JP3549827B2 - 無線伝送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線によってパケットを伝送する無線伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の中継装置を介してパケットを伝送する無線伝送システムにおいて、パケットを伝送する経路を決定する際、特開平１１−３２０８０号公報に記載されているように、無線伝送環境の変動に対応して適切な経路を選択するため、パケットの誤り率を測定し、このパケットの誤り率に基づいて経路を決定するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、パケットエラーが発生する以前に最適な経路を選択しておくことができないという問題があった。また、画像の乱れが少ない、動きの滑らかな画像伝送をすることができないという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、高品質の画像を伝送することができる無線伝送システムを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線伝送システムは、探索パケットによって経路を探索し、画像その他のデータを格納したデータパケットを伝送する無線伝送システムであって、前記データパケットを伝送する経路を切り換えるデータパケット経路切換手段と、前記探索パケットを伝送する経路を切り換える探索パケット経路切換手段とを備え、前記データパケット経路切換手段が、第１の通信端末装置と第２の通信端末装置との間でデータパケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、前記探索パケット経路切換手段は、前記第１の通信端末と第３の通信端末との間の経路を選択し、前記データパケットを伝送する合間に前記探索パケットを用いて経路の探索を行うようにした構成を有している。この構成により、第１の通信端末が第２の通信端末とデータパケットを伝送している間に、第３の通信端末との経路を事前に探索しておくことで、データパケットの伝送相手を第２の通信端末から第３の通信端末に切り換えた際に、あらためて経路を一斉に探索することなく、データパケットの伝送を迅速に行うことができ、高品質の画像を伝送することができることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態を説明するための無線伝送システムの構成図である。図１に示す無線伝送システムは、画像を出力するモニタ５１が接続された親機１０と、パケットを中継する３つの中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、画像を撮像するカメラ６１ａ、６１ｂ、６１ｃがそれぞれ接続された３つの子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃとで構成されている。また、親機１０、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、および、子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、装置識別子（ＩＤ＝１、２、３、４、５、６、７）がそれぞれ付与されている。
【００１５】
なお、図１は無線伝送システムの構成の例を示すものであって、本発明に係る無線伝送システムにおいて、親機、子機および中継装置の数や位置関係、装置識別子は、図１の記載に限るものではない。また、図１において、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃがパケットの中継を行うようになっているが、本発明はこれに限るものではなく、その他の通信端末装置（例えば子機）がパケットの中継を代行するようにしてもよい。
【００１６】
モニタ５１に対応するカメラの切り換えは、親機１０が行うようになっている。例えば、ＩＤ＝５の子機４０ａに接続されたカメラ６１ａからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（５−２−１）を指定し、ＩＤ＝５の子機４０ａが送信したパケットは、ＩＤ＝２の中継装置３０ａによって中継され、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。また、例えば、ＩＤ＝６の子機４０ｂに接続されたカメラ６１ｂからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（６−３−４−１）を指定し、ＩＤ＝６の子機４０ｂが送信したパケットは、ＩＤ＝３の中継装置３０ｂおよびＩＤ＝４の中継装置３０ｃによって中継され、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。また、例えば、ＩＤ＝７の子機４０ｃに接続されたカメラ６１ｃからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（７−１）を指定し、ＩＤ＝７の子機４０ｃが送信したパケットは、中継装置を経由しないで、直接、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。
【００１７】
図２は実施の形態の親機を示すブロック図である。図２において、親機１０は、システム構成情報１１１と経路候補テーブル１１２と経路評価値テーブル１１３を有する記憶手段１１と、経路候補設定手段１２と、カメラ切換制御手段１３と、画像パケット経路判定手段１４と、画像パケット経路切換手段１５と、探索パケット経路判定手段１６と、探索パケット経路切換手段１７と、パケット送信手段１８と、パケット受信手段１９と、画像復号化手段２１と、経路評価手段２２と、帯域制御手段２３を備えている。
【００１８】
記憶手段１１は情報を記憶する手段であり、本実施形態においては不揮発性のものである。なお、本発明における記憶手段は、不揮発性に限るものではない。システム構成情報１１１は、子機の台数、子機のＩＤ、中継装置の台数、中継装置のＩＤ、親機の台数、および、親機のＩＤといったシステム構成に関する情報が記憶（設定）されている。経路候補テーブル１１２は、図５に示すように、経路の候補について、インデックス、中継段数、および、経路を示すＩＤの列（子機ＩＤ、中継装置ＩＤ、親機ＩＤ）が記憶（設定）されている。また、経路候補テーブル１１２は、複数の経路候補を中継段数が少ない順に設定しておくようになっている。経路評価値テーブル１１３は、図６に示すように、経路評価値について、インデックス、電界強度、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数、および経路評価値が記憶（設定）されている。ここで、経路評価値テーブル１１３のインデックスは経路候補テーブル１１２のインデックスに対応しており、経路評価値テーブル１１３は経路候補毎に経路評価値を設定しておくようになっている。
【００１９】
経路候補設定手段１２は、システム構成情報１１１に基づいて、中継段数が少ない経路の順に複数の経路候補を生成して経路候補テーブル１１３に出力する手段である。
【００２０】
カメラ切換制御手段１３は、操作手段５２を介した操作によって、カメラ切換の制御を行う手段である。具体的には、図１において、例えば、モニタ５１に出力する画像を、ＩＤ＝５の子機４０ａに接続されたカメラ６１ａが撮像した画像から、ＩＤ＝６の子機４０ｂに接続されたカメラ６１ｂが撮像した画像に切り換えるとき、図２のカメラ切換制御手段１３は、画像パケット経路判定手段１４に対してＩＤ＝６の子機４０ｂとＩＤ＝１の親機１０を結ぶ適切な経路を判定するよう指示し、ＩＤ＝５の子機４０ａに画像送信終了を指示するパケットを組み立てるとともにＩＤ＝６の子機４０ｂに画像送信開始を指示するパケットを組み立て、パケット送信手段１８に対して組み立てたパケットの送信を指示する。
【００２１】
画像パケット経路判定手段１４は、経路候補テーブル１１２および経路評価値テーブル１１３を参照し、複数の経路候補の中から画像パケットを伝送する適切な経路を判定し、適切な経路を画像パケット経路切換手段１５に通知する手段である。
【００２２】
画像パケット経路切換手段１５は、画像パケットを伝送する経路を、画像パケット経路判定手段１４から通知された経路に切り換える手段である。
【００２３】
探索パケット経路判定手段１６は、経路候補テーブル１１２および経路評価値テーブル１１３を参照し、探索パケットを伝送する経路を中継段数が少ない順に選択して探索パケット経路切換手段１７に通知する手段である。
【００２４】
