JP7005420B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信モードにそれぞれ対応する複数の無線通信を時分割多重で行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。

車両に搭載されるナビゲーション装置などに適用される無線通信装置には、２つの通信モードにそれぞれ対応する２つの無線通信を時分割多重で行うことによって、２つの無線通信を並行して行うことが可能な無線通信装置がある。このような無線通信装置について、様々な技術が提案されている。例えば特許文献１及び２には、なるべく効率的に無線通信を行うことができるように、無線通信に割り当てる時間を動的に変更する技術が提案されている。

特開２０１５－１３３７１３号公報 特開２００６－１７４１７１号公報

しかしながら、従来技術では、時間を変更することによって、２つの無線通信のうちの一方を維持することができない場合があり、改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、無線通信を効率的に行いつつ、無線通信の接続の途切れを抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信装置は、複数の通信モードにそれぞれ対応する複数の無線通信を時分割多重で行う無線通信装置であって、複数の無線通信に関する特定イベントを取得する取得部と、取得部で特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する制御部とを備え、一の無線通信が行われる一の動作時間が短くなると、一の動作時間以外の、他の無線通信が行われる他の動作時間が長くなる。

本発明によれば、特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する。このような構成によれば、無線通信を効率的に行いつつ、無線通信の接続の途切れを抑制することができる。

実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信装置の機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信の時分割多重を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信装置の動作を示すフローチャートである。 変形例２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 その他の変形例に係る無線通信装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 その他の変形例に係る無線通信装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１の構成を示すブロック図である。図１の無線通信装置１は、アンテナ１１と、ＲＦ（Radio Frequency）部１２と、インターフェース１３，１４と、制御回路１５とを備える。

ＲＦ部１２は、アンテナ１１とインターフェース１３，１４との間で周波数変換を行う。インターフェース１３，１４は、通信モードごとに設けられ、インターフェース１３，１４のそれぞれはＲＦ部１２と制御回路１５との間で変調処理及び復調処理などを行う。

ここで本実施の形態１に係る無線通信装置１は、マルチモードの無線通信を時分割多重で行う。つまり、無線通信装置１は、複数の通信モードにそれぞれ対応する複数の無線通信を時分割多重で行う。このように構成された無線通信装置１は、通信モードよりも数が少ないハードウェア（アンテナ１１及びＲＦ部１２）によって、複数の無線通信を並行して行うことが可能である。なお、無線通信装置１は、時分割多重と周波数分割多重とを適宜組み合わせて複数の無線通信を行ってもよい。

なお、本実施の形態１に係る複数の通信モードは、複数の無線ＬＡＮ（Local Area Network）モードを含む。以下、複数の無線ＬＡＮモードは、通信相手に対する親機としてルータのように機能するＡＰ（アクセスポイント）モードと、通信相手に対する子機として機能するＳＴＡ（ステーション）モードとを含むものとして説明する。

図２は、無線通信装置１によって実現されるＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）機能を示すブロック図である。図２では、動作中のＷＬＡＮ機能としてＡＰモード２及びＳＴＡモード３が示されている。ＡＰモード２は、ＳＴＡ機能を有するデバイス４とＷＬＡＮ通信回線５を介して接続されており、無線通信装置１は、デバイス４に対して親機として機能する。ＳＴＡモード３は、ＡＰ機能を有するデバイス６とＷＬＡＮ通信回線７を介して接続されており、無線通信装置１は、デバイス６に対して子機として機能する。デバイス６は、例えば移動体通信やイーサネット（登録商標）などによって構成される通信回線を介して、インターネット９と接続されている。

以上のような構成によれば、デバイス６が提供するインターネット９を利用することが可能なＳＴＡモード３と、インターネット９をデバイス４に利用させることが可能なＡＰモード２とが実現されている。このような構成によれば、インターネット回線が、無線通信装置１及びデバイス４に提供される。なお図２のように、ＡＰモード２が複数のデバイス４と接続している場合には、インターネット回線が複数のデバイス４に提供される。

