(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線通信機器において、
外部から転送されたデータを受信し、転送対象信号を送り出し、少なくとも一つのスレーブ機器と連結状態を維持しつつマスター機器として動作時前記スレーブ機器から優先順位を受信する送受信部と、
前記受信した優先順位に基づき前記スレーブ機器の優先順位を決め、決まったスレーブ機器の優先順位により通信回数を決めて前記スレーブ機器に通信するよう制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記受信した優先順位のスレーブ数が、当該優先順位を有するスレーブを収容できる最大数よりも大きい場合、前記受信した優先順位より低い優先順位を割当てることを特徴とする無線通信機器。
【請求項２】
前記優先順位は、通信回数と関わる値であって、優先順位が高いほど通信回数が多数であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信機器。
【請求項３】
前記コントローラは、前記割当てられた優先順位に基づく通信回数だけ前記スレーブ機器とそれぞれ通信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信機器。
【請求項４】
前記コントローラは、一回通信する毎に前記通信回数から一つずつ減算することを特徴とする請求項３に記載の無線通信機器。
【請求項５】
連結されているスレーブ機器についてそれぞれの通信回数を貯蔵するメモリをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信機器。
【請求項６】
前記コントローラは、全てのスレーブ機器と決まった通信回数だけ通信した後前記メモリを更新することを特徴とする請求項５に記載の無線通信機器。
【請求項７】
少なくとも一つ以上のスレーブ機器とマスター機器が連結された無線通信システムにおいて、
前記スレーブ機器は、予め決まった優先順位を前記マスター機器に送信し、該マスター機器は前記スレーブ機器から優先順位を受信し、受信した優先順位を考慮してそれぞれのスレーブ機器に対する優先順位を決めて割当て、
前記マスター機器は、前記受信した優先順位のスレーブ数が、当該優先順位を有するスレーブを収容できる最大数よりも大きい場合、前記受信した優先順位より低い優先順位を割当てることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
前記スレーブ機器は、マスター機器と新たに連結される時所望の優先順位を前記マスター機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記スレーブ機器は、転送しようとするデータの量による優先順位を前記マスター機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記マスター機器は、前記割当てられた優先順位に基づく通信回数だけ前記スレーブ機器とそれぞれ通信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記マスター機器は、一回通信する毎に前記通信回数から一つずつ減算することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記優先順位は、通信回数と関わる値であって、優先順位が高いほど通信回数が多数であることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
少なくとも一つ以上のスレーブ機器とマスター機器が連結された無線通信システムの通信方法において、
前記スレーブ機器から予め決まった優先順位をそれぞれ受信する段階と、
前記受信した優先順位に基づきそれぞれのスレーブ機器に対する優先順位を決めて割り当てる優先順位割当段階と、を備え、
前記優先順位割当段階は、前記受信した優先順位のスレーブ数が、当該優先順位を有するスレーブを収容できる最大数よりも大きい場合、前記受信した優先順位より低い優先順位を割当てることを特徴とする無線通信システムの通信方法。
【請求項１４】
前記割当てた優先順位に基づき前記スレーブ機器と通信する通信段階をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信システムの通信方法。
