JP2013529423A - 無線データ関連のアプリケーションを再パッケージ化する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】本発明は、通信システムにおいてデータを再パッケージ化する方法を含み得る。該方法は、無線中継機器において1つ以上の低電力無線機器からの低電力RFデータを受信することと、無線中継機器において低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することを含み得る。該方法は、変換した低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信することとをさらに含み得る。また、該方法は、ホスト機器から無線通信を受信することと、無線パケットを解析したものを変換することと、変換したパケットを1つ以上の低電力RF接続と同期化することと、同期化したパケットを1つ以上の低電力RF機器に送信することと、をさら含み得る。該方法は、無線中継機器へのコマンドを介して通信システムのネットワークトポロジーを管理することをさらに含み得る。
【選択図】図12
【解決手段】本発明は、通信システムにおいてデータを再パッケージ化する方法を含み得る。該方法は、無線中継機器において1つ以上の低電力無線機器からの低電力RFデータを受信することと、無線中継機器において低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することを含み得る。該方法は、変換した低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信することとをさらに含み得る。また、該方法は、ホスト機器から無線通信を受信することと、無線パケットを解析したものを変換することと、変換したパケットを1つ以上の低電力RF接続と同期化することと、同期化したパケットを1つ以上の低電力RF機器に送信することと、をさら含み得る。該方法は、無線中継機器へのコマンドを介して通信システムのネットワークトポロジーを管理することをさらに含み得る。
【選択図】図12
Description
本出願は、2010年4月20日出願の米国仮特許出願第61/326,068号の権利を主張する。なお、この仮特許出願の内容全てを援用して本願の記載の一部とする。
本開示は無線機器の分野に関し、より詳細には、無線機器と低エネルギー無線プロトコルを使用する機器との通信に関する。
GSMデータ、センサデータ、GPSデータ等を送信するために、Bluetooth(ブルートゥース)無線技術やWiFi等の規格を使用することが多い。
かかる機器全てには、以下に示す幾つかの重要な要素が欠けている。
a.これらの機器は、ペア接続する製品に単一のBluetooth無線リンクを介してデータを送信する機器に接続した1つ以上の無線機器からの無線データを蓄積することができない。
b.これらの機器は、無線リンクを同期化して電力消費量を減らすことができない。なお、電力消費量を減らせばバッテリーの寿命を延ばすことができる。
c.これらの機器は、サードパーティ無線規格の抽象化を促進して、既存のBluetoothプロファイルとプロトコルを拡張しない。
d.無線プロトコルの電力、通信周波数、及びタイミング要件が異なり、小型電池式の機器で使用するために一般的に最適化されていない。
a.これらの機器は、ペア接続する製品に単一のBluetooth無線リンクを介してデータを送信する機器に接続した1つ以上の無線機器からの無線データを蓄積することができない。
b.これらの機器は、無線リンクを同期化して電力消費量を減らすことができない。なお、電力消費量を減らせばバッテリーの寿命を延ばすことができる。
c.これらの機器は、サードパーティ無線規格の抽象化を促進して、既存のBluetoothプロファイルとプロトコルを拡張しない。
d.無線プロトコルの電力、通信周波数、及びタイミング要件が異なり、小型電池式の機器で使用するために一般的に最適化されていない。
さらに、ペア接続したBluetooth低エネルギー(又はANT及びIEEE802.15.4(ジグビー)等、他の低電力規格)無線技術機器からのデータを、単一の標準Bluetoothの無線技術パイプに蓄積して、既存のBluetooth技術対応の製品と共に使用するような設計が、現在は存在しない。
本出願の実施形態は、通信システムにおいてデータを再パッケージ化する方法を含み得る。該方法は、無線中継機器において1つ以上の低電力無線機器からの低電力RFデータを受信することと、前記無線中継機器において前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することを含み得る。該方法は、変換パケットを蓄積することと、変換された低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信することとをさらに含み得る。
本出願の実施形態は、1つ以上の低エネルギー機器と、ホスト機器と、前記1つ以上の低エネルギー機器からの低電力RFデータを受信するように構成した無線中継機器とを含む通信システムを含み得る。前記無線中継機器はさらに、前記無線中継機器において前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換するように構成されており、前記無線中継機器はさらに、変換されたパケットを蓄積し、変換された低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化するように構成され、前記無線中継機器はさらに、前記同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信するように構成されている。
本出願の実施形態は、通信システムにおいてデータを解析する方法を含み得る。該方法は、1つ以上の無線プロトコルパケット内にカプセル化された低電力RFデータを受信することと、無線中継機器において前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することを含み得る。該方法は、前記変換パケットを蓄積することと、前記変換した低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、前記同期化した低電力RFデータを低電力RF機器に送信することとをさらに含み得る。
