JP2008098736A - データ通信装置、データ通信方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オーディオ再生装置1により外部から無線LAN経由で送信されてくるオーディオデータを受信しているときに、このオーディオデータのビットレートに基づいて、オーディオデータの送受信についての良好性が維持される通信速度のうちで、消費電力が最も少ないとされる通信速度を求めるようにされる。そして、この求めた通信速度による相手方との通信が確立されるようにして通信動作の制御を行う。
【選択図】図7
Description
一般的なこととして電子機器の消費電力量はできるだけ抑えられることが好ましいが、特に携帯型の機器については、バッテリにより駆動されることが通常であるので、バッテリ持続時間をできるだけ長くして機器の動作可能時間を長時間化することの必要上、消費電力量の低下がより強く求められる。
そこで、下記の特許文献1、2などのようにして、無線通信が可能な機器について、例えば不必要に高速な通信速度での動作を防止する、あるいは、最高データ伝送速度を制限するなどして、通信速度を調整することで消費電力を抑制する構成が知られている。
つまり、複数の規定通信速度のうちから選択した1つの規定通信速度によるデータ通信を実行するものとされ、所定の1以上の規定通信速度によるデータ通信に対応して必要とされる所定の機能動作を実行する2以上の通信関連機能動作部を有して成るデータ通信手段と、データ通信手段によるデータ通信により、他のデータ通信装置から送信される所定種類のコンテンツデータを受信取得させるコンテンツデータ取得制御手段と、データ通信手段により受信取得させるコンテンツデータである対象コンテンツデータのビットレートに基づいて、複数の規定通信速度のうちから、この対象コンテンツデータを伝送するのにあたって最も消費電力量が少なくなるとされる最適規定通信速度を推定する通信速度推定手段と、この通信速度推定手段により推定した規定通信速度である最適規定通信速度に対応した通信速度でのデータ通信が、他のデータ通信装置との間で実行されるようにデータ通信手段を制御する規定通信速度制御手段と、最適規定通信速度によるデータ通信のために動作を実行する通信関連機能動作部以外の通信関連機能動作部の全て又は一部における消費電力が一定以下となるように制御する電力制御手段とを備えてデータ通信装置を構成することとした。
また、ビットレートは、映像、音声などとしてのコンテンツデータについての単位時間あたりのデータ量、情報量を示すものであり、例えば圧縮率などに対応して変化する。
そのうえで、上記コンテンツデータを受信取得する際においては、このコンテンツデータの伝送を行うのにあたって最も消費電力量が少なくなるとされる規定通信速度である最適規定通信速度を、コンテンツデータのビットレートに基づいて推定するようにされる。
データ通信のための電力は、例えば、規定通信速度に応じた物理層規格(ハードウェア構成)の相違、また、同じハードウェア構成であれば設定された規定通信速度、さらにはデータ送受信を実行した実時間などによって変化することが分かっている。また、コンテンツデータのビットレートによっては、このコンテンツデータを伝送するのに必要最小限とされる規定通信速度が決まる。従って、コンテンツデータのビットレートに基づき、上記のビットレートに応じて決まる規定通信速度のうちから、最も消費電力が少なくなると推定される規定通信速度を1つ選択することが可能となるものである。
そして、本願発明では、このようにして推定された規定通信速度(最適規定通信速度)によりコンテンツデータ送受信のための通信が実行されるようにするとともに、この最適規定通信速度に応じて動作する通信関連機能部位以外の通信関連機能部位については、そこでの消費電力が一定以下となるようにする。つまり、通信動作に使用していない通信関連機能部位における消費電力の抑制も図ろうとするものである。
図1は、本実施の形態としてのオーディオ視聴システムの構築例を示している。この図に示されるオーディオ視聴システムとしては、オーディオ再生装置1、オーディオサーバ装置2、及び無線LANアクセスポイント3を備える。本願発明による無線データ通信装置としての構成は、オーディオ再生装置1に適用されている。
オーディオ再生装置1とオーディオサーバ装置2は、それぞれ、所定の無線LAN規格によるデータ通信が可能とされている。そして、この場合には、オーディオ再生装置1とオーディオサーバ装置2との間での無線データ通信は、無線LANアクセスポイント3を経由して行われるようにされたシステム構成となっている。
なお、オーディオサーバ装置2の機器の実際としては、上記のようなオーディオサーバ機能を有する専用機として構成されるものであってもよいし、あるいは、オーディオサーバ機能を実現するためのアプリケーションプログラムをインストールしてあるとともに、本実施の形態のオーディオ再生装置1とのデータ通信を可能とするデータ通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどとされてもよいものである。
例えば、図1では、オーディオ再生装置1とオーディオサーバ装置2が各1つとされる、最もシンプルな構成例を示しているが、例えば、1つのオーディオ再生装置1に対して2以上のオーディオサーバ装置2が備えられる、あるいは逆に1つのオーディオサーバ装置2に対して2以上のオーディオ再生装置1が備えられるシステム構成を構築してもよい。
また、本願発明との対応では、本願発明としての無線データ通信装置が適用されるオーディオ再生装置1について、オーディオコンテンツファイルを無線データ通信により受信取得するようにされていればよく、オーディオサーバ装置2からオーディオ再生装置1までの通信経路が全て無線データ通信であるべきことの必要性は特に無い。従って、例えば図1のシステム構成の下であれば、オーディオサーバ装置2側については、有線ネットワーク(例えばEthernet(登録商標)など)経由で無線LANアクセスポイント3と接続されるようになっていても構わない。
また、無線LANアクセスポイント3としては、例えばこれまでに知られている技術に基づいて構成されているものとされればよい。
また、オーディオ再生装置1が実装する無線データ通信の規格などについては特に限定されるべきものではないが、ここでは、これまでに知られている無線LANの規格を適用することとしているものである。また、現状における無線LAN規格としては、IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11j、IEEE802.11nなどが実用化、あるいは策定中、開発中にある状況とされているが、本実施の形態としては、少なくともオーディオ再生装置1と無線LANアクセスポイント3がIEEE802.11gに対応した通信機能を実装しており、両者間においてIEEE802.11gによる同一チャンネルを使用した無線データ通信を行うようにされているものとする。
