JP2018117376A - 電子装置および無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】同じスロット使用することによる衝突の問題を防止する仕組みを低消費電力で実現する。
【解決手段】本発明の実施形態としての通信処理装置は、一定周期で報知信号を送信し、前記報知信号の送信間隔の少なくとも一部の期間でスロットを用いて通信を行う通信処理装置であって、前記スロットを変更する対象となる第1無線通信装置と、前記第1無線通信装置が使用する変更後のスロットの使用開始タイミングとを指定する第1情報を前記報知信号で送信し、前記第1情報の送信後、前記変更後のスロットを指定した第2情報を、前記報知信号とは別の信号で送信するよう制御する制御手段を備える。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の実施形態としての通信処理装置は、一定周期で報知信号を送信し、前記報知信号の送信間隔の少なくとも一部の期間でスロットを用いて通信を行う通信処理装置であって、前記スロットを変更する対象となる第1無線通信装置と、前記第1無線通信装置が使用する変更後のスロットの使用開始タイミングとを指定する第1情報を前記報知信号で送信し、前記第1情報の送信後、前記変更後のスロットを指定した第2情報を、前記報知信号とは別の信号で送信するよう制御する制御手段を備える。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置および無線通信方法に関する。
人体に形成する無線ネットワークとしてボディエリアネットワークと呼ばれるネットワークが知られている。ボディエリアネットワークは、例えば人体に中央装置としてのハブと、端末装置としてのノードを装着して、ハブおよびノード間で通信を行う。
スケジュールベースのアクセス方式と、スケジュールベース以外のアクセス方式、例えばCSMA(Carrier Sense Multiple Access)等のアクセス方式が、同一周波数上で時間的にシェアする仕組みがある。スケジュールベースのアクセス方式として、TDMA(Time Division Multiple Access)ベースのアクセス方式が知られており、シンプルなアクセス方式のため、ノード側の消費電力低減のためには望ましい方式であると言える。
TDMAの場合には、予め各ノードにスロットを割り当てるため、基本的にはビーコン信号といった一定周期で定期的に送信する報知信号に、各ノードのスロット割当情報を挿入することが考えられる。この場合、各ノードはビーコン信号を受信し、そこに含まれるスロット割当情報に従って、自ノードに割り当てられたスロットを特定し、特定したスロットで送受信を行うことになる。
この方法では、スロット割当情報を挿入したビーコン信号の受信に失敗したノードが存在する場合、同一スロットを複数ノードが使用することによる衝突が発生する可能性がある。これを回避するため、ノードは、自ノードの割当スロットでは、必ず送信を行うのを基本とし、その直前のビーコン信号の受信に失敗した時のみ、その割当スロットでは送信しないことで、ビーコン信号が受信できなかったことをハブに通知する仕組みが提案されている。
しかしながら、この提案では、各ノードが自ノードの割当スロットでは毎回必ず送信する必要があるため、ノードの消費電力が高くなる問題があった。また、ハブが定期的に送信する報知信号に、各ノードの割当情報を挿入する必要があるため、ビーコン信号長が長くなり、これを受信する際の消費電力も増加していた。
本発明の実施形態は、同じスロット使用することによる衝突の問題を防止する仕組みを低消費電力で実現することを目的とする。
本発明の実施形態としての通信処理装置は、一定周期で報知信号を送信し、前記報知信号の送信間隔の少なくとも一部の期間でスロットを用いて通信を行う通信処理装置であって、前記スロットを変更する対象となる第1無線通信装置と、前記第1無線通信装置が使用する変更後のスロットの使用開始タイミングとを指定する第1情報を前記報知信号で送信し、前記第1情報の送信後、前記変更後のスロットを指定した第2情報を、前記報知信号とは別の信号で送信する制御手段を備える。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1に、第1の実施形態に係る無線ネットワークシステムの一例を示す。図1に示す無線ネットワークシステム100は、ハブ10と、複数のノード20、21、22を含む。ハブ10は、ノード20〜22の中央装置として動作し、ノード20〜22は、ハブ10(中央装置)に対する端末として動作する。ハブ10は、ノード20〜22と通信するための無線通信装置を備え、ノード20〜22は、ハブ10と通信するための無線通信装置を備える。ハブ10が備える無線通信装置は、ノード20、21、22が備える無線通信装置の通信対象となる対象通信装置であり、ノード20、21、22が備える無線通信装置は、ハブ10が備える無線通信装置の通信対象となる対象通信装置である。ハブ10からノード20〜22への送信はダウンリンク送信、ノード20〜22からハブ10への送信はアップリンク送信と呼ばれる。
図1に、第1の実施形態に係る無線ネットワークシステムの一例を示す。図1に示す無線ネットワークシステム100は、ハブ10と、複数のノード20、21、22を含む。ハブ10は、ノード20〜22の中央装置として動作し、ノード20〜22は、ハブ10(中央装置)に対する端末として動作する。ハブ10は、ノード20〜22と通信するための無線通信装置を備え、ノード20〜22は、ハブ10と通信するための無線通信装置を備える。ハブ10が備える無線通信装置は、ノード20、21、22が備える無線通信装置の通信対象となる対象通信装置であり、ノード20、21、22が備える無線通信装置は、ハブ10が備える無線通信装置の通信対象となる対象通信装置である。ハブ10からノード20〜22への送信はダウンリンク送信、ノード20〜22からハブ10への送信はアップリンク送信と呼ばれる。
本システムは一例として、ボディエリアネットワーク(BAN:Body Area Network)に適用できる。この場合、各ノードおよびハブは人体に設置される。各ノードは、例えば1つまたは複数の生体センサーを内蔵しており、生体センサーで取得したセンシング情報を、ハブ10に無線送信する。また各ノードは、通信に必要な制御情報等をハブから無線で取得する。生体センサーとしては、例えば睡眠センサー、加速度センサー、心電図センサー、体温センサー、脈センサーなどが想定される。なお、人体に設置とは、人体の部位(指や手首、体内)に固定的に設置する場合の他、首掛け紐に設置する場合や手で所持する場合、服のポケットや鞄等のユーザの所持物に入れる場合など、ユーザの近くに配置する状態も含み得る。本システムの適用は、ボディエリアネットワークに限定されず、ハブとノードを配置して互いに通信するネットワークある限り、任意のネットワークに適用できる。例えばハブとノードを、動物や植物等、人体以外の生体に設置してもよいし、生体以外の物体、例えば自動車の複数箇所(例えばボディと車輪など)に設置してもよい。
図2に、第1の実施形態に係るハブのタイミング図を示す。ノードのタイミング図に関しては、送受信の関係がハブと逆になる以外は、ノードの送受信する信号および送受信のタイミングはハブと同一であるため、図示を省略する。
図2の下側は、ハブの受信部がノードから受信する信号(すなわちノードの送信部がハブに送信する信号)を示し、図の上側は、ハブの送信部がノードに送信する信号(すなわちノードの受信部がハブから受信する信号)を示す。横軸は時間軸であり、図に沿って右側が時間の流れる方向である。
以下、図2を用いてハブおよびノードの動作例を説明する。まず、ハブの動作例を説明する。
ハブは一定の周期で、報知信号であるビーコン信号を送信し、送信したビーコン信号が各ノードで受信される。ビーコン信号とは、所定のフォーマットのビーコンフレームを運ぶ信号である。図における「B」の文字が入った縦長の矩形は、ビーコン信号を表している。ビーコン信号の送信はブロードキャストによって行われるのが一般的であるが、マルチキャストによって行われることも可能である。連続する2つのビーコン信号間の期間ないしは区間を、ビーコンインターバルと呼ぶ。
ビーコンインターバル内には、スケジュール期間(SP:Scheduled Period)と、制御・管理期間(CMP:Control & Management Period)と、未使用期間(IA:InActive period)とが、配置されている。ビーコンインターバル内の時間は、スロットと呼ばれる短い所定の時間長に区切られて管理されており、図では、このことを時間軸に設定された短い縦線で表している。スケジュール期間では、各ノードに事前にスロットを割り当て、割り当てたスロットをベースに、スロット単位で通信を行う期間である。制御・管理期間は、管理フレームや制御フレームといった制御および管理のための信号を送受信する期間である。未使用期間は通信を行わない期間である。スケジュール期間では、スロットベースの通信方式、すなわちTDMA方式が適用される。制御・管理期間では、スロット付きアロハやCSMA等の競合ベースアクセス方式が用いられる。スケジュール期間および競合ベースアクセス期間では、いずれも共通の同一の周波数帯域(同一のチャネル)を用いて、通信が行われる。
制御・管理期間では、必ずしも競合ベースアクセス方式を用いなくともよく、別の通信方式、例えば複数のノードによる周波数分割多重通信や空間多重通信でもかまわない。また、ビーコンインターバル内のこれらの期間の配置順序は、図示のものに限定されるものではなく、任意の順序でかまわない。また、非動作期間は存在しない構成も可能である。また、ビーコンインターバル内を複数の期間に分けない構成、例えばビーコンインターバル内を全てスロットベースのTDMA期間とし、制御および管理は別のチャネルで行うことも可能である。
スケジュール期間は、上述したようにスロットベースの通信が行われる。各ノードは、互いに異なる1つまたは複数のスロットの割り当てを受け、割り当てられたスロットでハブと通信する。各ノードは、連続するビーコンインターバル毎にスロットの割り当てを受けたり、一定数のビーコンインターバル毎にスロットの割り当てを受けたり、特定のビーコンインターバル内でのみスロットの割り当てを受けたりなど、スロットの割り当ての形態は様々である。フレーム送信に失敗した場合の再送用フレームを送信するためのスロットなど、スロットの用途が特定されてもよい。ハブは、ノードからスロットでデータフレームを正常に受信した場合は、確認応答(Acknowledgment)フレームを返す。図において「D」の矩形はデータフレームの信号を表し、「A」の矩形は、確認応答フレームの信号を表し、「M」の矩形は管理フレームの信号、特に、後述する通知フレームの信号を示す。
制御・管理期間は、上述したように、競合ベースアクセス方式が適用され、本実施形態では、スロット付きアロハ(slotted aloha)方式が適用される。スロット付きアロハ方式では、ノードが送信用のフレームを有する場合、あるスロットでのフレームの送信または非送信を、乱数を生成することで決定する。規定の送信確率で、送信が決定されるようになっている。送信が決定された場合は、スロットの開始タイミングでフレームを送信する。非送信が決定された場合は、フレームの送信を見送る。規定の送信確率はパラメータとして変更可能である。なお、複数のノードが同じスロットのタイミングで送信を行った場合は、フレームが衝突し、送信は失敗となる可能性が高い。なお、スロット付きアロハ方式では、スケジュール期間で適用するTDMA方式とは異なり、事前にハブからスロットの割り当てを受ける必要はない。
図2のタイミング図では、既に各ノード20〜22が、スケジュール期間のスロットの割り当てを受けている場合を想定している。各ノードは、スケジュール期間のスロットの割当を受けるために、競合ベースアクセス期間で接続要求(C−Req)フレームを送信し、ハブから接続割当(C−Ass)フレーム(あるいは接続応答フレーム)を受けることで、スロットの割当を受ける。これらのやり取りの図示は省略している。何らかのトリガーにより、ハブが2つのノード(ここではノード1、2とする)のスロット割り当てに変更が必要と判断したとする。例えば、新たな別のノードの接続要求があったため、ノード1、2のスロット割り当ての変更の必要が発生した場合、ノード1、2の現在の割当スロットの通信品質が低いため別のスロットへの変更の必要が生じた場合、ノード1、2の一方または両方からスロット割当要求(現在使用しているスロットの変更要求)があった場合など、スロット変更のトリガーとなる条件は何でもよい。
ハブは、ノード1、2のスロット変更が必要と判断すると、ノード1、2のスロットの再割り当てを行い、変更後のスロット(新たに割り当てるスロット)を決定する。また、ハブは、変更対象となるノード(以下、変更対象ノード。ここではノード1、2)を指定した変更対象情報と、変更後のスロットの使用開始タイミングを特定する変更タイミング情報とを含むビーコン信号51を送信する。ビーコン信号51は、ビーコンフレームを運ぶ信号である。
図3に、本実施形態に係るビーコンフレームのフォーマット例を示す。スロット変更対象フィールド“Slot reassignment target”と、スロット変更タイミングフィールド“Slot reassignment timing”とを含む。
スロット変更対象フィールドは、複数のビットを含み、それぞれが複数のノードの個々に予め割り当てられている。これらのビットのうち、変更対象ノードのビットを1とし、それ以外のノードのビットを0に設定する。先頭ビットから順番にノード1、2、・・が割り当てられているとすると、本例ではノード1、2が変更対象のため、先頭の2つのビットをそれぞれ1に設定し、それ以外のビットを0にする。図2では、このことを、Slot reassignment target (node 1,2 =1)と表現している。
スロット変更タイミングフィールドでは、変更後のスロットの使用が開始される(すなわち、変更後のスロットが有効になる)ビーコンインターバルを特定する情報を格納する。例えば、ビーコン信号51の次のビーコン信号から数えて3つ目のビーコン信号のビーコンインターバルから、変更後のスロットの使用を開始するときは、“3”を設定する。図2では、このことを、Slot reassignment timing=3と表現している。
