(57)【要約】【課題】室内などに設置された装置間でワイヤレス伝送を行う場合であっても、ビーム方向の調整にかかる時間を短縮し、良好にワイヤレス伝送が可能な無線通信システムおよび無線通信装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる無線通信システムは、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置を有する。第１の無線通信装置は、複数の方向にビームを制御可能な第１のアンテナと、前記第２の無線通信装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価する第１の評価部と、前記第１の評価部により評価された回線品質に基づいて前記複数のビーム方向の優先度を示す情報を含むビームパターン情報を記憶する第１の記憶部と、前記第１のアンテナと前記第１の評価部と前記第１の記憶部を制御する第１の制御部と、を備える。そして、第１の制御部は、前記第１の記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記第１のアンテナのビーム方向を制御する。【選択図】図４
2010147620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信装置と第２の無線通信装置を有する無線通信システムであって、
前記第１の無線通信装置は、複数の方向にビームを制御可能な第１のアンテナと、前記第２の無線通信装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価する第１の評価部と、前記第１の評価部により評価された回線品質に基づいて前記複数のビーム方向の優先度を示す情報を含むビームパターン情報を記憶する第１の記憶部と、前記第１のアンテナと前記第１の評価部と前記第１の記憶部を制御する第１の制御部と、を備え、
前記第１の制御部は、前記第１の記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記第１のアンテナのビーム方向を制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の無線通信装置はデータを伝送する送信装置であり、前記第２の無線通信装置は前記第１の無線通信装置により伝送されたデータを受信する受信装置であり、
前記第１の制御部は、前記第１の無線通信装置からデータ伝送がされていない場合に、前記第１のアンテナの複数のビーム方向１つ１つについて無線回線の回線品質を評価するサーチを実施し、前記サーチにより得られた回線品質に基づいて前記ビームパターン情報を生成するように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第１の無線通信装置はデータを伝送する送信装置であり、前記第２の無線通信装置は前記第１の無線通信装置により伝送されたデータを受信する受信装置であり、
前記第１の制御部は、前記第１の無線通信装置からデータ伝送がされおらず、かつ、前記第２の無線通信装置がデータ受信を待機している受信待機状態ではない場合に、前記第１のアンテナの複数のビーム方向１つ１つについて無線回線の回線品質を評価するサーチを実施し、前記サーチにより得られた回線品質に基づいて前記ビームパターン情報を生成するように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の無線通信装置は複数の方向にビームを制御可能な第２のアンテナを備え、
前記ビームパターン情報は、前記第１のアンテナのビーム方向と前記第２のアンテナのビーム方向との組み合わせについての優先度を示す情報を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ビームパターン情報は、時間帯、季節、曜日及び天気の少なくとも１つの条件ごとに前記複数ビーム方向の優先度を示す情報を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ビームパターン情報は、チャネルごとに前記複数ビーム方向の優先度を示す情報を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１の制御部は、前記第１の記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記第１のアンテナのビーム方向を制御した後、前記第１の評価部により前記第２の無線通信装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価し、前記第１の評価部により評価された回線品質が所定レベル未満である場合は、前記第１のアンテナの複数のビーム方向１つ１つについて前記第１の評価部により無線回線の回線品質を評価するサーチを実施するように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記所定レベルは、無線回線の回線容量に応じて変化させることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記第１の制御部は、前記第１の記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記第１のアンテナのビーム方向を制御した後、前記第１の評価部により前記第２の無線通信装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価し、前記第１の評価部により評価された回線品質が所定レベル未満である場合は、前記第１のアンテナの複数のビーム方向１つ１つについて干渉波あるいは電波雑音を測定し、前記複数のビーム方向の中から干渉波あるいは電波雑音の影響の少ないビーム方向を選択し、前記選択されたビーム方向について前記第１の評価部により無線回線の回線品質を評価するサーチを実施するように制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記第１の無線通信装置はチューナーユニットであり、前記第２の無線通信装置はディスプレイであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