本出願の実施形態は、通信システムにおいてデータを解析する方法を含み得る。該方法は中継機器においてホスト機器からデータを受信することと、前記通信システムにおいてデータを再パッケージ化することとを含み得る。該方法は、変換パケットを蓄積することと、前記データを1つ以上の低電力RF接続と同期化することと、1つ以上の低電力RF機器に前記データを送信することとをさらに含み得る。該方法はまた、前記ホスト機器から前記無線中継機器に送信された1つ以上のコマンドを使用して、ネットワーク機器を動的に追加又は除外することによって、前記通信システムのネットワークトポロジーを管理することを含み得る。
本出願の実施形態は、通信システムにおいてデータを解析する方法を含み得る。前記方法は、中継機器において1つ以上の無線プロコトルパケット内の標準コマンドを受信することと、前記中継機器において前記コマンドに直接作用することと、そしてさらに前記中継機器において前記コマンドを低電力RF変換パケットに変換することとを含み得る。前記方法は、変換した前記低電力RFデータを1つ以上の無線リンクに同期化することと、前記同期化した低電力RFデータを、低電力RF機器に送信して、前記低電力RF機器上で動作できるようにする。
本出願の実施形態は、通信システムにおいて低電力RF接続を管理する方法を含み得る。前記方法は、中継機器において1つ以上の無線プロコトルパケット内のコマンドを受信することと、前記中継機器において局所的にこれらのコマンドを解析することとを含み得る。前記方法は、これらのコマンドを使用して、前記中継機器と他の低電力RF機器との通信を管理することをさらに含み得る。
本開示は、とりわけ新たなBluetooth低エネルギー無線技術機器が、現在のBluetooth無線技術を支える、既存の携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ等と共に使用できるようにするものである。本開示の実施形態は、特殊なBluetooth低エネルギー技術ハードウェアを備える必要なく、無線中継機器を使用して、機器(例えば携帯電話)にBluetooth低エネルギー技術のもたらす十分な能力を提供することができる。
ここで図1を参照すると、Bluetooth低エネルギー技術の中継機器1が示されている。無線中継機器1は、この無線機器に低電力RF技術をサポートすることを求めることなく、Bluetooth低エネルギー、ANT+、又はIEEE802.15.4(ジグビー)等の低電力RF技術(例えば図12参照)にまで、Bluetooth技術をサポートする機器の価値を拡大し得る。一部の実施形態では、低電力RF技術(例えばBluetooth低エネルギー又はANT+)データを蓄積し、データを図2に示すBluetooth無線リンクと同期化し、既存のBluetooth無線技術を可能とするホスト機器(例えば携帯電話)にデータを送信することによって、これを行うことができる。
一部の実施形態では、図4のサポートするBluetooth低エネルギー無線機器(例えば16、41、42)(又は他のサードパーティ技術機器)の数が最大となるまで、図3、図4、及び図12に示す新しい低エネルギー機器(例えば16、41、42)を無線中継機器1に追加し、新たなデータを蓄積し、Bluetooth無線技術対応のホスト機器に提供することができる。一部の実施形態では、一部のホスト機器としては携帯電話、パーソナルコンピュータ、タブレットPC(例えばiPad)等があるが、これらに限定しない。
一部の実施形態では、Bluetooth低エネルギー又は他のサードパーティ無線技術機器(例えば16、41、42)が無線中継機器1の機器スペースから離れると、無線中継機器は振動を生じさせた後、視覚的に通知し、最終的にはアラームによって、ユーザに通知し得る。その後、ユーザはアラーム/通知を止めることができる。機器が無線中継機器の制御範囲に再び入ると、アラームは止まり、機器が無線中継機器のパーソナル機器スペースに再び入ったことが通知され得る。
一部の実施形態では、それぞれの低電力RF機器(例えば16、41、42)は無線中継機器1によって独自に追跡され、無線中継機器の機器ネットワーク内で機器の状態に関してフィードバックを行う機器自身のビジュアルインジケータ2を備え得る。この情報を蓄積して、ペア接続するホスト機器に送信することも可能である。
一部の実施形態では、無線中継器として動作する際には、無線中継機器1は、低電力RF機器(例えば16、41、42)から送受信したデータを、ペア接続するホスト機器に送信する。このように、ホスト機器は、図5、図7、及び図12に示すように、低電力RF機器(例えば16、41、42)がホスト機器23に無線で直接接続されているかのように、低電力RF機器と情報をやり取りすることができる。同様に、無線中継機器1はピアツーピアBluetooth又は802.11(WiFi)接続を介して別の無線中継機器1へデータを送信し、この無線中継機器1がデータを蓄積及び変換して、ペア接続したホスト機器23に送信し得る。このように、ホスト機器23のサポートするBluetooth無線機器1の有効数を増すことが可能である。
一部の実施形態では、図12に示す無線中継機器1は、標準的なBluetooth無線技術又はWiFi機能付きの携帯電話が、Bluetooth低エネルギー及び/又は他の低電力無線機器(例えば16、41、42)から蓄積したデータを受信できるようにすることができる。これによって、例えばBluetooth無線技術のみを備えた標準的な携帯電話23が、限定はしないが無線歩数計41、心拍数モニター42、近接センサ16等を含み得る機器と通信することができるようになる。
一部の実施形態では、Bluetooth低エネルギー技術規格19、ANT規格40、及び他の低電力無線規格と相互運用することのできる機器は全て、本発明での使用に適している。これらの機器から(標準的なやり取りを通して)得られたデータは、標準的なBluetooth18又はWiFi技術パケットに変換されて、携帯電話、PC、又は他の機器23に送信され得る。特別なソフトウェアを使用して、この情報をデコードし、携帯電話又はホストPC上の動作を行うことが可能である。
