マルチノード認識のための磁場通信方法及び装置
【課題】磁場通信ネットワークコーディネーターとＭＦＡＮノードとの間の円滑な無線通信を可能にした方法を提供する。
【解決手段】ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階；要求パケットを受信したノードから応答パケットを受信する（ｂ）段階；（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階；（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階；（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階；（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階、（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階を含む。
【解決手段】ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階；要求パケットを受信したノードから応答パケットを受信する（ｂ）段階；（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階；（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階；（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階；（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階、（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチノード認識のための磁場通信方法に関し、特に、磁場通信ネットワークコーディネーター（Magnetic Field Area Network Coordinator；MFAN-C）とＭＦＡＮノード（MFAN Node；MFAN-N）との間の円滑な無線通信を可能にした方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【０００３】
周知のように、アンテナ（例えば、ダイポールアンテナ）に交流電圧を印加すると、電場が発生してアンテナに交流電流が流れることになって磁場が発生する。
【０００４】
この時、電磁場が距離ｄ（λ(波長)/２π)よりアンテナから分離されながら電磁波になって空間を伝播することになる。
【０００５】
ここで、磁場領域（magnetic field）とは、アンテナからλ/２πまでの領域のことを言い、この領域内での通信を磁場通信と言う。
【０００６】
このような磁場通信技術は既存のＲＦＩＤ技術とＵＳＮ（ubiquitous sensor network）技術とは違い、水、土、金属の周辺でも無線通信が可能な技術であって、既存の無線通信技術の限界点を乗り越えることができる核心技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国出願公開第２０１０−０７３２８９号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１０−０７４３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとの間の円滑な無線通信を可能にした、マルチノード認識のための磁場通信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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明のコーディネーターによって行われる磁場通信方法はネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうち、いずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階；前記要求パケットを受信したノードらから応答パケットを受信する（ｂ）段階；前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階；前記（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階；前記（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階；前記（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階；及び、前記（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階を含んでなる。
【００１０】
また、本発明のコーディネーターによって行われる磁場通信方法は、前記要求パケットの伝送回数をカウントする段階；前記（ｃ）段階で選択した応答パケットにエラーが発生するか、前記（ｃ）段階で選択した応答パケットの目的地アドレスと前記コーディネーターのノードアドレスとが一致しない場合、前記カウント数を確認する段階；及び、前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記要求パケットを再伝送する段階をさらに含んでなることができる。
【００１１】
また、前記（ｃ）段階及び前記（ｄ）段階は、前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち、多数の応答パケットを選択して多数の磁場通信ネットワークノードに応答受信確認パケットを伝送する段階であることがある。
【００１２】
また、前記磁場通信ネットワークの時間的要素は、前記磁場通信ネットワークのコーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記磁場通信ネットワークノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送する磁場通信ネットワークノードがなければ始まる非活性区間とからなる。
【００１３】
本発明のノードによって行われる磁場通信方法は、磁場通信ネットワークのコーディネーターから要求パケットを受信する（ａ）段階；ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定の応答パケットのうち、前記（ａ）段階で受信した要求パケットに該当する応答パケットを前記コーディネーターに伝送する（ｂ）段階；及び、前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記応答パケットを再送信する（ｃ）段階を含んでなる。ここで、前記（ｂ）段階及び前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記ノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まる非活性区間において、前記応答区間の時に行われる。
【００１４】
本発明のノードによって行われる磁場通信方法は、前記応答パケットの伝送回数をカウントする段階をさらに含むことができる。これにより、前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記カウント数を確認する段階；及び、前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記応答パケットを再伝送する段階を含んでなるものであることがある。
【００１５】
また、前記ノードは、前記コーディネーターから要求パケットが受信されなくても、前記非活性区間の時はデータ伝送が可能なものであることがある。
【００１６】
コンピューターで読み取り可能な記録媒体は、上述の磁場通信を実行するためのプログラムを格納することができる。
【００１７】
その他の特徴及び態様は以下の説明、図面及び請求範囲によって明らかになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のマルチノード認識のための磁場通信方法によれば、多数のセンサーノードが同時にコーディネーターに応答して信号同士が重なっても、コーディネーターでは信号を選び出すことができる。これにより、磁場通信ネットワークにおいて、コーディネーターと多数のセンサーノードとの間に信号衝突の心配がなく、円滑な通信が可能となる。さらに、コーディネーターは選択的な受信が可能になることによって、多数のセンサーノードを短時間に認識することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電磁波の発生原理を示す図である。
【図２】時間的構成要素であるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図３】物理的構成要素であるネットワークの構造を示す図である。
【図４】ＭＦＡＮ−Ｃの状態遷移図である。
【図５】ＭＦＡＮ−Ｎの状態遷移図である。
【図６】合流過程を説明するための流れ図である。
【図７】分離過程を説明するための流れ図である。
【図８】合流状態確認過程を説明するための流れ図である。
【図９】応答区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【図１０】非活性区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【図１１】グループアドレス設定過程を説明するための流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面及び詳細な説明において、特別な事情がないかぎり、同じ図面番号は同じ要素、特徴及び構造を意味する。これら構成要素の相対的な大きさや説明は、明確性、図解及び便宜のために誇張される場合もある。
【００２１】
以下の詳細な説明は、以下で説明する方法、装置及び/又はシステムの十分な理解のために提供される。よって、以下で説明するシステムの多様な変更、改造及び均等物は当業者に提示される。以下で説明する工程段階の実行及び/又は動作は一例であり、段階の順序及び/又は動作はこれに限られず、当該分野で広く知られている、例えば、必ず特定の順序で行われる段階の例外、及び/又は動作などによって変更することができる。
【００２２】
１．ネットワークの構成要素
ＭＦＡＮとは、低周波帯域（３０KHz〜３００KHz）で磁場信号を用いて情報を送受信する無線ネットワークである。無線通信の動作中心周波数は１２８ＫＨｚであり、変調方式としては２相位相偏移（Binary Phase Shift Keying；BPSK）方式、又は、振幅偏移（Amplitude Shift Keying；ASK）方式を利用する。データレートを多様化するためにマンチェスター（Manchester）符号化と非ゼロ復帰レベル（Non-Return-to-Zero Level；NRZ-L）符号化を使用することにより、数メートルの距離で数Ｋｂｐｓのデータレートを提供する。ＭＦＡＮに参与した機器はその役目によってＭＦＡＮ−Ｃ（Coordinator）とＭＦＡＮ−Ｎ（Node）とに分けられる。１つのＭＦＡＮの中にはただ１つのＭＦＡＮ−Ｃだけが存在し、ＭＦＡＮ−Ｃを中心として多数のＭＦＡＮ−Ｎ装置がネットワークを形成する。ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎの合流及び分離、解除を管理する。ＭＦＡＮでは時間分割多重接続（Time Division Multiple Access；TDMA）方式を使用する。ＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮにおける接続を管理して、ＭＦＡＮ−Ｎの接続時、ＭＦＡＮ−Ｃの判断に従って時間資源が分配される。ＭＦＡＮ技術はセンサーネットワーク、ホームネットワーク及び建設、農業、交通など応用サービス分野に適用することができる。
【００２３】
ＭＦＡＮを構成する重要な構成要素は時間的要素と物理的要素とに分けられる。時間的要素は要求区間と、応答区間と、非活性区間とで構成されるスーパーフレームのことを言い、物理的要素はＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとで構成されるネットワークを意味する。物理的要素の最も基本となる要素はノードである。ノードの種類にはネットワークを管理するＭＦＡＮ−Ｃとネットワークの構成要素であるＭＦＡＮ−Ｎがある。
【００２４】
図２は時間的要素であるスーパーフレームの構造を示し、図３は物理的な構成要素であるネットワークの構造を示す。ＭＦＡＮにおいて最初に決定しなければならないノードはＭＦＡＮ−Ｃであり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で要求パケットを伝送することでＭＦＡＮのスーパーフレームが始まる。ＭＦＡＮ−Ｃは通信領域内のＭＦＡＮ−Ｎ同士の合流と分離、解除及び送受信区間を管理する役目をする。ＭＦＡＮは通信領域内で１つのチャンネルを使用することができるので１つのネットワークだけが存在する。ＭＦＡＮの中でＭＦＡＮ−Ｃを除いた残りのノードはＭＦＡＮ−Ｎとなる。ＭＦＡＮ−Ｃと各ＭＦＡＮ−Ｎとの間は１：１で繋がっており、ＭＦＡＮに参与したノードらはその役目によってＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとに分けられるが、全てのノードはＭＦＡＮ−Ｃ又はＭＦＡＮ−Ｎの役目をすることができる。
【００２５】
ＭＦＡＮで活用することができる時間的要素は時間分割多重接続方式でのタイムスロット（Time Slot）である。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間でデータを伝送するＭＦＡＮ−Ｎのグループを管理し、選択されたグループのＭＦＡＮ内のＭＦＡＮ−Ｎによってタイムスロットは自律的に管理される。ＭＦＡＮスーパーフレームの構造は図２に示しており、要求区間と、応答区間と、非活性区間とからなり、要求区間と応答区間の長さは可変的である。スーパーフレームはＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で応答要求パケットを伝送することで始まる。応答要求パケットは応答区間の間に応答パケットを伝送することができるＭＦＡＮ−Ｎに関する情報を持っており、ＭＦＡＮ−Ｎは応答要求パケット内の情報を使用して応答区間の間に応答パケットを伝送する。
【００２６】
要求区間は、ＭＦＡＮ−Ｃが応答区間の間に応答フレームを伝送するためのＭＦＡＮ−Ｎに関する情報を持っている応答要求フレームを伝送する区間である。
【００２７】
応答区間は、ＭＦＡＮ−Ｃの応答要求に応じてＭＦＡＮ−Ｎが応答フレームを伝送することができる区間であり、ＭＦＡＮ内のＭＦＡＮ−Ｎの個数によっていくつかのタイムスロットに分けられる。各タイムスロットの長さは応答フレームの長さと受信確認フレームの長さによって可変的である。スロット番号は分割されたタイムスロットの手順によって決められ、各タイムスロットで伝送するＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃによって割り当てられる。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間の使用のために特定グループに応答区間を割り当てて、割り当てられたグループのノードらは応答区間を通じて自律的にデータフレームを伝送する。
【００２８】
