JP6303713B2 - 無線通信装置、無線通信方法及びプログラム - Google Patents

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。

ＧＰＳ（Global Positioning System）をはじめとするＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）に係る測位衛星から送信された信号を受信して、測位や時刻同期を行う装置において、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等のような他の無線通信手段をさらに備える装置がある。このような測位衛星からの信号を受信する手段と他の無線通信手段とを備える装置において、混信や信号の干渉を防ぐ技術が開発されている。

例えば特許文献１は、ＧＰＳによる測位手段と他の無線通信とをいずれも備えるシステムにおいて、比較的微弱な電波を使用するＧＰＳ信号の受信感度の劣化を避けるための手法として、アンテナの指向性を制御することにより、妨害電波の受信を抑制する手法を開示している。また、無線通信又はＧＰＳによる測位そのものを停止して、混信や信号の干渉を回避する手法もある。

特開２００６−２３８２９４号公報

しかしながら、指向性を制御可能なアンテナを搭載することは、装置の小型化に大きな制限を与える。また、無線通信の停止や測位の停止は、ユーザが受け取るサービス（位置情報の精度や通信速度等）の質を低下させることにつながる等、弊害が存在していた。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、衛星から送信された信号に基づいた自装置の位置取得と、外部装置との無線通信と、を両立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、本発明に係る無線通信装置は、
衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、
外部装置と無線通信する無線通信手段と、
前記無線通信手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記受信手段は、前記時刻情報を受信した場合に前記時刻情報を受信したタイミングを示すタイミング情報を記憶可能なタイミング記憶手段を有し、
前記制御手段は、
前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されている場合に、前記タイミング記憶手段に記憶されている前記タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信するように制御し、
前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合に、前記受信手段が前記時刻情報を受信するように設定されている周期が第２周期であるときに、前記無線通信手段が前記無線通信を行う第１周期を、該第１周期の整数倍が前記第２周期の整数倍と一致しない値に設定することを特徴とする。

本発明によれば、衛星から送信された信号に基づいた自装置の位置取得と、外部装置との無線通信と、を両立することができる。

本発明の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、ＧＰＳ信号に含まれるフレームの構成を示す図である。（ｂ）は、サブフレームの構成を示す図である。（ｃ）は、サブフレームのデータ内容を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線通信装置が実行する位置取得処理の流れを示す第１のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線通信装置が実行する位置取得処理の流れを示す第２のフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）共に、時刻情報の受信タイミングが既知である場合における無線通信の制御の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）共に、時刻情報の受信タイミングが既知でない場合における無線通信の制御の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）共に、時刻情報の受信タイミングが既知であってＧＰＳ衛星の位置情報が既知でない場合における無線通信の制御の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。

本実施形態に係る無線通信装置は、図１に示すように構成される。無線通信装置１は、例えば電子腕時計等の携帯型装置に搭載されて、ＧＰＳ衛星からの受信電波に基づいて位置情報、時刻情報を出力する。

無線通信装置１は、ＧＰＳ受信部２と、位置取得部３と、ＢＴ（Bluetooth）通信部４と、記憶部５と、ＲＴＣ（Real Time Clock）６と、入力部７と、表示部８と、制御部１０と、ＧＰＳアンテナ２１と、ＢＴアンテナ２２と、を備える。

ＧＰＳ受信部２は、ＧＰＳアンテナ２１を介して、ＧＰＳ衛星から送信された、同期信号を含む送信信号（ＧＰＳ信号）を受信する受信手段として機能する。すなわち、ＧＰＳ受信部２は、現在位置の取得要求に応じて、上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信部２は、受信したＧＰＳ信号を位置取得部３に送信する。

図２を参照して、ＧＰＳ信号の構成について説明する。ＧＰＳ信号が伝達する１個の航法メッセージは、全体で２５個のフレーム（メインフレーム）により表現される。図２（ａ）に示すように、１個のフレームは５個のサブフレームを含む。各サブフレームは、１ビットのデータ長が２０ミリ秒である３００ビットのデータを含む。すなわち、１個のサブフレームの時間長（周期）は６秒である。そして、フレーム全体（５個のサブフレーム）は１５００ビットのデータを含み、その時間長（周期）は３０秒である。

各サブフレームは、図２（ｂ）に示すように、フレームの先頭に、時間長１．２秒のＴＬＭ（Telemetry Word：テレメータ語）及びＨＯＷ（Hand Over Word：ハンドオーバ語）を含む。ＴＬＭ及びＨＯＷは、原子時計の時刻情報を含んでおり、時刻同期のための同期信号として機能する。

