JP6507758B2 - 通信モジュール及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信モジュール及びその通信制御方法に関し、特に、複数の通信規格に対応した無線通信機能を備えた通信モジュール、及び、当該通信モジュールにおける通信制御方法に関する。

近年、様々な機器と直接、あるいは、ネットワーク等を介して、各種のデータや信号の送受信を行うための無線通信機能を備えた電子機器の普及が著しい。特に、ノート型のパーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット型端末、デジタルカメラ、スポーツウォッチ等の電子機器においては、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））やブルートゥースローエナジー（Bluetooth（登録商標） low energy）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＮＦＣ（Near field communication）等の複数の通信規格に対応した無線通信機能を備えたものも知られている。

ここで、スマートフォンやタブレット型端末のような携帯型や可搬型の電子機器（いわゆる、モバイル機器）においては、小型軽量で省電力であることが求められているため、上述したような無線通信機能の搭載に際して、実装スペースやバッテリ容量に制約がある。そのため、近年においては、単一の基板に複数の異なる通信規格の集積回路（ＩＣ）やアンテナ素子を搭載することにより、上述したような無線通信機能を実現している。

このような基板構造を有する電子機器において、例えばブルートゥース（登録商標）と無線ＬＡＮとは、同一周波数帯域（２．４ＧＨｚ）を利用する通信規格であるため、ブルートゥース（登録商標）通信と無線ＬＡＮ通信とを同時に実行すると、双方の信号間で干渉が発生して通信速度（データ転送速度）が低下したり通信不能が発生したりする問題を有している。そのため、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、データを送受信する際の使用周波数帯域の衝突を回避するように通信制御を行う手法が考案されている。

例えば特許文献１には、ブルートゥース（登録商標）通信と無線ＬＡＮ通信のそれぞれに対応する別々のアンテナを備えた通信装置において、双方の送受信状態をモニタして干渉を回避するように、データを送受信する際のタイミングや電力を調整する手法が記載されている。また、例えば特許文献２には、ブルートゥース（登録商標）通信と無線ＬＡＮ通信の双方で共用する単一のアンテナを備えた端末機器に対して、アクセスポイントによりデータを送受信する際の衝突が起きないようにデータの送信タイミング（データ転送シーケンス）を制御して、単一のアンテナで効率的なデータ転送を行う手法が記載されている。

特開２００８−２３５９７８号公報 特開２０１１−８２６７９号公報

上述した特許文献１に記載された手法をモバイル機器に適用する場合、複数の通信規格に対応して個別のアンテナを搭載する必要があるため、実装スペースの面で制約が生じるという問題を有している。また、特許文献２に記載された手法においては、端末機器に搭載する通信制御用の集積回路（ＩＣ）を提供するメーカが多数存在する現状において、無線ＬＡＮシステムを構成するアクセスポイントと端末機器との間で、通信制御用ＩＣのデータ転送シーケンスを整合させるには多くの工数や労力を必要とし、現実的ではないという問題を有している。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、複数の異なる通信規格に対応した無線通信機能を有する電子機器において、簡易な構成で実装スペースの制約をほとんど受けることなく、かつ、送受信時の干渉を抑制して良好な無線通信を実現することができる通信モジュール、及び、当該通信モジュールの通信制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る通信モジュールは、
第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路と、
前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、
前記第１の通信と前記第２の通信とに共用される単一のアンテナと、
前記第１の通信による通信信号が通過する第１の配線と、
前記第２の通信による通信信号が通過する第２の配線と、
を有し、
前記第１の通信回路又は前記第２の通信回路は、前記第１の配線と前記第２の配線との間の容量カップリングが、前記第２の配線を通信信号が通過しているときに、前記第１の配線に、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知可能な大きさの特定信号が誘起される値となるように互いに近接された近接領域を有することを特徴とする。

本発明に係る通信制御方法は、
複数の互いに異なる通信規格で通信を行うときの通信制御方法であって、
第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路、及び、前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、前記第１の通信と前記第２の通信とで共有する単一のアンテナと、を用いて前記第１の通信と前記第２の通信とを行う際に、
前記第１の通信による通信信号が通過する第１の配線と、前記第２の通信による通信信号が通過する第２の配線と、の間の容量カップリングにより、前記第２の配線を通信信号が通過しているときに前記第１の配線に誘起される特定信号に基づいて、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知することを特徴とする。

本発明によれば、複数の異なる通信規格に対応した無線通信機能を有する電子機器において、簡易な構成で実装スペースの制約をほとんど受けることなく、かつ、送受信時の干渉を抑制して良好な無線通信を実現することができる。

