JP2008250460A - 無線通信端末、無線通信システム及び無線通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アイソクロナスモードをサポートしないＵＳＢバスを有するＰＣに接続して無線通信を行うことが可能な無線通信端末、無線通信システム及び無線通信プログラムを提供する。
【解決手段】送信音声データの送信時には、ＰＣ２が生成した音声データを送信ＰＣＭデータに変換してバルク転送モードで通信モジュール１に対してＵＳＢ転送し、通信モジュール１が、ＵＳＢ転送された送信ＰＣＭデータを２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつバッファリングし、２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつアナログの送信音声データに変換し、さらにデジタルの送信音声データに変換してからＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に対して送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、公衆電話通信網を利用して通信が可能な無線通信端末、無線通信システム及び無線通信プログラムに関する。

パーソナルコンピュータ（Personal Computer：以下ＰＣ）が広く普及しており、様々なデータがＰＣ上で取り扱われるようになっている。複数のＰＣが通信ネットワークを介して接続され、多様なデータがやり取りされている。
ＰＣ上で扱われるデータは多様化しており、特にあたかも電話のように音声データをリアルタイムで送受信して通話を行いたい、という要請がある。
このような要請に応える技術として、例えば、専用のアプリケーションをＰＣ上で動作させ、ＰＣにマイクとスピーカとを取り付け、マイクによって取り込んだ音声を符号化・圧縮してインターネットを介して送受信し、通話先から受信した音声データをスピーカで再生し、あたかも電話のように通話を行うことができる技術がある。

上述した技術は、一般にインターネット電話と呼ばれているが、一般の電話と比較して品質（通話音質、遅延等）の点で劣っている、という不利益がある。
この不利益を回避する技術として、ＰＣにマイクとスピーカとを取り付け、マイクによって取り込んだ音声を符号化・圧縮して公衆電話通信網を介して送受信し、通話を行う技術が特許文献１に開示されている。
特開２００１−２１１２２８号公報

特許文献１には、ＵＳＢバスを介してＰＣと接続され、さらに公衆電話通信網に接続された電話端末装置が開示されている。特許文献１に開示されている電話端末装置は、ＰＣでデジタル変換された音声データをＵＳＢのアイソクロナス転送モードで取得しＰＣＭ（Pulse-Code Modulation）信号として公衆電話通信網に送信し、反対に公衆電話通信網から受信したＰＣＭ信号を復調し、音声データとしてＵＳＢのアイソクロナス転送モードでＰＣに送信する。
上述したように、特許文献１に開示された電話端末装置では、ＵＳＢのアイソクロナス転送モードによってＰＣと音声データの通信を行っている。
アイソクロナス転送モードとは、ＵＳＢでサポートされているデータ転送方式のひとつであり、一定時間当たりの転送量が保証される、という特徴を有する。すなわち、データの転送が途中で途切れないので、動画や音声などのストリーミングデータの転送に向いている。

ただし、全てのＵＳＢ機器がアイソクロナス転送モードをサポートしているわけではいため、特許文献１に開示されている電話端末装置には、アイソクロナスモードをサポートしないＵＳＢバスを有するＰＣに接続して使用することができない、という不利益がある。また、昨今はＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やポータブルゲーム機、カーナビゲーションシステムにもＵＳＢスロットを有するものがあり、これらの機器においては、アイソクロナス転送モードがサポートされない可能性が高い。

本発明は上記した不利益を解消するためになされたものであり、アイソクロナスモードをサポートしないＵＳＢバスを有するＰＣ等の後位端末に接続して無線通信を行うことが可能な無線通信端末、無線通信システム及び無線通信プログラムを提供することを目的とする。

上記した不利益を解消するために、第１の発明の無線通信端末は、送信ＰＣＭデータを生成する後位端末とＵＳＢ接続され、前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得するＵＳＢ通信部と、前記ＵＳＢ通信部に接続され、当該ＵＳＢ通信部が取得した前記送信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、前記バッファメモリがバッファリングした、前記後位端末から取得された送信ＰＣＭデータを送信音声データに変換するＰＣＭデータ変換部と、公衆電話通信網と無線通信が可能であり、前記ＰＣＭデータ変換部が変換した送信音声データを前記公衆電話通信網に送信する通信処理部と、を有し、前記バッファメモリは、前記ＵＳＢ通信部が前記後位端末から取得した送信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、前記ＰＣＭデータ通信部にバッファリングされた前記送信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ出力する。

好適には、前記通信処理部は、前記公衆電話通信網から受信音声データを受信し、前記ＰＣＭデータ変換部は、前記通信処理部が受信した前記受信音声データを、受信ＰＣＭデータに変換して所定時間ごとに前記バッファメモリに出力し、前記バッファメモリは、前記ＰＣＭデータ変換部が出力した前記受信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、前記ＵＳＢ通信部は、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ前記後位端末に対してバルク転送モードにてＵＳＢ転送する。

