JP7155621B2

JP7155621B2 - 通信システムの同期方法および通信システム

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Publication number: JP7155621B2
Application number: JP2018107623A
Authority: JP
Inventors: 裕一今村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-06-05
Also published as: JP2019213053A

Description

本発明は、中心機器と周辺機器との間で無線通信を行う通信システムの同期方法および通信システムに関する。

近距離での無線通信を行う機器が存在する（例えば、特許文献１）。例えば、Bluetooth（登録商標）規格による通信では、中心機器がセントラル（マスタ）となり周辺機器がペリフェラル（スレーブ）となって１つのネットワークを構成する。

特開２０１６－１２８５２号公報

ところで、特許文献１に記載されたネットワークでは、中心機器と周辺機器とを接続する場合には、ペリフェラルとなった周辺機器から送信したアドバタイズパケットを、セントラルとなった中心機器が受信することによって、中心機器と周辺機器との間で接続を確立する。この場合、例えば多数の周辺機器と中心機器とを接続する場合に、アドバタイズパケットが重複する傾向があり、これらの接続に長時間を要するという問題がある。また、特許文献１には、例えば携帯無線装置の電池の残量が少ない場合に、電力消費の多いマスタから少ないスレーブに転換させる構成が開示されている。しかしながら、特許文献１には、アドバタイズパケットの重複を回避する方法については、開示されていない。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、中心機器と周辺機器とを短時間で接続することが可能な通信システムの同期方法および通信システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、中心機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、前記中心機器をペリフェラル、複数の前記周辺機器をセントラルとして立ち上げる第１ステップと、前記中心機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、複数の前記周辺機器の全ての前記固有時間よりも長い所定時間が経過した後に、前記中心機器をペリフェラルからセントラルに変更する第５ステップと、を有している。

また、他の発明は、中心機器と同期機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、前記中心機器および複数の前記周辺機器をセントラル、前記同期機器をペリフェラルとして立ち上げる第１ステップと、前記同期機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、を有している。

本発明によれば、アドバタイズパケットの重複を回避して、中心機器と周辺機器とを短時間で接続することができる。

本発明の第１，第２の実施の形態による通信システムを示す説明図である。本発明の第１の実施の形態による通信システムの同期処理を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態による通信システムが同期を完了するまでの一例を示すタイムチャートである。本発明の第２の実施の形態による通信システムの同期処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態による通信システムが同期を完了するまでの一例を示すタイムチャートである。本発明の第３の実施の形態による通信システムを示す説明図である。本発明の第３の実施の形態による通信システムの同期処理を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態による通信システムが同期を完了するまでの一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態による通信システムを、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態の通信システムは、例えば、Bluetooth Low Energy（Bluetooth ４．０以降。以下、「ＢＬＥ」と略する）規格に基づく通信を行うものとする。ＢＬＥ規格は、クラシックBluetooth（登録商標）（Ｖｅｒ．１．ｘ－３．ｘ）よりも消費電力が低くなるように設計された通信規格である。ＢＬＥでは、クラシックBluetoothと同様に、単一のマスタに対して複数のスレーブが接続可能なスター型のネットワークトポロジーが採用されている。

図１に、第１の実施の形態による通信システム１を示す。ここでは、説明を簡略化するために、１台の中心機器２に３台の周辺機器３Ａ～３Ｃを接続する場合について説明する。周辺機器の台数は、３台に限らず、２台でもよく、４台以上でもよい。

通信システム１は、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとを有し、セントラル（「マスタ」とも言う）とペリフェラル（「スレーブ」とも言う）のうちいずれかのロールに基づいて、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で無線通信を行う。通信可能な範囲には中心機器２と、周辺機器３Ａ～３Ｃとが存在し、これらの機器によってネットワークが形成される。ＢＬＥでは、通信可能な範囲は、例えば数ｍ以上数百ｍ以下である。

中心機器２は、ＢＬＥネットワークにおけるセントラルとして機能する。周辺機器３Ａ～３Ｃは、ペリフェラルとして機能する。中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃと接続を確立することが可能である。通信システム１は、図２に示す同期処理を実行する。

