JP2010021984A - Communication device, and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置、及び通信方法に関する。 The present invention relates to a communication device and a communication method.
情報化社会の進展に伴い、様々な場面において個人の所有する電子情報が交換されることが多くなってきている。例えば、娯楽施設等に入場する際、認証情報、電子チケット、電子マネー等の電子情報が交換される。こうした電子情報の交換機会は、ユビキタス社会の到来と共に益々増加していくものと考えられる。個人の所有する電子情報をシステム側との間で交換するための通信手段としては、例えば、磁気カードや非接触ＩＣカード等が用いられている。しかし、このような通信手段では、情報交換の度に磁気カードや非接触ＩＣカード等を出し入れする手間が掛かってしまう。 With the progress of the information society, electronic information owned by individuals is often exchanged in various situations. For example, when entering an entertainment facility, electronic information such as authentication information, electronic ticket, and electronic money is exchanged. Such electronic information exchange opportunities are expected to increase more and more with the arrival of a ubiquitous society. For example, a magnetic card or a non-contact IC card is used as a communication means for exchanging electronic information owned by an individual with the system side. However, in such communication means, it takes time to insert and remove a magnetic card, a non-contact IC card, etc. every time information is exchanged.
このような手間を低減するための通信手段として、近年、人体通信と呼ばれる通信手段が注目を集めている。例えば、下記の特許文献１、２にも記載されているように、この人体通信は、人体を導線がわりに利用して通信を行うというものである。この技術を用いると、例えば、利用者がドアノブを握っただけで、意識せずに認証処理が完了してロックが解除されるといったことが実現され、利用者の利便性が大きく向上する。
In recent years, communication means called human body communication have attracted attention as communication means for reducing such labor. For example, as described in
一方、各種の携帯機器には、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信手段が標準的に搭載されるようになってきている。また、こうした無線方式に対応した通信インフラも様々な場所で整備されてきた。例えば、２．４ＧＨｚ帯の周波数領域を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂや、５ＧＨｚ帯の周波数領域を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ａ等については、オフィス内、家庭内、或いは、ホットスポットと呼ばれる街頭の通信エリア等で利用が可能になってきている。 On the other hand, wireless communication means such as a wireless LAN (Local Area Network) are standardly installed in various portable devices. In addition, communication infrastructures corresponding to such wireless systems have been established in various places. For example, IEEE802.11b using the 2.4 GHz frequency range, IEEE802.11a using the 5 GHz frequency range, etc. can be used in offices, homes, street communication areas called hot spots, etc. It is becoming possible.
上記の通り、人体通信は、非常に利便性の高い通信手段として注目されている。一方で、多くの携帯機器には、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（以下、ＢＴ）等の通信手段が搭載されている。そのため、無線ＬＡＮやＢＴ等のように広く普及している通信手段を全て人体通信に置き換えてしまうと、かえってユーザの利便性を低下させてしまうことになる。また、無線ＬＡＮやＢＴ等の既存の通信手段と人体通信との間には通信特性の顕著な違いがあるため、両者を携帯機器に搭載して相補的に利用することで、それぞれを単独利用する場合に比べてユーザの利便性を向上させることができるものと期待される。 As described above, human body communication is attracting attention as a very convenient communication means. On the other hand, many portable devices are equipped with communication means such as a wireless LAN and Bluetooth (registered trademark) (hereinafter referred to as BT). For this reason, if all widely used communication means such as wireless LAN and BT are replaced with human body communication, the convenience of the user is reduced. In addition, there is a significant difference in communication characteristics between existing communication means such as wireless LAN and BT and human body communication, so both can be used independently by mounting them in a portable device and using them in a complementary manner. It is expected that the convenience of the user can be improved as compared with the case of doing so.
ところが、複数の通信手段を小型の携帯機器に搭載すると、その分だけ消費電力が増大し、携帯機器のバッテリー駆動時間が短くなるという問題がある。さらに、人体通信に用いる通信手段を他の通信手段と独立に設けると、その分だけ回路規模が大きくなり、製造コストが増大してしまう。そこで、人体通信機能を実現させるための構成要素を他の通信手段と共用し、人体通信に単独で利用される構成要素を減らすと共に、回路規模を簡略化する技術が求められている。 However, when a plurality of communication means are mounted on a small portable device, there is a problem that the power consumption increases correspondingly and the battery driving time of the portable device is shortened. Furthermore, if the communication means used for human body communication is provided independently of other communication means, the circuit scale increases correspondingly and the manufacturing cost increases. Therefore, there is a demand for a technique for sharing the components for realizing the human body communication function with other communication means, reducing the components used solely for human body communication, and simplifying the circuit scale.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、人体通信と他の通信手段とを共に搭載した機器におけるレイヤー構成の一部を共通化することが可能な、新規かつ改良された通信装置、及び通信方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to share a part of the layer configuration in a device in which both human body communication and other communication means are mounted. It is an object of the present invention to provide a new and improved communication apparatus and communication method capable of performing the above.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１の通信方式に対応し、第１の周波数帯の信号を無線送信する第１の送信部と、第２の通信方式に対応し、人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加し、静電結合を利用して第２の周波数帯の信号を送信する第２の送信部と、前記第１の周波数帯の信号を前記第２の周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、を備え、前記第２の通信方式が選択された場合、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第２の周波数帯に変換され、前記第２の送信部から送信される、通信装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a first transmission unit corresponding to the first communication method and wirelessly transmitting a signal of the first frequency band and a second communication method are provided. Correspondingly, a second transmitter that applies a voltage from a signal electrode that is in contact with or close to the human body and transmits a signal of the second frequency band using electrostatic coupling; and a signal of the first frequency band And a frequency converter that converts the signal into a signal of the second frequency band, and when the second communication method is selected, the first frequency band generated based on the first communication method Is transmitted to the second frequency band by the frequency conversion unit and transmitted from the second transmission unit.
このように、上記の通信装置は、第１の通信方式に対応する第１の送信部により、第１の周波数帯の信号を無線送信することができる。また、当該通信装置は、第２の通信方式に対応する第２の送信部により、人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加し、静電結合を利用して第２の周波数帯の信号を送信することができる。さらに、上記の通信装置は、周波数変換部により、前記第１の周波数帯の信号を前記第２の周波数帯の信号に変換することができる。 As described above, the communication device can wirelessly transmit the signal of the first frequency band by the first transmission unit corresponding to the first communication method. In addition, the communication device applies a voltage from a signal electrode that is in contact with or close to a human body by a second transmission unit corresponding to the second communication method, and uses electrostatic coupling to have a second frequency band. A signal can be transmitted. Further, the communication device can convert the signal of the first frequency band into the signal of the second frequency band by the frequency conversion unit.
そこで、上記の通信装置は、前記第２の通信方式が選択された場合、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号を前記周波数変換部により前記第２の周波数帯に変換して前記第２の送信部から送信する。一方で、上記の通信装置は、前記第１の通信方法が選択された場合、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号を前記第１の送信部から送信する。 Therefore, when the second communication method is selected, the communication device described above uses the frequency conversion unit to generate a signal of the first frequency band generated based on the first communication method. It converts into a frequency band and transmits from the said 2nd transmission part. On the other hand, when the first communication method is selected, the communication device transmits the signal of the first frequency band generated based on the first communication method from the first transmission unit. To do.
また、上記の通信装置は、第３の通信方式に対応し、コイルに電流が印加されることで形成される電磁結合を用いて前記第２の周波数帯の信号を送信する第３の送信部をさらに備えていてもよい。この場合、上記の通信装置は、前記第３の通信方式が選択された場合に、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号、又は前記周波数変換部から出力された前記第２の周波数帯の信号を前記第３の送信部により送信する。 The communication device corresponds to the third communication method, and transmits a signal in the second frequency band using electromagnetic coupling formed by applying a current to the coil. May be further provided. In this case, when the third communication method is selected, the communication device outputs the signal of the first frequency band generated based on the first communication method or the frequency conversion unit. The transmitted signal of the second frequency band is transmitted by the third transmitter.
また、上記の通信装置は、所定の符号化方式及び変調方式に基づいて送信データを符号化及び変調することで前記第１の周波数帯の信号を生成する信号生成部をさらに備えていてもよい。この場合、前記信号生成部は、前記第１の通信方式とは異なる通信方式が選択された場合でも、前記第１の通信方式と同じ符号化方式及び変調方式に基づいて前記第１の周波数帯の信号を生成する。 The communication apparatus may further include a signal generation unit that generates a signal of the first frequency band by encoding and modulating transmission data based on a predetermined encoding method and modulation method. . In this case, the signal generation unit is configured to use the first frequency band based on the same encoding scheme and modulation scheme as the first communication scheme even when a communication scheme different from the first communication scheme is selected. Generate a signal.
また、上記の通信装置は、前記第１の通信方式とは異なる通信方式が選択された場合でも、前記第１の通信方式と同じＭＡＣ層（Ｍａｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）により前記送信データが処理されるように構成されていてもよい。 In the communication device, even when a communication method different from the first communication method is selected, the transmission data is processed by the same MAC layer (Media Access Control layer) as the first communication method. It may be configured as follows.
また、前記第２及び第３の送信部は、前記第１の通信方式が周波数ホッピングを用いる方式であっても、当該周波数ホッピングを行わずに所定の周波数で信号を送信するように構成されていてもよい。 The second and third transmission units are configured to transmit signals at a predetermined frequency without performing the frequency hopping even when the first communication method uses frequency hopping. May be.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の通信方式に対応し、第１の周波数帯の信号を無線受信する第１の受信部と、第２の通信方式に対応し、静電結合により人体を介して送信された第２の周波数帯の信号を前記人体に接触又は近接された信号電極を利用して受信する第２の受信部と、前記第２の周波数帯の信号を第２の周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、を備えていてもよい。この場合、上記の通信装置は、前記第２の通信方式が選択された場合、前記第２の受信部により受信した前記第２の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第１の周波数帯の信号に変換され、当該信号から送信データが復元されるように構成される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a first receiving unit corresponding to the first communication method and wirelessly receiving a signal in the first frequency band; A second receiving unit corresponding to a communication method and receiving a signal in a second frequency band transmitted through a human body by electrostatic coupling using a signal electrode in contact with or close to the human body; A frequency conversion unit that converts a signal in the second frequency band into a signal in the second frequency band. In this case, in the communication apparatus, when the second communication method is selected, the signal of the second frequency band received by the second reception unit is transmitted by the frequency conversion unit to the first frequency band. And the transmission data is restored from the signal.
このように、上記の通信装置は、第１の通信方式に対応する第１の受信部により、第１の周波数帯の信号を無線受信することができる。また、上記の通信装置は、第２の通信方式に対応する第２の受信部により、静電結合により人体を介して送信された第２の周波数帯の信号を前記人体に接触又は近接された信号電極を利用して受信することができる。さらに、上記の通信装置は、周波数変換部により、前記第２の周波数帯等の信号を前記第１の周波数帯の信号に変換することができる。 As described above, the communication device can wirelessly receive the signal in the first frequency band by the first receiving unit corresponding to the first communication method. In the above communication device, the second receiving unit corresponding to the second communication method causes the signal of the second frequency band transmitted through the human body by electrostatic coupling to be in contact with or close to the human body. The signal electrode can be used for reception. Furthermore, the communication apparatus can convert a signal of the second frequency band or the like into a signal of the first frequency band by a frequency conversion unit.
そこで、上記の通信装置は、前記第２の通信方式が選択された場合、前記第２の受信部により受信した前記第２の周波数帯の信号を前記周波数変換部により前記第１の周波数帯の信号に変換して当該信号から送信データを復元する。一方で、上記の通信装置は、前記第１の通信方式が選択された場合、前記第１の受信部により受信した前記第１の周波数帯の信号から送信データを復元する。 Therefore, when the second communication method is selected, the communication device described above receives the signal of the second frequency band received by the second reception unit by the frequency conversion unit. It converts into a signal and restores transmission data from the signal. On the other hand, when the first communication method is selected, the communication device restores transmission data from the signal of the first frequency band received by the first reception unit.
また、上記の通信装置は、第３の通信方式に対応し、コイルに電流が印加されることで形成される電磁結合を用いて送信された前記第２の周波数帯の信号を受信する第３の受信部をさらに備えていてもよい。この場合、上記の通信装置は、前記第３の受信部で前記第２の周波数帯の信号が受信された場合、当該第２の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第１の周波数帯の信号に変換され、当該変換後の信号から送信データが復元されるように構成される。 The communication device corresponds to the third communication method, and receives a signal in the second frequency band transmitted using electromagnetic coupling formed by applying a current to the coil. The receiving unit may be further provided. In this case, in the communication device, when the signal of the second frequency band is received by the third reception unit, the signal of the second frequency band is transmitted to the first frequency band by the frequency conversion unit. The transmission data is restored from the converted signal.
また、上記の通信装置は、所定の変調方式及び符号化方式に基づいて復調処理及び復号処理を施すことで前記第１の周波数帯の信号から送信データを復元するデータ復元部をさらに備えていてもよい。この場合、前記データ復元部には、前記第１の受信部又は前記周波数変換部から前記第１の周波数の信号が入力される。さらに、前記データ復元部は、前記第１の通信方式とは異なる通信方式で送信されたものである場合においても、前記第１の通信方式と同じ変調方式及び符号化方式に基づいて前記送信データを復元する。 In addition, the communication device further includes a data restoration unit that restores transmission data from the signal in the first frequency band by performing demodulation processing and decoding processing based on a predetermined modulation scheme and coding scheme. Also good. In this case, the signal of the first frequency is input to the data restoration unit from the first reception unit or the frequency conversion unit. Further, even when the data restoration unit is transmitted by a communication method different from the first communication method, the transmission data is based on the same modulation method and encoding method as the first communication method. To restore.
また、上記の通信装置は、前記データ復元部に入力された前記第１の周波数帯の信号が前記第２又は第３の通信方式で送信されたものである場合においても、前記第１の通信方式と同じＭＡＣ層（Ｍａｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）により、復元された前記送信データを処理するように構成されていてもよい。 In addition, the communication device may include the first communication even when the signal of the first frequency band input to the data restoration unit is transmitted by the second or third communication method. The reconstructed transmission data may be processed by the same MAC layer (Media Access Control layer) as the system.
