(57)【要約】第１デバイス２と第２デバイス８との間のデジタル無線通信の方法であって、各々のデバイスは無線送信部４または１０と無線受信部６または１２とを含む。本方法は、ａ）第１デバイス２および第２デバイス８が、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して接続を確立するステップと、ｂ）第１デバイス２および第２デバイス８が、上記接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットによって表す符号化方式を用いて行うステップとを含む。【選択図】図２
2016526356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１デバイスと第２デバイスとの間のデジタル無線通信の方法であって、
該デバイスの各々は無線送信部と無線受信部とを含み、
該方法は、
ａ）該第１デバイスと該第２デバイスとが、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して接続を確立するステップと、
ｂ）該第１デバイスと該第２デバイスとが、該接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットによって表す符号化方式を用いて行うステップと、を含むこと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１デバイスにはマスタ・デバイスがあり、前記第２デバイスにはスレーブ・デバイスがあること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記符号化方式は、各データ・ビットを表す、複数チップから成る個々の固定シーケンスを含むこと、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記第１デバイスおよび前記第２デバイスが、接続中または接続確立中に、前記符号化方式に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、初期ペアリング後のネゴシエーション・フェーズ中に前記符号化方式の採用に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙの仕様に従って、ペアリング・フェーズ後のボンディング・フェーズの間に前記符号化方式の採用に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記接続が切れた場合に、前記第１デバイスと前記第２デバイスとの少なくとも一方が、再接続要求を示すメッセージを送信するステップを含むこと、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記メッセージは、少なくとも部分的に前記符号化方式に従って符号化されること、
を特徴と請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとのうちの一方のデバイスが、少なくとも部分的に前記符号化方式を使用して符号化されたメッセージをリッスンするように構成されること、
を特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、前記符号化方式を使用して再接続を確立するステップを含むこと、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記再接続確立後の後続の通信パケットに、前記符号化方式を使用するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
基準が満たされた場合に前記符号化方式を変更するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記判定基準には、前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間の信号品質の測定値を含むこと、
を特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記判定基準には、前記第１デバイスと前記第２デバイスとのうちの一方のデバイスから他方のデバイスへの受信した信号の強度の推定値を含むこと、
を特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
一つのデバイスからの受信信号の強度が、スレッシュホールド・レベルより上または下であると判定された場合に、前記符号化方式を変更するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルと互換性があること、
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
無線送信部および無線受信部を含む第１のデジタル無線デバイスであって、
ａ）少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して、第２のデジタル無線デバイスとの接続を確立し、かつ、
ｂ）前記接続が切れた場合に、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットで表す符号化方式を使用して再接続を確立することに該第２のデジタル無線デバイスと合意する、
ように構成されること、
を特徴とする、デバイス。
【請求項１８】
前記符号化方式は、各データ・ビットを表すために、複数チップから成る固定シーケンスをそれぞれ含むこと、
