JP2018511229A - モバイル環境におけるピアツーピアネットワーク接続性 - Google Patents

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Abstract

実施形態は、ブルートゥースローエナジーすなわちBLEデバイス(110)とのピアツーピア接続(105)を確立するためのBLEワイヤレスインターフェース(102)と、ネットワーク(140)と接続し、ネットワークへのネットワークアクセスを提供するように構成されたネットワークインターフェース(101)と、ピアツーピア接続の第1のパフォーマンスを測定するための測定モジュール(103)と、決定モジュール(104)であって、BLEインターフェース(102)に、BLEデバイスとのピアツーピア接続(105)を遮断するように命令するステップと、他のデバイス(120、130)に、それぞれの他のデバイスとBLEデバイス(110)との間のそれぞれのピアツーピア接続(125、135)の第2のパフォーマンスを要求するステップと、最良のパフォーマンスを有するネットワーキングデバイス(100、120、130)を選択するステップと、最良のパフォーマンスを有するデバイスに、BLEデバイスとの第2のピアツーピア接続(105、125、135)を確立するように命令するステップとを実行するように構成された決定モジュール(104)とを備える、ネットワーキングデバイス(100)に関する。

Description

本発明は、一般的には、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーキングデバイスに関し、さらに詳しくは、ブルートゥース(登録商標)ローエナジー(Bluetooth(登録商標) Low Energy)ネットワーキング技術に従って動作する通信デバイスに関する。ブルートゥースローエナジーは、BLEまたはブルートゥーススマート(Bluetooth Smart)とも称される。BLEは、ブルートゥースコア仕様バージョン4.0による、2010年以来のブルートゥース規格の一部である。
センサまたはモノのインターネット(IoT)デバイスなどのブルートゥースローエナジー通信デバイスは、それらのデータをオフロードするため、恒久的にインターネットに接続されている必要がある。この恒久的なデータ接続は、たとえば、これらのデバイスへの恒久的なアクセスを必要とするネットワークベースのサーチエンジンによって、必要とされる。エネルギ効率性のために、これらのデバイスは、たとえばスマートフォンなどの近傍のBLEアクセスポイントすなわちBLE APとのピアツーピア接続を確立するための、BLE無線インターフェースを有し得る。すると、BLEアクセスポイントは、たとえば、セルラーネットワーク接続、WiFi接続または有線ネットワーク接続によって、BLEデバイスに、ネットワーク接続性を提供する。
ブルートゥースコア仕様バージョン4.0
BLEデバイスに伴う問題は、BLEデバイスが、高度な移動性を有するようになり、そのBLEアクセスポイントの到達範囲の外に出ることが可能になって、それにより、そのネットワーク接続性を喪失することである。データ接続が失われると、BLEデバイスは、もはや、ネットワークの内部で捜索されることが不可能となる。
さらに、BLEは、デバイスとアクセスポイントとが、たとえば、スマートフォンに接続されている心拍モニタとして、常に相互に維持されているのが典型的である、ポイントツーポイント技術である。しかし、ますます多くのBLEが、BLEデバイスからのデータがネットワークにオフロードされるデータオフロード技術として用いられるが、BLEポイントツーポイント技術は、一般的に、これに理想的には適していないし、特に、上述した移動性に関する態様を考慮に入れると、そうである。
したがって、上で識別された問題と欠点とを緩和して、BLEデバイスのネットワーク接続性を強化することが、本開示の目的である。これは、第1の態様では、以下を備えるネットワーキングデバイスによって達成される:
− ブルートゥースローエナジーすなわちBLEデバイスとのピアツーピア接続を確立するためのBLEワイヤレスインターフェースと、
− ネットワークと接続し、BLEデバイスに、このネットワークへのネットワークアクセスを提供し、1つまたは複数の他の近傍ネットワーキングデバイスと通信するように構成されたネットワークインターフェースと、
− このピアツーピア接続の第1のパフォーマンスを測定するための測定モジュールと、
