(57)【要約】【課題】超広帯域を使用する高速個人用無線ネットワークにおいて、異なるピコネットに含まれるデバイスの間の通信を可能にする【解決手段】複数のデバイスを含む親ピコネット及び子ピコネットと、親ピコネット及び子ピコネットに含まれるデバイスの情報をネットワークを構成するデバイスにブロードキャスティングすると共に、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイス間のデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を含むネットワークシステムにおいて、当該ネットワークシステムに含まれた所定のデバイスが、この所定のデバイスが属するピコネットを表すソースピコネットＩＤフィールドと、伝送しようとする宛先デバイスが属する宛先ピコネットを表す宛先ピコネットＩＤフィールドとを含むように、データ伝送のためのＭＡＣヘッダーのデータ構造を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造であって、
前記高速個人用無線ネットワークシステムに含まれる所定のデバイスが、この所定のデバイスが属するピコネットを表すソースピコネットＩＤフィールドと、データを伝送しようとする宛先デバイスが属する宛先ピコネットを表す宛先ピコネットＩＤフィールドとを含むように、データ伝送のためのＭＡＣヘッダーのデータ構造を構成することを特徴とする高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造。
【請求項２】
前記ブリッジデバイスは、
前記第１の所定のデバイスからのデータを受信する第１のステップと、
前記第１の所定のデバイスからのデータに含まれたソースピコネットＩＤフィールドの値と宛先ピコネットＩＤフィールドの値とを比較する第２のステップと、
前記第２のステップの比較の結果、ソースピコネットＩＤフィールドの値と宛先ピコネットＩＤフィールドの値が一致するときには、前記データに対するブリッジ動作を終了する第３のステップと、
前記第２のステップの比較の結果、ソースピコネットＩＤフィールドの値と宛先ピコネットＩＤフィールドの値が異なるときには、前記データをバッファリングする第４のステップと、
前記宛先ピコネットからの時間割当メッセージを受信して前記バッファリング中の前記データを、前記時間割当メッセージにより割り当てられた時間に伝送する第５のステップと、を含む動作を行なうことを特徴とする請求項１に記載の高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造。
【請求項３】
前記ブリッジデバイスは、前記子ピコネットのピコネットコーディネータ(Ｃ−ＰＮＣ)として動作をすることを特徴とする請求項１または２に記載の高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造。
【請求項４】
前記ソースピコネットＩＤフィールド及び前記宛先ピコネットＩＤフィールドはそれぞれ、１バイトで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造。
【請求項５】
前記高速個人用無線ネットワークシステムを構成するデバイスの情報を前記ブリッジデバイスを介してブロードキャスティングすることを特徴とする請求項１または２に記載の高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造。
【請求項６】
複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、それぞれのデバイスがネットワークを構成する全体デバイスの情報を有するようにして、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのデータ伝送方法であって、
前記第１の所定のデバイスが、前記子ピコネットのピコネットコーディネータである第１のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第１のチャネル時間を受け取って、この第１のチャネル時間にデータを前記第１のピコネットコーディネータに伝送する第１の工程と、
この第１のピコネットコーディネータが、受信したデータをバッファリングする第２の工程と、
前記第１のピコネットコーディネータが、前記親ピコネットのピコネットコーディネータである第２のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第２のチャネル時間を受け取って、この第２のチャネル時間に前記バッファリングしたデータを第２の所定のデバイスに伝送する第３の工程と、
を含むことを特徴とする高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、
前記第１の所定のデバイスが子ピコネットのピコネットコーディネータである前記第１のピコネットコーディネータに前記第１のチャネル時間を要求する工程と、
前記第１のチャネル時間の要求を受けた前記第１のピコネットコーディネータが、通信資源の使用の可否を確認して、前記第１のチャネル時間の要求に応答する工程と、
前記第１のチャネル時間の要求に応答した第１のピコネットコーディネータが、第１のチャネル時間を含むビーコンを形成して前記第１の所定のデバイスに伝送する工程と、
前記第１の所定のデバイスが第１のチャネル時間に前記データを前記第１のピコネットコーディネータに伝送する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項８】
前記第３の工程は、
第１のピコネットコーディネータが、親ピコネットのピコネットコーディネータである前記第２のピコネットコーディネータに前記第２のチャネル時間を要求する工程と、
前記第２のチャネル時間の要求を受けた前記第２のピコネットコーディネータが、通信資源の使用の可否を確認して、前記第２のチャネル時間の要求に応答する工程と、
