JP2018085773A - 無線通信装置、無線通信方法、及びプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】必要に応じて識別情報の送信間隔を変更することができる無線通信装置等を提供する。【解決手段】無線通信装置200は、外部機器から信号探索要求を受信し、所定情報を外部機器へ送信する無線通信処理部210と、制御部202を備える。制御部202は、無線通信処理部210が信号探索要求を受信した場合、無線通信処理部210の動作間隔を決定し、この決定した動作間隔に係る動作間隔情報を所定情報として無線通信処理部210に送信させる。【選択図】図4

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムに関する。
近距離無線通信規格のBluetooth(登録商標) low energyに基づいて無線通信を行う無線通信機器であるセントラルは、通信相手となる他の無線通信機器であるペリフェラルが定期的に送信するアドバタイズと呼ばれる識別情報を受信して、当該ペリフェラルに対して接続要求を送信してから、当該ペリフェラルとの間でデータの送受信を行う(例えば、特許文献1参照)。
特開2012−142877号公報
上記のような無線通信機器において、ペリフェラルが定期的に送信するアドバタイズの間隔は、他の無線通信機器との無線通信の際に消費電力を抑えるために、長く設定することが考えられる。しかし、アドバタイズを受信したセントラルは、次に受信したアドバタイズを受信してから接続要求信号を送信するため、アドバタイズを送信する間隔を長くすると、セントラルがペリフェラルと接続するまでにかかる時間も長くなるという問題がある。一方、アドバタイズの間隔を短くすると、ペリフェラルが消費する電力も大きくなるという問題がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、必要に応じて識別情報の送信間隔を変更することができる無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る無線通信装置は、
外部機器から信号探索要求を受信し、所定情報を前記外部機器へ送信する無線通信部と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記無線通信部が前記信号探索要求を受信した場合、前記無線通信部の動作間隔を決定し、この決定した前記動作間隔に係る動作間隔情報を前記所定情報として前記無線通信部に送信させる
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る無線通信装置は、
外部機器の存在を示す識別情報を受信し、前記識別情報を受信した場合に前記外部機器に信号探索要求を送信し、前記外部機器から前記信号探索要求に対する応答である応答情報を受信する無線通信部と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記応答情報を受信した場合に、前記応答情報に含まれる動作間隔に係る動作間隔情報に従い前記無線通信部を動作させる
ことを特徴とする。
本発明によれば、必要に応じて識別情報の送信間隔を変更することができる。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 従来のアクティブスキャンを実行するセントラルとペリフェラルとの間におけるアドバタイズからデータ通信を開始するまでのフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るセントラルの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るペリフェラルの構成例を示す図である。 ペリフェラルにおけるBluetooth(登録商標) low energyのプロトコルスタック構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るセントラルとペリフェラルとの間におけるアドバタイズからデータ通信を開始するまでのフローの一例を示す図である。 セントラルが実行するセントラル側接続処理の一例を示すフローチャートである。 ペリフェラルが実行するペリフェラル側接続処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係るセントラルとペリフェラルとの間におけるアドバタイズのフローの一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成例を表す図である。
図1に示す構成例において、無線通信システム1は、Bluetooth(登録商標) low energy(以下、BLEという。)に基づいて、互いに無線通信を行う無線通信装置として、セントラル100と、ペリフェラル200と、を備えている。BLEとは、Bluetooth(登録商標)と呼ばれる近距離無線通信規格において、低消費電力を目的として策定された規格(モード)である。セントラル100は、ペリフェラル200から提供されたサービス(例えば、測定されたデータなど)を利用する装置である。また、ペリフェラル200は、セントラル100にサービス(例えば、測定したデータなど)を提供する装置である。
セントラル100は、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ等の持ち運びが可能であって、BLEに基づく無線通信機能を有する端末である。本実施の形態では、一例として、セントラル100はスマートフォンから構成される。セントラル100は、ペリフェラル200において取得されたデータをペリフェラル200から受信し、受信したデータに基づいて、後述する表示部128に各種情報を表示したり、後述するスピーカ124からアラーム等の音声を鳴らしたりする。
ペリフェラル200は、自身が保有するサービス概要のセントラル100への通知、セントラル100からの接続要求を待ち受けるためのアドバタイズの送信を行う。
なお、BLEに基づいて行われる無線通信では、セントラル100とペリフェラル200との間でデータの送受信を行う前に、ペリフェラル200がアドバタイズを送信し、セントラル100がアドバタイズを受信する。アドバタイズとは、他の無線通信装置を探したり、他の無線通信装置と接続したりしようとするために、他の無線通信装置に対して自分の存在を知らせるための識別情報のことをいう。
また、BLEに基づいて行われる無線通信では、セントラル100は、スキャンという動作により、ペリフェラル200からのアドバタイズを受信する。このスキャン動作には、アクティブスキャンと、パッシブスキャンという2種類のスキャン動作が定義されている。パッシブスキャンでは、セントラル100は、ペリフェラル200からアドバタイズを受信するだけであるが、アクティブスキャンでは、ペリフェラル200からアドバタイズを受信した際に、スキャンリクエストというパケットをペリフェラル200に送信することで、ペリフェラル200からさらにスキャンレスポンスを受信する。
