JP2010213191A - 通信装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速伝送チャネルと低速伝送チャネルとでデータを伝送できる装置において、高速伝送チャネルは通信パスが遮断しやすく、データが正常に送られない場合がある。一方、低速伝送チャネルは高速伝送チャネルよりも通信パスが遮断しにくい。
【解決手段】 低速伝送チャネルを介して圧縮したデータを伝送し、高速伝送チャネルを介して圧縮により消失するロスデータを伝送する。受信側の装置は、圧縮データを伸張したデータとロスデータとを合成して出力する。ロスデータを受信できない場合は、圧縮データを伸張したデータを出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオデータ等のデータを伝送する通信技術に関する。

ビデオデータや音声データの伝送技術として、広い帯域幅が利用でき高速無線伝送が可能である６０ＧＨｚ帯を使用したミリ波無線技術が注目されている。ミリ波無線は光に近い性質を持ち、直進性が高いという特徴から、人間等の遮蔽物が通信パスを横切った際に簡単に通信が途切れてしまう。

ミリ波無線技術の標準規格であるＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ規格では、高速伝送チャネルであるＨＲＰ （Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ ＰＨＹ）と、低速伝送チャネルであるＬＲＰ（Ｌｏｗ Ｒａｔｅ ＰＨＹ）を規定している。ＨＲＰは狭指向性のアンテナを用いるため、通信パスの到来方向は限定されるが、高いゲインが得られ、非圧縮ビデオデータ等の高レートのデータ伝送に用いられる。一方ＬＲＰは低レートで広指向性のアンテナを用いるため、ＨＲＰと比較して通信パスの到来方向が限定されず途切れにくく、圧縮ビデオデータや制御データ等の伝送に用いられる。更にＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤでは、通信パスの遮断を検出した際に、壁の反射等を利用した別の通信パスに切り替え、通信を復帰する手法が取られる。

このようにＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤでは、ＨＲＰとＬＲＰのどちらか一方のチャネルを選択して使い分け、更に通信パスの遮断検出時に通信パスを切り替えることにより、前述のミリ波の問題点に対処している。

ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｉｒｅｌｅｓｓｈｄ．ｏｒｇ／ｐｄｆｓ／ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ＿Ｆｕｌｌ＿Ｏｖｅｒｖｉｅｗ＿０７１００９．ｐｄｆ）

しかしながら、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＨＤのような高速伝送チャネルで非圧縮のビデオデータを伝送しようとしても、非圧縮ビデオデータを伝送可能なデータレートを高速伝送チャネルで確保できない場合が考えられる。この場合、ビデオデータを圧縮するか、重要度の高い低周波成分のみのビデオデータを選択し、画質を落として伝送するしかない。また、ビデオデータ伝送中に通信パスの遮断を検出して通信パスを切り替えると、一瞬ビデオ再生が乱れてしまい、通信の信頼性において問題がある。

本発明では、通信装置間でビデオデータ等のデータを伝送する際に、データ品質の低下を防ぎ、また、通信の信頼性が損なわれることを防ぐことを目的とする。

本発明は、データを圧縮した圧縮データを低速伝送チャネルを介して通信し、前記データの圧縮により消失されるロスデータを高速伝送チャネルを介して通信する。

本発明によれば、データ品質の低下を防ぎ、また、通信の信頼性が損なわれることを防ぐことができる。

システム構成例を表す図 送信ノードのブロック図 受信ノードのブロック図 アンテナ制御の説明図 通信フレーム構成図 ビデオデータの構成図 システム全体動作のシーケンス図（ＬＲＰ、ＨＲＰ受信成功時） システム全体動作のシーケンス図（ＬＲＰのみ受信成功時） 送信ノードのビデオデータ伝送処理のフローチャート 受信ノードのビデオデータ伝送処理のフローチャート

本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本実施形態における無線通信システムの構成例を表す図である。本システムでは、２つのノード間でビデオデータを無線伝送する。無線伝送の方式は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ（非特許文献１）を利用するものとする。