本発明に係る通信モジュールの一実施形態を示す概略ブロック図である。 一実施形態に係る通信モジュールに適用されるＡＦＨ変調処理を説明するための概略図である 一実施形態に係る通信モジュールに適用される配線パターンの一例を示す概略構成図である。 一実施形態に係る通信モジュールにおけるＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法の一例を示す図である。 一実施形態に係る通信モジュールにおける通信制御方法の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る通信モジュールを適用した電子機器の適用例を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る通信モジュール及びその通信制御方法について、実施形態を示して詳しく説明する。
（通信モジュール）
図１は、本発明に係る通信モジュールの一実施形態を示す概略ブロック図である。

本発明の一実施形態に係る通信モジュール１００は、例えば図１に示すように、大別して、アンテナ１１０と、フロントエンドモジュール（以下、「ＦＥＭ」と略記する）１２０と、ブルートゥース（登録商標）通信用集積回路（以下、「ＢＴ ＩＣ」と略記する）１３０と、無線ＬＡＮ通信用集積回路（以下、「ＷＬＡＮ ＩＣ」と略記する）１４０と、演算回路部１５０と、を有している。ここで、本実施形態においては、少なくともＦＥＭ１２０とＢＴ ＩＣ１３０とＷＬＡＮ ＩＣ１４０とが単一の基板上に搭載された構造を有している。

アンテナ１１０は、複数の異なる通信規格で所定の周波数の電磁波を送受信する単一のアンテナであって、本実施形態においては、ブルートゥース（登録商標）通信（以下、「ＢＴ通信」と略記する）及び無線ＬＡＮ通信の、２つの通信規格における送受信動作において共用される。

ＦＥＭ（切替回路）１２０は、後述するＢＴ ＩＣ１３０及びＷＬＡＮ ＩＣ１４０のいずれか一方を選択して、単一のアンテナ１１０に接続する切替スイッチとしての機能を有している。また、ＦＥＭ１２０は、アンテナ１１０を介して送受信される微弱信号を増幅する信号増幅機能や、送受信信号に含まれるノイズをカットするフィルタ機能等を有しているものであってもよい。

ここで、ＦＥＭ１２０は、後述するＢＴ ＩＣ１３０から出力されるＦＥＭ切替信号を受信することにより、ＢＴ ＩＣ１３０をアンテナ１１０に強制的に接続する制御を実行する。また、ＦＥＭ１２０は、ＢＴ ＩＣ１３０がアンテナ１１０に接続されていない状態では、デフォルトとしてＷＬＡＮ ＩＣ１４０をアンテナ１１０に接続した状態に制御する。このようなＦＥＭ１２０における切替え制御は、ＢＴ ＩＣ１３０が標準的に備えているＢＴ優先制御端子をＦＥＭ１２０に接続することにより実現される。

ＢＴ ＩＣ（第１の通信回路）１３０は、周知のＢＴ通信規格（第１の通信規格）に基づいて、概ね２．４ＧＨｚを中心とした周波数帯域の電波を使用して無線通信を実行する。すなわち、ＢＴ ＩＣ１３０は、演算回路部１５０からの指令に基づいて、ＢＴ通信の接続対象となっている外部機器（図示を省略）との間で、アンテナ１１０を介して所定のデータや信号を送受信する。ここで、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＢＴ通信が発生した場合には、ＦＥＭ切替信号をＦＥＭ１２０に出力して、ＢＴ ＩＣ１３０とアンテナ１１０とを強制的に接続させる。このとき、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信される送信信号に起因して、ＢＴ ＩＣ１３０の信号配線とＷＬＡＮ ＩＣ１４０の信号配線との間に生じる容量成分に基づいて、ＡＦＨ（Adaptive Frequency Hopping）変調処理を実行し、無線ＬＡＮ通信における使用チャネルを回避した周波数を選択してＢＴ通信に適用する。このＡＦＨ変調処理は、同じ周波数帯域を使用するＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とにおいて、無線ＬＡＮ通信の使用チャネルに衝突したＢＴ通信の信号の消失を防止する技術であって、使用チャネルの衝突を回避したホッピングパターンを生成して、ＢＴ通信を行うものである。ＡＦＨ変調処理について、詳しくは後述する。

ＷＬＡＮ ＩＣ（第２の通信回路）１４０は、周知の無線ＬＡＮ通信規格（第２の通信規格）に基づいて、上述したＢＴ ＩＣ１３０と同様に、概ね２．４ＧＨｚを中心とした周波数帯域の電波を使用して無線通信を実行する。すなわち、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０は、演算回路部１５０からの指令に基づいて、無線ＬＡＮ通信の接続対象となっている外部機器（図示を省略）との間で、アンテナ１１０を介して所定のデータや信号を送受信する。

