JP2009094692A - 無線通信システム、通信制御装置、無線通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】各端末の位置に応じて適切な中継処理を行う。
【解決手段】無線通信システム１は、中継装置３０と、複数の無線通信端末４１〜４５と、スピーカ５０ａ〜５０ｄと、前記スピーカから放音された音声信号を受信した前記複数の無線通信端末から、音声信号の受信状態に関する情報をそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段にて受信した情報に基づいて各無線通信端末の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段にて特定した位置に基づいて、他の無線通信端末４５と中継装置の間の通信を中継する一の無線通信端末４２を決定し、当該一の無線通信端末に対し前記中継装置を介して中継の指示を送信する中継制御手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

アクセスポイント（ＡＰ）との通信に加え、端末同士で通信を行う機能を有する無線通信端末がある。このような無線通信端末（以下、単に端末という場合がある）は、典型的には、アクセスポイントとの通信を行うモード（インフラストラクチャモード）と、端末同士で通信を行うモード（アドホックモード）とを備えており、このモードを自発的にまたは他の装置からの指示に応じて切り替えることができるようになっている。このような端末を用いた無線通信システムにおいては、端末とＡＰとの距離が遠いために電波が届かず、その結果ＡＰとの通信ができない場合であっても、他の端末を中継してＡＰとの通信を行うといったことが可能となる（特許文献１を参照）。

特許第３６３６６９５号公報

ところで、無線通信端末は、典型的にはノート型ＰＣ、携帯電話機、ＰＤＡ等の携帯型端末であり、ユーザの移動に伴ってその位置が変化する可能性がある。しかしながら、従来の無線通信システムにおいては、端末の位置が変化した場合に、どの端末が中継処理を必要としているのか、およびどの端末が中継処理を行うべきかを特定することができなくなる場合があった。
また、中継処理が必要な端末および中継処理を担う端末を特定できたとしても、例えば複数の中継経路が存在する場合に、その中から最も効率のよい中継経路を決定することはできなかった。
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、各端末の位置に応じて適切な中継処理を行うことのできる無線通信システムおよび通信制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、一の態様において、スピーカと、前記スピーカから放音された音声信号を受信した複数の無線通信端末から音声の受信状態に関する音声受信情報をそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段にて受信した音声受信情報に基づいて各無線通信端末の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段にて特定した位置に基づいて、他の無線通信端末に係る通信を中継する一の無線通信端末を決定し、該決定した一の無線通信端末に対して中継の指示を送信する中継制御手段とを有する通信制御装置を提供する。

好ましい態様において、前記スピーカは複数設けられ、それぞれ異なる特徴パターンを有する音波を放射する。
他の好ましい態様において、前記中継制御手段は、無線通信端末から中継の要求を受信する要求受信手段を更に備え、前記要求受信手段により前記要求を受信した場合に、前記一の無線通信端末の決定および前記指示の送信を行う。
他の好ましい態様において、前記音声は非可聴域の音波である
他の好ましい態様において、前記位置特定手段は、一の端末に係る通信に関し、中継を担う複数の無線通信端末を決定する。
他の好ましい態様において、前記位置特定手段は、更に前記複数の端末の通信状況に関する通信状況情報を取得する手段を備え、前記位置特定手段は、前記音声受信情報と前記通信状況情報とに基づいて、他の無線通信端末に係る通信を中継する無線通信端末を決定する。

本発明は、他の観点において、無線通信手段と、収音手段と、前記収音手段にて受信した音声の受信状態を表す情報を生成し、前記無線通信手段を用いて当該情報を送信する手段と、前記無線通信手段により所定の信号を受信すると、他の端末に係る通信の中継処理を実行する制御手段とを有する無線通信端末を提供する。

本発明は、更に他の観点において、中継装置と、複数の無線通信端末と、スピーカと、前記スピーカから放音された音声を受信した前記複数の無線通信端末から、音声信号の受信状態に関する情報をそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段にて受信した情報に基づいて各無線通信端末の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段にて特定した位置に基づいて、他の無線通信端末と中継装置の間の通信を中継する一の無線通信端末を決定し、当該一の無線通信端末に対し前記中継装置を介して中継の指示を送信する中継制御手段とを有する無線通信システムを提供する。

本発明に係る通信制御装置を用いた無線通信システムによれば、端末の位置に応じて適切な中継処理を行うことができる。

＜実施例＞
１．構成
図１は、無線通信システム１の概要を示す模式図である。同図に示すように、無線通信システム１は、制御装置１０、ＰＡ（Public Address)２０、ＡＰ（Access Point)３０、端末４１〜４５、およびスピーカ５０ａ〜５０ｄから構成される。なお、図１では１つのＡＰと５つの端末で構成される例が示されているが、これは説明の便宜上であり、本発明においてＡＰの数や端末の数はこれに限定されるものではない。

