JP2008048119A - Radio terminal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う無線端末装置に関する。 The present invention relates to a wireless terminal device that performs multi-hop communication using a wireless ad hoc network, for example.
無線アドホックネットワークは、複数の無線端末装置によって自律的に形成されるネットワークであり、無線端末装置の移動や新たな参加、離脱等の状況に応じて適応的に伝送路を変更することができる柔軟なネットワークである。従来の無線アドホックネットワークでは、例えば無線LAN(Local Area Network)の規格であるIEEE802.11規格に基づき、マイクロ波帯の電波が使用されている。近時、この無線アドホックネットワークを利用して、映像や音声等のデータストリームを伝送する技術が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。 A wireless ad hoc network is a network that is autonomously formed by a plurality of wireless terminal devices, and can flexibly change the transmission path according to the situation of movement, new participation, departure, etc. of the wireless terminal device. Network. In a conventional wireless ad hoc network, for example, a radio wave in the microwave band is used based on the IEEE 802.11 standard, which is a standard of a wireless LAN (Local Area Network). Recently, techniques for transmitting data streams such as video and audio using this wireless ad hoc network have been studied (see Non-Patent Document 1, for example).
一方、マイクロ波帯の電波よりも広帯域性を有するミリ波帯の電波でデータ伝送を行うシステムが検討されている。例えば、非特許文献2に記載のミリ波アドホック無線アクセスシステムは、ミリ波帯の電波を用いることにより、オフィスにおける大容量プレゼンテーションファイルや展示会場での電子パンフレットのデータ等を、マイクロ波帯によるものよりも高速で伝送することができるようになっている。
しかしながら、非特許文献2に示されたものは、10m程度までの近距離通信を対象とした屋内LANにおいて広帯域化を図ることはできるが、ミリ波帯の電波の伝搬損失はマイクロ波帯のそれよりも大きいので、屋外において比較的長距離の伝送を前提としたものには適用できないという課題があった。 However, although the one shown in Non-Patent Document 2 can achieve a wide band in an indoor LAN for short-range communication up to about 10 m, the propagation loss of millimeter wave radio waves is that of the microwave band. Therefore, there is a problem that it cannot be applied to a transmission that is assumed to be transmitted over a relatively long distance outdoors.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができる無線端末装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wireless terminal device capable of transmitting data over a longer range and in a wider band than the conventional one.
本発明の無線端末装置は、データの送信元と送信先との間において前記データを伝送する経路が自律的に確立される無線ネットワークを構成する無線端末装置であって、第1周波数の電波で前記データを送受信するデータ送受信手段と、前記第1周波数とは異なる第2周波数の電波で前記データの送受信に係る制御情報を送受信する制御情報送受信手段とを備えた構成を有している。 A wireless terminal device according to the present invention is a wireless terminal device constituting a wireless network in which a route for transmitting the data is autonomously established between a data transmission source and a transmission destination, The data transmission / reception means for transmitting / receiving the data, and the control information transmission / reception means for transmitting / receiving control information related to the transmission / reception of the data by a radio wave having a second frequency different from the first frequency are provided.
この構成により、本発明の無線端末装置は、データの送受信に適する広帯域の第1周波数の電波と、制御情報の送受信に適する第2周波数の電波とを組み合わせて用いることができるので、無線通信経路が自律的に確立される無線ネットワークにおいて、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can use a combination of a broadband first frequency radio wave suitable for data transmission / reception and a second frequency radio wave suitable for control information transmission / reception. In a wireless network in which is established autonomously, it is possible to transmit data over a longer distance and wider than conventional ones.
また、本発明の無線端末装置は、前記制御情報送受信手段は、無指向性アンテナを含む構成を有している。 Moreover, the radio | wireless terminal apparatus of this invention has the structure where the said control information transmission / reception means contains an omnidirectional antenna.
この構成により、本発明の無線端末装置は、アンテナの指向性を制御することなく容易に制御情報を送受信することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can easily transmit and receive control information without controlling the directivity of the antenna.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記第1周波数の電波による通信可能距離と前記第2周波数の電波による通信可能距離とがほぼ等しくなるよう前記第1周波数の電波及び前記第2周波数の電波の送信電力を調整する送信電力調整手段を備えた構成を有している。 Furthermore, the wireless terminal device according to the present invention provides the radio wave of the first frequency and the radio wave of the second frequency so that the communicable distance by the radio wave of the first frequency is substantially equal to the communicable distance by the radio wave of the second frequency. The transmission power adjustment means for adjusting the transmission power is provided.
この構成により、本発明の無線端末装置は、第1周波数の電波と第2周波数の電波との伝送特性をほぼ一致させることができるので、第2周波数の電波による制御情報に基づいて第1周波数の電波によるデータ伝送を好適に実施することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can substantially match the transmission characteristics of the first frequency radio wave and the second frequency radio wave, so that the first frequency is based on the control information by the second frequency radio wave. It is possible to suitably carry out data transmission using radio waves.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記データを伝送する経路を前記第2周波数の電波によって探索する経路探索手段を備えた構成を有している。 Furthermore, the wireless terminal device of the present invention has a configuration provided with route search means for searching for a route for transmitting the data using the radio wave of the second frequency.