各サブフレームは、ＴＬＭ及びＨＯＷにおける時刻情報に加えて、図２（ｃ）に示すような内容のデータを含む。具体的に説明すると、１個のフレームに含まれる５個のサブフレームの中で、時系列順に第１のサブフレーム（＃１）は、衛星の健康状態を示すデータ、及びクロック補正係数のデータを含む。第２のサブフレーム（＃２）と第３のサブフレーム（＃３）とは、エフェメリス、すなわち衛星の精密軌道情報を含む。第４のサブフレーム（＃４）は、電離層補正係数、及びアルマナック補助のためのデータを含む。第５のサブフレーム（＃５）は、アルマナック、すなわち全衛星の概略軌道情報を含む。

第１のサブフレームに含まれる衛星の健康状態等のデータ、及び、第２、第３のサブフレームに含まれるエフェメリス（衛星の精密軌道情報）は、２時間程度で更新される。そのため、各フレームに含まれる第１、第２、及び第３のサブフレームのデータ内容は、２時間程度の間は同じである。

第４、第５のサブフレームに含まれるアルマナック（全衛星の概略軌道情報）は、航法メッセージを構成する２５個のフレームのそれぞれで異なるデータであり、２５個のフレーム全体で１個のデータを表現する。アルマナックは、エフェメリスよりも長い更新間隔である１週間程度で更新される。

１個の航法メッセージは時間長３０秒のフレームを２５個含むため、その時間長（周期）は１２．５分（＝３０秒×２５）である。すなわち、ＧＰＳ受信部２は、電源投入後の初期時等において、エフェメリスやアルマナック等のような必要なデータを全て収集するのに１２．５分を要する。そのため、無線通信装置１は、過去にＧＰＳ信号から収集したデータを記憶部５に保持しておき、電源起動後にそのデータを読み出すことで、迅速に測位モードに移行する。

図１に示す無線通信装置１の構成の説明に戻る。位置取得部３は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号に含まれる同期信号に基づいて、自装置（無線通信装置１）の位置を取得する位置取得手段として機能する。

具体的に説明すると、位置取得部３は、ＧＰＳ信号に含まれるＴＬＭ及びＨＯＷの時刻情報に基づいて、ＧＰＳ衛星の時刻と、ＲＴＣ６によって得られる無線通信装置１の時刻と、の間で時刻同期を行う。そして、ＧＰＳ衛星からの信号送信時刻と無線通信装置１における信号受信時刻との差に光速度を乗じることにより、ＧＰＳ衛星と無線通信装置１との間の距離を算出する。位置取得部３は、上空を周回する複数のＧＰＳ衛星（高精度で位置を取得するために例えば４個以上のＧＰＳ衛星）に対して、各ＧＰＳ衛星から受信した同期信号に基づいて、このような距離算出処理を実行する。

また、位置取得部３は、エフェメリス及びアルマナックに基づいて、各ＧＰＳ衛星がＧＰＳ信号を送信したときの位置を算出する。このように算出した各ＧＰＳ衛星までの距離と各ＧＰＳ衛星の位置とに基づいて、位置取得部３は、無線通信装置１の現在の位置（例えば緯度・経度等）を算出する。

ＢＴ通信部４は、ＢＴアンテナ２２を介したＢＴ（Bluetooth）通信により、外部装置と近距離無線通信する無線通信手段として機能する。具体的に説明すると、ＢＴ通信部４は、制御部１０から供給された送信データを、シリアル／パラレル変換等の処理をして、ＢＴアンテナ２２から通信先の外部装置に送信する。また、ＢＴ通信部４は、外部装置から送信されたデータをＢＴアンテナ２２により受信すると、シリアル／パラレル変換等の処理をして、受信データを制御部１０に供給する。ＢＴ通信部４は、このようなデータの送受信を、通信先の外部装置との間で取り決めた間隔（周期）で間欠的に繰り返して、ＢＴ通信する。

記憶部５は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ等のような不揮発性メモリ、又は、バックアップ電池等の機能により無線通信装置１の電源が切断されても記憶データを保持可能なメモリである。記憶部５は、制御部１０が各種処理を行うために使用する各種プログラム及びデータ、制御部１０が各種処理を行うことにより生成又は取得する各種データを記憶する。

例えば、記憶部５は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ衛星の位置情報であるエフェメリスを記憶する位置情報記憶手段として機能する。制御部１０は、ＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信すると、受信したＧＰＳ信号の第２及び第３のサブフレームからエフェメリスを取得して、記憶部５に記憶する。エフェメリスの更新間隔は２時間程度であるため、制御部１０は、一度記憶部５に記憶したエフェメリスが有効な間はＧＰＳ信号から新たにエフェメリスを取得せず、エフェメリスが更新されると、新たに受信したＧＰＳ信号の第２及び第３のサブフレームから新たなエフェメリスを取得して、記憶部５を更新する。

また、記憶部５は、ＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信するタイミング情報を記憶するタイミング記憶手段として機能する。ＧＰＳ信号を受信するタイミング情報とは、具体的に説明すると、１個の航法メッセージに含まれる２５個のフレームのそれぞれを受信するタイミング、１個のフレームに含まれる５個のサブフレームのそれぞれを受信するタイミング、及び、各サブフレームに含まれる時刻情報であるＴＬＭ及びＨＯＷを受信するタイミング等の情報である。

