JP2007150584A - 無線通信システム、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射波による通信の可能距離を延長し、複数の端末間での通信を可能にする。
【解決手段】搬送波を送出するホスト２と、搬送波を変調して反射波を出力する反射用端末３と、反射波を復調する受信用端末３とを備えた無線通信システム１において、ホスト２と反射用端末３とを近接して配置する。また、ホスト２は、制御信号を伝送するときのみ搬送波にＡＳＫ変調をかける。ハイブリッド端末７は、反射波を復調する反射波復調部７６と、搬送波を復調する復調機能部７５とを備え、ホスト２の制御信号を受信しつつ、反射用端末３からのデータを受信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電波の反射技術を利用した無線伝送方式で通信する無線通信システム、及び反射された電波を受信する電子機器に関する。

図１４を参照して、従来の無線通信システム１００について説明する。従来の無線通信システム１００は、搬送波を出力するホスト１０２と搬送波を変調した反射波を出力する反射用端末１０３とから構成される。反射波には、オーディオデータやビデオデータ等が含まれる。ホスト１０２は、反射用端末１０３からこれらのデータを受信する。

図１４は、従来の無線通信システム１００を簡略化した図である。ホスト機能部１２３から出力されたデータは、制御インターフェースを介して通信制御部１２２の変調機能部１２５において変調される。この変調信号は、キャリア発生源１２７によって生成された搬送波にのせられて反射用端末１０３に送信される。反射用端末１０３のＲＦ機能部１３１は、搬送波を受信し、搬送波を復調した復調信号を通信制御機能部１３２に出力する。

反射用端末１０３の復調機能部１３５は、復調信号をデジタルデータに復調し、制御インターフェースを介して復調したデジタルデータを反射用端末機能部１３３に出力する。反射用端末機能部１３３は、適当なデータを読み出し、通信制御機能部１３２に出力する。通信制御部１３２の変調機能部１３６は、反射用端末機能部１３３から入力したデータを変調させる。この変調信号は、ＲＦ機能部１３１において、反射波にのせられホスト１０２に送信される。ホスト１０２のＲＦ機能部１２１は、反射波を受信し、復調信号を得る。復調信号は、復調機能部１２６によってデータ復調され、制御インターフェースを介してホスト機能部１２３に受信される。

ホスト１０２のプロトコル制御部１２４と反射用端末１０３のプロトコル制御部１３４とは、制御信号を交換し、上記通信を開始するための接続、及び通信が完了するための切断などを実行する。

無線通信システム１００においては、反射用端末１０３のＲＦ機能部１３１に反射波の発生源が不要である。そのため、反射用端末１０３の消費電力を減少することができる。また、反射用端末１０３側の変調をＢＰＳＫのような多値変調とすることで反射用端末１０３からホスト２方向に対し高速通信を実現することができる。

反射用端末１０３の機能をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに適用し、ホストの機能をテレビやプリンタに適用すると、反射用端末１０３の機能を備えたデジタルスチルカメラは撮像した画像データを、ホスト１０２に送信する。ホスト１０２の機能を備えたテレビやプリンタは、画像データなどを受信することができる。

特開２００５−１３６９４３号公報

従来の無線通信システム１００では、ホスト１０２と反射用端末１０３との一対一のペアでの通信に主眼が当てられていた。この理由のひとつとして、ホスト１０２と反射用端末１０３間でのプロトコル制御が必要であるため、複数のホスト１０２や反射用端末１０３とで通信しようとするとその手順が複雑になることが挙げられる。

また、仮に複雑なプロトコルを実現しても、電波強度に問題がある。それは、ホスト１０２から送信される搬送波の電力は、ホスト１０２と反射用端末１０３との距離の２乗に反比例して減衰してしまうためである。また、反射用端末１０３からホスト１０２へ到達する反射波も、同様に距離の２乗に反比例して減衰する。さらに、反射用端末１０３を経由した通信では、反射用端末１０３内での電子回路上でのロスも起こるため、最終的にホスト１０２へ到達する反射波の電力はさらに減衰してしまう。

これらの理由より、ホスト１０２と反射用端末１０３とをある程度近い距離に設置する必要がある。このような距離の制限のある、無線通信システム１００を適用する分野も想定できなかった。