図2に、アクティブスキャンを実行するセントラルとペリフェラルとの間におけるアドバタイズからデータ通信を開始するまでの従来のフローの一例を示す。図2において、ペリフェラルは、周期Tadv(例えば、1〜2秒程度)でアドバタイズ(Advertise)を送信する。この周期Tadvは、省電力のため、比較的長く設定されている。セントラルは、ユーザの操作等によりスキャン指示を受け付けると、その後に受信したアドバタイズを受信してから時間Tifs経過後にスキャン要求(Scan_Request)をペリフェラルに送信する。セントラルは、ユーザの操作等により接続指示を受け付けた場合に接続要求(Connection_Request)を送信するため、送信待機状態に入る。一方、ペリフェラルは、アドバタイズを送信後の時間Tifs経過後に、セントラルからのスキャン要求を受け付けるため、アドバタイズを送信したチャンネルにおいて要求待ち状態に入る。そして、ペリフェラルは、セントラルからスキャン要求を受信すると時間Tifs経過後に、スキャン応答(Scan_Response)をセントラルに送信する。セントラルは、スキャン応答を受信した後、ユーザの操作等により接続指示を受け付けると、その後に受信したアドバタイズ受信してから時間Tifs経過後に接続要求をペリフェラルに送信する。これにより、セントラルとペリフェラルとの間で接続が確立する。接続が確立した後、接続要求において決められたチャンネル(アドバタイズに用いられる3チャンネル以外の37チャンネルのうち、選択されたチャンネル)において、セントラルがペリフェラルにデータ要求(Data_Request)を送信し、それに応答してペリフェラルが(Data_Response)を返すことで、セントラルとペリフェラルとの間でデータ通信が行われる。
以上説明したように、従来のアクティブスキャンを実行するセントラルとペリフェラルとの間におけるアドバタイズからデータ通信を開始するまでのフローでは、セントラルがペリフェラルに接続要求を送信できるタイミングは、ペリフェラルがアドバタイズを送信したタイミングに左右される。すなわち、アドバタイズ間隔である周期Tadvが長い場合、接続確立までに時間がかかるという問題がある。
このような従来のフローに対し、本実施の形態では、ペリフェラル200が、セントラル100からスキャン要求を受信したことに応答して、アドバタイズ間隔を短くすることにより、接続確立までに時間を短縮する。
次に、本実施の形態に係る無線通信システム1のハードウェア構成などについて説明する。
図3は、本実施の形態に係るセントラル100の構成例を概略的に示すブロック図である。図3に示すように、セントラル100は、制御部102、ROM(Read Only Memory)104、RAM(Random Access Memory)106、無線通信処理部110、アンテナ112、スピーカ124、ドライバ126、表示部128及びタッチパネル130を備える。
制御部102は、例えばCPU(Central Processing Unit)によって構成される。制御部102は、ROM104に記憶されたプログラム(例えば、後述する図7に示すセントラル100の動作を実現するためのプログラム)に従ってソフトウェア処理を実行することにより、セントラル100が具備する各種機能を制御する。なお、本実施の形態において、セントラル100は、ペリフェラル200から受信したアドバタイズの電波強度に基づいて、セントラル100とペリフェラル200との間の距離を計測する距離計測用のアプリケーションを実行する。
ROM104は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、上述したように制御部102が各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶する。RAM106は、揮発性メモリから構成され、制御部102が各種処理を行うためにデータを一時的に記憶するための作業領域として用いられる。
無線通信処理部110は、例えば無線周波数(RF:Radio Frequency)回路やベースバンド(BB:Baseband)回路等を用いて構成される。無線通信処理部110は、アンテナ112を介して、BLEに基づく無線信号の送信及び受信を行う。
スピーカ124は、制御部102からの音声データに基づいて、アラーム等の音声を出力する。ドライバ126は、制御部102から出力された画像データに基づく画像信号を表示部128へ出力する。表示部128は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electroluminescence)ディスプレイ等によって構成される。表示部128は、ドライバ126から出力された画像信号に従って画像を表示する。
タッチパネル130は、表示部128の上面に配置され、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。タッチパネル130は、例えば図示しない透明電極を内蔵し、ユーザの指等が接触した場合に、電圧が変化した位置を接触位置として検出し、その接触位置の情報を入力指示として制御部102へ出力する。
次に、セントラル100の制御部102の機能的構成について説明する。図3に示すように、制御部102は、アドバタイズ受信部151、スキャン要求送信部152、距離計測部153、接続制御部154、として機能する。
アドバタイズ受信部151は、識別情報受信部に相当し、例えば、ペリフェラル200との通信のためのアプリケーションを立ち上げた後に、通信を開始するためにユーザが行うタッチパネル130への操作を、ペリフェラル200のスキャン指示として受け付ける。そして、アドバタイズ受信部151は、スキャン指示を受け付けると、ペリフェラル200からのアドバタイズの待機状態に入る。そして、アドバタイズ受信部151は、ペリフェラル200からアドバタイズを受信する。なお、スキャン指示は、ユーザの操作によって発生するものに限られず、例えば、アプリケーションが起動した後に、予め定められたタイマー時間が経過したことに基づいて発生するものであってもよい。
スキャン要求送信部152は、アドバタイズ受信部151がペリフェラル200からアドバタイズを受信した後、時間Tifs経過後に、スキャン要求をペリフェラル200に送信する。
距離計測部153は、スキャン要求送信部152が送信したスキャン要求に対するスキャン応答をペリフェラル200から受信した場合、ペリフェラル200から受信した電波の強度に基づいて、セントラル100とペリフェラル200との間の距離を計測する。
