JP5324909B2

JP5324909B2 - 通信システム

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Publication number: JP5324909B2
Application number: JP2008321509A
Authority: JP
Inventors: 智英古屋; 幸夫岡田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: JP2010147708A

Description

本発明は、通信システムに関するものである。

従来、有線または無線の各伝送路を介して複数の通信装置が接続され、複数の通信装置が互いにデータ通信を行う通信システムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−２２８１９６号公報

しかしながら、ＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波が伝送路に誘導されると、データ信号のＳ／Ｎ比が劣化し、通信の信頼性が低下してしまうという課題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送路に誘導されたＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によってデータ信号のＳ／Ｎ比が劣化することを抑制し、通信の信頼性を向上させることができる通信システムを提供することにある。

請求項１の発明は、伝送路を介してデータ信号を送信する送信部と、伝送路を介してデータ信号を受信する受信部と、送信部および受信部の各動作を制御する通信制御部とで構成される複数の通信装置が伝送路に接続され、複数の通信装置が互いにデータ通信を行う通信システムにおいて、通信装置は、伝送路上の雑音の振幅を測定する雑音振幅検出部と、伝送路上にデータ信号がない場合に伝送路上の雑音の相関値を算出する相関演算部と、相関値が極大となるタイミングから伝送路上の雑音の周期を抽出する雑音周期検出部とを備え、通信制御部は、雑音の１周期内で相関値が所定の閾値より小さくなる期間を所定時間幅の複数のスロットに分割し、１乃至複数のスロットを用いて送信部によるデータ信号の送信を行うことを特徴とする。

この発明によれば、伝送路に誘導されたＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によってデータ信号のＳ／Ｎ比が劣化することを抑制し、通信の信頼性を向上させることができる。また、周期的に発生する雑音に対して、周期的に発生する低雑音期間を抽出して通信を行うので、雑音が大きくなるタイミングがわかり、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が確実に抑制されて、通信の信頼性が向上する。また、データ信号を送信する際に複数のスロットを用いる多重通信を採用することによって、送信タイミングの待ち時間を短縮できる。さらに映像信号や音声信号といったデータ信号は、一般にパケットの伝送周期が規格、仕様等によって規定された所定周期（基準伝送周期）に設定されているが、雑音の周期とは必ずしも一致しない。このような映像信号や音声信号といった周期性データ信号と、ファイル転送等の不規則に発生するバーストデータ信号とが混在しても、複数のスロットを用いて送信することによって、各データ信号を適切なタイミングで送信することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記雑音周期検出部は、前記相関演算部が算出した相関値に基づいて伝送路上の雑音の周期を複数パターン検出し、当該複数パターンの雑音周期から、所定範囲内の雑音周期を選択することを特徴とする。

この発明によれば、データ信号を送信する際に適切な周期を選択することができ、例えば、周期が互いに異なる複数パターンの雑音のうち、映像信号や音声信号といったデータ信号の基準伝送周期に最も近い雑音の周期を抽出してもよい。そして、基準伝送周期に最も近い雑音周期の１周期から低雑音期間を検出し、この低雑音期間を複数のスロットに分割してデータ信号の送信に用いることによって、送信タイミングの待ち時間をより短縮できる。雑音周期と基準伝送周期とがかけ離れていると、映像信号、音声信号等のそれぞれに適切なスロットを割り当てるスケジューリングが複雑になるが、本発明によりスケジューリングが単純化される。さらに、雑音相関値の極大タイミングの周期が短い場合には、スロットの数が少ないために、複数の通信装置が互いに異なるスロットを用いる多重通信を行うことが困難になるが、基準伝送周期に近い雑音周期を抽出することによって、スロットの数を確保でき、多重通信を実現することが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、第１の通信装置の受信部が、第２の通信装置からスロットを用いたデータ信号を受信すると、第１の通信装置の通信制御部は、受信したスロットに対応する受信確認信号を送信部によって返信し、第２の通信装置の通信制御部は、受信確認信号の受信回数に基づいて、各スロットにおける送信成功率を算出し、送信成功率が所定値を上回るスロットは次回の送信に用い、送信成功率が所定値を下回るスロットは次回の送信に用いないことを特徴とする。

この発明によれば、あるスロットを用いたデータ信号送信時の通信成功率が低い場合は、他のスロットを用いて送信することによって、送信タイミングが受信側の通信装置において雑音の低いタイミングに一致する確率が向上し、通信エラーを低減することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記通信制御部は、複数のスロットのうち、所定の時間間隔以上離れた２つ以上のスロットを用いて送信部によるデータ信号の送信を行うことを特徴とする。

