JP5359755B2

JP5359755B2 - 無線通信システム、端末機器、無線ｌａｎアクセスポイント、及び無線通信方法

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Publication number: JP5359755B2
Application number: JP2009231726A
Authority: JP
Inventors: 智明中西
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Priority date: 2009-10-05
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Publication date: 2013-12-04
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Description

本発明は、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードで無線通信を行う技術に関し、特に、無線ＬＡＮアクセスポイントのデータ送信タイミングを制御しながら２重通信モードで無線通信を行う無線通信システム、この無線通信システムに構成される端末機器と無線ＬＡＮアクセスポイント、及び無線通信方法に関する。

近年、ＰＣ（Personal Computer）市場を中心に無線通信によって機器間の通信接続を行う装置が増えている。このような機器間の通信接続の方法のうち、ノートＰＣの通信接続においては、無線ＬＡＮによる通信接続を利用する頻度が、有線ＬＡＮによる通信接続を利用する頻度に比べ、上回る情勢となっている。一方、機器間におけるペアリングの簡易性等の観点から、数ｍ程度の短距離無線通信方式であるBluetooth（ブルートゥース）も急速にそのシェアを伸ばしてきている。それに伴って、無線ＬＡＮとBluetoothの双方の無線通信方式（以下、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式と言う）を実装する通信機器（端末機器）も市場に多く出回っている。

このような無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式は操作が簡単で便利である反面、無線ＬＡＮとBluetoothの両者の通信方式で同じ２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するために、無線信号が干渉し合って通信性能が劣化することが分かっている。そこで、このような混信現象を回避するために、Bluetooth単体としては、ＡＦＨ(Auto Frequency Hopping)と呼ばれる、無線ＬＡＮが使用している周波数帯を避けて送信を行う機能を備えている。しかし、無線ＬＡＮを使用している端末機器とBluetoothを使用している端末機器との間の距離が近い場合は、無線ＬＡＮの使用周波数帯を正常に判断することができなくなるために正常に通信動作を行うことができないという問題があった。

そこで、このような不具合を回避するために、Coexistenceと呼ばれる無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の送信制御を時分割で行う方式が知られている。このような時分割による送信制御によって、時分割による通信性能の劣化は発生するものの、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式を搭載した端末機器からの送信においては電波干渉の影響を避けることができる。

また、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical Electronics Engineers Inc）により策定された免許不要の無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１作動の無線ＬＡＮとBluetoothとの、２重通信モードで無線データ通信を行う無線通信システムに関する技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、アクセスポイント（インタフェース装置）は、BluetoothとＩＥＥＥ８０２．１１作動の無線ＬＡＮとの何れの信号も処理できるように構成されていると共に、送信している端末機器のBluetoothによる信号送受信の時間帯を予約している。これによって、アクセスポイントは、該当する端末機器のBluetoothによる信号送受信の時間帯を避けて、その端末機器へデータ送信を行うことができるので、端末機器とアクセスポイントとの間で信号の衝突を避けることができると共に、無線ＬＡＮとBluetoothとの間の電波干渉を避けることができる。

特開２００２−３１９９４８号公報

しかしながら、上記従来の時分割によって送信制御を行う無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式においては、端末機器相互間の電波干渉を避けることができるものの、周辺機器は端末機器側の動作状態が分からないため、それぞれの周辺機器のタイミングで送信を行っている。そのため、対向する端末機器からの送信と自端末機器の送信とが衝突してしまうおそれがあるため、結果的に、十分な通信性能を得ることが難しい。

