JP4073295B2 - 同期通信システムの通信タイミング制御方法及び通信モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割で送受信を行ないつつ、同期を維持して通信を行なう同期通信システムに関し、より詳細にはその通信タイミングを強制的に変更するための、またそれによってネットワーク間の同期をとるための制御方法に関する。また本発明はそのような通信システムに使用される通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばBluetooth 等の通信規格においては、通信モジュールはスロットと称される所定の時間的長さを単位とする通信期間毎に送受信の役割が決定される。通信動作にはマスタ動作とスレーブ動作とが定義されている。マスタ動作を行なうマスタ通信モジュールは、マスタ通信モジュールによる送信が可能であると定義されている通信スロットにおいてスレーブ動作を行なう任意の通信モジュールに対して送信を行なう。一方、スレーブ動作を行なうスレーブ通信モジュールは、マスタ通信モジュールによって送信を許可された通信スロット、またはその他の仕様で定義された通信スロットにおいてマスタ通信モジュールに対して送信を行なう。
【０００３】
図９は従来の同期通信システムの通信タイミング制御方法を示すタイミングチャートである。
【０００４】
マスタ通信モジュールはスロット１及びスロット３において送信を行ない、スレーブ通信モジュールはスロット２及びスロット４において送信を行なう。マスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールのいずれも、スロット境界位置を基準として送信を開始することになっているが、この送信開始タイミングには、図９においてｗ１で示す範囲の時間だけの若干の誤差が認められている。
【０００５】
このため、受信動作としては、相手の送信開始タイミングがスロット境界位置の時点に対して前後に若干の誤差があったとしても正常にデータを受信できるように、スロット境界位置の時点に到達する以前から受信動作を開始し、しかもスロット境界位置到達時点において相手からの送信データが確認できない場合には更に一定期間にわたって受信動作を継続するように定められているのが一般的である。このような受信開始タイミングの誤差の許容範囲を図９にｗ２にて示している。ｗ１とｗ２との時間的長さの関係には、上述した目的から必然的にｗ１＜ｗ２となる。
【０００６】
ところで、マスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールはそれぞれに備えられている発振器が発生するクロックに基づいて１スロットの時間を独立して計測しているため、それぞれの発振器の精度の差によりスロット境界位置の計測に若干の誤差が生じることはやむをえない。この誤差は時間の経過に伴って累積されてゆき、やがては相手の受信開始タイミング誤差の許容範囲であるｗ２を越えてしまう場合もあり得る。このような問題を回避するために、スレーブ通信モジュールにスロット境界位置を補正する以下のような機能を持たせている。
【０００７】
即ち、マスタ通信モジュールは自身の発振器で計測したスロット境界位置を基準として送受信動作を行なうこととする。これに対してスレーブ通信モジュールは自身の発振器で計測したスロット境界位置を基準として受信動作を行なうが、マスタ通信モジュールからのデータを受信した際に、マスタ通信モジュールが送信を開始した時点を新たなスロット境界位置として補正する。そして、スレーブ通信モジュールは、補正した新たなスロット境界位置を基点とする計測によって次のスロット境界位置を定めるようにしている。
【０００８】
以上のような従来のスレーブ通信モジュールによる補正動作について図９を参照して説明する。
【０００９】
図９において、Ｔｍはマスタ通信モジュールが自身で独自に計測している１スロットの期間を表し、Ｔｓはスレーブ通信モジュールが自身で独自に計測している１スロットの期間を表す。また、ＴｍとＴｓとの時間差をΔｔとする。スロット境界位置１において、マスタ通信モジュールからデータの送信が開始され、このデータをスレーブ通信モジュールが受信する。この際のマスタ通信モジュールの送信開始タイミング（スロット境界位置１）からＴｓ経過後の時点（本来はスロット境界位置２と一致する時点）においてスレーブ通信モジュールが送信を開始する。そして、その時点から更にＴｓ経過後の時点（本来はスロット境界位置３と一致する時点）をスロット境界位置としてスレーブ動作モジュールが受信動作を行なう。
【００１０】
しかしこの時点（本来のスロット境界位置３）においては、マスタ動作モジュールが自身で計測したスロット境界位置３とスレーブ動作モジュールが自身で計測したスロット境界位置との間には「Δｔ×２（＝２Δｔ）」の誤差が既に生じている。従って、スレーブ動作モジュールは、マスタ動作モジュールのデータ送信開始タイミング（スロット境界位置３）を新たなスロット境界位置とすることにより、既に累積している「Δｔ×２」の誤差を解消してマスタ通信モジュールとの間で同期をとり直してデータの送受信を行なう。
【００１１】
以上のような動作を行なう通信モジュールのシステム構成を図１のブロック図を参照して説明する。なお、この図１に示す通信モジュールは後述する本発明の通信モジュールとハードウェア的な構成は同一であるが、主として通信管理部１８による処理手順が異なる。
【００１２】
発振器１１は、基本動作クロックを発生してこの通信モジュールの各部へ供給する。なお、各通信モジュールでの１スロットの期間は各通信モジュールに備えられているこの発振器１１が発生するクロックにより各通信モジュールにおいて独立して計測される。
【００１３】
ＲＦ部１２は、ＲＦ制御部１４の変復調のＯＮ／ＯＦＦ及び変復調の周波数等の指示情報に従って、送信動作時には送受信データ制御部１３から送られる送信シンボルの列を変調して電波として送出し、また受信動作時には外部から電波を受信して復調した受信シンボルの列を送受信データ制御部１３へ出力する。ここで、シンボルとは、変復調される情報の単位を表しており、変復調の方式により１シンボル当たりで何ビット分の情報を表現できるかが決定される。
【００１４】
送受信データ制御部１３は、送信動作時には、送受信データ入出力部１５から送信データを読み出し、送受信タイミング制御部１７から与えられる送信開始タイミングの指示情報に従って、ＲＦ部１２で変調すべきシンボルの列に送信データを変換してＲＦ部１２へ送信データを送出する。また、送受信データ制御部１３は、受信動作時には、送受信タイミング制御部１７から与えられる受信開始タイミング指示情報に従って、ＲＦ部１２から出力される受信シンボルの列から通信規格に合致する受信データを取り出し、送受信データ入出力部１５へ書き込む。
【００１５】
ＲＦ制御部１４は、送受信タイミング制御部１７から与えられる送受信開始タイミング指示情報に従って、ＲＦ部１２が変復調動作を開始し、また終了できるように制御する。
【００１６】
送受信データ入出力部１５は、送受信データを一時的に保存しておくバッファメモリを備えており、このバッファメモリを利用して、通信管理部１８により読み書きされるデータ量と、送受信データ制御部１３との間で読み書きされるデータ量との差を吸収する。
【００１７】
受信タイミング検出部１６は、通信相手側の送信モジュールがそれ自身のクロックで計測したスロット境界位置を基準として送信してくる送信信号のタイミングと、受信モジュールが自身のクロックで計測したスロット境界位置との時間差をデータを受信したタイミングから検出する。この検出結果は通信管理部１８へ送られ、通信管理部１８による送受信タイミング管理、即ちスロット境界位置の補正に使用される。
【００１８】
送受信タイミング制御部１７は、通信管理部１８から与えられるスロット境界位置情報に従って、通信規格で規定されているタイミングで送受信動作及び変復調動作を行なえるように、ＲＦ制御部１４及び送受信データ制御部１３等の通信動作タイミングを制御するための制御信号を生成して出力する。
【００１９】
通信管理部１８は、以上の説明からも明らかなように、送受信データの内容の管理、通信状態の管理、スロット境界位置の管理等を行なう。
【００２０】
以上のような機能を備えることにより、時分割で同期通信を行なうことが可能な通信モジュールが構成される。
【００２１】
以上に説明したような通信モジュールにマスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールとしての動作をさせることにより構成されるネットワークは以下のようになる。即ち、一つのマスタ通信モジュールがスロット境界位置を決定し、一つ以上のスレーブ通信モジュールがスロット境界位置を補正しつつマスタ通信モジュールとデータの送受信を行なう、というマスタ通信モジュールに他のスレーブ通信モジュールが同期した一つのネットワークを形成する。図１０にそのようなネットワークの構成例のブロック図を示す。
【００２２】
図１０において、Ｍ１１, Ｍ１２, Ｍ１３はネットワークＮＷ１１に参加している通信モジュールであり、Ｍ１１はマスタ通信モジュールとしての動作を、Ｍ１２及びＭ１３はスレーブ通信モジュールとしての動作をそれぞれ行なっている。また、Ｌ１１は、マスタ通信モジュールＭ１１とスレーブ動作モジュールＭ１２との間で同期が取れていてデータを送受信するための通信路が維持されている状態、即ちリンクが存在する状態をリンクとして示している。また、Ｌ１２は同様にマスタ通信モジュールＭ１１とスレーブ動作モジュールＭ１３との間のリンクを示している。
【００２３】
上述のネットワークＮＷ１１の他にもネットワーク構成としては、図１０に示したネットワークＮＷ１２〜ＮＷ１５のような構成が可能である。ネットワークＮＷ１２〜ＮＷ１５それぞれにおいては、マスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールが共に一つづつの構成であるが、通信モジュールＭ１５及び通信モジュールＭ１９は共に、２つのスロット境界位置を管理することにより２つのネットワークに参加している。
