JP2011217371A - マルチノード認識のための磁場通信方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか1つを要求する要求パケットを伝送する(a)段階;要求パケットを受信したノードから応答パケットを受信する(b)段階;(b)段階で受信した応答パケットのうち少なくとも1つを選択する(c)段階;(c)段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する(d)段階;(d)段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する(e)段階;(e)段階で受信した応答パケットのうち少なくとも1つを選択する(f)段階、(f)段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する(g)段階を含む。
【選択図】図3
Description
MFANとは、低周波帯域(30KHz〜300KHz)で磁場信号を用いて情報を送受信する無線ネットワークである。無線通信の動作中心周波数は128KHzであり、変調方式としては2相位相偏移(Binary Phase Shift Keying;BPSK)方式、又は、振幅偏移(Amplitude Shift Keying;ASK)方式を利用する。データレートを多様化するためにマンチェスター(Manchester)符号化と非ゼロ復帰レベル(Non-Return-to-Zero Level;NRZ-L)符号化を使用することにより、数メートルの距離で数Kbpsのデータレートを提供する。MFANに参与した機器はその役目によってMFAN−C(Coordinator)とMFAN−N(Node)とに分けられる。1つのMFANの中にはただ1つのMFAN−Cだけが存在し、MFAN−Cを中心として多数のMFAN−N装置がネットワークを形成する。MFAN−CはMFAN−Nの合流及び分離、解除を管理する。MFANでは時間分割多重接続(Time Division Multiple Access;TDMA)方式を使用する。MFAN−CがMFANにおける接続を管理して、MFAN−Nの接続時、MFAN−Cの判断に従って時間資源が分配される。MFAN技術はセンサーネットワーク、ホームネットワーク及び建設、農業、交通など応用サービス分野に適用することができる。
要求区間では、MFAN−Cが全体のノードに対して応答要求パケットをブロードキャスティングする。応答要求パケットを受信したMFAN−Nはこれに基づいて応答区間で応答パケットを伝送するかどうかを決める。MFAN−Cは応答区間で応答パケットを伝送するMFAN−Nのグループを決めることができる。
MFANにおいて、MFAN−Nはネットワークの形成、ネットワークの合流、応答伝送、データ伝送、ネットワークの分離、ネットワークの解除の動作状態を有する。
MFANの媒体接近制御フレームは表4に示すように、フレームヘッダーとフレームボディーとで構成される。フレームヘッダーはMFAN−N間のデータ交換のための情報であり、フレームボディーはMFANデバイス間で実際に取り交わすデータである。
フレームヘッダーはMFAN−N間にデータを交換するために必要なMFAN ID、フレーム制御情報、送/受信ノードアドレス、フレーム一連番号などの制御関連情報を含んでいる。この部分に位置した情報をもってフレームの種類とフレームを取り交わすノードを区分する。またこれを用いて交換されたフレームの間違いを確認してフレームの信頼性を高める。
2)受信確認方法フィールドは2ビットからなり、受信確認フレームの受信確認方法フィールドは自分の受信確認フレームの種類を示し、それ以外のフレームでは該当フレームに対する受信ノードが使用する受信確認方法を示す。
G(x)=x16+x12+x5+1
フレームの種類は表6のように要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、
受信確認フレームの総4種類のフレームで定義されている。
ペイロードの形式は要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、応答受信確認フレームなど、フレームの種類によって異なるように構成される。
要求フレームのペイロードの形式は表12のようにグループアドレス、要求コード、長さ、少なくとも1つの要求ブロックで構成される。グループアドレスが0xFFであれば、全てのグループのMFAN−Nに応答を要求する。
合流要求データの形式は8バイトのUIDマスクで構成される(表14)。このUIDマスクは二分検索アルゴリズムの具現に活用することができる。
分離要求データの形式は2バイトのノードアドレスと1バイトのスロット番号とで構成される(表15)。 最初の2バイトは分離要求をしようとするMFAN−Nのノードアドレスであり、その次の1バイトは応答区間のスロット番号である。この時、ノードアドレスが0xFFFFであれば、そのグループアドレスに該当する全てのMFAN−Nに分離応答を要求する。
合流状態要求データの形式は表16に示している。最初の2バイトは合流状態要求をしようとするMFAN−Nのノードアドレスである。この時、ノードアドレスが0xFFFFであれば、そのグループアドレスに該当する全てのMFAN−Nに合流状態応答を要求する。
データ要求データの形式は表17に示している。最初の2バイトはノードアドレス、次の1バイトはスロット番号、その次の1バイトは受信するデータの種類である。スロット番号は分割された応答区間での時間順序を示し、データの種類は応用製品に応じて使用者が定義して使用する。
グループアドレスの設定要求データの形式は表18に示している。最初の2バイトはノードアドレス、次の1バイトはスロット番号、その次の1バイトは設定するグループアドレスである。
応答フレームのペイロードは要求に対する応答データを含んでいる。応答フレームペイロードは表19に示している。最初の1バイトはグループアドレス、次の1バイトは応答コード、その次の1バイトは応答データの長さ(L)、その次のLバイトは応答データである。
合流応答データの形式は表21に示している。合流応答データの形式は8バイトのUIDで構成される。
分離応答データの形式は表22に示している。分離応答データの形式は8バイトのUIDで構成される。