また、上記特許文献１に開示された技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式による２重通信モードの無線データ通信を行う端末機器が、信号の衝突や電波干渉を避けるための技術であるが、送信制御を時分割で行っているものではない。すなわち、アクセスポイントは端末機器のBluetoothによる信号送受信の時間帯をあらかじめ予約しておき、予約されたBluetoothによる信号送受信の時間帯を避けてアクセスポイントから端末機器へデータ送信を行うことにより、両者の信号の衝突や混信を回避している。そのため、端末機器は、その都度、アクセスポイントにBluetooth活動時間帯を予約しなければならないので、端末機器による２重通信モードの無線データの送受信時における使い勝手が極めて悪くなってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、無線ＬＡＮアクセスポイントによって対向する端末機器の双方の送信タイミングを制御することで、時分割における転送効率を向上させると共に端末機器相互間の信号の衝突を避けることができる無線通信システム、端末機器、無線ＬＡＮアクセスポイント、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データＡを時分割して無線通信を行う端末機器と、端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ送信タイミングを制御し、その端末機器のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間にデータＢの送信を行う無線ＬＡＮアクセスポイントとを備え、前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記３個の時間情報に基づいて前記通信可能時間を算出することを特徴とする。

また、本発明にかかる無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式による２重通信モードの無線通信制御を時分割で行う無線通信システムに構成される無線ＬＡＮアクセスポイントであって、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式を搭載した端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ送信タイミングを制御し、端末機器のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間にデータＢの送信を行い、前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、前記３個の時間情報に基づいて前記通信可能時間を算出することを特徴とする。

また、本発明に係る端末機器は、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データＡを時分割して無線通信を行う端末機器であって、無線ＬＡＮアクセスポイントがデータＡに基づいて制御したデータ送信タイミングに応じて、Bluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間に無線ＬＡＮアクセスポイントからデータＢを受信し、前記データＡとし、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報を前記無線ＬＡＮアクセスポイントへ送信することを特徴とする。

また、本発明に係る無線通信方法は、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式による２重通信モードの無線通信制御を時分割で行う無線通信方法であって、端末機器が、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データＡを時分割して無線通信を行う第１のステップと、無線ＬＡＮアクセスポイントが、端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ送信タイミングを制御する第２のステップと、ＬＡＮアクセスポイントが、データ送信タイミングに基づいて、端末機器のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間に、端末機器へデータＢの送信を行う第３のステップとを含み、前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記第２のステップにおいて、前記３個の時間情報に基づいて前記通信可能時間を算出することを特徴とする。

本発明の無線通信システムによれば、端末機器が、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式を搭載して時分割によって同時通信を行う場合、無線ＬＡＮアクセスポイントが端末機器への送信タイミングの制御を行うことにより、端末機器側のBluetooth送信時における無線信号の衝突を避けることができる。すなわち、無線ＬＡＮアクセスポイントが、時分割に関するパラメータとして無線ＬＡＮ占有時間やBluetooth占有時間などの時間情報に基づいて端末機器への送信タイミングを制御しているので、複数の端末機器間で送信信号が衝突するおそれはなくなる。その結果、単純な無線信号の衝突による転送効率の劣化を回避することができると共に、再送信によるFall Down（データ通信レートの低下）を防ぐことができる。これにより、Fall Downによる転送効率の劣化を抑えることができると共に、端末機器の使用可能な周波数帯域を増加させることができる。

本発明の無線通信システムの構成図である。図１に示す端末機器１０の動作の流れを示すフローチャートである。図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）２０の動作の流れを示すフローチャートである。図１に示すＡＰ２０が送信タイミング制御を行ったときのＡＰ２０側の動作を示す概念図である。図１に示すＡＰ２０がMulticast PacketをUnicast Packetに変換して送信する場合の効果を示す概念図である。図１に示すＡＰ２０がＷＬＡＮ通信可能時間帯のみデータ送信を行う場合の効果を示す概念図である。

本発明の無線通信システムは、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式において、無線ＬＡＮアクセスポイントから端末機器へ送信されるデータの送信制御を行うことを特徴としている。これにより、同じ２．４５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ／Bluetoothを同時に使用できる端末機器の競合において、信号の衝突や混信を避けて効率の良いデータ通信を行うことができる。

