JP5414802B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信技術に関し、特に近距離無線通信に使用される無線通信装置に関する。
従来の近距離通信では、通信の際にマルチパスが発生しないと想定しているものがある。通信装置は、通信相手との接触を検出する接触検出部を有しており、接触検出時は近距離通信とみなし、マルチパスに弱いがデータレートは高い無線通信方式で通信装置が高速伝送を行う。一方、通信装置は、接触非検出時は非近距離通信とみなし、安定性を重視し、マルチパスに強いがデータレートは低い無線通信方式で低速伝送を行う(例えば、特許文献1参照)。
しかし、ミリ波などキャリア周波数が高い場合は伝搬損失が高く、さらに近距離における通信でもマルチパスが発生して通信が不安定になる可能性がある。よって接触検出時に高速伝送により通信を行っていても通信装置は実質的に高速伝送ができていないことがある。逆に、接触非検出時には、安定性を重視して低速伝送で通信装置は通信を行うが、実際には高速伝送で通信することが可能な場合もあり、このような場合には低速伝送から高速伝送に切り替えて対応できない問題がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、近距離でマルチパスが発生する場合でも高速伝送と安定性を重視した低速伝送とを状況に応じて使い分けることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本実施形態に係る無線通信装置は、通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信装置であって、前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定する判定部と、前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定する第1設定部と、前記上位レイヤから指示信号が通知され、前記通信相手と通信を行う場合、かつ前記第1パラメータで無線通信を行っているときに前記品質が前記第1閾値より低いと判定された場合、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定する第2設定部と、前記第1設定部又は前記第2設定部が設定したパラメータで前記無線通信を行う無線部と、を具備し、前記無線通信の開始時は、前記第1パラメータで前記無線通信を行い、前記通信相手との距離が第2閾値以内であれば、前記第2パラメータではなく前記第1パラメータで前記無線通信を行なうことを特徴とする。
また、本実施形態に係る無線通信装置は、通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信装置であって、前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定する判定部と、前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定する第1設定部と、前記通信相手との距離が一定以内になったことを示す近接検出信号又は前記指示信号を受け取ってから第1期間経過まで時間を計測するタイマー部と、前記判定部により前記信号の信号品質が前記第1閾値より低いと判定され、かつ前記時間が前記第1期間を経過した場合に、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定する第2設定部と、前記第1設定部又は前記第2設定部が設定したパラメータで無線通信を行う無線部と、を具備し、前記タイマー部は、前記近接検出信号を検出してから第2期間を計測し、前記指示信号を検出してから第3期間を計測し、前記近接検出信号のみを受け取った場合は前記第2期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、前記指示信号のみを受け取った場合は前記第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、該近接検出信号と該指示信号とを受け取った場合は、該第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測することを特徴とする。
本発明の無線通信装置によれば、近距離でマルチパスが発生する場合でも高速伝送と安定性を重視した低速伝送とを状況に応じて使い分けることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
(第1の実施形態)
本実施形態に係る無線通信装置の使用例について図1を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る無線通信装置は端末101および親局102において使用されることを想定し、(A)は、端末101と親局102とを近づけて数秒で転送(以下、瞬時転送ともいう)する場合を示す。端末101としては、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)などが考えられる。親局102は、本実施形態ではテキストおよび映像などのコンテンツデータを格納し、端末の要求に応じて送信する機器である。具体的には、自動改札機、TVなどが考えられる。(A)に示す例は、端末101および親局102は共にNFC(Near Field Communication)を有し、親局102から小さなサイズのテキストデータを端末101へ瞬時転送される場合であり、瞬時転送できる通信距離は機器間の距離が数十センチを想定している。
本実施形態に係る無線通信装置の使用例について図1を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る無線通信装置は端末101および親局102において使用されることを想定し、(A)は、端末101と親局102とを近づけて数秒で転送(以下、瞬時転送ともいう)する場合を示す。端末101としては、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)などが考えられる。親局102は、本実施形態ではテキストおよび映像などのコンテンツデータを格納し、端末の要求に応じて送信する機器である。具体的には、自動改札機、TVなどが考えられる。(A)に示す例は、端末101および親局102は共にNFC(Near Field Communication)を有し、親局102から小さなサイズのテキストデータを端末101へ瞬時転送される場合であり、瞬時転送できる通信距離は機器間の距離が数十センチを想定している。
(B)は、端末101と親局102とを近づけて、ユーザが端末101のボタンを押して瞬時転送する場合を示す。親局102はNFCを有しておらず、端末101のボタンを押下するなど特定の動作をトリガーとして、親局102からwebコンテンツなど比較的小さなサイズのデータが端末101へ瞬時転送される場合を想定している。
(C)は、端末101と親局102とを近づけてボタンを押下し、通信を開始してから端末101を少し離して数分で転送する場合を示す。親局102は、(B)同様NFCを有していない。また、親局102から映像コンテンツなど比較的大きなサイズのデータが転送されることを想定しているため、ユーザが端末101を持った状態でボタンを押下し、その後端末101を他の場所に置いてユーザは端末101から離れることが考えられる。この場合、ユーザが端末101を持っているときには通信状態が良く高速に通信することが可能であるが、その位置からずれて、端末101を他の場所に置いたときには通信状態が悪くなる状況を想定している。
なお、図1では端末101と親局102との通信において、親局102からデータを送信し、端末101がコンテンツなどのデータを受信することを想定しているが、これに限らず、端末101からコンテンツなどのデータを送信し、親局102がこのデータを受信してもよい。また、端末101同士や、PC、情報KIOSK(登録商標)など、他のデジタル機器間によりデータを送受信してもよい。
なお、図1では端末101と親局102との通信において、親局102からデータを送信し、端末101がコンテンツなどのデータを受信することを想定しているが、これに限らず、端末101からコンテンツなどのデータを送信し、親局102がこのデータを受信してもよい。また、端末101同士や、PC、情報KIOSK(登録商標)など、他のデジタル機器間によりデータを送受信してもよい。
次に、本実施形態に係る無線通信装置の構成について図2を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る無線通信装置200は、起動部201、高速モードパラメータ設定部202、無線部203、閾値設定部204、閾値判定部205、および低速モードパラメータ設定部206を含む。
本実施形態に係る無線通信装置200は、起動部201、高速モードパラメータ設定部202、無線部203、閾値設定部204、閾値判定部205、および低速モードパラメータ設定部206を含む。
起動部201は、外部から近接検出信号および指示信号の少なくともいずれかが入力されたときに起動信号を出力する。近接検出信号は、通信機器間の距離が一定距離以内に近づくことにより通信が開始される距離を示す近接距離に、通信機器間の距離が達したことを検出する信号である。指示信号は、通信機器に対する特定の指示を検出する信号である。具体的には、ボタンの押下などユーザからの機器に対する特定の操作を検出する信号、または他のシステムにより自動的に起動するような指示が本無線通信装置に与えられる場合に、その指示を検出する信号である。これら2つの信号は、上位レイヤを介して無線通信装置に送られる信号であり2つの信号を合わせて指示信号とする。近接検出信号および指示信号は図4を参照して後述する。
高速モードパラメータ設定部202は、起動部201から起動信号を受け取り、高速モードのパラメータ設定値を設定する。高速モードは、シンボルレートやデータレートが高いが通信耐性は弱めに設定されており高速伝送が可能な設定を示す。高速モードの設計については図5から図9までを参照して後述する。
