特許 6825206 通信装置、通信システム、通信方法、プログラム、及び電子時計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6825206

(24)【登録日】2021年1月18日

(45)【発行日】2021年2月3日

(54)【発明の名称】通信装置、通信システム、通信方法、プログラム、及び電子時計

(51)【国際特許分類】

   H04W 76/00 20180101AFI20210121BHJP

   H04L 1/16 20060101ALI20210121BHJP

   H04L 7/10 20060101ALI20210121BHJP

   H04L 29/08 20060101ALI20210121BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20210121BHJP

   H04W 52/02 20090101ALI20210121BHJP

【ＦＩ】

   H04W76/00

   H04L1/16

   H04L7/10

   H04L13/00 307A

   H04W84/18

   H04W52/02 130

【請求項の数】21

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2016-8434(P2016-8434)

(22)【出願日】2016年1月20日

(65)【公開番号】特開2017-130773(P2017-130773A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2019年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】寺崎 努

(72)【発明者】

【氏名】冨田 高弘

(72)【発明者】

【氏名】奥村 亮

(72)【発明者】

【氏名】高橋 智洋

【審査官】 野村 潔

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１２６３２３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００９−２８４０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２０２３５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０３３９７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／２０６２８３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｌ １／１６

Ｈ０４Ｌ ７／１０

Ｈ０４Ｌ ２９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための、所定のフィールドを含む接続要請フレームを生成するプロセッサを備え、
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定し、かつ、前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記プロセッサは、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始することを特徴とする通信装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記通信装置の種類、前記通信装置のバッテリーの残量、前記他装置に伝送するデータの量、及びユーザの設定のうち、少なくとも一つの情報に基づいて前記所定のフィールドの値を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記所定のタイミングは、前記他装置に送信するデータの量によって決まることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。

【請求項4】

前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを前記特定の値と異なる値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置から送信指令を受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項5】

前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを前記特定の値と異なる値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置からデータフレームを受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項6】

前記所定のフィールドは情報要素のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドに含まれることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項7】

前記通信装置と前記他装置とは、非計画双方向リンク通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記他装置から受信された接続割当フレームの所定のフィールドが特定の値に設定されているかどうかを確認し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合は、前記所定のタイミングでデータ通信を開始し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されていない場合は、前記他装置から送信指令を受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、前記他装置から受信された接続割当フレームの所定のフィールドが特定の値に設定されているかどうかを確認し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合は、前記所定のタイミングでデータ通信を開始し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されていない場合は、前記他装置からデータフレームを受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項10】

請求項１乃至９の何れか１項に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。

【請求項11】

特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容するための、所定のフィールドを含む接続割当フレームを生成するプロセッサを備え、
前記接続割当フレームの前記所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を前記他装置に持たせるための特定の値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする通信装置。

【請求項12】

前記他装置から受信された接続要請フレームの所定のフィールドの値が特定の値に設定されている場合、前記プロセッサは前記接続割当フレームの前記所定のフィールドを特定の値に設定するかどうかを決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。

【請求項13】

請求項１１乃至１２の何れか１項に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。

【請求項14】

特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
他装置から受信された接続要請フレームに含まれている所定のフィールドの値が、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定されているかどうかを判断するプロセッサを備え、
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合、前記プロセッサは前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする通信装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。

【請求項16】

第１の装置と第２の装置とを含み、特定の通信プロトコルに従う通信のためのシステムであって、
前記第１の装置は、
前記通信プロトコルに基づいて、前記第２の装置への接続を要請するための、所定のフィールドを含む接続要請フレームを生成するプロセッサを備え、
前記第２の装置は、
前記通信プロトコルに基づいて、前記第１の装置の接続要請を許容するための、所定のフィールドを含む接続割当フレームを生成するプロセッサを備え、
前記第１の装置のプロセッサは、前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定した場合、前記第２の装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始することを特徴とする通信システム。

【請求項17】

特定の通信プロトコルに従う通信のできる装置の通信方法であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定するステップと、
前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。

【請求項18】

特定の通信プロトコルに従う通信のできる装置の通信方法であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成
し、前記接続割当フレームの所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を前記他装置に持たせるための特定の値に設定するステップと、
前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。

【請求項19】

特定の通信プロトコルに従う通信のための第１の装置及び第２の装置を含むシステムの通信方法であって、
前記第１の装置において、前記通信プロトコルに基づいて、前記第２の装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定するステップと、
前記第１の装置において、前記接続要請フレームを前記第２の装置に送信するステップと、
前記第２の装置において、前記接続要請フレームを前記第１の装置から受信するステップと、
前記第２の装置において、前記通信プロトコルに基づいて、前記第１の装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成するステップと、
前記第２の装置において、前記接続割当フレームを前記第１の装置に送信するステップと、
前記第１の装置において、前記接続割当フレームを前記第２の装置から受信するステップと、
前記第１の装置において、前記第２の装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。

【請求項20】

特定の通信プロトコルに従う通信が可能な装置を制御するプログラムであって、
前記装置に、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定するステップと、
前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を実行させるプログラム。

【請求項21】

特定の通信プロトコルに従う通信が可能な装置を制御するプログラムであって、
前記装置に、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成し、前記接続割当フレームの所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を前記他装置に持たせるための特定の値に設定するステップと、
前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機するステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法、この通信方法を実行するためのプログラム、及び電子時計に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、医療サービスのように人体に密接して配置されたデバイスを利用する分野に情報通信技術を適用する研究が活発に行われてきた。ＩＥＥＥ８０２委員会はボディエリアネットワーク（Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＢＡＮ）アプリケーションのための近距離低電力無線通信を目的とするＩＥＥＥ８０２．１５．６標準プロトコルを提案した。

【0003】

ＩＥＥＥ８０２．１５．６プロトコルは人の身中（ｉｎ−ｂｏｄｙ）、身体の上（ｏｎ−ｂｏｄｙ）、または、身体の周囲（ｏｆｆ−ｂｏｄｙ）で動作する無線ＢＡＮ（ＷＢＡＮとも称す。)のための物理(ｐｈｙｓｉｃａｌ；ＰＨＹ)レイヤ及び媒体アクセス制御（ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）サブレイヤを定義する。ここで、身体は人体に限定されなく、動物やその他の人に似た電波環境を持つ有機体等に応用される可能性も排除しない。

【0004】

ＩＥＥＥ８０２．１５．６プロトコルによると、ＢＡＮネットワークに属する装置はハブ（ｈｕｂ）、又は、ノード（ｎｏｄｅ）として機能し、１つのハブと、１つ又はそれ以上のノードとが一つの独立的なネットワークを形成する。例えば、使用者の健康状態を管理するために身体に付けられる脈拍計、心電計、加速度センサー等の小型センサー端末がノードとなり、各々のセンサーからデータを収集する端末がハブとなる。ハブとなる端末は必ず使用者の身に直接付けられる必要はないし、多数のセンサーと接続してデータを収集しなければならないので、一般的にノードであるセンサー端末に比べて大きいバッテリー容量を持つ。これに対して、ノードは主に小型電池で動作するため、動作可能時間を伸ばすためには通信に消費される電力を抑制することが重要である。

【0005】

従来、国際公開ＷＯ２０１３／０１４７５７号に開示されたように、双方向のｂｉｌｉｎｋ通信においては、与えられたアロケーションスロット（ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｌｏｔ）においてノードがハブからの送信指令（ｐｏｌｌ）、又は、ハブからのデータの受信を待って、その後データの送信を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＷＯ２０１３／０１４７５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のような従来技術によれば、ノードがハブから送信指令又はデータを受信する時まで受信可能状態を維持しなければならない。特に、アロケーションスロットが前後にシフトする可能性がある非計画アロケーション（ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）の場合は、その待機時間が非常に長くなる可能性がある。このような待機時間はノードの消費電力を増大させる原因となる。

【0008】

この発明の目的は、データ通信のための待機時間を短縮させることで端末の消費電力を低減する通信装置、通信システム、通信方法、この通信方法を実行するためのプログラム、及び電子時計を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの態様は、特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、上記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための、所定のフィールドを含む接続要請フレームを生成するプロセッサを備え、上記接続要請フレームの上記所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を要求するための特定の値に設定し、かつ、上記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、上記プロセッサは、上記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始する。

