JP2014241514A - 通信装置、通信システム、通信方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 より簡易な装置構成で空間ダイバーシチ効果を得ること。【解決手段】 アンテナをそれぞれ有する複数の通信装置が直列に有線接続され、少なくとも１つの通信装置は、アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信装置から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置または制御装置へ送信することにより、制御装置が複数の通信装置のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムにおいて、通信装置は、受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定し、受信品質が所定の品質を満たす場合は受信した無線信号に基づく信号を第２の通信装置または制御装置へ送信し、受信品質が所定の品質を満たさない場合は有線信号に基づく信号を第２の通信装置または制御装置へ送信する。【選択図】 図２

Description

本発明はダイバーシチ受信技術に関する。

無線通信では、様々な伝搬経路を介した複数の素波が異なるタイミングで受信装置に到来するマルチパス環境が形成され、場所によっては、受信波形が歪むことで伝送誤りが生じる場合があることが知られている。このようなマルチパス環境において、通信品質を改善するための技術として、空間ダイバーシチがよく知られている。空間ダイバーシチでは、アンテナの位置によって通信品質が大きく変動することを利用し、複数のアンテナを空間的に離して配置して同時に通信を行う。これにより、例えば、複数のアンテナで受信された無線信号の通信品質がそれぞれ異なることとなるため、少なくともいずれかのアンテナにおいて十分な受信品質を得ることができる確率を向上させることができる。なお、受信装置は、例えば、複数のアンテナにおける受信信号を選択合成もしくは最大比合成して復調することにより、又は、複数の受信信号に基づく最尤推定を行うことにより、その複数の受信信号から受信データを得ることができる。

複数のアンテナ（ダイバーシチブランチ）を空間的に広く分布させることにより、このようなダイバーシチの効果をさらに高めることができると考えられる。そして、この場合、広範囲に分布された複数のアンテナと選択合成等の受信処理を行う制御機能部とが空間的に離れることとなるため、制御機能部と複数のアンテナのそれぞれとが、ケーブル等により有線接続される。そして、複数のアンテナで受信した信号は有線伝送路を介して制御機能部に伝送され、制御機能部は、受信した信号に受信処理を施すこととなる。

しかしながら、制御機能部と複数のアンテナとが有線接続される場合、制御機能部は、少なくともアンテナの本数分の有線通信用のインタフェースを有していなければならない。ここで、無線区間と有線区間を併せた通信システム全体での通信速度に影響を与えないために、この有線通信用のインタフェースには、無線区間以上に高速な通信性能が求められる。例えば、非圧縮ＨＤ動画を送信器から無線伝送して、サイトダイバーシチ無線受信局で受信する無線通信システムにおいては、制御機能部は、１Ｇｂｐｓを超える有線通信用のインタフェースを複数有しなければならない。このように、制御機能部が多数の高速な有線通信用インタフェースを有する構成とすることは、ハードウェアの複雑性やコストの観点から容易ではない。また、制御機能部が有する有線通信用インタフェースの数を超えてアンテナ数を増やすことができないため、システムの拡張性や柔軟性が制限される。

また、あるダイバーシチブランチが制御機能部から遠く離れた位置に設置される場合に、長い通信ケーブルを敷設することが要求される。そして、コストまたは入手性の観点から、長い通信ケーブルを利用することも必ずしも容易ではない。さらに、多数の通信ケーブルが、制御機能部の近傍に集中することとなるため、ケーブルの配回しが複雑になりうるという課題もある。

これに対して、複数のダイバーシチブランチ（アンテナを有する通信ユニット）を通信ケーブルで直列に接続する、デイジーチェーン型のダイバーシチ受信局が検討されている（特許文献１及び特許文献２参照）。すなわち、アンテナを有する通信ユニットのそれぞれが直列に有線接続され、各通信ユニットは、例えば、アンテナで受信した信号とデイジーチェーンの下位ユニットのアンテナで受信された信号とを合成して上位ユニットへ転送する。このように、アンテナをそれぞれが有する通信ユニットをデイジーチェーン接続することにより、制御機能部は、アンテナ数分の有線通信インタフェースを有さなくてもよくなる。なお、ここでは、１つの通信ユニットから見て、デイジーチェーンの制御機能部に近い方の通信ユニットを上位ユニットと呼び、制御機能部に遠い方の通信ユニットを下位ユニットと呼ぶ。同様に、１つの通信ユニットから見て、制御機能部の方向を上位方向、反対の方向を下位方向と呼ぶ。