無線部203は、高速モードパラメータ設定部202から高速モードのパラメータ設定値を受け取り、パラメータ設定値に基づいて高速モードで無線通信を行う。また、所定の間隔で信号品質を算出する。信号品質は、通信の伝搬状態を示す指標であり、図3を参照して後述する。また、無線部203は、後述する低速モードパラメータ設定部206から低速モードのパラメータ設定値を受け取ったときは、低速モードのパラメータ設定値に基づいて高速モードから低速モードに切り替えて無線通信を行う。低速モードは、高速モードと比較してシンボルレートやデータレートは低いが、高速モードよりも通信耐性が高く安定して通信を行うことができる低速伝送の設定を示す。低速モードの設計については後に詳細に説明する。
閾値設定部204は、無線通信を高速モードで行うかまたは低速モードで行うかを判定するための信号品質の閾値を設定する。
閾値判定部205は、無線部203から信号品質を、閾値設定部204から閾値をそれぞれ受け取り、信号品質が劣化しているかどうか、すなわち信号品質が閾値よりも低いかどうかを判定して判定値を算出する。
低速モードパラメータ設定部206は、信号品質が劣化していると閾値判定部205が判定したとき、閾値判定部205から信号品質が閾値よりも低いことを示す判定値を受け取り、かつ、ユーザ操作の検出信号を受け取った場合に低速モードのパラメータ設定値を設定する。
閾値判定部205は、無線部203から信号品質を、閾値設定部204から閾値をそれぞれ受け取り、信号品質が劣化しているかどうか、すなわち信号品質が閾値よりも低いかどうかを判定して判定値を算出する。
低速モードパラメータ設定部206は、信号品質が劣化していると閾値判定部205が判定したとき、閾値判定部205から信号品質が閾値よりも低いことを示す判定値を受け取り、かつ、ユーザ操作の検出信号を受け取った場合に低速モードのパラメータ設定値を設定する。
ここで、本実施形態における無線通信で使用するフレームフォーマットについて図3を参照して詳細に説明する。
端末101および親局102の間では、データパケット(DATA)301と応答パケット(ACK)305とがIFS(Inter Frame Space)と呼ばれる間隔を空けて相互に通信される。データパケット301は、プリアンブル(preamble)302と、PHYヘッダー303と、データ本体304とを含む。応答パケット305は、同様に、プリアンブル306と、PHYヘッダー307と、ACK本体308とを含む。データパケット301のPHYヘッダー303および応答パケットのPHYヘッダー307にはそれぞれ、高速モードと低速モードとを識別するためのフラグである、「高速モードフラグ:0」と「低速モードフラグ:1」とが設定される。
端末101および親局102の間では、データパケット(DATA)301と応答パケット(ACK)305とがIFS(Inter Frame Space)と呼ばれる間隔を空けて相互に通信される。データパケット301は、プリアンブル(preamble)302と、PHYヘッダー303と、データ本体304とを含む。応答パケット305は、同様に、プリアンブル306と、PHYヘッダー307と、ACK本体308とを含む。データパケット301のPHYヘッダー303および応答パケットのPHYヘッダー307にはそれぞれ、高速モードと低速モードとを識別するためのフラグである、「高速モードフラグ:0」と「低速モードフラグ:1」とが設定される。
本実施形態における無線通信装置200の起動部201への入力信号の一例、および無線部203が出力する信号品質の一例について図4を参照して詳細に説明する。
近接検出信号を得る方法としては、例えば、NFCよる検出、RFID(Radio Frequency IDentification)による検出、接触センサによる検出、および磁気センサによる検出がある。これらの方法は一般的に用いられている方法であるため、ここでの具体的な説明は省略するが、これらの方法のうちいずれか1つを用いるか、またはこれらの方法のうち複数を組み合わせて近接検出信号を生成すればよい。指示信号を得る方法としては、例えば、ユーザが特定のボタンを押下することにより指示信号を生成してもよいし、音声認識により指示信号を生成してもよい。また、上位のアプリケーション(上位レイヤ)に、ある日時になると本無線通信装置に通信を行わせるような指示を組み込んで、これを指示信号として起動部201へ送ってもよい。
近接検出信号を得る方法としては、例えば、NFCよる検出、RFID(Radio Frequency IDentification)による検出、接触センサによる検出、および磁気センサによる検出がある。これらの方法は一般的に用いられている方法であるため、ここでの具体的な説明は省略するが、これらの方法のうちいずれか1つを用いるか、またはこれらの方法のうち複数を組み合わせて近接検出信号を生成すればよい。指示信号を得る方法としては、例えば、ユーザが特定のボタンを押下することにより指示信号を生成してもよいし、音声認識により指示信号を生成してもよい。また、上位のアプリケーション(上位レイヤ)に、ある日時になると本無線通信装置に通信を行わせるような指示を組み込んで、これを指示信号として起動部201へ送ってもよい。
また、閾値判定部205において閾値判定に用いられる、無線部203から出力される信号品質の一例としては、チャネル推定値の時間応答、チャネル推定値の周波数応答、周波数オフセット、受信パケット誤り数、および送信パケット誤り数が挙げられる。
チャネル推定値の時間応答を閾値判定に用いる場合は、マルチパスに起因する遅延波の最大遅延時間に対して閾値を設定し、最大遅延時間が閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
チャネル推定値の周波数応答を閾値判定に用いる場合は、マルチパスに起因する周波数応答の振幅値の最大値と最小値との差に対して閾値を設定し、この差が閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
チャネル推定値の時間応答を閾値判定に用いる場合は、マルチパスに起因する遅延波の最大遅延時間に対して閾値を設定し、最大遅延時間が閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
チャネル推定値の周波数応答を閾値判定に用いる場合は、マルチパスに起因する周波数応答の振幅値の最大値と最小値との差に対して閾値を設定し、この差が閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
周波数オフセット推定値を閾値判定に用いる場合は、無線通信装置間のクロック周波数の差(ずれ)に対して閾値を設定し、クロック周波数の差が大きくなると、OFDM方式を用いた通信では復調に対して影響を及ぼす。よって、この差が閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。周波数オフセットは、図3に示すプリアンブル302、306から推定することができる。
受信パケット誤り数または送信パケット誤り数を閾値判定に用いる場合、受信パケット誤り数または送信パケット誤り数がある閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
受信パケット誤り数または送信パケット誤り数を閾値判定に用いる場合、受信パケット誤り数または送信パケット誤り数がある閾値を超えたときに低速モードへ切り替えるトリガーとする。
ここで、高速モードのパラメータ設定値の設計内容について図5から図9までを参照して詳細に説明する。
無線部203で使用するキャリア周波数がミリ波帯であり、無線部203のアンテナが機器に内蔵されており、通信範囲は10cm程度を想定している。変調方式は、FFT(fast Fourier transform)サイズ64ポイントのOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)である。OFDMのガードインターバル長は、後述する図21の測定結果を考慮して2ナノ秒以上とする。ガードインターバル長を不必要に大きくするとデータレートの低下につながり好ましくない。そこで、本実施形態では、ガードインターバル長の上限を6.4ナノ秒とする。以下に根拠を説明する。
無線部203で使用するキャリア周波数がミリ波帯であり、無線部203のアンテナが機器に内蔵されており、通信範囲は10cm程度を想定している。変調方式は、FFT(fast Fourier transform)サイズ64ポイントのOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)である。OFDMのガードインターバル長は、後述する図21の測定結果を考慮して2ナノ秒以上とする。ガードインターバル長を不必要に大きくするとデータレートの低下につながり好ましくない。そこで、本実施形態では、ガードインターバル長の上限を6.4ナノ秒とする。以下に根拠を説明する。
ガードインターバルのポイント数はデジタル信号処理の並列数の整数倍とするのが設計上望ましい。一方、電波法で規定された60GHz帯1チャネル分の信号帯域は2.5GHzであることから、サンプリングレートとして2.5GHz(0.4ナノ秒)を想定するのが適当である。この場合、デジタル信号処理の並列数はせいぜい16パラレル(156.25MHz)が現実的と考えられる。したがって、ガードインターバル長の上限を0.4ナノ秒×16ポイント=6.4ナノ秒としている。ここで、図5に高速モードにおけるフレームのパラメータを示す。IFSの長さを2マイクロ秒に設定し、ガードインターバル(GI)501を3.2ナノ秒、有効シンボル502が16ポイント(6.4ナノ秒)から128ポイント(51.2ナノ秒)までとする。
また、FFTポイント数を64ポイントとすることが低消費電力化と高速化の観点で最適である理由を説明する。
FFTポイント数に応じた伝送効率の比較について図6に示す。ここでは、サンプリングレートとして2.5GHz、サブキャリア変調としてQPSKを用いる。また、高速に通信を行うことを目的としているため誤り訂正符号化は行わない。なお、データサブキャリア数は、図7に示すように、信号帯域端のサブキャリアの3番目のサイドローブレベルがFFTポイント数によらず同じになるように調整している。