送信ノード１００はビデオデータの送信元である通信装置であり、データソース１０５から取得したビデオデータを無線リンクを介して送信する。本構成では、送信ノード１００はデータソース１０５に直接接続されているが、必ずしも直接接続されている必要は無い。受信ノード１１０はビデオデータの宛先側の通信装置であり、無線リンクを介して受信したビデオデータを、ビデオを表示するためのディスプレイ１１５に出力する。本実施例におけるノードは、指向性アンテナを備え、高速伝送チャネル（以下、ＨＲＰ）及び低速伝送チャネル（以下、ＬＲＰ）を用いて、アンテナ指向性を切り替えながらビデオデータを無線伝送することが可能である。１２０と１２１はＬＲＰの通信パス、１２５はＨＲＰの通信パスを示している。ＬＲＰの通信パスとＨＲＰの通信パスとは平衡して同じビデオデータを送信する。ＬＲＰは低速だが広指向性で伝送されるため、無線信号は広範囲に伝播し、１２０と１２１のように複数の通信パスを介して受信ノードに到来する。ＨＲＰは高速だが狭指向性で伝送されるため、通信パスの到来方向は限定され、１２５のように単一の通信パスを介して受信ノードに到来する。１３０は通信パスを遮断する遮蔽物を示している。本実施携帯ではＬＲＰを使用して圧縮ビデオデータを伝送し、ＨＲＰを使用してビデオデータの圧縮時に消失されるロスデータを伝送する。

図２は、送信ノード１００の内部構成を示したブロック図である。２０１はＲＯＭ２１０に記憶されている制御プログラムを実行し、送信ノード１００内の全体の動作を制御する制御部である。２４０は無線データの送受信処理のタイミングを生成するためのタイミング生成部である。２１０は送信ノード１００の制御プログラムや不揮発性のパラメータを格納するためのＲＯＭである。２１５は揮発性のパラメータや一時データを格納するためのＲＡＭである。２１８は非圧縮のビデオデータである。２１７は非圧縮のビデオデータ２１８を圧縮した圧縮ビデオデータである。２１６は非圧縮ビデオデータ２１８を圧縮した際に消失するデータであるロスデータである。２１６〜２１８は全てＲＡＭ２１５に保存されるデータである。２２０はメディアプレーヤー等の外部機器と接続し、ビデオデータを受信するための外部インターフェース部である。２２５は非圧縮ビデオデータから圧縮ビデオデータを生成するビデオエンコーダである。２２６はビデオエンコード処理時間を記憶し、出力されるロスデータ２１６を、ビデオエンコード処理時間分（圧縮処理時間）の所定時間遅延させるディレイブロックである。２３０は無線データの送受信を行う無線通信部である。２３２はＬＲＰパケットの送受信処理を行うための第１の通信部であり、ＬＲＰ処理部である。２３１はＨＲＰパケットの送受信処理を行うための第２の通信部であり、ＨＲＰ処理部である。２３４は無線信号を送受信するためのアンテナ部である。２３３はアンテナ部２３４の指向角を制御するためのアンテナ制御部である。２３５は無線プロトコルの制御コマンドやメッセージを処理するための制御情報処理部である。２３６は無線通信システム全体のアクセス情報を管理し、ビーコンとして送信するビーコン処理部である。ビーコンには、フレーム同期捕捉用のユニークワードや、無線媒体にアクセスするノードの識別子、各ノードが送受信するパケットで適用するアンテナ指向角や変調クラス等のアクセス情報が含まれる。ここでは、変調クラスとは変調方式と符号化方式の組み合わせを示す。

次に、ビデオデータ送信時の各ブロック間の関係について説明する。送信ノード１００は、外部インターフェース部２２０を介して非圧縮のビデオデータ２１８を外部機器から受信する。ビデオエンコーダ２２５は、非圧縮のビデオデータ２１８をエンコードし、圧縮ビデオデータ２１７を生成する。同時に非圧縮のビデオデータ２１８と圧縮ビデオデータ２１７から、圧縮時に消失されるデータであるロスデータ２１６を生成する。ロスデータ２１６はＨＲＰ処理部２３１に渡される。また、圧縮ビデオデータ２１７はＬＲＰ処理部２３２に渡される。さらに、ロスデータ２１６は、ロスデータ２１６と圧縮データの出力時間差を保証するために、ディレイブロック２２６によりロスデータの生成処理時間分の遅延が与えられて出力される。ロスデータ２１６はＨＲＰ処理部２３１によりＨＲＰパケットに格納され、圧縮ビデオデータ２１７はＬＲＰ処理部２３２によりＬＲＰパケットに格納される。また、ＨＲＰパケット及びＬＲＰパケットのアクセス情報がビーコン処理部２３６により生成され、ビーコンに格納される。そして、アンテナ制御部２３３がアンテナ２３４の指向性をタイミング生成部２４０の生成するタイミングで制御しながらビーコン、ＨＲＰパケット及びＬＲＰパケットの無線伝送を行う。