前記第２のチャネル時間の要求に応答した第２のピコネットコーディネータが、第２のチャネル時間を含むビーコンを形成して前記第１のピコネットコーディネータに伝送する工程と、
前記第１のピコネットコーディネータが第２のチャネル時間に前記データを第２のデバイスに伝送する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項９】
前記第１のピコネットコーディネータは、前記ブリッジデバイスを兼ねていることを特徴とする請求項８に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項１０】
複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、それぞれのデバイスがネットワークを構成する全体デバイスの情報を有するようにして、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのデータ伝送方法であって、
前記第２の所定のデバイスが、前記親ピコネットのピコネットコーディネータである第１のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第１のチャネル時間を受け取って、この第１のチャネル時間にデータを前記子ピコネットのピコネットコーディネータである第２のピコネットコーディネータに伝送する第１の工程と、
前記第２のピコネットコーディネータが、受信したデータをバッファリングする第２の工程と、
前記第２のピコネットコーディネータが、前記データ伝送のための第２のチャネル時間を割り当てて、この第２のチャネル時間に前記データを前記第１の所定のデバイスに伝送する第３の工程と、を含むことを特徴とする高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項１１】
前記第１の工程は、
前記第２の所定のデバイスが、親ピコネットのピコネットコーディネータである前記第１のピコネットコーディネータに第１のチャネル時間を要求する工程と、
前記第１のチャネル時間の要求を受けた前記第１のピコネットコーディネータが、通信資源の使用の可否を確認し、前記チャネル時間の要求に応答する工程と、
このチャネル時間の要求に応答した前記第１のピコネットコーディネータが、前記第１のチャネル時間を含むビーコンを形成して前記第２の所定のデバイスに伝送する工程と、
前記第２の所定のデバイスが、前記第１のチャネル時間に前記データを前記第２のピコネットコーディネータに伝送する工程と、含むことを特徴とする請求項１０に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項１２】
前記第３の工程は、
前記第２のピコネットコーディネータが、前記第２のチャネル時間を含むビーコンを形成する工程と、
前記第２のピコネットコーディネータが、第２のチャネル時間に前記データを前記第１の所定のデバイスに伝送する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項１３】
前記第２のピコネットコーディネータは、前記ブリッジデバイスを兼用することを特徴とする請求項１２に記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【請求項１４】
伝送される前記データは、請求項１ないし５のいずれか一つに記載のデータ構造を含んでいることを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか一つに記載の高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超広帯域(Ultra Wide Band：以下、「ＵＷＢ」と称する。)を使用するＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワーク(Wireless Personal Area Network：以下、「ＷＰＡＮ」と称する。)に関し、より詳細には、高速個人用無線ネットワークにおいて異なるピコネットに含まれたデバイス間で通信可能な高速個人用無線ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＷＢを使用する無線通信技術は、例えば３．１〜１０．６ＧＨｚ帯の周波数帯域を使用しながら１０ｍ〜１ｋｍの伝送距離を保障する技術である。ＵＷＢ無線通信技術は、過去４０年近く米国防省で軍事用の無線通信技術として使用され、そして米国通信周波数管轄機関である連邦通信委員会(ＦＣＣ)により民間に開放された技術である。
【０００３】
かかるＵＷＢ無線通信技術は、上記の数ＧＨｚ帯の超広帯域を使用する超高速の無線データ伝送技術であり、ＩＥＥＥ８０２．１１やブルートゥースなどの既存の伝送方式に比べて速い伝送速度(５００Ｍｂｐｓ〜１Ｇｂｐｓ)で低電力(携帯電話及び無線ＬＡＮの１／１００)の特性を有する技術である。
【０００４】
ＵＷＢ無線通信技術は、例えば平均１０〜２０ｍから最大１００ｍまでの近距離空間内においてコンピュータ，その周辺機器及び家電製品を超高速無線インターフェースで接続する近距離個人通信網や、建物の壁を透視する壁透視用レーダー、高精度の位置測定、車両衝突防止装置、地雷埋設探知、紛失防止システム、身体内部の物体探知など様々な分野で活用され得る。
【０００５】
ＵＷＢ無線通信技術の標準化規格は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３に高速個人用無線ネットワーク(ＷＰＡＮ)として提案されている。その他に、ＩＥＥＥ８０２系列の規格には、ブルートゥースの標準規格を制定するグループであるＩＥＥＥ ８０２．１５．１及び、無線ＬＡＮ(Wireless LAN)の標準規格を制定するグループであるＩＥＥＥ ８０２．１１などがある。
【０００６】