そして、特許文献１には、各通信ユニットが、受信した無線信号とその信頼係数、及びデイジーチェーンの下位ユニットから受信した結合信号とその結合信頼係数の４つの入力から、新たな結合信号と結合信頼係数を生成して出力する技術が記載されている。そして、これをデイジーチェーン接続された通信ユニットの全てが実行することで、制御機能部は、最上位の通信ユニットから、重み付けされた合成受信信号を得ることができる。

また、特許文献２には、各通信ユニットが、自らが受信した無線信号の受信レベルと、下位ユニットから入力された、下位ユニットが受信した無線信号の受信レベルとを比較して、上位ユニットに送信する信号を選択する技術が記載されている。すなわち、特許文献２においては、各通信ユニットは、自らが受信した無線信号の受信レベルが下位ユニットで受信された無線信号の受信レベルより高い場合には、自らが受信した無線信号と、その受信レベルを上位ユニットに伝送する。また、各通信ユニットは、自らが受信した無線信号の受信レベルが下位ユニットで受信された無線信号の受信レベル以下の場合には、下位ユニットから入力された、下位ユニットにおいて受信された信号と受信レベルとを上位ユニットに中継伝送する。これを、最下位の通信ユニットから最上位の通信ユニットに向かって繰り返すことで、制御機能部は、最上位の通信ユニットから、最大の受信レベルを有する通信ユニットが受信した信号を得ることができる。

特表２００５−５３３４０５号公報 特開２００４−０５６３４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術を有意に活用するためには、通信ユニット間で伝送される結合信号は軟判定値でなければならず、有線通信インタフェースが高い通信性能を有する必要があるという課題があった。例えば、１Ｂｙｔｅで量子化された軟判定値を結合信号として伝送するためには、無線区間の８倍以上の通信速度が有線インタフェースに必要とされる。また、特許文献２に記載の技術では、各通信ユニットは、無線信号の受信レベルを上位ユニットに伝達しなければならず、通信ユニットの装置規模の増大及び伝送すべき情報量の増大を招くという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、より簡易な装置構成で空間ダイバーシチ効果を得られるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による通信装置は、アンテナをそれぞれ有する複数の通信装置が直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信装置は、前記アンテナで受信した無線信号と有線で接続された第１の通信装置から受信した有線信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置または制御装置へ送信することにより、前記制御装置が前記複数の通信装置のいずれかで受信された無線信号を受信する通信システムにおける前記通信装置であって、前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定手段と、前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する送信手段と、を有する。

本発明によれば、より簡易な装置構成で空間ダイバーシチ効果を得ることができる。

ダイバーシチ受信装置の構成例を示すブロック図。 通信ユニットの構成例を示すブロック図。 無線信号のフレーム構成例を示す図。 スイッチの信号選択処理の動作例を示すフローチャート。 ダイバーシチ受信装置の動作例を示す図。 実施形態２の通信ユニットの構成例を示すブロック図。 実施形態２のスイッチの信号選択処理の動作例を示すフローチャート。 実施形態２のダイバーシチ受信装置の動作例を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

＜＜実施形態１＞＞
（ダイバーシチ受信装置の構成）
図１は、本実施形態におけるダイバーシチ受信装置１００の構成例を示すブロック図である。ダイバーシチ受信装置１００は、複数のアンテナ（ダイバーシチブランチ）と、その複数のアンテナのそれぞれに対応する複数の通信ユニット（第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３）と、制御部１０１とを有する。第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３は、制御部１０１に、デイジーチェーン接続される。より具体的には、第１の通信ユニット１１１は、第１の通信ケーブル１２１を介して、制御部１０１に有線接続され、第２の通信ユニット１１２は、第２の通信ケーブル１２２を介して、第１の通信ユニット１１１に有線接続される。同様に、第３の通信ユニット１１３は、第３の通信ケーブル１２３を介して、第２の通信ユニット１１２に有線接続される。このように、ダイバーシチ受信装置１００内においては、アンテナをそれぞれ伴う複数の通信ユニットが直列に有線接続され、そのうちの１つの通信ユニットが制御部１０１に接続される通信システムが構築される。

なお、ここでは、ある通信ユニットから見て、デイジーチェーンの制御部１０１側の方向を上位方向と呼び、反対方向を下位方向と呼ぶ。すなわち、図１においては、第１の通信ユニット１１１はデイジーチェーンの最上位の通信ユニットであり、第３の通信ユニット１１３は最下位の通信ユニットである。なお、最上位の通信ユニットである第１の通信ユニットは、制御部１０１に有線接続される。また、第２の通信ユニット１１２から見て、第１の通信ユニット１１１は隣接する上位の通信ユニットであり、第３の通信ユニット１１３は隣接する下位の通信ユニットである。

