JP6041257B2 - Direct data transmission / reception method between devices via an IEEE 802.15.4 network - Google Patents

Direct data transmission / reception method between devices via an IEEE 802.15.4 network Download PDF

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Description

本発明は、IEEE802.15.4ワイヤレスパーソナルエリアネットワークを介する周辺デバイス間の直接的データ送受信方法に関するものである。   The present invention relates to a direct data transmission / reception method between peripheral devices via an IEEE 802.15.4 wireless personal area network.

ワイヤレスパーソナルエリアネットワークは、個人の作業環境にあるデバイスと、その周辺にあるデバイスとの相互接続を可能にする近距離ネットワークである。ワイヤレスパーソナルエリアネットワークにおいては、主に小型で安価であり、かつ低出力のデジタル無線通信を行うことのできる通信デバイスが用いられている。   A wireless personal area network is a short-range network that allows devices in a personal work environment to interconnect with devices in their vicinity. In wireless personal area networks, communication devices that are small, inexpensive, and capable of low-power digital wireless communication are mainly used.

こうしたデバイスには、ワイヤレスセンサーネットワーク、ホームオートメーション、家庭用電化製品等が含まれている。近年、こうしたネットワークの適用範囲として、Smart Utility Network(SUN)、Active Radio Frequency Identification(RFID)、Medial Body area Network (MBAN)、Low Energy Critical Infrastructure(LECIM)等も含まれるようになった。   Such devices include wireless sensor networks, home automation, home appliances, and the like. In recent years, the scope of application of such networks includes Smart Utility Network (SUN), Active Radio Frequency Identification (RFID), Medical Body Area Network (MBAN), and Low Energy Critical Infrastructure (LECIM).

これらのデバイスの中には、地理的に離れたエリアを結ぶことのできる広域通信性や、比較的簡易な構成のノードを用いつつ、高い接続性が必要になるものがある。こうしたデバイス間の通信においては、高度に冗長化されたネットワークが重要なものとなっていて、デバイス間の直接的なデータの送受信を含む、様々なネットワーク接続の研究開発が行われている。   Among these devices, there are devices that require wide connectivity that can connect geographically distant areas and high connectivity while using nodes with a relatively simple configuration. In such communication between devices, a highly redundant network is important, and various network connections including direct data transmission / reception between devices are being researched and developed.

IEEE std 802.15.4-2011[1]等のIEEE802.15.4の規格に準拠するネットワークは、スター型ネットワークおよびピアツーピアネットワークの2つのネットワークトポロジーに適用することができる。   A network conforming to the IEEE 802.15.4 standard such as IEEE std 802.15.4-2011 [1] can be applied to two network topologies, a star network and a peer-to-peer network.

図1は、IEEE802.15.4ネットワークが適用される2つのネットワークトポロジーを示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing two network topologies to which an IEEE 802.15.4 network is applied.

スター型ネットワークは、PANコーディネータおよび複数のデバイスにより構成される。全てのデバイスはPANコーディネータに接続され、PANコーディネータはこれら全てのデバイスの管理を行う。スター型ネットワークにおける通信は、デバイスとPANコーディネータ間でのみ行われる。   A star network is composed of a PAN coordinator and a plurality of devices. All devices are connected to the PAN coordinator, and the PAN coordinator manages all these devices. Communication in the star network is only performed between the device and the PAN coordinator.

ピアツーピアネットワークは、PANコーディネータ、コーディネータおよび前記2つのコーディネータと接続される多数のデバイスにより構成される。   The peer-to-peer network is composed of a PAN coordinator, a coordinator, and a number of devices connected to the two coordinators.

PANコーディネータは、ピアツーピアネットワークの同期行っている。IEEE std 802.15.4-2011等の規格によると、ピアツーピアネットワークに含まれる任意の2つのデバイス間で、直接情報の送受信を行うことができるようになっている。   The PAN coordinator is performing peer-to-peer network synchronization. According to standards such as IEEE std 802.15.4-2011, information can be directly transmitted and received between any two devices included in the peer-to-peer network.

典型的なピアツーピアネットワークの例として、PANコーディネータ、下位のコーディネータおよびデバイスにより構成されるクラスターツリー型ネットワークがある。図2は、IEEE802.15.4のクラスターツリー型ネットワークの例を示す図である。   An example of a typical peer-to-peer network is a cluster tree type network composed of a PAN coordinator, lower level coordinators and devices. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an IEEE 802.15.4 cluster tree network.

ところで、IEEE802.15.4ネットワークにおいては、3種類のデータ送受信トランザクションが行われる。
a.デバイスから送信されたデータのコーディネータによる受信
b.コーディネータから送信されたデータのデバイスによる受信
c.2つのピアデバイス間でのデータ送受信
By the way, in the IEEE 802.15.4 network, three types of data transmission / reception transactions are performed.
a. Reception of data sent from the device by the coordinator b. Receiving data transmitted from the coordinator by the device c. Send and receive data between two peer devices

スター型ネットワークにおいては、コーディネータとデバイス間においてのみデータ送受信が行われるため、上記aとbの2つのトランザクションのみが行われる。ピアツーピアネットワークでは、上記a〜bの3つのトランザクションが全て行われる。   In the star network, data transmission / reception is performed only between the coordinator and the device, so only the two transactions a and b are performed. In the peer-to-peer network, all the three transactions a to b are performed.

デバイスからコーディネータへのデータ送信は以下のようにして行われる。   Data transmission from the device to the coordinator is performed as follows.

<ビーコン可能PANの場合>
デバイスは、当該デバイスに割り当てられているコーディネータから定期的に送信されるネットワークビーコンの問い合わせを行う。デバイスは、コーディネータからビーコンを受信すると、スーパーフレームに同期する。そして、デバイスは、コーディネータに対して適切な時にデータを送信する。このとき、コーディネータはデバイスからの要求がある場合には、デバイスにデータパケットを受信したことを通知する。
<In case of beacon capable PAN>
The device inquires about a network beacon periodically transmitted from the coordinator assigned to the device. When the device receives a beacon from the coordinator, it synchronizes to the superframe. The device then sends data to the coordinator at an appropriate time. At this time, if there is a request from the device, the coordinator notifies the device that the data packet has been received.

<ビーコン不能PANの場合>
デバイスは単にコーディネータにデータを送信し、コーディネータはデバイスからの要求がある場合には、デバイスにデータを受信したことを通知する。
<In the case of PAN that cannot beacon>
The device simply sends data to the coordinator, and if there is a request from the device, the coordinator notifies the device that the data has been received.

コーディネータからデバイスへのデータ送信は以下のようにして行われる。   Data transmission from the coordinator to the device is performed as follows.

<ビーコン可能PANの場合>
コーディネータはデバイスに対し、ビーコンにより未処理のデータの存在の有無を通知する。デバイスは周期的にビーコンの問い合わせを行い、未処理のデータを検出すると、デバイスはコーディネータに対してデータをリクエストするコマンドを送信する。コーディネータはコマンドリクエストデータを受信すると、リクエストコマンドの受信をデバイスに通知するとともに、デバイスに対して速やかにデータを送信する。デバイスはコーディネータからの要求がある場合には、コーディネータに対してデータを受領したことを通知する。
<In case of beacon capable PAN>
The coordinator notifies the device of the presence or absence of unprocessed data using a beacon. The device periodically inquires about beacons, and when unprocessed data is detected, the device transmits a command for requesting data to the coordinator. When receiving the command request data, the coordinator notifies the device that the request command has been received, and transmits the data promptly to the device. When there is a request from the coordinator, the device notifies the coordinator that the data has been received.

