CN105518999B

CN105518999B - 通信设备、通信系统及通信方法

Info

Publication number: CN105518999B
Application number: CN201480048577.8A
Authority: CN
Inventors: 西山文浩; 渡部勝已
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: EP3046265B1; US10200184B2; WO2015037341A1; EP3046265A4; EP3046265A1; US20160197716A1; JPWO2015037341A1; CN105518999A; JP6468190B2

Abstract

[目标]为了提出通过其可经由半双工通信信道支持全双工通信的一种通信设备、一种通信系统及一种通信方法。[解决方案]提供一种通信设备，其包含：切换单元，其配置为对待与另一通信设备执行的数据通信在发送侧或接收侧上进行切换；及通信单元，其配置为当在所述发送侧上执行所述数据通信时将发送数据发送到所述另一通信设备并接受响应，且当在所述接收侧上执行所述数据通信时从所述另一通信设备接收接收数据并发送响应。所述切换单元在所述通信单元接收到的所述响应包含切换指令时执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

Description

通信设备、通信系统及通信方法

技术领域

本公开内容涉及一种通信设备、一种通信系统及一种通信方法。

背景技术

最近，已开发出其中通过近距离无线通信来发送及接收各种类型的数据的无线通信技术。

例如，TransferJet(注册商标)在数码相机及个人计算机(PC)中用作近距离无线通信方案，且用以构建用于在信息处理设备当中进行数据通信的生态系统。TransferJet规范由TransferJet联盟标准化，且与根据TransferJet联盟的规范几乎相同的国际标准登记为在以下非专利文献1中公开的ECMA398。

另外，在专利文献1中，公开一种以无线通信技术来有效地建立、维持及释放无线连接的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 4840043B

非专利文献

非专利文献1：ECMA-398

(http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/ECMA-398.pdf)

发明内容

技术问题

在上述专利文献及非专利文献中公开的两种技术中，是通过半双工通信信道来执行无线通信。然而，最近几年，随着需要全双工通信的应用的增加，通过半双工通信信道来支持全双工通信成为必要的。

鉴于上述情形，本公开内容提出新颖且经改进并能够经由半双工通信信道来支持全双工通信的通信设备、通信系统及通信方法。

问题的解决方案

根据本公开内容，提供一种通信设备，其包含：切换单元，其配置为对待与另一通信设备执行的数据通信在发送侧或接收侧上进行切换；以及通信单元，其配置为当在所述发送侧上执行所述数据通信时将发送数据发送到所述另一通信设备并接收响应，且当在所述接收侧上执行所述数据通信时从所述另一通信设备接收接收数据并发送响应。所述切换单元在所述通信单元接收到的所述响应包含切换指令时执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

根据本公开内容，提供一种通信系统，其包含：第一通信设备，其配置为在发送侧上执行数据通信；以及第二通信设备，其配置为在接收侧上执行数据通信。所述第一通信设备包括：第一切换单元，其配置为执行从所述发送侧到所述接收侧的切换，以及第一通信单元，其配置为将发送数据发送到所述第二通信设备并接收响应。所述第二通信设备包括：第二切换单元，其配置为执行从所述接收侧到所述发送侧的切换，以及第二通信单元，其配置为从所述第一通信设备接收所述发送数据并发送响应。所述第二切换单元在所述第二通信单元发送包含切换指令的所述响应时执行从所述接收侧到所述发送侧的切换，且所述第一切换单元在所述第一通信单元接收到所述响应时执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

根据本公开内容，提供一种通信方法，其包括：对待与另一通信设备执行的数据通信在发送侧或接收侧上进行切换；当在所述发送侧上执行所述数据通信时将发送数据发送到所述另一通信设备并接收响应，且当在所述接收侧上执行所述数据通信时从所述另一通信设备接收接收数据并发送响应；以及当所述所接收的响应包含切换指令时，执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

发明的有益效果

根据上述本公开内容，可经由半双工通信信道来支持全双工通信。并且，上述效果未必是受限制的，而是连同所述效果或替代所述效果，可实现本说明书中展示的任何效果或可从此说明书理解的其它效果。

附图说明

图1是根据本公开内容的实施例示意性示出通信系统的两个装置的图式。

图2是示出TransferJet的协议堆叠的图式。

图3是用于描述TransferJet中的帧间空间的图式。

图4是根据第一实施例示出通信设备的配置的框图。

图5是示出TransferJet的ACK帧的格式的图式。

图6是示出TransferJet的管理帧的格式的图式。

图7是示出TransferJet的管理帧的帧主体的格式的图式。

图8是根据第一实施例示出发送权仲裁操作的实例的图式。

图9是根据第一实施例示出发送权仲裁操作的实例的图式。

图10是根据第一实施例示出休眠操作的实例的图式。

图11是根据第一实施例展示通信设备的操作的流程图。

具体实施方式

后文，将参考随附图式描述本公开内容的优选实施例。在此说明书及图式中，用相同参考符号来表示具有实质上相同功能及结构的元件，且忽略重复解释。

将以以下次序来继续进行描述。

1.根据本公开内容的实施例的通信系统的概述

2.第一实施例

2-1.通信设备的配置

2-2.发送权的仲裁

2-2-1.通过ACK帧进行的仲裁

2-2-2.通过权标帧进行的仲裁

2-2-3.发送权仲裁操作的一个实例

2-3.极短时间的休眠

2-4.操作过程

3.综述

<1.根据本公开内容的实施例的通信系统的概述>

首先，将参考图1及2来描述根据本公开内容的实施例的通信系统的概述。具体来说，将描述基于TransferJet的通信系统的概述。

图1是根据本公开内容的实施例示意性示出通信系统的两个装置(通信设备)。如图1中所示出，根据本实施例的通信系统包含通信方法，所述通信方法的目的是在一对装置之间发送及接收数据，且在短距离上在所述装置之间无线发送及接收数据。所述两个装置具有响应者或发起者的角色。发起者是“发出连接请求的侧”，且响应者是“接收连接请求的侧“。在本实施例中，执行一对一(P2P)通信。在连接时，发起者发出连接请求且响应者正处于待机状态。然而，其角色仅是在连接期间是不同的，且所述装置具有与连接相关的相同配置。发起者的实例包含PC、便携式装置以及电子卡。响应者的实例包含例如PC、便携式装置以及电子卡等装置。

