JP4543934B2

JP4543934B2 - 通信装置、通信システム、及び通信方法

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Publication number: JP4543934B2
Application number: JP2005007410A
Authority: JP
Inventors: 竜三西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: JP2006197304A

Description

本発明は、通信相手との間で複数の伝送路を介して通信を行う通信装置、通信システム、及び通信方法に関し、詳しくは、通信品質が悪くなった場合であっても、伝送速度を出来るだけ低下させないようにして、通信の高速性を確保することが出来る、通信装置、通信システム、及び通信方法に関する。

従来、複数の伝送路を利用した通信システムとして、例えば、有線通信と無線通信との間で通信方法を切り替える家庭内通信システムがある（例えば、特許文献１参照）。この家庭内通信システムでは、無線通信の通信品質を監視し、その通信品質が悪くなった場合に、無線通信から有線通信に切り替え、通信品質が回復した場合には、有線通信から無線通信に切り替えるようになっており、通信の高速性と信頼性を高めることが出来る。

この家庭内通信システムについて、図６に沿って説明する。図６は、従来技術にかかる家庭内通信システムの構成を示す図であり、図７は、電子レンジに設置された通信装置の構成を示す図である。

図６において、１００は家、１０１はエアコン、１０２は電子レンジ、１０３は冷蔵庫、１０４は機器コントローラ、１０５は携帯電話、１０６は電灯線、１０７はモデム、１０８は公衆回線である。

また、図７に示す電子レンジ１０２において、１２１はアンテナ、１２２はＲＦ分配制御回路、１２３は送受信切替回路、１２４は受信ＲＦ回路、１２５は復号化回路、１２６は符号化回路、１２７は送信ＲＦ回路、１２８は１００Ｖカットコンデンサ、１２９は制御データ、１３０は電子レンジ制御部、１３１は電子レンジ状態情報、波線で示す１３２は通信装置である。

以上のように構成された通信装置および家庭内通信システムについて、その動作（特許文献１に記載された動作）を説明する。

図６に示す家庭内通信システムにおいて、その構成要素として、例えば、エアコン１０１、電子レンジ１０２、冷蔵庫１０３、そしてアクセスポイントとしての機器コントローラ１０４、リモートコントロール手段としての携帯電話１０５があり、各家電機器１０１〜１０４は、電灯線１０６を利用した有線通信方式とＩＳＭ周波数（２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ）を利用する無線通信方式の両方で結ばれている。アクセスポイントとしての機器コントローラ１０４は、インターネットを接続するモデム１０７によって公衆回線１０８に接続されている。

また、図７に示す電子レンジに設置された通信装置１３２において、ＲＦ分配制御回路１２２は、無線通信状況を監視し、通信状況が悪くなったり、無線通信が出来なくなったりした場合に、電灯線を利用した有線通信に切り替え、無線通信状況が回復すれば有線通信から無線通信に切り替える制御をし、アンテナ１２１からＲＦ信号を取り込み、また逆にアンテナ１２１にＲＦ信号を与えて送信させる。送受信切替回路１２３は、送信と受信を切り替える。受信ＲＦ回路１２４は、アンテナ１２１から又は１００Ｖカットコンデンサ１２８からのＲＦ信号を取り込み、検波する。復号化回路１２５は受信ＲＦ回路１２４の検波出力に対して復号処理をして制御データ１２９を取り出し、電子レンジ制御部１３０に出力する。この制御データ１２９は、ユーザーが外出先からインターネット、公衆回線１０８を通じて遠隔操作し、あるいは家１００内で携帯電話１０５によりリモートコントロール操作するためのものである。符号化回路１２６は電子レンジ制御部１３０から電子レンジ状態情報１３１を受信して符号化する。送信ＲＦ回路１２７は、符号化回路１２６の出力をＲＦ信号にして、送受信切替回路１２３を介してＲＦ分配制御回路１２２に出力し、ＲＦ分配制御回路１２２はこれを無線信号としてアンテナ１２１から送信させ、若しくは１００Ｖカットコンデンサ１２８を通じて電灯線１０６に送信させる。
特開２００２−３１９９４７号公報

しかし、上述した従来の家庭内通信システムでは、ＲＦ分配制御回路の動作により、有線と無線の通信が同一時間帯にリンクしていることがないために、通信路状況により有線通信と無線通信を切り替える際に、アクセス制御信号やマネージメント信号等の制御信号の回線も切り替えることになる。つまり、通信方式の切り替え後は、毎回、ＰＨＹ（物理層）における制御信号回線のリンクを確立する処理から開始する必要があり、それだけ大きな伝送遅延が発生し、音声や画像等の所要伝送遅延の小さくする必要がある情報（例えばＡＶ［ＡｕｄｉｏＶｉｄｅｏ］情報）の伝送においては通信品質の大きな劣化を招くことになる。