<ビーコン不能PANの場合>
コーディネータはペンディングデータがある場合、デバイスに送信するための当該データを保存する。そしてデバイスは、上位階層からの制御に基づき、コーディネータにデータリクエストコマンドを送信する。コーディネータはデバイスに送信すべきペンディングデータがある場合、デバイスに対して送信する通知コマンドにより未処理のデータが存在すると応答する。または、コーディネータはペンディングデータが存在しない場合には、デバイスに対するペンディングデータが存在しないことを、通知コマンドにより応答する。ペンディングデータが存在する場合、コーディネータはデバイスのデータリクエストに対する上記応答後に、当該データをデバイスに送信する。デバイスは、コーディネータからの要求がある場合には、コーディネータからデータを受信したことを通知する。
<In the case of PAN that cannot beacon>
If there is pending data, the coordinator stores the data for transmission to the device. Then, the device transmits a data request command to the coordinator based on control from the upper layer. When there is pending data to be transmitted to the device, the coordinator responds that there is unprocessed data by a notification command transmitted to the device. Alternatively, if there is no pending data, the coordinator responds with a notification command that there is no pending data for the device. If there is pending data, the coordinator transmits the data to the device after the response to the device data request. When there is a request from the coordinator, the device notifies that data has been received from the coordinator.

IEEE Std 802.15.4-2011:IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 15.4: LowRate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), New York, 5 September 2011IEEE Std 802.15.4-2011: IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 15.4: LowRate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), New York, 5 September 2011

IEEE 802.15.4-2011の規格は、単に上記a、bの2つのデータ送受信に関する技術的詳細を提供するに過ぎない。ピアツーピアデータ送受信に関する詳細な技術的規格は無く、当該送受信の手順はIEEE802.15.4-2011に基づいて作成されている。すなわち、スター型およびピアツーピアのIEEE 802.15.4-2011ネットワークにおいては、データの送受信は上述したaとbの2つの方法により行われている。   The IEEE 802.15.4-2011 standard merely provides technical details regarding the two data transmission / receptions a and b. There is no detailed technical standard for peer-to-peer data transmission / reception, and the transmission / reception procedure is created based on IEEE802.15.4-2011. That is, in the star-type and peer-to-peer IEEE 802.15.4-2011 networks, data transmission / reception is performed by the two methods a and b described above.

この方法では、2つのデバイス間の通信にコーディネータが必要であるため、2つのデバイスが互いに電波の届く範囲内にあるにも関わらず、マルチホップリレーが行われてしまう。このデータ送受信方法では、デバイス間で直接データ送受信をする方法と比較し、送受信に長い時間を要するとともに、消費電力の増大と、使用される周波数帯の増大を招くという問題があった。これらの問題は、送受信時間の増大に影響を受け易いデバイスや、使用可能な電力や周波数帯に制限のあるデバイスにおいて特に深刻なものとなる。   In this method, since a coordinator is required for communication between two devices, multi-hop relay is performed even though the two devices are within the range where radio waves reach each other. This data transmission / reception method has a problem that it takes a long time for transmission / reception as compared with a method of direct data transmission / reception between devices, and causes an increase in power consumption and an increase in a frequency band to be used. These problems are particularly serious in a device that is easily affected by an increase in transmission / reception time and a device that has restrictions on usable power and frequency band.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、近隣のIEEE 802.15.4デバイス間の直接的な通信を可能とする新しいデータ送受信方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a new data transmission / reception method that enables direct communication between neighboring IEEE 802.15.4 devices. .

本発明者は、上述した課題を解決するために、互いに電波の届く範囲内にある近隣のデバイス間でデータパケットを直接交換可能とすることで、通信に要する時間を短縮し、電力の消費を抑制するとともに、使用される周波数帯を少なく抑えることが可能となるIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法を発明した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor makes it possible to directly exchange data packets between neighboring devices within the reach of radio waves, thereby shortening the time required for communication and reducing power consumption. We have invented a direct data transmission / reception method between devices via an IEEE 802.15.4 network that can suppress and reduce the frequency band used.

本発明に係るIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法は、第1デバイスが検出リクエストを送信する工程と、前記検出リクエストを受信した少なくとも1つの第2デバイスが前記第1デバイスに第1応答コマンドを直接発信する工程と、前記第1デバイスが前記第1応答コマンドを受信する工程と、前記第1応答コマンドを受信した前記第1デバイスが前記第2デバイスに対してデータを直接送信する工程とを有し、前記第1応答コマンドが近隣デバイスリストの中にある複数の特定の前記第2デバイスへ送信された場合、第2所定時間内に複数の特定の前記第2デバイスの全てから前記第1応答コマンドを受信したときにのみ前記データを直接送信する、ことを特徴とする。   According to the present invention, there is provided a direct data transmission / reception method between devices via an IEEE802.15.4 network, wherein a first device transmits a detection request, and at least one second device that has received the detection request transmits to the first device. Directly transmitting a first response command; receiving the first response command by the first device; and receiving data from the first device directly from the first device to the second device. And when the first response command is transmitted to a plurality of specific second devices in a neighboring device list, the plurality of specific second devices are transmitted within a second predetermined time. The data is directly transmitted only when the first response command is received from all.

上述した構成からなる本発明によれば、互いに電波の届く範囲内にある近隣のデバイス間でデータパケットを直接交換することが可能となる。そして、近隣のデバイス間の通信においてコーディネータによる仲介が不要となり、通信に要する時間を短縮し、電力の消費を抑制するとともに、使用される周波数帯を少なく抑えることが可能となる。   According to the present invention having the above-described configuration, data packets can be directly exchanged between neighboring devices within the range where radio waves reach each other. In addition, intermediation by a coordinator is unnecessary in communication between neighboring devices, so that it is possible to reduce the time required for communication, reduce power consumption, and reduce the frequency band used.

IEEE802.15.4ネットワークが適用される2つのネットワークトポロジーを示す図である。It is a figure which shows two network topologies to which an IEEE802.15.4 network is applied. IEEE802.15.4のクラスターツリー型ネットワークの例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of an IEEE802.15.4 cluster tree network. FIG. IEEE 802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the direct data transmission / reception between the devices via an IEEE 802.15.4 network. IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイス検出手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a neighbor device detection procedure in the IEEE 802.15.4 network. 近隣デバイス検出におけるメッセージシーケンスチャートである。It is a message sequence chart in neighbor device detection. IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスに直接データをユニキャストする手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of unicasting data directly to the neighboring device in an IEEE 802.15.4 network. IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスへのデータのユニキャスト手順を示すメッセージシーケンスチャートである。It is a message sequence chart which shows the unicast procedure of the data to the neighbor device in an IEEE 802.15.4 network. 近隣デバイスリスト中にあるデバイスへのマルチキャストによる直接データ送信手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the direct data transmission procedure by the multicast to the device in a neighbor device list | wrist. 近隣デバイスへのデータのポーリング手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the polling procedure of the data to a neighboring device. IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスへのデータのポーリングに用いられるメッセージシーケンスチャートである。6 is a message sequence chart used for polling data to neighboring devices in an IEEE 802.15.4 network. 近隣デバイス検出リクエストコマンドのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a neighbor device detection request command. 近隣デバイス検出応答コマンドのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a neighbor device detection response command. プローブコマンドフレームのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a probe command frame. データポーリングコマンドのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a data polling command. 宛先アドレス領域のフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a destination address area | region.

