无线通信系统、无线中继站以及无线终端的数据接收方法
【专利摘要】本公开涉及无线通信系统、无线终端、无线中继装置和数据接收方法。该无线通信系统包括多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型并且向目标传送数据；以及多个无线中继装置，每个无线中继装置具有第二设备类型并且将在与每个无线终端的无线通信中接收到的数据中继到目标，在该无线通信系统中，多个无线终端中的每个检测无线帧，当检测到的无线帧包含表示第一设备类型的信息时，接收无线帧中包含的数据，以及当检测到的无线帧包含表示第二设备类型的信息时，避免接收无线帧中包括的数据。
【专利说明】
无线通信系统、无线中继站以及无线终端的数据接收方法
技术领域
[0001]本发明涉及无线通信系统、无线中继站以及用于无线终端的数据接收方法。
【背景技术】
[0002]存在如下通信系统，其中共享载波(无线信道)的多个无线终端中的每个向目标主机传送传感器获得的数据。在对每个无线终端提出严格的节电要求时，在多个无线终端和目标主机之间设置中继网络。中继网络是多个无线中继装置形成的无线网络。较之没有中继网络的情况，提供中继网络允许来自每个无线终端的无线电波的覆盖范围缩窄。从每个无线终端传送的数据经由一个、两个或更多个无线中继装置到达目标主机。
[0003]专利文献
[0004][专利文献I]日本专利公布N0.2009-177292
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题
[0006]对无线中继站也可能提出对节电的需求，即对降低功耗的需求。引起每个无线终端和无线中继装置中的功耗的因素之一是每个终端和每个中继装置不需要接收的无线帧的接收处理。
[0007]当在多个无线终端之间共享载波时，每个无线中继装置对载波执行载波感测并且执行接收检测到的无线帧中的数据的处理。出于该原因，无线中继装置还与无线终端共享载波。在该情况下，当无线终端或无线中继装置存在于从每个其他无线终端和每个其他无线中继装置传送的无线电波到达的区域中时，无线终端或无线中继装置以功耗执行接收处理，即便无线帧并非针对该无线终端或该无线中继装置。通过这种方式，存在一些不需要的接收处理浪费功率的情况。
[0008]本发明的目的在于提供一种能够通过避免不需要的接收处理来实现功耗降低的技术。
[0009]对问题的解决方案
[0010]根据一个方面，一种无线通信系统，包括:多个传感器，每个传感器属于第一设备类型；中继装置，属于第二设备类型，该中继装置能够与多个传感器无线通信；以及通信装置，属于第三设备类型，该通信装置能够与中继装置无线通信，多个传感器中的每个传感器包括无线处理单元，该无线处理单元被配置成，当无线传送被执行时，执行生成并传送如下无线信号的处理，该无线信号包含被添加与作为目标的设备的设备类型对应的识别信息的数据，该无线处理单元被配置成，当无线接收被执行并且与第一设备类型对应的识别信息被添加时，执行将通过无线处理获得的数据传递到上级处理单元的处理，并且该无线处理单元被配置成，当无线接收被执行并且与第二设备类型或第三设备类型对应的信息被添加时，执行没有将通过无线处理获得的数据传递到上级处理单元的处理，以及中继装置包括无线处理单元，该无线处理单元被配置成，当接收到的无线信号包含与第二设备类型的对应的识别信息时，将接收到的无线信号中包含的数据提供给上级处理设备。
[0011]本发明的效果
[0012]作为一个方面，可以通过避免不需要的接收处理来实现功耗降低。
【附图说明】
[0013]图1是根据一个实施例的通信系统(网络系统)的配置示例。
[0014]图2是图示要从每个无线终端(传感器节点)和每个无线中继站(中继节点)传送的无线帧的格式示例的示图。
[0015]图3图示了能够作为传感器节点或中继节点操作的无线通信装置10的配置示例。
[0016]图4是图示无线通信装置中的在接收无线帧时由MCU30执行的处理示例的流程图。
[0017]图5是图不在接收无线帧时由RFLSI执彳丁的处理不例的流程图。
[0018]图6是图示在接收无线帧时由RFLSI执行的处理示例的流程图。
[0019]图7是图示在传送无线帧时由MCU执行的处理示例的流程图。
[0020]图8是图示在传送无线帧时由MCU执行的处理示例的流程图。
[0021]图9是图示在传送无线帧时由RFLSI执行的处理示例的流程图。
[0022]图10是根据该实施例的操作优点的说明图。
[0023]图11是根据该实施例的操作优点的说明图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，将参照附图描述实施例。实施例的配置仅是示例，并且本发明不限于该实施例的配置。
[0025][系统配置]
[0026]图1是根据实施例的通信系统(网络系统)的配置示例。在图1中，通信系统包括分别传送传感器获得的数据(或者数据项)多个无线终端1(以下还被表示为传感器节点I)以及其中设置从每个传感器节点I收集数据的计算机(目标主机)的数据中心2。多个传感器节点I是“属于第一设备类型的多个传感器”的示例，中继节点3是“能够与多个传感器通信并且属于第二设备类型的中继装置”的示例，并且数据中心2中的目标主机是“属于第三设备类型的通信装置”的示例。
