JP2005252937A - Radio communication apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナを用いて信号の送受信を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method for transmitting and receiving signals using a plurality of antennas.
近年、設備コストが安い、ネットワーク構成において柔軟性がある、通信の運用上のコストを低く抑えられる等の利点から、無線通信技術が注目され、発展し続けている。例えば、米国のIEEE802委員会(Institute of Electrical and Electronics Engineers 802 Projects)で仕様化された無線LAN規格、IEEE802.11x仕様が国際的標準となり、この仕様に準拠した無線LAN製品が世界中で普及している。 In recent years, wireless communication technology has attracted attention and continues to develop due to advantages such as low equipment costs, flexibility in network configuration, and low cost in operation of communication. For example, the wireless LAN standard specified by the IEEE 802 Committee (Institute of Electrical and Electronics Engineers 802 Projects) and the IEEE802.11x specification have become international standards, and wireless LAN products that comply with this specification have become widespread throughout the world. ing.
一方、デジタル処理技術の進展と地上波デジタル放送の本格的な普及により、無線を使って高精細映像通信(SDTV及びHDTVクラス)を行いたいとの要望が多く出ている。無線技術を使った長距離、高速伝送が強く望まれているが、現状では限られた電波資源、周波数帯域及び安全面から見た電波の出力規制の中で、HDTVクラスの高速映像伝送(TCP/UDPで30〜40Mbps以上)を無線LANで実現する技術や、経済性に見合ったシステム、装置で長距離伝送を行う高速無線伝送技術はまだ確立されていない。
このようなニーズに対し、いくつか提案がなされている。
On the other hand, with the advancement of digital processing technology and the full-scale spread of terrestrial digital broadcasting, there are many requests to perform high-definition video communication (SDTV and HDTV classes) using radio. Long-distance and high-speed transmission using wireless technology is strongly desired, but at present, HDTV-class high-speed video transmission (TCP) in the limited radio wave resource, frequency band and safety from the viewpoint of safety / UDP (30 to 40 Mbps or higher) is realized with a wireless LAN, and a high-speed wireless transmission technology for performing long-distance transmission with a system and apparatus suitable for economy has not yet been established.
Several proposals have been made for such needs.
(1)一つの案としては、MIMO(Multi Input/Multi Output)と呼ばれる無線伝送技術が米国のIEEE802委員会で検討されている。この技術は、特許文献1あるいは特許文献2に示されており、同一周波数帯の電波を使って複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへ信号を送信し、受信側において電波干渉(又は混信)の除去と遅延等価を行うことにより、送受一対向の伝送速度性能の複数倍(アンテナ対向数分)の高速伝送を可能とさせる方式である。
(1) As one proposal, a wireless transmission technique called MIMO (Multi Input / Multi Output) is being studied by the IEEE 802 committee in the United States. This technique is disclosed in
このMIMO技術の具体例としては、BLAST(Bell Laboratory Layered Space-Time architecture)や時空符号化(space-time coding)が知られている。BLASTでは、送信情報を分割して同一周波数で複数のアンテナからパラレルに信号を送信し、受信側では同一周波数のために電波干渉(又は混信)が生じるが、この干渉を除去する方法にアダプティブアレイアンテナ技術を援用していることに特徴がある。また、時空符号化では、同一の送信情報を複数のアンテナから送信するが、アンテナ毎に符号化方法が異なるという特徴がある。 As specific examples of this MIMO technology, BLAST (Bell Laboratory Layered Space-Time architecture) and space-time coding are known. In BLAST, transmission information is divided and signals are transmitted in parallel from a plurality of antennas at the same frequency, and radio wave interference (or interference) occurs due to the same frequency on the receiving side. An adaptive array is a method for removing this interference. It is characterized by the use of antenna technology. In the space-time coding, the same transmission information is transmitted from a plurality of antennas, but the encoding method is different for each antenna.
(2)また、別の方法では、伝送速度増大及び周波数利用効率の向上を図る提案として、特許文献3が挙げられる。この提案は、無線信号を分散して送信する複数の送信機を有する無線装置群とこの送信された無線信号をほぼ同時に受信できる複数の無線装置群を備え、送受信時に互いに制御信号を送受し合って、かつMIMO技術を使って通信することを特徴としている。
(2) In another method,
(3)これまで述べた例はいずれも、同じ周波数帯の電波を同じ場所で複数同時に利用することにより、伝送速度増大や周波数利用効率の向上をねらったものであり、電波干渉により通信不能になるところを送信側と受信側とで高度な信号処理により複数信号の同時受信を実現しようとするものである。いずれも処理が複雑であり、伝送性能向上のために同時送信信号数を増やせば、受信装置も増やす必要が生じ、システム規模や価格が増大する。このため、ハードウェアとしての実現性に乏しく、大きな課題が残る。 (3) In all the examples described so far, a plurality of radio waves in the same frequency band are simultaneously used at the same location to increase the transmission speed and improve the frequency utilization efficiency. In other words, it is intended to realize simultaneous reception of a plurality of signals by advanced signal processing on the transmission side and the reception side. In either case, the processing is complicated, and if the number of simultaneous transmission signals is increased in order to improve transmission performance, it is necessary to increase the number of reception devices, and the system scale and price increase. For this reason, the realization as hardware is scarce, and a big subject remains.