非活性区間は、一定の時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まり、ＭＦＡＮ−Ｃの要求がなくてもノードらがデータを伝送することができる区間である。この区間はＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを送信する前まで持続する。
【００２９】
ＭＦＡＮのスーパーフレームは要求区間と、応答区間と、非活性区間とに分けられ、ＭＦＡＮの構成要素であるＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎは各区間で次のように動作する。
要求区間では、ＭＦＡＮ−Ｃが全体のノードに対して応答要求パケットをブロードキャスティングする。応答要求パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｎはこれに基づいて応答区間で応答パケットを伝送するかどうかを決める。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間で応答パケットを伝送するＭＦＡＮ−Ｎのグループを決めることができる。
【００３０】
応答区間では、ＭＦＡＮ−Ｃによって選択されたＭＦＡＮ−Ｎが応答パケットを伝送することができる。ＭＦＡＮ−Ｎが応答区間を通じて応答パケットを伝送すると、応答パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｃは応答受信確認パケットを送信する。応答受信確認パケットを受けなかったＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃから応答受信確認パケットを受けるまで応答区間で各タイムスロットごとに続けて応答パケットを伝送する。
【００３１】
何れのＭＦＡＮ−Ｎも特定時間の間に応答パケットを伝送しないと非活性区間となり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを伝送する前までこの区間は持続する。例外的に非活性区間の間にＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求がなくてもデータを伝送することができる。
【００３２】
ＭＦＡＮを構成する物理的要素は、ＭＦＡＮ−Ｃを中心とするスター型トポロジーネットワークでのＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎを含むノードである。ＭＦＡＮはＭＦＡＮ−Ｃを中心として各々のＭＦＡＮ−Ｎとデータを伝送することができるネットワークであり、ＭＦＡＮの基本構成要素はノードである。ノードはその役目によってＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとに分けられる。ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮの全体を管理し、１つのネットワークの中にただ１つだけが存在しなければならない。ＭＦＡＮ−Ｃは応答要求パケットを全てのＭＦＡＮ−Ｎに同時にブロードキャスティングすることによりＭＦＡＮ−Ｎを制御する。ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの統制に従って応答パケットを送受信しなければならない。ＭＦＡＮは、図３に示すように構成することができる。
【００３３】
ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮを管理するノードであって、１つのネットワークの中にただ１つだけが存在し、応答要求パケットを用いてＭＦＡＮ−Ｎを管理し且つ制御する。
【００３４】
ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃを除いたＭＦＡＮを構成するノードであって、１つのネットワークの中に最大６５,５１９個くらいが存在し、ＭＦＡＮ−Ｃが送信する要求パケットに従って応答パケットを伝送する。
【００３５】
ＭＦＡＮでは各々のＭＦＡＮ−Ｎを区別するためにＭＦＡＮ ＩＤ、ＵＩＤ、グループアドレス、ノードアドレスなどのアドレス体系を使用する。
【００３６】
ＭＦＡＮ ＩＤはＭＦＡＮを区別する固有ＩＤであって、その値は他のＭＦＡＮのIＤと重なることのない唯一の値であり、ＭＦＡＮが持続する間その値は維持される。
【００３７】
ＵＩＤは６４ビットで構成された固有識別子であって、表１のようにグループアドレスと、ＩＣ生産者コードと、ＩＣ生産者シリアル番号とで構成される。ＭＦＡＮ−ＮはＵＩＤによって区別される。
【００３８】
【表１】
【００３９】
グループアドレスは分類されたＭＦＡＮ−Ｎグループの識別子であって、パケット伝送時にグループ単位でデータ伝送要求をすることができて、衝突を最小化するための方法に活用され、０x００〜０x２Ｆの値を持つ。ＭＦＡＮで予約されたグループアドレスは表２の通りである。
【００４０】
【表２】
【００４１】
ノードアドレスはＵＩＤの代わりに各ノードを区別するために使用する識別子であって、ネットワークの合流時、ＭＦＡＮ−Ｃによって割り当てられる１６ビットのアドレスである。ＭＦＡＮで予約されたノードアドレスは表３の通りである。
【００４２】
【表３】
【００４３】
２．ネットワーク状態の概要
ＭＦＡＮにおいて、ＭＦＡＮ−Ｎはネットワークの形成、ネットワークの合流、応答伝送、データ伝送、ネットワークの分離、ネットワークの解除の動作状態を有する。
【００４４】
ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で要求パケットをＭＦＡＮ−Ｎに伝送することでネットワークを形成する。要求パケットにはＭＦＡＮ IＤが含まれていて、ＭＦＡＮ−Ｎが接続するネットワークを識別することができる。最小のネットワーク区間とはＭＦＡＮ−Ｃだけが存在する時を意味し、要求区間と非活性区間だけで構成される。
【００４５】
ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間を通じて合流要求パケットを送信すると、ＭＦＡＮに合流しようとするＭＦＡＮ−Ｎは受信したパケットを判断して、所望するＭＦＡＮの合流要求パケットであれば、該当のＭＦＡＮに接続するために応答区間を通じて合流応答パケットを伝送する。合流応答パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎに合流応答受信確認パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃから合流応答受信確認パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｎはネットワークの合流が完了する。
【００４６】
ＭＦＡＮに合流したＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求や自発的にネットワークから分離されることができる。ＭＦＡＮ−Ｃは現在のネットワーク状況やサービス方式に従ってＭＦＡＮ−Ｎに分離要求を送信することで強制的に分離させることができる。自発的に分離された場合は、ＭＦＡＮ−Ｃの合流状態要求応答の結果から、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎの分離状況が分かる。
【００４７】
ＭＦＡＮでＭＦＡＮ−Ｃが要求区間を通じてデータ応答要求パケットを伝送すると、ＭＦＡＮ−Ｎは要求を受けたデータの種類に応じてデータ応答パケットをＭＦＡＮ−Ｃに伝送することができる。データ応答パケットが伝送されたＭＦＡＮ−Ｃはデータ受信確認パケットを伝送し、データ受信確認パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｎはデータ伝送を完了する。
【００４８】
ＭＦＡＮの解除は、ＭＦＡＮ−Ｎの要求による正常的な解除と突発的な状況によって発生する非正常的な解除の２つに区分することができる。正常的な解除とは、ＭＦＡＮ−Ｃが解除可否を決定してこれを全体のＭＦＡＮ−Ｎに分離要求することによりネットワークを解除することを言う。非正常的なネットワーク解除とは、ネットワークに参与した全体のＭＦＡＮ−Ｎの電源が一度に切れたり、全体のＭＦＡＮ−Ｎが同時にＭＦＡＮの通信領域外へ出ることによりネットワークが解除されることを言う。
【００４９】
ＭＦＡＮのデバイス状態にはＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎの状態がある。ＭＦＡＮ−Ｃの状態には待機状態（standby state）、パケット分析状態（packet analysis state）及びパケット生成状態（packet generation state）がある。ＭＦＡＮ−Ｎの状態には節電状態（hibernation state）、活性化状態（activation state）、待機状態（standby state）、パケット分析状態（packet analysis state）及びパケット生成状態（packet generation state）がある。
【００５０】
図４はＭＦＡＮ−Ｃの状態遷移図である。図４に示すように、まずＭＦＡＮ−Ｃが待機状態でキャリアを検出する間、ＭＦＡＮ−Ｎからパケットが受信されるとパケット分析状態へ遷移する（Ｓ１０)。この時、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したデータパケットの目的地アドレスとが一致すると、ＭＦＡＮ−Ｃはパケット生成状態（Ｓ１１）へ遷移してＤＡ（Data receiving Acknowledgement；データ受信確認）パケットを生成した後、ＭＦＡＮ−Ｎに送信する。以後、ＭＦＡＮ−Ｃは待機状態（Ｓ１２）に復帰する。
【００５１】
一方、パケット分析状態でＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したデータパケットの目的地アドレスとが一致しないか、データパケットにエラーが発生した場合は、ＭＦＡＮ−Ｃはすぐ待機状態（Ｓ１３）に復帰する。パケット分析状態で受信した応答パケットにエラーが発生したり、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信した応答パケットの目的地アドレスとが一致しないと、ＭＦＡＮ−Ｃはパケット生成状態でＳＱ（Response Request：応答要求）パケットを再生成してＭＦＡＮ−Ｎに再伝送する。もし、このようなエラーが連続して発生する場合は、パケット分析状態の手続きが要求される回数（最大Ｎ）、例えば３回くらい繰り返して実行（Ｓ１４）される。この状態で、手続きがＮ＋１回に至る時、ＭＦＡＮ−ＣはＳＱパケットの再伝送をこれ以上繰り返して行うことは無駄だと判断して、電力消費を減らすためにパケット分析状態から待機状態（Ｓ１３）に復帰する。
【００５２】
一方、上位システムなどから任意のシステム命令（system command）を受信する場合に、ＭＦＡＮ−Ｃは待機状態からパケット生成状態（Ｓ１５）へ遷移して該当する要求パケットを伝送した後、待機状態（Ｓ１６）に復帰する。この状態で、システム命令にエラーが発生したり、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したシステム命令の目的地アドレスとが一致しないと、ＳＱパケットを伝送した後、待機状態（Ｓ１７）に復帰する。
【００５３】
図５はＭＦＡＮ−Ｎの状態遷移図である。図５に示すように、全てのＭＦＡＮ−Ｎは持続的にキャリアをチェックする。ＭＦＡＮ−Ｎは電源がオンになると、節電状態（Ｓ２０）に入る。この状態で、ウェイクアップ信号（ビット列）が検出されると、ＭＦＡＮ−Ｎは活性化状態（Ｓ２１）へ遷移する。この状態で、ＳＱパケットが受信されると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット分析状態に入って受信したＳＱパケットを分析する。
【００５４】
この時、ＳＱパケットの目的地アドレス、グループIＤ及びＭＦＡＮ−ＮのノードIＤが一致すると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット生成状態（Ｓ２３）へ遷移してＭＦＡＮ−Ｃに応答パケットを送信した後、待機状態（Ｓ２４）へ遷移する。一方、ＳＱパケットの目的地アドレス、グループIＤ及びＭＦＡＮ−ＮのノードIＤが一致しないと、すぐ節電状態（Ｓ２５）に復帰する。待機状態でキャリア検出を行う（Ｓ２６）間に自分のノードに対するＳＡ（response acknowledgement：応答確認）パケットを受信した場合は、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ２７）に復帰する反面、他のノードに対するＳＡパケットを受信した場合は、パケット生成状態へ遷移（Ｓ２８）する。
【００５５】
待機状態でスロットナンバーが割り当てられず、タイムアウト周期が経過する時は、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ２９）にすぐ復帰する反面、スロットナンバーが割り当てられる時は、タイムアウト周期の経過回数が連続して最大Ｎ回になるまでパケット生成状態（Ｓ３０）へ遷移して応答パケットを生成し、待機状態でスロットナンバーが割り当てられ、タイムアウト周期の経過回数がＮ＋１回になった時は、これ以上の反復的な応答パケット生成が無駄だと判断して、電力消費を減らすために節電状態（Ｓ３１）に復帰する。もし待機状態でキャリア検出を行う間にＳＱパケットを受信すると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット分析状態（Ｓ３２）へ遷移する。
【００５６】
一方、システムのインターラプトが発生すると、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態から活性化状態（Ｓ３３）へ遷移する。この場合、ＭＦＡＮ−Ｎがシステムからデータを受信すると、パケット生成状態（Ｓ３４）に移動してデータパケットを生成した後にＭＦＡＮ−Ｃに伝送し、その後、パケット生成状態から待機状態（３５）へ遷移する。この状態で、もしＤＡパケットが受信されると、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ３６）に復帰する。
【００５７】
もしＤＡパケットがタイムアウト周期の間に受信されないと、ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃにデータパケットを再生成して再伝送した後にパケット生成状態から待機状態（Ｓ３７）に入るが、このようにＤＡパケットがタイムアウト周期が経過するまでに受信されないことが連続して発生すると、パケット生成状態の手続きが要求される回数（最大Ｎ）、例えば３回くらい繰り返して実行される。手続きがＮ＋１回に到る時、ＭＦＡＮ−Ｎは待機状態から節電状態（Ｓ３８）に復帰する。
【００５８】
３．媒体接近制御フレームの形式
ＭＦＡＮの媒体接近制御フレームは表４に示すように、フレームヘッダーとフレームボディーとで構成される。フレームヘッダーはＭＦＡＮ−Ｎ間のデータ交換のための情報であり、フレームボディーはＭＦＡＮデバイス間で実際に取り交わすデータである。
【００５９】
３．１ フレームの形式
フレームヘッダーはＭＦＡＮ−Ｎ間にデータを交換するために必要なＭＦＡＮ IＤ、フレーム制御情報、送/受信ノードアドレス、フレーム一連番号などの制御関連情報を含んでいる。この部分に位置した情報をもってフレームの種類とフレームを取り交わすノードを区分する。またこれを用いて交換されたフレームの間違いを確認してフレームの信頼性を高める。
【００６０】
フレームボディーはＭＦＡＮデバイス間で実際に取り交わすデータが載せられたペイロードとペイロード内の間違いを確認するためのフレーム検査数列（Frame Check Sequence；FCS）とで構成される。
