JP3777155B2 - 接続率の向上が可能な無線通信機器及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機器、及びそれを用いた通信方法に関し、より詳細には、コネクションモードに切り換えする際の通信の流れを改善することにより、コネクション切り換えの失敗率を低減させる無線通信機器、及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブルートゥースとは、電気通信、ネットワーキング、コンピューティング及び消費部材等の幅広い領域に亘る無線データ通信技術のコード名であり、近距離内での通信で、装置間に多数のケーブルを連結することが必要な通信技術に代わって、１つの無線連結を介して通信を行う技術である。このようなブルートゥースの無線技術が、たとえば、携帯電話やラップトップコンピュータで具現されれば、これらの装置間の通信用ケーブルが排除され、無線で通信を行うことが可能となる。このようなブルートゥースシステムを構成する個々の装置としては、プリンタ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デスクトップ、ＦＡＸ、キーボード、ジョイスティックは勿論のこと、実際には、あらゆるデジタル装置が挙げられる。
【０００３】
ブルートゥースは、一般に、最大データ転送速度が１Ｍｂｐｓ程度、最大転送距離が１０ｍ程度である。この１Ｍｂｐｓという転送速度は、ユーザが免許を取得すること無しに利用できる範疇、つまり、２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ）の周波数帯域内にある周波数であるので、簡便かつ低コストで具現できるものである。また、１０ｍという転送距離は、オフィス内でユーザが携帯している機器とデスクに設置されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）間の転送距離としては充分な距離であるという判断に基づいて定められたものである。
【０００４】
また、ブルートゥースは、比較的雑音の多いラジオ周波数帯域の環境でも動作することが可能なように考案されている。すなわち、ブルートゥースは、毎秒１６００回のチャネル切り換えを行う周波数ホッピング（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式を採用しているので、比較的雑音の多い無線周波数帯域でも安定したデータの送受信が可能である。
【０００５】
ここで、前記周波数ホッピング方式はＦＨＳＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ
Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式とも呼ばれている。このＦＨＳＳ方式では、まず、与えられた周波数帯域を複数のホッピングチャネルに割り当てて送信側で１次変調された信号（中間周波数帯域）をＲＦ周波数帯域（２．４ＧＨｚ）に周波数変換する。その際、所定の手順で互いに異なるホッピングチャネルが、前記信号に割り当てられる。このとき、前記信号に割り当てられるホッピングチャネルの変更速度が速いので、多重チャネルの干渉、及び狭帯域のインパルス性雑音の影響を低減させることができる。
【０００６】
受信端では、多数のホッピングチャネルに分散されて受信された信号を、送信端と同じ順序で連結させて元の信号を復元する。ＩＥＥＥ８０２．１１では、７９個のホッピングチャネルを使用し、各ホッピングチャネルを互いに１ＭＨｚ間隔で配置し、信号を多数のチャネル間をホッピングさせながら割り当てる際に、時間的に連続した２つのホッピングチャネル間での相互の干渉を避けるべく、少なくとも６ＭＨｚの間隔で、ホッピングチャネルの変更速度（ホッピング率）を１秒当たり２．５回以上とすることが規定されている。
【０００７】
ブルートゥースシステムは、１対１の連結のみならず、１対多の連結をもサポートするものである。このようなブルートゥースシステムにおいては、図１に示すように、複数のピコネットを一体的に組織するように連結する、あるいは、それぞれのピコネットを互いに異なった周波数を有するホッピングの順序に従って区分することが可能である。
【０００８】
ここで、ピコネットとは、１つのマスタ（親機）に対して、１つ以上のスレーブ（子機）が連結されて形成されたブルートゥースユニットの構成単位のことをいう。そして、１つのピコネットは、１つのマスタが最大で７つのスレーブを有することができる。
【０００９】
ここで、マスタは、ピコネット内のチャネルに対して全体の特性を決定づけるものである。また、マスタのブルートゥースデバイスアドレス（ＢＤ＿ＡＤＤＲ）は、周波数のホッピングシーケンスと、チャネルのアクセスコードとを決定するものである。つまり、マスタクロックは、ホッピングシーケンスの位相を決定し、タイミングを設定する。さらに、マスタは、チャネル上のトラフィックを制御する。そして、各種のデジタル機器がこのようなマスタに採用され、一旦、前記ピコネットが形成されると、そのあとで、マスタとスレーブの各役割が再び変更され得る。
【００１０】
マスタとスレーブは、基本的には１ホッピングスロット（６２５μｓ＝１／１６００秒）を単位として、時分割方式（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）によって両方向通信を実行する。そして、複数のピコネットが互いに組織的に連結されたものをスカッタネット（Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ）という。
【００１１】
図２は、マスタとスレーブ間のＴＤＤによる通信を模式的に示す図である。ここで、タイムスロットとして割り当てられた各チャネルの長さは６２５μｓである。タイムスロット数は、ピコネットマスタのブルートゥースクロックによって決定される。また、タイムスロットにより、マスタとスレーブとは択一的にパケットを転送することが可能である。つまり、マスタは偶数で表記されたタイムスロットのみでパケットを転送し、スレーブは奇数で表記されたタイムスロットのみでパケット転送するようになっている。また、マスタやスレーブによって転送されるパケットは、５つ以下のタイムスロット内で具現されることが必要である。ここで、パケットとは、ピコネットチャネルで転送されるデータの単位をいう。
【００１２】
ブルートゥースを連結した状態で電力消費量を低減化するには、マスタが、スレーブをホールドモード、スニフモード、パークモード等の状態として運用される。ここで、ホールドモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、ＡＭ＿ＡＤＤＲ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｍｂｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）を有した状態のままスリープ状態に入るモードのことをいう。
【００１３】
そして、スニフモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲを有した状態のままリッスン（ｌｉｓｔｅｎ）の間隔を長くするモードのことをいう。また、パークモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲを開放してスリープ状態に入るモードのことをいう。パークモードに移行する前に、ＰＭ＿ＡＤＤＲ（Ｐａｒｋｅｄ Ｍｅｍｂｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）またはＡＲ＿ＡＤＤＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）がマスタから与えられる。
【００１４】
ここで、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲは、メンバーアドレスで表現されて、ピコネット内に参加している活性（アクティブ）のメンバーを識別するようになっている。つまり、ピコネット内で２つ以上のスレーブが１つのマスタに無線で接続される場合、マスタは、各スレーブを区別するために、各スレーブが活性（アクティブ）化されるまでに使用される臨時の３ビットのアドレスを割り当てる。これによって、マスタとスレーブ間で交換されるパケットは、全てＡＭ＿ＡＤＤＲを運ぶ。
【００１５】
