単純化されたビーコン動作及び短距離無線ネットワーク用のチャンネル予約技術

专利摘要:
異種の装置及びアプリケーションをサポートする無線ＢＡＮ及び短距離無線ネットワークのためのシステム及び方法が開示されている。一実施例において、短距離無線ネットワークのためのＭＡＣスーパーフレーム構造を形成する方法は、ビーコン期間４０４の間に1以上の単純な装置１０２に関連付けられた1以上の単純化されたビーコンスロットを含む複数のビーコンスロットを送信するステップと、上記ビーコン期間４０４に実質的に続くデータ伝送期間４１０の間にペイロードデータを送信するステップとを有する。上記データ伝送期間４１０は、単純な装置１０２に関連付けられた上記1以上の単純化されたビーコンスロット内でＲＣＡ期間４１２が存在するという指示を受信した場合に、1以上の単純な装置１０２に関連するペイロードデータを送信及び／又は受信するための1以上の単純な装置１０２に関連付けられた1以上のＲＣＡ期間４１２を含む。
公开号:JP2011508558A
申请号:JP2010540206
申请日:2008-12-24
公开日:2011-03-10
发明作者:デイブ；エイ；ティー カヴァルカンティ
申请人:コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ；
IPC主号:H04J3-00

专利说明:

[0001] 本発明は、広くは無線ネットワーク用のパケット送信に係り、特には、人体内又は人体の周辺の装置をサポートする短距離無線ネットワーク用のパケット送信のためのシステム及び方法に関する。]
背景技術

[0002] ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）に関する来るべき無線規格は、一連の健康管理及びライフスタイルアプリケーション又は装置が人体内及び人体周辺に置かれることを可能にすることが期待される。ＢＡＮにおいては、例えばマルチメディアオーディオ／ビデオ装置等のサービス品質（ＱｏＳ）及び電力の異なった要件を持つ複雑な装置が、健康管理及びフィットネス用途に使用されるセンサ等の単純な装置と共存すると共に分散型媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを介して無線チャンネルを効率的に共有しなければならない。ワイメディア・アライアンス（WiMedia Alliance）により規定された超広帯域（ＵＷＢ）に基づく規格は、ＢＡＮのための新たなＭＡＣ及び物理レイヤ（ＰＨＹ）規格の基礎を形成する強力な候補である。]
発明が解決しようとする課題

[0003] しかしながら、ワイメディア規格は、高品質短距離ビデオ及び高速データ伝送等の高い速度のアプリケーション用に設計されている。特に、ワイメディア規格で指定されているＭＡＣレイヤプロトコルにおいては、全ての装置が同様の能力を有するものと仮定されている一方、次世代ＢＡＮでは、幾つかの装置は他のものより大幅に単純であってもよく、これら装置は既存のＭＡＣレイヤプロトコルにおいて全ての必要とされる能力を果たすことができなくてもよい。例えば、生理学的兆候及び／又は重要臓器を監視するために使用される埋め込み可能型人体センサは、より単純な装置である。これらの装置は、一般的に、著しく大きな電力を消費し得る通常のビーコンフレームを送信する等の、高速データ及びマルチメディアアプリケーションに使用されるワイメディアＭＡＣプロトコルにおける全ての必要とされる能力を果たす必要はない。更に、これらの単純な装置は、同一のＢＡＮにおける無線ヘッドセット及びウエアラブルＭＰ３プレーヤ等の複雑な装置よりも一層高い信頼性を必要とし得る。従って、現在のところ、単純な及び複雑な装置は、既存の分散型ＭＡＣプロトコルを用いて共存し、且つ、同一の無線チャンネルを効率的に共有することはできない。]
[0004] 加えて、IEEE 802.15.4及びブルートゥース等の低電力及び低速度のアプリケーション用に設計された他のＭＡＣレイヤプロトコルは、同一のＢＡＮにおける幾つかのマルチメディアアプリケーション及び他の厳しいアプリケーション（例えば、健康管理監視アプリケーション等）により必要とされるような保証されたＱｏＳを提供するものではない。]
課題を解決するための手段

[0005] 本発明の実施例は、限定するものではない例示として添付図面を参照して説明されるが、これら図面において同様の符号は同様の構成要素を示している。]
[0006] また、本発明実施例の他のフィーチャは、添付図面及び後述する詳細な説明から明らかとなるであろう。]
図面の簡単な説明

[0007] 図１は、例示的な動作環境の概要図である。
図２は、本発明の状況における例示的動作環境の他の概要図である。
図３は、本発明の状況におけるビーコン及びデータ伝送期間を含む典型的なＭＡＣスーパーフレームフォーマットを示す。
図４は、本発明の一実施例によるビーコン期間、ＲＣＡ期間、データ伝送期間及び上記ビーコン期間内の単純化されたビーコンスロットを含む例示的なＭＡＣスーパーフレームフォーマットを示す。