また、上記の通信装置は、前記ＭＡＣ層にＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）の機能が含まれており、前記第１の通信方式とは異なる通信方式で通信する場合、前記ＭＡＣ層におけるＣＳＭＡ／ＣＡの機能がオフにされるように構成されていてもよい。 In addition, the communication device includes a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collection Aidance) function in the MAC layer, and when the communication is performed in a communication method different from the first communication method, the MAC layer The CSMA / CA function in the layer may be turned off.
また、上記の通信装置は、前記第２又は第３の通信方式を用いて通信している際に通信品質の劣化が検出された場合、前記第２又は第３の通信方式のうち、通信に用いている通信方式とは異なる方式に切り替えて通信を行うように構成されていてもよい。 In addition, when communication quality deterioration is detected during communication using the second or third communication method, the communication device described above is used for communication among the second or third communication methods. It may be configured to perform communication by switching to a method different from the communication method used.
また、前記所定の変調方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式、又はＧＦＳＫ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）であってもよい。 The predetermined modulation scheme may be an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) scheme or a Gaussian filtered frequency keying (GFSK).
また、前記第２の周波数帯は短波帯であってもよい。 The second frequency band may be a short wave band.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線アンテナを介して第１の周波数帯の信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された信号を所定時間だけ保持する信号保持部と、前記信号保持部で保持された信号を第２の周波数帯に変換する周波数変換部と、人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加して静電結合を形成し、当該静電結合を利用して前記第２の周波数帯の信号を送信する送信部と、を備え、前記信号保持部は、前記第１の周波数帯の信号を受信する際に用いたタイムスロットの次以降のタイムスロットで前記第２の周波数帯の信号が送信されるように前記信号を所定時間だけ保持する、通信装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a receiving unit that receives a signal of a first frequency band via a wireless antenna, and a signal received by the receiving unit for a predetermined time A signal holding unit that holds the signal, a frequency conversion unit that converts the signal held by the signal holding unit into the second frequency band, and electrostatic coupling by applying a voltage from a signal electrode that is in contact with or close to the human body. And a transmission unit that transmits the signal of the second frequency band using the electrostatic coupling, and the signal holding unit is used when receiving the signal of the first frequency band There is provided a communication apparatus that holds the signal for a predetermined time so that the signal of the second frequency band is transmitted in a time slot subsequent to the time slot.
このように、上記の通信装置は、受信部により、無線アンテナを介して第１の周波数帯の信号を受信する。また、当該通信装置は、信号保持部により、前記受信部により受信された信号を所定時間だけ保持する。さらに、当該通信装置は、周波数変換部により、前記信号保持部で保持された信号を第２の周波数帯に変換する。そして、当該通信装置は、送信部により、人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加して静電結合を形成し、当該静電結合を利用して前記第２の周波数帯の信号を送信する。 As described above, the communication device receives the signal in the first frequency band via the wireless antenna by the receiving unit. Further, the communication apparatus holds the signal received by the receiving unit for a predetermined time by the signal holding unit. Furthermore, the communication apparatus converts the signal held by the signal holding unit into the second frequency band by the frequency conversion unit. And the said communication apparatus applies a voltage from the signal electrode which contacted or approached the human body by the transmission part, forms an electrostatic coupling, and utilizes the said electrostatic coupling, the signal of the said 2nd frequency band is used. Send.
特に、前記信号保持部は、前記第１の周波数帯の信号を受信する際に用いたタイムスロットの次以降のタイムスロットで前記第２の周波数帯の信号が送信されるように前記信号を所定時間だけ保持する。 In particular, the signal holding unit determines the signal so that the signal of the second frequency band is transmitted in a time slot subsequent to the time slot used when receiving the signal of the first frequency band. Hold for hours only.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の通信方式に基づいて第１の周波数帯の信号が生成される信号生成ステップと、前記第１の通信方式が選択された場合、前記信号生成ステップで生成された前記第１の周波数帯の信号が無線アンテナを介して送信される第１の送信ステップと、第２の通信方式が選択された場合、前記信号生成ステップで生成された第１の周波数帯の信号が第２の周波数帯の信号に変換される周波数変換ステップと、前記周波数変換ステップで変換された第２の周波数帯の信号が、人体に接触又は近接された信号電極からの印加電圧による静電結合を用いて送信される第２の送信ステップと、を含む、通信方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a signal generation step of generating a signal of a first frequency band based on a first communication method, and the first communication method Is selected, the first transmission step in which the signal in the first frequency band generated in the signal generation step is transmitted via a wireless antenna, and the second communication method is selected. A frequency conversion step in which the signal in the first frequency band generated in the signal generation step is converted into a signal in the second frequency band, and the signal in the second frequency band converted in the frequency conversion step is transmitted to the human body. And a second transmission step that is transmitted using electrostatic coupling by an applied voltage from a signal electrode that is in contact or in proximity.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の通信方式が選択された場合、第１の周波数帯の信号が無線アンテナを介して受信される第１の受信ステップと、第２の通信方式が選択された場合、静電結合により人体を介して送信された第２の周波数帯の信号が前記人体に接触又は近接された信号電極を用いて受信される第２の受信ステップと、前記第２の受信ステップで受信された前記第２の周波数帯の信号が前記第１の周波数帯の信号に変換される周波数変換ステップと、前記第１の受信ステップ又は前記周波数変換ステップで得られた前記第１の周波数帯の信号から前記第１の通信方式に基づいて送信データが復元されるデータ復元ステップと、を含む、通信方法が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, when the first communication method is selected, a first frequency band signal is received via a wireless antenna. When the reception step and the second communication method are selected, the signal of the second frequency band transmitted through the human body by electrostatic coupling is received using the signal electrode that is in contact with or close to the human body. A second reception step, a frequency conversion step in which the signal in the second frequency band received in the second reception step is converted into a signal in the first frequency band, and the first reception step or There is provided a communication method including a data restoration step in which transmission data is restored from the signal of the first frequency band obtained in the frequency conversion step based on the first communication method.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線アンテナを介して第１の周波数帯の信号が受信される受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号が所定時間だけ保持される信号保持ステップと、前記信号保持ステップで保持された信号が第２の周波数帯に変換される周波数変換ステップと、人体に接触又は近接された信号電極から電圧が印加されて静電結合が形成され、当該静電結合を利用して前記第２の周波数帯の信号が送信される送信ステップと、を含み、前記信号保持ステップでは、前記第１の周波数帯の信号が受信される際に利用されたタイムスロットの次以降のタイムスロットで前記第２の周波数帯の信号が送信されるように前記信号が所定時間だけ保持される、通信方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a reception step of receiving a signal in the first frequency band via a radio antenna, and a signal received in the reception step are predetermined. A signal holding step for holding only time, a frequency conversion step for converting the signal held in the signal holding step into the second frequency band, and a voltage applied from a signal electrode that is in contact with or close to the human body. A transmitting step in which electric coupling is formed and a signal in the second frequency band is transmitted using the electrostatic coupling, and in the signal holding step, the signal in the first frequency band is received. There is provided a communication method in which the signal is held for a predetermined time so that the signal of the second frequency band is transmitted in a time slot subsequent to the time slot used at the time.
以上説明したように本発明によれば、人体通信と他の通信手段とを共に搭載した機器におけるレイヤー構成の一部を共通化することが可能になる。この効果により、機器の小型化や製造コストの低減が図れる。 As described above, according to the present invention, it is possible to share a part of a layer configuration in a device in which both human body communication and other communication means are mounted. This effect can reduce the size of the device and the manufacturing cost.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
（説明項目）
本稿では、以下の順序で説明が行われる。
１：携帯端末の無線ＬＡＮ機能について
２：人体通信の原理について
３：第１実施形態
３−１：ステーション４００の機能構成
３−２：周波数帯について
３−３：プロトコルスタックについて
３−４：応用例１ー１
３−５：応用例１−２
４：第２実施形態
４−１：ステーション１１００の機能構成
４−２：応用例２−１（ハンドオーバの適用）
４−３：応用例２−２（ＢＴの適用）
(Description item)
In this article, explanations are given in the following order.
1: Wireless LAN function of portable terminal 2: Principle of human body communication 3: First embodiment 3-1: Functional configuration of
3-5: Application example 1-2
4: Second Embodiment 4-1: Functional Configuration of
4-3: Application example 2-2 (application of BT)
［１：携帯端末の無線ＬＡＮ機能について］
本発明に係る実施形態について説明するに先立ち、携帯端末に搭載される無線ＬＡＮ機能について簡単に説明する。もちろん、無線ＬＡＮ機能が搭載される電子機器の種類は携帯端末に限定されない。このような電子機器としては、携帯端末以外にも、例えば、パーソナルコンピュータのような情報処理装置や、種々の情報家電等も含まれるであろう。但し、以下の説明においては、説明の都合上、携帯端末を用いて説明する。
[1: Wireless LAN function of mobile terminal]
Prior to describing an embodiment according to the present invention, a wireless LAN function installed in a mobile terminal will be briefly described. Of course, the type of electronic device equipped with the wireless LAN function is not limited to a portable terminal. Such an electronic device may include, for example, an information processing apparatus such as a personal computer, various information appliances, and the like in addition to the portable terminal. However, in the following description, it demonstrates using a portable terminal for convenience of explanation.
（無線ＬＡＮシステムの概要）
近年、２．４ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂや、５ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ａに代表される無線ＬＡＮの需要が急速に拡大してきている。実際、こうした無線ＬＡＮは、オフィス内、家庭内、街中のホットスポット等の様々な場面で利用されている。ユーザは、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報処理端末に搭載された無線ＬＡＮ機能を利用してネットワーク上の情報を取得することができる。
(Overview of wireless LAN system)
In recent years, the demand for wireless LANs typified by IEEE802.11b using the 2.4 GHz band and IEEE802.11a using the 5 GHz band has been rapidly expanding. In fact, such wireless LAN is used in various scenes such as hot spots in offices, homes, and towns. A user can acquire information on the network using a wireless LAN function installed in an information processing terminal such as a personal computer or a PDA (Personal Digital Assistant).
こうした無線ＬＡＮの特性としては、次のようなものが挙げられる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの場合、ＣＣＫ（Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ Ｃｏｄｅ Ｋｅｙｉｎｇ）と呼ばれるコーディング技術が利用されている。また、変調方式としては、直接拡散方式が利用されている。この方式を利用することで、１１Ｍｂｐｓの最大伝送速度が実現されている。 Examples of such wireless LAN characteristics include the following. For example, in the case of IEEE802.11b, a coding technique called CCK (Complementary Code Keying) is used. A direct spreading method is used as a modulation method. By using this method, a maximum transmission rate of 11 Mbps is realized.
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合、変調方式としては、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式が利用されている。この方式を利用することで、５４Ｍｂｐｓの最大伝送速度が実現されている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおいては、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式が利用される。この方式を利用することで、１００Ｍｂｐｓ以上の高速な伝送が実現される。 On the other hand, in the case of IEEE802.11a, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method is used as a modulation method. By using this method, a maximum transmission rate of 54 Mbps is realized. Further, in IEEE 802.11n, a MIMO (Multiple Input Multiple Output) system is used. By using this method, high-speed transmission of 100 Mbps or more is realized.
上記のような無線ＬＡＮは、例えば、図１に示すようなシステム構成により実現される。図１は、無線ＬＡＮ機能を実現するためのシステム構成の一例を示す説明図である。 The wireless LAN as described above is realized by a system configuration as shown in FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a system configuration for realizing a wireless LAN function.