(4)一方、複数チャンネルの伝送路を使って高速通信を実現している例もいくつかある。例えば、特許文献4では、無線ネットワーク通信の複数チャンネルを活用することで高速通信を行うことを提案している。具体的には、有線ネットワーク通信の第1パケット信号を受けて、複数に分割するかどうかを判断し、分割すると判断した場合、複数の第1パケット信号に分割してこの分割した第1パケット信号を無線ネットワーク通信の複数チャンネルの第2パケット信号に変換して送信することにより、高速通信を実現することを提案している。
(4) On the other hand, there are some examples in which high-speed communication is realized using a plurality of channels. For example,
この方法では、有線側の通信速度に依存して分割を行う判断をしているが、分割された無線通信用の第2パケットを同じ装置で複数、同時タイミングで無線通信する場合、複数のチャンネル同士が電波干渉により、実効的に十分な通信帯域の確保が難しいと思われ、複数チャンネルを使った無線の同時通信を実現するには電波干渉を極力、低減する方策(例えばMIMO技術など)を同時に施さないと、高速通信を実現することは難しいと思われる。 In this method, it is determined to divide depending on the communication speed on the wired side. However, when wireless communication is performed on a plurality of divided second packets for wireless communication on the same device at the same time, a plurality of channels are used. It seems that it is difficult to secure an effective communication band effectively due to radio wave interference between each other. To realize simultaneous wireless communication using multiple channels, measures to reduce radio wave interference as much as possible (for example, MIMO technology) Unless it is done at the same time, it seems difficult to achieve high-speed communication.
(5)また、同一伝送路上または伝送処理の中で高速通信を実現する他の例としては、例えばNTT社のISDN(Integrated Service Digital Network)が挙げられる。ISDNでは、レイヤ3のネットワーク層(IP層に相当)で通信する場合、基本通信速度64Kbpsのパケットデータを同期伝送する通信となるが、基本単位64Kbpsの通信路24チャンネル分を同時に接続しておいて、その上位レイヤで64Kbpsのパケットデータを23チャンネル多重化(残り1チャンネルは、制御信号用)、分離処理することにより、上位アプリケーション(例えばTCPレベル)に対しては1500Kbpsの高速通信を実現している。 (5) Another example of realizing high-speed communication on the same transmission path or in transmission processing is, for example, NTT's ISDN (Integrated Service Digital Network). In ISDN, when communication is performed in the network layer of Layer 3 (corresponding to the IP layer), packet data having a basic communication speed of 64 Kbps is synchronously transmitted. However, 24 channels of a basic unit of 64 Kbps are connected at the same time. In the upper layer, 64 Kbps packet data is multiplexed into 23 channels (the remaining 1 channel is for control signals) and separated to achieve 1500 Kbps high-speed communication for higher applications (eg, TCP level). ing.
(6)なお、ISDNは有線通信であるが、複数の通信路を接続しておいて上位レイヤのパケットデータを複数チャンネル多重化、分離処理して高速通信を実現する方法は、通信の分野では一般に「バルク伝送」と呼称され、古くから提案されている方法である。 (6) Although ISDN is wired communication, a method for realizing high-speed communication by connecting a plurality of communication paths and multiplexing and separating higher-layer packet data through a plurality of channels is used in the field of communication. This method is generally called “bulk transmission” and has been proposed for a long time.
(7)一方、無線チャンネルを複数利用して通信する別の方法が提案されている。具体的には、IEEE802委員会で標準化され、現在、製品が普及しているIEEE802.11a/g規格の無線LAN処理用LSIを2個使った無線モジュール二式を1つの筐体内に収容して、有線LANを使って内部で相互接続させることにより、無線方式の異なる組み合わせ、つまり2.4GHz帯に対応する11g規格の無線LANモジュールと5GHz帯に対応する11a規格の無線LANモジュールを組み合わせることにより、デュアルバンドで独立に通信できる製品が提案されている。この方法は、ブリッジ、リピータなどのネットワーク中継機器としては適しているが、伝送速度を増大させることはできない。
IEEE802委員会で仕様化されている無線LANを使って、長距離でかつ高速な通信を実現しようとする場合、従来技術で示したようなMIMO技術等を採用した方法では、処理方法が複雑となってしまう。また、電波干渉の除去による通信性能や通信品質向上のためには、システム規模や価格が増大し、ハードウェアとしての実現性に乏しく、大きな課題が残る。 When a wireless LAN specified by the IEEE 802 Committee is used to achieve long-distance and high-speed communication, the processing method is complicated by the method using the MIMO technology as shown in the prior art. turn into. In addition, in order to improve communication performance and communication quality by removing radio wave interference, the system scale and price increase, and the realization as hardware is scarce, leaving a big problem.
