JP2013157819A

JP2013157819A - 通信装置、プログラム、及び通信方法

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Publication number: JP2013157819A
Application number: JP2012017289A
Authority: JP
Inventors: Masaya Masuda; 賢哉増田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-15
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: JP5242816B1; US20130194968A1

Abstract

【課題】より好適な通信方式で通信を行う通信装置、プログラム、及び通信方法を提供
する。
【解決手段】複数の通信方式によって他の通信装置と通信可能であって、前記複数の通
信方式の内の少なくとも１つの通信方式を用いて前記他の通信装置と通信を行なう通信手
段と、前記他の通信装置との通信時に確立されるアプリケーション種別に基づいて、通信
方式を決定する通信方式決定手段と、前記通信方式決定手段によって決定された通信方式
で、前記他の通信装置との通信を確立するよう前記通信手段を制御する通信制御手段と、
を具備する通信装置。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、通信装置、プログラム、及び通信方法に関する。

近年、通信技術の発達により様々な通信方式が普及している。この通信方式には、例え
ば低消費電力で通信実行可能な通信方式や、高速な通信の可能な通信方式等の通信の用途
が考慮された多くの通信方式が存在する。

通信機器が例えばコンテンツデータ等の所定量のデータの送受信を実行する場合、例え
ば待ち受け等の通信接続を開始するまでの処理については、送受信する情報が少ないため
高速な通信仕様（通信方式）よりも低消費電力の通信仕様（通信方式）を使用する方が好
適であると考えられる。また、接続以降のデータの送受信の処理については、低消費電力
の通信仕様（通信方式）より、高速な通信仕様（通信方式）を使用する方が好適であると
考えられる。

例えば、通信プロトコルであるBluetooth（登録商標、以下省略）におけるBluetooth v
.4.0では従来から存在するBR (Basic Rate)/EDR (Enhanced Data Rate)等の通信仕様（通
信方式）に加え、BR/EDRより電力消費を抑えることが可能であるが、通信速度が遅いLE (
Low Energy)という通信仕様（通信方式）が導入されている。

Bluetooth v.4.0仕様ではLEのみをサポートした通信機器（いわゆるsingle modeデバイ
ス）と、BR/EDRとLEとを両方サポートした通信機器（いわゆるdual modeデバイス）とが
想定されている。dual modeデバイスにおいて、BR/EDR上で通信する場合には、一般的に
接続を仕掛ける側はBR/EDRで検出や接続を行い、接続を受ける側はBR/EDRで被検出や被接
続を待ち受けることとなる。つまり、このときLEは利用しておらず、ＬＥ利用による例え
ば省電力の恩恵を受けることができなかった。

また例えばBluetoothのような所定の通信プロトコルでは、送受信を行うデータの種類
によってアプリケーション種別が設定されている。このアプリケーション種別は送受信す
るデータの種類によって設定されているため、このアプリケーション種別によって送受信
されるデータのデータ量はある程度決まったものとなる。このため、通信の接続を行うと
き／行なっているときにはアプリケーション種別毎に好適な通信方式が存在すると考えら
れる。しかし、アプリケーション種別によって通信方式を設定する通信装置は提供されて
いない。

上記問題に鑑みて、より好適な通信方式で通信を行う通信装置、プログラム、及び通信
方法を提供することへの要望がある。

例えば特許文献１に記載されているものは、従来のBluetooth モジュールでの装置動作
に応じた省電力モードの制御に関するものであり、HFP の場合には携帯電話の受信電波状
況（＝アンテナ本数）の送信頻度を制御、DUN やPAN 、OPP の場合にはデータ通信レート
に応じて省電力モードを制御するというものである。

