JP3902516B2 - 干渉低減用通信方法、通信システム及び通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、干渉低減に関し、特に低電力無線周波数（Low-Power Radio Frequency（ＬＰＲＦ））通信における干渉低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の電子装置の利用可能性は、これらの装置をコスト効率的に且つ容易に実現できるやり方で互いに通信させる必要を生じさせる。その様な通信は、電気伝導体を使用する有線接続により、或いは赤外線信号或いはＬＰＲＦ信号を使用する無線通信により、二人以上のユーザーの通信装置（例えば、電話機、コンピュータ、プリンタ、ファクシミリ機及びパーソナルディジタルアシスタント）間で行われることができる。多くのアプリケーションのために、ＬＰＲＦ信号は接続されている２つの装置間に見通し線を必要としないので、ＬＰＲＦ信号は好ましい。ＬＰＲＦ通信装置は、ＬＰＲＦ機能を与えるＬＰＲＦモジュールを有する。それらは、ＧＳＭ電話機などのセルラ電話機により送られる無線信号と比べると非常に弱い無線信号を送信する。従って、ＬＰＲＦ通信装置はエネルギー効率的であり、短距離と高い無線容量とを有する。
【０００３】
最近、数メートルの有効範囲を有する短距離リンクを通して複数のトランシーバー間の通信を提供するためにＬＰＲＦシステムが提案されている。“ブルートゥース”はその様なＬＰＲＦシステムのうちの１つである。このシステムは、各々１ＭＨｚの帯域幅を有する７９チャネルを備える、周波数ホッピングスペクトル拡散（Frequency Hopping Spread Spectrum（ＦＨＳＳ））システムを使用する２．４ギガヘルツのあたりの開放（非予約）無線スペクトル帯域で動作するように設計されている。ブルートゥースは、互いに通信するＬＰＲＦシステムの動作可能範囲内に位置する通信装置を目標としている。
【０００４】
ＬＰＲＦシステムでは、特にブルートゥース・システムでは、ＬＰＲＦリンク（ＬＰＲＦモジュール）の２つの終端の各々は異なる２つの状態、即ちマスター及びスレーブ、のうちのいずれか一方をとる。一方の終端は常にマスターであり、他方の終端はスレーブである。これらの状態は交換可能であり、前はスレーブであった終端は、その要求でマスターになることができ、前のマスターはスレーブとなる。
【０００５】
ＬＰＲＦリンクを通して首尾良く通信するためには、ＬＰＲＦリンクの２つの終端、或いは２つのＬＰＲＦモジュールは、各々他方が聞いているときにだけ送信をするように、その送信の時間を適切に定めなければならない。このタイミングはマスターにより制御され、それは該リンクを同期化する。リンクの同期化とは、周波数ホッピング機構がマスターのアドレスとマスターの時計によるタイミングとにより規定されるという事実を指す。１つのマスターと１つ以上のスレーブとのデータ・ネットはピコネットと呼ばれる。データは、ピコネットにおいては時分割二重通信（ＴＤＤ）を使用して交換され、それには予め定められたマスターからスレーブへのスロットとスレーブからマスターへのスロットとがある。そのスロットは、各々６２５μｓの持続時間を有する。最も単純には、単一スロット通信モードが使用され、その場合、各データ・パケットは１タイム・スロットをとる。さらに、２つの異なる複数スロット・パケット送信モードが支援され、この場合、パケットは３個又は５個のスロットを占有する。単一スロット・パケットでは、周波数は各スロット後に（各パケット後に）変更され、複数スロット・パケットでは各複数スロット・パケット後に変更される。ブルートゥースでは、主要な２つのタイプのデータ伝送リンク、即ち同期コネクション指向（Synchronous Connection-Oriented（ＳＣＯ））リンクと非同期コネクションレス（Asynchronous Connection-Less（ＡＣＬ））リンクとが使用される。これらにはいろいろなサブタイプ（sub-type）があり、それらのうちの幾つか（全部ではない）では、受信通知がそのために発せられるところのデータの送信の直後に、各バースト後に該受信通知が供給される。
【０００６】
ブルートゥースは、ピコネット間での送信の周波数或いはタイミングの集中調整を提供しない。従って、多数のピコネットが存在するときには、衝突が発生する。これらの衝突は、ブルートゥースの正常な動作の一部分であるけれども、７９個に及ぶ周波数チャネルがあり且つ各々のピコネットがそれ自身の周波数ホッピング機構を有するので、これらの衝突は耐えられるものである。従って、衝突は充分に希である。ＡＣＬリンクでは、衝突が発生したときに再送が使用され得るので、衝突は厳しい問題を生じさせない。
【０００７】
無線リレー・ネットワークも存在し、それは、実際には、二人以上のユーザーの通信装置とインターフェースすると共に通信装置間の通信を提供するリレー装置と称される特定のＬＰＲＦ通信装置を使用することにより局所ＲＦシステムの動作範囲を拡張する。ＷＯ９８／１７０３２は、多数のリレー装置が互いに無線接続されてＬＰＲＦネットワークを形成するシステムを開示している。各リレー装置は、少なくとも１つ又は２つの隣接するリレー装置とそれぞれ接続するために少なくとも１つの、典型的には２つのＬＰＲＦモジュールを有する。
【０００８】
