に指定された２つのサブチャネル、例えば、１２ビットがそれぞれ 含められている。多重サービス・ネットワーク・モジュールは、各種サービスの ための別個のＣＡＴ項目が必要となることもある。電池式ネットワーク・サービ ス・モジュール、および即時応答を要するネットワーク・サービス・モジュール は、その項目を得るために１つのパケットだけを受信したい形でＣＡＴ分配サブ チャネルに割り当てることができる。配線式ネットワーク・サービス・モジュー ル用のＣＡＴ項目は、数種類のネットワーク・サービス・モジュールが共有する サブチャネルで、ネットワーク・サービス・モジュールの種類により分類され、 リストの長さを示して循環リストに載せることができる。ＣＡＴ項目は必要な項 目が見つかるまでサブチャネルから継続してパケットを受信することで得られる 。 各スロットには１つのデータ・リンク・パケットを含むことができることに留 意し、さらに当該全てのパケットには、物理層がパケットの開始を認知するため に使用するための一定の長さのプリアンブルが付けられていることに留意するこ と。加えて、隣接したスロットをガード・タイムで隔離して、ネットワークでの 不一致を調和させることができる。これにより、ネットワーク・サービス・モジ ュールを完全に同期化する必要性を緩和する。パケットは早かれ、遅かれ、制限 内で始められ、さらに正確に位置を突きとめられ、受信される。 ＴＤＭサブチャネル計画 タイム・ドメイン・チャネルを１６のサブチャネルに再分割し、全帯域幅を小 さく、約０．２％に分割して低帯域幅を条件とするアプリケーションに割り当て る。 サイクルの目的は、チャネルを小さなサブチャネルに再分割できることである 。特に、1/2、1/4、1/8または1/16のチャネルサイズのサブチャネルを限定でき る。例えば、３チャネルの1/2チャネルにはフレーム１つおきにチャネル３スロ ットを含み、または、これに代わって、偶数フレーム番号にのみ３チャネルを含 む。 これを図１５に示しており、黒のフレームは、指定のサブチャネル（ＸＸＸ０） が含められているフレームである。図１５でも同様に、１つのチャネルを数個の 同等でないサイズのサブチャネルに分割したもの、1/4、1/8および1/16サイズの サブチャネル、および1 サイクル480 の１秒チャネル周期から出る２つのＲＮＤ ｛０｝を示し、サブチャネルＲＮＤ｛０｝.3.X000 を構成する。 例えば、ＲＮＤ｛０｝.3.XX10 は、ＲＮＤ｛０｝リンクの３チャネルの1/4 サ イズのサブチャネルを示す。”XX10”は、各サイクルからのサブチャネルとその チャネルに属するのフレームの正確なサブセットの両方を指定する。基本的に"X X10"は２進数であり、番号が２進法で０と１に適合しているフレームがサブチャ ネルに属するスロットを含むフレームを表していることを示している。この例で は、フレーム２、６、１０および１４はサブチャネルＲＮＤ｛０｝.3.XX10 に属 するスロットを含む。このサブチャネル指定方法は、例えば、ＲＮＤ｛０｝.3.0 0XXのような不均衡に間隔をとったスロットを有するサブチャネルの可能性、ま たは例えば、ＲＮＤ｛０｝.3.XXX0およびＲＮＤ｛０｝.3.X010のような重なり合 うサブチャネルの可能性を除外するものではない。状況はこの両性質が望まれる ように存在できる。以下の発明が適用されている: ネットワーク・サービス・モ ジュールを扱う全てのチャネルの形式は: XXXY、XXYY、XYYYまたはYYYYであって Y は0 または1 を表す。さらに、０チャネルから７チャネルまでのみが、ネット ワーク・サービス・モジュールが認識できるサブチャネルを作り出すために使用 される。 ３つのダウンストリームＲＮＤスロットは、遠隔セル・ノードとネットワーク ・サービス・モジュールとの明らかなリンクを表すことができる。一方、１チャ ネルにつき３つのアップストリームＮＲＲスロットは単純に１個のリンクの単一 部分である。所定のチャネルに送信できるネットワーク・サービス・モジュール は３つのＮＲＲスロットのいずれにも送信を行うことができる。 システム静止時間の周期は、何らかの使用に向けてチャネルまたはサブチャネ ルを割り当てさえしなければ、容易に達成される。 物理層のデータ・パケットおよびスロット 物理層はタイム・スロットのための一般的概念モデルを使用し、各スロットは 特定または最大サイズの単一データ・リンク・パケットを有する。 広域通信ネットワークの物理層は、スロット投入式パケット分配サービスをデ ータ・リンク階層に提供するよう規定されている。これは物理層の通常範囲の拡 張であり、データ・リンク階層がパケット構造を構成するための２進数値のスト リームを送受信するメカニズムを提供している。時分割多重は物理層の管轄区で あり、サイズが規定され、分類された概念、スロットはデータ・リンク層に対し て可視性があるため、パケット分配サービスは明らかな結果となる。加えて、ネ ットワーク・ノードは一般に無線チャネルを継続的に監視せず、またネットワー ク・ノードは一般に、ＴＤＭ構造と常に同期させておくための十分に精密なロー カル・クロックを有していない。物理層は、予め決まった特定の信号パターンを データ・リンク階層パケットに送受信することでスロット境界を確証する。当該 プリアンブル・フィールドの確実な性質はトランシーバー（送受信機）のハード ウエアの性能により決まる。 データ・チャネル・スロットは図１６に示すように４つのフィールドを特徴と している。８ミリ秒の先頭ガード・フィールドは、連続のスロットを切り離し、 遠隔セル・ノードを電力保存状態から目覚めさせ、送信または受信状態のいずれ かに入らせる。そのガード・フィールドは更に、ネットワーク・ノードにスロッ ト間のトランシバーを変更できる時間を与える。プリアンブルはスロットとビッ トの同期を確立させるために使用される。データ・リンク階層パケットは、デー タ・リンク階層がフォーマット決定したビットの任意のシーケンスを送信する。 スロットでパケットを受信しようとするネットワーク・ノードはプリアンブルが 始まってから遠くの数個のビットを聴取し始めなければならない。従って、パケ ット・データ内容がプリアンブルのように見えれば問題は起こりそうもない。短 後端ガード・フィールドでは、ネットワーク・サービス・モジュール時間をフレ ーム内でドリフトすることができ、データ・リンク階層パケットを次のスロット 開始の前に完全に送受信することができ、さらに、サンプリング受信機が最後の ビッ トの最後のサンプルにグリッチ（誤信号）を受けないように、送信機に最後のデ ータ・ビットを半分から全ビットの余分な時間を保留させる。データ・リンク階 層パケットは規定の長さのものであるか、または明白な長さフィールドを有し、 それゆえ、後端ガードは 停止”フィールドとして活動する必要はない。 図１７は７つの異なる種類のデータ・チャネル・スロットのスロット特性を示 したもにである。異なるビット率は多様なリンクに用いられており、このことは 図の数値を見れば明らかである。データ・リンク・パケットの開フラグ・フィー ルドもまた物理層がこれを使用してパケットの開始を認知することができる。 データ・リンク階層へのサービス提供 物理層はデータ転送および時間検索サービスをより高い階層に供給する。ネッ トワーク・サービス・モジュールでの物理層はデータ・リンクやネットワーク階 層に多くのサービスを提供する。これらのサービスは以下を含む：高い階層から リクエストが明示された時、ネットワークを同期させること、同期と同期間の現 在の時刻を保持すること、および、リクエストよりこれをリターンすること；指 定の長さのパケットを確認し、もし現在ならばこれを受信すること、または指定 のチャネルまたはサブチャネルから、他の形で命令されるまでバイトを受信する こと；指定スロットの開始を指定チャネル以内に配備し、指定のプリアンブルを 送信し、次にデータ・リンク・パケットの一連のバイトを通過させること；およ び異常な状態を検出し、当該異常な状態が検出された時点で適切なステータス・ リターン・コードでその動きを中止させること。 これらのネットワーク・サービス・モジュール・サービスに加えて、物理層も また遠隔セル・ノードで追加のサービスを提供する。これらのサービスとは次の 通りである；リクエストあればオペレーショナル・ステータス・フラグおよびカ ウンターをリターンすること；受信した信号をデジタル化したアナログ波形でリ ターンすること；あらゆるフレームのために中間データ端末からＩＲＳスロット を獲得すること；少なくとも、存在するパケットがないという結果になる必要が ある限り、必ずしも全てではないが、予め指定したチャネルのセットの遠隔セル ・ ノード・スロットに対する全てのネットワーク・サービス・モジュールを聞くこ と；および、高い階層に利用できる次のパケットを作成すること；および、ＩＲ Ｈスロットに到着した全てのパケットを受信し、高い階層へパスすること。 物理層はまた中間データ端末で追加のサービスも提供している。これらのサー ビスの内容は次の通りである；リクエスト（要求）によりオペレーショナル・ス テータス・フラグおよびカウンターをリターンすること；受信した信号をデジタ ル化したアナログ波形でリターンすること；フレーム毎にＩＲＳスロットを作成 すること；および、ＲＩＱスロットを有する全てのチャネルのＲＩＱスロットを 聴取、受信した全てのパケットを高い階層にパスすること。 代替のスロット構造が数個のチャネルのために限定されている場合、リモート ・セル・ノードおよび中間データ端末の物理層はこれらについて認識し、一般に は以下のことができなければならない：（ａ）リクエストにより特定のスロット を受信または送信すること、（ｂ）指定されたスロットを継続して聞くこと、お よび（ｃ）数個の限定されたかまたは単純に引き出された数列を、指定されたス ロットで繰り返し送信すること。この能力は遠隔セル・ノード対遠隔セル・ノー ドおよび中間データ端末対中間データ端末の相互作用をサポートする。ただし、 おそらくは中間データ端末同期は例外となろう。遠隔セル・ノードおよび中間デ ータ端末の物理的階層が、これに関してプログラムの作り直しができるフィール ドである必要はないが、むしろ、いずれ将来時間で上記の能力が必要な作業の一 つとなることが求められている。 高レベル物理層同期原理−ＩＲＳスロット 図１８に図示された同期（Ｓ）チャネルは物理層のためだけにあり、ネットワ ーク上での周波数、スロットおよび時間同期に達成するために使用される。中間 データ端末は遠隔セル・ノードへの正確な周波数および時間検索および分散検索 を保持し、次にこれらをネットワーク・サービス・モジュールへと中継する。 ＩＤＴ−ＲＣＮ同期 中間データ端末は正確な無線周波数とタイム・クロックを有し、これに他のネ ットワークが同期する。同期分配のための主要な媒体は同期（Ｓ）チャネルであ る。遠隔セル・ノードは中間データ端末が送信したＩＲＳスロットからの同期メ ッセージを受信する。遠隔セル・ノードはＲＮＳスロットとＲＮＨスロットのネ ットワーク・サービス・モジュールへ同期メッセージを送信する。 図１９に示しているＳチャネルＩＲＳスロットは、中間データ端末がリモート ・セル・ノードへ送信され、以下のフィールドを有している： ・時間同期および周波数検索パターン；１１２バイト； ・時間情報とフレーム情報を有するフラグ・パケット、合計４０ビット、８つの スペアを含む； ・曜日、０．．６、３ビット； ・時、０．．２３、５ビット； ・４で割った分、０．．１４ビット； ・フレーム番号、０．．１５、４ビット、フレーム番号もまた分の最低限重要な ２ビットを提供し、：００または：３０のいずれかで秒を示すことに留意するこ と； ・今日および明日のフラグで、日光の節約時間が有効か否かを示す； および ・ＣＲＣ、１６ビット。 ３０秒毎に中間データ端末は内部同期手順を行い、その同期手順には中間デー タ端末のＲＦ受信機および送信機を使用されるので、ＲＮＤ／ＮＲＲスロット期 間中にこの手順を行うことができる。理想的には、同期手順はＳチャネルでのＩ ＲＳスロットの直前に行われなければならない。それゆえ、同期手順は２８チャ ネルの前半半分の間に行えるようになっている。時間情報は他の何らかの形で遠 隔セル・ノードへ送信できるが、すなわちＣＲＣにはフレーム番号が必要であり 、またその番号を保護しなければならないので、少なくともＣＲＣにあるビット と同数のデータ・ビットをパケットに持つことは障害ではない。 リモート・セル・ノードは時間同期および周波数検索パターンを検索および認 識して、周波数、フレームおよび時間同期を得ることができる。全体的に混乱し ている遠隔セル・ノードは送信しない。ただし、たとえ、時たま１つまたは２つ のＩＲＳスロットが落とされても、いったん同期すれば遠隔セル・ノードは正し く作動できる場合がる。遠隔セル・ノードがクロックとＩＲＳスロットを確実に 同期させるよう注意を払わなければならない。 ＩＤＴ−ＩＤＴ同期 中間データ端末間で同期を保持することは重要な問題である。フレーミング構 造は、まず始めに、特別なサブチャネルを提供してこの活動を支持する。組にな ったＲＦチャネルの場合、中間データ端末マスターＲＦチャネルを用いて同期さ せることができ、この間、遠隔セル・ノードとネットワーク・サービス・モジュ ールは他のＲＦチャネルを使用する。サブチャネルIIS.0.0000、すなわち、図２ ０に示すＩＤＴとＩＤＴのリンクにおける０チャネルの1/16サブチャネルは、関 連する全ての中間データ端末に指定したマスター中間データ端末と同期させるた めに使用できる。マスター中間データ端末を聴取できない中間データ端末にこの 同期を中継しなければならない中間データ端末がある場合、別のスロットまたは 別のサブチャネルが必要となる。ＩＩＳスロットは、ＩＲＳスロットと類似して いる。 ＮＳＭ同期−ＲＮＳスロット ＳチャネルのＲＮＳスロットは、ネットワーク・サービス・モジュールがあま り努力しなくても見つけられるような大きくて容易に認識できるフレーム・マー カーの開始のためにある。いったん挿入されれるとＲＮＳスロットは無線周波数 検索とサブセコンド時間同期の両方をフレームの開始に提供する。 ＲＮＳスロットは２つの目的のために使用される。最初の目的は、容易に見つ けら、容易に認識されるが通常のデータ・パケットに容易に乱されないフレーム 同期パターンを提供することである。２番目の目的は周波数検索を提供すること である。最初の目的を達成するために、スロットは、図２１から２２に示されて いる通りできるかぎり大きいものとし、以下の１８ビットＲＮＳフィールドの４ ６シリーズが繰り返される： ・周波数検索として認識されるような倍の大きさの簡単な同期パターン(0111111 11110)、例えば、１２ビット； ・ＲＮＨスロット（６）まで残存するＲＮＳフィールドの番号の計数；およびＲ ＮＨスロット直前の最終フィールド。これは以下を含む： ・周波数同期を確認するための22個の１； および ・４ビットＲＮＳ閉鎖フラグまたはＲＮＨ開フラグ。 ＲＮＳスロットフィールドでＣＲＣを保護する必要はない。同期は固定され、 次の計数フィールドは連続数値であり、本質的に冗長である。 ネットワーク・サービス・モジュールは、２つの異なる環境の下でＲＮＳスロ ットから同期を得る。最初の環境は、ネットワーク・サービス・モジュールとネ ットワークとの同期に無理はないが、ネットワーク・サービス・モジュールが送 受信の前に再同期をさせる必要がある場合に生ずる。この場合、ネットワーク・ サービス・モジュールは、ＲＮＳスロットが挿入されたところで、多少とも突如 現れ、そこから検索を始める。ＲＮＳスロットが一回または二回目の探索で挿入 されることが望ましい。同期が必要な２つ目の環境は、ネットワーク・サービス ・モジュールが全て失われ、同期を見つける必要がある場合である。この環境で は、ネットワーク・サービス・モジュールは、任意の時間地点で探索を始める。 環境にかかわらず、いったんネットワーク・サービス・モジュールがＲＮＳスロ ットの探索を始めると、ネットワーク・サービス・モジュールは、特定的に、同 じ歩みをたどる：（ａ）ネットワーク・サービス・モジュールは、ネットワーク ・サービス・モジュールが同期パターンを聴取できるかを知るために、しばらく の間、聞くか、または探る；（ｂ）聞こえない場合、ネットワーク・サービス・ モジュールはネットワーク・サービス・モジュール受信機を切り、待機し、再度 聞く；（ｃ）パターンが見つかった場合、ネットワーク・サービス・モジュール はパターンをスキャンし、ＲＮＨフィールドの開始への計数を受信する。その計 数はＲＮＳフィールドのユニット内にある；（ｄ）ネットワーク・サービス・モ ジュールは同期を確認するために次の計数フィールドを調べるか、または単にＲ ＮＨフィ ールドの開始まで時間を遅らせるかのいずれかを行う；（ｅ）ＲＮＨフィールド を受信する。 ＮＳＭ−ＲＮＨスロットに対する時間分配 図２３で示すとおり、ＳチャネルのＲＮＨスロットは、遠隔セル・ノードがこ れを用いてフレーム識別番号およびネットワーク・サービス・モジュールへの現 在時刻を送信する。ＲＮＨスロットには、遠隔セル・ノードからネットワーク・ サービス・モジュールへパスされた時間、フレームおよびプロトコル情報が含ま れており、さらに次のものが含まれている： ・曜日、０．．６、３ビット ・時、０．．２３、５ビット ・４で割った分、０．．１４、４ビット。フレーム番号もまた分の最低限重要な ２ビットを示し、：００または：３０のいずれかで秒を示すことに留意すること ； ・フレーム番号、０．．１５、４ビット； ・今日、明日の日光の節約時間、合計２ビット； ・アクティブ・ＣＡＴのＩＤ、０．．３、２ビット、つまり、４つのチャネル割 当表はどの時間でも決めることができるが、限定された時間にアクティブである のは１つの表だけである。ネットワーク・サービス・モジュールがこれらの表の １つ以上の項目を記録できる場合、広域通信ネットワークは即座に、または少な くともフレーム境界で、即時に現れて短時間保持できる特定の例外的な環境を処 理するために設定できる別の表に切替えることができる；これらの環境は、メッ セージ、例えば、警告を緊急に通過させることができるように、帯域幅を緊急に 分配しなければならない場合がある。全てネットワーク・サービス・モジュール が４つのＣＡＴ項目を保持する必要があるわけではない；１つのみを処理できる ネットワーク・サービス・モジュールに関しては、そのシステムが別の表にシフ トした場合、そのネットワーク・サービス・モジュールは送受信の許可が得られ ない。これに代わって、”ダンバー”ネットワーク・サービス・モジュールが通 常どおり作動するように、表と表の間に共同体をいくつか有することができる； あるいは、例えば、０から５チャネルはただ１つのＣＡＴ項目を有することがで きるが、１５から２８チャネルまではデュアル項目を有することができる。この 時、”ダンパー”ネットワーク・サービス・モジュールは０から１５チャネルの みを使用することに限定される。 ・ＣＡＴバージョン・シーケンス番号、０．．１５、４ビット、このフィールド は、チャネルの指定が変わり、新しいＣＡＴ項目が得られた時間をネットワーク ・サービスモジュールに通知する； ・未来の限定のために保存されている予備のビット、例えば、８ビット；および ・ＣＲＣ、例えば、１６ビット。 ＲＮＨスロットに含められているフィールドはネットワーク・サービス・モジ ュール受信時間の合計を最小限にするために選ばれている。ネットワーク・サー ビス・モジュールは周期的にフレーム同期と周波数同期を探さなけれならないの で、それを拾い上げるめに別個のサブチャネルへ行くよりも同時に時間情報を拾 い上げる方が良い。ＣＡＴバージョン番号フィールドでは、ネットワーク・サー ビス・モジュールは、ＣＡＴ項目を周期的に拾い上げるよりも、必要時にのみこ れを得ることができる。 データ・リンク階層の定義 中間データ端末と遠隔セル・ノード・データ・リンクの方が遠隔セル・ノード とネットワーク・サービス・モジュール・リンクに比べて従来型のものである。 データ・リンク階層は、代表的にはネットワーク階層メッセージをパケットに入 れること、および必要な同期、エラー、フロー制御と物理的にリンクしてパケッ トを確実に転送することに関係している。データ・リンク・プロトコルは一般に 、２つのネットワーク・ノードに直接連結している単一の物理的リンクを使用す ることに関連する。 ＲＣＮ−ＮＳＭリンク 広域通信ネットワーク・データ・リンク階層は、より従来的な通信ネットワー クに見られる能力の多くを要求したりサポートしたりしない。代わりとして、全 ての連結が固定され永久のものと考えられる。いずれにしろ、開／閉の力学的な 連結を要求していない。ネットワーク・サービス・モジュールは自動的に送信す るので、ポーリングされない。メッセージのほとんどが、成功できる機会を増や せるよう一回以上送信されるが、メッセージの送信は保証されていない。高い階 層は直接または間接的に受信の確認が得られるが、個々のパケットには知らされ ない。高い階層のメッセージが多数のパケットへ分散された場合、高い階層のメ ッセージは自蔵されるか、または番号が明確に付けられるかのいずれかであるが 、データ・リンク階層は、受信されたパケットが転送と同じ順序で高い階層に送 られるという保証はしない。フロー制御は一般に個々のネットワーク・サービス ・モジュールと遠隔セル・ノードとの間には存在しない。ネットワーク・サービ ス・モジュールは通常は１日に１つかみ程のメッセージを発生させるだけで、時 にはほとんどメッセージを受信できないこともある。 データ・リンク階層は、包括的な放送を含めてデータ・リンクのアドレスを認 知する。またこの階層は、受信の時に確認されるＣＲＣチェック・フィールドを 全てのパケットに含むことによりエラー制御も行う。ＣＲＣの確認ができなかっ たパケットは通常通り計数され、捨てられる。遠隔セル・ノードはまた、パケッ トをデジタル化アナログ信号としてとらえるというオプションも提供している。 ＩＤＴ−ＲＣＮリンク 中間データ端末と遠隔セル・ノードとのリンクは、より従来型のマスター／ス レイブ・ポーリング式アクセス・リンク、または、ＨＤＬＣ用語では、不均衡な 標準の応答モードである。マスターとしての中間データ端末はプロトコルの完全 性に責任がある；全てのダイアログを開始させ、いずれの方向でも再送信が必要 な時を決定し、ダイアログが同期から逸れた場合、調整を行う。データ・リンク ・アドレスの認知とＣＲＣエラーの検出は従来型のものである。パケットのシー ケンス番号；うまく受信された最後のパケットのシーケンス番号をリターンする こ とによる認知；次に、パケットの再送信が行われる。分離したシーケンス番号は 、個々にアドレスされ、放送されるパケットのストリームのために用いられる。 フロー制御は、各パケットが次のパケットが送られる前に認知できるような機能 になっている。ただし、中間データ端末から遠隔セル・ノードへの放送およびＲ ＩＱは例外とする。 全ての遠隔セル・ノードが放送を受信したことを確認するには比較的長い時間 を要するので、認知を求める前に数個のパケットを送ることができる；これは、 スライディング・ウィンドウや、選択式の拒否ＡＰＱプロトコルにより行うこと ができる。このような放送の包括的な性質に必要なことは、ＣＤＴが責任をもっ て、ＩＤＴを調整して全てが同時に送信されたことを保証すること、および再送 信が必要な時を決定することである。 リモート・セル・ノードは、ＨＤＣＬの不均衡な非同期式応答モードつまりＡ ＲＭと同様に、パケットをＲＩＱリンクに非同期式に送り、ポーリングを要求す ることができる。 データ・リンク階層の定義 数個の用語を用いてデータ・リンク階層を定義しており、定義については以下 の通りである。 フロー制御： フロー制御とは、送信局がデータのために受信局にオーバーフ ローを確実に生じさせないための技術をいう。 ストップ・アンド・ウェイト・フロー制御： ストップ・アンド・ウェイト・ フロー制御とは、目的ノードが現在のパケットを認知するまで、ソース・ノード が別のノードを送信しないようにする技術をいう。 スライディング・ウィンドウ・フロー制御： スライディング・ウィンドウ・ フロー制御により、各パケットはｋ−ビット・シーケンス番号で分類され、最大 ｎ＝２k −１までのパケットはソース・ノードが認知のために停止および待機を しなければならない前に送信が可能である。目的ノードは、シーケンス番号を示 すパケットをソース・ノードに送ることにより１つ以上のパケットを認知し、目 的ノードは次のパケットを受信することになる。 エラー制御： エラー制御とは、パケットの送信中に生じるエラーを検知し、 訂正するメカニズムをいう。干渉環境が目的ノードに影響を及ぼして、パケット が送信されたことを認知できなかった場合に、パケットが失われることがある。 ダメージを受けたパケットは受信はされるがビットにエラーが生じる。これらの メカニズムは自動反復リクエスト（ＡＲＱ）と称され、以下のエラー制御技術が 一般に適用される： ・ エラー検知：典型的にはＣＲＣが使用される。 ・ 正の認知（肯定応答）：受信機は、うまく受信され、エラーの無いパケ ットに対してＡＣＫを送り返す。 ・ 時間切れ後の再送信：ソース・ノードは予定の時間内で認知されなかっ たパケットを再送信する。 ・ 負の認知（肯定応答）：目的ノードはエラーが検出されたパケットに対 してＮＡＫを送り返す；放送リンクにおいては、ノードは、１つ以上の妨害パケ ットを受信していないことを次にうまく受信したパケットが示した場合に、ＮＡ Ｋだけを送り返すことができる。 