JP2005117426A

JP2005117426A - 通信用集積回路及び通信システム

Info

Publication number: JP2005117426A
Application number: JP2003349975A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Daimon; 一顕大門
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】 Bluetooth方式を用いて音声系とデータ系を同時に処理できる通信用集積回路及び通信用モジュール並びに車両用通信端末を提供すること。
【解決手段】 RF回路や外部機器とのデータ送受信をBluetooth方式上で行う集積回路であって、音声を処理するオーディオ処理部１１と、音声以外のデータを処理するUART部１２とを設け、UART部１２は、HCI(Host Controller Interface)５３により外部とのデータを入出力し、オーディオ処理部１１は、HCI５３から独立して外部との音声データを入出力するようにして、UART部１２とオーディオ処理部１１が外部に対して独立して処理を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、Bluetooth（登録商標、以下省略）方式で通信を行う際に用いられる通信用集積回路及び通信システムの技術分野に属する。

従来においては、例えば携帯電話と車両の携帯情報端末を通信させるような場合、PDC方式の１回線占有の通信機能しか持たない携帯電話であると、通信に起因する動作を同時に２つ以上行う事が無理であった。それを解決する為に、W-CDMA方式の携帯電話ではマルチコール機能が搭載されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１９７５５４号公報（第２−１１頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、W-CDMA方式を採用している携帯電話に限定された技術となっており、PDC方式のような現状最も普及している携帯電話に対応できていないという問題点があった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、Bluetooth方式を用いて音声系とデータ系を同時に処理できる通信用集積回路及び通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、RF回路や外部機器等とのデータ送受信をBluetooth方式上で行うBaseband部を構成する集積回路であって、音声を処理するオーディオ処理部と、音声以外のデータを処理するデータ処理部と、が外部に対して独立して処理するよう構成したことを特徴とする。

よって、請求項１記載の発明にあっては、音声通信とデータ通信の両方を同時に使用でき、様々なアプリケーションを構築することができる。

以下、本発明を実現する実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例の通信用集積回路のBluetooth機能部分のブロック図である。図２は実施例の通信用集積回路のBaseband部のプロトコルスタックを示す図である。図３は実施例の通信用集積回路を携帯電話及びハンズフリー用車載機器に応用した例を示すブロック図である。
実施例のBaseband_LSI１（通信用集積回路に相当する）は図１に示すように、オーディオ部１１、UART部１２、Baseband Controller部１３を主な構成としている。
オーディオ部は、Baseband_LSI１の外部に設けられるPCM_CODEC部４１とのデータ入出力を単独で行ってデジタル信号に変換して入力された音声信号に関する信号処理、例えばパケット分割、再生成等の処理、通信切断時の再処理等を行う。

UART(Universal_Asynchronous_Receiver_Transmitter)部１２は、Baseband_LSI１の外部に設けられるHCI(Host Controll Interface)部５３とのデータ入出力を単独で行って、音声以外のデータ処理、例えばパケット分割、再生成等の処理、通信切断時の再処理等を行う。
Baseband Controller１３は、図示しないが、CPUを内蔵し、Bluetoothの通信方式での通信処理を行って、RF部３とのデータ信号及び制御信号の入出力を行うものであり、RF部３の周波数ホッピングの制御、SCO、ACLの制御等を行うものである。
また、Baseband Controller１３は、Detach Test I/F１３１を有する。Detach Test I/F１３１は、通信テストを行うものである。
さらに、このBaseband_LSI１は、Baseband部２に組み込まれる。Baseband部２にはBaseband_LSI１の他に、データを書き換え可能に保存するFlash ROM２１、クロック用水晶２２を有する。

図１に示すBluetooth機能部分４には、Baseband部２に接続してRF部３が設けられる。
RF部３は、RF_LSI３１、バンドパスフィルタ(B.P.F)３２、チップアンテナ(ANT)３３、クロック用水晶３４を主な構成としている。
更に、RF_LSI３１には周波数ホッピング寄機能を搭載することで、Bluetoothを行う上で必要な2.4〜2.5(GHz)帯のRF部としての機能を有している。

このRF部３において、送信時は、Baseband部２から送信された各種データをRF_LSI３１でGFSK変調し、SW（スイッチ）を受信側→送信側に切替えて2.4〜2.5(GHz)帯のバンドパスフィルタ(BPF)３２を通して、誘電体チップアンテナ(ANT)３３から接続先機器へ送信される。
なお、受信時においては、誘電体チップアンテナ(ANT)３３で受信した2.4〜2.5(GHz)帯の信号はバンドパスフィルタ(BPF)３２を通り、SW（スイッチ）を受信側に切替えて信号をRF(無線)_LSI３１が復調する。この信号(データ)がBaseband_LSI１に送信される。
さらに、図１に示すBluetooth機能部分４には、アナログ音声信号をデジタルデータに変換したり、その逆を行うPCM CODEC部４１とDetachI/F部４２を有している。CODEC方式によるインターフェースを設けることにより、オーディオ特性に優れた音声通話が単独で行える。
このBluetooth機能部分４において、PCM CODEC４１部は、外部に設けられる例えばハンズフリー部としてのマイク５１やスピーカ５２が接続される。
また、Baseband部２のUART部１２は、外部に設けられる音声以外のデータの入出力のためのHCI部５３に接続される。

