JP2004343184A - Spread spectrum communication system and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれるＤＳ−ＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ − Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）やインパルス無線による広帯域化を含むスペクトラム通信などを用いて、映像信号を符号化して生成されるビットストリームをパケット構造化して伝送するスペクトラム拡散通信方式、及びスペクトラム拡散通信装置に関し、特に複数の伝送装置により共通の周波数帯域を用いて時間分割伝送するネットワークにおいて、それぞれの端末装置間で所望のデータ通信を行うと共に、連続する映像信号の伝送に対しても所定の品質を保証して行う通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットを中心とするマルチメディアネットワークの発達には目覚しいものがあり、世界各国ではＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を中心とする情報革命が進められている。そして、現在のマルチメディアネットワークは、主として有線により結合されるコンピュータを中心として利用されているが、利用者の利便性を図る無線ネットワークシステムに係る製品も開発され、市場に出されている。
【０００３】
無線ネットワークに用いられている方式として、２．４ＧＨｚの周波数帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ８０２．１１ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）ｂに準拠するＤＳ−ＳＳ方式のシステムがあり、ホームネットワークにおける、またホットスポットにおける無線結合方式として広く用いられている。
【０００４】
現在では、そのホームネットワークにより伝送されるデータは文字、静止画などが中心であるが、さらにはビデオカメラで撮影した映像信号の伝送なども要求されている。その伝送方式として、ＩＥＥＥ８０２．１５．３（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ８０２．１５．３ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）ａにおいてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれる通信システムの標準化作業が進められている。その方式は、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの広い周波数帯域を雑音レベル程度の微小な信号レベル用いて伝送するものである。
【０００５】
ＵＷＢの第１の変調方式としては、高速に生じさせるインパルスの発生位置（時間）及びインパルスの極性（正、負）を変化させて情報を伝送するパルス位置変調方式がある。また、複数の異なる極性のインパルスを組み合わせてコードを形成し、直交するコードの組み合わせにより情報を伝送するようにしたＤＳ−ＳＳ方式も提案されている。
【０００６】
さらには、インパルスの周波数帯域を異なる周波数帯ごとに発生させ、それぞれの異なる帯域ごとに情報の伝送を行うサブバンド方式が、そしてまたそれらの周波数の異なるインパルスを複数の周波数帯域ごとに切換えながら情報を伝送する周波数ホッピング方式の開発もなされている。
【０００７】
それらのいずれの方式も、広帯域に周波数分布するインパルスを用いるＤＳ−ＳＳによるスペクトラム拡散通信方式であり、情報を拡散させることにより拡散利得を得、微弱な信号で送信し信号対干渉比電力を改善しつつ通信を行う技術として開発されている。
【０００８】
一方、それらの無線方式で伝送される情報信号は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｉａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式に適するパケット型で伝送することにより、即ちバースト伝送方式を用いることにより複数の無線端末装置が共通の周波数帯域を用いて通信を行うことができる。
【０００９】
そして、複数の無線端末装置のそれぞれが通信を行う方法としては、アクセスポイントに設置される親機が子機から送信される信号を一旦受信し、別の周波数を用いて目的の子機に対して再送信する集中型システムと、ネットワーク内に特に親機を設けることなく無線端末装置同士が共通の周波数帯域を用いて送受信を行う分散型システムがある。
【００１０】
それらを比較するに、分散型システムの場合は周波数の利用効率が高く、近年の無線ＬＡＮシステムでは分散型システムが多く用いられている。しかし、異なる端末装置から同時にネットワークに信号が送出されたときには、パケットの衝突が生じデータ誤りが発生するなど好ましくない。有線ＬＡＮによるネットワークシステムの場合では、パケットの衝突が検出可能であるので、衝突を検出した方の一方の端末装置はデータ送信を中断するようにして、パケットの衝突による伝送品質の低下を防ぐようにしている。
【００１１】
そして、無線ＬＡＮ方式の場合では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）により伝送路における混信を防ぐようにしている。即ち、送信している端末側では共通の通信路で伝送される他の端末側からの信号干渉により生じるコリジョンを検出できないため、各無線端末は通信路が一定時間以上継続して空いていることを確認してからデータを送信するようにしている。
【００１２】
そのＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるデータ通信は、従来の文字、静止画を伝送するための伝送方式としては好適に用いることができている。しかし、例えば映像信号を符号化したビットストリームのように連続した伝送が必要なデータに対しては、伝送時に生じる遅延時間の変動は所定時間以内に収められなく好適ではない。
【００１３】
そこで、遅延時間が所定時間以内の伝送により行う方法として、例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格により動作するネットワークサービスでの高いＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を得る通信方法では、例えば無線ＬＡＮを構成する端末装置の中で、ＱｏＳを必要とする高い優先度の局を予め識別しておく方法がある。そして、無線ＬＡＮのプロトコル上規定されている競合期間と無競合期間とを使い分けて送信するようにする。
【００１４】
即ち、複数の局を１つのポーリングリストの組にグループ分けし、高い優先度の局として識別されている局にポーリングリストのサブセットから局を選択するための優先権を与える。次に、ポーリングリストのサブセット内に含めるための多数のグループ分けされた局を選択し、無競合期間中に高い優先度の局をポーリングするようにする方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【００１５】
一方、ＵＷＢ信号の標準化を進めるＩＥＥＥ８０２．１５．３ａにおいては、その上位の規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．３に規定されるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を用いることが決められている。このＭＡＣ層は上記で説明した高いＱｏＳを必要とする高い優先度の局を予め識別する機能を持たせるためのものであり、現在好適に映像信号を伝送することのできる無線システムについて審議中である。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−３１４５４６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の動画を含まないデータの送信は上記の方法によりパケットの衝突を防いだ送信制御は可能であるものの、映像信号をリアルタイムで連続送信しようとするときには、例えばＭＰＥＧ（ｍｏｖｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｔｓ ｇｒｏｕｐ）などにより圧縮符号化したディジタル映像信号の伝送に対して符号化信号を一時記憶するバッファメモリのデータがオーバフロー、ないしはアンダーフローするなどにより映像の動きに障害が発生しないようにした無線伝送システムを実現する必要がある。
【００１８】
そのために、複数の送信端末に対する送信時間の制御を上述の集中型システムと同様に構成し、親機により伝送路を制御する、即ちマスター機の指示により子機が送信を行う方法が考えられる。しかしながら、その実現にはマスター機に遅延させないで伝送すべき情報があることを届け、マスター機は他の送信端末との送信時間の調整を行い、その結果許可された時間にＵＷＢ信号を送信するようにしなければならなく煩雑であり、周波数資源を有効に利用するネットワークを実現できない。
【００１９】
そこで本発明は、送受信端末同士で送信時間の調整を行うようにし、送信許可を得るための手続きを簡略化した無線ネットワークシステムを実現する。即ち、送信端末は、例えば４ｍ秒以内ごとに、送信しようとする帯域に干渉を与える信号が検出されたときは直ちに送信を停止し、干渉を与えるおそれがないときには４ｍ秒以内の送信を認めるようにし、送信端末は自らＵＷＢ信号を送信して良いか否かの判断を行うようにすると共に、その判断後の所定時間以内にビットストリームを伝送しようとするときには、その伝送に係るフラグ信号を最短期間の信号により通知するようにし、衝突により生じるデータパケットの誤り率を減少させ、さらに符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにしたスペクトラム拡散通信方式、及びスペクトラム拡散通信装置の構成を実現しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の１）〜６）の手段より成るものである。
すなわち、
【００２１】
１） 所定の拡散符号で拡散されたパケット化データを送受信する複数の送受信端末と、前記複数の送受信端末のうちの少なくとも１つに対して前記パケット化データのうちの映像又は音声を含むパケット化連続データの送信許可及び送信時刻の指定を行う制御信号を生成する送受信制御端末と、からなり、前記複数の送受信端末間で前記パケット化連続データを連続的に送受信可能にするスペクトラム拡散通信方式において、
前記送受信制御端末により送信許可が与えられた送受信端末から、前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信する第１ステップ（３５、３８）と、
この後、前記送信許可が与えられた送受信端末の受信手段で、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号と異なる拡散符号で拡散された受信信号を検出する第２ステップ（４３）と、
前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する第３ステップ（４４、３６、３５）と、
前記送信許可が与えられた送受信端末から前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記次に送信すべきパケット化連続データを前記所定の周波数帯域で前記他の送受信端末に送信する第４ステップと、
前記第２〜第４ステップを繰り返して、前記パケット化連続データを連続的に送信する第５ステップと、
からなることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。
２） 所定の拡散符号で拡散されたパケット化データを送受信する複数の送受信端末と、前記複数の送受信端末のうちの少なくとも１つに対して前記パケット化データのうちの映像又は音声を含むパケット化連続データの送信許可及び送信時刻の指定を行う制御信号を生成する送受信制御端末と、からなり、前記複数の送受信端末間で前記パケット化連続データを連続的に送受信可能にするスペクトラム拡散通信方式において、
前記送受信制御端末により送信許可が与えられた送受信端末から、前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信する第１ステップ（３５、３８）と、
この後、前記送信許可が与えられた送受信端末の受信手段で、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号で拡散された受信信号を検出する第２ステップ（４２）と、
前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する第３ステップ（４４、３６、３５）と、