例えば無線LAN対応通信部11によりオーディオ信号データを格納するパケットを受信した場合には、システム制御部24は、このパケットから取り出したオーディオ信号データを、オーディオデータ送受信バッファ12に転送して一時的に保持させるようにする。そして、オーディオデータ送受信バッファ12に蓄積されたオーディオ信号データを連続的に読み出して、入出力処理部15に対して音声ソースの1つとして入力させるようにする。つまり、無線LANなどのように、ネットワーク経由で送信されてくるオーディオ信号データは、パケット単位で分割されて伝送されてくるものであり、また、コリジョンやエラーが生じる可能性があることから、時間的な連続性が保証されていない。そこで、オーディオデータ送受信バッファ12により受信取得したオーディオ信号データを一時蓄積することで、オーディオ信号処理部16側に入力されるべきオーディオ信号データの時系列的な連続性を保つようにしているものである。
メディアドライブ14によりメディアから読み出されたオーディオ信号データも、音声ソースとして入出力処理部15に入力されるようになっている。
入出力処理部15は、システム制御部24の制御に応じて、上記のようにして入力されるオーディオ信号のうちから、音響再生すべきものを1つ選択して、オーディオ信号処理部16に対して出力するようにされる。
また、入力されたオーディオ信号データに施されている所定の記録変調(例えばランレングスリミテッド変調)に応じた復調処理などを実行するようにされる。さらには、例えば音質調整などのための信号処理が施される。また、このような信号処理を実行するのにあたっては、バッファメモリ17に対して処理対象のオーディオ信号データを必要に応じて一時保持させながら必要な処理を進行させていくようにされる。
また、一般に、オーディオコンテンツは、L(左),R(右)の2チャンネルステレオ、若しくは、例えば5.1chサラウンドなどに代表されるいわゆるマルチチャンネルにより形成されている。本実施の形態のオーディオ再生装置1としても、実際においては所定のチャンネル構成によるオーディオコンテンツの再生に対応可能とされているものであるが、図2においては、説明を簡単で分かりやすいものとすることの都合上、オーディオ信号処理系については、これらの複数のチャンネル構成を1つにまとめるようにして示しているものである。
なお、本実施の形態のオーディオ再生装置1の構成では、ラジオチューナ13によりラジオ放送を受信して得たオーディオ信号や、メディアドライブ14により再生して得たオーディオ信号を、所定形式のオーディオ信号データとして、無線LAN経由で送信出力させるようにすることも可能であるが、この点については後述する。
RAM27は、CPU25が実行すべきプログラムがロードされるとともに、CPU25が処理を実行していく過程での作業領域として使用される。
表示部21は、例えばオーディオ再生装置1の本体においてユーザが視認可能なように表出して設けられる所定サイズのディスプレイ画面部を有して成るもので、システム制御部24の制御に応じて、各種所要の内容の表示が行われる。
例えば本実施の形態のオーディオ再生装置1の場合であれば、オーディオサーバ装置3において記憶管理されているオーディオコンテンツファイルのリストなどが表示される。また、オーディオコンテンツファイルを選択指定して音響再生させるための操作に利用するGUI(Graphical User Interface)画像なども表示される。また、オーディオコンテンツファイルを再生しているときには、その再生進行状況に応じた再生時間などの表示も行われる。また、ラジオチューナ13が有効に動作しているときには、ラジオチューナの動作に応じて、受信しているバンド(FM、AMなど)や受信周波数などが表示される。また、メディアドライブ14が有効に動作しているときには、メディアに記憶されているオーディオコンテンツファイルのリスト表示や、再生中における再生進行状況に応じた表示などが行われる。
バッテリ23は、例えば充電池、乾電池などとされ、オーディオ再生装置1の本体部における所定の収納位置に収納された状態では、電源装置部22に対して直流電圧による電力を供給するようにされる。電源装置部22は、例えばDC−DCコンバータなどとされ、バッテリ23から供給される直流電圧を、所定値の直流電源電圧Vccに変換する。この直流電源電圧Vccは、例えば図2に示される各種機能ブロックを実際に構成するとされる回路部などに対して電力として供給されるようになっている。なお、オーディオ再生装置1の実際としては、バッテリ23に代えて、例えば電源アダプタなどにより商用交流電源から得た直流電圧の供給を受けて動作するように構成されても構わないのであるが、ここでは、そのような構成についての図示は省略している。
この図に示されるようにして、無線LAN対応通信部11は、大きくは、RF信号処理部31、ベースバンド信号処理部32、及びMAC(Media Access Control)処理部33から成るものとされる。
無線LANにより送信されてくる通信電波をアンテナANT2により受信したことで得られる受信信号はRF(Rapid Frequency)信号とされ、RF信号処理部31に対して入力される。RF信号処理部31では、入力されたRF信号について増幅などをはじめとする所定の処理を実行して、ベースバンド信号処理部32に出力する。
ベースバンド信号処理部32では、後述する内部構成を有することで、入力された受信信号に施されているデジタルキャリア変調に対応する復調処理を実行してベースバンド信号を得るようにされる。そして、このベースバンド信号をMAC処理部33に出力する。
MAC処理部33では、入力されたベースバンド信号を、例えばEthernet(データリンク層:MAC層)に対応するパケットデータに変換するための信号処理、データ処理を実行するようにされる。そして、このようにして得られたパケットのデータを、上位処理層(システム制御部24)に渡すようにされる。
ベースバンド信号処理部32では、後述する構成により、入力されたベースバンド信号を利用して、設定された通信速度に適合した方式のデジタルキャリア変調を施すようにされる。これにより、送信データの信号により変調された搬送波(キャリア)信号、つまりRF信号が得られることになる。そして、このRF信号を増幅して出力することで、送信用データは通信電波としてアンテナANT2から伝搬出力されることになる。
先にも説明したように、本実施の形態のオーディオ再生装置1は、無線LAN規格として、IEEE802.11gに対応する。これに応じて、ベースバンド信号処理部32としても、IEEE802.11gに対応する構成を有するようにされる。そこで、図3におけるベースバンド信号処理部32の内部構成の説明に先立ち、IEEE802.11gに関して、ベースバンド信号処理部32に関係する事柄についての説明を行っておくこととする。