特許第４４４０２９９号公報

本発明の実施の形態は、より好適な通信方式で通信を行う通信装置、プログラム、及び
通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によれば通信装置は、複数の通信方式によって他
の通信装置と通信可能であって、前記複数の通信方式の内の少なくとも１つの通信方式を
用いて前記他の通信装置と通信を行なう通信手段と、前記他の通信装置との通信時に確立
されるアプリケーション種別に基づいて、通信方式を決定する通信方式決定手段と、前記
通信方式決定手段によって決定された通信方式で、前記他の通信装置との通信を確立する
よう前記通信手段を制御する通信制御手段と、を具備する。

実施形態における通信システムの一例を示す概念図。実施形態における通信装置Ａの内部構成の一例を示すブロック図。実施形態における通信装置Ａと通信装置Ｂの通信方式の一例を示す概念図。同実施形態のBR/EDRを選択時の構成の例を示す図。同実施形態のBR/EDR＋LEを選択時の構成の例を示す図。同実施形態のLEを選択時の構成の例を示す図。同他の形態に用いられるアプリケーション種別と無線通信方式種別を示す図。同他の形態に用いられるアプリケーション種別と電源状態と無線通信方式種別を示す図。この発明の一実施形態を示す処理フロー図。この発明の一実施形態を示す処理フロー図。

以下、本発明の一実施形態の無線通信装置、および、無線通信接続制御方法等を図１乃
至図１０を参照して説明する。

図１は本実施形態における通信システム１の一例を示す概念図である。図１には通信装
置Ａ１００及び通信装置Ｂ２００が示されている。

通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００とは無線通信を行ない、本実施形態では例えばBl
uetooth通信プロトコルによって通信を行うものとする。通信装置Ａ１００、及び通信装
置Ｂ２００の例としては、例えばＰＣ（Personal Computer）、携帯電話、スレートＰＣ
、タブレット端末、ポータブル情報端末等のモバイル機器、ＤＴＶ（Digital Television
）等の様々な電子機器がありうる。

図２は本実施形態における通信装置Ａ１００（無線通信機器）の内部構成の一例を示す
ブロック図である。

通信装置Ａ１００は、制御部１１０、記憶部１２０、操作部１３０、表示部１４０、バ
ッテリ１５０、通信部１６０、アンテナ１７０、及びバス１８０を有している。

制御部１１０は、通信装置Ａ１００全体を制御する例えば中央演算処理装置（Central
Processing Unit）であり、記憶部１２０に格納されたプログラムに応じて、動作制御手
段として所定の処理を実行する機能を有している。

記憶部１２０は、例えば半導体記憶装置であって、制御部１１０が実行する各種プログ
ラム、所定の処理に必要な各種情報、また各種データファイル等を記憶している（記憶手
段）。また記憶部１２０は通信の切り替え手段である通信制御プログラム１２１、通信方
式対応テーブル１２２、及び無線通信制御手段である通信方式制御プログラム１２３を記
憶している。制御部１１０は通信制御プログラム１２１及び通信方式制御プログラム１２
３を実行し、所定の処理を行ない、このとき通信方式対応テーブル１２２を参照する。こ
れらについては後述にて説明を行う。

操作部１３０は、例えばキーボード、タッチパネル等のユーザが通信装置Ａ１００へ操
作を入力する操作入力部であって、操作部１３０はユーザからの操作入力を所定の電気信
号として通信装置Ａ１００に入力する。本実施形態においてはキーボード、タッチパネル
等を例として挙げたが、これに限定されるものではなく、例えばユーザが操作入力を行う
外部のリモートコントローラからの信号受信部等を含んでもよい。

表示部１４０は、例えば液晶ディスプレイや自発光型の表示ディスプレイ等の表示装置
であって、画像を表示する機能を有している。

バッテリ１５０は、例えば蓄電器であり供給された電力を蓄えておく機能を有しており
、通信装置Ａ１００はこのバッテリ１５０によって駆動する。

無線通信部１６０は、アンテナ１７０によって電波を送受信し、他の通信装置（例えば
通信装置Ｂ２００）とデータの送受等の無線通信を行う通信手段としての機能を有してい
る。

