JP2005286753A - 無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの無線リソースによって、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い無線通信システムを実現する。
【解決手段】無線カメラ装置１００の送信情報構築部１０４は、画像情報を分割し、順序番号を付して、それぞれ、報知情報で指定したスロットで複数回送信する。無線モニタ装置２００の制御部２１０は、報知情報を受信し、無線カメラ装置１００とのＴＤＭＡ及び周波数ホッピングの同期を確立し、報知情報で指定されたスロットで画像情報の受信を行い、順序番号を基に、重複して受信した画像情報を破棄して表示を行うよう制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線信号によって情報通信を行う無線通信システム及び無線通信装置に関する。

近年、無線通信は、アナログ通信からデジタル通信に変わり、デジタル通信の特性を生かして、無線通信の通信品質を向上させる方法が各種開発されている。

デジタル無線通信では、伝送する音声信号や画像信号をデジタル情報に変換して、通信を行う。一方の通信機より他方の通信機に情報を送る場合、受信エラーによる情報損失を軽減するために時分割多重（以下、「ＴＤＭＡ」と称す。）通信で２つの無線リンクを確立し、各々の無線リンク上で同一の情報の伝送を行うことにより、情報損失の軽減を図る方法が提案されている（特許文献１参照）。

上記提案は、ＴＤＭＡ通信を行い、情報送信を行い、第１の無線リンクと第２の無線リンクを異なるスロットで起動し、送信側より第１の無線リンクと第２の無線リンクで同一の情報源の情報を送り、受信側で、それぞれのスロットで情報の受信を行い、正常に受信された情報を選択するようにしたものである。これにより、同一情報はそれぞれ２回ずつ受信されるので、一方の情報が受信エラーしても情報損失が発生しないという効果を有している。

又、ＴＤＭＡの異なるスロットで送信することにより、時間ダイバシティによる通信品質の改善効果と、周波数ホッピングの制御を行い、各々の無線リンクの通信周波数をスロット毎に変えることにより、周波数ダイバシティによる通信品質の改善効果とを有している。
国際公開第００／７０８１１号パンフレット

このように、ＴＤＭＡ通信を用いて情報送信を行い、第１の無線リンクと第２の無線リンクの異なるスロットで同一の情報源の情報を送受信することにより、通信品質の改善を行う方法では、使用可能な空きスロットが１つしかない場合利用できないという問題がある。

又、ＴＤＭＡ通信を用いて情報送信を行い、第１の無線リンクと第２の無線リンクの異なるスロットで同一の情報源の情報を送受信することにより、通信品質の改善を行う方法では、通信状態が良好な場合でも、情報の伝送速度は、１つの無線リンクで通信する場合と同等であり、無線リソースの有効活用ができないという問題がある。

又、周波数ホッピングを用いたＴＤＭＡ通信を用いて情報送信を行い、第１の無線リンクと第２の無線リンクで異なるホッピングパターン（通信周波数）を用いて同一の情報源の情報を送受信することにより、通信品質の改善を行う方法では、一方の無線リンクのホッピングパターンが同一ホッピングパターンを使用する他の通信と衝突した場合、残った他方の無線リンクのみで通信する場合と通信品質が変わらないという問題がある。

本発明は、ＴＤＭＡ方式の無線通信により第１の無線通史装置から１台以上の第２の無
線通信装置にデータを伝達する無線通信システムであって、第１の無線通信装置において送信情報を１つのタイムスロットで送信可能なデータ長に分割し、Ｍ個のタイムスロットで分割された送信情報をＬ回繰り返し送信を行い、第２の無線通信装置において第１の無線通信装置が送信するＭ個のタイムスロットの受信を行い、１つの分割された送信情報をＬ回受信することを特徴とする。

本発明の無線通信システムは、ＴＤＭＡ方式の無線通信による情報の伝達を、Ｍ個のタイムスロットで分割された情報をＬ回送受信する一方向の無線通信によって行うことにより、１つ以上の無線リソースによって、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達が可能となる。

又、本発明は、同一データを送信する回数を使用するタイムスロットに依存することなく可変に制御できるので、再送回数を減じ、情報の送信速度を速めたり、送信回数を増やしたりして、情報損失の低減を図る制御を行うことが可能となる。

又、本発明は、通信に使用するタイムスロット数を同一データを送信する回数に依存することなく可変に制御できるので、使用可能なタイムスロット数に応じて制御を行うことが可能となり、無線リソースを有効に利用できる。

又、本発明は、受信側より送信回数を指定し、送信側の送信回数を制御可能にすることにより、受信側の受信状態に応じて、送信回数の制御が可能となり、受信状態が良好であれば、再送回数を減じ、情報の送信速度を早め、受信状態が不良であれば、送信回数を増やし、情報損失の低減を図る制御を行うことが可能となる。