また、IEEE802.11gは、上記のようにして、公称通信速度が54Mbpsとされているのであるが、図4に示されるようにして、通信速度54Mbpsを最大として、これより低い通信速度が段階的に規定されている。この規定内容例を、図4に示す。
この図4に示されるようにして、IEEE802.11gにおいて規定される通信速度(規定通信速度)は、54Mbps、48Mbps、36Mbps、24Mbps、18Mbps、12Mbps、9Mbps、6Mbps、11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbpsの12段階であることとされている。そして、周知のように、実際のIEEE802.11gによる無線LAN通信を実行する機器にあっては、これらの規定通信速度のうちで、エラー発生率が一定以下とされるもののうちで最速とされる規定通信速度による通信が行われるようにして、通信時において、ダイナミックに規定通信速度の変更設定を行うようにされているものである。
つまり、無線LANによる送受信にあっては、これまでにも説明しているようにデジタルキャリア変調/復調処理が伴うが、IEEE802.11gとしての上記12段階の規定通信速度に対応するキャリア変調方式は統一されているのではなく、上記3つの方式が存在し、12段階の規定通信速度のそれぞれが、これら3方式の何れかに対応するものとなっている。
なお、上記3つのキャリア変調方式については周知とされていることから、ここでは、これらの方式についての説明は省略する。
この図に示されるベースバンド信号処理部32は、セレクタ41、第1変調/復調回路42、第2変調/復調回路43、第3変調/復調回路44、セレクタ45、スイッチ46、47、48を備えている。
これらの機能ブロックにおいて、先ず、第1変調/復調回路42は、OFDMに対応する変調処理、復調処理を実行するものとして構成される。また、第2変調/復調回路43は、CCKに対応する変調処理、復調処理を実行し、第3変調/復調回路44は、DSSSに対応する変調処理、復調処理を実行する。
スイッチ46、47、48のオン/オフ状態は、それぞれ、システム制御部24(CPU25)から出力されるスイッチオン/オフ制御信号Ss1、Ss2、Ss3により切り換えられる。また、これらのスイッチオン/オフ制御信号Ss1、Ss2、Ss3は、連動しているのではなく、それぞれが独立して出力されている。従って、第1変調/復調回路42、第2変調/復調回路43、第3変調/復調回路44に対する電源供給のオン/オフは、それぞれ個別にコントロールすることが可能とされている。
セレクタ45は、受信時においては、第1変調/復調回路42、第2変調/復調回路43、第3変調/復調回路44の復調出力のうちの1つを選択してMAC処理部33に出力する。送信時においては、MAC処理部33からの出力信号を入力し、第1変調/復調回路42、第2変調/復調回路43、第3変調/復調回路44の何れか1つの変調回路に対して出力するようにされる。
上記セレクタ41、45における上記の経路選択は、システム制御部24(CPU25)から出力されるセレクタ制御信号Ssel1、Ssel2によりコントロールされるようになっている。
確認のために述べておくと、この経路選択のコントロールにあたっては、ベースバンド信号処理部32において適正に信号が入出力されるように、セレクタ41、45の選択対象となる変調/復調回路は同じとなるようにして、連動した動作となるようにする。例えば、セレクタ41側にて第1変調/復調回路42を選択しているときには、セレクタ45においても、第1変調/復調回路42を選択するようにされる。
また、例えば上記の状態から、規定通信速度を11Mbps、5.5Mbpsの何れかとする設定切り換えが行われることに対応しては、キャリア変調方式がCCKとなるので、システム制御部24は、セレクタ41、45にて第2変調/復調回路43に対する経路が選択されるようにしてセレクタ制御信号Ssel1、Ssel2を出力するようにされる。
さらに、例えば上記の状態から、規定通信速度を2Mbps、1Mbpsの何れかとする設定切り換えが行われることに対応しては、キャリア変調方式はDSSSとなる。そこで、システム制御部24は、セレクタ41、45にて第3変調/復調回路44に対する経路が選択されるようにしてセレクタ制御信号Ssel1、Ssel2を出力する。
実際におけるオーディオ信号データのビットレートについてみると、例えばCDフォーマットに対応する、サンプリング周波数が44.1kHz、量子化ビット数が16ビットのデジタルオーディオ信号の場合であっても約1.4Mbps程度である。また、オーディオサーバ装置2から送信されてくるものとされるオーディオコンテンツファイルのようにして、音声圧縮符号化されている形式のオーディオ信号データのビットレートは、上記デジタルオーディオ信号の10分の1程度にまで低くなる。このことからすると、現状にあっても、最大規定通信速度が54MbpsであるIEEE802.11gは、オーディオ信号データのデータ伝送との関係では、充分すぎるほどの伝送能力を有しているということがいえる。
そして、一般的な無線LANアダプタなどの仕様としては、先にも述べたように、例えば通信時のエラーレートが一定以下とされて必要充分な通信安定性が得られるとされる規定通信速度のうちで、最高の規定通信速度が設定されてデータ通信が行われる。この点については、伝送されるデータの種類には関係はない。
従って、例えば無線LANによる通信動作に応じて生じた単位時間あたりの消費電力量(Pc)は、次のようにして求めることができる。
先ずは、単位時間あたりにおける送信時間の総計であるTtxと、受信時間の総計であるTrxと、パワーセーブ時間の総計であるTidを取得する。そのうえで、このときに設定されている規定通信速度に対応して決まる送信時の電力Ptx、受信時の電力Prx、及びパワーセーブ時の電力Pidの値を利用して、
Pc=(Ttx*Ptx)+(Trx*Prx)+(Tid*Pid)・・・(式1)
により表すことができる。
また、規定通信速度が高速になるのに応じて、同じデータ伝送量の条件での送信時間Ttxと受信時間Trxは、それぞれが短縮されていくことになる。
従って、上記式1により表される消費電力量Pcとしても、規定通信速度が異なってくることに応じて変化することにはなるのであるが、規定通信速度の設定変更に応じたパラメータの変化としては、例えば送受信時の電力Ptx、Prxのほうが、送受信時間(Ttx、Trx)に対して大きく、支配的である。また、送受信時の電力Ptx、Prxは、規定通信速度が高くなるのに応じて大きくなる傾向にある。このために、消費電力量Pcとしては、規定通信速度が高くなるほど増加する傾向となるものである。