この発明によれば、映像信号や音声信号といったデータ信号は、伝送遅延を避けるために再送処理を行わない場合が多い。しかし、所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いてデータ信号を送信することによって、特定のスロットは通信成功率が低くても、タイミングが離れた別のスロットでは通信成功率が高くなる可能性があり、受信側の通信装置でのデータ抜けを抑制できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記通信制御部は、ブロードキャストまたはマルチキャスト通信を行う場合、複数のスロットのうち、所定の時間間隔以上離れた２つ以上のスロットを用いて送信部による同一データ信号の送信を行うことを特徴とする。

この発明によれば、送信側の通信装置における低雑音周期内で、所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いて同一パケットを一斉送信することによって、受信側の通信装置の受信成功率が向上する。

以上説明したように、本発明では、伝送路に誘導されたＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によってデータ信号のＳ／Ｎ比が劣化することを抑制し、通信の信頼性を向上させることができるという効果がある。また、周期的に発生する雑音に対して、周期的に発生する低雑音期間を抽出して通信を行うので、雑音が大きくなるタイミングがわかり、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が確実に抑制されて、通信の信頼性が向上する。また、データ信号を送信する際に複数のスロットを用いる多重通信を採用することによって、送信タイミングの待ち時間を短縮できる。さらに映像信号や音声信号といったデータ信号は、一般にパケットの伝送周期が規格、仕様等によって規定された所定周期（基準伝送周期）に設定されているが、雑音の周期とは必ずしも一致しない。このような映像信号や音声信号といった周期性データ信号と、ファイル転送等の不規則に発生するバーストデータ信号とが混在しても、複数のスロットを用いて送信することによって、各データ信号を適切なタイミングで送信することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の通信システムの構成を示し、屋内に設置されてドアホンシステムの親機を構成する通信装置１と、玄関等の屋外に設置されてドアホンシステムの子器を構成する通信装置２とが、伝送路を構成する通信線Ｌを介して接続されており、通信装置１，通信装置２は互いにデータ信号を送受信している。なお、本実施形態のデータ信号とは、映像信号または音声信号からなるメディア信号である。

親機を構成する通信装置１は、通信制御部１ａと、送信部１ｂと、受信部１ｃと、雑音振幅検出部１ｄと、映像プレイアウトバッファ１ｅと、映像復号器１ｆと、音声プレイアウトバッファ１ｇと、音声復号器１ｈと、音声増幅部１ｉと、音声符号器１ｊと、音声サンプリング部１ｋとで構成され、通信制御部１ａは上記各部の動作を制御している。そして、映像復号器１ｆは液晶画面等からなる表示部Ｄに接続され、音声増幅部１ｉはスピーカＳＰ１に接続され、音声サンプリング部１ｋはマイクロホンＭ１に接続され、表示部ＤおよびスピーカＳＰ１は、映像信号、音声信号を各々再生するデータ信号再生手段を構成している。

子器を構成する通信装置２は、通信制御部２ａと、送信部２ｂと、受信部２ｃと、雑音振幅検出部２ｄと、映像キャプチャ部２ｅと、映像符号器２ｆと、音声サンプリング部２ｇと、音声符号器２ｈと、音声増幅部２ｉと、音声復号器２ｊと、音声プレイアウトバッファ２ｋとで構成され、通信制御部２ａは上記各部の動作を制御している。そして、映像キャプチャ部２ｅは撮像カメラＣに接続され、音声サンプリング部２ｇはマイクロホンＭ２に接続され、音声増幅部２ｉはスピーカＳＰ２に接続され、スピーカＳＰ２は、音声信号を再生するデータ信号再生手段を構成している。

まず、来訪者が通信装置２の図示しない呼び出しボタンを押下することで、通信装置１−通信装置２間の通信が可能となる。そして、通信装置２では、撮像カメラＣが来訪者の映像を撮像したアナログ映像信号を出力し、映像キャプチャ部２ｅが、撮像カメラＣから出力されるアナログ映像信号をキャプチャして、映像符号器２ｆが、キャプチャした映像信号を符号化して通信制御部２ａに出力する。通信制御部２ａは、符号化された映像信号をパケット化し、送信部２ｂを通じて通信線Ｌ上に送出する。

さらに、マイクロホンＭ２は、来訪者の通話音声を集音したアナログ音声信号を出力し、音声サンプリング部２ｇは、マイクロホンＭ２から出力される来訪者のアナログ音声信号をサンプリングして、音声符号器２ｈが、サンプリングした音声信号を符号化して通信制御部２ａに出力する。通信制御部２ａは、符号化された音声信号をパケット化し、送信部２ｂを通じて通信線Ｌ上に送出する。