前記送信許可が与えられた送受信端末から前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記次に送信すべきパケット化連続データを前記所定の周波数帯域で前記他の送受信端末に送信する第４ステップと、
前記第２〜第４ステップを繰り返して、前記パケット化連続データを連続的に送信する第５ステップと、
からなることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。
３） 前記１）又は２）項に記載するスペクトラム拡散通信方式であって、
前記第３ステップは、前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合又は前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を、送信期間が１シンボル期間のスペクトラム拡散信号により前記送受信制御端末に送信するステップであることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。
４） 前記１）又は２）項に記載するスペクトラム拡散通信方式であって、
前記第３ステップは、前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合又は前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を、映像又は音声を含むデータを送信中であること、及び前記パケット化連続データを連続して送信することを示すために必要な複数シンボル期間のスペクトラム拡散信号により、前記送受信制御端末に送信するステップであることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。
５） 所定の拡散符号で拡散されたパケット化データを送受信する複数の送受信端末と、前記複数の送受信端末のうちの少なくとも１つに対して前記パケット化データのうちの映像又は音声を含むパケット化連続データの送信許可及び送信時刻の指定を行う制御信号を生成する送受信制御端末と、からなり、前記複数の送受信端末間で前記パケット化連続データを連続的に送受信可能にするスペクトラム拡散通信装置において、
前記送受信制御端末より与えられる送信許可及び指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信するデータ送信手段（３５、３８）と、
前記データ送信手段によるパケット化連続データの送信後に、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号と異なる拡散符号で拡散された受信信号を検出する信号検出手段（４３）と、
前記信号検出手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合に、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する要求信号送信手段（４４、３６、３５）と、
を具備し、前記パケット化連続データを連続的に送信するように構成することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
６） 所定の拡散符号で拡散されたパケット化データを送受信する複数の送受信端末と、前記複数の送受信端末のうちの少なくとも１つに対して前記パケット化データのうちの映像又は音声を含むパケット化連続データの送信許可及び送信時刻の指定を行う制御信号を生成する送受信制御端末と、からなり、前記複数の送受信端末間で前記パケット化連続データを連続的に送受信可能にするスペクトラム拡散通信装置において、
前記送受信制御端末より与えられる送信許可及び指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信するデータ送信手段（３５、３８）と、
前記データ送信手段によるパケット化連続データの送信後に、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号で拡散された受信信号を検出する信号検出手段（４２）と、
前記信号検出手段で受信信号が検出されない場合に、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する要求信号送信手段（４４、３６、３５）と、
を具備し、前記パケット化連続データを連続的に送信するように構成することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスペクトラム拡散通信方式、及びスペクトラム拡散通信装置の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
≪第１の実施例≫
図１に、その第１の実施例に関わるスペクトラム拡散送受信システムの概略構成を示し、図面を参照してその動作について述べる。
【００２３】
同図に示すスペクトラム拡散送受信システムは、ビデオカメラ１、ＭＰＥＧエンコーダ２、複数の送受信端末３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、マスター機５、ＭＰＥＧデコーダ７、及びＴＶ８よりなっている。
【００２４】
まず、ビデオカメラ１により撮影して得られるビデオ信号はＭＰＥＧエンコーダ２に供給される。そこではＭＰＥＧ（ｍｏｖｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｔｓ ｇｒｏｕｐ）により制定された符号化標準により符号化されたビットストリームが生成される。そのビットストリームは送受信端末３ａに供給される。そこでは所定のビット数ごとに区切られてパケット化され、次に誤り訂正信号の付加、及び所望帯域への拡散処理がなされてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）信号が生成される。
【００２５】
そのＵＷＢ信号は高周波信号に変換され、後述のマスター機５に制御されるタイミングにより図示しない空中線を介して空間伝送路に放射される。空間伝送路に放射された信号は送受信端末３ｂにより受信され、高周波信号処理、及びＵＷＢ信号の復号化処理がなされてビットストリーム信号が得られ、その得られた信号はＭＰＥＧでコーダ７に供給される。そこでは、ＭＰＥＧに規定される方法により復号化されてビデオ信号が得られ、ＴＶ８に供給され映像信号が表示される。
【００２６】
ここで、送受信端末３ａから送受信端末３ｂに伝送されるＵＷＢ信号はパケット化された信号であり、ビットストリームは断続的なディジタルデータとして伝送される。しかし、ＭＰＥＧエンコーダ２及びＭＰＥＧデコーダ７はビットストリームを一時記憶するバッファを有しており、そのバッファがオーバフローないしはアンダーフローしない限り、パケット化されて断続的に伝送されるビットストリームからでも、連続するビデオ信号が復号化されて得られるようになされている。
【００２７】
そこで、送受信端末３ａから伝送されるパケット化信号と、次のパケット化信号の間に第３の送受信端末３ｃから送受信端末３ｄへの情報信号の伝送を行う。ここで、送受信端末３ｃから伝送される信号は、映像信号を含まないいわゆる静止画像、文字データなどの情報であり、伝送が遅延する場合であっても使用上差し支えのない信号である。
【００２８】
そして、マスター機５はそれらの送受信端末から送信される信号の時間管理を行う。即ち、マスター機５は、後述の方法により空間伝送路に伝送を待機する送受信端末に対してＵＷＢ信号の送信許可を与えると共に、その送信に係るパケットの時間位置の指定を行うようにして、ビットストリームの伝送を正規に行わせ、且つ通常の情報信号の伝送も行わせるようにネットワークで伝送される信号の制御を行っている。
【００２９】
以上、スペクトラム拡散送受信システムの構成とその動作について概説した。
次に、送受信端末３ａ、３ｂ、３ｃ、及び３ｄの送信部及び受信部の構成と動作について述べる。
図２に、第１の実施例における送信部の構成例を示し、図面を参照しつつその動作について述べる。
【００３０】
同図に示す送受信端末の送信部は、ストリーム判定器３１、ヘッダ信号生成器３２、誤り訂正信号付加器３３、マッピング器３４、拡散処理器３５、ストリームフラグ器３６、及び高周波信号処理器３８より構成される。
【００３１】
まず、ＭＰＥＧエンコーダ２により符号化され、生成されたビットストリームは情報信号入力端子を介して誤り訂正信号付加器３３に供給され、そこで誤り訂正信号の付加がなされると共に、ストリーム判定器３１にも供給される。そして、ストリーム判定器３１では入力される情報信号が連続して伝送される必要のある、ＱｏＳを保証すべきビットストリーム信号であるか否かの判定がなされる。
【００３２】
次に、ビットストリーム信号であるとして判定されたときには、その判定結果はヘッダ信号生成器３２に供給される。そのヘッダ信号生成器３２では、パケット化されるデータの最初の部分に付加されるヘッダ信号に、ストリーム信号であることを示すストリームフラグが立てられるようにし、優先順位の高いパケット化信号であることを示す。
【００３３】
ヘッダ信号生成器３２で生成されたヘッダ信号と、誤り訂正信号付加器３３で生成されたビットストリームが分割されて誤り訂正信号の付加された信号とはマッピング回路３４に供給される。そこでは、ＢＰＳＫ（ｂｉ−ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）又は多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調されて生成されるＵＷＢ信号の信号点情報がマッピングにより与えられる。
【００３４】
そして、ＱＡＭ平面上にマッピングされたマッピング情報は拡散処理器３５に供給され、そこではスペクトラム拡散を行うための拡散符号により与えられるシンボル期間により拡散処理がなされてＵＷＢ信号が生成され、高周波信号処理器３８に供給される。
【００３５】
その、高周波信号処理器３８では、ＵＷＢ信号は必要に応じて所定の周波数帯の信号に変換される。例えば、周波数ホッピングを行ったＵＷＢ信号の場合にはここで中心周波数が可変の搬送波発生回路と組み合わされてマルチバンドにホッピングするＵＷＢ信号が生成され、図示しないアンテナを介して空間伝送路に送信される。
【００３６】
なお、拡散処理回路３５により発生されるインパルスが１ｎｓ程度の急峻な波形であり、そのインパルスの発生時間が位相変調されるようにして高周波のＵＷＢ信号を発生させるときには、その生成されたＵＷＢ信号は高周波信号処理器３８において特に周波数変換処理がなされることなく、所望の周波数分布を有するスペクトラム拡散信号として処理され、アンテナ回路に供給され、空間伝送路に送信される。
【００３７】
ここで、上記のストリームフラグ生成器３６は、ストリーム判定器３１によりビットストリームを伝送中であることが検出され、且つビットストリームのパケット化信号を伝送した後に後記のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されないとされるときに伝送するストリームフラグを生成するための回路であり、その動作については後述する。
【００３８】
以上、送受信端末の送信部の構成とその動作について述べた。次に、受信部について述べる。
図３に、第１の実施例に係る受信部の構成を示し、図面を参照しつつその動作について述べる。
【００３９】
同図に示す受信部は、高周波信号処理器４１、相関信号検出器４２、キャリアレベル検出器４３、キャリアレベル判定器４４、逆拡散処理器４５、デマッピング器４６、誤り信号訂正処理器４７、及びヘッダ信号取得器４８より構成される。
【００４０】
まず、空間伝送路を介して受信されるＵＷＢ信号は高周波信号処理器に供給され、そこでは増幅、波形等価などの処理がなされて逆拡散処理回路４５に供給される。その逆拡散処理回路４５では、上記送信部でなされたのと相補的な逆拡散処理が行われ、マッピング信号が得られる。
【００４１】
そのマッピング信号はデマッピング器４６に供給されて復号化データが得られ、その復号化データの一部はヘッダ信号取得器４８に供給され、送信部から伝送されたヘッダ信号が得られると共に、復号化データの他の一部は誤り信号訂正処理回路４７に供給されて誤りデータの検出と訂正がなされる。そして、伝送されたビットストリーム信号が得られ、受信部から出力される。
【００４２】
そして、受信部は伝送用周波数帯域で、他の送受信端末により送信されるキャリア信号成分があるか否かの検出を行う。すなわち、相関信号検出器４２は自局と同一の拡散係数が用いられて送信されているキャリア成分があるか否かを検出する。
【００４３】
また、キャリアレベル検出器４３は自局と同一の周波数帯で通信のなされている信号に対し、自局と異なる拡散処理のなされている信号を含めてキャリア成分の検出を行なう。そして、相関信号検出器４２及びキャリアレベル検出器４３により検出されたキャリア成分はキャリアレベル判定器４４に供給される。
【００４４】
