JP2022017975A - タイミング同期方法、送受信システム、送信機、受信機およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力で送信機と受信機とを同期する同期方法が望まれている。【解決手段】送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する段階と、送信機が、送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する段階と、送信機が、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する段階と、受信機が、ビーコン信号を受信し、イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階とを備えるタイミング同期方法を提供する。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、タイミング同期方法、送受信システム、送信機、受信機およびプログラムに関する。

従来、送信機と受信機とを同期するための同期方法が知られている（例えば、特許文献１または２参照）。
特許文献１ 特開２０１２－１４２８７７号公報
特許文献２ 特開２０１３－１１３６１８号公報

低消費電力で送信機と受信機とを同期する同期方法が望まれている。

本発明の第１の態様においては、送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する段階と、送信機が、送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する段階と、送信機が、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する段階と、受信機が、ビーコン信号を受信し、イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階とを備えるタイミング同期方法を提供する。

本発明の第２の態様においては、送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する段階と、送信機が、送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する段階と、送信機が、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する段階とを備える送信機を用いたタイミング同期方法を提供する。

本発明の第３の態様においては、送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットで送信されたビーコン信号を受信する段階と、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階とを備える受信機を用いたタイミング同期方法を提供する。

本発明の第４の態様においては、送信機と受信機とを備える送受信システムであって、送信機は、送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する設定部と、送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成するデータ生成部と、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する送信部とを備え、受信機は、ビーコン信号を受信する受信部と、イベント時間に基づいて受信タイミングを決定するタイミング決定部とを備える送受信システムを提供する。

本発明の第５の態様においては、送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する設定部と、送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成するデータ生成部と、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する送信部とを備える送信機を提供する。

本発明の第６の態様においては、送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットで送信されたビーコン信号を受信する受信部と、送信周期に遅延時間を加算したイベント時間に基づいて受信タイミングを決定するタイミング決定部とを備える受信機を提供する。

本発明の第７の態様においては、本発明の第１の態様、第２の態様または第３の態様に係るタイミング同期方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

送受信システム３００の構成の概要を示す。 送受信システム３００による同期方法の一例を示す。 送受信システム３００の動作フローチャートの一例を示す。 送受信システム３００による同期方法の一例を示す。 送受信システム３００の動作フローチャートの一例を示す。 送受信システム３００による同期方法の一例を示す。 Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）５．１のパケットフォーマットを示す。 ペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）の構成の一例を示す。 比較例に係るタイミング同期方法の一例を示す。 比較例に係るタイミング同期方法の一例を示す。 本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、送受信システム３００の構成の概要を示す。送受信システム３００は、送信機１００および受信機２００を備える。送信機１００は、設定部１１０と、データ生成部１２０と、送信部１３０とを備える。受信機２００は、受信部２１０およびタイミング決定部２２０を備える。

送信機１００は、ビーコン信号を送信するブロードキャスタの一例である。受信機２００は、ビーコン信号を受信するスキャナまたはオブザーバの一例である。送信機１００および受信機２００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信規格に準拠して、データを送受信してよい。

設定部１１０は、送信する信号の送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を設定する。送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）は、送信するデータの送信時間間隔に関する情報である。

送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）は、アドバタイジングの固定のインターバルである。アドバタイジングイベントでは、送信機１００と受信機２００との間で、デバイスの探索と接続が実行される。送信機１００は、間欠的にパケット信号を送信する。受信機２００は、受信したパケット信号が目的の信号であれば、送信機１００との通信を開始する。

遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）は、非固定の疑似ランダムの遅延時間である。遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を設けることにより、同一の開始タイミングで同一周期のアドバタイジングを行うデバイスの混信を防止することができる。遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）が経過してから、次回の送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）が開始するまでの時間である。

データ生成部１２０は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）と遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する。データ生成部１２０は、複数のチャネルのビーコン信号を生成してもよい。例えば、データ生成部１２０は、Ｎチャネルのビーコン信号を生成する。ビーコン信号は、送信する周波数帯域の情報と、各チャネルの送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）に関する情報を含んでもよい。一例において、Ｎは３以下の整数である。