すなわち、本発明の無線通信システムは、無線ＬＡＮ／Bluetoothの双方の通信方式で通信可能な端末機器および無線ＬＡＮアクセスポイントによって構成され、端末機器から無線ＬＡＮアクセスポイントに対して時分割に関するパラメータ（つまり、無線ＬＡＮ占有時間やBluetooth占有時間などのパラメータ）を送信している。そして、無線ＬＡＮアクセスポイントは、受信したパラメータによって算出された通信可能時間帯に端末機器へデータを送信している。言い換えると、無線ＬＡＮアクセスポイントは、端末機器との通信が可能な時間帯にのみ端末機器とデータの送受信を行っている。これによって、端末機器間におけるデータの衝突や混信を防ぐことができる。以下、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

《第１実施形態》
先ず、本発明における無線通信システムの構成について説明する。図１は、端末機器と無線ＬＡＮアクセスポイントとからなる本発明の無線通信システムの構成図である。図１に示すように、無線通信システム１は、端末機器１０と無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、ＡＰ：Access Pointと云う）２０とが無線で接続されて構成されている。

図１において、端末機器１０は、端末機器１０内の各部を制御するＣＰＵ１１、端末機器１０のワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）１２、端末機器１０の制御プログラムを格納するフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）１３、端末機器１０の各種情報を表示する表示部１４、データを入力するためのヒュ−マンインタフェースとなるキー入力部１５、及び無線部１６を備えて構成されている。なお、無線部１６は無線ＬＡＮ部１６ａとBluetooth部１６ｂとによって構成されている。

また、ＡＰ２０は、ＡＰ２０内の各部を制御するＣＰＵ２１、ＡＰ２０のワークエリアとなるＲＡＭ２２、ＡＰ２０の制御プログラムを格納するフラッシュＲＯＭ２３、ＡＰ２０の各種情報を表示する表示部２４、データを入力するためのヒュ−マンインタフェースとなるキー入力部２５、及びＡＰ２０側の無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ部２６を備えて構成されている。

すなわち、端末機器１０側のＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、フラッシュＲＯＭ１３、表示部１４、及びキー入力部１５と、ＡＰ２０側のＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、フラッシュＲＯＭ２３、表示部２４、及びキー入力部２５は、それぞれ同一機能を有する要素で構成されている。従って、端末機器１０側の無線部１６とＡＰ２０側の無線ＬＡＮ部２６のみが異なっている。尚、上記の各要素のうち、表示部１４，２４、及びキー入力部１５，２５は必須の要素ではないが、より良好なユーザインタフェースを提供する上で搭載されていることが望ましい。

次に、図１に示す無線通信システム１の動作について説明する。本発明の無線通信システム１は、（１）ＡＰ２０側の送信タイミングの制御、（２）ＡＰ２０側の送信パケットの最適化、によって実現される。

最初に、（１）のＡＰ側送信タイミングの制御についてフローチャートを用いて詳細に説明するが、先ず、端末機器１０側の動作について説明する。
図２は、図１に示す端末機器１０の動作の流れを示すフローチャートである。
図２において、端末機器１０が起動されると、端末機器１０は、無線ＬＡＮが起動できる状態であるか否かを確認する（ステップＳ１）。ここで、無線ＬＡＮが起動可能な状態である場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、端末機器１０はBluetoothの起動状態を確認し（ステップＳ２）、Bluetoothが起動中であるか否かの判定を行う（ステップＳ３）。

ここで、Bluetoothが起動している場合は(ステップＳ３でＹｅｓ)、端末機器１０は、自己の無線部１６内のBluetooth部１６ａと無線ＬＡＮ部１６ｂに対して、Coexistenceに関するパラメータの設定を行い、時分割の制御を開始する（ステップＳ４）。パラメータの設定は、
・無線ＬＡＮ占有時間
・ Bluetooth占有時間
の情報をメモリ等に記録することである。例えば、無線ＬＡＮの通信とBluetoothの通信をそれぞれ１秒おきに行うのであれば、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間共に、１秒に対応する情報が記録される。尚、Coexistenceとは、無線ＬＡＮ／Bluetoothを双方実装する端末機器において、時分割を使用して無線ＬＡＮ／Bluetoothを同時に通信可能とする方式である。この方式は無線ＬＡＮモジュールとBluetoothモジュールとを有線にて接続し、互いの通信状態を通知し合うことで時分割の制御を行うものであり、この機能自体が実装されている端末機器は既に存在している。