ブルートゥースでは、各ＬＰＲＦモジュール（マスター）は７つまでのアクティブなスレーブにサービスすることができる。ＬＰＲＦ通信装置は、特にリレー装置は、２つより多いＬＰＲＦモジュールを有することが可能である。従って、同じＬＰＲＦ通信装置が同時にいろいろなタイプのリンクを使用することができる。これはＬＰＲＦシステムの能力を高め、多数のＬＰＲＦ通信装置が同時にＬＰＲＦシステムを使用することを可能にする。前述したように、リンク同期化はマスターにより決定される。換言すると、送信時間はリレー装置の一部分であるＬＰＲＦ通信モジュールによりスレーブ・モジュールのために決定される。その結果として、単一のＬＰＲＦ通信装置の数個のＬＰＲＦモジュールが異なる時に送信し受信することができる。これは、前記の単一のＬＰＲＦ通信装置の受信ＬＰＲＦモジュールに干渉する。受信ＬＰＲＦモジュールに干渉する送信の殆どは、その受信モジュールが聞いている周波数チャネルとは異なる周波数チャネルで発生するので、ＬＰＲＦ通信装置は、低下した能力でではあるけれども、依然として動作することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ブルートゥースでは、例えばＧＳＭとは異なって、分離帯域により分離された異なるアップリンク周波数領域及びダウンリンク周波数領域が無いことは注目に値する。その代わりに、各々の周波数帯域をいずれの方向にも使用することができる。これは無線資源の利用を増大させるけれども、ＬＰＲＦモジュールの送信ブランチを同じＬＰＲＦモジュールの受信ブランチから分離することを不可能にすると共に、１つのＬＰＲＦモジュールが送信することも受信することもできるけれどもその両方を同時に実行することはできない理由を説明する。さらに種々の相互変調積信号が発生し、受信ブランチに干渉する。従って、送信及び受信の周波数が異なっても１つのＬＰＲＦモジュールの送信は他のＬＰＲＦモジュールによる受信を妨げることがある。ＬＰＲＦモジュールは、隣接するＬＰＲＦモジュールの送信ブランチからの当該ＬＰＲＦモジュールの受信ブランチへのかなり強い結合に耐えられるように作られなければならない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従って、通信装置が提供され、
第１ＬＰＲＦリンクを介して第１データをバーストで送信するための第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュールと、
第２ＬＰＲＦリンクを介して第２データをバーストで送信するための第２ＬＰＲＦモジュールと、
を含む通信装置において、
第１及び第２のデータのうちの一方を選択し、他方のデータを選択されないままにしておくための処理ユニットを更に含んでおり、
その処理ユニットが、
選択されたデータの１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓を決定し、
２つのバーストの送信を同じ時間窓内に時間調整するために、選択されなかったデータの１つのバーストの送信を前記時間窓に制限するように構成されていることを特徴とする通信装置が提供される。
【００１１】
通信装置は、通信装置からの２つの異なる送信を同じ時間窓の中で発生させることにより効率的干渉低減を可能にする。これは、第１及び第２のデータのバーストについてのあり得る受信通知が制御された時間に受信され、受信通知の受信に対する通信装置自体の送信の干渉が低減されるという結果をもたらす。
【００１２】
好ましくは、処理ユニットは、更に、第１及び第２のデータの１つのバーストの送信の両方が実質的に同時に終わるように、選択されなかったデータの送信の時間を定めるように構成される。
【００１３】
送信が実質的に同時に終了することは、少なくとも殆ど、好ましくは完全に、通信装置からの第１の又は第２のデータの送信以外の時に、実質的に同時に２つの通信メッセージを受信する能力をもたらす。これは、更に、前記の第１及び第２のデータを送信するために第１ＬＰＲＦリンクも第２ＬＰＲＦリンクも使用されないでいる間に第３のＬＰＲＦリンクを介してデータを受信することを可能にする。
【００１４】
好ましくは、処理ユニットは、
第１データに第１サービス品質（ＱｏＳ）グループを割り当て、
第２データに第２のＱｏＳグループを割り当て、
第１及び第２のデータのＱｏＳグループに基づいて第１及び第２のデータのうちの一方を選択するように更に構成される。
【００１５】
好ましくは、異なるＱｏＳグループが異なる優先度を有し、第１及び第２のデータのうちの一方の前記選択がより高い優先度を有する方を選択することにより実行されるように各ＱｏＳグループは所定の優先度をもってマッピングされる。
【００１６】
ＱｏＳに基づく時間窓の選択は、通信装置が最も重要なサービスを提供することを可能にし、その理由はより低い優先度を有するデータの送信がより高い優先度を有するデータの送信時間内に限定されることにある。
【００１７】
好ましくは、第１及び第２のデータの優先度の変更を考慮に入れることができるように、処理ユニットは前記の選択されるデータと前記時間窓とを第１及び第２のデータのうちのより高い優先度を有する方に従って繰り返し決定するように構成される。
【００１８】
好ましくは、通信装置は、少なくとも１つの付加的ＬＰＲＦリンクを介して少なくとも１つの付加的データをバーストで送信するために少なくとも１つの付加的ＬＰＲＦモジュールを含む。
【００１９】
好ましくは、処理ユニットは、
少なくとも１つの付加的データについて少なくとも１つの付加的ＱｏＳグループを割り当て、
第１データ、第２データ及び少なくとも１つの付加的データのうちの最高の優先度を有する一つを選択するように更に構成される。
【００２０】
好ましくは、前記通信装置は、移動通信装置とＬＰＲＦリレー装置とから成るグループから選択される。
【００２１】
好ましくは、処理ユニットは、更に、一度に１つのＬＰＲＦモジュールが１つのチャネルで送信することのみを許すように構成される。好ましくは、送信することを許されるＬＰＲＦモジュールは優先度に基づいて選択される。代わりに、送信することを許されるＬＰＲＦモジュールはランダムに或いは循環的に選択される。
【００２２】
好ましくは、選択されたデータの１つのバーストの送信期間に対応する時間窓は、その選択されたデータの１つのバーストの送信の期間（瞬時と持続時間）である。
【００２３】
好ましくは、通信装置は、更に、第１及び第２のＬＰＲＦモジュールを所定の方式に従って異なる無線チャネルでの周波数ホッピングに合うように時間調整するために少なくとも１つのクロックを含む。
【００２４】
好ましくは、２つのＬＰＲＦモジュールが同じチャネルで同時に送信するならば、それらのうちの他方はその送信を中止するように設定される。
【００２５】
好ましくは、前記の第１及び第２のＬＰＲＦリンクはブルートゥース・リンクである。