なお、上述したＢＴ ＩＣ１３０及びＷＬＡＮ ＩＣ１４０は、例えばＳＤＩＯ（Secure Digital Input/Output）等のインターフェースを介して演算回路部１５０に接続されている。ここで、ＳＤＩＯは、メモリカードの規格の一種であるＳＤと同種のインターフェースである。

演算回路部１５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の演算処理装置であって、所定の制御プログラムを実行することにより、少なくともＢＴ ＩＣ１３０におけるＢＴ通信、及び、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０における無線ＬＡＮ通信の実行状態を制御する。

次に、本実施形態に係るＢＴ ＩＣ１３０に搭載されているＡＦＨ変調機能について図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る通信モジュールに適用されるＡＦＨ変調処理を説明するための概略図である。図２（ａ）は、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信における典型的な周波数スペクトラムを示す図であり、図２（ｂ）は、ＡＦＨ変調処理により生成された使用チャネルのホッピングパターンを示す周波数スペクトラムである。

上述したように、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信は、概ね２．４ＧＨｚを中心としたほぼ同じ周波数帯域を使用して無線通信を実行する。ここで、無線ＬＡＮ通信とＢＴ通信を同時に実行する場合、次のような通信方法が適用される。例えば図２（ａ）に示すように、無線ＬＡＮ通信においては、固定されたチャネル（例えば中央周波数２．４３７ＭＨｚ、占有周波数幅２２ＭＨｚ、チャネル数＝６）を占有して通信を行う。これに対し、ＢＴ通信においては、予め設定された周波数幅の狭い多数のチャネル（例えばチャネル周波数幅１ＭＨｚ、チャネル数＝７９、総周波数幅８０ＭＨｚ）の中から、使用チャネルをランダムに切り替えて通信（ホッピング通信）を行う。ここで、一般的な無線ＬＡＮ通信における送信出力（電力）は概ね１５ｄＢｍ（３０ｍＷ）程度であるのに対して、ＢＴ通信における送信出力は概ね４ｄＢｍ（２．５ｍＷ）以下である。すなわち、無線ＬＡＮ通信において、チャネルにより占有される周波数幅は、ＢＴ通信の概ね２０倍であり、送信出力（ｍＷオーダーの電力）は１０倍以上となる。そのため、無線ＬＡＮ通信とＢＴ通信を同時に行った場合に、無線ＬＡＮとＢＴの送受信信号の衝突（干渉）が発生すると、無線ＬＡＮ通信の使用チャネルと衝突したＢＴ通信の送受信信号が消失してスループットが低下したり、通信不能状態になったりすることが知られている。

このような問題を解決するために、ブルートゥース（登録商標）の通信規格１．２においてＡＦＨ変調機能が導入されている。ＡＦＨ変調機能は、図２（ａ）に示したような関係の周波数スペクトラムを有する無線ＬＡＮ通信とＢＴ通信とにおいて、使用チャネルの衝突によりＢＴ通信の送受信信号の消失が頻発するチャネルを検出する。そして、例えば図２（ｂ）に示すように、検出されたチャネルを使用しないように調整することにより、無線ＬＡＮ通信における使用チャネルを回避したホッピングパターンを随時生成してＢＴ通信を行う。これにより、無線ＬＡＮとＢＴの送受信信号の衝突が回避され、ＢＴ通信の品質が確保される。このようなＡＦＨ変調機能は、上記のブルートゥース（登録商標）の通信規格１．２以降のＢＴ ＩＣに標準的に搭載されている。

次に、本実施形態に係るＢＴ ＩＣ１３０及びＷＬＡＮ ＩＣ１４０に適用される配線パターンと、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法について図面を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る通信モジュールに適用される配線パターンの一例を示す概略構成図である。図３（ａ）は、本実施形態に適用される配線パターンを示す図であり、図３（ｂ）は、比較例となる配線パターンを示す図である。

本実施形態に係る通信モジュール１００においては、例えば図３（ａ）に示すように、ＦＥＭ１２０とＢＴ ＩＣ１３０とが、送信（ＴＸ）用配線ＬＮ１及び受信（ＲＸ）用配線ＬＮ２により接続されている。送信用配線ＬＮ１及び受信用配線ＬＮ２は、相互に交差することなく隣接するように配線されている。また、ＦＥＭ１２０とＷＬＡＮ ＩＣ１４０とが、送信（ＴＸ）用配線ＬＮ３及び受信（ＲＸ）用配線ＬＮ４により接続されている。送信用配線ＬＮ３及び受信用配線ＬＮ４は、相互に交差することなく隣接するように配線されている。そして、ＢＴ ＩＣ１３０側の受信用配線ＬＮ２と、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０側の送信用配線ＬＮ３とは、相互に交差することなく隣接するように配線され、かつ、配線経路の途中の任意の領域（図中、点線で囲った領域）ＡＲｘで、相互に接近するように配線パターンが形成されている。ここで、領域ＡＲｘにおいて、配線間距離Ｄで相互に接近した受信用配線ＬＮ２及び送信用配線ＬＮ３間には、所定の容量成分を有する容量カップリング（容量結合）が生じるように設定されている。

