JP3992551B2 - 受信装置及びそれを備えたコンテンツ伝送システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置及びそれを備えたコンテンツ伝送システムに関するものであり、特に画像、音声等の放送コンテンツを伝送する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、5GHz帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際にIEEE802.11aやARIB(電波産業会)のHi−SWAN規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【0003】
IEEE802.11aあるいはHi−SWAN規格においては、16値QAM(Quadrature Amplitude Modulations)や64値QAM等の変調方式により変調した高速なデータ信号を、低速で狭帯域なデータ信号に変換し、周波数軸上で並列に伝送するOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式が用いられている。このような、16値QAMや64値QAMのような多値変調方式は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)やQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等の変調方式と比較して、より狭い帯域で、高速なデータ伝送が可能であるために、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【0004】
また、2002年2月28日に更新された総務省の周波数割当計画によれば、駅や喫茶店等のホットスポットでの屋外インターネットアクセスを想定したパーソナルエリアのシステムは、24.77GHzから25.23GH(上下20MHzのガードバンドは除く)までの460MHzの周波数帯域を使用し、周波数間隔20MHz(1チャネル当たりの占有信号周波数帯が18MHz)で23の無線チャネルが配置可能であり、連続した3チャネルまでの同時送信が可能となっている。さらに、27.02GHzから27.46GHz(上下20MHzガードバンドは除く)を使用した、家庭内や工場内での無線LANや無線ホームリンクを想定したコミュニティエリアでは、周波数20MHz間隔で22の無線チャネルが配置可能であり、連続した6チャネルまでの同時送信が可能である。このような25GHz帯あるいは27GHz帯を使用した、小電力無線通信システムは、複数チャネルを同時に通信に使用できるので、上述した5GHz帯を使用する無線通信以上に、大容量のデータ伝送や画像伝送に適している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなデータや画像を無線で伝送する場合において、最も効率の良いデータ伝送速度は、送信装置(基地局)と受信装置(端末局)との位置関係により異なっている。伝送速度は伝送するデータの変調方式で決定されるので、送信装置は受信装置との位置関係に応じて変調方式を変化させる必要がある。
【0006】
例えば、複数の放送コンテンツをほぼリアルタイムに無線伝送する場合において、送信する側の基地局は、ある一定単位時間内(1通信フレーム内)に、放送コンテンツの画質に応じたデータ量を受信する側の端末局に伝送する必要がある。このため、16値QAM(Quadrature Amplitude Modulations)変調や64値QAM変調のように伝送速度の大きい変調方式を用いれば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調等の伝送速度の小さい変調方式と比較して、1通信フレーム内で多数の放送コンテンツが伝送できる。
【0007】
しかしながら、16値QAM変調のような変調方式は、搬送波の振幅と位相を同時に変化させるようにしたものであり、QPSK変調のように搬送波の位相のみを変化させる変調方式と比較して雑音に弱い。このため、受信感度が悪い(遠距離通信の場合等)環境下においては、16値QAM変調のような方式はかえって伝送効率が悪くなり、正常に放送コンテンツを伝送することは難しくなる。このような受信感度の悪い環境下では、QPSK変調のような伝送速度は小さいが、ノイズには強い方式で伝送しなければならないので、1通信フレーム内で伝送可能な放送コンテンツの数は減少してしまう。
【0008】
従って、多数の放送コンテンツを伝送しようとすれば、受信感度の良好な状態が必要になり、伝送距離が短くなってしまう。また、伝送距離を長くしようとすれば、放送コンテンツの数が少なくなってしまい、受信感度の良好な位置に存在する端末局にとっては、本来もっと多数の放送コンテンツが受信可能であるのに、受信感度の悪い端末局に送信する変調方式で伝送されるために、放送コンテンツ数が減ってしまうというデメリットが生じてしまう。
【0009】
