JP7130366B2 - 通信装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置およびその制御方法に関する。

近年、様々な電子機器に無線通信機能が搭載されており、このような無線通信機能が搭載された電子機器は年々小型化され、電子機器内では多くの部品や配線が近接して配置されている。それらの部品や配線からはノイズが発生し、無線通信機能に悪影響を及ぼすおそれがある。
特許文献１には、無線通信装置が接続されるデータ通信装置において、メインＣＰＵの動作クロックの逓倍周波数が、無線通信装置が無線通信に使用する周波数帯域に妨害を与えないようにクロック制御を行う点が開示されている。

特開２００１－２１７７４３号公報

電子機器に無線通信機能を搭載する場合、無線通信機能を実現する無線通信用の電子回路基板を、電子機器のメイン電子回路基板に有線接続し、無線通信用の電子回路基板とメイン電子回路基板との間において無線通信により送受信するデータが伝送される。このとき、無線通信用の電子回路基板とメイン電子回路基板との間では、有線通信のデータ通信によるノイズが発生し得る。このデータ通信によるノイズも、無線通信に悪影響を及ぼすおそれがある。
そこで、本発明は、有線通信のデータ通信により発生するノイズが無線通信性能へ及ぼす悪影響を低減することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る通信装置の一態様は、使用周波数帯が異なる複数の無線通信方式に対応した無線通信を行う第一の通信手段と、データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信を行う第二の通信手段と、前記第一の通信手段による前記無線通信のデータ転送速度を取得する取得手段と、前記複数の無線通信方式のうち前記第一の通信手段が使用する無線通信方式と前記取得手段により取得されたデータ転送速度とに基づいて、前記基本周波数が、前記第一の通信手段が使用する無線通信方式の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となり、かつ、実効データ転送速度が、前記取得手段により取得されたデータ転送速度以上となるように、前記第二の通信手段が使用する有線通信方式を前記複数の有線通信方式から選択する選択手段と、を備える。

本発明によれば、有線通信のデータ通信により発生するノイズが無線通信性能へ及ぼす悪影響を低減することができる。

本実施形態に係る無線通信装置を備える電子機器の構成例である。 無線通信装置の構成例を示す図である。 無線通信装置のハードウェア構成図の一例である。 電子機器の機能ブロック図の一例である。 ＵＳＢ規格の説明図である。 ノイズの周波数スペクトルのイメージ図である。 第一の実施形態の通信制御部と無線通信装置との間のシーケンス図である。 第一の実施形態の有線通信方式の選択処理を示すフローチャートである。 第二の実施形態の通信制御部と無線通信装置との間のシーケンス図である。 第二の実施形態の有線通信方式の選択処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

（第一の実施形態）
図１は、本実施形態に係る無線通信装置２０を備える電子機器１０の構成例である。本実施形態では、電子機器１０に、無線通信装置２０が搭載されている場合について説明する。ここで、電子機器１０は、例えばデジタルカメラとすることができ、無線通信装置２０は、無線信号により他の無線通信装置と通信を行う無線通信モジュールとすることができる。
本実施形態における電子機器１０は、複数の通信アプリケーション（以下、「通信アプリ」ともいう。）を、使用周波数が異なる複数の無線通信をそれぞれ利用して同時に実行することができる。

無線通信装置２０は、複数の無線通信規格に準拠した複数の無線通信方式に対応した無線通信機能を有する。本実施形態では、無線通信装置２０が使用する無線通信規格は、無線ＬＡＮの通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズである場合について説明する。ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズは、少なくともＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格およびＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格を含むが、これら以外のＩＥＥＥ８０２．１１関連の規格を含んでもよい。上記の各無線通信方式において、無線通信を行う上で使用する周波数帯（使用周波数帯）は、２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の少なくとも一方である。

無線通信装置２０は、利用する通信アプリに応じて、例えば５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格と２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格といった複数の無線通信規格に準拠した複数の無線通信を同時に行うことができる。尚、無線通信装置２０が無線通信を「同時」に行うとは、例えば５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯のように互いに異なる周波数帯を用いた複数の無線ネットワークに無線通信装置２０が同時に参加又は構築している状態であることを含む。自装置がアクセスポイント（ＡＰ）として動作する場合、互いに異なる周波数帯を用いた複数の無線ネットワークを同時に構築している状態である。一方、自装置がアクセスポイント（ＡＰ）に接続する装置（ＳＴＡ）として動作する場合、互いに異なる周波数帯を用いた複数の無線ネットワークに同時に参加している状態である。又は、自装置がＡＰとしての動作とＳＴＡとしての動作を行っている場合は、自装置が構築している無線ネットワークの周波数帯と自装置が参加している無線ネットワークの周波数帯とが異なっている状態である。即ち、無線通信装置２０が無線通信を「同時」に行うとは、無線による実際のデータ通信は異なる周波数帯それぞれを時分割で切り替えながら行われるが、無線通信装置２０が異なる周波数帯の無線ネットワークに同時に参加又は構築している状態であることを含む。