従来、ある程度離れた複数の端末で通信するときには、図に示した無線通信システム１００をもう１組利用するか、端末間をケーブルで接続するか、無線ＬＡＮ（Local Area Network）で接続する必要がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、反射波による通信の可能距離を延長し、複数の端末間での通信を可能にすることを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明を適用した無線通信システムでは、搬送波を出力する搬送波出力部と、搬送波出力部が出力した搬送波の反射波を受信する反射波受信部とを備える第１の電子機器と、第１の電子機器から出力された搬送波を受信する搬送波受信部と、搬送波にデータを重畳した反射波を出力する反射波出力部とを備える第２の電子機器と、第２の電子機器から出力された反射波を受信する反射波受信部と、反射波を復調する反射波復調部とを備える第３の電子機器とを有する。

本発明を適用した電子機器は、搬送波にデータを重畳した反射波を復調する反射波復調部と、搬送波を変調させた変調信号を復調する復調機能部と、受信する電波が変調信号であるか反射波であるかの判定を行い、変調信号を受信するときには、受信した変調信号を復調機能部で復調し、反射波を受信するときには、受信した反射波を反射波復調部で復調する。

本発明を適用した無線通信システムによれば、搬送波を送出する第１の電子機器と、反射波を生成する第２の電子機器とを十分近づけ、反射波の電力の減衰を押さえる。これにより、離れた場所にある第３の電子機器にて反射波を容易に取得することができる。

第３の電子機器は、第１の電子機器から出力された変調信号を復調する復調機能部と、第１の電子機器と第２の電子機器との間の通信制御手順を解釈するプロトコル制御部を備えるため、第３の電子機器を複数設置しても電波が混線することはない。

また、本発明を適用した無線通信システムによれば、第１の電子機器が出力する搬送波を利用して、第２の電子機器が反射波を出力するため、第２の電子機器での消費電力を抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明を適用した無線通信システムについて説明する。無線通信システムは、図１に示すように、搬送波を出力するホスト２と、搬送波の反射波を出力する反射用端末３と、反射波を受信する受信用端末４とを備える。

ホスト２は、反射用端末３に搬送波を送信する。反射用端末３は、搬送波を変調して反射波を出力する。反射波は、図１に示すように反射用端末３を中心としてあらゆる方向に放射される。受信用端末４は、反射波を受信する。

ホスト２が出力した搬送波が反射用端末３を経由して受信用端末４に到達するまでの間には、徐々に電波が減衰していく。本発明を適用した無線通信システム１では、ホスト２と反射用端末３を近設させることにより電波の減衰を防止している。

本発明を適用した無線通信システム１の特徴として、ホスト２と反射用端末３は、従来通りの通信をしており、旧来の機能に変更を加える必要がないことが上げられる。また、受信用端末４は、一方的に受信するだけであり、搬送波の送信機能を含むホスト２に比べて、電力消費を大幅に減らすことができる。

以下、電波の減衰量とシステムの配置との関係について説明する。

電波の性質として、電力は距離の２乗に反比例して減衰するという性質がある。これは、一般に、フリスの伝達公式と知られ、電力の減衰量Ｌは、以下の式（１）で表される。
Ｌ＝（ｃ／（４＊π＊ｄ＊ｆ））＾２ ・・・（１）
ここで、Ｃは光速（＝３．０ｅ１０＾８）［ｍ／ｓ］、ｄは距離［ｍ］、ｆは周波数［Ｈｚ］である。本実施の形態では、電波の周波数ｆを２．４５［ＧＨｚ］とする。

離れた場所にある受信用端末４でも反射波を受信するためには、反射用端末３で送信する反射波の電力をなるべく高く保つ必要があり、そのためには反射用端末３で受信する搬送波の電力を高く保つ必要がある。無線通信システム１では、これを実現するために式（１）の公式の距離ｄの部分を小さく、言い換えれば、ホスト２と反射用端末３とを近設する。

図２は、反射用端末３の配置と反射波，搬送波の減衰量との関係を示す。図２（ａ）は反射用端末３とホスト２が１［ｍ］離れており、図２（ｂ）は反射用端末３とホスト２が０．０１［ｍ］だけ離れている。図２（ｃ）は反射用端末３を経由せず、ホスト２から受信用端末４に直接搬送波を出力する。そして、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともに受信用端末４がホスト２から２［ｍ］離れている。