図１に示すように、無線ＬＡＮシステムは、ネットワーク１０２と、基地局１０４と、携帯機器１０６とを含んでいる。ネットワーク１０２は、インターネットやイントラネット等の通信網である。基地局１０４は、アクセスポイント（ＡＰ）の一例である。また、携帯機器１０６は、ユーザが情報の取得に利用する電子機器の一例である。図１の例では、携帯機器１０６は、アクセスポイントに対するステーションとしての役割を果たす。
As shown in FIG. 1, the wireless LAN system includes a
携帯機器１０６には、無線アンテナ１０８が接続された無線ＬＡＮカードが搭載されている。携帯機器１０６は、この無線ＬＡＮカードの機能により、無線アンテナ１０８を介して基地局１０４と無線通信することができる。また、基地局１０４は、ネットワーク１０２に有線又は無線で接続されている。そのため、基地局１０４は、携帯機器１０６からの要求を受けてネットワーク１０２上の情報を携帯機器１０６に伝送することができる。
The
つまり、ユーザ操作に応じて携帯機器１０６から基地局１０４に情報の取得要求が無線送信され、その取得要求を受けた基地局１０４により取得されたネットワーク１０２上の情報が携帯機器１０６に無線伝送される。ユーザは、基地局１０４との間で無線通信が可能な位置であれば、携帯機器１０６を用いて自由にネットワーク１０２上の情報を取得できる。そのため、最近では、人が多く集まる公衆の場所に無線ＬＡＮのアクセスポイントが設置され、安価なインターネット接続サービスが提供されるようになってきている。
That is, an information acquisition request is wirelessly transmitted from the
（ＳＴ／ＡＰの機能構成）
上記の基地局１０４、及び携帯機器１０６にそれぞれ対応するアクセスポイント（ＡＰ）、及びステーション（ＳＴ）の機能構成例について、図２を参照しながら説明する。但し、アクセスポイント（ＡＰ）及びステーション（ＳＴ）の機能構成は一部を除いて共通している部分が多いため、両者を纏めて説明する。図２は、ステーション又はアクセスポイント２００（ＳＴ／ＡＰ）の機能構成例を示す説明図である。
(ST / AP functional configuration)
A functional configuration example of an access point (AP) and a station (ST) respectively corresponding to the
図２に示すように、ステーション又はアクセスポイント２００は、主に、無線アンテナ２０２と、スイッチ２０４と、受信部２０６と、変復調部２０８（ＯＦＤＭ ＭＯＤＥＭ部）と、アンプ２１４と、送信部２１６と、通信制御部２１８とを備える。ステーションの場合、さらに、ホストインターフェース部２２２を備える。一方、アクセスポイントの場合、さらに、ネットワークインターフェース部２２６を備える。さらに、通信制御部２１８は、ＣＰＵ２２０を備えている。
As shown in FIG. 2, the station or
無線アンテナ２０２は、スイッチ２０４に接続されており、信号の送信又は受信に利用される。例えば、無線アンテナ２０２は、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の信号受信又は信号送信に利用される。無線アンテナ２０２により受信された信号は、スイッチ２０４に入力される。スイッチ２０４は、無線アンテナ２０２により受信された信号が受信部２０６に入力されるように信号の伝送経路を切り替える。そのため、無線アンテナ２０２により受信された信号は、受信部２０６に入力される。
The
受信部２０６は、無線アンテナ２０２を介して受信した信号を受信すると、当該信号を同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分Ｉｒ、及び直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分Ｑｒで構成される直交ベースバンド信号に変換する。そして、受信部２０６により変換された直交ベースバンド信号Ｉｒ、Ｑｒは変復調部２０８に入力される。なお、以下の説明の中で、直交ベースバンド信号のことをベースバンドＯＦＤＭ信号と呼ぶ場合がある。
When receiving the signal received via the
変復調部２０８は、復調部２１０（ＤＥＭ部）、及び変調部２１２（ＭＯＤ部）を備えている。受信部２０６から直交ベースバンド信号Ｉｒ、Ｑｒが入力されると、変復調部２０８は、復調部２１０により直交ベースバンド信号Ｉｒ、Ｑｒに復調処理を施してデジタルデータを生成する。復調部２１０により生成されたデジタルデータは、通信制御部２１８に入力される。
The
通信制御部２１８は、ＣＰＵ２２０により、変復調部２０８から入力されたデジタルデータを分解してペイロード部分を抽出する。ステーションの場合、通信制御部２１８により抽出されたデジタルデータのペイロード部分は、ホストインターフェース部２２２に入力される。アクセスポイントの場合、通信制御部２１８により抽出されたデジタルデータのペイロード部分は、ネットワークインターフェース部２２６に入力される。
The
ホストインターフェース部２２２は、例えば、ＰＣ Ｃａｒｄ Ｂｕｓインターフェース等の接続インターフェースを有しており、当該接続インターフェースを介してパーソナルコンピュータ等のホスト機器２２４に接続されている。そこで、ホストインターフェース部２２２は、その接続インターフェースを介して通信制御部２１８から入力されたデジタルデータのペイロード部分をホスト機器２２４に伝送する。
The
逆に、ホスト機器２２４から伝送されてきた送信データは、ホストインターフェース部２２２を介して通信制御部２１８に入力される。
Conversely, transmission data transmitted from the
一方で、ネットワークインターフェース部２２６は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のネットワークインターフェースを有しており、インターネット等のネットワーク２２８に接続されている。実際には、ネットワークインターフェース部２２６は、ネットワークハブ、ルータ、又はＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）モデム等の機器を経由してネットワーク２２８に接続されている。そこで、ネットワークインターフェース部２２６は、ネットワーク２２８を介して通信制御部２１８から入力されたデジタルデータのペイロード部分を伝送する。
On the other hand, the
逆に、ネットワーク２２８を介して伝送されてきた送信データは、ネットワークインターフェース部２２６を介して通信制御部２１８に入力される。
Conversely, transmission data transmitted via the
ホストインターフェース部２２２、又はネットワークインターフェース部２２６から送信データが入力されると、通信制御部２１８は、ＣＰＵ２２０により、その送信データにＰＨＹヘッダ及びＭＡＣヘッダを付加して送信用の無線フレームを生成する。そして、通信制御部２１８により生成された無線フレームは、変復調部２０８に入力される。
When transmission data is input from the
通信制御部２１８から無線フレームが入力されると、変復調部２０８は、変調部２１２により、無線フレームから直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔを生成する。変調部２１２により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔは送信部２１６に入力される。送信部２１６は、変復調部２０８により入力された直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔから所定の周波数帯の送信信号を生成する。送信部２１６により生成された送信信号は、アンプ２１４に入力される。所定の周波数帯としては、例えば、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯が利用される。
When a radio frame is input from the
アンプ２１４は、送信部２１６から入力された送信信号を増幅する。アンプ２１４により増幅された送信信号は、スイッチ２０４に入力される。信号が送信される場合、スイッチ２０４は、無線アンテナ２０２に通じる信号の伝送経路が送信部２１６に通じるように切り替える。そのため、アンプ２１４により増幅された送信信号は、スイッチ２０４を経由して無線アンテナ２０２から送信される。
The
このようにしてステーション又はアクセスポイント２００は、無線アンテナ２０２を介して受信した信号をホスト機器２２４又はネットワーク２２８に伝送したり、ホスト機器２２４又はネットワーク２２８から取得したデータを送信する。
In this manner, the station or
ここで、通信制御部２１８の機能構成について補足する。通信制御部２１８は、上記のように無線フレーム（デジタルデータ）からペイロード部分を抽出したり、送信データにヘッダを付加して無線フレームを形成する機能を有する。さらに、通信制御部２１８は、無線伝送に関する通信制御や、ホスト機器２２４との間の通信制御、或いは、ネットワーク２２８に接続された機器との間の通信制御等、ステーション又はアクセスポイント２００の全般的な通信制御機能を有する。例えば、通信制御部２１８は、送信部２１６、受信部２０６を制御する機能を有する。
Here, it supplements about the function structure of the
次に、変復調部２０８の機能構成について補足する。本実施形態では、変調方式の一例としてＯＦＤＭを採用している。そのため、復調部２１０は、入力される複素信号列（直交ベースバンド信号Ｉｒ、Ｑｒ）を直並列変換し、並列信号を離散フーリエ変換して複素シンボル列を生成し、その複素シンボル列を並直列変換し、変換後のシンボル列を判定してデータビット列を復元する。逆に、変調部２１２は、送信データビット列を複素シンボル列に変換し、直並列変換した後で逆離散フーリエ変換してＯＦＤＭシンボルの標本値を生成し、並直列変換することでベースバンドＯＦＤＭ信号を生成する。
Next, the functional configuration of the
以上、無線ＬＡＮ機能を有するステーション又はアクセスポイント２００の機能構成について説明した。無線ＬＡＮに使用される周波数帯（２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯）はチャネル数が限られている。しかしながら、多数のユーザが同時に通信しようとすると、ユーザ間でストリームの相互干渉が発生して伝送品質が低下してしまう。また、チャネル内を伝送する情報が他のユーザに盗聴される危険もあり、セキュリティの低下も懸念されている。そのため、このように限られた周波数資源を多くのユーザで共用するために様々な技術の開発が進められている。
The functional configuration of the station or
一方で、無線ＬＡＮほどの広いサービスエリアを持たず、身の回りの限られたエリアだけで通信を行うＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる技術に注目が集まっている。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）は、ＰＡＮの一形態であり、約５〜１０ｍ程度の比較的狭いサービスエリアで通信を行う技術である。 On the other hand, attention is being focused on a technology called PAN (Personal Area Network) that does not have a service area as large as a wireless LAN and performs communication only in a limited area. For example, Bluetooth (registered trademark) is a form of PAN, and is a technology for performing communication in a relatively narrow service area of about 5 to 10 m.
さらに、ＰＡＮよりもサービスエリアが狭い通信技術として、ＢＡＮ（Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。この技術は、人体を伝送路として利用し、身に付けている複数の電子機器間で通信したり、身に付けている電子機器と外部機器とで通信したりする技術である。ＢＡＮは人体を介在した通信であるため、究極のＰＡＮであるとも言える。以下の説明において、ＢＡＮのことを人体通信と呼ぶ場合がある。 Furthermore, BAN (Body Area Network) is known as a communication technology having a service area smaller than that of PAN. This technology uses a human body as a transmission path, communicates between a plurality of electronic devices worn on the device, and communicates between an electronic device worn on the device and an external device. BAN is the ultimate PAN because it is a communication involving the human body. In the following description, BAN may be called human body communication.
［２：人体通信の原理］
ここで、図３を参照しながら、人体通信の原理について説明する。図３は、人体通信の原理を説明するための説明図である。人体通信には、大きく分けて２通りの方式がある。１つは電界方式と呼ばれる方式であり、もう１つは電流方式と呼ばれる方式である。ここでは、主に、電界方式の原理について説明する。もちろん、後述する実施形態の技術は、電界方式に限定されるものではない。
[2: Principle of human body communication]
Here, the principle of human body communication will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the principle of human body communication. There are two main types of human body communication. One is a method called an electric field method, and the other is a method called a current method. Here, the principle of the electric field method will be mainly described. Of course, the technique of the embodiment described later is not limited to the electric field method.
まず、人体通信を実現させるためのシステム構成について説明する。 First, a system configuration for realizing human body communication will be described.
図３に示すように、人体Ｍには、送信機３００と、受信機３１０とが装着されている。また、人体Ｍの足下には、送信機３２０に接続された信号電極３２４が設置されている。送信機３００には、信号電極３０２と、基準電極３０４とが設けられている。同様に、受信機３１０には、信号電極３１２と、基準電極３１４とが設けられている。但し、送信機３００の信号電極３０２、受信機３１０の信号電極３１２、及び信号電極３２４は、人体Ｍに直接接触されていなくてもよい。また、送信機３２０に接続された信号電極３２４は、グランド３３０に載置されている。さらに、送信機３２０には、基準電極３２２が設けられている。
As shown in FIG. 3, a
送信機３００の信号電極３０２から電圧が印加されると、信号電極３０２と人体Ｍとの間に静電結合が形成される。上記の通り、信号電極３０２と人体Ｍとの間には空気や衣服が存在するが、電圧の印加により信号電極３０２で発生した電界が人体Ｍに作用する。このような電界の作用により、人体Ｍに電荷の偏りが発生する。簡単に言えば、非導電体を挟んで配置された信号電極３０２と人体Ｍとによりコンデンサが形成されるのである。
When a voltage is applied from the
このように非導電体を挟んで離れた位置にある導電体間に電荷の偏りが誘起される現象を静電結合と呼ぶ。信号電極３０２に印加される電圧が変動すると、発生する電界強度が変化する。そこで、この電界強度の変動を利用して信号を送受信することができる。
A phenomenon in which a bias of charge is induced between conductors located at positions apart from each other with the non-conductor interposed therebetween is called electrostatic coupling. When the voltage applied to the
信号電極３０２から送信された信号は、例えば、伝達パスＰ０１を通って受信機３１０の信号電極３１２に伝送される。このとき、受信機３１０の信号電極３１２は、人体Ｍとの間の静電結合を利用して信号を受信する。また、送信機３００の基準電極３０４は、グランド３３０に対して静電結合Ｃ０を形成する。同様に、受信機３１０の基準電極３１４は、グランド３３０に対して静電結合Ｃ１を形成する。そのため、送信機３００の基準電極３０４と、受信機３１０の基準電極３１４との間で、グランド３３０を介して伝達パスＰ０１の帰線が形成される。そのため、信号が送信機３００から受信機３１０に伝達されるのである。
The signal transmitted from the
一方で、送信機３２０から受信機３１０に信号が伝達される伝達パスＰ１２も存在する。この場合、送信機３２０に接続された信号電極３２４と人体Ｍとの間で静電結合が形成され、この静電結合を利用して送信機３２０から受信機３１０に信号が伝達される。このとき、送信機３２０の基準電極３２２とグランド３３０との間で静電結合Ｃ２が形成されており、基準電極３２２と受信機３１０の基準電極３１４との間で伝達パスＰ１２の帰線が形成されている。そのため、信号が送信機３２０から受信機３１０に伝達されるのである。
On the other hand, there is also a transmission path P12 through which a signal is transmitted from the
以上、電界方式の人体通信の原理について説明した。一方の電流方式は、人体Ｍの内部に電流を流して通信する方式である。電流方式の一例としては、送信機３００から受信機３１０に信号を伝達するために、送信機３００の信号電極３０２及び基準電極３０４と、受信機３１０の信号電極とが人体Ｍに接触させる方式がある。この場合、送信機３００の信号電極３０２と受信機３１０の信号電極３１２との間で電流が流れる。一方、受信機３１０の基準電極３１４とグランド３３０との間で静電結合Ｃ１が形成され、人体Ｍを介してグランド３３０に接続された送信機３００の基準電極３０４と受信機３１０の基準電極３１４との間で帰線が形成される。
The principle of electric field type human body communication has been described above. On the other hand, the current method is a method in which a current flows inside the human body M to perform communication. As an example of the current method, there is a method in which the
電流方式と電界方式とは、それぞれ実施の態様に応じて適宜選択される。電界方式は、上記の通り、電極が人体に接触していなくても良く、電極と人体との間に絶縁体が挟まっていても良いため、利便性が比較的高い。例えば、服の上に送信機や受信機を装着しても通信が可能であるし、椅子や机等の一部に送信機を設置しておき、人体に装着した受信機で信号を受信するといった応用が容易に実現できる。また、送信機や受信機が設置された部材に人が触れたり、踏んだりすることで通信可能になるため、非常に利便性の高いユーザインターフェースが実現できる。このような性質を利用して、人体通信を通信開始のトリガーに利用したり、認証システムと組み合わせたりすることで、新たな応用形態が実現される。 The current method and the electric field method are appropriately selected depending on the embodiment. As described above, the electric field method is relatively convenient because the electrode does not need to be in contact with the human body and an insulator may be sandwiched between the electrode and the human body. For example, communication is possible even if a transmitter or receiver is mounted on clothes, and a transmitter is installed on a part of a chair or desk and the signal is received by a receiver mounted on the human body. Such an application can be easily realized. In addition, since communication is possible when a person touches or steps on a member on which a transmitter or a receiver is installed, a highly convenient user interface can be realized. Utilizing such a property, a new application form is realized by using human body communication as a trigger for starting communication or combining it with an authentication system.