（通信ユニットの構成）
図２は、本実施形態に係る第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３の構成例を示すブロック図である。各通信ユニットは、例えば、受信アンテナ２０１、無線受信処理部２０２、送信処理部２０３、品質判定部２０４、スイッチ２０５、有線受信ポート２０６、有線送信ポート２０７、及び下位ユニット検出部２０８を有する。

受信アンテナ２０１は無線信号を受信し、受信した無線信号を無線受信処理部２０２に出力する。ここで、無線信号のフレーム構成例を図３に示す。図３において、無線フレーム３００は、プリアンブル３０１と第１〜第４のデータブロック３１１〜３１４とを含む。プリアンブル３０１は、無線フレーム３００の先頭に付加された既知の波形パターンであり、無線信号の検出と同期、受信回路の利得調整などに利用される。データブロック３１１〜３１４は、それぞれペイロード３２１とＣＲＣ符号３２２とを含む。ペイロード３２１は、無線フレーム３００において、不図示の送信装置からダイバーシチ受信装置１００に伝達されるデータが格納される領域である。また、ＣＲＣ符号３２２は、ペイロード３２１を所定の生成多項式でＣＲＣ符号化することにより得られる、誤り検出用のビット系列である。すなわち、第１〜第４のデータブロック３１１〜３１４は、ペイロード３２１をＣＲＣ符号化したデータ系列である。なお、ここで示したフレーム構成は一例であり、本実施形態に係るダイバーシチ受信装置１００は、あらゆるフレーム構成の無線信号に対応することができる。

無線受信処理部２０２は、受信アンテナ２０１から取得した無線信号に、所定の受信処理を施すことで、無線受信データを得る。例えば、無線周波数の信号をベースバンドにダウンコンバートした後に、ＡＤ変換、チャネル等化、誤り訂正復号などの処理によって、無線受信データを得る。これにより得られた無線受信データは、送信処理部２０３と品質判定部２０４に出力される。

送信処理部２０３は、無線受信処理部２０２から入力された無線受信データに所定の送信処理を施し、上位ユニットに送信すべき信号を生成する。例えば、無線受信データを、８Ｂ１０Ｂ符号化した後に、波形形成フィルタを通過させることによってこのような信号を生成する。なお、送信処理部２０３で生成されるのは、受信アンテナ２０１で受信された無線信号に基づく有線通信のための信号であり、受信された信号そのものとは異なるが、説明の簡単のため、以下では「無線受信信号」と呼ぶ。生成された無線受信信号は、スイッチ２０５に入力される。

有線受信ポート２０６は、通信ケーブルを介して、下位の通信ユニットの有線送信ポート２０７から送信された信号を受信するための端子である。例えば、第３の通信ユニット１１３の有線送信ポート２０７から送信された有線信号は、第３の通信ケーブル１２３を介して、第２の通信ユニット１１２の有線受信ポート２０６で受信される。有線受信ポート２０６で受信された信号は、有線受信信号としてスイッチ２０５に入力される。

品質判定部２０４は、無線受信処理部２０２からの無線受信データに基づいて、受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する。例えば、品質判定部２０４は、第１〜第４のデータブロック３１１〜３１４のそれぞれについて、ＣＲＣ符号による誤り検出を行い、誤りが含まれていなければ受信品質が所定の品質を満たしていると判定する。反対に、誤りが含まれている場合には、受信品質が所定の品質を満たしていないと判定する。品質判定部２０４の判定結果は、スイッチ２０５に入力される。

なお、ここでは、無線受信処理部２０２から出力される無線受信データに基づいて無線信号の受信品質を評価するとしたが、これに限られない。例えば、相関検出によりプリアンブル３０１の受信電力を求め、受信電力が所定値以上である場合に、受信品質が所定の品質を満たしていると判定してもよい。また、例えば、無線信号の信号対雑音電力比（ＳＮＲ）、搬送波対雑音電力比（ＣＮＲ）、受信電界強度、ＥＶＭ、誤り率等の指標と、受信品質が十分であるか否かを示す所定値とを比較して、受信品質が所定の品質を満たすかが判定されてもよい。