図３は、受信ノード１１０の内部構成を示したブロック図である。３０５はＲＯＭ３１０に記憶されている制御プログラムを実行し、受信ノード１１０内の全体の動作を制御する制御部である。３１０は受信ノード１１０の制御プログラムや不揮発性のパラメータを格納するためのＲＯＭである。３１５は揮発性のパラメータや一時データを格納するためのＲＡＭである。３１６はロスデータである。３１７は圧縮ビデオデータである。３１８は伸張ビデオデータである。３１６〜３１８は全てＲＡＭ３１５に保存されるデータである。３２０は無線データの送受信処理のタイミングを生成するためのタイミング部である。３２５は無線データの送受信を行う無線通信部である。３２６は無線信号を送受信するためのアンテナ部である。３２７はアンテナ部３２６の指向角を制御するためのアンテナ制御部である。３２９はＨＲＰパケットの受信処理と通信品質の測定処理を行うための第１の通信部であり、ＨＲＰ処理部である。３２８はＬＲＰパケットの送受信処理と受信ＬＲＰパケットの通信品質の測定処理を行うための第２の通信部であり、ＬＲＰ処理部である。３３１は無線プロトコルの制御コマンドや受信ノード１１０が測定する通信品質情報を処理するための制御情報処理部である。３３２は受信したビーコンのアクセス情報を解析し処理するビーコン処理部である。３３５は圧縮ビデオデータ３１７を伸張し、伸張ビデオデータ３１８を生成するビデオデコーダである。３３６はビデオ伸張処理時間を記憶し、出力されるロスデータ３１６を、ビデオ伸張処理時間分の所定時間遅延させるディレイブロックである。３４０は入力されるビデオデータを合成するビデオ合成部であり、伸張ビデオデータとロスデータとを合成し、高品質のビデオデータを生成する。３４５はディスプレイ等の外部機器と接続されビデオデータを出力する外部インターフェース部である。

次に、ビデオデータ受信時の各ブロック間の関係について説明する。受信ノード１１０は、送信ノードから無線伝送されるビーコンを受信する。ビーコン処理部３３２により取得したアクセス情報に基づき、アンテナ制御部３２７がアンテナ３２６の指向性をタイミング生成部３２０の生成するタイミングで制御しながらＨＲＰパケット及びＬＲＰパケットを受信する。パケット受信判定部３３０によりＨＲＰパケット及びＬＲＰパケットの受信判定が行われる。その結果、正常に受信ができた場合にＨＲＰパケットに格納されているロスデータ３１６と、ＬＲＰパケットに格納されている圧縮ビデオデータ３１７を抽出してＲＡＭ３１５に保存する。そして、圧縮ビデオデータ３１７をビデオデコーダ３３５により伸張し、伸張ビデオデータ３１８を生成する。ＨＲＰ、ＬＲＰともに正常に受信できた場合には、ロスデータ３１６と伸張ビデオデータ３１８をビデオ合成部３４０に出力して合成し、高品質のビデオデータを生成し、該ビデオデータを外部インターフェース部３４５に出力する。ディレイブロック３３６は、ロスデータ３１６と伸張ビデオデータ３１８の出力時間差を保証するため、圧縮ビデオデータ３１７を伸張して伸張ビデオデータ３１８を生成するまでの伸張処理時間分の遅延をロスデータ３１６に与えてビデオ合成部３４０に出力する。一方、ＬＲＰパケットのみ正常に受信できた場合には、伸張ビデオデータ３１８のみをビデオ合成部３４０に出力する。結果として外部インターフェース部３４５には伸張ビデオデータ３１８が出力される。最後に外部インターフェース部（３４５）が受信したビデオデータを外部機器に出力する。外部インターフェース部３４５は、ビデオ合成部３４０から受信したビデオデータ（合成ビデオデータ又は伸張ビデオデータ）を外部機器に出力する。

図４は、ノードのアンテナ制御を説明するための図である。各ノードはアダプティブ・アレイ・アンテナを備え、アンテナ素子から送受信される無線信号の位相を制御することにより、狭指向性モード３５０と広指向性（Ｗｉｄｅ）モード３６０を切り替えることが出来る。狭指向性モード３５０では、例えば図示されるように０°〜１８０°の範囲を１５°ステップの分解能で制御し、アンテナ指向角パターンのビームを形成することが出来る。これにより送受信時に高いゲインを得ることができるが、利用できる通信パスの範囲は限定される。本例では理解を容易にするために前述の構成をとっているが、狭指向性モード３５０におけるアンテナ指向角の範囲及びアンテナ指向角の分解能はこの限りではない。Ｗｉｄｅモード３６０では例えば図示されるように０〜１８０°の範囲の広い指向角をカバーするが、狭指向性モード３５０と同様、指向角の範囲はこの限りではない。Ｗｉｄｅモード３６０は、狭指向性モード３５０と比較し送受信時のゲインは劣るが、利用できる通信パスの範囲は広がる。本実施例ではＨＲＰは送信ノードと受信ノードの少なくともどちらか一方が狭指向性モード３５０での送受信を行い、データ容量が小さいＬＲＰはＷｉｄｅモード３６０での送受信を行う。

