JP2004104189A - Data communication system and data transmission method therefor - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce data interference between piconets. <P>SOLUTION: In the case that a device 3 of the piconet 6 acquires transmission data of a master device 2 or a slave device 1 of the piconet 5, a transmission start timing of the device 3 itself is matched with the acquired data transmission start timing. The master device 3 starts packet transmission as an inquiry operation at a time before a time t1 by an integer multiple of 625μs. The slave device 4 in response thereto makes transmission on the basis of a transmission timing of the master device 3 and transmits packets at a time before an integer multiple of the time t1 as its timing, so that the transmission is started in the same slot timing as that of the piconet 5 from the point of time of the start of transmission of the packet. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ通信システムおよびそのデータ送信方法に関し、特にｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離（たとえば、１０ｍ程度の）データ通信システムに用いられるデータ送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と呼ばれる近距離の無線通信システムが実用化されている。ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）は２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭ　（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｃａｌ）バンドを利用する無線通信規格のひとつであり、１台の主装置（以下、マスタデバイスという）と複数の従装置　（以下、スレーブデバイスという）がピコネットという単位（無線ネットワーク）を形成し、マスタ、スレーブ間で通信を行う。
【０００３】
ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）では周波数ホッピング方式によるスペクトラム拡散技術が採用されている。すなわちｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）では、７９チャネルの中で最大１６００回／秒の速度でキャリア周波数を切り替えることで同じ周波数帯を使う無線ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ）などのような他の無線通信及び、同一システムの他のピコネットとの干渉が連続しないよう考慮されている。しかしながら，干渉の発生自体を完全に防止するものではなく、ある程度は許容するシステムであることは認識しておく必要がある。
【０００４】
図５は、近距離無線通信システムの一例として、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）システムの動作環境の一例を示す模式図である。同図を参照すると、マスタデバイス２はスレーブデバイス１と通信を行い、ピコネット５を形成している。一方で、マスタデバイス２およびスレーブデバイス１のすぐ近くにあるマスタデバイス３はスレーブデバイス４と通信を行い、ピコネット６を形成している。４つのデバイス１〜４同志の距離は全てのデバイス間で通信が可能な範囲内に存在している。そのためピコネット５とピコネット６が同時に同じ周波数を使用するとお互いの通信を妨害することになる。
【０００５】
図６は，図５の環境におけるデータ送受信タイミングを示すタイミングチャートである。図５および図６によりその動作について説明する。図５に示すように４つのデバイス１〜４がある状態で、デバイス２がデバイス１との通信を開始しようとする場合、マスタデバイス２が周囲のデバイス１，３，４に向けてインクワイアリ（ＩＮＱＵＩＲＹ）動作を行う。周囲のデバイス１，３，４は、それぞれマスタデバイス２へ応答を返し、マスタデバイス２は周辺に３つのデバイスがあることを認識する。マスタデバイス２は、その中からスレーブデバイス１に対してページング（ＰＡＧＩＮＧ）動作を行った後にデータ通信を開始する。
【０００６】
マスタデバイス２とスレーブデバイス１が通信をしている状況で、すぐ近くにあるデバイス３がデバイス４と通信を開始する場合、デバイス３はインクワイアリ動作及びページング動作を開始し、マスタデバイス３とスレーブデバイス４でデータ通信が開始される。
【０００７】
