JP2006352524A - 通信制御装置、および通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リアルタイム性が要求される通信対象との通信のスループットを優先して確保すること。
【解決手段】 接続制御部１０２ｃは、車載機１０と携帯電話１１との間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信が同時に行われるときに、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２との間の通信のスループット比が高くなるように、それぞれの通信に割り当てるスループットを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データ通信時の通信帯域を制御する通信制御装置、および通信制御方法に関する。

次のような車載用情報出力装置が特許文献１によって知られている。この車載用情報出力装置は、接続した携帯用コンピュータ装置から音声データ、映像データ等のソースデータを受信して、受信した音声、映像等の情報を出力する。

特開２００３−２８３９５７号公報

しかしながら、従来の装置によれば、複数のソースデータを同時に受信する場合に、それぞれのソースデータの受信に割り当てるスループットを制御できないため、データ受信に必要なスループットが通信回線の最大通信速度を超えた場合には、リアルタイム性が要求されるデータに遅延が生じる可能性があるという問題が生じていた。

本発明は、所定の帯域幅の通信回線を介して複数の通信対象と同時にデータ通信が行われることを判定し、複数の通信対象とのデータ通信の優先度を判定し、複数の通信対象とのデータ通信が同時に行われると判定された場合に、判定した各通信対象とのデータ通信の優先度に応じて、各通信対象とのデータ通信に割り当てるスループットを決定して通信を確立することを特徴とする。

本発明によれば、複数の通信対象と同時にデータ通信を行う場合に、各通信対象とのデータ通信の優先度に応じて、各通信対象とのデータ通信に割り当てるスループットを決定することができるため、リアルタイム性が要求されるデータの優先度を高く設定することにより、リアルタイム性が要求されるデータの遅延が生じることを防ぐことができる。

図1は、本実施の形態における通信制御装置の適用例を模式的に示した図である。通信制御装置１００は、例えばナビゲーション装置などの車載機１０に搭載され、この車載機１０と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信により無線接続された携帯電話１１、およびポータブルオーディオ機器１２との間のデータ通信を制御する。

車載機１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信により接続された携帯電話１１を介して、携帯電話網に接続し、外部の情報センターから各種カーナビ用データを受信することができる。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信により接続されたポータブルオーディオ機器１２から音楽データを受信して、不図示のスピーカーから音楽を出力することができる。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信では、所定の帯域幅を時分割して複数の通信対象とデータ通信を行うことができるが、複数の通信対象と同時にデータ通信を行うときに、それぞれのデータ通信が必要とする帯域幅の合計がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の帯域幅を超えた場合には、いずれか一方のデータ通信に遅延が生じる可能性がある。換言すれば、それぞれのデータ通信が必要とする通信速度（転送レート）、すなわちスループットの合計がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の最大通信速度を超えた場合には、いずれか一方のデータ通信に遅延が生じる可能性がある。

例えば、携帯電話１１との間のデータ通信が必要とするスループットが、図２（ａ）に示すスループット２ｂであり、ポータブルオーディオ機器１２との間のデータ通信が必要とするスループットが、図２（ｂ）に示すスループット２ｃである場合について説明する。これらの通信が同時に行われたときに、いずれのデータ通信の通信速度も制限しない場合には、図２（ｃ）に示すように、それぞれの必要なスループットの合計がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の最大通信速度２ａを上回る。このため、リアルタイム性が要求される音楽データの通信速度をフルに確保できない可能性があり、音楽データに遅延が生じる可能性があり、例えばポータブルオーディオ機器１２による再生音楽に音飛びが発生する可能性がある。

本実施の形態における通信制御装置１００は、このような問題を防ぐために、車載機１０と携帯電話１１、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信時のスループットを制御して、携帯電話１１とポータブルオーディオ機器１２のそれぞれに最適なスループットを割り当てる。

図３は、本実施の形態における通信制御装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。通信制御装置１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信を介して通信するための通信インターフェース１０１と、ＣＰＵ、メモリ、およびその他周辺回路で構成される制御装置１０２とを備えている。

制御装置１０２は、同時通信判定部１０２ａと、優先度判定部１０２ｂと、接続制御部１０２ｃを備えている。同時通信判定部１０２ａは、車載機１０と携帯電話１１との通信、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との通信が同時に行われているか否かを判定する。

