WO2005107185A1

WO2005107185A1 - 無線通信装置および通信用半導体集積回路並びに通信システム

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Publication number: WO2005107185A1
Application number: PCT/JP2004/006193
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Isono; Makoto Sano; Hirotsugu Kojima
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2006-10-28
Also published as: JPWO2005107185A1

Abstract

　所定のプロトコルに従ってブルートゥース通信のようなパケット通信を行なうがパケット再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能な無線通信装置に、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないときはパケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせる機能を設けるようにした。

Description

明細書無線通信装置おょぴ通信用半導体集積回路並びに通信システム技術分野

本発明は、無線通信制御技術さらにはパケット通信における受信パケットの損失（欠落）を上位の制御装置に知らせる技術に関し、例えばブルートゥース通信規格のバケツトを送受信処理する無線通信装置おょぴそれを含む通信用 I c (半導体集積回路）並びにそれを用いた通信システムに利用して特に有効な技術に関する。背景技術

無線通信規格の 1つにブルートゥースと呼ばれ、 2 . 4 G H z〜2 . 4 8 G H zの周波数帯を使用し短距離無線通信を行うものがある。ブルートゥース規格の無線通信方式は、所定量のデータにヘッダを付けて送信するパケット通信方式であり、再送機能を持つ非同期通信（ A C L ： Asynchronous Connectionless) と、再送機能を持たず所定の周期でパケットの送信を行なう同期通信 ( S C O： Synchronous Connection Oriented) の 2つの通信モードを備え、それぞれ時分割で送信と受信を行なう。

また、プル一トゥース通信では、マスタ機器とスレーブ機器との間でクロックの同期をとるとともに通信接続を確立するために、ブルートウースクロックと呼ばれる 3 . 2 k H zのクロック信号に基づき、 3 . 2 k H zの 2倍の周期 ( 6 2 5 /X s ) でバケツトデータの交換が行なわれる。そして、通信相手の機器と相互通信接続を行うための制御がリンクコントローラと呼ばれる機能により行なわれる。

ブルートウース通信が可能なデパイスは、非同期通信と同期通信を自由に使い分けて通信を行なうことができ、テキストデータのように高い信頼性を必要とするデータを送信したい場合には非同期通信を使用し、音声データやのようにリアルタイム性が要求されるデータの送信には同期通信を使用するというような使い分けが行なわれる。

周知のように、無線通信では使用環境の変化により一時的に電波の強度が低下して通信不能になることがあり、ブルートウース通信においてもかかる状況下でパケットの損失が起こる。プル一トゥース通信の非同期通信の場合、パケット損失があってもバケツトを受信した側は次の送信バケツトにデータを受信したことを示す情報を格納して送信する。そのため、送信側は送信後に受け取ったパケットにその情報が含まれていないときはパケット損失と判定して同一データを再送信するので、支障はない。図 1にプル一トゥース通信における非同期通信の様子が示されている。

図 1に示されているように、通信デバイス Aが 3回目と 5， 6， 8回目に送信したパケットが通信デバイス Bに届かなかった場合、通信デバイス Aは 4回目の送信パケットに 3回目と同じデータ Cを入れて再送し、 6 , 7回目の送信パケットに 5回目と同じデータ Dを入れ、 9回目の送信パケットに 8回目と同じデータ Eを入れて再送する。通信デバイス Bが送信したパケットが通信デバイス Aに届かなかった場合も同様であり、図 1に示されているように、例えば通信デパイス Bが 8回目に送信したパケットが通信デパイス Aに届かなかつた場合、通信デバィス Bは 9回目の送信パケットに 8回目と同じデータ " d " を入れて再送することとなる。このようなデータの再送により、非同期通信ではデータの損失が回避される。

一方、同期通信の場合には、このようなデータの再送がなされないため、データの損失が起こる。図 2にはブルートウース通信における同期通信の様子が示されている。図 2に示されているように、通信デバイス Aが 3回目と 5 , 6， 8回目に送信したパケットが通信デバイス Bに届かなかった場合、データ Cと E , F , Hが損失することになる。

従来、再送機能を有していないパケット通信方式における損失データの補償技術として、例えば I P電話システムにおいて、バケツトのヘッダ部にパケットの順序を示すシーケンス番号を入れるとともに時系列的に分割されたデータを連続する複数のパケットに重複して入れて送信するようにした発明が提案されている（特開 2 0 0 3— 1 6 3 7 1 4号公報）。

しかしながら、ブルートゥース規格においては、異なるメーカより提供された通信デバイス間の通信を保障するため、ヘッダを含むパケットの構成について厳格に仕様が決められており、規格と異なる仕様を持たせることはできない。そして、ブルートゥース規格の送信パケットのヘッダには、シーケンス番号のようなパケットの順序を示すような情報が入る領域は設けられていない。そのため、前記先願発明のようなデータ補償を行なうことができない。また、前記先願発明は、連続する複数のパケットに同一のデータを重複して入れて送信する方式であるため、データの伝送効率が悪い。また、動画像送信のような大量のデータを短時間に送信したい場合には適していないという不具合がある。