又、周波数ホッピング方式を用いることにより、又、複数のタイムスロットで送受信を行う場合は異なるホッピングシーケンスを用いることにより、同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

又、周波数ホッピング方式を用い通信を行う場合、使用するタイムスロット数Ｍより送信回数Ｌを多くすることにより、１つの無線リンクのホッピングパターンが同一ホッピングパターンを使用する他の通信と衝突した場合でも、残った他方の無線リンクで同一の情報が複数回送受信されるので、同一ホッピングパターンを使用する他の通信装置が存在する環境でも信頼性の高い情報伝達が可能になる。

本発明は、１つの無線リソースによって、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達を実現するという目的を、ＴＤＭＡ方式の無線通信を行い、情報の伝達を複数回送受信する一方向の無線通信によって行うことにより実現した。

又、本発明は、一方向の無線通信によって情報の伝達をする際の無線干渉による受信エラーによる情報の欠落を低減するという目的を、周波数ホッピング方式を用いることにより、又、複数のタイムスロットで送受信を行う場合は異なるホッピングシーケンスを用いることにより実現した。

又、本発明は、ＴＤＭＡ通信を行う際のタイムスロットの有効的な利用を実現するという目的を、送信回数を受信状態に応じて変更するように制御することにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、予め決められた時間間隔の１つの区間（以下、「フレーム」と称す。）をＮ個のタイムスロットに分割して各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行う時分割多重方式の無線通信により第１の無線通信装置から１台以上の第２の無線通信装置にデータを伝達する無線通信システムであって、第１の無線通信装置において送信情報を１つのタイムスロットで送信可能なデータ長に分割し、Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットで分割された送信情報をＬ回繰り返し送信を行い、第２の無線通信装置において第１の無線通信装置が送信するＭ個のタイムスロットの受信を行い、１つの分割された送信情報をＬ回受信することを特徴とする無線通信システムとしたものであり、ＴＤＭＡ方式の無線通信による情報の伝達を、Ｍ個のタイムスロットで分割された情報をＬ回送受信する一方向の無線通信によって行うので、１つの無線リソースによって、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達が可能となる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の無線通信装置において、送信情報を送信する際に使用するスロットの情報を通知する報知信号を送信し、第２の通信装置において報知信号を受信し送信情報を受信するタイムスロットを決定することを特徴とする無線通信システムとしたものであり、通信に使用するタイムスロット数を同一データを送信する回数に依存することなく可変に制御できるので、使用可能なタイムスロット数に応じて制御を行うことが可能となり、無線リソースを有効に利用できる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第２の通信装置において、第１の通信装置に送信情報を送信する回数を指示する信号を送信し、第１の通信装置において信号を受信することにより送信情報を送信する回数を変更することを特徴とする無線通信システムとしたものであり、受信側より送信回数を指定し、送信側の同一データを送信する回数を使用するタイムスロットに依存することなく可変に制御できるので、受信側の受信状態に応じて送信回数の制御が可能となり、受信状態が良好であれば、再送回数を減じ、情報の送信速度を速め、受信状態が不良であれば、送信回数を増やし、情報損失の低減を図る制御を行うことが可能となる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする無線通信システムとしたものであり、同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、送信情報を送信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする無線通信システムとしたものであり、隣接するタイムスロットで同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、予め決められた時間間隔の１つのフレームをＮ個のタイムスロットに分割して各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行うＴＤＭＡ方式の無線通信方式を用いてデータを送信する無線通信装置であって、アンテナと、ＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線部と、ＴＤＭＡ方式の通信フォーマットに従ったフレーム、スロット構成に従い、送信情報の構築を行うフレーム処理部と、送信情報を記憶する記憶手段と、送信情報を１つのスロットで送信可能な長さに分割し、順序番号を付けた送信情報を構築する送信情報構築手段と、送信情報構築手段で構築された送信情報の送信回数をカウントする送信回数計数手段と、送信情報構築手段で生成された同一の送信情報をＭ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットでＬ回繰り返し送信するように制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置としたものであり、ＴＤＭＡ方式の無線通信による情報の伝達を、Ｍ個のタイムスロットで分割された情報をＬ回送受信する一方向の無線通信によって行うことにより、１つ以上の無線リソースがあれば、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達が可能となる。

上記課題を解決するためになされた第７の発明は、送信情報を送信する際に使用するスロットの情報を通知する報知情報を送信するように制御することを特徴とする無線通信装置としたものであり、通信に使用するタイムスロット数を、同一データを送信する回数に依存することなく可変に制御できるので、使用可能なタイムスロット数に応じて制御を行うことが可能となり、無線リソースを有効に利用できる。