图1示意性示出其中本实施例的装置通过其物理层而彼此无线通信的状态。尽管在本实施例中近距离无线通信是通过使用TransferJet的物理层来执行的，但物理层并非限于此，而是可应用用于通信的通用物理层。由于使用TransferJet的物理层使用连接层服务数据单元(CSDU)，因此其特别适合用于例如照片及视频的大数据量的通信。

此处，TransferJet是使用4.48GHz带的近场无线通信方案。当使用其通信协议(TransferJet)时，在-70dBm/MHz及以下使用4.48GHz的无线电波，且可实施最大值为560Mbp的高速近场数据通信。另外,当近场无线通信中的通信距离被限制到数个cm时，可以高速度执行通信过程、以小尺寸实施通信设备以及减小功率消耗。接下来，将参考图2来描述TransferJet的协议堆叠。

图2是示出TransferJet的协议堆叠的图式。如图1中所示出，TransferJet的协议堆叠包含物理层(PHY层)10、连接层(CNL层)20、协议转换层(PCL层)30及应用(用户应用)40。

PHY层10是实际上执行无线通信的层，且执行半双工(单向)通信。CNL层20是执行一对一控制或媒体接入控制的层且经优化用于半双工通信。PCL层30具有将应用40映射到CNL层20的功能，且转换现有接口规范，例如，小型计算机系统接口(SCSI)及对象交换(OBEX)。应用40使用现有接口规范，例如，SCSI及OBEX。

在最初引入TransferJet时，在应用40中使用半双工协议，例如SCSI及OBEX。然而，最近几年，已逐渐使用全双工(双向)协议，例如，发送控制协议/因特网协议(TCP/IP)或串行的通用异步接收器发送器(UART)。

然而，由于CNL层20执行半双工通信，因此当应用40使用全双工协议时，可在无线发送信道上发生包冲突，此可降低吞吐量。以下将参考图3详细描述此类包冲突。

图3是用于描述TransferJet中的帧间空间(IFS)的图式。如图3中所示出，帧间空间表示前一帧与下一帧之间的时间间隔。如图3中所示出，在TransferJet中，定义了各种帧，即，ACK帧(ACK帧Tx)、发起者的CSDU帧(DATA(CSDU)Tx(发起者))、响应者的CSDU帧(DATA(CSDU)Tx(响应者))、发起者的管理帧(Management(exception C-Req)TX(发起者))、响应者的管理帧(Management(except C-Acc)TX(响应者))、连接请求管理帧(Management(C-Req)Tx)及连接接受响应管理帧(Management(C-Acc)Tx)。图3中示出的帧具有其中共同包含前同步码(Pre)、同步S(Sync)及物理层标头(PHY)且其后是帧主体的配置。例如，在CSDU帧中，在帧主体中存储最多两个CSDU。通信系统可交换通过CSDU帧从上部层传递的数据。

如图3中所示出，ACK帧的发送是以从前一帧的SIFS间隔开始。类似地，发起者的CSDU帧及管理帧的发送是以IIFS间隔开始。此处，IIFS间隔与SIFS间隔相同。另外，响应者的CSDU帧及管理帧是以仅比SIFS长Tbst的RIFS间隔来发送。另外，连接请求通常是以100μsec的间隔发送。然而，当在发送连接请求之时在无线发送信道中检测到由另一设备发送的帧时，以从由另一设备发送的帧仅比SIFS长两个Tbst的间隔执行发送。以比SIFS长两个Tbst及随机回退(Tbst的整数倍)的间隔来发送连接接受响应。以下表1中展示SIFS、IIFS、RIFS及Tbst的特定值。

[表1]

如图3中所示出，发起者可在前一帧之后IIFS逝去之后发送CSDU帧。也就是说，如表1中所示，发起者在无线媒体的空闲状态中在IIFS(最小为8.5μsec(微秒))逝去之后获取发送权。另一方面，如图3中所示出，响应者可在前一帧之后在RIFS逝去之后发送CSDU帧。也就是说，如表1中所示，响应者在无线媒体的空闲状态中在RIFS(最小为15.7μsec)逝去之后获取发送权。

因此，当无线媒体的空闲周期已达到RIFS时，发起者及响应者两者具有发送权。因此，当两者同时开始发送CSDU帧时，帧在无线媒体上冲突。

因此，鉴于上述情形，创建了根据本公开内容的实施例的通信系统。根据本实施例的通信系统可经由半双工通信信道来支持全双工通信。由于根据本实施例的通信系统支持其中执行全双工控制的全双工通信，因此如上所述可防止帧冲突且防止吞吐量降低。

在此说明书中，将描述其中在TransferJet中应用根据本公开内容的实施例的技术的实例作为示例性无线技术。后文中，将在ECMA-398(非专利文献1)中定义的通信过程称为比较方案，且将其中应用根据本公开内容的实施例的技术的通信过程称为建议方案。

上文描述了根据本公开内容的实施例的通信系统。接下来，将详细描述根据本公开内容的实施例的通信系统的内容。

<2.第一实施例>

[2-1.通信设备的配置]

图4是根据第一实施例示出通信设备1的配置的框图。如图4中所示出，通信设备1包含控制单元2、切换单元3及通信单元4。通信设备1根据响应者及发起者的任一角色与另一通信设备通信。通信设备1以及与通信设备1通信且具有与通信设备1相同配置的另一通信设备在下文中称为通信系统。