上記ＩＥＥＥ ８０２．１５．１によるブルートゥース(Blue Tooth)は、広く知られている個人用ネットワーク(Personal Area Network：以下、「ＰＡＮ」と称する。)技術であり、既に商用化段階にあって、近年においては多くの製品に採用されている。このようなブルートゥースは、２．４ＧＨｚ(ISM Band)の周波数帯域を主に使用し、通信距離が１０ｍ以内の個人用ネットワーク(ＰＡＮ)ソリューションとして用いられている。また、無線ＬＡＮの標準規格を制定するＩＥＥＥ８０２．１１系列も既に標準化が完了した状態にある。
【０００７】
また、上記ＩＥＥＥ８０２．１５．３は、ＴＧ１(Task Group 1)，ＴＧ２，及びＴＧ３の３つのタスクグループに分けられる。ここで、ＴＧ１は、ブルートゥースに関する規格制定作業を行なうグループであり、ＴＧ２は、ブルートゥース製品が既存の無線ＬＡＮ(Wireless LAN)事業と共存できる手法に対する技術分析を行なうグループである。そして、ＴＧ３は、高速データ伝送速度(High Data Rate)の個人用ネットワーク(ＰＡＮ)ソリューションの標準化を研究するグループであって、現在、５５Ｍｂｐｓ以上の伝送速度を有する伝送方式の研究が盛んに行なわれている。
【０００８】
ここで、図１は、従来のＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおける複数のデバイス（device）により形成されたピコネット(Piconet)の一例を示す図である。
【０００９】
同図に示すように、高速個人用無線ネットワークを形成するピコネットは、複数の通信デバイス１０，１２，１４，１６，１８により形成されており、デバイス１０は、ピコネットコーディネータ(Piconet Coordinator：以下、「ＰＮＣ」と称する。)として動作する。つまりピコネットコーディネータであるＰＮＣデバイス１０は、該当ピコネットのマスター（Master）として機能する。そして他のデバイス１２，１４，１６，１８は、当該ピコネットにおいてスレーブ（Slave）となる。即ち、デバイス１０は各デバイス間の同期を合せ、データ通信のためのタイムスロットを管理するほか、その他の制御動作を行う。
【００１０】
より詳しくは、ＰＮＣデバイス１０は、デバイス１２，１４，１６，１８と同期を合せるために、ビーコン(beacon)というメッセージを用いて、ピコネットを構成するデバイス１２，１４，１６，１８の通信に必要なタイムスロットを管理する。また、ＰＮＣデバイス１０は、ＱｏＳ(Quality of Signal)、パワーセーブモード(Power Save mode)及びピコネットアクセス(piconet access)を制御する役割をさらに有している。
【００１１】
このように、ピコネットコーディネータとしてのＩＥＥＥ ８０２．１５．３デバイス１０は、一のピコネットを形成することができる。このようなピコネットコーディネータとしての能力を有しているデバイス（この例ではＰＮＣデバイス１０）が、ピコネットを形成する手順は、次の通りである。
【００１２】
まず、ＰＮＣデバイス１０は、ピコネットを開始するためにチャネルを検索し、使用されていないチャネルの中から一つのチャネルを選択してビーコンフレーム(Beacon frame)をブロードキャスティングする。そして、ブロードキャスティングされたビーコンフレームを受信したデバイス１２，１４，１６，１８は、これに応答して通信のためのチャネルを設定する。このとき、ＰＮＣデバイス１０は、各デバイス１２，１４，１６，１８それぞれに対応するＩＤ（デバイスＩＤ）を割り当てる。
【００１３】
更に、あるデバイスが既に形成されているピコネットに参入しようとするときには、加入(Association)の手順が行われる。すなわち、外部から、既に形成されているピコネット内へ移動したデバイスは、ＰＮＣデバイス１０により形成されたピコネットのデバイスの一つとして自分を接続（通信接続）するように要求する。これに応じて、ＰＮＣデバイス１０は、ピコネットで使用可能な一のデバイスＩＤを、この加入を要求したデバイスに提供する。
【００１４】
これらの手順を介して図１に示すようなピコネットが形成される。ここで、ＰＮＣデバイス１０以外の各デバイス１２，１４，１６，１８が、データ伝送のために、ＰＮＣデバイス１０にデータ伝送を要求すると、ＰＮＣデバイス１０は、各デバイス１２，１４，１６，１８からのデータ伝送要求に応じて各デバイス１２，１４，１６，１８に通信可能なタイムスロットを割り当てる。このようにＰＮＣデバイス１０がそれぞれのデバイス１２，１４，１６，１８にタイムスロットを割り当てるときは、ビーコンフレーム(Beacon Frame)が用いられる。続いて、それぞれのデバイス１２，１４，１６，１８は、ＰＮＣデバイス１０から割り当てられたタイムスロットに対応する時間の間にデータ伝送を行なう。
【００１５】
一方、あるデバイスがピコネット内での通信を終了するときや、ＰＮＣデバイス１０があるデバイスとの接続（通信接続）を切ろうとするときには、ＰＮＣデバイス１０とそのデバイスとの間で脱退(Disassociation)の手順が行なわれる。このピコネット脱退の手順により、ＰＮＣデバイス１０は、登録されていた当該デバイスに関する情報を削除する。
【００１６】
ここでＰＮＣデバイス１０と複数のデバイス１２，１４，１６，１８とにより形成されるピコネットは、ピコネットに存在するデバイスに対し独立的にタイムスロットを割り当て得る独立ピコネット(Independent Piconet)又は、ピコネットの外部に位置するＰＮＣデバイス、例えば親ピコネットのＰＮＣデバイスから提供されたタイムスロットを、そのピコネット内部に存在するデバイスに分配して割り当てる従属ピコネット(Dependent Piconet)のいずれかに分けられる（分類される）。ある独立ピコネット(Independent Piconet)において従属ピコネット(Dependent Piconet)が新しく発生すると、このときの独立ピコネットを親ピコネット(Parent Piconet)といい、新しく発生した従属ピコネットを子ピコネット(Child Piconet)または隣ピコネット(Neighbor Piconet)という。つまり独立ピコネットが親ピコネットとなり、従属ピコネットが子ピコネットとなる。この場合、子ピコネット(従属ピコネット)は、親ピコネットのＰＮＣデバイスから提供されたチャネルを共用する。
