【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばモバイル機器などと呼ばれる製品で利用される近距離無線データ伝送における無線通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコンやＰＤＡなどの情報処理端末機器の小型化や低価格化が進み、ビジネス用途だけではなく個人用途としても広く普及しつつある。このような状況の中で、モバイル環境における情報交換、いわゆるデータ交換の機会が着実に増加してきている。データ交換の方法としては、いまのところ記憶媒体メディアや通信ケーブルを介した交換が一般的であるが、最近は無線通信によるデータ転送も行われるようになってきた。その背景にはＩｒＤＡやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）などに代表される携帯情報端末に適した無線通信規格が制定されたことに加えて、半導体技術の進歩による無線通信デバイスの小型化・低消費電力化・低価格化が進展したこともある。
【０００３】
モバイル環境における無線通信にはケーブルを介した通信と比較して次のような特徴がある。
【０００４】
無線通信では双方の通信距離や相対位置関係によって通信可能範囲や通信品質が大きく変動するのはもちろんであるが、利用される通信機器の送受信性能によっても通信可能範囲や通信品質が大きく変動することとなる。不特定多数のユーザーが随時無線ネットワークを形成してデータ通信を行うようなモバイル通信においては、ある無線通信規格の通信端末を利用する際に、各ユーザーの嗜好や事情に合わせてメーカー、性能、機能などが異なる様々なの無線端末機器を選択することが可能であり、お互いの対向機器を特定することができない。このような状況では、たとえ同じ通信規格に対応した端末といっても、無線端末機器の送受信性能に格差が生じ易いため、同じ環境でも通信できるものとできないものが出てくる可能性がある。
【０００５】
さらに、モバイル機器は移動しながらデータ通信を行うことも前提の一つであり、いつ、どこで、どのような状態で通信するか特定できないため、同じ周波数帯を利用する他の無選局の存在や反射波の影響など、電波環境を事前に想定することも非常に困難である。
【０００６】
以上のように環境によっては通信可能範囲や通信品質が大きく変動することとなり、明らかにケーブルを介した通信よりも通信品質は劣る。その結果として、ユーザーが利用する上での通信品質保証レベルは「利用環境により異なる」というような曖昧な表現となってしまい、実際に通信していても突然通信不能になったりするという状況に遭遇したりする。
【０００７】
しかしケーブルを介した通信と比較してこのような問題を抱えながらも、利便性と利用者側の適切な対応により無線通信は広く利用されはじめている。
【０００８】
無線通信をモバイル機器を含めたあらゆる分野の機器へさらに普及させるためには、通信性能以外にも無線通信機器あるいは構成部品の小型化、低消費電力化、低コスト化が重要な開発ポイントであり、近年益々性能向上が図られてきている。たとえば半導体プロセスの微細化はダイサイズの小型化・低コスト化とともに低消費電力化にも大きな効果がある。さらには、従来はＧａＡｓやＳｉＧｅなどの化合物半導体を使用していた高周波領域のデバイスをＣＭＯＳプロセスで実現することで低コスト化を目指す動きもあり、最近は２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯などのマイクロ波用ＲＦ回路もＣＭＯＳプロセスで作製されるようになってきた。
【０００９】
また、小型化を推進するためには、新規回路の検討に加えて不要・冗長な回路を削除することにより、できるだけ回路構成を簡略化して半導体のダイサイズや構成部品を削減するとともに、従来外付けされていた周辺回路を半導体に取り込んで可能な限り外付け部品を削減するアプローチも行われる。
【００１０】
しかし前記の回路構成を簡略化のようなアプローチは、一方で無線通信における性能・品質面での低下を生じる場合がある。その一例として入力ダイナミックレンジ特性に着目して以下で説明する。
【００１１】
無線通信において入力ダイナミックレンジを評価する場合は、通常は許容最小入力信号レベル、すなわち受信感度に着目することが多い。これは受信感度が無線通信機器の最大通信距離を決定する大きな要因で、一般には無線通信ができなくなるのは何らかの原因で入力信号が受信感度以下に小さくなってしまうためである。
【００１２】
一方、許容最大入力信号レベルは近距離における通信性能を左右する特性である。許容最大入力信号レベルが小さい場合、ごく近距離での通信時に過入力で正常なデータ復調が行えずに通信不能となってしまうという現象が発生する可能性がある。とくにモバイル端末機器などで形成されるネットワークにおける利用シーンを想定した場合には、双方の機器が隣接した状態で通信を行うことも十分に考えられるので、本特性の重要性が増してくる。
【００１３】
過入力による通信不能状態が発生する場合は、単純に送信機側で送信出力を小さくするか、もしくは受信機側で入力制限をすれば問題は解消できるできるが、送信出力を小さくすること及び入力制限をするということは、逆に遠距離の通信相手とは通信しにくくなることでもあるため、状況を見極めた実施が必要である。
【００１４】
ところで、入力ダイナミックレンジ特性を左右する要素としてはフィルタやアンプの入出力特性あるいは構成回路間の分離特性など様々な要因が関係する。そしてそれぞれの要因は回路設計技術や半導体プロセス技術など幅広い要素技術の上に成り立っている。
【００１５】
そのなかで過入力問題に対しては、受信回路にＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を導入し、受信信号の強弱により内部回路における信号増幅度を適切に制御することで対応しているのが無線通信機における一般的な方法である。
【００１６】
一般的な無線送受信機の回路構成を図６に示す。図６において、従来の一般的な無線送受信機は、アンテナ１１、減衰器１２、プリアンプ１３、受信用高周波バンドパスフィルタ１４、中間周波変換用混合器１５、発振器１６、中間周波アンプ１７、復調器１８、ＡＧＣ（自動利得制御）回路１９、変調器２０、高周波変換用混合器２１、送信用バンドパスフィルタ２２、パワーアンプ２３、後段送信用バンドパスフィルタ２４、送信・受信切替器２５、制御部２６、プログラムメモリ２７等を含んで構成されている。このような構成では、入力信号レベルをＡＧＣ回路１９、減衰器１２で調整し、また出力信号レベルを制御部２６、パワーアンプ２３で調整して、環境に適合した送受信を行えるようにしている。
【００１７】
しかしＡＧＣ回路を導入することにより回路規模が増大することは、デバイスコスト上昇あるいは消費電力の増加につながってしまうため、とくに低コスト化や低消費電力化を重視した無線通信方式では省略されることもある。結果として、その分だけ通信性能も低下することとなる。
【００１８】