[0027]多个传感器节点I通过中继网络连接到数据中心2。中继网络包括由多个无线中继装置(以下被表示中继节点)3形成的无线网络3A以及连接无线网络3A和数据中心2的有线网络4。例如，局域网(LAN)或者诸如互联网的公共网络可以应用于有线网络4。在下面的描述中，在将传感器节点I或中继节点3视为相同时，它们可以被表示为节点。
[0028]无线网络3A可以由两个或更多个中继节点3形成。在图1中所示的示例中，作为多个中继节点3的说明，无线网络3A包括以网状形式连接的中继节点3a至3e(注意，在将中继节点3a至3e视为相同时，它们将被表示为中继节点3)。然而，中继节点3的网络拓扑不限于网状拓扑。例如，多个中继节点3可以串联连接。多个中继节点3中的一个中继节点(图1中的中继节点3e)包括未示出的线接口(线I/F)，并且经由线I/F连接到有线网络4。
[0029]传感器节点I连接到特定的中继节点3，使得形成星形网络。在图1中所示的示例中，多个传感器节点I连接到中继节点3a，使得形成星形网络。注意，对于其他中继节点3b至3e中的每个，尽管在图1中没有示出，多个传感器节点I被连接以便形成星形网络。
[0030]从传感器节点I向数据中心2传送的数据由中继节点3a接收。每个中继节点3收集来自传感器节点I的数据项并且向数据中心传送数据项。数据最终被传输到中继节点3e。中继节点3e将数据发出到有线网络4。数据通过有线网络4被传送并且在数据中心2处被接收。在到达中继节点3e之前经由一个或更多个中继节点3传送数据。
[0031 ]每个传感器节点I和每个中继节点3执行间歇接收。每个传感器节点I和每个中继节点3包括传送和接收无线信号的无线设备。无线设备是例如图3中所示的RF LSI 20。无线设备释放节电模式并且以预定间隔(监视间隔)尝试感测载波(无线信号)。在感测中，当检测到无线信号时，无线设备执行无线信号中包括的数据的接收处理。当没有感测到载波时，或者当接收处理结束时，无线设备变换到节电模式。如从上文可见，无线设备适于并不总是处于用于载波感测的活跃状态，允许降低功耗。
[0032]注意，传感器节点I和中继节点3之间的用于间歇接收的监视间隔是不同的。通常，在从传感器节点I到中继节点3的方向(上游方向)上的数据传送频率高于在从中继节点3到传感器节点I的方向(下游方向)上的数据传送频率。出于该原因，中继节点3的监视间隔短于传感器节点I的监视间隔。
[0033]传感器节点I和中继节点3共享载波。出于该原因，从某个传感器节点I传送到某个中继节点3的无线信号可以由其他传感器节点I和其他中继节点3检测，只要无线信号的无线电波也到达其他传感器节点I和其他中继节点3即可。此外，从某个中继节点3传送到某个传感器节点I的无线信号也可以由其他传感器节点I和其他中继节点3检测，只要无线信号的无线电波也到达其他传感器节点I和其他中继节点3即可。
[0034]为了区分传感器节点I和中继节点3，对每个传感器节点I和每个中继节点3中包括的无线设备(RS LSI 20)设定设备类型信息(称为设备地址(DEV_ADDR))，传感器节点I和中继节点3之间的设备地址是不同的。在该实施例中描述的示例中，设备地址“3”被设定到每个传感器节点I。此外，设备地址“2”被设定到每个中继节点3。设备地址对于传感器节点或中继节点分别是共同的。设备地址是“与设备类型对应的识别信息(表示设备类型的信息)”的示例，并且设备地址“3”是“与第一设备类型对应的识别信息”、“表示第一设备类型的信息”的示例，并且设备地址“2”是“与第二设备类型对应的识别信息”、“表示第二设备类型的信息”的示例。注意，数据中心2可以与中继节点3无线通信。此外，可以将等同于表示第三设备类型的信息的设备地址分配给数据中心2中的目标主机。
[0035]〈无线帧〉
[0036]图2是图示要从每个传感器节点I和每个中继节点3传送的无线帧(无线信号)的格式示例的示图。图2中所示的无线帧5具有如下格式，其中在预定时间长度(无线帧5的传送时间段)期间重复具有相同内容的子帧6。然而，使用具有重复子帧6的格式不是必需的，并且单个子帧6可被视为无线帧5。
[0037]子帧6包含如下字段，其中前导、同步字(SyncWord:SW)，长度(Length)、目标设备地址(DESTINAT1N DEVICE ADR)以该顺序设置，并且媒体访问控制(MAC)帧跟随目标设备地址。MAC帧包含MAC报头、有效载荷(数据部分)和循环冗余检验(CRC)部分。MAC报头和有效载荷被视为子帧6的有效载荷。
[0038]MAC帧的有效载荷包含其中存储的针对目标的数据。CRC部分用于MAC帧的错误检查。MAC报头包含如下字段，所述字段分别包含剩余传送帧的数目、连续传送长度、可接收设备地址、请求传送功率(请求Tx Power)、目标MAC地址和源MAC地址。
[0039]在字段“长度”中，存储表示子帧6的帧长度(尺寸:字节数或位数)的信息。然而，帧长度不包括“长度”和CRC部分的尺寸。在字段“剩余传送帧的数目”中，存储表示以其中子帧6被重复预定次数的格式接收到子帧6之后的子帧6的重复次数的信息。