下位ユニット検出部２０８は、デイジーチェーンにおいて下位方向に別の通信ユニットが存在するかを検出する。すなわち、下位ユニット検出部２０８は、自身が含まれる通信ユニットが、デイジーチェーンの最下位の通信ユニットであるかを判定する。例えば、通信ケーブルが接続されている場合に下位ユニットから上位ユニットに通信ケーブルを介して微小電流を供給すると取り決めてある場合、下位ユニット検出部２０８は、この電流を観測することにより、下位に別の通信ユニットが存在するかを判定する。また、下位ユニット検出部２０８は、外部入力等によって、自身が含まれる通信ユニットが最下位の通信ユニットであるか否かの明示的に指定を受信することにより、下位に別の通信ユニットが存在するかを判定してもよい。下位ユニット検出部２０８の判定結果は、スイッチ２０５に入力される。

スイッチ２０５は、送信処理部２０３からの無線受信信号と、有線受信ポート２０６からの有線受信信号の２つの入力信号とのいずれかを選択して、送信信号として出力する。このとき、スイッチ２０５は、品質判定部２０４からの受信品質の判定結果と下位ユニット検出部２０８からの判定結果とに基づいて、出力する信号を選択する。スイッチ２０５で選択された信号は、有線送信ポート２０７に出力され、隣接する上位の通信ユニットへ有線で送信される。なお、有線送信ポート２０７は、通信ケーブルを介して、上位の通信ユニットに、スイッチ２０５で選択された信号を送信するための端子である。

なお、図２に示す各構成は、ハードウェアによって提供されてもよいし、少なくとも一部の構成がソフトウェアによって提供されてもよい。ソフトウェアによって提供される場合には、通信ユニットが備えるＣＰＵが、メモリに記憶された各プログラムを適宜実行することによって、上述した各機能を実行するように通信ユニットを動作させる。

（スイッチの動作）
図４は、本実施形態における、スイッチ２０５が送信信号を選択する処理の動作例を示すフローチャートである。処理が開始されると、スイッチ２０５は、まず、自身が含まれる通信ユニットがデイジーチェーンの最下位の通信ユニットであるかを判定する（Ｓ４０１）。そして、スイッチ２０５は、自身が含まれる通信ユニットが最下位ユニットであると判定すると（Ｓ４０１でＹＥＳ）、無線信号の受信品質によらず、無線受信信号を送信信号として選択する（Ｓ４０４）。

一方、スイッチ２０５が含まれる通信ユニットが最下位ユニットでない場合（Ｓ４０１でＮＯ）は、続いて、無線信号の受信品質が所定の品質を満たしているかを判定する（Ｓ４０２）。そして、受信品質が所定の品質を満たす場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）は、スイッチ２０５は、無線受信信号を送信信号として選択する（Ｓ４０４）。一方、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合（Ｓ４０２でＮＯ）は、スイッチ２０５は、有線受信信号を送信信号として選択する（Ｓ４０３）。

（ダイバーシチ受信装置の動作例）
図５に、本実施形態に係るダイバーシチ受信装置１００の動作例を示す。まず、第１のデータブロックに対する、第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３の処理を説明する。第３の通信ユニット１１３は、最下位の通信ユニットである。このため、第３の通信ユニット１１３は、受信品質が所定の品質を満たすかによらず、無線信号として受信した第１のデータブロック５３１に基づいて生成される無線受信信号を、送信信号として、上位ユニットである第２の通信ユニット１１２に送信する。

第２の通信ユニット１１２は、最下位の通信ユニットではない。したがって、第２の通信ユニット１１２は、無線信号の通信品質が所定の品質を満たすかによって、無線受信信号と有線受信信号とから、上位ユニットである第１の通信ユニット１１１へ送信する信号を選択する。図５の例では、第２の通信ユニット１１２が受信した第１のデータブロック５２１の受信品質は所定の品質を満たす（図５において、これを「ＯＫ」と表す）。このため、第２の通信ユニット１１２は、受信した無線信号に基づく無線受信信号を、送信信号として、第１の通信ユニット１１１に送信する。

同様に、第１の通信ユニット１１１では、無線信号の通信品質が所定の品質を満たすかによって、無線受信信号と有線受信信号とから、制御部１０１に送信する信号を選択する。図５の例では、第１の通信ユニット１１１が受信した第１のデータブロック５１１の受信品質は所定の品質を満たさない（図５において、これを「ＮＧ」と表す）。したがって、第１の通信ユニット１１１は、第２の通信ユニット１１２から有線通信によって受信した有線受信信号を、制御部１０１に送信する。

制御部１０１は、有線通信により、第１の通信ユニット１１１から受信した信号に対して、所定の有線受信処理を施すことで、受信データを得る。例えば、制御部１０１は、受信信号に対して、等化フィルタを通過させた後に、クロックデータリカバリ、１０Ｂ８Ｂ復号を行うことで、受信データを得る。結果として、制御部１０１が受信する第１のデータブロック５０１は、第２の通信ユニット１１２が受信した無線信号に基づくこととなり、制御部１０１は、所定の品質を満たしたデータを取得することができる。