図２には、本実施例のBaseband部２のハードとソフトを含めたプロトコル及びプロファイルの階層構造を示す。
図２の階層構造は、下位となるほどハードウエア側であり、上位となるほどソフトウエア側を示すこととなる。
本実施例では、Baseband部２において、RF部３の処理以外のBluetoothに関する殆どの処理を行うため、下位のRFインターフェースから上位のアプリケーションまでをサポートする構造にしている。

図２の階層構造は、ApplicationＰ１、Bluetooth Upper layer S/WＰ３、Bluetooth Lower layer S/WＰ４の３つに大きく分けられる。
このApplicationＰ１とBluetooth Upper layer S/WＰ３は、Application InterfaceＰ２を介して接続する構造であり、Bluetooth Upper layer S/WＰ３とBluetooth Lower layer S/WＰ４は、HCI(Host Controll Interface)Ｐ３０９、Ｐ３１０、Ｐ４０１、Ｐ４０３を介して接続する構造である。

この図２に示すプロトコル及びプロファイルの階層構造における特徴としては、Baseband_LSI１においてオーディオ部１１とUART部１２とを独立した構造にすることによって、Baseband Link ControllＰ４０６及びRF Interface DriverＰ４０７の上位から、論理チャンネルを制御するためのL2CAＰ３０７までを、音声系、つまりVoice I/FＰ３０８、Voice DriveＰ３１１、Ｐ４０２、VoiceＰ４０５を、音声以外のその他のデータ通信系、つまりHCIＰ３０９、Ｐ４０３、HCI DriverＰ３１０、Ｐ４０１と分ける構造にしていることである。また、これに付随して、Application InterfaceＰ２の下層にOPPＰ３０１、DUNＰ３０２、HF/HSPＰ３０３を配置していることである。
ここで、OPP(Object Push Profile)Ｐ３０１は、携帯電話のメモリ内容交換等に使用するプロファイルである。
DUN(Dial-up Networking Profile)Ｐ３０２は、携帯電話を使用した一般網へのダイアルアップとして使用するプロファイルである。
HF/HSP(Head-set/Hands Profile)Ｐ３０３は、携帯電話どうしのローカル／インフラ通信（音声通話）として使用するプロファイルである。

さらに、本実施例のBluetooth機能ブロック部分４の実施の例として携帯電話にBluetooth用アダプタ６を取り付けて、ハンズフリー機能を有する車載機を有する車両内に持ち込んで、携帯電話８１と車両８７のハンズフリー機器とがBluetoothによる近距離通信を行うようにして、携帯電話８１の通信を、携帯電話８１と車両８７の接続なしで、車載したハンズフリー機器を用いて行うようにしたものを図３に示す。
図３は、他の携帯電話８４あるいは、特定のサーバ８２と基地局８３を介して通信する携帯電話８１にBluetooth用のアダプタ６を取り付けたものを、ハンズフリー機器を搭載した車両内に持ち込んだ状態と、携帯電話８１に取り付けたアダプタ６の構成と、車載されたハンズフリー機器のBluetoothに関する構成部分７１を示す図である。

携帯電話に接続するアダプタ６は、BT(Bluetooth)用CPU６１、PDC_Tch Serial I/F６２、PCM CODEC６３、BT(Bluetooth)用RF_IC６４、Level Conv６１４、Flash ROM６１３、Reset部６１１、アンテナ部６５、D-sub9コネクタ部６１５、スイッチ部６１２を主な構成としている。
Baseband部２は、BT用CPU６１部分に設けられることとなる。

ハンズフリー車載機器は、ホスト回路部７２と拡張部７１に分けられる。Bluetoothに関する部分は拡張部７１として設けられる。
この拡張部７１は、BT(Bluetooth)用Module７１１、RF/Cont PCB７１３、マイク部７１７、スピーカ部７１８、PCM_CODEC７１４、Analog SW７１５、スイッチ部７１６、アンテナ部７１２、を主な構成としている。
Baseband部２は、BT用Module７１１に設けられることとなる。

