CN114301576B - 用于在ieee 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法及通信装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法及通信装置，该方法包括步骤1：通过通信装置的通信模块从IEEE 802.15.4网络中接收消息帧；步骤2：通过通信模块，对消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理消息帧；步骤3：通过通信模块判断消息帧是否需要回复应答帧；步骤4：通过通信模块确定消息帧的帧版本号；如果消息帧的帧版本号为0b00或0b01，则执行步骤5a；如果消息帧的帧版本号为0b10，则执行步骤5b；步骤5a：通过通信模块获得消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧；步骤5b：通过通信模块获得消息帧的帧头中的序列码，进而通信模块触发存储器中的中断服务程序，并由处理器执行中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧。

Description

用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法及通 信装置

技术领域

本发明涉及IEEE 802.15.4网络，更具体地，涉及一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法，以及一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置。

背景技术

IEEE 802.15.4是一种技术标准，其定义了低速率无线个域网(LR-WPAN)的协议。在该标准中，一共定义了四种MAC帧结构，即信标帧、数据帧、MAC命令帧和应答帧。其中，应答帧用于确认成功接收到帧。在通信过程中，为了保证设备之问通信的可靠性，发送设备通常要求接收设备在接收到正确的帧信息后返回一个应答帧，向发送设备表示已经正确的接收了相应的信息。具体地，在IEEE 802.15.4协议中，规定了设备在接收到数据帧或者MAC命令帧的最后一个符号之后，经过指定的时间周期后发送应答帧。

IEEE 802.15.4标准的第一个版本是发布于2003年的IEEE 802.15.4-2003，之后又推出多次修订版本，包括2006年、2011年、2015年和2004年的四次修订，对相应的功能、技术或应用进行了修订、补充和扩展。

在这些IEEE 802.15.4标准的修订版本中，与应答帧相关的规定产生了一定的修改。在IEEE 802.15.4-2011及以前的版本中，仅需要支持一种应答帧，即即时应答帧(Immediate Acknowledgment Frame，缩写为Imm-Ack)。

自2015年后，在IEEE 802.15.4-2015及其之后的版本中，对MAC层的帧格式进行了扩充，增加了对应答帧的要求。特别的，IEEE 802.15.4-2015中引入一种新的应答帧类型，即增强应答帧(Enhanced Acknowledgment，缩写为Enh-Ack)。增强应答帧的帧格式与普通的数据帧类似。增强应答帧的帧格式包括帧头(MHR)、帧尾(MFR)以及MAC载荷(Payload)单元。与原先的即时应答帧相比，增强应答帧可以通过MAC载荷单元携带更多的数据信息。

目前市场上的现有支持802.15.4的无线通信芯片，针对应答帧的处理，有的不支持IEEE 802.15.4-2015及以后的新版本，特别是无法发送增强应答帧，例如TI公司的芯片CC2538；有的对于IEEE 802.15.4-2015及以后的新版本采用软件生成即时应答帧或增强应答帧，之后再通过硬件发送生成的即时应答帧或增强应答帧，采用该类方案的芯片例如Silicon Labs公司的芯片EFR32；还有的对于所有版本的IEEE 802.15.4，仅通过软件生成即时应答帧或增强应答帧。采用该类方案的芯片例如Nordic Semiconductor公司的芯片NRF52840。这种通过软件方式解析收到的消息帧并生成应答帧的方法，会导致中断服务程序占用CPU的时间增加，这不仅会增加系统响应延时，同时还会增加设备的功耗。

综上所述，目前能够支持不同版本的IEEE 802.15.4标准的方案中，需要通过软件中的中断服务程序生成不同格式的应答帧，不仅功耗高，而且会因为过度占用CPU的时间而导致更长的系统响应延时，不利于实际的应用。

发明内容

针对上述现有的基于IEEE 802.15.4的无线通信芯片存在的问题，本发明的目的在于提供一种在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方案。