探索パケット経路切換手段１７は、探索パケットを伝送する経路を、探索パケット経路判定手段１６から通知された経路に切り換える手段、すなわち、中継段数が少ない順に経路を切り換える手段である。
【００２５】
パケット送信手段１８は、パケットを送信する手段である。
【００２６】
パケット受信手段１９は、パケットを受信する手段である。
【００２７】
画像復号化手段２１は、画像パケットに格納された画像データを復号化し、モニタ５１に出力する手段である。
【００２８】
経路評価手段２２は、経路候補上の地点（中継装置および子機）で測定した搬送波の受信電界強度、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数等に基づいて経路候補毎に経路評価値を算出し、経路評価値を経路評価値テーブル１１３に出力する手段である。
【００２９】
帯域制御手段２３は、画像パケット経路切換手段１５によって選択されている経路の中継段数に基づいて画像を伝送する帯域を制御する手段である。
【００３０】
図３は実施の形態の中継装置を示すブロック図である。図３において、パケット受信手段３１はパケットを受信する手段である。電界強度測定手段３２は中継装置３０を設置した地点における搬送波の受信電界強度を測定する手段である。探索パケット組立手段３３は測定した電界強度を探索パケットのペイロードに格納し、次段の装置へ送信するパケットを組み立てる手段である。パケット送信手段３４はパケットを送信する手段である。
【００３１】
図４は実施の形態の子機を示すブロック図である。図４において、パケット受信手段４１はパケットを受信する手段である。電界強度測定手段４２は子機４０を設置した地点における搬送波の受信電界強度を測定する手段である。探索パケット組立手段４３は測定した電界強度を探索パケットのペイロードに格納し、次段の装置へ送信するパケットを組み立てる手段である。画像符号化手段４５はカメラ６１が撮像した画像を符号化し、画像パケットを組み立てる手段である。パケット送信手段４４はパケットを送信する手段である。
【００３２】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の経路候補設定手段１２が中継段数の少ない順に経路候補を経路候補テーブル１１２に予め設定しておくようになっている。以下、経路候補の設定について説明する。
【００３３】
図５は経路候補テーブル１１２を示す図である。図５において、インデックスによって経路を識別するようになっている。また、中継段数は、子機と親機との間でパケットを伝送する際の中継の段数である。また、子機ＩＤ、第１段中継装置ＩＤ、第２段中継装置ＩＤ、第３段中継装置ＩＤ、第ｎ段中継装置ＩＤ、および、親機ＩＤは、経路を示す装置識別子（ＩＤ）の列である。例えば、図１に示す無線伝送システムにおいて、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝５の子機４０ａとの間でＩＤ＝２の中継装置３０ａを介してパケットを伝送する場合、中継段数には１、親機ＩＤには１、第１段中継装置ＩＤには２、第２段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには５を設定する。また、例えば、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝６の子機４０ｂとの間でＩＤ＝４の中継装置３０ｃおよびＩＤ＝３の中継装置３０ｂを介してパケットを伝送する場合、中継段数には２、親機ＩＤには１、第１段中継装置親機ＩＤには４、第２段中継装置ＩＤには３、第３段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには６を設定する。また、例えば、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝７の子機４０ｃとの間で直接パケットを伝送する場合、中継段数には０、親機ＩＤには１、第１段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには７を設定する。
【００３４】
図７は経路候補設定手段１２のブロック図である。図７において、中継段数生成手段１２１は、段数が小さい順に中継段数を生成して出力する。ＩＤ生成手段１２２は、中継段数生成手段１２１が出力する中継段数にしたがって、親機、中継装置、および子機を識別するＩＤの順列を生成し、経路候補として経路候補テーブル１１２に出力する。すなわち、中継段数が少ない順に経路候補を経路候補テーブル１１２に設定する。
【００３５】
図８は、図７の経路候補設定手段１２の動作を説明するためのタイミングチャートであり、子機の台数が３、中継装置の台数が３、親機の台数が１、子機のＩＤがそれぞれ５、６、７、中継装置のＩＤがそれぞれ２、３、４、親機のＩＤが１である無線伝送システムの経路候補の生成について示している。図８において、中継段数は、図７の中継段数生成手段１２１が生成したものであり、段数が少ない順に出力される。また、子機ＩＤ、中継装置ＩＤ、および、親機ＩＤは、図７のＩＤ生成手段１２２が生成したものであり、中継段数が少ない順に経路候補として出力される。ここで‘０’（ＮＵＬＬ）は、中継がないことを示す。例えば、ＩＤ生成手段１２２の出力が５−０−０−２−１であれば、経路が５−２−１（ＩＤ＝５の子機とＩＤ＝１の親機との間でＩＤ＝２の中継装置をひとつ介した経路）であることを示す。
【００３６】
なお、図７の経路候補設定手段１２は、無線伝送システム導入時、親機、中継装置、子機を設置したときや、無線伝送システムのシステム構成が変更となったとき、この経路候補テーブル１１２に経路候補を設定するようになっている。なお、本発明に係る無線伝送システムは、これに限るものではなく、経路の探索を行う際に経路候補を順に生成して出力するよう構成してもよく、要は、中継段数の少ない順に探索パケットを用いて経路候補を探索するようにする。
【００３７】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の探索パケット経路判定手段１６が、経路候補テーブル１１２に基づいて中継段数の少ない順に探索パケットを伝送する経路の判定を行い、親機１０の探索パケット経路切換手段１７が中継段数の少ない順に探索パケットを伝送する経路の切換を行い、親機１０のパケット送信手段１８が探索パケットを送信するようになっている。具体的には、探索パケット経路切換手段１７は、図１１の（ａ）に示すパケットにおいて、親機１０のＩＤを送信元アドレスＳＡに格納し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、探索パケット経路判定手段１６が指定した経路を経路情報に格納する。この探索パケット経路切換手段１７が組み立てた探索パケットをパケット送信手段１８が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００３８】
例えば、ＩＤ＝１の親機とＩＤ＝５の子機との間の経路を探索する場合、最初に中継段数が最も少ない経路、すなわち、ＩＤ＝１の親機とＩＤ＝５の子機との間で直接パケットを伝送する経路である１−５が、探索パケットの経路情報に格納され、子機のＩＤである５がＤＡに格納される。
【００３９】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図３に示す中継装置３０のパケット受信手段３１が探索パケットを受信し、電界強度測定手段３２が搬送波の受信電界強度を測定し、探索パケット組立手段３３が探索パケットを組み立て、パケット送信手段３４が探索パケットを送信することにより、探索パケットを中継するようになっている。具体的には、探索パケット組立手段３３は、送信元アドレスＳＡを設定し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、親機１０が指定した経路を経路情報に格納し、ペイロードに電界強度測定手段３２が測定した電界強度を格納する。この探索パケット組立手段３３が組み立てたパケットをパケット送信手段３４が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００４０】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図４に示す子機４０のパケット受信手段４１が探索パケットを受信し、電界強度測定手段４２が搬送波の受信電界強度を測定し、探索パケット組立手段４３が探索パケットを組み立て、パケット送信手段４４が探索パケットを送信するようになっている。具体的には、探索パケット組立手段４３は、子機４０のＩＤを送信元アドレスＳＡに格納し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、親機１０が指定した経路を経路情報に格納し、ペイロードに電界強度測定手段４２が測定した電界強度を格納する。この探索パケット組立手段４３が組み立てたパケットをパケット送信手段４４が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００４１】