[0040]在字段“连续传送长度”中，存储表示无线帧5的连续传送长度(传送时间)的信息，当传感器节点I或中继节点3接收到无线帧5时，传感器节点I或中继节点3向无线帧5的源请求该信息。连续传送长度以例如100毫秒的单位指定。
[0041]在字段“可接收设备地址”中，存储用于识别被设定到作为源的节点(传感器节点I或中继节点3)的RF芯片(RF LSI)的设备类型的标识符(设备地址)。可接收设备地址用作对于源而言可接收的设备类型的声明。
[0042]例如，当中继节点3从传感器节点I或其他中继节点3接收无线帧时，“2”或“3”(传感器节点I或中继节点3的设备地址)被设定为可接收设备地址。相反，当传感器节点I从中继节点3接收无线帧而不是从其他传感器节点I接收无线帧时，“2”(中继节点3的设备地址)被设定为可接收设备地址。
[0043]在字段“请求传送功率”中，存储表示从作为无线帧的源的节点(传感器节点I或中继节点3)请求的无线帧的传送功率的信息。当执行无线传送时，每个传感器节点I和每个中继节点3传送包含以上MAC报头的无线帧。这使得节点能够向其他节点通知或告知在节点处可接收的设备类型。
[0044]〈无线通信装置〉
[0045]图3图示了能够作为传感器节点I或中继节点3操作的无线通信装置10的配置示例。无线通信装置10包括执行无线处理的RF LSI 20(以下称为LSI 20)以及执行LSI 20的操作控制并且处理接收到的数据的MCU 30oLSI 20和MCU 30二者在节电模式(休眠模式)和活跃模式之间切换。节电模式中的功耗小于活跃模式中的功耗。
[0046]LSI 20包括连接到天线21的RF处理单元22、连接到RF处理单元22的接收检测单元23、连接到接收检测单元23的同步字(SW)识别单元24、以及连接到同步字识别单元24的接收通知单元25ISI 20进一步包括连接到同步字识别单元24的接收单元26、连接到接收单元26的缓冲器26A、以及连接到接收单元26的控制单元27ISI 20进一步包括连接到控制单元27的定时器28，以及连接到控制单元27的传送单元29，传送单元29连接到RF处理单元22。
[0047]LSI是“无线设备”或“无线处理单元”的示例。注意，LSI 20的至少控制单元27执行的部分或全部处理可以由执行程序的处理器执行。
[0048]MCU 30电连接到LSI 20并且包括只读存储器(R0M)31和随机存取存储器(RAM)32。MCU 30是“控制设备”、“处理设备”、“上级处理单元(upper processing unit)”、和“上级处理设备”的示例。ROM 31和RAM 32是“存储设备”、“存储部”、“存储器”、“非暂态记录介质”和“计算机可读记录介质”的示例。RAM 32是“存储设备”的示例。
[0049]除了ROM 31和RAM 32之外，M⑶30可以包括ROM 31、其他计算机可读存储介质，或者作为ROM 31和RAM 32的替换。作为存储介质，可以选择例如，硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD )、闪速存储器和电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)中的至少之一。
[0050]外部主机41连接到M⑶30。传感器42连接到外部主机41。传感器42检测预定物理性质或现象。传感器42的类型与要检测的对象无关。然而，传感器42是无线通信装置10是传感器节点I时的部件，并且在无线通信装置10是中继节点3的情况下省略传感器42。注意，用作中继节点3e的无线通信装置10包括线I/F(未示出)，其从MCU 30接收数据并且将数据发出到有线网络4。作为线I/F，可以应用例如LAN卡或者网络接口卡(NIC)。
[0051 ] 外部主机41是例如包括诸如中央处理单元(CPU)和存储器的计算机。外部主机41处置的上层高于M⑶30处置的层(例如，应用层)。在外部主机41中包括的处理器上执行操作系统(OS)和各种应用程序。通过执行，外部主机41执行各种处理。例如，当无线通信装置10是传感器节点时，外部主机41生成指示传感器42检测到的现象或物理性质的数据并且将该数据传送到MCU 30。替选地，当无线通信装置10是中继节点3时，外部主机41从MCU 30接收从传感器节点I传送的数据并且在应用层中执行预定处理，诸如数据的编译或处理。
[0052]LSI 20是实现执行无线帧5的传送-接收处理的功能的LSI芯片。上述设备地址被设定(分配^IjLSI 20oLSI 20可以包括可编程逻辑器件(PLD)，诸如现场可编程门阵列(FPGA)。替选地，LSI 20可以包括处理器、诸如数字信号处理器(DSP)、CPU和M⑶以及存储器。
[0053]RF处理单元22执行从天线21接收到的无线信号(无线帧5)的接收处理，以及要从天线22传送的无线信号(无线帧5)的传送处理。
