WO2012086632A1 - 無線オーディオ伝送方法 - Google Patents

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WO2012086632A1
WO2012086632A1 PCT/JP2011/079477 JP2011079477W WO2012086632A1 WO 2012086632 A1 WO2012086632 A1 WO 2012086632A1 JP 2011079477 W JP2011079477 W JP 2011079477W WO 2012086632 A1 WO2012086632 A1 WO 2012086632A1
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transmitter
audio
receiver
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PCT/JP2011/079477
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和司 玉井
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ヤマハ株式会社
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    • HELECTRICITY
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    • H04W76/34Selective release of ongoing connections
    • H04W76/36Selective release of ongoing connections for reassigning the resources associated with the released connections

Definitions

  • the present invention relates to a wireless audio transmission method for transmitting an audio signal using radio waves.
  • the transmission of the audio signal continues for a long time without interruption, if the transmission of the audio signal occupies the communication channel, communication of another wireless device such as a wireless LAN cannot be performed at all. .
  • the transmission priority of the audio signal is lowered and the wireless LAN communication is prioritized, the transmission of the audio signal tends to be interrupted, and noise is generated in the audio signal reproduced on the receiving side. was there.
  • a method for transmitting audio packets by first wireless communication between a transmitter and a receiver using a plurality of channels shared with second wireless communication (Procedure 1)
  • the transmitter and the receiver select one channel, (Procedure 2)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected channel and detects that the selected channel becomes idle.
  • the transmitter defines the specifications of the second wireless communication. Waiting for a first waiting time shorter than the shortest packet interval to send audio packets, (Procedure 4)
  • the receiver waits for a second waiting time shorter than the shortest packet interval, and transmits a response signal.
  • a method of transmitting audio packets by the first wireless communication between the transmitter and the receiver (Procedure 1)
  • the transmitter and the receiver select one channel, (Procedure 2)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected channel and detects that the selected channel becomes idle.
  • the transmitter defines the specifications of the second wireless communication.
  • the audio packet is transmitted after waiting for a first waiting time that is longer than SIFS, which is the packet interval of the confirmation response, and shorter than DIFS, which is the shortest time of the normal packet interval defined by the specifications of the second wireless communication.
  • the plurality of channels shared with the second wireless communication may be a plurality of channels defined by IEEE 802.11, and the switching of the selected channel in the procedure 7 is performed by changing a communication frequency band among the plurality of channels. May be performed between channels that do not overlap and can be used simultaneously.
  • a method for transmitting audio packets by first wireless communication between a transmitter and a receiver using a plurality of channels shared with second wireless communication (Procedure 1)
  • the transmitter scans the plurality of channels to detect the usage status of each channel, determines a plurality of usage channels based on the usage status of each channel, (Procedure 2)
  • the transmitter notifies the receiver of a plurality of determined use channels, (Procedure 3)
  • the transmitter and the receiver select one usage channel from the plurality of usage channels, (Procedure 4)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected used channel and detects that the selected used channel becomes idle, and then (Procedure 5) the transmitter uses the second wireless communication specification.
  • a method of transmitting audio packets by the first wireless communication between the transmitter and the receiver (Procedure 1)
  • the transmitter scans the plurality of channels to detect the usage status of each channel, determines a plurality of usage channels based on the usage status of each channel, (Procedure 2)
  • the transmitter notifies the receiver of a plurality of determined use channels, (Procedure 3)
  • the transmitter and the receiver select one usage channel from the plurality of usage channels, (Procedure 4)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected used channel and detects that the selected used channel becomes idle.
  • the transmitter in the previous period is the specification of the second wireless communication.
  • the audio packet is waited for a first waiting time that is longer than SIFS, which is the packet interval of the acknowledgment response defined by, and shorter than DIFS, which is the shortest time of the normal packet interval defined by the second wireless communication specification.
  • Send (Procedure 6)
  • the receiver waits for a second waiting time shorter than the SIFS and transmits a response signal.
  • the predetermined number in each used channel may be further determined based on the usage status of each channel.
  • the steps 1 to 3 may be executed again at a predetermined timing while the steps 4 to 9 are repeated.
  • a method for transmitting audio packets by first wireless communication between a transmitter and a receiver using a plurality of channels shared with second wireless communication (Procedure 1)
  • the transmitter selects one of a plurality of channel groups having at least two channels;
  • the transmitter notifies the receiver of the selected channel group,
  • the transmitter and the receiver select one channel from the selected channel group,
  • the transmitter performs carrier sense of the selected channel and detects that the selected channel becomes idle.
  • the transmitter defines the specifications of the second wireless communication.
  • the at least two channels included in each of the plurality of channel groups may not overlap with each other in frequency bands at the time of audio packet transmission.
  • the other channel group selected may be a channel group that does not include a channel whose error rate exceeds a predetermined value.
  • the audio packets may be transmitted with power reduced.
  • a method of transmitting audio packets by the first wireless communication between the transmitter and the receiver (Procedure 1)
  • the transmitter and the receiver select one channel from the plurality of channels, (Procedure 2)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected channel and detects that the selected channel becomes idle.
  • the transmitter defines the specifications of the second wireless communication. Waiting for a first waiting time shorter than the shortest packet interval to send audio packets, (Procedure 4) After the reception of the audio packet is completed, the receiver waits for a second waiting time shorter than the shortest packet interval, and transmits a response signal.
  • step 3 when the transmitter continuously transmits an audio packet without an error more than a predetermined number of times in the selected channel, the audio packet may be transmitted with power reduced.
  • the first waiting time may be longer than the Short Inter Frame Space (SIFS) defined in IEEE802.11b and shorter than the Distributed Inter Frame Space (DIFS) defined in the IEEE802.11b.
  • the second waiting time may be shorter than the SIFS, and the third waiting time may be longer than the second waiting time and shorter than the SIFS.
  • a method for transmitting audio packets by first wireless communication between a transmitter and a receiver using a plurality of channels shared with second wireless communication (Procedure 1)
  • the transmitter and the receiver select one usage channel from a plurality of usage channels, (Procedure 2)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected used channel, stores the busy rate of the selected used channel, detects that the selected used channel is idle, and then (procedure 3) )
  • the transmitter waits for a first waiting time shorter than the shortest packet interval defined by the specifications of the second wireless communication, and transmits an audio packet.
  • a method of transmitting audio packets by the first wireless communication between the transmitter and the receiver (Procedure 1)
  • the transmitter and the receiver select one usage channel from a plurality of usage channels, (Procedure 2)
  • the transmitter performs carrier sense of the selected used channel, stores the busy rate of the selected used channel, detects that the selected used channel is idle, and then (procedure 3) )
  • a first waiting time that is longer than SIFS, which is the packet interval of the confirmation response defined by the specification of the second wireless communication, and shorter than DIFS, which is the shortest time of the normal packet interval defined by the specification of the second wireless communication Just wait, send audio packets, (Procedure 4)
  • the receiver After the receiver completes the reception of the audio packet, it waits for a second waiting time shorter than the SIFS and transmits a response signal, (Procedure 5)
  • the transmitter does not receive a response signal from the receiver after completing the transmission of the audio packet and waiting for a third waiting time
  • step 6 When the transmitter and the receiver complete transmission / reception of the predetermined number of audio packets, the transmitter and the receiver switch the selected usage channel, and select another usage channel from among the plurality of usage channels.
  • Step 8) A wireless audio transmission method for determining the predetermined number in each used channel based on the stored busy rate of each used channel at a predetermined timing while repeating Steps 2 to 7. Provided.
  • the transmitter scans the plurality of channels to detect usage of each channel, determines the plurality of used channels based on the usage of each channel,
  • the transmitter may perform a procedure of notifying the receiver of the determined plurality of used channels.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless audio system according to first to fourth embodiments of the present invention.
  • the figure explaining the transmission procedure of the audio packet in a wireless audio system A diagram for explaining a plurality of communication channels defined in IEEE802.11b and channels used by the wireless audio system
  • the figure explaining the schedule decision system of a wireless audio system The flowchart which shows operation
  • this wireless audio system includes a transmitter 1, a receiver 2, a portable audio player 3 connected to the transmitter 1, and a stationary speaker 4 with an amplifier connected to the receiver 2. .
  • the transmitter 1 digitizes the audio signal reproduced / input from the portable audio player 3 and transmits it on the 2.4 GHz band quasi-microwave.
  • the receiver 2 receives the high-frequency signal transmitted from the transmitter 1, D / A converts the audio signal superimposed on the high-frequency signal, and inputs the audio signal to the speaker 4 with amplifier.
  • the digitized audio signal is transmitted from the transmitter 1 to the receiver 2 in one direction at a high speed, and the control signal such as a command is bidirectionally communicated between the transmitter 1 and the receiver 2 at a low speed.
  • Communication between the transmitter 1 and the receiver 2 is performed while moving on 13 channels defined in IEEE802.11b.
  • transmission / reception (transmission) of a predetermined number of audio packets is completed on any channel, the channel is moved, and the next predetermined number of audio packets are transmitted on the moved channel.
  • the audio packet is transmitted without interruption, and communication in a specific channel is completely impossible even if the wireless LAN system of IEEE802.11 (b) exists in the radio wave reachable range. There is no such thing.
  • the first embodiment will be described below.
  • the transmitter 1 and the receiver 2 start transmission of audio packets on the same channel (Ch.A) that is negotiated or determined by a preset schedule. Thereafter, as described above, the transmitter 1 and the receiver 2 transmit audio packets while sequentially moving a plurality of channels (Ch. A, B, C) as shown in FIG.
  • the audio packet transmission procedure in each channel will be described with reference to FIG.
  • the transmitter 1 starts transmitting an audio packet on a certain channel, it first performs carrier sense, the state in which another communication device is transmitting a signal (busy: BUSY) ends, and the state changes to idle. To monitor.
  • the channel state changes to idle transmission of an audio packet is started after waiting for a waiting time T1 (for example, 3 ⁇ s).
  • a wireless LAN terminal compliant with IEEE802.11b waits for at least 10 ⁇ s (SIFS: Short Inter Frame Space (see FIG.
  • transmitter 1 can always transmit audio packets without delay from the wireless LAN terminal. This audio packet is received by the receiver 2.
  • an acknowledgment ACK is transmitted from the receiver 2.
  • the waiting time T2 from the completion of packet reception at the receiver 2 to the transmission of the acknowledgment ACK is, for example, 2 ⁇ s. Also in this case, it is possible to transmit an acknowledgment response ACK prior to the wireless LAN terminal in the same manner as described above.
  • the transmitter 1 retransmits the same audio packet when the acknowledgment ACK is not received even after waiting for T3 (for example, 5 ⁇ s) after transmitting the audio packet. Since this waiting time T3 is also shorter than the shortest packet interval (SIFS) of the wireless LAN, the audio packet can be retransmitted without being interrupted by the terminal of the wireless LAN.
  • the size of one audio packet is about 500 ⁇ s, and audio data for about 1 ms can be transmitted with this size. Therefore, even if retransmission occurs once every few times, the buffer does not underflow on the receiver 2 side.
  • the wireless audio system is not intended for long-distance communication such as a wireless LAN, and is intended for packet transmission over a short distance of about 10 meters. Because it is a system. Of course, if the standby time is lengthened, the distance margin between devices of the wireless audio system and the throughput margin of the high-frequency circuit and the processing unit can be increased.
  • the waiting times T1, T2, and T3 are all shorter than SIFS (10 ⁇ s). However, even if the waiting times T1, T2, and T3 are longer than SIFS, the shortest time of DIFS (50 ⁇ s). If shorter, communication is possible without being interrupted by the wireless LAN. In this case, transmission of the acknowledgment response ACK (10 ⁇ s standby) of the wireless LAN (IEEE802.11b) has priority over the start of audio packet transmission (T1> 10 ⁇ s) of this wireless audio system. The wireless audio system waits for completion of a series of packet transmission procedures for wireless LAN packet transmission and acknowledgment response, and starts transmission of audio packets.
  • T1 immediately after Busy in FIG. 2B is made longer than SIFS (10 ⁇ s) to give priority to the transmission of the wireless LAN confirmation response, and the subsequent waiting times T1, T2, and T3 are made shorter than SIFS and transmitted.
  • the efficiency may be improved.
  • the shortest packet interval of the present invention when the specification of other wireless communication sharing a plurality of communication channels with the wireless communication according to the present invention is IEEE802.11b, the shortest time of SIFS or DIFS can be applied. .
  • the audio packet is always transmitted with priority over the packet of the wireless LAN and the sound is not cut off.
  • this channel for example, Ch. In A
  • the wireless LAN system cannot communicate at all. Therefore, when transmission of a predetermined number (for example, four) of audio packets is completed, the transmission is moved to another channel (for example, Ch. B) and the transmission of audio packets is continued in the same procedure. Similarly, when transmission of a predetermined number of audio packets is completed on this channel, the transmission is further moved to another channel (for example, Ch. C), and audio packet transmission is continued in a similar procedure. This minimizes the influence on the wireless LAN while continuing the transmission of audio packets without interruption.
  • the transmission bandwidth is 22 MHz
  • three channels can be used simultaneously.
  • the three channels such as Ch1, Ch6, and Ch11 in addition to Ch1, Ch7, and Ch13 shown by the solid lines in FIG. Therefore, when the transmission bandwidth of the wireless audio system (transmitter 1) is 22 MHz, only one channel is occupied while the other two channels can be used simultaneously by sequentially moving the channels of the above combination. Audio packets can be transmitted.
  • the channel movement pattern in the present invention is not limited to these.
  • the transmitter 1 includes an audio input unit 10 to which the portable audio player 3 is connected, an A / D converter 11 that converts an audio signal input from the portable audio player 3 into a digital signal, a controller 12 that controls the operation of the transmitter 1, A communication circuit 13 and an antenna 14 for performing communication through a communication channel are provided.
  • the communication circuit 13 transmits an audio signal and receives an acknowledgment ACK from the receiver 2.
  • communication for switching the communication channel is performed in synchronization with the receiver 2.
  • the controller 12 performs channel switching based on the negotiation or schedule with the receiver 2.
  • the receiver 2 includes a built-in antenna 24, a communication circuit 20 that performs communication on each communication channel, a controller 21 that controls the operation of the receiver 2, a D / A converter 22 that converts a received digital audio signal into an analog signal, and An audio output unit 23 is provided for outputting an audio signal to the speaker 4 with amplifier.
  • the communication circuit 20 receives the high frequency signal transmitted from the transmitter 1 and demodulates the audio signal and the control signal, and transmits a signal such as an acknowledgment ACK input from the controller 21 to the transmitter 1.
  • the audio signal demodulated into the baseband digital signal by the communication circuit 20 is input to the D / A converter 22.
  • the control signal demodulated by the communication circuit 20 is input to the controller 21.
  • the D / A converter 22 converts the input digital audio signal into an analog audio signal and outputs the analog audio signal from the audio output unit 23 to the speaker with amplifier 4.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the controller 12 of the transmitter 1.
  • S1 a certain communication channel
  • the following processing is started. First, a counter i for the number of packets transmitted through this channel is set to 1 (S2). Then, it is determined whether the channel is busy based on carrier sense (S3). It waits in S3 until the busy state of the channel is completed, and when the state shifts to idle (NO in S3), it waits for the waiting time T1 (S4) and transmits the i-th audio packet (S5). It is assumed that the carrier sense of the communication channel is also performed during the standby time T1.
  • the transmitter 1 and the receiver 2 start transmission of the audio packet on the first channel (Ch. A) determined by the schedule determined by the channel scan. Thereafter, the transmitter 1 and the receiver 2 transmit audio packets while sequentially moving a plurality of channels (Ch. A, B, C) determined by the schedule as shown in FIG.