本発明の目的は、ブルートゥース通信のようなバケツト通信であって再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のない同期通信において、本発明を適用していない同一規格の通信デパイスとの間の相互接続性を保障しつつパケットの損失（欠落）を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たない同期通信において、データの伝送効率を低下させることなくパケットの損失を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たない同期通信において、ハードウエアを大幅に追加することなくパケットの損失を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、プル一トゥース通信のようなパケット通信であつて再送機能を持たな、同期通信モードによる音声通信機能や動画像通信機能を備える場合に、パケットの損失を確実に検出し、通信品質の向上を図ることができる無線通信装置を提供することにある。この発明の前記ならぴにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述おょぴ添附図面から明らかになるであろう。発明の開示

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、本発明は、所定のプロトコルに従ってブルートゥース通信のようなバケツト通信を行なうがパケット再送機能を持たずヘッダにバケツトの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能な無線通信装置に、所定の周期で受信バケツトの有無を判定し、受信バケツトがないときはパケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせる機能を設けるようにしたものである。これにより、受信側でパケットの損失を検出できるようにするために余分な情報をバケツトに入れる必要がないので、相互接続性を損なうことなくパケットの損失を検出できるとともに、伝送効率を向上させることができる。

ここで、受信パケットの有無は、受信データがオール " 0 " かオール " 1 " であるか否かで判定することができる。また、この判定は、所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ渡される受信データあるいは所定のプ口トコル制御を行なう回路から出力される信号もしくは状態フラグを見て判定する手段を設けて行なっても良いし、所定のプロトコル制御を行なう回路自身にタイマもしくはカウンタを設けて所定の周期で受信パケットの有無を判定する機能を持たせるようにしても良い。

また、通信装置の上位の制御装置とのインタフェース部にテスト機能を支援するテスト制御ィンタフェースを設け、該テスト制御ィンタフェースを介して上位の制御装置へバケツトの損失を知らせるように構成することができる。ブルートゥース規格ではテスト制御インタフェース（T C I ) を設けた場合における通信装置と上位の制御装置との間のパケット構成について規定されているので、ブルートゥース通信機能を設けた通信装置ではこのパケットを利用して受信パケットの損失を上位の制御装置へ知らせるように構成しても良い。さらに、ブルートゥース規格で規定されている所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ供給される H C I (ホストコントロールインタフヱース）データパケットのヘッド部の予約領域を利用して、そこに受信パケットの損失を示す情報を入れて上位の制御装置へ知らせるようにしても良い。また、このとき望ましくは、その H C Iデータパケットのデータ領域に、ダミーのデータを生成あるいはすでに受信したデータの中から適当なものを選択して格納して上位の制御装置へ供給する。図面の簡単な説明

図 1はブルートウース通信における非同期通信の例を示すタイミングチヤ一トである。

図 2はブルートウース通信における同期通信の例を示すタイミングチヤ一トでめる。

図 3は、ブルートウース規格に従った通信機能を備えたブルートウース通信デパイスの構成を示すブロック図である。

図 4はブルートウース通信の同期通信に用いられる送受信バケツトの構成を示すパケット構成図である。

図 5はブルートゥース通信において制御部（ホスト）と通信実行部（ホストコントローラ）との間でやり取りされる H C Iデータバケツトの構成を示すバケツト構成図である。

図 6はブルートウース通信の同期通信に用いられる 3種類の H Vパケットの送信タイミングを示すタイミングチャートである。

図 7は第 1の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示すプ口ック図である。

図 8は図 7の実施例のより詳細な構成を示すプロック図である。

図 9は図 7の実施例の通信実行部におけるパケットの損失（欠落）検出の動作手順を示すフローチャートである。

図 1 0はバケツト損失を知らせる T C Iパケットの構成を示すデータ構成図である。

図 1 1は第 1の実施例の変形例である第 2の実施例を示すブロック図である。図 1 2は第 2の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示すブ口ック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を用いて本発明の好適な実施形態について説明する。ブルートゥース通信機能を備えた無線通信装置の例としては、例えば携帯電話機との間で音声通信を行なってハンズフリー通話を可能にするへッドセットがある。ブルートゥース規格は、携帯電話機とヘッドセットあるいは携帯電話機とヘッドセットの各々に内蔵されるブルートウース通信デバイスがそれぞれ別のベンダから提供されたものであっても相互接続を保証する規格である。携帯電話機とへッドセットの各々に内蔵されるブルートウース通信デバイスがどちらか一方でもブルートゥース規格（プロトコル）から外れた独自機能を持つ場合に相互に接続できない。このように所定の規格で相互に通信を行う通信デバイス間において、所定の規格から外れた独自機能を持つ場合には相互に接続できなくなるような性質を相互接続性（インタオペラピリティ）という。

なお、携帯電話機には他の携帯電話機との間で C DMAや G S Mなどセルラ方式の広域無線通信を行なう機能や液晶パネルなどの表示機能、テンキーを使って入力操作機能などの複数の機能が設けられており、本明細書ではそれらの機能のうちブルートゥース通信をサポートする I C (半導体集積回路）あるいは複数の I Cや電子部品を絶縁基板上やセラミックパッケージ内に実装してブルートウース通信機能を有するようにしたモジュールなどの電子デバイスをブルートウース通信デバイスと称する。

図 3は、ブルートウース規格に従った通信機能を備えたブルートウース通信デパイスの構成を示す。

図 3に示されているように、ブルートウース通信デバイスは大きく分けると、アンテナ A N Tを介してデータの送受信を行なうホストコントローラと呼ばれる通信実行部 1 1 0とそれを制御するホストと呼ばれる制御部 1 2 0とからなり、通信実行部 1 1 0と制御部 1 2 0との間は H C I (ホストコントロールインタフェース）と呼ばれるブルートゥース規格で規定されているプロトコルに従ってデータゃコマンドのやりとりを行なうように構成される。

