(57)【要約】【課題】  １つの無線通信機器が複数の外部機器と送受信するデータのキュー状態に応じて各通信機器間の通信順位を変更して無線通信の伝送効率を高める無線通信システムおよびその通信方法を提供する。【解決手段】  複数の外部機器と送受信すべきデータの個数を各外部機器毎に検索して各外部機器毎にクラスパラメータＴを決めるキュー状態検索部と、各外部機器毎に譲り回数をカウントして遅延パラメータＤを決めるカウンタと、クラスパラメータＴと遅延パラメータＤを用いて各外部機器毎に優先順位値Ｐを算出して優先される外部機器を決める通信順位決定部と、決められた優先される外部機器と通信を開始する通信開始部と、を有する。【選択図】      図４
2004254330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外部機器と送受信すべき所定単位のデータの個数を前記複数の外部機器毎に検索し、検索された前記データの個数に対応して前記複数の外部機器毎にクラスパラメータＴを決めるキュー状態検索部と、
前記複数の外部機器と送受信する通信機会の譲りの有無によって前記複数の外部機器毎に譲り回数をカウントし、前記複数の外部機器毎に遅延パラメータＤを決めるカウンタと、
前記クラスパラメータＴと前記遅延パラメータＤを用いて前記複数の外部機器毎に優先順位値Ｐを算出し、前記優先順位値Ｐに基づいて前記複数の外部機器から優先される外部機器を決める通信順位決定部と、
決められた前記優先される外部機器と前記データを送受信するように通信を開始する通信開始部と
を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信順位決定部では、次の式により前記優先順位値Ｐを算出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【数１】
2004254330.tif 000006
（前記式中、αは重み値、Ｔはクラスパラメータ、Ｄは遅延パラメータを表わす）
【請求項３】
送受信される前記データに対応する第１の外部機器の優先順位値と前記複数の外部機器の優先順位値のうちの最大の優先順位値とを比較する比較部をさらに含み、
前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値より小さい場合、前記通信順位決定部は、前記最大の優先順位値を有する前記第２の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記通信開始部は、前記第２の外部機器と通信を開始することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の外部機器と通信が開始される場合、
前記キュー状態検索部は、前記第２の外部機器と送受信される前記データの個数を検索して前記第２の外部機器のクラスパラメータを変更し、
前記カウンタは、前記第２の外部機器の譲り回数を減少させ、前記第１の外部機器の譲り回数を増大させ、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器のそれぞれの遅延パラメータを変更することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
変更された前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて、前記通信順位決定部は、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器の前記優先順位値をそれぞれアップデートすることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記比較部での比較の結果、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値と同一である場合、前記通信順位決定部は、前記第１の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記通信開始部は、前記第１の外部機器と通信を開始することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１の外部機器と通信が開始される場合、前記キュー状態検索部は、前記第１の外部機器と送受信される前記データの個数を検索し、前記第１の外部機器のクラスパラメータを変更することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
変更された前記クラスパラメータを用いて、前記通信順位決定部は、前記第１の外部機器の前記優先順位値をアップデートすることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
複数の外部機器と送受信すべき所定単位のデータの個数を前記複数の外部機器毎に検索し、検索された前記データの個数に対応して前記複数の外部機器毎にクラスパラメータを決めるステップと、
前記複数の外部機器と送受信する通信機会の譲りの有無によって前記複数の外部機器毎に譲り回数をカウントし、前記複数の外部機器毎に遅延パラメータを決めるステップと、
前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて前記複数の外部機器毎に優先順位値を算出し、前記優先順位値に基づいて前記複数の外部機器から優先される外部機器を決めるステップと、
決められた前記優先される外部機器と前記データを送受信するように通信を開始するステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