を特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第２デバイスとの前記符号化方式に関する合意を、接続中または接続確立中に行うように構成されること、
を特徴とする、請求項１７または１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
初期ペアリング後のネゴシエーション・フェーズ中に、前記第２デバイスと前記符号化方式に合意するように構成されること、
を特徴とする、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルに従って、ペアリング・フェーズ後のボンディング・フェーズの間に前記符号化方式を採用することに、前記第２デバイスと合意するように構成されること、
を特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記接続が切れた場合に、再接続要求を示すメッセージを送信するように構成されること、
を特徴とする、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記メッセージを、少なくとも部分的に前記符号化方式に従って符号化するように構成されること、
を特徴とする、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
少接続が切れた場合に、前記符号化方式を使用して少なくとも部分的に符号化されたメッセージをリッスンするように構成されること、
を特徴とする、請求項２２または２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
再接続が確立後された後、後続の通信パケットに、前記符号化方式を使用するように構成されること、
を特徴とする、前記請求項１７〜２４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２６】
基準が満たされた場合に前記符号化方式を変更するように構成されること、
を特徴とする、請求項２５に記載のデバイス
【請求項２７】
前記判定基準には、前記第２デバイスからの信号の品質の測定値を含むこと、
を特徴とする、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記判定基準には、一方のデバイスから他方のデバイスへの信号の受信強度の推定値を含むこと、
を特徴とする、請求項２６または２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
第２デバイスからの受信信号の強度が、スレッシュホールド・レベルより上または下であると判定された場合に、前記符号化方式を変更するように構成されること、
を特徴とする、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルと互換性があること、
を特徴とする請求項１７〜２９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３１】
第１デバイスと第２デバイスとを含むデジタル無線通信システムであって、
該デバイスの各々は無線送信部および無線受信部を含み、
ａ）該第１デバイスと該第２デバイスとは、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して接続を確立するように構成され、かつ、
ｂ）前記第１デバイスと前記第２デバイスとは、前記接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットで表す符号化方式を用いて行うように構成されていること、
を特徴とするシステム。
【請求項３２】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとのうちの一方または両方が、請求項１７から３０のいずれか一項に記載のデバイスを含むこと、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
第１デバイスと第２デバイスとの間のデジタル無線通信の方法であって、
該デバイスの各々は無線送信部と無線受信部とを含み、該方法は、
ａ）該第１デバイスと該第２デバイスとが所定のプロトコルを使用して接続を確立するステップ、および、
ｂ）該接続が切れた場合、該第１デバイスと該第２デバイスとのうちの一方が、再接続の確立要求を示すアドバタイズ・メッセージを所定のメッセージ・フォーマットで送信し、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表されること、
を特徴とする方法。
【請求項３４】
前記第１デバイスにはマスタ・デバイスがあり、前記第２デバイスにはスレーブ・デバイスを含むこと、
を特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記符号化方式は、各データ・ビットを表すために、複数チップから成る固定シーケンスをそれぞれ含むこと、
を特徴とする、請求項３３または請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１デバイスおよび前記第２デバイスが、接続中または接続確立中に、前記符号化方式に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、初期ペアリング後のネゴシエーション・フェーズ中に前記符号化方式の採用に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙの仕様に従って、ペアリング・フェーズ後のボンディング・フェーズの間に前記符号化方式の採用に合意するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記第２デバイスが、前記接続が切れた場合、前記アドバタイズ・メッセージをリッスンするように構成されること、