通信実行部 1 1 0は送信信号のァップコンパート機能や変調機能、増幅機能、受信信号の増幅機能や復調機能、ダウンコンパ一ト機能などを備える高周波信号処理部としての物理層 1 1 1と、該物理層 1 1 1により送受信されるデータをブルートウース通信プロトコルに従って処理したり通信相手のデバイスとの間の通信接続状態を確立したりパケットの分析、解読、再構築などを行なったりするリンクコントローラ 1 1 2と、該リンクコントローラ 1 1 2と前記制御部 1 2 0との間の信号のやりとりを行なう H C Iィンタフヱース部 1 1 3と、プル一トゥース通信の周期を決定するブルートゥースクロックと呼ばれる 3 . 2 k H zの基準クロック信号 C L Kを生成する基準クロック生成回路 1 1 4とから構成される。制御部 1 2 0は、通信実行部 1 1 0との間の信号のやりとりを行なう H C Iィンタフェース部 1 2 1と、プル一トゥース通信プロトコルに従って通信実行部 1 1 0に対する信号を制御したり通信実行部 1 1 0からの信号を処理するプロトコルスタック部 1 2 2と、通信デバイス全体を制御するアプリケーション部 1 2 3 とから構成される。アプリケーション部 1 2 3は、制御プログラムそのもの、あるいはかかる制御プログラムを格納した不揮発性メモリを含めたものを意味する。また、プロトコルスタック部 1 2 2も制御プログラムそのものをさすこともあるし、メモリに格納されている制御プログラムを読み出して解読する機構を含めたものをさすこともある。要するに、プロトコルスタック部 1 2 2とアプリケーション部 1 2 3の切り分けは制御部の機能を分かりやすくするための便宜的なものであり、このような分け方に限定されない。

本実施例のように、制御部（ホスト） 1 2 0と通信実行部（ホストコントローラ） 1 1 0とが別個の装置として構成される場合、一般には、デパイスベンダ (部品メーカ）が通信実行部 1 1 0を開発し、セットメーカが制御部 1 2 0を開発することが行われている。このように、通信実行部 1 1 0と制御部 1 2 0の開発主体（ベンダ）が異なる場合においても、上記のように HC Iと呼ばれるブルートウース規格のィンタフエースを用いて通信実行部 1 1 0と制御部 1 20との間のやりとりを行えるように構成しておくことより、システムの開発を容易に行なうことができるようになつている。

図 4にはブルートウース通信デバイス間で送受信される送信バケツトの構成力また図 5には制御部（ホスト） 1 20と通信実行部（ホストコントローラ） 1 1 0との間でやりとりされる HC Iデータバケツトの構成が示されている。通信実行部 1 1 0のリンクコントローラ 1 1 2によって、他の通信デバイスから受信した図 4のような構成のパケットを分析、解読し図 5のような構成の HC I同期通信データパケットに再構築する処理と、制御部 1 20から受け取った図 5のような構成の HC I同期通信データパケットを分析、解読し図 4のような構成のパケットに再構築する処理が行われる。

なお、図 4において、符号 "AC" が付されている部分はパケットを送る相手先を示すタグが入るアクセスコード領域、 "HEAD" が付されている部分はパケットの種類や通信リンクを管理するためのパラメータが入るパケットヘッダ領域、 "P L" は伝送するデータが入るペイロード領域である。また、図 5において、符号 "DATA" が付されている部分は伝送されるデータが入るデータ領域、 "CH" が付されている部分は複数のブルートウースデパイスとデータ通信をする場合にデパイスを区別するコードゃ音声データあるいは画像データなのかコンテンッを区別するコードが入るコネクションハンドル領域、 "RSV" が付されている部分はプル一トウース規格でまだ仕様は規定されていないが予め確保しておくことが規定されている予約領域、 "DTL" はデータ領域 DAT Aに入っているデータの長さを示す情報が入るデータ長指定領域である。

ブルートウース規格では、 HC Iパケットとして上記データバケツトの他に、ホストからホストコントローラへ与えるコマンドを発行するときに使用するコマンドバケツトと、逆にホストコントローラからホストに対してコマンドを発行するときに使用するイベントパケットとがある。また、ホストとホストコントローラとの間のデータのやり取りをするためのデータバケツトに関しては、ホストからホストコントローラへデータを送るときに使用する下りのデータパケットと、ホストコントローラからホストへデータを送るときに使用する上りのデータパケットとがある。図 6 (A) 〜（C) には、ブルートゥース通信における同期通信の 3つのモードのタイミングが示されている。図 6に示されているように、ブルートゥース通信における同期通信には、 2スロット（1. 2 5m s e c) ごとにマスタからスレーブ、スレープからマスタへパケットの送信を交互に行なう HV 1パケットモードと、 4スロット（2. 5 m s e c ) ごとにマスタからスレーブ、スレーブからマスタへパケットの送信を交互に行なう HV 2パケットモードと、 6スロット（3. 7 5m s e c) ごとにマスタからスレーブ、スレーブからマスタへパケットの送信を交互に行なう HV 3パケットモ一ドとがあり、 2つのデバイス間で通信を確立する際にいずれのモードで通信を行なうか決定される。なお、通信途中でもマスタとスレーブとの間でモードを切り替える旨を通知することにより、モードを切り替えることができる。