同様に、第２のデータブロックに対しては、第３の通信ユニット１１３は無線信号の受信品質によらず、無線受信信号を第２の通信ユニット１１２へ送信する。第２の通信ユニットは、第２のデータブロックに対しては受信品質が所定の品質を満たさないため、第３の通信ユニット１１３から受信した有線受信信号を第１の通信ユニット１１１へ送信する。そして、第１の通信ユニット１１１は、第２のデータブロックに対して受信品質が所定の品質を満たすため、自らが受信した無線信号に基づく無線受信信号を制御部１０１へ送信する。この結果、制御部１０１は、第１の通信ユニット１１１からの信号に基づいて、受信品質が所定の品質を満たすデータを取得することができる。同様に、第４のデータブロックに対しては、無線信号が所定の品質を満たす第３の通信ユニット１１３において生成された無線受信信号が、制御部１０１に届くこととなる。

次に、第３のデータブロックに対する、第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３の処理を説明する。この場合、第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３は、全て、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない。したがって、第１の通信ユニット１１１及び第２の通信ユニット１１２は、下位ユニットから受信した有線受信信号を転送することとなる。一方、第３の通信ユニット１１３は、下位ユニットが存在しないため、受信した無線信号に基づく無線受信信号を第２の通信ユニット１１２へ送信することとなる。この結果、制御部１０１は、第３の通信ユニット１１３が生成した無線受信信号を受信することとなる。

このように、全ての通信ユニットで無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合であっても、最下位ユニットの無線受信信号を制御部１０１に到達させることで、制御部１０１が、無線信号を何ら取得できないという事象を防ぐことができる。なお、制御部１０１は、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさないとしても、例えば、部分的に正しく受信されたデータが存在する場合、不図示の送信装置に、より堅牢な誤り訂正符号化をかけて残りのデータを送信させることができる。これにより、再送時に残りの全てのデータを正しく受信できる確率が高まるため、再送回数を削減できる。また、例えば、一定の誤りが許容されるシステムにおいては、部分的なデータが正しく受信されればよい場合がある。したがって、いずれかの通信ユニットで受信された無線信号（に基づいて生成された無線受信信号）が、制御部１０１に届くようにしておくことによって、上述のような有利な効果が得られる。

また、本実施形態では、最下位の通信ユニットではない通信ユニットは、無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかだけを判定して、無線受信信号と有線受信信号とから下位ユニットへの送信信号を選択する。したがって、上位ユニットにおける受信品質を取得する必要がなく、通信ユニット自身における無線環境のみに基づいて、より簡易な構成で送信信号を選択することが可能となる。

なお、本実施形態では、例えば、無線信号の所定の品質がＳＮＲ＝８ｄＢである場合、通信ユニットにおけるＳＮＲが１０ｄＢで、上位ユニットにおけるＳＮＲが１５ｄＢであるとすると、通信ユニットは、無線受信信号を送信信号として選択する。すなわち、仮に、上位ユニットにおいて、無線信号の品質がどれだけ良好であったとしても、通信ユニットは、自身が受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たしていれば、その無線信号に基づく無線受信信号を下位ユニットへ送信する信号として選択する。このように、本実施形態においては、無線信号の受信品質が最も良い通信ユニットからの信号が制御部１０１に届くとは限らない。しかしながら、この場合でも、受信品質は所定の品質を満たす通信ユニットで生成された無線受信信号が制御部１０１に届くこととなるため、最終的に受信されるデータは、十分な通信品質が確保される。したがって、本実施形態のダイバーシチ受信装置１００によれば、簡易な構成で十分な空間ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。

＜＜実施形態２＞＞
最下位ユニットにおける無線信号の受信レベルが例えば雑音レベルまで劣化し、かつ、他の通信ユニットでの無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合に、制御部１０１が有意なデータを取得できない場合がある。例えば、図１のダイバーシチ受信装置の構成例において、第３の通信ユニット１１３は、無線信号が検出できない程度に受信レベルが極めて低い場合でも、無線信号が受信されたことを前提に、無線受信信号を生成して第２の通信ユニット１１２へ送信する。そして、第１の通信ユニット１１１及び第２の通信ユニット１１２において、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合、第１の通信ユニット１１１及び第２の通信ユニット１１２は、この無線受信信号を制御部１０１へ向けて転送する。したがって、制御部１０１は、無線信号を検出できていない第３の通信ユニット１１３が生成した無線受信信号を取得することとなり、有意なデータが得られないこととなる。

