WO2013150647A1 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

　第一の無線通信を行うＢＴ装置部１１と、前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行うＷＬＡＮ装置部１２と、前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理部１５と、を備え、前記ＢＴ装置部１１は、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを所定の時間間隔で送信する。

Description

無線通信装置および無線通信方法

　本発明は、同一周波数帯を使用する異なる無線方式の無線デバイスを複数搭載する無線通信装置に関する。

　従来、ＩＳＭ（Industry　Science　Medical）バンドと呼ばれる２．４ＧＨｚ帯は、電波法に定められた基準を満たせばユーザーが免許不要で無線機器を使用することが可能である。このため、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）（ＩＥＥＥ（The　Institute　of　Electrical　and　Electronics　Engineers）８０２．１１ｂ／Ｇ／ｎ／ａｃ）あるいはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびコードレス電話等でこの周波数帯を用いた無線装置が近年盛んに開発されている。

　ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／Ｇ／ｎ／ａｃあるいはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を使用している無線装置（以下、ＷＬＡＮ（Wireless　ＬＡＮ）装置という）では、耐ノイズ性を考慮して、直接拡散方式のスペクトル拡散（Direct　Sequence　Spread　Spectrum：ＤＳＳＳ）や、ＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）技術が導入されている（例えば、下記非特許文献１参照）。このようなＷＬＡＮ装置では、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンド中に規定された１４個のチャネル（１つのチャネルは、２０ＭＨｚあるいは４０ＭＨｚの占有周波数帯域幅を持ち、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）装置のほぼ２０あるいは４０チャネル分に相当する占有周波数帯域幅）のうち１つを固定的に使用して通信を行う。

　また、ＷＬＡＮ装置では、他ネットワークまたは他システムとの相互運用性を考慮して、無線アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier　Sense　Multiple　Access　with　Collision　Avoidance）方式が主に導入されている。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、各々のＷＬＡＮ装置が、無線パケット送信に先立って無線チャネルをキャリアセンスし、他ＷＬＡＮ装置或いは他システムが使用していないかどうかを確認する。そして、キャリアセンスによりチャネルが使用中（チャネルビジー）であることを確認した場合、ＷＬＡＮ装置は、無線パケットの送信を待機し、予めフレーム種別ごとに決められたチャネル未使用（チャネルアイドル）時間およびバックオフ時間の後に無線パケットを送信する。

　一方、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の無線通信装置（以下、ＢＴ装置という）では、同様に耐ノイズ性を考慮して、周波数ホッピング方式のスペクトル拡散（Frequency　Hopping　Spread　Spectrum：ＦＨＳＳ）技術を導入している（例えば、下記非特許文献２参照）。具体的に、ＢＴ装置では、２．４０ＧＨｚから２．４８ＧＨｚまでの周波数帯に定められた１ＭＨｚの占有周波数帯域幅を持つ７９個の周波数チャネル（以下、ＦＨチャネルという）のうち１つのＦＨチャネルを選択し、時間経過と共に選択するＦＨチャネルを切り替えた無線通信を行う周波数ホッピング方式を採用している。この周波数ホッピング方式は、基本動作として予め決められた擬似ランダムアルゴリズムに基づいて一定時間間隔（例えば、６２５μｓ）ごとにＦＨチャネルの選択を行い、選択したＦＨチャネルに１パケットデータを割り当てて通信を行う。

　このように、ＢＴ装置およびＷＬＡＮ装置は、いずれも２．４ＧＨｚ帯を使用するため、ＢＴ装置とＷＬＡＮ装置がお互いの通信エリア内に存在すると、互いが送出する電波が干渉し、互いの通信を妨害する。このような電波干渉を回避・低減する方法として、適応周波数ホッピング（Adaptive　Frequency　Hopping：ＡＦＨ）という技術が存在する。この技術では、ＢＴ装置が、送信中のビットエラーレート（Bit　Error　Rate：ＢＥＲ）やパケットエラーレート（Packet　Error　Rate：ＰＥＲ）等を測定する、または、ＢＴ装置間で通信していないスロットでの受信信号強度を測定することにより、ＢＴ装置側のＦＨチャネルの品質（ＷＬＡＮ装置などのほかのシステムからの障害の受けやすさ）を観測する。そして、キャリアセンス後にＢＴ装置は、観測した結果に基づいて、自身の通信を妨害する電波があると判断したＦＨチャネルを避けて周波数ホッピングを行うことで、ＷＬＡＮ等の他システムからの干渉を防ぐ。

　また、上記ＡＦＨでは、ＢＴ装置側にてＦＨチャネルの品質を観測した上で、自身の通信を妨害する電波があると判断したＦＨチャネルを避けて周波数ホッピングを行うために、通信エリア内に存在するＢＴ装置から干渉を受ける側の装置については干渉を防ぐことができないことになる。特に、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用するＷＬＡＮ装置は、ＢＴ装置が出力する電波によって送信機会が奪われスループットの性能が劣化する。このような、お互いの電波干渉を回避・低減する方法として、ＷＬＡＮ装置とＢＴ装置の両方の機能を搭載し、ＷＬＡＮ通信とＢＴ通信の両方を行う無線通信が、ＰＴＡ（Packet　Traffic　Arbitration）と呼ばれるパケット優先度に応じて、一方の（ＷＬＡＮ通信またはＢＴ通信）の送信を待機させて互いに干渉を抑制する技術が導入されている（例えば、下記非特許文献３参照）。さらに、ＢＴ装置とＷＬＡＮ装置のお互いのチャネル品質を考慮した上で、お互いの通信を妨害しないようにＢＴ装置側のＦＨチャネルを設定する方法が導入されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。

