JP2004032604A - 送信装置、受信装置及びそれらを備えたデータ伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】画像や音声等を含むデータを効率的に送信でき、前記送信されたデータを受信できる無線通信装置及びそれを備えたデータ伝送システムを提供する。
【解決手段】画像や音声等を含むデータを伝送する送信装置（基地局１０）は、データの伝送速度の異なる信号を、複数の伝送チャネルを用いて、自己の通信システム内の受信装置（端末局１１、１２、１３）に向けて送信する。端末局１１、１２、１３は、伝送速度の異なる伝送チャネルの中の、ある１つの伝送チャネルの信号を受信して、前記受信した信号のデータ誤り率がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、ある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。
【選択図】 図１
【解決手段】画像や音声等を含むデータを伝送する送信装置（基地局１０）は、データの伝送速度の異なる信号を、複数の伝送チャネルを用いて、自己の通信システム内の受信装置（端末局１１、１２、１３）に向けて送信する。端末局１１、１２、１３は、伝送速度の異なる伝送チャネルの中の、ある１つの伝送チャネルの信号を受信して、前記受信した信号のデータ誤り率がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、ある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置及びそれを備えたデータ伝送システムに関するものであり、特に画像、音声、文書、インターネット上のウエブ（Ｗｅｂ）等のデータを伝送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際にＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａあるいはＨｉ−ＳＷＡＮ規格においては、１６値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ）や６４値ＱＡＭ等の変調方式により変調した高速なデータ信号を、低速で狭帯域なデータ信号に変換し、周波数軸上で並列に伝送するＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式が用いられている。このような、１６値ＱＡＭや６４値ＱＡＭのような多値変調方式は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式と比較して、より狭い帯域で、高速なデータ伝送が可能であるために、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【０００４】
また、２００２年２月２８日に更新された総務省の周波数割当計画によれば、駅や喫茶店等のホットスポットでの屋外インターネットアクセスを想定したパーソナルエリアのシステムは、２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨ（上下２０ＭＨｚのガードバンドは除く）までの４６０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚ（１チャネル当たりの占有信号周波数帯が１８ＭＨｚ）で２３の無線チャネルが配置可能であり、連続した３チャネルまでの同時送信が可能となっている。さらに、２７．０２ＧＨｚから２７．４６ＧＨｚ（上下２０ＭＨｚガードバンドは除く）を使用した、家庭内や工場内での無線ＬＡＮや無線ホームリンクを想定したコミュニティエリアでは、周波数２０ＭＨｚ間隔で２２の無線チャネルが配置可能であり、連続した６チャネルまでの同時送信が可能である。このような２５ＧＨｚ帯あるいは２７ＧＨｚ帯を使用した、小電力無線通信システムは、複数チャネルを同時に通信に使用できるので、上述した５ＧＨｚ帯を使用する無線通信以上に、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した１６値ＱＡＭのような変調方式は、搬送波の振幅と位相を同時に変化させるようにしたものであり、図１２に示すような信号点配置をしている。図１２において、横軸はＩ（Ｉｎ Ｐｈａｓｅ）軸を、縦軸はＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ）軸を示しており、１６個の座標点が存在する。一方、ＱＰＳＫ変調は、図１３に示すように４個の座標点がＩ軸及びＱ軸上に存在すので、搬送波の位相のみが変化し、振幅は一定のままである。このように、１６値ＱＡＭ変調は、ＱＰＳＫ変調と比較して、お互いの信号点の間隔が狭くなっていること、及び振幅を変化させる必要性があることから、より雑音に弱いというデメリットが存在する。特に、Ｓ（Ｓｉｇｎａｌ）／Ｎ（Ｎｏｉｓｅ）比の悪い環境下では、誤り率が増加し、伝送効率がＱＰＳＫ変調よりも悪くなることがある。
【０００６】
このような問題を解決した従来例としては、特開平１１−２６６２５６号公報の例がある。この例では、図１４に示すように、通信開始時に、一方の無線局が他方の無線局に複数の変調方式で変調した通信品質検査信号Ｑ＿ＴＥＳＴを送信し、他方の無線局が受信した通信品質検査信号の信号レベルやエラーレートを用いて通信品質を判断し、検査結果信号Ｑ＿ＲＥＶを返信し、この検査結果に基づいて、通信に最適な変調方式を決定している。
【０００７】
しかしながら、前記従来例では、データを送信する側の無線局は、データを受信する側の検査結果信号を受信してから、データの送信に最適な変調方式を決定するので、必ずデータを受信する側とのネゴシエーションが必要となる。つまり、１個の無線局が、複数の無線局に対して、一方的にデータあるいは画像の送信を行う形態、例えば、放送画像を伝送する無線システム等に前記従来例の方法を適用することは困難である。
【０００８】
さらに、現時点では、上述したような複数の伝送チャネルを同時に使用可能な無線通信システムにおいて、大容量の画像あるいはデータを高速かつ効率的に伝送する方法に関する技術は知られていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、同時に複数の端末局に対して、画像や音声等を含むデータを効率的に送信でき、前記送信されたデータを受信できる無線通信装置及びそれを備えたデータ伝送システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを備えた送信装置であって、前記伝送速度の異なる複数の伝送チャネル中の少なくとも２つの伝送チャネルを用いて、同一情報に関する詳細度の異なるデータを別個に送信することを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の送信装置であって、前記詳細度が、データ圧縮度であることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明の送信装置であって、前記同一情報が、階層的に構成された情報であり、前記詳細度が、その階層に基づいていることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、現在受信している伝送チャネルの信号の誤り率を判定する誤り率判定手段を備え、前記誤り率判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の受信装置であって、前記伝送チャネルの切り替えは、前記データ誤り率が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替え、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明の受信装置であって、前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第１の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルのデータ誤り率に設定されることを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、現在受信している伝送チャネルの信号の強度を判定する信号強度判定手段を備え、前記信号強度判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第７の発明の受信装置であって、前記伝送チャネルの切り替えは、前記信号の強度が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替え、前記データ誤り率が、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第８の発明の受信装置であって、前記第１の基準レベル及び第２の基準レベルの値は、第１の発明から第３の発明に記載の送信装置が送信する伝送データの変調方式に応じて決定されることを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第８の発明に記載の受信装置であって、前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第２の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルの信号強度に設定されることを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、画像、音声、文書等に関するデータを取得するためのデータ取得手段と、取得したデータを伝送するデータ伝送手段とを備えた配信局と、請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置を備えた基地局と、請求項４〜１０のいずれかに記載の受信装置を備えた端末局から構成されるデータ伝送システムであることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、画像や音声等を含むデータを伝送する送信装置（基地局）は、データの伝送速度の異なる信号を、複数の伝送チャネルを用いて、自己の通信システム内の受信装置（端末局）に向けて送信する。端末局は、伝送速度の異なる伝送チャネルの中の、ある１つの伝送チャネルの信号を受信して、前記受信した信号のデータ誤り率がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、ある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。
【００２２】
また、受信した信号のデータ誤り率の変わりに、受信データの信号強度を伝送チャネル切り替えの判定基準にしても良く、その場合には、受信データの信号強度がある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、信号の強度がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。但し、上下の基準レベルは、伝送チャネルのデータの変調方式に応じて変更する。
【００２３】
このような方法により、送信する側の基地局は、受信する側の端末局に対して、何らネゴシエーションすること無しに、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