これに対して、伝送路の通信品質を監視し、通信品質が悪くなった場合に、送信するデータ量を減らすことで、それぞれの通信品質に応じて伝送速度を制御し、各制御信号の回線を完全に遮断させないようにすることも出来るが、単に伝送速度を制御するだけでは、通信品質が悪くなると、伝送速度が低下してしまい、通信効率が低下してしまう不都合があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、通信品質が悪くなった場合であっても、伝送速度を出来るだけ低下させないようにして、通信効率を向上させることが出来る、通信装置、通信システム、及び通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の通信装置は、通信相手との間で複数の伝送路を介して通信を行う通信装置であって、各伝送路の通信品質に基づいて、複数の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定する分割比設定手段と、分割比設定手段により設定された分割比に基づいて、伝送路のそれぞれの伝送速度を制御して、各伝送データを送信する伝送データ送信手段とを備えたことを主要な特徴とする。

本発明の通信装置は、それぞれの伝送路に割り当てられた伝送データのデータ量が、通信品質に応じて制御されるので、いずれかの伝送路の通信品質が悪くなった場合に、データ伝送を、通信品質の良い他の伝送路が補間することが出来る。これにより、伝送速度を出来るだけ低下させないようにすることが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、通信相手との間で複数の伝送路を介して通信を行う通信装置であって、各伝送路の通信品質に基づいて、複数の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定する分割比設定手段と、分割比設定手段により設定された分割比に基づいて、伝送路のそれぞれの伝送速度を制御して、各伝送データを送信する伝送データ送信手段とを備えるものである。この構成により、それぞれの伝送路に割り当てられた伝送データのデータ量が、通信品質に応じて制御されるので、いずれかの伝送路の通信品質が悪くなった場合に、データ伝送を、通信品質の良い他の伝送路が補間することが出来る。これにより、伝送速度を出来るだけ低下させないようにすることが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。なお、本発明において、以下に示す回線制御部などが、ここでいうところの分割比設定手段を具現する。また、以下に示す回線制御部、データ変換部などが、ここでいうところの伝送データ送信手段を具現する。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、伝送データ送信手段は、更に、通信を制御するための制御信号を、通信に使用する周波数帯域の一部を用いた伝送路を介して送信するものである。通信装置の受信感度は、より狭帯域であるほど良好であるという特性があることから、この構成により、通信を制御するための制御信号を、受信感度の良好な帯域で送信することが出来るので、通信の信頼性を更に向上させることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、複数の伝送路は、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路とを含み、伝送データ送信手段は、通信を制御するための制御信号を、通信に使用する周波数帯域の一部を用いた第２の伝送路を介して送信するものである。この構成により、無線通信の信頼性を更に向上させることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、通信を制御するための制御信号は、通信装置間のリンクを制御する制御信号であるものである。この構成により、リンクを制御する制御信号を、受信感度の良好な帯域で送信することが出来るので、回線を完全に遮断しないようにすることが出来る。これにより、回線が遮断される確率を少なくすることが出来、伝送遅延を少なくすることが出来る。また、狭帯域で伝送される上記制御信号を、他の帯域に利用すれば、リンクの確立時間を短縮することが出来る。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、複数の伝送路は、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路とを含み、伝送データ送信手段は、第１の伝送路と前記第２の伝送路との通信品質が同等になるように、第１の伝送路および前記第２の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定するものである。この構成により、第１の伝送路と前記第２の伝送路との通信品質について、いずれか一方だけを劣化させないようにすることが出来るので、回線が遮断される確率を更に少なくすることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第１の伝送路は、電灯線を利用した伝送路であるものである。この構成により、電灯線に接続される家電機器などの負荷が接続されることにより、インピーダンスが変動する場合であっても、電灯線の通信品質が劣化した場合には、伝送データの送信を無線通信で補間することが出来るので、通信の信頼性を確保することが出来る。

上記課題を解決するためになされた第７の発明は、複数の伝送路を介して行う通信の少なくとも一つがマルチキャリア通信であって、分割比設定手段は、伝送路のサブキャリアごとの通信品質に基づいて、サブキャリアのそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定するものである。この構成により、分割比をきめ細かい設定することが出来るので、通信効率を更に向上させることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第８の発明は、伝送データ送信手段は、通信品質が良好なサブキャリアの伝送路のみを介して前記伝送データを送信するものである。この構成により、伝送データを確実に送信することが出来るので、通信効率を更に向上させることが出来る。