在本发明的一方面，提供一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法，该方法由通信装置执行，该通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，该方法包括：步骤1：通过该通信装置的该通信模块从IEEE 802.15.4网络中接收消息帧；步骤2：通过该通信模块，对该消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理该消息帧；如果是，则执行步骤3；如果否，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；步骤3：通过该通信模块，判断该消息帧是否需要回复应答帧，如果是，则进入步骤4；如果否，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；步骤4：通过该通信模块，确定该消息帧的帧版本号；如果该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，则执行步骤5a；如果该消息帧的帧版本号为0b10，则执行步骤5b；步骤5a：通过该通信模块获得该消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码；步骤5b：通过该通信模块获得该消息帧的帧头中的序列码，进而该通信模块触发该存储器中的中断服务程序，并由该处理器执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；其中，该即时应答帧包括帧头和帧尾，该增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

优选地，在步骤5a或步骤5b之后，继续执行步骤6：该通信模块在等待AIFS延时后，发送生成的该增强应答帧或该即时应答帧。

进一步优选地，该AIFS延时时长为192μs。

优选地，在步骤2中，根据该消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理该消息帧；如果该消息帧中的目标地址不包含该通信装置的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；否则，继续执行步骤3。

优选地，在步骤3中，根据该消息帧中的应答请求域的值判断是否需要回复应答帧；如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

优选地，步骤5a还包括：由该处理器执行该中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位(Frame Pending位)，如果该通信装置具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

优选地，步骤5b还包括：由该处理器执行该中断服务程序，以设置该增强应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果该通信装置具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

在本发明的另一方面，提供一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置，该通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，其中，该通信装置的该通信模块用于从该IEEE 802.15.4网络中接收消息帧，以及发送该应答帧；该存储器用于存放中断服务程序；该通信模块还用于：对该消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理该消息帧；判断该消息帧是否需要回复应答帧；以及确定该消息帧的帧版本号。其中，响应于确定该消息帧不需要回复应答帧，该处理器丢弃该消息帧；响应于该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，该通信模块获得该消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码；响应于该消息帧的帧版本号为0b10，该通信模块获得该消息帧的帧头中的序列码，进而该通信模块触发该存储器中的中断服务程序，并由该处理器执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；其中，该即时应答帧包括帧头和帧尾，该增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

优选地，响应于生成的该增强应答帧或该即时应答帧，该通信模块在等待AIFS延时后，发送生成的该增强应答帧或该即时应答帧。

进一步优选地，该AIFS延时时长为192μs。

优选地，该通信模块根据该消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理该消息帧；如果该消息帧中的目标地址不包含该通信装置的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；否则，继续处理该消息帧。

优选地，该通信模块根据该消息帧中的应答请求域的值判断是否需要回复应答帧；如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

优选地，响应于该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，由该处理器执行该中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果该通信装置具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

优选地，响应于该消息帧的帧版本号为0b10，由该处理器执行该中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果该通信装置具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

在本发明的再一方面，提供了一种通信装置，该通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，该处理器、存储器以及通信模块通过线路互联，该通信装置用于执行上述的任意一项的方法。

本发明通过软硬件结合的方式提供了适用于兼容不同版本的IEEE802.15.4的应答机制，充分利用了硬件应答的高效性以及软件应答的灵活性，有效减少功耗并避免中断软件服务程序过多地占用CPU的时间。

应理解的是，上述对背景技术以及发明内容概要的描述仅仅是示意性的而非限制性的。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的通信装置100以及网络200的示意框图；

图2是根据本发明一个实施例的用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置100的示意框图；

图3是根据本发明一个实施例的用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法的示意流程图；

图4是根据本发明另一个实施例的用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法的示意流程图；

图5是根据IEEE 802.15.4协议的消息帧中的帧控制域的格式；

图6是根据IEEE 802.15.4协议的即时应答帧的帧格式；

图7是根据IEEE 802.15.4协议的增强应答帧的帧格式；

图8是根据本发明一个实施例的通信装置100的通信模块106的框图。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本发明，附图构成本发明公开的一部分并通过图示的方式示出示例性的实施例。应理解，附图所示以及下文所述的实施例仅仅是说明性的，而不作为对本发明的限制。

