(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器とデータパケットを送受信する送受信部と、
前記データパケットのパケットタイプを選択するパケットタイプ選択部と、
転送される前記データパケットに対するパケットエラー率を演算する演算部と、
前記パケットエラー率に基づいて後続するデータパケットを最小時間に最適の効率で転送できる前記パケットタイプが選択されるよう前記パケットタイプ選択部を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記パケットタイプの変換の閾値であるパケットエラー率の臨界値を調節し、後続する前記データパケットが選択された前記パケットタイプで転送されるよう前記送受信部を制御することを特徴とする無線通信機器。
【請求項２】
転送される前記データパケットに対するビットエラー率を検出する検出部をさらに備え、
前記演算部は、検出された前記ビットエラー率に基づいて次の式によってパケットタイプＸに対するパケットエラー率を演算することを特徴とする請求項１に記載の無線通信機器。
ＰＥＲ(Ｘ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＸにおけるデータビット数
(ここで、前記ＰＥＲ(Ｘ)は前記パケットタイプＸに対するパケットエラー率、また、前記ＢＥＲは現在のビットエラー率)
【請求項３】
前記演算部は、演算された前記パケットタイプＸに対するパケットエラー率に基づいて次の式によって他のパケットタイプＹに対するパケットエラー率を演算することを特徴とする請求項２に記載の無線通信機器。
ＰＥＲ(Ｙ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＹにおけるデータビット数
=１-(１-ＰＥＲ(Ｘ))パケットタイプＹにおけるデータビット数／パケットタイプＸにおけるデータビット数
(ここで、前記ＰＥＲ(Ｙ)は前記パケットタイプＹに対するパケットエラー率)
【請求項４】
前記制御部は、それぞれのパケットタイプに対する有効帯域幅を比較して前記有効帯域幅が最も大きいパケットタイプが選択されるよう前記パケットタイプ選択部を制御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】
前記有効帯域幅は、前記パケットタイプＸに対する効率と｛１-ＰＥＲ(Ｘ)｝の積として算出されることを特徴とする請求項４に記載の無線通信機器。
【請求項６】
前記制御部は、選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより大きい場合は、状態が遷移するパケットエラー率の臨界値を上向調節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】
前記制御部は、選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより小さい場合は、状態が遷移するパケットエラー率の臨界値を下向調節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８】
外部機器とデータパケットを送受信する段階と、
転送される前記データパケットに対するパケットエラー率を演算する段階と、
前記パケットエラー率に基づき、後続する前記データパケットを最小時間に最適の効率で転送できるパケットタイプを選択する段階と、
前記パケットタイプの変換の閾値であるパケットエラー率の臨界値を調節し、後続する前記データパケットが選択された前記パケットタイプで転送されるよう制御する段階と、を備えることを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
転送される前記データパケットに対するビットエラー率を検出する段階をさらに備え、
前記演算段階は、検出された前記ビットエラー率に基づいて次の式によってパケットタイプＸに対するパケットエラー率を演算することを特徴とする請求項８に記載の無線通信方法。
ＰＥＲ(Ｘ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＸにおけるデータビット数
