JP7410640B2 - マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器及び関連システム - Google Patents

Description

本発明はマルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器及び関連システムに関する。

ＩｏＴ（Internet of Things）とは電子機器が組み込まれた物理的なモノのネットワークである。ネットワーク化されるモノが増えると、それらとやりとりを行う新しい方法が利用できるようになる。ＩｏＴ機器は自動化、ユーザレポートの作成、遠隔操作などの目的のために、データ収集、処理、作用及び通信を行うことができる。ＩｏＴ機器は家庭、産業、都市、及び環境の用途において急速に展開されており、使い易さのために音声制御を利用している。

複数のＩｏＴ機器は無線ＲＦ（Radio Frequency）通信リンクを使って接続することができる。しかしながら従来のＩｏＴ機器は種々の無線プロトコルを使用して通信リンクを確立する。ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅなどを含む多数の無線プロトコルが存在する。様々なＩｏＴ機器のメーカーはこれら多数の無線プロトコルのうちのいずれかを使用することができる。多数の無線プロトコルが存在するため、利用できる全てのＩｏＴ機器をつなぐことができず、これは一般に「バスケット・オブ・リモート（basket of remotes）」問題と呼ばれている。

一解決策においては、独自のソフトウェアアプリケーションをＩｏＴ機器にインストールし、種々の無線プロトコルを有するＩｏＴ機器との通信を可能にする。この解決策は、特にソフトウェアの複雑性、及びソフトウェア開発者が多数の無線プロトコルに精通している必要性があることから、実行するのは困難である。音声制御を使用する機器にインストールする場合、プロトコルの追加を考慮して、音声コマンドをプロトコルコマンドと関連付けるアルゴリズムをソフトウェアに再実装する必要がある。更に、ローカルネットワークのみで動作するＩｏＴ機器にソフトウェアをインストールするのは困難である。

本開示は、実質的に図面の少なくとも１つに示され、及び／又は記載され、そして特許請求の範囲に記載された、マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ（Internet of Things）機器及び関連システムに関するものである。

従来の無線通信システムの一部を示す例示図である。 本願の一実施形態に係る例示的マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器（Multiprotocol Audio/Voice Internet-of-Things Device：ＭＡＶＩＤ（商標））の一部を示すシステム図である。 本願の一実施形態に係る例示的マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器（ＭＡＶＩＤ（商標））の一部を示すシステム図である。 本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。 本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。 本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。 本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。 本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。

本開示の実施形態に関する具体的情報を以下に記載する。本願の図面及びそれに伴う詳細の説明は例示的実施形態のみに関するものである。特に明記しない限り、図中における同様の、又は相当する要素は、同様の又は対応する参照符号によって示すことができる。更に、本願における図は概して実物大ではなく、実際の相対寸法に対応するものではない。

図１は従来の無線通信システムの一部を示す例示図である。図１に示すように、無線通信システム１００は、ルータ１０２、スピーカ１０４、ラップトップコンピュータ１０６、ライト制御パネル１０８、ライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃ、携帯電話１１２、スピーカ１１４、デスクトップコンピュータ１１６、キーボード１１８並びにマウス１２０を備える。

図１に示すように、ルータ１０２は無線プロトコルとしてＷｉＦｉを使用し、スピーカ１０４及びラップトップコンピュータ１０６と無線接続して通信を行う。ＷｉＦｉプロトコルにはＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers） ８０２．１１規格が含まれる。例えばＷｉＦｉプロトコルはＩＥＥＥ ８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ及び／又は８０２．１１ｎ規格であってもよく、２．４ＧＨｚ及び／又は５ＧＨｚ周波数帯域を使用する。本実施形態において、ルータ１０２、スピーカ１０４及びラップトップコンピュータ１０６は、ＷｉＦｉプロトコルの使用を可能にするＷｉＦｉ統合モジュールを有する。ＷｉＦｉプロトコルは、例えばルータ１０２からスピーカ１０４やラップトップコンピュータ１０６へそれぞれ音楽や映像をストリーミングするために使用することができる。スピーカ１０４はホームシアター受信機又はヘッドホンなどの任意のオーディオ制御システムとすることができる。ラップトップコンピュータ１０６は一般に、タブレットなどの任意のデータ記憶装置及びデータ処理装置とすることができる。