図6には、FFTのポイント数に対して、データサブキャリア(Data SC)数、DC成分のヌルサブキャリア(DC SC)数、およびQPSKにおける1シンボル当たりのビット数をそれぞれ対応させて示している。FFTポイント数が少ないほど、伝送効率が落ち、高速伝送が困難になることが分かる。
FFTポイント数に応じた伝送効率の比較について図6に示す。ここでは、サンプリングレートとして2.5GHz、サブキャリア変調としてQPSKを用いる。また、高速に通信を行うことを目的としているため誤り訂正符号化は行わない。なお、データサブキャリア数は、図7に示すように、信号帯域端のサブキャリアの3番目のサイドローブレベルがFFTポイント数によらず同じになるように調整している。
図6には、FFTのポイント数に対して、データサブキャリア(Data SC)数、DC成分のヌルサブキャリア(DC SC)数、およびQPSKにおける1シンボル当たりのビット数をそれぞれ対応させて示している。FFTポイント数が少ないほど、伝送効率が落ち、高速伝送が困難になることが分かる。
さらに、FFTポイント数に対する受信FFT処理の総演算量の比較について図8に示す。図8に示すように、64ポイントFFTと32ポイントFFT(ともにDC成分のヌルサブキャリア数は1)が受信FFT処理の総演算量の観点で最適であることが分かる。
さらに、FFTポイント数に対する実効速度の比較について図9に示す。64ポイントFFTと32ポイントFFTとを比較すると64ポイントFFTの方が実効速度の観点で最適であることが分かる。よってFFTポイント数として64ポイントが最適である。
さらに、FFTポイント数に対する実効速度の比較について図9に示す。64ポイントFFTと32ポイントFFTとを比較すると64ポイントFFTの方が実効速度の観点で最適であることが分かる。よってFFTポイント数として64ポイントが最適である。
次に、低速モードの設計について説明する。低速モードは、高速モード同様64ポイントFFTを用いるOFDMを使用する。
低速モードの例としては、以下の3つが挙げられる。
a)誤り訂正符号化の符号化率を下げる
b)同一のデータを繰り返し送る
c)マルチパスの影響を受けているサブキャリアを使用しない
a)の誤り訂正符号化の符号化率を下げる具体例としては、畳み込み符号の場合は、パンクチャ処理を行わない方法があり、リードソロモン符号の場合は、符号化長またはデータ長を短くする方法がある。
低速モードの例としては、以下の3つが挙げられる。
a)誤り訂正符号化の符号化率を下げる
b)同一のデータを繰り返し送る
c)マルチパスの影響を受けているサブキャリアを使用しない
a)の誤り訂正符号化の符号化率を下げる具体例としては、畳み込み符号の場合は、パンクチャ処理を行わない方法があり、リードソロモン符号の場合は、符号化長またはデータ長を短くする方法がある。
また、b)同一のデータを繰り返す例としては、OFDMシンボルレペティション、サブキャリアレペティションが挙げられる。OFDMシンボルレペティションは、連続する少なくとも2つ以上のOFDMシンボルを同じにする。サブキャリアレペティションは、OFDMシンボル内の少なくとも2つ以上のサブキャリアのシンボルを同じにする。
c)マルチパスの影響を受けているサブキャリアを使用しない例としては、連続するサブキャリア単位を使用しない方法と、一定間隔のサブキャリア単位を使用しない方法が考えられる。具体的には、サブキャリアに「1」、「2」、・・・、「63」と番号が振られていると仮定する。連続するサブキャリア単位を使用しない場合は、「1」、「2」、・・・、「8」までを使用しないとする。一方、一定間隔のサブキャリア単位を使用しない場合は「1」、「9」、「17」、・・・、「56」までを使用しないとすることもできる。なお、上述した低速モードの例a)からc)のうち、低速モードとして使用する方法は1つだけに限らず、これらを組みあわて用いてもよい。
図10に本実施形態に係る無線通信装置200の動作のフローチャートを示す。
図10(a)は端末101側の動作を示し、図10(b)は親局102側の動作を示す。ここでは、親局102から端末101へデータが転送される場合について説明する。まず、端末101の動作について図10(a)のフローチャートを参照して詳細に説明する。
始めに、無線通信装置200に係る端末101は、起動部201に近接検出信号および指示信号のいずれかが入力された時に起動する。
図10(a)は端末101側の動作を示し、図10(b)は親局102側の動作を示す。ここでは、親局102から端末101へデータが転送される場合について説明する。まず、端末101の動作について図10(a)のフローチャートを参照して詳細に説明する。
始めに、無線通信装置200に係る端末101は、起動部201に近接検出信号および指示信号のいずれかが入力された時に起動する。
ステップS1001では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1002では、無線部203が通信相手(ここでは、親局102)からの接続要求パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。パケットを正常に受信できた場合はステップS1003へ進み、パケットを受信できない場合は、パケットを受信するまでステップS1002を繰り返す。
ステップS1003では、無線部203が通信相手にコンテンツ要求パケットを送信する。
ステップS1004では、無線部203がデータパケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。データパケットを正常に受信できなかった場合はステップS1005へ進み、データパケットを正常に受信できた場合はステップS1006へ進む。初めてステップS1004を処理するときは、nは1である。
ステップS1002では、無線部203が通信相手(ここでは、親局102)からの接続要求パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。パケットを正常に受信できた場合はステップS1003へ進み、パケットを受信できない場合は、パケットを受信するまでステップS1002を繰り返す。
ステップS1003では、無線部203が通信相手にコンテンツ要求パケットを送信する。
ステップS1004では、無線部203がデータパケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。データパケットを正常に受信できなかった場合はステップS1005へ進み、データパケットを正常に受信できた場合はステップS1006へ進む。初めてステップS1004を処理するときは、nは1である。
ステップS1005では、無線部203が正常に受信できなかったデータパケットが最初のデータパケット(データパケット#1)であるかどうかを判定する。最初のデータパケットである場合はステップS1002へ戻り、ステップS1002からステップS1004まで上述した処理を繰り返す。最初のデータパケットでない場合は、データパケットを正常に受信するまでステップS1004の処理を繰り返す。
ステップS1006では、閾値判定部205が、無線部203からの信号品質と閾値設定部204からの閾値とを比較して、信号品質が閾値よりも低いかどうかを判定する。信号品質が閾値よりも低い場合は、ステップS1007へ進む。信号品質が閾値以上である場合は、ステップS1009へ進む。
ステップS1006では、閾値判定部205が、無線部203からの信号品質と閾値設定部204からの閾値とを比較して、信号品質が閾値よりも低いかどうかを判定する。信号品質が閾値よりも低い場合は、ステップS1007へ進む。信号品質が閾値以上である場合は、ステップS1009へ進む。
ステップS1007では、低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取ったかどうかを判定する。無線通信装置200が指示信号を受け取った場合は、ステップS1008へ進む。無線通信装置200が指示信号を受け取っていない場合は、ステップS1009へ進む。
ステップS1008では、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1009では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1010では、無線部203がデータパケットの受信を全て終了したかどうかを判定する。データパケットの受信が全て終了していない場合はステップS1011においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1004へ戻り、データパケットを全て受信するまでステップS1004からステップS1009までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
ステップS1008では、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1009では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1010では、無線部203がデータパケットの受信を全て終了したかどうかを判定する。データパケットの受信が全て終了していない場合はステップS1011においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1004へ戻り、データパケットを全て受信するまでステップS1004からステップS1009までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
次に、親局102側の動作を図10(b)のフローチャートを参照して詳細に説明する。
ステップS1051では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1052では、無線部203が通信相手(ここでは、端末101)に接続要求パケットを送信する。