  • the transmitter 1 starts transmitting an audio packet on a certain channel, it first performs carrier sense, the state in which another communication device is transmitting a signal (busy: BUSY) ends, and the state changes to idle. To monitor. When the channel state changes to idle, transmission of an audio packet is started after waiting for a waiting time T1 (for example, 3 ⁇ s). If the other communication device is a wireless LAN terminal compliant with IEEE802.11b, the channel state changes to idle and then waits at least 10 ⁇ s (SIFS: Short Inter Frame Space (see FIG. 2D)).
  • SIFS Short Inter Frame Space
  • an acknowledgment ACK is transmitted from the receiver 2.
  • the waiting time T2 from the completion of packet reception at the receiver 2 to the transmission of the acknowledgment ACK is, for example, 2 ⁇ s. Also in this case, it is possible to transmit an acknowledgment response ACK prior to the wireless LAN terminal in the same manner as described above.
  • the transmitter 1 retransmits the same audio packet when the acknowledgment ACK is not received even after waiting for T3 (for example, 5 ⁇ s) after transmitting the audio packet. Since this waiting time T3 is also shorter than the shortest packet interval (SIFS) of the wireless LAN, the audio packet can be retransmitted without being interrupted by the terminal of the wireless LAN.
  • the size of one audio packet is about 500 ⁇ s, and audio data for about 1 ms can be transmitted with this size. Therefore, even if retransmission occurs once every few times, the buffer does not underflow on the receiver 2 side.
  • the wireless audio system is not intended for long-distance communication such as a wireless LAN, and is intended for packet transmission over a short distance of about 10 meters. Because it is a system. Of course, if the standby time is lengthened, the distance margin between devices of the wireless audio system and the throughput margin of the high-frequency circuit and the processing unit can be increased.
  • the waiting times T1, T2, and T3 are all shorter than SIFS (10 ⁇ s). If shorter, communication is possible without being interrupted by other wireless LAN terminals.
  • the wireless LAN (IEEE802.11b) acknowledgment ACK transmission (10 ⁇ s standby) is given priority over the audio packet transmission start (T1> 10 ⁇ s) of the wireless audio system
  • the wireless audio system Waiting for completion of a series of packet transmission procedures for wireless LAN packet transmission and acknowledgment reply, audio packet transmission is started, and transmission start of the audio packet is slightly delayed.
  • T1 immediately after Busy in FIG. 2B is made longer than SIFS (10 ⁇ s) to give priority to the transmission of the wireless LAN confirmation response, and the subsequent waiting times T1, T2, and T3 are made shorter than SIFS and transmitted.
  • the efficiency may be improved.
  • the shortest packet interval of the present invention when the specification of other wireless communication sharing a plurality of communication channels with the wireless communication according to the present invention is IEEE802.11b, the shortest time of SIFS or DIFS can be applied. .
  • the audio packet is always transmitted with priority over the packet of the wireless LAN and the sound is not cut off.
  • this channel for example, Ch. In A
  • the wireless LAN system cannot communicate at all. Therefore, when transmission of a predetermined number (for example, 3 to 6) of audio packets determined based on the channel scan result is completed, the transmission is performed in the same procedure by moving to another channel (for example, Ch. B). Continue. Similarly, when transmission of a predetermined number of audio packets is completed on this channel, the transmission is further moved to another channel (for example, Ch. C), and audio packet transmission is continued in a similar procedure. This minimizes the influence on the wireless LAN while continuing the transmission of audio packets without interruption.
  • 13 channels defined in IEEE 802.11b will be described. Thirteen channels are set at intervals of 5 MHz from 2412 MHz to 2472 MHz. When the communication bandwidth is 20 MHz, four channels Ch1, Ch5, Ch9, and Ch13 can be used simultaneously, as shown by the solid line in FIG. Further, when the transmission bandwidth is 22 MHz, three channels can be used simultaneously. In FIG. 3B, a combination of three channels Ch1, Ch7, and Ch13 is shown by a solid line, but there are various combinations such as Ch1, Ch6, and Ch11.
  • audio packets can be transmitted by the basic channel combination as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).
  • FIGS. 3 (A) and 3 (B) check the usage status of each channel before starting communication in order to minimize the influence on the other wireless communication. Then, a channel that has little influence even if packet transmission is preferentially performed is selected as a use channel (assigned channel), and audio packets are transmitted using this use channel.
  • the number of transmission packets for each used channel is determined according to the congestion state of the communication bandwidth (channel band) in each used channel.
  • FIG. 5A is a flowchart showing the schedule determination processing operation. This process is executed by the controller 12 described later. In this process, first, all 13 channels in the 2.4 GHz band are scanned (S1), and the usage status of each channel is tabulated from the scan results (S2). Based on the result of the aggregation, the channel used for packet transmission (used channel) and the number of packets transmitted once in each used channel are determined (S3).
  • Channel 1 to channel 13 are scanned and carrier sense is performed to detect busy (in use) / idle (empty) of each channel. This is repeated a plurality of times (for example, 100 times) at regular intervals (for example, every 10 ms). The time required for scanning is 1 second when it is repeated 100 times every 10 ms. In this way, by repeatedly performing busy / idle scans for all channels, it is possible to detect an average usage situation that is not instantaneous for each channel. Note that most of the time required for channel scanning is the time required for channel switching (reception frequency switching) of the receiver of the communication circuit 13. If a receiver capable of high-speed channel switching can be realized, the channel scanning time can be greatly reduced.
  • FIG. 5C is the busy frequency distribution graph.
  • the busy frequency becomes the busy rate (%).
  • communication is performed using channel 1 and channel 6, and the busy rate of channel 6 has a high probability of about 60%.
  • the communication channel band extends from channel 5 to channel 7. Further, channel 1 has a busy rate of about 20%, and the channel band of this communication extends to channels 1 and 2.
  • the channel band of packet transmission is applied on the frequency distribution graph, and three channels with less influence are determined as used channels.
  • the channel 13 and the channel 9 that do not substantially affect the currently used channel are determined as the first and second used channels C (1) and C (2), and then The channel 1 that has no influence on the channel 6 that is used at a high busy rate and has an influence on the channel 1 that is used at a low busy rate is determined as the third used channel C (3).
  • the number of packets to be transmitted in one procedure is determined for each used channel.
  • the number of packets is distributed to each used channel so that more packets are transmitted in a channel with a low busy rate, and 15 packets can be transmitted by making a round of three used channels.
  • the number of transmitted packets p (1), p (2), and p (3) of the used channels C (1), C (2), and C (3) is, for example,
  • the idle rate is calculated as “100 ⁇ busy rate”.
  • r1, r2 and r3 become negative, it may be set to 0.
  • the sum of p (1), p (2), and p (3) may be larger or smaller than 15.
  • the maximum value p (n) It may be adjusted by increasing or decreasing.
  • the number of channels used is not limited to three.
  • the transmitter 1 includes an audio input unit 10 to which the portable audio player 3 is connected, an A / D converter 11 that converts an audio signal input from the portable audio player 3 into a digital signal, a controller 12 that controls the operation of the transmitter 1, A communication circuit 13 and an antenna 14 for performing communication through a communication channel are provided.
  • the communication circuit 13 transmits an audio signal and receives an acknowledgment ACK from the receiver 2.
  • the communication circuit 13 performs mutual communication of control signals such as transmission and reception of schedules with the receiver 2. Further, the communication circuit 13 checks the busy / idle by watching the communication channel. Channel switching of the communication circuit 13 is performed under the control of the controller 12.
  • the receiver 2 includes a built-in antenna 24, a communication circuit 20 that performs communication on each communication channel, a controller 21 that controls the operation of the receiver 2, a D / A converter 22 that converts a received digital audio signal into an analog signal, and An audio output unit 23 is provided for outputting an audio signal to the speaker 4 with amplifier.
  • the communication circuit 20 receives the high frequency signal transmitted from the transmitter 1 and demodulates the audio signal and the control signal, and transmits a signal such as an acknowledgment ACK input from the controller 21 to the transmitter 1.
  • the audio signal demodulated into the baseband digital signal by the communication circuit 20 is input to the D / A converter 22.
  • the control signal demodulated by the communication circuit 20 is input to the controller 21.
  • the D / A converter 22 converts the input digital audio signal into an analog audio signal and outputs the analog audio signal from the audio output unit 23 to the speaker with amplifier 4.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an audio packet transmission processing operation. This processing operation is executed by the controller 12 of the transmitter 1. First, the schedule determination operation shown in FIG. 5A is executed (S10). When the schedule is determined in this process, the channel is scanned to search for a receiver, and communication with the receiver 2 is established (S11). When communication with the receiver 2 is established (S1), the schedule is transmitted using the control channel (S12). Thereafter, the packet is transmitted by the following processing.
  • 1 is set to the counter n of the used channel (S13).
  • the channel 13 is thereby selected. It moves to this selected use channel C (n) (S14).
  • a counter i for counting the number of packets transmitted on the selected use channel is set to 1 (S15).
  • the transmission of the audio packet When the transmission of the audio packet is completed, it waits for T3 until an acknowledgment ACK is received from the receiver 2 (S19, S20). If an acknowledgment ACK is received before T3 elapses (YES in S19), it is determined whether the packet number counter i is the number of packets p (n) to be transmitted on this use channel (S21). If the packet number counter i is less than p (n) (NO in S21), 1 is added to i (S22), and the process returns to S17 to transmit the next audio packet.
  • a channel scan is performed to determine three used channels.
  • the used channels may be reviewed during communication.
  • an audio signal of about 1 ms can be transmitted using a packet of about 500 ⁇ s. Therefore, if transmission is performed without error, there is a margin of audio data on the receiver 2 side. Therefore, the schedule may be recreated by performing the channel scan shown in FIG. 5 again at an appropriate timing during transmission execution.
  • the appropriate timing is, for example, when a predetermined number of audio packets can be transmitted without retransmission at regular intervals, or when a message indicating that the buffer is full is received from the receiver 2 side.
  • the time may be shortened by reducing the number of repetitions (100 in the example of FIG. 5).
  • three channel channel groups 1 to 5 are created, and the three channels (Ch. A, B, C) belonging to one of the channel groups are sequentially moved.
  • audio packets are transmitted, and when the error rate due to noise or the like is high, the channel group is changed.
  • the number of channels constituting one channel group is not limited to three.
  • the transmitter 1 and the receiver 2 start transmission of audio packets on the first channel (Ch. A) belonging to the selected channel group. Thereafter, the transmitter 1 and the receiver 2 transmit a predetermined number of audio packets for each channel while sequentially moving a plurality of channels (used channels Ch. A, B, C) as shown in FIG. .
  • the audio packet transmission procedure in each used channel will be described with reference to FIG.
  • a used channel for example, Ch. A
  • carrier sense of that channel is performed. If another communication device is transmitting a signal on this channel (busy: BUSY), the state is monitored to change to idle.
  • the channel state changes to idle, or when the channel is idle as a result of carrier sense, transmission of an audio packet is started after waiting for a waiting time T1 (for example, 3 ⁇ s).
  • the channel state changes to idle and then waits at least 10 ⁇ s (SIFS: Short Inter Frame Space (see FIG. 2D)). Normally, after waiting for 50 ⁇ s or longer (DIFS: DCF Inter Frame Space + back-off time), transmission of a packet is started. For this reason, the transmitter 1 can always transmit an audio packet without causing the wireless LAN terminal to start communication. This audio packet is received by the receiver 2.
  • SIFS Short Inter Frame Space
  • an acknowledgment ACK is transmitted from the receiver 2.
  • the waiting time T2 from the completion of packet reception at the receiver 2 to the transmission of the acknowledgment ACK is, for example, 2 ⁇ s. Also in this case, it is possible to transmit an acknowledgment response ACK prior to the wireless LAN terminal in the same manner as described above.
  • the transmitter 1 stores the fact that an error has occurred when it cannot receive the acknowledgment ACK even after waiting for T3 (for example, 5 ⁇ s) after transmitting the audio packet, Resend the same audio packet. Since this waiting time T3 is also shorter than the shortest packet interval (SIFS) of the wireless LAN, the audio packet can be retransmitted without being interrupted by the terminal of the wireless LAN.
  • the size of one audio packet is about 500 ⁇ s, and audio data for about 1 ms can be transmitted with this size. Therefore, even if retransmission occurs once every few times, the buffer does not underflow on the receiver 2 side.
  • the wireless audio system is not intended for long-distance communication such as a wireless LAN, and is intended for packet transmission over a short distance of about 10 meters. Because it is a system. Of course, if the standby time is lengthened, the distance margin between devices of the wireless audio system and the throughput margin of the high-frequency circuit and the processing unit can be increased.
  • the waiting times T1, T2, and T3 are all shorter than SIFS (10 ⁇ s). However, even if the waiting times T1, T2, and T3 are longer than SIFS, the shortest time of DIFS (50 ⁇ s). If shorter, communication is possible without being interrupted by other wireless LAN terminals. In this way, if the wireless LAN (IEEE802.11b) acknowledgment ACK transmission (10 ⁇ s standby) is given priority over the audio packet transmission start (T1> 10 ⁇ s) of the wireless audio system, the wireless audio system Waiting for completion of a series of packet transmission procedures for wireless LAN packet transmission and acknowledgment reply, audio packet transmission is started, and transmission start of the audio packet is slightly delayed.
  • the wireless LAN (IEEE802.11b) acknowledgment ACK transmission (10 ⁇ s standby) is given priority over the audio packet transmission start (T1> 10 ⁇ s) of the wireless audio system
  • T1 immediately after Busy in FIG. 2B is made longer than SIFS (10 ⁇ s) to give priority to the transmission of the wireless LAN confirmation response, and the subsequent waiting times T1, T2, and T3 are made shorter than SIFS and transmitted.
  • the efficiency may be improved.
  • the shortest packet interval of the present invention when the specification of other wireless communication sharing a plurality of communication channels with the wireless communication according to the present invention is IEEE802.11b, the shortest time of SIFS or DIFS can be applied. .
  • the audio packet is always transmitted with priority over the packet of the wireless LAN and the sound is not cut off.
  • this channel for example, Ch. In A
  • the wireless LAN system cannot communicate at all. Therefore, when transmission of a predetermined number of packets (for example, 3 to 6) of audio packets is completed, the operation moves to the next channel (for example, Ch. B) and the transmission of audio packets is continued in the same procedure. Similarly, when transmission of a predetermined number of audio packets is completed on this channel, the transmission is further moved to the next channel (for example, Ch. C), and transmission of audio packets is continued in a similar procedure. As a result, the transmission of audio packets is continued without interruption, and the influence on other communications such as a wireless LAN is minimized.
  • the channel group including that channel is deselected and switched to another channel group. Communication is equally performed on all channels. This prevents the occurrence of a channel that cannot be used due to the transmission of audio packets while avoiding transmission errors.
  • the allocation of the number of transmitted packets for each channel is changed according to the error rate of each channel.
  • the error rate used for the above monitoring may be an error rate of integration after the current channel group is selected, or may be an error rate for a certain past time (for example, 1 to several seconds).
  • an allocation determination method for the predetermined number of packets that is, the number of transmission packets for each used channel.
  • An error frequency of packet transmission in each used channel is stored.
  • the error rate is calculated by integrating the stored error frequencies at an appropriate timing. That is, the ratio of the number of packet transmissions in each channel and the number of times an error has occurred is the error rate.
  • the number of packets is allocated so that the number of transmission packets in the channel with a low error rate is increased and the number of transmission packets in the channel with a high error rate is decreased.
  • the number of packets is assigned to each used channel so that 15 packets can be transmitted by making a round of three used channels.