更に、受信する側の端末局が複数であっても、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
（図１の説明）
図１は、本発明のデータ伝送システムの構成の一例を示した図である。
本発明のデータ伝送システムは、データを配信する配信局２０と、配信局２０に有線または無線で接続される基地局１０、基地局１５及び基地局１６と、基地局１０と共に第１の無線通信システム１を構成する端末局１１、端末局１２及び端末局１３からなっている。
【００２６】
無線通信システム１は、基地局１０と端末局１１、端末局１２、端末局１３から構成されるＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）集中制御方式の無線通信システムである。つまり、基地局１０が、前記端末局１１，１２，１３の送受信タイミングや使用する周波数チャネルの制御を集中して行っている。
【００２７】
また、無線通信システム１は、上述した２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨｚ帯の周波数を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚで２３の伝送チャネルを使用し、連続した３チャネルまでの同時に通信が可能な無線通信システムである。基地局１０は、最大３チャネル同時に送信あるいは受信が可能であるが、端末局１１，１２，１３については、送信あるいは受信は１チャネルだけで行う。
【００２８】
さらに、基地局１０と基地局１５は有線で、基地局１６は無線で配信局２０に接続されている。配信局２０は、画像、音声、文書等のデータを加工あるいは保存して、各基地局にデータを配信する機能を有しており、入出力装置２１、制御装置２２、記憶装置２３から構成されている。入出力装置２１は、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＴＶ放送、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａ Ｄｉｓｋ）等の映像メディアからの入力と、各基地局との出力に対するインターフェイス機能を具備している。制御装置２２は、入出力装置から入力されるデータを必要に応じて圧縮等の加工を行う等のデータ処理機能と、配信局内の各装置を制御する機能を具備し、記憶装置２３は、入力されるデータを保存する機能を具備している。
【００２９】
図２は、本発明のデータ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
基地局１０，１５，１６は、送受信用アンテナ２９ａ、無線通信装置３０ａ、画像処理装置５０ａ、入出力インターフェイス装置５１ａ、データ処理装置５４ａ、システム制御装置５５ａにより構成されている。
【００３０】
次に、基地局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。前記配信局２０から配信された画像あるいは音声等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ａに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、画像処理装置５０ａは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力され、データ処理装置５４ａは必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ａあるいはデータ処理装置５４ａで処理されたデータは、無線通信装置３０ａで変調されて、送受信用アンテナ２９ａにより無線信号として送信される。
【００３１】
次に、基地局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ａから入力された無線信号は、無線通信装置３０ａで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力される。画像処理装置５０ａに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ａに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ａを経由して、前記配信局２０に送られる。
また、システム制御装置５５ａは、個々の機能ブロックに対する制御と、データフローの監視等の基地局全体に対するシステム的な制御の役割を担っている。
【００３２】
図３は、本発明のデータ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
端末局１１，１２，１３は、送受信用アンテナ２９ｂ、無線通信装置３０ｂ、画像処理装置５０ｂ、入出力インターフェイス装置５１ｂ、表示装置５２ｂ、入力装置５３ｂ、データ処理装置５４ｂ、システム制御装置５５ｂにより構成されている。
但し、図３の例に示す端末局は、送信装置と受信装置を備えているので、基地局とのアップリンクのデータ通信あるいはネゴシエーションが可能な構成となっているが、画像や音声等のデータを受信するだけであれば、送信装置は必ずしも必要ではない。
【００３３】
次に、端末局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。キーボードやタッチパネル等の入力装置５３ｂあるいは映像メディア等から入力された画像あるいは制御情報等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ｂに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、画像処理装置５０ｂは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力され、データ処理装置５４ｂは必要に応じてデータの形式変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ｂあるいはデータ処理装置５４ｂで処理されたデータは、無線通信装置３０ｂで変調されて、送受信用アンテナ２９ｂにより無線信号として送信される。
【００３４】
次に、端末局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ｂから入力された無線信号は、無線通信装置３０ｂで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力される。画像処理装置５０ｂに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ｂを経由して、外部の記憶メディアに送られるか、あるいは液晶ディスプレイ等の表示装置５２ｂに表示される。
【００３５】
図４は、本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
基地局１０，１５，１６に備えられた無線通信装置３０ａと端末局１１，１２，１３に備えられた無線通信装置３０ｂのブロック構成は、図４に示す通りであり、両者は同じ構造をしている。但し、前述した同時に送信あるいは受信可能なチャネル数の違いにより各機能ブロックの仕様が一部異なる点と、基地局と端末局の送受信方法の違いにより、通信制御部３１の一部の機能が異なっている。基地局と端末局との送受信に関する機能の違いとは、主として、基地局１０，１５，１６のみが伝送チャネルの割り当て機能とチャネル内の時間領域の割り当て機能とこれらを報知する機能とを具備している点である。
【００３６】
次に、基地局あるいは端末局の前記機能ブロックの動作について説明する。送受信用アンテナ２９から入力した受信信号は、アンテナ共用器３２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器３３により、前記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された前記受信信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換され、通常は復調器３９で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部３８を経由して、データ（Ｄａｔａ）として前記データ処理装置等に送られる。
【００３７】
また、復調器３６は、受信データの誤り率を計測する機能を具備しており、受信信号のＢＥＲ（ビットエラーレート：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）やＰＥＲ（パケットエラーレート：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）等が計測できる。
【００３８】
更に、ＲＦ／ＩＦ受信器３３からは、信号強度を検出するための、信号強度検出器３４に受信信号の一部が伝送され、信号強度が検出される。検出された信号強度のデータは、通信制御部３１に送られて、ＲＦ／ＩＦ受信器３３の損失等の補正が行われ、アンテナ端（送受信用アンテナ２９）で、受信した信号強度が判別される。
【００３９】
尚、フレーム同期や伝送チャネル等の情報を含んだプリアンブル信号は、特に復調器３６でプリアンブル信号の復調を行わなくても、特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法により、情報検出器３７においてプリアンブルの周期パターン等からフレーム同期や自己のシステムが使用する伝送チャネルの判別が可能となっている。
【００４０】
特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法は、自己の使用する周波数チャネル番号あるいは伝送チャネルの画像データの品質等に関する情報をプリアンブル信号に付加する処理を行うものである。画像データの品質をプリアンブルに付加する例では、プリアンブル信号の周期Ｔｗを、画像データの品質により変更し、伝送する画像データの品質が高のときは、プリアンブル信号の周期をＴｗに設定し、伝送する画像データの品質が中のときは、周期をＴｗ／２に設定し、伝送する画像データの品質が低のときは、周期をＴｗ／４に設定する。そして、プリアンブル信号の周期と、予め無線局（端末局）が記憶しているプリアンブルパターンとが一致するか否かに基づいて、プリアンブル信号を復調せずに伝送チャネルの画像データの品質を検出することができる。もちろん、プリアンブルパターンを復調せずに画像データの品質を検知する方法の他に、例えばプリアンブル信号を含んだ制御情報を復調することにより画像データの品質を検知することも可能である。
【００４１】
また、前記データ処理装置等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部３８を経由して、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が変調器３９で行われる。次に、前記送信信号はＤ／Ａ変換器４０により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器４１で、前記送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器３２を経由して、送受信用アンテナ２９から空中線に信号が送信される。
【００４２】