優先度判定部１０２ｂは、車載機１０と携帯電話１１との通信、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との通信のそれぞれの優先度を判定する。なお、それぞれの優先度は、車載機１０と携帯電話１１との通信、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との通信がリアルタイム性が要求されるか否かに基づいて決定され、リアルタイム性が要求される通信の優先度は、リアルタイム性が要求されない通信の優先度より高く設定されている。これらの優先度は、あらかじめ使用者によって通信制御装置１００に設定されているものとする。よって、本実施の形態では、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２との通信の優先度が、携帯電話１１との通信の優先度より高く設定されている。

接続制御部１０２ｃは、車載機１０と携帯電話１１との通信、および車載機１０とポータブルオーディオ機器１２との通信が同時に行われる場合に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信における携帯電話１１との通信に使用するパケットタイプ、およびポータブルオーディオ機器１２との通信に使用するパケットタイプの組み合わせを制御して、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２との通信のスループットを優先するようにする。すなわち優先度が高いポータブルオーディオ機器１２との通信に優先してスループットを割り当てるようにする。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信におけるパケットタイプについては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の標準仕様により規定されているため詳細な説明は省略するが、本実施の形態では、車載機１０をＭａｓｔｅｒ、携帯電話１１をＳｌａｖｅ１、ポータブルオーディオ機器１２をＳｌａｖｅ２とした１対２のピコネットを構成し、Ｍａｓｔｅｒと各Ｓｌｅｖｅ間の通信リンクには、ＡＣＬパケットを用いたＡＣＬリンクを使用する。そして、図４に示すようにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信におけるＡＣＬパケットのＤＨ１、ＤＨ３、およびＤＨ５を使用し、これらをそれぞれ組み合わせた１〜９の９つの組み合わせの中から最適な組み合わせを選択する場合について説明する。

この図４に示す１〜９の各組み合わせにおけるＳｌａｖｅ１とＳｌａｖｅ２のそれぞれのスループット値、およびスループット比（Ｓｌａｖｅ１：Ｓｌａｖｅ２）を図５に示す。この図５において、例えば組み合わせ番号８におけるＳｌａｖｅ１のスループット値（４４．８ｋｂｐｓ）、およびＳｌａｖｅ２のスループット値（５４２．４ｋｂｐｓ）は、次のように算出されたものである。

すなわち、図６に示すように、５ｍｓｅｃを１サイクルとした場合に、この１サイクル間にＭａｓｔｅｒ、すなわち車載機１０からＤＨ１を使用して送信されたパケットに対して、Ｓｌａｖｅ１、すなわち携帯電話１１がＤＨ１を使用して応答パケットを送信し、Ｓｌａｖｅ２、すなわちポータブルオーディオ機器１２がＤＨ５を使用して応答パケットを送信する場合について説明する。この場合に、Ｓｌａｖｅ１が送信するＤＨ１には、２２４ｂｉｔのデータが含まれていることから、スループットは２２４ｂｉｔ／５ｍｓｅｃ＝４４．８ｋｂｐｓとなる。また、Ｓｌａｖｅ２が送信するＤＨ５には、２７１２ｂｉｔのデータが含まれていることから、スループットは２７１２ｂｉｔ／５ｍｓｅｃ＝５４２．４ｋｂｐｓとなる。

図５に示した１〜９の組み合わせの中から、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２との通信を優先するように、Ｓｌａｖｅ２のスループット比が高い組み合わせ、すなわち７〜９のいずれかの組み合わせを選択し、選択した組み合わせのパケットタイプを使用して、携帯電話１１、およびポータブルオーディオ機器１２のそれぞれと接続を確立する。

具体的には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の接続確立時に、他の処理より優先して処理されるＬＭＰ （Ｌｉｎｋ Ｍａｎａｇｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理内で、次のように処理する。なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信におけるＬＭＰ処理は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の接続の確立を制御する処理であり、公知の処理であるため詳細な説明は省略する。

接続制御部１０２ｃは、所定時間間隔でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信範囲内にＳｌａｖｅが存在するかを確認するためのコマンド（Ｐａｇｅ）を送信し、Ｓｌａｖｅ側からの応答（Ｐａｇｅレスポンス）を待つ。そして、いずれかのＳｌａｖｅから応答を受信した場合に、そのＳｌａｖｅとの間でＬＭＰ処理を行って、接続を確立する。