図２（ａ）では、反射用端末３がホスト２から１［ｍ］離れており、さらに、受信用端末４は反射用端末３から１［ｍ］離れている。ホスト２から送信した搬送波が反射用端末３で変調される際は、ホスト２からの搬送波の空間における伝播が一度途絶えることになり、距離がリセットされる。すなわち、反射用端末３を経由した場合、ホスト２から受信用端末４までの減衰量Ｌ１は、ホスト２から反射用端末３までの減衰量と反射用端末３から受信用端末４までの減衰量を足したものとなる。減衰量Ｌ１は、以下の式（２）から、８０［ｄＢ］であることが分かる。
減衰量Ｌ１＝ホスト２から反射用端末３までの減衰量＋
反射用端末３から受信用端末４までの減衰量
＝（ｃ／（４＊π＊１＊２．４５ｅ１０＾９））＾２×
（ｃ／（４＊π＊１＊２．４５ｅ１０＾９））＾２
＝４０［ｄＢ］＋４０［ｄＢ］
＝８０［ｄＢ］ ・・・（２）

図２（ｂ）では、反射用端末３がホスト２から０．０１［ｍ］離れており、受信用端末４が反射用端末３から約２［ｍ］離れている。ホスト２が送信した搬送波が反射用端末３で変調され受信用端末４に伝達するまでの減衰量Ｌ２は、ホスト２から反射用端末３までの減衰量と反射用端末３から受信用端末４までの減衰量を足したものである。これを、以下の式（３）から求めると、ホスト２から受信用端末４までの減衰量Ｌ２が４６．２［ｄＢ］であることが分かる。
減衰量Ｌ２＝ホスト２から反射用端末３までの減衰量×
反射用端末３から受信用端末４までの減衰量
＝（ｃ／（４＊π＊０．０１＊２．４５ｅ１０＾９））＾２×
（ｃ／（４＊π＊２＊２．４５ｅ１０＾９））＾２
＝０．２［ｄＢ］＋４６［ｄＢ］
＝４６．２［ｄＢ］ ・・・（３）

図２（ｃ）では、反射用端末３を経由せずにホスト２から受信用端末４に直接搬送波を送信する。ホスト２が送信した搬送波を受信用端末４に伝達するまでの減衰量Ｌ３は、以下の式（４）から、４６［ｄＢ］であることが分かる。
減衰量Ｌ３＝ホスト２から受信用端末４までの減衰量
＝（Ｃ／（４＊π＊２＊２．４５ｅ１０＾９））＾２
＝４６［ｄＢ］ ・・・（４）
式（２），（３）より、ホスト２と反射用端末３との距離が１［ｍ］のとき、受信用端末４に到達する電波が８０［ｄＢ］減衰し、ホスト２と反射用端末３との距離が０．０１［ｍ］のとき、受信用端末４に到達する電波が４６．２［ｄＢ］減衰する。このように、ホスト２と反射用端末３とを近設させると受信用端末４に到達する電波の減衰量が低下するため、本発明を適用した無線通信システム１では、ホスト２と、反射用端末３とを近設させたことを特徴とする。

なお、式（２），（３），（４）より、反射用端末３を経由した通信よりも、ホスト２と直接通信する方が受信用端末４に到達する電波の減衰量が低いことが分かる。ホスト２から出力された搬送波は、反射波よりも遠くまで伝達される、受信用端末４は搬送波を利用して、反射用端末３のように反射波を送信することができる。

反射用端末３のように反射波を送信する端末に、受信用端末４のような反射波を受信する機能と付加した端末をハイブリッド端末と呼ぶ。ハイブリッド端末については後述する。

図３、図４に無線通信システムの使用例を示す。図３に示す無線通信システム５では、携帯オーディオプレーヤ５２に記録されたオーディオデータをヘッドホン５３に送信する。携帯オーディオプレーヤ５２を載置するクレードル５１には、搬送波を送信する機能が付加されている。

クレードル５１から搬送波を入力すると、携帯オーディオプレーヤ５２は、携帯オーディオプレーヤ５２に記録されたオーディオデータを読み出し、読み出したオーディオデータで搬送波を変調して反射波を生成する。ヘッドホン５３は、携帯オーディオプレーヤ５２から受信した反射波を復調し、反射波から得られたオーディオデータを再生する。