図１の制御回路１５は、インターフェース１３，１４を制御することによって、複数の無線通信を時分割多重で行う。制御回路１５は、取得部１５ａ及び制御部１５ｂを備える。

取得部１５ａは、複数の無線通信に関する特定イベントを取得する。本実施の形態１では、特定イベントは、複数の無線通信のいずれかのデータ通信量が変更されたことであるものとして以下説明する。

制御部１５ｂは、取得部１５ａで特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する。なお、予め定められた上限値は、例えば、通信開始時のセッションにおいて規定されたタイムアウト時間である。第１無線通信が第２無線通信に切り換えられた時点からの時間が、タイムアウト時間を超えるまでに、第１無線通信に切り換えられなかった場合には、第１無線通信の接続が途切れて維持できなくなる。

図３は、本実施の形態１に係る無線通信（動作モード）の時分割多重を示す図である。図３には、ＡＰモード２の無線通信が行われる動作時間２１ａ，２１ｂと、ＳＴＡモード３の無線通信が行われる動作時間２２ａ，２２ｂと、モードとモードとの切り換わりに要するオーバヘッドである切替え時間２３と、ＡＰモード２の一定（例えば１００ｍｓｅｃ）の周期２４とが示されている。

取得部１５ａが、ＡＰモード２の無線通信のデータ通信量が多くなったことを特定イベントとして取得した場合、図３のように、制御部１５ｂは、ＡＰモード２の動作時間２１ａをそれより長い動作時間２１ｂに変更する。そして、制御部１５ｂは、周期２４から動作時間２１ｂと２回分の切替え時間２３とを差し引いた時間を、動作時間２２ｂとして求め、ＳＴＡモード３の動作時間２２ａを動作時間２２ｂに変更する。これにより、ＳＴＡモード３の動作時間２２ａは、それより短い動作時間２２ｂに変更される。

以上では、取得部１５ａが、ＡＰモード２の無線通信のデータ通信量が多くなったことを特定イベントとして取得した場合について説明した。取得部１５ａが、ＳＴＡモード３の無線通信のデータ通信量が多くなったことを特定イベントとして取得した場合には、制御部１５ｂは、以上の説明においてＡＰモード２とＳＴＡモード３とを入れ替えた動作と同様の動作を行う。

このような構成によれば、動作時間の長さを変更することによって、例えば通信に利用していない時間を低減することが可能となるため、無線通信を効率的に行うことができる。この際、本実施の形態１では、動作時間の長さを予め定められた上限値以下で変更する。このような構成によれば、複数の無線通信のいずれかの接続が途切れて維持できなくなることを抑制することができる。

なお、以上の説明ではＡＰモード２の周期は一定に固定されていたが、これに限ったものではない。例えば、制御部１５ｂは、ＡＰモード２及びＳＴＡモード３の動作時間がそれぞれの上限値を超えない限りにおいて、ＡＰモード２の周期を変更してもよい。

また以上の説明では、ＡＰモード２の動作時間、及び、ＳＴＡモード３の動作時間をいずれも変更したが、これに限ったものではない。例えば、制御部１５ｂは、ＡＰモード２及びＳＴＡモード３の一方の動作時間を変更せずに、他方の動作時間の長さを長くすることによって周期を変更してもよい。

＜動作＞
図４は、本実施の形態１に係る無線通信装置１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１にて、無線通信装置１は、マルチモードの無線通信を開始する。

ステップＳ２にて、取得部１５ａは、各通信モードのデータ通信量の計測を開始する。

ステップＳ３にて、取得部１５ａは、ステップＳ２の処理を行ってから一定時間経過したか否かを判定する。一定時間経過したと判定された場合にはステップＳ５に処理が進み、一定時間経過していないと判定された場合にはステップＳ４に処理が進む。

