JP2004266839A

JP2004266839A - 無線通信方法および無線通信装置

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Publication number: JP2004266839A
Application number: JP2004056561A
Authority: JP
Inventors: Kyun-Hyon Tchah; 均鉉車; Ki-Soo Chang; 起壽張; Jong-Hun Park; 鍾憲朴; Doo-Seop Eom; 斗燮嚴; Tae-Jin Lee; 泰珍李; Yang-Ick Joo; 艮翊朱; 宗洙 ▲呉▼; Jong-Soo Oh
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: EP1453254A2; KR20040077375A; JP4053012B2; KR100555872B1; US20040177038A1; EP1453254A3; CN1333534C; US7505778B2; CN1525656A

Abstract

【課題】ブルートゥースシステムをスキャッタモードで動作する際に浪費される無線リソースを効率的に利用し、ＰＭＰノードに接続されたリンクに対して適切な公平性を維持し、各リンクに対する様々なＱｏＳ要求を満たすことができる無線通信方法および装置を提供する。
【解決手段】複数のピコネットに対してリンクごとにクレジット値を設定し、クレジット値の合計を一時アカウント値として設定する（ａ）ステップと、リンクごとのクレジット値および一時アカウント値をスロットごとに更新する（ｂ）ステップと、プレゼンスポイントにおいてクレジット値の比較結果に基づき選択されたリンクを介して通信を実行する（ｃ）ステップと、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスに伴い通信が中断される場合および一時アカウント値が総リンク数と同一になる場合に、リンクの特性に基づき所定のクレジット値を非均等に再分配し、（ｂ）ステップに移行する（ｄ）ステップとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線通信方法および無線通信装置に関し、特に、ブルートゥーススキャッタモード（scatter mode）において適応クレジット再分配アルゴリズム（adaptive credit redistribution algorithm）を用いて、リンクレイヤ（link layer）ごとにＱｏＳ（Quality of service）を支援することができる無線通信方法および無線通信装置に関する。

ブルートゥースは、携帯電話のヘッドホン、送受話器、携帯用コンピュータ等の装置を接続するケーブルを取り除くために開発された技術であり、低コスト、低電力消費および短距離の無線技術である。ブルートゥースは、無線免許なしで利用可能な２．４ＧＨｚＩＳＭ（Industrial Scientific and Medical）バンドを用いて運用されている。そして、ブルートゥースネットワークにおいて、データ交換を初期化するブルートゥース装置をマスター（master）と言う。また、マスターに応答するブルートゥース装置をスレーブ（slave）と言う。

１個のマスターは、最大７個のアクティブなスレーブと接続可能である。このように、１個のマスターの１個以上のスレーブへの接続を介して形成されたネットワークをピコネット（piconet）と言う。ピコネットにおける全てのスレーブは、マスタークロック（master's clock）およびアドレスを用い、マスターの周波数ホッピングシーケンス（frequency hopping sequence）に同期される。

ブルートゥースは、アドホックネットワーク（ad-hoc network）の特性上、かかるピコネットらを相互接続する必要があり、それ故に、スキャッタネット（scatternet）を構成している。すなわち、スキャッタネットとは、共通装置によって互いにリンク（接続）されたピコネットの集合のことを言う。

図１Ａおよび図１Ｂは、ブルートゥースシステムのスキャッタネットを説明するための図である。図１Ａは、ピコネット１０，２０を相互接続し、両ピコネット１０，２０においてスレーブとして動作する装置１５を示し、図１Ｂは、ピコネット３０，４０を相互接続し、一方のピコネット３０においてマスターとして動作し、他方のピコネット４０においてスレーブとして動作する装置３５を示している。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、ピコネットを相互接続する装置１５，３５は、両側のピコネットにおいてスレーブとして動作したり、一方のピコネットにおいてマスターとして動作し、他方のピコネットにおいてスレーブとして動作したりするが、２つのピコネットにおいてマスターとして動作することはない。これは、ピコネットがマスターのブルートゥースクロックおよびブルートゥース装置アドレスによって定義された周波数ホッピングシーケンスに従う装置の集合であるからである。すなわち、同一のマスターを有する全ての装置は同一のピコネットを形成しており、２個の異なるマスターは２つのピコネットを形成している。