図２に示すように、無線通信装置２０は、電子回路基板２１と、無線通信を行うための電磁波の送受信を行うアンテナ２２と、ＷｉＦｉチップ２３と、コネクタ２４と、コネクタ２４にその一端が接続された有線通信用のケーブル２５と、を備える。ケーブル２５は、フレキシブルケーブルであり、ケーブル２５の他端は、電子機器１０のメイン電子回路基板（不図示）に接続されたコネクタ１１に接続されている。つまり、無線通信装置２０の電子回路基板２１は、電子機器１０のメイン電子回路基板と有線により接続されている。この電子回路基板２１とメイン電子回路基板との間では、無線通信装置２０が無線通信を行うデータ（例えば、映像データ）が伝送される。このように、無線通信装置２０は、無線通信機能と有線通信機能とを有する。

本実施形態では、無線通信装置２０は、複数の有線通信規格に準拠した複数の有線通信方式に対応した有線通信機能を有する。例えば、無線通信装置２０は、有線通信規格として、ＵＳＢ１．０、ＵＳＢ１．１、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０およびＵＳＢ３．１を使用できるものとする。
有線通信においては、データ通信を行う上で、データ通信を起因とするノイズ（データノイズＮ）が発生し得る。このデータノイズＮをアンテナ２２が受信すると、無線通信に悪影響を及ぼすおそれがある。無線通信装置２０は、上述したように無線通信機能と有線通信機能とを有しており、小型な電子機器１０に組み込まれる場合、電子回路基板２１自体が非常に小さい場合がある。その場合、電子回路基板２１上に設けられた、無線通信を行うためのアンテナ２２と、有線通信を行うためのケーブル２５、コネクタ２４および電子回路基板２１上の配線等との距離が近くなる。すると、有線通信のデータノイズＮをアンテナ２２が受信しやすくなり、無線通信に悪影響を及ぼしやすくなる。

上記の有線通信のデータノイズＮは、有線通信のデータ転送速度によって異なる周波数帯に発生する。ＵＳＢ規格においては、ＵＳＢ１．０からＵＳＢ３．１のそれぞれにおいてデータ転送速度が異なるため、データノイズＮが発生する周波数帯も異なる。そこで、本実施形態では、無線通信装置２０が無線通信に使用する無線通信方式（規格）に応じて有線通信方式（規格）を切り替えることで有線通信のデータ転送速度を変更し、データノイズＮが無線通信へ与える悪影響を低減するようにする。具体的には、ＵＳＢのデータ通信に使用する基本周波数が、無線通信の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となるように、有線通信方式（規格）を切り替えるようにする。
本実施形態では、無線通信装置２０は、使用周波数帯が異なる複数の無線通信を同時に行うことができる。したがって、本実施形態では、ＵＳＢのデータ通信に使用する基本周波数が、同時に行われる複数の無線通信の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となるように、有線通信方式（規格）を切り替えるようにする。

図３は、無線通信装置２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
電子機器１０は、無線通信装置２０との通信を制御する通信制御部１００を備える。通信制御部１００は、例えば上述したメイン電子回路基板に実装することができる。この通信制御部１００は、Ｉ／Ｆ部１０１と、ホストＣＰＵ１０２と、記憶部１０３と、を備える。Ｉ／Ｆ部１０１は、ＵＳＢインターフェースである。ここで、ＵＳＢ１．０からＵＳＢ３．１は、それぞれ互換性を有するため、Ｉ／Ｆ部１０１は、ＵＳＢ１．０からＵＳＢ３．１までのいずれのインターフェースとしても動作することができる。Ｉ／Ｆ部１０１の動作の切り替えは、ホストＣＰＵ１０２によって行われる。

ホストＣＰＵ１０２は、一つ又は複数のＣＰＵによって構成され、電子機器１０における動作を統括的に制御する。記憶部１０３は、ホストＣＰＵ１０２が処理を実行するために必要な制御プログラム等を記憶する。記憶部１０３は、例えば、一つ又は複数のＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリまたは着脱可能なＳＤカードなどの記憶媒体により構成することができる。ホストＣＰＵ１０２は、記憶部１０３に記憶された制御プログラムを実行することで各種の機能動作を実現する。なお、本実施形態において、電子機器１０はデジタルカメラであるため、図２に示すハードウェア構成の他に、撮像部や表示部等を有する。

無線通信装置２０は、Ｉ／Ｆ部２０１と、制御部２０２と、記憶部２０３と、無線部２０４と、アンテナ制御部２０５と、を備える。Ｉ／Ｆ部２０１は、ＵＳＢインターフェースである。Ｉ／Ｆ部２０１は、図２に示すケーブル２５を介して、通信制御部１００のＩ／Ｆ部１０１に接続されている。このＩ／Ｆ部２０１は、Ｉ／Ｆ部１０１と同様に、ＵＳＢ１．０からＵＳＢ３．１までのインターフェースとして動作することができる。Ｉ／Ｆ部２０１の動作の切り替えは、制御部２０２によって行われる。
制御部２０２は、無線通信装置２０における動作を統括的に制御する。制御部２０２は、一つ又は複数のＣＰＵにより構成することができる。記憶部２０３は、例えば一つ又は複数のＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶媒体により構成され、制御部２０２が処理を実行するために必要な制御プログラム等を記憶する。無線部２０４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズに準拠した無線通信を行う。無線部２０４は、ＷｉＦｉチップ２３により構成することができる。アンテナ制御部２０５は、２．４ＧＨｚ帯および／または５ＧＨｚ帯で通信可能な上述したアンテナ２２の出力制御を行う。

