JP2019501549A - 通信モジュールおよびこれを利用した無線セキュリティカメラシステム - Google Patents

Abstract

通信モジュールおよびこれを利用した無線セキュリティカメラシステムが開示される。例示的な実施形態による無線セキュリティカメラシステムは、セキュリティカメラが撮影した映像を無線で伝送するためのシステムであって、セキュリティカメラと；セキュリティカメラからセキュリティカメラが撮影した映像を受信し、受信した撮影映像を無線ネットワークを介して伝送するための複数のアンテナを含む第１の通信モジュールと；複数のアンテナを介して伝送される撮影映像を受信するための複数のアンテナを含む第２の通信モジュールと；第２の通信モジュールが受信した撮影映像を保存する保存部とを含み、撮影映像は、第１の通信モジュールの複数のアンテナと第２の通信モジュールの複数のアンテナとの間にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式で伝送および受信され、第１の通信モジュールおよび第２の通信モジュールは、撮影映像の伝送時に相手方の方向側に複数のアンテナに対してビームフォーミングを行うことで伝送および受信する。

Description

本発明の実施形態は、データ伝送技術に関し、より詳細には、セキュリティカメラの撮影映像を無線で伝送する技術に関する。

最近、防犯、監視、または情報収集などの理由でセキュリティカメラの設置が増加している。従来、セキュリティカメラの撮影映像を有線網を介して伝送したが、有線配線上の困難および設置費用の増加に伴い、ワイファイ（ＷｉＦｉ）またはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の無線通信網を介して伝送する試みが進められている。

しかしながら、既存のワイファイの場合、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）基盤の無線伝送であって、障害物のような周辺環境による受信信号の遅延（時間遅延反射波）によるマルチパスフェーディングによりデータ伝送の断絶現象が発生し、様々な無線通信環境の変数に起因してデータ伝送速度が低下するとき、データ圧縮率を高める方式で対応して高画質映像の劣化が発生するようになる。

また、遠距離伝送のために出力が高いパッチアンテナを使用したが、設置費用が上昇し、送受信アンテナの位置と方向性を考慮しなければならないので、設置に困難が生じるようになり、パッチアンテナのように利得が高いアンテナは、室外基準だけで適用されるので、室内の遠距離伝送には適用できないという問題点がある。

一方、ＬＴＥの場合、指定された通信網事業者を介してサービスされなければならない制約事項があり、関連サービスのためのシステム構築費用が高く、サービスを受けるユーザーは、ＬＴＥデータ使用料を支払わなければならない不都合があり、事業者と消費者の両方に大きい負担になる無線映像伝送方式である。

本発明の実施形態は、セキュリティカメラの撮影映像伝送時にデータ伝送速度を向上させて監視の連続性を保障できる通信モジュールおよびこれを利用した無線セキュリティカメラシステムを提供するためのものである。

本発明の実施形態は、セキュリティカメラの撮影映像を室外および室内で遠距離伝送できる通信モジュールおよびこれを利用した無線セキュリティカメラシステムを提供するためのものである。

例示的な一実施形態による無線セキュリティカメラシステムは、セキュリティカメラが撮影した映像を無線で伝送するためのシステムであって、セキュリティカメラと；前記セキュリティカメラから前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信し、受信した撮影映像を無線ネットワークを介して伝送するための複数のアンテナを含む第１の通信モジュールと；前記複数のアンテナを介して伝送される撮影映像を受信するための複数のアンテナを含む第２の通信モジュールと；前記第２の通信モジュールが受信した撮影映像を保存する保存部と；を含み、前記撮影映像は、前記第１の通信モジュールの複数のアンテナと前記第２の通信モジュールの複数のアンテナとの間にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式で伝送および受信され、前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、前記撮影映像の伝送時に相手方の方向側に前記複数のアンテナに対してビームフォーミングを行って伝送および受信する。

前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、前記セキュリティカメラの撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して伝送および受信することができる。

前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、前記セキュリティカメラの撮影映像を５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの周波数帯域幅でＮ×Ｎ（Ｎは自然数）ＭＩＭＯを介して伝送および受信することができる。

前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、ペアリングを行うことで通信可能に連結され、相手方の方向を確認し、前記複数のアンテナのビームパターンが重畳される地点を連結した方向が前記相手方の方向に向かうように前記ビームパターンの位相を変更させることができる。

前記第１の通信モジュールは、前記セキュリティカメラにビルト・イン（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）で形成されて、前記セキュリティカメラで前記撮影映像をＭＩＭＯおよびビームフォーミングを介して直接伝送する方式で設けられる。

前記第２の通信モジュールは、前記保存部にビルト・イン方式で形成され得る。

前記第１の通信モジュールは、前記セキュリティカメラと連結され、前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信するインターフェースと；前記インターフェースが受信した撮影映像を変調して複数の副搬送波を生成する変調部と；前記変調した各副搬送波を増幅させる複数の第１のＲＦチェーンと；前記複数のＲＦチェーンにそれぞれ連結され、前記各副搬送波を送出する複数の第１のアンテナと；前記変調した各副搬送波を前記複数のＲＦチェーンに伝達し、前記複数の第１のアンテナに対してビームフォーミングを行うビームフォーミング制御部と；を含むことができる。