一方、複数のピコネットを相互接続する装置をＰＭＰ（Participant in Multiple Piconets）ノードと言う。すなわち、ＰＭＰノードは、複数のピコネットに同時に接続されている共同装置であり、かかるＰＭＰノードの動作はスキャッタモードに従う。スキャッタモードは、ブルートゥーススキャッタネットの効率的な動作のために提案された接続モード（connection mode）であり、時分割装置（time division-based device）が複数のピコネットに同時参加可能とするモードである。

スキャッタモードは、ＰＭＰノードが各ピコネットにおいて動作すべき時点をプレゼンスポイント（Presence Point；ＰＰ）と定義し、予定されたＰＰでのみ対応するピコネットと通信可能な方式を用いている。すなわち、ＰＰは、スキャッタモード状態にある装置間の通信がスタートされる時点である。

しかし、ＰＰにおいて、ピコネット通信のための対応するマスターおよびスレーブが常に通信を行う状態になりかねないので、ピコネット通信を効率的に管理するため、クレジット方式（credit-based scheme）のためのスケジューリングアルゴリズムが提案されている。かかるクレジット方式は、不平等なサービス機会が与えられていたリンクに対して相対的に高い優先順位を付与することで、相対的なサービス機会に対する公平性を提供するためのものである。このために、各リンクに関し、各機器に対して利用可能なスロット数が算出され、これをクレジットとして表す。１つのクレジットは、対応するリンクから１つのスロットが利用可能であることを表している。

図２は、クレジット方式を説明するための図である。図２は、３つのピコネットがＰＭＰノードで相互接続され、３つのリンク（Link１，Link２，Link３）が存在する場合を示している。かかる状況において、クレジット値が各リンクに与えられ、全クレジット値の合計を一定に維持するために設けられた一時アカウント値（a value for a temporary account）が設定される。動作初期時には、クレジットの合計は「０」となる。

図２は、最初に最大クレジット値を有するリンクLink１で通信イベント（ＣＥ；Communication Event）が発生した状態を示している。通信時には、リンクLink１のクレジットがスロットごとに１ずつ減少し、リンクLink２，Link３のクレジットはそのままの値である。

一時アカウントは、スロットごとに１クレジットずつ増加する。一時アカウントが総リンク数である３クレジットになると、一時アカウントは総リンク数である３だけ減少し、減少したクレジットは各リンクに均等に分配され、各リンクのクレジット値は１ずつ増加する。一時アカウントを除くクレジット値はＮ_max-creditでそれらのクレジットが制限され、これを介してリンクごとの使用可能なバーストの最大値が制限される。

図２において、２番目のＰＰが発生する際、リンクLink１のクレジット値が「２」であり、かつリンクLink２のクレジット値が「−１」である場合には、リンクLink１は通信を実行し続ける。しかし、３番目のＰＰ時点において、リンクLink１のクレジット値が「−１」であり、かつリンクLink３のクレジット値が「０」であるので、リンクLink１は通信を中断させ、リンクLink３が通信を実行する。

一方、新たなリンクが追加された場合には、新たなリンクのクレジット値は「０」に初期化され、これに反してあるリンクが切断された場合には、かかるリンクのクレジット値が一時アカウントに加えられて残りのリンクに均等に分配される。さらに、前記したように、新たなＰＰにおいての他のリンクがより高いクレジット値を有している場合、またはＴ_{scatter＿poll}スロットの間ポーリングされない場合には、通信を実行しているリンクは実行中の通信を中断させる。また、通信がＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスや伝送エラーによってタイムアウト期間を経過して早目に終了された場合には、次のＰＰを予め接続してクレジット値と関係なしに新たなリンクと通信を開始させる。

ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスの状態において通信が終了された場合、またはそれ以上データが伝送／受信できない状態になった場合には、かかるリンクのクレジットが他のリンクに分配される。この際、再分配されるクレジット値Ｃは、下記式（１）で算出される。

（ただし、前記式（１）において、ｎは総リンク数、ac_redは再分配されるべきリンクのクレジット値、ac_maxは再分配されるリンクのうちの最大クレジット値、ac_minは再分配されるリンクのうちの最小クレジット値、Ｎ_switch-thはピコネット間の頻繁なスイッチングを防止するための閾値である）

