JP2011009948A - 無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1通信装置102との間で第1通信方式を用いて第1データを送受信する第1システムを形成する第1無線通信部210と、第2通信装置103との間で前記第1方式とは異なる第2方式を用いて、決められた送信タイミングで時間分割された区間毎に第2データを送受信する第2システムを形成する第2無線通信部220と、前記第2データが保持する前記第2方式に関する情報、及び/または前記送信タイミングに基づいて、前記第1無線通信部に対し前記第1データを用いた通信を禁止する禁止期間を生成する生成部230と、前記第1データの送受信に必要とされる時間を算出する算出部231と、隣接する前記禁止期間同士の間の期間と前記時間をそれぞれ比較し、前記第1データの送信を制御させる送信制御部213とを具備する。
【選択図】図7
Description
この発明の第1の実施形態に係る無線通信装置について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る無線通信システムの概念図である。本実施形態に係る無線通信システムでは、IEEE802.11規格に従った無線通信が行われる。
次に無線LAN通信及びBluetooth通信で使用する周波数帯域について説明する。
<無線LAN通信>
本実施形態に係る無線通信システムにおける無線LAN通信では2.4GHz帯域の周波数を用いた無線通信が行われる。具体的には、2400MHz〜2483.5MHzまでを使用する。この周波数帯域には13個の周波数チャネルが割り当てられており、それら周波数チャネルは5MHz間隔で配置される。そして、IEEE802.11b/g規格に準拠した無線通信では、約20MHz帯域が使用される。そしてIEEE802.11n規格に準拠した無線通信では、約20または40MHz帯域のいずれかが使用される。主に40MHz帯域が使用される場合は、無線LAN通信を実行する無線通信装置の周辺に、同一の周波数帯域を用いる無線通信システムによる妨害電波などがない時などである。
そして、本実施形態に係る無線通信システムにおけるBluetooth通信では、2.4GHz帯域の周波数を用いた無線通信が行われる。具体的には、上記無線LAN通信同様、2400MHz〜2483.5MHzまでが使用される。このBluetooth通信規格では、この周波数帯域を1MHz間隔で使用チャネルを設定し、合計79個の周波数チャネルが規定される。つまり、2402MHz、2403MHz、2404MHz、・・・、2480MHzのいずれかの周波数を用いて通信が行われる。Bluetooth通信規格では、後述する周波数ホッピング方式を用いる。つまり、79個の周波数チャネルを所定のホッピングパターンに基づき、1秒間に1600回、使用する周波数チャネルを切り替える。すなわち、625[μsec]毎に使用する周波数を切り替えてBluetooth通信が行われる。これにより使用する周波数チャネルを占有する。なお、この625[μsec]毎の区間を1スロットと呼ぶ。換言すると、スロットとはピコネット内で使用する周波数がホッピングする過程で、現在の周波数が次の周波数に切り替わるまでの、一定の周波数を保った区間のことであり、単位は時間である。また、マスターとスレーブ間でやりとりされるパケットが送受信されるタイミングの基準となる単位をスロットという。
次に無線LAN通信及びBluetooth通信で送受信されるフレームのフォーマットについて説明する。
<無線LANシステムで使用されるフレームフォーマット>
次に、図2を用いて上記無線LANシステムにおいて、車載機器101と車載用ディスプレイ102とで送受信されるデータを構成するMACフレームのフォーマットについて説明する。図2はMAC層部212が生成するMACフレームのフォーマットである。MACフレームは、MACヘッダ部、Frame Body部、及びFCS部を備える。
次に、図3を用いて上記Bluetooth通信において、車載機器101と携帯電話103とで送受信されるパケットのフォーマットの構成について説明する。図3はMAC層部222が生成するMACフレームのフォーマット例である。
次に、上記車載機器101の内部構成(無線通信装置200)について図4を用いて説明する。図4は本実施形態に係る車載機器101のブロック図である。図示するように車載機器101が備える無線通信装置200は、Bluetooth無線通信部220(以下、通信部220と呼ぶ)、IEEE802.11互換無線通信部210(以下、通信部210と呼ぶ)、禁止期間生成部230(以下、生成部230と呼ぶ)、占有時間算出部231(以下、算出部231と呼ぶ)、アンテナ240、及びアンテナ250を備える。そして通信部210は物理層部211、MAC(Medium Access Control)層部212、及び送信制御部213を備える。また通信部220は物理層部221及びMAC層部222を備える。
まず、アンテナ240及びアンテナ250について説明する。アンテナ240及びアンテナ250は無線伝送路上で通信を行う際に使用する高周波数帯域の信号の授受を行う。そして、受信した無線信号を物理層部211、221へとそれぞれ供給する。そして送信時には、物理層部211、221から供給された無線信号を出力する。
次に通信部210について説明する。通信部210はIEEE802.11規格に準拠した無線通信を行う。具体的には、以下物理層部211とMAC層部212とにより、IEEE802.11規格に準拠した無線通信が行われる。