すなわち、スレーブのＡＭ＿ＡＤＤＲは、マスタからスレーブへのパケットのみならず、スレーブからマスタへのパケット全てに使用される。スレーブがマスタに連結されていないときや、スレーブがパークモード状態である場合には、割り当てられたＡＭ＿ＡＤＤＲは放棄され、マスタに再び連結されるときに新たなＡＭ＿ＡＤＤＲが割り当てられなければならない。ピコネットが１つのマスタと７つのスレーブに制限されるのは、ブルートゥース標準において、マスタが活性化されたスレーブに割り当てるアドレス（ＡＭ＿ＡＤＤＲ）が３ビットの長さに指定されているためである。すなわち、最大８つのアドレスのうち、アドレス「０００」はマスタからスレーブへのブロードキャスティング用途として使用され、残りの「００１」から「１１１」までの７つのアドレスのみを使用することができるためである。
【００１６】
新たなスレーブをマスタと連結するために、インクァイアリー及びページング過程が用いられる。インクァイアリー過程では、ブルートゥースシステム内にある機器等が各機器のアドレスとクロックを発見するようにする。ページング過程は、マスタによって周期的に実行され、スレーブをウェークアップさせる。マスタのページングに対するスレーブの応答を図３及び図４に示す。
【００１７】
図３は、スレーブがマスタの第１のページングメッセージに応答する際の初期のステップの無線接続を示す図であり、図４は、スレーブがマスタの第２のページングメッセージに応答する際の初期のステップの無線接続を示す図である。
【００１８】
マスタによって転送されたページングメッセージがスレーブによって適応的に受信されると、マスタとスレーブのホッピング周波数は同期化される。マスタとスレーブの両方は無線接続の状態を保持しながら、情報を交換するために応答ルーチンに入る。
【００１９】
ピコネット接続状態において重要な点は、マスタとスレーブとが同一のチャネルアクセスコード（ＣＡＣ）を使用するとともに、同一のチャネルホッピングシーケンスを使用して、マスタクロックとスレーブクロックとが同期化されるということである。チャネルアクセスコード及びチャネルホッピングシーケンスはマスタのＢＤ＿ＡＤＤＲから求められ、タイミングはマスタクロックによって決定される。このマスタクロックに、スレーブクロックを一時的に同期化させるために、スレーブのネイティブクロックにオフセットが加えられる。無線接続が開始されると、マスタのパラメータがマスタからスレーブに伝達される必要がある。
【００２０】
図３及び図４に示す周波数ｆ（ｋ）、ｆ（ｋ＋１）、…は、スレーブのＢＤ＿ＡＤＤＲによって決定されたページホッピングシーケンスの周波数を表す。また、周波数ｆ’（ｋ）、ｆ’（ｋ＋１）、…は、スレーブからマスタへのページ応答周波数に対応する。そして、周波数ｇ（ｍ）はチャネルホッピングシーケンスに属する。
【００２１】
表１に、マスタとスレーブとの間で交換される初期メッセージを示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
ステップ１では、マスタはページング状態にあり、スレーブはページングスキャン状態にある。スレーブがページングスキャン状態に入ると、スレーブはマスタのページホッピングシーケンスに対応するスキャン周波数を選択する。このステップで、マスタによって転送されたページメッセージ（スレーブのデバイスアクセスコード）がスレーブに到達したものと仮定する。
【００２４】
デバイスアクセスコードが認識されると、スレーブはステップ２で応答メッセージを転送する。スレーブによって転送される応答メッセージはスレーブのデバイスアクセスコードのみで構成されている。スレーブは受信したページメッセージ（スレーブＩＤパケット）の開始から６２５μｓ後に応答メッセージを転送する。この応答メッセージのホッピング周波数は受信したページメッセージが有するホッピング周波数と一致している。初期メッセージを交換する間、スレーブはマスタに情報をリターンするためにページ応答ホッピングシーケンスを使用する。応答メッセージを転送した後、スレーブのレシーバは応答メッセージが開始された後、３１２．５μｓで活性化され、マスタからＦＨＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｎｇ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）パケットを待つ（ステップ３）。
【００２５】
ここで、ＦＨＳパケットは図４に示すように、スレーブがマスタの第２ページングメッセージに応答する際には、ページメッセージが到着した後、３１２．５μｓ速く到達することが可能である。つまり、この場合には、ＲＸ／ＴＸタイミングのように６２５μｓという間隔は適用されない。
【００２６】
スレーブ応答状態でスレーブにＦＨＳパケットが受信されると、スレーブはページ応答ホッピングシーケンスを利用してＦＨＳパケットの受信を知らせるためのスレーブのデバイスアクセスコードのみから構成される応答をマスタにリターンする（ステップ４）。応答パケットの転送は、ＦＨＳパケットに基づく。また、スレーブはＦＨＳパケットから受信されたマスタのチャネルでアクセスコード及びクロックを変更する。
【００２７】
すなわち、ステップ５でスレーブは接続状態に入り、スレーブは、この時点からチャネルホッピングシーケンス及びチャネルアクセスコードを決定するために、マスタのクロック及びマスタＢＤ＿ＡＤＤＲを利用する。接続モードは、マスタで転送されるＰＯＬＬパケットによって開始される。
【００２８】
ここで、ＰＯＬＬパケットはＮＵＬＬパケットと同一の構造を有する。しかし、ＮＵＬＬパケットは応答を必要としない反面、ＰＯＬＬパケットは受信側が送信するデータがあるか無いかについて応答しなければならない。また、ＰＯＬＬパケットはそれ自体でＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）とＳＥＱＮ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）で支配される応答や再転送制御方法に影響が及ばない。ＰＯＬＬの代表的な用途は、マスタがピコネットでスレーブの存在を検査するところにある。もし、スレーブが存在するとマスタに応答する。
【００２９】
ステップ６において、スレーブはパケットのタイプに対応して応答する。ＦＨＳパケットが通報された後、割り当てられた新たな接続ＴＯ数の間にスレーブによってＰＯＬＬパケットが受信されなかったり、マスタによって応答パケットが受信されなかったりすると、マスタ及びスレーブは各々ページング及びページングスキャン状態にリターンする。
【００３０】
前記したように、ブルートゥースシステムが接続状態になるためには、接続の設定の過程において、ページ及びページスキャン過程が成功し、かつ、スレーブがマスタのクロック値を受信することが必要である。しかし、距離、障害物、ＲＦモジュールの性能等といった要因によってマスタがスレーブのＩＤパケットを受信できないときは、図５に示すように、マスタは、予め決められた数のＦＨＳパケットを送信し続ける。図５はマスタとスレーブとの無線接続の設定でエラーが発生した場合を模式的に示す図である。
【００３１】
しかし、スレーブは、既にＦＨＳパケットを受信してＩＤパケットを送信した後、チャネルホッピングシーケンスの状態に入った状態となるので、スレーブはチャネルホッピングシーケンスによるＰＯＬＬパケットを待つことになる。これによって、マスタとスレーブとの接続過程がこれ以上進行されず、一定時間が経過した後に、接続設定の過程が失敗として認識され、この接続設定の過程が終了することとなる。その結果、マスタとスレーブとは、接続の設定の過程をステップ１から再び開始する必要が生じるため、それにともなって電力の消費量が増大し、また、無線の接続される確率が低下する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、マスタとスレーブとの間における無線接続の失敗の確率を低減化することが可能な無線通信機器及びその方法を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る無線通信機器は、外部機器とデータの無線通信を行う場合に、少なくともアクセスコードの設定といずれかの機器のクロックを他方の機器のクロックに同期させる設定を含んだ無線接続の設定を行う無線通信機器であって、前記外部機器との間でデータを送受信する送受信部と、前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成する応答パケット生成部と、前記パケットを受信すると前記のように生成された応答パケットを、前記送受信部を介して前記外部機器に送信し、前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断し、この判断を行った時点より所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信する制御部と、前記応答パケットを送信する回数をカウントするカウンタと、を含んで構成され、前記制御部は、前記カウンタでカウントされた応答パケットのカウント回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化することを特徴とする（請求項１）。