この構成により、本発明の無線端末装置は、制御情報の送受信に適する第2周波数の電波を用いて容易に経路探索を実施することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can easily perform a route search using a radio wave of the second frequency suitable for transmission / reception of control information.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記経路探索手段は、前記データを伝送する複数の経路を設定する複数経路設定部を備え、前記データ送受信手段は、前記複数の経路毎に同一のデータを送受信する構成を有している。 Further, in the wireless terminal device according to the present invention, the route search means includes a plurality of route setting sections for setting a plurality of routes for transmitting the data, and the data transmitting / receiving means transmits the same data for each of the plurality of routes. It has a configuration for transmitting and receiving.
この構成により、本発明の無線端末装置は、複数の経路を介して同一のデータを伝送することにより、ある経路で伝送中のデータが欠落しても他の経路で当該データを補完することができるので、送信先装置においてデータの欠落による映像や音声等の品質劣化を防止することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can transmit the same data via a plurality of routes, so that even if data being transmitted on one route is lost, the data can be supplemented on another route. Therefore, it is possible to prevent quality degradation of video and audio due to data loss in the transmission destination device.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記経路の通信状態を監視する通信状態監視手段を備え、前記経路探索手段は、前記経路の通信状態が所定の状態であるときに前記データを伝送する経路を再探索する構成を有している。 Furthermore, the wireless terminal device of the present invention includes a communication state monitoring unit that monitors a communication state of the route, and the route search unit transmits the data when the communication state of the route is a predetermined state. Is re-searched.
この構成により、本発明の無線端末装置は、データ伝送中の経路の通信状態が悪化したときに新たな経路を再探索するので、常に、通信状態が良好な経路でデータ伝送を実施することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention re-searches for a new route when the communication state of the route during data transmission deteriorates. Therefore, data transmission can always be performed using a route with a good communication state. it can.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記データを送受信する相手先である相手先装置及び自装置の少なくとも一方の位置情報を取得する位置情報取得手段を備えた構成を有している。 Furthermore, the wireless terminal device of the present invention has a configuration including position information acquisition means for acquiring position information of at least one of the partner device that is the partner device that transmits and receives the data and the device itself.
この構成により、本発明の無線端末装置は、相手先装置や自装置の位置情報を取得するので、第1周波数の電波を送受信するアンテナとして指向性アンテナを用いた場合、指向性アンテナの指向方向を容易に制御することができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention acquires position information of the counterpart device and the device itself. Therefore, when a directional antenna is used as an antenna for transmitting and receiving a radio wave of the first frequency, the directivity direction of the directional antenna Can be easily controlled.
さらに、本発明の無線端末装置は、前記第1周波数の電波はミリ波帯の電波であり、前記第2周波数の電波はマイクロ波帯の電波である構成を有している。 Furthermore, the radio terminal device of the present invention has a configuration in which the radio wave of the first frequency is a radio wave in the millimeter wave band, and the radio wave of the second frequency is a radio wave in the microwave band.
この構成により、本発明の無線端末装置は、広帯域性を有するミリ波帯の電波でデータを伝送し、マイクロ波帯の電波で制御情報を伝送することができるので、無線通信経路が自律的に確立される無線ネットワークにおいて、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができる。 With this configuration, the wireless terminal device of the present invention can transmit data using millimeter-wave radio waves having broadband characteristics and transmit control information using microwave-band radio waves. In an established wireless network, it is possible to transmit data over a longer distance with a wider band than conventional ones.
本発明は、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができるという効果を有する無線端末装置を提供することができるものである。 The present invention can provide a wireless terminal device having an effect that data transmission can be performed over a longer distance and in a wider band than conventional ones.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の無線端末装置を、映像や音声等のデータストリーム(以下「映像等データ」という。)を伝送する無線アドホックネットワークに適用した例を挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. An example in which the wireless terminal device of the present invention is applied to a wireless ad hoc network that transmits a data stream such as video and audio (hereinafter referred to as “video data”) will be described.