送信部１３０は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）に遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を加算したイベント時間でビーコン信号を送信する。イベント時間とは、アドバタイジングイベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ）であり、次式で示される。
Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ＝ＡｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ＋ａｄｖＤｅｌａｙ

受信部２１０は、送信機１００からビーコン信号を受信する。即ち、受信部２１０は、ビーコン信号に含まれている送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に関する情報を受信する。受信部２１０は、複数の送信機１００からビーコン信号を受信してもよい。

タイミング決定部２２０は、イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する。これにより、受信機２００は、送信機１００のイベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ）に応じたタイミングで受信を開始して、消費電力を低減することができる。

本例の送受信システム３００は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）をビーコン信号に含ませることにより、低消費電力でタイミング同期することができる。送受信システム３００は、複数の送信機１００と１台の受信機２００との間においても、低消費電力でタイミング同期することができる。

図２Ａは、送受信システム３００による同期方法の一例を示す。同図は、送信機１００と受信機２００との間における同期方法の一例を示す。

送信機１００は、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤのデータフォーマットによって、アドバタイジング送信を行う。ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤは、ＡｏＡ（Ａｎｇｌｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）またはＡｏＤ（Ａｎｇｌｅ ｏｆ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ）による方向検知が可能なデータフォーマットである。ＡｏＡおよびＡｏＤは、受信機または送信機のアンテナをＲＦスイッチによって切り替えながら送受信して、信号の到達角度または発信角度を算出することにより方向検知が可能である。本例の送信機１００は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）の情報を含むデータフォーマットで送信している。

また、送信機１００は、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を変更し、変更された遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を含むビーコン信号を送信する。受信機２００は、ビーコン信号を受信し、変更された遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に応じたイベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ）に基づいて受信タイミングを決定する。

時刻Ｔ１において、受信機２００は、予め定められたスキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）で間欠的に受信待機する。受信機２００は、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤを受信して、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ（１））を取得して、次のスキャンウィンドウを開くタイミングを計算する。イベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ（１））は、次式で示される。
Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ（１）＝ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ＋ａｄｖＤｅｌａｙ（１）

時刻Ｔ２は、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）の受信待機が開始する時刻である。時刻Ｔ２は、受信機２００が取得したイベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ（１））に応じて決定される。スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）は、受信したデータの情報に基づいて決定される。例えば、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）は、パケット中のデータ長に応じて決定される。また、後述するＣＴＥ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｔｏｎｅ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）の長さに応じて、ＣＴＥの終了時間を計算して、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）を決定してもよい。

時刻Ｔ３以降においても、変更された遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に応じたタイミングでスキャンウィンドウが開始されてよい。本例では、時刻Ｔ３において、時刻Ｔ２と同じスキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）で受信待機しているが、さらに異なるスキャンウィンドウ幅（ＳＷ３）で受信待機してもよい。

スキャンウィンドウ幅は、受信機２００が使用する３７ｃｈ（２４０２ＭＨｚ）、３８ｃｈ（２４２６ＭＨｚ）または３９ｃｈ（２４８０ＭＨｚ）のいずれかのチャネルを受信できる区間に設定される。本例のスキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）は、３７ｃｈを受信できるタイミングおよび幅に決定される。スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）をスキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）よりも短くすることにより、受信機２００の低消費電力化を実現できる。スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）は、イベント時間（Ｔ＿ａｄｖＥｖｅｎｔ）よりも短くてよい。

なお、本例の送受信システム３００では、アドバタイジング送信の頻度を特別増やすことなく受信機２００とタイミングを同期できる。これにより、受信機２００だけでなく、送信機１００の低消費電力化も実現できる。

図２Ｂは、送受信システム３００の動作フローチャートの一例を示す。本例では、図２Ａのタイミング同期方法を実行する場合の動作フローチャートの一例について説明する。

ステップＳ１００において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を決定する。ステップＳ１０２において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を送信データに挿入する。ステップＳ１０４において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に従って、アドバタイジング送信する。