特開平8−274756号公報の例では、図10に示すように基地局100から携帯電子装置101に対して、信号を伝送する際の信号伝送速度(ダウンリンクの信号伝送速度)の変更を要求する信号を抽出し、ダウンリンクの信号伝送速度を変更することにより、伝送品質を確保する方式である。
【0010】
しかしながら、この公報の方式では、携帯電子装置101が伝送速度の変更を要求する信号を基地局に送信する必要があるので、端末局が送信装置をもたずに、放送コンテンツを受信するだけの簡易な構成である場合には適用できない。更に、基地局が存在位置の異なる複数の端末局に同時に信号を伝送する場合は想定されていない。
【0011】
加えて、現時点では、上述したような複数の伝送チャネルを同時に使用可能な無線通信システムを使用して、放送コンテンツを存在位置の異なる複数の端末局に伝送する方法に関する技術は知られていない。
【0012】
従って、本発明の目的は、異なる位置に存在する複数の端末局に対して、画像や音声等のコンテンツを同時に伝送でき、前記伝送されたコンテンツを受信できる無線通信装置及びそれを備えたコンテンツ伝送システムを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能であり、現在受信している伝送チャネルの受信感度を判定する受信感度判定手段と、前記受信感度判定手段に基づいて伝送チャネルを切り替える伝送チャネル切り替え手段とを備え、前記伝送チャネルの切り替えに伴い、現在復調しているコンテンツチャネルと同じコンテンツチャネルを、切り替え後の伝送チャネル内で検出する伝送チャネル検出手段を備えることを特徴とする受信装置である。
【0016】
この受信装置は、前記コンテンツチャネルが含まれていないことを、前記受信装置の利用者に警告を行う警告手段を備え、前記受信感度の判定結果が第1の基準レベル以下である場合に前記伝送チャネルの切り替えは、より小さい速度の伝送チャネルが、所望のコンテンツチャネルを含んでいるときは、より伝送速度の小さい伝送チャネルに切り替え、より小さい速度の伝送チャネルが、所望のコンテンツチャネルを含んでいないときは、伝送チャネルを切り替えずに、受信装置の利用者に警告を行うことを特徴とする。
【0017】
また、この受信装置は、前記伝送チャネルの切り替えは、前記受信感度の判定結果が、第1の基準レベルより大きい第2の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の大きい伝送チャネルに切り替えることを特徴とする。
【0018】
また、この受信装置は、前記第1の基準レベルが属する伝送チャネルより1つ小さい伝送速度を有する伝送チャネルに属する前記第2の基準レベルと、前記第2の基準レベルが属する伝送チャネルと、前記第2の基準レベルより1つ大きい伝送速度を有する伝送チャネルに属する前記第1の基準レベルとは、ヒステリシスを有することを特徴とする。
【0019】
また、本発明は、画像、音声、文書等に関するコンテンツを取得するためのコンテンツ取得手段と、取得したコンテンツを伝送するコンテンツ伝送手段とを備えた配信局と、同一情報に関するコンテンツを、複数の伝送速度の異なる伝送チャネルを用いて、送信する送信装置を備えた基地局と、上記受信装置を備えた端末局とから構成されることを特徴とするコンテンツ伝送システムである。
【0020】
前記課題を解決するために、複数の伝送速度の異なる伝送チャネルを使用する送信装置(基地局)は、送信に使用する個々の伝送チャネルに対して、同一のコンテンツチャネルを少なくとも1つ割り当て、自己の通信システム内の受信装置(端末局)に向けて送信する。端末局は、所望のコンテンツチャネルが含まれている伝送チャネル(最大速度の伝送チャネル)を選択する。選択した伝送チャネルの受信感度の基準に基づいて、正常に伝送チャネルが受信できるかを判定し、正常な受信ができない場合には、伝送速度のより小さい伝送チャネルに切り替える。
ここで、"コンテンツチャネル"とは、伝送チャネル中に設けられた、画像や音声等のコンテンツを伝送するための、一定の時間領域の意味である。
【0021】
原理的に伝送速度の小さい伝送チャネルは、コンテンツチャネル数が減少するので、重要なコンテンツチャネルのみを割り当てている。そのため、伝送速度の小さい伝送チャネルに切り替えようとする際に、切り替え先の伝送チャネルにおいて、所望のコンテンツチャネルが存在しない場合は、端末局は伝送チャネルの切り替えずに、利用者に警告を表示して知らせる。
更に、何らかの理由で電波状況が良好になった場合には、受信感度の基準に基づいて、より大きい伝送速度のチャネルに切り替える。
【0022】
このような方法により、異なる位置に存在する複数の端末局に対して、基地局は、画像や音声等のコンテンツを同時に伝送でき、前記伝送されたコンテンツを受信できる無線通信装置及びそれを備えたコンテンツ伝送システムが可能となる。
更に、受信する側の端末局が送信装置をもたない場合であっても、端末局は容易に、画像や音声等のコンテンツを効率的に受信することが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