なお、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃから親機１０へ向けて送信するパケットについても、前述と同様に機能する。
【００４２】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０のパケット受信手段１９が探索パケットを受信し、親機１０の経路評価手段２２が経路候補毎に経路評価値を算出して経路評価値テーブル１１３に出力するようになっている。以下、経路評価値の算出について説明する。
【００４３】
図６は経路評価値テーブル１１３を示す図である。図６において、インデックスは、経路を識別するものであり、図５の経路候補テーブル１１２のインデックスに対応している。電界強度は、図３の中継装置３０の電界強度測定手段３２、および、図４の子機４０の電界強度測定手段４２が測定した搬送波の受信電界強度である。送信パケット数は図２の親機１０のパケット送信手段１８が送信した単位時間あたりの探索パケットの数である。正常受信パケット数は、パケットのエラーが検出されなかった単位時間あたりの受信探索パケットの数である。エラー受信パケット数は、パケットのエラーが検出された単位時間あたりの受信探索パケットの数である。経路評価値は、経路評価手段が経路評価を行った結果である。本実施形態においては、経路評価値は、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数、および、電界強度に基づいて求めるようになっている。
【００４４】
図１０は経路評価手段２２のブロック図である。図１０において、送信パケット数抽出手段２２１はパケット送信手段１８が送信した単位時間あたりの探索パケットの数を抽出する。正常受信パケット数抽出手段２２２は、パケット受信手段１９が受信した単位時間あたりの探索パケットのうち、パケットエラーが検出されなかったパケット数を抽出する。エラー受信パケット数抽出手段２２３は、パケット受信手段１９が受信した単位時間あたりの探索パケットのうち、パケットエラーが検出されたパケット数を抽出する。電界強度抽出手段２２４は、子機や中継装置が検知して通知した電界強度を受信パケットから抽出する。Ｓ／Ｎ抽出手段２２５は受信機の受信信号のＳ／Ｎを抽出する。
【００４５】
経路評価値は、単位時間あたりの送信パケット数ＮＳＰ、単位時間あたりの正常受信パケット数ＮＲＰ、単位時間あたりのエラー受信パケット数ＮＥＰ、および、電界強度ＣＬに基づいて、次式によって求める。
経路評価値＝Ａ（ＮＳＰ―ＮＲＰ―Ｄ×ＮＥＰ）／ＮＳＰ＋Ｂ×ＣＬ
＝Ａ（１−ＰＥＲ）＋Ｂ×ＣＬ
ここで、Ａ、Ｂ、および、Ｄは係数である。例えば、係数Ａを０とした場合、経路評価値の要因が電界強度のみとなる。なお、ＰＥＲはパケットエラーレートである。
【００４６】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の画像パケット経路判定手段１４は、経路評価値テーブル１１３を参照し、経路評価値に基づいて画像パケットを伝送する経路を判定するようになっており、また、経路評価値が最も良い経路が複数あった場合、経路候補テーブル１１２を参照し、中継段数が最も少ない経路を選択するようになっている。
【００４７】
なお、電界強度が所定値以上である経路の中から、パケットエラーレートが最も小さい経路を選択するようにしてもよい。ここで、電界強度の所定値は、ａ）受信機の搬送波検波電圧出力、または、ｂ）受信機の受信信号のＳ／Ｎが所定値となる搬送波検波電圧出力、である。また、パケットエラーレートが所定値以下である経路の中から、電界強度が最も大きい経路を選択するようにしてもよい。ここで、パケットエラーレートの所定値は、ａ）エラーでパケットの再送を行う場合において、所定のフレームレート（単位時間あたりに提示可能（表示可能）な画面の枚数）が確保できるパケットエラーレートの上限値、または、ｂ）エラーで画像の精細度を制御する場合において、受信機の受信信号のＳ／Ｎが確保できるパケットエラーレートの上限値、である。
【００４８】
本実施形態の無線伝送システムにおいて、図２に示す親機１０の画像パケット経路切換手段１５は、画像パケットを伝送する経路を画像パケット経路切換判定手段１４が指定した経路に切り換えるようになっており、また、切り換えた経路を、一定時間以上、同一の経路に維持するようになっている。以下、画像パケットの経路切換について説明する。
【００４９】
図９は画像パケット経路切換手段１５のブロック図である。図９において、ラッチ１５１は、画像パケット経路判定手段１４が出力した経路のインデックスを捕捉する。タイマ１５２は、一定時間毎に、インデックスを捕捉するタイミングをラッチ１５１に出力する。経路切換パケット組立手段１５３は、一定時間毎に捕捉されたインデックスに対応する経路情報を経路候補テーブル１１２から入力し、経路が切り換ったとき、経路切換を通知するパケットを組み立てる。組み立てたパケットはパケット送信手段１８が送信する。したがって、一定時間以上、同じ経路が維持されるので、経路切換によって発生する頻繁な画像切り換わりによる画像の見づらさを目立たないようにすることができる。
【００５０】
図１３は本実施形態における経路探索を説明するための第１のシーケンス図、図１４は本実施形態における経路探索を説明するための第２のシーケンス図である。なお、図１３および図１４において、親機Ｃは図２に記載した親機１０と構成が同じであり、第１の中継装置Ｒ１、第２の中継装置Ｒ２、および第ｎの中継装置Ｒｎは図３に記載した中継装置３０と構成が同じであり、第１の子機Ｔ１、第２の子機Ｔ２、および第３の子機Ｔ３は図４に記載した子機４０と構成が同じである。
【００５１】
本実施形態は、図２の画像パケット経路切換手段１５が、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間で画像パケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、探索パケット経路切換手段１７は、画像パケット経路切換手段１５が選択している経路とは異なる、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間の経路を選択し、画像パケットを伝送する合間に探索パケットを用いて経路の探索を行うようになっている。
【００５２】
図１３において、Ｓ１０１〜Ｓ１０５は１画面分の画像を伝送するステップであり、まず、親機Ｃが同期接続を要求する（Ｓ１０１）。ここで、親機Ｃにおいて、画像パケットを伝送する経路がＴ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃに予め切り換えられており、Ｔ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃを経路情報としたパケットが親機Ｃから送信される。このパケットは、第１の中継装置Ｒ１および第ｎの中継装置Ｒｎによって中継され、第１の子機Ｔ１に到達する。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信する。このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達し、同期接続が確立する（Ｓ１０２）。同期が確立した後、第１の子機Ｔ１は１画面分の画像を分割して格納した複数のパケットを送信する。これらのパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する（Ｓ１０３）。１画面分の画像の伝送が終了すると、親機Ｃが同期断を要求する（Ｓ１０４）。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信し、このパケットが親機Ｃに到達し、同期接続が切断される（Ｓ１０５）。
【００５３】
ここで、親機Ｃから探索パケットを送信する（Ｓ１０６）。この探索パケットは、画像を伝送している経路とは異なった経路を探索するための非同期パケットであって、画像を伝送している経路とは異なった経路を経路情報に記載したパケットである。ここでは、親機Ｃが、経路情報にＴ１−Ｒ２−Ｒ１−Ｃを記載した探索パケットを送信している。したがって、この探索パケットは、第１の中継装置Ｒ１および第２の中継装置Ｒ２によって中継され、第１の子機Ｔ１に到達している。なお、図１３においては、Ｔ１−Ｒ２−Ｒ１−Ｃの経路の状態が良好な場合を示しており、この経路の状態が悪い場合には探索パケットが第１の子機Ｔ１に到達しないこともある。探索パケットが到達すると、ここで第１の子機Ｔ１は、画像を伝送している経路で応答のパケットを送信している。したがって、このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する。