ステップＳ１０６において、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を変化させて、送信データを更新する。例えば、ａｄｖＤｅｌａｙ（１）で送信した後に、ａｄｖＤｅｌａｙ（２）に変更する。ステップＳ１０８において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および変更後の遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に従って、アドバタイジング送信する。その後、ステップＳ１０６に戻ってもよい。

ステップＳ２００において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）を決定する。ステップＳ２０２において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）の区間で受信待機する。ステップＳ２０４において、送信機１００からの送信データを受信したか否かを判断する。送信機１００からの送信データを受信した場合、ステップＳ２０６に進み、送信機１００からの送信データを受信していない場合、ステップＳ２０２に戻る。ステップＳ２０４で送信データを受信できなかった場合であっても、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）が変更されることにより、送信データを受信できるタイミングに同期される。ステップＳ２０６において、受信した送信データから、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を取得して、スキャン開始時間を決定する。

ステップＳ２０８において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）の区間で受信待機する。ステップＳ２１０において、送信機１００からの送信データを受信したか否かを判断する。送信機１００からの送信データを受信した場合、ステップＳ２０８に戻り、送信機１００からの送信データを受信していない場合、ステップＳ２００に戻る。

ステップＳ２１０で送信データを受信できた場合は、受信した送信データに含まれる送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および変更後の遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）に応じたタイミングで受信待機してよい。一方、ステップＳ２１０で送信データを受信できなくなった場合は、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）による間欠受信に戻ってよい。

図３Ａは、送受信システム３００による同期方法の一例を示す。本例の送受信システム３００では、ｘｃｈ、ｙｃｈおよびｚｃｈの３つのチャネルを用いて説明する。

送信機１００は、複数のチャネルのビーコン信号を生成する。ｘｃｈ、ｙｃｈおよびｚｃｈは、互いに異なるチャネルである。ｘｃｈ、ｙｃｈおよびｚｃｈは、３７ｃｈ、３８ｃｈまたは３９ｃｈのいずれかのチャネルであってよい。送信機１００は、各チャネルのデータを予め定められた送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）で送信する。送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）は、各チャネルのデータを送信する周期である。

本例の送信機１００は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）の情報をデータフォーマット中に含ませる。送信機１００は、複数のチャネルの組み合わせを変更して、ビーコン信号を送信する。本例のデータフォーマットは、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤであるがこれに限定されない。送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）の情報には、送信チャネルの種類と送信される順番が含まれてよい。例えば、送信機１００は、送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）として、現在の第１の組み合わせと、第１の組み合わせの次に送信される第２の組み合わせをデータフォーマット中に含ませてよい。本例の第１の組み合わせは、ｘｃｈ、ｙｃｈおよびｚｃｈの順番であり、第２の組み合わせは、ｙｃｈ、ｚｃｈおよびｘｃｈの順番である。

受信機２００は、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤを受信して、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得して、次のスキャンウィンドウを開くタイミングを計算する。本例の受信機２００は、第１の組み合わせおよび第２の組み合わせの情報を取得することにより、任意のチャネルの区間に対応して受信待機することができる。

受信機２００は、ｘｃｈ、ｙｃｈまたはｚｃｈのいずれかのチャネルを受信できる区間で受信待機すればよい。本例の受信機２００は、ｙｃｈを受信する区間で受信待機している。本例の受信機２００は、不要な区間で受信待機しないので、低消費電力化を実現できる。

本例の送受信システム３００は、アドバタイジング送信のチャネルの組み合わせを変化させて送信を行っている。送信チャネルの組み合わせをランダムにすることにより、チャネル間隔のランダム性をさらに向上し、チャネル間干渉の確率をさらに低減して通信品質を向上させることができる。

図３Ｂは、送受信システム３００の動作フローチャートの一例を示す。本例では、図３Ａのタイミング同期方法を実行する場合の動作フローチャートの一例について説明する。

ステップＳ３００において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）を決定する。ステップＳ３０２において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）を送信データに挿入する。送信チャネルの組み合わせは、現在の第１の組み合わせと、第１の組み合わせの次に送信される第２の組み合わせを含んでよい。ステップＳ３０４において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）に従って、アドバタイジング送信する。