また図１は、無線プロトコルとしてＺｉｇＢｅｅを使用してライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃと無線接続及び通信を行うライト制御パネル１０８を示している。ＺｉｇＢｅｅプロトコルにはＺｉｇＢｅｅ ２００６及び／又はＺｉｇＢｅｅ ＰＲＯなどのＺｉｇＢｅｅアライアンス仕様バージョンが含まれる。ＺｉｇＢｅｅプロトコルはＩＥＥＥ ８０２．１５．４規格に準拠し、８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ及び／又は２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用する。本実施形態において、ライト制御パネル１０８とライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃとは、ＺｉｇＢｅｅプロトコルの使用を可能にするＺｉｇＢｅｅ統合モジュールを有する。ＺｉｇＢｅｅプロトコルは、例えばライト制御パネル１０８からライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃへライト制御信号をストリーミングするために使用することができる。ライト制御信号は点灯パターンの変更、電源のオフ、色の変更、速度の変更を行ったり、デフォルトの色へライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃを戻すことができる。ライト制御パネル１０８は一般に、ＺｉｇＢｅｅ統合リモートの壁取り付けパネル又は仮想ディスプレイパネルなどの、任意の制御パネルとすることができる。ライト１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃは一般に調光可能なライト、ＲＧＢ ＬＥＤ（Red Green Blue Light-Emitting Diode）又はＣＣＴ ＬＥＤ（Correlated Color Temperature Light-Emitting Diode）などの任意の制御可能なライトとすることができる。

図１に更に示すように、無線プロトコルとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈを使用し、携帯電話１１２はスピーカ１１４と無線接続及び通信を行い、デスクトップコンピュータ１１６はキーボード１１８及びマウス１２０と無線接続及び通信を行う。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＢＲ（Basic Rate）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＥＤＲ（Enhanced Data Rate）及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ（Low Energy）などのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ仕様バージョンが含まれる。ＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルはＩＥＥＥ ８０２．１５．１規格に準拠し、２．４ＧＨｚ周波数帯域を使用する。本実施形態において、携帯電話１１２、スピーカ１１４、デスクトップコンピュータ１１６、キーボード１１８及びマウス１２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルの使用を可能にするＢｌｕｅｔｏｏｔｈ統合モジュールを有する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルは、例えば携帯電話１１２からスピーカ１１４へ音楽をストリーミングしたり、インターフェース制御信号をキーボード１１８及びマウス１２０からデスクトップコンピュータ１１６へストリーミングするために使用することができる。スピーカ１１４は、ホームシアター受信機又はヘッドホンなどの任意のオーディオ制御システムとすることができる。デスクトップコンピュータ１１６は一般にタブレットなどの任意のデータ記憶装置及びデータ処理装置とすることができる。キーボード１１８及びマウス１２０は一般にジョイスティックなどのヒューマン・インターフェース・デバイスとすることができる。

とりわけ無線通信システム１００において、異なる無線プロトコルを有する機器同士は接続及び通信を行わない。例えば、ＷｉＦｉ対応のルータ１０２はＺｉｇＢｅｅ対応のライト制御パネル１０８と通信を行わず、ＷｉＦｉ対応のルータ１０２及びＺｉｇＢｅｅ対応のライト制御パネル１０８はいずれもＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応のスピーカ１１４と通信を行わない。実際、多数のＩｏＴ機器を使用する場合、プロトコル毎に複数のゲートウェイが必要となり、ユーザに負担がかかる。

図２Ａは本願の一実施形態に係る例示的マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器（ＭＡＶＩＤ（商標））の一部を示すシステム図である。ＭＡＶＩＤ（商標）はリブレ ワイヤレス テクノロジーズ インコーポレイテッドの商標である。図２Ａに示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０は、パッケージ２３２、アンテナ２３４ａ及び２３４ｂ、ダイプレクサ２３６、ＲＦスイッチ２３７及び２３８、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ通信モジュール２４５を有するデュアルバンド無線通信モジュール２４０、ＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６、第３世代、第４世代モバイル技術（３Ｇ／４Ｇ）通信モジュール２４８、ＭＣＵ（Multipoint Control Unit）２５０、マイクロホン２５２、ライン２８０及び２８２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２５４、ＱＳＰＩ（Quad Serial Peripheral Interface）フラッシュメモリ２５６、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５７並びに電源２５８を備えている。

図２Ａに示すように、ダイプレクサ２３６、ＲＦスイッチ２３７及び２３８、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ通信モジュール２４５を有するデュアルバンド無線通信モジュール２４０、ＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６、ＭＣＵ２５０、ＤＳＰ２５４並びに電源２５８はパッケージ２３２内に配置されている。パッケージ２３２はおよそ１インチ×１インチ（１”ｘ１”）以下の小型フォームファクタパッケージとすることができる。また図２Ａに示すように、アンテナ２３４ａ及び２３４ｂ、３Ｇ／４Ｇ通信モジュール２４８、マイクロホン２５２、ＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６並びにＲＡＭ２５７は、パッケージ２３２の外部に配置されている。アンテナ２３４ａ及び２３４ｂ、３Ｇ／４Ｇ通信モジュール２４８、マイクロホン２５２、ＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６並びにＲＡＭ２５７は、例えば図２Ａに示さないプリント基板（ＰＣＢ）に配置させてもよい。パッケージ２３２はＰＣＢ上にも配置させることができる。

