(57)【要約】  本開示は、帯域幅を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈが優先される第１のセグメントと、ＷＬＡＮが優先される第２のセグメントとを有する時間ブロックに割り当てることにより、ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とを制御するための方法およびシステムを含む。無線通信媒体へのアクセスは、ＷＬＡＮモジュールとＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールとを接続するインタフェースを介してシグナリングされる。下りリンク・トラヒックは、第１のセグメントの間、トラヒックをバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることにより、調整される。ＷＬＡＮトラヒックはまた、第１のセグメントの間、ＷＬＡＮ信号の受信を許可することと、ＷＬＡＮ信号の送信をブロックすることとによって調整されることができる。さらに、ＷＬＡＮモジュールおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのそれぞれの状態に依存して、第２の期間の間、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が好ましくは常に許可される一方で、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信は、制限されることができる。共存エージェントが、ＷＬＡＮモジュールとＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールとの間で関連する情報を転送するために、使用されることができる。
2013529431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とを制御するための方法であって、
ａ）ハードウェア部分を有するＷＬＡＮモジュールと、ハードウェア部分を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールと、前記ＷＬＡＮモジュールのハードウェア部分と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分との間のパケット・トラヒック・インタフェースと、を有するデバイスを提供することと、
ｂ）利用可能な通信帯域幅を時間ブロックに分割することと、
ｃ）時間ブロックにおける帯域幅を第１のセグメントと第２のセグメントとに割り当てることと、
ｄ）前記第１のセグメントについて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にプライオリティを割り当てることと、前記第２のセグメントについて、ＷＬＡＮ通信にプライオリティを割り当てることと、
ｅ）前記第１のセグメントの間に、前記インタフェースを介して前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングすることと
を備える方法。
【請求項２】
前記第１のセグメントの間に、送信をバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることによって、ＷＬＡＮ通信を調整することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信をバッファするためのＷＬＡＮアクセス・ポイントへのシグナリングは、パワー・セーブ信号を送ることを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のセグメントの間に、ＷＬＡＮ信号の受信を許可することと、ＷＬＡＮ信号の送信をブロックすることとによって、ＷＬＡＮ通信を調整することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記帯域幅を割り当てることは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクについての情報に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記帯域幅を割り当てることは、前記ＷＬＡＮモジュールの状態と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの状態とに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるように、前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングすることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングすることは、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信を許可しない、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングすることは、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信を許可する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
共存エージェントを用いて、前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのソフトウェア部分との間で情報を転送することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記共存エージェントによって転送される情報は、前記ＷＬＡＮの構成状態に関する情報と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクの数とタイプに関する情報と、からなるグループから選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とを制御するための装置であって、
ハードウェア部分とソフトウェア部分とを有するＷＬＡＮモジュールと、
ハードウェア部分を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールと、
前記ＷＬＡＮハードウェア部分と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分との間のパケット・トラヒック・インタフェースと
を有するデバイス
を含む装置であって、前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分は、
利用可能な通信帯域幅を時間ブロックに分割し、