【００２４】
たとえば、通信モジュールＭ１５は、ネットワークＮＷ１２のマスタ通信モジュールＭ１４とのリンクＬ１３におけるスレーブ動作として一つのスロット境界位置を管理すると共に、ネットワークＮＷ１３のスレーブ通信モジュールＭ１６とのリンクＬ１４におけるマスタ通信モジュールとしての動作として更に一つのスロット境界位置を管理している。また、通信モジュールＭ１９は、ネットワークＮＷ１４のマスタ通信モジュールＭ１７とのリンクＬ１５におけるスレーブ動作として一つのスロット境界位置を管理すると共に、ネットワークＮＷ１５のマスタ通信モジュールＭ１８とのリンクＬ１６におけるスレーブ動作として更に一つのスロット境界位置を管理している。
【００２５】
ネットワークＮＷ１２〜ＮＷ１５のような構成においては、通信モジュールＭ１５にとっては、ネットワークＮＷ１２とネットワークＮＷ１３とにマスタ通信モジュールがそれぞれ存在し、両ネットワークＮＷ１２とＮＷ１３とのスロット境界位置は非同期に存在することになる。また、通信モジュールＭ１９にとっても同様に、ネットワークＮＷ１４とネットワークＮＷ１５とのスロット境界位置は非同期に存在することになる。
【００２６】
以上のような２つ以上のネットワークに参加するためには、通信の必要に応じて一定時間ごとに参加対象とするネットワークを切り換えるという手法が採られている。実際の切り換えに際しては、各ネットワークではスロット境界位置を独立して決定しているため、ネットワーク相互間では非同期であるので、ネットワーク切り換え後に新たに参加した方のネットワークのスロット境界位置の時点まで待機してから送受信を開始することになる。この待ち時間を無くすためには、各ネットワークのマスタ動作モジュールが決定するスロット境界位置を同期させればよいことになる。
【００２７】
上述のような異なるネットワークにおいてそれぞれの送受信タイミングを決定するモジュール同士が同期をとるための手法としては、移動体通信システムにおいて採用されている技術が考えられる。移動体通信システムではBluetooth 規格と同様に、送受信タイミングをフレームと称される単位時間毎に区切ることによって送受信のタイミングを決定し、また各フレームの送信タイミングの決定は基地局が行なっている。従って、基地局毎にフレームのタイミングが異なることになり、各基地局が形成するネットワークは相互に非同期のフレームを持つことになる。このような問題を解決するための技術としてはたとえば特許文献１に開示されているように、移動体通信システムの基地局同士が相互のネットワークのフレームを同期させることも可能である。しかしこの特許文献１に開示されている技術では、基地局同士が識別番号を認識する必要があり、特定の基地局同士での同期のみが可能である。
【００２８】
【特許文献１】
特開平７−４６６５９号公報
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の技術によれば、あるネットワークが自身のスロット境界位置を必要に応じて他の任意のネットワークのスロット境界位置と同期させること、換言すればスロット境界位置を任意に変更するができない。従って、２つ以上のネットワークに参加しているモジュールは、参加対象とするネットワークを切り換える都度、新たに参加した方のネットワークのスロット境界位置において送信動作又は受信動作を行なう必要があるため、その時点に至るまで待機する必要があった。
【００３０】
更に、一定周期で所定の通信スロットを利用するような同期データ転送を各ネットワークで行なう要求がある場合においては、たとえ同期データ転送開始時には各ネットワークにおける同期データ転送用通信スロットが同じタイミングに割り当てられていないとしても、時間の経過に伴って同期データ転送用通信スロットが同じ時点に要求されることになる。このため、このような場合にはいずれか片方のネットワークでのデータ転送を犠牲にするか、最初から片方のネットワークにおいてのみ、同期データ転送を許可する、というような制限を設けることが必要であった。
【００３１】
以上のように、複数のネットワークのそれぞれのスロット境界位置が非同期であることは、通信スロット境界位置に至るまで待機する必要があるために、通信速度の向上が妨げられる原因となっており、また同期データ転送に制限が発生する原因にもなっていた。これらの問題を解決するためのネットワーク間同期手法として、上述した特許文献１に開示されているような移動体通信の基地局間の同期通信手法を適用することが考えられる。しかしこの手法においては、通信相手が登録されており、かつその相手がマスタ動作を担当している場合にのみ、自モジュールがマスタ動作を行なうネットワークのスロット境界位置を補正することのみが可能であり、この条件が整わない限りはやはり各ネットワークは同期を取ることは不可能である。
【００３２】
本発明は以上のような問題点の解決のためになされたものであり、任意のネットワークに参加しているモジュールが各ネットワークでの役割には関係なしにネットワークのスロット境界位置を変更する制御を行なうことにより、各ネットワークにおいて同時に同期データの転送を可能にすること、また通信速度を向上しうる同期通信システムの通信タイミング制御方法及び通信モジュール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】
本発明に係る同期通信システムの通信タイミング制御方法は、所定の時間を一単位とする通信期間毎に送受信動作を行なう複数の通信モジュールでネットワークが構成されており、前記複数の通信モジュールは、それぞれのクロックによって規定される通信期間の境界をネットワーク全体の送受信タイミングの基準とするマスタ動作と、該マスタ動作により規定される通信期間の境界を検出して自モジュールのクロックによる送受信タイミングを補正することによりネットワーク全体の通信期間の境界に送受信タイミングを同期させるスレーブ動作とのいずれかの動作を行なうことによりネットワークの同期を維持する同期通信システムの通信タイミング制御方法において、前記複数の通信モジュール内のいずれかの通信モジュールが、通信相手の通信モジュールが受信可能な期間の範囲内であり、かつ通信期間の境界を基準とする本来の送信タイミングとは異なる任意のタイミングに送信タイミングを変更し、前記通信相手の通信モジュールが、変更された送信タイミングに応じた受信タイミングに従って通信期間の境界を変更することによりネットワークの同期を維持することを特徴とする。
【００３４】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、複数の通信モジュールの内のいずれかの通信モジュールが、その通信相手の通信モジュールが受信可能な時間的範囲内であり、かつ通信期間の境界位置に基づく本来の送信タイミングとは異なる任意のタイミングに送信タイミングを変更することができる。これにより、ネットワーク内における通信期間の境界位置が補正されると共に、ネットワーク間においても同期をとることが可能になる。
【００３５】
また本発明は上述の発明において、前記受信可能な期間の範囲は、前記通信期間の境界を中心として、前記ネットワークで用いられる通信規格で定められる許容範囲であることを特徴とする。
【００３６】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、受信可能なタイミングの範囲が、通信期間の境界位置を中心としてネットワークで用いられる通信規格で定められる受信タイミングの許容範囲内であるため、確実に送信タイミングが変更される。
【００３７】
また本発明は前述の発明において、送信タイミングを変更する通信モジュールが、通信期間の境界の変更の可否、又は通信期間の境界を変更する際の各通信モジュール間の優先順位を通信相手のモジュールと情報交換した上で送信タイミングを決定することを特徴とする。
【００３８】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、好ましくは、マスタ通信動作又はスレーブ通信動作を行なうことで通信期間の境界位置を制御する通信モジュールが、通信相手の通信モジュールと交換した情報に基づいて制御の可否又は優先順位、または送信タイミングを決定するので、制御を行なうことが有効であるか否かを事前に確認した上で実際の制御が行なわれる。
【００３９】
また本発明は前述の発明において、前記送信タイミングの変更は、送信タイミングを変更する通信モジュールが送信する送信シンボルの送信タイミングを基準として決定することを特徴とする。
【００４０】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、送信タイミングの変更に際してシンボルタイミングを基準として送信タイミングを決定するので、通信相手の通信モジュールの受信特性には拘わらずに送信タイミングが決定される。
【００４１】
また本発明は前述の発明において、前記送信タイミングの変更は、送信タイミングを変更する通信モジュールが複数の通信相手に対してマスタ動作とスレーブ動作とを時分割で行なっている場合は、自身のスレーブ動作で決定される通信期間の境界を基準として自身のマスタ動作時の送信タイミングを変更することを特徴とする。
【００４２】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、通信モジュールが複数の通信相手に対してマスタ通信動作及びスレーブ通信動作を同時に又は時分割で行なっている場合に、自身のスレーブ動作で決定される通信期間の境界位置を基準にマスタ通信動作時の送信タイミングが決定される。
【００４３】