タイミング情報も、エフェメリスと同様に、時間の経過に伴って新たなタイミング情報に更新される。そのため、制御部１０は、一度記憶部５に記憶したタイミング情報が有効な間はＧＰＳ信号から新たにタイミング情報を取得せず、タイミング情報が更新されると、新たに受信したＧＰＳ信号に含まれる各情報の受信タイミングに基づいて新たなタイミング情報を取得して、記憶部５を更新する。

また、記憶部５は、ＢＴ送信間隔等、ＢＴ通信部４のＢＴ通信に必要となる各種情報、及び、ＧＰＳによる位置取得のために必要となる各種情報を記憶する。

ＲＴＣ６は、無線通信装置１の電源が切断されていても動作し続けるクロックにより、現在時刻及び経過時間を計測する計時手段である。

入力部７は、例えば各種のボタンやタッチパネル等のような入力手段である。入力部７は、ＧＰＳによる位置取得要求やＢＴ通信の指示等、ユーザから入力された各種の操作指示を制御部１０に送信する。

表示部８は、例えば液晶ディスプレイ等のような表示手段である。表示部８は、位置取得部３による位置取得の結果等、各種の処理の結果を制御部１０から取得して、対応する画像を表示する。

制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵのメインメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等と、を備える。制御部１０は、命令やデータを転送するための伝送経路であるシステムバスを介して無線通信装置１の各部と接続され、無線通信装置１全体を制御する。

例えば、制御部１０は、ＢＴ通信部４によるＢＴ通信の動作を制御する無線動作制御部１１、及び、ＢＴ通信の送信間隔を演算する送信間隔演算部１２として機能する。以下、このような制御部１０の機能も含めて、無線通信装置１が実行する位置取得処理の流れについて、図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。

図３に示すフローチャートの位置取得処理は、例えばユーザが入力部７を介して無線通信装置１の現在の位置を取得する旨の指示を入力する等、ＧＰＳによる無線通信装置１の位置取得が要求されると、開始する。位置取得要求の結果、ＧＰＳ受信部２は、ＧＰＳ信号を受信可能な位置を周回している複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号の受信を開始する。

位置取得処理が開始すると、制御部１０は、ＢＴ動作中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。すなわち、制御部１０は、現在、ＢＴ通信部４により外部装置と無線通信の最中であるか否かを判別する。

ＢＴ動作中でないと判別すると（ステップＳ１；ＮＯ）、位置取得部３は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号に含まれる時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）とＧＰＳ衛星の位置情報（エフェメリス及びアルマナック）とに基づいて、自装置の現在の緯度・経度を算出することにより（ステップＳ２）、自装置の位置を取得する。このとき、位置取得部３は、有効なエフェメリス又はアルマナックが記憶部５に記憶されている場合には、これらの位置情報を記憶部５から取得し、記憶部５に記憶されていない場合には、受信したＧＰＳ信号の対応するサブフレームからこれらの位置情報を取得して、緯度・経度を算出する。

次に、位置取得部３は、緯度・経度の算出が完了したか否かを判別して（ステップＳ３）、算出が完了していない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ２において引き続き緯度・経度を算出する。最終的に緯度・経度の算出が完了すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、緯度・経度の算出結果を表示部８に表示して（ステップＳ４）、ユーザに提供する。そして、無線通信装置１における位置取得処理は終了する。

このように、ＢＴ通信部４が外部装置と無線通信している最中でないときにＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信した場合は、ＧＰＳ信号とＢＴ通信信号とが混信や干渉する畏れがない。そのため、無線通信装置１は、特にＢＴ通信部４を制御することなく、通常のＧＰＳの機能により自装置の位置を取得する。

一方で、ＢＴ動作中にＧＰＳによる位置取得が要求された場合には（ステップＳ１；ＹＥＳ）、制御部１０は、ＧＰＳ信号との間で混信や干渉を起こさないように、動作中のＢＴ通信を制御する処理に移行する。

この場合、制御部１０は、ＧＰＳ衛星の位置情報であるエフェメリスを保持しているか否かを判別する（ステップＳ５）。すなわち、制御部１０は、自装置の位置を取得するために必要となる複数（例えば４個以上）のＧＰＳ衛星のエフェメリスを、これらのＧＰＳ衛星から過去に受信して、記憶部５に保有しているか否かを判別する。なお、以下では、ＧＰＳ衛星の概略軌道情報であって、エフェメリスよりも有効期間が長いアルマナックについては、記憶部５に保持されていることを前提とする。