時間ブロックにおける帯域幅を第１のセグメントと第２のセグメントとに割り当て、
前記第１のセグメントについて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にプライオリティを割り当て、前記第２のセグメントについて、ＷＬＡＮ通信にプライオリティを割り当て、
前記第１のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングする
ように構成される、装置。
【請求項１３】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分はさらに、前記第１のセグメントの間に、送信をバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることによって、ＷＬＡＮ通信を調整するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分は、パワー・セーブ信号を送ることにより、送信をバッファするよう前記ＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分は、前記第１のセグメントの間に、ＷＬＡＮ信号の受信を許可することと、ＷＬＡＮ信号の送信をブロックすることとによって、ＷＬＡＮ通信を調整するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクについての情報に基づいて帯域幅を割り当てる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分は、前記ＷＬＡＮモジュールの状態と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの状態とに基づいて帯域幅を割り当てる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分はさらに、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるように、前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングするように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分はさらに、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されないように、前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングするように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分はさらに、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるように、前記第２のセグメントの間に、前記インタフェースを介して、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングするように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分と前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのソフトウェア部分との間で情報を転送するように構成された共存エージェントをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記共存エージェントによって転送される情報は、前記ＷＬＡＮの構成状態に関する情報と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクの数とタイプに関する情報と、からなるグループから選択される、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２０１０年４月２８日に出願された米国仮特許出願番号第６１／３２８，８４８号に基づく。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般的に、無線通信に関し、より詳細には、ＷＬＡＮネットワークとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークとの共存を改善するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信技術を用いるデバイスの最近の急増を受け、干渉を最小化し、サービス品質を改善するために、注意の行き届いた設計が必要とされている。たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信システムと無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）通信システムは、単一のデバイスに組み込まれることが多い。
【０００４】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈはしばしば、モバイル・フォン、コンピュータ、デジタル・カメラ、無線ヘッドセット、スピーカ、キーボード、マウスまたは他の入力周辺機器、および同様のデバイス間を接続し、これらのデバイス間で情報を交換するために使用される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、マスタと７つまでのスレーブとの間でのパーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の構築を可能にする。多くのＢｌｕｅｔｏｏｔｈのアプリケーションでは、正しい順序で並べられたデータ・パケットが途切れることなく確実に送受される必要がある。
【０００５】
ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルによって定義されたもののようなＷＬＡＮシステムは一般的に、より長距離の通信と、より大きなネットワークのためのものである。ＷＬＡＮ通信は、既存のネットワーク・インフラストラクチャへの容易なインタフェースを提供し、比較的長距離にわたり比較的高いデータ・レートを提供する。したがって、ＷＬＡＮトラヒックの大部分の性質は、ＷＬＡＮトラヒックがパケットの並び順および送受時間の問題の影響をさほど受けないようにしている。
【０００６】