【0010】

また、本発明の他の１つの態様は、特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、上記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容するための、所定のフィールドを含む接続割当フレームを生成するプロセッサを備え、上記接続割当フレームの上記所定のフィールドを、データ通信を開始する権限を上記他装置に持たせるための特定の値に設定した場合、上記プロセッサは上記他装置がデータ通信を開始する時まで上記他装置にデータフレームを送信せずに待機する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、通信に関連した端末の電力消費を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

以下の詳細な記述が以下の図面と合わせて考慮されると、本願のより深い理解が得られる。これらの図面は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

【図1】ＢＡＮの構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る通信システムを示すブロック図である。

【図3】ハブ又はノード内のＰＨＹレイヤとＭＡＣサブレイヤを示す図である。

【図4】ＢＡＮの時間参照ベースを示す図である。

【図5】ビーコンモードのビーコン周期内でのアクセス期間のレイアウトを示す。

【図6】（Ａ）はＭＡＣフレームのフォーマットを示す図であり、（Ｂ）はＭＡＣヘッダのフォーマットを示す図であり、（Ｃ）はフレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドのフォーマットを示す図であり、（Ｄ）はＭＡＣフレームボディのフォーマットを示す図である。

【図7】接続要請（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームのフレームペイロードフォーマットを示す図である。

【図8】（Ａ）は接続要請フレームのＵｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥ、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥ、Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥ、又は、Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのフォーマットを示す図であり、（Ｂ）は上記ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドのフォーマットを示す図である。

【図9】（Ａ）は接続要請フレームのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのフォーマットを示す図であり、（Ｂ）は上記ＩＥのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドのフォーマットを示す図である。

【図10】接続割当（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）フレームのフレームペイロードフォーマットを示す図である。

【図11】（Ａ）は接続割当フレームのＵｐｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、又は、Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのフォーマットを示す図であり、（Ｂ）は上記ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドのフォーマットを示す図である。

【図12】（Ａ）は接続割当フレームのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのフォーマットを示す図であり、（Ｂ）は上記ＩＥのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドのフォーマットを示す図である。

【図13】従来のタイプ−Ｉ非計画双方向通信のプロセスを示す信号フローダイヤグラムである。

【図14】本発明の一実施形態に係るタイプ−Ｉ非計画双方向通信のプロセスを示す信号フローダイヤグラムである。

【図15】本発明の一実施形態に係るノードの動作を説明するフローチャートである。

【図16】本発明の一実施形態に係るハブの動作を説明するフローチャートである。

【図17】本発明の他の実施形態に係るノードの動作を説明するフローチャートである。

【図18】本発明の他の実施形態に係るハブの動作を説明するフローチャートである。

【図19】本発明のまた他の実施形態に係るノードの動作を説明するフローチャートである。

【図20】本発明のまた他の実施形態に係るハブの動作を説明するフローチャートである。

【図21】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る電子時計型装置の外見を示す図であり、（Ｂ）はこの装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本明細書においては、主に本発明をＢＡＮに適用した実施形態について説明するが、本発明の適用分野はＢＡＮに限定されない。例えば、本発明は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）等の他の無線通信技術にも適用可能である。

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0015】

図１はＢＡＮの構成を示す模式図である。ＢＡＮ１０はハブＨの役割をする装置と、ノードＮの役割をする装置を含む。一つのＢＡＮには一つのハブが存在する反面、ノードの数は０から当該ハブの最大接続可能ノード数（ｍＭａｘＢＡＮＳｉｚｅ）の範囲である。図１に示された例においては、４個のノードＮ１乃至Ｎ４がＢＡＮに属するが、ノードの数は図示の例に限定されない。ハブＨは、例えば、スマートフォン、ＰＤＡ等の携帯端末、又は通信機能を含む電子時計である。ノードＮは、例えば、生体信号を測定したり入力受けたりしてハブＨに伝達する機能を行う生体信号測定装置、生体信号モニタリング装置、若しくは、各種センサー、又はこれらを含む電子時計である。

【0016】

図２は本発明の一実施形態に係る通信システムを示すブロック図である。本実施形態において、通信システム２０はハブとして機能する装置２００と、ノードとして機能する装置３００とを含む。図２の例では、一個のノードがハブと通信することを示すが、上記のように、ハブに接続可能なノードの数はこの例に限定されない。装置２００は、一つ又はそれ以上のノードと通信し、これらを制御する。装置３００は医療機器、家電製品、個人娯楽機器、等の一つ又はそれ以上のアプリケーションのための、身体（人間の体に限定されない。）上で、内部で、又は、その周囲で動作する低電力無線ノードである。

【0017】

装置２００は、通信部２１０、プロセッサ２２０、及びメモリ２３０を含む。プロセッサ２２０はアンテナ２１２及び通信部（或いは、ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）２１０を介して、及び／又は、インターネット又は他のＢＡＮネットワークに連結されたワイヤーライン（図示せず）を介して交換されるメッセージを処理する。アンテナ２１２はプロセッサ２２０によって採用される無線通信方式に対応する周波数の電波を送受信する。通信部２１０は、プロセッサ２２０から入力された電気信号を電磁波に変換したり、受信した電磁波を電気信号に変換したりしてプロセッサ２２０に出力する回路を含む。このような電気信号は、フレームの単位で送受信される。本実施形態において、プロセッサ２２０はＢＡＮプロトコルに従って他の装置、例えば、装置３００へ送信するフレームを生成し、他の装置、例えば、装置３００から受信されたフレームをＢＡＮプロトコルに従って処理（例えば、復号）する。プロセッサ２２０はソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又は、これらの組合せによって構成されることができる。

【0018】

メモリ２３０は送受信されるフレームのデータ（以下、『フレームデータ』と称す。）だけでなく、フレーム構造、媒体アクセス制御、及び電力管理に関する情報等を格納するために使われることができる。特に、メモリ２３０に、装置２００が他の装置と接続した履歴（ｈｉｓｔｏｒｙ）に関する情報（以下、『履歴情報』と称す。）を格納することができる。上記履歴情報は、他の装置から受信したＭＡＣフレームに記録された情報を含むことができる。上記ＭＡＣフレームに記録された情報は、例えば、上記他の装置のＭＡＣケーパビリティー、ＰＨＹケーパビリティー等を含む。また、メモリ２３０は、プロセッサ２２０によって使われるコンピュータプログラム命令、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを格納するために使われることもできる。メモリ２３０としては、通信装置２００に組み込まれた、又は、通信装置２００から着脱可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、又はディスクドライブ等を含む任意の記憶装置が使われることができる。或いは、メモリ２３０はプロセッサ２２０に組み込まれた、又は、プロセッサ２２０から着脱可能な任意の記憶装置であっても良い。

【0019】

装置３００は、通信部３１０、プロセッサ３２０、及びメモリ３３０を含む。プロセッサ３２０はアンテナ３１２及び通信部（或いは、ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）３１０を介して交換されるメッセージを処理する。アンテナ３１２はプロセッサ３２０によって採用される無線通信方式に対応する周波数の電波を送受信する。通信部３１０は、プロセッサ３２０から入力された電気信号を電磁波に変換したり、受信した電磁波を電気信号に変換したりしてプロセッサ３２０に出力する回路を含む。本実施形態において、プロセッサ３２０はＢＡＮプロトコルに従って他の装置、例えば、装置２００へ送信するフレームを生成し、他の装置、例えば、装置２００から受信されたフレームをＢＡＮプロトコルに従って処理する。プロセッサ３２０はソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又は、これらの組合せによって構成されることができる。

【0020】

メモリ３３０は送受信されるフレームデータだけでなく、フレーム構造、媒体アクセス制御、及び電力管理に関する情報等を格納するために使われることができる。特に、メモリ３３０には、他の装置、例えば、装置２００から受信したＭＡＣフレームに記録された情報を含むことができる。上記ＭＡＣフレームに記録された情報は、例えば、上記他の装置のＭＡＣケーパビリティー等を含む。また、メモリ３３０は、プロセッサ３２０によって使われるコンピュータプログラム命令、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを格納するために使われることもできる。メモリ３３０としては、通信装置３００に組み込まれた、又は、通信装置３００から着脱可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、又はディスクドライブ等を含む任意の記憶装置が使われることができる。或いは、メモリ３３０はプロセッサ３２０に組み込まれた、又は、プロセッサ３２０から着脱可能な任意の記憶装置であっても良い。

