JP6570823B2 - データ転送システム、及びシステムを構成するワイヤレスマイクロフォンと受信機 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルワイヤレスマイクなどの無線通信装置におけるデータ転送システムに関するものであって、特に、マルチパスなどの符号間干渉を抑制するための技術に係る。

従来のデジタルワイヤレスマイクは、データ転送レートが固定されている。そのため、
マルチパスなどにより符号間干渉が発生すると、データの転送ができなくなり、音声を出力できないという問題点があった。マルチパスなどによる符号間干渉を解消する技術としては、例えば、特許文献１や特許文献２に示すように、各種のものが知られている。

特開２００４−８８４６４号公報 特開２００７−１９４７０６号公報

特許文献１の発明は、一定周期時間内におけるパケット損失に基づいて、無線ＬＡＮ通信における最適な転送レートを定めるものである。すなわち、スループット性能を、送信完了のパケット数と転送レートから計算した時間とにより、スループット性能＝完了パケット数／時間として算出し、その結果に応じて転送レートを定めるものである。しかし、この従来技術は、データの再送信が可能な無線ＬＡＮなどには有効でも、再送信を行うと音声が出力できなくなるワイヤレスマイクなどには適用できなかった。

特許文献２の発明は、マルチパスによるエラー発生の可能性のある電波伝搬環境に応じて映像や画像データの圧縮率を可変とし、かつこれに伴ってクロック周波数を変化させ、マルチパスによる伝搬行路差をエラーとならない範囲にして通信するものである。しかし、この従来技術も、受信信号にエラーが発生し信号品質が低下したことを検出して転送レートを変更するものであるから、音声データの転送に適用した場合には、音声出力が途切れる問題があった。

本発明の目的は、使用する空間の電波伝搬特性を測定することにより、マルチパスが発生しても、符号間干渉が発生しないデータ転送レートを自動的に設定することのできるデータ転送システムと、そのシステムを構成する送信機及び受信機を提供することにある。

本発明のデータ転送システムは、次のような構成を有することを特徴とする。
（１） ワイヤレスマイクロフォンと受信機との間で、所定の転送レートに従って処理されたデジタル音声信号を送受信するデータ転送システムである。
（２） ワイヤレスマイクロフォンには、
（２−１） 転送レート決定の処理を開始するための決定開始部と、
（２−２） 前記決定開始部からの指令に基づいて検出信号を受信機に対して発信する検出信号発信部と、
（２−３） 受信機からの転送レート値を受信する転送レート受信部が設けられている。
（３） 受信機には、
（３−１） ワイヤレスマイクロフォンからの検出信号を受信する検出信号受信部と、
（３−２） 受信した検出信号のマルチパスによる伝搬遅延時間を測定する遅延検出部と、
（３−３） 遅延検出部が測定した検出信号の遅延量に従って、ワイヤレスマイクロフォンと受信機間の転送レートを決定する転送レート決定部と、
（３−４） 転送レート決定部において決定された転送レート値をワイヤレスマイクロフォンに送信する転送レート送信部が設けられている。
（４） ワイヤレスマイクロフォンは、受信機から通知された転送レート値に従って、デジタル音声信号の圧縮処理を行う。

前記データ転送システムを構成する送信機あるいは受信機も、本発明の一態様である。

本発明は、送信機から発信した遅延検出信号を受信機が受信した際に、受信機における前記遅延検出信号の伝搬遅延時間を測定し、その遅延時間に基づいて転送レートを設定し、これを送信機に送信することにより、送信機において音声信号の転送レートを決定するものである。その結果、本発明によれば、音声信号の転送に先立って、電波の伝搬環境に適した転送レートを決定することができるので、音声信号の送信中に音声出力が途切れたり、異音が発生するなどの不都合が解消される。

本発明のデータ転送システムの一実施形態を示すブロック図。 図１の実施の形態における送信機の音声信号処理部の構成を示すブロック図。 図１の実施の形態における受信機の音声信号処理部の構成を示すブロック図。 図１の実施形態における転送レート決定の手順を示すフローチャート。

