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      通信裝置及通信方法與流程

      文檔序號:12808957閱讀:230來源:國知局
      通信裝置及通信方法與流程
      本發(fā)明涉及通信裝置、及通信方法。
      背景技術(shù)
      :近年來,積極地進行著在如醫(yī)療服務(wù)那樣利用與人體密切接觸配置的器件的領(lǐng)域中應(yīng)用信息通信技術(shù)的研究。ieee802委員會提出了用于人體局域網(wǎng)(bodyareanetwork;ban)應(yīng)用的以近距離低功率無線通信為目的的ieee802.15.6標準協(xié)議。ieee802.15.6協(xié)議定義用于在人的身體中(in-body)、身體上(on-body)或身體周圍(off-body)進行工作的無線ban(均稱為wban。)的物理(physical;phy)層及媒體訪問控制(mediumaccesscontrol;mac)子層。在此,身體不限定于人體,也不排除應(yīng)用于動物或其它與人相似的具有電波環(huán)境的有機體等的可能性。根據(jù)ieee802.15.6協(xié)議,屬于ban網(wǎng)絡(luò)的裝置作為中樞(hub)或節(jié)點(node)發(fā)揮作用,且一個中樞和一個或一個以上的節(jié)點形成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)所包含的通信裝置、特別是移動裝置主要通過小型電池進行動作,因此,為了延長可工作的時間,降低耗電量是非常重要的。作為用于節(jié)省電池壽命的技術(shù),例如,特表2012-519439號公開有一種技術(shù),如果屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的裝置基于檢測的參數(shù)值及當前的電池電荷電平判定恰當?shù)乃吣J?,并將該睡眠模式發(fā)送給上述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它裝置,則上述其它裝置基于上述睡眠模式控制動作?,F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特表2012-519439號公報技術(shù)實現(xiàn)要素:發(fā)明所要解決的課題以信標模式工作的中樞在每個激活信標周期(均稱為“超級幀”。)必須發(fā)送一個或一個以上的信標信號。以往,在ieee802.15.6協(xié)議中,信標幀包含mac能力(maccapability)等的、節(jié)點與中樞進行通信時所需要的大量信息。信標幀所含的mac能力包含與中樞支持的沖突避免方式相關(guān)的信息。但是,節(jié)點在csma/ca和分段式aloha(slottedaloha)的兩種方式中、僅可支持一方的情況下,不管中樞支持的沖突避免方式如何,都以自身支持的方式對應(yīng),因此,中樞支持的沖突避免方式不會成為有意義的信息。另外,即使與中樞和節(jié)點的沖突避免方式一致,也會存在根據(jù)中樞的狀態(tài)不同而拒絕節(jié)點的連接請求等對其不能響應(yīng)的情況。在這種情況下,中樞發(fā)送的信標幀所含的一部分信息只會成為耗電量的原因。本發(fā)明的目的在于,提供一種降低在兩個通信裝置的連接過程中消耗的電力的通信方法、用于實現(xiàn)該方法的裝置、系統(tǒng)、及程序。用于解決課題的方案本發(fā)明的一個方式提供一種通信裝置,是用于根據(jù)特定的通信協(xié)議進行通信的裝置,其中,所述通信裝置包含處理器,該處理器基于由所述通信協(xié)議定義的幀格式,來生成幀并進行處理,所述處理器這樣生成信標幀:在基于所述通信協(xié)議規(guī)定的多種信息中,省略與本裝置支持的沖突避免方式相關(guān)的信息,對從其它裝置發(fā)送的連接請求幀進行處理,提取與所述其它裝置支持的沖突避免方式相關(guān)的信息,基于對所述提取的與沖突避免方式相關(guān)的信息和與本裝置的沖突避免方式相關(guān)的信息進行比較而得的結(jié)果,來控制與所述其它裝置之間的通信。另外,本發(fā)明的另一個方式提供一種通信裝置,是用于根據(jù)特定的通信協(xié)議進行通信的裝置,其中,所述裝置包含處理器,該處理器基于由所述通信協(xié)議定義的幀格式,來生成幀并進行處理,在從其它裝置發(fā)送的幀為信標幀的情況下,所述處理器判斷所述信標幀中是否包含表示省略了與所述其它裝置的沖突避免方式相關(guān)的信息的判別信息,并基于所述判斷結(jié)果,來控制與所述其它裝置之間的通信。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,可以降低與通信連接過程相關(guān)的終端的耗電量。附圖說明將以下詳細的敘述與以下附圖組合考慮,可得到本申請更深刻的理解。這些附圖只是示例,不限定本發(fā)明的范圍。圖1是表示ban的結(jié)構(gòu)的圖;圖2是表示本發(fā)明一實施方式的通信系統(tǒng)的框圖;圖3是表示中樞或節(jié)點內(nèi)的phy層和mac子層的圖;圖4是表示ban的時間參考基準的圖;圖5是表示信標模式的在信標周期內(nèi)的訪問期間的布局;圖6是表示節(jié)點和中樞的連接過程的圖;圖7(a)是表示mac幀的格式的圖,(b)是表示mac頭的格式的圖,(c)是表示幀控制(framecontrol)字段的格式的圖,(d)是表示mac幀主體的格式的圖;圖8是表示信標(beacon)幀的幀有效載荷格式的圖;圖9是表示連接請求(connectionrequest)幀的幀有效載荷格式的圖;圖10是表示連接分配(connectionassignment)幀的幀有效載荷格式的圖;圖11是表示mac能力(maccapability)字段的格式的圖;圖12是表示本發(fā)明一實施方式的信標幀的省略字段的圖;圖13a是表示本發(fā)明一實施方式的節(jié)點和中樞的連接過程的信號流程圖;圖13b是表示本發(fā)明一實施方式的節(jié)點和中樞的連接過程的信號流程圖;圖14a是表示本發(fā)明一實施方式的節(jié)點和中樞的連接過程的信號流程圖;圖14b是表示本發(fā)明一實施方式的節(jié)點和中樞的連接過程的信號流程圖;圖15是表示用于實現(xiàn)本發(fā)明一實施方式進行的連接過程的算法的流程圖;圖16a是表示本發(fā)明一實施方式的電子表型裝置的外觀的圖;圖16b是表示圖16a的電子表裝置的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。