図５は、本発明の一実施例による、図４に示した短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレーム構造を形成するための第１の例示的方法を示すフローチャートである。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５
実施例

[0008] 異種の装置及びアプリケーションをサポートする短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレーム構造を形成するシステム及び方法が開示される。以下の説明においては、説明の目的で、種々の実施例の完全な理解を得るために数々の固有な詳細が記載される。しかしながら、当業者によれば、これらの固有な詳細によらずに種々の実施例を実施化することができることは明らかであろう。]
[0009] 本書面を通して、"低複雑度の装置"及び"単純な装置"なる用語は入れ換え可能に使用されている。また、"複雑な装置"及び"非単純装置"なる用語も、本書面を通して入れ換え可能に使用されている。また、"スーパーフレーム"、"スーパーフレームフォーマット"及び"スーパーフレーム構造"なる用語も、本書面を通して入れ換え可能に使用されている。更に、"短距離無線ネットワーク"なる用語は、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）及びボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）等を指す。更に、"スーパーフレームフォーマット"及び"スーパーフレーム構造"なる用語も、本書面を通して入れ換え可能に使用されている。]
[0010] 本発明を詳細に説明する前に、本発明を使用することができる環境を先ず説明することが有益であろう。従って、図１及び２は動作環境を示す概要図である。] 図１
[0011] 図１は、１つの例示的な動作環境１００の概要図である。この環境は、各々が複数の装置１０２を有する複数のビーコン群１０１を含んでいる。例えば、図１はビーコン群１０１Ａを示し、該ビーコン群は加入者装置（ＤＥＶ）１０２Ａ〜Ｅを含んでいる。図１はビーコン群１０１Ｂも示し、該ビーコン群はＤＥＶ１０２Ｆ〜Ｋを含んでいる（装置１０２Ｋはハイバーネートモード（hibernating mode）で動作しているように示されている）。これらビーコン群１０１の各々は、ＷＰＡＮ及びＢＡＮ等の短距離無線ネットワークを形成することができる。] 図１
[0012] ビーコン群１０１Ａにおいて、ＤＥＶ１０２Ａ〜Ｄの各々は、対応するリンク１２０を介してＤＥＶ１０２Ｅと通信することができる。例えば、図１は、リンク１２０Ａを介してＤＥＶ１０２Ｅと通信しているＤＥＶ１０２Ａを示している。更に、ビーコン群１０１Ａにおいて、装置１０２Ａ〜Ｅの各々は互いに直に通信することができる。例えば、図１は、ダイレクトリンク１２２Ａを介して通信しているＤＥＶ１０２Ｃ及び１０２Ｄを示している。] 図１
[0013] ビーコン群１０１Ｂにおいて、ＤＥＶ１０２Ｆ及び１０２Ｇの各々は、対応するリンク１２０を介してＤＥＶ１０２Ｈと通信することができる。例えば、ＤＥＶ１０２Ｆはリンク１２０Ｅを介してＤＥＶ１０２Ｈと通信する一方、ＤＥＶ１０２Ｇはリンク１２０Ｆを介してＤＥＶ１０２Ｈと通信する、等々である。ビーコン群１０１ＢにおけるＤＥＶ１０２Ｆ及び１０２Ｇは、互いに通信することもできる。例えば、図１は、リンク１２２Ｂを介して通信しているＤＥＶ１０２Ｆ及び１０２Ｇを示している。] 図１
[0014] リンク１２２及び１２０の各々は、種々の周波数ホッピングパターン又は周波数チャンネルを使用することができる。これらのパターンは、例えば、時間周波数コード（ＴＦＣ）を含むことができる。本発明の幾つかの実施例において、各ビーコン群は特定の周波数ホッピングパターンを使用することができる。これらのパターンは、同一であるか又は異なるものとすることができる。幾つかの実施例において、ＤＥＶ１０２Ａ〜１０２Ｈは、所与のチャンネル（周波数帯域）において又は複数のチャンネルを介して送受信するために、如何なる他の物理レイヤ（ＰＨＹ）伝送技術を使用することもできる。例示的なＰＨＹは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）等を含む。]
[0015] 更に、図１はスリープモードで動作している装置１０２Ｉ及び１０２Ｊも示している。しかしながら、本発明の実施例によれば、ビーコン群１０１Ａ及び１０１Ｂ内の装置は、斯かるスリープモードの装置を、データ通信に使用されるものと同一のＰＨＹ技術を用いた、他のＰＨＹ技術を用いた及び／又は他の"ウェークアップ"無線信号を用いた送信により活性化することができる。一実施例において、単純な及び複雑な装置は、同一の周波数チャンネルを共有するために異なるＰＨＹ技術を使用することができる。他の実施例において、単純な及び複雑な装置は、同一の周波数チャンネルを共有するために同一のＰＨＹ技術を使用することもできる。] 図１