ＷＬＡＮ通信は、非同期プロトコルで動作し、キャリア検知多元接続／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）メカニズムを使用して無線媒体にアクセスするが、これに対しＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）メカニズムに依拠する。しかしながら両者は、２．４ＧＨｚの産業科学医療デバイス用バンド（ＩＳＭ：Industrial, Scientific and Medical Device Band）の帯域を共有する。結果として、２つの通信システム間で干渉が生じ得る。この問題は、両者が単一のデバイスに組み込まれている場合、これらのシステムの物理的な配置によって悪化する。実際、最近の傾向は、各システムを別個の集積回路に保持することから、両者を単一のチップにマージすることに移行している。さらに、ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の典型的な性質の違いを考慮すると、ある特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンクには、必要とされるサービス品質を保証するためにプライオリティが与えられなくてはならない。
【０００７】
干渉の可能性を認識して、共存を改善するためにさまざまな技術が用いられてきた。第１のストラテジは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスの周波数ホッピングの態様に依拠する。ＷＬＡＮ通信は、１つの周波数における中心と、そのスペクトラム内の幅とを有するといったように、一か所にまとめられる傾向がある一方で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスは、利用可能な７９個の１ＭＨｚ帯域のうちの１つにおいて、６２５μｓのタイム・スロットにわたって送信または受信しては、別のチャネルに切り替えるといった具合に、あちらこちらを「ホッピング」する。干渉が検出されると、適応周波数ホッピング（ＡＦＨ）技術により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスは、ＷＬＡＮチャネルと重複するＢｌｕｅｔｏｏｔｈチャネルを回避することができる。
【０００８】
ＡＦＨは大きなパフォーマンス利得を提供するが、アウトバンドのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号は、特に両システムが並べて配置されている場合、ＷＬＡＮ信号になおも影響し得る。典型的には、ＷＬＡＮシステムが、比較的より遠方のアクセス・ポイントからパケットを受信しているあいだに、ＷＬＡＮフロント・エンドがＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信により飽和してしまう確率が高まる。したがって、ＷＬＡＮとＢｌｕｅｔｏｏｔｈの同時トラヒックの量を最小化すること、または無くすことが所望される。この目的を達成するための１つのストラテジは、各システムのアクティビティに依存したパケット・トラヒック・アービトレーション（ＰＴＡ：packet traffic arbitration）を可能にする、２つのシステム間のハードワイヤード・インタフェースに依拠するものである。当業者によって認識されるように、ＰＴＡプロトコルの例は、２ワイヤ・システム、３ワイヤ・システム、および４ワイヤ・システムを含む。これらのプロトコルの各々は、その状態をＷＬＡＮデバイスに通信するＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスと、これらの入力状態とそれ自体の状態とに基づいてチャネルの使用をアービトレートするＷＬＡＮデバイスとを含む。そのようにして、ＷＬＡＮデバイスとＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスは、２．４ＧＨｚ帯の使用をタイム・シェアする。
【０００９】
この実現によると、ＰＴＡプロトコルは、ＷＬＡＮシステムに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムのアクティビティ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの相対的なプライオリティ・レベルの情報、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈが限られたチャネルで送信しているかどうか、についての情報を提供する。ＰＴＡ接続によって受信された情報に基づいて、ＷＬＡＮシステムは、ＷＬＡＮがアクティブであることをＰＴＡインタフェースによってシグナリングし、その期間のあいだＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信できないようにすること、または、ＷＬＡＮがインアクティブであることをＰＴＡインタフェースによってシグナリングし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信できるようにすること、のいずれかによって、通信システムの使用をアービトレートするだろう。
【００１０】
ＰＴＡプロトコルの使用はさらに、ＷＬＡＮシステムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムとの間の干渉を最小化する。しかしながら、たとえＷＬＡＮシステムが進行中のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の存在と性質についての情報を有していたとしても、これらのプロトコルにはなおも共存の問題が存在する。特に、ＰＴＡスキームは、上りリンク・トラヒックに比べ、下りリンク・トラヒックを保護することについては、あまり効果的でない。
【００１１】
たとえば、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティが存在する場合、ハードウェアは、任意の現在のＷＬＡＮトラヒックを中止し、内部衝突として扱う。このサービス品質を実現することは、上述したように多くのタイプのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にとって必要なことであるが、ＷＬＡＮパケットの損失を大幅に増加させ得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティを知っていることにより、ＷＬＡＮシステムは、上りリンク・トラヒックに対するこれらの影響を最小化することができる。しかしながら、これらの送信障害の結果、アクセス・ポイントは、より低い送信レートに戻し、下りリンクのスループットを大幅に落とす。さらに、アクセス・ポイントは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックがそれらの送信障害を引き起こしていることを知らないので、アクセス・ポイントは、より低いレートで、より長いエア・タイムを費やして、障害を受けたフレームを再試行し続け、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックへの干渉の可能性を著しく増大させる。