以下、本発明をワイヤレスマイクロフォンに適用した実施形態を、図１に従って具体的に説明する。図１において、符号１はワイヤレスマイクロフォン、２はその受信機である。

［１．音声信号の処理部］
ワイヤレスマイクロフォン１には音声信号入力部１１が設けられ、この音声信号入力部１１において、ユーザが発生した音声がアナログの電気信号に変換される。音声信号入力部１１の出力側には、アナログ電気信号に変換された音声信号を送信用のデジタル信号に変換する音声信号処理部１２が設けられている。

この音声信号処理部１２は、図２に示すように、アナログ音声信号を増幅する増幅器１２１と、デジタル変換するＡ／Ｄコンバータ１２２と、Ａ／Ｄコンバータ１２２から入力されたデジタル音声信号を圧縮して低ビットレートのデジタルストリームに変換するコーデック１２３を備えている。また、圧縮されたオーディオデータに無線伝送に必要な同期データやエラー処理用データを加えたうえ暗号化処理を行う通信路符号化処理部１２４と、通信路符号化処理を行ったデジタルストリームをデジタル無線伝送するための変調信号を生成するデジタル変調器１２５を備えている。

音声信号処理部１２の出力側には音声信号送信部１３が設けられ、音声信号処理部１２のデジタル変調器１２５において生成された変調信号は、音声信号送信部１３に設けられたＲＦブロックに入力され、ＲＦブロックは変調された搬送波を必要な送信電力まで増幅して送信する。

受信機２は、ＲＦブロックを有する音声信号受信部２１と、音声信号受信部２１で受信したデジタル信号をアナログ音声信号に変換してスピーカなどの出力装置３に出力する音声処理部２２を有する。

音声処理部２２は、図３に示すように、ＲＦブロックで受信した信号を通信路符号化されたデジタルストリームに変換するデジタル復調器２２１と、同期処理、暗号処理、エラー処理、オーディオデータ抽出処理を行う通信路復号化処理部２２２と、ワイヤレスマイクロフォン１側で低転送レートに圧縮された信号を伸張するコーデック２２３を有する。

コーデック２２３により再生されたデジタル音声信号は、Ｄ／Ａコンバータ２２４と増幅器２２５を経由して、アナログ音声信号として出力装置３から出力するか、ＡＥＳ／ＥＢＵのような標準的なオーディオインターフェースでデジタル出力する。

［２．転送レートの決定処理部］
ワイヤレスマイクロフォン１には、転送レート決定の処理を開始するための決定開始部１４が設けられている。この決定開始部１４は、ワイヤレスマイクロフォン１の電源投入スイッチや、あるいは転送レート決定の処理を開始するための専用のスイッチと連動するものであって、これらのスイッチを投入することにより、ワイヤレスマイクロフォン１を転送レート決定モードに移行させる。

決定開始部１４の出力側には、検出信号発信部１５が設けられている。この検出信号発信部１５は、決定開始部１４からの指令に基づいて、特定のデータパターンや、パルス性の信号から成る検出信号を受信機２に対して発信する。

受信機２には、ワイヤレスマイクロフォン１からの検出信号を受信する検出信号受信部２３が設けられている。この検出信号受信部２３の出力側には、受信した検出信号のマルチパスによる伝搬遅延時間を測定する遅延検出部２４が設けられている。この遅延検出部２４は、同一の検出信号が複数検出された場合に、複数の検出信号間の遅延量を測定するのであって、その遅延量が適正範囲内にあるか否か、遅延量が適正範囲を超える場合にはどの程度のレベルであるかを判定する。

遅延検出部２４の出力側には、転送レート決定部２５が設けられている。この転送レート決定部２５は、遅延検出部２４から送られた検出信号の遅延量に従って、ワイヤレスマイクロフォン１と受信機２間の転送レートを決定する。すなわち、転送レート決定部２５は予め複数の転送レート値を登録したレジスタなどの記憶部を備えており、遅延検出部２４において、検出信号の遅延が発見されない場合には、記憶部から最速の転送レートを選択し、検出信号に遅延が検出された場合には、その遅延のレベルに対応した転送レートを記憶部から選択する。