パッケージ２３２の外部に配置されたアンテナ２３４ａ及び２３４ｂは、種々の無線プロトコルに従ったＲＦ信号の送受信を行うために使用される。例えば、アンテナ２３４ａはＷｉＦｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに従ってＲＦ信号の送受信を行うために使用され、アンテナ２３４ｂはＺｉｇＢｅｅプロトコルに従ってＲＦ信号の送受信を行うために使用される。アンテナ２３４ａ及び２３４ｂは、例えばパッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ又はその他の種類のアンテナとすることができる。一実施形態において、アンテナ２３４ａ及び２３４ｂはそれぞれ複数の要素を有するアンテナアレイであってもよい。

図２Ａに示すように、アンテナ２３４ａはＷｉＦｉプロトコル及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルのいずれにも使用される。アンテナ２３４ａはダイプレクサ２３６に接続される。ダイプレクサ２３６は異なる周波数帯域のＲＦ信号を分離する。例えば、本実施形態において、ダイプレクサ２３６は２．４ＧＨｚ周波数帯域の信号を５ＧＨｚ周波数帯域から分離する。５ＧＨｚ信号はＲＦスイッチ２３７に接続され、ＲＦスイッチ２３７によって信号は送信ラインと受信ラインとの間で切り替えられ、次いでデュアルバンド無線通信モジュール２４０内のＷｉＦｉ通信モジュール２４２に接続される。２．４ＧＨｚ信号はＲＦスイッチ２３８に接続され、ＲＦスイッチ２３８によって送信ラインと受信ラインとで切り替えられ、デュアルバンド無線通信モジュール２４０内のＷｉＦｉ通信モジュール２４２及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４に接続される。アンテナ２３４ｂはＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６に接続される。一実施形態において、アンテナ２３４ｂは複数の無線プロトコルに使用することができる。

ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６は、ＷｉＦｉプロトコル規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル規格及びＺｉｇＢｅｅプロトコル規格に従ってＲＦ信号を処理する。複数の無線プロトコルを同時に使用すると、一般に干渉及び衝突が生じるため、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６はＭＣＵ２５０からの制御信号にも応答し、これによって制御される。図２Ａに示すように、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６は、ＳＤＩＯ（Secure Digital Input Output）、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）及びＰＣＭ（Pulse Code Modulation）などのハードウェア通信インターフェースによってＭＣＵ２５０に接続される。これらのインターフェースは双方向性であるため、通信モジュールはＭＣＵ２５０にデータを報告して追加処理を行うことができ、ＭＣＵ２５０は通信モジュールに制御信号を送ることができる。例えば、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４及びＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６は、現在の、そして計画された動作状態、ビット及びパケット誤り率、信号及びノイズパワーレベル、周波数及びチャネル並びにタイミングに関する情報を報告することができる。ＭＣＵ２５０は通信モジュールによって報告された情報に基づいて干渉評価を行い、干渉評価に基づいて干渉ソリューションを決定し、決定された干渉ソリューションに基づいて制御信号を通信モジュールに送信する。このように、ＭＣＵはＰＴＡ（Packet Traffic Arbiter）として作用し、複数の無線プロトコルの共存を管理し、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０がこれら複数の無線プロトコルによる無線ＲＦ通信リンクを同時に形成できるようにする。

図２Ａにおいて、３Ｇ／４Ｇモジュール２４８はＭＣＵ２５０に接続されている。ＭＣＵ２５０は上述のその他の無線通信モジュールとほぼ同様に、３Ｇ／４Ｇモジュールとやりとりを行う。３Ｇ／４Ｇモジュールはサイズ、放熱、及び／又は絶縁などその他のことを考慮してパッケージ２３２の外に配置することもできる。図２Ａに示すように、任意選択で、デュアルバンド無線通信モジュール２４０を、ＰＴＡインターフェースを介してＺｉｇＢｅｅモジュール２４６に接続し、デュアルバンド無線通信モジュール２４０からのデータとＺｉｇＢｅｅモジュール２４６からのデータとをより効率的に比較して、ＭＣＵ２５０の処理負担を軽減させることができる。一実施形態において、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０は、図２Ａに示すものに代え、又はこれらに加え、その他の無線プロトコルによる無線ＲＦ通信リンクを形成することができる。例えば、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０は、ＬｏＲａ（Long Range）、Ｚ－Ｗａｖｅ、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Technology）及びその他の任意の無線プロトコルを使用することができる。

図２Ａに示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０はマイクロホン２５２を備えている。マイクロホン２５２はユーザから音声を受信する。本実施形態において、マイクロホン２５２は３つのマイクロホン要素を含むマイクロホンアレイである。マイクロホン２５２はビームフォーミング能力を提供して遠隔音声の受信を向上させ、ボイストラッキングを可能にする。種々の実施形態において、マイクロホン２５２は単一のマイクロホン要素であってもよいし、図２Ａに示すものよりも多い又は少ないマイクロホン要素を有するマイクロホンアレイであってもよい。マイクロホン要素の数は、音声がＭＡＶＩＤ（商標）２３０にとってどの程度クリティカルであるかによって決められる。