スピーカ５０ａ〜５０ｄは、ＰＡ２０の制御の下で音波を放射する。制御装置１０が管理する対象とする端末４１〜４５の移動範囲をカバーするような位置に設けられることが好ましい。例えば、無線通信システム１がイベントホール等の閉じた空間内で移動しうる端末４１〜４５の中継処理を目的とする場合、例えばスピーカ５０ａ〜５０ｄをイベントホールの四隅の壁にそれぞれ設置することが考えられる。

ＰＡ２０は、各スピーカ５０ａ〜５０ｄと電気的に接続されており、各スピーカを制御する。ＰＡ２０は更に制御装置１０と電気的に接続される。ＰＡ２０は、制御装置１０から指令を受信すると、各スピーカ５０ａ〜５０ｄ対し、所定のパターンの音波（以下、特徴パターンという）を放射するように命令信号を出力する。各スピーカ５０ａ〜５０ｄから放射される音波の特徴パターンはそれぞれ異なっている。
具体的には、特徴パターンは、音高、音量、長さ（放射時間）、波形、周波数特性といったパラメータで特徴付けられる。また、各スピーカから放射される音波は、それぞれこれらのパラメータのうち少なくともいずれか１つが異なっている。なお、以下において音波(音声）とは可聴域、非可聴域（超音波）を含む弾性波を意味する。

ＡＰ３０は、ＡＰ３０からの電波の届く範囲であるエリアＲ内にいる端末４１〜４３と無線通信を行い、各端末４１〜４５と無線通信システム１の外部に設けられるルータ１００との間の通信を中継する、例えばＩＥＥＥ８０２．１１の諸規格に適合した無線アクセスポイントの機能を有する。すなわち、端末４１〜４５は、エリアＲ内にいれば、ＡＰ３０を介してインターネット２００へ接続することができる。具体的には、ＡＰ３０はエリアＲ内にある端末を検出し、検出した端末に対して所定の認証処理や通信設定に関するネゴシエーションを行って当該端末とＡＰ３０との間で通信コネクションを確立する。通信コネクションの確立後、端末からデータパケットを受信すると、所定のアドレス変換処理や復号処理を行ってルータ１００へ転送するとともに、ルータ１００から受信した各端末宛のデータパケットに対しては所定のアドレス変換や暗号化処理を行って無線送信する。

ＡＰ３０が一般的なアクセスポイントと異なるのは、制御装置１０と有線又は無線により接続されており、制御装置１０の制御の下で動作する点である。具体的には、ＡＰ３０は一般的なアクセスポイントとしてのデータパケットの転送機能に加えて、各端末から位置登録信号および中継依頼信号を受信した場合、それを制御装置１０に転送するとともに、制御装置１０から中継指示信号を受信すると、所定のメッセージを無線送信する機能を有する点である。これらの動作の詳細および信号の内容については後述する。

端末４１〜４５は、無線通信機能を有する携帯型端末であって、端末同士で通信を行う機能（アドホックモードという）と、ＡＰ３０のみと通信を行う通信機能（インフラストラクチャモードという）を有している。更に、他の端末とＡＰ３０との間の通信を中継するために、ＡＰ３０との通信と他の端末との通信を平行して行う機能（ブリッジモードという）を備えている。すなわち、端末４１〜４５は、状況に応じてＡＰ３０のみと通信を行う場合、他の端末のみと通信を行う場合、他の端末およびＡＰ３０と通信を行う場合がある。なお、インフラストラクチャモード、アドホックモード、ブリッジモードにおける通信方式（データフォーマット、アドレス変換方法、データパケットの暗号／復号方式など）については、周知の技術を採用することができる。また、便宜上、端末４１〜４５はデフォルトではインフラストラクチャモードに設定されるものとする。

５つの端末４１〜４５は同じ機能を有しているため、以下、端末４１を例にとって説明する。なお、各端末の区別をする必要がない場合、各端末に共通する機能・要素を説明する場合、または説明の便宜上必要な場合、符号を付さず単に「端末」という語を使用する場合がある。

図２は端末４１の機能ブロック図である。同図に示すように、端末４１は、大別して、本体部４１Ａと、本体部４１Ａに着脱自在に設けられる無線ＬＡＮアダプタ４１Ｂとで構成される。本体部４１Ａは、制御部１０２、記憶部１０３、計時部１０４、出力部１０６、入力部１０５、本体側Ｉ／Ｆ１１０、バス１０９から構成される。