図５は、本実施形態の無線通信システムにおける通信フレームの例であるスーパーフレーム４００の構成を示す図である。スーパーフレーム４００はビデオデータの有効期間である繰り返し周期で送信される。スーパーフレーム４００は、ビーコン４０１、下りＬＲＰパケット４０５、下りＨＲＰパケット４１０、上りＬＲＰパケット４１５から構成される。ここで”下り”と”上り”という言葉は２つのノード間の通信方向を示す表現である。送信ノード１００から受信ノード１１０への通信方向を”下り”、受信ノード１１０から送信ノード１００への通信方向を”上り”と定義する。ビーコン４０１、下りＬＲＰパケット４０５、下りＨＲＰパケット４１０は、送信ノード１００が送信する。下りＬＲＰパケット４０５は制御情報と圧縮ビデオデータを送信する。下りＨＲＰパケット４１０はロスデータを送信する。上りＬＲＰパケット４１５は受信ノード１１０が送信し、下りＬＲＰパケットとＨＲＰパケットの通信品質等の制御情報を送信する。本実施例では、ビデオデータの片方向通信を想定しているため、上りＨＲＰパケットをスーパーフレーム４００に含まれていないが、双方向通信の場合にはスーパーフレーム４００に上りＨＲＰパケットも含まれる。またパケットの配置方法はこの限りではなく、例えば上りＬＲＰパケットが先頭に配置されても良い。

各パケットに含まれる情報要素について説明する。ビーコン４０１には、フレーム同期捕捉用のユニークワード、無線媒体にアクセスするノードの識別子、各ノードが送受信するパケットで適用するアンテナ指向角、変調クラスといったアクセス情報が含まれる。受信ノード１１０はビーコン４０１を受信しフレーム同期を取ると共に、ビーコン４０１内のアクセス情報に基づきアンテナ指向角や変調クラスを制御することにより送信ノード１００からのＬＲＰ、ＨＲＰのデータパケットを受信し、上りＬＲＰパケットを送信する。下りＬＲＰパケット４０５は、送信ノード１００が制御情報と圧縮ビデオデータを送信するパケットである。ＬＲＰプリアンブル４２０ には、下りＬＲＰパケット４０５のシンボル同期捕捉用の既知信号が含まれる。ＬＲＰヘッダ４２５には、下りＬＲＰパケット４０５に含まれるペイロードの数や各ペイロードの長さといった下りＬＲＰパケット４０５全体の情報が含まれる。下りＬＲＰペイロード１（４３０）には、圧縮ビデオデータの圧縮方式の情報４４５、圧縮率情報４５０、ロスデータ情報４５５、その他パスサーチ用の制御コマンド、パスサーチ時のトレーニングシーケンス等の制御情報が含まれる。トレーニングシーケンスとは、所定の送信アンテナ指向角と受信アンテナ指向角の組み合わせにおける通信パスの通信品質の測定に使用される既知信号である。受信ノードは、圧縮方式の情報４４５や圧縮率情報４５０を元に受信した圧縮ビデオデータの伸張を行う。これらの情報は、利用できる通信帯域とＬＲＰ、ＨＲＰで利用できるデータレートに応じて値が設定される。ロスデータ情報は、送信ノードがＨＲＰで伝送するロスデータが、元の非圧縮ビデオデータにおけるどの情報に相当するかを示す制御情報である。受信ノード１１０は、ロスデータ情報４５５に基づき、伸張データとロスデータの合成を行う。下りＬＲＰペイロード２（４３５）には、圧縮ビデオデータが含まれる。ＣＲＣ４４０は、下りＬＲＰパケット４０５の誤り検出用の符号である。