[0016] ビーコン群１０１Ａ及び１０１Ｂの伝送は、各々、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）スーパーフレーム構造と呼ばれる繰り返しパターンに基づくものである。従って、図３及び４は、ビーコン期間３０４及びデータ伝送期間３０８を含む典型的ＭＡＣスーパーフレームフォーマット３０２、並びにビーコン期間４０４、ＲＣＡ期間４１２及びデータ伝送期間４１０を含む例示的ＭＡＣスーパーフレームフォーマット４０２を各々図示している。図３においては、各ＭＡＣスーパーフレーム３０２がビーコン期間３０４及びデータ伝送期間３０８を有していることが分かる。] 図３
[0017] データ伝送期間３０８は、分散予約プロトコル（distributed reservation protocol: ＤＲＰ）期間３１０及び優先競合アクセス（prioritized contention access:ＰＣＡ）プロトコル期間３１２を含む。更に、データ通信用のチャンネル時間は、ＤＲＰ期間３１０を通して予約することができる。更に、ＰＣＡプロトコル期間３１２の間において、装置はチャンネルアクセスを競うことができる。また、図４においては、各ＭＡＣスーパーフレーム４０２が、少なくとも１つの単純化されたビーコンスロット４０８を伴う複数のビーコンスロット４０６を含むビーコン期間４０４、及び該ビーコン期間４０４に実質的に続くデータ伝送期間４１０を有することが分かる。通常、各ＭＡＣスーパーフレーム４０２は２５６個の媒体アクセススロット（ＭＡＳ）からなり、約ｎ個のＭＡＳがビーコン期間４０４のために使用され、残りはデータ伝送期間４１０の間に使用される。] 図４
[0018] 各ビーコン期間４０４は、ビーコン群１０１内の活性状態の装置の各々からの送信を伝達する。更に、各ビーコン期間４０４は、装置発見、スリープモード動作及び斯様な他の機能を可能にする。更に、各ビーコン期間４０４は、予約を宣言するために使用される。通常、全ての活性状態の装置は、当該ビーコン群１０１内の全ての関連するビーコンを聴取する。従って、これらの活性状態の装置は、これら装置の近隣の装置から、予約されるべき阻止されたＭＡＳに関して知ることになる。従って、各ビーコン期間４０４は複数のビーコンスロット４０６を含む。各ビーコンスロットは、当該ビーコン群１０１における特定の装置１０２に対応する。ビーコン期間４０４の間において、関連する装置は種々のオーバーヘッド又はネットワーク処理制御／管理情報を送信することができる。単純化されたビーコンスロット４０８は、選択された装置により、当該ビーコン群１０１内の全ての単純な装置（又は、単純な装置の部分集合）の代わりに単純化されたビーコンを送信するために使用されるスロットである。幾つかの実施例では、上記の単純化されたビーコンを送信するために使用される上記の選択された装置は、単純な装置又は複雑な装置の何れかとすることができる。上記の単純化されたビーコンは、単純な装置の存在を、該単純な装置がビーコンを送信することを要することなく、示す。これらの実施例においては、単一の装置のみを該単純化されたビーコンスロット４０８を送信するために選択することができ、該装置はＢＡＮ（例えば、図２のＢＡＮ２０６Ａ）内の複雑な装置のうちの１つ、又はビーコンを送信することが可能な如何なる他の装置とすることもできる。] 図２
[0019] 例えば、このような情報は、資源の割り当てを設定すると共にビーコン群１０１に関する管理情報を通知するために使用することができる。更に、本発明によれば、各データ伝送期間４１０は、マルチメディアデータ、音声データ、ビデオデータ及び健康管理監視データ等のデータを含み得るアプリケーションのデータを送信するために使用することができる。]
[0020] 図４は、更に、ＭＡＣスーパーフレーム４０２が、データ伝送期間４１０内に単純な装置により使用するために割り当てられた予約チャンネルアクセス（ＲＣＡ）期間４１２を有することを示している。ＲＣＡは、強固な又は私的なタイプの予約（最高の優先度の）である。このことは、他の非単純装置（即ち、複雑な装置）が、ＲＣＡ期間４１２内でデータ通信を実行する、又はＭＡＣスーパーフレーム４０２内の該ＲＣＡ期間４１２を、該ＲＣＡ期間４１２内で単純装置により実行されるデータ送信及び受信を妨害し得るような如何なる他の目的で使用することも防止する。] 図４
[0021] 従って、該ＲＣＡに関連された単純装置は、ＭＡＣスーパーフレーム４０２内の対応するＲＣＡ期間４１２を、該装置の通信範囲内の何らかの他の互換性装置と通信するために使用する。ＲＣＡは、有効であると望まれる限りにおいて各ＭＡＣスーパーフレーム４０２の間においてビーコンで繰り返される。ＲＣＡ期間４１２の存在は、選択された装置により、単純化されたビーコンスロット４０８及び／又はビーコン期間４０４内のＲＣＡ期間４１２の予約を行うことを許可された装置に対応する何れかの他のビーコンスロット４０６内で通知される。]
[0022] 図２は、本発明の状況における一つの例示的動作環境の他の概要図である。図１を参照して説明した上記技術が、健康／フィットネスアプリケーション２０２及び／又は健康管理アプリケーション２０４に使用されていることが分かる。上述した技術は如何なる短距離無線ネットワークにも拡張することができることが想定され得る。] 図１ 図２