図４は、電子機器１０のソフトウェア機能ブロックの一例である。この図４に示す各部の機能は、通信制御部１００または無線通信装置２０が有するＣＰＵがプログラムを実行することで実現することができる。
なお、本実施形態においては、以下に示す各機能ブロックは、ソフトウェアプログラムとして機能が実現されるものとして説明するが、本機能ブロックに含まれる一部または全部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現するようにしてもよい。なお、図４に示した機能ブロック図は一例であり、複数の機能モジュールが１つの機能モジュールを構成するようにしてもよいし、いずれかの機能モジュールが複数の機能を行うモジュールに分かれてもよい。

通信制御部１００は、通信アプリ部１１１と、無線制御部１１２と、通信方式選択部１１３と、通信方式切替部１１４と、データ送受信部１１５と、を備える。通信アプリ部１１１は、無線通信装置２０の無線通信によりデータを外部の通信装置へ転送する通信アプリを実行する。通信アプリ部１１１が実行する通信アプリは、例えばデジタルカメラにより撮像された画像をスマートフォンやＰＣといった外部の通信装置に転送する通信アプリなどとすることができる。通信アプリ部１１１は、複数の通信アプリを同時に実行することが可能である。また、通信アプリ間での無線通信の干渉を回避するため、各通信アプリが使用する無線通信の使用周波数は異なるものとする。
無線制御部１１２は、通信アプリ部１１１が実行する通信アプリが使用する無線通信の使用周波数に応じて、無線通信装置２０の無線通信に使用される無線通信方式を設定し、無線通信装置２０の後述する無線送受信部２１１を制御する。

通信方式選択部１１３は、無線通信装置２０による無線通信に使用される無線通信方式に応じて、後述するデータ送受信部１１５による有線通信に使用される有線通信方式を選択する。具体的には、通信方式選択部１１３は、無線通信の使用周波数帯に、有線通信の基本周波数が重ならない、あるいは近接しない有線通信方式を選択する。無線通信装置２０において複数の無線通信が同時に行われる場合、通信方式選択部１１３は、使用される複数の無線通信の使用周波数帯に、有線通信の基本周波数が重ならない、あるいは近接しない有線通信方式を選択する。有線通信方式の選択方法については後述する。
通信方式切替部１１４は、データ送受信部１１５による有線通信に使用される有線通信方式を、通信方式選択部１１３において選択された有線通信方式に切り替える。データ送受信部１１５は、ＵＳＢ規格に準拠した有線通信方式により無線通信装置２０とデータ通信を行う。

無線通信装置２０は、無線送受信部２１１と、通信方式切替部２１２と、データ送受信部２１３と、を備える。
無線送受信部２１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズに準拠した無線通信方式により、外部の無線通信装置との間で無線信号を送受信する。通信方式切替部２１２は、データ送受信部２１３による有線通信に使用される有線通信方式を、通信制御部１００の通信方式選択部１１３において選択された有線通信方式に切り替える。データ送受信部２１３は、ＵＳＢ規格に準拠した有線通信方式によりデータ通信を行う。

以下、有線通信方式の選択方法について説明する。
まず、ＵＳＢ規格について説明する。図５は、ＵＳＢ規格における物理層データ転送速度、アプリケーション層の実効データ転送速度および基本周波数の関係を示す図である。ここで、アプリケーション層の実効データ転送速度は、理論上のデータ転送速度ではなく、アプリケーションの利用時に実際に出すことのできるデータ転送速度を示している。また、基本周波数は、データ通信に使用する周波数帯において、およそエネルギーが最大となる周波数である。この基本周波数が、無線通信の使用周波数帯に重なると、データ通信により発生するデータノイズＮがアンテナ２２から混入し、無線通信に悪影響を与えることになる。

図５に示すように、ＵＳＢ規格では、データ転送速度が高速な規格が策定されており、基本周波数が、無線ＬＡＮにおいて使用される２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯に重なる、あるいは近接する規格が存在する。ＵＳＢ３．０は、データ転送に使用する基本周波数が２．５ＧＨｚであり、データノイズＮの周波数帯が無線ＬＡＮにおいて使用される２．４ＧＨｚ帯に近接する。また、ＵＳＢ３．１は、データ転送に使用する基本周波数が５ＧＨｚであり、データノイズＮの周波数帯が無線ＬＡＮにおいて使用される５ＧＨｚ帯に重なる。基本周波数において発生するデータノイズＮは、高調波において発生するデータノイズＮとは異なり、ノイズとしてのレベルが大きいため、無線通信に与える影響も大きい。

そこで、図４の通信方式選択部１１３は、上述したように、無線通信の使用周波数帯に、有線通信の基本周波数が重ならない、あるいは近接しない有線通信方式を選択する。つまり、通信方式選択部１１３は、無線ＬＡＮにおいて２．４ＧＨｚ帯が使用される場合には、有線通信の基本周波数が当該使用周波数帯に最も近いＵＳＢ３．０以外の有線通信規格に準拠した有線通信方式を選択する。また、通信方式選択部１１３は、無線ＬＡＮにおいて５ＧＨｚ帯が使用される場合には、有線通信の基本周波数が当該使用周波数帯に一致するＵＳＢ３．１以外の有線通信規格に準拠した有線通信方式を選択する。また、通信方式選択部１１３は、無線ＬＡＮにおいて２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方が同時に使用される場合には、ＵＳＢ３．０およびＵＳＢ３．１以外の有線通信規格に準拠した有線通信方式を選択する。