その時のデータ送受信タイミングを図６により説明する。マスタデバイス２とスレーブデバイス１のスロットタイミングはマスタであるデバイス２により決定されるため、マスタデバイス２が時刻ｔ１においてデータ送信を開始すると（同図（Ａ）参照）、スレーブデバイス１は時刻ｔ１を基準にして６２５μＳ後の時刻ｔ２に応答をする（同図（Ｂ）参照）。マスタデバイス２は前回データ送信を開始した時刻ｔ１から１．２５ｍＳ後の時刻ｔ３に次のデータを送信し（同図（Ａ）参照）、更にスレーブデバイス１は時刻ｔ３から６２５μＳ後の時刻ｔ４に応答をする（同図（Ｂ）参照）。このようにマスタデバイス２は時刻ｔ１を基準にして１．２５ｍＳの整数倍ごとにデータを送信する（同図（Ａ）参照）。そして、スレーブデバイス１はマスタデバイス２の送信タイミングを基準にして６２５μＳ後にデータを送信する（同図（Ｂ）参照）。
【０００８】
次にデバイス３がマスタとなって別のピコネットをデバイス４と形成する場合、マスタデバイス３が時刻ｋ１においてデータ送信を開始すると（同図（Ｃ）参照）、スレーブデバイス４は時刻ｋ１を基準にして６２５μＳ後の時刻ｋ２に応答をする（同図（Ｄ）参照）。マスタデバイス３は前回データ送信を開始した時刻ｋ１から１．２５ｍＳ後の時刻ｋ３に次のデータを送信し（図示省略）、更にスレーブデバイス４は時刻ｋ３から６２５μＳ後の時刻ｋ４に応答をする（図示省略）。このようにマスタデバイス３は時刻ｋ１を基準にして１．２５ｍＳの整数倍ごとにデータを送信する（同図（Ｃ）参照）。スレーブデバイス４はマスタデバイス３の送信タイミングを基準にして６２５μＳ後にデータを送信する（同図（Ｄ）参照）。
【０００９】
更に、このような無線区間の動作をするためのモジュール内部の動作を図７により説明する。図７はマスタデバイス３とスレーブデバイス４間のデータ送受信タイミングを示すタイミングチャートである。同図を参照すると、マスタデバイス３は同図（Ａ）に示すように内部に１．２５ｍＳ周期のカウンタを有する。カウンタはモジュール固有のクロック信号により動作している。そのカウンタにより同図（Ｂ）に示すようにデータ送信開始信号を生成する。マスタデバイス３の無線送信データは同図（Ｃ）に示すようにデータ送信開始信号の発生タイミングで送信が開始される。尚、送信するデータがない場合には送信開始タイミングになっても無線信号が送信されることはない。マスタデバイス３の無線信号を受信したスレーブデバイス４は、同図（Ｄ）に示すようにモジュール内部でデータ受信開始信号を生成する。その信号で同図（Ｅ）に示すように６２５ｕＳ後にカウントアップするタイミングカウンタを起動する。このカウントアップタイミングで更に同図（Ｆ）に示すようにデータ応答開始信号を生成し、同図（Ｇ）に示すように無線応答データを送信する。同図（Ｈ）はデバイス４の送信間隔カウンタが示されている。これはデバイス４がマスタとして動作する時に必要となるものであるがスレーブとして動作している状態では応答データの送信タイミングとは関係のないものとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
次に図５のマスタデバイス２を中心にしたピコネット５とマスタデバイス３を中心にしたピコネット６とのデータの干渉について図６を参照して説明する。図６に示すｆ１〜ｆ８はキャリアの周波数を表している。複数のピコネット間において同じ時間に同じ周波数を使用している場合はそれらピコネット間でデータが干渉することになる。
【００１１】
まず、マスタデバイス２が時刻ｔ１から周波数ｆ１を利用してデータを送信しているが（同図（Ａ）参照）、送信が終わる前の時刻ｋ２からピコネット６のスレーブデバイス４が同じ周波数ｆ１を用いてデータ送信を開始している（同図（Ｄ）参照）。
【００１２】
そして、時刻ｋ７にマスタデバイス３が周波数ｆ５を利用してデータ送信を開始し（同図（Ｃ）参照）、完了前の時刻ｔ７にマスタデバイス２が同じく周波数ｆ５で送信を開始している（同図（Ａ）参照）。
【００１３】
また，時刻ｔ８からスレーブデバイス１が周波数ｆ７を使って送信を開始して（同図（Ｂ）参照）、データを送信完了する前の時刻ｋ９からマスタデバイス３が周波数ｆ７を利用して送信開始している（同図（Ｃ）参照）。つまり、この例では３スロットで干渉が発生していることになる。
【００１４】
すなわち、上述した従来のシステムでは、同じエリア内のピコネット同志でスロットタイミングの不一致による干渉が起こるという問題点がある。その理由は、各ピコネットにおけるマスタデバイスが、データを送信するスロットタイミングをそれぞれ独自に設定しているためである。
【００１５】
一方、この種の従来技術の一例が特開２００１−１６８８８１号公報に開示されている。この技術は、未加入の無線機器において問い合わせコマンドを入力することで、インクワイアリ・パケットを周辺のピコネットに向けて送信し、これに対しピコネットを構成する各無線機器からＦＨＳパケットを返送する。そして、このＦＨＳパケットから、ピコネットのシステムＩＤを表す同期ワードおよび返送元の無線機器のＩＤアドレスをそれぞれ抽出し、これらの同期ワードおよびＩＤアドレスをピコネットごとに分類した後、表示するようにしたものである。
【００１６】
この技術は、周辺に存在する無線ネットワークの構成を無線機器の加入登録前に確認できるようにすることを目的としており、目的が本発明と全く相違し、したがって構成も本発明と全く相違する。したがって、この技術を用いても上記課題を解決することはできない。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、ピコネット同志のデータ干渉を低減することが可能なデータ通信システムおよびそのデータ送信方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデータ通信システムは、主装置と従装置とが一定のスロットタイミングで通信を行う無線ネットワークが複数個存在するデータ通信システムであって、そのシステムは第１の無線ネットワークに属する主装置が第２の無線ネットワークで実行されている通信のスロットタイミングを捕捉する捕捉手段と、捕捉したスロットタイミングに前記第１の無線ネットワークに属する主装置自身のスロットタイミングを同期させる同期手段とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明によるデータ送信方法は、主装置と従装置とが一定のスロットタイミングで通信を行う無線ネットワークが複数個存在するデータ通信システムにおけるデータ送信方法であって、その方法は第１の無線ネットワークに属する主装置が第２の無線ネットワークで実行されている通信のスロットタイミングを捕捉する捕捉ステップと、捕捉したスロットタイミングに前記第１の無線ネットワークに属する主装置自身のスロットタイミングを同期させる同期ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、無線ネットワーク同志のデータ干渉を低減することが可能となる。