符號說明10人體局域網(wǎng)(ban)20ban通信系統(tǒng)200中樞210通信部212天線220處理器230存儲器300節(jié)點310通信部312天線320處理器330存儲器1600電子表1610通信模塊1612天線1614通信部1616處理器1620中央控制部1630輸入部1640顯示部1650表部具體實施方式本說明書中,主要說明將本發(fā)明應(yīng)用于ban的實施方式,但本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域不限定于ban。例如,本發(fā)明也可以應(yīng)用于藍牙(bluetooth(注冊商標))、wi-fi(注冊商標)、wi-fidirect(注冊商標)等其它無線通信技術(shù)中。以下,參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示ban的結(jié)構(gòu)的示意圖。ban10包含發(fā)揮中樞h的作用的裝置和發(fā)揮節(jié)點n的作用的裝置。一個ban中存在一個中樞,另一方面,節(jié)點的數(shù)是0~該中樞的可最大連接的節(jié)點數(shù)(mmaxbansize)的范圍。圖1所示的例子中,4個節(jié)點n1~n4屬于ban,但節(jié)點的數(shù)不限定于圖示的例子。中樞h是例如智能手機、pda等便攜終端或包含通信功能的電子表。節(jié)點n是例如進行測定或輸入接收生物信號并向中樞h傳遞的功能的生物信號測定裝置、生物信號監(jiān)視裝置、或各種傳感器、或包含它們的電子表。圖2是表示本發(fā)明一實施方式的通信系統(tǒng)的框圖。本實施方式中,通信系統(tǒng)20包含作為中樞發(fā)揮作用的裝置200和作為節(jié)點發(fā)揮作用的裝置300。圖2的例子中,表示一個節(jié)點與中樞進行通信,但如上所述,可以與中樞連接的節(jié)點的數(shù)不限定于該例。裝置200與一個或一個以上的節(jié)點進行通信,并控制這些節(jié)點。裝置300是醫(yī)療器械、家用電器、個人娛樂設(shè)備等的用于應(yīng)用一個或一個以上的、在身體(不限定于人類身體。)上、在內(nèi)部或在其周圍進行工作的低功率無線節(jié)點。裝置200包含通信部210、處理器220及存儲器230。處理器220對經(jīng)由天線212及通信部(或transceiver)210,及/或經(jīng)由與因特網(wǎng)或其它ban網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的有線線路(未圖示)交換的消息進行處理。天線212收發(fā)與由處理器220采用的無線通信方式對應(yīng)的頻率的電波。通信部210包含將從處理器220輸入的電信號轉(zhuǎn)換成電磁波,或?qū)⒔邮盏碾姶挪ㄞD(zhuǎn)換成電信號并向處理器220輸出的電路。這種電信號以幀為單位進行收發(fā)。本實施方式中,處理器220根據(jù)ban協(xié)議生成向其它裝置、例如裝置300發(fā)送的幀,并對從其它裝置、例如裝置300接收的幀根據(jù)ban協(xié)議進行處理(例如,解碼)。處理器220可以通過軟件、固件、硬件或它們的組合而構(gòu)成。存儲器230可以用于不僅儲存收發(fā)的幀的數(shù)據(jù)(以下,稱為“幀數(shù)據(jù)”。),而且還儲存幀結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制及功率管理信息等數(shù)據(jù)。特別是可以在存儲器230中儲存與裝置200和其它裝置連接的歷史(history)相關(guān)的信息(以下,稱為“歷史信息”。)。上述歷史信息可以包含記錄于從其它裝置接收的mac幀的信息。記錄于上述mac幀的信息包含例如上述其它裝置的mac能力、phy能力等。另外,存儲器230也可以用于儲存由處理器220使用的計算機程序命令、軟件及/或固件。作為存儲器230,可以使用裝入通信裝置200的、或包含可以從通信裝置200裝卸的ram(randomaccessmemory)、rom(readonlymemory)、閃速存儲器、或磁盤驅(qū)動器等的任意存儲裝置。或,存儲器230也可以是裝入處理器220的、或可以從處理器220裝卸的任意存儲裝置。裝置300包含通信部310、處理器320及存儲器330。處理器320對經(jīng)由天線312及通信部(或,transceiver)310交換的消息。天線312收發(fā)與由處理器320采用的無線通信方式對應(yīng)的頻率的電波。通信部310包含將從處理器320輸入的電信號轉(zhuǎn)換成電磁波,或?qū)⒔邮盏碾姶挪ㄞD(zhuǎn)換成電信號并向處理器320輸出的電路。本實施方式中,處理器320根據(jù)ban協(xié)議生成向其它裝置、例如裝置200發(fā)送的幀,并對從其它裝置、例如裝置200接收的幀根據(jù)ban協(xié)議進行處理。處理器320可以通過軟件、固件、硬件或它們的組合而構(gòu)成。存儲器330可以用于不僅儲存收發(fā)的幀數(shù)據(jù),而且還儲存幀結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制及功率管理信息等的數(shù)據(jù)。特別是存儲器330中可以包含記錄于從其它裝置、例如裝置200接收的mac幀的信息。