下りＨＲＰパケット４１０は、送信ノード１００がロスデータを送信するパケットである。ＨＲＰプリアンブル４６０ は下りＨＲＰパケット４１０のシンボル同期捕捉用の既知信号が含まれる。ＨＲＰヘッダ４６５には、下りＨＲＰパケット４１０に含まれるペイロードの数や各ペイロードの長さ等の下りＨＲＰパケット４１０全体の情報が含まれる。下りＨＲＰペイロード４７０には、ロスデータ全体またはその一部が含まれる。ＨＲＰペイロードに格納されるロスデータが元の非圧縮ビデオデータにおけるどの情報に相当するかは、下りＬＲＰパケット４０５の制御情報内のロスデータ情報４５５で指定される。ＣＲＣ４７５は、下りＨＲＰパケット４１０の誤り検出用の符号である。上りＬＲＰパケット４１５は受信ノード１１０が送信し、制御情報を送信するパケットである。ＬＲＰプリアンブル４８０ には、上りＬＲＰパケット４１５のシンボル同期捕捉用の既知信号が含まれる。ＬＲＰヘッダ４８５には、上りＬＲＰパケット４１５に含まれるペイロードの数や各ペイロードの長さ等の上りＬＲＰパケット４１５全体の情報が含まれる。上りＬＲＰペイロード４９０には、受信ノード１１０が測定したＬＲＰパケットの通信品質情報４９６、ＨＲＰパケットの通信品質情報４９７、その他パスサーチ用の制御コマンドやトレーニングシーケンス等の制御情報が含まれる。通信品質情報としては、ＲＳＳＩ（受信電界強度）、ＣＩＮＲ（搬送波電力対干渉雑音電力比）等を示す情報が用いられる。ＲＳＳＩは、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒの略である。ＣＩＮＲは、Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏの略である。ＣＲＣ４９５は、上りＬＲＰパケット４１５の誤り検出用の符号である。

図６にビデオデータの構成図を示す。５００は非圧縮ビデオデータの８ビット単位の構成を示している。各ビットはビデオの周波数成分の異なるデータを示しており、上位側のビットであるほど、より低周波の成分を示し、データの重要度が高くなる。また、下位側のビットであるほど、より高周波の成分を示し、データの重要度が低くなる。５０５は非圧縮ビデオデータ５００を圧縮した結果である圧縮ビデオデータに含まれるビットを示している。本例では、圧縮ビデオデータは上位４ビットから構成され、下位４ビットが圧縮処理により消失することを示している。５１０は下位４ビットのロスデータを示しており、ＨＲＰパケットで伝送されるデータである。なお、ロスデータは、圧縮処理により消失するデータであるため非圧縮のデータである。そのため、ＨＲＰパケットで全てのロスデータを伝送できるとは限らない。ＨＲＰパケットで全てのロスデータを伝送できない場合は、一部のロスデータ（上位側から伝送可能な部分のデータ）を伝送する。例えば、ＨＲＰパケットの通信品質が悪く、十分な通信帯域を確保できない場合は、ＨＲＰパケットの伝送容量の低下するため、一部のロスデータしか伝送できないことが考えられる。または、ビデオデータを圧縮する際の圧縮率が高い場合は、ロスデータの容量が大きくなるため、一部のロスデータしか伝送できないことが考えられる。一部のロスデータをＨＲＰパケットで伝送する場合は、そのロスデータが元の非圧縮ビデオデータ５００のどのビットのデータであるかを受信ノード１１０に指定する必要がある。この指定は、図５の下りＬＲＰパケットの制御データに含まれるロスデータ情報４５５を用いる。例えばロスデータ情報を８ビットのビットマップとし、ビットマップの各ビットをＨＲＰパケットのロスデータで伝送する非圧縮ビデオデータの各ビットと対応付けるとする。その場合、図６に示すロスデータ５１５を送信する場合には、ロスデータ情報に０ｂ００００１１１０を格納すればよい。また、ロスデータ情報４５５により全ロスデータなのか、一部のロスデータなのかの通知も行われる。もちろんこのロスデータ情報は、非圧縮ビデオデータのうちどの部分に相当するかを示す情報の一例であって、ロスデータを特定できる形式であればこの形式に限定されない。また圧縮ビデオデータに含まれるビット数、ロスデータのビット数はこの限りではない。