そのキャリアレベル判定器４４では、相関信号検出器４２により検出された微小レベルの検出信号がないときに、及びキャリアレベル検出器４３により検出された検出信号が拡散により干渉の回避が可能である所定レベル以上の検出信号が検出されないときには自局からの送信が可能であると判定する。その判定結果は前述の図２のストリームフラグ器３６に供給されるようになされている。
【００４５】
以上、送受信端末及びマスター機が有する送信部及び受信部の構成とその動作について述べた。なお、マスター機には、それぞれの送受信端末から送信される信号を制御するための図示しない制御信号生成器が格納されている。
【００４６】
次に、複数の送受信端末とマスター機が共通の周波数帯域及び共通の拡散符号を用い、共通のパケットデータ期間により時分割されてなされる通信方法について述べる。
【００４７】
図４に、第１の実施例におけるマスター機５、送受信端末３ａ、及び送受信端末３ｃにより送信される信号と、その時間の関係を示す。
同図において、横軸は時間であり、縦には（１）がマスター機５が送受信する信号、（２）は送受信端末３ａが、そして（３）は送受信端末３ｃが送受信する信号を示している。また、点線で囲んだ期間は受信動作を、太線で囲んだ期間は送信動作を行うことを示している。
【００４８】
そして、（１）におけるＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）は、その期間に送信されている信号があるかないかを検出するための受信期間であり、相関信号検出器４２により伝送帯域に他の送受信端末から送信されており、自局が有する拡散符号と相関する信号があるか否かの検出を行う。
【００４９】
ここで拡散符号と相関する信号とは、自局で拡散を行う拡散符号の外に、例えば拡散符号やホッピングパターンが同一な他の信号が送信されているときには、相手局に対して干渉を与えるおそれがあるとして検出する。
【００５０】
そして、拡散符号やホッピングパターンが自局と異なる信号により送信されているときには、その異なりにより得られる拡散利得の余裕度に応じ、所定のレベル以上の信号が検出されたときに干渉を与える恐れがあるとして、キャリア信号を検出するようにする。
【００５１】
また、相関信号が検出されるときには次のＣＮＴ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）の送信を休止し、受信動作を継続する。そして、相関信号が検出されないときにはＣＮＴ信号の送信を行う。
【００５２】
そのマスター機５から送信されるＣＮＴは、それぞれの送受信端末に対してパケットデータの同期を取らせるための信号であると共に、特定の送受信端末に対してＣＮＴに続けてデータ送信の許可を与えるための制御信号でもある。
【００５３】
即ち、前述の図１に示したスペクトラム拡散送受信システムの場合では、送受信端末３ａがビットストリームの送信を行っており、優先順位が高く設定されているため、マスター機５はその送受信端末３ａに対して送信許可を与えるための制御信号を送信するようにしている。
【００５４】
送信許可を受けた送受信端末３ａは、ビットストリームのデータを送信する。そして、そのパケットの期間に送信するデータ量はＭＰＥＧエンコーダ２から出力されるデータ量によって異なっている。即ち、ビデオカメラ１により撮影される映像の冗長度が大きいときには符号化によるデータ量の削減も大きく、送信されるデータ量も減少する。
【００５５】
送受信端末３ａは、データ▲１▼を送信した後、キャリアセンスを行い、他の送受信端末から送信されているキャリアがあるか否か、及びあるときにはその信号に含まれる自局と同じ拡散符号に係る信号があるかを検出する。相関信号が検出されないとき、及び所定レベル以上のキャリアが検出されないときには、ＳＦＧ信号を送信する。
【００５６】
そのＳＦＧ信号はＵＷＢ信号の最小時間単位である単一シンボル期間で送信されるフラグ信号である。または、ＳＦＧ信号として必要最低限の情報である、映像に係るビットストリームを送信中であることと、所定の期間ごとに伝送する次のデータ期間でもデータを送信することを要求する。ここで、拡散に用いる拡散符号長が短いときには１シンボル期間で伝送できる情報量が少ないため、複数のシンボル期間により上記最低限の情報を伝送する。
【００５７】
すなわち、そのフラグ信号（以下、ＳＦＧと呼ぶこともある。）の送信目的は、送受信端末３ａはビットストリームを送信中であり、プライオリティの高い送信順序にあることを示すためのフラグ信号であることを主張することにある。そのフラグ信号はマスター機５により受信され、その後のパケット化信号の送信端末を選択するための順位を決める参考信号として扱われる。
【００５８】
一方、送信の遅延時間に対して影響を受けにくい送受信端末３ｃは、送受信端末３ａのＳＦＧ送信後にキャリア検出、及びキャリアが検出されるときにはそのキャリア信号の自己の拡散に係る信号成分があるかの相関検出を行う。
【００５９】
キャリアレベルが所定値以下であり、且つ所定値以下のキャリア信号に対する相関信号が検出されないときにはデータ▲４▼を送信する。データ▲４▼の送信期間は（１）の次のＣＳ受信がなされる手前に終了するのが好ましい。そして、次のＣＳの手前でデータ▲４▼の送信が終了したときにはマスター機５は次のパケット化信号送信のための相関検出動作、及び送受信端末３ａに対して送信許可を行うためのＣＮＴの送信を行う。
【００６０】
以上、マスター機５、送受信端末３ａ、及び送受信端末３ｃの間でなされるＱｏＳを保証するビットストリームの送信、及び静止画、文字などの通常の情報信号の送信の方法について述べた。その送信方法によれば、データパケットの送信期間はマスター機５のＣＮＴ信号の送信後から、次のＣＮＴ信号が送信される例えば１６マイクロ秒手前であるＣＳの開始までの時間である。従って、送受信端末３ａはビットストリームを伝送するパケットの送信開始位置を一定の時間間隔に保ちつつ、ＱｏＳの保証された情報信号の伝送を行うことができている。
【００６１】
即ち、その一定の時間間隔で繰り返して設定され、開始されるデータパケットの送信期間により、優先順位の高いビットストリームの継続的な送信が可能とされるため、ＭＰＥＧデコーダ７の図示しないバッファに蓄積されるデータのオーバフロー、ないしはアンダフローが生じることがなく、連続する映像信号の伝送が可能とされる。
【００６２】
さらに、伝送する映像信号の冗長度が多いときなどで、データパケットの期間の一部のみが用いられてデータ伝送されるときには、残りの部分の期間を他の送受信端末に対するデータ送信期間として使用できるため、伝送帯域を有効に使用できている。
【００６３】
さらに、ビットストリームのデータ伝送期間がデータパケット期間に対して短時間で終了したときには、キャリアセンス（ＣＳ）の後に、ＳＦＧによりビットストリーム伝送のためのフラグ情報を伝送するため、次回のデータパケット使用に対する予約、ないしはアナウンスを行っている。
【００６４】
以上、スペクトラム拡散送受信システムの構成とその動作について述べた。
そして、この方法によれば、固定長のデータパケットを用いるデータ伝送と、データ伝送の直前にキャリアセンスを行う伝送との両者を取り入れた伝送効率の高いデータ伝送方法を実現することができる。
【００６５】
そして、上述したスペクトラム拡散信号送受信端末によるデータ伝送は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、及びＭＭＡＣなどで採用されているパケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア信号伝送用スペクトラム拡散通信方式に応用できる。
【００６６】
さらに、それらのシステムを国内で用いるときには、いわゆる４ｍ秒ルールとして規定されている「４ｍ秒以内にキャリアをセンスして他に使用者が存在するか否かを調べ、存在するときには直ちに送信を停止しなければならない」を遵守している。
【００６７】
またこのルールは、例えばマスター機５により制御されている送受信端末３ａ、３ｂ、・・・、３ｄは、マスター機５によりキャリアセンスを代表して行うことが許可されているため、固定長のデータパケット期間によるデータ伝送ができている。即ち、そのルールではローカル無線ネットワークを構成するマスター機及び複数の送受信端末のうちの１つによりキャリアセンスの動作がなされれば良いとされている。
【００６８】
そしてまた、データ▲２▼を伝送後のキャリアセンス後のＳＦＧを伝送して後は、４ｍ秒以内であればデータの再送が許可されているため、マスター機５、送受信端末３ａ、及び送受信端末３ｃのいずれかはデータの再送を行える。
【００６９】
以上、本システムを国内で用いる場合について述べたが、上述ののキャリアセンスを行う方法は他の国においても周波数帯域を有効に利用するため、及び端末装置同士の公平利用の面で好適である。
【００７０】
さらに、データの再送は制御信号（ＣＮＴ）の後になされるため、仮に再送期間中に他の送受信端末と送信が重なる場合であっても、その重なりは単一のデータ期間内に終了するため、それにより生じたデータ誤りは誤り信号訂正処理器４７により訂正できる確率が高い。
【００７１】
また、データ伝送後に行うキャリアセンスの期間を、例えば１６シンボル（シンボル繰り返し）期間である４μ秒とし、それに続けて単一シンボル期間のフラグ信号（ＳＦＧ）を送信するようにして上述の送受信システムを実現している。
ここで、そのＳＦＧの伝送について更に説明する。
【００７２】
従来のスペクトラム拡散方式において、無信号に続けて信号を送信する場合には、受信回路部をその信号に同期させるためのプリアンブル信号を前置して伝送する必要がある。そのプリアンブル信号は、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０８．１１ｂで規定されるＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）プリアンブル信号の場合では１４４ビットを割り当てており、その中に１２８ビットの同期コードが含まれている。
【００７３】
そこで、キャリアセンスを行うために送信を停止した後に伝送するＳＦＧに対し、プリアンブル信号を付加して送信すると、受信端末はそのＳＦＧを受信して復号することができる。しかし、その場合のプリアンブル信号は数シンボル以内の繰り返し期間程度の短い期間で伝送しようとするＳＦＧ信号に比し、はるかに多くの期間を要することになる。
【００７４】
従って、例えばデータ▲１▼送信終了後にデータ▲２▼を伝送する期間の間にプリアンブル信号及びＳＦＧ信号を送信するようにすると、データ▲４▼を伝送するための時間の確保が難しくなる。
【００７５】
そこで、キャリアセンスの後に送信されるＳＦＧ信号は、送受信端末３ｃがデータ▲４▼を伝送するための限られた期間を可能な限り削減させないためにも、ＳＦＧに前置されるプリアンブル信号は省くようにする。
【００７６】
図５に、第１の実施例でのシンボル繰り返し時刻とデータ伝送との時間関係を示し、その動作について更に述べる。
同図において、（４）は送受信端末３ａのデータ伝送に係る動作を示し、（５）は送受信端末３ａのシンボル繰り返しの位置を同期信号のクロックの位置に似せて縦線で示したものである。
【００７７】
ここで、データ▲１▼の伝送開始、及び終了はシンボル繰り返しの位置から開始され、シンボル繰り返しの位置で終了している。次のキャリアセンス（ＣＳ）はデータ▲１▼伝送終了後から開始され、シンボル繰り返しの位置とは異なる位置で終了している。
【００７８】
次のＳＦＧは、ＣＳ終了後の次のシンボル繰り返し位置からその次のシンボル繰り返し位置までの例えば１つの期間で生成され、送信されている。
以上、送受信端末３ａのデータ伝送時間をシンボル繰り返し時間との関係により述べた。
【００７９】
そして、ＳＦＧは例えば１つのシンボル繰り返し時間により伝送することを示した。すなわち、最短伝送時間は、直交符号を伝送する時間間隔である１シンボル期間である。一方、ＳＦＧ信号の伝送期間を直交符号の伝送期間よりも短く設定することも可能ではあるものの、その場合は拡散利得が減少するためその利得減少分の受信Ｓ／Ｎ劣化を防ぐため送信電力を大きくしたＳＦＧを伝送する必要がある。
【００８０】
そして送信電力を増加させることは、キャリアセンスを行った結果検出されなかった他の送受信端末に対して干渉を与える可能性が増加するため、キャリアセンスを行って信号の伝送の可否を判断するスペクトラム拡散通信方式としては好ましくない。
【００８１】
本実施例によるＳＦＧ信号の伝送は、通常行われる送信電力により、数シンボル以内の期間で送信可能な情報量の信号を、データ伝送時に用いていた同期信号を自走させて得らえる同期時間軸上のクロック信号を用い、無信号期間である複数のシンボル期間経過直後の開始位置より送信するようにしている。
【００８２】
従って、データ▲１▼を受信していた送受信端末装置は、キャリアセンスのために無信号とされた後に送信されるＳＦＧ信号を、データ受信時に使用していた同期回路を自走して得られるクロック信号を用いることにより、拡散されて伝送された信号の復号を行うことが出来、シンボル同期のなされたＳＦＧ信号の復号がなされる。
【００８３】