過入力問題に対しては、送信機側で送信出力を小さくすることにより問題を回避することができることは先にも述べたが、モバイル端末機器における無線通信機能では、省電力化が重要なポイントの一つであり、そのために無線回路には送信出力制御機能が設けられていることが多い。同機能が利用可能であれば、各端末機器との１対１通信においては、個々の状況に適した送信出力で通信すれば過入力問題は回避できる。しかし１対多の通信において遠近が混在する場合は、送受信機の性能によっては遠近どちらかの端末機器との通信が困難になることも懸念される。
【００１９】
以上のように不特定のモバイル端末機器間の無線通信を行う場合は、通信距離が変動するうえに通信相手の性能も特定しにくいため、相手機器の送受信性能に合せた通信方法が必要となってくる。
【００２０】
【発明が解決する課題】
本発明は、以上の事情を考慮してなされたものであり、いわゆるモバイル機器などの近距離無線データ通信を行う無線通信機において、送信機側に設置された送信出力レベル制御機能を利用して過入力問題を解決することを狙った無線通信技術を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上述の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載のとおりの構成を採用している。ここでは、発明を詳細に説明するのに先だって、特許請求の範囲の記載について補充的に説明を行なっておく。
【００２２】
すなわち、この発明の具体的構成によれば、上述の目的を達成するために、後に図１〜図４を用いて説明するように、１つもしくは複数の無線通信端末機器の全部またはその一部との間でデータ通信を行う無線通信端末機器に用いる無線通信機において、複数の送信出力により無線通信経路確立作業を実行するとともに、前記の無線通信経路確立作業において判明した送信出力と特定の通信相手との通信確立可否の情報を記憶する記憶部を設け、記憶部に記憶された送信出力と特定の通信相手との通信確立可否の情報から、データ伝送時に適切な送信出力に切り替えて、仮に一つの送信出力では全ての通信相手と通信できないと判断した場合には、複数の送信出力を切り替えて全ての通信相手と通信するようにしている。記憶部の情報は無線通信経路確立後も定期的に最新情報に更新される。
【００２３】
通信確立可否は、通信相手が所定の基準に基づき判別するものであり、実質的な通信の可否とは一致しない場合もある。例えば、受信レベルの上限および加減の閾値を設け、これにより判別される。通信確立不能と判断された場合には、実質的な通信が絶対に不可能であるという訳ではない。
【００２４】
この構成においては、簡易な構成で過入力問題を解消することができる。
【００２５】
また、本発明の他の具体的構成によれば、後に図５を用いて説明するように、前記の無線通信経路確立作業において判明した送信出力と特定の通信相手との通信確立可否の情報から、一つの送信出力では全ての通信相手と通信できないと判断した場合に、通信不可能な相手端末の情報を表示し、必要な対応を利用者に提示する、もしくは通信不可能となる相手端末側にその状況を通知ようにしている。
【００２６】
この構成においては、相手端末に過入力問題があることを警告して相手側での対処を促すことにより、例えばより遠い場所に移動する等の地書を促すことにより、過入力問題を解消することを期待できる。
【００２７】
上述の具体的構成では送信出力のレベルを切り換えるようにしたが、それに換えて、あるいはそれに加えて、他の出力態様を切り換えるようにしても良い。例えば、アンテナの方向、指向性、複数アンテナの場合どのアンテナを用いるか等を切り換えたり、符号手法、変調手法等を切り換えたり、送信プロトコル、送信メディアを切り換えたりしても良い。
【００２８】
なお、この発明は装置またはシステムとして実現できるのみでなく、方法としても実現可能である。また、そのような発明の一部をソフトウェアとして構成することができることはもちろんである。またそのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品もこの発明の技術的な範囲に含まれることも当然である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例について説明する。
【００３０】
［第１の実施例］
図１から図３を用いて本発明の第１の実施例を説明する。
【００３１】
図１は通信環境例を示しており、図２は図１の通信環境で各無線端末機器Ａ〜Ｆが用いる無線送受信機の回路構成例を示しており、図３は複数の無線端末機器との間で行う検出動作の一例を示す。無線送受信機は、ＰＣカードやＰＣＩカード等の各種インタフェースカード（ボード）として実装可能である。もちろん無線端末機器に予め組み込まれていても良い。
【００３２】
図２において図６と対応する箇所には対応する符号を付した。図２に示す無線送受信機は、図６の構成と異なり、ＡＧＣ回路１９および減衰器１２が省略され受信レベルを調整できなくなっている（回路構成上は過入力問題に対照できない）。また図２の無線送受信機は送信出力レベル記憶部２８を新たに付加している。また通信可否通知部２９、通信可否通知応答部３０が、プログラムメモリ２７のプログラムにより実現されている。通信可否通知部２９は、検出動作を実行する相手側無線送受信機からの送信出力を弁別して通信可否の通知を行うものである。通信可否通知応答部３０は、相手側から送られてくる通信可否の通知を受け取って処理するものである（図３参照）。
【００３３】
さて、図１に示すような環境で無線端末機器Ａが他の無線端末機器Ｂ〜Ｆと通信経路を確立してネットワークを形成する際は、まず無線端末機器Ａが周辺存在する無線端末に対して検出動作を行う。これは１台もしくは複数台の特定の無線端末に対して行う場合と、周辺に存在する全ての無線端末に対して行う場合がある。また、無線端末機器Ａからは複数の異なる送信出力レベル（例えば最大出力レベル：Ｈｉｇｈ／最小出力レベル：Ｌｏｗの２段階）の信号を送信して、どの送信出力レベルで通信できるかを確認する手順を有する。検出動作の詳細は図３に示す。
【００３４】
図２の回路構成を有する無線端末機器Ａは、まず、送信出力レベルＬｏｗで検出信号を送信する。Ｂ〜Ｆの無線端末機器の中でこれを受信した無線端末機器は応答信号を返し、無線端末機器Ａがこれを受信し、各無線端末機器と通信可能かどうかを判定する。判定結果は送信出力レベル記憶部２８に記憶される。
【００３５】
引き続き、無線端末機器Ａは送信出力レベルＨｉｇｈで検出信号を送信する。同様にＢ〜Ｆの無線端末機器の中でこれを受信した無線端末機器は応答信号を返し、無線端末機器Ａがこれを受信し、各無線端末機器と通信可能かどうかを判定する。これらの動作はプログラムメモリ２７に格納された動作プログラムに従って制御部２６により制御される。判定結果は送信出力レベル記憶部２８に記憶される。通信可能な無線端末機器に対しては、必要に応じてさらに幾つかの通信手順を踏んだ上で通信経路を確立する。
【００３６】