無線通信システム１では、クレードル５１と携帯オーディオプレーヤ５２とが近接するような構造になっているため、クレードル５１から送信した搬送波を携帯オーディオプレーヤ５２で反射させると、反射波を減衰させることなく、遠くまで反射波を伝送ことができる。

携帯オーディオプレーヤ５２は、バッテリ駆動であり、それ自体から電波を出力してヘッドフォン５３にデータを伝送することは難しい。本発明を適用した無線通信システム５では、携帯オーディオプレーヤ５２はクレードル５１から送信された搬送波を利用して電波を発生するため、携帯用オーディオプレーヤの電力使用量を削減することができる。

図４に示す無線通信システム６では、ラジオカセットテープレコーダ６２に記録されたオーディオデータをリアスピーカ６３Ｌ，６３Ｒで再生する。無線通信システム１は、搬送波を送信する機能を備えたメインスピーカ６１Ｌ，６１Ｒと、搬送波を変調した反射波を出力するラジオカセットテープレコーダ６２と、反射波を受信する機能を備えたリアスピーカ６３Ｌ，６３Ｒとから構成される。

左右のメインスピーカ６１Ｌ，６１Ｒは、異なる周波数の搬送波を出力する。ラジオカセットテープレコーダ６２は、左のメインスピーカ６１Ｌが出力した搬送波を左のリアスピーカ６３Ｌ用のオーディオデータで変調して反射波を発信し、右のメインスピーカ６１Ｒが出力した搬送波を右のリアスピーカ６３Ｒ用のオーディオデータで変調して反射波を発信する。

左のリアスピーカ６３Ｌは、左のリアスピーカ６３Ｌ用のオーディオデータを伝送する周波数の反射波に反応し、反射波によって伝送されたオーディオデータを復調して再生する。また、右のリアスピーカ６３Ｒは、右のリアスピーカ６３Ｒ用のオーディオデータを伝送する周波数の反射波に反応し、反射波によって伝送されたオーディオデータを復調して再生する。

無線通信システム６では、左右のメインスピーカ６１Ｌ，６１Ｒが出力する搬送波の周波数を変えることで、左右の周波数に対応したリアスピーカ６３Ｌ，６３Ｒにデータを送信させることができる。

次いで、図５〜図１０を参照して、無線通信システム１を構成するホスト２、反射用端末３、及び受信用端末４の内部構成を詳しく説明する。

ホスト２は、図５に示すように、電波を送受信するＲＦ機能部２１と、通信手順の制御と信号の変調復調を行う通信制御部２２と、ホスト２の主要な機能を実行するホスト機能部２３とを備える。

ホスト２は、具体的には、テレビ、プリンタ、パーソナルコンピュータなどの電子機器である。ホスト機能部２３は、テレビにおける画像表示機能、プリンタにおけるデータ印刷機能、パーソナルコンピュータにおける演算機能や通信機能など、ホスト２としての主要な機能を実行する。

通信制御機能部２２は、通信の手順を管理するプロトコル制御部２４と、搬送波にＡＳＫ変調をかける変調機能部２５と、反射波を復調させる反射波復調部２６とを備える。プロトコル制御部２４は、無線通信システム１の通信手順を制御する。具体的には、プロトコル制御部２４は、反射用端末３の接続、切断、データの送達確認などを行う。

ＲＦ機能部２１は、通信制御機能部２２の制御に従い搬送波の送信と反射波の受信を行う。図６は、ＲＦ機能部２１の構造を示すブロック図である。ＲＦ機能部２１は、図６に示すように、高周波のアンテナ２１１と、サーキュレータ２１２と、受信部２１３と、送信部２１４と、周波数シンセサイザ２１９とから構成される。さらに、受信部２１３は、直交検波部２１５と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）アンプ２１６で構成され、送信部２１４は、ミキサ２１７とパワーアンプ２１８で構成される。

搬送波の送信は、通信制御部２２からミキサ２１７に対してある直流電圧を与えることにより実現される。搬送波の周波数は、通信制御部２２から制御される周波数シンセサイザ２１９の周波数で決まる。ミキサ２１７から出力される搬送波は、パワーアンプ２１８にて所定のレベルまで増幅され、サーキュレータ２１２経由でアンテナ２１１より送出される。