− 以下のステップを実行するように構成された決定モジュール:
○ BLEインターフェースに、BLEデバイスとのピアツーピア接続を遮断するように命令するステップと、
○ 他のデバイスに、それぞれの他のデバイスとBLEデバイスとの間のそれぞれのピアツーピア接続の第2のパフォーマンスを要求するステップと、
○ 第1および第2のパフォーマンスから、最良のパフォーマンスを有するネットワーキングデバイスを選択するステップと、
○ 最良のパフォーマンスを有するデバイスに、BLEデバイスとの第2のピアツーピア接続を確立するように命令することにより、BLEデバイスに、ネットワークアクセスを提供するステップ。
ネットワーキングデバイスは、このようにして、BLEデバイスへのアクセスポイントとして機能する。BLEデバイスとの接続はピアツーピア接続であるから、BLEデバイスは、他のデバイスによって発見可能でなく、よって、それらは、BLEデバイスとの可能な接続のパフォーマンスを判断することができない。接続を遮断することによって、BLEデバイスは、他のデバイスによって発見可能になり、したがって、それらは、BLEデバイスとの潜在的な将来の接続のパフォーマンスを測定することができる。パフォーマンスの結果は、次に、ネットワーキングデバイスに送り返される。次に、他のネットワーキングデバイスのうちの1つが、新たなアクセスポイントとして選択されることが可能であるし、または、そのネットワーキングデバイス自体が、そのままアクセスポイントとして機能することも可能である。
BLEデバイスにとっては、それがモバイル環境の中に存在していて、常に同じアクセスポイントデバイスの到達範囲の中にあるとは限らない場合でもネットワーキング接続性が保証される、というのは有利である。BLEデバイスの側にさらなるロジックは全く要求されず、すべての接続性管理はBLEアクセスポイントによって実行される、というのは、さらに有利である。スマートフォンなどのBLEアクセスポイントは、たとえばスマートウォッチ、センサまたはウェアラブル電気機器などのBLEデバイスよりも、適応がより容易である傾向があるので、これは、特に興味深いことである。
ある実施形態によると、第1のパフォーマンスが所定の閾値よりも下であるときには、決定モジュールが、これらのステップを実行するようにさらに構成される。
これが、これらのステップが実行されなければならない時間量を最小化し、よって、BLEデバイスに対するデータ接続性の中断を最小化することを可能にする。
第1および第2のパフォーマンスは、さらに、第1および第2の信号強度に対応し得る。要求するステップは、他のデバイスに、BLEデバイスによって第2のパフォーマンスとして送信された信号の信号強度を測定するように要求するステップをさらに備える。
信号強度の測定は、それを容易に利用可能にするBLEデバイスの物理すなわちPHYレイヤに組み込まれている。BLEデバイスは、もはやBLEデバイスに接続されていないため、他のデバイスは、信号がBLEデバイスによって送信されることを識別すること、そして、BLEデバイスとの可能な将来のピアツーピア接続のパフォーマンスの尺度として、この信号の信号強度を取得すること、が可能である。
第2の態様によると、本開示は、以下を備える、ネットワーキングデバイスによってネットワーク接続性をブルートゥースローエナジーすなわちBLEデバイスに提供するための方法に関する:
− このBLEデバイスとこのネットワーキングデバイスとの間にBLEピアツーピア接続を確立するステップと、
− ネットワークに接続されたネットワーキングデバイスのネットワークインターフェースによって、BLEデバイスに、このネットワーク接続性を提供するステップと、
− ピアツーピア接続の第1のパフォーマンスを測定するステップと、
− BLEデバイスとのピアツーピア接続を遮断するステップと、
− 1つまたは複数の他の近傍デバイスに、前記ネットワークを介して、前記BLEデバイスとのそれぞれのピアツーピア接続の第2のパフォーマンスを要求するステップと、
− 第1および第2のパフォーマンスから、最良のパフォーマンスを有するネットワーキングデバイスを選択するステップと、
− この最良のパフォーマンスを有するデバイスに、BLEデバイスとの第2のピアツーピア接続を確立するように命令することにより、BLEデバイスに、ネットワークアクセスを提供するステップ。