一方、第１の通信ユニット１１１及び第２の通信ユニット１１２は、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合でも、一部のデータを取得できる程度のレベルで無線信号を受信している場合がある。したがって、本実施形態では、このような場合に、これらの一定のレベルで受信された無線信号に基づく無線受信信号を制御部１０１に送信することで、制御部１０１が有意なデータを取得できる確率を向上させる。なお、以下では、ダイバーシチ受信装置１００の構成は実施形態１と同様である場合の例について説明する。

（通信ユニットの構成）
図６に、本実施形態における、第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３の構成例を示す。図６の通信ユニットは、図２の通信ユニットの構成に、無線信号検出部２０９、検出表示受信部２１０、及び検出表示送信部２１１が付加された構成となっている。また、スイッチ２０５に、無線信号検出部２０９からの無線信号の検出通知と、検出表示受信部２１０からの下位ユニットにおいて無線信号が検出されたことを示す検出表示とが入力される。これら２つの入力は、スイッチ２０５において、下位ユニットへ送信する信号を選択する基準として利用される。

無線信号検出部２０９は、受信アンテナ２０１から入力される電気信号を観測して無線信号の到来を検出し、無線信号の検出通知を出力する。例えば、無線信号検出部２０９は、受信アンテナ２０１からの電気信号にプリアンブル３０１に整合した整合フィルタを適用し、整合フィルタからの出力レベルが所定の閾値を上回った場合に無線信号が到来したと判定する。無線信号検出部２０９で生成された検出通知は、スイッチ２０５と検出表示送信部２１１に送られる。なお、ここでは、無線信号検出部２０９が、受信アンテナ２０１からの電気信号を観測して、無線信号の存在を検出する例を説明したが、これに限られない。例えば、無線信号検出部２０９は、無線受信処理部２０２から無線受信データが出力されたことに基づいて、検出通知を生成してもよい。

検出表示受信部２１０は、下位の通信ユニットの検出表示送信部２１１から送信された検出表示を受信する。すなわち、検出表示受信部２１０は、下位の通信ユニットにおいて無線信号を検出できたかの情報を取得する機能部であり、検出表示が受信されたことにより、下位の通信ユニットが無線信号を検出できたことを検知することができる。検出表示は、例えば、有線受信ポート２０６と下位ユニットの有線送信ポート２０７との間の有線通信で用いる通信ケーブルを利用して、この有線通信とは別の信号帯域において伝送される。このとき、検出表示を伝送する信号帯域は０Ｈｚ、すなわち直流成分であってもよい。検出表示受信部２１０は、検出表示を受信すると、スイッチ２０５と検出表示送信部２１１とに、その検出表示を出力する。

検出表示送信部２１１は、無線信号検出部２０９からの検出通知または検出表示受信部２１０からの検出表示が入力されると、自らを含む通信ユニットまたは下位の通信ユニットで無線信号が検出されたことを示す検出表示を上位ユニットに送信する。すなわち、検出表示送信部２１１は、上位ユニットに対して送信する信号が、検出できる程度の電力で受信された無線信号に基づく信号である場合に、併せて検出表示を送信する。

スイッチ２０５は、実施形態１と同様に、送信処理部２０３から入力される無線受信信号と、有線受信ポート２０６から入力される有線受信信号の２つの入力信号から、一方を上位ユニットへの送信信号として選択する。このとき、実施形態１で利用していた２つの値に加えて、無線信号検出部２０９からの検出通知と、検出表示受信部２１０からの検出表示とを、送信信号選択の基準として利用する。スイッチ２０５で有線送信信号として選択された信号は、有線送信ポート２０７に出力される。

なお、実施形態１と同様に、図６に示す各構成は、ハードウェアによって提供されてもよいし、少なくとも一部の構成がソフトウェアによって提供されてもよい。ソフトウェアによって提供される場合には、通信ユニットが備えるＣＰＵが、メモリに記憶された各プログラムを適宜実行することによって、上述した各機能を実行するように通信ユニットを動作させる。

（スイッチの動作）
図１０は、本実施形態における、スイッチ２０５が送信信号を選択する処理の動作例を示すフローチャートである。処理が開始されると、スイッチ２０５は、まず、自身が含まれる通信ユニットがデイジーチェーンの最下位の通信ユニットであるかを判定する（Ｓ７０１）。そして、スイッチ２０５は、自身が含まれる通信ユニットが最下位ユニットであると判定すると（Ｓ７０１でＹＥＳ）、無線信号が検出されたか及び無線信号の受信品質によらず、無線受信信号を送信信号として選択する（Ｓ７０６）。