接続制御部154は、ペリフェラル200からスキャン応答を受信した後に、ペリフェラル200からアドバタイズを受信した場合、ペリフェラル200に接続要求を送信する。そして、接続制御部154は、ペリフェラル200との間で接続を確立し、必要に応じてペリフェラル200との間でデータ通信を行う。
図4は、本実施の形態に係るペリフェラル200の構成例を概略的に示すブロック図である。図4に示すように、ペリフェラル200は、制御部202、ROM204、RAM206、無線通信処理部210、アンテナ212、操作部220、ドライバ226、及び表示部228を備える。
制御部202は、例えばCPUによって構成される。制御部202は、ROM204に記憶されたプログラム(例えば、後述する図8に示すペリフェラル200の動作を実現するためのプログラム)に従ってソフトウェア処理を実行することにより、ペリフェラル200が具備する各種機能を制御する。
ROM204は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、上述したように制御部202が各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶する。RAM206は、揮発性メモリから構成され、制御部202が各種処理を行うためにデータを一時的に記憶するための作業領域として用いられる。
無線通信処理部210は、例えば無線周波数(RF)回路やベースバンド(BB)回路等を用いて構成される。無線通信処理部210は、アンテナ212を介して、BLEに基づく無線信号の送信及び受信を行う。
操作部220は、例えばスイッチ等から構成され、電源のON・OFFなどのユーザの操作内容を入力するために用いられる。
ドライバ226は、制御部202から出力された画像データに基づく画像信号を表示部228へ出力する。表示部228は、例えば、LCD、ELディスプレイ等によって構成される。表示部228は、ドライバ226から出力された画像信号に従って画像を表示する。
次に、ペリフェラル200の制御部202の機能的構成について説明する。図4に示すように、制御部202は、アドバタイズ送信部251、スキャン要求受信部252、応答送信部253、間隔変更部254、接続要求受信部255、データ通信制御部256、として機能する。
アドバタイズ送信部251は、識別情報送信部に相当し、所定の間隔で、所定の種別のアドバタイズをセントラル100に送信する。ここで、所定の間隔は、間隔変更部254により変更される。また、アドバタイズ送信部251は、送信するアドバタイズの種別を、セントラル100と接続の有無に応じて変更する。
ここで、アドバタイズ送信部251により送信されるアドバタイズの種類について説明する。BLEに基づく無線通信におけるアドバタイズの種別は、「ADV_IND」、「ADV_DIRECT_IND」、「ADV_NONCONN_IND」及び「ADV_SCAN_IND」の4つある。このうち、本実施の形態において、アドバタイズ送信部251は、「ADV_SCAN_IND」及び「ADV_DIRECT_IND」のうち、いずれかの種別のアドバタイズをセントラル100に送信する。
種別「ADV_SCAN_IND」は、不特定多数のセントラル100へアドバタイズを送信し、アドバタイズの送信元であるペリフェラル200に対してどのセントラル100もスキャン要求できることを示す種別である。ペリフェラル200は、不特定多数のセントラル100に自分の個別ID等の情報を通知することにより自分の存在を伝え、かつ、セントラル100からのスキャン要求があれば受け入れる(応答する)ときに、種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを送信する。なお、種別「ADV_SCAN_IND」は、セントラル100からの接続要求があってもペリフェラル200は受け入れない(応答しない)設定となっている。
種別「ADV_DIRECT_IND」は、特定のセントラル100へアドバタイズし、アドバタイズの送信元であるペリフェラル200に対して当該特定のセントラル100が接続要求できることを示す種別である。ペリフェラル200は、以前接続したことのある特定のセントラル100に自分の個別ID等の情報を通知することにより自分の存在を伝え、かつ、当該セントラル100からの接続要求があれば受け入れる(応答する)ときに、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを送信する。種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを用いることで、以前接続したことのある特定のセントラル100と高速に接続することが可能となる。なお、種別「ADV_DIRECT_IND」は、セントラル100からのスキャン要求があってもペリフェラル200は受け入れない(応答しない)設定となっている。
スキャン要求受信部252は、アドバタイズ送信部251がアドバタイズを送信した後に、時間Tifsの間、セントラル100からのスキャン要求の待機状態となる。そして、スキャン要求受信部252は、セントラル100からスキャン要求を受信する。
応答送信部253は、スキャン要求受信部252がセントラル100からスキャン要求を受信した場合、そのスキャン要求に対するスキャン応答をセントラル100に送信する。
間隔変更部254は、スキャン要求受信部252がセントラル100が送信したスキャン要求を受信した場合、アドバタイズ送信部251により送信されるアドバタイズの間隔を変更する。具体的には、間隔変更部254は、現在の間隔が、第1の所定の間隔(例えば、1〜2秒)である場合、第1の所定の間隔よりも短い第2の所定の間隔(例えば、数十ミリ秒〜百ミリ秒)に変更する。また、間隔変更部254は、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔から第2の所定の間隔へ変更した後の所定の時間(例えば、30秒〜1分)経過後、第2の所定の間隔から第1の所定の間隔へ戻す。
接続要求受信部255は、応答送信部253により送信されたスキャン応答を受信した後にアドバタイズ送信部251により送信されたアドバタイズを受信したセントラル100が送信した接続要求を受信する。
データ通信制御部256は、接続要求受信部255がセントラル100から接続要求を受信した場合、セントラル100との接続を確立し、セントラル100との間でデータ通信を行う。