更に本発明は前述の発明において、少なくとも一つが前記マスタ動作を行なっている複数のマスタ動作モジュールに対して時分割でスレーブ動作している通信モジュールが、前記複数のマスタ動作モジュールに対するスレーブ動作の内のいずれかによって決定される通信期間の境界を基準として、他のマスタ動作モジュールへの送信タイミングを決定することにより、前記複数のマスタ動作モジュールが属する異なるネットワーク間の同期をとることを特徴とする。
【００４４】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、通信相手には複数のマスタ通信動作モジュールが存在し、かつそのマスタ通信動作モジュールの少なくとも一つが前述の発明のマスタ通信動作が可能であり、しかもマスタ通信動作モジュールに対してスレーブ通信動作を同時に又は時分割して行なっている場合は、スレーブ通信動作の内のいずれか一つによって決定される通信期間の境界位置を基準として、マスタ通信動作モジュールへの送信タイミングが決定される。
【００４５】
また本発明は前述の発明において、スレーブ動作を行なっている通信モジュールと接続している状態でマスタ動作を行なう通信モジュールと新たに接続する通信モジュールが、前記スレーブ動作を行なっている通信モジュールとの間の通信期間の境界を基準として、前記マスタ動作を行なう通信モジュールとの間の新たな接続開始時の送受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００４６】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、前述の発明の通信期間の境界位置制御に際して、既にスレーブ動作を行なう通信相手が存在する状態でマスタ動作として新たに通信を開始する場合には、スレーブ通信動作における通信期間の境界位置を基準として、通信開始時の送受信タイミングが決定される。
【００４７】
更に本発明は前述の発明において、複数の通信相手の通信モジュールに対してマスタ動作及びスレーブ動作を時分割して行なっている通信モジュールが、自身がマスタ動作モジュールとして動作している通信相手の通信モジュールとの接続を一旦解除し、自身がスレーブ動作モジュールとして動作している通信相手の通信モジュールとの間の通信期間の境界にマスタ動作モジュールとしての通信期間の境界を補正し、その後に前記接続を解除した通信モジュールとの接続を復帰させる場合に、マスタ動作している通信モジュールとしての通信期間の境界を任意のタイミングに制御することにより、前記接続を復帰した通信モジュールへの送信タイミングを決定することを特徴とする。
【００４８】
このような本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法では、複数の通信相手に対してマスタ動作及びスレーブ動作を時分割して行なっている場合には、マスタ通信動作を一旦停止し、スレーブ通信動作における通信期間の境界位置にマスタ通信動作の通信期間の境界位置を合わせた後に再びマスタ通信動作の通信を開始することにより、マスタ動作における通信期間の境界位置を任意のタイミングに制御し、マスタ通信動作の際の送信タイミングが決定される。
【００４９】
また本発明は前述の発明において、複数の通信モジュールがネットワークとして同期接続開始する以前に各通信モジュールが他の通信モジュールに関して通信期間の境界を示す情報が含まれる固有情報の問い合わせ及びその問い合わせに対する応答が可能な機能を有しており、各通信モジュールが接続を開始する時点での通信期間の境界を、前記固有情報に含まれる通信期間の境界を示す情報に基づいて、接続を開始する相手の通信モジュールのクロックによる通信期間の境界に一致させた状態で送受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００５０】
このような本発明では、たとえばBluetooth 規格においては、同期通信開始以前に通信モジュールの同期通信開始方法、通信モジュールのＩＤ番号等、固有情報の問い合わせ及び問い合わせに対する応答が可能な機能を有しているので、そのような固有情報の中に通信期間の境界位置を示す情報を含ませておくことにより、通信を開始する時の通信期間の境界位置を通信開始相手のクロックによる通信期間の境界位置に予め合わせた状態で通信開始時の送受信タイミングを決定する。
【００５１】
更に本発明は、所定の時間を一単位とする通信期間毎に送受信動作を相互に行なうことにより同期を維持する通信モジュールにおいて、前記所定の時間を計時するためのクロックの発振回路と、該発振回路が発振するクロックに基づいて計時した前記所定の時間と、通信相手のモジュールから送信された信号の受信タイミングとの時間差を検出する受信タイミング検出部と、送受信タイミングを制御する通信管理部とを備え、前記通信管理部は、前記所定の時間によって規定されるべき該時間の計時の起点から、±α（α＜ｗ２）だけずれた時点を計時の起点に変更すると共に、変更した時点に同期して通信相手のモジュールへ送信する制御を行なうべくなしてあることを特徴とする。
但し、ｗ２は受信タイミングの誤差の許容範囲
【００５２】
このような本発明の通信モジュールはマスタ通信モジュールとして機能して、通信管理部が受信タイミング検出部が検出した時間差に基づいて、次に計時する所定の時間を通信相手のモジュールが計時した所定の時間に一致させるように制御することにより、前述のような各発明の通信期間の境界位置の変更の制御を行なう。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００５４】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１として、スロット境界位置制御の方法について説明するが、これにはマスタ通信モジュール主導による制御と、スレーブ通信モジュール主導による制御とが可能であるので、最初にマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御の方法を図２のタイミングチャートを参照して説明する。なお、マスタ通信モジュールの構成そのものは前述の図１に示した通信モジュールと同様である。
【００５５】
図２において、Ｔｍはマスタ通信モジュールが自身で生成しているクロックにより１スロットの時間を計測した長さを、Ｔｓはスレーブ通信モジュールが自身で生成しているクロックにより１スロット分の時間を計測した長さをそれぞれ示している。各モジュールはそれぞれが生成しているクロックを基準として同一の長さの時間を計測してはいるものの、現実にはそれぞれのモジュールの発振器が生成するクロックの周波数の精度に差があるため、ＴｍとＴｓとの間にはΔｔの誤差が生じている。
【００５６】
マスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールは、上述のようにそれぞれが自身で生成しているクロックにより測定した１スロット長の時間を基準として基本的には従来例同様に通信規格に従った同期維持動作を行なう。即ち、送信側のモジュールは自身で計測したスロット境界位置を中心として、通信規格で定められたｗ１で示す許容誤差範囲内において送信を開始する。受信側は自身で計測したスロット境界位置を中心としてｗ２で示す許容誤差範囲内において送信側の送信開始位置の誤差を許容して受信動作を行なう。
【００５７】
この場合、マスタ通信モジュールではＴｍの計測結果を基準として全ての送受信タイミングを決定しているが、スレーブ通信モジュールではＴｓの計測を基準として受信動作を行なうものの、その結果としてマスタ通信モジュールからデータを受信し、それの応答データを送信し、その次にマスタ通信モジュールからデータを受信した時点では、自身の基準のスロット境界位置に対して実際には「Δｔ×２（＝２Δｔ）」だけずれていることを検出する。従って、スレーブ通信モジュール自身の計測結果に基づいて決定しているスロット境界位置から「Δｔ×２」だけずらせた時点を新たなスロット境界位置として補正する。この補正された新たなスロット境界位置とスレーブ通信モジュール自身のクロックによる計測結果とから次の送信タイミング（スロット境界位置）、及び次の受信タイミング（スロット境界位置）を決定する。
【００５８】
以上のような同期維持動作を行なうことが可能なスレーブ通信モジュールに対して、マスタ通信モジュール側でスロット境界位置をずらせて補正するという本発明の実施の形態１のマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法の実行の際のマスタ通信モジュールの動作を図２に示すタイミングチャートのスロット境界位置３付近のタイミングを参照して説明する。
【００５９】
本来、マスタ通信モジュールはスロット境界位置３において送信を開始することになっているが、マスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法においては、スレーブ通信モジュールではなくマスタ通信モジュールがスロット境界位置をずらせることにより、スロット境界位置を制御する。
【００６０】
具体的には、マスタ通信モジュールはスロット境界位置３を中心として所望の時間幅αだけタイミングをずらせて送信を開始する。この時間幅αの選択範囲は、スロット境界位置３を中心としたｗ２の期間内であること、即ちスレーブ通信モジュールがデータ受信タイミングのずれを許容している期間内であることが条件である。この条件を満たせば、スレーブ通信モジュールがデータを受信することが可能であるため、マスタ通信モジュールが送信開始タイミングをずらす方向はスロット境界位置３に対して＋側（時間的に遅れる側）又は−側（時間的に遡る側）のいずれの方向であってもよい。但し、この時間幅αの決定においては、マスタ通信モジュールからスレーブ通信モジュールへの送信頻度を考慮する必要がある。以下にその理由を説明する。
【００６１】