通信制御部３１は、基地局あるいは端末局全体のシステムを制御する機能を有するとともに、周波数チャネルの認識やタイムスケジューリング（基地局のみ）等の記憶と判断の機能と各部への電源供給の制御機能も有している。
【００４３】
尚、図３の説明で述べたように、送信装置を必要としない端末局は、アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ送信器４１、Ｄ／Ａ変換器４０、変調器３９を取り除くことが可能となる。
【００４４】
図５は、本発明のデータ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。本発明の通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレームを基本構成としており、１つのフレーム７１は、基地局が送受信に使用する周波数チャネルや送受信タイミングを端末局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ７２と、基地局から端末局にデータを送信するためのダウンリンクフェイズ７３と、端末局から基地局にデータを送信するためのアップリンクフェイズ７４に分割されている。さらに制御情報フェイズ７２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル７５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（７６−１から７６−Ｎ）から構成されている。尚、フレーム内の制御情報フェイズ７２、ダウンリンクフェイズ７３及びアップリンクフェイズ７４の時間領域は、データ通信容量等に合わせて適宜変更可能である。
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
次に、図６から図９を参照して、本発明の第１の実施の形態によるデータ伝送システムの動作例について、説明する。適宜、図１から図５まで参照する。
最初に、本実施の形態についての、図の説明及び一般的な考察について述べ、次に図１から図９で説明に則した具体的な例について述べる。
【００４６】
図６は、本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
図１で説明した構成の無線通信システム１は、中央に配信局２０と有線接続された基地局１０が位置し、端末局１１，１２，１３が基地局１０の周辺にそれぞれ位置している。端末局１１は基地局１０と最も近くに位置し、高い伝送速度のデータの受信が可能であり、端末局１２は端末局１１に比較して基地局１０との距離が遠いので、中程度の伝送速度が受信を行う限界であり、端末局１３はさらに基地局１０との距離が遠く、低い伝送速度でしかデータの受信を行うことができない。
【００４７】
図７は、本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
この実施の形態では、前述した２５ＧＨｚ帯の伝送チャネルを使用し、伝送チャネルＣＨ１は２４．７７ＧＨｚ〜２４．７９ＧＨｚ、伝送チャネルＣＨ２は２４．７９ＧＨｚ〜２４．８１ＧＨｚ、伝送チャネルＣＨ３は２４．８１ＧＨｚ〜２４．８３ＧＨｚの周波数帯域である。伝送チャネルＣＨ１からＣＨ３は、実効帯域１８ＭＨｚのＯＦＤＭ方式で通信を行うが、それぞれの伝送チャネルは変調方式が異なるので、データの通信速度も変調方式に応じて異なっている。
【００４８】
伝送チャネルＣＨ１は符号化率ｒ＝３／４のＢＰＳＫ（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調で最大伝送速度９Ｍｂｐｓ（ビット／秒）であり、伝送チャネルＣＨ２は符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調で最大伝送速度１８Ｍｂｐｓであり、伝送チャネルＣＨ３は符号化率ｒ＝３／４の１６値ＱＡＭ変調で最大伝送速度３６Ｍｂｐｓである。ＢＰＳＫ変調は、（Ｉ，Ｑ）＝（１，０）ｏｒ（−１，０）の２値で表現する方式であり、前述したＱＰＳＫ変調より伝送速度は遅いが、ノイズには更に強いので、遠距離伝送に向いている。
【００４９】
各伝送チャネルは、通信タイミング、チャネル情報あるいは変調方式等の通信制御に関する情報を基地局から端末局に送信するための、制御情報フェイズ（８１−１，８１−２，８１−３）と、画像データあるいは音声データ等を基地局から端末局に送信するためのダウンリンクフェイズ（８２−１Ａから８２−１Ｄ、８２−２Ａから８２−２Ｄ，８２−３Ａから８２−３Ｄ）と、端末局から基地局にデータや制御情報を送信するためのアップリンクフェイズ（８３−１、８３−２，８３−３）とに分れている。尚、制御情報フェイズ（８１−１，８１−２，８１−３）の変調方式は、制御情報を確実に端末局に伝送する必要があるために、符号化率ｒ＝１／２のＢＰＳＫ変調（最大伝送速度３Ｍｂｐｓ）で送信する。また、アップリンクフェイズについては、端末局がデ−タを送信しない場合は、必ずしも設ける必要はない。
【００５０】
また、画像や音声等の伝送データは、伝送速度に応じて伝送データの圧縮度を階層的に変化させる仕組みになっている。つまり、最大伝送速度３６Ｍｂｐｓの１６ＱＡＭ変調方式では、最も低い圧縮度を使用し、最大伝送速度９ＭｂｐｓのＢＰＳＫ変調方式では、最も高い圧縮度を使用し、最大伝送速度１８ＭｂｐｓのＱＰＳＫ変調方式では、その中間の圧縮度を使用する。
【００５１】
図８は本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図であり、図９は、本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【００５２】
この図８と図９を用いて、本発明の第１の実施の形態に係わる端末局の伝送チャネルの切り替え動作例について、説明する。
図８のステップＳ１１で、端末局の通信制御部３１は、基地局から伝送される受信データがあるかどうかを確認する指令を、受信装置（アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ受信器３３、信号強度検出器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、復調器３６、情報検出器３７、バス制御部３８）に与え、受信するデータが存在する場合には、次のステップＳ１２で、端末局の前記受信装置が、データ信号の受信処理を行う。また、端末局がデータの受信処理を行う際に、端末局の復調器３６は、ＢＥＲ等の誤り率の計測も同時に行う。基地局からの受信データが存在しないか、あるいは正常に受信できる状態でない場合には、一定時間経過後に、基地局の通信制御部３１は前記受信装置に再びデータの受信を試みる指令を与える。
【００５３】
次のステップＳ１３で、前記受信データの誤り率が第１の基準レベル以上であれば、伝送データの伝送効率が悪く、更に低い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより低いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ１４）。
【００５４】
次のステップＳ１５で、前記受信データの誤り率が第２の基準レベル以下であれば、伝送データの伝送速度を上げても正常な受信が可能であり、より高い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより高いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ１６）。次に、ステップＳ１７で、更に端末局が、データの受信を行う場合には、ステップＳ１１に戻り、再び以上の手順を繰り返す。
【００５５】
つまり、図９に示すように、受信データの誤り率が第１の基準レベル以上の場合には、より低速の伝送チャネルに変更し、受信データの誤り率が第２の基準レベル以下の場合には、より高速の伝送チャネルに変更する。受信データの誤り率が第１の基準レベルを超えず、第２の基準レベルより小さい場合には、伝送チャネルを変更しない。このことにより、端末局（受信装置）は、基地局とのネゴシエーションなしに、最適な伝送速度のチャネルを選択することが可能となる。
【００５６】
次に、基地局１０と端末局１１、１３を用いて、具体的な事例について述べる。
図９に示す第１の基準レベルは、ＢＥＲ＝１×１０−３とし、第２の基準レベルは、ＢＥＲ＝１×１０−５とする。但し、伝送チャネル中で最高の伝送速度のチャネルＣＨ３は、第２の基準レベルを必ずしも設定する必要がない。また、伝送チャネル中で最低の伝送速度の伝送チャネルＣＨ１は、第１の基準レベルを設定する必要は必ずしも要しないが、第１の基準レベルを受信不可能なレベルのＢＥＲに設定することにより、全ての伝送チャネルが、受信不可能なことを端末局に認識させることができる。この場合、受信装置が、次のフレームの制御情報を受信する時間まで、受信装置への電源供給を停止あるいは低減できるので、受信装置の省電力化に効果がある。
【００５７】
図６で示すように、端末局１１は、基地局１０からの高い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ３を正常に受信が可能である。端末局１１が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ２であり、データのＢＥＲを測定した結果がＢＥＲ＝１×１０−６であるのならば、第２の基準レベル以下であるので、更に詳細度の高いデータ（高画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ３に切り替える。尚、各伝送チャネルのデータの詳細度等の情報は、基地局が送信する各伝送チャネル共通の制御情報（８１−１，８１−２，８１−３）を受信することにより認知できる。
【００５８】
また、端末局１３は、基地局１０からの低い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ１のみが正常にデータの受信ができる唯一の伝送チャネルである。そのため、端末局１３が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ３であったとする。この場合に、データのＢＥＲを測定した結果がＢＥＲ＝１×１０−１であるならば、第１の基準レベル以上であるので、更に詳細度の低いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替える。
しかし、端末局１３の位置では、伝送チャネルＣＨ２のＢＥＲの測定結果は、ＢＥＲ＝５×１０−３であり、第１の基準レベル以上であるので、さらにデータの伝送速度の低いデータ（低画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ１に切り替える。
【００５９】
このようにして、受信したデータの誤り率に応じてチャネルを切り替えることにより、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となる。電波環境は、たとえ端末局が移動していなくても、フェージングや他の無線通信システムの有無等により、常に変動しているので、効率的な伝送速度でデータ伝送を行うことは、データ伝送システムの安定性（常時接続性）に大きく寄与することは、明らかである。更に、端末局が移動しながら受信を行う場合には、データ伝送システムの安定性に更に有効である。