そして、通信装置１では、受信部１ｂが、通信装置２からのパケット化された映像信号、音声信号を受信し、通信制御部１ａに出力する。通信制御部１ａは、映像信号を映像プレイアウトバッファ１ｅへ出力し、映像プレイアウトバッファ１ｅは映像信号の各パケットを格納して、映像復号器１ｆへ一定周期で順次出力する。映像復号器１ｆは、映像信号を復号して表示部Ｄへ出力し、家人は表示部Ｄに表示される映像によって来訪者の確認を行うことができる。さらに、通信制御部１ａは、音声信号を音声プレイアウトバッファ１ｇへ出力し、音声プレイアウトバッファ１ｇは音声信号の各パケットを格納して、音声復号器１ｈへ一定周期で順次出力する。音声復号器１ｈは音声信号を復号し、音声増幅部１ｉが音声信号を増幅してからスピーカＳＰ１へ出力し、家人はスピーカＳＰ１から出力される音声によって来訪者の通話内容を聞くことができる。

次に通信装置１において、マイクロホンＭ１は、家人の通話音声を集音したアナログ音声信号を出力し、音声サンプリング１ｋは、マイクロホンＭ１から出力される家人のアナログ音声信号をサンプリングして、音声符号器１ｊが、サンプリングした音声信号を符号化して通信制御部１ａに出力する。通信制御部１ａは、符号化された音声信号をパケット化し、送信部１ｂを通じて通信線Ｌ上に送出する。

そして、通信装置２では、受信部２ｂが、通信装置１からのパケット化された音声信号を受信し、通信制御部２ａに出力する。通信制御部２ａは、音声信号を音声プレイアウトバッファ２ｋへ出力し、音声プレイアウトバッファ２ｋは音声信号の各パケットを格納して、音声復号器２ｊへ一定周期で順次出力する。音声復号器２ｊは音声信号を復号し、音声増幅部２ｉが音声信号を増幅してからスピーカＳＰ２へ出力し、来訪者はスピーカＳＰ２から出力される音声によって家人の通話内容を聞くことができる。

このように、通信装置１−通信装置２間で、音声信号および映像信号の授受が行われ、家人と来訪者との間で通話可能になるとともに、家人は来訪者の識別が可能となる。

しかし、通信線ＬにＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波が誘導されると、音声信号、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化し、通信の信頼性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、下記動作を行うことによって通信の信頼性を向上させている。

まず、通信装置２では、雑音振幅検出部２ｄが通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定する。この雑音振幅検出部２ｄによる雑音振幅測定処理は、データ信号通信に用いる周波数以外の周波数成分をフィルタ等で抽出し、この抽出した周波数成分の振幅を測定することで通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定している。または、通信制御部２ａが、受信部２ｃを通じて通信線Ｌ上におけるデータ信号の有無を監視し、通信線Ｌ上にデータ信号がないと判断すると、雑音振幅検出部２ｄが通信線Ｌ上の信号の振幅を測定することで、通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定してもよい。

そして通信制御部２ａは、図２に示すように、雑音の振幅が予め決められた閾値＋Ｎａ、−Ｎａより小さい時間が、予め決められた時間Ｔａの間継続した時点ｔ１において、送信部２ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置１では、通信線Ｌ上の雑音レベルが低いときに伝送された通信装置２からの映像信号や音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

また、通信装置１の雑音振幅検出部１ｄも、上記通信装置２の雑音振幅検出部２ｄと同様に通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定し、通信制御部１ａは、雑音の振幅が予め決められた閾値＋Ｎａ、−Ｎａより小さい時間が、予め決められた時間Ｔａの間継続した時点ｔ１において、送信部１ｂを通じて音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置２では、通信線Ｌ上の雑音レベルが低いときに伝送された通信装置１からの映像信号や音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

図３は、データ信号（音声信号、映像信号）のフォーマットであり、信号の先頭にはプリアンブル等の同期領域Ｒ１が設定され、音声データや映像データからなるデータ領域Ｒ２が同期領域Ｒ１に続いて設定されている。

そして、通信制御部１ａ，２ａが、送信部１ｂ，２ｂを通じてデータ信号を送信する時点ｔ１において、同期領域Ｒ１から送信するので、当該データ信号を受信した通信装置１，２では、同期失敗による通信エラーが低減し、通信の信頼性がさらに向上する。

なお、本実施形態では伝送路として通信線Ｌを例示しているが、通信装置間が無線伝送路を介してデータ通信を行う構成であってもよい。

（実施形態２）
実施形態１においては、通信装置１の受信部１ｃ、通信装置２の受信部２ｃがデータ信号の増幅機能を備えていたが、本実施形態では、図４に示すように、通信装置１の受信部１ｃの後段にデータ信号増幅部１ｍを設け、通信装置２の受信部２ｃの後段にデータ信号増幅部２ｍを設けたものである。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