上記課題を解決するためになされた第８の発明は、送信情報を送信する回数を指示する信号を受信することにより送信情報を送信する回数を変更することを特徴とする無線通信装置としたものであり、同一データを送信する回数を使用するタイムスロットに依存することなく可変に制御できるので、再送回数を減じ、情報の送信速度を速めたり、送信回数を増やしたりして、情報損失の低減を図る制御を行うことが可能となる。

上記課題を解決するためになされた第９の発明は、周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする無線通信装置としたものであり、同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、送信情報を送信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする無線通信装置としたものであり、隣接するタイムスロットで同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

上記課題を解決するためになされた第１１の発明は、予め決められた時間間隔の１つのフレームをＮ個のタイムスロットに分割して各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行うＴＤＭＡ方式の無線通信方式を用いてデータを受信する無線通信装置であって、アンテナと、ＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線部と、ＴＤＭＡ方式の通信フォーマットに従ったフレーム、スロット構成に従い、送信情報の構築を行うフレーム処理部と、受信情報に含まれる順序番号を記憶する順序番号記憶手段と、Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットで受信を行い、重複して受信した受信情報を破棄するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信装置としたものであり、ＴＤＭＡ方式の無線通信による情報の伝達を、Ｍ個のタイムスロットで分割された情報をＬ回送受信する一方向の無線通信によって行うことにより、１つ以上の無線リソースがあれば、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達が可能となる。

上記課題を解決するためになされた第１２の発明は、通信するスロットの情報を通知する報知情報を受信し、報知情報に基づき受信スロットの起動を行うことを特徴とする無線通信装置としたものであり、通信に使用するタイムスロット数を、同一データを送信する回数に依存することなく可変に制御できるので、使用可能なタイムスロット数に応じて制御を行うことが可能となり、無線リソースを有効に利用できる。

上記課題を解決するためになされた第１３の発明は、受信エラーの発生状況に応じて送信情報を送信する回数を指示する信号を送信することを特徴とする無線通信装置としたものであり、受信状況に応じて同一データを送信する回数を使用するタイムスロットに依存
することなく可変に制御できるので、再送回数を減じ、情報の送信速度を速めたり、送信回数を増やしたりして、情報損失の低減を図る制御を行うことが可能となる。

上記課題を解決するためになされた第１４の発明は、周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする無線通信装置としたものであり、同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

上記課題を解決するためになされた第１５の発明は、送信情報を受信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする無線通信装置としたものであり、隣接するタイムスロットで同一の情報を複数回送信する際の送信周波数が変わるので、複数回送信されたすべての同一の情報が妨害波による干渉で受信エラーになる確率を低減することが可能となり、信頼性の高い情報伝達が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における無線通信装置を利用したモニタシステムの構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１における無線通信装置でＴＤＭＡのフレーム及びスロット構成と周波数ホッピングのタイミングを示す説明図、図３は本発明の実施の形態１における無線通信装置で使用するホッピングパターンの例を示す図である。

図１において、本発明の実施の形態における無線通信システムとしてのモニタシステムは、カメラで撮影した画像情報を無線信号によって送信する第１の無線通信装置としての無線カメラ装置１００および無線カメラ装置１００から送られてきた画像情報を受信し、表示する第２の無線通信装置としての無線モニタ装置２００からなる。

無線カメラ装置１００は、アンテナ１０１、入力されたデータ列を変調、増幅し、又、受信した無線信号を増幅復調し、受信データを出力する周波数ホッピングを用いたＴＤＭＡ方式の無線通信（送受信）を行う無線部１０２、画像情報、報知情報に、ＴＤＭＡ方式の通信に必要な同期信号とエラー検知用のエラー検出符号を付加し、ＴＤＭＡのフレーム、タイムスロットに合わせて送信データ列を生成し、又、受信した受信データ列から、ＴＤＭＡのフレーム、タイムスロットに合わせてエラー検知の処理を行い、エラーのなかったタイムスロットで受信された受信データを出力し、又、後述の制御部１１０にフレーム、スロットのタイミングを通知するフレーム処理部１０３、後述の通信データ記憶部１０５に記憶された画像情報を読み込み、１スロットで送信可能な長さに分割し、順序番号を付して送信データを出力する送信情報構築部１０４、１画面分の画像情報を記憶する通信データ記憶部１０５、カメラと、このカメラで撮影された映像を１画面分の画像情報に変換し出力する変換部とで構成されたカメラ部１０６、画像情報の送信回数をカウントする送信回数計数部１０７、周波数ホッピングに用いられるホッピングパターンが記憶されたホッピングパターン記憶部１０８、送信回数を設定するための操作部１０９、無線カメラ装置１００全体を制御する制御部１１０により構成される。