好適には、前記ＰＣＭデータ変換部は、前記バッファメモリから出力された前記送信ＰＣＭデータが存在した場合は前記送信音声データに変換して出力し、前記バッファメモリから出力された前記送信ＰＣＭデータが存在しなかった場合は、空データを生成して前記送信音声データとして出力する。

第２の発明の無線通信端末は、公衆電話通信網と無線通信が可能であり、当該公衆電話通信網から受信音声データを受信する通信処理部と、前記通信処理部が受信した前記受信音声データを、受信ＰＣＭデータに変換するＰＣＭデータ変換部と、前記ＰＣＭデータ変換部が出力した前記受信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、後位端末と接続され、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを前記後位端末に対してバルク転送モードにてＵＳＢ転送するＵＳＢ通信部と、を有し、前記ＰＣＭデータ変換部は、前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記バッファメモリに出力し、前記ＵＳＢ通信部は、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ前記後位端末に対してＵＳＢ転送する。

第３の発明の無線通信システムは、後位端末と、当該後位端末とＵＳＢ接続された無線通信端末と、公衆電話通信網と、を有する無線通信システムであって、前記後位端末は、音声を取り込み、取り込んだ音声を基に送信ＰＣＭデータを生成可能な音声処理部と、前記音声処理部が生成した前記送信ＰＣＭデータを前記無線通信端末に対してＵＳＢ転送可能である第１ＵＳＢ通信部と、を有し、前記無線通信端末は、前記第１ＵＳＢ通信部とＵＳＢ接続され、前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得する第２ＵＳＢ通信部と、前記第２ＵＳＢ通信部に接続され、当該第２ＵＳＢ通信部が取得した前記送信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、前記バッファメモリがバッファリングした、前記後位端末から取得された送信ＰＣＭデータを送信音声データに変換するＰＣＭデータ変換部と、前記公衆電話通信網と無線通信が可能であり、前記ＰＣＭデータ変換部が変換した送信音声データを前記公衆電話通信網に送信する通信処理部と、を有し、前記バッファメモリは、前記ＵＳＢ通信部が前記後位端末から取得した送信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、前記ＰＣＭデータ通信部にバッファリングされた前記送信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ出力する。

第４の発明の無線通信プログラムは、公衆通信網と無線接続可能であり、送信音声データを前記公衆通信網に送信する通信処理部を有する無線通信端末との間でＵＳＢ接続される後位端末において実行される無線通信プログラムであって、入力されたアナログ音声をＰＣＭデータ化し、送信ＰＣＭデータを生成するステップと、前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて前記無線通信端末にＵＳＢ出力するステップと、前記無線通信端末から出力される受信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得するステップと、前記受信ＰＣＭデータをアナログ音声化して出力可能とするステップと、を実行可能である。

本発明によれば、アイソクロナスモードをサポートしないＵＳＢバスを有するＰＣ等の後位端末に接続して無線通信を行うことが可能な無線通信端末、無線通信システム及び無線通信プログラムを提供することができる。

以下、本発明の実施形態の無線通信システム１００について説明する。
図１は、本実施形態の無線通信システム１００の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、無線通信システム１００は、通信モジュール１、ＰＣ２、ＣＤＭＡ通信網３を有する。通信モジュール１が本発明の無線通信端末に、ＰＣ２が本発明の後位端末に、ＣＤＭＡ通信網３が本発明の公衆電話通信網にそれぞれ対応している。
図１に示すように、通信モジュール１はＰＣ２とＵＳＢ接続されており、またアンテナ１１を介してＣＤＭＡ通信網３と通信を行うことができるように構成されている。
本実施形態の通信モジュール１としては、本発明の無線通信端末の一例として、例えばＰＣ２にＵＳＢ接続される通信カード状の通信端末が挙げられるが、本発明の無線通信端末はこれに限定されるものではない。また、ＵＳＢスロットに着脱自在である必要も無く、後位端末内に内蔵されていても良い。
図１に示した無線通信システム１００では、発信元からＣＤＭＡ通信網３を介して送信された音声データ（以下、受信音声データ）を、通信モジュール１が受信しＰＣＭデータ（以下、受信ＰＣＭデータ）に変換した後ＰＣ２に転送する。或いは、ＰＣ２において生成されたＰＣＭデータ（以下、送信ＰＣＭデータ）を、通信モジュール１が送信可能な音声データ（以下、送信音声データ）に変換した後ＣＤＭＡ通信網３を介して送信先に送信する。
ここで、本実施形態のＣＤＭＡ通信網３は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式の携帯電話通信網である。