以下、本発明の実施の形態としてIEEE802.15.4ワイヤレスパーソナルエリアネットワークについて詳細に説明する。   Hereinafter, an IEEE 802.15.4 wireless personal area network will be described in detail as an embodiment of the present invention.

本願発明者は、デバイス間の直接的なデータ送受信を行うために、(a)プローブモード直接データ送信、(b)ポーリングモード直接データ送信、(c)ブロードキャストモード直接データ送信、および(d)マルチキャストモード直接データ送信の4つのオペレーションモードを発明した。   In order to perform direct data transmission / reception between devices, the present inventor has (a) probe mode direct data transmission, (b) polling mode direct data transmission, (c) broadcast mode direct data transmission, and (d) multicast. Invented four operation modes of mode direct data transmission.

プローブモード直接データ送信では、デバイスは近隣デバイスに対するユニキャストなデータ送信が行われる。近隣デバイスに対するデータ送信に先立ち、近隣デバイスのプローブが行われ、プローブに対する応答があった場合にのみ、データの送信が行われる。   In probe mode direct data transmission, the device performs unicast data transmission to neighboring devices. Prior to data transmission to the neighboring device, the neighboring device is probed, and data is transmitted only when there is a response to the probe.

ポーリングモード直接データ送信では、デバイスは近隣デバイスに対してデータのポーリングを行う。ポーリングに対する応答がデータの存在を示すものである場合、ポーリングをしたデバイスは近隣デバイスからデータを受信する。   In polling mode direct data transmission, the device polls the neighboring devices for data. If the response to the poll indicates the presence of data, the polled device receives data from neighboring devices.

ブロードキャストモード直接データ送信では、デバイスはデータを周囲に送信し、近隣のデバイスはいずれも当該データを受信することができる。   In broadcast mode direct data transmission, the device transmits data to the surroundings and any neighboring device can receive the data.

マルチキャストモード直接データ送信では、デバイスから1ないし複数の特定の近隣デバイスに対してデータの送信が行われる。   In multicast mode direct data transmission, data is transmitted from a device to one or more specific neighboring devices.

また、本発明には、IEEE 802.15.4方式による近隣デバイスの検出方法も含まれ、当該方法によりワンホップでデータ送受信可能な近隣デバイスを検出することができる。   The present invention also includes a neighbor device detection method based on the IEEE 802.15.4 method, and by this method, a neighbor device capable of transmitting and receiving data in one hop can be detected.

以下、IEEE 802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信および近隣デバイスの検出に関する本願発明について、手順を示すフローチャート、メッセージシーケンスチャートおよびコマンドフレームを用いて説明する。   Hereinafter, the present invention related to direct data transmission / reception between devices via an IEEE 802.15.4 network and detection of neighboring devices will be described using a flowchart showing a procedure, a message sequence chart, and a command frame.

図3は、IEEE 802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信の手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of direct data transmission / reception between devices via the IEEE 802.15.4 network.

本発明において「デバイス」とは、IEEE 802.15.4によるスター型ネットワークを構成するデバイスであるノード、クラスターツリー型ネットワークのリーフデバイス、クラスターツリー型ネットワークのPANコーディネータではないコーディネータ、またはピアツーピアメッシュネットワークのデバイスを示している。なお、デバイスは、全機能搭載型デバイス(FFD)に限らず、低減機能型デバイス(RFD)であってもよい。   In the present invention, “device” refers to a node constituting a star network according to IEEE 802.15.4, a leaf device of a cluster tree network, a coordinator that is not a PAN coordinator of a cluster tree network, or a device of a peer-to-peer mesh network Is shown. The device is not limited to a full-function device (FFD) but may be a reduced function device (RFD).

図3に示すように、デバイスの電源が投入されると、デバイスとコーディネータ(PANコーディネータも含む)との接続が確立される(ステップS1)。コーディネータとの接続に成功すると、デバイスは、近隣デバイスの検出動作を開始する(ステップS2)。この動作の目的は、電波の届く範囲にあるピアデバイスの検出である。近隣デバイスの検出動作の詳細については後述する。   As shown in FIG. 3, when the device is powered on, a connection between the device and the coordinator (including the PAN coordinator) is established (step S1). If the connection with the coordinator is successful, the device starts a neighbor device detection operation (step S2). The purpose of this operation is to detect a peer device within the reach of radio waves. Details of the neighbor device detection operation will be described later.

近隣デバイスを検出すると、デバイスは以下に示す複数の動作を行う。
a.デバイスが近隣デバイスから近隣デバイス検出リクエストを受信する(ステップS3)。
b.直上の階層にあるデバイスが、1ないし複数の近隣デバイスへのデータを保持する(ステップS4)。
c.デバイスが近隣デバイスからのプローブコマンドを受信する(ステップS5)。プローブコマンドは、デバイスが近隣デバイスに送信するデータを保持しているか否かを検出するために用いられる。
d.直上の階層にあるデバイスが、近隣デバイスへのデータのポーリングを行うよう要求する(ステップS6)。
e.デバイスが近隣デバイスからのデータポーリングコマンドを受信する(ステップS7)。データポーリングコマンドは、近隣デバイスへのデータのポーリングを行うために用いられる。
f.デバイスはスリープモードに移行する(ステップS8)。
g.デバイスの電源がオフになる。
When a neighboring device is detected, the device performs a plurality of operations described below.
a. The device receives a neighbor device detection request from the neighbor device (step S3).
b. The device in the immediately higher hierarchy holds data for one or more neighboring devices (step S4).
c. The device receives a probe command from a neighboring device (step S5). The probe command is used to detect whether the device holds data to be transmitted to neighboring devices.
d. The device in the immediately higher hierarchy requests to poll the neighboring device for data (step S6).
e. The device receives a data polling command from a neighboring device (step S7). The data polling command is used for polling data to neighboring devices.
f. The device shifts to the sleep mode (step S8).
g. The device turns off.

デバイスは近隣デバイスから近隣検出リクエストコマンドを受信した場合、近隣デバイスから要求があるときは、近隣デバイスに対して、近隣デバイス検出応答コマンドを送信する(ステップS9)。   When the device receives the neighbor detection request command from the neighbor device, if there is a request from the neighbor device, the device transmits a neighbor device detection response command to the neighbor device (step S9).

直上の階層のデバイスが近隣デバイスに対するデータとしてユニキャストデータを保持している場合(ステップS10:Yes)、近隣デバイスへのデータ送信には、本願発明のプローブモード直接データ送受信が用いられる。プローブモード直接データ送受信による近隣デバイスへのデータのユニキャスト手順(ステップS11)については後述する。   When the device in the immediately higher hierarchy holds unicast data as data for the neighboring device (step S10: Yes), the probe mode direct data transmission / reception of the present invention is used for data transmission to the neighboring device. A unicast procedure (step S11) of data to neighboring devices by probe mode direct data transmission / reception will be described later.

一方、ユニキャストを行わない場合であって(ステップS10:No)、デバイスが全ての近隣デバイスに対して送信されるデータを保持している場合(ステップS12:Yes)、デバイスは当該データを、IEEE 802.15.4-2011[1]において用いられているCSMA−CAアルゴリズムにより規定される適切な時間にブロードキャストする(ステップS13)。   On the other hand, if unicast is not performed (step S10: No), and the device holds data to be transmitted to all neighboring devices (step S12: Yes), the device Broadcast at an appropriate time defined by the CSMA-CA algorithm used in IEEE 802.15.4-2011 [1] (step S13).