合流状態応答データの形式は表23に示している。合流状態応答データの形式は8バイトのUIDと1バイトの状態確認値(Status Value)とで構成される。
データ応答データの形式は表25に示している。データ応答データの形式はLバイトの要求されたデータで構成される。
グループアドレス設定応答データの形式は表26に示している。グループアドレス設定応答データの形式は、変更されたグループアドレスが適用された8バイトのUIDと1バイトの設定されたグループアドレスとで構成される。
データフレームペイロードは伝送するデータを含む。データフレームペイロードは8バイトのUIDとLバイトのデータとで構成される(表27)。
応答受信確認フレームペイロードは受信した応答パケットに関するデータを含んでいる。応答受信確認ブロックの形式は表28に示している。最初の1バイトはグループアドレスであり、次の1バイトは応答受信確認コード、その次の1バイトは長さ(L)、その次のLバイトは応答受信確認データである。
合流応答受信確認データの形式は表30に示している。最初の8バイトはUIDであり、その次の2バイトは割り当てノードアドレスである。割り当てられたノードアドレスが合流されていないノードのアドレスである0xFFFEであれば、合流拒否されたことである。
分離応答受信確認データの形式は表31に示している。最初の8バイトはUIDであり、その次の2バイトはノードアドレスである。分離を許容しない場合は、ノードアドレスは元々のノードアドレスを記録し、分離を許容する場合は、初期ノードアドレスである0xFFFEを記録する。
合流状態応答受信確認データは8バイトのUIDで構成される(表32)。
データ応答受信確認データの形式は表33に示している。データ応答受信確認の形式は2バイトのノードアドレスと1バイトの使用予約とで構成される。
グループアドレス設定応答受信確認データの形式は表34に示している。グループアドレス設定応答受信確認の形式は8バイトのUIDと1バイトのグループアドレス状態確認値とで構成される。
MFANの媒体接近制御層ではネットワークを管理するための合流及び分離、合流状態確認の手続きなどが使われる。データ伝送の種類には応答区間での伝送と非活性区間での伝送とがある。そして、MFAN−Nのグループ別管理のためにグループアドレス設定機能を提供する。
Claims (8)
- 磁場通信ネットワークのコーディネーターによって行われ、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか1つを要求する要求パケットを伝送する(a)段階と、
前記要求パケットを受信したノードらから応答パケットを受信する(b)段階と、
前記(b)段階で受信した応答パケットのうち少なくとも1つを選択する(c)段階と、
前記(c)段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する(d)段階と、
前記(d)段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する(e)段階と、
前記(e)段階で受信した応答パケットのうち少なくとも1つを選択する(f)段階と、及び、
前記(f)段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する(g)段階とを含んでなる磁場通信方法。 - 前記要求パケットの伝送回数をカウントする段階と、
前記(c)段階で選択した応答パケットにエラーが発生するか、前記(c)段階で選択した応答パケットの目的地アドレスと前記コーディネーターのノードアドレスとが一致しない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記要求パケットを再伝送する段階をさらに含んでなることを特徴とする請求項1記載の磁場通信方法。 - 前記(c)段階及び前記(d)段階は、
前記(b)段階で受信した応答パケットのうち、多数の応答パケットを選択して多数の磁場通信ネットワークノードに応答受信確認パケットを伝送することを特徴とする請求項1記載の磁場通信方法。 - 前記磁場通信ネットワークの時間的要素は、
前記磁場通信ネットワークのコーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記磁場通信ネットワークノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送する磁場通信ネットワークノードがなければ始まる非活性区間とからなることを特徴とする請求項1記載の磁場通信方法。 - 磁場通信ネットワークのノードによって行われ、
磁場通信ネットワークのコーディネーターから要求パケットを受信する(a) 段階と、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定の応答パケットのうち、前記(a)段階で受信した要求パケットに該当する応答パケットを前記コーディネーターに伝送する(b)段階、及び、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記応答パケットを再伝送する(c)段階とを含んでなり、
前記(b)段階及び前記(c)段階は、前記コーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間、前記ノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まる非活性区間において、前記応答区間の時に行われることを特徴とする磁場通信方法。 - 前記応答パケットの伝送回数をカウントする段階を更に含むが、
前記(c)段階は、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記応答パケットを再伝送する段階とを含んでなることを特徴とする請求項5記載の磁場通信方法。 - 前記ノードは、
前記コーディネーターから要求パケットが受信されなくても前記非活性区間の時はデータ伝送が可能であることを特徴とする請求項5記載の磁場通信方法。 - 第1項乃至第7項のうちいずれか一項の磁場通信方法を実行するプログラムが記録されてコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
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