以下、無線通信システム１００の各構成について詳しく説明する。
通信モジュール１は、図１に示すように、アンテナ１１、通信処理部１２、Ｄ／Ａ変換部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、ＰＣＭデータ変換部１５、バッファメモリ１６、ＵＳＢ通信部１７（本発明の第２ＵＳＢ通信部）を有する。
アンテナ１１は、ＣＤＭＡ通信網３を介した通信を行うためのアンテナである。
通信処理部１２は、ＣＤＭＡ通信網３及びアンテナ１１を介して音声呼が確立した状態で、発信元からＡＭＲ（Adaptive Multi-Rate）等の方式によりエンコードされたデジタルの受信音声データを受信する、或いは、後述するＰＣＭデータ変換部１５が生成した、受信音声データと同様にＡＭＲ等の方式によりエンコードしたデジタルの送信音声データをアンテナ１１及びＣＤＭＡ通信網３を介して送信する処理を行う。

Ｄ／Ａ変換部１３は、通信処理部１２が受信したデジタルの受信音声データをアナログ音声データに変換・デコードする。
Ａ／Ｄ変換部１４は、後述するＰＣＭデータ変換部１５が生成したアナログの送信音声データを、ＣＤＭＡ通信網３に送信するためのデジタルの送信音声データに変換・エンコードする。

ＰＣＭデータ変換部１５は、Ｄ／Ａ変換部１３が出力したアナログの受信音声データにパルス符号変調を行い受信ＰＣＭデータを生成し、所定時間ごとに出力する。また、ＰＣＭデータ変換部１５は、後述するバッファメモリ１６にバッファリングされた、ＰＣ２から転送された送信ＰＣＭデータをアナログの送信音声データに変換し、所定時間ごとにＡ／Ｄ変換部１５に出力する。
所定時間とは、以下説明するバッファメモリ１６及びＵＳＢ通信部１７における所定時間と同様に、例えば２０ｍｓである。この値の根拠については、後に説明する。
なお、ＰＣＭデータ変換部１５が生成するＰＣＭデータは、例えばサンプリングレート８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ｂｉｔである。
これは、人の声の周波数レンジは通常２００Ｈｚから３，４００Ｈｚであることから、十分な音質を確保するための決定された値である。

バッファメモリ１６は、後述するＵＳＢ通信部１７によりＰＣ２に転送される受信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングする。また、ＵＳＢ通信部１７を介してＰＣ２から転送された送信ＰＣＭデータを所定時間ごと及び所定容量ずつバッファリングする。所定時間は、上述したように、例えば２０ｍｓであり、所定容量は、上述した音質を確保する値として、例えば３２０ｂｙｔｅに設定される。

ＵＳＢ通信部１７は、後述するＰＣ２の制御部２３からの制御信号に従って、バッファメモリ１６にバッファリングされた受信ＰＣＭデータを、ＵＳＢ１．１で接続されたＰＣ２に対して所定時間ごとにバルク転送モードで転送する。制御信号は、所定時間及び転送モード等を指定している。制御信号において指定される所定時間は、上述したバッファメモリ１６が所定容量のデータをバッファリングする所定時間と同値である。すなわち、例えば２０ｍｓである。
２０ｍｓという所定時間は、上述したバッファメモリ１６にバッファリングされた所定容量、すなわち３２０ｂｙｔｅのデータが、ＵＳＢ１．１のフルスピードにおける転送速度１２Ｍｂｐｓ（bits per seconds）において確実に転送されると予想される時間である。具体的には、３２０ｂｙｔｅ＝２５６０ｂｉｔであるため、１２Ｍｂｐｓの通信速度では３２０ｂｙｔｅのデータは約０．２１３ｍｓで転送されることになり、この値は２０ｍｓと比較して十分に小さいと言える。
また、ＵＳＢ通信部１７は、ＰＣ２からバルク転送モードで転送された送信ＰＣＭデータを取得し、バッファメモリ１６に所定時間ごとにバッファリングさせる。

図２に、ＰＣ２から転送された送信ＰＣＭデータを通信モジュール１のＵＳＢ通信部１７が取得し、バッファメモリ１６にバッファリングさせる際のタイムスケールを示す。
図２（ａ）は、通信モジュール１のＵＳＢ通信部１７がＰＣ２からの送信ＰＣＭデータを取得し、バッファメモリ１６が当該送信ＰＣＭデータをバッファリングする際のタイムスケールを示している。
図２（ａ）の横方向、左から右にかけて時間が経過している。
図２（ａ）においては、ＵＳＢ通信部１７は、ＰＣ２から２０ｍｓごとに、いずれかのタイミングで３２０ｂｙｔｅの送信ＰＣＭデータをバルク転送モードで取得している。以下では、２０ｍｓの期間をフレームと呼ぶことにする。
図２（ａ）に示すように、バッファメモリ１６は、ＵＳＢ通信部１７が１フレームごとに取得した３２０ｂｙｔｅの送信ＰＣＭデータを、３２０ｂｙｔｅずつバッファリングする。ここで、バッファメモリ１６がバッファリングする送信ＰＣＭデータを仮に時系列順にＡ，Ｂ，Ｃと呼ぶことにする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）で通信モジュール１のバッファメモリ１６がバッファリングした送信ＰＣＭデータを、ＰＣＭデータ変換部１５に出力する際のタイムスケールを示す図である。
バッファメモリ１６は、図２（ａ）に示す１番目のフレームでバッファリングされた送信ＰＣＭデータＡを、図２（ｂ）に示すように次のフレームの始まりのタイミングでＰＣＭデータ変換部１５に出力する。送信ＰＣＭデータＢ及びＣに関しても、バッファメモリ１６は、図２（ａ）に示した、バッファリングされたフレームの次のフレームの始まりのタイミングで送信ＰＣＭデータＢ及びＣをＰＣＭデータ変換部１５に出力する。バッファメモリ１６から送信ＰＣＭデータの出力を受けたＰＣＭデータ変換部１５は、出力された送信ＰＣＭデータを取得したタイミングでアナログの送信音声データへの変換を行う。
このようにすることによって、通信モジュール１は、ＰＣ２が出力した送信ＰＣＭデータを、２０ｍｓずつ遅れてではあるが、途切れなく送信音声データに変換して送信を行うことができる。