バス１８０は、通信装置Ａ１００内の接続された各構成をそれぞれ通信可能に接続する
機能を有している。

本実施形態において、通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００とは無線通信を行う。本実
施形態では、通信装置Ｂ２００は通信装置Ａ１００と同様の内部構成を持つものとし、こ
こで内部構成の説明を省略する。しかし、これはあくまで本実施形態における例示であっ
てこれに限定されず、通信装置Ｂ２００は通信装置Ａ１００と同様の内部構成でなくてよ
く、通信装置Ａ１００と無線通信を行うことができればよい。

また、本実施形態において通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００とはBluetooth規格に
よって規定される無線通信を行う。これも本実施形態における例示であってこれに限定さ
れず、他の通信規格によって通信を行うとしてもよい。

Bluetoothは規格のバージョンアップによって、通信仕様（通信方式）の追加が行なわ
れている。Bluetooth v.2.0+EDRまでのBR (Basic Rate)/EDR (Enhanced Data Rate)の通
信仕様（通信方式）に加え、Bluetooth v.3.0+HSでは、BR/EDRより高速通信が可能となる
が電力消費が高くなるAMP (Alternate MAC/PHY)が導入された。また、Bluetooth v.4.0で
はBR/EDRより電力消費を抑えることが可能であるが、通信速度が遅いLE (Low Energy)と
いう通信仕様（通信方式）が導入された。Bluetooth規格では相互接続性に必須となる機
能や手順については詳細を定めているが、これ以外の部分は枠組みのみを定めて詳細部分
は実装依存となっており、上記通信仕様（通信方式）の切り替えについて規格上処理手順
は特に規定されていない。

通信装置Ａ１００は、操作部１３０からのユーザ操作に基づいて、又は動作制御手段に
より内部的に自動で通信装置Ｂ２００との通信を開始する。このとき、制御部１１０は記
憶部１２０に格納された通信制御プログラム１２１を実行してこの通信を制御する。無線
通信部１６０は制御部１１０の通信制御に基づいて無線通信を行う。あるいは、その逆に
、相手機器から無線接続要求を受けた場合には、無線通信制御手段より制御される無線通
信部１６０によって、本無線通信機器と、他の無線通信機器は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの規
格に定められた方法で接続し、相手機器との間で双方向でデータの送受信が可能な状態と
なる。

以上が、基本的な構成の説明である。次に通信方式について図３を用いて説明する。

図３は本実施形態における通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００の通信方式の一例を示
す概念図である。

通信装置Ａ１００の無線通信部１６０はBluetooth通信部１６１を有している。

Bluetooth通信部１６１は、Bluetooth規格に従って通信を行う通信部であり、Bluetoot
h通信部１６１はBR/EDRコントローラ１６２及びLEコントローラ１６３を有している。つ
まり、通信装置Ａ１００はBR/EDRとLEとを両方サポートした、いわゆるdual modeデバイ
スである。

BR/EDRコントローラ１６２はBluetooth v.2.0+EDRより定められているBR (Basic Rate)
及びEDR (Enhanced Data Rate)の通信仕様（通信方式）に従って動作する通信コントロー
ラである。

LEコントローラ１６３はBluetooth v.4.0より定められるLE（Low Energy）の通信仕様
（通信方式）に従って動作する通信コントローラである。

通信装置Ｂ２００も通信装置Ａ１００と同様の構成を有しており、BR/EDR、LEの通信仕
様（通信方式）によって通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００はBluetooth通信を行うこ
とが可能である（dual modeデバイス）。

ここで、本実施形態において通信装置Ａ１００と通信装置Ｂ２００とがある方式に従っ
て通信接続を行う場合を説明する。ここでは、通信装置Ａ１００が通信装置Ｂ２００に対
して接続を要求する場合を例に挙げる。