【００６１】
【表４】
【００６２】
フレームヘッダーにはフレームの送受信及び流れ制御のための情報などが含まれている。
【００６３】
ＭＦＡＮ IＤフィールドは、表４のように１バイトで構成され、ネットワークを区別するために使われる。
【００６４】
フレーム制御要素はフレームの種類、受信確認方法、ファースト片、ラスト片、プロトコルバージョンなどの詳細フィールドで構成されており、その形式は表５に示している。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５の各フィールドは次のように説明される。
【００６７】
１）フレームの種類フィールドは３ビットからなる（表６を参照)。
２）受信確認方法フィールドは２ビットからなり、受信確認フレームの受信確認方法フィールドは自分の受信確認フレームの種類を示し、それ以外のフレームでは該当フレームに対する受信ノードが使用する受信確認方法を示す。
【００６８】
次は受信確認方法を示す。
【００６９】
ａ）受信確認なし（No acknowledgement）： 受信ノードは伝送されたパケットに対する受信確認をせず、送信ノードは実際の結果にかかわらず伝送が成功したとみなす。このような方法は受信確認を要しない１：１、１：Ｎで伝送されるフレームで使われる。
【００７０】
ｂ）シングル応答受信確認（Single acknowledgement）：該当の応答パケットを受信したノードは、短フレーム間隔（Short Interframe Space；SIFS）の後に応答受信確認パケットを伝送することで送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：１で伝送されるフレームにおいてのみ使わなければならない。
【００７１】
ｃ）マルチ応答受信確認（Multiple acknowledgement）: 該当の応答パケットを受信したノードは短フレーム間隔の後に多数の送信ノードに応答受信確認パケットを伝送することで多数の送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：Ｎで伝送されるフレームで使われることができる。
【００７２】
ｄ）データ受信確認（Data acknowledgement）：該当のデータフレームを受信したノートは、短フレーム間隔の後にデータ受信確認パケットを伝送することで送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：１で伝送されるフレームにおいてのみ使わなければならない。
【００７３】
３）ファースト片フィールドは１ビットであり、「１」は該当フレームが上位層からのデータの開始であることを意味し、「０」は開始ではないことを意味する。
【００７４】
４）ラスト片フィールドは１ビットであり、「１」は該当フレームが上位層からのデータの終了であることを意味し、「０」は終了ではないことを意味する。
【００７５】
５）プロトコルバージョンフィールドは２ビットからなり、サイズと位置はシステムの規格バージョンにかかわらず一定である。現在の値は０であり、新しいバージョンが出るごとに１ずつ増加する。特定ノードから自分のバージョンより高いパケットを受けた場合は、送信したノードには知らせずに捨てる。
【００７６】
６）使用予約：後のために予約されたフィールドである。
【００７７】
一連番号フィールドは８ビットの長さを持ち、該当フレームの一連番号を示す。フレームには各パケット当たりに割り当てられたカウンターによって０から２５５までの一連番号が順に付けられ、２５５を超えた時には０からまた付けられる。
【００７８】
フレームボディーは可変的な長さを持ち、ペイロードとフレーム検査数列とで構成される。ペイロードはフレーム制御フィールド内のフレームの種類の詳細フィールドの内容によって互いに異なる形式を持つことになり、フレーム検査数列はフレーム内の間違いを確認するために使われる。
【００７９】
ペイロードはＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとの間で実際に交換されるデータであり、長さは０から２４７までの可変的な値を持つ。
【００８０】
フレーム検査数列は１６ビットであり、フレームボディーが間違いなく受信されたかを確認するために使われる。次の１６次標準発生多項式（Standard Generator Polynomial）を使って生成する。
【００８１】
［数１］
Ｇ（ｘ）＝ｘ１６＋ｘ１２＋ｘ５＋１
【００８２】
３．２ フレームの種類
フレームの種類は表６のように要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、
受信確認フレームの総４種類のフレームで定義されている。
【００８３】
【表６】
【００８４】
要求フレームは、ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間でＭＦＡＮ内の特定のＭＦＡＮ−Ｎに要求パケットを伝送するか、全てのＭＦＡＮ−Ｎに情報をブロードキャスティングする時に使用する。要求フレームの形式は表７の通りである。要求フレームをブロードキャスティングする時の受信確認方法は受信確認なしである。
【００８５】
【表７】
【００８６】
応答フレームはＭＦＡＮ−Ｃの要求に対するＭＦＡＮ−Ｎの応答パケットを応答区間で伝送する時に使用する。該当のＭＦＡＮ−Ｎは、特定回数以内で受信確認パケットを受ける時まで応答区間の間に応答パケットを伝送し、応答フレームの形式は表８の通りである。
【００８７】
【表８】
【００８８】
データフレームは、表９のように、非活性区間でＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃにデータを伝送する時に使用する。
【００８９】
【表９】
【００９０】
受信確認フレームの種類には応答受信確認フレームとデータ受信確認フレームとがある。
【００９１】
応答受信確認フレームは、ＭＦＡＮ−Ｃが要求フレームを伝送した場合、要求パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｎは応答パケットを伝送し、応答パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｃは応答受信確認パケットを伝送する。応答受信確認フレームは表１０の通りである。受信確認フレームのペイロードには受信した応答パケットに対する応答受信確認データが記録される。該当の応答フレームを受信したＭＦＡＮ−Ｃは、応答区間で短フレーム間隔の後に応答受信確認フレームを伝送することで送信ＭＦＡＮ−Ｎに答えることになる。
【００９２】
【表１０】
【００９３】
データ受信確認フレームは、受信したデータパケットに対する受信確認フレームである。ＭＦＡＮ−Ｃは非活性区間で短フレーム間隔の後にデータ受信確認フレームを伝送することでデータパケットを送信したＭＦＡＮ−Ｎに答えることになる。データ受信確認フレームは表１１のようにペイロードなしにフレームヘッダーとフレーム検査数列だけで構成される。但し、受信ノードのアドレスが０xＦＦＦＥ（合流されていないノード）であれば、ＵＩＤフィールドがデータ受信確認フレームに含まれる。
【００９４】
【表１１】
【００９５】
３．３ ペイロードの形式
ペイロードの形式は要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、応答受信確認フレームなど、フレームの種類によって異なるように構成される。
【００９６】
３．３．１ 要求フレーム
要求フレームのペイロードの形式は表１２のようにグループアドレス、要求コード、長さ、少なくとも１つの要求ブロックで構成される。グループアドレスが０xＦＦであれば、全てのグループのＭＦＡＮ−Ｎに応答を要求する。
【００９７】
【表１２】
【００９８】
グループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定のグループに応答要求をする時に使用する。
【００９９】
要求フレームのペイロード内の要求コードは表１３の通りである。
【０１００】
【表１３】
【０１０１】
長さフィールドは１バイトで構成され、要求ブロック長さの合を表しており、長さフィールドの値は要求ブロックの長さと個数によって可変的である。
【０１０２】
要求ブロックデータの形式は要求しようとする命令に応じて異なるように構成され、１つ以上の要求ブロックが要求フレームのペイロードに含まれることができる。
【０１０３】
各要求ブロックのデータの形式に関する説明は次の通りである。
【０１０４】
１） 合流要求
合流要求データの形式は８バイトのＵＩＤマスクで構成される（表１４）。このＵＩＤマスクは二分検索アルゴリズムの具現に活用することができる。
【０１０５】
【表１４】
【０１０６】
２）分離要求
分離要求データの形式は２バイトのノードアドレスと１バイトのスロット番号とで構成される（表１５)。 最初の２バイトは分離要求をしようとするＭＦＡＮ−Ｎのノードアドレスであり、その次の１バイトは応答区間のスロット番号である。この時、ノードアドレスが０xＦＦＦＦであれば、そのグループアドレスに該当する全てのＭＦＡＮ−Ｎに分離応答を要求する。
【０１０７】
【表１５】
【０１０８】
３）合流状態要求
合流状態要求データの形式は表１６に示している。最初の２バイトは合流状態要求をしようとするＭＦＡＮ−Ｎのノードアドレスである。この時、ノードアドレスが０xＦＦＦＦであれば、そのグループアドレスに該当する全てのＭＦＡＮ−Ｎに合流状態応答を要求する。
【０１０９】
【表１６】
【０１１０】
４）データの要求
データ要求データの形式は表１７に示している。最初の２バイトはノードアドレス、次の１バイトはスロット番号、その次の１バイトは受信するデータの種類である。スロット番号は分割された応答区間での時間順序を示し、データの種類は応用製品に応じて使用者が定義して使用する。
【０１１１】
【表１７】
【０１１２】
５）グループアドレスの設定要求
グループアドレスの設定要求データの形式は表１８に示している。最初の２バイトはノードアドレス、次の１バイトはスロット番号、その次の１バイトは設定するグループアドレスである。
【０１１３】
【表１８】
【０１１４】
３．３．２ 応答フレーム
応答フレームのペイロードは要求に対する応答データを含んでいる。応答フレームペイロードは表１９に示している。最初の１バイトはグループアドレス、次の１バイトは応答コード、その次の１バイトは応答データの長さ(L)、その次のＬバイトは応答データである。
【０１１５】
【表１９】
【０１１６】
グループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定グループに応答要求をする時に使用する。
【０１１７】
応答コードの種類は表２０の通りである。
【０１１８】
【表２０】
【０１１９】
長さフィールドは１バイトで構成され、応答データの長さを示し、応答データの種類によって応答データの長さは可変的である。
【０１２０】
応答データの種類は合流応答、分離応答、合流状態応答、データ応答、グループアドレス設定応答に分けられ、次のようなデータの形式で構成される。
【０１２１】
１）合流応答
合流応答データの形式は表２１に示している。合流応答データの形式は８バイトのＵＩＤで構成される。
【０１２２】
【表２１】
【０１２３】
２） 分離応答
分離応答データの形式は表２２に示している。分離応答データの形式は８バイトのＵＩＤで構成される。
【０１２４】
【表２２】
【０１２５】
３） 合流状態応答
合流状態応答データの形式は表２３に示している。合流状態応答データの形式は８バイトのＵＩＤと１バイトの状態確認値（Status Value）とで構成される。
【０１２６】
【表２３】
【０１２７】
状態確認値は次の表２４の通りである。
【０１２８】
【表２４】
【０１２９】
４） データ応答
データ応答データの形式は表２５に示している。データ応答データの形式はＬバイトの要求されたデータで構成される。
【０１３０】
【表２５】
【０１３１】
５） グループアドレス設定応答
グループアドレス設定応答データの形式は表２６に示している。グループアドレス設定応答データの形式は、変更されたグループアドレスが適用された８バイトのＵＩＤと１バイトの設定されたグループアドレスとで構成される。
【０１３２】
【表２６】
【０１３３】
３．３．３ データフレーム
データフレームペイロードは伝送するデータを含む。データフレームペイロードは８バイトのＵＩＤとＬバイトのデータとで構成される（表２７）。
【０１３４】
【表２７】
【０１３５】
３．３．４ 応答受信確認フレーム
応答受信確認フレームペイロードは受信した応答パケットに関するデータを含んでいる。応答受信確認ブロックの形式は表２８に示している。最初の１バイトはグループアドレスであり、次の１バイトは応答受信確認コード、その次の１バイトは長さ（Ｌ）、その次のＬバイトは応答受信確認データである。
【０１３６】
【表２８】
【０１３７】
応答受信確認フレームペイロードのグループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定のグループに応答要求をする時に使用する。
【０１３８】
応答受信確認フレームペイロードの応答受信確認コードは表２９の通りである。
【０１３９】
【表２９】
【０１４０】
応答受信確認フレームペイロードの長さフィールドは１バイトで構成され、応答受信確認データの長さを示し、応答受信確認データの種類によって可変的である。
【０１４１】
応答受信確認フレームペイロードの応答受信確認データの種類は合流応答受信確認、分離応答受信確認、合流状態応答受信確認、データ応答受信確認、設定応答受信確認に分けられる。応答受信確認データの形式は次の通りである。
【０１４２】
１）合流応答受信確認
合流応答受信確認データの形式は表３０に示している。最初の８バイトはＵＩＤであり、その次の２バイトは割り当てノードアドレスである。割り当てられたノードアドレスが合流されていないノードのアドレスである０xＦＦＦＥであれば、合流拒否されたことである。
【０１４３】
【表３０】
【０１４４】
２）分離応答受信確認
分離応答受信確認データの形式は表３1に示している。最初の８バイトはＵＩＤであり、その次の２バイトはノードアドレスである。分離を許容しない場合は、ノードアドレスは元々のノードアドレスを記録し、分離を許容する場合は、初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥを記録する。
【０１４５】
【表３１】
【０１４６】
３）合流状態応答受信確認
合流状態応答受信確認データは８バイトのＵＩＤで構成される（表３２）。
【０１４７】
【表３２】
【０１４８】
４）データ応答受信確認
データ応答受信確認データの形式は表３３に示している。データ応答受信確認の形式は２バイトのノードアドレスと１バイトの使用予約とで構成される。
【０１４９】
【表３３】
【０１５０】
５）グループアドレス設定応答受信確認
グループアドレス設定応答受信確認データの形式は表３４に示している。グループアドレス設定応答受信確認の形式は８バイトのＵＩＤと１バイトのグループアドレス状態確認値とで構成される。
【０１５１】
【表３４】
【０１５２】
グループアドレス状態確認値は表３５の通りである。
【０１５３】
【表３５】
【０１５４】
４．媒体接近制御機能
ＭＦＡＮの媒体接近制御層ではネットワークを管理するための合流及び分離、合流状態確認の手続きなどが使われる。データ伝送の種類には応答区間での伝送と非活性区間での伝送とがある。そして、ＭＦＡＮ−Ｎのグループ別管理のためにグループアドレス設定機能を提供する。
【０１５５】
ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃと通信するためには、まずＭＦＡＮに合流しなければならない。基本的に各ＭＦＡＮ−Ｎは既に形成されたＭＦＡＮがあるかどうかを調べた後、既存に形成されたＭＦＡＮがある場合はそこに合流し、ない場合は自分がＭＦＡＮ−Ｃになって新しいＭＦＡＮを形成する。ここで、新しいＭＦＡＮを形成するということは、周期的に要求パケットを伝送することを意味する。しかし、ノード自体の性能によって、ＭＦＡＮを形成せずにずっとＭＦＡＮ−Ｎで残っているか、既存にＭＦＡＮが形成されているか否かに関係なく自分がＭＦＡＮ−Ｃになって新しいＭＦＡＮを形成することができる。この場合、既存にＭＦＡＮが形成されていれば、周波数チャンネルが１つしかないのでネットワーク形成をあきらめることになる。
【０１５６】
図６は合流過程を説明するための流れ図である。
【０１５７】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮにまだ合流していないＭＦＡＮ−Ｎに対して合流要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは合流応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する合流可否を決めて合流応答受信確認パケットを通じてその結果を通知する。合流を許容した場合は、合流応答受信確認パケットに割り当てられたノードアドレスが含まれており、拒絶した場合は、初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥが記録されている。図６に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃが合流応答パケットを受信されなかったか、受信はしたが合流応答受信確認パケットのデータエラーで合流しようとするＭＦＡＮ−Ｎが合流応答受信確認パケットを受けなかった場合は、合流応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎時間スーパーフレームごとに合流応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから合流応答受信確認パケットを受けると、合流は完了する。
【０１５８】
図７は分離過程を説明するための流れ図である。
【０１５９】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されたＭＦＡＮ−Ｎに対して分離応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは分離応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する分離可否を決めて分離応答受信確認パケットを通じてその結果を通知する。分離を許容した場合は、分離応答受信確認パケットにはノードアドレスに初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥが記録されており、分離を拒絶した場合は、元々のノードアドレスが記録されている。図７に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃに分離応答パケットが受信されなかったか、受信はしたが分離応答受信確認パケットのデータエラーで分離しようとするＭＦＡＮ−Ｎが分離応答受信確認パケットを受けなかった場合は、分離応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎時間スーパーフレームごとに分離応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから分離応答受信確認パケットを受けると、分離は完了する。
【０１６０】
図８は合流状態確認過程を説明するための流れ図である。
【０１６１】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対して合流状態応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは合流状態応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する合流状態を確認して合流状態応答受信確認パケットを伝送する。図８に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃに合流状態応答パケットが受信されなかったか、受信はしたが合流状態応答受信確認パケットのデータエラーで合流状態応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎが合流状態応答受信確認パケットを受けなかった場合は、合流状態応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとに合流状態応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから合流状態応答受信確認パケットを受けると、合流状態応答は完了する。
【０１６２】
ＭＦＡＮでデータを伝送することができる区間は、応答区間と非活性区間とである。応答区間ではＭＦＡＮ−Ｃの要求によってデータを伝送することができ、非活性区間ではＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにデータを伝送することができる。
【０１６３】
図９は応答区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【０１６４】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対してデータ応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎはデータ応答パケットを応答区間を通じて伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎのデータを受信した後、データ受信確認パケットを伝送する。図９に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃにデータ応答パケットが受信されなかったか、受信はしたがデータ受信確認パケットのデータエラーでデータ応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎがデータ受信確認パケットを受けなかった場合は、データ受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとにデータ応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃからデータ受信確認パケットを受けると、データ伝送は完了する。
【０１６５】
図１０は非活性区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【０１６６】
ＭＦＡＮ−Ｎが特定時間の間に応答パケットを伝送しないと非活性区間になり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを伝送する前までこの区間は持続する。例外的に非活性区間の間にＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにデータを伝送することができる。図１０に示すように、ＭＦＡＮ−Ｎはシステムのインターラプトが発生することになると、ＭＦＡＮ−Ｃからの要求なしにデータを伝送することが可能である。ＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮ−Ｎのデータを受信されなかった場合は、データを受けるまでデータを再伝送する。ＭＦＡＮ−Ｎのデータ受信が完了すると、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎにデータ受信確認パケットを送信し、ＭＦＡＮ−Ｎがデータ受信確認パケットを受けると、データ伝送は完了する。
【０１６７】
図１１はグループアドレスの設定過程を説明するための流れ図である。
【０１６８】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対してグループアドレス設定応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎはグループアドレス設定応答パケットを応答区間を通じて伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎのグループアドレス設定状態を確認した後、グループアドレス設定応答受信確認パケットを伝送する。図１１に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃにグループアドレス設定応答パケットが受信されなかったか、受信はしたがグループアドレス設定応答受信確認パケットのデータエラーでグループアドレス設定応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎがグループアドレス設定応答受信確認パケットを受けなかった場合は、グループアドレス設定応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとにグループアドレス設定応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃからグループアドレス設定応答受信確認パケットを受けると、グループアドレス設定は完了する。
【０１６９】
以上、図６乃至図９及び図１１を参照して説明したことによれば、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎ１及びＭＦＡＮ−Ｎ２のうち、ＭＦＡＮ−Ｎ２をまず選択し、ＭＦＡＮ−Ｎ１を後で選択することになっているが、これに限られるものではない。例えば、ＭＦＡＮ−Ｃは受信確認方法が「マルチ応答受信確認（Multiple acknowledgement）」の場合は、ＭＦＡＮ−Ｎ１及びＭＦＡＮ−Ｎ２を同時に選択し、ＭＦＡＮ−Ｎ1及びＭＦＡＮ−Ｎ２に同時に受信確認パケットを伝送することになる。
【０１７０】
一方、ＭＦＡＮ−Ｃは要求パケットの再伝送回数に制限を置くことができる。また、ＭＦＡＮ−Ｎは応答パケットの再伝送回数に制限を置くことができる。
【０１７１】
以上で説明した工程、機能、方法及び/又はソフトウェアは、プロセッサがプログラム命令を実行又は遂行させるコンピューターによってインストールしたプログラム命令を含む１つ以上のコンピューターで読み取り可能な記録媒体に記録、格納又は固定されることができる。媒体はプログラム命令、データファイル、データ構造のようなものの単独又は組合を含むこともできる。媒体とプログラム命令は特別に設計されたか、構成されたものであることもあり、又は、コンピューターソフトウェア分野の当業者に広く知られているか、入手することができるものであることもある。コンピューターで読み取り可能な媒体はハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープのような磁気媒体と、ＣＤ-ＲＯＭディスクとＤＶＤのような光媒体と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリーのようにプログラム命令を格納し、且つ遂行するために特別に構成されたハードウェアデバイスなどを含む。プログラム命令としては、コンパイラによって生成された機械コード及び翻訳機を使ってコンピューターによって実行することができる高級コードが含まれたファイルを含む。上述したハードウェアデバイスは上記動作及び方法を遂行するために１つ又はその以上のソフトウェアモジュールとして動作するように構成するか、又はその逆に構成することができる。また、コンピューターで読み取り可能な記録媒体はネットワークを通じて連結されたコンピューターシステムの間に分散されることができ、コンピューターで読み取り可能なコード又はプログラム命令は、分散された形態で実行されることができる。
【０１７２】
以上のように、多様な事例を説明したが、これに限られず、多様に変形して実施することができる。例えば、前述した技法などが異なる順序で遂行されるか、及び/又は、記述したシステムに用いられた部品、アーキテクチャー、デバイス又は回路が他の方法で組合されたり、及び/又は他の部品やそれらの均等物で代替又は補充されても所望する結果が得られる。よって、その他のイムプリメンテーションは本発明の請求項の範囲に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチノード認識のための磁場通信方法に関し、特に、磁場通信ネットワークコーディネーター（Magnetic Field Area Network Coordinator；MFAN-C）とＭＦＡＮノード（MFAN Node；MFAN-N）との間の円滑な無線通信を可能にした方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【０００３】
周知のように、アンテナ（例えば、ダイポールアンテナ）に交流電圧を印加すると、電場が発生してアンテナに交流電流が流れることになって磁場が発生する。
【０００４】
この時、電磁場が距離ｄ（λ(波長)/２π)よりアンテナから分離されながら電磁波になって空間を伝播することになる。
【０００５】
ここで、磁場領域（magnetic field）とは、アンテナからλ/２πまでの領域のことを言い、この領域内での通信を磁場通信と言う。
【０００６】
このような磁場通信技術は既存のＲＦＩＤ技術とＵＳＮ（ubiquitous sensor network）技術とは違い、水、土、金属の周辺でも無線通信が可能な技術であって、既存の無線通信技術の限界点を乗り越えることができる核心技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国出願公開第２０１０−０７３２８９号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１０−０７４３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとの間の円滑な無線通信を可能にした、マルチノード認識のための磁場通信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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明のコーディネーターによって行われる磁場通信方法はネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうち、いずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階；前記要求パケットを受信したノードらから応答パケットを受信する（ｂ）段階；前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階；前記（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階；前記（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階；前記（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階；及び、前記（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階を含んでなる。
【００１０】