【００５４】
Ｓ１０８〜Ｓ１１２は次の１画面分の画像を伝送するステップであり、Ｓ１０１〜Ｓ１０５のステップと同様の処理を行う。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。
【００５５】
また、本実施形態は、図２の画像パケット経路切換手段１５が、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間で画像パケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、探索パケット経路切換手段１７が、親機Ｃと第２の子機Ｔ２との間の経路を選択し、画像パケットを伝送する合間に探索パケットを用いて経路の探索を行うようになっている。
【００５６】
図１４において、Ｓ２０１〜Ｓ２０５は１画面分の画像を伝送するステップであり、まず、親機Ｃが同期接続を要求する（Ｓ２０１）。ここで、親機Ｃにおいて、画像パケットを伝送する経路がＴ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃに予め切り換えられており、Ｔ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃを経路情報としたパケットが親機から送信される。このパケットは、第１の中継装置Ｒ１および第ｎの中継装置Ｒｎによって中継され、第１の子機Ｔ１に到達する。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信する。このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達し、同期接続が確立する（Ｓ２０２）。同期が確立した後、第１の子機Ｔ１は１画面分の画像を分割して格納した複数のパケットを送信する。これらのパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する（Ｓ２０３）。１画面分の画像の伝送が終了すると、親機Ｃが同期断を要求する（Ｓ２０４）。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信し、このパケットが親機Ｃに到達し、同期接続が切断される（Ｓ２０５）。
【００５７】
ここで、親機Ｃから探索パケットを送信する（Ｓ２０６）。この探索パケットは、選択されているカメラとは異なるカメラが接続された第２の子機Ｔ２と親機Ｃとの経路を探索するための非同期パケットである。ここでは、親機Ｃが、経路情報にＴ２−Ｒ２−Ｒ１−Ｃを記載した探索パケットを送信している。したがって、この探索パケットは、第１の中継装置Ｒ１および第２の中継装置Ｒ２によって中継され、第２の子機Ｔ２に到達している。なお、図１４においては、Ｔ２−Ｒ２−Ｒ１−Ｃの経路の状態が良好な場合を示しており、この経路の状態が悪い場合には探索パケットが第２の子機Ｔ２に到達しないこともある。探索パケットが到達すると、ここで第２の子機Ｔ２は、Ｔ２―Ｒｎ−Ｒ１−Ｃという経路で応答のパケットを送信している。したがって、このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する。
【００５８】
Ｓ２０８〜Ｓ２１２は次の１画面分の画像を伝送するステップであり、Ｓ２０１〜Ｓ２０５のステップと同様の処理を行う。
【００５９】
本実施形態の無線伝送システムは、画像パケットを伝送する経路として中継段数の少ない経路を優先して選択するようになっており、また、中継段数に基づいて画像の品質を向上する制御を子機の画像符号化手段が行うようになっている。
【００６０】
図２において、親機１０の帯域制御手段２３は、画像伝送チャネル帯域を下記の式によって求める。
画像伝送チャネル帯域＝（総伝送帯域幅―再送マージン）／（中継段数＋１）
【００６１】
例えば、総伝送帯域幅が４０９６ｋｂｉｔ／ｓ、再送を行うための再送マージンが１０２４ｋｂｉｔ／ｓであったとき、画像品質向上制御後の画像伝送チャネル帯域は、画像パケットの伝送経路の中継段数に基づいて求められ、中継段数が０であれば３０７２ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が１であれば１５３６ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が２であれば１０２４ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が３であれば７６８ｋｂｉｔ／ｓである。
【００６２】
親機１０の帯域制御手段２３は、現在の経路の中継段数に基づいて求めた画像伝送チャネル帯域をペイロードに格納したパケット（以下、帯域制御パケットという）を組み立てる。組み立てられた帯域制御パケットは、親機１０のパケット送信手段１８によって送信され、図４に示す子機１０が受信する。図４において、子機４０の画像符号化手段４５は、帯域制御パケットから画像伝送チャネル帯域を抽出し、この画像伝送チャネル帯域でカメラが撮像した画像を符号化する。
【００６３】
なお、中継段数に基づく画像品質の制御は、画像のＳ／Ｎおよび縦横画素数を変更しないで、画像伝送チャネル帯域を高くすることにより、画像において、より高いフレームレート（単位時間に提示可能（表示可能）な画面の枚数）、すなわち、より滑らかな動きを得ることができる。また、フレームレートおよび縦横画素数を変更しないで、画像のＳ／Ｎを高くすることにより、より高画質な画像を得ることができる。
【００６４】
また、画像品質の制御は、余裕帯域幅を求め、行っても良い。
【００６５】
なお、図１において、本実施形態の無線伝送システムは、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃを用いているが、本発明に係る無線伝送システムはこれに限るものではなく、子機や、その他の通信端末装置がパケットの中継を代行するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、第１の通信端末が第２の通信端末とデータパケットの伝送している間に、第３の通信端末との経路を事前に探索しておくことで、データパケットの伝送相手を第２の通信端末から第３の通信端末に切り換えた際に、あらためて経路を一斉に探索することなく、データパケットの伝送を迅速に行うことができ、高品質の画像を伝送することができるという優れた効果を有する無線伝送システムを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を説明するための無線伝送システムの構成図
【図２】実施の形態の親機を示すブロック図
【図３】実施の形態の中継装置を示すブロック図
【図４】実施の形態の子機を示すブロック図
【図５】実施の形態の経路候補テーブルを示す図
【図６】実施の形態の経路評価値テーブルを示す図
【図７】実施の形態の経路候補設定手段のブロック図
【図８】実施の形態の経路候補設定手段の動作を説明するためのタイミングチャート
【図９】実施の形態の経路評価手段のブロック図
【図１０】実施の形態の画像パケット経路切換手段のブロック図
【図１１】パケットを示す図
【図１２】経路情報を示す図
【図１３】実施の形態の経路探索を説明するための第１のシーケンス図
【図１４】実施の形態の経路探索を説明するための第２のシーケンス図
【符号の説明】
１０ 親機（通信端末装置）
１１ 親機の記憶手段
１１１ システム構成情報
１１２ 経路候補テーブル
１１３ 経路評価値テーブル
１２ 親機の経路候補設定手段
１３ 親機のカメラ切換制御手段
１４ 親機の画像パケット経路判定手段（データパケット経路判定手段）
１５ 親機の画像パケット経路切換手段（データパケット経路切換手段）
１６ 親機の探索パケット経路判定手段
１７ 親機の探索パケット経路切換手段
１８ 親機のパケット送信手段
１９ 親機のパケット受信手段
２１ 親機の画像復号化手段
２２ 親機の経路評価手段
２３ 親機の帯域制御手段
３０ 中継装置
３１ 中継装置のパケット受信手段
３２ 中継装置の電界強度測定手段
３３ 中継装置の探索パケット組立手段
３４ 中継装置のパケット送信手段
４０ 子機（通信端末装置）
４１ 子機のパケット受信手段
４２ 子機の電界強度測定手段
４３ 子機の探索パケット組立手段
４４ 子機のパケット送信手段
４５ 子機の画像符号化手段
５１ モニタ