ストップ・アンド・ウェイトＡＲＱ： ストップ・アンド・ウェイトＡＲＱは ストップ・アンド・ウェイト・フロー制御に基づいている。目的ノードは受信し た各パケットに対してＡＣＫまたはＮＡＫを送り返し、ソース・ノードは、パケ ット原本またはパケット原本の認知のいずれかが失われた場合に、時間切れを使 用しなければならない。ＡＣＫが失われたことによりソース・ノードが再送信を した場合、典型的には最小１ビットのシーケンス番号がパケットに付けられる。 この技術をスライディング・ウインドウ・フロー制御に適用している場合、この 技術を継続的ＡＲＱという。 ゴー・バック・Ｎ ＡＲＱ：ゴー・バック・Ｎ ＡＲＱとはスライディング・ ウインドウ・フロー制御に基づく継続的なＡＲＱの変形である。複合のパケット が送信され、１つのパケットが失われた場合、すなわち、ソース・ノードはＡＣ Ｋ／ＮＡＫの待ち時間切れとする、または損傷を受けた場合、すなわち、目的ノ ードは、ＮＡＫ、次にそのパケットおよび送信された後に来たパケットを送り返 す。ＡＣＫが紛失または損傷したが、ソース・ノードが時間切れとなる前に次の ＡＣＫが送られた場合、後のＡＣＫは累積され、再送信の必要はなくなる。パケ ットにはシーケンス番号を付けなければならず、最大ｎ＝２k −１までのＡＣＫ が顕著となる。 選択的拒否ＡＲＱ：選択的拒否ＡＲＱを用いて、再送信されたフレームのみが ＮＡＫを受信するか、または時間切れとなるフレームである。ソース・ノードと 目的ノードの両方はもっと込み入っており、シーケンスから出たパケットを格納 し、処理することができなければならない。目的ノードはシーケンス番号を用い てパケットが失われたか否かを決定し、次のパケットの受信にとりかかることが できる。ｎ＜２k-1 のウインドウの大きさは、ソース・ウインドウと目的ウイン ドウの間にオーバーラップがないことを保証しなければならない。 ＲＣＮ−ＮＳＭリンクでの信頼性のあるデータ送信の獲得 競合多重アクセスとのデータ・リンクおよびパケット・エラー検出は、ただし 、認知はこの限りではないが、メッセージ送信の高い可能性を得るために他の技 術に頼っている。 パケット無線送信は、時として、ノイズ、妨害、衝突のために紛失または崩壊 することがある。ビルドイン・セルフテストができないネットワーク・ノードは 無線送信を停止する。そのシステムは幾つかの抜き取りレベルでエラー制御を行 う。 エラー検出および訂正 受信した信号は、パケットとして考慮される前にメッセージを予め決めた特定 の物理的同期パターンにマッチングさせて、ノイズやいくつかの崩壊メッセージ を抜き取る。フレーム／チャネル構造を創造するために用いられるビットのパタ ーンもまた、ノイズにより、または合法的な真のメッセージのいくつかは同じに 見えるために、誤解が生じるのを防ぐために選択される。一般に、２つのレベル の機構は、予定した時間間隔をもって切り離された２つのパターンが適合した時 点で使用される。全てのパケットは巡回符号、例えば１６ビットＣＲＣなどを用 いて、符号化することで保護が強化され、ある程度の情報冗長に応えられる。要 求がなくても、エラー訂正符号を使用してある種類のエラーを回復させることが でき、例えば、ハミング符号で単一のエラー訂正を達成することができる。単一 のエラー訂正はまた、盲目的な強引な検索方法を用いて、かなりの計算コストで ＣＲＣだけで達成できる。 パスの冗長性および衝突の回避 他の形の冗長性、いわゆるマルチパスの冗長性がシステムに存在する。ＮＲＲ リンクにおいて、数個の遠隔セル・ノードは潜在的に同じネットワーク・サービ ス・モジュールの送信を聴取することができる場合がある。さらに、異なる伝送 パスが使用されるため、および衝突に備えて、異なる捕捉率が存在し、遠隔セル ・ノードの幾つかはうまくメッセージを受信できる。ＲＮＤリンクでは、数個の 遠隔セル・ノードが同時に送信し、こうして、特定のネットワーク・サービス・ モジュールと遠隔セル・ノードとの間で一時的に接続されたパスはネットワーク ・サービス・モジュールが別の遠隔セル・ノードからのメッセージを聞けないよ うにする。ＮＲＲやＲＩＱなどの競合アクセス・リンクでのパケットの衝突が起 こった場合、任意の一時的な分配アルゴリズムは時間を越えてメッセージを広げ て、このような衝突を回避できるようサポートし、２つの衝突しかかっていたメ ッセージは実際は捕捉効果により正しく受信される。 メッセージの冗長性および十分な自己能力 ＡＭＲサービスへのアプリケーション階層はメッセージの冗長性を、別の手段 を用いてデータを確実に送信できるようにしている。図２４は、多様な形の冗長 性を示したものである。ほとんどのデータは拡張した時間周期で、数回報告され 、累積の形で、紛失メッセージの衝突を更に減らすようにしている。ネットワー ク・サービス・モジュールへのダウンストリーム・コマンドはまた何回も繰り返 され る。これらのコマンドは一般に性質上完全である；ネットワーク・サービス・モ ジュールを“トグル”するコマンドは回避される。 一般的なデータ・リンク・パケット構造 広域通信ネットワーク内のリンクに使用されるデータ・リンク・パケットのデ ザインはＨＤＬＣ規格を漠然とモデル化したものである。第１に考慮されたのは 比較的遅いデータ信号速度のチャネル、例えば短い時間のスロットの効果的な使 用である。 周知の規格データ・リンク・パケットの構造、ＨＤＬＣのフレーム・フォーマ ットを図２５に示す。この構造を用いて、フラグ・フィールドはパケットの開始 と終結をはっきり区別し、可変の長さ情報フィールドの長さを暗黙のうちに規定 する。ソースまたは目的アドレスは、バイト単位で、拡張アドレス・フィールド で指定される。８ビットまたは１６ビットで、より大きなシーケンス番号を希望 する場合、制御フィールドはパケットの種類、例えば、情報、管理または番号無 しなどを確認し、送受信シーケンス番号を入れる。数種類の管理機能により、フ ロー制御を管理し、パケットの再送信を要求できるようになっていいる。番号が 付けられていない種類のパケットは機能モードをうまくさばき、他の種類のデー タ・リンク関連状態を送信するために使用される。その構造は二方向ポイントか らポイントへの連結用に設計されており、ここで全てのパケットは認知され、局 は多重に送信されたパケットを明確に認知した状態で有することができる。 多様な各広域通信ネットワーク・リンクはＨＤＬＣフォーマトを漠然とモデル 化したものだが、特別の使用および特定のリンクのために最適化したデータ・リ ンク・パケット構造を有している。一般にデータ・リンク・パケットを設計する 場合、物理層のプリアンブルがパケットに優先する；このプリアンブルはスロッ トの開始を認知するために必要である。受信されたプリアンブルのビット数値が 有効か否かを問わず、パケットはＣＲＣの最終ビットで終結する。ただし、その 物理層は、送信機がＣＲＣの最終ビットの後に任意の数値を有する少なくとも１ つのビットを送信できることを要求している。フラグ・パターンはデータ・リン ク・パケットの開始を示す。このフラグ・パターンはデータ・リンク・パケット の一部と考えられるが、物理層もまたラグ・パターンを使用してスロットの開始 を認知し、さらにこのフィールドがデータ・リンク階層で使用できるようにして いる。 特別な種類のデータ・リンク・パケットを設計する場合、ＩＲＤおよびＲＩＲ 用以外のパケットは長さが指定され、パケットのサイズはＲＮＤおよびＲＮＣを 除いてバイト倍数とする。図２６で示す通り、ＩＲＤリンク・パケットは、それ が常に先のＩＲＨパケットと対になっているという点で特別である。ＲＮＤパケ ットは、その構造がＣＡＴサブチャネル指定により決定するという点で特別であ る。さらに、各リンクはアドレス指定の固有の形式に関連している：ＮＲＲ、Ｒ ＩＲおよびＲＩＱパケットにはソース・ノードのアドレスフィールドがある；Ｉ ＲＨパケットには目的ノード・アトルス・フィールドがあり、ここでアドレスが 放送される場合がある；ＩＲＤパケットは暗黙のうちに、同じ目的ノードを優先 ＩＲＨパケットと称している；ＲＮＤのアドレス指定はＣＡＴが指定したサブチ ャネル使用に左右される；および、ＲＮＣは暗黙のうちに放送専用のリンクであ る。最後に、データ・リンク階層はネットワーク階層と制御フィールドを共有し 、全てのパケットは１６ビットＣＲＣチェック・フィールドにより保護されてお り、基数が最も重要なバイトで送信され、まずはバイト以内のビットで行われる 。図２７から図３０は、ＲＩＲデータ・リンク・パケットの構造、ＩＲＨデータ ・リンク・パケットの構造、ＮＲＲデータ・リンク・パケットの構造、およびＲ ＩＱデータ・リンク・パケットの構造をそれぞれ示している。 データ・リンク・パケットの構造−ＲＮＤとＲＮＣのリンク ＲＮＤリンクは、コマンドおよびオペレーティング・テーブルネットワーク・ サービス・モジュールへ分配するために使用される。送信およびアドレス指定に は様々な方法が用いられ、それぞれが独自のデータ・リンク・パケットの構造を 有している。ＣＡＴは特定のサブチャネルで送信されるアプリケーション・メッ セージの種類を指定し、直接にデータ・リンク・パケットのフォーマットを指定 する；そのサブチャネルで送られた全てのパケットは同じ分配方法で、従って、 同じ構造でなければならない。 広域通信ネットワークのデータ・リンク階層はＲＮＤリンクにおけるメッセー ジ用に３つの分配メカニズムを用いている。第１に、特定のクラスに属している 全てのネットワーク・サービス・モジュールが受信するようになっているメッセ ージについては、通常はネットワーク・サービス・モジュールの種類に基づき、 クラス・アドレスへ放送される。図３１は、クラス・アドレス・データ・リンク ・パケット構造に対するＲＮＤ放送を図解したものである。第２に、個々のアド レスに対する放送は、一個のネットワーク・サービス・モジュールへのメッセー ジのために用いられる；そのメッセージは周期的に送信され、ネットワーク・サ ービス・モジュールが結果的にメッセージを聴取されるようになっている。第３ に、逆ポーリング（リバースポーリング）も同様に一個のネットワーク・サービ ス・モジュールへのメッセージのために用いられるが、メッセージは、ネットワ ーク・サービス・モジュールが逆ポーリングを明白にリクエストするメッセージ を送るまでは、送信されない。図３２は、個々のアドレスおよび逆ポーリング・ データ・リンク・パケット構造に対するＲＮＤ放送を図示したものである。１つ の分配メカニズムは特定のサブチャネルにのみ使用され、そのサブチャネルを聴 取するネットワーク・サービス・モジュールは使用しているメカニズムを認識す る。 一般に、データ・リンク・パケットのデータ・リンク階層アドレスもまた、デ ータ・リンク・パケットで送信されるメッセージ用のネットワーク階層アドレス と考えられる。ただし、これは、同時にネットワーク・メッセージ・フィールド の明白なネットワーク階層アドレス・サブフィールドをネットワーク階層が有す るのを妨げるものでない。実際、ネットワーク・サービス・モジュールのために 三等分されたアドレス指定は、この形でサポートされ、データ・リンク階層はこ れらのメッセージについて、クラス・アドレスに対する放送を使用し、ネットワ ーク階層にはアドレスフィールドが追加される。 ＲＮＣリンク ＲＮＣとＲＩＱのリンクは各データチャネル毎に共有のスロットを有している 。中間データ・端末は、ＩＲＨパケットで特別なアプリケーション制御コマンド を発信することができ、このコマンドはＲＮＣ／ＲＩＱスロットの直後に遠隔セ ル・ ノードによってエコーされる。図３３はＲＮＣ放送特別アプリケーション制御デ ータ・リンク・パケット構造を図解したものである。 動作の測定 データ・リンク階層モジュールは標準および除外データ・リンク・イベントの 数を保存している。この統計はシステム同調および故障の診断に使用される。 通信ネットワークの各階層は、各ノードで、ネットワーク操作の統計的概要を 収集する。この多数の統計的概要により、ネットワークの管理者はシステムが正 しく稼働しているかを決定することができ、同調できるパラメータの数値を決定 し、故障の原因を突きとめることができる。統計には次のものが含められている ： ・送信されたパケットの数 ・パケット再送信の数 ・有効なＣＲＣで受信されたパケットの数 ・ＣＲＣエラーのあったパケットの数 ・プロトコル妨害の数 さらに、高い階層は、復号化された二進形式で、ＣＲＣ有効パケットと共にＣ ＲＣエラーを有するパケットまたは不良のプリアンブルが入ったパケットを、ま たはパケットをデジタル化アナログ信号として、中継するようデータ・リンク階 層に要求することができる。 ネットワークと物理層との相互作用 図３４のデータ・リンク階層は、ネットワーク階層９６にサービスを提供する 一方で、物理層９８のサービスを使用する。使用する物理層９８のサービスは、 特別チャネルまたはサブチャネルの特別なスロットの開始を待つこと；周波数を 選択すること；バイトのストリームを送信すること；デコードした生のデータ・ バイトのストリームを受信すること；復号化された数値と共に、アナログ信号を デジタル化したサンプルのストリームを受信すること；進行中の操作を打ち切る こと；現在時刻の正確な数値を得ること；物理層ステータスおよび操作上の測定 値を得ること；物理層をネットワークに同期させることを明確にリクエストする ことを含む。 ネットワーク階層９６に対して提供されるサービスは、パケットにネットワー ク・メッセージを入れ、ネットワーク・メッセージを特定のスロットに入れるこ と；予め決められたスロットからパケットを受信し、ＣＲＣを確認し、ネットワ ーク・メッセージ・フィールドを引き出して、バッファー（緩衝）し、さらにリ クエストによりそれらをリターンすること；および、ステータスおよび操作上の 測定値を、物理層９８からのものと共にリターンすることを含む。 ネットワーク階層の全体像 ＯＳＴモデルによるネットワーク階層は単一のネットワークで、出発点から目 的地まで、あるいは１つ以上の中間ネットワーク・ノードを通して、メッセージ を分配する役割を担っている。図３４で示すように、広域通信ネットワークのネ ットワーク階層９６は、従来型の通信ネットワークでは見られないいくつかの機 能を果たす。 ネットワーク階層９６の目的はアプリケーション階層要件をサポートする一般 化した通信メカニズムを提供することにある。ネットワーク全体の制御はネット ワーク階層にあると考えられている。本発明によって請求する通り、ネットワー ク階層９６は、ＯＳＩトランスポートやネットワーク階層と関連するエンド-to- エンドトランスポートの目的を達成している。ネットワーク階層９６は高い階層 をデータ送信から隔離して、システム間のエンド-to-エンド連結を確立し、保持 し、終結させるためのテクノロジーに切り換える。この連結では、システムが直 接に連結されていない場合、多くのデータ・リンクを一列に並んだ状態で連結さ せることができる。ネットワーク階層９６は高い階層にメッセージ送信サービス を提供し、アプリケーション階層メッセージを送信する。 広域通信ネットワークは主に階層型ネットワーク・アーキテクチャーでの非連 結データ通信をサポートするよう計画されている。この計画目標は念頭において 、ネットワーク階層機能が提供できるものは： ・ノード・アドレス指定 ・ルーティング ・中間データ端末による遠隔セル・ノードのポーリング戦略 ・ネットワーク制御に関連するパケットのフォーマット ・パケット優先度−関連するメッセージの遅滞 ・チャネル割当表（ＣＡＴ）−関連するメッセージのスループット ・アップストリーム（上り）（レポート）伝送 ・ダウンストリーム（下り）・メッセージ、例えば、コマンド伝送 ・クラスまたは階層アドレスに対する放送 ・個々のアドレスに対する放送 ・逆ポーリング ・傍受、冗長なメッセージ減少の形式 ・ネットワーク制御、遠隔セル・ノードへのダウンロード ・オペレーショナル測定値 メッセージのサイズがかなり小さいため、送信情報の量を最大にするために、 ネットワーク、データ・リンクおよび場合によりアプリケーション階層メッセー ジ・フィールドでさえも、低い階層のパケット／フレーム内で高い階層のメッセ ージを押し込めないで、時には階層で共有する。実際、低い階層フィールドが高 い階層のエンティティに対して可視性があることは随時明白である。 広域通信ネットワーク内でのアドレス指定 広域通信ネットワーク内のネットワーク・ノードには唯一のネットワーク・ア ドレスがあるが、各種ノードではアドレスのスペースを分離してとっている。ノ ードのアイデンティフィケーション（識別子）（ＩＤ）はそのノードのネットワ ーク、データ・リンクおよび物理層のアドレスとして役割を果たす。ノードは、 環境によっては、中央データ・端末でのみ認識される多種アプリケーション階層 アイデンティフィケーションを有することができる。またはノードはノードが応 答する第２クラスまたは階層アドレスを有することができる。 個々のノード・アドレス アドレスとは、使用リンクに関連するデータ・リンク・アドレス、すなわち、 ＮＲＲ／ＲＮＤリンクにおけるＮＳＭアドレスやＩＲＤ／ＲＩＲリンクにおける ＲＣＮアドレスと考えることができるが、同時に、ノード間に個々の物理的なポ イント-トゥ-ポイント・リンクがないネットワーク・アドレスとも考えられる。 図３５は、ノードの種類別にアドレス・スペースを示したものである。図３６は 、階層アドレス指定および選択された／選択されないネットワーク・サービス・ モジュールの例を示したものである。アドレス・スペースのサイズは、存在する と考えられるどのネットワークよりも相当に大きい。ネットワーク・サービス・ モジュール・アドレスは各種ネットワーク・サービス・モジュール・アドレス内 で唯一のもでなければならない。従って、８ビットのフィールドはＮＳＭタイプ を指定した場合、ＮＳＭアドレスのスペースは潜在的に図３５に示すスペース・ サイズの２５６倍となる。 アップストリーム・メッセージは中央データ端末への送信用に内在的にマーク されており、そこで、メッセージは、内容、即ち、主にＮＳＭおよびメッセージ の種類に基づき、適当なアプリケーション・処理へ再び向けられる。一般に、ダ ウンストリーム・メッセージには目的アドレスだけが書き込まれ、アップストリ ーム・メッセージにはソース・アドレスだけが書き込まれる。遠隔セル・ノード はネットワーク・サービス・モジュールから聴取されるメッセージを受信する。 ポーリングされると、遠隔セル・ノードはアップストリーム・メッセージを匿名 の中間データ端末に中継するが、遠隔セル・ノードの応答、またはＲＩＱを聴取 された中間データ端末は、まず初めに、ソース・リモート・セル・ノードとその 制御下にあるものとを照合する。各中間データ端末にはまたＩＤＴ−ＣＤＴネッ トワークと結合する別のアドレスもある。 放送アドレス指定 数種の放送アドレスを使用する。無線媒体の放送性質に従って、受信先がたっ た１つしかない場合でも、メッセージは放送される。遠隔セル・ノードおよび中 間データ端末に向けてそれらのメッセージは多重放送媒体に存在しなければなら なず、全ての１のアドレスは、全てに対して放送を指示するために保存されなけ ればならない。このような放送で用いられる遠隔セル・ノードのセットはメッセ ージを送信する中間データ端末の種類により異なる。全ての中間データ端末が同 時にメッセージを放送した場合、全ての遠隔セル・ノードはそのメッセージを聞 くチャンスがある。たった１つの中間データ端末が送信した場合、メッセージは その中間データ端末で聴取される範囲内の遠隔セル・ノードのみに送信されると 考えられる。メッセージの内容は、特別なグループの遠隔セル・ノードへのメッ セージをさらに制限するように規定することができる。 ネットワーク・サービス・モジュールについては、放送アドレス指定は数種の 異なる環境で行われ、各環境ごとに様々に処理される。全てのネットワーク・サ ービス・モジュールに発信する情報については、その情報が占めるスロット／サ ブチャネルによってのみ識別される；アドレスは指定しない。たった１つの種類 のネットワーク・サービス・モジュールに発信する情報もある。その情報はサブ チャネルによってのみ識別されるか、または当該種類のネットワーク・サービス ・モジュールをアドレスとして使用することで識別されるかのいずれかである。 １つだけのネットワーク・サービス・モジュールに送信する情報については、ネ ットワーク・サービス・モジュールの種類とアドレスが要求される；これに代わ り、チャネルに種類が含まれている場合、種類は削除できる。最後に、特別な種 類のネットワーク・サービス・モジュールののサブセットまたは階層アドレスに 送信する情報がある場合、階層アドレスを認知する全てのネットワーク・サービ ス・モジュールは、その正規のＩＤに加えて２４ビット階層アドレスを自らに割 り当てる。送信パケットの階層アドレスは２つの部分を有し、１つ目は２４ビッ トパターンであり、２つ目は、アドレスを指定されたネットワーク・サービス・ モジュールに一致するネットワーク・サービス・モジュールに割当られた階層ア ドレス のビットと適合するパターン・ビットを選択する２４ビット・マスクである。ネ ットワーク・サービス・モジュールのアドレス指定の種類は、送信するメッセー ジの種類毎に予め決まっており、ネットワーク・サービス・モジュールはこれを 認識している。指定したサブチャネル内では、たった１つのＮＭＳアドレス指定 メカニズムが用いられる。 広域通信ネットワークにおけるルーティング 階層型ネットワークにおけるメッセージ・ルーティングは、全てのルートが直 接的であると率直に考えている。しかし、ダウンストリーム伝送の多重放送の性 質はネットワーク広域同期化のもう一つのレベルを導入させ、すなわち、中間デ ータ端末間の同期化または遠隔セル・ノード間の同期化を引き起こす。ネットワ ーク・サービス・モジュールへの逆ポーリンングの伝送は重大なルーティング（ ルート指定）決定を行わなければならないネットワーク・トラフィックの一種で ある。 アップストリーム方向では、ネットワーク・サービス・モジュールは特定の中 間データ端末に送信することはなく、メッセージを聴取する遠隔セル・モードが あれば、これが、メッセージをポーリングする中間データ端末にメッセージを中 継し、中間データ端末はポーリングされた時にメッセージを中央データ端末に中 継する。これに関して、唯一決定することは、特定の遠隔セル・ノードをポーリ ングする中間データ端末の種類である。 ダウンストリーム方向では、個々の中間データ端末または遠隔セル・ノードに 送信したメッセージは中央データ端末から直接行けるパスがあり、各遠隔セル・ ノードは単一の中間データ端末に割当られるよう想定されている。遠隔セル・ノ ードに送信した放送メッセージは全ての中間データ端末により同期化されて送信 される。全体の構想に浸透している１つの基本概念とは、いくつかのネットワー ク・ノードが同じ情報を同調させて送信することでダウンストリーム通信がほと んど行われることである。これは、１つには、中間データ端末が遠隔セル・ノー ドへ放送する結果となる。中央データ端末と中間データ端末とのリンクはほとん ど多重放送媒体とは言えないので、中央データ端末は全ての中間データ端末へ同 時に通信を行うことはない。それゆえ、中央データ端末は各中間データ端末に別 個に話かけるので、中央データ端末は、中間データ端末が共通の未来時間に遠隔 セル・ノードへ放送を開始するよう段取りする。中間データ端末は、遠隔セル・ ノードに同様な段取りをすることから、全ての遠隔セル・ノードは、ネットワー ク・サービス・モジュールへ発信するほとんどのメッセージを同調させて送信す る。 逆ポーリングにメッセージを送信した時に真のルーティングを決定することが できる。当該メッセージは、送信先のネットワーク・サービス・モジュールの逆 ポーリングを聴取されるような、いわゆる最大４つまでの遠隔セル・ノードにの みダウンロードされる。全てのメッセージを全ての遠隔セル・ノードに送信する ことに比べて、遠隔セル・ノード・メモリ条件は少なくなり、メッセージ・スル ープットは、ネットワーク・サービス・モジュール・逆ポーリング・メッセージ が個々の遠隔セル・ノードへ送信された時に増加する。しかし、各候補の中継遠 隔セル・ノードへ別々にこの送信を行わなければならないという犠牲を払うこと になる。中央データ端末のルーティング表は、各ネットーク・サービス・モジュ ールのために、正常にルーティング表を聴取する遠隔セル・ノードを記録しなけ ればならないことになる。 その完全なルートは以下を含む： ・中央デー端末 − 送信源 ・中間データ端末 − 遠隔セル・ノードが最良に最後まで送信できるよう にしなければならない中間データ端末 ・遠隔セル・ノード − 目的のネットワーク・サービス・モジュールを正 常にきき取れ、最後の送信をおこなうために選択したノード ・ネットワーク・サービス・モジュール − 送信の目的地 ルートを有効にするために、ネットワーク・サービス・モジュールとそれを聴 取する遠隔セル・ノードとの間に数種類の相互関係が存在しなければならない。 これは、遠隔セル・ノードが、ネットワーク・サービス・モジュールの逆ポーリ ングを聴取する場合のみ、逆ポーリング・メッセージを送信できるからである。 逆ポーリング・メッセージの個々の遠隔セル・ノードへの伝送にとって代われ る１つ手段は、全てのメッセージを全ての遠隔セル・ノードへ放送することであ る。 