記錄于上述mac幀的信息包含例如上述其它裝置的mac能力等。另外,存儲器330也可以用于儲存由處理器320使用的計算機程序命令、軟件及/或固件。作為存儲器330,可以使用裝入通信裝置300的、或包含可以從通信裝置300裝卸的ram(randomaccessmemory)、rom(readonlymemory)、閃速存儲器、或磁盤驅(qū)動器等任意存儲裝置?;?,存儲器330也可以是裝入處理器320的、或可以從處理器320裝卸的任意存儲裝置。裝置200或300可以與例如用于監(jiān)視體溫、呼吸、心跳數(shù)、血糖等來自身體的數(shù)據(jù)的傳感器、或提供控制心跳調(diào)節(jié)期(pacemaker)、呼吸器官、胰島素泵等功能的器件(省略圖示)連結(jié)。圖1所示的網(wǎng)絡(luò)10和圖2所示的系統(tǒng)20只不過是示例,不限制可以體現(xiàn)本說明書中敘述的幀生成方法及處理方法的系統(tǒng)或器件的范圍。根據(jù)本發(fā)明進行通信的任意裝置屬于本發(fā)明的范圍。中樞200或節(jié)點300在內(nèi)部劃分成物理性的(physical或phy)層和媒體訪問控制(mac)子層。圖3表示iso/osi-ieee802參考模型的phy層和mac子層。節(jié)點和中樞間的直接的通信在phy層和mac子層產(chǎn)生。在本實施方式的情況下,節(jié)點或中樞的phy層和mac子層在被賦予的時間內(nèi)以一個信道進行動作,但本發(fā)明的技術(shù)思想不限定于此。在節(jié)點或中樞內(nèi),phy通過位于與mac之間的phy服務(wù)訪問點(serviceaccesspoint;sap)向mac提供服務(wù),mac通過位于mac子層的正上方的macsap向mac客戶端(上位層)提供服務(wù)。在發(fā)送時,mac客戶端使mac服務(wù)數(shù)據(jù)單元(msdu)經(jīng)由macsap通向mac子層,mac子層使mac幀(均稱為mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元或mpdu。)經(jīng)由physap通向phy層。在接收時,phy層使mac幀經(jīng)由physap通向mac子層,mac子層使msdu經(jīng)由macsap通向mac客戶端。以下,參照圖4及圖5說明媒體訪問。所有的節(jié)點和中樞,如果根據(jù)時間計劃(調(diào)度)這些媒體訪問,則如圖4所示構(gòu)筑時間參考基準(timereferencebase)。為了提供或支持ban內(nèi)的時間參考分配,中樞無論是否發(fā)送信標,均構(gòu)筑將時間軸分割成信標周期(超級幀)的時間基準。各信標周期具有相同長度,通過標注有0、1、...、s(在此,s≤255)的編號的分配時隙而構(gòu)成。在這種情況下,中樞以排除了非激活超級幀后的各信標周期(超級幀)發(fā)送信標,或?qū)τ谒谐墡疾话l(fā)送信標。信標是為了通知網(wǎng)絡(luò)的存在并使節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)而由中樞發(fā)送的幀。另外,還為了協(xié)調(diào)媒體訪問、管理節(jié)點功率、同步化時鐘等網(wǎng)絡(luò)管理而發(fā)送信標。根據(jù)ieee802.15.6協(xié)議,中樞以以下三種訪問模式中的一個模式進行動作。(1)信標周期(超級幀)基礎(chǔ)信標模式:為了可以進行時間參考分配,在排除了非激活超級幀后的各個信標周期(超級幀),中樞發(fā)送信標。(2)超級幀基礎(chǔ)非信標模式:向媒體的訪問包含時間參考,且具有超級幀及分配時隙,但中樞不發(fā)送信標。中樞在超級幀期間中僅運營被管理的訪問期間(managedaccessphase:map)。(3)不基于超級幀的非信標模式:對媒體的訪問不包含時間參考,中樞不發(fā)送信標。圖5表示信標模式的信標周期內(nèi)的訪問期間的布局。在信標模式下,如圖5所示中樞在各個激活信標周期內(nèi)編成訪問期間。圖5中,b表示信標。在激活超級幀中,中樞發(fā)送信標,并提供訪問期間。訪問期間是為了交換管理、控制、及數(shù)據(jù)類型幀而使用的。非激活超級幀中,中樞不發(fā)送信標,也不提供任何的訪問期間。中樞將獨占訪問期間(exclusiveaccessphase:eap)1、隨機訪問期間(randomaccessphase:rap)1、被管理的訪問期間(managedaccessphase:map)、獨占訪問期間2、隨機訪問期間2、其它管理的訪問期間、及競爭訪問期間(contentionaccessphase:cap)按照圖5中圖示的順序配置。為了提供具有不是0的長度的cap,中樞在其之前發(fā)送b2幀。在后續(xù)的cap的長度為0的情況下,中樞不發(fā)送b2幀。在如ban這樣不使用集中化的控制器的分散環(huán)境下,所有的站點(中樞終端,節(jié)點終端)為了接近信道而競爭,而在兩個以上的站點同時使用信道的情況下,由于信號的沖突而不能通信。為了防止這種沖突,ban支持基于“包含沖突避免的載波監(jiān)聽多路訪問(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance;csma/ca)”或“slottedaloha”中的某一個的競爭訪問。通過競爭訪問,節(jié)點取得用于在競爭訪問期間(cap)內(nèi)開始一個或其以上的幀通信的時間。作為以競爭訪問或隨機訪問避免沖突的方式,中樞或節(jié)點支持上述csma/ca或slottedaloha的某一個。信標幀包含上述沖突避免方式,將與中樞支持的功能相關(guān)的信息向節(jié)點傳遞,為了節(jié)點和中樞的同步化,通知超級幀的開始。csma/ca是如下方式:有節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)時,在設(shè)定的競爭窗口(cw:contentionwindow)內(nèi)等待與預(yù)定數(shù)量的時隙相當?shù)臅r間后嘗試傳送的方式。