前記第２の通信モジュールは、前記複数の第１のアンテナが送出する前記各副搬送波を受信する複数の第２のアンテナと；前記複数の第２のアンテナとそれぞれ連結され、前記受信した各副搬送波をフィルタリングする複数の第２のＲＦチェーンと；前記複数の第２のＲＦチェーンから前記各副搬送波を受信し、前記撮影映像に復調する復調部と；前記保存部と連結され、前記復調された前記撮影映像を前記保存部に伝達するインターフェースと；を含むことができる。

例示的な一実施形態による通信モジュールは、セキュリティカメラが撮影した映像を無線で伝送する通信モジュールであって、前記セキュリティカメラと連結され、前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信するインターフェースと；前記インターフェースが受信した撮影映像を変調して複数の副搬送波を生成する変調部と；前記変調した各副搬送波を増幅させる複数のＲＦチェーンと；前記複数のＲＦチェーンにそれぞれ連結され、前記各副搬送波をＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を介して他の通信モジュールに送出する複数のアンテナと；前記変調した各副搬送波を前記複数のＲＦチェーンに伝達し、前記各副搬送波の送出時に前記他の通信モジュールの方向側に前記複数のアンテナに対してビームフォーミングを行うビームフォーミング制御部と；を含む。

前記通信モジュールは、前記セキュリティカメラの撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して前記他の通信モジュールに伝送することができる。

前記通信モジュールは、前記セキュリティカメラの撮影映像を５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの周波数帯域幅でＮ×Ｎ（Ｎは自然数）ＭＩＭＯを介して前記他の通信モジュールに伝送することができる。

前記ビームフォーミング制御部は、前記他の通信モジュールとペアリングを行うことで前記他の通信モジュールの方向を確認し、前記複数のアンテナのビームパターンが交差する地点を連結した方向が前記他の通信モジュールの方向に向かうように前記ビームパターンの位相を変更させることができる。

前記通信モジュールは、前記セキュリティカメラにビルト・イン（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）で形成されて、前記セキュリティカメラで前記撮影映像をＭＩＭＯおよびビームフォーミングを介して直接伝送する方式で設けられる。

前記ＲＦチェーンは、前記通信モジュールの制御部から送信スイッチング制御信号または受信スイッチング制御信号を受信し、前記制御部から前記送信スイッチング制御信号を受信する場合、前記変調した各副搬送波を増幅させて前記アンテナを介して送出することができる。

前記ＲＦチェーンは、前記通信モジュールの制御部から送信スイッチング制御信号または受信スイッチング制御信号を受信し、前記制御部から前記受信スイッチング制御信号を受信する場合、前記アンテナを介して受信した電波をフィルタリングして前記制御部に伝達することができる。

本発明の実施形態によれば、セキュリティカメラが撮影した映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して伝送することにより、５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの高い周波数帯域幅で伝送することができ、高速のデータ伝送が可能になる。特に、ＭＩＭＯシステムを介して撮影映像を伝送して１Ｇｂｐｓ以上のデータの伝送速度（Ｄａｔａ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を具現することができるようになる。この場合、ＦＨＤ（Ｆｕｌｌ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像だけでなく、ＵＨＤ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像もリアルタイムで伝送することができ、複数のセキュリティカメラの撮影映像を一台の通信モジュールを利用して同時に伝送することができる。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用してＭＩＭＯ機能を介して伝送することにより、セキュリティカメラの撮影映像の伝送時に、マルチパスフェーディング（Ｍｕｌｔｉ Ｐａｓｓ Ｆａｄｉｎｇ）による遅延信号を判別および補正して、情報損失による映像の断絶現象を改善することができ、それによって、セキュリティカメラを介した監視の連続性を保障することができるようになる。

また、セキュリティカメラが撮影した映像をビームフォーミング（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）技法を介して送信機器および受信機器間の高出力のビームパターンを形成して伝送することにより、データの伝送距離を向上させることができ、それによって、撮影映像の遠距離伝送が可能になる。ここで、セキュリティカメラに送信モジュールを一体に形成して、セキュリティカメラで直接ビームフォーミングを介して撮影映像を伝送することにより、別途の中継装備なしに撮影映像の遠距離伝送を行うことができるようになる。また、本発明の実施形態によれば、セキュリティカメラの撮影映像を室外だけでなく室内でも遠距離伝送を行うことができる。

本発明の一実施形態による無線セキュリティカメラシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるセキュリティカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による第１の通信モジュールの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による第１の通信モジュールおよび第２の通信モジュールでビームフォーミングを行う状態を概略的を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明することとする。以下の詳細な説明は、本明細書で記述された方法、装置および／またはシステムに対する包括的な理解を助けるために提供される。しかし、これは、例示に過ぎず、本発明は、これに制限されない。