【００３４】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成するステップと、前記応答パケットを前記外部機器に送信するステップと、前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断するステップと前記判断を行った時点から所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信するステップと、前記再送信の回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化するステップと、を有することを特徴とする（請求項２）。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係る無線通信機器をより詳細に説明する。
図６は、本発明に係る無線通信機器を模式的に示すブロック図である。図６に示すように、本発明に係る無線通信機器２０、３０は、送受信部２１、３１、応答パケット生成部２３、３３、制御部２５、３５、及びカウンタ２７、３７を備えて構成されている。また、本発明に係る無線通信機器２０、３０の制御部２５、３５は、ホスト４０、５０と繋がっている。
【００３６】
ここで、同一の構成要素に対して併記された参照符号のうち、２０、２１、２３、２５は、マスタとして動作する無線通信機器（以下、「マスタ」という）２０の各構成要素を示し、参照符号３０、３１、３３、３５は、スレーブとして動作する無線通信機器（以下、「スレーブ」という。）３０の構成要素を示す。スレーブ３０の各構成要素は、マスタとして動作する無線通信機器２０と同一の機能を有している。
【００３７】
送受信部２１、３１は、外部から受信した信号、たとえば、ＲＦ信号を処理して転送対象データパケットを外部に送信する。応答パケット生成部２３、３３は、外部機器から受信したデータのパケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを、前記パケットに対応させて生成する。
【００３８】
制御部２５、３５は、送受信部２１、３１を介して外部機器から所定パケットを受信すると、応答パケット生成部２３、３３から生成された応答パケットを送受信部２１、３１を通して外部機器に送信する。また、制御部２５、３５は送信した応答パケットでエラーが発生したか否かを判定する。制御部２５、３５が送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、制御部２５、３５は送信すべき応答パケットを、前記判断が行われた時点から所定時間が経過した後に、再度送信する。そして、カウンタ２７、３７は、このように送信される応答パケットの送信回数をカウントする。
【００３９】
図７は、図６に示す無線通信機器による外部通信機器との無線接続の方法を示すフローチャートである。図７を用いて、本発明に係る無線通信機器２０（図６参照）をより詳細に説明する。
【００４０】
待機状態、すなわち、外部機器と非接続の状態にある無線装置は、無線のスイッチがオフにされて、いかなるデータも転送されない非活性の状態となっている。このような外部機器と非接続の状態から外部機器と無線接続された状態に移行するにあたって、無線通信機器２０は、まず、無線接続を試みるべく、無線通信が可能な領域において、全てのブルートゥース装置を発見するためのインクァイアリー過程を試行する。一般に、このような接続を試行する無線通信機器２０がマスタとなる（以下、この無線通信機器２０を「マスタ２０」という）。また、このマスタ２０は、目的とするスレーブ３０を示すページメッセージを転送する。このとき、マスタ２０は、スレーブ３０のデバイスアクセスコードと以前のインクァイアリー手続から得たタイミング情報とを使用する。
【００４１】
マスタ２０によって転送されたページメッセージを、目的のスレーブ３０が受信すると、スレーブ３０の応答パケット生成部３３は、マスタ２０から受信したページメッセージに対応させて応答パケットを生成する（ステップＳ７０１）。このとき、応答パケット生成部３３から生成される応答パケットは、スレーブ３０のデバイスアクセスコードのみで構成することができる。このようにして応答パケット生成部３３によって生成された応答パケットは、制御部３５によって制御され、送受信部３５に転送される。
【００４２】
送受信部３５は、転送された応答パケットをマスタ２０に送信する（ステップＳ７０３）。スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットが正常にマスタ２０に転送されたか否かを判定する（ステップＳ７０５）。このとき、スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットに対応するパケットを所定時間内にマスタ２０から受信しないと、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。また、スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットに対応してマスタ２０から受信するパケットが既に受信したパケットと同一である場合にも、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。
【００４３】
スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、前記送信した応答パケットと同一内容の応答パケットを、前記判断が行われた時間から所定時間が経過した後に、再度送信するように応答パケット生成部３３及び送受信部３１を制御する（ステップＳ７０７）。このとき、スレーブ３０のカウンタ３７は、送信する応答パケットの送信回数をカウントする（ステップＳ７０９）。スレーブ３０の制御部３５は、カウンタ３７によってカウントされた送信回数が所定値に到達したか否かを検索する（ステップＳ７１１）。スレーブ３０のカウンタ３７によってカウントされた送信回数が所定値に到達しているものと判断すると、制御部３５は、マスタ２０との無線接続の設定を初期化する（ステップＳ７１３）。つまり、この場合には、制御部３５は、マスタ２０とスレーブ３０との接続を一旦終了し、マスタ２０によって再びインクァイアリー過程から無線接続の設定を開始する。
【００４４】
マスタ２０がスレーブ３０からのページメッセージに対する応答パケットを正常に受信すると、マスタ２０はマスタ応答状態に入る。すなわち、マスタ２０の応答パケット生成部２３は、スレーブ３０から受信する応答パケットに対する応答としてＦＨＳパケットを生成する（ステップＳ７０１）。このとき、マスタ２０の応答パケット生成部２３で生成されるＦＨＳパケットは、タイミング、周波数ホッピングチャネル同期化等、正確なデバイスアクセスコードによってスレーブ３０側が必要とする全ての情報を提供する。
【００４５】
マスタ２０の応答パケット生成部２３から生成するＦＨＳパケットは、マスタ２０の制御部２５によって制御され送受信部２１に転送される。マスタ２０の送受信部２１は、転送してきたＦＨＳパケットをスレーブ３０に送信する（ステップＳ７０３）。マスタ２０の制御部２５は、送信した応答パケットが正常にスレーブ３０へ転送したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。このとき、マスタ２０の制御部２５は、送信したＦＨＳパケットに対応する応答パケットが所定時間内にスレーブ３０から受信しなければ、送信したＦＨＳパケットでエラーが発生したものと判断する。
【００４６】
マスタ２０の制御部２５は、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、送信すべきＦＨＳパケットと同一内容のＦＨＳパケットを、前記判断が行われた時点から所定時間が経過した後に再度送信するように、応答パケット生成部２３及び送受信部２１を制御する（ステップＳ７０７）。このとき、マスタ２０のカウンタ２７は、送信されるＦＨＳパケットの送信回数をカウントする（ステップＳ７０９）。マスタ２０の制御部２５は、カウンタ２７によってカウントされた送信回数が所定値に到達したか否かを検索する（ステップＳ７１１）。マスタ２０の制御部２５によってカウントされた送信回数が所定値に到達したものと判定すると、制御部２５は、スレーブ３０との無線接続の設定を初期化する（ステップＳ７１３）。すなわち、制御部２５は、マスタ２０とスレーブ３０との接続を一旦終了して、再びインクァイアリー過程から無線接続の設定を開始する。