このように、通信方式選択部１１３は、有線通信の基本周波数が、無線通信の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となるように、有線通信方式を選択する。ここで、無線ＬＡＮにおいて２．４ＧＨｚ帯が使用される場合には、上記所定の周波数帯域は、２．４ＧＨｚ以上２．５ＧＨｚ以下の周波数帯域、より好ましくは２ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下の周波数帯域に設定する。また、無線ＬＡＮにおいて５ＧＨｚ帯が使用される場合には、上記所定の周波数帯域は、５ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下の周波数帯域、より好ましくは４ＧＨｚ以上７ＧＨｚ以下の周波数帯域に設定する。尚、有線通信の基本周波数が無線通信の使用周波数帯から十分離れた周波数となることが望ましいため、上記所定の周波数帯域は、必ずしも上述の２ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下や４ＧＨｚ以上７ＧＨｚ以下に限定されるものではない。

また、本実施形態では、通信方式選択部１１３は、基本周波数が、無線通信の使用周波数帯を含む上記の所定の周波数帯域外となる有線通信方式のうち、データ転送速度が最大となる有線通信方式を選択する。具体的には、通信方式選択部１１３は、無線ＬＡＮにおいて２．４ＧＨｚ帯が使用される場合には、ＵＳＢ３．０以外の有線通信規格でデータ転送速度が最大であるＵＳＢ３．１に準拠した有線通信方式を選択する。
なお、無線通信装置２０が、有線通信規格として、ＵＳＢ１．０～ＵＳＢ３．０を使用でき、ＵＳＢ３．１が使用できない場合には、ＵＳＢ３．０以外の有線通信規格でデータ転送速度が最大であるＵＳＢ２．０に準拠した有線通信方式を選択する。

図６（Ａ）は、ノイズ源がクロックである場合のノイズの周波数スペクトルのイメージ図、図６（Ｂ）は、ノイズ源がデータ通信である場合のノイズの周波数スペクトルのイメージ図である。クロックは、一般的に一定の周期でＯＮ、ＯＦＦを繰り返すため、ノイズ源がクロックである場合、図６（Ａ）に示すように、クロックノイズは狭帯域で現れる。そのため、クロックノイズが無線通信に悪影響を与えている場合には、クロック周波数を僅かに変更するだけで、狭帯域なクロックノイズを、無線通信の使用周波数帯域外に容易にシフトすることが可能であり、無線通信への悪影響を大幅に減らすことができる。
一方で、データ通信は、一般的にＯＮ、ＯＦＦの周期が一定ではないため、ノイズ源がデータ通信である場合、図６（Ｂ）に示すように、データノイズは広帯域で現れる。そのため、データ通信に使用する周波数帯において、エネルギーがおよそ最大となる周波数である基本周波数が、無線通信の使用周波数帯に重ならない場合であっても、無線通信の使用周波数帯にノイズ成分が存在してしまう場合がある。つまり、状況によっては、無線通信の性能が大きく劣化してしまう場合がある。

上述したように、データノイズは広帯域である。そのため、データ通信に使用する周波数帯において、エネルギーがおよそ最大となる周波数である基本周波数が、無線通信の使用周波数帯に重ならない場合であっても、無線通信の使用周波数帯にノイズ成分が存在してしまう場合がある。よって、無線ＬＡＮにおいて２．４ＧＨｚ帯が使用される場合には、基本周波数がＧＨｚ帯であるＵＳＢ３．１に準拠した有線通信方式を選択するのではなく、基本周波数がＭＨｚ帯であって、データ転送速度が最大となるＵＳＢ２．０を選択してもよい。

また、通信方式選択部１１３は、無線ＬＡＮにおいて５ＧＨｚ帯が使用される場合には、ＵＳＢ３．１以外の有線通信規格でデータ転送速度が最大であるＵＳＢ３．０に準拠した有線通信方式を選択する。なお、無線通信装置２０が、有線通信規格として、ＵＳＢ１．０、ＵＳＢ１．１、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０を使用でき、ＵＳＢ３．１が使用できない場合においても、ＵＳＢ３．０に準拠した有線通信方式を選択する。
また、上述したように、データノイズは広帯域である。そのため、データ通信に使用する周波数帯において、エネルギーがおよそ最大となる周波数である基本周波数が、無線通信の使用周波数帯に重ならない場合であっても、無線通信の使用周波数帯にノイズ成分が存在してしまう場合がある。よって、無線ＬＡＮにおいて５ＧＨｚ帯が使用される場合には、基本周波数がＧＨｚ帯であるＵＳＢ３．０に準拠した有線通信方式を選択するのではなく、基本周波数がＭＨｚ帯であって、データ転送速度が最大となるＵＳＢ２．０を選択してもよい。

図７は、通信制御部１００と無線通信装置２０との間のシーケンス図である。以降、アルファベットＳはステップを意味するものとする。
まず、通信制御部１００は、１つ目の通信アプリ１を起動し、その通信アプリ１で使用する無線通信の使用周波数（無線周波数）を５ＧＨｚ帯に設定する（Ｓ１０１）。次に、通信制御部１００は、基本周波数が、５ＧＨｚ帯の周波数帯域と重ならない有線通信方式を選択する（Ｓ１０２）。図５で示される情報に基づき、ここでは有線通信方式としてＵＳＢ３．０が選択される。次に通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して有線通信方式をＵＳＢ３．０に設定する指示を送信する（Ｓ１０３）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、有線通信方式をＵＳＢ３．０に設定する。さらに、通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して無線通信の使用周波数を５ＧＨｚ帯に設定して無線送受信部２１１を起動する指示を送信する（Ｓ１０４）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、ＰＣやスマートフォンといった通信側の通信装置と５ＧＨｚ帯を使用した無線通信を開始する（Ｓ１０５）。