【0021】

装置２００又は３００は、例えば、体温、呼吸、心拍数、血糖、等の身体からのデータをモニターするために使われるセンサー、又は、心拍調節期（ｐａｃｅ ｍａｋｅｒ）、呼吸器、インスリンポンプを制御する等の機能を提供するデバイス（図示省略）と連結されることができる。

【0022】

図１に示されたネットワーク１０と、図２に示されたシステム２０とは例示に過ぎず、本明細書に記述されたフレーム生成方法及び処理方法を具現することができるシステム又はデバイスの範囲を制限することではない。本発明に従って通信を行う任意の装置は本発明の範囲に属する。

【0023】

ハブ２００又はノード３００は、内部的に物理的（ｐｈｙｓｉｃａｌ又はＰＨＹ）レイヤと媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤとに区分けされる。図３はＩＳＯ／ＯＳＩ−ＩＥＥＥ８０２リファレンスモデルによるＰＨＹレイヤとＭＡＣサブレイヤとを示す。ノードとハブ間の直接的な通信はＰＨＹレイヤとＭＡＣサブレイヤで起こる。本実施形態の場合、ノード又はハブのＰＨＹレイヤとＭＡＣサブレイヤとは与えられた時間に一つのチャンネルで動作するが、本発明の技術思想はこれに限定されない。

【0024】

ノード又はハブ内で、ＰＨＹはＭＡＣとの間に位置したＰＨＹサービスアクセスポイント（Ｓｅｒｖｉｃｅ ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ；ＳＡＰ）を通じてＭＡＣにサービスを提供し、ＭＡＣはＭＡＣサブレイヤの真上に位置したＭＡＣ ＳＡＰを通じてＭＡＣクライアント（上位レイヤ）にサービスを提供する。送信時に、ＭＡＣクライアントはＭＡＣ ＳＡＰを経てＭＡＣサブレイヤへＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）を通過させ、ＭＡＣサブレイヤはＰＨＹ ＳＡＰを経てＰＨＹレイヤへＭＡＣフレーム（ＭＡＣプロトコルデータユニット又はＭＰＤＵとも称す。）を通過させる。受信時には、ＰＨＹレイヤはＭＡＣフレームをＰＨＹ ＳＡＰを経てＭＡＣサブレイヤへ通過させ、ＭＡＣサブレイヤはＭＡＣ ＳＡＰを経てＭＡＣクライアントへＭＳＤＵを通過させる。

【0025】

以下、図４及び図５を参照して、媒体アクセスについて説明する。全てのノードとハブは、それらの媒体アクセスが時間により計画(スケジューリング)されるならば、図４に示すように時間参照ベース（ｔｉｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂａｓｅ）を構築する。ＢＡＮ内の時間参照アロケーションを提供又はサポートするために、ハブはビーコンを発信するかどうかにかかわらず時間軸をビーコン周期（スーパーフレーム）に分割する時間ベースを構築する。各ビーコン周期は同じ長さを持って、０、１、．．．、ｓ（ここで、ｓ≦２５５）の番号が付けられたアロケーションスロットにより構成される。このような場合に、ハブは、非活動スーパーフレームを除いた各ビーコン周期（スーパーフレーム）でビーコンを送信したり、いかなるスーパーフレームでもビーコンを送信しなかったりする。ビーコンはネットワークの存在を知らせてノードにネットワークに参加させるためにハブによって送信されるフレームである。また、ビーコンは、媒体アクセスコーディネーション、ノード電力管理、クロック同期化などのネットワーク管理のために送信される。

【0026】

ＩＥＥＥ８０２．１５．６プロトコルによると、ハブは次の三種類のアクセスモードの中の一つのモードで動作する。
（１）ビーコン周期（スーパーフレーム）基盤ビーコンモード：時間参照アロケーションを可能にするために、非活動スーパーフレームを除いたそれぞれのビーコン周期（スーパーフレーム）でハブがビーコンを送信する。
（２）スーパーフレーム基盤非ビーコンモード：媒体へのアクセスが、時間参照を含み、スーパーフレーム及びアロケーションスロットを有するが、ハブがビーコンを送信しない。ハブはスーパーフレーム期間中に管理されたアクセス期間（Ｍａｎａｇｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｈａｓｅ：ＭＡＰ）のみ運営する。
（３）スーパーフレームに基づかない非ビーコンモード：媒体へのアクセスが時間参照を含まず、ハブがビーコンを送信しない。

【0027】

ハブ及び一つ又はそれ以上のノードを含むネットワークにおいて、ノードとハブとの間のフレームトランザクションを開始するためのアロケーション間隔を取得するために多様なアクセス方法を用いることができる。このようなアクセス方法は計画された（ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ）アクセスと非計画（ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ）アクセスに大きく区分される。計画されたアクセスは、先予約（ａｄｖａｎｃｅ ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）及び約束された計画（ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）に基づいてノードとハブとがフレームトランザクションを開始するための計画された反復的時間間隔を取得する方法である。非計画アクセスは最善の（ｂｅｓｔ−ｅｆｆｏｒｔ）計画されたアクセスとポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）アクセスとの組み合わせである。非計画アクセスにおいて、ハブはノード及び／又は自分にアップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）、ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）、又は双方向リンク（ｂｉｌｉｎｋ）においてフレームトランザクションを開始するための非反復的時間間隔を与える。

【0028】

フレームトランザクションはマネジメント又はデータタイプフレームを含む。アップリンクにおいて、ノードはハブへマネジメント及び／又はデータタイプ フレームを送信するが、その逆は成立しない。ダウンリンクにおいて、ハブはノードへマネジメント及び／又はデータタイプフレームを送信するが、逆は成立しない。双方向リンクにおいて、ノードはハブへマネジメント及び／又はデータタイプフレームを送信し、その逆も成立する。

【0029】

非計画アクセスをサポートするハブとノードとは最善の方式でダウンリンク又はアップリンクにおいてフレーム交換を開始するために非計画アクセスを採用することができる。非計画アクセスに対するサポートは交換されるＭＡＣケーパビリティー（ＭＡＣ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）フィールド内に表示される。先予約及び臨時（ｔｅｎｔａｔｉｖｅ）アロケーション間隔指定を提供するために接続要請フレーム及び接続割当フレームが使われることができる。スーパーフレーム基盤のビーコン又は非ビーコンモードにおいて非計画アクセスをサポートするために、ノードは送信指令とポストが送信されるように許された時間間隔の間に常に活動状態を維持する。

【0030】

図５はビーコンモードのビーコン周期内でのアクセス期間のレイアウトを示す。ビーコンモードで、ハブは図５に示すように、各々の活動ビーコン周期内にアクセス期間を編成する。図５においてＢはビーコンを示す。活動スーパーフレームにおいて、ハブはビーコンを送信し、アクセス期間を提供する。アクセス期間はマネジメント、コントロール、及びデータタイプフレームを交換するために使われる。非活動スーパーフレームでは、ハブはビーコンを送信しないで、如何なるアクセス期間も提供しない。

【0031】

ハブは排他的アクセス期間（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｈａｓｅ：ＥＡＰ）１、ランダムアクセス期間（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｈａｓｅ：ＲＡＰ）１、管理されたアクセス期間（Ｍａｎａｇｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｈａｓｅ：ＭＡＰ）、排他的アクセス期間２、ランダムアクセス期間２、他の管理されたアクセス期間、及び競争アクセス期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｈａｓｅ：ＣＡＰ）を図５に図示された順に配置する。０でない長さを有するＣＡＰを提供するために、ハブはそれに先立ってＢ２フレームを送信する。後続するＣＡＰの長さが０である場合にはハブがＢ２フレームを送信しない。

【0032】

ハブとノードとの間のデータ通信を行うために、ノードはハブへ接続要請フレームを送信して、通信のためのアロケーションスロットを要求する。ハブがノードの接続を許容する場合、ハブからの接続割当フレームに規定されたアロケーションスロットにおいてハブとノードとがフレームトランザクションを行う。特に、双方向リンク通信においては、ノードが与えられたアロケーションスロットにおいてハブからの送信指令又はデータフレーム（以下、『送信許可通知』とも称する）の受信を待って、その後データフレームの送信を行う。アロケーションスロットが前後にシフトする可能性がある非計画アロケーションの場合には、ノードの待機時間が長くなる可能性があり、その結果ノードの消費電力が増大する。