第3の態様によると、本開示は、プログラムがコンピュータ上で実行されたときに第2の態様による方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を備える、コンピュータプログラム製品に関する。
第4の態様によると、本開示は、第3の態様によるコンピュータプログラム製品を備える、コンピュータ可読記憶媒体に関する。
第5の態様によると、本開示は、第2の態様による方法を実施するようにプログラムされた、データ処理システムに関する。
ブルートゥースローエナジーデバイスに、ネットワークアクセスを提供する、本発明の実施形態によるブルートゥースローエナジーアクセスポイントの図解である。 ブルートゥースローエナジーデバイスにネットワークアクセスを提供するために、本発明の実施形態によるブルートゥースローエナジーアクセスポイントによって実行されるステップの図解である。 本発明の実施形態によるブルートゥースローエナジーアクセスポイントのステップを実行するための適切なコンピューティングシステムの図解である。
本開示は、モバイル環境において、ブルートゥースローエナジーデバイスすなわち短縮形ではBLEデバイスに、ほぼ恒久的なネットワーク接続性を提供することに関する。ネットワーク接続性に関しては、BLEデバイスは、それらがBLEプロトコルによって接続されている通信デバイスに依存しなければならない。この状況が図1に示されており、通信デバイス100が、本発明の実施形態に従って示されている。BLEデバイス110は、BLE通信デバイス100とのワイヤレスBLE接続105を有する。BLEでは、接続105はピアツーピア接続であるが、これはすなわち、BLEデバイス110とBLE通信デバイス100との間に、BLE機能性の点では特別の差異が存在しない、ということを意味する。BLEデバイス110は、たとえば、ワイヤレスのバッテリによって動作されるセンサまたはウェアラブルであり得る。
BLEワイヤレスインターフェース102とは別に、通信デバイス100は、また、ネットワークインターフェース101も備えており、このネットワークインターフェース101によって、たとえばローカルエリアネットワーク(LAN)またはワイドエリアネットワーク(WAN)などのネットワーク140に接続される。ネットワークインターフェース101は、ワイヤレスLANもしくはWLANインターフェースまたはセルラーインターフェースなどのワイヤレスインターフェースによって、具現化され得る。ネットワークインターフェースは、また、イーサネット(登録商標)インターフェースなどの有線インターフェースでもよい。BLEインターフェース102においてBLE110から受信されたデータトラフィックを、ネットワークインターフェース101へ、そしてさらにネットワーク140へ転送することによって、およびその逆によって、通信デバイス100は、BLE110に、ネットワーク接続性を提供する。したがって、通信デバイス100は、BLEデバイス110に対して、ネットワーク140へのアクセスポイントとして機能する。通信デバイス100は、そしてデバイス120および130もまた、BLEデバイスに、ネットワーク接続性を提供するため、これらは、本明細書では、これらをBLEデバイス110と区別するために、BLEアクセスポイントとしても表される。BLEアクセスポイント100、120、130は、たとえば、スマートフォン、タブレット、または、ポータブルもしくはデスクトップコンピュータであり得る。
ある実施形態によると、BLEアクセスポイント100は、また、測定モジュール103と決定モジュール104とを備える。測定モジュール103は、現在の確立されたBLE接続105のパフォーマンス測定を提供する。測定は、たとえば、BLEインターフェース102においてBLEデバイス110から受信された通信シンボルの信号強度を取得することによって、なされ得る。より詳しくは、この信号強度値は、BLEのPHYすなわち物理レイヤから、取得され得る。
決定モジュール104は、BLEデバイス110に対するネットワーク接続性を保証するためのすべての計算ロジックを備える。この目的のために、それは、他のBLEアクセスポイント120および130との間で相互作用する。これらのアクセスポイント120および130は、同じコンポーネントを、すなわち、BLEインターフェース122と、ネットワーク140と接続するためのネットワークインターフェース121、131と、測定モジュール123、133と、決定モジュール124、134とを備える。