第１に、記憶部５に有効なエフェメリスを保持している場合は（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ＧＰＳ位置取得におけるいわゆるホットスタートの場合に相当する。この場合、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）を受信するタイミング情報を保持しているか否かを、さらに判別する（ステップＳ６）。すなわち、制御部１０は、過去にＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて取得した、時刻情報を受信する有効なタイミング情報が記憶部５に記憶されているか否かを判別する。

記憶部５に有効なタイミング情報を保持している場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御部１０は、記憶部５に記憶された時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）のタイミング情報に基づいて、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する期間以外の期間にＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ７）。

図５に、時刻情報を受信するタイミング情報が記憶部５に保持されている、すなわち既知である場合におけるＢＴ通信の制御の例を示す。図５は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号を、第１（＃１）から第５（＃５）までのサブフレーム単位で時系列順に示しており、またＧＰＳ信号の受信と並行して、ＢＴ通信部４が通信先の外部装置と２秒間隔で間欠的にＢＴ通信している様子を示している。

例えば図５（ａ）に示すように、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信タイミングが、ＧＰＳ信号の各サブフレーム（６秒の時間長）の先頭１．２秒を占める時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）の受信期間と重なっていると、ＢＴ信号からの干渉が発生して、ＧＰＳ信号から時刻情報を適切に取得できなくなる。

このような時刻情報への干渉を避けるために、送信間隔演算部１２は、例えば図５（ｂ）に示すように、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する１．２秒の期間に２秒間隔のＢＴ信号の送信タイミングが重ならないような、ＢＴ信号の送信タイミングを演算する。そして、無線動作制御部１１は、送信間隔演算部１２の演算結果に従って、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信タイミングをシフトさせる。これにより、制御部１０は、ＢＴ通信を維持しつつ、ＧＰＳ信号から適切に時刻情報を取得することができる。

なお、ＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信するタイミングは、ＧＰＳ信号の伝搬遅延の影響により、複数のＧＰＳ衛星の位置及び無線通信装置１の位置に応じて変化する。しかし、上空を周回している複数のＧＰＳ衛星は、ＧＰＳ信号に含まれる各情報を送信するタイミングを互いに同期させており、また、ＧＰＳ衛星又は無線通信装置１の位置のずれによるＧＰＳ信号の伝搬時間の差は、例えばサブフレームの時間長である６秒やＴＬＭ及びＨＯＷの時間長である１．２秒という時間に比べれば微小である。そのため、タイミング情報に基づいてＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔を調整する処理における、このような伝搬遅延に起因するタイミングのずれによる影響はほとんどない。

ＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔を調整して、ＧＰＳ信号から適切に時刻情報を取得すると、図３に示すフローチャートの位置取得処理は、上述したステップＳ２の処理に移行する。すなわち、位置取得部３は、取得した時刻情報と、記憶部５に記憶されたＧＰＳ衛星の有効な位置情報（エフェメリス及びアルマナック）と、に基づいて、自装置の現在の緯度・経度を算出することにより（ステップＳ２）、自装置の位置を取得する。そして、制御部１０は、算出が完了するまで緯度・経度の算出処理を実行して（ステップＳ３）、算出が完了すると、緯度・経度の算出結果を表示部８に表示して（ステップＳ４）、位置取得処理を終了する。なお、緯度・経度の算出完了後に、制御部１０は、必要に応じてＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔をデフォルトに戻してもよい。

このように、ＢＴ通信部４が外部装置と無線通信している最中にＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信した場合であって、且つ、記憶部５に有効なエフェメリスとタイミング情報とをいずれも保持している場合、制御部１０は、記憶部５に記憶された時刻情報のタイミング情報に基づいて、ＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信する期間内における時刻情報を受信する期間以外の期間に外部装置とＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４を制御する。位置取得に必要な時刻情報へのＢＴ信号からの干渉を避けることができるため、ＢＴ通信の通信速度を維持しつつ、ＧＰＳによる測位が可能である。すなわち、１個の無線通信装置１上でＧＰＳによる測位とＢＴ通信とを両立することができる。

一方で、ステップＳ６において、記憶部５に有効なタイミング情報を保持していない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、制御部１０は、干渉を避けるべき時刻情報の受信タイミングが不明なため、上記図５に示した方法とは異なる方法でＢＴ送信間隔を調整する。具体的に説明すると、制御部１０は、時刻情報の受信周期に整数倍が一致しない周期でＢＴ通信するように、ＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ８）。

図６に、時刻情報を受信するタイミング情報が記憶部５に保持されていない、すなわち既知でない場合におけるＢＴ通信の制御の例を示す。図６の見方は上述した図５と同様である。

例えば図６（ａ）に示すように、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信間隔が２秒である場合、この２秒は時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）の受信周期である６秒の約数であるため、各サブフレームにおける時刻情報の受信期間と連続的に重なる。そのため、時刻情報へのＢＴ信号からの干渉が絶えず発生して、ＧＰＳ信号から時刻情報を適切に取得できなくなる。