【0033】

以下では、ＢＡＮ通信に用いられる接続要請フレーム及び接続割当フレームのＭＡＣフレーム構造について詳細に説明する。接続要請フレームはハブとの接続の生成又は変更を要請するためにノードによって送信されるフレームである。接続割当フレームは、接続要請に答えたり、接続割当を開始又は変更したりするためにハブから送信されるフレームである。本発明の一実施形態に係るＭＡＣフレームのフォーマットは図６（Ａ）に示される。ＭＡＣフレームは固定された長さのＭＡＣヘッダ、可変長のＭＡＣフレームボディ、及び固定された長さのフレームチェックシークエンス（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ；ＦＳＣ）フィールドを含む。フレームチェックシークエンスフィールドは、ＭＡＣフレームのフッター（ｆｏｏｔｅｒ）である。ＭＡＣフレームに含まれるフィールドは以下に詳細に定義される。以下の図面において、ＭＡＣフレームに含まれたフィールドは左側から右側の順に伝送され、点線で描かれたフィールドはオプション又は選択的に含まれないフィールドである。各フィールドの上には当該フィールドに含まれるオクテット（ｏｃｔｅｔ）の数と、対応するオクテット伝送順序が表示される。予備（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）フィールドは送信時には０に設定され、受信時には無視される。

【0034】

図６（Ｂ）は、本実施形態に係るＭＡＣヘッダのフォーマットを示す。ＭＡＣヘッダは、フレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、受信者（Ｒｅｃｉｐｉｅｎｔ）ＩＤ、送信者（Ｓｅｎｄｅｒ）ＩＤ、ＢＡＮ ＩＤフィールドを含む。受信者ＩＤは現在のフレームの受信者の縮約されたアドレス（即ち、ＨＩＤ（ｈｕｂ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）又はＮＩＤ（ｎｏｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））、送信者ＩＤは現在のフレームの送信者の縮約されたアドレス（即ち、ＨＩＤ（ｈｕｂ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）又はＮＩＤ（ｎｏｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））、ＢＡＮ ＩＤは現在のフレームが伝送されるＢＡＮの縮約されたアドレスに設定される。

【0035】

本実施形態に係るフレームコントロールのフォーマットは図６（Ｃ）に詳細に示される。フレームコントロールの各フィールドはＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１５．６−２０１２のセクション５．２．１．１に定義されている。フレームコントロールのフィールドの中でフレームサブタイプ（Ｆｒａｍｅ Ｓｕｂｔｙｐｅ）とフレームタイプ（Ｆｒａｍｅ Ｔｙｐｅ）フィールドとは、下記の表１に従って現在のフレームのタイプを表示するように設定される。

【表1】

【0036】

表１に示したように、フレームタイプの値は現在のフレームのタイプを示す。特に、フレームタイプ値が００であればマネジメントフレームであり、０１であればコントロールフレーム、１０であればデータフレーム、１１であれば予備フレームであることを示す。フレームサブタイプの値は現在のフレームのサブタイプによって設定される。即ち、フレームタイプ値と、フレームサブタイプ値との組合せが現在のフレームの種類を示す。例えば、フレームタイプ値が００、フレームサブタイプ値が００００であれば現在のフレームがビーコンフレームであり、フレームタイプ値が００、フレームサブタイプ値が１０００であれば現在のフレームが接続要請フレームであり、フレームタイプ値が００、フレームサブタイプ値が１００１であれば現在のフレームが接続割当フレームであることを示す。一方、フレームタイプ値が０１、フレームサブタイプ値が００００であれば現在のフレームがＩ−Ａｃｋフレームであることを示す。

【0037】

図６（Ｄ）は、本実施形態に係るＭＡＣフレームボディのフォーマットを示す。現在のフレームがセキュアでない（ｕｎｓｅｃｕｒｅｄ）フレームである場合（ＭＡＣヘッダのフレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドのセキュリティレベル（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）フィールドによって示される。）、ローオーダーセキュリティシークエンス番号（ｌｏｗ−ｏｒｄｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）フィールド及びＭＩＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｏｄｅ）フィールドは存在しない。フレームペイロードは受信者に伝えられなければならないフィールドのシークエンスである。ノードによってハブに伝送されるＩ−Ａｃｋフレームはペイロードを含まない。ハブによってノードに伝送されるＩ−Ａｃｋフレームは選択的にペイロードを含む。

【0038】

本実施形態に係る接続要請フレームは図７に示したフォーマットを持つフレームペイロードを含む。受信者アドレス（Ｒｅｃｉｐｉｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドは現在のフレームの受信者のＥＵＩ−４８に設定され、ＥＵＩ−４８を知らない場合は０に設定される。送信者アドレス（Ｓｅｎｄｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドは現在のフレームの送信者のＥＵＩ−４８に設定される。接続要請フレームのフレームペイロードの残りのフィールドの各々はＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１５．６−２０１２のセクション５．３．６に定義されている。

【0039】

図７に示すように、接続要請フレームは情報要素（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ；ＩＥ）を含み、各々の情報要素は情報要素を識別する値に設定された要素ＩＤフィールド、長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）フィールド、及び情報フィールドを含む（図８（Ａ）及び図９（Ａ）参照）。長さフィールドはオクテットを単位とする情報フィールドの長さに設定される。

【0040】

接続要請フレームのアップリンク要請（Ｕｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥは図８（Ａ）に示されたフォーマットを有する（ここで、ＮはＩＥに含まれたＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの数)。Ｕｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上の計画されたアップリンクアロケーションの生成又は変更を要請するために接続要請フレームに選択的に含まれる。一つ又はそれ以上のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドが存在し、各々のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドは図８（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。図８（Ｂ）に示されたようにＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドは１ビットの予備（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）フィールドを含む。

【0041】

接続要請フレームのダウンリンク要請（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥも図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上の計画されたダウンリンクアロケーションの生成又は変更を要請するために接続要請フレームに選択的に含まれる。

【0042】

接続要請フレームの双方向リンク要請（Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥも図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上の計画された双方向リンクアロケーションの生成又は変更を要請するために接続要請フレームに選択的に含まれる。

【0043】

接続要請フレームの非計画双方向リンク要請（Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥフィールドは、存在する場合、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク要請（Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥ又はタイプ−ＩＩ非計画双方向リンク要請（Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）ＩＥのいずれかである。Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥは図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示されたフォーマットを有し、スーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードにおいての一つ又はそれ以上の非計画双方向リンクアロケーションの生成又は変更を要請するために接続要請フレームに選択的に含まれる。Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥは図９（Ａ）に示されたフォーマットを有し（ここで、ＭはＩＥに含まれたＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの数)、スーパーフレームに基づかない非ビーコンモードにおいての一つ又はそれ以上の非計画双方向リンクアロケーションの生成又は変更を要請するために接続要請フレームに選択的に含まれる。Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥには、一つ又はそれ以上のＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドが存在し、それぞれのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドは図９（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。図９（Ｂ）に示されたように、Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドは１ビットの予備（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）フィールドを含む。

【0044】

本発明の一実施形態は接続要請フレームにデータ通信の主導権を示す情報を付加する。図８（Ｂ）及び９（Ｂ）に示されたように、ノードは接続要請フレームのＩＥフィールドに含まれているＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットを主導権（ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）フィールドとして定義し、当該接続要請フレームの受信者であるハブに対してノードが通信を主導しようとする場合、上記主導権フィールドの値を１に設定する。従来の通りハブが主導するようにする場合には上記主導権フィールドの値を０に設定する。具体的に、計画されたアップリンクアロケーションにおいてノードが主導しようとする場合には、図８（Ｂ）に示されたようにＵｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。計画されたダウンリンクアロケーションにおいてノードが主導しようとする場合には、図８（Ｂ）に示されたようにＤｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。また、計画された双方向リンクアロケーションにおいてノードが主導しようとする場合には、図８（Ｂ）に示されたようにＢｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。一方、タイプ−Ｉ非計画双方向リンクアロケーションにおいてノードが主導しようとする場合には、図８（Ｂ）に示されたようにＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。タイプ−ＩＩ非計画双方向リンクアロケーションにおいてノードが主導しようとする場合には、図９（Ｂ）に示されたようにＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。