ステップＳ３０６において、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を変化させて、送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）を変更して、送信データを更新する。ステップＳ３０８において、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、変更後の遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および変更後の送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）に従って、アドバタイジング送信する。その後、ステップＳ３０６に戻ってもよい。

ステップＳ４００において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）を決定する。ステップＳ４０２において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）の区間で受信待機する。ステップＳ４０４において、送信機１００からの送信データを受信したか否かを判断する。送信機１００からの送信データを受信した場合、ステップＳ４０６に進み、送信機１００からの送信データを受信していない場合、ステップＳ４０２に戻る。ステップＳ４０６において、受信した送信データから、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得して、スキャン開始時間を決定する。

ステップＳ４０８において、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ２）の区間で受信待機する。ステップＳ４１０において、送信機１００からの送信データを受信したか否かを判断する。送信機１００からの送信データを受信した場合、ステップＳ４０８に戻り、送信機１００からの送信データを受信していない場合、ステップＳ４００に戻る。

ステップＳ４１０で送信データを受信できた場合は、受信した送信データに含まれる送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）、変更後の遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）、送信インターバル（ｃｈＩｎｔｅｒｖａｌ）および変更後の送信チャネルの組み合わせ（ｘ，ｙ，ｚ）に応じたタイミングで受信待機してよい。一方、ステップＳ４１０で送信データを受信できなくなった場合は、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）による間欠受信に戻ってよい。

図４は、送受信システム３００による同期方法の一例を示す。本例の送受信システム３００は、Ｎ台の送信機１００と、１台の受信機２００とを備える。

送受信システム３００においては、送信機１００が複数設けられる場合であっても、１台の受信機２００で間欠動作することができる。本例の送受信システム３００では、複数の送信機１００のそれぞれがビーコン信号を生成して、それぞれのビーコン信号を受信部２１０が受信する。タイミング決定部２２０は、それぞれのビーコン信号に応じて受信タイミングを決定する。

複数の送信機１００は、それぞれ、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤのデータフォーマットでアドバタイジング送信している。本例の送受信システム３００は、複数のチャネルのビーコン信号（例えば、３チャネル）を用いているが、簡略化のため、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤの送信をまとめて図示している。

送信機１００は、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）の情報をデータフォーマット中に含ませる。データフォーマットの送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）は、送信機１００ごとに異なっていてもよい。

受信機２００は、スキャンウィンドウ幅（ＳＷ１）ですべてのブロードキャストの受信が完了するまで受信を継続する。受信機２００は、送信機１００からの送信データを受信して、受信したデータに含まれるデータの送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を取得して、次のスキャンウィンドウを開くタイミングを計算する。受信機２００は、送信機１００毎にスキャンウィンドウを開くタイミングを計算してよい。受信機２００は、通信対象となった送信機１００における複数のチャネルのうち、いずれかのチャネルに対応するタイミングで受信待機する。

また、受信機２００は、スキャンウィンドウ幅を予め定められた幅に固定してもよいし、イベント毎にスキャンウィンドウ幅を変更してもよい。それぞれの送信機１００のデータ長が異なる場合、スキャンウィンドウ幅はそれぞれの送信機１００毎に最適化されてよい。本例の受信機２００は、送信機１００のデータ長に応じたスキャンウィンドウ幅ＳＷ２を設定した後に、次のイベントではスキャンウィンドウ幅ＳＷ２と異なるスキャンウィンドウ幅ＳＷ３を設定している。イベント毎にスキャンウィンドウ幅を変更することにより、さらに受信機２００の消費電力を低減できる。

本例の送受信システム３００は、複数の送信機１００を備える場合であっても、１台の受信機２００で間欠動作することができる。これにより、送受信システム３００の低電力化を実現することができる。

図５Ａは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ５．１のパケットフォーマットを示す。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ５．１は、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、アクセスアドレス（Ａｃｃｅｓｓ Ａｄｄｒｅｓｓ）、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ：Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）および巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）を含む。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ５．１は、１データのトーンを送信する区間であるＣＴＥを含む。

プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）は、１または２オクテットであってよい。１オクテットの場合、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）が８'ｈＡＡまたは８'ｈ５５である。２オクテットの場合、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）が８'ｈＡＡＡＡまたは８'ｈ５５５５である。プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）は、アクセスアドレス（Ａｃｃｅｓｓ Ａｄｄｒｅｓｓ）の最初のｂｉｔ値によって決まってよい。

アクセスアドレス（Ａｃｃｅｓｓ Ａｄｄｒｅｓｓ）は、ＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤの場合、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤのＳｙｎｃＩｎｆｏ値を設定する。それ以外のパケットは、３２'ｈ８Ｅ８９ＢＥＤ６である。

ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）のＣｈＳｅｌは、１'ｂ０である。ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）のＴｘＡｄｄは、ＡｄｖＡがパブリックアドレスであれば、１'ｂ０であり、ＡｄｖＡがランダムアドレスであれば１'ｂ１である。

ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）のＲｘＡｄｄは１'ｂ０である。ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）のＬｅｎｇｔｈはペイロード長を指定する。ＲＦＵは、Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｕｓｅを示す。

図５Ｂは、ペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）の構成の一例を示す。本例のペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）は、Ｃｏｍｍｏｎ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｄｖｅｒｔｉｓｉｎｇ Ｐａｙｌｏａｄ Ｆｏｒｍａｔの構成となる。本例のＰａｙｌｏａｄは、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤ、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤおよびＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤのペイロード構成の一例である。

表１は、規格で規定されているＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤを送信するまでのパケットフォーマットの一例を示す。

表２は、送受信システム３００で使用するパケットフォーマットの一例を示す。送受信システム３００のパケットフォーマットは、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤであってよい。送受信システム３００は、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤにＣＴＥＩｎｆｏを挿入して、ＣＴＥ送信するように設定する。また、送受信システム３００は、ＡＣＡＤまたはＡｄｖＤａｔａのいずれかに送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）と遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）の情報を含ませて送信する。

図６Ａは、比較例に係るタイミング同期方法の一例を示す。本例では、ＢＬＥビーコンのアドバタイジング送信の一例を示している。

ブロードキャスタは、ＡＤＶ＿ＮＯＮＣＯＮＮ＿ＩＮＤというビーコン送信のための送信フォーマットでアドバタイジング送信を行うＢＬＥビーコンである。但し、本例のブロードキャスタは、ＣＴＥ送信に対応していないデータフォーマットを用いている。本例のブロードキャスタは、３７ｃｈ、３８ｃｈおよび３９ｃｈの３つのチャネルを組み合わせてアドバタイジング送信して、送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）と遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）の時間経過後に次のアドバタイジング送信を行う。

スキャナまたはオブザーバは、予め定められた幅のスキャンウィンドウを開けて受信待機している。スキャナまたはオブザーバは、低消費電力化のため、間欠動作で受信待機している。

本例のタイミング同期方法では、疑似ランダム遅延を用いており、送信側はブロードキャストするだけであるので、送受信のタイミングは完全に非同期である。そのため、送受信間で同期をとることが困難であり、すべての送信を受信するためには、スキャンウィンドウを常に開けておく必要がある。したがって、比較例に係るタイミング同期方法では、消費電力を低減することができない。

図６Ｂは、比較例に係るタイミング同期方法の一例を示す。本例では、方向検知のための同期方法（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ ａｄｖｅｒｔｉｓｉｎｇ）を示している。

ブロードキャスタは、ＡｏＡおよびＡｏＤによる方向検知をするために、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤ、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤおよびＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤの３種類のフォーマットを用いている。本例の３つのフォーマットは、いずれもＣＴＥ送信に対応している。

ブロードキャスタは、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤにおいて、予め定められた情報を含むデータを送信している。本例のＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤは、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤで使用するチャネル、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤまでのオフセットおよび使用した物理層（１Ｍｂｐｓまたは２Ｍｂｐｓ）の情報を含む。本例のブロードキャスタは、３７ｃｈ、３８ｃｈおよび３９ｃｈの３つのチャネルを組み合わせてアドバタイジング送信している。