転送レート決定部２５において決定された転送レート値は、転送レート送信部２６を介してワイヤレスマイクロフォン１に設けられた転送レート受信部１６に送信される。転送レート受信部１６は、ワイヤレスマイクロフォン１の音声信号処理部１２及び音声信号送信部１３に接続されている。この受信機２から通知された転送レートに基づいて、音声信号処理部１２のコーデック１２３及び通信路符号化処理部１２４におけるデジタル音声信号の圧縮処理と、音声信号送信部１３からの無線データの伝送速度が決定される。

転送レート決定部２５において決定された転送レート値は、受信機２の音声信号受信部２１と音声信号処理部２２にも出力される。すなわち、音声信号受信部２１においては、決定された転送レート値に応じた伝送速度に基づいてＲＦブロックの受信処理が行われ、音声信号処理部２２においては、この転送レートに従って通信路復号化処理部２２２及びコーデック２２３により音声信号の復号化及び伸張処理が行われる。

［３．実施形態の作用］
図４（ａ）〜（ｅ）は、前記のような構成を有する本実施形態のデータ転送システムの動作を示すフローチャートである。

図４（ａ）に示すように、転送レート決定の決定開始部１４である電源投入スイッチや、あるいは転送レート決定用のスイッチを投入することにより、ワイヤレスマイクロフォン１を転送レート決定モードに移行させる。この決定開始部１４からの指令に基づいて、検出信号発信部１５は、特定のデータパターンや、パルス性の信号から成る検出信号を受信機２に対して発信する。

図４（ｂ）に示すように、受信機２の検出信号受信部２３がワイヤレスマイクロフォン１からの検出信号を受信すると、その遅延検出部２４が受信した検出信号のマルチパスによる伝搬遅延時間を測定し、その遅延量が適正範囲内にあるか否か、遅延量が適正範囲を超える場合にはどの程度のレベルであるかを判定する。この遅延検出部２４から送られた検出信号の遅延量に従って、転送レート決定部２５はワイヤレスマイクロフォン１と受信機２間の転送レートを決定する。

図４（ｃ）に示すように、転送レート決定部２５において決定された転送レート値は、転送レート送信部２６を介してワイヤレスマイクロフォン１に設けられた転送レート受信部１６に送信される。

図４（ｄ）に示すように、ワイヤレスマイクロフォン１の転送レート受信部１６が転送レート値を受信し、この受信機２から通知された転送レートに基づいて、音声信号処理部１２のコーデック１２３及び通信路符号化処理部１２４におけるデジタル音声信号の圧縮処理と、音声信号送信部１３からの無線データの伝送速度が決定される。

図４（ｅ）に示すように、ワイヤレスマイクロフォン１は、受信機２から通知された転送レートに基づいて処理されたデータ転送レートに従って、音声信号を受信機２に送信する。受信機２の音声信号受信部２１においては、決定された転送レート値に応じた伝送速度に基づいてＲＦブロックの受信処理が行われ、音声信号処理部２２においては、この転送レートに従って通信路復号化処理部２２２及びコーデック２２３により音声信号の復号化及び伸張処理が行われる。

［４．実施形態の効果］
本実施形態によれば、ワイヤレスマイクロフォン１と受信機２の双方向通信と、ワイヤレスマイクロフォンを使用する空間の電波伝搬特性を検出する機能、及び、最適なデータ転送レートを決定する機能を持つことにより、使用する空間に合わせたデータ転送レートを設定できるので、マルチパスによる通信障害を低減することができる効果を有する。

特に、本発明は、マルチパスによる通信障害を、通信データである音声信号とは別に用意した検出信号の遅延量に基づいて予め検出するので、音声信号の通信時には最適な転送レットが決定されることになり、送信する音声信号を利用して電波伝搬特性を決定する従来技術に比較して、音声信号の通信時おける音切れなどの障害を効果的に防止できる。

［５．他の実施形態］
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、次のような他の実施形態も包含する。