【００２６】
好ましくは、前記の第１及び第２のＬＰＲＦモジュールは無線トランシーバーから成る。好ましくは、処理ユニットは、
連続する２つの前記時間窓の間の中間期間を決定し、
前記中間期間内で少なくとも１つの外部クライアントから無線送信されたデータを受信するように第１及び第２のＬＰＲＦモジュールを制限するように更に構成される。
【００２７】
好ましくは、第１ＬＰＲＦモジュールは時分割多元接続を用いて少なくとも２つの異なる外部クライアントと通信できるように構成される。
【００２８】
好ましくは、第２ＬＰＲＦモジュールは時分割多元接続を用いて少なくとも２つの異なる外部クライアントと通信できるように構成される。
【００２９】
好ましくは、少なくとも１つの付加的ＬＰＲＦモジュールは時分割多元接続を用いて少なくとも２つの異なる外部クライアントと通信できるように構成される。
【００３０】
好ましくは、選択されたデータの１つのバーストは１つのデータ・パケットに対応する。
【００３１】
本発明の第２の態様に従って通信方法が提供され、
第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）リンクを介して通信装置から第１データをバーストで送信するステップと、
第２ＬＰＲＦリンクを介して通信装置から第２データをバーストで送信するステップと、
を含むその通信方法において、
第１及び第２のデータのうちの一方を選択すると共に他方を選択されないままにしておくステップと、
選択されたデータの１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓を決定するステップと、
選択されなかったデータの１つのバーストの送信を前記時間窓に制限するステップと、
を更に含んでいることを特徴とする方法が提供される。
【００３２】
この方法は、通信装置からの２つの異なる送信を強制的に同じ時間窓内に置くことにより効率的干渉低減を可能にする。この結果として、第１及び第２のデータのバーストについてのあり得る受信通知が制御される時間に受信され、それらの受信に対する通信装置自体の送信による干渉が低減される。
【００３３】
好ましくは、この方法は、第１及び第２のデータの１つのバーストの両方の送信が実質的に同時に終了するように、選択されなかったデータの送信を時間調整するステップを更に含む。
【００３４】
好ましくは、この方法は、
前記の第１データの送信を第１ＬＰＲＦモジュールにより実行するステップと、
前記の第２データの送信を第２ＬＰＲＦモジュールにより実行するステップと、
第１データに第１サービス品質（ＱｏＳ）グループを割り当てるステップと、
第２データに第２ＱｏＳグループを割り当てるステップと、
第１及び第２のデータのＱｏＳグループに基づいて第１及び第２のデータの一方を選択するステップと、
を更に含む。
【００３５】
好ましくは、ＬＰＲＦモジュールの各々は少なくとも１つの割り当てられたＱｏＳグループを有し、前記の第１及び第２のデータは、そのデータが属するＱｏＳグループを有するＬＰＲＦモジュールに割り当てられる。
【００３６】
好ましくは、各ＱｏＳグループは所定優先度をもってマッピングされ、異なるＱｏＳグループは異なる優先度を有し、第１及び第２のデータの一方の前記選択は、より高い優先度を有する方を選択することにより実行される。
【００３７】
第１及び第２のデータのＱｏＳグループに基づく前記時間窓の決定は、通信装置があり得る最高の優先度を提供することを可能にするが、その理由は、より低い優先度を有するデータの送信がより高い優先度を有するデータの送信時間内に制限されることにある。
【００３８】
好ましくは、第１及び第２のデータのうちのより高い優先度を有する方に従って前記時間窓を決定することは、第１及び第２のデータの優先度の変更を考慮に入れることができるように繰り返し行われる。
【００３９】
好ましくは、この方法は、少なくとも１つの付加的ＬＰＲＦリンクを介して通信装置から少なくとも１つの付加的データをバーストで送信することを更に含む。
【００４０】
好ましくは、この方法は、
少なくとも１つの付加的データの前記送信を少なくとも１つの付加的ＬＰＲＦモジュールにより実行するステップと、
少なくとも１つの付加的データに少なくとも１つの付加的ＱｏＳグループを割り当てるステップと、
第１データ、第２データ及び少なくとも１つの付加的データのＱｏＳグループに基づいて第１データ、第２データ及び少なくとも１つの付加的データのうちの１つに従って前記時間窓を決定するステップと、
を更に含む。
【００４１】
好ましくは、前記通信装置は、移動通信装置及びＬＰＲＦリレー装置から成るグループから選択される。
【００４２】
好ましくは、前記第１及び第２のＬＰＲＦリンクはブルートゥース・リンクである。
【００４３】
好ましくは、この方法は、
少なくとも１つの外部クライアントによりデータを通信装置に送信するステップと、
２つの連続する前記時間窓の間の中間期間を決定するステップと、
少なくとも１つの外部クライアントによるデータの送信を前記の中間期間に制限するステップと、
を更に含む。
【００４４】
本発明の第３の態様に従って第１、第２及び第３の通信装置を有する通信システムが提供され、前記の第２及び第３の通信装置は第１通信装置と通信をするための低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュールを各々含んでおり、第１通信装置が、
第１ＬＰＲＦリンクを介して第１データを第２通信装置へバーストで送信するための第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュールと、
第２ＬＰＲＦリンクを介して第２データを第３通信装置へバーストで送信するための第２ＬＰＲＦモジュールと、
を含む通信システムにおいて、
通信装置は第１及び第２のデータのうちの一方を選択し、他方を選択されないままにしておくための処理ユニットを更に含み、
処理ユニットが、
選択されたデータの１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓を決定し、