無線端末機器Ａはその結果に基づいて、相手の無線端末機器Ｂ〜Ｆの通信性能を予測する。図１において例えば無線端末機器Ｅとの通信状況が送信出力レベルＨｉｇｈで通信可、送信出力レベルＬｏｗで通信不可であれば、無線端末機器Ｅとの位置関係は遠距離と判断される。逆に例えば無線端末機器Ｂとの通信状況が送信出力レベルＨｉｇｈで通信不可、送信出力レベルＬｏｗで通信可であれば、無線端末機器Ｂとの位置関係は近距離であり、しかも送信出力レベルＨｉｇｈで通信した場合に過入力問題が発生しているため通信不可と判断される。他には通信状況が送信出力レベルＨｉｇｈと送信出力レベルＬｏｗの両方で通信可であれば、無線端末機器Ｄのように位置関係は比較的近距離であるが過入力問題が発生しない程度の位置関係か、もしくは無線端末機器Ｃのように近距離に位置するが過入力問題が発生しない高性能な受信回路を有する無線端末機器であると判断される。また送信出力レベルＨｉｇｈ、送信出力レベルＬｏｗとも通信不可であれば、無線端末機器Ｆのように通信可能範囲に存在しないと判断される。ちなみにここでの距離とは絶対的な距離ではなく、無線通信端末の通信性能からみた相対的な距離の遠近を意味する。
【００３７】
この送信出力レベルによる通信可否の判断結果は、各端末機器の送信出力レベル記憶部にも保持される。
【００３８】
ここでは送信出力を最大、最小の２つで説明したが、さらに細かく変更しても構わない。
【００３９】
場合によっては中間のある送信出力レベルで、所望の全端末機器と通信可能なケースが存在することも想定されるためである。
【００４０】
モバイル通信では、各端末機器との位置関係は随時変化することが想定されるの。その場合は、実際にデータ通信を行っていない空き時間を利用して前記の確認作業を定期的に実施し、その結果を随時記憶部に上書きし保持することにより、各無線端末機器が移動する状態や電波環境が時々刻々変化する状態に対応していくことも可能である。もちろん通信中にパケット再送率などのデータ転送品質を随時確認しながら、その状況に応じて送信出力を変化させることも可能であり、その場合は変化した結果を随時記憶部に上書きし保持することにより、前記と同様な対応が可能である。
【００４１】
通信経路確立後に各無線端末機器間で通信を行う方式として、大きく二通りに分けて考える。一つは一対一の通信であり、もう一つは一対多の通信である。
【００４２】
一対一の通信では、前記記憶部の情報に基づいて無線端末機器Ａと無線端末機器ＢからＥのどれか１台に対して適切な送信出力レベルを決定し通信を行うことにより、良好な通信状態を維持することが出来る。
【００４３】
同様に、一対多の通信で通信距離が遠近混在している場合であっても、時分割で複数の特定の無線端末機器と通信する場合は、各々の通信相手に対するデータ毎に適切な送信出力レベルを決定し通信を行うことにより、一対一の通信と同様に良好な通信状態を維持することができる。
【００４４】
一対多の通信において、通信距離が遠近混在している全無線端末に対する一斉通信を行う場合も、原則として前記記憶部の情報に基づいて最適な送信出力レベルを決定し通信を行う。このとき、所望の全端末機器と通信可能な送信出力レベルが設定可能であればそれで通信を行うが、一つの通信レベルで包含できないと判断した場合は以下の方法で通信する。
【００４５】
まず遠距離にある無線端末機器Ｅと通信するために必要な範囲で最大送信出力で通信を行う。このとき無線端末機器Ｃ，Ｄも最大送信出力で通信可能であるので、同時に通信することとなる。送信出力レベル記憶部に事前に記憶された情報から、近距離にあり過入力問題によりデータを復元できない無線端末機器Ｂが存在する場合は、制御部がその無線端末機器Ｂと通信可能な適切な送信出力レベルに送信出力を変更して同じデータを再送信する。このような通信方法を取ることによってすべての無線端末に対して同じデータを送信可能となる。
【００４６】
このとき異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末機器Ｃ，Ｄは、何も策を打たなければ同じデータを２度受信してしまうすることとなる。
【００４７】
この状態を解決する方法として、以下の方法を実施する。
【００４８】
まず、遠距離にある無線端末機器Ｅと通信するために必要な範囲で最大送信出力レベルで通信を行う。この場合、過入力問題により通信できなくなる無線端末機器が最小限となるような送信出力レベルとすることが好ましい。
【００４９】
次に送信出力レベル記憶部に事前に記憶された情報から、近距離にあり過入力問題により通信しにくい無線端末機器Ｂとは、自動的に通信が可能な送信出力レベルに変更して通信を行うが、省電力を考えると送信出力レベルは可能な限り小さくした方が良い。
【００５０】
この時、過入力問題により通信しにくい無線端末機器Ｂとは、通信端末機器を特定した一対一の通信モードで通信を行う。こうすることにより、異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末機器Ｃ，Ｄはデータを受信せずに済む。
【００５１】
以上の結果、通信距離が遠近混在し、しかも近距離にあり過入力問題によりデータを復元できない無線端末機器Ｂのような機器が存在する場合にも、全無線端末機器に対する一斉通信を行うことが可能となる。さらに、このような通信方法を取ることにより、全無線端末機器と各々一対一の通信モードで通信を行う場合と比較して通信時間が短縮可能となる。また、異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末機器で同じデータを２度受信してしまう問題を解決することができる。
【００５２】
上記実施例では、最初に遠距離にある無線端末機器と通信するために必要な範囲で最大送信出力で通信を行い、次に近距離にあり過入力問題によりデータを復元できない無線端末機器に対して通信が可能な送信出力レベルに下げてして通信端末を特定した一対一の通信モードで通信を行う事例を説明したが、逆に、最初に近距離にある無線端末機器と通信するために必要な範囲で最大送信出力で通信を行い、次に遠距離にあり入力感度の性能限界で通信できない無線端末機器に対して通信が可能な送信出力レベルに上げてして通信端末機器を特定した一対一の通信モードで通信を行うことも可能である。
【００５３】
［第２の実施例］
図４を用いて第２の実施例を説明する。
【００５４】
第１の実施例では、同時に通信できない端末に対して自動的に送信出力レベルを変更して再送信を行うにあたり、異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末で同じデータを２度受信してしまう問題を解決する方法として、再送信時は一対一通信モードを利用することを提案した。
【００５５】
通常の利用形態を想定した場合、このような過入力問題がネットワーク上の多くの端末で発生すること考えにくい。しかし、一対一通信モードを利用するということは、再送信しなければならない無線端末が多い場合は、相手の数に比例して通信時間が長くなる問題もある。
【００５６】
このような不具合を避けるために、近距離にあり過入力問題によりデータを復元できない無線端末機器に対して通信が可能な送信出力レベルに下げてデータを再送信する際の別の通信方法を提案する。
【００５７】