次に、ブロードキャスタは、ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤにおいて、予め定められた情報を含むデータを送信している。本例のＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤは、ＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤまでのオフセット、ＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤの送信間隔、チャネルマップ、イベントカウンタおよびアクセスするアドレスの情報を含む。本例のブロードキャスタは、ＡＤＶ＿ＥＸＴ＿ＩＮＤで使用した３７ｃｈ、３８ｃｈおよび３９ｃｈの３つのチャネル以外のデータ通信用のチャネルであるｘｃｈを使用して、アドバタイジング送信している。

そして、ブロードキャスタは、ＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤを予め定められた送信間隔で送信する。ブロードキャスタは、データ通信用のチャネルを切り替えて、ＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤを送信する。本例のブロードキャスタは、チャネルを（ｙ）ｃｈ、（ｙ＋１）ｃｈ、（ｙ＋２）ｃｈの順に変更している。

スキャナまたはオブザーバは、送信のタイミングが既知であるので、スキャンウィンドウを適切なタイミングで開けばよい。これにより、受信側の消費電力を低減できる。

しかしながら、送受信間で同期をとるために、ブロードキャスタが３種類のデータフォーマットに対応しなければならない。また、複数フォーマットの送信で送信頻度が増加するので、ブロードキャスタの消費電力を低減できない。

また、スキャナまたはオブザーバは、３種類のデータフォーマットを読解してかつ、使用するチャネルを切り替えながらスキャンウィンドウを適切に設定しなければならないので、受信処理が複雑になる。ＡＵＸ＿ＡＤＶ＿ＩＮＤおよびＡＵＸ＿ＳＹＮＣ＿ＩＮＤは、アドバタイジング送信で使用していた３７ｃｈ～３９ｃｈの３つのチャネルではなく、データ通信用のチャネルを使用する必要がある。３７ｃｈ～３９ｃｈの３つのチャネル以外のチャネルは、Ｗｉ－Ｆｉなど他の２．４ＧＨｚ帯の干渉を受けやすいので、環境によっては安定した通信ができない場合がある。

これに対して、送受信システム３００は、複数のデータフォーマットに対応することなく、タイミングを同期することができるので、送信機１００の消費電力を低減できる。また、送受信システム３００は、アドバタイジング送信チャネルを使用して、データ通信用のチャネルを使用する必要がないので、安定した通信を実現できる。さらに、送受信システム３００は、アドバタイジング送信の送信データに送信周期（ａｄｖＩｎｔｅｒｖａｌ）および遅延時間（ａｄｖＤｅｌａｙ）を含ませることにより、受信機２００の消費電力を低減できる。このように、送受信システム３００は、アドバタイジング用送信チャネルのみで方向検知を実現して、低消費電力を達成することができる。

図７は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作又は当該装置の１又は複数のセクションとして機能させることができ、又は当該操作又は当該１又は複数のセクションを実行させることができ、及び／又はコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、及びディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、及びＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０及びキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０及びＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラム又はデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１又はＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、又はＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上又はコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００・・・送信機、１１０・・・設定部、１２０・・・データ生成部、１３０・・・送信部、２００・・・受信機、２１０・・・受信部、２２０・・・タイミング決定部、３００・・・送受信システム、２２００・・・コンピュータ、２２０１・・・ＤＶＤ－ＲＯＭ、２２１０・・・ホストコントローラ、２２１２・・・ＣＰＵ、２２１４・・・ＲＡＭ、２２１６・・・グラフィックコントローラ、２２１８・・・ディスプレイデバイス、２２２０・・・入／出力コントローラ、２２２２・・・通信インタフェース、２２２４・・・ハードディスクドライブ、２２２６・・・ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ、２２３０・・・ＲＯＭ、２２４０・・・入／出力チップ、２２４２・・・キーボード

Claims (15)