第２の代替手段では、各遠隔セル・ノードが、遠隔セル・ノードで正常に聴取 することができるネットワーク・サービス・モジュールのリストを確保する必要 があり、全ての逆ポーリング・メッセージが全ての遠隔セル・ノードに放送した としても、送信先のネットワーク・サービス・モジュールから聴取した遠隔セル ・ノードのみが後の送信のためにメッセージを格納することになる。少量のトラ フィック・システムに関しては、全てのメッセージを全ての遠隔セル・ノードに 放送することができる。 さらに別のアプローチとして、中間データ端末とネットワーク・サービス・モ ジュールの可視性との間に相互関係を持たせることがあり、この中間データ端末 はネットワーク・サービス・モジュールを聴取することができる遠隔セル・ノー ドをポーリングする。このようにして、中央データ端末はターゲットのネットワ ーク・サービス・モジュールと結合する中間データ端末のみに逆ポーリング・メ ッセージのルートを指定することになり、さらにその中間データ端末を聴取する ことができる遠隔セル・ノードだけがＮＳＭメッセージを受信する。遠隔セル・ ノードに通信先の中間データ端末について認識させることで、中間データ端末を 聴取することができるが、中間データ端末が、ポーリングしない遠隔セル・ノー ドがダウンロードで動作しないことを認識するように考慮することは、今日では 有益なことである。ポーリング中の中間データ端末を遠隔セル・ノードに知らせ ることに関して起こっている議論とは、中間データ端末が失敗した場合、他の中 間データ端末が、おそらくはシーケンス番号非連続性を知らせるよりもむしろ、 遠隔セル・ノードに認識させずに、その遠隔セル・モードを引き継げるかどうか という点である。しかしながら、引き継げなかった中間データ端末の 役を演じ る”ために中間データ端末をセットアップすることができる。明らかに最良な妥 協点は、遠隔セル・ノードがその責任により、中間データ端末にそのＩＤを与え る ようにし、ダウンロードが、特別な中間データ端末に属するＲＣＮのみのターゲ ットになるようにする。中間データ端末のＩＤは、逆ポーリング・メッセージの ような特別なタイプのダウンロードのために、最初に、遠隔セル・ノードを構成 または再構成するためにのみ用いられる。 ＩＤＴによって使用されるＲＣＮポーリング戦略 中間データ端末に用いられる遠隔セル・ノード・ポーリング戦略には、中間デ ータ端末が遠隔セル・ノードにポーリングする順序、中間データ端末がＲＩＱに 応答する方法、ステータスのためのダウンロードおよびポーリングがメッセージ のためのポーリングと分散される方法、および１つのみの中間データ端末が同時 にＲＦチャネルを使用できるように隣接の中間データ端末を調整すること、など が含まれる。 中間データ端末は、個々の遠隔セル・ノードに対する最小のポーリング率を保 証するために規定された１セットのルールに従って、その遠隔セル・ノードをポ ーリングする；必ニーズに応じたアテンションを動的に調整する；適宜にＲＩＱ に応答する；μＲＴＵに適切なアテンションを提供する；半二重リンク（ＩＲＤ およびＲＩＲ）を適切に割り当てる；および、周期的に遠隔セル・ノード・ステ ータス報告を収集する。ニーズに応じたアテンションを動的に調整する必要性を 拡大するために、１つの遠隔セル・ノードに２０のメッセージがあり、さらに別 の遠隔セル・ノードに２００のメッセージがある場合、明らかに、後者の遠隔セ ル・ノードがポーリングの頻度を上げ、両遠隔セル・ノードが類似のバッファ・ サイズを有するようにする。高い優先度を有するメッセージの内容について類似 の問題が生じた。 そのシステムの目的は、ネットワークの様々な部分にある中間データ端末がそ の遠隔セル・ノードに同時にポーリングできるようにすることである。中間デー タ端末が相互に近接している場合、または遠隔セル・ノードが多重中間データ端 末の範囲内にある場合、ポーリング戦略はまた、同時ポーリング／応答が相互に 妨害しないような方法を提供している。１つのアプローチとして、中間データ端 末が、中央に割り当てたチャネルのみのＩＲリンクにアクセスできるようにして いる。別のアプローチとして、自動-構成により各遠隔セル・ノードに使用する アンテナの情報を提供し、中間データ端末で方向アンテナを用いる。第３のアプ ローチは、全ての中間データ端末動作について中央データ端末を完全に制御する ことである。全てのアプローチは、用いるポーリング戦略に派生効果がある。 遠隔セル・ノード・ポーリング問題に対する代替のアプローチには、中央デー タ端末にポーリングの段取りとらせ、全ての中間データ端末に知らせることであ る。この代替のアプローチにより、中間データ端末はこの段取りから逸れること ができないが、ＲＩＱなど、直接関係のある全てのポーリング・ステータスにつ いての情報を中央データ端末に知らせ、これに基づき、中央データ端末は周期的 にポーリング計画を調整する。ポーリングの段取りは便宜に更新を増加できるよ うに設定され、従って、あまり変化がないように大規模な再分配をしていない。 第２の代替のアプローチでは、中央データ端末が、それぞれが使用できるチャ ネルを中間データ端末に知らせ、その際、中間データ端末のポーリング／ダウン ロード中と、ＲＣＮの応答中との両方において、共同チャネル妨害がないように しなければならない。この代替のアプローチでは、中間データ端末は、ポーリン グしなければならない遠隔セル・ノードのタイプ、およびその遠隔セル・ノード にポーリングすべき時期に関する他の全ての決定を行う。全ての中間データ端末 から全ての遠隔セル・ノードへの同時放送は、なおも、中央データ端末の直接の 制御に基づくものである。 ＮＳＭへの放送メッセージの送信 放送メッセージ送信戦略に基づき、遠隔セル・ノードはメッセージのリストを 繰り返し送信し、ネットワーク・サービス・モジュールは周期的にそれを聴取し 、これらのメッセージが自らに向けられたものかを見る。この方法は、メッセー ジが多重ネットワーク・サービス・モジュールへ同時に送信された時、またはメ ッセージが最小の遅延で送信された時に使用される。図３７は、放送メッセージ の共通のフィールドをリストにしたものである。 クラス・アドレスへの放送 クラス・アドレスへの放送は大グループのネットワーク・サービス・モジュー ルへ同じ情報を送信する。図３８は、使用するタイムテーブルおよびクラス・ア ドレスへ放送予定時間を示したものである。その方法は迅速な受信を要求する小 サイズのコマンド、および大量の比較的静的でゆっくり変化する情報のために用 いられる；後者の例として、ネットワーク・サービス・モジュールは更新情報を 受信するのに１週間もかかることがある。送信の遅延は循環周期の作用であり、 ネットワーク・サービス・モジュールが遠隔セル・ノードを聴取する頻度の作用 である。 図３７は、このようなメッセージを構成するフィールドの種類をリストにした ものである。実際のメッセージのフォーマットは１つのメッセージ・タイプから 別のメッセージ・タイプに変化することができ、ネットワーク・サービス・モジ ュールは、聴取しようとする全てのメッセージ・タイプの構造を認識している。 遠隔セル・ノードは、一連の当該メッセージをその目的のために指定したサブチ ャネルの連続的スロットに繰り返し循環する。一般に、各メッセージは１つのタ イプのネットワーク・サービス・モジュールにのみ向けられ、唯一のサブチャネ ルが各ネットワーク・サービス・モジュールのタイプに割り当てられ、同じネッ トワーク・サービス・モジュールに連結したメッセージのみがそのサブチャネル に現れる。この場合、同じメッセージ・タイプ・コードは多種のサブチャネルに 現れる多種のタイプのメッセージに使用することができる。これは単一のサブチ ャネルに、多重ネットワーク・サービス・モジュール・タイプに向けてメッセー ジを送信させることをはばむものではない。ただし、その使用するメッセージ・ タイプ・コードはあいまいであってはならず、またはネットワーク・サービス・ モジュール・タイプはメッセージの一部として含まれる。メッセージ・タイプ・ フィールドがサブチャネルで送信されるだけのタイプである場合は、自然に削除 される。要求される多種のサブチャネルの数は少ないと予想され、各リスト中の メッセージの数もまた少ないと予想される。サイズの小さいサブチャネルを使用 する ことができる。 特別なメッセージは、受信ネットワーク・サービス・モジュールの特定のサブ セットへの送信をさらに制限する追加の内容フィールドを有することができる。 指定タイプのネットワーク・サービス・モジュールは当該メッセージを受信する が、選択基準を満たすようなメッセージだけが実際に送信され、メッセージに基 づき動作する。この形式では、階層アドレスの指定はクラス・アドレス指定に対 する一般放送の専門分野である。 個別アドレスへの放送 個別アドレスへの放送により、単一パケットメッセージが個別のネットワーク サービスモジュールに分配される。これを達成するために、遅延は最小、つまり 時間の９０％、１５分以下におさえされる。これは一般的な放送分配メカニズム が特別化されたもう１つの例である。メッセージは全て単一受信宛先ネットワー クサービスモジュールのアドレスおよびネットワークサービスモジュールタイプ を含む。サブチャンネルを巡回するメッセージリストはアトルスにより区分され 、これによりネットワークサービスモジュールは無駄な検索をいち早く終えるこ とができる。必要なサブチャンネルの数は少ないと予期されるが、リストはかな り長くなる可能性が高いので、サイズの大きなサブチャンネルが必要となる。特 定のメッセージはある制限された期間のみ巡回するが、この期間は熱心な聴取者 であれば何度か聞く機会のあるだけの期間となる。分配の遅延を最小とするには 、目標ネットワークサービスモジュールは頻繁に、多分、継続的に聴取しなけれ ばならない。個別アドレスへのサービス再接続放送の１例を図３９に示す。 ＲＣＮへのＮＳＭ放送メッセージの分配 放送分配を介して、ネットワークサービスモジュールを目的地とするひと固ま りのメッセージは遠隔セル・ノードが全てコーディネートされた形態で動作する ようにメッセージ送信の開始および継続時間を指定するパラメータと共に全ての 遠隔セル・ノードに分配される。 遠隔セル・ノードへのネットワークサービスモジュール放送の分配は以下の目 的を達成するものでなければならない。 １）放送分配メカニズムは中心データ端末からの最初にメッセージ送信から、比 較的短い遅延でメッセージを分配できること。 ２）メッセージには限られた寿命があり、その期間一定回数送信される。 ３）メッセージの寿命には数分のものから数週間のものまで幅がある。 ４）遠隔セル・ノードはメッセージリストを巡回させる。 ５）メッセージは任意の回数で、リストに追加したり、リストから除外できる、 あるいは新たに入ったメッセージが現行のものに取って代わることができる。全 てのメッセージを同時に終了することができるが、これは必然的ではない。また 、新規リストは旧リストと共有部分が多いため、変更毎に全リストをダウンロー ドすることは避けるのが望ましい。 ６）遠隔セル・ノードは全て同一メッセージを同時に放送すべきであり、メッセ ージセットが変更になった場合、旧セットのメッセージを放送する遠隔セル・ノ ードがあったり、新規セットのメッセージを放送する遠隔セル・ノードがあった りするのは避けなければならない。 ５番目の目的は必要に応じてリストを拡大、あるいは縮小することで満たされ るが、できるだけ頻繁にリストを巡回させるといったアプローチの場合は、６番 目の目的はかなり困難となる。６番目の目的を満たす１つの方法をアルゴリズム Ａに説明する。遠隔セル・ノードが全て、ネットワークサービスモジュール放送 リストへの変更を受信したことを確認するためにアルゴリズムＡ が要する時間 は様々で、多分何分間かであろう。もし、一定の長さのリストが許容されるので あれば、アルゴリズムＢに示すような、より簡単な分配戦略を用いる。一定数の スロットを用いて、メッセージリストを巡回させる。スロットは空にできる。各 ネットワークサービスモジュールメッセージはそれぞれ、明確に特定された時間 間隔内に、遠隔セル・ノードにより送信される。中心データ端末は新規メッセー ジに対しスロットがいつ使用できるか継続的に把握する責任を負う。中心データ 端末はリストを均一サイズのブロックに区分し、ネットワークサービスモジュー ルメッセージを束ね、定期的な間隔で一度に一つづ発信するよう選択することも できる。例えば、フルチャンネルで、１分間に６つのＲＤＮが存在すると考えれ ば、４８メッセージのリストが８分で送信可能である。もし、リストを１２メッ セージづつ４ブロックに分け、各ブロックが３２分という寿命を有すれば、中心 データ端末は８分毎に１２個の新規メッセージをネットワークに供給でき、しか も全メッセージを３２分間フルで巡回させることができるよう、各ブロックの開 始を食い違わせることができる。この比率で行けば、中心データ端末は丸１日に ２１６０メッセージを移行できる。しかし、目的地アドレスでストアされたメッ セージを保管するのが可能であったとしても、それは困難であろう。メッセージ 発送速度と寿命の長さは中心データ端末により大幅に変更することができる、が リストサイズの変更にはアルゴリズムＡと同程度の調整を必要とする。最大リス ト長は遠隔セル・ノードのメモリーサイズにより制約を受ける。 アルゴリズムＡ i． 中間データ端末は全ての遠隔セル・ノードに多分何度も、切換時間と並ん で、変更を放送する。 ii． 放送を聴取した遠隔セル・ノードは切換時間までは旧リストの送信を継続 する。 iii． 中間データ端末は各遠隔セル・ノードが放送を受けたことを確認する。 必要に応じ再分配する。 iv． 切換時間後も送信を行っているセル・ノードは放送を受けた時点で（送信 を）停止する。 v． 中心データ端末が決定したように、遠隔セル・ノードの全ての受信が一旦 確認されると、中間データ端末は切換コマンドを放送する。 vi． もし、遠隔セル・ノードが切り換え時間以前に切り換えコマンドを受けた 場合は、切換時間になれば、中断、あるいは分配せずに旧リストから新規リスト へと変更を行う。 vii． もし遠隔セル・ノードが切り換え時間までに切り換えコマンドを聴取し なかった場合は、切換時間になればリストの送信を停止する。 viii． もし、遠隔セル・ノードが切り換え時間後に切り換えコマンドのみを聴 取した場合は、新規リストの送信を開始する。ただし、切換時間に（送信を）始 めていた部分からリストの送信を開始する。 ix． 中間データ端末は遠隔セル・ノードが全て切り換えコマンドを聴取したこ とを確認する。必要であれば再配分する。 アルゴリズムＢ i 中間データ端末は全ての遠隔セル・ノードにＮＳＭメッセージリスト、ある いはその一部を、放送の開始（時間）、合計寿命、（放送の）前回分内容の寿命 がつきる時間に続く、あるいは一致する開始時間と並んで放送する。 ii 放送を聴取した遠隔セル・ノードは特定の時間に送信を開始および終了する 。 iii 放送を聴取しなかった遠隔セル・ノードは現行リストの寿命の最後には沈 黙となる。 iv 中間データターミナルは各遠隔セル・ノードが放送を聴取したことを確認す る。必要であれば、再配分する。 v もし遠隔セル・ノードが開始時間後に放送を聴取したのであれば、時間通り に開始した場合の新規リストの地点から送信を開始する。 一般的に全ての遠隔セル・ノードは一斉に放送を開始しなければならないので 、以下のパラメータのいくつか、あるいは全てが最終分配に遠隔セル・ノードに 受け渡されたＮＳＭメッセージを伴うことがある。 ・メッセージを分配するサブチャンネル ・両アルゴリズムに必要とされる第１回目の送信時期 ・メッセージの満了時間。アルゴリズムＢに対しては、メッセージが不定期間巡 回するということを示す特定のコード、つまりＴＯＵタイムテーブルを決めるこ とができるが、これはいずれそのようなメッセージにとって代わるアルゴリズム Ａに類似のメカニズムが存在する場合にのみ有効である。 ・リストにおける位置、アルゴリズムＢ ・配列基準、アルゴリズムＡ − メッセージはＮＳＭアドレスの保管される。 ＮＳＭに対する逆ポーリングメッセージの分配 逆ポーリング法は高速分配が必要でないメッセージの分配を意図するものであ る。これはネットワークサービスモジュールおよび遠隔セル・ノード両方に於い て、エネルギーを節減するよう設計されており、個別アドレス分配メカニズムよ り有効に帯域幅を使用する。遠隔セル・ノードでのメッセージの格納、およびネ ットワークサービスモジュールが遠隔セル・ノードにポーリングを行うまで分配 が遅れるという問題のために、アドレスできるメッセージが長いリストを巡回さ せるのは避ける。長いリストはポーリングに何時間も、何日もかかることがある 。一般的に、ネットワークサービスモジュールがレポートを送信するさいには、 ネットワークサービスモジュールはそれに対し何かメッセージがないかを尋ねる オプションを有している。 逆ポーリングメッセージは図４０に説明する。逆ポーリング分配を介してコマ ンドを潜在的に受け取る各ネットワークサービスモジュールはレポート１０個に ついて１回というポーリングスケジュールを有する。これにより、定期的にネッ トワークサービスモジュールレポートパケットの一つが逆ポーリングを要請でき るようにしている。もし、このレポートを受け取る遠隔セル・ノードがＮＳＭタ イプとアドレスに基づいて、ネットワークサービスモジュールに対してコマンド を有していれば、遠隔セル・ノードは相互に合意のあった未来時間にコマンドを 送信する。ネットワークサービスモジュールはその時点で受信を行う。ネットワ ークサービスモジュールおよび遠隔セル・ノードはＮＳＭアドレス、オリジナル レポートの時間、オリジナルレポートに使用するスロット、あるいはレポートに おける任意のフィールドに基づくことのできる共通のハッシング機能を用いて分 配時間を計算する。分配までの遅延はバッテリー式のネットワークサービスモジ ュールを充電するために十分な時間とする。回線電源供給方法のネットワークサ ービスモジュールでは、最低遅延時間は更に短くなる。遅延は機能の計算には比 較 的容易で、コマンドは特定のサブチャンネルで分配される。ネットワークサービ スモジュールはどのサブチャンネルがＣＡＴエントリーに基づいているかを認知 し、一方セル・ノードは分配サブチャンネルが遠隔セル・ノードにダウンロード されたコマンドでセントラルデータ端末により束ねられていることを明白に知ら される。２つ以上の逆ポーリングメッセージが偶然同一スロットに分配予定され た場合に起こるハッシュ衝突の場合は、どれか１つのメッセージを選択分配する か、１つのメッセージを選択したスロットに分配し、２つめを同一サブチャンネ ルの（先に選択したスロットの）次に継続するスロットに分配することができる 。２つ以上の命令が衝突することは非常に希である。誰か他の人のコマンドを受 けるネットワークサービスモジュールは次のスロットで受信できる。どちらの場 合にせよ、最初となるか、分配のみかの優先権はバッテリー式のネットワークサ ービスモジュールに与えられる。 上記の計画に対して可能な選択肢あるいは追加には以下のものがある。遠隔セ ル・ノードが一旦、あるメッセージの分配をｎ回行えば、そのメッセージを遠隔 セル・ノードのリストから除外する。遠隔セル・ノードへのネットワークからの コンタクトが ｍ時間行われない場合には、遠隔セル・ノードが特定のネットワ ークに対して有するいかなるメッセージも除外する。送信された回数や、ネット ワークサービスモジュールからの接触のあるなしに関わらず各メッセージに有効 時間を決める。最低１度は分配されたメッセージを早期に除外を行う対象とする といったもの。さらに中心データ端末に提供された現状レポートにおける遠隔セ ル・ノードのメッセージバッファに残されたスペース量も含まれる。これは遠隔 セル・ノードに各ネットワークサービスモジュールにつき１つのメッセージのみ をバッファに格納できるようにする。それにより新規データによる旧データの置 き換えを行う。これはまた、遠隔セル・ノードがそのバッファにネットワークサ ービスモジュールに対して多数のメッセージの格納することを可能にし、これに より遠隔セル・ノードはネットワークサービスモジュールが逆ポーリングを行う 毎に次のメッセージを分配し、同時にまたネットワークサービスモジュールに対 し、遠隔セル・ノードが同じネットワークサービスモジュールに対して未分配の メッセージを有するかどうかを示すことになる。また、ネットワークサービスモ ジュールの次のレポートにおけるメッセージ受信の認知（肯定応答）を含み、対 応する下流側メッセージが分配される前にネットワークサービスモジュールの逆 ポーリングを含むメッセージを中心データ端末が指定できるようにしている。 遠隔セル・ノードへのネットワークサービスモジュール逆ポーリングメッセージ の分配 ネットワークサービスモジュールへの逆ポーリング分配が予定されたメッセー ジは、種々の条件下での分配用サブチャンネルおよびメッセージの配列を指定し たパラメータと共に遠隔セルにダウンロードされ殆どの場合分配に成功する。 ＮＳＷ逆ポーリングメッセージは以下の２つの方法のうちいずれかにおける遠 隔セル・ノードに分配を行うことができる。 α）全遠隔セル・ノードに対し全メッセージを放送する。 β）遠隔セル・ノードにより扱われると思われるメッセージのみを個別に各遠 隔セル・ノードに分配する。 上記の選択肢を評価する際考慮するべきいくつかの要因がある。これらは、定 められたメッセージが遠隔セル・ノードのメモリーにとどまる期間、メッセージ が実際にいずれか１つの遠隔セル・ノードにより分配される平均率、遠隔セル・ ノードのメッセージバッファの大きさ、平均システム広域メッセージ分配率、遠 隔セル・ノードにメッセージを分配するために必要とする中間データ端末〜遠隔 セル・ノード間のトラフィック量を含む。 最初の要因（ファクタ）の評価、すなわち特定のメッセージがどのぐらい遠隔 セル・ノードメモリーにとどまるかという評価は以下の通りである。もしネット ワークサービスモジュールが平均ａ時間毎に逆ポーリングを行うのであれば、遠 隔セル・ノードがメッセージを受けてから、メッセージを最初に分配する機会を 得るまでに平均ａ／２時間の遅れが存在する。更に、もし遠隔セル・ノードがメ ッセージの廃棄前に少なくとも１回、分配を行えば、メッセージは合計（ｎ−１ ）・ａ時間遠隔セル・ノードのメモリにとどまり、最後の分配の遅延は平均ａ／ ２時間となる。ａ＝８、ｎ＝３の場合、逆ポーリングメッセージの平均格納時間 は１６時間である。 第２番目の要因の評価、すなわちいずれか１つの遠隔セルによりメッセージが 実際に配分される平均率は以下のように評価できる。もしｒ個の遠隔セル・ノー ドが１日にＮ個のメッセージを配分し、ｋ個の遠隔セル・ノードが各サービスモ ジュールを受信するとすると、平均して各遠隔セル・ノードはｋＮ／ｒ個のメッ セージを配分する。ｒ＝２５００、Ｎ＝５０００、およびｋ＝４の場合、各セル ・ノードは１日に実際約８個のメッセージを配分する。 第３の要因の評価、すなわち遠隔セル・ノードのメッセージバッファのサイズ はアルファとベータの選択肢間で大きく変化する。アルファのもとでは、ネット ワークが２４時間毎にＮ個メッセージを配分しなければならず、且つ、各メッセ ージが（ｎ−１）・ａ時間格納されるとすると最善の場合で、バッファサイズＭ ＝Ｎａ（ｎ−１）÷２４が必要とされる。最初および２番目の要因を検討した際 に到達する値については、これは３３３４値と計算される。ベータのもとにおい ては、２番目の要因を検討した際の平均より、２、３倍大きなバッファサイズが 、実際に配分されるメッセージの取り扱いに十分となる。 ４番目の要因である平均システム広域メッセージ分配率もまた、アルファおよ びベータの選択肢間で大きく変化する。アルファのもとでは、もし遠隔セル・ノ ードが格納できる逆ポーリングメッセージの最大数Ｍが固定されていれば、第３ の要因を検討した際の方程式を用いて、Ｎに対する最大値を決定することができ 、これが最大平均システム広域分配率となる。Ｍ＝１０００の場合、１日につき １ ５００メッセージの割合が得られる。ベータのもとでは、第２の要因の検討から 得られる公式がＭの半分（あるいは３分の１）を表せば、Ｍ＝１０００でＮの値 を求めると１日に３１２、５００（あるいは２０８、３３３）メッセージの割合 となる。 最後に、５番目の要因、すなわち必要とする中間データ端末〜遠隔セル・ノー ド通信量はアルファ選択肢用に次のように数値を求めることができる。最善の場 合としては、いくつかのメッセージを１回のダウンロードにまとめて、Ｎメッセ ージを１回だけ遠隔セル・ノードに放送しなければならない。一旦遠隔セル・ノ ードバッファがいっぱいになると、どのメッセージが他者から配分されたメッセ ージであるかを、遠隔セル・ノードは見分けるすべを持たないため、中心データ 端末がどの旧メッセージをオーバーライトするかを明白に示す。対照的に、ベー タ選択肢は以下のように数値を求めることができる。各メッセージは最終分配が 予定されたｋ個の遠隔セル・ノードそれぞれに分配されるが、これには名目上、 全てに放送を行う場合よりｋ倍長くかかる。もし、いくつかの遠距離中間データ 端末が自らの遠隔セル・ノードに同時にポーリングおよびダウンロードが行える なら、いくつかの異なったネットワークサービスモジュールメッセージを同時に 分配することができる。