[0023] 図２は、携帯型／パーソナル装置（例えば、ゲートウェイ）２１２又は固定ハブ（例えば、患者モニタ若しくはベッド脇ハブ２１６）と通信する心電計（ＥＣＧ）２０８Ａ〜Ｂ、フィットネスセンサ２１０及び／又はブドウ糖センサ２１４等のボディエリアセンサ（装置）を含むＢＡＮ２０６Ａ〜Ｂを示し、上記携帯型／パーソナル装置又は固定ハブは情報をローカルに処理し及び／又は該情報を何らかの外部ネットワーク接続を介してサービス処理センタに送る。上記外部ネットワーク接続は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、セルラネットワーク、有線ネットワーク及び／又は無線都市エリアネットワーク（ＷＭＡＮ）２１８とすることができる。] 図２
[0024] 動作時において、上記ＢＡＮの装置はデータを交換するために無線チャンネルを共有する。一例において、人体センサ（即ち、ＥＣＧ２０８Ａ及びフィットネスセンサ２１０）は監視データを当該ユーザにより携帯されているパーソナルゲートウェイ装置２１２に送出する。パーソナルゲートウェイ装置２１２は、上記情報をローカルに処理し、該情報を表示し、及び／又は該データをＢＡＮ２０６Ａに示したＷＬＡＮ又はＷＭＡＮリンク２２０を用いることにより外部接続（例えば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線都市エリアネットワーク（ＷＭＡＮ）又はセルラネットワーク等）を介してサービス処理センタへ送信することができる。他の例では、人体センサ（即ち、ＥＣＧ２０８Ｂ及びブドウ糖センサ２１４）は監視データをベッド脇ハブ２１６に送出し、該ハブは情報をローカルに処理及び表示し、又は該情報を図２のＢＡＮ２０６Ｂに示したようにＷＬＡＮ２１８Ｂ（例えば、アクセスポイント２２４を用いて）又はＬＡＮ２２２を介して他のネットワークのサーバへ送信することができる。] 図２
[0025] 上述した例によれば、図４を参照して、ＢＡＮ２０６Ａ〜Ｂは、ビーコン群（例えば、図１のビーコン群１０１）内で短距離無線ネットワーク内の無線リンク２２０Ａ〜Ｂを介して通信する複数の送受信器（例えば、ＥＣＧ２０８、フィットネスセンサ２１０及びブドウ糖センサ２１４）を含んでいる。これらの実施例において、上記複数の送受信器は１以上の単純な装置を含み、これら送受信器の各々は自身の動作を協調させるために同一のＭＡＣスーパーフレーム構造４０２を使用する。例えば、これら送受信器は、協調的な態様で動作すると共に互いにチャンネルを共有するために、ＭＡＣスーパーフレーム４０２を同期構造として使用する。] 図１ 図４
[0026] 更に、ＭＡＣスーパーフレーム構造４０２は、複数のビーコンスロット４０６を含むビーコン期間４０４を含む。更に、該複数のビーコンスロット４０６は、ビーコン群１０１内の１以上の単純な装置及び１以上の複雑な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロットを含む。ＭＡＣスーパーフレーム４０２は、更に、上記ビーコン期間４０４に実質的に後続するデータ伝送期間４１０を含む。]
[0027] 更に、上記データ伝送期間４１０は、上記単純な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロット４０６において予約が示された場合に上記１以上の単純な装置により使用されるべき１以上のＲＣＡ期間４１２を含む。幾つかの実施例において、単純な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロット４０６は、１以上の単純な装置に関連付けられた１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含む。これらの実施例において、斯かる単純化されたビーコンスロット４０８は、当該ビーコン群１０１における上記１以上の単純な装置の全てに、又は斯かる１以上の単純な装置の部分集合に関連付けられる。]
[0028] 図３は、本発明の文脈における、ビーコン期間３０４及びデータ伝送期間３０８を含む典型的なワイメディアＭＡＣスーパーフレームフォーマット３０２を示している。図３に示されるように、ＭＡＣスーパーフレームフォーマット３０２は、ビーコンスロット３０６を含むビーコン期間３０４と、データ伝送期間３０８（ＤＲＰ期間３１０及びＰＣＡプロトコル期間３１２を含む）とを含んでいる。更に、ビーコン期間３０４の間においては、各装置が１つのビーコンを送信するようにして、複数の装置が複数のビーコンを送信する。] 図３
[0029] ＢＡＮ２０６のためのＭＡＣ／ＰＨＹ規格の基礎として、ＵＷＢワイメディアＭＡＣを使用することができる。この構成の下では、低複雑度の装置及び複雑な装置は同様の能力を持つと見なされる。しかしながら、低複雑度の装置（例えば、バイオセンサ、埋め込み可能型センサ等）及び複雑な装置（例えば、無線ヘッドセット、ウェアラブルｍｐ３プレーヤ等）は、同様の能力（例えば、サービス品質（ＱｏＳ）及び電力要件）を持つとは限らない。従って、ＢＡＮ２０６Ａ〜Ｂ（例えば、低複雑度の装置及び複雑な装置を含む）において、低複雑度の装置はワイメディアＭＡＣにおける全ての必要とされる能力を果たすことができないかも知れない。]