本システム全体の制御動作を、図７、図８のシーケンス図を用いて説明する。

図７のＳ１０００〜Ｓ１０４０のシーケンスでは、受信ノード１１０がＨＲＰパケット、ＬＲＰパケット共に正しく受信できる場合の処理を示している。

送信ノード１００と受信ノード１１０はビデオデータの伝送に先立ち、ＨＲＰパケットを伝送する最適な通信パスの探索と、ＬＲＰ、ＨＲＰの変調クラスの決定を行うために、パスサーチ処理を実行する（Ｓ１０００）。パスサーチ処理では、ＬＲＰの制御コマンドやトレーニングシーケンスを使用して、所定の送信アンテナ指向角と受信アンテナ指向角の組み合わせにおける通信パスの通信品質の測定を行う。その測定結果に基づき、ビデオデータの伝送に最適な通信パスを決定し、ＨＲＰ伝送時の送信ノード１００における送信アンテナ指向角、受信ノードにおける受信アンテナ指向角、ＨＲＰ、ＬＲＰの変調クラス等のアクセス情報を決定する。決定された新規通信パスのアクセス情報はビーコンに格納して送信され、送信ノード１００及び受信ノード１１０間で共有される（Ｓ１００１）。続いて送信ノード１００と受信ノード１１０はビデオデータの伝送を行う。データソース１０５は非圧縮ビデオデータを送信する（Ｓ１００５）。送信ノードは受信した非圧縮ビデオデータを圧縮し、圧縮ビデオデータを生成する（Ｓ１０１０）。また、送信ノード１００は非圧縮のビデオデータと圧縮ビデオデータから、圧縮時に消失されるデータであるロスデータを生成する（Ｓ１０１１）。送信ノード１００はＬＲＰを使用して圧縮ビデオデータを送信する（Ｓ１０１５）。また、送信ノード１００はＨＲＰを使用してロスデータを送信する（Ｓ１０２５）。

受信ノード１１０は受信した圧縮ビデオデータを伸張し、伸張ビデオデータを生成する（Ｓ１０２０）。また、受信ノード１１０は、ＬＲＰ、ＨＲＰ共に受信に成功しているため、伸張ビデオデータと受信したロスデータを合成し（Ｓ１０３０）、生成した合成ビデオデータをディスプレイに出力する（Ｓ１０３５）。ビデオデータを受信したディスプレイは、合成ビデオデータを再生表示する（Ｓ１０４０）。

以上のシーケンスによって、受信ノード１１０がＬＲＰとＨＲＰを正しく受信できる場合には、圧縮データとロスデータを合成することにより高品質のビデオ再生ができる。

図８のＳ１１００〜Ｓ１１４０のシーケンスでは、受信ノード１１０がＬＲＰのみを正しく受信できる場合の処理を示している。Ｓ１１００〜Ｓ１１２５までの処理は図７のＳ１０００〜Ｓ１０２５までの処理と同じ内容となる。このシーケンスでは、受信ノード１１０はＬＲＰの受信は成功しているが、ＨＲＰの受信に失敗している。そのため、ロスデータを合成には使用せず、圧縮ビデオデータを伸張した伸張ビデオデータをディスプレイに出力する（Ｓ１１３５）。ビデオデータを受信したディスプレイは、伸張ビデオデータを再生表示する（Ｓ１１４０）。

以上のシーケンスによって、受信ノード１１０がＨＲＰのロスデータを正しく受信できない場合においても、同時に伝送しているＬＲＰの圧縮ビデオデータを利用することにより、ビデオの再生表示が途切れることを防止できる。
送信ノード１００及び受信ノード１１０のビデオデータ伝送時の内部動作について、図９、図１０を用いて説明する。

図９は、送信ノード１００の内部動作を示すフローチャートである。図９の動作は、制御部２０１がＲＯＭ２１０に記憶されている制御プログラムを実行することにより実行される。

送信ノード１００は、データソース１０５からのビデオ伝送が継続しているかを判定する（Ｓ１５００）。外部インターフェース２２０を介して非圧縮ビデオデータを受信している場合にはデータソース１０５からのビデオ伝送が継続していると判断し、Ｓ１５０５へ分岐する。非圧縮ビデオデータを受信していない場合は処理を終了する。ビデオ伝送が継続している場合は、アンテナをＷｉｄｅモードに設定し、上りＬＲＰパケット内の下りＬＲＰ、ＨＲＰに対する通信品質情報を受信する（Ｓ１５０５）。受信した上りＬＲＰパケットの通信品質を測定し、測定した通信品質に基づき上りＬＲＰパケットの変調クラスを決定し、ビーコンのアクセス情報に格納する。また、受信した下りＬＲＰの通信品質情報から下りＬＲＰの変調クラスを決定し、ビーコンのアクセス情報に格納する（Ｓ１５１０）。受信ノード１１０はこの情報を以って、下りＬＲＰパケットの復調を行う。更に送信ノード１００は、下りＬＲＰの変調クラスから、圧縮ビデオデータのペイロードサイズを決定する。