前記優先される外部機器を決めるステップでは、次の式により前記優先順位値を算出することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【数２】
2004254330.tif 000007
（前記式中、αは重み値、Ｔはクラスパラメータ、Ｄは遅延パラメータを表わす）
【請求項１１】
送受信される前記データに対応する第１の外部機器の優先順位値と前記複数の外部機器の優先順位値のうちの最大の優先順位値とを比較するステップをさらに含み、
前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値より小さい場合、前記最大の優先順位値を有する前記第２の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記第２の外部機器と通信を開始することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記第２の外部機器と通信が開始される場合、
前記クラスパラメータを決めるステップでは、前記第２の外部機器と送受信される前記データの個数を検索して前記第２の外部機器のクラスパラメータを変更し、
前記遅延パラメータを決めるステップでは、前記第２の外部機器の譲り回数を減少させ、前記第１の外部機器の譲り回数を増大させ、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器のそれぞれの遅延パラメータを変更することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
前記優先される外部機器を決めるステップでは、変更された前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器の前記優先順位値をそれぞれアップデートすることを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記比較するステップでの比較の結果、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値と同一である場合、前記第１の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記第１の外部機器と通信を開始することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記第１の外部機器と通信が開始される場合、前記クラスパラメータの決定ステップでは、前記第１の外部機器と送受信される前記データの個数を検索し、前記第１の外部機器のクラスパラメータを変更することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記優先される外部機器を決めるステップでは、変更された前記クラスパラメータを用いて前記第１の外部機器の前記優先順位値をアップデートすることを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近距離無線通信システムおよびその通信方法に係り、より詳しくは、１つの無線通信機器が複数の無線通信機器とデータを送受信する場合において、各無線通信機器間の高スループットおよび衡平性を同時に保障可能な無線通信システムおよびその通信方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標：ブルートゥース）システムは、一般に、近距離無線通信システムとして用いられる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、電気通信、ネットワーキング、コンピューティング、消費財部門の全般にわたる無線データ通信技術のコード名である。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術は、装置間において必要な各種の接続ケーブルに取って代わって、近距離内における１つの無線接続を可能にする。
【０００３】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムのような近距離無線通信システムは、マスターとスレーブ間において、基本的には１ホッピングスロット（６２５μｓ＝１／１６００秒）を単位にして時分割方式（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）により双方向通信を行なう。
【０００４】
従来の近距離無線通信システムで使用されているＴＤＤポーリング方式としては、ラウンドロビン（ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ ｐｏｌｌｉｎｇ）方式およびキュー状態基盤のスケジューリング方式がある。
【０００５】
図１は、ラウンドロビン方式を示す図であって、１つのマスタと３つのスレイブの間で、データをラウンドロビン方式で伝送することを例として説明する。ラウンドロビン方式は、マスタがスレイブをポーリングする場合、ポーリングを受けたスレイブだけがマスタにデータを伝送することができるようにする方法である。即ち、マスタは、偶数番目のスロットからデータの伝送が可能であり、スレイブは、マスタからポーリングを受けた場合にのみ隣接している奇数番目のスロットからデータの伝送が可能である。その他のスレイブは、当該スロットからのデータの伝送は禁止される。この場合、マスタは、それぞれの第１スレイブ、第２スレイブ、および第３スレイブを順次にポーリングし、マスタのポーリングによりそれぞれのマスタとスレイブの対は、全体のスループットの１／３に当る割合でデータが送受信できるようになる。