を特徴とする請求項３３〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとが、前記符号化方式を使用して再接続を確立するステップを含むこと、
を特徴とする、前記請求項３３〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記再接続確立後の後続の通信パケットに対して前記符号化方式を使用するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
判定基準が満たされた場合に前記符号化方式を変更するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記判定基準には、前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間の信号品質の測定値を含むこと、
を特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記判定基準には、前記デバイスのうちの一方から他方のデバイスへの受信信号の強度の推定値を含むこと、
を特徴とする、請求項４２または４３に記載の方法。
【請求項４５】
一つのデバイスからの受信信号の強度が、スレッシュホールド・レベルより上または下であると判定された場合に、前記符号化方式を変更するステップを含むこと、
を特徴とする、請求項４１から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルと互換性があること、
を特徴とする、請求項３３から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
無線送信部および無線受信部を有するデジタル無線デバイスであって、
該デバイスは、
ａ）他のデジタル無線デバイスとの接続を所定のプロトコルを使用して確立し、かつ、
ｂ）該接続が切れた場合、再接続確立要求を示す、所定のメッセージ・フォーマットのアドバタイズ・メッセージを送信し、かつ、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、該予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表される、ように構成されること、
を特徴とするデバイス。
【請求項４８】
前記符号化方式は、各データ・ビットを表すために、複数チップから成る固定シーケンスをそれぞれ含むこと、
を特徴とする、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記他のデバイスとの前記符号化方式に関する合意を、接続中または接続確立中に行うように構成されること、
を特徴とする、前記請求項４７または４８に記載のデバイス。
【請求項５０】
初期ペアリング後のネゴシエーション・フェーズ中に、前記他のデバイスと前記符号化方式に合意するように構成されること、
を特徴とする、請求項４９に記載のデバイス。
【請求項５１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルに従って、ペアリング・フェーズ後のボンディング・フェーズの間に前記符号化方式を採用することに、前記他のデバイスと合意するように構成されること、
を特徴とする、請求項４７〜５０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５２】
無線送信部および無線受信部を有するデジタル無線デバイスであって、
該デバイスの構成は、
ａ）他のデジタル無線デバイスとの接続を所定のプロトコルを使用して確立し、かつ、
ｂ）該接続が切れた場合、再接続確立要求を示す、所定のメッセージ・フォーマットのアドバタイズ・メッセージをリッスンし、かつ、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、該予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表される、ようになされること、
を特徴とするデバイス。
【請求項５３】
前記再接続確立後の後続の通信パケットに対して、前記符号化方式を使用するように構成されること、
を特徴とする、請求項４７〜５２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５４】
判定基準が満たされた場合に前記符号化方式を変更するように構成されること、
を特徴とする、請求項５３に記載のデバイス。
【請求項５５】
前記判定基準には、前記他のデバイスからの信号の品質の測定値を含むこと、
を特徴とする、請求項５４に記載のデバイス。
【請求項５６】
前記判定基準には、前記デバイスの一つから前記他のデバイスへ送信される信号の受信強度の推定値を含むこと、
を特徴とする、請求項５４または５５に記載のデバイス。
【請求項５７】
他のデバイスからの受信信号の強度が、スレッシュホールド・レベルより上または下であると判定された場合に、前記符号化方式を変更するように構成されること、
を特徴とする、請求項５３〜５６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５８】
前記所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルと互換性があること、
