JP2019220907A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＬＥ無線通信におけるセントラル側の低消費電力化を実現した通信装置を提供する。【解決手段】通信装置１は、制御部１ａと無線受信部１ｂを備える。制御部１ａは、通信端末２とのＢＬＥ通信により受信した情報の通信制御を行う。無線受信部１ｂは、通信端末２と非通信の場合に制御部１ａをスリープ状態にする。また、無線受信部１ｂは、制御部１ａのスリープ状態中に通信端末２から送信されたアドバタイズパケットを検出した場合、制御部１ａのスリープ状態の解除を行う。このように、通信装置１では、ＢＬＥ無線通信を行う通信中継機能を、通信端末２との非通信時にはスリープ状態にさせ、通信端末２から送信されたアドバタイズパケットの検出時にはスリープ状態を解除させる。【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置に関する。

近年、センシングにより取得した情報からユーザの行動を分析し、行動状態に応じて様々なサービスを提供するＩｏＴ（Internet of Things）ソリューションが注目されている。

ＩｏＴソリューションの一例として、建設現場や工場の作業者の安全を支援するためのシステムが開発されている。これは、作業者にウェアラブル端末を装着させ、当該ウェアラブル端末に内蔵されているセンサで作業者の熱ストレスや身体負荷等のバイタルサインを検知し、検知したデータを、通信装置を通じてクラウドに送信して管理者に知らせるものである。これにより、管理者は、作業者それぞれの状態を一元的に把握でき、作業者の安全管理を図ることができる。

このようなＩｏＴシステムでは、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）による無線通信プロトコルにもとづく通信が広く行われている。
ＢＬＥは、無線通信規格であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のバージョン４．０の一部であり、周波数チャネルには２．４ＧＨｚ帯が利用される。またＢＬＥは、低消費電力の通信モードで近距離無線通信を行うことができるため、ＩｏＴ用途での利用が有望視されている。

ＢＬＥインタフェースを有するネットワークは、通常、スター型のネットワークを形成し、端末ノードはペリフェラル（Peripheral）、中心ノードはセントラル（Central）と呼ばれる。上記の例では、ウェアラブル端末はペリフェラル、通信装置はセントラルに該当する。

近距離無線通信の従来技術としては、例えば、移動端末装置がスリープ状態にあるときに、中距離無線通信機の通信可能範囲内に移動端末装置が進入すると、移動端末装置のスリープ状態が解除される技術が提案されている。

また、他の無線通信端末から送信された識別情報を受信し、該識別情報に他の無線通信端末が送信すべきデータに関する特定情報が含まれるか否かに応じて、他の無線通信端末との接続を制御する技術が提案されている。

特開２０１６−７５９７１号公報 特開２０１５−８３６８号公報

ＢＬＥ無線通信において、ペリフェラルは、送信すべきデータがある場合はスリープモードから復帰して電波を発してデータを送信し、データ送信後はスリープモードに移行するという動作を繰り返すことで低消費電力化を実現している。

しかし、ペリフェラルの通信相手であるセントラルは、ペリフェラルからデータを受信するまで、ペリフェラルから不定期に送信されるデータの受信待機状態を維持するモードになっているため、ペリフェラルに比べて消費電力が高くなっている。

１つの側面では、本発明は、ＢＬＥ無線通信におけるセントラル側の低消費電力化を実現した通信装置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、通信装置が提供される。通信装置は、通信端末とのＢＬＥ通信により受信した情報の通信制御を行う第１の制御部と、通信端末と非通信の場合に第１の制御部をスリープ状態にし、第１の制御部がスリープ状態中に通信端末から送信されたアドバタイズパケットを検出した場合にスリープ状態の解除を行う第２の制御部とを有する。