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、限られた電波資源、周波数帯域及び安全面から見た電波の出力規制を遵守した上で、長距離でかつ高精細な映像通信が可能な高速伝送性能を有する無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has long-distance and high-definition video communication in compliance with limited radio wave resources, frequency bands, and radio wave output regulations from the viewpoint of safety. An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method having high-speed transmission performance capable of performing
本発明に係る無線通信装置は、有線通信を行う有線通信部と、前記有線通信部により生成されるパケットデータを第1の格納部に格納する第1の処理手段と、前記第1の格納部に格納されるパケットデータをMACフレームデータ単位に分割、変換して複数の第2の格納部に別々に格納するとともに、当該複数の第2の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータをバス経由で転送する第2の処理手段とを有する通信処理部と、前記通信処理部からバス経由で転送されてくる前記複数のMACフレームデータを無線チャンネル毎のMACフレームデータ単位として別々に受信して個別にアナログ無線信号に変換し、変換後の複数のアナログ無線信号を別々に送出する複数の無線モジュールと、前記複数の無線モジュールから別々に送出される複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として、別々に他の無線通信装置へ送信する複数のアンテナとを具備することを特徴とする。 A wireless communication apparatus according to the present invention includes a wired communication unit that performs wired communication, a first processing unit that stores packet data generated by the wired communication unit in a first storage unit, and the first storage unit. Is divided into MAC frame data units, converted into a plurality of second storage units and stored separately in the plurality of second storage units, and a plurality of MAC frame data stored separately in the plurality of second storage units A communication processing unit having a second processing means for transferring the data via the bus, and receiving the plurality of MAC frame data transferred from the communication processing unit via the bus as MAC frame data units for each wireless channel. Individually converted into analog radio signals, and separately sent from the plurality of radio modules, a plurality of radio modules for separately sending a plurality of analog radio signals after conversion A plurality of analog radio signal issued as a radio wave having a polarization different for each radio channel, separately, characterized by comprising a plurality of antennas to be transmitted to another wireless communication device.
なお、前記第2の処理手段は、前記複数の第2の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータを、任意に設定された送出タイミングで、バスへ送出するものであることが好ましい。具体的には、前記複数の無線モジュールから通知される電波状況に応じて、前記複数のMACフレームデータをバスへ送出するタイミングを制御することが好ましい。 The second processing means preferably sends a plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of second storage units to the bus at a transmission timing set arbitrarily. . Specifically, it is preferable to control the timing of sending the plurality of MAC frame data to the bus according to the radio wave status notified from the plurality of wireless modules.
また、前記複数の第2の格納部が2つである場合、前記第2の処理手段は、前記2つの第2の格納部に別々に格納される2つのMACフレームデータを、交互に、バスへ送出するようにしてもよい。 In addition, when the plurality of second storage units is two, the second processing unit alternately transmits two MAC frame data separately stored in the two second storage units to the bus. You may make it send to.
また、前記第1の格納部に格納されるパケットデータのサイズが前記MACフレームデータのサイズと実質的に同じである場合、前記第2の処理手段は、当該パケットデータを分割することなく、前記MACフレームデータに変換して前記複数の第2の格納部の一方に格納するものであることが好ましい。 When the size of the packet data stored in the first storage unit is substantially the same as the size of the MAC frame data, the second processing unit does not divide the packet data, It is preferable that the data is converted into MAC frame data and stored in one of the plurality of second storage units.
また、複数の無線モジュールは、前記変換後の複数のアナログ無線信号に対し、複数の無線チャンネルが互いに干渉しない範囲の異なる送信周波数を設定して、別々に送出することが好ましい。 Further, it is preferable that the plurality of radio modules set different transmission frequencies in a range in which the plurality of radio channels do not interfere with each other for the converted plurality of analog radio signals and transmit them separately.
また、本発明に係る無線通信方法は、第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で通信を行う無線通信方法であって、前記第1の無線通信装置の側では、有線通信により生成されるパケットデータを第1の格納部に格納し、前記第1の格納部に格納されるパケットデータをMACフレームデータ単位に分割、変換して複数の第2の格納部に別々に格納し、前記複数の第2の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータをバス経由で転送し、バス経由で転送されてくる前記複数のMACフレームデータを無線チャンネル毎のMACフレームデータ単位として別々に受信して個別にアナログ無線信号に変換し、変換後の複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として、別々に前記第2の無線通信装置へ送信し、前記第2の無線通信装置の側では、前記第1の無線通信装置から送信されてくる複数のアナログ無線信号を別々に受信し、別々に受信される前記複数のアナログ無線信号を個別にMACフレームデータに変換し、変換後の複数のMACクレームデータをバス経由で転送し、バス経由で転送されてくる前記複数のMACクレームデータを複数の第3の格納部に別々に格納し、前記複数の第3の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータを1つのパケットデータに合成、変換し、合成、変換された前記パケットデータを第4の格納部に格納し、前記第4の格納部に格納される前記パケットデータに基づいて有線通信を行うことを特徴とする。 The wireless communication method according to the present invention is a wireless communication method for performing communication between a first wireless communication device and a second wireless communication device, and on the first wireless communication device side, wired communication is performed. Packet data generated by communication is stored in a first storage unit, and packet data stored in the first storage unit is divided into MAC frame data units and converted into a plurality of second storage units separately. Storing and transferring a plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of second storage units via a bus, and transferring the plurality of MAC frame data transferred via the bus to a MAC frame data for each radio channel Separately received as a unit and individually converted into analog radio signals, and the plurality of converted analog radio signals are separately converted into the second radio communication as radio waves having different polarizations for each radio channel. The plurality of analog radio signals received separately from the plurality of analog radio signals transmitted from the first radio communication device on the second radio communication device side Are individually converted into MAC frame data, a plurality of converted MAC claim data are transferred via a bus, and the plurality of MAC claim data transferred via the bus are separately stored in a plurality of third storage units. And combining and converting a plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of third storage units into one packet data, storing the combined and converted packet data in a fourth storage unit, Wired communication is performed based on the packet data stored in the fourth storage unit.