国際公開第２０１１／０８３５６８号 特開２０１０－２７８７６４号公報

IEEE,"IEEE　Std　IEEE802.11-2011"http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html Bluetooth（登録商標）,"Specification　of　Bluetooth（登録商標）　System　Covered　Core　Package　Version:　3.0+HS",21　April　2009. IEEE,"IEEE　Std　IEEE802.15.2"http://standards.ieee.org/about/get/802/802.15.html

　しかしながら、上記従来の技術によれば、ＢＴ装置の接続／設定が完了した通信可能状態に対する制御であり、さらにＷＬＡＮ装置の通信状況が変化（接続、切断、チャネル変更など）の際にＦＨチャネルをＢＴ装置とＷＬＡＮ装置の相互干渉を考慮して制御するものであり、ＢＴ装置の接続／設定状態に関する記載はない。

　具体的に、従来、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）では、ＦＨＳＳ技術を導入しており、基本的な動作として予め決められた擬似ランダムアルゴリズムに基づいて一定時間間隔（例えば、６２５μｓ）ごとにＦＨチャネルの選択を行い、選択したＦＨチャネルに１パケットデータを割り当てて通信を行う。通信状態に移行する前の接続／設定手順の段階においては、自身のＢＴ装置（以下、自ＢＴ装置という）と、通信相手のＢＴ装置（以下、相手ＢＴ装置という）との間で、利用する瞬時ＦＨチャネルが異なっている。そのため、自ＢＴ装置と相手ＢＴ装置が通信可能状態になるためには、お互いのＢＴ装置を探索するためのＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎといった接続／設定手順を用いて相互検出を行い、自ＢＴ装置と相手ＢＴ装置の周波数ホッピングパターンを同期させる必要がある。

　Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎでは、検索を行う自ＢＴ装置は、相手ＢＴ装置を検出するため、通常の周波数ホッピングの単位時間よりも長い一定時間間隔（例えば、１秒）毎にＦＨチャネルの選択を行い、予め決められた探索パケットデータを送信する。相手ＢＴ装置は、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎの探索パケットデータを検出し、自ＢＴ装置と相手ＢＴ装置の間で周波数ホッピングパターンを同期させる。

　ここで、ＢＴ装置が、接続／設定手順であるＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ時、通常よりも長い一定期間間隔の探索パケットデータをＷＬＡＮ装置に影響のあるＦＨチャネルで送出すると、ＷＬＡＮ装置では長時間干渉を受ける。特にＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用するＷＬＡＮ装置では、ＢＴ装置が出力する電波により送信機会が奪わる。そのため、大幅にスループットの性能が劣化する、という問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＢＴ装置の接続／設定手順において、他通信へ与える干渉を低減可能な無線通信装置および無線通信方法を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第一の無線通信を行う第一の無線通信手段と、前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行う第二の無線通信手段と、前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理手段と、を備え、前記第一の無線通信手段は、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを所定の時間間隔で送信する、ことを特徴とする。

　本発明にかかる無線通信装置および無線通信方法は、ＢＴ装置の接続／設定手順において、他通信へ与える干渉を低減できる、という効果を奏する。

図１は、従来方式によるＢＴ装置の接続／設定手順においてＷＬＡＮフレームによる影響を示す図である。 図２は、無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 図３は、無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 図４は、無線通信装置の構成例を示す図である。 図５は、無線通信装置の構成例を示す図である。 図６は、ＷＬＡＮ装置部が使用可能なチャネルとＢＴ装置部が使用可能なチャネルの対応関係を示す図である。 図７は、無線通信装置による干渉回避方法の一例を示す図である。 図８は、無線通信装置におけるＢＴ端末との接続制御処理の様子を示す図である。 図９は、予め決められたＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎのチャネルホッピングパターンの一例を示す図である。 図１０は、無線通信装置におけるＢＴ端末との接続制御処理の様子を示す図である。

　以下に、本発明にかかる無線通信装置および無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
　まず、従来方式によるＢＴ装置の接続／設定手順において、ＷＬＡＮ装置がデータ通信エラーを起こす、またはデータ通信が抑制される様子について簡単に説明する。図１は、従来方式によるＢＴ装置の接続／設定手順においてＷＬＡＮフレームによる影響を示す図である。横軸は時間、縦軸は周波数を示す。