データ信号増幅部１ｍ，２ｍは、データ信号を増幅する際の利得を可変に調整でき、その利得は、受信したデータ信号に含まれる利得決定領域の信号振幅が所定の信号振幅となるように設定されており、所謂オートゲインコントロール動作によって設定される。本実施形態におけるデータ信号は、図５に示すように、プリアンブル等の同期領域Ｒ１が信号の先頭に設定され、当該データ信号を受信した通信装置のデータ信号増幅部の利得決定に利用される利得決定領域Ｒ３が同期領域Ｒ１に続いて設定され、音声データや映像データからなるデータ領域Ｒ２が利得決定領域Ｒ３に続いて設定されている。

そして、通信制御部１ａ，２ａは、図２に示すように、雑音の振幅が予め決められた閾値＋Ｎａ、−Ｎａより小さい時間が、予め決められた時間Ｔａの間継続した時点ｔ１において、送信部１ｂ，２ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置１，２では、通信線Ｌ上の雑音レベルが低いときに伝送されたデータ信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

ここで、受信側の通信装置が、受信したデータ信号に含まれる利得決定領域Ｒ３の信号振幅に基づいて、データ信号増幅部１ｍ，２ｍにおける当該信号の増幅利得を決定する場合、受信したデータ信号の利得決定領域Ｒ３の信号振幅が妨害波によって本来の値より大きく見積もられて、増幅利得が本来設定されるべき値より小さく設定される虞がある。しかしながら本実施形態では、利得決定領域Ｒ３を含んだデータ信号が、通信線Ｌ上の雑音レベルが低いときに伝送されるので、利得決定領域Ｒ３を確実に受信でき、データ信号増幅部１ｍ，２ｍは、妨害波による影響を受けることなく適正な利得を設定可能となる。したがって、データ信号を受信した通信装置では、増幅不足による通信エラーが低減し、通信の信頼性がさらに向上する。

また、時点ｔ１では、同期領域Ｒ１も順次送信されており、当該データ信号を受信した通信装置１，２では、同期失敗による通信エラーが低減し、通信の信頼性がさらに向上する。

（実施形態３）
図６は、本実施形態の通信システムの構成を示し、通信装置１に、雑音周期検出部１ｎとサンプリング部１ｏとＡ／Ｄ変換部１ｐとを設け、通信装置２に、雑音周期検出部２ｎとサンプリング部２ｏとＡ／Ｄ変換部２ｐとを設けており、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、通信装置２において、サンプリング部２ｏおよびＡ／Ｄ変換部２ｐは、雑音振幅検出部２ｄ、雑音周期検出部２ｎの前段に設けられ、サンプリング部２ｏが通信線Ｌ上の信号をサンプリングして取得し、サンプリングされたアナログ値をＡ／Ｄ変換部２ｐがデジタル値に変換して、雑音振幅検出部２ｄおよび雑音周期検出部２ｎへ出力する。

雑音振幅検出部２ｄは、Ａ／Ｄ変換部２ｐのデジタル出力に基づいて通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定する。なお、雑音振幅検出部２ｄによる雑音振幅測定処理は、実施形態１，２と同様であり説明は省略する。

ＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によって伝送路に誘導された雑音は周期的に発生する場合がある。そこで、雑音周期検出部２ｎは、Ａ／Ｄ変換部２ｐのデジタル出力に基づいて通信線Ｌ上の信号の周期を検出し、この通信線Ｌ上の信号の周期から通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。この雑音周期検出部２ｎによる雑音周期抽出処理は、データ信号通信に用いる周波数以外の周波数成分をフィルタ等で分離し、この分離した周波数成分の周期を測定することで通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出している。または、通信制御部２ａが、受信部２ｃを通じて通信線Ｌ上におけるデータ信号の有無を監視し、通信線Ｌ上にデータ信号がないと判断すると、雑音周期検出部２ｎが通信線Ｌ上の信号の周期を測定することで、通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出してもよい。

そして、通信制御部２ａは、図７に示すように、抽出した雑音周期Ｔｎの１周期のうち、雑音の振幅が予め決められた閾値＋Ｎａ、−Ｎａより小さい期間である低雑音期間Ｔｂを検出する。この低雑音期間Ｔｂは、周期的な雑音に対して周期的に発生するので、通信制御部２ａはこの周期的に発生する低雑音期間Ｔｂにおいて、送信部２ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置１では、低雑音期間Ｔｂに伝送された通信装置２からの映像信号や音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