(控制单元2)

控制单元2充当算术处理单元及控制装置，且根据各种程序控制通信设备1的总体操作。控制单元2是通过例如中央处理单元(CPU)及微处理器来实施的。控制单元2也可包含：只读存储器(ROM)，其配置为存储待使用的程序及计算参数；随机存取存储器(RAM)，其配置为临时存储适当改变的参数。

在本实施例中，控制单元2连接到通信单元4且控制与通过通信单元4连接的另一通信设备执行的各种类型数据的发送及接收。另外，控制单元2连接到切换单元3且通过切换单元3执行将在下文描述的谈话者与收听者的切换。通过通信单元4连接的另一通信设备在下文中简单地称为伙伴装置。

(切换单元3)

在本实施例中，通过TransferJet建立通信的两个通信设备具有谈话者(发送侧)或收听者(接收侧)的角色。谈话者是提供发送权且发送CSDU帧的一侧。收听者是不提供发送权且接收CSDU帧的一侧。根据本实施例的切换单元3具有基于控制单元2的控制将在与伙伴装置的数据通信中的角色切换到谈话者或收听者中的那个角色的功能。例如，切换单元3基于是否存在待发送的数据及通信单元4是否接收到来自伙伴装置的切换指令(其中设定将在下文描述的谈话标志的ACK帧)来切换谈话者及收听者。

(通信单元4)

通信单元4是指配置为基于控制单元2的控制执行近距离无线通信的通信模块。例如，通信单元4由诱发电场耦合型耦合器配置且根据TransferJet执行与外部装置的近距离无线通信。更具体来说，通信单元4执行与处于距通信单元4预定通信范围内的另一通信设备(具有近距离无线通信功能的通信设备)的近距离无线通信。此处，通信单元4与另一通信设备之间的近距离无线通信仅在通信单元4及另一通信设备处于邻近状态中时是可能的。此处，例如，术语“邻近状态”是指其中通信单元4及另一通信设备处于彼此相距或彼此接触的预定范围(例如，3cm)内的状态。

通信单元4将帧发送到伙伴装置及从伙伴装置接收帧，例如，已参考图3描述的ACK帧、CSDU帧、管理帧、连接请求帧及连接接受响应帧。特定来说，在本实施例中，在谈话者的情况下，通信单元4将CSDU帧(发送数据)发送到伙伴装置并接收ACK帧(响应)。否则，在收听者的情况下，通信单元4从伙伴装置接收CSDU帧(接收数据)并发送ACK帧(响应)。

上文描述了根据本实施例的通信设备1的配置。接下来，将参考图5到7描述根据本实施例由通信系统进行的发送权的仲裁。

[2-2.发送权的仲裁]

根据本实施例的通信系统通过ACK帧来执行发送权的仲裁或者通过用于发送权仲裁的专用帧(权标帧)来执行发送权的仲裁。首先，将参考图5描述通过ACK帧进行的发送权的仲裁。

[2-2-1.通过ACK帧进行的仲裁]

图5是示出TransferJet中的ACK帧的格式的图式。如图5中所示出，ACK帧包含共用CNL标头及子CNL标头。

如图5中所示出，共用CNL标头包含Rx UID、Tx UID、Rsv.、MUX及HCS。Rx UID是其中存储发送目的地的唯一ID(UID)的8字节字段。Tx UID是其中存储接收目的地的UID的8字节字段。Rsv.是充当保留区域的1字节字段。MUX是其中存储帧主体的多重数的1字节字段。HCS是其中存储标头检查序列的4字节字段。

如图5中所示出，子CNL标头包含属性、SeqNum、Rsv.及HCS。属性是其中存储指示帧的属性的字段，将在下文中详细描述。另外，SeqNum是其中存储经指派用于CNL层中的帧主体管理的序列号的1字节字段。Rsv.是充当保留区域的2字节字段。HCS是其中存储标头检查序列的4字节字段。

接下来，将描述属性的内容。如图5中所示出，属性包含Seq Sync、Rsv.、FBT、保留的及帧类型。Seq Sync是其中存储同步标志的1位字段。Rsv.是充当保留区域的1位字段。帧主体类型(FBT)是其中存储指示例如CSDU帧的ACK或管理帧的ACK的帧主体的类型的1位字段。保留的是充当保留区域的3位区域。帧类型是其中存储指示CSDU帧、ACK帧或管理帧的帧的类型的2位区域。

根据本实施例的通信系统使用子CNL标头的保留字段以便仲裁发送权。更具体来说，根据本实施例的通信系统基于在ACK帧的保留字段中是否设定指示发送权的请求的标志(谈话标志)来仲裁发送权。

通信设备1在ACK帧中设定谈话标志且因此获取发送权。更具体来说，当通信设备1具有收听者的角色且存在待发送的数据时，切换单元3将角色从收听者的角色切换到谈话者的角色。因此，通信单元4将包含谈话标志(切换指令)的ACK帧发送到伙伴装置。因此，由于通信设备1具有谈话者的角色且伙伴装置具有收听者的角色，因此通信单元4将待发送的数据存储于CSDU帧中且将所述帧发送到伙伴终端。

另一方面，当接收到其中设定谈话标志的ACK帧时，通信设备1将发送权传送到伙伴装置。更具体来说，当通信设备1具有谈话者的角色且通信单元4接收的ACK帧包含谈话标志(切换指令)时，切换单元3将通信设备1的角色从谈话者的角色切换到收听者的角色。因此，由于通信设备1具有收听者的角色且伙伴装置具有谈话者的角色，因此通信单元4可从伙伴终端接收CSDU帧。

