JP3952791B2 - 通信装置、および通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、デジタル信号を無線方式で送受信する通信装置および通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信技術および情報処理技術の発達により、たとえば、通信ネットワークを介して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置間で、データ通信が行われている。
近年では、近距離においては、無線方式によるデータ通信が行われている。
【０００３】
上述の無線方式によるデータ通信においては、様々な通信方式が知られている。
たとえば、米国電気電子技術者協会IEEE（Institute of electrical and electronics engineers inc.）により無線ＬＡＮ（local area network）の通信プロトコルの標準規格が定められたIEEE802.11a や、IEEE802.11b 等が知られている。
【０００４】
上述の通信プロトコルでは、用いられる周波数帯、転送レート（以後、通信レートとも言う）、伝送距離等の通信特性が異なる。
たとえば、IEEE802.11a は、周波数５ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大転送レート５４Ｍｂｐｓでデータ通信が可能である。IEEE802.11b は、周波数２．４ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大転送レート１１Ｍｂｐｓでデータ通信が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した無線方式による通信においては、通信状態、たとえば伝送距離や周囲の環境等により転送レートが変化するという特性がある。
【０００６】
無線通信プロトコルにおいて、たとえば、上述したIEEE802.11a とIEEE802.11b を用いたデータ通信では、同じ転送レートに固定して伝送距離を比較した場合に、IEEE802.11b の方が伝送距離が長いという特性がある。また、通信状態が良好な所定の距離範囲内における無線通信では、転送レートはIEEE802.11b と比べてIEEE802.11a の方が遥かに高いという特性がある。
【０００７】
たとえば、上述したIEEE802.11a の通信プロトコルを用いて、高転送レートにより通信を行う際に、通信状態が良好な所定の伝送距離よりも離れて通信を行うと、データの再送信によるオーバーヘッドが増え、実効速度であるスループットが極端に低下するという特性がある。
【０００８】
このため、上述のように所定の伝送距離よりも離れて通信を行う場合に、たとえば、動画データのようなストリーミングデータの転送時には、スループットが低下しているために、受信表示された動画像の動きがぎくしゃくしたものになったり、止まった画像になってしまう等の通信品質が極端に低下するという問題点があった。
【０００９】
たとえば、高品位ＨＤ（High definition ）動画像のストリーミングデータを、上述した通信プロトコルIEEE802.11b を用いて通信したとすると、この通信プロトコルの最大転送レートは１１Ｍｂｐｓなので、上述のストリーミングデータの通信を行うには転送レートが低く、上述したように正常に受信表示を行うことができないという問題点がある。
【００１０】
このため、上述のようにそれぞれの通信特性のよい点のみを用いて通信を行いたいという要望がある。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線方式を用いたデジタル通信において、通信状態が変化した場合であっても、安定して高品質な通信を行える通信装置、および通信方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の発明の通信装置は、他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信させる制御部とを有し、前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ送信させる。
【００１３】
第２の発明の通信装置は、他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を受信させる制御部とを有し、前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ受信させる。
【００１４】
第３の発明の通信方法は、第１の通信装置と第２の通信装置との間でデジタル信号を無線方式で送受信する通信方法であって、第１の通信装置と第２の通信装置とが、第１の通信プロトコルに応じて、第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置が、前記第１の通信レートまたは前記第４の通信レートを特定し、前記第１および前記第２の通信装置が、前記特定された通信レートに応じた通信プロトコルを選択し、前記第１の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて、前記第１の通信レート及び前記第１の通信プロトコルではＨＤ（高精細）動画像データのストリーミングデータを、前記第４の通信レート及び前記第２の通信プロトコルでは該ＨＤ動画像データをダウンコンバートしたＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信し、前記第２の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて前記第１の通信装置から送信された前記デジタル信号の受信処理を行う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
図１は、本発明に係る通信装置を用いた通信システムの第１の実施の形態を説明するための全体構成図である。
【００２５】
本実施の形態に係る通信装置を用いた通信システム１は、図１に示すように、通信装置２および通信装置３を有する。
通信装置２および通信装置３は、複数の通信プロトコルの無線方式でデジタル信号の通信を行う。
通信装置２は、親機であり、たとえば、所定の動画像データをストリーミングデータとして通信装置３に送信する。
通信装置３は、子機であり、たとえば、通信装置２から動画像データをストリーミングデータとして受信し、所定の処理を行う。
【００２６】
図２は、図１に示した通信装置の機能ブロックの一例を示す図である。
通信装置２は、図２に示すように、アンテナ１０、送受信部２０、送受信部３０、選択部である切り替え制御部４０、および制御部であるＣＰＵ５０を有する。送受信部２０により第１の送受信部が構成され、送受信部３０により第２の送受信部が構成される。
【００２７】
アンテナ１０は、所定の周波数の電磁波を受信し、送受信部２０および送受信部３０に電気信号として出力する。また、アンテナ１０は、送受信部２０および送受信部３０により入力された電気信号を所定の周波数の電磁波として送信する。
【００２８】
送受信部２０は、所定の通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う。たとえば、送受信部２０は、アンテナ１０から入力された電気信号を、所定の通信プロトコルに応じて所定の受信処理を行い、また、ＣＰＵ５０からデータが入力されると所定の通信プロトコルに応じて所定の送信処理を行う。
送受信部２０は、上述の送受信処理結果に応じて通信状態を示す通信状態データを生成し、切り替え制御部４０に出力する。
【００２９】
具体的には、送受信部２０は、パワーアンプ２１、ＲＦ（Radio frequency ）−ＩＦ（Intermediate frequency）コンバータ２２、ＩＦモデム２３、ＢＢＰ（Base band processor ）／ＭＡＣ（Media access control）２４を有する。
【００３０】
パワーアンプ２１は、ＲＦ帯の送信終段の高周波パワーアンプであり、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２により入力されたＩＦ信号を増幅し、アンテナ１０に出力する。
【００３１】
ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、ＲＦ信号およびＩＦ信号を相互に変換する。たとえば、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、アンテナ１０により入力されたＲＦ信号に応じてＩＦ信号に変換しＩＦモデム２３に出力する。