マスタ通信モジュールとスレーブ通信モジュールとが交互に送信する状況では、マスタ通信モジュールが自身で計測するスロット境界位置とスレーブ通信モジュールが自身で計測するスロット境界位置との差は最大で「Δｔ×２」である。このため、「α＜ｗ２−Δｔ×２」であればよい。しかし、マスタ通信モジュールが送信を行なわないスロットが連続した場合、マスタ通信モジュール自身とスレーブ通信モジュール自身とがそれぞれ計測しているスロット境界位置の差、マスタ通信モジュールが送信を行なわないスロットが連続したスロット数に比例して蓄積される。このため、マスタ通信モジュールが連続して送信しなかったスロットの連続回数をＮとして、「α＜ｗ２−Δｔ×２×（Ｎ＋１）」の範囲内で決定する必要がある。
【００６２】
図２は上述のＮが「Ｎ＝０」の場合であり、マスタ通信モジュールが自身で計測したスロット境界位置とスレーブ通信モジュールが自身で計測したスロット境界位置とのずれは「Δｔ×２×（０＋１）＝Δｔ×２（＝２Δｔ）」である。
【００６３】
以下、図２において「Ｎ＝０」であることを前提に説明する。スレーブ通信モジュールは、マスタ通信モジュールから通常のデータを受信した場合には、スロット境界位置３に対して「Δｔ×２」のずれを検出するはずである。しかし、上述したように、マスタ通信モジュールはスロット境界位置３に対して時間幅αだけ送信開始タイミングをずらせて送信を行なっているため、スレーブ通信モジュールはスロット境界位置３に対して「Δｔ×２＋α（又は、Δｔ×２−α）」のずれを検出する。この検出結果から、スレーブ通信モジュールはスロット境界位置を補正するために次の送信をスロット境界位置３から「Ｔｓ＋α（又は、Ｔｓ−α）」経過後のタイミングで行なう。
【００６４】
このスレーブ通信モジュールからの送信に対してマスタ通信モジュールは、スロット境界位置３から「Ｔｍ＋α（又は、Ｔｍ−α）」経過時点を次のスロット境界位置４として受信動作を行なう。これにより、マスタ通信モジュールは通信規格通りの受信動作であるスロット境界位置２における受信動作の場合と同様に、スロット境界位置４においてスレーブ通信モジュールからのデータを正常に受信することができる。
【００６５】
スロット境界位置３及びスロット境界位置４における以上のような動作の結果、マスタ通信モジュールのスロット境界位置はネットワーク全体のスロット境界位置に対して時間幅αだけずれたことになる。換言すれば、マスタ通信モジュールは、ネットワーク全体のスロット境界位置を所望の時間幅αだけずらす制御を行なったことになる。
【００６６】
なお、図２に示されている例では、マスタ通信モジュールはスロット境界位置３においてスロット境界位置２から「Ｔｍ＋α」の時点を新たな、即ち補正後のスロット境界位置３としている。
【００６７】
以上の図２を参照して説明したようなマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法の実行の際のマスタ通信モジュールの動作手順についてそれを示す図３のフローチャート及び図２のタイミングチャートを参照して説明する。なお、マスタ通信モジュールの構成そのものは図１に示されている従来の通信モジュールの構成と同様である。
【００６８】
まず、通信管理部１８はスロット境界位置制御を行なう必要があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。スロット境界位置制御を行なう必要があると判断された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、通信管理部１８は「前回の受信用スロットの先頭のスロット境界位置＋Ｔｍ±α」の時点を次のスロット境界位置として決定する（ステップＳ１２）。一方、スロット境界位置を制御する必要がない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、通信管理部１８は「前回の受信用スロットの先頭のスロット境界位置＋Ｔｍ」の時点を次のスロット境界位置とする（ステップＳ１３）。
【００６９】
たとえば、マスタ通信モジュールにおいて図２に示されているスロット境界位置３を制御する必要があると判断された場合、通信管理部１８は、前回の受信用スロットであったスロット２の先頭のスロット境界位置２の時点から「Ｔｍ±α」経過した時点を次の補正されたスロット境界位置３として決定する。また、図２に示されているスロット境界位置３を制御する必要はないと判断された場合、通信管理部１８は前回の受信用スロットであったスロット２の先頭のスロット境界位置２の時点から「Ｔｍ」経過した時点を次のスロット境界位置３として決定する。なお、この場合のスロット境界位置３は補正されていないことになる。
【００７０】
なお、ステップＳ１３の処理が行なわれた場合、通信管理部１８は次に送信データの有無を判断する（ステップＳ１４）。この結果、送信データがある場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、必ず後述するステップＳ１５へ処理が進められる。しかし、送信データがない場合は（ステップＳ１４でＮＯ）、通信管理部１８はステップＳ１５へ処理を進めてもよいし、ステップＳ１１へ処理を戻してもよい。
【００７１】
いずれにしろ、ステップＳ１５へ処理が進められると、通信管理部１８は送受信データ入出力部１５へ送信データを書き込む（ステップＳ１５）。但し、送信データがない場合は、通信管理部１８はステップＳ１５において空の送信データを送受信データ入出力部１５へ書き込む。
【００７２】
以下、スロット境界開始位置３が補正された場合、特に図２に示されているように、スロット境界位置３が「＋α」だけ、即ちαだけ遅れる方向へ補正された場合について説明する。
【００７３】
通信管理部１８は、先のステップＳ１２で決定した、即ち補正した次にマスタ通信モジュールとしての動作として送信を行なうスロット境界位置（この場合は補正されたスロット境界位置３）を送受信タイミング制御部１７に通知して送信準備を開始するように指示する（ステップＳ１６）。次に、送受信タイミング制御部１７は、ＲＦ部１２の起動が送信スロット境界位置（補正されたスロット境界位置３）の時点に間に合うように、ＲＦ制御部１４に対して送信準備の指示をする（ステップＳ１７）。
【００７４】
次に、送受信タイミング制御部１７は、ＲＦ制御部１４に対しては変調開始を指示し、送受信データ制御部１３に対しては送信シンボルの送出開始を指示する。これにより、ＲＦ制御部１４はＲＦ部１２が変調動作を行なうよう制御する。また、送受信データ制御部１３は送受信データ入出力部１５から送信データを読み出してＲＦ部１２へ送信シンボルを送出する。また、ＲＦ部１２は送受信データ制御部１３から受け取った送信シンボルをＲＦ制御部１４からの指示に従って変調し、電波として送出する。以上により、データの送信が行なわれる（ステップＳ１８）。
【００７５】
この図３のステップＳ１８における送信が終了した後に、通信管理部１８がスロット境界位置情報を基準として「前回のスロット境界位置＋Ｔｍ−ｗ２／２」の時点を受信開始位置として決定する（ステップＳ１９）。具体的には、この場合は補正された前回のスロット境界位置３を基点としてＴｍ経過後の時点から「ｗ２／２」だけ遡った時点、即ちスロット境界位置４から「ｗ２／２」だけ遡った時点を受信開始位置とする。次に、通信管理部１８は、送受信タイミング制御部１７に対して、ステップＳ１８で決定された受信を開始するタイミングを通知し、受信の準備を開始させるように指示する（ステップＳ２０）。
【００７６】
この通信管理部１８から送受信タイミング制御部１７への指示により、送受信タイミング制御部１７が、ＲＦ部１２の起動が受信開始位置に間に合うように、ＲＦ制御部１４に対して受信準備を指示する（ステップＳ２１）。次に、送受信タイミング制御部１７が、ＲＦ制御部１４に対しては復調開始を指示し、送受信データ制御部１３に対しては受信シンボルの取り込み開始を指示する。これにより、ＲＦ制御部１４はＲＦ部１２が復調動作を行なうように制御する。また、送受信データ制御部１３はＲＦ部１２から受信シンボルを受け取り、それが通信規格で定義されたシンボル列である場合は送受信データ入出力部１５へ受信データを書き込む。また、受信タイミング検出部１６がスロット境界位置と受信データの先頭位置とのずれを検出し、通信管理部１８へ通知する。更に、ＲＦ部１２はＲＦ制御部１４の指示によって復調動作を行ない、復調後の受信シンボルを送受信データ制御部１３へ送出する。以上により、データの受信が行なわれる（ステップＳ２２）。
【００７７】
次に、通信管理部１８が送受信データ入出力部１５内の受信データの有無を判断する（ステップＳ２３）。送受信データ入出力部１５内に受信データがある場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、通信管理部１８は受信データを読み出す（ステップＳ２４）。一方、送受信データ入出力部１５内に受信データがない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ１１へ処理が戻され、上述した一連の処理が反復される。
【００７８】
なお、スロット境界開始位置３が補正されていない場合は、上述の補正されたスロット境界位置３を基準とした処理に代えて、補正されていないスロット境界位置３を基準として同様の処理が行なわれる。具体的には、図２に示されている補正されたスロット境界位置３以降の処理状態がαだけ前倒しされて、換言すれば補正されないスロット境界位置３を基準として実行される。
【００７９】
更に、以上のような本発明の実施の形態１のマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法の実行に際しては、スレーブ通信モジュールは前述した従来技術のスレーブ通信モジュールと同様の動作を行なえばよい。
【００８０】