次に、上記の制御部202の機能を実現するプロトコルの階層について説明する。図5に、ペリフェラル200におけるBLEのプロトコルスタック構成の一例を示す。図5に示すプロトコルスタックにおいて、アドバタイズ及びスキャン状態の管理は、リンク層(Link Layer)が行う。また、リンク層は、待機状態、接続開始、接続状態等の基本的な状態管理や、通信の同期管理を担う。リンク層とホスト(Host)との間には、ホスト・コントローラ・インターフェース(Host Controller Interface;HCI)があり、物理層(Physical Layer)やリンク層といったコントローラ(Controller)部分を直接制御するインターフェースを定義しているコントローラの動作の情報の一部は、HCIを通じてホストに通知され、それを受けたホストは、アプリケーション(Applications)等からの設定に応じて、コントローラの対応動作を指示することが出来る。
従来のBLEの仕様においては、セントラルからのスキャン要求を受けたリンク層は、それを通知する手段が定義されておらず、ホストから事前に設定されているスキャン応答データ(Scan Response Data)を自動的に返信する仕組みになっている。
この従来の仕組みに対し、本実施の形態に係るペリフェラル200では、スキャン要求を受け取ったリンク層が、スキャン要求を受信したことをホストに通知する手段が定義されている。ホストは、リンク層からスキャン要求を受信したスキャン要求通知(Scan Request Report)を受け取ると、必要に応じて、アドバタイズの間隔を第1の所定の間隔から第2の所定の間隔に変更するよう、リンク層に指示を出す。ここで、リンク層からのスキャン要求通知を処理するのは、接続相手の探索・接続等の基本的なリンクの管理を担っているジェネリック・アクセス・プロファイル(Generic Access Profile;GAP)で行うことが望ましい。また、ホストは、リンク層からスキャン要求を受信してアドバタイズの間隔を変更した後の所定時間経過後、アドバタイズの間隔を、第2の所定の間隔から第1の所定の間隔に戻すよう、リンク層に指示を出す。
また、スキャン要求通知を受け取ったホストが、アドバタイズの間隔の変更をリンク層に指示する代わりに、ホストが事前にリンク層に対してスキャン要求を受けたときの動作、すなわち、スキャン要求を受けて変更するアドバタイズの間隔の値(第2の所定の間隔)、変更してからもとのアドバタイズの間隔(第1の所定の間隔)に戻るまでの所定時間を設定するHCIコマンドを用意してもよい。
次に、本実施の形態における無線通信システム1の動作を図6のフローチャートを参照しつつ説明する。
図6は、本発明の実施の形態に係るセントラル100とペリフェラル200との間におけるアドバタイズからデータ通信を開始するまでのフローの一例を示す図である。図6に示すように、ペリフェラル200において、ホストがリンク層に対しアドバタイズの開始指示を出すと、リンク層は、セントラル100に種別「ADV_SCAN_ID」のアドバタイズメント(Advertise)を第1の所定の間隔Tadv1で定期的に送信する(ステップS10)。
セントラル100は、例えば、ユーザがタッチパネル130への操作をスキャン指示として受け付ける(ステップS11)。ステップS11の後、セントラル100は、アドバタイズをスキャンして、ペリフェラル200から送信されたアドバタイズを受信する。セントラル100は、アドバタイズを受信すると、受信してから時間Tifs経過後にスキャン要求(Scan_Request)をペリフェラル200に送信する(ステップS12)。
次に、ペリフェラル200は、ステップS12においてセントラル100から送信されたスキャン要求を受信すると、リンク層は、ホストにスキャン要求を受信したことを通知するスキャン要求通知(Scan_Request_Report)を送るとともに、スキャン要求を受信してから時間Tifs経過後にスキャン応答(Scan_Response)をセントラル100に送信する(ステップS13)。このスキャン応答に第2の所定の間隔Tadv2に関する情報を入れる。このようにすることで、セントラル100はスキャン要求通知を送る前の受信間隔から、ペリフェラル200が変更するアドバタイズを送る間隔に合わせて受信することができる。
そして、ペリフェラル200では、スキャン要求通知を受け取ったホストが、リンク層に対し、アドバタイズの間隔を第1の所定の間隔Tadv1から、Tadv1よりも短い第2の所定の間隔Tadv2に変更するよう指示し、リンク層は、その指示に従ってアドバタイズを送信する(ステップS14)。
また、セントラル100は、ペリフェラル200からスキャン応答を受信後、接続指示を受け付けると(ステップS15)、アドバタイズをスキャンして、ステップS14においてペリフェラル200から送信されたアドバタイズを受信する。セントラル100は、アドバタイズを受信すると、受信してから時間Tifs経過後に接続要求(Connection_Request)をペリフェラル200に送信する(ステップS16)。
以後、セントラル100とペリフェラル200との間で接続が確立し、セントラル100からペリフェラル200へのデータ要求(Data_Request)への送信、ペリフェラル200からセントラル100へのデータ応答(Data_Response)の送信により、セントラル100とペリフェラル200との間でデータの送受信が行われる(ステップS17)。
なお、セントラル100とペリフェラル200との間でデータの送受信が終了すると、セントラル100からペリフェラル200に切断要求が送信され、切断要求を受信したペリフェラル200からセントラル100に切断応答が送信されることにより、セントラル100とペリフェラル200との接続が終了する。
また、ペリフェラル200では、アドバタイズの間隔を第2の所定の間隔Tadv2に変更した後、所定時間経過すると、ホストは、リンク層に対し、アドバタイズの間隔を第2の所定の間隔Tadv2から、もとの第1の所定の間隔Tadv1に変更するよう指示し、リンク層は、その指示に従って、ステップS10の処理に戻って、第1の所定の間隔Tadv1でのアドバタイズの送信を再開する。
次に、本実施の形態に係るセントラル100の動作について、図7を参照して説明する。図7は、本実施の形態に係るセントラル100の制御部102が実行するセントラル側接続処理の一例を示すフローチャートである。なお、この通信処理は、ROM104内に予め記憶されているプログラムを読み出して実行する制御部102によって行われる。
セントラル100の制御部102は、例えば、ユーザによる操作入力に応じて距離計測用のアプリケーションを立ち上げた後に、図7に示すセントラル側接続処理を開始する。
まず、アドバタイズ受信部151は、ペリフェラル200から種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを受信したか否かを判定する(ステップS101)。アドバタイズ受信部151は、ペリフェラル200から種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを受信するまで、待機する(ステップS101;No)。