例えば、図７に示すように、まず、Ｓｌａｖｅ１に相当する携帯電話１１からＰａｇｅレスポンスを受信した場合には、携帯電話１１との接続を行うためのＬＭＰ処理を行い、一般的な接続シーケンスによるＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンク確立を行って携帯電話１１との通信を開始する（作業１）。このとき、作業１において、Ｍａｓｔｅｒが対応しているパケットタイプを連絡するＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ａには、ＨＤ１、ＨＤ３、ＨＤ５の全てを含めてＳｌａｖｅ１、すなわち携帯電話１１に送信する。

その後、Ｓｌａｖｅ２に相当するポータブルオーディオ機器１２からＰａｇｅレスポンスを受信した場合には、ポータブルオーディオ機器１２との接続を行うためのＬＭＰ処理を行い、一般的な接続シーケンスによるＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンク確立を行う（作業２）。この作業２においても、Ｍａｓｔｅｒが対応しているパケットタイプを連絡するＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ｂには、ＨＤ１、ＨＤ３、ＨＤ５の全てを含めてＳｌａｖｅ２、すなわちポータブルオーディオ機器１２に送信する。

このように、Ｓｌａｖｅ１およびＳｌａｖｅ２の両方と通信が確立され、２つのＳｌａｖｅと同時に通信を行うことになった場合には、リアルタイム性が必要ない機器、すなわちＳｌａｖｅ１に相当する携帯電話１１との間で再接続を行う（作業３）。この作業３におけるＬＰＭ処理では、リアルタイム性が要求されるＳｌａｖｅ２のスループットを確保するために、ＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ｃには、ＨＤ１、ＨＤ３のみをＭａｓｔｅｒが対応しているパケットタイプとして含めてＳｌａｖｅ１に送信する。すなわち、Ｓｌａｖｅ１はＨＤ５を使用できないようにする。

これによって、Ｓｌａｖｅ１は、ＨＤ１、およびＨＤ３のいずれかのパケットタイプを使用して、Ｍａｓｔｅｒと通信し、Ｓｌａｖｅ２は、ＨＤ１、ＨＤ３、およびＨＤ５のいずれかを使用してＭａｓｔｅｒと通信することになる。

このように、図７に示す各Ｓｌａｖｅとの間のリンク確立処理が完了した後、接続制御部１０２ｃは、Ｓｌａｖｅ２のスループットを優先できるパケットタイプの組み合わせ、例えば、組み合わせ番号８に示す組み合わせを選択する。その結果、携帯電話１１との通信にはパケットタイプとしてＤＨ１を使用して４４．８ｋｂｐｓのスループットで通信し、ポータブルオーディオ機器１２との通信にはパケットタイプとしてＤＨ５を使用して５４２．４ｋｂｐｓのスループットで通信を行うようになる。

これによって、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２との通信、すなわち優先度の高い通信に十分なスループットを確保することによって、ポータブルオーディオ１２から送信される音楽のスループット不足に伴う音飛びを防止することができる、また、リアルタイム性の要求されない携帯電話１１との通信、すなわち優先度が低い通信においては、若干のデータの遅延が生じる可能性があったとしても、ポータブルオーディオ１２に全帯域を奪われることがないため、確実にデータ通信を行うことができる。

なお、図７に示す例では、Ｓｌａｖｅ１と接続を確立した後に、Ｓｌａｖｅ２と接続を確立し、さらにＳｌａｖｅ１と再接続する例について説明した。しかし、Ｓｌａｖｅ２と接続を確立した後に、Ｓｌａｖｅ１と接続を確立する場合には、Ｓｌａｖｅ１と再接続する必要はなく、Ｓｌａｖｅ１との間のＬＰＭ処理において、ＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ａには、ＨＤ１、ＨＤ３のみをＭａｓｔｅｒが対応しているパケットタイプとして含めるようにすればよい。

図８は、本実施の形態における通信制御装置１００の処理を示すフローチャートである。図８に示す処理は、車載機１０の電源がオンされた場合に起動するプログラムとして制御装置１０２により実行される。