又、無線モニタ装置２００は、アンテナ２０１、入力されたデータ列を変調、増幅し、又、受信した無線信号を増幅復調し受信データを出力する周波数ホッピングを用いたＴＤＭＡ方式の無線通信（送受信）を行う無線部２０２、送信回数指定信号に、ＴＤＭＡ方式の通信に必要な同期信号とエラー検知用のエラー検出符号を付加し、ＴＤＭＡのフレーム、タイムスロットに合わせて送信データ列を生成し、又、受信した受信データ列から、Ｔ
ＤＭＡのフレーム、タイムスロットに合わせてエラー検知の処理を行い、エラーのなかったタイムスロットで受信された、画像情報、報知情報を出力し、又、後述の制御部２１０にフレーム、スロットのタイミングを通知するフレーム処理部２０３、受信した画像情報を表示する表示部２０６、周波数ホッピングに用いられるホッピングパターンが記憶されたホッピングパターン記憶部２０８、受信した画像情報に付された順序番号を記憶する順序番号記憶部２０９、受信した画像情報の順序番号を基に重複して受信した画像情報を破棄して受信した画像情報を表示するように制御を行うと共に、無線モニタ装置２００全体を制御する制御部２１０により構成される。

次に、以上のように構成されたモニタシステムの動作について説明を行う。

無線カメラ装置１００は、定期的にカメラ部１０６で画像を撮影し、無線モニタ装置２００に画像情報の送信を行う。このとき、制御部１１０は、通信データ記憶部１０５に画像情報の蓄積要求を行い、通信データ記憶部１０５は、カメラ部１０６に画像の撮影の要求を行い、カメラ部１０６より出力される１画面分の画像情報を記憶する。

又、制御部１１０は、送信情報構築部１０４に操作部１０９より予め入力された回数の送信を行うよう指示する。以後、送信情報構築部１０４は、フレーム処理部１０３から画像情報の要求があると、通信データ記憶部１０５に記憶された１画面分の画像情報を参照し、画像情報を１スロットで送信可能な長さに分割し、順序番号を付けて、同一の画像情報を送信した回数を送信回数計数部１０７でカウントしながら、制御部１１０より指示された回数だけ同一の順応番号を付けた同一の分割された画像情報をフレーム処理部１０３に出力するよう動作する。

又、制御部１１０は、報知情報、画像情報の送信スロット及び各スロットのホッピングパターンを決定し、決定した報知情報と画像情報のスロット番号をフレーム処理部１０３に通知する。そして、フレーム処理部１０３に報知情報を出力し、フレーム処理部１０３は、制御部１１０より指定された報知情報のスロットタイミングで報知情報に同期信号とエラー検知信号を付けて無線部１０２に出力する。無線部１０２では、フレーム処理部１０３から入力されたデータ列を変調し、アンテナ１０１を介して報知情報の送信を行う。

又、このとき、制御部１１０は、報知情報を送信するタイミングに合わせて、ホッピングパターン記憶部１０８から先に決定した報知情報を送信するスロットのホッピングパターンに対応した周波数を読み込み、報知情報を送信するスロットの送信周波数を設定するよう無線部１０２を制御する。尚、このとき送信される報知情報によって、識別番号、報知情報を送信しているスロット番号とホッピングパターン、画像情報を送信する各スロット番号とホッピングパターンが通知される。

又、制御部１１０は、フレーム処理部１０３からのフレームタイミングを通知するフレーム信号を基に、フレーム毎に周波数を変えながら、ホッピングパターンに含まれる各周波数で報知情報の送信を行うよう制御を繰り返す。そして、画像データの送信開始をフレーム処理部１０３に通知する。画像データの送信開始の通知を受けたフレーム処理部１０３は、送信情報構築部１０４に画像情報を送信するスロットのタイミングに合わせて画像情報の要求を行い、送られてきた順序番号が付され分割された画像情報を、制御部１１０より指定された画像情報のスロットタイミングで同期信号とエラー検知信号を付けて無線部１０２に出力する。無線部１０２では、フレーム処理部１０３から入力されたデータ列を変調しアンテナ１０１を介して送信を行う。

又、このとき、制御部１１０は、画像情報を送信するタイミングに合わせて、ホッピングパターン記憶部１０８から先に決定した画像情報を送信する各スロットのホッピングパ
ターンに対応した周波数を読み込み、画像情報を送信するスロットの送信周波数を設定するよう無線部１０２を制御する。

次に、無線モニタ装置２００の動作について説明を行う。

無線モニタ装置２００は、待機状態では、無線カメラ装置１００から送信される報知情報を受信するよう動作し、報知情報を受信すると、無線モニタ装置２００とのＴＤＭＡの同期と周波数ホッピングの同期を確立し、画像情報の受信を開始する。すなわち、制御部２１０は、待機状態では、ホッピングパターン記憶部２０８より、無線カメラ装置１００が報知情報を送信する周波数を読み込み、読み込んだ周波数で連続受信するよう無線部２０２を制御する。