マイクロホン２５２はライン２８０を介してＤＳＰ２５４に接続される。ＤＳＰ２５４はマイクロホン２５２から音声信号を受信して処理する。ＤＳＰ２５４はノイズ除去、音声クリナップ及びゲインコントロールなどの音声信号の調節を行う。またＤＳＰ２５４は音声認識分析も行う。図２Ａに示すように、任意選択でマイクロホン２５２をライン２８２によってＭＣＵ２５０に接続し、そしてＤＳＰ２５４に接続してもよい。一実施形態において、ＤＳＰ２５４はウェイクアップ機構を使用する。その際ＭＡＶＩＤ（商標）２３０のコンポーネントは、ＤＳＰ２５４がユーザの話した「ジャーヴィス（Ｊａｒｖｉｓ）」又は別のキーワードを認識するなどの、検出可能な事象が発生するまで低電力動作状態に維持される。

図２Ａに示すように、ＤＳＰ２５４はＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＧＰＩＯ（General Purpose Input Output）及びＩ２Ｓ（Inter-IC Sound）インターフェースなどのハードウェア通信インターフェースによってＭＣＵ２５０に接続される。これらのインターフェースによってＭＣＵ２５０はＤＳＰ２５４にフィードバックを行い、ＤＳＰ２５４はＭＣＵ２５０に音声制御信号を提供することができる。ＭＣＵ２５０はＤＳＰ２５４から受信した音声制御信号に応じて複数の無線プロトコルによる無線ＲＦ通信リンクを可能にする。例えば、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０がＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルによってオーディオをスピーカ（図２Ａに示さず）にストリーミングする間、ユーザは「ライトショー（ｌｉｇｈｔｓ ｓｈｏｗ）」という言葉を話すことができる。ＤＳＰ２５４は「ライトショー」という言葉の音声認識に対応して音声制御信号をＭＣＵ２５０に提供することができる。ＭＣＵ２５０は音声制御信号及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４によって報告された情報をいずれも処理し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルによるスピーカへの接続を維持しつつ、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０がＺｉｇＢｅｅプロトコルによってライト（図２Ａには示さず）へ接続できるようにする。他の例において、ＭＣＵ２５０は、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０が異なる言葉の音声認識に対応する音声制御信号に応じて複数の無線プロトコルで通信できるようにする。

また図２Ａに示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０はＭＣＵ２５０に接続されたＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６を備えている。ＭＣＵ２５０は音声制御信号及び無線通信モジュールによって報告された情報に加え、ＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６に記憶された情報を処理することができる。例えばＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６は以前のマルチプロトコル接続構成を記憶し、その後の同様のマルチプロトコルに接続する際、ＭＣＵ２５０がそのような構成にアクセスすることによってＭＣＵ２５０の処理負担を軽減させることができる。また図２Ａに示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）２３０はＭＣＵ２５０に接続されたＲＡＭ２５７を備えている。ＭＣＵ２５０は、音声制御信号及び無線通信モジュールによって報告された情報に加え、ＲＡＭ２５７に記憶された情報を処理することができる。ＲＡＭ２５７は例えばＤＤＲ（Double Data Rate）、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）又はＤＤＲ ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）とすることができる。

ＭＣＵ２５０は、外部Ｉ２Ｓ（Inter-IC Sound）（図２Ａでは「Ａｕｘ Ｉｎ（Ｉ２Ｓ）で示す」）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＧＰＩＯ（General Purpose Input Output）、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、ＳＤ／ＳＤＩＯ（Secure Digital / Secure Digital Input Output）及び／又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェースなどの外部ハードウェア通信インターフェースからの情報を処理することができる。電源２５８はＭＡＶＩＤ（商標）２３０のコンポーネントに電力を供給する。

図２Ｂは本願の一実施形態に係る例示的マルチプロトコルオーディオ／音声ＩｏＴ機器（ＭＡＶＩＤ（商標））の一部を示すシステム図である。図２Ｂに示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）２３１は、アンテナ２３５ａ及び２３５ｂを有するパッケージ２３３と、マイクロホン入力インターフェース２５３とを備えている。図２Ｂにおいて、パッケージ２３３はＰＣＢ又はセラミックＳｉＰ（Ceramic System-in-Package）などのシステム・レベルパッケージであり、図２Ａに示すスモールフォームファクタパッケージ２３２よりも大きくすることもできる。マイクロホン入力インターフェース２５３はＭＡＶＩＤ（商標）２３１がユーザから音声を受信できるようにする。例えばパッケージ２３３は、マイクロホン入力インターフェース２５３によってユーザから音声を受信する１つ以上のＭＥＭＳ（Microelectromechanical System）マイクロホンを収容することができる。ＭＥＭＳマイクロホンは、例えば、コンデンサ、エレクトレット又はピエゾ抵抗型ＭＥＭＳマイクロホンとすることができる。マイクロホン入力インターフェース２５３は、例えば、ＭＥＭＳマイクロホンの振動板、及びその他のコンポーネントが外部のユーザ音声とやりとりを行えるようにする開口部とすることができる。ＭＡＶＩＤ（商標）２３１は上述の外部ハードウェア通信インターフェースなどによっての種々のホスト／制御インターフェースに接続する。これらのホスト／制御インターフェースにより、外部ハードウェアはＭＡＶＩＤ（商標）２３１内のドライブと通信できるようになる。またＭＡＶＩＤ（商標）２３１は種々のメモリ拡張オプションに接続する。種々の実施形態において、メモリ拡張部はパッケージ２３３の外部に配置させても内部に配置させてもよく、又は一部を外部もしくは内部に配置させてもよい。メモリ拡張部はＱＳＰＩフラッシュメモリ、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＲＡＭ又はその他の任意のタイプのメモリとすることができる。