１側面によれば、消費電力を抑制することが可能になる。

通信装置を説明するための図である。 セントラル装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 セントラル装置の機能ブロックの一例を示す図である。 ペリフェラル装置とセントラル装置との動作シーケンスを示す図である。 ペリフェラル装置とセントラル装置との動作シーケンスを示す図である。 受信感度の制御の一例を示すフローチャートである。 ペリフェラル装置およびセントラル装置の動作一覧を示す図である。 消費電流のシミュレーション結果を示す図である。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は通信装置を説明するための図である。通信装置１は、制御部１ａ（第１の制御部）と無線受信部１ｂ（第２の制御部）を備える。制御部１ａは、通信端末２とのＢＬＥ通信により受信した情報の通信制御を行う。

無線受信部１ｂは、通信端末２と非通信の場合に制御部１ａをスリープ状態にする。また、無線受信部１ｂは、制御部１ａのスリープ状態中に通信端末２から送信されたアドバタイズパケットを検出した場合、制御部１ａのスリープ状態の解除を行う。

なお、通信端末２が自装置の存在を通信装置１に知らせるために定期的にパケットデータを送信する動作をアドバタイジング（Advertising）と呼ぶ。また、このとき送信されるパケットデータがアドバタイズパケットである。

図１に示すシーケンスにもとづいて動作について説明する。
〔ステップＳ１〕通信端末２は、スリープ状態になっている。
〔ステップＳ２〕通信装置１内の通信中継処理を実施する制御部１ａは、スリープ状態になっている。

〔ステップＳ３〕通信端末２は、送信すべきデータがある場合、スリープ状態を解除して起動中となる。
〔ステップＳ４〕通信端末２は、１回目のアドバタイズパケットを送信する。

〔ステップＳ５〕無線受信部１ｂは、通信端末２から送信されたアドバタイズパケットの最初の受信で、制御部１ａのスリープ状態を解除する。
〔ステップＳ６〕通信装置１の制御部１ａは起動中となる。

〔ステップＳ７〕通信端末２は、通信装置１からの応答がないため、２回目のアドバタイズパケットを送信する。
〔ステップＳ８〕ステップＳ６で起動中となった通信装置１が当該アドバタイズパケットに応答することにより、通信装置１と通信端末２間でコネクション処理が行われ、通信が開始される。

このように、通信装置１では、ＢＬＥ無線通信を行う通信中継機能を、通信端末２との非通信時にはスリープ状態にさせ、通信端末２から送信されたアドバタイズパケットの最初の検出時にはスリープ状態を解除させる。

これにより、通信装置１は、通信端末２との通信時に通信中継機能が起動し、非通信時にはスリープ状態となるため、消費電力を抑制することが可能になる。
＜ハードウェア＞
通信装置１の構成および動作について以降詳しく説明する。なお、以降では通信装置をセントラル装置、通信端末をペリフェラル装置と呼ぶ。図２はセントラル装置のハードウェア構成の一例を示す図である。セントラル装置１０は、プロセッサ１００ａ、１００ｂを有する。プロセッサ１００ａは、通信中継制御および装置全体の制御を行い、プロセッサ１００ｂは、無線受信制御を行う。

プロセッサ１００ａ、１００ｂには、バス１０３を介して、メモリ１０１および複数の周辺機器が接続されている。プロセッサ１００ａ、１００ｂは、マルチプロセッサであってもよい。

プロセッサ１００ａ、１００ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。またプロセッサ１００ａ、１００ｂは、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

メモリ１０１は、セントラル装置１０の主記憶装置として使用される。メモリ１０１には、プロセッサ１００ａ、１００ｂに実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、メモリ１０１には、プロセッサ１００ａ、１００ｂによる処理に要する各種データが格納される。

さらに、メモリ１０１は、セントラル装置１０の補助記憶装置としても使用され、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。メモリ１０１は、補助記憶装置として、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）等の半導体記憶装置やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体を含んでもよい。

バス１０３に接続されている周辺機器としては、入出力インタフェース１０２、ネットワークインタフェース１０４、通信制御デバイス１０５および電源部１０６がある。入出力インタフェース１０２は、プロセッサ１００ａ、１００ｂからの命令にしたがってセントラル装置１０の状態を表示する表示装置として機能するモニタ（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等）が接続されている。