  • Ch.A Ch.A
  • C (2) Ch.B
  • C (3) Ch.C
  • r1 30 ⁇ [error rate (%) of channel C (1)]
  • r2 30 ⁇ [error rate of channel C (2) (%)]
  • r3 30 ⁇ [error rate of channel C (3) (%)]
  • the channel group is changed when the error rate of any channel exceeds 30%, r1, r2, and r3 do not become negative.
  • the sum of p (1), p (2), and p (3) may be larger or smaller than 15. In this case, the maximum value p (n) It may be adjusted by increasing or decreasing.
  • the method for determining the number of transmission packets is not limited to this method.
  • the number of transmission packets may be allocated equally to all used channels.
  • This transmission packet number determination process may be performed at an appropriate interval. In order to cope with the frequent occurrence of instantaneous errors, it may be performed at short intervals of about 1 to several seconds. Further, when dealing with the occurrence of a steady error, it may be performed at a long interval of about 1 to several minutes.
  • the transmitter 1 includes an audio input unit 10 to which the portable audio player 3 is connected, an A / D converter 11 that converts an audio signal input from the portable audio player 3 into a digital signal, a controller 12 that controls the operation of the transmitter 1, A communication circuit 13 and an antenna 14 for performing communication through a communication channel are provided.
  • the communication circuit 13 transmits an audio signal and receives an acknowledgment ACK from the receiver 2.
  • the communication circuit 13 performs mutual communication of control signals such as transmission and reception of schedules with the receiver 2. Further, the communication circuit 13 checks the busy / idle by watching the communication channel. Channel switching of the communication circuit 13 is performed under the control of the controller 12.
  • the receiver 2 includes a built-in antenna 24, a communication circuit 20 that performs communication on each communication channel, a controller 21 that controls the operation of the receiver 2, a D / A converter 22 that converts a received digital audio signal into an analog signal, and An audio output unit 23 is provided for outputting an audio signal to the speaker 4 with amplifier.
  • the communication circuit 20 receives the high frequency signal transmitted from the transmitter 1 and demodulates the audio signal and the control signal, and transmits a signal such as an acknowledgment ACK input from the controller 21 to the transmitter 1.
  • the audio signal demodulated into the baseband digital signal by the communication circuit 20 is input to the D / A converter 22.
  • the control signal demodulated by the communication circuit 20 is input to the controller 21.
  • the D / A converter 22 converts the input digital audio signal into an analog audio signal and outputs the analog audio signal from the audio output unit 23 to the speaker with amplifier 4.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an audio packet transmission processing operation. This processing operation is executed by the controller 12 of the transmitter 1.
  • a schedule is determined (S1).
  • the schedule is composed of a use channel C (1 to 3) and the number of transmission packets p (1 to 3) of each channel.
  • As a use channel one of the channel groups 1 to 5 shown in FIG. 3A is selected.
  • the number of transmission packets is equally 5 packets each.
  • the schedule is determined, the channel is scanned to search for a receiver, and communication with the receiver 2 is established (S2).
  • the schedule determined using the control channel is transmitted (S3). Thereafter, the packet is transmitted by the following processing.
  • 1 is set to the counter n of the used channel (S4). It moves to this selected use channel C (n) (S5).
  • a counter i for counting the number of packets transmitted on the selected use channel is set to 1 (S6). Then, it is determined whether the channel is busy based on carrier sense (S7). If the channel is busy (YES in S7), the process waits in S7 until the busy state ends. When the channel state shifts to idle (NO in S7), it waits for the waiting time T1 (S8) and transmits the i-th audio packet (S9). It is assumed that the carrier sense of the communication channel is also performed during the standby time T1.
  • the transmission of the audio packet When the transmission of the audio packet is completed, it waits for T3 until an acknowledgment ACK is received from the receiver 2 (S10, S11). If an acknowledgment ACK is received before T3 elapses (YES in S10), it is determined whether the packet number counter i is the number of packets p (n) transmitted on this use channel (S13). If the packet number counter i is less than p (n) (NO in S13), 1 is added to i (S14), and the process returns to S8 to transmit the next audio packet.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a transmission error handling process.
  • FIG. 8A is a flowchart showing channel group switching processing. This process is preferably executed during the transition from S10 to S13 (timing indicated by A in FIG. 7) or during the return from S15 to S4 (timing indicated by B in FIG. 7).
  • the error rate in the channel at S21 is a certain value (for example, 30%) or more. If the error rate is not equal to or greater than a certain value (NO in S21), the process is terminated as it is.
  • the channel group to be used is changed to another channel group different from the current channel group (S23). New channel combinations may be in numerical order or random. However, it is preferable to select a channel group that does not include a channel whose error rate exceeds a certain value. Then, the error rate is reset (S23), a new schedule is transmitted to the receiver 2 (S24), and the process proceeds to S4 in FIG.
  • FIG. 8B is a flowchart showing the transmission packet number allocation determination process. This process is executed at an appropriate timing (for example, every 1 to several seconds or every 1 to several minutes) while the processes of S4 to S16 in FIG. This process is preferably executed while returning from S15 to S4 (timing indicated by B in FIG. 7).
  • This process is a process of reallocating the number of transmission packets of each used channel based on the error rate of each used channel so far.
  • the error rate of each used channel is totaled to calculate the error rate (S31).
  • the number p (1 to 3) of transmission packets for each used channel is calculated (S32).
  • the error rate calculation method and the transmission packet number calculation method are as described above.
  • the calculated transmission packet number p (1 to 3) is transmitted to the receiver 2 (S33).
  • Subsequent audio packet transmission / reception is performed for each packet.
  • it is possible to assign the number of transmission packets according to the real-time error occurrence status of each used channel.
  • the integrated value of the error frequency of each used channel may be reset, or the integration may be continued as it is.
  • FIG. 8C is a flowchart showing the transmission power control process.
  • the 2.4 GHz band is used for various communications such as mobile phone 3G communication and cordless telephone, in addition to wireless LAN. Therefore, when the communication status is good and no error occurs, it is preferable to reduce the transmission output to reduce the influence on other wireless communications. For this reason, this process may be performed during the execution of S9 in FIG. 7 to control the transmission power.
  • a predetermined number of packets for example, 10 packets
  • the transmission power is set to low power (S42). If not (NO in S41), the transmission power is set to high power (S43). After this setting, the packet transmission of S9 is performed.
  • a predetermined number of packets for example, 10 packets
  • the transmitter 1 and the receiver 2 start transmission of audio packets on the first channel (Ch.A). Thereafter, the transmitter 1 and the receiver 2 transmit a predetermined number of audio packets for each channel while sequentially moving a plurality of channels (used channels Ch. A, B, C) as shown in FIG. .
  • the audio packet transmission procedure in each used channel will be described with reference to FIG.
  • a used channel for example, Ch. A
  • carrier sense of that channel is performed. If another communication device is transmitting a signal on this channel (busy: BUSY), that fact is stored and the state is monitored to change to idle.
  • the channel state changes to idle, or when the channel is idle as a result of carrier sense transmission of an audio packet is started after waiting for a waiting time T1 (for example, 3 ⁇ s).
  • T1 for example, 3 ⁇ s.
  • the reason that the busy state is stored at the start of channel use is to determine the number of transmission packets for each channel based on the busy rate of each channel. Details thereof will be described later.
  • the other communication device is a wireless LAN terminal conforming to IEEE802.11b
  • the channel state changes to idle, it waits for at least 10 ⁇ s (SIFS: Short Inter Frame Space (see FIG. 2D)).
  • SIFS Short Inter Frame Space
  • DIFS DCF Inter Frame Space + back-off time
  • transmission of a packet is started. For this reason, the transmitter 1 can always transmit an audio packet without causing the wireless LAN terminal to start communication. This audio packet is received by the receiver 2.
  • an acknowledgment ACK is transmitted from the receiver 2.
  • the waiting time T2 from the completion of packet reception at the receiver 2 to the transmission of the acknowledgment ACK is, for example, 2 ⁇ s. Also in this case, it is possible to transmit an acknowledgment response ACK prior to the wireless LAN terminal in the same manner as described above.
  • the transmitter 1 retransmits the same audio packet when the acknowledgment ACK is not received even after waiting for T3 (for example, 5 ⁇ s) after transmitting the audio packet. Since this waiting time T3 is also shorter than the shortest packet interval (SIFS) of the wireless LAN, the audio packet can be retransmitted without being interrupted by the terminal of the wireless LAN.
  • the size of one audio packet is about 500 ⁇ s, and audio data for about 1 ms can be transmitted with this size. Therefore, even if retransmission occurs once every few times, the buffer does not underflow on the receiver 2 side.
  • the wireless audio system is not intended for long-distance communication such as a wireless LAN, and is intended for packet transmission over a short distance of about 10 meters. Because it is a system. Of course, if the standby time is lengthened, the distance margin between devices of the wireless audio system and the throughput margin of the high-frequency circuit and the processing unit can be increased.
  • the waiting times T1, T2, and T3 are all shorter than SIFS (10 ⁇ s). If shorter, communication is possible without being interrupted by other wireless LAN terminals.
  • the wireless LAN (IEEE802.11b) acknowledgment ACK transmission (10 ⁇ s standby) is given priority over the audio packet transmission start (T1> 10 ⁇ s) of the wireless audio system
  • the wireless audio system Waiting for completion of a series of packet transmission procedures for wireless LAN packet transmission and acknowledgment reply, audio packet transmission is started, and transmission start of the audio packet is slightly delayed.
  • T1 immediately after Busy in FIG. 2B is made longer than SIFS (10 ⁇ s) to give priority to the transmission of the wireless LAN confirmation response, and the subsequent waiting times T1, T2, and T3 are made shorter than SIFS and transmitted.
  • the efficiency may be improved.
  • the shortest packet interval of the present invention when the specification of other wireless communication sharing a plurality of communication channels with the wireless communication according to the present invention is IEEE802.11b, the shortest time of SIFS or DIFS can be applied. .
  • the audio packet is always transmitted with priority over the packet of the wireless LAN and the sound is not cut off.
  • this channel for example, Ch. In A
  • the wireless LAN system cannot communicate at all. Therefore, when transmission of a predetermined number of packets (for example, 3 to 6) of audio packets is completed, the operation moves to the next channel (for example, Ch. B) and the transmission of audio packets is continued in the same procedure. Similarly, when transmission of a predetermined number of audio packets is completed on this channel, the transmission is further moved to the next channel (for example, Ch. C), and transmission of audio packets is continued in a similar procedure. This minimizes the influence on the wireless LAN while continuing the transmission of audio packets without interruption.
  • the predetermined number of packets that is, the number of transmitted packets for each use channel.
  • the channel is busy (that is, busy)
  • the stored busy frequencies are integrated to calculate a busy rate. That is, the ratio between the number of times each channel is used and the number of times of busy is the busy rate.
  • the number of packets is allocated so that the number of transmission packets of a channel with a low busy rate is increased and the number of transmission packets of a channel with a high busy rate is reduced.
  • the number of packets is assigned to each used channel so that 15 packets can be transmitted by making a round of three used channels.
  • Ch.A Ch.A
  • C (2) Ch.B
  • C (3) Ch.C
  • the idle rate is calculated by “100 ⁇ busy rate”.
  • r1, r2 and r3 become negative, it may be set to 0.
  • the sum of p (1), p (2), and p (3) may be larger or smaller than 15. In this case, the maximum value p (n) It may be adjusted by increasing or decreasing.
  • This transmission packet number determination process may be performed at an appropriate interval. In order to cope with instantaneous channel use, it may be performed at short intervals of about 1 to several seconds. In addition, when dealing with steady channel use, it may be performed at a long interval of about 1 to several minutes.
  • the transmitter 1 includes an audio input unit 10 to which the portable audio player 3 is connected, an A / D converter 11 that converts an audio signal input from the portable audio player 3 into a digital signal, a controller 12 that controls the operation of the transmitter 1, A communication circuit 13 and an antenna 14 for performing communication through a communication channel are provided.
  • the communication circuit 13 transmits an audio signal and receives an acknowledgment ACK from the receiver 2.
  • the communication circuit 13 performs mutual communication of control signals such as transmission and reception of schedules with the receiver 2. Further, the communication circuit 13 checks the busy / idle by watching the communication channel. Channel switching of the communication circuit 13 is performed under the control of the controller 12.
  • the receiver 2 includes a built-in antenna 24, a communication circuit 20 that performs communication on each communication channel, a controller 21 that controls the operation of the receiver 2, a D / A converter 22 that converts a received digital audio signal into an analog signal, and An audio output unit 23 is provided for outputting an audio signal to the speaker 4 with amplifier.
  • the communication circuit 20 receives the high frequency signal transmitted from the transmitter 1 and demodulates the audio signal and the control signal, and transmits a signal such as an acknowledgment ACK input from the controller 21 to the transmitter 1.
  • the audio signal demodulated into the baseband digital signal by the communication circuit 20 is input to the D / A converter 22.
  • the control signal demodulated by the communication circuit 20 is input to the controller 21.
  • the D / A converter 22 converts the input digital audio signal into an analog audio signal and outputs the analog audio signal from the audio output unit 23 to the speaker with amplifier 4.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an audio packet transmission processing operation. This processing operation is executed by the controller 12 of the transmitter 1.
  • a schedule is determined (S1).
  • the schedule is composed of a use channel C (1 to 3) and the number of transmission packets p (1 to 3) of each channel.
  • the channels to be used three channels with appropriate intervals may be selected as shown in FIG.
  • the schedule is determined, the channel is scanned to search for a receiver, and communication with the receiver 2 is established (S2).
  • the schedule determined using the control channel is transmitted (S3). Thereafter, the packet is transmitted by the following processing.
  • 1 is set to the counter n of the used channel (S4). It moves to this selected use channel C (n) (S5).
  • a counter i for counting the number of packets transmitted on the selected use channel is set to 1 (S6). Then, it is determined whether the channel is busy based on carrier sense (S7). If the channel is busy (YES in S7), the busy counts are accumulated (S8), and the process waits in S7 until the busy state ends. Note that the busy count in S8 is not accumulated during this standby. When the channel state shifts to idle (NO in S7), it waits for the waiting time T1 (S9) and transmits the i-th audio packet (S10). It is assumed that the carrier sense of the communication channel is also performed during the standby time T1.
  • the transmission of the audio packet When the transmission of the audio packet is completed, it waits for T3 until an acknowledgment ACK is received from the receiver 2 (S11, S12). If an acknowledgment ACK is received before T3 elapses (YES in S11), it is determined whether the packet number counter i is the number of packets p (n) to be transmitted on this use channel (S13). If the packet number counter i is less than p (n) (NO in S13), 1 is added to i (S14), and the process returns to S9 to transmit the next audio packet.
  • FIG. 9B is a flowchart showing the transmission packet number assignment process. This process is executed at an appropriate timing (for example, every 1 to several seconds or every 1 to several minutes) while the processes of S4 to S16 in FIG. This process is preferably executed at the timing indicated by B in FIG. 9A while returning from S15 to S4.
  • This process is a process of reallocating the number of transmission packets of each used channel based on the busy rate of each used channel so far.
  • the busy frequency of each used channel is totaled to calculate the busy rate (S30).
  • the number of transmission packets p (1 to 3) for each used channel is calculated (S31).
  • the busy rate calculation method and the transmission packet number calculation method are as described above.
  • the calculated transmission packet number p (1 to 3) is transmitted to the receiver 2 (S32).
  • Subsequent audio packet transmission / reception is performed for each packet.
  • the integrated value of the busy frequency of each used channel may be reset, or the integration may be continued as it is.