[0054]接收检测单元22执行载波感测以检测RF处理单元22接收到的无线帧5。具体地，接收检测单元22检测当天线21接收到的无线电波的接收强度(接收信号强度指示(RSSI))超过阈值时的接收。载波感测按预先设定的监视间隔执行。
[0055]当接收检测单元23感测到载波时，同步字识别单元24待机等待载波中的同步字。同步字识别单元24具有关于同步字的待机(或等待)定时器。如果在待机定时器期满之前接收到同步字，则同步字识别单元24确定同步字是否与LSI 20中预先保存(或存储)的同步字匹配。就是说，同步字识别单元24检查同步字。
[0056]当在同步字识别单元24中同步字匹配(同步字检查结果良好)时，接收通知单元25通过中断向MCU 30传送接收通知，并且使MCU 30释放节电模式(使MCU 30变换到活跃模式)。
[0057]当在同步字识别单元24中同步字匹配时，接收单元26接收有效载荷并且将有效载荷存储在缓冲器26A中。缓冲器26A具有例如队列(FIFO(先入先出))，其中按照到达顺序积累有效载荷。
[0058]控制单元27控制LSI 20的各单元的操作。例如，控制单元27通过定时器28执行关于载波感测的间隔(监视间隔)的设定，关于同步字识别单元24中包括的同步字的、由待机定时器计数的时间的设定，以及无线帧5的组装。此外，控制单元27在来自MCU 30的指令下执行连续传送长度的设定、传送功率的设定等。传送单元29执行无线帧5的传送处理。定时器28是管理监视间隔的定时器。
[0059]M⑶30将ROM 31中存储的程序加载到RAM 32中并且执行该程序以执行各种处理。例如，M⑶30执行关于针对LSI 20的间歇接收的间隔的设定处理。此外，M⑶30执行对LSI20接收到的数据的处理。MCU 30执行对MAC层的处理以分析接收到的MAC帧中的MAC报头。通过这种方式，M⑶30基于剩余传送帧的数目指令LSI 20维持并控制LSI 20的节电模式，设定连续传送长度(子帧6的重复次数)，并且基于请求传送功率控制传送功率。
[0060]〈无线通信装置的处理示例〉
[0061 ]〈〈无线帧接收中的M⑶执行的处理》
[0062I图4是图示无线通信装置10中的在接收无线帧5时由MCU 30执行的处理示例的流程图。图4中所示的处理开始于例如预定触发事件，诸如MCU 30通电。在01的处理中，M⑶30执行初始化处理。
[0063]在02的处理中，M⑶30设定LSI 20的间歇接收的间隔(监视间隔)JCU 30向LSI20的控制单元27传送包含间隔的值的设定指令。在LSI 20中，控制单元27在设定指令下设定间隔。可以考虑从无线帧5的源通知的连续传送长度(子帧6的重复次数)来确定间隔。
[0064]在03的处理中，M⑶30变换到节电模式。就是说，通过来自LSI 20的中断使MCU 30进入待机等待接收通知的状态(04和05)。在节电模式中，使MCU 30进入停止其除了待机等待接收通知之外的操作和处理的状态(断电)。
[0065]当在05的处理中接收到接收通知时05中的“是),MCU30释放节电模式以变换到活跃模式(06) οMCU 30从缓冲器26A读出有效载荷(MAC帧:MAC报头及其有效载荷)(07)。在08的处理中，MCU 30从有效载荷提取MAC报头。
[0066]在09的处理中，M⑶30执行如下处理。就是说，M⑶30从MAC报头提取剩余传送帧的数目。MCU 30使用剩余传送帧的数目计算无线帧5的结束(结束时间)。例如，如下执行结束时间的计算。根据剩余传送帧的数目和子帧6的帧长度(“长度”字段的值)计算剩余的无线帧的尺寸(位数或字节数)JCU 30使用传送速度(LSI 20已知)将剩余的无线帧5的尺寸(剩余的子帧6的总尺寸)转换成时间。注意，“长度”字段的值可以被告知MCU，其包含在来自接收通知单元25的接收通知中，并且可以存储在缓冲器26A中并且连同MAC帧一起被取出送到MCU 30ο
[0067]MCU 30向控制单元27通知计算结果(无线帧5的结束时间)。控制单元27设定定时器28，使得定时器28在例如无线帧5的结束时间之后最先到来的CS定时期满。换言之，控制单元27设定定时器28以便至少在无线帧5结束之前不会生成载波感测的定时。
[0068]在10的处理中，M⑶30在RAM 32中存储MAC报头中包含的源地址(源MAC地址)、请求传送功率和可接收设备地址，并且使它们彼此关联。此时，MCU 30可以存储它们使得进一步与MAC报头中包含的连续传送长度关联。
[0069]在11的处理中，M⑶30向上级通知MAC帧的有效载荷。就是说，MAC帧的有效载荷被传送到外部主机41。外部主机41使用有效载荷中的数据执行应用层的处理。当11的处理结束时，处理返回04的处理，并且MCU 30再次变换到节电模式。
[0070]〈〈无线帧接收中的LSI执行的处理》
[0071]图5和图6是图示在接收无线帧5时由LSI20执行的处理示例的流程图。图5中所示的处理开始于例如预定的触发事件，诸如LSI 20通电。在21的处理中，LSI 20执行初始化处理。