[0030] 例えば、生理的兆候及び／又は重要な臓器を監視するために使用される埋め込み可能型人体センサ（例えば、ＥＣＧ２０８、フィットネスセンサ２１０及びブドウ糖センサ２１４）等の低複雑度の装置は、複雑な装置よりも高い信頼性要件を有し得る。更に、全ての装置１０２（例えば、複雑な及び単純な）は互いのビーコンを送信及び受信し、且つ、同一のチャンネル上で通信することを要するので、短距離無線ネットワーク（例えば、ＢＡＮ２０６Ａ〜Ｂ）内でＱｏＳ及び電力の異なる要件を持つ装置１０２は、分散型ＭＡＣプロトコル（例えば、ＵＷＢワイメディアＭＡＣ）を用いて無線チャンネルを効率的に共有すると共に共存することができない。]
[0031] 従って、上記問題を克服するために、本発明は、低複雑度の装置が存在することを示し、当該スーパーフレーム構造内の斯様な装置のための予約された時間を通告し、且つ、スーパーフレーム構造内に斯かる低複雑度の装置のみによりデータ送信のために使用されるべき予約チャンネルアクセス（ＲＣＡ）期間を設けるために、単純化されたビーコン（例えば、1以上の単純な装置に関連付けられた）を送信するステップを含む。]
[0032] 図４は本発明の一実施例による例示的なＭＡＣスーパーフレームフォーマット４０２を示し、該ＭＡＣスーパーフレームフォーマットは、ビーコン期間４０４、ＲＣＡ期間４１２、データ伝送期間４１０、及び上記ビーコン期間４０４内の単純化されたビーコンスロット４０８を含んでいる。図４に示されるように、ＭＡＣスーパーフレームフォーマット４０２は、複数のビーコンスロット４０６を含むビーコン期間４０４と、該ビーコン期間４０４に実質的に後続するデータ伝送期間４１０とを含んでいる。幾つかの実施例において、上記複数のビーコンスロット４０６は、或るビーコン群（例えば、図１のビーコン群１０１Ａ及び１０１Ｂ）内の1以上の単純な装置（例えば、埋め込み可能型人体センサ、バイオセンサ等）及び／又は1以上の複雑な装置（例えば、無線ヘッドセット及びウェアラブルｍｐ３プレーヤ）に関連付けられた1以上のビーコンスロットを含む。これらの実施例において、単純な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロット４０６は、上記１以上の単純な装置に関連付けられた１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含む。一実施例において、上記１以上の単純化されたビーコンスロット４０８は、ビーコン群１０１における上記１以上の単純な装置の全て又は上記１以上の単純な装置の部分集合に関連付けられる。] 図１ 図４
[0033] データ伝送期間４１０は、ＲＣＡ期間４１２、ＤＲＰ期間４１４及びＰＣＡプロトコル期間４１６を含む。幾つかの実施例において、データ伝送期間４１０は、単純な装置及び複雑な装置に関連付けられた前記１以上のビーコンスロット４０６において予約が示された場合に、上記１以上の単純な装置により使用される１以上のＲＣＡ期間４１２を含む。現在のＭＡＣスーパーフレーム４０２に関連する単一の単純化されたビーコンスロット４０８は、当該チャンネルを複数の来るべきスーパーフレームのために先行して予約するために使用することができ、かくして、斯かる複数の来るべきスーパーフレームの１つに関連付けられた指示されたＲＣＡ期間４１２が、上記指示されたＲＣＡ期間４１２に関連付けられた上記単一の単純化されたビーコンスロット４０８が斯かる複数の来るべきＭＡＣスーパーフレームに含まれないとしても、関連付けられた１以上の単純な装置により使用されるようにすることもできることが分かる。これらの実施例において、ＲＣＡ期間４１２は、単純な装置の間の又は単純な装置と複雑な装置との間の何れかのデータ送信のために使用される。例えば、ＲＣＡ期間４１２の間のデータ送信は、１以上の単純な装置が該ＲＣＡ期間４１２を介して優先アクセスを受けるのを可能にする。]
[0034] ＤＲＰ期間４１４の間において、分散予約プロトコル（ＤＲＰ）は将来の送信を宣言し、かくして、装置がチャンネルアクセスを協調させるのを可能にする。幾つかの実施例において、ＤＲＰは無衝突チャンネルアクセスをもたらす。これらの実施例において、媒体アクセススロット（ＭＡＳ）が、ＤＲＰを介してのアクセスのために使用される。更に、ＰＣＡプロトコル期間４１６の間においては、当該短距離無線ネットワーク内の複雑な装置がチャンネルアクセスを競う。一実施例において、前記１以上の単純な及び複雑な装置は、データ伝送期間４１０の間においてペイロードデータを受信し、該ペイロードデータを処理する。例えば、斯かるペイロードデータの処理は、該ペイロードデータのバッファリング、復号及び復調を含む。]
