JP2002084294A - 通信装置および通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、通信端末との間で無線通信を行なう
通信装置および通信システムに関し、典型的にはブルー
トゥースの規格等、通常のサービス形態ではサービスの
中断を余儀なくされたり放送の機能が制限されている規
格に準拠した通信端末に対し、サービスの中断や人数
（通信端末の数）的な制限などの不都合を解消する。 【解決手段】通信端末との間で通信を行なうメインマス
タ２００と、通信端末との間の通信により承認手続を行
なうとともに、通信端末がメインマスタとの間で通信を
行なう資格がある通信端末である場合に、メインマスタ
との間の通信を確立するのに必要な情報を通信端末に送
信するサブマスタ１００と、メインマスタ２００とサブ
マスタ１００による各通信を制御するホストコントロー
ラ３００とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信端末との間で
無線通信を行なう通信装置および通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】無線電話機等の携帯通信端末が急速に普
及してきている今日において、２０００年以降様々な機
器に搭載されることが予定されている近距離間無線技術
であるブルートゥース（Ｂｌｕｅ ｔｏｏｔｈ）が注目
されている。このブルートゥースは、携帯電話、ＤＳＣ
（ディジタルスチールカメラ）、ヘッドホンステレオ、
ゲーム機など様々な機器間のデータ通信を無線化する目
的で開発されたものであり、このブルートゥースを搭載
した機器を使うと、例えば、インターネット経由で携帯
電話機に音楽データを配信させてその音楽データをヘッ
ドホンステレオに無線で転送し、そのヘッドホンステレ
オから無線でヘッドホンに送信して音楽を聞く、といっ
たようなことが可能となる。

【０００３】このブルートゥースは、周波数ホッピング
のスペクトル拡散通信と認証手続によって情報のセキュ
リティと通信の信頼性を確保する仕組みとなっており、
このため、マスタと呼ばれる一台の通信機がスレーブと
呼ばれる通信機１台１台との間で認証手続を実行して自
分（マスタ）の通信ネット（１台のマスタと１台ないし
複数のスレーブとで構成される通信ネットを「ピコネッ
ト」と称する）に組み入れる仕組みとなっており、１台
のマスタは最大７台のスレーブのみ、自分のピコネット
に取り込むことができる。

【０００４】１つのピコネットを構成するマスタとスレ
ーブは、基本的に一対一の通信を行なうものであり、マ
スタは、最大７台のスレーブに向かって放送する機能も
備えている。

【０００５】１つのピコネットに複数のスレーブがリン
ク（コネクション）をするためにはスレーブは個々にマ
スタによって認知され、かつそのピコネットに固有の周
波数ホッピングシーケンスを与えられなければならな
い。周波数ホッピングは、特定の高周波帯域を更に狭い
複数のホッピング帯域に分割して、この複数の帯域を疑
似ランダムに切り替え、情報をパケットに分割して順次
伝送するスペクトル拡散方式である。従って送信側と受
信側の切り替え（ホッピング）パターンのシーケンスや
位相が合っていないと正しく情報を伝達することができ
ない。このシーケンスは送信側（マスタ）固有のデバイ
スアドレスとマスタのブルートゥースクロックとから特
有のアルゴリズムによって生成される疑似ランダムなパ
ターンによって一意的に決定される。マスタはスレーブ
が自分のピコネットに参加するにあたり、そのスレーブ
がそのホッピングシーケンスを自分で生成できるように
必要なパラメータを与えなければならない。この周波数
ホッピングによって、同一の空間内に複数のピコネット
が共存することができ、同時に複数の情報を高い信頼
性、秘密性を確保して送受信することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、あるマスタ
とスレーブがコネクションを確立してサービスが開始さ
れた後に、新たに別のスレーブをピコネットに加入させ
るためには、マスタは本来のサービスを中断しなければ
ならない。なぜならマスタは加入させるスレーブにコネ
クションのための各種パラメータを与えることにより、
スレーブにホッピングの同期などのセットアップをさせ
なければならないからである。これでは、音声や映像の
ような時間軸で連続した情報の伝送が中断されることに
なる。

【０００７】また、例えば美術館における様々な美術品
の展示案内、観光地における観光案内、国際会議におけ
る多言語同時通訳などでは、現状では、必要な人に案内
や通訳の放送を受信する受信機を配っておいて、その受
信機で受信することになるが、携帯電話機にブルートゥ
ースの機能が搭載され、その携帯電話機を持っているこ
とが常識的になった場合においては、上記に例示した、
美術館や観光地に行ったり国際会議に出席したりなどの
あらゆる場面で、自分の携帯電話機で受信できるように
することが望ましい。

【０００８】しかしながら、ブルートゥースの規格で
は、１台のマスタによる放送は最大７台のスレーブに対
してのみ可能であり、その台数を越える不特定数のスレ
ーブに向かって放送することは考慮されていない。

【０００９】上記のような様々な場面においては、同一
の放送を同時に受信することのできるスレーブの数が７
台以下に制限されるのは極めて不便であり、人数に無関
係に受信できるようにすることが好ましい。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、典型的にはブ
ルートゥースの規格等、通常のサービス形態ではサービ
スの中断を余儀なくされたり放送の機能が制限されてい
る規格に準拠した通信端末に対し、サービスの中断や人
数（通信端末の数）的な制限などの不都合を解消した通
信装置および通信システムを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の通信装置は、通信端末との間で通信を行なうメイン
マスタと、通信端末との間で通信により承認手続を行な
うとともに、その通信端末がメインマスタとの間で通信
を行なう資格がある通信端末である場合に、メインマス
タとの間の通信を確立するのに必要な情報をその通信端
末に送信するサブマスタと、メインマスタとサブマスタ
による各通信を制御するホストコントローラとを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の通信装置は、メインマスタとサブ
マスタという２つの通信機能を搭載しており、かつホス
トコントローラによりメインマスタとサブマスタ双方の
通信が制御されている。したがって、メインマスタでは
放送を続け、サブマスタは、その放送に参加しようとす
る通信端末との間で認証手続を行ないメインマスタによ
る放送を受信するための情報を通信端末に送信し、こう
することでその通信端末をメインマスタの放送を受信す
る状態に移すことができる。これを繰り返すことによ
り、メインマスタは、電波が届く範囲内においては通信
端末の台数が制限されることなく、不特定数の、サブマ
スタで認証を受けた通信端末に向かって放送することが
できる。

