JP2017502554A - 超音波通信を使用した高速サービス発見およびペアリング - Google Patents

超音波通信を使用した高速サービス発見およびペアリング Download PDF

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Abstract

ポイントツーポイント(たとえば、デバイス間)ワイヤレス通信のサービス発見および接続確立のための方法、システムおよびデバイスが記載されている。ワイヤレスデバイスは、超音波信号を利用してポイントツーポイント通信を開始することができる。ユーザは、1つのデバイスが別のデバイスとの接続を検出し、選択し、確立するためのスキャンを開始することができ、この場合、スキャンは、超音波信号を利用する。ひとたび接続されると、デバイスは、たとえばデータを交換するために、互いにプロファイルを作成し、および/または互いにワイヤレス通信することができる。

Description

相互参照
本特許出願は、2013年11月12日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された、Tsfatyらによる「Fast Service Discovery and Pairing Using Ultrasonic Communication」という名称の米国特許出願第14/078,338号の優先権を主張する。
以下は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳細には、2つ以上のデバイス間のポイントツーポイントワイヤレス通信に関する。
音声、映像、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどの、様々なタイプの通信コンテンツを提供するために、ワイヤレス通信システムが広く配備されている。これらのシステム(またはネットワーク)は、利用可能なシステムリソース(たとえば、時間、周波数、および電力)を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることが可能な多元接続システムであり得る。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、および直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムを含む。
一般に、ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントワイヤレス通信は、2つ以上のデバイスが、仲介ワイヤレスデバイスを利用することなく、互いの間で信号を送受信することを伴う。ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイント通信は、初期サービス発見およびプロビジョニング(たとえば、証明書認証)段階を伴い得る。いくつかの場合には、初期発見段階は、信号をスキャンまたはブロードキャストすることと、別のデバイスから送信された信号を予想すること(信号を予想することは、信号を「リッスンすること」と呼ばれることがある)との間をデバイスが交互に行うことを伴う。これによって、2つのデバイスが信号を同時にリッスンし、したがって、いずれのデバイスも信号を送らない可能性があるので、接続開始時間が延長される可能性がある。または、逆も真であり得、2つのデバイスが信号を同時に送っている可能性があり、いずれのデバイスもリッスンしていない。いくつかの場合には、プロビジョニング段階は、ユーザがコードまたは識別を入力することを含み得、これもまた、接続開始時間を延長させ、平均的なユーザのための接続設定プロセスを複雑にする可能性がある。ワイヤードの発見およびプロビジョニングは、長い開始時間を回避するために実施され得るが、ワイヤに依存することは、ワイヤレス通信の利益に反する傾向がある。
代わりに、近距離通信(NFC)などの技術は、接続される必要のある近くのデバイスの利用可能性を示すために使用され得る。しかし、ユーザが接続したい可能性があるすべての機器が、NFC無線コントローラを利用するとは限らない。さらに、NFCコントローラが存在する場合でさえ、NFCは、接続しようとしている2つ以上のピア間の近接を必要とする。
デバイスが、意図されたデバイスと意図されていないデバイスの両方によって受信され得る信号を無差別に送る可能性があるので、典型的な発見およびプロビジョニング手順は非セキュアであり得る。追加または代替として、プロビジョニング情報は、本質的に非セキュアであり得、たとえば、証明書認証は、容易に解読可能な暗号化を含み得、これが意図されていないデバイスによって受信される可能性がある。したがって、より迅速に、および確実にポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイント通信を開始することが望ましい可能性がある。
記載されている特徴は、一般に、ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントワイヤレス通信のサービス発見および接続確立のための方法、システム、および装置に関する。ワイヤレスデバイスは、超音波信号を利用してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイント通信を開始することができる。超音波信号を使用して、ユーザは、1つのデバイスが別のデバイスとの接続を検出し、選択し、確立するためのスキャンを開始することができる。たとえば、スキャニングは、たとえばオーディオスピーカまたは専用の超音波変換器など、超音波信号送信機を利用して超音波周波数で変調されたパケットを送ることを伴い得る。変調されたパケットは、第1のデバイスを識別し、超音波信号によって応答することができる、(たとえば、マイクロフォンまたは専用の超音波変換器を利用して)第2のデバイスによって受信され得る。この超音波交換によって、2つのデバイスは、接続を確立し、および/またはデバイスをペアリングすることができ、これによって、デバイスは、無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して通信することができる。
少なくとも1組の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス通信ネットワーク内で通信する方法は、第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンするステップと、スキャンすることに応答してデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信するステップと、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいてデバイスのうちの1つを選択するステップとを含み得る。
いくつかの例では、この方法は、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて、デバイスのうちの1つの位置を決定するステップをさらに含み得る。
いくつかの例では、デバイスのうちの1つを選択するステップは、デバイスの決定された位置に少なくとも部分的に基づき得る。
いくつかの例では、この方法は、選択されたデバイスとの接続を確立するステップをさらに含み得る。
いくつかの例では、この方法は、無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して接続されたデバイスと通信するステップをさらに含み得る。
いくつかの例では、選択されたデバイスとの接続を確立するステップは、第3の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて無線接続を確立するステップを含み得る。
いくつかの例では、無線接続を確立するステップは、第3の変調された超音波信号を介して個人識別番号(PIN)コードを交換するステップを含み得る。
いくつかの例では、この方法は、送信機を1つまたは複数のデバイスに向けるステップをさらに含み得る。
いくつかの例では、スキャンするステップは、広帯域スピーカを介して第1の変調された超音波信号を送信するステップを含み得る。
いくつかの例では、取得するステップは、広帯域マイクロフォンを介して第2の変調された超音波信号を受信するステップを含み得る。
少なくとも第2の組の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス通信ネットワーク内で通信するためのシステムは、第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンするための手段と、スキャンすることに応答してデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信するための手段と、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいてデバイスのうちの1つを選択するための手段とを含み得る。
いくつかの例では、ワイヤレスネットワーク内で通信するためのシステムは、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の態様のうちの1つまたは複数を実施することができる。たとえば、システムは、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の例のうちの1つまたは複数を実施するための手段を含み得る。
少なくとも第3の組の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス通信ネットワーク内で通信するための装置は、プロセッサと、プロセッサと電子通信するメモリと、メモリ上に記憶される命令とを含み得る。命令は、装置に第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンさせ、スキャンすることに応答してデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信させ、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいてデバイスのうちの1つを選択させるためにプロセッサによって実行可能であり得る。