【００４７】
スレーブ３０がマスタ２０からＦＨＳパケットを正常に受信すると、スレーブ３０の応答パケット生成部３３は、マスタ２０から受信したＦＨＳパケットに対応する応答パケットを生成する（ステップＳ７０１）。このＦＨＳパケットに対応する応答パケットはマスタ２０へ送信される（ステップＳ７０３）。このような過程は図８及び図９に第１ステップから第４ステップとして示されている。
【００４８】
ここで、マスタ２０が外部機器、すなわち、スレーブ３０と無線接続するためにスレーブ３０のデバイスアクセスコードを送り出す列（ｔｒａｉｎ）をページホッピングシーケンスという。また、マスタ２０のページホッピングシーケンスに対して、スレーブ３０が自身のデバイスアクセスコードを受信し、マスタ２０にスレーブ３０自身がこれを受信したことを知らせるために自身のアクセスコードを転送することを「ページスキャン」という。また、スレーブ３０によって転送されるスレーブデバイスアクセスコードのシーケンス（列）を「スレーブによるページホッピングシーケンス」という。このときも、スレーブ３０の制御部３５は、ＦＨＳパケットに対する応答パケットがマスタ２０に正常に転送したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。その後の過程は前記と同様に構成される。スレーブ３０の制御部３５によって受信されたＦＨＳパケットに対応して送信された応答パケットが、マスタ２０へ正常に転送されたものと判定されると、マスタ２０によるページメッセージの承認が終了する。
【００４９】
マスタ２０は、スレーブ３０からＦＨＳパケットに対応する応答パケットを受信して始めてデータの送受信を開始し、スレーブ３０にデータのトラフィックを送信する（ステップＳ７１５）。この時点からマスタ２０とスレーブ３０とがデータを交換するチャネルが開設されることとなり、このように開設されたチャネルを介して交換されるデータのパケットのシーケンス（列）をチャネルホッピングシーケンスという。
【００５０】
マスタ２０がスレーブ３０に対して第１のトラフィックを送信し、スレーブ３０がこの第１のトラフィックを正常に受信すると、スレーブ３０は、自身が転送すべきデータのトラフィックをマスタ２０に転送する。このような過程により、マスタ２０とスレーブ３０との間でデータの交換が実行される（ステップＳ７１７）。
【００５１】
マスタ２０がスレーブ３０に送信した第１のトラフィックを、スレーブ３０が正常に受信しなかった場合には、スレーブ３０の制御部３５は所定時間内にマスタ２０からの応答がなかったものと認識し、自身が送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。これによって、スレーブ３０の制御部３５は、送信すべき応答パケットと同一内容の応答パケットを、前記判断が行われた時間から所定時間が経過した後に再度送信するように、送受信部３１及び応答パケット生成部３３を制御する（ステップＳ７０７）。
【００５２】
マスタ２０は、スレーブ３０によって再度送信された応答パケットを受信すると、スレーブ３０に第１のトラフィックを再度送信する。このような過程は、カウンタ２７によってカウントされる送信回数の設定範囲内で、スレーブ３０がマスタ２０によって送信される第１のトラフィックを正常に受信するまで繰り返されるが、この過程は、図８に示すステップ５、及びステップ６の繰り返しとして示されている。
【００５３】
また、図９は、スレーブ３０の制御部３５がＦＨＳパケットと第１のトラフィックに対する応答パケットでエラーが発生したものと判断した場合を示す図である。この場合、図９に示すように、スレーブ３０は、マスタ２０が送信したＦＨＳパケットを正常に受信せず、応答パケットを再送信する。スレーブ２０が再受信した応答パケットに応じて、マスタ２０はＦＨＳパケットを再送信する。そして、この場合には、ＦＨＳパケットの再送信の過程が数回程度繰り返された後、スレーブ３０は、マスタ２０によって再転送されたＦＨＳパケットを正常に受信している。しかし、マスタ２０によって送信された第１のトラフィックでもエラーが発生したものと判断される場合がある。この場合も前記と同様の過程が実行される。
【００５４】
図１０は、図６に示す外部機器との無線接続の過程の概略を示す図である。図１０に示すように、マスタ２０とスレーブ３０との非接続状態、すなわち、待機状態でマスタ２０のインクァイアリー過程、及びページ過程によってスレーブ３０のページスキャン過程が進行する。そして、スレーブ３０のページスキャン過程を通じてスレーブ３０の応答パケットがマスタ２０に転送され、スレーブ３０の応答パケットが正常に転送されたときに、マスタ２０とスレーブ３０の接続のための動作が終了する。このようにして無線接続のための動作が終了し、なおこの無線接続が保持された状態で、マスタ２０とスレーブ３０とはデータの交換を実行する。この過程で、スレーブ３０からマスタ２０への応答パケット転送が数回に亘って繰り返し実施されることにより、マスタ２０とスレーブ３０との間で行われる無線接続が成功する確率をより一層向上させることができる。
【００５５】
本発明は、前記のような特定の望ましい実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、前記した本発明に係る実施形態の各種の変形が可能であることは勿論のこと、このような本発明に係る実施形態の各種の変形は、本明細書に記載された特許請求の範囲内にある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した通りに構成される本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、無線通信機器と外部機器とが接続される過程で、パケットの転送の機会を増やし、外部機器との接続が失敗した際に、接続の設定を初期化するステップから再び開始する頻度を低減化することができる。これによって、無線接続が成功する確率が増大し、その結果として、接続の設定を初期化するステップから再び開始することにともなう電力消費量の増大を防止することが可能な無線通信機器及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ブルートゥースシステムのスカッタネットを模式的に示す図である。
【図２】 マスタとスレーブとの間において行われる時分割方式（ＴＤＤ）による通信を模式的に示す図である。
【図３】 スレーブがマスタの第１のページングメッセージに応答する際の初期の無線接続を模式的に示す図である。
【図４】 スレーブがマスタの第２のページングメッセージに応答する際の初期の無線接続を模式的に示す図である。
【図５】 マスタとスレーブとの無線接続の設定でエラーが発生した場合を模式的に示す図である。
【図６】 本発明に係る無線通信機器を模式的に示すブロック図である。
【図７】 図６に示す本発明に係る無線通信機器による外部通信機器との無線接続の方法を示すフローチャートである。
【図８】 図６に示す時分割方式（ＴＤＤ）による通信の一実施形態を模式的に示す図である。
【図９】 図６に示す時分割方式（ＴＤＤ）による通信の他の一実施形態を模式的に示す図である。
【図１０】 図６の外部機器との無線接続の過程の概略を示す図である。
【符号の説明】
２０、３０ 本発明に係る無線通信機器
２１、３１ 送受信部
２３、３３ 応答パケット生成部
２５、３５ 制御部
２７、３７ カウンタ
４０、５０ ホスト
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機器、及びそれを用いた通信方法に関し、より詳細には、コネクションモードに切り換えする際の通信の流れを改善することにより、コネクション切り換えの失敗率を低減させる無線通信機器、及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブルートゥースとは、電気通信、ネットワーキング、コンピューティング及び消費部材等の幅広い領域に亘る無線データ通信技術のコード名であり、近距離内での通信で、装置間に多数のケーブルを連結することが必要な通信技術に代わって、１つの無線連結を介して通信を行う技術である。このようなブルートゥースの無線技術が、たとえば、携帯電話やラップトップコンピュータで具現されれば、これらの装置間の通信用ケーブルが排除され、無線で通信を行うことが可能となる。このようなブルートゥースシステムを構成する個々の装置としては、プリンタ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デスクトップ、ＦＡＸ、キーボード、ジョイスティックは勿論のこと、実際には、あらゆるデジタル装置が挙げられる。