一対一通信モードではなく一斉通信モードで通信を行うが、異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末で同じデータを２度受信してしまわないように、１回目、２回目（再送信）の送信ステータスの区別が可能となるよう、データパケットのヘッダー部分に識別符号として送信ステータス判別ビットを付加する。
【００５８】
たとえば図４に示すように、最初に遠距離にある無線端末と通信するために必要な範囲で最大送信出力で通信を行う場合は識別符号０、次に近距離にあり過入力問題によりデータを復元できない無線端末に対して通信が可能な送信出力レベルに下げてして通信を行う場合（再送信）であれば識別符号１というように送信ステータス識別符号を設定する。
【００５９】
最初の通信で識別符号０のパケットデータの受信を完了した無線端末では、引続き再送されてくる送信出力レベルを下げた通信（再送信）のデータに付加された識別符号を制御部の中にある判別回路で確認し、識別符号が１のデータに対しては無線端末そのパケット情報を破棄するようにする。
【００６０】
一方、過入力問題により最初の通信で識別符号０のパケットデータを受信できなかった無線端末では、そのまま識別符号が１のデータを受信する。
【００６１】
このようにすることで、異なる送信出力レベルで送信される両方のデータを受信可能な中間的な位置に存在する無線端末で同じデータを２度受信してしまうという問題を解決すると同時に、第１の実施例で示した一対一通信モードを利用する場合に、再送信しなければならない無線端末が多い場合は、相手の数に比例して通信時間が長くなるという問題を解決することができる。
【００６２】
［第３の実施例］
図５を用いて本発明の第３の実施例を説明する。
【００６３】
自由空間を伝播する信号の減衰量は、通信距離ｄおよび波長λの関数として近似的にＬｏｓｓ＝−２０Ｌｏｇ１０（４πｄ／λ）で求められる。これによると信号レベルは通信距離が０．３ｍで約３０ｄＢ、１ｍで約４０ｄＢ低下することがわかる。このことはモバイル通信において過入力問題が現れるのは、端末機器どうしが数ｃｍ〜数十ｃｍ程度のごく近距離に存在するとともに、ユーザーのごく近くに存在することを意味している。
【００６４】
つまり第１の実施例で示したような経路確立時の結果に基づいて、当障害の発生が予測されると判断した場合は、当障害の発生が予測されることを、図５に示すように、例えばランプの点滅や表示部における文字、絵柄の表示などにより通知し、さらには表示部の仕様によってはその対処方法として該当する機器の通信距離を離すような指示を双方の端末に表示する。
【００６５】
ユーザーはこの通知結果をもとに該当する端末機器の通信距離をあけることによって過入力問題を解消することが可能である。
【００６６】
なお、この発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、上述実施例では送信出力のレベルを切り換えるようにしたが、それに換えてあるいはそれに加えて他の出力態様を切り換えるようにしても良い。例えば、アンテナの方向、指向性、複数アンテナの場合どのアンテナを用いるか等を切り換えたり、符号手法、変調手法等を切り換えたり、送信プロトコル、送信メディアを切り換えたりしても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、近距離無線データ通信を行う無線通信機において、受信機にＡＧＣ回路のような入力制限回路を持たないような場合であっても、送信機側に設置された送信出力レベル制御機能を利用して過入力問題を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のデータ通信環境の例を説明する図である。
【図２】上述実施例で用いた無線送受信機の構成例を説明するブロック図である。
【図３】上述実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図６】従来の無線送受信機を説明するブロック図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｆ 無線通信端末機器
１１ アンテナ
１２ 減衰器
１３ プリアンプ
１４ 受信用高周波バンドパスフィルタ
１５ 中間周波変換用混合器
１６ 発振器
１７ 中間周波アンプ
１８ 復調器
１９ ＡＧＣ回路
２０ 変調器
２１ 高周波変換用混合器
２２ 送信用バンドパスフィルタ
２３ パワーアンプ
２４ 後段送信用バンドパスフィルタ
２５ 送信・受信切替器
２６ 制御部
２７ プログラムメモリ
２８ 送信出力レベル記憶部
２９ 通信可否通知部
３０ 通信可否通知応答部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication device for short-range wireless data transmission used in a product called a mobile device, for example.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, information processing terminal devices such as notebook personal computers and PDAs have been reduced in size and price, and have become widespread not only for business use but also for personal use. Under such circumstances, opportunities for information exchange in a mobile environment, so-called data exchange, are steadily increasing. As a data exchange method, exchange via a storage medium or a communication cable is generally used at present, but recently, data transfer by wireless communication has also been performed. Behind this have been the establishment of wireless communication standards suitable for portable information terminals such as IrDA and Bluetooth (trademark), as well as the miniaturization and low power consumption of wireless communication devices due to advances in semiconductor technology. In some cases, the price has been reduced.