例えば、新たな論理接続要求が発生したとき、制御部１１０は通信制御プログラム１２
１を実行し、通信制御手段として論理接続要求についての通信を制御する。このとき、制
御部１１０は更に通信方式制御プログラム１２３を実行し、新たな論理接続要求の論理接
続要求種別を判別する。さらに、制御部１１０は通信方式対応テーブル１２２を参照して
、通信方式決定手段としてこの新たな論理接続要求の論理接続種別に対応する通信方式を
決定する。

即ち本実施形態では、無線通信機器（通信装置Ａ１００）に切り替え手段（通信制御プ
ログラム１２１、通信制御手段）を備えてこれを制御し、無線通信制御手段（通信方式制
御プログラム１２３、通信手段）の制御ソフトウェア（プロトコル、および、プロファイ
ル）を選択的・動的に切り替える構成にすることによって、それに応じて無線通信部１６
０内のＢＲ／ＥＤＲコントローラ１６２、ＬＥコントローラ１６３の制御を実施し、dual
mode / single modeデバイスとしてそれぞれ選択的に動作させる（図４、図５、図６）
。例えば、図５ではdual modeで用いることとなる。

例えば、ユーザによる操作部１３０により、明示的にモード切り替え可能とする。ある
いは、別の例では、切り替えは、アプリケーション種別との対応（図７）を例えば通信方
式対応テーブル１２２の一つとして用意しておくこと（通信方式決定手段を構成）により
、当該アプリケーションを実行した際に対応する無線通信制御ソフトウェアを切り替え可
能とする。例えば、図７でアプリ（アプリケーション）Aをユーザ指定で用いる場合はdua
l modeで用いることとなり、BR/EDR使用でもLE使用でもどちらでも指定可能である。また
例えば、図７でアプリ（アプリケーション）Bを自動で用いる場合はLE使用で用いること
となる。

また、別の例として、BR/EDRとLEの両方で動作可能なプロファイルの場合、バッテリ残
量に応じてモード切り替え可能とする（図８：例えば通信方式対応テーブル１２２の他
の一つとして電源状態を電源情報として表現）。例えば、図８でアプリ（アプリケーショ
ン）Dをバッテリ残量が多の状態で用いる場合はdual modeで用いることとなる。

図９、図１０は、本発明実施形態における処理に関するシーケンス図である。図９では
ユーザは物理層を意識して操作するが、図１０においてはユーザは物理層を意識せず自動
で物理層を扱う。

図９は、ユーザが無線通信機器（通信装置Ａ１００）の操作部１３０により明示的にモ
ード切り替えを指示した場合の処理フローについて示した図である。図１０は図９の処理
フローをベースに、明示的なモード切り替えではなく、実行するアプリケーションを選択
した場合の処理フローについて示した図である。

まず図９の説明を以下に述べる。

Ｓ１０１：ユーザによるモード切り替え指示を待つ。指示があった場合にはステップ（Ｓ
１０２）に進む。

Ｓ１０２：無線接続が接続中かどうかを判定し、切断済みの場合にはステップ（Ｓ１０３
）に進み、接続中の場合にはステップ（Ｓ１０５）に進む。

Ｓ１０３：無線待ち受け状態であった場合にはこれを解除（被接続不可モードへの移行）
したのちに、現在使用中の無線接続制御ソフトの終了処理を実行する。

Ｓ１０４：無線通信制御ソフトを、ステップ（Ｓ１０１）にて決定された種別の制御ソフ
トに切り替え、初期化動作を実行する。

Ｓ１０５：ユーザに別の無線接続が接続中である旨を報知して切断可否を問い合わせる。
ユーザより切断可能という判断が示された場合にはステップ（Ｓ１０６）に進み、切断不
可の判断が示された場合はステップ（Ｓ１０７）に進む。