【００１２】
したがって、干渉を最小化しながらＷＬＡＮ通信およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信を実現するためのシステムおよび方法が必要とされている。たとえば、ＷＬＡＮの下りリンク・トラヒックを保護するように構成されると同時に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にとって必要なサービス品質をも保証するシステムおよび方法を提供することが必要とされている。本開示は、これらのニーズおよび他のニーズに関するものである。
【発明の概要】
【００１３】
上記のニーズ、および下記において説明され、明らかにされるニーズにしたがい、本開示は、ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とを制御するための方法に関するものであり、この方法は、ハードウェア部分を有するＷＬＡＮモジュールと、ハードウェア部分を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールと、ＷＬＡＮハードウェア部分とＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分との間のパケット・トラヒック・インタフェースと、を有するデバイスを提供することと、利用可能な通信帯域幅を時間ブロックに分割することと、時間ブロックにおける帯域幅を第１のセグメントと第２のセグメントとに割り当てることと、第１のセグメントについて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にプライオリティを割り当て、第２のセグメントについて、ＷＬＡＮ通信にプライオリティを割り当てることと、第１のセグメントの間にインタフェースを介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングすることと、を含む。
【００１４】
一態様において、この方法はまた、第１のセグメントの間に、送信をバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることによって、ＷＬＡＮ通信を調整することを含む。好ましくは、これは、パワー・セーブ信号を送ることを含む。別の態様において、この方法は、第１のセグメントの間に、ＷＬＡＮ信号の受信を許可することと、ＷＬＡＮ信号の送信をブロックすることとによって、ＷＬＡＮ通信を調整することを含む。
【００１５】
好ましくは、帯域幅を割り当てることは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクについての情報、または、ＷＬＡＮモジュールおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの状態に基づく。好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分への無線アクセスは、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるように、第２のセグメントの間にもシグナリングされる。ＷＬＡＮモジュールおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのそれぞれの状態に依存して、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信は、第２の期間の間、許可されるか許可されないかのいずれかである。
【００１６】
別の態様において、この方法はまた、共存エージェントを用いて、ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分とＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのソフトウェア部分との間で情報を転送することを含む。好ましくは、そのような情報は、ＷＬＡＮの構成状態、または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクの数とタイプを示すプロファイルに関するものである。
【００１７】
本開示はまた、ＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とを制御するための装置であって、ハードウェア部分とソフトウェア部分とを有するＷＬＡＮモジュールと、ハードウェア部分を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールと、ＷＬＡＮハードウェア部分とＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分との間のパケット・トラヒック・インタフェースと、を有するデバイスを含む装置に関するものであり、ここにおいて、ＷＬＡＮソフトウェア部分は、利用可能な通信帯域幅を時間ブロックに分割し、時間ブロックにおける帯域幅を第１のセグメントと第２のセグメントとに割り当て、第１のセグメントについて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信にプライオリティを割り当て、第２のセグメントについて、ＷＬＡＮ通信にプライオリティを割り当て、第１のセグメントの間にインタフェースを介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングするように構成される。好ましくは、ＷＬＡＮソフトウェア部分はさらに、たとえばパワー・セーブ信号を送ることにより、第１のセグメントの間に、送信をバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることによって、ＷＬＡＮを調整するように構成される。また、好ましくは、ＷＬＡＮソフトウェア部分は、ＷＬＡＮがＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンクについての情報に基づいて帯域幅を割り当てることをシグナリングする。ＷＬＡＮソフトウェア部分はまた、ＷＬＡＮモジュールおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの状態に基づいて帯域幅を割り当てることができる。所望のとおり、ＷＬＡＮソフトウェア部分はまた、第１のセグメントの間に、ＷＬＡＮ信号の受信を許可することと、ＷＬＡＮ信号の送信をブロックすることとによって、ＷＬＡＮ通信を調整するように構成されることができる。
【００１８】