上記課題を解決するためになされた第９の発明は、通信相手との間で複数の伝送路を介して通信を行う複数の通信装置を有する通信システムであって、通信装置は、各伝送路の通信品質に基づいて、複数の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定する分割比設定手段と、分割比設定手段により設定された分割比に基づいて、伝送路のそれぞれの伝送速度を制御して、各伝送データを送信する伝送データ送信手段とを備えるものである。この構成により、それぞれの伝送路に割り当てられた伝送データのデータ量が、通信品質に応じて制御されるので、いずれかの伝送路の通信品質が悪くなった場合に、データ伝送を、通信品質の良い他の伝送路が補間することが出来る。これにより、伝送速度を出来るだけ低下させないようにすることが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。なお、本発明において、以下に示す回線制御部などが、ここでいうところの分割比設定手段を具現する。また、以下に示す回線制御部、データ変換部などが、ここでいうところの伝送データ送信手段を具現する。

上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、通信相手との間で複数の伝送路を介して通信を行う通信方法であって、各伝送路の通信品質に基づいて、複数の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定し、設定された分割比に基づいて、前記伝送路のそれぞれの伝送速度を制御して、各前記伝送データを送信するものである。この構成により、この構成により、それぞれの伝送路に割り当てられた伝送データのデータ量が、通信品質に応じて制御されるので、いずれかの伝送路の通信品質が悪くなった場合に、データ伝送を、通信品質の良い他の伝送路が補間することが出来る。これにより、伝送速度を出来るだけ低下させないようにすることが出来るので、通信効率を向上させることが出来る。

以下、本発明にかかる通信装置および通信システムの実施の形態を図１〜図１５の各図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下に示す実施の形態では、通信システムの一例として、一戸建てや集合住宅の屋内における家電機器間で通信を行う、家庭内通信システムについて、説明するが、通信システムを特にこれに限るものではない。通信システムとしては、家庭内通信システムの他、オフィスや工場の屋内における電気機器間で通信を行う構内通信システムや、自動車や電車の車内における電気機器間で通信を行う車内通信システムなどある。また、特に屋内に限る必要はなく、屋外の電気機器同士や、屋外及び屋内の電気機器同士で、通信行う通信システムであってもよい。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による家庭内通信システム５００の構成を示す図で、図２は、家庭内通信システムの各デバイス間の通信を行うための通信装置５の構成を示す図である。

図１に示す家庭内通信システム５００において、１は家、２はＴＶ（テレビ用）アンテナ、３は情報配電盤、４は機器コントローラ、５は通信装置、６はテレビ、７はパソコン、９はコードレス電話、１０はモデムである。Ｃ１は電灯線（例えばＶＶＦケーブルなどの平行ケーブル）、Ｃ２は公衆回線、Ｃ３はＣＡＴＶ（ＣａｂｌｅＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）ケーブル、Ｃ４は宅内通信回線である。なお、電灯線Ｃ１が搬送する電圧として（交流）１００Ｖを示しているが、特にこれに限る必要はなく、例えば、１１０Ｖ、１２０Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖなどであってもよく、更に直流であってもよい。従って、有線通信の伝送路は、ＶＶＦケーブルなどの平行ケーブルに限らず、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）ケーブルやＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ケーブルであってもよい。

図２に示す通信装置５において、２０はアンテナ、２１は分波結合器、２２は狭帯域無線通信モデム、２３は広帯域無線通信モデム、２４は電灯線通信モデム、２５は回線制御部、２６はデータ変換部、２７はブリッジ、２８は１００Ｖカットコンデンサである。

以上のように構成された通信装置５および家庭内通信システム５００について、以下図面を参照して本発明の実施の形態１を説明する。

まず、図１に示す家庭内通信システムについて説明する。同図において、その構成要素として、例えば、テレビやＣＡＴＶ、公衆回線Ｃ２の接続端子をまとめた情報配電盤３、通信装置５が搭載され、またセットトップボックス及びアクセスポイントとして、情報配電盤３に直接接続される機器コントローラ４の他、テレビ６、パソコン７、コードレス電話９がある。各家電機器６、７間は、複数の通信路を介した通信を行う。具体的には、通信装置５により、電灯線Ｃ１の有線通信伝送路（第１の伝送路）を利用して通信を行う有線通信と、例えば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の無線周波数を使用した無線通信伝送路（第２の伝送路）を利用して通信を行う無線通信との通信方式で結ばれている。各家電機器４、６、７に通信装置５が搭載されていない場合には、ＬＡＮやＵＳＢ等を介して通信装置５が外付けされる。また、アクセスポイントとしての機器コントローラ４は、インターネットを接続するモデム１０によって公衆回線に接続されている。コードレス電話９は電灯線に接続されていないが、その無線通信方式は通信装置５の無線通信方式と同じであり、それによりコードレス電話９は通信装置５と通信可能であり、通信装置５の搭載された機器コントローラ４を介して公衆回線に接続されている。また、各家電機器は、外出先からインターネット、公衆回線及び機器コントローラ４を通じて遠隔操作され、更に家１内でもコードレス電話９によりリモートコントロール操作される。