また、通信装置１において、サンプリング部１ｏおよびＡ／Ｄ変換部１ｐは、雑音振幅検出部１ｄ、雑音周期検出部１ｎの前段に設けられ、サンプリング部１ｏが通信線Ｌ上の信号をサンプリングして取得し、サンプリングされたアナログ値をＡ／Ｄ変換部１ｐがデジタル値に変換して、雑音振幅検出部１ｄおよび雑音周期検出部１ｎへ出力する。

通信装置１の雑音振幅検出部１ｄは、上記通信装置２の雑音振幅検出部２ｄと同様にＡ／Ｄ変換部１ｐのデジタル出力に基づいて通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定する。さらに、雑音周期検出部１ｎは、上記通信装置２の雑音周期検出部２ｎと同様にＡ／Ｄ変換部１ｐのデジタル出力に基づいて通信線Ｌ上の信号の周期を検出し、この通信線Ｌ上の信号の周期から通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。

そして、通信制御部１ａは、上記同様に低雑音期間Ｔｂを検出し、この周期的に発生する低雑音期間Ｔｂにおいて、送信部１ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置２では、低雑音期間Ｔｂに伝送された通信装置１からの音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

さらに、周期的に発生する雑音に対して、周期的に発生する低雑音期間Ｔｂを抽出して通信を行うので、雑音が大きくなるタイミングがわかり、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が確実に抑制されて、通信の信頼性が確実に向上する。

（実施形態４）
図８は、本実施形態の通信システムの構成を示し、通信装置１に、雑音周期検出部１ｎと包絡線検波部１ｑとを設け、通信装置２に、雑音周期検出部２ｎと包絡線検波部２ｑとを設けており、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、通信装置２において、包絡線検波部２ｑは、雑音振幅検出部２ｄ、雑音周期検出部２ｎの前段に設けられ、包絡線検波部２ｑが通信線Ｌ上の信号を包絡線検波して、雑音振幅検出部２ｄおよび雑音周期検出部２ｎへ出力する。

雑音振幅検出部２ｄは、包絡線検波出力に基づいて通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定する。なお、雑音振幅検出部２ｄによる雑音振幅測定処理は、実施形態１，２と同様であり説明は省略する。

ＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によって伝送路に誘導された雑音は周期的に発生する場合がある。そこで、雑音周期検出部２ｎは、包絡線検波部２ｑの包絡線検波出力に基づいて通信線Ｌ上の信号の包絡線周期を検出し、この通信線Ｌ上の信号の包絡線周期から通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。この雑音周期検出部２ｎによる雑音周期抽出処理は、データ信号通信に用いる周波数以外の周波数成分をフィルタ等で分離し、この分離した周波数成分の周期を測定することで通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出している。または、通信制御部２ａが、受信部２ｃを通じて通信線Ｌ上におけるデータ信号の有無を監視し、通信線Ｌ上にデータ信号がないと判断すると、雑音周期検出部２ｎが通信線Ｌ上の信号の包絡線周期を測定することで、通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出してもよい。

また、通信装置１において、包絡線検波部１ｑは、雑音振幅検出部１ｄ、雑音周期検出部１ｎの前段に設けられ、包絡線検波部１ｑが通信線Ｌ上の信号を包絡線検波して取得し、雑音振幅検出部１ｄおよび雑音周期検出部１ｎへ出力する。

通信装置１の雑音振幅検出部１ｄは、上記通信装置２の雑音振幅検出部２ｄと同様に包絡線検波部１ｑの包絡線検波出力に基づいて通信線Ｌ上の雑音の振幅を測定する。さらに、雑音周期検出部１ｎは、上記通信装置２の雑音周期検出部２ｎと同様に包絡線検波部１ｑの包絡線検波出力に基づいて通信線Ｌ上の信号の包絡線周期を検出し、この通信線Ｌ上の信号の包絡線周期から通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。

さらに、周期的に発生する雑音に対して、周期的に発生する低雑音期間Ｔｂを抽出して通信を行うので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が確実に抑制されており、通信の信頼性が確実に向上する。

また、本実施形態では、雑音周期抽出のために包絡線検波手段を設けており、雑音周期抽出のためにサンプリング手段およびＡ／Ｄ変換手段を設ける実施形態３の構成に比べて、回路構成を簡略化でき、コストダウンを図ることができる。

映像信号や音声信号といったデータ信号は、一般にパケット毎の伝送周期が規格、仕様等によって規定された所定周期（以降、基準伝送周期と称す）に設定されており、この基準伝送周期が低雑音期間Ｔｂの周期に一致しない場合が発生し得る。基準伝送周期の一例として、映像信号であれば２３ｍｓｅｃ周期、音声信号であれば１９ｍｓｅｃ周期に設定されている。