図２ＢのＭＡＶＩＤ（商標）２３１は、図２ＡのＭＡＶＩＤ（商標）２３０の代替実施形態であり、図２ＢのＭＡＶＩＤ（商標）２３１は、デュアルバンド無線通信モジュール２４０、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ通信モジュール２４５、ＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６、３Ｇ／４Ｇ通信モジュール２４８、ＤＳＰ２５４、ＭＣＵ２５０、ダイプレクサ２３６、ＲＦスイッチ２３７及び２３８、ＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６、ＲＡＭ２５７並びに／又はマイクロホン２５２の機能を個別に行う物理的又は論理的特徴を持つモジュールに分けられるのではなく、図２ＢのＭＡＶＩＤ（商標）２３１は、個別の物理的又は論理的特徴を持つモジュールを必要とせずに図２ＡのＭＡＶＩＤ（商標）２３０と同様の機能を行うことができる。例えば、図２ＢのＭＡＶＩＤ（商標）２３１において独自に結合された回路は、図２ＡのＭＡＶＩＤ（商標）２３０のデュアルバンド無線通信モジュール２４０、ＷｉＦｉ通信モジュール２４２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール２４４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ通信モジュール２４５、ＺｉｇＢｅｅ通信モジュール２４６、３Ｇ／４Ｇ通信モジュール２４８、ＤＳＰ２５４、ＭＣＵ２５０、ダイプレクサ２３６、ＲＦスイッチ２３７及び２３８、ＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６、ＲＡＭ２５７並びに／又はマイクロホン２５によって個別に行われる機能の全て又は一部を行うことができる。

図２Ｂのアンテナ２３５ａ，２３５ｂ及び２３５ｃは、種々の無線プロトコルに従ったＲＦ信号の送受信に使用される。本実施形態において、アンテナ２３５ａ，２３５ｂ及び２３５ｃはパッケージ２３３内のイネーブリング回路に接続される。アンテナ２３５ａはＷｉＦｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに従ったＲＦ信号の送受信に使用される。アンテナ２３５ｂ及び２３５ｃはＺｉｇＢｅｅプロトコル及び３Ｇ／４Ｇプロトコルに従ったＲＦ信号の送受信にそれぞれ使用される。アンテナ２３５ａ，２３５ｂ及び２３５ｃは、例えば、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ又はその他のタイプのアンテナとすることができる。一実施形態において、アンテナ２３５ａ、２３５ｂ及び２３５ｃはそれぞれ複数の要素を有するアンテナアレイであってもよい。図２Ｂのアンテナ２３５ａ及び２３５ｂはそれぞれ図２Ａのアンテナ２３４ａ及び２３４ｂに対応させることができる。図２Ｂに示すように、アンテナ２３５ａはＷｉＦｉプロトコル及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルのいずれにも使用することができる。種々の実施形態において、アンテナ２３５ｂ及び２３５ｃの各々、又はいずれかを複数の無線プロトコルで使用してもよい。

単に例として、ＭＡＶＩＤ（商標）２３１の例示的な使用方法を以下に説明する。ＭＡＶＩＤ（商標）２３１がアンテナ２３５ａを使ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルによってオーディオをスピーカ（図２Ｂに示さず）にストリーミングしている間、ユーザは「ライトショー（ｌｉｇｈｔｓ ｓｈｏｗ）」という言葉を話すことができる。ＭＡＶＩＤ（商標）２３１はユーザの言葉及びＲＦ信号に関する情報をアンテナ２３５ａで処理し、ＭＡＶＩＤ（商標）２３１はアンテナ２３５ａを使ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルによるスピーカへの接続を維持しながら、アンテナ２３５ｂを使ってＺｉｇＢｅｅプロトコルによってライト（図２Ｂに示さず）に接続することができる。このように図２ＢのＭＡＶＩＤ（商標）２３１は、独自のソフトウェアアプリケーションをインストールする必要なく、ユーザからの音声コマンドに応じて複数の無線プロトコルで通信する。