他の装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
複数の方向にビームを制御可能なアンテナと、
前記他の装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価する評価部と、
前記評価部により評価された回線品質に基づいて前記複数のビーム方向の優先度を示すビームパターン情報を記憶する記憶部と、
前記アンテナと前記評価部と前記記憶部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記アンテナのビーム方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的にビーム方向（指向性）を制御可能なアンテナを用いて、チューナーユニットやディスプレイなどの装置間で通信を行う無線通信システムおよびこれに用いられる無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チューナーユニットとディスプレイなどの装置間でワイヤレス伝送を行う場合は、双方のアンテナのビーム方向（指向性）を制御することにより、ワイヤレス伝送を正常に行うことが可能な無線回線を捜索する必要がある。しかし、ワイヤレス伝送を正常に行うことが可能な無線回線を捜索している間は、ワイヤレス伝送を行うことができないため、検索に時間がかかると、ユーザに多大なストレスを与えるという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、指向性を制御可能なアンテナを用いて基地局との無線通信を行う移動局が、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの位置検出手段により自局の位置を検出すると、検出した位置に対応する指向性制御データを抽出し、抽出された指向性制御データに従って、アンテナの指向性を制御することが開示されている。また、特許文献２では、放送局や中継局から送信される所定のチャンネルの放送波を指向性切替アンテナにより受信する受信機が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４４９６号公報
【特許文献２】特開２００６−２５３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法では、アンテナの指向性を制御するためにＧＰＳが用いられるが、チューナーユニットやディスプレイなどの装置が室内や、狭い範囲に設置されている場合には、ＧＰＳを測定できなかったり、測定誤差により制御が困難であったりする可能性がある。
【０００６】
また、特許文献２は、放送局や中継局から送信される放送波の受信システムについて述べられている。放送局や中継局の電波を受信する場合、一度、オートディレクションスキャンが完了すると、しばらくの間は障害物により電波が乱れることが少ない。一方、室内などに設置されたディスプレイとチューナーユニット間でワイヤレス伝送を行うシステムでは、人などの移動により頻繁に回線障害が発生する可能性がある。さらに、特許文献２では、放送波を受信することを前提としており、放送波は予め決められた周波数を独占的に使用することが可能であるため、他無線システムとの干渉は生じ難い。しかしながら、例えば室内でワイヤレス伝送を行うシステムでは、他の無線システムや電波雑音源が多く存在する周波数帯で使用することが多いため、他の無線システムからの干渉や、他の無線システムに与える干渉について対策することが必要になる。しかし、特許文献２では、これらの対処法についても述べられてはいない。
【０００７】
そのため、室内などに設置されたチューナーユニットやディスプレイなどの装置間で良好にワイヤレス伝送が可能な無線通信システムが求められている。
【０００８】
本発明は、室内などに設置された装置間でワイヤレス伝送を行う場合であっても、ビーム方向の調整にかかる時間を短縮し、良好にワイヤレス伝送が可能な無線通信システムおよび無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる無線通信システムは、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置を有する。第１の無線通信装置は、複数の方向にビームを制御可能な第１のアンテナと、前記第２の無線通信装置から送信された電波を用いて無線回線の回線品質を評価する第１の評価部と、前記第１の評価部により評価された回線品質に基づいて前記複数のビーム方向の優先度を示す情報を含むビームパターン情報を記憶する第１の記憶部と、前記第１のアンテナと前記第１の評価部と前記第１の記憶部を制御する第１の制御部と、を備える。