そこで、実施形態３または４に記載の通信システムにおいて、上記基準伝送周期が低雑音期間Ｔｂの周期と異なる場合、通信制御部１ａ，２ａは、映像信号および音声信号の各伝送周期を、基準伝送周期から低雑音周期Ｔｂに変更して送信している。したがって、映像信号や音声信号のように一定周期で伝送されるデータ信号を、周期性のある雑音の振幅が大きい期間に送信することがないので、映像信号や音声信号を送信する際にＳ／Ｎ比の劣化が確実に抑制されており、通信の信頼性が確実に向上する。

また、伝送環境が変化して、通信線Ｌに誘導される雑音の周期Ｔｎが変動すれば、低雑音期間Ｔｂの周期も変動する。このような場合、映像信号および音声信号の各伝送周期が、通信線Ｌ上の雑音レベルが高い期間に一致することがあり、通信の信頼性が低下してしまう。そこで、低雑音期間Ｔｂの周期が変動した場合には、通信制御部１ａ，２ａが、映像信号および音声信号の各伝送周期を変動後の低雑音期間Ｔｂの周期に一致させて送信することで、映像信号および音声信号の各伝送周期を逐次変更するので、周期が逐次変動する雑音に対して柔軟に対応でき、通信の信頼性を維持することができる。

そして、通信装置１の映像プレイアウトバッファ１ｅ、音声プレイアウトバッファ１ｇ、通信装置２の音声プレイアウトバッファ２ｋは、送信元から上記のように低雑音期間Ｔｂに一致する伝送周期で送信されたデータ信号をパケット毎に受信し、格納した後、基準伝送周期で表示部ＤやスピーカＳＰ１，ＳＰ２等のデータ信号再生手段に一定周期で順次出力する。したがって、通信線Ｌを介して受信したデータ信号の伝送周期の変動に関わらず、プレイアウトバッファがデータ信号再生手段に出力するデータ信号は基準伝送周期で伝送されており、映像や音声の再生に支障をきたすことがない。また本実施形態の特徴として、各プレイアウトバッファは、基準伝送周期が雑音周期Ｔｎに対してずれているずれ量に基づいてバッファサイズを設定しており、無意味にバッファサイズを大きくすることなく、メモリソースを効率的に使用することができる。

（実施形態５）
図９は、本実施形態の通信システムの構成を示し、通信装置１に、雑音周期検出部１ｎと相関演算部１ｒとを設け、通信装置２に、雑音周期検出部２ｎと相関演算部２ｒとを設けており、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、通信装置２において、相関演算部２ｒは、雑音周期検出部２ｎの前段に設けられ、相関演算部２ｒが通信線Ｌ上の信号の相関値を算出して、雑音周期検出部２ｎへ出力する。

ＡＭ放送波やアマチュア無線波等の妨害波によって伝送路に誘導された雑音は、図１０（ａ）に示すように周期的に発生する場合がある。そこで、通信制御部２ａが、受信部２ｃを通じて通信線Ｌ上におけるデータ信号の有無を監視し、通信線Ｌ上にデータ信号がないと判断すると、相関演算部２ｒが通信線Ｌ上の信号の相関値を算出し、図１０（ｂ）に示す算出結果を通信線Ｌ上の雑音の相関値とする。次に、雑音周期検出部２ｎは、雑音相関値が極大となるタイミングｔｐに基づいて、通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。

そして、通信制御部２ａは、抽出した雑音周期Ｔｎの１周期のうち、雑音の相関値が予め決められた閾値Ｎｂより小さい期間である低雑音期間Ｔｃを検出する。この低雑音期間Ｔｃは、周期的な雑音に対して周期的に発生するので、通信制御部２ａはこの周期的に発生する低雑音期間Ｔｃにおいて、送信部２ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置１では、低雑音期間Ｔｃに伝送された通信装置２からの映像信号や音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

また、通信装置１においても、相関演算部１ｒは、雑音周期検出部１ｎの前段に設けられ、通信制御部１ａが、受信部１ｃを通じて通信線Ｌ上におけるデータ信号の有無を監視し、通信線Ｌ上にデータ信号がないと判断すると、相関演算部１ｒが通信線Ｌ上の信号の相関値を算出して、雑音周期検出部１ｎへ出力する。次に、雑音周期検出部１ｎは、雑音相関値の極大タイミングに基づいて、通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出する。そして、通信制御部１ａは、抽出した雑音周期Ｔｎの１周期のうち、雑音の相関値が予め決められた閾値Ｎｂより小さい期間である低雑音期間Ｔｃを検出し、この周期的に発生する低雑音期間Ｔｃにおいて、送信部１ｂを通じて映像信号や音声信号を通信線Ｌ上に送出する。したがって、通信装置２では、低雑音期間Ｔｃに伝送された通信装置１からの映像信号や音声信号を受信するので、データ信号のＳ／Ｎ比の劣化が抑制されており、通信の信頼性が向上する。