【００２１】
具体的に説明すると、本発明は、マスタデバイスがピコネットの形成をするために行うインクワイアリ動作の前に、或いはデータ通信の合間に近辺のデバイスが発する電波を捕捉する手段を設けたことを特徴とする。これにより、すでに存在しているピコネットのタイミングに同期したタイミングでデータ送信を行うことが可能となる。
【００２２】
したがって、タイミングの不一致によりデータの前半部分だけが干渉により破壊され、あるいは逆にデータの後半部分だけが破壊されるということがなくなり、結果としてパケットが破壊される確率を低減することができるという効果が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に，本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１はデバイス１〜４のデータ送受信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。同図（Ａ）はマスタデバイス２の、同図（Ｂ）はスレーブデバイス１の、同図（Ｃ）はマスタデバイス３の、同図（Ｄ）はスレーブデバイス４のデータ送受信タイミングをそれぞれ示している。
【００２４】
同図は２つのピコネット５，６が個別に通信を行っているタイミングを表したもので、同図（Ａ）のマスタデバイス２と同図（Ｂ）のスレーブデバイス１が１つ目のピコネット５を形成していて、同図（Ｃ）のマスタデバイス３と同図（Ｄ）のスレーブデバイス４が２つ目のピコネット６を形成している。
【００２５】
マスタデバイス２とスレーブデバイス１が時刻ｔ１よりも前に既に通信を行っている状態で、かつこれらデバイス１、２との通信が可能な範囲内で、デバイス３がマスタになってデバイス４と通信を開始しようとする場合、デバイス３はまずマスタデバイス２あるいはスレーブデバイス１の無線信号を捕捉する。マスタデバイス３とスレーブデバイス４はｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の仕様に従って周波数ホッピング方式を採用しているため、デバイス３がピコネットの無線信号を捕捉するために一定周波数において監視を行うことが必要になる。尚、この方法は公知のインクワイアリ・スキャン（ＩＮＱＵＩＲＹ　ＳＣＡＮ）と同等であり技術的には容易に実現できるものである。
【００２６】
デバイス３がマスタデバイス２あるいはスレーブデバイス１の送信データを捕捉した場合、そのデータ送信開始タイミングにデバイス３自身の送信開始タイミングを一致させる。マスタデバイス３は時刻ｔ１から６２５μＳの整数倍前の時刻にインクワイアリ動作としてのパケット送信を開始する。それに応答するスレーブデバイス４は、マスタデバイス３の送信タイミングを基準に送信するので、そのタイミングも時刻ｔ１の整数倍前の時刻にパケットを送信することになり、この時点からピコネット５と同じスロットタイミングで送信を開始できる。
【００２７】
更にページング動作を行い、リンクを生成して図１に示すようにデータの通信を開始する。図１でピコネット５とピコネット６間でデータが干渉するのは時刻ｔ７において周波数ｆ５を使用する１タイムスロット間のみとなる（同図（Ａ）および（Ｃ）参照）。したがって、本発明によればデータが干渉するスロット数を従来よりも減少させることができる。
【００２８】
次に、デバイス１〜４の内部構成について説明する。図２はデバイスの内部構成の一例を示す構成図である。同図はデバイス１〜４に共通する構成部分の一例を示している。同図を参照するとデバイスは、送信データ捕捉部１１と、送信間隔カウンタ１２と、データ送信開始信号変更部１３と、データ送信部１４とを含んで構成される。
【００２９】
次に図３を参照してデバイスの内部動作について更に説明する。図３はマスタデバイス３の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図（Ａ）はマスタデバイス２またはスレーブデバイス１の無線送信データの送信タイミングを、同図（Ｂ）はマスタデバイス３のピコネット同期信号の発生タイミングを、同図（Ｃ）はマスタデバイス３の送信間隔カウンタのリセットタイミングを、同図（Ｄ）はマスタデバイス３のデータ送信開始信号の発生タイミングを、同図（Ｅ）はマスタデバイス３の無線送信データの送信タイミングをそれぞれ示している。
【００３０】
同図（Ａ）は既に通信をしているピコネット５のマスタデバイス２またはスレーブデバイス１の無線送信データを示す。ピコネット５内でマスタデバイス２とスレーブデバイス１は同期しているのでどちらの信号でも捕捉できた方を基準として問題ない。図３では、マスタデバイス２またはスレーブデバイス１の無線送信データの２番目のスロットで（同図（Ａ）参照）、マスタデバイス３の送信データ捕捉部１１によりピコネット５のデータが捕捉され（同図（Ｂ）参照）、ピコネット同期信号が生成される。そして、ピコネット同期信号によりマスタデバイス３の送信間隔カウンタ１２が初期化される（同図（Ｃ）参照）。それに伴いマスタデバイス３のデータ送信開始信号変更部１３によりデータ送信開始信号も変更される（同図（Ｄ）参照）。そのデータ送信開始信号のタイミングでマスタデバイス３のデータ送信部１４から無線送信データが送信される（同図（Ｅ）参照）。
【００３１】
この同図（Ｅ）に示すマスタデバイス３の無線送信データのタイミングと同図（Ａ）に示すマスタデバイス２またはスレーブデバイス１の無線送信データのタイミングとを比較してわかるように、ピコネット５のスロットタイミングとマスタデバイス３が形成したピコネット６のスロットタイミングを一致させることができる。