６１ カメラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線によってパケットを伝送する無線伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の中継装置を介してパケットを伝送する無線伝送システムにおいて、パケットを伝送する経路を決定する際、特開平１１−３２０８０号公報に記載されているように、無線伝送環境の変動に対応して適切な経路を選択するため、パケットの誤り率を測定し、このパケットの誤り率に基づいて経路を決定するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、パケットエラーが発生する以前に最適な経路を選択しておくことができないという問題があった。また、画像の乱れが少ない、動きの滑らかな画像伝送をすることができないという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、高品質の画像を伝送することができる無線伝送システムを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線伝送システムは、探索パケットによって経路を探索し、画像その他のデータを格納したデータパケットを伝送する無線伝送システムであって、前記データパケットを伝送する経路を切り換えるデータパケット経路切換手段と、前記探索パケットを伝送する経路を切り換える探索パケット経路切換手段とを備え、前記データパケット経路切換手段が、第１の通信端末装置と第２の通信端末装置との間でデータパケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、前記探索パケット経路切換手段は、前記第１の通信端末と第３の通信端末との間の経路を選択し、前記データパケットを伝送する合間に前記探索パケットを用いて経路の探索を行うようにした構成を有している。この構成により、第１の通信端末が第２の通信端末とデータパケットを伝送している間に、第３の通信端末との経路を事前に探索しておくことで、データパケットの伝送相手を第２の通信端末から第３の通信端末に切り換えた際に、あらためて経路を一斉に探索することなく、データパケットの伝送を迅速に行うことができ、高品質の画像を伝送することができることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態を説明するための無線伝送システムの構成図である。図１に示す無線伝送システムは、画像を出力するモニタ５１が接続された親機１０と、パケットを中継する３つの中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、画像を撮像するカメラ６１ａ、６１ｂ、６１ｃがそれぞれ接続された３つの子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃとで構成されている。また、親機１０、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、および、子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、装置識別子（ＩＤ＝１、２、３、４、５、６、７）がそれぞれ付与されている。
【００１５】
なお、図１は無線伝送システムの構成の例を示すものであって、本発明に係る無線伝送システムにおいて、親機、子機および中継装置の数や位置関係、装置識別子は、図１の記載に限るものではない。また、図１において、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃがパケットの中継を行うようになっているが、本発明はこれに限るものではなく、その他の通信端末装置（例えば子機）がパケットの中継を代行するようにしてもよい。
【００１６】
モニタ５１に対応するカメラの切り換えは、親機１０が行うようになっている。例えば、ＩＤ＝５の子機４０ａに接続されたカメラ６１ａからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（５−２−１）を指定し、ＩＤ＝５の子機４０ａが送信したパケットは、ＩＤ＝２の中継装置３０ａによって中継され、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。また、例えば、ＩＤ＝６の子機４０ｂに接続されたカメラ６１ｂからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（６−３−４−１）を指定し、ＩＤ＝６の子機４０ｂが送信したパケットは、ＩＤ＝３の中継装置３０ｂおよびＩＤ＝４の中継装置３０ｃによって中継され、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。また、例えば、ＩＤ＝７の子機４０ｃに接続されたカメラ６１ｃからの画像をモニタ５１に表示するとき、親機１０がＩＤによって経路（７−１）を指定し、ＩＤ＝７の子機４０ｃが送信したパケットは、中継装置を経由しないで、直接、ＩＤ＝１の親機１０に到達する。
【００１７】
図２は実施の形態の親機を示すブロック図である。図２において、親機１０は、システム構成情報１１１と経路候補テーブル１１２と経路評価値テーブル１１３を有する記憶手段１１と、経路候補設定手段１２と、カメラ切換制御手段１３と、画像パケット経路判定手段１４と、画像パケット経路切換手段１５と、探索パケット経路判定手段１６と、探索パケット経路切換手段１７と、パケット送信手段１８と、パケット受信手段１９と、画像復号化手段２１と、経路評価手段２２と、帯域制御手段２３を備えている。
【００１８】
記憶手段１１は情報を記憶する手段であり、本実施形態においては不揮発性のものである。なお、本発明における記憶手段は、不揮発性に限るものではない。システム構成情報１１１は、子機の台数、子機のＩＤ、中継装置の台数、中継装置のＩＤ、親機の台数、および、親機のＩＤといったシステム構成に関する情報が記憶（設定）されている。経路候補テーブル１１２は、図５に示すように、経路の候補について、インデックス、中継段数、および、経路を示すＩＤの列（子機ＩＤ、中継装置ＩＤ、親機ＩＤ）が記憶（設定）されている。また、経路候補テーブル１１２は、複数の経路候補を中継段数が少ない順に設定しておくようになっている。経路評価値テーブル１１３は、図６に示すように、経路評価値について、インデックス、電界強度、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数、および経路評価値が記憶（設定）されている。ここで、経路評価値テーブル１１３のインデックスは経路候補テーブル１１２のインデックスに対応しており、経路評価値テーブル１１３は経路候補毎に経路評価値を設定しておくようになっている。
【００１９】
経路候補設定手段１２は、システム構成情報１１１に基づいて、中継段数が少ない経路の順に複数の経路候補を生成して経路候補テーブル１１３に出力する手段である。
【００２０】
カメラ切換制御手段１３は、操作手段５２を介した操作によって、カメラ切換の制御を行う手段である。具体的には、図１において、例えば、モニタ５１に出力する画像を、ＩＤ＝５の子機４０ａに接続されたカメラ６１ａが撮像した画像から、ＩＤ＝６の子機４０ｂに接続されたカメラ６１ｂが撮像した画像に切り換えるとき、図２のカメラ切換制御手段１３は、画像パケット経路判定手段１４に対してＩＤ＝６の子機４０ｂとＩＤ＝１の親機１０を結ぶ適切な経路を判定するよう指示し、ＩＤ＝５の子機４０ａに画像送信終了を指示するパケットを組み立てるとともにＩＤ＝６の子機４０ｂに画像送信開始を指示するパケットを組み立て、パケット送信手段１８に対して組み立てたパケットの送信を指示する。
【００２１】
画像パケット経路判定手段１４は、経路候補テーブル１１２および経路評価値テーブル１１３を参照し、複数の経路候補の中から画像パケットを伝送する適切な経路を判定し、適切な経路を画像パケット経路切換手段１５に通知する手段である。
【００２２】
画像パケット経路切換手段１５は、画像パケットを伝送する経路を、画像パケット経路判定手段１４から通知された経路に切り換える手段である。
【００２３】
探索パケット経路判定手段１６は、経路候補テーブル１１２および経路評価値テーブル１１３を参照し、探索パケットを伝送する経路を中継段数が少ない順に選択して探索パケット経路切換手段１７に通知する手段である。
【００２４】
探索パケット経路切換手段１７は、探索パケットを伝送する経路を、探索パケット経路判定手段１６から通知された経路に切り換える手段、すなわち、中継段数が少ない順に経路を切り換える手段である。
【００２５】
パケット送信手段１８は、パケットを送信する手段である。
【００２６】