ステップS1053では、無線部203が通信相手からのコンテンツ要求パケットを正常に受信したかどうかを判定する。コンテンツ要求パケットを正常に受信した場合は、ステップS1054へ進む。コンテンツ要求パケットを正常に受信していない場合は、ステップS1052へ戻り、同様の処理を繰り返す。
ステップS1054では、nを1に設定する。
ステップS1055では、無線部203が通信相手にデータパケットをnから順に送信する。初めてステップS1055を処理するときは、nは1である。
ステップS1051では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1052では、無線部203が通信相手(ここでは、端末101)に接続要求パケットを送信する。
ステップS1053では、無線部203が通信相手からのコンテンツ要求パケットを正常に受信したかどうかを判定する。コンテンツ要求パケットを正常に受信した場合は、ステップS1054へ進む。コンテンツ要求パケットを正常に受信していない場合は、ステップS1052へ戻り、同様の処理を繰り返す。
ステップS1054では、nを1に設定する。
ステップS1055では、無線部203が通信相手にデータパケットをnから順に送信する。初めてステップS1055を処理するときは、nは1である。
ステップS1056では、無線部203が通信相手から応答パケットを正常に受信したかどうかを判定する。応答パケットを正常に受信した場合は、ステップS1057へ進み、応答パケットを正常に受信していない場合は、応答パケットを受信するまでステップS1055の処理を繰り返す。
ステップS1057では、無線部203が高速モードから低速モードに切り替えるかどうかの判定を行う。この判定は、例えば図3に示すPHYヘッダーのフラグが低速モードを示すかどうかにより行う。フラグが低速モードを示す場合は、ステップS1058に進み、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードへ行うように切り替える。フラグが低速モードを示さない場合は、ステップS1059へ進む。
ステップS1059では、無線部203が全てのデータを送信したかどうかを判定する。全てのデータを送信していない場合、ステップS1060においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1055からステップS1058まで同様の処理を繰り返す。全てのデータを送信した場合は、最初の状態(ステップS1051)へ戻る。
ステップS1057では、無線部203が高速モードから低速モードに切り替えるかどうかの判定を行う。この判定は、例えば図3に示すPHYヘッダーのフラグが低速モードを示すかどうかにより行う。フラグが低速モードを示す場合は、ステップS1058に進み、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードへ行うように切り替える。フラグが低速モードを示さない場合は、ステップS1059へ進む。
ステップS1059では、無線部203が全てのデータを送信したかどうかを判定する。全てのデータを送信していない場合、ステップS1060においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1055からステップS1058まで同様の処理を繰り返す。全てのデータを送信した場合は、最初の状態(ステップS1051)へ戻る。
ここで、信号品質の具体例として、受信パケット誤り数を用いて閾値判定をおこなう場合の端末の動作について図11を参照して詳細に説明する。
ステップS1101からステップS1103までの処理は、図10(a)に示すステップS1001からステップS1003までの処理と同様であるためここでの説明を省略する。
ステップS1104では、エラーカウンター(err)を0に設定する。
ステップS1105では、無線部203が通信相手からデータパケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。データパケットを正常に受信できた場合、ステップS1108へ進み、データパケットを正常に受信できなかった場合、ステップS1106へ進む。
ステップS1101からステップS1103までの処理は、図10(a)に示すステップS1001からステップS1003までの処理と同様であるためここでの説明を省略する。
ステップS1104では、エラーカウンター(err)を0に設定する。
ステップS1105では、無線部203が通信相手からデータパケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。データパケットを正常に受信できた場合、ステップS1108へ進み、データパケットを正常に受信できなかった場合、ステップS1106へ進む。
ステップS1106では、エラーカウンターを1つインクリメントする。
ステップS1107では、無線部203が正常に受信できなかったデータパケットが最初のデータパケットであるかどうかを判定する。最初のデータパケットである場合は、ステップS1102へ戻り、ステップS1102からステップS1106まで上述した処理を繰り返す。最初のデータパケットでない場合は、データパケットを正常に受信するまでステップS1105の処理を繰り返す。すなわち、最初のデータパケット(#1)以外のデータパケット(#2)以降は、データパケットが受信できなければエラーカウンターがインクリメントされ続けることになる。
ステップS1108では、閾値判定部205が、無線部203からの受信したデータパケットのエラーカウンターのカウント数と閾値設定部204からの閾値とを比較して、エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きいかどうかを判定する。エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きい場合は、ステップS1109へ進む。エラーカウンターのカウント数が閾値以下である場合は、ステップS1111へ進む。
ステップS1107では、無線部203が正常に受信できなかったデータパケットが最初のデータパケットであるかどうかを判定する。最初のデータパケットである場合は、ステップS1102へ戻り、ステップS1102からステップS1106まで上述した処理を繰り返す。最初のデータパケットでない場合は、データパケットを正常に受信するまでステップS1105の処理を繰り返す。すなわち、最初のデータパケット(#1)以外のデータパケット(#2)以降は、データパケットが受信できなければエラーカウンターがインクリメントされ続けることになる。
ステップS1108では、閾値判定部205が、無線部203からの受信したデータパケットのエラーカウンターのカウント数と閾値設定部204からの閾値とを比較して、エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きいかどうかを判定する。エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きい場合は、ステップS1109へ進む。エラーカウンターのカウント数が閾値以下である場合は、ステップS1111へ進む。
ステップS1109では、低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取ったかどうかを判定する。低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取った場合は、ステップS1110へ進む。低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取っていない場合は、ステップS1111へ進む。
ステップS1110では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1111では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1112では、無線部203がデータの受信を全て終了したかどうかを判定する。データの受信を全て終了していない場合はステップS1113においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1105へ戻り、全てのデータを受信するまでステップS1105からステップS1111までの処理を繰り返す。
ステップS1110では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1111では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1112では、無線部203がデータの受信を全て終了したかどうかを判定する。データの受信を全て終了していない場合はステップS1113においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1105へ戻り、全てのデータを受信するまでステップS1105からステップS1111までの処理を繰り返す。
次に、端末101から親局102へデータが転送される場合についての端末101および親局102の動作を図12(a)および図12(b)のフローチャートを参照して詳細に説明する。始めに、端末101の動作について図12(a)のフローチャートを参照して説明する。
端末101は、図10(a)に示す場合と同様、起動部201に近接検出信号およびボタン押下検出信号のいずれかが入力された時に起動する。
ステップS1201では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
端末101は、図10(a)に示す場合と同様、起動部201に近接検出信号およびボタン押下検出信号のいずれかが入力された時に起動する。
ステップS1201では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1202では、無線部203が通信相手に接続要求パケットを送信する。