(第1の実施の形態)
本実施形態における構成を説明するに当たり、本発明に係る無線端末装置が図1に示すような無線アドホックネットワークシステム300を構成するものとする。すなわち、無線アドホックネットワークシステム300は、映像等データの送信元である無線端末装置110と、映像等データの中継端末装置としての無線端末装置100と、映像等データの送信先である無線端末装置120とで構成されている。無線端末装置100、110及び120は、それぞれ、マイクロ波帯アンテナとミリ波帯アンテナとを備えている。また、図1において、破線で描かれた複数の円は、ミリ波帯の電波で通信可能な通信可能範囲をそれぞれ示しており、通信可能範囲101、111及び121は、それぞれ、無線端末装置100、110及び120におけるミリ波帯の電波による通信可能範囲を示すものである。
(First embodiment)
In describing the configuration of the present embodiment, it is assumed that the wireless terminal device according to the present invention forms a wireless ad
次に、本発明に係る無線端末装置の第1の実施の形態における構成について説明する。なお、図1に示された中継端末装置としての無線端末装置100を例に挙げて以下構成を説明するが、無線端末装置110及び120も無線端末装置100と同様の構成である。
Next, the configuration of the wireless terminal device according to the first embodiment of the present invention will be described. The configuration will be described below by taking the
図2に示すように、本実施の形態における無線端末装置100は、映像等データを含むミリ波帯の電波を送受信する第1ミリ波送受信手段11及び第2ミリ波送受信手段12と、映像等データを送受信するデータ送受信部13と、マイクロ波帯の電波を送受信するマイクロ波送受信部14と、自装置及び自装置と通信する相手先装置の位置情報を取得する位置情報取得手段15と、映像等データの送受信に係る制御を行う端末制御手段20とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、ミリ波帯の電波とは、周波数が30GHz〜300GHzの電波をいい、マイクロ波帯の電波とは、周波数が3GHz〜30GHzの電波をいう。なお、特許請求の範囲に記載の第1周波数の電波はミリ波帯の電波に対応し、第2周波数の電波はマイクロ波帯の電波に対応するものである。また、以下の説明において、ミリ波帯の電波によって映像等データを送受信する回線を「本回線」といい、マイクロ波帯の電波によって制御情報を送受信する回線を「制御回線」という。また、図1において、太線の矢印は映像等データの流れを示し、その他の矢印は制御情報の流れを示している。 Here, the millimeter wave band radio wave refers to a radio wave having a frequency of 30 GHz to 300 GHz, and the microwave band radio wave refers to a radio wave having a frequency of 3 GHz to 30 GHz. Note that the first frequency radio wave described in the claims corresponds to a millimeter wave radio wave, and the second frequency radio wave corresponds to a microwave radio wave. In the following description, a line that transmits and receives video data using millimeter wave radio waves is referred to as a “main line”, and a line that transmits and receives control information using microwave radio waves is referred to as a “control line”. In FIG. 1, bold arrows indicate the flow of data such as video, and other arrows indicate the flow of control information.
第1ミリ波送受信手段11は、本実施形態において無線端末装置110から映像等データを含むミリ波帯の電波を受信する構成となっている(図1参照)。すなわち、第1ミリ波送受信手段11は、無線端末装置110から送信されたミリ波帯の電波を捕捉する指向性アンテナ11aと、ミリ波帯の電波を受信するミリ波送受信部11bと、指向性アンテナ11aの指向方向を設定するアンテナ駆動部11cとを備えている。
The first millimeter wave transmission / reception means 11 is configured to receive millimeter wave radio waves including video data from the
指向性アンテナ11aは、例えばパラボラアンテナ、ホーン型アンテナ、フェーズドアレーアンテナ等のような指向性を有するアンテナで構成され、無線端末装置110から出力されるミリ波帯の電波を捕捉するようになっている。なお、以下の説明において、指向性アンテナ11aはパラボラアンテナで構成されているものとする。
The directional antenna 11a is configured by an antenna having directivity such as a parabolic antenna, a horn type antenna, a phased array antenna, and the like, and captures millimeter-wave radio waves output from the
ミリ波送受信部11bは、ミリ波帯の変調回路及び復調回路、指向性アンテナ11aと変調回路及び復調回路との間の接続を切り替える送受信切替回路等を備えている。
The millimeter wave transmission /
アンテナ駆動部11cは、後述の指向性制御部21から出力される信号に基づき、指向性アンテナ11aを機械的に回転駆動して無線端末装置110の方向に指向させる回転駆動部を備えている。
The
第2ミリ波送受信手段12は、本実施形態において映像等データを含むミリ波帯の電波を無線端末装置120に送信する構成となっている(図1参照)。すなわち、第2ミリ波送受信手段12は、ミリ波帯の電波を無線端末装置120に向けて放射する指向性アンテナ12aと、ミリ波帯の電波を送信するミリ波送受信部12bと、指向性アンテナ12aの指向方向を設定するアンテナ駆動部12cとを備えている。なお、第2ミリ波送受信手段12の構成は、第1ミリ波送受信手段11と同様なので詳細な説明を省略する。また、第1ミリ波送受信手段11及び第2ミリ波送受信手段12は、本発明のデータ送受信手段を構成している。
In the present embodiment, the second millimeter wave transmitting / receiving
データ送受信部13は、本実施形態において第1ミリ波送受信手段11が受信して復調した映像等データを受信し、第2ミリ波送受信手段12に送信するようになっている。
The data transmission /
マイクロ波送受信部14は、無指向性アンテナ14aを備え、無線端末装置110及び120とマイクロ波帯の電波で映像等データの伝送に係る制御情報を送受信するようになっている。なお、マイクロ波送受信部14は、本発明の制御情報送受信手段を構成している。
The microwave transmission /
前述のように、本実施の形態においては、映像等データを送受信する電波の周波数を、制御情報を送受信する電波の周波数よりも高くしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば送信電力やアンテナ利得を考慮すれば、映像等データを送受信する電波の周波数が必ずしも高い方である必要はなく、制御情報を送受信する電波の周波数よりも低い周波数で映像等データを送受信する構成としてもよい。 As described above, in this embodiment, the frequency of radio waves for transmitting and receiving data such as video is set higher than the frequency of radio waves for transmitting and receiving control information. However, the present invention is not limited to this. . For example, considering transmission power and antenna gain, the frequency of radio waves for transmitting and receiving video data does not necessarily have to be higher, and the video and other data is transmitted and received at a frequency lower than the frequency of radio waves for transmitting and receiving control information. It is good.