図2は、BLEデバイス110のネットワーク接続性を保証するためにBLEアクセスポイント100、120、130によって実行される、いくつかのステップを図解している。ステップ200では、BLEアクセスポイント100が、BLEデバイス110とのピアツーピアBLE接続105を確立する。この接続により、BLEデバイス110に、ネットワークインターフェース101を介して、ネットワーク140へのネットワーク接続性が提供される。接続が確立されると、モジュール103が、ステップ201において、接続105のパフォーマンスをモニタする。ステップ202において、パフォーマンスが特定の閾値より下まで低下すると、ステップ203において、決定モジュール104が、接続105を遮断するように、BLEインターフェース102に命令する。ステップ202におけるこのパフォーマンステストは、たとえば特定の時間間隔で、規則的に、なされ得る。
モバイル環境において、そのようなパフォーマンスの低下は、典型的には、たとえば、BLEデバイス110がBLEアクセスポイント100から方向150に沿って離れる方向に移動するときに、生じ得る。そのような移動に起因して、受信された信号の強度が、パフォーマンスが特定の閾値を下回るまで低下してネットワーク接続性がもはや保証されないことがあり得るようになるまで、減少することになる。
次に、ステップ204では、決定モジュール104が、他の近傍BLEデバイス120、130に、BLEデバイス110とのピアツーピア接続125、135のパフォーマンス測定を実行するように、要求する。デバイス120、130もネットワーク140と接続されているため、この要求は、ネットワークインターフェース101を介して実行され、これらの他のBLEデバイスのそれぞれのネットワークインターフェース121、131において受信される。
パフォーマンスの要求を受信すると、デバイス120、130のそれぞれが、ステップ206および208を実行する。BLE接続105は遮断されているため、BLEデバイス110は、この時点では、他のデバイス120、130による発見が可能である。ステップ206では、次に、BLEアクセスポイント120および130の両方が、BLEデバイス110との潜在的な将来のBLE接続125、135のパフォーマンスを推定する。これは、受信されたBLE信号の信号強度を測定して、それらの信号がそれぞれのBLEデバイス110から生じていることを確認することによって、なされ得る。これらのステップは、BLEデバイス120、130のうちの任意の個数に対して実行され得る、ということが注意されるべきである。好ましくは、要求204は、すべての近傍デバイスに、すなわち、BLEデバイス110との間に接続を潜在的に確立し得るデバイスに、送られる。近傍デバイスは、典型的には、100メートルまでの範囲にあり、好ましくは、1キロメートル未満の範囲にある。
すべてのパフォーマンス測定値が決定モジュール104によって受信されると、ステップ210において、決定モジュール104は、最良のパフォーマンスを有するデバイスを選択する。これは、たとえば、BLEデバイス110からの最高の信号強度を測定したデバイスであり得る。2つの可能性が、生じ得る。第1は、デバイス100自体が、ステップ202では低いパフォーマンスが検出されたにもかかわらず、依然として最良のパフォーマンスを有するデバイスであるときである。この場合には、決定モジュールは、ステップ214に進み、BLEデバイスとの間にピアツーピア接続105を再確立する。この場合には、決定モジュール104は、ステップ201に進む。
第2の可能性は、最良のパフォーマンスを有するデバイスがデバイス100ではなくて、近傍デバイス120、130の一方であるときである。この場合には、決定モジュール104は、ステップ212に進み、新たな接続125を確立させる命令を、近傍デバイス120に送る。すると、次のステップは、もはやデバイス100ではなく、デバイス120によって実行され、すなわち、デバイス120は、ピアツーピアBLE接続125を確立して、ステップ201へ進む。