　図１において、各矩形は、ＷＬＡＮ通信によるデータ通信に使用されるＷＬＡＮフレーム２１、ＢＴ装置がＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎにて他ＢＴ端末を探索するフレーム２２、ＷＬＡＮ端末がＣＳＭＡ／ＣＡによってＢＴ端末の通信を検出しＷＬＡＮ端末が通信を抑制する周波数領域２３Ａ（以下、ＷＬＡＮ通信抑制周波数領域２３Ａともいう）、ＷＬＡＮフレームとＢＴフレームの衝突あるいは近傍利用周波数によりエラーとなったＷＬＡＮフレーム２１Ｅ、ＷＬＡＮフレームとＢＴフレームの衝突或いは近傍利用周波数によりエラーとなったＢＴフレーム２２Ｅ、をそれぞれ示している。さらに、ＷＬＡＮ通信抑制周波数領域２３ＡでＢＴ端末が他ＢＴ端末を探索することにより、ＷＬＡＮ端末のデータ通信ができなくなる時間期間Ｔ１、およびＷＬＡＮ端末のバックオフ期間による通信抑制時間期間Ｔ２を、それぞれ示している。

　ＢＴ装置が、接続／設定手順であるＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ時、通常よりも長い一定期間間隔の探索パケットデータをＷＬＡＮ装置に影響のあるＦＨチャネルで送出すると、ＷＬＡＮ装置では、長時間干渉を受けることになり、特にＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用する場合、ＢＴ装置が出力する電波により送信機会が奪われ大幅にスループットの性能が劣化することになる。

　つづいて、ＢＴ装置の接続／設定手順において、他通信へ与える干渉を低減する無線通信装置および無線通信方法について説明する。

　図２は、本実施の形態に係る無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システムは、無線通信装置１と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信を行うＢＴ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））端末２と、ＷＬＡＮ通信を行うＷＬＡＮ端末３と、から構成される。無線通信装置１は、ＢＴ端末２との間でＢＴ通信を行い（ＢＴ通信４）、ＷＬＡＮ端末３との間でＷＬＡＮ通信を行う（ＷＬＡＮ通信５）。

　図３は、本実施の形態に係る無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。この無線通信システムは、図２の構成に加え、自動車６と、ＷＬＡＮ通信を行う車外のＷＬＡＮ端末３Ａと、から構成される。ＷＬＡＮ端末３とＷＬＡＮ端末３Ａは、排他利用でも構わないし、同時に利用しても構わない。なお、図３に示したように、自動車６内のような狭い空間でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＷＬＡＮを同時に使用する場合には、図２の構成よりも相互干渉が発生する可能性が高くなり、本実施の形態で説明する干渉回避機能がより有効的となる。

　ＷＬＡＮ通信を行うＷＬＡＮ端末３は、無線通信装置１の役割に応じて、基地局機能（アクセスポイント機能ともいう）として動作してもよいし、端末局機能（ステーション機能ともいう）として動作してもよいし、Ｗｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）のクライアント、あるいは、グループオーナーとしても動作してもよい。

　図４は、無線通信装置１の構成例を示す図である。無線通信装置１は、第一の無線通信であるＢＴ通信を行うＢＴ装置部１１（第一の無線通信手段）と、第二の無線通信であるＷＬＡＮ通信を行うＷＬＡＮ装置部１２（第二の無線通信手段）と、ＢＴ通信の無線信号を送受信するアンテナ１３と、ＷＬＡＮ通信の無線信号を送受信するアンテナ１４と、情報管理部１５と、アプリケーション処理部１６と、から構成される。

　情報管理部１５は、ＢＴ装置部１１およびＷＬＡＮ装置部１２からＢＴ通信およびＷＬＡＮ通信に関する情報を通信情報として管理する。通信情報としては、例えば、接続に関する情報（通信相手のデバイスアドレス、通信相手のニックネーム）、周波数使用状況、通信の優先度情報、通信状態（通信可能状態、未接続状態、接続／設定状態、低消費電力状態、電源ＯＦＦ、など）、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、あるいは自身のＧｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅに対する電力差など）、通信量（単位時間あたりの通信量、通信の時間変化量）等を含む。

　情報管理部１５が情報を収集する方法としては、例えば、ＢＴ装置部１１およびＷＬＡＮ装置部１２が、上記通信情報が変更されるようなイベントが発生した場合にそのイベントで生成または取得した情報または更新情報を通信情報として自動的に情報管理部１５へ通知する方法がある。また、情報を収集する方法はこれに限定するものではなく、情報管理部１５が、定期的にＢＴ装置部１１およびＷＬＡＮ装置部１２へ通信情報の収集を要求する指示を通知する方法としてもよいし、これら２つの方法を情報によって使い分けてもよい。上記通信情報が変更されるようなイベントとしては、例えば、周波数使用状況の変化（通信相手のデバイスと使用周波数を変更、新規周波数の追加、使用中周波数の一部削除あるいは全て削除）、通信の優先度情報の変化、通信状態の変化等を用いることが可能である。

　アプリケーション処理部１６は、所定のアプリケーション処理を行い、送信データに対して所定の送信処理を行い、ＢＴ装置部１１またはＷＬＡＮ装置部１２経由で通信相手に送信データを送信し、ＢＴ装置部１１またはＷＬＡＮ装置部１２経由で通信相手から受信した受信データに対する所定の受信処理を行う。例えば、アプリケーション処理部１６は、パーソナルコンピュータやスマートフォン上に搭載されるアプリケーションや、カーナビゲーションに搭載される地図アプリケーション、車両情報、Ｔｗｉｔｔｅｒ、ＦａｃｅＢｏｏｋ等のＳＮＳアプリケーション、Ｗｅｂアプリケーション等が挙げられる。ユーザーデータ或いはカーネルのデータを送受信する機能を有するものであれば、形態を限定するものではない。