ここで、ＢＬＥ規格では、２．４ＧＨｚ帯の電波が用いられる。具体的には、４０のチャネルを用いて通信が行われる。４０のチャネルのうち、３つのチャネル３７～３９はアドバタイジングチャネルであり、その他のチャネル０～３６は、データチャネルである。アドバタイジングチャネルは、機器の発見や接続のために用いられたり、または、自機の存在を他の機器に知らせるために用いられるチャネルである。データチャネルは、接続状態（接続された状態）において用いられるチャネルであり、接続状態にある２つの機器間でデータの送受信を行うために用いられる。

図２は、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃが非接続状態であって、接続状態になる前に、周辺機器３Ａ～３Ｃを同期させる同期処理のフローチャートを示している。

まず、ステップＳ１（第１ステップ）では、中心機器２をペリフェラル、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃをセントラルとして立ち上げる。

ステップＳ２（第２ステップ）では、中心機器２から複数の周辺機器３Ａ～３ＣにアドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、アドバタイズインターバルとして、例えば０．０２秒以上３０秒以下の範囲で予め決められた一定の時間間隔Ｔ0（周期）で、繰り返し送信される。なお、アドバタイズパケットＡＰは、チャネル３７，３８，３９の順序で、前回とは異なるチャネルに変更された状態で送信される。

ステップＳ３（第３ステップ）では、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを受信したときに、周辺機器３Ａ～３Ｃをそれぞれセントラルからペリフェラルに変更する。

ステップＳ４（第４ステップ）では、周辺機器３Ａ～３Ｃに固有の数値に基づいて、アドバタイズパケットＡＰを受信した時間から固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcずらして、周辺機器３Ａ～３Ｃから中心機器２にアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する。固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、周辺機器３Ａ～３Ｃに固有の数値として、例えばＢＬＥデバイスアドレス、固有ＩＤ、シリアル番号等のような数値に基づいて、決定されている。このため、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、互いに異なる値になっている。また、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、アドバタイズパケットＡＰが周期的に送信される時間間隔Ｔ0よりも短い時間となっている。

ステップＳ５（第５ステップ）では、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcよりも長い所定時間Ｔ1が経過した後に、中心機器２をペリフェラルからセントラルに変更し、同期処理を終了する。これにより、中心機器２は、全ての周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信することができる。このため、セントラルとなった中心機器２は、周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。

図３は、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃが接続されていない状態（非接続状態）で、周辺機器３Ａ～３Ｃが同期を完了するまでのタイムチャートの一例を示している。

時刻ｔ11で、中心機器２はペリフェラル、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃはセントラルとしてそれぞれ立ち上がる。

時刻ｔ12で、中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃに向けてアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、一定の時間間隔Ｔ0で繰り返し送信される。

時刻ｔ12で、周辺機器３Ａ，３ＢがアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ，３Ｂは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。一方、時刻ｔ12では、周辺機器３ＣはアドバタイズパケットＡＰを受信していない。このため、周辺機器３Ｃは、セントラルの状態を継続する。

ペリフェラルとなった周辺機器２Ａは、時刻ｔ12から固有時間ΔＴaが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。ペリフェラルとなった周辺機器２Ｂは、時刻ｔ13から固有時間ΔＴbが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。

時刻ｔ12から時間間隔Ｔ0が経過した時刻ｔ13で、中心機器２は、次なるアドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、周辺機器３Ｃは、中心機器２からのアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ｃは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。

ペリフェラルとなった周辺機器３Ｃは、時刻ｔ13から固有時間ΔＴcが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、中心機器２がアドバタイズパケットＡＰを送信する時間間隔Ｔ0は、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを送信する時間間隔Ｔ0と一致している。これに対し、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、互いに異なる値になっている。このため、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを送信するタイミングは、互いに異なっている。

時刻ｔ14になったときに、時刻ｔ11から所定時間Ｔ1が経過する。このとき、所定時間Ｔ1は、予め決められた一定の時間であり、例えば固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcよりも長い時間であって、時間間隔Ｔ0よりも長い時間に設定されている。時刻ｔ14で、中心機器２は、ペリフェラルからセントラルに切り替わる。セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で接続が確立されると、両者の間でデータの授受が可能となる。

このとき、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰは、送信するタイミングが互いにずれている。即ち、これらのアドバタイズパケットＡＰは、互いに重複することがない。このため、中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信できる可能性が高くなり、速やかに中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとの接続処理に移行することができる。この結果、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとの接続を迅速に行うことができる。