(ここで、前記ＰＥＲ(Ｘ)は前記パケットタイプＸに対するパケットエラー率、また前記ＢＥＲは現在のビットエラー率)
【請求項１０】
前記演算段階において、前記演算部は、演算された前記パケットタイプＸに対するパケットエラー率に基づき、次の式によって他のパケットタイプＹに対するパケットエラー率を演算することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
ＰＥＲ(Ｙ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＹにおけるデータビット数
=１-(１-ＰＥＲ(Ｘ))パケットタイプＹにおけるデータビット数／パケットタイプＸにおけるデータビット数
(ここで、前記ＰＥＲ(Ｙ)は前記パケットタイプＹに対するパケットエラー率)
【請求項１１】
前記制御段階は、それぞれのパケットタイプに対する有効帯域幅を比較して前記有効帯域幅が最も大きいパケットタイプが選択されるよう制御することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記有効帯域幅は、前記パケットタイプＸに対する効率と｛１-ＰＥＲ(Ｘ)｝の積で算出され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】
前記パケットエラー率の臨界値を調節するときに、
選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより大きい場合は、前記パケットエラー率の臨界値を上向調節することを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記パケットエラー率の臨界値を調節するときに、
選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより小さい場合は、前記パケットエラー率の臨界値を下向調節することを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
【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そのデータ転送方法に係り、さらに詳しくはデータに対するパケットタイプを選択して転送できる無線通信機器及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近距離無線データ通信に使用される代表的な技術として、ＩｒＤＡ(Infrared Data Association)、無線ＬＡＮ(IEEE802.11)、ブルートゥース(Bluetooth)、及びＳＷＡＰ(Shared Wireless Access Protocol)などが挙げられる。
【０００３】
特に、ブルートゥースは、電気通信、ネットワーキング、コンピューティング、消費財部門全般で利用される無線データ通信技術のコード名である。ブルートゥース技術は近距離内で一つの無線接続を介して装置間に必要な多数のケーブル接続を代替するものである。例えば、ブルートゥース無線技術を携帯電話とラップトップコンピュータ内に実装すれば、それらをケーブルなしで接続して使用できるようになる。ブルートゥースシステムの一部に組み込むことができる装置としてはプリンタ、ＰＤＡ(personal digital assistant)、デスクトップＰＣ（personal computer）、ファクシミリ、キーボード、ジョイスティックは勿論のこと、事実上全てのデジタル装備がブルートゥースシステムを構成することができる。
【０００４】
一般に、ブルートゥースは最大データ転送速度１Ｍｂｐｓ及び最大転送距離１０ｍを有する。１Ｍｂｐｓはユーザが無免許で利用できる２．４ＧＨｚのＩＳＭ(Industrial, Scientific and Medical)周波数帯域内の範疇に存する周波数であって、手軽に低コストで実現できる転送速度である。また、転送距離１０ｍは事務室内でユーザが携帯している機器と机に設けられていたＰＣ間転送距離で十分であるという判断により決定されたものである。
【０００５】
