JP2005252600A - 通信機器およびその制御プログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる通信機器を提供する。
【解決手段】 マスタと複数のスレーブとのそれぞれの間でデータの送受信を行うことができる通信システムにおけるマスタは、自機器からのデータを受信した場合にのみデータを送信可能なスレーブに対して、当該スレーブへデータを送信する頻度を決定する送信頻度設定部３３が設けられたマスタ動作部１４手段を備えており、上記送信頻度設定部３３は、上記スレーブから送信されたデータに含まれている優先度要求情報に基づいて、それぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定する。一方、上記スレーブは、上記マスタに対して送信するデータに、当該マスタから送信されるデータの自機器に対する優先順位を求める優先度要求情報を付加する優先度要求情報付加部３５を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、Bluetooth（登録商標）等のポーリング方式でデータの送受信を行う通信機器に関するものである。

近年、無線通信システム分野において、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用した通信規格に基づく製品が普及してきている。この周波数帯域は、ＩＳＭ（Industrial Scientific Medical）帯と呼ばれ、産業用、科学技術用、医療用などの用途に向けて無免許で通信機能を有することが可能であり、Bluetooth（登録商標）のような規格に適合した製品が開発されてきている。

Bluetooth方式を採用した無線通信システムは、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）といった通信機器や、パーソナルコンピューター、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、携帯式オーディオ機器といったデータ処理機器などの無線通信機器の間を無線で接続し、最大でも100ｍ程度の近距離のネットワークにおけるデータ通信を実現するものである。

Bluetoothは、通信を行うに当り、各端末にマスタ又はスレーブといった役割を提供する。マスタとは、コンピューターネットワークのサーバー／クライアントシステムにおけるサーバーに相当する端末であり、Bluetoothにおける無線ネットワークを管理・制御するものである。一方、スレーブとは、コンピューターネットワークのサーバー／クライアントシステムにおけるクライアントに相当する端末であり、その通信はマスタにより管理・制御される。

Bluetoothを採用した従来の端末の構成を、図１０に示す。

無線通信部４０は、制御部４１と、送信部４２と、受信部４３と、スイッチＳＷ４４と、アンテナ４５と、インターフェース部４６とを備えている。

上記制御部４１は、無線通信部４０の全体動作をコントロールするものであり、ホスト機器あるいは内蔵するCPU（図示せず）の命令により送信部４２、受信部４３、インターフェース部４６などに制御信号を供給したり、これらの機能ブロックからの出力信号を受けて、機能ブロックに対する応答処理を行ったりする。また、送信及び受信のための周波数やタイミングの設定などを行う。

上記送信部４２は、データを送信するために、データの整形、パケットの組立などを行い、スイッチＳＷ４４を経由してアンテナ４５に渡す。

上記受信部４３は、アンテナ４５で受信したデータを、スイッチＳＷ４４を経由して受け取り、パケットの分解、無線通信部４０での処理に適したフォーマットに整形する。

上記スイッチＳＷ４４は、制御部４１の指示により、送信、受信のモードを切り替える。送信モードでは、スイッチＳＷ４４を介して送信部４２とアンテナ４５とを接続し、受信部４３とアンテナ４５とを切ることによりデータ送信可能な状態にする。一方、受信モードでは、スイッチＳＷ４４を介して受信部４３とアンテナ４５を接続し、送信部４２とアンテナ４５を切ることによりデータ受信可能な状態にする。インターフェース部４６は、ホスト機器とのデータの受け渡しを行う。

しかしながら、マスタが複数のスレーブとリンクを有するとき、マスタからスレーブへの送信順序や頻度を制御する手段はBluetooth規格では提供されていない。

Bluetoothでは、マスタから送信されたパケットを受信したただひとつのスレーブのみが、マスタに対してデータを送信する権利を有するため、他のスレーブはデータを送信することができず、マスタからデータが送られてくるのを待つしかない。例えば、スレーブがデータ送信しようとても、マスタが他のスレーブとの送受信を行っている間は、スレーブはマスタからのアクセスを待ち続けることになり、スレーブにとっては通信機会の損失が発生し、全体としての通信効率が低下する。

また、マスタからスレーブへの送信の応答を利用してスレーブがマスタに対してデータ伝送を行った直後、マスタが他のスレーブとの通信を行うと、前記例と同じようにスレーブはマスタからの応答を待たされることになるため、次のデータを送信するための手続きを開始することができず、結果的に全体としての通信効率が低下する。

このようにマスタが特定のスレーブとの通信に送受信スロットを占有してしまうと、他のスレーブはデータの送受信を行うことができず、効率の良いデータ伝送ができなくなる。

このような問題を解決するために、特許文献１、２が提案されている。具体的には、特許文献１には、実質的なデータ通信可能なアクティブモードと、実質的なデータ通信を行わない非アクティブモードとを切り替えて通信を行う方法が開示されている。また、特許文献２では、親局が複数の子局と通信する際に、親局と子局との間の各通信リンクの状態に応じて、各通通信リンクの間の優先順位を求めることが開示されている。
特開２００２−２７１３４１（公開日；２００２年９月２０日） 特開２００３−２１８８８２（公開日；２００３年７月３１日）

しかしながら、上記特許文献１では、アクティブモードの持続時間と時間間隔で制御するため、第１に複数のスレーブが同時にアクティブになることはできない、第２に非アクティブモードを利用するためマスタ側の制御手数が増加する、第３にスレーブからの要求はできない、といったような問題がある。また、特許文献２では、優先順位をマスタ側のみで決定しており、例えば、スレーブ側で大量に送信データが発生した場合にスレーブ側からの優先度制御手段がないために、対応できないといった問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる通信機器を提供することにある。

本発明に係る通信機器は、上記課題を解決するために、データを送信するタイミングを決定可能なマスタから送信されたデータを受信したときにのみ、上記マスタに対してデータを送信可能なスレーブ動作手段を有する通信機器において、上記スレーブ動作手段は、上記マスタに対して送信するデータに、当該マスタから自機器に対して送信されるデータの送信頻度を決定するための優先度要求情報を付加する付加手段を備えていることを特徴としている。