　図５は、無線通信装置１の構成例を示す図である。図４とは異なる構成を示す。ＢＴ装置部１１およびＷＬＡＮ装置部１２は、図４ではそれぞれ別のアンテナ（アンテナ１３，１４）を用いるが、図５の例ではアンテナ１８を共用する。そして、アンテナ１８から送受信する無線信号を、信号の周り込みがおこらないようにＢＴ装置部１１とＷＬＡＮ装置部１２に分配するカプラ１７を備える。ＢＴ装置部１１、ＷＬＡＮ装置部１２、情報管理部１５、およびアプリケーション処理部１６の動作は図４と同様である。なお、図４、図５においてＢＴ装置部１１とＷＬＡＮ装置部１２は別々の装置部として記載しているが、物理的に別デバイス（ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ等）の形態であってもよいし、物理的に１つのデバイス（ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ等）に実装する形態であってもよい。同等の機能を実現するものであれば、形態を限定するものではない。さらには、無線通信装置１全体が、物理的に別デバイス（ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ等）の形態であってもよいし、物理的に１つのデバイス（ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ等）に実装する形態であってもよい。一部の機能（例えば、アプリケーション処理部１６）が、ＯＳや、カーネル、ミドルウェア等のソフトウェアで実現されてもよく、同等の機能を実現するものであれば、形態を限定するものではない。

　つぎに、ＷＬＡＮ装置部１２およびＢＴ装置部１１において使用可能なチャネルの対応関係について説明する。図６は、ＷＬＡＮ装置部１２が使用可能なチャネルとＢＴ装置部１１が使用可能なチャネルの対応関係を示す図である。図６に示した様に、ＷＬＡＮ装置部１２が対応しているＩＥＥＥ８０２．１１／ｂ／Ｇ／ｎ／ａｃ規格では、２．４ＧＨｚ帯の周波数帯に５ＭＨｚ間隔で１４個の周波数チャネル（図６中の“ＷＬＡＮ　Ｃｈａｎｎｅｌ”に相当、以下、ＷＬＡＮチャネルとする）が割り当てられている。ＷＬＡＮ装置部１２は、これらの１４個のＷＬＡＮチャネルのうち１以上の任意のＷＬＡＮチャネルを選択的に使用する。同様に、ＢＴ装置部１２が対応しているＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）では、２．４０ＧＨｚから２．４８ＧＨｚまでの周波数帯に定められた１ＭＨｚの占有周波数帯域幅を持つ７９個の周波数チャネル（図６中の“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）　ＦＨ　Ｃｈａｎｎｅｌ”に相当、以下、ＦＨチャネルという）において、ＢＴ装置部１２がこのうち１つのＦＨチャネルを選択し、時間経過と共に選択するＦＨチャネルを切り替えた無線通信を行う周波数ホッピング方式を採用している。この周波数ホッピング方式は、基本動作として予め決められた擬似ランダムアルゴリズムに基づいて一定時間間隔（例えば、６２５μｓ）ごとにＦＨチャネルの選択を行い、選択したＦＨチャネルに１パケットデータを割り当てて通信を行う。

　つづいて、本実施の形態における無線通信装置１による干渉回避方法について説明する。図７は、本実施の形態の無線通信装置１による干渉回避方法の一例を示すシーケンス図である。図７では、図２、図３の無線通信システムの構成を前提とし、一例として、ＷＬＡＮ端末３が無線通信装置１に接続しデータ通信を行っている通信状態において、ＢＴ端末２が無線通信装置１に接続する、あるいは無線通信装置１がＢＴ端末２に接続する場合のシーケンス図を示している。

　まず、無線通信装置１のＷＬＡＮ装置部１２は、未接続時、ＷＬＡＮ端末３との間で、ＷＬＡＮ通信の接続制御処理を行う（ステップＳ１）。このとき、無線通信装置１のＷＬＡＮ装置部１２は、基地局機能（アクセスポイント機能ともいう）として動作してもよいし、端末局機能（ステーション機能ともいう）として動作してもよいし、Ｗｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）としても動作してもよい。ＷＬＡＮ通信の接続制御処理は、従来と同等である。

　ＷＬＡＮ装置部１２は、接続制御処理の完了後、ＷＬＡＮ接続制御処理が完了したことを通知するＷＬＡＮ接続通知に、接続制御処理によって得たＷＬＡＮ端末３の接続に関する情報（通信相手のデバイスアドレス、通信相手のニックネーム）、周波数使用状況、通信の優先度情報、通信状態（通信可能状態）、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、或いは自身のＧｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅに対する電力差など）、通信量（単位時間あたりの通信量、通信の時間変化量）等を格納して情報管理部１５へ通知する（ステップＳ２）。