一部の実施形態では、無線中継機器1と、図6に示すように製品21中に埋め込まれて図7に示すように個人的な機器ネットワークに示される接続低電力無線機器16との間の双方のやり取りをユーザが管理することができる。よって、無線中継機器のネットワークトポロジーは動的であって、ユーザが容易にネットワークを追加、除外、リセットすることができる。無線中継機器ネットワークトポロジーも動的であることから、ユーザは以下のことを行うことができる:
a.無線中継機器ネットワークに低電力無線機器を追加すること。
b.無線中継機器ネットワークから低電力無線機器を排除すること。
c.無線中継機器1を介してPC又は携帯電話上で低電力無線機器から情報を受信すること。
d.無線中継機器1を介してPC又は携帯電話から低電力無線機器へと情報を送信すること。
a.無線中継機器ネットワークに低電力無線機器を追加すること。
b.無線中継機器ネットワークから低電力無線機器を排除すること。
c.無線中継機器1を介してPC又は携帯電話上で低電力無線機器から情報を受信すること。
d.無線中継機器1を介してPC又は携帯電話から低電力無線機器へと情報を送信すること。
一部の実施形態では、無線中継機器1は、(例えば任意のアプリケーション31を用いて)以下の能力を提供し得る:
a.(GPS位置によってタグ付けされた)環境をモニタリングすること。
b.(GPS位置によってタグ付けされた)バイタルサインをモニタリングすること。
c.(GPS位置によってタグ付けされた)活動をモニタリングすること。
a.(GPS位置によってタグ付けされた)環境をモニタリングすること。
b.(GPS位置によってタグ付けされた)バイタルサインをモニタリングすること。
c.(GPS位置によってタグ付けされた)活動をモニタリングすること。
一部の実施形態では、ペア接続した各低電力無線機器は、図2に示すように接続した場合、一定間隔でその情報を無線中継機器に報告し得る。無線中継機器1は、この情報(例えば8から11)を蓄積期間12にわたって蓄積し、図2に示すように、次の利用可能な通信スロット(例えば全てのBluetoothSNIFF(スニフ)間隔ごと)7で例えば携帯電話やPCにこの情報を報告し得る。
一部の実施形態では、無線中継機器1は、ペア接続するホスト機器があってもなくても機能し得る。ホスト機器と非無線式に接続する場合には、無線中継機器は、LED2を点灯して、動作が要求されていることをユーザに通知し得る。例えば、ペア接続する低電力RF機器のうちの1つが、無線中継機器の近傍に存在する場合に行う。
一部の実施形態では、無線中継機器1はホスト機器23から又は低電力RF機器16からの情報を記憶するよう構成し得る。ホスト機器23との接続が中断された場合、無線リンク18を介して蓄積された情報を送信する前に、ホスト機器23との関係が再確立されるまで、中継機器1は蓄積した情報(例えば8から11)を記憶し得る。同様に、低電力RF機器16との接続が中断された場合には、無線中継機器1は接続が再確立されるまでは、低電力RF機器16に送るべき蓄積した情報を記憶し得る。
一部の実施形態では、携帯電話等の無線ホスト機器とペアとなった場合に、無線中継機器は、局所的に動作することに加えて、携帯電話における動作のトリガとなり得る携帯電話へのコマンドを送信し得る、及び/又は、局所的な動作をトリガする、ペア接続した低電力RF機器のうちの1つ以上に伝え得る、またはコマンドを携帯電話から受信し得る。
一部の実施形態では、ホスト機器23からのコマンドの一部は、中継機器1とこれとペアとなった低電力RF機器16との接続を管理するよう作用し得る。例えば、ホスト機器23から中継機器1へのコマンドによって、中継機器は新たな低電力RF機器16とペアとなれるモードになり得る。ペアになると、中継機器1は新たな低電力RF機器16をホスト機器23に通知し、中継機器1を介して低電力RF機器16とホスト機器23との間のデータが中継され得る。
一部の実施形態では、無線中継機器1は、例えば14、15、4、5、及び6等のウェイクアップイベントにおいて、その低電力無線モジュールをウェイクアップし得る。ウェイクアップイベント14の間、無線中継機器は接続した低電力無線機器の1つ以上と通信し、接続した低電力機器(例えば8から11)との間で適切なデータを送信及び/又は受信し得る。このプロセスは、BluetoothSNIFF間隔又はWiFiウェイクアップ間隔が7に到達するまで、幾つかの低電力機器通信サイクルの間反復され得る。かかる各BluetoothSNIFF又は無線WiFiウェイクアップ間隔において、無線中継機器1はペア接続する例えば携帯電話やPC3及び7等のホスト機器に蓄積したデータ全てを送信し、接続する低電力無線機器に送信すべき任意の情報をカプセル化したパケットの形態で受信し得る。
一部の実施形態では、電力節約のために、通信間隔14、15、4、5、6についての交渉を行い、無線中継機器1においてその他のアクティビティと一致させ、例えば携帯電話やPC3及び7のようなペア接続するホスト機器との任意のBluetooth無線又はWiFi通信を常にわずかに先行させるようにすることもできる。このように、無線中継機器1は、追加の待ち時間を発生させずに、接続する低電力機器に送受信するのに十分な情報を蓄積することができる。
一部の実施形態では、例えばBluetoothv2.1+EDRとその後のBluetooth無線規格をサポートする機器に対して、SNIFFsubratingを使用して、待ち時間をさらに短縮させることができる。これは、接続したホスト機器(例えば携帯電話やPC)にデータを送信できる場合に、SNIFFsubratingパラメータについて交渉し、BluetoothSNIFF間隔で応答するだけで、最大の電力削減メリットを確実に享受することに役立ち得る。
一部の実施形態では、接続した低電力無線機器の各々からのデータは小さく、より大きい容量のBluetooth及びWiFiパケットに容易に蓄積してカプセル化し得る。データの転送にさらなるパケットが必要な場合には、連続したBluetoothパケットを使用してデータを転送できるように、長いSNIFFタイムアウト設定するよう取り決めることが可能である。
一部の実施形態では、データカプセル化は以下のような形態をとり得る。
a.<機器番号#><機器タイプ><データ長><データ>
a.<機器番号#><機器タイプ><データ長><データ>