【０００３】
ブルートゥースは、一般に、最大データ転送速度が１Ｍｂｐｓ程度、最大転送距離が１０ｍ程度である。この１Ｍｂｐｓという転送速度は、ユーザが免許を取得すること無しに利用できる範疇、つまり、２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ）の周波数帯域内にある周波数であるので、簡便かつ低コストで具現できるものである。また、１０ｍという転送距離は、オフィス内でユーザが携帯している機器とデスクに設置されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）間の転送距離としては充分な距離であるという判断に基づいて定められたものである。
【０００４】
また、ブルートゥースは、比較的雑音の多いラジオ周波数帯域の環境でも動作することが可能なように考案されている。すなわち、ブルートゥースは、毎秒１６００回のチャネル切り換えを行う周波数ホッピング（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式を採用しているので、比較的雑音の多い無線周波数帯域でも安定したデータの送受信が可能である。
【０００５】
ここで、前記周波数ホッピング方式はＦＨＳＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ
Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式とも呼ばれている。このＦＨＳＳ方式では、まず、与えられた周波数帯域を複数のホッピングチャネルに割り当てて送信側で１次変調された信号（中間周波数帯域）をＲＦ周波数帯域（２．４ＧＨｚ）に周波数変換する。その際、所定の手順で互いに異なるホッピングチャネルが、前記信号に割り当てられる。このとき、前記信号に割り当てられるホッピングチャネルの変更速度が速いので、多重チャネルの干渉、及び狭帯域のインパルス性雑音の影響を低減させることができる。
【０００６】
受信端では、多数のホッピングチャネルに分散されて受信された信号を、送信端と同じ順序で連結させて元の信号を復元する。ＩＥＥＥ８０２．１１では、７９個のホッピングチャネルを使用し、各ホッピングチャネルを互いに１ＭＨｚ間隔で配置し、信号を多数のチャネル間をホッピングさせながら割り当てる際に、時間的に連続した２つのホッピングチャネル間での相互の干渉を避けるべく、少なくとも６ＭＨｚの間隔で、ホッピングチャネルの変更速度（ホッピング率）を１秒当たり２．５回以上とすることが規定されている。
【０００７】
ブルートゥースシステムは、１対１の連結のみならず、１対多の連結をもサポートするものである。このようなブルートゥースシステムにおいては、図１に示すように、複数のピコネットを一体的に組織するように連結する、あるいは、それぞれのピコネットを互いに異なった周波数を有するホッピングの順序に従って区分することが可能である。
【０００８】
ここで、ピコネットとは、１つのマスタ（親機）に対して、１つ以上のスレーブ（子機）が連結されて形成されたブルートゥースユニットの構成単位のことをいう。そして、１つのピコネットは、１つのマスタが最大で７つのスレーブを有することができる。
【０００９】
ここで、マスタは、ピコネット内のチャネルに対して全体の特性を決定づけるものである。また、マスタのブルートゥースデバイスアドレス（ＢＤ＿ＡＤＤＲ）は、周波数のホッピングシーケンスと、チャネルのアクセスコードとを決定するものである。つまり、マスタクロックは、ホッピングシーケンスの位相を決定し、タイミングを設定する。さらに、マスタは、チャネル上のトラフィックを制御する。そして、各種のデジタル機器がこのようなマスタに採用され、一旦、前記ピコネットが形成されると、そのあとで、マスタとスレーブの各役割が再び変更され得る。
【００１０】
マスタとスレーブは、基本的には１ホッピングスロット（６２５μｓ＝１／１６００秒）を単位として、時分割方式（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）によって両方向通信を実行する。そして、複数のピコネットが互いに組織的に連結されたものをスカッタネット（Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ）という。
【００１１】
図２は、マスタとスレーブ間のＴＤＤによる通信を模式的に示す図である。ここで、タイムスロットとして割り当てられた各チャネルの長さは６２５μｓである。タイムスロット数は、ピコネットマスタのブルートゥースクロックによって決定される。また、タイムスロットにより、マスタとスレーブとは択一的にパケットを転送することが可能である。つまり、マスタは偶数で表記されたタイムスロットのみでパケットを転送し、スレーブは奇数で表記されたタイムスロットのみでパケット転送するようになっている。また、マスタやスレーブによって転送されるパケットは、５つ以下のタイムスロット内で具現されることが必要である。ここで、パケットとは、ピコネットチャネルで転送されるデータの単位をいう。
【００１２】
ブルートゥースを連結した状態で電力消費量を低減化するには、マスタが、スレーブをホールドモード、スニフモード、パークモード等の状態として運用される。ここで、ホールドモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、ＡＭ＿ＡＤＤＲ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｍｂｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）を有した状態のままスリープ状態に入るモードのことをいう。
【００１３】
そして、スニフモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲを有した状態のままリッスン（ｌｉｓｔｅｎ）の間隔を長くするモードのことをいう。また、パークモードとは、マスタとスレーブが連結された状態で、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲを開放してスリープ状態に入るモードのことをいう。パークモードに移行する前に、ＰＭ＿ＡＤＤＲ（Ｐａｒｋｅｄ Ｍｅｍｂｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）またはＡＲ＿ＡＤＤＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）がマスタから与えられる。
【００１４】
ここで、前記ＡＭ＿ＡＤＤＲは、メンバーアドレスで表現されて、ピコネット内に参加している活性（アクティブ）のメンバーを識別するようになっている。つまり、ピコネット内で２つ以上のスレーブが１つのマスタに無線で接続される場合、マスタは、各スレーブを区別するために、各スレーブが活性（アクティブ）化されるまでに使用される臨時の３ビットのアドレスを割り当てる。これによって、マスタとスレーブ間で交換されるパケットは、全てＡＭ＿ＡＤＤＲを運ぶ。
【００１５】
すなわち、スレーブのＡＭ＿ＡＤＤＲは、マスタからスレーブへのパケットのみならず、スレーブからマスタへのパケット全てに使用される。スレーブがマスタに連結されていないときや、スレーブがパークモード状態である場合には、割り当てられたＡＭ＿ＡＤＤＲは放棄され、マスタに再び連結されるときに新たなＡＭ＿ＡＤＤＲが割り当てられなければならない。ピコネットが１つのマスタと７つのスレーブに制限されるのは、ブルートゥース標準において、マスタが活性化されたスレーブに割り当てるアドレス（ＡＭ＿ＡＤＤＲ）が３ビットの長さに指定されているためである。すなわち、最大８つのアドレスのうち、アドレス「０００」はマスタからスレーブへのブロードキャスティング用途として使用され、残りの「００１」から「１１１」までの７つのアドレスのみを使用することができるためである。
【００１６】
新たなスレーブをマスタと連結するために、インクァイアリー及びページング過程が用いられる。インクァイアリー過程では、ブルートゥースシステム内にある機器等が各機器のアドレスとクロックを発見するようにする。ページング過程は、マスタによって周期的に実行され、スレーブをウェークアップさせる。マスタのページングに対するスレーブの応答を図３及び図４に示す。
【００１７】