ステップS1203では、無線部203が通信相手から送信された接続許可パケットを正常に受信できたかどうかを判定する。接続許可パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1204へ進み、接続許可パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1202へ戻り、通信相手からの接続許可パケットを正常に受信するまでステップS1202を繰り返す。
ステップS1204では、nを1に設定する。
ステップS1205では、無線部203が通信相手にデータパケット(#n)を送信する。初めてステップS1205を処理するときは、nは1である。
ステップS1206では、無線部203が通信相手から応答パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。応答パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1207へ進む。応答パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1205へ戻り、再び同じデータパケットを送信する。
ステップS1203では、無線部203が通信相手から送信された接続許可パケットを正常に受信できたかどうかを判定する。接続許可パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1204へ進み、接続許可パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1202へ戻り、通信相手からの接続許可パケットを正常に受信するまでステップS1202を繰り返す。
ステップS1204では、nを1に設定する。
ステップS1205では、無線部203が通信相手にデータパケット(#n)を送信する。初めてステップS1205を処理するときは、nは1である。
ステップS1206では、無線部203が通信相手から応答パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。応答パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1207へ進む。応答パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1205へ戻り、再び同じデータパケットを送信する。
ステップS1207では、閾値判定部205が無線部203からの信号品質と閾値設定部204からの閾値とを比較して、信号品質が閾値よりも低いかどうかを判定する。信号品質が閾値よりも低い場合は、ステップS1208へ進む。信号品質が閾値以上である場合は、ステップS1210へ進む。
ステップS1208では、低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取ったかどうかを判定する。無線通信装置200が指示信号を受け取った場合は、ステップS1209へ進む。無線通信装置200が指示信号を受け取っていない場合は、ステップS1210へ進む。
ステップS1209では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1210では、無線部203がデータの送信を全て終了したかどうかを判定する。データの送信が全て終了していない場合は、ステップS1211においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1205へ戻り、データを全て送信するまでステップS1205からステップS1209までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
ステップS1208では、低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取ったかどうかを判定する。無線通信装置200が指示信号を受け取った場合は、ステップS1209へ進む。無線通信装置200が指示信号を受け取っていない場合は、ステップS1210へ進む。
ステップS1209では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1210では、無線部203がデータの送信を全て終了したかどうかを判定する。データの送信が全て終了していない場合は、ステップS1211においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1205へ戻り、データを全て送信するまでステップS1205からステップS1209までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
次に、親局102の動作について図12(b)のフローチャートを参照して詳細に説明する。
ステップS1251では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1252では、無線部203が通信相手から接続要求パケットを正常に受信したかどうかを判定する。接続許可パケットを正常に受信した場合は、ステップS1253へ進む。接続許可パケットを正常に受信できなかった場合は、正常に受信できるまでステップS1252の処理を繰り返す。
ステップS1253では、無線部203が接続許可パケットを送信する。
ステップS1251では、無線部203が、高速モードパラメータ設定部202からの高速モードパラメータにより無線通信を高速モードで行うように設定する。
ステップS1252では、無線部203が通信相手から接続要求パケットを正常に受信したかどうかを判定する。接続許可パケットを正常に受信した場合は、ステップS1253へ進む。接続許可パケットを正常に受信できなかった場合は、正常に受信できるまでステップS1252の処理を繰り返す。
ステップS1253では、無線部203が接続許可パケットを送信する。
ステップS1254では、無線部203が通信相手からn番目のデータパケットを正常に受信できたかどうかを判定する。データパケットを正常に受信できた場合は、ステップS1256へ進む。データパケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1255へ進む。初めてステップS1254を処理するときは、nは1である。
ステップS1255では、無線部203が最初のデータパケット(データパケット#1)であるかどうかを判定する。最初のデータパケットであれば、ステップS1252へ戻り、ステップS1252からステップS1254まで同様の処理を行う。最初のデータパケットでなければ、ステップS1254へ戻り、データパケットを受信するまで同様の処理を繰り返す。
ステップS1256では、無線部203が高速モードから低速モードに切り替えるかどうかの判定を行う。この判定は、図3に示すPHYヘッダーのフラグが低速モードを示すかどうかにより行い、フラグが低速モードを示す場合は、ステップS1257に進み、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。フラグが低速モードを示さない場合は、ステップS1258へ進む。
ステップS1258では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1255では、無線部203が最初のデータパケット(データパケット#1)であるかどうかを判定する。最初のデータパケットであれば、ステップS1252へ戻り、ステップS1252からステップS1254まで同様の処理を行う。最初のデータパケットでなければ、ステップS1254へ戻り、データパケットを受信するまで同様の処理を繰り返す。
ステップS1256では、無線部203が高速モードから低速モードに切り替えるかどうかの判定を行う。この判定は、図3に示すPHYヘッダーのフラグが低速モードを示すかどうかにより行い、フラグが低速モードを示す場合は、ステップS1257に進み、無線部203が低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。フラグが低速モードを示さない場合は、ステップS1258へ進む。
ステップS1258では、無線部203が通信相手に応答パケットを送信する。
ステップS1259では、無線部203が全てのデータパケットを受信したかどうかを判定する。全てのデータパケットを受信していない場合は、ステップS1260においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1254へ戻り、ステップS1254からステップS1258まで同様の処理を繰り返す。全てのデータを受信した場合は、最初の状態(ステップS1251)へ戻る。
次に、端末がデータを送信する場合に、送信パケット誤り数を信号品質として閾値判定をおこなう場合の端末の動作について図13を参照して詳細に説明する。
ステップS1301からステップS1303までは図12(a)に示すステップS1201からステップS1203までと同様の処理を行うのでここでの説明は省略する。
次に、端末がデータを送信する場合に、送信パケット誤り数を信号品質として閾値判定をおこなう場合の端末の動作について図13を参照して詳細に説明する。
ステップS1301からステップS1303までは図12(a)に示すステップS1201からステップS1203までと同様の処理を行うのでここでの説明は省略する。
ステップS1304では、エラーカウンター(err)を0に設定する。
ステップS1305では、無線部203が通信相手にデータパケット(#n)を送信する。初めてステップS1205を処理するときは、nは1である。
ステップS1306では、無線部203が通信相手から応答パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。応答パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1308へ進む。応答パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1307においてエラーカウンターを1つインクリメントしたのち、ステップS1305へ戻り、再び同じデータパケットを送信する。
