专利名称：无线通信方法,无线通信系统和无线通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信方法，无线通信系统和无线通信设备。
背景技术：
在确认已知小规模网络中的连接的典型方法中，一个进入网络的设备执行与另一个充当网络控制站的设备的关联处理从而使所述一个设备能够进入相应的网络。在完成关联处理之后，通常始终认为该设备被连接到网络上。当设备断开与对应网络的连接时，启动解除关联处理从而执行解除关联处理，同时识别要被断开的设备。
关联/解除关联处理被定义成有线连接环境中的有效方法，其中能够容易地确认某个终端是否存在。
作为确认始终接入状态的方法，网络控制站与各个终端定期交换预定信息，从而顺序监视各个终端的接入状态。
公开号为11-251992的日本未审查专利申请公开了以下方法。在这个方法中，帧周期被设置成预定时间，并且使用部分帧周期确认网络中所有通信设备之间的连接链路。相应地，构造整个网络的拓扑图。公开号为11-251992的日本未审查专利申请中描述的方法提供了一种子域(area)，其中构成网络的每个通信设备在各个预定帧周期内发送信号。只要各个通信设备存在于网络之中，上述通信设备便发送信号。相应地，该方法可以即时检测出不再存在于网络中的通信设备。
图8示出了已知的连接确认方法的帧结构的一个例子。
参照图8，发送帧周期45被定义在一个帧起始分组(FSP)41和另一个FSP 43之间。构成网络的各个通信设备使用帧周期的部分子域向控制站发送“连接确认信息”。相应地，可以确认各个通信设备的连接状态。
一个站同步信号(SS)42和另一个SS 44被分割到多个小子域内，以便来自各个通信设备的连接确认信息不会与其它信息冲突。为每个通信设备均分配一个小子域。各个通信设备使用对应的小子域发送连接确认信息。
在这个方案中，所有通信设备均在各个帧中发送“连接确认信息”。如果帧周期较短，比如只有几毫秒，则处理是多余的。
在已知小规模网络中的连接确认方法中，完成关联处理的通信设备被认为与网络相连。当通信设备与网络断开时，不能检测通信设备是否存在。与有线连接环境不同，在无线通信环境中需要使用无线连接确定通信设备的存在。因而没有方便控制站检测各个终端的工作状态的手段。
例如，一个终端站完成了关联处理并且因而被认为与网络相连。如果某些原因造成终端站的供电被切断，则对应的通信设备不能启动解除关联处理。因而网络的控制站不能检测通信设备是否与网络断开。
为了解决在公开号为11-251992的日本未审查专利申请中描述的这种问题，提出了下面的方法。在这个方法中，控制站接收相对定期地从终端站发送的信号。接收到信号后，控制站检测终端站被连接到网络。在这个方法中，需要在各个帧中发送用于确认连接的信号。如果帧周期被设置成较短的时间段，例如只有几毫秒，则在这么短的各个周期内确认连接状态。在这么短的各个周期内确认连接在时间方面和人类意识确定连接/断开所需的时间不一致，人类意识进行上述确定需要将近几秒钟。
通常，无论构成网络的各个通信设备的工作状态如何，已知的连接状态确认方法均定期确认连接。因而必须按照预定的周期启动休眠的通信设备。换言之，构成网络的通信设备的工作状态把通信设备相互区分开。对于不需要发送信息的通信设备，不能延长在其中与控制站进行连接确认的连接确认周期。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目标是提供一种以预定的周期确认无线网络控制站和通信设备之间的连接状态的方法。在这种方法中，网络中的通信设备总是在预定时间周期结束之前向控制站发送确认其存在的信息，因而可以确认对应的通信设备存在于网络之中。
用于确认控制站和通信设备之间的连接状态的预定周期可以被设置成几百毫秒。
本发明的另一个目标是提供一种将多个帧周期的时间长度定义成一个单独的连接周期并且在每个连接周期内向控制站发送一次连接确认信息的方法。
本发明的另一个目标是提供一种确认无线网络控制站和通信设备之间的连接状态的方法，其中根据网络结构状况并且针对各个通信设备将帧周期设置成变长周期。
控制站和终端进行连接确认的周期可以被设置成基准帧周期的整数倍。因此能够简化连接确认控制。
当为进行连接确认而向通信设备发送“连接确认信息”时，通信设备可以发送“信道分配请求信息”取代发送连接确认信息”。