対応するリンクのクレジット値は、前記式（１）で算出されたクレジット値だけ減少し、かかるクレジット値が残りリンクに均等に再分配される。前記方式に従い、サービス機会の公平性が各リンクに提供される。

ところで、かかるクレジット方式は、ブルートゥーススキャッタネットの動作を支援する効率的な方式であるが、各マスター／スレーブ対（master-slave pair）またはＰＭＰノードに接続された各ピコネットのトラフィック特性に従い、効率的なスケジューリングは支援できないといった問題点を有している。特に、ＱｏＳに関する性能を考慮すれば、かかる方式は、各リンクの様々なデータトラフィック特性を考慮して効率的にリソースを割当てられないといった問題点を有している。

本発明は前記問題点を解決するために創案されたものであり、ブルートゥースシステムをスキャッタモードで動作する際に浪費される無線リソースを効率的に利用し、ＰＭＰノードに接続されたリンクに対して適切な公平性を維持しつつ、各リンクに対する様々なＱｏＳ要求を満たすことができる無線通信方法および無線通信装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る無線通信方法は、複数のピコネットに接続され、スキャッタモードで動作するブルートゥースのための無線通信方法であって、前記複数のピコネットに対してリンクごとにクレジット値を設定し、リンクごとの各クレジット値の合計を一時アカウント値として設定する（ａ）ステップと、リンクごとの前記クレジット値および前記一時アカウント値を、所定のアルゴリズムに基づいてスロットごとに更新する（ｂ）ステップと、各プレゼンスポイントにおいて前記リンクごとの各クレジット値の比較結果に基づいて選択されたリンクを介して通信を実行する（ｃ）ステップと、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスに伴い通信が中断される場合、および前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になる場合に、各リンクの特性に基づいて所定のクレジット値を非均等に再分配し、前記（ｂ）ステップに移行する（ｄ）ステップと、を含む構成とした。

また、前記（ｂ）ステップにおいて、通信を実行しているリンクのクレジット値をスロットごとに１ずつ増加させ、かつ他のリンクのクレジット値をそのまま維持することによって、前記リンクごとのクレジット値を更新し、前記一時アカウント値をスロットごとに１ずつ増加させ、前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になると、前記一時アカウント値をｎだけ減少させる過程を繰り返すことによって前記一時アカウント値を更新することが好ましい。

また、前記（ｃ）ステップにおいて、前記リンクごとの各クレジット値のうちの最大クレジット値を有するリンクを介して通信を実行することが好ましい。

また、前記（ｄ）ステップにおいて、前記一時アカウント値が前記総リンク数ｎと同一になる場合に、前記クレジット値ｎをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて前記リンクごとの各クレジット値に再分配し、前記Ｔ_{scatter＿poll}は、スキャッタネットの形成に伴い、リンクマネジャープロトコルによって、対応するピコネット間で交渉されるパラメータであることが好ましい。

また、前記（ｄ）ステップにおいて、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが発生している場合に、下記式（１）によって算出されたクレジット値ＣをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが送られたリンクを除いたリンクのクレジット値に再分配することが好ましい。

また、前記リンクに再分配されるクレジット値は、下記式（２）によって算出されることが好ましい。

一方、本発明に係る無線通信装置は、複数のピコネットに接続され、スキャッタモードで動作するブルートゥースのための無線通信装置であって、前記複数のピコネットに対してリンクごとにクレジット値を格納し、リンクごとの各クレジット値の合計を一時アカウント値として格納するバッファ部と、リンクごとの前記クレジット値および前記一時アカウント値を、所定のアルゴリズムに基づいてスロットごとに更新し、各プレゼンスポイントにおいて前記リンクごとのクレジット値の比較結果に基づいて通信を実行するリンクを選択する通信順位決定部と、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスに伴い通信が中断される場合、および前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一となる場合に、各リンクの特性に基づいて所定のクレジット値を非均等に再分配するクレジット再分配部と、前記通信順位決定部で選択された対応するリンクを介して通信を開始する通信開始部と、を備えている構成とした。