また、入出力インタフェース１０２は、キーボードやマウス等の情報入力装置を接続可能であって、情報入力装置から送られてくる信号をプロセッサ１００ａ、１００ｂに送信する。

さらにまた、入出力インタフェース１０２は、周辺機器を接続するための通信インタフェースとしても機能する。例えば、入出力インタフェース１０２は、レーザ光等を利用して、光ディスクに記録されたデータの読み取りを行う光学ドライブ装置を接続することができる。光ディスクには、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）等がある。

また、入出力インタフェース１０２は、メモリ装置やメモリリーダライタを接続することができる。メモリ装置は、入出力インタフェース１０２との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタは、メモリカードへのデータの書き込み、またはメモリカードからのデータの読み出しを行う装置である。メモリカードは、カード型の記録媒体である。

ネットワークインタフェース１０４は、無線ネットワークまたは有線ネットワークとのインタフェース制御を行う。ネットワークインタフェース１０４は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）カード等が使用できる。

ネットワークインタフェース１０４で受信されたデータは、メモリ１０１やプロセッサ１００ａ、１００ｂに出力される。通信制御デバイス１０５は、ＢＬＥ無線通信プロトコルにもとづく通信制御を行う。電源部１０６は、セントラル装置１０の電源制御を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、セントラル装置１０の処理機能を実現することができる。例えば、セントラル装置１０は、プロセッサ１００ｂが所定のプログラムを実行することで本発明の無線受信制御を行うことができる。

セントラル装置１０は、例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、本発明の処理機能を実現する。セントラル装置１０に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。

例えば、セントラル装置１０に実行させるプログラムを補助記憶装置に格納しておくことができる。プロセッサ１００ａ、１００ｂは、補助記憶装置内のプログラムの少なくとも一部を主記憶装置にロードし、プログラムを実行する。

また、光ディスク、メモリ装置、メモリカード等の可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えば、プロセッサ１００ａ、１００ｂからの制御により、補助記憶装置にインストールされた後、実行可能となる。またプロセッサ１００ａ、１００ｂが、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。

＜機能ブロック＞
図３はセントラル装置の機能ブロックの一例を示す図である。セントラル装置１０は、無線受信部１１、周辺回路１２、ＲＦ（Radio Frequency）受信部１３およびバッテリ１４を備える。なお、無線受信部１１は、図１の無線受信部１ｂに対応し、周辺回路１２は、図１の制御部１ａに対応する。

無線受信部１１は、２．４ＧＨｚ帯レシーバ１１ａ、パターンマッチング部１１ｂ、スリープ制御部１１ｃおよび受信感度制御部１１ｄを含む。
ＲＦ受信部１３は、ＲＦスイッチやＳＡＷフィルタ等から構成されアンテナａ１を通じて受信した無線信号を２．４ＧＨｚ帯レシーバ１１ａ側とＢＬＥチップ１２ｄ側へと分配する。

２．４ＧＨｚ帯レシーバ１１ａは、２．４ＧＨｚ帯の周波数信号をダウンコンバートし復調を行う。
パターンマッチング部１１ｂは、復調した受信パケットデータのパターンと、予め設定してあるパターン情報との比較を行い、一致した場合は所定のアドバタイズパケットであることを認識してスリープ解除指示を出力する。

スリープ制御部１１ｃは、スリープ解除指示を受信すると、周辺回路１２のスリープ状態を解除させる。また、スリープ制御部１１ｃは、ペリフェラル装置２０との通信の切断を検出、或いはＢＬＥチップ１２ｄからの通信切断を受信した場合等には、周辺回路１２をスリープ状態にする。

受信感度制御部１１ｄは、２．４ＧＨｚ帯レシーバ１１ａに設けられているアッテネータを調整して、ペリフェラル装置２０との無線通信の受信感度を制御する（受信感度制御については図６で後述）。

一方、周辺回路１２は、ホストＣＰＵ１２ａ、メモリ１２ｂ、インタフェース部１２ｃ、ＢＬＥチップ１２ｄ、表示部１２ｅおよび電源制御部１２ｆを含む。
ホストＣＰＵ１２ａは、通信中継処理を行い、また装置全体の制御を行う。メモリ１２ｂは、ＲＯＭおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、セントラル装置１０の記憶装置として機能する。