如果通信设备1及伙伴装置两者具有待发送的数据，那么当在两者从伙伴接收CSDU帧之后发送其中设定谈话标志的ACK帧时，获取发送权且发送其自己的CSDU帧。也就是说，两者交替获取发送权且发送CSDU帧。也就是说，可实质上同时发送CSDU帧。以此方式，当根据本实施例的通信系统根据通过ACK帧进行的发送权的仲裁切换通信设备的角色时，可实施全双工控制。

此处，在一些情况下，上部层的应用(图2中的应用40)使用全双工通信规范。例如，在TCP/IP协议(其为一种全双工通信规范)中，发送侧当在数据发送之后接收到ACK响应时执行抵达确认。另一方面，当不存在ACK响应时，发送侧延迟数据发送且重新发送数据。

在比较方案中，如在本实施例中，对于响应者来说以适当时序发送CSDU帧是困难的。更具体来说，如图3中所示出，为了将CSDU帧从响应者发送到发起者，帧间空间RIFS已逝去是必须的。因此，尽管CSDU帧是以IIFS间隔从发起者发送到响应者的，但难以将其中存储TCP/IP协议中的ACK响应的CSDU帧从响应者发送到发起者。因此，在比较方案中，当不可能在发起者的应用发送TCP/IP包之后以适当时序接收ACK响应时，延迟数据发送且重新发送数据。

另一方面，在根据本实施例的通信系统中，即使当发起者执行数据发送以便执行上述全双工控制时，响应者可发送其中存储TCP/IP协议中的ACK响应的CSDU帧。因此，由于发起者可根据ACK响应执行抵达确认，因此不需要延迟数据发送或重新发送数据。因此，当上部层的应用使用全双工通信规范时，根据本实施例的通信系统可实施比比较方案高的发送速率。

另外，由于根据本实施例的通信系统执行通过ACK帧进行的发送权的仲裁，如参考图3及表1所述，不会发生其中两者具有发送权的情境，且因此不会发生帧冲突。另外，根据本实施例的通信系统使用现有帧配置的保留区域通过发送权的仲裁来执行全双工控制。因此，当根据本实施例的通信系统添加用于执行发送权的仲裁的专用帧时，可防止吞吐量降低。

上文描述了通过ACK帧进行的发送权的仲裁。接下来，将描述通过权标帧进行的发送权的仲裁。

[2-2-2.通过权标帧进行的仲裁]

根据本实施例的通信系统仅在不执行数据通信时才开始交换专用帧(权标帧)用于执行发送权的仲裁的程序。由于权标帧是在不执行数据通信时交换的，因此不存在由于权标帧的交换对吞吐量的影响。

使用现有管理帧来实施权标帧。首先，将参考图6来描述TransferJet的现有管理帧。

图6是示出TransferJet的管理帧的格式的图式。如图6中所示出，管理帧包含共用CNL标头、子CNL标头、帧主体及FCS。由于共用CNL标头与参考图5描述的共用CNL标头相同，因此本文中将忽略其详细描述。帧主体是其中存储控制信息的32字节字段。FCS是其中存储帧检查序列的4字节字段。

如图6中所示出，子CNL标头包含属性、SeqNum、长度及HCS。属性是其中存储指示帧的属性的信息的字段，将在下文进行详细描述。长度是其中存储帧主体的长度的2字节字段。应注意，由于HCS及SeqNum与参考图5描述的HCS及SeqNum相同，因此本文中将忽略其详细描述。

接下来，将描述属性的内容。如图6中所示出，属性包含Seq Sync、ACK类型、帧主体类型，保留的及帧类型。ACK类型是其中存储指示ACK响应是必要的的ImACK或ACK响应是不必要的的NoACK的信息的1位字段。并且，由于Seq Sync、帧主体类型、保留的及帧类型与参考图5描述的Seq Sync、帧主体类型、保留的及帧类型相同，因此本文中将忽略其详细描述。

上文描述了TransferJet的管理帧的内容。接下来，将参考图7描述用于实施权标帧的管理帧的示例性配置。

图7是示出TransferJet的管理帧的帧主体的格式的图式。如图7中所示出，帧主体包含LiCC版本、LiCC、两个保留的、自己的UID及LiCC信息。链路控制命令(LiCC)是其中存储连接控制的命令的1字节字段。LiCC类型是其中存储其版本的1字节字段。保留的是充当保留区域的1字节字段。自己的UID是其中存储自己的UID的8字节字段。LiCC信息是其中存储关于连接控制的命令(LiCC)的各种类型的信息的20字节字段。

接下来，在表2中展示管理帧中的帧主体的内容以及相关设定信息。

[表2]

根据本实施例的通信系统将例如“0x0B”指派给LiCC类型作为权标帧的值。权标帧中的ACK类型是ACK响应是必须的的ImACK。也就是说，根据本实施例的通信系统使用其中子CNL标头的ACK类型设定为ImACK且帧主体的LiCC设定到0x0B作为用于发送权的仲裁的专用帧(权标帧)的管理帧。

上文描述了权标帧的示例性配置。

根据本实施例的通信系统执行通过上述权标帧进行的发送权的仲裁。权标帧的ACK类型是ACK响应是必须的的ImACK。因此，当谈话者或收听者都不具有待发送的数据时，根据本实施例的通信系统通过连续地执行权标帧及ACK响应的发送来执行发送权的仲裁。

更具体来说，当通信设备1具有谈话者的角色且不存在待发送的数据时，通信单元4替代CSDU帧(发送数据)而将权标帧(发送权仲裁帧)发送到伙伴装置并接收ACK帧。当所接收ACK帧中未设定谈话标志时，通信单元4连续地发送权标帧。接着，当在未接收到其中设定谈话标志的ACK帧之时产生待发送的数据时，通信单元4发送CSDU帧。

另一方面，当通信设备1具有收听者的角色且不存在待发送的数据时，通信单元4将其中未设定谈话标志的ACK帧发送到伙伴装置作为对权标帧的响应。接着，当产生待发送的数据时，通信单元4通过将其中设定谈话标志的ACK帧发送到伙伴装置而获取发送权。