いくつかの例では、ワイヤレスネットワーク内で通信するための装置は、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の1つまたは複数の態様を実施することができる。たとえば、装置のメモリは、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の例のうちの1つまたは複数をプロセッサに実施させる命令を含み得る。
少なくとも第4の組の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス通信ネットワーク内で通信するためのコンピュータプログラム製品は、プロセッサに第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンさせ、スキャンすることに応答してデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信させ、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいてデバイスのうちの1つを選択させるために実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。
いくつかの例では、コンピュータプログラム製品は、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の1つまたは複数の態様を実施することができる。たとえば、コンピュータ可読媒体は、第1の組の例示的な実施形態に関して上記で説明した方法の例のうちの1つまたは複数をプロセッサに実施させるために実行可能な命令を含み得る。
説明する方法および装置の適用可能性のさらなる範囲は、以下の発明を実施するための形態、特許請求の範囲、および図面から明らかとなろう。説明の趣旨および範囲内の様々な変更および修正が当業者に明らかとなるので、発明を実施するための形態および具体的な例は、例示として与えられるものにすぎない。
以下の図面を参照することにより、本発明の性質および利点のさらなる理解が得られ得る。添付の図において、同様の構成要素または特徴は同じ参照ラベルを有し得る。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、同様の構成要素を区別するダッシュおよび第2のラベルを参照ラベルに続けることによって区別され得る。第1の参照ラベルのみが明細書で使用される場合、説明は、第2の参照ラベルにかかわりなく、同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のいずれにも適用可能である。
様々な実施形態による、ワイヤレス通信システムを示す図である。 様々な実施形態による、ワイヤレス通信システムを示す図である。 様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイスを示すブロック図である。 様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイスを示すブロック図である。 様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイスを示すブロック図である。 様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイスのブロック図である。 様々な実施形態による、デバイス間のワイヤレス通信を示すコールフロー図である。 様々な実施形態による、デバイス間のワイヤレス通信を示すコールフロー図である。 様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法を示すフロー図である。 様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法を示すフロー図である。 様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法を示すフロー図である。 様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法を示すフロー図である。
記載されている特徴は、一般に、ポイントツーポイントおよび/またはポイントツーマルチポイントワイヤレス通信のための方法、システム、および装置に関する。ワイヤレスデバイスは、超音波信号を利用してポイントツーポイントおよび/またはポイントツーマルチポイント通信を開始することができる。ユーザは、1つのデバイスが別のデバイスとの接続を検出し、選択し、確立するためのスキャンを開始することができる。たとえば、スキャニングは、デバイス上のオーディオスピーカまたは超音波変換器を利用して超音波周波数で変調されたパケットを送ることを伴い得る。変調されたパケットは、第1のデバイスを識別し、超音波信号によって応答することができる、(たとえば、マイクロフォンまたは超音波変換器を利用して)第2のデバイスによって受信され得る。この超音波交換によって、2つのデバイスは、互いに発見し、接続を確立することができ、これによって、デバイスは、無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して通信することができる。たとえば、2つのデバイスは、互いを発見し、接続を確立し、次いで、IEEE802.11系の規格(Wi-Fi)、Bluetooth（登録商標）、IEEE802.15系の規格(ZigBee)などに基づく技術など、ワイヤレスローカルアクセスネットワーク(WLAN)および/またはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN)無線技術を利用して互いに直接通信することができる。
超音波ポイントツーポイントおよび/またはポイントツーマルチポイント通信の開始は、それが迅速に達成され、デバイスがしばしば必要なハードウェアを事前に搭載しているという点で有益であり得る。デバイスは、リッスンすべきとき、および信号を送信すべきときを予想するように構成され得る。さらに、超音波信号は、壁を貫通しない傾向があるので、送信された情報は、望ましくない受信にあまり脆弱なではない可能性がある。加えて、超音波信号は、特定の目標に向けられ得、望ましくない信号傍受の可能性を低下させる。超音波信号は、ユーザが、ある範囲の位置、または範囲および方位角によって示されるような位置にあるデバイスのみを選択することができるように、位置(たとえば、範囲および方位角)を計算するためにも使用され得る。
記載されているポイントツーポイントおよび/またはポイントツーマルチポイント通信方法を使用しているデバイスは、広帯域スピーカおよび広帯域マイクロフォンなど、超音波送信および受信対応デバイスまたは機器を備え得る。本明細書で使用する広帯域は、音声と超音波の両方の周波数帯域を送信し、および/または受信することができるデバイスを意味する。1つのデバイスは、スマートフォンとすることができ、第2のデバイスは、たとえば超音波スピーカおよびマイクロフォンならびに様々なワイヤレス通信手段を備えるTVなどのスマートテレビ(smartTV)とすることができる。たとえば、デバイスが、ポイントツーポイントワイヤレス通信を使用して互いに通信することができるなど、2つのデバイスの間の接続を確立する、および/またはそれらをペアリングすることを望むユーザは、スマートフォンでスキャンを開始することができる。スマートフォンは、スマートフォン上のスピーカを介して、変調された超音波信号(たとえば、変調されたパケット)を送信することができる。smartTVは、スキャニング信号を受信し、スマートフォンの識別情報を確認し、それに応答して変調された超音波信号を送ることができる。応答信号は、smartTVの識別情報、smartTVが提供することができるサービスに関する情報、ならびにポイントツーポイントおよび/またはポイントツーマルチポイント通信のための方法に関する情報を含むことができる。たとえば、応答は、スマートフォンがsmartTVと通信するためにどのWi-Fiチャネルを使用するべきかについて示し得、応答は、2つの中のどちらのデバイスが、Wi-Fi「アクセスポイント」または「グループオーナ」として働き得るかに関する情報を含み得る。スマートフォンは応答を受信し、smartTVを識別し、smartTVとの接続を選択し、確立し、別の変調された超音波信号であり得る肯定応答を送ることができる。スマートフォンは、次いで、認証、関連付け、およびキー交換を含み得る接続の確立および/またはペアリングプロセスを完了するために、smartTVとのWi-Fi通信を開始することができる。たとえば、スマートフォンは、Wi-Fiチャネルを介してsmartTVにビデオをストリーミングすることができる。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数のデバイスは、超音波ポイントツーポイント通信開始の間、ユーザによって設定される一意のデバイス識別子および/またはコードとすることができる個人識別番号(PIN)を共有する。PINは、デバイスを認証するために使用され得る。いくつかの場合には、デバイスは、それによってデバイスが後続の開始シーケンスの必要性なしにWi-Fiを介して通信することができる、認証されたデバイスのプロファイルを作成することができる。追加または代替として、ユーザが、所望のデバイスとの連絡を開始する可能性を増加させることができるように、ポイントツーポイント通信は、一方のデバイスから他方のデバイスへの有向のスキャン送信を介して確実に開始され得る。