物理層部211は、図示せぬ無線部(RF部)を備える。すなわち、物理層部211は上記アンテナ250から与えられる受信信号(アナログ信号)をダウンコンバートした後、その受信信号につきA/D変換を行ってデジタル信号を得る。更に、このデジタル信号につき復調処理を行う。すなわち、例えば直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)復調及び誤り訂正復号を行って、受信フレームを得る。そして、得られた受信フレームをMAC層部212へ出力する。また、物理層部211は、OFDMの他、スペクトラム拡散方式に代表される直接拡散(Direct Sequence)方式を用いて復調を行ってもよい。また、データの送信時には、MAC層部212から供給された送信データを所定の変調処理を行った後、アップコンバートしてアンテナ250へと供給する。
次にMAC層部212について説明する。MAC層部212は、送信制御部213を備える。
次に通信部220について説明する。通信部220はIEEE802.15.1規格に準拠したBluetooth通信を行う。具体的には、以下物理層部221とMAC層部222とによりIEEE802.15.1規格に準拠したBluetooth通信が行われる。
物理層部221は、図示せぬ無線部(RF部)を備える。すなわち、物理層部221はアンテナ240から与えられる受信信号(Bluetoothパケット)をダウンコンバートした後、その受信信号につき例えばストリーミングデータパケットと非ストリーミングデータパケットとにそれぞれ分ける。その後、これらデジタル信号につき復調処理を行う。すなわち物理層部221は、時分割多重通信、ペクトラム拡散方式に代表される周波数ホッピング型スペクトラム拡散方式、及び誤り訂正復号を行い、受信フレームを得る。すなわち時間の経過と共に、使用する周波数をホッピングさせ、受信フレームを得る。そして、得られた受信フレームをMAC層部222へ出力する。また、物理層部221は、OFDMを用いてもよい。また、物理層部221は、データの送信時、MAC層部222から供給された送信データにつき所定の変調処理を行い、その後アップコンバートしてアンテナ240へと供給する。
MAC層部222は、Bluetooth規格に準拠した所定のアクセス制御を行う。具体的には、携帯電話(マスター)103と車載機器(スレーブ)101間での接続処理(例えばInquiry処理、Inquiry Scan処理、Page処理、及びPage Scan処理)、ピコネットの確立(マスターとスレーブの同期など含む)、及び該ピコネット確立後のデータ送受信の制御などである。本実施形態ではBluetooth通信の通信モジュールとして機能する通信部220はスレーブの役割を果たす。つまり、MAC層部222は、携帯電話103の内部時計に基づいて、該携帯電話103とタイムスロットを同期させる。つまり、自身がデータを送信するタイミング(奇数スロット)及び携帯電話103がデータを送信するタイミング(偶数スロット)をそれぞれ認識する。そして、MAC層部222は、認識したタイムスロット番号SNと携帯電話103との接続情報とを生成部230へと出力する。ここで、接続情報とは、通信部220と携帯電話103とが行う送受信情報である。具体的には、Bluetoothパケットの送信中、または受信中であることを示す情報である。
次に生成部230について説明する。生成部230は、上記MAC層部222から供給されるタイムスロット番号SN並びに通信部220及び携帯電話103の接続情報に基づき、通信部210に出力する送信禁止信号を制御する。本実施形態における生成部230の制御内容は以下の2つとされる。
ここで‘H’レベルとは、通信部210によるデータの「送信禁止」を示す。また、Bluetooth規格では、マスターとスレーブとがデータをやり取りするタイミングのズレを10[μsec]だけ許容している。つまり、例えば携帯電話103から偶数スロットで送信するタイミングが10[μsec]だけ奇数スロットに重なることを許容している。車載機器101がデータを送信するタイミングについても同様である。このことから、本実施形態では、奇数スロットから偶数スロットへ切り替わる25[μsec]手前から該偶数スロットに切り替わった後の25[μsec]間を送信禁止信号を‘H’レベルとする。また、携帯電話103からのデータを受信し、そのデータに車載機器101が奇数スロットで応答する場合、偶数スロットから奇数スロットへ切り替わる25[μsec]手前から該奇数スロットに切り替わった後の25[μsec]間、送信禁止信号を‘H’レベルとする。また、それぞれ偶数スロット、奇数スロットでデータの送受信がなされている期間は、送信禁止信号を‘H’レベルとする(後述する延長期間を含む)。ここで送信禁止信号が‘H’レベルとされる期間をスロットの前後25[μsec]としたのは、上記10[μsec]に対し余裕を持たせるためである。
次に算出部231について説明する。算出部231は、通信部210が車載用ディスプレイ102と無線通信を行うのに必要な時間を計測する。つまり、所定の周波数を用いたデータの送受信にどのくらいの時間を要するかを計算する。MAC層部212が生成するフレームには、大まかに2種類ある。1つ目に、車載用ディスプレイ102からの応答フレーム(Ack)を要求するフレームがあり、2つ目に車載用ディスプレイ102からの応答フレーム(Ack)を要求しないフレームがある。そして、算出部231は、このフレームまたはフレームと応答フレーム(Ack)との通信に要する時間を計算する。図5(a)〜図5(c)に通信部210が生成するフレームとそれに伴い車載用ディスプレイ102が送信する応答フレーム(Ack)の概念図を示す。
TXTIME=T_Pre−sig+T_sym*Ceiling((22+8*LENGTH)/(4*RATE))+T_ext (1)