また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、ＩＦモデム２３により入力されたＩＦ信号に応じてＲＦ信号に変換しパワーアンプ２１に出力する。
【００３２】
ＩＦモデム２３は、変調および復調を行う。たとえば、具体的には、ＩＦモデム２３は、不図示のＡＧＣ（Automatic level compensation）アンプ、ベースバンド復調部、変調部、およびＩＦ帯のプリアンプを有する。
【００３３】
ＡＧＣアンプは、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２により入力されたＩＦ信号を所定のレベルになるように増幅し、ベースバンド復調部に出力する。
ベースバンド復調部では、ＡＧＣアンプにより入力されたＩＦ信号を変調しＢＢＰ／ＭＡＣ２４に出力する。
【００３４】
変調部は、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４により入力された信号を変調しＩＦ信号としてプリアンプに出力する。
プリアンプは、変調部により入力されたＩＦ信号を増幅しＲＦ−ＩＦコンバータ２２に出力する。
【００３５】
ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ＩＦモデム２３と信号の入出力処理を行い、通信状態を示す通信状態データを切り替え制御部４０に出力する。また、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ＣＰＵ５０とデータの送受信を行う。
たとえば、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ベースバンドプロセッサ（ＢＢＰ）およびメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）部を有する。
【００３６】
ＭＡＣは、ＣＰＵ５０とＢＢＰをインターフェースし、ＣＰＵ５０により入力されたシリアルデータをＢＢＰに出力する。また、ＭＡＣは、ＢＢＰにより入力された信号をシリアルデータとしてＣＰＵ５０に出力する。
【００３７】
ＢＢＰは、たとえば、ＭＡＣから入力されたシリアルデータに基づいてスクランブル処理を行い、スペクトラム拡散処理で符号化しＩＦモデム２３に出力する。また、ＢＢＰは、たとえば、ＩＦモデム２３から入力された信号に基づいて同期処理を行い逆スペクトラム拡散処理しＭＡＣに出力する。
また、ＢＢＰは、通信状態を示す通信状態データを生成し、生成した通信状態データを切り替え制御部４０に出力する。
【００３８】
送受信部３０は、送受信部２０と同様の機能を有する。
送受信部３０は、パワーアンプ３１、ＲＦ−ＩＦコンバータ３２、ＩＦモデム３３、ＢＢＰ／ＭＡＣ３４を有する。同様の機能を有する要素は説明を省略する。
【００３９】
送受信部３０と、送受信部２０との相違点としては、送受信部２０で用いられる通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに応じて所定の送受信処理を行う点にある。
【００４０】
切り替え制御部４０は、少なくとも１つの送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、複数の送受信部のいずれか１つを選択させる選択信号を生成し、生成された選択信号をＣＰＵ５０に出力する。
【００４１】
たとえば、切り替え制御部４０は、送受信部２０および送受信部３０の生成した通信状態を示す通信状態データの、少なくとも１つの通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０を選択させる選択信号を生成し、生成された選択信号をＣＰＵ５０に出力する。
【００４２】
図３は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第１の具体例を説明するためのフローチャートである。
切り替え制御部４０の動作の第１の具体例を、図３を用いて説明する。
【００４３】
第１の具体例では、送受信部２０は周波数２．４ＧＨｚ帯の電磁波を使用する通信プロトコル、送受信部３０は周波数５ＧＨｚ帯の電磁波を使用する通信プロトコルを用いるように設定されている。
初期状態においては、通信装置２では、周波数５ＧＨｚ帯の電磁波で通信を行う送受信部３０が選択されている。
【００４４】
ステップＳＴ１では、図３に示すように、送受信部３０から、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ステップＳＴ２では、送受信部３０から入力された、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態、たとえば具体的には受信状態を示す通信状態データが、所定のレベル以上か否かが判別される。
【００４５】
ステップＳＴ２の判別において、周波数５ＧＨｚの通信状態が所定のレベル以上でないと判別された場合には、送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ３）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００４６】
一方、ステップＳＴ２の判別において、周波数５ＧＨｚの通信状態が所定のレベル以上であると判別された場合には、送受信部３０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ４）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００４７】
上述したように第１の具体例では、切り替え制御部４０は、いずれか１つの送受信部、たとえば、周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態に応じて、他方の送受信部、たとえば周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０に切り替えるか否かを判別し、判別結果に応じて選択信号を生成しＣＰＵ５０に出力する。こうすることで、比較判別の処理を簡略化することができる。
【００４８】
図４は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第２の具体例を説明するためのフローチャートである。
切り替え制御部４０の動作の第２の具体例を、図４を用いて説明する。
【００４９】
ステップＳＴ１１では、送受信部３０から、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ステップＳＴ１２では、送受信部２０から、周波数２．４ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ここで、ステップＳＴ１１およびステップＳＴ１２の順番は、上述の形態に限られるものではない。たとえば、ステップＳＴ１１およびステップＳＴ１２の順番は、同時でもよいし、逆でもよい。つまり、送受信部２０および送受信部３０から入力される通信状態データの順番は、どちらが先でもよいし、同時でもよい。
【００５０】
ステップＳＴ１３では、送受信部２０および送受信部３０から入力された通信状態を示す通信状態データのレベルの比較および判別が行われる。
ステップＳＴ１３の比較において、たとえば、周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０の通信状態がよいと判別されると、送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ１４）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００５１】
一方、ステップＳＴ１３の比較において、たとえば、周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態がよいと判別されると、送受信部３０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ１５）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００５２】
上述したように第２の具体例では、切り替え制御部４０では、複数の送受信部、たとえば、周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０、および周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態が比較され、比較結果に応じて、たとえば、通信状態の良好な方の送受信部を選択させる選択信号が生成され、生成された選択信号がＣＰＵ５０に出力される。こうすることで、複数の送受信部において通信状態の良好な方の送受信部を選択することができる。