また、本発明のコーディネーターによって行われる磁場通信方法は、前記要求パケットの伝送回数をカウントする段階；前記（ｃ）段階で選択した応答パケットにエラーが発生するか、前記（ｃ）段階で選択した応答パケットの目的地アドレスと前記コーディネーターのノードアドレスとが一致しない場合、前記カウント数を確認する段階；及び、前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記要求パケットを再伝送する段階をさらに含んでなることができる。
【００１１】
また、前記（ｃ）段階及び前記（ｄ）段階は、前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち、多数の応答パケットを選択して多数の磁場通信ネットワークノードに応答受信確認パケットを伝送する段階であることがある。
【００１２】
また、前記磁場通信ネットワークの時間的要素は、前記磁場通信ネットワークのコーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記磁場通信ネットワークノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送する磁場通信ネットワークノードがなければ始まる非活性区間とからなる。
【００１３】
本発明のノードによって行われる磁場通信方法は、磁場通信ネットワークのコーディネーターから要求パケットを受信する（ａ）段階；ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定の応答パケットのうち、前記（ａ）段階で受信した要求パケットに該当する応答パケットを前記コーディネーターに伝送する（ｂ）段階；及び、前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記応答パケットを再送信する（ｃ）段階を含んでなる。ここで、前記（ｂ）段階及び前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記ノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まる非活性区間において、前記応答区間の時に行われる。
【００１４】
本発明のノードによって行われる磁場通信方法は、前記応答パケットの伝送回数をカウントする段階をさらに含むことができる。これにより、前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記カウント数を確認する段階；及び、前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記応答パケットを再伝送する段階を含んでなるものであることがある。
【００１５】
また、前記ノードは、前記コーディネーターから要求パケットが受信されなくても、前記非活性区間の時はデータ伝送が可能なものであることがある。
【００１６】
コンピューターで読み取り可能な記録媒体は、上述の磁場通信を実行するためのプログラムを格納することができる。
【００１７】
その他の特徴及び態様は以下の説明、図面及び請求範囲によって明らかになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のマルチノード認識のための磁場通信方法によれば、多数のセンサーノードが同時にコーディネーターに応答して信号同士が重なっても、コーディネーターでは信号を選び出すことができる。これにより、磁場通信ネットワークにおいて、コーディネーターと多数のセンサーノードとの間に信号衝突の心配がなく、円滑な通信が可能となる。さらに、コーディネーターは選択的な受信が可能になることによって、多数のセンサーノードを短時間に認識することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電磁波の発生原理を示す図である。
【図２】時間的構成要素であるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図３】物理的構成要素であるネットワークの構造を示す図である。
【図４】ＭＦＡＮ−Ｃの状態遷移図である。
【図５】ＭＦＡＮ−Ｎの状態遷移図である。
【図６】合流過程を説明するための流れ図である。
【図７】分離過程を説明するための流れ図である。
【図８】合流状態確認過程を説明するための流れ図である。
【図９】応答区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【図１０】非活性区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【図１１】グループアドレス設定過程を説明するための流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面及び詳細な説明において、特別な事情がないかぎり、同じ図面番号は同じ要素、特徴及び構造を意味する。これら構成要素の相対的な大きさや説明は、明確性、図解及び便宜のために誇張される場合もある。
【００２１】
以下の詳細な説明は、以下で説明する方法、装置及び/又はシステムの十分な理解のために提供される。よって、以下で説明するシステムの多様な変更、改造及び均等物は当業者に提示される。以下で説明する工程段階の実行及び/又は動作は一例であり、段階の順序及び/又は動作はこれに限られず、当該分野で広く知られている、例えば、必ず特定の順序で行われる段階の例外、及び/又は動作などによって変更することができる。
【００２２】
１．ネットワークの構成要素
ＭＦＡＮとは、低周波帯域（３０KHz〜３００KHz）で磁場信号を用いて情報を送受信する無線ネットワークである。無線通信の動作中心周波数は１２８ＫＨｚであり、変調方式としては２相位相偏移（Binary Phase Shift Keying；BPSK）方式、又は、振幅偏移（Amplitude Shift Keying；ASK）方式を利用する。データレートを多様化するためにマンチェスター（Manchester）符号化と非ゼロ復帰レベル（Non-Return-to-Zero Level；NRZ-L）符号化を使用することにより、数メートルの距離で数Ｋｂｐｓのデータレートを提供する。ＭＦＡＮに参与した機器はその役目によってＭＦＡＮ−Ｃ（Coordinator）とＭＦＡＮ−Ｎ（Node）とに分けられる。１つのＭＦＡＮの中にはただ１つのＭＦＡＮ−Ｃだけが存在し、ＭＦＡＮ−Ｃを中心として多数のＭＦＡＮ−Ｎ装置がネットワークを形成する。ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎの合流及び分離、解除を管理する。ＭＦＡＮでは時間分割多重接続（Time Division Multiple Access；TDMA）方式を使用する。ＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮにおける接続を管理して、ＭＦＡＮ−Ｎの接続時、ＭＦＡＮ−Ｃの判断に従って時間資源が分配される。ＭＦＡＮ技術はセンサーネットワーク、ホームネットワーク及び建設、農業、交通など応用サービス分野に適用することができる。
【００２３】
ＭＦＡＮを構成する重要な構成要素は時間的要素と物理的要素とに分けられる。時間的要素は要求区間と、応答区間と、非活性区間とで構成されるスーパーフレームのことを言い、物理的要素はＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとで構成されるネットワークを意味する。物理的要素の最も基本となる要素はノードである。ノードの種類にはネットワークを管理するＭＦＡＮ−Ｃとネットワークの構成要素であるＭＦＡＮ−Ｎがある。
【００２４】
図２は時間的要素であるスーパーフレームの構造を示し、図３は物理的な構成要素であるネットワークの構造を示す。ＭＦＡＮにおいて最初に決定しなければならないノードはＭＦＡＮ−Ｃであり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で要求パケットを伝送することでＭＦＡＮのスーパーフレームが始まる。ＭＦＡＮ−Ｃは通信領域内のＭＦＡＮ−Ｎ同士の合流と分離、解除及び送受信区間を管理する役目をする。ＭＦＡＮは通信領域内で１つのチャンネルを使用することができるので１つのネットワークだけが存在する。ＭＦＡＮの中でＭＦＡＮ−Ｃを除いた残りのノードはＭＦＡＮ−Ｎとなる。ＭＦＡＮ−Ｃと各ＭＦＡＮ−Ｎとの間は１：１で繋がっており、ＭＦＡＮに参与したノードらはその役目によってＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとに分けられるが、全てのノードはＭＦＡＮ−Ｃ又はＭＦＡＮ−Ｎの役目をすることができる。
【００２５】
ＭＦＡＮで活用することができる時間的要素は時間分割多重接続方式でのタイムスロット（Time Slot）である。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間でデータを伝送するＭＦＡＮ−Ｎのグループを管理し、選択されたグループのＭＦＡＮ内のＭＦＡＮ−Ｎによってタイムスロットは自律的に管理される。ＭＦＡＮスーパーフレームの構造は図２に示しており、要求区間と、応答区間と、非活性区間とからなり、要求区間と応答区間の長さは可変的である。スーパーフレームはＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で応答要求パケットを伝送することで始まる。応答要求パケットは応答区間の間に応答パケットを伝送することができるＭＦＡＮ−Ｎに関する情報を持っており、ＭＦＡＮ−Ｎは応答要求パケット内の情報を使用して応答区間の間に応答パケットを伝送する。
【００２６】
要求区間は、ＭＦＡＮ−Ｃが応答区間の間に応答フレームを伝送するためのＭＦＡＮ−Ｎに関する情報を持っている応答要求フレームを伝送する区間である。
【００２７】
応答区間は、ＭＦＡＮ−Ｃの応答要求に応じてＭＦＡＮ−Ｎが応答フレームを伝送することができる区間であり、ＭＦＡＮ内のＭＦＡＮ−Ｎの個数によっていくつかのタイムスロットに分けられる。各タイムスロットの長さは応答フレームの長さと受信確認フレームの長さによって可変的である。スロット番号は分割されたタイムスロットの手順によって決められ、各タイムスロットで伝送するＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃによって割り当てられる。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間の使用のために特定グループに応答区間を割り当てて、割り当てられたグループのノードらは応答区間を通じて自律的にデータフレームを伝送する。
【００２８】
非活性区間は、一定の時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まり、ＭＦＡＮ−Ｃの要求がなくてもノードらがデータを伝送することができる区間である。この区間はＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを送信する前まで持続する。
【００２９】
ＭＦＡＮのスーパーフレームは要求区間と、応答区間と、非活性区間とに分けられ、ＭＦＡＮの構成要素であるＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎは各区間で次のように動作する。
要求区間では、ＭＦＡＮ−Ｃが全体のノードに対して応答要求パケットをブロードキャスティングする。応答要求パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｎはこれに基づいて応答区間で応答パケットを伝送するかどうかを決める。ＭＦＡＮ−Ｃは応答区間で応答パケットを伝送するＭＦＡＮ−Ｎのグループを決めることができる。
【００３０】
応答区間では、ＭＦＡＮ−Ｃによって選択されたＭＦＡＮ−Ｎが応答パケットを伝送することができる。ＭＦＡＮ−Ｎが応答区間を通じて応答パケットを伝送すると、応答パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｃは応答受信確認パケットを送信する。応答受信確認パケットを受けなかったＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃから応答受信確認パケットを受けるまで応答区間で各タイムスロットごとに続けて応答パケットを伝送する。
【００３１】
何れのＭＦＡＮ−Ｎも特定時間の間に応答パケットを伝送しないと非活性区間となり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを伝送する前までこの区間は持続する。例外的に非活性区間の間にＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求がなくてもデータを伝送することができる。
【００３２】
ＭＦＡＮを構成する物理的要素は、ＭＦＡＮ−Ｃを中心とするスター型トポロジーネットワークでのＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎを含むノードである。ＭＦＡＮはＭＦＡＮ−Ｃを中心として各々のＭＦＡＮ−Ｎとデータを伝送することができるネットワークであり、ＭＦＡＮの基本構成要素はノードである。ノードはその役目によってＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとに分けられる。ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮの全体を管理し、１つのネットワークの中にただ１つだけが存在しなければならない。ＭＦＡＮ−Ｃは応答要求パケットを全てのＭＦＡＮ−Ｎに同時にブロードキャスティングすることによりＭＦＡＮ−Ｎを制御する。ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの統制に従って応答パケットを送受信しなければならない。ＭＦＡＮは、図３に示すように構成することができる。
【００３３】
ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮを管理するノードであって、１つのネットワークの中にただ１つだけが存在し、応答要求パケットを用いてＭＦＡＮ−Ｎを管理し且つ制御する。
【００３４】
ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃを除いたＭＦＡＮを構成するノードであって、１つのネットワークの中に最大６５,５１９個くらいが存在し、ＭＦＡＮ−Ｃが送信する要求パケットに従って応答パケットを伝送する。
【００３５】
ＭＦＡＮでは各々のＭＦＡＮ−Ｎを区別するためにＭＦＡＮ ＩＤ、ＵＩＤ、グループアドレス、ノードアドレスなどのアドレス体系を使用する。
【００３６】
ＭＦＡＮ ＩＤはＭＦＡＮを区別する固有ＩＤであって、その値は他のＭＦＡＮのIＤと重なることのない唯一の値であり、ＭＦＡＮが持続する間その値は維持される。
【００３７】
ＵＩＤは６４ビットで構成された固有識別子であって、表１のようにグループアドレスと、ＩＣ生産者コードと、ＩＣ生産者シリアル番号とで構成される。ＭＦＡＮ−ＮはＵＩＤによって区別される。
【００３８】
【表１】
【００３９】
グループアドレスは分類されたＭＦＡＮ−Ｎグループの識別子であって、パケット伝送時にグループ単位でデータ伝送要求をすることができて、衝突を最小化するための方法に活用され、０x００〜０x２Ｆの値を持つ。ＭＦＡＮで予約されたグループアドレスは表２の通りである。
【００４０】
【表２】
【００４１】
ノードアドレスはＵＩＤの代わりに各ノードを区別するために使用する識別子であって、ネットワークの合流時、ＭＦＡＮ−Ｃによって割り当てられる１６ビットのアドレスである。ＭＦＡＮで予約されたノードアドレスは表３の通りである。