【００３２】
次に、第２の実施の形態について説明する。本発明の基本的構成は上記の通りであるが、第２の実施の形態ではスロットタイミング同期後の同期外れ防止についてさらに工夫している。図４はスロットタイミング同期後のマスタデバイス３の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【００３３】
図４は第１の実施の形態に示すような方法で、既存ピコネットにスロットタイミングを同期した後、長時間が経過した状態を示す。一旦、スロットタイミングを同期させたとはいえ、デバイス同志はそれぞれ別のクロックを基準にして動作しているので、長時間が経過するとスロットタイミングが徐々に合わなくなってくる。そこでピコネットを形成している状態で通信に使用していないスロットを利用して既存ピコネットのスロットを捕捉して既存ピコネットとのタイミング同期を随時行うというものである。
【００３４】
ピコネット５のマスタデバイス２とスレーブデバイス１が通信中であり、マスタデバイス２またはスレーブデバイス１の無線送信データを図４（Ａ）に示す。マスタデバイス３は第１の実施の形態に示す方法で、既にピコネット５とスロット同期を確立した後で、長時間が経過している。今、マスタデバイス３は自身が通信に使用している以外のスロットで、周波数ｆ３を監視してピコネット５の無線信号を捕捉しようとする。同図（Ｂ）はそのタイミングを示すものである。同図（Ｂ）を参照すると、１回目の捕捉区間ではピコネット５の無線周波数がｆ５で捕捉できないが、２回目にちょうど周波数ｆ３での通信があったため、このタイミングでマスタデバイス３が再度ピコネット同期を確立している。つまり、同図（Ｃ）に示すピコネット同期信号を送信データ捕捉部１１で生成し，そのピコネット同期信号により同図（Ｄ）に示すマスタデバイス３の送信間隔カウンタ１２を初期化する。それに伴い同図（Ｅ）に示すデータ送信開始信号の発生タイミングもマスタデバイス３のデータ送信開始信号変更部１３により変更される。そのデータ送信開始信号が発生するタイミングで同図（Ｆ）に示すようにマスタデバイス３のデータ送信部１４から無線送信データが送信される。
【００３５】
同図（Ａ）の無線送信データのタイミングと同図（Ｆ）の無線送信データのタイミングとを比較してわかるようにピコネット５のスロットタイミングとマスタデバイス３が形成したピコネット６のスロットタイミングを一致させることができる。
【００３６】
このように、第２の実施の形態では、既存ピコネットとのスロットタイミングの確立を通信開始時点だけでなく、通信の合間にも実施しているので、長時間にわたってスロット同期を確立でき、ピコネット間の干渉を低減できるという効果が得られる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のデータ通信システムに本発明を適用する場合について述べたが、これに限定するものではなく、一定のスロットタイミングでデータの送受信を行うデータ通信システムであれば、本発明の適用が可能である。また、マスタデバイス１個に対しスレーブデバイス１個の組み合わせを例に挙げたが、マスタデバイス１個に対しスレーブデバイス２個以上の組み合わせにも本発明の適用が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるデータ通信システムは、第１の無線ネットワークに属する主装置が第２の無線ネットワークで実行されている通信のスロットタイミングを捕捉する捕捉手段と、捕捉したスロットタイミングに前記第１の無線ネットワークに属する主装置自身のスロットタイミングを同期させる同期手段とを含むため、無線ネットワーク同志のデータ干渉を低減することが可能となる。
【００３９】
また、本発明によるデータ送信方法も上記データ通信システムと同様の効果を奏する。
【００４０】
具体的に説明すると、本発明によれば、ピコネット同志のデータ干渉を低減することができる。その理由は、従来ピコネット同志は互いに独立したスロットタイミングで動作していたが、そのスロットタイミングを同期させることで、スロット間にまたがるデータ干渉を排除したためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】デバイス１〜４のデータ送受信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図２】デバイスの内部構成の一例を示す構成図である。
【図３】マスタデバイス３の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】スロットタイミング同期後のマスタデバイス３の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）システムの動作環境の一例を示す模式図である。
【図６】図５の環境におけるデータ送受信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】マスタデバイス３とスレーブデバイス４間のデータ送受信タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１、４　スレーブデバイス
２、３　マスタデバイス
５、６　ピコネット
１１　送信データ捕捉部
１２　送信間隔カウンタ
１３　データ送信開始信号変更部
１４　データ送信部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data communication system and a data transmission method thereof, and more particularly to a data transmission method used in a short distance (for example, about 10 m) data communication system such as Bluetooth (registered trademark).