位置情報取得手段15は、例えばGPS(Global Positioning System)ユニットを備え、緯度及び経度情報を含む自装置の位置情報を取得するようになっている。また、位置情報取得手段15は、マイクロ波送受信部14を介し、取得した自装置の位置情報を通信の相手先である無線端末装置110及び120に送信するとともに、無線端末装置110及び120の位置情報を取得するようになっている。
The position
端末制御手段20は、位置情報に基づいて指向性アンテナ11a及び12aの指向性を制御する指向性制御部21と、ミリ波帯の電波による通信状態を監視する通信状態監視部22と、経路探索を行う経路探索部23と、ミリ波帯の電波及びマイクロ波帯の電波の送信電力を調整する送信電力調整部24とを備えている。
The terminal control means 20 includes a
指向性制御部21は、無線端末装置110及び120の位置情報と自装置の位置情報とを位置情報取得手段15から受信し、受信した位置情報に基づいて指向性アンテナ11a及び12aの指向性を制御するための信号を生成して出力するようになっている。
The
通信状態監視部22は、ミリ波送受信部11b及び12bに接続され、例えばミリ波帯の電波の受信レベルを監視することによって本回線の通信状態を監視するようになっている。また、通信状態監視部22は、本回線の受信レベルが閾値以下になったとき、すなわち本回線の通信状態が悪化した状態となったとき、その旨を示す信号(以下「通信状態悪化信号」という。)を経路探索部23に出力するようになっている。なお、通信状態監視部22は、本発明の通信状態監視手段を構成している。
The communication
前述のように、本実施の形態においては、本回線の通信状態の悪化を電波の受信レベルの低下で判断するものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。本回線の通信状態の悪化は、電波の受信レベルの低下のみで示されるものではなく、受信レベルが高い状態でも反射波や妨害波等の影響で通信状態が悪化する場合があるので、例えばパケットロス率やビット誤り率等を監視することによって本回線の通信状態を監視するよう通信状態監視部22を構成してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の通信状態が所定の状態とは、例えば本回線の受信レベル、パケットロス率、ビット誤り率等が閾値以下になった状態をいう。
As described above, in this embodiment, the deterioration of the communication state of the main line is determined by the decrease in the radio wave reception level, but the present invention is not limited to this. Deterioration of the communication status of this line is not only indicated by a decrease in the reception level of radio waves, but the communication status may deteriorate due to the influence of reflected waves or interference waves even when the reception level is high. The communication
経路探索部23は、経路探索を行うための経路探索パケットを生成し、この経路探索パケットをマイクロ波帯の電波を用いて制御回線に送出することによって映像等データを伝送するための経路を探索し、経路を設定するようになっている。また、経路探索部23は、通信状態監視部22から通信状態悪化信号を受信したとき、使用中の本回線に代わる通信状態が良好な経路を新たに探索するようになっている。なお、経路探索部23は、本発明の経路探索手段を構成している。
The
送信電力調整部24は、第1ミリ波送受信手段11、第2ミリ波送受信手段12及びマイクロ波送受信部14の送信電力を調整するようになっている。マイクロ波帯の電波を用いた制御回線と、ミリ波帯の電波を用いた本回線とは伝搬特性が異なり、マイクロ波帯の電波を用いて経路探索した結果がミリ波帯の電波による本回線の伝送において必ずしも最適な結果になるとは限らないので、送信電力調整部24を備える構成としている。なお、送信電力調整部24は、本発明の送信電力調整手段を構成している。
The transmission
具体的には図3(a)に示すように、送信電力調整部24は、制御回線の通信可能距離(破線)と本回線の通信可能距離(実線)とがほぼ等しくなるよう、本回線の送信電力と制御回線の送信電力とを調整するようになっている。このとき、制御回線を用いて探索した経路を使用して本回線の伝送を行った場合はエラーフリーとなる必要があるため、送信電力調整部24は、図3(b)に示すように、伝送距離対パケットロス率に着目したときに制御回線のパケットロス率が100%でない範囲、すなわち制御回線での経路探索が成立する範囲では本回線での伝送がエラーフリーとなるよう調整するようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 3 (a), the transmission
次に、本実施の形態における無線端末装置100の動作について説明する。
Next, the operation of
図4に示すように、まず、送信電力調整部24によって、本回線の送信電力と制御回線の送信電力とが調整される(ステップS11)。その結果、ミリ波帯の電波で通信可能な範囲とマイクロ波帯の電波で通信可能な範囲とがほぼ一致することとなる。
As shown in FIG. 4, first, the transmission
次いで、経路探索部23によって、経路探索が実行される(ステップS12)。この経路探索について図5を用いて説明する。 Next, a route search is executed by the route search unit 23 (step S12). This route search will be described with reference to FIG.