【００６０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態によるデータ伝送システムの動作例について、説明する。前述した第１の実施の形態と異なる点は、伝送チャネルの切り替えを受信データの信号強度を基準にして判定している点であり、その他の点は、第１の実施の形態の例と同様である。
【００６１】
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図であり、図１１は、本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【００６２】
まず、この図１０と図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態に係わる端末局の伝送チャネルの切り替え動作例について、説明する。
図１０のステップＳ２１で、端末局の通信制御部３１は、基地局から伝送される受信データがあるかどうかを確認する指令を、受信装置（アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ受信器３３、信号強度検出器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、復調器３６、情報検出器３７、バス制御部３８）に与え、受信するデータが存在する場合には、次のステップＳ２２で、端末局の前記受信装置が、データ信号の受信処理を行う。また、端末局がデータの受信処理を行う際に、端末局の信号強度検出器３４は、受信信号の信号強度の計測を行う。基地局からの受信データが存在しないか、あるいは正常に受信できる状態でない場合には、一定時間経過後に、基地局の通信制御部３１は前記受信装置に再びデータの受信を試みる指令を与える。
【００６３】
次のステップＳ２３で、データ信号の信号強度が第１の基準レベル以上であれば、伝送データの伝送速度を上げても正常な受信が可能であり、より高い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより高いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ２４）。
【００６４】
次のステップＳ２５で、データ信号の信号強度が第２の基準レベル以下であれば、更に低い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより低いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ２６）。次に、ステップＳ２７で、更にデータの受信を行う場合には、ステップＳ２１に戻り、再び以上の手順を繰り返す。
【００６５】
つまり、図１１に示すように、受信データ信号の信号強度が第１の基準レベル以上の場合には、より高速の伝送チャネルに変更し、受信データ信号の信号強度が第２の基準レベル以下の場合には、より低速の伝送チャネルに変更する。受信データ信号の信号強度が第２の基準レベルを超えず、第１の基準レベルより小さい場合には、伝送チャネルを変更しない。このことにより、端末局（受信装置）は、基地局とのネゴシエーションなしに、最適な伝送速度のチャネルを選択することが可能となる。
【００６６】
次に、基地局１０と端末局１１、１２を用いて、具体的な事例について述べる。
伝送チャネルＣＨ１で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４のＢＰＳＫ）の場合には、第１の基準レベルは、アンテナ端での信号強度Ｉ＝−６５ｄＢｍとし、第２の基準レベルは、アンテナ端での信号強度Ｉ＝−８０ｄＢｍとする。伝送チャネルＣＨ２で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ）の場合には、第１の基準レベルは、Ｉ＝−５０ｄＢｍとし、第２の基準レベルは、Ｉ＝−６５ｄＢｍとする。伝送チャネルＣＨ３で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４の１６値ＱＡＭ）の場合には、第１の基準レベルは、伝送チャネル中で最高速の伝送速度のため必ずしも設定する必要がなく、第２の基準レベルは、Ｉ＝−６５ｄＢｍとする。第１の基準レベル及び第２の基準レベルは、予め端末局の受信データの信号強度と誤り率（ＢＥＲ等）の関係を各変調方式で測定したデータから決定できる。
【００６７】
尚、伝送チャネルＣＨ１の第２の基準レベルを受信不可能なレベルの信号強度に設定することにより、全ての伝送チャネルが受信不可能なことを端末局に認識させることができる。これは、［第１の実施の形態］で述べたように、次のフレームの制御情報を受信する時間まで、受信装置への電源供給を停止あるいは低減することができるので、受信装置の省電力化に効果がある。
【００６８】
図６で示すように、端末局１１は、基地局１０からの高い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ３を正常に受信が可能である。端末局１１が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ１であり、アンテナ端での信号強度Ｉを測定した結果がＩ＝−４０ｄＢｍあるのならば、伝送チャネルＣＨ１の第１の基準レベル以上であるので、更に詳細度の高いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替える。端末局１３の位置では、伝送チャネルＣＨ２のアンテナ端での信号強度Ｉの測定結果は、Ｉ＝−４５ｄＢｍであり、伝送チャネルＣＨ２の第１の基準レベル以上であるので、さらにデータの伝送速度の高いデータ（高い画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ１に切り替える。前述したように、基地局と端末局との無線伝送距離が同じ場合でも、フェージング等に電波の受信環境は常に変動しているので、信号強度Ｉの測定結果は異なるのが普通である。故に、伝送チャネルの測定は、一定時間経過後には必ず行う必要がある。
【００６９】
また、端末局１２は、基地局１０からの低い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ１と基地局から中程度の伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ２において、正常にデータの受信ができる。そのため、端末局１２が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ３であった場合に、データのアンテナ端での信号強度Ｉを測定した結果が−６０ｄＢｍであるならば、伝送チャネルＣＨ３の第２の基準レベル以下であるので、更に詳細度の低いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替えれば、正常に受信が可能となる。
【００７０】
このようにして、受信したデータの信号強度に応じてチャネルを切り替えることにより、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となり、データ伝送システムの安定性（常時接続性）に効果がある。
【００７１】
【発明の効果】
以上、前述したように、本発明の送信装置あるいは受信装置を用いることにより、送信する側の基地局は、受信する側の端末局に対して、何らネゴシエーションすること無しに、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
更に、受信する側の端末局が複数であっても、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
【００７２】
また、本発明の受信装置を用いることにより、受信したデータの誤り率あるいは受信データの信号強度に応じてチャネルを切り替えることができるので、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となり、データの伝送効率が良くなる。
更に、フェージングや他の無線通信システムの有無等による電波環境の変動に対して、伝送チャネルを切り替えることにより適応できるので、データ伝送システムの安定性に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ伝送システムの構成の一例を示した図である。
【図２】本発明のデータ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明のデータ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
【図４】本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【図５】本発明のデータ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
【図６】本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
【図７】本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【図１２】１６値ＱＡＭ変調の説明に用いるベクトル図である。
【図１３】ＱＰＳＫ変調の説明に用いるベクトル図である。
【図１４】従来例の説明に用いる変調方式を決定するために送られる信号の略線図である。
【符号の説明】
１ 無線通信システム
１０，１５，１６ 基地局
１１，１２，１３ 端末局
２０ 配信局
２１ 入出力装置
２２ 制御装置
２３ 記憶装置
２９，２９ａ，２９ｂ 送受信用アンテナ
３０，３０ａ，３０ｂ 無線通信装置
３１ 通信制御部
３２ アンテナ共用器
３３ ＲＦ／ＩＦ受信器
３４ 信号強度検出機
３５ Ａ／Ｄ変換器
３６ 復調器
３７ 情報検出器
３８ バス制御部
３９ 変調器
４０ Ｄ／Ａ変換器
４１ ＲＦ／ＩＦ送信器
７１ フレーム
７２ 制御情報
７３ ダウンリンクフェイズ
７４ アップリンクフェイズ
７５ プリアンブル
７６−１，７６−Ｎ データペイロード
８１−１，８１−２，８１−３ 制御情報の時間領域
８２−１，８２−２，８２−３ データのダウンリンクフェイズの時間領域
８３−１，８３−２，８３−３ データのアップリンクフェイズの時間領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置及びそれを備えたデータ伝送システムに関するものであり、特に画像、音声、文書、インターネット上のウエブ（Ｗｅｂ）等のデータを伝送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際にＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａあるいはＨｉ−ＳＷＡＮ規格においては、１６値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ）や６４値ＱＡＭ等の変調方式により変調した高速なデータ信号を、低速で狭帯域なデータ信号に変換し、周波数軸上で並列に伝送するＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式が用いられている。このような、１６値ＱＡＭや６４値ＱＡＭのような多値変調方式は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式と比較して、より狭い帯域で、高速なデータ伝送が可能であるために、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【０００４】