超音波信号を使用したポイントツーポイント通信を使用するために本明細書で説明する様々な技法は、WLANまたはWi-Fiネットワークに関して記載されている。WLANまたはWi-Fiネットワークは、様々なIEEE802.11規格(たとえば、IEEE802.11a/g、802.11n、802.11ac、802.11adなど)、あるいは、たとえば「Wi-Fiダイレクト」および「Wi-Fi Protected Setup」(WPS)または「Wi-Fi Simple Config」(WSC)などのWi-Fi Alliance規格で説明するプロトコルに基づくネットワークを指す場合がある。しかしながら、様々なワイヤレスネットワークにおいて同じまたは類似の技法が使用されていてもよい。たとえば、同じまたは同様の技法は、WPAN、セルラーワイヤレスシステム、ピアツーピアおよび/またはポイントツーマルチポイントワイヤレス通信、アドホックネットワーク、衛星通信システム、および他のシステムなどの様々なワイヤレス通信システムのために使用され得る。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば互換的に使用される。これらのワイヤレス通信システムは、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、シングルキャリアFDMA(SC-FDMA)、および/または他の無線技術など、様々な無線通信技術を使用し得る。概して、ワイヤレス通信は、無線アクセス技術(RAT)と呼ばれる1つまたは複数の無線通信技術の規格化された実装形態に従って行われる。無線アクセス技術を実装するワイヤレス通信システムまたはネットワークは無線アクセスネットワーク(RAN)と呼ばれることがある。
CDMA技法を使用する無線アクセス技術の例には、CDMA2000、ユニバーサル地上無線アクセス(UTRA)などがある。CDMA2000は、IS-2000、IS-95、およびIS-856規格をカバーする。IS-2000リリース0およびAは、通常、CDMA2000 1X、1Xなどと呼ばれる。IS-856(TIA-856)は、通常、CDMA2000 1xEV-DO、高速パケットデータ(HRPD)などと呼ばれる。UTRAは、広帯域CDMA(WCDMA（登録商標）)およびCDMAの他の変形形態を含む。TDMAシステムの例には、モバイル通信用グローバルシステム(GSM（登録商標）)の様々な実装形態がある。OFDMおよび/またはOFDMAを使用する無線アクセス技術の例には、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、発展型UTRA(E-UTRA)、Wi-Fi、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDMなどがある。UTRAおよびE-UTRAは、ユニバーサルモバイル通信システム(UMTS:Universal Mobile Telecommunication System)の一部である。3GPP Long Term Evolution (LTE)およびLTE-Advanced(LTE-A)は、E-UTRAを使用するUMTSの新しいリリースである。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、およびGSM（登録商標）は、「3rd Generation Partnership Project」(3GPP)という名称の組織からの文書内に記載されている。CDMA2000およびUMBは、「3rd Generation Partnership Project 2」(3GPP2)という名称の組織からの文書に記載されている。本明細書で説明する技法は、上述のシステムおよび無線技術、ならびに他のシステムおよび無線技術に使用され得る。
したがって、以下の説明は例を提供するものであり、特許請求の範囲に記載した範囲、適用可能性、または構成を限定するものではない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、議論する要素の機能および構成において変更が行われ得る。様々な実施形態は、様々な手順または構成要素を、適宜に省略、置換、または追加することができる。たとえば、説明する方法は、説明する順序とは異なる順序で実行され得、様々なステップが追加、省略、または組み合わせられ得る。また、いくつかの実施形態に関して説明する特徴は、他の実施形態において組み合わせられ得る。
最初に図1Aを参照すると、様々な実施形態によるワイヤレス通信システム100が示されている。システム100は、エリア120内にデバイス115を含む。デバイス115は、ユーザ機器またはUE115と呼ばれることがある。デバイス115は、コンピュータ、セルラーフォン、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、PDA、smartTV、または他の類似の電子デバイスでもよい。デバイス115は、それが、たとえば、音声会話、音楽再生、および/または記録をサポートすることができるオーディオ構成要素を有し得る。デバイス115は、超音波信号125をブロードキャストまたはさもなければ送信することができる。いくつかの実施形態では、デバイス115は、変調された超音波信号125を有する1つまたは複数の他のデバイス115についてスキャンする。デバイス115は、超音波信号125を受信し、それに応答して超音波信号125をブロードキャストすることができる。たとえば、スマートフォン115は、smartTV115についてスキャンすることができ、スキャンすることは、変調された超音波信号125をブロードキャストすることを含む。smartTV115は、スマートフォン115から変調された超音波信号125を受信することができ、smartTV115は、スマートフォン115が受信することができる、応答する変調された超音波信号125を送信することができる。いくつかの場合には、スマートフォン115は、接続確立のためのsmartTV115を選択する。スマートフォン115は、応答する超音波信号125に基づいてsmartTV115の位置(たとえば、距離および角度)を決定することができる。スマートフォン115は、たとえば、smartTV115の決定された位置に基づいて、smartTV115を選択することができる。
いくつかの実施形態では、デバイス115は、超音波信号125をそれぞれブロードキャストし、受信するために、広帯域スピーカおよびマイクロフォンを利用する。たとえば、スマートフォン115は、超音波信号125を送信および受信するために、典型的なイヤホーンまたはスピーカおよび典型的なマイクロフォンを使用することができる。いくつかの実施形態では、smartTV115は、広帯域スピーカおよび広帯域マイクロフォンを両方とも備えている。同様に、たとえばノートブックまたはタブレットなどのコンピュータは、使用され得る広帯域スピーカおよびマイクロフォンを含む。
超音波信号125は、たとえば、20kHzを上回る周波数レンジ内とすることができる。デバイス115は、最も高いブロードキャスト周波数の少なくとも2倍のサンプリング周波数を使用することができる。
少なくとも1つの広帯域スピーカおよび1つの広帯域マイクロフォンを有するデバイス115は、第2のデバイス115の位置を決定することができる。第2のデバイス115の決定された位置は、距離または角度、あるいは両方を含むことができる。たとえば、第1のデバイス115は、超音波信号125の送信と受信との間の往復遅延を決定することができる。往復遅延は、デバイス間の距離の計算を可能にすることができる。たとえば、第1のデバイス115は、信号を送信することができ、第2のデバイス115は、信号を受信し、所定の遅延内に応答を送ることができる。そのような場合、往復のシグナリングの時間マイナス所定の遅延が距離に比例する。たとえば、d=c×tであり、上式で、dはデバイス115間の距離であり、cは音速であり、tは往復のシグナリングの時間マイナス所定の遅延である。
いくつかの実施形態では、少なくとも2つのマイクロフォンおよび少なくとも1つのスピーカを備えるデバイス115は、第2のデバイス115の距離と方向の両方を決定することができる。たとえば、第1のデバイス115は、角度を決定するために2つの受信信号の間の到達時間差を計算することができ、これは、第2のデバイス115の距離を決定するために使用され得る。さらに他の実施形態では、少なくとも3つのマイクロフォンおよび1つのスピーカを備えるデバイス115は、第2のデバイス115のロケーションを決定することができる。たとえば、第1のデバイス115は、第2のデバイス115のロケーションを決定するために、到達時間差、ならびに3つの受信信号の三角測量および/または三辺測量を利用することができる。いくつかの場合には、三辺測量および/または往復測定値を結合することによって、第2のデバイス115の距離および角度が計算され得る。
次に、図1Bは、エリア120内のデバイス115のシステム100-aを示す。デバイス115は、図1Aを参照しながら説明したデバイス115の例であり得る。いくつかの場合には、2つのデバイス115は、接続を確立し、および/または互いにペアリングしている。そのような接続された(またはペアリングされた)デバイスは、通信リンク130を介して通信することができる。通信リンク130は、たとえば、WLANまたはWPAN無線間のワイヤレス信号の送信および受信とすることができる。たとえば、2つの接続されたデバイス115は、Wi-Fi規格(たとえば、Wi-Fiダイレクトを利用する)に従って通信130することができる。他の実施形態では、接続されたデバイス115は、LTEダイレクト信号と通信130する。さらに他の場合には、デバイス115は、Bluetooth（登録商標）を利用して通信130する。様々な実施形態では、デバイス115は、超音波信号125(図1A参照)および通信リンク130(たとえば、Wi-Fiダイレクト、WSC、Bluetooth（登録商標）、Zigbeeなど)を介して互いに通信130することができる。
1つのデバイス115は、別のデバイス115との無線接続を確立することができる。いくつかの実施形態では、デバイス115は、無線接続を確立するために、変調された信号125を利用する。いくつかの場合には、デバイス115は、プロファイルを作成するために、通信リンク130など、他のワイヤレス通信を利用する。無線リンクを確立することは、デバイス115間で個人識別番号(PIN)コードを交換することを含み得る。そのようなPINは、後続の通信(たとえば、ペアリング)セッションのために、smartTVなど1つのデバイス115によって、スマートフォンなど別のデバイス115を認識するために使用され得る。たとえば、スマートフォンは、smartTVとのプロファイルを確立することができ、プロファイルは、スマートフォンに関する特定の情報(たとえば、PIN)を含み得、これによって、2つのデバイス115は、迅速に接続を確立し、識別情報の長い最初の交換なしに通信することが可能になり得る。