その後、しばらくして、通信制御部１００は、２つ目の通信アプリ２を起動する（Ｓ１０６）。このとき、通信制御部１００は、既に起動している通信アプリ１との干渉を避けるために、通信アプリ２で使用する無線通信の使用周波数を２．４ＧＨｚ帯に設定する。次に、通信制御部１００は、基本周波数が、既に使用中の５ＧＨｚ帯と新たに起動した２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域と重ならない有線通信方式を選択する（Ｓ１０７）。図５で示される情報に基づき、ここでは有線通信方式としてＵＳＢ２．０が選択される。次に通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して有線通信方式をＵＳＢ２．０に切り替える指示を送信する（Ｓ１０８）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、有線通信方式をＵＳＢ２．０に切り替える。さらに、通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して無線通信の使用周波数を２．４ＧＨｚ帯に設定して無線送受信部２１１を起動する指示を送信する（Ｓ１０９）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、５ＧＨｚ帯に加えて２．４ＧＨｚ帯を使用した無線通信を開始する（Ｓ１１０）。
以上のように、基本周波数が、複数の通信アプリで使用する複数の無線通信の使用周波数のいずれとも重ならないように、有線通信で使用する有線通信方式を切り替える。

図８は、通信制御部１００が所定の通信アプリを起動した際の有線通信方式の選択処理手順を示すフローチャートである。図８に示す処理は、通信制御部１００が有するＣＰＵが、必要なプログラムを読み出して実行することにより実現される。ただし、図４に示す各機能モジュールのうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで図８の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、上記ＣＰＵの制御に基づいて動作する。

まずＳ１において、通信アプリ部１１１は、電子機器１０のユーザの指示に基づいて通信アプリを開始し、通信アプリで使用する無線通信の使用周波数（無線周波数）の設定を行う。次にＳ２では、基本周波数が、通信方式選択部１１３は、起動中の全通信アプリで使用している無線通信の使用周波数と重ならない有線通信方式を選択する。例えば、先に５ＧＨｚ帯の周波数帯域を使用する通信アプリを起動済で、新たに２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域を使用する通信アプリを起動した場合、両方の周波数帯域を避ける必要がある。この場合、通信方式選択部１１３は、ＵＳＧ２．０に準拠した有線通信方式を選択する。なお、通信方式選択部１１３は、起動中の通信アプリが無い場合、新たに起動した通信アプリが使用する無線通信の使用周波数だけを考慮して、有線通信方式を選択する。

Ｓ３では、データ送受信部１１５は、通信アプリによるデータ送受信を行う。つまり、データ送受信部１１５は、Ｓ２において選択された有線通信方式により無線通信装置２０へデータを送信する。Ｓ４では、通信アプリ部１１１は、ユーザからの通信アプリの終了指示が検出されたか否かを判定し、終了指示が検出された場合には図８の処理を終了し、終了指示が検出されない場合にはＳ５に移行する。
Ｓ５では、通信制御部１００は、通信アプリで使用中の無線通信の使用周波数に変更があるか否かを判定し、変更が検出された場合はＳ６に移行し、変更が検出されない場合はＳ３に移行する。ここで、無線通信の使用周波数の変更は、ユーザが指示する場合や、無線通信装置２０が通信状況に応じてより通信品質の良い使用周波数へ自律的に切り替える場合がある。Ｓ６では、通信制御部１００は、無線通信の使用周波数の変更に伴って、現在使用中の有線通信方式の切り替えが必要か否かを判定し、切り替えが必要である場合はＳ２に移行して再度有線通信方式を選択し、切り替えが必要でない場合はＳ３に移行する。

以上説明したように、本実施形態における無線通信装置２０は、複数の無線通信方式に対応した無線通信機能と、データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信機能とを有する。また、無線通信装置２０は、使用周波数が異なる複数の無線通信を同時に行うことができる。そして、無線通信装置２０は、複数の無線通信を同時に行う場合、基本周波数が、同時に行われる複数の無線通信の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となるように、有線通信で使用する有線通信方式を切り替える。
このように、無線通信装置２０は、使用周波数が異なる複数の無線通信が同時に行われる場合においても、基本周波数が、複数の無線通信の使用周波数のいずれとも重ならないよう、有線通信方式を切り替えることができる。これにより、有線通信を用いたデータ通信により発生するノイズが無線通信に悪影響を与えることを抑制することができる。したがって、無線通信装置２０の通信能力の低下を抑制し、通信スループットの低下を抑制することができる。

ところで、有線通信方式（規格）としてＳＤＩＯ（Secure Digital Input / Output）のようなパラレル通信の通信方式がある。ＳＤＩＯを使用した場合、ＳＤＩＯクロック線を伝搬するクロック信号の周波数を無線通信の使用周波数帯に応じて変更することができる。これにより、無線通信への影響を低減することが可能である。しかしながら、ＵＳＢのようなシリアル通信の通信方式を使用する場合、ＵＳＢにはクロック線はなく、またデータ転送速度を任意に変更することもできない。
これに対して、本実施形態における無線通信装置２０は、データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信機能を有し、無線通信の使用周波数帯に応じて有線通信方式を切り替える。したがって、クロック線を持たず、データ転送速度を任意に変更できない有線通信方式を採用した場合であっても、データ通信により発生するノイズが無線通信に悪影響を与えることを抑制し、無線通信性能の劣化を低減することができる。