【００５３】
図５は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第３の具体例を説明するための図である。
第３の具体例では、送受信部２０は通信プロトコルIEEE802.11b を用いて無線方式で通信を行い、送受信部３０は通信プロトコルIEEE802.11a を用いて無線方式で通信を行うように設定されている。
【００５４】
通信プロトコルIEEE802.11a は、上述したように、５ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大５４Ｍｂｐｓの転送レート（通信レートとも言う）でデータ通信を行うことが可能である。
通信プロトコルIEEE802.11b は、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大１１Ｍｂｐｓの転送レートでデータ通信を行うことが可能である。
【００５５】
上述した通信プロトコルIEEE802.11a およびIEEE802.11b は、通信装置間の距離範囲や、周囲の環境により転送レートが変化する。
たとえば、転送レートは、図５に示すように、通信装置間の距離範囲に応じて変化する。
【００５６】
通信プロトコルIEEE802.11a を用いた通信では、通信装置間の距離が所定の距離範囲までは、約５４Ｍｂｐｓの転送レートで通信可能であり、所定の距離範囲を超えると、転送レートが急激に低下する。
通信プロトコルIEEE802.11b を用いた通信では、通信装置間の距離が所定の距離範囲までは、約１１Ｍｂｐｓの転送レートで通信可能であり、所定の距離範囲を超えると、転送レートが緩やかに低下する。
【００５７】
また、図５に示すように、通信プロトコルIEEE802.11a は、距離Ｌａよりも近距離の範囲では、通信プロトコルIEEE802.11b の転送レートよりも高く、距離Ｌａよりも遠距離の範囲では、転送レートが低い。
【００５８】
切り替え制御部４０は、たとえば、送受信部２０の周波数２．４ＧＨｚ帯と、送受信部３０の周波数５ＧＨｚ帯の転送レートを比較して高い転送レートの通信を行う送受信部を選択させる選択信号を生成し、ＣＰＵ５０に出力する。
【００５９】
また、第１の具体例のように、送受信部３０の周波数５ＧＨｚ帯の通信状態が所定のレベルより高いか、たとえば、上述したように転送レートが１１Ｍｂｐｓよりも高いかを判別し、判別結果に応じた選択信号をＣＰＵ５０に出力してもよい。
【００６０】
ＣＰＵ５０は、複数の送受信部から、切り替え制御部４０により選択された送受信部に、所定のデジタル信号を送受信させる。
たとえば、ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０から出力された選択信号に応じて、送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択した送受信部に、所定のデジタル信号を出力させる。
【００６１】
上述した構成の通信装置２の動作を簡単に説明する。
アンテナ１０では所定の周波数の電磁波と電気信号が変換され、送受信部２０および送受信部３０では、アンテナ１０を介して、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理が行われ、切り替え制御部４０では、少なくとも１つの送受信部が送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号が出力され、ＣＰＵ５０では、切り替え制御部４０により入力された選択信号に基づいて、送受信部２０または送受信部３０が選択され、選択された送受信部に所定のデジタル信号を送信させる。
【００６２】
上述したように、本実施の形態の通信装置２によれば、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う送受信部２０および送受信部３０と、少なくとも１つの送受信部が、送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号を出力する切り替え制御部４０と、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択された送受信部に、所定のデジタル信号を送信させるＣＰＵ５０とを設けたので、通信状態が変化した場合であっても、通信状態が良好な方を目印的に選択でき安定して高い通信品質を保てる通信装置、および通信方法を提供することができる。
【００６３】
また、たとえば、無線通信における画像データなどのストリーミングデータ転送を行った場合には、所定の転送レートを満足することができる。
【００６４】
また、たとえば、画像データ転送においてIEEE802.11a の通信状態が良好な所定の距離範囲を超えた場合においても、IEEE802.11b に切り替えることで高い通信品質を保つことができる。
【００６５】
通信装置３は、通信装置２と同様な構成であり、不図示のアンテナ１０、送受信部２０、送受信部３０、選択部である切り替え制御部４０、および制御部であるＣＰＵ５０を有する。同様な機能を有する構成要素については説明を省略し、相違点のみ説明する。
ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０で選択された送受信部の送受信処理結果を用いて所定の処理を行う。
【００６６】
たとえば、ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて、送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択した送受信部で受信処理されたデジタル信号に基づいて所定の処理、たとえば、不図示の表示部に、受信処理されたデジタル信号に基づいた画像表示を行わせる。
【００６７】
上述した構成の通信装置３の動作は、通信装置２とほぼ同様な動作であり、簡単に説明する。
アンテナ１０では所定の周波数の電磁波と電気信号が変換され、送受信部２０および送受信部３０では、アンテナ１０を介して、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理が行われ、切り替え制御部４０では、少なくとも１つの送受信部が送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号が出力され、ＣＰＵ５０では、切り替え制御部４０により入力された選択信号に基づいて、送受信部２０または送受信部３０が選択され、選択された送受信部で受信処理された処理結果を用いて所定の処理が行われる。
【００６８】
上述説明したように、本実施の形態の通信装置３によれば、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う送受信部２０および送受信部３０と、少なくとも１つの送受信部が、送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号を出力する切り替え制御部４０と、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択された送受信部で受信処理された処理結果を用いて、所定の処理を行うＣＰＵ５０とを設けたので、通信状態が変化した場合であっても、通信状態が良好な方を目印的に選択でき安定して高い通信品質を保てる通信装置、および通信方法を提供することができる。
【００６９】
また、たとえば、画像データ転送においてIEEE802.11a の通信状態が良好な所定の距離範囲を超えた場合においても、IEEE802.11b に切り替えることで高通信品質を保つことができる。
【００７０】
図６は、図１に示した通信装置２および通信装置３を有する通信システムの一具体例を説明するための図である。
たとえば、通信装置２は、動画像データ等のストリームデータを送信し、通信装置３では、ストリームデータを受信し所定の処理を行う。
動画像データとしては、ＢＳデジタル放送に代表されるＨＤ画質のストリームデータを想定する。ＢＳデジタルのＨＤ画質の転送レートは約２４Ｍｂｐｓ程度である。数式１は、上述のＨＤ画像が必要とする転送レートを示す。
【００７１】
【数１】
1.08Ｍ／slot × ２２slot ＝ ２３．８Ｍｂｐｓ
【００７２】
この転送レートを扱える無線通信プロトコルとしては、たとえば、IEEE802.11a があり、上述したようにこの通信プロトコルは、最大５４Ｍｂｐｓまで規定されている。
【００７３】