を特徴とする請求項４７〜５７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５９】
第１デバイスと第２デバイスとを含むデジタル無線通信システムであって、
各々のデバイスは無線送信部と無線受信部とを含み、
ａ）該第１デバイスと該第２デバイスとが所定のプロトコルを使用して接続を確立するように構成され、
ｂ）該接続が切れた場合、該第１デバイスと該第２デバイスとの一方が、再接続の確立要求を示す、予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つアドバタイズ・メッセージを送信するように構成され、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、該予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表されること、
を特徴とするシステム。
【請求項６０】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとの一方または両方が、請求項４７から５８のいずれか一項に記載のデバイスを含むこと、
を特徴とする請求項５９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、短距離無線通信に関し、特に、アドホック短距離無線通信プロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、または、最新のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  （ＢＬＥ）のコア仕様バージョン４．０では、固定データ速度１Ｍｂｐｓ、最大送信出力電力１０ミリワット、かつ、最低受信感度が、ビット誤り率（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ、ＢＥＲと略す）０．１％で−７０ｄＢと規定されている。これらの仕様の総合効果で、ＢＬＥ対応デバイス同士が通信可能な最大有効距離が決まる。到達可能な実効距離は、雑音や障害物などの環境要因に依存するが、１０〜１００メートルのオーダーになる。
【発明の概要】
【０００３】
第１の態様をみると、本発明が提供するものは、第１デバイスと第２デバイスとの間のデジタル無線通信の方法であって、各々のデバイスは無線送信部と無線受信部とを含む。該方法は、
ａ）該第１デバイスと第２デバイスとが、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して接続を確立するステップと、
ｂ）前記第１デバイスおよび前記第２デバイスが、前記接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットによって表す符号化方式を用いて行うステップと、を含む。
【０００４】
本発明の範囲は、第１デバイスと第２デバイスとを含むデジタル無線通信システムに及ぶ。該デバイスの各々は無線送信部および無線受信部を含み、
ａ）該第１デバイスと第２デバイスとは、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して接続を確立するように構成され、かつ、
ｂ）前記第１デバイスと前記第２デバイスとは、前記接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットで表す符号化方式を用いて行うように構成される。
【０００５】
本発明の範囲は、さらに、無線送信部および無線受信部を含む第１のデジタル無線デバイスに及ぶ。該デバイスの構成は、
ａ）第２のデジタル無線デバイスとの接続確立を、少なくとも一つの予め定義されたメッセージ・フォーマットを持つ所定のプロトコルを使用して行い、かつ、
ｂ）前記接続が切れた場合に、再接続の確立の合意を、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットを複数の送信ビットで表す符号化方式を用いて行うように、されている。
【０００６】
したがって、当業者は、本発明によれば、所定のプロトコルを動作させる２つのデバイスが、いくつかのビットを複数の送信ビットで表す符号化方式の適用に合意することができることを理解されるであろう。この利点は、実際に送信されたビットの一部を受信できない場合または正確に復元できない場合でも、被符号化ビットを容易に復元できることである。この意味は、送信ビット（以降「チップ」と呼ぶ）のＢＥＲが非常に高い場合でも、該プロトコルで指定されたＢＥＲを被符号化ビットに対しては達成できるということである。実用的な面では、この意味は、所与の送信電力と受信機利得で、該プロトコルに従う符号化を適用する接続は、この符号化方式を適用しない場合よりも距離を延長できるということである。このような動作は、該プロトコルの長距離モードとみなすことができる。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、初期接続時、再接続が必要なときにはいつでも前記符号化方式を適用することに合意することにより、２つのデバイスが非常に遠く離れているため前記プロトコルで従来方式の接続を確立することができない場合でも、再接続することができるようになる。
【０００８】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  （ＢＬＥ）の環境では、上述の構成は、長距離モードの導入に対応するコア仕様への拡張を表す。該拡張によってＢＬＥの利用範囲が広がる可能性がある。
【０００９】