反射用端末３からの反射波は、アンテナ２１１で受信され、サーキュレータ２１２経由で受信部２１３に入力される。直交検波部２１５には、搬送波と同じローカル周波数が入力されるため、直交検波部２１５の出力には、反射用端末３でかけられたＡＳＫ変調波が現れることになる。但し、受信した信号はローカル信号と位相が異なるため、Ｉ軸信号とＱ軸信号には、その位相差に応じた変調信号が現れる。ＡＧＣアンプ部２１６は、変調信号を最適値にゲイン制御する。この変調信号は、通信制御部２２の反射波復調部２６において、デジタルデータに復調される。

プロトコル制御部２４は、通信手順の制御のほかに、データの送達確認を行う。データの送達確認を行う場合、プロトコル制御部２４は、受信したパケットデータが正しければ肯定応答のＡＣＫ（Acknowledgement）を、誤っていれば否定応答のＮＡＫ（Negative Acknowledgement）をミキサ２１７に転送しＡＳＫ変調をかける。なお、データの正誤は、例えば、データに付加されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号で判断する。

図７は、反射用端末３の内部構成を示すブロック図である。反射用端末３は、図７に示すように、電波を送受信するＲＦ機能部３１と、通信手順の制御と信号の変調復調を行う通信制御部３２と、端末の主要な機能を実行する反射用端末機能部３３とを備える。

反射用端末３は、具体的に、デジタルカメラや携帯用オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器である。反射用端末機能部３３は、反射用端末３としての主要な機能、例えば、デジタルカメラにおける撮像機能、携帯用オーディオプレーヤにおける音楽再生機能を実行する。

通信制御部３２は、通信の手順を制御するプロトコル制御部３４と、反射用端末機能部３３から入力したデジタルデータを変調信号に変換する変調機能部３６と、ＲＦ機能部３１から入力した復調信号をデジタルデータに復調する復調機能部３５とを備える。

ホスト２から送信される搬送波は、基本的には、無変調であるが、制御信号を伝送するときのみＡＳＫ変調がかけられている。搬送波がＡＳＫ変調されている場合、ＲＦ機能部３１は、受信した搬送波をＡＳＫ復調する。復調機能部３６は、ＲＦ機能部３１から入力した復調信号を、さらに、デジタルデータに復調する。

プロトコル制御部３４は、ホスト２から入力した制御信号を解析する。制御信号には、接続要求、切断要求、再送要求などがある。プロトコル制御部３４は、これらの要求に対する応答を返信させる。また、制御信号に、反射用端末３のＩＤ情報などが記述されている場合には、プロトコル制御部３４は、自身のＩＤ情報と該当した場合のみ反射波を返信させる。

図８を参照してＲＦ機能部３１の構成を説明する。ＲＦ機能部３１は、図８に示すように、アンテナ３１１と、アンテナスイッチ３１２と、アンテナ負荷３１３と、バンドパスフィルタ３１４と、ＡＳＫ検波部３１５とで構成される。

ＲＦ機能部３１は、反射用端末機能部３３から、画像データ、オーディオデータ、テキストデータなどのデータを入力し、入力したデータに従い、アンテナ３１１に接続されたアンテナスイッチ３１２のオン／オフ動作を行う。例えば、データが１のときはアンテナスイッチ３１２をオンにデータが０のときは、アンテナスイッチ３１２をオフとする。

図示の通り、アンテナスイッチ３１２がオンのときは、アンテナ３１１はアンテナ負荷３１３で終点され、オフのときは、アンテナ３１１はオープンとなる。この動作は、ホスト２から到来する搬送波に対して、オンのときは、オフのときは反射の振る舞いをすることから、転送先では、送信電波の反射を検出することによって、データを読み取ることができる。この反射波信号は、ＡＳＫ変調波と等価である。

なお、図８の例では、変調方式としてＡＳＫ変調を用いているが、ＰＳＫ変調方式、ＦＳＫ変調方式、又はＢＰＳＫ変調方式を使用することもできる。これらの変調方式は、ＡＳＫ変調方式よりもデータの伝送量が多く、エラーに対する耐性が高い。

アンテナスイッチ３１２は、一般的にガリウム砒素のＩＣで構成され、その消費電力はすう１０μＷ以下である。従って、上述した通信方式によれば、超低消費の無線伝送を実現することができる。