[0002]
[Prior art]
In recent years, a short-range wireless communication system called Bluetooth (registered trademark) has been put to practical use. Bluetooth (registered trademark) is one of the wireless communication standards using an ISM (industrial, scientific and medical) band in the 2.4 GHz band, and one master device (hereinafter, referred to as a master device) and a plurality of slave devices (hereinafter, referred to as a master device). , Slave devices) form a unit called a piconet (wireless network), and perform communication between the master and the slave.
[0003]
Bluetooth (registered trademark) employs a spread spectrum technique based on a frequency hopping method. That is, in the case of Bluetooth (registered trademark), the carrier frequency is switched at a maximum of 1600 times / sec among 79 channels to thereby perform other wireless communication such as a wireless LAN (local area network) using the same frequency band and the same. Consideration is given to avoiding continuous interference with other piconets in the system. However, it is necessary to recognize that the system itself does not completely prevent the occurrence of interference but allows it to some extent.
[0004]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of an operating environment of a Bluetooth (registered trademark) system as an example of a short-range wireless communication system. Referring to FIG. 1, a master device 2 communicates with a slave device 1 to form a piconet 5. On the other hand, the master device 3 in the immediate vicinity of the master device 2 and the slave device 1 communicates with the slave device 4 to form the piconet 6. The distance between the four devices 1 to 4 is within a range in which communication between all the devices is possible. Therefore, if the piconet 5 and the piconet 6 use the same frequency at the same time, they will interfere with each other's communication.
[0005]
FIG. 6 is a timing chart showing data transmission / reception timing in the environment of FIG. The operation will be described with reference to FIGS. When the device 2 attempts to start communication with the device 1 in a state where there are four devices 1 to 4 as shown in FIG. 5, the master device 2 sends an inquiry (INQUIRY) to the surrounding devices 1, 3, and 4. ) Perform the operation. The peripheral devices 1, 3, and 4 return a response to the master device 2, respectively, and the master device 2 recognizes that there are three devices around. The master device 2 starts data communication after performing a paging (PAGING) operation to the slave device 1 from among them.
[0006]
In a situation where the master device 2 and the slave device 1 are communicating with each other, if the nearby device 3 starts communicating with the device 4, the device 3 starts an inquiry operation and a paging operation, and the master device 3 and the slave device start communicating. At 4, data communication is started.
[0007]
The data transmission / reception timing at that time will be described with reference to FIG. Since the slot timings of the master device 2 and the slave device 1 are determined by the device 2 that is the master, when the master device 2 starts data transmission at time t1 (see FIG. 3A), the slave device 1 sets the time t1. A response is made at time t2 after 625 μS with respect to the reference (see FIG. 13B). The master device 2 transmits the next data at a time t3 1.25 mS after the time t1 when the previous data transmission was started (see FIG. 3A), and the slave device 1 transmits the next data at a time t4 625 μS after the time t3. Responds (see FIG. 3B). As described above, the master device 2 transmits data every integer multiple of 1.25 mS with reference to the time t1 (see FIG. 3A). Then, the slave device 1 transmits data after 625 μS with reference to the transmission timing of the master device 2 (see FIG. 8B).
[0008]
Next, when the device 3 becomes the master and forms another piconet with the device 4, when the master device 3 starts data transmission at time k1 (see FIG. 3C), the slave device 4 is based on the time k1. A response is made at time k2 after 625 μS (see FIG. 3D). The master device 3 transmits the next data at a time k3 1.25 mS after the time k1 at which the previous data transmission was started (not shown), and the slave device 4 responds at a time k4 625 μS after the time k3 ( Not shown). In this way, the master device 3 transmits data every integer multiple of 1.25 mS with reference to the time k1 (see FIG. 3C). The slave device 4 transmits data after 625 μS with reference to the transmission timing of the master device 3 (see FIG. 3D).