図３は、スレーブがマスタの第１のページングメッセージに応答する際の初期のステップの無線接続を示す図であり、図４は、スレーブがマスタの第２のページングメッセージに応答する際の初期のステップの無線接続を示す図である。
【００１８】
マスタによって転送されたページングメッセージがスレーブによって適応的に受信されると、マスタとスレーブのホッピング周波数は同期化される。マスタとスレーブの両方は無線接続の状態を保持しながら、情報を交換するために応答ルーチンに入る。
【００１９】
ピコネット接続状態において重要な点は、マスタとスレーブとが同一のチャネルアクセスコード（ＣＡＣ）を使用するとともに、同一のチャネルホッピングシーケンスを使用して、マスタクロックとスレーブクロックとが同期化されるということである。チャネルアクセスコード及びチャネルホッピングシーケンスはマスタのＢＤ＿ＡＤＤＲから求められ、タイミングはマスタクロックによって決定される。このマスタクロックに、スレーブクロックを一時的に同期化させるために、スレーブのネイティブクロックにオフセットが加えられる。無線接続が開始されると、マスタのパラメータがマスタからスレーブに伝達される必要がある。
【００２０】
図３及び図４に示す周波数ｆ（ｋ）、ｆ（ｋ＋１）、…は、スレーブのＢＤ＿ＡＤＤＲによって決定されたページホッピングシーケンスの周波数を表す。また、周波数ｆ’（ｋ）、ｆ’（ｋ＋１）、…は、スレーブからマスタへのページ応答周波数に対応する。そして、周波数ｇ（ｍ）はチャネルホッピングシーケンスに属する。
【００２１】
表１に、マスタとスレーブとの間で交換される初期メッセージを示す。
【００２２】
【表１】
ステップ１では、マスタはページング状態にあり、スレーブはページングスキャン状態にある。スレーブがページングスキャン状態に入ると、スレーブはマスタのページホッピングシーケンスに対応するスキャン周波数を選択する。このステップで、マスタによって転送されたページメッセージ（スレーブのデバイスアクセスコード）がスレーブに到達したものと仮定する。
【００２４】
デバイスアクセスコードが認識されると、スレーブはステップ２で応答メッセージを転送する。スレーブによって転送される応答メッセージはスレーブのデバイスアクセスコードのみで構成されている。スレーブは受信したページメッセージ（スレーブＩＤパケット）の開始から６２５μｓ後に応答メッセージを転送する。この応答メッセージのホッピング周波数は受信したページメッセージが有するホッピング周波数と一致している。初期メッセージを交換する間、スレーブはマスタに情報をリターンするためにページ応答ホッピングシーケンスを使用する。応答メッセージを転送した後、スレーブのレシーバは応答メッセージが開始された後、３１２．５μｓで活性化され、マスタからＦＨＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｎｇ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）パケットを待つ（ステップ３）。
【００２５】
ここで、ＦＨＳパケットは図４に示すように、スレーブがマスタの第２ページングメッセージに応答する際には、ページメッセージが到着した後、３１２．５μｓ速く到達することが可能である。つまり、この場合には、ＲＸ／ＴＸタイミングのように６２５μｓという間隔は適用されない。
【００２６】
スレーブ応答状態でスレーブにＦＨＳパケットが受信されると、スレーブはページ応答ホッピングシーケンスを利用してＦＨＳパケットの受信を知らせるためのスレーブのデバイスアクセスコードのみから構成される応答をマスタにリターンする（ステップ４）。応答パケットの転送は、ＦＨＳパケットに基づく。また、スレーブはＦＨＳパケットから受信されたマスタのチャネルでアクセスコード及びクロックを変更する。
【００２７】
すなわち、ステップ５でスレーブは接続状態に入り、スレーブは、この時点からチャネルホッピングシーケンス及びチャネルアクセスコードを決定するために、マスタのクロック及びマスタＢＤ＿ＡＤＤＲを利用する。接続モードは、マスタで転送されるＰＯＬＬパケットによって開始される。
【００２８】
ここで、ＰＯＬＬパケットはＮＵＬＬパケットと同一の構造を有する。しかし、ＮＵＬＬパケットは応答を必要としない反面、ＰＯＬＬパケットは受信側が送信するデータがあるか無いかについて応答しなければならない。また、ＰＯＬＬパケットはそれ自体でＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）とＳＥＱＮ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）で支配される応答や再転送制御方法に影響が及ばない。ＰＯＬＬの代表的な用途は、マスタがピコネットでスレーブの存在を検査するところにある。もし、スレーブが存在するとマスタに応答する。
【００２９】
ステップ６において、スレーブはパケットのタイプに対応して応答する。ＦＨＳパケットが通報された後、割り当てられた新たな接続ＴＯ数の間にスレーブによってＰＯＬＬパケットが受信されなかったり、マスタによって応答パケットが受信されなかったりすると、マスタ及びスレーブは各々ページング及びページングスキャン状態にリターンする。
【００３０】
前記したように、ブルートゥースシステムが接続状態になるためには、接続の設定の過程において、ページ及びページスキャン過程が成功し、かつ、スレーブがマスタのクロック値を受信することが必要である。しかし、距離、障害物、ＲＦモジュールの性能等といった要因によってマスタがスレーブのＩＤパケットを受信できないときは、図５に示すように、マスタは、予め決められた数のＦＨＳパケットを送信し続ける。図５はマスタとスレーブとの無線接続の設定でエラーが発生した場合を模式的に示す図である。
【００３１】
しかし、スレーブは、既にＦＨＳパケットを受信してＩＤパケットを送信した後、チャネルホッピングシーケンスの状態に入った状態となるので、スレーブはチャネルホッピングシーケンスによるＰＯＬＬパケットを待つことになる。これによって、マスタとスレーブとの接続過程がこれ以上進行されず、一定時間が経過した後に、接続設定の過程が失敗として認識され、この接続設定の過程が終了することとなる。その結果、マスタとスレーブとは、接続の設定の過程をステップ１から再び開始する必要が生じるため、それにともなって電力の消費量が増大し、また、無線の接続される確率が低下する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、マスタとスレーブとの間における無線接続の失敗の確率を低減化することが可能な無線通信機器及びその方法を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る無線通信機器は、外部機器とデータの無線通信を行う場合に、少なくともアクセスコードの設定といずれかの機器のクロックを他方の機器のクロックに同期させる設定を含んだ無線接続の設定を行う無線通信機器であって、前記外部機器との間でデータを送受信する送受信部と、前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成する応答パケット生成部と、前記パケットを受信すると前記のように生成された応答パケットを、前記送受信部を介して前記外部機器に送信し、前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断し、この判断を行った時点より所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信する制御部と、前記応答パケットを送信する回数をカウントするカウンタと、を含んで構成され、前記制御部は、前記カウンタでカウントされた応答パケットのカウント回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化することを特徴とする（請求項１）。
【００３４】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成するステップと、前記応答パケットを前記外部機器に送信するステップと、前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断するステップと前記判断を行った時点から所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信するステップと、前記再送信の回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化するステップと、を有することを特徴とする（請求項２）。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係る無線通信機器をより詳細に説明する。