別の態様において、ＷＬＡＮソフトウェア部分はさらに、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるように、第２のセグメントの間に、インタフェースを介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分に無線アクセスをシグナリングするように構成される。ＷＬＡＮモジュールおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのそれぞれの状態に依存して、ＷＬＡＮソフトウェア部分はさらに、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信が許可されるか許可されないかのいずれかであるように、第２のセグメントの間に無線アクセスをシグナリングするように構成される。
【００１９】
さらなる別の態様において、この装置はまた、ＷＬＡＮモジュールのソフトウェア部分とＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのソフトウェア部分との間で情報を転送するように構成された共存エージェントを含む。好ましくは、転送される情報は、ＷＬＡＮの構成状態に関する情報、または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクの数とタイプに関する情報を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
さらなる特徴および利点が、付属の図面において示された本発明の好ましい実施形態についての下記のより詳細な説明から明らかになるだろう。なお、すべての図面を通して、同一の参照番号は、概して同一の部品または要素を指すものとする。
【図１】図１は、本発明に係る、統合されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈおよびＷＬＡＮ通信システムのアーキテクチャの概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る、ＷＬＡＮの下りリンク・トラヒックを保護するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信の抑制を示す通信トラヒックを表した図である。
【図３】図３は、本発明に係る、帯域幅マルチプレクサによる、時間ブロックの連続した割り当ての一実施形態の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態において使用される、３ワイヤＰＴＡプロトコルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まずはじめに、本開示は、特に例示的なマテリアル、アーキテクチャ、ルーチン、方法、または構造に限定されず、言うまでもなく多様であり得るということが、理解されるべきである。したがって、ここに説明されるオプションと同様または同等の多数のオプションが本開示の実施形態の実現において使用され得るが、本明細書においては、好ましいマテリアルおよび方法が説明されている。
【００２２】
また、ここで使用される専門用語は、単に本開示の特定の実施形態を説明する目的で使用されているにすぎず、限定を意図するものではないということが理解されるべきである。
【００２３】
そうでないと定義されていない限り、ここに使用される、すべての技術用語および科学用語は、本開示に係る当業者によって一般的に理解される意味と同一の意味を有する。
【００２４】
さらに、上記下記問わず、ここに引用されるすべての刊行物、特許公報、および特許出願は、その全内容が引用によりここに組み込まれる。
【００２５】
最後に、本明細書および付属の特許請求の範囲において使用される場合、“a”、“an”、および“the”といった単数形の指示語は、そうでないことが内容から明示されない限り、複数形の指示対象を含むものとする。
【００２６】
上述したように、単一のデバイス内におけるＷＬＡＮ通信システムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信システムとの効率的な共存を可能にするシステムおよび方法を提供することが必要とされている。図１に示すように、本開示の共存の解決に適したアーキテクチャ１００が、ＷＬＡＮ通信能力とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信能力の両方を有するデバイス内に示されている。一般的に、ＷＬＡＮモジュール１０２は、ハードウェア部分１０４とソフトウェア部分１０６とを含む。理解されるように、ソフトウェア部分１０６は、デバイスとハードウェア部分１０４との間の通信に必要なドライバ・ソフトウェアを含む。ソフトウェア部分１０６はまた、下記において詳細に説明される帯域幅マルチプレクサ１０８を含む。同様に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１１０は慣例的に、デバイスに存在するＢｌｕｅｔｏｏｔｈスタック・ソフトウェア１１６と通信する、ハードウェア部分１１２とファームウェア部分１１４とを含む。
【００２７】
パケット・トラヒック・インタフェース１１８が、ＷＬＡＮハードウェア部分１０４とＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア部分１１２とを接続する。インタフェース１１８についてのさらなる詳細が下記において説明されるが、一実施形態において、インタフェース１１８は、当該技術で周知の３ワイヤＰＴＡインタフェースを含む。ソフトウェアに基づいた共存エージェント１２０が、ＷＬＡＮのソフトウェア部分１０６とＢｌｕｅｔｏｏｔｈスタック１１６との間で情報を受け渡しするように構成される。
【００２８】
共存エージェント１２０は、ＷＬＡＮシステムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムとの間で有用な情報を伝達するアプリケーション・ソフトウェア・モジュールである。たとえば、接続されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈクライアントの数およびタイプと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスキャニングの開始時刻および終了時刻と、基本データ・レート（ＢＤＲ）能力または拡張データ・レート（ＥＤＲ）能力と、に関連するＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロファイル情報が、ＷＬＡＮシステムに伝達される。下記において説明されるように、帯域幅マルチプレクサ１０８が、そのような情報を使用して、時間ブロックを設定し、ＷＬＡＮシステムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムとの間で使用を割り当てる。また、ＷＬＡＮの構成に関する情報もＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに渡される。たとえば、ＷＬＡＮシステムの中心周波数とチャネル幅がＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに伝達され、ＡＦＨアルゴリズムを改善するのに役立ち、ＷＬＡＮによって使用されるスペクトラムに干渉しそうなチャネルでのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信を回避するのに役立つ。共存エージェントの動作および実現についてのさらなる詳細は、２００９年１２月８日に出願された同時係属中の米国特許出願番号第１２／６３３，１５０号において説明されており、その全内容は、引用によりここに組み込まれる。