図３Ａは本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。図３Ａに示すように、無線通信システム３００ａは、スピーカ３１４、ルータ３０２、テレビ３６２、クラウドプラットホーム３６３、ユーザ３６０及びウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０を備えている。図３Ａのスピーカ３１４及びルータ３０２は一般にそれぞれ図１のスピーカ１１４及びルータ１０２に対応する。本実施形態において、テレビ３６２及びルータ３０２はＷｉＦｉ統合モジュールを有し、スピーカ３１４はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ統合モジュールを有する。ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０は実質的にユーザの邪魔にならずに着用されるように、人間工学的に設計された任意のＭＡＶＩＤ（商標）とすることができる。本実施形態において、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はネックレスである。種々の実施形態において、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）は例えばボタン、時計、眼鏡、ヘッドホン又はイヤホンでもよい。図３ＡにおけるウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０は図２ＡのＭＡＶＩＤ（商標）２３０に関して説明したような、任意のその他の実施形態及び利点を有し得る。

図３Ａにおいて、無線通信システム３００ａは「家庭内（in-home）」設定に対応することができる。図３Ａに示すように、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルによってスピーカ３１４に接続し、ＷｉＦｉプロトコルによってテレビ３６２に接続している。ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドによってスピーカ３１４及びテレビ３６２を制御することができる。例えばウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドに応じてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応のスピーカ３１４及びＷｉＦｉ対応のテレビ３６２の電源をオンにすることができる。またウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はＷｉＦｉプロトコルによってルータ３０２に接続し、その後ルータ３０２はＷｉＦｉプロトコルによってテレビ３６２に接続し、ＩＰ（Internet Protocol）によってクラウドプラットホーム３６３に接続する。ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドによってルータ３０２を制御することができる。例えばウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０は、ユーザ３６０からの音声コマンドに応じて、ルータ３０２に、テレビ３６２及びクラウドプラットホーム３６３に接続してこれを利用するよう指示することができる。

図３Ｂは本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。図３Ｂに示すように、無線通信システム３００ｂは、照明システム３１０を有する家庭３６４、ユーザ３６０及びウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０を含んでいる。図３Ｂにおいて、無線通信システム３００ｂは「近所の（near-home）」設定に対応することができる。図３Ｂに示すように、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はＺｉｇＢｅｅプロトコルによって照明システム３１０に接続する。ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドによって照明システム３１０を制御することができる。例えば、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドに応じてＺｉｇＢｅｅ対応の照明システム３１０の電源をオフにすることができる。

図３Ｃは本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。図３Ｃに示すように、無線通信システム３００ｃは、基地局３６６、ユーザ３６０及びウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０を含んでいる。図３Ｃにおいて、無線通信システム３００ｃは「家から離れた（away-from home）」設定に対応することができる。図３Ｃに示すように、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０は３Ｇ／４Ｇプロトコルによって基地局３６６に接続する。ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドによって基地局３６６と通信することができる。例えば、ウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０はユーザ３６０からの音声コマンドに応じて、基地局３６６によって通話を開始することができる。図３Ａ～図３Ｃに示すように、同じウェアラブルＭＡＶＩＤ（商標）３３０を種々の設定に使用し、種々の無線プロトコルを使ってＩｏＴ機器に接続して音声制御を行うことができる。

図４は本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。図４に示すように、無線通信システム４００は、ユーザ４６０、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０並びにルータ４０２、ライト制御パネル４０８、家庭用電気製品４０９、スピーカ４１４、基地局４６６、パーキングメータ４６８、電子ドアロック４７０及びフォンドック４７２を含む複数のエンドポイント機器を備えている。図４のルータ４０２、ライト制御パネル４０８及びスピーカ４１４は一般に図１のルータ１０２、ライト制御パネル１０８及びスピーカ１１４に相当する。基地局４６６、パーキングメータ４６８、電子ドアロック４７０及びフォンドック４７２は適切なモジュールと一体化され、３Ｇ／４Ｇ、ＬｏＲａ、Ｚ－Ｗａｖｅ及びＤＥＣＴプロトコルがそれぞれ使用できるようになる。家庭用電気製品４０９は、テレビ、コンピュータ、プリンタ、フラッシュドライブ、ＯＢＤ（On-Board Diagnostics）ドングル、冷蔵庫、コーヒーメーカー、家庭用警報機、防犯カメラ、洗濯機、ドライヤー、サーモスタット又はＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）機器などの、ＺｉｇＢｅｅモジュールが一体化された任意の家庭用ＩｏＴ機器とすることができる。