制御部１０２は、ＣＰＵ等の制御用プロセッサであり、バス１０９を介して各部を制御する。記憶部１０３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段である。具体的には、記憶部１０３には、ＯＳや端末４１で通信機能を実現させるための各種プログラムが格納される他、全スピーカ５１ａ〜５１ｄから放射される音波の特徴パターンが記憶されている。また、無線ＬＡＮアダプタ４１Ｂに提供すべき、インフラストラクチャモード、アドホックモード、ブリッジモードのそれぞれに係る通信の設定情報（使用チャネル、電波出力、通信プロトコルなど）が記憶される。

計時部１０４はタイマであり、所定の時刻の到来や一定期間の経過を制御部に報告する機能を有する。出力部１０６は液晶ディスプレイの表示装置やスピーカ等で構成され、各種情報を提示・報知する。入力部１０５はキーボードやマウス等の入力装置であって、ユーザによって操作されるものである。本体側Ｉ／Ｆ１１０は、カード側Ｉ／Ｆ１１１を介して本体部４１Ａと無線ＬＡＮアダプタ４１Ｂとの間で信号の授受を行う。

無線ＬＡＮアダプタ４１Ｂは、通信部１０１、音声解析部１０８、音声受信部１０７、カード側Ｉ／Ｆ１１１で構成される。
通信部１０１は、変調／復調回路や送受信アンテナから構成される。制御部１０２の制御の下、各通信モードに応じた無線通信を行い、ＡＰ３０および他の端末の少なくともいずれかとの間で情報の授受を行う。
音声受信部１０７は、コンデンサマイク等の収音装置である、取得した音声信号は音声解析部１０８へ出力される。音声解析部１０８は、Ａ／Ｄ変換回路や信号処理専用プロセッサであって、音声受信部１０７から受信した音声信号に対し所定の信号処理を行う。そして、記憶部１０３を参照し、その信号が所定の特徴パターンに合致するか否かを判定する。合致した場合、その音波の受信状態を表す音波受信情報を生成する。具体的には、受信した音声信号の中にスピーカ５０ａ、５０ｂ、５０ｃからそれぞれ放射された特徴パターンが含まれていることを検知した場合、音声解析部１０８は各音波の受信レベルを決定し、各音波パターンを識別する情報と対応付けて音波受信情報とする。

音波は空気中を伝播する際に減衰していくから、端末と各スピーカまでの距離に応じて受信音量レベルは異なることになる。よって、端末が同じ位置にいない限り、同時刻に異なる端末で同じ音波受信情報が生成されることはない。すなわち、音波受信情報は端末の現在位置を表現するものとなる。例えば、スピーカ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄから放射された特徴パターンの音波の受信レベルがそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ならば、音波受信情報には、音波パターンを識別する情報（ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ）と受信レベルの値｛（ＰＡ、Ｌ１）、（ＰＢ、Ｌ２）、（ＰＣ、Ｌ３）、（ＰＤ，Ｌ４）｝の組が含まれる。

以上の構成を有する端末４１〜４５において、（ａ）位置登録機能、（ｂ）中継依頼・中継依頼転送機能、（ｃ）通信モード切り替え機能が実現される。

（ａ）位置登録機能
インフラストラクチャモードで動作している端末の制御部１０２は、生成した音波受信情報に端末を識別する識別子を付加して位置登録信号を生成し、通信部１０１を介して無線送信する。位置登録信号のフォマーットおよび送信方式（送信タイミング、使用チャネル、電界強度など）は予め所定の方法で全端末とＡＰ３０との間で合意がなされており、受信した端末はそれが位置登録信号であることが認識できるようになっている。一例としては、所定の時間間隔で、通常のＡＰ３０−端末間の通信で用いられる電界強度よりも大きな電界強度を有するビーコン信号を送出する。このようにすれば、端末がエリアＲの外にいる場合であっても、ＡＰ３０はその端末から位置情報を取得することができる。

（ｂ）中継依頼・中継依頼転送機能
インフラストラクチャモードで動作している端末において、計時部１０４が所定期間、ＡＰ３０からの信号を受信しない場合、端末はＡＰ３０のエリアＲの外にいると推定される。この場合、制御部１０は、他の端末を中継してＡＰ３０にアクセスしたい旨の信号である中継依頼信号を生成し、宛先を指定せずに無線送信する。この中継依頼信号には、中継を依頼している端末を識別する識別子が内包される。
図１に示す端末の配置例においては、エリアＲの外にいる端末４４および４５において中継依頼機能が実現される。中継依頼信号のフォマーットおよび送信方式（送信タイミング、使用チャネル、電界強度など）は予め所定の方法で全端末の間で合意がなされており、この信号を受取った端末はそれが中継依頼信号であることが認識できるようになっている。この信号がＡＰ３０のエリア内にいる他の端末（例えば図１の例における端末４２）で受信されると、当該他の端末は、当該中継依頼信号に自端末の識別子を付加してＡＰ３０へ転送する。