【００４２】
【表３】
【００４３】
２．ネットワーク状態の概要
ＭＦＡＮにおいて、ＭＦＡＮ−Ｎはネットワークの形成、ネットワークの合流、応答伝送、データ伝送、ネットワークの分離、ネットワークの解除の動作状態を有する。
【００４４】
ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間で要求パケットをＭＦＡＮ−Ｎに伝送することでネットワークを形成する。要求パケットにはＭＦＡＮ IＤが含まれていて、ＭＦＡＮ−Ｎが接続するネットワークを識別することができる。最小のネットワーク区間とはＭＦＡＮ−Ｃだけが存在する時を意味し、要求区間と非活性区間だけで構成される。
【００４５】
ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間を通じて合流要求パケットを送信すると、ＭＦＡＮに合流しようとするＭＦＡＮ−Ｎは受信したパケットを判断して、所望するＭＦＡＮの合流要求パケットであれば、該当のＭＦＡＮに接続するために応答区間を通じて合流応答パケットを伝送する。合流応答パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎに合流応答受信確認パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃから合流応答受信確認パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｎはネットワークの合流が完了する。
【００４６】
ＭＦＡＮに合流したＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求や自発的にネットワークから分離されることができる。ＭＦＡＮ−Ｃは現在のネットワーク状況やサービス方式に従ってＭＦＡＮ−Ｎに分離要求を送信することで強制的に分離させることができる。自発的に分離された場合は、ＭＦＡＮ−Ｃの合流状態要求応答の結果から、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎの分離状況が分かる。
【００４７】
ＭＦＡＮでＭＦＡＮ−Ｃが要求区間を通じてデータ応答要求パケットを伝送すると、ＭＦＡＮ−Ｎは要求を受けたデータの種類に応じてデータ応答パケットをＭＦＡＮ−Ｃに伝送することができる。データ応答パケットが伝送されたＭＦＡＮ−Ｃはデータ受信確認パケットを伝送し、データ受信確認パケットを受けたＭＦＡＮ−Ｎはデータ伝送を完了する。
【００４８】
ＭＦＡＮの解除は、ＭＦＡＮ−Ｎの要求による正常的な解除と突発的な状況によって発生する非正常的な解除の２つに区分することができる。正常的な解除とは、ＭＦＡＮ−Ｃが解除可否を決定してこれを全体のＭＦＡＮ−Ｎに分離要求することによりネットワークを解除することを言う。非正常的なネットワーク解除とは、ネットワークに参与した全体のＭＦＡＮ−Ｎの電源が一度に切れたり、全体のＭＦＡＮ−Ｎが同時にＭＦＡＮの通信領域外へ出ることによりネットワークが解除されることを言う。
【００４９】
ＭＦＡＮのデバイス状態にはＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎの状態がある。ＭＦＡＮ−Ｃの状態には待機状態（standby state）、パケット分析状態（packet analysis state）及びパケット生成状態（packet generation state）がある。ＭＦＡＮ−Ｎの状態には節電状態（hibernation state）、活性化状態（activation state）、待機状態（standby state）、パケット分析状態（packet analysis state）及びパケット生成状態（packet generation state）がある。
【００５０】
図４はＭＦＡＮ−Ｃの状態遷移図である。図４に示すように、まずＭＦＡＮ−Ｃが待機状態でキャリアを検出する間、ＭＦＡＮ−Ｎからパケットが受信されるとパケット分析状態へ遷移する（Ｓ１０)。この時、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したデータパケットの目的地アドレスとが一致すると、ＭＦＡＮ−Ｃはパケット生成状態（Ｓ１１）へ遷移してＤＡ（Data receiving Acknowledgement；データ受信確認）パケットを生成した後、ＭＦＡＮ−Ｎに送信する。以後、ＭＦＡＮ−Ｃは待機状態（Ｓ１２）に復帰する。
【００５１】
一方、パケット分析状態でＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したデータパケットの目的地アドレスとが一致しないか、データパケットにエラーが発生した場合は、ＭＦＡＮ−Ｃはすぐ待機状態（Ｓ１３）に復帰する。パケット分析状態で受信した応答パケットにエラーが発生したり、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信した応答パケットの目的地アドレスとが一致しないと、ＭＦＡＮ−Ｃはパケット生成状態でＳＱ（Response Request：応答要求）パケットを再生成してＭＦＡＮ−Ｎに再伝送する。もし、このようなエラーが連続して発生する場合は、パケット分析状態の手続きが要求される回数（最大Ｎ）、例えば３回くらい繰り返して実行（Ｓ１４）される。この状態で、手続きがＮ＋１回に至る時、ＭＦＡＮ−ＣはＳＱパケットの再伝送をこれ以上繰り返して行うことは無駄だと判断して、電力消費を減らすためにパケット分析状態から待機状態（Ｓ１３）に復帰する。
【００５２】
一方、上位システムなどから任意のシステム命令（system command）を受信する場合に、ＭＦＡＮ−Ｃは待機状態からパケット生成状態（Ｓ１５）へ遷移して該当する要求パケットを伝送した後、待機状態（Ｓ１６）に復帰する。この状態で、システム命令にエラーが発生したり、ＭＦＡＮ−ＣのノードIＤと受信したシステム命令の目的地アドレスとが一致しないと、ＳＱパケットを伝送した後、待機状態（Ｓ１７）に復帰する。
【００５３】
図５はＭＦＡＮ−Ｎの状態遷移図である。図５に示すように、全てのＭＦＡＮ−Ｎは持続的にキャリアをチェックする。ＭＦＡＮ−Ｎは電源がオンになると、節電状態（Ｓ２０）に入る。この状態で、ウェイクアップ信号（ビット列）が検出されると、ＭＦＡＮ−Ｎは活性化状態（Ｓ２１）へ遷移する。この状態で、ＳＱパケットが受信されると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット分析状態に入って受信したＳＱパケットを分析する。
【００５４】
この時、ＳＱパケットの目的地アドレス、グループIＤ及びＭＦＡＮ−ＮのノードIＤが一致すると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット生成状態（Ｓ２３）へ遷移してＭＦＡＮ−Ｃに応答パケットを送信した後、待機状態（Ｓ２４）へ遷移する。一方、ＳＱパケットの目的地アドレス、グループIＤ及びＭＦＡＮ−ＮのノードIＤが一致しないと、すぐ節電状態（Ｓ２５）に復帰する。待機状態でキャリア検出を行う（Ｓ２６）間に自分のノードに対するＳＡ（response acknowledgement：応答確認）パケットを受信した場合は、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ２７）に復帰する反面、他のノードに対するＳＡパケットを受信した場合は、パケット生成状態へ遷移（Ｓ２８）する。
【００５５】
待機状態でスロットナンバーが割り当てられず、タイムアウト周期が経過する時は、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ２９）にすぐ復帰する反面、スロットナンバーが割り当てられる時は、タイムアウト周期の経過回数が連続して最大Ｎ回になるまでパケット生成状態（Ｓ３０）へ遷移して応答パケットを生成し、待機状態でスロットナンバーが割り当てられ、タイムアウト周期の経過回数がＮ＋１回になった時は、これ以上の反復的な応答パケット生成が無駄だと判断して、電力消費を減らすために節電状態（Ｓ３１）に復帰する。もし待機状態でキャリア検出を行う間にＳＱパケットを受信すると、ＭＦＡＮ−Ｎはパケット分析状態（Ｓ３２）へ遷移する。
【００５６】
一方、システムのインターラプトが発生すると、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態から活性化状態（Ｓ３３）へ遷移する。この場合、ＭＦＡＮ−Ｎがシステムからデータを受信すると、パケット生成状態（Ｓ３４）に移動してデータパケットを生成した後にＭＦＡＮ−Ｃに伝送し、その後、パケット生成状態から待機状態（３５）へ遷移する。この状態で、もしＤＡパケットが受信されると、ＭＦＡＮ−Ｎは節電状態（Ｓ３６）に復帰する。
【００５７】
もしＤＡパケットがタイムアウト周期の間に受信されないと、ＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃにデータパケットを再生成して再伝送した後にパケット生成状態から待機状態（Ｓ３７）に入るが、このようにＤＡパケットがタイムアウト周期が経過するまでに受信されないことが連続して発生すると、パケット生成状態の手続きが要求される回数（最大Ｎ）、例えば３回くらい繰り返して実行される。手続きがＮ＋１回に到る時、ＭＦＡＮ−Ｎは待機状態から節電状態（Ｓ３８）に復帰する。
【００５８】
３．媒体接近制御フレームの形式
ＭＦＡＮの媒体接近制御フレームは表４に示すように、フレームヘッダーとフレームボディーとで構成される。フレームヘッダーはＭＦＡＮ−Ｎ間のデータ交換のための情報であり、フレームボディーはＭＦＡＮデバイス間で実際に取り交わすデータである。
【００５９】
３．１ フレームの形式
フレームヘッダーはＭＦＡＮ−Ｎ間にデータを交換するために必要なＭＦＡＮ IＤ、フレーム制御情報、送/受信ノードアドレス、フレーム一連番号などの制御関連情報を含んでいる。この部分に位置した情報をもってフレームの種類とフレームを取り交わすノードを区分する。またこれを用いて交換されたフレームの間違いを確認してフレームの信頼性を高める。
【００６０】
フレームボディーはＭＦＡＮデバイス間で実際に取り交わすデータが載せられたペイロードとペイロード内の間違いを確認するためのフレーム検査数列（Frame Check Sequence；FCS）とで構成される。
【００６１】
【表４】
【００６２】
フレームヘッダーにはフレームの送受信及び流れ制御のための情報などが含まれている。
【００６３】
ＭＦＡＮ IＤフィールドは、表４のように１バイトで構成され、ネットワークを区別するために使われる。
【００６４】
フレーム制御要素はフレームの種類、受信確認方法、ファースト片、ラスト片、プロトコルバージョンなどの詳細フィールドで構成されており、その形式は表５に示している。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５の各フィールドは次のように説明される。
【００６７】
１）フレームの種類フィールドは３ビットからなる（表６を参照)。
２）受信確認方法フィールドは２ビットからなり、受信確認フレームの受信確認方法フィールドは自分の受信確認フレームの種類を示し、それ以外のフレームでは該当フレームに対する受信ノードが使用する受信確認方法を示す。
【００６８】
次は受信確認方法を示す。
【００６９】
ａ）受信確認なし（No acknowledgement）： 受信ノードは伝送されたパケットに対する受信確認をせず、送信ノードは実際の結果にかかわらず伝送が成功したとみなす。このような方法は受信確認を要しない１：１、１：Ｎで伝送されるフレームで使われる。
【００７０】
ｂ）シングル応答受信確認（Single acknowledgement）：該当の応答パケットを受信したノードは、短フレーム間隔（Short Interframe Space；SIFS）の後に応答受信確認パケットを伝送することで送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：１で伝送されるフレームにおいてのみ使わなければならない。
【００７１】
ｃ）マルチ応答受信確認（Multiple acknowledgement）: 該当の応答パケットを受信したノードは短フレーム間隔の後に多数の送信ノードに応答受信確認パケットを伝送することで多数の送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：Ｎで伝送されるフレームで使われることができる。
【００７２】
ｄ）データ受信確認（Data acknowledgement）：該当のデータフレームを受信したノートは、短フレーム間隔の後にデータ受信確認パケットを伝送することで送信ノードに答えることになる。このような受信確認方法は１：１で伝送されるフレームにおいてのみ使わなければならない。
【００７３】
３）ファースト片フィールドは１ビットであり、「１」は該当フレームが上位層からのデータの開始であることを意味し、「０」は開始ではないことを意味する。
【００７４】
４）ラスト片フィールドは１ビットであり、「１」は該当フレームが上位層からのデータの終了であることを意味し、「０」は終了ではないことを意味する。
【００７５】
５）プロトコルバージョンフィールドは２ビットからなり、サイズと位置はシステムの規格バージョンにかかわらず一定である。現在の値は０であり、新しいバージョンが出るごとに１ずつ増加する。特定ノードから自分のバージョンより高いパケットを受けた場合は、送信したノードには知らせずに捨てる。
【００７６】
６）使用予約：後のために予約されたフィールドである。
【００７７】
一連番号フィールドは８ビットの長さを持ち、該当フレームの一連番号を示す。フレームには各パケット当たりに割り当てられたカウンターによって０から２５５までの一連番号が順に付けられ、２５５を超えた時には０からまた付けられる。
【００７８】
フレームボディーは可変的な長さを持ち、ペイロードとフレーム検査数列とで構成される。ペイロードはフレーム制御フィールド内のフレームの種類の詳細フィールドの内容によって互いに異なる形式を持つことになり、フレーム検査数列はフレーム内の間違いを確認するために使われる。
【００７９】
ペイロードはＭＦＡＮ−ＣとＭＦＡＮ−Ｎとの間で実際に交換されるデータであり、長さは０から２４７までの可変的な値を持つ。
【００８０】
フレーム検査数列は１６ビットであり、フレームボディーが間違いなく受信されたかを確認するために使われる。次の１６次標準発生多項式（Standard Generator Polynomial）を使って生成する。
【００８１】
［数１］
Ｇ（ｘ）＝ｘ１６＋ｘ１２＋ｘ５＋１
【００８２】
３．２ フレームの種類
フレームの種類は表６のように要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、
受信確認フレームの総４種類のフレームで定義されている。
【００８３】
【表６】
【００８４】
要求フレームは、ＭＦＡＮ−Ｃが要求区間でＭＦＡＮ内の特定のＭＦＡＮ−Ｎに要求パケットを伝送するか、全てのＭＦＡＮ−Ｎに情報をブロードキャスティングする時に使用する。要求フレームの形式は表７の通りである。要求フレームをブロードキャスティングする時の受信確認方法は受信確認なしである。
【００８５】
【表７】
【００８６】
応答フレームはＭＦＡＮ−Ｃの要求に対するＭＦＡＮ−Ｎの応答パケットを応答区間で伝送する時に使用する。該当のＭＦＡＮ−Ｎは、特定回数以内で受信確認パケットを受ける時まで応答区間の間に応答パケットを伝送し、応答フレームの形式は表８の通りである。
【００８７】
【表８】
【００８８】
データフレームは、表９のように、非活性区間でＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃにデータを伝送する時に使用する。