バンドパスフィルタ３１４、ＡＳＫ検波部３１５は、送達確認信号の受信時に用いるが、この２つのブロックは、伝送の送達確認を行わない一方向の伝送であれば不要となる。一方、送達確認が行われる場合、再送制御等は、プロトコル制御部３４で行われる。

バンドパスフィルタ３１４は、２．４ＧＨｚ帯の周波数を通過させ、他の周波数帯を減衰される目的で使用される。送達確認を行う場合に必要なＡＳＫ検波部３１５の消費電力は３０ｍＷ以下で実現することができる。

反射用端末３においてデータ伝送を行うときの平均電力としては、送達確認方式の場合で１０ｍＷ以下、一方向伝送では、数１０μＷでデータ伝送が可能である。これは、一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差である。

図９は、受信用端末４の内部構成を示す。受信用端末４は、図９に示すように、反射波を受信するＲＦ機能部４１と、通信手順の制御と反射波の復調とを行う通信制御部４２と、受信用端末４の主要な機能を実行する受信用端末機能部４３とを備える。

受信用端末４は、具体的には、スピーカ、ヘッドホン、ディスプレイである。受信用端末４は、反射用端末３から音声データや画像データを入力し、入力した音声データを再生したり、入力した画像データを表示したりする。

図１０は、ＲＦ機能部４１の内部構成を示す。ＲＦ機能部４１は、図１０に示すように、高周波のアンテナ４１１と、受信部４１２と、周波数シンセサイザ４１３とから構成される。さらに、受信部４１２は、直交検波部４１４と、ＡＧＣアンプ４１５で構成される。

アンテナ４１１は、反射波を受信する。直交検波部４１４は、送信と同じローカル周波数が入力されており、直交検波部４１４の出力には、反射用端末３で掛けられたＡＳＫ変調波が現れることになる。但し、受信した信号はローカル信号と位相が異なるため、Ｉ軸信号とＱ軸信号には、その位相差に応じた変調信号が現れる。ＡＧＣアンプ部４１５では、変調信号を最適値にゲイン制御する。その変調信号は、通信制御部４２の反射波復調部４５に渡される。反射波復調部４５では、変調信号をさらにデジタルデータに復調する。

反射用端末３から受信した信号には、通信制御を司る制御信号とデータ本体とが含まれる。プロトコル制御部４４は、受信した信号が、制御信号とデータ本体との何れかを判断し、データ本体のみを受信用端末機能部４３へ出力する。受信用端末機能部４３は、例えば、入力した音声データを再生したり、入力した画像データを表示したりする。

次いで、図１１を参照して、ハイブリッド端末７について説明する。図９に示した受信用端末３は、反射波の受信機能のみを備えていた。ハイブリッド端末７は、受信機能のほかに、ホストとの通信機能を備える。

ハイブリッド端末７は、電波を送受信するＲＦ機能部７１と、通信の制御及び電波の変調復調を行う通信制御部７２と、ハイブリッド端末７の主要な機能を実行するハイブリッド端末機能部７３とを備える。

ハイブリッド端末７の通信制御部７２には、反射波を復調する反射波復調部７６と、搬送波を復調する復調機能部７５との２つの復調部が設けられている。スイッチ７８の制御は、プロトコル制御部７４が行う。プロトコル制御部７４は、ホスト２との通信により、次に受信する信号が搬送波であるか、反射波であるかを認識している。プロトコル制御部７４は、受信する信号が搬送波であるときスイッチ７８を復調機能部７５に切り替え、受信する信号が反射波であるときスイッチ７８を反射波復調部７６に切り替える。

搬送波は、基本的には、無変調であるが、制御信号を伝送するときのみＡＳＫ変調がかけられている。搬送波がＡＳＫ変調されている場合、ＲＦ機能部７１は、受信した搬送波をＡＳＫ復調する。復調機能部７５は、ＡＳＫ復調された復調信号をデジタルデータに復調する。このデジタルデータは、ホスト２からの制御信号である。

一方、搬送波が無変調の場合、変調機能部７７は、搬送波にＡＳＫ変調をかけ反射波を生成する。この反射波には、ホストの制御信号に対する応答が含まれる。ハイブリッド端
末７は、搬送波と反射波とを用いて、ホスト３との通信を行う。