slottedaloha是將信道按時間段劃分來減少沖突危險的方式,各節(jié)點僅在時間段的開始能夠進行傳送。圖6是表示現(xiàn)有的節(jié)點和中樞的連接過程的信號流程圖。如圖所示,還未與中樞連接的節(jié)點接收從中樞發(fā)送的信標幀,從接收的信標幀取得與超級幀及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種信息。上述信息包含信標幀的頭所包含的網(wǎng)絡(luò)固有的識別信息即網(wǎng)絡(luò)id(本實施方式的情況下,banid)、中樞的地址、及記錄于有效載荷(payload)的mac能力。節(jié)點基于取得的上述信息生成連接請求(connectionrequest)幀,并將該幀發(fā)送至中樞。連接請求幀是為了請求生成或變更與中樞的連接而由節(jié)點發(fā)送的幀。從節(jié)點接收連接請求幀的中樞將用于確認接收成功的幀的確認響應(yīng)幀即i-ack(immediateacknowledgement)幀發(fā)送給節(jié)點后,生成連接分配(connectionassignment)幀而發(fā)送給節(jié)點。連接分配幀是為了應(yīng)答連接請求,或者開始或變更連接分配而從中樞發(fā)送的幀。連接分配幀包含表示是否允許該節(jié)點的連接的信息。在中樞允許該節(jié)點的連接的情況下,從中樞接收到連接分配幀的節(jié)點將i-ack幀發(fā)送至中樞。由此,節(jié)點和中樞連接,成為彼此可以交換需要的信息(數(shù)據(jù))的狀態(tài)。另一方面,在中樞不允許該節(jié)點的連接的情況下,節(jié)點不再向中樞傳送幀,連接過程結(jié)束。以下,詳細說明用于ban通信的信標幀、連接請求幀及連接分配幀的mac幀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明一實施方式的mac幀的格式如圖7(a)所示。mac幀包含固定長度的mac頭、可變長度的mac幀主體、及固定長度的幀校驗序列(framechecksequence;fsc)字段。幀校驗序列字段是mac幀的末尾(footer)。以下,詳細定義mac幀所含的字段。以下附圖中,mac幀所含的字段按照從左側(cè)到右側(cè)的順序傳送,由虛線描繪的字段是選項或選擇性地不包含的字段。在各字段上顯示該字段所含的八位字節(jié)(octet)的數(shù)量和對應(yīng)的八位字節(jié)傳送順序。保留(reserved)字段在發(fā)送時設(shè)定成0,在接收時被忽略。圖7(b)表示本實施方式的mac頭的格式。mac頭包含幀控制(framecontrol)、接收者(recipient)id、發(fā)送者(sender)id、banid字段。關(guān)于幀控制的詳細情況將在以后描述。接收者id設(shè)定成當前幀的接收者的縮寫地址(即,hid(hubidentifier)或nid(nodeidentifier)),發(fā)送者id設(shè)定成當前幀的發(fā)送者的縮寫地址(即,hid(hubidentifier)或nid(nodeidentifier)),banid設(shè)定成傳送當前幀的ban的縮寫地址。本實施方式的幀控制的格式在圖7(c)中詳細表示。在ieeestd802.15.6-2012的節(jié)5.2.1.1中定義了幀控制的各字段。幀控制的字段中,幀子類型(framesubtype)和幀類型(frametype)字段以按照下述表1設(shè)定成表示當前幀的類型?!颈?】如表1所示,幀類型的值表示當前幀的類型。特別是如果幀類型值為00,則表示為管理幀,如果為01,則表示為控制幀,如果為10,則表示為數(shù)據(jù)幀,如果為11,則表示為保留幀。幀子類型的值根據(jù)當前幀的子類型設(shè)定。即,幀類型值和幀子類型值的組合表示當前幀的種類。例如,如果幀類型值為00,幀子類型值為0000,則表示當前幀為信標幀,如果幀類型值為00,幀子類型值為1000,則表示當前幀為連接請求幀,如果幀類型值為00,幀子類型值為1001,則表示當前幀為連接分配幀。另一方面,如果幀類型值為01,幀子類型值為0000,則表示當前幀為i-ack幀。圖7(d)表示本實施方式的mac幀主體的格式。在當前幀為不安全(unsecured)的幀的情況下(通過mac頭的幀控制(framecontrol)字段的安全等級(securitylevel)字段表示。),不存在低序安全序列號(low-ordersecuritysequencenumber)字段及mic(messageintegritycode)字段。幀有效載荷是必須傳遞給接收者的字段的序列。由節(jié)點向中樞傳送的i-ack幀不包含有效載荷。由中樞向節(jié)點傳送的i-ack幀選擇性地包含有效載荷。本實施方式的信標幀包含具有圖8所示的格式的幀有效載荷。信標幀的幀有效載荷的各字段定義成ieeestd802.15.6-2012的節(jié)5.3.1。在信標幀的幀有效載荷的多個字段中,rap1啟動(rap1start),信標移位序列(beaconshiftingsequence)、信道跳頻狀態(tài)(channelhoppingstate)、下一信道跳躍(nextchannelhop)及非激活期間(inactiveduration)是在一定條件下存在的選項數(shù)據(jù)。本實施方式的連接請求幀包含具有圖9所示的格式的幀有效載荷。接收者地址(recipientaddress)字段設(shè)定成當前幀的接收者的eui-48,在不知道eui-48的情況下,設(shè)定成0。發(fā)送者地址(senderaddress)字段設(shè)定成當前幀的發(fā)送者的eui-48。mac能力字段包含與發(fā)送連接請求幀的節(jié)點支持的功能相關(guān)的信息(例如,節(jié)點支持的沖突避免方式)。連接請求幀的幀有效載荷剩余的各字段定義成ieeestd802.15.6-2012的節(jié)5.3.6。本實施方式的連接分配幀包含具有圖10所示的格式的幀有效載荷。