【００８９】
【表９】
【００９０】
受信確認フレームの種類には応答受信確認フレームとデータ受信確認フレームとがある。
【００９１】
応答受信確認フレームは、ＭＦＡＮ−Ｃが要求フレームを伝送した場合、要求パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｎは応答パケットを伝送し、応答パケットを受信したＭＦＡＮ−Ｃは応答受信確認パケットを伝送する。応答受信確認フレームは表１０の通りである。受信確認フレームのペイロードには受信した応答パケットに対する応答受信確認データが記録される。該当の応答フレームを受信したＭＦＡＮ−Ｃは、応答区間で短フレーム間隔の後に応答受信確認フレームを伝送することで送信ＭＦＡＮ−Ｎに答えることになる。
【００９２】
【表１０】
【００９３】
データ受信確認フレームは、受信したデータパケットに対する受信確認フレームである。ＭＦＡＮ−Ｃは非活性区間で短フレーム間隔の後にデータ受信確認フレームを伝送することでデータパケットを送信したＭＦＡＮ−Ｎに答えることになる。データ受信確認フレームは表１１のようにペイロードなしにフレームヘッダーとフレーム検査数列だけで構成される。但し、受信ノードのアドレスが０xＦＦＦＥ（合流されていないノード）であれば、ＵＩＤフィールドがデータ受信確認フレームに含まれる。
【００９４】
【表１１】
【００９５】
３．３ ペイロードの形式
ペイロードの形式は要求フレーム、応答フレーム、データフレーム、応答受信確認フレームなど、フレームの種類によって異なるように構成される。
【００９６】
３．３．１ 要求フレーム
要求フレームのペイロードの形式は表１２のようにグループアドレス、要求コード、長さ、少なくとも１つの要求ブロックで構成される。グループアドレスが０xＦＦであれば、全てのグループのＭＦＡＮ−Ｎに応答を要求する。
【００９７】
【表１２】
【００９８】
グループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定のグループに応答要求をする時に使用する。
【００９９】
要求フレームのペイロード内の要求コードは表１３の通りである。
【０１００】
【表１３】
【０１０１】
長さフィールドは１バイトで構成され、要求ブロック長さの合を表しており、長さフィールドの値は要求ブロックの長さと個数によって可変的である。
【０１０２】
要求ブロックデータの形式は要求しようとする命令に応じて異なるように構成され、１つ以上の要求ブロックが要求フレームのペイロードに含まれることができる。
【０１０３】
各要求ブロックのデータの形式に関する説明は次の通りである。
【０１０４】
１） 合流要求
合流要求データの形式は８バイトのＵＩＤマスクで構成される（表１４）。このＵＩＤマスクは二分検索アルゴリズムの具現に活用することができる。
【０１０５】
【表１４】
【０１０６】
２）分離要求
分離要求データの形式は２バイトのノードアドレスと１バイトのスロット番号とで構成される（表１５)。 最初の２バイトは分離要求をしようとするＭＦＡＮ−Ｎのノードアドレスであり、その次の１バイトは応答区間のスロット番号である。この時、ノードアドレスが０xＦＦＦＦであれば、そのグループアドレスに該当する全てのＭＦＡＮ−Ｎに分離応答を要求する。
【０１０７】
【表１５】
【０１０８】
３）合流状態要求
合流状態要求データの形式は表１６に示している。最初の２バイトは合流状態要求をしようとするＭＦＡＮ−Ｎのノードアドレスである。この時、ノードアドレスが０xＦＦＦＦであれば、そのグループアドレスに該当する全てのＭＦＡＮ−Ｎに合流状態応答を要求する。
【０１０９】
【表１６】
【０１１０】
４）データの要求
データ要求データの形式は表１７に示している。最初の２バイトはノードアドレス、次の１バイトはスロット番号、その次の１バイトは受信するデータの種類である。スロット番号は分割された応答区間での時間順序を示し、データの種類は応用製品に応じて使用者が定義して使用する。
【０１１１】
【表１７】
【０１１２】
５）グループアドレスの設定要求
グループアドレスの設定要求データの形式は表１８に示している。最初の２バイトはノードアドレス、次の１バイトはスロット番号、その次の１バイトは設定するグループアドレスである。
【０１１３】
【表１８】
【０１１４】
３．３．２ 応答フレーム
応答フレームのペイロードは要求に対する応答データを含んでいる。応答フレームペイロードは表１９に示している。最初の１バイトはグループアドレス、次の１バイトは応答コード、その次の１バイトは応答データの長さ(L)、その次のＬバイトは応答データである。
【０１１５】
【表１９】
【０１１６】
グループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定グループに応答要求をする時に使用する。
【０１１７】
応答コードの種類は表２０の通りである。
【０１１８】
【表２０】
【０１１９】
長さフィールドは１バイトで構成され、応答データの長さを示し、応答データの種類によって応答データの長さは可変的である。
【０１２０】
応答データの種類は合流応答、分離応答、合流状態応答、データ応答、グループアドレス設定応答に分けられ、次のようなデータの形式で構成される。
【０１２１】
１）合流応答
合流応答データの形式は表２１に示している。合流応答データの形式は８バイトのＵＩＤで構成される。
【０１２２】
【表２１】
【０１２３】
２） 分離応答
分離応答データの形式は表２２に示している。分離応答データの形式は８バイトのＵＩＤで構成される。
【０１２４】
【表２２】
【０１２５】
３） 合流状態応答
合流状態応答データの形式は表２３に示している。合流状態応答データの形式は８バイトのＵＩＤと１バイトの状態確認値（Status Value）とで構成される。
【０１２６】
【表２３】
【０１２７】
状態確認値は次の表２４の通りである。
【０１２８】
【表２４】
【０１２９】
４） データ応答
データ応答データの形式は表２５に示している。データ応答データの形式はＬバイトの要求されたデータで構成される。
【０１３０】
【表２５】
【０１３１】
５） グループアドレス設定応答
グループアドレス設定応答データの形式は表２６に示している。グループアドレス設定応答データの形式は、変更されたグループアドレスが適用された８バイトのＵＩＤと１バイトの設定されたグループアドレスとで構成される。
【０１３２】
【表２６】
【０１３３】
３．３．３ データフレーム
データフレームペイロードは伝送するデータを含む。データフレームペイロードは８バイトのＵＩＤとＬバイトのデータとで構成される（表２７）。
【０１３４】
【表２７】
【０１３５】
３．３．４ 応答受信確認フレーム
応答受信確認フレームペイロードは受信した応答パケットに関するデータを含んでいる。応答受信確認ブロックの形式は表２８に示している。最初の１バイトはグループアドレスであり、次の１バイトは応答受信確認コード、その次の１バイトは長さ（Ｌ）、その次のＬバイトは応答受信確認データである。
【０１３６】
【表２８】
【０１３７】
応答受信確認フレームペイロードのグループアドレスフィールドは１バイトで構成され、特定のグループに応答要求をする時に使用する。
【０１３８】
応答受信確認フレームペイロードの応答受信確認コードは表２９の通りである。
【０１３９】
【表２９】
【０１４０】
応答受信確認フレームペイロードの長さフィールドは１バイトで構成され、応答受信確認データの長さを示し、応答受信確認データの種類によって可変的である。
【０１４１】
応答受信確認フレームペイロードの応答受信確認データの種類は合流応答受信確認、分離応答受信確認、合流状態応答受信確認、データ応答受信確認、設定応答受信確認に分けられる。応答受信確認データの形式は次の通りである。
【０１４２】
１）合流応答受信確認
合流応答受信確認データの形式は表３０に示している。最初の８バイトはＵＩＤであり、その次の２バイトは割り当てノードアドレスである。割り当てられたノードアドレスが合流されていないノードのアドレスである０xＦＦＦＥであれば、合流拒否されたことである。
【０１４３】
【表３０】
【０１４４】
２）分離応答受信確認
分離応答受信確認データの形式は表３1に示している。最初の８バイトはＵＩＤであり、その次の２バイトはノードアドレスである。分離を許容しない場合は、ノードアドレスは元々のノードアドレスを記録し、分離を許容する場合は、初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥを記録する。
【０１４５】
【表３１】
【０１４６】
３）合流状態応答受信確認
合流状態応答受信確認データは８バイトのＵＩＤで構成される（表３２）。
【０１４７】
【表３２】
【０１４８】
４）データ応答受信確認
データ応答受信確認データの形式は表３３に示している。データ応答受信確認の形式は２バイトのノードアドレスと１バイトの使用予約とで構成される。
【０１４９】
【表３３】
【０１５０】
５）グループアドレス設定応答受信確認
グループアドレス設定応答受信確認データの形式は表３４に示している。グループアドレス設定応答受信確認の形式は８バイトのＵＩＤと１バイトのグループアドレス状態確認値とで構成される。
【０１５１】
【表３４】
【０１５２】
グループアドレス状態確認値は表３５の通りである。
【０１５３】
【表３５】
【０１５４】
４．媒体接近制御機能
ＭＦＡＮの媒体接近制御層ではネットワークを管理するための合流及び分離、合流状態確認の手続きなどが使われる。データ伝送の種類には応答区間での伝送と非活性区間での伝送とがある。そして、ＭＦＡＮ−Ｎのグループ別管理のためにグループアドレス設定機能を提供する。
【０１５５】
ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃと通信するためには、まずＭＦＡＮに合流しなければならない。基本的に各ＭＦＡＮ−Ｎは既に形成されたＭＦＡＮがあるかどうかを調べた後、既存に形成されたＭＦＡＮがある場合はそこに合流し、ない場合は自分がＭＦＡＮ−Ｃになって新しいＭＦＡＮを形成する。ここで、新しいＭＦＡＮを形成するということは、周期的に要求パケットを伝送することを意味する。しかし、ノード自体の性能によって、ＭＦＡＮを形成せずにずっとＭＦＡＮ−Ｎで残っているか、既存にＭＦＡＮが形成されているか否かに関係なく自分がＭＦＡＮ−Ｃになって新しいＭＦＡＮを形成することができる。この場合、既存にＭＦＡＮが形成されていれば、周波数チャンネルが１つしかないのでネットワーク形成をあきらめることになる。
【０１５６】
図６は合流過程を説明するための流れ図である。
【０１５７】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮにまだ合流していないＭＦＡＮ−Ｎに対して合流要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは合流応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する合流可否を決めて合流応答受信確認パケットを通じてその結果を通知する。合流を許容した場合は、合流応答受信確認パケットに割り当てられたノードアドレスが含まれており、拒絶した場合は、初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥが記録されている。図６に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃが合流応答パケットを受信されなかったか、受信はしたが合流応答受信確認パケットのデータエラーで合流しようとするＭＦＡＮ−Ｎが合流応答受信確認パケットを受けなかった場合は、合流応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎時間スーパーフレームごとに合流応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから合流応答受信確認パケットを受けると、合流は完了する。
【０１５８】
図７は分離過程を説明するための流れ図である。
【０１５９】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されたＭＦＡＮ−Ｎに対して分離応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは分離応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する分離可否を決めて分離応答受信確認パケットを通じてその結果を通知する。分離を許容した場合は、分離応答受信確認パケットにはノードアドレスに初期ノードアドレスである０xＦＦＦＥが記録されており、分離を拒絶した場合は、元々のノードアドレスが記録されている。図７に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃに分離応答パケットが受信されなかったか、受信はしたが分離応答受信確認パケットのデータエラーで分離しようとするＭＦＡＮ−Ｎが分離応答受信確認パケットを受けなかった場合は、分離応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎時間スーパーフレームごとに分離応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから分離応答受信確認パケットを受けると、分離は完了する。
【０１６０】
図８は合流状態確認過程を説明するための流れ図である。
【０１６１】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対して合流状態応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎは合流状態応答パケットを応答区間を通じてＭＦＡＮ−Ｃに伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−ＮのＭＦＡＮに対する合流状態を確認して合流状態応答受信確認パケットを伝送する。図８に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃに合流状態応答パケットが受信されなかったか、受信はしたが合流状態応答受信確認パケットのデータエラーで合流状態応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎが合流状態応答受信確認パケットを受けなかった場合は、合流状態応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとに合流状態応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃから合流状態応答受信確認パケットを受けると、合流状態応答は完了する。
【０１６２】
ＭＦＡＮでデータを伝送することができる区間は、応答区間と非活性区間とである。応答区間ではＭＦＡＮ−Ｃの要求によってデータを伝送することができ、非活性区間ではＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにデータを伝送することができる。
【０１６３】