そして、第１の制御部は、前記第１の記憶部に記憶された前記ビームパターン情報に基づいて前記第１のアンテナのビーム方向を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内などに設置された装置間でワイヤレス伝送を行う場合であっても、ビーム方向の調整にかかる時間を短縮し、良好にワイヤレス伝送が可能な無線通信システムおよび無線通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。本システムでは、チューナーユニット１とディスプレイ２との間で、無線回線３を介してデータをワイヤレス伝送する。ここで、ワイヤレス伝送されるデータには、映像データだけではなく音声データやＥＰＧ（電子番組表：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｒｏｇｒａｍ Ｇｕｉｄｅ）、ワイヤレス伝送を正常に行うための制御信号なども含まれる。
【００１２】
チューナーユニット１は、テレビジョン放送波３２を受信し、テレビジョン放送波３２から映像データを抽出した後、ディスプレイ２に向けて映像データをワイヤレス伝送する。
【００１３】
一般的に、映像データをワイヤレス伝送する場合、比較的に周波数帯域を広く確保できるマイクロ波帯（数ＧＨｚ以上、例えば６０ＧＨｚ帯）が用いられる。そのため、本例では、無線回路３としてマイクロ波回線を用いる場合について説明するが、無線回線をこれに限るものではない。
【００１４】
まず、映像データをワイヤレス伝送する無線通信システムの概要について説明する。
【００１５】
テレビジョン放送局３１から送信されたテレビジョン放送波３２は、テレビジョン放送波受信用アンテナ３３を介して受信部１７で受信される。受信部１７で受信したテレビジョン放送波３２を復調し、復号部１８で復調した信号から映像データを抽出する。抽出された映像データは変調部１９によりマイクロ波帯の信号に復調された後、アダプティブアレイアンテナ１１で送信され、無線回線３を介してディスプレイ２まで伝送される。
【００１６】
チューナーユニット１によりワイヤレス伝送された画像データは、ディスプレイ２側のアダプティブアレイアンテナ２１により受信され、復調部２７によりマイクロ波の信号から映像データが抽出される。復調された映像データは、表示部２８により表示される。なお、表示部２８としては、例えばプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイなどを用いる。
【００１７】
なお、図1において、テレビジョン放送局３１は一例であり、テレビジョン放送局３１の代わりに、例えばラジオ放送局やＣＡＴＶのセンタ局から放送波を受信するようにしても良い。また、チューナーユニット１に外部入力端子を設け、外部端末３４から入力された画像データををディスプレイ２にワイヤレス伝送しても良い。
【００１８】
アダプティブアレイアンテナ１１及び２１は、動的に指向性を制御することが可能なアンテナである。アダプティブアレイアンテナを用いることにより、目的の希望波にアンテナ指向性のメインローブを向けたり（ビーム形成）、不要な干渉波の方向にヌル点（零点）を向けて除去する（アダプティブヌルステアリング）ことが可能となる。なお、アダプティブアレイアンテナは一例であり、これに限定するものではない。機械的または電気的に指向性を制御可能なアンテナであれば、アダプティブアレイアンテナの代わりに、例えばフェーズドアレイアンテナなどを用いても良い。
【００１９】
チューナーユニット１が備えるタイマ１２とディスプレイ２が備えるタイマ２２は互いに時間同期し、事前に決められた時刻であるかどうかを判断する。
【００２０】
チューナーユニット１が備える回線品質評価部１３とディスプレイ２が備える回線品質評価部２３は、それぞれ無線回線３の回線品質を評価する。回線品質の評価方法としては、例えば受信電波強度、送信パケット数に対する受信パケット数の比（パケット損失率：Ｐａｃｋｅｔ  Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）や、干渉波に対する目的波の受信電波強度の比（希望波対干渉波比：Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｒａｔｉｏｎ）を用いる方法などがある。しかし、これらは一例であって、無線回線３の回線品質を評価できるのであれば、他の方法を用いて評価しても良い。以下、一例として、受信電波強度を用いて無線回線３の回線品質を評価する手法について具体的に説明する。
【００２１】
回線品質評価部２３は、アダプティブアレイアンテナ１１から送信された電波（映像データ）を受信すると、受信した電波を用いて受信電波強度を測定することにより無線回線３の回線品質を評価する。また、回線品質評価部１３は、アダプティブアレイアンテナ２１から送信された電波を受信すると、受信した電波を用いて受信電波強度を測定することにより無線回線３の回線品質を評価する。なお、送受信の周波数が同じ場合は一般的に無線回線品質は同レベルとなるため、チューナーユニット１あるいはディスプレイ２のいずれかに回線品質評価部を設け、どちらか一方の回線品質を測定するようにしても良い。
【００２２】