連接分配幀的幀有效載荷所含的多個字段各自定義成1eeestd802.15.6-2012的節(jié)5.3.7。對上述多個字段中的模式/狀態(tài)(mode/status)字段進行詳細地說明。模式/狀態(tài)字段表示中樞的訪問模式及連接分配的狀態(tài),其格式在圖10中一起表示。訪問指示符(accessindicator)字段設(shè)定成中樞的訪問模式。字段值在下述表2中表示?!颈?】域值(十進制)狀態(tài)0超級幀基礎(chǔ)信標模式及用于隨機訪問的csma/ca1超級幀基礎(chǔ)信標模式及用于隨機訪問的slottedaloha2超級幀基礎(chǔ)非信標模式及沒有隨機訪問3不基于超級幀的非信標模式及用于隨機訪問的csma/ca連接狀態(tài)(connectionstatus)字段設(shè)定成連接分配的狀態(tài)。字段值在下述表3中表示?!颈?】即,在中樞接收的連接請求幀的發(fā)送者即允許節(jié)點的連接請求的情況下,將連接狀態(tài)字段的值設(shè)定成0,在拒絕連接請求的情況下,根據(jù)拒絕原因,將連接狀態(tài)字段的值設(shè)定成1-10中的一個。根據(jù)節(jié)點從中樞接收的連接分配幀的有效載荷所含的連接狀態(tài)字段的值,可以判斷是允許還是拒絕連接請求。如圖8~圖10所示,信標幀、連接請求幀及連接分配幀在其有效載荷中包含mac能力(maccapability)字段。mac能力字段表示該幀的發(fā)送者是否支持多種功能及功能的主要條件,具有圖11所圖示的格式。將mac能力將幀的發(fā)送者支持的功能通知給接收者。mac能力的各字段如下述定義(參照ieeestd802.15.6-2012的節(jié)5.6.1)。1)如果發(fā)送者支持通過在eap1、rap1、eap2、rap2及cap中使用csma/ca而得到的競爭的分配,則將csma/ca字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。即,如果幀的發(fā)送者支持作為沖突避免方式的csma/ca,則將該字段設(shè)定成1。2)如果發(fā)送者支持通過在eap1、rap1、eap2、rap2及cap中使用slottedaloha訪問而得到的競爭的分配,則將slottedalohaaccess字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。即,如果幀的發(fā)送者支持slottedaloha作為沖突避免方式,則將該字段設(shè)定成1。3)如果發(fā)送者支持類型-i輪詢分配,則將type-ipollingaccess字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。4)如果發(fā)送者支持類型-ii輪詢分配,則將type-iipollingaccess字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。5)如果發(fā)送者支持所計劃的分配,則將scheduledaccess字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。6)如果支持非計劃的雙向鏈路分配,則將unscheduledaccess字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。7)如果發(fā)送者支持斷片化及再組裝,則將fragmentation/reassembly字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。8)如果發(fā)送者支持指令幀的處理及功能性,則將commandframes字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。9)關(guān)于nodealwaysactive/hubclockppm字段,如果在由節(jié)點發(fā)送的幀中用作nodealwaysactive字段,且節(jié)點總是處于激活狀態(tài),則設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。如果在由中樞發(fā)送的幀中用作hubclockppm字段,且中樞具有ppm的最小精確度為mhubclockppmlimit/2的時鐘,則設(shè)定成1,如果具有ppm的最小精確度為mhubclockppmlimit的時鐘,則設(shè)定成0。10)如果由節(jié)點發(fā)送的幀中,節(jié)點支持并請求集中形保護時間提供,則將guardtimeprovisioning字段設(shè)定成1,如果支持并請求分散形保護時間提供,則設(shè)定成0。由中樞發(fā)送的幀中,成為保留(即,保留)字段。11)如果發(fā)送者支持全部l-ack/b-ack確認,則將l-ack/b-ack字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。12)如果發(fā)送者支持組確認,則將g-ack字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。13)如果幀的發(fā)送者是支持雙跳擴展的星ban的中繼(relaying)節(jié)點所請求的功能性的節(jié)點,則將relayingnode字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。如果幀的發(fā)送者為中樞,則為保留字段。14)如果發(fā)送者支持雙跳擴展的星ban中被中繼的(relayed)中樞或節(jié)點請求的功能性,則將relayinghub/node字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。15)如果發(fā)送者支持信標移位,則將beaconshifting字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。