本実施の形態のオーディオ再生装置1は、図1により説明したように、バッテリ駆動が可能な構成を採っている。従って、バッテリの持続時間としてはできるだけ長いことが求められる。すると、上記のような無駄な電力消費はバッテリの持続時間を短縮させる要因であるから、解消すべきことが必要となってくる。
次に、オーディオ再生装置1では、認識したビットレートから、現在受信中とされるオーディオ信号データの伝送に必要最小限(必要最低限)とされる規定通信速度を求めるようにされる。つまり、認識されたビットレートのオーディオ信号データについて、安定した伝送が保証されるとみなされる規定通信速度のうちで、最低速度のものを求めるようにされる。なお、このような必要最小限とされる規定通信速度は、単純には、認識したビットレートを超えるとされる値の規定通信速度のうちで最低のものを選択すればよい。しかしながら、実際の通信にあっては、例えば、同じチャンネルを使用して無線LAN通信を行っている他の機器の存在によるスループットの低下や、一時的な障害などによるリトライの増加などを考慮する必要がある。そこで、実際においては、このようなことを考慮して、一定のマージンを確保したうえで、必要最小限とされる規定通信速度を設定するようにされる。
先の説明のようにして、一般的には、規定通信速度が低下するのに応じて、送受信時(及びパワーセーブ時)に必要な電力は減少する傾向にある。この観点からすると、必要最小限とされる規定通信速度を、そのまま最適な規定通信速度として求めてもよいことになる。このようなアルゴリズムとすることも本発明においては妨げられるものではない。しかしながら、無線LAN通信のためのハードウェア構成や、実際の規定通信速度ごとの動作条件などによっては、必ずしも、規定通信速度が遅くなるのに応じて消費電力が低下するとは限らない場合があると考えられる。本実施の形態に関すれば、図4に示したように、12段階の規定通信速度に対して、3つの変調方式が混在することとなっているが、この変調方式の相違を要因とする電力の違いが、上記のような場合を生じる可能性があると考えられる。
そこで、本実施の形態としては、単純に、必要最小限とされる規定通信速度を、そのまま最適規定通信速度とするのではなく、上記のようにして、必要最小限とされる規定通信速度以上の規定通信速度のうちから、実際に、電力が最も少ないものを最適規定通信速度として選択するようにされる。なお、このための手順、構成例については後述する。
なお、オーディオ再生装置1と無線LANアクセスポイント3との間の通信について、どのようにして最適規定通信速度による動作モードとなるように切り換えを行わせるにかについての具体例についても、後述する。
このことは、逆の見方をすれば、残る第2変調/復調回路43、第3変調/復調回路44は、特に有効な処理を実行している状態ではないということになる。しかし、例えばこれまでにおいては、ベースバンド信号処理部32としての部位全体に対して直流電源電圧Vccを供給する構成とされていたことから、常に全ての変調/復調回路に対して直流電源電圧Vccが供給されていたものである。この状態では、有効な処理を実行していない変調/復調回路に対しても定常的に直流電源電圧Vccが供給されていることとなるので、これらの回路部において無駄な電力が消費されていたことになる。
これにより、有効な処理を実行する必要のない変調/復調回路に対する直流電源電圧Vccの供給は停止されることになり、これらの変調/復調回路における電力消費が生じないようにされる。
このようにして、本実施の形態では、第1には、オーディオ信号データの良好な伝送に必要充分であり、かつ、最も電力が小さい規定通信速度(最適通信速度)を設定して通信を実行させ、第2には、設定された最適通信速度に対応して使用される以外のキャリア変調/復調回路系については電源供給を停止することで、無線LAN通信によりオーディオコンテンツファイルのデータ(オーディオ信号データ)を伝送する際における消費電力量の低減を有効に図ることとしている。
先ず、本実施の形態のオーディオ再生装置1においては、上記の消費電力量低減動作のために、図6に示す構造例のテーブル情報(通信速度対応特性テーブル)を予め記憶保持しておくこととしている。なお、この通信速度対応特性テーブルが記憶保持される記憶領域としては、例えばシステム制御部24におけるROM26の一部記憶領域とされればよい。
この図6に示される通信速度対応特性テーブルは、図4にも示したIEEE802.11gの下で設定可能な12の規定通信速度ごとに、送信時電力、受信時電力、標準通信時間、及びリトライ発生確率の各項目の値を対応付けた構造とされている。
送信時電力は、対応する規定通信速度による通信動作として、データ送信を実行しているときの、負荷である無線LAN対応通信部11などをはじめとする通信に関連して動作する部位の電力を示す。
受信時電力は、対応する規定通信速度による通信動作として、データ受信を実行しているときの、負荷である無線LAN対応通信部11などをはじめとする通信に関連して動作する部位の電力を示す。
標準通信時間は、対応する規定通信速度により、或る単位量のデータを伝送(送信又は受信)することとした場合において通信に必要とされる時間長として、標準的な値を示す。この標準通信時間は、例えばコリジョンによる待ち時間であるとか、送信エラーによるリトライなどの可能性は排除して、上記単位量のデータを継続して伝送したとする場合の時間長を示すものとする。
この標準通信時間は、例えば最も単純な手法では、伝送すべき単位データのサイズと、規定通信速度の値により求めることができる。なお、この標準通信時間は、実値によるものではなく、或る規定通信速度を基準(例えば数値としては1とする)としたうえで、これに対する倍率値により示すようにしてもよい。
リトライ発生確率は、その対応する規定通信速度により通信を行ったとする場合における、単位時間におけるリトライ(即ち伝送エラー)の発生確率の値を示す。無線LAN通信の安定性は、通信速度の変更に対して一定ではなく、通信速度が高速になるのに応じて低くなっていく傾向にあることが分かっている。従って、リトライ発生確率は、規定通信速度に応じて異なってくるものであり、このテーブルにおいては、このような規定通信速度ごとに対応したリトライ発生確率が示されることになる。
図6においては、規定通信速度ごとに対応する上記各項目の欄は空欄により示しているが、実際には、所定の値を格納していることになる。
なお、これらの図に示される手順は、システム制御部24において、CPU25が、ROM26に記憶されているプログラムを実行することで実現される処理動作であるとみることができる。このようなプログラムは、上記のようにして、例えばROMに対して製造時などに書き込んで記憶させるほか、リムーバブルの記憶媒体に記憶させておいたうえで、この記憶媒体からインストールさせるようにしてオーディオ再生装置1に備えられる所定の書き換え可能な記憶装置、記憶媒体に記憶させることが考えられる。また、ネットワーク上のサーバなどにおける記憶装置に記憶させておいたうえで、オーディオ再生装置1のネットワーク通信機能(この場合は無線LAN機能)によりサーバからダウンロードして取得し、所定の記憶装置、記憶媒体にインストールさせることも考えられる。