一般に、通信モジュール内の送受信用の配線は、図３（ｂ）に示す比較例のように、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信との間で送受信信号が混じらないように（すなわち、隣接する配線間で極力容量カップリングが生じないように）、一定の距離以上離間して配線されている。なお、図３（ｂ）では、ＦＥＭ１２０とＢＴ ＩＣ１３０とを接続する送信（ＴＸ）用配線ＬＰ１及び受信（ＲＸ）用配線ＬＰ２と、ＦＥＭ１２０とＷＬＡＮ ＩＣ１４０とを接続する送信（ＴＸ）用配線ＬＰ３及び受信（ＲＸ）用配線ＬＰ４とが、比較的大きく離間するように配線パターンが形成された比較例を示す。

これに対して、本実施形態に係る通信モジュール１００においては、図３（ａ）に示すように、ＦＥＭ１２０とＢＴ ＩＣ１３０とを接続する受信用配線ＬＮ２と、ＦＥＭ１２０とＷＬＡＮ ＩＣ１４０とを接続する送信用配線ＬＮ３とが、領域ＡＲｘにおいて接近して、所定の容量成分を有する容量カップリングが生じるように配線パターンが形成されている。このように、ＢＴ ＩＣ１３０側の受信用配線ＬＮ２と、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０側の送信用配線ＬＮ３とを意図的に接近するように配線することにより、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３に送信される送信信号に起因して、受信用配線ＬＮ２と送信用配線ＬＮ３との間に生じる容量成分に基づく信号成分を含む受信信号（特定信号）を、受信用配線ＬＮ２を介してＢＴ ＩＣ１３０により受信することができる。これにより、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの送信信号の送信タイミング（又は、ＢＴ ＩＣ１３０における上記の受信信号の受信タイミング）で、上述したＡＦＨ変調処理を実行して無線ＬＡＮ通信の使用チャネルを回避したホッピングパターンを生成してＢＴ通信を行う。

ここで、図３（ａ）に示した配線パターンにおいて、領域ＡＲｘ内の受信用配線ＬＮ２と送信用配線ＬＮ３との間に生じる容量カップリングの容量成分の値は、配線間距離Ｄ、受信用配線ＬＮ２及び送信用配線ＬＮ３の配線幅、配線厚み、等によって決まり、概略、配線間距離Ｄが小さいほど、配線幅が大きいほど、容量成分の値が大きくなる。ここで、容量カップリングの容量成分の値が大き過ぎると、無線ＬＡＮ通信によりＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３を介してＦＥＭ１２０に送信される送信信号に起因して発生する信号成分が大きくなり過ぎる。これにより、ＢＴ ＩＣ１３０において受信される信号成分が過大となり、ＢＴ ＩＣ１３０は全てのチャネルで通信を行うことができなくなる。一方、容量カップリングの容量成分の値が小さ過ぎると、無線ＬＡＮ通信によりＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３を介してＦＥＭ１２０に送信される送信信号に起因して発生する信号成分が小さくなり過ぎる。そのため、ＢＴ ＩＣ１３０において実質的に信号成分が受信されなくなり、ＢＴ ＩＣ１３０はＡＦＨ変調処理を実行することができなくなる。したがって、容量カップリングの容量成分の値は、無線ＬＡＮ通信の電波による干渉によりＢＴ通信における全てのチャネルで通信ができなくなる値よりも小さく、ＡＦＨ変調処理が実行できなくなる値よりも大きくなる値に設定される。

より具体的には、本実施形態においては、ＢＴ通信におけるスループットへの影響を小さくするため、ＢＴ ＩＣ１３０のブロッキング特性以下の強度となるように容量カップリングの容量成分の値が設定される。ここで、ＢＴ ＩＣ１３０のブロッキング特性は、無線ＬＡＮ通信の電波による干渉により、受信用配線ＬＮ２を介してＢＴ ＩＣ１３０の受信（ＲＸ）側に入力されるＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの送信出力（電力）において、ＢＴ通信における全てのチャネルでの通信ができなくなる状態の、最小の電力を指している。すなわち、この最小電力よりも弱い電力が入力された場合には、ＢＴ ＩＣ１３０は通信できるチャネルを確保することができることになる。