（１）図示の実施形態は、ワイヤレスマイクロフォンを例に挙げたが、本発明を適用する通信装置としては、ワイヤレスマイクロフォンに限定されず、双方向で音声信号を授受する他の通信装置にも適用可能である。その場合、双方の通信装置に、検出信号発信部と転送レートの決定部を設けることができる。

（２）複数のワイヤレスマイクロフォンを使用する場合、各ワイヤレスマイクロフォンと受信機との位置が異なり、マルチパスの経路も異なるような場合には、各ワイヤレスマイクロフォンから発信する検出信号のパターンや周波数を異なるものとしたり、検出信号にＩＤを付すことで、各ワイヤレスマイクロフォンと受信機との遅延量を別々に検出することもできる。その場合、ワイヤレスマイクロフォンごとに異なる最適な転送レートを受信機から送信することもできる。

１…ワイヤレスマイクロフォン
１１…音声信号入力部
１２…音声信号処理部
１２１…増幅器
１２２…Ａ／Ｄコンバータ
１２３…コーデック
１２４…通信路符号化処理部
１２５…デジタル変調器
１３…音声信号送信部
１４…転送レート決定開始部
１５…検出信号発信部
１６…転送レート受信部
２…受信機
２１…音声信号受信部
２２…音声信号処理部
２２１…デジタル復調器
２２２…通信路復号化処理部
２２３…コーデック
２２４…Ｄ／Ａコンバータ
２２５…増幅器
２３…検出信号受信部
２４…遅延検出部
２５…転送レート決定部
２６…転送レート送信部
３…出力装置

Claims (4)

1. ワイヤレスマイクロフォンと受信機との間で、所定の転送レートに従って処理されたデジタル音声信号を送受信するデータ転送システムにおいて、
   前記ワイヤレスマイクロフォンには、
   転送レート決定の処理を開始するための決定開始部と、
   前記決定開始部からの指令に基づいて検出信号を受信機に対して発信する検出信号発信部と、
   受信機からの転送レート値を受信する転送レート受信部が設けられ、
   前記受信機には、
   ワイヤレスマイクロフォンからの検出信号を受信する検出信号受信部と、
   受信した検出信号のマルチパスによる伝搬遅延時間を測定する遅延検出部と、
   遅延検出部が測定した検出信号の遅延量に従って、ワイヤレスマイクロフォンと受信機間の転送レートを決定する転送レート決定部と、
   転送レート決定部において決定された転送レート値をワイヤレスマイクロフォンに送信する転送レート送信部が設けられ、
   前記ワイヤレスマイクロフォンは、受信機から通知された転送レート値に従って、デジタル音声信号の圧縮処理を行うことを特徴とするデータ転送システム。
2. 前記決定開始部が、ワイヤレスマイクロフォンの電源投入スイッチと連動するものであることを特徴とする請求項１に記載のデータ転送システム。
3. 所定の転送レートに従って処理されたデジタル音声信号を送信するワイヤレスマイクロフォンにおいて、
   転送レート決定の処理を開始するための決定開始部と、
   前記決定開始部からの指令に基づいて検出信号を受信機に対して発信する検出信号発信部と、
   受信機からの転送レート値を受信する転送レート受信部が設けられ、
   受信機から通知された転送レート値に従って、デジタル音声信号の圧縮処理を行うことを特徴とするワイヤレスマイクロフォン。
4. ワイヤレスマイクロフォンにおいて所定の転送レートに従って処理されたデジタル音声信号を受信する受信機において、
   ワイヤレスマイクロフォンからの転送レート決定用の検出信号を受信する検出信号受信部と、
   受信した検出信号のマルチパスによる伝搬遅延時間を測定する遅延検出部と、
   遅延検出部が測定した検出信号の遅延量に従って、ワイヤレスマイクロフォンと受信機間の転送レートを決定する転送レート決定部と、
   転送レート決定部において決定された転送レート値をワイヤレスマイクロフォンに送信する転送レート送信部が設けられていることを特徴とする受信機。
   

Images