上記優先度要求情報とは、マスタから自機器に対して送信されるデータの送信頻度を決定するための情報であり、換言すると、マスタから送信されるデータの自機器に対する優先順位を求める情報である。具体的には、上記優先度要求情報には、例えば、スレーブからマスタに対してデータを送信する際、当該データの重要度を示す情報が含まれている。つまり、上記優先度要求情報は、データ自身に関する情報であり、スレーブがマスタに送信するものである。そして、上記優先度要求情報は、スレーブが、マスタに送信するデータの重要度に応じて設定する。上記優先度要求情報は、例えば、上記データをパケットとしてスレーブからマスタに対して送信する際には、送信するパケットの最初のみや、全てのパケットに付加されて上記マスタに送信される。すなわち、上記優先度要求情報とは、マスタからスレーブに対して送信するデータ単位で付すことができる情報である。

上記の構成によれば、スレーブからマスタに対して、優先度要求情報を付してデータを送信するので、送信するデータの重要度をマスタに対して示すことができる。つまり、送信するデータの送受信における優先順位を上げるまたは下げることをマスタに対して要求することができる。これにより、データの重要度に応じてスレーブ側からデータ送受信の優先順位を求めることができ、データ毎に異なる優先度要求情報を付加することができるので、より効率よくデータの送受信を行うことができる。従って、データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる通信機器を提供することができる。

本発明に係る通信機器は、上記課題を解決するために、自機器からのデータを受信した場合にのみデータを送信可能なスレーブに対して、当該スレーブへデータを送信する頻度を決定する送信頻度決定手段が設けられたマスタ動作手段を備えている通信機器であって、当該送信頻度決定手段は、上記スレーブから送信されたデータに含まれている優先度要求情報に基づいて、それぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定することを特徴としている。

上記の構成によれば、マスタ側では、スレーブから送信されてきた優先度要求情報に基づいて送信頻度を設定することができるので、データ単位でデータ送受信の速度を変えることができる。これにより、より効率よくデータの送受信を行うことができる。そして、データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる通信機器を提供することができる。

本発明に係る通信機器は、データを送信するタイミングを決定可能なマスタから送信されたデータを受信したときにのみ、上記マスタに対してデータを送信可能なスレーブ動作手段を有し、当該スレーブ動作手段は、上記マスタに対して送信するデータに、当該マスタから送信されるデータの自機器に対する優先順位を求める優先度要求情報を付加する付加手段を備える構成であることがより好ましい。

上記の構成によれば、スレーブ動作手段とマスタ動作手段との両方を備えているので、例えば、Bluetooth方式でデータの送受信を行うことが可能である。

本発明に係る通信機器は、上記送信頻度決定手段は、自機器がそれぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定するための優先度指定情報と、上記優先度要求情報とに基づいて送信頻度を決定する構成がより好ましい。

上記優先度指定情報には、例えば、マスタが、当該マスタと通信可能なスレーブに基づいて、送信頻度を設定するための情報が含まれている。具体的には、例えば、上記優先度指定情報は、上記マスタと通信可能なスレーブの種類、スレーブから送信されてくるデータの種類および当該データ量等に基づいて決定される。

上記の構成によれば、予めマスタ側で設定されている優先度指定情報と、上記優先度要求情報とに基づいて送信頻度を決定することができるので、より一層効率のよいデータ送受信が可能である。つまり、スレーブから出された優先度要求情報と、マスタ側で決定された優先度指定情報との両方に基づいて送信頻度を設定しているので、スレーブから送信されてくるデータも配慮し、また、通信システム全体も配慮した送信頻度を決定することができる。

本発明に係る通信機器は、上記送信頻度決定手段は、上記優先度指定情報の値と上記優先度要求情報の値との和に基づいて送信頻度を決定するものである構成がより好ましい。

上記の構成によれば、上記優先度指定情報の値と上記優先度要求情報の値との和に基づいて送信頻度を決定しているので、通信システム全体としてスループットおよび通信品質を向上させることができる。つまり、スレーブから出された優先度要求情報と、マスタ側で決定された優先度指定情報との両方に基づいて送信頻度を設定しているので、スレーブから送信されてくるデータも配慮し、また、通信システム全体も配慮した送信頻度を決定することができる。

また、例えば、優先度指定情報と、優先度要求情報とのそれぞれの数値の上限を異ならせることで、２つの情報の比重を変えることができる。

本発明に係る通信機器は、上記送信頻度決定手段は、上記優先度要求情報の値と上記優先度指定情報の値との平均値に基づいて送信頻度を決定するものである構成がより好ましい。

上記の構成によれば、上記優先度要求情報の値と上記優先度指定情報の値との平均値に基づいて送信頻度を決定しているので、通信システム全体としてスループットおよび通信品質を向上させることができる。つまり、スレーブから出された優先度要求情報と、マスタ側で決定された優先度指定情報との両方に基づいて送信頻度を設定しているので、スレーブから送信されてくるデータも配慮し、また、通信システム全体も配慮した送信頻度を決定することができる。

本発明に係る通信機器は、上記送信頻度決定手段は、上記優先度指定情報の値が上記優先度要求情報の値よりも大きいまたは等しいと判断した場合には、上記優先度指定情報の値に基づいて送信頻度を決定し、上記優先度指定情報の値が上記優先度要求情報の値よりも小さいと判断した場合には、上記優先度要求情報の値に基づいて送信頻度を決定する構成がより好ましい。

上記の構成によれば、上記優先度指定情報の値が上記優先度要求情報の値よりも小さい場合に優先度要求情報の値に基づいて送信頻度を決定し、それ以外の場合には優先度指定情報の値に基づいて送信頻度を決定しているので、通信システム全体の効率を保ちつつ、特に重要度の高いデータのみを優先してデータの送受信を行わせることができる。

本発明に係る通信機器は、上記送信頻度決定手段は、スレーブから優先度要求情報を受信していないと判断すると、上記優先度指定情報に基づいて送信頻度を決定するものである構成がより好ましい。