このような時刻情報への連続的な干渉を避けるために、送信間隔演算部１２は、時刻情報の受信期間と連続的に重ならないようなＢＴ信号の送信間隔を演算する。送信間隔演算部１２は、例えば図６（ｂ）に示すように、時刻情報の受信周期である６秒の約数でない周期、すなわちより一般的に言うと６秒に整数倍が一致しない周期である２．３秒を、ＢＴ信号の送信周期として算出する。そして、無線動作制御部１１は、送信間隔演算部１２の演算結果に従って、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信周期を２秒から２．３秒に変更する。

ＢＴ信号の送信周期を、整数倍が時刻情報の受信周期に一致しない周期に変更することにより、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する期間の一部において干渉が発生したとしても、干渉が発生しない期間が必ず残る。そのため、制御部１０は、ＢＴ通信を維持しつつ、ＧＰＳ信号から適切に時刻情報を取得することができる。

ＢＴ送信周期を調整する一方で、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号から、時刻情報を含む各情報を受信するタイミング情報を取得したか否かを判別する（ステップＳ９）。タイミング情報を取得できていない間は（ステップＳ９；ＮＯ）、制御部１０は、タイミング情報を取得するまで、受信したＧＰＳ信号からタイミング情報の取得を試みる。最終的にタイミング情報を取得すると（ステップＳ９；ＹＥＳ）、制御部１０は、取得したタイミング情報を記憶部５に格納する（ステップＳ１０）。

タイミング情報を取得すると、図３に示すフローチャートの位置取得処理は、上述したステップＳ７に移行する。すなわち、タイミング情報を取得した後は、上述した時刻情報を受信するタイミング情報が既知である場合と同様に、制御部１０は、取得した時刻情報のタイミング情報に基づいて、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する期間以外の期間にＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ７）。これにより、ＢＴ信号からの時刻情報への干渉を、より高い程度で避けることができる。

位置取得部３は、このように異なる方法でＢＴ送信間隔を調整しながらＢＴ信号からの干渉を避けて受信した時刻情報と、記憶部５に記憶されたＧＰＳ衛星の有効な位置情報と、に基づいて、自装置の現在の緯度・経度を算出する（ステップＳ２）。そして、制御部１０は、算出が完了するまで緯度・経度の算出処理を実行して（ステップＳ３）、算出が完了すると、緯度・経度の算出結果を表示部８に表示して（ステップＳ４）、位置取得処理を終了する。

このように、ＢＴ通信部４が外部装置とＢＴ通信している最中にＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信した場合であって、且つ、記憶部５に有効なタイミング情報を保持していない場合、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する周期に整数倍が一致しない周期で、間欠的に外部装置とＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４を制御する。位置取得に必要な時刻情報を受信するタイミング情報が不明である場合にもＢＴ信号からの連続的な干渉を避けることができるため、ＢＴ通信の通信速度の低下とＧＰＳ信号に含まれる時刻情報の受信感度の劣化とをいずれも抑制しつつ、ＧＰＳによる測位とＢＴ通信とを両立することができる。

第２に、ステップＳ５において、記憶部５に有効なエフェメリスを保持していない場合は（ステップＳ５；ＮＯ）、ＧＰＳ位置取得におけるいわゆるウォームスタートの場合に相当する。この場合は、例えば、無線通信装置１がＧＰＳにより位置取得したのが、エフェメリスの有効期間である２時間以上前である場合に相当する。この場合の位置取得処理については、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

記憶部５に有効なエフェメリスを保持していない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、位置取得部３は、無線通信装置１の位置を取得するためには、受信したＧＰＳ信号から時刻情報（ＴＬＭ及びＨＯＷ）とエフェメリスとをいずれも取得する必要がある。そのため、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が時刻情報、及び、エフェメリスを含む第２及び第３のサブフレームを受信するタイミング情報を保持しているか否かを、さらに判別する（ステップＳ１１）。すなわち、制御部１０は、過去にＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて取得した有効なタイミング情報が記憶部５に記憶されているか否かを判別する。

記憶部５に有効なタイミング情報を保持していない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、制御部１０は、タイミング情報の取得と並行して時刻情報を取得するため、上述したステップＳ８からステップＳ１０までの処理、すなわち時刻情報を受信するタイミング情報が既知でない場合の処理と同様の処理を実行する。

すなわち、制御部１０は、ＢＴ信号から時刻情報への連続的な干渉を避けるために、時刻情報の受信周期に整数倍が一致しない周期でＢＴ通信するように、ＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ１２）。そして、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号から、ＧＰＳ信号に含まれる各情報を受信するタイミング情報を取得したか否かを判別する（ステップＳ１３）。タイミング情報を取得しない間は（ステップＳ１３；ＮＯ）、制御部１０は、タイミング情報を取得するまで受信したＧＰＳ信号からタイミング情報の取得を試みる。最終的にタイミング情報を取得すると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、制御部１０は、取得したタイミング情報を記憶部５に格納する（ステップＳ１４）。