つぎに、通信装置５について図２を用いて説明する。通信装置５が通信に使用する周波数帯域のうち、無線通信に用いられる無線周波数は、広帯域周波数と狭帯域周波数とを有している。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、使用する周波数帯域のうち、前者が後者より相対的に狭い関係にあるものである。

広帯域周波数を使用した広帯域無線通信では、実際に伝送したい情報（以下、「伝送データ」という。）の他、伝送路推定のためのパイロット信号が伝送される。一方、狭帯域周波数を使用した狭帯域無線通信では、有線通信及び無線通信を制御するための制御信号が伝送させる。この制御信号には、リンクの確立や終了などを制御するアクセス制御信号（通信装置間のリンクを制御する制御信号）、チャネル割り当てなどに関する回線制御信号、ハンドオフやローミングなどに関するマネージメント制御信号などがある。

ここでは、アクセス制御信号、回線制御信号、マネージメント制御信号が伝送されるものとするが、狭帯域無線通信で、少なくともアクセス制御信号を伝送すれば、必ずしも全ての制御信号を狭帯域無線通信で伝送する必要はない。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、前者が後者より相対的に狭い関係にあれば、その帯域は任意であり、例えば、広帯域無線通信としては、２．４ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ｇや５ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の方式でよく、狭帯域無線通信としては、４００ＭＨｚ帯又は１．２ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯を使う特定小電力無線方式でよい。

そこで、まず通信を開始するにあたり、回線制御部２５からの送信要求信号に基づき、狭帯域無線通信モデム２２から送信要求信号が分波結合器２１とアンテナ２０を介して通信相手に送信される。以後、アクセス制御信号やマネージメント制御信号などの制御信号が狭帯域無線通信モデム２２により送受信される。分波結合器２１では信号伝送に方向性があり、狭帯域無線通信モデム２２からの信号は広帯域無線通信モデム２３に漏れることなくアンテナ２０に送られ，逆に広帯域無線通信モデム２３からの信号は狭帯域無線通信モデム２２に漏れることなくアンテナ２０に送られる。また、各家電機器等で送信したい情報は、ＬＡＮやＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）等を介してブリッジ２７にまず送られ、ここで、通信装置５間を接続する広帯域無線通信方式及び電灯線のような有線通信方式のデータフォーマットに変換される。

そして、回線制御部２５からの要求に基づいた比率で、データ変換部２６では、入力された伝送データを、広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４とに分割して送り、広帯域無線通信モデム２３では分波結合器２１を介してアンテナ２０から、また電灯線通信モデム２４では１００Ｖカットコンデンサ２８を介して電灯線Ｃ１から通信相手に送信される。

ここで、広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４では、各々伝送路推定のためのパイロット信号が周期的に送信され、通信相手の広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４で抽出された、その受信信号品質（例えばパケットエラーレート）を、通信相手から狭帯域無線通信モデム２２を介して受信して、それに基づき、回線制御部２５では、通信相手での広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４の受信信号品質が同等になるように、データ変換部２６での、入力された伝送データに対する広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４との分割比を設定する。つまり、例えば、通信相手の広帯域無線通信モデム２３の受信信号品質が電灯線通信モデム２４のそれより良好な場合には、データ変換部２６での、入力された伝送データに対する広帯域無線通信モデム２３の分割比を上げ、逆に、通信相手の広帯域無線通信モデム２３の受信信号品質が電灯線通信モデム２４でのそれより悪い場合には、データ変換部２６での、入力された伝送データに対する広帯域無線通信モデム２３の分割比を下げる。そしてその情報は、狭帯域無線通信モデム２２を介して通信相手と共有され、通信相手の了解信号受信後に新しい分割比での伝送が開始される。即ち、いずれかの伝送路の通信品質が悪くなった場合に、データ伝送を、他の伝送路が補間することが出来る。

以上のように、本発明に係る通信装置及び通信システムでは、各伝送路の伝送速度を、送信すべき伝送データの分割比を設定することで制御し、それぞれの伝送路で分割されたデータを他の通信装置に送信するので、各制御信号の回線を完全に遮断しないようにしながら、通信効率を出来るだけ向上させることが出来る。これにより、通信品質が悪くなった場合であっても、伝送速度を出来るだけ低下させないようにすることが出来るので、通信の高速性が図ることが出来る。

また、伝送データの伝送シーケンスに関わりなく、少なくともアクセス制御信号やマネージメント制御信号の伝送が可能なので、ＰＨＹ（物理層）における制御信号回線のリンクを、また初めから確立する必要をなくすことが出来る。これにより、電灯線通信モデムと広帯域無線通信モデムでの伝送量の比率の切り替え処理が発生しても、それに起因する伝送遅延を発生させないようにすることが出来る。また、狭帯域で伝送されるアクセス制御信号を、他の帯域に利用すれば、リンクの確立時間を短縮することが出来る。