ここで、T_Pre−sigは送信時において物理層211が付加するプリアンブル(Preamble)及びシグナルフィールド(Signal field)の合計値、T_symは1つのシンボル長の長さ、Ceiling関数:切り上げ関数、つまりCeiling(A)とすると(Aは実数)、最も近い整数にまで切り上げる関数、LENGTHは送信データ長(単位はバイト)、RATEはPHYの送信レート(単位はMbit/s)、T_extはシグナルエクステンションフィールド(Signal Extension field)の長さ、そして「22」とはPHY層が前述した変調を行う際に付加するServiceビット及びTailビットのビット数である。
次に、図6を用いて上記構成の無線通信システムの通信方法について説明する。図6は車載機器101が無線LAN通信とBluetooth通信とを行う際のフローチャートである。
次に、図7を用いて本実施形態に係る無線通信システムにおけるデータの送受信の動作について説明する。図7は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間におけるBluetooth通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にスロット番号SN、携帯電話103からのBluetoothパケット送信、通信部220からのBluetoothパケット送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。なお、無線LAN通信における伝送レートを54[Mbps]とし、車載機器101と車載用ディスプレイ102間で送受信されるフレーム長を500[byte]とする。またこの場合、応答フレーム(Ack)長を14[byte]とし、該応答フレームは24[Mbps]の伝送レートで伝送されるものとする。なお、便宜上、スロット番号SNのスタートを‘2’からとし、図示せぬスロット番号SN=0以前でピコネットが形成されるものとする。
まず、所定の接続方法により車載機器101と携帯電話103とで同期を取り、承認を互いに取ることでピコネットを形成する(S0)。これにより、MAC層部222は携帯電話103とタイムスロットを同期させることができる。
ピコネット形成後、生成部230はMAC層部222から受け取ったスロット同期信号に基づき、スロット番号SNが奇数から偶数へと切り替わり、該偶数スロットへと切り替わってから25[μsec]までの期間、送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=2の始点から25[μsec])。その後、送信禁止信号を偶数スロットへと切り替わってから25[μsec]が経過した時点で‘L’レベルとする。そして、通信部210は自身に送信すべきフレームが存在するものとする。(S2、YES)。すると算出部231は、車載用ディスプレイ102へと送信されるフレームと、該フレームに対する応答フレーム(Ack)の送受信に必要とされる占有時間を上記(1)式に従って算出する(S3)。その結果、本実施形態ではフレームが送信されるまでに掛かる占有時間が102[μsec]とされ、応答フレーム(Ack)が受信されるまでに掛かる占有時間が34[μsec]と算出される。そして、SIFS時間(10[μsec])を加算することで、総計146[μsec]とされる。すると送信制御部213は、送信禁止信号が‘H’レベルとされるまでに残された残余期間と上記占有時間とを比較する。ここで生成部230は、スロット番号SN=2のタイミングで携帯電話103からBluetoothパケットが送信されてこないことを確認する。そのため、生成部230は、スロット番号SN=2のタイミングにおいて送信禁止信号をそのまま‘L’レベルで維持する。その結果、146≦1200[μsec]であるため(S5、YES)、送信制御部213はフレームを送信するよう命令する(S6)。ここで、1200[μsec]とは、2スロット(=625*2スロット)=1250[μsec]であり、また‘H’レベルとされる送信禁止信号がそれぞれ25[μsec]存在することから(25*2=50[μsec])、残余期間は1250−50=1200[μsec]とされる。なお、占有時間及び残余期間を算出してから、それらを比較するまでに要する時間(図中、送信判定期間)を例えば200[μsec]とした。
次に、スロット番号SN=4へと切り替わると、携帯電話103は通信部220へとBluetoothパケットを送信する。このため、生成部230はMAC層部222から受け取ったスロット同期信号及び上記接続情報に基づきスロット番号SN=3からSN=4へと切り替わり携帯電話103からのBluetoothパケット転送終了まで送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=4における延長期間)。その後、通信部210において送信すべきフレームが自身に存在するとする(S2、YES)。すると算出部231は、車載用ディスプレイ102へと送信されるフレームと、該フレームに対する応答フレーム(Ack)の送受信に必要とされる占有時間を上記(1)式に従って算出する(S3)。その結果、上記同様フレーム、応答フレーム、及びSIFSの総計は146[μsec]とされる。次に送信制御部213は、送信禁止信号が‘H’レベルとされるまでに残された残余期間と上記占有時間とを比較する。ここで、生成部230は携帯電話103がスロット番号SN=4においてBluetoothパケットを送信したことから、スロット番号SN=5で通信部220からBluetoothパケットが送信されると予想する。このことから、生成部230は、スロット番号SN=5に切り替わる25[μsec]手前から送信禁止信号を‘H’レベルとする。この結果、算出部231はスロット番号SN=4において送信禁止信号が‘L’レベルとされる区間の時間を算出する。