【請求項１５】
前記通信段階は、一回通信する毎に通信回数から一つずつ減算することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信システムの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信機器及びこれを適用した無線通信システム並びにその通信方法に係り、さらに詳しくはスレーブ機器のサービス特性によりスレーブ機器に転送率を可変的に割当てる無線通信機器及びこれを適用した無線通信システム並びにその通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブルートゥース（blue tooth）は音声データ、ビデオデータのような情報を１０ないし１００ｍ内の距離で無線で最大１Ｍｂｐｓ速度で転送できる通信技術である。
【０００３】
ブルートゥース通信方式により相互通信ができるようになったブルートゥース機器はインクワイアリ(Inquiry)、 インクワイアリスキャン(Inquiry Scan)、ページ(Page)、ページスキャン(Page Scan)のような動作遂行を通して通信の可能な連結状態を構成する。この過程においてその役割によりマスター機器とスレーブ機器が定まる。一つのマスター機器について一つ以上のスレーブ機器が連結状態を構成して形成されたネットワークをピコネット(piconet)と呼ぶ。
【０００４】
マスター機器とスレーブ機器は、時分割方式(TDD; Time Division Duplex)により両方向通信を行う。
【０００５】
現在提案されているブルートゥース通信方式によれば、ピコネットで一つのマスター機器は７個のスレーブ機器をアクティブ状態に連結させ相互通信が行える。
【０００６】
マスターは偶数スロットにおいて、奇数スロットではマスターのポーリングを受けたスレーブがマスターにデータを転送する。しかし、マスターのポーリングを受けていないスレーブはデータを転送できない。
【０００７】
現在提案されているブルートゥース通信方式においてポーリング方法は、各スレーブに公正のデータ転送機会を与えるラウンドロビン(round robin)ポーリング方法が使われる。
【０００８】
マスターは偶数スロット(０、２、４、…)において１個、３個または５個のスロットを占めるパケットをポーリングしようとするスレーブに送る。ポーリングパケットはマスターが連結状態を維持している各スレーブについて設定した順番通りデータ通信を許すために送信されるデータである。
【０００９】
マスターからポーリングを受けたスレーブは奇数スロットにおいて１個、３個あるいは５個のスロットを占めるパケットをマスターに送る。
【００１０】
現在のブルートゥース方式では、ラウンドボビンポーリング方法を使用しているので、マスターはピコネットに連結されているスレーブの個数ほど一回に一つずつ交代にポーリングする。
【００１１】
図１は一般のブルートゥース通信システムにおいてマスターとスレーブの動作を示したタイミング図である。
【００１２】
同図によれば、マスターはまずスレーブ１にＭ１送信スロットの間ポーリングする。一方、アクティブモードを行うスレーブ１は、マスターから送信されたデータが自身のアドレスを指定したデータであるかを確認し、マスター送信区間以降に割当てられるＳ１送信スロット区間中マスターとしてデータを転送する。
【００１３】
同様に、マスターはスレーブ２、スレーブ３に順番通り所定のスロット間隔を開けてポーリングする。
【００１４】
すると、スレーブ２、スレーブ３はマスターからポーリングを受けた順序通り所定のスロット間隔を開けてＳ２、Ｓ３送信スロット区間中マスターにデータを転送する。
【００１５】
このようにマスターがポーリングを行えば、マスターが各スレーブをポーリングする回数が平均して同一になり、全てのスレーブに同一な転送率が割当てられる。
【００１６】