【0045】

ノードが送信する接続要請フレームの主導権フィールドの値を１に設定するかどうかの決定は、例えば、ノードの端末の種類（例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか)、ノードのバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づく。

【0046】

上記実施形態によると、接続要請フレームにデータ通信の主導権を要求するフィールドを含ませることで、ノードが主導する通信を実現することができる。ノードが主導権フィールドを１に設定した接続要請フレームを送信すれば、ハブは通信の主導権をノードに渡す。ノードが通信を主導する場合、例えば、ハブからのデータフレームの受信又は送信指令の受信を待たずに適切なタイミングでデータフレームを送信することができる。すなわち、接続要請フレームを送信する端末であるノードが接続相手側端末であるハブからの送信許可通知を受信せずとも（送信許可通知をトリガとせずとも)データ通信が開始できるので、送信許可通知情報を待ち受ける期間の間ノードを受信可能状態にする必要がなく、ノードの電力消費を減らすことができる。特に、アロケーションスロットが前後にシフトする可能性がある非計画アロケーションで消費電力の低減の効果が大きく現れることができる。

【0047】

一方、本発明の他の実施形態においては、主導権フィールドを含む接続割当フレームをハブがノードに送信する。本実施形態に係る接続割当フレームは図１０に示したフォーマットを有すフレームペイロードを含む。接続割当フレームのフレームペイロードに含まれる複数のフィールドの各々はＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１５．６−２０１２のセクション５．３．７に定義されている。図１０に示すように、接続割当フレームは情報要素（ＩＥ）を含み、各々の情報要素は情報要素を識別する値に設定された要素ＩＤフィールド、長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）フィールド、及び情報フィールドを含む（図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）参照）。長さフィールドはオクテットを単位とする情報フィールドの長さに設定される。

【0048】

接続割当フレームのアップリンク割当（Ｕｐｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）ＩＥは図１１（Ａ）に示されたフォーマットを有する（ここで、ＪはＩＥに含まれたＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの数)。Ｕｐｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上のアロケーションスロット基盤の計画されたアップリンクアロケーションを当該フレームの受信者であるノードに割当又は再割当するために接続割当フレームに選択的に含まれる。一つ又はそれ以上のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドが存在し、各々のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドは図１１（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。図１１（Ｂ）に示されたようにＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドは１ビットの予備（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）フィールドを含む。

【0049】

接続割当フレームのダウンリンク割当（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ）ＩＥも図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上のアロケーションスロット基盤の計画されたダウンリンクアロケーションを当該フレームの受信者であるノードに割当又は再割当するために接続割当フレームに選択的に含まれる。

【0050】

接続割当フレームの双方向リンク割当（Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ）ＩＥも図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥはスーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上のアロケーションスロット基盤の計画された双方向リンクアロケーションを当該フレームの受信者であるノードに割当又は再割当するために接続割当フレームに選択的に含まれる。

【0051】

接続割当フレームの非計画双方向リンク割当（Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）ＩＥフィールドは、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク割当（Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）ＩＥ又はタイプ−ＩＩ非計画双方向リンク割当（Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）ＩＥのいずれかである。Ｔｙｐｅ−Ｉ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥは図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）に示されたフォーマットを有し、スーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードで一つ又はそれ以上のアロケーションスロット基盤の非計画双方向リンクアロケーションを当該フレームの受信者であるノードに割当又は再割当するために接続割当フレームに選択的に含まれる。Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥは図１２（Ａ）に示されたフォーマットを有し（ここで、ＬはＩＥに含まれたＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの数)、スーパーフレームに基づかない非ビーコンモードで一つ又はそれ以上のフレームカウント基盤の非計画双方向リンクアロケーションを当該フレームの受信者であるノードに割当又は再割当するために接続割当フレームに選択的に含まれる。Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥには、一つ又はそれ以上のＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドが存在し、それぞれのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドは図１２（Ｂ）に示されたフォーマットを有する。図１２（Ｂ）に示されたように、Ｔｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドは１ビットの予備（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）フィールドを含む。

【0052】

本実施形態において、接続割当フレームはＵｐｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥ、及び／又は、Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットを主導権フィールドとして定義する。通信をノードに主導させる場合には上記主導権フィールドの値を１に設定し、ハブが主導する場合には上記主導権フィールドの値を０に設定する。具体的に、計画されたアップリンクアロケーションにおいてノードに主導権を持たせる場合には、図１１（Ｂ）に示されたようにＵｐｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。計画されたダウンリンクアロケーションにおいてノードに主導権を持たせる場合には、図１１（Ｂ）に示されたようにＤｏｗｎｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。また、計画された双方向リンクアロケーションにおいてノードに主導権を持たせる場合には、図１１（Ｂ）に示されたようにＢｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。一方、タイプ−Ｉ非計画双方向リンクアロケーションにおいてノードに主導権を持たせる場合には、図１１（Ｂ）に示されたようにＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。タイプ−ＩＩ非計画双方向リンクアロケーションにおいてノードに主導権を持たせる場合には、図１２（Ｂ）に示されたようにＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥのＴｙｐｅ−ＩＩ Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットの値を１に設定する。従来の通りハブが主導するようにする場合には上記予備になっている１ビットの値を０に設定する。

【0053】

ハブは、例えば、ノードの端末の種類（例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか)、ノードのバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、接続割当フレームの主導権フィールドの値を１に設定するかどうかを決める。ノードはハブから受信した接続割当フレームの主導権フィールドの値によって、低電力モードで動作するか、ノーマルモードで動作するかを決める。

【0054】

一方、本発明の一実施形態は、ノードから送信された接続要請フレームの主導権フィールドの値が１に設定されている場合、即ち、ノードが主導権を要求する場合に、ハブが接続割当フレームの主導権フィールドの値を０又は１に設定することで、上記要求に対し回答するように構成されても良い。すなわち、この実施形態では、ノードの主導権要求に対するハブの回答によってノードが通信を主導するかどうかが決定される。

【0055】

また、上記実施形態では接続要請フレームのペイロードのＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドの予備になっている１ビット又は接続割当フレームのペイロードのＩＥのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔフィールドの予備になっている１ビットを主導権フィールドとして用いる。しかし、本発明はこれに限定されないし、１ビットの予備になっている領域があったら主導権フィールドとして用いることができる。例えば、接続要請フレーム又は接続割当フレームのＭＡＣヘッダのフレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドの予備になっている４ビット（図６（Ａ）乃至６（Ｃ）参照)の中で特定の１ビットを指定し、ノードに通信を主導させる場合には当該ビットの値を１に設定し、ハブが通信を主導する場合には当該ビットの値を０に設定することが可能である。また、他の実施形態では、ＭＡＣヘッダのＦｒａｍｅ Ｔｙｐｅフィールドの予備（リザーブ）フィールド又はＦｒａｍｅ Ｓｕｂｔｙｐｅフィールドの予備（リザーブ）フィールドを用いることができる（表１参照）。

【0056】

他の実施形態では、接続要請フレーム及び／又は接続割当フレームのＭＡＣヘッダのＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドの予備になっている４ビット（図６（Ａ）乃至６（Ｃ）参照)を、計画されたアップリンクアロケーション、計画されたダウンリンクアロケーション、計画された双方向リンクアロケーション及び非計画双方向リンクアロケーションの主導権フィールドとして定義することも可能である。主導権フィールドとして用いられるフィールドの種類は、本発明の本質的な思想を構成しない。

【0057】

次に、スーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードでの非計画双方向リンク（即ち、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク）通信を例として、信号の流れを説明する。図１３は従来の、即ち、ノーマルモードでの、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク通信に関連した信号フローダイヤグラムである。図１４は本発明の一実施形態に係るタイプ−I非計画双方向リンク通信に関連した信号フローダイヤグラムである。