具体的な数値例として、例えばＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの送信出力（電力）として１３ｄＢｍを想定する。そして、ＢＴ ＩＣ１３０の仕様として、受信（ＲＸ）側にＷＬＡＮ ＩＣ１４０から電力が入力されることにより、ＢＴ通信における全てのチャネルでの通信ができなくなる、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの最小の電力が−２０ｄＢｍの場合、受信用配線ＬＮ２及び送信用配線ＬＮ３間に生じる容量カップリングは−３３ｄＢｍよりも小さくなるように設定されている必要がある。また、ＢＴ ＩＣ１３０の受信（ＲＸ）側にＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの電力が入力された場合であっても、ＢＴ通信における全てのチャネルでの通信ができる、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０からの最大の電力が−８０ｄＢｍの場合、ＢＴ ＩＣ１３０においてＡＦＨ変調処理を実行するためには、受信用配線ＬＮ２及び送信用配線ＬＮ３間に生じる容量カップリングは−９３ｄＢｍよりも大きくなるように設定されている必要がある。

図４は、本実施形態に係る通信モジュールにおけるＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法の一例を示す図である。図４（ａ）は、本実施形態におけるＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法を示す図であり、図４（ｂ）は、比較例となるＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法を示す図である。

従来、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とに対応した通信モジュールにおいては、図４（ｂ）に示す比較例のように、ＡＦＨ変調機能を搭載したＢＴ ＩＣは、ＷＬＡＮ ＩＣにおける受信信号の受信タイミングと同時に行われるＢＴ通信の送受信タイミングにおいてのみ、無線ＬＡＮ通信間の干渉を検知して、ＡＦＨ変調処理を行うことができるように構成されていた。このため、従来は、通常、ＷＬＡＮ ＩＣの送信信号の送信タイミングはＢＴ通信の送受信タイミングと同時とならないように制御されているが、図４（ｂ）では、本発明に対応する図４（ａ）の態様との違いを明確とするために、図４（ｂ）においても、図４（ａ）と同様に、ＷＬＡＮ ＩＣの送信信号の送信タイミングがＢＴ通信の送受信タイミングと少なくとも一部が同時となる場合があるように制御されている状態とした。

これに対し、本実施形態に係る通信モジュール１００においては、上述したような配線パターンを適用することにより、次のようなＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法を実現することができる。すなわち、本実施形態の通信モジュール１００では、図４（ａ）に示すように、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３を介して送信される送信信号の送信タイミングはＢＴ通信の送受信タイミングと少なくとも一部が重複したタイミングで行われる場合があるように制御されている。そして、従来と同じく、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０における受信信号の受信タイミングと同時に行われるＢＴ通信の送受信タイミングで無線ＬＡＮ通信間の干渉を検知して、ＡＦＨ変調処理を行うことに加え、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３を介して送信される送信信号の送信タイミングと少なくとも一部が重複したタイミングで行われるＢＴ通信の送受信タイミングにおいても、無線ＬＡＮ通信間の干渉を検知して、ＡＦＨ変調処理を行うことができる。

これにより、頻繁に使用チャネルを切り替えるＢＴ通信において、無線ＬＡＮ通信との干渉を検知してＡＦＨ変調処理を実行する頻度を従来より増やすことができて、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉をより適切に抑えて、ＢＴ通信のパフォーマンスを向上させることができる。

すなわち、本実施形態に係る通信モジュール１００においては、図３（ａ）に示したように、単一のアンテナとの接続を切替え制御するＦＥＭ１２０とＢＴ ＩＣ１３０とを接続する受信用配線ＬＮ２と、ＦＥＭ１２０とＷＬＡＮ ＩＣ１４０とを接続する送信用配線ＬＮ３と、が所定の配線間距離Ｄで接近して、受信用配線ＬＮ２と送信用配線ＬＮ３との間に所定の容量成分を有する容量カップリングが生じるように配線パターンが形成されている。これにより、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３に送信される送信信号に起因して、受信用配線ＬＮ２と送信用配線ＬＮ３との間に生じる容量成分に基づく信号成分を含む受信信号を、受信用配線ＬＮ２を介してＢＴ ＩＣ１３０により受信することができる。したがって、簡易な構成の通信モジュール１００により、図４（ａ）に示すように、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０における受信信号の受信タイミングに加え、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０における送信信号の送信タイミングにおいても、無線ＬＡＮ通信との干渉を検知することができる。これにより、ＡＦＨ変調処理の実行頻度を増加させて、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉を回避できる可能性を向上させることができる。また、上記のＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法は、演算回路部１５０による介在を必要とすることなく、ＢＴ ＩＣ１３０が標準的に備えているＡＦＨ変調機能を適用して実現することができる。