例えばオーディオ再生装置1とオーディオサーバ装置2は、例えば起動時などにおける事前の所定のプロトコル(例えばSSDP(Simple Service Discovery Protocol)などが考えられる)に従った通信処理により、相互が同じオーディオ視聴システムを構築している、オーディオコンテンツファイルの送信、受信が可能な相手機器であることを認識しておくようにされる。つまり、オーディオ再生装置1は、オーディオサーバ装置2について、オーディオコンテンツファイルを記憶保存して提供するサーバであると認識しており、オーディオサーバ装置2では、オーディオ再生装置1について、オーディオコンテンツファイルを音響再生できるプレーヤ、クライアントであるとして認識しているものである。
そのうえで、オーディオサーバ装置2では、例えば操作部20に対して行われる、オーディオコンテンツファイルのリストを表示させるための操作に応じて、オーディオサーバ装置2に対して、オーディオコンテンツファイルのリスト情報を要求する。この要求に応答して、オーディオサーバ装置2は、自身が記憶保存して管理いるオーディオコンテンツファイルについてのリスト情報を、要求元であるオーディオサーバ装置2に対して送信するようにされる。本実施の形態の場合、このリスト情報としては、例えば先ず、記憶保存されている全て、または一部ディレクトリに格納されるオーディオコンテンツファイルのリスト内容、若しくは、アーティスト、ジャンルなどといった分類により管理したオーディオコンテンツファイルのリスト内容などを示すようなものとされる。そのうえで、リストを形成するオーディオコンテンツファイルごとに対応する内容としては、そのオーディオコンテンツファイルの所在を示すURL(Uniform Resource Locator)、ファイルのタイトルなどとされるが、本実施の形態との対応では、オーディオコンテンツファイルごとのビットレートの情報も含められるものとする。確認のために述べておくと、本実施の形態のオーディオ視聴システムにより伝送されるオーディオコンテンツファイルのデータは、所定方式により音声圧縮符号化が施された圧縮オーディオ信号データとされ、例えば圧縮符号化時において設定された圧縮率などに応じて、オーディオコンテンツファイルごとのビットレートは異なってくるものである。
オーディオ再生装置1では、上記のようにしてオーディオコンテンツファイルのリスト情報を受信すると、このリスト情報を利用して、例えば表示部21に対してオーディオコンテンツファイルのリストを提示するようにして表示させる。このときには、例えばオーディオコンテンツファイルがどのようなものであるのかを明示するために、少なくとも、タイトルを表示させるようにする。ユーザがこの表示を見ることで、オーディオサーバ装置2において、どのようなオーディオコンテンツファイルが記憶保存されているのかを把握できる。
上記の要求に応答して、オーディオサーバ装置2では、例えばHDDに記憶させてあるオーディオコンテンツファイルのうちから、要求されたオーディオコンテンツファイルのデータを読み出して、要求元のオーディオ再生装置1に対して送信出力する。
先に説明したステップS101の手順は、上記のようにしてオーディオサーバ装置2から送信されてくるオーディオコンテンツファイルのデータを受信取得するための手順を開始するものである。図7には示されていないが、ステップS101によりオーディオコンテンツファイルのデータの受信取得が開始されて以降は、図1により説明したようにして、このオーディオコンテンツファイルとしてのオーディオ信号データについての再生信号処理も開始されることとなり、例えばスピーカ19からの音響再生も開始されることになる。
また、上記のようにしてステップS101に対応してオーディオコンテンツファイルのデータの伝送が開始された段階では、通常のアルゴリズムにより設定された、オーディオコンテンツファイルの伝送開始前から引き継がれたとする規定通信速度による通信が行われているものとする。
また、これと併行して、ステップS105として示すように、コリジョンが検出されるのに応じて、コリジョンカウンタをインクリメントする処理も実行するようにされる。
そして、上記ステップS104、S105としての処理を、ステップS106により、時間カウンタのカウント値が、電力量測定期間としての設定時間長Tpに対応する所定値以上となることが判別されるまで継続するようにされる。ステップS106にて、電力量測定期間の終了したことが判別されると、ステップS107以降の手順に移行する。
そこで、ステップS108以降により、最適規定通信速度を求めたうえで、この最適規定通信速度による無線LAN通信が確立されるようにするための制御を実行するようにされる。
Ttx:今回の電力量測定期間における送信時間の積算値
Trx:今回の電力量測定期間における受信時間の積算値
Tid:今回の電力量測定期間におけるパワーセーブ時間の積算値
Ptx[Crate]:今回の電力量測定期間において設定された規定最大速度での送信時の電力
Prx[Crate]:今回の電力量測定期間において設定された規定最大速度での受信時の電力
Pid[Crate]:今回の電力量測定期間において設定された規定最大速度でのパワーセーブ時の電力
Cxfer:現在におけるスループット値(実効通信速度)
Exfer:現在伝送中のオーディオ信号データのビットレートに対応して最小限必要とされるスループット値(実効通信速度)
Crate:現在設定されている規格通信速度
Erate:新規の最適規格通信速度
eTtx:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、電力量測定期間における送信時間の積算値
eTrx:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、電力量測定期間における受信時間の積算値
eTid:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、電力量測定期間におけるパワーセーブ時間の積算値
Ptx[Erate]:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、送信時の電力
Prx[Erate]:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、受信時の電力
Pid[Erate]:新規の最適規定通信速度により通信を行ったとされる場合に推定される、パワーセーブ時の電力
このためには、例えば、
Pc=(Ttx* Ptx[Crate])+(Trx*Prx[Crate])+(Tid*Pid[Crate])・・・(式2)