【００１３】また、本発明の通信装置によれば、メイン
マスタと通信端末との間で一対一の通信を行なう場合に
おいて、ブルートゥースの規格に従えば通信端末（スレ
ーブ）の台数は７台以下に制限されるものの、認証手続
はサブマスタ、実際に必要なデータの通信はメインマス
タと役割分担がなされる。新たな通信端末が通信に参加
しようとすると認証手続に例えば最大１０秒程度かかる
が、上記のように役割分担を行なうことによってメイン
マスタは通信に新たに参加しようとしている通信端末
（スレーブ）の認証手続のために既に参加済の通信端末
（スレーブ）との間の通信を中断する（サービスを中断
する）必要がなく、また、サブマスタは、メインマスタ
による通信の途中であっても新たな通信端末との間で認
証手続を行なうことができる。

【００１４】ここで、上記本発明の通信装置において、
上記メインマスタは、そのメインマスタとの間で通信を
行なう資格があるとの認証を受けた不特定数の通信端末
に向けて放送を行なうものであってもよい。

【００１５】また、本発明の通信装置は、通信端末との
間で、周波数ホッピングのスペクトル拡散通信を行なう
ものであってもよい。また本発明の通信装置は、これに
限定されるものではないが、典型的には、ブルートゥー
スの規格に準拠した通信を行なう通信端末との間で通信
を行なうことが想定されたものである。

【００１６】また、上記目的を達成する本発明の通信シ
ステムは、通信端末との間で通信を行なう１台以上の通
信装置と、通信装置それぞれとの間で認証手続を行なっ
て通信装置それぞれとの間で通信を確立するとともに、
１台以上の通信端末それぞれとの間で認証手続を行なっ
て、通信が確立されている通信装置のうちのいずれかの
通信装置との間で通信を行なう資格がある通信端末との
間の通信を、その通信端末が通信を行なう資格のある通
信装置に受け渡すスーパーバイザとを備え、上記通信装
置が、スーパーバイザから受け渡された通信端末との間
で通信を行なうメインマスタと、スーパーバイザとの間
で認証手続を行なうとともに、スーパーバイザによりこ
の通信装置との間で通信を行なう資格があることの認証
を受けた通信端末に対し、直接にあるいはスーパーバイ
ザを介して、この通信装置のメインマスタとの間の通信
を確立するのに必要な情報を送信するサブマスタと、こ
の通信装置のメインマスタとサブマスタによる各通信を
制御するホストコントローラとを備えたものであること
を特徴とする。

【００１７】本発明の通信システムは、メインマスタと
サブマスタとホストコントローラとからなる通信装置
が、典型的には複数台存在し、かつ通信端末も不特定多
数存在するような状況において、スーパーバイザを備
え、複数の通信装置がそれぞれ独立に認証手続を行なう
代わりにスーパーバイザにその役割りを集中させたもの
である。

【００１８】複数台の通信装置が不特定多数の通信端末
を相手にそれぞれ独立に認証手続を行なうと通信回線が
極めて混雑することになるが、本発明の通信システムに
よればその認証手続をスーパーバイザに集中させたた
め、通信回線の混雑度が大幅に緩和されることになる。

【００１９】ここで、上記本発明の通信システムにおい
て、本発明の通信装置と同様、メインマスタは、そのメ
インマスタを具備する通信装置との間で通信を行なう資
格があることの認証を受けた不特定数の通信端末に向け
て放送を行なうものであってもよい。

【００２０】また、本発明の通信システムは、通信端末
との間、および、この通信システムを構成する通信装置
とスーパーバイザとの相互間で、周波数ホッピングのス
ペクトル拡散通信を行なうものであってもよく、また、
本発明の通信システムは、これに限定されるものではな
いが、典型的にはブルートゥースの規格に準拠した通信
を行なう通信端末との間で通信を行なうものに好適であ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２２】図１は、本発明の通信装置の一実施形態を
示すブロック図である。

【００２３】この図１に示す通信装置１０は、サブマス
タ１００と、メインマスタ２００と、ホストコントロー
ラ３００とから構成されている。サブマスタ１００とメ
インマスタ２００は、それぞれがブルートゥースの規格
に準拠した通信を行なうブルートゥースモジュールであ
り、ホストコントローラ３００は、サブマスタ１００と
メインマスタ２００との２つのブルートゥースモジュー
ルを制御する。

【００２４】サブマスタ１００およびメインマスタ２０
０の各無線ユニット１１０，２１０は、２．４ＧＨｚ帯
域のＩＳＭバンドと呼ばれる周波数帯域での、周波数ホ
ッピング型スペクトラム拡散方式の通信のためのユニッ
トである。また、各リンク制御ユニット１２０，２２０
は、無線ユニットとの間でべースバンド（上記２．４Ｇ
Ｈｚ帯域）の信号の送受信制御および、ＳＣＯ（回線交
換型）リンクとＡＣＬ（パケット交換型）リンクで送受
信される信号のエラー処理などのリアルタイム処理を行
うユニットである。さらに、リンク管理のためのサポー
トユニット１３０，２３０は、ピコネットのインクワイ
ヤリ（ｌｎｑｕｉｒｙ）やページ（Ｐａｇｅ）などのリ
ンク管理全般にわたる送受信パケットを管理するユニッ
トであり，ホストコントローラ３００とのインターフェ
イスを兼ねている。