以此方式，根据本实施例的通信系统在不存在待发送的数据时连续地执行权标帧及ACK响应的发送，且在产生待发送的数据时在此交换的框架内执行发送权的仲裁。因此，不同于比较方案，如参考图3及表1所描述，由于在空闲状态中两者在预定时间之后均不具有发送权，因此不会发生帧冲突。

此处，通信设备1具有三种状态：发送状态，其中发送任何帧；接收状态，其中接收任何帧；帧检测操作状态，其中检测充当帧的标头的前同步码而不执行发送及接收。在通信设备1中使用的电子电路中，在一些情况下，帧检测操作状态具有高于其它状态的功率消耗。特定来说，在TransferJet中，由于用于在约3cm的邻近状态中执行通信的发送功率是低的，用于接收的功率也是低的，因此在许多情况下，帧检测操作状态具有高于其它状态的功率消耗。为此，在根据本实施例的通信系统中，由于通信设备1及伙伴装置通常处于发送状态或接收状态作为谈话者或收听者，因此可避免帧检测操作状态，由此减小功率消耗。

另外，在一般无线通信规范中，为了防止干扰，在不存在发送数据时停止通信。然而，在TransferJe中，由于通信是在约3cm的邻近状态中以低发送功率执行的，因此干扰风险低，且因此可通过应用根据本实施例的技术来恒定地执行发送及接收。

上文描述了通过权标帧进行的发送权的仲裁。接下来，将参考图8及9描述发送权仲裁操作的实例。

[2-2-3.发送权仲裁操作的一个实例]

图8是根据第一实施例示出发送权仲裁操作的实例的图式。图8示出其中通信设备1-1(第一通信设备)及通信设备1-2(第二通信设备)在执行发送权的仲裁的同时执行数据通信的实例。应注意，通信设备1-1对应于发起者，且通信设备1-2对应于响应者。角色5-1及5-2示出通信设备1-1及1-2的角色(谈话者及收听者)。发送缓冲器6-1及6-2展示将由通信设备1-1及1-2发送的剩余数据的量。发送缓冲器6-1及6-2的一个方格对应于两个CSDU。应注意，图式中的星形符号“★”指示不同于比较方案的部分。

如图8中所示出，首先，充当谈话者的通信设备1-1将其中存储序列号#1及#2的两个CSDU的CSDU帧101发送到充当收听者的通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2将指示接收到高达序列号#2的CSDU的ACK帧103发送到通信设备1-1作为对CSDU帧101的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2具有待发送的数据，因此通信设备1-2在ACK帧103中设定谈话标志。因此，通信设备1-2将角色5-2从收听者的角色改变为谈话者的角色。另外，已接收到其中设定谈话标志的ACK帧103的通信设备1-1将角色5-1从谈话者的角色改变为收听者的角色。另外，通信设备1-1在接收到ACK帧103的情况下删除已完全从发送缓冲器6-1发送的数据。

接下来，充当谈话者的通信设备1-2将其中存储序列号#105及#106的两个CSDU的CSDU帧105发送到充当收听者的通信设备1-1。

接下来，通信设备1-1将指示接收到高达序列号#106的CSDU的ACK帧107发送到通信设备1-2作为对CSDU帧105的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-1具有待发送的数据，因此通信设备1-1在ACK帧107中设定谈话标志。因此，通信设备1-1将角色5-1改变为谈话者的角色。另外，通信设备1-2将角色5-2改变为收听者的角色且在接收到其中设定谈话标志的ACK帧107的情况下删除已完全从发送缓冲器6-2发送的数据。

以此方式，当通信设备1-1及通信设备1-2两者具有待发送的数据时，交替地发送CSDU帧。

接下来，充当谈话者的通信设备1-1将其中存储序列号#3及#4的两个CSDU的CSDU帧109发送到充当收听者的通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2将指示接收到高达序列号#4的CSDU的ACK帧111发送到通信设备1-1作为对CSDU帧109的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2不在ACK帧111中设定谈话标志。通信设备1-1在接收到ACK帧111的情况下删除已完全从发送缓冲器6-1发送的数据。

接下来，充当谈话者的通信设备1-1将其中存储序列号#5及#6的两个CSDU的CSDU帧113连续地发送到充当收听者的通信设备1-2。以此方式，当接收到其中未设定谈话标志的ACK帧时，谈话者可连续地发送CSDU帧。

接下来，通信设备1-2将指示接收到高达序列号#6的CSDU的ACK帧115发送到通信设备1-1作为对CSDU帧113的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2不在ACK帧115中设定谈话标志。通信设备1-1在接收到ACK帧115的情况下删除已完全从发送缓冲器6-1发送的数据。

接下来，由于角色5-1是谈话者的角色且发送缓冲器6-1不具有待发送的数据，因此通信设备1-1替代CSDU帧而发送权标帧117。

接下来，通信设备1-2将ACK帧119发送到通信设备1-1作为对权标帧117的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2不在ACK帧119中设定谈话标志。并且，在此情况下，在通信设备1-1中产生待发送的数据。

接下来，充当谈话者的通信设备1-1将其中存储序列号#7及#8的两个CSDU的CSDU帧121连续地发送到充当收听者的通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2将指示接收到高达序列号#8的CSDU的ACK帧123发送到通信设备1-1作为对CSDU帧121的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2不在ACK帧123中设定谈话标志。通信设备1-1在接收到ACK帧123的情况下删除已完全从发送缓冲器6-1发送的数据。

接下来，由于角色5-1是谈话者的角色且发送缓冲器6-1不具有待发送的数据，因此通信设备1-1替代CSDU帧而发送权标帧125。并且，在此情况下，在通信设备1-2中产生待发送的数据。