で表される演算を行うようにされる。ちなみに、この式2は、先の式1について、図7の処理における今回の電力測定期間において得られる消費電力量Pcを求めるようにしてパラメータ定義を変更したものとしてみることができる。
このスループット値Exferについては、例えば図9に示すようにして求めることができる。つまり、先ず、ステップS301として示すように、現在受信中のオーディオコンテンツファイルのビットレートbrtを取得する。先に説明したように、オーディオ再生装置1がオーディオコンテンツファイルのデータを受信取得している段階では、既に、このオーディオコンテンツファイルについての情報を含む、オーディオコンテンツファイルのリスト情報を保持している。そして、このリスト情報において、オーディオコンテンツファイルごとについてのビットレートを示す情報を含むこととしている。ステップS301では、このようにしてリスト情報に含まれているビットレートの情報を参照すればよい。
あるいは、ビットレートbrtは、オーディオデータ送受信バッファ12におけるデータ読み出しのためのアドレスの進行速度からも推定することができる。先に説明したように、受信取得されたオーディオ信号データは、一旦、オーディオデータ送受信バッファ12において蓄積され、ここから、オーディオ信号処理部16における信号処理のペースに対応させて、読み出しが行われて、入出力処理部15を介してオーディオ信号処理部16に転送されていくことになる。このとき、例えばオーディオデータ送受信バッファ12から読み出される単位時間あたりのデータ量(読み出しアドレスの進行速度)が少なくなるほど、単位再生時間に必要とするデータ量は小さい、即ち圧縮率が高いということがいえる。そして、ビットレートは、圧縮率に対応して決まる。そこで、実際の読み出しアドレスの進行速度と、圧縮率との対応関係を求めておくようにすれば、実際のオーディオデータ送受信バッファ12におけるデータ読み出し状況(読み出しアドレスの進行速度)を監視することにより、ビットレートbtrを求めることが可能になるものである。
Exfer=brt*k・・・(式3)
によりスループット値Exferを求めるようにされる。この式3における係数kは、1より大きな数であり、ビットレートbrtのオーディオ信号データについての良好な伝送が保証されるように、ビットレートbrtに対して一定割合以上のマージンが与えられるようにして設定されるべきものとされる。
例えば、上記図9のようにしてステップS203によりスループット値Exferを求めたとされると、次は、ステップS204により、このスループット値Exferと、ステップS202により取得したスループット値Cxferとを利用して、
R=Cxfer/Exfer・・・(式4)
により、スループット比Rを求めるようにされる。
α=Estt/Cstt・・・(式5)
により求めるようにされる。
β=Erty−Crty・・・(式6)
により求めるようにされる。
eTtx=Ttx*α*β・・・(式7)
eTrx=Trx*α*β・・・(式8)
eTid=Tp−(eTtx+eTrx)・・・(式9)
P=(eTtx* Ptx[Erate])+(eTrx*Prx[Erate])+(eTid*Pid[Erate])・・・(式10)
ステップS211にて否定結果が得られた場合には、ステップS213に進む。ステップS213においては、規定通信速度を変更設定することの必要性についての判定結果として、「不要」であるとの判別結果を出力するようにされる。これに対して、ステップS211にて肯定の判別結果が得られた場合には、ステップS212により、規定通信速度を変更設定することの必要性についての判定結果として、「必要」であるとの判別結果を出力する。
ステップS108としての上記図8に示す手順を実行した後は、ステップS109により、規定通信速度の変更が必要か否かについての判別を行うこととしている。つまり、図8の手順により、規定通信速度を変更設定することの必要性についての判定結果として、「必要」と「不要」の何れが出力されたのかについて判別するものである。
このステップS109により、規定通信速度の変更は不要であるとして否定の判別結果が得られた場合には、例えばステップS102の手順に戻るようにされる。これに対して、規定通信速度の変更が必要であるとして肯定の判別結果が得られた場合には、ステップS110に進んで、今回求められた最適規定通信速度Erateによる無線LAN通信が確立されるようにするための処理を実行する。例えば図1に示すシステム構成の場合であれば、オーディオ再生装置1と無線LANアクセスポイント3との間で、最適規定通信速度Erateによる無線LAN通信が確立されるようにすることになる。
そこで、ステップS110としては、例えば下記のようにして、データ送信側(無線LANアクセスポイント3)の規定通信速度を、データ受信側であるオーディオ再生装置1が設定した最適規定通信速度に対応させて切り換えさせることとして、最適規定通信速度Erateによる無線LAN通信を確立させるようにする。
上記のようにしてオーディオ再生装置1がオーディオコンテンツファイルのデータを受信中にあるときには、オーディオ再生装置1では、特にデータ送信は行わないものの、パケットを正常受信したことの確認のために、ACK(ACKnowledgement)を返送するようにされている。
そこで、ステップS110としては、オーディオコンテンツファイルのデータパケットの受信に応答したACKを返送するのに際して、新たに求めた最適規定通信速度Erateによる通信動作モードを設定してACKの送信を行うようにされる。すると、無線LANアクセスポイント3側では、ACK受信時において、ACKを送信してきたときの通信速度がこれまでとは異なることを検知することになる。そして、無線LANアクセスポイント3としては、例えば、何らかの要因により、受信側にて通信速度を切り換えなければならない状況が生じたものであると判断して、オーディオ再生装置1に対するデータ送信動作モードについて、ACK送信時の通信速度に対応する規定通信速度に切り換えるようにされる。
あるいは、オーディオ再生装置1側にてオーディオコンテンツファイルのデータパケットが正常受信されているとしても、ACKを返送しないようにすることも考えられる。ACKが返送されてこなければ、無線LANアクセスポイント3側では、オーディオ再生装置1側にて受信エラーが発生しているものであると判断し、ACKの返送が得られるまで、規定通信速度を低速化させるようにして切り換えて、データパケットの再送を実行するようにされる。そこで、オーディオ再生装置1側では、無線LANアクセスポイント3からのデータ送信が、最適規定通信速度Erateに適合した規定通信速度によるものとなった段階で、ACKの返送を開始するようにされる。このようにして、本実施の形態では、オーディオ再生装置1と相手側機器(無線LANアクセスポイント3)との間での、規定通信速度Erateを設定したモードによる通信を確立するようにされる。