次に、無線ＬＡＮを起動してスキャン処理を実行し、この時に端末機器１０より送信するProbe Requestの書換えを行う。すなわち、Probe RequestのVendor Specificに情報要素を付加してProbe Requestの書換えを行い（ステップＳ５）、書換えられたProbe Requestの送信を行う（ステップＳ６）。ここで、スキャン処理とは、無線ＬＡＮのStation側が無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）を検索する処理のことである。なお、ステップＳ３でBluetoothが起動していない場合は(ステップＳ３でＮｏ)、端末機器１０より送信するProbe Requestの書換えは行わないで、そのままのProbe Requestの送信を行う（ステップＳ６）。

ここで、ステップＳ５においてProbe RequestのVendor Specificに付加される情報要素は次のような内容である。すなわち、
・時分割制御フラグ（８ｂｉｔ）
・無線ＬＡＮ占有時間［ｍｓｅｃ／４］（１６ｂｉｔ）
・ Bluetooth占有時間［ｍｓｅｃ／４］（１６ｂｉｔ）
・無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間［ｍｓｅｃ／４］（１６ｂｉｔ）

なお、「時分割制御フラグ」は、Coexistenceによる時分割制御が行われているか否かを示すフラグである。Vendor Specificの拡張性を考慮して８ｂｉｔを準備し、そのうち１ｂｉｔに時分割制御フラグを割り当てるものとするが、残り３つのパラメータの有無で時分割が行われているか否かは判断できるため、他にProbe RequestのVendor Specificに追加する情報要素がなければ、このパラメータは無くてもかまわない。

また、「無線ＬＡＮ占有時間」及び「Bluetooth占有時間」は、Coexistenceにおける時分割の分割比を示すパラメータである。さらに、「無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間」は、端末機器１０において、時分割制御においてBluetoothから無線ＬＡＮに通信可能時間帯が切り替わったタイミングからパケット送信までに経過した時間を示している。

また、Bluetoothクロック値の最小値は３１２．５μｓｅｃであるが、Coexistenceの使用、且つ最もクロック値が小さくなるのは、SCO Link HV3 Packet使用時と想定される。このときBluetoothが占有する時間は１．２５ｍｓｅｃであることから、Bluetoothクロック値は０．２５ｍｓｅｃ単位で設定できることが望ましい。なお、Bluetoothが起動されていない場合は、このような処理は行わず、図２のステップＳ３のＮｏからステップＳ６の流れに示したように、通常のProbe Requestを送信してスキャン処理を行う。

次に、ＡＰ２０側の動作について説明する。図３は、図１に示すＡＰ２０の動作の流れを示すフローチャートである。図３において、ＡＰ２０は、受信したProbe Requestが応答すべき情報を含んでいた場合は、そのProbe RequestのVendor Specificに付加される情報要素に含まれる時分割制御フラグを確認する（ステップＳ１１）。

そして、時分割制御フラグが有効であるか否かを確認し（ステップＳ１２）、時分割制御フラグが有効になっている場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、取得した情報要素の他のパラメータから、Probe Requestを送信してきた端末機器１０の無線ＬＡＮ通信可能な時間帯を算出し、これを記憶する（ステップＳ１３）。

次に、ＡＰ２０は、端末機器１０の無線ＬＡＮ通信可能な時間帯があるか否かを判定し（ステップＳ１４）、端末機器１０の無線ＬＡＮ通信可能な時間帯があれば（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ＡＰ２０は、算出された端末機器１０の無線ＬＡＮ通信可能な時間帯にて、Probe Responseをその端末機器１０に対して応答する（ステップＳ１５）。すなわち、ＡＰ２０から端末機器１０への応答の送信を、計算した端末側無線ＬＡＮ通信可能時間帯にて行うことにより、端末機器１０側がBluetoothの通信可能時間帯にProbe Responseを送信して、パケットが衝突して移動機器側でパケットが受信できないという不具合や、Bluetooth側の通信への干渉などを防ぐことができる。