ブルートゥースは雑音が多い無線周波数環境下で作動するよう工夫されたので、１秒当り１６００回に至る周波数ホッピング方式を使用することによって雑音の多い無線周波数でも安定的にデータをやり取りすることができる。ここで、周波数ホッピング方式はダイレクトシーケンス方式と共に信号を拡散させるスプレッドスペクトル技術の一つであり、キャリア信号が１秒毎に多数回周波数を変えながら転送されるという点においてダイレクトシーケンス方式と違いがある。
【０００６】
ブルートゥースシステムは一対一だけではなく、一対多の接続をサポートする。ブルートゥースシステムでは、図１のように複数のピコネットＡ，Ｂを同時に組織して相互接続することが可能で、それぞれのピコネットＡ，Ｂは互いに異なる周波数ホッピングのオーダーによって区分される。ここで、ピコネットＡ，Ｂとは一つのマスター機器１０について一つ以上のスレーブ機器１３が接続され形成されたブルートゥースユニットの構成単位を言い、各ピコネットＡ，Ｂは一つのマスター１０と最大７個のスレーブ１３を有することができる。マスター機器１０とスレーブ機器１３は基本的に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(Time Division Duplex : ＴＤＤ)によって双方向通信を行なう。複数のピコネットＡ，Ｂが共に組織的に相互接続されたものをスカッタネット（scatternet）と称する。
【０００７】
図２はマスターとスレーブとのＴＤＤによる通信を示す図である。同図を参照すれば、タイムスロットに割当てられた各チャンネルの長さは６２５μｓである。タイムスロットの数はピコネットマスターのブルートゥースクロックによって決定される。また、タイムスロットによってマスターとスレーブは選択的にパケットを転送できる。すなわち、マスターは偶数で表記されたタイムスロットｆ（ｋ），ｆ（ｋ＋２）・・・でだけパケットを転送し、スレーブは奇数で表記されたタイムスロットｆ（ｋ＋１）・・・だけでパケットを転送する。また、マスターやスレーブによって転送するパケットは５個以内のタイムスロット内で実現されるべきである。多重スロットを転送する場合、転送パケットが開始されたタイムスロットにおけるホッピング周波数が、すべてのパケットにおけるホッピング周波数でも使用し続けられる。ここで、パケットはピコネットチャンネルから転送されるデータの単位を指す。
【０００８】
各パケットは三つのセグメント、すなわちアクセスコード、ヘッダ、及びペイロードで構成される。アクセスコードはパケットの存在を検出し特定装置にパケットを伝達するのに使用される。ヘッダはパケットが意味するスレーブアドレスのようなパケットとリンクに関連した全ての制御情報を含む。ペイロードはＬ２ＣＡＰ(Logical Link Controller and Adaptation Protocol)やＬＭ(Link Manager)から送られるメッセージが上位階層のプロトコルメッセージの時は実際メッセージ情報を含み、またこれがスタックに記憶された実際データの時はデータを含む。
【０００９】
アクセスコード及びヘッダは固定サイズを有し、通常それぞれ７２ビットと５４ビットで構成される。ペイロードは０から２７４５ビット間のサイズよりなる。しかし、送受信装備がチャンネルの周波数を再びチューニングする時間を確保するためにパケットのサイズは３６６ビットに制限される。また、３６６ビット内にはパケットヘッダが含まれるべきなので、パケットのペイロードは２１６ビットだけを使用することができる。また、エラー修正のためにＦＥＣ(Forward Error Correction)を使用する場合はエラーコードの負担によって１３６ビットだけを有効なペイロードとして使用できる。このようにＡＣＬ(Asynchronous Connectionless Link)接続において一つのスロットだけを使用するパケットタイプのうち、ＦＥＣを使用しないパケットタイプをＤＨ１(Data-High rate、１slot)と称し、ＦＥＣを使用するパケットタイプをＤＭ１(Data-Medium rate、１slot)と称する。ＤＨパケットはパケットでエラー訂正のためのＦＥＣを使用しないためＤＭパケットより一層高い転送率が得られる。ここで、「ＡＣＬ接続」とはデータを転送するためにブルートゥースシステムが使用するリンクを指す。
【００１０】