[0003]
Wireless communication in a mobile environment has the following features as compared to communication via a cable.
[0004]
In wireless communication, the communicable range and communication quality fluctuate significantly depending on the communication distance and the relative positional relationship between the two, but the communicable range and communication quality also fluctuate significantly depending on the transmission and reception performance of the communication equipment used. It becomes. In mobile communication where an unspecified number of users form a wireless network at any time and perform data communication, when using a communication terminal of a certain wireless communication standard, manufacturers, performance, It is possible to select various wireless terminal devices having different functions and the like, and it is not possible to specify each other's opposing devices. In such a situation, even if the terminals are compliant with the same communication standard, there is a possibility that the transmission / reception performance of the wireless terminal device tends to be different, so that some terminals may or may not be able to communicate in the same environment.
[0005]
Furthermore, one of the prerequisites is that mobile devices perform data communication while moving, and it is not possible to identify when, where, and in what state, so there is another unselected station that uses the same frequency band. It is also very difficult to anticipate the radio wave environment in advance, such as the influence of reflected waves.
[0006]
As described above, the communicable range and the communication quality vary greatly depending on the environment, and the communication quality is clearly inferior to the communication via the cable. As a result, the communication quality assurance level for the user's use will be an ambiguous expression such as "depending on the usage environment", and even if you actually communicate, you will suddenly be unable to communicate. Or encounter.
[0007]
However, despite having such problems as compared with communication via a cable, wireless communication has begun to be widely used due to convenience and appropriate measures taken by users.
[0008]
In order to further spread wireless communication to devices in all fields including mobile devices, it is important to reduce the size, power consumption, and cost of wireless communication devices and components in addition to communication performance. In recent years, performance has been increasingly improved. For example, miniaturization of a semiconductor process has a great effect on reducing the size and cost of a die and reducing power consumption. Furthermore, there is a movement to reduce the cost by realizing a device in a high-frequency region, which used to use a compound semiconductor such as GaAs or SiGe, by a CMOS process. Recently, micro-wave devices such as a 2.4 GHz band and a 5 GHz band have been developed. Wave RF circuits have also been manufactured by a CMOS process.
[0009]
In addition, in order to promote miniaturization, in addition to studying new circuits, unnecessary / redundant circuits are deleted, thereby simplifying the circuit configuration as much as possible to reduce semiconductor die size and components, There is also an approach to incorporate the attached peripheral circuit into the semiconductor to reduce external components as much as possible.
[0010]
However, such an approach as simplifying the circuit configuration may cause a decrease in performance and quality in wireless communication. The following description focuses on the input dynamic range characteristics as an example.
[0011]
When evaluating the input dynamic range in wireless communication, usually, attention is often paid to the minimum allowable input signal level, that is, the reception sensitivity. This is because reception sensitivity is a major factor in determining the maximum communication distance of a wireless communication device. Generally, wireless communication cannot be performed because an input signal becomes smaller than the reception sensitivity for some reason.
[0012]
On the other hand, the allowable maximum input signal level is a characteristic that affects communication performance in a short distance. When the allowable maximum input signal level is small, there is a possibility that a phenomenon may occur in which communication cannot be performed due to excessive input during communication at a very short distance and normal data cannot be demodulated. In particular, when a usage scene in a network formed by mobile terminal devices and the like is assumed, it is fully conceivable that both devices perform communication in a state of being adjacent to each other, so the importance of this characteristic increases.
[0013]
If a communication failure occurs due to excessive input, the problem can be solved by simply reducing the transmission output on the transmitter side or limiting the input on the receiver side. Restriction also means that it becomes difficult to communicate with a long-distance communication partner, so it is necessary to take into account the situation.
[0014]
By the way, various factors such as input / output characteristics of filters and amplifiers or separation characteristics between constituent circuits are involved as factors which influence the input dynamic range characteristics. Each factor is based on a wide range of element technologies such as circuit design technology and semiconductor process technology.
[0015]
Among them, the problem of excessive input is addressed by introducing an AGC (Auto Gain Control) circuit into the receiving circuit and appropriately controlling the signal amplification in the internal circuit depending on the strength of the received signal. This is a general method in a communication device.