通信プロトコルIEEE802.11a を用いて通信を行う際に、通信状態が良好な場合には、この通信プロトコルでＨＤ画像を送り続けることが可能である。しかし、通信距離が長くなると、所定のデータ転送のスループットが減少していく。これは、通信品質の低下により、データ受信に抜けが増え、データの再送信によるオーバーヘッドが増えることに起因する。
【００７４】
ここで、たとえば、２４Ｍｂｐｓを割り込むようなスループットになってくると画像データは正常に送信できなくなり、画像の動きがコマ送りのようになっていき、最終的にはフリーズしてしまう場合がある。IEEE802.11b では最大１１Ｍｂｐｓまで規定されており、１１Ｍｂｐｓまでのデータ転送であればIEEE802.11a よりも通信距離を長くとれるという実測結果がある。
【００７５】
本具体例では、通信装置２は、不図示の記憶部にＢＳデジタルのＨＤ画質をＳＤ（Standard）画質程度にダウンコンバートして記憶しておく。
通信装置２および通信装置３では、たとえば、切り替え制御部４０を、上述のように所定の通信状態、具体的には、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも低下すると、送受信部２０を選択させる選択信号をＣＰＵ５０に出力し、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも高い場合には、送受信部３０を選択させる選択信号をＣＰＵ５０に出力するように設定されている。
【００７６】
まず、近距離範囲では、通信装置２のＣＰＵ５０では、送受信部３０に通信プロトコルIEEE802.11a を用いて、ＨＤ画質の動画像データをストリームデータとして送信させる。通信装置３では、送受信部３０により通信プロトコルIEEE802.11a に基づいて、動画像データが受信処理され、ＣＰＵにより、たとえば、不図示の表示部にＨＤ画質の画面表示を行わせる処理が行われる。
【００７７】
たとえば、通信装置２と通信装置３とが所定の距離範囲よりも離れ、通信状態が悪化して転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも低下した場合には、通信装置２では、切り替え制御部４０により送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力される。通信装置２のＣＰＵ５０では、送受信部２０を選択させる選択信号が入力されると、不図示の記憶部に記憶されているＳＤ画像のデータを、送受信部２０に送信させる。
【００７８】
通信装置３では、切り替え制御部４０により送受信部２０を選択させる選択信号が出力される。通信装置３のＣＰＵ５０では、その選択信号が入力されると選択信号に応じて、送受信部２０で受信処理されたＳＤ画像データに応じて、不図示の表示部にＳＤ画質の画面表示を行わせる処理が行われる。
【００７９】
また、通信状態が良くなった場合、つまり、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも高くなった場合には、上述の逆の処理が行われ、ＨＤ画像データが送受信され、表示部にＨＤ画質の画面表示が行われる。
【００８０】
上述したように、通信状態に応じて、たとえば、通信プロトコルIEEE802.11a を用いたデータ通信による画像品質が劣化してきた時に、通信プロトコルIEEE802.11b に切り替えて、動画像データを送受信することにより、ＨＤ画質からＳＤ画質という変化はあるが、通信による画像品質の劣化を防ぐことが可能となる。つまり、通信品質を保つことができる。
【０１０３】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変が可能である。たとえば、第１および第２の実施の形態では、アンテナ１０は１つで、複数の送受信部に共通に使用可能な形態であったが、この形態に限られるものではない。たとえば、アンテナを送受信部それぞれに設けてもよい。
【０１０４】
たとえば、通信プロトコルとしてIEEE802.11a や、IEEE802.11b 等を用いた場合には、送受信部は、通信状態を示す通信状態データとして送受信処理結果により無線フレームのヘッダに含まれる受信状態を示すデータを出力し、切り替え制御部は、その無線フレームのヘッダに含まれる受信状態を示すデータに基づいて受信状態を判別し、判別結果に応じた選択信号を生成しＣＰＵに出力してもよい。
【０１０５】
本実施の形態では、相互に異なる通信プロトコルに応じて送受信を行う複数の送受信部を有し、通信状態に応じていずれか１つの送受信部が送受信、または複数の送受信部が同時に送受信を行う形態を示したが、この形態に限られるものではない。たとえば、通信状態に応じて選択的および同時に送受信を行う形態であってもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、無線方式を用いたデジタル通信において、通信状態が変化した場合であっても、安定して高品質な通信を行える通信装置、および通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る通信装置を用いた通信システムの第１の実施の形態を説明するための全体構成図である。
【図２】 図１に示した通信装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図３】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第１の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図４】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第２の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第３の具体例を説明するための図である。
【図６】 図１に示した通信システムの一具体例を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１ａ…通信システム、２，２ａ…通信装置、３，３ａ…通信装置、１０…アンテナ、２０，２０ａ…送受信部、２１…パワーアンプ、２２…ＲＦ−ＩＦコンバータ、２３…ＩＦモデム、２４，２４ａ…ＢＢＰ／ＭＡＣ、３０，３０ａ…送受信部、３１…パワーアンプ、３２…ＲＦ−ＩＦコンバータ、３３…ＩＦモデム、３４，３４ａ…ＢＢＰ／ＭＡＣ、４０…切り替え制御部、５０，５０ａ…ＣＰＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、デジタル信号を無線方式で送受信する通信装置および通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信技術および情報処理技術の発達により、たとえば、通信ネットワークを介して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置間で、データ通信が行われている。
近年では、近距離においては、無線方式によるデータ通信が行われている。
【０００３】
上述の無線方式によるデータ通信においては、様々な通信方式が知られている。
たとえば、米国電気電子技術者協会IEEE（Institute of electrical and electronics engineers inc.）により無線ＬＡＮ（local area network）の通信プロトコルの標準規格が定められたIEEE802.11a や、IEEE802.11b 等が知られている。
【０００４】
上述の通信プロトコルでは、用いられる周波数帯、転送レート（以後、通信レートとも言う）、伝送距離等の通信特性が異なる。
たとえば、IEEE802.11a は、周波数５ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大転送レート５４Ｍｂｐｓでデータ通信が可能である。IEEE802.11b は、周波数２．４ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大転送レート１１Ｍｂｐｓでデータ通信が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した無線方式による通信においては、通信状態、たとえば伝送距離や周囲の環境等により転送レートが変化するという特性がある。
【０００６】
無線通信プロトコルにおいて、たとえば、上述したIEEE802.11a とIEEE802.11b を用いたデータ通信では、同じ転送レートに固定して伝送距離を比較した場合に、IEEE802.11b の方が伝送距離が長いという特性がある。また、通信状態が良好な所定の距離範囲内における無線通信では、転送レートはIEEE802.11b と比べてIEEE802.11a の方が遥かに高いという特性がある。
【０００７】