ここで、ＡＰ２０側から端末機器１０側へ送信するデータの送信タイミングを制御することにより、パケットの衝突を回避したり、Bluetooth側の通信への干渉を防止したりすることができる状態について、概念図を用いてさらに詳しく説明する。図４は、図１に示すＡＰ２０が送信タイミング制御を行ったときのＡＰ２０側の動作を示す概念図であり、上図、下図ともに横軸に時間の流れを示している。

図４の上図に示すように、時刻ｔ１がBluetooth占有時間と無線ＬＡＮ占有時間と切り替えタイミングであり、これを境に先にBluetooth占有時間Ｔ１が設定され、時刻ｔ１より後に無線ＬＡＮ占有時間Ｔ２が設定されているとする。また時刻ｔ１から時刻ｔ２までを、端末機器１０がProbe Requestの送信に要する時間が、無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間Ｔ３であるとする。従ってＡＰ２０は、無線ＬＡＮ占有時間の開始のタイミングであるｔ１を、ＡＰ２０におけるProbe Request受信時刻からＴ３で示される時間分減じた時刻を算出して検出する。そして、以降、ｔ１を基準として無線ＬＡＮ占有時間とBluetooth占有時間を繰り返しカウントすることにより、端末機器１０における無線ＬＡＮ占有時間Ｔ２とBluetooth占有時間Ｔ１とを自動判別する。

従って、図４の下図に示すように、ＡＰ２０が自動判別した端末機器１０へデータを送信できる時間帯に基づいて、ＡＰ２０は、時間Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１５に相当する端末機器２０からのBluetooth通信期間（以下、ＢＴ通信期間）においては端末機器１０へのデータ送信を禁止し、時間Ｔ１２、Ｔ１４の通信可能時間においてのみ端末機器１０へデータ送信を行う。このようにして、ＡＰ２０から端末機器１０への送信タイミング制御を行うことにより、端末機器１０側がBluetoothの通信可能時間帯（つまり、Bluetooth占有時間Ｔ１１、Ｔ１３，Ｔ１５）にProbe Responseを送信して、パケットを衝突させたりBluetooth側の通信への干渉を起こしたりするという事態を回避することができる。

次に、（２）のＡＰ２０側の送信パケットの最適化について説明をする。
前述の（１）のＡＰ２０側の送信タイミングの制御によって、端末機器１０側のBluetooth送信とＡＰ２０側のデータ送信との間のパケット衝突を高い確率で回避することを可能としたが、これだけでは効率の良い通信を行うことはできない。すなわち、ＡＰ２０側の送信タイミングの設定の仕方によっては、端末機器１０側のBluetooth通信可能時間帯にパケットを送信してしまう可能性がある。

そこで、このような不具合を避けるために、次のような２点の処理を行う。すなわち、
１．Multicast Packet（複数の端末機器に対して同時送信するパケット）を端末機器１０へ送信する場合、Unicast Packet（特定の１つの端末機器にのみ送信されるパケット）として扱う。
２．Power Save ＯＦＦ／Power Save ＯＮ（Ｕ−ＡＰＳＤ）の動作時においても、ＷＬＡＮ（Wireless ＬＡＮ：無線ＬＡＮ）の通信可能な時間帯のみにおいて送信を行う。

通常、ＡＰ２０は、ネットワーク側よりMulticast Packetを受信すると、次のＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message：データの存在通知）のタイミングで端末機器１０に対して送信を行うが、この方法でＡＰ２０よりデータが送信されると、端末機器１０側ではそのデータを受信できない可能性が高い。

なお、ＤＴＩＭとは、省電力モードの端末機器に対して、アクセスポイントより送信すべきデータがあることを伝えるデータの存在通知情報である。ＤＴＩＭ周期で端末機器の無線ＬＡＮモジュールが起動できる場合は、Multicast Packetでも受信可能であるが、時分割によりＤＴＩＭ周期で無線ＬＡＮモジュールを起動できない場合は、上述したようにデータを取りこぼす可能性がある。