　ＷＬＡＮ接続通知を通知するタイミングは、例えば、ＷＬＡＮ装置部１２が、ステーションとして動作している場合には、ＳｃａｎあるいはＰｒｏｂｅ　Ｒｅｑｕｅｓｔフレームを送信して接続するアクセスポイントを決定して、使用するチャネルが決定された時でもよいし、ＰｒｏｂｅやＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ、ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎなどのＷＬＡＮの制御フレームを送信または受信した時でもよいし、４ｗａｙ－ｈａｎｄｓｈａｋｅなどの接続手順が開始または終了した時でもよく、いずれか１つのタイミングで通知すればよい。一方、ＷＬＡＮ装置部１２が、アクセスポイントとして動作する場合には、Ｓｃａｎ等を用いて使用するチャネルをした時、ＷＬＡＮ端末が接続した時、あるいは、接続するＷＬＡＮ端末の通信状態が変更した場合等に通知すればよい。

　接続制御処理の終了後、無線通信装置１のＷＬＡＮ装置部１２とＷＬＡＮ端末３との間では、通信可能となり、ＷＬＡＮ通信によるデータ通信が行われる（ステップＳ３）。

　情報管理部１５は、通知された情報を通信情報の一部として保持し、管理しているＷＬＡＮ接続数と、接続先情報、動作チャネル情報、電界強度情報など、通信情報を更新する。自身が基地局あるいはＷＦＤとして動作する場合には、接続するＷＬＡＮ端末毎に管理する。また、情報管理部１５では、ＷＬＡＮ装置部１２が動作するにあたり、ＢＴ装置部１１が通信を行う際に、被干渉となるチャネルである周波数チャネル情報（以下、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報という）を通知された情報を元に更新する。ＷＬＡＮ被干渉情報は、通知された情報を元に変更されるため、ＷＬＡＮ接続数や接続形態によって値が異なる（ステップＳ４）。

　情報管理部１５は、ＢＴ装置部１１が周波数ホッピングに使用可能なチャネルマップ（ＡＦＨチャネルマップともいう）を通知するチャネルマップ更新に、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報を考慮したチャネルマップ情報を格納してＢＴ装置部１１へ通知する（ステップＳ５）。すなわち、ＢＴ装置部１１では、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎといった接続制御処理やＡＦＨ機能にて用いられる、周波数ホッピングに使用するチャネルを選択するためのチャネルマップにおいて、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報に対応するＦＨチャネルが使用できないことを意味する。なお、本実施の形態においては、ＢＴ装置部１１の電源が入っていない場合などについては、予め初期動作用の設定に書きこんでおくか、または後述する起動後に実施（ステップＳ８）することで同等の効果を実現可能である。

　ＢＴ装置部１１は、ＢＴ端末２と未接続時、自身が起動した、あるいはＢＴ端末を探しに行く段階で、ＢＴ起動通知を情報管理部１５へ通知する（ステップＳ６）。ＢＴ起動通知には、ＢＴ装置部１１のデバイスクラス、送信電力、Ｇｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅなどの初期動作設定を格納することが可能である。なお、情報管理部１５からＢＴ装置部１１を起動させる場合には、情報管理装置１５が、ＢＴ起動通知をＢＴ装置部１１へ通知する。また、本実施の形態では、ＢＴ装置部１１と情報管理部１５との間でＢＴ起動通知を行なっているが、ＢＴ装置部１１が起動またはＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎといった接続制御処理にするトリガー情報であれば、他の手段で実現しても構わない。さらには、ＢＴ装置部１１の初期動作設定については、予め情報管理部１５にて保持していても構わない。

　情報管理部１５は、ＢＴ起動通知を元に通知された情報を通信情報の一部として保持し、ＷＬＡＮ接続通知（ステップＳ２）とＢＴ起動通知（ステップＳ６）から通知された情報を元に、通信情報を更新するとともに、ＷＬＡＮ被干渉情報を更新する（ステップＳ７）。

　情報管理部１５は、ＢＴ装置部１１が周波数ホッピングに使用可能なチャネルマップを通知するチャネルマップ更新に、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報を考慮したチャネルマップ情報を格納してＢＴ装置部１１へ通知する（ステップＳ８）。すなわち、ＢＴ装置部１１では、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎと言った接続制御処理やＡＦＨ機能にて用いられる、周波数ホッピングに使用するチャネルを選択するためのチャネルマップにおいて、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報に対応するＦＨチャネルが使用できないことを意味する。

　なお、本実施の形態では、ＢＴ起動通知（ステップＳ６）後に、通信情報更新（ステップＳ７）を実施して、チャネルマップ更新（ステップＳ８）を行った上で、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎといった探索／接続制御処理を実施しているが、これに限定するものではない。例えば、予めＢＴ装置部１１が、接続／設定状態に移行する前にチャネルマップ更新を行い、ＷＬＡＮ被干渉チャネルを利用させないように通知する方法でも構わない。