また、前記通信順位設定部は、通信を実行しているリンクのクレジット値をスロットごとに１ずつ増加させ、かつ他のリンクのクレジット値をそのまま維持することによって、前記リンクごとのクレジット値を更新し、前記一時アカウント値をスロットごとに１ずつ増加させ、前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になると、前記一時アカウント値をｎだけ減少させる過程を繰り返すことによって前記一時アカウント値を更新することが好ましい。

また、前記クレジット再分配部は、前記リンクごとのクレジット値のうちの最大クレジット値を有するリンクを、通信を実行するリンクとして選択することが好ましい。

また、前記クレジット再分配部は、前記一時アカウント値が前記総リンク数ｎと同一になる場合に、前記クレジット値ｎをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて前記リンクごとのクレジット値に再分配し、前記Ｔ_{scatter＿poll}は、スキャッタネットの形成に伴い、リンクマネジャープロトコルによって、対応するピコネット間で交渉されるパラメータであることが好ましい。

また、前記クレジット再分配部は、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが発生している場合に、下記式（１）によって算出されたクレジット値ＣをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて、対応するリンクを除いたリンクのクレジット値に再分配することが好ましい。

また、前記クレジット再分配部において、前記リンクに再分配されるクレジット値は、下記式（２）によって算出されることが好ましい。

本発明によれば、適応クレジット分配においてクレジットを均等に分配する場合に発生する無線リソースの浪費を抑え、高い処理能力（throughput）および公平性が保障されつつ簡単な構造を有する無線通信方法および無線通信装置を提供することができる。さらに、かかる無線通信方法および無線通信装置は、各リンクのＱｏＳ要求に基づいて好適なパラメータの設定を行うことができる。

以下、添付図面を参照し、本発明について詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る無線通信装置を示す概略ブロック図である。

図３に示すように、無線装置１００は、バッファ部（buffer unit）１１０、クレジット再分配部（credit redistribution unit）１２０、通信順位決定部（communication priority decision unit）１３０および通信開始部（communication initiation unit）１４０を備えている。そしてバッファ部１１０は、一時計算バッファ（temporary calculation buffer）１１３およびクレジットバッファ（credit buffer）１１５を有している。

バッファ部１１０のクレジットバッファ１１５は、リンクに対するクレジット値を格納している。一時計算バッファ１１３は、総クレジット値の合計である一時アカウント値を格納している。クレジット値および一時アカウント値は、スロットごとに更新される。

通信順位決定部１３０は、クレジットバッファ１１５に格納された各リンクに対するクレジット値を比較し、通信を実行するリンクを決定する。通信開始部１４０は、通信順位決定部１３０で決定されたリンクが通信を実行することができるようにする。

そして、クレジット再分配部１２０は、所定のリンクで発生した剰余クレジット（excess credits）を他のリンクに再分配する。このことに関する詳細な説明は後記する。

図４は、本発明の実施形態に係る無線通信方法を説明するためのフローチャートである。

かかるフローチャートを参照すると、まず、複数のピコネットにリンクされた無線通信装置は、リンクごとにクレジット値および一時アカウント値を設定する（Ｓ２００）。一時アカウント値はリンクごとに設定されたクレジット値であり、その初期値は「０」である。

リンクごとのクレジット値の設定が完了すると、無線通信装置はリンクごとのクレジット値を更新する（Ｓ２０５）。更新は、図２において前記したように、通信を実行しているリンクに対してはスロットごとにクレジット値を１ずつ減少させ、その他のリンクに対してはクレジット値をそのまま維持する。一時アカウント値がスロットごとに１ずつ増加し、一時アカウント値がｎに達すると総リンク数がｎだけ減少する、といった過程が繰り返される。

次のステップでは、無線通信装置が、一時アカウント値が総リンク数と同一であるかを判断する（Ｓ２１０）。無線通信装置が３つのピコネットに相互接続されている場合には、総リンク数は３となる。一時アカウント値が総リンク数と同一でない場合には、無線通信装置はステップＳ２０５において更新過程を実行し、同一である場合には、従来技術と同様にリンクごとにクレジットを均等に分配する代わりに、ステップＳ２１０ないしＳ２３０の過程を実行し、リンクごとにＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づきクレジットを再分配する。