当業者にはわかるであろうが、各データ・ビットを複数のチップで表すと、実現可能な有効データ速度が低下する。より具体的には、各データ・ビットを固定長のシーケンスで表わす場合、この有効データ速度は前記チップの通信速度を該シーケンスの長さで割った値になる。したがって、該シーケンスの長さと該データ速度の間にはトレードオフの関係がある。一方、データＢＥＲが与えられている場合、より長いシーケンスを使用するほど、抜け落ちたチップに対する許容誤差をより大きくできるので、到達距離をより長くできる。符号化シーケンスを適用したデータを受信する能力の増加を符号化利得と呼ぶ。従って、シーケンスの長さと符号化利得の大きさの間には直接の比例関係がある。
【００１０】
実施形態の一つの組では、前記第１デバイスにはマスタ・デバイスがあり、前記第２デバイスにはスレーブ・デバイスがある。本発明の方法は、前記符号化方式を使用して再接続を確立する、該実施形態の組の第１デバイスと第２デバイスとに拡張される。
【００１１】
前記符号化方式には多くの異なる形式があり、そのいずれかの形式を取ることができる。例えば、実施形態の一つの組では、単に、メッセージまたはメッセージの一部に、各ビットを指定された回数繰り返すステップを含んでもよい。該実施形態の一つの組では、メッセージの一部を形成する文字列を指定された回数繰り返し含むことができる。好ましい実施形態では、複数チップから成る個々の固定シーケンスを使用して、各データ・ビットを表す。この形式は、直接シーケンス・スペクトラム拡散（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、ＤＳＳＳと略す）として知られている。また、上記の方法（およびその他の方法）の任意の組み合わせも使用することができる。
【００１２】
前記符号化方式は予め決めておくことができる。または、実施形態の組の一つでは、該符号化方式は、２つのデバイス間で、接続中または接続確立中に合意される。例えば、該符号化方式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙプロトコルで動作するデバイスのボンディング手順で交換される情報の一部とすることができる。該デバイスは、多くの可能な所定の方式の中から一つを採用するように合意することができる。または、一つのデバイスが他のデバイスに、適用する符号化方式に関する情報を提案することができる。この情報には、符号化方式のタイプ（例えば、ビット反復、文字列反復、ＤＳＳＳ等）および／またはシーケンスの長さ（したがって、符号化利得）を含むことができる。
【００１３】
前記第１デバイスよび第２デバイスの間の接続中または接続確立時に、これらのデバイスは、再接続が必要なときに前記符号化方式を採用することに合意することができる。この結果、簡単に、いつでも、該第１デバイスと第２デバイスとの両方が１つの符号化方式の再接続への適用に対応できることになる。あるいは、別の基準が満たされる場合にのみ合意してもよい。例えば、接続中の通信自体に該符号化方式を適用する必要がある場合である。
【００１４】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとは、前記符号化方式を採用することに、多様な方法で合意に達することができる。実施形態の組の一つでは、前記デバイスは、初期ペアリング後のネゴシエーション・フェーズ中に該符号化方式の採用に合意することができる。この合意の達成は、前記第１デバイスと前記第２デバイスとのどちらかが、予め定義されたメッセージ・フォーマットのメッセージ内にあるフラグまたは他のフィールドを設定して、該デバイスが該符号化方式に対応していることを示すことによってなされることができる。他方のデバイスは、他方のデバイス自身も該符号化方式に対応していると言う確認応答を送信してもよい。
【００１５】
好ましい実施形態の組では、該符号化方式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ仕様のコア仕様ｖ４．０に従って、ペアリング・フェーズ後のボンディング・フェーズの間に合意される。
【００１６】
前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間の接続が切れたとき、該デバイスの一方または両方が再接続の確立を試みることができる。該デバイスの一方または両方は、再接続要求を示すメッセージを送信するように構成されてもよい。例えば、該デバイスの一方または両方が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈコア仕様ｖ４．０で定義されているアドバタイズ・ステートに入ることができる。他方のデバイスは、再接続確立要求を示すメッセージをリッスンするように構成できる。例えば、一方または両方のデバイスが、スキャニング・ステートに入ることができる。例えば、マスタ・デバイスがある場合、該デバイスはスキャニング・ステートに入るように構成することができる。
【００１７】
実施形態の組の一つにおいて、前記デバイスの一方、例えば、前記スレーブ・デバイスの一つは、再接続要求を示すメッセージを送信するように構成される。好ましくは、該メッセージは、少なくとも部分的に該符号化方式に従って符号化される。同様に、他方のデバイス、例えば、マスタ・デバイスは、好ましくは、少なくとも部分的に該符号化方式を使用して符号化されたメッセージをリッスンするように構成される。
【００１８】
上記のような構成は、それ自体、新規かつ進歩性があると考えられる。したがって、第２の態様から見ると、本発明は、第１デバイスと第２デバイスとの間のデジタル無線通信の方法であって、各々のデバイスは無線送信部と無線受信部とを含み、以下のステップを含む方法、を提供する。該ステップは、