ただし、転送エラー等の理由により、ＵＳＢ通信部１７が送信ＰＣＭデータを取得できないフレームが存在する場合がある。
図２（ｃ）は、あるフレームにおいて、通信エラー等の理由によりＵＳＢ通信部１７が送信ＰＣＭデータを取得できなかった場合に、バッファメモリ１６が送信ＰＣＭデータをバッファリングする際のタイムスケールを示している。
図２（ｃ）においては、通信エラー等の理由により、ＵＳＢ通信部１７が、２番目のフレームにおいて、ＰＣ２からの送信ＰＣＭデータＢを取得できなかった場合について示している。すなわち、図２（ｃ）においては、バッファメモリ１６は２番目のフレームでは送信ＰＣＭデータをバッファリングできない。
このような場合、バッファメモリ１６は、図２（ｄ）に示すように、送信ＰＣＭデータＢを取得できなかったフレームの次のフレームにおいて出力する送信ＰＣＭデータが存在しないことになる。図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示した、送信ＰＣＭデータがバッファリングされていないフレームが存在する場合の、バッファメモリ１６の送信ＰＣＭデータ出力のタイムスケールを示す図である。
このような場合には、ＰＣＭデータ変換部１５は、送信ＰＣＭデータが存在しないフレームにおいては、無音データ（空データ）を生成する。
このようにすることによって、通信エラー等の理由により送信ＰＣＭデータが存在しないフレームが存在した場合でも、通信モジュール１はＰＣ２が生成した送信音声データを問題なく発信先に送信することができるようになる。

以下、ＵＳＢ通信部１７のＵＳＢ転送モードについて説明する。
ＵＳＢ（Universal Serial Bus）は、コンピュータに周辺機器を接続するためのシリアルバス規格の１つであり、複数の多様なシステム構成をとりうる。このため、バス使用効率とそれぞれのバスのパフォーマンスを低下させないように、ＵＳＢを利用するアプリケーションの特徴に合わせて選択できる４つの転送モードが存在する。すなわち、コントロール転送、インタラプト転送、アイソクロナス転送、バルク転送の４つである。

コントロール転送は、ＵＳＢデバイスとしてコンピュータに認識させるための初期化をはじめとする通信であり、全てのＵＳＢデバイスが実装していなければならない機能である。
インタラプト転送は、非同期で低頻度の小さいデータを転送する場合に用いられる。
アイソクロナス転送は、連続的で周期的な通信に利用される優先度の高い転送方式であり、通信経路が確立された後は限定的な遅延で一定の転送レートが保証される。ただし、エラー検出は行われない。
バルク転送は、エラー訂正を含んだ状態での突発的で非周期的な通信のうち遅延が問題にならない大量のデータを転送する通信に用いられる。
本実施形態のＵＳＢ通信部１７では、バルク転送モードにより通信を行う。

次に、図１に示すように、ＰＣ２は、音声処理部２１、ＵＳＢ通信部２２（本発明の第１ＵＳＢ通信部）、制御部２３を有する。
音声処理部２１は、マイク２１１及びスピーカ２１２を有し、マイク２１１で取り込んだ音声信号を送信ＰＣＭデータに変換する。また、後述するＵＳＢ通信部２２が通信モジュール１から取得した受信ＰＣＭデータを音声データに変換し、スピーカ２１２に再生させる。
ＵＳＢ通信部２２は、音声処理部２１が生成した送信ＰＣＭデータを通信モジュール１に対してバルク転送モードで転送する。また、ＵＳＢ通信部１７は、ＰＣ２からバルク転送モードで転送された受信ＰＣＭデータを取得する。
制御部２３は、通信モジュール１及び、音声処理部２１、ＵＳＢ通信部２２の統括的な制御を行う。制御部２３は、通信モジュール１とＣＤＭＡ通信網３とを介した音声通話を処理するための音声通話アプリケーションを実行する。制御部２３で実行される音声通話アプリケーションは、通信モジュール１に対して制御信号を送信し、通信モジュール１の各構成の動作を制御する。また、ＰＣ２の音声処理部２１及びＵＳＢ通信部２２に対して、それぞれ上記説明した動作を実行させる。