本発明の実施形態を説明するに際して、本発明に関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすることができると判断される場合には、その詳細な説明を省略することとする。また、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて下されなければならない。詳細な説明で使用される用語は、単に本発明の実施形態を記述するためのものであり、決して制限的ではない。明確に別に使用されない限り、単数形態の表現は、複数形態の意味を含む。本説明において、「含む」または「具備する」のような表現は、どんな特性、数字、段階、動作、要素、これらの一部または組合を示すためのものであり、記述されたこと以外に一つまたはそれ以上の他の特性、数字、段階、動作、要素、これらの一部または組合の存在または可能性を排除するように解釈されてはならない。

以下の説明において、信号または情報の「伝送」、「通信」、「送信」、「受信」その他これと類似した意味の用語は、一方の構成要素から他方の構成要素に信号または情報が直接伝達されるものだけでなく、他の構成要素を経て伝達されるものをも含む。特に信号または情報を一方の構成要素に「伝送」または「送信」するというのは、その信号または情報の最終目的地を指示するものであり、直接的な目的地を意味するものではない。これは、信号または情報の「受信」においても同一である。また、本明細書において、２以上のデータまたは情報が「関連」しているというのは、一つのデータ（または情報）を取得すると、それに基づいて他のデータ（または情報）の少なくとも一部を取得することができることを意味する。

また、第１の、第２の等の用語は、多様な構成要素を説明するのに使用され得るが、前記構成要素は、前記用語により限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用され得る。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第１の構成要素は、第２の構成要素と命名され得、同様に、第２の構成要素も第１の構成要素と命名され得る。

図１は、本発明の一実施形態による無線セキュリティカメラシステムの構成を示すブロック図である。

図１を参照すれば、無線セキュリティカメラシステム１００は、送信装置１０２および受信装置１０４を含む。送信装置１０２と受信装置１０４は、無線ネットワーク１０６を介して通信可能に連結される。無線ネットワーク１０６は、例えば、無線ラン、ワイファイ、移動通信網、ジグビー、ブルートゥース等が使用できる。好ましくは、無線ネットワーク１０６としては、ワイファイ（ＷｉＦｉ）のＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格が使用できる。

送信装置１０２は、セキュリティカメラ１１０および第１の通信モジュール１２０を含むことができる。セキュリティカメラ１１０は、セキュリティカメラ１１０の周辺を撮影することができる。セキュリティカメラ１１０は、当該領域の監視のために所定場所（室外または室内）に設置され得る。セキュリティカメラ１１０は、撮影角度および撮影視野などを確保することができるように、パン（ｐａｎ）／チルト（ｔｉｌｔ）等が調節可能に設けられる。セキュリティカメラ１１０は、ＩＰカメラまたはＣＣＴＶ（ｃｌｏｓｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カメラ等と称され得る。セキュリティカメラ１１０は、撮影した映像を第１の通信モジュール１２０に伝達することができる。この際、セキュリティカメラ１１０は、撮影映像を圧縮して第１の通信モジュール１２０に伝達することができる。例示的な実施形態において、セキュリティカメラ１１０と第１の通信モジュール１２０は、イーサネット等のようなＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で通信可能に連結され得る。

第１の通信モジュール１２０はセキュリティカメラ１１０が撮影した映像を無線ネットワーク１０６を介して受信装置１０４に伝送する役割をする。例示的な実施形態において、第１の通信モジュール１２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して撮影映像を受信装置１０４に伝送することができる。

第１の通信モジュール１２０は、撮影映像データの伝送速度または伝送量を高めるためのＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）機能を具備する。第１の通信モジュール１２０は、ＭＩＭＯ機能のために複数のアンテナを具備する。また、第１の通信モジュール１２０は、撮影映像データを遠距離伝送するためにビームフォーミング（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）機能を具備する。

第１の通信モジュール１２０は、セキュリティカメラ１１０と一体に形成され得る。例えば、第１の通信モジュール１２０は、セキュリティカメラ１１０にビルト・イン（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）されて形成され得る。すなわちセキュリティカメラ１００装備に第１の通信モジュール１２０が内蔵されて設けられる。

受信装置１０４は、第２の通信モジュール１２０および保存部１４０を含むことができる。第２の通信モジュール１２０は、第１の通信モジュール１２０から伝送される撮影映像を受信することができる。例示的な実施形態において、第２の通信モジュール１２０は、第１の通信モジュール１２０から伝送される撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して受信することができる。このように、第１の通信モジュール１２０および第２の通信モジュール１２０がＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して通信を行う場合、５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの高い帯域幅を使用することができ、４ｘ４ＭＩＭＯを基準として最大１．７Ｇｂｐｓの速度でデータを伝送することができるようになる。

第２の通信モジュール１２０は、第１の通信モジュール１２０と双方向通信を行うことができる。すなわち、第２の通信モジュール１２０は、第１の通信モジュール１２０から撮影映像を受信することができると共に、第１の通信モジュール１２０にデータまたは制御信号を伝送することもできる。このために、第２の通信モジュール１２０も、ＭＩＭＯ機能およびビームフォーミング機能を具備する。すなわち、第２の通信モジュール１２０が第１の通信モジュール１２０にデータまたは制御信号などを伝送する場合、ＭＩＭＯ機能およびビームフォーミング機能を利用して伝送することができる。ここで、第２の通信モジュール１２０は、保存部１４０と一体に形成され得る。例えば、第２の通信モジュール１２０は、保存部１４０にビルト・インされて形成され得る。