たとえば、上述したIEEE802.11a の通信プロトコルを用いて、高転送レートにより通信を行う際に、通信状態が良好な所定の伝送距離よりも離れて通信を行うと、データの再送信によるオーバーヘッドが増え、実効速度であるスループットが極端に低下するという特性がある。
【０００８】
このため、上述のように所定の伝送距離よりも離れて通信を行う場合に、たとえば、動画データのようなストリーミングデータの転送時には、スループットが低下しているために、受信表示された動画像の動きがぎくしゃくしたものになったり、止まった画像になってしまう等の通信品質が極端に低下するという問題点があった。
【０００９】
たとえば、高品位ＨＤ（High definition ）動画像のストリーミングデータを、上述した通信プロトコルIEEE802.11b を用いて通信したとすると、この通信プロトコルの最大転送レートは１１Ｍｂｐｓなので、上述のストリーミングデータの通信を行うには転送レートが低く、上述したように正常に受信表示を行うことができないという問題点がある。
【００１０】
このため、上述のようにそれぞれの通信特性のよい点のみを用いて通信を行いたいという要望がある。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線方式を用いたデジタル通信において、通信状態が変化した場合であっても、安定して高品質な通信を行える通信装置、および通信方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の発明の通信装置は、他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信させる制御部とを有し、前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ送信させる。
【００１３】
第２の発明の通信装置は、他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を受信させる制御部とを有し、前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ受信させる。
【００１４】
第３の発明の通信方法は、第１の通信装置と第２の通信装置との間でデジタル信号を無線方式で送受信する通信方法であって、第１の通信装置と第２の通信装置とが、第１の通信プロトコルに応じて、第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置が、前記第１の通信レートまたは前記第４の通信レートを特定し、前記第１および前記第２の通信装置が、前記特定された通信レートに応じた通信プロトコルを選択し、前記第１の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて、前記第１の通信レート及び前記第１の通信プロトコルではＨＤ（高精細）動画像データのストリーミングデータを、前記第４の通信レート及び前記第２の通信プロトコルでは該ＨＤ動画像データをダウンコンバートしたＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信し、前記第２の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて前記第１の通信装置から送信された前記デジタル信号の受信処理を行う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
図１は、本発明に係る通信装置を用いた通信システムの第１の実施の形態を説明するための全体構成図である。
【００２５】
本実施の形態に係る通信装置を用いた通信システム１は、図１に示すように、通信装置２および通信装置３を有する。
通信装置２および通信装置３は、複数の通信プロトコルの無線方式でデジタル信号の通信を行う。
通信装置２は、親機であり、たとえば、所定の動画像データをストリーミングデータとして通信装置３に送信する。
通信装置３は、子機であり、たとえば、通信装置２から動画像データをストリーミングデータとして受信し、所定の処理を行う。
【００２６】
図２は、図１に示した通信装置の機能ブロックの一例を示す図である。
通信装置２は、図２に示すように、アンテナ１０、送受信部２０、送受信部３０、選択部である切り替え制御部４０、および制御部であるＣＰＵ５０を有する。送受信部２０により第１の送受信部が構成され、送受信部３０により第２の送受信部が構成される。
【００２７】
アンテナ１０は、所定の周波数の電磁波を受信し、送受信部２０および送受信部３０に電気信号として出力する。また、アンテナ１０は、送受信部２０および送受信部３０により入力された電気信号を所定の周波数の電磁波として送信する。
【００２８】
送受信部２０は、所定の通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う。たとえば、送受信部２０は、アンテナ１０から入力された電気信号を、所定の通信プロトコルに応じて所定の受信処理を行い、また、ＣＰＵ５０からデータが入力されると所定の通信プロトコルに応じて所定の送信処理を行う。
送受信部２０は、上述の送受信処理結果に応じて通信状態を示す通信状態データを生成し、切り替え制御部４０に出力する。
【００２９】
具体的には、送受信部２０は、パワーアンプ２１、ＲＦ（Radio frequency ）−ＩＦ（Intermediate frequency）コンバータ２２、ＩＦモデム２３、ＢＢＰ（Base band processor ）／ＭＡＣ（Media access control）２４を有する。
【００３０】
パワーアンプ２１は、ＲＦ帯の送信終段の高周波パワーアンプであり、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２により入力されたＩＦ信号を増幅し、アンテナ１０に出力する。
【００３１】
ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、ＲＦ信号およびＩＦ信号を相互に変換する。たとえば、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、アンテナ１０により入力されたＲＦ信号に応じてＩＦ信号に変換しＩＦモデム２３に出力する。
また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２は、ＩＦモデム２３により入力されたＩＦ信号に応じてＲＦ信号に変換しパワーアンプ２１に出力する。
【００３２】
ＩＦモデム２３は、変調および復調を行う。たとえば、具体的には、ＩＦモデム２３は、不図示のＡＧＣ（Automatic level compensation）アンプ、ベースバンド復調部、変調部、およびＩＦ帯のプリアンプを有する。
【００３３】
ＡＧＣアンプは、ＲＦ−ＩＦコンバータ２２により入力されたＩＦ信号を所定のレベルになるように増幅し、ベースバンド復調部に出力する。
ベースバンド復調部では、ＡＧＣアンプにより入力されたＩＦ信号を変調しＢＢＰ／ＭＡＣ２４に出力する。
【００３４】
変調部は、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４により入力された信号を変調しＩＦ信号としてプリアンプに出力する。
プリアンプは、変調部により入力されたＩＦ信号を増幅しＲＦ−ＩＦコンバータ２２に出力する。
【００３５】
ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ＩＦモデム２３と信号の入出力処理を行い、通信状態を示す通信状態データを切り替え制御部４０に出力する。また、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ＣＰＵ５０とデータの送受信を行う。
たとえば、ＢＢＰ／ＭＡＣ２４は、ベースバンドプロセッサ（ＢＢＰ）およびメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）部を有する。
【００３６】
ＭＡＣは、ＣＰＵ５０とＢＢＰをインターフェースし、ＣＰＵ５０により入力されたシリアルデータをＢＢＰに出力する。また、ＭＡＣは、ＢＢＰにより入力された信号をシリアルデータとしてＣＰＵ５０に出力する。
【００３７】
ＢＢＰは、たとえば、ＭＡＣから入力されたシリアルデータに基づいてスクランブル処理を行い、スペクトラム拡散処理で符号化しＩＦモデム２３に出力する。また、ＢＢＰは、たとえば、ＩＦモデム２３から入力された信号に基づいて同期処理を行い逆スペクトラム拡散処理しＭＡＣに出力する。
また、ＢＢＰは、通信状態を示す通信状態データを生成し、生成した通信状態データを切り替え制御部４０に出力する。