デバイスが限られた数の近隣デバイスリストに送信するデータを保持している場合には(ステップS12:No)、デバイスは近隣デバイスに直接データを送信するため、マルチキャストモード直接データ送受信を用いる(ステップS14)。マルチキャストモード直接データ送受信によるデータのマルチキャスティングについては後述する。   When the device holds data to be transmitted to a limited number of neighboring device lists (step S12: No), the device uses multicast mode direct data transmission / reception to directly send data to neighboring devices (step S12). S14). Data multicasting by multicast mode direct data transmission / reception will be described later.

また、デバイスは近隣デバイスからプローブコマンドを受信すると(ステップS5)、デバイスは近隣デバイスが自らに送信するためのデータを保持していると判定する。そしてデバイスは、近隣デバイスに対して自らがアウェイクの状態にあることを通知する(ステップS15)。   When the device receives the probe command from the neighboring device (step S5), the device determines that the neighboring device holds data to be transmitted to itself. Then, the device notifies the neighboring device that it is in an awake state (step S15).

そして、デバイスはmacMaxFrameTotalWaitTime以内に、当該通知を受信するレシーバを、近隣デバイスからの対応するデータフレームを受信可能な状態にし、近隣デバイスからデータを受信する(ステップS16)。また、デバイスは、近隣デバイスからデータ受信後に応答するよう要求されている場合には、受信の応答を近隣デバイスに送信する(ステップS17)。   Then, within macMaxFrameTotalWaitTime, the device makes the receiver that receives the notification ready to receive the corresponding data frame from the neighboring device, and receives data from the neighboring device (step S16). When the device is requested to respond after receiving data from the neighboring device, the device transmits a reception response to the neighboring device (step S17).

直上の階層のデバイスが近隣デバイスにデータのポーリングを要求した場合(ステップS6)、後述する近隣デバイスデータのポーリング手順を実行する(ステップS18)。   When the device in the immediately higher hierarchy requests the neighboring device to poll the data (step S6), a neighboring device data polling procedure described later is executed (step S18).

デバイスが近隣デバイスからデータのポーリングコマンドを受信すると(ステップS7)、自ら保持しているデータ中に当該近隣デバイスに送信するデータがあるか否かの確認を行う(ステップS19)。   When the device receives a data polling command from the neighboring device (step S7), it checks whether there is data to be transmitted to the neighboring device in the data held by itself (step S19).

デバイスは自らの当該データ保持の有無を近隣デバイスに通知する。近隣デバイスに送信するデータを保持している場合は(ステップS19:Yes)、近隣デバイスに当該データがある旨を示すデータポーリングコマンドを送信し(ステップS20)、デバイスは近隣デバイスに対して直接データを送信する(ステップS21)。一方、近隣デバイスに送信するデータを保持していない場合は(ステップS19:No)、近隣デバイスに当該データのない旨を通知する(ステップS24)。   The device notifies the neighboring devices of whether or not the data is held. If data to be transmitted to the neighboring device is held (step S19: Yes), a data polling command indicating that the neighboring device has the data is transmitted (step S20), and the device directly transmits data to the neighboring device. Is transmitted (step S21). On the other hand, when the data to be transmitted to the neighboring device is not held (step S19: No), the neighboring device is notified that there is no data (step S24).

デバイスがスリープモードに移行した場合(ステップS8)、デバイスは直上の階層のデバイスから指示を受けるまで「スリープ」ステータスを保ち、当該指示を受けると「アウェイク」ステータスになる(ステップS22)。「アウェイク」ステータスになると、デバイスは近隣デバイスの検出の要否を判断し(ステップS23)、必要な場合には(ステップS23:Yes)、詳細なアプリケーションに基づき、再度近隣デバイスの検出を行う(ステップS2)。   When the device shifts to the sleep mode (step S8), the device maintains the “sleep” status until receiving an instruction from the device in the immediately higher hierarchy, and when receiving the instruction, the device enters the “awake” status (step S22). When the “Awake” status is entered, the device determines whether or not the neighboring device needs to be detected (step S23). If necessary (step S23: Yes), the device again detects the neighboring device based on the detailed application (step S23). Step S2).

図4は、IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイス検出手順を示すフローチャートである(図3のステップS2参照)。上述したように、IEEE 802.15.4に準拠するデバイスは、コーディネータとの接続後、直上の階層からの指示を受けると、適切なタイミングで近隣デバイスの検出を行う。   FIG. 4 is a flowchart showing a neighbor device detection procedure in the IEEE 802.15.4 network (see step S2 in FIG. 3). As described above, a device compliant with IEEE 802.15.4 detects a neighboring device at an appropriate timing when it receives an instruction from the layer immediately above after being connected to the coordinator.

ビーコン可能PANにおいて、コーディネータ(PANコーディネータを除く)は、受信したスーパーフレームのアクティブ時間において近隣デバイスの検出を行う。受信されるスーパーフレームは、コーディネータに対するコーディネータ(PANコーディネータを含む)がビーコンを送信するスーパーフレームである。   In a beacon enabled PAN, a coordinator (except for the PAN coordinator) detects neighboring devices in the active time of the received superframe. The received superframe is a superframe in which a coordinator (including a PAN coordinator) for the coordinator transmits a beacon.

近隣デバイスの検出手順に従い、デバイスは、近隣デバイス検出要求コマンドを周囲に送出するとともに(ステップS31)、タイマーT_1による計時を開始する(ステップS32)。タイマーT_1の計時継続時間は、macMaxFrameTotalWaitTimeであってもよい。   In accordance with the neighbor device detection procedure, the device sends a neighbor device detection request command to the surroundings (step S31) and starts measuring time by the timer T_1 (step S32). The time keeping duration of the timer T_1 may be macMaxFrameTotalWaitTime.

タイマーT_1による計時の終了前に、デバイスは近隣デバイス検出応答コマンドを近隣デバイスから受信するとともに(ステップS34)、当該コマンドの送信元が近隣デバイスのリストに含まれているものであるか否かの確認を行い、当該送信元がリストに含まれていない場合、デバイスは送信元をリストに追加する(ステップS35) Prior to the end of timing by the timer T_1, the device receives a neighboring device detection response command from the neighboring device (step S34), and whether or not the transmission source of the command is included in the neighboring device list. If the source is not included in the list, the device adds the source to the list (step S35) .

一方、デバイスは近隣デバイスから近隣デバイス検出リクエストコマンドを受信することもある。このとき、デバイスは、近隣デバイス検出応答コマンドを送信することで近隣デバイスに応答する。近隣デバイス検出リクエストメッセージには、複数の条件を付加することができる。   On the other hand, the device may receive a neighbor device detection request command from the neighbor device. At this time, the device responds to the neighboring device by transmitting a neighboring device detection response command. A plurality of conditions can be added to the neighbor device detection request message.