（ｃ）通信モード切り替え機能
ＡＰ３０のエリアＲ内にいる端末が、ＡＰ３０から中継指示信号を受信すると、当該端末は、当該信号を当該信号で指示された他の端末へ転送する。そして、中継指示信号に含まれる通信モード切り替え指示に従ってインフラストラクチャモードからブリッジモードに切り替えるとともに、中継指示信号に含まれた通信設定情報を記憶部１０３に書き込む。
一方、ＡＰ３０のエリア外にいる当該他の端末は、中継依頼信号を受信すると、中継指示信号に含まれる通信モード切り替え指示に従ってインフラストラクチャモードからアドホックモードに切り替える。そして、中継指示信号に含まれる通信設定情報を記憶部１０３に書き込む。

制御装置１０は、ＰＡ２０およびＡＰ３０を制御する装置である。図３は、制御装置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、制御装置１０は、制御部２４０、通信部２１０、記憶部２２０、入出力部２３０、および各部を接続するバス２５０から大略構成される。

通信部２１０は、更にＡＰ３０と通信を行う対ＡＰ通信部２１１とＰＡ２０と通信を行う対ＰＡ通信部２１２から構成される。対ＡＰ通信部２１１は、ＡＰ３０から位置登録信号および中継依頼信号を受信する。対ＰＡ通信部２１２は、スピーカ５０ａ〜５０ｄから出力すべき特徴パターンの情報と出力の開始ないし終了を指示する信号をＰＡ２０へ出力する。

記憶部２２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶装置であって、ＯＳや各種制御プログラムを記憶するほか、制御部２４０にて特定された各端末の位置情報を記憶する。この位置情報は、制御部１０２の指示の下、適宜更新される。加えて、記憶部２２０は、予めスピーカが設置されている位置と、ＰＡ２０に提供され、各スピーカから放射される音波の特徴パターンに関する情報（音波の波形や出力レベルなど）とを記憶する。

入出力部２３０は、制御装置１０のユーザ（無線通信システム１の管理者）が各種設定情報の入力や書き換えを行うための入力デバイスと、当該ユーザに各種情報を表示するためのディスプレイ等から構成される。制御部２４０は、更に、ＡＰ３０を制御するＡＰ制御部２４１とＰＡ２０とを制御するＰＡ制御部２４２とから機能構成される。

以上の構成を有する制御装置１０において、（ａ）位置登録機能および（ｂ）中継処理機能が実現される。

(ａ）位置登録処理機能
ＡＰ制御部２４１は、ＡＰ３０を介して端末４１〜４５から位置登録信号を受信すると、位置登録信号に含まれる音波受信情報とスピーカの設置位置の情報に基づき当該端末の位置を特定する。具体的には、既存の基準位置(すなわち各スピーカの設置位置）と、端末が受信した各音量レベルと各スピーカの出力レベルとの差とに基づいて、当該端末から各スピーカまでの距離を各々計算し、それらの距離に基づいて端末の位置を特定する。複数の既知位置とそこから対象までの距離に基づいて当該対象の位置を決定する方法については、既知のアルゴリズムを適用することができる。特定した端末の位置情報は、誤差丸め処理や所定の位置表現形式への変換等がなされた後、記憶部２２０に書き込まれる。

（ｂ）中継処理機能
位置登録処理後、ＡＰ制御部２４１は、ＡＰ３０を介して端末から中継依頼信号を受信すると、記憶部２２０に格納されている位置情報に基づき当該端末に係る通信を中継する他の端末を決定する。一例としては、ＡＰ３０と通信を行うことができる位置にいる端末のうち当該端末の最も近傍に位置する端末を特定し、当該特定した端末に中継処理を行わせることを決定する。こうして決定された中継の内容は、記憶部２２０に書き込まれる。
図４に位置情報の記憶例を示す。同図に示すように、端末を特定する識別情報（端末Ｎｏ．）と、端末の位置座標とが対応付けて記憶される。加えて、端末の通信状況として、接続あるいは中継先（中継経路）が記憶される。同図に示す例においては、４１〜４３はＡＰ３０と通信できる位置にいるが、端末４５についてはＡＰ３０と直接通信ができない位置に居り、端末４２を中継してＡＰ３０と通信を行うことが決定されたことが記憶されている。なお、端末４４については、制御装置１０は端末４４からの位置登録信号を受信したためその位置を把握しているが、端末４４から中継依頼信号を受信していないため、中継が必要な状態か否かが不明であることを表している。
中継先の端末が特定されると、当該中継先の端末に対しＡＰ３０を介して中継指示信号を送信する。