上記の構成によれば、スレーブから優先度要求情報が送信されてきていない場合でも、マスタが有する優先度指定情報に基づいて送信頻度を決定することができるので、通信システム全体としての効率を保つことができる。

本発明に係る通信機器は、自機器の状態がマスタおよびスレーブのどちらであるかを判断し、マスタであると判断した場合には上記マスタ動作手段と上記スレーブ動作手段とのうちのマスタ動作のみを動作させる一方、スレーブであると判断した場合には、上記スレーブ動作手段のみを動作させる制御手段を備えている構成がより好ましい。

上記の構成によれば、自機器がマスタであると判断するとマスタ動作手段のみを動作させる、一方、自機器がスレーブであると判断するとスレーブ動作手段のみを動作させるので、確実に通信機器をマスタまたはスレーブとして動作させることができる。

また、本発明の制御プログラムは、通信機器を制御するコンピュータの制御プログラムであって、当該コンピュータを上記の通信機器が備える各手段として機能させるための制御プログラムである。さらに、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記制御プログラムを記録している。

上記コンピュータが上記制御プログラムを実行すると、当該コンピュータによって制御される通信機器は、上述した各手段を有する通信機器として動作する。したがって、上記と同様に、データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる。

本発明に係る通信機器は、データを送信するタイミングを決定可能なマスタから送信されたデータを受信したときにのみ、上記マスタに対してデータを送信可能なスレーブ動作手段を有する通信機器において、上記スレーブ動作手段は、上記マスタに対して送信するデータに、当該マスタから自機器に対して送信されるデータの送信頻度を決定するための優先度要求情報を付加する付加手段を備えている構成である。

それゆえ、従って、データ毎に優先度を設定し、当該優先度に基づいてデータの送受信を行うことができる通信機器を提供することができる。

本発明に係る通信機器は、自機器からのデータを受信した場合にのみデータを送信可能なスレーブに対して、当該スレーブへデータを送信する頻度を決定する送信頻度決定手段が設けられたマスタ動作手段を備えている通信機器であって、当該送信頻度決定手段は、上記スレーブから送信されたデータに含まれている優先度要求情報に基づいて、それぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定する構成である。それゆえ、より効率よくデータの送受信を行うことができる。

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。

本発明にかかる通信機器は、パケット交換式無線通信機器において、複数の他機器（スレーブ）と通信している時に、それぞれの機器との通信優先度を決める機能を有する構成である。具体的には、他機器から受信した優先度要求情報と自らが決定する優先度指定情報に基づいて、通信比率を計算し、他機器への送信頻度を決定する送信頻度設定手段を有する構成である。

以下では、１台のマスタ（親局）に１つ以上のスレーブ（子局）がそれぞれ接続されている例について説明する。具体的には、Bluetooth（登録商標）を例にして説明するが、本発明は、上記に限定されるものではなく、例えば、マスタとスレーブとの役割が完全に固定された通信システムにおいて使用される通信機器であってもよい。

ここで、Bluetoothの概略について説明する。

Bluetoothでは、ひとつのマスタと複数のスレーブとが無線ネットワークを構成し、通信を行う。Bluetoothでは、マスタは、ピコネットと呼ぶ限定したネットワークトポロジを構成する。ひとつのピコネットには、必ずひとつのマスタとひとつ以上のスレーブとが含まれ、時間及び周波数といった接続に必要な同期情報がマスタにより管理されている。そして、全てのスレーブはマスタと接続されており、マスタを介することなくスレーブ同士の通信は行えない。つまり、スレーブ同士の通信は、マスタを介して行われる。

そして、上記ピコネットは、ひとつのピコネットにつき同時に最大７つまでのスレーブがアクティブに接続することができる。

また、Bluetoothでは、スペクトル拡散方式による周波数ホッピングを用いて他端末と通信を行う。一般的に、スペクトル拡散方式による周波数ホッピングは、複数の狭い周波数帯域から構成された帯域全体に渡りランダムなホッピング（搬送波の周波数の切り替え）による選択を行うことにより、全体として仮想的な広帯域周波数領域を設定し、通信信号の周波数帯域が拡散されて広がったように見せる手法である。

具体的には、１ＭＨｚ幅の周波数幅で１秒間に１６００回、すなわち６２５μｓ毎にランダムなホッピングを行うことにより、７９ＭＨｚ幅の帯域を確保する。また、ホッピングにより、干渉する周波数を発生する機器が周囲に存在していても、その影響を極力少なくできるという効果がある。

さらに、マスタとスレーブとが秩序を保って送受信を確実に行うために時分割スロット多重（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式を採用している。時分割スロット多重は、マスタとスレーブとの間でのデータ送受信のタイミングを決定する。

具体的には、マスタは、送受信タイミングをマスタ自身が管理する時間情報に基づいて決定し、マスタからスレーブへの送信タイミングであるマスタ送信スロット（スレーブ受信スロット）、及びスレーブからマスタへの送信タイミングであるスレーブ送信スロット（マスタ受信スロット）を明確に分離する。

マスタ送信スロット及びスレーブ送信スロットのタイミングは、マスタにより管理される。マスタ送信スロット及びスレーブ送信スロットは、時間軸上交互に存在し、決して重なり合うことはない。マスタは、マスタ送信スロットにおいて送信対象スレーブを指定し、データを送信する。

一方、スレーブは、マスタによる管理の下、マスタの送信スロットタイミングをスレーブの受信スロットタイミングとして、マスタからの送信データを受信する。同様に、スレーブからマスタへの送信は、スレーブ送信スロット（マスタ受信スロット）において行われる。

周波数ホッピング及び時分割スロット多重を実現するために、Bluetoothではデータをパケット単位に分割して伝送を行う。パケットとは、ネットワークを流れるひとかたまりのデータであり、宛先アドレスや送信元アドレス、データの内容を表すフラグ、エラー検出コードなどを含む。Bluetoothにおけるパケットの構造を、図２に示す。パケットは６８ビット又は７２ビットからなるアクセスコード、５４ビットからなるパケットヘッダー、実際のデータを格納するペイロードの３つから構成される。ペイロードはその長さは可変長であり、最大２７４５ビットである。