【０００６】
このようなラウンドロビン方式では、マスタとスレイブの対に割り当てられるスループットが同一である。しかし、応用サービス種によって、他のサービスに比べて、送るデータの量が多くなったり少なくなったりする。この場合には、全てのサービス種に対して同じスループットを割り当てると伝送効率が低くなる。即ち、多量のデータを送る必要のあるサービスに対して必要とするスループットより少ないスループットを割り当てたり、逆に、送るデータの量が少ない場合に、必要とするスループット以上に割り当てたりすることがある。この結果、送るデータがない場合にも、ＰＯＬＬ−ＮＵＬＬパケットによるスロットの無駄遣いが発生するという問題点がある。
【０００７】
一方、ラウンドロビン方式に替わるものとして、マスタとスレイブの対のリンク使用程度によってクラスを分け、このクラスに対して優先順位を与え、その優先順位によってポーリングするキュー状態基盤のスケジューリング方式がある。
【０００８】
図２は、キュー状態基盤のスケジューリング方式を示す図である。同図に示すように、キュー状態のスケジューリング方式は、パケットのペイロードヘッダの予約ビット（ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｂｉｔ）を用いてマスタとスレイブの対のキュー状態情報をやり取りし、これに基づいて各マスタとスレイブの対のリンク使用情報によってクラスを分ける。例えば、図２に示すように、マスタと第１スレーブの対では、マスタが第１スレイブに送ろうとするパケットの個数は３つであり、第１スレイブがマスタに送ろうとするパケットの個数は１つである場合をクラス１００％とする。このような方式でマスタと第２スレイブの対のように、やり取りするパケットの個数が３つである場合をクラス７５％とし、マスタと第３スレイブの対のようにやり取りするパケットの個数が１つである場合をクラス５０％としてクラスを分ける。
【０００９】
かかる方式で決められたクラスに基づいて、各マスタとスレイブの対に優先順位を与える。即ち、優先順位は、マスタと第１スレイブ、マスタと第２スレイブ、マスタと第３スレイブの順になる。
【００１０】
この優先順位に基づいてデータの伝送機会を譲ったり譲られた回数は別のカウンタを設けて反映され、最大にサービス機会を譲られたマスタとスレイブの対のカウンタ値と、最大にサービス機会を譲ったマスタとスレイブの対のカウンタ値との差を特定値Ｋに制限して平衡性を保障する方式である。
【００１１】
しかし、キュー状態基盤のスケジューリング方式では、優先順位を通じてスループットを最大化しながら各マスタとスレイブの対間におけるサービス機会への適切な平衡性を保つことができるという長所はあるものの、最もサービス機会を多く得た対と最もサービス機会を少なく得た対のカウンタ値の比較を行い、その差が大きいと、更なる優先順位による効率的なスケジューリングが制限され（即ち、一度Ｋ値に至ると、以後の動作はラウンドロビン方式で動作する）、データのトラフィック特性が静的であるかまたは動的かによって、Ｋ値に至った以後の性能が一定でないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、１つの無線通信機器が複数の外部機器とデータを送受信する場合、送受信されるデータのキュー状態に応じて通信機器間の通信順位を変更させることによって、無線通信の伝送効率を高めることができる無線通信システムおよびその通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記のような目的を達成するための本発明に係る無線通信システムは、複数の外部機器と送受信すべき所定単位のデータの個数を前記複数の外部機器毎に検索し、検索された前記データの個数に対応して前記複数の外部機器毎にクラスパラメータＴを決めるキュー状態検索部と、前記複数の外部機器と送受信する通信機会の譲りの有無によって前記複数の外部機器毎に譲り回数をカウントし、前記複数の外部機器毎に遅延パラメータＤを決めるカウンタと、前記クラスパラメータＴと前記遅延パラメータＤを用いて前記複数の外部機器毎に優先順位値Ｐを算出し、前記優先順位値Ｐに基づいて前記複数の外部機器から優先される外部機器を決める通信順位決定部、および決められた前記優先される外部機器と前記データを送受信するように通信を開始する通信開始部と、を有する。
【００１４】
前記通信順位決定部では、次の式により前記優先順位値Ｐを算出する。
【数３】
2004254330.tif 000003
（前記式中、αは重み値、Ｔはクラスパラメータ、Ｄは遅延パラメータを表わす）
【００１５】
送受信される前記データに対応する第１の外部機器の優先順位値と前記複数の外部機器の優先順位値のうちの最大の優先順位値とを比較する比較部を含み、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値より小さい場合、前記通信順位決定部は、前記最大の優先順位値を有する前記第２の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記通信開始部では、前記第２の外部機器と通信を開始する。
【００１６】
前記第２の外部機器と通信が開始される場合、前記キュー状態検索部は、前記第２の外部機器と送受信される前記データの個数を検索して前記第２の外部機器のクラスパラメータを変更し、前記カウンタは、前記第２の外部機器の譲り回数を減少させ、前記第１の外部機器の譲り回数を増大させ、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器のそれぞれの遅延パラメータを変更する。