保存部１４０は、第２の通信モジュール１２０が受信した撮影映像を保存する。保存部１４０としては、例えば、ＮＶＲ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）またはＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）等が使用できるが、これに限定されるものではない。保存部１４０は、ＤＡＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）のようなローカルストレージ、ＮＡＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）またはＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなネットワークストレージ、およびクラウドストレージ等、その他の多様な形態のストレージを含むことができる。保存部１４０は、ディスプレイ装置（例えば、スマートテレビ、ノートパソコン、コンピュータ、タブレット、スマートフォン等）と連結され得る。この場合、保存部１４０に保存された撮影映像をディスプレイ装置の画面を介して見ることができるようになる。

図２は、本発明の一実施形態によるセキュリティカメラの構成を示すブロック図である。

図２を参照すれば、セキュリティカメラ１１０は、レンズ部１１１と、イメージセンサー１１３と、信号処理部１１５と、圧縮部１１７と、第１のインターフェース１１９とを含むことができる。

レンズ部１１１は、光を集めてレンズ部１１０の後方に装着されるイメージセンサー１１３にレンズ部１１１の前方の像（イメージ）を投影させる役割をする。

イメージセンサー１１３は、レンズ部１１１から投影されたイメージをアナログ信号に変換した後、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する。イメージセンサー１１３は、前記アナログ信号をＬＶＣＭＯＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、ＭＩＰＩ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等のようなデジタル信号に変換することができる。

信号処理部１１５は、イメージセンサー１１３により変換されたデジタル信号を映像信号処理した後、ビデオフォーマットデータに変換する。信号処理部１１５は、前記デジタル信号に対してＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）、ＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）等のような映像信号処理を行うことができる。また、信号処理部１１５は、映像信号処理したデジタル信号をＹＵＶビデオフォーマットデータに変換することができる。

圧縮部１１７は、ＹＵＶビデオフォーマットデータをＭＰＥＧ４（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ４）、ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、Ｈ．２６４等の標準を利用して圧縮した後、第１のインターフェース１１９に伝達する。

第１のインターフェース１１９は、第１の通信モジュール１２０と連結される。第１のインターフェース１１９は、圧縮部１１７により圧縮された撮影映像データを第１の通信モジュール１２０に伝達する。第１のインターフェース１１９は、セキュリティカメラ１１０と第１の通信モジュール１２０との間にイーサネット通信のためのインターフェースであってもよい。第１のインターフェース１１９は、ネットワークケーブルを介して第１の通信モジュール１２０と電気的に接続され得る。

ここでは、セキュリティカメラ１１０が撮影映像を圧縮した後、第１の通信モジュール１２０に伝達するものと説明したが、これに限定されるものではなく、第１の通信モジュール１２０が撮影映像を圧縮することもできる。

図３は、本発明の一実施形態による第１の通信モジュールの構成を示すブロック図である。

図３を参照すれば、第１の通信モジュール１２０は、第２のインターフェース１２１と、制御部１２３と、複数のＲＦチェーン（ＲＦ Ｃｈａｉｎ）１２５と、複数のアンテナ１２７とを含むことができる。ここで、第１の通信モジュール１２０は、本明細書で記述された動作を行うためにソフトウェアおよび／またはハードウェアの組合によって具現され得る。

第２のインターフェース１２１は、セキュリティカメラ１１０と連結される。第２のインターフェース１２１は、セキュリティカメラ１１０から圧縮された撮影映像データを受信する。第２のインターフェース１２１は、セキュリティカメラ１１０と第１の通信モジュール１２０との間にイーサネット通信のためのインターフェースであってもよい。

制御部１２３は、第１の通信モジュール１２０がセキュリティカメラ１１０から伝達された撮影映像データを受信装置１０４に伝送するように第１の通信モジュール１２０の各構成を制御することができる。第１の通信モジュール１２０は、少なくとも一つのプロセッサおよびプロセッサによりアクセス可能なメモリのようなコンピュータ読み取り可能な格納媒体を含むことができる。ここで、プロセッサおよびコンピュータ読み取り可能な格納媒体は、制御部１２３に具備され得る。コンピュータ読み取り可能な格納媒体は、プロセッサの内部または外部に配置され得、よく知られている多様な手段でプロセッサと連結され得る。前記コンピュータ読み取り可能な格納媒体には、コンピュータ実行可能命令語が格納されていてもよい。コンピュータ読み取り可能な格納媒体に格納された命令語は、プロセッサにより実行される場合、プロセッサにとって本明細書に記述された動作を行うようにすることができる。例えば、コンピュータ読み取り可能な格納媒体には、撮影映像データを変調するための命令語または命令語の集合が格納され得る。また、コンピュータ読み取り可能な格納媒体には、ビームフォーミングを行うための命令語または命令語の集合が格納され得る。