なお、ビーコンフレームのその他のフィールドについて、簡単に説明すると、Hub Addressフィールドはハブのアドレスを格納するフィールドであり、Beacon Intervalフィールドは、ビーコン周期長を格納するフィールドであり、C/M Startフィールドは、制御・管理期間の開始スロットの位置を格納するフィールドであり、Inactive Start Slotは、未使用期間の開始スロットの位置を格納するフィールドであり、Time Stampフィールドはハブの時刻(タイムスタンプ)を格納するフィールドであり、Channel Changeフィールドはチャネルを変更するときに使用するフィールドであり、Downlink Dataフィールドは、ハブがノードにダウンリンク送信するデータの有無を格納するフィールドである。なお、図3に示したフレームフォーマットは一例であり、フォーマットの構成等が変更されていても何ら構わない。
ハブは、ビーコン信号51の送信後、変更対象ノードに、新たに割り当てるスロット(変更後のスロット)を指定したスロット割当情報を含む管理フレーム(以下、通知フレームと呼ぶ)61を、ビーコン信号とは別の信号で送信する。通知フレーム61は、ビーコン信号51のビーコンインターバル内の制御・管理期間で送信する。スロット付きアロハベース方式の場合、制御・管理期間内で、ハブが適当にスロットを選択して、スロット割当情報を含む通知フレームを送信する。本例では、ノード1、2が変更対象ノードのため、スロット割当情報では、ノード1、2の変更後のスロットを指定する。
図4に、通知フレームのフォーマット例を示す。ノード毎にフィールドを設定し、当該フィールドにノードの識別子とノードの変更後のスロットとを指定したスロット割当情報とを格納する。図の例では、ノード1に変更後のスロット3、4、5を指定したスロット割当情報(User ID=1,{3:5})と、ノード2に変更後のスロット6、7を指定したスロット割当情報(User ID=2,{6:7})とを、ノード1、2用のフィールドに格納した例が示される。なお、上述した説明では、制御・管理期間内でスロット割当情報を送信するとしたが、ビーコン信号とは別の信号で送信する限り、他の期間で送信することも可能である。例えば、スケジュール期間内にハブ用のスロットがあれば、そのスロットで、スロット割当情報を送信してもかまわない。
スロット割当情報を含む通知フレームの受信対象ノードは、変更対象情報にて指定した変更対象ノードである。変更対象ノードが複数の場合は、通知フレームの宛先アドレスとして、マルチキャストアドレスまたはブロードキャストを用いることができる。ただし、通知フレームに複数のアドレスを格納可能な場合は、ユニキャストアドレスを複数設定してもよい。あるいは、各ノードに対してそれぞれ個別にユニキャストの通知フレームを送信する構成でも構わない。この場合、通知フレームには、宛先のユニキャストのノードに対するスロット割当情報のみ格納すればよい。
一方、変更対象ノードが1つの場合は、ユニキャストアドレスを設定すればよいが、マルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスを設定することも可能である。ただし、ユニキャストアドレスを用いる方が、受信対象ノード以外のノードの受信処理負荷を低減できる点では望ましい。
その後も、ハブは、引き続き、ビーコン信号での変更対象情報と変更タイミング情報の送信と、その後の通知フレームでのスロット割当情報の送信とを継続する。ハブは、ビーコン信号の送信毎に、変更タイミング情報の値を、1ずつ減じる。例えば、ビーコン信号51の次に送信するビーコン信号52では、変更タイミング情報の値は2になる。
ここで、ハブは、スケジュール期間において、変更対象ノードからその割り当てスロットでデータフレームを受信した場合、受信したデータフレームに、当該変更対象ノードがスロット割当情報を受信したことを示す受信確認情報が含まれるかを調べる。受信確認情報を格納するフィールドを備えたデータフレームのフォーマット例を図5に示す。図5において、データフレームのヘッダーに、変更確認フィールド(reassignment ok フィールド)を設け、当該フィールドにビット1が設定されていた場合に、受信確認情報が含まれていると判断し、0が設定されていた場合、受信確認情報が含まれていないと判断する。
ハブは、変更対象ノードから受信したデータフレームに受信確認情報が含まれていると判断した場合、次に送信するビーコン信号から、変更対象情報において、当該ノードのビットを0にする。これにより、当該ノードは、次のビーコン信号からは自分が指定されないため、ビーコン信号等の受信処理負荷を低減できる。すなわち、自身のビットが0であることを確認すれば、スロット割当情報のフィールドに続く変更タイミング情報のフィールドを確認する処理や、その後のスロット割当情報を含む通知フレームの受信処理も省略して、処理の負荷を軽減できる。
図2の例では、ハブが、ノード1から、変更確認フィールド(reassignment ok フィールド)に1が設定されたデータフレーム71を受信したため、次のビーコン信号53から、変更対象情報におけるノード1のビットを0にする。一方、ノード2からは、まだ受信確認情報を受信していないため、ビーコン信号53の変更対象情報におけるノード2のビットを1に維持する。
ハブは、ビーコン信号53の送信に続くスケジュール期間内で、ノード2から変更確認フィールド(reassignment ok フィールド)に1が設定されたデータフレーム81を受信する。これによりハブは、ノード2がスロット割当情報を受信したと判断する。よって、次に送信するビーコン信号54では、変更対象情報におけるノード2のビットも0にする。これにより、全ノードのビットが0になる(図2ではこれをSlot reassignment target for all nodes=0と表現している)。また、ハブは、ビーコン信号53の送信後の制御・管理期間においては、これまでと同様に、スロット割当情報を含む通知フレーム63を送信する。ただし、すべての変更対象ノードから受信確認情報を取得済みのため、通知フレーム63の送信は省略することも可能である。
ここで、通知フレームには、変更対象ノードすべてのスロット割当情報を含めてもよいし、直前に送信したビーコン信号で指定した(ビットが1である)ノードのみのスロット割当情報を含めてもよい。例えば、ビーコン信号53ではノード2のみを指定したため、通知フレーム63では、ノード2のみのスロット割当情報を含め、ノード1のスロット割当情報は含めなくてもよい。
上述のようにビーコン信号の送信毎に、変更タイミング情報の値を1ずつ減算する結果、次に送信するビーコン信号54では、変更タイミング情報の値が0になる。つまり、ビーコン信号54の送信で始まるビーコンインターバルが、変更後のスロットの使用開始タイミングとなる。変更対象ノードは、このことを、最初に受信したビーコン信号の変更タイミング情報の値から内部での演算により認識してもよいし、ビーコン信号の変更タイミング情報の値を毎回確認し、ビーコン信号54の変更タイミング情報の値が0になったことで認識してもよい。変更対象ノードは、ビーコン信号54のビーコンインターバル以降、スロット割当情報で指定された変更後のスロットを用いて、ハブにフレームを送信する。図2の例では、ノード1は、ビーコン信号54のビーコンインターバルでは、ビーコン信号51のビーコンインターバルのときとは異なるスロットで、データフレーム72を送信している。
以上がハブの動作例である。以下、ノードの動作例について説明する。
各ノードは、ハブから一定周期で送信されるビーコン信号を受信し、ビーコン信号内の変更対象情報において、自ノードが変更対象ノードとして指定されているかを判断する。各ノードは、変更対象ノードとして指定されていた場合には、その後の制御・管理期間内で、ハブから送信される通知フレームの受信待ちを行う。
各ノードは、ハブから通知フレームを受信した場合は、通知フレーム内のスロット割当情報に基づき、変更後のスロットを把握する。変更後のスロットを把握したノードは、次のスケジュール期間内でハブに、受信確認情報を格納した(reassignment ok bitを1にした)データフレームを送信する。これにより、ノードは、スロット割当情報を正常に受信したことを、ハブに通知する。
図2の例では、ノード1が、ハブからビーコン信号51を受信し、変更対象情報に基づき、自ノードが変更対象ノードとして指定されていることを把握する。その後の制御・管理期間内でハブから送信される通知フレーム61を受信し、通知フレーム61内のスロット割当情報から、変更後のスロットを把握する。変更後のスロットを把握したノード1は、受信確認情報を格納したデータフレーム71を送信する。その後、ノード1は、変更後のスロットの使用開始タイミング前までは、現在の割当スロットを用いてハブと通信する。例えば、ビーコン信号53のフレームインターバル内のスケジュール期間において、現在の割当スロットでデータフレーム73を送信する。その後、ハブからビーコン信号54を受信し、変更後のスロットの使用開始タイミングが到来したことを認識すると、ノード1は、以降、変更後のスロットを用いて、ハブと通信する。図2の例では、続くスケジュール期間において変更後のスロットで、データフレーム72を送信する。以降も、同様に、変更後のスロットを用いて、ノード1は、データフレームを送信する。
一方、ノード2も、ノード1と同様に、ビーコン信号51を受信し、変更対象情報に基づき、自ノードが変更対象ノードとして指定されていることを把握する。ノード2は、その後の制御・管理期間内で通知フレームの受信を試みるが、受信に失敗する。あるいは、ノード2は、ビーコン信号51の受信に失敗し、その後の通知フレームの受信も行わなかったとしてもよい。
次に、ノード2は、ビーコン信号52を受信し、そこに含まれる変更対象情報に基づき、自ノードが変更対象ノードとして指定されていることを把握する。ノード2は、続けて、制御・管理期間内でハブから送信される通知フレーム62を受信する。ノード2は、通知フレーム62に含まれるスロット割当情報から、自ノードの変更後のスロットを把握する。変更後のスロットを把握したノード2は、受信確認情報を格納したデータフレーム81を送信する。その後、ノード2は、ビーコン信号54を受信し、変更後のスロットの使用開始タイミングが到来したことを認識する。以降、ノード2は、変更後のスロットを用いて、ハブにデータフレームを送信する。
なお、各ノードは、ビーコン信号内の変更対象情報において自ノードが指定されておらず、かつハブに送信するデータフレームも無いまたは送信予定が無い場合は、スリープモードに移行してもよい。なお、スリープモードは、通常よりも消費電力が低い状態を表し、一例として、ネットワークから情報を受信できない、または受信を抑制する状態にしてもよい。スリープモードでは、ビーコン信号、または、通知フレームを受信しなくてもよい。ビーコン信号内の変更対象情報において、自ノードが指定されてはいるものの、受信確認情報を送信した後(望ましくは、ハブからACKフレームを受信した後)の場合も、スリープモードに移行してもよい。
上述した動作の例では、各ノードは、受信確認情報をスケジュール期間内においてデータフレームで送信したが、受信確認情報の通知用の管理フレームを新たに定義して、当該管理フレームで送信してもよい。このとき、このフレームをスケジュール期間で送信する他、制御・管理期間で送信してもよい。
また、上述した動作の例では、ハブは、制御・管理期間で、スロット割当情報を含む通知フレームを送信したが、スケジュール期間内に自身のダウンリンク送信用のスロットがある場合は、そのスロットで送信することも可能である。このとき、スロット割当情報を、データフレームまたは管理フレームのいずれで送信してもよい。
また、上述した動作の例では、アップリンク送信用のスロットをノードに割り当てる場合を説明したが、ハブから各ノードへのダウンリンク送信用のスロットをノードごとに割り当てる場合も、同様の動作が実施可能である。
図6に、本実施形態のハブが備える無線通信装置の構成例を示す。無線通信装置は、1つ又は複数のアンテナ11、PHY&RF部20、本実施形態に係る通信処理装置であるMAC部30および上位処理部40を備える。PHY&RF部20は、送信部21と受信部22を含む。MAC部30は、送信処理部31、受信処理部32、制御手段(アクセス制御部33、割当制御部34)を含む。図6では、割当制御部34はアクセス制御部33と独立したブロックとしたが、アクセス制御部33が割当制御部34の動作を含んでも構わない。MAC部30、または、MAC部30とPHY&RF部20の一部(例えばPHY処理部分)との組は、一例として、本実施形態の通信処理装置に対応する。また、PHY&RF部20の全部または一部(例えばRF処理部分)は、本実施形態の無線通信部に対応する。
上位処理部40は、MAC層より上位のプロトコル(TCP/IPまたはUDP/IP、アプリケーション層など)を処理する。ハブへ送信するデータをMAC部30に渡し、ハブから受信したデータをMAC部30から受け取る。
アクセス制御部33は、スケジュール期間および制御・管理期間等の時間管理を行うとともに、使用チャネルへのアクセス(スケジュール期間内でのスロットのアクセス、制御・管理期間内でのスロット付きアロハやキャリアセンス等のアクセス)を管理し、管理フレーム、データフレーム、制御フレームの送信を制御する。なお、管理フレームは、他の無線通信装置との間の通信リンクの管理のために用いられるフレームであり、ハブが送信する管理フレームとしては、ビーコンフレームや通知フレーム、接続応答フレーム、割当応答フレーム等がある。制御フレームは、管理フレーム及びデータフレームを、他の無線通信装置との間で送受信(交換)するときの制御のために用いられるフレームであり、本実施形態では、ACKフレーム等がある。アクセス制御部33は、所望のタイミングにて、フレームの送信を送信処理部31に指示する。アクセス制御部33は、使用チャネルの切り換えを制御する機能を有していてもよい。
アクセス制御部33からフレームの送信が指示されると、送信処理部31は、フレームを生成し、生成したフレームを送信部21へ出力する。送信部21では、送信処理部31から入力されたフレームに対し、使用する通信方式に従って、所望の物理層の処理を行って、DA変換や周波数変換等を行い、アンテナ11を介して信号を空間に電波として送信する。
受信部22は、アンテナ11を介して、該当するチャネルの信号を受信し、使用する通信方式に従って受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部32へ出力する。受信処理としては、例えばベースバンドへの周波数変換やA/D変換、A/D変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含む。受信処理部32は、受信部22から入力されたフレームのMACヘッダーの解析等を行う。