送信ノード１００は、圧縮ビデオデータのペイロードサイズに納まる最小限のビデオ圧縮率を決定する。そして、ビデオ圧縮率情報を下りＬＲＰパケットの制御情報に格納する（Ｓ１５１５）。受信ノード１１０はこの情報を以って圧縮ビデオデータの伸張を行う。送信ノード１００は、非圧縮ビデオデータを、Ｓ１５１５で決定した圧縮率で圧縮し、圧縮ビデオデータを生成する（Ｓ１５２０）。そして、生成した圧縮ビデオデータを下りＬＲＰパケットに格納する（Ｓ１５２１）。また、非圧縮ビデオデータと圧縮ビデオデータから、圧縮時に消失するデータであるロスデータを生成する（Ｓ１５２５）。さらに、下りＨＲＰの通信品質情報から下りＨＲＰの変調クラスを決定し、ビーコンのアクセス情報に格納する（Ｓ１５３０）。受信ノード１１０はこの情報を以って下りＨＲＰパケットの復調を行う。また、下りＨＲＰの変調クラスから、ロスデータのペイロードサイズを決定する。送信ノード１００は、ロスデータのペイロードサイズに収まる範囲でロスデータを抽出し、下りＨＲＰパケットに格納する。つまり、ＨＲＰのデータレートに応じた量のロスデータを下りＨＲＰパケットに格納する。また、抽出したロスデータをもとに、ロスデータ情報を生成し、下りＬＲＰの制御情報に格納する（Ｓ１５３５）。

また、送信ノード１００は、Ｗｉｄｅモードで、既知の変調クラスを用いてビーコンを送信する（Ｓ１５４０）。そして、アンテナ指向性の制御を行いながら、下りＬＲＰパケット及び下りＨＲＰパケットの送信処理を行う（Ｓ１５４５）。送信処理では、まずアンテナをＷｉｄｅモードに設定し、ビーコンで指定する変調クラスで下りＬＲＰパケットを送信する。次にアンテナを狭指向性モードに設定し、ビーコンで指定するアンテナ指向角に設定し、ビーコンで指定する変調クラスでＨＲＰパケットを送信する。なお、本フローチャートではビーコン送信のたびに、通信品質に基づき、ＬＲＰ、ＨＲＰの変調クラスと利用可能な通信帯域に応じてロスデータのデータ量を制御している。しかしながら、例えば所定時間の経過ごとや、通信品質が大きく変化した時にロスデータのデータ量を制御しても良い。

図１０は受信ノード１１０の内部動作を示すフローチャートである。図１０の動作は、制御部３０５がＲＯＭ３１０に記憶されている制御プログラムを実行することにより実行される。

受信ノード１１０は、ビーコンを受信したかどうかの判定を行い（Ｓ１７００）、受信した場合にはＳ１７０５へ分岐し、そうでない場合には処理を終了する。なお本実施例ではビーコンはＷｉｄｅモードで、既知の変調クラスを用いて受信するものとする。受信したビーコンのアクセス情報に基づき、アンテナ指向性の制御を行いながら、ビデオデータを含む下りＬＲＰパケットとＨＲＰパケットを受信する（Ｓ１７０５）。まずアンテナをＷｉｄｅモードに設定し、ビーコンで指定する変調クラスで下りＬＲＰパケットを受信する。次にアンテナを狭指向性モードに設定し、ビーコンで指定するアンテナ指向角に設定し、ビーコンで指定する変調クラスで下りＨＲＰパケットを受信する。そして、下りＬＲＰパケットの受信判定を行い（Ｓ１７１０）、下りＬＲＰパケットを正常に受信できず、受信エラーの場合にはＳ１７４０へ分岐し、正常に受信できた場合はＳ１７１５へ分岐する。Ｓ１７１５では、下りＬＲＰパケット内の制御情報に格納される圧縮方式情報、圧縮率情報に基づき、ＬＲＰパケット内の圧縮ビデオデータを伸張し、伸張ビデオデータを生成する。また、受信ノード１１０は、下りＨＲＰパケットの受信状態を判定し（Ｓ１７２０）、下りＨＲＰパケットを正常に受信できず、受信エラーの場合にはＳ１７２５へ分岐し、正常に受信できた場合はＳ１７３０へ分岐する。Ｓ１７２５では、つまり、下りＬＲＰパケットを正常に受信できたが下りＨＲＰパケットは正常に受信できなかった場合は、下りＬＲＰパケットで受信した圧縮ビデオデータを伸張した伸張ビデオデータを外部インターフェースに出力する。Ｓ１７３０では（下りＬＲＰ、ＨＲＰを受信し、圧縮ビデオデータとロスデータを取得した場合）、下りＬＲＰパケット内の制御情報内のロスデータ情報に基づき、圧縮ビデオデータを伸張した伸張ビデオデータとロスデータを合成し、合成ビデオデータを生成する。そして、合成ビデオデータを外部インターフェースに出力する（Ｓ１７３５）。Ｓ１７４０では、受信ノード１１０は、受信した下りＬＲＰパケットと下りＨＲＰパケットの通信品質を測定する。そして、測定した通信品質を上りＬＲＰパケットの制御情報に格納し、アンテナをＷｉｄｅモードに設定し、上りＬＲＰパケットをビーコンで指定する変調クラスで送信する（Ｓ１７４５）。なお、本フローチャートではビーコン受信のたびに下りＬＲＰパケットと下りＨＲＰパケットの通信品質を送信ノード１００に通知しているが、通知のタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、所定時間の経過ごとや、下りＬＲＰパケットか下りＨＲＰパケット通信品質が大きく変化した時に通知するようにしても良い。