パケット受信手段１９は、パケットを受信する手段である。
【００２７】
画像復号化手段２１は、画像パケットに格納された画像データを復号化し、モニタ５１に出力する手段である。
【００２８】
経路評価手段２２は、経路候補上の地点（中継装置および子機）で測定した搬送波の受信電界強度、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数等に基づいて経路候補毎に経路評価値を算出し、経路評価値を経路評価値テーブル１１３に出力する手段である。
【００２９】
帯域制御手段２３は、画像パケット経路切換手段１５によって選択されている経路の中継段数に基づいて画像を伝送する帯域を制御する手段である。
【００３０】
図３は実施の形態の中継装置を示すブロック図である。図３において、パケット受信手段３１はパケットを受信する手段である。電界強度測定手段３２は中継装置３０を設置した地点における搬送波の受信電界強度を測定する手段である。探索パケット組立手段３３は測定した電界強度を探索パケットのペイロードに格納し、次段の装置へ送信するパケットを組み立てる手段である。パケット送信手段３４はパケットを送信する手段である。
【００３１】
図４は実施の形態の子機を示すブロック図である。図４において、パケット受信手段４１はパケットを受信する手段である。電界強度測定手段４２は子機４０を設置した地点における搬送波の受信電界強度を測定する手段である。探索パケット組立手段４３は測定した電界強度を探索パケットのペイロードに格納し、次段の装置へ送信するパケットを組み立てる手段である。画像符号化手段４５はカメラ６１が撮像した画像を符号化し、画像パケットを組み立てる手段である。パケット送信手段４４はパケットを送信する手段である。
【００３２】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の経路候補設定手段１２が中継段数の少ない順に経路候補を経路候補テーブル１１２に予め設定しておくようになっている。以下、経路候補の設定について説明する。
【００３３】
図５は経路候補テーブル１１２を示す図である。図５において、インデックスによって経路を識別するようになっている。また、中継段数は、子機と親機との間でパケットを伝送する際の中継の段数である。また、子機ＩＤ、第１段中継装置ＩＤ、第２段中継装置ＩＤ、第３段中継装置ＩＤ、第ｎ段中継装置ＩＤ、および、親機ＩＤは、経路を示す装置識別子（ＩＤ）の列である。例えば、図１に示す無線伝送システムにおいて、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝５の子機４０ａとの間でＩＤ＝２の中継装置３０ａを介してパケットを伝送する場合、中継段数には１、親機ＩＤには１、第１段中継装置ＩＤには２、第２段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには５を設定する。また、例えば、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝６の子機４０ｂとの間でＩＤ＝４の中継装置３０ｃおよびＩＤ＝３の中継装置３０ｂを介してパケットを伝送する場合、中継段数には２、親機ＩＤには１、第１段中継装置親機ＩＤには４、第２段中継装置ＩＤには３、第３段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには６を設定する。また、例えば、ＩＤ＝１の親機１０とＩＤ＝７の子機４０ｃとの間で直接パケットを伝送する場合、中継段数には０、親機ＩＤには１、第１段中継装置ＩＤ〜第ｎ段中継装置ＩＤには０（ＮＵＬＬ）、子機ＩＤには７を設定する。
【００３４】
図７は経路候補設定手段１２のブロック図である。図７において、中継段数生成手段１２１は、段数が小さい順に中継段数を生成して出力する。ＩＤ生成手段１２２は、中継段数生成手段１２１が出力する中継段数にしたがって、親機、中継装置、および子機を識別するＩＤの順列を生成し、経路候補として経路候補テーブル１１２に出力する。すなわち、中継段数が少ない順に経路候補を経路候補テーブル１１２に設定する。
【００３５】
図８は、図７の経路候補設定手段１２の動作を説明するためのタイミングチャートであり、子機の台数が３、中継装置の台数が３、親機の台数が１、子機のＩＤがそれぞれ５、６、７、中継装置のＩＤがそれぞれ２、３、４、親機のＩＤが１である無線伝送システムの経路候補の生成について示している。図８において、中継段数は、図７の中継段数生成手段１２１が生成したものであり、段数が少ない順に出力される。また、子機ＩＤ、中継装置ＩＤ、および、親機ＩＤは、図７のＩＤ生成手段１２２が生成したものであり、中継段数が少ない順に経路候補として出力される。ここで‘０’（ＮＵＬＬ）は、中継がないことを示す。例えば、ＩＤ生成手段１２２の出力が５−０−０−２−１であれば、経路が５−２−１（ＩＤ＝５の子機とＩＤ＝１の親機との間でＩＤ＝２の中継装置をひとつ介した経路）であることを示す。
【００３６】
なお、図７の経路候補設定手段１２は、無線伝送システム導入時、親機、中継装置、子機を設置したときや、無線伝送システムのシステム構成が変更となったとき、この経路候補テーブル１１２に経路候補を設定するようになっている。なお、本発明に係る無線伝送システムは、これに限るものではなく、経路の探索を行う際に経路候補を順に生成して出力するよう構成してもよく、要は、中継段数の少ない順に探索パケットを用いて経路候補を探索するようにする。
【００３７】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の探索パケット経路判定手段１６が、経路候補テーブル１１２に基づいて中継段数の少ない順に探索パケットを伝送する経路の判定を行い、親機１０の探索パケット経路切換手段１７が中継段数の少ない順に探索パケットを伝送する経路の切換を行い、親機１０のパケット送信手段１８が探索パケットを送信するようになっている。具体的には、探索パケット経路切換手段１７は、図１１の（ａ）に示すパケットにおいて、親機１０のＩＤを送信元アドレスＳＡに格納し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、探索パケット経路判定手段１６が指定した経路を経路情報に格納する。この探索パケット経路切換手段１７が組み立てた探索パケットをパケット送信手段１８が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００３８】
例えば、ＩＤ＝１の親機とＩＤ＝５の子機との間の経路を探索する場合、最初に中継段数が最も少ない経路、すなわち、ＩＤ＝１の親機とＩＤ＝５の子機との間で直接パケットを伝送する経路である１−５が、探索パケットの経路情報に格納され、子機のＩＤである５がＤＡに格納される。
【００３９】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図３に示す中継装置３０のパケット受信手段３１が探索パケットを受信し、電界強度測定手段３２が搬送波の受信電界強度を測定し、探索パケット組立手段３３が探索パケットを組み立て、パケット送信手段３４が探索パケットを送信することにより、探索パケットを中継するようになっている。具体的には、探索パケット組立手段３３は、送信元アドレスＳＡを設定し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、親機１０が指定した経路を経路情報に格納し、ペイロードに電界強度測定手段３２が測定した電界強度を格納する。この探索パケット組立手段３３が組み立てたパケットをパケット送信手段３４が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００４０】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図４に示す子機４０のパケット受信手段４１が探索パケットを受信し、電界強度測定手段４２が搬送波の受信電界強度を測定し、探索パケット組立手段４３が探索パケットを組み立て、パケット送信手段４４が探索パケットを送信するようになっている。具体的には、探索パケット組立手段４３は、子機４０のＩＤを送信元アドレスＳＡに格納し、次段の装置のＩＤを宛先アドレスＤＡに格納し、親機１０が指定した経路を経路情報に格納し、ペイロードに電界強度測定手段４２が測定した電界強度を格納する。この探索パケット組立手段４３が組み立てたパケットをパケット送信手段４４が送信すると、宛先アドレスＤＡに格納された次段の装置がこの探索パケットを受信する。
【００４１】
なお、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、子機４０ａ、４０ｂ、４０ｃから親機１０へ向けて送信するパケットについても、前述と同様に機能する。