16)如果發(fā)送者支持信道跳頻,則將channelhopping字段設(shè)定成1,否則,設(shè)定成0。17)將datasubtypes字段設(shè)定成用于從當前幀的接收者接收到的數(shù)據(jù)類型幀的由發(fā)送者支持的數(shù)據(jù)子類型的最大個數(shù)。如上所述,在現(xiàn)有的ban通信過程中,中樞發(fā)送包含mac能力字段的信標幀,該mac能力字段包含與本身支持的功能相關(guān)的信息。特別是,在信標幀的mac能力中包含表示與中樞支持的沖突避免方式(csmmca或slottedaloha)相關(guān)的信息的字段(上述csma/ca字段及slottedaloha字段)。但是,在例如節(jié)點僅可對應(yīng)csma/ca及slottedaloha中的一個沖突避免方式、中樞不能對應(yīng)要支持的沖突避免方式的情況下,結(jié)果該節(jié)點的連接請求被中樞拒絕,因此,與中樞支持的沖突避免方式相關(guān)的信息對于該節(jié)點不會成為重要信息。如圖10及表3所示,中樞基于從節(jié)點接收的連接請求幀所含的信息,可以決定是允許還是拒絕該節(jié)點的連接請求。因此,本發(fā)明一實施方式中,將省略了與沖突避免方式相關(guān)的信息、即省略了csma/ca及slottedaloha字段的信標幀發(fā)送給每個超級幀。在更優(yōu)選的實施方式中,通過發(fā)送省略了mac能力字段的信標幀,進一步降低中樞的耗電量。如上所述,根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,中樞生成并發(fā)送具有由圖8所示的信標幀格式規(guī)定的多個字段中省略了mac能力字段而得的有效載荷的信標幀。如圖11所示,mac能力字段包含大量數(shù)據(jù),因此,通過發(fā)送具有省略了mac能力字段的有效載荷的信標幀,可以降低中樞的耗電量。上述實施方式中,優(yōu)選將省略了信標幀的mac能力字段的情況通知給節(jié)點。根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,在成為信標幀的mac頭的幀控制字段的保留(即,保留)的4位(參照圖7的(a)~(c))中,將特定的1位定義為省略(elision)字段。如圖12所示,本實施方式中,成為信標幀的mac頭的幀控制字段的保留的b4~b7位中,b4用作省略字段。在不存在被省略的字段的情況下,將b4字段的值設(shè)定成0,在省略了mac能力字段的情況下,將b4字段的值設(shè)定成1。當節(jié)點從中樞接收信標幀時,依次提取信標幀的mac頭、mac幀主體及fcs所含的數(shù)據(jù)。節(jié)點根據(jù)提取的mac頭的幀控制字段的省略字段值,判斷上述信標幀的有效載荷中是否具有被省略了的字段。即,上述省略字段值用作表示信標幀中是否具有被省略了的字段的判別信息。具體而言,如果省略字段值為0,節(jié)點根據(jù)圖8所示的格式,處理信標幀的有效載荷(例如,解碼),如果省略字段值為1,節(jié)點根據(jù)從圖8所示的格式省略mac能力字段的格式,處理信標幀有效載荷。這樣,節(jié)點可以根據(jù)信標幀的頭所含的上述判別信息處理信標幀的有效載荷。另一方面,用作本發(fā)明的省略字段的字段不限定于上述實施方式。上述實施方式中,成為mac頭的幀控制字段的保留的b4~b7位中,b4位用作省略字段,但在其它實施方式中,也可以使用其它位(例如,b5-b7中的1位)。另外,也可以將幀控制的其它字段所含的作為保留的1位用作省略字段。例如,可以使用幀類型字段的保留或幀子類型字段的保留(參照表1)。用作省略字段的字段種類不構(gòu)成本發(fā)明的本質(zhì)思想。圖13a及圖13b是表示上述實施方式進行的中樞和節(jié)點的連接過程的信號流程圖。圖13a表示能連接中樞時的信號流程,另一方面,圖13b表示不能連接時的信號流程。如上所述,本實施方式中,為了進一步降低耗電量,如圖13a及圖13b所示,發(fā)送省略了mac能力字段的信標幀。因此,與圖6所示的現(xiàn)有的連接過程不同,節(jié)點不從信標幀取得中樞的mac能力。如果在接收的信標幀中包含判別信息,則節(jié)點根據(jù)省略了mac能力字段的幀格式,處理接收的信標幀的有效載荷。節(jié)點基于信標幀的頭(參照圖7的(a)及(b))所含的網(wǎng)絡(luò)id(本實施方式時,banid)和中樞的地址等、從信標幀取得的信息來生成連接請求幀,并將該幀發(fā)送至中樞。連接請求幀包含具有圖9所示的格式的幀有效載荷。如圖9所示,連接請求幀包含mac能力字段,該mac能力字段中包含與節(jié)點終端對應(yīng)的沖突避免方式相關(guān)的信息。中樞如果從節(jié)點接收連接請求幀,則將用于使節(jié)點確認成功的幀接收的確認響應(yīng)幀即i-ack(immediateacknowledgement)幀發(fā)送至節(jié)點。中樞處理從節(jié)點接收的連接請求幀,確認節(jié)點對應(yīng)的沖突避免方式,并將該方式與本身支持的沖突避免方式比較,由此,判斷是否允許該節(jié)點的連接。在沖突避免方式一致且沒有其它連接拒絕原因的情況下,如圖13a所示,中樞生成連接分配幀并發(fā)送至節(jié)點。連接分配幀包含具有圖10所示的格式的幀有效載荷。在該情況下,連接分配幀的模式/狀態(tài)(mode/status)字段的連接狀態(tài)(connectionstatus)字段如表3所示設(shè)定成0(connectionrequestaccepted)。另外,連接分配幀將包含中樞支持的通信方式的mac能力等通信所需要的信息通知給節(jié)點。從中樞接收了連接分配幀的節(jié)點將i-ack幀發(fā)送至中樞。由此,節(jié)點和中樞連接,成為彼此可以通信需要的信息(數(shù)據(jù))的狀態(tài)。另一方面,在中樞判斷為中樞的沖突避免方式和節(jié)點的沖突避免方式不一致的情況下,中樞不允許節(jié)點的連接請求。