【００２９】
ＷＬＡＮシステムの下りリンク・トラヒックを保護することは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信とＷＬＡＮ通信の共存を改善するのに役立つことができる。上述したように、ＷＬＡＮアクセス・ポイントがＢｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックのことを知らずに、非常に多くのドロップしたパケットが生じた場合、ＷＬＡＮアクセス・ポイントは、送信レートを低下させ、それに応じて、より多くのエア・タイムを消費するだろう。したがって、本開示のシステムおよび方法は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信を、選択された時間期間の間、選択的に抑制、すなわち「ストンピング」することにより、ＷＬＡＮトラヒックが、物理層レートを回復し、アクセス・ポイントによる低下を回避できるようにするためのものである。ＷＬＡＮの上りリンク・トラヒックもまた、これらの時間期間の間、容易となる。
【００３０】
図２は、この機能の効果を概略的に示したものである。上段２００は、ＷＬＡＮトラヒックを示し、上矢印は上りリンク・パケットを、下矢印は下りリンク・トラヒックを、両矢印はその両方を示す。中段２０２は、ＷＬＡＮアクティビティの状態を示す。下段２０４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティの状態を示す。すなわち、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティがアサートにされ、ＷＬＡＮアクティビティがディアサートにされた場合、ＷＬＡＮの上りリンク・パケットは許可されないが、下りリンク・パケットであるグループ２０６、２０８、２１０、および２１２は受信されることができる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティがディアサートにされ、ＷＬＡＮアクティビティがディアサートにされた場合、ＷＬＡＮの上りリンク・パケット２１４および２１６が許可される。最後に、ＷＬＡＮアクティビティがアサートにされた場合、すべてのＷＬＡＮパケット、すなわち、グループ２１８および２２０が許可され、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信であるグループ２２２および２２４がストンピングされる。下記において説明されるように、ＷＬＡＮアクティビティ期間の間、すべてのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信がブロックされるか、または、ある特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈアプリケーションに対する所望のサービス品質を保証し続けるために高いプライオリティの送信が許可される一方で、低いプライオリティの送信はブロックされることができる。
【００３１】
図２に示した振る舞いは、帯域幅マルチプレクサ１０８を使用して、時間ブロックを設定し、その使用をＷＬＡＮ通信とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信との間で割り当てる、本開示のシステムおよび方法によって実現される。マルチプレクサ１０８は、好ましくは約１０〜１００ｍｓの長さの時間ブロックを確立し、その時間ブロックの間、帯域幅は、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＷＬＡＮとの間でアクティブに割り当てられる。図３は、マルチプレクサ１０８の演算を示したものであり、帯域幅３００は、時間ブロック３０２に分割され、そのうちの２つが示されている。この実施形態において、時間ブロックは４０ｍｓの長さである。各ブロック内で、帯域幅は、セグメント３０４とセグメント３０６とに割り当てられ、セグメント３０４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のために予約され、セグメント３０６は、ＷＬＡＮ通信のために予約される。理解されるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのインアクティビティにより未使用のままのセグメント３０４の任意の部分は、ＷＬＡＮトラヒックによって満たされることができる。示された実施形態において、帯域幅３００の７０％までに相当するセグメント３０４では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈにプライオリティが与えられ、帯域幅３００の３０％に相当するセグメント３０６では、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信はストンピングされ、ＷＬＡＮの下りリンク・トラヒックが保護されるだろう。セグメント３０４とセグメント３０６が隣接して示されていても、当業者は、これらが単に帯域幅の相対的なパーセンテージの割り当てを示す表現にすぎないことを理解するだろう。実際、アクセスは、ＷＬＡＮトラヒックとＢｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックとの間で、各時間ブロック３０２の間に、繰り返し入れ替わり得るが、全体の割り当ては、所望のパーセンテージに対応するだろう。
【００３２】