[0072]当结束初始化时，LSI20待机等待来自MCU 30的间歇接收的间隔的设定指令(21和22)。当从MCU 30输入设定指令时，LSI 20对间歇接收执行间隔设定(24的处理)。就是说，控制单元27从MCU 30接收设定指令并且将通过设定指令指定的间隔设定到定时器28。这使得在定时器28期满时接收检测单元23执行载波感测。载波感测是感测无线帧的示例。
[0073]当间隔的设定结束时，LSI20变换到节电模式并且进入待机等待载波感测(CS)定时的状态(25的处理)。就是说，LSI 20等待定时器28的期满。在LSI 20的节电模式中，LSI20进入停止除了其中控制单元27待机等待定时器28期满的功能之外的其操作和处理的状态(断电)。
[0074]当定时器28期满，即CS定时到来时(26中的“是”)，LSI 20从节电模式变换到活跃模式，并且接收检测单元23执行载波感测(27的处理)。就是说，接收检测单元23测量天线21接收到的无线电波的接收信号强度指示(RSSI)并且确定RSSI是否超过预定阈值(28的处理)ο当RSSI没有超过阈值时(28中的“否”)，认为没有感测到载波，处理返回25的处理，其中LSI 20变换到节电模式以待机直到下一个CS定时。
[0075]另一方面，当RSSI超过阈值时(28中的“是”)，处理前往29的处理。在29的处理中，同步字识别单元24设定同步字的待机定时器并且待机等待同步字(30)。当在待机定时器期满之前接收到同步字时(30中的“是”)，处理前往31的处理。另一方面，当待机定时器期满时(29中的“是” ),LSI 20变换到节电模式并且等待下一CS定时(25)。
[0076]在31的处理中，同步字识别单元24检查同步字。就是说，同步字识别单元24将接收到的同步字与在LSI 20中预先保存的同步字进行比较以确定它们二者是否匹配。此时，当同步字不匹配时(31中的“否”)，处理返回25的处理。
[0077]另一方面，当同步字匹配时(31中的“是”)，接收单元26检查在同步字之后的有效载荷(MAC帧)中的MAC报头中设定的传送目标设备地址(32)。就是说，接收单元26确定传送目标设备地址是否与包括LSI20的节点的设备地址匹配。
[0078]当传送目标设备地址与包括LSI20的节点的设备地址不匹配时(33中的“否”)，不接收MAC帧，并且处理返回25的处理。另一方面，当传送目标设备地址与包括LSI 20的节点的设备地址匹配时(33中的“是”)，处理前往34的处理。
[0079]在34的处理中，接收单元26执行CRC检查(34)，并且当CRC检查结果良好时(35中的“是”)，将有效载荷(MAC帧)存储在缓冲器26A中(36)。另一方面，当CRC检查结果不好时(35中的“否”)，不存储有效载荷，并且LSI 20进入待机等待下一CS定时的状态(25)。
[0080]当有效载荷成功存储在缓冲器26A中时，接收通知单元25通过中断向M⑶30传送接收通知(指示完成MAC帧接收)(37)。通过这种方式，M⑶30执行图4中的06的处理之后的处理。随后，处理返回25的处理。
[0081 ]〈〈无线帧传送中的M⑶执行的处理》
[0082]图7和图8是图示在传送无线帧5时由MCU30执行的处理示例的流程图。在101的处理中，MCU 30执行初始化处理。当初始化结束时，M⑶30等待传送时机(触发事件)(102和103)。传送时机可以被适当地确定。例如，来自上层(外部主机41)的中断通知可以被确定为传送时机。可以有规律地或无规律地提供中断通知。替选地，传送时机可由定时器管理以在定时器期满时出现。
[0083]当传送时机出现时(103中的“是”)，MCU30是否节电模式并且变换到活跃模式
(104)。随后，MCU 30开始编辑MAC帧。
[0084]例如从上层(外部主机41)提供MAC帧的有效载荷(关于传送对象的数据)JCU30将目标节点(例如，数据中心2中的目标主机)确定为MAC帧的传送目标(105)。接下来，MCU30确定与目标节点对应的中继节点3(106) JCU 30接下来从RAM 32提取关于中继节点3的传送参数，预先从所确定的中继节点3接收传送参数(107)。传送参数包含来自传送目标的请求传送功率。
[0085]此时，当在RAM 32中存在相应的传送参数时(108中的“是”)，MCU 30向LSI 20通知相应的传送参数(来自传送目标的请求传送功率)(109)并且使处理前往111的处理。另一方面，当在RAM 32中不存在相应的传送参数时(108中的“否”)，M⑶30向LSI 20通知缺省中继节点3的传送参数(例如，在出厂前存储在ROM 31中)(110)并且使处理前往111的处理。
[0086]在111的处理中，M⑶30将关于包括M⑶30的节点的参数存储在MAC报头中。就是说，M⑶30将包括MCU 30的节点的剩余传送帧的数目、连续传送长度、可接收设备地址和请求传送功率设定到MAC报头。此外，目标地址和源地址被设定到MAC报头。当从传感器节点I向中继节点3传送无线帧时，中继节点3的MAC地址作为目标地址被设定到目标地址，并且传感器节点I的MAC地址作为源地址被设定到源地址。
[0087]注意，关于包括M⑶30的节点的参数可以预先存储在ROM31中。替选地，从诸如外部主机41的外部设备接收到的关于包括MCU 30的节点的参数可以保存在RAM 32中。