Ｓ１０６：接続中の無線通信を切断し、ステップ（Ｓ１０３）に進む。

Ｓ１０７：切り替え不可であることをユーザに報知し、処理を終了する。

次に図１０の説明を以下に述べる。

Ｓ２０１：ユーザによるアプリケーション実行指示を待つ。指示があった場合にはステッ
プ（Ｓ２０２）に進む。

Ｓ２０２：ステップ（Ｓ２０１）にて指示されたアプリケーションと、アプリ種別と無線
通信方式種別の対応表（図７ないしは図８）から、対応する無線通信方式の種別を決定し
、ステップ（Ｓ２０３）に進む。

Ｓ２０３：ステップ（Ｓ２０２）で新たに決定された無線通信方式が、現在動作中の無線
通信方式種別と同じかどうかを判断し、同じだった場合には何もせずにここで処理を終了
する。異なる場合にはステップ（Ｓ２０４）に進む。

Ｓ２０４：無線接続が接続中かどうかを判定し、切断済みの場合にはステップ（Ｓ１０５
）に進み、接続中の場合にはステップ（Ｓ２０７）に進む。

Ｓ２０５：無線待ち受け状態であった場合にはこれを解除（被接続不可モードへの移行）
したのちに、現在使用中の無線接続制御ソフトの終了処理を実行する。

Ｓ２０６：無線通信制御ソフトを、ステップ（Ｓ２０２）にて決定された種別の制御ソフ
トに切り替え、初期化動作を実行する。

Ｓ２０７：ユーザに接続中である旨を報知して切断可否を問い合わせる。ユーザより切断
可能という判断が示された場合にはステップ（Ｓ２０８）に進み、切断不可の判断が示さ
れた場合はステップ（Ｓ２０８）に進む。

Ｓ２０８：接続中の無線通信を切断し、ステップ（Ｓ２０５）に進む。

Ｓ２０９：切り替え不可であることをユーザに報知し、処理を終了する。

（前提・背景のまとめ）
（１）Bluetooth v4.0仕様では、無線通信方式として、ボタン電池での長時間駆動を想定
したLE（Low Energy）が定義された。

（２）v4.0では、従来のBluetoothの無線通信方式BR/EDR機能だけを搭載したデバイス、B
R/EDRとLEと両方の機能を搭載したdual modeデバイス、LEの機能のみを搭載したsingle m
odeデバイス、の3種類が存在しうる。

（３）Bluetooth仕様上、これら3種類においてプロトコル動作の仕様が異なる。また、使
用可能なプロファイルも異なる。

（４）Bluetoothチップ（Bluetoothコントローラ）がある機能をサポートし、かつ、ホス
ト側の制御ソフトウェア（プロトコルスタック）もその機能に対応している場合にはじめ
て、デバイスがある機能に対応していると言うことができる。

（課題の補足）
Bluetooth v4.0仕様では、dual modeデバイス同士を接続する場合には使用する無線通
信方式がBR/EDRに制限されるため、省電力の物理層LEが使用できず、また、LEリンク上で
のみ動作を許可されるプロファイルが使用できないという課題があった。dual modeを実
現可能なデバイスでも、省電力の恩恵を受けるLEリンクを使用し、LEリンク上でしか許可
されていないプロファイル動作を使用できるようにしたいという要望があった。

（先行技術と比べた実施形態の効果）
Bluetooth v4.0で定められた無線通信方式のBR/EDRとLEとの機能を同時に備えたBlueto
othチップ(dual mode chip)を搭載した機器において、ホスト側の制御ソフトウェア（プ
ロトコル、および、プロファイル）を選択的・動的に切り替えることによって、dual mod
e / single modeデバイスとしてそれぞれ選択的に動作させることにより、dual mode chi
pを搭載したデバイス同士を接続する場合にも、省電力の恩恵を受ける物理層LEの使用、
および、LEリンク上でのみ動作を許可されるプロファイルの使用が可能となり、ユーザの
利便性を向上させることができる。

Bluetooth v4.0で定められた無線通信方式の、BR/EDRとLEとの機能を同時に備えたBlue
toothチップを搭載した機器において、実施形態のポイントとして次のようなものを挙げ
ることができる。