ところが、ブルートゥース方式で提供されるサービスは、サービスの種類により送信するデータの量が多いか少なくなる。従って、現在ブルートゥース法式のようにサービスの種類を問わず同じ転送率を全てのスレーブに割当てられれば、転送率が低下する問題点があった。すなわち多くのデータを送るべきサービスに必要転送率より少ない転送率が割当てられたり、逆に少ないデータを送るべきなサービスに必要転送率より多くの転送率が割当てられる問題点があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的はスレーブが転送するデータの量によりスレーブに適切に転送率を割当てられる無線通信機器及びこれを適用した無線通信システム並びにその通信方法を提供するところにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明に係る無線通信機器は、無線通信を行う無線通信機器において、外部から転送されたデータを受信し、転送対象信号を送り出し、少なくとも一つのスレーブ機器と連結状態を維持しつつマスター機器として動作時前記スレーブ機器から優先順位を受信する送受信部と、前記受信した優先順位を考慮して前記スレーブ機器の優先順位を決め、決まったスレーブ機器の優先順位に基づき通信回数を決めて前記スレーブ機器に通信するよう制御するコントローラと、を備える。
【００１９】
前記コントローラは、前記受信した優先順位のスレーブ数が、当該優先順位を有するスレーブを収容できる最大数よりも大きい場合、前記受信した優先順位より低い優先順位を割当てる。
【００２０】
また、前記コントローラは、前記割当てられた優先順位に基づく通信回数だけ前記スレーブ機器とそれぞれ通信する。
【００２１】
そして、前記コントローラは、一回通信する毎に前記通信回数から一つずつ減算する。
【００２２】
また、前述した他の目的を達成するために、少なくとも一つ以上のスレーブ機器とマスター機器とが連結された無線通信システムにおいて、前記スレーブ機器は予め定まった優先順位を前記マスター機器に送信し、前記マスター機器は前記スレーブ機器から優先順位を受信し、受信した優先順位を考慮してそれぞれのスレーブ機器に対する優先順位を決めて割当てることを特徴とする無線通信システムが提供される。
【００２３】
そして、前述したさらに他の目的を達成するために、少なくとも一つ以上のスレーブ機器とマスター機器とが連結された無線通信システムの通信方法において、前記スレーブ機器から予め定まった優先順位をそれぞれ受信する段階と、前記受信した優先順位を考慮してそれぞれのスレーブ機器に対する優先順位を決めて割当てる優先順位割当段階と、を備えることを特徴とする無線通信システムの通信方法が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施形態による無線通信機器及びこれを適用した無線通信システム並びにその通信方法をさらに詳しく説明する。
【００２５】
以下、ブルートゥース通信法式に適用される無線通信機器を通して説明する。
【００２６】
説明する前に、ブルートゥース方式により通信を行う無線通信機器は、マスターまたはスレーブとして動作する。従って、以下の説明では無線通信機器についてマスターとして動作する時はマスター機器と、スレーブとして動作する時はスレーブ機器と称することにする。
【００２７】
図２は本発明に係る無線通信機器を示したブロック図である。
【００２８】
同図を参照すれば、無線通信機器２０、３０は送受信部２１、３１、メモリ３２及びコントローラ２３、３３とを備える。ここで、同一要素について併記した参照符号のうち２０、２１、２３、４０はスレーブとして動作する無線通信機器及びその要素について付したものであり、参照符号３０、３１、３２、３３及び５０はマスターとして動作する無線通信機器及びその要素について付したものである。
【００２９】
まず、スレーブとして動作する無線通信機器２０について説明する。
【００３０】
送受信部２１は、外部から受信された信号、例えばＲＦ信号を処理し、転送対象パケットを外部に送り出す。
【００３１】
コントローラ２３は、通信インタフェースを介してホスト４０と接続されている。ここで、ホストはノート型パソコン、携帯電話、プリンタなどのような各種の通信端末機が適用されうる。
【００３２】
コントローラ２３は、ホスト４０から要求された信号を処理し、送受信部２１を介して受信された信号を処理する。
【００３３】
また、コントローラ２３は、無線通信機器２０が他の無線通信機器と無線網を形成する際、自身が転送すべきデータの量に基づき適した優先順位を要請する。
【００３４】