このような限定条件の一つの例として、近隣デバイスが上位に共通するコーディネータを有することを要求するという条件がある。この場合、デバイスは、近隣デバイス検出リクエストコマンドを受信すると、近隣デバイス検出リクエストコマンドの送信元が、共通するコーディネータを上位に有しているか否かを確認する。そして、共通するコーディネータを上位に有している場合には、デバイスは送信元に対し、近隣デバイス検出応答コマンドを送信することで応答する。一方、共通するコーディネータを上位に有していない場合には、デバイスは近隣デバイス検出要求コマンドを無視する。   As an example of such a limiting condition, there is a condition that the neighboring device requires having a coordinator common to the upper level. In this case, when the device receives the neighboring device detection request command, the device checks whether or not the transmission source of the neighboring device detection request command has a common coordinator. If the device has a common coordinator, the device responds to the transmission source by transmitting a neighboring device detection response command. On the other hand, if the device does not have a common coordinator, the device ignores the neighbor device detection request command.

図5は、近隣デバイス検出におけるメッセージシーケンスチャートである。直上の階層にあるデバイス10が近隣デバイスの検出を行う場合、デバイスは基本MLME-NBR.RequestをデバイスMLME(Mac Layer Management Entity)20に送信する(ステップS41)。   FIG. 5 is a message sequence chart in the neighboring device detection. When the device 10 in the immediately higher hierarchy detects a neighboring device, the device transmits a basic MLME-NBR.Request to a device MLME (Mac Layer Management Entity) 20 (step S41).

次に、デバイスMLME20は、近隣デバイスMLME30に対して、近隣デバイス検出リクエストコマンドを送信する(ステップS42)。   Next, the device MLME 20 transmits a neighbor device detection request command to the neighbor device MLME 30 (step S42).

近隣デバイスMLME30は、近隣デバイス検出リクエストコマンドを受信すると、近隣デバイス検出応答コマンドを返送する(ステップS43)。   When the neighboring device MLME 30 receives the neighboring device detection request command, the neighboring device MLME 30 returns a neighboring device detection response command (step S43).

次に、近隣デバイス検出応答コマンドを受信したデバイスMLME20は、直上の階層にMLME-NBR.Confirmを送信する(ステップS44)。   Next, the device MLME 20 that has received the neighbor device detection response command transmits MLME-NBR.Confirm to the immediately higher layer (step S44).

図6は、IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスに直接データをユニキャストする手順を示すフローチャートである。デバイスが近隣デバイスに送信するためのユニキャストデータを保持している場合(図2のステップS10に相当)、当該デバイスは図6のフローチャートに示す手順を実行する(図2のステップS11に相当)。   FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for directly unicasting data to neighboring devices in the IEEE 802.15.4 network. When the device holds unicast data to be transmitted to the neighboring device (corresponding to step S10 in FIG. 2), the device executes the procedure shown in the flowchart in FIG. 6 (corresponding to step S11 in FIG. 2). .

まず、デバイスは近隣デバイスが「アウェイク」状態にあるか否かを検出するため、近隣デバイスに対してプローブコマンドを送信する(ステップS51)。   First, the device transmits a probe command to the neighboring device in order to detect whether the neighboring device is in the “awake” state (step S51).

また、デバイスはプローブコマンドの送信後速やかにタイマーT_2による計時を開始する(ステップS52)。タイマーT_2の計時継続時間は、macMaxFrameTotalWaitTimeであってもよい。   In addition, the device starts measuring time by the timer T_2 immediately after transmitting the probe command (step S52). The time keeping duration of the timer T_2 may be macMaxFrameTotalWaitTime.

次に、デバイスは、タイマーT_2による計時終了までにデバイスが近隣デバイスからのプローブコマンドへの応答を受信したか否かについて確認する(ステップS53)。計時終了までに受信しない場合(ステップS53:No)、デバイスは、コーディネータのリレーが必要であるか否かについて判断する(ステップS59)。ステップS59の結果に応じて、デバイスが取りうる動作のオプションとして2つのものがある。   Next, the device checks whether or not the device has received a response to the probe command from the neighboring device by the end of the time measurement by the timer T_2 (step S53). If not received by the end of timing (step S53: No), the device determines whether or not a coordinator relay is required (step S59). Depending on the result of step S59, there are two possible operation options for the device.

1つ目のオプションは、コーディネータのリレーが必要である場合(ステップS59:Yes)、近隣デバイスへのデータ伝送にコーディネータを用いることであり、この場合、デバイスは旧来のデータ送受信方法を用いてコーディネータにデータを送信する(ステップS60)。   The first option is to use the coordinator for data transmission to neighboring devices when the coordinator relay is required (step S59: Yes). In this case, the device uses the conventional data transmission / reception method to coordinator. The data is transmitted to (step S60).

他のオプションは、コーディネータのリレーが不要である場合(ステップS59:No)、デバイスは一旦データを保存し、後に再び送信を試みるか、またはアプリケーション要件においてデータをペンディングとする(ステップS61)。   Another option is that if the coordinator relay is not needed (step S59: No), the device once saves the data and later tries to send again, or the data is pending in the application requirements (step S61).

一方、上記ステップS53において近隣デバイスからのプローブコマンドへの応答を受信した場合(ステップS53:Yes)、デバイスは近隣デバイスに対してデータを直接送信する(ステップS54)。   On the other hand, when a response to the probe command from the neighboring device is received in step S53 (step S53: Yes), the device directly transmits data to the neighboring device (step S54).

次に、デバイスはプローブコマンドへの要求の有無について確認する(ステップS55)。   Next, the device checks whether or not there is a request for the probe command (step S55).

プローブコマンドへの応答が要求されていない場合は(ステップS55:No)、デバイスは一連の動作を終了する。   When a response to the probe command is not requested (step S55: No), the device ends a series of operations.

一方、プローブコマンドへの応答が要求されている場合は(ステップS55:Yes)、デバイスはタイマーT_3による計時を開始する(ステップS56)。   On the other hand, when a response to the probe command is requested (step S55: Yes), the device starts measuring time by the timer T_3 (step S56).

次に、デバイスは、タイマーT_3による計時終了までにデバイスが近隣デバイスからのデータ応答を受信したか否かの判断を行う(ステップS57)。   Next, the device determines whether or not the device has received a data response from a neighboring device by the end of timing by the timer T_3 (step S57).

データ応答を受信しない場合(ステップS57:No)、デバイスは、近隣デバイスによりデータが正しく受信されなかったと判断する。この場合、デバイスが一旦データを保存し、後に再び送信を試みるか、またはアプリケーション要件においてデータをペンディングとする(ステップS58)。タイマーT_3の計時継続時間は、macMaxFrameTotalWaitTimeであってもよい。
次に、デバイスによる近隣デバイスへのデータのユニキャスト手順(図2のステップS11に相当)について説明する。
When the data response is not received (step S57: No), the device determines that the data is not correctly received by the neighboring device. In this case, the device once saves the data and tries again later, or the data is pending in the application requirements (step S58). The time keeping duration of the timer T_3 may be macMaxFrameTotalWaitTime.
Next, a data unicast procedure (corresponding to step S11 in FIG. 2) of data to neighboring devices by the device will be described.

図7は、IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスへのデータのユニキャスト手順を示すメッセージシーケンスチャートである。   FIG. 7 is a message sequence chart showing a unicast procedure of data to neighboring devices in the IEEE 802.15.4 network.

まず、直上階層のデータ生成元40は、MCPC-DATA.Requestを生成元MLME50に送信する(ステップS71)。   First, the data generator 40 in the immediately upper layer transmits MCPC-DATA.Request to the generator MLME 50 (step S71).