限られた電波資源、周波数帯域及び安全面から見た電波の出力規制を遵守した上で、長距離でかつ高精細な映像通信が可能な高速伝送性能を実現することができる。 High-speed transmission performance capable of long-distance and high-definition video communication can be realized while complying with limited radio wave resources, frequency bands, and radio wave output regulations from the viewpoint of safety.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの基本構成を示すブロック図である。
同図に示されるように、無線通信システムは2つの無線通信局(無線通信装置)1,2を含む。無線通信局1と無線通信局2とは、基本的に同一の構成を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a radio communication system according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the wireless communication system includes two wireless communication stations (wireless communication apparatuses) 1 and 2. The
無線通信局1は、有線通信部11、通信処理部12、n個の無線モジュール(#1〜#n)からなる無線通信部13、及びn個のアンテナ(#1〜#n)からなるアンテナ群14を備えている。上記有線通信部11、通信処理部12、及びn個の無線モジュール(#1〜#n)は、PCIバスなどのローカルバスに接続されている。また、n個のアンテナ(#1〜#n)は、それぞれn個の無線モジュール(#1〜#n)に接続されている。
The
同様に、無線通信局2は、有線通信部21、通信処理部22、n個の無線モジュール(#n+1〜#m)からなる無線通信部23、及びn個のアンテナ(#n+1〜#m)からなるアンテナ群24を備えている。上記有線通信部21、通信処理部22、及びn個の無線モジュール(#n+1〜#m)は、PCIバスなどのローカルバスに接続されている。また、n個のアンテナ(#n+1〜#m)は、それぞれn個の無線モジュール(#n+1〜#m)に接続されている。
Similarly, the
無線通信局1側のn個のアンテナ(#1〜#n)と、無線通信局2側のn個のアンテナ(#N+1〜#m)との間では、チャンネル毎に、対応するアンテナ同士が1対1で無線通信を行う構成となっている。これにより、無線通信局1と無線通信局2との間では、nチャンネルによる無線通信が行えるようになっている。
Between the n antennas (# 1 to #n) on the
以下では、説明を理解しやすくする観点から、2チャンネルによる無線通信を行う場合を例に挙げて説明する。
図2は、2チャンネルによる無線通信を行う場合における無線通信局1の構成の一例を示すブロック図である。なお、図1と共通する要素には同一の符号を付している。
有線通信部11は、他の有線通信装置との間で、例えば有線LANや公衆回線網を通じて有線通信を行うものである。
Hereinafter, a case where wireless communication using two channels is performed will be described as an example from the viewpoint of easy understanding of the description.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the
The
通信処理部12は、有線通信部11と無線通信部13との間の媒介などを行うものであり、ハードウェアとしての通信処理部12Aと、ソフトウェアとしての通信処理部12Bとを有する。ハードウェアとしての通信処理部12Aは、ローカルバスとのインタフェース処理を行うバス制御部121、各種のプログラムなどを記憶するメモリ122、及び通信処理部全体の動作を司るCPU123を含む。ソフトウェアとしての通信処理部12Bは、CPU123の制御のもとで動作し、TCP/IPに基づくパケットの処理を行うTCP/IP部124、パケットのプロトコル変換処理などを行うパケットスケジューラ125、及び無線モジュールなどのデバイスを制御するデバイスドライバ126を含む。
The
無線通信部13は、無線LANに関連するIEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11gなど(以下、IEEE802.11xと総称する)に準拠する2つの無線モジュール131,132(無線LANカードなど)を含む。無線モジュール131は、ローカルバスとのインタフェース処理を行うバス制御部1311、MAC(Media Access Control)フレームに関する処理を行うMAC部1312、ベースバンドに関する処理を行うBBP部1313、及び無線周波数に関する処理を行うRF部1314を有する。同様に、無線モジュール132は、ローカルバスとのインタフェース処理を行うバス制御部1321、MACフレームに関する処理を行うMAC部1322、ベースバンドに関する処理を行うBBP部1323、及び無線周波数に関する処理を行うRF部1324を有する。
アンテナ群14は、RF部1314に接続されるアンテナ141、及びRF部1324に接続されるアンテナ142を含む。
The
The
図3は、無線通信局1と画像コーデック装置との間で有線通信を行う場合における各種の通信プロトコルスタックの構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of various communication protocol stacks when wired communication is performed between the
同図の例では、ビデオカメラ3が画像コーデック装置4に接続され、画像コーデック装置4が有線LANを介して無線通信局1内の有線通信部11に接続されている。
In the example shown in the figure, a
画像コーデック装置4は、コーデック部41、TCP/IP層42、デバイスドライバ43、MAC層44、物理(PHY)層45を含む。
The
無線通信局1内の有線通信部11は、有線モジュール111及びソフトウェアとしての通信処理部112を有する。この場合、有線モジュール111は、MAC層1111及び物理(PHY)層1112を含む。また、通信処理部112は、TCP/IP層1121及びデバイスドライバ1122を含む。
The
無線通信局1内の無線通信部13は、前述したように、無線モジュール131及び無線モジュール132を有する。無線モジュール131は、MAC層1312及びRF層1314を含む。同様に、無線モジュール132は、MAC層1322及びRF層1324を含む。
The
このように、各種のプロトコルスタックには、物理的な信号送受信処理などを行う物理層や、MACフレームの処理を行うMAC層、デバイスを制御するデバイスドライバ、IPパケットなどの処理を行うTCP/IP層などが設けられており、このような各種の層を通じて装置間のデータの送受が実現される。例えば、ビデオカメラ3から画像コーデック装置4に取り込まれた映像は、映像データストリームとして有線通信部11へ送られた後、IPパケットとして通信処理部12B内のTCP/IP層124に格納され、パケットスケジューラ125でMACフレームデータ単位に分割、変換処理された後、デバイスドライバ126を介して無線通信部13内の無線モジュール131,132に個別に転送され、アナログ無線信号に変換された後、アンテナ141,142から電波として他の無線通信局へ送信されることになる。