選択されなかったデータの１つのバーストの送信を前記時間窓に制限するように構成されていることを特徴とする通信システムが提供される。
【００４５】
第１及び第２のＬＰＲＦモジュールは同じ時間窓の中で送信をし、それは第１及び第２のＬＰＲＦモジュールのうちの一方による送信を完全に止めることができ、第１及び第２のＬＰＲＦモジュールのうちの他方はデータを受信しようと試みる。その結果として、第１通信装置は、安価で簡単な第１及び第２のＬＰＲＦモジュールを用いて構成されることができる。
【００４６】
好ましくは、前記第１通信装置はＬＰＲＦリレー装置である。
【００４７】
好ましくは、第２及び第３の通信装置のうちの少なくとも一方は移動通信装置である。
【００４８】
本発明の第４の態様に従って通信装置を制御するためのコンピュータ・プログラムが提供され、
通信装置に第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）リンクを介して通信装置から第１データをバーストで送信させるコンピュータ・プログラム・コードと、
通信装置に第２ＬＰＲＦリンクを介して通信装置から第２データをバーストで送信させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
を含んでいるコンピュータ・プログラムにおいて、
通信装置に第１及び第２のデータのうちの一方を選択させると共に他方のデータを選択されないままにさせておくためのコンピュータ・プログラム・コードと、
通信装置に選択されたデータの１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓を決定させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
通信装置に選択されなかったデータの１つのバーストの送信を前記時間窓に限定させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
を更に含むことを特徴とするコンピュータ・プログラムが提供される。
【００４９】
１つの態様の実施例は本発明のいろいろな他の態様にも当てはまる。簡潔にするために、本発明の全ての態様と関連して全ての実施例が繰り返されてはいない。熟練した読者は、第１の態様及びその実施例の利点に基づいていろいろな態様及び実施例の利点を認めるであろう。
【００５０】
次に、添付図面を参照して、例示により、本発明を説明する。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の好ましい実施例に従う通信装置（第１通信装置、ブルートゥース・リレー装置）１０のブロック図を示す。このリレー装置は処理ユニットＰＵ１（例えば、マイクロプロセッサ、マスター処理ユニット又はディジタル信号プロセッサ）を含み、これはメモリーＭＥＭ１に蓄積されているソフトウェアＳＷ１に従って装置の動作を制御する。装置は、更に、トランシーバー回路（ＴＲＸ１・・・ＴＲＸ４）と、そのトランシーバー回路の動作の時間を調整するためのクロック（ＣＬＫ１・・・ＣＬＫ４）とを有するいくつかの低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュール（ブルートゥース・モジュール）ＢＴ１・・・ＢＴ４を有する。ブルートゥースでは、スレーブの動作はマスターのクロックと一致するように同期化され、それらは協同することができる。ここでは、この運用性はＢＴ１・・・ＢＴ４のうちのいずれか１つが残りのＢＴ１・・・ＢＴ４の刻時（clocking）を制御することを可能にするのに利用される。
【００５２】
ＰＵ１は、次に説明するようにブルートゥース・モジュールを制御する。
【００５３】
図２は、典型的な通信システム２０を参照することにより図１のブルートゥース・リレー装置１０の動作の略図を示す。通信システム２０では、５個のスレーブ２２〜２６がブルートゥース・リレー装置１０の有効範囲内にある。それらは、各々、ブルートゥース・モジュールＢＴ１〜ＢＴ４のうちの１つとの接続を有する。ＢＴ１は主マスター・ブルートゥース・モジュールとして定められていて、それは、１つのブルートゥース・モジュールが同じブルートゥース・リレー装置の他のブルートゥース・モジュールが送信をしている間はデータを受信しないように他の全てのブルートゥース・モジュールの送信時間を制御する。主マスターが他の全てのブルートゥース・モジュールの送信時間を制御することを可能にするために、これらの他のブルートゥース・モジュールは、スレーブのではなくてマスターの役割を引き受けるように構成されている。
【００５４】
典型的には、他のいずれのブルートゥース・モジュール（例えば、ＢＴ１〜ＢＴ３）による同時送信が生じないようにデータの受信は各々のブルートゥース・モジュール（例えば、ＢＴ４）で決定される。次に、図４を参照して本発明に従って主マスター・ブルートゥース・モジュールを定める手順を説明する。
【００５５】
本発明の代わりの実施例では、ブルートゥース・モジュールのうちの１つ以上がスレーブとして動作することを許されることができる。しかし、この場合には、その様なモジュールの送信のタイミングを主マスターにより制御することはできないので、１つのモジュールによる受信が他のモジュールによる送信と同時に生じることがある。従って、干渉の低減は達成されるけれども、リレー装置内で送信ブランチと受信ブランチとの間の何らかの接続が生じることがある。
【００５６】
図３は、図１のブルートゥース・リレー装置からの複数スロット送信のタイミング・チャートを示す。このタイミング・チャートは図６に示されているプロセスと密接に関連している。このタイミング・チャートは、ＢＴ１がたまたま主マスターであって、それが５個のタイムスロットを占める５スロットの長さのパケットをバーストで送る場合を表している。ブルートゥースでは、スレーブからの受信は典型的には、送信直後のスロットで続く。各モジュールＢＴ１〜ＢＴ４は３１〜３４と称されるパケットを対応的に送る。各パケット３１、３２及び３４の送信直後に、対応的にパケット３５、３６及び３８がスレーブから受信される。パケット３１の送信中（或いは送信時間窓ＴＷ）である主マスターによるパケットの送信中に送られるように各パケット３２〜３４は時間調整される。