【００３８】
送受信部３０は、送受信部２０と同様の機能を有する。
送受信部３０は、パワーアンプ３１、ＲＦ−ＩＦコンバータ３２、ＩＦモデム３３、ＢＢＰ／ＭＡＣ３４を有する。同様の機能を有する要素は説明を省略する。
【００３９】
送受信部３０と、送受信部２０との相違点としては、送受信部２０で用いられる通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに応じて所定の送受信処理を行う点にある。
【００４０】
切り替え制御部４０は、少なくとも１つの送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、複数の送受信部のいずれか１つを選択させる選択信号を生成し、生成された選択信号をＣＰＵ５０に出力する。
【００４１】
たとえば、切り替え制御部４０は、送受信部２０および送受信部３０の生成した通信状態を示す通信状態データの、少なくとも１つの通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０を選択させる選択信号を生成し、生成された選択信号をＣＰＵ５０に出力する。
【００４２】
図３は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第１の具体例を説明するためのフローチャートである。
切り替え制御部４０の動作の第１の具体例を、図３を用いて説明する。
【００４３】
第１の具体例では、送受信部２０は周波数２．４ＧＨｚ帯の電磁波を使用する通信プロトコル、送受信部３０は周波数５ＧＨｚ帯の電磁波を使用する通信プロトコルを用いるように設定されている。
初期状態においては、通信装置２では、周波数５ＧＨｚ帯の電磁波で通信を行う送受信部３０が選択されている。
【００４４】
ステップＳＴ１では、図３に示すように、送受信部３０から、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ステップＳＴ２では、送受信部３０から入力された、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態、たとえば具体的には受信状態を示す通信状態データが、所定のレベル以上か否かが判別される。
【００４５】
ステップＳＴ２の判別において、周波数５ＧＨｚの通信状態が所定のレベル以上でないと判別された場合には、送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ３）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００４６】
一方、ステップＳＴ２の判別において、周波数５ＧＨｚの通信状態が所定のレベル以上であると判別された場合には、送受信部３０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ４）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００４７】
上述したように第１の具体例では、切り替え制御部４０は、いずれか１つの送受信部、たとえば、周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態に応じて、他方の送受信部、たとえば周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０に切り替えるか否かを判別し、判別結果に応じて選択信号を生成しＣＰＵ５０に出力する。こうすることで、比較判別の処理を簡略化することができる。
【００４８】
図４は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第２の具体例を説明するためのフローチャートである。
切り替え制御部４０の動作の第２の具体例を、図４を用いて説明する。
【００４９】
ステップＳＴ１１では、送受信部３０から、周波数５ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ステップＳＴ１２では、送受信部２０から、周波数２．４ＧＨｚ帯の通信状態を示す通信状態データが入力される。
ここで、ステップＳＴ１１およびステップＳＴ１２の順番は、上述の形態に限られるものではない。たとえば、ステップＳＴ１１およびステップＳＴ１２の順番は、同時でもよいし、逆でもよい。つまり、送受信部２０および送受信部３０から入力される通信状態データの順番は、どちらが先でもよいし、同時でもよい。
【００５０】
ステップＳＴ１３では、送受信部２０および送受信部３０から入力された通信状態を示す通信状態データのレベルの比較および判別が行われる。
ステップＳＴ１３の比較において、たとえば、周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０の通信状態がよいと判別されると、送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ１４）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００５１】
一方、ステップＳＴ１３の比較において、たとえば、周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態がよいと判別されると、送受信部３０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力され（ＳＴ１５）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
【００５２】
上述したように第２の具体例では、切り替え制御部４０では、複数の送受信部、たとえば、周波数２．４ＧＨｚ帯を用いる送受信部２０、および周波数５ＧＨｚ帯を用いる送受信部３０の通信状態が比較され、比較結果に応じて、たとえば、通信状態の良好な方の送受信部を選択させる選択信号が生成され、生成された選択信号がＣＰＵ５０に出力される。こうすることで、複数の送受信部において通信状態の良好な方の送受信部を選択することができる。
【００５３】
図５は、図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第３の具体例を説明するための図である。
第３の具体例では、送受信部２０は通信プロトコルIEEE802.11b を用いて無線方式で通信を行い、送受信部３０は通信プロトコルIEEE802.11a を用いて無線方式で通信を行うように設定されている。
【００５４】
通信プロトコルIEEE802.11a は、上述したように、５ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大５４Ｍｂｐｓの転送レート（通信レートとも言う）でデータ通信を行うことが可能である。
通信プロトコルIEEE802.11b は、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を用い、最大１１Ｍｂｐｓの転送レートでデータ通信を行うことが可能である。
【００５５】
上述した通信プロトコルIEEE802.11a およびIEEE802.11b は、通信装置間の距離範囲や、周囲の環境により転送レートが変化する。
たとえば、転送レートは、図５に示すように、通信装置間の距離範囲に応じて変化する。
【００５６】
通信プロトコルIEEE802.11a を用いた通信では、通信装置間の距離が所定の距離範囲までは、約５４Ｍｂｐｓの転送レートで通信可能であり、所定の距離範囲を超えると、転送レートが急激に低下する。
通信プロトコルIEEE802.11b を用いた通信では、通信装置間の距離が所定の距離範囲までは、約１１Ｍｂｐｓの転送レートで通信可能であり、所定の距離範囲を超えると、転送レートが緩やかに低下する。
【００５７】
また、図５に示すように、通信プロトコルIEEE802.11a は、距離Ｌａよりも近距離の範囲では、通信プロトコルIEEE802.11b の転送レートよりも高く、距離Ｌａよりも遠距離の範囲では、転送レートが低い。
【００５８】
切り替え制御部４０は、たとえば、送受信部２０の周波数２．４ＧＨｚ帯と、送受信部３０の周波数５ＧＨｚ帯の転送レートを比較して高い転送レートの通信を行う送受信部を選択させる選択信号を生成し、ＣＰＵ５０に出力する。
【００５９】
また、第１の具体例のように、送受信部３０の周波数５ＧＨｚ帯の通信状態が所定のレベルより高いか、たとえば、上述したように転送レートが１１Ｍｂｐｓよりも高いかを判別し、判別結果に応じた選択信号をＣＰＵ５０に出力してもよい。
【００６０】
ＣＰＵ５０は、複数の送受信部から、切り替え制御部４０により選択された送受信部に、所定のデジタル信号を送受信させる。