As described above, various protocol stacks include a physical layer that performs physical signal transmission / reception processing, a MAC layer that performs MAC frame processing, a device driver that controls devices, and a TCP / IP that performs processing such as IP packets. Layers are provided, and data transmission / reception between devices is realized through these various layers. For example, an image captured from the
図4は、各種プロトコルのデータフォーマットの関係の一例を示す概念図である。同図においては、IEEE802.11xに準拠するMAC層のフレーム構造、その上位のプロトコルであるIP層のパケット構造、及びアプリケーションの一例としての映像データストリーム構造が示され、それぞれの対応関係が図示されている。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the relationship between the data formats of various protocols. In the same figure, the frame structure of the MAC layer compliant with IEEE 802.11x, the packet structure of the IP layer which is a protocol higher than that, and the video data stream structure as an example of the application are shown, and the corresponding relationship is illustrated. ing.
また、図5は、各種プロトコルのデータフォーマットの関係の別の例を示す概念図である。同図の例では、上記と同様な関係が詳細に示されているが、特に、TCP/IPパケットとMACフレームとが1対1に対応した関係となっている。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing another example of the relationship between the data formats of various protocols. In the example of the figure, the same relationship as described above is shown in detail, but in particular, the TCP / IP packet and the MAC frame have a one-to-one relationship.
図6は、ソフトウェアとしての通信処理部12Bにおける特徴部を詳細に示す図である。この通信処理部12Bは、前述したように、TCP/IP部124、パケットスケジューラ125、及びデバイスドライバ126を有する。なお、通信処理部22Bの内部構成は、通信処理部12Bの内部構成と同じであるため、図6中では省略している。
FIG. 6 is a diagram showing in detail a characteristic part in the communication processing unit 12B as software. As described above, the communication processing unit 12B includes the TCP /
前述の有線通信部11で有線通信を行った結果、生成されるパケットデータは、ソフトウェアとしての通信処理部12Bに送られる。TCP/IP部124は、当該パケットデータをIPパケットデータとして送信キュー124Aに格納する。
The packet data generated as a result of the wired communication performed by the wired
パケットスケジューラ125は、例えば図4に示した対応関係に従い、送信キュー124Aに格納されるIPパケットデータをMACフレームデータ単位に分割、変換して複数の送信キュー125A,125Bに別々に格納するとともに、当該複数の送信キューに別々に格納される複数のMACフレームデータを、デバイスドライバ126を通じてローカルバス経由で無線モジュール131,132へ個別に転送する。
The
パケットスケジューラ125が、複数の送信キュー125A,125Bに別々に格納された複数のMACフレームデータをローカルバスへ送出するタイミング制御には、次のようにいくつかの手法が挙げられる。
There are several methods for timing control in which the
(1)複数の無線モジュール131,132から受信データ単位毎に通知される無線通信区間の電波状況に応じて、当該MACフレームデータをバスへ送出する手法
(2)任意に設定された送出タイミングで、当該MACフレームデータをバスへ送出する手法
(3)当該MACフレームデータを、交互に、バスへ送出する手法
なお、送信キュー124Aに格納されるIPパケットデータのサイズがMACフレームデータのサイズと実質的に同じである場合には、パケットスケジューラ125は、図5に示した対応関係に従い、当該パケットデータを分割することなく、MACフレームデータへの変換を行って複数の送信キュー125A,125Bの一方に格納する(例えば交互に格納する)。
(1) A method of sending the MAC frame data to the bus according to the radio wave condition of the wireless communication section notified for each received data unit from the plurality of
複数の無線モジュール131,132は、パケットスケジューラ125からバス経由で転送されてくる複数のMACフレームデータを無線チャンネル毎のMACフレームデータ単位として別々に受信して個別にアナログ無線信号に変換し、変換後の複数のアナログ無線信号を別々にアンテナ141,142へ送出する。
The plurality of
複数のアンテナ141,142は、複数の無線モジュール131,132から別々に送出される複数のアナログ無線信号を、別々に他の無線通信装置(前述の無線通信局2に相当)へ送信する。図示の例では、複数のアンテナ141,142から別々に送出される複数のアナログ無線信号は、それぞれ複数のアンテナ241,242で受信され、複数の無線モジュール231,232でMACフレームデータに変換された後、通信処理部22Bへ取り込まれることになる。
The plurality of
なお、無線モジュール131,132は、同一の無線LAN規格に準拠するものとしてもよいし、互いに異なる無線LAN規格に準拠するものとしてもよい。2つの無線モジュールを同一の無線LAN規格に準拠するものとした場合(例えば両方ともIEEE802.11aに準拠するものとした場合、もしくは、両方ともIEEE802.11gに準拠するものとした場合)、(1)複数の無線モジュール141,142は、変換後の複数のアナログ無線信号に対し、複数の無線チャンネルが互いに干渉しない範囲の異なる送信周波数を設定して、別々に送出するものであることが望ましい。更に、(2)複数のアンテナ141,142は、複数の無線モジュール141,142から別々に送出される複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として、別々に送信するものであることが望ましい。なお、上記(1)と(2)の両方を採用すれば電波干渉の影響を低減する効果は大きいが、上記(1)と(2)のいずれか一方を採用しても効果がある。