その結果、‘L’レベルとされる区間は234[μsec]であり、また通信部210が生成したフレームを送信するべきか判定する期間(送信判定期間)が200[μsec]とされる。このことより、146≧34[μsec]となるため(S5、NO)、送信制御部213はMAC層部212で生成されたフレームを送信せず、再度「DIFS+バックオフ時間」を計測し(S7)、ステップS4に以降のステップを経る(S4へ)。その後、スロット番号SN=5に切り替わると通信部220がBluetoothパケットを携帯電話103へと送信する。このため、生成部230はスロット番号SN=5においてこのBluetoothパケットが送信されるまでの期間、送信禁止信号を‘H’レベルとする。その後、生成部230は、スロット番号SN=6(図示せぬ)に切り替わる25[μsec]手前において、送信禁止信号を‘H’レベルとする。なお、スロット番号SN=4における‘L’レベルとされる送信禁止期間が短い場合、スロット番号SN=4において生成部230は送信禁止信号を‘H’レベルから‘L’レベルへと切り替えず、スロット番号SN=5における通信部220からのデータ転送終了まで‘H’レベルを維持し続けてもよい。以後図8乃至図11、及び図13においても同様である。
本実施形態に係る無線通信装置であると以下効果を奏することができる。
(1)Bluetooth通信の劣化を抑制することができる。
本実施形態に係る無線通信装置であると通信部220がスレーブとして機能する場合であっても、該通信部220と携帯電話103とのBluetooth通信中において、通信部210と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信を停止することができる。これにより、通信部220がBluetoothパケットを受信しようとした際に、通信部210が送信したデータを誤って受信することを抑制することができる。すなわち、Bluetooth通信において、通信の劣化を抑制することができる。以下、従来の無線通信装置について説明する。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、上記第1の実施形態においてピコネット内で送受信されるBluetoothパケットがDM3パケットである場合について説明する。また、本実施形態に係る無線通信装置200の構成及びその構成の機能については上記第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。また、上記第1の実施形態と同様通信部220は携帯電話103に対しスレーブとして機能する。
図8を用いて本実施形態に係る無線通信システムにおけるデータの送受信の動作について説明する。図8は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間におけるBluetooth通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にスロット番号SN、携帯電話103からのBluetoothパケット送信、通信部220からのBluetoothパケット送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。なお、無線LAN通信における伝送レートを54[Mbps]とし、車載機器101と車載用ディスプレイ102間で送受信されるフレーム長を500[byte]とする。またこの場合、応答フレーム(Ack)長を14[byte]とし、該応答フレームは24[Mbps]の伝送レートで伝送されるものとする。なお、便宜上、スロット番号SNのスタートを‘2’からとし、図示せぬスロット番号SN=0以前でピコネットが形成されるものとする。また、上記第1の実施形態と同一の動作については説明を省略する。
スロット番号SN=4のタイミングで携帯電話103は通信部220へとBluetoothパケットを送信する。前述したように本実施形態では携帯電話103によりDM3パケットが送信される。これにより、スロット番号SN=4〜SN=6の期間、携帯電話103はある固定された同一の周波数を用いてDM3パケットを送信する。このため、生成部230はMAC層部222から受け取ったスロット同期信号及び上記接続情報に基づきスロット番号SN=3からSN=4へと切り替わり携帯電話103からのBluetoothパケット転送終了まで送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=4〜SN=6に示す延長期間)。その後、通信部210において送信すべきフレームが自身に存在するとする(S2、YES)。すると算出部231は、車載用ディスプレイ102へと送信されるフレームと、該フレームに対する応答フレーム(Ack)の送受信に必要とされる占有時間を上記(1)式に従って算出する(S3)。その結果、上記同様フレーム、応答フレーム、及びSIFSの総計は146[μsec]とされる。次に送信制御部213は、送信禁止信号が‘H’レベルとされるまでに残された残余期間と上記占有時間とを比較する。ここで、スロット番号SN=4〜SN=6の期間携帯電話103が送信したBluetoothパケットに応答して、スロット番号SN=7のタイミングで通信部220からBluetoothパケットが送信されると予想する。このことから、生成部230は、スロット番号SN=7に切り替わる25[μsec]手前から送信禁止信号を‘H’レベルとする。この結果、算出部231はスロット番号SN=6において送信禁止信号が‘L’レベルとされる区間の時間を算出する。その結果、‘L’レベルとされる区間は224[μsec]であり、また通信部210が生成したフレームを送信するべきか判定する期間(送信判定期間)が200[μsec]とされる。このことより、146≧24[μsec]となるため(S5、NO)、送信制御部213はMAC層部212で生成されたフレームを送信せず、再度「DIFS+バックオフ時間」を計測し(S7)、ステップS4に以降のステップを経る(S4へ)。その後、スロット番号SN=7に切り替わると通信部220がBluetoothパケットを携帯電話103へと送信する。このため、生成部230はスロット番号SN=7においてこのBluetoothパケットが送信されるまでの期間、送信禁止信号を‘H’レベルとする。その後、生成部230は、スロット番号SN=8(図示せぬ)に切り替わる25[μsec]手前において、送信禁止信号を‘H’レベルとする。