次に、本発明の実施の形態１のスレーブ通信モジュール主導のスロット境界位置制御の方法を図４のタイミングチャートを参照して説明する。
【００８１】
スレーブ通信モジュールは、スロット境界位置１におけるマスタ通信モジュールからの送信データの受信動作によってスロット境界位置を補正し、その時点から時間Ｔｓ後の時点を通信規格通りの送信開始時点とする。一方、マスタ通信モジュールは、スレーブ通信モジュールからの送信データの開始位置がスロット境界位置２（スロット境界位置１から時間Ｔｍ経過後の時点）を中心として長さｗ２の時間範囲内でずれることを許容するよう通信規格で規定されている。従って、この範囲内においてスレーブ通信モジュールがデータ送信を開始すれば、マスタ通信モジュールはそのデータを受信することが可能である。
【００８２】
スレーブ通信モジュールは、マスタ通信モジュールのこのような動作を利用して、スロット境界位置１から時間Ｔｓ後の時点を中心として許容時間幅「ｗ２−ｗ１」以内の所望の時点において送信を開始する。ここで、許容時間幅を「ｗ２−ｗ１」としたのは、時間ｗ１が時間「Δｔ×２」のずれを考慮して定義されており、「ｗ１＞Δｔ×２」を満たす必要があるためである。
【００８３】
このようなスレーブ通信モジュールからのデータ送信の開始時点に対して、マスタ通信モジュールはスロット境界位置２の時点からのずれαを検出し、このαだけずれた時点を新たな基準（補正されたスロット境界位置２）とし、この時点から時間Ｔｍ後の時点を次のスロット境界位置３とする。このスロット境界位置３を基準として、マスタ通信モジュールは次の送信動作を開始する。なお、このスロット境界位置３を基準としてマスタ通信モジュールが次の送信動作を開始すると、スレーブ通信モジュール側ではそれに対応してスロット境界位置３を補正することが可能である。
【００８４】
スロット境界位置３付近におけるスレーブ通信モジュールの受信動作は、図４に示されているように通常の動作通りに、スロット境界位置１から時間「Ｔｓ×２（＝２Ｔｓ）」経過後の時点を基準として行なってもよいし、マスタ通信モジュールで決定されたスロット境界位置３を基準としてもよい。その理由は、本発明では、マスタ通信モジュールはスロット境界位置３を基準として送信を開始し、本発明に対応していないマスタ通信モジュールはスロット境界位置１から時間Ｔｍ×２経過後の時点を基準として送信開始することになるが、「Δｔ×２＜ｗ１」であるため、各マスタ通信モジュールとしての動作時の送信タイミングの差は最大でも「（Δｔ×２＋ｗ２−ｗ１）／２＜ｗ２／２」であり、いずれを基準としてしてもスレーブ通信モジュールの受信許容時間の範囲内になるためである。
【００８５】
いずれにしても、この受信動作によってスレーブ通信モジュールは再びマスタ通信モジュールからの送信タイミングに従ってスロット境界位置を補正する（マスタ通信モジュールで決定したスロット境界位置３に一致させる）。このため、マスタ通信モジュールが本発明のマスタ通信モジュールとして送信動作を行なう場合には、ネットワーク全体のスロット境界位置がずれることになる。
【００８６】
以上の図４を参照して説明したようなスレーブ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法の実行の際のマスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールそれぞれの動作手順を前述の図３及び図４と、スレーブ通信モジュールでの処理手順を示す図５のフローチャートを参照して説明する。なお、マスタ通信モジュール及びスレーブ通信モジュールの構成そのものは図１に示されている従来の通信モジュールと同様である。
【００８７】
まず、マスタ通信モジュールの動作手順について説明するが、基本的には前述した図３のフローチャートに示したマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御方法の場合と一点を除いて同一である。その相違点とは、図３のステップＳ１１においてスロット境界位置制御を行なうか否かを通信管理部１８が判断する際、及び図３のステップＳ１２において次のスロット境界位置を決定する際に図３のステップＳ２２で検出した受信タイミングのずれの情報を適用することである。このずれ幅の時間をｄとすると、図３のステップＳ１２での時間幅αを、図４のスレーブ通信モジュール側の送信タイミングのずれとして示されているαとは異なる値（以下、α’とする）、即ち「α’＝ｄ」としてもよいし、「α’＜ｄ」としてもよい。
【００８８】
具体的には、図４のスロット制御位置２において、スレーブ通信モジュールでは時間幅αだけずれた時点で送信を開始しているが、これを受信したマスタ通信モジュール側では時間幅「α−Δｔ（＝ｄ＝α’）」だけずれた時点を新たなスロット境界位置２（補正されたスロット境界位置２）として決定している。
【００８９】
次に、スレーブ通信モジュールの動作手順を図５のフローチャート及び前述の図４のタイミングチャートを参照して説明する。なお、この場合のスレーブ通信モジュールのハードウェア的な構成そのものは図１に示した従来の通信モジュールと同一であるが、主として通信管理部１８による処理手順が異なる。
【００９０】
まず、通信管理部１８がスロット境界位置情報を基準として受信開始タイミングを決定する（ステップＳ３１）。具体的には、通信管理部１８は、前回の送信用スロットの先頭のスロット境界位置＋Ｔｓ−ｗ２／２」の時点を受信開始位置として決定する。
【００９１】
たとえば、スレーブ通信モジュールにおいて図４に示されているスロット境界位置３を制御する必要があると判断された場合、通信管理部１８は、前回の受信用スロットであったスロット２の先頭のスロット境界位置２の時点から「Ｔｓ−ｗ２／２」経過した時点を次の受信開始位置として決定する。
【００９２】
次に、通信管理部１８は送受信タイミング制御部１７に対して、上述のステップＳ３１で決定したスレーブ通信モジュールとして次に受信動作を開始するタイミングを通知し、受信準備を開始するように指示する（ステップＳ３２）。この通知を受けて送受信タイミング制御部１７は、ＲＦ部１２の起動が受信開始タイミングに間に合うように、ＲＦ制御部１４に対して受信準備を行なう（ステップＳ３３）。
【００９３】
次に、送受信タイミング制御部１７が、ＲＦ制御部１４に対しては復調開始を指示し、送受信データ制御部１３に対しては受信シンボルの取り込み開始を指示する。これにより、受信が行なわれる（ステップＳ３４）。具体的には、ＲＦ制御部１４は、ＲＦ部１２が復調動作を行なうように制御する。また、送受信データ制御部１３は、ＲＦ部１２から受信シンボルを受け取り、通信規格で定義されたシンボル列であれば送受信データ入出力部１５に受信データを書き込む。またこの際、受信タイミング検出部１６がスロット境界位置と受信データの先頭位置とのずれを検出し、通信管理部１８に通知する。通信管理部１８はこの情報に従って、マスタ通信モジュールの送信開始位置、即ちスロット境界位置が実際にはどの時点であったのかを判断し、自身が計測したスロット境界位置を補正する。また、ＲＦ部１２はＲＦ制御部１４からの指示に従って復調動作を行ない、復調後の受信シンボルを送受信データ制御部１３へ送出する。
【００９４】
次に、通信管理部１８は送受信データ入出力部１５内の受信データの有無を判断し（ステップＳ３５）、受信データがある場合にのみ（ステップＳ３５でＹＥＳ）、受信データを読み出す（ステップＳ３６）。
【００９５】
次に、通信管理部１８は上述の受信データにより、次の送信が許可されているか否かを判断する（ステップＳ３７）。次の送信が許可されていない場合は（ステップＳ３７でＮＯ）、送信用スロットでは何もせずに時間の経過を待って（ステップＳ４６）、ステップＳ３１へ処理が戻される。一方、次の送信が許可されている場合は（ステップＳ３７でＹＥＳ）、通信管理部１８がスロット境界位置制御の必要性を判断する（ステップＳ３８）。
【００９６】
ここで、スロット境界位置を制御する必要があると判断された場合は（ステップＳ３８でＹＥＳ）、ステップＳ３４で補正が行なわれた「前回のスロット境界位置＋Ｔｓ±α」を次のスロット境界位置とする（ステップＳ３９）。一方、スロット境界位置を制御する必要がないと判断された場合は（ステップＳ３８でＮＯ）、ステップＳ３４で補正が行なわれた「前回のスロット境界位置＋Ｔｓ」を次のスロット境界位置とする（ステップＳ４０）。
【００９７】
具体的には、スレーブ通信モジュール側においてスロット境界位置２の制御が必要であると判断された場合、図４に示されているように、前回のスロット境界位置であるスロット境界位置１から時間「Ｔｓ＋α」経過した時点を新たなスロット境界位置２とし、この時点を送信開始時点の基準としている。
【００９８】
なお、スロット境界開始位置３が補正されていない場合は、上述の補正されたスロット境界位置２を基準とした処理に代えて、補正されていないスロット境界位置２を基準として同様の処理が行なわれる。
【００９９】
ステップＳ４０での処理が行なわれた場合には、次に通信管理部１８が送信データの有無を判断する（ステップＳ４１）。ここで、送信データがある場合には（ステップＳ４１でＹＥＳ）、必ず後述するステップＳ４２へ処理が進められるが、送信データがない場合には（ステップＳ４１でＮＯ）、ステップＳ４２へ処理が進められてもよいし、ステップＳ４６へ処理が進められてもよい。
【０１００】
ステップＳ４６へ処理が進められた場合には、送信スロットでは何も行なわれずに時間の経過を待ってステップＳ３１へ処理が戻される。一方、ステップＳ４２へ処理が進められた場合には、通信管理部１８が送受信データ入出力部１５に対して送信データの書き込みを行なう。但し、送信データがない場合は、空の送信データが書き込まれる。
【０１０１】
次に、通信管理部１８は、送受信タイミング制御部１７に対して、マスタ通信モジュールとしての送信動作を次に行なうスロット境界位置を通知し、送信準備開始を行なうように指示する（ステップＳ４３）。