上記の動作は、ＵＷＢ信号におけるＳＦＧ信号の伝送においても同様であり、ＵＷＢ信号を生成するために巡回して用いられる拡散符号の伝送時間を数シンボル以内の期間として設定する。所望のパケットデータ伝送後にキャリアセンスのためにＵＷＢ信号の送信を停止する。
【００８４】
キャリアセンスの結果所望の受信電力が検出されなかったときには、直前まで行っていたデータ伝送に対して巡回して発生されている同期信号を基に、シンボル同期の取られた数シンボルのＳＦＧ信号を送信し、次のデータ伝送の期間まで停波するようにして、前述と同様に動作させる。
【００８５】
以上、シンボル繰り返し期間とＳＦＧの送信時間との関係について述べた。
なおここで、データ伝送後のキャリアセンスでキャリア信号が検出された時には、キャリアセンスを継続して行い、キャリア信号が検出されなくなった時点でビットストリームの伝送を希望するＳＦＧ信号を送信する。
【００８６】
その場合には、送信端末側と受信端末側とで自走している同期信号に位相誤差が生じることとなる。その場合はプリアンブル信号を伝送し、その後に１シンボル期間のフラグ信号を送信するようにしても良い。
【００８７】
以上、マスター機５により制御される送受信端末３ａがビットストリームを伝送する場合について述べた。そして、上述の動作はマスター機５がビットストリームを伝送する場合であっても同様な動作を行う。
【００８８】
≪第２の実施例≫
図６に、第２の実施例によるマスター機５により送信され、送受信端末３ａにより受信される動作の時間関係を示す。
この例の場合は、マスター機５により送信される（６）ビットストリームを送受信端末３ａにより受信する（７）の場合の例である。
【００８９】
そして、第２実施例の動作は、第１の実施例と同様になされる。また、図中に示した▲６▼の期間にキャリアセンスをキャリアが検出されなくなるまで多数回実行し、その期間内にキャリアの検出がなされないときがあれば、次の▲７▼のＣＮＴ、及びデータ▲２▼の伝送が可能となる。
【００９０】
そして、通常の端末装置の場合にはＣＳを行ってキャリアが検出されるときには、自己の乱数発生器が発生する乱数に応じた時間待機して後に次のＣＳを実行できる。しかし、マスター機５の場合は、アクセスポイントにおける送受信端末の送信順位の管理等を行っているため、高頻度のキャリアセンス動作が許可されている。
【００９１】
また、ここで、キャリアセンスは▲６▼の期間に行っているため▲７▼の手前におけるＣＳは省略されている。同様にして、データ▲２▼の送信後キャリアセンスが行なわれているため、データ▲３▼の前のＣＮＴの直前におけるキャリアセンスも省略されている。そして、ＣＮＴは所定の時間毎に送信されているため、データ▲１▼、▲２▼、及び▲３▼も所定の時間毎に送信が開始されている。
【００９２】
以上、第１及び第２の実施例と共に、キャリアセンスを行いながら、連続するビットストリームの送信を行う無線ローカルネットワークの構成と、その動作について述べた。
【００９３】
そして、前述の図４の（３）において、送受信端末３ｃはデータ▲４▼の伝送前にＣＳを行っているが、送受信端末３ｃはマスター機５に管理されて動作している。従って、マスター機５からデータ送信の許可がなされており、送受信端末３ａのデータ送信が短時間で終了したときには、送受信端末３ｃから送信されるＳＦＧの受信より、定期的に開始されるマスター機５のＣＳ開始時点までの期間に、ＣＳを行うことなくデータ▲４▼の伝送を行っても良い。
【００９４】
さらに、伝送されるビットストリームとして映像信号を圧縮符号化して得られるビットストリームの伝送を例として述べたが、そのデータ期間で送信されるビットストリームは音響信号を圧縮符号化して得られるデータであっても、同様に連続する音響信号の送信を可能とするものである。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の、送信周波数帯における信号電力を検出した後に符号化された映像情報を拡散して送信するスペクトラム拡散通信方式によれば、送受信制御端末により指定される指定端末は、指定時刻にパケット化連続データを所定の周波数帯に送信した後に、その周波数帯に所望の信号電力以上の電力が存在するかを検出し、所望の信号電力以上の電力が検出されないときは、次のパケット化連続データの送信許可を送受信制御端末に要求するようにしているため、送受信端末は簡略化された送信許可手続きにより送信時間の調整を行うようにし、衝突により生じるデータパケットの誤り率を減少させ、さらに符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにしたスペクトラム拡散通信方式を提供することができる効果を有している。
【００９６】
本発明の、送信周波数帯における拡散符号と相関する信号電力を検出した後に符号化された映像情報を拡散して送信するスペクトラム拡散通信方式によれば、送受信制御端末により指定される指定端末は、指定時刻にパケット化連続データを所定の周波数帯に送信した後に、その周波数帯に拡散符号と相関するキャリア信号が存在するかを検出し、相関するキャリア信号が検出されないときは、次のパケット化連続データの送信許可要求信号を送受信制御端末に送信するようにしているため、送受信端末は簡略化された送信許可手続きにより送信時間の調整を行うようにし、相関する拡散符号による信号同士の衝突により生じるデータパケットの誤り率を減少させ、さらに符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにしたスペクトラム拡散通信方式を提供することのできる効果を有している。
【００９７】
また、本発明の送信要求信号を送信期間が１シンボル期間である最小時間単位の拡散信号により行うようにしたスペクトラム拡散通信方式によれば、送信許可要求信号の送信時間を最小にできるため、上記のスペクトラム拡散通信方式による効果の他に、パケット化連続データの送信を行わない他の送受信端末に対し、上記信号の送信を行っていない空き時間を有効に利用したパケットデータの送信を行えるようにしたスペクトラム拡散通信方式を提供することのできる効果を有している。
【００９８】
また、本発明の映像情報を送信中であること、及びパケット化映像情報を次の定期的に設定されるデータ送信期間で送信することを示す最小の送信要求信号を複数シンボル期間の拡散信号により行うようにしたスペクトラム拡散通信方式によれば、送信要求信号の送信時間を最小限にできるため、上記のスペクトラム拡散通信方式による効果の他に、パケット化連続データの送信を行わない他の送受信端末に対し、上記信号の送信を行っていない空き時間を有効に利用したパケットデータの送信を行えるようにしたスペクトラム拡散通信方式を提供することのできる効果を有している。
【００９９】
本発明の、送信周波数帯における信号電力を検出した後に符号化された映像情報を拡散して送信するスペクトラム拡散通信装置によれば、送受信制御端末により指定される指定端末は、指定時刻にパケット化連続データを所定の周波数帯に送信した後に、その周波数帯に所望の信号電力以上の電力が存在するかを検出し、所望の信号電力以上の電力が検出されないときは、次のパケット化連続データの送信許可要求信号を送受信制御端末に送信するようにしているため、送受信端末は簡略化された送信許可手続きにより送信時間の調整を行うようにし、衝突により生じるデータパケットの誤り率を減少させ、さらに符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにしたスペクトラム拡散通信装置の構成を提供することのできる効果を有している。
【０１００】
本発明の、送信周波数帯における拡散符号と相関する信号電力を検出した後に符号化された映像情報を拡散して送信するスペクトラム拡散通信装置によれば、送受信制御端末により指定される指定端末は、指定時刻にパケット化連続データを所定の周波数帯に送信した後に、その周波数帯に拡散符号と相関するキャリア信号を検出し、キャリア信号が検出されないときは、次のパケット化連続データの送信許可要求信号を送受信制御端末に送信するようにしているため、送受信端末は簡略化された送信許可手続きにより送信時間の調整を行うようにし、相関する拡散符号による信号同士の衝突により生じるデータパケットの誤り率を減少させ、さらに符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにしたスペクトラム拡散通信装置の構成を提供することのできる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る、スペクトラム拡散送受信システムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る、スペクトラム拡散信号送信部の概略ブロックを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る、スペクトラム拡散信号受信部の概略ブロックを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る、スペクトラム拡散信号送受信システムの動作タイミングを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る、マスター機により送信され、送受信端末により受信される場合の時間関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る、スペクトラム拡散信号送受信システムの動作タイミングを示す図である。
【符号の説明】
１ ビデオカメラ
２ ＭＰＥＧエンコーダ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 送受信端末
５ マスター機
７ ＭＰＥＧデコーダ
８ ＴＶ
３１ ストリーム判定器
３２ ヘッダ信号生成器
３３ 誤り訂正信号付加器
３４ マッピング器
３５ 拡散処理器
３６ ストリームフラグ器
３８ 高周波信号処理器
４１ 高周波信号処理器
４２ 相関信号検出器
４３ キャリアレベル検出器
４４ キャリアレベル判定器
４５ 逆拡散処理器
４６ デマッピング器
４７ 誤り信号訂正処理器
４８ ヘッダ信号取得器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention uses a direct sequence-spread spectrum (DS-SS) called UWB (Ultra Wide Band), a spectrum communication including a wideband by impulse radio, or the like to convert a bit stream generated by encoding a video signal into a packet. The present invention relates to a spread spectrum communication system for transmitting data in a structured manner, and a spread spectrum communication device, and particularly to a network for performing time division transmission using a common frequency band by a plurality of transmission devices, performing desired data communication between respective terminal devices. The present invention relates to a communication method for performing transmission of a continuous video signal while guaranteeing a predetermined quality.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the development of multimedia networks centered on the Internet has been remarkable, and information revolutions centered on IT (Information Technology) are being promoted in various countries around the world. Although the current multimedia network is mainly used mainly for computers connected by wires, products related to a wireless network system for improving user convenience have been developed and put on the market.