为了实现上述目标，本发明具有以下特征。
根据本发明的第一个特征，提供在控制站和至少一个无线通信设备之间进行连接确认的无线通信方法。无线通信方法包含的步骤有无线通信设备确定发送连接确认信息的间隔；无线通信设备利用某发送帧的一个预定子域向控制站发送连接确认信息。根据无线通信设备的工作状态改变发送连接确认信息的间隔。
根据本发明的第二个特征，提供一种充当无线网络的控制站的无线通信设备。无线通信设备包含一个发送标识无线网络的信号并且从属于无线网络的无线通信设备接收信号的无线通信单元；一个对预定时间间隔进行定时的定时单元；和一个存储无线网络中包含的每个无线通信设备的预定时间间隔的信息存储单元，其中上述预定时间间隔是确定是否建立连接的阈值。预定时间间隔是可变的。
根据本发明的第三个特征，提供一种和控制站进行连接确认的无线通信设备。该无线通信设备包含从控制站接收信号并且利用某发送帧的一个预定子域向控制站发送连接确认信息的无线通信单元；对预定时间间隔进行定时的定时单元。根据无线通信设备的工作状态可以改变预定时间间隔。
根据本发明，可以按照预定的周期确认无线网络中控制站和通信设备之间的连接状态。因而可以轻易检测脱离网络的通信设备。
通过在对应于人类意识确定连接/断开所需的时间的每个周期内确认控制站和某个终端之间的连接，可以提供一种更适于实际应用的网络管理方法。
通过把专门为各个通信设备分配的子域用作发送连接确认信息的子域，可以防止多个通信设备发送的连接确认信息彼此发生冲突。
由于各个通信设备使用发送信道分配请求的子域发送连接确认信息，所以仅当没有发送信道分配请求信息时才发送连接确认信息。当控制站接收到信道分配请求信息时，控制站可以确认通信设备被连接。因此可以减少要发送的非必要信息的数量。
由于各个终端用于确认连接状态的周期是可变的，可以根据各个终端的工作状态确认连接状态。
由于执行连接确认的周期被延长，因此可降低能耗。
根据本发明，根据构成网络的各个通信设备的工作状态可以改变发送连接确认信息的间隔。换言之，正在发送信息的通信设备必须立即反映网络状态的变化。相反，即使检测到网络状态的变化，在休眠的通信设备中也不会出现任何问题，其中休眠的通信设备不发送任何信息，即使经过很长一段时间也是如此。因此可以根据各个通信设备的工作状态改变发送连接确认信息的预定时间间隔。
附图描述
图1图解说明无线网络结构的一个例子；图2图解说明无线发送帧结构的一个例子；图3图解说明发送连接确认信息的通信设备；图4图解了发送连接确认信息的模式；图5是说明无线通信设备结构的例子的模块图；图6是说明终端站执行的连接确认处理的流程图；图7是说明控制站执行的连接确认处理的流程图；图8图解说明已知无线发送帧的一个例子。
具体实施例方式
通过下面结合附图对优选实施例的描述可以理解本发明。
无线网络结构的例子参照图1，无线网络由多个基于本发明的通信设备构成。各个通信设备由无线发送器和无线接收器组合构成。
图1图解了无线网络系统的结构的一个例子，该系统具有多个无线通信设备T1至T8。各个通信设备T1至T8均是能够按照预定的发送方案发送和接收信号的无线通信设备。
在图1所示的例子中，通信设备T8充当图1所示的无线网络的控制站。其余的无线通信设备T1至T7充当属于无线网络的终端站并且彼此发送和接收无线信号。通信设备T8可以轻易地与所有其它通信设备T1至T7进行通信。因而通信设备T8位于适当的位置，作为控制站的通信设备T8在该位置上可以向所有作为终端站的通信设备T1至T7发送控制信息。
在图1所示的无线网络中，各个通信设备不一定非要能够直接以无线方式与所有其它通信设备通信。例如在图1所示的例子中，通信设备T1位于相对靠近通信设备T2，T7和T8的位置。相应地，由于信息不会因无线信号衰减而丢失，所以通信设备T1能够轻易地向通信设备T2，T7和T8发送信息。相反，由于通信设备T1位于相对远离通信设备T3和T6的位置，信息传输多少变得困难。由于通信设备T1远离T4和T5，通信设备T1不能与通信设备T4和T5直接进行无线通信。
类似地，其它各个通信设备T2至T7具有可以轻易向其发送信息的通信设备，难以向其发送信息的通信设备，和不能向其发送信息的通信设备。
远离帧结构的例子图2说明了由控制站(通信设备T8)设置的帧结构的一个例子。