図 7は第 1の実施例を適用したブルートウース通信デバイスの構成を、また図 8は第 1の実施例のより詳細な構成を示す。

図 7に示されているように、本実施例は通信実行部 1 1 0に受信パケットの損失（欠落）を検出するパケット損失検出部 1 1 5を設けるとともに、パケット損失検出部 1 1 5により検出されたパケット損失を、インタフェース部 1 1 3から TC Iと呼ばれるィンタフェースを介して上位の制御部 1 2 0へ知らせるように構成したものである。より具体的には、図 8に示されているように、通信実行部 1 1 0のインタフヱース部 1 1 3にテスト機能を支援するテスト制御ィンタフェース（TC I ) 1 3 1を設け、該テスト制御インタフェースを介して上位の制御部 1 20へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成する。

また、ブルートゥース規格ではテスト制御インタフェース（TC I ) を設けた場合における通信装置と上位の制御装置との間のパケット（TC Iパケット）の構成について規定されているので、テスト制御インタフェース 1 3 1には、この TC Iパケットを生成する機能を有する TC I生成部 1 3 2を設ける。なお、ィンタフェース部 1 1 3には、ブルートウース通信本来の HC Iパケットを生成する機能を有する H C I生成部 1 3 3も設けられている。このようにテスト制御回路（T C I ) 1 3 1を用いて上位の制御部 1 2 0へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成することにより、ブルートウース規格から外れた規格を用いないようにし、相互接続性（インタオペラビリティ）を保つ事によりブルートゥース通信デパイス同士相互に通信可能にすることができる。

パケット損失検出部 1 1 5は、リンクコントローラ 1 1 2からインタフェース部 1 1 3を介して制御部へ送られる受信データ R Dがオール " 0 " かオール " 1 " であるか否かを調べて受信パケットの有無を判定するパケット受信判定部 1 5 1と、基準クロック生成回路 1 1 4で生成された基準クロック信号（プル一トゥースクロック） C L Kに基づいてパケット受信同期信号を生成する同期信号生成部 1 5 2とからなる。

上記パケット受信判定部 1 5 1は同期信号生成部 1 5 2から供給されるバケツト受信同期信号 P R Sに同期して受信パケットの有無を判定し、パケットの損失を検出するとそれをインタフェース部 1 1 3の T C I生成部 1 3 2へ知らせ、 T C I生成部 1 3 2は受信バケツトの損失を知らせる T C Iパケットを生成して上位の制御部へ送るように構成される。なお、同期信号生成部 1 5 2はタイマあるいはブルートゥースクロック C L Kを計数するカウンタにより構成することができる。また、パケット損失検出部 1 1 5はハードウェアで構成しても良いし、ソフトウヱァで構成することも可能である。

プノレートゥース通信では、リンクコントローラがプノレートゥースクロックを送信側通信デパイスと受信側通信デパイス間で同期させることでパケットの送受信を行なうため、上記のようにブルートゥースクロックに基づいてパケット受信同期信号 P R Sを生成することにより、バケツトの正確な受信タイミングを知ることができ、これによつて誤りのないパケット損失検出が可能となる。

なお、プル一トゥース規格ではテスト制御インタフェース（T C I ) を設けた場合におけるホストコントローラと上位のホストとの間のバケツト（T C Iパケット）の構成について規定されているが、ホストコントローラ側に設ける T C Iの機能はハードウエアでもソフトウエアでも実現可能となっている。従って、テスト制御回路を専用回路として設計しても良いし、テスト制御回路として、例えば J TAG (Joint Test Action Group) により決定されたバウンダリスキヤンテストに関する規格で規定されている TAP (Test Access Port) と呼ばれるインタフェース回路を使用することができる。

図 9には、第 1の実施例の通信実行部 1 1 0におけるパケットの損失（欠落）検出の動作手順が示されている。

図 9に示されているように、パケットの損失（欠落）検出では、先ず受信パケットが HV 1モードのパケット力、 HV 2モードのパケット力、、 HV3モードのパケットかが判定される。具体的には、ステップ S 1で受信パケットが HV 1 モードのパケットか否かが判定され、 HV 1モードでないときはステップ S 2で受信パケットが HV 2モードのパケットか否かが判定される。受信パケットが H V 1モードのバケツトでも HV 2モードのパケットのいずれのパケットでもないときは HV 3モードのパケットと判定される。そして、受信パケットが HV 1 モードのパケットのときはステップ S 3で 1. 25m s e c毎に受信データをチェックし、受信パケットが HV 2モードのパケットのときはステップ S 4で 2. 5ms e c毎に受信データをチェックし、受信パケットが HV 3モードのパケットのときはステップ S 5で 3. 75m s e c毎に受信データをチェックする。

その後、ステップ S 6で受信データがオール " 0 " かォーノレ " 1 " であるか否かを調べて、オール "0" またはオール "1" でないときは受信パケットがあると判定して何もせず、ステップ S 1へ戻る。一方、ステップ S 6で受信データがオール "0" またはオール "1" であることを検出すると、ステップ S 7へ移行してインタフェース部 1 1 3の TC I生成部 132へパケット損失検出信号 PL Dを送り、 TC I生成部 1 32にてバケツト損失を示す TC Iパケットを生成して制御部 1 20へ送ってパケット損失を知らせる。