【００５７】
送信時間窓は、パケット３１が送られる期間である。典型的には、その窓は、パケット３１のデータの１ビットを送信するためにかかる期間の精度でこの期間に一致する。
【００５８】
本発明の代わりの実施例では、この送信時間窓は僅かに異なっていて、パケット３１の送信の時間とは１ビット以上の持続時間だけ異なっている。その様な差は、パケットに含まれている実際のヘッダまたはペイロード・データを危険にさらすことなく幾つかの先行ビット（例えばプリアンブル）に影響を及ぼすだけであるならば、冗長障害を引き起こすことがある。
【００５９】
パケット３３は、受信が応答としては期待されない種類（例えば、放送またはヌル）のものである。従って、パケット３３は、もしパケット３１の送信の間に（或いは送信時間窓ＴＷ内で）完全に送られるとすれば、５個の送信スロットのうちのどれで送られても良い。
【００６０】
パケット３３の送信は、それに続く受信されるパケットが無いので、必ずしもパケット３１と同じスロットで終わらなくても良い。その代わりに、パケット３２及び３４の直後には受信されるパケット３６及び３８が続いている。これらのパケットが受信時間窓ＲＷ内の正しい時間に受信されるようにスレーブに強制してこれらのパケットを送信させるために、パケット３２及び３４は常にパケット３１と同じスロットで終わる。図３においては、受信時間窓ＲＷは１タイム・スロットの長さである。
【００６１】
パケットのタイミングは、受信時間窓ＲＷ内での、或いはブルートゥース・リレー装置のモジュールＢＴ１〜ＢＴ４のいずれもが送信をしていない間でのパケットのよく調整された受信を可能にする。従って、これらのモジュールの受信装置側は、正に同じリレー装置での他のモジュールによる無線送信を許容する必要はないので、単純にされることができる。更に、誤り率が減少させられる。このことは、エラーの発生がトラフィックの増大をもたらし、従ってより多くの衝突を引き起こし、容易にネットワークを輻輳状態に導く高トラフィック状態では、特に有利である。
【００６２】
送信スロットの同期化は、５スロット長最大送信時間窓の例で説明されている。対応的に、送信後にデータを受信するために複数のスロットが確保されるように本発明を応用することもできることが理解されるべきである。この場合、全ての受信スロット（受信時間窓ＲＷ）の間データの送信は止められ、スレーブはどの受信スロットででもデータをリレー装置に送ることができる（好ましくは、受信が次の送信時間窓ＴＷの直前に終了するように）。マスター即ちブルートゥースリレー装置のモジュールＢＴ１〜ＢＴ４は、受信時間窓ＲＷの間は送信することを許されない。受信時間窓ＲＷの決定は、典型的には、次に説明されるデータの送信として同様のＱｏＳ考慮事項に従う。
【００６３】
次に主マスターを決定する手順について説明する。熟練した読者が理解するように、前述のことに基づいて、他の全てのブルートゥース・モジュールの送信は主マスターにより使用されるスロットに限定される。更に、いろいろなブルートゥース・モジュールは、各々、実際上同じ瞬間に、即ち実質的に同時に、タイムスロットを開始するように、各々同期化される。更に、各ブルートゥース・モジュールによる受信は、主マスター（他のどのモジュールとも同じく）が送信をしていないときに、行われるように取り決められる。従って、主マスターのパケットの長さは、任意のブルートゥース・モジュールにより送られる全てのパケットの最大長さである送信時間窓ＴＷを決定する。
【００６４】
本発明の実施例に従って、最適の主マスターを選択する目的で、いろいろなＱｏＳグループがいろいろな優先度をもってマッピングされる。このマッピングは、例えば、主として高いデータ転送速度の方を選び、副次的には低速接続よりも高速接続（低伝送遅延）の方を選ぶことにより、或いはその逆により、実行されることができる。主マスターの選択はＰＵ１により実行される。下記は、本発明の２つの異なる実施例に従って主マスターを選択するための異なる優先度を伴うＱｏＳグループのマッピングを示す表である。
表１ 本発明の２つの異なる実施例に従って主マスターを選択するための異なる優先度を伴うＱｏＳグループのマッピング
【表１】

【００６５】
ブルートゥース・モジュールの各々は、動作時に多数のブルートゥース・リンクを有することができる。各モジュールについての優先度は、最高優先度送信のために使用されるリンクに従って定められる。
【００６６】
一つの好ましい実施例はより簡単なアプローチをとり、その場合、ＢＴ１は常に主マスターであり他のブルートゥース・モジュールＢＴ２〜ＢＴ４は決まった順位の優先度を有するが、処理ユニットＰＵ１はデータの送信及び受信のために使用される時間窓（ＴＷ、ＲＷ）を定めるためにＱｏＳグループに基づいて適切なモジュールに異なった通信メッセージを割り当てる。この実施例は、単一のクロック制御経路を必要とするので、リレー装置１０の構造を大幅に簡略化する。このアプローチは、全てのブルートゥース・モジュールが３６０°の電波を有するときに、即ち指向性アンテナが使用されないときに、特に有益である。
【００６７】
リレー装置１０は、最高の優先度（表１では最小の数）を有するブルートゥース・モジュールを探す。２つ以上のブルートゥース・モジュールが同じＱｏＳグループを、従って同じ優先数を有するならば、第２の基準を適用しなければならない。例えば、ＢＴ１がＱｏＳグループ２で進行中の最高優先度送信を有し、ＢＴ２が同じＱｏＳグループ２で進行中の最高優先度送信を有し、ＢＴ３及びＢＴ４が対応する送信をそれぞれＱｏＳグループ３及び４で有すると仮定しよう。また一方では、もし同一の優先度及び同一のスロット必要条件を各々有する２つ以上のブルートゥース・モジュールがあるならば、それらのうちのいずれか１つが、その他の送信が異なるように時間調整されなくても良いので、主マスターとして選択されることができる。しかし、主マスターとして選択される同様の機会を全てのブルートゥース・モジュールに与えるために主マスターをランダムに或いは循環的に選択することが好ましい。