Bluetoothを採用した端末が、マスタ／スレーブ方式でお互いにデータを送受信する手順を図３に示す。図３はひとつのマスタと２つのスレーブの間でのデータ送受信を時間軸に沿って模式的に表したものである。TXは送信を、RXは受信を表すものとする。マスタは時刻t1において、パケットaをスレーブ１に向けて送信する。パケットaを正常受信したスレーブ１は、パケットaに対する応答として時刻t2においてパケットbをマスタに向けて送信する。次に、マスタは時刻t3において、パケットcをスレーブ２に向けて送信する。パケットcを受信したスレーブ２は、パケットcに対する応答として時刻t4においてパケットdをマスタに向けて送信する。次に、マスタは時刻t2においてスレーブ１からのパケットbを正常に受信しているので、時刻t5において、パケットeをスレーブ１に向けて送信する。パケットeを受信したスレーブ１は、パケットeに対する応答として時刻t6においてパケットfをマスタに向けて送信する。次に、マスタは時刻t4において、スレーブ２からのパケットdを正常に受信しているので、時刻t7において、パケットgをスレーブ２に向けて送信する。パケットgを受信したスレーブ２は、パケットgに対する応答として時刻t8においてパケットhをマスタに向けて送信する。Bluetoothでは、このようにマスタとスレーブがそれぞれの送信スロットおよび受信スロットを明確にし、ARQNと呼ばれる受信状態情報をお互いに交換し合うことで、送受信の状態を相互に確認する。

以下に本発明における通信機器について説明する。

図４は、本発明にかかる通信システムの概略の構成を示す図面である。本発明にかかる通信機器は、図４に示すように、マスタ２０が７つのスレーブ２１〜２７と接続し、マスタ／スレーブ間で通信を行っている。なお、以下の説明では、特にことわりのない限りスレーブとしてスレーブ２１を例に説明する。

ここで、本発明にかかる通信機器の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明では、１つの通信機器がマスタにもスレーブになりえる場合について説明する。具体的には、上記通信機器は、１つのピコネット内では新たなマスタとはなり得ないが、新たなピコネットを形成する場合には、マスタになりえる。つまり、１つの通信機器は、或るピコネットではスレーブであり、他のピコネットではマスタとなる。従って、以下の説明では、１つの通信機器が、マスタとスレーブとの両方の機能を有する場合において説明する。

図１は、本実施の形態にかかる通信機器の概略構成を示す機能ブロック図である。図１に示すようには、無線通信部（通信機器）１０は、制御部１１と、送信部１２と、受信部１３と、マスタ動作部１４と、スレーブ動作部１５と、切換部１６と、アンテナ部１７と、インターフェース部１８とを備えている。

上記制御部１１は、無線通信部１０の全体動作をコントロールするものであり、ホスト機器あるいは内蔵するCPU（図示せず）の命令により送信部１２、受信部１３、切換部１６、インターフェース部１８などに制御信号を供給したり、これらの機能ブロックからの出力信号を受けて、機能ブロックに対する応答処理を行ったりする。また、送信及び受信のための周波数やタイミングの設定などを行う。また、上記制御部１１は、自機器の状態がマスタであるかスレーブであるかのどちらかであるかを判断しており、自機器がマスタであると判断した場合にはスレーブ動作部１５を、自機器がスレーブであると判断した場合にはマスタ動作部１４の動作を停止する。

上記送信部１２は、データを送信するために、データの整形、パケットの組立などを行い、当該パケットを切換部１６を経由してアンテナ部１７に渡す。

上記受信部１３は、アンテナ部１７で受信したデータを、切換部１６を経由して受け取り、パケットの分解、無線通信部１０での処理に適したフォーマットに整形する。

上記切換部１６は、制御部１１の指示により、送信、受信のモードを切り替える。送信モードでは、切換部１６を介して送信部１２とアンテナ部１７とを接続し、受信部１３とアンテナ部１７とを切ることによりデータ送信可能な状態にする。一方、受信モードでは、切換部１６を介して受信部１３とアンテナ部１７を接続し、送信部１２とアンテナ部１７を切ることによりデータ受信可能な状態にする。インターフェース部１８は、ホスト機器とのデータの受け渡しを行う。

上記マスタ動作部１４は、無線通信部１０が、マスタとして機能する場合に動作する。上記マスタ動作部１４は、優先度要求情報取得部３１と優先度指定情報記憶部３２と送信頻度設定部３３とを備えている。

上記優先度要求情報取得部３１は、スレーブから送信されてきたパケットに含まれている優先度要求情報を取得する。

上記優先度指定情報記憶部３２は、マスタと接続されているスレーブに対して送信する際の優先度指定情報を記憶するものである。優先度指定情報記憶部３２に記憶されている優先度指定情報は、マスタ側で設定される。具体的には、例えば、優先度指定情報は、特定のスレーブに対して頻繁にパケットのやり取りを行う場合等の、各スレーブとのパケットのやり取りの割合等に応じて設定される。つまり、優先度指定情報記憶部３２は、予め設定されている優先度指定情報を記憶しておくものである。なお、優先度指定情報は、例えば、マスタとスレーブとの間の通信の頻度により更新してもよい。

送信頻度設定部３３は、スレーブから送信されてきた優先度要求情報取得部３１によって取得された優先度要求情報と、優先度指定情報記憶部３２に記憶されている優先度指定情報とを用いて、各スレーブに対してパケットを送信する頻度を設定するものである。換言すると、送信頻度設定部３３は、上記優先度指定情報と優先度要求情報とに基づいて、複数のスレーブとの通信比率を計算し、接続している各スレーブとの送信頻度を決定する。