　無線通信装置１のＢＴ装置部１１は、ＢＴ端末２との間で、ＢＴ通信の接続制御処理を行う（ステップＳ９）。

　ＢＴ装置部１１は、接続制御処理の完了後、ＢＴ接続制御処理が完了したことを通知するＢＴ接続通知に、接続制御処理によって得たＢＴ端末２の接続に関する情報（通信相手のデバイスアドレス、通信相手のニックネーム）、周波数使用状況、通信の優先度情報、通信状態（通信可能状態）、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、或いは自身のＧｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅに対する電力差など）、通信量（単位時間あたりの通信量、通信の時間変化量）、トラヒック種別とプロトコル種別（ＳＣＯ、ｅＳＣＯ、ＡＣＬ、ＨＶ３、ＨＶ５など）等を格納して情報管理部１５へ通知する（ステップＳ１０）。これ以外に例えば、情報管理部１５は、ＢＴ端末２とのデータ通信中に、ＢＴ装置部１１からの通知を受ける、アプリケーション処理部１６からの通知を受ける、またはアプリケーション処理部１６とＢＴ装置部１１との間でやり取りされる通信データをスヌーピングすることにより、ＡＣＬ、ＳＣＯ／ｅＳＣＯ等のプロトコルの種別を検知して、プロトコルの種別、トラヒック量、電波環境等に基づいて、またあらかじめ設定しておくことによりＢＴ通信の優先度を決定しておいてもよい。

　接続制御処理の終了後、無線通信装置１のＢＴ装置部１１とＢＴ端末２との間では、通信可能となり、ＢＴ通信によるデータ通信が行われる（ステップＳ１１）。

　情報管理部１５は、通知された情報を通信情報の一部として保持し、管理しているＢＴ接続数と、接続先情報、動作チャネル情報、電界強度情報などを更新する。また、管理しているＢＴ接続数をインクリメントする。なお、情報管理部１５は、ＢＴ通信の接続数をＢＴ接続数として管理することとし、ＢＴ接続数の初期値を０とし、ＢＴ接続通知があった場合にインクリメントする。また、接続が終了した場合には、ＢＴ接続数をデクリメントする。さらには、情報管理部１５は、ＷＬＡＮ接続通知（ステップＳ２）とＢＴ接続通知（ステップＳ１０）から通知された情報を元に、通信情報を更新するとともに、ＷＬＡＮ被干渉情報を更新する（ステップＳ１２）。

　また、ＷＬＡＮ通信の接続状況の変化、伝搬環境の変化、トラフィック量が変更された場合や、アクセスカテゴリー（ＡＣ）の異なるトラフィックが発生／完了した場合などには、ＷＬＡＮ状態変更を通知するＷＬＡＮ変更通知に、接続するＷＬＡＮ端末に関する情報（通信相手のデバイスアドレス、通信相手のニックネーム）、周波数使用状況、通信の優先度情報、通信状態（通信可能状態）、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、或いは自身のＧｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅに対する電力差など）、通信量（単位時間あたりの通信量、通信の時間変化量）等を格納して情報管理部１５へ通知することにより、ＷＬＡＮ装置部１２の通信状況に加え、お互いの干渉状況確認するための通信情報を更新することが可能となる（ステップＳ１３）。

　情報管理部１５は、ＷＬＡＮ変更通知を元に通知された情報を通信情報の一部として保持し、必要に応じて、通信情報を更新するとともに、ＷＬＡＮ被干渉情報などを更新する（ステップＳ１４）。

　また、ＢＴ装置部１１は、ＡＦＨによるＢＴ通信を実施し、必要に応じてＡＦＨで周波数ホップングに使用するチャネルを選択するために用いるチャネルマップ（ＡＦＨチャネルマップともいう）を更新し、更新したＡＦＨチャネルマップを情報管理部１５へ通知する。以降、情報管理部１５は、定期的にＢＴ装置部１１へＡＦＨチャネルマップの通知を要求し、ＢＴ装置部１１は、ＡＦＨチャネルマップを情報管理部１５へ通知する（ステップＳ１５）。ＡＦＨチャネルマップは、ＢＴ通信で使用可能なＦＨチャネルごとに、ＢＴ装置部１１がＢＴ通信に使用可能であるか否かを示すマップである。ＢＴ装置部１１は、従来のＢＴ端末と同様に、ＦＨチャネルごとに受信品質を観測し、観測した結果に基づいて使用可能なチャネルであるか否かを判断する。ただし、前述のように、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報が事前にＢＴ装置部１１に通知されているので、ＡＦＨチャネルマップはＷＬＡＮ被干渉チャネル情報を考慮した上で作成される。なお、前述のように、情報管理部１５にて通信情報の更新が行われ、ＷＬＡＮ被干渉情報が更新された場合には、先のチャネルマップ更新（ステップＳ５、Ｓ８）を用いて情報管理部１５からＢＴ装置部１１に対してチャネルマップを設定することが可能である。

　情報管理部１５は、チャネルマップ通知を元に通知された情報を通信情報の一部として保持し、通信情報を更新するとともに、ＷＬＡＮ被干渉情報を更新する（ステップＳ１６）。

　なお、チャネルマップ更新（ステップＳ５、Ｓ８）において、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報に対応するＦＨチャネルを使用不可としているが、ＡＦＨチャネルマップにおいてＦＨチャネル数が規定の数値よりも下回っている場合や、端末の設置位置、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、など）、アンテナ構成等によってＢＴ装置部１１とＢＴ端末２とのＢＴ通信と、ＷＬＡＮ装置部１２とＷＬＡＮ端末３のＷＬＡＮ通信に影響が少ない場合には、ＷＬＡＮ通信が使用する動作チャネルの中心周波数から遠い１以上のＦＨチャネルを使用することも可能である。