[0035] 図４から、単純化されたビーコンスロット４０８及びＲＣＡ期間４１２を含むスーパーフレームフォーマット４０２は、上記単純な装置及び複雑な装置が、短距離無線ネットワーク（例えば、図２に示したＢＡＮ２０６Ａ〜Ｂ）内で共存すると共に、分散ＭＡＣプロトコルを介して無線チャンネル（例えば、スペクトル）を効率的に共有するのを可能にすることが分かる。加えて、上述したスーパーフレームフォーマット４０２は、上記単純な装置が電力を節約するのを可能にする。というのは、斯かる単純な装置は、複雑な装置により送信される全てのビーコンを送信又は受信する必要はないからである。一般的に、単純な装置は、データを送信及び／又は受信する必要がある場合に、上記ＲＣＡ期間の間に"目覚める（ウェークアップ）"だけでよい。更に、上記ＭＡＣスーパーフレーム４０２による動作の方法は以下の記載で説明する。] 図２ 図４
[0036] 図５は、本発明の一実施例による、図４に示した短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレーム構造４０２を形成する第１の例示的方法を示すフローチャートである。特に、処理５００は、無線リンクを介して通信する複数の送受信器を含む短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレーム４０２の間における装置の動作を示す。一実施例において、当該複数の送受信器は１以上の単純な装置と、１以上の複雑な装置とを含む。動作５０２において、ビーコン期間４０４の間において複数のビーコンスロット４０６が送信される。幾つかの実施例において、これら複数のビーコンスロット４０６は、１以上の単純な装置及び１以上の複雑な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロットを含む。これらの実施例において、上記１以上の単純な装置に関連付けられた１以上のビーコンスロット４０６は、１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含む。] 図４ 図５
[0037] 幾つかの実施例においては、選択された送受信器（例えば、単純な装置又は複雑な装置）が、ビーコン期間４０４の間に１以上のビーコンスロット４０６（例えば、単純化されたビーコンスロット４０８を含む）を送信する。これらの実施例において、上記選択された送受信器は、単純化されたビーコンスロット４０８内で１以上の単純化されたビーコンフレームを、１以上の単純な装置又は１以上の複雑な装置に関連付けられた物理レイヤ（ＰＨＹ）を用いて送信する。]
[0038] 動作５０４において、ビーコン期間４０４が１以上の単純な装置に関連付けられた１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含むかが判断される。ビーコン期間４０４が１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含む場合、動作５０６において、ビーコン期間４０４に実質的に後続するデータ伝送期間４１０の間にペイロードデータが送信される。該データ伝送期間は、１以上のＲＣＡ期間４１２、ＤＲＰ期間４１４及びＰＣＡプロトコル期間４１６を含む。]
[0039] 幾つかの実施例において、ＲＣＡ期間４１２は、単純な装置の間の又は単純な装置と複雑な装置との間のいずれかのデータ送信のために使用される。これらの実施例において、１以上の単純な装置に関連付けられたＲＣＡ期間４１２は、１以上の単純な装置に関連付けられた１以上の単純化されたビーコンスロット４０８において該ＲＣＡ期間４１２が存在するとの指示を受信すると、該１以上の単純な装置に関連するペイロードデータを送信するために使用される。]
[0040] 幾つかの実施例においては、単純化されたビーコンスロット４０８は、ＲＣＡ期間４１２が後続のスーパーフレーム４０２におけるビーコン期間４０４に続くことを示すことができると共に、ＲＣＡ期間４１２は該特定のＲＣＡ期間に関連付けられた単純化されたビーコンスロット４０８が上記後続のスーパーフレーム４０２に含まれていない場合でも１以上の単純な装置によるデータ送信のために使用されるべきであることを示すことができることが分かる。言い換えると、単一の単純化されたビーコンスロット４０８を、複数の来るべきスーパーフレーム４０２に対してチャンネルを予め予約するために使用することができる。]
[0041] 動作５０８において、ビーコン期間４０４が１以上の単純な装置に関連付けられた１以上の単純化されたビーコンスロット４０８を含まない場合は、ペイロードデータは、該１以上の単純な装置に関連付けられた１以上のＲＣＡ期間４１２の間では送信されない。]