一方、上記スレーブ動作部１５は、無線通信部１０が、スレーブとして機能する場合に動作する。上記スレーブ動作部１５は、優先度要求情報付加部３５を備えている。

上記優先度要求情報付加部３５は、マスタに送信するパケットに優先度要求情報を付加するものである。具体的には、優先度要求情報付加部３５は、マスタ２０へ送信するデータの内容に基づいて優先度要求情報を作成し、当該優先度要求情報をマスタ２０へ送信するパケットに付す。上記優先度要求情報付加部３５は、マスタに送信する一連のデータをパケットにしたときの最初のパケットのみに優先度要求情報を付加してもよく、マスタに送信するすべてのパケットに優先度要求情報を付加してもよい。

つまり、本実施の形態にかかる無線通信部１０は、スレーブとして機能する際には、マスタに対して優先度要求情報を付加したパケットを送信することができる。そして、本実施の形態では、上記無線通信部１０は、マスタとして機能する際には、上記優先度要求情報と上記優先度指定情報とに基づいて送信頻度を決定している。なお、上記無線通信部１０は、マスタとして機能する際には、スレーブから送信されてきた優先度要求情報に基づいて、当該マスタと接続されているスレーブに対するパケットのやり取りの頻度を決定してもよい。

ここで、マスタ２０とスレーブ２１と間でパケットの送受信を行う際の処理の流れについて、図５を参照して説明する。なお、以下の説明では、マスタ２０とスレーブ２１との構成を区別するために、部材番号の後にマスタの動作の場合「ｍ」を、スレーブの動作の場合「ｓ」を付して説明する。

まず、マスタ２０は、スレーブ２１に対してパケットを送信する（Ｓ１）。次に、スレーブ２１では、制御部１１ｓが、切換部１６ｓを制御しており、アンテナ部１７ｓと受信部１３ｓとが接続されている。そして、アンテナ部１７ｓを介して送信されてきたパケットは、受信部１３ｓにて受信される。そして、受信部１３ｓは、受信したパケットを、インターフェース部１８ｓを介してスレーブ２１と接続されているホスト機器へ送信する。

その後、ホスト機器は、マスタ２０へ送信するデータを、インターフェース部１８ｓを介して送信部１２ｓに送信する。また、このとき、ホスト機器からスレーブ動作部１５ｓに対して送信するデータの詳細な情報（データ情報）が送信される。スレーブ動作部１５ｓの優先度要求情報付加部３５ｓでは、このデータ情報に基づいて優先度要求情報を作成して、送信部１２ｓに送信する。そして、スレーブ２１の送信部１２ｓでは、優先度要求情報を付加したパケットをマスタ２０に対して返信する（Ｓ２）。このとき、スレーブ２１の制御部１１ｓでは、切換部１６ｓを制御しており、アンテナ部１７ｓと送信部１２ｓとが接続されている。

そして、マスタ２０では、制御部１１ｍが切換部１６ｍを制御しており、アンテナ部１７ｍと受信部１３ｍとが接続されている。そして、アンテナ部１７ｍを介して送信されてきたパケットは、受信部１３ｍにて受信される。そして、受信部１３ｍは、受信したパケットを、インターフェース部１８ｍを介してホスト機器へ送信するとともに、パケット中に含まれている優先度要求情報を取得してマスタ動作部１４ｍの優先度要求情報取得部３１ｍへ送信する（Ｓ３）。つまり、優先度要求情報取得部３１ｍは、スレーブ２１から送信されてくる優先度要求情報を取得する。

次に、優先度要求情報取得部３１ｍは、取得した優先度要求情報を送信頻度設定部３３ｍに送信する。そして、送信頻度設定部３３ｍは、上記優先度要求情報と優先度指定情報記憶部３２ｍにて記憶されている優先度指定情報とに基づいて、マスタ２０とスレーブ２１〜２７との間の通信比率を計算し、接続している各スレーブとの送信頻度を決定する（Ｓ４）。なお、具体的な送信頻度の決定方法については後述する。

そして、送信頻度設定部３３ｍによって決定された送信頻度は、送信部１２ｍに送信される。一方、マスタ２０と接続されているホスト機器は、インターフェース部１８ｍを介して送信部１２ｍにデータを送信する。そして、送信部１２ｍでは、ホスト機器から送信されてきたデータのパケットを、決定された送信頻度でスレーブに送信する（Ｓ５）。そして、処理はステップＳ２に戻る。

このようにして、マスタ２０では、当該マスタと通信可能なスレーブ２１〜２７から送信されてくる優先度要求情報に基づいて、それぞれのスレーブ２１〜２７に対してパケットを送信する送信頻度を設定している。つまり、例えば、スレーブから大量のデータをマスタ２０または他のスレーブに送信する必要がある場合には、スレーブからマスタ２０に対して優先度要求情報を送信することにより、優先的にマスタと通信することができる。これにより、効率よく、上記大量のデータを送信することができる。

次に、送信頻度の設定方法について図６を用いて詳細に説明する。無線通信部１０のマスタ動作部１４は、マスタの機能として動作し、各スレーブとのデータ送受信の優先度を決定する。ここで、図４に示すように、１つのマスタ２０は、７つのスレーブ２１〜２７と通信可能な場合について説明する。上記マスタ動作部１４の優先度指定情報記憶部３２は、マスタ２０と通信可能な７つのスレーブ２１〜２７に対して、それぞれ優先度指定情報を値として持つ。一方、マスタ動作部１４の優先度要求情報取得部３１は、マスタ２０と通信可能な各スレーブ２１〜２７から受信した優先度要求情報を値として持つことができる。

そして、送信頻度設定部３３は、この優先度指定情報および優先度要求情報を比較することで、各スレーブ２１〜２７とのデータ送受信の優先度を判定する。例えば、図６に示したような値の場合を考える。マスタ２０はリンク番号１−７で示される各スレーブ２１〜２７に対して、優先度指定情報を、5,5,3,3,3,3,3と設定しているものとする。一方、マスタ２０と通信可能な各スレーブ２１〜２７は、優先度要求情報として、それぞれ3,3,4,4,3,2,1をマスタ２０に伝えているとする。なお、上記の場合、スレーブ２１は、優先度要求情報「３」を送信し、スレーブ２２は「３」を、スレーブ２３は「４」を、それぞれ送信しているものとする（他のスレーブも同様）。このときマスタ２０は各リンク（通信リンク）に対して、マスタ２０自身が設定した優先度指定情報とスレーブ２１〜２７から要求された優先度要求情報とから最終的に送信優先度を決定するが、その決定方法としていくつかの方法がある。