本実施形態に係る無線通信装置であっても、上記(1)と同様の効果を奏することができる。つまり、本実施形態に係る無線通信装置は、上記第1の実施形態に係る無線通信装置と構成及びその構成の機能が同一であるため、ピコネット内で送受信されるパケットがDM1からDM3へとされても同一の効果を奏することが出来る。すなわち、Bluetooth通信の通信性能の劣化を抑制しつつ、通信部210による無線LAN通信を行うことが出来る。
次に本発明の第3の実施形態に係る無線通信装置について説明する。本実施形態では、ピコネット内における通信部220と携帯電話103とがSCO(Synchronous Connection Oriented)リンクで接続されている場合について説明する。すなわち、この場合、ピコネット内におけるBluetooth通信ではHV2パケットが使用され、該HV2パケットは3スロット毎に送受信される。すなわち、通信部220と携帯電話103とのHV2パケットの送受信は、1.25(625[μsec]*2)[msec]おきに実施される。換言すれば、携帯電話103からのHV2パケットの送信、並びに通信部220からのHV2パケットの送信はそれぞれ4スロット毎に実施される。またSCOリンクとは、マスターとある1つの特定スレーブとのPoint to Pointリンクであり、電話品質音声用対称64[Kbps]通信用として使用される。また、SCOリンクを用いた音声通話において、伝送線路状況の劣化が原因で通信中にパケットが送信できなかったとしても同一パケットを再送することはない。また、本実施形態に係る無線通信装置200の構成及びその構成の機能については上記第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。また更に、上記第1の実施形態と同様通信部220は携帯電話103に対しスレーブとして機能する。
図9を用いて本実施形態に係る無線通信システムにおけるデータの送受信の動作について説明する。図9は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間におけるBluetooth通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にスロット番号SN、携帯電話103からのBluetoothパケット送信、通信部220からのBluetoothパケット送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。なお、無線LAN通信における伝送レートを54[Mbps]とし、車載機器101と車載用ディスプレイ102間で送受信されるフレーム長を500[byte]とする。またこの場合、応答フレーム(Ack)長を14[byte]とし、該応答フレームは24[Mbps]の伝送レートで伝送されるものとする。なお、便宜上、スロット番号SNのスタートを‘2’からとし、図示せぬスロット番号SN0以前でピコネットが形成されるものとする。また、上記第1の実施形態及び第2の実施形態と同一の動作については説明を省略する。
ピコネット形成後、スロット番号SN=2へと切り替わると、携帯電話103は通信部220へとBluetoothパケットを送信する。このため、生成部230はMAC層部222からスロット同期信号、接続情報、リンク方式(ここではSCOリンク)情報、及びBluetoothパケット(ここではHV2パケット)情報を受け取ることで、これら情報に基づきスロット番号SN=1(図示せぬ)からSN=2へと切り替わり携帯電話103からのBluetoothパケット転送終了まで送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=2における延長期間)。ここで、生成部230は携帯電話103がスロット番号SN=2においてBluetoothパケットを送信したことから、スロット番号SN=3で通信部220からBluetoothパケットが送信されると予想する。このことから、生成部230は、スロット番号SN=3に切り替わる25[μsec]手前から送信禁止信号を‘H’レベルとする。その後、スロット番号SN=3に切り替わると通信部220がBluetoothパケットを携帯電話103へと送信する。このため、生成部230はスロット番号SN=3においてこのBluetoothパケットが送信されるまでの期間、送信禁止信号を‘H’レベルとする。その後、通信部220からのBluetoothパケットの送信が終了すると、生成部230は送信禁止信号を‘L’レベルとする。その後、前述したように生成部230はMAC層部222からSCOリンクでの接続ということを確認していることから、スロット番号SN=4、SN=5の期間、送信禁止信号を‘L’レベルに維持する。そして、通信部210は自身に送信すべきフレームが存在するものとする。(S2、YES)。すると算出部231は、車載用ディスプレイ102へと送信されるフレームと、該フレームに対する応答フレーム(Ack)の送受信に必要とされる占有時間を上記(1)式に従って算出する(S3)。