一方、スイッチ２０５は、自身が含まれる通信ユニットが最下位ユニットではないと判定した場合（Ｓ７０１でＮＯ）、無線信号検出部２０９から検出通知が入力されたか、すなわち自身が含まれる通信ユニットで無線信号を検出したかを判定する（Ｓ７０２）。無線信号検出部２０９から検出通知が入力されていない場合（Ｓ７０２でＮＯ）は、自身を含む通信ユニットにおいては無線信号を検出できていないことが分かる。このため、この場合は、スイッチ２０５は、下位ユニットからの有線受信信号を上位ユニットへの送信信号として選択する（Ｓ７０５）。無線信号検出部２０９から検出通知が入力されている場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）は、スイッチ２０５は、検出表示受信部２１０から検出表示が入力されたか、すなわち下位の通信ユニットのいずれかで無線信号が検出されたかを判定する（Ｓ７０３）。

検出表示受信部２１０から検出表示が入力されていない場合（Ｓ７０３でＮＯ）は、下位ユニットから受信した有線受信信号が、無線信号が検出されない状況で生成されたものであると判定できる。したがって、スイッチ２０５は、そのような有意なデータを含まないと考えられる有線受信信号を転送することなく、自らを含む通信ユニットで受信された無線信号に基づく無線受信信号を、上位ノードへ送信する信号として選択する（Ｓ７０６）。一方、検出表示受信部２１０から検出表示が入力された場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）は、スイッチ２０５は、続いて、自らを含む通信ユニットにおいて無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する（Ｓ７０４）。

そして、無線信号の受信品質が所定の品質を満たす場合（Ｓ７０４でＹＥＳ）は、スイッチ２０５は、その無線信号に基づいて生成した無線受信信号を、上位ユニットへ送信する信号として選択する（Ｓ７０６）。一方、無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合（Ｓ７０４でＹＥＳ）は、スイッチ２０５は、下位ユニットから受信した有線受信信号を、上位ユニットへ送信する信号として選択する（Ｓ７０６）。

（ダイバーシチ受信装置の動作例）
図８に、本実施形態に係るダイバーシチ受信装置１００の動作例を示す。図８においては、無線信号を検出できなかった場合を点線で表している。すなわち、図８には、第４のデータブロックにおいて、第３の通信ユニット１１３が無線信号を検出できなかった場合の例が示されている。なお、実線の四角形は、「ＯＫ」の場合も「ＮＧ」の場合も、無線信号は検出されていることを示す。このため、この場合は、各通信ユニットにおいて検出通知が生成される。また、図８においては、下位ユニットにおいて無線信号を検出したことを示す検出表示を、矢印６２１〜６２４及び６３１〜６３３で示している。ここで、第１のデータブロックから第３のデータブロックについては、第１〜第３の通信ユニット１１１〜１１３は、無線信号を検出できているため、結果としての動作は実施形態１と同様である。したがって、以下では、第４のデータブロックについての処理について、説明する。

第３の通信ユニット１１３においては、第４のデータブロック６３４を含む無線信号は、その受信レベルが大きく低下しており、検出することができない。そのため、無線受信処理部２０２が受信データを生成できずに、結果として、第３の通信ユニット１１３からは有意な有線送信信号が送信されない。また、無線信号を検出できないため、第３の通信ユニット１１３は、検出表示を第２の通信ユニット１１２へ送信することはない。

一方で、第２の通信ユニット１１２は、受信品質が所定の品質を満たさないながらも、無線信号を検出できているため、無線信号検出部２０９において検出通知が生成される。しかしながら、第２の通信ユニット１１２は、第３の通信ユニット１１３からの検出表示を受信することはない。したがって、第２の通信ユニット１１２は、自らが受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たしているかを判定することなく、その無線信号に基づく無線受信信号を、第１の通信ユニット１１１へと送信する。また、第２の通信ユニット１１２は、このとき、無線信号を検出できているため、検出表示を第１の通信ユニット１１１へ送信する。

第１の通信ユニット１１１は、自らが無線信号を検出できるため無線信号検出部２０９において検出通知が生成されると共に、第２の通信ユニット１１２から検出表示を受信しているため、無線信号の受信品質が所定の品質を満たしているかを判定する。そして、本例においては、第１の通信ユニット１１１は、受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たしていないため、第２の通信ユニット１１２から受信した有線受信信号を制御部１０１へと送信する。