[0009]
Further, the operation inside the module for operating in such a wireless section will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a timing chart showing the data transmission / reception timing between the master device 3 and the slave device 4. Referring to the figure, the master device 3 has a counter of 1.25 mS cycle internally as shown in FIG. The counter operates by a clock signal unique to the module. The data transmission start signal is generated by the counter as shown in FIG. The transmission of the wireless transmission data of the master device 3 is started at the timing of generation of the data transmission start signal as shown in FIG. When there is no data to be transmitted, no radio signal is transmitted even at the transmission start timing. The slave device 4 that has received the wireless signal of the master device 3 generates a data reception start signal inside the module as shown in FIG. The signal starts a timing counter that counts up after 625 uS as shown in FIG. At this count-up timing, a data response start signal is further generated as shown in FIG. 11F, and the wireless response data is transmitted as shown in FIG. FIG. 2H shows the transmission interval counter of the device 4. This is necessary when the device 4 operates as a master. However, when the device 4 operates as a slave, it has no relation to the transmission timing of the response data.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Next, data interference between the piconet 5 centered on the master device 2 and the piconet 6 centered on the master device 3 in FIG. 5 will be described with reference to FIG. F1 to f8 shown in FIG. 6 represent carrier frequencies. If the same frequency is used at the same time among a plurality of piconets, data will interfere between the piconets.
[0011]
First, the master device 2 transmits data using the frequency f1 from time t1 (see FIG. 3A), but the slave device 4 of the piconet 6 transmits the same frequency f1 from time k2 before the transmission ends. And data transmission is started (see FIG. 3D).
[0012]
Then, at time k7, the master device 3 starts data transmission using the frequency f5 (see FIG. 3C), and at time t7 before completion, the master device 2 also starts transmitting at the frequency f5 (see FIG. 4C). FIG.
[0013]
Also, the slave device 1 starts transmission using the frequency f7 from time t8 (see FIG. 13B), and the master device 3 starts transmission using the frequency f7 from time k9 before data transmission is completed. (See FIG. 3C). That is, in this example, interference occurs in three slots.
[0014]
That is, in the above-described conventional system, there is a problem that the piconets in the same area cause interference due to mismatch of slot timing. The reason is that the master device in each piconet independently sets the slot timing for transmitting data.
[0015]
On the other hand, an example of this kind of conventional technology is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-168888. According to this technique, an inquiry packet is input to an unsubscribed wireless device to transmit an inquiry packet to a peripheral piconet, and an FHS packet is returned from each wireless device constituting the piconet. Then, a synchronization word indicating the system ID of the piconet and the ID address of the wireless device of the return source are respectively extracted from the FHS packet, and the synchronization word and the ID address are classified for each piconet and displayed. It is.
[0016]
The purpose of this technique is to enable the configuration of a wireless network existing in the vicinity to be confirmed before registration of a wireless device, and the purpose is completely different from the present invention, and therefore, the configuration is also completely different from the present invention. Therefore, even if this technique is used, the above problem cannot be solved.
[0017]
Therefore, an object of the present invention is to provide a data communication system capable of reducing data interference between piconets and a data transmission method thereof.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A data communication system according to the present invention is a data communication system having a plurality of wireless networks in which a master device and a slave device communicate with each other at a fixed slot timing, and the system includes a master device belonging to a first wireless network. Capturing means for capturing slot timing of communication being performed in the second wireless network, and synchronizing means for synchronizing the slot timing of the main device belonging to the first wireless network with the captured slot timing. Features.
[0019]
Further, the data transmission method according to the present invention is a data transmission method in a data communication system in which a plurality of wireless networks in which a master device and a slave device communicate at a fixed slot timing exist, and the method is a first wireless method. A capturing step in which a main device belonging to the network captures a slot timing of communication performed in the second wireless network, and synchronization for synchronizing the slot timing of the main device belonging to the first wireless network with the captured slot timing. And a step.
[0020]
That is, according to the present invention, it is possible to reduce data interference between wireless networks.
[0021]
More specifically, the present invention is characterized in that a means for capturing a radio wave emitted by a device in the vicinity before an inquiry operation performed by the master device to form a piconet or during data communication is provided. I do. This makes it possible to perform data transmission at a timing synchronized with the timing of the existing piconet.
[0022]
Therefore, only the first half of the data is destroyed due to the interference due to the timing mismatch, or only the second half of the data is not destroyed, and as a result, the probability that the packet is destroyed can be reduced. Is obtained.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a timing chart showing an example of data transmission / reception timing of the devices 1 to 4. 2A shows the data transmission / reception timing of the master device 2, FIG. 2B shows the data transmission / reception timing of the slave device 1, FIG. 2C shows the data transmission / reception timing of the master device 3, and FIG. I have.
[0024]
The figure shows the timing when the two piconets 5 and 6 individually communicate with each other. The master device 2 in FIG. 2A and the slave device 1 in FIG. The master device 3 shown in FIG. 2C and the slave device 4 shown in FIG. 2D form a second piconet 6.