1. 送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する段階と、
   前記送信機が、前記送信周期と前記遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する段階と、
   前記送信機が、前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間で前記ビーコン信号を送信する段階と、
   受信機が、前記ビーコン信号を受信し、前記イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階と
   を備えるタイミング同期方法。
2. 前記送信機が、前記遅延時間を変更する段階と、
   前記送信機が、変更された前記遅延時間を含む前記ビーコン信号を送信する段階と、
   前記受信機が、前記ビーコン信号を受信し、変更された前記遅延時間に応じた前記イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階と
   を備える
   請求項１に記載のタイミング同期方法。
3. 前記ビーコン信号を生成する段階は、複数のチャネルのビーコン信号を生成する段階を含み、
   前記送信機が、前記複数のチャネルの組み合わせを変更して、前記ビーコン信号を送信する段階を備える
   請求項１または２に記載のタイミング同期方法。
4. 前記ビーコン信号を生成する段階は、前記複数のチャネルの第１の組み合わせ、前記第１の組み合わせの次に送信される前記複数のチャネルの第２の組み合わせおよび前記複数のチャネルの送信インターバルをさらに含むデータフォーマットで前記ビーコン信号を生成する段階を含む
   請求項３に記載のタイミング同期方法。
5. 前記ビーコン信号を生成する段階は、複数の前記送信機がそれぞれ前記ビーコン信号を生成する段階を含み、
   前記受信機は、複数の前記送信機が生成したそれぞれの前記ビーコン信号に応じて受信タイミングを決定する
   請求項１から４のいずれか一項に記載のタイミング同期方法。
6. 送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する段階と、
   前記送信機が、前記送信周期と前記遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成する段階と、
   前記送信機が、前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間で前記ビーコン信号を送信する段階と
   を備える送信機を用いたタイミング同期方法。
7. 送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットで送信されたビーコン信号を受信する段階と、
   前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間に基づいて受信タイミングを決定する段階と
   を備える受信機を用いたタイミング同期方法。
8. 送信機と受信機とを備える送受信システムであって、
   前記送信機は、
   送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する設定部と、
   前記送信周期と前記遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成するデータ生成部と、
   前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間で前記ビーコン信号を送信する送信部と
   を備え、
   前記受信機は、
   前記ビーコン信号を受信する受信部と、
   前記イベント時間に基づいて受信タイミングを決定するタイミング決定部と
   を備える送受信システム。
9. 前記送信機は、前記遅延時間を変更し、変更された前記遅延時間を含む前記ビーコン信号を送信し、
   前記受信機は、前記ビーコン信号を受信し、変更された前記遅延時間に応じた前記イベント時間に基づいて受信タイミングを決定する
   請求項８に記載の送受信システム。
10. 前記送信機は、複数のチャネルのビーコン信号を生成し、前記複数のチャネルの組み合わせを変更して、前記ビーコン信号を送信する
    請求項８または９に記載の送受信システム。
11. 前記データ生成部は、前記複数のチャネルの第１の組み合わせ、前記第１の組み合わせの次に送信される前記複数のチャネルの第２の組み合わせおよび前記複数のチャネルの送信インターバルをさらに含むデータフォーマットで前記ビーコン信号を生成する
    請求項１０に記載の送受信システム。
12. それぞれが前記ビーコン信号を生成する複数の送信機を備え、
    前記受信部は、前記複数の送信機が生成したそれぞれの前記ビーコン信号を受信し、
    前記タイミング決定部は、それぞれの前記ビーコン信号に応じて受信タイミングを決定する
    請求項８から１１のいずれか一項に記載の送受信システム。
13. 送信する信号の送信周期と遅延時間とを設定する設定部と、
    前記送信周期と前記遅延時間とを含むデータフォーマットでビーコン信号を生成するデータ生成部と、
    前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間で前記ビーコン信号を送信する送信部と
    を備える送信機。
14. 送信機が送信する信号の送信周期と遅延時間とを含むデータフォーマットで送信されたビーコン信号を受信する受信部と、
    前記送信周期に前記遅延時間を加算したイベント時間に基づいて受信タイミングを決定するタイミング決定部と
    を備える受信機。
15. 請求項１から７のいずれか一項に記載のタイミング同期方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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