また、一旦、電灯線通信と広帯域無線通信の両方の回線が遮断されることがあっても、一般に、通信装置の受信感度は、より狭帯域であるほど良好であるという特性があることから、狭帯域無線通信モデムを通じて、制御回線は出来るだけ接続されたままにすることが出来る。これにより、電灯線通信と広帯域無線通信との一方の回線が回復することで、速やかに伝送データの接続がなされ、発生する伝送遅延を抑えることが出来る。

なお、上記では通信相手方における広帯域無線通信モデム２３と電灯線通信モデム２４の受信信号品質とが同等になるように、入力された伝送データに対する両者への分割比を設定することについて説明したが、受信信号品質が同等という意味は、厳密な意味の同等である必要はない。また、この条件はより好ましい条件を提示したものであって、両者の通信のいずれかに伝送遅延が発生したり、両者のいずれかの回線に接続断が発生するなどの不具合が生じない範囲において、異なる受信信号品質であっても構わない。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による家庭内通信システム５０１の構成を示す図で、図４は、家庭内通信システムの各デバイス間の通信を行うための通信装置４５の構成を示す図である。

図３に示す家庭内通信システム５０１において、４１は家、４２はＴＶアンテナ、４３は情報配電盤、４４は機器コントローラ、４５は通信装置、４６はテレビ、４７はパソコン、４８は電灯線、４９は照明、５０はコードレス電話、５１はモデムである。Ｃ１は電灯線（例えばＶＶＦケーブルなどの平行ケーブル）、Ｃ２は公衆回線、Ｃ３はＣＡＴＶ（ＣａｂｌｅＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）ケーブル、Ｃ４は宅内通信回線である。なお、電灯線Ｃ１が搬送する電圧として（交流）１００Ｖを示しているが、特にこれに限る必要はなく、例えば、１１０Ｖ、１２０Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖなどであってもよく、更に直流であってもよい。従って、有線通信の伝送路は、ＶＶＦケーブルなどの平行ケーブルに限らず、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）ケーブルやＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ケーブルであってもよい。

図４に示す通信装置４５において、６０はアンテナ、６１は分波結合器、６２は狭帯域無線通信モデム、６３は広帯域無線通信モデム、６４は電灯線通信モデム、６５は回線制御部、６６はデータ変換部、６７はブリッジ、６８は１００Ｖカットコンデンサ、６９はルーターである。即ち、図４に示す通信装置４５では、実施の形態１と異なり、ルーター６９を有している。

以上のように構成された通信装置４５および家庭内通信システム５０１について、以下図面を参照して本発明の実施の形態２を説明する。

図３に示す家庭内通信システム５０１において、その構成要素として、例えば、テレビやＣＡＴＶ、公衆回線Ｃ２の接続端子をまとめた情報配電盤４３、通信装置４５が搭載され、またセットトップボックス及びアクセスポイントとして、情報配電盤４３に直接接続される機器コントローラ４４の他、テレビ４６、パソコン４７、照明４９、コードレス電話５０がある。各家電機器４６、４７、４９間は、複数の通信路を介した通信を行う。具体的には、通信装置４５により、電灯線Ｃ１の有線通信伝送路を利用して通信を行う有線通信と、例えば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の無線周波数を使用した無線通信伝送路を利用して通信を行う無線通信との通信方式で結ばれている。各家電機器４４、４６、４７に通信装置４５が搭載されていない場合には、ＬＡＮやＵＳＢ等を介して通信装置５が外付けされる。また、アクセスポイントとしての機器コントローラ４４は、インターネットを接続するモデム５１によって公衆回線に接続されている。コードレス電話５０は電灯線に接続されていないが、その無線通信方式は通信装置４５の無線通信方式と同じであり、それによりコードレス電話５０は通信装置４５と通信可能であり、通信装置４５の搭載された機器コントローラ４４を介して公衆回線に接続されている。また、各家電機器は、外出先からインターネット、公衆回線及び機器コントローラ４４を通じて遠隔操作され、更に家４１内でもコードレス電話５０によりリモートコントロール操作される。

つぎに、通信装置４５について図４を用いて説明する。通信装置４５が通信に使用する周波数帯域のうち、無線通信に用いられる無線周波数は、広帯域周波数と狭帯域周波数とを有している。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、使用する周波数帯域のうち、前者が後者より相対的に狭い関係にあるものである。