受信処理部32は、ノードから接続要求フレームを受信した場合には、アクセス制御部33にノードからの接続要求を通知する。アクセス制御部33は、当該接続要求に対し、スロット割当等の応答判断を、割当制御部34を用いて行い、判断結果情報を送信処理部31に通知する。例えば、接続要求を受け付ける場合は、ノードに割り当てるスロットの情報、具体的にスロットの個数と、スロットの位置を決定し、決定した情報を送信処理部31に通知する。割り当てるスロットが不足しているなど、所定の条件に該当する場合は、接続を拒否する判断を行ってもよい。送信処理部31は、アクセス制御部33の判断結果情報に応じて、接続応答フレームを生成する。
受信処理部32は、受信部22から入力されたフレームのMACヘッダーの解析等を行い、受信したフレームがデータフレームである場合は、必要に応じて、処理後のフレームを上位処理部40へ出力する。受信処理部32は、必要に応じてACKフレームの生成指示をアクセス制御部33に出力、または送信処理部31に直接出力する。受信したフレームが、管理フレームまたは制御フレームである場合は、アクセス制御部33または割当制御部34に出力する。例えば、受信処理部32は、受信フレームの解析を行った結果、ノードからのスロット割当要求を検出した場合には、割当制御部34にノードの割当要求を通知する。具体的に、割当要求を行ったノードの識別情報、および要求するスロットの条件(例えば必要なスロット数、割り当てを要求するビーコンインターバルの頻度)を通知する。
割当制御部34は、受信処理部32からスロット割当要求を通知された場合、スロットの変更が必要なノード(変更対象ノード)を特定し、スロットの再割り当てを行い、変更後のスロットの使用開始タイミングを決定する。使用開始タイミングは、次に送信するビーコン信号のK(Kは1以上の整数)ビーコンインターバル後に決定する。Kの値は、事前に決められていてもよいし、所定の値範囲内の中から乱数などで適当に決めてもよい。割当制御部34は、スロット割当要求を受けるごとにスロットの再割り当てを行ってもよいし、ノードからの割当要求を一定期間蓄積し、一定期間ごとに行っても(複数のノードからの割当要求をまとめて処理しても)よい。また、前述したように、ここで述べた以外のトリガーで、スロットの再割り当てを行ってもよい。ノードの現在の割当スロットの通信品質が低いため別のスロットへの変更の必要が生じた場合でもよい。あるいは、接続要求をノードから受けた場合に、他のノードのスロットの再割り当てが必要になった場合でもよい。例えば、接続要求を行ったノードにスロットを割り当てるために、既存のノードに対するスロットの割り当てを変更する必要が生じた場合などがある。割当制御部34は、スロットの再割り当てを行ったら、変更対象ノードを指定した変更対象情報、変更対象ノードの変更後のスロットを指定したスロット割当情報、および変更後のスロットの使用開始タイミングを指定した変更タイミング情報を、送信処理部31に通知する。各ノードに割り当てたスロットの情報は、割当制御部34またはアクセス制御部33内のバッファ(メモリなど)に格納してもよいし、割当制御部34またはアクセス制御部33から読み書き可能な別のメモリに格納してもよい。これらのメモリはDRAM等の揮発性メモリでも、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。または、メモリでなく、ハードディスク、SSDなどの記憶媒体を用いてもよい。
送信処理部31は、ビーコンフレームの生成時に、割当制御部34から通知された変更対象情報および変更タイミング情報を、ビーコンフレームの該当するフィールドに挿入する。送信処理部31は、このビーコンフレームを、アクセス制御部33から通知される所定のタイミング(ビーコン信号の送信周期タイミング)で送信する。また、送信処理部31は、割当制御部34から通知されたスロット割当情報を含む通知フレームを生成し、この通知フレームを、アクセス制御部33から通知される所定のタイミングにて送信する。アクセス制御部33は、通知フレームを、ビーコン信号の送信直後の制御・管理期間内で、使用する競合ベースアクセス方式に従って決めたタイミングで送信するよう、送信処理部31に指示する。割当制御部34は、ビーコン信号の送信タイミング毎に、変更後のスロットの使用開始タイミングが到来するまで、変更タイミング情報の値を1ずつ減算して送信処理部31に通知する。
また、受信処理部32は、受信フレームの解析を行った結果、ノードから受信確認情報を含むフレーム(例えばSlot reassignment ok bitが1のフレーム)を受信した場合、割当制御部34に、受信確認情報の受信を通知する。割当制御部34は、受信確認情報が受信されたノードについては、変更対象情報での指定の対象から外して、送信処理部31に変更対象情報を通知する。
図7に、本実施形態のノードが備える無線通信装置の構成例を示す。無線通信装置は、1つ又は複数のアンテナ111、PHY&RF部120、本実施形態に係る通信処理装置であるMAC部130および上位処理部140を備える。PHY&RF部120は、送信部121と受信部122を含む。MAC部130は、送信処理部131、受信処理部132、制御手段(アクセス制御部133、割当管理部134)を含む。図7では、割当管理部134はアクセス制御部133と独立したブロックとしたが、アクセス制御部133が割当管理部134の動作を含んでも構わない。MAC部130、または、MAC部130とPHY&RF部120の一部(例えばPHY処理部分)との組は、一例として、本実施形態の通信処理装置に対応する。また、PHY&RF部120の全部または一部(例えばRF処理部分)は、本実施形態の無線通信部に対応する。
上位処理部140はMAC層より上位のプロトコル(TCP/IPまたはUDP/IP、アプリケーション層など)を処理する。ハブへ送信するセンサデータ等のデータをMAC部130に渡し、ハブから受信したデータをMAC部130から受信する。また、アプリケーションでデータの送信要求が発生した場合など、MAC部130に送信要求等の要求を出力する。
アクセス制御部133は、スケジュール期間および制御・管理期間等の時間管理を行うとともに、使用チャネルへのアクセス(スケジュール期間内でのスロットのアクセス、制御・管理期間内でのスロット付きアロハやキャリアセンス等のアクセス)を管理し、フレーム(管理フレーム、データフレーム、および制御フレーム)の送信を制御する。ノードが送信する管理フレームとしては、本実施形態では、接続要求フレームや割当要求フレーム等がある。アクセス制御部133は、所望のタイミングにて、フレームの送信を送信処理部131に指示する。アクセス制御部133は、上位処理部30から送信要求を受けた場合、ハブ10へ接続して、スロットの割り当てを受けるため、接続要求フレームの送信を送信処理部131に指示する。なお、使用チャネルは事前に指定されていてもよいし、チャネルサーチを行うことで特定してもよい。アクセス制御部133は、使用チャネルの切り換えを制御する機能を有していてもよい。
送信処理部131は、アクセス制御部133からフレームの送信が指示されると、フレームを生成し、生成したフレームを送信部121へ出力する。送信部121では、送信処理部131から入力されたフレームに対し、使用する通信方式に従って、所望の物理層の処理を行って、DA変換や周波数変換等を行い、アンテナ111を介して信号を空間に電波として送信する。
受信部122は、アンテナ111を介して、該当するチャネルの信号を受信し、使用する通信方式に従って受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部132へ出力する。受信処理としては、例えばベースバンドへの周波数変換やAD変換、AD変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含む。受信処理部132は、受信部122から入力されたフレームのMACヘッダーの解析等を行う。
受信処理部132は、ハブから、接続要求に対する接続応答フレームを受信した場合には、アクセス制御部133にハブからの接続応答を通知する。アクセス制御部133は、当該接続応答から、スロットの割り当てを受けたことを検出した場合、以降、スケジュール期間では、当該スロットで通信を行うよう制御する。なお、接続要求が拒絶された場合(割り当てるスロットが不足しているなど)は、再度一定時間後に接続要求を送るように制御してもよい。
受信処理部132は、受信部122から入力されたフレームのMACヘッダーの解析等を行い、受信したフレームがデータフレームである場合は、必要に応じて、処理後のフレームを上位処理部140へ出力する。受信処理部132は、必要に応じてACKフレームの生成指示をアクセス制御部133に出力、または送信処理部131に直接出力する。受信したフレームが、管理フレームまたは制御フレームである場合は、アクセス制御部133または割当管理部134に出力する。例えば、受信処理部132は、受信フレームの解析を行った結果、自ノードが指定された変更対象情報および変更タイミング情報を検出した場合には、当該情報を割当管理部134に出力する。また、自ノード宛てのスロット割当情報を検出した場合には、当該スロット割当情報を割当管理部134に出力する。
割当管理部134は、受信処理部132から変更対象情報および変更タイミング情報を通知された場合、変更タイミング情報に示される使用開始タイミングの到来を管理する。例えば内部のタイマーに基づき使用開始タイミングの到来を検出してもよいし、ビーコン信号の受信毎に、変更タイミング情報の通知を受信処理部32から受けるようにして、通知された情報の値と比較することによって、使用開始タイミングの到来を検出してもよい。また、割当管理部134は、スロット割当情報を通知された場合は、自ノードの変更後のスロットを把握し、使用開始タイミングの到来以降は、変更後のスロットを使用するようアクセス制御部133に通知する。また、スロット割当情報を受信したことを示す受信確認情報を送信処理部131に出力し、アクセス制御部131は、当該受信確認情報を含むデータフレームをスケジュール期間内の割当スロット(変更前のスロット)で送信するように、送信処理部131に指示する。なお、送信処理部131へ受信確認情報を出力する処理は、割当管理部134ではなく、アクセス制御部133が行ってもよい。自ノードに割り当てられたスロットに関する情報は、割当管理部134またはアクセス制御部133内のバッファ(メモリ)に格納してもよいし、割当管理部134またはアクセス制御部133から読み書き可能な別のメモリに格納してもよい。これらのメモリはDRAM等の揮発性メモリでも、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。または、メモリでなく、ハードディスク、SSDなどの記憶媒体を用いてもよい。
割当管理部134またはアクセス制御部133は、送信するデータ量に応じて、スロット割当要求を送信するよう制御してもよい。例えばデータ量や送信頻度が増加した場合には、スロット数を増やすよう割当要求を行い、逆にデータ量や送信頻度が低下した場合は、スロット数を増やすよう割当要求を行ってもよい。データ量の増加または減少は上位処理部140から指定されてもよいし、送信用のデータを格納するバッファを監視し、バッファ内のデータ量に応じて決定してもよい。また、送信頻度の増加または減少は、上位処理部140から通知されてもよいし、送信するデータにデータ種別(例えば緊急か否か)が設定されている場合は、当該データ種別に応じて決定してもよい。
自ノードが変更対象ノードであり、スロット割当情報に対する受信確認情報を送信した後(ハブからACKフレームを受信した後)、ハブに送信するデータあるいは送信予定が存在しないときは、アクセス制御部133または別途設けた制御部は、スリープモードへの移行を行ってもよい。なお、前述したように、スリープモードは、通常よりも消費電力が低い状態を表し、一例として、ネットワークからビーコン信号や通知フレーム等の信号を受信できないまたは受信を制限する状態にしてもよい。低消費電力状態への移行は、装置内の一部の構成要素、または当該一部の構成要素の中のさらに一部の回路への電力供給を停止することで実現してもよい。あるいは、動作周波数を下げるなどしてもよい。
図8に、本実施形態に係るハブの基本的な動作のフローチャートを示す。ハブは、一定周期でビーコン信号を送信している。
ハブは、任意の条件が成立したことにより、スロットの再割り当て(スロットの変更)を行うことを決定すると、変更対象ノードと、変更対象ノードの変更後のスロットと、変更後のスロットの使用開始タイミングとを決定する(S101)。使用開始タイミングは、前述したように、次に送信するビーコン信号のK(Kは1以上の整数)ビーコンインターバル後に決定する。
ハブは、変更対象ノードを指定した変更対象情報と、使用開始タイミングを指定した変更タイミング情報を、ビーコン信号で送信する(S102)。変更タイミング情報の値は、例えば、使用開始タイミングが到来するまでにビーコン信号が送信される残り回数(ビーコンインターバルの回数)とする。
ハブは、変更対象情報と変更タイミング情報を含むビーコン信号の送信後、変更後のスロットを指定したスロット割当情報を、ビーコン信号とは別の信号で、通知フレームに含めて送信する(S103)。通知フレームの送信は、例えば制御・管理期間内に行う。
ハブは、対象変更ノードから、スロット割当情報の受信確認情報を受信した場合は、当該受信確認情報を返した対象変更ノードを記録する(S104)。ハブは、次のビーコン送信タイミングが到来すると(S105のNO)、変更対象ノードのうち受信確認情報を返したノード以外を指定した変更対象情報と、ビーコン信号の残り送信回数を1減じた変更タイミング情報とを、ビーコン信号で送信する(S102)。
ハブは、使用開始タイミングが到来したことを検知すると(S105のYES)、変更対象ノードのスロットを、変更後のスロットに切り替え、以降は、変更後のスロットで、当該変更対象ノードと通信する(S106)。
図9に、本実施形態に係るノードの基本的な動作のフローチャートを示す。
ノードは、一定周期でハブから送信されるビーコン信号を受信し(S201)、ビーコン信号に含まれる変更対象情報から、自ノードが変更対象ノードとして指定されているか判断する(S202)。自ノードが変更対象ノードとして指定されている場合は(S202のYES)、ビーコン信号に含まれる変更タイミング情報から、変更後のスロットの使用開始タイミングを特定する(S203)。ノードは、特定した使用開始タイミングの管理を開始し、使用開始タイミングの到来を検知できるようにする。例えば内部のタイマーを用いて使用開始タイミングの到来までの時間をカウント、または、以降に受信するビーコン信号の受信回数をカウントすることで、使用開始タイミングの到来を検知できるようにする。あるいは、毎回、ビーコン信号に含まれる変更タイミング情報を確認することで、使用開始タイミングの到来を検知する構成でもよい。