さらに効率的なデータ転送のためにブルートゥースでは３スロット、５スロットを占めるパケットタイプを定義しており、それぞれＤＨ３、ＤＨ５パケットタイプと称する。ＤＨ３、ＤＨ５パケットタイプはＤＨ１に比べて一つのスロットにさらに多量の情報を送ることができるので一層効率的である。また、ＤＭ１に対応するＤＭ３、ＤＭ５も存在する。ここで、ＤＭ１パケットはただデータ情報だけを転送するパケットである。このように、データ転送のためのパケットタイプは６個が存在し、それぞれのパケットタイプは長さ及びエラー訂正の有無によって区別される。６個のパケットタイプを要約して表１に示した。
【００１１】
【表１】
0003828863.tif 000002
【００１２】
ブルートゥースにおいてデータ転送のために使用する６個のパケットタイプはそれぞれチャンネルのエラー率によって違う性能を示す。もしエラーが発生しない状況ならばＤＨ５パケットタイプが単位スロット当り最多の情報を転送できるため最上の性能を示す。ビットエラー率が増加された状況を仮定すれば、ＤＨ５のパケットエラー率は小サイズのパケットタイプのパケットエラー率に比べて急激に大きくなる。すなわち、パケットサイズが増加すればデータ転送率は増えるが、それによってパケットエラー率も増える。一方、パケットサイズが縮まれば、パケットエラー率は減少がデータ転送率も減少する。
【００１３】
従来の技術による無線通信機器は、ＡＣＬ接続においてＤＭ１、ＤＨ１、ＤＭ３、ＤＨ３、ＤＭ５、及びＤＨ５のうちいずれか一つのパケットタイプを選択して使用するため、転送されるデータパケットに対するパケットエラー率の変化に適応できなくて転送効率が劣化する問題点がある。
【００１４】
【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、その目的は転送されるデータパケットのパケットエラー率によって動的に適したパケットタイプに変換して転送できる無線通信機器及びその方法を提供するところにある。
【００１５】
【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の本発明に係る無線通信機器は、外部機器とデータパケットを送受信する送受信部と、前記データパケットのパケットタイプを選択するパケットタイプ選択部と、転送される前記データパケットに対するパケットエラー率を演算する演算部、及び前記パケットエラー率に基づき後続するデータパケットを最小時間に最適の効率で転送できるパケットタイプが選択されるよう前記パケットタイプ選択部を制御する制御部と、を備える。ここで、前記制御部は後続する前記データパケットが選択された前記パケットタイプで転送されるよう前記送受信部を制御する。
【００１６】
また、前記無線通信機器は転送される前記データパケットに対するビットエラー率を検出する検出部をさらに備え、前記演算部は検出された前記ビットエラー率によって次の式により前記パケットエラー率を演算する。
【００１７】
【数１】
ＰＥＲ(Ｘ)=１-(１-ＢＥＲ) パケットタイプＸにおけるデータビット数
【００１８】
ここで、前記ＰＥＲ(Ｘ)は前記パケットタイプＸに対するパケットエラー率、そして前記ＢＥＲは現在のビットエラー率を指す。
【００１９】
また、前記演算部は次の式によって前記転送時間を演算する。
【００２０】
【数２】
0003828863.tif 000003
【００２１】
ここで、(パケット当たりスロット＋１)は一つのパケットが占めるスロットの数と応答のための一つのスロットを足した値、スロット長さはビット単位のスロット長さ、それから効率は一つのスロットに含まれたデータ情報量の比率であって、パケット当たりビット数×(パケット当たりスロット＋１)×スロット長さと同様である。
【００２２】
前記制御部はそれぞれのパケットタイプに対する有効帯域幅を比較して前記有効帯域幅が最大のパケットタイプが選択されるよう前記パケットタイプ選択部を制御する。ここで、前記制御部は選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより大きい場合は状態が遷移されるパケットエラー率の臨界値を上向調節し、選択された前記パケットタイプが既存のパケットタイプより小さい場合は状態遷移されるパケットエラー率の臨界値を下向調節する。
【００２３】