  • the use channel is selected by appropriately selecting three channels that are appropriately separated as shown in FIG. 3 (B). Check the channel, select a channel that has little effect even if packet transmission is performed preferentially, and use this channel to transmit audio packets to minimize the impact on other wireless communications. You may do it.
  • FIG. 5A is a flowchart showing the schedule determination processing operation. This process is executed by the controller 12 described later. In this process, first, all 13 channels in the 2.4 GHz band are scanned (S51), and the usage status of each channel is tabulated from the scan results (S52). Then, based on the result of the aggregation, the channel used for packet transmission (used channel) and the number of packets transmitted once in each used channel are determined (S53).
  • Channel 1 to channel 13 are scanned and carrier sense is performed to detect busy (in use) / idle (empty) of each channel. This is repeated a plurality of times (for example, 100 times) at regular intervals (for example, every 10 ms). The time required for scanning is 1 second when it is repeated 100 times every 10 ms. In this way, by repeatedly performing busy / idle scans for all channels, it is possible to detect an average usage situation that is not instantaneous for each channel. Note that most of the time required for channel scanning is the time required for channel switching (reception frequency switching) of the receiver of the communication circuit 13. If a receiver capable of high-speed channel switching can be realized, the channel scanning time can be greatly reduced.
  • FIG. 5C is the busy frequency distribution graph.
  • the busy frequency becomes the busy rate (%).
  • communication is performed using channel 1 and channel 6, and the busy rate of channel 6 has a high probability of about 60%.
  • the communication channel band extends from channel 5 to channel 7. Further, channel 1 has a busy rate of about 20%, and the channel band of this communication extends to channels 1 and 2.
  • the channel band of packet transmission is applied on the frequency distribution graph, and three channels with less influence are determined as used channels.
  • the channel 13 and the channel 9 that do not substantially affect the currently used channel are determined as the first and second used channels C (1) and C (2), and then The channel 1 that has no influence on the channel 6 that is used at a high busy rate and has an influence on the channel 1 that is used at a low busy rate is determined as the third used channel C (3).
  • the number of transmission packets may be determined in advance based on the busy rate of each use channel.
  • the calculation method of the number of transmission packets p (1), p (2), and p (3) may be the same as S31 in FIG. 9B.
  • the above description is a method of determining three used channels by performing a channel scan at the start of communication.
  • the used channels may be reviewed during communication.
  • an audio signal of about 1 ms can be transmitted using a packet of about 500 ⁇ s. Therefore, if transmission is performed without error, there is a margin of audio data on the receiver 2 side. Therefore, the schedule may be recreated by performing the channel scan shown in FIG. 5 again at an appropriate timing during transmission execution.
  • the appropriate timing is, for example, when a predetermined number of audio packets can be transmitted without retransmission at regular intervals, or when a message indicating that the buffer is full is received from the receiver 2 side 2.
  • the time may be shortened by reducing the number of repetitions (100 in the example of FIG. 5).
  • the device that reproduces the audio signal is the portable audio player 1, but the reproducing device is not limited to a portable device.
  • audio packets are transmitted and received with priority over other wireless communication such as a wireless LAN while moving through a plurality of channels, so that audio packets can be transmitted without interruption.
  • the influence on the wireless communication system using each channel can be minimized.
  • audio packets are transmitted / received in preference to other wireless communication such as wireless LAN while moving through a plurality of used channels, and combinations of used channels (channel groups) according to an error rate. Since the number of transmitted packets is changed, it is possible to minimize the influence on the wireless communication system using each channel and realize transmission of audio packets with high tolerance to errors.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

 無線によるオーディオ信号の伝送と他の無線機器による通信を両立させた無線オーディオシステムを提供する。 トランスミッタとレシーバが、他の無線通信と併用される複数の通信チャネルを用い、以下の手順でオーディオパケットを伝送する。トランスミッタ、レシーバが同じチャネルを選択し、トランスミッタが該チャネルがアイドルになったことを検出したのち他の無線通信の手順が規定する最短パケット間隔よりも短い待機時間T1だけ待機してオーディオパケットを送信し、レシーバがオーディオパケットの受信を完了したのち最短パケット間隔よりも短い待機時間T2だけ待機して応答信号を返信する。この手順で所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したのち、トランスミッタとレシーバが通信チャネルを切り換えて上記の処理を繰り返す。

Description

無線オーディオ伝送方法
 この発明は、オーディオ信号を電波を用いて送信する無線オーディオ伝送方法に関する。
 オーディオ分野において、複数の機器間をケーブルで接続するのが煩雑である、または、ケーブルが視覚的に美しくないという理由で、電波でオーディオ信号を伝送することが実用化されている(たとえば日本国特開2006-074374号公報参照)。オーディオ信号の伝送等の民生用機器で自由に使用できる周波数帯は限られており、オーディオ信号の伝送のほか、無線LAN、コードレス電話機、電子レンジなどの多種類の機器が2.4GHz帯を使用している。
 ところで、オーディオ信号の伝送は途切れることなく長時間継続するものであるため、オーディオ信号の伝送が通信チャネルを占有してしまうと、他の無線機器、たとえば無線LANの通信が全く行えないことになる。また、逆にオーディオ信号の伝送の優先度を低くして無線LANの通信を優先すると、オーディオ信号の伝送が途切れがちになり、受信側で再生されるオーディオ信号にノイズが発生してしまうという不都合があった。
 また、通信以外の電子レンジ等が使用された場合には、電波ノイズによってオーディオ信号の伝送にエラーが発生してしまい、この場合にもオーディオ信号にノイズが発生してしまう不都合があった。
 本発明は、無線によるオーディオ信号の伝送と他の無線機器による通信を両立させた無線オーディオ伝送方法を提供することを目的とする。
 また、電波ノイズに対する耐性を高くした無線オーディオ伝送方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、1つのチャネルを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
 (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、別のチャネルを選択し、手順2にもどる
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、1つのチャネルを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順4に戻り、
 (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、別のチャネルを選択し、手順2にもどる
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 前記第2無線通信と共用される複数のチャネルは、IEEE802.11で規定される複数のチャネルであってもよく、前記手順7における選択したチャネルの切り換えは、前記複数のチャネルのうち通信周波数帯域が重なり合わず同時使用が可能なチャネル間で行われてもよい。
 上記目的を達成するために、本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて複数の使用チャネルを決定し、
 (手順2)前記トランスミッタが、決定した複数の使用チャネルをレシーバに通知し、
 (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
 (手順4)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順5)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順5に戻り、
 (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換えて、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順4にもどる
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて複数の使用チャネルを決定し、
 (手順2)前記トランスミッタが、決定した複数の使用チャネルをレシーバに通知し、
 (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
 (手順4)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順5)前期トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順6に戻り、
 (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換えて、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択して手順4にもどる
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 前記手順1において、前記各チャネルの利用状況に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数をさらに決定してもよい。
 前記手順4乃至手順9を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記手順1乃至手順3を再度実行してもよい。
 上記目的を達成するために、本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタが、少なくとも2つのチャネルを有する複数のチャネルグループのなかから1つを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、選択したチャネルグループをレシーバに通知し、
 (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記選択したチャネルグループの中から1つのチャネルを選択し、
 (手順4)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順5)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、エラーである旨を記憶して、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順5に戻り、
 (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、前記選択したチャネルグループの別のチャネルを選択して手順4にもどる
 (手順10)前記エラーを監視し、前記選択したチャネルグループに含まれるチャネルのエラー率が所定値を超えたとき、前記選択したチャネルグループを変更して、別のチャネルグループを選択し、手順2にもどる
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 前記複数のチャネルグループにそれぞれ含まれる前記少なくとも2つのチャネルは、オーディオパケット伝送時の周波数帯域が相互に重なり合わなくてもよい。
 前記手順10において、選択される別のチャネルグループは、前記エラー率が所定値を超えたチャネルを含まないチャネルグループであってもよい。
前記手順5において、前記トランスミッタが、当該選択したチャネルにおいて連続して所定回数以上エラー無くオーディオパケットを送信している場合、電力を低下させてオーディオパケットの送信を行ってもよい。
 本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数のチャネルから1つのチャネルを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、エラーである旨を記憶して、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
 (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、前記複数のチャネルのなかの別のチャネルを選択して手順2にもどる
 (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記複数のチャネルの各チャネルのエラー率に基づいて、各チャネルにおける前記所定個数を決定する
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 手順3において、前記トランスミッタが、当該選択したチャネルにおいて連続して所定回数以上エラー無くオーディオパケットを送信している場合、電力を低下させてオーディオパケットの送信を行ってもよい。
 前記第1待機時間は、IEEE802.11bに規定されるShort Inter Frame Space(SIFS)よりも長く、前記IEEE802.11bに規定されるDistributed Inter Frame Space(DIFS)よりも短い時間であってもよく、前記第2待機時間は前記SIFSよりも短い時間であってもよく、前記第3待機時間は前記第2待機時間よりも長く、前記SIFSよりも短い時間であってもよい。
 上記目的を達成するために、本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルのビジー率を記憶し、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