【００４２】
また、本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０のパケット受信手段１９が探索パケットを受信し、親機１０の経路評価手段２２が経路候補毎に経路評価値を算出して経路評価値テーブル１１３に出力するようになっている。以下、経路評価値の算出について説明する。
【００４３】
図６は経路評価値テーブル１１３を示す図である。図６において、インデックスは、経路を識別するものであり、図５の経路候補テーブル１１２のインデックスに対応している。電界強度は、図３の中継装置３０の電界強度測定手段３２、および、図４の子機４０の電界強度測定手段４２が測定した搬送波の受信電界強度である。送信パケット数は図２の親機１０のパケット送信手段１８が送信した単位時間あたりの探索パケットの数である。正常受信パケット数は、パケットのエラーが検出されなかった単位時間あたりの受信探索パケットの数である。エラー受信パケット数は、パケットのエラーが検出された単位時間あたりの受信探索パケットの数である。経路評価値は、経路評価手段が経路評価を行った結果である。本実施形態においては、経路評価値は、送信パケット数、正常受信パケット数、エラー受信パケット数、および、電界強度に基づいて求めるようになっている。
【００４４】
図１０は経路評価手段２２のブロック図である。図１０において、送信パケット数抽出手段２２１はパケット送信手段１８が送信した単位時間あたりの探索パケットの数を抽出する。正常受信パケット数抽出手段２２２は、パケット受信手段１９が受信した単位時間あたりの探索パケットのうち、パケットエラーが検出されなかったパケット数を抽出する。エラー受信パケット数抽出手段２２３は、パケット受信手段１９が受信した単位時間あたりの探索パケットのうち、パケットエラーが検出されたパケット数を抽出する。電界強度抽出手段２２４は、子機や中継装置が検知して通知した電界強度を受信パケットから抽出する。Ｓ／Ｎ抽出手段２２５は受信機の受信信号のＳ／Ｎを抽出する。
【００４５】
経路評価値は、単位時間あたりの送信パケット数ＮＳＰ、単位時間あたりの正常受信パケット数ＮＲＰ、単位時間あたりのエラー受信パケット数ＮＥＰ、および、電界強度ＣＬに基づいて、次式によって求める。
経路評価値＝Ａ（ＮＳＰ―ＮＲＰ―Ｄ×ＮＥＰ）／ＮＳＰ＋Ｂ×ＣＬ
＝Ａ（１−ＰＥＲ）＋Ｂ×ＣＬ
ここで、Ａ、Ｂ、および、Ｄは係数である。例えば、係数Ａを０とした場合、経路評価値の要因が電界強度のみとなる。なお、ＰＥＲはパケットエラーレートである。
【００４６】
本実施形態の無線伝送システムは、図２に示す親機１０の画像パケット経路判定手段１４は、経路評価値テーブル１１３を参照し、経路評価値に基づいて画像パケットを伝送する経路を判定するようになっており、また、経路評価値が最も良い経路が複数あった場合、経路候補テーブル１１２を参照し、中継段数が最も少ない経路を選択するようになっている。
【００４７】
なお、電界強度が所定値以上である経路の中から、パケットエラーレートが最も小さい経路を選択するようにしてもよい。ここで、電界強度の所定値は、ａ）受信機の搬送波検波電圧出力、または、ｂ）受信機の受信信号のＳ／Ｎが所定値となる搬送波検波電圧出力、である。また、パケットエラーレートが所定値以下である経路の中から、電界強度が最も大きい経路を選択するようにしてもよい。ここで、パケットエラーレートの所定値は、ａ）エラーでパケットの再送を行う場合において、所定のフレームレート（単位時間あたりに提示可能（表示可能）な画面の枚数）が確保できるパケットエラーレートの上限値、または、ｂ）エラーで画像の精細度を制御する場合において、受信機の受信信号のＳ／Ｎが確保できるパケットエラーレートの上限値、である。
【００４８】
本実施形態の無線伝送システムにおいて、図２に示す親機１０の画像パケット経路切換手段１５は、画像パケットを伝送する経路を画像パケット経路切換判定手段１４が指定した経路に切り換えるようになっており、また、切り換えた経路を、一定時間以上、同一の経路に維持するようになっている。以下、画像パケットの経路切換について説明する。
【００４９】
図９は画像パケット経路切換手段１５のブロック図である。図９において、ラッチ１５１は、画像パケット経路判定手段１４が出力した経路のインデックスを捕捉する。タイマ１５２は、一定時間毎に、インデックスを捕捉するタイミングをラッチ１５１に出力する。経路切換パケット組立手段１５３は、一定時間毎に捕捉されたインデックスに対応する経路情報を経路候補テーブル１１２から入力し、経路が切り換ったとき、経路切換を通知するパケットを組み立てる。組み立てたパケットはパケット送信手段１８が送信する。したがって、一定時間以上、同じ経路が維持されるので、経路切換によって発生する頻繁な画像切り換わりによる画像の見づらさを目立たないようにすることができる。
【００５０】
図１３は本実施形態における経路探索を説明するための第１のシーケンス図、図１４は本実施形態における経路探索を説明するための第２のシーケンス図である。なお、図１３および図１４において、親機Ｃは図２に記載した親機１０と構成が同じであり、第１の中継装置Ｒ１、第２の中継装置Ｒ２、および第ｎの中継装置Ｒｎは図３に記載した中継装置３０と構成が同じであり、第１の子機Ｔ１、第２の子機Ｔ２、および第３の子機Ｔ３は図４に記載した子機４０と構成が同じである。
【００５１】
本実施形態は、図２の画像パケット経路切換手段１５が、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間で画像パケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、探索パケット経路切換手段１７は、画像パケット経路切換手段１５が選択している経路とは異なる、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間の経路を選択し、画像パケットを伝送する合間に探索パケットを用いて経路の探索を行うようになっている。
【００５２】
図１３において、Ｓ１０１〜Ｓ１０５は１画面分の画像を伝送するステップであり、まず、親機Ｃが同期接続を要求する（Ｓ１０１）。ここで、親機Ｃにおいて、画像パケットを伝送する経路がＴ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃに予め切り換えられており、Ｔ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃを経路情報としたパケットが親機Ｃから送信される。このパケットは、第１の中継装置Ｒ１および第ｎの中継装置Ｒｎによって中継され、第１の子機Ｔ１に到達する。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信する。このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達し、同期接続が確立する（Ｓ１０２）。同期が確立した後、第１の子機Ｔ１は１画面分の画像を分割して格納した複数のパケットを送信する。これらのパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する（Ｓ１０３）。１画面分の画像の伝送が終了すると、親機Ｃが同期断を要求する（Ｓ１０４）。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信し、このパケットが親機Ｃに到達し、同期接続が切断される（Ｓ１０５）。
【００５３】
ここで、親機Ｃから探索パケットを送信する（Ｓ１０６）。この探索パケットは、画像を伝送している経路とは異なった経路を探索するための非同期パケットであって、画像を伝送している経路とは異なった経路を経路情報に記載したパケットである。ここでは、親機Ｃが、経路情報にＴ１−Ｒ２−Ｒ１−Ｃを記載した探索パケットを送信している。したがって、この探索パケットは、第１の中継装置Ｒ１および第２の中継装置Ｒ２によって中継され、第１の子機Ｔ１に到達している。なお、図１３においては、Ｔ１−Ｒ２−Ｒ１−Ｃの経路の状態が良好な場合を示しており、この経路の状態が悪い場合には探索パケットが第１の子機Ｔ１に到達しないこともある。探索パケットが到達すると、ここで第１の子機Ｔ１は、画像を伝送している経路で応答のパケットを送信している。したがって、このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する。
【００５４】
Ｓ１０８〜Ｓ１１２は次の１画面分の画像を伝送するステップであり、Ｓ１０１〜Ｓ１０５のステップと同様の処理を行う。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。