一部の実施形態では、Bluetooth技術を使用する場合、低電力RFパケットは標準的なBluetoothパケットにカプセル化して専用のATコマンドを介するBluetoothハンズフリープロファイル(HFP)等の標準的なプロファイル、又は標準的なBluetoothヒューマンインタフェース機器(HID)プロファイルデータパケットを使用して、送信することが可能である。パケットはまた、標準的なBluetoothプロファイル、又はシリアルポートプロコトル(SPP)におけるMFIプロファイル等の専用のプロファイルを用いて、専用プロトコルパケットにカプセル化し、送信することが可能である。
一部の実施形態では、連続パケットは、標準的なBluetooth無線パケットを満たすまで、互いにつないだり蓄積したりすることが可能である。無線中継機器1はデータをデコードしないことを選択することもでき、例えば、無線中継機器1は、携帯電話やPC等の接続したホスト機器による迅速なデコードを可能とするようデータを逐語的に転送することができる。携帯電話やPC上のソフトウェアAPIは、無線中継機器の受信したパケットを、無線中継機器に接続した低電力無線機器のフォーマットに似たフォーマットに変換し得る。このように、APIを使用するアプリケーションは、データが直接利用可能な際と同様に実行し得る。
図7及び図12を参照すると、無線中継機器1は無線機器同士の間のブリッジとして動作し得る。無線中継機器1は、例えば、低エネルギーBluetooth機器16からの情報を蓄積して、これら情報をフォーマットし、標準的なBluetooth機器23に送信し得る。図2は、無線ネットワークにおける種々のデータイベントのタイムテーブルを示す。タイムテーブルの横軸は時間を表す。図示するように、中継機器は時折種々の低エネルギーBluetooth機器(例えば機器1から6)にウェイクアップ信号(例えばウェイクアップ信号14、15、4から6)を送信し得る。一部の実施形態では、機器1から6はウェイクアップ信号を受信する前にはスリープモードとなっていることがある。機器1から6がウェイクアップ信号を受信すると、それらの機器はスリープモードに戻ることができる。さらに/代替的に、機器1から6は、無線中継機器1からウェイクアップ信号を受信した後、無線ネットワーク上で処理を行い得る及び/又は通信し得る。
一部の実施形態では、装置1から6は所定の間隔でウェイクアップし、データを送信する場合もある。中継機器は所定の間隔で順番にリスニング態勢となり、それによって送信されたデータを受信し、これらを蓄積して、Bluetooth機器23に送信し得る。
一部の実施形態では、無線中継機器1は所定のスケジュールで種々の機器にウェイクアップ信号を送信し得る。図示するように、無線中継機器1はウェイクアップ信号14を機器4[10]及び機器5[11]に送信し、ウェイクアップ信号[15]を機器3[9]及び機器5[11]に送信し得る。それぞれの機器1から6はウェイクアップ信号を受信すると、ウェイクアップして、データを処理し得る。ウェイクアップすると、機器は無線中継機器1への無線リンクによって情報及び/又はデータ8から11を送信し得る。すると今度は、上述のように標準的なBluetooth機器に蓄積したデータ7を送信するために、上述のように無線中継機器1が全ての機器1から6より受信したデータを記憶及び蓄積し得る。
一部の実施形態では、無線中継機器1は、標準的なBluetooth機器(例えば無線電話、Bluetooth対応コンピュータ、Bluetooth対応テレビ、又は任意のBluetoothプロファイルを使用する任意の他の種類のBluetooth対応機器)との間で所定のSNIFFイベント3及び7でBluetoothパケットを送信及び/又は受信し得る。SNIFFイベント3とSNIFFイベント7との間の時間に、中継機器は機器1から6より受信したデータ及び情報の全てを収集して蓄積し得る。SNIFFイベント7が発生すると、無線中継機器1はSNIFFイベント3とSNIFFイベント7との間の時間に蓄積されたデータ全てを、標準的なBluetooth機器に送信し得る。
本明細書に記載したように、無線中継機器1の一例を図1に示す。無線中継機器1はこれに無線接続できる低電力無線機器に対応する種々のLED2を有し得る。一例では、LI2は無線中継機器1と対応する低電力無線機器との間の無線活動が生じている際にオン又はオフし得る。一部の実施形態では、LEDは特定の低電力RFリンクに対応し得る。
図3及び図12を参照すると、無線センサ機器を使用して、温度、歩行ペース41、心拍数42、及び/又はセンサ装置16と無線中継機器1との間の距離等の情報を無線中継機器1に提供し得る。1つ以上の無線センサ装置を無線中継機器に接続することによって、無線中継機器は携帯電話23又はPCを、センサ装置が直接接続されているかのように動作させることができる。図3は無線センサ装置16の一例を示しているが、他の構成も本発明の範囲内にある。
一部の実施形態では、低電力RF無線機器16は単なるタグであって、単一のボタンとLEDのみを含み得る。このような機器を無線中継機器1とペアリングして、衣類、荷物のタグ、又はその他の貴重品に挿入し得る。いったん挿入すると、これらの低電力RF無線機器16は無線中継機器1にその存在を報告するようにのみ作用し得る。これらのタグの1つからの報告がなくなると、無線中継機器1は振動して、アラームを鳴らし、対応するLED2を点灯して、タグがなくなったことをペア接続したホスト機器に報告し得る。場合によってはタグ16をより複雑化し、ペア接続した無線中継機器1から離れた場合に、圧電ブザーによる音声、点滅光、又は振動を発することによって、ユーザに警告するよう作用させることもできる。温度又は振動を感知する等、更なる目的を果たし、無線中継機器1を介してホスト機器23にこの情報を中継して返却するタグもある。
図4は、無線ネットワークを介して種々の他の機器と接続する無線中継機器1の例を示す。図示するように、無線中継機器1は無線Bluetoothリンク18を介してPC17等のホスト機器に無線接続している。無線中継機器はまた、低電力無線リンク19を介して機器16の1から6に無線接続しているのが示されている。無線中継機器と機器16の1から6との間の無線リンク19は、例えばBluetooth低エネルギー無線リンクであり得る。