通信モジュール１がＣＤＭＡ通信網３との間で、通話状態に移行するまでの処理を説明する。
まずユーザが、ＰＣ２上の図示しないキーボード等を操作して、以降の処理を制御部２３で行うアプリケーションプログラムを起動する。そして、キーボードを操作することにより、発呼先の電話番号を指定して発呼の要求を行う。制御部２３（アプリケーションプログラム）は、発呼の要求をうけると、発呼先番号を含む発呼要請の信号を生成し、ＵＳＢ通信部２２経由で通信モジュール１に出力する。通信モジュール１では、ＵＳＢ通信部１７にて発呼要請を受信すると、ＣＤＭＡ通信網３に含まれる図示しない基地局に対し、発呼要求を行う。ここでは、自通信モジュール１の電話番号、発呼要請信号から抽出した発呼先番号等を基地局経由でＣＤＭＡ通信網３に送出する。ＣＤＭＡ通信網３においては、発呼先番号にて指定される相手端末に着信要求を行い、この端末からの応答があれば、発呼側通信モジュール１と着呼側端末とをトラフィックチャネルに移行させて音声路を設定し、通話状態とする。

なお、逆に、通信モジュール１は、待ち受け中の基地局のページングチャネルを定期的
に監視しており、ＣＤＭＡ通信網３から通信モジュール１の有する電話番号を基に着呼要求が発生したことを検出すると、ＵＳＢ通信部１７経由でＰＣ２の制御部２３に対し、着信報知要求を行なう。制御部２３は着信報知要求を受信すると、アプリケーションプログラムが起動中であれば音声処理部２１に報知音をスピーカ２１２に出力させるよう制御し、起動中でなければ起動させて同様の処理を行う、あるいはＵＳＢ通信部２２経由で応答不可を返答する。ＰＣ２においては、ユーザが着信報知に対してキーボード操作などにより応答が生じると、ＵＳＢ通信部２２経由で応答許可を返答する。そして、通信モジュール１は、応答不可を得た場合にはＣＤＭＡ通信網３に応答不可を返答して通信を行なわず、応答許可を得た場合には、前の発呼時の説明と同様の処理にて発呼側と音声路を設ける。
以上の過程にて、音声路が通信モジュール１とＣＤＭＡ通信網３経由で相手側端末との間に設けられて、通話状態となる。以降、通信が終了するまでの間、通信モジュール１は、ＣＤＭＡ通信網３へ送信音声データを送出、あるいはＣＤＭＡ通信網３から送信される受信音声データを受信する。

以下、ＣＤＭＡ通信網３から受信音声データを受信した際の無線通信システム１００の動作例について説明する。
図３は、ＣＤＭＡ通信網３から受信音声データを受信した際の無線通信システム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１：
通信モジュール１の通信処理部１２は、ＣＤＭＡ通信網３を介して発信元から送信された受信音声データを受信する。
ステップＳＴ２：
通信モジュール１のＤ／Ａ変換部１３は、ステップＳＴ１において受信したデジタルの受信音声データをアナログの受信音声データに変換する。

ステップＳＴ３：
通信モジュール１のＰＣＭデータ変換部１５は、ステップＳＴ２において変換されたアナログの受信音声データを受信ＰＣＭデータに変換し、２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつ出力する
ステップＳＴ４：
通信モジュール１のバッファメモリ１６は、ステップＳＴ３において変換された受信ＰＣＭデータを３２０ｂｙｔｅずつバッファリングする。

ステップＳＴ５：
通信モジュール１のＵＳＢ通信部１７は、ステップＳＴ４においてバッファリングされた受信ＰＣＭデータをバルク転送モードで２０ｍｓごとにＰＣ２に転送する。
ステップＳＴ６：
ＰＣ２のＵＳＢ通信部２２は、ステップＳＴ５において転送された受信ＰＣＭデータを受信する。

ステップＳＴ７：
ＰＣ２の音声処理部２１は、ステップＳＴ６において受信した受信ＰＣＭデータを再生可能な形式の音声データに変換する。
ステップＳＴ８：
ＰＣ２の音声処理部２１は、ステップＳＴ７において変換した音声データをスピーカ２１２にて再生する。

次に、ＰＣ２が生成した送信音声データをＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に送信する際の無線通信システム１００の動作例について説明する。
図４は、ＰＣ２が生成した送信音声データをＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に送信する際の無線通信システム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１１：
ＰＣ２の音声処理部２１は、マイク２１１から入力された音声を音声データとして取得する。
ステップＳＴ１２：
ＰＣ２の音声処理部２１は、ステップＳＴ１１において取得した音声データを送信ＰＣＭデータに変換する。

