Apple Watch のようなウェアラブルデバイスや IoT ハードウェアは、インターネットアクセスが利用できない場所に広域ネットワークを構築する機能など、デバイス間の接続に対処する複数の方法を Apple が考案したことで、将来的には iPhone やその他のデバイスとの接続がさらに容易になる可能性があります。
世界中のデバイス数の増加は、接続性に関する新たな課題を生み出しています。ユーザーはこれまで以上に多くの接続デバイスを持ち歩いており、スマートホームデバイスやIoT（モノのインターネット）デバイスなど、家庭や企業におけるネットワーク接続ハードウェアの増加に伴い、潜在的な接続数が膨大になり、デバイス同士の検出、あるいは接続自体が困難になる可能性があります。
この解決策の一環として、Apple は、ハードウェア間の接続を確立および操作するための若干異なる方法を提案する 3 つの特許を米国特許商標庁に申請しました。
最初の特許出願「デバイス間通信における制御チャネルと共有チャネル」は、デバイス間の狭帯域接続の処理方法を扱っています。簡単に言うと、デバイスがグループの一員として同期した後、デバイス間（D2D）検出を実行し、通信が必要な2番目のデバイスと制御用の初期リソースを確立できることを示唆しています。
最初のデバイスは、バッファの状態を示すとともに制御情報を2番目のデバイスに送信し、2番目の制御からの信号を待って、その指示を確認し、送信を開始します。接続をより堅牢にするために、通信を確立する最初の試みでは「マルチトーン伝送構成」を使用し、それが失敗した場合は「シングルトーン」バージョンに切り替えることをお勧めします。
最初の特許出願における「例示的なセルラーネットワーク対応デバイス間通信アーキテクチャ」の図解
制御情報には、周波数ホッピングパターン、送信電力、トランスポートフォーマットなど、様々なデータビットが含まれる可能性があります。また、2つのデバイス間のリソースの可用性は定期的に低下する可能性があり、その場合、システムはD2D検出を再開します。
2 番目の特許出願「デバイス間通信の同期シーケンス設計」は、同じ狭帯域通信の主題を扱っていますが、同期シーケンスを扱っています。
他のデバイスとの接続を確立する際、まずデバイスは初期同期シーケンスのプリアンブルを送信します。このプリアンブルには、「直交周波数分割多重」（OFDM）シンボルの繰り返しが含まれます。これは、データを複数のサブ信号に分割して同時に送信することで、全体的な伝送時間を短縮するシステムです。
同期されたシーケンスは、各シーケンス間にギャップを設けて送信したり、カスケード送信したり、「Zadoff-Chu」シーケンスなどのさまざまなシーケンス方式を使用して送信したりすることが提案されています。
プリアンブルベースの狭帯域デバイス間通信フレームワークの「可能なタイミング」の例
3つ目の「オフグリッド無線サービスシステム設計」は、実際には2つ目のものと非常に似ており、送信における同期信号の繰り返しの使用を扱っています。この同期信号は、繰り返し回数に基づくルートインデックス値、またはZadoff-Chuシーケンスの値など、いくつかの方法で生成できます。
次に、二次同期信号を生成することができ、その値は再び Zadoff-Chu シーケンスから派生するか、または送信機のデバイス識別子から派生することができ、同期信号にはフレーム番号とサブフレーム番号を含む物理ブロードキャスト チャネルの詳細を含めることができます。
また、信号の強度や品質、繰り返し回数など、繰り返し同期信号に基づく送信の特性は、受信デバイスが接続を確立するために使用できます。
D2D 同期プリアンブルは、デバイス上のローカル クロックによって維持される時間と周波数で送信されるように設定することもできます。このローカル クロックは、他のデバイスのクロックまたは世界時 (UTC) と同期される可能性が高くなります。タイミングの知識は、期限切れまたは失敗した接続を再確立しようとするときに特に送信を監視するのに役立ちます。
相互に通信するデバイス間の時間クロックのずれはありますが、GPS システムで受信した時間を使用してデバイスを同期できると考えられます。1 つのデバイスがそれを受信して自身を修正し、エリア内の他のデバイスと同期できる可能性があります。
特許出願は主に、例えばApple WatchがiPhoneとの接続を維持するなど、必ずしも人間とのやり取りを必要としない無線通信を扱っているが、他の方法でも機能する可能性がある。
極端な例としては、自然災害によってある地域の携帯電話ネットワークがダウンしたり、過負荷になったりすることが挙げられます。携帯電話ネットワークに依存せずに携帯電話同士の接続を確立できれば、すべてのデバイス間でメッシュ型のネットワークを構築し、ある程度の通信を可能にすることができます。
Appleは毎週のように米国特許商標庁（USPTO）に多数の特許出願を行っていますが、出願された技術が将来の製品やサービスに採用される保証はありません。しかしながら、出願書類は同社が関心を持つ分野を明らかにしています。