また、前記演算部は前記パケットタイプＸに対する効率と｛１-ＰＥＲ(Ｘ)｝の積によって前記有効帯域幅を算出する。
【００２４】
一方、前記無線通信機器によれば、外部機器とデータパケットを送受信する段階と、転送される前記データパケットに対するパケットエラー率を演算する段階と、前記パケットエラー率に基づき後続するデータパケットを最小時間に最適の効率で転送できるパケットタイプを選択する段階、及び後続する前記データパケットが選択された前記パケットタイプで転送されるよう制御する段階と、を備える無線通信方法が提供される。
【００２５】
これにより、無線通信機器は送受信されるデータパケットのパケットエラー率によって最適のパケットタイプを選択してデータを転送できるようになることで、システムの性能を向上させうる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明をさらに詳述する。
【００２７】
図３は本発明に係る無線通信機器を概略的に示したブロック図である。同図を参照すれば、無線通信機器２０、３０は送受信部２１、３１、検出部２３、３３、演算部２５、３５、制御部２７、３７、及びパケットタイプ選択部２９、３９を具備する。また、無線通信機器２０、３０の制御部２７、３７はホスト４０、５０と連結されている。ここで、同一構成要素について併記された参照符号のうち２０、２１、２３、２５、２７、及び２９はスレーブで動作される無線通信機器２０の構成要素に付したものであり、３０、３１、３３、３５、３７、及び３９はマスターで動作される無線通信機器３０の構成要素について付したものである。マスターで動作される無線通信機器３０における各構成要素はスレーブで動作される無線通信機器２０とその機能が同一なので、以下スレーブで動作される無線通信機器２０を主に説明する。
【００２８】
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、転送対象データパケットを外部に送出する。パケットタイプ選択部２９はデータパケットのパケットタイプを選択する。パケットタイプはエラー修正のためのＦＥＣ使用有無によってＤＨパケットタイプとＤＭパケットタイプに大別される。また、それぞれのＤＨパケットタイプとＤＭパケットタイプは占めるスロットのサイズによってＤＨ１、ＤＨ３、及びＤＨ５パケットタイプとＤＭ１、ＤＭ３、及びＤＭ５パケットタイプに分かれる。それぞれのパケットタイプに対する最大ペイロード及び最大比率は前掲の表１の通りである。
【００２９】
検出部２３は転送されるデータパケットに対するビットエラー率を検出する。ビットエラー率はリンクの品質を測定するのに使用される。演算部２５は転送されるデータパケットに対するパケットエラー率を演算する。パケットタイプＸに対するパケットエラー率は数式１で表現した通り、
ＰＥＲ(Ｘ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＸにおけるデータビット数
によって求められる。ここで、ＰＥＲ(Ｘ)はパケットタイプＸに対するパケットエラー率、それから前記ＢＥＲは現在のビットエラー率を指す。そして、転送時間は、次式に記述されている通り、
転送時間=１/(１-ＰＥＲ)×パケット数×パケット長さ/帯域幅
=１/(１-ＰＥＲ)×メッセージ長さ/パケット当たりビット数
×(パケット当たりスロット＋１)×スロット長さ/帯域幅
=１/(１-ＰＥＲ)×メッセージ長さ/効率/帯域幅
によって求められる。ここで、(パケット当たりスロット＋１)は一つのパケットが占めるスロットの数と応答のための一つのスロットを足した値、スロット長さはビット単位のスロット長さ、それから効率は一つのスロットに含まれたデータ情報量の比率であってパケット当たりビット数×(パケット当たりスロット＋１)×スロット長さと同様である。表２は各パケットタイプ別効率を示す。
【００３０】
【表２】
0003828863.tif 000004
【００３１】
制御部２７は演算部２５によって演算されたパケットエラー率に基づき後続するデータパケットを最小時間に最適の効率で転送できるパケットタイプが選択されるようパケットタイプ選択部２９を制御する。ここで、制御部２７はそれぞれのパケットタイプに対する有効帯域幅を比較して有効帯域幅が最大のパケットタイプが選択されるようパケットタイプ選択部２９を制御する。有効帯域幅は演算部２５によってパケットタイプＸに対する効率と｛１-ＰＥＲ(Ｘ)｝の積で算出される。例えば、ＰＥＲ(ＤＨ５)を０．３にし、ＰＥＲ(ＤＨ３)を０．１にした時、ＤＨ３パケットタイプの有効帯域幅は、