次に、作用を説明する。

［音声と他のデータ通信を同時に行える作用］
本実施例において、車両８７で電話を使用する際には、Bluetooth用アダプタ６を取り付けた携帯電話８１を持ち込むようにする。
この状態で、携帯電話８１が外部からの通信を受信、または外部への通信のためにハンズフリー機器７１，７２から送信する際には、携帯電話のBluetooth用アダプタ６とハンズフリーの車載機器７１が、Bluetoothによる近距離通信を確立する。
すなわち、図２に示すように、各階層におけるBluetooth通信のプロトコルを確立する。
つまり、Bluetooth用アダプタ６を取り付けた携帯電話８１をポケットやカバン等に入れた状態で、車内に乗り込むことにより、携帯電話８１を特に操作することなく、車載されたハンズフリー機器７１，７２を使用して携帯電話８１を介した通話が可能となるのである。
この階層構造のプロトコルは、Baseband Link ControllＰ４０６以上で音声系とその他データ系に分かれているので、それぞれ内部に設けられたオーディオ部１１とUART部１２が独立してそれぞれの処理を並行処理的に行うことになる。

独立して行われたデータは、それぞれパケット化され、それぞれのRF部３により音声データとその他データがSCO、ACL方式により見かけ上、同時に通信される。
よって、使用している側からすれば、音声とその他データが同時に送受信されるものとして使用できる。

この音声データとその他データの同時利用により、W-CDMA端末及びPDC端末において、以下のようなことが可能となる。
(A)HFP（ハンズフリープロファイル）Ｐ３０３を使ってW-CDMA携帯電話８１でハンズフリー電話をしている最中に、DUN（ダイヤルアッププロファイル）Ｐ３０２を使ってサーバへアクセスする。
(B)OPP（オブジェクトプッシュプロトコル）Ｐ３０１を使ってW-CDMA及びPDC携帯電話の個人情報を名刺交換している途中、HSP（ヘッドセットプロファイル）Ｐ３０３を使って、ローカル通信可能範囲（Class2で１０ｍ）でトランシーバ機能による会話を行う。
このようなことは、図４に示すようなオーディオ部とUART部を選択的にしか処理できない従来のものでは、できないことであり、図１に示すようにオーディオ部１１とUART部１２を分けて設けることにより独立して処理できるようにし、そのプロトコル構造を図２に示すように分けることにより上記のような音声とデータの同時通信が可能となるのである。
このことは、様々なアプリケーションを構築できることになるため、非常に有用である。

［PDC方式への利用作用］
本実施例におけるOPPＰ３０１、DUNＰ３０２、HF/HSPＰ３０３はプロファイルである。プロファイルはBluetoothで通信する際に使用される機器の種類ごとに策定された、通信プロトコルの標準であり、Bluetoothにおいてはさまざまな電子機器が対応し、各々のデータを交換することができる。よって、従来のように単に１プロファイル１回線だけを確立してデータが送受信できるだけでは不十分で、どのような順番、タイミングで、どんな種類の情報を通信しなければならないかという機器の複数利用にあたる手順をマルチ動作可能にして共通化することで、その利用範囲が広がる。つまり、プロトコルを製品の特性ごとに標準化したものがBluetoothプロファイルであるが、携帯電話に代表される情報端末において、音声系とその他データを分離し、単独もしくは併用して使用する機能を実装することが有用である。
本実施例では、APIＰ２の下層にOPPＰ３０１やDUNＰ３０２、HF/HSPＰ３０３を組み込み、かつBaseband Link ControllＰ４０６の上部を音声系とその他データ系に分けているため、携帯電話の通信方式によらないことになり、W−CDMA方式のみならず、PDC方式の携帯電話にも音声系とその他データ系の同時使用が可能となる。
また、携帯電話だけでなく、PHSやPDA等の情報端末にも利用できる。
このように高い汎用性を有することは、使用する用途の幅を広げることとなり、非常に有用となる。

次に、効果を説明する。

実施例の通信用集積回路にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)RF部３や外部機器等とのデータ送受信をBluetooth方式上で行うBaseband_LSI１であって、音声を処理するオーディオ処理部１１と、音声以外のデータを処理するUART部１２とが外部に対して独立して処理するよう構成したため、音声通信とデータ通信の両方を同時に使用でき、様々なアプリケーションを構築することができる。