いくつかの場合には、第1のデバイス115のユーザは、特定の第2のデバイス115と接続しようとしている可能性がある。例として、スマートフォンを各々有する2人の友人は、写真を交換するために、彼らのそれぞれのデバイス115を接続しようとしている可能性がある。第1のスマートフォンのユーザは、第2のスマートフォンの方向に彼女の電話(たとえば、スピーカ)の送信機を向け得る。このようにして、第1のデバイスのユーザは、第1のデバイスからブロードキャストされたスキャニング超音波信号125をより正確に制御する。いくつかの場合には、デバイス115は、スキャニングのために送信機を自動的に向けることができる。たとえば、smartTVは、複数のスピーカを有することができ、smartTVは、スキャンのために特定のスピーカまたは1組のスピーカを選択することができる。このようにして、特定のデバイス115の方向にスキャニング超音波信号125を向けるために、スピーカが選択され得る。
次に図2Aを参照すると、ブロック図200は、様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイス115-aを示す。デバイス115-aは、図1Aおよび図1Bを参照しながら説明したデバイス115の一例であり得、またはデバイス115の態様を含み得る。デバイス115-aは、たとえば、デバイス115を参照しながら説明した機能を実行するための手段でもよい。デバイス115-aは、受信機モジュール210、コントローラモジュール220、および/または送信機モジュール230を含み得る。デバイスの各々は、互いに通信していてよい。いくつかの場合には、モジュールのうちの1つまたは複数はプロセッサである。コントローラモジュール220は、スキャニング信号を生成することができ、これは、送信機モジュール230に伝達され、他のデバイス115についてのスキャンのために超音波信号としてブロードキャストされ得る。受信機モジュール210は、別のデバイス115から超音波信号を受信し得る。いくつかの場合には、コントローラモジュール220は、受信機モジュール210によって受信される信号に基づいて、接続確立のためのデバイス115を選択する。
いくつかの実施形態では、受信機モジュール210、コントローラモジュール220、および送信機モジュール230は、WLAN無線の態様である。したがって、様々なモジュールは、たとえば、Wi-Fi規格に従って、様々なデータパケットを受信し、処理し、送信することができる。
デバイス115-aの構成要素は、個別にまたは集合的に、適用可能な機能の一部または全部をハードウェアで実行するように適合された1つまたは複数のASICを用いて実装され得る。代替的に、それらの機能は、1つまたは複数の他の処理ユニット(またはコア)によって、1つまたは複数の集積回路上で実行され得る。他の実施形態では、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムされ得る他のタイプの集積回路(たとえば、ストラクチャード/プラットフォームASIC、FPGA、および他のセミカスタムIC)が使用され得る。各ユニットの機能はまた、全体的または部分的に、1つまたは複数の汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた、メモリ内で具体化された命令を用いて実装され得る。
次に、図2Bで、ブロック図200-aは、様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイス115-bを示す。デバイス115-bは、図1A、図1B、および図2Aを参照しながら説明したデバイス115の一例であり得、またはデバイス115の態様を含み得る。デバイス115-bは、たとえば、デバイス115を参照しながら説明した機能を実行するための手段を含み得る。デバイス115-bは、受信機モジュール210-a、コントローラモジュール220-a、および/または送信機モジュール230-aを含み得る。これらのモジュールは、実質的に図2Aの対応するモジュールと同じ機能を実行することができる。いくつかの場合には、コントローラモジュール220-aは、超音波コントローラモジュール221を含む。超音波コントローラモジュール221は、選択モジュール223、位置モジュール225、および/または接続確立モジュール227を含み得る。デバイスの各々は、互いに通信していてよい。いくつかの実施形態では、モジュールのうちの1つまたは複数はプロセッサである。
選択モジュール223は、デバイス115-bとの接続を確立する、および/またはペアリングするためのデバイス115を選択することができる。位置モジュール225は、デバイス115の位置を決定することができ、決定された位置は、デバイス115-bとの接続を確立するための基準であり得る。位置モジュール225は、本明細書で説明する様々な方法のうちの1つまたは複数を使用してデバイス115の位置を決定することができる。たとえば、位置モジュール225は、送信機モジュール230-aからブロードキャストされる超音波信号と受信機モジュール210-aによって受信される次の超音波信号との間の往復遅延を計算することができる。追加または代替として、位置モジュール225は、第2のデバイス115のロケーションを決定するために、到達時間差、ならびにいくつかの受信信号の三角測量および/または三辺測量を利用することができる。いくつかの場合には、三辺測量および/または往復測定値を結合することによって、第2のデバイス115の距離および角度が計算され得る。
ひとたびデバイス115の位置が決定され、そのデバイスが選択されると、接続確立モジュール227は、デバイス115-bとの接続確立および/またはペアリングを制御することができる。たとえば、接続確立モジュール227は、送信機モジュール230-aを介したPIN(または他のプロファイル情報)の送信および/または受信を容易にすることができる。
デバイス115-bの構成要素は、個別にまたは集合的に、適用可能な機能の一部または全部をハードウェアで実行するように適合された1つまたは複数のASICを用いて実装され得る。代替的に、それらの機能は、1つまたは複数の他の処理ユニット(またはコア)によって、1つまたは複数の集積回路上で実行され得る。他の実施形態では、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムされ得る他のタイプの集積回路(たとえば、ストラクチャード/プラットフォームASIC、FPGA、および他のセミカスタムIC)が使用され得る。各ユニットの機能はまた、全体的または部分的に、1つまたは複数の汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた、メモリ内で具体化された命令を用いて実装され得る。
次に、図2Cは、様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイス115-cを示すブロック図200-bである。デバイス115-cは、図1A、図1B、図2A、および図2Bを参照しながら説明したデバイス115の一例であり得、またはデバイス115の態様を含み得る。デバイス115-cは、たとえば、デバイス115を参照しながら説明した機能を実行するための手段を含み得る。デバイス115-bは、受信機モジュール210-b、コントローラモジュール220-b、および/または送信機モジュール230-bを含み得る。これらのモジュールは、実質的に図2Aおよび図2Bの対応するモジュールと同じ機能を実行することができる。いくつかの実施形態では、受信機モジュール210-bは、音響受信機モジュール240(たとえば、超音波および/または広帯域受信が可能なデバイス)および/またはWLAN/WPAN受信機モジュール260を含む。いくつかの場合には、コントローラモジュール220-bは、超音波コントローラモジュール221-aを含み、これは、図2Aの超音波コントローラモジュール221の一例であり得る。追加または代替として、コントローラモジュール220-bは、WLAN/WPANモジュール270を含む。また、送信機モジュール230-bは、音響送信機モジュール250(たとえば、超音波および/または広帯域送信が可能なデバイス)および/またはWLAN/WPAN送信機モジュール280を含み得る。モジュールの各々は、互いに通信していてよい。いくつかの場合には、モジュールのうちの1つまたは複数はプロセッサである。
様々なモジュールは、示されるように、物理的に分類されていてもよく、そうでなくてもよい。たとえば、音響受信機モジュール240およびWLAN/WPAN受信機モジュール260は、一般の物理的な受信機モジュール210-bの態様であってもよく、またはそうでなくてもよい。同様に、コントローラモジュール220-bおよび送信機モジュール230-bのサブモジュールは、一般の物理モジュールの態様であってもよく、またはそうでなくてもよい。いくつかの実施形態では、受信機モジュール210-b、コントローラモジュール220-b、および/または送信機モジュール230-bは、デバイス115-cのデュアル技術間の論理的(そうでない場合物理的)関係を表す。
音響送信機モジュール250は、変調された超音波信号をブロードキャストすることができる(たとえば、スキャニングのために)。いくつかの場合には、音響送信機モジュール250は、1つまたは複数の広帯域スピーカを含み、他の場合には、1つまたは複数の超音波変換器を含む。音響受信機モジュール240は、ブロードキャストされた信号に応答して1つまたは複数のデバイス115から変調された超音波信号を受信することができる。いくつかの実施形態では、音響受信機モジュール240は、1つまたは複数の広帯域マイクロフォンを含む。複数のマイクロフォンを使用する実施形態では、各マイクロフォンは、たとえば、デバイス115-cの反対側など、物理的に互いに離れて位置し得る。超音波コントローラモジュール221-aは、受信された超音波信号に基づいてデバイスを選択することができる。超音波コントローラモジュール221-aは、図2Bを参照しながら説明した様々なサブモジュール(たとえば、選択モジュール223、位置モジュール225、および/または接続確立モジュール227)の機能を含み、利用することができる。