【0024】
図1は、本発明のコンテンツ伝送システムの構成の一例を示した図である。
本発明のデータ伝送システムは、データを配信する配信局20と、配信局20に有線または無線で接続される基地局10、基地局15及び基地局16と、基地局10と共に第1の無線通信システム1を構成する端末局11、端末局12及び端末局13からなっている。
【0025】
無線通信システム1は、基地局10と端末局11、端末局12、端末局13から構成されるTDMA(時分割多元接続方式)集中制御方式の無線通信システムである。つまり、基地局10が、前記端末局11,12,13の送受信タイミングや使用する周波数チャネルの制御を集中して行っている。
【0026】
また、無線通信システム1は、上述した24.77GHzから25.23GHz帯の周波数を使用し、周波数間隔20MHzで23の伝送チャネルを使用し、連続した3チャネルまでの同時に通信が可能な無線通信システムである。基地局10は、最大3チャネル同時に送信あるいは受信が可能であるが、端末局11,12,13については、送信あるいは受信は1チャネルだけで行う。
【0027】
さらに、基地局10と基地局15は有線で、基地局16は無線で配信局20に接続されている。配信局20は、画像、音声、文書等のデータを加工あるいは保存して、各基地局10,15,16にデータを配信する機能を有しており、入出力装置21、制御装置22、記憶装置23から構成されている。入出力装置21は、WAN(Wide Area Network)、TV放送、DVD(Digital Versa Disk)等の映像メディアからの入力と、各基地局との出力に対するインターフェイス機能を具備している。制御装置22は、入出力装置から入力されるデータを必要に応じて圧縮等の加工を行う等のデータ処理機能と、配信局20内の各装置を制御する機能を具備し、記憶装置23は、入力されるデータを保存する機能を具備している。
【0028】
図2は、本発明のコンテンツ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
基地局は、送受信用アンテナ29a、無線通信装置30a、画像処理装置50a、入出力インターフェイス装置51a、データ処理装置54a、システム制御装置55aにより構成されている。
【0029】
次に、基地局がコンテンツ(データ)の送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
前記配信局から配信された画像あるいは音声等のデータは、入出力インターフェイス装置51aに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置50aに入力され、画像処理装置50aは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やWeb画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置54aに入力され、データ処理装置54aは必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理を行う。画像処理装置50aあるいはデータ処理装置54aで処理されたデータは、無線通信装置30aで変調されて、送受信用アンテナ29aにより無線信号として送信される。
【0030】
次に、基地局がコンテンツ(データ)の受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
送受信用アンテナ29aから入力された無線信号は、無線通信装置30aで復調され、放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置50aに入力され、一方、文書やWeb画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置54aに入力される。画像処理装置50aに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置54aに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置51aを経由して、前記配信局に送られる。
【0031】
また、システム制御装置55aは、個々の機能ブロックに対する制御と、コンテンツフローの監視等の基地局全体に対するシステム的な制御の役割を担っている。
【0032】
図3は、本発明のコンテンツ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
端末局は、送受信用アンテナ29b、無線通信装置30b、画像処理装置50b、入出力インターフェイス装置51b、表示装置52b、入力装置53b、データ処理装置54b、システム制御装置55bにより構成されている。
但し、図3の例に示す端末局は、送信装置と受信装置を備えているので、基地局とのアップリンクのデータ通信あるいはネゴシエーションが可能な構成となっているが、画像や音声等のコンテンツ(データ)を受信するだけであれば、送信装置は必ずしも必要ではない。