アドバタイズ受信部151が、ペリフェラル200から種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを受信したと判定した場合(ステップS101;Yes)、スキャン要求送信部152は、アドバタイズ受信部151がペリフェラル200から種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを受信した後、時間Tifs経過後に、スキャン要求をペリフェラル200に送信する(ステップS102)。
そして、距離計測部153は、ステップS102においてスキャン要求送信部152が送信したスキャン要求に対するスキャン応答をペリフェラル200から受信したか否かを判定する(ステップS103)。距離計測部153は、ペリフェラル200からスキャン応答を受信するまで、待機する(ステップS103;No)。
距離計測部153は、ペリフェラル200からスキャン応答を受信したと判定すると(ステップS103;Yes)、ペリフェラル200から受信した電波の強度に基づいて、セントラル100とペリフェラル200との間の距離を計測する(ステップS104)。そして、距離計測部153は、計測した距離を、例えば表示部128に表示する。
次に、アドバタイズ受信部151は、ペリフェラル200から種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを受信したか否かを判定する(ステップS105)。アドバタイズ受信部151は、ペリフェラル200から種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを受信していないと判定した場合(ステップS105;No)、処理をステップS101に戻す。
アドバタイズ受信部151が、ペリフェラル200から種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを受信したと判定した場合(ステップS105;Yes)、接続制御部154は、ペリフェラル200と接続しても良い状態か否かを判定する(ステップS106)。具体的には、接続制御部154は、ユーザ操作等による接続指示を受け付けたか否か、セントラル100が他の処理を実行していることによりペリフェラル200と接続できない状態か否か、を判定することにより、ペリフェラル200と接続しても良い状態か否かを判定する。接続制御部154は、ペリフェラル200と接続しても良い状態でないと判定した場合(ステップS106;No)、処理をステップS101に戻す。
接続制御部154は、ペリフェラル200と接続しても良い状態である判定した場合(ステップS106;Yes)、ペリフェラル200に接続要求を送信する(ステップS107)。そして、制御部102は、セントラル側接続処理を終了する。
上記のセントラル側接続処理を終了した後、セントラル100とペリフェラル200との間の接続が確立し、データ通信が開始される。
次に、本実施の形態に係るペリフェラル200の動作について、図8を参照して説明する。図8は、本実施の形態に係るペリフェラル200の制御部202が実行するペリフェラル側接続処理の一例を示すフローチャートである。なお、このペリフェラル側接続処理は、ROM204内に予め記憶されているプログラムを読み出して実行する制御部202によって行われる。
ペリフェラル200の制御部202は、例えば、ユーザによる操作部220への操作によって電源ON状態となった後に、図8に示すペリフェラル側接続処理を開始する。なお、初期設定として、第1の所定の間隔Tadv1がアドバタイズの間隔として設定されているものとする。
まず、アドバタイズ送信部251は、種別「ADV_SCAN_IND」のアドバタイズを、第1の所定の間隔Tadv1で定期的に送信することを開始する(ステップS201)。
次に、スキャン要求受信部252は、セントラル100からスキャン要求を受信したか否かを判定する(ステップS202)。
スキャン要求受信部252が、セントラル100からスキャン要求を受信したと判定した場合(ステップS202;Yes)、応答送信部253は、セントラル100にスキャン応答を送信する(ステップS203)。
次に、間隔変更部254は、現在のアドバタイズの間隔が、第1の所定の間隔Tadv1か否かを判定する(ステップS204)。現在のアドバタイズの間隔が、第1の所定の間隔Tadv1でないと判定した場合(ステップS204;No)、ステップS206に処理を進める。
現在のアドバタイズの間隔が、第1の所定の間隔Tadv1であると判定した場合(ステップS204;Yes)、間隔変更部254は、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔Tadv1から、第2の所定の間隔Tadv2に変更する(ステップS205)。
次に、接続要求受信部255は、ステップS202において受信したスキャン要求を送信したセントラル100が、ペリフェラル200との接続が許可された端末、例えば、ペリフェラル200の管理端末か否かを判定する(ステップS206)。ここで、セントラル100がペリフェラル200との接続が許可された端末か否かの判定する際、接続要求受信部255は、例えば、ペアリングされた機器をホワイト・リストに入れて、アドバタイジング・フィルタ・ポリシー(Advertising Filter Policy)によってリンク層で制限しても良いし、スキャン要求を受信したときのスキャナ(Scanner)のデバイスアドレスから判定してもよい。
スキャン要求を送信したセントラル100が、ペリフェラル200との接続が許可された端末であると判定した場合(ステップS206;Yes)、接続要求受信部255は、セントラル100と接続する必要があるか否かを判定する(ステップS207)。ここで、セントラル100と接続する必要かあるか否かは、例えば、セントラル100に対して通知するデータ(ペリフェラル200のバッテリ残量が基準値以下に減少した等)があるか否かに基づいて判定される。
スキャン要求を送信したセントラル100が、ペリフェラル200との接続が許可された端末でないと判定した場合(ステップS206;No)、または、セントラル100と接続する必要がないと判定した場合(ステップS207;No)、ステップS202に処理が戻される。
セントラル100と接続する必要があると判定した場合(ステップS207;Yes)、アドバタイズ送信部251は、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを、第2の所定の間隔Tadv2で定期的に送信することを開始する(ステップS208)。