在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先结合附图1对本发明实施例的IEEE802.15.4网络及在该网络中的通信装置加以说明，图1示意性地展示了通信装置100以及网络200，网络200是IEEE 802.15.4网络，通信装置100连接到网络200，并可以与网络200中的设备进行通信。应理解，通信装置100可以设置于网络200中。

实施例1

根据本发明的一个实施例，图2示意性地展示了通信装置100的框图，其包括处理器102、存储器104以及通信模块106。应理解，通信模块可以实施为一个实现通信功能的硬件模块、硬件电路、芯片或类似物。

图3示意性地展示了用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法，该方法由通信装置100执行，该方法包括：

步骤1：通过通信装置100的通信模块106从网络200中接收消息帧；

步骤2：通过通信模块106，对该消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理该消息帧；如果是，则执行步骤3；如果否，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；

步骤3：通过通信模块106，判断该消息帧是否需要回复应答帧，如果是，则进入步骤4；如果否，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；

步骤4：通过通信模块106，确定该消息帧的帧版本号；如果该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，则执行步骤5a；如果该消息帧的帧版本号为0b10，则执行步骤5b；

步骤5a：通过通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码；

步骤5b：通过通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，进而通信模块106触发存储器104中的中断服务程序，并由处理器102执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；

其中，该即时应答帧包括帧头和帧尾，该增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

进一步地，如图4所示，在步骤5a或步骤5b之后，继续执行步骤6：通信模块106在等待AIFS延时后，发送生成的所述增强应答帧或所述即时应答帧。

以上实施例以示例的方式给出了具体操作过程和步骤，但应理解，本发明的保护范围不限于此。

示例

举例来讲，通信装置100通过通信模块106从网络200中接收消息帧，消息帧根据frame type字段可以分为以下类型：信标帧，数据帧，命令帧等。作为示例而非限制，该消息帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

作为示例而非限制，该消息帧的帧头包含目标地址，用于指示该消息帧的目标接收方。该消息帧的帧头还包括序列码，用于确定帧的序列。该消息帧的帧尾还包含CRC校验码，用于检验消息帧在数据传输时是否出现损坏，以确保消息帧的完整性。例如，CRC校验码是一个16位的数值。该消息帧中还包含应答请求域，用于指示该消息帧是否要求接收方回复应答帧。

进一步地，通信模块106对接收到的消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理该消息帧，如果是，则进入下一步骤；如果否，则丢弃所述消息帧，不执行其他步骤。

作为示例而非限制，判断是否继续处理该消息帧有很多情形。例如，根据该消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理所述消息帧；如果该消息帧中的目标地址不包含通信装置100的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；否则，继续执行其他步骤以针对该消息帧作出应答。又例如，该消息帧中存在保留字段，即存在某个域中的值未定义时，通信装置100也会丢弃该消息帧，不再执行其他步骤。

进一步地，通过通信模块106，判断该消息帧是否需要回复应答帧，如果是，则进入下一步骤；如果否，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤。

作为示例而非限制，判断是否需要回复应答帧主要是根据所述消息帧中的应答请求域的值来加以判断。如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

作为示例而非限制，判断是否需要回复应答帧还可以根据该消息帧是否为单播数据帧来加以判断。如果该消息帧是单播数据帧，则需要回复应答帧，如果不是，则不需要回复应答帧。

进一步地，通过通信模块106，确定该消息帧的帧版本号。

作为示例而非限制，消息帧的帧控制域的格式如图5所示，其中帧控制域的第12-13位是一个无符号整数，表示该消息帧的帧版本号。帧版本号可能为0b00、0b01或0b10。

进一步地，如果该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，则通过通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码。即时应答帧包括帧头和帧尾。