かくして、本実施の形態による通信システムの同期方法は、中心機器２をペリフェラル、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃをセントラルとして立ち上げる第１ステップ（ステップＳ１）と、中心機器２から複数の周辺機器３Ａ～３ＣにアドバタイズパケットＡＰを送信する第２ステップ（ステップＳ２）と、複数の周辺機器３Ａ～３ＣのうちアドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップ（ステップＳ３）と、周辺機器３Ａ～３Ｃに固有の数値に基づいて、アドバタイズパケットＡＰを受信した時間から固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcずらして、周辺機器３Ａ～３Ｃから中心機器２にアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する第４ステップ（ステップＳ４）と、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcよりも長い所定時間Ｔ1が経過した後に、中心機器２をペリフェラルからセントラルに変更する第５ステップ（ステップＳ５）と、を有している。

これにより、セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃから互いにタイミングの異なるアドバタイズパケットＡＰを受信することができる。このため、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰの重複を回避して、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとを短時間で接続することができる。

次に、図１、図４および図５を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の特徴は、セントラルとなった中心機器が複数の周辺機器からのアドバタイズパケットを受信し、周辺機器の台数が規定台数に到達していない場合には、中心機器をセントラルからペリフェラルに変更し、再度複数の周辺機器の同期を取ることにある。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１に示すように、第２の実施の形態による通信システム１１は、第１の実施の形態による通信システム１とほぼ同様に構成されている。このため、通信システム１１は、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で無線通信を行う。但し、通信システム１１は、図４に示す同期処理を実行する。この点で、第１の実施の形態による通信システム１とは異なる。

図４は、第２の実施の形態による同期処理のフローチャートを示している。このとき、ステップＳ１～Ｓ５は、第１の実施の形態による同期処理と同様である。

ステップＳ５の後にステップＳ６が実行される。ステップＳ６では、セントラルとなった中心機器２は、ペリフェラルとなった周辺機器３Ａ～３ＣからアドバタイズパケットＡＰを受信する。

ステップＳ７では、中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃの台数Ｎが予め決められた規定台数Ｎ0以上か否かを判定する。周辺機器３Ａ～３Ｃの台数Ｎが規定台数Ｎ0以上である場合（Ｎ≧Ｎ0）には、ステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定し、同期処理を終了する。規定台数Ｎ0を全ての周辺機器３Ａ～３Ｃの台数（例えば３台）に設定した場合、中心機器２は、全ての周辺機器３Ａ～３Ｃから、アドバタイズパケットＡＰを受信することができる。このため、セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。

一方、周辺機器３Ａ～３Ｃの台数Ｎが規定台数Ｎ0未満である場合（Ｎ＜Ｎ0）には、ステップＳ７で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、中心機器２をセントラルからペリフェラルに再度変更する。その後、周辺機器３Ａ～３Ｃの台数Ｎが規定台数Ｎ0以上になるまで、ステップＳ２～Ｓ７の処理を繰り返す。

図５は、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃが接続されていない状態（非接続状態）で、周辺機器３Ａ～３Ｃの同期が完了するまでのタイムチャートの一例を示している。なお、図５は、規定台数Ｎ0は３台に設定された場合を示している。

時刻ｔ21で、中心機器２はペリフェラル、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃはセントラルとしてそれぞれ立ち上がる。

時刻ｔ22で、中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃに向けてアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、一定の時間間隔Ｔ0で繰り返し送信される。

時刻ｔ22で、周辺機器３Ａ，３ＢがアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ，３Ｂは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。一方、時刻ｔ22では、周辺機器３ＣはアドバタイズパケットＡＰを受信していない。このため、周辺機器３Ｃは、セントラルの状態を継続する。

ペリフェラルとなった周辺機器２Ａは、時刻ｔ22から固有時間ΔＴaが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。ペリフェラルとなった周辺機器２Ｂは、時刻ｔ22から固有時間ΔＴbが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。

時刻ｔ22から時間間隔Ｔ0が経過した時刻ｔ23で、中心機器２は、次なるアドバタイズパケットＡＰを送信する。しかしながら、時刻ｔ23でも、周辺機器３ＣはアドバタイズパケットＡＰを受信していない。このため、周辺機器３Ｃは、セントラルの状態を継続する。