ステップＳ１０において、送信したＰａｇｅコマンドに対して、Ｓｌａｖｅ１側からＰａｇｅレスポンスを受信したか否かを判断する。Ｐａｇｅレスポンスを受信していないと判断した場合には、後述するステップＳ３０へ進む。これに対して、Ｐａｇｅレスポンスを受信したと判断した場合には、ステップＳ２０へ進み、Ｓｌａｖｅ１との間でＬＰＭ処理を行って、図７で作業1に示した接続シーケンスによりＳｌａｖｅ１との間でリンクを確立する。このとき、ＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ａには、Ｍａｓｔｅｒの対応パケットタイプとして、ＨＤ１、ＨＤ３、ＨＤ５を含める。その後、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、送信したＰａｇｅコマンドに対して、Ｓｌａｖｅ２側からＰａｇｅレスポンスを受信したか否かを判断する。Ｐａｇｅレスポンスを受信していないと判断した場合には、後述するステップＳ５０へ進む。これに対して、Ｐａｇｅレスポンスを受信したと判断した場合には、ステップＳ４０へ進み、Ｓｌａｖｅ２との間でＬＰＭ処理を行って、図７で作業２に示した接続シーケンスによりＳｌａｖｅ２との間でリンクを確立する。このとき、ＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ｂには、Ｍａｓｔｅｒの対応パケットタイプとして、ＨＤ１、ＨＤ３、ＨＤ５を含める。その後、ステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０では、Ｓｌａｖｅ１およびＳｌａｖｅ２の両方との同時接続を開始したか否かを判断する。同時接続を開始していないと判断した場合には、ステップＳ１０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、同時接続を開始したと判断した場合には、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、図７で作業３に示した接続シーケンスにより、Ｓｌａｖｅ１との間で再接続処理を行う。このとき、Ｓｌａｖｅ３との間でＬＰＭ処理では、ＬＰＭ＿Ｆｅａｔｕｒｅｓ＿Ｒｅｑ７ｃに、Ｍａｓｔｅｒの対応パケットタイプとしてＨＤ１、ＨＤ３を含めて再接続を行う。その後、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、パケットタイプの組み合わせを図５に示した１〜９の中から選択する。本実施の形態では、上述したようにＳｌａｖｅ２に相当するポータブルオーディオ機器１２のスループットを優先するように、７〜９のいずれかの組み合わせを選択する。なお、７〜９のいずれの組み合わせを選択するかは、任意にいずれか１つを選択してもよく、最もＳｌａｖｅ２のスループットを確保できる８を選択するようにしてもよい。

その後、ステップＳ８０へ進み、車載機１０の電源がオフされたか否かを判断する。車載機１０の電源がオフされていないと判断した場合には、ステップＳ１０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、車載機１０の電源がオフされたと判断した場合には、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）Ｓｌａｖｅ１に相当する携帯電話１１との通信に使用するパケットタイプと、Ｓｌａｖｅ２に相当するポータブルオーディオ１２との通信に使用するパケットタイプとの組み合わせの中から、リアルタイム性が要求されるポータブルオーディオ機器１２のスループットを優先して確保できる組み合わせを選択するようにした。これによって、ポータブルオーディオ１２から送信される音楽データの遅延を防止して、スループット不足に伴う音楽の音飛びを防止することができる。

（２）また、リアルタイム性の要求されない携帯電話１１との通信においては、若干のデータの遅延が生じる可能性があったとしても、ポータブルオーディオ１２に全帯域を奪われることがないため、確実にデータ通信を行うことができる。

（３）携帯電話１１およびポータブルオーディオ１２との接続を行うためのＬＭＰ処理を行い、一般的な接続シーケンスによるＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンク確立を行うようにした。これによって、例えば、Ｍａｓｔｅｒ側に通信トラフィック管理用のスケジューラソフトを搭載して、Ｓｌａｖｅ側からの要求を監視して動的にスループットを割り当てるような方法を採用した場合には、スケジューラソフトの開発コストがかかる上にスケジューラソフトを動作させるためにリソースを消費するといった問題が生じる可能性があるが、これらの問題を回避することができるようになる。また、一般的な接続シーケンスによるＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンク確立を行うため、新規にＬＭＰ処理を定義する必要がなくなる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態の通信制御装置は、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のＡＣＬパケットタイプとしてＤＨ１、ＤＨ３、およびＤＨ５を使用し、これらの組み合わせの中から最適な組み合わせを選択する例について説明した。しかしこれに限定されず、誤り訂正を付加したＤＭ１、ＤＭ３、およびＤＭ５をパケットタイプとして使用するようにしてもよい。また、ＤＨ１、ＤＨ３、およびＤＨ５と、ＤＭ１、ＤＭ３、およびＤＭ５のそれぞれについて組み合わせを定義しておき、通信のエラーレートが低い場合にはＤＨ１、ＤＨ３、およびＤＨ５の組み合わせを使用し、通信のエラーレートが高い場合には、ＤＭ１、ＤＭ３、およびＤＭ５の組み合わせを使用するようにしてもよい。これによって、通信のエラーレートに応じて最適なパケットタイプの組み合わせを選択できるようになる。すなわち、通信環境が良くエラーレートが低い場合には、誤り訂正は不要なため、ＤＨパケットタイプによってスループットの向上を図ることができ、通信環境が悪くエラーレートが高い場合には、誤り訂正を付加して、安定した通信を確保することができるようになる。