 (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換え、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順2にもどり、
 (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記記憶された各使用チャネルのビジー率に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数を決定する
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 本発明において、第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
 (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
 (手順2)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルのビジー率を記憶し、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
 (手順3)前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
 (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
 (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
 (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順6に戻り、
 (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換え、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順4にもどり、
 (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記記憶された各使用チャネルのビジー率に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数を決定する
 無線オーディオ伝送方法が提供される。
 前記手順1を実行する前に、
 前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて前記複数の使用チャネルを決定し、
 前記トランスミッタが、決定した前記複数の使用チャネルをレシーバに通知する
 手順を実行してもよい。
本発明の第1~4実施形態に係る無線オーディオシステムの構成図 無線オーディオシステムにおけるオーディオパケットの伝送手順を説明する図 IEEE802.11bに規定される複数の通信チャネルと無線オーディオシステムが使用するチャネルを説明する図 第1実施形態に係る無線オーディオシステムのトランスミッタの動作を示すフローチャート 無線オーディオシステムのスケジュール決定方式を説明する図 第2実施形態に係る無線オーディオシステムのトランスミッタの動作を示すフローチャート 第3実施形態に係る無線オーディオシステムのトランスミッタの動作を示すフローチャート 第3実施形態に係る無線オーディオシステムのトランスミッタの動作を示すフローチャート 第4実施形態に係る無線オーディオシステムのトランスミッタの動作を示すフローチャート
以下、本発明の第1~4実施形態について、図面を参照して説明する。
 図1に示されるように、この無線オーディオシステムは、トランスミッタ1、レシーバ2、トランスミッタ1に接続される携帯オーディオプレーヤ3、および、レシーバ2に接続される据置型のアンプ付スピーカ4で構成される。トランスミッタ1は、携帯オーディオプレーヤ3から再生・入力されるオーディオ信号をデジタル化し、2.4GHz帯の準マイクロ波に乗せて送信する。レシーバ2は、トランスミッタ1から送信される高周波信号を受信し、この高周波信号に重畳されているオーディオ信号をD/A変換してアンプ付スピーカ4に入力する。デジタル化されたオーディオ信号は、トランスミッタ1からレシーバ2へ高速に単方向で送信され、コマンド等の制御信号は、トランスミッタ1、レシーバ2相互間で低速で双方向通信が行われる。
 トランスミッタ1-レシーバ2間の通信は、IEEE802.11bで規定されている13のチャネルを移動しながら行う。いずれかのチャネルで所定個数のオーディオパケットの送受信(伝送)が完了するとチャネルを移動し、移動したチャネルで次の所定個数のオーディオパケットの伝送を行う。これを繰り返すことで、オーディオパケットを途切れることなく伝送するとともに、電波の到達範囲にIEEE802.11(b)の無線LANシステムが存在していても、特定のチャネルにおける通信が全く不可能になることがないようにしている。
(第1実施形態)
 以下、第1実施形態について説明する。
 まず、図2を参照して、この無線オーディオシステムにおけるオーディオパケットの伝送手順について説明する。トランスミッタ1とレシーバ2は、ネゴシエーションした、または、予め設定されているスケジュールで決められた同じチャネル(Ch.A)でオーディオパケットの伝送を開始する。その後、上述したように、トランスミッタ1およびレシーバ2は、図2(A)に示すように複数のチャネル(Ch.A,B,C)を順次移動しながらオーディオパケットの伝送を行う。
 各チャネルにおけるオーディオパケットの伝送手順を図2(B)を参照して説明する。トランスミッタ1は、あるチャネルでオーディオパケットの送信を開始するとき、まずキャリアセンスを行い、他の通信機器が信号を送信している状態(ビジー:BUSY)が終了し、状態がアイドルに変化するのを監視する。チャネルの状態がアイドルに変化したとき、そこから待機時間T1(たとえば3μs)だけ待機したのちオーディオパケットの送信を開始する。IEEE802.11bに準拠した無線LANの端末は、チャネル状態がアイドルに変化したのち、最短でも10μs(SIFS:Short Inter Frame Space(図2(D)参照))待機し、通常は50μs以上(DIFS:DCF Inter Frame Space+バックオフ時間)待機したのちパケットの送信を開始しようとするため、トランスミッタ1は無線LANの端末に遅れることなく、必ずオーディオパケットの送信を行うことができる。このオーディオパケットはレシーバ2に受信される。
 オーディオパケットの伝送が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKが送信されてくる。レシーバ2におけるパケットの受信完了から確認応答ACKを送信するまでの待機時間T2は、たとえば2μsである。この場合も、上記と同様に無線LANの端末に先んじて確認応答ACKを送信することが可能である。
 また、トランスミッタ1は、図2(C)に示すように、オーディオパケットの送信後T3(たとえば5μs)待機しても確認応答ACKを受信できなかった場合、同じオーディオパケットを再送する。この待機時間T3も無線LANの最短パケット間隔(SIFS)よりも短いため、無線LANの端末に割り込まれることなく、オーディオパケットの再送を行うことができる。なお、1つのオーディオパケットのサイズは約500μsであり、このサイズで約1ms分のオーディオデータを伝送することができる。したがって、数回に一度の頻度で再送が発生してもレシーバ2側でバッファがアンダーフローすることはない。
 このような短い待機時間でパケットの送信を開始できるのは、無線オーディオシステムは、無線LANのような長距離の通信を想定しておらず、10メートル程度の短距離間のパケット伝送を意図したシステムだからである。勿論、待機時間を長くすれば無線オーディオシステムの機器間の距離マージン、および、高周波回路、処理部のスループットのマージンを大きくすることができる。
 なお、この図の説明では、待機時間T1,T2,T3を全てSIFS(10μs)よりも短くしているが、待機時間T1,T2,T3は、SIFSより長くてもDIFSの最短時間(50μs)よりも短ければ無線LANに割り込まれることなく通信が可能である。この場合、無線LAN(IEEE802.11b)の確認応答ACKの送信(10μs待機)が、この無線オーディオシステムのオーディオパケットの伝送開始(T1>10μs)に優先する。無線オーディオシステムは、無線LANのパケット送信、確認応答返信の一連のパケット伝送手順の完了を待って、オーディオパケットの伝送を開始することになる。これによりオーディオパケットの伝送開始が若干遅れることになるが、無線通信環境全体の効率に鑑みると、この方が効率的であると言える。また、図2(B)におけるBusy直後のT1のみSIFS(10μs)よりも長くして無線LANの確認応答の送信を優先させ、以後の待機時間T1,T2,T3をSIFSよりも短くして伝送の効率化を図ってもよい。なお、本発明の最短パケット間隔としては、本発明に係る無線通信と複数の通信チャネルを共用する他の無線通信の仕様がIEEE802.11bの場合、SIFSまたはDIFSの最短時間を適用することができる。
 この手順で、トランスミッタ1、レシーバ2がオーディオパケットを伝送すると、オーディオパケットが無線LANのパケットに常に優先して伝送され音切れすることがないが、これをずっと継続すると、このチャネル(たとえばCh.A)では無線LANシステムの通信が全くできなくなってしまう。そこで、所定個数(たとえば4個)のオーディオパケットの伝送が完了すると、他のチャネル(たとえばCh.B)に移動して同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。同様に、このチャネルにおいて所定個数のオーディオパケットの伝送が完了すると、さらに他のチャネル(たとえばCh.C)に移動してさらに同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。これにより、オーディオパケットの伝送を途切れることなく継続しながら、無線LANへの影響を最小限にとどめている。
 ここで、図3を参照して、IEEE802.11bに規定されている13のチャネルと、この無線オーディオシステムが用いるチャネル(Ch.A,B,C)について説明する。13のチャネルは、2412MHzから2472MHzまで5MHz間隔で設定されている。通信帯域幅が20MHzの場合には、図3(A)の実線で示すように、Ch1、Ch5、Ch9、Ch13の4チャネルが同時使用可能である。そこで、無線オーディオシステム(トランスミッタ1)の送信帯域幅が20MHzの場合には、Ch1、Ch5、Ch9、Ch13を順次移動することにより、他の3チャネルを同時使用可能な状態で、1チャネルのみを占用してオーディオパケットを伝送することができる。
 また、送信帯域幅が22MHzの場合には、3チャネルが同時使用可能である。3チャネルの組み合わせは、図3(B)の実線で示したCh1、Ch7、Ch13以外に、Ch1、Ch6、Ch11など種々の組み合わせがある。そこで、無線オーディオシステム(トランスミッタ1)の送信帯域幅が22MHzの場合には、上記組み合わせのチャネルを順次移動することにより、他の2チャネルを同時使用可能な状態で、1チャネルのみを占用してオーディオパケットを伝送することができる。
 ただし、本発明におけるチャネル移動のパターンはこれらに限定されない。
 図1にもどって、トランスミッタ1およびレシーバ2の構成について説明する。トランスミッタ1は、携帯オーディオプレーヤ3が接続されるオーディオ入力部10、携帯オーディオプレーヤ3から入力されたオーディオ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ11、トランスミッタ1の動作を制御するコントローラ12、各通信チャネルで通信を行う通信回路13、アンテナ14を備えている。通信回路13は、オーディオ信号を送信するとともに、レシーバ2から確認応答ACKを受信する。また、レシーバ2と同期して通信チャネルを切り換えるための通信を行う。コントローラ12は、レシーバ2とのネゴシエーションまたはスケジュールに基づいてチャネルの切り換えを行う。
 レシーバ2は、内蔵のアンテナ24、各通信チャネルで通信を行う通信回路20、レシーバ2の動作を制御するコントローラ21、受信したデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ22、および、アンプ付スピーカ4にオーディオ信号を出力するためのオーディオ出力部23を有している。通信回路20は、トランスミッタ1が送信した高周波信号を受信してオーディオ信号、制御信号を復調するとともに、コントローラ21から入力された確認応答ACK等の信号をトランスミッタ1に対して送信する。通信回路20によってベースバンドのデジタル信号に復調されたオーディオ信号はD/Aコンバータ22に入力される。また、通信回路20によって復調された制御信号はコントローラ21に入力される。D/Aコンバータ22は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログのオーディオ信号に変換してオーディオ出力部23からアンプ付スピーカ4に出力する。
 図4は、トランスミッタ1のコントローラ12の動作を示すフローチャートである。ある通信チャネルでレシーバ2と通信が確立すると(S1)、以下の処理を開始する。まずこのチャネルで送信するパケット数のカウンタiを1にセットする(S2)。そして、キャリアセンスによりチャネルがビジーであるかを判断する(S3)。チャネルのビジー状態が終了するまでS3で待機し、状態がアイドルに移行すると(S3でNO)、待機時間T1だけ待機して(S4)、i番目のオーディオパケットを送信する(S5)。なお、待機時間T1中も通信チャネルのキャリアセンスをしているものとする。
 オーディオパケットの送信が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKを受信するまでT3の間待機する(S6,S7)。T3経過するまでに確認応答ACKを受信すると(S6でYES)、パケット数カウンタiが4であるかを判断する(S8)。パケット数カウンタiが4未満であれば(S8でNO)、iに1を加算して(S9)S4にもどり、次のオーディオパケットの送信を行う。
 一方、S6,S7において、待機時間T3が経過してもレシーバ2から確認応答ACKを受信しない場合は(S7でYES)、S5にもどってi番目のオーディオパケットを再送する。
 S8においてパケット数カウンタiが4になっていれば(S8でYES)、このチャネルでのオーディオパケットの送信が終了したとして、レシーバ2と同期して通信チャネルを切り換え(S10)たのち、S2に戻ってこのチャネルでのオーディオパケットの送信を開始する。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について説明する。
なお、第2実施形態においては、どのチャネルを用いるかおよび各チャネルで何パケット伝送するかのスケジュールは、事前に行うチャネルスキャンに基づいて決定される。
 まず、図2を参照して、この無線オーディオシステムにおけるオーディオパケットの伝送手順について説明する。トランスミッタ1とレシーバ2は、チャネルスキャンで決定されたスケジュールで決められた第1のチャネル(Ch.A)でオーディオパケットの伝送を開始する。その後、トランスミッタ1およびレシーバ2は、図2(A)に示すようにスケジュールで決定された複数のチャネル(Ch.A,B,C)を順次移動しながらオーディオパケットの伝送を行う。
 各チャネルにおけるオーディオパケットの伝送手順を図2(B)を参照して説明する。トランスミッタ1は、あるチャネルでオーディオパケットの送信を開始するとき、まずキャリアセンスを行い、他の通信機器が信号を送信している状態(ビジー:BUSY)が終了し、状態がアイドルに変化するのを監視する。チャネルの状態がアイドルに変化したとき、そこから待機時間T1(たとえば3μs)だけ待機したのちオーディオパケットの送信を開始する。上記他の通信機器がIEEE802.11bに準拠した無線LANの端末であれば、チャネル状態がアイドルに変化したのち、最短でも10μs(SIFS:Short Inter Frame Space(図2(D)参照))待機し、通常は50μs以上(DIFS:DCF Inter Frame Space+バックオフ時間)待機したのちパケットの送信を開始しようとする。このため、トランスミッタ1は無線LANの端末に通信を開始させることなく、必ずオーディオパケットの送信を行うことができる。このオーディオパケットはレシーバ2に受信される。
 オーディオパケットの伝送が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKが送信されてくる。レシーバ2におけるパケットの受信完了から確認応答ACKを送信するまでの待機時間T2は、たとえば2μsである。この場合も、上記と同様に無線LANの端末に先んじて確認応答ACKを送信することが可能である。
 また、トランスミッタ1は、図2(C)に示すように、オーディオパケットの送信後T3(たとえば5μs)待機しても確認応答ACKを受信できなかった場合、同じオーディオパケットを再送する。この待機時間T3も無線LANの最短パケット間隔(SIFS)よりも短いため、無線LANの端末に割り込まれることなく、オーディオパケットの再送を行うことができる。なお、1つのオーディオパケットのサイズは約500μsであり、このサイズで約1ms分のオーディオデータを伝送することができる。したがって、数回に一度の頻度で再送が発生してもレシーバ2側でバッファがアンダーフローすることはない。
 このような短い待機時間でパケットの送信を開始できるのは、無線オーディオシステムは、無線LANのような長距離の通信を想定しておらず、10メートル程度の短距離間のパケット伝送を意図したシステムだからである。勿論、待機時間を長くすれば無線オーディオシステムの機器間の距離マージン、および、高周波回路、処理部のスループットのマージンを大きくすることができる。
 なお、この図の説明では、待機時間T1,T2,T3を全てSIFS(10μs)よりも短くしているが、待機時間T1,T2,T3は、SIFSより長くてもDIFSの最短時間(50μs)よりも短ければ他の無線LAN端末に割り込まれることなく通信が可能である。このように、無線LAN(IEEE802.11b)の確認応答ACKの送信(10μs待機)が、この無線オーディオシステムのオーディオパケットの伝送開始(T1>10μs)に優先するようにすれば、無線オーディオシステムは、無線LANのパケット送信、確認応答返信の一連のパケット伝送手順の完了を待って、オーディオパケットの伝送を開始することになり、オーディオパケットの伝送開始が若干遅れることになるが、無線通信環境全体の効率に鑑みると、このように他の無線LAN端末の確認応答ACKを優先させ、一連のパケット送信手順を完了させた方が効率的であると言える。また、図2(B)におけるBusy直後のT1のみSIFS(10μs)よりも長くして無線LANの確認応答の送信を優先させ、以後の待機時間T1,T2,T3をSIFSよりも短くして伝送の効率化を図ってもよい。なお、本発明の最短パケット間隔としては、本発明に係る無線通信と複数の通信チャネルを共用する他の無線通信の仕様がIEEE802.11bの場合、SIFSまたはDIFSの最短時間を適用することができる。
 この手順で、トランスミッタ1、レシーバ2がオーディオパケットを伝送すると、オーディオパケットが無線LANのパケットに常に優先して伝送され音切れすることがないが、これをずっと継続すると、このチャネル(たとえばCh.A)では無線LANシステムの通信が全くできなくなってしまう。そこで、チャネルスキャンの結果に基づいて定めた所定個数(たとえば3~6個)のオーディオパケットの伝送が完了すると、他のチャネル(たとえばCh.B)に移動して同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。同様に、このチャネルにおいて所定個数のオーディオパケットの伝送が完了すると、さらに他のチャネル(たとえばCh.C)に移動してさらに同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。これにより、オーディオパケットの伝送を途切れることなく継続しながら、無線LANへの影響を最小限にとどめている。
 ここで、図3を参照して、IEEE802.11bに規定されている13のチャネルについて説明する。13のチャネルは、2412MHzから2472MHzまで5MHz間隔で設定されている。通信帯域幅が20MHzの場合には、図3(A)の実線で示すように、Ch1、Ch5、Ch9、Ch13の4チャネルが同時使用可能である。また、送信帯域幅が22MHzの場合には、3チャネルが同時使用可能である。図3(B)にはCh1、Ch7、Ch13の3チャネルの組み合わせが実線で示されているが、これ以外に、Ch1、Ch6、Ch11など種々の組み合わせがある。