時刻ｔ24になったときに、時刻ｔ21から所定時間Ｔ1が経過する。このため、時刻ｔ24で、中心機器２は、ペリフェラルからセントラルに切り替わる。セントラルとなった中心機器２は、周辺機器３Ａ，３ＢからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。このとき、中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎが規定台数Ｎ0以上であるか否かを判定する。時刻ｔ24では、周辺機器３Ａ，３Ｂはペリフェラルに変更済みであるが、周辺機器３Ｃはセントラルに維持されている。このため、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎは２台であり、規定台数Ｎ0である３台未満である。従って、時刻ｔ25で、中心機器２は、セントラルからペリフェラルに再度変更される。

時刻ｔ26で、中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃに向けてアドバタイズパケットＡＰの送信を再開する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、一定の時間間隔Ｔ0で繰り返し送信される。

時刻ｔ26で、周辺機器３Ｃが中心機器２からのアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ｃは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。

ペリフェラルとなった周辺機器３Ｃは、時刻ｔ26から固有時間ΔＴcが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、互いに異なる値になっている。このため、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを送信するタイミングは、互いに異なっている。

時刻ｔ27になったときに、時刻ｔ25から所定時間Ｔ1が経過する。このため、時刻ｔ27で、中心機器２は、ペリフェラルからセントラルに切り替わる。セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。

このとき、中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎが規定台数Ｎ0以上であるか否かを判定する。時刻ｔ27では、周辺機器３Ａ～３Ｃはいずれもペリフェラルに変更済みである。このため、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎは３台であり、規定台数Ｎ0である３台以上である。

そこで、中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で接続が確立されると、両者の間でデータの授受が可能となる。

かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第２の実施の形態による通信システムの同期方法は、第５ステップ（ステップＳ５）の後に、中心機器２が複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する第６ステップ（ステップＳ６）と、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎが予め決められた規定台数Ｎ0以上となったか否かを判定する第７ステップ（ステップＳ７）と、周辺機器の台数Ｎが規定台数Ｎ0に到達していない場合には、中心機器２をセントラルからペリフェラルに変更し、第２ステップ（ステップＳ２）ないし第７ステップ（ステップＳ７）を繰り返す第８ステップ（ステップＳ８）と、を有している。

これにより、アドバタイズパケットＡＰを送信する周辺機器の台数Ｎが予め決められた規定台数Ｎ0以上となるまで、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃを同期させる処理を継続することができる。このため、セントラルとなった中心機器２は、規定台数Ｎ0以上の周辺機器３Ａ～３Ｃから互いにタイミングの異なるアドバタイズパケットＡＰを受信することができる。このため、周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰの重複を回避して、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとを短時間で接続することができる。

次に、図６ないし図８を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態の特徴は、同期機器を用いて複数の周辺機器の同期を取ることにある。なお、第３の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に、第３の実施の形態による通信システム２１を示す。ここでは、説明を簡略化するために、１台の中心機器２に３台の周辺機器３Ａ～３Ｃを接続する場合について説明する。周辺機器の台数は、３台に限らず、２台でもよく、４台以上でもよい。

通信システム２１は、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、中心機器２と複数の周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で無線通信を行う。通信可能な範囲には中心機器２と、周辺機器３Ａ～３Ｃとが存在し、これらの機器によってネットワークが形成される。また、周辺機器３Ａ～３Ｃは、同期機器４と通信可能な範囲に配置されている。

中心機器２は、ＢＬＥネットワークにおけるセントラルとして機能する。周辺機器３Ａ～３Ｃは、ペリフェラルとして機能する。同期機器４は、周辺機器３Ａ～３Ｃの同期を取るものであり、ペリフェラルとして機能する。中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃと接続を確立することが可能である。通信システム２１は、図７に示す同期処理を実行する。

図７は、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃが非接続状態であって、接続状態になる前に、周辺機器３Ａ～３Ｃを同期させる同期処理のフローチャートを示している。

まず、ステップＳ１１（第１ステップ）では、中心機器２および複数の周辺機器３Ａ～３Ｃをセントラル、同期機器４をペリフェラルとして立ち上げる。

ステップＳ１２（第２ステップ）では、同期機器４から複数の周辺機器３Ａ～３ＣにアドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、予め決められた一定の時間間隔Ｔ0で、繰り返し送信される。なお、アドバタイズパケットＡＰは、チャネル３７，３８，３９の順序で、毎回異なるチャネルに変更された状態で送信される。