また、２００２年２月２８日に更新された総務省の周波数割当計画によれば、駅や喫茶店等のホットスポットでの屋外インターネットアクセスを想定したパーソナルエリアのシステムは、２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨ（上下２０ＭＨｚのガードバンドは除く）までの４６０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚ（１チャネル当たりの占有信号周波数帯が１８ＭＨｚ）で２３の無線チャネルが配置可能であり、連続した３チャネルまでの同時送信が可能となっている。さらに、２７．０２ＧＨｚから２７．４６ＧＨｚ（上下２０ＭＨｚガードバンドは除く）を使用した、家庭内や工場内での無線ＬＡＮや無線ホームリンクを想定したコミュニティエリアでは、周波数２０ＭＨｚ間隔で２２の無線チャネルが配置可能であり、連続した６チャネルまでの同時送信が可能である。このような２５ＧＨｚ帯あるいは２７ＧＨｚ帯を使用した、小電力無線通信システムは、複数チャネルを同時に通信に使用できるので、上述した５ＧＨｚ帯を使用する無線通信以上に、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した１６値ＱＡＭのような変調方式は、搬送波の振幅と位相を同時に変化させるようにしたものであり、図１２に示すような信号点配置をしている。図１２において、横軸はＩ（Ｉｎ Ｐｈａｓｅ）軸を、縦軸はＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ）軸を示しており、１６個の座標点が存在する。一方、ＱＰＳＫ変調は、図１３に示すように４個の座標点がＩ軸及びＱ軸上に存在すので、搬送波の位相のみが変化し、振幅は一定のままである。このように、１６値ＱＡＭ変調は、ＱＰＳＫ変調と比較して、お互いの信号点の間隔が狭くなっていること、及び振幅を変化させる必要性があることから、より雑音に弱いというデメリットが存在する。特に、Ｓ（Ｓｉｇｎａｌ）／Ｎ（Ｎｏｉｓｅ）比の悪い環境下では、誤り率が増加し、伝送効率がＱＰＳＫ変調よりも悪くなることがある。
【０００６】
このような問題を解決した従来例としては、特開平１１−２６６２５６号公報の例がある。この例では、図１４に示すように、通信開始時に、一方の無線局が他方の無線局に複数の変調方式で変調した通信品質検査信号Ｑ＿ＴＥＳＴを送信し、他方の無線局が受信した通信品質検査信号の信号レベルやエラーレートを用いて通信品質を判断し、検査結果信号Ｑ＿ＲＥＶを返信し、この検査結果に基づいて、通信に最適な変調方式を決定している。
【０００７】
しかしながら、前記従来例では、データを送信する側の無線局は、データを受信する側の検査結果信号を受信してから、データの送信に最適な変調方式を決定するので、必ずデータを受信する側とのネゴシエーションが必要となる。つまり、１個の無線局が、複数の無線局に対して、一方的にデータあるいは画像の送信を行う形態、例えば、放送画像を伝送する無線システム等に前記従来例の方法を適用することは困難である。
【０００８】
さらに、現時点では、上述したような複数の伝送チャネルを同時に使用可能な無線通信システムにおいて、大容量の画像あるいはデータを高速かつ効率的に伝送する方法に関する技術は知られていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、同時に複数の端末局に対して、画像や音声等を含むデータを効率的に送信でき、前記送信されたデータを受信できる無線通信装置及びそれを備えたデータ伝送システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを備えた送信装置であって、前記伝送速度の異なる複数の伝送チャネル中の少なくとも２つの伝送チャネルを用いて、同一情報に関する詳細度の異なるデータを別個に送信することを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の送信装置であって、前記詳細度が、データ圧縮度であることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明の送信装置であって、前記同一情報が、階層的に構成された情報であり、前記詳細度が、その階層に基づいていることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、現在受信している伝送チャネルの信号の誤り率を判定する誤り率判定手段を備え、前記誤り率判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の受信装置であって、前記伝送チャネルの切り替えは、前記データ誤り率が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替え、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明の受信装置であって、前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第１の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルのデータ誤り率に設定されることを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、現在受信している伝送チャネルの信号の強度を判定する信号強度判定手段を備え、前記信号強度判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第７の発明の受信装置であって、前記伝送チャネルの切り替えは、前記信号の強度が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替え、前記データ誤り率が、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第８の発明の受信装置であって、前記第１の基準レベル及び第２の基準レベルの値は、第１の発明から第３の発明に記載の送信装置が送信する伝送データの変調方式に応じて決定されることを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第８の発明に記載の受信装置であって、前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第２の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルの信号強度に設定されることを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、画像、音声、文書等に関するデータを取得するためのデータ取得手段と、取得したデータを伝送するデータ伝送手段とを備えた配信局と、請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置を備えた基地局と、請求項４〜１０のいずれかに記載の受信装置を備えた端末局から構成されるデータ伝送システムであることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、画像や音声等を含むデータを伝送する送信装置（基地局）は、データの伝送速度の異なる信号を、複数の伝送チャネルを用いて、自己の通信システム内の受信装置（端末局）に向けて送信する。端末局は、伝送速度の異なる伝送チャネルの中の、ある１つの伝送チャネルの信号を受信して、前記受信した信号のデータ誤り率がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、ある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。
【００２２】
また、受信した信号のデータ誤り率の変わりに、受信データの信号強度を伝送チャネル切り替えの判定基準にしても良く、その場合には、受信データの信号強度がある一定の下側基準レベル以下の場合に、より伝送速度の低い伝送チャネルに切り替え、信号の強度がある一定の上側基準レベル以上の場合に、より伝送速度の高い伝送チャネルに切り替える。但し、上下の基準レベルは、伝送チャネルのデータの変調方式に応じて変更する。
【００２３】
このような方法により、送信する側の基地局は、受信する側の端末局に対して、何らネゴシエーションすること無しに、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
更に、受信する側の端末局が複数であっても、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
（図１の説明）
図１は、本発明のデータ伝送システムの構成の一例を示した図である。
本発明のデータ伝送システムは、データを配信する配信局２０と、配信局２０に有線または無線で接続される基地局１０、基地局１５及び基地局１６と、基地局１０と共に第１の無線通信システム１を構成する端末局１１、端末局１２及び端末局１３からなっている。
【００２６】
無線通信システム１は、基地局１０と端末局１１、端末局１２、端末局１３から構成されるＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）集中制御方式の無線通信システムである。つまり、基地局１０が、前記端末局１１，１２，１３の送受信タイミングや使用する周波数チャネルの制御を集中して行っている。
【００２７】
また、無線通信システム１は、上述した２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨｚ帯の周波数を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚで２３の伝送チャネルを使用し、連続した３チャネルまでの同時に通信が可能な無線通信システムである。基地局１０は、最大３チャネル同時に送信あるいは受信が可能であるが、端末局１１，１２，１３については、送信あるいは受信は１チャネルだけで行う。
【００２８】
さらに、基地局１０と基地局１５は有線で、基地局１６は無線で配信局２０に接続されている。配信局２０は、画像、音声、文書等のデータを加工あるいは保存して、各基地局にデータを配信する機能を有しており、入出力装置２１、制御装置２２、記憶装置２３から構成されている。入出力装置２１は、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＴＶ放送、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａ Ｄｉｓｋ）等の映像メディアからの入力と、各基地局との出力に対するインターフェイス機能を具備している。制御装置２２は、入出力装置から入力されるデータを必要に応じて圧縮等の加工を行う等のデータ処理機能と、配信局内の各装置を制御する機能を具備し、記憶装置２３は、入力されるデータを保存する機能を具備している。
【００２９】
図２は、本発明のデータ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
基地局１０，１５，１６は、送受信用アンテナ２９ａ、無線通信装置３０ａ、画像処理装置５０ａ、入出力インターフェイス装置５１ａ、データ処理装置５４ａ、システム制御装置５５ａにより構成されている。