図 1 0には、パケット損失を知らせる TC Iパケットの構成を示す。

図 1 0において、 "OpCode" はコマンドを一義的に識別するための 1 6ビットのデータが入る領域で、このフィールドはオペコードの入るフィールド "OC F" と、コマンドのグループ（種類）を示すコードが入るフィールド "OGF" とからなる。 "PTL" はこの後に続くフィールドに入るパラメータ 0〜Nのトータルの長さを示す 8ビットのデータが入るフィールドである。ブルートウース規格では、コマンドグループフィールド "OGF" に、 "0 x 3 F" を入れることによりベンダに固有のコマンドを追加することができると規定されている。本実施例では、この規定を利用してベンダに固有のコマンドを新たに設けこのコマンドをフィールド "OCF" に設定した TC Iパケットを生成し制御部 1 2 0へ送ってパケット損失を知らせるようになつている。あるいは、 TC Iパケットを送ること自体がパケット損失を示すと定義しておいて、任意の TC Iパケットを生成し制御部 1 20へ送るように構成しても良い。

なお、上記実施例では、パケット損失検出部 1 1 5のパケット受信判定部 1 5 1が、リンクコントローラ 1 1 2からインタフェース部 1 1 3を介して制御部へ送られる受信データがオール "0" かオール "1" であるか否かを調べて受信パケットの有無を判定するように構成されているが、受信データの代わりにリンクコントローラ 1 1 2に受信バケツトの有無を示すフラグを設け、該フラグの状態を示す信号をパケット受信判定部 1 5 1へ入力して受信パケットの有無を判定するように構成しても良い。リンクコントローラ 1 1 2は、例えば受信信号の強度が低くてデータを識別できな、場合に図 5のデータ部 DATAに入れるデータをオール "0" に設定し、受信信号の強度が高くすぎてデータを識別できない場合に図 5のデータ部 DAT Aに入れるデータをオール "1" に設定する、つまり予め受信パケットの有無を知ることができるので、それを反映するフラグを設けることにより、バケツト受信判定部 1 5 1へ受信パケットの有無を知らせることができる。

図 1 1には、第 1の実施例（図 3) の変形例である第 2の実施例を示す。この変形例は、パケット損失検出部 1 1 5に、受信データ生成部 1 5 3を設け、パケット受信判定部 1 51がパケット損失を検出してパケット損失情報を送って来たならば、図 5の HC I同期通信データパケットのデータ領域 DAT Aに格納するダミーの受信データを生成して HC Iィンタフエース部 1 1 3へ渡すようにするとともに、 HC Iィンタフェース部 1 1 3は HC Iデータパケットのデータ領域 D A T Aにダミー受信データを格納し予約領域 R S Vにはバケツトの損失を知らせるための所定のコードを格納した H C Iデータパケットを生成して制御部 1 2 0 へ供給するように構成したものである。このような構成することにより、ブルートゥース規格から外れた規格を用いないようにし、相互接続性（インタオペラビリティ）を保つ事によりブルートゥース通信デバイス同士相互に通信可能にすることができる。

更に、テスト制御回路（T C I ) 1 3 1を用いて上位の制御部 1 2 0 へバケツトの損失（欠落）を知らせるように構成や、 H C Iデータパケットのデータ領域 D A T Aにダミー受信データを格納し予約領域 R S Vにはパケットの損失を知らせるための所定のコードを格納した H C Iデータパケットを生成して制御部 1 2 0 へ供給するように構成のように、所定の規格を保ちつつ、所定の規格を満たしたバケツト内にパケットの損失を知らせるような情報を格納して上位の制御部へパケットの損失（欠落）を知らせるよう構成を取ることにより、パケットの損失を上位の制御部に知らせることを行いつつ、相互接続性（インタオペラピリティ）を保つ事が可能となり通信デバイス同士相互に所定の規格での通信が可能になる。

このパケットを受け取った制御部 1 2 0は、予約領域 R S Vを調べることによりデータ領域のデータがダミーデータであることを認識することができる。そして、このダミーデータのときはそれを破棄して例えばすでに受信してメモリに保存してあるデータの中から適当なものを抽出してスピーカへ送ることにより、パケットの損失を補償した音声データを再生させることができる。音声信号は比較的に狭い周波数範囲に限られているので、受信したデータの中から適当なものを選択することでデータ捕償をしても、データが欠落したものを再生する場合よりも違和感のない音声を再生させることができる。

なお、前記ダミーデータは制御部 1 2 0側で破棄されるので、パケット構成で規定されている長さであればどのようなデータであっても良い。また、ダミーデータをデータ領域 D A T Aに格納せずに、予約領域 R S Vにバケツトの損失を知らせるための所定のコードを格納した H C Iデータバケツトを生成して制御部 1 2 0へ供給するように構成してもよい。

図 1 2には、第 2の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示す。図 1 2において、図 3と同一の機能を有するブロックには同一の符号を付して重複した説明は省略する。

この第 2の実施例のブルートゥース通信デパイスは、通信実行部 1 1 0のリンクコントローラ 1 1 2、ィンタフェース部 1 1 3、パケット損失検出部 1 1 5と制御部 1 2 0のプロトコルスタック部 1 2 2を 1つの半導体チップに半導体集積回路（ブルートウース通信用 I C ) 1 0 0として構成したものである。物理層 1 1 1を構成する高周波信号処理装置としての R Fモジュール 2 0 0とアプリケーシヨン部 1 2 3としてのフラッシュメモリ 3 1 0は、このブルートゥース通信用 I C 1 0 0に外付け部品として接続され、これらがプリント配線基板などの上に実装されて通信システムが構成される。