ステップＳ１３（第３ステップ）では、複数の周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを受信したときに、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃをそれぞれセントラルからペリフェラルに変更する。

ステップＳ１４（第４ステップ）では、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃに固有の数値に基づいて、アドバタイズパケットＡＰを受信した時間から固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcずらして、周辺機器３Ａ～３Ｃから中心機器２にアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する。固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、周辺機器３Ａ～３Ｃに固有の数値として、例えばＢＬＥデバイスアドレス、固有ＩＤ、シリアル番号等のような数値に基づいて、決定されている。このため、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、互いに異なる値になっている。また、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、アドバタイズパケットＡＰが周期的に送信される時間間隔Ｔ0よりも短い時間となっている。

ステップＳ１４によって、複数の周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰの送信を開始すると、同期処理を終了する。このとき、中心機器２は、全ての周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信することができる。このため、セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。

図８は、中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃが接続されていない状態（非接続状態）で、周辺機器３Ａ～３Ｃが同期を完了するまでのタイムチャートの一例を示している。

時刻ｔ31で、中心機器２および複数の周辺機器３Ａ～３Ｃはセントラル、同期機器４はペリフェラルとしてそれぞれ立ち上がる。

時刻ｔ32で、同期機器４は、複数の周辺機器３Ａ～３Ｃに向けてアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する。このとき、アドバタイズパケットＡＰは、一定の時間間隔Ｔ0で繰り返し送信される。

時刻ｔ32で、周辺機器３Ａ，３ＢがアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ，３Ｂは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。一方、時刻ｔ32では、周辺機器３ＣはアドバタイズパケットＡＰを受信していない。このため、周辺機器３Ｃは、セントラルの状態を継続する。

ペリフェラルとなった周辺機器２Ａは、時刻ｔ32から固有時間ΔＴaが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。ペリフェラルとなった周辺機器２Ｂは、時刻ｔ32から固有時間ΔＴbが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。

時刻ｔ32から時間間隔Ｔ0が経過した時刻ｔ33で、同期機器４は、次なるアドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、周辺機器３Ｃは、中心機器２からのアドバタイズパケットＡＰを受信する。これにより、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ｃは、セントラルからペリフェラルに切り替わる。

ペリフェラルとなった周辺機器３Ｃは、時刻ｔ33から固有時間ΔＴcが経過すると、アドバタイズパケットＡＰを送信する。このとき、同期機器４がアドバタイズパケットＡＰを送信する時間間隔Ｔ0は、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを送信する時間間隔Ｔ0と一致している。これに対し、固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcは、互いに異なる値になっている。このため、周辺機器３Ａ～３ＣがアドバタイズパケットＡＰを送信するタイミングは、互いに異なっている。

セントラルとなった中心機器２は、複数の周辺機器３Ａ～３ＣからのアドバタイズパケットＡＰを受信する。中心機器２は、アドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器３Ａ～３Ｃに対して接続処理を実行する。中心機器２と周辺機器３Ａ～３Ｃとの間で接続が確立されると、両者の間でデータの授受が可能となる。

かくして、第３の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第３の実施の形態による通信システムの同期方法は、中心機器２および複数の周辺機器３Ａ～３Ｃをセントラル、同期機器４をペリフェラルとして立ち上げる第１ステップ（ステップＳ１１）と、同期機器４から複数の周辺機器３Ａ～３ＣにアドバタイズパケットＡＰを送信する第２ステップ（ステップＳ１２）と、複数の周辺機器３Ａ～３ＣのうちアドバタイズパケットＡＰを受信した周辺機器をセントラルからペリフェラルに変更する第３ステップ（ステップＳ１３）と、同期機器４に固有の数値に基づいて、アドバタイズパケットＡＰを受信した時間から固有時間ΔＴa，ΔＴb，ΔＴcずらして、周辺機器３Ａ～３Ｃから中心機器２にアドバタイズパケットＡＰの送信を開始する第４ステップ（ステップＳ１４）と、を有している。

また、第１の実施の形態では、中心機器２に全ての周辺機器３Ａ～３Ｃを接続する場合には、全ての周辺機器３Ａ～３Ｃがセントラルからペリフェラルに変更されたことを把握した上で、中心機器２をペリフェラルからセントラルに変更する必要がある。これに対し、第３の実施の形態では、同期機器４によって複数の周辺機器３Ａ～３Ｃの同期を取るため、中心機器２は常にセントラルに保持することができ、全ての周辺機器３Ａ～３Ｃがセントラルからペリフェラルに変更されたことを把握する必要がなく、同期処理を簡略化することができる。