経路探索を説明するに当たり、図5(a)に示すように、無線端末装置S、D、a〜cによって無線アドホックネットワークが構成されるものとする。ここで、無線端末装置Sは、図1における映像等データの送信元である無線端末装置110に該当するものである。また、無線端末装置Dは、図1における映像等データの送信先である無線端末装置120に該当するものである。また、無線端末装置a〜cは、無線端末装置SとDとの間で映像等データを中継する中継端末装置を表しており、例えば無線端末装置aは、図1における無線端末装置100に該当するものである。なお、図5に示された経路探索の処理は、制御回線を用いて実行されるものである。
In describing the route search, it is assumed that a wireless ad hoc network is configured by the wireless terminal devices S, D, and ac as shown in FIG. Here, the wireless terminal device S corresponds to the
まず、送信元端末装置としての無線端末装置Sによって、経路を探索するための経路探索パケットが無線端末装置a及びbに送信される(図5(a))。この経路探索パケットは、送信元端末装置が無線端末装置Sであることを示す送信元アドレス情報と、宛先端末装置が無線端末装置Dであることを示す宛先アドレス情報とを含んでいる。 First, a route search packet for searching for a route is transmitted to the wireless terminal devices a and b by the wireless terminal device S as the transmission source terminal device (FIG. 5A). This route search packet includes transmission source address information indicating that the transmission source terminal device is the wireless terminal device S and destination address information indicating that the destination terminal device is the wireless terminal device D.
次いで、無線端末装置a及びbによって、受信した経路探索パケットの宛先アドレス情報がそれぞれ参照される。ここで、無線端末装置aは、宛先アドレス情報が自装置のアドレス情報とは異なるので、中継端末装置として自装置のアドレス情報を経路探索パケットの所定領域に記載して次装置である無線端末装置Dに転送する。同様に、無線端末装置bも自装置のアドレス情報を経路探索パケットの所定領域に記載して次装置である無線端末装置cに転送する。さらに、無線端末装置cも自装置のアドレス情報を経路探索パケットの所定領域に記載して無線端末装置Dに転送する(図5(b))。 Next, the destination address information of the received route search packet is referred to by the wireless terminal devices a and b, respectively. Here, since the destination address information is different from the address information of the own device, the radio terminal device a is the next device by describing the address information of the own device as a relay terminal device in a predetermined area of the route search packet. Forward to D. Similarly, the wireless terminal device b also describes its own address information in a predetermined area of the route search packet and transfers it to the wireless terminal device c, which is the next device. Further, the wireless terminal device c also describes its own address information in a predetermined area of the route search packet and transfers it to the wireless terminal device D (FIG. 5B).
その結果、宛先端末装置である無線端末装置Dによって、探索パケットが受信される。次いで、無線端末装置Dによって、経路探索パケットに記載されているアドレス情報に基づいた経路情報を含む経路リプライパケットが無線端末装置Sに向けて送信される(図5(c))。 As a result, the search packet is received by the wireless terminal device D which is the destination terminal device. Next, the wireless terminal device D transmits a route reply packet including route information based on the address information described in the route search packet toward the wireless terminal device S (FIG. 5C).
そして、送信元端末装置である無線端末装置Sによって、最初に受信した経路リプライパケットに記載されている経路情報に基づいて、例えば無線端末装置S→a→Dの経路が仮の本回線として設定される(図5(d))。なお、制御回線を用いて各無線端末装置a〜c及びSに仮の本回線を示す情報が伝達される。 Then, the wireless terminal device S as the transmission source terminal device sets the route of the wireless terminal device S → a → D as a temporary main line based on the route information described in the route reply packet received first. (FIG. 5D). Information indicating the temporary main line is transmitted to the wireless terminal devices a to c and S using the control line.