[0025]
In a state where the master device 2 and the slave device 1 have already communicated before the time t1, and the device 3 becomes a master and communicates with the device 4 within a range where communication with the devices 1 and 2 is possible. , The device 3 first captures the wireless signal of the master device 2 or the slave device 1. Since the master device 3 and the slave device 4 adopt the frequency hopping method according to the specification of Bluetooth (registered trademark), it is necessary for the device 3 to monitor at a certain frequency in order to capture a piconet radio signal. This method is equivalent to a known inquiry scan (INQUIRY SCAN) and can be easily realized technically.
[0026]
When the device 3 captures the transmission data of the master device 2 or the slave device 1, the transmission start timing of the device 3 is matched with the data transmission start timing. The master device 3 starts packet transmission as an inquiry operation at a time that is an integral multiple of 625 μS before the time t1. The slave device 4 responding to the transmission transmits the packet at a time that is an integer multiple of the time t1 since the transmission is performed based on the transmission timing of the master device 3, and the same slot timing as that of the piconet 5 from this time. To start sending.
[0027]
Further, a paging operation is performed, a link is generated, and data communication is started as shown in FIG. In FIG. 1, the data interferes between the piconet 5 and the piconet 6 only during one time slot using the frequency f5 at the time t7 (see FIGS. 1A and 1C). Therefore, according to the present invention, the number of slots where data interferes can be reduced as compared with the conventional case.
[0028]
Next, the internal configuration of the devices 1 to 4 will be described. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of the internal configuration of the device. FIG. 1 shows an example of a component common to the devices 1 to 4. Referring to FIG. 1, the device includes a transmission data acquisition unit 11, a transmission interval counter 12, a data transmission start signal changing unit 13, and a data transmission unit 14.
[0029]
Next, the internal operation of the device will be further described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the master device 3. 2A shows the transmission timing of the wireless transmission data of the master device 2 or the slave device 1, FIG. 2B shows the timing of generating the piconet synchronization signal of the master device 3, and FIG. FIG. 3D shows the timing of resetting the transmission interval counter, FIG. 3D shows the timing of generating a data transmission start signal of the master device 3, and FIG. 3E shows the timing of transmitting wireless transmission data of the master device 3.
[0030]
FIG. 3A shows wireless transmission data of the master device 2 or the slave device 1 of the piconet 5 already communicating. Since the master device 2 and the slave device 1 are synchronized in the piconet 5, there is no problem based on which one of the signals can be captured. In FIG. 3, in the second slot of the wireless transmission data of the master device 2 or the slave device 1 (see FIG. 3A), the data of the piconet 5 is captured by the transmission data capturing unit 11 of the master device 3 (FIG. 3). (See (B)), a piconet synchronization signal is generated. Then, the transmission interval counter 12 of the master device 3 is initialized by the piconet synchronization signal (see FIG. 3C). Accordingly, the data transmission start signal is also changed by the data transmission start signal changing unit 13 of the master device 3 (see FIG. 3D). Wireless transmission data is transmitted from the data transmission unit 14 of the master device 3 at the timing of the data transmission start signal (see FIG. 3E).
[0031]
As can be seen by comparing the timing of the wireless transmission data of the master device 3 shown in FIG. 3E with the timing of the wireless transmission data of the master device 2 or the slave device 1 shown in FIG. The slot timing and the slot timing of the piconet 6 formed by the master device 3 can be matched.
[0032]
Next, a second embodiment will be described. Although the basic configuration of the present invention is as described above, the second embodiment further devises prevention of loss of synchronization after slot timing synchronization. FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the master device 3 after the slot timing synchronization.
[0033]
FIG. 4 shows a state where a long time has elapsed after synchronizing the slot timing with the existing piconet by the method shown in the first embodiment. Although the slot timings are once synchronized, the devices operate on the basis of different clocks, so that the slot timings gradually become inconsistent after a long time. Therefore, in a state where a piconet is formed, a slot of an existing piconet is captured by using a slot not used for communication, and timing synchronization with the existing piconet is performed as needed.
[0034]
The master device 2 and the slave device 1 of the piconet 5 are communicating, and the wireless transmission data of the master device 2 or the slave device 1 is shown in FIG. A long time has passed since the master device 3 has already established slot synchronization with the piconet 5 by the method described in the first embodiment. Now, the master device 3 monitors the frequency f3 in a slot other than the slot used by itself to capture the radio signal of the piconet 5. FIG. 7B shows the timing. Referring to FIG. 3B, the radio frequency of the piconet 5 cannot be captured at f5 in the first capturing section, but since the communication at the frequency f3 has just been performed the second time, the master device 3 resynchronizes with the piconet at this timing. Has been established. That is, the transmission data acquisition unit 11 generates the piconet synchronization signal shown in FIG. 3C, and the transmission interval counter 12 of the master device 3 shown in FIG. Accordingly, the generation timing of the data transmission start signal shown in FIG. 9E is also changed by the data transmission start signal changing unit 13 of the master device 3. At the timing when the data transmission start signal is generated, the wireless transmission data is transmitted from the data transmission unit 14 of the master device 3 as shown in FIG.