【００６８】
いろいろなブルートゥース・モジュールの送信は典型的には時間と共に変化し、その相互の優先度の順序が変化することがあることに留意しなければならない。優先度が変化した後、主マスターの選択は更新される、即ち再び実行される。
【００６９】
図４は、サービス品質（ＱｏＳ）スケジューリングが使用されるときの図１のブルートゥース・リレー装置のいろいろなプロトコル層の相互動作の略図を示している。図４では、ブルートゥース・モジュールＢＴ１・・・ＢＴ４は、それらの優先度の順に配列されており、主マスターは第１の、ＢＴＡと称されるものであり、それに続くブルートゥース・モジュールはＢＴＢ、ＢＴＣ及びＢＴＤと称される。ＢＴＡ・・・ＢＴＤの各々は、Ｌ２ＣＡＰ層、ＨＣＩ層、ＬＭＰ層、ベースバンド層、及びＲＦ層を有する。好ましい実施例の場合には、ＢＴ１はいつも最高優先度ＱｏＳグループに割り当てられていて、ＢＴ１はＢＴＡに等しく、ＢＴ２はＢＴＢに等しい、等々である。
【００７０】
図１に示されているように、全てのモジュールはブルートゥース・モジュールのクロックのいろいろな変化を結合させることを可能とするクロック信号経路を有する。図４では、主マスター（ＢＴＡと称される）は他のブルートゥース・モジュール（ＢＴＢ、ＢＴＣ及びＢＴＤ）と接続されている。従って、主マスターのベースバンド層は全てのブルートゥース・モジュールのベースバンド層を制御する。同様に、ＢＴＡのＬＭＰ及びＨＣＩ（ホスト・コントローラ・インターフェース（Host Controller Interface））層は、ＢＴＢ、ＢＴＣ及びＢＴＤの対応する層を制御する。ブルートゥース・モジュールＢＴＡ・・・ＢＴＤは、Ｌ２ＣＡＰ（論理リンク制御及び適応プロトコル（Logical Link Control and Adaptation Protocol））層を更に有する。これらの層とその使用法とは従来技術から、例えばブルートゥースから、良く知られているので、これらについてはこれ以上は説明しない。図５において、各ブルートゥース・モジュールは前述の層の全てを別々に有しており、そのことは、これらの層を提供する基本ブルートゥース・チップを使用することによりシステムを容易に構成することを可能にしている。単一のプロトコル・スタックが多数のブルートゥース・モジュールを制御する代わりのものについて次に説明する。
【００７１】
図５は、代わりの実施例に従って、サービス品質（ＱｏＳ）スケジューリングが使用されるときの図１のブルートゥース・リレー装置１０のいろいろなアプリケーション層の相互動作の略図を示している。単一のプロトコル・スタック５１がＬ２ＣＡＰ層、ＨＣＩ層及びＬＭＰ層を含んでいて、複数のブルートゥース・モジュールの動作を制御する。ここではそれは全てのブルートゥース・モジュールを制御するけれども、更に他の代わりの（ハイブリッド）実施例では互いに接続された２つ以上の共有されるブルートゥース・プロトコル・スタックがあって、各々少なくとも２つの異なるブルートゥース・モジュールを制御する。これらの共有されるスタックは、それらのうちの１つがブルートゥース・モジュールのデータ通信を同期化するために他の共有される１つ又は複数のスタックにタイミングを供給することができるように、互いに接続されている。
【００７２】
単一のブルートゥース・プロトコル・スタックが全てのブルートゥース・モジュールを制御することの利点は、この様にグループ化されているブルートゥース・モジュールの各々についてタイミング及び送信を単純に制御し得ることである。リレー装置１０のいろいろなブルートゥース・モジュールに層論理を分配する代わりに層論理を単一のユニットに集中させることができるので、回路を更に縮小させることができるかも知れない。
【００７３】
図６は、図１のブルートゥース・リレー装置の動作を説明するフローチャートを示している。破線で描かれている箱７０により提示されている更なる衝突回避処理手順を用いることにより、さらなる利点が得られる。図６は下記のステップを有する：
６１．処理手順の開始
６２．各ブルートゥース・モジュールＢＴ１〜ＢＴ４で行われる送信に優先度をマッピングする。
６３．各ブルートゥース・モジュールについてそのブルートゥース・モジュールが有する進行中の送信の最高優先度に等しい優先度を設定する。
６４．セットされた優先度の順にブルートゥース・モジュールを配列する（図４におけるＢＴＡ・・・ＢＴＤのように）。
６５．２つ以上のブルートゥース・モジュールがステップ６４の結果としての順で第１の場所を共有しているか否か調べる。もし共有していなければ、ステップ６７へジャンプする。
６６．第１の場所を共有しているブルートゥース・モジュールのうちから１つのブルートゥース・モジュールを選び、その優先度を進める。
６７．第１の場所を有する唯一のブルートゥース・モジュールを主マスター（ＢＴＡ）として選択する。その後、新しい一巡のためにステップ６２に戻る。
７０．更なる処理（オプション機能）
【００７４】
図７は、代わりの実施例に従って、図６のプロセスに追加する手順７０を示している。この手順は、図６及び７に示されているように、ポイント（Ａ）から始まり（Ｂ）で終わる。この追加手順７０は次のステップを含む：
７１．リレー装置の２つ以上のブルートゥース・モジュールが同じタイムスロットの期間中に同じチャネルで送信するか否か調べる。もしそうならば、次のサブステップを実行する：
７２．その送信のうちのどれが実行を許されるべきか決定する（例えば、優先度を使用することにより又は無作為選択により）。
７３．許された送信を可能にする。
７４．同じ周波数での及び同じタイムスロットでの他の送信を止める。
７５．その他の送信がいろいろな異なるタイムスロット内で送られる通信メッセージを含んでいるならば、その送信を他の許容され得るタイムスロットで実行する。
【００７５】
この代わりの実施例は、リレー装置１０が達することのできるスループットを向上させ、エラーを少なくする。ブルートゥースではタイムスロットの長さは僅か６２５マイクロ秒に過ぎないので、送信に強制的にもう１つのタイムスロットを待たせてもその送信を使用するサービスをひどく低下させることにはならない。