図4に戻り、無線端末装置100の動作の説明を続ける。
Returning to FIG. 4, the description of the operation of the
前述のように本回線が設定された後、位置情報取得手段15によって、無線端末装置110及び120の位置情報と自装置の位置情報とが取得され(ステップS13)、取得された位置情報は、指向性制御部21に出力される。
After the main line is set as described above, the position
次いで、指向性制御部21によって、位置情報取得手段15が取得した位置情報に基づいて指向性アンテナ11a及び12aの指向性を制御するための信号がアンテナ駆動部11c及び12cに出力され、指向性制御が行われる(ステップS14)。具体的には、アンテナ駆動部11cは、指向性アンテナ11aの指向方向が無線端末装置110の方向に向くよう、具体的には無線端末装置110に対して最も利得が高くなるよう指向性アンテナ11aを回転駆動する。同様に、アンテナ駆動部12cは、指向性アンテナ12aの指向方向が無線端末装置120の方向に向くよう指向性アンテナ12aを回転駆動する。
Next, the
引き続き、第1ミリ波送受信手段11及び第2ミリ波送受信手段12によって、本回線の経路が正常に通信可能か否かが確認される(ステップS15)。具体的には、例えば第1ミリ波送受信手段11は、経路確認パケットを本回線に送出し、無線端末装置110に経路確認パケットが届いたことを制御回線を介して通知を受けることにより、無線端末装置100と無線端末装置110との間の本回線において正常に通信可能であることを把握することができる。
Subsequently, the first millimeter-wave transmission / reception means 11 and the second millimeter-wave transmission / reception means 12 confirm whether or not the route of this line can be normally communicated (step S15). Specifically, for example, the first millimeter-wave transmission / reception means 11 transmits a route confirmation packet to the main line, and receives a notification via the control line that the route confirmation packet has arrived at the
ステップS15において、本回線の経路が正常に通信可能と判断されなかった場合、例えば無線端末装置100と無線端末装置110との間に障害物が存在している場合は、ステップS12に戻り経路が再探索される。
If it is determined in step S15 that the route of this line is not normally communicable, for example, if there is an obstacle between the wireless
一方、ステップS15において、本回線の経路が正常に通信可能と判断された場合は、データ送受信部13によって、映像等データが本回線を介して伝送される(ステップS16)。
On the other hand, when it is determined in step S15 that the route of the main line can be normally communicated, the data transmitting / receiving
次いで、通信状態監視部22によって、本回線の通信状態が悪化したか否かが判断される(ステップS17)。ここで、本回線の通信状態が悪化したと判断された場合は、ステップS12に戻り経路が再探索され、本回線の通信状態が悪化したと判断されなかった場合は、データ送受信部13によって、データ伝送が終了したか否かが判断される(ステップS18)。
Next, the communication
そして、ステップS18において、データ伝送が終了したと判断された場合は、データ伝送の処理を終了し、データ伝送が終了したと判断されなかった場合は、ステップS16に戻る。 If it is determined in step S18 that the data transmission has been completed, the data transmission process is terminated. If it is not determined that the data transmission has been completed, the process returns to step S16.
以上のように、本実施の形態における無線端末装置100によれば、第1ミリ波送受信手段11及び第2ミリ波送受信手段12は、指向性アンテナ11a及び12aをそれぞれ用いて広帯域のミリ波帯の電波で映像等データを送受信し、マイクロ波送受信部14は、無指向性アンテナ14aを用いて制御情報を送受信する構成としたので、無線通信経路が自律的に確立される無線ネットワークにおいて、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができる。
As described above, according to
なお、前述の実施の形態において、指向性アンテナ11aがパラボラアンテナで構成されているとし、アンテナ駆動部11cが指向性アンテナ11aを機械的に回転駆動させるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば指向性アンテナ11aがフェーズドアレーアンテナで構成されている場合、アンテナ駆動部11cは、フェーズドアレーアンテナの指向方向を電気的に制御して無線端末装置110の方向に指向させる指向制御部を備える構成とすることができる。この場合、機械的に回転駆動させるものよりも高速に指向性を制御することができる。指向性アンテナ12aについても同様である。
In the above-described embodiment, the directional antenna 11a is assumed to be a parabolic antenna, and the
また、前述の実施の形態において、本回線にミリ波帯の電波を用い、制御回線にマイクロ波帯の電波を用いる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本回線にマイクロ波帯の周波数が高い側の電波を用い、制御回線にマイクロ波帯の周波数が低い側の電波を用いる構成としても同様の効果が得られる。 Further, in the above-described embodiment, the example in which millimeter wave band radio waves are used for the main line and microwave band radio waves are used for the control line has been described, but the present invention is not limited thereto, For example, the same effect can be obtained by using a radio wave having a higher frequency in the microwave band for the main line and a radio wave having a lower frequency in the microwave band for the control line.
また、前述の実施の形態において、制御回線にマイクロ波帯の電波を用いる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばUHF帯(300MHz〜3GHz)、VHF帯(30MHz〜300MHz)、HF帯(3MHz〜30MHz)の電波を用いる構成としても同様の効果が得られる。 Further, in the above-described embodiment, the example using the microwave band radio wave for the control line has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, the UHF band (300 MHz to 3 GHz), the VHF band, and the like. The same effect can be obtained by using a radio wave of (30 MHz to 300 MHz) and HF band (3 MHz to 30 MHz).