次に、接続要求受信部255は、ステップS206において接続が許可された端末であると判定されたセントラル100から、接続要求を受信したか否かを判定する(ステップS209)。
セントラル100から、接続要求を受信していないと判定した場合(ステップS209;No)、接続要求受信部255は、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを送信できる期間が終了したか否かを判定する(ステップS210)。具体的には、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを送信できる期間は最大1.28秒と定められている。
接続要求受信部255は、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを送信できる期間が終了していないと判定した場合(ステップS210;No)、ステップS209に処理を戻す。また、種別「ADV_DIRECT_IND」のアドバタイズを送信できる期間が終了したと判定した場合(ステップS210;Yes)、ステップS201に処理を戻し、アドバタイズ送信部251は、アドバタイズの種別を「ADV_SCAN_IND」に戻して、アドバタイズの送信を開始する。
また、スキャン要求受信部252が、セントラル100からスキャン要求を受信していないと判定した場合(ステップS202;No)、間隔変更部254は、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔Tadv1から、第2の所定の間隔Tadv2に変更してから所定時間T経過したか否かを判定する(ステップS211)。アドバタイズの間隔を変更してから所定時間T経過していないと判定した場合(ステップS211;No)、ステップS202に処理を戻す。
アドバタイズの間隔を変更してから所定時間T経過したと判定した場合(ステップS211;Yes)、間隔変更部254は、アドバタイズの間隔を、第2の所定の間隔Tadv2から、第1の所定の間隔Tadv1に戻し(ステップS212)、ステップS202に処理を戻す。
また、接続要求受信部255が、セントラル100から、接続要求を受信したと判定した場合(ステップS209;Yes)、制御部202は、ペリフェラル側接続処理を終了する。
上記のペリフェラル側接続処理を終了した後、セントラル100とペリフェラル200との間の接続が確立し、データ通信制御部256によりデータ通信が開始される。
以上説明したように、上記実施の形態に係るペリフェラル200によれば、セントラル100からスキャン要求を受信した場合、アドバタイズの間隔を変更することができる。
また、ペリフェラル200は、セントラル100からスキャン要求を受信した場合、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔Tadv1から、第1の所定の間隔Tadv1よりも短い第2の所定の間隔Tadv2に変更する。そして、変更後のアドバタイズを受信したセントラル100から送信された接続要求に応じて、セントラル100との接続を確立し、データ通信を行う。従って、図2に示すように常に所定の間隔Tadvでアドバタイズが送信される場合よりも、スキャン要求を受信してから接続要求を受信するまでの時間を短くすることができるため、全体として、セントラル100とペリフェラル200との接続確立までにかかる時間を短くし、応答性を向上させることができる。
また、ペリフェラル200は、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔Tadv1から、第1の所定の間隔Tadv1よりも短い第2の所定の間隔Tadv2に変更した後、所定時間T経過後は、アドバタイズの間隔を第1の所定の間隔Tadv1に復帰させる。従って、常に第2の所定の間隔Tadv2でアドバタイズが送信される場合よりも、消費電力を抑えることができる。
また、ペリフェラル200からの受信電波の強度に基づいてセントラル100とペリフェラル200との間の距離を計測する際に、ペリフェラル200は、アドバタイズを受信するセントラル100が周囲にいるときだけ、アドバタイズの間隔を短くして頻度を上げることにより、受信電波強度の計測のためのアドバタイズパケットを提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態によって限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、図1に示すように無線通信システム1を、1つのセントラル100と、1つのペリフェラル200とで構成した。しかし、無線通信システム1を、1つ又は複数のセントラルと、1つ又は複数のペリフェラルとで構成してもよい。
また、上記実施の形態では、間隔変更部254は、アドバタイズの間隔を、第1の所定の間隔Tadv1と、第2の所定の間隔Tadv2とのうちいずれかに変更したが、間隔変更部254が変更するアドバタイズの間隔はこれに限られず、さらに多くの種類の間隔のうちから、いずれかに変更するように構成してもよい。
また、上記実施の形態では、セントラル100とペリフェラル200とは、接続を確立したが、必ずしも接続を確立する必要はない。例えば、図9に示すように、ペリフェラル200は、アドバタイズの間隔を変更するだけでもよい。このようにすることで、セントラル100は、アドバタイズを多く受信することができ、その分受信電波強度の計測を正確に早く行うことができる。
また、本発明に係るセントラル100及びペリフェラル200は、専用の装置によらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、コンピュータがプログラムを実行することで、セントラル100の機能及びペリフェラル200の機能を実現してもよい。セントラル100の機能及びペリフェラル200の機能を実現するためのプログラムは、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)メモリカード、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、HDD(Hard Disk Drive)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータにダウンロードされてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。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)
他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置であって、