いくつかの実施形態では、WLAN/WPAN送信機モジュール280は、接続されたデバイス115との通信のためにWi-Fiおよび/またはBluetooth（登録商標）パケットを送信する。WLAN/WPAN受信機モジュール260は、接続されたデバイスからパケットを受信することができる。WLAN/WPANモジュール270は、デバイス115-cのためのWLAN/WPAN通信を制御することができる。たとえば、WLAN/WPANモジュール270は、デバイス115-cが別のデバイス115との通信のために利用するチャネルを制御することができる。いくつかの場合には、超音波コントローラモジュール221-aは、超音波発見プロセスの間、どのWi-Fiチャネルを使用するべきかに関してデバイス115から指令を受信する。超音波コントローラモジュール221-aは、WLAN/WPANモジュール270にそのような情報を通信することができ、WLAN/WPANモジュール270は、そのチャネルを利用することができる。
デバイス115-bの構成要素は、個別にまたは集合的に、適用可能な機能の一部または全部をハードウェアで実行するように適合された1つまたは複数のASICを用いて実装され得る。代替的に、それらの機能は、1つまたは複数の他の処理ユニット(またはコア)によって、1つまたは複数の集積回路上で実行され得る。他の実施形態では、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムされ得る他のタイプの集積回路(たとえば、ストラクチャード/プラットフォームASIC、FPGA、および他のセミカスタムIC)が使用され得る。各ユニットの機能はまた、全体的または部分的に、1つまたは複数の汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた、メモリ内で具体化された命令を用いて実装され得る。
次に図3を参照すると、図3は、様々な実施形態による、ワイヤレス通信のために構成されたデバイス115-dのブロック図300を示す。デバイス115-dは、図1Aおよび図1Bを参照しながら説明したデバイス115の一例であり得る。いくつかの実施形態では、デバイス115-dは、図2A、図2B、および図2Cを参照しながら説明したデバイス115-a、115-b、および/または115-cの態様を含む。たとえば、デバイス115-dは、超音波信号を介して別のデバイス115を発見し、選択し、および/または接続するための手段を含む。デバイス115-dは、超音波コントローラモジュール221-b、音響受信機モジュール240-a、および音響送信機モジュール250-aを含むことができる。デバイス115-dは、アンテナ305、WLAN/WPANトランシーバモジュール310、プロセッサモジュール370、メモリ380、およびソフトウェア(SW)385を含むこともできる。デバイス115-dの様々なモジュールの各々は、たとえば、バス390を介して互いに通信していてもよい。
超音波コントローラモジュール221-bは、実質的に同じ機能を実行することができ、図2Bおよび図2Cを参照しながら説明した超音波コントローラモジュール221と類似のサブモジュールを含むことができる。追加または代替として、超音波コントローラモジュール221-bは、変調された信号を生成することができ、これは、音響送信機モジュール250-aを介して変調された超音波信号として送信され得る。音響受信機モジュール240-aは、変調された超音波信号を受信することができ、これは、超音波コントローラモジュール221-bを介して復調され得る。
WLAN/WPANトランシーバモジュール310は、データのパケットを変調し、変調されたパケットを送信のためにアンテナ305に与え、アンテナ305から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを含み得る。たとえば、トランシーバモジュール310は、WLAN/WPAN接続を介して他のデバイス115に送信され、そこから受信されるパケットを変調または復調することができる。WLAN/WPANトランシーバモジュール310は、1つまたは複数の送信機モジュールおよび1つまたは複数の別個の受信機モジュールとして実装され得る。WLAN/WPANトランシーバモジュール310は、異なるWi-Fiならびに/またはBluetooth（登録商標）帯域および/もしくはサブバンドでの送信/受信のために構成され得る。WLAN/WPANトランシーバモジュール310は、アンテナ305を介して双方向で通信するように構成され得る。WLAN/WPANトランシーバモジュール310は、Wi-Fi、Bluetooth（登録商標）、および/またはZigbee無線とすることができ、またはそれを含むことができる。
メモリ380は、ランダムアクセスメモリ(RAM)または読取り専用メモリ(ROM)、あるいは両方を含み得る。メモリ380は、実行されると、本明細書で説明する様々な機能(たとえば、超音波信号を利用してデバイス115のスキャン、位置決定、および接続など)をプロセッサモジュール370に実行させるように構成される命令を含む、コンピュータ可読のコンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード385を記憶し得る。代替的に、ソフトウェア/ファームウェアコード385は、プロセッサモジュール370によって直接的に実行可能でないことがあるが、(たとえば、コンパイルされ実行されたとき)本明細書で説明する機能をコンピュータに実行させるように構成され得る。プロセッサモジュール370は、インテリジェントハードウェアデバイス、たとえば、中央処理ユニット(CPU)、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)などを含み得る。
いくつかの実施形態によれば、音響送信機モジュール250-aは、広帯域スピーカを含み、これは、調整可能であり、デバイス115に向けられ得る。プロセッサモジュール370は、音響送信機モジュール250-aを向ける(たとえば、照準を合わせる)ように構成され得る。
次に、図4Aは、様々な実施形態による、デバイス115間の通信を示すコールフロー図400を示す。デバイス115-eおよび115-fは、前の図を参照しながら説明したデバイス115の例とすることができる。デバイス115は、超音波通信ステージ402およびWLAN/WPAN通信ステージ404を使用して互いに通信することができる。いくつかの場合には、超音波通信ステージは、発見ステージ、超音波発見ステージ、発見および登録ステージ、または発見および接続確立(またはペアリング)ステージと呼ばれ得る。たとえば、超音波通信402ステージの間のデバイス115間の信号のすべては、超音波信号でもよく、WLAN/WPAN通信ステージ404の間のデバイス115間の信号のすべては、Wi-FiまたはBluetooth（登録商標）など、無線対応ピアツーピアプロトコルを利用している信号でもよい。
いくつかの場合には、第1のデバイス115-eは、スキャニングシーケンスを開始する。これは、ユーザ主導型のスキャン405とすることができる。デバイス115-eは、他のデバイス115についてスキャンすることができ、これは、超音波スキャニング信号410をブロードキャストすることを含み得る。いくつかの実施形態では、超音波スキャニング信号410は、変調された超音波信号である。超音波信号410は、第1のデバイス115-eに関する識別情報を含み得る。いくつかの場合には、超音波信号410は、第1のデバイス115-eが第2のデバイス115-fと接続しようとする理由を示す。
第2のデバイス115-fは、超音波信号410を受信することができ、これは、第1のデバイス115-eの識別415を決定するために使用することができる。第2のデバイス115-fは、応答する超音波信号420を送信することができる。超音波信号420は、変調された超音波信号でもよい。これは、第2のデバイス115-fについての識別情報も含み得る。いくつかの場合には、超音波信号420は、第1のデバイス115-gが第2のデバイス115-fと通信するために使用するべきWLANまたはWPANチャネルを示す。第1のデバイス115-eは、超音波信号420を受信することができ、これは、第2のデバイス115-fの識別425を決定するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、第1のデバイス115-eは、次いで、接続確立および/またはペアリング430のための第2のデバイス115-fを選択する。その後、第1のデバイス115-eが超音波ID情報信号435を送信することができ、これは、変調された超音波信号とすることができる。超音波信号435は、第1のデバイス115-eに関する追加の識別情報を含み得る。たとえば、超音波信号435は、第2のデバイス115-fが第1のデバイス115-eのための無線接続を確立するために使用することができるプロファイル情報を含むことができる。追加または代替として、超音波信号435は、第1のデバイス115-eが第2のデバイス115-fとの通信のために使用しようとしているWLANまたはWPANチャネルに関する情報を含むことができる。
第2のデバイス115-fは、第1のデバイス115-eの登録および関連付けのためにWLANまたはWPAN上で接続440を確立するために、超音波信号435を利用することができる。いくつかの実施形態では、超音波信号435は、第1のデバイス115-gのためのPINを含む。代替的に、デバイス115は、識別情報を示す他のタイプのコードまたはパスワードを交換することができる。いくつかの実施形態では、登録のためのWLAN/WPAN上の接続440を確立し、データをプロファイルに記憶することは、ペアリングと呼ばれる。