（１）．ホスト側の制御ソフトウェア（プロトコル、および、プロファイル）を選択的・
動的に切り替えることによって、dual mode / single modeデバイスとしてそれぞれ選択
的に動作させる。具体的には、dual modeデバイスをあたかもsingle modeデバイスとして
振舞わせることができる。例えば、通常では体温計やその他周辺機器のデータをPCに送る
ことが多いが、PCやスマートホンから別のPCや旧来タイプの携帯電話や腕時計に送るよう
な利用があり得る。

（２）．アプリケーション（プロファイル）種別により、実行した際に自動で切り替え可
能とする。

（３）．ユーザが明示的にモード切り替え可能とする。

（４）．BR/EDRとLEの両方で動作可能なプロファイルの場合、バッテリ残量に応じてモー
ド切り替え可能とする。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。

また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせること
により、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素
から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる
構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１…通信システム、１００…通信装置Ａ、１１０…制御部、１２０…記憶部、１２１…通
信制御プログラム、１２２…通信方式対応テーブル、１２３…通信方式制御プログラム、
１３０…操作部、１４０…表示部、１５０…バッテリ、１６０…無線通信部、１６１…Bl
uetooth通信部、１６２…BR/EDRコントローラ、１６３…LEコントローラ、１７０…アン
テナ、１８０…バス、２００…通信装置Ｂ、２６０…無線通信部、２６１…Bluetooth通
信部、２６２…BR/EDRコントローラ、２６３…LEコントローラ。

Claims

複数の通信方式によって他の通信装置と通信可能であって、前記複数の通信方式の内の
少なくとも１つの通信方式を用いて前記他の通信装置と通信を行なう通信手段と、
前記他の通信装置との通信時に確立されるアプリケーション種別に基づいて、通信方式
を決定する通信方式決定手段と、
前記通信方式決定手段によって決定された通信方式で、前記他の通信装置との通信を確
立するよう前記通信手段を制御する通信制御手段と、
を具備する通信装置。
前記アプリケーション種別と、前記通信方式とが対応付けられた通信方式対応テーブル
を記憶した記憶手段を、更に具備し、
前記通信方式決定手段は、前記通信方式対応テーブルに示された対応に基づいて前記通
信方式を決定する、請求項１記載の通信装置。
前記通信方式決定手段は、自装置の電源情報と前記アプリケーション種別の組み合わせ
に基づいて、通信方式を決定する、請求項１記載の通信装置。
前記アプリケーション種別と前記自装置の電源情報との組み合わせと、前記通信方式と
が対応付けられた通信方式対応テーブルを記憶した記憶手段を、更に具備し、
前記通信方式決定手段は、前記通信方式対応テーブルに示された対応に基づいて前記通
信方式を決定する、請求項３記載の通信装置。
前記通信方式は、Bluetooth（登録商標） v4.0規格に準拠した方式を含む請求項１記載の通信装置。
通信装置によって実行されるプログラムであって、
複数の通信方式によって他の通信装置と通信可能な通信手段に、前記通信方式の内の少
なくとも１つの通信方式を用いて前記他の通信装置と通信を行なわせ、
通信方式を決定する通信方式決定手段に、前記他の通信装置との通信時に確立されるア
プリケーション種別に基づいて通信方式を決定させ、
前記通信手段を制御する制御手段に、前記通信方式決定手段によって決定された通信方
式で、前記他の通信装置との通信を確立するよう前記通信手段を制御させるプログラム。
複数の通信方式によって他の通信装置と通信可能な通信装置で行なわれる通信方法であ
って、
通信手段が、前記通信方式の内の少なくとも１つの通信方式を用いて前記他の通信装置
と通信を行い、
前記他の通信装置との通信時に確立されるアプリケーション種別に基づいて、通信方式
を決定し、
決定された通信方式で、前記他の通信装置との通信を確立するよう前記通信手段を制御
する通信方法。