[0003]
As a system used for a wireless network, there is a DS-SS system compliant with IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.11s activities) b using a 2.4 GHz frequency band, and in a home network. Also, it is widely used as a wireless coupling method in a hot spot.
[0004]
At present, data transmitted through the home network is mainly characters, still images, and the like, but transmission of video signals captured by a video camera is also required. As a transmission method thereof, a standardization work of a communication system called UWB (Ultra Wide Band) is being carried out in IEEE 802.15.3 (Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.15.3 activities) a. In this system, a wide frequency band from 3.1 GHz to 10.6 GHz is transmitted using a very small signal level such as a noise level.
[0005]
As a first modulation method of UWB, there is a pulse position modulation method in which information is transmitted by changing the generation position (time) of an impulse generated at high speed and the polarity (positive or negative) of the impulse. Also, a DS-SS system has been proposed in which a code is formed by combining a plurality of impulses of different polarities, and information is transmitted by a combination of orthogonal codes.
[0006]
Furthermore, a sub-band system in which impulse frequency bands are generated for different frequency bands and information is transmitted for each different band, and information is transmitted while switching impulses having different frequencies for each of a plurality of frequency bands. A frequency hopping method for transmitting a signal has also been developed.
[0007]
Each of these systems is a spread spectrum communication system based on DS-SS that uses impulses distributed over a wide frequency band. Spreading information is used to obtain a spread gain, and a weak signal is transmitted to improve the signal-to-interference ratio power. It has been developed as a technology that performs communication while performing.
[0008]
On the other hand, information signals transmitted by these wireless systems are transmitted in a packet type suitable for a wireless LAN (Local Area Network) system, that is, by using a burst transmission system, a plurality of wireless terminal apparatuses can share a common frequency band. Can be used for communication.
[0009]
Then, as a method for each of the plurality of wireless terminal devices to communicate, the master unit installed at the access point once receives a signal transmitted from the slave unit, and uses a different frequency to the target slave unit. And a distributed system in which wireless terminal devices transmit and receive using a common frequency band without providing a master unit in the network.
[0010]
Comparing them, in the case of a distributed system, the frequency use efficiency is high, and in recent wireless LAN systems, the distributed system is often used. However, when signals are simultaneously transmitted from different terminal devices to the network, it is not preferable that packet collision occurs and data errors occur. In the case of a network system using a wired LAN, packet collision can be detected. Therefore, one terminal device that has detected the collision interrupts data transmission to prevent a decrease in transmission quality due to packet collision. I have to.
[0011]
In the case of the wireless LAN system, interference in a transmission path is prevented by CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access With Collision Aidance). That is, since the transmitting terminal cannot detect a collision caused by signal interference from another terminal transmitted on the common communication path, the communication path of each wireless terminal must be free for a certain period of time or longer. Before sending the data.
[0012]
The data communication using the CSMA / CA method can be suitably used as a conventional transmission method for transmitting characters and still images. However, for data that requires continuous transmission, such as a bit stream obtained by encoding a video signal, fluctuations in delay time that occur during transmission cannot be kept within a predetermined time, which is not preferable.
[0013]
Therefore, as a method of performing transmission with a delay time within a predetermined time, for example, in a communication method of obtaining a high QoS (Quality of Service) in a network service operating according to the IEEE 802.11 wireless LAN standard, for example, a terminal device configuring a wireless LAN Among them, there is a method in which a high-priority station requiring QoS is identified in advance. Then, the transmission is performed by selectively using the contention period and the non-contention period defined in the protocol of the wireless LAN.
[0014]
That is, a plurality of stations are grouped into a set of polling lists, and a station identified as a high priority station is given priority for selecting a station from a subset of the polling list. Next, there is a method of selecting a number of grouped stations to be included in the subset of the polling list, and polling a high priority station during a contention-free period (for example, see Patent Document 1). ).
[0015]
On the other hand, IEEE 802.15.3a, which promotes the standardization of UWB signals, has decided to use a MAC (Media Access Control) layer defined by IEEE 802.15.3, which is a higher-level standard. This MAC layer is for giving a function of previously identifying a high-priority station requiring high QoS described above, and is currently discussing a wireless system capable of suitably transmitting a video signal. is there.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-314546
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional transmission of data including no moving image, transmission control that prevents packet collision can be performed by the above-described method. However, when video signals are continuously transmitted in real time, for example, moving picture experts group (MPEG) is used. Implements a wireless transmission system that prevents video data from being disturbed due to overflow or underflow of data in the buffer memory that temporarily stores coded signals for transmission of digital video signals that have been compressed and coded by There is a need to.
[0018]
For this purpose, a method is conceivable in which transmission time control for a plurality of transmission terminals is configured in the same manner as in the centralized system described above, and the transmission path is controlled by the master unit, that is, the slave unit performs transmission according to an instruction from the master unit. However, to realize this, the master unit notifies the master unit that there is information to be transmitted without delay, and the master unit adjusts the transmission time with the other transmission terminals, and as a result, transmits the UWB signal at the permitted time. This is complicated, and a network that effectively uses frequency resources cannot be realized.
[0019]
Therefore, the present invention realizes a wireless network system in which the transmission time is adjusted between the transmitting and receiving terminals and the procedure for obtaining the transmission permission is simplified. That is, the transmitting terminal stops the transmission immediately when a signal that interferes with the band to be transmitted is detected, for example, every 4 ms, and allows the transmission within 4 ms when there is no fear of causing interference. In addition, the transmitting terminal determines whether or not the UWB signal can be transmitted by itself, and when transmitting a bit stream within a predetermined time after the determination, sets the flag signal related to the transmission to the shortest. A spread spectrum communication method and a configuration of a spread spectrum communication device that are notified by a signal of a period, reduce an error rate of a data packet caused by a collision, and further enable smooth transmission of an encoded video signal. That is what we are trying to achieve.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises the following means 1) to 6) in order to solve the above problems.
That is,
[0021]
1) A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetization including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals A transmission / reception control terminal for generating a control signal for permitting transmission of continuous data and designating a transmission time; and a spread spectrum communication system for enabling continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals. ,
A first step of transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmission / reception terminal to which transmission permission is given by the transmission / reception control terminal (35, 38)
Thereafter, a receiving unit of the transmitting / receiving terminal to which the transmission permission is given detects a reception signal spread by a spreading code different from the predetermined spreading code among data received in the predetermined frequency band. Step (43),
When the reception signal detected by the receiving unit is equal to or less than a predetermined level value, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given is used to obtain the transmission permission of the packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. A third step (44, 36, 35) of transmitting the transmission permission request signal to the transmission / reception control terminal;
A fourth step of transmitting the packetized continuous data to be transmitted next to the other transmitting / receiving terminal in the predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmitting / receiving terminal given the transmission permission; ,
A fifth step of continuously transmitting the packetized continuous data by repeating the second to fourth steps;
A spread spectrum communication system characterized by comprising:
2) A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetizing including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals. A transmission / reception control terminal for generating a control signal for permitting transmission of continuous data and designating a transmission time; and a spread spectrum communication system for enabling continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals. ,
A first step of transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmission / reception terminal to which transmission permission is given by the transmission / reception control terminal (35, 38)
Thereafter, the receiving means of the transmitting / receiving terminal to which the transmission permission has been given detects a reception signal spread by the predetermined spreading code from data received in the predetermined frequency band (42). When,
When there is no reception signal detected by the receiving means, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given is transmitted by the transmission permission request for obtaining the transmission permission of the packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. A third step (44, 36, 35) of transmitting a signal to the transmission / reception control terminal;
A fourth step of transmitting the packetized continuous data to be transmitted next to the other transmitting / receiving terminal in the predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmitting / receiving terminal given the transmission permission; ,
A fifth step of continuously transmitting the packetized continuous data by repeating the second to fourth steps;
A spread spectrum communication system characterized by comprising:
3) The spread spectrum communication method described in 1) or 2) above,
In the third step, when the reception signal detected by the reception unit is equal to or less than a predetermined level value or when there is no reception signal detected by the reception unit, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given includes: Transmitting a transmission permission request signal for obtaining a transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data to the transmission / reception control terminal by a spread spectrum signal having a transmission period of one symbol period. Spread spectrum communication system.