ここで、優先順位はマスターからのポーリング回数による値であって、優先順位が高ければポーリング回数も多くなる。本実施形態において、優先順位は高い優先順位、中間優先順位、低い優先順位とがある。
【００３５】
図３にはこのようにスレーブとして動作する無線通信機器２０の通信過程が示されている。
【００３６】
同図を参照すれば、まずスレーブが新たなピコネットに参加すれば(段階１０２)、マスターに優先順位を割当てられることを要請する(段階１０４)。
【００３７】
スレーブは転送しようとするサービスの種類を考慮して適した優先順位をマスタに要請する。この際、多くのデータを送るべきサービスの場合、高い優先順位を要請し、逆に少ないデータを送るべきなサービスの場合は低い優先順位を要請する。
【００３８】
そして、マスターにより決まった優先順位を受信する(段階１０６)。マスターが優先順位を決める過程については、無線通信機器がマスターとして動作することを説明する際詳述する。
【００３９】
スレーブはマスターからポーリングパケットを受信すれば(段階１０８)、転送しようとするデータをパケットに送信する(段階１１０)。スレーブは参加していたピコネットを抜け出る前まで段階１０８及び段階１１０を繰り返す。
【００４０】
そして、スレーブがピコネットから離脱すれば(段階１１２)、通信課程を修了する。
【００４１】
一方、マスター機器として動作する無線通信機器３０について説明する。
【００４２】
送受信部３１は、外部から受信された信号、例えばＲＦ信号を処理し、転送対象パケットを外部に送り出す。
【００４３】
メモリ３２は現在ピコネットに連結されているスレーブ機器についてそれぞれの優先順位を貯蔵している。また、メモリ３２は高い優先順位と中間優先順位について高い優先順位を有するスレーブを収容できる最大スレーブ数、中間優先順位を有するスレーブを収容できる最大スレーブ数(これを、それぞれ高い優先順位最大値及び中間優先順位最大値と称する)を貯蔵している。
【００４４】
また、メモリ３２はポーリングすべきスレーブの数とそれぞれのスレーブについて割当てられた優先順位とポーリング回数を貯蔵している。
【００４５】
メモリは、全てのスレーブのポーリング回数が０になった後、貯蔵されているスレーブ別ポーリング回数とポーリングすべきスレーブの数はポーリングする前の初期値に更新される。
【００４６】
コントローラ３３は、通信インタフェースを介してホスト５０と接続されている。ここで、ホスト５０はノート型パソコン、携帯電話、プリンタなどのような各種の通信端末機が適用されうる。
【００４７】
コントローラ３３は、ホスト５０から要求された信号を処理し、送受信部３１を介して受信された信号を処理する。
【００４８】
また、コントローラ３３は、少なくとも一つのスレーブ機器と連結状態を維持しつつ新たなスレーブがピコネットに入ってくると、全体スレーブの数を入ってきたスレーブの数ほど増やし、スレーブがピコネットから出て行くと、全体スレーブの数を出て行ったスレーブ数ほど減らす。
【００４９】
そして、コントローラ３３は、スレーブが要請するサービスの優先順位を現在スレーブの優先順位を考慮して決め、決まったスレーブの優先順位に基づきポーリング順序及び回数を決めてポーリングするよう制御する。
【００５０】
このようにマスターとして動作する無線通信機器３０が優先順位を決める時の動作過程が図４に示されている。
【００５１】
新たなスレーブ機器がピコネットに入ってきて連結されれば(段階２０１)、マスターはスレーブ機器から所望の優先順位を受信する(段階２０２)。
【００５２】
マスターは、スレーブがいずれの優先順位を要請したのかを判断する(段階２０３)。
【００５３】
スレーブが高い優先順位を要請した場合(段階２０４)、現在ピコネットに連結されているスレーブのうち高い優先順位を有しているスレーブの数がピコネットにおいて高い優先順位を有するスレーブを収容できる最大スレーブ数(即ち、高い優先順位最大値)より小さいのかを判断する(段階２１０)。
【００５４】
もし、高い優先順位を有しているスレーブの数が高い優先順位最大値より小さければ、高い優先順位を要請したスレーブに高い優先順位を割当てることと決定する(段階２１２)。
【００５５】
しかし、高い優先順位を有しているスレーブの数が高い優先順位最大値より大きいか等しければ、中間優先順位を有しているスレーブの数が中間優先順位最大値より小さいのかを再び判断する(段階２１４)。この判断過程については後述する。