【００７６】
本発明の特定の具体化及び実施例が記載されてきた。本発明は上記の実施例の詳細には限定されず、本発明の特徴から逸脱することなく同等の手段を用いて他の実施例で実施され得るということは当業者にとっては明らかなことである。本発明の範囲は、特許請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例に従うブルートゥース・リレー装置のブロック図を示す図である。
【図２】図１のブルートゥース・リレー装置の動作の略図を示す図である。
【図３】図１のブルートゥース・リレー装置からの送信のタイミングチャートを示す図である。
【図４】図１のブルートゥース・リレー装置のサービス品質（ＱｏＳ）スケジューリングの略図を示す図である。
【図５】本発明の代わりの実施例に従うブルートゥース・リレー装置のサービス品質（ＱｏＳ）スケジューリングの略図を示す図である。
【図６】図１のブルートゥース・リレー装置の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図７】代わりの実施例に従う、図６のプロセスに追加する手順を示す図である。
【符号の説明】
１０…通信装置（第１通信装置、ブルートゥース・リレー装置）
２０…通信システム
２２…第２通信装置（スレーブ）
２３…第３通信装置（外部クライアント、スレーブ）
２４…外部クライアント（スレーブ）
２５，２６…スレーブ
ＢＴ１〜ＢＴ４…低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュール（ブルートゥース・モジュール）
ＰＵ１…処理ユニット

Claims (17)

1. 通信装置（１０）であって、第１データ（３１）を第１ＬＰＲＦリンクを介してバーストで送信するための第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュール（ＢＴ１）と、
   第２データ（３２）を第２ＬＰＲＦリンクを介してバーストで送信するための第２ＬＰＲＦモジュール（ＢＴ２）と、を含む前記通信装置（１０）において、
   前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの一方（３１）を選択し、他方のデータ（３２）を選択されないままにしておくための処理ユニット（ＰＵ１）を更に含み、
   前記処理ユニット（ＰＵ１）は、
   前記選択されたデータ（３１）の１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓（ＴＷ）を決定し、
   ２つのバーストの送信を同じ時間窓（ＴＷ）内に時間調整するために、前記選択されなかったデータ（３２）の１つのバーストの送信を前記時間窓（ＴＷ）に制限するように構成されていることを特徴とする通信装置。
2. 前記処理ユニット（ＰＵ１）が、前記第１データ（３１）の１つのバーストと前記第２データ（３２）の１つのバーストとの送信が実質的に同時に終了するように、前記選択されなかったデータ（３２）の送信の時間を調整するように更に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記処理ユニット（ＰＵ１）が、
   前記第１データ（３１）に第１サービス品質（ＱｏＳ）グループを割り当て、
   前記第２データ（３２）に第２ＱｏＳグループを割り当て、
   前記第１及び第２のデータのＱｏＳグループに基づいて前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの一方（３１）を選択するように更に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 異なるＱｏＳグループが異なる優先度を有し、前記第１及び第２のデータの一方の前記選択が、より高い優先度を有する方を選択することにより実行されるように各ＱｏＳグループは所定の優先度をもってマッピングされることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記処理ユニット（ＰＵ１）が、前記第１及び第２のデータ（３１、３２）の優先度の変化を考慮するように、前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちのより高い優先度を有する一方（３１）に従って前記選択されるデータと前記時間窓（ＴＷ）とを繰り返し決定するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 少なくとも１つの付加的なデータ（３３、３４）を少なくとも１つの付加的なＬＰＲＦリンクを介してバーストで送信するための少なくとも１つの付加的なＬＰＲＦモジュール（ＢＴ３、ＢＴ４）を更に含み、
   前記処理ユニット（ＰＵ１）が、
   前記少なくとも１つの付加的なデータ（３３、３４）に少なくとも１つの付加的なＱｏＳグループを割り当て、
   前記第１のデータ、前記第２のデータ及び前記少なくとも１つの付加的なデータ（３１、３２、３３）のうちから最高の優先度を有する１つ（３１）を選択するように更に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
7. 移動通信装置又はＬＰＲＦリレー装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の通信装置。
8. 前記処理ユニット（ＰＵ１）が、一度に唯一のＬＰＲＦモジュール（ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４）が１つのチャネルで送信することを可能にするように更に構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の通信装置。
9. 前記第１及び第２ＬＰＲＦリンクがブルートゥース・リンクであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の通信装置。