【0033】
次に、端末局がコンテンツ(データ)の送信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
キーボードやタッチパネル等の入力装置53bあるいは映像メディア等から入力されたコンテンツあるいは制御情報等のデータは、入出力インターフェイス装置51bに入力される。放送画像等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置50bに入力され、画像処理装置50bは必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を行う。また、文書やWeb画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置54bに入力され、データ処理装置54bは必要に応じてデータの形式変換等のデータ処理を行う。画像処理装置50bあるいはデータ処理装置54bで処理されたデータは、無線通信装置30bで変調されて、送受信用アンテナ29bにより無線信号として送信される。
【0034】
次に、端末局がコンテンツ(データ)の受信を行う場合の、各機能ブロックの動作を説明する。
送受信用アンテナ29bから入力された無線信号は、無線通信装置30bで復調され、放送コンテンツ等のリアルタイム伝送のデータは、画像処理装置50bに入力され、一方、文書やWeb画像等のリアルタイム伝送が必要でないデータは、データ処理装置54bに入力される。画像処理装置50bに入力されたデータは、必要に応じてノイズ除去や画像圧縮等の画像処理を施され、一方、データ処理装置54bに入力されたデータは、必要に応じてデータ形式の変換等のデータ処理が施される。その後、画像処理あるいはデータ処理が施されたデータ信号は、必要に応じて入出力インターフェイス装置51bを経由して、外部の記憶メディアに送られるか、あるいは液晶ディスプレイ等の表示装置52bに表示される。
【0035】
また、システム制御装置55bは、所望のコンテンツチャネルが正常に受信できない場合に利用者に警告を与えるための警告発信手段を具備し、表示装置52bに具体的に警告の内容を表示させる機能を具備している。
【0036】
図4は、本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
基地局10,15,16に備えられた無線通信装置30aと端末局11,12,13に備えられた無線通信装置30bのブロック構成は、図4に示す通りであり、両者は同じ構造をしている。但し、前述した同時に送信あるいは受信可能なチャネル数の違いにより各機能ブロックの仕様が一部異なる点と、基地局と端末局の送受信方法の違いにより、通信制御部31の一部の機能が異なっている。基地局と端末局との送受信に関する機能の違いとは、主として、基地局10,15,16のみが伝送チャネルの割り当て機能とチャネル内の時間領域の割り当て機能とこれらを報知する機能とを具備している点である。
【0037】
次に、基地局あるいは端末局の前記機能ブロックの動作について説明する。
送受信用アンテナ29から入力した受信信号は、アンテナ共用器32で受信側の経路が選択され、RF/IF受信器33により、前記受信信号の増幅と中間周波数(IF)帯への周波数変換が行われる。中間周波数(例えば中心周波数20MHz)に変換された前記受信信号は、A/D変換器35によりアナログ形式からデジタル形式の信号に変換され、通常は復調器39で受信信号が復調され、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部38を経由して、データ(Data)として前記データ処理装置等に送られる。
【0038】
また、復調器36は、受信感度の計測手段の1つである受信データの誤り率を計測する機能を具備しており、受信信号のBER(ビットエラーレート:BitError Rate)やPER(パケットエラーレート:Packet Error Rate)等が計測できる。
【0039】
更に、RF/IF受信器33からは、受信感度の別の計測手段である信号強度を検出するための、信号強度検出器34に受信信号の一部が伝送され、信号強度が検出される。検出された信号強度のデータは、通信制御部31に送られて、RF/IF受信器33の損失等の補正が行われ、アンテナ端(送受信用アンテナ29)で、受信した信号強度が判別される。
【0040】
尚、フレーム同期や伝送チャネル等の情報を含んだプリアンブル信号は、特に復調器36でプリアンブル信号の復調を行わなくても、特開2001−313623号公報に記載された方法により、情報検出器37においてプリアンブルの周期パターン等からフレーム同期や自己のシステムが使用する伝送チャネルの判別が可能となっている。
【0041】