一部の実施形態では、図6に示すように、低電力無線タグ16を、図6に示す財布21等の任意の数の様々な製品に、参照番号24で示すように挿入し得る。これらの無線機器を製品に挿入すると、そのBluetooth機器アドレス(BDADDR)等の独自の識別子を使用して無線機器を独自に識別し、図5に示すようにホスト機器23におけるアプリケーション31を介して、無線機器を製品(例えば20から22)と仮想的に対応付けることが可能である。例えば図5に示すように、無線中継機器1をタブレットアイコン20と対応付け、財布21を財布アイコン21と対応付け得る。
一部の実施形態では、無線中継機器1は多くの方法で設計し得る。かかるアーキテクチャの1つを図9に示すが、図15に示すように、他にも統合を少なくしたアーキテクチャを使用してもよい。統合システムとして設計した場合、1つのチップ39を使用して、無線中継機器1を制御することが可能である。基本的な中継アプリケーション32のインフラは、UI35、メッセージ変換手段36、1つ以上のBluetoothプロファイル28、ネットワーキングアプリケーション37、そして1つ以上の低電力無線技術をサポートするスタックを含み得る。
一部の実施形態では、論理システムとして見れば、アーキテクチャは図7及び図8に示すように見ることができる。システムは多くの異なる構成要素、例えばホスト機器23(Bluetooth、WiFi等)、無線中継機器1、低電力RF機器又はアクセサリ21を含み得る。
図7に示すように、ホスト機器23上で動作するアプリケーションは、低電力RF機器又はアクセサリ21を、実際には低電力RFリンク19を介して無線中継機器1に接続し、無線中継機器1がBluetooth又はWiFiリンク18を介してホスト機器23に接続しているが、参照番号25で示すように仮想的に関連付ける。
一部の実施形態では、Bluetoothホスト機器23は1つ以上の構成要素を含み得る論理的インフラを含み得る。一部の構成要素また、図5においてホスト機器23上で実行するように示されているユーザアプリケーション31、アプリケーションインタフェース(API)30、1つ以上の専用プロトコル29、HID、HFP、SPP、又はMFI28等の1つ以上のプロファイル、Bluetoothスタック27及びBluetoothチップ26を含み得るが、これらに限定しない。
一部の実施形態では、異なる無線技術を使用する場合、プロファイル28、スタック27、及びチップ26を、対象とする無線技術に適した下層インフラに置き換える必要がある。
一部の実施形態では、無線中継機器1は1つ以上の低電力RF技術をサポートするために論理的インフラを含み得る。ANT+技術40をサポートする中継機器の場合には、無線中継機器はBluetooth無線技術チップ26とANT+低電力無線RFチップ34の両方を制御する無線中継アプリケーション32を含み得る。ハードウェアの実際の実装は、ハードウェアは図9で示すようにシングルチップソリューションを含んでもよいし、図8の参照番号26、34で示すようにマルチチップソリューションでもよい。
一部の実施形態では、無線中継機器は、図2に示すように全体の電力消費量を最小化するために、専用プロトコル29及び低電力無線制御ロジック33と相互作用して、2つの互いに独立した技術を管理することが可能である。
一部の実施形態では、2チップソリューションを使用する場合、管理しないままではBluetoothチップ26と低電力RFチップ34技術のタイミングは合わない。従って、通常のBluetoothチップ26に関するタイミング情報にアクセスするためのインタフェースと、低電力RFマスターチップ34における低電力RFタイミングを制御するためのインタフェースを用いて、低電力RFマスターチップ34と1つ以上の低電力RFスレーブ機器16とのタイミングを、低電力RFマスター制御ロジック33において制御することが可能である。
一部の実施形態では、BluetoothSNIFFタイミングを合わせないままにして、通常のBluetoothチップ26と低電力RFマスターチップ34との間の有線インタフェース通信を調整するという代替例もある。図15に示すように、通常のBluetooth技術チップ26とBluetooth低エネルギーシングルモードチップ61を含む2チップソリューションとした場合、これら2つのチップは、SPIインタフェース59を用いて相互通信し、同期ライン又はバス接続60を用いて同期化され得る。Bluetooth技術チップ26はその同期ラインのタイミングをSNIFF間隔と合わせ、Bluetooth低エネルギーシングルモードチップ61にそのタイミングを伝達する。Bluetooth低エネルギーシングルモードチップ61はこの同期タイミングを解釈して、ペア接続する低電力RF機器との通信を調整する。このように、チップ同士は独立的に作用し得るが、タイミングを最適化することで、電力消費を節減し、待ち時間を短縮化することが可能である。
一部の実施形態では、図10に示すように、携帯電話のようなBluetoothホスト機器上で起こるメッセージプロトコルを見ると、プロトコルは、ユーザインタフェース43から専用プロトコル44を通って、1つ以上のBluetoothプロファイル層45へと移動し、最終的に、ホスト機器の内蔵Bluetoothスタック46を通って、BluetoothRFインタフェースへとBluetoothパケット50として移動するものと、論理的に見ることが可能である。
一部の実施形態では、ユーザの動作がAPIコール47をトリガし、APIコール47はその後内部プロトコルメッセージ48をトリガし、今度はプロトコルメッセージ48がBluetoothホスト機器上でBluetoothプロファイルAPI45と相互作用し得る。ハンズフリープロファイル(HFP)を使用する場合には、Bluetoothプロファイル45がATコマンド又はAT情報応答49をトリガし、これがBluetoothスタック46に送られて、最終的にBluetoothHFPプロトコルパケット50としてペア接続した中継機器に到達し得る。
一部の実施形態では、無線中継機器はBluetoothHFPプロトコルパケット[50]を一旦受信すると、パケットの解析を行って、ペア接続した低電力RF機器にそのパケットを中継する。Bluetooth低エネルギー機器の場合には、無線中継機器は図11に示すように反応し得る。