無線カメラ装置１００から送信された報知情報が受信され、無線部２０２より復調された受信データがフレーム処理部２０３に出力されると、フレーム処理部２０３では、受信データ列の同期信号をもとに、報知情報とエラー検知信号を分離し、エラーが無ければ、受信した報知情報を制御部２１０に通知する。

制御部２１０は、報知情報に含まれる識別番号を解析し、自分が待ち受ける無線カメラ装置からの報知情報であった場合、報知情報に含まれる報知情報を送信しているスロット番号とホッピングパターン、および画像情報を送信する各スロット番号とホッピングパターンを基に、ＴＤＭＡと周波数ホッピングの同期を確立し、画像情報を受信するスロットの受信を開始するよう、フレーム処理部２０３、無線部２０２を制御する。

すなわち、制御部２１０は、フレーム処理部２０３に報知情報を受信したスロット番号と画像情報を受信するスロット番号を通知し、以後、受信信号に同期して動作するようフレーム処理部２０３に指示を行う。フレーム処理部２０３は、指示に従い、報知情報を受信したスロットのスロット番号を指示されたスロット番号に合わせ、ＴＤＭＡの同期を確立し、以後、フレーム、スロットのタイミングを制御部２１０に通知するよう動作し、又、画像情報を受信する毎に、同期信号を基に同期の補正を行い、無線カメラ装置１００との同期を維持するよう動作する。

又、制御部２１０は、フレーム処理部２０３から通知されるフレーム、スロットのタイミングを基に、画像情報を受信するスロットのタイミングに合わせて、ホッピングパターン記憶部２０８から報知情報で通知された無線カメラ装置１００が画像情報を送信する各スロットのホッピングパターンに対応した周波数を読み込み、画像情報を受信するスロットの受信周波数を設定するよう無線部２０２を制御する。

上記のようにして無線カメラ装置１００と無線モニタ装置２００との間のＴＤＭＡと周波数ホッピングの同期が確立し、無線モニタ装置２００が、待機状態から、画像情報の受信状態に移行し、画像情報が無線カメラ装置１００から送られてくると、該当スロットの無線信号が無線モニタ装置２００の無線部２０２で受信、復調され、受信データ列がフレーム処理部２０３に出力される。フレーム処理部２０３は、受信データ列の同期信号をもとに、送られてきた順序番号が付され分割された画像情報とエラー検知信号を分離し、エラーが無ければ、受信した順序番号が付され分割された画像情報を制御部２１０に通知する。

制御部２１０は、順序番号記憶部２０９に記憶された順序番号を読み込み、受信した画像情報の順序番号と順序番号記憶部２０９に記憶された順序番号が同じでなければ、受信した分割された画像情報を表示部２０６に表示するよう制御すると同時に、順序番号記憶部２０９に記憶された順序番号を受信した順序番号に更新し、受信した画像情報の順序番
号と順序番号記憶部２０９に記憶された順序番号が同じであれば、受信した分割された画像情報を破棄するように制御を行う。

次に、無線モニタ装置２００からの要求で画像情報の送信回数を変更する動作について説明を行う。

無線カメラ装置１００の制御部１１０は、画像情報の送信を開始すると、報知情報を送信していたスロットで無線モニタ装置２００からの無線信号を受信するよう制御を開始する。すなわち、制御部１１０は、フレーム処理部１０３から通知されるフレーム、スロットのタイミングを基に、報知情報を送信していたスロットで、報知情報を送信していたホッピングパターンを継続して、ホッピングパターン記憶部１０８より周波数を読み込み、無線部１０２の受信周波数を設定し、報知情報を送信していたスロットを受信するよう無線部１０２を制御する。

又、無線モニタ装置２００の制御部２１０は、正常に受信した同一の画像情報の数や順序番号の連続性等を基に受信状態が劣化したと判断した場合、画像情報の送信回数の変更を要求する制御を開始する。制御部２１０は、受信状態が劣化したと判断した場合、フレーム処理部２０３から通知されるフレーム、スロットのタイミングを基に、報知情報を受信したスロットで、報知情報を送信したホッピングパターンを継続して、ホッピングパターン記憶部２０８より周波数を読み込み、無線部２０２の送信周波数を設定し、報知情報を受信していたスロットで送信を行うよう無線部２０２を制御し、フレーム処理部２０３に送信回数変更を要求する送信回数指示信号を出力し、フレーム処理部２０３は送信回数指示信号に同期信号とエラー検知信号を付けて無線部２０２に出力する。無線部２０２では、フレーム処理部２０３から入力されたデータ列を変調しアンテナ２０１を介して送信回数指示信号の送信を行う。

一方、無線カメラ装置１００は、無線モニタ装置２００から送信された送信回数指示信号が無線部１０２により受信され、復調された受信データがフレーム処理部１０３に出力されると、フレーム処理部１０３では、受信データ列の同期信号をもとに、送信回数指示信号とエラー検知信号を分離し、エラーが無ければ、受信した送信回数指示信号を制御部１１０に通知する。