4) The spread spectrum communication method according to the above 1) or 2),
In the third step, when the reception signal detected by the reception unit is equal to or less than a predetermined level value or when there is no reception signal detected by the reception unit, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given includes: A transmission permission request signal for obtaining transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data, that data including video or audio is being transmitted, and that the packetized continuous data is continuously transmitted Transmitting a signal to the transmission / reception control terminal using a spread spectrum signal of a plurality of symbol periods necessary to indicate that the signal is to be transmitted.
5) A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetizing including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals. A transmission / reception control terminal for generating a control signal for permitting transmission of continuous data and designating a transmission time; and a spread spectrum communication apparatus for continuously transmitting and receiving the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals. ,
Data transmission means (35, 38) for transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission permission given by the transmission / reception control terminal and at a designated transmission time;
A signal detection unit (43) for detecting, among the data received in the predetermined frequency band, a reception signal spread with a spreading code different from the predetermined spreading code, after transmitting the packetized continuous data by the data transmission unit; When,
When the reception signal detected by the signal detection means is equal to or less than a predetermined level value, the transmission / reception control terminal transmits a transmission permission request signal for obtaining transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. Request signal transmitting means (44, 36, 35) for transmitting to
And a device for continuously transmitting the packetized continuous data.
6) A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetizing including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals. A transmission / reception control terminal for generating a control signal for permitting transmission of continuous data and designating a transmission time; and a spread spectrum communication apparatus for continuously transmitting and receiving the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals. ,
Data transmission means (35, 38) for transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission permission given by the transmission / reception control terminal and at a designated transmission time;
Signal detection means (42) for detecting, among the data received in the predetermined frequency band, a reception signal spread by the predetermined spread code, after transmission of the packetized continuous data by the data transmission means;
Request signal transmission for transmitting, to the transmission / reception control terminal, a transmission permission request signal for obtaining transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data when a reception signal is not detected by the signal detection unit; Means (44, 36, 35);
And a device for continuously transmitting the packetized continuous data.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a spread spectrum communication system and a spread spectrum communication apparatus according to the present invention will be described with reference to preferred embodiments.
<< 1st Example >>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a spread spectrum transmitting / receiving system according to the first embodiment, and its operation will be described with reference to the drawings.
[0023]
The spread spectrum transmission / reception system shown in FIG. 1 includes a
[0024]
First, a video signal obtained by shooting with the
[0025]
The UWB signal is converted into a high-frequency signal, and radiated to a space transmission line via an antenna (not shown) at a timing controlled by a
[0026]
Here, the UWB signal transmitted from the transmitting / receiving terminal 3a to the transmitting / receiving terminal 3b is a packetized signal, and the bit stream is transmitted as intermittent digital data. However, the
[0027]
Therefore, an information signal is transmitted from the third transmitting / receiving terminal 3c to the transmitting / receiving terminal 3d between the packetized signal transmitted from the transmitting / receiving terminal 3a and the next packetized signal. Here, the signal transmitted from the transmission / reception terminal 3c is information such as a so-called still image or character data that does not include a video signal, and is a signal that can be used even if transmission is delayed.
[0028]
Then, the
[0029]
The configuration and operation of the spread spectrum transmitting / receiving system have been outlined above.
Next, the configuration and operation of the transmitting and receiving units of the transmitting and receiving terminals 3a, 3b, 3c, and 3d will be described.
FIG. 2 shows an example of the configuration of the transmission unit in the first embodiment, and its operation will be described with reference to the drawings.
[0030]
The transmitting unit of the transmission / reception terminal shown in FIG. 3 includes a
[0031]
First, a bit stream encoded and generated by the
[0032]
Next, when it is determined that the signal is a bit stream signal, the determination result is supplied to the
[0033]
The header signal generated by the
[0034]
Then, the mapping information mapped on the QAM plane is supplied to a
[0035]
In the high-
[0036]
When the impulse generated by the
[0037]
Here, the
[0038]
The configuration and operation of the transmission unit of the transmission / reception terminal have been described above. Next, the receiving unit will be described.
FIG. 3 shows the configuration of the receiving unit according to the first embodiment, and its operation will be described with reference to the drawings.
[0039]
The receiving unit shown in the figure includes a high-
[0040]
First, the UWB signal received via the spatial transmission path is supplied to the high-frequency signal processor, where it is subjected to processing such as amplification and waveform equalization, and then supplied to the
[0041]
The mapping signal is supplied to a
[0042]
Then, the receiving unit detects whether there is a carrier signal component transmitted by another transmitting / receiving terminal in the transmission frequency band. That is, the
[0043]
Further, the
[0044]
In the carrier
[0045]
The configuration and operation of the transmission unit and the reception unit included in the transmission / reception terminal and the master device have been described above. The master unit stores a control signal generator (not shown) for controlling signals transmitted from the respective transmitting / receiving terminals.
[0046]
Next, a communication method in which a plurality of transmitting / receiving terminals and a master machine use a common frequency band and a common spreading code and are time-divided by a common packet data period will be described.
[0047]
FIG. 4 shows a relationship between signals transmitted by the
In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents (1) a signal transmitted and received by the
[0048]
The CS (Carrier Sense) in (1) is a reception period for detecting whether or not there is a signal being transmitted during that period, and is transmitted from another transmission / reception terminal to the transmission band by the
[0049]
Here, the signal correlated with the spreading code means that, in addition to the spreading code that performs spreading at the own station, for example, when another signal having the same hopping pattern or the same spreading code is transmitted, interference with the partner station is given. Detected as possible.
[0050]
When a spread code or a hopping pattern is transmitted by a signal different from that of the own station, there is a possibility that interference will occur when a signal of a predetermined level or higher is detected according to the spread gain margin obtained by the difference. If so, a carrier signal is detected.
[0051]
When a correlation signal is detected, transmission of the next CNT (Control Signal) is suspended, and reception operation is continued. When a correlation signal is not detected, a CNT signal is transmitted.
[0052]
The CNT transmitted from the
[0053]
That is, in the case of the above-described spread spectrum transmission / reception system shown in FIG. 1, the transmission / reception terminal 3a is transmitting the bit stream and has a high priority, so that the
[0054]
The transmission / reception terminal 3a having received the transmission permission transmits the bit stream data. The amount of data transmitted during the period of the packet differs depending on the amount of data output from the
[0055]
The transmitting / receiving terminal 3a performs carrier sense after transmitting the data {1}, and determines whether or not there is a carrier transmitted from another transmitting / receiving terminal, and in some cases, uses the same spreading code as its own station included in the signal. It detects whether there is such a signal. When no correlation signal is detected, and when no carrier having a predetermined level or higher is detected, an SFG signal is transmitted.
[0056]
The SFG signal is a flag signal transmitted in a single symbol period which is the minimum time unit of the UWB signal. Alternatively, a request is made that a bit stream relating to video, which is the minimum necessary information as an SFG signal, is being transmitted, and that data is transmitted also in the next data period transmitted every predetermined period. Here, when the spread code length used for spreading is short, the amount of information that can be transmitted in one symbol period is small. Therefore, the minimum information is transmitted in a plurality of symbol periods.
[0057]
That is, the purpose of transmitting the flag signal (hereinafter, also referred to as SFG) is that the transmitting / receiving terminal 3a is transmitting the bit stream and is a flag signal for indicating that the transmission order is high. It is to insist. The flag signal is received by the
[0058]
On the other hand, the transmitting / receiving terminal 3c that is not easily affected by the transmission delay time detects the carrier after the SFG transmission of the transmitting / receiving terminal 3a, and determines whether there is a signal component related to its own spreading of the carrier signal when the carrier is detected. Perform correlation detection.
[0059]
When the carrier level is equal to or lower than the predetermined value and no correlation signal is detected for the carrier signal having the predetermined value or lower, data (4) is transmitted. The transmission period of the data (4) preferably ends before the next CS reception of (1) is performed. Then, when the transmission of the data (4) is completed before the next CS, the
[0060]
The method of transmitting a bit stream that guarantees QoS between the
[0061]
That is, since the transmission period of the data packet which is set and started repeatedly at the fixed time interval enables the continuous transmission of the bit stream with the higher priority, the data stream is stored in the buffer (not shown) of the MPEG decoder 7. Thus, continuous video signals can be transmitted without causing data overflow or underflow.
[0062]
Furthermore, when data transmission is performed using only a part of the data packet period, such as when the redundancy of the video signal to be transmitted is high, the remaining period can be used as a data transmission period for another transmitting / receiving terminal. Therefore, the transmission band can be used effectively.
[0063]
Further, when the data transmission period of the bit stream ends in a short time with respect to the data packet period, flag information for bit stream transmission is transmitted by SFG after carrier sense (CS). Make reservations or announcements for.