このように、ＢＴ通信部４が外部装置とＢＴ通信している最中にＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信した場合であって、且つ、記憶部５に有効なエフェメリスとタイミング情報とをいずれも保持していない場合には、制御部１０は、記憶部５にタイミング情報が記憶されるまでは、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する周期に整数倍が一致しない周期で、間欠的に外部装置とＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４を制御する。情報タイミングを取得するまでの間に時刻情報を取得することができるため、初期測位時間を短縮でき、測位時間の短縮と消費電力の抑制につながる。記憶部５にタイミング情報が記憶された後は、図４に示すフローチャートの位置取得処理はステップＳ１５に移行する。

一方で、ステップＳ１１において記憶部５に有効なタイミング情報を保持している場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２からステップＳ１４までのタイミング情報の取得に係る処理を省略して、ステップＳ１５に移行する。この場合は、有効なエフェメリスについては記憶部５に保持していないが、例えばエフェメリスの有効期間である２時間以上前にＧＰＳ信号を受信した経験があるため、ＧＰＳ信号に含まれる各情報を受信するタイミング情報を記憶部５に保持している場合に相当する。

記憶部５にタイミング情報が記憶された状態においては、制御部１０は、記憶されたタイミング情報に基づいて、未受信情報であるエフェメリスの受信期間以外の期間にＢＴ通信するようにＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ１５）。

図７に、時刻情報を受信するタイミングが既知であって、エフェメリスが記憶部５に保持されていない、すなわち既知でない場合における、ＢＴ通信の制御の例を示す。図７の見方は上述した図５及び図６と同様である。

例えば図７（ａ）に示すように、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信間隔が２秒で一定である場合、ＧＰＳ信号に含まれる全てのサブフレームにおいてＢＴ信号からの干渉が発生して、ＧＰＳ信号から未受信情報であるエフェメリスを適切に取得できなくなる。

このようなエフェメリスへの干渉を避けるために、送信間隔演算部１２は、未受信情報の受信期間と重ならないようなＢＴ信号の送信間隔を演算する。送信間隔演算部１２は、例えば図７（ｂ）に示すように、エフェメリスを含む第２（＃２）及び第３（＃３）のサブフレームを受信する期間以外の期間に外部装置とＢＴ通信するような、ＢＴ信号の送信間隔を演算する。そして、無線動作制御部１１は、送信間隔演算部１２の演算結果に従って、ＢＴ通信部４によるＢＴ信号の送信間隔を変更する。

具体的に説明すると、送信間隔演算部１２は、既に受信した情報を含む第１（＃１）、第４（＃４）及び第５（＃５）のサブフレームを受信する期間を高Ｄｕｔｙに設定し、未受信情報を含む第２（＃２）及び第３（＃３）のサブフレームを受信する期間を低Ｄｕｔｙに設定して、高Ｄｕｔｙに設定した期間に集中的にＢＴ通信するように、ＢＴ信号の送信間隔を調整する。このように、ＧＰＳ衛星からの各情報を受信するタイミングが既知であれば、既に受信した情報のタイミングにＢＴ通信のタイミングを集中させることで、未受信情報へのＢＴ信号からの干渉を避けることができる。

ＢＴ送信間隔を調整する一方で、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２が受信したＧＰＳ信号の第２及び第３のサブフレームから、エフェメリスを取得したか否かを判別する（ステップＳ１６）。エフェメリスを取得できていない間は（ステップＳ１６；ＮＯ）、制御部１０は、エフェメリスを取得するまで、受信したＧＰＳ信号からエフェメリスの取得を試みる。最終的にエフェメリスを取得すると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御部１０は、取得したエフェメリスを記憶部５に格納する（ステップＳ１７）。

エフェメリスを取得すると、図４に示すフローチャートの位置取得処理は終了して、図３に示すフローチャートにおける上述したステップＳ７に移行する。すなわち、エフェメリスを取得した後は、上述したエフェメリス及びタイミング情報が既知である場合と同様に、制御部１０は、取得した時刻情報のタイミング情報に基づいて、ＧＰＳ受信部２が時刻情報を受信する期間以外の期間にＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４のＢＴ送信間隔を調整する（ステップＳ７）。これにより、ＢＴ信号からの時刻情報への干渉を、より高い程度で避けることができる。

位置取得部３は、このようにＢＴ送信間隔を調整しながらＢＴ信号からの干渉を避けて受信した時刻情報とＧＰＳ衛星の有効な位置情報とに基づいて、自装置の現在の緯度・経度を算出する（ステップＳ２）。そして、制御部１０は、算出が完了するまで緯度・経度の算出処理を実行して（ステップＳ３）、算出が完了すると、緯度・経度の算出結果を表示部８に表示して（ステップＳ４）、位置取得処理を終了する。