ステップＳＴ１３：
ＰＣ２のＵＳＢ通信部２２は、ステップＳＴ２において変換した送信ＰＣＭデータをバルク転送モードで通信モジュール１に対して転送する。
ステップＳＴ１４：
通信モジュール１のＵＳＢ通信部１７は、ステップＳＴ１３において転送された送信ＰＣＭデータを取得し、バッファメモリ１６に対して２０ｍｓごとに出力しバッファリングさせる。

ステップＳＴ１５：
通信モジュール１のバッファメモリ１６は、ステップＳＴ１４においてＵＳＢ通信部１７から出力された送信ＰＣＭデータを３２０ｂｙｔｅずつバッファリングする。
ステップＳＴ１６：
通信モジュール１のＰＣＭデータ変換部１５は、２０ｍｓごとにバッファメモリ１６から出力される送信ＰＣＭデータを取得する。この際、送信ＰＣＭデータが出力された場合はステップＳＴ１７に進み、バッファメモリ１６の当該フレームにおいてバッファリングされた送信ＰＣＭデータが通信エラー等の理由により存在しなかった場合は、ステップＳＴ１８に進む。

ステップＳＴ１７：
通信モジュール１のＰＣＭデータ変換部１５は、ステップＳＴ１５においてバッファリングされた送信ＰＣＭデータをアナログの送信音声データに変換し、２０ｍｓごとに出力する。
ステップＳＴ１８：
通信モジュール１のＰＣＭデータ変換部１５は、無音のデータ（空データ）を生成し、２０ｍｓごとに出力する。

ステップＳＴ１９：
通信モジュール１のＡ／Ｄ変換部１４は、ステップＳＴ１７においてＰＣＭデータ変換部１５が変換したアナログの送信音声データと、ステップＳＴ１８において生成された空データとを順番にデジタルの送信音声データに変換する。
ステップＳＴ２０：
通信モジュール１の通信処理部１２は、ステップＳＴ１９において変換されたデジタルの送信音声データをＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に送信する。

以下、上述した無線通信システム１００における通話音声の品質について説明する。
音声の品質のうち、音質については、上述したように、ＰＣＭデータ変換部１５が生成するＰＣＭデータは、例えばサンプリングレート８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ｂｉｔであるため、十分な音質が確保されていると言える。
以下問題となるのは、通信に伴う音声の遅延である。
図５は、各種通信における音声の遅延について説明するための図である。
図５（ａ）は、通常の会話、すなわち、話し手と聞き手とが直接面と向かって会話をしている場合の遅延について説明するための図である。
図５（ａ）に示すように、このような場合には、話し手と聞き手との間には遅延が発生しない。

図５（ｂ）は、ＣＤＭＡ通信網３を介して会話をする場合、すなわち、話し手と聞き手とが、ＣＤＭＡ通信網３により通信を行う携帯電話同士で会話を行う場合の遅延について説明するための図である。
図５（ｂ）に示すように、話し手が話してから、聞き手がこれを聞くまでの間に、ＣＤＭＡ通信網３に起因する若干の遅延が生じる。この遅延時間については、正確な値はわからないが、数ｍｓ〜十数ｍｓであると考えられる。

図５（ｃ）は、本実施形態の無線通信システム１００を使用して話し手と聞き手とが会話を行う場合の遅延について説明するための図である。
本実施形態の無線通信システム１００においては、話し手が発した音声は、以下のような段階を経て聞き手に届けられる。

すなわち、話し手が発した音声をＰＣ２の音声処理部２１がマイク２１１を介して取得し、音声データが生成される。生成された音声データは、送信ＰＣＭデータに変換されてから、ＵＳＢ通信部２２及びＵＳＢ通信部１７を介してＰＣ２から通信モジュール１へと転送される。ここで、ＵＳＢ転送により若干の遅延が生じる（ＵＳＢ１．１における一例としては、１．２８ｍｓの遅延が生じる）。
次に、バッファメモリ１６が、転送された送信ＰＣＭデータを３２０ｂｙｔｅずつバッファリングする。ここで、バッファメモリ１６は、ＵＳＢ通信部１７の出力に従い２０ｍｓ（１フレーム）ごとにバッファリングされた送信ＰＣＭデータを次のフレームで出力しているため、２０ｍｓの遅延が生じる。
さらに、バッファメモリ１６から２０ｍｓごとに出力された送信ＰＣＭデータを、ＰＣＭデータ変換部１５がアナログの送信音声データに変換（通信エラー等により出力される送信ＰＣＭデータが存在しなかった場合はそのフレームにおいて空データを生成）し、２０ｍｓごとに出力する。この際に、さらに２０ｍｓの遅延が生じる。
最後に、ＰＣＭデータ変換部１５から出力されたアナログの送信音声データ（及び空データ）を、出力された順に順次Ａ／Ｄ変換部１４がデジタルの送信音声データに変換し、通信処理部１２によりＣＤＭＡ通信網３を介して発信先まで送信される。この際に、上述した図５（ｂ）の場合と同様のＣＤＭＡ通信に起因した遅延がさらに生じる。