作为示例而非限制，即时应答帧的格式是固定的，即时应答帧的具体格式如图6所示。即时应答帧的帧格式为固定的5个字节，包括帧头(MHR)和帧尾(MFR)。其中，帧头由帧控制域(Frame Control，2个字节)和序列码(Sequence Number，1个字节)组成，帧尾由帧校验序列(FCS，2个字节)组成其中仅需要通过通信模块106解析出接收到的消息帧中的序列码，并将其作为即时应答帧的序列码即可。因此，使用硬件(即通信模块106)自动解析消息帧并生成即时应答帧的效率比较高，不需要通过软件进行消息帧的解析和生成应答帧，节省了软件中断服务程序使用CPU的时间，同时也降低了功耗。

更进一步地，由处理器102执行中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果通信装置100具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

作为示例而非限制，后续帧待处理位用于告知应答帧的接收方后续是否还有其他数据包。应当理解的是，在现有技术中，部分技术方案是通过硬件方式来设置后续帧待处理位，即提前在寄存器中写入地址列表，根据收到的数据包的地址去查询地址列表，判断在回复应答帧后是否给该地址的接收方继续发送数据包。而本发明采用软件形式的中断服务程序设置该后续帧待处理位，方案相对灵活，地址列表由软件维护，可实时更新，同时也省去了硬件中寄存器的空间，克服寄存器无法扩展的劣势。

进一步地，如果该消息帧的帧版本号为0b10，则通过通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，进而通信模块106触发存储器104中的中断服务程序，并由处理器102执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码。增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

作为示例而非限制，增强应答帧的格式如图7所示。增强应答帧的帧头包括帧控制域(Frame Control，2个字节)、序号(Sequence Number，0个或1个字节)、目的PAN ID(Destination PAN ID，0个或2个字节)、目的地址(Destination Address，0个或2个或8个字节)、源PAN ID(Destination PAN ID，0个或2个字节)、源地址(Destination Address，0个或2个或8个字节)、辅助安全头(Auxiliary Security Header，可变字节)、以及头信息元素(Header IE，可变字节)，帧尾由帧校验序列(FCS，2个或4个字节)组成，MAC载荷单元由载荷信息元素(Payload IE)、帧载荷(Frame Payload，可变字节)组成。增强应答帧与普通的消息帧类似，需要在帧头中填入地址，并在MAC载荷域填入具体内容。由此，增强应答帧需要填入的内容过于随机，通过软件形式的中断服务程序，依次填入增强应答帧的各个字段的相应内容，以生成增强应答帧。

更进一步地，由处理器102执行中断服务程序，以设置该增强应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果通信装置100具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

进一步地，通信模块106在等待AIFS延时后，发送生成的增强应答帧或即时应答帧。作为示例而非限制，AIFS延时时长为192μs。该AIFS延时为通信装置100为等待发送消息帧的通信装置节点由发送状态转为接受状态所的预留时间。

实施例2

根据本发明的另一个实施例，图2示意性地展示了用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置100的框图，其包括处理器102、存储器104以及通信模块106。

作为示例而非限制，通信装置100为系统级芯片(SoC芯片，也称为片上系统)，通信模块106为通信装置100上的IEEE 802.15.4通信模块，可以支持根据IEEE 802.15.4协议的通信。

其中，通信装置100的通信模块106用于从IEEE 802.15.4网络中接收消息帧，以及发送该应答帧；存储器104用于存放中断服务程序；通信模块106还用于：对该消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理该消息帧；判断该消息帧是否需要回复应答帧；以及确定该消息帧的帧版本号。

其中，响应于确定该消息帧不需要回复应答帧，处理器102丢弃该消息帧。

其中，响应于该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码。

其中，响应于该消息帧的帧版本号为0b10，通信模块106获得该消息帧的帧头中的序列码，进而通信模块106触发存储器104中的中断服务程序，并由处理器102执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将该消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；

其中，该即时应答帧包括帧头和帧尾，该增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

进一步地，响应于生成的该增强应答帧或该即时应答帧，通信模块106在等待AIFS延时后，发送生成的该增强应答帧或该即时应答帧。

更进一步地，该AIFS延时时长为192μs。

优选地，通信模块106根据该消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理该消息帧；如果该消息帧中的目标地址不包含该通信装置100的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃该消息帧，不执行其他步骤；否则，继续处理该消息帧。