広帯域周波数を使用した広帯域無線通信では、伝送データの他、伝送路推定のためのパイロット信号が伝送させる。一方、狭帯域周波数を使用した狭帯域無線通信では、有線通信及び無線通信を制御するための制御信号が伝送させる。ここでも、実施の形態１と同様に、アクセス制御信号、回線制御信号、マネージメント制御信号が伝送されるものとするが、狭帯域無線通信で、少なくともアクセス制御信号を伝送すれば、必ずしも全ての制御信号を狭帯域無線通信で伝送する必要はない。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、前者が後者より相対的に狭い関係にあれば、その帯域は任意であり、例えば、広帯域無線通信としては、２．４ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ｇや５ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の方式でよく、狭帯域無線通信としては、４００ＭＨｚ帯又は１．２ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯を使う特定小電力無線方式でよい。

そこで、まず通信を開始するにあたり、回線制御部６５からの送信要求信号に基づき、狭帯域無線通信モデム６２から送信要求信号が分波結合器６１とアンテナ６０を介して通信相手に送信される。以後、アクセス制御信号やマネージメント制御信号などの制御信号が狭帯域無線通信モデム６２により送受信される。分波結合器６１では信号伝送に方向性があり、狭帯域無線通信モデム６２からの信号は広帯域無線通信モデム６３に漏れることなくアンテナ６０に送られ，逆に広帯域無線通信モデム６３からの信号は狭帯域無線通信モデム６２に漏れることなくアンテナ６０に送られる。また、各家電機器等で送信したい情報は、ＬＡＮやＵＷＢ等を介してブリッジ６７にまず送られ、ここで、通信装置４５間を接続する広帯域無線通信方式及び電灯線のような有線通信方式のデータフォーマットに変換される。

そして、回線制御部２５からの要求に基づいた比率で、データ変換部６６では、入力された伝送データを、広帯域無線通信モデム６３と電灯線通信モデム６４とに分割して送り、広帯域無線通信モデム６３では分波結合器６１を介してアンテナ６０から、また電灯線通信モデム６４では１００Ｖカットコンデンサ６８を介して電灯線Ｃ１から通信相手に送信される。

ここで、広帯域無線通信モデム６３と電灯線通信モデム６４では、各々伝送路推定のためのパイロット信号が周期的に送信され、その受信信号品質を、通信相手から狭帯域無線通信モデム６２を介して受信する。そしてこの処理は各通信装置４５間で総当り的になされ、得られた各通信装置間４５の伝送路の受信信号品質を示す品質情報が、機器コントローラ４４に送られ、ルーティングテーブルとして格納され、周期的に更新される。

装置規模で許容されるならば、このルーティングテーブルは各通信装置のルーター６９で各々格納してもよい。なお、この場合、各狭帯域無線通信モデム６２間での品質情報の伝送量が大きくなるが、もともとの品質情報の所要ビット数が小さく、また実データの伝送シーケンスに関わりなく伝送出来るため、大きな負荷になることはない。そこで、狭帯域無線通信モデム６２を介した機器コントローラからのルーティングテーブル、もしくは、ルーター６９に格納されたルーティングテーブルに基づいて、通信相手での受信信号品質が最も良好となるルーティングがルーター６９で計算され、ルート選択がなされ、これは周期的に更新される。

そしてまた、それらの情報に基づき、回線制御部６５では、通信相手での広帯域無線通信モデム６３と電灯線通信モデム６４の受信信号品質が同等になるように、データ変換部６６での、入力されたデータに対する広帯域無線通信モデム６３と電灯線通信モデム６４への分割比を設定する。つまり、例えば、通信相手での広帯域無線通信モデム６３での受信信号品質が電灯線通信モデム６４でのそれより良好な場合には、データ変換部６６での、入力されたデータに対する広帯域無線通信モデム６３への分割比を上げ、逆に、通信相手での広帯域無線通信モデム６３での受信信号品質が電灯線通信モデム６４でのそれより悪い場合には、データ変換部６６での、入力されたデータに対する広帯域無線通信モデム６３への分割比を下げる。そしてその情報は、狭帯域無線通信モデム６２を介して通信相手と共有され、通信相手の了解信号受信後に新しい分割比での伝送が開始される。

この場合、システムに大きな負荷を与えることなく伝送路品質がより最適化されるため、それだけ安価に通信品質が改善されると共に、電灯線通信と広帯域無線通信の両方の回線が遮断される確率が低減され、それだけ安価に、平均的な伝送遅延量が低減される。

（実施の形態３）
図５は、家庭内通信システムの各デバイス間の通信を行うための通信装置９５の構成を示す図である。図５において、８０はアンテナ、８１は分波結合器、８２は狭帯域無線通信モデム、８３は広帯域無線通信モデム、８４は電灯線通信モデム、８５は回線制御部、８６はデータ変換部、８７はブリッジ、８８は１００Ｖカットコンデンサ、８９はサブキャリア制御部である。即ち、図５に示す通信装置９５では、実施の形態１，２と異なり、サブキャリア制御部８９を有している。