ステップS1308では、閾値判定部205が、無線部203からの受信した応答パケットのエラーカウンターのカウント数と閾値設定部204からの閾値とを比較して、エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きいかどうかを判定する。エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きい場合は、ステップS1309へ進む。エラーカウンターのカウント数が閾値以下である場合は、ステップS1311へ進む。
ステップS1305では、無線部203が通信相手にデータパケット(#n)を送信する。初めてステップS1205を処理するときは、nは1である。
ステップS1306では、無線部203が通信相手から応答パケットを正常に受信できたかどうかの判定を行う。応答パケットを正常に受信できた場合は、ステップS1308へ進む。応答パケットを正常に受信できなかった場合は、ステップS1307においてエラーカウンターを1つインクリメントしたのち、ステップS1305へ戻り、再び同じデータパケットを送信する。
ステップS1308では、閾値判定部205が、無線部203からの受信した応答パケットのエラーカウンターのカウント数と閾値設定部204からの閾値とを比較して、エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きいかどうかを判定する。エラーカウンターのカウント数が閾値よりも大きい場合は、ステップS1309へ進む。エラーカウンターのカウント数が閾値以下である場合は、ステップS1311へ進む。
ステップS1309では、低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取ったかどうかを判定する。低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取った場合は、ステップS1310へ進む。低速モードパラメータ設定部206が指示信号を受け取っていない場合は、ステップS1311へ進む。
ステップS1310では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1311では、無線部203がデータの送信を全て終了したかどうかを判定する。データの送信が全て終了していない場合は、ステップS1312においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1305へ戻り、データを全て送信するまでステップS1305からステップS1309までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
ステップS1310では、無線部203が、低速モードパラメータ設定部206から低速モードパラメータを受け取ることにより、無線通信を高速モードから低速モードで行うように切り替える。
ステップS1311では、無線部203がデータの送信を全て終了したかどうかを判定する。データの送信が全て終了していない場合は、ステップS1312においてnを1つインクリメントしたのち、ステップS1305へ戻り、データを全て送信するまでステップS1305からステップS1309までの処理を繰り返す。以上で端末101側の動作を終了する。
以上に示した第1の実施形態によれば、近距離でマルチパスが発生する場合に、近接検出信号および指示信号のどちらの起動方法でも、瞬時転送(高速モード)に対応でき、かつ、検出信号が指示信号である場合は、信号品質が劣化した場合に瞬時転送よりも安定性を重視した低速モードに切り替えて対応することができる。
(第2の実施形態)
本実施形態では、タイマーを用いて一定の時間(期間)が経過した場合に高速モードから低速モードへ切り替える点が第1の実施形態と異なる。
本実施形態では、タイマーを用いて一定の時間(期間)が経過した場合に高速モードから低速モードへ切り替える点が第1の実施形態と異なる。
本実施形態に係る無線通信装置の使用例について図14を参照して詳細に説明する。
(A)および(D)は図1と同様の使用例であるためここでの説明は省略する。(B)は、端末101および親局102を近づけて通信を開始してから機器を少し離して数分で転送する場合を示す。機器間の距離が近いため高速モードでデータを転送するが、データの転送完了までに数分かかる場合では、初めの端末101と親局102との位置関係が変化することがあり、低速モードでデータを転送した方がよい場合を想定している。
(C)は、端末101のボタンを押下してから機器同士を近づけて瞬時転送する場合を示す。第1の実施形態の(C)とは異なり、先に端末101のボタンを押下してから親局102に近づけるため、始めには機器間の距離が離れるため高速モードでデータを転送するには通信状態が不安定であり、低速モードでデータを転送する方がよいとも考えられるが、徐々に機器間の距離が縮まるため、高速モードでデータを転送することが可能になる場合を想定している。
(A)および(D)は図1と同様の使用例であるためここでの説明は省略する。(B)は、端末101および親局102を近づけて通信を開始してから機器を少し離して数分で転送する場合を示す。機器間の距離が近いため高速モードでデータを転送するが、データの転送完了までに数分かかる場合では、初めの端末101と親局102との位置関係が変化することがあり、低速モードでデータを転送した方がよい場合を想定している。
(C)は、端末101のボタンを押下してから機器同士を近づけて瞬時転送する場合を示す。第1の実施形態の(C)とは異なり、先に端末101のボタンを押下してから親局102に近づけるため、始めには機器間の距離が離れるため高速モードでデータを転送するには通信状態が不安定であり、低速モードでデータを転送する方がよいとも考えられるが、徐々に機器間の距離が縮まるため、高速モードでデータを転送することが可能になる場合を想定している。
本実施形態における無線通信装置の構成について図15を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る無線通信装置1500は、第1の実施形態に係る無線通信装置200と同一の構成に、さらにタイマー1501を含む。
起動部201、高速モードパラメータ設定部202、無線部203、閾値設定部204、および、閾値判定部205は第1の実施形態と同様の動作を行う。
本実施形態に係る無線通信装置1500は、第1の実施形態に係る無線通信装置200と同一の構成に、さらにタイマー1501を含む。
起動部201、高速モードパラメータ設定部202、無線部203、閾値設定部204、および、閾値判定部205は第1の実施形態と同様の動作を行う。
タイマー1501は、タイマー1501は近接検出信号またはユーザ操作を検出する信号が入力された時にタイマー1501をリセットする。そして、タイマー1501内で設定した期間よりも時間が経過した場合に、フラグを立てて低速モードパラメータ設定部206へ送る。
低速モードパラメータ設定部206は、ユーザ操作の検出信号を受け取る代わりに、タイマー1501からフラグを受け取って低速モードのパラメータ設定値を出力する点が第1の実施形態に係る低速モードパラメータ設定部206の動作と異なる。
タイマー1501の構成の一例について図16を参照して詳細に説明する。
タイマー1501は、カウントアップタイマー1601、1602、信号判定部1603、スイッチ1604を含む。
タイマー1501は、カウントアップタイマー1601、1602、信号判定部1603、スイッチ1604を含む。
カウントアップタイマー1601、1602はそれぞれ、近接検出信号用および指示信号用のタイマーである。
カウントアップタイマー1601は、近接検出信号を受け取ったときにカウントアップタイマー1601がリセットされ、近接検出信号用の期間TSNSに達するまで時間の計測を行う。そしてカウント値が期間TSNS以上になった時にフラグを立てる。
カウントアップタイマー1602も同様に、指示信号を受け取ったときにカウントアップタイマー1602がリセットされ、指示信号用の期間TUSRに達するまで時間の計測を行う。そしてカウント値が期間TUSR以上になった時にフラグを立てる。
カウントアップタイマー1601は、近接検出信号を受け取ったときにカウントアップタイマー1601がリセットされ、近接検出信号用の期間TSNSに達するまで時間の計測を行う。そしてカウント値が期間TSNS以上になった時にフラグを立てる。
カウントアップタイマー1602も同様に、指示信号を受け取ったときにカウントアップタイマー1602がリセットされ、指示信号用の期間TUSRに達するまで時間の計測を行う。そしてカウント値が期間TUSR以上になった時にフラグを立てる。
信号判定部1603は、無線通信装置1500が近接検出信号および指示信号のどちらを受け取ったかを判定する。
スイッチ1604は、信号判定部1603から受け取った判定結果をもとに、判定結果が近接検出信号であればカウントアップタイマー1601から、フラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。一方、判定結果が指示信号であればカウントアップタイマー1602から、フラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。
スイッチ1604は、信号判定部1603から受け取った判定結果をもとに、判定結果が近接検出信号であればカウントアップタイマー1601から、フラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。一方、判定結果が指示信号であればカウントアップタイマー1602から、フラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。
なお、低速モードパラメータ設定部206に予め期間TSNS、TUSRの情報を格納しておき、カウントアップタイマー1601、1602が、それぞれ期間TSNS、TUSRに達した時点で低速モードパラメータ設定部206へフラグを送り、低速モードパラメータ設定部206において近接検出信号または指示信号のどちらのフラグであるか判定してもよい。