 無線LAN等の他の無線通信が全く行われていない場合には、図3(A),(B)に示したような基本的なチャネル組み合わせでオーディオパケットの伝送を行うことができる。しかし、この周波数帯域を使用して他の無線通信が行われている場合には、当該他の無線通信に対する影響を最小限に止めるために、通信を開始する前に各チャネルの利用状況を確認し、優先的にパケット伝送を行っても影響の少ないチャネルを使用チャネル(assigned channel)として選択し、この使用チャネルを用いてオーディオパケットの伝送を行う。また、各使用チャネルにおける通信帯域幅(チャネル帯域)の混雑状況に応じて、各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数を決定する。
 以下、図5を参照して使用チャネルおよび各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数(スケジュール)の決定方法について説明する。以下の実施形態では、20MHzの通信帯域幅で3つの使用チャネルを選択する場合について説明する。
 図5(A)はスケジュール決定処理動作を示すフローチャートである。この処理は、後述のコントローラ12によって実行される。この処理においては、まず2.4GHz帯の全13チャネルをスキャンし(S1)、スキャン結果から各チャネルの利用状況を集計する(S2)。そしてこの集計結果に基づいてパケット伝送に使用するチャネル(使用チャネル)および各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数を決定する(S3)。
 図5(B),(C)を参照してチャネルスキャンおよび利用状況集計の方式について説明する。チャネル1からチャネル13までをスキャンしてキャリアセンスを行い、各チャネルのビジー(使用中)/アイドル(空き)を検出する。これを一定間隔毎(たとえば10ms毎)に複数回(たとえば100回)繰り返す。スキャンに要する時間は、10ms毎に100回繰り返した場合、1秒である。このように、全チャネルについてビジー/アイドルのスキャンを繰り返し行うことにより、各チャネルの瞬時ではない平均的な利用状況を検出することができる。なお、チャネルスキャンの所要時間の大部分は通信回路13のレシーバのチャネル切替(受信周波数の切り替え)に要する時間である。高速なチャネル切替が可能なレシーバが実現できれば、上記チャネルスキャンの時間は大幅に短縮可能である。
 この複数回のスキャンののち、ビジーであった回数(ビジー頻度)を各チャネルごとに集計する。図5(C)がそのビジー頻度分布グラフである。スキャンを100回繰り返した場合、ビジー頻度(度数)がビジー率(%)となる。同図の例では、チャネル1、チャネル6を用いて通信が行われており、チャネル6のビジー率が60%程度の高い確率になっている。通信のチャネル帯域はチャネル5~チャネル7に及んでいる。また、チャネル1は20%程度のビジー率であり、この通信のチャネル帯域はチャネル1~2に及んでいる。
 そして、この度数分布グラフの上にパケット伝送のチャネル帯域を当てはめ、影響の少ない3つのチャネルを使用チャネルとして決定する。図5(C)の例では、現在利用されているチャネルにほぼ影響のないチャネル13およびチャネル9を第1、第2の使用チャネルC(1),C(2)と決定し、次に、高いビジー率で利用されているチャネル6に影響がなく、低いビジー率で利用されているチャネル1に影響のあるチャネル1を第3の使用チャネルC(3)と決定する。
 次に、各使用チャネルで1回の手順(turn)で伝送するパケット数を決定する。この実施形態では、ビジー率の低いチャネルほど多くのパケットを伝送するように、且つ、3つの使用チャネルを一巡することで15のパケットを伝送できるように、各使用チャネルにパケット数を分配する。使用チャネルC(1),C(2),C(3)の伝送パケット数p(1),p(2),p(3)は、たとえば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 の数式で算出される。ここで、
   r1=[チャネルC(1)のアイドル率]-50
   r2=[チャネルC(2)のアイドル率]-50
   r3=[チャネルC(3)のアイドル率]-50
 とする。アイドル率は「100-ビジー率」で算出される。なお、r1,r2,r3が負になったときは0にすればよい。また、intの丸め処理によってはp(1),p(2),p(3)の合計が15よりも大きくなったり小さくなったりする場合があるが、その場合は最大値のp(n)を増減することで調整すればよい。なお、本発明において、使用チャネルは3つに限定されない。
 以上の処理により、各使用チャネルのチャネル帯域の混雑に応じた伝送パケット数の割り当てが決定される。なお、伝送パケット数の決定方式はこの方式に限定されない。また、ビジー率に応じて割り当てを変更せずに、たとえば、
   p(1)=7, p(2)=5, p(3)=3
 のように、使用チャネル順に固定的にパケット数を割り当ててもよい。また、ビジー率にかかわらず(ビジー率の検出を行わず)全使用チャネルに均等に伝送パケット数を割り当ててもよい。
 図1にもどって、トランスミッタ1およびレシーバ2の構成について説明する。トランスミッタ1は、携帯オーディオプレーヤ3が接続されるオーディオ入力部10、携帯オーディオプレーヤ3から入力されたオーディオ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ11、トランスミッタ1の動作を制御するコントローラ12、各通信チャネルで通信を行う通信回路13、アンテナ14を備えている。通信回路13は、オーディオ信号を送信するとともに、レシーバ2から確認応答ACKを受信する。また、通信回路13は、レシーバ2とスケジュールの送受信など制御信号の相互通信を行う。さらに、通信回路13は、通信チャネルをワッチしてビジー/アイドルの確認を行う。通信回路13のチャネル切り換えは、コントローラ12の制御によって行われる。
 レシーバ2は、内蔵のアンテナ24、各通信チャネルで通信を行う通信回路20、レシーバ2の動作を制御するコントローラ21、受信したデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ22、および、アンプ付スピーカ4にオーディオ信号を出力するためのオーディオ出力部23を有している。通信回路20は、トランスミッタ1が送信した高周波信号を受信してオーディオ信号、制御信号を復調するとともに、コントローラ21から入力された確認応答ACK等の信号をトランスミッタ1に対して送信する。通信回路20によってベースバンドのデジタル信号に復調されたオーディオ信号はD/Aコンバータ22に入力される。また、通信回路20によって復調された制御信号はコントローラ21に入力される。D/Aコンバータ22は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログのオーディオ信号に変換してオーディオ出力部23からアンプ付スピーカ4に出力する。
 図6は、オーディオパケットの伝送処理動作を示すフローチャートである。この処理動作は、トランスミッタ1のコントローラ12によって実行される。まず、図5(A)に示したスケジュール決定動作を実行する(S10)。この処理でスケジュールを決定すると、チャネルをスキャンしてレシーバを検索し、レシーバ2と通信を確立する(S11)。レシーバ2と通信が確立されると(S1)、制御チャネルを用いてスケジュールを送信する(S12)。以後、以下の処理でパケットを伝送する。
 使用チャネルのカウンタnに1をセットする(S13)。図5の例では、これによりチャネル13が選択される。この選択された使用チャネルC(n)に移動する(S14)。次に、選択された使用チャネルで伝送されるパケット数をカウントするカウンタiを1にセットする(S15)。そして、キャリアセンスによりチャネルがビジーであるかを判断する(S16)。チャネルのビジー状態が終了するまでS16で待機し、状態がアイドルに移行すると(S16でNO)、待機時間T1だけ待機して(S17)、i番目のオーディオパケットを送信する(S18)。なお、待機時間T1中も通信チャネルのキャリアセンスをしているものとする。
 オーディオパケットの送信が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKを受信するまでT3の間待機する(S19,S20)。T3経過するまでに確認応答ACKを受信すると(S19でYES)、パケット数カウンタiがこの使用チャネルで伝送するパケット数p(n)であるかを判断する(S21)。パケット数カウンタiがp(n)未満であれば(S21でNO)、iに1を加算して(S22)S17にもどり、次のオーディオパケットの送信を行う。
 一方、S19,S20において、待機時間T3が経過してもレシーバ2から確認応答ACKを受信しない場合は(S20でYES)、S18にもどってi番目のオーディオパケットを再送する。
 S21においてパケット数カウンタiがp(n)になっていれば(S21でYES)、この使用チャネルでのオーディオパケットの送信が終了したとして、レシーバ2と同期して使用チャネルを切り換えたのち、S15以下のオーディオパケットの送信を再開する。
 ここで、使用チャネルの切り換えは以下の手順で行われる。まず、使用チャネルのカウンタnが3であるかを判断する(S23)。nが3未満であれば(s23でNO)、nに1を加算して(s24)S124にもどり、nで指定される使用チャネルC(n)に移動する(S14)。一方、nが3になっていれば(s23でYES)、S13にもどってnを1にし直し(s13)、n(=1)で指定される使用チャネルC(1)に移動する(S14)。
 なお、この実施形態では、通信開始時に、チャネルスキャンを行って3つの使用チャネルを決定しているが、通信を行っている途中に使用チャネルの見直しをするようにしてもよい。上述したように、本実施形態の伝送方式では約500μsのパケットを用いて約1msのオーディオ信号を伝送できるため、エラーなく伝送が行われればレシーバ2側にオーディオデータの余裕ができる。そこで、伝送実行中の適当なタイミングに、図5に示したチャネルスキャンを再度行ってスケジュールを作成しなおしてもよい。上記の適当なタイミングとは、たとえば、一定時間ごと、再送なくオーディオパケットを所定数伝送できたとき、レシーバ2側からバッファが一杯である旨の電文を受信したときなどである。なお、途中でチャネルスキャンを実行する場合、繰り返し回数(図5の例では100回)を少なくして時間を短縮してもよい。
 (第3実施形態)
 以下、第3実施形態について説明する。
ここで、図3を参照して、IEEE802.11bに規定されている13のチャネルについて説明する。13のチャネルは、2412MHzから2472MHzまで5MHz間隔で設定されている。これらの通信チャネルを20MHzの通信帯域幅で使用する場合には、図3(A)の実線で示すように、Ch1、Ch5、Ch9、Ch13の4チャネルが相互に干渉せずに同時使用可能である。また、3チャネルを同時使用する場合には種々のチャネルの組み合わせが可能である。この実施形態では、同時使用可能な(相互に干渉しない)3つのチャネル(Ch.A,B,C)を順次移動ながらオーディオパケットの伝送を行うことにより、どの通信チャネルにおいても、オーディオパケットの伝送によるビジー状態が継続的に続かないように配慮している。具体的には、図3(A)に示すように、3チャネルのチャネルグループ1~5を作成し、そのいずれかのチャネルグループに属する3つのチャネル(Ch.A,B,C)を順次移動ながらオーディオパケットの伝送を行い、ノイズ等によるエラー率が高い場合には、チャネルグループを変更するようにしている。ただし、本発明において、1つのチャネルグループを構成するチャネル数は3に限定されない。
 なお、IEEE802.11bでは、22MHzの送信帯域幅で通信することも定められているが、この場合にも、複数の組合せで3チャネルが同時使用可能である。たとえば図3(B)にはCh1、Ch7、Ch13の3チャネルの組み合わせが実線で示されているが、これ以外に、Ch1、Ch6、Ch11など種々の組み合わせがある。
 図2を参照して、この無線オーディオシステムにおけるオーディオパケットの伝送手順について説明する。トランスミッタ1とレシーバ2は、選択されたチャネルグループに属する第1のチャネル(Ch.A)でオーディオパケットの伝送を開始する。その後、トランスミッタ1およびレシーバ2は、図2(A)に示すように複数のチャネル(使用チャネルCh.A,B,C)を順次移動しながら、各チャネル所定数ずつのオーディオパケットの伝送を行う。
 各使用チャネルにおけるオーディオパケットの伝送手順を図2(B)を参照して説明する。トランスミッタ1は、使用チャネル(たとえばCh.A)でオーディオパケットの送信を開始するとき、まずそのチャネルのキャリアセンスを行う。このチャネルで他の通信機器が信号を送信している状態(ビジー:BUSY)であれば、状態がアイドルに変化するのを監視する。チャネルの状態がアイドルに変化したとき、または、キャリアセンスの結果チャネルがアイドル状態であったとき、そこから待機時間T1(たとえば3μs)だけ待機したのちオーディオパケットの送信を開始する。
 上記他の通信機器がIEEE802.11bに準拠した無線LANの端末であれば、チャネル状態がアイドルに変化したのち、最短でも10μs(SIFS:Short Inter Frame Space(図2(D)参照))待機し、通常は50μs以上(DIFS:DCF Inter Frame Space+バックオフ時間)待機したのちパケットの送信を開始しようとする。このため、トランスミッタ1は無線LANの端末に通信を開始させることなく、必ずオーディオパケットの送信を行うことができる。このオーディオパケットはレシーバ2に受信される。
 オーディオパケットの伝送が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKが送信されてくる。レシーバ2におけるパケットの受信完了から確認応答ACKを送信するまでの待機時間T2は、たとえば2μsである。この場合も、上記と同様に無線LANの端末に先んじて確認応答ACKを送信することが可能である。
 また、トランスミッタ1は、図2(C)に示すように、オーディオパケットの送信後T3(たとえば5μs)待機しても確認応答ACKを受信できなかった場合、エラーが発生した旨を記憶して、同じオーディオパケットを再送する。この待機時間T3も無線LANの最短パケット間隔(SIFS)よりも短いため、無線LANの端末に割り込まれることなく、オーディオパケットの再送を行うことができる。なお、1つのオーディオパケットのサイズは約500μsであり、このサイズで約1ms分のオーディオデータを伝送することができる。したがって、数回に一度の頻度で再送が発生してもレシーバ2側でバッファがアンダーフローすることはない。なお、パケット伝送エラーが発生した旨を記憶するのは、いずれかのチャネルのエラー率が一定値を超えたとき、使用するチャネルグループを切り替えるため、および、各チャネルのエラー率に基づいて各チャネルの伝送パケット数を決定するためである。その詳細は後述する。
 このような短い待機時間でパケットの送信を開始できるのは、無線オーディオシステムは、無線LANのような長距離の通信を想定しておらず、10メートル程度の短距離間のパケット伝送を意図したシステムだからである。勿論、待機時間を長くすれば無線オーディオシステムの機器間の距離マージン、および、高周波回路、処理部のスループットのマージンを大きくすることができる。
 なお、この図の説明では、待機時間T1,T2,T3を全てSIFS(10μs)よりも短くしているが、待機時間T1,T2,T3は、SIFSより長くてもDIFSの最短時間(50μs)よりも短ければ他の無線LAN端末に割り込まれることなく通信が可能である。このように、無線LAN(IEEE802.11b)の確認応答ACKの送信(10μs待機)が、この無線オーディオシステムのオーディオパケットの伝送開始(T1>10μs)に優先するようにすれば、無線オーディオシステムは、無線LANのパケット送信、確認応答返信の一連のパケット伝送手順の完了を待って、オーディオパケットの伝送を開始することになり、オーディオパケットの伝送開始が若干遅れることになるが、無線通信環境全体の効率に鑑みると、このように他の無線LAN端末の確認応答ACKを優先させ、一連のパケット送信手順を完了させた方が効率的であると言える。また、図2(B)におけるBusy直後のT1のみSIFS(10μs)よりも長くして無線LANの確認応答の送信を優先させ、以後の待機時間T1,T2,T3をSIFSよりも短くして伝送の効率化を図ってもよい。なお、本発明の最短パケット間隔としては、本発明に係る無線通信と複数の通信チャネルを共用する他の無線通信の仕様がIEEE802.11bの場合、SIFSまたはDIFSの最短時間を適用することができる。
 この手順で、トランスミッタ1、レシーバ2がオーディオパケットを伝送すると、オーディオパケットが無線LANのパケットに常に優先して伝送され音切れすることがないが、これをずっと継続すると、このチャネル(たとえばCh.A)では無線LANシステムの通信が全くできなくなってしまう。そこで、定められた所定パケット数(たとえば3~6個)のオーディオパケットの伝送が完了すると、次のチャネル(たとえばCh.B)に移動して同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。同様に、このチャネルにおいて所定個数のオーディオパケットの伝送が完了すると、さらに次のチャネル(たとえばCh.C)に移動してさらに同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。これにより、オーディオパケットの伝送を途切れることなく継続しながら、無線LAN等他の通信への影響を最小限にとどめている。
 上述したように、オーディオパケットが正常に伝送されたか否か(エラーになったか)は、常時監視しており、いずれかのチャネルのエラー率が一定値(たとえば30%)以上になった場合には、チャネルグループを切り替えてエラーを回避し、音切れを未然に防止する。なお、いずれか1つのチャネルのみエラー率が一定値を超えた場合、そのチャネルグループに属する3チャネル全部の選択を解除し、他のチャネルグループに切り替える。これは、チャネルグループは相互に干渉しない複数のチャネルを組み合せて構成されているため、エラー率の高いチャネルのみを切り替えた場合、他のチャネルと使用帯域が重なってしまい、使用帯域が重なり合う周波数帯域にあるチャネルでビジーが頻発して通信できなくなる場合があるからであり、1チャネルのみエラー率が高くてもそのチャネルを含むチャネルグループの選択を解除して、他のチャネルグループに切り替えることで、全てのチャネルにおいて均等に通信ができるようにしている。これにより、伝送エラーを回避しつつ、オーディオパケットの伝送により使用できなくなるチャネルの発生を防止している。
 なお、チャネルグループを変更する程度にエラー率が高くない場合には、各チャネルのエラー率に合わせて、各チャネルの伝送パケット数の割り振りを変更する。
 なお、上の監視に用いるエラー率は、現在のチャネルグループが選択された以後の積算のエラー率であってもよく、過去一定時間(たとえば1~数秒)のエラー率であってもよい。
 ここで、上記所定パケット数、すなわち、各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数の割当決定方式について説明する。各使用チャネルにおけるパケット伝送のエラー頻度を記憶している。適当なタイミングに、この記憶しているエラー頻度を積算して、エラー率を算出する。すなわち、各チャネルにおけるパケットの伝送回数とそのうちエラーが発生した回数の比がエラー率である。各チャネルのエラー率に基づき、エラー率の低いチャネルの伝送パケット数を多く、エラー率の高いチャネルの伝送パケット数が少なくなるように、パケット数の割り当てを行う。
 次に、各使用チャネルの伝送パケット数を決定する方式について説明する。この実施形態では、3つの使用チャネルを一巡することで15のパケットを伝送できるように、各使用チャネルにパケット数を割り当てる。使用チャネルC(1)(=Ch.A),C(2)(=Ch.B),C(3)(=Ch.C)の伝送パケット数p(1),p(2),p(3)は、たとえば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 の数式で算出される。ここで、
   r1=30-[チャネルC(1)のエラー率(%)]
   r2=30-[チャネルC(2)のエラー率(%)]