【００２５】尚、ここでは、サブマスタ１００およびメ
インマスタ２００はホストコントローラ３００とは別の
モジュールとして説明しているが、ブルートゥースチッ
プの形態によっては、無線ユニット１１０，２１０以外
はホストコントローラ３００のＣＰＵが全てを行なって
もよい。

【００２６】図１の通信装置１０で実行される処理の概
要は以下のとおりである。

【００２７】（ａ）初期化 ホストコントローラ３００は、メインマスタ２００およ
びサブマスタ１００のブルートゥースモジュールに、各
々のデバイスアドレスと、それらに共通のブルートゥー
スクロックをリセットする。以後、システム内のクロッ
クは同期して更新されていく。

【００２８】（ｂ）メインタスク このメインタスクは、メインマスタ２００が行うタスク
である。このメインタスクは、メインマスタ２００がピ
コネットに対して継続的に提供するブロードキャストな
どのプログラムであり、メインマスタ２００は、マルチ
タスクモニタ（リアルタイムモニタ）の制御の下で、こ
のメインタスクを、メインタスク以外のタスクと時分割
処理で実行する。ここでのサービスはブロードキャスト
には限定されず、一般のプログラムでもよい。一般のプ
ログラムとは、通常のピコネットに接続された通信端末
（スレーブ）とメインマスタ２００との間の通信であっ
て、例えば名刺交換などの情報交換を行なう。メインマ
スタ２００は、インクワイヤリ（ｌｎｑｕｉｒｙ）など
の時間のかかる（最大１０秒程度かかる可能性あり）手
続きを経ず（この手続きはサブマスタが行う）、名刺交
換等の情報のやりとりだけに専念できる。ただし、ブロ
ードキャストと一般プログラムの混在はできない。一般
プログラムどおしの混在は可能である。

【００２９】（ｃ）サブタスク このサブタスクは、サブマスタ１００が行うタスクであ
る。サブマスタ１００は、本実施形態の中核になる処理
を、マルチタスクモニタ（リアルタイムモニタ）の制御
の下でサブタスク以外のタスクと時分割で実行する。こ
のサブマスタ２００は、サブタスクの実行により、メイ
ンマスタのタスクを中断させることなく（ホストコント
ローラのＣＰＵは時分割だが、フルートゥースモジュー
ルは連続的）スレーブを『呼び込み』、メインマスタが
提供するサービスに『案内』する。

【００３０】（ｄ）呼び込み サブマスタは電波到達圏内にいるスレーブのデバイスア
ドレスを知っていれば（すでにインクワイヤリ（ｌｎｑ
ｕｉｒｙ）で認識している）。そのスレーブをページ
（Ｐａｇｅ）してサブマスタが主催するサブピコネット
に『呼び込み』、そのサブピコネットに一時的に加入さ
せる。この手段はブルーブルートゥースなどの正規のプ
ロトコルに則って行なわれる。

【００３１】図２は、図１に示す通信装置がスレーブと
呼ばれる通信端末との間で通信を行なっている様子を示
す模式図である。

【００３２】オーディオ信号やビデオ信号は時間軸上の
連続した情報なので一定の蓄積や遅れが許されない実時
間の送信であって、中断や再開はできない。そこで、ス
レーブに対するサービスに専念するメインマスタに加え
てそのメインマスタのフルートゥースクロックなど各種
状態を実時間でモニタしているサブマスタを設ける。サ
ブマスタはメインマスタが提供するサービスに加入させ
るスレーブを順次一つずつネットに誘導する役割を担う
ことになる。このためサブマスタは、スレーブをメイン
マスタのピコネットに加入させる前にサブマスタが主催
するサブピコネットに呼び込む。

【００３３】この手順は通常のコネクション確立のプロ
トコルに準拠する。サブマスタはこのサブピコネットで
スレーブにメインマスタが提供するサービスの取得する
ための各種情報、パラメータを与える。

【００３４】各種情報やパラメータが与えられたスレー
ブは、その与えられた情報やパラメータを用いて、ブル
ートゥースのプロトコルにおけるピコネットスイッチの
手続に従ってメインマスタのピコネットに参加する。

【００３５】図３は、ピコネットスイッチの原理説明図
である。

【００３６】ピコネットスイッチは、あるピコネットマ
スタに所属するスレーブを別のマスタが主催するピコネ
ットへ移すことをいい、図３（Ａ）に示すようにブルー
トゥースモジュールＡがマスタ、ブルートゥースモジュ
ールＢ〜Ｅがスレーブのピコネットにおいて、マスタを
ブルートゥースモジュールＢに移す場合に、ブルートゥ
ースモジュールＡは、ブルートゥースモジュールＢとの
通信により、そのブルートゥースモジュールＢのデバイ
スアドレス（ＤＢ）とブルートゥースクロックの情報を
取得し、他のブルートゥースモジュールＣ，Ｄ，Ｅに対
して、それらの情報に基づいて生成されるホッピングシ
ーケンスのための情報を載せたＦＨＳパケットを送信す
る。これにより、ブルートゥースモジュールＣ，Ｄ，Ｅ
およびブルートゥースモジュールＡは、ブルートゥース
モジュールＢをマスタとするピコネットのスレーブに移
行することができる。

【００３７】図２に示すシステムでは、サブマスタは、
スレーブをそのサブマスタをマスタとするサブピコネッ
トに一時的に加入させて、そのスレーブにメインマスタ
をマスタとするメインピコネットに加入するための各種
情報を与え、そのスレーブを、ピコネットスイッチによ
ってメインピコネットヘ移動させる。ピコネットスイッ
チは通常のコネクション確立のプロトコルと類似してい
る。すなわち、サブマスタはそのスレーブに対してメイ
ンマスタが主催するピコネットのホッピングシーケンス
のための情報を載せたＦＨＳパケットを与える。このホ
ッピングシーケンスはメインマスタのデバイスアドレス
とフルートゥースクロックとに基づいて生成されるが、
サブマスタはメインマスタのそれらを知っているのでぺ
ージなどの認証手続きは省いて、より簡単な手順で実行
することができる。スレーブはＦＨＳパケットを受け取
るとメインマスタが主催するピコネットに移動して、そ
のサービスを受けることができる。メイン、サブ両マス
タは連携しているのでインクワイアリ、ページ、セット
アップなどの手順やサービスを分担してより高速できめ
の細かい各種情報処理を行うことができる。