[0016]
FIG. 6 shows a circuit configuration of a general wireless transceiver. In FIG. 6, a conventional general radio transceiver includes an antenna 11, an attenuator 12, a preamplifier 13, a receiving high-frequency bandpass filter 14, an intermediate frequency conversion mixer 15, an oscillator 16, an intermediate frequency amplifier 17, and a demodulator. 18, AGC (automatic gain control) circuit 19, modulator 20, high frequency conversion mixer 21, transmission band pass filter 22, power amplifier 23, post-stage transmission band pass filter 24, transmission / reception switch 25, control unit 26, a program memory 27 and the like. In such a configuration, the input signal level is adjusted by the AGC circuit 19 and the attenuator 12, and the output signal level is adjusted by the control unit 26 and the power amplifier 23, so that transmission and reception suitable for the environment can be performed.
[0017]
However, an increase in the circuit scale due to the introduction of the AGC circuit leads to an increase in device cost or power consumption. Therefore, such a circuit must be omitted particularly in a wireless communication system that emphasizes low cost and low power consumption. There is also. As a result, the communication performance is reduced accordingly.
[0018]
As mentioned earlier, the problem of over-input can be avoided by reducing the transmission output on the transmitter side, but power saving is an important point in the wireless communication function of mobile terminal equipment. Therefore, the wireless circuit is often provided with a transmission output control function. If this function can be used, in the one-to-one communication with each terminal device, the problem of excessive input can be avoided by communicating with a transmission output suitable for each situation. However, when one-to-many communication involves a mixture of distance and near, there is a concern that communication with one of the terminal devices at a distance may become difficult depending on the performance of the transceiver.
[0019]
When performing wireless communication between unspecified mobile terminal devices as described above, the communication distance fluctuates and it is difficult to specify the performance of the communication partner. Therefore, a communication method that matches the transmission / reception performance of the partner device is required. Come.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a wireless communication device that performs short-range wireless data communication such as a so-called mobile device, using a transmission output level control function installed on the transmitter side. The purpose of the present invention is to provide a wireless communication technology aimed at solving the problem of excessive input.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to achieve the above object, a configuration as described in the claims is adopted. Here, before describing the invention in detail, the description of the claims will be supplementarily described.
[0022]
That is, according to the specific configuration of the present invention, in order to achieve the above-described object, as will be described later with reference to FIGS. 1 to 4, all or a part of one or more wireless communication terminal devices In a wireless communication device used for a wireless communication terminal device that performs data communication with the wireless communication device, the wireless communication path establishment work is performed by using a plurality of transmission outputs, and the transmission output determined in the wireless communication path establishment work and a specific communication. A storage unit for storing information on whether communication with the other party can be established is provided, and the transmission output stored in the storage unit and the information on whether communication with the specific communication partner can be established are switched to an appropriate transmission output during data transmission. If it is determined that one transmission output cannot communicate with all communication partners, a plurality of transmission outputs are switched to communicate with all communication partners. The information in the storage unit is periodically updated to the latest information even after the wireless communication path is established.
[0023]
Whether or not communication can be established is determined by the communication partner based on a predetermined criterion, and may not coincide with substantial communication availability. For example, an upper limit of the reception level and a threshold for adjustment are provided, and the determination is made based on the threshold. If it is determined that communication cannot be established, this does not mean that substantial communication is absolutely impossible.
[0024]
In this configuration, the excessive input problem can be solved with a simple configuration.
[0025]
Further, according to another specific configuration of the present invention, as will be described later with reference to FIG. 5, the transmission output determined in the above-described wireless communication path establishment work and the information on whether communication with a specific communication partner can be established or not are determined. If it is determined that communication cannot be performed with all communication partners with one transmission output, the information of the communication partner terminal that cannot communicate is displayed, and necessary countermeasures are presented to the user, or the partner terminal that cannot communicate. To notify the situation.
[0026]
In this configuration, the over-input problem is solved by warning the partner terminal that there is an over-input problem and encouraging the opponent to cope with the problem, for example, by prompting a terrestrial copy such as moving to a farther place. You can expect that.
[0027]
Although the level of the transmission output is switched in the specific configuration described above, another output mode may be switched instead or in addition thereto. For example, the direction of the antenna, the directivity, which antenna to use in the case of a plurality of antennas, etc. may be switched, the coding method, the modulation method, etc. may be switched, or the transmission protocol and transmission medium may be switched.
[0028]
The present invention can be realized not only as a device or a system but also as a method. In addition, it goes without saying that a part of such an invention can be configured as software. Also, it goes without saying that a software product used for causing a computer to execute such software is also included in the technical scope of the present invention.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0030]
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
1 shows an example of a communication environment, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration of a wireless transceiver used by each of the wireless terminal devices A to F in the communication environment of FIG. 1, and FIG. An example of the detection operation performed between the steps will be described. The wireless transceiver can be implemented as various interface cards (boards) such as a PC card and a PCI card. Of course, it may be incorporated in the wireless terminal device in advance.
[0032]
In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. The radio transceiver shown in FIG. 2 differs from the configuration in FIG. 6 in that the AGC circuit 19 and the attenuator 12 are omitted and the reception level cannot be adjusted (the circuit configuration cannot be matched against the over-input problem). Further, the transmission / reception level storage unit 28 is newly added to the wireless transceiver of FIG. The communication availability notification unit 29 and the communication availability notification response unit 30 are realized by a program in the program memory 27. The communication propriety notifying section 29 discriminates the transmission output from the partner wireless transceiver that performs the detection operation and notifies the communication propriety. The communication availability notification responding unit 30 receives and processes the communication availability notification sent from the other party (see FIG. 3).
[0033]
Now, when the wireless terminal device A establishes a communication path with the other wireless terminal devices BF to form a network in the environment shown in FIG. 1, first, the wireless terminal device A To perform the detection operation. This may be performed for one or more specific wireless terminals, or may be performed for all surrounding wireless terminals. Also, a procedure for transmitting a signal of a plurality of different transmission output levels (for example, two levels of maximum output level: High / minimum output level: Low) from the wireless terminal device A and confirming at which transmission output level communication is possible Having. Details of the detection operation are shown in FIG.