有効帯域幅(ＤＨ３)=効率(ＤＨ３)×｛１-ＰＥＲ(ＤＨ３)｝
=０．５９×(１-０．１)=０．５３１
であり、ＤＨ５パケットタイプの有効帯域幅は
有効帯域幅(ＤＨ５)=効率(ＤＨ５)×｛１-ＰＥＲ(ＤＨ５)｝
=０．７２×(１-０．３)=０．５０４
である。すなわち、有効帯域幅(ＤＨ３)が有効帯域幅(ＤＨ５)より大きいのでＤＨ３がＤＨ５に比べて一層良好な性能を有することが分かる。従って、制御部２７は前記の場合はＤＨ３パケットタイプが選択されるようパケットタイプ選択部２９を制御する。
【００３２】
パケットタイプ選択部２９で適切なパケットタイプを選択するためには他のタイプのパケットエラー率計算が先行されるべきである。相異なるタイプのパケットエラー率は次のように現在のパケットエラー率を基づき誘導できる。ビットエラー率が同一な分布で発生すると仮定する際(すなわち、ビットエラー率は互いについて独立的である)、ＢＥＲを現在のビットエラー率とし、bit per packet(Ｘ)をパケットタイプＸにおけるデータビット数とすれば、パケットエラー率は前述した数式１のように計算される。すなわち、
ＰＥＲ(Ｘ)=１-(１-ＢＥＲ)パケットタイプＸにおけるデータビット数
で、求めることができる。ＰＥＲが十分長時間測定されると仮定すれば、上記式において、
ＢＥＲ=１-(１-ＰＥＲ(Ｘ))１／パケットタイプＸにおけるデータビット数
に誘導することができる。前記二つの式を用いてパケットタイプＸに対するパケットエラー率ＰＥＲ(Ｘ)が与えられた時他のパケットタイプＹのパケットエラー率は次のように計算される。
0003828863.tif 000005
【００３３】
上記式で計算されたＰＥＲ(Ｙ)と既存のＰＥＲ(Ｘ)から二つのパケットタイプに対する有効帯域幅をそれぞれ求められ、二つの値を比較することによってパケットタイプＸからパケットタイプＹに変えることが効率的であるかを判断できる。
【００３４】
パケットタイプＸからパケットタイプＹへの変換はパケットタイプＹの有効帯域幅がパケットタイプＸの有効帯域幅よりさらに大きい時発生する。一般にパケットタイプの変換時点は、図４に示した通り、パケットタイプＤＨ５とパケットタイプＤＨ３との間では有効帯域幅(ＤＨ５)=有効帯域幅(ＤＨ３)=０．４５の地点で発生し、パケットタイプＤＨ３とパケットタイプＤＨ１との間では有効帯域幅(ＤＨ３)=有効帯域幅(ＤＨ１)=０．１５の地点で発生する。このような無線通信機器による状態遷移は図５に示されている。有効帯域幅をパケットタイプＸに対する効率と｛１-ＰＥＲ(Ｘ)｝の積と定義したので、他のパケットタイプＹに対するパケットエラー率ＰＥＲ(Ｙ)を求めることもできる。
【００３５】
同様に、ＤＭパケットタイプについても現在のパケットタイプに対するビットエラー率を検出し、これを用いて他のパケットタイプのパケットエラー率を予測することができる。ＤＭパケットタイプでは５ビットのエラー訂正コードが列ビットのデータビットに添加され全種類の１ビットエラーを修正可能にする。この点を考慮すればＤＭパケットタイプが成功的に転送される場合は１５ビットのうち一つでもエラーが発生しないか一つのエラーが発生する場合でモデリングすることができる。これを式で表現すれば次の通りである。
【００３６】
【数３】
ＰＥＲ(Ｘ)=１-｛(１-ＢＥＲ)15＋１５×ＢＥＲ×(１-ＢＥＲ)14｝パケットタイプＸのサイズ／１０
【００３７】
制御部２７は後続するデータパケットがパケットタイプ選択部２９によって選択されたパケットタイプで転送されるよう送受信部２１を制御する。また、制御部２７はホスト４０とデータを送受信する。
【００３８】
ホスト４０は無線通信機器２０が備えられた装置の本来の目的を行なわせる。例えば、無線通信機器２０の備えられた装置がプリンタの場合は、ホスト４０はそのプリンタとしての機能、すなわちプリント作業を行なわせる。無線通信機器２０が備えられた装置の本来の目的を行うのに必要なデータ及びその装置に