ノードは、変更対象ノードに指定されたことを把握すると、ビーコン信号とは別の信号で、スロット割当情報を含む通知フレームを、制御・管理期間内において受信し(S204)、スロット割当情報を受信したことを示す受信確認情報を、ハブに送信する(S205)。受信確認情報は、例えば、現在の割当スロットを用いて、データフレームで送信する。
ノードは、使用開始タイミングが到来したことを検知すると(S206のYES)、現在の割当スロットを、スロット割当情報で指定された変更後のスロットに切り替え、以降、変更後のスロットで通信を行う(S207)。使用開始タイミングが、まだ到来しない場合は、ハブから受信したビーコン信号では、自ノードの指定が行われないことから(ステップS201、S202のNO)、ステップS203〜S205の処理は行わなくてもよい。なお、毎回、ビーコン信号に含まれる変更タイミング情報を確認することで、使用開始タイミングの到来を検知する構成の場合は、ステップS203の処理を行ってもよい。
上述した実施形態では、変更後のスロットの使用開始タイミングは、残りのビーコンインターバル数(あるいは残りのビーコン信号の送信回数)により通知し、ビーコン信号の送信毎に変更タイミング情報の値をカウントダウンする例を示した。これとは別の方法により使用開始タイミングを通知する例として、ビーコンフレームのシーケンス番号(SN:Sequence Number)を利用する方法も可能である。
例えば、ビーコンフレームにはシーケンス番号(SN:Sequence Number)と呼ばれる、0〜255程度までの番号を付加することが一般的である。このシーケンス番号を利用して、例えば、ハブは、変更タイミング情報の値として、使用開始タイミングの開始の直前に送信するビーコンフレームのシーケンス番号を設定する。ビーコンフレームを受信したノードは、ビーコンフレームに含まれる変更タイミング情報に示されるシーケンス番号を特定する。特定したシーケンス番号から、使用開始タイミングまでの時間を把握する。または、特定したシーケンス番号と現在のシーケンス番号との差分から、ビーコン信号の残り受信回数(残りのビーコンインターバル数)を計算する。または、特定したシーケンス番号を、以降で受信するビーコンフレームのシーケンス番号を比較し、両シーケンス番号が一致した場合は、使用開始タイミングが到来したと判断してもよい。この方法の場合、残りのビーコンインターバル数を通知する場合と異なり、ビーコン信号の送信毎に値を1ずつ減らす処理を行う必要はない。よってハブの処理が簡易になる利点がある。
また、上述した実施形態では、ハブは、使用開始タイミングの直前までの各ビーコンインターバル(より詳細には、各制御・管理期間)で毎回、スロット割当情報を送信した。これとは別の方法として、変更対象ノードの全てから、スロット割当情報に対する受信確認情報を受信した場合は、これをトリガーに、ハブは、スロット割当情報の送信を停止することも可能である。これにより、不必要なフレーム送信および受信を省略し、ハブおよびノードの消費電力の低減化が図れる。
また、上述した実施形態では、変更タイミング情報で指定する使用開始タイミングは、複数の変更対象ノードに対してすべて共通の値であったが、変更対象ノードごとに個別の使用開始タイミングを指定してもよい。これにより、より柔軟な仕組みが実現できる。
また、上述した実施形態では、変更タイミング情報をビーコン信号に含めて送信したが、ビーコン信号に含めずに、スロット割当情報と同じ通知フレームに含めて送信するようにしてもよい。これによりビーコン信号長をより小さくできるため、変更対象ノード以外のノードのビーコン信号の受信処理の消費電力を低減できる可能性がある。
以上、第1の実施形態によれば、変更対象ノードのみを指定した変更対象情報と変更タイミング情報をビーコン信号で送信し、変更対象ノードの変更後のスロットを指定したスロット割当情報をビーコン信号とは別の信号で通知する。よって、ビーコン信号に含める情報を最小限にできるとともに、変更対象ノード以外のノードではスロット割当情報の受信処理を行わないもしくは制限する(例えばフレームヘッダからスロット割当情報を含むフレームであることを検出した場合は、その時点でフレームの受信処理を停止する)、またはスリープモードに移行すること等で、変更対象ノード以外のノードの消費電力を低減できる。
また、ビーコン信号に、毎回、変更タイミング情報を含めることにより、ビーコン信号の受信に失敗したノードも、以降の別のビーコン信号を正しく受信することで、使用開始タイミングを正しく把握できる。
また、変更対象ノードは、スロット割当情報の受信成功時に、ハブに対し、受信確認情報を通知することで、ハブは、以降、受信確認情報を送信したノードを、変更対象情報での指定対象から除外できる。これにより、変更対象情報で指定されなかったノードは、スロット割当情報を含む通知フレームの受信動作を行わない、もしくは制限するよう動作することで、消費電力を低減できる。
(第2の実施形態)
本実施形態では、変更対象ノードのうち少なくとも1つのノードから、使用開始タイミングが到来する前に、受信確認情報(Reassignment ok bit)を受信できなかった場合の処理について説明する。それ以外の基本的な処理の流れについては、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本実施形態では、変更対象ノードのうち少なくとも1つのノードから、使用開始タイミングが到来する前に、受信確認情報(Reassignment ok bit)を受信できなかった場合の処理について説明する。それ以外の基本的な処理の流れについては、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
図10に、本実施形態に係るハブのタイミング図を示す。第1の実施形態と同様にノード1およびノード2が、変更対象ノードであるとする。ノード1が受信確認情報を含むデータフレーム71を送信するまでの処理は、第1の実施形態と同じである。
第1の実施形態では、この後、ノード2が、スロット割当情報を含む通知フレームを受信し、受信確認情報を含むデータフレームを送信した。これに対して、本実施形態では、ノード2は、スロット割当情報を含む通知フレームを受信しないまま、使用開始タイミングを迎える場合を想定する。なお、ノード2が通知フレームを受信しない原因としては、受信状況の劣化またはスリープ状態に入っていることにより、ビーコン信号を連続して受信し損ねた場合、または、ビーコン信号は受信したが、通知フレームの受信に失敗した場合などがある。
このような場合、ハブは、ノード2を指定する変更対象情報を格納したビーコン信号55を送信する。第1の実施形態では、使用開始タイミングの開始を規定するビーコン信号を送信する時点では、すべての変更対象ノードから、受信確認情報を受信済みであった。このため、当該ビーコン信号内の変更対象情報では、いずれのノードも指定されていなかった。これに対して、本実施形態では、ノード2の受信確認情報が、使用開始タイミングまでに受信されない。このため、ハブは、ビーコン信号の変更対象情報では、依然としてノード2を指定する。具体的に、ビーコン信号のスロット変更対象フィールド(Slot reassignment target)のノード2に対応するビット位置に、ビットを立て(ビットの値を1に設定し)、その他のノードに対応するビットの値は0にする。さらに、このとき、ビーコン信号の変更タイミング情報の値は、予めシステムとして決めたデフォルト値(所定値)とする。変更タイミング情報の値をデフォルト値とすることで、使用開始タイミングが到来したことを、ノード2に通知する。このデフォルト値は、ノード2の現在の割当スロットの使用は禁止する、すなわち、当該割当スロットは無効であると意味づけられる。
デフォルト値としては、システムもしくは仕様として予め取り決めがされた値であれば、どのような値でもかまわない。変更タイミングをビーコン信号のシーケンス番号で通知する場合、変更タイミングを残りのビーコンインターバル数で通知する場合、それぞれで設定方法が考えられる。
使用開始タイミングをビーコン信号のシーケンス番号で通知する場合を考えると、ビーコン信号のスロット変更タイミングフィールドが8ビットであれば、取りうる値は0〜255である。そこで、例えば、ビーコン信号のシーケンス番号として取り扱う範囲を0〜254とし、255をデフォルト値とする。もしくは、シーケンス番号として取り扱う範囲を1〜255とし、0をデフォルト値とすることなどが考えられる。すなわち、ビット長で取り得る値の範囲の最大値または最小値を、デフォルト値とすることが考えられる。
一方、使用開始タイミングを、残りビーコンインターバル数で通知する場合も、スロット変更タイミングフィールドが8ビットであれば、0もしくは255を、デフォルト値とすることが考えられる。
ノード2は、ビーコン信号55を受信すると、変更対象情報から自ノードが変更対象ノードであること認識するとともに、変更タイミング情報の値(デフォルト値)から、使用開始タイミングが到来し、現在の割当スロットは使用できないと判断する。ハブからは、スロット割当情報を含む通知フレームの送信はもはや行われないため、ノード2は、制御・管理期間において、スロットの割当要求(Allocation Request)フレーム91を送信し、割当応答(Allocation Response)フレーム92を受信する。ノード2は、割当応答フレーム92から、ハブにより新たに割り当てられたスロットを特定する。以降、ノード2は、スケジュール期間で、当該特定したスロットで通信を行う。ハブは、これで、すべての変更対象ノードに対するスロット変更が完了したため、次のビーコン信号56以降では、どのノードも指定しない変更対象情報(すべてのノードのビットが0である)と、デフォルト値等、任意の値に設定した変更タイミング情報とを含むビーコン信号を送信する。
上述した実施形態では、変更タイミング情報の値をデフォルト値に設定することで、変更対象情報で指定したノードの現在の割当スロットの使用を禁止することを通知した。別の方法として、当該ノードの現在の割当スロットの使用禁止を通知するためのフィールドをビーコンフレームに設け、そのフィールドに使用禁止を示す情報を設定して、使用禁止を通知してもよい。
以上、本実施形態によれば、使用開始タイミングの到来時までに、受信応答確認を返さない変更対象ノードが存在した場合には、当該変更対象ノードの現在の割当スロットの使用を禁止することを示す情報をビーコン信号で通知する。これにより、当該変更対象ノードが、使用開始タイミングの到来後に、他のノードの割当スロットで送信することによる衝突の問題を防止できる。
(第3の実施形態)
図11は、本発明の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図11に示した無線通信装置の動作は、これまで図6で説明したハブの無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。
図11は、本発明の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図11に示した無線通信装置の動作は、これまで図6で説明したハブの無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。
本無線通信装置は、ベースバンド部211、RF部221と、少なくとも1つのアンテナ11とを備える。
ベースバンド部211は、制御回路212と、送信処理回路213と、受信処理回路214と、DA変換回路215、216と、AD変換回路217、218とを含む。RF部221とベースバンド部211は、まとめて1チップのIC(Integrated Circuit:集積回路)として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。
一例として、ベースバンド部211は、ベースバンドLSIまたはベースバンドICまたはこれらの両方である。または、ベースバンド部211が、図示の点線の枠で示すように、IC232とIC231とを備えてもよい。このとき、IC232が制御回路212と送信処理回路213と受信処理回路214とを含み、IC231が、DA変換回路215、216とAD変換回路217、218を含むように、各ICに分かれてもよい。
制御回路212は、主として図6に示した制御手段(アクセス制御部33、割当制御部34)、送信処理部31、受信処理部32の機能を実行する。上位処理部40の機能を、制御回路212に含めても構わない。制御回路212は、一例として、通信を制御する通信処理装置、または通信を制御する制御部に対応する。このとき無線通信部は、送信処理回路213と受信処理回路214を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信処理回路213と受信処理回路214に加えて、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218を含んでもよい。さらに、無線通信部は、送信処理回路213、受信処理回路214、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218に加えて、送信回路222および受信回路223を含んでもよい。本実施形態に係る集積回路は、ベースバンド部211の全部または一部の処理、すなわち、制御回路212、送信処理回路213、受信処理回路214、DA変換回路215、216およびDA変換回路217、218の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えていてもよい。
または、IC232が、通信を制御する通信処理装置に対応してもよい。このとき無線通信部は、送信回路222および受信回路223を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信回路222および受信回路223に加え、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218を含んでもよい。
送信処理回路213は、図6に示したPHY及びRF部20の送信部21の物理層の処理を行う部分に対応する。すなわち、送信処理回路213は、プリアンブル及びPHYヘッダーの追加や符号化、変調などの処理を行い、例えば2種類のデジタルベースバンド信号(以下、デジタルI信号とデジタルQ信号)を生成する。MIMO送信の場合は各ストリームに応じてそれぞれ2種類のデジタルベースバンド信号を生成する。