The
例えば、図7に示されるように、電波干渉の影響を極力避けるために、互いに周波数帯が最も離れた2チャンネルを使用して送信することが挙げられる。
また、図8の(a)及び(b)に示されるように、水平偏波と垂直偏波とを組み合わせて送信することが挙げられる。なお、必ずしも、90度を形成する偏波の組み合わせを採用する必要はなく、電波干渉の影響を避ける効果を奏するのであれば、違う角度(例えば45度)を形成する偏波の組み合わせを採用してもよい。また、互いに種類の異なる円偏波(例えば、左回りの円偏波および右回りの円偏波)の組み合わせを採用してもよい。
For example, as shown in FIG. 7, in order to avoid the influence of radio wave interference as much as possible, it is possible to transmit using two channels whose frequency bands are farthest from each other.
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, it may be transmitted by combining horizontal polarization and vertical polarization. Note that it is not always necessary to use a combination of polarizations that form 90 degrees, and a combination of polarizations that forms a different angle (for example, 45 degrees) can be used as long as the effect of avoiding the influence of radio wave interference is achieved. May be. A combination of different types of circularly polarized waves (for example, counterclockwise circularly polarized wave and clockwise circularly polarized wave) may be employed.
一方、他の無線通信装置(前述の無線通信局2に相当)側の複数のアンテナ241,242から複数のアナログ無線信号が送信されてきた場合、複数のアンテナ141,142は、当該複数のアナログ無線信号を別々に受信する。
On the other hand, when a plurality of analog wireless signals are transmitted from a plurality of
ここで、複数の無線モジュール131,132は、複数のアンテナ141,142により別々に受信される複数のアナログ無線信号から、無線チャンネル毎に無線通信区間での電波状況を検知して、それらをパケットスケジューラ125へ通知する。なお、上記電波状況の検知は、例えば無線モジュール131,132に受信感度もしくは電波強度の変化を測定するためのチップ等を搭載することにより実現できる。
Here, the plurality of
また、複数の無線モジュール131,131は、複数のアンテナ141,142により別々に受信される複数のアナログ無線信号を個別にMACフレームデータに変換するとともに、変換後の複数のMACクレームデータをローカルバス経由でパケットスケジューラ125へ転送する。
The plurality of
パケットスケジューラ125は、複数の無線モジュール131,132からローカルバス経由で転送されてくる複数のMACクレームデータを複数の受信キュー125C,125Dに別々に格納するとともに、当該複数の受信キューに別々に格納される複数のMACフレームデータを1つのIPパケットデータに合成、変換して(多重化して)、TCP/IP部124へ送出する。
The
TCP/IP部124は、パケットスケジューラ125により合成、変換されたIPパケットデータを受信キュー124Bに格納する。これにより、前述の有線通信部11は、このパケットデータに基づいて有線通信を行うことになる。
The TCP /
なお、ここでは、2チャンネルを使用して無線通信を行う例を挙げているが、勿論、3チャンネル以上を使用して無線通信を行うことが可能である。その場合、パケットスケジューラ125内の送信キューもチャンネル数だけ設けられる(受信キューに関しても同様)。
Note that although an example in which wireless communication is performed using two channels is given here, of course, wireless communication can be performed using three or more channels. In that case, as many transmission queues in the
また、例えば、あるチャンネルに対応する信号の電波強度が低下したような場合、通信性能や通信品質の低下等を極力抑えるために、複数の無線モジュール131,132から得られる電波状況の情報に基づき、前述したように任意に設定された送出タイミングでMACフレームデータをパケットスケジューラ125内の複数の送信キューからローカルバスへ送出するように制御するか、もしくは、パケットスケジューラ125内の複数の送信キューのうち、問題の生じたチャンネルに対応する送信キューを使用する頻度を下げ、残りの送信キューを使用する頻度を上げる(即ち、個々の送信キューへ振り分ける比率を変える)等の制御を行うと効果的である。これは、2チャンネル分を使用している場合のみならず、3チャンネル分以上を使用している場合にも言えることである。
Further, for example, when the radio wave intensity of a signal corresponding to a certain channel is reduced, in order to suppress the reduction in communication performance and communication quality as much as possible, based on the information on the radio wave conditions obtained from the plurality of
次に、図9のフローチャートを参照して、無線通信局1から無線通信局2へデータを送信する場合の動作の一例を説明する。なお、図2や図6などの構成ブロック図も適宜、参照する。
Next, an example of an operation when data is transmitted from the
有線通信部11がLANや公衆回線網などを通じて有線通信を行い(ステップA1)、これにより生成されたパケットデータをTCP/IP部124が取得し、送信キュー124Aに格納する(ステップA2)。
The
パケットスケジューラ125は、IEEE802.11xの規格に準拠した複数のMACフレーム単位に分割、変換して、複数の送信キュー125A,125Bに別々に格納する(ステップA3)。
The
パケットスケジューラ125は、別々に格納された複数のMACフレームデータを、例えば受信単位毎に通知される無線通信区間での電波状況に応じて、送出タイミングを制御しつつ、通信処理部12からローカルバス経由で無線通信部13へ転送する(ステップA4)。
The
複数の無線モジュール131,132は、ローカルバス経由で転送された複数のMACクレームデータを、無線チャンネル毎のMACフレームデータに単位として別々に受信し、個別にアナログ無線信号に変換する(ステップA5)。