特開2001−313623号公報に記載された方法は、自己の使用する周波数チャネル番号あるいは伝送チャネルの画像データの品質等に関する情報をプリアンブル信号に付加する処理を行うものである。画像データの品質をプリアンブルに付加する例では、プリアンブル信号の周期Twを、画像データの品質により変更し、伝送する画像データの品質が高のときは、プリアンブル信号の周期をTwに設定し、伝送する画像データの品質が中のときは、周期をTw/2に設定し、伝送する画像データの品質が低のときは、周期をTw/4に設定する。そして、プリアンブル信号の周期と、予め無線局(端末局)が記憶しているプリアンブルパターンとが一致するか否かに基づいて、プリアンブル信号を復調せずに伝送チャネルの画像データの品質を検出することができる。もちろん、プリアンブルパターンを復調せずに画像データの品質を検知する方法の他に、例えばプリアンブル信号を含んだ制御情報を復調することにより画像データの品質を検知することも可能である。
【0042】
また、前記データ処理装置等から出力されたデータ(Data)は、バス制御部38を経由して、制御情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式(パケット形式等)への変換が変調器39で行われる。次に、前記送信信号はD/A変換器40により、デジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、RF/IF送信器41で、前記送信信号の増幅と高周波(RF)信号への周波数変換が行われ、アンテナ共用器32を経由して、送受信用アンテナ29から空中線に信号が送信される。
【0043】
通信制御部31は、基地局あるいは端末局全体の通信を制御する機能を有するとともに、制御情報やコンテンツチャネルの割り当て等のタイムスケジューリング(基地局のみ)機能あるいは各部への電源供給の制御機能も有している。
【0044】
尚、図3の説明で述べたように、送信装置を必要としない端末局は、アンテナ共用器32、RF/IF送信器41、D/A変換器40、変調器39を取り除くことが可能となる。
【0045】
図5は、本発明のデータ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
本発明の通信データの構造は、ある一定時間毎に区切られたフレームを基本構成としており、1つのフレーム71は、基地局が送受信に使用する伝送チャネルや送受信タイミングを端末局に報知するための情報を含んだ制御情報フェイズ72と、基地局から端末局にコンテンツ(データ)を送信するためのダウンリンクフェイズ73と、端末局から基地局にコンテンツ(データ)を送信するためのアップリンクフェイズ74に分割されている。さらに制御情報フェイズ72は、フレームの同期等の情報を得るためのプリアンブル75とフレーム内での送受信用の時間領域と周波数チャネルの情報を含むデータペイロード(76−1から76−n)から構成されている。尚、フレーム内の制御情報フェイズ72、ダウンリンクフェイズ73及びアップリンクフェイズ74の時間領域は、コンテンツ(データ)の通信容量等に合わせて適宜変更可能である。
【0046】
次に、図6から図9を参照して、本発明の第1の実施の形態によるデータ伝送システムの動作例について、説明する。適宜、図1から図5までも参照する。
最初に、本実施の形態についての、図の説明及び一般的な考察について述べ、次に図1から図9で説明に則した具体的な例について述べる。
【0047】
図6は、本発明のコンテンツ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
図1で説明した構成の無線通信システム1は、中央に配信局20と有線接続された基地局10が位置し、端末局11,12,13が基地局10の周辺にそれぞれ位置している。端末局11は基地局10と最も近くに位置し、伝送速度の大きいコンテンツチャネルの受信が可能であり、端末局12は端末局11に比較して基地局10との距離が遠いので、中程度の伝送速度のコンテンツチャネルが受信を行う限界であり、端末局13はさらに基地局10との距離が遠く、伝送速度の低いコンテンツチャネルのみ受信が可能である。
【0048】
図7は、本発明のコンテンツ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
この実施の形態では、前述した25GHz帯の伝送チャネルを使用し、伝送チャネルCH1は24.77GHz〜24.79GHz、伝送チャネルCH2は24.79GHz〜24.81GHz、伝送チャネルCH3は24.81GHz〜24.83GHzの周波数帯域である。伝送チャネルCH1からCH3は、実効帯域18MHzのOFDM方式で通信を行うが、それぞれの伝送チャネルは変調方式が異なるので、データの通信速度も変調方式に応じて異なっている。
【0049】
伝送チャネルCH1は符号化率r=3/4のBPSK(Bi−Phase Shift Keying)変調で最大伝送速度9Mbps(ビット/秒)であり、伝送チャネルCH2は符号化率r=3/4のQPSK変調で最大伝送速度18Mbpsであり、伝送チャネルCH3は符号化率r=3/4の16値QAM変調で最大伝送速度36Mbpsである。BPSK変調は、(I,Q)=(1,0)or(−1,0)の2値で表現する方式であり、前述したQPSK変調より伝送速度は遅いが、ノイズには更に強いので、遠距離伝送に向いている。