所定の間隔で識別情報を送信する識別情報送信部と、
前記識別情報送信部により送信された前記識別情報を受信した前記他の無線通信装置が送信したスキャン要求を受信するスキャン要求受信部と、
前記スキャン要求受信部が前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を変更する間隔変更部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
(付記2)
前記スキャン要求受信部が前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記スキャン要求に対する応答を前記他の無線通信装置に送信する応答送信部と、
前記応答送信部により送信された前記応答を受信した後に前記識別情報送信部により送信された前記識別情報を受信した前記他の無線通信装置が送信した接続要求を受信する接続要求受信部と、
前記接続要求受信部が前記接続要求を受信した場合、前記他の無線通信装置と接続してデータ通信を行うデータ通信制御部と、をさらに備える、
ことを特徴とする付記1に記載の無線通信装置。
(付記3)
前記スキャン要求受信部が、前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記他の無線通信装置と接続が必要か否かを判定する接続要否判定部と、
前記接続要否判定部が、前記他の無線通信装置と接続が必要であると判定した場合、前記他の無線通信装置を指定した相手指定の識別情報を送信する相手指定識別情報送信部と、をさらに備える、
ことを特徴とする付記1または2に記載の無線通信装置。
(付記4)
前記間隔変更部は、前記スキャン要求受信部が前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を、現在の間隔よりも短い間隔に変更する、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の無線通信装置。
(付記5)
前記間隔変更部は、前記所定の間隔を、現時点の間隔よりも短い間隔に変更してから所定時間経過後に、前記所定の間隔を、現時点の間隔よりも長い間隔に変更する、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の無線通信装置。
(付記6)
他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置により送信された識別情報を受信する識別情報受信部と、 前記識別情報受信部により受信された前記識別情報を送信した前記他の無線通信装置に、スキャン要求を送信するスキャン要求送信部と、
前記スキャン要求送信部が前記他の無線通信装置に前記スキャン要求を送信した場合、前記識別情報受信部が前記識別情報を受信する間隔を変更する間隔変更部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
(付記7)
無線通信装置と、当該無線通信装置と無線通信を行う他の無線通信装置と、から構成される無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
所定の間隔で識別情報を送信する識別情報送信部と、
前記識別情報送信部により送信された前記識別情報を受信した前記他の無線通信装置が送信したスキャン要求を受信するスキャン要求受信部と、
前記スキャン要求受信部が前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を変更する間隔変更部と、を備え、
前記他の無線通信装置は、
前記無線通信装置により送信された識別情報を受信する識別情報受信部と、
前記識別情報受信部により受信された識別情報を送信した前記無線通信装置に、スキャン要求を送信するスキャン要求送信部と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
(付記8)
他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置が実行する無線通信方法であって、
所定の間隔で識別情報を送信する識別情報送信ステップと、
前記識別情報送信ステップにおいて送信された前記識別情報を受信した前記他の無線通信装置が送信したスキャン要求を受信するスキャン要求受信ステップと、
前記スキャン要求受信ステップにおいて前記他の無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を変更する間隔変更ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
(付記9)
無線通信装置と無線通信を行うコンピュータを、
所定の間隔で識別情報を送信する識別情報送信手段、
前記識別情報送信手段により送信された前記識別情報を受信した前記無線通信装置が送信したスキャン要求を受信するスキャン要求受信手段、
前記スキャン要求受信手段が前記無線通信装置が送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を変更する間隔変更手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
(付記10)
セントラルとBluetooth(登録商標) low energyに基づく無線通信を行うペリフェラルであって、
所定の間隔でアドバタイズを送信するアドバタイズ送信部と、
前記アドバタイズ送信部により送信された前記アドバタイズを受信した前記セントラルが送信したスキャン要求を受信するスキャン要求受信部と、
前記スキャン要求受信部が前記セントラルが送信した前記スキャン要求を受信した場合、前記所定の間隔を変更する間隔変更部と、
を備えることを特徴とするペリフェラル。
1…無線通信システム、100…セントラル(無線通信装置)、102…制御部、104…ROM、106…RAM、110…無線通信処理部、112…アンテナ、124…スピーカ、126…ドライバ、128…表示部、130…タッチパネル、151…アドバタイズ受信部(識別情報受信部)、152…スキャン要求送信部、153…距離計測部、154…接続制御部、200…ペリフェラル(無線通信装置)、202…制御部、204…ROM、206…RAM、210…無線通信処理部、212…アンテナ、220…操作部、226…ドライバ、228…表示部、251…アドバタイズ送信部(識別情報送信部)、252…スキャン要求受信部、253…応答送信部、254…間隔変更部、255…接続要求受信部、256…データ通信制御部