（実施形態６）
本実施形態では、実施形態５における低雑音期間Ｔｃを、図１０（ｃ）に示すように所定時間幅を有する複数のスロットＳ１〜Ｓｎに分割し、データ信号を送信する際に複数のスロットを用いる多重通信を採用することによって、送信タイミングの待ち時間を短縮している。

さらに映像信号や音声信号といったデータ信号は、一般にパケットの伝送周期が規格、仕様等によって規定された所定周期（以降、基準伝送周期と称す）に設定されているが、雑音の周期とは必ずしも一致しない。このような映像信号や音声信号といった周期性データ信号と、ファイル転送等の不規則に発生するバーストデータ信号とが混在しても、複数のスロットを用いて送信することによって、各データ信号を適切なタイミングで送信することができる。

また、雑音周期検出部１ｎ，２ｎは、雑音相関値の極大タイミングｔｐに基づいて、通信線Ｌ上の雑音の周期Ｔｎを抽出するのであるが、雑音源は複数存在することが多く、周期の異なる複数パターンの雑音が混在するため、雑音相関値の極大タイミングｔｐの周期以外でも雑音が存在する場合がある。そして、雑音相関値の極大タイミングｔｐの周期以外でも、データ信号を送信する際に適切な周期が存在する場合がある。例えば、雑音周期検出部１ｎ，２ｎは、雑音相関値から、周期の異なる複数パターンの雑音の周期を検出し、これらの周期が互いに異なる複数パターンの雑音のうち、映像信号や音声信号といったデータ信号の基準伝送周期に最も近い雑音の周期を抽出してもよい。そして、通信制御部１ａ，２ａは、基準伝送周期に最も近い雑音周期の１周期のうち、雑音の相関値が予め決められた閾値Ｎｂより小さい期間である低雑音期間を検出し、この低雑音期間を複数のスロットに分割してデータ信号の送信に用いることによって、送信タイミングの待ち時間をより短縮できる。雑音周期と基準伝送周期とがかけ離れていると、映像信号、音声信号等のそれぞれに適切なスロットを割り当てるスケジューリングが複雑になるが、当該構成によりスケジューリングが単純化される。

さらに、雑音相関値の極大タイミングｔｐの周期が短い場合には、スロットの数が少ないために、複数の通信装置が互いに異なるスロットを用いる多重通信を行うことが困難になる。しかし、上記のように基準伝送周期に近い雑音周期を抽出することによって、スロットの数を確保でき、多重通信を実現することが可能となる。なお、周期が互いに異なる複数パターンの雑音から抽出するいずれか１つの雑音の周期は、上記基準伝送周期に限らず、所定範囲内の周期である雑音の周期を抽出して、スロットの数を確保してもよい。

また、送信側の通信装置によって検出された低雑音周期Ｔｃが、受信側の通信装置において雑音の低いタイミングに一致しない場合、送信側の通信装置が低雑音周期Ｔｃでの送信を繰り返し行っても、通信成功率は改善されないことがある。そこで、通信装置１，２が下記構成を備えていてもよい。

まず、通信装置１，２の通信制御部１ａ，２ａは、スロットを用いたデータ信号を受信した際に、受信したスロットに対する受信確認信号を送信元の通信装置へ返信する。受信確認信号を受信した通信装置１，２は、スロットＳ１〜Ｓｎ毎に通信成功率を算出する。この通信成功率は、過去の一定期間においてスロットＳ１〜Ｓｎ毎に受信確認信号の返信があった回数を、過去の一定期間におけるスロットＳ１〜Ｓｎ毎の全送信回数で除した値である。そして、通信制御部１ａ，２ａは、今回の送信に用いたスロットの通信成功率が所定値以上を維持しておれば、次回の通信においても同じスロットを用い、今回の送信に用いたスロットの通信成功率が所定値を下回れば、次回の通信では当該スロットを用いず、通信成功率が所定値以上である他のスロットを用いる。

したがって、あるスロットを用いたデータ信号送信時の通信成功率が低い場合は、他のスロットを用いて送信することによって、送信タイミングが受信側の通信装置において雑音の低いタイミングに一致する確率が向上し、通信エラーを低減することができる。

また、通信装置１，２の通信制御部１ａ，２ａは、送信先の通信装置へデータ信号を送信する際に、スロットＳ１〜Ｓｎのうち、所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いてもよい。例えば、データ信号として複数のパケットを、１０間隔以上離れた複数のスロットを用いて送信する場合、ｋ番目のパケットをスロットＳ１を用いて送信し、ｋ＋１番目のパケットをスロットＳ２５を用いて送信し、ｋ＋２番目のパケットをスロットＳ４０を用いて送信する。