また、人体通信は、周囲で同時に同じような人体通信システムが稼働していても、信号の伝送経路が主に人体に限られるため、人体が接触しない限り互いのチャネルが干渉することが無い。そのため、無線ＬＡＮ等とは異なり、人体通信においては、チャネル干渉による伝送品質の劣化が生じない。さらに、無線ＬＡＮ等のように電波を周囲に撒き散らさないため、他人に情報を傍受されにくく、セキュアな通信を実現することができる。また、人体通信は、無線ＬＡＮ等よりも低消費電力であるという利点もある。 In human body communication, even if a similar human body communication system is simultaneously operating in the surroundings, the signal transmission path is mainly limited to the human body, so that the channels do not interfere with each other unless the human body touches. Therefore, unlike wireless LAN, transmission quality deterioration due to channel interference does not occur in human body communication. Further, since radio waves are not scattered around like a wireless LAN, it is difficult for others to intercept information, and secure communication can be realized. Human body communication also has an advantage of lower power consumption than a wireless LAN or the like.
上記のようなメリットを生かすためには、人体通信に適した周波数帯、及び変調方式を用いることが好ましい。人体通信に適した周波数帯としては、人体を介さずに電極間で電波が発信されず、人体に共振し難い周波数帯が好ましい。さらに、電極を人体に近づけたり、接触させたりすることで人体を介して信号が伝搬され、空間伝搬よりも人体内でロスが少なくなるような周波数帯が好ましい。こうした要件から、人体通信に用いる周波数帯には、短波帯（３〜３０ＭＨｚ付近）が選ばれる。また、人体通信は、人体を介して信号を伝搬するために周波数特性が変動し易い。そこで、変調方式としては、周波数特性の変動に強いＯＦＤＭが選ばれる。 In order to take advantage of the above merits, it is preferable to use a frequency band and a modulation method suitable for human body communication. A frequency band suitable for human body communication is preferably a frequency band in which radio waves are not transmitted between the electrodes without passing through the human body and are unlikely to resonate with the human body. Furthermore, a frequency band in which a signal is propagated through the human body by bringing the electrode close to or in contact with the human body, and loss in the human body is less than space propagation is preferable. From these requirements, a short wave band (around 3 to 30 MHz) is selected as a frequency band used for human body communication. In human body communication, a signal is propagated through the human body, so that frequency characteristics are likely to fluctuate. Therefore, OFDM that is strong against fluctuations in frequency characteristics is selected as the modulation method.
このように、人体通信は、広く普及している無線ＬＡＮ等に比べて多くの利点がある。また、人体通信と無線ＬＡＮ等とはサービスエリアの広さや伝送特性に顕著な違いがあり、利用される場面も互いに異なるものと考えられる。従って、両通信方式にはそれぞれの特性に適したアプリケーションが存在し、両者が相補的に利用されることで高い利便性と新たな利用分野の開拓が実現されるであろう。 Thus, human body communication has many advantages over widely used wireless LANs and the like. In addition, there is a significant difference in the service area and transmission characteristics between human body communication and wireless LAN, and the usage scenes are considered to be different from each other. Therefore, there are applications suitable for the respective characteristics in both communication methods, and both will be used in a complementary manner, and high convenience and development of new fields of use will be realized.
しかしながら、無線ＬＡＮ機能等と人体通信機能とを共に１台の電子機器に搭載すると、通信手段が機器に占める実装面積が増大してしまい、ユーザは、コストの面で大きな負担を強いられることになる。また、これらの通信手段がＰＤＡや携帯電話、或いは、携帯音楽プレーヤ等のモバイル端末に搭載される場合、コストの面はもちろんのこと、大きさの面でもユーザに負担を強いることになる。そこで、両通信手段をモバイル機器等に実装したとしても回路規模が増大せず、製造コストを低減させることが求められている。以下で説明する本発明の一実施形態に係る構成は、このような要望に対して１つの解決手段を提供するものである。 However, if both the wireless LAN function and the human body communication function are mounted on one electronic device, the mounting area occupied by the communication means in the device increases, and the user is forced to bear a great burden in terms of cost. Become. In addition, when these communication means are installed in a mobile terminal such as a PDA, a mobile phone, or a portable music player, the user is burdened not only in terms of cost but also in size. Therefore, even if both communication means are mounted on a mobile device or the like, there is a demand for reducing the manufacturing cost without increasing the circuit scale. The configuration according to an embodiment of the present invention described below provides one solution to such a demand.
＜３：第１実施形態＞
ここで、本発明の一実施形態（第１実施形態）について説明する。本実施形態は、無線ＬＡＮで利用されるＯＦＤＭのベースバンド信号を短波帯の周波数に変換する機構を設け、当該機構により無線ＬＡＮとＢＡＮとを切り替えて利用する構成に技術的な特徴がある。また、ＢＡＮを利用する場合でも、無線ＬＡＮのＭＡＣ層等をそのまま流用する構成としており、無線ＬＡＮとＢＡＮとが低コストで共存できるようにしている。もちろん、無線ＬＡＮの回路とＢＡＮの回路とを個別に設けるよりも回路規模が大幅に縮小されるため、機器の小型化が実現される。
<3: First embodiment>
Here, an embodiment (first embodiment) of the present invention will be described. This embodiment has a technical feature in a configuration in which a mechanism for converting an OFDM baseband signal used in a wireless LAN into a short-band frequency is used by switching between the wireless LAN and the BAN. Even when using BAN, the wireless LAN MAC layer or the like is used as it is so that the wireless LAN and the BAN can coexist at a low cost. Of course, since the circuit scale is greatly reduced as compared with the case where the wireless LAN circuit and the BAN circuit are provided separately, the device can be downsized.
［３−１：ステーション４００の機能構成］
まず、図４を参照しながら、本実施形態に係るステーション４００の機能構成について説明する。図４は、本実施形態に係るステーション４００の機能構成を示す説明図である。なお、ステーション４００は、通信装置の一例である。また、図２と同様に、ホストインターフェースに代えてネットワークインターフェースを設けることにより、本実施形態に係る技術をアクセスポイントに応用することができる。
[3-1: Functional configuration of station 400]
First, the functional configuration of the
図４に示すように、ステーション４００は、主に、無線アンテナ４０２と、スイッチ４０４（Ｂ）と、ＷＬＡＮ受信部４０６と、切替器４０８、４１６と、変復調部４１０と、ＷＬＡＮ送信部４１８と、アンプ４２０、４２４とを有する。さらに、ステーション４００は、ＢＡＮ送信部４２２と、スイッチ４２６（Ａ）と、信号電極４２８と、ＢＡＮ受信部４３０と、通信制御部４３２と、選択スイッチ４３６と、ホストインターフェース部４３８と、基準電極４４０とを有する。
As shown in FIG. 4, the
ＷＬＡＮ送信部４１８は、第１の送信部の一例である。ＷＬＡＮ受信部４０６は、第１の受信部の一例である。ＢＡＮ送信部４２２は、第２の送信部の一例である。ＢＡＮ受信部４３０は、第２の受信部の一例である。また、ＢＡＮ送信部４２２、ＢＡＮ受信部４３０は、周波数変換部の一例である。さらに、変復調部４１０は、信号生成部、及びデータ復元部の一例である。変復調部４１０は、受信したベースバンドＯＦＤＭ信号を一時的に保持しておくことが可能であり、信号保持部の一例である。
The
なお、本実施形態に係るステーション４００と、ステーション又はアクセスポイント２００との主な対応関係は次の通りである。スイッチ４０４（Ｂ）は、スイッチ２０４に対応する。ＷＬＡＮ受信部４０６は、受信部２０６に対応する。変復調部４１０は、変復調部２０８に対応する。ＷＬＡＮ送信部４１８は、送信部２１６に対応する。ホストインターフェース部４３８は、ホストインターフェース部２２２に対応する。これらの構成要素が持つ機能構成は実質的に同等である。
The main correspondence between the
（無線ＬＡＮ信号の受信処理）
まず、無線ＬＡＮの信号を受信する処理について説明する。無線ＬＡＮの信号は、スイッチ４０４（Ｂ）に接続された無線アンテナ４０２により受信される。そして、無線アンテナ４０２により受信された信号はスイッチ４０４（Ｂ）に入力される。受信処理の場合、スイッチ４０４（Ｂ）は、無線アンテナ４０２により受信された信号がＷＬＡＮ受信部４０６に入力されるように信号の伝送経路を切り替える。そのため、無線アンテナ４０２により受信された信号は、スイッチ４０４（Ｂ）を経由してＷＬＡＮ受信部４０６に入力される。
(Wireless LAN signal reception processing)
First, processing for receiving a wireless LAN signal will be described. The wireless LAN signal is received by the
ＷＬＡＮ受信部４０６は、入力された信号を同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分Ｉｒ１、及び直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分Ｑｒ１で構成される直交ベースバンド信号に変換する。このとき、ＷＬＡＮ受信部４０６は、直交ベースバンド信号の周波数を無線ＬＡＮの周波数帯から所定の周波数に変換してもよい。但し、所定の周波数として無線ＬＡＮの周波数帯を基準にする場合、無線ＬＡＮの直交ベースバンド信号Ｉｒ１、Ｑｒ１は周波数変換されずにそのまま出力される。ＷＬＡＮ受信部４０６により変換された直交ベースバンド信号Ｉｒ１、Ｑｒ１は切替器４０８に入力される。
The
切替器４０８は、無線ＬＡＮ機能が選択されているか、又はＢＡＮ機能が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続する構成要素をＷＬＡＮ受信部４０６にするか、又はＢＡＮ受信部４３０にするかを切り替える。ここでは、無線ＬＡＮ機能が選択されているものとする。従って、ＷＬＡＮ受信部４０６から出力された直交ベースバンド信号Ｉｒ１、Ｑｒ１は変復調部４１０に入力される。
The
変復調部４１０は、復調部４１２（ＤＥＭ部）、及び変調部４１４（ＭＯＤ部）を備えている。切替器４０８から直交ベースバンド信号Ｉｒ１、Ｑｒ１が入力されると、変復調部４１０は、復調部４１２により直交ベースバンド信号Ｉｒ１、Ｑｒ１に復調処理を施してデジタルデータを生成する。復調部４１２により生成されたデジタルデータは、通信制御部４３２に入力される。
The
通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、変復調部４１０から入力されたデジタルデータを分解してペイロード部分を抽出する。通信制御部４３２により抽出されたデジタルデータのペイロード部分は、ホストインターフェース部４３８に入力される。ホストインターフェース部４３８は、接続されているホスト機器２２４に対し、通信制御部４３２から入力されたデジタルデータのペイロード部分を伝送する。
The
このようにして、ステーション４００は無線ＬＡＮの信号を受信し、ホスト機器２２４に伝送する。次に、ＢＡＮの信号を受信する処理について説明する。
In this way, the
（ＢＡＮ信号の受信処理）
ＢＡＮの信号は、スイッチ４２６（Ａ）に接続された信号電極４２８により受信される。そして、信号電極４２８により受信された信号はスイッチ４２６（Ａ）に入力される。受信処理の場合、スイッチ４２６（Ａ）は、信号電極４２８により受信された信号がＢＡＮ受信部４３０に入力されるように信号の伝送経路を切り替える。そのため、信号電極４２８により受信された信号は、スイッチ４２６（Ａ）を経由してＢＡＮ受信部４３０に入力される。
(BAN signal reception processing)
The BAN signal is received by the
ＢＡＮ受信部４３０は、入力された信号を同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分Ｉｒ２、及び直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分Ｑｒ２で構成される直交ベースバンド信号に変換する。このとき、ＢＡＮ受信部４３０は、直交ベースバンド信号の周波数を短波帯の周波数帯から所定の周波数に変換する。例えば、所定の周波数として無線ＬＡＮの周波数帯を基準にする場合、ＢＡＮの直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は無線ＬＡＮの周波数帯に周波数変換される。ＢＡＮ受信部４３０により周波数変換された直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は切替器４０８に入力される。
The
切替器４０８は、無線ＬＡＮ機能が選択されているか、又はＢＡＮ機能が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続する構成要素をＷＬＡＮ受信部４０６にするか、又はＢＡＮ受信部４３０にするかを切り替える。ここでは、ＢＡＮ機能が選択されているものとする。従って、ＢＡＮ受信部４３０から出力された直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は変復調部４１０に入力される。
The
切替器４０８から直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２が入力されると、変復調部４１０は、復調部４１２により直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２に復調処理を施してデジタルデータを生成する。復調部４１２により生成されたデジタルデータは、通信制御部４３２に入力される。通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、変復調部４１０から入力されたデジタルデータを分解してペイロード部分を抽出する。通信制御部４３２により抽出されたデジタルデータのペイロード部分は、ホストインターフェース部４３８に入力される。ホストインターフェース部４３８は、接続されているホスト機器２２４に対し、通信制御部４３２から入力されたデジタルデータのペイロード部分を伝送する。
When the orthogonal baseband signals Ir2 and Qr2 are input from the
このようにして、ステーション４００はＢＡＮの信号を受信し、ホスト機器２２４に伝送する。上記の通り、ＢＡＮの信号を受信する処理においても、切替器４０８の後段における処理は実質的に無線ＬＡＮのものと変わらない。そのため、無線ＬＡＮの機能とＢＡＮの機能とが共存する構成であるにも関わらず、無線ＬＡＮの機能を単独で持つ場合に比べて、それほど多くの構成要素が追加されていない。つまり、ＢＡＮの機能を実現するために追加される構成要素の数が少なくて済んでいる。