例えば、第１の方法としては、送信頻度設定部３３は、優先度指定情報の値と優先度要求情報の値との和（平均値でもよい）を算出し、その値に基づいて優先度（送信頻度）を決定する方法がある。この場合、送信優先度値は8,8,7,7,6,5,4となる。

また、第２の方法としては、送信頻度設定部３３は、優先度指定情報の値が優先度要求情報の値より大きいか等しい場合は優先度指定情報を採用し、優先度指定情報の値が優先度要求情報の値より小さい場合は優先度要求情報を採用する方法がある。この場合、送信優先度の値は5,5,4,4,3,3,3となる。

なお、上記無線通信部１０が、スレーブとして動作している場合には、マスタに対して優先度要求情報を送信することができるが、例えば、送信頻度設定部３３が優先度指定情報記憶部３２に記憶されている優先度指定情報のみを用いて各スレーブ２１〜２７に対する送信頻度を設定する場合には、優先度要求情報を送信しなくてもよい。この場合はマスタが指定する優先度指定情報のみに基づいて送信優先度を決定する。

一方、例えば、マスタとして動作する無線通信部１０の送信頻度設定部３３において、当該送信頻度設定部３３が優先度要求情報のみを用いて各スレーブ２１〜２７に対する送信頻度を設定する場合には、優先度指定情報記憶部３２は、優先度指定情報を記憶しなくてもよい。

つまり、本実施の形態では、上記優先度指定情報と優先度要求情報との少なくとも一方を用いて送信頻度を設定することができる。つまり、送信頻度設定部３３には、（１）優先度指定情報のみに基づいて送信頻度を設定する、（２）優先度要求情報のみに基づいて送信頻度を設定する、（３）優先度指定情報と優先度要求情報とに基づいて送信頻度を設定する、とを切り替える送信頻度設定切換部（図示せず）を有していることがより好ましい。

また、例えば、優先度指定情報と優先度要求情報とに基づいて送信頻度を設定する場合であって、リンク番号１のスレーブ２１がマスタ２０に優先度要求情報を送信してこない場合には、マスタ２０は自身が決定した優先度指定情報の値を２倍して１０としたものを採用してもよい。また、例えば、優先度指定情報と優先度要求情報とに基づいて送信頻度を設定する場合であって、平均値を利用する場合には、マスタ２０が記憶している優先度指定情報の値５を採用すればよい。なお、図１において、マスタ動作部１４およびスレーブ動作部１５は、制御部１１と別の機能として図示したが、制御部１１のひとつの機能として内包した構成でもよい。

次に、設定された送信頻度の更新方法について、図７を用いて詳細に説明する。送信頻度設定部３３は、内部にリンク番号に関連付いたスタックカウンタを有している。スタックカウンタは、当該送信頻度設定部３３によって設定された送信頻度の値（以下、送信優先度値）を初期値としてカウンタ値を設定する。ここで、マスタ２０からスレーブ２１〜２７に対して通信する送信優先度値が8,8,7,7,6,5,4である場合の例を図７に示す。この場合は、スレーブ２１に対しては８回の送信頻度、スレーブ２２に対しては８回の送信頻度、スレーブ２３に対しては７回の送信頻度、スレーブ２４に対しては７回の送信頻度、スレーブ２５に対しては６回の送信頻度、スレーブ２６に対しては５回の送信頻度、スレーブ２７に対しては４回の送信頻度が設定されることになる。この場合、上記スタックカウンタは、各スレーブに対してデータ（パケット）を１回送信する度にカウンタ値を１ずつ減らし、すべてのカウンタ値が０になるまで繰り返す。マスタ２０からスレーブ２１〜２７に送信するデータ（パケット）がない場合は、POLLあるいはNULLを送り、その応答スロットを利用することで、スレーブ２１〜２７は、マスタ２０に対してデータ（パケット）を送信することができる。スタックカウンタに初期値を設定した後、すべてのカウンタが０になるまでの間は、どのスレーブに対してどの順序でデータを送るかは任意に決めてもよい。全てのリンクにおけるスタックカウンタの値が０になったら、新たに送信優先度を確認し、スタックカウンタに新しい値を設定する。なお、送信頻度設定部３３は、マスタとしての機能であるため、機器自身がスレーブとして動作している時は機能する必要はない。

なお、上記の説明に限定されるものではなく、例えば、１つのピコネットしか形成しない場合には、１つの通信機器は、マスタ機能（マスタ動作部）またはスレーブ機能（スレーブ動作部）を有しているのみであってもよい。つまり、上記の説明では、無線通信部１０は、マスタ動作部１４とスレーブ動作部１５との両方を有する例について説明したが、必ずしも、１つの無線通信部１０には、スレーブ動作部１５とマスタ動作部１４との両方を備える必要はない。つまり、マスタ動作部１４は、マスタとしての機能であるため、機器（無線通信部１０）自身がスレーブとして動作している場合は機能する必要はない。また、スレーブ動作部１５は、スレーブとしての機能であるため、無線通信部１０がマスタとして動作している場合は機能する必要がない。

例えば、マスタとスレーブとのそれぞれの役割が変わることがない、換言すると、マスタおよびスレーブが固定されている通信システムの場合には、マスタとして機能する無線通信部１０には、マスタ動作部１４を備え、スレーブとして機能する無線通信部１０には、スレーブ動作部１５が備えられていればよい。換言すると、マスタとして機能する無線通信部１０は、図８に示すように、制御部１１と、送信部１２と、受信部１３と、マスタ動作部１４と、切換部１６と、アンテナ部１７と、インターフェース部１８とを備えていればよい。また、スレーブとして機能する無線通信部１０は、図９に示すように、制御部１１と、送信部１２と、受信部１３と、スレーブ動作部１５と、切換部１６と、アンテナ部１７と、インターフェース部１８とを備えていればよい。なお、上記の場合であっても、マスタは、１つのピコネットには１つのみであり、他はスレーブとなっている。