ａ）該第１デバイスと第２デバイスとが、所定のプロトコルを使用して接続を確立するステップ、および、
ｂ）該接続が切れた場合、該第１デバイスと第２デバイスとの一方が、再接続の確立要求を示すアドバタイズ・メッセージを所定のメッセージ・フォーマットで送信するステップであって、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、前記予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表されるようなステップ、である。
【００１９】
本発明の第２の態様は、第１デバイスと第２デバイスとを含むデジタル無線通信システムに範囲が及び、該デバイスの各々は前記無線送信部および無線受信部を含み、
ａ）該第１デバイスと第２デバイスとは、所定のプロトコルを使用して接続を確立するように構成され、かつ、
ｂ）該接続が切れた場合、該第１デバイスと第２デバイスとの一方が、再接続の確立要求を示す所定のメッセージ・フォーマットのアドバタイズ・メッセージを送信するように構成される。ここで、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、該予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが複数の送信ビットによって表される。
【００２０】
本発明の第２の態様は、さらに、無線送信部および無線受信部を有するデジタル無線デバイスに範囲が拡張される。該デバイスの構成は以下のようになされる。すなわち、
ａ）他方のデジタル無線デバイスとの接続を所定のプロトコルを使用して確立し、かつ、
ｂ）該接続が切れた場合、再接続確立要求を示す、所定のメッセージ・フォーマットのアドバタイズ・メッセージを送信する。ここで、該アドバタイズ・メッセージは、少なくとも部分的に一つの符号化方式を用いて符号化され、該符号化方式では、該予め定義されたメッセージ・フォーマットで指定された少なくともいくつかのビットが、複数の送信ビットによって表される。
【００２１】
上述のように、本発明の実施形態または本発明の態様では、前記符号化方式が、少なくとも、前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間の再接続の確立に使用される。例えば、該符号化方式は、再接続アドバタイズメント・パケット、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアドバタイズメント・パケットに使用することができる。
【００２２】
追加の、または代替的な特徴として、該符号化方式は、前記再接続確立後の後続の通信パケットに使用することができる。該符号化方式は、再接続が持続する間、前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間のすべての後続の通信に使用することができる。しかし、好ましい実施形態の組では、基準が満たされれば該符号化方式を変更することができる。該符号化方式は、単に停止することによって変更することができる（すなわち、もはや符号化を適用しない場合）。または、異なる符号化方式（例えば、異なる符号化利得をもつ方式）を適用することによって変更できる。
【００２３】
符号化方式を変更するかどうかを決定するために使用する判定基準は、２つのデバイスの間の信号品質の測定値を含んでもよい。該信号品質の測定値は、例えば、ビット誤り率スレッシュホールド、または、雑音もしくは混信の推定値が含む。あるいは、該信号品質の測定値にはデバイス間の離間距離の推定値を含んでもよい。好ましい実施形態の組では、前記判定基準は、相手のデバイスから受信した信号の強度の推定値を含む。したがって、実施形態の１つの組では、該符号化方式の変更は、一つのデバイスからの受信信号の強度が、スレッシュホールド・レベルより上または下であると判定された場合になされる。前記第１デバイスと前記第２デバイスとは、それぞれ、所定の符号化方式を変更するかどうかを決定するために、相手から受信した信号強度を判定するように構成することができる。または、２つのデバイスのうちどちらか一方、例えば、マスタ・デバイスだけが該動作をおこなうように構成してもよい。
【００２４】
上述の構成で、例えば、受信信号強度が強い場合に、符号化利得の低減（したがって、データ速度の増加）をすることができる。またはその逆も可能である。
【００２５】
本発明のいずれかの態様における実施形態の組では、前記所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐが発行したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  コア仕様ｖ４．０で定義されたプロトコルと互換性がある。例えば、該所定のプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  コア仕様ｖ４．０の修正版として、特に、本明細書に記載した特徴に適合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の特定の実施形態を、添付図面を参照しながら説明するが、これは単なる実施例としての説明に過ぎない。
【図１】相互通信する第１デバイスと第２デバイスとを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるデバイスの処理手順の説明図である。
【図３】ボンディング手順のより詳細な説明図である。
【図４】接続時にデータ速度を変更するための処理手順の説明図である。