チューナーユニット１が備える視聴判定部１４は、ディスプレイ２に情報が表示されている「視聴中」の状態であるか否かを判定する。ここで、「視聴中」には、チューナーユニット１からディスプレイ２に向けて映像データがワイヤレス伝送されており、画面にドラマや映画などのコンテンツが表示されている状態だけでなく、まだ映像データがワイヤレス伝送されてなく、例えばメニューリストなどの情報が表示され、ユーザによる映像データの選択入力を待機しているなどの受信待機状態も含むものとする。なお、本例では、伝送するデータを映像データとして説明しているが、これに限定するものではなく、音声データなどのほかのデータであっても良い。また、ディスプレイ２の代わりに他の無線通信装置が無線通信システムに用いられる場合には、「視聴中」とは、画面に映像が表示されているか否かにかかわらず、映像データや音声データなどのデータがワイヤレス伝送されている状態や、ユーザにより伝送を希望するデータの選択入力を待機している状態を含むものとする。また、図１ではチューナーユニット１が視聴判定部１４を備えているが、ディスプレイ２もしくは双方が視聴判定部を備えるようにしても良い。また、例えばリモコン装置など、チューナーユニット１及びディスプレイ２以外の外部装置に、視聴判定部を搭載するようにしても良い。
【００２３】
チューナーユニット１が備える制御部１６は、アダプティブアレイアンテナ１１、タイマ１２、無線回線品質評価部１３、視聴判定部１４、サーバ１５などの各構成を制御する。また、ディスプレイ２が備える制御部２６は、アダプティブアレイアンテナ２１、タイマ２２、無線回線品質評価部２３、サーバ２５などの各構成を制御する。
【００２４】
次に、図２を用いて、マイクロ波を用いたワイヤレス伝送の問題点を説明する。図２は、チューナーユニット１とディスプレイ２を屋内に設置した例を示す図である。
【００２５】
マイクロ波には、直進性が強いという特徴があり、また、一般的にチューナーユニット１やディスプレイ２は床の上などの低い位置に設置されることが多い。そのため、チューナーユニット１が送信した電波は家具などの遮蔽物により電波が遮断され、ディスプレイ２に直接届く場合よりも、壁面や天井面の反射波を利用することにより、チューナーユニット１とディスプレイ２との間でワイヤレス伝送が行われることが多い。なお、チューナーユニット１とディスプレイ２のいずれか一方が他の部屋や、屋外にある場合には、透過波が用いられる。
【００２６】
図２に示す例では、無線回線３ｂを使用したワイヤレス伝送は、家具１２３が遮蔽となり正常な伝送が困難である。また、無線回線３ｃを使用したワイヤレス伝送も、人１２２が遮蔽となり正常な伝送が困難である。一方、無線回線３aを使用したワイヤレス伝送は、室内壁１２１にマイクロ波を反射させることにより、正常な伝送が可能である。
【００２７】
このように複数ある無線回線３の中から、回線品質が規定値（ここで規定値とは、ワイヤレス伝送可能な最低限の品質レベルを指し、予め決められた値とする）以上になるものを探索して、ワイヤレス伝送を行う必要がある。チューナーユニット１及びディスプレイ２双方のアダプティブアレイアンテナの指向性を制御（ビーム形成）することにより、無線品質の探索を行うことができる。しかし、無線回線を捜索している間は、ワイヤレス伝送することが不可能となるため、ディスプレイに映像を表示することできなくなってしまう。この無線回線の捜索には一定の時間がかかるため、ユーザに多大なストレスを与えるという問題がある。さらに、無線回線３cの場合のように無線回線を人１２２が遮蔽してしまうなど、人の移動やドアの開閉等により無線環境は刻々と変化すること想定される。このような回線品質の劣化が発生する度に探索を行っていたのでは、ユーザによる映像視聴に大きな影響を与えることになる。
【００２８】
この問題点を解決するために、本システムでは、事前にアダプティブアレイアンテナ１１とアダプティブアレイアンテナ２１が取り得る全てのビームパターンを試み、無線回線ごとに品質を評価する。そして、サーバ１５とサーバ２５にそれぞれ、ビームパターン情報を保存し、このビームパターン情報を用いてアダプティブアレイアンテナの指向性を制御することを特徴とする。このように制御することにより、ワイヤレス伝送中に無線回線に障害が発生したとしても、サーバ１５及び２５に記録されているビームパターン情報を元に、直ちにアダプティブアレイアンテナのビームパターンを再形成することにより、回線障害を最小限に抑えることができる。ここで、ここで、ビームパターン情報とは、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１のビーム方向（指向性）を示す情報のことである。
【００２９】
図３は、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１の構成例を示している。アダプティブアレイアンテナは、複数（2以上の整数）のアンテナ素子３０１、可変増幅器３０２、可変位相器３０３と、合成分配器３０４と、制御部３０５から構成される。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナ素子３０１で送受信する電波の位相と振幅を制御することにより、動的に指向性３１１（ビーム方向）を制御可能となる。このように、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１の指向性は、電波の位相と振幅により決定されるので、ビームパターン情報には指向性毎の可変増幅器３０２と可変位相器３０３の設定値を記録する。なお、図３では、動的に指向性を制御するのに最低限必要な構成のみを図示し、例えば、周波数変換部や、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）などは省略している。