The plurality of
複数の無線モジュール131,132は、変換後の複数のアナログ無線信号に対し、複数の無線チャンネルが互いに干渉しない範囲の異なる送信周波数を設定し、有線ケーブル経由で別々に複数のアンテナ141,142へ送る(ステップA6)。
The plurality of
複数のアンテナ141,142は、複数の無線チャンネルが互いに干渉しない範囲の異なる送信周波数が設定された複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として送信する(ステップA7)。
The plurality of
次に、図10のフローチャートを参照して、無線通信局2からのデータを無線通信局1が受信する場合の動作の一例を説明する。なお、図2や図6などの構成ブロック図も適宜、参照する。
Next, an example of an operation when the
複数のアンテナ141,142は、複数の無線チャンネルが互いに干渉しない範囲の異なる送信周波数が設定され、かつ無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として送信された複数のアナログ無線信号を、別々に受信して、複数の無線モジュール131,132へ送る(ステップB1)。
The plurality of
複数の無線モジュール131,132は、複数のアンテナ141,142により別々に受信された複数のアナログ無線信号から、無線チャンネル毎の無線通信区間での電波状況を検知して、通信処理部12へ通知する(ステップB2)。
The plurality of
また、複数の無線モジュール131,132は、複数のアンテナ141,142により別々に受信された複数のアナログ無線信号を個別にMACフレームデータに変換する(ステップB3)。
The plurality of
更に、複数の無線モジュール131,132は、変換後の複数のMACフレームデータを、無線通信部13からローカルバス経由で通信処理部12へ転送する(ステップB4)。
Further, the plurality of
パケットスケジューラ125は、ローカルバス経由で転送された複数のMACフレームデータを、複数の受信キュー125C,125Dに別々に格納する(ステップB5)。
The
また、パケットスケジューラ125は、別々に格納された複数のMACフレームデータを1つのIPパケットデータに合成、変換(多重化)してTCP/IP部124の受信キュー124Bに格納する(ステップB6)。
Further, the
通信処理部12は、TCP/IP部124の受信キュー124Bに格納されたパケットデータを有線通信部11へ送り、LANや公衆回線網などを通じて有線通信を行う(ステップB7)。
The
このように本実施形態によれば、IEEE802委員会で仕様化されている無線LANの技術を使い、限られた電波資源、周波数帯域及び安全面から見た電波の出力規制を遵守した上で、長距離でかつ高精細な映像通信が可能な高速伝送性能を実現することができ、従来の種々な問題を解決することができる。 As described above, according to the present embodiment, the wireless LAN technology specified by the IEEE 802 Committee is used, and the radio wave output regulations from the viewpoint of limited radio resource, frequency band and safety are observed. High-speed transmission performance capable of long-distance and high-definition video communication can be realized, and various conventional problems can be solved.
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1,2…無線通信局、11,21…有線通信部、12,22…通信処理部、13,23…無線通信部、14,24…アンテナ群、122…メモリ、123…CPU、124…TCP/IP部、125…パケットスケジューラ、126…デバイスドライバ、131,132…無線モジュール、141,142…アンテナ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記有線通信部により生成されるパケットデータを第1の格納部に格納する第1の処理手段と、前記第1の格納部に格納されるパケットデータをMACフレームデータ単位に分割、変換して複数の第2の格納部に別々に格納するとともに、当該複数の第2の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータをバス経由で転送する第2の処理手段とを有する通信処理部と、
前記通信処理部からバス経由で転送されてくる前記複数のMACフレームデータを無線チャンネル毎のMACフレームデータ単位として別々に受信して個別にアナログ無線信号に変換し、変換後の複数のアナログ無線信号を別々に送出する複数の無線モジュールと、
前記複数の無線モジュールから別々に送出される複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として、別々に他の無線通信装置へ送信する複数のアンテナと
を具備することを特徴とする無線通信装置。 A wired communication unit for performing wired communication;
A first processing means for storing packet data generated by the wired communication unit in a first storage unit, and a plurality of packet data stored in the first storage unit by dividing and converting into MAC frame data units A second processing unit that stores the MAC frame data separately stored in the second storage unit and the plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of second storage units via a bus; ,
The plurality of MAC frame data transferred via the bus from the communication processing unit is separately received as a MAC frame data unit for each radio channel and individually converted into an analog radio signal, and the converted plurality of analog radio signals A plurality of wireless modules that transmit separately,
A plurality of antennas for separately transmitting a plurality of analog wireless signals transmitted from the plurality of wireless modules as radio waves having different polarizations for each wireless channel to other wireless communication devices; A wireless communication device.