インタフェース部１２ｃは、無線／有線ネットワークとのインタフェース制御を行う。ＢＬＥチップ１２ｄは、ＢＬＥの無線通信プロトコルにしたがって、ＢＬＥ無線通信の制御を行う半導体回路である。

表示部１２ｅは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）機能を有し、ユーザからの操作を受け付ける画面の表示、またセントラル装置１０の通信状態等の表示を行う。電源制御部１２ｆは、バッテリ１４からの電源の供給制御を行う。

なお、図２の構成部との対応関係を示すと、無線受信部１１は、プロセッサ１００ｂによって実現され、ホストＣＰＵ１２ａは、プロセッサ１００ａによって実現される。メモリ１２ｂは、メモリ１０１によって実現され、ＢＬＥチップ１２ｄは、通信制御デバイス１０５によって実現される。

インタフェース部１２ｃは、ネットワークインタフェース１０４によって実現され、表示部１２ｅは、入出力インタフェース１０２によって実現される。電源制御部１２ｆは、電源部１０６によって実現される。なお、無線受信部１１の本発明の機能は、プロセッサ１００ｂによる制御によって実現するとしたが、デジタル回路またはアナログ回路によるハードウェアで実現することも可能である。

＜動作シーケンス＞
次に図４、図５を用いて動作シーケンスについて説明する。図４は従来のセントラル装置の動作、図５は本発明のセントラル装置の動作を示している。

図４はペリフェラル装置とセントラル装置との動作シーケンスを示す図である。図４に示すセントラル装置１０ａは、消費電力の改善前の装置（従来の装置）である。
〔ステップＳ１１〕ペリフェラル装置２０は、スリープ状態になっている。また、セントラル装置１０ａは、受信待機状態になっている。

〔ステップＳ１２〕ペリフェラル装置２０は、送信すべきデータがある場合、またはタイマによる周期駆動によってスリープ状態が解除すると、アドバタイズパケットを送信する。アドバタイズパケットは、ｃｈ（チャネル）３７、ｃｈ３８、ｃｈ３９が使用されて定期的に送信される。アドバタイズパケットの送信間隔は、例えば、最小２０ｍｓから最大１０．２４秒である。

〔ステップＳ１３〕セントラル装置１０ａは、ペリフェラル装置２０から送信されるアドバタイズパケットのスキャン処理を行う。
〔ステップＳ１４〕ペリフェラル装置２０が何回かアドバタイズパケットを送信して、ｃｈ３７のアドバタイズパケットがセントラル装置１０ａで受信されたとする。

〔ステップＳ１５〕セントラル装置１０ａは、スキャン処理によってアドバタイズパケットを取得すると、ペリフェラル装置２０との接続処理を行い、ペリフェラル装置２０とセントラル装置１０ａ間でコネクションが確立される。

〔ステップＳ１６〕ペリフェラル装置２０とセントラル装置１０ａ間で通信が行われる。
〔ステップＳ１７〕ペリフェラル装置２０は、通信の切断後、スリープ状態に移行する。

〔ステップＳ１８〕セントラル装置１０ａは、通信の切断後、受信待機状態に移行する。なお、ペリフェラル装置２０がデータ送信を終了した場合や、セントラル装置１０ａが所定期間データ受信のないことを検出した場合等によって通信が切断される。

図５はペリフェラル装置とセントラル装置との動作シーケンスを示す図である。図５に示すセントラル装置１０は消費電力の改善後の装置（本発明の装置）である。
〔ステップＳ２１ａ〕ペリフェラル装置２０は、スリープ状態になっている。

〔ステップＳ２１ｂ〕セントラル装置１０内の周辺回路１２は、スリープ状態になっている。
〔ステップＳ２２〕ペリフェラル装置２０は、送信すべきデータがある場合、またはタイマによる周期駆動によってスリープ状態が解除して起動中となる。