図4Bは、様々な実施形態による、デバイス115間の通信を示すコールフロー図400-aを示す。デバイス115-eおよび115-fは、前の図を参照しながら説明したデバイス115の例とすることができる。たとえば、デバイス115-eおよび115-fは、図4Aを参照しながら説明したデバイスとすることができる。デバイス115は、超音波通信ステージ402-aおよびWLAN/WPAN通信ステージ404-aを使用して互いに通信することができる。いくつかの実施形態では、通信ステージ402-aおよび404-aは、例であり、または、図4Aを参照して説明したステージ402および404の態様を示す。たとえば、WLAN/WPAN通信ステージ404-aでのデバイス間の信号の各々は、たとえばWi-FiまたはBluetooth（登録商標）信号など、WLAN/WPAN信号でもよい。
いくつかの実施形態では、接続確立プロセスは、WLAN/WPAN接続ステージ404-aの間に行われ、または、追加のステップを含み、一方、追加の実施形態では、上記のステップを含む接続確立は、プロファイルへの接続データの記憶(たとえば、ペアリング)も含み得る。接続確立および/またはプロファイル確立もしくは作成は、したがって、WLANまたはWPANシグナリングを使用して行われ得る。たとえば、接続確立およびプロファイル確立は、WSC、Wi-Fiダイレクト、および/またはBluetooth（登録商標）ペアリング技法を伴い得、これは、「ビルトイン」または外部登録プロセスを含み得る。これらの無線対応ピアツーピアプロトコルのための登録は、特定のプロトコルに固有の関連付けおよび/または認証を含むことができる。そのような場合、図4Aを参照しながら説明したように、超音波通信は、一般的にデバイス識別に関連した複雑なスキャニング問題を制限し、接続確立および/またはペアリングプロセスのために必要とされるPINコードを提供するために使用され得る。
例として、ひとたびデバイス115-eがデバイス115-fとのWLANまたはWPAN接続を確立すると、デバイス115-eは、交渉要求445を送信することができ、これは、グループオーナ交渉を開始することの要求であり得る。デバイス115は、したがって、それらの中のどのデバイスがアクセスポイントとして働くかを交渉することができる。デバイス115-fは、グループオーナ交渉450を開始することができ、交渉応答455を送信することができる。たとえば、デバイス115-fは、グループオーナとして働くその意向を示すことができる。次いで、デバイス115-eは、グループオーナ交渉プロセスを完了するために、交渉確認460を送信することができる。
デバイス115-fは、デバイス115が通信する特定の無線対応ピアツーピアプロトコルに従って、認証要求465を送信することができる。デバイス115-eは、認証応答470を送信することができ、これは、超音波ステージ402-aの間に交換されるID情報(たとえば、PINコード)を含むことができる。次いで、いくつかの場合には、デバイス115-fは、認証応答470、およびデバイス115-eの認証475のために以前交換されたID情報を利用する。
次に、デバイス115-eは、関連付け要求480を送信し得、デバイス115-fは、関連付け応答485を送信し得る。関連付け応答485は、PINコードなど、ID情報を含むことができる。ID情報は、デバイス115が通信する特定の無線対応ピアツーピアプロトコルに従って、関連付け490のために使用され得る。プロファイル記憶プロセスが続き得る、デバイス115-eと115-fとの間の接続確立プロセスは、したがって、登録プロセスを含み得、これは、認証および関連付けを含む。代替的に、登録(たとえば、認証および関連付け)は、ペアリングとは無関係であり得る。そのような場合、ペアリングは、登録のためにWLAN/WPAN接続を確立することを含み得る。
登録(たとえば、認証および関連付け)の後、デバイス115は、デバイス115が通信する特定の無線対応ピアツーピアプロトコルに従って証明書を設定するためのハンドシェイク495に関与し得る。たとえば、ハンドシェイク495は、秘密鍵またはパスコードを共有することを伴い得、これは、PINコードなど、以前交換されたID情報を利用して行われ得る。いくつかの実施形態では、(たとえば、ハンドシェイク495の後)ひとたび両方のデバイス115が秘密鍵を有すると、デバイス115間のWLAN/WPAN通信が開始し得る。追加または代替として、一方または両方のデバイス115は、他のデバイス115のためのプロファイルを作成することができる。
次に図5を参照すると、図5は、様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法のフロー図500である。方法は、図1A、図1B、図2A、図2B、図2C、図3、および図4を参照して説明した1つまたは複数のデバイス115によって実施され得る。
ブロック505で、第1のデバイスは、第1の変調された超音波信号を利用して、1つまたは複数の他のデバイスについてスキャンし得る。スキャンすることは、広帯域スピーカまたは超音波変換器から信号を送信またはブロードキャストすることを含み得る。ブロック505の動作は、いくつかの場合には、図2Aもしくは図2Bの送信機モジュール230、または図2Cもしくは図3の音響送信機モジュール260によって実行される。
ブロック510で、デバイスは、スキャンすることに応答して他のデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信し得る。受信することは、広帯域マイクロフォンまたは超音波変換器を介して信号を受信することを含み得る。ブロック510の動作は、たとえば、図2Aおよび図2Bの受信機モジュール210、または図2Cおよび図3の音響受信機モジュール240によって実行され得る。
ブロック515で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つを選択し得る。様々な実施形態では、ブロック515の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221によって実行される。
次に、図6は、様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法のフロー図600を示す。フロー図600は、図5を参照しながら説明した方法の一例を示し得る。600の方法は、図1A、図1B、図2A、図2B、図2C、図3、および図4を参照して説明した1つまたは複数のデバイス115によって実施され得る。
ブロック605で、第1のデバイスは、第1の変調された超音波信号を利用して、1つまたは複数の他のデバイスについてスキャンし得る。スキャンすることは、広帯域スピーカまたは超音波変換器から信号を送信またはブロードキャストすることを含み得る。ブロック605の動作は、いくつかの場合には、図2Aもしくは図2Bの送信機モジュール230、または図2Cもしくは図3の音響送信機モジュール260によって実行される。
ブロック610で、デバイスは、スキャンすることに応答して他のデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信し得る。受信することは、広帯域マイクロフォンまたは超音波変換器を介して信号を受信することを含み得る。ブロック610の動作は、たとえば、図2Aおよび図2Bの受信機モジュール210、または図2Cおよび図3の音響受信機モジュール240によって実行され得る。
ブロック615で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つまたは複数の位置を決定し得る。ブロック615の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの位置モジュール225によって実行され得る。
ブロック620で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つを選択し得る。他のデバイスのうちの1つを選択することは、他のデバイスの決定された位置に少なくとも部分的に基づき得る。様々な実施形態では、ブロック620の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの選択モジュール223によって実行される。
図7は、様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法のフロー図700を示す。フロー図700は、図5および図6を参照して説明した方法の一例を示し得る。700の方法は、図1A、図1B、図2A、図2B、図2C、図3、および図4を参照して説明した1つまたは複数のデバイス115によって実施され得る。
ブロック705で、第1のデバイスは、第1の変調された超音波信号を利用して、1つまたは複数の他のデバイスについてスキャンし得る。スキャンすることは、広帯域スピーカまたは超音波変換器から信号を送信またはブロードキャストすることを含み得る。ブロック705の動作は、いくつかの場合には、図2Aもしくは図2Bの送信機モジュール230、または図2Cもしくは図3の音響送信機モジュール260によって実行される。
ブロック710で、送信機または第1のデバイスは、たとえば、他のデバイスのうちの1つに向けられ得る。ブロック710の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの位置モジュール225によって実行され得る。いくつかの実施形態では、ブロック710の動作は、図3のプロセッサモジュール370によって実行される。
ブロック715で、デバイスは、スキャンすることに応答して他のデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信し得る。受信することは、広帯域マイクロフォンまたは超音波変換器を介して信号を受信することを含み得る。ブロック715の動作は、たとえば、図2Aおよび図2Bの受信機モジュール210、または図2Cおよび図3の音響受信機モジュール240によって実行され得る。
ブロック720で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つまたは複数の位置を決定し得る。ブロック720の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの位置モジュール225によって実行され得る。