その結果、本実施形態ではフレームが送信されるまでに掛かる占有時間が102[μsec]とされ、応答フレーム(Ack)が受信されるまでに掛かる占有時間が34[μsec]と算出される。そして、SIFS時間(10[μsec])を加算することで、総計146[μsec]とされる。すると送信制御部213は、送信禁止信号が‘H’レベルとされるまでに残された残余期間と上記占有時間とを比較する。その結果、146≦1484[μsec]であるため(S5、YES)、送信制御部213はフレームを送信するよう命令する(S6)。ここで、1484[μsec]とは、3スロット(=625*3スロット、スロット番号SN=3乃至SN=5)=1875[μsec]であり、またスロット番号SN=5において‘H’レベルとされる送信禁止信号が25[μsec]存在し、また、スロット番号SN=3におけるフレームの送信に要する時間が366[μsec]であることから、残余期間は1875−(25+366)=1484[μsec]とされる。なお、占有時間及び残余期間を算出してから、それらを比較するまでに要する時間(図中、送信判定期間)を例えば200[μsec]とした。その後、スロット番号SN=6及びSN=7において、HV2パケットの送受信が実施される。なお、このスロット番号SN=6及びSN=7における無線通信装置200の各構成の動作は、上記第1の実施形態で説明した図6におけるスロット番号SN=4及びSN=5と同一であるため説明を省略する。
本実施形態に係る無線通信装置であっても、上記(1)と同一の効果を奏することができる。本実施形態に係る無線通信装置では、上記第1、第2の実施形態におけるピコネット内での通信方式と異なるSCOリンクを使用している。しかし、この場合であってもMAC層部222が生成部230にスロット同期信号、接続情報、リンク方式(ここではSCOリンク)情報、及びBluetoothパケット(ここではHV2パケット)情報を出力することで、携帯電話103からBluetoothパケットを送信するタイミング、すなわち偶数スロットとされるタイミングを予想することが出来る。つまり、SCOリンクのように周期的にBluetoothパケットの送受信が実施場合であっても、その周期において送信されるであろうタイミングを予想し、その予想したタイミングで送信禁止信号を‘H’レベルとすることで、Bluetooth通信と無線LAN通信とがバッティングすることを抑制させることが出来る。このため、本実施形態に係る無線通信装置であれば、たとえ異なるリンク方式で送受信が行われたとしてもBluetooth通信の通信性能の劣化を抑制しつつ、通信部210による無線LAN通信を行うことが出来る。
次に、上記第3の実施形態の変形例に係る無線通信装置について説明する。本発明の変形例に係る無線通信装置は、ピコネット内でeSCOリンク(enhanced Synchronous Connection Oriented)接続を行う。すなわち、上記HV2パケットがバースト状に3つ接続されつつ、送信される。つまりこの場合も連続したHV2パケットが送信される期間は、ある固定された同一の周波数が用いられる。また、本実施形態に係る無線通信装置200の構成及びその構成の機能については上記第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。また更に、上記第1の実施形態と同様通信部220は携帯電話103に対しスレーブとして機能する。
図10を用いて本実施形態の変形例に係る無線通信システムにおけるデータの送受信の動作について説明する。図10は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間におけるBluetooth通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にスロット番号SN、携帯電話103からのBluetoothパケット送信、通信部220からのBluetoothパケット送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。なお、無線LAN通信における伝送レートを54[Mbps]とし、車載機器101と車載用ディスプレイ102間で送受信されるフレーム長を500[byte]とする。またこの場合、応答フレーム(Ack)長を14[byte]とし、該応答フレームは24[Mbps]の伝送レートで伝送されるものとする。なお、便宜上、スロット番号SNのスタートを‘2’からとし、図示せぬスロット番号SN0以前でピコネットが形成されるものとする。また、上記第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態と同一の動作については説明を省略する。
スロット番号SN=2のタイミングで携帯電話103は通信部220へとBluetoothパケットを送信する。前述したように本実施形態ではeSCOリンク方式でHV2パケットが携帯電話103により送信される。これにより、スロット番号SN=2〜SN=4の期間、携帯電話103はある固定された同一の周波数を用いてバースト状にHV2パケットを送信する。このため、生成部230はMAC層部222から受け取ったスロット同期信号、接続情報、及びBluetoothパケット(ここではHV2パケット)情報に基づき、スロット番号SN=2の始点からスロット番号SN=4において携帯電話103からのBluetoothパケット転送終了まで送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=2〜SN=4に掛けての延長期間)。その後、携帯電話103からのHV2パケット送信が終了する旨の接続情報をMAC層部222から受け取ると、生成部230は‘L’レベルの送信禁止信号を出力する(S1)。