本実施形態では、受信ノード１１０が下りパケットの通信品質を送信ノード１００にフィードバックすることにより、送信ノード１００が伝送するロスデータのデータ量を適応的に制御できる構成となっている。しかしながら、例えば受信ノード１１０に通信品質を定期的にフィードバックさせず、送信ノード１００はロスデータの量を固定して伝送する構成であっても良い。また本実施形態ではＨＲＰ及びＬＲＰに互いに異なるアンテナ指向性を適用することにより、互いに異なる通信パスを適用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばアンテナ指向性制御を行わず、単にＨＲＰ及びＬＲＰに互いに異なる変調クラスを適用することにより通信パスの特性に違いを持たせる構成であっても良い。また本実施形態はＨＲＰ及びＬＲＰの通信は、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重、空間分割多重の何れかにより多重される構成であっても良い。また、上記例では、ビデオデータを例にしたが、音声データ、その他のデータであってもよい。特に、リアルタイム性が要求されるデータ伝送に本発明は有効である。

以上のように、送信ノードは、通信パスが遮断されにくい低速伝送チャネルで圧縮データを伝送し、通信パスは遮断されやすいが高いゲインが得られ、高レートでデータを伝送できる高速伝送チャネルで最大限伝送可能なロスデータを伝送する。そして、受信ノードは圧縮データを伸張した伸張データとロスデータを合成したデータを再生する。これにより、可能な限り高品位（高画質）なデータを再生することができる。また高速伝送チャネルの遮断時でも、低速伝送チャネルの圧縮データを利用することにより、再生の瞬断を低減し、通信の信頼性を向上させることができる。

１００ 送信ノード
１０５ データソース
１１０ 受信ノード
１１５ ディスプレイ
１２０，１２１ ＬＲＰ通信パス
１２５ ＨＲＰ通信パス
１３０ 遮蔽物

Claims (13)

1. データを圧縮した圧縮データを低速伝送チャネルを介して通信する第１の通信手段と、
   前記データの圧縮により消失されるロスデータを高速伝送チャネルを介して通信する第２の通信手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記第２の通信手段は、前記高速伝送チャネルにおけるデータレートに応じた量のロスデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記高速伝送チャネルと前記低速伝送チャネルに対し互いに異なる通信パスを適用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
4. 前記高速伝送チャネルと前記低速伝送チャネルとは互いに異なるアンテナ指向角により通信することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の通信装置。
5. 前記第２の通信手段は、前記ロスデータを所定時間遅延させて送信することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の通信装置。
6. 前記所定時間は、前記データの圧縮処理時間であることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記低速伝送チャネルにより受信した前記圧縮データを伸張した伸張データと、前記高速伝送チャネルにより受信した前記ロスデータとを合成する合成手段を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
8. 前記高速伝送チャネルの受信状態を判定する判定手段を有し、
   前記合成手段は、前記判定手段による判定の結果に応じて、前記高速伝送チャネルにより受信した前記ロスデータと、前記低速伝送チャネルにより受信した前記圧縮データを伸張した伸張データとを合成することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
9. 前記高速伝送チャネルにより受信した前記ロスデータを所定時間遅延させる遅延手段を有し、
   前記合成手段は、前記遅延手段により遅延されたロスデータと、前記低速伝送チャネルにより受信した前記圧縮データを伸張した伸張データとを合成することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の通信装置。
10. 前記所定時間は、前記低速伝送チャネルにより受信した前記圧縮データを伸張するための処理時間であることを特徴とする請求項９に記載の通信装置。
11. 前記合成手段により合成されたデータを表示するために出力する出力手段を有することを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか１項に記載の通信装置。
12. データを圧縮した圧縮データを低速伝送チャネルを介して通信する第１の通信工程と、
    前記データの圧縮により消失されるロスデータを高速伝送チャネルを介して通信する第２の通信工程と、
    を有することを特徴とする通信装置の制御方法。
13. 通信装置を制御するプログラムであって、
    データを圧縮した圧縮データを低速伝送チャネルを介して通信する第１の通信工程と、
    前記データの圧縮により消失されるロスデータを高速伝送チャネルを介して通信する第２の通信工程と、
    を通信装置に実行させるためのプログラム。