すなわち、以上説明したように、本実施形態の無線通信システム１００は、従来のＣＤＭＡ通信網３を介した携帯電話同士で会話を行う場合（図５（ｂ）に示した場合）と比較して、１．２８ｍｓ＋２０ｍｓ＋２０ｍｓ＝４１．２８ｍｓの遅延が余計に生じることになる。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により定められている、ＣＤＭＡ通信の許容可能な遅延時間は、１５０ｍｓであるため、本実施形態の無線通信システム１００に起因する４１．２８ｍｓの遅延時間は、ＣＤＭＡ通信に起因する遅延（数ｍｓ〜十数ｍｓ）と合わせたとしても１５０ｍｓよりも小さく、本実施形態の無線通信システム１００による通信が十分に実用的であることがわかる。

以上説明したように、本実施形態の無線通信システム１００においては、送信音声データの送信時には、ＰＣ２が生成した音声データを送信ＰＣＭデータに変換してバルク転送モードで通信モジュール１に対してＵＳＢ転送し、通信モジュール１が、ＵＳＢ転送された送信ＰＣＭデータを２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつバッファリングし、２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつアナログの送信音声データに変換し、さらにデジタルの送信音声データに変換してからＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に対して送信する。或いは、受信音声データの受信時には、ＣＤＭＡ通信網３を介して発信元から送信されたデジタルの受信音声データを、通信モジュール１が取得し３２０ｂｙｔｅずつ受信ＰＣＭデータに変換して２０ｍｓごとに出力し、３２０ｂｙｔｅずつバッファリングし、２０ｍｓごと、３２０ｂｙｔｅずつＰＣ２に対してバルク転送モードでＵＳＢ転送し、ＰＣ２が再生可能な音声データに変換して再生を行う。

このため、本実施形態の無線通信システム１００によれば、ＰＣ２のＵＳＢ通信部２２がアイソクロナス転送モードをサポートしていない場合でも、バルク転送モードによりＣＤＭＡ通信網を介した無線通信を行うことができる。

また、バッファメモリ１６が所定時間（２０ｍｓ）ごとに出力された送信及び受信ＰＣＭデータを所定容量（３２０ｂｙｔｅ）ごとにバッファリングするため、バルク転送モードにおいても送信及び受信ＰＣＭデータを途切れずにＵＳＢ転送することができ、アイソクロナス転送モードをサポートしていないＰＣ２に本実施形態の無線通信システム１００を適用する際にも、ＰＣ２における音声の再生及び、発信先への送信音声データの送信を途切れずに行うことができる。

また、一度にバッファリングされる送信及び受信ＰＣＭデータの所定容量は、例えば３２０ｂｙｔｅであり、ＵＳＢ１．１のフルスピードを使用した最大１２ＭｂｐｓのＵＳＢ転送においては、所定時間すなわち２０ｍｓよりも十分に短い持間で転送することができるため、所定時間ごとにバッファリングされた所定容量のＰＣＭデータは、ほぼ確実にＵＳＢ転送され、通信エラーを懸念する必要が少ない。

さらに、発信先への送信音声データ送信時に、例え通信エラー等により送信ＰＣＭデータがバッファリングされていないフレームがあったとしても、通信モジュール１では、当該フレームにおいて空データを挿入するため、発信先での音声再生時には当該フレームのみ無音となるが、当該無音フレームは非常に短く（２０ｍｓ）、また他のフレームに影響を及ぼすことも無いため、通信エラー等に起因する送信ＰＣＭデータ空白区間による影響を最小限に抑えることができる。

さらに、本実施形態のＵＳＢ転送を利用した無線通信システム１００においては、例えば発信先への送信音声データ送信時に、ＣＤＭＡ通信による携帯電話機同士の通話と比較しても、最大４１．２８ｍｓの遅延しか生じず、この遅延は３ＧＰＰにより規定されるＣＤＭＡ通信の許容可能遅延時間である１５０ｍｓよりも十分に小さいため、十分な品質の音声通話を行うことができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、本発明の実施に際しては、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
上述した実施形態では、所定時間を２０ｍｓ、所定容量を３２０ｂｙｔｅとした。これらの数値は、上述した実施形態において説明したような根拠を有する数値であるが、本発明の所定時間及び所定容量は、これらの数値に限定されない。上述した根拠を満たす他の数値をとっても良い。

図１は、本実施形態の無線通信システム１００の構成の一例を示す図である。 図２は、ＰＣ２のＵＳＢ通信部２２が転送してきた送信ＰＣＭデータを通信モジュール１のＵＳＢ通信部１７が取得し、バッファメモリ１６にバッファリングさせる際のタイムスケールを示す図である。 図３は、ＣＤＭＡ通信網３から受信音声データを受信した際の無線通信システム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。 図４は、ＰＣ２が生成した音声データをＣＤＭＡ通信網３を介して発信先に送信する際の無線通信システム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。 図５は、各種通信における音声の遅延について説明するための図である。