[0064]
The configuration and operation of the spread spectrum transmission / reception system have been described above.
According to this method, it is possible to realize a high transmission efficiency data transmission method that incorporates both data transmission using fixed-length data packets and transmission in which carrier sensing is performed immediately before data transmission.
[0065]
The above-described data transmission by the spread spectrum signal transmitting / receiving terminal is applied to a spread spectrum communication method for transmitting a multimedia signal for transmitting packetized data in a burst manner adopted in IEEE802.11b, Bluetooth, MMAC, and the like. it can.
[0066]
Furthermore, when these systems are used in Japan, the carrier is sensed within 4 ms to check whether or not another user exists, which is defined as a so-called 4 ms rule. Must comply ".
[0067]
Also, this rule stipulates that, for example, the transmitting and receiving terminals 3a, 3b,..., 3d controlled by the
[0068]
Further, after transmitting SFG after carrier sensing after transmitting data {circle around (2)}, since retransmission of data is permitted within 4 ms, the
[0069]
As described above, the case where the present system is used in Japan has been described. However, the above-described method of performing carrier sense is suitable for effectively using a frequency band in other countries and in terms of fair use between terminal devices. .
[0070]
Further, since the data retransmission is performed after the control signal (CNT), even if the transmission overlaps with another transmitting / receiving terminal during the retransmission period, the overlap ends within a single data period. There is a high probability that the resulting data error can be corrected by the error signal correction processor 47.
[0071]
In addition, the carrier sensing period to be performed after data transmission is set to, for example, 4 μsec, which is a 16 symbol (symbol repetition) period, and a flag signal (SFG) for a single symbol period is transmitted subsequently. Has been realized.
Here, the transmission of the SFG will be further described.
[0072]
In the conventional spread spectrum system, when transmitting a signal after a no-signal, it is necessary to transmit a preamble signal for synchronizing the receiving circuit unit with the signal before the transmission. For the preamble signal, 144 bits are allocated in the case of a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) preamble signal specified by IEEE Std 808.11b, and a 128-bit synchronization code is included in the preamble signal.
[0073]
Therefore, if a preamble signal is added to the SFG to be transmitted after transmission is stopped to perform carrier sensing and then transmitted, the receiving terminal can receive and decode the SFG. However, in this case, the preamble signal requires a much longer period than an SFG signal to be transmitted in a short period such as a repetition period within several symbols.
[0074]
Therefore, for example, if the preamble signal and the SFG signal are transmitted during the period of transmitting the data (2) after the transmission of the data (1), it is difficult to secure the time for transmitting the data (4).
[0075]
Therefore, in the SFG signal transmitted after the carrier sense, the preamble signal prefixed to the SFG is omitted in order to reduce the limited period for transmitting and receiving
[0076]
FIG. 5 shows the time relationship between the symbol repetition time and data transmission in the first embodiment, and the operation will be further described.
In the figure, (4) shows an operation related to data transmission of the transmitting / receiving terminal 3a, and (5) shows a symbol repetition position of the transmitting / receiving terminal 3a by a vertical line so as to resemble a clock position of a synchronization signal. .
[0077]
Here, the start and end of the transmission of the data (1) are started from the symbol repetition position and ended at the symbol repetition position. The next carrier sense (CS) is started after the transmission of data {circle around (1)}, and ends at a position different from the symbol repetition position.
[0078]
The next SFG is generated and transmitted in, for example, one period from the next symbol repetition position after the end of CS to the next symbol repetition position.
The data transmission time of the transmitting / receiving terminal 3a has been described above in relation to the symbol repetition time.
[0079]
The SFG has been shown to be transmitted by, for example, one symbol repetition time. That is, the shortest transmission time is one symbol period which is a time interval for transmitting orthogonal codes. On the other hand, although it is possible to set the transmission period of the SFG signal shorter than the transmission period of the orthogonal code, in this case, the spreading gain is reduced, so that the transmission power is reduced to prevent the reception S / N degradation by the gain reduction. It is necessary to transmit the enlarged SFG.
[0080]
Increasing the transmission power increases the possibility of interfering with other transmitting and receiving terminals that have not been detected as a result of performing the carrier sensing. Therefore, a spectrum that performs carrier sensing to determine whether to transmit a signal is performed. This is not preferable as a spread communication system.
[0081]
In the transmission of the SFG signal according to the present embodiment, the synchronization time for obtaining a signal of an information amount that can be transmitted within a period of several symbols by the self-propelled synchronization signal used for data transmission is obtained by the transmission power normally performed. Using a clock signal on the axis, transmission is performed from a start position immediately after a lapse of a plurality of symbol periods that are no signal periods.
[0082]
Therefore, the transmission / reception terminal device that has received the data (1) can obtain the SFG signal transmitted after being made no signal for carrier sense by self-running the synchronization circuit used at the time of data reception. By using the clock signal, the spread and transmitted signal can be decoded, and the symbol-synchronized SFG signal is decoded.
[0083]
The above operation is the same in the transmission of the SFG signal in the UWB signal, and the transmission time of the spread code used to generate the UWB signal is set as a period within several symbols. After transmitting the desired packet data, the transmission of the UWB signal is stopped for carrier sensing.
[0084]
When the desired received power is not detected as a result of the carrier sense, based on the synchronization signal generated cyclically for the data transmission performed immediately before, the SFG signal of several symbols in which the symbol synchronization is obtained is generated. The operation is performed in the same manner as described above, by transmitting and stopping the wave until the next data transmission period.
[0085]
The relationship between the symbol repetition period and the SFG transmission time has been described above.
Here, when a carrier signal is detected by the carrier sense after the data transmission, the carrier sense is continuously performed, and when the carrier signal is no longer detected, the SFG signal for transmitting the bit stream is transmitted.
[0086]
In such a case, a phase error occurs in the synchronization signal running on the transmitting terminal side and the receiving terminal side. In that case, the preamble signal may be transmitted, and then the flag signal for one symbol period may be transmitted.
[0087]
The case where the transmitting / receiving terminal 3a controlled by the
[0088]
<< 2nd Example >>
FIG. 6 shows the time relationship of the operation transmitted by the
This example is an example of the case (7) where the bit stream transmitted by the master device 5 (6) is received by the transmitting / receiving terminal 3a.
[0089]
The operation of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. In the period (6) shown in the figure, the carrier sense is executed many times until the carrier is not detected. If there is a case where the carrier is not detected within the period, the CNT of the next (7) is executed. And data (2) can be transmitted.
[0090]
Then, in the case of a normal terminal device, when a carrier is detected by performing CS, the next CS can be executed after waiting for a time corresponding to a random number generated by its own random number generator. However, in the case of the
[0091]
Here, since the carrier sense is performed during the period of (6), CS before (7) is omitted. Similarly, since carrier sense is performed after transmission of data (2), carrier sense immediately before CNT before data (3) is also omitted. Since the CNT is transmitted every predetermined time, the transmission of the data (1), (2), and (3) is also started every predetermined time.
[0092]
The configuration of the wireless local network that transmits a continuous bit stream while performing carrier sensing and the operation thereof have been described with the first and second embodiments.
[0093]
Then, in (3) of FIG. 4 described above, the transmitting / receiving terminal 3c performs CS before transmitting the data (4), but the transmitting / receiving terminal 3c operates under the control of the
[0094]
Furthermore, transmission of a bit stream obtained by compression-encoding a video signal as a transmitted bit stream has been described as an example, but the bit stream transmitted in the data period is data obtained by compression-encoding an audio signal. This also enables continuous transmission of acoustic signals.
[0095]
【The invention's effect】
According to the spread spectrum communication method of the present invention, in which signal power in a transmission frequency band is detected and then coded video information is spread and transmitted, a designated terminal designated by a transmission / reception control terminal is packetized at a designated time. After transmitting the continuous data to a predetermined frequency band, it is detected whether or not the power equal to or higher than the desired signal power exists in the frequency band. When the power equal to or higher than the desired signal power is not detected, the next packetized continuous data is transmitted. The transmission / reception terminal requests the transmission / reception control terminal for transmission, so that the transmission / reception terminal adjusts the transmission time by a simplified transmission permission procedure, reduces the error rate of data packets caused by collision, and further reduces the code rate. This has the effect of providing a spread spectrum communication system in which the transmission of a coded video signal can be performed smoothly.
[0096]
According to the spread spectrum communication system of the present invention, which spreads and transmits coded video information after detecting signal power correlated with a spread code in a transmission frequency band, a designated terminal designated by a transmission / reception control terminal includes: After transmitting packetized continuous data to a predetermined frequency band at a specified time, it is detected whether or not a carrier signal correlated with a spreading code exists in the frequency band. If no correlated carrier signal is detected, the next packetization is performed. Since the transmission permission request signal of the continuous data is transmitted to the transmission / reception control terminal, the transmission / reception terminal adjusts the transmission time by a simplified transmission permission procedure, and the collision between the signals due to the correlated spreading codes causes A spectrum that reduces the error rate of the resulting data packet and enables smooth transmission of the encoded video signal. It has an effect capable of providing a beam spread communication scheme.
[0097]
Further, according to the spread spectrum communication system of the present invention in which the transmission request signal is transmitted by the spread signal of the minimum time unit in which the transmission period is one symbol period, the transmission time of the transmission permission request signal can be minimized. In addition to the effect of the spread spectrum communication method, it is possible to transmit packet data to other transmitting / receiving terminals that do not transmit packetized continuous data by effectively using the idle time when the signal is not transmitted. This has the effect of providing the spread spectrum communication system described above.
[0098]
In addition, the minimum transmission request signal indicating that the video information of the present invention is being transmitted and that the packetized video information is to be transmitted in the next periodically set data transmission period is represented by a spread signal of a plurality of symbol periods. According to the spread spectrum communication method, the transmission time of the transmission request signal can be minimized. Therefore, in addition to the effects of the above spread spectrum communication method, other transmission / reception terminals that do not transmit packetized continuous data On the other hand, there is an effect that it is possible to provide a spread spectrum communication system in which packet data can be transmitted by effectively using the idle time when the signal is not transmitted.