制御部１１０は、送信回数指示信号を受け取ると、送信情報構築部１０４に指定された送信回数で送信を行うよう通知する。以後、送信情報構築部１０４は、フレーム処理部１０３から画像情報の要求に応じて、新たに制御部１１０より指示された回数だけ同一の順応番号を付けた同一の分割された画像情報をフレーム処理部１０３に出力するよう動作を切替える。

次に、図２を用いて無線カメラ装置１００と無線モニタ装置２００間で画像情報の伝達を行う動作例を説明する。図２は、１つのフレームを４つのスロットに分割してＴＤＭＡの通信を行う例を示している。図２に示す例では、フレーム内のスロット１を無線カメラ装置１００から無線モニタ装置２００への報知情報の送信、及び、無線モニタ装置２００から無線カメラ装置１００への送信回数指示信号の送信に使用し、フレーム内のスロット２からスロット４を無線カメラ装置１００から無線モニタ装置２００への画像情報の送信に使用している。

又、各スロットで使用するホッピングパターンは、図３のＰ０からＰ９のそれぞれｆ０からｆ９の１０種類の周波数で構成された１０種類のホッピングパターンのいずれかを使用する。本例では、スロット１では、Ｐ０のホッピングパターン、スロット２では、Ｐ２のホッピングパターン、スロット３では、Ｐ４のホッピングパターン、スロット４では、
Ｐ６のホッピングパターンを使用する。

又、図２及び図３のインデックスは、フレーム毎に１つずつインクリメントされ、１〜１０までの値を巡回するそれぞれの制御部が管理する周波数ホッピング制御のための変数である。図２の最初のフレーム（フレーム１）では、インデックスが１から始まる例を示す。又、図２の周波数は、図３の周波数に対応している。なお、図２においては、ｆは省略しており、図２の周波数の１は、ｆ１を示すものとする。

先ず無線カメラ装置１００側の説明を行う。

無線カメラ装置１００は、報知情報の送信を開始する。報知情報は、スロット１で送信され、ホッピングパターンＰ０で送信され（図２のカメラ側のＣのスロット）、各周波数で１回ずつ送信されるよう、フレーム１からフレーム１０まで、合計１０回送信される。このとき、送信周波数は、フレーム１では、インデックスが１であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ０、インデックス＝１の時の周波数ｆ０が使用される。フレーム２では、インデックスが２に更新され、図３のホッピングパターン＝Ｐ０、インデックス＝２の時の周波数ｆ１が使用される。以後、同様にフレーム１０までインデックスに応じて周波数がｆ９まで順次変更される。

そして、無線カメラ装置１００は、フレーム１１より、スロット１の受信とスロット２〜スロット４で画像情報の送信を開始する。スロット１の受信周波数は、報知情報を送信していたときのホッピングパターンがそのまま継続され、フレーム１１では、インデックスが１に更新され、図３のホッピングパターン＝Ｐ０、インデックス＝１の時の周波数ｆ０が使用される。フレーム１２では、インデックスが２に更新され、図３のホッピングパターン＝Ｐ０、インデックス＝２の時の周波数ｆ１が使用される。以後、同様にインデックスに応じて周波数が変更される（図２のカメラ側のＲのスロット）。

又、画像情報を送信するスロットの送信周波数は、スロット２のフレーム１１では、インデックスが１であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ２、インデックス＝１の時の周波数ｆ２が使用される。フレーム１２では、インデックスが２であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ２、インデックス＝２の時の周波数ｆ３が使用される。同様に、スロット３のフレーム１１では、インデックスが１であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ４、インデックス＝１の時の周波数ｆ４が使用される。フレーム１２では、インデックスが２であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ４、インデックス＝２の時の周波数ｆ５が使用される。スロット４のフレーム１１では、インデックスが１であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ６、インデックス＝１の時の周波数ｆ６が使用される。フレーム１２では、インデックスが２であり、図３のホッピングパターン＝Ｐ６、インデックス＝２の時の周波数ｆ７が使用される。以後、同様にスロット２からスロット４の送信周波数は、インデックスに応じて順次変更される。

次に画像情報の分割と順番番号の付与と送信制御について説明する。

図２の例では、画像情報は最初２回ずつ送信し、無線モニタ装置２００からの送信回数指定信号を受信し、途中より４回ずつ送信するよう切替えて動作する。

通信データ記憶部１０５に読み込まれた１画面分の画像情報は、１スロットで送信可能なＤ１、Ｄ２・・・Ｄｎのｎ個の画像情報に分割され、Ｄ１には順序番号１が、Ｄ２には順序番号２が、以後同様にそれぞれ、順序番号が付与される。