接下来，通信设备1-2将ACK帧127发送到通信设备1-1作为对权标帧125的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2在ACK帧127中设定谈话标志。因此，通信设备1-2将角色5-2改变为谈话者的角色。另外，接收到其中设定谈话标志的ACK帧127的通信设备1-1将角色5-1改变为收听者的角色。

接下来，充当谈话者的通信设备1-2将其中存储序列号#107及#108的两个CSDU的CSDU帧129发送到充当收听者的通信设备1-1。

接下来，通信设备1-1将指示接收到高达序列号#108的CSDU的ACK帧131发送到通信设备1-2作为对CSDU帧129的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-1不具有待发送的数据，因此通信设备1-1不在ACK帧131中设定谈话标志。通信设备1-2在接收到ACK帧131的情况下删除已完全从发送缓冲器6-2发送的数据。

接下来，由于角色5-2是谈话者的角色且发送缓冲器6-2不具有待发送的数据，因此通信设备1-2替代CSDU帧而发送权标帧133。

接下来，通信设备1-1将ACK帧135发送到通信设备1-2作为对权标帧133的响应。在此情况下，由于发送缓冲器6-1不具有待发送的数据，因此通信设备1-1不在ACK帧135中设定谈话标志。

上文描述了发送权仲裁操作。接下来，将参考图9描述上文参考图8描述的发送权仲裁操作中的帧间空间。

图9是根据第一实施例示出发送权仲裁操作的实例的图式。如图9中所示出，在建立通信设备1-1与通信设备1-2之间的连接之后所有帧间空间均为SIFS。也就是说，无论通信设备1-1及1-2是发起者还是响应者且无论通信设备1-1及1-2是谈话者还是收听者，通信设备1-1及1-2使用相同帧间空间来发送帧。

此处，如上文参考图3及表1所述，在比较方案的TransferJet中，响应者的帧间空间具有仅比发起者的帧间空间长Tbst的间隔。因此，与当从发起者发送数据时相比，当从响应者发送数据时需要较长时间。为此，在建议方案中，如图9中所示出，由于帧间空间均匀地设定为SIFS，因此减小当从响应者发送数据时的发送时间，且可获得与当从发起者发送数据时相同的发送速率。

上文描述了发送权仲裁操作的实例。

[2-3.极短时间的休眠]

根据本实施例的通信系统在不通过CSDU帧执行数据通信时休眠极短时间，且因此降低功率消耗并实施高速响应。具体来说，谈话者在权标帧中设定休眠时间并将时间通知收听者。已通过权标帧接收到休眠时间的通知的收听者在发送权标帧的ACK帧之后执行休眠操作达所通知时间。另外，已发送其中设定休眠时间的权标帧的谈话者在从收听者接收ACK帧之后执行休眠操作达所通知时间。

根据本实施例的通信设备1使用权标帧的帧主体中的LiCC信息字段来通知休眠时间。以下在表3中展示权标帧中的帧主体的示例性配置。

[表3]

如表3中所示，在LiCC信息的字节31的休眠周期中，设定休眠时间。以下在表4中展示休眠周期的详细设定实例。

[表4]

上文描述了权标帧中的帧主体的示例性配置。

当通信单元4在权标帧中设定指示表4中所展示的休眠时间的休眠周期信息并将所述帧发送到伙伴装置时，通信设备1在接收到权标帧的ACK帧之后暂停通信直到休眠时间逝去为止。另外，当接收到其中设定表4中展示的休眠周期的权标帧时，伙伴终端在发送ACK帧之后暂停通信达由休眠周期指示的时间。并且，当关于其中设定休眠时间的权标帧而发送其中设定谈话标志的ACK帧时，通信系统可取消休眠操作。

此处，可考虑通过充当谈话者的通信设备1来设定休眠时间及休眠时间的通知时序的多种多样方法。因此，将详细地描述设定休眠时间及休眠时间的通知时序的方法。

通信设备1可设定任何休眠时间。为了减小功率消耗，优选地是设定尽可能长的时间。当上部层的应用(图2中的应用40)采用的响应时间为已知时，通信设备1将等于或小于上部层所采用的响应时间的时间设定为休眠时间。这是因为，当执行休眠操作达上部层的应用所采用的响应时间或更长时，存在在所述应用中发生超时的可能性。另一方面，当上部层的应用所采用的响应时间为未知时，通信设备1应将休眠时间设定为极短时间。

另外，通信设备1可以任何时序来将休眠时间通知伙伴装置。此处，作为实例，将描述两个通知时序。

第一通知时序是将权标帧发送预定次数的时序。具体来说，通信设备1在发送权标帧N次之后发送其中设定休眠时间的权标帧。因此，当由上部层的应用进行的数据发送及接收中断达预定时间或更多时，通信系统可执行休眠操作。

第二通知时序是发送权标帧的时序。具体来说，通信设备1通常在权标帧中设定休眠时间。因此，当由上部层的应用进行的数据发送及接收稍微中断时，通信系统可执行休眠操作。并且，为了即使由应用进行的数据发送及接收的中断周期是未知时也执行休眠操作，应将休眠时间设定为极短时间。

以此方式，在不执行通过CSDU帧进行的数据通信时，根据本实施例的通信系统可使用权标帧来实施休眠操作达极短时间并减小功率消耗。此外，当在比较方案中休眠时间的最小值为5毫秒(msec)时，可在建议方案中实施休眠操作达数个μsec(微秒)的范围，如表4中所展示。因此，根据本实施例的通信系统可减小从请求数据发送之时起直到释放休眠并开始数据发送为止的延迟时间，并增加响应能力。

上文描述了通过通信设备1设定休眠时间及休眠时间的通知时序的方法。接下来，将参考图10描述由根据本实施例的通信系统进行的休眠操作的实例。

图10是根据第一实施例示出休眠操作的实例的图式。图10示出其中一旦发送权标帧便通过第二权标帧来通知休眠时间并执行100μsec的休眠操作的实例。

如图10中所示出，首先，充当谈话者的通信设备1-1将CSDU帧201发送到充当收听者的通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2在从接收到CSDU帧201之时起在SIFS逝去之后将ACK帧203发送到通信设备1-1。