２．動作
以下、無線通信システム１の動作例および信号の内容について説明する。
図５は、端末４１〜４５が図１に示すような位置にある場合における無線通信システム１における中継処理を表すフロー図である。
また、上述した端末４１〜４５の位置登録機能と制御装置１０の位置登録処理機能とを用いて、全ての端末４１〜４５の位置を制御装置１０の記憶部に記憶する作業が完了しているものとする。以下、一例として端末４５に注目して説明する。

現在、端末４５はエリアＲの外にいるため、ＡＰ３０から信号が受信できない。所定の時間この状態が継続すると、端末４５は中継依頼信号Ｓｈを生成して無線送信する。この中継依頼信号Ｓｈには、端末４５の識別子「ＴＩＤ＝４５」と端末４５が中継の要求者であることを示すフラグが含まれる。この中継依頼信号は、近傍の端末４２によって受信されたとする。すると端末４２は、中継依頼信号に自己の端末の識別子「ＴＩＤ＝４２」を付加して中継依頼信号Ｓｔを生成し、すでにコネクションが確立されているＡＰ３０へ送信する。中継依頼信号Ｓｔを受信したＡＰ３０は、制御装置１０へ転送する。

制御装置１０は、中継依頼信号Ｓｔに含まれる情報から端末４５が中継を要求していると判定し、記憶部２２０に記憶されている端末４１〜４５の位置情報に基づいて、端末４５に係る通信の中継を行うべき端末を決定する。この結果、端末４５と最も近い位置にいるのは端末４２であり、端末４２が中継を行うべき端末であると決定される。そして、制御装置１０は、端末４２と端末４５との位置関係や空チャネル等の無線通信環境の状況を考慮して、端末４５−端末４２に係る通信設定情報、すなわち、端末４２のブリッジモードで適用すべき通信設定情報と端末４５のアドホックモードで適用すべき通信設定情報の内容を決定する。

制御装置１０は、決定した中継処理に係る内容を記憶部２２０に書き込むとともに、中継指示信号ＳｍをＡＰ３０に送信する。中継指示信号Ｓｍには、当該信号の宛先である端末４２の識別子である「ＴＩＤ＝４２」に加え、中継を行う端末の識別子「ＴＩＤ＝４２」と、中継を要求している端末の識別子「ＴＩＤ＝４５」と、決定した端末４５用の通信設定情報および通信モードの切り替え指示と、端末４２用の通信設定情報および通信モードの切り替え指示を含む、通信モードの切り替え指示とが内包される。

ＡＰ３０は中継依頼信号Ｓｍを受信すると、それを無線送信する。エリアＲ内にいる端末４２は当該信号Ｓｍを受信すると、端末４２用の切り替え指示を確認し、端末４２用の通信設定情報（すなわち、これから切り替えるべきブリッジモードに係る通信設定情報）を端末４２の記憶部１０３に書き込む。そして、中継依頼信号Ｓｍに含まれる自端末以外の識別子「ＴＩＤ＝４５」で表される端末を宛先として無線送信する。続いて、受信した切り替え指示に従って、通信モードをインフラストラクチャモードからブリッジモードに切り替える。なお、中継指示信号Ｓｍの宛先となっていない端末４１、４３が当該信号を受信しても、自端末宛の信号でないと判定し、当該信号は破棄される。

中継依頼信号Ｓｍを受信した端末４５は、端末４５用の通信設定情報を端末４５の記憶部１０３に書き込み、通信モードの切り替え指示に従い、通信モードをインフラストラクチャモードからアドホックモードに切り替える。

アドホックモードに切り替わった端末４５は、端末４５の記憶部１０３に記憶された通信設定情報に従った設定情報に基づいて要求信号Ｓｒを、端末４２を宛先として無線送信する。ブリッジモードに切り替わっている端末４２が要求信号Ｓｒを受信すると、端末４５の中継先として機能する状態にあることを報知するために、端末４２およびＡＰ３０に応答信号ＳｒＡＣＫを送信する。
端末４５およびＡＰ３０は、ＳｒＡＣＫを受信した事実により、端末４２を介して端末４５とＡＰ３０との間で通信コネクションが確立されたことを認識する。以降、端末４５は端末４２およびＡＰ３０を介してインターネット２００とデータパケットの授受を行うことができるようになる。