上記のいずれかの動作を実行することで、データ受信側とされて本来は規定通信速度設定の主導をとることができないオーディオ再生装置1であっても、相手方に通信速度を変更設定させて、最適規定通信速度Erateに対応した通信速度による通信を確立させることが可能となるものである。
また、このことは、別の見方をすれば、最適規定通信速度Erateに対応した通信速度の設定は、オーディオ再生装置1側の動作実行により完結するものであって、オーディオ再生装置1の通信相手(この場合は、無線LANアクセスポイント3)としては、特に、そのための構成の変更、追加などは必要ないということがいえる。つまり、本実施の形態としては、最適規定通信速度Erateに対応する通信速度への切り換えを行うのにあたり、オーディオ再生装置1の通信相手となる機器については、オーディオ再生装置1が対応している基本的な無線LAN規格、プロトコルにより通信可能な一般的な機器であればよい。これは、例えば本実施の形態のオーディオ再生装置1を含むオーディオ視聴システムを実際にユーザが構築するのにあたり、オーディオ再生装置1以外の無線LAN機器については、通常の一般的な無線LAN対応機器を高い自由度で選択でききるという利点につながる。
最適規定通信速度ErateによりACKを送信することによる処理は、例えば無線LAN機器の仕様として、通信速度設定の主導を送信側が完全にコントロールするようにされているようなものである場合、応答しない可能性があると考えられる。かわりに、例えばネットワーク上の「スループットの極端な低下などの問題は特に生じない。一方、ACKを返送しないことでエラー発生状態を擬似的に発生させ、送信側の通信速度を低下させるという制御は、その間においてデータの再送が繰り返されるので、ネットワーク上のスループットの低下を招く可能性がある。ただし、無線LAN通信の仕様上、送信側が通信速度を最適規定通信速度Erateに適合させて低下させる動作は確実に得られる。そこで、ステップS110として、2つの処理、制御を上記の順序で併用することとすれば、相互の不利点を補い合うようにして、両者の利点が有効に発揮されるものである。
また、例えば、何らかの原因で送信側がステップS110(あるいはステップS112)に応答して通信速度を変更しないことで、ステップS113において否定の判別結果が得られた場合には、ステップS115に進む。この場合においては、現在において送信側にて設定されている通信速度に対応させて、自身の規定通信速度を設定し直すようにされる。
そこで、この場合には、現在よりも高速とされる規格通信速度を設定することを試みるようにされる。このためには、先ず、ステップS111により、現在の規格通信速度が最高速度(IEEE802.11gでは54Mbps)であるか否かについて判別する。ここで肯定の判別結果が得られた場合には、これ以上、高速な規格通信速度に切り換えることはできないために、そのままステップS102の手順に戻るようにされる。これに対して、否定の判別結果が得られた場合には、ステップS112に進んで、現在よりも高速な規格通信速度による通信が送信側と確立されるようにするための制御処理を実行するようにされる。このための処理の一例としては、通常に、パケットデータの受信に応じてデータパケットを返送する動作を実行させればよいものとされる。すると、送信側では、現在の通信速度では通信安定性に余裕があるとして、より高い通信速度に切り換えてオーディオコンテンツファイルのデータ送信を行ってくることになる。そして、このステップS112の手順を実行した後は、先に説明したステップS113以降の手順に進むようにされる。
これまでに説明してきた、最適規定通信速度に対応した通信速度に切り換えての通信は、このようなオーディオ再生装置1同士による通信を行う場合においても、問題なく適用できる。先に説明したように、オーディオ視聴システムにおいて本実施の形態の最適規定通信速度に対応する通信速度に切り換わるための動作は、オーディオ信号データを受信する側のオーディオ再生装置1が、例えば図7〜図9により説明した処理手順を実行し、この処理手順(特にステップS110)に応じて、通信相手が通常の無線LAN通信仕様などに従った通信速度の変更設定の動作を実行しさえすれば実現されるからである。
このことから、例えば、オーディオ再生装置1がアクセスポイントなどを経由せずに、オーディオサーバ装置2と、同様にアドホックモードなどによる直接的な無線LAN通信でもって、オーディオ信号データ伝送を行う場合においても、本実施の形態の最適規定通信速度に対応する通信速度に切り換わるための動作は、問題なく実現できることになる。
例えば先ず、実施の形態においては、有効な動作をしていない変調/復調回路での消費電力低減のために、直流電源電圧Vccの供給を停止させることとしている。つまり、実施の形態の場合には、完全に有効な動作をしていない変調/復調回路の動作を停止させることとしている。しかしながら、これ以外にも、例えばスリープモードなどといわれるような、通電(電力供給)はされていても、非常に低電力の状態となる動作モードとすることも考えられる。このためには、例えば変調/復調回路内において、さらに一部所定の機能回路部などについて選択して電源供給を停止させたり、デジタル信号処理を実行する部位については、そのための動作クロックを低速に切り換えたりするようにされればよい。
また、これまでの実施の形態の説明では、電源供給のオン/オフをする機能部位は、キャリア変調/復調に関する回路部のみを対象にして説明しているが、これ以外にも、規定通信速度の切り換えにともなって回路の切り換えが行われる部位があれば、このような部位についても電源供給のオン/オフコントロールが行われるようにしてよいものである。
また、例えば、オーディオ再生装置1の構成としては、無線LAN経由でオーディオ信号データを受信して音響再生が可能な構成とされていれば、適当に変更されてかまわない。例えば、図2の構成では、受信したオーディオ信号データは、単にストリーミング再生的に再生されるものとしているのであるが、受信したオーディオ信号データを記憶保存して、受信取得した後の機会において再生して音響再生できるような構成とすることも考えられる。
また、実施の形態のオーディオ再生装置1は、バッテリにより駆動可能な構成とされており、本願発明に基づいた通信速度制御による消費電力量の低減効果として、特に、バッテリ持続時間の延長が図られることであるとしている。しかしながら、バッテリ駆動に限らず、商用交流電源を取り込んで駆動される機器にあっても、消費電力量が低減されることは好ましいこととされている。従って、本願発明としては、バッテリにより駆動される機器に限定されるものではなく、商用電源などをに入力して動作する機器にも適用されるべきものである。
また、実施の形態では、無線LAN規格に従って、他の機器とデータ通信を行うものとしているが、無線LAN以外の規格によるデータ通信とされてもよい。