本発明にかかるスレーブである無線通信部１０は、無線を用いてパケット単位でデータを送信する通信システムにおいて、他の機器（マスタ）にデータを送信する送信部１２と、送信するデータに優先度要求情報を優先度要求情報付加部３５と、ホスト機器との接続を行うインターフェース部１８と、前記各手段の動作を制御する制御部１１を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、無線を用いてパケット単位でデータを受信する通信システムにおいて、スレーブから送信されたデータを受信する受信部１３と、受信したデータから付与された優先度要求情報を取得する優先度要求情報取得部３１と、ホスト機器との接続を行うインターフェース部１８と、前記各手段の動作を制御する制御部１１を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、他の（スレーブである）無線通信部１０へデータ伝送する優先度を決定し、その値を優先度決定情報として保持する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、自らが決定する優先度指定情報に基づき、接続するすべての無線通信部１０との間の通信比率を計算し、他の無線通信部１０への送信頻度を決定する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、自らが決定する優先度指定情報および他の無線通信部１０から受信した優先度要求情報に基づき、接続するすべての無線通信部１０との間の通信比率を計算し、他の無線通信部１０への送信頻度を決定する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、優先度を決定するにあたり、優先度指定情報の値と優先度要求情報の和をもって優先度を決定する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、優先度を決定するにあたり、優先度指定情報の値と優先度要求情報の平均値をもって優先度を決定する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係るマスタである無線通信部１０は、優先度を決定するにあたり、優先度指定情報の値が優先度要求情報の値より大きいか等しい場合は優先度指定情報を採用し、優先度指定情報の値が優先度要求情報の値より小さい場合は優先度要求情報を採用する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係る無線通信部１０は、マスタとして動作している場合にのみ優先度決定および送信頻度設定を行い、スレーブとして動作している場合には動作を停止する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係る無線通信部１０は、スレーブとして動作している機器から優先度要求情報が送られてこない場合に、マスタ自身が設定した優先度指定情報のみに続いて優先度を決定する機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係る無線通信部１０は、内部にカウンタを有し、送信優先度（送信頻度）の値に応じて各スレーブにデータを送信する送信頻度を更新する機能を有する構成であってもよい。

本発明により、ある通信機器がマスタとして動作している場合は自らが管理する接続の優先度設定が可能となる。一方、スレーブとして動作している場合でもマスタに対して優先度設定を要求することができるので、要求を受けたマスタにより優先度設定が可能となる。接続状態にあるすべての通信機器からの要求をマスタが処理し、接続している各スレーブとのトラフィック量を制御することが可能になる。

例えば、音声や画像といったリアルタイム性、連続性の高いデータの通信品質を維持するためには途切れることなくデータ送受信できることが重要であり、伝送品質の低下や各種割り込みによるデータの途切れや再送はできる限り発生しないことが望ましい。このような場合には優先度を高くし他通信機器との送受信を減らすことにより通信比率を高め、ひいては通信品質を高めることができる。

また、通常はデータのやり取りは間欠的であり優先度は高くないが、スレーブにおいて異常発生を知らせるような緊急性の高いデータ伝送が必要になったときなどは、一時的に優先度を高めることにより瞬時に状況をデータとして伝送することができるので、迅速なトラブル回避が可能になる。

また、上記各実施形態では、無線通信部１０を構成する各部材が、ハードウェアである場合を例にして説明したが、同様の処理を行い、「ＣＰＵなどの演算手段がＲＯＭやＲＡＭなどの記録媒体に格納されたプログラムコードを実行することで実現される機能ブロック」によって実現してもよい。また、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。さらに、上記各部材のうち、ハードウェアとして説明した部材であっても、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。なお、上記演算手段は、単体であってもよいし、装置内部のバスや種々の通信路を介して接続された複数の演算手段が共同してプログラムコードを実行してもよい。また、上記各部材のうちの記憶部は、メモリなどの記憶装置自体であってもよい。

上記演算手段によって直接実行可能なプログラムコード自体、または、後述する解凍などの処理によってプログラムコードを生成可能なデータとしてのプログラムは、当該プログラム（プログラムコードまたは上記データ）を記録媒体に格納し、当該記録媒体を配付したり、あるいは、上記プログラムを、有線または無線の通信路を介して伝送するための通信手段で送信したりして配付され、上記演算手段で実行される。

なお、通信路を介して伝送する場合、通信路を構成する各伝送媒体が、プログラムを示す信号列を伝搬し合うことによって、当該通信路を介して、上記プログラムが伝送される。また、信号列を伝送する際、送信装置が、プログラムを示す信号列により搬送波を変調することによって、上記信号列を搬送波に重畳してもよい。この場合、受信装置が搬送波を復調することによって信号列が復元される。一方、上記信号列を伝送する際、送信装置が、デジタルデータ列としての信号列をパケット分割して伝送してもよい。この場合、受信装置は、受信したパケット群を連結して、上記信号列を復元する。また、送信装置が、信号列を送信する際、時分割／周波数分割／符号分割などの方法で、信号列を他の信号列と多重化して伝送してもよい。この場合、受信装置は、多重化された信号列から、個々の信号列を抽出して復元する。いずれの場合であっても、通信路を介してプログラムを伝送できれば、同様の効果が得られる。

ここで、プログラムを配付する際の記録媒体は、取外し可能である方が好ましいが、プログラムを配付した後の記録媒体は、取外し可能か否かを問わない。また、上記記録媒体は、プログラムが記憶されていれば、書換え（書き込み）可能か否か、揮発性か否か、記録方法および形状を問わない。記録媒体の一例として、磁気テープやカセットテープなどのテープ、あるいは、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクなどの磁気ディスク、または、ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニディスク（ＭＤ）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などのディスクが挙げられる。また、記録媒体は、ＩＣカードや光カードのようなカード、あるいは、マスクＲＯＭやＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭなどのような半導体メモリであってもよい。あるいは、ＣＰＵなどの演算手段内に形成されたメモリであってもよい。