このように、ＢＴ通信部４が外部装置とＢＴ通信している最中にＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信した場合であって、且つ、記憶部５にＧＰＳ衛星の位置情報である有効なエフェメリスを保持していない場合、制御部１０は、ＧＰＳ受信部２がＧＰＳ信号を受信する期間内におけるＧＰＳ衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に外部装置とＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４を制御する。ＧＰＳ信号に含まれる未受信情報へのＢＴ信号からの干渉を避けることができるため、エフェメリスを予め保持していない場合であっても、ＢＴ通信の通信速度の低下を抑制しつつ、時刻情報とエフェメリスとを迅速に取得して測位することができる。そのため、エフェメリスを予め保持していない場合における初期測位時間を短縮でき、測位時間の短縮と消費電力の抑制につながる。

以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置１は、ＧＰＳによる測位機能とＢＴ通信による外部装置との無線通信機能とをいずれも有しており、たとえ有効なエフェメリスと有効なタイミング情報とのいずれかを保持していない場合であっても、状況に応じてＧＰＳ衛星から時刻情報等の必要な情報を受信するタイミングを避けてＢＴ通信するように、ＢＴ通信部４を制御する。その結果、１個の無線通信装置１上でＧＰＳによる測位とＢＴ通信とを両立することができる。

（変形例）
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、無線通信装置１は、電子腕時計に搭載されるとして説明した。しかし、本発明に係る無線通信装置は、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子歩数計等のような他の電子機器に搭載されるものであってもよい。

また、上記実施形態では、無線通信装置１は、ＧＰＳ受信部２によりＧＰＳ衛星からの送信信号を受信して、自装置の位置を取得した。しかし、本発明に係る無線通信装置は、ＧＰＳに限らず、他のＧＮＳＳ及び航法衛星システムに係る衛星からの電波を受信して測位するものであってもよい。この場合、受信信号のフォーマットがＧＰＳ信号とは異なっていたとしても、上述した手法と同様に、時刻情報等を受信する期間以外の期間に無線通信するように無線通信を制御することで、他の無線通信との混信や干渉を回避しながら測位することができる。

また、上記実施形態では、無線通信装置１は、ＢＴ通信部４によりＢＴ（Bluetooth）通信を介して外部装置と無線通信した。しかし、本発明に係る無線通信装置１は、Bluetoothに限らず、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の他の通信手段を介して無線通信するものであって、これら無線通信から測位のための受信信号への混信や干渉を回避するものであってもよい。

なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた無線通信装置として提供できることはもとより、プログラムの適用により、既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等を、本発明に係る無線通信装置として機能させることもできる。すなわち、上記実施形態で例示した無線通信装置１による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等を制御するＣＰＵ等が実行できるように適用することで、本発明に係る無線通信装置として機能させることができる。また、本発明に係る無線通信方法は、無線通信装置を用いて実施できる。

また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、コンピュータが読取可能な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical disc）等）に格納して適用できる他、インターネット等のネットワーク上のストレージにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより適用することもできる。

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とが含まれる。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）
衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、
外部装置と無線通信する無線通信手段と、
前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。

（付記２）
前記送信信号は、前記衛星の位置情報を含み、
前記受信手段が受信した前記衛星の位置情報を記憶する位置情報記憶手段をさらに備え、
前記位置取得手段は、前記受信手段が受信した前記時刻情報と前記位置情報記憶手段に記憶された前記衛星の位置情報とに基づいて、前記自装置の位置を取得する、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。

（付記３）
前記制御手段は、前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合であって、且つ、前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されていない場合、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する、
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信装置。

（付記４）
前記受信手段が前記時刻情報を受信するタイミング情報を記憶するタイミング記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合、前記タイミング記憶手段に記憶された前記タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する、
ことを特徴とする付記１から３のいずれか１つに記載の無線通信装置。

（付記５）
前記制御手段は、前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合であって、且つ、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合、前記受信手段が前記時刻情報を受信する周期に整数倍が一致しない周期で、間欠的に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する、
ことを特徴とする付記４に記載の無線通信装置。

（付記６）
前記受信手段が前記時刻情報及び前記衛星の位置情報を受信するタイミング情報を記憶するタイミング記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合であって、前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されていない場合、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されるまでは、前記受信手段が前記時刻情報を受信する周期に整数倍が一致しない周期で、間欠的に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御し、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶された後は、記憶された当該タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する、
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信装置。

（付記７）
衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得ステップと、
外部装置と無線通信する無線通信ステップと、
前記無線通信ステップで前記外部装置と無線通信している最中に前記受信ステップで前記送信信号を受信した場合、前記受信ステップで前記送信信号を受信する期間内における前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信ステップにおける無線通信を制御する制御ステップと、
を含む無線通信方法。