【００３８】図４は、図２に示すシステムにおける各ユ
ニットの役割の概要を示した図である。

【００３９】サブマスタは、サブマスタ（自分）が掲げ
ているサービスを受けたいスレーブが周辺に居ればサブ
マスタのピコネットとして参加させ、メインマスタの提
供するサービスの情報と接統に関する情報をその参加し
たスレーブＳに与え、ピコネットスイッチを実行してス
レーブＳをメインマスタのピコネット移動させる（図４
（Ａ））。

【００４０】また、メインマスタは、メインマスタから
のＰＯＬＬパケットを待つスレーブＳにＰＯＬＬパケッ
トを送信し、その後、ブロードキャストなどのサービス
を続ける。ここで、ＰＯＬＬパケットはブロードキャス
トのためのパケットの間隙で送信する（図４（Ｂ））。

【００４１】スレーブＳは、メインマスタからのＰＯＬ
Ｌパケットを受信し自らもＰＯＬＬパケットをメインマ
スタに送信後、メインマスタからのブロードキャストの
サービスを受信する（図４（Ｃ））。

【００４２】図５は、サービスを求めるスレーブへの呼
びかけとマスタへの案内の手順を示した図である。

【００４３】（ステップ１０：Ｉｎｑｕｉｒｙ）サブマ
スタは電波到達圏内にいるサービスを受けたいスレーブ
にインクアイアリメッセージを出して呼びかける。

【００４４】（ステップ１１：Ｉｎｑｕｉｒｙ ｒｅｓ
ｐｏｎｓｅ）待機中のスレーブのうち、最初にインクワ
イアリを受けたスレーブがＦＨＳパケットを返して応答
する。ＦＨＳパケットはスレーブのデバイスアドレス
（ＤＢアドレス）、ブルートゥースクロックなどを持っ
ている。

【００４５】（ステップ１２：Ｐａｇｅ）サブマスタは
受け取ったＢＤアドレスでそのスレーブを指名してペー
ジする。スレーブのクロックも既に分かっているので、
最短時問で指名して呼び出すことができる。

【００４６】（ステップ１３：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏｎ
ｓｅ （Ｓｌａｖｅ ＩＤ））スレーブはページに応え
てページレスポンスを返す。

【００４７】（ステップ１４：Ｐａｇｅ）今度はサブマ
スタがスレーブにＦＨＳパケットを送る。ＦＨＳパケッ
トはサブマスタのピコネット接続に必要なサブマスタの
ＢＤアドレスとクロックを持っている。これらのパラメ
ータをもとにスレーブはサブマスタのホッピングシーケ
ンスを生成しサブマスタのホッピングパターンに同期す
る。

【００４８】（ステップ１５：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏｎ
ｓｅ （Ｓｌａｖｅ ＩＤ））スレーブはページに応え
てページレスポンスを返す。

【００４９】（ステップ１６：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯＬ
Ｌ））この後サブマスタとスレーブはＰＯＬＬパケット
を交換して正しく接続されたか確認をしてもよい。

【００５０】（ステップ１７：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｕｔ
ｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ））サブマスタはスレーブと認
証手続きを行う。ここではＰｌＮコードを調べて自分の
管轄下に入れられるかどうかを判定認証する。より詳細
には、ピン番号やデバイスアクセスキーなどを合わせて
リンクキーを作成し、そのリンクキーを用いて認証を行
なう。自分の管轄下に入れられるスレーブでなければス
レーブを追放する。

【００５１】（ステップ１８：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｐａｒ
ａｍｅｔｅｒ））正しい接続が行われていれば、メイン
マスタが提供するサービスを受けるためのパラメータや
プログラムを与える。

【００５２】（ステップ１９，２０：Ｃｈａｎｎｅｌ
（Ｔｉｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ＆ＦＨＳ））サブマ
スタはスレーブがメインマスタのピコネットに移動す
る、つまりピコネットスイッチのために必要なタイムア
ライメントとＦＨＳパケットを送る。

【００５３】（ステップ２１：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓｌａ
ｖｅ ＩＤ））スレーブはＦＨＳを正しく受信したこと
をサブマスタに返信する。

【００５４】（ステップ２２：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯＬ
Ｌ））この後、今度はメインマスタとスレーブとの間で
ＰＯＬＬパケットを交換してメインマスタとスレーブと
の間が正しく接続されているか確認する。

【００５５】以上のステップ１９〜２２によりピコネッ
トスイッチが行なわれ、スレーブはメインマスタのピコ
ネットに移動したことになる。

【００５６】（ステップ２３：Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓ
ｅｒｖｉｃｅ ｅｔｃ．）スレーブは、以後、そのメイ
ンマスタの、ブロードキャストサービス等のサービスを
受ける。

【００５７】以上の手順を踏むことにより、１つには、
ブロードキャスト等のサービスを中断することなく新た
なスレーブの認証を行なうことができ、さらには、サブ
マスタがスレーブを１台ずつ認証してはそのスレーブを
メインマスタのピコネットに移行させることにより、ス
レーブの数の制限を受けずに不特定数のスレーブに対し
ブロードキャストを行なうことができる。

【００５８】図６は、図１に示す通信装置複数台（ここ
では６台）とスーパーバイザとを備えた通信システム
と、複数のスレーブとの間で通信を行なっている様子を
示す模式図である。

【００５９】ここで、図２の場合と同様、各通信装置を
構成するメインマスタとサブマスタは、いずれもブルー
トゥースモジュールであるとともに、スーパーバイザも
ブルートゥースの規格に準拠させて通信を行なうブルー
トゥースモジュールである。