【００５６】
一方、スレーブが中間優先順位を要請したならば(段階２０６)、現在ピコネットに連結されているスレーブのうち中間優先順位を有しているスレーブの数がピコネットにおいて中間優先順位を有するスレーブを収容できる最大スレーブ数(すなわち、中間優先順位最大値)より小さいのかを判断する(段階２１４)。
【００５７】
もし、中間優先順位を有しているスレーブの数が中間優先順位最大値より小さければ、優先順位を要請したスレーブに中間優先順位を割当てることと決める(段階２１６)。
【００５８】
しかし、中間優先順位を有しているスレーブの数が中間優先順位最大値より大きいか等しければ、そのスレーブに低い優先順位を割当てることと決める(段階２１８)。
【００５９】
そして、スレーブが低い優先順位を要請した場合も(段階２０８)、そのスレーブに低い優先順位を割当てることと決める(段階２１８)。
【００６０】
このように、マスターがスレーブの要請した優先順位をそのまま受け入れず、優先順位決め過程を行う理由は、一つのピコネットにおいて高い優先順位を有するスレーブ数、中間優先順位を有するスレーブ数が多すぎるようになることを防ぐためのことである。
【００６１】
次に、マスターとして動作する無線通信機器３０がピコネットに連結されているスレーブに割当てられた優先順位に基づきポーリングする過程を説明する。
【００６２】
図５はマスターとして動作する無線通信機器３０がポーリングする過程を示している。
【００６３】
マスターはピコネットに連結されたスレーブに既に決定されたいる優先順位に基づくポーリング回数を割当て(段階３０２)、全体スレーブの数をチェックする(段階３０４)。メモリに全体スレーブの数とスレーブのポーリング回数を貯蔵する(段階３０５)。
【００６４】
ピコネットに連結されたスレーブのうちポーリング回数が０でないスレーブをそれぞれ順番にポーリングする(段階３０６)。
【００６５】
そして、ポーリングしたスレーブはそれぞれそのスレーブのポーリング回数から１を減算する(段階３０８)。例えば、段階３０２においてポーリング回数として１を割当てられたスレーブはポーリングを受信して段階３０８においてポーリング回数が一つ減算されれば、結局そのスレーブのポーリング回数は０になる。
【００６６】
マスターは、ポーリング回数が０であるスレーブの有無を判断し(段階３１０)、ポーリング回数が０でなければスレーブをポーリングし続ける。
【００６７】
もし、段階３０８を通してポーリング回数が０であるスレーブが発生すれば、全体スレーブ数から１を減算し(段階３１２)、全体スレーブ数が０になるまで以前のスレーブをポーリングする段階に戻って、以前の過程(段階３０６〜段階３１２)を繰り返す。
【００６８】
そして、全体スレーブの数が０になれば(段階３１４)、全体スレーブの数とスレーブのポーリング回数を貯蔵しているメモリを初期値に更新する(段階３１６)。
【００６９】
図６はスレーブに割当てられた優先順位に基づきマスターがポーリングする過程を示すタイミング図である。
【００７０】
マスターは、アクティブモードにおいてスレーブについて設定された優先順位に基づき所定のスロット間隔を開けて順次に送信データを転送する。
【００７１】
図６において、英文字Ｍはマスターがスレーブをポーリングするスロット区間であって、英文字Ｍの次に送信しようとするスレーブを添え字を付けて表示した。同様に、Ｓはスレーブからマスターに送信するスロット区間を示し、次に添え字を付けて送信するスレーブを示している。
【００７２】
図７はメモリに貯蔵されているスレーブの情報の例である。
【００７３】
同図を参照すれば、スレーブ１、スレーブ２、スレーブ３の優先順位がそれぞれ高い優先順位、中間優先順位、低い優先順位であり、優先順位に基づき割当てられたポーリング回数がそれぞれ３回、２回、１回であることが分かる。また、ポーリングすべきスレーブの数は３個であることが分かる。
【００７４】
マスターは、一番目のポーリング区間(Ｔ１)中、スレーブ１、スレーブ２、スレーブ３をそれぞれ順番通りポーリングする。
【００７５】
すると、スレーブ１、スレーブ２、スレーブ３のポーリング回数は、Ｔ１以前にメモリに貯蔵されていたポーリング回数から１を減算した値になって、それぞれ２回、１回、０回になる。
【００７６】
この際、スレーブ３のポーリング回数が０になって、ポーリングすべきスレーブの数は３個から１を減算して２個になる。