一般的に、特定のメッセージを分配するように選ばれた ｋ個の遠隔セル・ノードはすべて、ターゲットネットワークサービスモジュール に”閉”でなければならないため、遠隔セル・ノードは同じ中間データ端末の管 理のもとに入りがちとなり、各ネットワークサービスモジュールメッセージを、 各遠隔セル・ノードに別々に送る代わりに、ｋ個の遠隔セル・ノードアドレスを ネットワークサービスモジュールメッセージに添付し、ネットワークサービスモ ジュールメッセージを１回のみ送れば良いようにする。この選択肢がＮ個のメッ セージの送信にかかる時間が、単なる放送よりも短くなるようにこれら２つの技 術を組み合わせることもできる。 これらの要因（ファクタ）の計算をまとめると、選択肢βが以下の理由で勝っ ていることが分かる。ＲＣＮバッファの必要量がずっと少なく、より高いシステ ム広域メッセージ処理量を達成することができる。ＲＣＮメッセージバッファサ イズはアルファ選択肢には制限となる要因で、バッファはシステム広域で分配の 望まれる１日分のメッセージ数と殆ど同じ大きさでなければらならない。遠隔セ ル・ノードからみれば、（β選択肢は）既にＲＣＮバッファに入っているものを 廃棄あるいは交換するよう命令されないため、分配過程がよりシンプルである。 が、中心データ端末にとってはどの遠隔セル・ノードに各メッセージを送信する のかを決めなければならないため、分配過程は（α選択肢より）より複雑となる 。最後に、もしいくつかの中間データ端末が同時に異なったパケットを送信でき るのであれば、全ての遠隔セル・ノードに放送を行うよりも必要となる分配帯域 幅は少なくなる可能性さえある。 １個の中間データ端末、あるいは多分同時に数個の中間データ端末が各ＮＳＭ メッセージに関連した遠隔セル・ノードのＩＤのリストを含んだダウンロードを 分配する。この放送を受けた遠隔セル・ノードは全て、ＮＳＭメッセージを受信 するが、ダウンロードに於いて識別されたセルだけがＮＳＭメッセージを保存す る。メッセージは必要な回数分配されるか、特定の有効時間が過ぎれば遠隔セル ・ノードのバッファから除外される。メッセージおよびパケットサイズにより、 ２、３のそのようなＮＳＭメッセージを単一のダウンロードに集めることができ る。しかしながら、中心データ端末あるいは中間データ端末におけるＮＳＭメッ セージが、そのようなブロック全てが満たされるまで保持されない限り、ＮＳＭ メッセージは入ってきたものから１度に１つづつ分配されがちである。 以下のパラメータの項目は遠隔セル・ノードへのＮＳＭメッセージを伴う。が 、ネットワークサービスモジュールへの分配は行われない。 ・最終分配に使用するサブチャンネル ・どのアルゴリズム、つまりハッシングを分配スロットの決定に用いるかの表 示 ・廃棄前にメッセージを分配する回数。 ・非分配の場合におけるメッセージ有効切れ以前の時間、３１時間まで、ある いは何日か。 ・ハッシング衝突の優先権。つまり、電池式のネットワークサービスモジュー ルがより優先権を握る。 ・ハッシング衝突が生じた場合、チェーニングが許可されるかどうか。 ・逆ポーリングを伴う通信一次側メッセージが、配分を行うことができる前に 満たさなければならない、サービス切断パスワードの突き合わせなどの、追加基 準。 中間データ端末アテンション用遠隔セル・ノード争奪アクセスリクエスト 遠隔セル・ノードはＲＩＱリンクを用いて、中間データ端末からのサービスに 対しリクエストを送信することができる。遠隔セル・ノードは全てこのリンクへ のアクセスを争奪する。 特定の条件下においては、遠隔セル・ノードに対し、中間データ端末からのポ ーリングは次の通常予定時間より早く行なう必要があることを決めている。ＲＩ Ｑリンクは争奪アクセスリンクで、どのセル・ノードでも使用でき、中間データ 端末からのアテンションを要請するＲＩＱメッセージを送信することができる。 ＲＩＱメッセージは遠隔セル・ノードを認識し、要請が発行された理由の指示を 遠隔セル・ノードステータスフィールドの形で含む。遠隔セル・ノードがＲＩＱ を送信するかもしれない２つの主な理由は、メッセージバッファがいっぱいとな るか、あるいは中継すべき最優先メッセージ（アラーム）を有するためである。 適切な遠隔セル・ノードのポーリングがあった場合に、前者はあまり頻繁には起 こらない、そして、後者もまた頻繁に起こるとは予測しがたいが、広範囲にわた る電力停止が生じた時に、遠隔セル・ノードが中継すべき最優先アラームを有し ているかあるいは、活動がＲＩＱリンク上で考慮される場合は別である。中間デ ータ端末が電力停止の間ＲＩＱスロットの使用に関しての特別の指示、多分、時 間遅延を増加し、電力停止の優先権を低くし、そのようなメッセージを廃棄する ような遠隔セル・ノードに対する指示を放送できるようにするＩＲＨメッセージ に、フィールドを追加することができる。バッファを充填する場合は、ＲＩＱに 対する中間データ端末の応答があまり速くならないように、しきい値を調整すべ きである。最優先メッセージの場合は、ＲＩＱへの応答においての遅延はメッセ ージを生成しているアプリケーションの条件による。 一旦ＲＩＱメッセージを受信すると、中間データ端末は遠隔セル・ノードへの サービスを早期のポーリングで行うべきか、あるいは定期的に予定された次のポ ーリングで十分かを決定する。早期のポーリングを行うことを一旦決定すると、 中間データ端末は次にそれを行うことのできる機会を決定する。もしそうであれ ば、中間データ端末の行動は調整されなければならない。明らかに、ポーリング を受けるまで遠隔セル・ノードはそのＲＩＱが中間データ端末に受け取られたと いう保証さえもたない。そして、ポーリングされるのを待っている適切なタイム アウト後に、最初のＲＩＱが他の遠隔セル・ノードからのＲＩＱメッセージと衝 突を起こした場合、無作為のバックオフ間隔の後、遠隔セル・ノードはＲＩＱを 再発行する。 もし、中間−中間データ端末や中間−遠隔セル・ノード干渉を避けるために必 要とされるように、ポーリングサイクルが短いとか、あるいはもしポーリングが きっちり統合されたシーケンスで制約されている場合は、「即時の」対応を要請 する遠隔セル・ノードの概念は実行可能ではなくなり、ＲＩＱリンクは効果的で はなくなる。 メッセージの冗長性の削減 １つのネットワークサービスモジュールからいくつかの遠隔セル・ノードへの 複数のパスが存在することで、ある特定のＮＳＭメッセージが遠隔セル・ノード に少なくとも１回は受信される可能性を著しく高める。が、いくつかの遠隔セル ・ノードがうまくメッセージを受けるとき、同じメッセージコピーを多数中継す ることから、通信量が増加するという問題がある。遠隔セル・ノードによるお互 いのアップロードの傍受は、冗長性メッセージの削減に用いることのできる技術 である。その他に考えられる技術についてもまた文書化している。 冗長性メッセージはシステムが高確率なＮＳＭメッセージの受信の可能性を達 成することに役立っている広域伝送ネットワークの基本的な特徴である。が、同 一メッセージの複数コピーを中継し、遠隔セルに受信させるのは望ましくないし 、 また多数の遠隔セル・ノードが各ネットワークサービスモジュールを受信する場 合は、不可能でさえある。特定のＮＳＭメッセージを受信する遠隔セル・ノード 数は、以前はオーバーラップと呼ばれ、３つか４つと推定されるが、それ以上に なる可能性もある。 冗長性の削減の必要性を強調するために、２５個の遠隔セル・ノードにサービ スを行い、各セル・ノードに５０秒毎に（これは楽観的であるが）ポーリングを 行い、各ポーリングについて５つのＮＳＭメッセージを収集し、６ｍｓｇｓ／分 の最大流出を結果として生じている中間データ端末を考えてみる。推測では遠隔 セル・ノードの流入は（仮定の数によるが）９０００メッセージ／日、あるいは ６．２５メッセージ／分である。完全な冗長性の削減とは遠隔セル・ノードがこ れらのうち１つ中継するか、あるいは、１つも中継する必要のないことを意味す る。 傍受を利用すれば、遠隔セル・ノードは隣接の遠隔セル・ノードが中間データ 端末に送信するレポートを受信し、隣接の遠隔セル・ノードが中継したＮＳＭメ ッセージを廃棄する。傍受を行った遠隔セル・ノードは中間データ端末に於いて 、受信確認を行う必要がない。それはポーリングを行った遠隔セル・ノードの責 任である。ＲＩＲメッセージは傍受を行っている遠隔セルが報告されるＮＳＭメ ッセージのいずれかを所有しているかどうか決めるために全レポートを受信する 必要がないような構造となっている。これにより、この機能遂行に必要なエネル ギーを削減する。ＮＳＭメッセージは ｎｓｍｔｙｐｅ，ｍｓｍａｄｒ，ｍｓｇ ｔｙｐｅおよびｍｓｇｎｏフィールドにより独自に識別される。メッセージの優 先権は適切な列に検索を配置するのに役立つ。 冗長性の削減は必要とされる一方で、望ましくない副作用をもたらす。その１ つが中心データ端末にどの遠隔セル・ノードに特定のネットワークサービスモジ ュールを聴取させるかを決定させる情報の崩壊である。しかし、どの遠隔セル・ ノードが特定のネットワークサービスモジュールからのメッセージを中継するか に就いては無作為なバリエーションで十分なことがある。一方、１日に１度だけ 送信されるＣＳＴＡＴのような特定のメッセージを廃棄できないものとして指定 す るのも、どの遠隔セル・ノードがネットワークサービスモジュールを聴取するか を識別するもう１つの方法となる。しかし、聴取パターンを更に詳細に分析する には、傍受が一時不能になることが必要である。遠隔セル・ノードは傍受により 廃棄されたＮＳＭメッセージ数を数え続けるだろう。 冗長性の削減技術の遂行はいくつかの基準に基づいて評価される。これらの基 準には、達成した削減量、電気エネルギーの観点からのコスト、ＲＡＭ、通信オ ーバーヘッド、伝搬条件の関数となる冗長性レベルに対する感度、試みをサポー トするために必要な計算上の複雑さおよびネットワーク管理、ＮＳＭメッセージ を完全に廃棄してしまうリスクなどがある。 傍受により冗長性メッセージの少なくとも半分は削除され、遠隔セル・ノード の電力予算は１０−２０％しか必要とせず、追加ＲＡＭを必要とせず、各ＲＣＮ 用の隣接表を決めるためにかなりの量の計算を必要とし、これらの表を伝送する ための通信はわずかとなるだろうと予期される。一方、傍受は遠隔セル・ノード のみを報告する信号強度に基づいて行うことができる。このテクニックはどのよ うな冗長性程度にも使用することができる。ＮＳＷメッセージを完全に廃棄して しまうリスクはないが、不公平や不均一の潜在性があるため、他より多くのメッ セージを中継する遠隔セルモードもでてくる。 傍受に代わって、メッセージの冗長性の削減を提供するものとして、エッジ収 集および部分ポーリング、広範囲収集と部分ポーリング、表に基づいたメッセー ジの受領、ランダム廃棄、信号強度に基づくランダム廃棄、例外リスト付信号強 度がある。それぞれをパラグラフ毎に以下に説明する。 エッジ収集と部分ポーリング エッジ収集および部分ポーリングでは、遠隔セル・ノードが１つあるいは２つ 以上のエッジ隣接セルにポーリングを行い、そのローカルバッファにおける冗長 性メッセージを検索し、更に中間データ端末によるポーリングを待つ必要がある 。エッジ隣接セル・ノードは中間データ端末により直接ポーリングされるセル・ ノードである。隣接セルにポーリングを行う遠隔セル・ノードもあれば、しない も のもある。この方法はポーリング戦略にも影響を与える。 広範囲収集および部分ポーリング 広範囲収集および部分ポーリングでは、遠隔セル・ノードは何らかの方法で隣 接するセル・ノードにポーリングを行う必要がある。２５個の遠隔セル・ノード からのメッセージがたった４個の遠隔セル・ノードで終了することもある。この 方法はポーリング戦略にも影響を与える。 メッセージ受領に基づく表 この代替案を用いる場合、もしＮＳＷアドレスが遠隔セル・ノード表にあれば 、遠隔セル・ノードはそれを格納する。約３つの遠隔セル・ノードがそれらのリ ストにネットワークサービスモジュールのアドレスを有している。 ランダム廃棄 ランダム廃棄のもとでは、アラームとＣＳＴＡＴを除くＮＳＭメッセージの何 パーセントかが無作為に廃棄される。多分メッセージの半分は廃棄されるだろう 。もし６個の遠隔セル・ノードがＮＳＭメッセージを聴取したとすれば、中央デ ータ端末までメッセージを送る可能性は９８．４％ある。 信号強度に基づくランダム廃棄 信号強度に基づくランダム廃棄を用いる場合、もし受信した信号強度があるし きい値を越えると、遠隔セル・ノードはそのメッセージを保持する。もし受信信 号が灰色区域にあれば、遠隔セル・ノードは無作為ベースでメッセージを廃棄す る。 例外リスト付信号強度 もし受信信号強度があるしきい値を超えた場合は、遠隔セル・ノードは例外リ スト付の信号強度を用いて遠隔セル・ノードはメッセージを保存する。聴取して いる全遠隔セル・ノードに於いて、信号強度の低いＮＳＭメッセージについては 放送ネットワークサービスモジュールのＩＤが遠隔セル・ノードのいくつかにダ ウンロードされ、これらの遠隔セル・ノードのうちそのネットワークサービスモ ジュールを聴取したいくつかが、信号強度に関わらずメッセージを保持する。 一般的ネットワークメッセージ構造 ネットワークメッセージはデータリンクパケット内に閉じ込められており、ア ドレスと制御フィールドは両方の層に共通である。ネットワーク層は種々の配分 メカニズムを用いて、アプリケーション層メッセージを伝送するメッセージとネ ットワーク自体の動作を制御するために用いるメッセージとを区分する。広域伝 送ネットワークメッセージ機構のネットワーク層は特定の基準に基づかない。 ネットワークリンクの各タイプには異なったセットのメッセージが決められて いる。メッセージは制御フィールドの明白なメッセージタイプサブフィールドを 含むか、あるいはメッセージタイプはそれが送信されるチャンネル、あるいはサ ブチャンネルにより絶対的に決められており、そのチャネルだけが単一タイプの メッセージを伝送する。実際のところ、もしメッセージタイプフィールドが存在 すれば、アプリケーション層メッセージから受け継ぐこともある。データリンク 層に所属していると定義されているアドレスおよび制御フィールドがネットワー ク層から受け継がれたとみなされているように。 アプリケーション層メッセージの輸送に用いるネットワークメッセージもまた 、ノードに最終分配の仕方、あるいは最終分配をいつ行うか指示する制御情報を 含む。ネットワーク層はそのようなアプリケーション層メッセージの中身の解釈 が分からない。ネットワークオペレーションの制御に使用されるその他のネット ワークメッセージはネットワーク層内で十分に定義されており、アプリケーショ ンメッセージを持たない。 アプリケーションメッセージはノードからノードへとネットワーク層により中 継されるため、異なった形のネットワークメッセージをそれぞれ連続するリンク に使用したり、フィールドを再編成したり、メッセージ属性を含むフィールドを 元のメッセージに付けたり、元のメッセージから外したりすることがある。 ここでは各リンクに対し、対応するデータリンクパケットの「制御」および「 ネットワークメッセージ」の中身という点について、ネットワークメッセージを 論じる。 ネットワークサービスモジュールレポートメッセージ ＮＲＲメッセージ（ＮＲＲＭ）はネットワークサービスモジュールアプリケー ション層レポートを含み、データリンクパケット内に閉じこめられている。制御 フィールドのサブフィールドはアプリケーションメッセージタイプ用にメッセー ジタイプ用、および、ＡＲＱには使用されないシーケンスナンバリングなど特別 な用途のアプリケーション用に存在する。「ネットワークメッセージ」フィール ドはアプリケーションメッセージと同一である。図４１はデータリンクパケット のコンテクストにおけるＮＲＲネットワークメッセージ構造を図示する。 制御フィールド 説明 ・ｍｓｇｔｙｐｅ−アプリケーションメッセージタイプ。ネットワーク層は ｍｓｇｔｙｐｅの解釈は行わない。が、このフィールドを用いて、メッセージ優 先権を引きだし、ｍｓｇｎｏとともに、傍受目的のために各メッセージの識別を 行う。 ・ｍｓｇｎｏ−メッセージシーケンス番号。ｍｓｇｔｙｐｅとは別に、ネッ トワークサービスモジュールにより各メッセージを送信して、モジュールを１６ 増加させる。ネットワーク層により使用され、傍受のためにｍｓｇｙｐｔｅと共 に失われたメッセージの識別、勘定に役立つ。ｍｓｇｎｏはメッセージの肯定、 あるいは再送信には使用されない。 ・ｒｅｖｐｏｌｌ−逆ポーリング。データリンク層の管轄内で考慮され、逆 ポーリングコマンドの分配の要請がある場合に、それに使用される。 ・プロトコルの状況−コマンドが受信されたことを簡単に報告するために用 いることができる。もしネットワークサービスモジュールが最近に（クラスか個 別かの）放送、あるいは逆ポーリングコマンドの受信に成功した場合、ヘッドエ ンドが各セット１ビットを用いて配分の遅延を推測する。逆ポーリング表示器を ＡＣＫとして使用し、ＲＣＮコマンドバファスペースを開放することができる。 放送用表示器は定時間あるいは定メッセージ数をとおし、逆ポーリング表示器は 次の逆ポーリングの要請があるまで継続する。 ・優先権−メッセージ優先権のことで、「メッセージ優先権のまとめ」と題 された後の章に定義される。 ネットワークメッセージフィールド このフィールドはＮＳＭタイプ内にＭＳＧＹＴＰＥ用に定義されるようにアプ リケーションレポートデータ（ＲＤＡＴＡ）を含む。データリンクおよびネット ワーク層は密接に関わっており、アドレスと制御フィールドを共有していること にご注目されたい。遠隔セル・ノードがＲＩＲメッセージ内のネットワークサー ビスモジュール報告を中間データ端末に中継するとき、ＮＲＲＭａおよびＮＲＲ Ｍｂの２つの部分に分けられ、傍受がしやすくなっている。 ネットワークサービスモジュール用メッセージ−−−ＲＮＤ ＲＮＤメッセージはネットワークサービスモジュールアプリケーション層コマ ンドを含み、データリンクパケットに閉じこめられている。制御フィールドのサ ブフィールドはアプリケーションメッセージ（コマンド）タイプ用およびシーケ ンスナンバリングなど特定用とのアプリケーション用に存在し、ＡＲＱ用には使 用されない。「ネットワークメッセージ」フィールドはＣＡＴ分配以外はアプリ ケーションコマンドに同一である。 クラスアドレスメッセージへの放送 図４２はデータリンクパケットのコンテクストにおけるクラスネットワークフ ォーマットへのＲＮＤ放送を図示するものである。完全なメッセージは次のもの を 含む。オプショナルアドレス（ｎｓｍｔｙｐ−データリンクパケットフィールド ）、メッセージ（コマンド）タイプ、アプリケーション特定制御サブフィールド 、アプリケーションメッセージ。もし分配サブチャンネルが単一ネットワークサ ービスモジュールタイプ専用であれば、アドレスは単に省略され、メッセージフ ィールドは８ビット拡大する。各アプリケーションは行ったメッセージシーケン スに責任を持つ。 個別にアドレスされたネットワークサービスモジュールへの分配 個別にアドレスされたネットワークサービスモジュールへの分配はデータリン クアドレスフィールドのｎｓｍａｄｒ部分が存在しなければならないこと以外は クラスアドレスへの分配と原則として同一である。ｎｓｍａｄｒ部分が存在する ことで「ネットワークメッセージ」は３２ビット小さくなっている。このメッセ ージ構造は個別アドレスへの放送用および逆ポーリング分配メカニズムの両方に 用いられる。図４３は個別アドレスへのＲＮＤ放送およびデータリンクパケット のコンテクストにおける逆ポーリングネットワークメッセージフォーマットを図 示する。 ＣＡＴ分配 ＣＡＴ分配は「ネットワークメッセージ」フィールドがネットワーク層、つま りアプリケーションデータのみしか含まない、クラスアドレスへの放送の特別な ケースに過ぎない。ＣＡＴ分配は専用サブチャンネル内で行われるため、ｍｓｇ ｔｙｐは省略される。図４４はデータリンクパケットのコンテクストに於いて、 ＣＡＴエントリの分配に使用されるネットワークメッセージを図示する。ＣＡＴ 分配メッセージフィールドは以下を含む。 ・ｎｓｍｔｙｐ：ＮＳＭタイプ ・ａｐｐｌｔｙｐ：ＮＳＭタイプ内のアプリケーションサブタイプで、ネット ワークサービスモジュールの特定の機能的サブ処理用にそれぞれ意図された単一 ネットワークサービスモジュール、つまりＴＯＵやロードサーベイなどに、多数 のＣＡＴエントリを分配させる。開示したように、本発明では各ＮＳＭタイプに 単一のＣＡＴエントリを与える一方で、将来的な拡張に備えて、今のとこころａ ｐｐｌｔｙｐが含まれている。 ・ＣＡＴ ＩＤ−１つのＣＡＴからもう一つのＣＡＴへの急切換を可能にする 。 ・ＣＡＴバージョン：ＣＡＴバージョン番号で、ＣＡＴの旧バージョンと新バ ージョンの識別に用いる。 ・ＮＲＲチャネルビットマップ：ネットワークサービスモジュールがＮＲＲリ ンク上にその報告を送信できるチャンネル１から２８までのそれぞれに対応する １ビットのビットマップ。特定のチャンネルを持ったＮＲＲスロットが使用され ることもある。 ・ＲＮＤ放送サブチャンネル：ＮＳＭが聴取すべき、チャンネル、サブチャン ネル、スロット、サブチャンネルのサイズをＮＳＭに向けられたクラスアドレス コマンドの放送用に、あるいは個別ネットワークサービスモジュール用に識別す る。これによりネットワークサービスモジュールはクラスあるいは個別アドレス コマンド配分を予期すべきかどうかわかる。 ・ＲＮＤ逆ポーリングサブチャンネル：個別ネットワークサービスモジュール 用逆ポーリングコマンド以外上記と同様である。 ＲＮＤのパケットサイズが比較的小さいため、メッセージのネットワーク層構 造はアプリケーションリンクに大きく依存して、ＲＮＤリンクを下って行く。こ のため、利用できるビットを最適化できる。図４５はサブチャンネル指定様式を 図示する。 遠隔セル・ノードレポートメッセージ 中間データ端末は遠隔セル・ノードにポーリングし、ＮＳＭメッセージを中継 させるか、様々な内部状況を報告させることができる。ＮＳＭメッセージはＲＩ Ｒレポートで再配列され、冗長性制御の傍受法を行いやすくする。 遠隔セル・ノードはメッセージに対するポーリングに応答して、５個までのメ ッ セージで構成されたブロックを１度に１つ送信する。これらのＲＣＮレポートメ ッセージはメッセージ冗長性制御を行うための傍受を利用している近接の遠隔セ ル・ノードの受信エネルギーを最小とするような構造となっている。それを独自 に識別するＮＳＭメッセージからのフィールドは、ＲＣＮレポートの最初に於か れ、次に中間ＣＲＣが続く。傍受遠隔セル・ノードは一旦このＣＲＣを受けると 、聴取を停止することができる。ＮＳＭメッセージの内容の残り部分はその後に くる。遠隔セル・ノード送信エネルギーはこれらのレポートメッセージを可変長 にすることで更に最小化される。レポートに当てはまるＮＳＭメッセージの最大 数は中間データ端末がいくつの追加タグフィールドを要請するかに依る。そして 、タグされたＮＳＭメッセージの整数はＲＩＲデータリンクパケットのネットワ ークメッセージフィールドの最大サイズより少ないため、レポートメッセージサ イズが変化する。中継すべきＮＳＭメッセージ数がこの数より少ない遠隔セル・ ノードはより短いレポートメッセージを送信する。図４６−４９はデータライン パケットのコンテクストでＮＳＷメッセージの中継に用いるＲＩＲネットワーク メッセージ、データリンクコントロールフィールドにより構成されるＲＩＲネッ トワークメッセージサブフィールド、ＲＣＮステータスフィールドによりなるサ ブフィールド、およびＲＩＲＩつについてのＮＳＭメッセージの最大数をそれぞ れ図示する。 図４６に示すように、ＮＳＭメッセージを持ったＲＣＮレポートは特別な形で ＲＩＲデータリンクパケット構造を使用する。 ・コントロール：データリンクパケットのフィールド ・ｍｓｇｔｙｐｅ：メッセージに含められた項目の一定タイプを意味する。（ ８ビット） ・ｎｉｔｅｍｓ：項目数（０≦ｎ≦１５） ・ｓｅｇｒｅｆ：ポーリング／応答参照番号（４ビット） ・ｓｅｑｂｃｓｔ：放送シーケンス番号（選択式ＡＣＫ／ＮＡＫを組み込む 。）（４） ・ｓｅｑｉｎｄ：メッセージシーケンス番号（各ＲＣＮにつき）（４） ・長さ：データリンクパケットのネットワークメッセージフィールドのバイト数 ・ＮＳＭ ｍｓｇ ＩＤｓ ・ＮＲＲＭａ1...ｎ：ｎ個のメッセージＩＤのリスト ・中間ＣＲＣ：データリンクパケットの開始から ・ＲＣＮ状況 ・ｍｓｇｓ．ｓ：ＲＣＮバッファにおけるＮＳＭメッセージ数の表示（４） ・ａｌｍｓ．ｓ：ＲＣＮバッファにおけるＮＳＭアラーム数の表示（４） ・ＲＣＮＳＴ：ＲＣＮセンサー状況（８） ・ｍｓｇｆｍｔ：ＮＳＭメッセージフォーマット（添付タッグの表示）（４） ・優先権：含まれるＮＳＭメッセージの実際最優先権。（４） ・ＮＳＭ ｍｓｇ内容（ｍｓｇｆｍｔはどのタッグが存在するかを表示する。） ・ＮＲＲＭｂ1...n：上記ＩＤに対応するｎ個のＮＳＭ ｍｓｇｓのリスト ・ｐｔａｇ：ＮＳＭメッセージ優先権（４ビット） ・ｖｔａｇ：ＮＳＭメッセージ値（４） ・ｄｔａｇ：メッセージ受信日の表示（曜日のみ）（３） ・ｅｔａｇ：ＣＲＣエラーで受信したメッセージを表示（１） ・ｔｔａｇ：メッセージ受信時間の表示（１６） ・ｆｔａｇ：ＮＳＭメッセージの測定周波数（８） ・ｓｔａｇ：ＮＳＭメッセージの測定信号強度（８） ・ｃｒｃ：ＮＳＭメッセージで受信したオリジナルのＣＲＣ（１６） ・ｃｔａｇ：プリアンブルについての測定相関係数（８） ・ｍｔａｇ：プリアンブルについてのメリットの測定数 ＲＣＮレポートメッセージ−−−ＲＣＮ状況 中間データターミナルは遠隔セルノードにポーリングを行い、遠隔セルノード がＮＳＭメッセージを中継するか、あるいは様々な内部状況を報告するよう要請 する。