よって処理されたデータは制御部２７によって制御され外部機器と送受信される。
【００３９】
図６はＤＨ及びＤＭパケットタイプの有効帯域幅を比較するために示した図である。ＤＨパケットタイプのようにＤＭパケットタイプもやはりビットエラー率によって有効帯域幅が交差する地点があることが分かる。しかし、全ての場合においてＤＭパケットタイプの有効帯域幅が同種のＤＨパケットタイプの有効帯域幅より良好な地点が存しない。これはＤＭパケットタイプの使用によって得られるエラー訂正の利得が多数のデータビットを転送するＤＨパケットタイプの利得より大きくないことを意味する。
【００４０】
今まではビットエラー率が同一な分布で発生すると仮定し、このような仮定下で他のパケットタイプに対するパケットエラー率の近似値を求めた。しかし、エラーが一度に発生する状況が頻繁に発生すればこのような近似値の計算は正確性が劣化する。エラーが一度に発生する状況を表現した代表的なモデルとして図７のような二つの状態マルコフプロセスが挙げられる。このモデルにおいては同一分布のビットエラー率を示す二つの状態を設け、一つの状態はチャンネル状態が良好な時を、もう一つの状態はチャンネル状態が不良な場合を示す。このモデルにおいて殆んどの場合チャンネルが良好な状態であり、その際のビットエラー率は極端に低い。しかし、二つの状態両方ビットエラー率の差があるだけ、ビットエラーは同一分布で発生する。このモデルが意味するところは提案する動的パケットタイプの変換方法が図５における状態遷移を十分に迅速にできればエラーが一度に発生する状況にも対処できることを意味する。但し、ブルートゥースシステムではパケット別に他の周波数を使用してパケットを転送するため現在のパケット状態と次のパケットの状態が互いに独立的である。従って、パケットタイプの変化による性能向上を図るために状態遷移の臨界値自体を変らせる必要がある。すなわち、現在のパケットタイプから次のパケットタイプにパケットタイプが大幅に変った場合は状態遷移のパケットエラー率臨界値を上向調節し、現在のパケットタイプから次のパケットタイプにパケットタイプが小さく変った場合は状態遷移のパケットエラー率臨界値を下向調節する。
【００４１】
図８は図３の無線通信方法を示した流れ図である。同図を参照して本発明に係る無線通信機器の作用をさらに詳述する。
【００４２】
送受信部２１は外部機器とデータパケットを送受信する(Ｓ８０１)。制御部２７は外部機器に転送されるデータパケットにエラーが発生した場合にデータパケットの再転送が必要であるかを判断する(Ｓ８０３)。しかし、本発明に係る無線通信機器２０はデータパケットにエラーが発生された場合に限らないため、この過程は省略されても構わない。検出部２３は外部機器に転送されるデータパケットに対するビットエラー率を検出する(Ｓ８０５)。検出されたビットエラー率は演算部２５に転送される。演算部２５は検出部２３によって検出されたビットエラー率に基づき数式１によってパケットエラー率を演算する(Ｓ８０７)。制御部２７は演算部２５によって演算されたパケットエラー率に基づき後続するデータパケットを最小時間に最適の効率で転送できるパケットタイプを選択するようパケットタイプ選択部２９を制御する。パケットタイプ選択部２９は制御部２７の制御によって後続するデータパケットに対する最適のパケットタイプを選択する(Ｓ８０９)。
【００４３】
かつ、制御部２７はパケットタイプ選択部２９によって選択されたパケットタイプが既存のパケットタイプより大幅に変更されたかを判断する(Ｓ８１１)。選択されたパケットタイプが既存のパケットタイプより大きく変更されたならば、制御部２７は状態遷移のパケットエラー率の臨界値を上向調節する(Ｓ８１３)。選択されたパケットタイプが既存のパケットタイプより小さく変更されたならば(Ｓ８１５)、制御部２７は状態遷移のパケットエラー率の臨界値を下向調節する(Ｓ８１７)。
【００４４】
制御部２７は再転送されるデータパケットがパケットタイプ選択部２９によって選択されたパケットタイプで再転送されるようまたは後続するデータパケットがパケットタイプ選択部２９によって選択されたパケットタイプで転送されるよう送受信部２１を制御する。
【００４５】