変形例に係る無線通信装置であっても、上記(1)と同一の効果を奏することができる。上記第3の実施形態の変形例に係る無線通信装置では、上記第1乃至第3の実施形態におけるピコネット内での通信方式と異なるeSCOリンクを使用している。しかし、この場合であってもMAC層部222が生成部230にスロット同期信号、接続情報、リンク方式(ここではSCOリンク)情報、及びBluetoothパケット(ここではHV2パケット)情報を出力することで、携帯電話103からBluetoothパケットを送信するタイミング、すなわち偶数スロットとされるタイミングを予想することが出来る。このため、上記第3の実施形態の変形例に係る無線通信装置であればたとえ異なるリンク方式で送受信が行われたとしてもBluetooth通信の通信性能の劣化を抑制しつつ、通信部210による無線LAN通信を行うことが出来る。つまり、SCOリンク方式に限らず、eSCOリンク方式であっても、上記(1)と同様の効果を奏することが出来る。
次に本発明の第4の実施形態に係る無線通信装置について説明する。本実施形態に係る無線通信装置は、上記第1の実施形態において通信部220が携帯電話103に対しマスターとして機能する場合である。つまり、本実施形態では、通信部210とマスターとして機能する通信部220とが同一LSI内、または同一機器内に搭載される。つまり本実施形態では携帯電話103が、通信部220に対しスレーブとして機能する。よって、通信部220と携帯電話103とのピコネット確立に際し、通信部220をマスターとした上記説明の所定の接続処理が実行される。そして携帯電話103は、MAC層部222の内部時計に基づき、該MAC層部222とタイムスロットを同期させる。これにより、生成部230はMAC層部222から接続情報及びマスターが保持するスロット同期信号を与えられる。この結果、生成部230は送信禁止信号を生成することが出来る。
次に、図11を用いて本実施形態に係る無線通信システムにおけるデータの送受信の動作について説明する。図11は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間におけるBluetooth通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にスロット番号SN、携帯電話103からのBluetoothパケット送信、通信部220からのBluetoothパケット送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。なお、無線LAN通信における伝送レートを54[Mbps]とし、車載機器101と車載用ディスプレイ102間で送受信されるフレーム長を500[byte]とする。またこの場合、応答フレーム(Ack)長を14[byte]とし、該応答フレームは24[Mbps]の伝送レートで伝送されるものとする。なお、便宜上、スロット番号SNのスタートを‘2’からとし、図示せぬスロット番号SN0以前でピコネットが形成されるものとする。また、上記第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態と同一の動作については説明を省略する。
ピコネット形成後、通信部220に送信を予定とするBluetoothパケットが無いことを事前に得られないため、生成部230はMAC層部222から受け取ったスロット同期信号に基づき、スロット番号SNがSN=1(図示せぬ)からSN=2へと切り替わり、該SN=2へとスロット番号が切り替わってから25[μsec]までの期間、送信禁止信号を‘H’レベルとする(S1、図中、スロットSN=2の始点から25[μsec])。もし、通信部220に送信を予定とするBluetoothパケットが無いことを事前に得られていれば、生成部230がスロット番号SN=2において送信制御部213へ出力する送信禁止信号を‘L’レベルとしてもよい。
本実施形態に係る無線通信装置であっても、上記(1)と同様の効果を得ることができる。つまり、通信部220が携帯電話103に対しマスターとして機能した場合であっても、MAC層部220がスロット同期信号、接続情報、及び送信予定のBluetoothパケットの有無などを生成部230に通知することで、該生成部230は適切なタイミングで送信禁止信号を生成することが出来る。これにより、Bluetooth通信中に、無線LAN通信によるデータの送受信が行われるといった問題を回避することが出来る。
次に本発明の第5の実施形態に係る無線通信装置について図12を用いて説明する。図12は、本実施形態に係る無線通信装置1000のブロック図である。図示するように、車載機器101が備える無線通信装置1000は、図1においてBluetooth通信モジュールとして機能した通信部220を廃し、時分割通信を実行する通信モジュール(図中、TDMA(Time Division Multiple Access)無線通信部1020)を搭載したものである。すなわち、無線通信装置1000は、TDMA無線通信部1020(ここでは、子局とする)と時分割通信端末(図示せぬ、TDMA基地局とする)とで時分割通信を行う無線通信システムを形成し、上記第1乃至第4の実施形態同様通信部210と車載用ディスプレイ102とで無線LANシステムを形成する。
本実施形態に係る車載機器101の内部構成(無線通信装置1000)について以下、上記第1乃至第4の実施形態と異なる部材について説明する。無線通信装置1000は、上述したようにTDMA無線通信部1020を備える。そして、そのTDMA無線通信部1020は、物理層部1021、及びMAC層部1022を備える。これら物理層部1021、及びMAC層部1022は時分割通信を実行するための機能を備える。