【００３０】
図４は、ビーム方向を調整するための制御方法の一例を示すフローチャートである。チューナーユニット１の電源がＯＮになると、制御部１６は、図４に示すフローチャートを実行するためのプログラムを起動する。
【００３１】
まず、スタート処理として、チューナーユニット１は、ディスプレイ２に向けて、タイマ１２及び２２の同期をとるために、タイマ１２により生成された時間同期信号を送信する。ディスプレイ２の待機電源がＯＦＦになっているなどの理由から、ディスプレイ２から同期捕捉したことを示す信号を受信しない場合には、制御部１６は、例えば５秒などの所定期間ごとに時間同期信号を送信する。なお、ディスプレイ２から同期捕捉したことを示す信号を受信しない場合に、プログラムを終了し、ディスプレイ２から電源ＯＮになったことを示す信号など、所定の情報を受信した場合に、プログラムを再度起動させるようにしても良い。
【００３２】
一方、ディスプレイ２から同期捕捉したことを示す信号を受信した場合、視聴判定部１４により、情報が表示されている「視聴中」の状態であるかどうかを判定する（Ｓ４０１）。待機電源のみがＯＮになっている状態など、視聴判定部１４が非視聴中と判定した場合は、タイマ１２を用いて、事前に決められた時刻であるか、すなわち事前サーチを行う時刻であるかを判断する（Ｓ４０２）。その際、事前に定められた時刻である場合は、事前サーチの実行開始をディスプレイ２に要求する制御信号を送信し、事前サーチを実施する（Ｓ４０３）。なお、制御信号はデータ容量が小さいため、ビーム方向が適切に調整されず、無線回線品質が悪い場合であっても、送受信が可能である可能性が高い。
【００３３】
Ｓ４０３で実行される事前サーチでは、チューナーユニット１とディスプレイ２の双方のアンテナアダプティブアレイアンテナが取り得る全てのビームパターンを試みて、各々のビームパターン毎に無線回線３の回線品質を評価し、回線品質が良好な順に優先度を付加した後、ビームパターン情報として記録する。
【００３４】
図５は、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１のビームパターンの組み合わせ例を示している。図５に示す例では、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１はそれぞれ、１５通りのビームの形成が可能であり、チューナーユニット１側とディスプレイ２側を組み合わせた場合、ビーム形成のパターン数の合計は１５の２乗（＝２２５）通りとなる。
【００３５】
ここで、例えばアダプティブアレイアンテナ１１のビームパターン５、アダプティブアレイアンテナ２１のビームパターン６を用いて無線回線を構成した場合、双方のビームパターンを（X=５,Y=６）と示すものとする。また、図５に図示する升目上に記載された数字はビームパターン情報に付加される優先度を表す。例えば、１，２，３・・・の順で優先度が高いことを示しており、図５の例では、最も優先度の高いビームパターン情報は（X=５,Y=６）であり、次に優先度が高いビームパターン情報は（X=５，Y=７）である。  図６は、事前サーチＳ４０３における処理例を示すフローチャートである。事前サーチを開始する際、例えば、ビームパターン情報として(X=1,Y=1)をセットし（Ｓ１２０１）、アダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ１２０２）。
【００３６】
アダプティブアレイアンテナ２１から送信された電波を、アダプティブアレイアンテナ１１が受信すると（Ｓ１２０３）、無線回線品質評価部１３は受信電波強度を測定する（Ｓ１２０４）。次にXを1つ加算（すなわち(X=2,Y=1)）した後（Ｓ１２０５）、Xがアダプティブアレイアンテナ１１のビームパターン数を超えていないかどうか判定する（Ｓ１２０６）。Xがビームパターン数を超えていない場合は、Ｓ１２０２〜Ｓ１２０６の処理を繰り返す。
【００３７】
一方、Xがアダプティブアレイアンテナ１１のビームパターン数を超えている場合は、Xを1にし、Yを1つ加算する（Ｓ１２０７）。Yがアダプティブアレイアンテナ２１のビームパターン数を超えていない場合は（Ｓ１２０８  Ｎｏ）、Ｓ１２０２〜Ｓ１２０７の処理を繰り返す。
【００３８】
Yがチューナーユニット２側のビームパターン数を超えた場合は（Ｓ１２０８  Ｙｅｓ）、（X=1,Y=１）〜（X=１５、Y=１５）の２２５通りのビームパターンの中で、受信電波強度が高いビーム方向から優先度を付加したビームパターン情報を、サーバ１５に保存する（Ｓ１２０９ ）。そして、Ｓ１２０９において、制御部１６は、ディスプレイ２にビームパターン情報を送信するように制御する。ディスプレイ２は、受信したビームパターン情報をサーバ２５に保存する。
【００３９】
なお、例えば、チューナーユニット１とディスプレイ２との間が無線回線３による接続に加えて、ＬＡＮなどの他の回線により接続されている場合には、他の回線を用いてビームパターン情報を送信するようにしても良い。また、ビームパターン情報は、サーバ１５及び２５の両方のサーバに保存する場合に限定するものではなく、一方のみのサーバに保存し、ビーム方向を調整する際に、そのサーバから読み出したビームパターン情報を、他の装置に送信するようにしても良い。
【００４０】