そして、生成元MLME50はプローブコマンドを受信先MLME60に送信する(ステップS72)。   Then, the generation source MLME 50 transmits a probe command to the reception destination MLME 60 (step S72).

受信先MLME60は、プローブコマンドを受信すると、プローブコマンドへの応答を生成元MLME50に送信する(ステップS73)。   When receiving the probe command, the destination MLME 60 transmits a response to the probe command to the generation source MLME 50 (step S73).

生成元MLME50は、受信先MLME60からの応答を受信すると、受信先MLME60にデータを送信する(ステップS74)。   When receiving the response from the destination MLME 60, the generation source MLME 50 transmits data to the destination MLME 60 (step S74).

データの受信応答が要求されている場合、受信先MLMEは、データの受信応答を生成元MLME50に送信すると共に(ステップS75)、MCPS-DATA.Indicationを直上階層の受信先70に送信する(ステップS76)。生成元MLME50は、MCPS-DATA.Confirmを直上階層の生成下40に送信する(ステップS77)。   If a data reception response is requested, the destination MLME transmits a data reception response to the generation source MLME 50 (step S75), and transmits MCPS-DATA.Indication to the upper layer reception destination 70 (step S75). S76). The generation source MLME 50 transmits MCPS-DATA.Confirm to the generation level 40 immediately below (step S77).

次に、近隣デバイスへのマルチキャストモード直接データ送受信手順(図3のステップS14に相当)について説明する。図8は、近隣デバイスリスト中にあるデバイスへのマルチキャストによる直接データ送信手順を示すフローチャートである。   Next, a multicast mode direct data transmission / reception procedure (corresponding to step S14 in FIG. 3) to neighboring devices will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a direct data transmission procedure by multicast to a device in the neighbor device list.

データをマルチキャストする必要がある場合、デバイスは適切な時に、1または複数の近隣デバイスにデータを送信する(ステップS81)。   If the data needs to be multicast, the device sends the data to one or more neighboring devices at the appropriate time (step S81).

次に、デバイスはデータについての応答要求の有無を確認する(ステップS82)。応答要求がない場合(ステップS82:No)、デバイスは動作を終了する。   Next, the device checks whether or not there is a response request for data (step S82). When there is no response request (step S82: No), the device ends the operation.

一方、応答要求がある場合(ステップS82:Yes)、デバイスは、タイマーT_4による計時を、データ送信後速やかに開始する(ステップS83)。タイマーT_4の計時継続時間は、macMaxFrameTotalWaitTimeであってもよい。   On the other hand, when there is a response request (step S82: Yes), the device starts time measurement by the timer T_4 immediately after data transmission (step S83). The time keeping duration of the timer T_4 may be macMaxFrameTotalWaitTime.

次に、デバイスは、指定されている近隣デバイスの1または全てからデータの受領応答をタイマーT_4の経過前に(マルチキャストデータ受領通知要求に基づいて)受信したか否かの判断を行う(ステップS84)。   Next, the device determines whether or not a data receipt response has been received from one or all of the designated neighboring devices before the timer T_4 has elapsed (based on the multicast data receipt notification request) (step S84). ).

受領応答を受信した場合(ステップS84:Yes)、デバイスは動作を終了する。   When the receipt response is received (step S84: Yes), the device ends the operation.

一方、受領応答を受信しなかった場合(ステップS84:No)、デバイスは一旦データを保存し、後に再び送信を試みるか、またはアプリケーションの要件によってはデータをペンディングとする(ステップS85)。   On the other hand, if the receipt response has not been received (step S84: No), the device temporarily saves the data and tries again later, or the data is pending depending on application requirements (step S85).

次に、ポーリングモード直接データ送受信による近隣デバイスへのデータポーリング手順(図3のステップS18に相当)について説明する。図9は、近隣デバイスへのデータのポーリング手順を示すフローチャートである。   Next, a data polling procedure (corresponding to step S18 in FIG. 3) to neighboring devices by polling mode direct data transmission / reception will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for polling data to neighboring devices.

まず、デバイスは、近隣デバイスにデータのポーリングを行うよう直上の階層から指示を受けると、適切な時に1または複数の近隣デバイスに対してデータポーリングコマンドを送信するとともに(ステップS91)、タイマーT_5による計時を開始する(ステップS92)。タイマーT_5の計時継続時間は、macMaxFrameTotalWaitTimeであってもよい。   First, when the device receives an instruction from the upper layer to poll the neighboring device for data, it transmits a data polling command to one or a plurality of neighboring devices at an appropriate time (step S91) and uses the timer T_5. Time measurement is started (step S92). The time keeping duration of the timer T_5 may be macMaxFrameTotalWaitTime.

次に、デバイスは、データポーリングコマンドに対する応答をタイマーT_5の経過までに受信したか否かの確認を行う(ステップS93)。   Next, the device checks whether or not a response to the data polling command has been received before the timer T_5 elapses (step S93).

応答を受信しない場合(ステップS93:No)、デバイスは手順を終了する。   If no response is received (step S93: No), the device ends the procedure.

一方、デバイスが応答を受信した場合(ステップS93:Yes)、デバイスは、当該応答がペンディング中のデータの有無のうちどちらを示すものであるかの判断を行う(ステップS94)。   On the other hand, when the device receives a response (step S93: Yes), the device determines which of the presence / absence of the pending data is the response (step S94).

応答がペンディング中のデータの無いことを示している場合(ステップS94:No)、デバイスは手順を終了する。   If the response indicates that there is no pending data (step S94: No), the device ends the procedure.

一方、応答がペンディング中のデータがあることを示している場合(ステップS94:Yes)、デバイスは、macMaxFrameTotalWaitTime以内であれば、データポーリングコマンドを受信した後、近隣デバイスからデータを受信することができる(ステップS95)。   On the other hand, if the response indicates that there is pending data (step S94: Yes), the device can receive data from the neighboring device after receiving the data polling command if it is within macMaxFrameTotalWaitTime. (Step S95).

データ受信後、デバイスは、データ受信に対する応答の有無について判断する(ステップS96)。   After receiving the data, the device determines whether there is a response to the data reception (step S96).

データに対する応答が要求されていない場合(ステップS96:No)、デバイスは手順を終了する。また、当該応答が要求されている場合(ステップS96:Yes)、デバイスは応答を送信し(ステップS97)、手順を終了する。   When a response to the data is not requested (step S96: No), the device ends the procedure. If the response is requested (step S96: Yes), the device transmits the response (step S97) and ends the procedure.

図10は、IEEE 802.15.4ネットワークにおける近隣デバイスへのデータのポーリングに用いられるメッセージシーケンスチャートである。   FIG. 10 is a message sequence chart used for polling data to neighboring devices in the IEEE 802.15.4 network.

近隣デバイスに対してデータのポーリングを行う必要がある場合、直上の階層にあるデバイス100は、MLME-POLL.RequestをデバイスMLME110に送信する(ステップS100)。   When it is necessary to perform data polling with respect to the neighboring device, the device 100 in the immediately higher hierarchy transmits an MLME-POLL.Request to the device MLME 110 (step S100).

次に、デバイスMLME110は、データポーリングコマンドを近隣デバイスMLME120に送信する(ステップS101)。   Next, the device MLME 110 transmits a data polling command to the neighboring device MLME 120 (step S101).

近隣デバイスMLME120は、データを保持している場合、デバイスMLME110に対してデータポーリングコマンドに対する応答を送信するとともに(ステップS102)、当該データを送信する(ステップS103)。   When the neighboring device MLME 120 holds the data, the neighboring device MLME 120 transmits a response to the data polling command to the device MLME 110 (step S102) and transmits the data (step S103).