また、前述の実施の形態において、無線端末装置100、110及び120がそれぞれミリ波帯の電波を送受信する送受信兼用の指向性アンテナを備えた構成を例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ミリ波帯の電波を送信又は受信するアンテナの一方が指向性アンテナで他方が無指向性アンテナであってもよい。
Further, in the above-described embodiments, the
また、前述の実施の形態において、位置情報取得手段15がGPSユニットを備える構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態における位置情報取得手段15に代えて図6に示すような位置情報取得手段40を用いることもできる。図6において、位置情報取得手段40は、自装置の位置を示すLED(Light Emitting Diode)ランプ40aと、LEDの駆動を制御するLED制御部40bと、映像等データを送受信する相手先装置(図6において無線端末装置110)を撮影する全方位カメラ40cと、全方位カメラ40cが撮影した画像を画像処理して無線端末装置110の位置を認識する画像認識処理部40dと、無線端末装置110の位置情報を取得する位置情報取得部40eとを備えている。
In the above-described embodiment, the position
例えば、LED制御部40bは、無線端末装置毎に予め定められたLEDランプの点滅パターンに基づいてLEDランプを駆動するようになっており、画像認識処理部40dは、全方位カメラ40cが撮影した画像から無線端末装置110が備えるLEDランプの光を抽出し、その光が発せられている方向を無線端末装置110の方向として認識するようになっている。ここで、無線端末装置110の方向は、例えば所定方位に対する角度で示される。位置情報取得部40eは、LED制御部40bを動作させる信号を生成すると共に、画像認識処理部40dが取得した無線端末装置110の方向を示す信号を端末制御手段20の指向性制御部21に出力するようになっている。この構成により、無線端末装置110の方向を認識することが可能となる。なお、図示を省略したが、位置情報取得部40eは、無線端末装置110の方向の認識と同様に、無線端末装置120の方向を認識することもできる。
For example, the
また、図7に示すように、指向性アンテナをスキャニングして無線端末装置110の方向を把握することもできる。図7においては、無線端末装置110が無指向性アンテナを備えた場合を例示しており、無線端末装置100は、指向性アンテナ11aを回転駆動し、無線端末装置110からの電波の受信電力が最大となる方向を無線端末装置110の方向と認識することができる。なお、無線端末装置110が指向性アンテナを備えている場合でも、無線端末装置100及び110は、相手先からの電波の受信電力が最大となるよう、それぞれの指向性アンテナをスキャニングすることによって相手先の方向を認識することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the direction of the
(第2の実施の形態)
まず、本発明に係る無線端末装置の第2の実施の形態における構成について説明する。
(Second Embodiment)
First, the configuration of the wireless terminal device according to the second embodiment of the present invention will be described.
図8に示すように、本実施の形態における無線端末装置200は、第1の実施の形態における無線端末装置100(図2参照)の端末制御手段20に代わる端末制御手段30を備えている。なお、端末制御手段30以外の構成は、第1の実施の形態における無線端末装置100と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
As shown in FIG. 8,
端末制御手段30は、位置情報に基づいて指向性アンテナ11a及び12aの指向性を制御する指向性制御部31と、ミリ波帯の電波による通信状態を監視する通信状態監視部32と、経路探索を行う経路探索手段33と、ミリ波帯の電波及びマイクロ波帯の電波の送信電力を調整する送信電力調整部34とを備えている。なお、指向性制御部31、通信状態監視部32及び送信電力調整部34は、第1の実施形態における指向性制御部21、通信状態監視部22及び送信電力調整部24にそれぞれ対応するものなので、詳細な説明を省略する。
The
経路探索手段33は、経路を探索する経路探索部33aと、複数の経路を設定する複数経路設定部33bとを備えている。ここで、経路探索部33aは、第1の実施の形態における経路探索部23と対応するものなので、詳細な説明を省略する。
The route search means 33 includes a
複数経路設定部33bは、経路探索部33aが探索した経路の内、例えば2つの経路を本経路として設定するようになっている。例えば、経路探索部33aが図9(a)に示すように制御回線を用いて経路探索を行った結果を参照し、複数経路設定部33bは、経路リプライパケットが早く帰ってきた順に、例えば図9(b)に示すように本回線として、無線端末装置S→a→d→Dの第1本回線と、無線端末装置S→b→f→Dの第2本回線とを決定するようになっている。
The multiple
次に、本実施の形態における無線端末装置200の動作を説明する。なお、経路探索手段33に係る動作について説明し、その他の動作については説明を省略する。
Next, the operation of
まず、経路探索部33aによって最初の経路探索が実行され、経路リプライパケットが早く帰ってきた順に、複数経路設定部33bによって2つの本回線が設定される(ステップS21)。
First, a first route search is executed by the
次いで、データ送受信部13によって、設定された2つの本回線を介して、同一の映像等データがそれぞれ伝送される(ステップS22)。
Next, the data transmission /
さらに、通信状態監視部32によって、2つの本回線の受信レベルが監視され、2つの本回線の通信状態が悪化したか否かが判断される(ステップS23)。
Furthermore, the communication
ステップS23において、2つの本回線の通信状態がいずれも悪化していないと判断された場合は、ステップS22に戻る。 If it is determined in step S23 that the communication status of the two main lines has not deteriorated, the process returns to step S22.