〔ステップＳ２３〕ペリフェラル装置２０は、アドバタイズパケットを送信する。
〔ステップＳ２４〕セントラル装置１０内の無線受信部１１は、ペリフェラル装置２０から送信されたアドバタイズパケットの最初の受信検出により、周辺回路１２のスリープ解除を行う。なお、以降ではスリープ解除のことをウエークアップ（Wakeup）とも呼ぶ。

ウエークアップ対象の回路は、周辺回路１２内のホストＣＰＵ１２ａ、メモリ１２ｂ、インタフェース部１２ｃ、ＢＬＥチップ１２ｄ、表示部１２ｅおよび電源制御部１２ｆである。

〔ステップＳ２５〕セントラル装置１０の周辺回路１２は起動中となる。
〔ステップＳ２６〕ペリフェラル装置２０は、アドバタイズパケットを送信する。
〔ステップＳ２７〕周辺回路１２内のＢＬＥチップ１２ｄおよびホストＣＰＵ１２ａは、接続処理を行い、ウエークアップ後に受信したアドバタイズパケット以降、ＢＬＥ無線通信の動作を実行する。

〔ステップＳ２８ａ〕セントラル装置１０は、ペリフェラル装置２０に対してコネクションを確立する。
〔ステップＳ２８ｂ〕ペリフェラル装置２０とセントラル装置１０間で通信が行われる。

〔ステップＳ２８ｃ〕ペリフェラル装置２０は、送信すべきデータが無くなった場合、通信を切断する。
〔ステップＳ２９ａ〕ペリフェラル装置２０は、スリープ状態へ移行する。

〔ステップＳ２９ｂ〕無線受信部１１は、通信の切断を検出した場合、周辺回路１２をスリープ状態へ移行させる。
上記のように、無線受信部１１は、ペリフェラル装置２０から出力されるアドバタイズパケットの最初の受信にもとづいて、周辺回路１２をウエークアップさせてスリープ状態を解除する。

ＢＬＥ無線通信プロトコルでは、ペリフェラル装置２０はセントラル装置１０とコネクションが確立するまでアドバタイズパケットを出し続ける仕様になっている。このため、セントラル装置１０は、その後送信されるアドバタイズパケットでサービス情報を認識できるので、最初に送信されたアドバタイズパケットをスリープ解除用に使用しても動作上問題はない。

また、無線受信部１１は、アドバタイズパケットの受信にもとづいて周辺回路１２をウエークアップするので、ウエークアップ専用のパケット等が不要であり、汎用のペリフェラル装置２０と通信が可能である。

ここで、周辺回路１２がスリープ状態へ移行する場合、例えば、以下のようなパターンがある。
（１）無線受信部１１は、周辺回路１２の起動後、アドバタイズパケットの受信が無い状態が閾値時間以上続いたことを検出した場合、周辺回路１２をスリープ状態へ移行させる。

（２）無線受信部１１は、ペリフェラル装置２０との通信後に正常に切断したことを検出した場合、周辺回路１２をスリープ状態へ移行させる。
（３）無線受信部１１は、ペリフェラル装置２０と通信中であったがタイムアウト等によって通信が途絶えたことを検出した場合、周辺回路１２をスリープ状態へ移行させる。

（４）無線受信部１１は、ペアリングされていない（通信対象でない）ペリフェラル装置２０から送信されたアドバタイズパケットで周辺回路１２が誤ってウエークアップしたことを検出した場合、周辺回路１２をスリープ状態へ移行させる。

＜受信感度の制御＞
ＢＬＥ無線通信は、上述のように近距離無線通信である。このため、セントラル装置１０は、所定範囲内に位置する近傍のペリフェラル装置２０から送信されたアドバタイズパケットの検出を行う。

このようなＢＬＥ無線通信において、本発明では、さらに特定のペリフェラル装置から送信されたアドバタイズパケットのみを検出するように受信感度を抑制する制御を行う。この機能により、非通信対象のペリフェラル装置から送信されたアドバタイズパケットにより周辺回路１２がウエークアップして電力が無駄に消費されてしまうといった状態になることを防止することができる。なお、本機能は、周辺回路１２がスリープ状態のときに動作する。