図3は、適切なコンピューティングシステム300を、BLEアクセスポイント100、120または130のさらなる実施形態として、示す。コンピューティングシステム300は、一般的に、適切な汎用コンピュータとして形成され、バス310と、プロセッサ302と、ローカルメモリ304と、1つまたは複数のオプションである出力インターフェース316と、通信インターフェース312と、ストレージ要素インターフェース306と、1つまたは複数のストレージ要素308とを備え得る。バス310は、コンピューティングシステム300のコンポーネントの間での通信を可能にする1つまたは複数の導体を備え得る。プロセッサ302は、プログラミング命令を解釈して実行する任意のタイプの従来型のプロセッサまたはマイクロプロセッサを含み得る。ローカルメモリ304は、ランダムアクセスメモリ(RAM)もしくはプロセッサ302によって実行される情報と命令とを記憶する別のタイプのダイナミックストレージデバイス、および/または、リードオンリメモリ(ROM)もしくはプロセッサ302によって用いられる静的な情報と命令とを記憶する別のタイプのスタティックストレージデバイスを含み得る。ストレージ要素インターフェース306は、たとえばシリアルアドバンストテクノロジアタッチメント(SATA)インターフェースまたはスモールコンピュータシステムインターフェース(SCSI)などのストレージインターフェースを備え得るが、これは、たとえばSATAディスクドライブである1つまたは複数のローカルディスクなどの1つまたは複数のストレージ要素308にバス310を接続し、これらのストレージ要素308との間でのデータの読み出しおよび/または書き込みを制御するためのものである。上述のストレージ要素308はローカルなディスクとして説明されているが、一般的に、ソリッドステートドライブまたはフラッシュメモリカードなどの任意の他の適切なコンピュータ可読媒体も、用いられ得る。上述のシステム300は、また、物理的ハードウェア上の仮想マシンとしても動作することが可能である。
コンピューティングシステム300は、2つのネットワークインターフェース312を備え得るが、一方は、BLE通信インターフェース102、122、132に対応し、もう一方は、ネットワークインターフェース101、121、131に対応する。決定モジュール104、124、134によって実行されるステップは、コンパイルされたプロセッサ命令として実装され、プロセッサ302において実行され得る。
本発明は、特定の実施形態を参照することによって例証されてきているが、本発明が、以上の例証のための実施形態の詳細には限定されないこと、そして、その範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を伴って具現化され得ることは、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書における実施形態は、すべての点において、例証のためのものであって非限定的であると考えられるべきであり、本発明の範囲は、以上の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって指示され、特許請求の範囲の意味と均等の範囲とに属するすべての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。換言すれば、基本的な根底にある原理の範囲内に入りその必須の属性が本特許出願における特許請求の範囲に記載されている任意のおよびすべての修正、変更または均等物に及ぶことが考えられる。さらに、用語「備えている(comprising)」または「備える(comprise)」はそれ以外の要素またはステップを排除せず、用語「1つの(a)」または「1つの(an)」は複数を排除せず、コンピュータシステム、プロセッサ、または他の一体化されたユニットなどの単一の要素が、特許請求の範囲に記載されているいくつかの手段の機能を満たすことがあり得る、ということは、本特許出願の読者によって理解されるであろう。特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も、それぞれの関連する特許請求の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。明細書または特許請求の範囲において用いられる用語「第1の」、「第2の」、「第3の」、「a」、「b」、「c」などは、類似の要素またはステップの間で区別するために導入されており、シーケンシャルなまたは時系列的な順序を必ずしも記述していない。同様に、用語「上部」、「下部」、「上方」、「下方」などは、説明の目的のために導入されており、必ずしも相対的な位置を示すものではない。このように用いられた用語は適切な状況では相互に交換可能であり、本発明の実施形態は、以上で説明され例証されたものとは異なる他の順序または方位で、本発明に従って動作することが可能であるということが、理解されるべきである。

Claims (7)