例えば、上記のような無線通信機器においては、他の無線通信機器との無線通信の際に消費電力を抑えるために、ペリフェラルが定期的に送信するアドバタイズの間隔を長くする動作モードに制御されることが考えられる。しかし、アドバタイズを受信したセントラルは、次に受信したアドバタイズを受信してから接続要求信号を送信するため、アドバタイズを送信する間隔を長くすると、セントラルがペリフェラルと接続するまでにかかる時間も長くなる。そのため、柔軟に無線通信に係る動作モードを変更することが可能な構成を採ることが求められる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、必要に応じて動作モードを変更することが可能な無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る無線通信装置は、
Bluetooth low energyに基づいて外部機器と無線通信を行う無線通信部と、
制御部と、を備え、
前記無線通信部は、Scan_Requestを受信した場合、前記Scan_Requestを受信したことを前記制御部に通知する
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る無線通信装置は、
Bluetooth low energyに基づいて外部機器と無線通信を行う無線通信部と、
制御部と、を備え、
前記無線通信部は、前記外部機器の存在を示すAdvertiseの受信、前記外部機器へのScan_Requestの送信、前記Scan_Requestに対する応答であるScan_Responseの受信を行い、
前記制御部は、前記Scan_Responseを受信した場合に、前記Scan_Responseに含まれる動作モードに係る動作モード情報に従い前記無線通信に係る動作を制御す
ことを特徴とする。
本発明によれば、必要に応じて動作モードを変更することが可能になる。

Claims (10)

  1. 外部機器から信号探索要求を受信し、所定情報を前記外部機器へ送信する無線通信部と、
    プロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、前記無線通信部が前記信号探索要求を受信した場合、前記無線通信部の動作間隔を決定し、この決定した前記動作間隔に係る動作間隔情報を前記所定情報として前記無線通信部に送信させる
    ことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記プロセッサは、
    自装置の存在を示す識別情報を生成し、
    前記動作間隔に係る情報を前記所定情報として前記無線通信部に送信させるタイミングとは異なるタイミングで、前記識別情報を前記所定情報として前記無線通信部に送信させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記無線通信部から送信される前記所定情報には前記信号探索要求に対する応答である応答情報があり、前記動作間隔情報は前記応答情報内に含まれる
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。
  4. 前記無線通信部は、前記応答情報の送信後に前記外部機器が送信した接続要求を受信し、
    前記プロセッサは、前記無線通信部が前記接続要求を受信したと判断した場合に、前記無線通信部と前記外部機器とを無線通信接続させ、前記無線通信部に前記外部機器とのデータ通信をさせる
    ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。
  5. 外部機器の存在を示す識別情報を受信し、前記識別情報を受信した場合に前記外部機器に信号探索要求を送信し、前記外部機器から前記信号探索要求に対する応答である応答情報を受信する無線通信部と、
    プロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、前記応答情報を受信した場合に、前記応答情報に含まれる動作間隔に係る動作間隔情報に従い前記無線通信部を動作させる
    ことを特徴とする無線通信装置。
  6. 前記プロセッサは、前記動作間隔情報に従い、前記識別情報を受信するための前記無線通信部の動作間隔を変更する
    ことを特徴とする請求項5無線通信装置。
  7. 外部機器から信号探索要求を受信し、所定情報を前記外部機器へ送信する無線通信部を備える無線通信装置の無線通信方法であって、
    前記無線通信部が前記信号探索要求を受信する受信ステップと、
    前記無線通信部が前記信号探索要求を受信した場合、前記無線通信部の動作間隔を決定する決定ステップと、
    前記決定ステップで決定した前記動作間隔に係る動作間隔情報を前記所定情報として前記無線通信部が送信する送信ステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。
  8. 外部機器と無線通信する無線通信部を備える無線通信装置の無線通信方法であって、
    前記外部機器の存在を示す識別情報を前記無線通信部に受信させるステップと、
    前記無線通信部が前記識別情報を受信した場合に、前記無線通信装置に信号探索要求を前記外部機器に対して送信させるステップと、
    前記外部機器から前記信号探索要求に対する応答である応答情報を前記無線通信部に受信させるステップと、
    前記無線通信部が受信した前記応答情報に含まれる動作間隔に係る動作間隔情報に従い前記無線通信部を動作させるステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。
  9. 外部機器から信号探索要求を受信し、所定情報を前記外部機器へ送信する無線通信部を備える無線通信装置のプロセッサを、
    前記無線通信部が前記信号探索要求を受信した場合、前記無線通信部の動作間隔を決定する決定手段、
    前記決定手段で決定した前記動作間隔に係る動作間隔情報を前記所定情報として前記無線通信部が送信する送信制御手段、
    として機能させることを特徴とするプログラム。
  10. 外部機器と無線通信する無線通信部を備える無線通信装置のプロセッサを、
    前記外部機器の存在を示す識別情報を前記無線通信部に受信させる識別情報受信制御手段、
    前記無線通信部が前記識別情報を受信した場合に、前記無線通信装置に信号探索要求を前記外部機器に対して送信させる送信制御手段、
    前記外部機器から前記信号探索要求に対する応答である応答情報を前記無線通信部に受信させる応答情報受信制御手段、
    前記無線通信部が受信した前記応答情報に含まれる動作間隔に係る動作間隔情報に従い前記無線通信部を動作させる制御手段、
    として機能させることを特徴とするプログラム。
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