在該情況下,如圖13b所示,中樞將i-ack幀、及模式/狀態(tài)字段的連接狀態(tài)字段值設(shè)定成1的連接分配幀發(fā)送至節(jié)點。接收了上述連接分配幀的節(jié)點判斷為不能連接,并結(jié)束連接過程。在沖突避免方式一致,但具有如表3所示那樣不能連接的其它原因的情況下,中樞根據(jù)該原因,生成將模式/狀態(tài)字段的連接狀態(tài)字段值設(shè)定成1-10中的一個的連接分配幀并向節(jié)點發(fā)送。圖14a及圖14b是表示圖13b的其它實施方式進行的中樞和節(jié)點的連接過程的信號流程圖。首先,在圖14a的實施方式中,中樞生成圖8所示的幀格式的信標幀并進行發(fā)送。即,信標幀包含mac能力字段。接收了信標幀的節(jié)點將連接請求幀發(fā)送至中樞。與圖13b的實施方式不同,在中樞拒絕發(fā)送了該連接請求幀的節(jié)點的連接的情況下,以不發(fā)送i-ack幀及連接分配幀的低功率模式進行動作。如果節(jié)點在預(yù)定的時間內(nèi)未接收到針對連接請求幀的i-ack幀,則判斷為中樞不允許連接,而結(jié)束接收待機狀態(tài)。上述預(yù)定的時間例如是在沒有連接的狀態(tài)下通過輪詢分配的時間、即沒有連接的被輪詢的分配(unconnectedpolledallocation)。根據(jù)本實施方式,中樞不生成及發(fā)送i-ack幀及用于通知不能連接的連接分配幀,節(jié)點在經(jīng)過預(yù)定時間后結(jié)束接收待機狀態(tài),因此,可以降低中樞和節(jié)點的耗電量。圖14b的實施方式中,與圖14a一樣,中樞及節(jié)點以低功率模式進行動作,另一方面,使用省略了mac能力字段的信標幀。由此,也可以降低中樞為了發(fā)送信標幀而消耗的電力。另外,優(yōu)選中樞發(fā)送的信標幀中包含表示省略了mac能力的判別信息。接收了上述信標幀的節(jié)點根據(jù)圖8所示的信標幀的有效載荷格式中省略了mac能力字段的格式,來處理接收到的信標幀的有效載荷。如果節(jié)點在預(yù)定時間(例如,unconnectedpolledallocation)內(nèi)未接收到針對連接請求幀的接收響應(yīng)即i-ack幀,則判斷為不能連接至中樞,結(jié)束接收待機狀態(tài)。圖14a及圖14b的實施方式中,如果節(jié)點發(fā)送連接請求幀后,在預(yù)定的時間內(nèi)未從中樞接收到i-ack幀,則判斷為不能連接,結(jié)束接收待機狀態(tài)。其它實施方式中,在節(jié)點不對應(yīng)于中樞支持的沖突避免方式的情況下,以中樞不發(fā)送i-ack幀及連接分配幀的低功率模式進行動作,另一方面(圖14a或圖14b),在沖突避免方式一致但具有其它連接拒絕原因的情況下,中樞也可以發(fā)送i-ack幀及連接分配幀(圖13b)。另一方面,其它實施方式中,即使在不允許連接的情況下,也發(fā)送i-ack幀,但也可以不發(fā)送連接分配幀。在該情況下,如果在預(yù)定的時間內(nèi)未接收到連接分配幀,則判斷為節(jié)點不能連接,結(jié)束接收待機狀態(tài)。另外,被省略的字段不限于mac能力字段,也可以省略mac能力字段及phy能力字段。根據(jù)圖14b所示的實施方式,由于下面的原因,與圖6所示的連接過程相比,可以進一步降低耗電量。第一,中樞發(fā)送與通信方式相關(guān)的信息,優(yōu)選發(fā)送省略了mac能力字段的省略形信標幀,因此,可以降低為了發(fā)送信標幀所需要的中樞的耗電。第二,如果中樞在不允許節(jié)點的連接的情況下不發(fā)送連接分配幀、節(jié)點在預(yù)定的時間內(nèi)從中樞未接收到連接分配幀,則判斷為不能連接至該中樞,結(jié)束接收待機狀態(tài)(即,低功率模式)。因此,中樞不會為了生成并發(fā)送連接分配幀而無謂地消耗電力。節(jié)點中也可以降低為了接收連接分配幀并進行處理而消耗的電力。圖15是表示用于實現(xiàn)本發(fā)明一實施方式進行的連接過程的算法的流程圖。以下,一起參照圖2詳細地說明圖15的過程。開始連接過程時,中樞200的處理器220從存儲器230讀出必要的信息并生成信標幀(步驟s1502)。然后,中樞200的通信部210發(fā)送上述生成的信標幀(步驟s1504)。如果節(jié)點300的通信部310接收到上述信標幀(步驟s1520),則處理器320處理上述信標幀的頭(步驟s1522)。處理器320處理接收的信標幀的頭并判斷是否具有表示省略了與中樞的沖突避免方式相關(guān)的信息的判別信息(步驟s1524)。在未檢測到上述判別信息的情況下(步驟s1524:否),處理器320判斷為信標幀中沒有被省略的信息,而以普通模式進行動作(步驟s1526)。即,以圖6所示的方式進行連接過程。在檢測到上述判別信息的情況下(步驟s1524:是),處理器320判斷為接收到有效載荷中省略了特定信息的省略形信標幀,并對上述省略形信標幀進行處理(步驟s1528)。上述特定的信息是與中樞支持的沖突避免方式相關(guān)的信息,優(yōu)選為mac能力字段。處理器320基于從信標幀取得的信息生成連接請求幀(步驟s1530),通信部310將上述連接請求幀發(fā)送至中樞200(步驟s1532)。如果中樞200的通信部210從節(jié)點300接收到連接請求幀(步驟s1506),則處理器220對連接請求幀進行處理,從連接請求幀的有效載荷的mac能力字段取得與節(jié)點300對應(yīng)的沖突避免方式相關(guān)的信息。處理器220從存儲器230讀出與中樞200支持的沖突避免方式相關(guān)的信息,將該信息和與上述取得的沖突避免方式相關(guān)的信息比較(步驟s1508)。在沖突避免方式一致的情況下(步驟s1508:是),判斷是否具有其它連接拒絕的原因(步驟s1510)。在沒有其它連接拒絕原因的情況下(步驟s1510:否),生成確認連接請求幀的接收的i-ack幀并向節(jié)點300發(fā)送(步驟s1512)。接著,中樞300生成將模式/狀態(tài)字段的連接狀態(tài)字段設(shè)定成0的連接分配幀并向節(jié)點300發(fā)送(步驟s1514)。