[0088]此后，MCU 30执行传送处理(112)。就是说，将MAC帧发出到LSI 20。此时，MCU 30发出数目与包括MCU 30的节点的连续传送长度对应的MAC帧。对于每个MAC帧的剩余传送帧的数目，设定从最大值按I递减的值以便在第一个MAC帧中具有最大值并且在最后的MAC帧中表示O。随后，处理返回102的处理，其中MCU 30变换到节电模式并且待机等待传送时机。
[0089I图9是图示在传送无线帧5时由LSI 20执行的处理示例的流程图。图9中所示的处理与例如MCU 30执行的101的处理同时开始。在201的处理中，LSI 20执行初始化处理。当初始化结束时，LSI 20待机等待来自MCU 30的传送参数的通知。
[0090]当传送参数被通知时，LSI20使用传送参数执行关于向中继节点3的无线帧5的传送的设定(204)。此时，执行关于无线帧5的传送功率的设定。当从MCU 30通知的传送参数包含来自中继节点3的请求传送功率时，将传送功率设定在请求传送功率的值。随后，LSI 20等待传送时机(205和206)。就是说，LSI 20等待来自MCU 30的MAC帧的到达。
[0091]当MAC帧到达时，LSI20确定出现传送时机(206中的“是”)，并且执行传送处理(207)。就是说，在LSI 20中，例如，传送单元29执行向从M⑶30到达的每个MAC帧给出前导、同步字、长度、传送目标设备地址和CRC部分的处理以组装每个子帧6。此时，LSI 20将无线帧5的接收目标的设备地址设定为传送目标设备地址。
[0092]传送单元29连结子帧6以将它们形成为无线帧5的格式并且将无线帧5传送到RF处理单元22 AF处理单元22将无线帧5转换成无线信号并且通过天线21发射无线信号。此时，以在204的处理中设定的传送功率传送无线信号。当207的处理结束时，处理返回202的处理。
[0093]〈实施例的效果〉
[0094]通过上述实施例，进行如下操作并且通过这些操作获得如下效果。当每个传感器节点I以缺省传送功率向中继节点3传送无线帧5时，无线电波覆盖范围A可以是由图1中的点划线的圆图示的覆盖范围。在该情况下，来自传感器节点I的无线电波到达作为初始传送目标的中继节点3a以及位于中继节点3a的外周周围中继节点3b和中继节点3d。出于该原因，中继节点3b和中继节点3d的LSI 20和MCU 30可以释放节电模式，并且可以接收无线帧5中的MAC帧并且处理MAC帧。然而，这些处理是不需要的处理，其无用地消耗了中继节点3b和中继节点3d的功率。
[0095]与此相反，在实施例中，每个中继节点3，例如中继节点3a可以通过向每个下级传感器节点I提供请求传送功率的通知(每个传感器节点I无线连接到中继节点3)。作为请求传送功率，请求如下的传送功率，在该传送功率处在中继节点3a处可以获得具有阈值或更大的RSSI，但是没有无线电波到达中继节点3b和中继节点3d，或者无线电波的RSSI落在阈值以下。
[0096]中继节点3a下级的每个传感器节点I根据请求传送功率降低无线帧5的传送功率。这使得无线电波覆盖范围缩窄到图1中所示的覆盖范围B。因此，来自每个传感器节点I的无线电波不能被中继节点3b和中继节点3d检测到。出于该原因，避免了中继节点3b和中继节点3d中的不需要的处理。就是说，可以降低中继节点3b和中继节点3d的功耗。
[0097]此外，在实施例中，将传送目标设备地址设定到无线帧5的每个子帧6(207)。当传送针对中继节点3的无线帧5时，每个传感器节点I将表示中继节点3的设备地址“2”设定到传送目标设备地址。当传送针对传感器节点I的无线帧5时，每个中继节点3将表示传感器节点I的设备地址“3”设定到传送目标设备地址。
[0098]通过图6中所示的处理32和33，接收无线帧5的LSI20检查传送目标设备地址，并且当传送目标设备地址与包括LSI 20的节点的设备地址不匹配时，停止无线帧5的接收。从而可以避免在不需要的无线帧5的接收中向MCU 30传送接收通知并且使MCU 30变换到活跃模式。因此，可以降低MCU 30的功耗。
[0099]通过以上处理，即使当某个传感器节点I向中继节点3a传送的无线帧5被其他传感器节点I检测到时，其他传感器节点I的MCU 30也不会响应于接收通知变换到活跃模式，并且因而可以避免增加其他传感器节点I的功耗。此外，即使当某个中继节点3传送的针对传感器节点I的无线帧5被其他中继节点3检测到时，其他中继节点3的MCU 30也不会响应于接收通知变换到活跃模式，并且因而可以避免增加其他中继节点3的功耗。此外，即使当某个中继节点3传送的针对其他中继节点3的无线帧5被传感器节点I检测到时，传感器节点I的MCU 30也不会响应于接收通知变换到活跃模式，并且因此可以避免增加传感器节点I的功耗。
[0100]此外，在实施例中，无线帧5具有其中在传送时间期间重复子帧6的格式。在该实施例中描述的示例中，子帧6在无线帧5中被连续重复。图10是图示该格式的优点的示图。如图1O中所示，相对于无线帧5的接收侧的节点(传感器节点I或中继节点3)的LSI 20通过载波感测(CS)感测无线帧6中的一些子帧6。此时，如果对同步字的检查良好，则LSI 20接收有效载荷(MAC帧)。