物理層1021は上記アンテナ240から与えられる受信信号(アナログ信号)につき、A/D変換を行ってデジタル信号を得る。更に、このデジタル信号につき復調処理を行い、受信フレームを得る。そして、得られた受信フレームをMAC層部1022へ出力する。
MAC層部1022は、時分割通信に準拠した所定のアクセス制御を行う。つまり、MAC層部1022は携帯電話103の内部時計に基づいて、該携帯電話103とタイムスロットを同期させる。つまり、自身のデータの送信タイミング(Up link)及び携帯電話103によるデータの送信タイミング(Down link)をそれぞれ認識する。そして、MAC層部1022は、上記送信タイミングと携帯電話103との接続情報とを生成部230へと出力する。
次に図13を用いて本実施形態に係る無線通信システムがデータを送受信する際の動作について説明する。図13は、車載機器101と車載用ディスプレイ102との間における無線LAN通信の様子を示したタイムチャート、並びに車載機器101と携帯電話103との間における時分割多元接続による通信の様子を示したタイムチャートである。横軸に時間を取り、縦軸にタイムスロット(Up Link期間またはDown Link期間)、携帯電話103からのデータ送信、時分割多元接続として機能する通信部1020からのデータ送信、送信禁止信号、及び通信部210と車載用ディスプレイ102との間の無線LAN通信で送受信されるデータ(データフレーム、Ack)を取る。
本実施形態に係る無線通信装置であっても、上記第1乃至第4の実施形態で説明した無線通信装置が備える各部材の機能をそのまま適用しても実現可能とされる。つまり、無線LAN通信を実行する通信モジュール(通信部210)と同一LSI上、または同一機器内に搭載される通信モジュールはBluetoothモジュールに限らず、時分割通信を実行するモジュールでありさえすれば、特に限定されることはなく、上記(1)と同様の効果を奏することが出来る。また、本実施形態は、上記第1の実施形態の無線通信装置に限らず、上記第2、第3の実施形態に係る無線通信装置に適用することが可能とされる。
Claims (5)
- 第1無線通信装置との間で第1通信方式を用いて第1データを送受信する第1無線通信システムを形成する第1無線通信部と、
第2無線通信装置との間で前記第1通信方式とは異なる第2通信方式を用いて、決められた送信タイミングで時間分割された区間毎に第2データを送受信する第2無線通信システムを形成する第2無線通信部と、
前記第2データが保持する前記第2通信方式に関する情報、及び/または前記送信タイミングに基づいて、前記第1無線通信部に対し前記第1データを用いた通信を禁止する禁止期間を生成する禁止期間生成部と、
前記第1データの送受信に必要とされる時間を算出する占有時間算出部と、
隣接する前記禁止期間同士の間の期間と前記時間をそれぞれ比較し、該比較の結果に応じて前記第1無線通信部に前記第1データの送信を停止または遅延させる送信制御部と
を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記禁止期間は、前記送信タイミングとされる前記区間の境界を跨ぎつつ、前記送信タイミングにおいて前記第2データの転送があれば該転送が終了するまでの期間である
ことを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。 - 前記第2無線通信装置は前記第2無線通信部を収容するマスターとして機能し、
前記第2データとして、前記第2無線通信装置から前記第2無線通信部へ転送する第3データと、前記第2無線通信部から前記前記第2無線通信装置へ転送する第4データとが前記区間毎に送受信され、
前記第2無線通信装置は、第1送信タイミングにおいて前記第3データを転送し、前記第3データの前記転送があった場合、前記第2無線通信部は第2送信タイミングにおいて前記第4データを転送し、
前記禁止期間生成部は、前記第3データの転送の有無に関わらず、前記第1送信タイミングにおいて前記禁止期間として第1禁止期間を生成し、前記第1送信タイミングにおいて前記第3データの転送があった際、前記第2送信タイミングにおいて生成される前記禁止期間として第2禁止期間を生成し、
前記送信制御部は、前記第1禁止期間から前記第2禁止期間までの第1期間または前記第1禁止期間から次の前記第1禁止期間までの第2期間または前記第2禁止期間から次の前記第1禁止期間までの第3期間と前記時間をそれぞれ比較する
ことを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。 - 前記送信制御部は、
前記第2無線通信部が前記第3データを受信した場合、前記第1期間と前記時間とを比較し、前記時間が大きければ前記第1データの送信を停止または遅延させ、
前記第3データの受信に応答して、前記第2無線通信部が前記第4データを送信した場合、前記第3期間と前記時間とを比較し、前記時間が大きければ前記第1データの送信を停止または遅延させ、
前記第2無線通信部が前記第3データを受信しなければ、前記第2期間と前記時間とを比較し、前記時間が大きければ前記第1データの送信を停止または遅延させる
ことを特徴とする請求項3記載の無線通信装置。 - 前記禁止期間は、前記送信タイミングの度に前記禁止期間生成部により生成され、
前記送信制御部は、前記隣接する前記禁止期間の値よりも前記時間の値が大きければ、前記第1データの送信を停止または遅延させる
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
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