本実施形態の通信処理装置は、例えば制御回路212と送信処理回路213と受信処理回路214に対応する。本実施形態の通信処理装置は、1チップICの形態、複数のチップICからなる形態のいずれも含む。
DA変換回路215、216は、図6に示した送信部21のDA変換を行う部分に相当する。DA変換回路215、216は、送信処理回路213から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DA変換回路215はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、DA変換回路216はデジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。この場合、DA変換回路は1つだけでもよい。また、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDA変換回路を設けてもよい。
RF部221は、一例としてRFアナログICあるいは高周波ICである。RF部221における送信回路222は、図6に示した送信部21のうちDA変換より後の段階の送信時のアナログ処理を行う部分に相当する。送信回路222は、DA変換回路215、216によりDA変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ(PA)等を含む。
RF部221における受信回路223は、図6に示した受信部22のうちAD変換より前の段階までの受信時のアナログ処理を行う部分に相当する。受信回路223は、アンテナで受信された信号を増幅するLNA(低雑音増幅器)、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から、所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路223は、不図示の低雑音増幅器で低雑音増幅された受信信号を互いに90°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90°位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。これらI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路123から出力される。
制御回路212は、送信回路222の送信フィルタおよび受信回路223の受信フィルタの動作を、使用するチャネルの設定に応じて制御してもよい。送信回路222および受信回路223を制御する別の制御部が存在し、制御回路212がその制御部に指示を出すことで、同様の制御を行ってもよい。
ベースバンド部211におけるAD変換回路217、218は、図6に示した受信部22のAD変換を行う部分に相当する。AD変換回路217、218は、受信回路223からの入力信号をAD変換する。より詳細には、AD変換回路217はI信号をデジタルI信号に変換し、AD変換回路218はQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、AD変換回路は1つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のAD変換回路を設けてもよい。受信処理回路214は、図6に示したPHY及びRF20の受信部22の物理層の受信処理を行う部分に対応する。すなわち、受信処理回路214は、復調や、復号化、プリアンブル及びPHYヘッダーの解析などの処理を行う。なお、図6の送信処理部31の機能を送信処理回路213に含め、受信処理部32の機能を受信処理回路214に含め、アクセス制御部33、割当制御部34の機能を、制御回路212に含める構成も可能である。
なお、アンテナ11を、送信回路222および受信回路223のいずれか一方に切り換えるスイッチがRF部に配置されてもよい。スイッチを制御することで、送信時にはアンテナ11を送信回路222に接続し、受信時には、アンテナ11を受信回路223に接続してもよい。
図11では、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218がベースバンド部211側に配置されていたが、RF部221側に配置されるように構成してもよい。
なお、送信回路222および受信回路223により無線通信部を形成してもよい。送信回路222および受信回路223にさらに、DA215、216およびDA217、218を含めて無線通信部を形成してもよい。さらに、これらに加えて、送信処理回路213および受信処理回路214のPHY処理部分を含めて無線通信部を形成してもよい。
図12は、本発明の実施形態に係るノードが備える無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図12に示した無線通信装置の動作は、これまで図7で説明したノードの無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。
本無線通信装置は、ベースバンド部311、RF部321と、少なくとも1つのアンテナ111とを備える。
ベースバンド部311は、制御回路312と、送信処理回路313と、受信処理回路314と、DA変換回路315、316と、AD変換回路317、318とを含む。RF部321とベースバンド部311は、まとめて1チップのIC(Integrated Circuit:集積回路)として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。
一例として、ベースバンド部311は、ベースバンドLSIまたはベースバンドICである。または、ベースバンド部311が、図示の点線の枠で示すように、IC332とIC331とを備えてもよい。このとき、IC332が制御回路312と送信処理回路313と受信処理回路314とを含み、IC331が、DA変換回路315、316とAD変換回路317、318を含むように、各ICに分かれてもよい。
制御回路312は、主として制御手段(アクセス制御部133、割当管理部134)、送信処理部131、受信処理部132の機能を実行する。上位処理部140の機能を、制御回路312に含めても構わない。制御回路312は、一例として、通信を制御する通信処理装置、または通信を制御する制御部に対応する。このとき無線通信部は、送信処理回路313と受信処理回路314を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信処理回路313と受信処理回路314に加えて、DA変換回路315、316およびAD変換回路317、318を含んでもよい。さらに、無線通信部は、送信処理回路313、受信処理回路314、DA変換回路315、316およびAD変換回路317、318に加えて、送信回路322および受信回路323を含んでもよい。本実施形態に係る集積回路は、ベースバンド部311の全部または一部の処理、すなわち、制御回路312、送信処理回路313、受信処理回路314、DA変換回路315、316およびAD変換回路317、318の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えていてもよい。
または、IC332が、通信を制御する通信制御装置に対応してもよい。このとき無線通信部は、送信回路322および受信回路323を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信回路322および受信回路323に加え、DA変換回路315、316およびAD変換回路317、318を含んでもよい。
送信処理回路313は、図7に示したPHY及びRF部120の送信部121の物理層の処理を行う部分に対応する。すなわち、送信処理回路313は、プリアンブル及びPHYヘッダーの追加や符号化、変調などの処理を行い、例えば2種類のデジタルベースバンド信号(以下、デジタルI信号とデジタルQ信号)を生成する。MIMO送信の場合は各ストリームに応じてそれぞれ2種類のデジタルベースバンド信号を生成する。
本実施形態の通信処理装置は、例えば制御回路312と送信処理回路313と受信処理回路314に対応する。本実施形態の通信処理装置は、1チップICの形態、複数のチップICからなる形態のいずれも含む。
DA変換回路315、316は、図7に示したPHY&RF部120における送信部121のDA変換を行う部分に相当する。DA変換回路315、316は、送信処理回路313から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DA変換回路315はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、DA変換回路316はデジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。この場合、DA変換回路は1つだけでもよい。また、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDA変換回路を設けてもよい。
RF部321は、一例としてRFアナログICあるいは高周波ICである。RF部321における送信回路322は、図7に示したPHY&RF部120における送信部121のうちDA変換より後の段階の送信時のアナログ処理を行う部分に相当する。送信回路322は、DA変換回路315、316によりDA変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ(PA)等を含む。
RF部321における受信回路323は、図2に示したPHY&RF部120における受信部122のAD変換より前の段階までの受信時のアナログ処理を行う部分に相当する。受信回路323は、アンテナで受信された信号を増幅するLNA(低雑音増幅器)、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路323は、不図示の低雑音増幅器で低雑音増幅された受信信号を互いに90°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90°位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。これらI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路323から出力される。
制御回路312は、送信回路322の送信フィルタおよび受信回路323の受信フィルタの動作を、使用するチャネルの設定に応じて制御してもよい。送信回路322および受信回路323を制御する別の制御部が存在し、制御回路312がその制御部に指示を出すことで、同様の制御を行ってもよい。
ベースバンド部311におけるAD変換回路317、318は、図7に示したPHY&RF部120における受信部122のAD変換を行う部分に相当する。AD変換回路317、318は、受信回路323からの入力信号をAD変換する。より詳細には、AD変換回路317はI信号をデジタルI信号に変換し、AD変換回路318はQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、AD変換回路は1つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のAD変換回路を設けてもよい。受信処理回路314は、図7に示したPHY及びRF120の受信部122の物理層の受信処理を行う部分に対応する。すなわち、受信処理回路314は、復調や、復号化、プリアンブル及びPHYヘッダーの解析などの処理を行う。なお、図7の送信処理部131の機能を送信処理回路313に含め、受信処理部132の機能を受信処理回路314に含め、アクセス制御部133、割当管理部134の機能を、制御回路312に含める構成も可能である。
なお、アンテナ111を、送信回路322および受信回路323のいずれか一方に切り換えるスイッチがRF部に配置されてもよい。スイッチを制御することで、送信時にはアンテナ111を送信回路322に接続し、受信時には、アンテナ111を受信回路323に接続してもよい。
図12では、DA変換回路315、316およびAD変換回路317、318がベースバンド部311側に配置されていたが、RF部321側に配置されるように構成してもよい。
なお、送信回路322および受信回路323により無線通信部を形成してもよい。送信回路322および受信回路323にさらに、DA315、316およびDA317、318を含めて無線通信部を形成してもよい。さらに、これらに加えて、送信処理回路313および受信処理回路314のPHY処理部分を含めて無線通信部を形成してもよい。
(第4の実施形態)
図13に第4の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図13に第4の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図13に示すハブは、図6に示した第1の実施形態に係る無線通信装置のMAC部30に、バッファ71、72を追加した構成を有する。送信処理部31と受信処理部32とにそれぞれバッファ71、72が接続されている。上位処理部40はバッファ71、72を介して送信処理部31および受信処理部32と入出力を行う。バッファ71、72は、例えばDRAM等の揮発性メモリまたはNAND、MRAM等の不揮発性メモリで構成できる。バッファ71、72は、メモリではなく、ハードディスク、SDDなどの記憶媒体でもよい。このように、バッファ71、72を備えることで、送信データおよび受信データをバッファ71、72に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたQoS制御、または上位処理部40への出力処理を容易に行うことができる。
このようにバッファを追加する構成は、ノードに対しても同様に実施できる。
図14に第4の実施形態に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図14に示すノードは、図7に示した第1の実施形態に係る無線通信装置のMAC部130に、バッファ171、172を追加した構成を有する。送信処理部131と受信処理部132とにそれぞれバッファ171、172が接続されている。上位処理部140はバッファ171、172を介して送信処理部131および受信処理部132と入出力を行う。バッファ171、172は、例えばDRAM等の揮発性メモリまたはNAND、MRAM等の不揮発性メモリで構成できる。バッファ171、172は、メモリではなく、ハードディスク、SDDなどの記憶媒体でもよい。このように、バッファ171、172を備えることで、送信データおよび受信データをバッファ171、172に保持して、再送処理、データ種別等に応じたQoS制御、または上位処理部140への出力処理を容易に行うことができる。