参照图2，发送帧周期20包含一个在帧起始处通过网络从控制站广播出去的网络广播子域(B信标)21；一个接入争用周期(CAP)22，其中执行每个通信设备进入网络时的处理；和一个无争用周期(CFP)23，在该周期内为各个通信设备分配一个信道并且各个通信设备均发送信息。发送帧周期20的范围从网络广播子域(B信标)21的起始到下一个网络广播子域的起始。
无争用周期23可以包含一个请求子域(REQ)24，在该子域内发送信道分配请求；一个已分配发送子域(RSV)25，在该子域内使用分配的信道发送信息；和一个不用于发送的未使用子域26。
上述帧结构旨在图解一个例子，因而基于本发明的无线网络系统使用的帧结构不受这个例子的限制。
请求子域24被分配成特定于构成网络的各个通信设备的子域。
在这个实施例中，网络中的各个通信设备使用请求子域24向控制站发送“连接确认信息”，从而允许网络的控制站检测各个通信设备被连接还是断开。
可选地，为了防止“信道分配请求信息”和“连接确认信息”在请求子域24内彼此发生冲突，可以使用多个帧周期以便各个通信设备能够恰当地发送连接确认信息。
接收到“信道分配请求信息”这一事实确切表明在对应的通信设备和控制站之间建立了一个连接。因而通信设备只能在通信设备不发送任何“信道分配请求信息”的帧周期内发送“连接确认信息”。
图3说明了通信设备使用多个帧周期发送连接确认信息的例子。在这个例子中，八个帧构成一个连接周期。然而本发明不受这个例子的限制。构成一个连接周期的帧数量是任意的。在各个帧中，请求子域24被分割成多个时隙，在本例中为八个时隙。使用任意一个时隙发送连接确认信息。
参照图3，在第一个帧时隙中，第一通信设备使用请求子域24中的第二个时隙发送“连接确认信息”(图3的部分(A))。在第二个帧周期中，第二通信设备使用第三个时隙发送“连接确认信息”(图3的部分(B))。在第三个帧周期中，第三通信设备使用第四个时隙发送“连接确认信息”(图3的部分(C))。类似地，在第四至第七个帧周期中，第四至第七通信设备分别使用第五至第八个时隙(图3的部分(D)至部分(G))。在第八个帧时隙中，新进入网络的通信设备使用第一个时隙发送“连接确认信息”。
象在第一个帧周期中那样，在第九个帧周期中，第一通信设备再次使用第二个时隙发送“连接确认信息”。相应地，通过八个帧可以报告一系列通信设备的连接状态。
发送连接确认信息的间隔可变的例子图4图解了一个例子，其中上述帧周期系列被定义成一个“连接周期”，并且报告(或发送)连接确认信息的间隔被设置成具有可变长度。
参照图4，其中示出了一系列33个连接周期0至32。部分(A)至(F)说明了按照不同间隔(或连接周期)确认连接的六种情况。
在图4的情况(A)中，通信设备在每个连接周期内发送一次连接确认信息。假定一个连接周期有32毫秒，则情况(A)对应于通信设备每隔32毫秒向控制站发送连接确认信息的方法。
在图4的情况(B)中，每两个连接周期确认一次通信设备的连接。在情况(B)中，每隔64毫秒确认一次连接。
在图4的情况(C)中，每四个连接周期确认一次通信设备的连接。由于一个连接周期有32毫秒，所以每隔128毫秒确认一次连接。
在图4的情况(D)中，每八个连接周期确认一次通信设备的连接。如果一个连接周期有32毫秒，所以每隔256毫秒确认一次连接。
在图4的情况(E)中，每16连接周期确认一次通信设备的连接。如果一个连接周期有32毫秒，所以每隔512毫秒确认一次连接。
在图4的情况(F)中，每32连接周期确认一次通信设备的连接。如果一个连接周期有32毫秒，所以每隔1.024秒确认一次连接。
可以根据构成本实施例的无线网络的各个通信设备的工作状态预定被各个通信设备选择的模式。可以恰当选择部分(A)至(F)中示出的一个模式，并且可以进行连接确认。例如，当通信设备正在进行流式传输时，通信设备使用模式(A)发送连接确认信息。相反，如果通信设备当前没有发送信息，则选择模式(F)。这样，通信设备在不发送连接确认信息的连接周期1至31进入休眠状态。
所提供的数字仅用于说明对前面情况中要素的引用，其目的不是限制本发明的范围。
通信设备结构的例子现在描述一个能够执行基于本实施例的连接确认方法的通信设备的结构的例子。图5示出了无线通信设备的结构。
无线通信设备具有连接外部设备(未示出)的接口61和一个临时存储从外部设备无线发送的介质信息601的接口缓冲区62。并且无线通信设备具有一个存储以无线发送分组形式从接口缓冲区62发送的信息602的无线缓冲区63。