[0101]现在，假设在无线帧5的传送时间期间传送具有与子帧6的同步字和MAC帧分别相同的尺寸的一个同步字和一个MAC帧。在该情况下，同步字和MAC帧被定位在传送时间的结尾，并且长的前导被定位在同步字和MAC帧前面。从感测到前导到结束同步字耗用长的时间，增加了其间LSI 20在活跃模式中消耗功率的时间段。
[0102]在实施例中，重复包含相同的同步字和相同的MAC帧的子帧6(不同之处仅在于剩余传送帧的数目)，并且因此可以缩短从LSI 20感测到前导直到接收到同步字并且获得检查结果的时间段。从而可以缩短其间LSI 20处于活跃状态的时间段，降低功耗。
[0103]图11是图4中的09的处理的优点的说明图。如图11中所示，假设接收侧的节点(传感器节点I或中继节点3)感测无线帧5中的一些子帧6，对子帧6中的MAC帧执行接收处理。在图11中所示的示例中，当接收到MAC帧时，子帧6已被重复十次。随后，接收侧的节点感测剩余的子帧6以接收MAC帧，但是要获得的MAC帧的有效载荷已被接收。出于该原因，不需要对来自同一无线帧5的MAC帧再次执行接收处理。
[0104]有鉴于此，在图4的09的处理中，使用子帧6的剩余重复次数来计算无线帧5的结束时间，并且设定定时器28使得LSI 20在结束时间之前不释放节电模式，即使关于载波感测的定时到来。这允许维持LSI 20的节电模式并且避免无线帧5的另外感测。通过这种方式，可以实现接收侧的节点的LSI 20和MCU 30的功耗降低。
[0105]此外，在实施例中，相对于无线帧5的接收侧的节点可以基于从相对于无线帧5的传送侧的节点通知的连续传送长度来调整监视间隔。从而可以适应传感器节点I的监视间隔和中继节点3的监视间隔之间的差异。
[0106]注意，实施例描述了基于传感器42检测到的现象或物理性质来向数据中心2传送数据的无线终端(传感器节点)1。然而，传感器包括在无线终端I中并且基于来自传感器的检测结果传送数据并不是必需的。就是说，无线终端I可以是传送针对数据中心2(目标节点)的数据的通信系统。
[0107]以上描述的实施例的配置可以适当地组合。
【主权项】
1.一种无线通信系统，包括: 多个传感器，每个传感器属于第一设备类型； 中继装置，属于第二设备类型，所述中继装置能够与所述多个传感器无线通信；以及 通信装置，属于第三设备类型，所述通信装置能够与所述中继装置无线通信， 所述多个传感器中的每个传感器包括无线处理单元，该无线处理单元被配置成，当无线传送被执行时，执行生成并传送如下无线信号的处理，该无线信号包含被添加与作为目标的设备的设备类型对应的识别信息的数据;该无线处理单元被配置成，当无线接收被执行并且与所述第一设备类型对应的识别信息被添加时，执行将通过无线处理获得的数据传递到上级处理单元的处理;并且该无线处理单元被配置成，当无线接收被执行并且与所述第二设备类型或者所述第三设备类型对应的信息被添加时，执行没有将通过无线处理获得的数据传递到所述上级处理单元的处理，以及 所述中继装置包括无线处理单元，该无线处理单元被配置成，当接收到的无线信号包含与所述第二设备类型对应的识别信息时，将接收到的无线信号中包含的数据提供给所述上级处理设备。2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，当所述多个传感器中的特定传感器执行针对所述中继装置的无线传送时，该特定传感器传送如下无线信号，所述中继装置的地址被设定为该无线信号的目标地址，并且作为源的该特定传感器的地址被设定为该无线信号的源地址，该无线信号包括包含与所述多个传感器的设备类型对应的识别信息的数据并且被添加与所述中继装置的设备类型对应的识别信息，以及 其中所述中继装置的无线处理单元响应于检测到所添加的与所述中继装置的设备类型对应的识别信息，将接收到的无线信号中包含的数据传递到上级处理单元，以及当从所述上级处理单元提供针对该特定传感器的数据时，所述无线处理单元将与所述多个传感器的设备类型对应的识别信息添加到所提供的数据，该识别信息包含在接收到的无线信号中所包含的数据中，并且所述无线处理单元无线传送所提供的具有该识别信息的数据。3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其中对于无线信号的每次传送，传送所述目标地址、所述源地址、与所述多个传感器的设备类型对应的识别信息以及与所述中继装置的设备类型对应的信息。4.一种无线通信系统，包括: 多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及 多个无线中继站，每个无线中继站具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继站均将在与每个无线终端的无线通信中接收到的数据中继到所述目标， 其中所述多个无线终端中的每个无线终端包括被配置成检测无线帧的无线设备以及被配置成处理所述无线设备检测到的无线帧中包含的数据的处理设备，以及 当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，所述无线设备接收该无线帧中包含的数据并且将该数据提供给所述处理设备，以及当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，所述无线设备避免接收该无线帧中包含的数据。