好ましくは、マルチプレクサ１０８は、部分的には、ＷＬＡＮの下りリンク・トラヒックと上りリンク・トラヒックの両方を制御することによって、所望の帯域幅の割り当てを実現する。マルチプレクサ１０８は、所望の帯域幅の割り当てに対応する長さの時間の間、送信をバッファするようＷＬＡＮアクセス・ポイントにシグナリングすることによって、下りリンク・トラヒックを調整する。好ましい実施形態において、マルチプレクサ１０８は、このシグナリング機能を実現するために、既存のパワー・セービング・プロトコルを利用する。たとえば、マルチプレクサ１０８は、アクセス・ポイントに対し、送信が保留にされねばならないことを通知するセット・パワー・セーブ（ＰＳ）ビットを送り、ついで、送信を再開するためにクリアＰＳビットを送ることができる。従来のパワー・セーブ・モードと違って、ＷＬＡＮハードウェア１０４はアウェイクのままなので、アクセス・ポイントに対しシグナリングが行われ送信が再開されたときに遅延が生じない。
【００３３】
オプションで、アクセス・ポイントが送信を保留にしている時間期間の間、衝突するＢｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティが存在しない場合、マルチプレクサ１０８は、アクセス・ポイントに対し、単一のフレームの送信を要求する信号を送信することができる。同様に、マルチプレクサ１０８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックが、割り当てられた帯域幅を消費するに足らない場合、その時間ブロックの間、ＷＬＡＮ送信の合計の長さを制限しながら、ＷＬＡＮパケットのスケジューリングを許可することにより、ＷＬＡＮの上りリンク・トラヒックを調整する。また、レガシーＰＳＭ（パワー・セーブ・モード（Power Save Mode））、ＰＳポールおよび連続アウェイク・モード／パワー・セーブ・モード（PS-Poll and Continually Awake Mode/Power Save Mode）（ＣＡＭ／ＰＳＭの切り替え（CAM/PSM switching））、またはスケジューリング外の非同期パワー・セーブ・デリバリ（Ｕ−ＡＰＳＤ：Unscheduled Asynchronous Power Save Delivery）に関連する、アクセス・ポイントにシグナリングするための他のストラテジも使用され得ることに注意すべきである。
【００３４】
理解されるように、ＷＬＡＮリンクおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンクの状態を反映させるために、マルチプレクサによって実行された帯域幅の割り当てを調節することが所望される。ＷＬＡＮシステムには、４つの主な状態がある。すなわち、接続、切断、スキャニング、対応付け（associating）である。同様に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムは、３つの主な状態を有するものと考えられ得る。すなわち、オン、オフ、管理である。これらの可能な状態から、ＷＬＡＮの状態とＢｌｕｅｔｏｏｔｈの状態との組み合わせが１２個作られる。ＷＬＡＮが切断されているか、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈがオフであるか、のいずれかの状況では、共存は不要であるので、マルチプレクサ１０８は全帯域幅を割り当てる。ＷＬＡＮの対応付け状態は、比較的重要な処理であるので、この状態の間は、ＷＬＡＮシステムに対する帯域幅のプライオリティにスキューを生じさせることが望ましい。一方で、ＷＬＡＮのスキャニング状態は、さほど重要ではないので、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに、より多くの帯域幅が割り当てられることができる。さらに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの管理状態もまた、オン状態と比較すると、さほど重要でないので、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの管理の間は、ＷＬＡＮシステムに、より多くの帯域幅が割り当てられることができる。表１は、４０ｍｓの時間ブロックでの使用に適した、ＷＬＡＮの状態とＢｌｕｅｔｏｏｔｈの状態とに基づいた適切な帯域幅の割り当てスキームの一例を示す。
【表１】
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【００３５】
たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈがオンの場合、比較的低いプライオリティであるＷＬＡＮのスキャニング状態は、好ましくは、より多くの帯域幅の割り当てをＢｌｕｅｔｏｏｔｈに許可するという結果をもたらし、たとえば、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信はすべて許可され、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信はその時間の４０％の間ストンピングされ、その時間の残りの６０％の間は、どのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信もストンピングされない。比較的より高いプライオリティであるＷＬＡＮの対応付け状態の場合、すべてのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信がその時間の６０％の間ストンピングされ、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信は、その時間の残りの４０％の間もストンピングされる。
【００３６】
最後に、ＷＬＡＮが接続で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈがオンの場合、接続されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈクライアントの数と、それらの能力と、必要とされるサービスのタイプとに基づいて帯域幅を割り当てることが望ましい。表１においてこれは、デバイスに依存、と示されている。
【００３７】
一般的に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリンクには、２つのタイプがある。すなわち、ＳＣＯ（同期コネクション指向（Synchronous Connection-Oriented））リンクと、ＡＣＬ（非同期コネクション・レス（Asynchronous Connection-Less））リンクである。拡張ＳＣＯ（ｅＳＣＯ：Extended SCO）リンクは、ＳＣＯリンクと同様であるが、再送を可能にする。ＳＣＯリンクは、マスタと単一のスレーブとの間の対称的なポイント・ツー・ポイント・リンクであり、ＳＣＯリンクは、規則的な間隔で、予約されたスロットを使用することにより維持される。主として、ＳＣＯリンクは、たとえば、ヘッドセットのアプリケーションにおいて、音声情報を搬送するために使用される。ＡＣＬリンクは、マスタと、関連づけられた複数のスレーブとの間のポイント・ツー・マルチポイント・リンクである。