【0050】
各伝送チャネルは、通信タイミング、コンテンツチャネルの情報あるいは変調方式等の通信制御に関する情報を基地局から端末局に送信するための、制御情報フェイズ(81−1,81−2,81−3)と、コンテンツを基地局から端末局に送信するためのダウンリンクフェイズ(82−1Aから82−1C、82−2Aから82−2F,82−3Aから82−3L)と、端末局から基地局にコンテンツや制御情報を送信するためのアップリンクフェイズ(83−1、83−2,83−3)とに分れている。尚、制御情報フェイズ(81−1,81−2,81−3)の変調方式は、制御情報を確実に端末局に伝送する必要があるために、符号化率r=1/2のBPSK変調(最大伝送速度3Mbps)で送信する。また、アップリンクフェイズについては、端末局がデ−タを送信しない場合は、必ずしも設ける必要はない。
【0051】
各コンテンツチャネルの1領域当たりのデータ量は全て同じであるが、伝送チャネルの伝送速度が異なるために、コンテンツチャネルを割り当てる時間領域が異なっている。このため、1通信フレーム内で伝送可能なコンテンツチャネルの数は、伝送速度により異なる、伝送チャネルCH1が3個のコンテンツチャネルしか1フレーム内で伝送できないのに対して、伝送チャネルCH3は12個のコンテンツチャネルが伝送可能である。
【0052】
図8は本発明の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局(受信装置)における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図であり、図9は、本発明に係わる無線通信システム内の端末局(受信装置)における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
この図8と図9を用いて、本発明の実施の形態に係わる端末局の伝送チャネルの切り替え動作の一例について、説明する。
【0053】
図8のステップS11で、端末局の通信制御部31は、基地局から伝送されるコンテンツがあるかどうかを確認する指令を、受信装置(アンテナ共用器32、RF/IF受信器33、信号強度検出器34、A/D変換器35、復調器36、情報検出器37、バス制御部38)に与え、受信するコンテンツが存在する場合には、次のステップS12で、端末局の前記受信装置が、コンテンツの受信処理を行う。また、端末局がコンテンツの受信処理を行う際に、端末局の復調器36は、BER等の誤り率あるいは受信信号強度の計測も同時に行い、その計測結果に基づいて受信感度を求める。基地局からの受信コンテンツが正常に受信できる状態でない場合には、一定時間経過後に、端末局は再びコンテンツの受信を試みる。
【0054】
このステップS11では、端末局はコンテンツが伝送されている伝送チャネルの探索を行っているのであるが、速度が最大の伝送チャネルについては全てのコンテンツが含まれるので、最初に速度が最大の伝送チャネルを見つけ出す方が効率的である。
【0055】
次のステップS13で、前記受信コンテンツの受信感度が第1の基準レベル以下であれば、コンテンツが正常に再生されないので、端末局の通信制御部31の指令に基づいて、速度のより小さい伝送チャネルに切り替える(ステップS14)。
【0056】
端末局が、速度のより小さい伝送チャネルに切り替えた場合に、所望のコンテンツチャネルが存在しない場合があるので、次のステップS15で、端末局のシステム制御装置55bは、受信した制御情報より所望のコンテンツチャネルが存在するかを判定する。所望のコンテンツチャネルが存在しない場合には、ステップS18で、端末局は、システム制御部55bの指令に基づいて、表示装置52bに警告メッセージを表示して、"所望のコンテンツチャネルが存在しない"ことを利用者に知らせる。次にステップS19で、端末局は、伝送チャネルを元のチャネルに戻す。この処理は、利用者が警告メッセージを見て、より電波環境が良好な場所を探す時に、コンテンツの画像表示を見て、電波環境を判定できるようにするためである。
【0057】
ただし、警告メッセージを表示するフローにおいて、あらかじめ受信した制御情報に、他の伝送チャネルのコンテンツチャネルに関する情報が含まれている場合には、ステップS14とステップS19の処理を行う必要はない。
【0058】
一方、ステップS15で、所望のコンテンツが受信できている場合には、端末局の通信制御部31は、受信感度が第2の基準レベル以上にあるかを判定し(ステップS17)、第2の基準レベル以上であれば、端末局の通信制御部31は前記受信装置に指令を出して、より速度の大きい伝送チャネルに切り替える。この処理を行うことにより、利用者が別のコンテンツチャネルを所望した場合に、スムーズなチャネルの切り替えが可能になる。続けて、端末局がコンテンツの受信を行う場合には(ステップS20)、ステップS11に戻り、再び以上の手順を繰り返す。
【0059】