また、無線通信装置２０は、有線通信方式の切り替えに際し、基本周波数が上記所定の周波数帯域外で、且つ複数の有線通信方式のうちデータ転送速度が最大である有線通信方式を選択し、切り替えることもできる。この場合、データ通信により発生するノイズが無線通信に悪影響を与えることを抑制しつつ、無線通信の高速性を活かすことができる。
さらに、無線通信装置２０は、有線通信規格としてＵＳＢ規格を採用する。ＵＳＢ規格は、データ転送速度が異なる規格を複数有しており、かつそれらは互換性を有する。ＵＳＢ１．１からＵＳＢ３．１までは上位互換であるため、ＵＳＢ規格に準拠した有線通信方式を採用すれば、ハードウェアを変えることなくデータ転送速度を切り替えることが可能となる。つまり、無線通信の使用周波数帯に応じて、有線通信のデータ転送速度を切り替えて使用したい場合に、複数の有線通信用のハードウェアを電子回路基板２１に実装する必要がない。そのため、その分のコストカットや基板面積の縮小が図れる。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、無線通信の使用周波数帯近傍に有線通信の基本周波数が存在しないような有線通信方式を選択し、有線通信方式を切り替える場合について説明した。この第二の実施形態では、さらに、無線通信のデータ転送速度を考慮して有線通信方式を選択する場合について説明する。

本実施形態では、通信機器１０が単一の通信アプリを使用する場合について説明する。
図９は、通信制御部１００と無線通信装置２０との間のシーケンス図である。
まず、通信制御部１００は、所定の通信アプリを起動し、その通信アプリで使用する無線通信の使用周波数（無線周波数）を５ＧＨｚ帯に設定する（Ｓ１２１）。次に、通信制御部１００は、基本周波数が、５ＧＨｚ帯の周波数帯域と重ならない有線通信方式を選択する（Ｓ１２２）。図５で示される情報に基づき、ここでは有線通信方式としてＵＳＢ３．０が選択される。次に通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して有線通信方式をＵＳＢ３．０に設定する指示を送信する（Ｓ１２３）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、有線通信方式をＵＳＢ３．０に設定する。さらに、通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して無線通信の使用周波数を５ＧＨｚ帯に設定して無線送受信部２１１を起動する指示を送信する（Ｓ１２４）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、ＰＣやスマートフォンといった通信側の通信装置と５ＧＨｚ帯を使用した無線通信を開始する（Ｓ１２５）。

その後、無線通信装置２０は、無線通信の相手装置から管理フレームを受信すると（Ｓ１２６）、受信した管理フレームに含まれる情報を通信制御部１００へ通知する。
無線通信装置２０は、無線ＬＡＮのＳＴＡ（Ｓｔａｔｉｏｎ：端末局）として動作する場合、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：制御局）として動作する相手装置から、Ｂｅａｃｏｎフレームと呼ばれる管理フレームを受信する。このＢｅａｃｏｎフレームには、ＡＰがサポートする無線通信のデータ転送速度に関する情報が含まれる。また、無線通信装置２０は、無線ＬＡＮのＡＰとして動作する場合、ＳＴＡとして動作する相手装置が無線ネットワークに接続する際に、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームと呼ばれる管理フレームを受信する。このＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームには、ＳＴＡが要求する無線通信のデータ転送速度に関する情報が含まれる。

無線通信装置２０は、無線通信の相手装置から管理フレームを受信した場合、管理フレームに含まれる無線通信のデータ転送速度に関する情報（データ転送速度情報）を通信制御１００へ通知する（Ｓ１２７）。ここでは、例として無線通信のデータ転送速度を１５０Ｍｂｐｓとしている。
通信制御部１００は、無線通信装置２０から無線通信のデータ転送速度情報を受信すると、受信したデータ転送速度情報と、有線通信方式の実効データ転送速度とに基づき、有線通信方式を再度選択する（Ｓ１２８）。ここで、無線通信のデータ転送速度は１５０Ｍｂｐｓなので、図５で示される情報に基づき、有線通信方式の実効データ転送速度が１５０Ｍｂｐｓ以上であるＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０或いはＵＳＢ３．１を選択すれば、転送速度として十分であることがわかる。そこで、通信制御部１００は、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０およびＵＳＢ３．１の中から、基本周波数が、無線通信装置２０が使用する可能性のある全ての無線通信の使用周波数と重ならない有線通信方式を選択する。例えば、無線通信装置２０が２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯とを使用する可能性がある場合、基本周波数がそれらと重ならないＵＳＢ２．０が選択される。

次に通信制御部１００は、無線通信装置２０に対して有線通信方式をＵＳＢ２．０に切り替える指示を送信する（Ｓ１２９）。これにより、指示を受信した無線通信装置２０は、有線通信方式をＵＳＢ２．０に切り替える。その後、しばらくして、無線通信装置２０が５ＧＨｚ帯の通信品質の低下を検出するなどして無線通信の使用周波数を２．４ＧＨｚ帯に切り替え（Ｓ１３０）、２．４ＧＨｚ帯の通信を開始したものとする（Ｓ１３１）。このような場合であっても、予め有線通信方式はＵＳＢ２．０に切り替えられているため、無線通信の使用周波数の切り替えによって有線通信方式の切り替えは発生しない。