接下来，通信设备1-1在从接收到ACK帧203之时起在SIFS逝去之后将第一权标帧205发送到通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2在从接收到权标帧205之时起在SIFS逝去之后将ACK帧207发送到通信设备1-1。

接着，通信设备1-1在接收到ACK帧207之时起在SIFS逝去之后将第二权标帧209发送到通信设备1-2。在此情况下，由于是第二次发送权标帧，因此通信设备1-1将100μsec设定为权标帧的帧主体中的LiCC信息字段的休眠周期中的休眠时间。

接下来，通信设备1-2在接收到权标帧209之时起在SIFS逝去之后将ACK帧211发送到通信设备1-1。

接着，接收到ACK帧211的通信设备1-1执行休眠操作达通过权标帧209通知的100μsec的休眠时间。另外，已发送ACK帧211的通信设备1-2执行休眠操作达通过权标帧209通知的100μsec的休眠时间。

在100μsec逝去之后，通信设备1-1从休眠操作恢复，且将第一权标帧213发送到通信设备1-2。

接下来，通信设备1-2在从接收到权标帧213之时起在SIFS逝去之后将ACK帧215发送到通信设备1-1。

接着，通信设备1-1在从接收到ACK帧215之时起在SIFS逝去之后将其中设定100μsec的休眠周期的权标帧217发送到通信设备1-2作为第二权标帧。

接下来，通信设备1-2在从接收到权标帧217之时起在SIFS逝去之后将其中设定谈话标志的ACK帧219发送到通信设备1-1。因此，通信设备1-2可取消休眠操作。

接下来，通信设备1-2在从发送ACK帧219之时起在SIFS逝去之后发送CSDU帧221。

上文描述了通过根据本实施例的通信系统进行的示例性休眠操作。接下来，将参考图11描述根据本实施例的通信设备1的操作。

[2-4.操作过程]

图11是根据第一实施例展示通信设备1的操作的流程图。如图11中所示出，首先，在步骤S102中，通信设备1确定其角色是谈话者还是收听者的角色。具体来说，控制单元2在通信开始时设定发起者的情况下将角色确定为谈话者的角色，且在通信开始时设定响应者的情况下将角色确定为收听者的角色。接着，控制单元2参考将在下文描述的步骤S114、S116、S126及S128中的设定来确定角色。

当确定通信设备1具有谈话者(步骤S102中的谈话者)的角色时，在步骤S104中，通信设备1确定是否存在待发送的数据。具体来说，控制单元2基于发送缓冲器是否具有待发送的数据而确定是否存在待发送的数据。

当确定存在待发送的数据(S104中的是)时，在步骤S106中，通信设备1发送CSDU帧。具体来说，通信单元4将发送缓冲器中的数据存储在CSDU帧中且将所述数据发送到充当收听者的伙伴装置。

另一方面，当确定不存在待发送的数据(S104中的否)时，在步骤S108中，通信设备1发送权标帧。具体来说，通信单元4将其中子CNL标头的ACK类型设定为ImACK且帧主体的LiCC设定为0x0B的管理帧发送到伙伴装置作为权标帧。

接下来，在步骤S110中，通信设备1接收ACK帧。具体来说，通信单元4从伙伴装置接收ACK帧作为对在步骤S106中发送的CSDU帧或在步骤S108中发送的权标帧的响应。

接下来，在步骤S112中，通信设备1确定在ACK帧中是否设定谈话标志。具体来说，控制单元2确定在步骤S110中接收的ACK帧的保留字段中是否设定谈话标志。

当确定设定谈话标志(S112中的是)时，在步骤S114中，通信设备1将其自己的角色设定为收听者的角色。具体来说，切换单元3将通信设备1的角色从谈话者的角色切换到收听者的角色。接着，过程再次返回到步骤S102。

另一方面，当确定未设定谈话标志(S112中的否)时，在步骤S116中，通信设备1将其自己的角色设定为谈话者的角色。具体来说，切换单元3将通信设备1的角色保持为谈话者的角色。接着，过程再次返回到步骤S102。

当在步骤S102中确定通信设备1具有收听者(S102中的收听者)的角色时，在步骤S118中，通信设备1接收CSDU帧或权标帧。具体来说，通信单元4从充当谈话者的伙伴装置接收CSDU帧或权标帧。

接下来，在步骤S120中，通信设备1确定是否存在待发送的数据。

当确定存在待发送的数据(S120中的是)时，在步骤S122中，通信设备1设定谈话标志并发送ACK帧。具体来说，通信单元4将其中在保留字段中设定谈话标志的ACK帧发送到伙伴装置。接着，在步骤S126中，通信设备1将其自己的角色设定为谈话者的角色。接着，过程再次返回到步骤S102。

另一方面，当确定不存在待发送的数据(S120中的否)时，在步骤S124中，通信设备1发送ACK帧而不设定谈话标志。具体来说，通信单元4将其中未在保留字段中设定谈话标志的ACK帧发送到伙伴装置。接着，在步骤S128中，通信设备1将其自己的角色设定为收听者的角色。接着，过程再次返回到步骤S102。

上文描述了根据本实施例的通信设备1的操作。

<3.综述>

如上所述，根据本实施例的通信系统可经由半双工通信信道来支持全双工通信。具体来说，根据本实施例的通信系统可在TransferJet规范中使用ACK帧根据发送权的仲裁来实施全双工通信而不降低吞吐量。此处，由于根据本实施例的通信系统通过CNL层中的控制来实施全双工通信，因此在高于CNL层的层中的发送权的仲裁是不必要的。因此，根据本实施例的通信系统可在降低上部层上的负载的情况下增加吞吐量。