   r3=30-[チャネルC(3)のエラー率(%)]
 とする。なお、いずれかのチャネルのエラー率が30%を超えるとチャネルグループを変更するため、r1,r2,r3が負になることはない。また、intの丸め処理によってはp(1),p(2),p(3)の合計が15よりも大きくなったり小さくなったりする場合があるが、その場合は最大値のp(n)を増減することで調整すればよい。
 以上の処理により、各使用チャネルの通信品質に応じた伝送パケット数の割り当てが決定される。なお、伝送パケット数の割当決定方式はこの方式に限定されない。
 なお、チャネルグループ切替当初はエラー率が不明であるため、全使用チャネルに均等に伝送パケット数を割り当てればよい。
 この伝送パケット数決定処理は、適当な間隔で行えばよい。瞬間的なエラーの頻発に対応するには、1乃至数秒程度の短い間隔で行えばよい。また、定常的なエラーの発生に対応する場合には、1乃至数分程度の長い間隔で行えばよい。
 図1にもどって、トランスミッタ1およびレシーバ2の構成について説明する。トランスミッタ1は、携帯オーディオプレーヤ3が接続されるオーディオ入力部10、携帯オーディオプレーヤ3から入力されたオーディオ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ11、トランスミッタ1の動作を制御するコントローラ12、各通信チャネルで通信を行う通信回路13、アンテナ14を備えている。通信回路13は、オーディオ信号を送信するとともに、レシーバ2から確認応答ACKを受信する。また、通信回路13は、レシーバ2とスケジュールの送受信など制御信号の相互通信を行う。さらに、通信回路13は、通信チャネルをワッチしてビジー/アイドルの確認を行う。通信回路13のチャネル切り換えは、コントローラ12の制御によって行われる。
 レシーバ2は、内蔵のアンテナ24、各通信チャネルで通信を行う通信回路20、レシーバ2の動作を制御するコントローラ21、受信したデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ22、および、アンプ付スピーカ4にオーディオ信号を出力するためのオーディオ出力部23を有している。通信回路20は、トランスミッタ1が送信した高周波信号を受信してオーディオ信号、制御信号を復調するとともに、コントローラ21から入力された確認応答ACK等の信号をトランスミッタ1に対して送信する。通信回路20によってベースバンドのデジタル信号に復調されたオーディオ信号はD/Aコンバータ22に入力される。また、通信回路20によって復調された制御信号はコントローラ21に入力される。D/Aコンバータ22は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログのオーディオ信号に変換してオーディオ出力部23からアンプ付スピーカ4に出力する。
 図7は、オーディオパケットの伝送処理動作を示すフローチャートである。この処理動作は、トランスミッタ1のコントローラ12によって実行される。まず、スケジュールを決定する(S1)。スケジュールは、使用チャネルC(1~3)および各チャネルの伝送パケット数p(1~3)からなる。使用チャネルは、図3(A)に示すチャネルグループ1~5のうちいずれかが選択される。伝送パケット数は、それぞれ均等に5パケットずつとする。スケジュールが決定されると、チャネルをスキャンしてレシーバを検索し、レシーバ2と通信を確立する(S2)。レシーバ2と通信が確立されると、制御チャネルを用いて決定したスケジュールを送信する(S3)。以後、以下の処理でパケットを伝送する。
 使用チャネルのカウンタnに1をセットする(S4)。この選択された使用チャネルC(n)に移動する(S5)。次に、選択された使用チャネルで伝送されるパケット数をカウントするカウンタiを1にセットする(S6)。そして、キャリアセンスによりチャネルがビジーであるかを判断する(S7)。チャネルがビジーの場合には(S7でYES)、ビジー状態が終了するまでS7で待機する。チャネルの状態がアイドルに移行すると(S7でNO)、待機時間T1だけ待機して(S8)、i番目のオーディオパケットを送信する(S9)。なお、待機時間T1中も通信チャネルのキャリアセンスをしているものとする。
 オーディオパケットの送信が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKを受信するまでT3の間待機する(S10,S11)。T3経過するまでに確認応答ACKを受信すると(S10でYES)、パケット数カウンタiがこの使用チャネルで伝送するパケット数p(n)であるかを判断する(S13)。パケット数カウンタiがp(n)未満であれば(S13でNO)、iに1を加算して(S14)S8にもどり、次のオーディオパケットの送信を行う。
 一方、S10,S11において、待機時間T3が経過してもレシーバ2から確認応答ACKを受信しない場合は(S11でYES)、エラー頻度をカウントアップして(S12)、S9にもどり、i番目のオーディオパケットを再送する。
 S13においてパケット数カウンタiがp(n)になっていれば(S13でYES)、この使用チャネルでのオーディオパケットの送信が終了したとして、レシーバ2と同期して使用チャネルを切り換えたのち、S5以下のオーディオパケットの送信を再開する。
 ここで、使用チャネルの切り換えは以下の手順で行われる。まず、使用チャネルのカウンタnが3であるかを判断する(S15)。nが3未満であれば(S15でNO)、nに1を加算して(S16)S5にもどり、nで指定される使用チャネルC(n)に移動する(S5)。一方、nが3になっていれば(S15でYES)、S4にもどってnを1にし直し(S4)、n(=1)で指定される使用チャネルC(1)に移動する(S5)。
 図7のフローチャートに示されたオーディオパケット伝送処理の中で、伝送エラー対応処理が実行される。図8は伝送エラー対応処理を示すフローチャートである。
 図8(A)は、チャネルグループ切替処理を示すフローチャートである。この処理は、S10からS13に移行する間(図7のAで示したタイミング)、または、S15からS4にもどる間(図7のBで示したタイミング)に実行されるのが好適である。まず、S21でのチャネルにおけるエラー率が一定値(たとえば30%)以上であるかを判断する。エラー率が一定値以上でない場合(S21でNO)にはそのまま処理を終了する。
 エラー率が一定値以上の場合(S21でYES)には、使用するチャネルグループを現在のチャネルグループと異なる他のチャネルグループに変更する(S23)。新たなチャネルの組合せは番号順であってもランダムであってもよい。ただし、エラー率が一定値を超えたチャネルを含まないチャネルグループを選択することが好適である。そしてエラー率をリセットし(S23)、新たなスケジュールをレシーバ2に送信して(S24)、図7のS4に移行する。
 図8(B)は、伝送パケット数の割当決定処理を示すフローチャートである。この処理は、図7のS4~S16の処理が継続的に繰り返し実行されている途中の適当なタイミング(たとえば1~数秒または1~数分毎)に実行される。なお、この処理は、S15からS4にもどる間(図7のBで示したタイミング)に実行されるのが好適である。
 この処理は、それまでの各使用チャネルのエラー率に基づいて各使用チャネルの伝送パケット数の再割り当てを行う処理である。まず各使用チャネルのエラー頻度を集計してエラー率を算出する(S31)。そして、この集計結果に基づいて、各使用チャネルの伝送パケット数p(1~3)を算出する(S32)。エラー率の算出方式、伝送パケット数の算出方式は上述したとおりである。そして、この算出された伝送パケット数p(1~3)をレシーバ2に対して送信する(S33)。以後のオーディオパケットの送受信は、このパケット数ずつ行われる。この処理により、各使用チャネルのリアルタイムなエラー発生状況に応じた伝送パケット数の割り当てを行うことが可能になる。なお、この処理が行われる毎に、各使用チャネルのエラー頻度の積算値をリセットしてもよく、そのまま積算を継続してもよい。
 図8(C)は、送信電力制御処理を示すフローチャートである。上述したように、2.4GHz帯は、無線LANのほか、携帯電話の3G通信、コードレス電話、等種々の通信に使用されている。そこで、通信状況が良好でエラーが発生しない場合には、送信出力を低下させて他の無線通信に対する影響を少なくすることが好適である。このため、図7のS9の実行時にこの処理を行って送信電力を制御するようにしてもよい。まず、このチャネルにおいて所定数のパケット(たとえば10パケット)がエラー無しに送信されたかを判断する(S41)。所定数のパケットがエラーなしに送信された場合には(S41でYES)、送信電力を低電力に設定する(S42)。そうでない場合には(S41でNO)、送信電力を高電力に設定する(S43)。この設定ののち、S9のパケット送信を行う。
 (第4実施形態)
 以下、第4実施形態について説明する。
 ここで、図3を参照して、IEEE802.11bに規定されている13のチャネルについて説明する。13のチャネルは、2412MHzから2472MHzまで5MHz間隔で設定されている。通信帯域幅が20MHzの場合には、図3(A)の実線で示すように、Ch1、Ch5、Ch9、Ch13の4チャネルが同時使用可能である。また、送信帯域幅が22MHzの場合には、3チャネルが同時使用可能である。図3(B)にはCh1、Ch7、Ch13の3チャネルの組み合わせが実線で示されているが、これ以外に、Ch1、Ch6、Ch11など種々の組み合わせがある。以下の実施形態では、3つのチャネル(Ch.A,B,C)を順次移動ながらオーディオパケットの伝送を行う手順について説明する。ただし、本発明において、使用するチャネルは3つに限定されない。
 図2を参照して、この無線オーディオシステムにおけるオーディオパケットの伝送手順について説明する。トランスミッタ1とレシーバ2は、第1のチャネル(Ch.A)でオーディオパケットの伝送を開始する。その後、トランスミッタ1およびレシーバ2は、図2(A)に示すように複数のチャネル(使用チャネルCh.A,B,C)を順次移動しながら、各チャネル所定数ずつのオーディオパケットの伝送を行う。
 各使用チャネルにおけるオーディオパケットの伝送手順を図2(B)を参照して説明する。トランスミッタ1は、使用チャネル(たとえばCh.A)でオーディオパケットの送信を開始するとき、まずそのチャネルのキャリアセンスを行う。このチャネルで他の通信機器が信号を送信している状態(ビジー:BUSY)であれば、その旨を記憶して、状態がアイドルに変化するのを監視する。チャネルの状態がアイドルに変化したとき、または、キャリアセンスの結果チャネルがアイドル状態であったとき、そこから待機時間T1(たとえば3μs)だけ待機したのちオーディオパケットの送信を開始する。チャネルの使用開始時にビジー状態である旨を記憶するのは、各チャネルのビジー率に基づいて各チャネルの伝送パケット数を決定するためである。その詳細は後述する。
 上記他の通信機器がIEEE802.11bに準拠した無線LANの端末であれば、チャネル状態がアイドルに変化したのち、最短でも10μs(SIFS:Short Inter Frame Space(図2(D)参照))待機し、通常は50μs以上(DIFS:DCF Inter Frame Space+バックオフ時間)待機したのちパケットの送信を開始しようとする。このため、トランスミッタ1は無線LANの端末に通信を開始させることなく、必ずオーディオパケットの送信を行うことができる。このオーディオパケットはレシーバ2に受信される。
 オーディオパケットの伝送が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKが送信されてくる。レシーバ2におけるパケットの受信完了から確認応答ACKを送信するまでの待機時間T2は、たとえば2μsである。この場合も、上記と同様に無線LANの端末に先んじて確認応答ACKを送信することが可能である。
 また、トランスミッタ1は、図2(C)に示すように、オーディオパケットの送信後T3(たとえば5μs)待機しても確認応答ACKを受信できなかった場合、同じオーディオパケットを再送する。この待機時間T3も無線LANの最短パケット間隔(SIFS)よりも短いため、無線LANの端末に割り込まれることなく、オーディオパケットの再送を行うことができる。なお、1つのオーディオパケットのサイズは約500μsであり、このサイズで約1ms分のオーディオデータを伝送することができる。したがって、数回に一度の頻度で再送が発生してもレシーバ2側でバッファがアンダーフローすることはない。
 このような短い待機時間でパケットの送信を開始できるのは、無線オーディオシステムは、無線LANのような長距離の通信を想定しておらず、10メートル程度の短距離間のパケット伝送を意図したシステムだからである。勿論、待機時間を長くすれば無線オーディオシステムの機器間の距離マージン、および、高周波回路、処理部のスループットのマージンを大きくすることができる。
 なお、この図の説明では、待機時間T1,T2,T3を全てSIFS(10μs)よりも短くしているが、待機時間T1,T2,T3は、SIFSより長くてもDIFSの最短時間(50μs)よりも短ければ他の無線LAN端末に割り込まれることなく通信が可能である。このように、無線LAN(IEEE802.11b)の確認応答ACKの送信(10μs待機)が、この無線オーディオシステムのオーディオパケットの伝送開始(T1>10μs)に優先するようにすれば、無線オーディオシステムは、無線LANのパケット送信、確認応答返信の一連のパケット伝送手順の完了を待って、オーディオパケットの伝送を開始することになり、オーディオパケットの伝送開始が若干遅れることになるが、無線通信環境全体の効率に鑑みると、このように他の無線LAN端末の確認応答ACKを優先させ、一連のパケット送信手順を完了させた方が効率的であると言える。また、図2(B)におけるBusy直後のT1のみSIFS(10μs)よりも長くして無線LANの確認応答の送信を優先させ、以後の待機時間T1,T2,T3をSIFSよりも短くして伝送の効率化を図ってもよい。なお、本発明の最短パケット間隔としては、本発明に係る無線通信と複数の通信チャネルを共用する他の無線通信の仕様がIEEE802.11bの場合、SIFSまたはDIFSの最短時間を適用することができる。
 この手順で、トランスミッタ1、レシーバ2がオーディオパケットを伝送すると、オーディオパケットが無線LANのパケットに常に優先して伝送され音切れすることがないが、これをずっと継続すると、このチャネル(たとえばCh.A)では無線LANシステムの通信が全くできなくなってしまう。そこで、定められた所定パケット数(たとえば3~6個)のオーディオパケットの伝送が完了すると、次のチャネル(たとえばCh.B)に移動して同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。同様に、このチャネルにおいて所定個数のオーディオパケットの伝送が完了すると、さらに次のチャネル(たとえばCh.C)に移動してさらに同様の手順でオーディオパケットの伝送を継続する。これにより、オーディオパケットの伝送を途切れることなく継続しながら、無線LANへの影響を最小限にとどめている。
 ここで、上記所定パケット数、すなわち、各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数の決定方式について説明する。上述したように、各使用チャネルでの伝送手順の開始時にそのチャネルがビジーであるか否か(ビジーである旨)を記憶している。適当なタイミングに、この記憶しているビジー頻度を積算して、ビジー率を算出する。すなわち、各チャネルの使用回数とそのうちビジーであった回数の比がビジー率である。各チャネルのビジー率に基づき、ビジー率の低いチャネルの伝送パケット数を多く、ビジー率の高いチャネルの伝送パケット数が少なくなるように、パケット数の割り当てを行う。
 次に、各使用チャネルの伝送パケット数を決定する方式について説明する。この実施形態では、3つの使用チャネルを一巡することで15のパケットを伝送できるように、各使用チャネルにパケット数を割り当てる。使用チャネルC(1)(=Ch.A),C(2)(=Ch.B),C(3)(=Ch.C)の伝送パケット数p(1),p(2),p(3)は、たとえば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 の数式で算出される。ここで、
   r1=[チャネルC(1)のアイドル率]-50
   r2=[チャネルC(2)のアイドル率]-50
   r3=[チャネルC(3)のアイドル率]-50
 とする。なお、アイドル率は「100-ビジー率」で算出される。なお、r1,r2,r3が負になったときは0にすればよい。また、intの丸め処理によってはp(1),p(2),p(3)の合計が15よりも大きくなったり小さくなったりする場合があるが、その場合は最大値のp(n)を増減することで調整すればよい。
 以上の処理により、各使用チャネルのチャネル帯域の混雑に応じた伝送パケット数の割り当てが決定される。なお、伝送パケット数の決定方式はこの方式に限定されない。
 なお、オーディオパケットの伝送開始当初は、ビジー頻度の積算がなされていないため、全使用チャネルに均等に伝送パケット数を割り当ててもよく、たとえば、
   p(1)=7, p(2)=5, p(3)=3
 のように、使用チャネル順に固定的にパケット数を割り当ててもよい。
 この伝送パケット数決定処理は、適当な間隔で行えばよい。瞬間的なチャネル使用に対応するには、1乃至数秒程度の短い間隔で行えばよい。また、定常的なチャネル利用に対応する場合には、1乃至数分程度の長い間隔で行えばよい。
 図1にもどって、トランスミッタ1およびレシーバ2の構成について説明する。トランスミッタ1は、携帯オーディオプレーヤ3が接続されるオーディオ入力部10、携帯オーディオプレーヤ3から入力されたオーディオ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ11、トランスミッタ1の動作を制御するコントローラ12、各通信チャネルで通信を行う通信回路13、アンテナ14を備えている。通信回路13は、オーディオ信号を送信するとともに、レシーバ2から確認応答ACKを受信する。また、通信回路13は、レシーバ2とスケジュールの送受信など制御信号の相互通信を行う。さらに、通信回路13は、通信チャネルをワッチしてビジー/アイドルの確認を行う。通信回路13のチャネル切り換えは、コントローラ12の制御によって行われる。
 レシーバ2は、内蔵のアンテナ24、各通信チャネルで通信を行う通信回路20、レシーバ2の動作を制御するコントローラ21、受信したデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ22、および、アンプ付スピーカ4にオーディオ信号を出力するためのオーディオ出力部23を有している。通信回路20は、トランスミッタ1が送信した高周波信号を受信してオーディオ信号、制御信号を復調するとともに、コントローラ21から入力された確認応答ACK等の信号をトランスミッタ1に対して送信する。通信回路20によってベースバンドのデジタル信号に復調されたオーディオ信号はD/Aコンバータ22に入力される。また、通信回路20によって復調された制御信号はコントローラ21に入力される。D/Aコンバータ22は、入力されたデジタルのオーディオ信号をアナログのオーディオ信号に変換してオーディオ出力部23からアンプ付スピーカ4に出力する。
 図9は、オーディオパケットの伝送処理動作を示すフローチャートである。この処理動作は、トランスミッタ1のコントローラ12によって実行される。まず、スケジュールを決定する(S1)。スケジュールは、使用チャネルC(1~3)および各チャネルの伝送パケット数p(1~3)からなる。使用チャネルは、図3(B)に示すように適当な間隔の3つのチャネルを選択すればよい。スケジュールを決定すると、チャネルをスキャンしてレシーバを検索し、レシーバ2と通信を確立する(S2)。レシーバ2と通信が確立されると、制御チャネルを用いて決定したスケジュールを送信する(S3)。以後、以下の処理でパケットを伝送する。
 使用チャネルのカウンタnに1をセットする(S4)。この選択された使用チャネルC(n)に移動する(S5)。次に、選択された使用チャネルで伝送されるパケット数をカウントするカウンタiを1にセットする(S6)。そして、キャリアセンスによりチャネルがビジーであるかを判断する(S7)。チャネルがビジーの場合には(S7でYES)、ビジー回数を積算して(S8)、ビジー状態が終了するまでS7で待機する。なお、S8のビジー回数の積算はこの待機中は行わない。チャネルの状態がアイドルに移行すると(S7でNO)、待機時間T1だけ待機して(S9)、i番目のオーディオパケットを送信する(S10)。なお、待機時間T1中も通信チャネルのキャリアセンスをしているものとする。