R Fモジュール 2 0 0は、変復調用 I Cやパワーアンプ（高周波電力増幅器）、不要波除去用のフィルタ、送受信切替えスィッチなどにより構成される。本実施例のプノレートゥース通信用 I C 1 0 0においては、リンクコントローラ 1 1 2とパケット損失検出部 1 1 5は専用ロジック回路により一体的に構成されており、図 1 2には 1つのブロックとして示されている。

また、特に制限されるものでないが、本実施例のシステムでは、 3 . 3 Vのようなバッテリ電源からの電源電圧を、ブルートウース通信用 I C 1 0 0および R Fモジュール 2 0 0に必要とされる 2 . 8 Vのような電源電圧に変換する電圧レギユレータ（D C— D Cコンバータ） 4 0 0や、データの一時記憶領域や C P U の作業領域を提供する外付けの S R AM (スタティックメモリ） 3 2 0が設けられている。 S R AM 3 2 0が設けられているため、前に受信したデータを保存しておくことができ、それによつてパケット損失が検出されたときに、すでに受信したデータに基づいてデータの補償を行なうことができる。音声データはテキストデータのように正確性をそれほど必要としないため、ブルートウース通信を使用した音声通信において前に受信したデータに基づいてデータの補償を行なうことで音声の途切れによる音質の低下を回避することができるという利点がある。また、この実施例のシステムにおいては、 RFモジュール 200に 1 3MH z のような高い周波数の発振子 2 1 0が接続され、 RFモジュール 20 0の動作に必要なク口ック信号 φ 0が生成されるとともに、そのク口ック信号 0がブルートウース通信用 I C 1 0 0にも供給され、プロトコルスタック部 1 2 2の動作クロック φ 1の基準となるクロック信号とされている。そして、本実施例のブルートウース通信用 I C 1 0 0には、 RFモジユーノレ 2 0 0からのク口ック信号 φ 0 を遁倍して 2 6 MH zまたは 5 2 MH zの動作クロック φ 1を生成するクロックパルスジェネレータ（CPG) が設けられている。

同様に、 R Fモジュール 2 0 0力、ら出力されるク口ック信号 φ 0はブルートウース通信の基準クロックとして通信実行部 1 1 0に入力される。

この実施例では、リンタコントローラ 1 1 2が物理層 1 1 1としての R Fモジュール 200とは別個の半導体チップ上に形成されているため、 RFモジユール 20 0とリンタコントローラ 1 1 2との間の信号のタイミングを調整したりレベルを合わせるための RFインタフェース 1 6 1が設けられている。制御部側のインタフェースである HC Iインタフェース 1 1 3は、周辺パス HP Βに接続されている。

プロトコルスタック部 1 2 2は、マイクロプロセッサ（C PU) 1 7 1やメモリアクセスコントローラ（MAC) 1 7 2などにより構成されている。 C PU 1 7 1には、第 1。？1；パス1^ー13 u sを介してキャッシュメモリ 1 8 1と RAM 1 8 2が接続されている。キャッシュメモリ 1 8 1と RAMI 8 2は第 2 C PU パス I一 b u sに接続され、第 2 CPUパス I一 b u sと周辺パス HP Bとの間にはバス間のデータのやりとりを行うパスブリッジ P P B Sが設けられている。また、第 2 C PUバス I— b u sには DMA (ダイレクトメモリアクセス）転送制御を行なう DMAコントローラ DMACが接続されている。

この実施例においては、図 3のプロトコルスタック部 1 2 2は、フラッシュメモリ 3 1 0内のアプリケーションプログラムのうちプロトコル処理ルーチンとそれを実行する C PU 1 7 1とによりファームウェアとして構成されているとみることができる。図 3の HC Iインタフェース部 1 2 1も、フラッシュメモリ 3 1 0内のアプリケーションプログラムのうちホストとホストコントローラとの間の通信を行なう処理ルーチンとそれを実行する C PU 1 7 1とによりファームゥェァとして構成されているとみることができる。

さらに、この実施例のブルートゥース通信デバイスにおいては、第 2 CPUパス I _b u sにパス上の信号のタイミング調整などの制御を行なうパスステートコントローラ B S Cが設けられ、第 2 CPUパス I一 b u sはこのパスステートコントローラ B S Cを介してフラッシュメモリ 3 1 0が接続された外部システムパス 3 3 0との間でデータ信号のやり取りが可能にされている。

また、周辺パス HPBには、各種時間管理用のタイマユニット TMU、外部デパイスとの間でシリアルで信号の入出力を行なうシリアルコミュニケーションィンタフェース S C I F l , S C I F 0、外部デバイスからの割込みを受け付ける割込みコントローラ I NTC、アナログ ·デジタルや変換やデジタル ·アナログ変換を行なう変換回路 D ACなどの周辺回路が接続されている。