状況報告メッセージには遠隔セルノード内部状況報告が含まれる。 遠隔セルノードの状況報告は片方向ＲＩＳＴメッセージの形式に厳密に従うも のとされている。物理的であろうと、データリンクであろうと、ネットワーク層 であろうと、新たにオペレーション測定用に導入される新規フィールドは以下を 含む。 ・利用できるＮＳＭコマンドバッファスペース ・配分された逆ポーリングメッセージ数。 ・広域電力停止のために廃棄されたＮＳＭメッセージ数。 ・傍受のために廃棄されたＮＳＭメッセージ数（隣接セルノード１つにつき、 ないしは他の方法）。 ・プリアンブルの相関がしきい値以下であるために廃棄されたパケット数。 ＲＣＮポーリングメッセージ 中間データ端末はＩＲＨスロットを使用して、遠隔セルノードにメッセージを 求めるポーリングを行うか、次のダウンロードを告げる。従って、ＩＲＨはＲＩ Ｒ／ＩＲＤスロットがＲＩＲスロットとして用いられるか、あるいはＩＲＤスロ ットとして用いられるかを直接的に表す。ＩＲＨはまた、遠隔セルノードに特別 なアプリケーションを配分するために使用することができ、コマンドは直ちにネ ットワークサービスモジュールに中継される。 中間データ端末は特定の情報用に個別の遠隔セルにポーリングを行うか、ある いは一度に１つか、あるいは全ての遠隔セルノードをダウンロードすることで、 遠隔セルノードによるダイアログの制御を行う。中間データ端末はＩＲＨメッセ ージに於いて希望されるオペレーションを表し、以下の共有ＲＩＲ／ＩＲＤスロ ットを、ポーリングに対する遠隔セルノードの応答用か、あるいはデータターミ ナルのダウンロード用に適切に用いる。ＩＲＨメッセージはＩＲＨ／／ＲＩＱデ ータリンクパケットで伝送されるもので、下記のメッセージフィールドを含む。 ・ｓｌｏｔｔｙｐｅ：ＲＩＲ／ＩＲＤスロットの使用を表す。：ＲＩＲか、Ｉ ＲＤ、あるいは非使用。（３ビット） ・ｓｅｑｎｏ：シーケンス番号：解釈はコンテクストによる。次のうちいずれ か。 ・ｓｅｇｒｅｆ：もし、個別遠隔セルノードにポーリングを行う場合はポー リング／応答参照番号。 ・ｓｅｇｉｎｄ：個別遠隔セルノードへのダウンロードの場合のシーケンス 番号。 ・ｓｅｑｂｃｓｔ：全遠隔セルノードへの放送の場合のシーケンス番号。 ・ｍｓｇｔｙｐｅ：ポーリングされた、あるいはダウンロードされたデータの タイプ。 ・ｉｎｄｅｘ：大型のテーブルの一部分をダウンロード、あるいはアップロー ドする際の配列指標（インデックス）。 ・特別アプリケーション制御（ＳＡＣ）：ロード制御を含む。ＳＣＲＡＭコマ ンド ・ＳＡＣ ｅｎａｂｌｅ：遠隔セルノードがＳＡＣフィールドを中継するかど うかを示す。 図５０はデータリンクパケットのコンテクストにおけるＩＲＨネットワークメ ッセージフォーマットを図示する。ＳＡＣフィールドを用いて、加入しているネ ットワークサービスモジュールに特別アプリケーション制御コマンドを分配する 。遠隔セルノードがＳＡＣコマンド有効の状態でＩＲＨを受信すると、遠隔セル ノードは続きのＲＩＱスロットでコマンドを中継し、これは遠隔セルノードがど のようなＲＩＱを送信しようとしていようとこれに優先する。このような特別ア プリケーションコマンドの受信が可能なネットワークサービスモジュールは継続 的にＲＩＱリンクをモニタしなければならない。もしＳＡＣ有効ビットが明らか であれば、ＳＡＣフィールドは除外される。図５１はＳＡＣフィールドを構成す るサブフィールドを図示する。 ポーリング、ポーリングへの応答および個別遠隔セルノードへのダウンロード は全て停止ー待機ＡＲＱ戦略の元に動作する。ゆえに、エラー制御にはシングル ビットシーケンスナンバーフィールドで十分である。しかしながら、それに続く メッセージがそれに続くモジュール１６のシーケンス番号を有する必要はないと いう規定で、４ビットフィールドが使用される。最後に送信されたシーケンス番 号と異なるシーケンス番号は何れも次のメッセージが送られる以前に同一のシー ケンス番号が告げられる。 放送には、告知を得るまでに長い遅延があるために、エラー制御に拒否選択可 能ＡＲＱ技術を用いた、スライド窓フロー制御戦略が提案される。４ビットシー ケンス番号で、８つまでの際だったメッセージが曖昧なく、選択的にＡＣＫある いはＮＡＫされる。ＡＣＫ−ｎは際だったメッセージ全てにｎ以下、８個までの シーケンス番号を告げ、メッセージｎについては何も述べない。いっぽう、ＮＡ Ｋ−ｎもまた、ｎ以下のメッセージに告げ、シーケンス番号ｎでメッセージの再 送信をはっきりと要請する。 ＲＣＮダウンロードメッセージ−−−ＮＳＭ配分メッセージへの放送 中間データターミナルから遠隔セルノードへのダウンロード情報はネットワー クサービスモジュールに中継されるメッセージか遠隔セルノードそのものの操作 に関する指示かにより成っている。ネットワークサービスモジュールへのメッセ ージの配分は遠隔セルノード全てによる協働された同時放送か、あるいは逆ポー リング機構により行われることで特徴づけられる。 図５２は遠隔セルノードへの配分ネットワークサービスモジュール放送メッセ ージ用ＩＲＤネットワークメッセージフォーマットを図示する。図５３は種々の ＩＲＤフィールドより構成されるサブフィールドを図示する。メッセージリスト は特定のサブチャンネルに関連する。異なったサブチャンネルそれぞれは独自の リストを有する。中間データ端末がサブチャンネルに関連したメッセージリスト の長さを変更できるメカニズムが必要である。これは全遠隔セルノードに調整し なければならない。主目的は異なった遠隔セルノードが異なったメッセージを同 時に放送するのを避けることである。これを防ぐには、新しいリスト長のＩＲＤ メッセージを使用中の各サブチャンネルに送り、このリスト長が有効となる以前 に、全ての遠隔セルノードにこれを告げる必要がある。設置あるいはリセットの 後に初めてラインに入った遠隔セルノードは既に動作している他の遠隔セルに同 期させる必要がある。 ＮＳＭ放送メッセージの遠隔セルノードへの配分は前に論じ、それに続く放送 配分用の遠隔セルノードへのＮＳＭメッセージの配分の一般的メカニズムについ て説明した。使用されるアドレシングの方法に関わらず、それにより、全て、あ るいはいくつか、あるいは単一のネットワークサービスモジュールへの放送が行 われるとしても、各ＮＳＭメッセージは遠隔セルノードに配分され、続いて、共 通の方法でネットワークサービスモジュールに送信される。遠隔セルノードは特 定のサブチャンネルに配分されるＮＳＭメッセージの固定長リストを保持し、繰 り返し全メッセージリストを送信する。パラメータはいつ、どこにＮＳＭメッセ ージを放送するかを示す。特に： ・ｓｕｂｃｈａｎ：分配サブチャンネル ・ｉｎｉｔｉａｌＳｌｏｔ：初回送信用の初回リスト構成要素の日、周期、お よびフレーム番号。 ・ｌｉｆｅｔｉｍｅ：廃棄以前に回数、フレーム、メッセージが放送される。 ・ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＮＳＭメッセージが占めるリストにおける位置 全てのＮＳＭメッセージが生成される、中央データ端末はせいぜいメッセージ が１ついずれかのスロットに配分されると特定している。これにはリスト位置に おける新規メッセージの最初のスロットは（新規メッセージが）取って代わる（ 旧）メッセージの寿命が切れる前には起こらない（始まらない）ということが必 要である。 必要なスロットが現れたときに、メッセージ送信の準備ができているように、 遠隔セルノードはスロット命令の中に、ＮＳＭコマンドのリストを保持するもの とする。一般的に中間データ端末は旧コマンドが失効するに先立ってネットワー クモジュールへの新規コマンドを分配する。従って、遠隔セルノードは必要とな るまで新規コマンドを保存することができる。 中間データ端末はアルゴリズムＡを用いて、どのサブチャンネルに関連するメ ッセージリスト長も構成できる。中央データ端末は必ず、切換時間をメッセージ リストの開始（時間）に一致させなければならない。遠隔セルノードは縮まった リ ストの最後が過ぎるとメッセージ送信を停止し、「空」のリスト位置には沈黙を 保つ。 この配列においては、遠隔セルノードは個別のＮＳＭタイプのＣＡＴ指定に気 付く必要はない。しかしながら、ＣＡＴ ＩＤの他への切り替えには重要な含蓄 があるため、上流側トラヒックのみが多数のＣＡＴを条件とすることを明らかに する必要がある。 メッセージ分配用のこのメカニズムは定期的に予定されたメッセージパターン を意図したもので、実際に巡回しているメッセージの優先使用を可能にするもの ではない。希望のある場合は、リスト内に「穴」を残し、緊急のメッセージが任 意の回数さし込めるようにする。しかし、現在考慮されているメッセージは全て 、このメカニズムを用いて、適切にスケジュールおよび分配される。 メッセージが特定の位置に直接置かれている場合、種分けされたメッセージの リストを保持するのは（今後の）課題であるが、全リストを一斉に取り替えるこ とで潜在的には解決できる。そうでない場合は、順不同リストを許容するしかな い。 ＲＣＮダウンロードメッセージ−−−ＮＳＭ逆ポーリング分配メッセージ ネットワークサービスモジュール用の逆ポーリング分配メッセージを遠隔セル ノードに分配するには、ＮＳＭメッセージの放送分配とは異なったフォーマット ＩＲＤが必要である。図５４はＮＳＭ逆ポーリングメッセージを遠隔セルノード に分配するためのＩＲＤネットワークメッセージフォーマットを必要とする。図 ５５は図５４におけるＩＲＤメッセージの”ｐａｒｍｓ”フィールドで構成され たサブフィールドを図示するものです。 ＮＳＭ逆ポーリング分配メッセージは単一中間データ端末の聴取の範囲内で全 遠隔セルノードに放送される。が、最終分配を行うよう予定された４つの遠隔セ ルノードのみのＩＤが各ＮＳＭメッセージに付けられる。ネットワークサービス モジュールに受け渡されない追加的分配の詳細はパラメータを用いて説明される 。特に以下のものがある。 ・ｓｕｂｃｈａｎ（サブチャン）：分配サブチャンネル ・ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｓ（繰り返し）：廃棄前にメッセージが分配される回 数。 ・ｌｉｆｅｔｉｍｅ（寿命）：非分配の際のメッセージ有効期限の終了までの 時間。 ・ｈａｓｈＰａｒｍｓ：アルゴリズム、優先度、およびチェーニングのオプシ ョンのハッシング。 ・基準：ＮＳＭ逆ポーリングメッセージが満たすべきオプションの基準 これらのＩＲＤは一般的に単一の中間データ端末により制御されている遠隔セ ルノードにのみ向けられているため、全遠隔セルノードへの放送を用いるより、 他の形の遠隔セルノードアドレシングのほうが、より効果的であるかも知れない 。例えば、ＩＲＤのｒｃｎａｄｒフィールドは８つの１’でできており、１６ビ ットＩＤの中間データ端末が続く。これにより、その中間データ端末によりポー リングされた遠隔セルノードの全てを選択するという結果になる。広域に分離さ れた中間データ端末の場合は自身の遠隔セルノード群に同時に放送を行うことが 可能である。各遠隔セルノードには別々のスライドウインドウ式選択可能ＡＲＱ シーケンス番号が必要である。 基準フィールドはコマンドを分配するためにＮＳＭメッセージの最初１６ビッ トを逆ポーリングビットセットに合わさなければならない。このメカニズムは当 初、サービス停止の要請をする場合、、つまり基準がコード化されたパスワード であるとき追加安全対策として第１番に意図されたものである。 ＲＣＮダウンロードメッセージ−−−その他のメッセージ その他のＩＲＤメッセージタイプは遠隔セルノードへのネットワーク制御情報 を持っている。中間データ端末は、全体的に、あるいは個別にアドレスされた遠 隔セルノードにその他様々な種類の情報をダウンロードする。この情報には隣接 する遠隔セルノードのリスト、遠隔セルノードＣＡＴエントリ、ｍｓｇｔｙｐｅ によりＮＳＭメッセージに割り当てられた優先度、およびその他の操作コマンド およびパラメータが含まれる。 ＲＩＯメッセージ 遠隔セルノードは中間データ端末からのサービスを要請するＲＩＯメッセージ を送信する。このメッセージの内容は基本的に遠隔セルノードを識別し、要請を 行った理由のしるしを提供する。図５６はデータパケットに前後関係のある中間 データターミナルからの要請サービスに使用されるＲＩＯネットワークメッセー ジフォーマットを図示する。 ＲＩＱのフィールドはＲＩＲネットワークメッセージのサブセットである。Ｒ ＣＮがＲＩＱを送信するには主に２つの理由がある。第１に、遠隔セルノードの バッファがいっぱいになってきたこと、第２に、遠隔セルノードが中継すべき最 優先メッセージ、つまりアラームを有していることである。必要であれば、中間 データ端末は遠隔セルノード状況フィールドのｍｓｇｓあるいはａｌｍｓのサブ フィールドを覗くことで、どちらの場合かを推定できる。 ＲＮＣメッセージ 遠隔セルノードがネットワークサービスモジュールに中継すべき特別アプリケ ーション制御（ＳＡＣ）コマンドを含むＩＲＨネットワークメッセージを受信す る場合は常に、遠隔セルノードはすぐ後に続くＲＮＣ／ＲＩＱスロットに於いて それを行う。遠隔セルノードは解釈なしに、単にＳＡＣを中継する。 ＲＣＮスロットは非常に限られた量のコマンド情報をわずかな遅延でネットワ ークサービスモジュールに分配するための大変特別な用途を意図したものである 。 ネットワークサービスモジュールは全てのＲＮＣスロットを（いつも）聴取して いることになっている。遠隔セルノードは単にＩＲＨからＳＡＣフィールドを取 りだし、オープニングフラッグで取り囲み、送信する。 メッセージ優先度のまとめ 全レベルのネットワークからのメッセージはそれに関連した優先度を有し、優 先度の高いものは、低いものより先に送信される。その結果、優先度の高いメッ セージはネットワークをよぎる際の遅延が優先度の低いものより短くなる。一般 的に優先レベルは４ビットの整数でコード化されており、０は最低の優先度を、 １５は最高の優先度を表す。ネットワークサービスモジュールにより送信される 優先レベルには２つある。低（０）および高（１２）である。後者は電気ネット ワークサービスモジュールの電力停止アラームに対応する。ＮＳＭメッセージは 優先フィールドにおける実際の優先度を必ずしも有しているわけではない。むし ろ、実際の優先度は図５７に示すように優先フィールドの関数である。”ＮＳＭ −ｌｏｗ”および”ＮＳＭ−ｈｉｇｈ”に割り当てられた数的な優先レベルは中 央データ端末制御下にある。ＮＳＭメッセージは１から１４までの範囲の絶対優 先度でタグできるが、これは特別な状況のみを意図するものである。 ＮＳＭメッセージが遠隔セルノードに受け取られると、適切な優先待ち行列の 端に追加される。メッセージ優先度は遠隔セルノードがＲＩＱをいつ転送すべき かを決定するためにノーマルメッセージとアラームの２つのグループに区分され る。これら２つのグループを定義するパラメータは中央データ端末の制御下にあ る。 実際の優先度はネットワーク上の遠隔セルノードレベルから生成されるメッセ ージ全ての明示フィールドである。これにより、μｒｔｕおよびｒｃｎあるいは ＩＤＴ状況メッセージは、適切であれば優先度が与えられ、どのメッセージを最 初に中継するかを統制している共通の基準を確実なものとする。もし、ＲＩＲメ ッセージがＮＳＭレポートを中継している場合は、ＲＩＲの優先度はＮＳＭメッ セージが有する実際の最優先のものとなる。 下流側トラヒックの優先度位化は副産物として、あるいはポーリング戦略とし てのみ生じる。一般的に中央データ端末へのアプリケーション層処理がいつダウ ンロードを発するのかを決め、中間データ端末および遠隔セルノードがメッセー ジを受け取り次第、あるいは予定された時間きっちりにメッセージを中継する。 ＣＤＴネットワーク制御タスク ネットワーク層コントローラは中央データ端末内に在り、故障管理、性能管理 、オペレーティングテーブル、構成管理、ネットワーク層制御問題、下流側スケ ジュール化（予定組み）、および仕様の発展過程などに関係している。 故障管理 故障はノードレベル、つまり送信周波数の不適切、低バッテリ電圧、などで生 じるか、あるいはネットワークレベル、つまり、ポーリングシステムが機能しな い、ダウンロードが一貫して動作しないなどで生じる。故障管理機能の意図する ところは、ネットワークユーザーに対する透明性を保持しながらも、故障の印と 回復機能をシステムに提供することである。故障管理が広域伝送網の設計に組み 込まれる以前に、故障定義の詳細リストが必要となる。故障管理を行うために、 適切なパラメータを測定する必要がある。故障管理手順の段階としては故障認識 、故障隔離、システムあるいはノードの再構成、故障回復がある。 性能管理 ネットワークやノードが故障していなくても、広域伝送網の性能は、展開が不 適切、あるいは同期はずれの展開、オペレーティングテーブルが未調整、あるい はシステムが稼働している環境タイプに対するネットワークアルゴリズムの不適 切など様々な理由で仕様にそぐわないことがある。性能管理の目的は中央データ 端末が、ユーザーの透明性を保持しながらもネットワークの性能を補正できるよ うにすることである。性能管理の詳細にユーザーが関わることで、ルーチンを改 良できることになる。 性能管理システムの３つの主な機能はシステムの性能をいくつかの計算可能な パラメータで表し、装置の性能を特定の性能リミットと比較し、性能が仕様にそ ぐわない場合は訂正行動を起こすことである。計算可能なパラメータには、傍受 効果、ポーリング効果、平均メッセージ遅延、ダウンロード効率などがある。特 定の性能リミットはまた、計算できるパラメータの形を取り、性能パラメータに 上下境界を設定する。 ネットワーク性能は制御テーブルへの変更を介して管理される。これらのテー ブルは、中央データターミナルにより管理され、目標ノード（１つあるいは２つ 以上）にダウンロードされる。 オペレーティングテーブル 中央データ端末に構築できる、そして構築すべきオペレーティング（動作）テ ーブルは性能管理に関わるもので、中央データ端末、中間データ端末用ポーリン グテーブル、もし傍受が使用されるので在れば、遠隔セルノード用隣接テーブル 、中間データ端末用優先テーブル、遠隔セルノードのアップロード方向および、 中間データ端末用ＩＲＬＭＡＰを含む。 構成管理 システムに対する構成リストは全ノード、それらの位置、現在の動作状況のリ ストアップである。構成管理セクションには、現在受信中のメッセージタイプお よび種々のタイプのメッセージ受信の可能性を表すタグを含むことができる。 中央データ端末、中間データ端末および遠隔セルノードにおいて下流方向のス ケジュールをたてること。 中間データ端末及び複数の遠隔セルノード 中央データ端末内で、ダウンロードスケジューラがダウンロードの方向おける メッセージの優先度、および中間データ端末および中央データ端末間の有効な使 用の必要性の両方により決められた割合、および回数でメッセージをネットワー クにダウンロードする。ネットワークサービスモジュールをあるいは遠隔セルノ ードを目標としたメッセージに対して、ネットワークコントローラはその中をメ ッセージが伝送され、目的地ノードが送信を開始する以前に必要とされる開始・ 停止・その他の情報を指定するサブチャンネルやチャンネルを指定する制御バイ トを割り振る。中間データ端末および遠隔セルノードはそれから、特定のサブチ ャンネルおよびチャンネル内でメッセージをダウンロードする。中間データ端末 および遠隔セルノードは一定のメッセージを得るチャンネルおよびサブチャンネ ルのタイプに関しては決定を行わない。逆ポーリングの場合も、遠隔セルノード はダウンロードの正確な時間を選択するが、使用されるサブチャンネルのタイプ は中央データターミナルにより命令される。上流のスケジュール化はポーリング スケジュールにより処理される。このポーリングスケジュールは中央データ端末 で設計されるか、中間データ端末では部分的に又は完全に動的となっている。 仕様処理 管理タスクの仕様説明を始める前に、各管理システムに必要なタスクの詳細な 説明をする必要がある。中央データ端末で使用できる全てのネットワークデータ のリスト、およびデータベースに格納されるデータ項目についての仮定条件であ る。中央データ端末で使用できるネットワークデータのリストは、データディク ショナリのサブセットで、システムに伝送されるデータ項目のみを含む。これら のネットワークデータ項目は、各層で実行されるオペレーション可能な多くの測 定値を含む。これらのドキュメントを使って、RF使用可能なデータ項目の特定オ ペレーションを概略する仕様が書き込まれることができる。 ネットワーク層コントローラは、フォルト管理データベース、性能管理データ ベース、およびコンフィギュレーション管理データベースを必要とする。これら のデータベースは、将来のデザイン決定に応じて、1つに統合化され、または分 離されるかもしれない。 ネットワーク層制御テーブル ネットワーク層には、RFネットワークが適切にオペレートするための制御テー ブルが必要である。ネットワークサービスモジュール、遠隔セルノード、および 中間データ端末は、これらのテーブルからオペレートし、そのテーブルを使って 、実行するオペレーションのタイプを指図する。各ノードは、制御テーブルとオ ペレーティングテーブルの両方を含む。 IDT制御テーブル IDTネットワーク制御テーブルは、受信メッセージプライオリティ、伝送、ジ ェネレータ、IDT-RCNリンクマップ、ダウンロードテーブル、およびチャネル割 当テーブルを含む。各テーブルは2つのコピーで構成される。現在使用中のテー ブルおよび将来の使用のため現在ダウンロード中のテーブルである。 RXPRI-受信メッセージプライオリティ（アップストリーム） 受信される各RCNメッセージに対し、中間データ端末は、RXPRIを使ってメッセ ージのプライオリティをチェックする。メッセージプライオリティは、メモリ管 理ルーチンを使ってそのメッセージをメモリに格納し、必要な場合ICQを生成す るのに使用される。よりプライオリティの高いメッセージは、中間データ端末が そのメッセージを素速く中央データ端末へ転送できるように、中間データ端末へ 容易にアクセスしなければならない。ICQは、ポーリングを要求する中間データ 端末対中央データ端末である。ICQの使用は、使用される中間データ端末対中央 データ端末のタイプに左右される。 伝送 このテーブルは、中央データ端末から中間データ端末へダウンロードされ、ネ ットワークにあるすべての中間データ端末と共通である。このテーブルは、μRT Uメッセージプライオリティを同様に含まねばならない。 ジェネレータ このテーブルは、中央データ端末によって生成される。 IRLMAP-IDT-RCN リンクマップ 沈黙でないCATTBL内のすべてのエントリは、IRLMAPによって使用可能である。 このマップは、フレームとチャンネル番号を使ってインデックスされ、そのフレ ームとチャンネルで実行されるオペレーションを指示する。可能なオペレーショ ンは、ポーリング、ノードアドレス可能方法による単一遠隔セルノードへのダウ ンロード、放送による全遠隔セルノードへのダウンロードなどを含む。ポーリン グが可能になった場合、中間データ端末は、ポーリングテーブルを使ってこのチ ャネルで起こるポーリングを指定する。ダウンロードが可能になった場合、中間 データ端末は、ダウンロードテーブルを使ってこのチャネルで起こるダウンロー ドを指定する。沈黙時、中間データ端末は、RFチャネルで送信/受信機能を一切 実行しない。このマップは、長期間に渡り一貫性がなければならない。 DWNTBL-ダウンロードテーブル 各フレームとチャンネルのタイプに対して、ダウンロードテーブルは現在ダウ ンロードされているメッセージを含む。あるメッセージは、ひとつだけのフレー ムとチャネルにダウンロードされる。たとえばその場合、メッセージは8分間毎 に1度送信される。 CATTBL-チャネル割当テーブル 中間データ端末のチャネル割当テーブルは、使用されることになるIRLチャネ ルおよび沈黙時間を含まなければならないIRLチャネルを指定する。 RCN制御テーブル ネットワーク層のRCN制御テーブルは、受信メッセージプライオリティ、隣接 テーブル、ダウンロードテーブル、チャネル割当テーブル、オペレーティングノ ード、及びCONFIGを含む。各テーブルは2つのコピーで構成される。現在使用中 のテーブル、及び将来の使用のため現在ダウンロード中のテーブルである。 RXPRI-受信メッセージプライオリティ 受信メッセージプライオリティテーブルは、$RTUメッセージを与えさせないこ とを除き、IDT.RXPRIと同じテーブルである。 NTBL-隣接テーブル 隣接テーブルは、最初、地理的距離に基づき中央データ端末に作成される。隣 接テーブルは、また、インストールの最初の数日間に渡って、信号強度に基づき 遠隔セルノード自体にも作成されることができる。他の8つまでの遠隔セルノー ドからの信号強度が、ネットワークオペレーションの開始から実行平均値を使っ て保持される。 DWNTBL-ダウンロードテーブル 遠隔セルノードによってネットワークサービスモジュールへダウンロードされ るメッセージは、中央データ端末から渡される制御情報と共に、ここにリストさ れる。制御情報は、メッセージが破壊されると破壊される。 