（通信制御方法）
次に、本実施形態に係る通信モジュールにおける通信制御方法（通信制御処理）について説明する。ここでは、上述した通信モジュールの構成、及び、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知方法を適宜参照しながら説明する。
図５は、本実施形態に係る通信モジュールにおける通信制御方法の一例を示すフローチャートである。

本実施形態に係る通信モジュール１００における通信制御方法は、例えば図５のフローチャートに示すように、まず、通信モジュールが起動した状態で、演算回路部１５０は、ＢＴ ＩＣ１３０及びＷＬＡＮ ＩＣ１４０を同時に使用して、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とを同時に実行している状態か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とが同時に実行されていない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）には、当該通信により使用している側の回路がアンテナ１１０に接続されるようにＦＥＭ１２０が切替え制御される（ステップＳ１０４）。すなわち、ＢＴ通信を実行している場合には、ＦＥＭ１２０はＢＴ ＩＣ１３０をアンテナ１１０に接続するように制御し、無線ＬＡＮ通信を実行している場合には、ＦＥＭ１２０はＷＬＡＮ ＩＣ１４０をアンテナ１１０に接続するように制御する。

その後、ステップＳ１０２に戻って、演算回路部１５０は、ＢＴ通信及び無線ＬＡＮ通信の実行状態を再度判定して、ＢＴ ＩＣ１３０及びＷＬＡＮ ＩＣ１４０を同時に使用していると判定されるまで、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理動作を繰り返し実行する。

一方、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とが同時に実行されている場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）には、ＢＴ ＩＣ１３０から出力されるＦＥＭ切替信号に基づいて、ＢＴ通信において使用しているＢＴ ＩＣ１３０がアンテナ１１０に接続されるようにＦＥＭ１２０が切替え制御される（ステップＳ１０６）。そして、ＢＴ ＩＣ１３０は、受信用配線ＬＮ２を介して入力される受信信号の受信を開始する（ステップＳ１０８）。すなわち、ＢＴ ＩＣ１３０は、無線ＬＡＮ通信によりＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信用配線ＬＮ３を介して送信される送信信号に起因して、受信用配線ＬＮ２と送信用配線ＬＮ３との間に生じる容量成分に基づく信号成分が含まれる受信信号を、受信用配線ＬＮ２を介して受信する。

これにより、ＢＴ ＩＣ１３０は、無線ＬＡＮ通信における受信信号の受信タイミングに加え、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信される送信信号に起因する信号成分を含む受信信号を受信したタイミングで、上述したＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉検知処理を実行する。そして、ＢＴ ＩＣ１３０は、上記の各検知タイミングで、無線ＬＡＮ通信における電波の干渉によりＢＴ通信において使用チャネルが衝突して使用できないチャネルがあるか否か、あるいは、ＢＴ通信のスループットの低下が生じているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ＢＴ通信における使用不可チャネルがない場合や、スループットの低下が生じていない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）には、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間で干渉が生じる可能性がないものと判断し、ＡＦＨ変調処理を実行しない（ステップＳ１１２）。

一方、ＢＴ通信における使用不可チャネルがある場合や、スループットの低下が生じている場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）には、ＢＴ ＩＣ１３０は、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間で干渉が生じているものと判断し、無線ＬＡＮ通信における使用チャネルを回避した周波数を選択してＢＴ通信に適用するＡＦＨ変調処理を実行する（ステップＳ１１４）。

このようなＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信との干渉の有無、及び、ＡＦＨ変調処理の実行制御（ステップＳ１１０〜Ｓ１１４）を行った後、ステップＳ１０２に戻って、演算回路部１５０は、ＢＴ通信及び無線ＬＡＮ通信の実行状態を再度判定して、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１１４の一連の処理動作を繰り返し実行する。

なお、図５に示したフローチャートにおいては図示を省略したが、演算回路部１５０は、上述した一連の通信制御動作の実行中、当該制御動作を中断又は終了させる状態の変化を常時又は定期的に監視して、当該変化を検出した場合には、通信制御動作を強制的に終了する。具体的には、演算回路部１５０は、通信モジュール１００への駆動電力の遮断や低下、実行中の処理動作や制御プログラムの異常等を検出して、一連の通信制御動作を強制的に中断して終了する。

上述したように本実施形態は、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とを同時に実行する機能を備えた通信モジュールにおいて、無線ＬＡＮ通信における送信用配線ＬＮ３とＢＴ通信における受信用配線ＬＮ２とを基板上で接近させて、弱い容量カップリングが生じるように配線パターンを形成している。そして、ＢＴ ＩＣ１３０が標準的に備えているＡＦＨ変調機能を適用して、ＷＬＡＮ ＩＣ１４０から送信される送信信号に起因する信号成分を含む受信信号に基づいて、ＢＴ ＩＣ１３０において無線ＬＡＮ通信の実行状態を感知するとともに、無線ＬＡＮ通信で使用するチャネルを回避するようにＢＴ通信における使用チャネルを設定する。