さらに、本発明の受信感度制御の機能は、ユーザによってオン／オフが設定可能である。また、受信感度には複数の調整パラメータが設定され、例えば、１から１０までの１０段階が設けられる。

この調整パラメータの数値は、セントラル装置１０とペリフェラル装置２０との通信範囲の距離に対応する。例えば、調整パラメータ＝３と設定された場合、無線受信部１１は、３メートル以内にあるペリフェラル装置２０からのアドバタイズパケットが受信可能となるように受信感度を調整する。

受信感度の調整パラメータは、ユーザによって任意の値が設定可能な固定設定と、通信状態に応じて自動的に設定される自動設定があり、固定設定および自動設定はユーザによって選択可能である。

図６は受信感度の制御の一例を示すフローチャートである。
〔ステップＳ３１〕無線受信部１１は、受信感度制御がオンかオフかを判定する。オフの場合はステップＳ３２へ処理が進み、オンの場合はステップＳ３３へ処理が進む。

〔ステップＳ３２〕無線受信部１１は、アドバタイズパケットの最初の受信にもとづいて、周辺回路１２をウエークアップさせる。
〔ステップＳ３３〕無線受信部１１は、受信感度制御の設定が固定設定か自動設定かを判定する。固定設定の場合、ステップＳ３４へ処理が進み、自動設定の場合、ステップＳ３６へ処理が進む。

〔ステップＳ３４〕無線受信部１１は、固定設定されている調整パラメータに示される通信範囲内にあるペリフェラル装置２０に対し、該ペリフェラル装置２０から送信されるアドバタイズパケットが受信可能となるように受信感度を調整する。

例えば、調整パラメータ＝３と設定されている場合、３メートル以内にあるペリフェラル装置２０から送信されたアドバタイズパケットの受信が可能となるように受信感度が調整される。逆にいえば、３ｍを超える位置にあるペリフェラル装置から送信されたアドバタイズパケットは受信不可となるように受信感度が調整されることになる。

〔ステップＳ３５〕無線受信部１１は、ステップＳ３４で調整された受信感度でアドバタイズパケットを受信した場合、周辺回路１２をウエークアップさせる。上記の例の場合、無線受信部１１は、３ｍ以内にあるペリフェラル装置２０から送信されたアドバタイズパケットの最初の受信にもとづいて、周辺回路１２をウエークアップさせることになる。

〔ステップＳ３６〕無線受信部１１は、ペリフェラル装置２０から送信されるデータの受信時におけるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication：受信電波強度）にもとづいて、調整パラメータの自動設定を行う。この場合、無線受信部１１は、以下の第１、第２の条件が満たされるか否かを判定する。

第１の条件は、ペアリング対象のペリフェラル装置のＲＳＳＩが非ペアリング対象のペリフェラル装置のＲＳＳＩよりも大きいことである。第２の条件は、調整パラメータを１段階下げてもペアリング対象のペリフェラル装置と通信可能であることである（第２の条件はペアリング対象のペリフェラル装置のＲＳＳＩから認識される）。

第１、第２の条件が共に満たされる場合、ステップＳ３９へ処理が進み、第１、第２の条件の１つでも満たされない場合、ステップＳ３７へ処理が進む。
〔ステップＳ３７〕無線受信部１１は、現状設定されている調整パラメータ（例えば、初期設定等）に示される通信範囲内にあるペリフェラル装置２０に対し、該ペリフェラル装置２０から送信されるアドバタイズパケットが受信可能となるように受信感度を調整する。

〔ステップＳ３８〕無線受信部１１は、ステップＳ３７で調整された受信感度でアドバタイズパケットを受信した場合、周辺回路１２をウエークアップさせる。
〔ステップＳ３９〕無線受信部１１は、現状設定されている調整パラメータを１段階下げる。

〔ステップＳ４０〕無線受信部１１は、１段階下げた調整パラメータに示される通信範囲内にあるペリフェラル装置２０から送信されるアドバタイズパケットが受信可能となるように受信感度を調整する。