【0058】

図１３を参照すれば、ハブに接続しようとするノードは接続要請フレームを生成し、これを上記ハブに送信する。接続要請フレームは非計画双方向リンク要請ＩＥを含む。上記接続要請フレームを受信したハブはノードに確認応答メッセージであるＡｃｋフレームを送信し、接続を拒否する理由がある場合にはその理由によりモード／状態（Ｍｏｄｅ／Ｓｔａｔｕｓ）フィールドの接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ）フィールドの値が１〜１０に設定された接続割当フレームをノードへ送信し、接続プロセスは終了する。接続を拒否する理由がない場合、Ｍｏｄｅ／ＳｔａｔｕｓフィールドのＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓフィールドの値が０に設定された接続割当フレームをノードへ送信する。Ｍｏｄｅ／ＳｔａｔｕｓフィールドのＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓフィールドの値が０に設定された接続割当フレームを受信したノードはＡｃｋフレームをハブに送信し、受信可能状態で待機する。図１３に示されたように、ハブから送信指令（または、データフレーム）が受信されると、その後ノードがハブにデータフレームを送信する。

【0059】

上記のように、従来の双方向リンク通信においては、ハブが通信を主導するため、ノードは与えられたアロケーションスロットにおいてハブから送信指令が受信される時まで受信待機状態を維持しなければならない。特に、非計画アロケーションの場合にはアロケーションスロットが前後にシフトする可能性があるので、待機時間が長くなる可能性があり、これは電力消費の原因となる。

【0060】

図１４を参照すれば、本実施形態では、ノードが送信する接続要請フレームはＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥを含み、このＩＥには主導権フィールドが含まれている（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。ハブは接続要請フレームを処理して主導権フィールドが１に設定されている場合、ノードが主導することを許容するかどうかを決める。ノードに主導権を許容する場合には、接続割当フレームの Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥに含まれた主導権フィールド（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照）を１に設定し、許容しない場合には当該主導権フィールドを０に設定する。上記のように、接続要請フレームの主導権フィールドが含まれる領域はＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥに限らず、他の領域（例えば、ＭＡＣヘッダの予備フィールド）に主導権フィールドを含ませることも可能である。同様に、接続割当フレームの主導権フィールドが含まれる領域はＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥに限らず、他の領域（例えば、ＭＡＣヘッダの予備フィールド）に主導権フィールドを含ませることも可能である。

【0061】

ノードはハブから受信した接続割当フレームの主導権フィールドが１に設定された場合、低電力モードで動作する。即ち、ノードは与えられたアロケーションスロットにおいて好ましいタイミングでデータ通信を開始する（言い換えれば、データフレームの送信を開始する）。従って、従来のようにハブから送信許可通知が受信される時まで受信待機状態を維持する必要がなくなるので、ノードの消費電力を低減することができる。上記好ましいタイミングは、例えば、ノードがハブに伝送するデータの量により決まる。

【0062】

一方、図１４の実施形態では接続要請フレームのＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＩＥに含まれた主導権フィールドの値が１に設定され、かつ、接続割当フレームのＵｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｂｉｌｉｎｋ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ＩＥに含まれた主導権フィールドの値が１に設定された場合に、ノードが双方向リンク通信を主導するが、本発明はこれに限定されない。他の実施形態では、主導権フィールドの値が１に設定されている接続要請フレームをハブに送信するだけで、ハブがノードに通信の主導権を渡すようにしても良い。

【0063】

図１５及び図１６は、スーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードにおいての非計画双方向リンク（即ち、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク）通信を例にして、本発明の一実施形態に係るノードとハブの動作を示すフローチャートである。以下、図２を一緒に参照して、図１５を詳細に説明する。

【0064】

ノード３００の通信部３１０がハブ２００から発信されたビーコンフレームを受信すれば（ステップＳ１５０２）、ノード３００のプロセッサ３２０は上記ビーコンフレームを処理する。プロセッサ３２０はハブ２００との双方向リンク通信をノード３００が主導するかどうかの決定を行う（ステップＳ１５０４）。この決定は、例えば、ノード３００の端末の種類（例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか）、ノード３００のバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づく。ノード３００が双方向リンク通信を主導しようと決定した場合は（ステップＳ１５０４：ＹＥＳ）、主導権フィールドを１に設定した接続要請フレームを生成する（ステップＳ１５０６）。通信部３１０は上記接続要請フレームをハブ２００に送信する（ステップＳ１５０８）。

【0065】

次に、ハブ３００から接続割当フレームが受信されれば（ステップＳ１５１０）、低電力モードで動作する。即ち、与えられたアロケーションスロットにおいてハブ２００からの送信指令又はデータフレームの受信を待たずに好適なタイミングでデータ通信を開始する（ステップＳ１５１２）。言い換えれば、ハブから送信指令又はデータフレームが受信される時まで待たずにノードが好適なタイミングでハブにデータフレームを送信する。上記好適なタイミングは、ノードが送信するデータの量により決まることができる。そして、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１５１４）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0066】

ノード３００が双方向リンク通信を主導しない場合には（ステップＳ１５０４：ＮＯ)、接続要請フレームの主導権フィールドを０に設定し（ステップＳ１５１６）、ノーマルモード、即ち、図１３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ１５１８）。

【0067】

以下、図２及び図１６を参照して本実施形態に係るハブの動作を説明する。

【0068】

ハブ２００の通信部２１０がノード３００から送信された接続要請フレームを受信すれば（ステップＳ１６０２）、ハブ２００のプロセッサ２２０は上記接続要請フレームを処理する。プロセッサ２２０は上記接続要請フレームに含まれた主導権フィールドが１に設定されているかどうかを判断する（ステップＳ１６０４）。接続要請フレームの主導権フィールドが１に設定されている場合（ステップＳ１６０４：ＹＥＳ）、ハブ２００は低電力モードで動作する。即ち、双方向リンク通信をノードが主導するように許容する。次に、接続割当フレームをノード３００に送信する（ステップＳ１６０６）。この場合、ハブ２００はノード３００に送信指令を送信したり、先にデータ通信を開始したりしない。通信部２１０がノード３００からデータフレームを受信すれば（ステップＳ１６０８）、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１６１０）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0069】

一方、接続要請フレームの主導権フィールドが１に設定されていない場合は（ステップＳ１６０４：ＮＯ）、ノーマルモード、即ち、図1３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ１６１２）。

【0070】

図１７及び図１８は、スーパーフレーム基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードにおいての非計画双方向リンク（即ち、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク）通信を例にして、本発明の他の実施形態に係るノードとハブの動作を示すフローチャートである。先に、図２を一緒に参照して、図１７を詳細に説明する。

【0071】

ノード３００の通信部３１０がハブ２００から発信されたビーコンフレームを受信すれば（ステップＳ１７０２）、ノード３００のプロセッサ３２０は上記ビーコンフレームを処理する。プロセッサ３２０はハブ２００との双方向リンク通信をノード３００が主導するかどうかの決定を行う（ステップＳ１７０４）。この決定は、例えば、ノード３００の端末の種類(例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか)、ノード３００のバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づく。ノード３００が双方向リンク通信を主導しようと決定した場合は（ステップＳ１７０４：ＹＥＳ）、主導権フィールドを１に設定した接続要請フレームを生成する（ステップＳ１７０６）。通信部３１０は上記接続要請フレームをハブ２００に送信する（ステップＳ１７０８）。

【0072】

次に、ハブ３００から双方向リンク通信のためのスロットを指定する接続割当フレームが受信されれば（ステップＳ１７１０）、当該接続割当フレームに含まれた主導権フィールドの値が１であるかどうかを判断する（ステップＳ１７１２）。当該接続割当フレームの主導権フィールドの値が１である場合（ステップＳ１７１２：ＹＥＳ）、即ち、ノード３００が通信を主導することをハブ２００が許諾する場合は、ノード３００が低電力モードで動作する。即ち、与えられたアロケーションスロットにおいてハブ２００からの送信指令又はデータフレームの受信を待たずに好適なタイミングでデータ通信を開始する（ステップＳ１７１４）。上記好適なタイミングは、ノードが送信するデータの量により決まることができる。そして、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１７１６）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0073】

ノード３００が双方向リンク通信を主導しない場合には（ステップＳ１７０４：ＮＯ)、接続要請フレームの主導権フィールドを０に設定し（ステップＳ１７１８）、ノーマルモード、即ち、図１３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ１７２０）。