そして、デバイスMLME110は、データを受信すると共に、データに対する応答が要求されている場合には、当該応答を近隣デバイスMLME120に送信する(ステップS104)。   The device MLME 110 receives the data, and when a response to the data is requested, transmits the response to the neighboring device MLME 120 (step S104).

そしてデバイスMLME110は、直上階層デバイス100にMLME-POLL.Confirmを送信するとともに(ステップS105)、MCPS-DATA.Indicationを送信する(ステップS106)。   Then, the device MLME 110 transmits MLME-POLL.Confirm to the immediately upper layer device 100 (step S105) and transmits MCPS-DATA.Indication (step S106).

次に、デバイス間の直接的データ送受信のためのMACコマンドフレームについて説明する。   Next, a MAC command frame for direct data transmission / reception between devices will be described.

まず、近隣デバイス検出リクエストコマンドについて説明する。近隣デバイス検出リクエストコマンドは、図3のステップS2および図4を用いて説明した、近隣デバイスの検出手順において用いられる。   First, the neighbor device detection request command will be described. The neighbor device detection request command is used in the neighbor device detection procedure described with reference to step S2 of FIG. 3 and FIG.

図11は、近隣デバイス検出リクエストコマンドのフォーマットを示す図である。このフォーマットは、IEEE 802.15.4-2011[1]のテーブル5に記載されているコマンドフレームに加えられた新たなMACコマンドフレームである。当該フォーマットは、MHR領域とMACペイロードから構成され、IEEE 802.15.4-2011の基準に準拠する。
・MHR領域:ソースアドレスを含むアドレス領域。
・MACペイロード:近隣デバイス検出リクエストコマンドを識別するため、新しいMACコマンドフレームとして、新しいコマンドフレーム識別子を用いる必要がある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a format of a neighbor device detection request command. This format is a new MAC command frame added to the command frame described in Table 5 of IEEE 802.15.4-2011 [1]. The format is composed of an MHR area and a MAC payload and conforms to the IEEE 802.15.4-2011 standard.
MHR area: An address area including a source address.
MAC payload: In order to identify the neighbor device detection request command, it is necessary to use a new command frame identifier as a new MAC command frame.

次に、近隣デバイス検出応答コマンドについて説明する。近隣デバイス検出応答コマンドは、図3のステップS2および図4を用いて説明した、近隣デバイス検出手順において用いられている。   Next, the neighbor device detection response command will be described. The neighboring device detection response command is used in the neighboring device detection procedure described with reference to step S2 in FIG. 3 and FIG.

図12は、近隣デバイス検出応答コマンドのフォーマットを示す図である。このフォーマットは、IEEE 802.15.4-2011[1]のテーブル5に記載されているコマンドフレームに加えられた新たなMACコマンドフレームである。当該フォーマットは、MHR領域とMACペイロードから構成され、IEEE 802.15.4-2011の基準に準拠する。
・MHR領域:ソースアドレスおよび宛先アドレスを含むアドレス領域。
・MACペイロード:近隣デバイス検出リクエストコマンドを識別するため、新しいMACコマンドフレームとして、新しいコマンドフレーム識別子を用いる必要があり、この領域は近隣デバイスのケーパビリティ情報を含んでいる。
FIG. 12 is a diagram showing a format of a neighboring device detection response command. This format is a new MAC command frame added to the command frame described in Table 5 of IEEE 802.15.4-2011 [1]. The format is composed of an MHR area and a MAC payload and conforms to the IEEE 802.15.4-2011 standard.
MHR area: An address area that includes a source address and a destination address.
MAC payload: In order to identify a neighboring device detection request command, it is necessary to use a new command frame identifier as a new MAC command frame, and this field includes capability information of neighboring devices.

次に、プローブコマンドについて説明する。デバイスは近隣デバイスにユニキャストするデータを保持している場合、近隣デバイスに対してプローブコマンドを送信する(図2のステップS5および図6のステップS51参照)。   Next, the probe command will be described. When the device holds data to be unicast to the neighboring device, the device transmits a probe command to the neighboring device (see step S5 in FIG. 2 and step S51 in FIG. 6).

図13は、プローブコマンドフレームのフォーマットを示す図である。このフォーマットは、IEEE 802.15.4-2011[1]のテーブル5に記載されているコマンドフレームに加えられた新たなMACコマンドフレームである。当該フォーマットは、MHR領域とMACペイロードから構成されている。
・MHR領域:ソースアドレスおよび宛先アドレスを含むアドレス領域。
・MACペイロード:近隣デバイス検出リクエストコマンドを識別するため、新しいMACコマンドフレームとして、新しいコマンドフレーム識別子を用いる必要がある。
FIG. 13 is a diagram showing the format of the probe command frame. This format is a new MAC command frame added to the command frame described in Table 5 of IEEE 802.15.4-2011 [1]. The format is composed of an MHR area and a MAC payload.
MHR area: An address area that includes a source address and a destination address.
MAC payload: In order to identify the neighbor device detection request command, it is necessary to use a new command frame identifier as a new MAC command frame.

次に、データポーリングコマンドについて説明する。デバイスが1または複数の近隣デバイスにデータのポーリングを行う場合(図3のステップS18に相当)、上述したように、デバイスは近隣デバイスに対してデータポーリングコマンドを送信する(図9のステップS91参照)。   Next, the data polling command will be described. When the device polls data for one or more neighboring devices (corresponding to step S18 in FIG. 3), as described above, the device transmits a data polling command to the neighboring devices (see step S91 in FIG. 9). ).

図14は、データポーリングコマンドのフォーマットを示す図である。このフォーマットは、IEEE 802.15.4-2011[1]のテーブル5に記載されているコマンドフレームに加えられた新たなMACコマンドフレームである。当該フォーマットは、MHR領域とMACペイロードから構成され、IEEE 802.15.4-2011の基準に準拠する。
・MHR領域:1つの近隣デバイスのみについてポーリングを行う場合、アドレス領域はソースアドレスおよび宛先アドレスを含む。複数の近隣デバイスに対してデータのポーリングを行う場合、アドレス領域はソースアドレスを含む。
・MACペイロード:コマンドフレーム識別子とアドレス領域から構成される。
・コマンドフレーム識別子:データポーリングコマンドを識別するため、新しいMACコマンドフレームとして、新しいコマンドフレーム識別子を用いる必要がある。
・宛先アドレス領域:図15は、宛先アドレス領域のフォーマットを示す図である。複数の近隣デバイスがポーリングされる場合、このフィールドに、データポーリングコマンドの宛先アドレスが表示される。この場合、MHR領域のアドレス領域には宛先アドレスは含まれない。MACペイロードの宛先アドレス領域は、IEEE802.15.4-2011に基づくビーコンフレームの「ペンディングアドレス領域」と同じ基準に準拠している。宛先アドレス領域は、図15に示すように、宛先アドレス仕様と、宛先アドレスリストとにより構成されている。宛先アドレス仕様は、宛先となる隣接デバイスの数を示し、IEEE802.15.4-2011の5.2.2.1.6と同じ基準に準拠している。宛先アドレスリストは、宛先となるデバイスの宛先を示し、IEEE802.15.4-2011の5.1.2.2.7と同じ基準に準拠している。
FIG. 14 is a diagram showing the format of the data polling command. This format is a new MAC command frame added to the command frame described in Table 5 of IEEE 802.15.4-2011 [1]. The format is composed of an MHR area and a MAC payload and conforms to the IEEE 802.15.4-2011 standard.
-MHR region: When polling for only one neighboring device, the address region includes a source address and a destination address. When polling data for a plurality of neighboring devices, the address area includes a source address.
MAC payload: Composed of a command frame identifier and an address area.
Command frame identifier: In order to identify a data polling command, it is necessary to use a new command frame identifier as a new MAC command frame.
Destination address area: FIG. 15 is a diagram showing the format of the destination address area. If multiple neighboring devices are polled, this field displays the destination address of the data polling command. In this case, the destination address is not included in the address area of the MHR area. The destination address area of the MAC payload conforms to the same standard as the “pending address area” of the beacon frame based on IEEE802.15.4-2011. As shown in FIG. 15, the destination address area includes a destination address specification and a destination address list. The destination address specification indicates the number of neighboring devices that are destinations, and conforms to the same standard as IEEE 802.15.4-2011 5.2.2.1.6. The destination address list indicates the destination of the device as the destination, and conforms to the same standard as 5.1.2.2.7 of IEEE802.15.4-2011.