【００１７】
図２は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおいて従属ピコネットが形成された一例を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、既に形成されているピコネットは親ピコネット３０となり、当該親ピコネット３０のＰＮＣデバイスをＰ−ＰＮＣデバイス３２という。そして、親ピコネット３０を構成するデバイス２２，３２，４２のうち、ＰＮＣデバイスになり得る機能（能力）を有するあるデバイス（Ｐ−ＰＮＣデバイス３２を除く）は、子ピコネット２０を形成することができる。
【００１９】
まず、Ｐ−ＰＮＣデバイス３２は、親ピコネット３０に位置しながら、子ピコネット２０を形成しているＣ−ＰＮＣデバイス２２及びその他のデバイス３４にタイムスロットを割り当て、ビーコンフレームを用いてそれぞれに伝送する。ここで、Ｃ−ＰＮＣデバイス２２は、子ピコネット２０においてピコネットコーディネータ（ＰＮＣ）としての動作を行なうデバイスである。
【００２０】
即ち、Ｃ−ＰＮＣデバイス２２は、子ピコネット２０を形成することができ、子ピコネット２０を構成しているデバイス２４を別途に管理及び制御する。このとき、子ピコネット２０内での通信は、子ピコネット２０を構成しているデバイス２２，２４同士の間での通信に制限される。
【００２１】
従って、Ｃ−ＰＮＣデバイス２２は、子ピコネット２０を管理及び制御する一方で、親ピコネット３０を構成する一つのメンバー（デバイス）になる。よってＣ−ＰＮＣデバイス２２は、親ピコネット３０を構成するデバイス３２，３４とは通信可能である。
【００２２】
しかしながら、このような従来の超広帯域(ＵＷＢ)を使用するＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークでは、親ピコネット３０にあるデバイス３４と子ピコネット２０にあるデバイス２４間の通信ができないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超広帯域(ＵＷＢ)を使用するＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワーク(ＷＰＡＮ)において、異なるピコネットに存在するデバイス同士の間の通信を可能にする高速個人用無線ネットワークでのデータ構造及びメッセージ伝送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明に係る高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造は、複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのブリッジ動作のためのデータ構造であって、
前記高速個人用無線ネットワークシステムに含まれる所定のデバイスが、この所定のデバイスが属するピコネットを表すソースピコネットＩＤフィールドと、データを伝送しようとする宛先デバイスが属する宛先ピコネットを表す宛先ピコネットＩＤフィールドとを含むように、データ伝送のためのＭＡＣヘッダーデータ構造を構成することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法は、複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、それぞれのデバイスがネットワークを構成する全体デバイスの情報を有するようにして、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのデータ伝送方法であって、前記第１の所定のデバイスが、前記子ピコネットのピコネットコーディネータである第１のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第１のチャネル時間を受け取って、この第１のチャネル時間にデータを前記第１のピコネットコーディネータに伝送する第１の工程と、この第１のピコネットコーディネータが、受信したデータをバッファリングする第２の工程と、前記第１のピコネットコーディネータが、前記親ピコネットのピコネットコーディネータである第２のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第２のチャネル時間を受け取って、この第２のチャネル時間に前記バッファリングしたデータを第２の所定のデバイスに伝送する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、他の発明に係る高速個人用無線ネットワークでのデータ伝送方法は、複数のデバイスを含む親ピコネットと、この親ピコネットに含まれるデバイスにより割り当てられたタイムスロットを用いて形成された子ピコネットと、前記親ピコネットのデバイスの情報と前記子ピコネットのデバイスの情報をネットワークに含まれるデバイスにブロードキャスティングすると共に、それぞれのデバイスがネットワークを構成する全体デバイスの情報を有するようにして、前記子ピコネットに含まれる第１の所定のデバイスと前記親ピコネットに含まれる第２の所定のデバイスとの間でデータ伝送を可能にするブリッジデバイスと、を備えた高速個人用無線ネットワークシステムでのデータ伝送方法であって、前記第２の所定のデバイスが、前記親ピコネットのピコネットコーディネータである第１のピコネットコーディネータからデータ伝送のための第１のチャネル時間を受け取って、この第１のチャネル時間にデータを前記子ピコネットのピコネットコーディネータである第２のピコネットコーディネータに伝送する第１の工程と、前記第２のピコネットコーディネータが、受信したデータをバッファリングする第２の工程と、前記第２のピコネットコーディネータが、前記データ伝送のための第２のチャネル時間を割り当てて、この第２のチャネル時間に前記データを前記第２の所定のデバイスに伝送する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、超広帯域(Ultra Wide Band：ＵＷＢ)を使用する例えばＩＥＥＥ ８０２．