ブロック725で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つを選択し得る。他のデバイスのうちの1つを選択することは、他のデバイスの決定された位置に少なくとも部分的に基づき得る。様々な実施形態では、ブロック725の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの選択モジュール223によって実行される。
図8は、様々な実施形態による、ワイヤレスネットワーク内で通信するための方法のフロー図800を示す。フロー図800は、図5、図6、および図7を参照して説明した方法の一例を示し得る。800の方法は、図1A、図1B、図2A、図2B、図2C、図3、および図4を参照して説明した1つまたは複数のデバイス115によって実施され得る。
ブロック805で、第1のデバイスは、第1の変調された超音波信号を利用して、1つまたは複数の他のデバイスについてスキャンし得る。スキャンすることは、広帯域スピーカまたは超音波変換器から信号を送信またはブロードキャストすることを含み得る。ブロック805の動作は、いくつかの場合には、図2Aもしくは図2Bの送信機モジュール230、または図2Cもしくは図3の音響送信機モジュール260によって実行される。
ブロック810で、デバイスは、スキャンすることに応答して他のデバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信し得る。受信することは、広帯域マイクロフォンを介して信号を受信することを含み得る。ブロック810の動作は、たとえば、図2Aおよび図2Bの受信機モジュール210、または図2Cおよび図3の音響受信機モジュール240によって実行され得る。
ブロック815で、デバイスは、受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて他のデバイスのうちの1つを選択し得る。様々な実施形態では、ブロック815の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの選択モジュール223によって実行される。
ブロック820で、第1のデバイスは、選択されたデバイスとの接続を確立し、および/またはペアリングし得る。様々な実施形態では、ブロック820の動作は、図2A、図2B、もしくは図2Cのコントローラモジュール220、または図2B、図2C、もしくは図3の超音波コントローラモジュール221、または図2Bの接続確立モジュール227によって実行される。
ブロック825で、第1のデバイスは、無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して接続されたデバイスと通信し得る。ブロック825の動作は、いくつかの場合には、図2Aもしくは図2Bの受信機モジュール210および送信機モジュール230、または図2CのWLAN/WPAN送信機モジュール280、または図3のWLAN/WPANトランシーバモジュール310によって実行される。
当業者は、方法500、600、700、および800が本明細書で説明するツールおよび技法の例示的な実装形態であることを認識されよう。これらの方法は、より多いまたはより少ないステップで実行されてもよく、示されたものとは別の順序で実行されてもよい。
発明を実施するための形態は、説明した技法の理解を与えるための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を伴わずに実践され得る。場合によっては、説明した実施形態の概念を曖昧にするのを回避するために、よく知られている構造およびデバイスはブロック図の形態で示されている。
様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して、情報および信号が表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
本明細書の開示に関して説明した様々な例示的なブロックおよびモジュールは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
本明細書で説明された機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実現され得る。プロセッサによって実行されるソフトウェアで実現される場合、機能は、1つまたは複数の命令もしくはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。他の例および実装形態は、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲および趣旨内にある。たとえば、ソフトウェアの性質により、上述された機能は、プロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらのいずれかの組合せによって実行されるソフトウェアを使用して実装され得る。機能を実装する特徴はまた、機能の一部が異なる物理的ロケーションで実装されるように分散された状態を含む、様々な位置に物理的に位置していてもよい。また、特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用する場合、「のうちの少なくとも1つ」で終わる項目の列挙中で使用される「または」は、たとえば、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」の列挙がAまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわち、AおよびBおよびC)を意味するように、選言的列挙を示している。
コンピュータ可読媒体は、コンピュータストレージ媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体との両方を含む。ストレージ媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を搬送もしくは記憶するために使用され得、汎用もしくは専用コンピュータまたは汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
本開示についての以上の説明は、当業者が本開示を作成または使用することができるように提供される。本開示への様々な修正が当業者には容易に明らかとなり、本明細書に定義する一般原理は、本開示の趣旨または範囲を逸脱することなしに他の変形形態に適用され得る。本開示全体にわたって、「例」または「例示的」という用語は、一例または一事例を示すものであり、言及された例についてのいかなる優先をも暗示することはなく、または要求することもない。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるべきでなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
100 ワイヤレス通信システム
115 デバイス
120 エリア
125 応答する超音波信号
130 通信リンク
210 受信機モジュール
220 コントローラモジュール
221 超音波コントローラモジュール
223 選択モジュール
225 位置モジュール
227 接続確立モジュール
230 送信機モジュール
240 音響受信機モジュール
250 音響送信機モジュール
260 WLAN/WPAN受信機モジュール
270 WLAN/WPANモジュール
280 WLAN/WPAN送信機モジュール
305 アンテナ
310 WLAN/WPANトランシーバモジュール
370 プロセッサモジュール
380 メモリ
385 ソフトウェア(SW)
390 バス
402 超音波通信ステージ
404 WLAN/WPAN通信ステージ
405 ユーザ主導型のスキャン
410 超音波スキャニング信号
415 識別
420 超音波信号
430 接続確立および/またはペアリング
435 超音波ID情報信号
440 接続
445 交渉要求
450 グループオーナ交渉
455 交渉応答
460 交渉確認
465 認証要求
470 認証応答
475 認証
480 関連付け要求
485 関連付け応答
495 ハンドシェイク

Claims (40)

  1. ワイヤレス通信ネットワーク内で通信する方法であって、
    第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンするステップと、
    前記スキャンするステップに応答して前記デバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信するステップと、
    前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つを選択するステップと
    を含む方法。
  2. 前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つの位置を決定するステップ
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記デバイスのうちの1つを選択するステップが、前記デバイスの前記決定された位置に少なくとも部分的に基づく、請求項2に記載の方法。
  4. 前記選択されたデバイスとの接続を確立するステップ
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  5. 無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して前記接続されたデバイスと通信するステップ
    をさらに含む請求項4に記載の方法。
  6. 前記選択されたデバイスとの前記接続を確立するステップが、第3の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて無線接続を確立するステップを含む、請求項4に記載の方法。
  7. 前記無線接続を確立するステップが、前記第3の変調された超音波信号を介して個人識別番号(PIN)コードを交換するステップを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 送信機を1つまたは複数のデバイスに向けるステップ