【００３０】
次に、基地局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。前記配信局２０から配信された画像あるいは音声等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ａに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、画像処理装置５０ａは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力され、データ処理装置５４ａは必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ａあるいはデータ処理装置５４ａで処理されたデータは、無線通信装置３０ａで変調されて、送受信用アンテナ２９ａにより無線信号として送信される。
【００３１】
次に、基地局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ａから入力された無線信号は、無線通信装置３０ａで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ａに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ａに入力される。画像処理装置５０ａに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ａに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ａを経由して、前記配信局２０に送られる。
また、システム制御装置５５ａは、個々の機能ブロックに対する制御と、データフローの監視等の基地局全体に対するシステム的な制御の役割を担っている。
【００３２】
図３は、本発明のデータ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
端末局１１，１２，１３は、送受信用アンテナ２９ｂ、無線通信装置３０ｂ、画像処理装置５０ｂ、入出力インターフェイス装置５１ｂ、表示装置５２ｂ、入力装置５３ｂ、データ処理装置５４ｂ、システム制御装置５５ｂにより構成されている。
但し、図３の例に示す端末局は、送信装置と受信装置を備えているので、基地局とのアップリンクのデータ通信あるいはネゴシエーションが可能な構成となっているが、画像や音声等のデータを受信するだけであれば、送信装置は必ずしも必要ではない。
【００３３】
次に、端末局がデータ送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。キーボードやタッチパネル等の入力装置５３ｂあるいは映像メディア等から入力された画像あるいは制御情報等のデータは、入出力インターフェイス装置５１ｂに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、画像処理装置５０ｂは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力され、データ処理装置５４ｂは必要に応じてデータの形式変換等のデータ処理を行う。画像処理装置５０ｂあるいはデータ処理装置５４ｂで処理されたデータは、無線通信装置３０ｂで変調されて、送受信用アンテナ２９ｂにより無線信号として送信される。
【００３４】
次に、端末局がデータ受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。送受信用アンテナ２９ｂから入力された無線信号は、無線通信装置３０ｂで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置５０ｂに入力され、一方、文書やＷｅｂ画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置５４ｂに入力される。画像処理装置５０ｂに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置５４ｂに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置５１ｂを経由して、外部の記憶メディアに送られるか、あるいは液晶ディスプレイ等の表示装置５２ｂに表示される。
【００３５】
図４は、本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
基地局１０，１５，１６に備えられた無線通信装置３０ａと端末局１１，１２，１３に備えられた無線通信装置３０ｂのブロック構成は、図４に示す通りであり、両者は同じ構造をしている。但し、前述した同時に送信あるいは受信可能なチャネル数の違いにより各機能ブロックの仕様が一部異なる点と、基地局と端末局の送受信方法の違いにより、通信制御部３１の一部の機能が異なっている。基地局と端末局との送受信に関する機能の違いとは、主として、基地局１０，１５，１６のみが伝送チャネルの割り当て機能とチャネル内の時間領域の割り当て機能とこれらを報知する機能とを具備している点である。
【００３６】
次に、基地局あるいは端末局の前記機能ブロックの動作について説明する。送受信用アンテナ２９から入力した受信信号は、アンテナ共用器３２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器３３により、前記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された前記受信信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換され、通常は復調器３９で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部３８を経由して、データ（Ｄａｔａ）として前記データ処理装置等に送られる。
【００３７】
また、復調器３６は、受信データの誤り率を計測する機能を具備しており、受信信号のＢＥＲ（ビットエラーレート：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）やＰＥＲ（パケットエラーレート：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）等が計測できる。
【００３８】
更に、ＲＦ／ＩＦ受信器３３からは、信号強度を検出するための、信号強度検出器３４に受信信号の一部が伝送され、信号強度が検出される。検出された信号強度のデータは、通信制御部３１に送られて、ＲＦ／ＩＦ受信器３３の損失等の補正が行われ、アンテナ端（送受信用アンテナ２９）で、受信した信号強度が判別される。
【００３９】
尚、フレーム同期や伝送チャネル等の情報を含んだプリアンブル信号は、特に復調器３６でプリアンブル信号の復調を行わなくても、特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法により、情報検出器３７においてプリアンブルの周期パターン等からフレーム同期や自己のシステムが使用する伝送チャネルの判別が可能となっている。
【００４０】
特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法は、自己の使用する周波数チャネル番号あるいは伝送チャネルの画像データの品質等に関する情報をプリアンブル信号に付加する処理を行うものである。画像データの品質をプリアンブルに付加する例では、プリアンブル信号の周期Ｔｗを、画像データの品質により変更し、伝送する画像データの品質が高のときは、プリアンブル信号の周期をＴｗに設定し、伝送する画像データの品質が中のときは、周期をＴｗ／２に設定し、伝送する画像データの品質が低のときは、周期をＴｗ／４に設定する。そして、プリアンブル信号の周期と、予め無線局（端末局）が記憶しているプリアンブルパターンとが一致するか否かに基づいて、プリアンブル信号を復調せずに伝送チャネルの画像データの品質を検出することができる。もちろん、プリアンブルパターンを復調せずに画像データの品質を検知する方法の他に、例えばプリアンブル信号を含んだ制御情報を復調することにより画像データの品質を検知することも可能である。
【００４１】
また、前記データ処理装置等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部３８を経由して、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が変調器３９で行われる。次に、前記送信信号はＤ／Ａ変換器４０により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器４１で、前記送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器３２を経由して、送受信用アンテナ２９から空中線に信号が送信される。
【００４２】
通信制御部３１は、基地局あるいは端末局全体のシステムを制御する機能を有するとともに、周波数チャネルの認識やタイムスケジューリング（基地局のみ）等の記憶と判断の機能と各部への電源供給の制御機能も有している。
【００４３】
尚、図３の説明で述べたように、送信装置を必要としない端末局は、アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ送信器４１、Ｄ／Ａ変換器４０、変調器３９を取り除くことが可能となる。
【００４４】
図５は、本発明のデータ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。本発明の通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレームを基本構成としており、１つのフレーム７１は、基地局が送受信に使用する周波数チャネルや送受信タイミングを端末局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ７２と、基地局から端末局にデータを送信するためのダウンリンクフェイズ７３と、端末局から基地局にデータを送信するためのアップリンクフェイズ７４に分割されている。さらに制御情報フェイズ７２は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル７５とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード（７６−１から７６−Ｎ）から構成されている。尚、フレーム内の制御情報フェイズ７２、ダウンリンクフェイズ７３及びアップリンクフェイズ７４の時間領域は、データ通信容量等に合わせて適宜変更可能である。
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
次に、図６から図９を参照して、本発明の第１の実施の形態によるデータ伝送システムの動作例について、説明する。適宜、図１から図５まで参照する。
最初に、本実施の形態についての、図の説明及び一般的な考察について述べ、次に図１から図９で説明に則した具体的な例について述べる。
【００４６】
図６は、本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