【００１７】
これにより、前記通信順位決定部は、変更された前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて前記第１の外部機器および前記第２の外部機器の前記優先順位値をそれぞれアップデートする。
【００１８】
前記比較部での比較の結果、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値と同一である場合、前記通信順位決定部は、前記第１の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記通信開始部は、前記第１の外部機器と通信を開始する。
【００１９】
前記第１の外部機器と通信が開始される場合、前記キュー状態検索部は、前記第１の外部機器と送受信される前記データの個数を検索し、前記第１の外部機器のクラスパラメータを変更し、前記通信順位決定部は、変更された前記クラスパラメータを用いて前記第１の外部機器の前記優先順位値をアップデートする。
【００２０】
一方、本発明に係る無線通信方法は、複数の外部機器と送受信すべき所定単位のデータの個数を前記複数の外部機器毎に検索し、検索された前記データの個数に対応して前記複数の外部機器毎にクラスパラメータを決めるステップと、前記複数の外部機器と送受信する通信機会の譲りの有無によって前記複数の外部機器毎に譲り回数をカウントし、前記複数の外部機器毎に遅延パラメータを決めるステップと、前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて前記複数の外部機器毎に優先順位値を算出し、前記優先順位値に基づいて前記複数の外部機器から優先される外部機器を決めるステップ、および決められた前記優先される外部機器と前記データを送受信するように通信を開始するステップと、を有することを特徴とする。
【００２１】
送受信される前記データに対応する第１の外部機器の優先順位値と前記複数の外部機器の優先順位値のうちの最大の優先順位値とを比較するステップを有し、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値より小さい場合、前記最大の優先順位値を有する前記第２の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記第２の外部機器と通信を開始する。
【００２２】
前記第２の外部機器と通信が開始される場合、前記クラスパラメータの決定ステップでは、前記第２の外部機器と送受信される前記データの個数を検索して前記第２の外部機器のクラスパラメータを変更し、前記遅延パラメータの決定ステップでは、前記第２の外部機器の譲り回数を減少させ、前記第１の外部機器の譲り回数を増大させ、前記第１の外部機器および前記第２の外部機器のそれぞれの遅延パラメータを変更する。
【００２３】
これにより、前記優先される外部機器を決定するステップでは、変更された前記クラスパラメータと前記遅延パラメータを用いて前記第１の外部機器および前記第２の外部機器の前記優先順位値をそれぞれアップデートする。
【００２４】
前記比較するステップでの比較の結果、前記第１の外部機器の優先順位値が前記最大の優先順位値と同一である場合、前記第１の外部機器を前記優先される外部機器と決め、前記第１の外部機器と通信を開始する。
【００２５】
前記第１の外部機器と通信が開始される場合、前記クラスパラメータを決定するステップでは、前記第１の外部機器と送受信される前記データの個数を検索し、前記第１の外部機器のクラスパラメータを変更し、これにより前記第１の外部機器の前記優先順位値をアップデートする。
【００２６】
従って、ラウンドロビン方式が一律して同じスループットを各マスタとスレイブの対毎に割り当てることにより生じる不要なスループットの割当を防止することができ、キュー状態基盤のスケジューリング方式における特定の２つのマスタとスレイブの対による全体の性能の制限と、平衡性の保障のための方案の複雑性とを克服することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、第一に、ラウンドロビン方式が一律して同じスループットを各マスタとスレイブの対毎に割り当てることにより生じる不要なスループットの割当を防止する効果を奏する。第二に、キュー状態基盤のスケジューリング方式における特定の２つのマスタとスレイブの対による全体の性能の制限と、平衡性を保障するための方策の複雑性とを克服することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下では、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
図３は、標準的なパケットの形態を示す図である。ピコネット内で、マスタとスレイブの間で送受信されるデータはパケット単位で伝送される。同図に示すように、一般に、各パケットは、３つの個体、即ち、アクセスコード、ヘッダ、およびペイロードからなり、その他、アクセスコードのみからなるもの、アクセスコードとヘッダからなるパケットもある。
【００２９】
パケットは、アクセスコードから始まる。アクセスコードの次にヘッダがくると、アクセスコードは、７２ビット長であり、アクセスコードの次にヘッダがないと、アクセスコードは６８ビット長になる。アクセスコードは、ピコネット内のチャンネルを介してやり取りされる全てのパケットを識別する。