[0035]
The slot timing of the piconet 5 matches the slot timing of the piconet 6 formed by the master device 3 as can be seen by comparing the timing of the wireless transmission data of FIG. Can be done.
[0036]
As described above, in the second embodiment, the slot timing with the existing piconet is established not only at the communication start time but also between the communications, so that slot synchronization can be established for a long time, This has the effect of reducing interference.
[0037]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a Bluetooth (registered trademark) data communication system has been described. However, the present invention is not limited to this, and a data communication system that transmits and receives data at a fixed slot timing is used. If so, the present invention can be applied. Further, the combination of one master device and one slave device has been described as an example, but the present invention is also applicable to a combination of one master device and two or more slave devices.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the data communication system according to the present invention, the main unit belonging to the first wireless network acquires the slot timing of the communication executed in the second wireless network, and the acquired slot timing Since it includes a synchronization means for synchronizing the slot timing of the main device belonging to the first wireless network, it is possible to reduce data interference between wireless networks.
[0039]
Further, the data transmission method according to the present invention has the same effect as the above data communication system.
[0040]
Specifically, according to the present invention, data interference between piconets can be reduced. The reason for this is that piconets conventionally operated at mutually independent slot timings, but by synchronizing the slot timings, data interference over slots was eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a timing chart showing an example of data transmission / reception timing of devices 1 to 4.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of an internal configuration of a device.
FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the master device 3.
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the master device 3 after slot timing synchronization.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of an operation environment of a Bluetooth (registered trademark) system.
FIG. 6 is a timing chart showing data transmission / reception timing in the environment of FIG. 5;
FIG. 7 is a timing chart showing a data transmission / reception timing between a master device 3 and a slave device 4.
[Explanation of symbols]
1, 4 slave device 2, 3 master device 5, 6 piconet 11 transmission data capture unit 12 transmission interval counter 13 data transmission start signal change unit 14 data transmission unit

Claims (4)

主装置と従装置とが一定のスロットタイミングで通信を行う無線ネットワークが複数個存在するデータ通信システムであって、
第１の無線ネットワークに属する主装置が第２の無線ネットワークで実行されている通信のスロットタイミングを捕捉する捕捉手段と、捕捉したスロットタイミングに前記第１の無線ネットワークに属する主装置自身のスロットタイミングを同期させる同期手段とを含むことを特徴とするデータ通信システム。A data communication system in which there are a plurality of wireless networks in which a master device and a slave device communicate at a fixed slot timing,
Capturing means for a main device belonging to the first wireless network to capture slot timing of communication performed in the second wireless network; and slot timing of the main device belonging to the first wireless network to the captured slot timing. And a synchronizing means for synchronizing the data. 前記同期手段によるスロットタイミングの同期が完了した後、さらに前記捕捉手段によるスロットタイミングの捕捉と、前記同期手段によるスロットタイミングの同期とが実行されることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。2. The data communication system according to claim 1, wherein after the synchronization of the slot timing by the synchronization unit is completed, the acquisition of the slot timing by the acquisition unit and the synchronization of the slot timing by the synchronization unit are further performed. . 主装置と従装置とが一定のスロットタイミングで通信を行う無線ネットワークが複数個存在するデータ通信システムにおけるデータ送信方法であって、
第１の無線ネットワークに属する主装置が第２の無線ネットワークで実行されている通信のスロットタイミングを捕捉する捕捉ステップと、捕捉したスロットタイミングに前記第１の無線ネットワークに属する主装置自身のスロットタイミングを同期させる同期ステップとを含むことを特徴とするデータ送信方法。A data transmission method in a data communication system in which there are a plurality of wireless networks in which a main device and a slave device communicate at a fixed slot timing,
A capturing step in which a main device belonging to the first wireless network captures slot timing of communication being performed in the second wireless network; and a slot timing of the main device belonging to the first wireless network itself in the captured slot timing. And a synchronization step of synchronizing the data. 前記同期ステップによるスロットタイミングの同期が完了した後、さらに前記捕捉ステップによるスロットタイミングの捕捉と、前記同期ステップによるスロットタイミングの同期とが実行されることを特徴とする請求項３記載のデータ送信方法。4. The data transmission method according to claim 3, wherein after the synchronization of the slot timing by the synchronization step is completed, the acquisition of the slot timing by the acquisition step and the synchronization of the slot timing by the synchronization step are further performed. .

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