【００５５】
また、本実施形態は、図２の画像パケット経路切換手段１５が、親機Ｃと第１の子機Ｔ１との間で画像パケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、探索パケット経路切換手段１７が、親機Ｃと第２の子機Ｔ２との間の経路を選択し、画像パケットを伝送する合間に探索パケットを用いて経路の探索を行うようになっている。
【００５６】
図１４において、Ｓ２０１〜Ｓ２０５は１画面分の画像を伝送するステップであり、まず、親機Ｃが同期接続を要求する（Ｓ２０１）。ここで、親機Ｃにおいて、画像パケットを伝送する経路がＴ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃに予め切り換えられており、Ｔ１−Ｒｎ―Ｒ１―Ｃを経路情報としたパケットが親機から送信される。このパケットは、第１の中継装置Ｒ１および第ｎの中継装置Ｒｎによって中継され、第１の子機Ｔ１に到達する。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信する。このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達し、同期接続が確立する（Ｓ２０２）。同期が確立した後、第１の子機Ｔ１は１画面分の画像を分割して格納した複数のパケットを送信する。これらのパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する（Ｓ２０３）。１画面分の画像の伝送が終了すると、親機Ｃが同期断を要求する（Ｓ２０４）。なお、ここで同期接続による画像伝送の単位は、本発明において、１画面に限定するものではない。第１の子機Ｔ１は応答のパケットを送信し、このパケットが親機Ｃに到達し、同期接続が切断される（Ｓ２０５）。
【００５７】
ここで、親機Ｃから探索パケットを送信する（Ｓ２０６）。この探索パケットは、選択されているカメラとは異なるカメラが接続された第２の子機Ｔ２と親機Ｃとの経路を探索するための非同期パケットである。ここでは、親機Ｃが、経路情報にＴ２−Ｒ２−Ｒ１−Ｃを記載した探索パケットを送信している。したがって、この探索パケットは、第１の中継装置Ｒ１および第２の中継装置Ｒ２によって中継され、第２の子機Ｔ２に到達している。なお、図１４においては、Ｔ２−Ｒ２−Ｒ１−Ｃの経路の状態が良好な場合を示しており、この経路の状態が悪い場合には探索パケットが第２の子機Ｔ２に到達しないこともある。探索パケットが到達すると、ここで第２の子機Ｔ２は、Ｔ２―Ｒｎ−Ｒ１−Ｃという経路で応答のパケットを送信している。したがって、このパケットは、第ｎの中継装置Ｒｎおよび第１の中継装置Ｒ１によって中継され、親機Ｃに到達する。
【００５８】
Ｓ２０８〜Ｓ２１２は次の１画面分の画像を伝送するステップであり、Ｓ２０１〜Ｓ２０５のステップと同様の処理を行う。
【００５９】
本実施形態の無線伝送システムは、画像パケットを伝送する経路として中継段数の少ない経路を優先して選択するようになっており、また、中継段数に基づいて画像の品質を向上する制御を子機の画像符号化手段が行うようになっている。
【００６０】
図２において、親機１０の帯域制御手段２３は、画像伝送チャネル帯域を下記の式によって求める。
画像伝送チャネル帯域＝（総伝送帯域幅―再送マージン）／（中継段数＋１）
【００６１】
例えば、総伝送帯域幅が４０９６ｋｂｉｔ／ｓ、再送を行うための再送マージンが１０２４ｋｂｉｔ／ｓであったとき、画像品質向上制御後の画像伝送チャネル帯域は、画像パケットの伝送経路の中継段数に基づいて求められ、中継段数が０であれば３０７２ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が１であれば１５３６ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が２であれば１０２４ｋｂｉｔ／ｓであり、中継段数が３であれば７６８ｋｂｉｔ／ｓである。
【００６２】
親機１０の帯域制御手段２３は、現在の経路の中継段数に基づいて求めた画像伝送チャネル帯域をペイロードに格納したパケット（以下、帯域制御パケットという）を組み立てる。組み立てられた帯域制御パケットは、親機１０のパケット送信手段１８によって送信され、図４に示す子機１０が受信する。図４において、子機４０の画像符号化手段４５は、帯域制御パケットから画像伝送チャネル帯域を抽出し、この画像伝送チャネル帯域でカメラが撮像した画像を符号化する。
【００６３】
なお、中継段数に基づく画像品質の制御は、画像のＳ／Ｎおよび縦横画素数を変更しないで、画像伝送チャネル帯域を高くすることにより、画像において、より高いフレームレート（単位時間に提示可能（表示可能）な画面の枚数）、すなわち、より滑らかな動きを得ることができる。また、フレームレートおよび縦横画素数を変更しないで、画像のＳ／Ｎを高くすることにより、より高画質な画像を得ることができる。
【００６４】
また、画像品質の制御は、余裕帯域幅を求め、行っても良い。
【００６５】
なお、図１において、本実施形態の無線伝送システムは、中継装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃを用いているが、本発明に係る無線伝送システムはこれに限るものではなく、子機や、その他の通信端末装置がパケットの中継を代行するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、第１の通信端末が第２の通信端末とデータパケットの伝送している間に、第３の通信端末との経路を事前に探索しておくことで、データパケットの伝送相手を第２の通信端末から第３の通信端末に切り換えた際に、あらためて経路を一斉に探索することなく、データパケットの伝送を迅速に行うことができ、高品質の画像を伝送することができるという優れた効果を有する無線伝送システムを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を説明するための無線伝送システムの構成図
【図２】実施の形態の親機を示すブロック図
【図３】実施の形態の中継装置を示すブロック図
【図４】実施の形態の子機を示すブロック図
【図５】実施の形態の経路候補テーブルを示す図
【図６】実施の形態の経路評価値テーブルを示す図
【図７】実施の形態の経路候補設定手段のブロック図
【図８】実施の形態の経路候補設定手段の動作を説明するためのタイミングチャート
【図９】実施の形態の経路評価手段のブロック図
【図１０】実施の形態の画像パケット経路切換手段のブロック図
【図１１】パケットを示す図
【図１２】経路情報を示す図
【図１３】実施の形態の経路探索を説明するための第１のシーケンス図
【図１４】実施の形態の経路探索を説明するための第２のシーケンス図
【符号の説明】
１０ 親機（通信端末装置）
１１ 親機の記憶手段
１１１ システム構成情報
１１２ 経路候補テーブル
１１３ 経路評価値テーブル
１２ 親機の経路候補設定手段
１３ 親機のカメラ切換制御手段
１４ 親機の画像パケット経路判定手段（データパケット経路判定手段）
１５ 親機の画像パケット経路切換手段（データパケット経路切換手段）
１６ 親機の探索パケット経路判定手段
１７ 親機の探索パケット経路切換手段
１８ 親機のパケット送信手段
１９ 親機のパケット受信手段
２１ 親機の画像復号化手段
２２ 親機の経路評価手段
２３ 親機の帯域制御手段
３０ 中継装置
３１ 中継装置のパケット受信手段
３２ 中継装置の電界強度測定手段
３３ 中継装置の探索パケット組立手段
３４ 中継装置のパケット送信手段
４０ 子機（通信端末装置）
４１ 子機のパケット受信手段
４２ 子機の電界強度測定手段
４３ 子機の探索パケット組立手段
４４ 子機のパケット送信手段
４５ 子機の画像符号化手段
５１ モニタ
６１ カメラ
Claims (1)
- 探索パケットによって経路を探索し、画像その他のデータを格納したデータパケットを伝送する無線伝送システムであって、前記データパケットを伝送する経路を切り換えるデータパケット経路切換手段と、前記探索パケットを伝送する経路を切り換える探索パケット経路切換手段とを備え、前記データパケット経路切換手段が、第１の通信端末装置と第２の通信端末装置との間でデータパケットを伝送するひとつの経路を選択しているとき、前記探索パケット経路切換手段は、前記第１の通信端末と第３の通信端末との間の経路を選択し、前記データパケットを伝送する合間に前記探索パケットを用いて経路の探索を行うようにしたことを特徴とする無線伝送システム。
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