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技術 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

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 カヴァルカンティデイブエイティー
出願日 2008年12月24日 (10年7ヶ月経過) 出願番号 2010-540206
公開日 2011年3月10日 (8年5ヶ月経過) 公開番号 2011-508558
状態 特許登録済
技術分野 時分割多重化通信方式
主要キーワード 固定ハブ 信頼性要件 パーソナル装置 スリープモード動作 ボディエリアネットワーク データ伝送期間 ダイレクトリンク ブドウ糖センサ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題・解決手段

異種の装置及びアプリケーションサポートする無線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。

概要

背景

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。

概要

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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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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。

技術分野

0001

本発明は、広くは無線ネットワーク用のパケット送信係り、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、生理学兆候及び/又は重要臓器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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

0019

例えば、このような情報は、資源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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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