【００７７】
マスターは、二番目のポーリング区間(Ｔ２)中、ポーリング回数が０であるスレーブ３を除いたスレーブ１、 スレーブ２をそれぞれ順番にポーリングする。
【００７８】
すると、スレーブ１、スレーブ２のポーリング回数は、Ｔ２以前のポーリング回数から１を減算した値になって、それぞれ１回、０回になる。
【００７９】
今度は、スレーブ２のポーリング回数が０になって、ポーリングすべきスレーブの数は２個から１を減算して１個になる。
【００８０】
マスターは三番目のポーリング区間(Ｔ３)中、ポーリング回数が０であるスレーブ２、スレーブ３を除いたスレーブ１のみをポーリングする。
【００８１】
すると、スレーブ１のポーリング回数は、Ｔ３以前のポーリング回数１から１を減算した値０になって、 ポーリングすべきスレーブの数も１個から１を減算して０個になる。
【００８２】
従って、マスターが全てのスレーブのポーリング回数が０になるまでポーリングしてから、それぞれのスレーブ別にポーリング回数を求めれば、優先順位の高いスレーブ１は３回、優先順位が中間のスレーブ２は２回、優先順位の低いスレーブ３は１回をそれぞれポーリングしたことが分かる。
【００８３】
従って、優先順位の高いスレーブ１が最多のデータを転送し、優先順位の低いスレーブ３が最少のデータを転送することが分かる。
【００８４】
そして、マスターは全てのスレーブのポーリング回数が０になった後、メモリに貯蔵されているスレーブ別ポーリング回数とポーリングすべきスレーブの数をポーリングする以前値に初期化する。
【００８５】
すなわち、スレーブ１、スレーブ２、スレーブ３のポーリング回数は、それぞれ３回、２回、１回になり、ポーリングすべきスレーブの数は三つになる。
【００８６】
図８Ａおよび図８Ｂは図４の優先順位決め過程と図５のポーリング過程をプログラムソースコードで示した図である。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る無線通信機器及びこれを適用した無線通信システム並びにその通信方法によれば、スレーブの必要に応じてスレーブに適正転送率が割当てられるようにすることで、一律的に同じ転送率を各スレーブ毎に割当てる時より不要に転送率が割当てられることを防止することができる。
【００８８】
本発明は前述した実施形態に限らず、本発明の思想を逸脱しない範囲内で当業者による変形が可能なことは勿論である。従って、本発明において権利を請求する範囲は詳細な説明の範囲内に定まることではなく、請求の範囲に限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般のブルートゥース通信システムにおいてマスターとスレーブの動作を示すタイミング図である。
【図２】  本発明に係る無線通信機器を示したブロック図である。
【図３】  図２の無線通信機器がスレーブとして動作する場合の通信過程のフローチャートである。
【図４】  図２の無線通信機器がマスターとして動作する場合の優先順位を決める時の動作過程のフローチャートである。
【図５】  図２の無線通信機器がマスターとして動作する場合のポーリング過程を示すフローチャートである。
【図６】  スレーブに割当てられた優先順位に基づきマスターがポーリングする過程を示すタイミング図。
【図７】  メモリに貯蔵されているスレーブの情報の例である。
【図８Ａ】  図４の優先順位決め過程と図５のポーリング過程をプログラムソースコードで示した図である。
【図８Ｂ】  図４の優先順位決め過程と図５のポーリング過程をプログラムソースコードで示した図である。
【符号の説明】
２０，３０  無線通信機器
２１，３１  送受信部
２３，３３  コントローラ
３２  メモリ
４０，５０  ホスト
【図１】
0003657214.tif 000002
【図２】
0003657214.tif 000003
【図３】
0003657214.tif 000004
【図４】
0003657214.tif 000005
【図５】
0003657214.tif 000006
【図６】
0003657214.tif 000007
【図７】
0003657214.tif 000008
【図８Ａ】
0003657214.tif 000009
【図８Ｂ】
0003657214.tif 000010