図9に示すと共に、図11では論理フロー図として表すBluetooth低エネルギーデュアルモードソリューションの場合、無線中継機器は、そのHFPプロファイル51を介してHFP−ATコマンド49を受信及び解析し、専用プロコトルメッセージ48を作成して、これをペア接続するBluetooth低エネルギーアクセサリ16に送信し得る。この専用プロコトルメッセージ48は、中継アプリケーション35が作成し、メッセージ変換手段36に伝達され、変換手段36はメッセージをさらに解析し、専用プロコトルメッセージ48をネットワークアプリケーション37に伝達する。次いでネットワークアプリケーションはメッセージを解析し、BluetoothLEプロファイルメッセージ53に変換し、これをBluetoothスタック38に送信し得る。次いで、デュアルモードのBluetoothスタック38はBluetooth低エネルギーパケット54を作成し、これを最終的にBluetooth低エネルギーアクセサリに送信し得る。
一部の実施形態では、Bluetooth低エネルギーアクセサリが応答すると、同様のプロセスが逆に行われる。Bluetooth低エネルギースタック52は受信したメッセージ55を解析し、Bluetooth低エネルギープロファイルメッセージ53としてネットワークアプリケーション37に送信する。次いでメッセージ変換手段36はメッセージをさらに解析し、中継アプリケーション32によって専用プロコトルメッセージ48をBluetoothプロファイル51に送信する。次いで、このメッセージはHFP−ATコマンド56として再パッケージ化され、Bluetoothホスト機器にBluetooth技術によって送信され得る。このように、パケットの完全性が常に維持されるため、Bluetoothホスト機器アプリケーションは、Bluetooth低エネルギーアクセサリに実際に接続されていると考え得る。
一部の実施形態では、無線中継機器と通信する際にどのプロコトルを使用するかを判断するために、ホスト機器又は中継機器は、標準的なBluetoothRF(例えばBluetoothHID又はBluetoothHFP)上で専用のコマンドを使用して相互に通信することを試行し得る。例えば、BluetoothHFP接続を確立すると、無線中継機器はホスト機器が専用プロコトルをサポートするかどうかをチェックするためにホスト機器にAT+ZOMM?クエリーを送信することを試行し得る。AT+ZOMMクエリーを受信すると、ホスト機器は適切なAT+ZOMM回答で応答し得る。この応答は、ホスト機器上にアプリケーションが存在し、特定の専用コマンド及び/又は専用プロトコルをサポートすることを、無線中継機器に知らせるものであり得る。
一部の実施形態では、専用プロトコルがサポートされている場合に、無線中継機器は専用プロトコルの使用を開始し得る。サポートされていなければ、無線中継機器は標準的なBluetoothHFPプロトコルに戻って、代わりにマッピング技術を使用して、標準的なHFPコマンドを専用プロトコルにマッピングし得る。これにより、専用プロトコルをサポートし得ないホスト機器との後方互換性が保証され、専用のホストアプリケーションが存在しない場合に、独自の挙動がBluetoothホスト機器によってエミュレートされることが可能になる。
一部の実施形態では、プロトコルレベルで見ると、無線中継機器は、BluetoothHFP又はHID等の標準的なプロコトルを使用して、Bluetoothハンズフリープロファイルホスト機器とBluetooth低エネルギー機器との通信のブリッジとなり得る。これは、HFP−AT及びHIDコマンドと応答をBluetooth低エネルギープロファイルに直接マッピングすることによって達成され得る。図13の表57は、かかるマッピングを使用する方法を示している。
同様に、一部の実施形態では、標準的なHFP又はHIDコマンドは、専用プロトコルコマンドに直接マッピングされて、無線中継機器上、又はペア接続した低電力RFアクセサリ上で所定の挙動を管理するために直接的に使用され得る。このことは、図14に示す表58を使用してHFP情報を専用プロトコルにマッピングすることによって達成され得る。
当業者なら理解できるように、本発明はシステム、方法、又はコンピュータプログラム製品として実現可能である。従って、本発明は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む)、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとるものであり得、これらは全て本明細書中では「回路」、「モジュール」、又は「システム」と総称し得る。さらに本発明は、コンピュータが使えるプログラムコードを埋め込まれた、1つ以上のコンピュータ可読(即ちコンピュータが使える)媒体に埋め込まれたコンピュータプログラム製品の形態をとり得る。
1つ以上のコンピュータ可読媒体を任意に組み合わせて使用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であり得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線式、又は半導体のシステム、装置、機器、又はこれらの任意の適切な組合せであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体(すなわちコンピュータ可読記憶機器)のより詳細な例(完全に網羅されてはいないリスト)としては以下のようなものがある。即ち、1つ以上の線を有する電子接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、消去可能読取り専用メモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、光学ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読取り専用メモリ(CD−ROM)、光学記憶機器、磁気記憶機器、又はこれらの任意の組み合わせである。なお、コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムをプリントした紙や別の適切な媒体であってもよく、プログラムは、例えば紙又は他の媒体の光学式な走査により、編集、解釈、又は必要に応じてその他の方法で適切に処理された後、電子的にキャプチャされ、コンピュータメモリに記憶され得る。本明細書では、コンピュータ可読記憶媒体(即ちコンピュータ可読記憶機器)は、命令実行システム、装置、又は機器によって、又はこれらと接続されて使用されるプログラムを含む又は記憶することができる任意の媒体であり得る。