以上のように構成された家庭内通信システム用通信装置の通信装置９５について、以下図面を参照して本発明の実施の形態３を説明する。

図５に示す通信装置９５が通信に使用する周波数帯域のうち、無線通信に用いられる無線周波数は、広帯域周波数と狭帯域周波数とを有している。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、使用する周波数帯域のうち、前者が後者より相対的に狭い関係にあるものである。広帯域周波数を使用した広帯域無線通信では、伝送データの他、伝送路推定のためのパイロット信号が伝送させる。

ここでも、実施の形態１、２と同様に、アクセス制御信号、回線制御信号、マネージメント制御信号が伝送されるものとするが、狭帯域無線通信で、少なくともアクセス制御信号を伝送すれば、必ずしも全ての制御信号を狭帯域無線通信で伝送する必要はない。狭帯域周波数と広帯域周波数との帯域は、前者が後者より相対的に狭い関係にあれば、その帯域は任意であり、例えば、広帯域無線通信としては、２．４ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ｇや５ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の方式でよく、狭帯域無線通信としては、４００ＭＨｚ帯又は１．２ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯を使う特定小電力無線方式でよい。

そこで、まず通信を開始するにあたり、回線制御部８５からの送信要求信号に基づき、狭帯域無線通信モデム８２から送信要求信号が分波結合器８１とアンテナ８０を介して通信相手に送信される。以後、アクセス制御信号やマネージメント制御信号などの制御信号が狭帯域無線通信モデム８２により送受信される。分波結合器８１では信号伝送に方向性があり、狭帯域無線通信モデム８２からの信号は広帯域無線通信モデム８３に漏れることなくアンテナ８０に送られ，逆に広帯域無線通信モデム８３からの信号は狭帯域無線通信モデム８２に漏れることなくアンテナ８０に送られる。また、各家電機器等で送信したい情報は、ＬＡＮやＵＷＢ等を介してブリッジ８７にまず送られ、ここで、通信装置８５間を接続する広帯域無線通信方式及び電灯線のような有線通信方式のデータフォーマットに変換される。

そして、回線制御部８５からの要求に基づいた比率で、データ変換部８６では、入力された伝送データを、広帯域無線通信モデム８３と電灯線通信モデム８４とに分割して送り、広帯域無線通信モデム８３では分波結合器８１を介してアンテナ８０から、また電灯線通信モデム８４では１００Ｖカットコンデンサ８８を介して電灯線Ｃ１から通信相手に送信される。

ここで、広帯域無線通信モデム８３と電灯線通信モデム８４では、各々伝送路推定のためのパイロット信号が周期的に送信され、通信相手の広帯域無線通信モデム８３と電灯線通信モデム８４では共に、その受信信号品質がサブキャリア毎に抽出され、その受信信号品質（例えばパケットエラーレート）を、通信相手から狭帯域無線通信モデム８２を介して受信して、それに基づき、回線制御部８５では、通信相手での広帯域無線通信モデム８３と電灯線通信モデム８４の受信信号品質が同等になるように、データ変換部８６での、入力されたデータに対する広帯域無線通信モデム８３と灯線通信モデム８４と分割比を設定する。つまり、例えば、通信相手での広帯域無線通信モデム８３での受信信号品質が電灯線通信モデム８４でのそれより良好な場合には、データ変換部８６での、入力された伝送データに対する広帯域無線通信モデム８３の分割比を上げ、逆に、通信相手での広帯域無線通信モデム８３での受信信号品質が電灯線通信モデム８４でのそれより悪い場合には、データ変換部８６での、入力された伝送データに対する広帯域無線通信モデム８３の分割比を下げる。この分割比に応じて、広帯域無線通信モデム８３と電灯線通信モデム８４の伝送速度を変える際、サブキャリア制御部８９により、前記サブキャリア毎の受信信号品質の情報に基づき、最も受信信号品質の良い、分割比に応じた数のサブキャリアが選択される。そしてその情報は、狭帯域無線通信モデム８２を介して通信相手と共有され、通信相手の了解信号受信後に新しい分割比での伝送が開始される。

このように、周囲の人や物の移動や通信装置の位置の変化に起因するフェージング環境において、通信品質の悪い周波数のサブキャリアによる伝送を適応的に回避出来る為、それだけ、通信品質が改善されると共に、電灯線通信と広帯域無線通信との両方の回線が遮断される確率が低減され、それだけ平均的な伝送遅延量を低減することが出来る。

本発明の通信装置および通信システムは、所要伝送速度が大きくて所要伝送遅延の小さい通信システムに有用であり、特に、音声や画像等のＡＶ情報の伝送が必要とされるマルチメディア通信システムに好適である。