図６は、本発明に係る無線通信機器を模式的に示すブロック図である。図６に示すように、本発明に係る無線通信機器２０、３０は、送受信部２１、３１、応答パケット生成部２３、３３、制御部２５、３５、及びカウンタ２７、３７を備えて構成されている。また、本発明に係る無線通信機器２０、３０の制御部２５、３５は、ホスト４０、５０と繋がっている。
【００３６】
ここで、同一の構成要素に対して併記された参照符号のうち、２０、２１、２３、２５は、マスタとして動作する無線通信機器（以下、「マスタ」という）２０の各構成要素を示し、参照符号３０、３１、３３、３５は、スレーブとして動作する無線通信機器（以下、「スレーブ」という。）３０の構成要素を示す。スレーブ３０の各構成要素は、マスタとして動作する無線通信機器２０と同一の機能を有している。
【００３７】
送受信部２１、３１は、外部から受信した信号、たとえば、ＲＦ信号を処理して転送対象データパケットを外部に送信する。応答パケット生成部２３、３３は、外部機器から受信したデータのパケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを、前記パケットに対応させて生成する。
【００３８】
制御部２５、３５は、送受信部２１、３１を介して外部機器から所定パケットを受信すると、応答パケット生成部２３、３３から生成された応答パケットを送受信部２１、３１を通して外部機器に送信する。また、制御部２５、３５は送信した応答パケットでエラーが発生したか否かを判定する。制御部２５、３５が送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、制御部２５、３５は送信すべき応答パケットを、前記判断が行われた時点から所定時間が経過した後に、再度送信する。そして、カウンタ２７、３７は、このように送信される応答パケットの送信回数をカウントする。
【００３９】
図７は、図６に示す無線通信機器による外部通信機器との無線接続の方法を示すフローチャートである。図７を用いて、本発明に係る無線通信機器２０（図６参照）をより詳細に説明する。
【００４０】
待機状態、すなわち、外部機器と非接続の状態にある無線装置は、無線のスイッチがオフにされて、いかなるデータも転送されない非活性の状態となっている。このような外部機器と非接続の状態から外部機器と無線接続された状態に移行するにあたって、無線通信機器２０は、まず、無線接続を試みるべく、無線通信が可能な領域において、全てのブルートゥース装置を発見するためのインクァイアリー過程を試行する。一般に、このような接続を試行する無線通信機器２０がマスタとなる（以下、この無線通信機器２０を「マスタ２０」という）。また、このマスタ２０は、目的とするスレーブ３０を示すページメッセージを転送する。このとき、マスタ２０は、スレーブ３０のデバイスアクセスコードと以前のインクァイアリー手続から得たタイミング情報とを使用する。
【００４１】
マスタ２０によって転送されたページメッセージを、目的のスレーブ３０が受信すると、スレーブ３０の応答パケット生成部３３は、マスタ２０から受信したページメッセージに対応させて応答パケットを生成する（ステップＳ７０１）。このとき、応答パケット生成部３３から生成される応答パケットは、スレーブ３０のデバイスアクセスコードのみで構成することができる。このようにして応答パケット生成部３３によって生成された応答パケットは、制御部３５によって制御され、送受信部３５に転送される。
【００４２】
送受信部３５は、転送された応答パケットをマスタ２０に送信する（ステップＳ７０３）。スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットが正常にマスタ２０に転送されたか否かを判定する（ステップＳ７０５）。このとき、スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットに対応するパケットを所定時間内にマスタ２０から受信しないと、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。また、スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットに対応してマスタ２０から受信するパケットが既に受信したパケットと同一である場合にも、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。
【００４３】
スレーブ３０の制御部３５は、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、前記送信した応答パケットと同一内容の応答パケットを、前記判断が行われた時間から所定時間が経過した後に、再度送信するように応答パケット生成部３３及び送受信部３１を制御する（ステップＳ７０７）。このとき、スレーブ３０のカウンタ３７は、送信する応答パケットの送信回数をカウントする（ステップＳ７０９）。スレーブ３０の制御部３５は、カウンタ３７によってカウントされた送信回数が所定値に到達したか否かを検索する（ステップＳ７１１）。スレーブ３０のカウンタ３７によってカウントされた送信回数が所定値に到達しているものと判断すると、制御部３５は、マスタ２０との無線接続の設定を初期化する（ステップＳ７１３）。つまり、この場合には、制御部３５は、マスタ２０とスレーブ３０との接続を一旦終了し、マスタ２０によって再びインクァイアリー過程から無線接続の設定を開始する。
【００４４】
マスタ２０がスレーブ３０からのページメッセージに対する応答パケットを正常に受信すると、マスタ２０はマスタ応答状態に入る。すなわち、マスタ２０の応答パケット生成部２３は、スレーブ３０から受信する応答パケットに対する応答としてＦＨＳパケットを生成する（ステップＳ７０１）。このとき、マスタ２０の応答パケット生成部２３で生成されるＦＨＳパケットは、タイミング、周波数ホッピングチャネル同期化等、正確なデバイスアクセスコードによってスレーブ３０側が必要とする全ての情報を提供する。
【００４５】
マスタ２０の応答パケット生成部２３から生成するＦＨＳパケットは、マスタ２０の制御部２５によって制御され送受信部２１に転送される。マスタ２０の送受信部２１は、転送してきたＦＨＳパケットをスレーブ３０に送信する（ステップＳ７０３）。マスタ２０の制御部２５は、送信した応答パケットが正常にスレーブ３０へ転送したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。このとき、マスタ２０の制御部２５は、送信したＦＨＳパケットに対応する応答パケットが所定時間内にスレーブ３０から受信しなければ、送信したＦＨＳパケットでエラーが発生したものと判断する。
【００４６】
マスタ２０の制御部２５は、送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断すると、送信すべきＦＨＳパケットと同一内容のＦＨＳパケットを、前記判断が行われた時点から所定時間が経過した後に再度送信するように、応答パケット生成部２３及び送受信部２１を制御する（ステップＳ７０７）。このとき、マスタ２０のカウンタ２７は、送信されるＦＨＳパケットの送信回数をカウントする（ステップＳ７０９）。マスタ２０の制御部２５は、カウンタ２７によってカウントされた送信回数が所定値に到達したか否かを検索する（ステップＳ７１１）。マスタ２０の制御部２５によってカウントされた送信回数が所定値に到達したものと判定すると、制御部２５は、スレーブ３０との無線接続の設定を初期化する（ステップＳ７１３）。すなわち、制御部２５は、マスタ２０とスレーブ３０との接続を一旦終了して、再びインクァイアリー過程から無線接続の設定を開始する。
【００４７】
スレーブ３０がマスタ２０からＦＨＳパケットを正常に受信すると、スレーブ３０の応答パケット生成部３３は、マスタ２０から受信したＦＨＳパケットに対応する応答パケットを生成する（ステップＳ７０１）。このＦＨＳパケットに対応する応答パケットはマスタ２０へ送信される（ステップＳ７０３）。このような過程は図８及び図９に第１ステップから第４ステップとして示されている。
【００４８】