また、反射波を受信したとき、ＲＦ機能部７１は、反射波を変調して、Ｉ軸信号及びＱ軸信号を出力する。Ｉ軸信号及びＱ軸信号には、その位相差に応じた変調信号が現れる。反射波復調機能部７６は、入力した変調信号をデジタルデータに変換する。このデジタルデータは、例えば、オーディオデータやビデオデータ、テキストデータである。反射波復調機能部７６は、これらのデータをハイブリッド端末機能部７３に出力する。

このように、ハイブリッド端末７では、反射波を復調する反射波復調部７６と、搬送波を復調する復調機能部７５と、搬送波を変調する変調機能部７７とを備え、反射用端末３が出力した反射波を受信するとともに、搬送波を用いてホスト２と通信を行う。

なお、図１１のハイブリッド端末７では、スイッチ７８により出力先を切り替えたが、スイッチ７８の代わりに分配器を用いて、復調機能部７５と反射波復調部７６との両方に変調信号を出力し、正しく復調できた方を正しいデータとして扱うことも可能である。

また、ハイブリッド端末７では、搬送波をＡＳＫ変調してデータを伝達したが、ＡＳＫ変調以外の変調方式、例えば、ＰＳＫ、ＦＳＫ、ＢＰＳＫ変調方式を使用してもよい。

図１２にハイブリッド端末７を用いた通信例を示す。図１２に示す無線通信システム８ではホスト２を中心として、ホスト２の周囲に４つのハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが配置されている。ホスト２とハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの距離は、搬送波の届く範囲である。ホスト２の出力した搬送波は、ホスト２を中心としてあらゆる方向に放射される。各ハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、ホスト２から放射された搬送波を受信する。ハイブリッド端末７は、受信した搬送波を変調して反射波を生成する。反射波を出力するハイブリッド端末７とホスト２とが近距離であることにより、あるハイブリッド端末７が出力した反射波が他のハイブリッド端末７にも届く。

また、ハイブリッド端末７は、反射波の送信機能も受信機能も備えるため、無線ＬＡＮのようなデータ交換が可能である。さらに、電波を発生するのはホスト２のみであるため、ハイブリッド端末７の消費電力を大幅に削減することができる。

なお、複数のハイブリッド端末７が同時に反射波を出力すると、電波が混信してしまうため、各ハイブリッド端末７の反射のタイミングを制御する必要がある。この通信制御は、ホスト３が実行する。

図１３は、ホスト３とハイブリッド端末７の通信手順を示している。図１３は、ホスト３は、ハイブリッド端末７ａ、ハイブリッド端末７ｂ、ハイブリッド端末７ｃ、ハイブリッド端末７ｄのそれぞれの通信状態を示している。図１３において細かい点線の矢印は、搬送波の出力を示し、粗い点線の矢印は反射波の出力を示している。また、図１３において、網掛けの領域は、ハイブリッド端末７が反射波を出力していることを示す。

ハイブリッド端末７ａと通信を接続する際、ホスト２は、ハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対して搬送波を出力する（１）。この搬送波には、制御信号が付加されている。制御信号には、通信対象となるハイブリッド端末７ａのＩＤが記述されている。ハイブリッド端末７ａは、制御信号に含まれるＩＤを確認すると、反射波を出力する（２）。

ハイブリッド端末７ａの通信が完了すると、ホスト２は、ハイブリッド端末７ｂのＩＤが記述された制御信号を出力する（３）。ハイブリッド端末７ｂは、制御信号に含まれるＩＤを確認すると、反射波を出力する（４）。

ハイブリッド端末７ｂの通信が完了すると、ホスト２は、ハイブリッド端末７ｃのＩＤが記述された制御信号を出力する（５）。ハイブリッド端末７ｂｃ、制御信号に含まれるＩＤを確認すると、反射波を出力する（６）。

ハイブリッド端末７ｃの通信が完了すると、ホスト２は、ハイブリッド端末７ｄのＩＤが記述された制御信号を出力する（７）。ハイブリッド端末７ｄは、制御信号に含まれるＩＤを確認すると反射波を出力する。