In this way, the
（無線ＬＡＮ信号の送信処理）
次に、無線ＬＡＮの信号を送信する処理について説明する。まず、送信データがホスト機器２２４からホストインターフェース部４３８に伝送される。ホスト機器２２４から伝送されてきた送信データは、ホストインターフェース部４３８を介して通信制御部４３２に入力される。
(Wireless LAN signal transmission processing)
Next, processing for transmitting a wireless LAN signal will be described. First, transmission data is transmitted from the
ホストインターフェース部４３８から送信データが入力されると、通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、その送信データにＰＨＹヘッダ及びＭＡＣヘッダを付加して送信フレームを生成する。通信制御部４３２により生成された送信フレームは、変復調部４１０に入力される。
When transmission data is input from the
通信制御部４３２から送信フレームが入力されると、変復調部４１０は、変調部４１４により、送信フレームから直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔを生成する。変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔは切替器４１６に入力される。切替器４１６は、無線ＬＡＮ機能が選択されているか、又はＢＡＮ機能が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続される構成要素をＷＬＡＮ送信部４１８にするか、又はＢＡＮ送信部４２２にするかを切り替える。ここでは、無線ＬＡＮ機能が選択されているものとする。従って、変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、ＱｔはＷＬＡＮ送信部４１８に入力される。
When a transmission frame is input from the
ＷＬＡＮ送信部４１８は、変復調部４１０から入力された直交ベースバンド信号Ｉｔ１、Ｑｔ１の周波数を無線ＬＡＮの周波数帯に変換して送信信号を生成する。但し、変復調部４１０により出力される直交ベースバンド信号Ｉｔ１、Ｑｔ１が無線ＬＡＮの周波数帯の信号である場合、直交ベースバンド信号Ｉｔ１、Ｑｔ１から生成された送信信号は周波数変換されずにアンプ４２０に入力される。アンプ４２０は、ＷＬＡＮ送信部４１８から入力された送信信号を増幅する。
The
アンプ４２０により増幅された送信信号は、スイッチ４０４（Ｂ）に入力される。信号が送信される場合、スイッチ４０４（Ｂ）は、無線アンテナ４０２に信号の伝送経路が通じるように切り替える。そのため、アンプ４２０により増幅された送信信号は、スイッチ４０４（Ｂ）を経由して無線アンテナ４０２から送信される。このようにして、ステーション４００は無線ＬＡＮの信号を無線アンテナ４０２から送信する。次に、ＢＡＮの信号を送信する処理について説明する。
The transmission signal amplified by the
（ＢＡＮ信号の送信処理）
まず、送信データがホスト機器２２４からホストインターフェース部４３８に伝送される。ホスト機器２２４から伝送されてきた送信データは、ホストインターフェース部４３８を介して通信制御部４３２に入力される。
(BAN signal transmission processing)
First, transmission data is transmitted from the
ホストインターフェース部４３８から送信データが入力されると、通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、その送信データにＰＨＹヘッダ及びＭＡＣヘッダを付加して送信フレームを生成する。通信制御部４３２により生成された送信フレームは、変復調部４１０に入力される。
When transmission data is input from the
通信制御部４３２から送信フレームが入力されると、変復調部４１０は、変調部４１４により、送信フレームから直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔを生成する。変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔは切替器４１６に入力される。切替器４１６は、無線ＬＡＮ機能が選択されているか、又はＢＡＮ機能が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続される構成要素をＷＬＡＮ送信部４１８にするか、又はＢＡＮ送信部４２２にするかを切り替える。ここでは、ＢＡＮ機能が選択されているものとする。従って、変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、ＱｔはＢＡＮ送信部４２２に入力される。
When a transmission frame is input from the
ＢＡＮ送信部４２２は、変復調部４１０から入力された直交ベースバンド信号Ｉｔ２、Ｑｔ２の周波数をＢＡＮの周波数帯に変換して送信信号を生成する。ＢＡＮ送信部４２２により生成された送信信号はアンプ４２４に入力される。アンプ４２４は、ＢＡＮ送信部４２２から入力された送信信号を増幅する。例えば、ＢＡＮの周波数帯としては短波帯が用いられる。アンプ４２４により増幅された送信信号は、スイッチ４２６（Ａ）に入力される。信号が送信される場合、スイッチ４２６（Ａ）は、信号電極４２８に信号の伝送経路が通じるように接続を切り替える。そのため、アンプ４２４により増幅された送信信号は、スイッチ４２６（Ａ）を経由して信号電極４２８から送信される。
The
このようにして、ステーション４００はＢＡＮの信号を信号電極４２８から送信する。なお、ステーション４００には、信号電極４２８を利用して人体通信を実現するために、基準電極４４０が設けられている。この基準電極４４０は、図３の原理説明図に示した送信機３００の基準電極３０４、受信機３１０の基準電極３１４、送信機３２０の基準電極３２２に対応する。従って、基準電極４４０は、信号電極４２８が形成する信号の伝達パスに対応する帰線を形成する役割を果たす。
In this way, the
さらに、ステーション４００には、選択スイッチ４３６が設けられている。この選択スイッチ４３６は、通信制御部４３２に接続されており、無線ＬＡＮ機能とＢＡＮ機能とを通信制御部４３２に切り替えさせるためのものである。例えば、ユーザが選択スイッチ４３６を操作して無線ＬＡＮ機能を利用するか、ＢＡＮ機能を利用するかを選択する。但し、無線ＬＡＮ機能とＢＡＮ機能との間の切替制御が自動化されていてもよい。例えば、ＢＡＮ機能が利用可能な状況の場合に優先的にＢＡＮ機能を利用して通信するように構成されていてもよいし、逆に、無線ＬＡＮ機能を優先的に利用するように構成されていてもよい。また、無線ＬＡＮ機能で受信したパケットをトリガーにしてＢＡＮ機能が有効になるように構成されていてもよい。
Further, the
このように、選択スイッチ４３６の切替により無線ＬＡＮ機能又はＢＡＮ機能が選択されると、通信制御部４３２は、切替器４１６、ＷＬＡＮ送信部４１８、ＢＡＮ送信部４２２等を制御して信号の周波数帯、及び信号伝送路を制御する。また、通信制御部４３２は、利用される機能に応じて、ＷＬＡＮ送信部４１８及びＢＡＮ送信部４２２の起動／停止制御等を行うように構成されていてもよい。
As described above, when the wireless LAN function or the BAN function is selected by switching the selection switch 436, the
例えば、ＢＡＮ機能を利用する場合、ＷＬＡＮ送信部４１８及びＷＬＡＮ受信部４０６を停止させたり、或いは、電力供給を低減させたりすることで、ステーション４００の消費電力を抑制することができる。同様に、無線ＬＡＮ機能が利用される場合、ＢＡＮ送信部４２２、ＢＡＮ受信部４３０の電力供給が低減又は停止されるように構成してもよい。アンプ４２０、４２４についても、同様に電力制御することで、ステーション４００の電力消費量を低減させることが可能になる。
For example, when the BAN function is used, the power consumption of the
なお、上記の説明の中で、直交ベースバンド信号の周波数変換がＢＡＮ送信部４２２等において実行されるものとして説明した。しかし、直交ベースバンド信号の周波数変換は、変復調部４１０において実行されてもよい。例えば、変調部４１４にて直交変調された後、変復調部４１０にて所定の中間周波数（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）まで周波数変換された直交ベースバンド信号がＢＡＮ送信部４２２等に入力されるように構成されていてもよい。同様に、受信処理においても、直交ベースバンド信号がＢＡＮ受信部４３０等で中間周波数まで周波数変換されてから変復調部４１０に入力されるように構成されていてもよい。
In the above description, it has been described that the frequency conversion of the orthogonal baseband signal is executed in the
［３−２：周波数帯について］
ここで、図５を参照しながら、無線ＬＡＮ及びＢＡＮに利用される周波数帯について説明する。図５は、無線ＬＡＮ及びＢＡＮの周波数スペクトラムを示す説明図である。
[3-2: Frequency band]
Here, frequency bands used for the wireless LAN and BAN will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the frequency spectrum of the wireless LAN and BAN.
既に述べた通り、ＢＡＮでは、おおよそ３〜３０ＭＨｚの周波数帯が利用される。一例として、中心周波数が１０ＭＨｚの周波数帯でＢＡＮによる通信が行われるものと仮定する。一方で、無線ＬＡＮについては、例えば、中心周波数５．２ＧＨｚの周波数帯が利用される。この場合、ステーション４００は、中心周波数１０ＭＨｚのＢＡＮ用周波数帯と、中心周波数帯５．２ＧＨｚの無線ＬＡＮ用周波数帯とを切り替えて利用する。
As already mentioned, BAN uses a frequency band of approximately 3 to 30 MHz. As an example, it is assumed that BAN communication is performed in a frequency band with a center frequency of 10 MHz. On the other hand, for the wireless LAN, for example, a frequency band with a center frequency of 5.2 GHz is used. In this case, the
また、ステーション４００は、例えば、データ伝送用のサブキャリアを４８本、パイロット信号用のサブキャリアを４本利用し、合計で５２本のサブキャリアを利用する。この場合、ステーション４００は、個々のサブキャリアを０．２５ＭＨｚの変調速度で個別に変調し、これらのサブキャリアの全体を用いてデータを伝送する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで使用されるＯＦＤＭの占有帯域幅は１６ＭＨｚ程度になる。
Further, the
［３−３：プロトコルスタックについて］
次に、図６を参照しながら、無線ＬＡＮとＢＡＮとを共用する本実施形態のプロトコルスタック６００について説明する。図６は、本実施形態に係るプロトコルスタック６００の構成を示す説明図である。
[3-3: Protocol stack]
Next, the
図６に示すように、最下位にＰＨＹ層６０２、６０４、６０６が存在する。その中で、ＰＨＹ１（ＰＨＹ層６０４）は、無線ＬＡＮ機能で利用されるＰＨＹ層の一部であり、例えば、周波数が５ＧＨｚ帯、変調方式がＯＦＤＭに規定されている。一方、ＰＨＹ２（ＰＨＹ層６０６）は、ＢＡＮ機能で利用されるＰＨＹ層の一部であり、例えば、周波数がＨＦ帯（例えば、中心周波数１５ＭＨｚ）、変調方式がＯＦＤＭに規定されている。 As shown in FIG. 6, PHY layers 602, 604, and 606 are present at the bottom. Among them, PHY1 (PHY layer 604) is a part of the PHY layer used for the wireless LAN function. For example, the frequency is 5 GHz and the modulation method is defined by OFDM. On the other hand, PHY2 (PHY layer 606) is a part of the PHY layer used in the BAN function. For example, the frequency is HF band (for example, the center frequency is 15 MHz), and the modulation method is defined by OFDM.
ＰＨＹ層６０２の上位には、ＰＨＹ１、ＰＨＹ２の区別に関係なく、共通のＭＡＣ層６０８が規定されている。ＭＡＣ層６０８としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１のＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）により規定されるＭＡＣ層が用いられる。ＭＡＣ層６０８の上位には、ＴＣＰ／ＩＰやアプリケーションから成る上位層６１０が規定される。
A
このように、本実施形態に係るプロトコルスタックは、ＢＡＮを利用する場合でも、無線ＬＡＮと同じＭＡＣ層６０８の構成を使用できるため、無線ＬＡＮを搭載した電子機器にＢＡＮ機能を追加する上で製造コストを低減させることができる。もちろん、ＭＡＣ層６０８、及びＰＨＹ層の一部（ＰＨＹ層６０２）が共通化されることで回路規模が増大せずに済み、ＢＡＮ機能が追加された電子機器のサイズを低減させることができる。その結果、携帯電話や携帯情報端末の他にも、小型のゲーム機や音楽プレーヤ、或いは、各種の撮像装置、映像プレーヤ等にもＢＡＮを搭載することが可能になる。
As described above, the protocol stack according to the present embodiment can use the same configuration of the
また、ＢＡＮ機能を利用して１対１の通信を行う場合、基本的には他のシステムとの間の干渉による影響を考えなくてもよい。このような場合、ＣＳＭＡ／ＣＡのキャリアセンスを省略し、即時送信を行うことでスループットを高めることができる。このような制御については、例えば、選択スイッチ４３６の切り替えにより通信制御部４３２で判断され、ＢＡＮが選択された場合に通信制御部４３２がキャリアセンス機能をオフにすることで実現される。
In addition, when one-to-one communication is performed using the BAN function, it is basically unnecessary to consider the influence of interference with other systems. In such a case, it is possible to increase the throughput by omitting CSMA / CA carrier sense and performing immediate transmission. Such control is realized, for example, when the
［３−４：応用例１ー１］
上記のように、本実施形態は、様々な小型の電子機器に適用され、無線ＬＡＮ等とＢＡＮとの共用を実現するために大きく貢献する。その結果、電子機器への実装形態に応じて、様々なアプリケーションが考えられる。ここでは、図７を参照しながら、本実施形態の１つの応用例について説明する。図７は、本実施形態に係る一応用例（応用例１ー１）を示す説明図である。
[3-4: Application example 1-1]
As described above, the present embodiment is applied to various small electronic devices, and greatly contributes to realizing sharing between the wireless LAN and the BAN. As a result, various applications are conceivable depending on the mounting form in the electronic device. Here, one application example of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an application example (application example 1-1) according to the present embodiment.
図７には、特定の場所で、本実施形態が適用された電子機器７００にＢＡＮを利用してコンテンツをダウンロードするケースが模式的に示されている。特定の場所としては、例えば、街中に設置された次のようなコンテンツのダウンロードスポットが考えられる。このダウンロードスポットには、例えば、床面に信号電極７１０が設置されており、この信号電極７１０から発信されたコンテンツデータが人体を経由して電子機器７００に配信される。
FIG. 7 schematically illustrates a case in which content is downloaded using a BAN to an
このような形態の１つの利点としては、多数のダウンロードスポットが近接して設けられていても互いに干渉が発生しないため、高い伝送品質が維持されることが挙げられる。また、相互干渉が無いため、セキュリティが容易に確保されるという利点もある。また、提供されるサービス毎にダウンロードスポットを設ければ、ユーザが所望のサービスを容易に見つけだすことができるようになるという利点もある。 One advantage of such a form is that high transmission quality is maintained because interference does not occur even when a large number of download spots are provided close to each other. Moreover, since there is no mutual interference, there is an advantage that security is easily secured. In addition, if a download spot is provided for each provided service, there is an advantage that the user can easily find a desired service.