図７にビームパターン情報の一例を示す。ビームパターン情報には、優先度７０１が高い順に、アダプティブアレイアンテナ１１及びアダプティブアレイアンテナ２１のビームパターン７０２が記録されている。なお、１回のサーチでは、必ずしも精度が良いとは言えない。そこで、サーチを複数回繰り返し、平均的に回線品質が高い順に優先度を付加した後、サーバ１５及びサーバ２５にビームパターン情報として蓄積することが望ましい。
【００４１】
次に、図４のＳ４０１において、ディスプレイ２が「視聴中」であると判断された場合について説明する。
【００４２】
視聴判定部１４により視聴中であると判断されたると（Ｓ４０１ Ｎｏ）、優先度Ｎを1にセットし（Ｓ４０４）、サーバ１５から優先度Ｎ（=1）のビームパターン情報を取得する（Ｓ４０５）。この情報を用いてアダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ４０６）。
【００４３】
形成されたビームパターンを用いた無線回線３の回線品質が規定値を満たしているかを、回線品質評価部１３によりアダプティブアレイアンテナ０２１から送信された電波の受信電波強度を測定することによって評価する（Ｓ４０７）。回線品質が規定値を満たしている場合は、既に映像データ伝送中かどうかを判定し（Ｓ４０８）、映像データ送信していない場合は、映像データのワイヤレス伝送を開始する（Ｓ４０９）。映像データ送信を既に伝送中の場合は、そのまま送信を続ける。
【００４４】
一方、回線品質が規定値を満たさなかった場合は、優先度Ｎを1つ加算した後（Ｓ４１０）、全てのビームパターン数（ここではＫとする）を超えていないかどうかを判断する（Ｓ４１１）。ＮがＫ以下の場合には（Ｓ４１１ Ｎｏ）、サーバ０１５から優先度Ｎのビームパターン情報を取得し（Ｓ４１２）、その情報を元にアダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ４１３）。
【００４５】
以上の様に、最初に優先度Ｎが最も高い（N=1）ビームパターンを用いてビーム形成を行い、無線回線３が規定値を満たすまで、優先度順に優先度Ｎを1つ加算する動作を繰り返す。このように制御することにより、早期に良好な無線品質を得ることができる可能性が高くなり、ビーム方向の調整に要する時間を少なくすることができる。なお、優先度が高いビームパターン情報を用いてアダプティブアレイアンテナのビーム方向を設定したにも関わらず、回線品質が規定値未満の場合が所定回数以上発生した場合には、そのビームパターン情報の優先度を下げるように、ビームパターン情報を更新することが望ましい。
【００４６】
もし、Ｎ＜Ｋとなり、全てのビームパターン情報を用いても規定値を満たす無線回線３がない場合と判定した場合は（S４１１ Ｙｅｓ）、通常のビームサーチを実行する（Ｓ４１４）。通常のビームサーチを完了後、無線回線３の回線品質が規定値を満たしている場合は（Ｓ４１５ Ｙｅｓ）、既に映像データ伝送中かどうかを判定する（Ｓ４１６）。映像データ送信していない場合は、映像データのワイヤレス伝送を開始する（Ｓ４１７）。映像データ送信を既に伝送中の場合は、そのまま送信を続ける。
【００４７】
ここで、Ｓ４１４における通常のビームサーチとは、事前サーチで行ったように、（X=１,Y=１）、（X=１,Y=２）、（X=１,Y=３）の様に、アダプティブアレイアンテナ０１１及び０２１のビームパターンを次々と形成させていき、回線品質が規定値以上となる無線回線を捜索することである。このように、通常のビームサーチでは、ビームパターンを一つ一つ形成させた後、回線品質を測定していくため、ビームパターン情報を取得し、その情報を用いてアンテナのビームを形成する方法に比べて、回線品質が規定値以上となる回線を捜索するまで時間が掛かる。ビームサーチが完了するまでの間、画像データをワイヤレス伝送することが不可能となるため、通常のビームサーチ中は、例えば、「回線を探索中です。終了まで○秒」など、ディスプレイ２にユーザへの通知を表示することが望ましい。
【００４８】
なお、Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０８、Ｓ４０９、Ｓ４１６及びＳ４１７のステップを実行後は、Ｓ４１８に移行し、所定時間経過すると、Ｓ４０１に戻り、処理を繰り返す。
【００４９】
また、図４の例では、チューナーユニット１が、ディスプレイ２のアダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を制御しているが、これに限定するものではない。ディスプレイ２がチューナーユニット１におけるビーム方向の設定を制御するようにしても良い。その場合、図４に示すフローにおいて、Ｓ４０６及びＳ４１６を映像データを受信中であるか否かの判断ステップに、Ｓ４０９及びＳ４１７を映像データの送信要求のステップに変更する必要がある。また、タイマ１２とタイマ２２が互いに時間同期した後に、チューナーユニット１及びディスプレイ２でそれぞれビーム方向を調整するための処理を行うようにしても良い。但し、無線通信システムが、複数のディスプレイを含む場合には、干渉防止を考慮してビーム方向を調整することが必要なため、チューナーユニット１により制御することが望ましい。
【００５０】
以上説明した無線通信システムによれば、ディスプレイ２が非視聴状態の場合に事前サーチを実施することにより取得したビームパターン情報を記録し、このビームパターン情報を用いてビーム方向の調整を行うため、障害物や無線環境の変化により無線回線に障害が発生した際も、ビーム形成にかかる時間を短縮することができる。