【００３０】
ヘッダは、ＬＣ（Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）情報を含み、ＡＭ＿ＡＤＤＲ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｍｂｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）、ＴＹＰＥ、ＦＬＯＷ、ＡＲＱＮ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ Ｎｕｍｂｅｒ）、ＳＥＱＮ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）、およびＨＥＣ（Ｈｅａｄｅｒ−Ｅｒｒｏｒ−Ｃｈｅｃｋ）の６つのフィールドからなる。
【００３１】
ＡＭ＿ＡＤＤＲは、１つのマスタに複数のスレイブが接続された場合、ピコネット内に参与する動作中のメンバーらを識別する。ＴＹＰＥは、パケットがＳＣＯ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｌｉｎｋ）またはＡＣＬ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｌｅｓｓ Ｌｉｎｋ）のいずれに伝送されるパケットであるかを決める。また、ＴＹＰＥは、ＳＣＯパケットのタイプやＡＣＬパケットのタイプのいずれのタイプのパケットを受信したかを決めることもできる。ＦＬＯＷは、ＡＣＬリンクのパケットの流れを制御するのに使用する。ＡＲＱＮは、ペイロードの成功的な伝送をソースに知らせるに使用する。受信が成功すると、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：ＡＲＱＮ＝１）がリターンし、受信が失敗するとＮＡＫ（ＮＲＱＮ＝０）がリターンする。ＳＥＱＮは、データパケットストリームの連続したナンバリング方法を提供する。ＨＥＣは、ヘッダの完全性を検査する。
【００３２】
ペイロードは、同期音声フィールドと非同期データフィールドとに区分され、ＡＣＬパケットは、データフィールドだけを有し、ＳＣＯパケットは、音声フィールドだけを有する。ペイロードには、ペイロードヘッダが備えられる。ペイロードヘッダは、ペイロードの長さに関する情報を有する。
【００３３】
図４は、本発明に係るピコネットで構成された近距離無線通信システムを概略的に示す図である。無線通信システム４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、それぞれキュー状態検索部４１、カウンタ４３、通信順位決定部４５、比較部４７、および通信開始部４９を備える。以下、無線通信システム４０ａをマスタ４０ａとし、無線通信システム４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを、それぞれ第１スレイブ４０ｂ、第２スレイブ４０ｃ、第３スレイブ４０ｄという。
【００３４】
キュー状態検索部４１は、スレイブとして動作する、複数の無線通信システム４０ｂ、４０ｃ、４０ｄとの間で送受信されるパケット単位のデータに備えられたキュー状態を検索する。ここで、キュー状態は、パケットのペイロードヘッダの予約ビットを用いてやり取りされる。キューは、処理のために緩衝部に待機しているデータの待機列をいい、キュー状態情報は、待機しているデータの待機列の状態情報、即ち、待機中のデータの長さに関する情報をいう。
【００３５】
カウンタ４３は、キュー状態検索部４１で検索された、それぞれのマスタとスレイブの対が、キュー状態基盤のスケジューリング方式に基づいてデータの伝送機会を譲ったり譲られたりする回数Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３をそれぞれカウントする。例えば、ラウンドロビン方式で通信する順序は、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂ、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃ、マスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄの順になり、キュー状態基盤のスケジューリング方式による優先順位が、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃ、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂ、マスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄの順である場合、図５に示すように、クラス１００％であるマスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃがデータを送受信した後、キュー状態基盤のスケジューリング方式によってクラス７５％のマスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂがデータを送受信する。この時、ラウンドロビンポーリング方式によると、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃがデータを送受信した後にマスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄがデータを送受信しなければならないのにマスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂがデータを送受信したので、マスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄは、通信機会を譲ったことになり、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂは通信機会を譲られたことになる。従って、マスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄのＤ３値は１増加し、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂのＤ１値は１減少する。