さらに、本実施形態が適用された電子機器７００には、ＢＡＮ機能の他に無線ＬＡＮ機能が搭載されている。そこで、例えば、無線ＬＡＮ機能を利用してＢＡＮのダウンロードスポットの位置を検索し、そのダウンロードスポットでＢＡＮによるサービスの提供を受けるといった利用形態も考えられる。また、混雑したイベントスペースや街中では、無線ＬＡＮによる通信環境は相互干渉の影響により劣悪である。そのため、混雑した環境ではＢＡＮを利用し、電波干渉の少ないエリアでは無線ＬＡＮを利用するといった利用形態も考えられる。このように、無線ＬＡＮとＢＡＮとを相補的に利用することで、ユーザの利便性を大きく向上させることが可能になる。
Furthermore, the
［３−５：応用例１−２］
次に、図８を参照しながら、本実施形態の他の１つの応用例について説明する。図８は、本実施形態に係る一応用例（応用例１−２）を示す説明図である。上記の応用例１ー１は、電子機器７００がＢＡＮを利用して信号を受信する形態であった。しかし、本実施形態は、送信機能、及び受信機能の双方において、無線ＬＡＮとＢＡＮとを共用できる構成にしている。そのため、複数の電子機器８００、８１０を連携させる利用形態も考えられる。
[3-5: Application example 1-2]
Next, another application example of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an application example (application example 1-2) according to the present embodiment. In the application example 1-1, the
電子機器８００、８１０は、本実施形態が適用された電子機器の一例である。但し、電子機器８１０は、ＢＡＮの機能のみが搭載された電子機器であってもよい。図８の例では、電子機器８１０として、ＢＡＮ機能を搭載したハードディスクドライブが想定されている。もちろん、電子機器８１０は、ハードディスクドライブ以外の磁気記録装置、光記録装置、光磁気記録装置、或いは、半導体記録装置等であってもよい。
携帯電話や携帯情報端末等の小型の電子機器８００は、内部に記録できるデータ量が少ない場合が多い。一方で、高画質な映像データや音楽データは、データ量が非常に大きい。また、電子辞書データやゲームプログラム等もデータ量が大きい。そのため、これらのデータを全て電子機器８００の内蔵メモリに記録しておくのが難しい場合がある。こうした場合、ユーザは、電子機器８００の内蔵メモリに記録しておくデータを最小限に抑えたり、利用するアプリケーションを重要なもののみに限定することになる。
Small
その結果、電子機器８００の用途が限定され、ユーザの利便性が大きく低下してしまう。一方で、電子機器８００に大容量の記憶装置を内蔵すると、電子機器８００のサイズが非常に大きくなってしまい、電子機器８００のモビリティが損なわれてしまう。そこで、大容量の記憶装置（電子機器８１０）を鞄等に入れ、データ量の大きなアプリケーションやユーザデータを大容量の記憶装置に記録するといった利用形態の実現が望まれる。
As a result, the use of the
このとき、大容量の記憶装置と電子機器８００との間の通信手段は、無線ＬＡＮよりもＢＡＮの方が適している。なぜなら、無線ＬＡＮは、利用環境に応じて伝送品質が変化してしまうため、データの書き込み中に伝送エラー等が頻発してデータが失われる可能性が高いからである。さらに、伝送中のデータが他人に傍受される危険性もある。こうした観点から、どのような環境でも相互干渉が生じにくく、伝送データが他人に傍受されにくいＢＡＮの利用が適しているのである。
At this time, the communication means between the large-capacity storage device and the
また、本実施形態が適用された電子機器８００には、無線ＬＡＮ機能とＢＡＮ機能とが搭載されていることから、例えば、無線ＬＡＮ機能を利用してダウンロードしたコンテンツをＢＡＮ機能を利用して電子機器８１０に伝送するという利用形態も考えられる。より具体的に、例えば、ストリーミング配信されているビデオ映像を電子機器８００の無線ＬＡＮ機能により受信し、ＢＡＮ機能を利用して電子機器８１０に録画するといった利用形態が考えられる。そして、電子機器８１０に取り溜めた映像データをＢＡＮ機能を利用して電子機器８００に伝送し、電子機器８００で映像データを視聴するのである。
In addition, since the
このように、無線ＬＡＮ機能とＢＡＮ機能とを組み合わせて利用することで、ユーザの利便性を大きく向上させると共に、新たな電子機器の利用形態を創造することができる。このような組み合わせを実現するためには、両機能を搭載した電子機器の小型化、及び製造コストの低減が欠かせない。しかし、本実施形態に係る技術を適用することで、両機能を搭載した電子機器の小型化、及び製造コストの低減が図れる。その結果として、上記のようなユーザの利便性の向上が得られるのである。 As described above, by using the wireless LAN function and the BAN function in combination, it is possible to greatly improve the convenience for the user and to create a new usage form of the electronic device. In order to realize such a combination, it is indispensable to reduce the size of an electronic device equipped with both functions and to reduce the manufacturing cost. However, by applying the technology according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and the manufacturing cost of an electronic device equipped with both functions. As a result, the improvement of the user convenience as described above can be obtained.
なお、図７の例は、インフラストラクチャモードによる通信形態の一例である。図８の例は、アドホックモードによる通信形態の一例である。また、これらの応用例を実施する上で、ＢＡＮの電極構成は、人体に非接触の電界方式である方が好ましい。 Note that the example of FIG. 7 is an example of a communication mode in the infrastructure mode. The example of FIG. 8 is an example of a communication form in the ad hoc mode. Moreover, when implementing these application examples, it is preferable that the electrode configuration of the BAN is a non-contact electric field system with respect to the human body.
（データ転送時のタイミング制御について）
図８に示した電子機器８００は、無線ＬＡＮで受信したパケットをＢＡＮで電子機器８１０に転送する構成を採っていた。このような転送処理をする場合、電子機器８００は、無線ＬＡＮでパケットを受信する際に利用したタイムスロットと、ＢＡＮでパケットを伝送するために利用するタイムスロットとを分ける。
(About timing control during data transfer)
The
例えば、図９に示すように、タイムスロットＴ１を利用してアクセスポイント（ＡＰ）からパケット（Ｄａｔａ）が電子機器８００（Ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｈｏｎｅ）に伝送された場合について考える。このとき、電子機器８００は、タイムスロットＴ１の次のタイムスロットＴ２でパケットを伝送するためにパケットを一時的に保持し、次のタイムスロットＴ２で電子機器８１０（Ｓｔｏｒａｇｅ）にパケットを伝送する。そのため、電子機器８００は、パケットを一時的に保持するためのキャッシュを有している。このキャッシュは、信号保持部の一例である。
For example, as shown in FIG. 9, consider the case where a packet from the access point (AP) by using the time slot T 1 (Data) is transmitted to the electronic device 800 (Cellular phone). At this time, the
＜４：第２実施形態＞
次に、本発明の他の一実施形態（第２実施形態）について説明する。上記の第１実施形態においては、ステーション４００等の回路規模を増大させずに、無線ＬＡＮとＢＡＮとを共存させる技術が提案された。但し、当該第１実施形態に係る技術の適用範囲は、無線ＬＡＮとＢＡＮとの組み合わせに限定されるものではない。既に述べた通り、最終的に同技術の目的とするところは、特性の異なる通信技術を組み合わせ、用途や利用環境に応じて切り替えられるようにすることにある。例えば、ＢＡＮに代えて、或いは、ＢＡＮと組み合わせて、他の近接通信技術を用いることも想定している。本実施形態は、上記の第１実施形態で例示した無線ＬＡＮとＢＡＮとの組み合わせに、電磁結合を用いる通信方式を更に組み合わせる技術を提案するものである。
<4: Second Embodiment>
Next, another embodiment (second embodiment) of the present invention will be described. In the first embodiment described above, a technique for coexisting a wireless LAN and a BAN without increasing the circuit scale of the
このような組み合わせ技術を用いることで、図１０に示すようなデバイスエリアネットワークに応用することができる。ここで言うデバイスエリアネットワークとは、近接通信を用いて機器間で直接的に通信を行う技術である。デバイスエリアネットワークに含まれる機器としては、例えば、図１０に示す例のように、携帯電話１００５、デジタルカメラ１００３、ノートＰＣ１００１等が考えられる。
By using such a combination technique, it can be applied to a device area network as shown in FIG. The device area network mentioned here is a technique for performing direct communication between devices using proximity communication. As devices included in the device area network, for example, a
この例では、ノートＰＣ１００１と、デジタルカメラ１００３又は携帯電話１００５とが電磁結合による近接通信を行うようにデバイスエリアネットワークが構成されている。また、相互に電磁結合を行うためにノートＰＣ１００１にはコイル１００２が、デジタルカメラ１００３にはコイル１００４が、携帯電話１００５にはコイル１００６が設けられる。
In this example, the device area network is configured so that the
例えば、ノートＰＣ１００１からデジタルカメラ１００３に電磁結合を用いてデータを伝送する場合、ノートＰＣ１００１のコイル１００２には、データに基づいて変調が施された電流が印加される。コイル１００２に電流が印加されると、印加された電流に応じた誘導磁場が形成される。そのため、デジタルカメラ１００３のコイル１００４がノートＰＣ１００１のコイル１００２に近接されると、コイル１００２で形成された誘導磁場によりコイル１００４に電流が誘起される。つまり、コイル１００２、１００４の間で電磁結合が形成される。
For example, when data is transmitted from the
そして、コイル１００４に誘起された電流の変化からデータが復調される。このように、電磁結合を用いた通信方式を用いる場合、近接した機器に通信対象が制限されるため、他の機器との間でチャネルの干渉が生じたり、通信内容が傍受されたりする危険性が低い。このような利点はＢＡＮと同様である。但し、電磁結合を用いる場合、ＢＡＮの場合とは異なり、無線ＬＡＮと同じ周波数帯の電流信号をコイルに印加して通信することも可能である。なお、電磁結合を用いた通信方式は、第３の通信方式の一例である。
Data is demodulated from the change in current induced in the
［４−１：ステーション１１００の機能構成］
ここで、図１１を参照しながら、本実施形態に係るステーション１１００の機能構成について説明する。なお、上記の第１実施形態に係るステーション４００と実質的に同じ機能を有する構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。
[4-1: Functional Configuration of Station 1100]
Here, the functional configuration of the
図１１は、本実施形態に係るステーション１１００の機能構成を示す説明図である。図１１に示すステーション１１００は、無線ＬＡＮ通信、人体通信、及び電磁結合通信の３種類の通信が可能な通信装置の一例である。また、図２と同様に、ホストインターフェースに代えてネットワークインターフェースを設けることにより、本実施形態に係る技術をアクセスポイントに応用することができる。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a functional configuration of the
図１１に示すように、ステーション１１００は、無線アンテナ４０２と、スイッチ４０４（ＳＷ１）と、ＷＬＡＮ受信部４０６と、切替器４０８、４１６と、変復調部４１０（ＯＦＤＭ ＭＯＤＥＭ部）とを有する。さらに、ステーション１１００は、ＷＬＡＮ送信部４１８と、アンプ４２０、４２４と、ＢＡＮ送信部４２２と、スイッチ４２６（ＳＷ２）とを有する。そして、ステーション１１００は、ＢＡＮ受信部４３０と、通信制御部４３２と、選択スイッチ４３６と、ホストインターフェース部４３８とを有する。
As illustrated in FIG. 11, the
さらに、ステーション１１００は、バラン１１０１と、スイッチ１１０２（ＳＷ３）と、整合回路１１０３、１１０５と、平衡電極１１０４と、電磁結合用コイル１１０６とを有する。なお、スイッチ４０４（ＳＷ１）は、上記のスイッチ４０４（Ｂ）に対応する。同様に、スイッチ４２６（ＳＷ２）は、上記のスイッチ４２６（Ａ）に対応する。また、図１１では、ホストインターフェース部４３８に接続されるホスト機器２２４の記載を省略している。
Further, the
上記のステーション４００との主な違いは、バラン１１０１、スイッチ１１０２（ＳＷ３）、整合回路１１０３、１１０５、平衡電極１１０４、電磁結合用コイル１１０６の構成にある。また、ステーション１１００は、３種類の通信方式に対応しているため、選択スイッチ４３６で切り替え可能な通信方式が２通りから３通りに増えている点も１つの違いである。選択スイッチ４３６で無線ＬＡＮが選択されている場合の送受信処理は、上記のステーション４００と実質的に同様である。そこで、以下では、選択スイッチ４３６で人体通信又は電磁結合通信が選択されている場合の送受信処理について説明する。
The main difference from the
（ＢＡＮ又は電磁結合通信における送信処理）
まず、送信処理について説明する。送信データがホスト機器２２４からホストインターフェース部４３８に伝送されると、当該送信データは、ホストインターフェース部４３８を介して通信制御部４３２に入力される。ホストインターフェース部４３８から送信データが入力されると、通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、その送信データにＰＨＹヘッダ及びＭＡＣヘッダを付加して送信フレームを生成する。通信制御部４３２により生成された送信フレームは、変復調部４１０に入力される。
(Transmission processing in BAN or electromagnetic coupling communication)
First, the transmission process will be described. When the transmission data is transmitted from the
通信制御部４３２から送信フレームが入力されると、変復調部４１０は、変調部４１４により、送信フレームから直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔを生成する。変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、Ｑｔは切替器４１６に入力される。切替器４１６は、無線ＬＡＮが選択されているか、或いは、ＢＡＮ又は電磁結合通信が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続される構成要素をＷＬＡＮ送信部４１８にするか、又はＢＡＮ送信部４２２にするかを切り替える。ここでは、ＢＡＮ又は電磁結合通信が選択されているため、変調部４１４により生成された直交ベースバンド信号Ｉｔ、ＱｔはＢＡＮ送信部４２２に入力される。
When a transmission frame is input from the
ＢＡＮ送信部４２２は、変復調部４１０から入力された直交ベースバンド信号Ｉｔ２、Ｑｔ２の周波数をＢＡＮの周波数帯に変換して送信信号を生成する。ＢＡＮの周波数帯としては、例えば、短波帯が用いられる。但し、電磁結合通信が選択されている場合に、周波数帯の変換無しに送信信号が生成されるよう構成されていてもよい。ＢＡＮ送信部４２２により生成された送信信号はアンプ４２４に入力される。アンプ４２４は、ＢＡＮ送信部４２２から入力された送信信号を増幅する。アンプ４２４により増幅された送信信号は、スイッチ４２６（ＳＷ２）に入力される。信号が送信される場合、スイッチ４２６（ＳＷ２）は、バラン１１０１に信号の伝送経路が通じるように接続を切り替える。
The
そのため、アンプ４２４により増幅された送信信号は、スイッチ４２６（ＳＷ２）を経由してバラン１１０１に入力される。バラン１１０１は、入力された短波帯の信号を不平衡から平衡に変換する回路である。バラン１１０１により平衡に変換された送信信号は、スイッチ１１０２（ＳＷ３）に入力される。スイッチ１１０２（ＳＷ３）は、ＢＡＮと電磁結合通信とを切り替えるスイッチである。選択スイッチ４３６でＢＡＮが選択されている場合、スイッチ１１０２（ＳＷ３）は、整合回路１１０３に信号の伝送経路が通じるように接続を切り替える。一方、選択スイッチ４３６で電磁結合通信が選択されている場合、スイッチ１１０２（ＳＷ３）は、整合回路１１０５に信号の伝送経路が通じるように接続を切り替える。
Therefore, the transmission signal amplified by the
選択スイッチ４３６でＢＡＮが選択されている場合、バラン１１０１から出力された送信信号は、スイッチ１１０２（ＳＷ３）を経由して整合回路１１０３に入力される。整合回路１１０３では、送受側の特性インピーダンスを合わせるために送信信号に対してインピーダンス整合が施される。そして、整合回路１１０３でインピーダンス整合が施された送信信号は、平衡電極１１０４に印加される。一方、選択スイッチ４３６で電磁結合通信が選択されている場合、バラン１１０１から出力された送信信号は、スイッチ１１０２（ＳＷ３）を経由して整合回路１１０５に入力され、インピーダンス整合が施される。そして、整合回路１１０５から出力された送信信号は、電磁結合用コイル１１０６に印加される。なお、スイッチ１１０２（ＳＷ３）の切り替え制御は、通信制御部４３２により行われる。
When BAN is selected by the selection switch 436, the transmission signal output from the
（ＢＡＮ又は電磁結合通信の受信処理）