〔ステップＳ４１〕無線受信部１１は、ステップＳ４０で調整された受信感度でアドバタイズパケットを受信した場合、周辺回路１２をウエークアップさせる。
上記のように、受信感度制御では、オン／オフの設定および固定／自動の設定を可能とし、受信感度を変えるための調整パラメータを複数有している。また、固定設定の場合、予めペアリングするペリフェラル装置２０との距離が決まっており、ユーザが予め距離に応じた調整パラメータを設定することで固定での運用になる。

この場合、上記に示した例のように、調整パラメータ＝３と設定された場合、３メートル以内にあるペリフェラル装置２０からのアドバタイズ受信が可能となるように受信感度が調整される（それ以上距離のあるペリフェラル装置からのアドバタイズパケットでは、ウエークアップ処理を起動させない）。

一方、自動設定の場合は、不要なアドバタイズパケットを受信してしまう可能性があるような場合に、ユーザが予め本機能を自動（Auto）に設定することで、自動での運用となる。この場合、無線受信部１１は、ペアリング対象のペリフェラル装置のＲＳＳＩがペアリングしていないペリフェラル装置のＲＳＳＩよりも大きく、かつ通信範囲を所定範囲まで狭くした際にペアリング対象のペリフェラル装置と通信可能であることの検出をＲＳＳＩにて行う。これらの条件が満たされる場合、無線受信部１１は、調整パラメータを該所定範囲にして受信感度の設定を行う。

例えば、調整パラメータ＝３で運用していたが、ペアリングしていないペリフェラル装置のアドバタイズパケットでウエークアップしてしまった場合、上記の２つの条件が満たされることが検出されたとする。例えば、所定値＝２での通信範囲が可能であるならば、無線受信部１１は、調整パラメータを３から１段階下げ、調整パラメータ＝２での運用を行う。

また、無線受信部１１は、２つの条件のうち１つでも満たされない場合は、現状設定されている調整パラメータで運用を行う。なお、固定設定および自動設定において、定期的なアドバタイズパケットが受信できない場合、無線受信部１１は、調整パラメータの見直しを行う（例えば、調整パラメータを１段階ずつ上げてアドバタイズパケットの受信を待つ等の制御を行う）。

＜動作比較＞
図７はペリフェラル装置およびセントラル装置の動作一覧を示す図である。テーブルＴ１は、ペリフェラル装置２０の動作を示し、テーブルＴ２は、従来のセントラル装置１０ａの動作を示し、テーブルＴ３は、本発明のセントラル装置１０の動作を示している。

テーブルＴ１において、ペリフェラル装置２０は、非通信時はスリープ状態、送信データ検出時はウエークアップ状態、通信時は送受信の動作、切断時はスリープ状態になる。
テーブルＴ２において、セントラル装置１０ａは、非通信時およびアドバタイズパケット検出時は受信待機状態、通信時は送受信の動作、切断時は受信待機状態になる。

テーブルＴ３において、セントラル装置１０は、非通信時はスリープ状態、アドバタイズパケット検出時はウエークアップ状態（スリープ解除状態）、通信時は送受信の動作、切断時はスリープ状態になる。

このように、セントラル装置１０では、非通信時や切断時における受信待機状態を無くしてスリープ状態となるようにし、アドバタイズパケットの検出時にウエークアップ状態になって通信を行う。これにより、ＢＬＥ無線通信を行うセントラル装置１０における低消費電力化が実現される。

＜シミュレーション結果＞
図８は消費電流のシミュレーション結果を示す図である。まず、前提条件として、通信データ（１回あたり）＝１５００ｂｙｔｅの場合、ＢＬＥ伝送レート＝１Ｍｂｐｓであることから、１回あたりの通信時間＝０．０１２秒となる。

また、１時間あたりの通信回数（３分に１回通信）＝２０回とした場合、１時間あたりの通信時間＝０．２４０秒となる、さらに１時間あたりの通信時間のうちの送信時間＝０．０２４秒程度とする。