特に制限されるものでないが、この実施例においては、通信実行部 1 1 0側から制御部 1 2 0側へ受信パケットの損失を前記変形例（図 1 1) で説明したような HC Iデータバケツトで知らせるようにされている。通信実行部と制御部とが同一のチップ上に形成されているので、通信実行部側から制御部側へ受信バケツトの損失を知らせる手段として必ずしも HC Iデータパケットを用いる必要はないが、 HC Iデータパケットを用いることにより、セットメーカ側においてフラッシュメモリ 3 1 0に格納するアプリケーションプログラムを開発する際に、過去の設計資産を利用することができ開発が容易になるなどの利点がある。

なお、この第 2実施例においても、受信パケットの損失を知らせる手段として必ずしも HC Iデータパケットを用いる必要はなく、テスト制御ィンタフェース (TC I ) を HC Iインタフェース部 1 1 3に設けて HC Iパケットの代わりに TC Iパケットで受信バケツトの損失を知らせるように構成することができる。以上説明したように、前記実施例においては、パケット再送機能を持たずヘッダにバケツトの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能なブルートウース通信の通信装置としてのホストコントローラに、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないときはバケツトの損失 (欠落）を上位の制御装置としてのホストへ知らせる機能を設けるようにしたので、受信側でパケットの損失を検出するために余分な情報をバケツトに入れる必要がない。そのため、送信パケットを変更する必要がなく、相互接続性を損なうことなくパケットの損失を検出できるとともに、伝送効率を向上させることができる。

また、受信データがオール " 0 " かオール " 1 " であるか否かで判定することで受信パケットの有無を判定するようにしたので、簡単なハードウエアもしくはソフトウエアの追加で受信パケットの有無を判定することができる。

さらに、通信装置の上位の制御装置とのインタフェース部にテスト機能を支援するテスト制御インタフェースを設け、該テスト制御インタフヱースを介して上位の制御装置へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成したので、通信装置にテスト機能を持たせる場合に簡単なハードウエアもしくはソフトウェアの追加で受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせることができる。さらに、ブルートゥース規格で規定されている所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ供給される H C I同期通信データバケツトのへッド部の予約領域を利用して、そこに受信パケットの損失（欠落）を示す情報を入れて上位の制御装置へ知らせるとともに、その H C I同期通信データパケットのデータ領域に、ダミーのデータを格納して上位の制御装置へ供給するようにしたので、ハードウェアやソフトウェアを大幅に変更することなく受信パケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせることができる。

また、すでに受信した音声データを蓄積可能なメモリを備えるため、受信パケットが損失しても既に受信してあるデータを用いて擬似的な修復を行なうことが可能であり、かかる修復を行なうことにより音声通信の品質を向上させることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では、フラッシュメモリ 3 1 0を外付けメモリとしてプルートウース通信用 I Cに接続するようにしているが、ブルートウース通信用 I Cに内部メモリとして内蔵させてもよい。また、所定量の受信データを蓄積可能なバッファメモリをリンクコントローラ側に設けておいて、パケット損失を知らせる H C I同期通信データパケットの中に入れるダミーデータの代わりにすでに受信したデータの中から適当なものを選択して制御部側へ供給するようにしても良い。これにより、制御部側におけるデータ補償処理を省き、 C P Uの負担を軽減することができる。さらに、上記実施例では、音声データの入ったパケットの通信を例にとって説明したが、本発明は音声データのみでなく画像データを通信する場合にも適用することができる。産業上の利用可能性

以上本発明をブルートゥース通信具体的には携帯電話機とへッドセットからなるハンズフリ一システムを想定した実施例に適用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、ブルートゥース通信によるトランシーバあるいは内線電話として利用したり、インターネットを利用した音声通信システム（いわゆるインターネットフオン）に使用するへッドセットとパソコンとの間の音声通信、 M P 3プレーヤーなど形態オーディオ機器とへッドセットとの間の音楽データ通信、さらにはプル一トゥース通信以外のバケツトによる同期通信にも広く利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 所定のプロトコルに従ってパケットの同期通信を行なうことが可能であつて、相互接続性を有する上記同期通信が可能な無線通信装置であって、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないと判定したときに受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせる機能を備えることを特徴とする無線通信装置。

2 . 前記同期通信のためのクロック信号に基づいて計時動作を行なうカウンタもしくはタイマを備え、該カウンタもしくはタイマの値に従って所定の周期で受信パケットの有無を判定することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。

3 . 前記パケット通信はブルートゥース規格に従った通信であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の無線通信装置。

4 . 前記カウンタもしくはタイマは、ブルートゥース規格に従った同期通信に使用されるクロック信号に基づいて計時動作を行なうことを特徴とする請求項 2に記載の無線通信装置。

5. ブルートウース規格のホストコントロールインタフェースで規定されている受信データを上位の制御装置へ渡すためのデータパケットと同一仕様のパケットで、前記受信パケットの欠落を前記上位の制御装置へ知らせることを特徴とする請求項 1〜 4のいずれかに記載の無線通信装置。

6 . ブルートウース規格で規定されているテストコントロールインタフェースを備え、該テストコントロールインタフェースの仕様のパケットで、前記受信パケットの欠落を前記上位の制御装置へ知らせることを特徴とする請求項 1〜 4のいずれかに記載の無線通信装置。

7 . 前記受信パケットの欠落を判定する周期は、パケットの送信の周期と同一であることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれかに記載の無線通信装置。

8 . 前記パケットにより送信されるデータは音声データであることを特徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載の無線通信装置。