図４に示すように、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０はそのそれぞれのプロトコルによって各エンドポイント機器に接続してそれらをユーザ４６０からの音声コマンドによって制御することができる。具体的には、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０は、ルータ４０２、ライト制御パネル４０８、家庭用電気製品４０９、スピーカ４１４、基地局４６６、パーキングメータ４６８、電子ドアロック４７０及びフォンドック４７２にＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、３Ｇ／４Ｇ、ＬｏＲａ、Ｚ－Ｗａｖｅ及びＤＥＣＴプロトコルでそれぞれ接続する。ＭＡＶＩＤ（商標）４３０は、この接続の一部として各エンドポイント機器が受け付け可能な無線プロトコルを判定することができる。例えば、ユーザ４６０からの音声コマンドに応じて、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０は１つのエンドポイント機器がその音声コマンドに十分対応していると判断するまで種々のプロトコルを使用し、そのエンドポイント機器に接続してもよい。別の例として、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０は全てのプロトコルを完全にスキャンし、どのエンドポイント機器がその音声コマンドに最も密接に対応しているかを判断してもよい。音声コマンドと所望されるエンドポイント機器との間の対応を決定するためには種々のアルゴリズムを使用することができる。一実施形態において、これらのアルゴリズムは、例えば、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０における信号電力レベル又はＭＡＶＩＤ（商標）４３０とインターフェースするＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールから導かれる位置推定に一部基づくものであってもよい。別の実施形態において、これらのアルゴリズムは、図２ＡのＱＳＰＩフラッシュメモリ２５６に記憶された以前の接続情報などの、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０のメモリに記憶された情報に一部基づくものであってもよい。ＭＡＶＩＤ（商標）４３０がエンドポイント機器に接続されると、ＭＡＶＩＤ（商標）４３０もまたユーザ４６０からの音声コマンドに応じてエンドポイント機器を制御することができる。種々のアルゴリズムを使用して、ユーザ４６０からの音声コマンドが特定の無線プロトコルでどのように対応するのかを決定することもできる。例えば、図２ＡのＭＣＵ２５０によって実行されるアルゴリズムは、ユーザ４６０からの音声コマンド「もっと大きな声で（ｌｏｕｄｅｒ）」がプロトコルの標準オーディオプロファイルの「音量を上げる」に対応すると決定することができる。

本実施形態においてマルチプロトコル機器を使用する場合、種々の無線プロトコルを有するＩｏＴ機器は、単一のＭＡＶＩＤ（商標）ゲートウェイから音声コマンドによって便利に制御することができる。また、独自の無線プロトコルを有する各ＩｏＴ機器に接続するための独自のアプリケーションをインストールする必要性は低減され、音声制御アルゴリズムを再実装する必要は通常なく、ＩｏＴ機器、特にローカルネットワークのみで動作するＩｏＴ機器には新しいソフトウェアをインストールする必要は通常ない。

図５は本願の一実施形態に係る無線通信システムの一部を示す例示図である。図５に示すように、無線通信システム５００は、ユーザ５６０、ＭＡＶＩＤ（商標）５３０、並びにルータ５０２、ライト制御パネル５０８、家庭用電気製品５０９、スピーカ５１４、基地局５６６、パーキングメータ５６８、電子ドアロック５７０、フォンドック５７２及びＭＡＶＩＤ（商標）チップ５３１を含む複数の消費者向け電子ＭＡＶＩＤ（商標）を含んでいる。図５において、ルータ５０２、ライト制御パネル５０８、家庭用電気製品５０９、スピーカ５１４、基地局５６６、パーキングメータ５６８、電子ドアロック５７０及びフォンドック５７２は、図５の場合のような単一の無線プロトコルモジュールではなく、それぞれに１つのＭＡＶＩＤ（商標）チップ５３１が一体化されている。

ＭＡＶＩＤ（商標）チップ５３１を各消費者向け電子ＭＡＶＩＤ（商標）に組み込むことにより、１つのゲートウェイから音声コマンドによって複数の消費者向け電子機器を便利に制御することができる。本実施形態において、ＭＡＶＩＤ（商標）５３０はゲートウェイである。種々の実施形態において、ＭＡＶＩＤ（商標）５３１のいずれかを、ＭＡＶＩＤ（商標）５３０に代わる、又はこれに加えるゲートウェイとすることができる。更に、各消費者向け電子ＭＡＶＩＤ（商標）にＭＡＶＩＤ（商標）チップ５３１を使用すると、無線プロトコルの動的選択が容易に行えるようになる。例えば、ＭＡＶＩＤ（商標）５３０及びＭＡＶＩＤ（商標）チップ５３１の１つが一体化された消費者向け電子ＭＡＶＩＤ（商標）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルで通信し、距離計算、信号強度、ビット誤り率、スキャン又はメモリに記憶された情報に基づいて相互に調整を行い、それが有利であると判断された場合、ＺｉｇＢｅｅプロトコルによる通信に切り替えることができる。