提案された方法を検証するためビットエラーが同一分布で発生する状況を一度に発生する状況全てをシミュレーションした。図９はビットエラーが同一分布で発生する状況を示したグラフである。同図を参照すれば、１０-4以前にはＤＨ５パケットタイプを使用することが、それから１０-4以降にはＤＨ３パケットタイプを使用することが有利であることが分かる。
【００４６】
図１０は図９のシミュレーション結果を部分拡大して示した図である。同図はビットエラー率が１０-4から１０-3の区間を拡大して示している。ここで、このシミュレーションの結果は前述した確率的モデルとその結果が同一であるが、これはビットエラーが発生する分布が本発明に係る方法が予測することと同一だからである。
【００４７】
図１１はバーストビットエラーによるシミュレーション結果を示した図である。図１１はビットエラーが二つの状態マルコフプロセスによって一度に発生する場合を示した図である。ここで、Ｘ軸は良好な状態にある時のビットエラー率を表示したものである。不良状態にある場合のビットエラー律は良好な状態のビットエラー率の１００倍と仮定した。また、良好な状態にある確率を０．８にし、二つの状態に留まっている平均時間はスロット時間に比べて極大だと仮定した。結果を説明すれば、固定された臨界値を有し動的に状態を変らせる場合一部地点で不良な結果を示している。例えば、ビットエラー率が０．０００７の時適用された方式はＤＨ１パケットタイプに変更されるが、この際かえってＤＨ３パケットタイプに継続して存するのが一層良好な性能を示す。このような現象はビットエラーが提案する方策が予測することとは違って発生するからである。
【００４８】
このような現象を防止するため、前述したように臨界値自体を調節する方策をシミュレーションした。図１２はその結果を示しており、臨界値の調節が間違った状態遷移を防止する役割を果たすことを示した図である。
【００４９】
これにより、本発明に係る無線通信機器はパケットエラー率によってパケットタイプを変らせてデータパケットを転送できるようになることで、転送効率を極大化させうる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る無線通信機器はパケットエラー率によってパケットタイプを変えてデータを転送できるのみならず、エラーが一度に発生する場合も最適のパケットタイプを選択してデータを転送できるようになることで転送効率を極大化させうる。
【００５１】
以上では本発明の望ましい一実施例について示しかつ説明したが、本発明は前述した特定の実施例に限らず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者ならば誰でも多様な変形実施が可能なことは勿論、そのような変更は請求の範囲の記載の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブルートゥースシステムのスキャターネットを示した図。
【図２】マスターとスレーブ間のＴＤＤによる通信を示す図。
【図３】本発明に係る無線通信機器を概略的に示すブロック図。
【図４】ＤＨパケットタイプの有効帯域幅を比較するために示した図。
【図５】図３の無線通信機器による状態遷移を説明するために示した図。
【図６】ＤＨ及びＤＭパケットタイプの有効帯域幅を比較するために示した図。
【図７】同時に多量のエラーが発生した場合の図３の無線通信機器による状態遷移を説明するために示した図。
【図８】図３の無線通信方法を示した流れ図。
【図９】ビットエラーが同一分布で発生した状況をシミュレーションして示した図。
【図１０】図９のシミュレーション結果を部分拡大して示した図。
【図１１】バーストビットエラーによるシミュレーション結果を示した図。
【図１２】図１１の改善されたシミュレーション結果を示した図。
【符号の説明】
２０、３０ : 無線通信機器
２１、３１ : 送受信部
２３、３３ : 検出部
２５、３５ : 演算部
２７、３７ : 制御部
２９、３９ : パケットタイプ選択部
４０、５０ : ホスト
【図１】
0003828863.tif 000006
【図２】
0003828863.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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