なお、前記各実施の形態で記載した具体的な数値は、一例を示したものであり、例示した値に限らない。これらの数値は、例えば適用対象の仕様に応じて適宜設定される。

次に、上記の実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明は、中心機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、前記中心機器をペリフェラル、複数の前記周辺機器をセントラルとして立ち上げる第１ステップと、前記中心機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、前記固有時間よりも長い所定時間が経過した後に、前記中心機器をペリフェラルからセントラルに変更する第５ステップと、を有している。

これにより、セントラルとなった中心機器は、複数の周辺機器から互いにタイミングの異なるアドバタイズパケットを受信することができる。このため、複数の周辺機器からのアドバタイズパケットの重複を回避して、中心機器と周辺機器とを短時間で接続することができる。

本発明では、前記第５ステップの後に、前記中心機器が複数の前記周辺機器からのアドバタイズパケットを受信する第６ステップと、前記アドバタイズパケットを送信する前記周辺機器の台数が予め決められた規定台数以上となったか否かを判定する第７ステップと、前記周辺機器の台数が前記規定台数に到達していない場合には、前記中心機器をセントラルからペリフェラルに変更し、前記第２ステップないし前記第７ステップを繰り返す第８ステップと、を有している。

これにより、アドバタイズパケットを送信する周辺機器の台数が予め決められた規定台数以上となるまで、複数の周辺機器を同期させる処理を継続することができる。このため、セントラルとなった中心機器は、規定台数以上の周辺機器から互いにタイミングの異なるアドバタイズパケットを受信することができる。このため、複数の周辺機器からのアドバタイズパケットの重複を回避して、中心機器と周辺機器とを短時間で接続することができる。

また、本発明は、中心機器と同期機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、前記中心機器および複数の前記周辺機器をセントラル、前記同期機器をペリフェラルとして立ち上げる第１ステップと、前記同期機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、を有している。

また、同期機器によって複数の周辺機器の同期を取るため、中心機器は常にセントラルに保持することができる。このため、全ての周辺機器がセントラルからペリフェラルに変更されたことを把握する必要がなく、同期処理を簡略化することができる。

１，１１，２１通信システム
２中心機器
３Ａ～３Ｃ周辺機器
４同期機器

Claims

中心機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、
前記中心機器をペリフェラル、複数の前記周辺機器をセントラルとして立ち上げる第１ステップと、
前記中心機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、
複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、
前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、
複数の前記周辺機器の全ての前記固有時間よりも長い所定時間が経過した後に、前記中心機器をペリフェラルからセントラルに変更する第５ステップと、を有する通信システムの同期方法。
前記第５ステップの後に、前記中心機器が複数の前記周辺機器からのアドバタイズパケットを受信する第６ステップと、
前記アドバタイズパケットを送信する前記周辺機器の台数が予め決められた規定台数以上となったか否かを判定する第７ステップと、
前記周辺機器の台数が前記規定台数に到達していない場合には、前記中心機器をセントラルからペリフェラルに変更し、前記第２ステップないし前記第７ステップを繰り返す第８ステップと、を有する請求項１に記載の通信システムの同期方法。
中心機器と同期機器と複数の周辺機器とを有し、セントラルとペリフェラルのうちいずれかのロールに基づいて、前記中心機器と複数の前記周辺機器との間で無線通信を行う通信システムに適用される通信システムの同期方法であって、
前記中心機器および複数の前記周辺機器をセントラル、前記同期機器をペリフェラルとして立ち上げる第１ステップと、
前記同期機器から複数の前記周辺機器にアドバタイズパケットを送信する第２ステップと、
複数の前記周辺機器のうち前記アドバタイズパケットを受信した周辺機器を、セントラルからペリフェラルに変更する第３ステップと、
前記周辺機器に固有の数値に基づいて、前記アドバタイズパケットを受信した時間から固有時間ずらして、前記周辺機器から前記中心機器にアドバタイズパケットの送信を開始する第４ステップと、を有する通信システムの同期方法。
前記請求項１ないし３のいずれかに記載の通信システムの同期方法を実行する通信システム。