CATTBL-チャネル割当テーブル 遠隔セルノードに対するチャネル割当テーブルは、...を指定する。 OPMOD-オペレーションモード 遠隔セルノードのオペレーティング（動作）モードは、基本的なダウンロード 方法を使って中央データ端末によって設定される。 CONFIG 遠隔セルノードのコンフィギュレーション（状態情報）は、中央データ端末に よって遠隔セルノードへダウンロードされる。 NSM制御テーブル ネットワークサービスモジュールは、CATTBLの使用を介してネットワークへイ ンターフェイスする。これは、ネットワークサービスモジュールの唯一の制御テ ーブルである。 CATTBL 各ネットワークサービスモジュールは、nsmtyp.に従って、そのオペレーショ ン専用のCATテーブルを受信する。CATテーブルの使用は、このセクションの他の 箇所で説明される。 オペレーション（動作）測定とテーブル 遠隔セルノードと中間データ端末の両方がオペレーション測定を実行し、中央 データ端末がネットワークをある程度参照できるようにする。 IDTオペレーション測定とテーブル 中間データ端末のネットワーク層は、ポーリングとダウンストリームの伝送性 能を測定する。測定は、MSGHD.PLL、MSGHD.RIQ、MSGHD.UIQ、RCNSS、NPOLLAおよ びNSPLLを含む。 MSGHD.PLL この測定値は、起動後聴取されるメッセージ数を表す。この値は加算され、MS GHDフィールドが一貫性を保持するよう頻繁に要求するのは、中央データ端末で ある。このフィールドは、中間データ端末によってポーリングから受信される10 個のメッセージ毎に一度インクリメントされる。これは、ポーリング毎の平均メ ッセージ数を表示するのに使われる。 MSGHD.RIQ この測定値は、ひとつのRIQスロットで聴取される遠隔セルノードメッセージ の数である。この値は加算され、このバッファは、RIQスロットの遠隔セルノー ドから受信される各メッセージ毎に一度インクリメントされる。 MSGHD.UIQ この測定値は、ひとつのRIQスロットで聴取されるuRTUメッセージ数である。 この値は加算され、このバッファは、RIQスロットのuRTUから受信する各メッセ ージ毎に一度インクリメントされる。 RCNSS 中間データ端末は、中間データ端末がRIRメッセージを受信するたびにひとつ のRSSI値を取得する必要がある。このRSSI値は、実行平均手法を使って、RCNSS の適切なRCNアドレス位置に挿入される。平均化は、256回以上の測定に渡って行 われる必要があり、その後信号強度はゼロにされることができる。中央データ端 末は、中央データ端末の性能管理ルーチン中に、コンフィギュレーション評価の ため必要に応じて遠隔セルノードに信号強度のデータを要求する必要がある。 NPOLLA この測定値は、ポーリング試行の回数である。このテーブルは、起動後、遠隔 セルノード毎のポーリング試行回数を記録する。すべての値が加算される。この データは、中央データ端末の性能管理ルーチンによって使われ、数時間おきにピ ックアップされる必要がある。 NSPLL この測定値は、首尾良く終わったポーリングの数である。このテーブルは、正 しい遠隔セルノード応答を生じたポーリング試行回数を記録する。このデータは 、数時間毎に、中央データ端末の性能管理ルーチンによってピックアップされる 必要がある。 RCNオペレーション測定とテーブル 遠隔セルノードのネットワーク層は、アップストリーム方向とダウンストリー ム方向に遠隔セルノードオペレーションをモニタするテーブルを生成する。これ らのテーブルは、MSGHD、MSGDIS、NACK、およびハイプライオリティ（高い優先 度を有する）メッセージの平均遅延を含む。 NSPLL このテーブルは、起動後聴取されるメッセージ数を測定し、そのトップに加算 する。 NSPLL このテーブルは、起動後傍受により廃棄されるメッセージ数を測定し、そのト ップに加算する。 NSPLL このテーブルは、特定の遠隔セルノードに対して行われるポーリング数を測定 する。遠隔セルノードがポーリングされるたびに、これはインクリメントされる 。リモートセルノードがRIRで応答しない場合、NPOLLもやはりインクリメントさ れる。 NSPLL このテーブルは、NACKされるRIRメッセージ数を測定する。遠隔セルノードが 、どんな理由であれ中間データ端末を聴取することができない場合、遠隔セルノ ードは、ポーリングまたはNACKされない。これらの条件は、中間データ端末によ って計数されねばならない。 ハイプライオリティ（高い優先度を有する）メッセージの平均遅延 中央データ端末から遠隔セルノードへの伝送 これらの数字は、広域通信ネットワークのハイプライオリティ伝送システムを モニタするのに使われる。測定される値は、システムにとって改善するエリアを 識別するのに役立ち、フォルト分析および性能分析に役立つ。この値は実行平均 値として保持される。特定であれ放送であれ、遠隔セルノードへダウンロードす るたびに、ダウンロードはタイムタグを見て、エントリ時刻と遠隔セルノード受 信時刻の差を格納する。 NSMオペレーション測定とテーブル ネットワークサービスモジュールは、ダウンストリーム伝送品質を測定する。 これは、ネットワークモジュールが受信に成功した受信数を計数することによっ て行われる。 RNHSUC 周波数の同期化の後、ネットワークサービスモジュールはRNHの受信を試行す る。すべての試行は、成功または失敗のどちらかである。失敗に終わるRNHの試 行数とRNH試行数合計の両方が、ネットワークを介して表示される。それぞれが1 バイトまたは「ニブル」である必要がある。各加算のあいだに16回だけ試行する ので、表示はおよそ2日おきに行われねばならない。試行数が16に達すると同時 に、2ニブルが同時に強制的に加算される。 RXSUC RNHを受信する以外に、ネットワークサービスモジュールは、時々CATテーブル でスケジュールされるメッセージの受信を試行する。すべての受信試行とすべて の不成功試行がそれぞれ1ニブルを使用して計数され、中央データ端末へ送信さ れる。送信に1バイト必要である。試行数が16に達すると同時に2ニブルが強制加 算される。 RVPLLSUC 逆ポーリングを使って受信されねばならないすべてのメッセージに対して、ネ ットワークサービスモジュールは逆ポーリングの試行数と失敗試行数を計数する 。逆ポーリング試行は、ネットワークサービスモジュールが逆ポーリングルーチ ンを常に行うことと定義される。失敗試行は、スロットにある他者宛てのメッセ ージとして定義される。2ニブルは、試行数が16に達すると同時にゼロになる。 アプリケーション層へ提供されるサービス ネットワークアプリケーション層インターフェイスに関して採用される原理は 、特に中央データ端末でのアプリケーション処理が、ネットワークサービスモジ ュールに宛てたアプリケーションメッセージを受信し、実際の伝送をスケジュー ルおよびコーディネートする役割を負うネットワーク層に表示することである。 ネットワーク層とアプリケーション層のあいだの重要な対話が存在する主要な 場所は、ネットワークサービスモジュールと中央データ端末である。ネットワー クサービスモジュールは限られた能力を持ち、実際には、データリンク層、ネッ トワーク層およびアプリケーション層が密接に組み合わせられるようである。中 央データ端末では、アップストリームのメッセージフローは比較的簡単である。 中央データ端末に到着するメッセージは、予めレジスタされた待機中のアプリケ ーション処理へ向けるメッセージ送信処理を通過する。 中央データ端末のアプリケーション処理から生じるダウンストリームメッセー ジは、別の処理を経る。ネットワーク層は、メッセージ伝送をスケジュールおよ び協働する細部からアプリケーション処理を隔離する。アプリケーション処理は 、単に、メッセージの放送の回数や満了時刻などの指示と共にネットワーク層に 、分配希望メッセージを渡すだけである。ネットワーク層は、伝送実行の方法と 時刻を決定し、関連メッセージを場合によってはパッチし、それから中間データ 端末へ、続いて遠隔セルノードへ、最後にネットワークサービスモジュールへ協 働された伝送を開始する。 アプリケーションインターフェイスに対するネットワーク ネットワーク層とアプリケーション層のあいだのインターフェイスは、単に、 ネットワークサービスモジュール、$RTU、および中央データ端末に存在する。各 ノードのインターフェイスは全く同じである。システム設計に対する階層化され たアプローチに使用される原理は、各層のメッセージが、その下の層によって訂 正されず、原型のまま伝送されることである。 ダウンストリーム（下流）方向-中央データ端末からμRTUへおよび中央データ端 末からネットワークサービスモジュールへ アプリケーション層がネットワーク層へメッセージを渡すとき、パケットの受 信受信宛先は、そのメッセージの前面に表示され、メッセージを適切なノードへ 送るのに使われる。メッセージを送信する受信宛先スロットの選択は、ネットワ ーク層によって実行される。 メッセージが受信宛先に届くとき、ネットワーク層は、アプリケーション層で 受信した同じパケットを渡す。もしネットワーク層が、あるメッセージが長かっ たりまたは機密保持の理由でパケット化の最中である場合、受信宛先ノードのア プリケーション層へそのメッセージを渡す前に再コンパイルするのは、他の側に あるネットワーク層のジョブである。 μRTUへのダウンロードとネットワークサービスモジュールのあいだには、構 造的相違は存在しない。 アップストリーム（上流）方向-μRTUから中央データ端末へ、およびネットワー クサービスモジュールから中央データ端末へ アプリケーション層は、あるメッセージに対して、そのメッセージタイプに対 しオペレーション中のプロトコルに従って応答する。$RTUネットワーク層に挿入 されるその同じメッセージは、中央データ端末アプリケーション-ネットワーク インターフェイスに表示される。 正確なメッセージのみがアプリケーション層に表示されるように、物理層、デ ータリンク層、またはネットワーク層であれ、すべてのタグがネットワークコン トローラで取り除かれる。 ネットワーク層データベース ネットワーク層は、コンフィギュレーション（状態）制御、性能管理、および フォルト管理のためのデータベースを含む。ネットワーク層データベースアクセ ス原理に従って、ネットワーク層データベースは、ネットワーク層コントローラ およびネットワークオペレータによってアクセスされる。ネットワークの共通の ユーザは、このデータベースにアクセスできず、データベースの読み出し書き込 みができない。共通のユーザが希望する全てのデータは他所にある。ネットワー クオペレータは、インストールエントリに参与するが、データ項目の幾つか、た とえばノードステータス、ノードパフォーマンス、インストールの時刻などへ書 き込みのアクセスができない。 コンフィギュレーション制御データベース項目 コンフィギュレーション（状態）制御データベースは、1千万の顧客（ＰＧ＆ Ｅ）に対する十分なサイズを持つ。もし1人の顧客プラスオーバヘッド用割り増 しの9バイトのために41バイトが使用される場合、結果はI0M*50=500メガバイト である。 性能管理データベース項目 性能管理データベースは、ノードレベルとネットワークレベルの両方に、性能 管理をサポートするため設計されたエントリを含む。ノードパフォーマンスデー タは、バッテリレベルおよび他の関連データを含む。ネットワークパフォーマン スデータは、各ネットワークサービスモジュールから聴取されるメッセージ数、 各ネットワークサービスモジュールからメッセージを受信する遠隔セルノード、 そのネットワークサービスモジュールから最後に指定される周波数タグ数の平均 値、そのネットワークサービスモジュールから最後に指定される信号強度タグ数 の平均値、および最後に指定される時刻タグエラー数の平均値を含む。1千万のC MEは、約20,000個の遠隔セルノードと約800個の中間データ端末を必要とする。 フォルト管理データベース項目 フォルト管理データベースは、現在フォルト状態にあるノードのリストを含む 。このデータベースへのノードの挿入は、フォルト識別モジュールによって制御 される。フォルト状態およびイベントに迅速に応答するネットワークの能力は、 中間データ端末および遠隔セルノードに対するコンフィギュレーションを再計算 するフォルト応答モジュールの義務である。従ってフォルト管理データベースは きわめて小型で、通常、エントリを持たない。 データベースのアクセス時間とネットワーク層プロセッサのサイジング（大きさ 調整） 下位層から中央データ端末でネットワーク層が受け取ったメッセージには、デ ータベース挿入操作を行う必要がある。受け取ったそれぞれのメッセージには、 CMEアドレスを見つけだすためのサーチが行われると仮定され、一回の更新操作 につき約20の命令を用いて、約15の更新操作が行われる。従って、IMアドレスの バイナリサーチに約20 jump ops.＝20*4 ops.＝80 ops.要するとすると、約80 j ump ops．+15*20=380ネットワーク層操作/メッセージになる。10 MHzのクロック を仮定すると、各メッセージは380*0.2 μsec.=0.76 msec.を要する。 ネットワーク層の設計−ネットワークコントローラのデータフローチャート 中央データ端末のネットワークコントローラの予備的なデータフローチャート を図58に示す。必要なソフトウェアモジュールの概略説明と共に、モジュールの 相互作用を示す。 分散自動化チャネル 遠隔制御およびポーリングされたデータの取得を含む分散自動化(DA)サービス は、自動メーター読取りサービスより、応答が早く、信頼性が高い双方向通信を 必要とする。 メーター読取りや直接ロード制御のような基本的なデータ収集および制御サー ビスは、間接的受信確認および、SCRAMコマンドを例外として、数分から数時間 のメッセージ転送遅れで、有効に機能することができる。この点は、人間のオペ レータが関与する分散自動化(DA)用途とは異なる。分散自動化では、コマンドへ の応答は、短時間で決定的でなければならない。通常、応答時間として望ましい 時間は最長10秒であるが、たとえば日に1度か2度のコンデンサバンクの切換など 、定期的ではあるが頻度が高くないある種の用途では15から30秒でも許容できる 。さらに、分散自動化の用途では、メッセージ損失の確率は低くなければならな い。送信の遅れを短縮する必要があるため、IDT送信を調整する能力は低下する 。 図59に、具体的なプロトコルに適合するコマンドメッセージのフォーマットを 示す。 図60は、単一の隣接ネットワーク内での3つの異なるサービスに関連するメッ セージの通信量のシナリオを示す。一般に、日々のDA通信量は基本的サービスの 通信量よりかなり少ないが、分散自動化通信量が最大になると考えられる停電時 には、短時間に変化する可能性がある。このため、帯域をフレームごとのベース で分散自動化に動的に再配置するか、あるいは毎日の通信量を1時間以内に収容 できるだけの十分なチャネルを割り当てることが望ましい。 たとえば分離した隣接ネットワークの理論的通信能力は1時間に17,400メッセ ージであるが、この容量は不完全な傍受でおよそその半分に低下する。容量の低 下はさらに、近接する隣接ネットワークの間の干渉を減らすIDTのポーリングア ルゴリズムから発生することもある。 分離した隣接ネットワークの通信容量は、フレームあたりの数が最大29種類に なるそれぞれの有効なチャネルで、5つのNSMレポートメッセージを実行すること ができるIRD/RIRスロットによって制限される。この結果1時間当たりのメッセー ジ容量は次のようになる。 すなわち、1日のメッセージ数417,600となる。 傍受効率ε_Eが57%で、ポーリング効率ε_Pが100%の場合、非冗長なメッセージ 容量は約10,000メッセージ/時、すなわち240,000メッセージ/日になる。 この、1時間当たり約10,000メッセージという容量は、ポーリング効率に関係 する実際的な問題によって低減される最大容量を表している。図61に、例として 、理論的容量の約16%になる隣接ネットワークに関連する合理的な通信量のレベ ルを示す。以下のセクションで、ポーリングプロトコルおよび分散自動化の用途 のための帯域の割当に依存する、1日あたり45,000から175,000メッセージの実際 的なネットワーク容量を検討する。 DA/DSMのネットワークポーリングプロトコル 分散自動化の要件によって、ネットワークポーリングプロトコルの選択に対す る基準が追加される。 図62-66に、4種類のIDTポーリングプロトコルを示す。それぞれのプロトコル は、遠隔セル・ノードと、2つの中間データ端末へのパスの損失がほとんど等し い、隣接境界にあるネットワークモジュールから送受信されるさまざまなメッセ ージの間の干渉を防ぐよう設計されている。各プロトコルは相互の干渉を排除す るため、ある種の多重化送信方法を採用している。 図62に示す空間分割多重化プロトコル(SDMP)は、大きなネットワークを、A、B 、C、Dと指定する4つのグループの隣接ネットワークに分割することによって、 干渉を回避する。ある一つのグループのメンバーが同一グループの他のメンバー に接近しないよう、また、中間データ端末によるポーリングが一度に一つのグル ープのみで起こるよう、グループは図62および66に示すように配置される。グル ープのメンバーは少なくとも一つの隣接ネットワークで約2マイル分離されるた め、隣接境界でのメッセージの干渉の可能性は非常に少ない。SDMPの主な利点は 、中間データ端末の間の調整が不要で、下流のアドレス指定が非常に簡単である という点である。IDTの故障の場合、近接する隣接中間データ端末は重複してい る範囲を介してその地域の一部にポーリングすることができるが、故障地域の中 心での干渉を避けるためには、近接するグループの中の中間データ端末の調整が 多少必要になる。しかし、中央データ端末による調整が単純で、最小限であると いう利点にも関わらず、空間分割多重化には、一度にネットワークの4分の1しか 稼動しないため効率が低いという欠点を有する。 振幅分割多重化プロトコル(ADMP)は、近接する中間データ端末が遠隔セル・ノ ードに同時に話すことができるよう、IDT-RCN通信を管理することによって、空 間分割多重化の効率を改善した。これは、図63に示すように、ネットワークを4 つのグループの隣接ネットワークに分割し、各地域の中心部を同時ポーリングゾ ーンに指定することによって、達成した。これらのゾーン内では、中央のIDT送 信からの信号の強度が、近接する中間データ端末よりRCNレシーバーの捕捉比を 上回る量強くなっている。遠隔セル・ノードが同等の出力に応答する場合には、 中間データ端末で受信した信号強度も、これらのゾーン内で独立した通信が起こ るよう、捕捉比を超える。同時実行(P)のゾーン外の地域は、効率が低下するよ うSDMPを用いてポーリングされるが、同時実行ゾーンには代表的な隣接ネットワ ーク内に25の遠隔セル・ノードのうち21が含まれ、わずか4個のみがSDMPによっ てポーリングされることになる。この結果、総合的なポーリング効率は0.67にな る。 指向性分割多重化プロトコル(DDMP)は、ポーリングの効率をさらに高めている 。より簡素な具体例の一つで、DDMPはどの中間データ端末にも指向性アンテナを 採用し、90度ごとの有効範囲を備えて、隣接ネットワークの4つの四分円で順に ポーリングが行えるようにしている。図64に、すべての中間データ端末によって 同時に実行される順次の有効範囲パターンA、B、C、Dを示す。有効範囲の地域は 広く分離されるため、すべての中間データ端末をいっしょにポーリングしても、 干渉は最低限である。このプロトコルの効率は100%に近く、各四分円に対するド ゥ エルタイムは同一のため、対応する四分円の通信量は同等のレベルになる。 図5に示す分極分割多重化プロトコル(PDMP)は、ADMPに類似する方法で作動す るが、アンテナの反対の極と同時に作動する近接した中間データ端末で作動する 。しかし、それぞれのIDTの有効範囲のゾーンの角の地域では、干渉が起こる可 能性があるため、ある種のSDMPが必要であるかもしれない。さらに、遠隔セル・ ノードにも、より高価な偏波アンテナが必要で、2種類をストックしておかなけ ればならない。 ポーリングプロトコルの比較 3種類のポーリングプロトコルは、コスト、性能および通信の信頼性が大幅に 異なる。 図67に、コスト、性能および信頼性に関連する具体的な問題について、ポーリ ングプロトコルを比較する。 通信の信頼性は、隣接ネットワーク境界で起こりうる近接する中間データ端末 からの干渉、アンテナのパターンに影響する可能性のある条件に対する免疫、ID Tの故障時にバックアップの有効範囲を提供する能力および、問題のある地域で の有効範囲を改善するために既存のネットワーク内に新しい中間データ端末を追 加する能力を特徴とするトポロジーの柔軟性のような、いくつかの問題に関係す る。SDMPは近接する中間データ端末からの干渉に最大の抵抗を示し、ポーリング 効率の25%から20%への低下による位相的柔軟性の欠点を克服することができるが 、DDMPはすべてのカテゴリーに置いて高い定格を示す。 これらのプロトコルは分散自動化の用途に必須である決定的な応答時間を提供 することができる。しかし、総合的にはアラームを報告する上での遅延の可能性 にも関わらず、ポーリング効率の最も高いDDMPが性能面で最もすぐれている。 コストには、ハードウェア、設置、保守および開発の4つの成分が関係する。 中でも開発は複雑度に緊密に関係する。 優先される選択肢は、IDTアンテナ、IDT/RCNメモリの点で最も簡素なハードウ ェ アを持ち、ファームウェアも最も簡素なSDMPである。ΛDMPはポーリングテーブ ルおよびポーリングアルゴリズムに追加のメモリが必要なためハードウェアのコ ストがわずかに高いだけであるが、その複雑度はSDMPより高く、中間データ端末 および中央データ端末の両方に関してさらに研究開発が必要である。DDMPは、中 間データ端末のコストを数百ドル増加させるような操向可能なアンテナのアレイ が必要であるため、コスト面では実質上高くなる。さらに、設置時に中間データ 端末の方向を慎重に観察しなければならないためコストが上がり、保守費も増大 する。 分散自動化の通信チャネルの構成 分散自動化は、自動メーター読取りサービスより、応答が短時間で、信頼性の 高い双方向通信を要求する。この要件を満たすために、チャネルは分散自動化サ ービス用に特別に構成しなければならない。 基本的な通信の細分性は、100ミリ秒のメッセージスロットである。単一の無 線チャネルの互換性の目標に合致するために、階層の各ホップに1つのスロット が必要である。このため、確認されたメッセージがNSMレベルへ送られた場合、 少なくとも4つのスロットが必要になる。 IDTからRCN−1スロット ＠2kb/s RCNからNSM−1または2スロット ＠1kb/s NSMからRCN−1スロット ＠2kb/s RCNからIDT−1スロット ＠2kb/s NSMレベルへ作動するPG&Eプロトコルのような既存の公益会社のプロトコルと の互換性の幅をいっそう広げるために、RCNからNSMへのリンクにはダブルスロッ トが必要であるかもしれない。しかし、分散自動化を支援するネットワークサー ビスモジュールは、機能上の制限があるため、一般的にはシングルスロット内で フィットする、2または3バイトの情報をデータフィールドで必要とするにすぎな かった。 分散自動化のメッセージ損失速度および応答時間に関する厳しい要件のために 、指向性または空間分割の通信方法は、IDTおよびRCN通信ならびにNSMからRCNへ の通信にとって最も単純、高速で信頼性の高いアプローチとなる。中間データ端 末は4つの非近接グループに分割され、通信は一度に一つのグループ内でしか起 こらないため、中央データ端末によるIDT調整の必要がない。しかし、一度に一 つのグループしか通信しないため、中間データ端末のグループのそれぞれに独立 した「DAチャネル」を提供する目的で、1フレーム内で合計16のスロットが割り 当てられる。最大応答時間（T_R）は、以下に等しい。 高速応答通信を支援するために、双方向フレーム構造で少なくとも2つのアプ ローチが可能である。一つは、図68に示すように分配自動化のための各チャネル 内にシングルスロット（たとえばNRRI）を配置させることである。これにより、 1時間に217メッセージの容量を持つ各コマンドメッセージの応答時間は次のよう になる。 16/29ｘ30＝16.55秒 2つ目のアプローチは、図69に示すように割り当てられた10のスロットから成 る、リアルタイムチャネルまたはRチャネルと呼ばれる新しい種類のチャネルを 指定することである。分散自動化を支援するためには少なくとも2つのチャネル が必要で、それらは2つのスペアのスロット/チャネルを備えて示すように構成す ることができる。スペアのスロットはDA情報収集のための回線アクセススロット として採用することができ、他のチャネル構成が支援されるよう、チャネルの種 類を示すために使用することもできる。 分散自動化のためのチャネルフレーム構造 指定チャネルにDAスロットを割り当てること、あるいはRチャネルと呼ばれる 特別なDAチャネルのような、上記の2種類の高速応答通信のアプローチのうち、 Ｒチャネルのアプローチは既存のNSMファームウェアに対する影響が最小限で、C AT分散処理を介して可変量の帯域幅をDA機能に割り当てることができるという点 で柔軟性が高いと考えられる。