そして、順序番号１が付与された画像情報Ｄ１は、フレーム１１のスロット２とフレー
ム１１のスロット３で、順序番号２が付与された画像情報Ｄ２は、フレーム１１のスロット４とフレーム１２のスロット２で、順序番号３が付与された画像情報Ｄ３は、フレーム１２のスロット３とフレーム１２のスロット４で、順序番号４が付与された画像情報Ｄ４は、フレーム１３のスロット２とフレーム１３のスロット３でそれぞれ２回ずつ送信される（図２のカメラ側送信の各スロットの数字は順序番号を示している。）。

そして、画像情報Ｄ５を送信を開始した後のフレーム１４のスロット１（図２のモニタ側のＣのスロットに対応したスロット）で無線モニタ装置２００から、送信回数を４回に指定する送信回数指定信号を受信すると、それ以降のＤ５，Ｄ６・・・の画像情報は、それぞれ４回ずつ送信される。ここで、各画像情報を送信する周波数は、同一の画像情報を送信する周波数が異なる周波数となるようホッピングパターンが選択されており、画像情報Ｄ１はｆ２とｆ４で、画像情報Ｄ２はｆ６とｆ３で、以後同様に分割された同一の画像情報は異なる周波数で送信される。

一方、無線モニタ装置２００側は、最初、報知情報を受信する為、連続受信を行っている。図２では、ｆ１の周波数で連続受信しており、フレーム２のスロット１で無線カメラ１００からの報知情報を補足している。

フレーム２のスロット１で報知情報を補足した無線モニタ装置２００は、報知情報に含まれる報知情報を送信指定しているスロット番号とホッピンパターンをもとにＴＤＭＡの同期を確立し、又、周波数ホッピングの制御を行うインデックスを送信側と一致させる。そして、報知情報で通知された画像情報を送信する各スロット番号とホッピンパターンを基に、画像情報が送られてくるスロット（図２の例ではスロット２からスロット４）の受信を開始する。画像情報を受信すると、制御部２１０は、その順序番号を基に、新規に受信した画像情報のみを表示するよう制御を行い、重複して受信した画像情報を破棄するように動作する。

又、画像情報の受信状態が劣化した場合、制御部２１０は、無線カメラ装置１００に、送信回数を増やすよう送信回数指定信号を送信する。図２の例では、フレーム１４のスロット１（モニタ側送信のＣのスロット）で送信回数を４回に増やすよう送信回数指定信号を送信している。

送信回数指定信号を送信するスロットは、先に報知情報を受信したスロットが選択され、送信周波数は、報知情報の受信した際の周波数ホッピングの制御が継続され、図２の例では、ｆ３で送信される。又、受信状態が良好な場合は、制御部２１０は、無線カメラ装置１００に、送信回数を減らすよう送信回数指定信号を送信し、画像情報の伝送速度を早くする。

以上のように、本発明によれば、送信側で、送信情報を１スロットに送信可能な長さに分割し、それぞれ複数回送信し、受信側で複数回受信した情報から、重複して受信した情報を破棄して処理するようにしたので、複数回送られてきた同一情報をすべて受信エラーし、受信情報が欠落する頻度を低減でき、通信品質の向上が可能となる。

又、周波数ホッピングを用いて同一情報を複数回送受信する際の周波数を変えることにより、妨害波により使用する周波数帯の一部で干渉による受信エラーが発生しても、複数回送られてきた同一情報をすべて受信エラーし、受信情報が欠落する頻度を低減でき、通信品質の向上が可能となる。

又、通信状態によって、同一情報の送信回数を使用するスロット数に関係なく増減可能にしたので、使用可能なスロット数と通信状態に応じた送信回数の最適な制御が可能とな
り、無線リソースの有効活用が可能となる。

尚、本実施の形態では、無線カメラ装置１００から報知情報によって画像情報の送信に使用するスロット、ホッピングパターン等の情報を通知し、無線モニタ装置は受信した報知情報に従って、受信するスロットの制御を決定するように動作する例を示したが、予め画像情報を送信するスロットやホッピングパターン等を決めておき、無線カメラ装置１００では、画像の送信を行う場合は、画像の送信開始を通知する制御信号を送信し、制御信号を基準に予め決められたスロット及びホッピングパターンで画像送信を行い、無線モニタ装置２００では、画像の送信開始を通知する制御信号を受信し、受信した制御信号を基準に予め決められたスロット及びホッピングパターンで画像受信を行う方法も可能である。

又、無線カメラ装置１００は特定のスロットで、送信しているスロットの番号やホッピングパターンの情報等を含んだ制御信号を送信し、無線モニタ装置２００は、待機状態では、無線カメラ装置１００の制御信号を受信し、無縁カメラ装置１００と無線モニタ装置２００が、ＴＤＭＡ及び周波数ホッピングの同期を確立した状態で動作し画像の送信を行う場合は、無線カメラ装置１００から無線モニタ装置２００へ画像送信開始を制御信号で通知する方法も可能である。