たとえば、ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０から出力された選択信号に応じて、送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択した送受信部に、所定のデジタル信号を出力させる。
【００６１】
上述した構成の通信装置２の動作を簡単に説明する。
アンテナ１０では所定の周波数の電磁波と電気信号が変換され、送受信部２０および送受信部３０では、アンテナ１０を介して、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理が行われ、切り替え制御部４０では、少なくとも１つの送受信部が送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号が出力され、ＣＰＵ５０では、切り替え制御部４０により入力された選択信号に基づいて、送受信部２０または送受信部３０が選択され、選択された送受信部に所定のデジタル信号を送信させる。
【００６２】
上述したように、本実施の形態の通信装置２によれば、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う送受信部２０および送受信部３０と、少なくとも１つの送受信部が、送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号を出力する切り替え制御部４０と、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択された送受信部に、所定のデジタル信号を送信させるＣＰＵ５０とを設けたので、通信状態が変化した場合であっても、通信状態が良好な方を目印的に選択でき安定して高い通信品質を保てる通信装置、および通信方法を提供することができる。
【００６３】
また、たとえば、無線通信における画像データなどのストリーミングデータ転送を行った場合には、所定の転送レートを満足することができる。
【００６４】
また、たとえば、画像データ転送においてIEEE802.11a の通信状態が良好な所定の距離範囲を超えた場合においても、IEEE802.11b に切り替えることで高い通信品質を保つことができる。
【００６５】
通信装置３は、通信装置２と同様な構成であり、不図示のアンテナ１０、送受信部２０、送受信部３０、選択部である切り替え制御部４０、および制御部であるＣＰＵ５０を有する。同様な機能を有する構成要素については説明を省略し、相違点のみ説明する。
ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０で選択された送受信部の送受信処理結果を用いて所定の処理を行う。
【００６６】
たとえば、ＣＰＵ５０は、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて、送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択した送受信部で受信処理されたデジタル信号に基づいて所定の処理、たとえば、不図示の表示部に、受信処理されたデジタル信号に基づいた画像表示を行わせる。
【００６７】
上述した構成の通信装置３の動作は、通信装置２とほぼ同様な動作であり、簡単に説明する。
アンテナ１０では所定の周波数の電磁波と電気信号が変換され、送受信部２０および送受信部３０では、アンテナ１０を介して、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理が行われ、切り替え制御部４０では、少なくとも１つの送受信部が送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号が出力され、ＣＰＵ５０では、切り替え制御部４０により入力された選択信号に基づいて、送受信部２０または送受信部３０が選択され、選択された送受信部で受信処理された処理結果を用いて所定の処理が行われる。
【００６８】
上述説明したように、本実施の形態の通信装置３によれば、相互に異なる通信プロトコルに応じてデジタル信号の送受信処理を行う送受信部２０および送受信部３０と、少なくとも１つの送受信部が、送受信部の送受信処理結果に応じて生成した通信状態を示す通信状態データに基づいて、送受信部２０または送受信部３０のいずれか１つを選択させる選択信号を出力する切り替え制御部４０と、切り替え制御部４０により入力された選択信号に応じて送受信部２０または送受信部３０を選択し、選択された送受信部で受信処理された処理結果を用いて、所定の処理を行うＣＰＵ５０とを設けたので、通信状態が変化した場合であっても、通信状態が良好な方を目印的に選択でき安定して高い通信品質を保てる通信装置、および通信方法を提供することができる。
【００６９】
また、たとえば、画像データ転送においてIEEE802.11a の通信状態が良好な所定の距離範囲を超えた場合においても、IEEE802.11b に切り替えることで高通信品質を保つことができる。
【００７０】
図６は、図１に示した通信装置２および通信装置３を有する通信システムの一具体例を説明するための図である。
たとえば、通信装置２は、動画像データ等のストリームデータを送信し、通信装置３では、ストリームデータを受信し所定の処理を行う。
動画像データとしては、ＢＳデジタル放送に代表されるＨＤ画質のストリームデータを想定する。ＢＳデジタルのＨＤ画質の転送レートは約２４Ｍｂｐｓ程度である。数式１は、上述のＨＤ画像が必要とする転送レートを示す。
【００７１】
【数１】
1.08Ｍ／slot × ２２slot ＝ ２３．８Ｍｂｐｓ
【００７２】
この転送レートを扱える無線通信プロトコルとしては、たとえば、IEEE802.11a があり、上述したようにこの通信プロトコルは、最大５４Ｍｂｐｓまで規定されている。
【００７３】
通信プロトコルIEEE802.11a を用いて通信を行う際に、通信状態が良好な場合には、この通信プロトコルでＨＤ画像を送り続けることが可能である。しかし、通信距離が長くなると、所定のデータ転送のスループットが減少していく。これは、通信品質の低下により、データ受信に抜けが増え、データの再送信によるオーバーヘッドが増えることに起因する。
【００７４】
ここで、たとえば、２４Ｍｂｐｓを割り込むようなスループットになってくると画像データは正常に送信できなくなり、画像の動きがコマ送りのようになっていき、最終的にはフリーズしてしまう場合がある。IEEE802.11b では最大１１Ｍｂｐｓまで規定されており、１１Ｍｂｐｓまでのデータ転送であればIEEE802.11a よりも通信距離を長くとれるという実測結果がある。
【００７５】
本具体例では、通信装置２は、不図示の記憶部にＢＳデジタルのＨＤ画質をＳＤ（Standard）画質程度にダウンコンバートして記憶しておく。
通信装置２および通信装置３では、たとえば、切り替え制御部４０を、上述のように所定の通信状態、具体的には、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも低下すると、送受信部２０を選択させる選択信号をＣＰＵ５０に出力し、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも高い場合には、送受信部３０を選択させる選択信号をＣＰＵ５０に出力するように設定されている。
【００７６】
まず、近距離範囲では、通信装置２のＣＰＵ５０では、送受信部３０に通信プロトコルIEEE802.11a を用いて、ＨＤ画質の動画像データをストリームデータとして送信させる。通信装置３では、送受信部３０により通信プロトコルIEEE802.11a に基づいて、動画像データが受信処理され、ＣＰＵにより、たとえば、不図示の表示部にＨＤ画質の画面表示を行わせる処理が行われる。
【００７７】
たとえば、通信装置２と通信装置３とが所定の距離範囲よりも離れ、通信状態が悪化して転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも低下した場合には、通信装置２では、切り替え制御部４０により送受信部２０を選択させる選択信号がＣＰＵ５０に出力される。通信装置２のＣＰＵ５０では、送受信部２０を選択させる選択信号が入力されると、不図示の記憶部に記憶されているＳＤ画像のデータを、送受信部２０に送信させる。
【００７８】
通信装置３では、切り替え制御部４０により送受信部２０を選択させる選択信号が出力される。通信装置３のＣＰＵ５０では、その選択信号が入力されると選択信号に応じて、送受信部２０で受信処理されたＳＤ画像データに応じて、不図示の表示部にＳＤ画質の画面表示を行わせる処理が行われる。
【００７９】
また、通信状態が良くなった場合、つまり、転送レートが２４Ｍｂｐｓよりも高くなった場合には、上述の逆の処理が行われ、ＨＤ画像データが送受信され、表示部にＨＤ画質の画面表示が行われる。