次に、受信処理について説明する。ＢＡＮの信号は、平衡電極１１０４により受信される。平衡電極１１０４で受信された信号は、整合回路１１０３を通じてスイッチ１１０２（ＳＷ３）に入力される。一方、電磁結合通信の信号は、電磁結合用コイル１１０６により受信される。電磁結合用コイル１１０６で受信された信号は、整合回路１１０５を通じてスイッチ１１０２（ＳＷ３）に入力される。
(Reception processing of BAN or electromagnetic coupling communication)
Next, the reception process will be described. The BAN signal is received by the
スイッチ１１０２（ＳＷ３）は、選択スイッチ４３６の切り替え又は通信制御部４３２による自動制御により、適宜切り替えられる。そして、スイッチ１１０２（ＳＷ３）の接続状態に応じて、適宜、ＢＡＮの信号又は電磁結合通信の信号がバラン１１０１に入力される。バラン１１０１に入力された受信信号は、非平衡から平衡に変換され、スイッチ４２６（ＳＷ２）に入力される。受信処理の場合、スイッチ４２６（ＳＷ２）は、受信信号がＢＡＮ受信部４３０に入力されるように信号の伝送経路を切り替えられる。そのため、ＢＡＮ又は電磁結合通信の受信信号は、スイッチ４２６（ＳＷ２）を経由してＢＡＮ受信部４３０に入力される。
The switch 1102 (SW3) is appropriately switched by switching the selection switch 436 or automatically controlled by the
ＢＡＮ受信部４３０は、入力された信号を同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分Ｉｒ２、及び直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分Ｑｒ２で構成される直交ベースバンド信号に変換する。このとき、ＢＡＮ受信部４３０は、直交ベースバンド信号の周波数を短波帯の周波数帯から所定の周波数に変換する。例えば、所定の周波数として無線ＬＡＮの周波数帯を基準にする場合、ＢＡＮの直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は無線ＬＡＮの周波数帯に周波数変換される。ＢＡＮ受信部４３０により周波数変換された直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は切替器４０８に入力される。
The
切替器４０８は、無線ＬＡＮ機能が選択されているか、又はＢＡＮ機能が選択されているかに応じて、変復調部４１０に接続する構成要素をＷＬＡＮ受信部４０６にするか、又はＢＡＮ受信部４３０にするかを切り替える。ここではＢＡＮ機能が選択されているため、ＢＡＮ受信部４３０から出力された直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２は変復調部４１０に入力される。
The
切替器４０８から直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２が入力されると、変復調部４１０は、復調部４１２により直交ベースバンド信号Ｉｒ２、Ｑｒ２に復調処理を施してデジタルデータを生成する。復調部４１２により生成されたデジタルデータは、通信制御部４３２に入力される。通信制御部４３２は、ＣＰＵ４３４により、変復調部４１０から入力されたデジタルデータを分解してペイロード部分を抽出する。通信制御部４３２により抽出されたデジタルデータのペイロード部分は、ホストインターフェース部４３８に入力される。ホストインターフェース部４３８は、接続されているホスト機器２２４に対し、通信制御部４３２から入力されたデジタルデータのペイロード部分を伝送する。
When the orthogonal baseband signals Ir2 and Qr2 are input from the
以上、ＢＡＮ及び電磁結合通信における送受信処理について説明した。上記の通り、ＢＡＮ又は電磁結合通信の信号を送受信する処理においても、切替器４１６の前段、及び切替器４０８の後段における処理は実質的に無線ＬＡＮのものと変わらない。そのため、無線ＬＡＮの機能とＢＡＮ及び電磁結合通信の機能とが共存する構成であるにも関わらず、無線ＬＡＮの機能を単独で持つ場合に比べて、それほど多くの構成要素が追加されていない。つまり、ＢＡＮ及び電磁結合通信の機能を実現するために追加される構成要素の数が少なくて済んでいる。このように、上記の第１実施形態に係る技術を拡張し、回路規模の増大を抑えつつ、無線ＬＡＮ、ＢＡＮ、及び電磁結合通信が可能なステーション１１００を構成することが可能である。
The transmission / reception processing in BAN and electromagnetic coupling communication has been described above. As described above, even in the process of transmitting / receiving a signal of BAN or electromagnetic coupling communication, the process in the previous stage of the
ここで、電磁結合通信による利点について説明を補足する。既に図１０を参照しながら説明した通り、電磁結合通信は、近接された機器間で実現される通信方式である。図１０の例では、ノートＰＣ１００１に内蔵されたコイル１００２に対して携帯電話１００５が翳された場合にコイル１００２、１００６の間で形成される電磁結合を用いて近接通信が実現される。既に述べた通り、電磁結合による通信は、コイルで発生した磁場を利用して実現される。そのため、コイル間の距離が離れると、その距離の３乗に比例して急激に磁場の強さが減衰する。そのため、同様のシステムが近くに存在しても伝送品質の劣化が生じ難いという利点がある。さらに、無線ＬＡＮ等のように電波を周囲に撒き散らさないため、他人に情報を傍受されにくく、セキュアな通信を実現することができる。そして、無線ＬＡＮ等よりも低消費電力であるという利点もある。
Here, a supplementary explanation will be given on the advantages of electromagnetic coupling communication. As already described with reference to FIG. 10, electromagnetic coupling communication is a communication method realized between adjacent devices. In the example of FIG. 10, proximity communication is realized using electromagnetic coupling formed between the
［４−２：応用例２−１（ハンドオーバの適用）］
ここで、図１２を参照しながら、本実施形態に係る技術の一応用例として、人体通信と電磁結合通信との間でハンドオーバを行う構成について説明する。図１２は、人体通信と電磁結合通信との間でハンドオーバを行うことが好適な状況の一例を模式的に示した説明図である。
[4-2: Application example 2-1 (handover application)]
Here, with reference to FIG. 12, a configuration for performing handover between human body communication and electromagnetic coupling communication will be described as an application example of the technology according to the present embodiment. FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing an example of a situation where it is preferable to perform handover between human body communication and electromagnetic coupling communication.
図１２の例は、ユーザのポケットに入っている携帯電話１２０１と、机上に載置されたノートＰＣ１２０２との間で通信が行われている様子を示している。但し、ノートＰＣ１２０２は、机上に置かれた人体通信用の電極１２０３に接続されており、ＢＡＮによって携帯電話１２０１との間の通信を行っているものとする。また、携帯電話１２０１、ノートＰＣ１２０２がステーション１１００と実質的に同じ機能構成を有し、ＢＡＮと電磁結合通信とに対応しているものとする。このような状況では、携帯電話１２０１が上着のポケットに入っているため、人体と携帯電話１２０１との間の距離が離れてしまうことがある。人体と携帯電話１２０１との間の距離が離れると、ＢＡＮによる通信品質を良好に保てない場合が生じてしまう。
The example of FIG. 12 shows a state in which communication is performed between the
そこで、ノードＰＣ１２０２、携帯電話１２０１の一方又は両方で、通信状況の劣化を検出し、ユーザにアラームを通知するように構成することが好ましい。つまり、アラームによりＢＡＮから電磁結合通信への切り替えを促すのである。例えば、この通知を受けたユーザは、ポケットの携帯電話１２０１を取り出してノートＰＣ１２０２の上に載置する。携帯電話１２０１がノートＰＣ１２０２に載置されたことが検知されると、ＢＡＮから電磁結合通信に通信方式が切り替えられ、電磁結合通信が開始される。その結果、ユーザは、携帯電話１２０１をポケットから取り出してノートＰＣ１２０２に載置する手間と引き換えに、通信品質の向上、及び継続的な通信という効果を享受することができるようになる。
Accordingly, it is preferable that one or both of the
なお、ＢＡＮから電磁結合通信への切り替えは、上記のように携帯電話１２０１がノートＰＣ１２０２に載置されたことを検知して自動的に実行されるように構成されていてもよいし、ユーザ操作に応じて切り替え処理が実行されるように構成されていてもよい。例えば、ユーザにより選択スイッチ４３６が操作された場合に、そのユーザ操作を通信制御部４３２が検知して切り替え制御するように構成されていてもよい。なお、通信品質の劣化状況は、検知された信号レベルやパケット誤り率等に基づいて判断される。例えば、パケット誤り率が所定の閾値を越えたか否かが判定され、所定の閾値を越えた場合に劣化したものと判断される。
Note that switching from BAN to electromagnetic coupling communication may be configured to be automatically executed upon detection that the
以上、本実施形態の一応用例として、ステーション１１００の一例である携帯電話１２０１、ノートＰＣ１２０２にハンドオーバを適用するケースについて説明した。ＢＡＮと電磁結合通信との間のハンドオーバは、図１１に示したスイッチ１１０２（ＳＷ３）の切り替え制御により実現される。このようなハンドオーバが容易に実現されるのは、両通信方式でＭＡＣ層、及び周波数帯以外のＰＨＹ層を共用しているためである。つまり、本実施形態に係る技術を適用することで、簡単な切り替え制御によりハンドオーバが実現されるのである。そして、同技術を用いることにより、用途や通信環境に応じて、通信の継続や補完を図るために３種類（例えば、無線ＬＡＮ、ＢＡＮ、電磁結合通信）の通信方式を切り換えて使用することが可能になる。その結果、ユーザの利便性が向上する。
As described above, as an application example of the present embodiment, the case where the handover is applied to the
［４−３：応用例２−２（ＢＴの適用）］
次に、図１３を参照しながら、本実施形態に係る技術の一応用例として、無線ＬＡＮをＢＴに置き換える構成について説明する。図１３は、無線ＬＡＮの代わりにＢＴを採用したステーション１３００の機能構成を示す説明図である。ステーション１３００の基本的な構成は、多くの部分で図１１に示したステーション１１００と実質的に同じである。そのため、上記のステーション１１００と実質的に同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。
[4-3: Application example 2-2 (application of BT)]
Next, a configuration in which a wireless LAN is replaced with a BT will be described as an application example of the technology according to the present embodiment with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing a functional configuration of a
図１３に示すように、ステーション１３００は、無線アンテナ４０２と、スイッチ４０４（ＳＷ１）と、切替器４０８、４１６と、アンプ４２０、４２４と、ＢＡＮ送信部４２２と、スイッチ４２６（ＳＷ２）とを有する。そして、ステーション１３００は、ＢＡＮ受信部４３０と、通信制御部４３２と、選択スイッチ４３６と、ホストインターフェース部４３８とを有する。また、ステーション１３００は、バラン１１０１と、スイッチ１１０２（ＳＷ３）と、整合回路１１０３、１１０５と、平衡電極１１０４と、電磁結合用コイル１１０６とを有する。
As illustrated in FIG. 13, the
さらに、ステーション１３００は、ＢＴ受信部１３０５と、ＢＴ送信部１３０９と、変復調部１３１３（ＧＦＳＫ ＭＯＤＥＭ部）と、周波数シンセサイザ１３２０とを有する。なお、図１３では、ホストインターフェース部４３８に接続されるホスト機器２２４の記載を省略している。上記のステーション１１００との主な違いは、ＢＴ受信部１３０５、ＢＴ送信部１３０９、変復調部１３１３、及び周波数シンセサイザ１３２０の構成にある。以下、これらの構成要素について説明する。
Further, the
ＢＴの場合、変調方式としてＧＦＳＫが用いられる。ＧＦＳＫは、ベースバンド信号をガウスフィルタで帯域制限した位相連続ＦＳＫである。ＧＦＳＫは、Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇの略である。なお、変調方式としてＦＭ変調を用いてもよいが、変調指数を安定に保つために直交変調方式を用いる方が好適である。ＧＦＳＫによる変調／復調処理は、変復調部１３１３で実行される。つまり、送信信号は、変調部１３１５によりＧＦＳＫ方式で変調され、ＢＴ送信部１３０９により送信される。一方、ＢＴ受信部１３０５で受信された受信信号は、復調部１３１４によりＧＦＳＫ方式に則って復調される。
In the case of BT, GFSK is used as a modulation method. GFSK is a phase continuous FSK obtained by band-limiting a baseband signal with a Gaussian filter. GFSK is an abbreviation for Gaussian filtered Frequency Shift Keying. Although FM modulation may be used as the modulation method, it is preferable to use the orthogonal modulation method in order to keep the modulation index stable. Modulation / demodulation processing by GFSK is executed by the
ＢＴの場合、通信時に周波数ホッピングが行われる。周波数ホッピングとは、非常に短い時間間隔（例えば、０．１秒程度）で送信周波数を変更しながら送信処理を行う方法である。この方法では時々刻々と送信周波数が変更されるため、ある周波数でノイズが発生しても、他の周波数で送信したデータを用いて訂正したりすることができるため、ノイズの影響を低減することが可能になる。ステーション１３００には、周波数ホッピングに対応するための周波数シンセサイザ１３２０が設けられている。この周波数シンセサイザ１３２０は、通信制御部４３２による制御に応じて通信相手側の装置と同期を取りつつ、周波数ホッピングを行う。なお、ＢＴで用いる２．４ＧＨｚ帯はＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ ｂａｎｄ）バンドであり、各種無線システムからの干渉を回避する目的で周波数ホッピングが用いられている。
In the case of BT, frequency hopping is performed during communication. Frequency hopping is a method of performing transmission processing while changing the transmission frequency at very short time intervals (for example, about 0.1 seconds). In this method, since the transmission frequency is changed every moment, even if noise occurs at a certain frequency, it can be corrected using data transmitted at another frequency, thus reducing the influence of noise. Is possible. The
さて、ステーション１３００は、ＢＴと、ＢＡＮ又は電磁結合通信とを切り替えて用いる。ＢＴの場合、ＢＴ送信部１３０９、ＢＴ受信部１３０５において周波数ホッピングが用いられる。しかし、ＢＡＮ又は電磁結合通信の場合、通信範囲が限られており、被干渉の可能性が低いため、周波数ホッピングの必要性は無い。そのため、ＢＡＮ又は電磁結合通信の場合、通信制御部４３２は、周波数シンセサイザ１３２０に周波数ホッピングの中止を指示する。また、ＢＡＮ送信部４２２、及びＢＡＮ受信部４３０は、周波数ホッピングを行わず、ステーション１１００の場合と同様に所定の周波数（短波帯）で送受信処理を実行する。このような構成にすることで、回路規模を増大させずにＢＴ、ＢＡＮ、及び電磁結合通信を共存させることが可能になる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば、上記実施形態の説明においては、（１）無線ＬＡＮ＋ＢＡＮ、（２）無線ＬＡＮ＋ＢＡＮ＋電磁結合通信、（３）ＢＴ＋ＢＡＮ＋電磁結合通信の例が示されていたが、本実施形態に係る技術は他の組み合わせにも適用できる。例えば、（４）無線ＬＡＮ＋電磁結合通信、（５）ＢＴ＋ＢＡＮ、（６）ＢＴ＋電磁結合通信が例として挙げられる。さらに、無線ＬＡＮ及びＢＴとは異なる種々の無線通信と、ＢＡＮや電磁結合通信を組み合わせる場合にも適用可能である。 For example, in the description of the above embodiment, examples of (1) wireless LAN + BAN, (2) wireless LAN + BAN + electromagnetic coupling communication, and (3) BT + BAN + electromagnetic coupling communication are shown. It can also be applied to combinations. Examples include (4) wireless LAN + electromagnetic coupling communication, (5) BT + BAN, and (6) BT + electromagnetic coupling communication. Furthermore, the present invention can also be applied to a combination of various wireless communications different from wireless LAN and BT, BAN and electromagnetic coupling communications.