図１で説明した構成の無線通信システム１は、中央に配信局２０と有線接続された基地局１０が位置し、端末局１１，１２，１３が基地局１０の周辺にそれぞれ位置している。端末局１１は基地局１０と最も近くに位置し、高い伝送速度のデータの受信が可能であり、端末局１２は端末局１１に比較して基地局１０との距離が遠いので、中程度の伝送速度が受信を行う限界であり、端末局１３はさらに基地局１０との距離が遠く、低い伝送速度でしかデータの受信を行うことができない。
【００４７】
図７は、本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
この実施の形態では、前述した２５ＧＨｚ帯の伝送チャネルを使用し、伝送チャネルＣＨ１は２４．７７ＧＨｚ〜２４．７９ＧＨｚ、伝送チャネルＣＨ２は２４．７９ＧＨｚ〜２４．８１ＧＨｚ、伝送チャネルＣＨ３は２４．８１ＧＨｚ〜２４．８３ＧＨｚの周波数帯域である。伝送チャネルＣＨ１からＣＨ３は、実効帯域１８ＭＨｚのＯＦＤＭ方式で通信を行うが、それぞれの伝送チャネルは変調方式が異なるので、データの通信速度も変調方式に応じて異なっている。
【００４８】
伝送チャネルＣＨ１は符号化率ｒ＝３／４のＢＰＳＫ（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調で最大伝送速度９Ｍｂｐｓ（ビット／秒）であり、伝送チャネルＣＨ２は符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ変調で最大伝送速度１８Ｍｂｐｓであり、伝送チャネルＣＨ３は符号化率ｒ＝３／４の１６値ＱＡＭ変調で最大伝送速度３６Ｍｂｐｓである。ＢＰＳＫ変調は、（Ｉ，Ｑ）＝（１，０）ｏｒ（−１，０）の２値で表現する方式であり、前述したＱＰＳＫ変調より伝送速度は遅いが、ノイズには更に強いので、遠距離伝送に向いている。
【００４９】
各伝送チャネルは、通信タイミング、チャネル情報あるいは変調方式等の通信制御に関する情報を基地局から端末局に送信するための、制御情報フェイズ（８１−１，８１−２，８１−３）と、画像データあるいは音声データ等を基地局から端末局に送信するためのダウンリンクフェイズ（８２−１Ａから８２−１Ｄ、８２−２Ａから８２−２Ｄ，８２−３Ａから８２−３Ｄ）と、端末局から基地局にデータや制御情報を送信するためのアップリンクフェイズ（８３−１、８３−２，８３−３）とに分れている。尚、制御情報フェイズ（８１−１，８１−２，８１−３）の変調方式は、制御情報を確実に端末局に伝送する必要があるために、符号化率ｒ＝１／２のＢＰＳＫ変調（最大伝送速度３Ｍｂｐｓ）で送信する。また、アップリンクフェイズについては、端末局がデ−タを送信しない場合は、必ずしも設ける必要はない。
【００５０】
また、画像や音声等の伝送データは、伝送速度に応じて伝送データの圧縮度を階層的に変化させる仕組みになっている。つまり、最大伝送速度３６Ｍｂｐｓの１６ＱＡＭ変調方式では、最も低い圧縮度を使用し、最大伝送速度９ＭｂｐｓのＢＰＳＫ変調方式では、最も高い圧縮度を使用し、最大伝送速度１８ＭｂｐｓのＱＰＳＫ変調方式では、その中間の圧縮度を使用する。
【００５１】
図８は本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図であり、図９は、本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【００５２】
この図８と図９を用いて、本発明の第１の実施の形態に係わる端末局の伝送チャネルの切り替え動作例について、説明する。
図８のステップＳ１１で、端末局の通信制御部３１は、基地局から伝送される受信データがあるかどうかを確認する指令を、受信装置（アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ受信器３３、信号強度検出器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、復調器３６、情報検出器３７、バス制御部３８）に与え、受信するデータが存在する場合には、次のステップＳ１２で、端末局の前記受信装置が、データ信号の受信処理を行う。また、端末局がデータの受信処理を行う際に、端末局の復調器３６は、ＢＥＲ等の誤り率の計測も同時に行う。基地局からの受信データが存在しないか、あるいは正常に受信できる状態でない場合には、一定時間経過後に、基地局の通信制御部３１は前記受信装置に再びデータの受信を試みる指令を与える。
【００５３】
次のステップＳ１３で、前記受信データの誤り率が第１の基準レベル以上であれば、伝送データの伝送効率が悪く、更に低い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより低いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ１４）。
【００５４】
次のステップＳ１５で、前記受信データの誤り率が第２の基準レベル以下であれば、伝送データの伝送速度を上げても正常な受信が可能であり、より高い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより高いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ１６）。次に、ステップＳ１７で、更に端末局が、データの受信を行う場合には、ステップＳ１１に戻り、再び以上の手順を繰り返す。
【００５５】
つまり、図９に示すように、受信データの誤り率が第１の基準レベル以上の場合には、より低速の伝送チャネルに変更し、受信データの誤り率が第２の基準レベル以下の場合には、より高速の伝送チャネルに変更する。受信データの誤り率が第１の基準レベルを超えず、第２の基準レベルより小さい場合には、伝送チャネルを変更しない。このことにより、端末局（受信装置）は、基地局とのネゴシエーションなしに、最適な伝送速度のチャネルを選択することが可能となる。
【００５６】
次に、基地局１０と端末局１１、１３を用いて、具体的な事例について述べる。
図９に示す第１の基準レベルは、ＢＥＲ＝１×１０−３とし、第２の基準レベルは、ＢＥＲ＝１×１０−５とする。但し、伝送チャネル中で最高の伝送速度のチャネルＣＨ３は、第２の基準レベルを必ずしも設定する必要がない。また、伝送チャネル中で最低の伝送速度の伝送チャネルＣＨ１は、第１の基準レベルを設定する必要は必ずしも要しないが、第１の基準レベルを受信不可能なレベルのＢＥＲに設定することにより、全ての伝送チャネルが、受信不可能なことを端末局に認識させることができる。この場合、受信装置が、次のフレームの制御情報を受信する時間まで、受信装置への電源供給を停止あるいは低減できるので、受信装置の省電力化に効果がある。
【００５７】
図６で示すように、端末局１１は、基地局１０からの高い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ３を正常に受信が可能である。端末局１１が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ２であり、データのＢＥＲを測定した結果がＢＥＲ＝１×１０−６であるのならば、第２の基準レベル以下であるので、更に詳細度の高いデータ（高画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ３に切り替える。尚、各伝送チャネルのデータの詳細度等の情報は、基地局が送信する各伝送チャネル共通の制御情報（８１−１，８１−２，８１−３）を受信することにより認知できる。
【００５８】
また、端末局１３は、基地局１０からの低い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ１のみが正常にデータの受信ができる唯一の伝送チャネルである。そのため、端末局１３が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ３であったとする。この場合に、データのＢＥＲを測定した結果がＢＥＲ＝１×１０−１であるならば、第１の基準レベル以上であるので、更に詳細度の低いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替える。
しかし、端末局１３の位置では、伝送チャネルＣＨ２のＢＥＲの測定結果は、ＢＥＲ＝５×１０−３であり、第１の基準レベル以上であるので、さらにデータの伝送速度の低いデータ（低画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ１に切り替える。
【００５９】
このようにして、受信したデータの誤り率に応じてチャネルを切り替えることにより、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となる。電波環境は、たとえ端末局が移動していなくても、フェージングや他の無線通信システムの有無等により、常に変動しているので、効率的な伝送速度でデータ伝送を行うことは、データ伝送システムの安定性（常時接続性）に大きく寄与することは、明らかである。更に、端末局が移動しながら受信を行う場合には、データ伝送システムの安定性に更に有効である。
【００６０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態によるデータ伝送システムの動作例について、説明する。前述した第１の実施の形態と異なる点は、伝送チャネルの切り替えを受信データの信号強度を基準にして判定している点であり、その他の点は、第１の実施の形態の例と同様である。
【００６１】
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図であり、図１１は、本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【００６２】
まず、この図１０と図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態に係わる端末局の伝送チャネルの切り替え動作例について、説明する。
図１０のステップＳ２１で、端末局の通信制御部３１は、基地局から伝送される受信データがあるかどうかを確認する指令を、受信装置（アンテナ共用器３２、ＲＦ／ＩＦ受信器３３、信号強度検出器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、復調器３６、情報検出器３７、バス制御部３８）に与え、受信するデータが存在する場合には、次のステップＳ２２で、端末局の前記受信装置が、データ信号の受信処理を行う。また、端末局がデータの受信処理を行う際に、端末局の信号強度検出器３４は、受信信号の信号強度の計測を行う。基地局からの受信データが存在しないか、あるいは正常に受信できる状態でない場合には、一定時間経過後に、基地局の通信制御部３１は前記受信装置に再びデータの受信を試みる指令を与える。
【００６３】
次のステップＳ２３で、データ信号の信号強度が第１の基準レベル以上であれば、伝送データの伝送速度を上げても正常な受信が可能であり、より高い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより高いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ２４）。
【００６４】
次のステップＳ２５で、データ信号の信号強度が第２の基準レベル以下であれば、更に低い伝送速度の変調方式の方が実質的に伝送速度が上がると判断し、伝送速度のより低いチャネルに切り替えることを、端末局の通信制御部３１が指令する（ステップＳ２６）。次に、ステップＳ２７で、更にデータの受信を行う場合には、ステップＳ２１に戻り、再び以上の手順を繰り返す。