本発明の実施の形態１による家庭内通信システムの構成図本発明の実施の形態１による家庭内通信システム用通信装置の構成図本発明の実施の形態２による家庭内通信システムの構成図本発明の実施の形態２による家庭内通信システム用通信装置の構成図本発明の実施の形態３による家庭内通信システム用通信装置の構成図従来の家庭内通信システムの構成図従来の家庭内通信システム用通信装置の構成図

符号の説明

１家
２ＴＶアンテナ
３情報配電盤
４機器コントローラ
５通信装置
６テレビ
７パソコン
９コードレス電話
１０モデム
２０アンテナ
２１分波結合器
２２狭帯域無線通信モデム
２３広帯域無線通信モデム
２４電灯線通信モデム
２５回線制御部
２６データ変換部
２７ブリッジ
２８１００Ｖカットコンデンサ
４１家
４２ＴＶアンテナ
４３情報配電盤
４４機器コントローラ
４５通信装置
４６テレビ
４７パソコン
４９照明
５０コードレス電話
５１モデム
６０アンテナ
６１分波結合器
６２狭帯域無線通信モデム
６３広帯域無線通信モデム
６４電灯線通信モデム
６５回線制御部
６６データ変換部
６７ブリッジ
６８１００Ｖカットコンデンサ
６９ルーター
８０アンテナ
８１分波結合器
８２狭帯域無線通信モデム
８３広帯域無線通信モデム
８４電灯線通信モデム
８５回線制御部
８６データ変換部
８７ブリッジ
８８１００Ｖカットコンデンサ
８９サブキャリア制御部
９５通信装置
５００家庭内通信システム
５０１家庭内通信システム
５０２家庭内通信システム
Ｃ１電灯線
Ｃ２公衆回線
Ｃ３ＣＡＴＶケーブル
Ｃ４宅内通信回線

Claims

通信相手との間で、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路を介して通信を行う通信装置であって、
前記第１の伝送路および前記第２の伝送路の通信品質に基づいて、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に割り当てる伝送データ量を制御する伝送データ量制御手段と、
前記伝送データ量制御手段による制御に基づいて前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に伝送データを送信する伝送データ送信手段と、を備え、
前記伝送データ送信手段は、前記通信を制御するための制御信号を、前記通信に使用する周波数帯域の一部を用いた前記第２の伝送路を介して送信する、
ことを特徴とする通信装置。
前記通信を制御するための制御信号は、前記通信装置間のリンクを制御する制御信号である、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
通信相手との間で、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路を介して通信を行う通信装置であって、
前記第１の伝送路および前記第２の伝送路の通信品質に基づいて、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に割り当てる伝送データ量を制御する伝送データ量制御手段と、
前記伝送データ量制御手段による制御に基づいて前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に伝送データを送信する伝送データ送信手段と、を備え、
前記伝送データ送信手段は、前記第１の伝送路と前記第２の伝送路との通信品質が同等になるように、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路のそれぞれに割り当てる伝送データ量を設定する、
ことを特徴とする通信装置。
前記第１の伝送路は、電灯線を利用した伝送路である、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の通信装置。
前記複数の伝送路を介して行う通信の少なくとも一つがマルチキャリア通信であり、
前記分割比設定手段は、前記伝送路のサブキャリアごとの通信品質に基づいて、該サブキャリアのそれぞれに割り当てる伝送データの分割比を設定する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の通信装置。
前記伝送データ送信手段は、前記通信品質が良好なサブキャリアの伝送路のみを介して前記伝送データを送信する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
通信相手との間で、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路を介して通信を行う複数の通信装置を有する通信システムであって、
前記通信装置は、
前記第１の伝送路および前記第２の伝送路の通信品質に基づいて、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に割り当てる伝送データ量を制御する伝送データ量制御手段と、
前記伝送データ量制御手段による制御に基づいて前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に伝送データを送信する伝送データ送信手段とを備え、
前記伝送データ送信手段は、前記通信を制御するための制御信号を、前記通信に使用する周波数帯域の一部を用いた前記第２の伝送路を介して送信する、
ことを特徴とする通信システム。
通信相手との間で、有線通信を行うことが可能な第１の伝送路と、無線通信を行うことが可能な第２の伝送路を介して通信を行う通信方法であって、
前記第１の伝送路および前記第２の伝送路の通信品質に基づいて、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に割り当てる伝送データ量を制御し、
前記制御に基づいて前記第１の伝送路および前記第２の伝送路に伝送データを送信し、
前記通信を制御するための制御信号を、前記通信に使用する周波数帯域の一部を用いた前記第２の伝送路を介して送信する、
ことを特徴とする通信方法。