當節(jié)點300的通信部310接收i-ack幀及連接分配幀(步驟s1534及步驟s1536),處理器320對這些幀進行處理時,連接過程完成,成為中樞200和節(jié)點300可以交換數(shù)據(jù)的狀態(tài)。另一方面,在上述沖突避免方式不一致的情況下(步驟s1508:否),或具有其它連接拒絕的原因的情況下(步驟s1510:是),以低功率模式進行動作(步驟s1516)。即,如圖14b所示,中樞200不進行i-ack幀及連接分配幀的生成及發(fā)送。如果節(jié)點300在預(yù)定的時間內(nèi)未接收到針對連接請求幀的i-ack幀,則判斷為中樞200不允許連接,結(jié)束接收待機狀態(tài)。上述預(yù)定的時間例如是在沒有連接的狀態(tài)下通過輪詢分配的時間即沒有連接的被輪詢的分配(unconnectedpolledallocation)。[第2實施方式]圖16a及圖16b表示可以作為ban內(nèi)的中樞或節(jié)點發(fā)揮作用的裝置的示例的實施方式,圖16a是表示外觀的圖,圖16b是表示該裝置的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。本實施方式中,上述裝置為電子表。如圖16b所示,電子表1600具備通信模塊1610,通信模塊1610包含天線1612、通信部1614及處理器1616。處理器1616對經(jīng)由天線1612及通信部1614、及/或經(jīng)由因特網(wǎng)或與其它ban連結(jié)的線纜(未圖示)進行交換的消息進行處理。處理器1616可以由軟件、固件或硬件構(gòu)成。天線1612、通信部1614、處理器1616的結(jié)構(gòu)及功能與關(guān)于圖2說明的天線212或312、通信部210或310、處理器220或320的結(jié)構(gòu)及功能相同,因此,省略更詳細的說明。另外,通信模塊1610也可以還具備儲存如下數(shù)據(jù)的存儲器(未圖示):與其它裝置之間收發(fā)的幀數(shù)據(jù)、幀結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制及功率管理信息等數(shù)據(jù)、由處理器1616使用的計算機程序命令、軟件及/或固件等。中央控制部1620由cpu(centralprocessingunit)等運算處理裝置構(gòu)成,對電子表1600整體的動作進行控制。例如,中央控制部1620根據(jù)記錄于rom1660的程序執(zhí)行各種處理。此外,也可以利用中央控制部1620實現(xiàn)與關(guān)于圖2說明的處理器220或320相同的結(jié)構(gòu)及功能,中央控制部1620和處理器1616也可以協(xié)作來實現(xiàn)。輸入部1630由具備對電子表1600的終端主體進行各種信息及指示的輸入的功能的多個按鈕(這里所說的按鈕不僅包含由硬件實現(xiàn)的按鈕,還包含由軟件實現(xiàn)的按鈕。)等構(gòu)成。當用戶操作各種按鈕時,輸入部1630將與操作的按鈕對應(yīng)的操作指示輸出至中央控制部1620。中央控制部1620根據(jù)從輸入部1630輸入的指示,使各部執(zhí)行預(yù)定的動作。顯示部1640根據(jù)來自中央控制部1620的指示,顯示時刻或從外部接收的消息等各種信息。表部1650根據(jù)系統(tǒng)時鐘或由振蕩器生成的信號生成時刻信號,并輸出當前時刻。rom1660儲存由中央控制部1620執(zhí)行的控制程序等。另外,rom1660也可以儲存由處理器1616使用的計算機程序命令、軟件、及/或固件等。ram1670提供中央控制部1620執(zhí)行各種處理時的作業(yè)區(qū)域(workarea),并儲存由電子表1600的各部處理的數(shù)據(jù)。另外,ram1670不僅儲存收發(fā)的幀數(shù)據(jù),而且也可以儲存幀結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制及功率管理信息等數(shù)據(jù)。此外,電子表1600可以與其它裝置連結(jié)。上述其它裝置是例如為了監(jiān)視體溫、呼吸、心跳數(shù)、血糖等來自身體的數(shù)據(jù)而使用的傳感器或提供控制心跳調(diào)節(jié)期、呼吸器、胰島素泵等功能的裝置。以上,說明了將本發(fā)明應(yīng)用于ban通信的實施方式,但本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域不限于ban。例如,本發(fā)明也可以應(yīng)用于藍牙(bluetooth(注冊商標))、wi-fi(注冊商標)、wi-fidirect(注冊商標)等其它無線通信技術(shù)中。上述的過程可以由硬件執(zhí)行,也可以由軟件執(zhí)行。在由軟件執(zhí)行特定過程的情況下,構(gòu)成該軟件的程序從網(wǎng)絡(luò)或記錄媒體安裝至作為中樞或節(jié)點而發(fā)揮作用的通信裝置中。包含這種程序的記錄媒體不僅可以由為了向用戶提供程序而與裝置主體分開分布的可移動媒體(未圖示)等構(gòu)成,也可以由在預(yù)先裝入裝置主體的狀態(tài)下提供給用戶的記錄媒體等構(gòu)成。具有本發(fā)明所屬的
      技術(shù)領(lǐng)域
      中的通常知識的人可以根據(jù)上述說明及相關(guān)附圖導(dǎo)出本發(fā)明的多個變形及其它實施方式。因此,本發(fā)明不限于公開的特定的實施方式。本說明書中,使用多個特定術(shù)語,但這些術(shù)語只不過是作為一般意義僅為了說明的目的而使用的術(shù)語,不是為了限制發(fā)明而使用的術(shù)語。在不脫離由附加的權(quán)利要求書及其等同物定義的普通的發(fā)明概念及思想的范圍內(nèi),可以進行各種變形。當前第1頁12
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