[0099]
According to the spread spectrum communication apparatus of the present invention which spreads and transmits coded video information after detecting signal power in a transmission frequency band, the designated terminal designated by the transmission / reception control terminal is packetized at the designated time. After transmitting the continuous data to a predetermined frequency band, it is detected whether or not the power equal to or higher than the desired signal power exists in the frequency band. When the power equal to or higher than the desired signal power is not detected, the next packetized continuous data is transmitted. Since the transmission permission request signal is transmitted to the transmission / reception control terminal, the transmission / reception terminal adjusts the transmission time by a simplified transmission permission procedure, reduces the error rate of data packets caused by collision, Further, there is an effect that it is possible to provide a configuration of a spread spectrum communication apparatus capable of smoothly transmitting an encoded video signal. To have.
[0100]
According to the present invention, according to a spread spectrum communication apparatus that spreads and transmits encoded video information after detecting signal power correlated with a spread code in a transmission frequency band, a designated terminal designated by a transmission / reception control terminal includes: After transmitting packetized continuous data to a predetermined frequency band at a specified time, a carrier signal correlated with a spreading code is detected in that frequency band. If no carrier signal is detected, a transmission permission request for the next packetized continuous data is issued. Since the signal is transmitted to the transmission / reception control terminal, the transmission / reception terminal adjusts the transmission time by a simplified transmission permission procedure, and the error rate of the data packet caused by the collision of the signals due to the correlated spreading codes. Of a spread-spectrum communication device that reduces the number of signals and makes it possible to transmit encoded video signals smoothly. It has an effect capable of providing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a spread spectrum transmitting / receiving system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic block diagram of a spread spectrum signal transmitting section according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic block diagram of a spread spectrum signal receiving section according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing operation timings of the spread spectrum signal transmission / reception system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a time relationship when transmitted by a master device and received by a transmission / reception terminal according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing operation timings of a spread spectrum signal transmission / reception system according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Video camera
2 MPEG encoder
3a, 3b, 3c, 3d transmitting / receiving terminal
5 Master machine
7 MPEG decoder
8 TV
31 Stream Judgment Unit
32 header signal generator
33 error correction signal adder
34 mapping device
35 Diffusion processor
36 Stream flag unit
38 High-frequency signal processor
41 High-frequency signal processor
42 Correlation signal detector
43 Carrier Level Detector
44 Carrier Level Judge
45 Despreader
46 Demapper
47 Error signal correction processor
48 Header signal acquisition unit
Claims (6)
前記送受信制御端末により送信許可が与えられた送受信端末から、前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信する第１ステップと、
この後、前記送信許可が与えられた送受信端末の受信手段で、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号と異なる拡散符号で拡散された受信信号を検出する第２ステップと、
前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する第３ステップと、
前記送信許可が与えられた送受信端末から前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記次に送信すべきパケット化連続データを前記所定の周波数帯域で前記他の送受信端末に送信する第４ステップと、
第２〜第４ステップを繰り返して、前記パケット化連続データを連続的に送信する第５ステップと、
からなることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetized continuous data including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals A transmission / reception control terminal that generates a control signal for designating transmission permission and transmission time of, and, in a spread spectrum communication system that enables continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals,
A first step of transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from a transmission / reception terminal to which transmission permission is given by the transmission / reception control terminal,
Thereafter, a receiving unit of the transmitting / receiving terminal to which the transmission permission is given detects a reception signal spread by a spreading code different from the predetermined spreading code among data received in the predetermined frequency band. Steps and
When the reception signal detected by the receiving unit is equal to or less than a predetermined level value, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given is used to obtain a transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. A third step of transmitting a transmission permission request signal to the transmission / reception control terminal;
A fourth step of transmitting the packetized continuous data to be transmitted next to the other transmitting / receiving terminal in the predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmitting / receiving terminal given the transmission permission; ,
A fifth step of continuously transmitting the packetized continuous data by repeating the second to fourth steps;
A spread spectrum communication system characterized by comprising:
前記送受信制御端末により送信許可が与えられた送受信端末から、前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信する第１ステップと、
この後、前記送信許可が与えられた送受信端末の受信手段で、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号で拡散された受信信号を検出する第２ステップと、
前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する第３ステップと、
前記送信許可が与えられた送受信端末から前記送受信制御端末で指定される送信時刻に前記次に送信すべきパケット化連続データを前記所定の周波数帯域で前記他の送受信端末に送信する第４ステップと、
第２〜第４ステップを繰り返して、前記パケット化連続データを連続的に送信する第５ステップと、
からなることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetized continuous data including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals A transmission / reception control terminal that generates a control signal for designating transmission permission and transmission time of, and, in a spread spectrum communication system that enables continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals,
A first step of transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from a transmission / reception terminal to which transmission permission is given by the transmission / reception control terminal,
Thereafter, the receiving means of the transmitting / receiving terminal to which the transmission permission has been given detects, among the data received in the predetermined frequency band, a second step of detecting a reception signal spread by the predetermined spreading code;
When there is no reception signal detected by the receiving means, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given is transmitted by the transmission permission request for obtaining the transmission permission of the packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. A third step of transmitting a signal to the transmission / reception control terminal;
A fourth step of transmitting the packetized continuous data to be transmitted next to the other transmitting / receiving terminal in the predetermined frequency band at a transmission time specified by the transmission / reception control terminal from the transmitting / receiving terminal given the transmission permission; ,
A fifth step of continuously transmitting the packetized continuous data by repeating the second to fourth steps;
A spread spectrum communication system characterized by comprising:
前記第３ステップは、前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合又は前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を、送信期間が１シンボル期間のスペクトラム拡散信号により前記送受信制御端末に送信するステップであることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。The spread spectrum communication method according to claim 1 or 2,
In the third step, when the reception signal detected by the reception unit is equal to or less than a predetermined level value or when there is no reception signal detected by the reception unit, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given includes: Transmitting a transmission permission request signal for obtaining a transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data to the transmission / reception control terminal by a spread spectrum signal having a transmission period of one symbol period. Spread spectrum communication system.
前記第３ステップは、前記受信手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合又は前記受信手段で検出された受信信号がない場合に、前記送信許可が与えられた送受信端末は、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を、映像又は音声を含むデータを送信中であること、及び前記パケット化連続データを連続して送信することを示すために必要な複数シンボル期間のスペクトラム拡散信号により、前記送受信制御端末に送信するステップであることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。The spread spectrum communication method according to claim 1 or 2,
In the third step, when the reception signal detected by the reception unit is equal to or less than a predetermined level value or when there is no reception signal detected by the reception unit, the transmission / reception terminal to which the transmission permission is given includes: A transmission permission request signal for obtaining transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data, that data including video or audio is being transmitted, and that the packetized continuous data is continuously transmitted Transmitting a signal to the transmission / reception control terminal using a spread spectrum signal of a plurality of symbol periods necessary to indicate that the signal is to be transmitted.
前記送受信制御端末より与えられる送信許可及び指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信するデータ送信手段と、
前記データ送信手段によるパケット化連続データの送信後に、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号と異なる拡散符号で拡散された受信信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段で検出された受信信号が所定レベル値以下の場合に、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する要求信号送信手段と、
を具備し、前記パケット化連続データを連続的に送信するように構成することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetized continuous data including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals A transmission / reception control terminal that generates a control signal for designating transmission permission and transmission time of, a spread spectrum communication apparatus that enables continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals,
Data transmission means for transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission permission and a transmission time specified by the transmission / reception control terminal,
After transmitting the packetized continuous data by the data transmitting means, among the data received in the predetermined frequency band, a signal detecting means for detecting a received signal spread with a spreading code different from the predetermined spreading code,
When the reception signal detected by the signal detection means is equal to or less than a predetermined level value, the transmission / reception control terminal transmits a transmission permission request signal for obtaining transmission permission of packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data. Request signal transmitting means for transmitting to the
And a device for continuously transmitting the packetized continuous data.
前記送受信制御端末より与えられる送信許可及び指定される送信時刻に前記パケット化連続データを所定の周波数帯域で他の送受信端末に送信するデータ送信手段と、
前記データ送信手段によるパケット化連続データの送信後に、前記所定の周波数帯域で受信されるデータのうち、前記所定の拡散符号で拡散された受信信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段で受信信号が検出されない場合に、前記パケット化連続データの次に送信すべきパケット化連続データの送信許可を得るための送信許可要求信号を前記送受信制御端末に送信する要求信号送信手段と、
を具備し、前記パケット化連続データを連続的に送信するように構成することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。A plurality of transmitting / receiving terminals for transmitting / receiving packetized data spread by a predetermined spreading code, and packetized continuous data including video or audio of the packetized data to at least one of the plurality of transmitting / receiving terminals A transmission / reception control terminal that generates a control signal for designating transmission permission and transmission time of, a spread spectrum communication apparatus that enables continuous transmission and reception of the packetized continuous data between the plurality of transmission / reception terminals,
Data transmission means for transmitting the packetized continuous data to another transmission / reception terminal in a predetermined frequency band at a transmission permission and a transmission time specified by the transmission / reception control terminal,
After transmitting the packetized continuous data by the data transmitting unit, among the data received in the predetermined frequency band, a signal detecting unit that detects a reception signal spread by the predetermined spreading code,
Request signal transmission for transmitting, to the transmission / reception control terminal, a transmission permission request signal for obtaining transmission permission of the packetized continuous data to be transmitted next to the packetized continuous data when a reception signal is not detected by the signal detection unit; Means,
And a device for continuously transmitting the packetized continuous data.
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