映像信号や音声信号といったデータ信号は、伝送遅延を避けるために再送処理を行わない場合が多い。しかし、上記のように所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いてデータ信号を送信することによって、特定のスロットは通信成功率が低くても、タイミングが離れた別のスロットでは通信成功率が高くなる可能性があり、受信側の通信装置でのデータ抜けを抑制できる。

また、本発明における通信装置の数は２台に限定されるものではなく、３台以上の通信装置が通信線Ｌに接続して互いに通信を行う構成でもよく、この場合も上記各実施形態の構成を備えることによって、上記同様の効果を得ることができる。

また、送信側の通信装置が検出した低雑音周期Ｔｃが、受信側の通信装置において雑音の低いタイミングに一致しない場合があり、送信側の通信装置が、低雑音周期Ｔｃでデータ信号を送信先の複数の通信装置へマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信しても、受信側の通信装置によっては、データ信号を受信可能な装置と受信不可能な装置とが発生する。しかしながら、データ信号を単純に周期的に３回連続して送信したとしても、ある受信側の通信装置にとって高雑音である周期に重なると、受信成功率は向上しない。

そこで、通信装置の通信制御部は、データ信号を送信先の複数の通信装置へマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信する際に、スロットＳ１〜Ｓｎのうち、所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いてもよい。例えば、１０間隔以上離れた複数のスロットを用いてマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信する場合、スロットＳ１、スロットＳ２５、スロットＳ４０を用いて同一パケットを送信する。このように送信側の通信装置における低雑音周期Ｔｃ内で、所定の時間間隔以上離れた複数のスロットを用いて同一パケットを一斉送信することによって、受信側の通信装置の受信成功率が向上する。

実施形態１の通信システムの構成を示す図である。同上のデータ信号の送信タイミングを示す図である。同上のデータ信号のフォーマットを示す図である。実施形態２の通信システムの構成を示す図である。同上のデータ信号のフォーマットを示す図である。実施形態３の通信システムの構成を示す図である。同上のデータ信号の送信タイミングを示す図である。実施形態４の通信システムの構成を示す図である。実施形態５，６の通信システムの構成を示す図である。（ａ）〜（ｃ）同上の雑音振幅、雑音相関値の関係、スロット分割の構成を示す図である。

１通信装置
１ａ通信制御部
１ｂ送信部
１ｃ受信部
１ｄ雑音振幅検出部
２通信装置
２ａ通信制御部
２ｂ送信部
２ｃ受信部
２ｄ雑音振幅検出部
Ｌ通信線

Claims

伝送路を介してデータ信号を送信する送信部と、伝送路を介してデータ信号を受信する受信部と、送信部および受信部の各動作を制御する通信制御部とで構成される複数の通信装置が伝送路に接続され、複数の通信装置が互いにデータ通信を行う通信システムにおいて、
通信装置は、伝送路上の雑音の振幅を測定する雑音振幅検出部と、伝送路上にデータ信号がない場合に伝送路上の雑音の相関値を算出する相関演算部と、相関値が極大となるタイミングから伝送路上の雑音の周期を抽出する雑音周期検出部とを備え、
通信制御部は、雑音の１周期内で相関値が所定の閾値より小さくなる期間を所定時間幅の複数のスロットに分割し、１乃至複数のスロットを用いて送信部によるデータ信号の送信を行う
ことを特徴とする通信システム。
前記雑音周期検出部は、前記相関演算部が算出した相関値に基づいて伝送路上の雑音の周期を複数パターン検出し、当該複数パターンの雑音周期から、所定範囲内の雑音周期を選択することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
第１の通信装置の受信部が、第２の通信装置からスロットを用いたデータ信号を受信すると、第１の通信装置の通信制御部は、受信したスロットに対応する受信確認信号を送信部によって返信し、
第２の通信装置の通信制御部は、受信確認信号の受信回数に基づいて、各スロットにおける送信成功率を算出し、送信成功率が所定値を上回るスロットは次回の送信に用い、送信成功率が所定値を下回るスロットは次回の送信に用いない
ことを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
前記通信制御部は、複数のスロットのうち、所定の時間間隔以上離れた２つ以上のスロットを用いて送信部によるデータ信号の送信を行うことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の通信システム。
前記通信制御部は、ブロードキャストまたはマルチキャスト通信を行う場合、複数のスロットのうち、所定の時間間隔以上離れた２つ以上のスロットを用いて送信部による同一データ信号の送信を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通信システム。