制御部１２３は、変調部１２３−１およびビームフォーミング制御部１２３−２を含むことができる。

変調部１２３−１は、第２のインターフェース１２１から伝達された撮影映像データを変調することができる。例示的な実施形態において、変調部１２３−１は、撮影映像データを２５６−ＯＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で変調することができる。すなわち変調部１２３−１は、撮影映像データを同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）の搬送波と直角位相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）の搬送波を介して振幅と位相を調整して、複数の副搬送波（Ｓｕｂ Ｃａｒｒｉｅｒ）を生成することができる。副搬送波の個数は、複数のＲＦチェーン１２５およびアンテナ１２７の個数と対応することができる。しかし、本発明において変調方式がこれに限定されるものではない。

ビームフォーミング制御部１２３−２は、変調した複数の副搬送波をそれぞれ複数のＲＦチェーン１２５に割り当て、複数のアンテナ１２７を介して送出することができる。この際、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のＲＦチェーン１２５を制御して複数のアンテナ１２７を介したビームフォーミングを行うことができる。

具体的に、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のＲＦチェーン１２５および複数のアンテナ１２７を介して第２の通信モジュール１２０とペアリングを行うことで第１の通信モジュール１２０が第２の通信モジュール１２０と通信可能に連結されるようにすることができる。この過程で、ビームフォーミング制御部１２３−２は、第１の通信モジュール１２０を基準として第２の通信モジュール１２０の方向を確認することができる。次に、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のアンテナ１２７で送出されるビームパターンが共通で交差する地点を連結した方向が第２の通信モジュール１２０の方向に向かうように、複数のＲＦチェーン１２５に割り当てられる副搬送波の位相を変移させることができる。また、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のアンテナ１２７で送出されるビームパターンの大きさを増幅させることができる。

ＲＦチェーン（ＲＦ Ｃｈａｉｎ）１２５は、ビームフォーミング制御部１２３−２から変調した副搬送波を受信する。ＲＦチェーン１２５は、ビームフォーミング制御部１２３−２の制御によって変調した副搬送波を増幅させることができる。ＲＦチェーン１２５は、第１のＲＦチェーン１２５−１、第２のＲＦチェーン１２５−２、第３のＲＦチェーン１２５−３、および第４のＲＦチェーン１２５−４を含むことができる。

また、アンテナ１２７は、ＲＦチェーン１２５と連結され、ＲＦチェーン１２５から副搬送波を伝達されて外部に送出する。アンテナ１２７は、第１のアンテナ１２７−１、第２のアンテナ１２７−２、第３のアンテナ１２７−３、および第４のアンテナ１２７−４を含むことができる。第１のアンテナ１２７−１は、第１のＲＦチェーン１２５−１に電気的に連結され、第２のアンテナ１２７−２は、第２のＲＦチェーン１２５−２に電気的に連結され、第３のアンテナ１２７−３は、第３のＲＦチェーン１２５−３に電気的に連結され、第４のアンテナ１２７−４は、第４のＲＦチェーン１２５−４に電気的に連結され得る。

第１のＲＦチェーン１２５−１ないし第４のＲＦチェーン１２５−４および第１のアンテナ１２７−１ないし第４のアンテナ１２７−４は、それぞれ一つの通信チャネルを構成することができる。ここでは、ＲＦチェーン１２５およびアンテナ１２７の個数がそれぞれ４個であると図示したが、これに限定されるものではなく、その他の多様な個数で設けられることはもちろんである。

第１のＲＦチェーン１２５−１は、ビームフォーミング制御部１２３−２から第１の部搬送波を受信し、第１の部搬送波を増幅して第１のアンテナ１２７−１を介して送出することができる。第２のＲＦチェーン１２５−２は、ビームフォーミング制御部１２３−２から第２の部搬送波を受信し、第２の部搬送波を増幅して第２のアンテナ１２７−２を介して送出することができる。第３のＲＦチェーン１２５−３は、ビームフォーミング制御部１２３−２から第３の部搬送波を受信し、第３の部搬送波を増幅して第３のアンテナ１２７−３を介して送出することができる。第４のＲＦチェーン１２５−４は、ビームフォーミング制御部１２３−２から第４の部搬送波を受信し、第４の部搬送波を増幅して第４のアンテナ１２７−４を介して送出することができる。ビームフォーミング制御部１２３−２は、ビームフォーミングをために第１の部搬送波ないし第４の部搬送波の位相を変移させた後、第１のＲＦチェーン１２５−１ないし第４のＲＦチェーン１２５−４にそれぞれ伝達することができる。第１のＲＦチェーン１２５−１ないし第４のＲＦチェーン１２５−４は、それぞれ増幅器を具備することができる。

一方、上記では、ＲＦチェーン１２５およびアンテナ１２７を介して電波を送信する場合を記述したが、ＲＦチェーン１２５およびアンテナ１２７を介して電波を受信することもできる。ここで、ＲＦチェーン１２５は、制御部１２３から送受信スイッチング制御信号を受信して電波の送信または受信機能を行うことができる。例えば、ＲＦチェーン１２５は、制御部１２３から送信スイッチング制御信号を受信して電波の送信機能を行うことができる。また、ＲＦチェーン１２５は、制御部１２３から受信スイッチング制御信号を受信して電波の受信機能を行うことができる。