＜変形例＞
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような変形を行うことができる。
図６は、図１に示す端末の配置とは異なる配置の無線通信システム１Ａを示したものである。同図に示すように、図１と図６の無線通信システム１Ａが異なるのは、端末４１〜４５に加えて端末４６が存在する点である。
図６に示す無線通信システム１における動作例を、一例として端末４６に注目し、図７を用いて説明する。なお、端末４１〜４６についての位置登録処理は完了しているものとする。

端末４６は、所定時間、ＡＰ３０からの信号を受信しないと、「ＴＩＤ＝４６」を含む中継依頼信号Ｓｈ１を、宛先を指定せずに無線送信する。ここで、中継依頼信号Ｓｈ１はエリアＲ内のいずれの端末にも受信されず近傍の端末４５に受信されたとする。端末４５はＡＰ３０と直接通信を行うことができないため、宛先を指定せずに中継依頼信号Ｓｈ１を無線送信する。中継依頼信号Ｓｈ１は、端末４５の近傍にいる端末４２に受信されたとする。すなわち、端末４５は、端末４６から送信された中継依頼信号Ｓｈ１をＡＰ３０に受信させるべく、中継依頼信号Ｓｈ１を転送するのである。この際、自端末４５の識別子は付与しない。

ＡＰ３０を介して中継依頼信号Ｓｈ１が制御装置１０に送信されると、制御装置１０は、記憶部２２０を参照し、ＡＰ３０のエリアＲ内にいる端末のうち、中継依頼者である端末４６に最も近い位置にいるのは端末４３であると決定する。
制御装置１０は、端末４３と端末４６との位置関係や空チャネル等の無線通信環境の状況を考慮して、端末４５−端末４２間に係る通信設定情報、すなわち、端末４３のブリッジモードに設定すべき通信設定情報と端末４６に設定すべき通信設定情報の内容を決定する。制御装置１０は、決定した中継処理に係る内容を記憶部２２０に書き込むとともに、中継指示信号Ｓｍ１をＡＰ３０に送信する。中継指示信号Ｓｍ１には、当該信号の宛先である端末４３の識別子である「ＴＩＤ＝４３」に加え、中継を行う端末の識別子「ＴＩＤ＝４３」と、中継を許可する端末の識別子「ＴＩＤ＝４６」と、決定した端末４６用の通信設定情報および通信モードの切り替え指示と、端末４３用の通信設定情報および通信モードの切り替え指示を含む、通信モードの切り替え指示とが内包される。
以後の、端末４３と端末４６における通信モードの切り替え処理は、上記実施例における端末４２と端末４５の処理と同様のため、説明を省略する。

この方法によれば、ＡＰ３０のエリアＲ内の端末がエリアＲ外の端末から送信された中継依頼信号を直接受信できない場合であっても、ＡＰ３０のエリアＲ外にいる他の端末を中継させることにより、最終的に中継依頼信号を制御装置１０に届けることができる。

上記実施例においては、ＡＰ３０からの信号を受信できない端末が自ら中継依頼信号を送信し、これをＡＰ３０のエリアＲ内の端末に受信されることにより、中継が必要な端末が存在することを制御装置１０に知らしめる構成を採用している。しかし、ＡＰ３０のエリア内にいる端末が、自発的に中継が必要な端末を発見する構成であってもよい。具体的には、ＡＰ３０のエリア内にいる端末は宛先を指定せずに所定の信号を無線送信し、エリアＲの外にいる端末から応答が帰ってきた場合に、エリアＲ内の端末が中継依頼信号を生成してＡＰ３０へ送信する。

上記実施例においては、エリアＲの外にいる端末とＡＰ３０の間の通信は、エリアＲ内にいる１つの端末のみによって中継されたが、エリアＲの内外いる複数の端末によって中継されてもよい。例えば、図６に示した端末の配置において、端末４６とＡＰ３０との間の通信を、端末４５と端末４２とを中継装置として機能させる。具体的には、例えば端末４３が何らかの原因で利用できなくなったと判定した場合、制御装置１０は残りの全端末の位置関係から、最適な中継経路はＡＰ３０−端末４２−端末４５−端末４６であると決定する。そして、端末４２、端末４５、端末４６のそれぞれに対する切り替え指示および通信設定情報を内包した中継指示信号を生成および送信する。各端末は、中継指示信号の内容に従って通信モードの切り替えや通信設定情報を書き換える。
このように、本発明においては、制御装置１０が全端末の位置を把握しているので、複数の端末を用いた多段的な中継を行う場合であっても、効率的な中継方法を決定することが可能である。