つまり、図9に示すように、コンテンツチャネルの受信感度が第1の基準レベル以下の場合には、より低速の伝送チャネルに変更し、コンテンツチャネルの受信感度が第2の基準レベル以上の場合には、より高速の伝送チャネルに変更する。コンテンツチャネルの受信感度が第1の基準レベルを超えず、第2の基準レベルより小さい場合には、伝送チャネルを変更しない。このことにより、端末局(受信装置)は、基地局に自分自身の電波状態を報知すること無く、最適な速度の伝送チャネルを選択することが可能となる。
【0060】
次に、基地局10と端末局11、12を用いて、具体的な事例について述べる。
本事例においては、受信感度の具体的な判定手段として、C/N(Carrier to Noise:雑音に対する搬送波の比)を用いた方法を使用する。C/Nは、PERと相関関係があるので、復調器36でPERを測定することによりC/Nが求められる。伝送チャネルCH1で使用する変調方式(符号化率r=3/4のBPSK)の場合には、第1の基準レベルは、C/N=4.2dB(このときPER=1.0×10-1)とし、第2の基準レベルは、C/N=8.4dBとする。伝送チャネルCH2で使用する変調方式(符号化率r=3/4のQPSK)の場合には、第1の基準レベルは、C/N=7.9dB(このときPER=1.0×10-1)とし、第2の基準レベルは、C/N=17.3dB(このときPER=1.0×10-3)とする。伝送チャネルCH3で使用する変調方式(符号化率r=3/4の16値QAM)の場合には、第2の基準レベルは、伝送チャネル中で最高速の伝送速度のため必ずしも設定する必要がなく、第1の基準レベルは、C/N=16.8dB(このときPER=1.0×10-1)とする。
【0061】
ここで、第1の基準レベルと第2の基準レベルとのC/Nの基準値にヒステリシスをもたせている理由は、C/Nは時間的に一定ではなく、瞬間的に搬送波やノイズのレベルが変動による、過度の伝送チャネルの切り替えを防ぐためである。
【0062】
尚、伝送チャネルCH1の第1の基準レベルを受信不可能なC/Nに設定することにより、全ての伝送チャネルが受信不可能なことを端末局に認識させることができる。これは、次のフレームの制御情報を受信する時間まで、受信装置への電源供給を停止あるいは低減することができるので、受信装置の省電力化に効果がある。
【0063】
図6で示すように、端末局11は、基地局10からの速度の大きい変調がなされた伝送チャネルCH3を正常に受信できる。端末局は、速度の大きい変調方式を使用した伝送チャネルCH3から受信を行う規定になっているので、端末局11は、伝送チャネルCH3を最初に受信する。伝送チャネルCH3のC/Nを測定した結果が、C/N=21.5dBあるのならば、伝送チャネルCH3は、第1の基準レベル以上であり問題なく受信できるので、伝送チャネルCH3のままコンテンツチャネルの受信を継続する。前述したように、基地局と端末局との無線伝送距離が同じ場合でも、フェージング等に電波の受信環境は常に変動しているので、C/Nの測定結果は異なるのが普通である。故に、伝送チャネルの測定は、一定時間経過後には必ず行う必要がある。
【0064】
また、端末局12は、基地局10からの小さい伝送速度で変調された伝送チャネルCH1と中程度の伝送速度で変調された伝送チャネルCH2において、正常にデータの受信ができる。前記の規定により、端末局12は伝送チャネルCH3を最初に受信しに行くが、伝送チャネルCH3のC/Nを測定した結果は、C/N=14.0dBであり、第1の基準レベルを満たしていない。
【0065】
端末局12の所望するコンテンツチャネルが、第1のコンテンツ(82−3A)の場合は、伝送チャネルを伝送チャネルCH2に切り替えても、第1のコンテンツが領域(82−2A)で存在することが、制御情報(81−3)を解読することにより判明しているので、伝送速度のより小さい伝送チャネルCH2に伝送チャネルを切り替える。伝送する伝送チャネルCH2でC/Nを測定し、C/N=13.5dBであり、第1の基準レベル以上であるが、第2の基準レベル以下であるので、伝送チャネルCH2で受信を継続する。
【0066】
端末局12の所望するコンテンツチャネルが、第9のコンテンツ(82−3I)の場合は、伝送チャネルを伝送チャネルCH2に切り替えてしまうと、第9のコンテンツは存在しないので、伝送チャネルは切り替えずに、警告メッセ−ジを利用者に向けて発信する。伝送チャネルは、伝送チャネルCH3のままにしておき、利用者を、良好な電波状態のスポットに移動させるように促す。利用者は、表示装置52bに表示された実画像や電波状態の指標を目安にして、電波状態が良好なスポットを探すことが可能である。
【0067】
このようにして、受信感度に応じて伝送チャネルを切り替えることにより、異なる位置に存在する複数の端末局に対して、画像や音声等のコンテンツを同時に伝送できる。
【0068】
【発明の効果】
以上、前述したように、本発明の受信装置を用いることにより、異なる位置に存在する複数の端末局に対して、基地局は、画像や音声等のコンテンツを同時に伝送でき、前記伝送されたコンテンツを受信できる無線通信装置及びそれを備えたコンテンツ伝送システムが可能となる。
更に、受信する側の端末局が送信装置をもたない場合であっても、端末局は容易に、画像や音声等のコンテンツを効率的に受信することが可能となる。