なお、図９に示す例では、無線通信装置２０は、無線通信の相手装置から受信した管理フレームにより無線通信のデータ転送速度を取得する場合について説明したが、データ転送速度の取得方法は上記に限定されない。例えば、無線通信装置２０の対応する無線通信規格に基づいて判断されるデータ転送速度を取得してもよい。つまり、無線通信装置２０がＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の２つの無線通信規格に対応している場合、無線通信の最大データ転送速度は５４Ｍｂｐｓである。そのため、当該最大データ転送速度を無線通信のデータ転送速度として取得してもよい。この場合、管理フレームを受信せずとも、無線通信のデータ転送速度を取得することができる。

図１０は、通信制御部１００が所定の通信アプリを起動した際の有線通信方式の選択処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、通信制御部１００が有するＣＰＵが、必要なプログラムを読み出して実行することにより実現される。ただし、図４に示す各機能モジュールのうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで図１０の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、上記ＣＰＵの制御に基づいて動作する。

まず、Ｓ２１において、通信アプリ部１１１は、図８のＳ１と同様の処理を行う。次にＳ２２では、通信方式選択部１１３は、基本周波数が、起動中の通信アプリで使用している無線通信の使用周波数と重ならない有線通信方式を選択する。Ｓ２３では、データ送受信部１１５は、図８のＳ３と同様の処理を行う。Ｓ２４では、通信アプリ部１１１は、図８のＳ２４と同様の処理を行う。
Ｓ２５では、通信制御部１００は、図８のＳ２５と同様に、通信アプリで使用中の無線通信の使用周波数に変更があるか否かを判定し、変更が検出された場合はＳ２６に移行し、変更が検出されない場合はＳ２７に移行する。Ｓ２６では、通信制御部１００は、図８のＳ２６と同様に、無線通信の使用周波数の変更に伴って、現在使用中の有線通信方式の切り替えが必要か否かを判定する。そして、通信制御部１００は、切り替えが必要であると判定した場合はＳ２２に移行して再度有線通信方式を選択し、切り替えが必要でないと判定した場合はＳ２７に移行する。

Ｓ２７では、通信制御部１００は、無線通信装置２０がスマートフォンやＰＣといった無線通信の通信相手から管理フレームを受信したか否かを判定する。具体的には、通信制御部１００は、無線通信装置２０からデータ転送速度情報を受信したか否かを判定する。そして、通信制御部１００は、データ転送速度情報を受信した場合にはＳ２８に移行し、データ転送速度情報を受信しない場合にはＳ２４に移行する。
Ｓ２８では、通信制御部１００は、データ転送速度情報に基づいて、切替可能な有線通信方式が存在するか否かを判定する。ここで、切替可能な有線通信方式とは、無線通信のデータ転送速度以上の実効データ転送速度を備え、かつ、基本周波数が、無線通信装置２０が対応する全ての無線通信の使用周波数と重ならない有線通信方式である。そして、通信制御部１００は、該当する有線通信方式が存在しないと判定した場合にはＳ２４に移行し、該当する有線通信方式が存在すると判定した場合にはＳ２９に移行して、該当する有線通信方式を新たに選択する。例えば、無線通信のデータ転送速度が１５０Ｍｂｐｓで、無線通信装置２０が対応する無線通信の使用周波数が２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯とである場合について考える。この場合、実効データ転送速度が１５０Ｍｂｐｓ以上であり、かつ、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯と重ならない基本周波数で動作するＵＳＢ２．０が選択される。

以上説明したように、本実施形態における無線通信装置２０は、複数の無線通信方式に対応した無線通信機能と、データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信機能とを有する。また、無線通信装置２０は、無線通信のデータ転送速度を取得する。そして、無線通信装置２０は、基本周波数が、対応する複数の無線通信の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となり、かつ、実効データ転送速度が、取得されたデータ転送速度以上となるように、有線通信で使用する有線通信方式を切り替える。
このように、無線通信装置２０は、無線通信のデータ転送速度を満たす範囲で、使用可能性のある全ての無線通信の使用周波数と重ならない基本周波数で動作する有線通信方式を選択し、予め切り替えておくことができる。これにより、無線通信の使用周波数が切り替わっても、有線通信方式を切り替える必要がなくなる。その結果、有線通信方式の切り替えに伴って発生する通信制御部１００と無線通信装置２０との間の通信途絶を抑制し、通信速度の向上や遅延時間の低減が可能となる。

また、無線通信装置２０は、自装置がアクセスポイント（ＡＰ）として動作する場合、ＡＰに接続する他の無線通信装置から送信される管理フレームを受信し、当該管理フレームに含まれるデータ転送速度に関する情報を取得することができる。また、無線通信装置２０は、自装置がアクセスポイント（ＡＰ）に接続する装置（ＳＴＡ）として動作する場合、ＡＰから送信される管理フレームを受信し、当該管理フレームに含まれるデータ転送速度に関する情報を取得することができる。このように、無線通信装置２０は、管理フレームをもとに、無線通信のデータ転送速度を精度良く取得することができる。