【００６０】ここでは、サービスを提供しようとする通
信装置が複数存在する場合にスーパーバイザを置き、ス
ーパーバイザは、サービスを提供しようとする通信装置
のサブマスタの間でピコネットを形成するとともに複数
のスレーブを１台ずつ一時的に自分（スーパーバイザ）
のピコネットに接続し、そのスレーブとの間の通信を、
そのスレーブが求めているサービスを提供する通信装置
に受け渡す。

【００６１】ブルートゥースの規格では、１つのピコネ
ットを構成することができるのは１台のマスタと、最大
７台のスレーブであり、したがってスーパーバイザは最
大６台のサブマスタとピコネットを構成し、１台分をス
レーブのために空けておく。スーパーバイザはその１台
分のチャンネルを使ってスレーブを１台呼び込んではそ
のスレーブが求めているサービスを提供している通信装
置に受け渡すという手順を繰り返す。

【００６２】図７は、図６に示すシステムにおける各ユ
ニットの役割りの概要を示した図である。

【００６３】スーパーバイザは、サービスを提供したい
サブマスタユニットに呼びかけ、スーパーバイザのピコ
ネットに参加させる。上述したように、最大６台のサブ
マスタの参加が可能である（図７（Ａ））。

【００６４】サブマスタの掲げているサービスを受けた
いスレーブが周辺に居たとき、スーパーバイザはサブマ
スタの掲げているサービスを受けたいスレーブをスーパ
ーバイザのピコネットの一つのユニットとして参加さ
せ、ピコネットに参加した１台のスレーブＳの情報をそ
のスレーブＳが希望するサブマスタとの間で交換し、サ
ブマスタとの間でマスタスレーブスイッチを実行し、サ
ブマスタを新規ピコネットのマスタとし、スーパーバイ
ザはスレーブの立場となる（図７（Ｂ））。

【００６５】ここで、マスタスレーブスイッチとは、ブ
ルートゥースの規格において、１つのピコネットを構成
している１つのスレーブとマスタとの間で役割りを交替
し、それまでスレーブとして動作していた１つのモジュ
ールがマスタとなり、それまでマスタとして動作してい
たモジュールがスレーブとなる手続きである。

【００６６】次いで、サブマスタは、スレーブＳをピコ
ネットスイッチしてサブマスタＡのピコネットに参加さ
せ、メインマスタの提供するサービスの情報と接続に関
する情報をスレーブＳに与え、再度ピコネットスイッチ
を実行し、今度はスレーブＳをメインマスタのピコネッ
ト移動させる（図７（Ｃ））。

【００６７】メインマスタは、メインマスタからのＰＯ
ＬＬパケットを待つスレーブＳにＰＯＬＬパケットを送
信し、その後、ブロードキャストなどのサービスを続け
る。ここで、ＰＯＬＬパケッはブロードキャストのため
のパケットの間隙で送信する（図７（Ｄ））。

【００６８】また、スレーブＳは、メインマスタからの
ＰＯＬＬパケットを受信し自らもＰＯＬＬパケットをメ
インマスタに送信した後、メインマスタからのブロード
キャストのサービスを受信する（図７（Ｅ））。

【００６９】さらに、サブマスタは、スーパーバイザと
の間でマスタスレーブスイッチを実施し、スーパーバイ
ザが元のピコネットのマスタとなる。サブマスタはスレ
ーブの立場でスーパーバイザのピコネットに参加する
（図７（Ｆ））。

【００７０】尚、この図７を参照した説明では、スーパ
ーバイザとサブマスタとの間でマスタスレーブスイッチ
を行なってスーパーバイザが一旦スレーブの立場とな
り、所要の手続を経た後に再度マスタスレーブスイッチ
を行なうことによってスーパーバイザがマスタの立場に
戻るという手順を踏んだが、この手順に代わり、スーパ
ーバイザはメインマスタが提供するサービスの情報と接
続に関する情報を受け取り、それらの情報をスレーブＳ
に与えて、スレーブＳを、ピコネットスイッチの手続に
より、スーパーバイザのスレーブからメインマスタのス
レーブへと移動させてもよい。

【００７１】図８は、図６のシステムにおける、サービ
スを提供しようとしている通信装置への呼びかけの手順
を示した図、図９は、図８の続きであって、図６のシス
テムにおける、サービスを求めるスレーブへの呼びかけ
の手順を示した図、図１０は、図９の続きであって、図
６のシステムにおける、スレーブが希望するメインマス
タへの指名案内の手順を示した図である。

【００７２】ここで、これら図８〜図１０において、左
側がマスタとしての役割り、右側がスレーブとしての役
割りを成すモジュールである。

【００７３】以下、図８，図９，図１０を順次参照し
て、図６のシステムにおける更に詳細な手順について説
明する。

【００７４】（１）サービスを提供しようとしている通
信装置への呼びかけ（図８に示すステップ１００〜１０
９）。

【００７５】ここでは、スーパーバイザはサービスを提
供しようとしているサブマスタに呼びかけて自分のピコ
ネットに接続する。サブマスタは自分のＢＤアドレス、
ブルートゥースクロック、認証用ＰｌＮコードをスーパ
ーバイザに与える。サブマスタはそのピコネットに加入
しスーパーバイザの提供するサービスを受けられるよう
にする。

【００７６】（ステップ１００：Ｉｎｑｕｉｒｙ）スー
パーバイザはインクワイアリメッセージを出して電波到
達圏内にいるサービスを提供したいサブマスタに呼びか
ける。

【００７７】（ステップ１０１：Ｉｎｑｕｉｒｙ ｒｅ
ｓｐｏｎｓｅ）待機中のサブマスタの内最初にインクワ
イアリを受けたサブマスタがＦＨＳパケットを返して応
答する。ＦＨＳパケットにはサブマスタのデバイスアド
レス、ブルートゥースクロックなどが含まれている。