【図５】パケットの構成と適用可能な符号化方式を表わした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、無線送信部４と無線受信部６とを有するマスタ・デバイス２（セントラル・デバイスとしても周知）を示し、かつ、同様に無線送信部１０と無線受信部１２とを有するスレーブ・デバイス８（ペリフェラル・デバイスとしても周知）を示す。マスタ・デバイス２とスレーブ・デバイス８は、以下の説明で反対に記載されている場合を除いて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＴＬＥ）コア仕様バージョン４．０に従って動作する。
【００２８】
図２は、本明細書に記載した実施形態の動作の全体概要を示す。第１のステップ１４では、マスタ・デバイス２とスレーブ・デバイス８は、通常のボンディング手順に入る。該手順は、図３を参照して以降で説明する。該手順は、マスタ・デバイス２がボンディング・フラグをボンディングと設定することから始まる。スレーブ・デバイス８もまた、ボンディング・モードに入ると想定されている。
【００２９】
図３を参照すると、マスタ・デバイス２は、ペアリング要求１６をスレーブ・デバイス８へ送信する。該ペアリング要求１６は、能力およびセキュリティに関する様々な情報を含み、例えば、入力／出力（ＩＯ）能力、およびネゴシエーション処理手順中に送信情報を暗号化するために使用される短期キー（Ｓｈｏｒｔ  Ｔｅｒｍ  Ｋｅｙ、ＳＴＫと略す）を含む。スレーブ・デバイス８は、ペアリング応答１８を発行する。該応答１８は、マスタ・デバイス２が指定した能力との互換性を示す。該手順には標準的なペアリング動作のフェーズ１がある。
【００３０】
ペアリング動作のフェーズ２では、前記ＳＴＫを使用して２つのデバイス間でデータを交換することができる。この時点での２つのデバイス２およびデバイス８の間のペア接続は一回限りのものであり、該接続が切れると前記手順を新たに繰り返す必要がある。
【００３１】
次の通信段階、すなわち、ペアリング接続がボンディング接続に変換されるフェーズ３に当たる段階では、マスタ・デバイス２は、追加情報である識別およびセキュリティ情報２０を送信する。該情報は、前記ＳＴＫを使用して暗号化される。該追加情報には、長期キー（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｋｅｙ、ＬＴＫと略す）が含まれ、該マスタとスレーブ間の以降の通信の暗号化に使用される。より重要なことは、該追加情報には、マスタ・デバイス２が長距離モードに対応していることを示す通知情報が含まれることである。該通知情報には、例えば、デバイス間の接続が切れた場合に再接続を確立する際に、デバイス間に適用されるデータ速度または符号化利得に関する仕様が含まれる。該情報は、マスタ２とスレーブ８の両方のメモリに格納され、後で再接続がある場合に両デバイスが互いを認識するために使用される。
【００３２】
一つの実施可能な例では、前記マスタは、例えば、６デシベルの符号化利得を指定することができる。該利得は、元の値の２５％のデータ速度、すなわち、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙシステムで２５０ｋｂｐｓになる。この符号化利得は、前記パケットまたは部分パケットの各ビット、すなわち該符号化利得の適用対象である各ビットを、４つのチップによって、すなわち長さ４のシーケンスを使用して、表すことによって得ることができる。これは、以下で説明する図５を参照して、より詳細に検討する。
【００３３】
スレーブ・デバイス８は、次に、マスタ・デバイス２へ確認応答２２を返送し、要求された符号化利得に対応できることを確認応答する。該スレーブ・デバイスが要求された符号化利得に対応することができない場合、前記確認メッセージ２２には、符号化利得の代替案を含めることができる。
【００３４】
その後、ステップ２４で、マスタ・デバイス２とスレーブ・デバイス８は、標準の１Ｍｂｐｓのデータ速度で、ＬＴＫによる暗号化を用いて、互いに通信することができる。あるいは、該デバイス同士は、接続の再確立のために合意した、より低いデータ速度、例えば２５０ｋｂｐｓで通信することができる。このより低いデータ速度の選択は、該マスタが、該スレーブから受信する信号の強度を測定し、該強度が所定のスレッシュホールドより下であると判定することによって行うことができる。このデータ速度の選択に関しては、図４を参照して以降で説明する。
【００３５】
図２に戻って、ステップ２６では、前記マスタと前記スレーブとの間の接続が、次の時点で切断されたと仮定されている。該切断の理由には、例えば、前期デバイスの１つが、指定したタイムアウト期間内に期待したメッセージを受信できないことがある。スレーブ・デバイス８は、再接続を確立しようとしてアドバタイズメント・パケット２８をマスタ・デバイス２に送信する。しかし、該アドバタイズメント・パケットは標準の１Ｍｂｐｓのデータ速度で送信されず、該パケットの一部は、以前にボンディング手順のフェーズ３の間に合意された符号化利得で提供されるために、より低いデータ速度で送信される。
【００３６】
マスタ・デバイス２は、アドバタイズメント・パケット２８の一つを受信すると、前記ボンディング手順中のデータ速度に関する事前のネゴシエーションおよび合意により、正しい符号化シーケンスを復調器に適用してパケットを抽出する。もし、該マスタが正しいデータ速度を適用しない場合、該パケットは自ずと受信拒否される。該符号化利得と低いデータ速度をアドバタイズメント・パケット２８に適用する結果、マスタ２は、標準のデータ転送速度のパケットを送信する場合よりも遠距離で確実にパケット２８を受信する機会が増える。