　また、無線通信装置１のＢＴ装置部１１が、通信中あるいは再起動時にＢＴ端末２以外のＢＴ端末を探索／接続制御処理を行う場合には、本実施の形態において図示していないが、情報管理部１５よりＷＬＡＮ被干渉情報を考慮したチャネルマップを用いて、探索／接続制御処理を行うものとする。したがって、接続／設定状態、通信可能状態など、いかなる場合においても、ＢＴ装置部１１によってＷＬＡＮ通信に影響を与えることがない。

　また、本実施の形態では、ＷＬＡＮ接続通知（ステップＳ２）を元にチャネルマップを作成したが、例えば、過去の端末接続履歴などに基づいて、情報管理部１５において、ＷＬＡＮ被干渉情報を考慮したチャネルマップを用いて、探索／接続制御処理を行うことも可能である。

　つぎに、図７で説明した干渉回避方法の一例を、図８を用いて説明する。図８は、無線通信装置１におけるＢＴ端末２との接続制御処理の様子を示す図である。無線通信装置１のＷＬＡＮ装置部１２がＷＬＡＮ端末３とＷＬＡＮ通信によるデータ通信中において、ＢＴ装置部１１がＢＴ端末２とＢＴ通信によってＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎと言った接続制御処理を実施している状況を示している。ここで各矩形は、ＷＬＡＮ通信によるデータ通信に使用されるＷＬＡＮフレーム２１、ＢＴ装置部１１がＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎにて他ＢＴ端末を探索するフレーム２２、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報を元に、ＢＴ装置部１１がＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ、ＡＦＨにて使用しないように設定されたチャネルマップの領域２３、をそれぞれ示している。ここでは、ＢＴ装置部１１は、チャネルマップの領域２３を除いた無線チャネルを除いて、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎを所定の時間間隔で行っている。予め決められたＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ時のチャネルホッピングパターンを崩している。

　同様に、干渉回避方法の他の一例を、図９および図１０を用いて説明する。なお、各矩形波は図８と同様である。図９は、本実施の形態で用いる予め決められたＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎのチャネルホッピングパターンの一例を示す図である。図１０は、無線通信装置１におけるＢＴ端末２との接続制御処理の様子を示す図である。図１０では、予め決められたＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎのチャネルホッピングパターンに対して、無線通信装置１では、ＷＬＡＮ被干渉情報を元に該当するＦＨチャネルマップの送信行わないことにより、予め決められたＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ時のチャネルホッピングパターンを崩すこと無くＷＬＡＮへ通信に影響を与えないようにしている。なお、この際、図７に示したように、情報管理部１５が、ＢＴ装置部１１に対してＡＦＨチャネルマップを変更して送信を抑制してもよいし、あるいは予めＢＴ装置部１１から取得したＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎのチャネルホッピングパターンとタイミング情報から、情報管理部１５がＢＴ装置部１１に対して、ＷＬＡＮ通信に影響のあるＷＬＡＮ被干渉チャネルに対して、直接送信を抑制するように制御しても構わない。

　なお、図７に示すシーケンス図では、一例として、ＷＬＡＮ端末３が無線通信装置１に接続しデータ通信を行っている通信状態において、ＢＴ端末２が無線通信装置１に接続する、あるいは無線通信装置１がＢＴ端末２に接続する場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、ＢＴ端末２が無線通信装置１に接続しデータ通信を行っている通信状態において、ＷＬＡＮ端末３が無線通信装置１に接続する、あるいは無線通信装置１がＷＬＡＮ端末３に接続する場合や、ＢＴ端末２およびＷＬＡＮ端末３がそれぞれ無線通信装置１と接続して通信している場合においても、無線通信装置１では、図７および図９に示す干渉回避方法を実施することが可能である。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置１において、情報管理部１５が、ＢＴ装置部１１およびＷＬＡＮ装置部１２からの通信情報を取得して保持し、接続に関する情報（通信相手のデバイスアドレス、通信相手のニックネーム）、周波数使用状況（使用チャネル）、通信の優先度情報、通信状態（通信可能状態、接続／設定状態、低消費電力状態、電源ＯＦＦ）、電界強度（ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、或いは自身のＧｏｌｄｅｎ　Ｒａｎｇｅに対する電力差など）、通信量（単位時間あたりの通信量、通信の時間変化量）等に基づいて、ＷＬＡＮ被干渉チャネル情報により、使用不可チャネルを決定し、ＢＴ装置部１１がＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎ時に使用するチャネルのうちＷＬＡＮ通信に影響のあるＦＨチャネルを取り除き、ＢＴ装置部１１に対してチャネルマップを更新する。または、予めＢＴ装置部１１から取得したＩｎｑｕｉｒｙ／Ｓｃａｎのチャネルホッピングパターンとタイミング情報から、情報管理部１５がＢＴ装置部１１に対して、ＷＬＡＮ通信に影響のあるＦＨチャネルでの送信を抑制する。これにより、ＢＴ装置部１１は、ＷＬＡＮ通信に与える影響を低減して他ＢＴ端末を探索することができる。