【0069】
また、本発明の受信装置を用いることにより、受信感度に応じて伝送チャネルを切り替えることができるので、適切な伝送速度でのコンテンツチャネルの伝送が可能となり、コンテンツの効率的な配信に効果がある。
更に、フェージングや他の無線通信システムの有無等による電波環境の変動に対して、伝送チャネルを切り替えることにより、コンテンツの安定的な配信に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンテンツ伝送システムの構成の一例を示した図である。
【図2】本発明のコンテンツ伝送システムを構成する基地局の構成の一例を示したブロック図である。
【図3】本発明のコンテンツ伝送システムを構成する端末局の構成の一例を示したブロック図である。
【図4】本発明の無線通信装置の構成の一例を示したブロック図である。
【図5】本発明のコンテンツ伝送システムを構成する基地局と端末局間の無線通信に使用する通信フレームの構成の一例を示した図である。
【図6】本発明のコンテンツ伝送システムを構成する無線通信システム内の基地局と端末局との位置関係の一例を示した図である。
【図7】本発明のコンテンツ伝送システムを構成する無線通信システムで使用する伝送チャネルの使用例を時間領域で表現した図である。
【図8】本発明の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作例を示す流れ図である。
【図9】本発明の実施の形態に係わる無線通信システム内の端末局における伝送チャネルの切り替え動作の基準を示す図である。
【図10】従来の無線通信システムの一例を示した図である。
【符号の説明】
1 無線通信システム
10,15,16 基地局
11,12,13 端末局
20 配信局
21 入出力装置
22 制御装置
23 記憶装置
29,29a,29b 送受信用アンテナ
30,30a,30b 無線通信装置
31 通信制御部
32 アンテナ共用器
33 RF/IF受信器
34 信号強度検出機
35 A/D変換器
36 復調器
37 情報検出器
38 バス制御部
39 変調器
40 D/A変換器
41 RF/IF送信器
71 フレーム
72 制御情報
73 ダウンリンクフェイズ
74 アップリンクフェイズ
75 プリアンブル
76−1,76−N データペイロード
81−1,81−2,81−3 制御情報の時間領域
82−1A〜82−1C,82−2A〜82−2F,82−3Aから82−3Lコンテンツのダウンリンクフェイズの時間領域
83−1,83−2,83−3 コンテンツのアップリンクフェイズの時間領域
Claims (5)
- 伝送速度の異なる複数の伝送チャネルを受信可能であり、現在受信している伝送チャネルの受信感度を判定する受信感度判定手段と、
前記受信感度判定手段に基づいて伝送チャネルを切り替える伝送チャネル切り替え手段とを備え、
前記伝送チャネルの切り替えに伴い、現在復調しているコンテンツチャネルと同じコンテンツチャネルを、切り替え後の伝送チャネル内で検出する伝送チャネル検出手段を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記コンテンツチャネルが含まれていないことを、前記受信装置の利用者に警告を行う警告手段を備え、
前記受信感度の判定結果が第1の基準レベル以下である場合に前記伝送チャネルの切り替えは、より小さい速度の伝送チャネルが、所望のコンテンツチャネルを含んでいるときは、より伝送速度の小さい伝送チャネルに切り替え、
より小さい速度の伝送チャネルが、所望のコンテンツチャネルを含んでいないときは、伝送チャネルを切り替えずに、受信装置の利用者に警告を行うことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 前記伝送チャネルの切り替えは、前記受信感度の判定結果が、第1の基準レベルより大きい第2の基準レベル以上の場合に、伝送チャネルをより伝送速度の大きい伝送チャネルに切り替えることを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
- 前記第1の基準レベルが属する伝送チャネルより1つ小さい伝送速度を有する伝送チャネルに属する前記第2の基準レベルと、前記第2の基準レベルが属する伝送チャネルと、前記第2の基準レベルより1つ大きい伝送速度を有する伝送チャネルに属する前記第1の基準レベルとは、ヒステリシスを有することを特徴とする請求項2あるいは請求項3に記載の受信装置。
- 画像、音声、文書等に関するコンテンツを取得するためのコンテンツ取得手段と、取得したコンテンツを伝送するコンテンツ伝送手段とを備えた配信局と、
同一情報に関するコンテンツを、複数の伝送速度の異なる伝送チャネルを用いて、送信する送信装置を備えた基地局と、
請求項1〜4のいずれかに記載の受信装置を備えた端末局とから構成されることを特徴とするコンテンツ伝送システム。
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