【００５１】
なお、時間帯に応じて、例えば人がいる場所が違ったり、窓やブラインドが開いているなど、無線環境に規則性があることが多いため、図８に示すように、時間帯ごとにビームパターン情報を記憶するようにしても良い。この場合、図４のＳ４０５において、現時刻の時間帯に対応するビームパターン情報をサーバから取得する。これにより、環境に応じたビームパターン情報を用いることができ、ビーム方向の調整にかかる時間をさらに削減できる可能性を高くすることができる。なお、時間帯に限らず、季節、曜日、天気や、これらの組み合わせに応じたビームパターン情報を記憶するようにしても良い。
【００５２】
また、本例では、無線通信システムがチューナーユニットとディスプレイにより構成されているが、これに限定するものではない。動的に指向性を制御可能なアンテナを用いた、チューナーユニットやディスプレイ以外の他の装置間のワイヤレス伝送に用いても良い。さらに２地点のワイヤレス伝送に限定するものではなく、３地点以上のワイヤレス伝送に用いても良い。また、送受信双方で動的に指向性を制御することの可能なアンテナを用いた装置間のワイヤレス伝送に限らず、どちらか一方の装置のみ、動的に指向性を制御可能なアンテナを用いる場合に適用しても良い。
【００５３】
また、図４に示した例では、事前サーチを用いてビームパターン情報を生成したが、これに限定するものではない。例えば、事前サーチに加えて、キャリアセンスを用いてビームパターン情報を生成するようにしても良い。ここで、キャリアセンスとは、チューナーユニット１とディスプレイ２の双方のアダプティブアレイアンテナが取り得る全てのビームパターンを試みて、ビームパターン毎に予め決められた時間（例えば1分）の間、チューナーユニット１とディスプレイ２の双方で電波を受信し続け、干渉波や電波雑音の有無およびその大きさや、回線障害によるデータ損失がどのくらい発生したかを検出することである。
【００５４】
例えば、障害が発生していないときの回線品質は良好であっても、人の出入りにより頻繁に回線障害が発生する場合があり、無線回線３の回線品質が良好な回線が障害を受け難いとは限らない。また、特にＩＳＭ帯（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ-Ｓｃｉｅｎｃｅ-Ｍｅｄｉｃａｌ）を用いた無線通信では、コードレス電話、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、気象レーダ波等、さまざまな他無線システムや、電子レンジなど電波を発生させる機器による電波雑音が多く、ワイヤレス伝送を開始する際に、他無線システムからの干渉波や電波雑音の影響が少ない回線を用いることは重要である。そこで、事前サーチを実施し、ビームパターン情報を記憶する際に、無線回線の回線品質だけに基づいて優先度を設けるのではなく、回線の障害発生頻度をも考慮に入れて優先度を設けるようにすることにより、データ欠損を防止するとともに、本システムが他の無線システムの通信を妨害することを抑止することができる。
【００５５】
以下、図９を用いて、キャリアセンスを用いてビームパターン情報を生成し、ビーム方向を調整する方法について説明を行う。なお、図９において、図４と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５６】
図９の例では、視聴判定部１４により非視聴中と判定され（Ｓ４０１ Ｎｏ）、かつ、タイマ１２により事前に決められた時刻であると判定された場合（Ｓ４０２ Ｙｅｓ）に、キャリアセンスを実施する（Ｓ６０１）。
【００５７】
図１０は、Ｓ６０１におけるキャリアセンスの処理例を示すフローチャートである。  Ｓ６０１においてキャリアセンスを開始する際、図５に示すビームパターンの中から、(X=1,Y=1)に選択し（Ｓ１３０１）、アダプティブアレイアンテナ１１及び２１のビーム方向を(X=1,Y=1)に形成する（Ｓ１３０２）。次に、予め決められた時間（例えば１分）の間、無線回線品質評価部１３により、干渉波の有無やその大きさなど、形成されたビームパターンを用いた無線回線３の無線環境を測定する（Ｓ１３０３）。そして、Ｓ１３０２からＳ１３０７を繰り返すことにより、XおよびYの値を変えて、全てのビームパターンについて無線環境の測定を行う。そして、干渉波や電波雑音の影響が少ないビーム方向の組み合わせをサーバ１５および２５に保存する（Ｓ１３０８）。
【００５８】
Ｓ６０２における事前サーチは、Ｓ４０３における事前サーチと異なり、Ｓ６０１のキャリアセンスにより干渉波や電波雑音の影響が少ないと判定されたビーム方向の組み合わせにより形成された電波の受信電波強度を測定すれば良い。このため、本例によれば、回線障害が起き難い（耐障害性のある）無線回線を選択でき、これにより、電波雑音に起因するデータ欠損を防止することができる。また、事前サーチに要する時間を短縮することができる。なお、図９の例では、キャリアセンスは事前サーチの前に毎回実行されるようになっているが、これに限定するものではない。例えば、１日に１回など、所定期間や所定回数に１度行うようにしても良い。このように制御することにより、ビームパターン情報の更新時間を短縮することができる。
【００５９】