(2)RF部３や外部機器とのデータ送受信をBluetooth方式上で行うBaseband_LSI１であって、音声を処理するオーディオ処理部１１と、音声以外のデータを処理するUART部１２とを設け、UART部１２は、HCI(Host Controller Interface)５３により外部とのデータを入出力し、オーディオ処理部１１は、HCI５３から独立して外部との音声データを入出力するようにして、UART部１２とオーディオ処理部１１が外部に対して独立して処理を行うようにしたため、音声データ通信とデータ通信の両方を同時に使用することができる。
(3)携帯電話８１と車載機器７１，７２で確立される通信プロトコルが、Baseband Link ControllＰ４０６からL2CAＰ３０７までの間をVoice側（音声系）Ｐ３０８、Ｐ３１１、Ｐ４０２、Ｐ４０５とHCI側（その他データ系）Ｐ３０９、Ｐ４０３、Ｐ３１０、Ｐ４１０に分離するようにしたため、ハンズフリー電話中にサーバへアクセスしたり、データ交換中にトランシーバ機能で会話を行ったりできる。

以上、本発明の通信用集積回路を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例では、Baseband_LSIを図１のよう示したが、図５に示すようなものであってもよい。
また、本発明の利用においては、音声系のプロファイルHFPやHSPとその他データ通信系プロファイルを併用する組合せは、SIGで既定されているプロファイルの種類だけ、複数の組合せを使う事が可能となる。
但し、これらプロファイルのほかにGAP(Generic_Access_Profile)やSPP(Serial_Port_Profile)など、他のプロファイルの下層に位置し、共通仕様として定めているものは除く。

実施例の通信用集積回路のBluetooth機能部分のブロック図である。実施例の通信用集積回路のBaseband部のプロトコルスタックを示す図である。実施例の通信用集積回路を携帯電話及びハンズフリー用車載機器に応用した例を示すブロック図である。従来の通信用集積回路のBluetooth機能部分のブロック図である。実施例の他の例の通信用集積回路のBluetooth機能部分のブロック図である。

符号の説明

１ Baseband_LSI
１１オーディオ部
１２ UART部
１３ Baseband Controll1er部
１３１ Detach Test I/F
２ Baseband部
２２ Flash ROM
２１クロック用水晶
３ RF部
３１ RF_LSI
３２バンドパスフィルタ
３３チップアンテナ
３４クロック用水晶
４ Bluetooth機能部分
４１ PCM CODE部
４２ Detach I/F部
５１マイク
５２スピーカ
５３ HCI部
６ Bluetooth用アダプタ
６１ BT用CPU
６１１ Rset部
６１２スイッチ部
６１３ Flash ROM
６１４ Level Conv
６１５ D-sub9コネクタ部
６２ PDC_Tch Serial I/F
６３ PCM CODEC
６４ BT用RF_IC
６５アンテナ部
７１ホスト回路部
７１１ BT用Module
７１２アンテナ部
７１３ RF/Cont PCB
７１４ PCM_CODEC
７１５ Analog SW
７１６スイッチ部
７１７マイク部
７１８スピーカ部
７２拡張部
８１携帯電話
８２サーバ
８３基地局
８４携帯電話
８６ Coil_ANT_PCB（コイルアンテナ）
８７車両
Ｐ１ Application
Ｐ２ Application Interface
Ｐ３ Bluetooth Upper layer S/W
Ｐ４ Bluetooth Lower layer S/W
Ｐ３０１ OPP
Ｐ３０２ DUN
Ｐ３０３ HF/HSP
Ｐ３０４ SPP
Ｐ３０５ GAP
Ｐ３０６ RFCOMM
Ｐ３０７ L2CA
Ｐ３０８ Voice I/F
Ｐ３０９ HCI
Ｐ３１０ HCI Driver
Ｐ３１１ Voice Driver
Ｐ３１２ SDP
Ｐ４０１ HCI Driver
Ｐ４０２ Voice Driver
Ｐ４０３ HCI
Ｐ４０４ Link
Ｐ４０５ Voice
Ｐ４０６ Baseband Link Controll
Ｐ４０７ RF Interface Driver
Ｐ４０８ RF Interface

Claims

RF回路や外部機器等とのデータ送受信をBluetooth方式上で行う集積回路であって、
音声を処理するオーディオ処理部と、
音声以外のデータを処理するデータ処理部と、
が外部に対して独立して処理するよう構成したことを特徴とする通信用集積回路。
RF回路や外部機器とのデータ送受信をBluetooth方式上で行う集積回路であって、
音声を処理するオーディオ処理部と、
音声以外のデータを処理するデータ処理部と、
を設け、
前記データ処理部は、HCI(Host Controller Interface)により外部とのデータを入出力し、
前記オーディオ処理部は、前記HCIから独立して外部との音声データを入出力するようにして、
前記データ処理部と前記オーディオ処理部が外部に対して独立して処理を行うようにしたことを特徴とする通信用集積回路。
請求項１又は２に記載の通信用集積回路を携帯電話及び車載機器に各々設け、
携帯電話と車載機器で確立される通信プロトコルが、
Baseband Link ControllからL2CAまでの間をVoice側（音声系）とHCI側（その他データ系）に分離するようにしたことを特徴とする通信システム。