また、実施の形態では、最適規定通信速度を求めて設定する場合を、オーディオ信号データの伝送時としているが、このようなオーディオコンテンツのデータのみではなく、ビデオコンテンツのデータ(ビデオ信号データ)などの伝送時にも対応して適用できるものである。例えば、将来的に無線LANなどで規定される通信速度がより高速化されて、ビデオデータのビットレートに対して、充分に余裕のある規定通信速度段階が規定されるようになった場合には、本願発明はビデオコンテンツにも対応して容易に実現できるものであるし、また、有用とされる。
また、実施の形態では、コンテンツデータ伝送を無線データ通信により行う場合を例に挙げているが、有線のデータ通信にあっても、例えば通信速度設定に応じて伝送のための変調方式などが切り換わるべきものとして規定されているようなものであれば、適用が可能とされる。
また、データ通信を利用してオーディオ、ビデオなどのコンテンツデータを伝送するための技術、規格などとしては、例えばDLNA(Digital Living Network Alliance)などが既に知られているものであり、現状においては容易に実現できるものである。
Claims (8)
- 複数の規定通信速度のうちから選択した1つの規定通信速度によるデータ通信を実行するものとされ、所定の1以上の上記規定通信速度によるデータ通信に対応して必要とされる所定の機能動作を実行する2以上の通信関連機能動作部を有して成る、データ通信手段と、
上記データ通信手段によるデータ通信により、他のデータ通信装置から送信される所定種類のコンテンツデータを受信取得させるコンテンツデータ取得制御手段と、
上記データ通信手段により受信取得させるコンテンツデータである対象コンテンツデータのビットレートに基づいて、上記複数の規定通信速度のうちから、この対象コンテンツデータを伝送するのにあたって最も消費電力量が少なくなるとされる最適規定通信速度を推定する通信速度推定手段と、
上記通信速度推定手段により推定した規定通信速度である最適規定通信速度に対応した通信速度でのデータ通信が、上記他のデータ通信装置との間で実行されるように、上記データ通信手段を制御する規定通信速度制御手段と、
上記最適規定通信速度によるデータ通信のために動作を実行する通信関連機能動作部以外の通信関連機能動作部の全て又は一部における消費電力が一定以下となるように制御する電力制御手段と、
を備えることを特徴とするデータ通信装置。 - 上記規定通信速度制御手段は、
上記コンテンツデータの正常受信を意味する肯定応答を、上記最適規定通信速度により上記他のデータ通信装置に対して送信させるようにして制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。 - 上記規定通信速度制御手段は、
上記他のデータ通信装置が、上記最適規定通信速度に対応した通信速度により上記コンテンツデータを送信してくるまで、コンテンツデータの正常受信を意味する肯定応答を、上記他のデータ通信装置に対して送信させないようにして制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。 - 上記データ通信手段によるデータ通信が行われるデータ通信網におけるコリジョンの発生を検出するコリジョン検出手段と、
上記コリジョン検出手段の検出結果に基づいて、コリジョンの発生頻度が増加したことが判別された場合には、これまで設定されていた規定通信速度よりも高い規定通信速度に対応した通信速度でのデータ通信が、上記他のデータ通信装置との間で実行されるように、上記データ通信手段を制御するコリジョン対応規定通信速度制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。 - バッテリを電力源として、少なくとも上記データ通信手段における通信関連機能動作部に対して電源電圧を供給する電源供給手段を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。 - 上記データ通信手段は、無線によるデータ通信を実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。 - 複数の規定通信速度のうちから選択した1つの規定通信速度によるデータ通信を実行するものとされ、所定の1以上の上記規定通信速度によるデータ通信に対応して必要とされる所定の機能動作を実行する2以上の通信関連機能動作部の実行動作を制御するようにされる、データ通信手順と、
上記データ通信手順によるデータ通信により、他のデータ通信装置から送信される所定種類のコンテンツデータを受信取得させるコンテンツデータ取得制御手順と、
上記データ通信手順により受信取得させるコンテンツデータである対象コンテンツデータのビットレートに基づいて、上記複数の規定通信速度のうちから、この対象コンテンツデータを伝送するのにあたって最も消費電力量が少なくなるとされる最適規定通信速度を推定する通信速度推定手順と、
上記通信速度推定手順により推定した規定通信速度である最適規定通信速度に対応した通信速度でのデータ通信が、上記他のデータ通信装置との間で実行されるように、上記データ通信手順によるデータ通信を制御する規定通信速度制御手順と、
上記最適規定通信速度によるデータ通信のために動作を実行する通信関連機能動作部以外の通信関連機能動作部の全て又は一部における消費電力が一定以下となるように制御する電力制御手順と、
を実行することを特徴とするデータ通信方法。 - 複数の規定通信速度のうちから選択した1つの規定通信速度によるデータ通信を実行するものとされ、所定の1以上の上記規定通信速度によるデータ通信に対応して必要とされる所定の機能動作を実行する2以上の通信関連機能動作部の実行動作を制御するようにされる、データ通信手順と、
上記データ通信手順によるデータ通信により、他のデータ通信装置から送信される所定種類のコンテンツデータを受信取得させるコンテンツデータ取得制御手順と、
上記データ通信手順により受信取得させるコンテンツデータである対象コンテンツデータのビットレートに基づいて、上記複数の規定通信速度のうちから、この対象コンテンツデータを伝送するのにあたって最も消費電力量が少なくなるとされる最適規定通信速度を推定する通信速度推定手順と、
上記通信速度推定手順により推定した規定通信速度である最適規定通信速度に対応した通信速度でのデータ通信が、上記他のデータ通信装置との間で実行されるように、上記データ通信手順によるデータ通信を制御する規定通信速度制御手順と、
上記最適規定通信速度によるデータ通信のために動作を実行する通信関連機能動作部以外の通信関連機能動作部の全て又は一部における消費電力が一定以下となるように制御する電力制御手順と、
をデータ通信装置に実行させるプログラム。
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