上記実施例においては、端末の機能は通信モードを切り替えることで変化した。しかし、本発明に係る端末においては、機能と通信モードとが一対一に対応づけられている必要は必ずしもない。端末が有する複数の機能のなかから、中継処理を実現させるために、制御装置１０からの信号に基づいて所望の機能を選択もしくは有効化／無効化できる構成であればよい。

上記実施例においては、中継指示信号を受信したＡＰ３０のエリアＲ内の端末は強制的に中継処理を行わなければならない構成であったが、中継依頼を受けた端末に中継を拒否する権限ないし選択肢を与える構成であってもよい。
例えば、当該端末がハードウェアリソースに余裕がない、あるいは通信環境が悪化していると判断した場合、中継の指示を拒否する旨の信号を、ＡＰ３０を介して制御装置１０に送信する。制御装置１０はこの信号を受取ると、記憶部２２０を参照し、端末の位置情報に基づき、中継を担わせるべき他の端末を決定し直す。なお、制御装置１０は、逐次、ＡＰ３０から各端末の通信状況を収集して記憶するようにし、端末から中継を拒否する旨の信号を受信した場合、通信状況に照らし合わせて、その端末に対し拒否を認めるか否かを判定してもよい。

あるいは、端末側に中継の選択肢を与えない代わりに、制御装置１０で各端末のリソース等を把握しておき、位置の観点からは中継に最適な端末であってもリソースの観点からは適さない端末については中継を担わせないようにしてもよい。すなわち、位置情報のみではなく、位置情報と他の要素とに基づいて中継すべき端末あるいは中継経路を決定してもよい。

上記実施例においては、制御装置１０から通信モードの切り替え指示とともに通信設定情報を送信する構成としたが、切り替え指示のみを送信し、通信の具体的な設定内容は端末に決定させる構成でもよい。要は、端末において、制御装置１０からの指示に基づいて他の端末に関する中継処理を行うことができる構成であればよい。

また、ＡＰ３０のエリア内の端末がエリアＲ外にいる複数の端末から中継依頼信号を受信した場合、その依頼信号全てをＡＰ３０に送信してもよいし、一部の依頼信号についてはＡＰ３０に送信せずに破棄してもよい。
同様に、制御装置１０から複数の中継指示信号を受信した場合、それら全ての中継指示を引き受けてもよいし、一部のみを引き受けて、他の指示を無視するもしくは拒否信号を返信してもよい。

本発明に係る無線システムにおいて端末位置の登録が実行されるタイミングは任意である。例えば、制御装置１０は、所定の時間間隔で特徴パターンの音波を放射し、各端末の音波受信情報を収集してもよい。時間間隔を短くすれば、時々刻々変化する端末の位置を精度よく追跡することができ、その結果、常に最適な中継経路を決定することができる。

また、スピーカ５０ａ〜５０ｄから放射される音波のパターンについては特に限定されないが、端末ユーザの会話の妨げにならない程度の音量や耳障りになりにくい音域であるのが好ましい。あるいは、ＢＧＭ（バックグラウンドミュージック）の楽音データと特徴パターンの信号とを合成し、特徴パターンの信号がＢＧＭに埋め込まれるようにしてもよい。要は、受信した音波が音波受信情報を生成するためのものであることを各端末が認識できる構成であればよい。

また、音波受信情報に含まれるのは、受信した音波の音量レベルではなく、位相情報であってもよい。具体的には、４つのスピーカからそれぞれ特徴音波を同時に放射し、それらの音波を受信したタイミングを記録し、これを音波受信情報に内包させる。端末の位置によって放射された音波が端末に到達するまでの時間が異なるから、音波の受信タイミングを用いても端末の位置を特定しうるからである。

また、音波受信情報は無線によってＡＰ３０を介して制御装置１０に送信するのではなく、別途設けられる音波受信情報を報知するための有線または無線回線やサーバ装置を用いて音波受信情報を送信してもよい。あるいは、音声情報を電波ではなく、音波や超音波などの弾性波を用いて制御装置１０に送信するようにしてもよい。この場合、例えば各端末にはスピーカなどの弾性波発生装置を設けるとともに、制御装置１０に弾性波を受信するためのマイクを設ければよい。

各端末が中継依頼信号を生成するのは、ＡＰ３０から所定期間信号を受信しなかった場合に限られず、例えば、ＡＰ３０から受信した電波の電界強度が所定値を下回った場合など、無線通信状況が悪化したと判断される場合であってもよい。