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  9. スキャンするステップが、広帯域スピーカを介して前記第1の変調された超音波信号を送信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 取得するステップが、広帯域マイクロフォンを介して前記第2の変調された超音波信号を受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  11. ワイヤレス通信ネットワーク内で通信するためのシステムであって、
    第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンするための手段と、
    前記スキャンすることに応答して前記デバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信するための手段と、
    前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つを選択するための手段と
    を含むシステム。
  12. 前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つの位置を決定するための手段
    をさらに含む請求項11に記載のシステム。
  13. 前記デバイスのうちの1つを選択することが、前記デバイスの前記決定された位置に少なくとも部分的に基づく、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記選択されたデバイスとの接続を確立するための手段
    をさらに含む請求項11に記載のシステム。
  15. 無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して前記接続されたデバイスと通信するための手段
    をさらに含む請求項14に記載のシステム。
  16. 前記選択されたデバイスとの前記接続を確立することが、第3の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて無線接続を確立することを含む、請求項14に記載のシステム。
  17. 前記無線接続を確立することが、前記第3の変調された超音波信号を介して個人識別番号(PIN)コードを交換することを含む、請求項16に記載のシステム。
  18. 送信機を1つまたは複数のデバイスに向けるための手段
    をさらに含む請求項11に記載のシステム。
  19. スキャンすることが、広帯域スピーカを介して前記第1の変調された超音波信号を送信することを含む、請求項11に記載のシステム。
  20. 取得することが、広帯域マイクロフォンを介して前記第2の変調された超音波信号を受信することを含む、請求項11に記載のシステム。
  21. ワイヤレス通信ネットワーク内で通信するための装置であって、前記装置が、
    プロセッサと、
    前記プロセッサと電子通信するメモリと、
    前記メモリに記憶された命令とを含み、前記命令が、前記装置に、
    第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンさせ、
    前記スキャンすることに応答して前記デバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信させ、
    前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つを選択させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である
    装置。
  22. 前記命令が、前記装置に、
    前記デバイスのうちの少なくとも1つから前記第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて、前記デバイスのうちの1つの位置を決定させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項21に記載の装置。
  23. 前記命令が、前記装置に、
    前記デバイスのうちの1つの前記位置に少なくとも部分的に基づいて、前記デバイスのうちの1つを選択させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項22に記載の装置。
  24. 前記命令が、前記装置に、
    前記選択されたデバイスとの接続を確立させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項21に記載の装置。
  25. 前記命令が、前記装置に、
    無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して前記接続されたデバイスと通信させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項24に記載の装置。
  26. 前記命令が、前記装置に、
    第3の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて無線接続を確立することによって、前記選択されたデバイスとの前記接続を確立させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項24に記載の装置。
  27. 前記命令が、前記装置に、
    前記第3の変調された超音波信号を介して個人識別番号(PIN)コードを交換することによって、前記無線接続を確立させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項26に記載の装置。
  28. 前記命令が、前記装置に、
    送信機を1つまたは複数のデバイスに向けさせる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項21に記載の装置。
  29. 前記命令が、前記装置に、
    広帯域スピーカを介して前記第1の変調された超音波信号を送信することによってスキャンさせる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項21に記載の装置。
  30. 前記命令が、前記装置に、
    広帯域マイクロフォンを介して前記第2の変調された超音波信号を受信させる
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項21に記載の装置。
  31. ワイヤレス通信ネットワークにおいて通信するためのコンピュータプログラムであって、プロセッサに、
    第1の変調された超音波信号を利用して1つまたは複数のデバイスについてスキャンさせ、
    前記スキャンすることに応答して前記デバイスのうちの少なくとも1つから第2の変調された超音波信号を受信させ、
    前記受信された第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスのうちの1つを選択させる
    ために実行可能である命令を含む、コンピュータプログラム。
  32. 前記命令が、
    前記デバイスのうちの少なくとも1つから前記第2の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて、前記デバイスのうちの1つの位置を決定する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項31に記載のコンピュータプログラム。
  33. 前記命令が、
    前記デバイスのうちの1つの前記位置に少なくとも部分的に基づいて、前記デバイスのうちの1つを選択する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項32に記載のコンピュータプログラム。
  34. 前記命令が、
    前記選択されたデバイスとの接続を確立する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項31に記載のコンピュータプログラム。
  35. 前記命令が、
    無線対応ピアツーピアプロトコルを利用して前記接続されたデバイスと通信する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項34に記載のコンピュータプログラム。
  36. 前記命令が、
    第3の変調された超音波信号に少なくとも部分的に基づいて無線接続を確立することによって、前記選択されたデバイスとの前記接続を確立する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項34に記載のコンピュータプログラム。
  37. 前記命令が、
    前記第3の変調された超音波信号を介して個人識別番号(PIN)コードを交換することによって、前記無線接続を確立する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項36に記載のコンピュータプログラム。
  38. 前記命令が、
    送信機を1つまたは複数のデバイスに向ける
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項31に記載のコンピュータプログラム。
  39. 前記命令が、
    広帯域スピーカを介して前記第1の変調された超音波信号を送信することによってスキャンする
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項31に記載のコンピュータプログラム。
  40. 前記命令が、
    広帯域マイクロフォンを介して前記第2の変調された超音波信号を受信する
    ために前記プロセッサによって実行可能である、請求項31に記載のコンピュータプログラム。
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