优选地，通信模块106根据该消息帧中的应答请求域的值判断是否需要回复应答帧；如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

优选地，响应于该消息帧的帧版本号为0b00或0b01，由处理器102执行该中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果通信装置100具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

优选地，响应于该消息帧的帧版本号为0b10，由处理器102执行该中断服务程序，以设置该即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果通信装置100具有后续待发送数据帧，则设置该后续帧待处理位的数值为1，否则，该设置该后续帧待处理位的数值为0。

应当理解的是，本发明的实施不限于此。本发明各实施例中的用于在IEEE802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置的各组件之间可以采取不同于所示的连接方式。

示例

作为一种具体实施方式的示例，图8示意性地示出了通信装置100的通信模块106的框图，其包括接收器和发送器，用于从网络中接收消息帧以及向网络中的其他设备发送应答帧。例如接收器可以为天线。通信模块106还包括帧解析器，可以将接收到的消息帧逐字段进行解析，用于获得消息帧中的帧版本号、序列码以及应答请求域的值。通信模块106还包括应答判断器，用于判断是否需要回复应答帧，以及如果需要回复时应该采用哪种应答帧的格式。如果消息帧中的帧版本号为0b00或0b01，则通信模块106根据帧解析器获得的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧。如果消息帧中的帧版本号为0b10，通信模块106触发存储器104中的中断服务程序，并由处理器102执行该中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧。通信模块106还包括选择器，依据应答判断器的判断结果选择生成的即时应答帧或增强应答帧。通信模块106还包括发送器，用于将生成的应答帧发送至通信装置100所在的网络。

以上实施例以示例的方式给出了具体操作过程和步骤，但应理解，本发明的保护范围不限于此。

根据本发明公开的方法和设备，作为一种可选的实施方法，通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，其中处理器、存储器以及通信模块通过线路互联，通信装置用于执行如上所述的任意一项的方法。

相比于现有技术，本发明提出的软硬件结合的应答技术具有如下优势：1)可以同时支持IEEE 802.15.4各个版本中对应答机制的要求；2)通过硬件自动生成即时应答帧来提高效率，减少了中断服务程序中的软件复杂度，从而减少了中断服务程序对CPU的占用时间，进而提高了系统响应速度，降低了功耗；3)通过软件形式的中断服务程序生成增强应答帧，可以满足其灵活性的要求。本方案通过在通信模块中增加了用于判断是否需要回复应答帧，以及如果需要回复应答帧时应答帧应该采用哪种格式的硬件结构，实现了同时支持软件回复与硬件回复应答帧的效果。

虽然出于本公开的目的已经描述了本发明各方面的各种实施例，但是不应理解为将本公开的教导限制于这些实施例。在一个具体实施例中公开的特征并不限于该实施例，而是可以和不同实施例中公开的特征进行组合。此外，应理解，上文所述方法步骤可以顺序执行、并行执行、合并为更少步骤、拆分为更多步骤，以不同于所述方式组合和/或省略。本领域技术人员应理解，还存在可能的更多可选实施方式和变型，可以对上述部件和构造进行各种改变和修改，而不脱离由本发明权利要求所限定的范围。

Claims (15)

1.一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的方法，所述方法由通信装置执行，所述通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：通过所述通信装置的所述通信模块从所述IEEE 802.15.4网络中接收消息帧；

步骤2：通过所述通信模块，对所述消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理所述消息帧；如果是，则执行步骤3；如果否，则丢弃所述消息帧，不执行其他步骤；

步骤3：通过所述通信模块，判断所述消息帧是否需要回复应答帧，如果是，则进入步骤4；如果否，则丢弃所述消息帧，不执行其他步骤；

步骤4：通过所述通信模块，确定所述消息帧的帧版本号；如果所述消息帧的帧版本号为0b00或0b01，则执行步骤5a；如果所述消息帧的帧版本号为0b10，则执行步骤5b；