【０１０２】
次に、ＲＦ部１２の起動が送信スロット境界位置に間に合うように、送受信タイミング制御部１７がＲＦ制御部１４に対して送信準備の指示をする（ステップＳ４４）。
【０１０３】
次に、送受信タイミング制御部１７が、ＲＦ制御部１４に対しては変調開始を指示し、送受信データ制御部１３に対しては送信シンボルの送出を指示する（ステップＳ４５）。これにより、ＲＦ制御部１４はＲＦ部１２が変調動作を行なうよう制御する。また、送受信データ制御部１３は送受信データ入出力部１５から送信データを読み出してＲＦ部１２に送信シンボルを送出する。また、ＲＦ部１２は送受信データ制御部１３から受け取った送信シンボルをＲＦ制御部１４の指示によって変調し、電波として送出する。その後は再びステップＳ３１へ処理が戻される。
【０１０４】
以上のような手順により、ネットワークの同期を維持した状態でスロット境界位置を一定の時点の範囲内で制御、換言すれば補正することが可能となる。
【０１０５】
（実施の形態２）
以上のように本発明の実施の形態１では、マスタ通信モジュール又はスレーブ通信モジュールにおいて自身の送信タイミングをずらすことでネットワークのスロット境界位置を時間幅α又はα’（但し、ｗ２／２以下）だけ所望の位置にずらすことが可能であるが、そのようなスロット境界位置制御の可否又は優先順位をマスタ通信モジュールとスレーブ通信モジュールとの間で情報を交換することにより、いずれがスロット境界位置の制御を行なうかを決定することが望ましい。
【０１０６】
このような目的のため、実施の形態１に記載したような動作を行なうことが出来ない通信相手が存在するとの前提で、基本的にはマスタ通信モジュール主導のスロット境界位置制御が有効であるとする。この場合、スロット境界位置を制御しようとするマスタ通信モジュールは、送信開始位置をずらす制御を行なう前に、スロット境界位置を制御する旨を送信データ内に挿入して通信相手のスレーブ通信モジュールに対して予め通知する。
【０１０７】
その際のマスタ通信モジュールからスレーブ通信モジュールへの通知内容としてはたとえば、強制的に自身の、即ちマスタ通信モジュールによる制御が適用されるという内容、マスタ通信モジュール側で自身が制御を行なってもよいかをスレーブ通信モジュール側に確認する内容、等が可能である。そして、スレーブ通信モジュール側では、通信相手から通知された内容が上述のようなスロット位置制御を行なうことを確認する内容である場合には、それを認めるか、または拒否するか、のいずれかの内容を相手に対して通知するようにすればよい。
【０１０８】
このような情報の交換の結果によって、スロット境界位置に対して送信開始位置をずらすか否かを決定し、ずらせてもよい場合にのみ実施の形態１に記載したようなスロット位置制御を行なうようにする。
【０１０９】
（実施の形態３）
前述の実施の形態１に記載したような送信開始位置制御を行なう場合、シンボルタイミングを基準として送信タイミングを決定することが好ましい。以下、送信開始位置におけるシンボルの送受信のタイミングの詳細を示す図６のタイミングチャートを参照して具体的に説明する。
【０１１０】
図６(a) に示すように、通常、受信側の通信モジュールで受信したシンボルを復調する際には、一定の遅延時間「delay 」が発生する。また、１シンボルあたりの時間Tsymbol は通信方式の仕様で定義されており、一定である。従って、送信側の通信モジュールでは、期間Tsymbol 単位で送信シンボルを決定して送信する。しかし、図１に示す通信モジュールのＲＦ部１２の受信特性のために、受信側の通信モジュールにおいて確実に復調可能であるシンボルは期間Tsymbol の内の期間βの間のみであり、その他の期間における復調の結果が、送信されたデータと同じであるという保証はない。
【０１１１】
受信側の通信モジュールでの受信動作においてはこのような特性を考慮して、最も信頼性が高い復調結果が得られるタイミングである受信シンボルの中心タイミングを予想し、このタイミングを中心とする期間β内で受信シンボルを取り込むことにより受信結果の信頼性を向上させる必要がある。
【０１１２】
このような受信動作を行なっている通信モジュールに対して実施の形態１に記載のような制御により送信開始位置をずらす場合、図６(b) に示す送信タイミングのように、「Tsymbol ×Ｎ（Ｎは整数であり、Tsymbol ×Ｎが前述の送信タイミングの範囲を満たすものとする）」だけずらすようにする。この場合の受信モジュールでの復調は図６(b) に示す受信タイミングのようになり、復調のタイミングと受信シンボルの中心位置の予想タイミングとの関係が、送信開始基準タイミングで送信した場合と同一になるので、受信結果の信頼性が保証される。
【０１１３】
これに対して、図６(c) に示す送信タイミングのように、Tsymbol を考慮せずに送信タイミングを任意の期間Ｍだけずらした場合、図６(c) に示す受信タイミングのように、送信開始基準タイミングを基準として予想した受信シンボルの中心タイミングを用いると、受信シンボルの復調結果が送信側と一致している可能性が低いタイミングでシンボルを取り込んでしまうため、受信時の信頼性が低下してしまう。
【０１１４】
以上のことから、スロット境界位置を制御する側の通信モジュールは、受信モジュールのシンボルの中心タイミングの予想が有効になるように、１シンボルの期間Tsymbol を基準としてその整数倍の時間だけ送信開始タイミングをずらすようにすればよい。
【０１１５】
（実施の形態４）
次に、実施の形態１に記載のスロット境界位置の制御方法により送信開始位置をずらす場合のネットワーク間における動作について、図７に示すネットワークを例として説明する。
【０１１６】
図７はネットワークの一構成例を示すブロック図であり、Ｍ１〜Ｍ５は図１に示す構成を有し、上述したようなスロット境界位置の制御を行なう通信モジュールである。
【０１１７】
Ｌ１は、通信モジュールＭ１によるスロット境界位置の計測を基準として動作している通信モジュールＭ３との間のリンクである。このリンクＬ１では、通信モジュールＭ１がマスタ通信モジュールとしての動作を、通信モジュールＭ３が通信モジュールＭ１に対するスレーブ通信モジュールとしての動作をそれぞれ行なうことにより一つのネットワークＮＷ１を形成している。
【０１１８】
Ｌ２はＬ１同様に、通信モジュールＭ２によるスロット境界位置の計測を基準として動作している通信モジュールＭ３との間のリンクである。このリンクＬ３では、通信モジュールＭ２がマスタ通信モジュールとしての動作を、通信モジュールＭ３が通信モジュールＭ２に対するスレーブ通信モジュールとしての動作をそれぞれ行なうことにより一つのネットワークＮＷ２を形成している。
【０１１９】
Ｌ３及びＬ４は、通信モジュールＭ３によるスロット境界位置の計測を基準として動作しているリンクである。リンクＬ３では、通信モジュールＭ３がマスタ通信モジュールとしての動作を、通信モジュールＭ４が通信モジュールＭ３に対するスレーブ通信モジュールとしての動作をそれぞれ行ない、またリンクＬ４では、通信モジュールＭ３がマスタ通信モジュールとしての動作を、通信モジュールＭ５が通信モジュールＭ３に対するスレーブ通信モジュールとしての動作をそれぞれ行なうことにより、通信モジュールＭ３, Ｍ４及びＭ５により一つのネットワークＮＷ３を形成している。
【０１２０】
以上のように図７に示されている例では、通信モジュールＭ３を供用する形で３つのネットワークＮＷ１, ＮＷ２, ＮＷ３が形成されているが、これらの内のマスタ通信モジュールとしての動作及びスレーブ通信モジュールとしての動作を時分割で行なう通信モジュールＭ３を含む通信モジュールＭ１及びＭ３にて形成されるネットワークＮＷ１と、通信モジュールＭ３, Ｍ４及びＭ５にて形成されるネットワークＮＷ３との２つのネットワークに着目して説明する。
【０１２１】
図８はネットワークＮＷ１及びＮＷ３での送受信動作のタイミングを示したタイミングチャートであり、通信モジュールＭ３におけるリンク１, リンク３及びリンク４で等しく通信スロットを割り当てている状態を示している。
【０１２２】
本発明によるスロット境界位置制御方法を用いない場合には、通信モジュールＭ１により決定されるスロット境界位置（破線にて示す）と、通信モジュールＭ３により決定されるスロット境界位置との位置関係は時間の経過に伴って変化し続ける。このため、図８(a) のタイミングチャートに示すように、ネットワークＮＷ１のスロット境界位置とネットワークＮＷ３のスロット境界位置とが一致していることはほとんどない状態で通信が行なわれることになる。この図８(a) に示すタイミングチャートの場合、通信モジュールＭ３をネットワークＮＷ１における動作からネットワークＮＷ３における動作へ切り換えるとすると、ネットワークＮＷ１におけるスロット境界位置とネットワークＮＷ３におけるスロット境界位置との間の時差のために待ち時間ｓｗ１が必要になる。
【０１２３】
同様に、ネットワークＮＷ３からネットワークＮＷ１への切り換えにおいても、両者のスロット境界位置の時差のために待ち時間ｓｗ２が発生する。ここではネットワークＮＷ１とネットワークＮＷ３との切り換えについて説明したが、更にネットワークＮＷ２をも加えて３個のネットワーク間での切り換えも可能である。このように、通信モジュールが参加対象とするネットワークが多くなるに伴って、ネットワーク切り換えの際に必要になる待ち時間が増加することになるが、本実施の形態においてはネットワークＮＷ１とネットワークＮＷ３の切り換えに着目して説明する。
【０１２４】
上述したｓｗ１、ｓｗ２のような待ち時間が発生する場合において、本発明の送信タイミングを変更する制御を通信モジュールＭ３がマスタ通信モジュールとしての動作時に行なうことにより、図８(b) に示すタイミングチャートのような迅速な移行及び動作タイミングの維持が可能である。
【０１２５】