　さらに、ＢＴ装置部１１では、通信中あるいは再起動時にＢＴ端末２以外のＢＴ端末を探索／接続制御処理を行う場合、情報管理部１５よりＷＬＡＮ被干渉情報を考慮したチャネルマップを用いて、探索／接続制御処理を行う。これにより、ＢＴ装置部１１は、接続／設定状態、通信可能状態などにおいても、ＷＬＡＮ通信に与える影響を低減することができる。

　本実施の形態に係る無線通信装置１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／Ｇ／ｎ／ａｃ）またはＷｉ－Ｆｉを搭載する無線通信装置として、スマートフォン、カーナビゲーション、カーオーディオ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、ＰＤＡ、ディスプレイ、テレビ、ホームゲートウェイ、複合型アクセスポイント、等へ適用することが可能である。また、本実施の形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）について説明しているが、Ｋｌｅｅｒ（登録商標）や、コードレス電話機などの複数の対応周波数の中から動作周波数を切り替えて通信を行う通信方式に対しても適用することが可能である。

　このように、本実施の形態に係る無線通信装置および無線通信方法は、複数の無線方式で通信を行う無線通信装置に有効であり、特に、通信方式としてＢＴ通信方式やＫｌｅｅｒ(登録商標)などの複数の対応周波数の中から動作周波数を切り替えて通信を行う通信方式を含む無線通信装置に適している。

　１　無線通信装置
　２　ＢＴ端末
　３　ＷＬＡＮ端末
　１１　ＢＴ装置部
　１２　ＷＬＡＮ装置部
　１３、１４、１８　アンテナ
　１５　情報管理部
　１６　アプリケーション処理部
　１７　カプラ

Claims (18)

1. 　第一の無線通信を行う第一の無線通信手段と、
   　前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行う第二の無線通信手段と、
   　前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理手段と、
   　を備え、
   　前記第一の無線通信手段は、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを所定の時間間隔で送信する、
   　ことを特徴とする無線通信装置。
2. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段および前記第二の無線通信手段から取得した各無線通信手段における周波数使用状況および通信状態を含む通信情報に基づいて、前記被干渉チャネルを決定する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段の通信状態に応じて前記被干渉チャネルを更新する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段が通信中の端末以外の他の端末を探索する際に前記被干渉チャネルを更新する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
5. 　第一の無線通信を行う第一の無線通信手段と、
   　前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行う第二の無線通信手段と、
   　前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理手段と、
   　を備え、
   　前記第一の無線通信手段は、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを送信する際、予め決められた前記探索フレームの送信タイミングおよび送信チャネル対して、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて前記探索フレームを送信する、
   　ことを特徴とする無線通信装置。
6. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段および前記第二の無線通信手段から取得した各無線通信手段における周波数使用状況および通信状態を含む通信情報に基づいて、前記被干渉チャネルを決定する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段の通信状態に応じて前記被干渉チャネルを更新する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
8. 　前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段が通信中の端末以外の他の端末を探索する際に前記被干渉チャネルを更新する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
9. 　請求項１に記載の無線通信装置を、車載機として使用することを特徴とする無線通信装置。
10. 　請求項５に記載の無線通信装置を、車載機として使用することを特徴とする無線通信装置。
11. 　第一の無線通信を行う第一の無線通信手段と、前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行う第二の無線通信手段と、前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理手段と、を備えた無縁通信装置における無線通信方法であって、
    　前記情報管理手段が、前記被干渉チャネルを決定する被干渉チャネル決定ステップと、
    　前記第一の無線通信手段が、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを所定の時間間隔で送信する探索ステップと、
    　を含むことを特徴とする無線通信方法。
12. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段および前記第二の無線通信手段から取得した各無線通信手段における周波数使用状況および通信状態を含む通信情報に基づいて、前記被干渉チャネルを決定する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
13. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段の通信状態に応じて前記被干渉チャネルを更新する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
14. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段が通信中の端末以外の他の端末を探索する際に前記被干渉チャネルを更新する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
15. 　第一の無線通信を行う第一の無線通信手段と、前記第一の無線通信と同一周波数帯で第二の無線通信を行う第二の無線通信手段と、前記第一の無線通信および前記第二の無線通信を同時に行うことで干渉が発生する被干渉チャネルを決定する情報管理手段と、を備えた無縁通信装置における無線通信方法であって、
    　前記情報管理手段が、前記被干渉チャネルを決定する被干渉チャネル決定ステップと、
    　前記第一の無線通信手段が、前記第一の無線通信で無線通信を行う端末を探索する探索フレームを送信する際、予め決められた前記探索フレームの送信タイミングおよび送信チャネル対して、前記同一周波数帯において前記被干渉チャネルを除いた無線チャネルを用いて前記探索フレームを送信する探索ステップと、
    　を含むことを特徴とする無線通信方法。
16. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段および前記第二の無線通信手段から取得した各無線通信手段における周波数使用状況および通信状態を含む通信情報に基づいて、前記被干渉チャネルを決定する、
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信方法。
17. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段の通信状態に応じて前記被干渉チャネルを更新する、
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信方法。
18. 　前記被干渉チャネル決定ステップでは、前記情報管理手段は、前記第一の無線通信手段が通信中の端末以外の他の端末を探索する際に前記被干渉チャネルを更新する、
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信方法。

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