ＲＦチェーン１２５が電波の受信機能を行う場合、ＲＦチェーン１２５は、受信される電波（すなわち無線信号）で使用周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ）の信号をフィルタリングした後、増幅して、制御部１２３に伝達することができる。このために、第１のＲＦチェーン１２５−１ないし第４のＲＦチェーン１２５−４は、それぞれＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を具備することができる。

ここでは、第１の通信モジュール１２０の構成について説明したが、第２の通信モジュール１２０も、これと同一または類似の構成からなり得る。すなわち、第２の通信モジュール１２０も、４個のＲＦチェーンおよび４個のアンテナを具備し、撮影映像無線伝送システム１００が４×４ＭＩＭＯシステムを具現するようにすることができる。また、第２の通信モジュール１２０も、ビームフォーミングが可能となるように具現され得る。例えば、第２の通信モジュール１２０は、複数のアンテナ１２７を介して送出される各副搬送波を受信する複数のアンテナを含むことができる。また、複数のアンテナと連結されて、受信した各副搬送波を使用周波数帯域でフィルタリングする複数のＲＦチェーンを含むことができる。また、複数のＲＦチェーンから各副搬送波を受信して、元の撮影映像に復調する復調部を含むことができる。

本発明の実施形態によれば、セキュリティカメラ１１０が撮影した映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して伝送することにより、５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの高い周波数帯域幅で伝送することができるようになる。特に、ＭＩＭＯシステムを介して撮影映像を伝送して、１Ｇｂｐｓ以上のデータの伝送速度（Ｄａｔａ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を具現することができるようになる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格の場合、８０ＭＨｚの周波数帯域幅で４３３．３Ｍｂｐｓの伝送速度でデータを伝送することができるので、４×４ＭＩＭＯシステムでは、４３３．３Ｍｂｐｓ×４＝１，７３３．２Ｍｂｐｓ（最大１．７Ｇｂｐｓ）の伝送速度を具現することができるようになる。この場合、ＦＨＤ（Ｆｕｌｌ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像だけでなく、ＵＨＤ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像もリアルタイムで伝送することができるようになる。

このように、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して８０ＭＨｚの周波数帯域幅でＭＩＭＯ機能を介して伝送することにより、セキュリティカメラ１１０の撮影映像の伝送時に、データ伝送が断絶される現象を減らすことができ、マルチパスフェーディング（Ｍｕｌｔｉ Ｐａｓｓ Ｆａｄｉｎｇ）による伝送遅延を低減することができるようになる。すなわち、ＭＩＭＯ機能を介してマルチパスフェーディングによる遅延信号を判別し、これを補正して、情報損失による映像の断絶現象を改善することができ、それによって、セキュリティカメラ１１０を介した監視の連続性を保障することができるようになる。

また、セキュリティカメラ１１０が撮影した映像をビームフォーミング（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）技法を用いて高出力のビームパターンを形成して伝送することにより、データの伝送距離を向上させることができ、それによって、撮影映像の遠距離伝送が可能になる。ここで、セキュリティカメラ１１０に第１の通信モジュール１２０を一体に形成して、セキュリティカメラ１１０で直接ビームフォーミングを介して撮影映像を伝送することにより、別途の中継装備（例えば、アクセスポイントまたは無線共有機など）なしに撮影映像の遠距離伝送を行うことができるようになる。

また、本発明の実施形態によれば、セキュリティカメラ１１０の撮影映像を室外だけでなく室内でも遠距離伝送を行うことができる。また、複数のセキュリティカメラ１１０を第１の通信モジュール１２０にそれぞれ連結することにより、複数のセキュリティカメラ１１０の撮影映像を一つの第１の通信モジュール１２０を介して同時に伝送することができるようになる。

図４は、本発明の一実施形態による第１の通信モジュールおよび第２の通信モジュールにおいてビームフォーミングを行う状態を概略的を示す図である。

図４を参照すれば、第１の通信モジュールと第２の通信モジュールは、ペアリングを行うことで相互通信可能に連結されるようにすることができる。この際、第１の通信モジュールの複数のアンテナ（４個で示す）および第２の通信モジュールの複数のアンテナ（４個で示す）は、それぞれ所定のビームパターンを形成するようになる。

第１の通信モジュールのビームフォーミング制御部（図示せず）は、第１の通信モジュールを基準として第２の通信モジュールがどの方向に位置するかを確認する。次に、第１の通信モジュールのビームフォーミング制御部（図示せず）は、第１の通信モジュールのアンテナのビームパターンが共通で重畳される地点を連結した方向が第２の通信モジュールの方向に向かうように、ビームパターンの方向を変更（すなわち当該副搬送波の位相を変更）させてビームパターンを増幅させることができる。

同様に、第２の通信モジュールのビームフォーミング制御部（図示せず）は、第２の通信モジュールを基準として第１の通信モジュールがどの方向に位置するかを確認する。次に、第２の通信モジュールのビームフォーミング制御部（図示せず）は、第２の通信モジュールのアンテナのビームパターンが共通で重畳される地点を連結した方向が第１の通信モジュールの方向に向かうように、ビームパターンの方向を変更（すなわち当該副搬送波の位相を変更）させてビームパターンを増幅させることができる。