通信设备还具有一个执行一系列发送过程的控制器67。如果根据无线发送通知603确定必须使用分配的信道发送信息，则在无线缓冲区63中存储一个信道分配请求604以便无线发送出去。通过使用预定的请求子域，通过无线通信单元64从天线65向控制站无线发送信道分配请求605。
通信设备接收的信号通过天线65被提供到无线通信单元64并且以解调信号611的形式被发送到无线缓冲区63。
控制站周期发送的网络广播信息612被提供给控制器67。控制器67确认对应的信道分配信息，并且根据该信息设置无线通信单元64，从而发送无线缓冲区63中存储的无线发送分组。
如果网络广播信息612对接收做出规定，则根据信息612设置无线通信单元64并且在预定时刻接收信号。
如果接收到信息611，信息611被存储在无线缓冲区613中。控制站67根据指示帧周期单位的指令604重构接收信息614并且向接口缓冲区62发送接收信息614。
以具有预定接口格式的信息615的形式通过接口61向外部设备(未示出)传送接收信息614。
当控制站67在预定的帧周期中将向网络的控制站发送连接确认信息时，控制器67根据网络广播信息612中包含的时间信息设置连接周期中的基准帧。
根据连接周期中的基准帧，其中发送各个通信设备的连接确认信息的帧被设置成预定发送帧。
控制器67具有确定通信设备的工作状态并且根据工作状态确定变长发送周期的功能，其中在上述变长发送周期内发送连接确认信息。
控制器67控制无线缓冲区63和无线通信单元64以便在帧周期，即发送帧周期来到时能够使用请求子域的预定时隙(子域)发送信息。
通信设备具有一个对连接周期和帧周期定时的定时器66。当预定时刻来到时，定时器66向控制器67发送时间信息616。
控制器67具有根据时间信息616发送连接确认信息的功能。
根据控制器67提供的指令完成一系列控制过程。控制器67被连接到存储各种发送控制程序和控制信息的信息存储单元68。
无线网络的控制站的结构与图5中所示的基本相同。控制站可被构造成能够充当控制站和起终端站作用的通信设备。当通信设备充当控制站时，通信设备不需要与外部设备建立连接。因此接口61和接口缓冲区62变成不必要的部件。并且控制器67被用来执行控制站的功能，其中包含分配网络资源的功能和管理信道分配请求的功能。
通信设备的操作图6是说明充当无线网络的终端站的通信设备的连接确认操作的流程图。
除控制站之外，网络中包含的各个通信设备确定为了发送信息是否必须向控制站发送信道分配请求(步骤S71)。
如果必须发送信道分配请求，则设置对应的信道分配请求的参数和信道分配请求信息(步骤S72)。连接周期被设置成短时间段，从而设置一个活跃状态(步骤S73)。接着，通信设备在帧周期内的预定请求子域中向控制站发送信道分配请求信息(步骤S80)。
如果在步骤S71确定不必发送信道分配请求，则得到通信设备的连接周期的预定数值(步骤S74)。
通信设备确定其间把连接确认信息发送到控制站的连接周期是否来到(步骤S75)。如果确定没有来到，则结束处理。
如果确定该连接周期来到，则确定在连接周期内是否有信息被发送到控制站(步骤S76)。如果通信设备发送了诸如信道分配请求之类的信息，则通信设备退出处理。相应地，控制站可以确认通信设备被连接到无线网络。
相反，如果通信设备没有发送信息，则要求通信设备与控制站进行连接确认。于是通信设备设置连接确认信息(步骤S77)。
为了检查通信设备的工作状态，确定通信设备是否已在较长的时间段内发送了信道分配请求(步骤S78)。如果通信设备在长时间段内没有发送信道分配请求，则改变发送连接确认信息的模式以便能够延长发送连接确认信息的间隔(步骤S79)。在图4所示的例子中，如果当前发送模式为(A)，则发送模式(A)可以被改变成模式(B)，其中延长了发送连接确认信息的间隔。如果当前为模式(C)，则模式(C)可以被改变成模式(D)。
在帧周期的预定请求子域中的一个分配时隙中向控制站发送连接确认信息(步骤S80)。
控制站的操作现在描述根据本实施例的无线网络的控制站的操作。图7是说明充当无线网络控制站的通信设备的连接确认操作的流程图。
为了发送信息，充当网络控制站的通信设备确定控制站是否已经收到从网络中的各个通信设备发送的信道分配请求(步骤S81)。