【0074】

当該接続割当フレームの主導権フィールドの値が１でない場合（ステップＳ１７１２：ＮＯ）、即ち、ノード３００が通信を主導することをハブ２００が許諾しない場合は、ノード３００はハブ２００からの送信指令又はデータフレームの受信を待つ（ステップＳ１７２２）。所定の時間内にハブ２００から送信指令又はデータフレームが受信される場合は（ステップＳ１７２２：ＹＥＳ）、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１７１６）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。一方、所定の時間内にハブ２００から送信指令又はデータフレームが受信されない場合は（ステップＳ１７２２：ＮＯ）、ノード３００がデータフレームを送信できない状態で現在のアロケーションスロットが終了する。上記所定の時間はアロケーションスロットの長さによって決まることができる。

【0075】

次に、図２を一緒に参照して、図１８を詳細に説明する。ハブ２００の通信部２１０がノード３００から送信された接続要請フレームを受信すれば（ステップＳ１８０２）、ハブ２００のプロセッサ２２０は上記接続要請フレームを処理する。プロセッサ２２０は上記接続要請フレームに含まれた主導権フィールドが１に設定されているかどうかを判断する（ステップＳ１８０４）。接続要請フレームの主導権フィールドが１に設定されている場合（ステップＳ１８０４：ＹＥＳ）、即ち、ノード３００が双方向リンク通信を主導することを要求する場合には、ノード３００に主導させるかどうかの決定を行う（ステップＳ１８０６）。この決定は、例えば、ノード３００の端末の種類（例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか）、ノード３００のバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づく。

【0076】

ノード２２０が双方向リンク通信を主導することを許諾する場合は（ステップＳ１８０６：ＹＥＳ）、プロセッサ２２０は主導権フィールドを１に設定した接続割当フレームを生成する（ステップＳ１８０８）。通信部２１０は上記接続割当フレームをノード３００に送信し（ステップＳ１８１０）、プロセッサ２２０は低電力モードで動作する。この場合、ハブ２００はノード３００に送信指令を送信したり、先にデータ通信を開始したりしない。通信部２１０がノード３００からデータフレームを受信すれば（ステップＳ１８１２）、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１８１４）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0077】

一方、接続要請フレームの主導権フィールドが１に設定されていない場合は（ステップＳ１８０４：ＮＯ）、ノーマルモードで、即ち、図１３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ１８１６）。また、ノード３００が通信を主導することをハブ２００が許諾しない場合は（ステップＳ１８０６：ＮＯ）、接続割当フレームの主導権フィールドが０に設定され、ハブ２００はノーマルモードで、即ち、図１３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ１８１６）。

【0078】

図１９及び図２０は、スーパーフレーム 基盤ビーコンモード又はスーパーフレーム基盤非ビーコンモードにおいての非計画双方向リンク（即ち、タイプ−Ｉ非計画双方向リンク）通信を例にして、本発明のまた他の実施形態によるノードとハブの動作を示すフローチャートである。本実施形態は、通信の主導権に関する情報が接続割当フレームのみに含まれるという点において図１５乃至図１８の実施形態と異なる。先に、図２を 一緒に参照して、図１９を詳細に説明する。

【0079】

ノード３００の通信部３１０がハブ２００から発信されたビーコンフレームを受信すれば（ステップＳ１９０２）、ノード３００のプロセッサ３２０は上記ビーコンフレームを処理する。次に、接続要請フレームを生成してハブ２００に送信する（ステップＳ１９０４）。ハブ３００から接続割当フレームが受信されれば（ステップＳ１９０６）、当該接続割当フレームに含まれた主導権フィールドの値が１であるかどうかを判断する（ステップＳ１９０８）。当該接続割当フレームの主導権フィールドの値が１である場合（ステップＳ１９０８：ＹＥＳ）、即ち、ノード３００に通信を主導させる場合は、ノード３００が低電力モードで動作する。即ち、与えられたアロケーションスロットにおいてハブ２００からの送信指令又はデータフレームの受信を待たずに好適なタイミングでデータ通信を開始する（ステップＳ１９１０）。上記好適なタイミングは、ノードが送信するデータの量により決まることができる。そして、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１９１２）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0080】

一方、当該接続割当フレームの主導権フィールドの値が１でない場合は（ステップＳ１９０８：ＮＯ）、ハブ２００からの送信指令又はデータフレームの受信を待つ（ステップＳ１９１４）。所定の時間内にハブ２００から送信指令又はデータフレームが受信される場合は（ステップＳ１９１４：ＹＥＳ）、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ１９１２）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。一方、所定の時間内にハブ２００から送信指令又はデータフレームが受信されない場合は（ステップＳ１９１４：ＮＯ）、ノード３００がデータフレームを送信できない状態で現在のアロケーションスロットが終了する。上記所定の時間はアロケーションスロットの長さによって決まることができる。

【0081】

次に、図２を参照しつつ、図２０を詳細に説明する。ハブ２００の通信部２１０がノード３００から送信された接続要請フレームを受信すれば（ステップＳ２００２）、ハブ２００のプロセッサ２２０は上記接続要請フレームを処理する。次に、ノードに双方向リンク通信を主導させるかどうか（言い換えれば、低電力モードで動作するかどうか）の決定を行う（ステップＳ２００４）。この決定は、例えば、ノード３００の端末の種類（例えば、頻繁にデータを送信する装置であるかどうか）、ノード３００のバッテリーの残量、伝送するデータの量、及びユーザの設定（低電力モードで動作するように指示するユーザの入力の有無）のうち、少なくとも一つの情報に基づく。ノード２００に双方向リンク通信を主導させる場合は（ステップＳ２００４：ＹＥＳ）、主導権フィールドを１に設定した接続割当フレームを生成する（ステップＳ２００６）。通信部２１０は上記接続割当フレームをノード３００に送信し（ステップＳ２００８）、プロセッサ２２０は低電力モードで動作する。この場合、ハブ２００はノード３００に送信指令を送信したり、先にデータ通信を開始したりしない。通信部２１０がノード３００からデータフレームを受信すれば（ステップＳ２０１０）、ノードとハブ間のフレームトランザクションが行われる（ステップＳ２０１２）。与えられたアロケーションスロットの終了により、フレームトランザクションも中断される。

【0082】

一方、ノード３００が通信を主導することをハブ２００が許容しない場合、即ち、低電力モードで動作しない場合は（ステップＳ２００４：ＮＯ）、ノーマルモードで、即ち、図１３に示された従来のプロセスに従って動作する（ステップＳ２０１４）。

【0083】

［第２実施形態］
図２１はＢＡＮ内のハブ又はノードとして機能することができる装置の例示的な実施形態を示し、図２１（Ａ）は外観を示す図であり、図２１（Ｂ）は当該装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施形態において、上記装置は電子時計である。図２１（Ｂ）に示したように、電子時計２１００は通信モジュール２１１０を備え、通信モジュール２１１０はアンテナ２１１２、通信部２１１４及びプロセッサ２１１６を含む。プロセッサ２１１６はアンテナ２１１２及び通信部２１１４を介して、及び／又は、インターネット又は他のＢＡＮに連結されたワイヤーライン（図示せず）を介して交換されるメッセージを処理する。プロセッサ２１１６は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ハードウェアによって構成されることができる。アンテナ２１１２、通信部２１１４、プロセッサ２１１６の構成及び機能は、図２に関連して説明したアンテナ２１２又は３１２、通信部２１０又は３１０、プロセッサ２２０又は３２０の構成及び機能と同様であるので、より詳細な説明は省略する。また、通信モジュール２１１０は他の装置と送受信するフレームデータ、フレーム構造、媒体アクセス制御、電力管理等に関連する情報、プロセッサ２１１６によって使われるコンピュータプログラム命令、ソフトウェア、及び／又は、ファームウェア等を格納するメモリ（図示せず）をさらに備えても良い。

【0084】

中央制御部２１２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置によって構成され、電子時計２１００全体の動作を制御する。例えば、中央制御部２１２０はＲＯＭ２１６０に記録されているプログラムに従って各種の処理を実行する。なお、図２に関連して説明したプロセッサ２２０又は３２０と同様の構成及び機能を中央制御部２１２０で実現しても良いし、中央制御部２１２０とプロセッサ２１１６とが協働して実現しても良い。