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドに又は搬送波の一部としてコンピュータ使用可能プログラムコードを埋め込まれた伝搬データ信号を含み得る。かかる伝搬信号は、電子的、磁気的、光学的、又はこれらの任意の適切な組合せを含む様々な任意の形態をとり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読信号媒体は、命令実行システム、装置、又は機器によって又はそれらと接続して、使用するプログラムを含む、記憶する、通信する、伝搬する、又は搬送することのできる、任意のコンピュータ可読媒体であり得る。
コンピュータ可読媒体で実施するプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、RF等を含む任意の適切な媒体(これらに限定されない)を用いて、送信され得る。
本発明の動作を実行するコンピュータプログラムコードは、Java、Smalltalk、C++等のオブジェクト指向プログラミング言語で書くことが可能である。しかし、本発明の動作を実行するコンピュータプログラムコードはまた、「C」プログラム言語又は同様のプログラム言語等、従来の手続き型プログラム言語で書くことが可能である。プログラムコードは、ユーザのコンピュータ上で完全に、又はスタンドアローンのソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータ上で部分的に、又は、ユーザのコンピュータ上で部分的に、かつリモートコンピュータ上で部分的に、又はリモートコンピュータ若しくはサーバ上で完全に実行され得る。後者の場合、リモートコンピュータはローカルエリアネットワーク(LAN)若しくはワイドエリアネットワーク(WAN)を通してユーザのコンピュータに接続し得る、又は(例えばインターネットサービスプロバイダを利用したインターネットにより)外部のコンピュータに接続し得る。
以下、本発明の実施形態による方法、装置(システム)、及びコンピュータプログラムを示すフローチャート及び/又はブロック図を参照して、本発明を説明する。フローチャート及び/又はブロック図における各ブロック、並びにそれらのブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実行することが可能であることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は多目的コンピュータ、専用コンピュータ、又はマシンを生成する他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されることで、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して、命令が実行され、フローチャート及び/又はブロック図の1つ以上のブロックにおいて特定された機能/動作を実行する手段が生成され得る。
コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置を特定の方法で機能させることのできるコンピュータプログラム命令をコンピュータ可読メモリ内に記憶させることで、コンピュータ可読メモリ内に記憶した命令が、フローチャート及び/又はブロック図の1つ以上のブロックを実行する命令手段を含む製品を生成し得る。
コンピュータプログラム命令をコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードすることで、コンピュータ又は他のプログラマブル装置において一連の動作ステップが実行され、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令が、フローチャート及び/又はブロックの1つ以上のブロックに特定される機能/動作を実行するステップを提供するように、コンピュータの実行するプロセスを生成することが可能である。
1 無線中継機器
16、41、42 低エネルギー無線機器(低電力RF機器)
18 無線リンク
23 ホスト機器
16、41、42 低エネルギー無線機器(低電力RF機器)
18 無線リンク
23 ホスト機器
Claims (30)
- 通信システムにおいてデータを再パッケージ化する方法であって、
無線中継機器において1つ以上の低電力無線機器から低電力RFデータを受信することと、
前記無線中継機器において、前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することと、
前記変換された低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、
前記同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信することと、
を含む、方法。 - 前記1つ以上の無線リンクが、Bluetooth無線リンク、802.11(WiFi)無線リンク、Bluetooth低エネルギー無線リンク、ANT+無線リンク、及びIEEE802.15.4(ジグビー)無線リンクのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ホスト機器が、携帯電話、パーソナルコンピュータ機器、テレビ、及びタブレット機器のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上の低エネルギー機器が、RFタグ、無線センサ装置、無線フィットネス機器、医療用センサ、及び近接センサのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記変換することには、少なくとも部分的に、前記低電力RFデータを1つ以上のBluetoothパケット又は802.11(WiFi)パケットでカプセル化することが含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記変換することには、少なくとも部分的に、Bluetoothハンズフリープロファイル(HFP)、Bluetoothヒューマンインタフェース機器(HID)プロファイル、MFIプロトコル、及びシリアルポートプロトコル(SPP)のうちの少なくとも1つが含まれる、請求項5に記載の方法。