そこで、端末機器同士が競合状態であることを通知している端末機器が帰属している場合は、帰属している端末機器に対してMulticast Packetを送信する状況下において、無線ＬＡＮ側に送信するパケットは全てUnicast Packetに変換してから、各端末機器へ送信をする。この方式を用いることにより、無線空間におけるTrafficが増加するが、端末機器１０側が任意のタイミングでデータを引き取ることができるようになるため、パケット衝突によるデータ消失の可能性を低くすることができる。

また、この方式を用いることにより、再送処理の削減やデータ通信レートの低下（つまり、Fall Down）の防止が期待できるため、通信のTrafficも大幅には増加しないものと推測できる。但し、全てのMulticast PacketをUnicast Packetに変換して送信を行うと、データをダウンロードしながら同時に再生するストリーミング配信等を実施したときのデータ量が膨大となってしまうため、Transport層以上のデータを持つパケットについては、Multicast Packetとして送信を行う。

（２）のＡＰ２０側の送信パケットの最適化について、概念図を参照しながらさらに詳細に説明する。図５は、図１に示すＡＰ２０がMulticast PacketをUnicast Packetに変換して送信する場合の効果を示す概念図であり、上図、下図ともに横軸に時間の流れを示している。図５の上図に示すように、端末機器１０のＢＴ通信期間（Bluetooth通信期間）から外れた時刻ｔ２１のタイミングでＡＰ２０から端末機器１０へMulticast Packetが送信されてきた場合、時刻ｔ２２のタイミングでデータ（ＤＴＩＭ）がＡＰ２０から端末機器１０へ送信されるので、端末機器１０はそのＤＴＩＭを受信することができる。

ところが、時刻ｔ２３のタイミングでＡＰ２０から端末機器１０へMulticast Packetが送信されてきた場合、時刻ｔ２４のタイミングでＤＴＩＭがＡＰ２０から端末機器１０へ送信されるので、端末機器１０のＢＴ通信期間に重なってしまうため、端末機器１０はそのＤＴＩＭを受信することができない。

そこで、ＡＰ２０が、Multicast PacketをUnicast Packetに変換して端末機器１０へ送信することにより、図５の下図に示すように、端末機器１０はＤＴＩＭを確実に受信することができる。すなわち、時刻ｔ３１のタイミングでＡＰ２０からMulticast Packetが送信される場合も、時刻ｔ３４のタイミングでＡＰ２０からMulticast Packetが送信される場合も、何れもMulticast PacketはUnicast Packetに変換されて端末機器１０へ送信される。

これによって、時刻ｔ３２、及び時刻ｔ３５のタイミングでは、ＡＰ２０は、Beaconに端末機器１０が引き取るデータ（ＤＴＩＭ）が存在する旨のみを端末機器１０へ通知する。そして、端末機器１０側の任意のタイミング（すなわち、端末機器１０がトリガフレームＴＲＧをＡＰ２０へ送信したタイミング）で、ＡＰ２０から端末機器１０へデータ（ＤＴＩＭ）を送信する。したがって、端末機器１０のＢＴ通信期間にはＡＰ２０から端末機器１０へデータが送信されることがなくなり、時刻ｔ３３、時刻ｔ３７でＡＰ２０から端末機器１０へデータが送信される。これによって、端末機器１０は確実にデータを引き取ることができる。

また、Power Save ＯＦＦ／Power Save ＯＮ（Ｕ−ＡＰＳＤ）で動作をする場合、通常、ＡＰ２０は、端末機器１０からのトリガフレームＴＲＧに対して保持していたデータを全て送信する。この場合、送信データが多いとBluetooth通信可能時間に切り替わっても送信を継続する場合があり、端末機器１０側のBluetooth送信と衝突して、ＡＰ２０と端末機器１０の双方のデータを消失してしまうおそれがある。