如果控制站已经收到信道分配请求，控制站根据对应的信道分配请求分配一个信道(步骤S82)并且确定已经发送对应信道分配请求的通信设备被连接到网络上(步骤S88)。
如果在步骤S81确定控制站没有接收到信道分配请求，控制站确定当前的帧周期是否持续了预定的时间段，所述预定时间段被设置成通信设备的连接周期(步骤S83)。
如果当前帧周期持续了被设置成连接周期的时间段，则确定是否收到连接确认信息(步骤S84)。如果接收到连接确认信息，则确定通信设备被连接到网络上(步骤S88)。
相反，如果没有接收到连接确认信息，则控制站向对应通信设备发送应答请求以便确定是否与对应通信设备建立了连接(步骤S85)。
接着，确定是否接收到通信设备的应答(步骤S86)。如果接收到应答，则确定通信设备被连接到网络上(步骤S88)。相反，如果没有接收到应答，则确定对应的通信设备被断开并且从无线网络中删除通信设备(步骤S87)。更具体地，从一个由控制器为删除通信设备而构成的、描述属于无线网络的通信设备(包含要被删除的通信设备)的表格中删除通信设备。控制站继续执行到步骤S89。
在步骤S89中，控制站确定是否到达帧周期的起始处。如果确定，控制站发送网络广播信息(步骤S90)。
权利要求
1.一种无线通信系统，包括控制站；至少一个与控制站进行连接确认的无线通信设备，其中无线通信设备按照预定间隔向控制站发送连接确认信息，控制站检测连接确认信息，从而监控无线通信设备的连接状态，根据无线通信设备的工作状态改变发送连接确认信息的间隔。
2.一种在控制站和至少一个无线通信设备之间进行连接确认的无线通信方法，包括步骤由无线通信设备确定发送连接确认信息的间隔；由无线通信设备利用发送帧的预定子域向控制站发送连接确认信息，其中根据无线通信设备的工作状态改变发送连接确认信息的间隔。
3.如权利要求2所述的无线通信方法，其中发送帧的预定子域包括为各个无线通信设备独立分配的子域。
4.如权利要求3所述的无线通信方法，其中为各个无线通信设备独立分配的子域包括由一系列连续帧周期构成的连接周期的一个帧周期内的任一子域，所述子域对应于无线通信设备。
5.如权利要求2所述的无线通信方法，其中无线通信设备在一系列连续连接周期中每N个连接周期发送一次连接确认信息，其中N是大于或等于1的整数。
6.如权利要求3所述的无线通信方法，其中当检测到属于控制站构成的网络的无线通信设备发出的发送分组时，确定接收到来自无线通信设备的连接确认信息。
7.如权利要求2所述的无线通信方法，其中控制站通过检测按照预定时间间隔从构成网络的无线通信设备发送的连接确认信息监视无线通信设备的连接状态。
8.一种充当无线网络的控制站的无线通信设备，包括发送标识无线网络的信号并且从属于无线网络的无线通信设备接收信号的无线通信装置；对预定时间间隔定时的定时装置；存储预定时间间隔的信息存储单元，所述预定时间间隔是针对无线网络中包含的各个无线通信设备确定是否建立了连接的阈值，其中预定时间间隔是可变的。
9.如权利要求8所述的无线通信设备，其中还包括当按照预定时间间隔没有从无线通信设备发送信号时，删除无线网络中包含的无线通信设备的控制器。
10.一种与控制站进行连接确认的无线通信设备，包括从控制站接收信号并且利用发送帧的预定子域向控制站发送连接确认信息的无线通信装置；对预定时间间隔定时的定时装置，其中可以根据无线通信设备的工作状态改变预定时间间隔。
11.如权利要求10所述的无线通信设备，其中发送帧的预定子域包括为各个无线通信设备独立分配的子域。
12.如权利要求11所述的无线通信设备，其中为各个无线通信设备独立分配的子域包括由一系列连续帧周期构成的连接周期的一个帧周期内的任一子域，该子域对应于无线通信设备。
13.如权利要求10所述的无线通信设备，还包括当预定时间间隔没有发送信息时，控制无线通信装置按照预定时间间隔向控制站发送连接确认信息的控制器。
全文摘要
作为个人范围的网络的无线通信网络包含控制站和通信设备。控制站和通信设备执行连接确认方法。对于各个通信设备而言作为连接周期的连接确认周期是可变的。当连接确认周期来到时，各个通信设备向控制站发送连接确认信息。
文档编号H04L12/28GK1391362SQ0212272
公开日2003年1月15日 申请日期2002年6月7日 优先权日2001年6月8日
发明者菅谷茂 申请人:索尼株式会社