[0042] 上述した技術は、低複雑度の及び一層単純な装置が分散ＭＡＣプロトコルを介してチャンネルを一層効率的に共有することを可能にする。また、該技術は、一層単純な装置が、如何なるビーコンも送信することを必要とされないので、より多くのエネルギを節約することを可能にし、それでいて、関連するＲＣＡ期間４１２を介して優先アクセスを受けることができる。また、上述した技術は、ＲＣＡ期間４１２内でＱｏＳを保証することができる。というのは、低複雑度の装置は典型的には非常に低いトラフィック負荷しか生じないので、データ伝送期間４１０の間での予測されるペイロードは小さい可能性があり、ＱｏＳを提供し得る簡単な競合型プロトコル又は何らかの他の媒体アクセスプロトコルを、ＲＣＡ期間４１２内で斯かる装置のために使用することができるからである。また、複雑な装置はＲＣＡ期間４１２を予備と見なし、従って、複雑な装置はＲＣＡ期間４１２の間においてはチャンネルを使用しようと試みない可能性があるので、これによっても、ＲＣＡ期間４１２内でＱｏＳが保証され得る。幾つかの実施例において、現在のＭＡＣスーパーフレームにおけるビーコン期間に関連する情報は、現在のＭＡＣスーパーフレーム、次のＭＡＣスーパーフレーム及び／又は実質的に次のＭＡＣスーパーフレームにおける動作を協調させるために使用される。上述した技術は、ビーコン期間及びデータ伝送期間における複数のビーコンスロット及びペイロードデータの各々の送信並びにそれらの処理に関して説明したが、上述した技術は複数のビーコンスロット及びペイロードデータの受信に対して使用することもできることが想定される。]
[0043] ここで説明した種々の実施例は、同一の実施例でなくてもよく、ここに明示的に開示されていない種々の他の実施例にグループ化することもできることが分かる。更に、ここに開示された種々の動作、処理及び方法は、データ処理システム（例えば、コンピュータシステム）と互換性のあるマシン読み出し可能な媒体及び／又はマシンアクセス可能な媒体に具現化することができ、如何なる順番（例えば、種々の動作を達成する手段を使用することを含む）で実行することもできることが分かる。従って、本明細書及び図面は限定するという意味よりも解説的な意味で考察されるべきである。]
[0044] 本発明の固有の実施例の上記記載は、解説及び説明の目的で提示された。これら記載は、網羅する意図でも、本発明を開示された詳細な形態に限定する意図でもなく、明らかなことに、多数の修正例及び変形例が上記教示に照らして可能である。上記実施例は、本発明の原理及び本発明の実用的アプリケーションを最良に説明し、これにより、当業者が本発明及び種々の実施例を、意図する特定の使用に適するような種々の修正でもって最良に利用するのを可能にするように選択及び説明された。また、本発明の範囲は、本明細書に添付した請求項及びそれらの均等物により規定されることを意図するものである。]
[0045] 添付請求項を解釈するに当たり、
ａ）"有する"なる文言は、所与の請求項に記載されたもの以外の構成要素及び動作の存在を排除するものではない。
ｂ）単数形の構成要素は、複数の斯様な構成要素の存在を排除するものではない。
ｃ）請求項における如何なる符号も、斯かる請求項の範囲を限定するものではない。
ｄ）幾つかの"手段"は、同一の品目又はハードウェア若しくはソフトウェアにより実施化された構造若しくは機能により表すことができる。
ｅ）開示された構成要素の各々は、ハードウェア部分（例えば、個別電子回路）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラム）又はこれらの組み合わせを有することができる。]

权利要求:

請求項1
ビーコン群内の1以上の単純な装置に関連付けられた1以上のビーコンスロットを含む複数のビーコンスロットを含むビーコン期間と、前記単純な装置及び複雑な装置からなる群から選択された装置に関連付けられた前記1以上のビーコンスロットにおいて予約が示されている場合に前記1以上の単純な装置により使用されるべき1以上の予約チャンネルアクセス（ＲＣＡ）期間を含む、前記ビーコン期間に実質的に後続するデータ伝送期間と、を有する短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項2
前記単純な装置に関連付けられた前記1以上のビーコンスロットが、前記1以上の単純な装置に関連付けられた1以上の単純化されたビーコンスロットを有する請求項１に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項3
前記ビーコン期間が、前記ビーコン群内の前記複雑な装置に関連付けられた1以上のビーコンスロットを更に有する請求項１に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項4
前記ビーコン郡内の前記1以上の単純な装置の全て又は前記1以上の単純な装置の部分集合に関連付けられた単純化されたビーコンスロットを更に有する請求項３に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項5
前記ＲＣＡ期間の各々が、前記単純な装置からなる群から選択された装置の間及び前記単純な装置と前記複雑な装置との間のデータ送信のために使用される請求項４に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項6
前記データ伝送期間が、ＲＣＡ期間、分散予約プロトコル（ＤＲＰ）期間及び優先競合アクセス（ＰＣＡ）プロトコル期間からなる群から選択された期間を有する請求項１に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項7