【００３６】
通信順位決定部４５は、キュー状態検索部４１で検索されたマスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂ、第２スレイブ４０ｃ、第３スレイブ４０ｄの対のキュー状態およびカウンタ４３でカウントされた通信機会の譲り回数Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に基づいて、それぞれのマスタ４０ａとスレイブ４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの対に対する通信優先順位を決める。通信優先順位は、次の数式１により算出された優先順位値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の大きさに対応して決められる。
【数４】
2004254330.tif 000004
【００３７】
前記式中、パラメータＴは、キュー状態検索部４１で検索されたマスタとスレイブの対のキュー状態により決められたクラス（例えば、１００％、７５％、５０％）に対応するパラメータであり、以下では、‘クラスパラメータ’と称す。パラメータＤは、カウンタ４３によるそれぞれのマスタとスレイブの対の通信機会の譲り回数に対応するパラメータであり、以下では、‘遅延パラメータ’と称す。αは、パラメータＴとＤに係るシステムの性能に対する重み値を表わすパラメータである。即ち、αが小さいと、遅延および平衡性の側面の性能をより考慮して優先順位を割り当てるようになる。
【００３８】
比較部４７は、現にデータの送受信が行われるマスタとスレイブの対の優先順位値Ｐと、全体のマスタとスレイブの対のうちの最大の優先順位値とを比較する。
【００３９】
通信開始部４９は、通信順位決定部４５で決められた優先順位値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に基づき、優先順位値の大きい順の通りにマスタとスレイブの対の間の通信を開始する。
【００４０】
図６は、本発明の実施形態に係る無線通信方法を示すフローチャートであり、図５は、キュー状態基盤のスケジューリング方式によるデータの送受信を示す図である。両図を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００４１】
まず、マスタ４０ａのキュー状態検索部４１は、各マスタとスレイブの対のキュー状態を検索してクラスを決める。例えば、マスタ４０ａは、第１スレイブ４０ｂに伝送すべきパケットの数（図５を参照すると、３つのパケット）を検索し、同時に、第１スレイブ４０ｂ宛てにマスタ４０ａに伝送すべきパケットの数（図５を参照すると、１つのパケット）に対するキュー状態情報を要請する。このような方式で、キュー状態検索部４１は、各マスタとスレイブの対のキュー状態を検索し、検索されたキュー状態に基づいてクラスパラメータＴ１、Ｔ２、Ｔ３を決める。例えば、図５に示すように、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂ、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃ、およびマスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄのクラスは、それぞれ１００％、７５％、５０％になり、これに基づいてＴ１、Ｔ２、Ｔ３値が決められる。
【００４２】
また、カウンタ４３は、キュー状態基盤のスケジューリング方式によって、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂ、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃ、およびマスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄの間における通信機会を譲った回数や譲られた回数をカウントし、各マスタとスレイブの対に対し遅延パラメータＤ１、Ｄ２、Ｄ３を決める。
【００４３】
このように、キュー状態検索部４１およびカウンタ４３で得られたスループットを考慮したクラスパラメータＴと、平衡性を考慮した遅延パラメータＤとを用いて、前記数式１によりそれぞれのマスタとスレイブの対に対する優先順位値Ｐが算出される。即ち、マスタ４０ａ−第１スレイブ４０ｂ、マスタ４０ａ−第２スレイブ４０ｃ、およびマスタ４０ａ−第３スレイブ４０ｄの優先順位値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が算出される。
【００４４】
例えば、算出された優先順位値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の大きさがＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３の場合を例にし、以下、各マスタとスレイブの対の間における高スループットおよび平衡性を保障して最適の通信優先順位を決める方法を、図６を参照して詳細に説明する。