もとのチャネル構成とは独立した新しい構成をNS Mレベルで加えることは可能であるが、将来スロットの割当を変えるには、スロ ットとチャネルの両方の割当を支援するためのNSMファームウェアの追加が必要 になる。 図71に、改良された振幅多重化(ADMP)プラス2対のリアルタイムチャネルを採 用し、1日の隣接ネットワーク容量120,000レポート/コントロールメッセージプ ラス120DAメッセージ/時（2880/日）、最大応答時間15秒を実現するフレームの 構成例を示す。これは、隣接ネットワークの150 DAコントロールメッセージ/日 の設計要件を超えている。 指向性多重化(DDMP)を採用する際には、15秒の応答時間にするために、フレー ムにつき2対のRチャネルを割り当てる必要があると考えられる。4つのABCDスロ ットのそれぞれは、隣接ネットワーク内で各四分円へメッセージを送るために使 用できるため、DDMPの理論的DAメッセージ容量はADMPより4倍大きいが、人間の オペレータが関与する場合、実際的な限度は1対のRチャネルにつき1メッセージ 、すなわち1/15秒になる。しかし、DDMPは、制御戦略の自動化のために、より大 きな容量を提供するであろう。図70に、アプローチの比較を示す。 図72に、改良したADMPに割り当てたD/Aスロットを採用し、30秒の応答時間で2 880DAメッセージ/日の容量を実現したフレーム構成を示す。応答時間が16秒以下 になると、NSMからRCNへのレポート容量を低下させる、チャネルにつき1スロッ ト以上の割当が必要になる。 本発明の請求の範囲又は精神から離れることなく、本発明による遠隔データ生 成局からデータを収集する通信ネットワークにさまざまな改良を行うことができ ることは明白であり、本発明は、添付の請求項およびそれに同等の範囲に入る場 合、通信ネットワークの改造および変形を含むものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マーキナック，ドン カナダ、アール３ティ・５エイ６、マニト バ、ウイニペグ、オードゥボン・プレイス 23番 (72)発明者 ホロウィック，アーウィン カナダ、アール３アール・１エム７、マニ トバ、ウイニペグ、サンダム・クレセント 34番 【要約の続き】 ムの第６チャネルで中央データ端末120から送信された 第２ポーリング信号に応答して、フレームの第７チャネ ルでRCNパケット信号をIDTパケット信号として中央デー タ端末120へ送信する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネット ワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複数 のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中間デー タ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、IDT同期信号を送信し、フレームの第２ チャネルでIDT同期信号に同期して、中間データ端末から第１遠隔セル・ノード へ、第１ポーリング信号を送信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれでIDT同 期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれで、IDT同期信号の受信に 応答して、RCNタイミング回路をIDT同期信号に同期させ、第１遠隔セル・ノード で、第１ポーリング信号を受信し、フレームの第３チャネルでIDT同期信号と同 期して、第１遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、第１ポーリング信号に応 答して、RCNパケット信号を送信し、電波を利用して、フレームの第４チャネル で、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれから複数のネットワークサービスモジュ ールへ、IDT同期信号の受信と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数のネ ットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数のネ ットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して、N SMタイミング回路をRCN同期信号に同期させ、第１ネットワークサービスモジュ ールで、第１物理装置からのデータを収集し、電波を利用して、IDT同期信号に 同期したRCN同期信号の受信と同期に応答して、フレームの第５チャネルで、第 １ネットワークサービスモジュールから複数の遠隔セル・ノードの少なくとも一 つへ、第１物理装置からのデータを含む第１NSMパケット信号を送信するステッ プから成る通信方法。 ２．IDT同期信号に同期して、フレームの第６チャネルで、第１遠隔セル・ノ ードから第２ネットワークサービスモジュールへ、コマンド信号を送信し、電波 を利用して、RCN同期信号に同期しコマンド信号に応答して、フレームの第７チ ャネルで、第２ネットワークサービスモジュールから第１遠隔セル・ノードへ、 第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項１記載の方法。 ３．中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネッ トワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複 数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中間デ ータ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、IDT同期信号を送信し、複数の遠隔セ ル・ノードのそれぞれでIDT同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれ ぞれで、IDT同期信号の受信に応答して、RCNタイミング回路をIDT同期信号に同 期させ、電波を利用して、フレームの第４チャネルで、複数の遠隔セル・ノード のそれぞれから複数のネットワークサービスモジュールへ、IDT同期信号の受信 と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して、NSMタイミング回路をRCN同 期信号に同期させ、第１ネットワークサービスモジュールで、第１物理装置から のデータを収集し、電波を利用して、IDT同期信号に同期したRCN同期信号の受信 と同期に応答して、フレームの第５チャネルで、第１ネットワークサービスモジ ュールから第１遠隔セル・ノードへ、第１物理装置からのデータを入れたNSMパ ケット信号を送信し、第１遠隔セル・ノードで、NSMパケット信号を受信し、第 １遠隔セル・ノードで、NSMパケット信号を格納し、フレームの第２チャネルで 、IDT同期信号と同期して、中間データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１ ポーリング信号を送信し、第１遠隔セル・ノードで、第１ポーリング信号を受信 し、IDT同期信号に同期し第１ポーリング信号に応答して、フレームの第３チャ ネルで、第１遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、RCNパケット信号として 複数の格納されたNSMパケット信号を送信するステップから成る通信方法。 ４．電波を利用して、フレームの第６チャネルでIDT同期信号に同期して、第 １遠隔セル・ノードから第２ネットワークサービスモジュールへ、コマンド信号 を送信し、電波を利用して、RCN同期信号に同期しコマンド信号に応答して、フ レームの第７チャネルで、第２ネットワークサービスモジュールから第１遠隔セ ル・ノードへ、第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項３記載の 方法。 ５．中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネッ トワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複 数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中間デ ータ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、IDT同期信号を送信し、複数の遠隔セ ル・ノードのそれぞれでIDT同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれ ぞれで、IDT同期信号の受信に応答して、RCNタイミング回路をIDT同期信号に同 期させ、電波を利用して、フレームの第４チャネルで、複数の遠隔セル・ノード のそれぞれから複数のネットワークサービスモジュールへ、IDT同期信号の受信 と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して、NSMタイミング回路をRCN同 期信号に同期させ、第１ネットワークサービスモジュールで、第１物理装置から のデータを収集し、電波を利用して、予め決まった時間内に疑似乱数式に、IDT 同期信号に同期したRCN同期信号の受信と同期に応答して、フレームの第５チャ ネルで、第１ネットワークサービスモジュールから、第１物理装置からのデータ を含むNSMパケット信号を、複数の遠隔セル・ノードのサブセットであり、第１ 遠隔セル・ノードを含むような、多数の遠隔セル・ノードに送信し、多数の遠隔 セル・ノードでNSMパケット信号を受信し、多数の遠隔セル・ノードでNSMパケッ ト信号を格納し、フレームの第２チャネルでIDT同期信号に同期して、中間デー タ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１ポーリング信号を送信し、第１遠隔セ ル・ノードで、第１ポーリング信号を受信し、フレームの第３チャネルで、IDT 同期信号に同期して、第１遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、第１ポーリ ング信号に応答して、第１RCNパケット信号として複数の第１NSMパケット信号を 送信するステップから成る通信方法。 ６．中間データ端末で、第１RCNパケット信号を受信し、フレームの第６チャ ネルで、中間データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１RCNパケット信号の 受信に応答して、受信確認信号を送信するステップを含む請求項５記載の方法。 ７．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中間データ端末から第１ネット ワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのIDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでIDT要求を受信し、IDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中間データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項５記載の方法。 ８．多数の遠隔セル・ノード内にある第２遠隔セル・ノードによって、第１ポ ーリング信号を傍受し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパケッ ト信号の送信を傍受し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパケッ ト信号をメモリの第２遠隔セル・ノードに格納されている複数の第２NSMパケッ ト信号と比較し、複数の第１NSMパケット信号と複数の第２NSMパケット信号に共 通の複数の第３NSMパケット信号を識別するステップを含む請求項６記載の方法 。 ９．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求項 ８記載の方法。 １０．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項８記載 の方法。 １１．フレームの第７チャネルでIDT同期信号に同期して、中間データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ノー ドで、第２ポーリング信号を受信し、フレームの第８チャネルで、IDT同期信号 に同期し、第２遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、第２ポーリング信号に 応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を含まず、複 数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項８記載の 方法。 １２．中間データ端末で、第２RCNパケット信号を受信し、フレームの第９チ ャネルで、中間データ端末から第２遠隔セル・ノードへ、第２RCNパケット信号 の受信に応答して、受信確認信号を送信するステップを含む請求項１１記載の方 法。 １３．第２遠隔セル・ノードから中間データ端末で、第２RCNパケット信号と して複数の第２NSMパケット信号を受信し、中間データ端末で、複数の第２NSMパ ケット信号を複数の第１NSMパケット信号と比較し、複数の第１NSMパケット信号 と複数の第２NSMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別するス テップを含む請求項５記載の方法。 １４．複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求項１３記載 の方法。 １５．複数の第３NSMパケット信号を上書きするステップを含む請求項１３記 載の方法。 １６．中央データ端末、複数の中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノー ド(RCN)および複数のネットワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが 複数のチャネルを持つ複数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの 第１チャネルで、複数の中間データ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、IDT同 期信号を送信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれでIDT同期信号を受信し、 複数の遠隔セル・ノードのそれぞれで、IDT同期信号の受信に応答して、RCNタイ ミング回路をIDT同期信号に同期させ、電波を利用して、フレームの第４チャネ ルで、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれから複数のネットワークサービスモジ ュールへ、IDT同期信号の受信と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数の ネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数の ネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して 、NSMタイミング回路をRCN同期信号に同期させ、第１ネットワークサービスモジ ュールで、第１物理装置からのデータを収集し、電波を利用して、予め決まった 時間内の疑似乱数時に、IDT同期信号に同期したRCN同期信号の受信と同期に応答 して、フレームの第５チャネルで、第１ネットワークサービスモジュールから、 第１物理装置からのデータを含むNSMパケット信号を、複数の遠隔セル・ノード のサブセットであり、第１遠隔セル・ノードを含むような、多数の遠隔セル・ノ ードに送信し、多数の遠隔セル・ノードでNSMパケット信号を受信し、多数の遠 隔セル・ノードでNSMパケット信号を格納し、フレームの第２チャネルでIDT同期 信号に同期して、第１中間データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１ポーリ ング信号を送信し、第１遠隔セル・ノードで、第１ポーリング信号を受信し、フ レームの第３チャネルで、IDT同期信号に同期して、第１遠隔セル・ノードから 第１中間データ端末へ、第１ポーリング信号に応答して、第１RCNパケット信号 として複数の第１NSMパケット信号を送信し、中央データ端末から第１中間デー タ端末へ、 フレームの第６チャネルで、第２ポーリング信号を送信し、第１中間データ端末 で、第２ポーリング信号を受信し、フレームの第７チャネルで、第１中間データ 端末から中央データ端末へ、第２ポーリング信号に応答して、第１IDTパケット 信号として複数の第１RCNパケット信号を送信するステップから成る通信方法。 １７．中央データ端末で、第１IDTパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第１中間データ端末へ、第１IDTパケット信号の受信に応答して、受信確認信 号を送信するステップを含む請求項１６記載の方法。 １８．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中央データ端末から第１ネッ トワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのCDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでCDT要求を受信し、CDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中央データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項１６記載の方法 。 １９．第２遠隔セル・ノードによって、第１ポーリング信号を傍受し、第２遠 隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパケット信号の送信を傍受し、第２遠 隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパケット信号をメモリの第２遠隔セル ・ノードに格納されている複数の第２NSMパケット信号と比較し、複数の第１NSM パケット信号と複数の第２NSMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号 を識別するステップを含む請求項１６記載の方法。 ２０．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求 項１９記載の方法。 ２１．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項１９記 載の方法。 ２２．フレームの第８チャネルでIDT同期信号に同期して、第１中間データ端 末から第２遠隔セル・ノードへ、第３ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ ノードで、第３ポーリング信号を受信し、IDT同期信号に同期し、フレームの第 ９チャネルで、第２遠隔セル・ノードから第１中間データ端末へ、第３ポーリン グ信号に応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を含 まず、複数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項 １９記載の方法。 ２３．第２中間データ端末によって、第２ポーリング信号を傍受し、第２中間 データ端末によって、複数の第１RCNパケット信号の送信を傍受し、第２中間デ ータ端末によって、複数の第１RCNパケット信号をメモリの第２中間データ端末 に格納されている複数の第２RCNパケット信号と比較し、複数の第１RCNパケット 信号と複数の第２RCNパケット信号に共通の複数の第３RCNパケット信号を識別す るステップを含む請求項１６記載の方法。 ２４．メモリから複数の第３RCNパケット信号を削除するステップを含む請求 項２３記載の方法。 ２５．複数の第３RCNパケット信号に上書きするステップを含む請求項２３記 載の方法。 ２６．フレームの第８チャネルでIDT同期信号に同期して、中央データ端末か ら第２中間データ端末へ、第３ポーリング信号を送信し、第２中間データ端末で 、第３ポーリング信号を受信し、フレームの第９チャネルで、IDT同期信号に同 期し、第２中間データ端末から中央データ端末へ、第３ポーリング信号に応答し て、第２IDTパケット信号として複数の第３RCNパケット信号を含まず、複数の格 納された第２RCNパケット信号を送信するステップを含む請求項２３記載の方法 。 ２７．中央データ端末から第２中間データ端末へ、フレームの第８チャネルで 、第３ポーリング信号を送信し、第２中間データ端末で、第３ポーリング信号を 受信し、フレームの第９チャネルで、第２中間データ端末から中央データ端末へ 、第３ポーリング信号に応答して、第２IDTパケット信号として複数の第２RCNパ ケット信号を送信するステップを含む請求項１６記載の方法。 ２８．中央データ端末で、第２IDTパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第２中間データ端末へ、第２IDTパケット信号の受信に応答して、受信確認信 号を送信するステップを含む請求項２７記載の方法。 ２９．第２中間データ端末から中央データ端末で、複数の第２RCNパケット信 号を受信し、中央データ端末で、複数の第２RCNパケット信号を複数の第１RCNパ ケット信号と比較し、複数の第１RCNパケット信号と複数の第２RCNパケット信号 に共通の複数の第３RCNパケット信号を識別するステップを含む請求項２７記載 の方法。 ３０．複数の第３RCNパケット信号を削除するステップを含む請求項２９記載 の方法。 ３１．複数の第３RCNパケット信号に上書きするステップを含む請求項２９記 載の方法。 ３２．中央データ端末(CDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネッ トワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複 数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中央デ ータ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、CDT同期信号を送信し、複数の遠隔セ ル・ノードのそれぞれでCDT同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれ ぞれで、CDT同期信号の受信に応答して、RCNタイミング回路をCDT同期信号に同 期させ、電波を利用して、フレームの第４チャネルで、複数の遠隔セル・ノード のそれぞれから複数のネットワークサービスモジュールへ、CDT同期信号の受信 と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数のネットワークサービスモジュ ールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して、NSMタイミング回路をRCN同 期信号に同期させ、第１ネットワークサービスモジュールで、第１物理装置から のデータを収集し、電波を利用して、予め決まった時間内の疑似乱数時に、CDT 同期信号に同期したRCN同期信号の受信と同期に応答して、フレームの第５チャ ネルで、第１ネットワークサービスモジュールから、第１物理装置からのデータ を含むNSMパケット信号を、複数の遠隔セル・ノードのサブセットであり、第１ 遠隔セル・ノードを含むような、多数の遠隔セル・ノードに送信し、多数の遠隔 セル・ノードでNSMパケット信号を受信し、多数の遠隔セル・ノードでNSMパケッ ト信号を格納し、フレームの第２チャネルでCDT同期信号に同期して、中央デー タ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１ポーリング信号を送信し、第１遠隔セ ル・ノードで、第１ポーリング信号を受信し、フレームの第３チャネルで、CDT 同期信号に同期して、第１遠隔セル・ノードから中央データ端末へ、第１ポーリ ング信号に応答して、第１RCNパケット信号として複数の第１NSMパケット信号を 送信するステップから成る通信方法。 ３３．