【００７８】（ステップ１０２：Ｐａｇｅ）スーパーバ
イザは受け取ったＢＤアドレスでそのサブマスタを指名
してページ（呼び出し）する。このときには既にサブマ
スタのクロックも分かっているので、最短時間で指名し
て呼び出すことができる。

【００７９】（ステップ１０３：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏ
ｎｓｅ）サブマスタはページに応えてページレスポンス
を返す。

【００８０】（ステップ１０４：Ｐａｇｅ）今度はスー
パーバイザがサブマスタにＦＨＳパケットを送る。ＦＨ
Ｓパケットは、スーパーバイザのピコネット接続に必要
な、スーパーバイザのＢＤアドレスとクロックを持って
いる。サブマスタはこれらのパラメータをもとにスーパ
ーバイザのホッピングシーケンスを生成し、スーパーバ
イザのホッピングパターンに同期する。

【００８１】（ステップ１０５：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏ
ｎｓｅ）サブマスタはページに応えてページレスポンス
を返す。

【００８２】（ステップ１０６：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯ
ＬＬ））この後、スーパーバイザとサブマスタはＰＯＬ
Ｌパケットを交換して正しく接続されたことを確認をし
てもよい。

【００８３】（ステップ１０７：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｕ
ｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ））スーパーバイザはサブマ
スタとの間で認証手続きを行う。認証はＰｌＮコードを
調べて自分の管轄下に入れられるかどうかを判定認証す
る。詳細には、ＰｌＮコードとデバイスアクセスキーな
どを合わせてリンクキーが作成され、この認証にあたっ
てはその作成されたリンクキーが用いられる。自分の管
轄下に入れられないときはそのサブマスタを追放する。

【００８４】（ステップ１０８：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ Ｅｘｃｈａｎｇｅ））正しい接続が行
われていれば、スーパーバイザの管理サービスを受ける
ためのパラメータやプログラムを相互に交換する。ここ
でいうパラメータとは、アクティーブメンバーアドレ
ス、サブマスタが提供するサービスの内容、サービスを
受けたいスレーブがそのサブマスタを選択指定するため
のアイデンティティなどである。

【００８５】（ステップ１０９：（Ｊｕｍｐ））全ての
サブマスタがピコネットに接続を完了したことを、スー
パーバイザのユーザがそのスーパーバイザにスイッチな
どで指示すると、以後サブマスタがスーパーバイザのス
レーブ紹介やそのスレーブを指名呼び出しする状態に入
る（サブマスタは、スーパーバイザから呼び出されるま
で待機する）。そうでなければインクワイアリに戻って
新たな接続を希望するサブマスタを前記の手順で次々と
ピコネットに接続していく。ピコネットに接続可能なス
レーブの最大数はユニットであるが、スーパーバイザに
接続可能なマスタは最大６ユニットである。残り１ユニ
ット分はスレーブの呼び込みのために空けておく。

【００８６】（２）サービスを求めるスレーブへの呼び
かけ（図９に示すステップ２００〜２１８）ここでは、
スーパーバイザは、サブマスタに呼びかけたの同じ手順
で、今度は自分のピコネットに接続されたサブマスタが
提供するサービスを受けようとするスレーブに呼びかけ
る。スーパーバイザは、自分が管理するサブマスタのア
イデンティティ（認証用ＰｌＮコード）を選択指定して
応答してきたスレーブを、該当するサブマスタに紹介す
る役割りを担う。

【００８７】（ステップ２００：Ｉｎｑｕｉｒｙ）スー
パーバイザは、電波到達圏内にいるサービスを受けたい
スレーブにインクアイアリメッセージを出して呼びかけ
る。

【００８８】（ステップ２０１：Ｉｎｑｕｉｒｙ ｒｅ
ｓｐｏｎｓｅ）待機中のスレーブのうち最初にインクワ
イアリを受けたスレーブがＦＨＳパケットを返して応答
する。ＦＨＳパケットにはスレーブのデバイスアドレ
ス、ブルートゥースクロックなどが含まれている。

【００８９】（ステップ２０２：Ｐａｇｅ）スーパーバ
イザは、受け取ったＢＤアドレスでそのスレーブを指名
してページする。このときにはスレーブのクロックも分
かっているので、最短時間で指名して呼び出すことがで
きる。

【００９０】（ステップ２０３：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏ
ｎｓｅ）スレーブはページ（呼び出し）に応えてページ
レスポンスを返す。

【００９１】（ステップ２０４：Ｐａｇｅ）今度はスー
パーバイザがスレーブにＦＨＳパケットを送る。ＦＨＳ
パケットにはスーパーバイザのピコネット接続に必要な
スーパーバイザのＢＤアドレスとクロックが含まれてい
る。スレーブは、これらのパラメータをもとにスーパー
バイザのホッピングシーケンスを生成し、スーパーバイ
ザのホッピングパターンに同期する。

【００９２】（ステップ２０５：Ｐａｇｅ ｒｅｓｐｏ
ｎｓｅ）スレーブはページに応えてページレスポンスを
返す。

【００９３】（ステップ２０６：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯ
ＬＬ））この後スーパーバイザとスレーブはＰＯＬＬパ
ケットを交換して正しく接続されたか確認をする。

【００９４】（ステップ２０７：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｕ
ｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ））スーパーバイザはスレー
ブとの間で認証手続きを行う。認証はＰｌＮコードを調
べて自分の管轄下に入れられるかどうかを判定認証す
る。この認証にあたっては、前述と同様に、リンクキー
が作成され、そのリンクキーが認証に用いられる。自分
の管轄下に入れられるスレーブでないときは、そのスレ
ーブを追放する。

【００９５】（ステップ２０８：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ Ｅｘｃｈａｎｇｅ））正しい接続が行
われていれば、スーパーバイザから希望するサブマスタ
を紹介してもらうために必要なパラメータやプログラム
を相互に交換する。ここで交換されるパラメータには、
アクティーブメンバーアドレス、サブマスタが提供する
サービスの内容、サービスを受けたいスレーブがそのサ
ブマスタを選択指定するためのアイデンティティなどの
パラメータがある。