【００４５】
それぞれのマスタとスレイブの対は、スロット毎にラウンドロビン方式で優先順位値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２を比較する。例えば、ラウンドロビン方式によりマスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの間のデータの伝送順番になると、比較部４７では、マスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの優先順位値Ｐ２（＝Ｐｉ）と最大の優先順位値Ｐ１（＝Ｐｍａｘ）とを比較する（Ｓ６１１）。
【００４６】
比較の結果、現在のマスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの対の優先順位値Ｐ２が最大の優先順位値Ｐ１より小さい場合（Ｓ６１３）には、通信順位決定部４５は、優先順位に基づいて最大の優先順位値Ｐ１を有するマスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの対の間のデータの伝送を優先順位に決める。
【００４７】
これによって、通信開始部４９は、マスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの間におけるデータの送受信を行い、データの送受信に伴い、マスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの間のキュー状態は変わる。従って、キュー状態検索部４１では、変わったマスタ４０ａとスレイブ４０ｂのキュー状態に対応するクラスパラメータＴ１（＝Ｔｍａｘ）を変更する（Ｓ６１５）。
【００４８】
また、カウンタ４３では、データの送受信が開始された最大の優先順位値Ｐ１を有するマスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの対の譲り回数Ｄ１（＝Ｄｍａｘ）を１減少させ、データ通信機会を譲ったマスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの対の譲り回数Ｄ２（＝Ｄｉ）を１増加させる（Ｓ６１７）。
【００４９】
次いで、通信順位決定部４５は、マスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの対の減少されたＤ１と変更されたＴ１を用いて優先順位値Ｐ１（＝Ｐｍａｘ）をアップデートし、マスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの対の増加されたＤ２を用いてマスタ４０ａと第２スレイブ４０ｃの優先順位値Ｐ２（＝Ｐｉ）もアップデートする（Ｓ６１９）。
【００５０】
これに対し、比較ステップ（Ｓ６１１乃至Ｓ６１３）で最大の優先順位値Ｐ１以上の優先順位値を有するマスタとスレイブの対、例えば、マスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの対の伝送順番になると、通信順位決定部４５は、優先順位によりマスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの間のデータの伝送を決め、これにより、通信開始部４９は、マスタ４０ａと第１スレイブ４０ｂの間におけるデータの送受信を行う（Ｓ６２１）。従って、キュー状態検索部４１は、変更されたマスタ４０ａとスレイブ４０ｂのキュー状態に対応するクラスパラメータＴ１（＝Ｔｉ）を変更し、通信順位決定部４５では、変更されたパラメータＴ１によって優先順位値Ｐ１（＝Ｐｉ）をアップデートする（Ｓ６２３）。
【００５１】
以後、マスタ４０ａは、次に送受信すべきパケットに対し前記と同様な動作を行なう（Ｓ６３１）。
【００５２】
以上で説明した方法でマスタとスレイブの対の間における優先順位を決めることによって、よりスループットおよび平衡性が保障される伝送方式を得ることができる。
【００５３】
提案された優先順位を決める方式を検証するために、１つのマスタと５つのスレイブが接続されたピコネットに関して、コンピューターシミュレーションを行なった。各マスタとスレイブの対のデータトラフィックは、次の表１の通りである。
【表１】
2004254330.tif 000005
【００５４】
前記表１からマスタとスレイブの対１、２、３では、ポアソン過程（Ｐｏｉｓｓｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ、ＭＰ）によりトラフィックが生成され、マスタとスレイブの対４、５では、２値状態ＭＭＰＰ（ｔｗｏ-ｓｔａｔｅ Ｍａｒｋｏｖ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｐｏｉｓｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）によりトラフィックが生成される。シミュレーションによりスループットと平衡性の側面での性能を評価した。平均的なポーリングの回数よりは実質的なサービスの回数に基づいて平衡性を評価するために、各マスタとスレイブの対のスループットの間の分散により測定した。
【００５５】
クラスＴについては、２つの場合を仮定した。第一に、各クラス毎に重み値の差を指数的にＴ＝１６ｔ、８ｔ、４ｔ、２ｔ、１に割り当てた場合と、第二に、各クラス毎に重み値の差を線形的にＴ＝５ｔ、４ｔ、３ｔ、２ｔ、１に割り当てた場合に対し、シミュレーションを行なった。