さらに、カウントアップタイマーを1つだけ用いて、期間を設定せずにカウントさせて、スイッチ1604が信号判定部1603からの判定結果をもとに、期間TSNS、TUSRのどちらかの期間に達した時点でフラグを低速モードパラメータ設定部206へ送ってもよい。例えば、スイッチ1604が信号判定部1603から指示信号であることを示す判定結果を受け取ったとき、カウントアップタイマーのカウント値が期間TUSRに達した時点でフラグを送ればよい。
さらに、カウントアップタイマーを1つだけ用いて、期間を設定せずにカウントさせて、スイッチ1604が信号判定部1603からの判定結果をもとに、期間TSNS、TUSRのどちらかの期間に達した時点でフラグを低速モードパラメータ設定部206へ送ってもよい。例えば、スイッチ1604が信号判定部1603から指示信号であることを示す判定結果を受け取ったとき、カウントアップタイマーのカウント値が期間TUSRに達した時点でフラグを送ればよい。
本実施形態における無線通信装置に係る端末の動作を図17のフローチャートを参照して詳細に説明する。端末101は、起動部201に近接検出信号および指示信号のいずれかが入力されたときに起動する。
ステップS1701では、タイマー1501に近接検出信号および指示信号のいずれかが入力されたときに、対応するカウントアップタイマー1601または1602をリセット、すなわちtを0に設定した後、時間の計測を始める。
ステップS1702からステップS1707までの処理は、図10(a)に示すステップS1001からステップS1006までの処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
ステップS1701では、タイマー1501に近接検出信号および指示信号のいずれかが入力されたときに、対応するカウントアップタイマー1601または1602をリセット、すなわちtを0に設定した後、時間の計測を始める。
ステップS1702からステップS1707までの処理は、図10(a)に示すステップS1001からステップS1006までの処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。
ステップS1708では、低速モードパラメータ設定部206において、タイマーのフラグが立っているかどうかを判定する。フラグが立っている場合は、ステップS1709へ進む。フラグが立っていない場合は、ステップS1711へ進む。
ステップS1709では、低速モードパラメータ設定部206に指示信号が入力されている場合、タイマーのカウント値tが期間TUSRよりも大きいかどうかを判定する。カウント値tが期間TUSRよりも大きい場合は、ステップS1710へ進む。カウント値tが期間TUSR以下である場合は、ステップS1711へ進む。なお、近接検出信号のみ入力されている場合は、ステップS1709の判定処理を行わずに、ステップS1710へ進む。
ステップS1710からステップS1713までの処理は、図10(a)に示すステップS1008からステップS1011までの処理と同様であるので、ここでの説明を省略する。このように、タイマーにより予め設定した期間に応じて高速モードから低速モードへ切り替えることが可能となる。
ステップS1709では、低速モードパラメータ設定部206に指示信号が入力されている場合、タイマーのカウント値tが期間TUSRよりも大きいかどうかを判定する。カウント値tが期間TUSRよりも大きい場合は、ステップS1710へ進む。カウント値tが期間TUSR以下である場合は、ステップS1711へ進む。なお、近接検出信号のみ入力されている場合は、ステップS1709の判定処理を行わずに、ステップS1710へ進む。
ステップS1710からステップS1713までの処理は、図10(a)に示すステップS1008からステップS1011までの処理と同様であるので、ここでの説明を省略する。このように、タイマーにより予め設定した期間に応じて高速モードから低速モードへ切り替えることが可能となる。
また、期間TSNSとTUSRとの関係は、TSNS<TUSRとする。このように、指示信号の期間を近接検出信号の期間より大きくすることで、図14の(C)のように、ボタンを押してから通信における信号品質が大きく変動する状況において、低速モードへの無駄な切り替えを回避することができる。
また、要求されるファイルサイズによりタイマー1501の期間を変更してもよい。
また、要求されるファイルサイズによりタイマー1501の期間を変更してもよい。
要求されるファイルサイズによるタイマーの期間の変更する場合の無線通信装置の構成例について図18を参照して詳細に説明する。
無線通信装置1800と図15に示す無線通信装置1500との違いは、図18に示すタイマー1801が無線通信におけるデータサイズの想定値に基づいて、期間を設定する点である。データサイズの想定値に応じて期間を大きくすることで、瞬時転送と安定性とのバランスを保ちながら通信を行うことができる。
無線通信装置1800と図15に示す無線通信装置1500との違いは、図18に示すタイマー1801が無線通信におけるデータサイズの想定値に基づいて、期間を設定する点である。データサイズの想定値に応じて期間を大きくすることで、瞬時転送と安定性とのバランスを保ちながら通信を行うことができる。
タイマー1801の構成の一例について図19を参照して詳細に説明する。
タイマー1801は、OR回路1901、タイマー値設定部1902、およびカウントアップタイマー1903を含む。
OR回路1901は、近接検出信号または指示信号を受け取り、受け取った検出信号をカウントアップタイマー1903へ送る。
タイマー値設定部1902は、外部から要求されるファイル想定サイズを受け取り、外部から近接検出信号または指示信号を受け取り、ファイル想定サイズに合わせて期間を設定する。具体的には、ファイル想定サイズが大きければ、転送を終えるまでに時間がかかると考えられるため期間を大きく設定する。一方、ファイル想定サイズが小さければ、瞬時転送が可能であると考えられるため期間を小さく設定する。
カウントアップタイマー1903は、OR回路1901から検出信号を、タイマー値設定部1902から期間をそれぞれ受け取り、検出信号を受け取ったときにタイマーをリセットしてカウントを開始し、カウント値が期間に達した時点でフラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。
タイマー1801は、OR回路1901、タイマー値設定部1902、およびカウントアップタイマー1903を含む。
OR回路1901は、近接検出信号または指示信号を受け取り、受け取った検出信号をカウントアップタイマー1903へ送る。
タイマー値設定部1902は、外部から要求されるファイル想定サイズを受け取り、外部から近接検出信号または指示信号を受け取り、ファイル想定サイズに合わせて期間を設定する。具体的には、ファイル想定サイズが大きければ、転送を終えるまでに時間がかかると考えられるため期間を大きく設定する。一方、ファイル想定サイズが小さければ、瞬時転送が可能であると考えられるため期間を小さく設定する。
カウントアップタイマー1903は、OR回路1901から検出信号を、タイマー値設定部1902から期間をそれぞれ受け取り、検出信号を受け取ったときにタイマーをリセットしてカウントを開始し、カウント値が期間に達した時点でフラグを低速モードパラメータ設定部206へ送る。
以上に示した第2の実施形態によれば、タイマーを用いて一定の時間(期間)を経過した場合に、高速モード(高速伝送)から低速モード(低速伝送)へ切り替えることにより瞬時転送と安定性を重視した転送との要求が異なる使い方に対応できる。
(第3の実施形態)
本実施形態における無線通信装置の構成について図20を参照して詳細に説明する。
第1の実施形態における無線通信装置200との違いは、閾値設定部2001が無線部203で使用するキャリア周波数またはアンテナの種類に基づいて、閾値を設定する点である。
本実施形態における無線通信装置の構成について図20を参照して詳細に説明する。
第1の実施形態における無線通信装置200との違いは、閾値設定部2001が無線部203で使用するキャリア周波数またはアンテナの種類に基づいて、閾値を設定する点である。
始めに、キャリア周波数に基づいて閾値を設定する場合を説明する。一般に、キャリア周波数が高い方が伝搬損失は大きく、通信が不安定になりやすい。よって、キャリア周波数が高い場合に、閾値設定部2001が信号品質に対する閾値を低く設定して早めに低速モードに切り替えることで、高いキャリア周波数においても安定な通信を行うことができる。
次に、アンテナの種類に基づいて閾値を設定する場合を説明する。外付けアンテナより機器内蔵アンテナの方が機器内反射に起因するマルチパスが多く、通信が不安定になりやすい。例として、マルチパスに起因する遅延波の最大遅延時間の測定結果を図21に示す。条件として、60GHz帯で通信距離を10cm以内とした場合の測定値を示している。Ant−Antは外付けアンテナ同士の対向、Ant−Cameraは外付けアンテナとデジタルカメラに内蔵したアンテナの対向、Ant−PCは外付けアンテナとノートパソコンに内蔵したアンテナの対向、Camera−PCはデジタルカメラに内蔵したアンテナとノートパソコンに内蔵したアンテナの対向を意味している。外付けアンテナより機器内蔵アンテナの方が最大遅延時間は大きく、最大2ナノ秒程度であることが分かる。
よって、閾値設定部2001において、無線通信装置2000のアンテナが機器に内蔵されているか否かに基づいて信号品質に対する閾値を低く設定して早めに低速モードに切り替えることで、機器内蔵アンテナにおいても安定な通信を行うことができる。
よって、閾値設定部2001において、無線通信装置2000のアンテナが機器に内蔵されているか否かに基づいて信号品質に対する閾値を低く設定して早めに低速モードに切り替えることで、機器内蔵アンテナにおいても安定な通信を行うことができる。
ここで、本実施形態に係る無線部で用いられる復調器の構成例について図22を参照して詳細に説明する。復調器2200は、可変利得増幅部2201、DCカットフィルタ2202、AD変換部2203、OFDM復調部2204、および利得制御部2205を含む。
アンテナ(図示せず)で受信された信号は、RF回路(図示せず)によりアナログベースバンド信号に変換される。