【００３８】
理解されるように、ある特定のタイプのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信は、高いサービス品質を必要とする。たとえば、オーディオ情報の正常な送信は、ヘッドセットのアプリケーションでの双方向の送信にせよ、音楽をストリーミングする場合の一方向の送信にせよ、パケット損失の問題またはタイミングの問題に対する耐性が比較的低い。しばしば、特定のタイプのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信に関連づけられた共通の特性の組み合わせが、対応するプロファイルにおいて指定される。たとえば、アドバンスト・オーディオ・ディストリビューション・プロファイル（Ａ２ＤＰ：Advanced Audio Distribution Profile）が、高品質のオーディオをストリーミングするために使用される一方で、ヘッドセット・プロファイル（ＨＳＰ：Headset Profile）およびハンズ・フリー・プロファイル（ＨＦＰ：Hands-Free Profile）が、モバイル・フォンとの通信のために使用される。したがって、相対的な帯域幅の割り当て、ならびに時間ブロックのサイズは、存在しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のタイプを最適化するように構成されることができる。
【００３９】
好ましくは、上記ファクタのうちのいずれか、またはすべてが、ＷＬＡＮシステムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムとの間で帯域幅を割り当てるために、マルチプレクサ１０８によって使用される。たとえば、一実施形態において、ＢＤＲを使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンクには、ＥＤＲリンクよりも多い帯域幅の割り当てが与えられる。また、好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈに割り当てられる帯域幅の量は、約９０％までに制限され、そうでなければ、共存可能なＷＬＡＮリンクを維持することが非常に難しくなり得る。一実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続の数とタイプが、表２に示すように、帯域幅を割り当てるために使用される。
【表２】
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【００４０】
図１に示すように、ＷＬＡＮモジュールの送信状態とＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの送信状態とに関する情報が、インタフェース１１８によって伝達される。好ましい実施形態において、インタフェース１１８は、従来の３ワイヤＰＴＡ、すなわち、図４に概略的に示したスロット・モード・プロトコルに準拠する。ＷＬＡＮハードウェア１０４とＢｌｕｅｔｏｏｔｈハードウェア１１２は、３つのワイヤによりリンクする。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１１０が、ＷＬＡＮに対し、ＢＴ＿アクティブ・ワイヤ４０２とＢＴ＿プライオリティ・ワイヤ４０４とによって、アクティビティとプライオリティとをシグナリングする一方で、ＷＬＡＮモジュール１０２は、ＷＬＡＮ＿アクティブ・ワイヤ４０６を使用して、ＷＬＡＮアクティビティをシグナリングする。
【００４１】
ＢＴ＿アクティブ・ワイヤ４０２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信が存在するかどうかを示し、ＢＴ＿プライオリティ・ワイヤ４０４は、その通信のプライオリティが高いか低いかを示す。オプションで、ＢＴ＿プライオリティ・ワイヤ４０４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクティビティの開始時にプライオリティをシグナリングするために使用され、その後、そのアクティビティが送信または受信されたかどうかを示すために使用される。
【００４２】
３ワイヤＰＴＡプロトコルにおいては、どのシステムが媒体へのアクセスを許可されるかを決定する処理が、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層において、ＷＬＡＮモジュールにより実行される。このアービトレーションの結果は、ＷＬＡＮ＿アクティブ・ワイヤ４０６を使用してシグナリングされる。このように、マルチプレクサ１０８が、時間ブロックにわたる所望の帯域幅の割り当てを生成するためにＷＬＡＮトラヒックを調整する一方で、ＰＴＡロジックが、所望の割り当てを満足するために、パケットごとに、ＷＬＡＮとＢＴとの間で、媒体へのアクセスをアービトレートする。たとえば、ＷＬＡＮとＢｌｕｅｔｏｏｔｈの両方がアクティブである状況では、セグメント３０４の間、すべてのＢｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックが許可され、ギャップがあればそのギャップはＷＬＡＮトラヒックによって満たされ、セグメント３０６の間、低いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックはすべてブロックされるものの、高いプライオリティのＢｌｕｅｔｏｏｔｈトラヒックは許可され、ＷＬＡＮトラヒックが許可される。ＷＬＡＮおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈの考えられる他の状態、たとえば、ＷＬＡＮが対応付けで、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈが管理の間、上述した割り当てを実現するために、同じ技法が適用される。
【００４３】
あるいは、本開示は、４ワイヤＰＴＡプロトコルに適用されることができ、４ワイヤＰＴＡプロトコルでは、限られたチャネルで通信が行われているかどうかを示すために使用されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数の第４のワイヤが、ゼロに接地される。ＰＴＡ技法の実現についてのさらなる詳細は、ＩＥＥＥ８０２．１５プロトコルにおいて得られることができる。
【００４４】
本開示の好ましい実施形態がここに説明された。しかしながら、本発明に係る当業者は、本開示の原理が、適切な修正により、他の応用例に容易に拡張され得ることを理解するだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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