結果として、制御部１０１は、最下位の通信ユニットである第３の通信ユニット１１３で無線信号の検出ができなかったのにも関わらず、第２の通信ユニット１１２で受信された無線信号に基づく信号を受信することができる。

なお、図８の例においては、第１の通信ユニット１１１は検出表示を送信しないものとしたが、これに限られない。例えば、第１の通信ユニット１１１は、上述の条件に従って、検出表示を制御部１０１に送信しても良い。このとき、制御部１０１は、検出表示を受信しない場合は、有意な信号が取得できていないと判定できるため、復調等の処理を行わないことによって、例えば消費電力を抑えることができる。

以上の処理によって、最下位以外の通信ユニットは、下位のユニットにおいて無線信号を検出できていない場合に無線信号を検出することができると、受信品質が所定の品質を満たさない場合でも、無線受信信号を上位ユニットへ送信することとなる。これにより、最下位の通信ユニットにおいて受信レベルが落ち込んで無線信号が検出されず、かつ、上位の通信ユニットにおける無線信号の受信品質が所定の品質を満たさない場合でも、制御部１０１が無線信号に基づく何らかのデータを受信できるようになる。

＜＜その他の実施形態＞＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (9)

1. アンテナをそれぞれ有する複数の通信装置が直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信装置は、前記アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信装置から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置または制御装置へ送信することにより、前記制御装置が前記複数の通信装置のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムにおける前記通信装置であって、
   前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定手段と、
   前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記第１の通信装置の存在を検出する検出手段をさらに有し、
   前記送信手段は、前記第１の通信装置が存在しない場合、前記受信品質によらず、前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記判定手段は、さらに、前記アンテナを介して無線信号を検出できたかを判定し、
   前記送信手段は、前記アンテナを介して無線信号を検出できなかった場合、前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記第１の通信装置において無線信号を検出できたかの情報を取得する取得手段をさらに有し、
   前記送信手段は、前記判定手段が前記アンテナを介して無線信号を検出し、かつ、前記第１の通信装置において無線信号を検出できていない場合、前記受信品質によらず、前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記第１の通信装置において無線信号を検出できたかの情報を取得する取得手段をさらに有し、
   前記送信手段は、前記第１の通信装置において無線信号を検出できていない場合、前記受信品質によらず、前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
6. 制御手段と、アンテナをそれぞれ有する複数の通信手段とを有し、前記複数の通信手段は直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信手段は、前記アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信手段から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信手段とは異なる、第２の通信手段または前記制御手段へ送信することにより、前記制御手段が前記複数の通信手段のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムであって、
   前記少なくとも１つの前記通信手段は、
   前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定手段と、
   前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信手段または前記制御手段へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信手段または前記制御手段へ送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする通信システム。
7. アンテナをそれぞれ有する複数の通信装置が直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信装置は、前記アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信装置から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置または制御装置へ送信することにより、前記制御装置が前記複数の通信装置のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムにおける前記少なくとも１つの前記通信装置の通信方法であって、
   判定手段が、前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定工程と、
   送信手段が、前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する送信工程と、
   を有することを特徴とする通信方法。
8. 制御手段と、アンテナをそれぞれ有する複数の通信手段とを有し、前記複数の通信手段は直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信手段は、前記アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信手段から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信手段とは異なる、第２の通信手段または前記制御手段へ送信することにより、前記制御手段が前記複数の通信手段のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムの通信方法であって、
   前記少なくとも１つの前記通信手段において、
   判定手段が、前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定工程と、
   送信手段が、前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信手段または前記制御手段へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信手段または前記制御手段へ送信する送信工程と、
   を有することを特徴とする通信方法。
9. アンテナをそれぞれ有する複数の通信装置が直列に有線接続され、少なくとも１つの前記通信装置は、前記アンテナで受信した無線信号に基づく信号と有線で接続された第１の通信装置から受信した有線信号に基づく信号とのいずれかを選択して、有線で接続されると共に前記第１の通信装置とは異なる、第２の通信装置または制御装置へ送信することにより、前記制御装置が前記複数の通信装置のいずれかで受信された無線信号に基づく信号を受信する通信システムにおける前記少なくとも１つの前記通信装置に備えられたコンピュータに、
   前記受信した無線信号の受信品質が所定の品質を満たすかを判定する判定工程と、
   前記受信品質が所定の品質を満たす場合は前記受信した無線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信し、前記受信品質が所定の品質を満たさない場合は前記有線信号に基づく信号を前記第２の通信装置または前記制御装置へ送信する送信工程と、
   を実行させるためのプログラム。

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