本発明に係るデバイス間の直接的データ送受信によると、近隣デバイス間で直接データの送受信をすることが可能となる。そのため、IEEE802.15.4-2011の旧来のデータ送受信方法と比較し、データの送受信に際してコーディネータを仲介する必要がないためデータの送受信に要する時間を短縮することができるとともに、エネルギーの浪費を防止し、使用される周波数帯を少なくすることができる。   According to the direct data transmission / reception between devices according to the present invention, it is possible to directly transmit / receive data between neighboring devices. Therefore, compared to the conventional data transmission / reception method of IEEE802.15.4-2011, it is not necessary to mediate a coordinator when transmitting / receiving data, so the time required for data transmission / reception can be shortened and energy waste is prevented. The frequency band used can be reduced.

10 直上階層デバイス
20 デバイスMLME
30 近隣デバイスMLME
40 直上階層の生成元
50 生成元MLME
60 受信先MLME
70 直上階層の受信先
100 直上階層のデバイス
110 デバイスMLME
120 近隣デバイスMLME
10 Hierarchical device 20 Device MLME
30 Neighboring Device MLME
40 Generation source 50 directly above Generation MLME
60 Recipient MLME
70 Directly Hierarchical Recipient 100 Directly Hierarchical Device 110 Device MLME
120 Neighboring device MLME

Claims (5)

第1デバイスが検出リクエストを送信する工程と、
前記検出リクエストを受信した少なくとも1つの第2デバイスが前記第1デバイスに第1応答コマンドを直接発信する工程と、
前記第1デバイスが前記第1応答コマンドを受信する工程と、
前記第1応答コマンドを受信した前記第1デバイスが前記第2デバイスに対してデータを直接送信する工程とを有し、
前記データが近隣デバイスリストの中にある複数の特定の前記第2デバイスへ送信された場合、第2所定時間内に複数の特定の前記第2デバイスの全てから前記データの受領応答を受信したときにのみ手順を終了し、
前記第2所定時間以内に前記複数の特定の全ての前記第2デバイスから前記第1応答コマンドを受信しなかった場合、前記第1デバイスは一旦前記データを保存し、後に再び送信を試みるか、データをペンディングすることを特徴とするIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法。
A first device sending a detection request;
The at least one second device receiving the detection request directly sends a first response command to the first device;
The first device receiving the first response command;
The first device receiving the first response command directly transmits data to the second device ;
When the data is transmitted to a plurality of specific second devices in the neighboring device list , the data reception response is received from all of the plurality of specific second devices within a second predetermined time. To finish the procedure only
If the first response command is not received from the plurality of specific second devices within the second predetermined time, the first device once saves the data and tries again later, A method for directly transmitting and receiving data between devices via an IEEE802.15.4 network, characterized by pending data.
前記第1デバイスが前記近隣デバイスリストを保持している場合に、前記第1応答コマンドが複数の特定の前記第2デバイスへ送信され、
前記第1デバイスが全ての第2デバイスに対して送信されるデータを保持している場合には、全ての前記第2デバイスに対してデータをブロードキャストすること
を特徴とする請求項1記載のIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法。
If the first device holds the neighbor device list, the first response command is sent to a plurality of specific second devices;
The IEEE802 according to claim 1, wherein when the first device holds data to be transmitted to all the second devices, the data is broadcast to all the second devices. .15.4 Direct data transmission / reception method between devices via network.
前記第1デバイスは、近隣デバイス検出要求コマンドを周囲に送出するとともにタイマーによる計時を開始し、
タイマーによる計時の終了前に、前記第1デバイスは近隣デバイス検出応答コマンドを第2デバイスから受信するとともに、当該コマンドの送信元が前記近隣デバイスリストに含まれているものであるか否かの確認を行い、
当該送信元が近隣デバイスリストに含まれてない場合、前記第1デバイスは送信元を近隣デバイスリストに追加することを特徴とする請求項1又は2記載のIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法。
The first device sends a neighbor device detection request command to the surroundings and starts timing by a timer,
Before the end of timing by the timer, the first device receives a neighboring device detection response command from the second device, and confirms whether or not the transmission source of the command is included in the neighboring device list And
3. If the source is not included in the neighboring device list, the first device adds the source to the neighboring device list, directly between devices via the IEEE 802.15.4 network according to claim 1 or 2. Data transmission and reception method.
前記応答コマンドが1つの前記第2デバイスから送信された場合、前記第2デバイスに対してプローブコマンドを送信する工程を更に有し、
前記第1デバイスは、前記プローブコマンドに対して第1所定時間内に前記第2デバイスからの第2応答コマンドを受信した場合に前記データを直接送信し、
第1所定時間内に前記第2デバイスからの第2応答コマンドを受信しなかった場合には、前記第1デバイスに接続されるコーディネータのリレーが必要であるか否か判断し、
コーディネータのリレーが必要である場合には、近隣デバイスへのデータ伝送にコーディネータを用い、コーディネータのリレーが不要であれば、前記第1デバイスは一旦前記データを保存し、後に再び送信を試みるか、データをペンディングすること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載のIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法。
A step of transmitting a probe command to the second device when the response command is transmitted from one second device;
The first device directly transmits the data when receiving a second response command from the second device within a first predetermined time in response to the probe command;
If the second response command from the second device is not received within the first predetermined time, determine whether a coordinator relay connected to the first device is necessary;
If a coordinator relay is needed, use the coordinator for data transmission to neighboring devices, and if the coordinator relay is not needed, the first device will store the data once and try again later, 4. The method for direct data transmission / reception between devices via an IEEE 802.15.4 network according to claim 1, wherein data is pending .
前記第2デバイスが前記第1デバイスにデータのポーリングを行う工程を更に有し、
前記第1デバイスはペンディングとなっているデータを保持している場合、前記ポーリングを行った前記第2デバイスにペンディングとなっている前記データを直接送信する、
ことを特徴とする請求項2記載のIEEE802.15.4ネットワークを介するデバイス間の直接的データ送受信方法。
The second device further comprises polling the first device for data;
If the first device holds pending data, it directly sends the pending data to the polled second device;
The method for direct data transmission / reception between devices via an IEEE 802.15.4 network according to claim 2.
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