１５．３の高速個人用無線ネットワーク(Wireless Personal Area Network：ＷＰＡＮ)において、ブリッジ機能を担うデバイスを使用して異なるピコネットに存在するデバイス間の通信を可能にすることができる。また、本発明によれば、ブリッジデバイスを使用してネットワークを構成する全体デバイスの情報をブロードキャスティングすることにより、デバイスＩＤが重複することを防ぐことが可能になる。その結果、ネットワークを構成するデバイス間で良好な通信を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照符号及び番号を共通使用する。なお、下記の説明において、関連した公知機能や構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には、その詳細を適宜省略する。
【００２９】
まず、一般的なＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークでのメッセージの構造について図３を参照しながら説明しておく。
【００３０】
同図に示すように、一般的なＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークでのメッセージは、ＭＡＣフレームボディー３００と、ＭＡＣヘッダー３１０とからなる。また、ＭＡＣフレームボディー３００は、エラー制御のためのＦＣＳ（Frame check sequence）３０１と、伝達しようとするデータを含むフレームペイロード３０２とからなる。
【００３１】
そして、ＭＡＣヘッダー３１０は、１バイトで構成され、メッセージを識別するためのストリームインデックス(Stream Index)フィールド３０３と、３バイトで構成され、フラグメンテーションを制御するためのフラグメンテーション制御フィールド３０４と、１バイトで構成され、ソースデバイスを表示するソースデバイスＩＤ（ＳｒｃＩＤ）フィールド３０５と、１バイトで構成され、宛先デバイスを表示する宛先デバイスＩＤ（ＤｅｓｔＩＤ）フィールド３０６と、２バイトで構成され、デバイスが属するピコネットを表示するためのピコネットＩＤ（ＰＮＩＤ）フィールド３０７と、２バイトで構成され、フレームを制御するためのフレーム制御フィールド３０８とを含んだ構成である。
【００３２】
ここで、データ送信元であるソースデバイス(ＳｒｃＩＤフィールド)と、宛先デバイス(ＤｅｓｔＩＤフィールド)とは区別されているが、ＰＮＩＤフィールド３０７が一つであるがために、根本的に一つのピコネットにおいてのみデバイス間の通信が可能とされる。
【００３３】
そこで、本発明ではブリッジ動作のためのデータ構造の一実施形態として、図４に示すような新規のフレーム構造（データ構造）を提案する。
【００３４】
図４は、本実施形態に従うＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークでのピコネット間の通信のためのフレーム構造を示す図である。
【００３５】
同図では、図３に示した従来のフレーム構造において一つとされたＰＮＩＤフィールド３０７を、それぞれ１バイトで構成されたソースピコネットＩＤ（ＳｒｃＰＮＩＤ）フィールド４１と、宛先ピコネットＩＤ（ＤｅｓｔＰＮＩＤ）フィールド４２とに分けて表示する構成としたことにより、ソースデバイスと宛先デバイスとがそれぞれ異なるピコネットに属する場合にも、各々の属するピコネットの位置を表示可能にし、結果として異なるピコネットに属するデバイス間の通信を可能にする。なお、ソースデバイスが属するピコネットをソースピコネットと呼び、また宛先デバイスが属するピコネットを宛先ピコネットと呼ぶものとする。
【００３６】
もちろん、このようにソースピコネットと宛先ピコネットとを識別することだけで通信が可能になるわけではない。即ち、ソースピコネットと宛先ピコネットとの間で通信を可能にするためにはそれらを媒介する中間構成が必要とされる。これについての構成を図５を参照しながら以下に説明する。
【００３７】
図５は、本実施形態に従う、異なるピコネット間の通信が可能なＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークの構成を示す図である。
【００３８】
同図に示すように、本実施形態に従うＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークは、親ピコネット５０と子ピコネット５１とにより構成されている。親ピコネット５０は、Ｐ−ＰＮＣデバイス５０１、デバイス（２）５０４、及び子ピコネットのＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２を含んでおり、また、子ピコネット５１は、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２及びデバイス（１）５０３を含んでいる。
【００３９】
ここで、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、異なるピコネット間の通信のための制御動作を行なう。即ち、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、図４に示したフレーム構造を採用してソースピコネットＩＤと宛先ピコネットＩＤとを区分して表示する場合に、それぞれのピコネットＩＤ値を用いてソースデバイス（例えばデバイス（１）５０３）と宛先デバイス（例えばデバイス（２）５０４）と間の通信を行なう。このソースピコネットＩＤと宛先ピコネットＩＤとが異なる場合のＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２の詳しい動作は、図６を参照して後述するものとする。