このとき、ＡＰ２０は、前述の（１）のＡＰ２０側の送信タイミングの制御により、ＷＬＡＮ通信可能時間を認識しているため、このＷＬＡＮ通信可能時間を越えるとＡＰ２０からの送信を停止し、端末機器１０からの次のトリガフレームＴＲＧを待って送信を開始する。これによって、ＡＰ２０は、端末機器１０側のBluetooth送信と衝突するおそれはなくなる。

また、ＱｏＳ（Quality of Service）を使用せず、且つPower Save ＯＮにすることにより、PS-POLLによる端末機器１０側の主導でデータの送受信を行うこともできるが、端末機器１０の帰属状態からＱｏＳ設定を切り替える場合は再帰属処理が必要である。さらに、Power Save ＯＦＦ／Power Save ＯＮ（Ｕ−ＡＰＳＤ）に対し転送効率が落ちることもある。

ここで、概念図を参照しながら、端末機器１０からの送信データが多い場合でもデータ衝突を回避する動作について説明する。図６は、図１に示すＡＰ２０がＷＬＡＮ通信可能時間帯のみデータ送信を行う場合の効果を示す概念図であり、上図、下図ともに横軸に時間の流れを示している。図６の上図に示すように、端末機器１０からＡＰ２０へトリガフレームＴＲＧを送信したとき、ＡＰ２０からの送信データ（Data）が多い場合は、端末機器１０のBluetooth通信可能時間（ＢＴ通信時間）に切り替わった後も、ＡＰ２０から端末機器１０へ送信データ（Data）が継続する場合がある。このような場合は、ＡＰ２０からの送信データ（Data）が端末機器１０側のBluetooth送信データと衝突して、ＡＰ２０と端末機器１０の双方のデータを消失してしまうおそれがある。言い換えると、パケットの衝突が発生し、再送処理が走るだけではなく、レートダウンが発生しやすくなるために転送効率が大幅に劣化してしまう。

そこで、このような問題点を解決するために、図６の下図に示すように、ＡＰ２０は送信タイミング制御によって端末機器１０のBluetooth使用時間帯（ＢＴ通信期間）を認識しているため、ＡＰ２０は、このＢＴ通信期間においてはデータを端末機器１０へ送信しないようにしている。そして、ＢＴ通信期間を越えると、ＡＰ２０は、端末機器１０からの次のトリガフレームＴＲＧを待って次のデータの送信を開始している。これによって、ＡＰ２０は、端末機器１０側のBluetooth送信と衝突するおそれはなくなる。

《第２実施形態》
上記の第１実施形態では、無線ＬＡＮ側に特化した送信制御を実現しているが、これに限定されるものではない。そこで、第２実施形態では、第１実施形態で述べた全ての処理をBluetooth側で実現させる。これによって通信のさらなる効率化を図ることができる。すなわち、Bluetoothはマスタ機器とスレーブ機器との間で１．２５ｍｓｅｃ以下の精度でクロックを同期させている。そのため、前述の無線ＬＡＮと同じ手法で通信可否時間帯をマスタ機器とスレーブ機器との間で共有することが可能となる。但し、無線ＬＡＮ／Bluetooth同時通信を可能とする端末機器がマスタ機器とスレーブ機器のどちらになるかはペアリングされる装置によって異なるため、端末機器がマスタ機器とスレーブ機器のどちらになった場合でも通知が出来る仕組みが必要となる。

以上、本発明を２つの実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明によれば、無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式において端末機器間のデータの衝突や混信を防ぐことができるので、２重通信モードで無線データの通信を行う各種端末機器などに有効に利用することができる。

１無線通信システム
１０端末機器
１１、２１ＣＰＵ
１２、２２ＲＡＭ
１３、２３フラッシュＲＯＭ
１４、２４表示部
１５、２５キー入力部
１６無線部
１６ａ Bluetooth部
１６ｂ、２６無線ＬＡＮ部
２０ＡＰ（Access Point）