【００８０】
上述したように、通信状態に応じて、たとえば、通信プロトコルIEEE802.11a を用いたデータ通信による画像品質が劣化してきた時に、通信プロトコルIEEE802.11b に切り替えて、動画像データを送受信することにより、ＨＤ画質からＳＤ画質という変化はあるが、通信による画像品質の劣化を防ぐことが可能となる。つまり、通信品質を保つことができる。
【０１０３】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変が可能である。たとえば、第１および第２の実施の形態では、アンテナ１０は１つで、複数の送受信部に共通に使用可能な形態であったが、この形態に限られるものではない。たとえば、アンテナを送受信部それぞれに設けてもよい。
【０１０４】
たとえば、通信プロトコルとしてIEEE802.11a や、IEEE802.11b 等を用いた場合には、送受信部は、通信状態を示す通信状態データとして送受信処理結果により無線フレームのヘッダに含まれる受信状態を示すデータを出力し、切り替え制御部は、その無線フレームのヘッダに含まれる受信状態を示すデータに基づいて受信状態を判別し、判別結果に応じた選択信号を生成しＣＰＵに出力してもよい。
【０１０５】
本実施の形態では、相互に異なる通信プロトコルに応じて送受信を行う複数の送受信部を有し、通信状態に応じていずれか１つの送受信部が送受信、または複数の送受信部が同時に送受信を行う形態を示したが、この形態に限られるものではない。たとえば、通信状態に応じて選択的および同時に送受信を行う形態であってもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、無線方式を用いたデジタル通信において、通信状態が変化した場合であっても、安定して高品質な通信を行える通信装置、および通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る通信装置を用いた通信システムの第１の実施の形態を説明するための全体構成図である。
【図２】 図１に示した通信装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図３】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第１の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図４】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第２の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図２の通信装置の切り替え制御部の動作の第３の具体例を説明するための図である。
【図６】 図１に示した通信システムの一具体例を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１ａ…通信システム、２，２ａ…通信装置、３，３ａ…通信装置、１０…アンテナ、２０，２０ａ…送受信部、２１…パワーアンプ、２２…ＲＦ−ＩＦコンバータ、２３…ＩＦモデム、２４，２４ａ…ＢＢＰ／ＭＡＣ、３０，３０ａ…送受信部、３１…パワーアンプ、３２…ＲＦ−ＩＦコンバータ、３３…ＩＦモデム、３４，３４ａ…ＢＢＰ／ＭＡＣ、４０…切り替え制御部、５０，５０ａ…ＣＰＵ。
Claims (6)
- 他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、
第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、
前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、
前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信させる制御部と
を有し、
前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ送信させる
通信装置。 - 前記第１の通信プロトコルと前記第２の通信プロトコルは、少なくともＩＥＥＥ８０２．１１a規格及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に規定される通信プロトコルを含む
請求項１に記載の通信装置。 - 他の通信装置とデジタル信号を無線方式で送受信する通信装置であって、
第１の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第１の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第１の送受信部と、
前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記他の通信装置から前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の通信プロトコルによる通信の通信状態データを出力する第２の送受信部と、
前記第１の送受信部と前記第２の送受信部から出力された前記通信状態データに応じて、前記第１の通信レートで前記送受信処理を行う前記第１の送受信部或いは前記第４の通信レートで前記送受信処理を行う前記第２の送受信部のうちのいずれか１つを選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記第１の送受信部或いは前記第２の送受信部に、ＨＤ（高精細）動画像データ又は該ＨＤ動画像データをダウンコンバートした所定のＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を受信させる制御部と
を有し、
前記制御部は、前記選択部が前記第１の通信レートを出力した前記第１の送受信部を選択した場合は前記第１の送受信部に前記ＨＤ動画像データのストリーミングデータを、前記選択部が前記第４の通信レートを出力した前記第２の送受信部を選択した場合は前記第２の送受信部に前記ＳＤ動画像データのストリーミングデータをそれぞれ受信させる
通信装置。 - 前記第１の通信プロトコルと前記第２の通信プロトコルは、少なくともＩＥＥＥ８０２．１１a規格及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に規定される通信プロトコルを含む
請求項３に記載の通信装置。 - 第１の通信装置と第２の通信装置との間でデジタル信号を無線方式で送受信する通信方法であって、
第１の通信装置と第２の通信装置とが、第１の通信プロトコルに応じて、第１の距離範囲にある場合に、第１の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、第２の距離範囲にある場合に、第２の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが、前記第１の通信プロトコルの周波数帯域より低い周波数帯域の第２の通信プロトコルに応じて、前記第１の距離範囲にある場合に、前記第１の通信レートよりも低い第３の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、前記第２の距離範囲にある場合に、前記第２の通信レートよりも高い第４の通信レートで前記デジタル信号の送受信処理を行い、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置が、前記第１の通信レートまたは前記第４の通信レートを特定し、
前記第１および前記第２の通信装置が、前記特定された通信レートに応じた通信プロトコルを選択し、
前記第１の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて、前記第１の通信レート及び前記第１の通信プロトコルではＨＤ（高精細）動画像データのストリーミングデータを、前記第４の通信レート及び前記第２の通信プロトコルでは該ＨＤ動画像データをダウンコンバートしたＳＤ（標準画質）動画像データのストリーミングデータを含むデジタル信号を送信し、
前記第２の通信装置が、前記選択された通信プロトコルに応じて前記第１の通信装置から送信された前記デジタル信号の受信処理を行う
通信方法。 - 前記第１の通信プロトコルと前記第２の通信プロトコルは、少なくともＩＥＥＥ８０２．１１a規格及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に規定される通信プロトコルを含む
請求項５に記載の通信方法。
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