10. 第１、第２及び第３の通信装置（１０、２２、２３）を有する通信システムであって、前記第２及び第３の通信装置（２２、２３）は前記第１通信装置（１０）と通信をするための低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）モジュールを各々含んでおり、前記第１通信装置（１０）は、
    第１ＬＰＲＦリンクを介して第１データ（３１）を前記第２通信装置（２２）へバーストで送信するための第１ＬＰＲＦモジュール（ＢＴ１）と、
    第２ＬＰＲＦリンクを介して第２データ（３２）を前記第３通信装置（２３）へバーストで送信するための第２ＬＰＲＦモジュール（ＢＴ２）と、を含む通信システムにおいて、
    前記第１通信装置（１０）は前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの一方（３１）を選択し、他方のデータ（３２）を選択されないままにしておくための処理ユニット（ＰＵ１）を更に含み、
    前記処理ユニット（ＰＵ１）は、
    前記選択されたデータ（３１）の１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓（ＴＷ）を決定し、
    ２つのバーストの送信を同じ時間窓（ＴＷ）内に時間調整するために前記選択されなかったデータ（３２）の１つのバーストの送信を前記時間窓（ＴＷ）に制限するように構成されていることを特徴とする通信システム。
11. 前記第１通信装置（１０）がＬＰＲＦリレー装置であることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
12. 前記第２及び第３の通信装置（２２、２３）のうちの少なくとも一方は移動通信装置であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通信システム。
13. 通信方法であって、
    第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）リンクを介して通信装置（１０）から第１データ（３１）をバーストで送信するステップと、
    第２ＬＰＲＦリンクを介して前記通信装置（１０）から第２データ（３２）をバーストで送信するステップ（７３）と、
    を含む通信方法において、
    前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの一方（３１）を選択する（６７）と共に他方のデータ（３２）を選択されないままにしておき、
    前記選択されたデータ（３１）の１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓（ＴＷ）を決定し、
    ２つのバーストの送信を同じ時間窓（ＴＷ）内に時間調整するために前記選択されなかったデータ（３２）の１つのバーストの送信を前記時間窓（ＴＷ）に制限するステップと、を更に含むことを特徴とする通信方法。
14. 前記第１及び第２のデータ（３１、３２）の１つのバーストの両方の送信が実質的に同時に終了するように前記選択されなかったデータ（３２）の送信を時間調整するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１データ（３１）の送信を第１ＬＰＲＦモジュールにより実行するステップと、
    前記第２データ（３２）の送信を第２ＬＰＲＦモジュールにより実行するステップと、
    前記第１データ（３１）のために第１サービス品質（ＱｏＳ）グループを割り当てるステップと、
    前記第２データ（３２）のために第２ＱｏＳグループを割り当てるステップと、
    前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの、より高い優先度を有する一方（３１）を選択するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 少なくとも１つの外部クライアント（２３、２４）によりデータを前記通信装置へ送信するステップと、
    連続する２つの前記時間窓（ＴＷ）の間の中間期間（ＲＷ）を決定するステップと、
    前記少なくとも１つの外部クライアント（２３、２４）によるデータ（３５、３６、３８）の送信を前記中間期間（ＲＷ）に制限するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 通信装置（１０）を制御するためのコンピュータ・プログラムであって、
    前記通信装置に第１低電力無線周波数（ＬＰＲＦ）リンクを介して前記通信装置から第１データ（３１）をバーストで送信させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
    前記通信装置に第２ＬＰＲＦリンクを介して前記通信装置から第２データ（３２）をバーストで送信させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
    を含むコンピュータ・プログラムにおいて、
    前記通信装置に前記第１及び第２のデータ（３１、３２）のうちの一方（３１）を選択させると共に他方のデータ（３２）を選択されないままにさせておくためのコンピュータ・プログラム・コードと、
    前記通信装置に前記選択されたデータ（３１）の１つのバーストを送信する期間に対応する時間窓（ＴＷ）を決定させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
    ２つのバーストの送信を同じ時間窓（ＴＷ）内に時間調整するために前記通信装置に前記選択されなかったデータ（３２）の１つのバーストの送信を前記時間窓（ＴＷ）に制限させるためのコンピュータ・プログラム・コードと、
    を更に含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム。

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