なお、上記プログラムコードは、上記各処理の全手順を上記演算手段へ指示するコードであってもよいし、所定の手順で呼び出すことで、上記各処理の一部または全部を実行可能な基本プログラム（例えば、オペレーティングシステムやライブラリなど）が既に存在していれば、当該基本プログラムの呼び出しを上記演算手段へ指示するコードやポインタなどで、上記全手順の一部または全部を置き換えてもよい。

また、上記記録媒体にプログラムを格納する際の形式は、例えば、実メモリに配置した状態のように、演算手段がアクセスして実行可能な格納形式であってもよいし、実メモリに配置する前で、演算手段が常時アクセス可能なローカルな記録媒体（例えば、実メモリやハードディスクなど）にインストールした後の格納形式、あるいは、ネットワークや搬送可能な記録媒体などから上記ローカルな記録媒体にインストールする前の格納形式などであってもよい。また、プログラムは、コンパイル後のオブジェクトコードに限るものではなく、ソースコードや、インタプリトまたはコンパイルの途中で生成される中間コードとして格納されていてもよい。いずれの場合であっても、圧縮された情報の解凍、符号化された情報の復号、インタプリト、コンパイル、リンク、または、実メモリへの配置などの処理、あるいは、各処理の組み合わせによって、上記演算手段が実行可能な形式に変換可能であれば、プログラムを記録媒体に格納する際の形式に拘わらず、同様の効果を得ることができる。

本発明にかかる通信機器は、例えば、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）といった通信機器や、パーソナルコンピューター、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、携帯式オーディオ機器といったデータ処理機器などの無線通信機器等に好適に用いることができる。

本発明の実施形態を示すものであり、無線通信部の概略の構成を示すブロック図である。 Bluetoothにおけるパケットの構造を示すデータ構造である。 マスタ／スレーブ方式で互いにデータを送受信するタイミングを示すタイムチャートである。 本発明にかかる通信システムの概略の構成を示す図面である。 マスタとスレーブと間でパケットの送受信を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。 送信頻度の設定方法を説明する図面である。 設定された送信頻度の更新方法を説明する図面である。 マスタとして機能する通信機器が有する構成を示すブロック図である。 スレーブとして機能する通信機器が有する構成を示すブロック図である。 Bluetoothを採用した従来の端末の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 制御部（制御手段）
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ マスタ動作部（マスタ動作手段）
１５ スレーブ動作部（スレーブ動作手段）
１６ 切換部
１７ アンテナ部
１８ インターフェース部
２０ マスタ
２１〜２７ スレーブ
３１ 優先度要求情報取得部
３２ 優先度指定情報記憶部
３３ 送信頻度設定部（送信頻度決定手段）
３５ 優先度要求情報付加部（付加手段）

Claims (11)

1. データを送信するタイミングを決定可能なマスタから送信されたデータを受信したときにのみ、上記マスタに対してデータを送信可能なスレーブ動作手段を有する通信機器において、
   上記スレーブ動作手段は、上記マスタへ送信するデータに、当該マスタから自機器に対して送信されるデータの送信頻度を決定するための優先度要求情報を付加する付加手段を備えていることを特徴とする通信機器。
2. 自機器からのデータを受信した場合にのみデータを送信可能なスレーブに対して、当該スレーブへデータを送信する頻度を決定する送信頻度決定手段が設けられたマスタ動作手段を備えている通信機器であって、
   当該送信頻度決定手段は、上記スレーブから送信されたデータに含まれている優先度要求情報に基づいて、それぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定することを特徴とする通信機器。
3. データを送信するタイミングを決定可能なマスタから送信されたデータを受信したときにのみ、上記マスタに対してデータを送信可能なスレーブ動作手段を有し、
   当該スレーブ動作手段は、上記マスタに対して送信するデータに、当該マスタから送信されるデータの自機器に対する優先順位を求める優先度要求情報を付加する付加手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の通信機器。
4. 上記送信頻度決定手段は、自機器がそれぞれのスレーブに対するデータの送信頻度を決定するための優先度指定情報と、上記優先度要求情報とに基づいて送信頻度を決定することを特徴とする請求項２記載の通信機器。
5. 上記送信頻度決定手段は、上記優先度指定情報の値と上記優先度要求情報の値との和に基づいて送信頻度を決定するものであることを特徴とする請求項４記載の通信機器。
6. 上記送信頻度決定手段は、上記優先度要求情報の値と上記優先度指定情報の値との平均値に基づいて送信頻度を決定するものであることを特徴とする請求項４記載の通信機器。
7. 上記送信頻度決定手段は、上記優先度指定情報の値が上記優先度要求情報の値よりも大きいまたは等しいと判断した場合には、上記優先度指定情報の値に基づいて送信頻度を決定し、
   上記優先度指定情報の値が上記優先度要求情報の値よりも小さいと判断した場合には、上記優先度要求情報の値に基づいて送信頻度を決定するものであることを特徴とする請求項４記載の通信機器。
8. 上記送信頻度決定手段は、スレーブから優先度要求情報を受信していないと判断すると、上記優先度指定情報に基づいて送信頻度を決定するものであることを特徴とする請求項４記載の通信機器。
9. 自機器の状態がマスタおよびスレーブのどちらであるかを判断し、マスタであると判断した場合には上記マスタ動作手段と上記スレーブ動作手段とのうちのマスタ動作のみを動作させる一方、スレーブであると判断した場合には、上記スレーブ動作手段のみを動作させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項３記載の通信機器。
10. 通信機器を制御するコンピュータの制御プログラムであって、当該コンピュータを請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信機器が備える各手段として機能させるための制御プログラム。
11. 請求項１０に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images