図９は応答区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【０１６４】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対してデータ応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎはデータ応答パケットを応答区間を通じて伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎのデータを受信した後、データ受信確認パケットを伝送する。図９に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃにデータ応答パケットが受信されなかったか、受信はしたがデータ受信確認パケットのデータエラーでデータ応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎがデータ受信確認パケットを受けなかった場合は、データ受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとにデータ応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃからデータ受信確認パケットを受けると、データ伝送は完了する。
【０１６５】
図１０は非活性区間でのデータ伝送過程を説明するための流れ図である。
【０１６６】
ＭＦＡＮ−Ｎが特定時間の間に応答パケットを伝送しないと非活性区間になり、ＭＦＡＮ−Ｃが要求パケットを伝送する前までこの区間は持続する。例外的に非活性区間の間にＭＦＡＮ−ＮはＭＦＡＮ−Ｃの要求なしにデータを伝送することができる。図１０に示すように、ＭＦＡＮ−Ｎはシステムのインターラプトが発生することになると、ＭＦＡＮ−Ｃからの要求なしにデータを伝送することが可能である。ＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮ−Ｎのデータを受信されなかった場合は、データを受けるまでデータを再伝送する。ＭＦＡＮ−Ｎのデータ受信が完了すると、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎにデータ受信確認パケットを送信し、ＭＦＡＮ−Ｎがデータ受信確認パケットを受けると、データ伝送は完了する。
【０１６７】
図１１はグループアドレスの設定過程を説明するための流れ図である。
【０１６８】
要求区間でＭＦＡＮ−ＣがＭＦＡＮに合流されているＭＦＡＮ−Ｎに対してグループアドレス設定応答要求パケットを送信すると、これにより、ＭＦＡＮ−Ｎはグループアドレス設定応答パケットを応答区間を通じて伝送する。ＭＦＡＮ−Ｃは該当のＭＦＡＮ−Ｎのグループアドレス設定状態を確認した後、グループアドレス設定応答受信確認パケットを伝送する。図１１に示すように、ＭＦＡＮ−Ｃにグループアドレス設定応答パケットが受信されなかったか、受信はしたがグループアドレス設定応答受信確認パケットのデータエラーでグループアドレス設定応答パケットを送信しようとするＭＦＡＮ−Ｎがグループアドレス設定応答受信確認パケットを受けなかった場合は、グループアドレス設定応答受信確認パケットを受けるまで続けて毎タイムスロットごとにグループアドレス設定応答パケットを伝送する。ＭＦＡＮ−ＮがＭＦＡＮ−Ｃからグループアドレス設定応答受信確認パケットを受けると、グループアドレス設定は完了する。
【０１６９】
以上、図６乃至図９及び図１１を参照して説明したことによれば、ＭＦＡＮ−ＣはＭＦＡＮ−Ｎ１及びＭＦＡＮ−Ｎ２のうち、ＭＦＡＮ−Ｎ２をまず選択し、ＭＦＡＮ−Ｎ１を後で選択することになっているが、これに限られるものではない。例えば、ＭＦＡＮ−Ｃは受信確認方法が「マルチ応答受信確認（Multiple acknowledgement）」の場合は、ＭＦＡＮ−Ｎ１及びＭＦＡＮ−Ｎ２を同時に選択し、ＭＦＡＮ−Ｎ1及びＭＦＡＮ−Ｎ２に同時に受信確認パケットを伝送することになる。
【０１７０】
一方、ＭＦＡＮ−Ｃは要求パケットの再伝送回数に制限を置くことができる。また、ＭＦＡＮ−Ｎは応答パケットの再伝送回数に制限を置くことができる。
【０１７１】
以上で説明した工程、機能、方法及び/又はソフトウェアは、プロセッサがプログラム命令を実行又は遂行させるコンピューターによってインストールしたプログラム命令を含む１つ以上のコンピューターで読み取り可能な記録媒体に記録、格納又は固定されることができる。媒体はプログラム命令、データファイル、データ構造のようなものの単独又は組合を含むこともできる。媒体とプログラム命令は特別に設計されたか、構成されたものであることもあり、又は、コンピューターソフトウェア分野の当業者に広く知られているか、入手することができるものであることもある。コンピューターで読み取り可能な媒体はハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープのような磁気媒体と、ＣＤ-ＲＯＭディスクとＤＶＤのような光媒体と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリーのようにプログラム命令を格納し、且つ遂行するために特別に構成されたハードウェアデバイスなどを含む。プログラム命令としては、コンパイラによって生成された機械コード及び翻訳機を使ってコンピューターによって実行することができる高級コードが含まれたファイルを含む。上述したハードウェアデバイスは上記動作及び方法を遂行するために１つ又はその以上のソフトウェアモジュールとして動作するように構成するか、又はその逆に構成することができる。また、コンピューターで読み取り可能な記録媒体はネットワークを通じて連結されたコンピューターシステムの間に分散されることができ、コンピューターで読み取り可能なコード又はプログラム命令は、分散された形態で実行されることができる。
【０１７２】
以上のように、多様な事例を説明したが、これに限られず、多様に変形して実施することができる。例えば、前述した技法などが異なる順序で遂行されるか、及び/又は、記述したシステムに用いられた部品、アーキテクチャー、デバイス又は回路が他の方法で組合されたり、及び/又は他の部品やそれらの均等物で代替又は補充されても所望する結果が得られる。よって、その他のイムプリメンテーションは本発明の請求項の範囲に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場通信ネットワークのコーディネーターによって行われ、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階と、
前記要求パケットを受信したノードらから応答パケットを受信する（ｂ）段階と、
前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階と、
前記（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階と、
前記（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階と、
前記（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階と、及び、
前記（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階とを含んでなる磁場通信方法。
【請求項２】
前記要求パケットの伝送回数をカウントする段階と、
前記（ｃ）段階で選択した応答パケットにエラーが発生するか、前記（ｃ）段階で選択した応答パケットの目的地アドレスと前記コーディネーターのノードアドレスとが一致しない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記要求パケットを再伝送する段階をさらに含んでなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項３】
前記（ｃ）段階及び前記（ｄ）段階は、
前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち、多数の応答パケットを選択して多数の磁場通信ネットワークノードに応答受信確認パケットを伝送することを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項４】
前記磁場通信ネットワークの時間的要素は、
前記磁場通信ネットワークのコーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記磁場通信ネットワークノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送する磁場通信ネットワークノードがなければ始まる非活性区間とからなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項５】
磁場通信ネットワークのノードによって行われ、
磁場通信ネットワークのコーディネーターから要求パケットを受信する（ａ） 段階と、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定の応答パケットのうち、前記（ａ）段階で受信した要求パケットに該当する応答パケットを前記コーディネーターに伝送する（ｂ）段階、及び、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記応答パケットを再伝送する（ｃ）段階とを含んでなり、
前記（ｂ）段階及び前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間、前記ノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まる非活性区間において、前記応答区間の時に行われることを特徴とする磁場通信方法。
【請求項６】
前記応答パケットの伝送回数をカウントする段階を更に含むが、
前記（ｃ）段階は、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記応答パケットを再伝送する段階とを含んでなることを特徴とする請求項５記載の磁場通信方法。
【請求項７】
前記ノードは、
前記コーディネーターから要求パケットが受信されなくても前記非活性区間の時はデータ伝送が可能であることを特徴とする請求項５記載の磁場通信方法。
【請求項８】
第１項乃至第７項のうちいずれか一項の磁場通信方法を実行するプログラムが記録されてコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
磁場通信ネットワークのコーディネーターによって行われ、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定のうちいずれか１つを要求する要求パケットを伝送する（ａ）段階と、
前記要求パケットを受信したノードらから応答パケットを受信する（ｂ）段階と、
前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｃ）段階と、
前記（ｃ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｄ）段階と、
前記（ｄ）段階の応答受信確認パケットが受信されなかったノードが、再伝送する応答パケットを受信する（ｅ）段階と、
前記（ｅ）段階で受信した応答パケットのうち少なくとも１つを選択する（ｆ）段階と、及び、
前記（ｆ）段階で選択した応答パケットに該当するノードに応答受信確認パケットを伝送する（ｇ）段階とを含んでなる磁場通信方法。
【請求項２】
前記要求パケットの伝送回数をカウントする段階と、
前記（ｃ）段階で選択した応答パケットにエラーが発生するか、前記（ｃ）段階で選択した応答パケットの目的地アドレスと前記コーディネーターのノードアドレスとが一致しない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記要求パケットを再伝送する段階をさらに含んでなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項３】
前記（ｃ）段階及び前記（ｄ）段階は、
前記（ｂ）段階で受信した応答パケットのうち、多数の応答パケットを選択して多数の磁場通信ネットワークノードに応答受信確認パケットを伝送することを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項４】
前記磁場通信ネットワークの時間的要素は、
前記磁場通信ネットワークのコーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間と、前記磁場通信ネットワークノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送する磁場通信ネットワークノードがなければ始まる非活性区間とからなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信方法。
【請求項５】
磁場通信ネットワークのノードによって行われ、
磁場通信ネットワークのコーディネーターから要求パケットを受信する（ａ） 段階と、
ネットワークの合流、ネットワークの分離、ネットワークの合流状態確認、データ伝送及びグループアドレス設定の応答パケットのうち、前記（ａ）段階で受信した要求パケットに該当する応答パケットを前記コーディネーターに伝送する（ｂ）段階、及び、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記応答パケットを再伝送する（ｃ）段階とを含んでなり、
前記（ｂ）段階及び前記（ｃ）段階は、前記コーディネーターが要求パケットを伝送する要求区間、前記ノードが応答パケットを伝送する応答区間、及び、あらかじめ決まっている時間の間に応答パケットを伝送するノードがなければ始まる非活性区間において、前記応答区間の時に行われることを特徴とする磁場通信方法。
【請求項６】
前記応答パケットの伝送回数をカウントする段階を更に含むが、
前記（ｃ）段階は、
前記コーディネーターから受信確認パケットが受信されない場合、前記カウント数を確認する段階、及び、
前記確認したカウント数があらかじめ決まっている値以下である場合、前記応答パケットを再伝送する段階とを含んでなることを特徴とする請求項５記載の磁場通信方法。
【請求項７】
前記ノードは、
前記コーディネーターから要求パケットが受信されなくても前記非活性区間の時はデータ伝送が可能であることを特徴とする請求項５記載の磁場通信方法。
【請求項８】
第１項乃至第７項のうちいずれか一項の磁場通信方法を実行するプログラムが記録されてコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１７３７１（Ｐ２０１１−２１７３７１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０３５３（Ｐ２０１１−７０３５３）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５９９０２８３６４）電子部品研究院 (28)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】６８ Ｙａｔａｐ−ｄｏｎｇ， Ｂｕｎｄａｎｇ−ｇｕ， Ｓｅｏｎｇｎａｍ−ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４６３−８１６， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５９９０２８３６４）電子部品研究院 (28)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】６８ Ｙａｔａｐ−ｄｏｎｇ， Ｂｕｎｄａｎｇ−ｇｕ， Ｓｅｏｎｇｎａｍ−ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４６３−８１６， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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