ステップＳ４にて、取得部１５ａは、一定時間待機する。その後、ステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ５にて、取得部１５ａは、各通信モードのデータ通信量の計測を終了する。これにより取得部１５ａは、一定時間内の各通信モードのデータ通信量を取得する。

ステップＳ６にて、制御部１５ｂは、ステップＳ５で取得された通信モードのデータ通信量に変更があったか否かを判定する。データ通信量に変更があった場合にはステップＳ７に処理が進み、データ通信量に変更がなかった場合にはステップＳ８に処理が進む。

ステップＳ７にて、制御部１５ｂは、通信モードのデータ通信量の変更に基づいて、各無線通信の動作時間の長さを、予め定められた上限値以下で変更する。その後、ステップＳ８に処理が進む。

ステップＳ８にて、無線通信装置１は、上記変更を継続して行うか否かを判定する。例えば、ユーザによって上記変更を継続して行うことが設定されている場合、または、動作時間の変動が閾値以上である場合などに、無線通信装置１は、上記変更を継続して行うと判定する。上記変更を継続して行うと判定された場合にはステップＳ２に処理が進み、上記変更を継続して行わないと判定された場合には図４の動作が終了する。

なお、以上の動作において、取得部１５ａがデータ通信量を取得すること、及び、制御部１５ｂが動作時間の長さを変更することは、周期的に行われてもよい。この際、取得部１５ａがデータ通信量を取得する周期は、制御部１５ｂが動作時間の長さを変更する周期と異なっていてもよい。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る無線通信装置１によれば、複数の無線通信に関する特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する。このような構成によれば、各通信モードに適切な動作時間を割り当てることができ、無線通信を効率的に行うことができる。また、無線通信の接続が途切れて維持できなくなることを抑制することができる。

＜変形例１＞
実施の形態１では、特定イベントは、複数の無線通信のいずれかのデータ通信量が変更されたことであったが、これに限ったものではない。

例えば、特定イベントは、複数の無線通信のいずれかにおいて特定パケットの通信が行われたことであってもよい。具体的には、制御部１５ｂは、図１のデバイス４がインターネットを利用していない間はＡＰモード２の動作時間を短くする。そして、取得部１５ａが、インターネットアクセスを開始するためのＴＣＰ ＳＹＮパケットをデバイス４から受信した場合に、制御部１５ｂは、ＡＰモード２の動作時間を長くする。その後、取得部１５ａが、インターネットアクセスを終了するためのＴＣＰ ＦＩＮパケットをデバイス４から受信した場合に、制御部１５ｂは、ＡＰモード２の動作時間を元の長さに戻す。このような構成によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また例えば、特定イベントは、複数の無線通信のいずれかのデータレートが変更されたことであってもよい。なお、データレートは、単位時間当たりのデータ通信量であり、実施の形態１で説明したデータ通信量に実質的に対応する。以上のような本変形例１の構成によっても、特定イベントが取得された場合に、複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さが予め定められた上限値以下で変更されれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

＜変形例２＞
実施の形態１では、複数の無線ＬＡＮモードは、ＡＰモード２及びＳＴＡモード３であるものとして説明したが、これに限ったものではない。例えば、複数の無線ＬＡＮモードは、ＡＰモードと、ＳＴＡモードと、デバイス間で映像等のデータを直接送受信するＰ２Ｐモードとを含む３つ以上の無線ＬＡＮモードから選び出された、２つ以上の無線ＬＡＮモードであってもよい。例えば、複数の通信モードは、１つのＡＰモードと、１つのＳＴＡモードと、１つのＰ２Ｐモードとの組み合わせであってもよいし、２つのＳＴＡモードであってもよいし、２つのＡＰモードであってもよい。また、複数の通信モードは、無線ＬＡＮモードに限ったものではなく、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の通信モードを含んでもよい。