Claims

無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データＡを時分割して無線通信を行う端末機器と、
前記端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ送信タイミングを制御し、該端末機器のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間にデータＢの送信を行う無線ＬＡＮアクセスポイントと
を備え、
前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記３個の時間情報に基づいて前記通信可能時間を算出する
ことを特徴とする無線通信システム。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、複数の端末機器に対して送信されるMulticast Packetを、特定の１つの端末機器にのみ送信されるUnicast Packetに変換し、このUnicast PacketをデータＢとして端末機器へ送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、Transport層以上のデータを持つパケットについては、データ変換を行うことなく、Multicast PacketとしてデータＢの送信を行うことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記データＢを連続して送信するとき、前記Bluetooth通信期間又は前記無線ＬＡＮ通信期間の何れかに到達する直前で送信を一時停止させ、該Bluetooth通信期間又は該無線ＬＡＮ通信期間の終了後、前記端末機器からの要求信号に基づいて前記データＢの連続した送信データを継続して再送信させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信システム。
無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式による２重通信モードの無線通信制御を時分割で行う無線通信システムに構成される前記無線ＬＡＮアクセスポイントであって、
前記無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式を搭載した端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ送信タイミングを制御し、該端末機器のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間にデータＢの送信を行い、
前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、
前記３個の時間情報に基づいて前記通信可能時間を算出することを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。
複数の端末機器に対して送信されるMulticast Packetを、特定の１つの端末機器にのみ送信されるUnicast Packetに変換し、このUnicast PacketをデータＢとして端末機器へ送信することを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。
Transport層以上のデータを持つパケットについては、データ変換を行うことなく、Multicast PacketとしてデータＢの送信を行うことを特徴とする請求項６に記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。
前記データＢを連続して送信するとき、前記Bluetooth通信期間又は前記無線ＬＡＮ通信期間の何れかに到達する直前で送信を一時停止させ、該Bluetooth通信期間又は該無線ＬＡＮ通信期間の終了後、前記端末機器からの要求信号に基づいて前記データＢの連続した送信データを継続して再送信させることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。
無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データＡを時分割して無線通信を行う端末機器であって、
無線ＬＡＮアクセスポイントが前記データＡに基づいて制御したデータ送信タイミングに応じて、Bluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間に無線ＬＡＮアクセスポイントからデータＢを受信し、
前記データＡとし、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報を前記無線ＬＡＮアクセスポイントへ送信することを特徴とする端末機器。
無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式による２重通信モードの無線通信制御を時分割で行う無線通信方法であって、
端末機器が、前記無線ＬＡＮ／Bluetooth通信方式の２重通信モードを搭載し、データ
Ａを時分割して無線通信を行う第１のステップと、
無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記端末機器から受信したデータＡに基づいてデータ
送信タイミングを制御する第２のステップと、
無線ＬＡＮアクセスポイントが、前記データ送信タイミングに基づいて、前記端末機器
のBluetooth通信期間又は無線ＬＡＮ通信期間の何れかを避けた通信可能時間に、前記端
末機器へデータＢの送信を行う第３のステップと
を含み、
前記データＡは、前記端末機器の、無線ＬＡＮ占有時間、Bluetooth占有時間、及び無
線ＬＡＮ占有時間開始から経過した時間の３個の時間情報であり、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記第２のステップにおいて、前記３個の時間情
報に基づいて前記通信可能時間を算出する
ことを特徴とする無線通信方法。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記第３のステップにおいて、複数の端末機器に対して送信されるMulticast Packetを、特定の１つの端末機器にのみ送信されるUnicast Packetに変換し、このUnicast PacketをデータＢとして端末機器へ送信することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記第３のステップにおいて、Transport層以上のデータを持つパケットについては、データ変換を行うことなく、Multicast PacketとしてデータＢの送信を行うことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
前記無線ＬＡＮアクセスポイントが前記データＢを連続して送信するとき、前記Bluetooth通信期間又は前記無線ＬＡＮ通信期間の何れかに到達する直前で送信を一時停止させ、該Bluetooth通信期間又は該無線ＬＡＮ通信期間の終了後、前記端末機器からの要求信号に基づいて前記データＢの連続した送信データを継続して再送信させることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の無線通信方法。