【００９６】（ステップ２１０：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ））スーパーバイザは、スレーブが希望
するサブマスタに向けて、スレーブのＢＤアドレス、ク
ロック、Ｐ１Ｎコードなどの各種パラメータを送ってス
レーブがサービスを希望していることを紹介する。

【００９７】（ステップ２１１）スーパーバイザとサブ
マスタは、役割交換に合意する。

【００９８】（ステップ２１２）ＴＤＤ切り替えを行な
う。ここで、ＴＤＤは、ブルートゥースの規格における
Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ（時分割二
重化）の略であり、１つのスレーブが時分割多重ベース
で複数のピコネットに参加したり、あるピコネットのマ
スタが時分割多重ベースで他のピコネットのスレーブに
なったりすることをいう。

【００９９】（ステップ２１３：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｔｉ
ｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ））スーパーバイザとサブマ
スタのクロックは同期していないため、２つのピコネッ
トのスロット境界を合わせるために、サブマスタは、ス
レーブに対し、マスタｔｏ スレーブ・スロットの開始
時点の差異を送る。

【０１００】（ステップ２１４：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＦＨ
Ｓ））サブマスタはスーパーバイザにＦＨＳパケットを
送る。

【０１０１】（ステップ２１５：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｄｇｅｍｅｎｔ））スーパーバイザはサブマ
スタに対し確認応答を行なう。アクセスコードとクロッ
クは、この確認応答後、現在マスタとしての役割りを持
っているサブマスタのものになる。ただしホッピングシ
ーケンスはまだスーパーバイザのものを使用している。

【０１０２】（ステップ２１６，２１７：Ｃｈａｎｎｅ
ｌ（Ｔｉｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ＆ ＦＴＳ））サブ
マスタはスーパーバイザに対し、タイムアライメントと
ＦＨＳパケットを送る。

【０１０３】（ステップ２１８：Ｃｈａｎｎｅｌ）スー
パーバイザはサブマスタに確認応答を行なう。この確認
応答後サブマスタはピコネットのマスタとなり、サブマ
スタのピコネットパラメータが使用される（スーパーバ
イザのみ）。

【０１０４】以上のステップ２１１〜２１８はマスタス
レーブスイッチの手順である。

【０１０５】（３）スレーブが希望するメインマスタヘ
の指名案内（ステップ３００〜３１７）ここでは、サブ
マスタはスーパーバイザから紹介されたスレーブを自分
のピコネットに指名して接続する。接続、認証が正しく
行われていればスレーブに対して自分のメインマスタが
提供するサービスを受けるために必要な各種パラメータ
やプログラムを与える。サブマスタは、希望のサービス
を受けられるように、スレーブをメインマスタのピコネ
ットに接続させる。

【０１０６】（ステップ３００，３０１：Ｃｈａｎｎｅ
ｌ（Ｔｉｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ＆ ＦＨＳ））サブ
マスタは、スレーブが自分（サブマスタ）のピコネット
に移動する、つまりピコネットスイッチのために必要な
タイムアライメントとＦＨＳパケットを送る。

【０１０７】（ステップ３０２：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｄｇｅｍｅｎｔ））スレーブは、ＦＨＳパケ
ットを正しく受信したことをサブマスタに返信する。

【０１０８】（ステップ３０３：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯ
ＬＬ））接続確認のため、サブマスタはスレーブにＰＯ
ＬＬパケットを送信し、スレーブはＰＯＬＬパケットを
サブマスタに返信する。

【０１０９】以上のステップ３００〜３０３によって、
スレーブは、サブマスタをマスタとするピコネットに移
動する。

【０１１０】（ステップ３０４：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓｅ
ｒｖｉｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ））サブマスタとスレ
ーブは、メインマスタに関する情報を交換する。

【０１１１】（ステップ３０５：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ｔｉ
ｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ＆ ＦＨＳ））サブマスタ
はスレーブがメインマスタのピコネットに移動するため
に必要なタイムアライメントとＦＨＳパケットを送る。

【０１１２】（ステップ３０６：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｄｇｅｍｅｎｔ））スレーブはＦＨＳを正し
く受信したことをサブマスタに返信する。

【０１１３】（ステップ３０７：Ｃｈａｎｎｅｌ（ＰＯ
ＬＬ））メインマスタはブロードキャスト用パケットの
（時間的）間隙にＰＯＬＬパケットをスレーブに送り、
スレーブはメインマスタからのＰＯＬＬパケットを受
け、メインマスタにＰＯＬＬパケットを送る。ただしメ
インマスタ側ではスレーブから送られてきたＰＯＬＬパ
ケットを無視する。

【０１１４】以上のステップ３０５〜３０７によって、
スレーブは、今度はメインマスタをマスタとするピコネ
ットに移動する。

【０１１５】（ステップ３０８）サブマスタとスーパバ
イザは、役割交換に合意する。

【０１１６】（ステップ３０９）ＴＤＤ切り替えを行な
う。

【０１１７】（ステップ３１０，３１１：Ｃｈａｎｎｅ
ｌ（Ｔｉｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ＆ ＦＨＳ））スー
パバイザとサブマスタのクロックは同期していないた
め、スーパバイザはサブマスタに向けて２つのピコネッ
トのスロット境界を合わせるために、マスタｔｏスレー
ブ・スロットの開始時点の差異を送る。

【０１１８】（ステップ３１２：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｄｇｅｍｅｎｔ））サブマスタは確認応答を
行なう。この確認応答後、アクセスコードとクロックは
スーパバイザ（現マスタ）のものになる。ホッピングシ
ーケンスはまだサブマスタのものを使用している。

【０１１９】（ステップ３１３，３１４：Ｃｈａｎｎｅ
ｌ（Ｔｉｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ＆ ＦＨＳ））スー
パバイザは、サブマスタに、タイムアライメントとＦＨ
Ｓパケットを送る。