（変形例）
上記各実施形態においては、電子機器１０がデジタルカメラである場合について説明したが、電子機器１０はデジタルカメラに限定されるものではない。例えば、電子機器１０は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、プリンタ、ビデオカメラ、スマートウォッチ、ＰＤＡ等であってもよい。
また、上記各実施形態においては、無線通信装置２０と有線通信を行う他の通信装置としてのメイン電子回路基板において、有線通信方式を選択する場合について説明した。しかしながら、無線通信装置２０の電子回路基板において、有線通信方式の選択が行われてもよい。つまり、無線通信機能と有線通信機能とを有する無線通信装置が、自装置が無線通信に使用する無線通信方式に応じて有線通信方式を選択してもよい。この場合、図４における通信方式選択部１１３は、通信制御部１００が備える必要はなく、無線通信装置２０が通信方式選択部１１３に相当する機能モジュールを備える。

また、無線通信装置２０は、電子機器１０に組み込まれている必要はなく、電子機器１０とは別の装置であってもよい。この場合にも、無線通信装置２０が無線通信を行うためのアンテナが、電子機器１０と無線通信装置２０とを接続するケーブルやコネクタ等と近い場合には、有線通信のデータノイズが無線通信に悪影響を与えるおそれがある。そのため、上記のような通信システムにも本発明を適用することで、有線通信のデータノイズが無線通信に悪影響を与えることを抑制することができる。

さらに、上記各実施形態においては、無線通信装置２０が使用する無線通信規格が、無線ＬＡＮの通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズであり、無線通信装置２０が使用する有線通信規格がＵＳＢ規格である場合について説明した。しかしながら、無線通信装置２０が使用する無線通信規格および有線通信規格は、上記に限定されるものではない。例えば、有線通信規格として、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格を使用してもよい。ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格は、Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２、Ｇｅｎ３およびＧｅｎ４といった複数の規格を含む。例えば、無線通信の使用周波数帯が２．４ＧＨｚ帯である場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２．０（Ｇｅｎ２）以外の有線通信方式を選択し、使用するようにしてもよい。また、無線通信規格として、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのような６０ＧＨｚ帯を使用する無線通信規格や、ＩｏＴやＭ２Ｍで使用される９２０ＭＨｚ帯を使用する無線通信規格を使用してもよい。さらに、無線通信規格として、ＬＴＥで使用される８００、１５００、１８００、２１００ＭＨｚ帯を使用する無線通信規格を使用してもよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０…電子機器、２０…無線通信装置、２１…電子回路基板、２２…アンテナ、２３…ＷｉＦｉチップ、２４…コネクタ、２５…ケーブル、１００…通信制御部、１１１…通信アプリ部、１１２…無線制御部、１１３…通信方式選択部、１１４…通信方式切替部、１１５…データ送受信部、２１１…無線送受信部、２１２…通信方式切替部、２１３…データ送受信部、２１４…通信方式選択部

Claims (11)

1. 使用周波数帯が異なる複数の無線通信方式に対応した無線通信を行う第一の通信手段と、
   データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信を行う第二の通信手段と、
   前記第一の通信手段による前記無線通信のデータ転送速度を取得する取得手段と、
   前記複数の無線通信方式のうち前記第一の通信手段が使用する無線通信方式と前記取得手段により取得されたデータ転送速度とに基づいて、前記基本周波数が、前記第一の通信手段が使用する無線通信方式の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となり、かつ、実効データ転送速度が、前記取得手段により取得されたデータ転送速度以上となるように、前記第二の通信手段が使用する有線通信方式を前記複数の有線通信方式から選択する選択手段と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記取得手段が取得するデータ転送速度は、前記第一の通信手段による無線通信の相手装置から送信される情報であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信装置はアクセスポイントとして動作し、
   前記取得手段が取得するデータ転送速度は、前記第一の通信手段による無線通信の相手装置であるステーションから送信される情報であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記通信装置はステーションとして動作し、
   前記取得手段が取得するデータ転送速度は、前記第一の通信手段による無線通信の相手装置であるアクセスポイントから送信される情報であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
5. 前記取得手段が取得するデータ転送速度は、前記第一の通信手段による無線通信の相手装置から送信されるＢｅａｃｏｎフレームまたはＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームに含まれる情報であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記複数の有線通信方式は、ＵＳＢ規格に準じた有線通信方式であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記複数の無線通信方式は、使用周波数帯が、それぞれ２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記第一の通信手段による無線通信の使用周波数帯が２．４ＧＨｚ帯である場合、前記所定の周波数帯域が２．４ＧＨｚ以上２．５ＧＨｚ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記第一の通信手段による前記無線通信の使用周波数帯が５ＧＨｚ帯である場合、前記所定の周波数帯域が５ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 使用周波数帯が異なる複数の無線通信方式に対応した無線通信を行うとともに、データ通信に使用する基本周波数が異なる複数の有線通信方式に対応した有線通信を行う通信装置の制御方法であって、
    前記無線通信のデータ転送速度を取得するステップと、
    前記複数の無線通信方式のうち使用する無線通信方式と前記取得されたデータ転送速度とに基づいて、前記基本周波数が、前記使用する無線通信方式の使用周波数帯を含む所定の周波数帯域外となり、かつ、実効データ転送速度が、前記取得されたデータ転送速度以上となるように、使用する有線通信方式を前記複数の有線通信方式から選択するステップと、
    を含むことを特徴とする制御方法。
11. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載された通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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