即ち、通信モジュールＭ３におけるネットワークの切り換えのためのスロット境界位置の時差調整時間であるｓｗ１及びｓｗ２の内の短い方の時間をより短くする方向へ送信開始タイミングを変更する。図８(a) に示す例の場合、ｓｗ１の方が短いため、図２における時間幅αが負の値をとる方向へ送信開始タイミングを変更すれば、前述した実施の形態１における制限「α＜ｗ２−Δｔ×２」にあるように一定の範囲内でｓｗ１が短縮される。スロット境界位置のずれが存在する限り、ｓｗ１を短くする方向の制御を行なえば、図８(b) に示すような状態の動作タイミングになる。
【０１２６】
しかし、一旦図８(b) に示すような状態の動作タイミングになったとしても、時間の経過に伴って必ず通信モジュールＭ３のスレーブ通信モジュールとしての動作によるネットワークＮＷ１への同期維持動作により、ネットワークＮＷ１とネットワークＮＷ３とのスロット境界位置にずれが発生する。このずれはクロックの精度に起因するずれであって本来の規格の想定内のずれであるため、一回のスロット境界位置制御動作によって補正して再び図８(b) に示す状態の動作タイミングに戻すことが可能である。そして、一旦図８(b) に示す状態の動作タイミングになった後であれば、上述の補正動作のみでスロット境界位置はほぼ同一タイミングで維持可能になるため、通信モジュールＭ３のネットワーク切り換え動作において待ち時間が発生する可能性は小さくなる。
【０１２７】
なお、上述の説明においては、図８(b) に示す状態の動作タイミングに効率よく制御するためにｓｗ１を短くする方向としたが、逆に長くする方向に制御を反復してもいずれは図８(b) に示す状態の動作タイミングになる。更には、特段のスロット境界位置の制御は行なわずにクロック精度の違いによるスロット境界位置のずれが累積することにより図８(b) に示す状態の動作タイミングになるのを待ち、その状態になってからスロット境界位置制御動作を開始してもよい。
【０１２８】
（実施の形態５）
この実施の形態５では、実施の形態１に記載したスロット境界位置の制御により送信開始位置をずらす場合に、図７において複数のマスタ動作モジュールが存在する通信モジュールＭ１, Ｍ３によるネットワークＮＷ１と、通信モジュールＭ２, Ｍ３によるネットワークＮＷ２とに着目して説明する。
【０１２９】
通信モジュールＭ３においては、ネットワークＮＷ１に対しての同期動作及びネットワークＮＷ２に対しての同期動作の双方が時分割で行なわれるため、ネットワークＮＷ１のスロット境界位置とネットワークＮＷ２のスロット境界位置との位置関係は、常に時間の経過に伴って変化している。
【０１３０】
この場合、一方のネットワークを基準とし、他方のネットワークにおいて実施の形態１におけるスレーブ通信モジュール主導によるスロット境界位置制御を行なえば、２つのネットワークＮＷ１及びＮＷ２のスロット境界位置を一致させることができる。これは、前述した実施の形態４においてマスタ通信モジュールとして動作する側の通信モジュールでスロット境界位置制御動作を行なっていた部分を単純にスレーブ通信モジュールとして動作する側の通信モジュールでスロット境界位置制御動作を行なうことにより実行可能である。
【０１３１】
（実施の形態６）
実施の形態６は、既にスレーブ通信モジュールとしての動作を行なっている状態で新たにマスタ通信モジュールとしての動作で接続を開始する場合における動作である。これは、たとえば前述の図１０に示した通信モジュールＭ１５においてリンクＬ１３のみが存在し、新たにリンクＬ１４を追加するという状態に相当する。通常、マスタ通信モジュールとしての動作で接続を開始する際には、その通信モジュールは自身のクロックによるスロット境界位置を基準として送信開始タイミングを決定する。しかし、スレーブ通信モジュールとしての動作でリンクが既に形成されている場合、スレーブ通信モジュールとしての動作での相手（マスタ通信モジュール）のスロット境界位置を基準として送信タイミングを決定することとする。
【０１３２】
図１０の通信モジュールＭ１５においてはネットワークＮＷ１２のみが存在し、リンクＬ１４の形成を開始する、即ちネットワークＮＷ１３を構成するに先立って、ネットワークＮＷ１３のスロット境界位置をネットワークＮＷ１２のスロット境界位置に一致させた状態にしておく。これにより、接続開始の時点で既にマスタ通信モジュールとしての動作及びスレーブ通信モジュールとしての動作におけるスロット境界位置が一致していることになるため、実施の形態４に記載のスロット境界位置を一致させたままで維持する手法が直ちに適用できる。
【０１３３】
（実施の形態７）
一つの通信モジュールが複数の通信相手に対してマスタ通信モジュールとしての動作及びスレーブ通信モジュールとしての動作を行なっている場合に、実施の形態４と同様に一定の範囲内でマスタ通信モジュールとしての動作のスロット境界位置をずらす動作を反復することにより、スレーブ通信モジュールとしての動作におけるスロット境界位置に段階的に近付けていくことも可能である。しかし、マスタ通信モジュールとしての動作での接続がなければ相手のスレーブ通信モジュールとしての動作に対する配慮の必要はない。従って、このような場合には一度の制御で大きくスロット境界位置をずらしたとしても問題は生じない。
【０１３４】
このことから、この実施の形態７ではマスタ通信モジュールとしての動作を行なわなくてもよい状況に一旦した上で、スロット境界位置をスレーブ通信モジュールとしての動作におけるスロット境界位置に一致させ、その後にマスタ通信モジュールとしての動作を再び行なう際にスレーブ通信モジュールとしての動作におけるスロット境界位置に一致しているマスタ通信モジュールとしての動作のスロット境界位置を基準として、送信開始を行なう構成とする。
【０１３５】
マスタ通信モジュールとしての動作を行なわなくてもよい状況にするためには、接続を一旦終了させた後に再度接続を開始するか、Bluetooth 規格等においては、マスタ通信モジュールとしての動作とスレーブ通信モジュールとしての動作とを入れ換える手順を用いることが考えられる。マスタ通信モジュールとしての動作とスレーブ通信モジュールとしての動作とを入れ換える手順を用いる場合には以下のような手順となる。
【０１３６】
まず、図１０に示した通信モジュールＭ１５のようにマスタ通信モジュールとしての動作を行なうリンクとスレーブ通信モジュールとしての動作を行なうリンクとの双方が形成されている状態であるとする。この状態では、マスタ通信モジュールとして動作する側のネットワークＮＷ１３のスロット境界位置を大きくずらすことはできない。このため、この通信モジュールＭ１５のマスタ通信モジュールとして動作する側のリンクにおいて役割の入れ換えを規格の手順に従って行なう。
【０１３７】
これにより、通信モジュールＭ１５自身は複数のマスタ通信モジュールに対してスレーブ通信モジュールとしての動作を行なうのみになる。これは図１０に示す通信モジュールＭ１９と全く同じ状態である。この状態では、マスタ通信モジュールとしての動作に用いるスロット境界位置は任意に変更しても全く問題がない。この状態である場合に、通信モジュールが自身のクロックによるスロット境界位置を本来はスレーブ通信モジュールとしての動作を行なっていた方（通信モジュールＭ１４とのリンク）のスロット境界位置に合わせる。
【０１３８】
その後、先に役割の入れ換えを行なった接続において役割の入れ換えを再び行ない、本来の接続形態に戻す。この入れ換えの後には、既にマスタ通信モジュールとしての動作とスレーブ通信モジュールとしての動作とにおけるスロット境界位置が一致した状態からの同期の維持を行なえばよいため、実施の形態４に記載のスロット境界位置の制御方法による同期の維持を行なうのみでよい。一旦接続を解除する手順を用いる場合には、再接続の際に実施の形態６の手法をそのまま用いることが可能である。
【０１３９】
（実施の形態８）
Bluetooth 規格等においては、同期通信を行なう前に特定の送受信手続きを行なうことで通信可能範囲にある他モジュールのＩＤ番号等の固有情報を取得することが可能である。この実施の形態８では、このような他モジュールの固有情報を問い合わせるか、又は問い合わせに応答するかの特定の送受信手続きにおいて、問い合わせへの応答の送信の際に、通常の応答内容に加えて応答するモジュールが自身のクロックにより決定されるスロット境界位置の情報も送信するように構成する。
【０１４０】
スロット境界位置情報の追加方法としては、たとえば、以上に説明した手順との互換性を考慮して送信列の最後尾に付加することにより情報の追加を行なうこととする。また、スロット境界位置情報の内容の決め方としては、たとえば問い合わせ側の送信開始位置からスロット境界位置までの時間で示すことにするか、問い合わせへの応答の送信開始位置からスロット境界位置までの時間で示すことにする、等の幾つかが可能である。ここに示したスロット境界位置情報を決定する例においては、問い合わせ側のモジュールで問い合わせの送信タイミング又は応答の受信タイミングと付加情報とを用いることで、応答側のモジュールのスロット境界位置を求めるようにしている。
【０１４１】
このようにして求めたスロット境界位置を自身のスロット境界位置として接続を開始することにより、問い合わせに応答したモジュールが既に他のネットワークに参加していた場合においても接続開始直後に既にスロット境界位置が既存のネットワークと丁度、またはほぼ一致している状態となるように配慮した接続開始動作を行なうことになる。問い合わせへの応答モジュールにおいて、以上のような配慮が含まれた状態で接続を開始した場合には、実施の形態４に記載の補正方法による同期の維持のみでネットワーク間の同期を維持することが可能になる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、複数の通信モジュール間での通信の同期を維持しつつスロット境界位置を一定幅以内のではあるが任意のタイミングに変更する制御を行なうことが可能になる。
【０１４３】