【０１２０】（ステップ３１５：Ｃｈａｎｎｅｌ（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｄｇｅｍｅｎｔ）サブマスタはスーパバイザ
に確認応答を行なう。この確認応答後、スーパバイザの
ピコネットパラメータが使用される。

【０１２１】以上の手順を踏むことにより、電波の届く
範囲内に通信装置が複数存在していても、スレーブの紹
介をスーパーバイザに一任することにより通信回線の混
雑を避けることができる。

【０１２２】尚、前述のステップ１０９の説明では、ス
ーパーバイザが複数のサブマスタをピコネットに接続
（呼び込み）した後に、スレーブ（エンドユーザ）の呼
び込みを行なうように説明しているが、スーパーバイザ
は、サブマスタの呼び込みと、スレーブの呼び込みの両
方をループの中で実行してもよい。

【０１２３】また、上記の図８〜図１０を参照した説明
では、スーパーバイザとサブマスタとの間でマスタスレ
ーブスイッチを行なってスーパーバイザが一旦サブマス
タをマスタとするスレーブの立場となり、所要の手続を
経た後に再度マスタスレーブスイッチを行なうことによ
ってスーパーバイザがマスタ、サブマスタがスレーブの
立場に戻るという手順を踏んだが、図７を参照した説明
においても説明したように、この手順に代わり、スーパ
ーバイザがメインマスタへの手続に関する情報を受けと
ってその情報をスレーブに与え、そのスレーブを、ピコ
ネットスイッチにより、スーパーバイザのスレーブから
メインマスタへのスレーブへと移動させててもよい。

【０１２４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、例えばブルートゥースの規格に準拠した通信端末と
の通信において、サービスの中断が生じるおそれや放送
の受信の人数制限を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通信装置の一実施形態を示すブロック
図である。

【図２】図１に示す通信装置がスレーブと呼ばれる通信
端末との間で通信を行なっている様子を示す模式図であ
る。

【図３】ピコネットスイッチの原理説明図である。

【図４】図２に示すシステムにおける各ユニットの役割
の概要を示した図である。

【図５】サービスを求めるスレーブへの呼びかけとマス
タへの案内の手順を示した図である。

【図６】図１に示す通信装置複数台（ここでは６台）と
スーパーバイザとを備えた通信システムと、複数のスレ
ーブとの間で通信を行なっている様子を示す模式図であ
る。

【図７】図６に示すシステムにおける各ユニットの役割
りの概要を示した図である。

【図８】図６のシステムにおける、サービスを提供しよ
うとしている通信装置への呼びかけの手順を示した図で
ある。

【図９】図６のシステムにおける、サービスを求めるス
レーブへの呼びかけの手順を示した図である。

【図１０】図６のシステムにおける、スレーブが希望す
るメインマスタへの指名案内の手順を示した図である。

【符号の説明】

１０ 通信装置 １００ サブマスタ １１０，２１０ 無線ユニット １２０，２２０ リンク制御ユニット １３０，２３０ サポートユニット ２００ メインマスタ ３００ ホストコントローラ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信端末との間で通信を行なうメインマ
   スタと、 通信端末との間で通信により認証手続を行なうととも
   に、該通信端末が該メインマスタとの間で通信を行なう
   資格がある通信端末である場合に、該メインマスタとの
   間の通信を確立するのに必要な情報を該通信端末に送信
   するサブマスタと、 前記メインマスタと前記サブマスタによる各通信を制御
   するホストコントローラとを備えたことを特徴とする通
   信装置。
2. 【請求項２】 前記メインマスタは、該メインマスタと
   の間で通信を行なう資格があるとの認証を受けた不特定
   数の通信端末に向けて放送を行なうものであることを特
   徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 この通信装置は、通信端末との間で、周
   波数ホッピングのスペクトル拡散通信を行なうものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 【請求項４】 この通信装置は、ブルートゥースの規格
   に準拠した通信を行なう通信端末との間で通信を行なう
   ものであることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
5. 【請求項５】 通信端末との間で通信を行なう１台以上
   の通信装置と、前記通信装置それぞれとの間で認証手続
   を行なって該通信装置それぞれとの間で通信を確立する
   とともに、１台以上の通信端末それぞれとの間で認証手
   続を行なって、通信が確立されている通信装置のうちの
   いずれかの通信装置との間で通信を行なう資格がある通
   信端末との間の通信を、該通信端末が通信を行なう資格
   のある通信装置に受け渡すスーパーバイザとを備え、 前記通信装置が、前記スーパーバイザから受け渡された
   通信端末との間で通信を行なうメインマスタと、前記ス
   ーパーバイザとの間で認証手続を行なうとともに、該ス
   ーパーバイザによりこの通信装置との間で通信を行なう
   資格があることの認証を受けた通信端末に対し、直接に
   あるいは前記スーパーバイザを介して、この通信装置の
   メインマスタとの間の通信を確立するのに必要な情報を
   送信するサブマスタと、この通信装置のメインマスタと
   サブマスタによる各通信を制御するホストコントローラ
   とを備えたものであることを特徴とする通信システム。
6. 【請求項６】 前記メインマスタは、該メインマスタを
   具備する通信装置との間で通信を行なう資格があること
   の認証を受けた不特定数の通信端末に向けて放送を行な
   うものであることを特徴とする請求項５記載の通信シス
   テム。
7. 【請求項７】 この通信システムは、通信端末との間、
   および、この通信システムを構成する通信装置とスーパ
   ーバイザとの相互間で、周波数ホッピングのスペクトル
   拡散通信を行なうものであることを特徴とする請求項５
   記載の通信システム。
8. 【請求項８】 この通信システムは、ブルートゥースの
   規格に準拠した通信を行なう通信端末との間で通信を行
   なうものであることを特徴とする請求項５記載の通信シ
   ステム。