本発明は、無線信号によって情報通信を行う無線通信システム及び無線通信装置として有用であり、特に、１つ以上の無線リソースによって、複数の相手に対し、同時に信頼性の高い情報伝達を行うことが可能な無線通信システム及び無線通信装置として好適である。

本発明の実施の形態１における無線通信装置を利用したモニタシステムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における無線通信装置でＴＤＭＡのフレーム及びスロット構成と周波数ホッピングのタイミングを示す説明図 本発明の実施の形態１における無線通信装置で使用するホッピングパターンの例を示す図

符号の説明

１００ 無線カメラ装置
１０１ アンテナ
１０２ 無線部
１０３ フレーム処理部
１０４ 送信情報構築部
１０５ 通信データ記憶部
１０６ カメラ部
１０７ 送信回数計数部
１０８ ホッピングパターン記憶部
１０９ 操作部
１１０ 制御部
２００ 無線モニタ装置
２０１ アンテナ
２０２ 無線部
２０３ フレーム処理部
２０６ 表示部
２０８ ホッピングパターン記憶部
２０９ 順序番号記憶部
２１０ 制御部

Claims (15)

1. 予め決められた時間間隔の１つの区間（以下、「フレーム」と称す。）をＮ個のタイムスロットに分割して前記各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行う時分割多重方式の無線通信により第１の無線通信装置から１台以上の第２の無線通信装置にデータを伝達する無線通信システムであって、前記第１の無線通信装置において送信情報を前記１つのタイムスロットで送信可能なデータ長に分割し、Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットで前記分割された送信情報をＬ回繰り返し送信を行い、前記第２の無線通信装置において前記第１の無線通信装置が送信するＭ個のタイムスロットの受信を行い、１つの分割された送信情報をＬ回受信することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１の無線通信装置において、送信情報を送信する際に使用するスロットの情報を通知する報知信号を送信し、前記第２の通信装置において前記報知信号を受信し送信情報を受信するタイムスロットを決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第２の通信装置において、前記第１の通信装置に送信情報を送信する回数を指示する信号を送信し、前記第１の通信装置において前記信号を受信することにより送信情報を送信する回数を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線通信システム。
5. 送信情報を送信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. 予め決められた時間間隔の１つの区間（以下、「フレーム」と称す。）をＮ個のタイムスロットに分割して前記各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行う時分割多重方式（以下、「ＴＤＭＡ」方式と称す。）の無線通信方式を用いてデータを送信する無線通信装置であって、アンテナと、ＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線部と、ＴＤＭＡ方式の通信フォーマットに従ったフレーム、スロット構成に従い、送信情報の構築を行うフレーム処理部と、送信情報を記憶する記憶手段と、送信情報を１つのスロットで送信可能な長さに分割し、順序番号を付けた送信情報を構築する送信情報構築手段と、前記送信情報構築手段で構築された送信情報の送信回数をカウントする送信回数計数手段と、前記送信情報構築手段で生成された同一の送信情報をＭ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットでＬ回繰り返し送信するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
7. 送信情報を送信する際に使用するスロットの情報を通知する報知情報を送信するように制御することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 送信情報を送信する回数を指示する信号を受信することにより送信情報を送信する回数を変更することを特徴とする請求項６または７に記載の無線通信装置。
9. 周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の無線通信装置。
10. 送信情報を送信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
11. 予め決められた時間間隔の１つの区間（以下、「フレーム」と称す。）をＮ個のタイムスロットに分割して前記各々のタイムスロットで独立した信号の通信を行う時分割多重方式（以下、「ＴＤＭＡ」方式と称す。）の無線通信方式を用いてデータを受信する無線通信装置であって、アンテナと、ＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線部と、ＴＤＭＡ方式の通信フォーマットに従ったフレーム、スロット構成に従い、送信情報の構築を行うフレーム処理部と、受信情報に含まれる順序番号を記憶する順序番号記憶手段と、Ｍ（１≦Ｍ≦Ｎ）個のタイムスロットで受信を行い、重複して受信した受信情報を破棄するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
12. 通信するスロットの情報を通知する報知情報を受信し、報知情報に基づき受信スロットの起動を行うことを特徴とする請求項１２記載の無線通信装置。
13. 受信エラーの発生状況に応じて送信情報を送信する回数を指示する信号を送信することを特徴とする請求項１１または１２に記載の無線通信装置。
14. 周波数ホッピング方式を用いて通信することを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の無線通信装置。
15. 送信情報を受信するＭ個のタイムスロットで使用されるホッピングシーケンスは、Ｍが２以上のとき少なくとも２つ以上の異なるホッピングシーケンスが選択されることを特徴とする請求項１４記載の無線通信装置。

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