步骤5a：通过所述通信模块获得所述消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将所述消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码；

步骤5b：通过所述通信模块获得所述消息帧的帧头中的序列码，进而所述通信模块触发所述存储器中的中断服务程序，并由所述处理器执行所述中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将所述消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；

其中，所述即时应答帧包括帧头和帧尾，所述增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤5a或步骤5b之后，继续执行步骤6：所述通信模块在等待AIFS延时后，发送生成的所述增强应答帧或所述即时应答帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AIFS延时时长为192μs。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，根据所述消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理所述消息帧；如果所述消息帧中的目标地址不包含所述通信装置的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃所述消息帧，不执行其他步骤；否则，继续执行步骤3。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，根据所述消息帧中的应答请求域的值判断是否需要回复应答帧；如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5a还包括：由所述处理器执行所述中断服务程序，以设置所述即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果所述通信装置具有后续待发送数据帧，则设置所述后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5b还包括：由所述处理器执行所述中断服务程序，以设置所述增强应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果所述通信装置具有后续待发送数据帧，则设置所述后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

8.一种用于在IEEE 802.15.4网络中生成和发送应答帧的通信装置，其特征在于，所述通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，其中，

所述通信装置的所述通信模块用于从所述IEEE 802.15.4网络中接收消息帧，以及发送所述应答帧；

所述存储器用于存放中断服务程序；

所述通信模块还用于：

对所述消息帧进行解析，以确定是否需要继续处理所述消息帧；

判断所述消息帧是否需要回复应答帧；

确定所述消息帧的帧版本号；

响应于确定所述消息帧不需要回复应答帧，所述处理器丢弃所述消息帧；

响应于所述消息帧的帧版本号为0b00或0b01，所述通信模块获得所述消息帧的帧头中的序列码，并生成形式为即时应答帧的应答帧，其中将所述消息帧的帧头中的序列码作为即时应答帧的帧头中的序列码；

响应于所述消息帧的帧版本号为0b10，所述通信模块获得所述消息帧的帧头中的序列码，进而所述通信模块触发所述存储器中的中断服务程序，并由所述处理器执行所述中断服务程序，以生成形式为增强应答帧的应答帧，其中将所述消息帧的帧头中的序列码作为增强应答帧的帧头中的序列码；

其中，所述即时应答帧包括帧头和帧尾，所述增强应答帧包括帧头、MAC载荷以及帧尾。

9.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，响应于生成的所述增强应答帧或所述即时应答帧，所述通信模块在等待AIFS延时后，发送生成的所述增强应答帧或所述即时应答帧。

10.根据权利要求9所述的通信装置，其特征在于，所述AIFS延时时长为192μs。

11.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，所述通信模块根据所述消息帧中的目标地址或CRC校验码，确定是否需要继续处理所述消息帧；如果所述消息帧中的目标地址不包含所述通信装置的地址，或者如果CRC校验码不正确，则丢弃所述消息帧，不执行其他步骤；否则，继续处理所述消息帧。

12.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，所述通信模块根据所述消息帧中的应答请求域的值判断是否需要回复应答帧；如果应答请求域的值为1，则需要回复应答帧；如果应答请求域的值为0，则不需要回复应答帧。

13.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，响应于所述消息帧的帧版本号为0b00或0b01，由所述处理器执行所述中断服务程序，以设置所述即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果所述通信装置具有后续待发送数据帧，则设置所述后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

14.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，响应于所述消息帧的帧版本号为0b10，由所述处理器执行所述中断服务程序，以设置所述即时应答帧的帧头中的后续帧待处理位，如果所述通信装置具有后续待发送数据帧，则设置所述后续帧待处理位的数值为1，否则，所述设置所述后续帧待处理位的数值为0。

15.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括处理器、存储器以及通信模块，所述处理器、存储器以及通信模块通过线路互联，所述通信装置用于执行如权利要求1至7中所述的任意一项的方法。