ここで、マスタ２０が外部機器、すなわち、スレーブ３０と無線接続するためにスレーブ３０のデバイスアクセスコードを送り出す列（ｔｒａｉｎ）をページホッピングシーケンスという。また、マスタ２０のページホッピングシーケンスに対して、スレーブ３０が自身のデバイスアクセスコードを受信し、マスタ２０にスレーブ３０自身がこれを受信したことを知らせるために自身のアクセスコードを転送することを「ページスキャン」という。また、スレーブ３０によって転送されるスレーブデバイスアクセスコードのシーケンス（列）を「スレーブによるページホッピングシーケンス」という。このときも、スレーブ３０の制御部３５は、ＦＨＳパケットに対する応答パケットがマスタ２０に正常に転送したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。その後の過程は前記と同様に構成される。スレーブ３０の制御部３５によって受信されたＦＨＳパケットに対応して送信された応答パケットが、マスタ２０へ正常に転送されたものと判定されると、マスタ２０によるページメッセージの承認が終了する。
【００４９】
マスタ２０は、スレーブ３０からＦＨＳパケットに対応する応答パケットを受信して始めてデータの送受信を開始し、スレーブ３０にデータのトラフィックを送信する（ステップＳ７１５）。この時点からマスタ２０とスレーブ３０とがデータを交換するチャネルが開設されることとなり、このように開設されたチャネルを介して交換されるデータのパケットのシーケンス（列）をチャネルホッピングシーケンスという。
【００５０】
マスタ２０がスレーブ３０に対して第１のトラフィックを送信し、スレーブ３０がこの第１のトラフィックを正常に受信すると、スレーブ３０は、自身が転送すべきデータのトラフィックをマスタ２０に転送する。このような過程により、マスタ２０とスレーブ３０との間でデータの交換が実行される（ステップＳ７１７）。
【００５１】
マスタ２０がスレーブ３０に送信した第１のトラフィックを、スレーブ３０が正常に受信しなかった場合には、スレーブ３０の制御部３５は所定時間内にマスタ２０からの応答がなかったものと認識し、自身が送信した応答パケットでエラーが発生したものと判断する。これによって、スレーブ３０の制御部３５は、送信すべき応答パケットと同一内容の応答パケットを、前記判断が行われた時間から所定時間が経過した後に再度送信するように、送受信部３１及び応答パケット生成部３３を制御する（ステップＳ７０７）。
【００５２】
マスタ２０は、スレーブ３０によって再度送信された応答パケットを受信すると、スレーブ３０に第１のトラフィックを再度送信する。このような過程は、カウンタ２７によってカウントされる送信回数の設定範囲内で、スレーブ３０がマスタ２０によって送信される第１のトラフィックを正常に受信するまで繰り返されるが、この過程は、図８に示すステップ５、及びステップ６の繰り返しとして示されている。
【００５３】
また、図９は、スレーブ３０の制御部３５がＦＨＳパケットと第１のトラフィックに対する応答パケットでエラーが発生したものと判断した場合を示す図である。この場合、図９に示すように、スレーブ３０は、マスタ２０が送信したＦＨＳパケットを正常に受信せず、応答パケットを再送信する。スレーブ２０が再受信した応答パケットに応じて、マスタ２０はＦＨＳパケットを再送信する。そして、この場合には、ＦＨＳパケットの再送信の過程が数回程度繰り返された後、スレーブ３０は、マスタ２０によって再転送されたＦＨＳパケットを正常に受信している。しかし、マスタ２０によって送信された第１のトラフィックでもエラーが発生したものと判断される場合がある。この場合も前記と同様の過程が実行される。
【００５４】
図１０は、図６に示す外部機器との無線接続の過程の概略を示す図である。図１０に示すように、マスタ２０とスレーブ３０との非接続状態、すなわち、待機状態でマスタ２０のインクァイアリー過程、及びページ過程によってスレーブ３０のページスキャン過程が進行する。そして、スレーブ３０のページスキャン過程を通じてスレーブ３０の応答パケットがマスタ２０に転送され、スレーブ３０の応答パケットが正常に転送されたときに、マスタ２０とスレーブ３０の接続のための動作が終了する。このようにして無線接続のための動作が終了し、なおこの無線接続が保持された状態で、マスタ２０とスレーブ３０とはデータの交換を実行する。この過程で、スレーブ３０からマスタ２０への応答パケット転送が数回に亘って繰り返し実施されることにより、マスタ２０とスレーブ３０との間で行われる無線接続が成功する確率をより一層向上させることができる。
【００５５】
本発明は、前記のような特定の望ましい実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、前記した本発明に係る実施形態の各種の変形が可能であることは勿論のこと、このような本発明に係る実施形態の各種の変形は、本明細書に記載された特許請求の範囲内にある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した通りに構成される本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、無線通信機器と外部機器とが接続される過程で、パケットの転送の機会を増やし、外部機器との接続が失敗した際に、接続の設定を初期化するステップから再び開始する頻度を低減化することができる。これによって、無線接続が成功する確率が増大し、その結果として、接続の設定を初期化するステップから再び開始することにともなう電力消費量の増大を防止することが可能な無線通信機器及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ブルートゥースシステムのスカッタネットを模式的に示す図である。
【図２】 マスタとスレーブとの間において行われる時分割方式（ＴＤＤ）による通信を模式的に示す図である。
【図３】 スレーブがマスタの第１のページングメッセージに応答する際の初期の無線接続を模式的に示す図である。
【図４】 スレーブがマスタの第２のページングメッセージに応答する際の初期の無線接続を模式的に示す図である。
【図５】 マスタとスレーブとの無線接続の設定でエラーが発生した場合を模式的に示す図である。
【図６】 本発明に係る無線通信機器を模式的に示すブロック図である。
【図７】 図６に示す本発明に係る無線通信機器による外部通信機器との無線接続の方法を示すフローチャートである。
【図８】 図６に示す時分割方式（ＴＤＤ）による通信の一実施形態を模式的に示す図である。
【図９】 図６に示す時分割方式（ＴＤＤ）による通信の他の一実施形態を模式的に示す図である。
【図１０】 図６の外部機器との無線接続の過程の概略を示す図である。
【符号の説明】
２０、３０ 本発明に係る無線通信機器
２１、３１ 送受信部
２３、３３ 応答パケット生成部
２５、３５ 制御部
２７、３７ カウンタ
４０、５０ ホスト
Claims (2)
- 外部機器とデータの無線通信を行う場合に、少なくともアクセスコードの設定といずれかの機器のクロックを他方の機器のクロックに同期させる設定を含んだ無線接続の設定を行う無線通信機器であって、
前記外部機器との間でデータを送受信する送受信部と、
前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成する応答パケット生成部と、
前記パケットを受信すると前記のように生成された応答パケットを、前記送受信部を介して前記外部機器に送信し、前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断し、この判断を行った時点より所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信する制御部と、
前記応答パケットを送信する回数をカウントするカウンタと、を含んで構成され、
前記制御部は、前記カウンタでカウントされた応答パケットのカウント回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化することを特徴とする無線通信機器。 - 外部機器とデータの無線通信を行う場合に、少なくともアクセスコードの設定といずれかの機器のクロックを他方の機器のクロックに同期させる設定を含んだ無線接続の設定を行う無線通信機器による無線通信方法であって、
前記外部機器から送信されたデータのパケットを受信すると、前記パケットを正常に受信したことを知らせる応答パケットを生成するステップと、
前記応答パケットを前記外部機器に送信するステップと、
前記応答パケットが所定時間内に前記外部機器で受信されない場合に、送信された前記応答パケットにエラーが発生したものと判断するステップと
前記判断を行った時点から所定時間が経過した後に、前記応答パケットを再送信するステップと、
前記再送信の回数が所定値に達したときに、前記無線接続の設定を初期化するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
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