(第5の実施形態)
図15に第5の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図15に第5の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図15に示すハブは、図13に示した第4の実施形態におけるバッファ71、72、アクセス制御部33にバス73を接続し、バス73に上位インターフェース部74とプロセッサ部(単にプロセッサと呼んでも良い)75を接続した形態を有する。MAC部30は、上位インターフェース部74において上位処理部40と接続されている。プロセッサ部75では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部33の機能をプロセッサ部75で実現してもよい。
図16に第5の実施形態に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図16に示すノードは、図14に示した第4の実施形態におけるバッファ171、172、アクセス制御部133にバス173を接続し、バス173に上位インターフェース部174とプロセッサ部175を接続した形態を有する。MAC部130は、上位インターフェース部174において上位処理部140と接続されている。プロセッサ部175では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部133の少なくとも一方の機能をプロセッサ部175で実現してもよい。
(第6の実施形態)
図17に第6の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図17に第6の実施形態に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図17に示す無線通信装置は、図6に示した第1の実施形態に係るハブにおけるMAC部30にクロック生成部76を接続した形態を有する。クロック生成部76は、出力端子を介して外部のホスト(ここでは上位処理部40)に接続され、クロック生成部76により生成されたクロックは、MAC部30に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。外部のホストをクロック生成部76から入力されるクロックによって動作させることにより、外部のホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部76は、MAC部30の外側に配置されているが、MAC部30の内部に設けてもよい。
図18に第6の実施形態に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
図18に示す無線通信装置は、図7に示した第1の実施形態に係るノードにおけるMAC部130にクロック生成部176を接続した形態を有する。クロック生成部176は、出力端子を介して外部のホスト(ここでは上位処理部140)に接続され、クロック生成部176により生成されたクロックは、MAC部130に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。外部のホストをクロック生成部176から入力されるクロックによって動作させることにより、外部のホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部176は、MAC部130の外側に配置されているが、MAC部130の内部に設けてもよい。
(第7の実施形態)
図19(A)および図19(B)は、それぞれ第7の実施形態に係る無線通信端末の斜視図である。図19(A)の無線通信端末はノートPC301であり、図19(B)の無線通信端末は移動体端末321である。それぞれ、端末(基地局および子局のいずれとして動作してもよい)の一形態に対応する。ノートPC301および移動体端末321は、それぞれ無線通信装置305、315を搭載している。無線通信装置305、315として、これまで説明してきた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線通信端末は、ノートPCや移動体端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。
図19(A)および図19(B)は、それぞれ第7の実施形態に係る無線通信端末の斜視図である。図19(A)の無線通信端末はノートPC301であり、図19(B)の無線通信端末は移動体端末321である。それぞれ、端末(基地局および子局のいずれとして動作してもよい)の一形態に対応する。ノートPC301および移動体端末321は、それぞれ無線通信装置305、315を搭載している。無線通信装置305、315として、これまで説明してきた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線通信端末は、ノートPCや移動体端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。
また、無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図20に示す。メモリーカード331は、無線通信装置355と、メモリーカード本体332とを含む。メモリーカード331は、外部の装置との無線通信のために無線通信装置335を利用する。なお、図20では、メモリーカード331内の他の要素(例えばメモリ等)の記載は省略している。
(第8の実施形態)
第8の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウェアが動作する。このように、ファームウェアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウェアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る通信制御装置または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウェアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係るハブあるいは無線端末が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、ハブに搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。
第8の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウェアが動作する。このように、ファームウェアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウェアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る通信制御装置または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウェアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係るハブあるいは無線端末が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、ハブに搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。
(第9の実施形態)
第9の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
第9の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
(第10の実施形態)
第10の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
第10の実施形態では、第1〜第7の実施形態のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
(第11の実施形態)
第11の実施形態では、第10の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、例えば、無線通信装置におけるMAC部、または、制御部等と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
第11の実施形態では、第10の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、例えば、無線通信装置におけるMAC部、または、制御部等と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
(第12の実施形態)
第12の実施形態では、第8の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮/伸長部を含む。動画像圧縮/伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮/伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
第12の実施形態では、第8の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮/伸長部を含む。動画像圧縮/伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮/伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
(第13の実施形態)
第13の実施形態では、第1〜第12の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、例えば、無線通信装置におけるMAC部、送信処理回路、受信処理回路、または制御回路等と接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
第13の実施形態では、第1〜第12の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、例えば、無線通信装置におけるMAC部、送信処理回路、受信処理回路、または制御回路等と接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
(第14の実施形態)
第14の実施形態では、第1〜第7のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、無線通信装置におけるMAC部、送信処理回路、受信処理回路4、または制御回路等と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
第14の実施形態では、第1〜第7のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、無線通信装置におけるMAC部、送信処理回路、受信処理回路4、または制御回路等と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
(第15の実施形態)
第15の実施形態では、第1〜第7のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置のMAC部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
第15の実施形態では、第1〜第7のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置のMAC部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(第16の実施形態)
図21は、第16の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、ボディエリアネットワークの例である。無線通信システムは、ノード401、402を含む複数のノードと、ハブ451とを含む。各ノードおよびハブは人体に装着され、各ノードはハブ451と無線通信を行う。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含んでよい。ハブ451は、一例として、スマートフォンや携帯電話、タブレット、ノート型PCなどの端末である。
図21は、第16の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、ボディエリアネットワークの例である。無線通信システムは、ノード401、402を含む複数のノードと、ハブ451とを含む。各ノードおよびハブは人体に装着され、各ノードはハブ451と無線通信を行う。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含んでよい。ハブ451は、一例として、スマートフォンや携帯電話、タブレット、ノート型PCなどの端末である。
ノード401は、生体センサー411と無線通信装置412を備える。生体センサー411として、例えば、体温、血圧、脈拍、心電、心拍、血中酸素濃度、尿糖、または血糖等をセンシングするセンサーを用いることができる。ただし、これら以外の生体データをセンシングするセンサーを用いてもかまわない。無線通信装置412は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置である。無線通信装置412は、ハブ451の無線通信装置453と無線通信を行う。無線通信装置412は、生体センサー411でセンシングされた生体データ(センシング情報)を、ハブ451の無線通信装置453に無線送信する。ノード401はタグ状の装置として構成されてもよい。
ノード402は、生体センサー421と無線通信装置422を備える。生体センサー421と無線通信装置422は、ノード401の生体センサー411と無線通信装置412と同様であるため、説明を省略する。