 オーディオパケットの送信が終了すると、レシーバ2から確認応答ACKを受信するまでT3の間待機する(S11,S12)。T3経過するまでに確認応答ACKを受信すると(S11でYES)、パケット数カウンタiがこの使用チャネルで伝送するパケット数p(n)であるかを判断する(S13)。パケット数カウンタiがp(n)未満であれば(S13でNO)、iに1を加算して(S14)S9にもどり、次のオーディオパケットの送信を行う。
 一方、S11,S12において、待機時間T3が経過してもレシーバ2から確認応答ACKを受信しない場合は(S12でYES)、S10にもどってi番目のオーディオパケットを再送する。
 S13においてパケット数カウンタiがp(n)になっていれば(S13でYES)、この使用チャネルでのオーディオパケットの送信が終了したとして、レシーバ2と同期して使用チャネルを切り換えたのち、S5以下のオーディオパケットの送信を再開する。
 ここで、使用チャネルの切り換えは以下の手順で行われる。まず、使用チャネルのカウンタnが3であるかを判断する(S15)。nが3未満であれば(S15でNO)、nに1を加算して(S16)S5にもどり、nで指定される使用チャネルC(n)に移動する(S5)。一方、nが3になっていれば(S15でYES)、S4にもどってnを1にし直し(S4)、n(=1)で指定される使用チャネルC(1)に移動する(S5)。
 図9(B)は、伝送パケット数の割り当て処理を示すフローチャートである。この処理は、図9(A)のS4~S16の処理が継続的に繰り返し実行されている途中の適当なタイミング(たとえば1~数秒または1~数分毎)に実行される。なお、この処理は、S15からS4にもどる間(図9(A)のBで示したタイミングに実行されるのが好適である。
 この処理は、それまでの各使用チャネルのビジー率に基づいて各使用チャネルの伝送パケット数の再割り当てを行う処理である。まず各使用チャネルのビジー頻度を集計してビジー率を算出する(S30)。そして、この集計結果に基づいて、各使用チャネルの伝送パケット数p(1~3)を算出する(S31)。ビジー率の算出方式、伝送パケット数の算出方式は上述したとおりである。そして、この算出された伝送パケット数p(1~3)をレシーバ2に対して送信する(S32)。以後のオーディオパケットの送受信は、このパケット数ずつ行われる。この処理により、各使用チャネルのリアルタイムな混雑状況に応じた伝送パケット数の割り当てを行うことが可能になる。なお、この処理が行われる毎に、各使用チャネルのビジー頻度の積算値をリセットしてもよく、そのまま積算を継続してもよい。
 以上の説明において、使用チャネルの選択は、図3(B)に示したように適当に離れた3つのチャネルを適当に選択するものであったが、通信を開始する前に各チャネルの利用状況を確認し、優先的にパケット伝送を行っても影響の少ないチャネルを使用チャネルとして選択し、この使用チャネルを用いてオーディオパケットの伝送を行うことにより、他の無線通信に対する影響を最小限に止めるようにしてもよい。
 以下、図5を参照して使用チャネルおよび各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数(スケジュール)の決定方法について説明する。以下の実施形態では、20MHzの通信帯域幅で3つの使用チャネルを選択する場合について説明する。
 図5(A)はスケジュール決定処理動作を示すフローチャートである。この処理は、後述のコントローラ12によって実行される。この処理においては、まず2.4GHz帯の全13チャネルをスキャンし(S51)、スキャン結果から各チャネルの利用状況を集計する(S52)。そしてこの集計結果に基づいてパケット伝送に使用するチャネル(使用チャネル)および各使用チャネルにおける1回の伝送パケット数を決定する(S53)。
 図5(B),(C)を参照してチャネルスキャンおよび利用状況集計の方式について説明する。チャネル1からチャネル13までをスキャンしてキャリアセンスを行い、各チャネルのビジー(使用中)/アイドル(空き)を検出する。これを一定間隔毎(たとえば10ms毎)に複数回(たとえば100回)繰り返す。スキャンに要する時間は、10ms毎に100回繰り返した場合、1秒である。このように、全チャネルについてビジー/アイドルのスキャンを繰り返し行うことにより、各チャネルの瞬時ではない平均的な利用状況を検出することができる。なお、チャネルスキャンの所要時間の大部分は通信回路13のレシーバのチャネル切替(受信周波数の切り替え)に要する時間である。高速なチャネル切替が可能なレシーバが実現できれば、上記チャネルスキャンの時間は大幅に短縮可能である。
 この複数回のスキャンののち、ビジーであった回数(ビジー頻度)を各チャネルごとに集計する。図5(C)がそのビジー頻度分布グラフである。スキャンを100回繰り返した場合、ビジー頻度(度数)がビジー率(%)となる。同図の例では、チャネル1、チャネル6を用いて通信が行われており、チャネル6のビジー率が60%程度の高い確率になっている。通信のチャネル帯域はチャネル5~チャネル7に及んでいる。また、チャネル1は20%程度のビジー率であり、この通信のチャネル帯域はチャネル1~2に及んでいる。
 そして、この度数分布グラフの上にパケット伝送のチャネル帯域を当てはめ、影響の少ない3つのチャネルを使用チャネルとして決定する。図5(C)の例では、現在利用されているチャネルにほぼ影響のないチャネル13およびチャネル9を第1、第2の使用チャネルC(1),C(2)と決定し、次に、高いビジー率で利用されているチャネル6に影響がなく、低いビジー率で利用されているチャネル1に影響のあるチャネル1を第3の使用チャネルC(3)と決定する。
 このようにして、使用チャネルを決定した場合、各使用チャネルのビジー率に基づいて、伝送パケット数を予め決定してもよい。この場合、伝送パケット数p(1),p(2),p(3)の算出方式は図9(B)のS31と同じでよい。
以上の説明は、通信開始時にチャネルスキャンを行って3つの使用チャネルを決定する方式であるが、通信を行っている途中に使用チャネルの見直しをするようにしてもよい。上述したように、本実施形態の伝送方式では約500μsのパケットを用いて約1msのオーディオ信号を伝送できるため、エラーなく伝送が行われればレシーバ2側にオーディオデータの余裕ができる。そこで、伝送実行中の適当なタイミングに、図5に示したチャネルスキャンを再度行ってスケジュールを作成しなおしてもよい。上記の適当なタイミングとは、たとえば、一定時間ごと、再送なくオーディオパケットを所定数伝送できたとき、レシーバ2側2からバッファが一杯である旨の電文を受信したときなどである。なお、途中でチャネルスキャンを実行する場合、繰り返し回数(図5の例では100回)を少なくして時間を短縮してもよい。
 なお、上述した第1~4実施形態では、オーディオ信号を再生する装置を携帯オーディオプレーヤ1としているが、再生装置は携帯型の装置に限定されない。
 本発明の一様態によれば、複数のチャネルを移動しながら、無線LANなどの他の無線通信に優先してオーディオパケットの送受信を行うため、オーディオパケットを途切れることなく伝送することができるうえ、各チャネルを使用している無線通信システムに対する影響を最小限にとどめることが可能になる。
 本発明の一様態によれば、複数の使用チャネルを移動しながら、無線LANなどの他の無線通信に優先してオーディオパケットの送受信を行い、エラー率に応じて使用チャネルの組み合わせ(チャネルグループ)や伝送パケット数を変更するため、各チャネルを使用している無線通信システムに対する影響を最小限にとどめ、且つ、エラーに対する耐性の高いオーディオパケットの伝送を実現することが可能になる。
 本出願は、2010年12月20日出願の日本特許出願2010-282897、2011年3月10日出願の日本特許出願2011-053116、2011年3月15日出願の日本特許出願2011-057065、2011年3月15日出願の日本特許出願2011-057066に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 1 トランスミッタ
 12 コントローラ
 13 通信回路
 2 レシーバ
 21 コントローラ

Claims (17)

  1.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、1つのチャネルを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
     (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、別のチャネルを選択し、手順2にもどる
     無線オーディオ伝送方法。
  2.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、1つのチャネルを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順4に戻り、
     (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、別のチャネルを選択し、手順2にもどる
     無線オーディオ伝送方法。
  3.  前記第2無線通信と共用される複数のチャネルは、IEEE802.11で規定される複数のチャネルであり、
     前記手順7における選択したチャネルの切り換えは、前記複数のチャネルのうち通信周波数帯域が重なり合わず同時使用が可能なチャネル間で行われる請求項1または請求項2に記載の無線オーディオ伝送方法。
  4.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて複数の使用チャネルを決定し、
     (手順2)前記トランスミッタが、決定した複数の使用チャネルをレシーバに通知し、
     (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
     (手順4)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順5)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順5に戻り、
     (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換えて、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順4にもどる
     無線オーディオ伝送方法。
  5.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて複数の使用チャネルを決定し、
     (手順2)前記トランスミッタが、決定した複数の使用チャネルをレシーバに通知し、
     (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
     (手順4)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順5)前期トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順6に戻り、
     (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換えて、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択して手順4にもどる
     無線オーディオ伝送方法。
  6.  前記手順1において、前記各チャネルの利用状況に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数をさらに決定する請求項4または請求項5に記載の無線オーディオ伝送方法。
  7.  前記手順4乃至手順9を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記手順1乃至手順3を再度実行する請求項4乃至請求項6に記載の無線オーディオ伝送方法。
  8.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタが、少なくとも2つのチャネルを有する複数のチャネルグループのなかから1つを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、選択したチャネルグループをレシーバに通知し、
     (手順3)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記選択したチャネルグループの中から1つのチャネルを選択し、
     (手順4)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順5)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順6)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順7)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、エラーである旨を記憶して、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順8)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順5に戻り、
     (手順9)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、前記選択したチャネルグループの別のチャネルを選択して手順4にもどる
     (手順10)前記エラーを監視し、前記選択したチャネルグループに含まれるチャネルのエラー率が所定値を超えたとき、前記選択したチャネルグループを変更して、別のチャネルグループを選択し、手順2にもどる
     無線オーディオ伝送方法。
  9.  前記複数のチャネルグループにそれぞれ含まれる前記少なくとも2つのチャネルは、オーディオパケット伝送時の周波数帯域が相互に重なり合わない請求項8に記載の無線オーディオ伝送方法。
  10.  前記手順10において、選択される別のチャネルグループは、前記エラー率が所定値を超えたチャネルを含まないチャネルグループである請求項8または請求項9に記載の無線オーディオ伝送方法。
  11.  前記手順5において、前記トランスミッタが、当該選択したチャネルにおいて連続して所定回数以上エラー無くオーディオパケットを送信している場合、電力を低下させてオーディオパケットの送信を行う請求項8乃至請求項10のいずれかに記載の無線オーディオ伝送方法。
  12.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、前記複数のチャネルから1つのチャネルを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、該選択したチャネルのキャリアセンスを行い、該選択したチャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、エラーである旨を記憶して、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
     (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択したチャネルを切り換えて、前記複数のチャネルのなかの別のチャネルを選択して手順2にもどる
     (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記複数のチャネルの各チャネルのエラー率に基づいて、各チャネルにおける前記所定個数を決定する
     無線オーディオ伝送方法。
  13.  手順3において、前記トランスミッタが、当該選択したチャネルにおいて連続して所定回数以上エラー無くオーディオパケットを送信している場合、電力を低下させてオーディオパケットの送信を行う請求項12に記載の無線オーディオ伝送方法。
  14.  前記第1待機時間は、IEEE802.11bに規定されるShort Inter Frame Space(SIFS)よりも長く、前記IEEE802.11bに規定されるDistributed Inter Frame Space(DIFS)よりも短い時間であり、
     前記第2待機時間は前記SIFSよりも短い時間であり、前記第3待機時間は前記第2待機時間よりも長く、前記SIFSよりも短い時間である請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の無線オーディオ伝送方法。
  15.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルのビジー率を記憶し、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順3)前記トランスミッタが、前記第2無線通信の仕様が規定する最短パケット間隔よりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記最短パケット間隔よりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記最短パケット間隔よりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、次のオーディオパケットを送信するために手順3に戻り、
     (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換え、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順2にもどり、
     (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記記憶された各使用チャネルのビジー率に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数を決定する
     無線オーディオ伝送方法。
  16.  第2無線通信と共用される複数のチャネルを用いて、トランスミッタとレシーバとの間で第1無線通信によりオーディオパケットを伝送する方法であって、
     (手順1)前記トランスミッタおよび前記レシーバが、複数の使用チャネルから1つの使用チャネルを選択し、
     (手順2)前記トランスミッタが、該選択した使用チャネルのキャリアセンスを行い、該選択した使用チャネルのビジー率を記憶し、該選択した使用チャネルがアイドルになったことを検出し、その後
     (手順3)前記第2無線通信の仕様が規定する確認応答のパケット間隔であるSIFSよりも長く、前記第2無線通信の仕様が規定する通常のパケット間隔の最短時間であるDIFSよりも短い第1待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信し、
     (手順4)前記レシーバが、前記オーディオパケットの受信を完了したのち、前記SIFSよりも短い第2待機時間だけ待機して応答信号を送信し、
     (手順5)前記トランスミッタが、前記オーディオパケットの送信を完了したのち、前記第2待機時間よりも長く前記SIFSよりも短い第3待機時間だけ待機しても前記レシーバから応答信号を受信しないとき、前記オーディオパケットを再送信し、
     (手順6)前記トランスミッタが、前記応答信号を受信したのち、所定個数のオーディオパケットの送受信を完了していないとき、前記SIFSよりも短い第4待機時間だけ待機して、オーディオパケットを送信したのち手順6に戻り、
     (手順7)前記トランスミッタおよび前記レシーバは、前記所定個数のオーディオパケットの送受信を完了したとき、前記選択した使用チャネルを切り換え、前記複数の使用チャネルのうちの別の使用チャネルを選択し、手順4にもどり、
     (手順8)前記手順2乃至手順7を繰り返し行っている間の所定タイミングに、前記記憶された各使用チャネルのビジー率に基づいて、各使用チャネルにおける前記所定個数を決定する
     無線オーディオ伝送方法。
  17.  前記手順1を実行する前に、
     前記トランスミッタが、前記複数のチャネルをスキャンして各チャネルの利用状況を検出し、この各チャネルの利用状況に基づいて前記複数の使用チャネルを決定し、
     前記トランスミッタが、決定した前記複数の使用チャネルをレシーバに通知する
     請求項15または請求項16に記載の無線オーディオ伝送方法。
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