[0034]
The wireless terminal device A having the circuit configuration of FIG. 2 first transmits a detection signal at the transmission output level Low. The wireless terminal device that has received this among the wireless terminal devices B to F returns a response signal, and the wireless terminal device A receives the response signal and determines whether communication is possible with each wireless terminal device. The determination result is stored in the transmission output level storage unit 28.
[0035]
Subsequently, the wireless terminal device A transmits the detection signal at the transmission output level High. Similarly, among the wireless terminal devices B to F, the wireless terminal device that has received it returns a response signal, and the wireless terminal device A receives the response signal and determines whether or not communication with each wireless terminal device is possible. These operations are controlled by the control unit 26 in accordance with the operation program stored in the program memory 27. The determination result is stored in the transmission output level storage unit 28. For a communicable wireless terminal device, a communication path is established after taking some further communication procedures as necessary.
[0036]
The wireless terminal device A predicts the communication performance of the other wireless terminal devices B to F based on the result. In FIG. 1, for example, if the communication status with the wireless terminal device E is communication possible at the transmission output level High and communication is not possible at the transmission output level Low, the positional relationship with the wireless terminal device E is determined to be long distance. Conversely, if the communication status with the wireless terminal device B is, for example, communication is impossible at the transmission output level High and communication is possible at the transmission output level Low, the positional relationship with the wireless terminal device B is a short distance, and the transmission output level is High. It is determined that communication is not possible due to the occurrence of an over-input problem when the communication is performed by using. Otherwise, if communication is possible at both the transmission output level “High” and the transmission output level “Low”, the position is relatively short, as in the case of the wireless terminal device D, but at a level at which no excessive input problem occurs. It is determined that the wireless terminal device is a wireless terminal device having a high-performance receiving circuit that is located in a short distance like the wireless terminal device C but does not cause an excessive input problem, such as the wireless terminal device C. If communication is not possible with both the transmission output level High and the transmission output level Low, it is determined that the transmission terminal is not in the communicable range like the wireless terminal device F. By the way, the distance here is not an absolute distance, but means a relative distance from the viewpoint of the communication performance of the wireless communication terminal.
[0037]
The determination result of the communication availability based on the transmission output level is also stored in the transmission output level storage unit of each terminal device.
[0038]
Here, the transmission output is described as the maximum and the minimum, but may be changed more finely.
[0039]
This is because, in some cases, there may be cases where communication with all desired terminal devices is possible at an intermediate transmission output level.
[0040]
In mobile communication, it is assumed that the positional relationship with each terminal device changes at any time. In such a case, the above-described confirmation work is periodically performed by using the idle time when data communication is not actually performed, and the result is overwritten and stored in the storage unit as needed, so that each wireless terminal device moves. It is also possible to cope with a state where the state and the radio wave environment change every moment. Of course, it is also possible to change the transmission output according to the situation while checking the data transfer quality such as the packet retransmission rate at any time during communication, in which case the changed result should be overwritten and stored in the storage unit at any time Thus, the same measures as above can be made.
[0041]
As a method of performing communication between the wireless terminal devices after the establishment of the communication path, the method is roughly divided into two types. One is one-to-one communication, and the other is one-to-many communication.
[0042]
In the one-to-one communication, an appropriate transmission output level is determined for any one of the wireless terminal device A and any one of the wireless terminal devices B to E based on the information in the storage unit, and communication is performed. The state can be maintained.
[0043]
Similarly, even when communication distances are mixed near and far in one-to-many communication, when communication is performed with a plurality of specific wireless terminal devices in a time-division manner, an appropriate transmission output level is set for each data with respect to each communication partner. Is determined and communication is performed, a good communication state can be maintained similarly to one-to-one communication.
[0044]
In the point-to-multipoint communication, even when simultaneous communication is performed to all wireless terminals whose communication distances are mixed near and far, an optimum transmission output level is determined based on the information in the storage unit and communication is performed in principle. At this time, if a transmission output level at which communication with all desired terminal devices can be set can be set, communication is performed using that. If it is determined that one communication level cannot be included, communication is performed by the following method.
[0045]
First, communication is performed with the maximum transmission power in a range necessary for communication with the wireless terminal device E located at a long distance. At this time, since the wireless terminal devices C and D can also communicate with the maximum transmission output, they will communicate simultaneously. If there is a wireless terminal device B that is in a short distance and cannot restore data due to an excessive input problem from the information stored in advance in the transmission output level storage unit, the control unit may use an appropriate wireless terminal device B capable of communicating with the wireless terminal device B. Change the transmission power to the transmission power level and retransmit the same data. By adopting such a communication method, the same data can be transmitted to all wireless terminals.
[0046]
At this time, the wireless terminal devices C and D located at intermediate positions at which both data transmitted at different transmission output levels can be received will receive the same data twice if no measures are taken. It will be.
[0047]
The following method is implemented as a method for solving this state.
[0048]
First, communication is performed at the maximum transmission output level within a range necessary for communication with the wireless terminal device E located at a long distance. In this case, it is preferable to set the transmission output level so that the number of wireless terminal devices that cannot communicate due to the excessive input problem is minimized.
[0049]
Next, from the information stored in advance in the transmission output level storage unit, communication with the wireless terminal device B that is in a short distance and is difficult to communicate due to an excessive input problem is changed to a transmission output level at which communication can be automatically performed and communication is performed. However, in consideration of power saving, it is better to make the transmission output level as low as possible.
[0050]
At this time, communication is performed with the wireless terminal device B which is difficult to communicate due to the excessive input problem in the one-to-one communication mode in which the communication terminal device is specified. By doing so, the wireless terminal devices C and D located at intermediate positions capable of receiving both data transmitted at different transmission power levels do not need to receive data.