ハイブリッド端末７ａが出力した反射波は、ハイブリッド端末７ａを中心としてあらゆる方向に放射される。ハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、十分近い位置に配置されるため、ハイブリッド端末７ａが出力した反射波を他のハイブリッド端末７ｂ，７ｃ，７ｄで受信することができる。同様に、ハイブリッド端末７ｂが出力した反射波をハイブリッド端末７ａ，７ｃ，７ｄで受信でき、ハイブリッド端末７ｃが出力した反射波をハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｄで受信でき、ハイブリッド端末７ｄが出力した反射波をハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃで受信できる。

無線通信システム８では、ホスト２がハイブリッド端末７の通信開始を管理しているため、時分割にデータ伝送が行われ、電波の混信が発生しない。なお、ホスト２が通信を管理する方法として、ホスト２から各ハイブリッド端末７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに「反射してよい時間」を指定する方法もある。

無線通信システムの構成を示す概念図である。 反射用端末の配置と反射波，搬送波の減衰量との関係を示す概念図である。 無線通信システムの具体的な使用例を示す模式図である。 無線通信システムの具体的な使用例を示す模式図である。 ホストの内部構成を示すブロック図である。 ホストのＲＦ機能部の内部構成を示すブロック図である。 反射用端末の内部構成を示すブロック図である。 反射用端末のＲＦ機能部の内部構成を示すブロック図である。 受信用端末の内部構成を示すブロック図である。 受信用端末のＲＦ機能部の内部構成を示すブロック図である。 ハイブリッド端末の内部構成を示すブロック図である。 ハイブリッド端末とホストからなる無線通信システムの具体的な使用例を示す模式図である。 ホストとハイブリッド端末の通信手順を示す模式図である。 従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 無線通信システム、２ ホスト、２１ ＲＦ機能部、２２ 通信制御機能部、２４ プロトコル制御部、２５ 変調機能部、２６ 反射波復調部、３ 反射用端末、３１ ＲＦ機能部、３２ 通信制御部、３４ プロトコル制御部、３５ 復調機能部、３６ 変調機能部、４ 受信用端末、４１ ＲＦ機能部、４２ 通信制御部、４４ プロトコル制御部、４５ 反射波復調部、５ 無線通信システム、５１ クレードル、５２ 携帯オーディオプレーヤ、５３ ヘッドホン、６ 無線通信システム、６１Ｌ，６１Ｒ メインスピーカ、６２ ラジオカセットテープレコーダ、６３Ｌ，６３Ｒ リアスピーカ、７ ハイブリッド端末、７１ ＲＦ機能部、７２ 通信制御部、７４ プロトコル制御部、７５ 復調機能部、７６ 反射波復調部、７７ 変調機能部、７８ スイッチ

Claims (7)

1. 搬送波を出力する搬送波出力部と、上記搬送波出力部が出力した搬送波の反射波を受信する反射波受信部とを備える第１の電子機器と、
   上記第１の電子機器から出力された搬送波を受信する搬送波受信部と、当該搬送波にデータを重畳した反射波を出力する反射波出力部とを備える第２の電子機器と、
   上記第２の電子機器から出力された反射波を受信する反射波受信部と、上記反射波を復調する反射波復調部とを備える第３の電子機器と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 上記第１の電子機器と上記第２の電子機器とを近接した位置に配置することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 上記第１の電子機器は、上記搬送波を変調させた変調信号を出力する変調信号出力部を備え、
   上記第３の電子機器は、上記第１の電子機器から出力された変調信号を復調する復調機能部と、上記第２の電子機器が生成した反射波を復調する反射波復調部とを備え、
   受信する電波が変調信号であるか反射波であるかの判定を行い、変調信号を受信するときには、上記受信した変調信号を復調機能部で復調し、反射波を受信するときには、上記受信した反射波を反射波復調部で復調すること
   を特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 上記第３の電子機器は、上記搬送波にデータを重畳して反射波を生成する変調機能部を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. 上記第３の電子機器は、上記第１の電子機器と上記第２の電子機器との間の通信手順を解釈するプロトコル制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
6. 上記変調信号は、ＡＳＫ変調信号であることを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
7. 搬送波にデータを重畳した反射波を復調する反射波復調部と、
   上記搬送波を変調させた変調信号を復調する復調機能部と、
   受信する電波が変調信号であるか反射波であるかの判定を行い、変調信号を受信するときには、上記受信した変調信号を復調機能部で復調し、反射波を受信するときには、上記受信した反射波を反射波復調部で復調すること
   を特徴とする電子機器。

Images