- 前記ホスト機器が、前記1つ以上の低電力無線機器からの前記低電力RFデータの一部又は全てを提示するように構成した1つ以上のアプリケーションを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記無線中継機器において複数の通信間隔を取り決めることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記取り決めることには、少なくとも部分的に、1つ以上のスニフパラメータが含まれる、請求項8に記載の方法。
- 前記ホスト機器及び前記無線中継機器のうちの一方においてチャレンジを生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ホスト機器及び前記無線中継機器のうちの一方が、受信したチャレンジに少なくとも部分的に基づいて、特定のプロトコルをサポートするか否かを判断することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ホスト機器、前記無線中継機器、及び前記1つ以上の機器のうちの少なくとも1つを使用して、起動イベントを生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記無線中継機器が、特定の低電力RFリンクに関連するように構成したLEDをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 通信システムであって、
1つ以上の低エネルギー機器と、
ホスト機器と、
前記1つ以上の低エネルギー機器からの低電力RFデータを受信するように構成した無線中継機器と、
を含み、前記無線中継機器において前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換するよう前記無線中継機器をさらに構成し、前記変換した低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化するよう前記無線中継機器をさらに構成し、前記同期化した低電力RFデータをホスト機器に送信するよう前記無線中継機器をさらに構成したこと、
を含む、システム。 - 前記1つ以上の無線リンクが、Bluetooth無線リンク、802.11(WiFi)無線リンク、ANT+無線リンク、Bluetooth低エネルギー無線リンク、及びIEEE802.15.4(ジグビー)無線リンクのうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記ホスト機器が、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビ、及びタブレット機器のうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記1つ以上の低エネルギー機器が、RFタグ、無線センサ装置、無線フィットネス機器、医療用センサ、及び近接センサうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載のシステム。
- 変換することには、少なくとも部分的に、前記低電力RFデータを1つ以上のBluetoothパケットでカプセル化することが含まれる、請求項14に記載のシステム。
- 変換することには、少なくとも部分的に、Bluetoothハンズフリープロファイル(HFP)、Bluetoothヒューマンインタフェース機器(HID)、MFIプロトコル、及びシリアルポートプロトコル(SPP)のうちの少なくとも1つが含まれる、請求項18に記載のシステム。
- 前記ホスト機器が、前記1つ以上の低電力無線機器からの前記低電力RFデータの一部又は全てを提示するように構成した1つ以上のアプリケーションを含む、請求項14に記載のシステム。
- 複数の通信間隔を取り決めるよう前記無線中継機器をさらに構成した、請求項14に記載のシステム。
- 取り決めることには、少なくとも部分的に、1つ以上のスニフパラメータが含まれる、請求項21に記載のシステム。
- 前記ホスト機器及び前記無線中継機器のうちの少なくとも一方を、チャレンジを生成するよう構成した、請求項14に記載のシステム。
- 前記ホスト機器及び前記無線中継機器のうちの一方を、受信したチャレンジに少なくとも部分的に基づいて、特定のプロトコルをサポートするか否かを判断するよう構成した、請求項23に記載のシステム。
- 前記ホスト機器、前記無線中継機器、及び前記1つ以上の機器のうちの少なくとも1つを、起動イベントを生成するよう構成した、請求項14に記載のシステム。
- 通信システムにおいてデータを解析する方法であって、
1つ以上の無線プロトコルパケット内にカプセル化された低電力RFデータを受信することと、
無線中継機器において前記低電力RFデータを1つ以上の変換パケットに変換することと、
前記変換した低電力RFデータを1つ以上の無線リンクと同期化することと、
前記同期化した低電力RFデータを低電力RF機器に送信することと、
を含む、方法。 - ホスト機器、前記無線中継機器、及び前記低電力RF機器のうちの少なくとも1つを使用して、起動イベントを生成することをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 通信システムにおいてデータを解析する方法であって、
中継機器においてホスト機器からデータを受信することと、
前記通信システムにおいて前記データを再パッケージ化することと、
前記データを1つ以上の低電力RF接続と同期化することと、
1つ以上の低電力RF機器に前記データを送信することと、
前記ホスト機器から前記無線中継機器に送信された1つ以上のコマンドを用いて、ネットワーク機器を動的に追加又は除外することによって、前記通信システムのネットワークトポロジーを管理することと、
を含む、方法。 - 接続が中断された際にデータを記憶し、前記接続が再確立された場合、所望の機器に前記データを送信するよう前記無線中継機器を構成した、請求項1に記載の方法。
- 接続が中断された際にデータを記憶し、前記接続が再確立された場合、所望の機器に前記データを送信するよう前記無線中継機器を構成した、請求項14に記載のシステム。
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