中央データ端末で、第１RCNパケット信号を受信し、フレームの第６チ ャネルで、中央データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１RCNパケット信号 の受信に応答して、受信確認信号を送信するステップを含む請求項３２記載の方 法。 ３４．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中央データ端末から第１ネッ トワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのCDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでCDT要求を受信し、CDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中央データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項３２記載の方法 。 ３５．多数の遠隔セル・ノードの中にある第２遠隔セル・ノードによって、第 １ポーリング信号を傍受し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパ ケット信号の送信を傍受し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパ ケット信号をメモリの第２遠隔セル・ノードに格納されている複数の第２NSMパ ケット信号と比較し、複数の第１NSMパケット信号と複数の第２NSMパケット信号 に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別するステップを含む請求項３２記載 の方法。 ３６．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求 項35記載の方法。 ３７．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項３５記 載の方法。 ３８．フレームの第７チャネルでCDT同期信号に同期して、中央データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第３ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ノー ドで、第３ポーリング信号を受信し、フレームの第８チャネルで、CDT同期信号 に同期し、第２遠隔セル・ノードから中央データ端末へ、第３ポーリング信号に 応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を含まず、複 数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項３５記載 の方法。 ３９．中央データ端末で、第２RCNパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２RCNパケット信号の受信に応答して、受信確認 信号を送信するステップを含む請求項３８記載の方法。 ４０．第２遠隔セル・ノードから中央データ端末で、第２RCNパケット信号と して複数の第２NSMパケット信号を受信し、中央データ端末で、複数の第２NSMパ ケット信号を複数の第１NSMパケット信号と比較し、複数の第１NSMパケット信号 と複数の第２NSMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別するス テップを含む請求項３２記載の方法。 ４１．複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求項４０記載 の方法。 ４２．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項４０記 載の方法。 ４３．中間データ端末(IDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネッ トワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複 数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中間デ ータ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、IDT同期信号を送信し、フレームの第 ２チャネルで、IDT同期信号に同期して、中間データ端末から第１遠隔セル・ノ ードへ、第１ポーリング信号を送信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれでID T同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれで、IDT同期信号の受信 に応答して、RCNタイミング回路をIDT同期信号に同期させ、電波を利用して、フ レームの第３チャネルで、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれから複数のネット ワークサービスモジュールへ、IDT同期信号の受信と同期に応答して、RCN同期信 号を送信し、複数のネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信 号を受信し、複数のネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信 号の受信に応答して、NSMタイミング回路をRCN同期信号に同期させ、複数のネッ トワークサービスモジュールで、複数の物理装置からのデータをそれぞれ収集し 、電波を利用して、フレームの第４チャネルで、第１遠隔セル・ノードから第１ ネットワークサービスモジュールへ、コマンド信号を送信し、第１ネットワーク サー ビスモジュールでコマンド信号を受信し、電波を利用して、RCN同期信号に同期 しコマンド信号に応答して、第５チャネルで、第１ネットワークサービスモジュ ールから第１遠隔セル・ノードへ、NSMパケット信号としてのデータを送信し、 第１遠隔セル・ノードで、NSMパケット信号を受信し、第１遠隔セル・ノードで 、NSMパケット信号を格納し、第１遠隔セル・ノードで、第１ポーリング信号を 受信し、IDT同期信号に同期して第１ポーリング信号に応答して、フレームの第 ６チャネルで、第１遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、第１RCNパケット 信号として複数の格納された第１NSMパケット信号を送信するステップから成る 通信方法。 ４４．中間データ端末で、第１RCNパケット信号を受信し、フレームの第７チ ャネルで、中間データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１RCNパケット信号 の受信に応答して、受信確認信号を送信するステップを含む請求項４３記載の方 法。 ４５．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中間データ端末から第１ネッ トワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのIDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでIDT要求を受信し、IDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中間データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項４３記載の方法 。 ４６．第２遠隔セル・ノードによって、第１ポーリング信号を傍受し、第２遠 隔セル・ノードによって、複数の格納された第１NSMパケット信号の送信を傍受 し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の第１NSMパケット信号をメモリの第 ２遠隔セル・ノードに格納されている複数の第２NSMパケット信号と比較し、複 数の第１NSMパケット信号と複数の格納された第２NSMパケット信号に共通の複数 の第３NSMパケット信号を識別するステップを含む請求項４３記載の方法。 ４７．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求 項４６記載の方法。 ４８．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項４６記 載の方法。 ４９．フレームの第８チャネルでIDT同期信号に同期して、中間データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ノー ドで、第２ポーリング信号を受信し、フレームの第９チャネルで、IDT同期信号 に同期し、第２遠隔セル・ノードから中間データ端末へ、第２ポーリング信号に 応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を含まず、複 数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項４６記載 の方法。 ５０．中間データ端末で、第２RCNパケット信号を受信し、中間データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２RCNパケット信号の受信に応答して、受信確認 信号を送信するステップを含む請求項４９記載の方法。 ５１．中央データ端末(CDT)、複数の中間データ端末(CDT)、複数の遠隔セル・ ノード(RCN)および複数のネットワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞ れが複数のチャネルを持つ複数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレー ムの第１チャネルで、複数の中間データ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、ID T同期信号を送信し、IDT同期信号に同期して、フレームの第２チャネルで、第１ 中間データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１ポーリング信号を送信し、複 数の遠隔セル・ノードのそれぞれでIDT同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノ ードのそれぞれで、IDT同期信号の受信に応答して、RCNタイミング回路をIDT同 期信号に同期させ、電波を利用して、フレームの第３チャネルで、複数の遠隔セ ル・ノードのそれぞれから複数のネットワークサービスモジュールへ、IDT同期 信号の受信と同期に応答して、RCN同期信号を送信し、複数のネットワークサー ビスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号を受信し、複数のネットワークサー ビスモジュールのそれぞれで、RCN同期信号の受信に応答して、NSMタイミング回 路をRCN同期信号に同期させ、複数のネットワークサービスモジュールで、複数 の物理装置からのデータをそれぞれ収集し、電波を利用して、フレームの第４チ ャネルで、第１遠隔セル・ノードから第１ネットワークサービスモジュールへ、 コマンド信号を送信し、第１ネットワークサービスモジュールでコマンド信号を 受信し、電波を利用して、RCN同期信号に同期しコマンド信号に応答して、第５ チャネルで、第１ネットワークサービスモジュールから第１遠隔セル・ノードへ 、NS Mパケット信号としてのデータを送信し、第１遠隔セル・ノードで、NSMパケット 信号を受信し、第１遠隔セル・ノードで、NSMパケット信号を格納し、第１遠隔 セル・ノードで、第１ポーリング信号を受信し、IDT同期信号に同期し第１ポー リング信号に応答して、フレームの第６チャネルで、第１遠隔セル・ノードから 中間データ端末へ、第１RCNパケット信号として複数の格納された第１NSMパケッ ト信号を送信し、フレームの第７チャネルで、中央データ端末から第１中間デー タ端末へ、第２ポーリング信号を送信し、第１中間データ端末で、第２ポーリン グ信号を受信し、第２ポーリング信号に応答して、フレームの第８チャネルで、 第１中間データ端末から中央データ端末へ、第１IDTパケット信号として複数の 第１RCN信号を送信するステップから成る通信方法。 ５２．第１中間データ端末で、第１RCNパケット信号を受信し、第１中間デー タ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１RCNパケット信号の受信に応答して、 受信確認信号を送信するステップを含む請求項５１記載の方法。 ５３．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中央データ端末から第１ネッ トワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのCDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでCDT要求を受信し、CDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中央データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項５１記載の方法 。 ５４．中央データ端末で、第１IDTパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第１中間データ端末へ、第１IDTパケット信号の受信に応答して、受信確認信 号を送信するステップを含む請求項５１記載の方法。 ５５．第２遠隔セル・ノードによって、第１ポーリング信号を傍受し、第２遠 隔セル・ノードによって、複数の格納された第１NSMパケット信号の送信を傍受 し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の格納された第１NSMパケット信号を メモリの第２遠隔セル・ノードに格納される複数の格納された第２NSMパケット 信号と比較し、複数の格納された第１NSMパケット信号と複数の格納された第２N SMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別するステップを含む 請求項５１記載の方法。 ５６．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求 項５５記載の方法。 ５７．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項５５記 載の方法。 ５８．フレームの第９チャネルでIDT同期信号に同期して、第１中間データ端 末から第２遠隔セル・ノードへ、第３ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ ノードで、第３ポーリング信号を受信し、フレームの第１０チャネルで、IDT同 期信号に同期し、第２遠隔セル・ノードから第１中間データ端末へ、第３ポーリ ング信号に応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を 含まず、複数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求 項５５記載の方法。 ５９．第１中間データ端末で、第２RCNパケット信号を受信し、第１中間デー タ端末から第２遠隔セル・ノードへ、第２RCNパケット信号の受信に応答して、 受信確認信号を送信するステップを含む請求項５８記載の方法。 ６０．中央データ端末から第２中間データ端末へ、フレームの第９チャネルで 、第３ポーリング信号を送信し、第２中間データ端末で、第３ポーリング信号を 受信し、フレームの第１０チャネルで、第２中間データ端末から中央データ端末 へ、第３ポーリング信号に応答して、第２IDTパケット信号として複数の第２RCN パケット信号を送信するステップを含む請求項５１記載の方法。 ６１．中央データ端末で、第２IDTパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第２中間データ端末へ、第２IDTパケット信号の受信に応答して、受信確認信 号を送信するステップを含む請求項６０記載の方法。 ６２．第２中間データ端末から中央データ端末で、複数の第２RCNパケット信 号を受信し、中央データ端末で、複数の第２RCNパケット信号を複数の第１RCNパ ケット信号と比較し、複数の第１RCNパケット信号と複数の第２RCNパケット信号 に共通の複数の第３RCNパケット信号を識別するステップを含む請求項６０記載 の方法。 ６３．複数の第３RCNパケット信号を削除するステップを含む請求項６２記載 の方法。 ６４．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項６２記 載の方法。 ６５．第２中間データ端末によって、第２ポーリング信号を傍受し、第２中間 データ端末によって、複数の第１RCNパケット信号の送信を傍受し、第２中間デ ータ端末によって、複数の第１RCNパケット信号をメモリの第２中間データ端末 に格納されている複数の第２RCNパケット信号と比較し、複数の第１RCNパケット 信号と複数の第２RCNパケット信号に共通の複数の第３RCNパケット信号を識別す るステップを含む請求項５１記載の方法。 ６６．メモリから複数の第３RCNパケット信号を削除するステップを含む請求 項６５記載の方法。 ６７．複数の第３RCNパケット信号に上書きするステップを含む請求項６５記 載の方法。 ６８．フレームの第９チャネルでIDT同期信号に同期して、中央データ端末か ら第２中間データ端末へ、第３ポーリング信号を送信し、第２中間データ端末で 、第３ポーリング信号を受信し、フレームの第１０チャネルで、IDT同期信号に 同期し、第２中間データ端末から中央データ端末へ、第３ポーリング信号に応答 して、第２IDTパケット信号として複数の第３RCNパケット信号を含まず、複数の 格納された第２RCNパケット信号を送信するステップを含む請求項６５記載の方 法。 ６９．中央データ端末(CDT)、複数の遠隔セル・ノード(RCN)および複数のネッ トワークサービスモジュール(NSM)の間で、それぞれが複数のチャネルを持つ複 数のフレームを用いて、各フレームの中で、フレームの第１チャネルで、中央デ ータ端末から複数の遠隔セル・ノードへ、CDT同期信号を送信し、CDT同期信号に 同期して、フレームの第２チャネルで、中央データ端末から第１遠隔セル・ノー ドへ、第１ポーリング信号を送信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれでCDT 同期信号を受信し、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれで、CDT同期信号の受信 に応答して、RCNタイミング回路をCDT同期信号に同期させ、電波を利用して、フ レームの第３チャネルで、複数の遠隔セル・ノードのそれぞれから複数のネット ワークサービスモジュールへ、CDT同期信号の受信と同期に応答して、RCN同期信 号を送信し、複数のネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信 号を受信し、複数のネットワークサービスモジュールのそれぞれで、RCN同期信 号の受信に応答して、NSMタイミング回路をRCN同期信号に同期させ、複数のネッ トワークサービスモジュールで、複数の物理装置からのデータをそれぞれ収集し 、電波を利用して、フレームの第４チャネルで、第１遠隔セル・ノードから第１ ネットワークサービスモジュールへ、コマンド信号を送信し、第１ネットワーク サービスモジュールでコマンド信号を受信し、電波を利用して、RCN同期信号に 同期しコマンド信号に応答して、第５チャネルで、第１ネットワークサービスモ ジュールから第１遠隔セル・ノードへ、NSMパケット信号としてのデータを送信 し、第１遠隔セル・ノードノードで、NSMパケット信号を受信し、第１遠隔セル ・ノードで、NSMパケット信号を格納し、第１遠隔セル・ノードで、第１ポーリ ング信号を受信し、CDT同期信号に同期し第１ポーリング信号に応答して、フレ ームの第６チャネルで、第１遠隔セル・ノードから中央データ端末へ、第１RCN パケット信号として複数の格納された第１NSMパケット信号を送信するステップ から成る通信方法。 ７０．中央データ端末で、第１RCNパケット信号を受信し、フレームの第７チ ャネルで、中央データ端末から第１遠隔セル・ノードへ、第１RCNパケット信号 の受信に応答して、受信確認信号を送信するステップを含む請求項６９記載の方 法。 ７１．フレームのリアルタイム要求チャネルで、中央データ端末から第１ネッ トワークサービスモジュールへ、要求されるデータのセットのためのCDT要求を 送信し、第１ネットワークサービスモジュールでCDT要求を受信し、CDT要求に応 答しリアルタイムで、第１ネットワークサービスモジュールから中央データ端末 へ、要求されたデータのセットを送信するステップを含む請求項６９記載の方法 。 ７２．第２遠隔セル・ノードによって、第１ポーリング信号を傍受し、第２遠 隔セル・ノードによって、複数の格納された第１NSMパケット信号の送信を傍受 し、第２遠隔セル・ノードによって、複数の格納された第１NSMパケット信号を メモリの第２遠隔セル・ノードに格納されている複数の格納された第２NSMパ ケット信号と比較し、複数の格納された第１NSMパケット信号と複数の格納され た第２NSMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別するステップ を含む請求項６９記載の方法。 ７３．メモリから複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求 項７２記載の方法。 ７４．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項７２記 載の方法。 ７５．フレームの第８チャネルでCDT同期信号に同期して、中央データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２ポーリング信号を送信し、第２遠隔セル・ノー ドで、第２ポーリング信号を受信し、フレームの第９チャネルで、CDT同期信号 に同期し、第２遠隔セル・ノードから中央データ端末へ、第２ポーリング信号に 応答して、第２RCNパケット信号として複数の第３NSMパケット信号を含まず、複 数の格納された第２NSMパケット信号を送信するステップを含む請求項７２記載 の方法。 ７６．中央データ端末で、第２RCNパケット信号を受信し、中央データ端末か ら第２遠隔セル・ノードへ、第２RCNパケット信号の受信に応答して、受信確認 信号を送信するステップを含む請求項７５記載の方法。 ７７．中央データ端末で、第２遠隔セル・ノードから、第２RCNパケット信号 として複数の第２NSMパケット信号を受信し、中央データ端末で、複数の第２NSM パケット信号を複数の第１NSMパケット信号と比較し、複数の第１NSMパケット信 号と複数の第２NSMパケット信号に共通の複数の第３NSMパケット信号を識別する ステップを含む請求項６９記載の方法。 ７８．複数の第３NSMパケット信号を削除するステップを含む請求項７７記載 の方法。 ７９．複数の第３NSMパケット信号に上書きするステップを含む請求項７７記 載の方法。 ８０．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、第１ネットワークサービスモジュールから中間デ ータ端末へ、アラーム状態を送信するステップを含む請求項７記載の方法。 ８１．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、フレームのリアルタイム要求チャネルで、第１ネッ トワークサービスモジュールから中央データ端末へ、アラーム状態を送信するス テップを含む請求項１８記載の方法。 ８２．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、フレームのリアルタイム要求チャネルで、第１ネッ トワークサービスモジュールから中央データ端末へ、アラーム状態を送信するス テップを含む請求項３４記載の方法。 ８３．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、フレームのリアルタイム要求チャネルで、第１ネッ トワークサービスモジュールから中間データ端末へ、アラーム状態を送信するス テップを含む請求項４５記載の方法。 ８４．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、フレームのリアルタイム要求チャネルで、第１ネッ トワークサービスモジュールから中央データ端末へ、アラーム状態を送信するス テップを含む請求項５３記載の方法。 ８５．第１ネットワークサービスモジュールで、アラーム状態を検知し、アラ ーム状態の検知に応答して、フレームのリアルタイム要求チャネルで、第１ネッ トワークサービスモジュールから中央データ端末へ、アラーム状態を送信するス テップを含む請求項７１記載の方法。