Ｔ_{scatter＿poll}は、スキャッタネットの形成にともないＬＭＰ（Link Manager Protocol；リンクマネジャープロトコル）によって対応するピコネット間で交渉（negotiate）されるパラメータである。Ｔ_{scatter＿poll}の意味は、対応する値ごとにＰＰを形成することであり、Ｔ_{scatter＿poll}値が小さいほど対応するリンクがより頻繁にポーリングされる、という意味である。すなわち、Ｔ_{scatter＿poll}値が長ければ、対応するリンクは相対的に少ない伝送トラフィック量を有し、Ｔ_{scatter＿poll}値が短ければ、対応するリンクは相対的に多い伝送トラフィック量を有していることを意味している。前記したリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に従い、各リンクに分配されるべきクレジット値の算出が行われる。

ステップＳ２１０に引き続き、無線通信装置はＰＰであるか否かを判断し（Ｓ２１５）、ＰＰでなければ、ステップＳ２０５以後のステップを繰り返す。ＰＰであれば、各リンクのクレジットを比較して通信を実行するリンクを決定する（Ｓ２２０）。この際、通信を実行するリンクは、最大クレジット値を有している。

通信を実行するように決定されたリンクによって通信を実行する過程において、無線通信装置は、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが送られているかを判断する（Ｓ２２５）。かかる判断の結果、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが送られている場合には、通信が中断され、対応するリンクのクレジットが他のリンクに分配される。

前記した場合において、分配されるべき総クレジット量は、式（１）で算出されたＣ値に対応しており、かかるクレジット値ＣはリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づきＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが送られたリンクを除いたリンクに非均等に分配される（Ｓ２３０）。この際、リンクごとに割当てられるクレジット値は、下記式（２）で表される。

かかる方式は、クレジットが分配される際に、リンクごとに均等に割当てられる代わり、ＰＭＰノードのリンクの特性またはＱｏＳ要求を考慮している。

本発明に係る無線通信方法を検証するために、図５に示すように３つのピコネット４００，４１０，４２０が相互接続されたスキャッタネット環境においてコンピュータシミュレーションを行った。伝送パケット（transmission packet）が１スロットパケットサイズよりも小さいことを考慮し、各フローは次のように定義される。

・Flow０：全体シミュレーション時間の間におけるデータ伝送（Ｓ１０→Ｓ２０）

・Flow１：全体シミュレーション時間の間におけるデータ伝送（Ｓ２１→Ｓ２２）

・Flow２：１００００番目のスロットからの連続的なデータ伝送（Ｓ２２→Ｓ３１）

・Flow３：１番目から２４０００番目のスロット区間におけるデータ伝送（Ｓ１１→Ｓ３０）

さらに、ＰＭＰノードから各ピコネットへのリンクは、それぞれピコネット番号に対応してリンク０（link０）、リンク１（link１）、リンク２（link２）と表され、また各リンク比は、link０：link１：link２＝１：２：３であると仮定する。なお、各Ｔ_{scatter＿poll}のパラメータは、それらの間の比が６：３：２となるように付与される。

図６および図７は、本発明の実施形態に係る無線通信方法を適用した場合において、性能を評価するために、サービス時間の増加に伴い一定の区間（interval）で受信されるパケットの数を観察したものを示している。

図６は、従来のクレジット方式が用いられる場合に、リンクを介して伝送された相対的に小さいパケットを有するFlow１において最大の処理能力が得られ、最大トラフィック量を有するFlow０において低い処理能力が得られることを示している。

本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される場合に、大きいデータトラフィック量を有する区間である１００００スロットから２４００００スロットまでの区間において、従来のクレジット方式と比較してFlow２およびFlow３の処理能力をやや低下させるが、相対的に小さいトラフィック量を有するFlow１の処理能力のやや低下した分でFlow０のＱｏＳ要求を満たすことで、大きいトラフィックフローを有するFlow０に対する性能を向上させることが図７に示されている。