【００３７】
次の接続３０が確立され、マスタ・デバイス２とスレーブ・デバイス８との間で継続的な通信が可能になる。この通信は、最初、前記アドバタイズメント・パケットに使用された低いデータ速度から開始される。この理由は、前記符号化利得が、交信されるパケットに適用されるからである。しかし、マスタ・デバイス２が、スレッシュホールドより高い強度を持つ受信信号をスレーブ・デバイスから検出すると、図４に示すプロトコルを使用して前記符号化利得を下げるための判定条件が満たされる。
【００３８】
図４に示すように、マスタ２とスレーブ８は、最初、接続状態３２にある。マスタ２は、通常実行するチェックに続いて、スレーブ８からの受信信号の強度がスレッシュホールドより大きいと判断する。信号強度が大きくなる代表的な理由には、該マスタ・デバイスとスレーブ・デバイスの間の距離が縮まることがある。強くなった信号強度を活用するために、マスタ２は、特別なパケット３４を送信してデータ速度の高速化を始める。パケット３４には、適用したい新たなデータ速度を指定したフィールドが含まれる。例えば、該フィールドでは、より低い符号化利得、従って、より高いデータ速度に対応する、より短いシーケンス長が指定される。マスタ２は、どのデータ速度をスレーブ８がサポートすることができるかを、以前実行されたボンディング手順の第３フェーズの間に交換される能力情報から認識することができるので、追加のネゴシエーション手順をとる必要はない。パケット３４は、次のパケットまたは次のイベントから制御手順を開始してもよいし、単にデータ速度の変更のみを進めてもよい。
【００３９】
一定の数の（この数は開始パケット３４内で指定される）イベント３８の後、マスタ２とスレーブ８は、ステップ４０で新しいデータ速度での通信を始める。これは、該デバイスの各々が、新しいシーケンス長を送信パケットの全部または一部に適用し、そして、受信用復調器の構成を新しいシーケンス長の受信パケットに応答するように設定することを意味する。
【００４０】
上述した手順は、前記接続中に任意の回数繰り返すことができる。前記信号強度が増加し続ける場合には前記符号化利得を緩和し、また、前記デバイス同士が離間する方向に移動して該信号強度が低下する場合には該符号化利得を再び増加させる。
【００４１】
上述の手順は受信信号の強度に基づいているが、これは、必須ではない。例えば、該手順は、ビット誤り率スレッシュホールド、または、デバイスの離間距離若しくは接続品質に関連する他のパラメータに基づいてもよい。
【００４２】
図５には典型的なパケット構成が示されている。該パケットは、長さの異なる４つのフィールドに分割されている。第１のフィールドはプリアンブル４２である。該フィールドは単一オクテットの交番ビットで構成され、周波数復調およびタイミング復調等のために受信機が使用する。表の下にはいくつかの例が記載され、４倍の符号化利得をどのようにプリアンブル「１０１０１０１０」に適用することができるかを示している。最上段の例では、元のシーケンスが単に４回繰り返されている。従って、元の文字列のｎ番目のビットは、拡張シーケンス中の４つのビット（別名「チップ」）、すなわち、拡張された文字列の位置ｎ、ｎ＋８、ｎ＋１６、ｎ＋２４の位置にあるビットで表される。
【００４３】
中段の例では、各ビットが４回繰り返されている。この例でもまた、確かに、前記元の文字列内の各ビットが拡張文字列内の４つのチップによって表されている。
【００４４】
最下段の例では、直接シーケンス・スペクトラム拡散が使用されている。この例では、各「１」のビットはシーケンス「１１０１」で表され、かつ、各「０」のビットは「００１０」で表される。もちろん、異なるシーケンスを使用することができ、特に、長さの異なるシーケンスを、要求される符号化利得に応じて使用することができる。各ビットに対して使用される実際のシーケンスは、ボンディング手順のフェーズ３の間に合意することができる。
【００４５】
図５では前記プリアンブルを用いて、符号化利得がどのように適用されるかを示す簡単な例を示したが、例示の実施形態では、符号化利得を該プリアンブルには全く適用しないで、該プリアンブルをまだ受信器での初期化に使用できるようにしている。
【００４６】
前記パケット内の前記フィールドには、該パケットの宛先である前記デバイスのアドレスを示す「Ａｃｃｅｓｓ  Ａｄｄｒｅｓｓ  ４４」、該パケットによって伝達されるメッセージの実際の内容の入った「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ  （ＰＤＵ）  ４６」、及び、エラーチェックで使用するためにＰＤＵ  ４６から所定の式で生成される循環冗長チェック「Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ  （ＣＲＣ）  ４８」のフィールドがある。
【００４７】
実施例の実装では、「Ａｃｃｅｓｓ  Ａｄｄｒｅｓｓ  ４４」、「ＰＤＵ  ４６」、および「ＣＲＣ  ４８」は、すべて、ＤＳＳＳを使用して符号化される。該「ＣＲＣ  ４８」は、ＤＳＳＳ符号化実行前に「ＰＤＵ  ４６」から計算される。
【図１】
2016526356.tif 000003
【図２】
2016526356.tif 000004
【図３】
2016526356.tif 000005
【図４】
2016526356.tif 000006
【図５】
2016526356.tif 000007
【国際調査報告】
2016526356.tif 000008
2016526356.tif 000009
2016526356.tif 000010