【0085】

入力部２１３０は電子時計２１００の端末本体に対して各種情報及び指示の入力を行う機能を備えた複数個のボタン（ここでいうボタンには、ハードウェアのみならずソフトウェアによって実現されるものも含む。）等により構成されている。ユーザにより各種ボタンが操作されると、入力部２１３０は、操作されたボタンに応じた操作指示を中央制御部２１２０に出力する。中央制御部２１２０は、入力部２１３０から入力された指示に従って所定の動作を各部に実行させる。

【0086】

表示部２１４０は中央制御部２１２０からの指示に従って、時刻や外部から受信したメッセージ等の各種情報を表示する。
時計部２１５０はシステムクロック又は発振器によって生成される信号から時刻信号を生成し、現在の時刻を出力する。
ＲＯＭ２１６０は中央制御部２１２０で実行される制御プログラム等を格納する。また、ＲＯＭ２１６０はプロセッサ２１１６によって使われるコンピュータプログラム命令、ソフトウェア、及び／または、ファームウェア等を格納しても良い。
ＲＡＭ２１７０は中央制御部２１２０が各種処理を実行する際の作業領域（ｗｏｒｋ ａｒｅａ）を提供し、電子時計２１００の各部により処理されるデータを格納する。また、ＲＡＭ２１７０は送受信されるフレームデータを格納するのみならず、フレーム構造、媒体アクセス制御及び電力管理に関連する情報等を格納しても良い。

【0087】

なお、電子時計２１００は、他の装置と連結されることができる。上記他の装置は、例えば、体温、呼吸、心拍数、血糖、等の身体からのデータをモニターするために使われるセンサー、又は、心拍調節期、呼吸器、インスリンポンプを制御する等の機能を提供する装置である。

【0088】

以上、本発明をＢＡＮ通信に適用した実施形態について説明したが、本発明の適用分野はＢＡＮに限定されないし、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）等の他の無線通信技術にも適用可能である。

【0089】

上述したプロセスは、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。特定のプロセスをソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、ハブ又はノードとして機能する通信装置に、ネットワークや記録媒体からインストールされる。このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア（図示せず）等により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成されても良い。

【0090】

本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、上記説明及び関連図面から本発明の多くの変形及び他の実施形態を導出することができる。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されない。本明細書では、複数の特定用語が使われているが、これらは一般的な意味として単に説明の目的のために使われただけであり、発明を制限する目的で使われたものではない。添付の特許請求の範囲及びその均等物により定義される一般的な発明の概念及び思想を抜け出さない範囲で多様な変形が可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

【0091】

［付記］
＜請求項１＞
特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための、所定のフィールドを含む接続要請フレームを生成するプロセッサを備え、
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを特定の値に設定し、かつ、前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記プロセッサは、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始することを特徴とする通信装置。
＜請求項２＞
前記プロセッサは、前記通信装置の種類、前記通信装置のバッテリーの残量、前記他装置に伝送するデータの量、及びユーザの設定のうち、少なくとも一つの情報に基づいて前記所定のフィールドの値を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項３＞
前記所定のタイミングは、前記他装置に送信するデータの量によって決まることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
＜請求項４＞
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを前記特定値と異なる値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置から送信指令を受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項５＞
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを前記特定値と異なる値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置からデータフレームを受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項６＞
前記所定のフィールドは情報要素のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドに含まれることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項７＞
前記通信装置と前記他装置とは、非計画双方向リンク通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項８＞
前記プロセッサは、前記他装置から受信された接続割当フレームの所定のフィールドが特定の値に設定されているかどうかを確認し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合は、前記所定のタイミングでデータ通信を開始し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されていない場合は、前記他装置から送信指令を受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項９＞
前記プロセッサは、前記他装置から受信された接続割当フレームの所定のフィールドが特定の値に設定されているかどうかを確認し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合は、前記所定のタイミングでデータ通信を開始し、
前記所定のフィールドが特定の値に設定されていない場合は、前記他装置からデータフレームを受信する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
＜請求項１０＞
請求項１乃至９の何れか１項に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。
＜請求項１１＞
特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容するための、所定のフィールドを含む接続割当フレームを生成するプロセッサを備え、
前記接続割当フレームの前記所定のフィールドを特定の値に設定した場合、前記プロセッサは前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする通信装置。
＜請求項１２＞
前記他装置から受信された接続要請フレームの所定のフィールドの値が特定の値に設定されている場合、前記プロセッサは前記接続割当フレームの前記所定のフィールドを特定の値に設定するかどうかを決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
＜請求項１３＞
請求項１１乃至１２の何れか１項に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。
＜請求項１４＞
特定の通信プロトコルに従う通信のための装置であって、
他装置から受信された接続要請フレームに含まれている所定のフィールドの値が特定の値に設定されているかどうかを判断するプロセッサを備え、
前記接続要請フレームの前記所定のフィールドが特定の値に設定されている場合、前記プロセッサは前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機することを特徴とする通信装置。
＜請求項１５＞
請求項１４に記載の通信装置と、
現在の日時を計数する計時部と、
を備えることを特徴とする電子時計。
＜請求項１６＞
第１の装置と第２の装置とを含み、特定の通信プロトコルに従う通信のためのシステムであって、
前記第１の装置は、
前記通信プロトコルに基づいて、前記第２の装置への接続を要請するための、所定のフィールドを含む接続要請フレームを生成するプロセッサを備え、
前記第２の装置は、
前記通信プロトコルに基づいて、前記第１の装置の接続要請を許容するための、所定のフィールドを含む接続割当フレームを生成するプロセッサを備え、
前記第１の装置のプロセッサは、前記接続要請フレームの前記所定のフィールドを特定の値に設定した場合、前記第２の装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始することを特徴とする通信システム。
＜請求項１７＞
特定の通信プロトコルに従う通信のできる装置の通信方法であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを特定の値に設定するステップと、
前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
＜請求項１８＞
特定の通信プロトコルに従う通信のできる装置の通信方法であって、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成し、前記接続割当フレームの所定のフィールドを特定の値に設定するステップと、
前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
＜請求項１９＞
特定の通信プロトコルに従う通信のための第１の装置及び第２の装置を含むシステムの通信方法であって、
前記第１の装置において、前記通信プロトコルに基づいて、前記第２の装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを特定の値に設定するステップと、
前記第１の装置において、前記接続要請フレームを前記第２の装置に送信するステップと、
前記第２の装置において、前記接続要請フレームを前記第１の装置から受信するステップと、
前記第２の装置において、前記通信プロトコルに基づいて、前記第１の装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成するステップと、
前記第２の装置において、前記接続割当フレームを前記第１の装置に送信するステップと、
前記第１の装置において、前記接続割当フレームを前記第２の装置から受信するステップと、
前記第１の装置において、前記第２の装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
＜請求項２０＞
特定の通信プロトコルに従う通信が可能な装置を制御するプログラムであって、
前記装置に、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置への接続を要請するための接続要請フレームを生成し、前記接続要請フレームの所定のフィールドを特定の値に設定するステップと、
前記他装置から接続要請を許容する接続割当フレームを受信した場合、前記他装置との通信のために与えられた期間内の所定のタイミングでデータ通信を開始するステップと、
を実行させるプログラム。
＜請求項２１＞
特定の通信プロトコルに従う通信が可能な装置を制御するプログラムであって、
前記装置に、
前記通信プロトコルに基づいて、他装置の接続要請を許容する接続割当フレームを生成し、前記接続割当フレームの所定のフィールドを特定の値に設定するステップと、
前記他装置がデータ通信を開始する時まで前記他装置にデータフレームを送信せずに待機するステップと、
を実行させるプログラム。

【符号の説明】

【0092】

１０ ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）
２０ ＢＡＮ 通信システム
２００ ハブ
２１０ 通信部
２１２ アンテナ
２２０ プロセッサ
２３０ メモリ
３００ ノード
３１０ 通信部
３１２ アンテナ
３２０ プロセッサ
３３０ メモリ
２１００ 電子時計
２１１０ 通信モジュール
２１１２ アンテナ
２１１４ 通信部
２１１６ プロセッサ
２１２０ 中央制御部
２１３０ 入力部
２１４０ 表示部
２１５０ 時計部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】