図８および図９は、リンクごとに観察された前記現象の結果を示している。図８においてリンクごとのＱｏＳが考慮されない場合には、ＰＭＰノードに関してリンクごとの処理能力を見ると、双方向で相対的に大きいデータフローを有するlink１の処理能力が最も優れており、一方向で大きいデータトラフィック量を有するlink０の性能は相対的に落ちる。しかし、前記２つのリンクは実質的に大きいデータフローを有しているので、link０およびlink１の処理能力が同時に増加する場合にのみ、Flow０と同一なトラフィック性能が保障される。したがって、本発明は、相対的に加重値の低い（low-weighted）link２の性能がやや低下するが、link０およびlink１の両方が優れた性能を有している。

図１０および図１１は、本出願人によって既に出願された韓国特許出願２００２-６８１３７号明細書に開示された無線通信方法を適用した結果を示す図である。

図１０は、従来の通信方法が適用された場合に得られた結果を示す図である。１００００スロットの地点でFlow２が発生するまでＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスによるＣＥの中断が多く発生していることが観察できる。この場合、スロットは捨てられるか、ピコネット内部で使用され得る。したがって、ピコネットスケジューリングアルゴリズムを適切に組み合わせることによってかかる状況を減少させる試みが必要である。

図１１は、本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用されたケースを示す図である。

図１１において、初期のＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスの発生はＰＭＰノードでの効率的なスケジューリングによって抑えられるが、Flow３によるlink０を通るフローの減少がＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスの発生の原因となる。

図１２は、前記問題点を克服するために本出願人によって既に出願された韓国特許出願２００２―６８１３７号明細書に開示された無線通信方法を本発明の実施形態に係る無線通信方法に組み合わせた場合に得られた結果を示す図である。韓国特許出願２００２―６８１３７号明細書は、伝送されるデータのキュー状態に従い通信装置間の通信順位を変更することによって無線通信における伝送効率を向上できる無線通信方法を開示している。図１２は、韓国特許出願２００２−６８１３７号明細書の無線通信方法と本発明の無線通信方法とを組み合わせた場合に、性能がより向上されることを示している。

図１３は、図１０ないし図１２で説明した３つの場合に関し、link０を通過するパケット数を比較したことを示している。図１３に示すように、スキャッタネットアルゴリズムとピコネットスケジューリングアルゴリズムとが組み合わされた場合にその性能が向上する。

以上、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に定義された発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜設計変更可能である。

本発明は、ブルートゥーススキャッタモードにおける無線通信方法および無線通信装置に適用可能である。

ブルートゥースシステムのスキャッタネットを説明するための図である。ブルートゥースシステムのスキャッタネットを説明するための図である。クレジット方式を説明するための図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置を示す概略ブロック図である。本発明の実施形態に係る無線通信方法を説明するためのフローチャートである。コンピュータシミュレーション環境を説明するための図である。クレジット方式が用いられる場合における、時間に伴うフローごとの処理能力の変化を示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信方法が用いられる場合における、時間に伴うフローごとの処理能力の変化を示す図である。クレジット方式が用いられる場合における、時間に伴うリンクごとの処理能力の変化を示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信方法が用いられる場合における、時間に伴うリンクごとの処理能力の変化を示す図である。クレジット方式が用いられる場合における、リンクごとに割当てられたスロットを示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信方法が用いられる場合における、リンクごとに割当てられたスロットを示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信方法および非均等化ＫＦＰ（K-Fairness Policy）方式の組み合わせが用いられる場合における、リンクごとに割当てられたスロットを示す図である。リンク０を通過するパケットを示す図である。