另外，根据本实施例的通信系统可根据通过权标帧进行的发送权的仲裁减小功率消耗并防止帧冲突，而不影响吞吐量。此外，根据本实施例的通信系统可通过极短时间的休眠操作来降低功率消耗并实施高速响应。

上文已参考随附图式描述了本公开内容的优选实施例，而本公开内容并不限于上述实例。所属领域的技术人员可在所附权利要求书的范围内找到各种变更及修改，且应理解所述变更及修改将天然地归于本公开内容的技术范围内。

例如，尽管在上述实施例中通信设备1根据TransferJet规范来执行近距离无线通信，但本技术并不限于此。例如，通信设备1可通过蓝牙(注册商标)、Zigbee(注册商标)或超宽带(UWB)来与外部装置通信。

另外，也在待安装在信息处理装置中的硬件(例如，CPU、ROM及RAM)中形成用于实施与信息处理装置的相应配置相同功能的计算机程序。另外，提供其中记录计算机程序的记录媒体。

另外，本说明书中描述的效果仅为示例性及演示性的，且不具限制性。换句话说，连同或替代基于本说明书的效果，根据本公开内容的技术还可展现所属领域的技术人员显而易见的其它效果。

另外,本技术亦可配置如下：

(1)

一种通信设备，其包含：

切换单元，其配置为对待与另一通信设备执行的数据通信在发送侧或接收侧上进行切换；以及

通信单元，其配置为当在所述发送侧上执行所述数据通信时将发送数据发送到所述另一通信设备并接收响应，且当在所述接收侧上执行所述数据通信时从所述另一通信设备接收接收数据并发送响应，

其中所述切换单元在所述通信单元接收到的所述响应包含切换指令时执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

(2)

根据(1)所述的通信设备，

其中所述通信单元通过近距离无线通信与所述另一通信设备通信。

(3)

根据(1)或(2)所述的通信设备，

所述通信单元替代所述发送数据而将发送权仲裁帧发送到所述另一通信设备并接收响应。

(4)

根据(3)所述的通信设备，

其中当所述通信设备处于所述发送侧上且不存在待发送的数据时，所述通信单元将所述发送权仲裁帧发送到所述另一通信设备。

(5)

根据(1)到(4)中任一项所述的通信设备，

其中所述通信单元将包含所述切换指令的所述响应发送到所述另一通信设备。

(6)

根据(5)所述的通信设备，

其中当所述通信设备处于所述接收侧上且存在待发送的数据时，所述切换单元执行从所述接收侧到所述发送侧的切换，且

其中所述通信单元在发送包含所述切换指令的所述响应之后将所述发送数据发送到所述另一通信设备。

(7)

根据(3)或引用(3)的(4)到(6)中任一项所述的通信设备，

其中所述通信单元在所述发送权仲裁帧中设定指示休眠时间的信息，将所述帧发送到所述另一通信设备，并在接收到所述响应之后暂停通信直到所述休眠时间逝去为止。

(8)

根据(1)到(7)中任一项所述的通信设备，

其中所述通信设备是响应者或发起者，且

其中所述通信单元使用相同帧间空间来发送所述发送数据，而无论所述通信设备是所述响应者还是所述发起者。

(9)

一种通信系统，其包含：

第一通信设备，其配置为在发送侧上执行数据通信；以及第二通信设备，其配置为在接收侧上执行数据通信，

其中所述第一通信设备包括

第一切换单元，其配置为执行从所述发送侧到所述接收侧的切换，以及

第一通信单元，其配置为将发送数据发送到所述第二通信设备并接收响应，

其中所述第二通信设备包含

第二切换单元，其配置为执行从所述接收侧到所述发送侧的切换，以及

第二通信单元，其配置为从所述第一通信设备接收所述发送数据并发送响应，且

其中所述第二切换单元在所述第二通信单元发送包含切换指令的所述响应时执行从所述接收侧到所述发送侧的切换，且所述第一切换单元在所述第一通信单元接收到所述响应时执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

(10)

一种通信方法，其包括：

对待与另一通信设备执行的数据通信在发送侧或接收侧上进行切换；

当在所述发送侧上执行所述数据通信时将发送数据发送到所述另一通信设备并接收响应，且当在所述接收侧上执行所述数据通信时从所述另一通信设备接收接收数据并发送响应；以及

当所述所接收的响应包含切换指令时，执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

参考符号列表

1、1-1、1-2 通信设备

2 控制单元

3 切换单元

4 通信单元

5-1、5-2 角色

6-1、6-2 发送缓冲器

10 PHY层

20 CNL层

30 PCL层

40 应用

Claims

1.一种通信设备，其包括：

其中当所述通信单元接收到的所述响应包含切换指令时，所述切换单元执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。

2.根据权利要求1所述的通信设备，

3.根据权利要求1所述的通信设备，

其中所述通信单元替代所述发送数据而将发送权仲裁帧发送到所述另一通信设备并接收所述响应，

其中，所述发送权仲裁帧为用于发送权仲裁的专用帧。

4.根据权利要求3所述的通信设备，

5.根据权利要求1所述的通信设备，

6.根据权利要求5所述的通信设备，

7.根据权利要求3所述的通信设备，

其中所述通信单元在所述发送权仲裁帧中设定指示休眠时间的信息，将所述帧发送到所述另一通信设备，并在接收到所述响应之后暂停通信直到所述休眠时间逝去。

8.根据权利要求1所述的通信设备，

其中所述通信设备是响应者或发起者，且

9.一种通信系统，其包括：

其中所述第一通信设备包括

其中所述第二通信设备包括

第二通信单元，其配置为从所述第一通信设备接收所述发送数据并发送所述响应，且

10.一种通信方法，其包括：

当所接收的所述响应包含切换指令时，执行从所述发送侧到所述接收侧的切换。