【００４０】
図５の構成において、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、従来のＣ−ＰＮＣデバイス関連機能に加えて、ピコネット間の媒介となるブリッジ機能をさらに有する。即ち、従来の子ピコネットに対するピコネットコーディネータとしての役割に加えて、ピコネット間のブリッジ（bridge）としての役割も有している。但し、本実施形態では、子ピコネットコーディネータ及びブリッジの役割を一つのデバイスが行なう例を示すが、これは一例に過ぎず、Ｃ−ＰＮＣとブリッジ(ＢＲＧ)とをそれぞれ分離し、子ピコネットを構成するデバイスのうちいずれか一つがブリッジ(ＢＲＧ)動作を行なうようにしてもよい。
【００４１】
次に、本実施形態に従うブリッジ動作を説明する。まず、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークを構成する複数のデバイスが一定の距離（通信可能空間）内において相互に接続（通線接続）されて形成されており、これら複数のデバイスのうち一つのデバイスがピコネットコーディネータ(ＰＮＣ)として動作する。
【００４２】
具体的には、親ピコネット５０のピコネットコーディネータとなったＰ−ＰＮＣデバイス５０１は、親ピコネット５０内のデバイス５０２，５０４から送られてきた情報を用いてＭＡＣ住所(Media Access Control address)(６４bits)及びデバイスＩＤ(Device ID)(８bits)から構成されるマッピング情報を作成し、親ピコネット管理情報ベース(Ｐ−ＭＩＢ：Parent Piconet Management Information Base)に格納して管理する。そして、Ｐ−ＰＮＣデバイス５０１は、親ピコネット５０に登録されているデバイス５０２，５０４の情報をビーコンフレーム(beacon frame)を使ってブロードキャスティング(broadcasting)する。
【００４３】
このＰ−ＰＮＣデバイス５０１がブロードキャスティングしたビーコンフレームは、親ピコネット５０に登録されているデバイス５０２，５０４のみ受信可能である。そして、当該親ピコネット５０の各デバイス５０２，５０４は、Ｐ−ＰＮＣデバイス５０１から送られてきたビーコンフレームの情報を用いてデバイス５０２，５０４に対するマッピング情報を作成して、それぞれのデバイス別ＭＩＢ（管理情報ベース）に格納し管理する。
【００４４】
一方、ピコネットコーディネータとして子ピコネット５１を管理及び制御するＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、子ピコネット管理情報ベース(Ｃ−ＭＩＢ：Child Piconet Management Information Base)のマッピング情報として登録されていない子ピコネット５１に存在するデバイス（１）５０３の情報を、ビーコンフレームを用いてブロードキャスティングする。
【００４５】
このＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２がブロードキャスティングしたビーコンフレームは、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２のＣ−ＭＩＢに子ピコネット５１として登録されているデバイス（１）５０３のみ受信可能である。そして、当該子ピコネット５１の各デバイスであるデバイス（１）５０３は、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２からブロードキャスティングされたビーコンフレームの情報を用いて、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２のＣ−ＭＩＢに登録されているデバイスに関するマッピング情報をそれぞれのデバイス別Ｃ−ＭＩＢに格納し管理する。
【００４６】
このような親ピコネット５０及び子ピコネット５１で管理されるデバイスの情報は、従来のＩＥＥＥ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおいては親ピコネットと子ピコネットとの間で情報を共有することができなかったが、本実施形態に従うブリッジ動作によれば、親ピコネット５０と子ピコネット５１との間でデバイスに対する情報（全体デバイス情報）を共有することが可能になる。
【００４７】
すなわち、ブリッジ機能を有するデバイス（本例ではＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２）は、異なるピコネットに属するデバイスに対する情報を、異なるピコネットに存在するデバイスにブロードキャスティングする。ここで、異なるピコネットに属するデバイスに対する情報を、ブリッジング情報(Bridging Information)という。このように異なるピコネットに属するデバイスに対する情報を受信すると、それぞれのデバイスは、それぞれ受信した他のピコネットのデバイスに対する情報に基づいて、ネットワーク内の全てのピコネットのデバイスに対するブリッジング管理情報ベース(Bridging Management Information Base：Ｂ−ＭＩＢ)を作成する。
【００４８】
一方、ブリッジ機能を持つデバイスは、詳しくは後述するが、異なるピコネットに位置するデバイスから送られてきたデータをスイッチングする。
【００４９】
このようにブリッジ動作を行なうことにより、デバイスＩＤを割り当てる際にそれぞれのピコネット間の情報交流がないことからそれぞれのピコネット別にデバイスＩＤが重複設定される問題を克服することが可能になる。すなわち、全体のデバイスＩＤを管理するようになるので、デバイスＩＤが重複する場合(ID overlap)が生じなくなる。
【００５０】
図６は、本実施形態に従う、ＰＮＩＤ情報に基づいたブリッジデバイス（例えば図５のＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２）のスイッチング動作を示すフローチャートである。