また、ステップS23において、2つの本回線の通信状態の一方が悪化したと判断された場合は、経路探索部33aによって経路再探索が実行され(ステップS24)、通信状態が悪化した経路が新たな経路に変更され(ステップS25)、ステップS22に戻る。
If it is determined in step S23 that one of the communication states of the two main lines has deteriorated, the
さらに、ステップS23において、2つの本回線の通信状態が両方悪化したと判断された場合は、経路探索部33aによって経路再探索が実行されて2つの本回線が設定され(ステップS26)、通信状態が悪化した両経路が新たな経路に変更され(ステップS27)、ステップS22に戻る。
Furthermore, when it is determined in step S23 that both the communication states of the two main lines have deteriorated, the
なお、前述のように2つの経路で伝送を行うと宛先端末装置で経路が合流することとなる。この場合は、同内容のパケットが2つ入力されることとなるので、同内容のパケットが届いた場合には、先に届いたパケットに対してのみ所定の処理を行い、後に届いたパケットは全て破棄するのが好ましい。パケットが同内容か否かの識別は、例えばIP(Internet Protocol)伝送の場合は、パケットヘッダの識別子を参照することで可能となる。IP以外の伝送方式でも同様の識別子を用いるか、又はヘッダ部に新たにパケットを識別できる識別子を追加することで可能となる。なお、中継端末装置においても経路が合流する場合も生じるが、合流後の経路が同一であれば前述と同様に同一パケットを破棄するのが好ましい。 As described above, when transmission is performed through two routes, the routes are joined at the destination terminal device. In this case, two packets with the same contents are input. Therefore, when a packet with the same contents arrives, a predetermined process is performed only on the packet that arrives first, and the packet that arrives later It is preferable to discard all. For example, in the case of IP (Internet Protocol) transmission, it is possible to identify whether or not the packets have the same content by referring to the identifier of the packet header. This is also possible by using a similar identifier in a transmission method other than IP, or by adding an identifier that can newly identify a packet to the header portion. In the relay terminal apparatus, there are cases where the paths merge, but it is preferable to discard the same packet as described above if the paths after the merge are the same.
以上のように、本実施の形態における無線端末装置200によれば、経路探索手段33は、経路を探索する経路探索部33aと、複数の経路を設定する複数経路設定部33bとを備え、複数経路設定部33bは、経路探索部33aが探索した経路の内、例えば2つの経路を本経路として設定する構成としたので、データ伝送中の経路の通信状態が悪化したときに新たな経路を再探索することができ、常に、通信状態が良好な経路でデータ伝送を実施することができる。
As described above, according to
以上のように、本発明に係る無線端末装置は、従来のものよりも広帯域で長距離のデータ伝送ができるという効果を有し、データを伝送する経路が自律的に確立される無線ネットワークを構成する無線端末装置等として有用である。 As described above, the wireless terminal device according to the present invention has an effect that data transmission can be performed over a long distance with a wider band than the conventional one, and a wireless network in which a route for transmitting data is autonomously established is configured. It is useful as a wireless terminal device.
11 第1ミリ波送受信手段(データ送受信手段)
11a、12a 指向性アンテナ
11b、12b ミリ波送受信部
11c、12c アンテナ駆動部
12 第2ミリ波送受信手段(データ送受信手段)
13 データ送受信部
14 マイクロ波送受信部(制御情報送受信手段)
14a 無指向性アンテナ
15 位置情報取得手段
20、30 端末制御手段
21、31 指向性制御部
22、32 通信状態監視部(通信状態監視手段)
23、33a 経路探索部(経路探索手段)
24、34 送信電力調整部(送信電力調整手段)
33 経路探索手段
33b 複数経路設定部
40 位置情報取得手段
40a LEDランプ
40b LED制御部
40c 全方位カメラ
40d 画像認識処理部
40e 位置情報取得部
100、110、120、200 無線端末装置
101、102、103 通信可能範囲
300 無線アドホックネットワークシステム
11 First millimeter wave transmission / reception means (data transmission / reception means)
11a, 12a
13
14a
23, 33a Route search unit (route search means)
24, 34 Transmission power adjustment unit (transmission power adjustment means)
33 Route search means 33b Multiple
Claims (8)
第1周波数の電波で前記データを送受信するデータ送受信手段と、前記第1周波数とは異なる第2周波数の電波で前記データの送受信に係る制御情報を送受信する制御情報送受信手段とを備えたことを特徴とする無線端末装置。 A wireless terminal device constituting a wireless network in which a route for transmitting the data is autonomously established between a data transmission source and a transmission destination,
Data transmission / reception means for transmitting / receiving the data using radio waves of a first frequency, and control information transmission / reception means for transmitting / receiving control information related to transmission / reception of the data using radio waves of a second frequency different from the first frequency. A wireless terminal device.
前記データ送受信手段は、前記複数の経路毎に同一のデータを送受信することを特徴とする請求項4に記載の無線端末装置。 The route search means includes a plurality of route setting units for setting a plurality of routes for transmitting the data,
The wireless terminal apparatus according to claim 4, wherein the data transmitting / receiving unit transmits / receives the same data for each of the plurality of paths.
前記経路探索手段は、前記経路の通信状態が所定の状態であるときに前記データを伝送する経路を再探索することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の無線端末装置。 Comprising communication state monitoring means for monitoring the communication state of the path;
The wireless terminal apparatus according to claim 4 or 5, wherein the route search unit re-searches a route for transmitting the data when a communication state of the route is a predetermined state.
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