本実施形態においてマルチプロトコル機器を使用する場合、種々の無線プロトコルを有するＩｏＴ機器を、１つのＭＡＶＩＤ（商標）ゲートウェイから音声コマンドによって便利に制御することができる。更に本実施形態において、独自のソフトウェアアプリケーション（すなわち独自の「アプリ」）は、それ自体が消費者向け電子ＭＡＶＩＤ（商標）、すなわちそれ自身にＭＡＶＩＤ（商標）チップが組み込まれた各ＩｏＴ機器に接続させる必要はないため、音声制御アルゴリズムを再実装する必要はなく、ＭＡＶＩＤ（商標）対応のＩｏＴ機器に新しいソフトウェアをインストールする必要もない。

このように、本願の種々の実施形態により、無線ＩｏＴアプリケーションで使用するマルチプロトコルオーディオ／音声機器を向上させることができる。これまで記載してきたことより、種々の技術を使用して、本願に記載された概念をこれらの概念の範囲から逸脱することなく実施することができるのは明白である。更に、特定の実施形態を具体的に参照してこれらの概念を説明したが、当業者であれば、それらの概念の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を変更することが可能であることを認識するであろう。よって上述の実施形態は全ての点において例示的なものであり、限定的なものではないと解釈されよう。また、本願は上述した特定の実施形態に限定されず、本開示の範囲から逸脱せずに、多くの再配置、変更、及び置換が可能であると理解されたい。

Claims (17)

1. ＤＳＰ（Digital Signal Processor）と、少なくとも１つの無線通信モジュールと、前記ＤＳＰ及び前記少なくとも１つの無線通信モジュールに接続されるＭＣＵ（Multipoint Control Unit）とを収容するパッケージを備え、
   前記ＤＳＰは、少なくとも１つのマイクロホンに接続され、前記ＭＣＵに少なくとも１つの音声制御信号を提供し、
   前記少なくとも１つの無線通信モジュールは、少なくとも１つのアンテナに接続され、
   前記ＭＣＵは、複数の無線プロトコルによる無線ＲＦ（Radio Frequency）通信リンクを可能にし、
   前記ＭＣＵは、前記少なくとも１つの音声制御信号に応じて前記複数の無線プロトコルによる前記無線ＲＦ通信リンクを可能にする、マルチプロトコルオーディオ／音声機器。
2. 前記複数の無線プロトコルには、ＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、第３世代モバイル技術（３Ｇ）、第４世代モバイル技術（４Ｇ）、ＬｏＲａ（Long Range）、Ｚ－Ｗａｖｅ及びＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Technology）が含まれる、請求項１に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
3. 前記ＭＣＵは、前記パッケージの外部の別の無線通信モジュールに接続され、前記複数の無線プロトコルには、第３世代モバイル技術（３Ｇ）及び第４世代モバイル技術（４Ｇ）が含まれる、請求項１に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
4. 前記ＭＣＵは、更に前記複数の無線プロトコルの中の１つを動的に選択する、請求項１に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
5. 前記ＭＣＵは、前記無線ＲＦ通信リンクのエンドポイント機器に基づいて前記複数の無線プロトコルの中の前記１つを動的に選択する、請求項４に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
6. 前記ＭＣＵは、位置推定に基づいて前記複数の無線プロトコルの中の前記１つを動的に選択する請求項４に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
7. 前記マルチプロトコルオーディオ／音声機器は、ウェアラブルである、請求項１に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
8. 前記少なくとも１つのマイクロホンは、マイクロホンアレイを含む請求項１に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器。
9. マルチプロトコルオーディオ／音声機器のシステムであって、
   消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器と、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器を備える、ユーザがアクセス可能なウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器と、
   を備え、
   前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器が受け付け可能な無線プロトコルを判定し、
   前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、前記ユーザによる前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器の制御を行い、前記ユーザによる前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器の制御は、音声コマンドによって行われる、システム。
10. 複数の前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器を備え、前記ユーザによる前記複数の消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器の制御は、音声コマンドによって行われる、請求項９に記載のシステム。
11. 前記複数の消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器のそれぞれは、請求項１から８のいずれか一項に記載のマルチプロトコルオーディオ／音声機器である、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器は、スピーカ、ルータ、テレビ、照明システム、電話、コンピュータ、プリンタ、フラッシュドライブ、ＯＢＤ（On-Board Diagnostics）ドングル、冷蔵庫、コーヒーメーカー、家庭用警報機、防犯カメラ、サーモスタット及びＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）機器から成る群より選択される、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、ネックレス、ボタン、時計、眼鏡、ヘッドホン及びイヤホンから成る群より選択される、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、スキャンに基づいて、前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器が受け付け可能な前記無線プロトコルを判定する、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、位置推定に基づいて、前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器が受け付け可能な前記無線プロトコルを判定する、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。
16. 前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器のメモリ内の情報に基づいて、前記消費者向け電子マルチプロトコルオーディオ／音声機器が受け付け可能な前記無線プロトコルを判定する、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。
17. 前記ウェアラブルマルチプロトコルオーディオ／音声機器は、ゲートウェイである、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。