ハブ451は、通信装置452と無線通信装置453とを備える。無線通信装置453は、各ノードの無線通信装置と無線通信を行う。無線通信装置453は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置でもよいし、ノードの無線通信装置と通信可能であれば、これまで述べた実施形態とは別の無線通信装置でもよい。通信装置452は、有線または無線によりネットワーク471と接続される。ネットワーク471は、インターネットや無線LAN等のネットワークでもよいし、有線ネットワークと無線ネットワークとのハイブリッドネットワークでもよい。通信装置452は、無線通信装置453により各ノードから収集されたデータを、ネットワーク471上の装置に送信する。無線通信装置453から通信装置へのデータの受け渡しは、CPUやメモリ、補助記憶装置等を介して、行われてもよい。ネットワーク471上の装置は、具体的に、データを保存するサーバ装置でもよいし、データ解析を行うサーバ装置でもよいし、その他のサーバ装置でもよい。ハブ451も、ノード401、402と同様に生体センサーを搭載してもよい。この場合、ハブ451は、当該生体センサーで取得したデータも、通信装置452を介してネットワーク471上の装置に送信する。ハブ451にSDカード等のメモリーカードを挿入するインターフェースを搭載し、生体センサーで取得したデータまたは各ノードから取得したデータを、メモリーカードに保存してもよい。また、ハブ451に、ユーザが各種指示を入力するユーザ入力部、およびデータ等を画像表示する表示部を搭載してもよい。
図22は、図21に示したノード401またはノード402のハードウェア構成例を示したブロック図である。CPU512、メモリ513、補助記憶装置516、無線通信装置514、および生体センサー515がバス511に接続されている。ここでは1つのバスに各部512〜516が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部512〜516が複数のバスに分かれて接続されてもよい。無線通信装置514は、図21の無線通信装置412、422に対応し、生体センサー515は、図21の生体センサー411、421に対応する。CPU512は、無線通信装置514および生体センサー514を制御する。補助記憶装置516は、SSD、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置516は、CPU512が実行するプログラムを格納している。また、補助記憶装置516は、生体センサー515により取得されたデータを格納してもよい。CPU512は、補助記憶装置516からプログラムを読み出して、メモリ513に展開して実行する。メモリ513は、DRAM等の揮発性メモリでもよいし、MRAM等の不揮発メモリでもよい。CPU512は、生体センサー515を駆動し、生体センサー515により取得されたデータをメモリ513または補助記憶装置516に格納し、当該データを、無線通信装置514を介してハブに送信する。CPU512は、MAC層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。
図23は、図21に示したハブ451のハードウェア構成例を示したブロック図である。CPU612、メモリ613、補助記憶装置616、通信装置614、無線通信装置615、入力部616および表示部617が、バス611に接続されている。ここでは1つのバスに各部612〜617が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部612〜617が複数のバスに分かれて接続されてもよい。生体センサーまたはメモリカードインタフェースが、さらにバス611に接続されてもよい。入力部616は、各種指示の入力をユーザから受けて、入力された指示の信号をCPU612に出力する。表示部617は、CPU612により指示されたデータ等を画像表示する。通信装置614および無線通信装置615は、図21のハブが備える通信装置452および無線通信装置453にそれぞれ対応する。CPU612は、無線通信装置615および通信装置614を制御する。補助記憶装置616は、SSD、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置616は、CPU612が実行するプログラムを格納しており、また、各ノードから受信したデータを格納してもよい。CPU612は、補助記憶装置616からプログラムを読み出して、メモリ613に展開して実行する。メモリ613は、DRAM等の揮発性メモリでもよいし、MRAM等の不揮発メモリでもよい。CPU612は、無線通信装置615で各ノードから受信したデータをメモリ613または補助記憶装置616に格納し、当該データを、通信装置614を介してネットワーク471に送信する。CPU612は、MAC層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。
本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理回路(PLD)などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアと協働する1つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10:ハブ
20、21、22:ノード
20、120:PHY&RF部
30、130:MAC部
40、140:上位処理部
21、121:送信部
22、122:受信部
31、131:送信処理部
32、132:受信処理部
33、133:アクセス制御部
34:割当制御部
134:割当管理部
71、72、171、172:バッファ
73、173:バス
74、174:上位インターフェース部
75、175:プロセッサ部
76、176:クロック生成部
100:無線ネットワークシステム
311、211:ベースバンド部
321、221:RF部
322、222:送信回路
323、223:受信回路
312、212:制御回路
313、213:送信処理回路
314、214:受信処理回路
315、316、215、216:DA変換回路
317、318、217、218:AD変換回路
301:ノートPC
321:移動体端末
305、315:無線通信装置
331:メモリーカード
332:メモリーカード本体
355:無線通信装置
401、402:ノード
451:ハブ
471:ネットワーク
511、611:バス
512、612:CPU
513、613:メモリ
514、615:無線通信装置
515:生体センサー
516、616:補助記憶装置
614:通信装置
20、21、22:ノード
20、120:PHY&RF部
30、130:MAC部
40、140:上位処理部
21、121:送信部
22、122:受信部
31、131:送信処理部
32、132:受信処理部
33、133:アクセス制御部
34:割当制御部
134:割当管理部
71、72、171、172:バッファ
73、173:バス
74、174:上位インターフェース部
75、175:プロセッサ部
76、176:クロック生成部
100:無線ネットワークシステム
311、211:ベースバンド部
321、221:RF部
322、222:送信回路
323、223:受信回路
312、212:制御回路
313、213:送信処理回路
314、214:受信処理回路
315、316、215、216:DA変換回路
317、318、217、218:AD変換回路
301:ノートPC
321:移動体端末
305、315:無線通信装置
331:メモリーカード
332:メモリーカード本体
355:無線通信装置
401、402:ノード
451:ハブ
471:ネットワーク
511、611:バス
512、612:CPU
513、613:メモリ
514、615:無線通信装置
515:生体センサー
516、616:補助記憶装置
614:通信装置
Claims (40)
- ノードに対応する1以上の端末とネットワークを構成可能なハブに対応する電子装置であって、
ビーコンフレームを送信する間隔には、割り当てられたスロットによる通信に用いられるスケジュール期間と、前記スケジュール期間の後の期間であって制御又は管理のための信号の通信に用いられる制御・管理期間と、前記制御・管理期間の後の期間であって通信に用いられない非アクティブ期間と、が含まれうるものであって、
割り当てられたスロットが変更される1以上の端末と、割り当てられたスロットが変更されるタイミングとを識別可能な第1情報を含む第1ビーコンフレームを送信し、
前記第1ビーコンフレームを送信してから第2ビーコンフレームを送信するまでの第1間隔に含まれる第1制御・管理期間に、変更後に割り当てられるスロットを識別可能な第2情報を含む管理フレームを送信し、
前記第2ビーコンフレームを送信する送信手段と、
前記管理フレームの受信が成功される場合に、前記第2ビーコンフレームを送信してから第3ビーコンフレームを送信するまでの第2間隔に、ヘッダーに受信の確認のためのビットを含む第1データフレームを受信する受信手段とを備える電子装置。 - 前記管理フレームは、
割り当てられたスロットが変更される第1端末の識別子と、
前記第1端末に割り当てられる1以上のスロットの開始のスロット番号を示すフィールドと、
前記第1端末に割り当てられる1以上のスロットの終了のスロット番号を示すフィールドと、
を含む、請求項1に記載の電子装置。 - 前記管理フレームの受信が成功される場合に、前記受信手段は、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1が設定された前記第1データフレームを受信し、
前記管理フレームの受信が成功されない場合に、前記受信手段は、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに0が設定された前記第1データフレームを受信する請求項1又は請求項2に記載の電子装置。 - 前記第1ビーコンフレームは、
前記電子装置のアドレスを記載するためのフィールドと、
ビーコンフレームを送信する間隔の長さを記載するためのフィールドと、
制御・管理期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
非アクティブ期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
1以上の端末の識別子を特定可能な情報を記載するためのフィールドと、
割り当てられたスロットが変更されるタイミングに関する、ビーコンフレームのシーケンス番号を記載するためのフィールドと、
を含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子装置。 - 前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1が設定された前記第1データフレームを受信した後であって、前記割り当てられたスロットが変更されるタイミングの後、前記受信手段は、割り当てが変更されたスロットにおいて、第2データフレームを受信する、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子装置。
- 前記電子装置は、生体に装着され、1以上の端末とボディエリアネットワークを構成し、
前記受信手段は、前記生体から生体センサーにより取得されるセンシング情報を含むデータフレームを受信する、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電子装置。 - 前記電子装置は、物体上に設置され、1以上の端末とネットワークを構成し、
前記物体は、人体、動物、植物を含む生体以外である、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電子装置。 - ファームウェアを実行するプロセッサと、
少なくとも1つのアンテナとをさらに備え、
前記送信手段は、前記第1ビーコンフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して送信し、
前記受信手段は、前記第1データフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して受信する、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子装置。 - 少なくともMAC層よりも上位層の処理を行うホストプロセッサと、
クロック生成部とをさらに備え、
少なくとも前記受信手段と前記送信手段とは、無線通信装置に含まれ
前記クロック生成部により生成されるクロックは、前記ホストプロセッサと、前記無線通信装置との双方に供給され、
前記無線通信装置と前記ホストプロセッサは、前記クロックに従って動作する、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子装置。 - LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つをさらに備え、
さらに備える前記LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つにより、前記受信手段又は前記送信手段の少なくとも一方の動作状態をユーザに通知する、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子装置。 - ハブに対応する基地局とネットワークを構成可能なノードに対応する電子装置であって、
前記基地局によってビーコンフレームが送信される間隔には、割り当てられたスロットによる通信に用いられるスケジュール期間と、前記スケジュール期間の後の期間であって管理のための信号又は制御のための信号の通信に用いられる制御・管理期間と、前記制御・管理期間の後の期間であって通信に用いられない非アクティブ期間と、が含まれうるものであって、
割り当てられたスロットが変更される1以上のノードと、割り当てられたスロットが変更されるタイミングとを識別可能な第1情報を含む第1ビーコンフレームを受信し、
前記第1ビーコンフレームを受信してから第2ビーコンフレームを受信するまでの第1間隔に含まれる第1制御・管理期間に、変更後に割り当てられるスロットを識別可能な第2情報を含む管理フレームを受信し、
前記第2ビーコンフレームを受信する受信手段と、
前記管理フレームの受信が成功する場合に、前記第2ビーコンフレームを受信してから第3ビーコンフレームを受信するまでの第2間隔に、ヘッダーに受信の確認のためのビットを含む第1データフレームを送信する送信手段とを備える電子装置。 - 前記管理フレームは、
割り当てられたスロットが変更される第1ノードの識別子と、