符号の説明

１００…無線通信システム、１…通信モジュール、１１…アンテナ、１２…通信処理部、１３…Ｄ／Ａ変換部、１４…Ａ／Ｄ変換部、１５…ＰＣＭデータ変換部、１６…バッファメモリ、１７…ＵＳＢ通信部、２…ＰＣ、２１…音声処理部、２１１…マイク、２１２…スピーカ、２２…ＵＳＢ通信部、２３…制御部、３…ＣＤＭＡ通信網

Claims (6)

1. 送信ＰＣＭデータを生成する後位端末とＵＳＢ接続され、前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得するＵＳＢ通信部と、
   前記ＵＳＢ通信部に接続され、当該ＵＳＢ通信部が取得した前記送信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、
   前記バッファメモリがバッファリングした、前記後位端末から取得された送信ＰＣＭデータを送信音声データに変換するＰＣＭデータ変換部と、
   公衆電話通信網と無線通信が可能であり、前記ＰＣＭデータ変換部が変換した送信音声データを前記公衆電話通信網に送信する通信処理部と、
   を有し、
   前記バッファメモリは、前記ＵＳＢ通信部が前記後位端末から取得した送信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、前記ＰＣＭデータ通信部にバッファリングされた前記送信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ出力する
   ことを特徴とする無線通信端末。
2. 前記通信処理部は、前記公衆電話通信網から受信音声データを受信し、
   前記ＰＣＭデータ変換部は、前記通信処理部が受信した前記受信音声データを、受信ＰＣＭデータに変換して所定時間ごとに前記バッファメモリに出力し、
   前記バッファメモリは、前記ＰＣＭデータ変換部が出力した前記受信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、
   前記ＵＳＢ通信部は、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ前記後位端末に対してバルク転送モードにてＵＳＢ転送する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記ＰＣＭデータ変換部は、前記バッファメモリから出力された前記送信ＰＣＭデータが存在した場合は前記送信音声データに変換して出力し、前記バッファメモリから出力された前記送信ＰＣＭデータが存在しなかった場合は、空データを生成して前記送信音声データとして出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
4. 公衆電話通信網と無線通信が可能であり、当該公衆電話通信網から受信音声データを受信する通信処理部と、
   前記通信処理部が受信した前記受信音声データを、受信ＰＣＭデータに変換するＰＣＭデータ変換部と、
   前記ＰＣＭデータ変換部が出力した前記受信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、
   後位端末と接続され、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを前記後位端末に対してバルク転送モードにてＵＳＢ転送するＵＳＢ通信部と、
   を有し、
   前記ＰＣＭデータ変換部は、前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記バッファメモリに出力し、
   前記ＵＳＢ通信部は、前記バッファメモリがバッファリングした前記受信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ前記後位端末に対してＵＳＢ転送する
   ことを特徴とする無線通信端末。
5. 後位端末と、当該後位端末とＵＳＢ接続された無線通信端末と、公衆電話通信網と、を有する無線通信システムであって、
   前記後位端末は、
   音声を取り込み、取り込んだ音声を基に送信ＰＣＭデータを生成可能な音声処理部と、
   前記音声処理部が生成した前記送信ＰＣＭデータを前記無線通信端末に対してＵＳＢ転送可能である第１ＵＳＢ通信部と、
   を有し、
   前記無線通信端末は、
   前記第１ＵＳＢ通信部とＵＳＢ接続され、前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得する第２ＵＳＢ通信部と、
   前記第２ＵＳＢ通信部に接続され、当該第２ＵＳＢ通信部が取得した前記送信ＰＣＭデータをバッファリングするバッファメモリと、
   前記バッファメモリがバッファリングした、前記後位端末から取得された送信ＰＣＭデータを送信音声データに変換するＰＣＭデータ変換部と、
   前記公衆電話通信網と無線通信が可能であり、前記ＰＣＭデータ変換部が変換した送信音声データを前記公衆電話通信網に送信する通信処理部と、
   を有し、
   前記バッファメモリは、前記ＵＳＢ通信部が前記後位端末から取得した送信ＰＣＭデータを所定容量ずつバッファリングし、前記ＰＣＭデータ通信部にバッファリングされた前記送信ＰＣＭデータを所定時間ごとに前記所定容量ずつ出力する
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 公衆通信網と無線接続可能であり、送信音声データを前記公衆通信網に送信する通信処理部を有する無線通信端末との間でＵＳＢ接続される後位端末において実行される無線通信プログラムであって、
   入力されたアナログ音声をＰＣＭデータ化し、送信ＰＣＭデータを生成するステップと、
   前記送信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて前記無線通信端末にＵＳＢ出力するステップと、
   前記無線通信端末から出力される受信ＰＣＭデータをバルク転送モードにて取得するステップと、
   前記受信ＰＣＭデータをアナログ音声化して出力可能とするステップと、
   を実行可能であることを特徴とする無線通信プログラム

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