【００５１】
同図に示すように、ブリッジデバイスは、ＭＡＣヘッダー３１０とＭＡＣフレームボディー３００とを含むデータを受信すると(ステップＳ６０１)、ＭＡＣヘッダー３１０に含まれたソースピコネットＩＤと宛先ピコネットＩＤが一致するか否かを判定する(ステップＳ６０２)。
【００５２】
ステップＳ６０２での判定の結果、宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤとが一致していれば、ブリッジデバイスはブリッジ動作によるデータ処理動作を行なわず、そのピコネットのピコネットコーディネータ（ＰＮＣ）によるピコネット内でのデータ処理方法による通信が行なわれる(ステップＳ６０３)。
【００５３】
一方、ステップＳ６０２での判定の結果、宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤとが一致していなければ、一旦、受信データをバッファリングし(ステップＳ６０４)、データを伝達しようとするピコネットのＰＮＣからの時間割当メッセージとしてのＣＴＡ(Channel Time Allocation)を受信するまで待機する(ステップＳ６０５)。その後、データを伝達しようとするピコネットからのＣＴＡを受信したらデータを伝送する(ステップＳ６０６)。
【００５４】
図７は、本実施形態に従う、異なるピコネットに属するデバイス間のデータ通信の手順を示すフローチャートである。同図には、子ピコネット５１に属するデバイス（１）５０３から親ピコネット５０に属するデバイス（２）５０４へのデータ伝送のフローチャートが一例として示されている。
【００５５】
図７を参照すると、まず、デバイス間のデータ伝送のために親ピコネット５０と子ピコネット５１とが接続され(ステップＳ７０１)、ブリッジング動作によりそれぞれのデバイスに対するＭＩＢを格納する(ステップＳ７０２)。
【００５６】
続いて、デバイス（１）５０３は、データ伝送のためにＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２にチャネル時間を要求し(ステップＳ７０３)、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は例えばＴＤＭ（Time Division Multiplexing）方式のデータ割当のための通信資源の使用が可能になると(ステップＳ７０４)、チャネル時間の応答をデバイス（１）５０３に伝送する(ステップＳ７０５)。
【００５７】
そして、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、制御情報を含むビーコンを形成し(ステップＳ７０６)、要求されたデータ伝送のためのストリームＣＴＡを含むビーコンをデバイス（１）５０３に伝送する(ステップＳ７０７)。このストリームＣＴＡを受信したデバイス（１）５０３は、当該チャネル時間にデータストリームをＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２に伝送する(ステップＳ７０８)。
【００５８】
続いて、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、送られてきたデータストリームをバッファリングをし(ステップＳ７０９)、データ伝送のためにＰＮＣデバイス５０１にチャネル時間を要求する(ステップＳ７１０)。その後、ＰＮＣデバイス５０１は、ＴＤＭ方式のデータ割当のための通信資源の使用が可能になると(ステップＳ７１１)、チャネル時間の応答をＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２に伝達する(ステップＳ７１２)。
【００５９】
続いて、ＰＮＣデバイス５０１は、制御情報を含むビーコンを形成し(ステップＳ７１３)、要求されたデータ伝送のためのストリームＣＴＡを含むビーコンをＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２に伝送する(ステップＳ７１４)。このストリームＣＴＡを受信したＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、当該チャネル時間にデータストリームをデバイス（２）５０４に伝送する(ステップＳ７１５)。ここで、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２とデバイス（２）５０４とは、同一ピコネット（親ピコネット５０）内でのデータ伝送を行なうので、そのデータ伝送をするにあたり、ＰＮＣデバイス５０１を経由しない。
【００６０】
以上の動作は、それぞれのデバイスに対応するピコネットの位置、つまり各デバイスがどのピコネットに属しているかが確認できないと、不可能になる。これは、図４に示した本実施形態に従うデータ構造である宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤと識別可能なフレームを用いることによって可能になる。そして更に、データをピコネット間で伝送するためには、図６に示した宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤに基づくブリッジング動作が必要とされる。
【００６１】
図８は、本発明の他の実施形態に従う、異なるピコネットに属するデバイス間のデータ通信の手順を示すフローチャートである。同図には、親ピコネット５０に属するデバイス（２）５０４から子ピコネット５１に属するデバイス（１）５０３へのデータ伝送のフローチャートが一例として示されている。
【００６２】
図８を参照すると、まず、デバイス間のデータ伝送のために親ピコネット５０と子ピコネット５１とが相互に接続され(ステップＳ８０１)、ブリッジング動作によりそれぞれのデバイスに対するＭＩＢを格納する(ステップＳ８０２)。
【００６３】