5.—种无线通信系统，包括: 多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及 多个无线中继站，每个无线中继站具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继站均将从每个无线终端接收到的数据中继到所述目标， 其中所述多个无线中继站中的每个无线中继站包括被配置成检测无线帧的无线设备以及被配置成处理所述无线设备检测到的无线帧中包含的数据的处理设备，以及 当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，所述无线设备接收该无线帧中包含的数据并且将该数据提供给所述处理设备，以及当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，所述无线设备避免接收该无线帧中包含的数据。6.一种无线终端，能够作为无线通信系统中的多个无线终端中的一个无线终端进行操作，所述无线通信系统包括:所述多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及多个无线中继装置，每个无线中继装置具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继装置均将从每个无线终端接收到的数据中继到所述目标，所述无线终端包括: 无线设备，被配置成检测无线帧；以及 处理设备，被配置成处理在所述无线设备检测到的无线帧中包含的数据， 其中当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，所述无线设备接收该无线帧中包含的数据并且将该数据提供给所述处理设备，以及当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，所述无线设备避免接收该无线帧中包含的数据。7.—种无线中继装置，能够作为无线通信系统中的多个无线中继装置中的一个无线中继装置进行操作，所述无线通信系统包括:多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及所述多个无线中继装置，每个无线中继装置具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继装置均将从每个无线终端接收到的数据中继到所述目标，所述无线中继装置包括: 无线设备，被配置成检测无线帧；以及 处理设备，被配置成处理所述无线设备检测到的无线帧中包含的数据， 其中当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，所述无线设备接收该无线帧中包含的数据并且将该数据提供给所述处理设备，以及当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，所述无线设备避免接收该无线帧中包含的数据。8.—种用于无线通信系统中的无线终端的数据接收方法，所述无线通信系统包括:多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及多个无线中继装置，每个无线中继装置具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继装置均将从每个无线终端接收到的数据中继到所述目标，所述数据接收方法包括: 感测无线帧； 当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，接收该无线帧中包含的数据；以及 当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，避免接收该无线帧中包含的数据。9.一种用于无线通信系统中的无线中继装置的数据接收方法，所述无线通信系统包括:多个无线终端，每个无线终端具有第一设备类型，所述多个无线终端均向目标传送数据；以及多个无线中继装置，每个无线中继装置具有不同于所述第一设备类型的第二设备类型，所述多个无线中继装置均将从每个无线终端接收到的数据中继到所述目标，所述数据接收方法包括: 感测无线帧； 当检测到的无线帧包含表示所述第二设备类型的信息时，接收该无线帧中包含的数据；以及 当检测到的无线帧包含表示所述第一设备类型的信息时，避免接收该无线帧中包含的数据。
【文档编号】H04W52/02GK105828422SQ201511032400
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】樱井克己, 高桥勇治, 东中川隆志, 川井田康礼, 岩尾忠重
【申请人】富士通株式会社