符号の説明

１００無線通信装置
１１０バッファ部
１１３一時計算バッファ
１１５クレジットバッファ
１２０クレジット再分配部
１３０通信順位決定部
１４０通信開始部

Claims

複数のピコネットに接続され、スキャッタモードで動作するブルートゥースのための無線通信方法であって、
前記複数のピコネットに対してリンクごとにクレジット値を設定し、リンクごとの各クレジット値の合計を一時アカウント値として設定する（ａ）ステップと、
リンクごとの前記クレジット値および前記一時アカウント値を、所定のアルゴリズムに基づいてスロットごとに更新する（ｂ）ステップと、
各プレゼンスポイントにおいて前記リンクごとの各クレジット値の比較結果に基づいて選択されたリンクを介して通信を実行する（ｃ）ステップと、
ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスに伴い通信が中断される場合、および前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になる場合に、各リンクの特性に基づいて所定のクレジット値を非均等に再分配し、前記（ｂ）ステップに移行する（ｄ）ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
前記（ｂ）ステップにおいて、
通信を実行しているリンクのクレジット値をスロットごとに１ずつ増加させ、かつ他のリンクのクレジット値をそのまま維持することによって、前記リンクごとのクレジット値を更新し、
前記一時アカウント値をスロットごとに１ずつ増加させ、前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になると、前記一時アカウント値をｎだけ減少させる過程を繰り返すことによって前記一時アカウント値を更新することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
前記（ｃ）ステップにおいて、
前記リンクごとの各クレジット値のうちの最大クレジット値を有するリンクを介して通信を実行することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
前記（ｄ）ステップにおいて、
前記一時アカウント値が前記総リンク数ｎと同一になる場合に、前記クレジット値ｎをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて前記リンクごとの各クレジット値に再分配し、
前記Ｔ_{scatter＿poll}は、スキャッタネットの形成に伴い、リンクマネジャープロトコルによって、対応するピコネット間で交渉されるパラメータであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
前記（ｄ）ステップにおいて、
ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが発生している場合に、下記式（１）によって算出されたクレジット値ＣをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて、ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが送られたリンクを除いたリンクのクレジット値に再分配することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。

（ただし、前記式（１）において、ｎは総リンク数、ac_redは再分配されるべきリンクのクレジット値、ac_maxは再分配されるリンクのうちの最大クレジット値、ac_minは再分配されるリンクのうちの最小クレジット値、Ｎ_switch-thはピコネット間の頻繁なスイッチングを防止するための閾値である）
前記リンクに再分配されるクレジット値は、下記式（２）によって算出されることを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
複数のピコネットに接続され、スキャッタモードで動作するブルートゥースのための無線通信装置であって、
前記複数のピコネットに対してリンクごとにクレジット値を格納し、リンクごとの各クレジット値の合計を一時アカウント値として格納するバッファ部と、
リンクごとの前記クレジット値および前記一時アカウント値を、所定のアルゴリズムに基づいてスロットごとに更新し、各プレゼンスポイントにおいて前記リンクごとのクレジット値の比較結果に基づいて通信を実行するリンクを選択する通信順位決定部と、
ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスに伴い通信が中断される場合、および前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一となる場合に、各リンクの特性に基づいて所定のクレジット値を非均等に再分配するクレジット再分配部と、
前記通信順位決定部で選択された対応するリンクを介して通信を開始する通信開始部と、
を備えていることを特徴とする無線通信装置。
前記通信順位設定部は、
通信を実行しているリンクのクレジット値をスロットごとに１ずつ増加させ、かつ他のリンクのクレジット値をそのまま維持することによって、前記リンクごとのクレジット値を更新し、
前記一時アカウント値をスロットごとに１ずつ増加させ、前記一時アカウント値が総リンク数ｎと同一になると、前記一時アカウント値をｎだけ減少させる過程を繰り返すことによって前記一時アカウント値を更新することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
前記クレジット再分配部は、
前記リンクごとのクレジット値のうちの最大クレジット値を有するリンクを、通信を実行するリンクとして選択することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
前記クレジット再分配部は、
前記一時アカウント値が前記総リンク数ｎと同一になる場合に、前記クレジット値ｎをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて前記リンクごとのクレジット値に再分配し、
前記Ｔ_{scatter＿poll}は、スキャッタネットの形成に伴い、リンクマネジャープロトコルによって、対応するピコネット間で交渉されるパラメータであることを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
前記クレジット再分配部は、
ＰＯＬＬ＿ＮＵＬＬシーケンスが発生している場合に、下記式（１）によって算出されたクレジット値ＣをリンクごとのＴ_{scatter＿poll}の逆数に基づいて、対応するリンクを除いたリンクのクレジット値に再分配することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。

（ただし、前記式（１）において、ｎは総リンク数、ac_redは再分配されるべきリンクのクレジット値、ac_maxは再分配されるリンクのうちの最大クレジット値、ac_minは再分配されるリンクのうちの最小クレジット値、Ｎ_switch-thはピコネット間の頻繁なスイッチングを防止するための閾値である）
前記クレジット再分配部において、
前記リンクに再分配されるクレジット値は、下記式（２）によって算出されることを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。