（２）上述した実施の形態では、接続形態を、車載機１０をＭａｓｔｅｒ、携帯電話１１をＳｌａｖｅ１、ポータブルオーディオ機器１２をＳｌａｖｅ２とする場合について説明した。しかしこれに限定されず、例えば図９に示すように、車載機１０をＭａｓｔｅｒとし、２つのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信をサポートする携帯電話１４をＳｌａｖｅとした場合にも適用可能である。この場合には、上述した実施の形態におけるＳｌａｖｅ１およびＳｌａｖｅ２を、携帯電話１４とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信におけるＰｒｏｆｉｌｅ１およびＰｒｏｆｉｌｅ２に置き換えて適用することができる。すなわち、リンク確立時の接続シーケンスとして、図１０に示すようにＰｒｏｆｉｌｅ１およびＰｒｏｆｉｌｅ２に対して、作業１〜３を行えばよい。

（３）上述した実施の形態では、通信制御装置１００をナビゲーション装置などの車載機１０に搭載する例について説明した。しかしこれに限定されず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信を介して他の機器と接続するその他の情報端末に搭載してもよい。

（４）上述した実施の形態では、無線通信規格としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信を用いる例について説明したが、その他の無線通信規格に適用してもよい。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。

通信制御装置の適用例を模式的に示した図である。 帯域制御方法の具体例を模式的に示した図である。 通信制御装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信におけるパケットタイプの組み合わせを示す図である。 各パケットタイプの組み合わせにおけるＳｌａｖｅ１とＳｌａｖｅ２のスループット比を示す図である。 パケットタイプごとのスループット算出方法の具体例を示す図である。 リンク確立時の接続シーケンスの具体例を示す図である。 通信制御装置１００の処理を示すフローチャート図である。 １対１接続時の通信制御装置の適用例を模式的に示した図である。 １対１接続時のリンク確立時の接続シーケンスの具体例を示す図である。

符号の説明

１０ 車載機
１１ 携帯電話
１２ ポータブルオーディオ
１００ 通信制御装置
１０１ 通信インターフェース
１０２ 制御装置
１０２ａ 同時通信判定部
１０２ｂ 優先度判定部
１０２ｃ 接続制御部

Claims (5)

1. 所定の帯域幅の通信回線を介して複数の通信対象と同時にデータ通信が行われることを判定する同時通信判定手段と、
   前記複数の通信対象とのデータ通信の優先度を判定する優先度判定手段と、
   前記同時通信判定手段により前記複数の通信対象とのデータ通信が同時に行われると判定された場合に、前記優先度判定手段で判定した各通信対象とのデータ通信の優先度に応じて、各通信対象とのデータ通信に割り当てるスループットを決定して通信を確立する接続制御手段を備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 請求項１に記載の通信制御装置において、
   前記接続制御手段は、あらかじめ設定された複数のスループットの組み合わせの中から、前記各通信対象とのデータ通信の優先度に応じたスループットの組み合わせを選択して、前記複数の通信対象のそれぞれに割り当てることを特徴とする通信制御装置。
3. 請求項１または２に記載の通信制御装置において、
   前記複数の通信対象は、異なる複数の機器であることを特徴とする通信制御装置。
4. 請求項１または２に記載の通信制御装置において、
   前記複数の通信対象は、１つの機器が有する複数の通信機能であることを特徴とする通信制御装置。
5. 所定の帯域幅の通信回線を介して複数の通信対象と同時にデータ通信が行われることを判定し、
   前記複数の通信対象とのデータ通信の優先度を判定し、
   前記複数の通信対象とのデータ通信が同時に行われると判定された場合に、前記判定した各通信対象とのデータ通信の優先度に応じて、各通信対象とのデータ通信に割り当てるスループットを決定して通信を確立することを特徴とする通信制御方法。

Images