この場合、第１の通信モジュールでは、第２の通信モジュールの方向側にビームパターンの出力が増大し、第２の通信モジュールでは第１の通信モジュールの方向側にビームパターンの出力が増大することにより、セキュリティカメラ１１０の撮影映像を遠距離伝送することができるようになる。

以上で本発明の代表的な実施形態を詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、前述した実施形態について本発明の範疇から外れない限度内で多様な変形が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限定されて定められるべきものではなく、後述する特許請求範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等なもの等によって定められなければならない。

受信装置１０４は、第２の通信モジュール１３０および保存部１４０を含むことができる。第２の通信モジュール１３０は、第１の通信モジュール１２０から伝送される撮影映像を受信することができる。例示的な実施形態において、第２の通信モジュール１３０は、第１の通信モジュール１２０から伝送される撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して受信することができる。このように、第１の通信モジュール１２０および第２の通信モジュール１３０がＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を利用して通信を行う場合、５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの高い帯域幅を使用することができ、４ｘ４ＭＩＭＯを基準として最大１．７Ｇｂｐｓの速度でデータを伝送することができるようになる。

第２の通信モジュール１３０は、第１の通信モジュール１２０と双方向通信を行うことができる。すなわち、第２の通信モジュール１３０は、第１の通信モジュール１２０から撮影映像を受信することができると共に、第１の通信モジュール１２０にデータまたは制御信号を伝送することもできる。このために、第２の通信モジュール１３０も、ＭＩＭＯ機能およびビームフォーミング機能を具備する。すなわち、第２の通信モジュール１３０が第１の通信モジュール１２０にデータまたは制御信号などを伝送する場合、ＭＩＭＯ機能およびビームフォーミング機能を利用して伝送することができる。ここで、第２の通信モジュール１３０は、保存部１４０と一体に形成され得る。例えば、第２の通信モジュール１３０は、保存部１４０にビルト・インされて形成され得る。

保存部１４０は、第２の通信モジュール１３０が受信した撮影映像を保存する。保存部１４０としては、例えば、ＮＶＲ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）またはＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）等が使用できるが、これに限定されるものではない。保存部１４０は、ＤＡＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）のようなローカルストレージ、ＮＡＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）またはＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなネットワークストレージ、およびクラウドストレージ等、その他の多様な形態のストレージを含むことができる。保存部１４０は、ディスプレイ装置（例えば、スマートテレビ、ノートパソコン、コンピュータ、タブレット、スマートフォン等）と連結され得る。この場合、保存部１４０に保存された撮影映像をディスプレイ装置の画面を介して見ることができるようになる。

具体的に、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のＲＦチェーン１２５および複数のアンテナ１２７を介して第２の通信モジュール１３０とペアリングを行うことで第１の通信モジュール１２０が第２の通信モジュール１３０と通信可能に連結されるようにすることができる。この過程で、ビームフォーミング制御部１２３−２は、第１の通信モジュール１２０を基準として第２の通信モジュール１３０の方向を確認することができる。次に、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のアンテナ１２７で送出されるビームパターンが共通で交差する地点を連結した方向が第２の通信モジュール１３０の方向に向かうように、複数のＲＦチェーン１２５に割り当てられる副搬送波の位相を変移させることができる。また、ビームフォーミング制御部１２３−２は、複数のアンテナ１２７で送出されるビームパターンの大きさを増幅させることができる。

ここでは、第１の通信モジュール１２０の構成について説明したが、第２の通信モジュール１３０も、これと同一または類似の構成からなり得る。すなわち、第２の通信モジュール１３０も、４個のＲＦチェーンおよび４個のアンテナを具備し、撮影映像無線伝送システム１００が４×４ＭＩＭＯシステムを具現するようにすることができる。また、第２の通信モジュール１３０も、ビームフォーミングが可能となるように具現され得る。例えば、第２の通信モジュール１３０は、複数のアンテナ１２７を介して送出される各副搬送波を受信する複数のアンテナを含むことができる。また、複数のアンテナと連結されて、受信した各副搬送波を使用周波数帯域でフィルタリングする複数のＲＦチェーンを含むことができる。また、複数のＲＦチェーンから各副搬送波を受信して、元の撮影映像に復調する復調部を含むことができる。

Claims (15)