【００５６】
この２つの場合において、各マスタとスレイブの対のデータトラフィックの発生によるクラスＴの変化が優先順位値Ｐに及ぼす影響は互いに異なる。
【００５７】
第一に、図７Ａおよび図７Ｂは、各クラス毎の重み値の差を指数的（Ｔ＝１６ｔ、８ｔ、４ｔ、２ｔ、１）に割り当てた場合に対するシミュレーション結果を示し、図７Ａは、スループット、図７Ｂは、分散に対するシミュレーション結果を示す。ここで、ｘ軸はｔで、ｙ軸はαで、ｚ軸は、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、それぞれスループットおよび分散を示す。一般に、スループットは大きいほど優れた性能を示し、分散は小さいほど優れた性能を示す。
【００５８】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、クラスの変化を指数的に与えた場合は、各マスタとスレイブの対のリンクの使用頻度の変化による優先順位値の変化が相対的に大きいため、キュー状態の変化に優先順位値が素早く反応するが、遅延パラメータが優先順位の決定に大きく反映することはない。従って、クラス毎に重み値の差が指数的に割り当てられ、クラスの変化が大きい場合には、α＝０．６、ｔ＝１０でスループットおよび平衡性が最も優れた性能を示す。
【００５９】
第二に、図８Ａおよび図８Ｂは、各クラス毎の重み値の差を線形的（Ｔ＝５ｔ、４ｔ、３ｔ、２ｔ、１）に割り当てた場合に対するシミュレーション結果を示す。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、クラスの変化を線形的に与えた場合は、優先順位値は、キュー状態の変化には敏感に反応しないが、相対的に遅延パラメータに対する比重が大きいことが分かる。この結果、第一の場合の指数的な差を与えた場合に比べて相対的に高いｔとα値で最適の性能をみせるようになる。即ち、α＝０．７、ｔ＝２０の場合にスループットおよび平衡性において最も優れた性能が得られる。
【００６０】
従って、アプリケーション毎に特性に適するαを適用することで全体的な性能の向上を図ることができる。例えば、ポーリング周期が長い場合、αを相対的に小さい値に設定し、短い場合には、相対的に大きい値に設定し、ポーリング周期のような無線通信システムのＱｏＳパラメータを提案されたアルゴリズムのパラメータに対応させることにより、システムの全般の性能を制御することが可能である。
【００６１】
以上では、本発明の好適な実施例について図示して説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限り当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも各種の変更実施が可能であることはもとより、そのような変更は、請求の範囲記載の範囲内にあることが自明である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、近距離無線通信システムにおいて、１つの無線通信機器が複数の無線通信機器とデータを送受信する場合に、各無線通信機器間における高スループットおよび平衡性を同時に保障することができる無線通信システムに適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】一般のラウンドロビン方式を示す概念図である。
【図２】キュー状態基盤のスケジューリング方式を示す概念図である。
【図３】標準的なパケットの形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムを示す概略的なブロック図である。
【図５】図４に適用された通信方式を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線通信方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】クラスの変化が大きい場合におけるスループットに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図７Ｂ】クラスの変化が大きい場合における分散に対するシミュレーション結果を示す図である。
【図８Ａ】クラスの変化が小さい場合におけるスループットに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図８Ｂ】クラスの変化が小さい場合における分散に対するシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
４０ａ    マスタ
４０ｂ    第１スレイブ
４０ｃ    第２スレイブ
４０ｄ    第３スレイブ
４１      キュー状態検索部
４３      カウンタ
４５      通信順位決定部
４７      比較部
４９      通信開始部
【図１】
2004254330.tif 000008
【図２】
2004254330.tif 000009
【図３】
2004254330.tif 000010
【図４】
2004254330.tif 000011
【図５】
2004254330.tif 000012
【図６】
2004254330.tif 000013
【図７Ａ】
2004254330.tif 000014
【図７Ｂ】
2004254330.tif 000015
【図８Ａ】
2004254330.tif 000016
【図８Ｂ】
2004254330.tif 000017