[0051]
As a result, even if the communication distance is mixed near and near, and there is a device such as the wireless terminal device B which cannot be restored due to an over-input problem due to a short distance, simultaneous communication to all wireless terminal devices can be performed. It becomes possible. Furthermore, by adopting such a communication method, the communication time can be reduced as compared with the case where communication is performed with all wireless terminal devices in the one-to-one communication mode. Further, it is possible to solve a problem that the same data is received twice by a wireless terminal device located at an intermediate position where both data transmitted at different transmission output levels can be received.
[0052]
In the above embodiment, the communication is performed at the maximum transmission output in the range necessary to communicate with the wireless terminal device at a long distance first, and then the wireless terminal device at the short distance cannot restore the data due to the excessive input problem. In the case where communication is performed in the one-to-one communication mode in which the communication terminal is specified by lowering to a transmission output level at which communication can be performed, on the contrary, in order to communicate with a wireless terminal device at a short distance first, Communication was performed at the maximum transmission power within the required range, and then the communication terminal device was specified by increasing the transmission output level to allow communication with wireless terminals that are far away and cannot communicate due to the performance limit of input sensitivity. It is also possible to perform communication in a one-to-one communication mode.
[0053]
[Second embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG.
[0054]
In the first embodiment, when the transmission power level is automatically changed for a terminal that cannot communicate at the same time and retransmission is performed, an intermediate position where both data transmitted at different transmission power levels can be received is set. As a method for solving the problem that the same data is received twice by an existing wireless terminal, it has been proposed to use the one-to-one communication mode at the time of retransmission.
[0055]
Assuming a normal use form, it is unlikely that such an over-input problem will occur in many terminals on the network. However, the use of the one-to-one communication mode has a problem that when many wireless terminals have to retransmit, the communication time becomes longer in proportion to the number of the other parties.
[0056]
In order to avoid such problems, we propose another communication method for retransmitting data by reducing the transmission output level to a level that enables communication to wireless terminal devices that are close and cannot recover data due to excessive input problems I do.
[0057]
Communication is performed not in the point-to-point communication mode but in the simultaneous communication mode, but the same data is not received twice by a wireless terminal located at an intermediate position where both data transmitted at different transmission output levels can be received. As described above, the transmission status discrimination bit is added to the header portion of the data packet as an identification code so that the first and second (retransmission) transmission statuses can be distinguished.
[0058]
For example, as shown in FIG. 4, when communication is performed with the maximum transmission power in the range necessary for communicating with a wireless terminal at a long distance at first, identification code 0 is used. In the case of performing communication by lowering the transmission output level to enable communication with a wireless terminal that cannot be restored (retransmission), a transmission status identification code such as identification code 1 is set.
[0059]
In the wireless terminal that has completed the reception of the packet data with the identification code 0 in the first communication, the control unit stores the identification code added to the data of the communication (retransmission) with the transmission output level that is continuously retransmitted and reduced. The packet is discriminated by the discrimination circuit, and the packet information of the wireless terminal is discarded for the data having the identification code of 1.
[0060]
On the other hand, the wireless terminal that cannot receive the packet data with the identification code 0 in the first communication due to the excessive input problem receives the data with the identification code 1 as it is.
[0061]
By doing so, it is possible to solve the problem that the same data is received twice by a wireless terminal located at an intermediate position where both data transmitted at different transmission output levels can be received, and the first In the case where the one-to-one communication mode shown in the embodiment is used, when there are many wireless terminals that need to retransmit, the problem that the communication time becomes longer in proportion to the number of the other parties can be solved.
[0062]
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0063]
The attenuation of a signal propagating in free space is approximately determined as Loss = −20 Log 10 (4πd / λ) as a function of the communication distance d and the wavelength λ. According to this, it is understood that the signal level is reduced by about 30 dB when the communication distance is 0.3 m and by about 40 dB when the communication distance is 1 m. This means that the problem of excessive input in mobile communication means that the terminal devices are located at very short distances of about several cm to several tens of cm and are located very close to the user.
[0064]
That is, when it is determined that the occurrence of the fault is predicted based on the result at the time of establishing the route as shown in the first embodiment, the occurrence of the fault is predicted as shown in FIG. In addition, for example, a notification such as blinking of a lamp or the display of characters and pictures on the display unit is displayed, and further, depending on the specification of the display unit, an instruction to increase the communication distance of the corresponding device is displayed on both terminals as a measure to cope with the problem. .
[0065]
The user can solve the excessive input problem by increasing the communication distance of the corresponding terminal device based on the notification result.
[0066]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the level of the transmission output is switched, but another output mode may be switched instead or in addition. For example, the direction of the antenna, the directivity, which antenna to use in the case of a plurality of antennas, etc. may be switched, the coding method, the modulation method, etc. may be switched, or the transmission protocol and transmission medium may be switched.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even in a case where a receiver does not have an input limiting circuit such as an AGC circuit in a wireless communication device that performs short-range wireless data communication, the transmitter side It is possible to solve the over-input problem by using the installed transmission output level control function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a data communication environment according to a first embodiment of this invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless transceiver used in the above embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the above embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a conventional wireless transceiver.
[Explanation of symbols]
A to F Radio communication terminal equipment 11 Antenna 12 Attenuator 13 Preamplifier 14 High-frequency bandpass filter for reception 15 Intermediate frequency conversion mixer 16 Oscillator 17 Intermediate frequency amplifier 18 Demodulator 19 AGC circuit 20 Modulator 21 High frequency conversion mixer 22 Transmission bandpass filter 23 Power amplifier 24 Subsequent transmission bandpass filter 25 Transmission / reception switch 26 Control unit 27 Program memory 28 Transmission output level storage unit 29 Communication availability notification unit 30 Communication availability notification response unit