前記1以上の単純な及び複雑な装置がペイロードデータを前記データ伝送期間の間に受信すると共に該ペイロードデータを処理し、該処理がバッファリング、復号及び復調からなる群から選択された動作を含む請求項５に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項8
前記ビーコン期間が、現在のＭＡＣスーパーフレームに関連付けられると共に、現在のスーパーフレーム、次のスーパーフレーム及び実質的に次のスーパーフレームからなる群から選択されたＭＡＣスーパーフレームにおける動作を協調させるために使用される請求項１に記載のＭＡＣスーパーフレームフォーマット。
請求項9
短距離無線ネットワーク用のＭＡＣスーパーフレームを形成する方法であって、前記短距離無線ネットワークの各々は無線リンクを介して通信する複数の送受信器を含み、これら複数の送受信器が1以上の単純な装置を含む方法において、1以上の単純な装置に関連付けられた1以上の単純化されたビーコンスロットを含む複数のビーコンスロットを、複数のビーコンスロットを含むビーコン期間の間に送信するステップと、前記ビーコン期間に実質的に後続するデータ伝送期間の間にペイロードデータを送信するステップと、を有し、前記データ伝送期間が前記1以上の単純な装置に関連付けられた1以上のＲＣＡ期間を含み、該ＲＣＡ期間が、前記単純な装置に関連付けられた前記1以上の単純化されたビーコンスロットにおいて前記ＲＣＡ期間が存在するとの指示を受信した場合に前記1以上の単純な装置に関連するペイロードデータを送信するためのものである方法。
請求項10
前記複数の送受信器が1以上の複雑な装置を更に含み、前記ビーコン期間が前記1以上の複雑な装置に関連付けられた1以上のビーコンスロットを更に含む請求項９に記載の方法。
請求項11
前記ビーコン期間に実質的に後続する前記データ伝送期間の間に前記ペイロードデータを送信するステップが、前記ビーコン期間が1以上の単純化されたビーコンスロットを含むかを判断するステップと、もしそうなら、前記ビーコン期間に実質的に後続する前記データ伝送期間の間に前記ペイロードデータを送信するステップと、を含み、前記データ伝送期間が、前記単純な装置に関連付けられた前記1以上の単純化されたビーコンスロットにおいて当該ＲＣＡ期間が存在するとの指示を受信した場合に前記1以上の単純な装置に関連するペイロードデータを送信するための、前記1以上の単純な装置に関連付けられた１以上のＲＣＡ期間を含む請求項１０に記載の方法。
請求項12
もしそうでないなら、前記1以上の単純な装置に関連付けられた前記1以上のＲＣＡ期間の間に前記ペイロードデータを送信しないステップ、を更に含む請求項１１に記載の方法。
請求項13
前記ビーコン期間に実質的に後続する前記データ伝送期間の間に前記ペイロードデータを送信するステップが、選択された送受信器により、単純化されたビーコンスロット内で単純化されたビーコンフレームを送信するステップ、を有する請求項１１に記載の方法。
請求項14
前記選択された送受信器が、単純な装置及び複雑な装置からなる群から選択された装置である請求項１３に記載の方法。
請求項15
前記選択された送受信器により前記単純化されたビーコンスロット内で前記単純化されたビーコンフレームを送信するステップが、前記1以上の単純装置及び前記1以上の複雑な装置からなる群から選択された装置に関連付けられた物理レイヤ（ＰＨＹ）を用いて前記1以上の単純化されたビーコンフレームを送信するステップ、を有する請求項１３に記載の方法。
請求項16
前記ＲＣＡ期間の各々が、前記単純な装置からなる群から選択された装置の間及び前記単純な装置と前記複雑な装置との間におけるデータ送信のために使用される請求項１３に記載の方法。
請求項17
前記データ伝送期間が、ＲＣＡ期間、分散予約プロトコル（ＤＲＰ）期間及び優先競合アクセス（ＰＣＡ）プロトコル期間からなる群から選択された期間を有する請求項１２に記載の方法。
請求項18
ビーコン郡内で短距離無線ネットワーク内の無線リンクを介して通信する複数の送受信器を有し、前記複数の送受信器は1以上の単純な装置を含み、前記送受信器の各々はＭＡＣスーパーフレーム構造に従って動作し、前記ＭＡＣスーパーフレーム構造は複数のビーコンスロットを含むビーコン期間を有し、前記複数のビーコンスロットはビーコン群内の1以上の単純な装置に関連付けられた1以上のビーコンスロットを含み、前記ＭＡＣスーパーフレーム構造が、前記単純な装置に関連付けられた前記1以上のビーコンスロットにおいて予約が示されている場合に前記1以上の単純な装置により使用されるべき1以上の予約チャンネルアクセス（ＲＣＡ）期間を含む、前記ビーコン期間に実質的に後続するデータ伝送期間を更に有する装置。
請求項19
前記単純な装置に関連付けられた前記1以上のビーコンスロットが、前記1以上の単純な装置に関連付けられた1以上の単純化されたビーコンスロットを有する請求項１８に記載の装置。
請求項20
前記ビーコン期間が、前記ビーコン群内の複雑な装置に関連付けられた1以上のビーコンスロットを更に有する請求項１９に記載の装置。
請求項21
前記単純化されたビーコンスロットが、前記ビーコン郡内の前記1以上の単純な装置の全て又は前記1以上の単純な装置の部分集合に関連付けられた請求項２０に記載の装置。