続いて、デバイス（２）５０４は、データ伝送のためにＰＮＣデバイス５０１にチャネル時間を要求し(ステップＳ８０３)、ＰＮＣデバイス５０１は、ＴＤＭ方式のデータ割当のための通信資源の使用が可能になると(ステップＳ８０４)、チャネル時間の応答をデバイス（２）５０４に伝達する(ステップＳ８０５)。
【００６４】
そして、ＰＮＣデバイス５０１は、制御情報を含むビーコンを形成し(ステップＳ８０６)、要求されたデータ伝送のためのストリームＣＴＡを含むビーコンをデバイス（２）５０４に伝送する(ステップＳ８０７)。このストリームＣＴＡを受信したデバイス（２）５０４は、当該チャネル時間にデータストリームをＣ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２に伝送する(ステップＳ８０８)。ここで、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２とデバイス（２）５０４とは、同一のピコネット（親ピコネット５０）内でのデータ伝送を行なうので、そのデータを伝送するにあたり、ＰＮＣデバイス５０１を経由しない。
【００６５】
続いて、Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス５０２は、送られてきたデータストリームをバッファリングし(ステップＳ８０９)、ＣＴＡを含む制御情報が含まれるビーコンを形成し(ステップＳ８１０)、データストリームをデバイス（１）５０３に伝送する(ステップＳ８１１)。これにより、異なるピコネット間での通信を可能にすることができる。
【００６６】
以上の動作は、それぞれのデバイスに対応するピコネットの位置、つまり各デバイスがどのピコネットに属しているかが確認できないと、不可能になる。これは、図４に示した本実施形態に従うデータ構造である宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤとを識別可能なフレームを用いることによって可能になる。そして更に、データをピコネット間で伝送するためには、図６に示した宛先ピコネットＩＤとソースピコネットＩＤに基づくブリッジング動作が必要とされる。
【００６７】
上述のデータ伝送方法は、プログラムにより実行され、さらにコンピュータで読み出し可能な形態として記録媒体(例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＡＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなど)に格納しておくことができる。
【００６８】
なお、上述の実施形態では、一つの子ピコネットと一つの親ピコネットとで構成された例を説明したが、本発明においては第１の子ピコネット、この第１の子ピコネットを親ピコネットとする第２の子ピコネット、さらにこの第２の子ピコネットを親ピコネットとする第３の子ピコネットなどが直列に接続された形態の複数のピコネット間の通信にも適用できることは、当該技術分野で通常の知識を持つ者にとっては周知のことである。
【００６９】
また、親ピコネットに属する複数のデバイスがそれぞれの子ピコネットを形成する場合（数珠つなぎの形態）にも同様に適用することができる。
【００７０】
以上では具体例に挙げて本発明を説明してきたが、本発明は、この具体例に限定されず、  本発明の技術的思想を外れない範囲内で種々の置換、変形及び変更が可能であることは、当該技術分野で通常の知識を持つ者にとって明らかである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみならず、特許請求の範囲と均等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおいてデバイス間に形成されたピコネット(Piconet)の一例を示す図である。
【図２】ＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおいて子ピコネットが形成された一例を示す図である。
【図３】一般のＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークにおけるメッセージ構造を示す図である。
【図４】本発明に従うＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークでのピコネット間の通信のためのフレーム構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による、異なるピコネット間の通信が可能なＩＥＥＥ ８０２．１５．３高速個人用無線ネットワークを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ＰＮＩＤ情報に基づくブリッジでのスイッチング動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による、異なるピコネットに属するデバイス間のデータ通信を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態による、異なるピコネットに属するデバイス間のデータ通信を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
４１  ソースピコネットＩＤ
４２  宛先ピコネットＩＤ
５０  親ピコネット
５１  子ピコネット
３００  ＭＡＣフレームボディー
３１０  ＭＡＣヘッダー
５０１  Ｐ−ＰＮＣデバイス
５０２  Ｃ−ＰＮＣ／ＢＲＧデバイス
５０３  デバイス（１）
５０４  デバイス（２）
【図１】
2005160087.tif 000003
【図２】
2005160087.tif 000004
【図３】
2005160087.tif 000005
【図４】
2005160087.tif 000006
【図５】
2005160087.tif 000007
【図６】
2005160087.tif 000008
【図７】
2005160087.tif 000009
【図８】
2005160087.tif 000010