【００６５】
つまり、図１１に示すように、受信データ信号の信号強度が第１の基準レベル以上の場合には、より高速の伝送チャネルに変更し、受信データ信号の信号強度が第２の基準レベル以下の場合には、より低速の伝送チャネルに変更する。受信データ信号の信号強度が第２の基準レベルを超えず、第１の基準レベルより小さい場合には、伝送チャネルを変更しない。このことにより、端末局（受信装置）は、基地局とのネゴシエーションなしに、最適な伝送速度のチャネルを選択することが可能となる。
【００６６】
次に、基地局１０と端末局１１、１２を用いて、具体的な事例について述べる。
伝送チャネルＣＨ１で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４のＢＰＳＫ）の場合には、第１の基準レベルは、アンテナ端での信号強度Ｉ＝−６５ｄＢｍとし、第２の基準レベルは、アンテナ端での信号強度Ｉ＝−８０ｄＢｍとする。伝送チャネルＣＨ２で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４のＱＰＳＫ）の場合には、第１の基準レベルは、Ｉ＝−５０ｄＢｍとし、第２の基準レベルは、Ｉ＝−６５ｄＢｍとする。伝送チャネルＣＨ３で使用する変調方式（符号化率ｒ＝３／４の１６値ＱＡＭ）の場合には、第１の基準レベルは、伝送チャネル中で最高速の伝送速度のため必ずしも設定する必要がなく、第２の基準レベルは、Ｉ＝−６５ｄＢｍとする。第１の基準レベル及び第２の基準レベルは、予め端末局の受信データの信号強度と誤り率（ＢＥＲ等）の関係を各変調方式で測定したデータから決定できる。
【００６７】
尚、伝送チャネルＣＨ１の第２の基準レベルを受信不可能なレベルの信号強度に設定することにより、全ての伝送チャネルが受信不可能なことを端末局に認識させることができる。これは、［第１の実施の形態］で述べたように、次のフレームの制御情報を受信する時間まで、受信装置への電源供給を停止あるいは低減することができるので、受信装置の省電力化に効果がある。
【００６８】
図６で示すように、端末局１１は、基地局１０からの高い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ３を正常に受信が可能である。端末局１１が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ１であり、アンテナ端での信号強度Ｉを測定した結果がＩ＝−４０ｄＢｍあるのならば、伝送チャネルＣＨ１の第１の基準レベル以上であるので、更に詳細度の高いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替える。端末局１３の位置では、伝送チャネルＣＨ２のアンテナ端での信号強度Ｉの測定結果は、Ｉ＝−４５ｄＢｍであり、伝送チャネルＣＨ２の第１の基準レベル以上であるので、さらにデータの伝送速度の高いデータ（高い画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ１に切り替える。前述したように、基地局と端末局との無線伝送距離が同じ場合でも、フェージング等に電波の受信環境は常に変動しているので、信号強度Ｉの測定結果は異なるのが普通である。故に、伝送チャネルの測定は、一定時間経過後には必ず行う必要がある。
【００６９】
また、端末局１２は、基地局１０からの低い伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ１と基地局から中程度の伝送速度で変調された伝送チャネルＣＨ２において、正常にデータの受信ができる。そのため、端末局１２が、最初に受信した伝送チャネルがＣＨ３であった場合に、データのアンテナ端での信号強度Ｉを測定した結果が−６０ｄＢｍであるならば、伝送チャネルＣＨ３の第２の基準レベル以下であるので、更に詳細度の低いデータ（中画質の画像データ）を伝送する伝送チャネルＣＨ２に切り替えれば、正常に受信が可能となる。
【００７０】
このようにして、受信したデータの信号強度に応じてチャネルを切り替えることにより、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となり、データ伝送システムの安定性（常時接続性）に効果がある。
【００７１】
【発明の効果】
以上、前述したように、本発明の送信装置あるいは受信装置を用いることにより、送信する側の基地局は、受信する側の端末局に対して、何らネゴシエーションすること無しに、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
更に、受信する側の端末局が複数であっても、画像あるいは音声等を含んだデータを効率的に伝送することが可能となる。
【００７２】
また、本発明の受信装置を用いることにより、受信したデータの誤り率あるいは受信データの信号強度に応じてチャネルを切り替えることができるので、適切な伝送速度でのデータ伝送が可能となり、データの伝送効率が良くなる。
更に、フェージングや他の無線通信システムの有無等による電波環境の変動に対して、伝送チャネルを切り替えることにより適応できるので、データ伝送システムの安定性に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ伝送システムの構成の一例を示した図である。
【図２】本発明のデータ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明のデータ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
【図４】本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【図５】本発明のデータ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
【図６】本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
【図７】本発明のデータ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【図１２】１６値ＱＡＭ変調の説明に用いるベクトル図である。
【図１３】ＱＰＳＫ変調の説明に用いるベクトル図である。
【図１４】従来例の説明に用いる変調方式を決定するために送られる信号の略線図である。
【符号の説明】
１ 無線通信システム
１０，１５，１６ 基地局
１１，１２，１３ 端末局
２０ 配信局
２１ 入出力装置
２２ 制御装置
２３ 記憶装置
２９，２９ａ，２９ｂ 送受信用アンテナ
３０，３０ａ，３０ｂ 無線通信装置
３１ 通信制御部
３２ アンテナ共用器
３３ ＲＦ／ＩＦ受信器
３４ 信号強度検出機
３５ Ａ／Ｄ変換器
３６ 復調器
３７ 情報検出器
３８ バス制御部
３９ 変調器
４０ Ｄ／Ａ変換器
４１ ＲＦ／ＩＦ送信器
７１ フレーム
７２ 制御情報
７３ ダウンリンクフェイズ
７４ アップリンクフェイズ
７５ プリアンブル
７６−１，７６−Ｎ データペイロード
８１−１，８１−２，８１−３ 制御情報の時間領域
８２−１，８２−２，８２−３ データのダウンリンクフェイズの時間領域
８３−１，８３−２，８３−３ データのアップリンクフェイズの時間領域
Claims (11)
- 伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを備えた送信装置であって、
前記伝送速度の異なる複数の伝送チャネル中の少なくとも２つの伝送チャネルを用いて、同一情報に関する詳細度の異なるデータを別個に送信することを特徴とする送信装置。 - 前記詳細度は、データ圧縮度であることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
- 前記同一情報は、階層的に構成された情報であり、
前記詳細度は、その階層に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。 - 伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、
現在受信している伝送チャネルの信号の誤り率を判定する誤り率判定手段を備え、
前記誤り率判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする受信装置。 - 前記伝送チャネルの切り替えは、前記データ誤り率が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替え、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
- 前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第１の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルのデータ誤り率に設定されることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
- 伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能な受信装置であって、
現在受信している伝送チャネルの信号の強度を判定する信号強度判定手段を備え、
前記信号強度判定手段に基づいて、前記伝送チャネルを切り替えることを特徴とする受信装置。 - 前記伝送チャネルの切り替えは、前記信号の強度が、第１の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の速い伝送チャネルに切り替え、第１の基準レベルより小さい第２の基準レベル以下の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の遅い伝送チャネルに切り替えることを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
- 前記第１の基準レベル及び第２の基準レベルの値は、請求項１から請求項３に記載の送信装置が送信する伝送データの変調方式に応じて決定されることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
- 前記伝送チャネル中で、最も遅い伝送速度でデータが伝送される伝送チャネルの前記第２の基準レベルは、全ての伝送チャネルから伝送されるデータが、受信不可能なレベルの信号強度に設定されることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
- 画像、音声、文書等に関するデータを取得するためのデータ取得手段と、取得したデータを伝送するデータ伝送手段とを備えた配信局と、請求項１〜３のいずれかに記載の送信装置を備えた基地局と、
請求項４〜１０のいずれかに記載の受信装置を備えた端末局から構成されることを特徴とするデータ伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002189468A JP2004032604A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | 送信装置、受信装置及びそれらを備えたデータ伝送システム |
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