9 . ブルートゥース規格で規定されているプロトコルに従ってパケット通信を行なう無線通信装置であって、ブルートゥース規格で規定されているテストコントロールインタフェースを備え、該テストコントロールインタフヱ一スの仕様のパケットで、受信バケツトの欠落を上位の制御装置へ知らせる機能を備えることを特徴とする無線通信装置。

1 0 . ブルートゥース規格に従った同期通信に使用されるクロック信号もしくはそれに基づいて生成された信号に同期して前記受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせることを特徴とする請求項 9に記載の無線通信装置。

1 1 . ブルートウース規格で規定されているプロトコルに従ってパケット通信を行なう無線通信装置であって、ブルートゥース規格で規定されているホストコントロー/レインタフエースを備え、該ホストコントローレインタフェースの仕様のパケットで、受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせる機能を備えることを特徴とする無線通信装置。

1 2 . 前記受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせる情報は、前記ホストコントロールインタフエースの仕様のパケットの予約領域に格納されて出力されることを特徴とする請求項 1 1に記載の無線通信装置。

1 3 . 請求項 1〜1 1のいずれかに記載の無線通信装置と、該無線通信装置を制御する上位の制御装置と、前記無線通信装置から出力される送信バケツト信号を変調しアンテナより受信されたパケットの信号を復調するとともに送受信信号の周波数変換機能を有する高周波信号処理装置と、を備えることを特徴とする通信システム。

1 4 . 前記上位の制御装置は、マイクロプロセッサと該マイクロプロセッサが実行するァプケーシヨンプログラムを格納した不揮発性メモリとから構成されていることを特徴とする請求項 1 3に記載の通信システム。

1 5 . 所定のプロトコルに従ってバケツト通信を行なう同期通信が可能であつて、相互接続性を有する上記同期通信が可能な通信実行部と、該通信実行部を制御する制御部とがーつの半導体チップに形成されてなる通信用半導体集積回路であって、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないと判定したときに受信パケットの欠落を前記制御部へ知らせる機能を備えることを特徴とする通信用半導体集積回路。

1 6 . 前記通信実行部はブルートウース規格に従って通信処理を行なうロジック部とブルートゥース規格のホストコントロールインタフェースとを備え、前記制御部へ渡すためのデータパケットと同一仕様であるブルートゥース規格のパケットで、前記受信パケットの欠落を前記制御部へ知らせることを特徴とする請求項 1 5に記載の通信用半導体集積回路。

1 7 . 前記受信パケットの欠落を前記制御部へ知らせる情報は、前記ホストコントロールインタフェースの仕様のパケットの予約領域に格納されて出力されることを特徴とする請求項 1 6に記載の通信装置。

1 8 . 前記制御部はマイクロプロセッサを含んでいることを特徴とする請求項 1 6に記載の通信用半導体集積回路。

1 9 . 前記パケット通信はブルートゥース規格に従った通信であることを特徴とする請求項 1 5のいずれかに記載の通信用半導体集積回路。

2 0 . 請求項 1 5〜1 9のいずれかに記載の通信用半導体集積回路と、該通信用半導体集積回路から出力される送信パケット信号を変調しアンテナより受信されたパケットの信号を復調するとともに送受信信号の周波数変換機能を有する高周波信号処理装置と、を備えることを特徴とする通信システム。

2 1 . 請求項 1 8に記載の通信用半導体集積回路と、該通信用半導体集積回路から出力される送信パケット信号を変調しアンテナより受信されたバケツトの信号を復調するとともに送受信信号の周波数変換機能を有する高周波信号処理装置と、前記マイクロプロセッサが実行するアブケーシヨンプログラムを格納した不揮発性メモリと、を備えることを特徴とする通信システム。

2 2 . 既に受信したバケツトのデータを記憶可能な揮発性メモリをさらに備えることを特徴とする請求項 2 0または 2 1に記載の通信システム。

2 3 . 所定のプロトコルに従ってパケットの通信を行なうことが可能な無線通信装置であって、受信バケツトの有無を判定し、判定結果を上記所定のプロトコルを守りつつ上記所定のプロトコルのパケット内に上記判定結果を格納して上位の制御装置へ知らせる機能を備えることを特徴とする無線通信装置。

2 4 . 所定のプロトコルに従ってパケット通信を行なうことが可能であって、相互接続性を有する上記バケツト通信が可能な通信実行部と、該通信実行部を制御する制御部とがーつの半導体チップに形成されてなる通信用半導体集積回路であって、受信バケツトの有無を判定し、判定結果を上記所定のプロトコルを守りつつ上記所定のプロトコルのバケツト内に上記判定結果を格納して前記制御部へ知らせる機能を備えることを特徴とする通信用半導体集積回路。

2 5 . 前記通信実行部はブルートウース規格に従って通信処理を行なうロジック部とプノレートゥース規格のホストコントロールインタフェースとを備え、ブルートウース規格で規定されている受信データを前記制御部へ渡すためのデータパケットと同一仕様のパケットで、上記判定結果を前記制御部へ知らせることを特徴とする請求項 2 4に記載の通信用半導体集積回路。

2 6 . 上記判定結果は、前記ホストコントロールインタフェースの仕様のパケットの予約領域に格納されて出力されることを特徴とする請求項 2 5に記載の通信用半導体集積回路。

2 7 . 前記通信実行部はブルートウース規格で規定されているテストコントローノレインタフェースを備え、該テストコントロールインタフェースの仕様のパケットで、上記判定結果を上記制御部へ知らせる機能を備えることを特徴とする無線通信装置。