テーブルＴ１１は、一般的なＢＬＥチップの消費電流を示している。ＢＬＥチップの受信時の消費電流は１６．５ｍＡ、送信時の消費電流は１６．０ｍＡ、スリープ時の消費電力は１．０ｍＡ以下を想定している。

テーブルＴ１２は、従来のセントラル装置１０ａのＢＬＥチップの消費電流を示し、テーブルＴ１３は、本発明の機能が適用されたセントラル装置１０のＢＬＥチップの消費電流を示している。

テーブルＴ１２において、１時間（３６００秒）あたりの受信時の動作時間は３５９９．９７６秒、割合は９９．９９９３３３％であり、送信時の動作時間は０．０２４秒、割合は０．０００６６７％である。よって、１時間あたりの平均消費電流は１６．４９９９９７ｍＡである。

テーブルＴ１３において、１時間（３６００秒）あたりの受信時の動作時間は０．２１６秒、割合は０．００６０００％であり、送信時の動作時間は０．０２４秒、割合は０．０００６６７％である。さらにスリープ時の動作時間は３５９９．７６０秒、割合は９９．９９３３３３％である。よって、１時間あたりの平均消費電流は１．００１０３０ｍＡである。

したがって、従来のセントラル装置１０ａ内のＢＬＥチップの消費電流と、本発明のセントラル装置１０内のＢＬＥチップの１時間あたりの平均消費電流との差は１５．４９８９６７ｍＡとなり、１５．４９８９６７ｍＡの分削減できる結果が得られた。

以上説明したように、本発明によれば、ＢＬＥ無線通信を行うセントラル装置の通信中継機能を、ペリフェラル装置との非通信時にはスリープさせ、ペリフェラル装置から送信されたアドバタイズパケットの検出時にはスリープ解除させる。

これにより、セントラル装置であっても、ペリフェラル装置と同様な低消費電力化が可能になる。また、アドバタイズパケットの受信を契機にして周辺回路をウエークアップさせるため、ペリフェラル装置からスリープ解除用の特定のデータの送信は不要であり、さらにプロトコルの拡張も不要であるので、汎用のペリフェラル装置と通信が可能である。

上記で説明した本発明の通信装置１およびセントラル装置１０の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。この場合、通信装置１およびセントラル装置１０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。

処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等がある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等がある。光ディスクには、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ等がある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto Optical disk）等がある。

プログラムを流通させる場合、例えば、そのプログラムが記録されたＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。

また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ等の電子回路で実現することもできる。

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

１ 通信装置
１ａ 制御部（第１の制御部）
１ｂ 無線受信部（第２の制御部）
２ 通信端末

Claims (6)

1. 通信端末とのＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）通信により受信した情報の通信制御を行う第１の制御部と、
   前記通信端末と非通信の場合に前記第１の制御部をスリープ状態にし、前記第１の制御部が前記スリープ状態中に前記通信端末から送信されたアドバタイズパケットを検出した場合に前記スリープ状態の解除を行う第２の制御部と、
   を有する通信装置。
2. 前記第２の制御部は、前記通信端末に対する受信感度を、前記通信端末と前記通信装置との通信範囲にもとづいて設定する請求項１記載の通信装置。
3. 前記第２の制御部は、前記通信範囲内にある前記通信端末から送信される前記アドバタイズパケットの検出を可能とする前記受信感度を設定する請求項２記載の通信装置。
4. 前記第２の制御部は、前記通信端末からの受信電波強度にもとづき前記通信範囲を可変して設定する請求項２記載の通信装置。
5. 前記第２の制御部は、
   通信対象の第１の通信端末の第１の受信電波強度が非通信対象の第２の通信端末の第２の受信電波強度よりも大きいときに、前記通信範囲を所定範囲まで狭くした際に前記第１の通信端末と通信可能であることを前記第１の受信電波強度にもとづき検出した場合、
   前記通信範囲を前記所定範囲にして前記受信感度の設定を行う
   請求項４記載の通信装置。
6. 前記第２の制御部は、前記通信端末との通信切断を検出した場合、前記第１の制御部を前記スリープ状態にする請求項１記載の通信装置。

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