  1. ネットワーキングデバイス(100)であって、
    − ブルートゥースローエナジーすなわちBLEデバイス(110)とのピアツーピア接続(105)を確立するためのBLEワイヤレスインターフェース(102)と、
    − ネットワーク(140)と接続し、前記BLEデバイス(110)に、前記ネットワークへのネットワークアクセスを提供し、1つまたは複数の他の近傍ネットワーキングデバイス(120、130)と通信するように構成されたネットワークインターフェース(101)と、
    − 前記ピアツーピア接続の第1のパフォーマンスを測定するための測定モジュール(103)と、
    − 決定モジュール(104)であって、
    ○ 前記BLEインターフェース(102)に、前記BLEデバイスとの前記ピアツーピア接続(105)を遮断するように命令する(203)ステップと、
    ○ 前記他のデバイス(120、130)に、それぞれの他のデバイスと前記BLEデバイス(110)との間のそれぞれのピアツーピア接続(125、135)の第2のパフォーマンスを要求する(204)ステップと、
    ○ 前記第1および第2のパフォーマンスから、最良のパフォーマンスを有するネットワーキングデバイス(100、120、130)を選択する(210)ステップと、
    ○ 前記最良のパフォーマンスを有するデバイスに、前記BLEデバイスとの第2のピアツーピア接続(105、125、135)を確立するように命令する(212、214)ことにより、前記BLEデバイスに、ネットワークアクセスを提供するステップと、
    を実行するように構成された決定モジュール(104)と
    を備える、ネットワーキングデバイス(100)。
  2. 前記第1のパフォーマンスが所定の閾値よりも下であるときには、前記決定モジュールが、前記ステップを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載のネットワーキングデバイス(100)。
  3. 前記第1および第2のパフォーマンスが第1および第2の信号強度に対応し、前記要求するステップが、前記他のデバイス(120、130)に、前記BLEデバイスによって前記第2のパフォーマンスとして送信された信号の信号強度を測定するように要求するステップをさらに備える、請求項1に記載のネットワーキングデバイス(100)。
  4. ネットワーキングデバイス(100)によってネットワーク接続性をブルートゥースローエナジーすなわちBLEデバイス(110)に提供するための方法であって、
    − 前記BLEデバイスと前記ネットワーキングデバイスとの間にBLEピアツーピア接続(105)を確立する(200)ステップと、
    − ネットワークに接続された前記ネットワーキングデバイス(100)のネットワークインターフェースによって、前記BLEデバイスに、前記ネットワーク接続性を提供するステップと、
    − 前記ピアツーピア接続の第1のパフォーマンスを測定する(201)ステップと、
    − 前記BLEデバイスとの前記ピアツーピア接続(105)を遮断する(203)ステップと、
    − 1つまたは複数の他の近傍デバイス(120、130)に、前記ネットワークを介して、前記BLEデバイスとのそれぞれのピアツーピア接続(125、135)の第2のパフォーマンスを要求する(204)ステップと、
    − 前記第1および第2のパフォーマンスから、最良のパフォーマンスを有するネットワーキングデバイス(100、120、130)を選択する(210)ステップと、
    − 前記最良のパフォーマンスを有するデバイスに、前記BLEデバイスとの第2のピアツーピア接続(105、125、135)を確立するように命令する(212、214)ことにより、前記BLEデバイスに、ネットワークアクセスを提供するステップと
    を備える、方法。
  5. プログラムがコンピュータ上で実行されたときに請求項4に記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を備える、コンピュータプログラム製品。
  6. 請求項5に記載のコンピュータプログラム製品を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
  7. 請求項4に記載の方法を実施するようにプログラムされた、データ処理システム。
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