前記複数の無線モジュールは、更に、前記複数のアンテナにより別々に受信される前記複数のアナログ無線信号を個別にMACフレームデータに変換するとともに、変換後の複数のMACクレームデータをバス経由で転送し、
前記第2の処理手段は、更に、前記複数の無線モジュールからバス経由で転送されてくる前記複数のMACクレームデータを複数の第3の格納部に別々に格納するとともに、当該複数の第3の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータを1つのパケットデータに合成、変換して前記第1の処理手段へ送出し、
前記第1の処理手段は、更に、前記第2の処理手段により合成、変換された前記パケットデータを第4の格納部に格納し、
前記有線通信部は、更に、前記第4の格納部に格納される前記パケットデータに基づいて有線通信を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The plurality of antennas further separately receives a plurality of analog radio signals transmitted from other radio communication devices,
The plurality of radio modules further convert the plurality of analog radio signals received separately by the plurality of antennas into MAC frame data and transfer the plurality of converted MAC claim data via a bus. ,
The second processing means further stores the plurality of MAC claim data transferred from the plurality of wireless modules via a bus separately in a plurality of third storage units, and the plurality of third processing units. A plurality of MAC frame data separately stored in the storage unit is combined into one packet data, converted and sent to the first processing means,
The first processing means further stores the packet data synthesized and converted by the second processing means in a fourth storage unit,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the wired communication unit further performs wired communication based on the packet data stored in the fourth storage unit.
前記第2の処理手段は、前記複数の無線モジュールから通知される前記電波状況に応じて、前記複数のMACフレームデータをバスへ送出するタイミングを制御することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 The plurality of wireless modules detect a radio wave condition in a wireless communication section for each wireless channel from the plurality of analog wireless signals separately received by the plurality of antennas, and notify the communication processing unit,
The said 2nd process means controls the timing which sends out these MAC frame data to a bus | bath according to the said electromagnetic wave condition notified from these radio | wireless modules. Wireless communication device.
前記第2の処理手段は、前記2つの第2の格納部に別々に格納される2つのMACフレームデータを、交互に、バスへ送出することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。 The plurality of second storage units is two,
3. The radio according to claim 1, wherein the second processing unit alternately sends two MAC frame data separately stored in the two second storage units to a bus. 4. Communication device.
前記第1の無線通信装置の側では、
有線通信により生成されるパケットデータを第1の格納部に格納し、
前記第1の格納部に格納されるパケットデータをMACフレームデータ単位に分割、変換して複数の第2の格納部に別々に格納し、
前記複数の第2の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータをバス経由で転送し、
バス経由で転送されてくる前記複数のMACフレームデータを無線チャンネル毎のMACフレームデータ単位として別々に受信して個別にアナログ無線信号に変換し、
変換後の複数のアナログ無線信号を、無線チャンネル毎に異なる偏波を有する電波として、別々に前記第2の無線通信装置へ送信し、
前記第2の無線通信装置の側では、
前記第1の無線通信装置から送信されてくる複数のアナログ無線信号を別々に受信し、
別々に受信される前記複数のアナログ無線信号を個別にMACフレームデータに変換し、
変換後の複数のMACクレームデータをバス経由で転送し、
バス経由で転送されてくる前記複数のMACクレームデータを複数の第3の格納部に別々に格納し、
前記複数の第3の格納部に別々に格納される複数のMACフレームデータを1つのパケットデータに合成、変換し、
合成、変換された前記パケットデータを第4の格納部に格納し、
前記第4の格納部に格納される前記パケットデータに基づいて有線通信を行うことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for performing communication between a first wireless communication device and a second wireless communication device,
On the first wireless communication device side,
Storing packet data generated by wired communication in the first storage unit;
The packet data stored in the first storage unit is divided into MAC frame data units, converted and separately stored in a plurality of second storage units,
Transferring a plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of second storage units via a bus;
The plurality of MAC frame data transferred via the bus is separately received as a MAC frame data unit for each radio channel and individually converted into an analog radio signal,
A plurality of analog wireless signals after conversion are separately transmitted to the second wireless communication device as radio waves having different polarizations for each wireless channel,
On the second wireless communication device side,
Separately receiving a plurality of analog wireless signals transmitted from the first wireless communication device;
Converting the plurality of analog radio signals received separately into MAC frame data;
Transfer multiple converted MAC claim data via the bus,
Separately storing the plurality of MAC claim data transferred via a bus in a plurality of third storage units;
Combining and converting a plurality of MAC frame data separately stored in the plurality of third storage units into one packet data;
The synthesized and converted packet data is stored in a fourth storage unit,
A wireless communication method, wherein wired communication is performed based on the packet data stored in the fourth storage unit.
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