前記第1ノードに割り当てられる1以上のスロットの開始のスロット番号を示すフィールドと、
前記第1ノードに割り当てされる1以上のスロットの終了のスロット番号を示すフィールドと、
を含む、請求項11に記載の電子装置。 - 前記管理フレームの受信が成功する場合に、前記送信手段は、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1を設定した前記第1データフレームを送信し、
前記管理フレームの受信が成功しない場合に、前記送信手段は、前記ヘッダーに受信の確認のためのビットに0を設定した前記第1データフレームを送信する請求項11又は請求項12に記載の電子装置。 - 前記第1ビーコンフレームは、
ハブのアドレスを記載するためのフィールドと、
ビーコンフレームを送信する間隔の長さを記載するためのフィールドと、
制御・管理期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
非アクティブ期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
1以上のノードの識別子を特定可能な情報を記載するためのフィールドと、
割り当てられたスロットが変更されるタイミングに関する、ビーコンフレームのシーケンス番号を記載するためのフィールドと、
を含む、請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の電子装置。 - 前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1を設定した前記第1データフレームを送信した後であって、前記割り当てられたスロットが変更されるタイミングの後、前記送信手段は、割り当てが変更されたスロットにおいて、第2データフレームを送信する、請求項11乃至請求項14のいずれか1項に記載の電子装置。
- 前記電子装置は、生体に装着され、前記ハブに対応する基地局とボディエリアネットワークを構成し、
前記送信手段は、前記生体から生体センサーにより取得されるセンシング情報を含むデータフレームを送信する、請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載の電子装置。 - 前記電子装置は、物体上に設置され、前記ハブに対応する基地局とネットワークを構成し、
前記物体は、人体、動物、植物を含む生体以外である、請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載の電子装置。 - ファームウェアを実行するプロセッサと、
少なくとも1つのアンテナとをさらに備え、
前記受信手段は、前記第1ビーコンフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して受信し、
前記送信手段は、前記第1データフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して送信する、請求項11乃至請求項17のいずれか1項に記載の電子装置。 - 少なくともMAC層よりも上位層の処理を行うホストプロセッサと、
クロック生成部とをさらに備え、
少なくとも前記送信手段と前記受信手段とは、無線通信装置に含まれ
前記クロック生成部により生成されるクロックは、前記ホストプロセッサと、前記無線通信装置との双方に供給され、
前記無線通信装置と前記ホストプロセッサは、前記クロックに従って動作する、請求項11乃至請求項18のいずれか1項に記載の電子装置。 - LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つをさらに備え、
さらに備える前記LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つにより、前記送信手段又は前記受信手段の少なくとも一方の動作状態をユーザに通知する、請求項11乃至請求項19のいずれか1項に記載の電子装置。 - ノードに対応する1以上の端末とネットワークを構成可能なハブに対応する無線通信方法であって、
ビーコンフレームを送信する間隔には、割り当てられたスロットによる通信に用いられるスケジュール期間と、前記スケジュール期間の後の期間であって制御又は管理のための信号の通信に用いられる制御・管理期間と、前記制御・管理期間の後の期間であって通信に用いられない非アクティブ期間と、が含まれうるものであって、
割り当てられたスロットが変更される1以上の端末と、割り当てられたスロットが変更されるタイミングとを識別可能な第1情報を含む第1ビーコンフレームを送信し、
前記第1ビーコンフレームを送信してから第2ビーコンフレームを送信するまでの第1間隔に含まれる第1制御・管理期間に、変更後に割り当てられるスロットを識別可能な第2情報を含む管理フレームを送信し、
前記第2ビーコンフレームを送信し、
前記管理フレームの受信が成功される場合に、前記第2ビーコンフレームを送信してから第3ビーコンフレームを送信するまでの第2間隔に、ヘッダーに受信の確認のためのビットを含む第1データフレームを受信する、無線通信方法。 - 前記管理フレームは、
割り当てられたスロットが変更される第1端末の識別子と、
前記第1端末に割り当てられる1以上のスロットの開始のスロット番号を示すフィールドと、
前記第1端末に割り当てられる1以上のスロットの終了のスロット番号を示すフィールドと、
を含む、請求項21に記載の無線通信方法。 - 前記管理フレームの受信が成功される場合に、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1が設定された前記第1データフレームを受信し、
前記管理フレームの受信が成功されない場合に、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに0が設定された前記第1データフレームを受信する請求項21又は請求項22に記載の無線通信方法。 - 前記第1ビーコンフレームは、
前記ハブに対応する電子装置のアドレスを記載するためのフィールドと、
ビーコンフレームを送信する間隔の長さを記載するためのフィールドと、
制御・管理期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
非アクティブ期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
1以上の端末の識別子を特定可能な情報を記載するためのフィールドと、
割り当てられたスロットが変更されるタイミングに関する、ビーコンフレームのシーケンス番号を記載するためのフィールドと、
を含む、請求項21乃至請求項23のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1が設定された前記第1データフレームを受信した後であって、前記割り当てられたスロットが変更されるタイミングの後、割り当てが変更されたスロットにおいて、第2データフレームを受信する、請求項21乃至請求項24のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 前記ハブに対応する電子装置は、生体に装着され、1以上の端末とボディエリアネットワークを構成し、
前記生体から生体センサーにより取得されるセンシング情報を含むデータフレームを受信する、請求項21乃至請求項25のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記ハブに対応する電子装置は、物体上に設置され、1以上の端末とネットワークを構成し、
前記物体は、人体、動物、植物を含む生体以外である、請求項21乃至請求項25のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - プロセッサを用いてファームウェアを実行し、
前記第1ビーコンフレームを、少なくとも1つのアンテナを介して送信し、
前記第1データフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して受信する、請求項21乃至請求項27のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - ホストプロセッサにより少なくともMAC層よりも上位層の処理を行い、
前記第1ビーコンフレーム、前記管理フレーム及び前記第2ビーコンフレームの送信と、前記第1データフレームの受信とを、無線通信装置により行い、
クロック生成部により生成されるクロックを前記ホストプロセッサと、無線通信装置との双方に供給し、
前記無線通信装置と前記ホストプロセッサを、前記クロックに従って動作させる、請求項21乃至請求項28のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記第1ビーコンフレーム、前記管理フレーム及び前記第2ビーコンフレームの送信を送信手段により行い、前記第1データフレームの受信を受信手段により行い、
LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つにより、前記受信手段又は前記送信手段の少なくとも一方の動作状態をユーザに通知する、請求項21乃至請求項29のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - ハブに対応する基地局とネットワークを構成可能なノードに対応する無線通信方法であって、
前記基地局によってビーコンフレームが送信される間隔には、割り当てられたスロットによる通信に用いられるスケジュール期間と、前記スケジュール期間の後の期間であって管理のための信号又は制御のための信号の通信に用いられる制御・管理期間と、前記制御・管理期間の後の期間であって通信に用いられない非アクティブ期間と、が含まれうるものであって、
割り当てられたスロットが変更される1以上の端末と、割り当てられたスロットが変更されるタイミングとを識別可能な第1情報を含む第1ビーコンフレームを受信し、
前記第1ビーコンフレームを受信してから第2ビーコンフレームを受信するまでの第1間隔に含まれる第1制御・管理期間に、変更後に割り当てられるスロットを識別可能な第2情報を含む管理フレームを受信し、
前記第2ビーコンフレームを受信する受信し、
前記管理フレームの受信が成功する場合に、前記第2ビーコンフレームを受信してから第3ビーコンフレームを受信するまでの第2間隔に、ヘッダーに受信の確認のためのビットを含む第1データフレームを送信する、無線通信方法。 - 前記管理フレームは、
割り当てられたスロットが変更される第1ノードの識別子と、
前記第1ノードに割り当てられる1以上のスロットの開始のスロット番号を示すフィールドと、
前記第1ノードに割り当てされる1以上のスロットの終了のスロット番号を示すフィールドと、
を含む、請求項31に記載の無線通信方法。 - 前記管理フレームの受信が成功する場合に、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1を設定した前記第1データフレームを送信し、
前記管理フレームの受信が成功しない場合に、前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットを0に設定した前記第1データフレームを送信する請求項31又は請求項32に記載の無線通信方法。 - 前記第1ビーコンフレームは、
ハブのアドレスを記載するためのフィールドと、
ビーコンフレームを送信する間隔の長さを記載するためのフィールドと、
制御・管理期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
非アクティブ期間が開始されるスロット番号を記載するためのフィールドと、
1以上のノードの識別子を特定可能な情報を記載するためのフィールドと、
割り当てられたスロットが変更されるタイミングに関する、ビーコンフレームのシーケンス番号を記載するためのフィールドと、
を含む、請求項31乃至請求項33のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記ヘッダー内の受信の確認のためのビットに1を設定した前記第1データフレームを送信した後であって、前記割り当てられたスロットが変更されるタイミングの後、割り当てが変更されたスロットにおいて、第2データフレームを送信する、請求項31乃至請求項34のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 前記ノードに対応する電子装置は、生体に装着され、前記ハブに対応する基地局とボディエリアネットワークを構成し、
前記生体から生体センサーにより取得されるセンシング情報を含むデータフレームを送信する、請求項31乃至請求項35のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記ノードに対応する電子装置は、物体上に設置され、前記ハブに対応する基地局とネットワークを構成し、
前記物体は、人体、動物、植物を含む生体以外である、請求項31乃至請求項35のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - プロセッサを用いてファームウェアを実行し、
前記第1ビーコンフレームを、少なくとも1つのアンテナを介して受信し、
前記第1データフレームを、前記少なくとも1つのアンテナを介して送信する、請求項31乃至請求項37のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - ホストプロセッサを用いて少なくともMAC層よりも上位層の処理を行い、
前記第1ビーコンフレーム、前記管理フレーム及び前記第2ビーコンフレームの受信と、前記第1データフレームの送信とを、無線通信装置により行い、
クロック生成部により生成されるクロックを、前記ホストプロセッサと、前記無線通信装置との双方に供給し、
前記無線通信装置と前記ホストプロセッサを、前記クロックに従って動作させる、請求項31乃至請求項38のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記第1ビーコンフレーム、前記管理フレーム及び前記第2ビーコンフレームの受信を受信手段により行い、前記第1データフレームの送信を送信手段により行い、
LED部、バイブレータ部、ディスプレイの少なくとも1つにより、前記受信手段又は前記送信手段の少なくとも一方の動作状態をユーザに通知する、請求項31乃至請求項39のいずれか1項に記載の無線通信方法。
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