１０２、２２８ ネットワーク
１０４ 基地局
１０６ 携帯機器
１０８、２０２ 無線アンテナ
２００ ステーション又はアクセスポイント（ＳＴ／ＡＰ）
２０４ スイッチ
２０６ 受信部
２０８ 変復調部（ＯＦＤＭ ＭＯＤＥＭ部）
２１０ 復調部（ＤＥＭ部）
２１２ 変調部（ＭＯＤ部）
２１４ アンプ
２１６ 送信部
２１８ 通信制御部
２２０ ＣＰＵ
２２２ ホストインターフェース部
２２４ ホスト機器
２２６ ネットワークインターフェース部
３００、３２０ 送信機
３０２、３１２、３２４ 信号電極
３０４、３１４、３２２ 基準電極
３１０ 受信機
３３０ グランド
Ｍ 人体
Ｐ０１、Ｐ１２ 伝達パス
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２ 静電結合
４００ ステーション
４０２ 無線アンテナ
４０４ スイッチ
４０６ ＷＬＡＮ受信部
４０８、４１６ 切替器
４１０ 変復調部
４１２ 復調部
４１４ 変調部
４１８ ＷＬＡＮ送信部
４２０、４２４ アンプ
４２２ ＢＡＮ送信部
４２６ スイッチ
４２８ 信号電極
４３０ ＢＡＮ受信部
４３２ 通信制御部
４３４ ＣＰＵ
４３６ 選択スイッチ
４３８ ホストインターフェース部
４４０ 基準電極
６００ プロトコルスタック
６０２、６０４、６０６ ＰＨＹ層
６０８ ＭＡＣ層
６１０ 上位層
７００、８００ 電子機器
１００１、１２０２ ノートＰＣ
１００２、１００４、１００６ コイル
１００３ デジタルカメラ
１００５、１２０１ 携帯電話
１１００ ステーション
１１０１ バラン
１１０２ スイッチ
１１０３、１１０５ 整合回路
１１０４ 平衡電極
１１０６ 電磁結合用コイル
１２０３ 電極
１３０５ ＢＴ受信部
１３０９ ＢＴ送信部
１３１３ 変復調部
１３１４ 復調部
１３１５ 変調部
１３２０ 周波数シンセサイザ
102, 228
210 Demodulator (DEM part)
212 Modulation unit (MOD unit)
214
222
436
1002, 1004, 1006
Claims (17)
第２の通信方式に対応し、人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加し、静電結合を利用して第２の周波数帯の信号を送信する第２の送信部と、
前記第１の周波数帯の信号を前記第２の周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、
を備え、
前記第２の通信方式が選択された場合、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第２の周波数帯に変換され、前記第２の送信部から送信される、通信装置。 A first transmission unit corresponding to the first communication method and wirelessly transmitting a signal of the first frequency band;
A second transmission unit corresponding to the second communication method, applying a voltage from a signal electrode in contact with or close to a human body, and transmitting a signal of a second frequency band using electrostatic coupling;
A frequency converter that converts the first frequency band signal to the second frequency band signal;
With
When the second communication method is selected, the signal of the first frequency band generated based on the first communication method is converted to the second frequency band by the frequency conversion unit, A communication device that is transmitted from the two transmission units.
前記第３の通信方式が選択された場合、前記第１の通信方式に基づいて生成された前記第１の周波数帯の信号、又は前記周波数変換部から出力された前記第２の周波数帯の信号が前記第３の送信部により送信される、請求項１に記載の通信装置。 A third transmission unit corresponding to the third communication method, further comprising a third transmission unit for transmitting a signal of the second frequency band using electromagnetic coupling formed by applying a current to the coil;
When the third communication method is selected, the first frequency band signal generated based on the first communication method, or the second frequency band signal output from the frequency converter. The communication apparatus according to claim 1, wherein the third transmission unit transmits the information.
前記信号生成部は、前記第１の通信方式とは異なる通信方式が選択された場合でも、前記第１の通信方式と同じ符号化方式及び変調方式に基づいて前記第１の周波数帯の信号を生成する、請求項１又は２に記載の通信装置。 A signal generation unit that generates a signal of the first frequency band by encoding and modulating transmission data based on a predetermined encoding method and modulation method;
The signal generation unit may output the signal of the first frequency band based on the same encoding method and modulation method as the first communication method even when a communication method different from the first communication method is selected. The communication device according to claim 1, wherein the communication device is generated.
第２の通信方式に対応し、静電結合により人体を介して送信された第２の周波数帯の信号を前記人体に接触又は近接された信号電極を利用して受信する第２の受信部と、
前記第２の周波数帯の信号を第２の周波数帯の信号に変換する周波数変換部と、
を備え、
前記第２の通信方式が選択された場合、前記第２の受信部により受信した前記第２の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第１の周波数帯の信号に変換され、当該信号から送信データが復元される、通信装置。 A first receiver that corresponds to the first communication method and wirelessly receives a signal in the first frequency band;
A second receiving unit that corresponds to the second communication method and receives a signal in a second frequency band transmitted through the human body by electrostatic coupling using a signal electrode in contact with or close to the human body; ,
A frequency converter that converts the signal in the second frequency band into a signal in the second frequency band;
With
When the second communication method is selected, the signal of the second frequency band received by the second receiving unit is converted into the signal of the first frequency band by the frequency converting unit, A communication device in which transmission data is restored.
前記第３の受信部で前記第２の周波数帯の信号が受信された場合、当該第２の周波数帯の信号が前記周波数変換部により前記第１の周波数帯の信号に変換され、当該変換後の信号から送信データが復元される、請求項６に記載の通信装置。 A third receiving unit corresponding to the third communication method, further comprising a third receiving unit configured to receive a signal of the second frequency band transmitted using electromagnetic coupling formed by applying a current to the coil;
When the signal of the second frequency band is received by the third reception unit, the signal of the second frequency band is converted into the signal of the first frequency band by the frequency conversion unit, and after the conversion The communication apparatus according to claim 6, wherein transmission data is restored from the signal.
前記データ復元部には、前記第１の受信部又は前記周波数変換部から前記第１の周波数の信号が入力され、
前記データ復元部は、前記第１の通信方式とは異なる通信方式で送信されたものである場合においても、前記第１の通信方式と同じ変調方式及び符号化方式に基づいて前記送信データを復元する、請求項６又は７に記載の通信装置。 A data restoration unit that restores transmission data from the signal in the first frequency band by performing demodulation processing and decoding processing based on a predetermined modulation scheme and encoding scheme;
The data restoration unit receives the signal of the first frequency from the first reception unit or the frequency conversion unit,
The data restoration unit restores the transmission data based on the same modulation method and encoding method as the first communication method even when the data is transmitted by a communication method different from the first communication method. The communication device according to claim 6 or 7.
前記受信部により受信された信号を所定時間だけ保持する信号保持部と、
前記信号保持部で保持された信号を第２の周波数帯に変換する周波数変換部と、
人体に接触又は近接された信号電極から電圧を印加して静電結合を形成し、当該静電結合を利用して前記第２の周波数帯の信号を送信する送信部と、
を備え、
前記信号保持部は、前記第１の周波数帯の信号を受信する際に用いたタイムスロットの次以降のタイムスロットで前記第２の周波数帯の信号が送信されるように前記信号を所定時間だけ保持する、通信装置。 A receiving unit for receiving a signal in the first frequency band via a wireless antenna;
A signal holding unit for holding a signal received by the receiving unit for a predetermined time;
A frequency conversion unit that converts the signal held by the signal holding unit into a second frequency band;
A transmitter that applies a voltage from a signal electrode in contact with or close to a human body to form an electrostatic coupling, and transmits the signal of the second frequency band using the electrostatic coupling;
With
The signal holding unit transmits the signal for a predetermined time so that the signal of the second frequency band is transmitted in a time slot subsequent to the time slot used when receiving the signal of the first frequency band. Hold the communication device.
前記第１の通信方式が選択された場合、前記信号生成ステップで生成された前記第１の周波数帯の信号が無線アンテナを介して送信される第１の送信ステップと、
第２の通信方式が選択された場合、前記信号生成ステップで生成された第１の周波数帯の信号が第２の周波数帯の信号に変換される周波数変換ステップと、
前記周波数変換ステップで変換された第２の周波数帯の信号が、人体に接触又は近接された信号電極からの印加電圧による静電結合を用いて送信される第２の送信ステップと、
を含む、通信方法。 A signal generation step of generating a signal of the first frequency band based on the first communication method;
When the first communication method is selected, a first transmission step in which the signal of the first frequency band generated in the signal generation step is transmitted via a wireless antenna;
When the second communication method is selected, a frequency conversion step in which the signal in the first frequency band generated in the signal generation step is converted into a signal in the second frequency band;
A second transmission step in which the signal of the second frequency band converted in the frequency conversion step is transmitted using electrostatic coupling by an applied voltage from a signal electrode in contact with or close to the human body;
Including a communication method.
第２の通信方式が選択された場合、静電結合により人体を介して送信された第２の周波数帯の信号が前記人体に接触又は近接された信号電極を用いて受信される第２の受信ステップと、
前記第２の受信ステップで受信された前記第２の周波数帯の信号が前記第１の周波数帯の信号に変換される周波数変換ステップと、
前記第１の受信ステップ又は前記周波数変換ステップで得られた前記第１の周波数帯の信号から前記第１の通信方式に基づいて送信データが復元されるデータ復元ステップと、
を含む、通信方法。 A first reception step in which a signal in a first frequency band is received via a wireless antenna when the first communication method is selected;
When the second communication method is selected, a second reception in which a signal in the second frequency band transmitted through the human body by electrostatic coupling is received using a signal electrode that is in contact with or close to the human body. Steps,
A frequency conversion step in which the signal in the second frequency band received in the second reception step is converted into a signal in the first frequency band;
A data restoration step in which transmission data is restored based on the first communication method from the signal in the first frequency band obtained in the first reception step or the frequency conversion step;
Including a communication method.
前記受信ステップで受信された信号が所定時間だけ保持される信号保持ステップと、
前記信号保持ステップで保持された信号が第２の周波数帯に変換される周波数変換ステップと、
人体に接触又は近接された信号電極から電圧が印加されて静電結合が形成され、当該静電結合を利用して前記第２の周波数帯の信号が送信される送信ステップと、
を含み、
前記信号保持ステップでは、前記第１の周波数帯の信号が受信される際に利用されたタイムスロットの次以降のタイムスロットで前記第２の周波数帯の信号が送信されるように前記信号が所定時間だけ保持される、通信方法。
A receiving step in which a signal in the first frequency band is received via a wireless antenna;
A signal holding step in which the signal received in the receiving step is held for a predetermined time; and
A frequency conversion step in which the signal held in the signal holding step is converted into a second frequency band;
A transmission step in which a voltage is applied from a signal electrode that is in contact with or close to a human body to form an electrostatic coupling, and a signal in the second frequency band is transmitted using the electrostatic coupling;
Including
In the signal holding step, the signal is predetermined so that the signal of the second frequency band is transmitted in a time slot subsequent to the time slot used when the signal of the first frequency band is received. A communication method that is kept only for hours.
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