図５は、本変形例２に係る無線通信装置１の構成を示すブロック図である。図５では、複数の通信モードは、ＡＰモード２とＡＰモード４１とであり、ＳＴＡモードのインターフェースは用いられていない。ＡＰモード４１は、ＳＴＡ機能を有するデバイス４２とＷＬＡＮ通信回線４３を介して接続されており、無線通信装置１は、デバイス４２に対して親機として機能する。

無線通信装置１は、無線通信装置１外部の通信モジュールである外部通信ユニット４４を利用してインターネット４５と接続されている。このような構成によれば、インターネット回線が、無線通信装置１、デバイス４及びデバイス４２に提供される。以上のような本変形例２の構成であっても、特定イベントが取得された場合に、複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さが予め定められた上限値以下で変更されれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

＜その他の変形例＞
上述した図１の取得部１５ａ及び制御部１５ｂを、以下「取得部１５ａ等」と記す。取得部１５ａ等は、図６に示す処理回路８１により実現される。すなわち、処理回路８１は、複数の無線通信に関する特定イベントを取得する取得部１５ａと、取得部１５ａで特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する制御部１５ｂと、を備える。処理回路８１には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが該当する。

処理回路８１が専用のハードウェアである場合、処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。取得部１５ａ等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

処理回路８１がプロセッサである場合、取得部１５ａ等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。図７に示すように、処理回路８１に適用されるプロセッサ８２は、メモリ８３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、無線通信装置１は、処理回路８１により実行されるときに、複数の無線通信に関する特定イベントを取得するステップと、複数の無線通信に関する特定イベントが取得された場合に、複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８３を備える。換言すれば、このプログラムは、取得部１５ａ等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ８３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、そのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

以上、取得部１５ａ等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、取得部１５ａ等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、取得部１５ａについては専用のハードウェアとしての処理回路８１、インターフェース及びレシーバなどでその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ８２としての処理回路８１がメモリ８３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

以上のように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

また、以上で説明した無線通信装置１は、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）及びナビゲーション装置などの車両装置と、携帯電話、スマートフォン及びタブレットなどの携帯端末を含む通信端末と、車両装置及び通信端末の少なくともいずれか１つにインストールされるアプリケーションの機能と、サーバとを適宜に組み合わせてシステムとして構築される無線通信システムにも適用することができる。この場合、以上で説明した無線通信装置１の各機能あるいは各構成要素は、前記システムを構築する各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 無線通信装置、１５ａ 取得部、１５ｂ 制御部。

Claims (6)

1. 複数の通信モードにそれぞれ対応する複数の無線通信を時分割多重で行う無線通信装置であって、
   前記複数の無線通信に関する特定イベントを取得する取得部と、
   前記取得部で前記特定イベントが取得された場合に、前記複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更する制御部と
   を備え、
   一の前記無線通信が行われる一の前記動作時間が短くなると、前記一の動作時間以外の、他の前記無線通信が行われる他の前記動作時間が長くなる、無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記特定イベントは、前記複数の無線通信のいずれかのデータ通信量が変更されたことを含む、無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記特定イベントは、前記複数の無線通信のいずれかにおいて特定パケットの通信が行われたことを含む、無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記特定イベントは、前記複数の無線通信のいずれかのデータレートが変更されたことを含む、無線通信装置。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の無線通信装置であって、
   前記複数の通信モードは、複数の無線ＬＡＮモードを含む、無線通信装置。
6. 複数の通信モードにそれぞれ対応する複数の無線通信を時分割多重で行う無線通信方法であって、
   前記複数の無線通信に関する特定イベントが取得された場合に、前記複数の無線通信がそれぞれ行われる複数の動作時間の少なくともいずれか１つの長さを、予め定められた上限値以下で変更し、
   一の前記無線通信が行われる一の前記動作時間が短くなると、前記一の動作時間以外の、他の前記無線通信が行われる他の前記動作時間が長くなる、無線通信方法。

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