（付記８）
コンピュータを、
衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信手段、
前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段、
外部装置と無線通信する無線通信手段、
前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信している最中に前記受信手段が前記送信信号を受信した場合、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する制御手段、
として機能させるためのプログラム。

１…無線通信装置、２…ＧＰＳ受信部、３…位置取得部、４…ＢＴ通信部、５…記憶部、６…ＲＴＣ、７…入力部、８…表示部、１０…制御部、１１…無線動作制御部、１２…送信間隔演算部、２１…ＧＰＳアンテナ、２２…ＢＴアンテナ

Claims (7)

1. 衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、
   外部装置と無線通信する無線通信手段と、
   前記無線通信手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記受信手段は、前記時刻情報を受信した場合に前記時刻情報を受信したタイミングを示すタイミング情報を記憶可能なタイミング記憶手段を有し、
   前記制御手段は、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されている場合に、前記タイミング記憶手段に記憶されている前記タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信するように制御し、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合に、前記受信手段が前記時刻情報を受信するように設定されている周期が第２周期であるときに、前記無線通信手段が前記無線通信を行う第１周期を、該第１周期の整数倍が前記第２周期の整数倍と一致しない値に設定することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記送信信号は、前記衛星の位置情報を含み、
   前記受信手段が受信した前記衛星の位置情報を記憶する位置情報記憶手段をさらに備え、
   前記位置取得手段は、前記受信手段が受信した前記時刻情報と前記位置情報記憶手段に記憶された前記衛星の位置情報とに基づいて、前記自装置の位置を取得する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御手段は、前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されていない場合、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得ステップと、
   外部装置と無線通信する無線通信ステップと、
   前記時刻情報を受信した場合に前記時刻情報を受信したタイミングを示すタイミング情報をタイミング記憶手段に記憶可能なステップと、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されている場合に、前記タイミング記憶手段に記憶されている前記タイミング情報に基づいて、前記受信ステップにおいて前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と前記無線通信を行うように制御し、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合に、前記時刻情報を受信するように設定されている周期が第２周期であるときに、前記無線通信を行う第１周期を、該第１周期の整数倍が前記第２周期の整数倍と一致しない値に設定するように制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
5. 無線通信装置を制御するコンピュータにより実行されるプログラムであって、
   前記無線通信装置は、衛星から送信された、時刻情報を含む送信信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、外部装置と無線通信する無線通信手段と、を備え、前記受信手段は、前記時刻情報を受信した場合に前記時刻情報を受信したタイミングを示すタイミング情報を記憶可能なタイミング記憶手段を有し、
   前記コンピュータに対して、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されている場合に、前記タイミング記憶手段に記憶されている前記タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記時刻情報を受信する期間以外の期間に前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信するように制御させ、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合に、前記受信手段が前記時刻情報を受信するように設定されている周期が第２周期であるときに、前記無線通信手段が前記無線通信を行う第１周期を、該第１周期の整数倍が前記第２周期の整数倍と一致しない値に設定させることを特徴とするプログラム。
6. 衛星から送信された、時刻情報と前記衛星の位置情報とを含む送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、
   外部装置と無線通信する無線通信手段と、
   前記無線通信手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記受信手段は、前記受信手段が前記衛星の位置情報を受信した場合に前記衛星の位置情報を記憶可能な位置情報記憶手段を有し、
   前記位置取得手段は、前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されている場合に、前記受信手段が受信した前記時刻情報と前記位置情報記憶手段に記憶されている前記衛星の位置情報とに基づいて、前記自装置の位置を取得し、
   前記制御手段は、前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されていない場合に、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御することを特徴とする無線通信装置。
7. 衛星から送信された、時刻情報と前記衛星の位置情報とを含む送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記時刻情報に基づいて、自装置の位置を取得する位置取得手段と、
   外部装置と無線通信する無線通信手段と、
   前記無線通信手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記受信手段は、前記時刻情報及び前記位置情報を受信した場合に、前記時刻情報を受信したタイミングを示すタイミング情報を記憶可能なタイミング記憶手段と前記位置情報を記憶する位置情報記憶手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記位置情報記憶手段に前記衛星の位置情報が記憶されておらず、且つ、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されていない場合に、前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶されるまでは、前記受信手段が前記時刻情報を受信する周期を第２周期として、前記無線通信手段が前記無線通信を行う第１周期を、該第１周期の整数倍が前記第２周期の整数倍と一致しない値に設定して、間欠的に前記外部装置と無線通信するように、前記無線通信手段を制御し、
   前記タイミング記憶手段に前記タイミング情報が記憶された後において、前記タイミング記憶手段に記憶された前記タイミング情報に基づいて、前記受信手段が前記送信信号を受信する期間内における前記衛星の位置情報を受信する期間以外の期間に前記無線通信手段が前記外部装置と無線通信するように制御することを特徴とする無線通信装置。

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