これにより、単一のアンテナをＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信とで共用する通信モジュールにおいて、ＢＴ ＩＣ１３０の受信用配線ＬＮ２とＷＬＡＮ ＩＣ１４０の送信用配線ＬＮ３とを、配線間に所定の容量カップリングが生じるように例えば所定の距離で接近させた簡易な構成とすることで、演算回路部１５０による介在を必要とすることなく、ＡＦＨ変調機能を備えたＢＴ ＩＣ１３０によりＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉を回避して良好な無線通信を実現することができる。したがって、本実施形態によれば、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉を回避するために複数アンテナを備えたり新たな構成を設けたりする必要がないので、通信モジュールを搭載した電子機器における実装スペースを抑制することができる。また、演算回路部の通信制御動作への介在を極力なくすことができるので、通信制御用ＩＣを開発する際の、仕様の整合等の工数や労力を大幅に削減することができる。

（適用例）
図６は、本実施形態に係る通信モジュールを適用した電子機器の適用例を示す概略構成図である。
上述した実施形態に示した通信モジュール１００は、接続対象となっている外部機器と直接、あるいは、ネットワーク等を介して、各種のデータや信号の送受信を行うための複数の通信規格に対応した無線通信機能を備えた電子機器に良好に搭載することができる。具体的には、例えば図６（ａ）に示すようなスマートフォンやタブレット端末等の電子機器２００Ａや、図６（ｂ）に示すようなスポーツウォッチ等のウェアラブル端末２００Ｂ、その他、図示を省略したノートパソコンやデジタルカメラ等の、携帯型や可搬型であって実装スペースの制約を受ける電子機器に良好に適用することができる。

なお、上述した実施形態においては、同一周波数帯域を使用する異なる通信規格として、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信に対応した無線通信機能を有する通信モジュールにおいて、ＢＴ通信を実行するＢＴ ＩＣに搭載されたＡＦＨ変調機能を適用して、ＢＴ通信と無線ＬＡＮ通信間の干渉を回避する場合について詳しく説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、相互に同一又は同等の（近似する）周波数帯を使用する複数の通信規格に対応した無線通信機能を有し、各通信規格の通信用集積回路のうち、使用チャネルの衝突を回避する処理を行う側の通信用集積回路に、ＡＦＨ変調機能を搭載することができるものであれば、良好に適用することができる。したがって、例えば独自に策定した通信規格の通信用集積回路にＡＦＨ変調機能を搭載して、各通信用集積回路に接続される信号配線間に、上述したような容量カップリングが生じるように配線パターンが形成されているものであってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記）
［１］
第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路と、
前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、
前記第１の通信と前記第２の通信とに共用される単一のアンテナと、
前記アンテナで受信された前記第１の通信による受信信号が通過する受信用配線と、
前記アンテナに供給する前記第２の通信における送信信号が通過する送信用配線と、
を有し、
前記第１の通信回路又は前記第２の通信回路は、前記受信用配線と前記送信用配線との間の容量カップリングが、前記送信用配線を送信信号が通過しているときに、前記受信用配線に、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知可能な大きさの特定信号が誘起される値となるように互いに近接された近接領域を有することを特徴とする通信モジュール。

［２］
前記第１の通信回路又は前記第２の通信回路と前記アンテナとの接続を切り替える切替回路を有し、
前記第１の通信回路と前記第２の通信回路と前記切替回路は、単一の基板上に搭載され、
前記受信用配線は、前記第１の通信回路と前記切替回路とを接続する信号配線であり、前記送信用配線は、前記第２の通信回路と前記切替回路とを接続する信号配線であることを特徴とする［１］に記載の通信モジュール。

［３］
前記近接領域における前記容量カップリングの値は、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉により、前記第１の通信で使用する周波数帯域の全域で当該通信ができなくなる値よりも小さく、かつ、前記第２の通信で使用する周波数帯域を回避するように、前記第１の通信で使用する周波数帯域を設定することができなくなる値よりも大きい値に設定されることを特徴とする［１］又は［２］に記載の通信モジュール。

［４］
前記第１の通信回路は、前記特定信号を、前記受信用配線を介して受信することにより前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知して、少なくとも前記第２の通信で使用する周波数帯域を回避するように、前記第１の通信で使用する周波数帯域を調整することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の通信モジュール。