1. セキュリティカメラが撮影した映像を無線で伝送するためのシステムであって、
   セキュリティカメラと；
   前記セキュリティカメラから前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信し、受信した撮影映像を無線ネットワークを介して伝送するための複数のアンテナを含む第１の通信モジュールと；
   前記複数のアンテナを介して伝送される撮影映像を受信するための複数のアンテナを含む第２の通信モジュールと；
   前記第２の通信モジュールが受信した撮影映像を保存する保存部と、
   を含み、
   前記撮影映像は、前記第１の通信モジュールの複数のアンテナと前記第２の通信モジュールの複数のアンテナとの間にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式で伝送および受信され、
   前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、前記撮影映像の伝送時に相手方の方向側に前記複数のアンテナに対してビームフォーミングを行うことで伝送および受信する、
   無線セキュリティカメラシステム。
2. 前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、
   前記セキュリティカメラの撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して伝送および受信する、
   請求項１に記載の無線セキュリティカメラシステム。
3. 前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、
   前記セキュリティカメラの撮影映像を５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの周波数帯域幅でＮ×Ｎ（Ｎは自然数）ＭＩＭＯを介して伝送および受信する、
   請求項２に記載の無線セキュリティカメラシステム。
4. 前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、
   ペアリングを行うことで通信可能に連結され、相手方の方向を確認し、前記複数のアンテナのビームパターンが重畳される地点を連結した方向が前記相手方の方向に向かうように、前記ビームパターンの位相を変更させる、
   請求項１に記載の無線セキュリティカメラシステム。
5. 前記第１の通信モジュールは、
   前記セキュリティカメラにビルト・イン（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）で形成されて、前記セキュリティカメラで前記撮影映像をＭＩＭＯおよびビームフォーミングを介して直接伝送する方式で設けられる、
   請求項１に記載の無線セキュリティカメラシステム。
6. 前記第２の通信モジュールは、
   前記保存部にビルト・イン方式で形成される、
   請求項１に記載の無線セキュリティカメラシステム。
7. 前記第１の通信モジュールは、
   前記セキュリティカメラと連結され、前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信するインターフェースと；
   前記インターフェースが受信した撮影映像を変調して複数の副搬送波を生成する変調部と；
   前記変調した各副搬送波を増幅させる複数の第１のＲＦチェーンと；
   前記複数のＲＦチェーンにそれぞれ連結され、前記各副搬送波を送出する複数の第１のアンテナと；
   前記変調した各副搬送波を前記複数のＲＦチェーンに伝達し、前記複数の第１のアンテナに対してビームフォーミングを行うビームフォーミング制御部と、
   を含む、請求項１に記載の無線セキュリティカメラシステム。
8. 前記第２の通信モジュールは、
   前記複数の第１のアンテナが送出する前記各副搬送波を受信する複数の第２のアンテナと；
   前記複数の第２のアンテナとそれぞれ連結され、前記受信した各副搬送波をフィルタリングする複数の第２のＲＦチェーンと；
   前記複数の第２のＲＦチェーンから前記各副搬送波を受信し、前記撮影映像に復調する復調部と；
   前記保存部と連結され、前記復調された前記撮影映像を前記保存部に伝達するインターフェースと、
   を含む、請求項７に記載の無線セキュリティカメラシステム。
9. セキュリティカメラが撮影した映像を無線で伝送する通信モジュールであって、
   前記セキュリティカメラと連結され、前記セキュリティカメラが撮影した映像を受信するインターフェースと；
   前記インターフェースが受信した撮影映像を変調して複数の副搬送波を生成する変調部と；
   前記変調した各副搬送波を増幅させる複数のＲＦチェーンと；
   前記複数のＲＦチェーンにそれぞれ連結され、前記各副搬送波をＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を介して他の通信モジュールに送出する複数のアンテナと；
   前記変調した各副搬送波を前記複数のＲＦチェーンに伝達し、前記各副搬送波の送出時に前記他の通信モジュールの方向側に前記複数のアンテナに対してビームフォーミングを行うビームフォーミング制御部と；
   を含む、通信モジュール。
10. 前記通信モジュールは、
    前記セキュリティカメラの撮影映像をＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格を介して前記他の通信モジュールに伝送する、
    請求項９に記載の通信モジュール。
11. 前記通信モジュールは、
    前記セキュリティカメラの撮影映像を５ＧＨｚ周波数で８０ＭＨｚの周波数帯域幅でＮ×Ｎ（Ｎは自然数）ＭＩＭＯを介して前記他の通信モジュールに伝送する、
    請求項１０に記載の通信モジュール。
12. 前記ビームフォーミング制御部は、
    前記他の通信モジュールとペアリングを行うことで前記他の通信モジュールの方向を確認し、前記複数のアンテナのビームパターンが交差する地点を連結した方向が前記他の通信モジュールの方向に向かうように前記ビームパターンの位相を変更させる、
    請求項９に記載の通信モジュール。
13. 前記通信モジュールは、
    前記セキュリティカメラにビルト・イン（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）で形成されて、前記セキュリティカメラで前記撮影映像をＭＩＭＯおよびビームフォーミングを介して直接伝送する方式で設けられる、
    請求項９に記載の通信モジュール。
14. 前記ＲＦチェーンは、
    前記通信モジュールの制御部から送信スイッチング制御信号または受信スイッチング制御信号を受信し、
    前記制御部から前記送信スイッチング制御信号を受信する場合、前記変調した各副搬送波を増幅させて前記アンテナを介して送出する、
    請求項９に記載の通信モジュール。
15. 前記ＲＦチェーンは、
    前記通信モジュールの制御部から送信スイッチング制御信号または受信スイッチング制御信号を受信し、
    前記制御部から前記受信スイッチング制御信号を受信する場合、前記アンテナを介して受信した電波をフィルタリングして前記制御部に伝達する、
    請求項９に記載の通信モジュール。