スピーカの数および設置位置は、端末の移動範囲やアクセスポイントの位置との関係および数などに応じて適宜変更することができる。また、端末の位置を計算する際に、必ずしも設置されている全てのスピーカに関する音波受信情報を用いる必要はない。好適にはスピーカの設置数は３であるが、例えばおおよその位置が把握できれば構わないのであれば、例えばスピーカの数は２または１でもよい。

上記実施例では、端末から提供された音波受信情報に基づいて制御装置１０が端末の位置を計算する構成であったが、端末において音波受信情報に基づき当該端末の位置座標を計算し、これを制御装置１０へ送信してもよい。

上記実施例においては、ＡＰ３０と制御装置１０とＰＡ２０とを別体の装置として構成したが、これに変えて、ＡＰ３０これらの装置の機能が一体となった装置を用いてもよいことはいうまでもない。

また、本発明に係る端末は、マイク機能を有する無線ＬＡＮアダプタ４１Ｂと本体部４１Ａとで構成されなくてもよい。例えば、端末４１〜４６に係る無線通信機能、収音機能等が一体となった携帯情報端末、携帯電話機・ノート型コンピュータ、携帯型オーディオ装置、等のデバイスを用いてもよい。無線通信機能、音性信号解析機能などの各機能は、専用のハードウェアまたはソフトウェアのいずれによって実装されてもよい。

無線通信システム１の模式図である。 端末４１の機能ブロック図である。 制御装置１０の機能ブロック図である。 制御装置１０の記憶部２２０に記憶される情報を表した図である。 無線通信システム１における中継処理を表すフロー図である。 無線通信システム１Ａの模式図である。 無線通信システム１Ａにおける中継処理を表すフロー図である。

符号の説明

１、１Ａ・・・無線通信システム、１０・・・制御装置、２０・・・ＰＡ、３０・・・ＡＰ、４１〜４６・・・端末、４１Ａ・・・本体部、４１Ｂ・・・無線ＬＡＮアダプタ、５０ａ〜５０ｄ・・・スピーカ、１００・・・ルータ、２００・・・インターネット、１０２・・・制御部、１０１、２１０・・・通信部、１０３、２２０・・・記憶部、１０４・・・計時部、１０５・・・入力部、１０６・・・出力部、１０７・・・音声受信部、１０８・・・音声解析部、１０９、２５０・・・バス、１１０・・・本体側Ｉ／Ｆ、１１１・・・カード側Ｉ／Ｆ、２４１・・・ＡＰ制御部、２４２・・・ＰＡ制御部、２３０・・・入出力部。

Claims (8)

1. スピーカと、
   前記スピーカから放音された音声信号を受信した複数の無線通信端末から音声の受信状態に関する音声受信情報をそれぞれ受信する受信手段と、
   前記受信手段にて受信した音声受信情報に基づいて各無線通信端末の位置を特定する位置特定手段と、
   前記位置特定手段にて特定した位置に基づいて、他の無線通信端末に係る通信を中継する一の無線通信端末を決定し、該決定した一の無線通信端末に対して中継の指示を送信する中継制御手段と
   を有する通信制御装置。
2. 前記スピーカは複数設けられ、それぞれ異なる特徴パターンを有する音波を放射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記中継制御手段は、無線通信端末から中継の要求を受信する要求受信手段を更に備え、
   前記要求受信手段により前記要求を受信した場合に、前記一の無線通信端末の決定および前記指示の送信を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
4. 前記音声は非可聴域の音波である
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
5. 前記位置特定手段は、一の端末に係る通信に関し、中継を担う複数の無線通信端末を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
6. 前記位置特定手段は、更に前記複数の端末の通信状況に関する通信状況情報を取得する手段を備え、
   前記位置特定手段は、前記音声受信情報と前記通信状況情報とに基づいて、他の無線通信端末に係る通信を中継する無線通信端末を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
7. 無線通信手段と、
   収音手段と、
   前記収音手段にて受信した音声の受信状態を表す情報を生成し、前記無線通信手段を用いて当該情報を送信する手段と、
   前記無線通信手段により所定の信号を受信すると、他の端末に係る通信の中継処理を実行する制御手段と
   を有する無線通信端末。
8. 中継装置と、
   複数の無線通信端末と、
   スピーカと、
   前記スピーカから放音された音声を受信した前記複数の無線通信端末から、音声信号の受信状態に関する情報をそれぞれ受信する受信手段と、
   前記受信手段にて受信した情報に基づいて各無線通信端末の位置を特定する位置特定手段と、
   前記位置特定手段にて特定した位置に基づいて、他の無線通信端末と中継装置の間の通信を中継する一の無線通信端末を決定し、当該一の無線通信端末に対し前記中継装置を介して中継の指示を送信する中継制御手段と
   を有する無線通信システム。

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