続いて、可変利得増幅部2201は、信号レベルを調整する。
DCカットフィルタ2202は、不要なDC成分を除去する。DCカットフィルタ2202の処理は、後段のAD変換部2203の所要ビット数の削減、すなわち、AD変換部2203の低消費電力化のために重要である。
AD変換部2203は、DCカットフィルタ2202からアナログ信号を受け取り、デジタル信号に変換する。
OFDM復調部2204は、AD変換部2203からデジタル信号を受け取り、復調を行う。
利得制御部2205は、受信信号の信号レベルに基づいて可変利得増幅部2201の制御を行う。利得制御処理は、図3に示すプリアンブル302、306を用いて行えばよい。
続いて、可変利得増幅部2201は、信号レベルを調整する。
DCカットフィルタ2202は、不要なDC成分を除去する。DCカットフィルタ2202の処理は、後段のAD変換部2203の所要ビット数の削減、すなわち、AD変換部2203の低消費電力化のために重要である。
AD変換部2203は、DCカットフィルタ2202からアナログ信号を受け取り、デジタル信号に変換する。
OFDM復調部2204は、AD変換部2203からデジタル信号を受け取り、復調を行う。
利得制御部2205は、受信信号の信号レベルに基づいて可変利得増幅部2201の制御を行う。利得制御処理は、図3に示すプリアンブル302、306を用いて行えばよい。
DCカットフィルタ2202のハイパスカットオフ周波数は、OFDM信号のサブキャリア間隔の1/4を目安に設定する。利得制御部2205により可変利得増幅部2201の利得を切り替えた後、増幅された信号が安定するまでの時間、すなわち、過渡応答時間はハイパスカットオフ周波数に反比例する。したがって、ハイパスカットオフ周波数が高いほど、過渡応答時間が短くなり、プリアンブルを短くすることができる。プリアンブルの短縮は高速伝送を行う上で重要である。なお、OFDMではDC成分のサブキャリアを用いない、いわゆる、ヌルサブキャリアとすることが一般的である。図22の例では、DC成分のヌルサブキャリアを1本としている。ヌルサブキャリアを3本としてもよい。
以上に示した第3の実施形態よれば、ミリ波無線機を機器に内蔵して近距離通信を行う場合、機器内反射によるマルチパスが発生することを考慮してデータの転送を行う際に高速モードと低速モードとを切り替えることにより瞬時転送と安定性を重視した転送とのバランスがよい通信を行うことができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明に係る無線通信装置は、機器間のコンテンツの送受信を行うのに有効である。
101・・・端末、102・・・親局、200,1500,1800,2000・・・無線通信装置、201・・・起動部、202・・・高速モードパラメータ設定部、203・・・無線部、204・・・閾値設定部、205・・・閾値判定部、206・・・低速モードパラメータ設定部、301・・・データパケット、302,306・・・プリアンブル、303,307・・・ヘッダー、304・・・データ本体、305・・・応答パケット、308・・・ACK本体、501・・・GI、502・・・有効シンボル、1501,1801・・・タイマー、1601,1602,1903・・・カウントアップタイマー、1603・・・信号判定部、1604・・・スイッチ、1901・・・OR回路、1902・・・タイマー値設定部、2001・・・閾値設定部、2200・・・復調器、2201・・・可変利得増幅部、2202・・・DCカットフィルタ、2203・・・AD変換部、2204・・・OFDM復調部、2205・・・利得制御部。
Claims (8)
- 通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信装置であって、
前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定する判定部と、
前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定する第1設定部と、
前記上位レイヤから指示信号が通知され、前記通信相手と通信を行う場合、かつ前記第1パラメータで無線通信を行っているときに前記品質が前記第1閾値より低いと判定された場合、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定する第2設定部と、
前記第1設定部又は前記第2設定部が設定したパラメータで前記無線通信を行う無線部と、を具備し、
前記無線通信の開始時は、前記第1パラメータで前記無線通信を行い、前記通信相手との距離が第2閾値以内であれば、前記第2パラメータではなく前記第1パラメータで前記無線通信を行なうことを特徴とする無線通信装置。 - 通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信装置であって、
前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定する判定部と、
前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定する第1設定部と、
前記通信相手との距離が一定以内になったことを示す近接検出信号又は前記指示信号を受け取ってから第1期間経過まで時間を計測するタイマー部と、
前記判定部により前記信号の信号品質が前記第1閾値より低いと判定され、かつ前記時間が前記第1期間を経過した場合に、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定する第2設定部と、
前記第1設定部又は前記第2設定部が設定したパラメータで無線通信を行う無線部と、を具備し、
前記タイマー部は、前記近接検出信号を検出してから第2期間を計測し、前記指示信号を検出してから第3期間を計測し、前記近接検出信号のみを受け取った場合は前記第2期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、前記指示信号のみを受け取った場合は前記第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、該近接検出信号と該指示信号とを受け取った場合は、該第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測することを特徴とする無線通信装置。 - 前記第1閾値を設定する閾値設定部をさらに具備し、
前記閾値設定部は、前記無線通信装置に接続されるアンテナが該無線通信装置に内蔵される場合の閾値は、アンテナが該無線通信装置に内蔵されない場合の閾値よりも低く設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線通信装置。 - 通信に使用するキャリア周波数がミリ波帯であり、アンテナが前記無線通信装置に内蔵される場合、前記第1パラメータとしてFFT(Fast Fourier Transform)サイズが64ポイントのOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記タイマー部は、外部から要求されるデータサイズの想定値に応じて、該データサイズが大きいほど前記第1期間を長く設定して計測することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記タイマー部は、前記第2期間よりも前記第3期間を長く設定して計測することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
- 通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信方法であって、
前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定し、
前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定し、
前記上位レイヤから指示信号が通知され、前記通信相手と通信を行う場合、かつ前記第1パラメータで無線通信を行っているときに前記品質が前記第1閾値より低いと判定された場合、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定し、
前記第1パラメータ又は前記第2パラメータで前記無線通信を行い、
前記無線通信の開始時は、前記第1パラメータで前記無線通信を行い、前記通信相手との距離が第2閾値以内であれば、前記第2パラメータではなく前記第1パラメータで前記無線通信を行うことを特徴とする無線通信方法。 - 通信相手との距離が一定以内になった場合又は、上位レイヤから指示信号が通知された場合に、前記通信相手と無線通信を行う無線通信方法であって、
前記無線通信の品質が第1閾値より低いか否か判定し、
前記通信相手と通信を行う場合に、第1のデータレートと通信耐性とに関する第1パラメータを設定し、
前記通信相手との距離が一定以内になったことを示す近接検出信号又は前記指示信号を受け取ってから第1期間経過まで時間を計測し、
前記判定部により前記信号の信号品質が前記第1閾値より低いと判定され、かつ前記時間が前記第1期間を経過した場合に、前記第1パラメータが示す前記第1のデータレートよりも低い第2のデータレートと前記第1パラメータが示す通信耐性よりも強い通信耐性とに関する第2パラメータを設定し、
前記第1パラメータ又は前記第2パラメータで無線通信を行い、
前記近接検出信号を検出してから第2期間を計測し、前記指示信号を検出してから第3期間を計測し、前記近接検出信号のみを受け取った場合は前記第2期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、前記指示信号のみを受け取った場合は前記第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測し、該近接検出信号と該指示信号とを受け取った場合は、該第3期間を前記第1期間として設定して時間を計測することを特徴とする無線通信方法。
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