［５］
前記第１の通信回路おける、前記第１の通信で使用する周波数帯域を調整する機能は、ＡＦＨ変調機能であることを特徴とする［４］に記載の通信モジュール。

［６］
前記第１の通信は、ブルートゥース通信であり、前記第２の通信は、無線ＬＡＮ通信であり、
前記第１の通信及び前記第２の通信は、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用していることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載の通信モジュール。

［７］
複数の互いに異なる通信規格で通信を行うときの通信制御方法であって、
第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路、及び、前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、前記第１の通信と前記第２の通信とで共有する単一のアンテナと、を用いて前記第１の通信と前記第２の通信とを行う際に、
前記アンテナで受信された前記第１の通信による受信信号が通過する受信用配線と、前記アンテナに供給される前記第２の通信における送信信号が通過する送信用配線と、の間の容量カップリングにより、前記送信用配線を送信信号が通過しているときに前記受信用配線に誘起される特定信号に基づいて、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知することを特徴とする通信制御方法。

１００ 通信モジュール
１１０ アンテナ
１２０ ＦＥＭ
１３０ ＢＴ ＩＣ
１４０ ＷＬＡＮ ＩＣ
１５０ 演算回路部
２００Ａ、２００Ｂ 電子機器
ＬＮ１、ＬＮ３ 送信用配線
ＬＮ２、ＬＮ４ 受信用配線

Claims (11)

1. 第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路と、
   前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、
   前記第１の通信と前記第２の通信とに共用される単一のアンテナと、
   前記第１の通信による通信信号が通過する第１の配線と、
   前記第２の通信による通信信号が通過する第２の配線と、
   を有し、
   前記第１の通信回路又は前記第２の通信回路は、前記第１の配線と前記第２の配線との間の容量カップリングが、前記第２の配線を通信信号が通過しているときに、前記第１の配線に、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知可能な大きさの特定信号が誘起される値となるように互いに近接された近接領域を有することを特徴とする通信モジュール。
2. 前記第１の通信回路又は前記第２の通信回路と前記アンテナとの接続を切り替える切替回路を有し、
   前記第１の配線は、前記第１の通信回路と前記切替回路とを接続する信号配線であり、前記第２の配線は、前記第２の通信回路と前記切替回路とを接続する信号配線であることを特徴とする請求項１に記載の通信モジュール。
3. 前記近接領域における前記容量カップリングの値は、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉により、前記第１の通信で使用する周波数帯域の全域で当該通信ができなくなる値よりも小さく、かつ、前記第２の通信で使用する周波数帯域を回避するように、前記第１の通信で使用する周波数帯域を設定することができなくなる値よりも大きい値に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信モジュール。
4. 前記第１の通信回路は、前記特定信号を、前記第１の配線を介して通信することにより前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知して、少なくとも前記第２の通信で使用する周波数帯域を回避するように、前記第１の通信で使用する周波数帯域を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信モジュール。
5. 前記第１の通信回路おける、前記第１の通信で使用する周波数帯域を調整する機能は、ＡＦＨ変調機能であることを特徴とする請求項４に記載の通信モジュール。
6. 前記第１の通信は、ブルートゥース（登録商標）通信であり、前記第２の通信は、無線ＬＡＮ通信であり、
   前記第１の通信及び前記第２の通信は、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の通信モジュール。
7. 前記第１の配線は、前記第１の通信による受信信号が通過する受信用の配線であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の通信モジュール。
8. 前記第２の配線は、前記第２の通信による送信信号が通過する送信用の配線であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の通信モジュール。
9. 前記第１の通信回路と前記第２の通信回路とは、単一の基板上に搭載されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の通信モジュール。
10. 前記第１の通信回路と前記第２の通信回路と前記切替回路とのうち、少なくともいずれか２つは、単一の基板上に搭載されることを特徴とする請求項２に記載の通信モジュール。
11. 複数の互いに異なる通信規格で通信を行うときの通信制御方法であって、
    第１の通信規格で、第１の周波数帯域を使用して第１の通信を行う第１の通信回路、及び、前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格で、前記第１の周波数帯域に含まれる第２の周波数帯域を使用して第２の通信を行う第２の通信回路と、前記第１の通信と前記第２の通信とで共有する単一のアンテナと、を用いて前記第１の通信と前記第２の通信とを行う際に、
    前記第１の通信による通信信号が通過する第１の配線と、前記第２の通信による通信信号が通過する第２の配線と、の間の容量カップリングにより、前記第２の配線を通信信号が通過しているときに前記第１の配線に誘起される特定信号に基づいて、前記第１の通信と前記第２の通信との間の干渉を検知することを特徴とする通信制御方法。
    

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