また本発明によれば、複数の通信モジュールと接続する通信モジュールが、自身のスロット境界位置の制御が有効であるか否かを確認した上で制御を実行することが可能になるので、制御が有効でないことが明白な場合には無駄な制御動作を行なわずに済む。
【０１４４】
また本発明によれば、通信相手の通信モジュールの受信特性に拘わらずに、スロット境界位置の制御を行なうことが可能となる。
【０１４５】
更に本発明によれば、通信モジュールが参加している複数のネットワークを同期させるように制御することが可能となり、ネットワーク切り換え時の無駄な待ち時間を短縮できるので、各リンクにおける通信速度を向上させることが可能となる。また、一定周期で定められた通信スロットを使用するような同期通信を複数のネットワークでそれぞれ行なうことは、ネットワーク同士が非同期である場合には、各ネットワークで定められた通信スロットがいずれは同じタイミングで必要になるために不可能であったが、本発明によればネットワーク同士の同期を維持している場合には、同期通信開始の時点で各ネットワークにおける通信スロット使用位置が異なっていれば、そのまま各ネットワークでの同期通信を維持することが可能になる。
【０１４６】
また本発明によれば、通常の通信中においては、徐々にスロット境界位置をずらせてゆくことによりネットワーク間のスロット境界位置同士を一致させる必要はなく、短期間でスロット境界位置を一致させることが可能になり、無駄な待ち時間を極力短縮することが可能になる。
【０１４７】
また、本発明によれば、接続開始時点において既にネットワーク間のスロット境界位置が一致した状態で通信を行なうことが可能になり、接続開始時から無駄のない通信スロットの利用が可能になる。
【０１４８】
更に本発明によれば、上述のようなスロット境界位置の制御を、自身で計時したスロット境界位置と通信相手の通信モジュールから送信される送信信号の受信タイミングとの誤差を検出する受信タイミング検出部で検出した誤差タイミングに基づいて、次に自身が計時するスロット境界位置を通信相手の通信モジュールが計時したスロットの期間に一致させるように制御する通信管理部を備えた通信モジュールで実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信モジュールの構成を示す図である。
【図２】本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法のマスタ通信モジュール主導によるスロット境界位置制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法のマスタ通信モジュール主導によるスロット境界位置制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法のスレーブ通信モジュール主導によるスロット境界位置制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法のスレーブ通信モジュール主導によるスロット境界位置制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の同期通信システムの通信タイミング制御方法のシンボルタイミングを基準として送信タイミングを決定する場合のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】同期通信システムのネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図８】ネットワーク間の非同期動作及び同期動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】 従来の同期通信システムの通信タイミング制御方法を示すタイミングチャートである。
【図１０】同期通信システムのネットワークの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｍ１, Ｍ５… 通信モジュール
ＮＷ１, ＮＷ２… ネットワーク
１１ 発振器
１６ 受信タイミング検出部
１８ 通信管理部

Claims (10)

1. 所定の時間を一単位とする通信期間毎に送受信動作を行なう複数の通信モジュールでネットワークが構成されており、前記複数の通信モジュールは、それぞれのクロックによって規定される通信期間の境界をネットワーク全体の送受信タイミングの基準とするマスタ動作と、該マスタ動作により規定される通信期間の境界を検出して自モジュールのクロックによる送受信タイミングを補正することによりネットワーク全体の通信期間の境界に送受信タイミングを同期させるスレーブ動作とのいずれかの動作を行なうことによりネットワークの同期を維持する同期通信システムの通信タイミング制御方法において、
   前記複数の通信モジュール内のいずれかの通信モジュールが、通信相手の通信モジュールが受信可能な期間の範囲内であり、かつ通信期間の境界を基準とする本来の送信タイミングとは異なる任意のタイミングに送信タイミングを変更し、
   前記通信相手の通信モジュールが、変更された送信タイミングに応じた受信タイミングに従って通信期間の境界を変更することによりネットワークの同期を維持すること
   を特徴とする同期通信システムの通信タイミング制御方法。
2. 前記受信可能な期間の範囲は、前記通信期間の境界を中心として、前記ネットワークで用いられる通信規格で定められる許容範囲であることを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
3. 送信タイミングを変更する通信モジュールが、通信期間の境界の変更の可否、又は通信期間の境界を変更する際の各通信モジュール間の優先順位を通信相手のモジュールと情報交換した上で送信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
4. 前記送信タイミングの変更は、送信タイミングを変更する通信モジュールが送信する送信シンボルの送信タイミングを基準として決定することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
5. 前記送信タイミングの変更は、送信タイミングを変更する通信モジュールが複数の通信相手に対してマスタ動作とスレーブ動作とを時分割で行なっている場合は、自身のスレーブ動作で決定される通信期間の境界を基準として自身のマスタ動作時の送信タイミングを変更することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
6. 少なくとも一つが前記マスタ動作を行なっている複数のマスタ動作モジュールに対して時分割でスレーブ動作している通信モジュールが、前記複数のマスタ動作モジュールに対するスレーブ動作の内のいずれかによって決定される通信期間の境界を基準として、他のマスタ動作モジュールへの送信タイミングを決定することにより、前記複数のマスタ動作モジュールが属する異なるネットワーク間の同期をとることを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
7. スレーブ動作を行なっている通信モジュールと接続している状態でマスタ動作を行なう通信モジュールと新たに接続する通信モジュールが、前記スレーブ動作を行なっている通信モジュールとの間の通信期間の境界を基準として、前記マスタ動作を行なう通信モジュールとの間の新たな接続開始時の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
8. 複数の通信相手の通信モジュールに対してマスタ動作及びスレーブ動作を時分割して行なっている通信モジュールが、自身がマスタ動作モジュールとして動作している通信相手の通信モジュールとの接続を一旦解除し、自身がスレーブ動作モジュールとして動作している通信相手の通信モジュールとの間の通信期間の境界にマスタ動作モジュールとしての通信期間の境界を補正し、その後に前記接続を解除した通信モジュールとの接続を復帰させる場合に、マスタ動作している通信モジュールとしての通信期間の境界を任意のタイミングに制御することにより、前記接続を復帰した通信モジュールへの送信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
9. 複数の通信モジュールがネットワークとして同期接続開始する以前に各通信モジュールが他の通信モジュールに関して通信期間の境界を示す情報が含まれる固有情報の問い合わせ及びその問い合わせに対する応答が可能な機能を有しており、各通信モジュールが接続を開始する時点での通信期間の境界を、前記固有情報に含まれる通信期間の境界を示す情報に基づいて、接続を開始する相手の通信モジュールのクロックによる通信期間の境界に一致させた状態で送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の同期通信システムの通信タイミング制御方法。
10. 所定の時間を一単位とする通信期間毎に送受信動作を相互に行なうことにより同期を維持する通信モジュールにおいて、
    前記所定の時間を計時するためのクロックの発振回路と、
    該発振回路が発振するクロックに基づいて計時した前記所定の時間と、通信相手のモジュールから送信された信号の受信タイミングとの時間差を検出する受信タイミング検出部と、
    送受信タイミングを制御する通信管理部とを備え、
    前記通信管理部は、前記所定の時間によって規定されるべき該時間の計時の起点から、±α（α＜ｗ２）だけずれた時点を計時の起点に変更すると共に、変更した時点に同期して通信相手のモジュールへ送信する制御を行なうべくなしてあることを特徴とする通信モジュール。
    但し、ｗ２は受信タイミングの誤差の許容範囲

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