以上説明した例では、データをワイヤレス伝送する無線回線３が1チャネルのみであったが、これに限定するものではなく、複数チャネルを有するシステムに本発明を適用しても良い。以下、複数チャネルの中から任意のチャネルを選択可能な無線通信システムにおいて、ビーム方向を調整する例について、図１１を用いて説明する。なお、図１１において、図４と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。  視聴判定部１４により非視聴中と判定され（Ｓ４０１ Ｎｏ）、かつ、タイマ１２により事前に決められた時刻であると判定された場合に（Ｓ４０２ Ｙｅｓ）、チャネル毎に事前サーチを行い、例えば図１２に示すようチャネル毎にビームパターン情報をサーバ１５及び２５に記憶する（Ｓ１０００）。チャネルが異なると、無線環境も大きく異なること多いため、チャンネル毎にビームパターン情報を取得することにより、適切にビーム方向の設定することができる。
【００６０】
視聴判定部１４により視聴中であると判定された場合（Ｓ４０１ Ｙｅｓ）、優先度Ｎを1、チャネルＣを１にセットする（Ｓ１００１）。ここで、優先度Ｎは１・・・Kまであるものとし、チャネルＣは１・・・Ｚまであるものとする。
【００６１】
次に、使用するチャネルをチャネルＣ（=１）に変更した後（Ｓ１００２）、サーバ１５から優先度Ｎ（=１）、チャネルＣ（=１）のビームパターン情報を取得する（Ｓ１００３）。取得した情報を用いてアダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ１００４）。
【００６２】
形成されたビームパターンを用いた無線回線３の回線品質が規定値を満たさなかった場合は（Ｓ４０７ Ｎｏ）、チャネルＣを1つ加算した後（Ｓ１００８）、使用するチャネルを変更Ｓ１００９し、全てのチャンネル数Ｚを超えていないかどうかを判断する（Ｓ１０１０）。ＣがＺ以下の場合には（Ｓ１０１０ Ｎｏ）、サーバ１５から優先度Ｎ、チャネルＣのビームパターン情報を取得し（Ｓ１０１１）、その情報を元にアダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ１０１２）。
【００６３】
一方、ＣがＺを超えた場合には（Ｓ１０１０ Ｙｅｓ）、優先度Ｎを１つ加算した後（Ｓ１０１３）、ＮがＫを超えていない場合には（Ｓ１０１４ Ｎｏ）、サーバ１５から優先度Ｎ、チャネルＣのビームパターン情報を取得し（Ｓ１０１５）、その情報を元にアダプティブアレイアンテナ１１のビーム方向を制御するとともに、ディスプレイ２に、アダプティブアレイアンテナ２１のビーム方向の設定を指示する制御信号とともに電波の送信を要求する制御信号を送信する（Ｓ１０１６）。
【００６４】
以上の様に、チャネル毎にビームパターン情報を記憶し、最初に最も優先度の高い(Ｎ=1)ビームパターン情報を用いて、順次チャンネルを変えてビーム形成を行うことにより、回線品質の良い無線回線を設定することができる。なお、Ｓ４０３において事前サーチを行う代わりに、図６のＳ６０１及びＳ６０２を実施し、キャリアセンスを用いてビームパターン情報を生成するようにしても良い。また、チャネル毎にビームパターン情報を記憶する際に、例えば図９に示すように、時間帯などに応じてビームパターン情報を記憶するようにしても良い。さらに、Ｓ４０３においてチャネル毎にビームパターン情報を記憶する場合に、チャネル毎の優先順位を付けることが望ましい。これにより、複数のチャネルがある場合であっても、良好な無線回線に早期に設定することができる。
【００６５】
なお、映像データをワイヤレス伝送する場合、伝送すべき映像データの映像品質や無線環境により回線容量を動的に変更させることが多い。例えば、高画質の映像データをワイヤレス伝送する場合は、通常画質の映像データをワイヤレス伝送より回線容量が必要である。また、良好な無線環境下では回線容量は大きく取れるが、劣悪な環境化では回線容量に制限がかかる。このような回線容量の変更は、占有する周波数帯域を変更（複数チャネル使用）させたり、変復調方法などを変更させることにより実行される。そこで、以下、回線容量を動的に変化させる無線通信システムにおいて、ビーム方向を調整する例について、図１３を用いて説明する。なお、図１３において、図４と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６６】
図１３のフローにおいて、視聴判定部１４により視聴中であると判定された場合（Ｓ４０１）、優先度Ｎを1、回線容量Ｑを１にセットする（Ｓ１１０１）。ここで、回線容量Ｑは１・・・Ｗまであるものとし、Ｑ=1のとき最も回線容量が広帯域（高画質な映像データをワイヤレス伝送可能）であり、Ｑが増加するほど回線容量が狭くなるものとする。従って、回線容量Ｑ＝Ｗのとき、最も回線容量は狭くなるが、最も厳しい電波環境でもワイヤレス伝送が可能である。本例では、回線品質評価部１３が、回線容量Ｑごとの規定値を有しており、Ｓ４０５及びＳ４０６により形成されたビームパターンを用いた無線回線３の回線品質が、回線容量Ｑ（＝１）として規定値を満たしているかを、回線品質評価部１３により判定する（Ｓ１１０４）。
【００６７】
回線品質が規定値を満たさなかった場合は（Ｓ１１０４ Ｎｏ）、優先度Ｎを1つ加算した後（Ｓ４１０）、ＮがＫをこえていないかどうか判定する（Ｓ４１１）。ＮがＫを超えている場合には（Ｓ４１１ Ｙｅｓ）、回線容量Ｑを1つ加算した後（Ｓ１１１１）、ＱがＷを超えていないかどうか判定する（Ｓ１１１２）。ＱがＷを超えていない場合には（Ｓ１１１２ Ｎｏ）、回線容量を狭めて、同様の動作を実施する。このように処理することにより、回線容量を考慮したうえで、ビーム方向の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】チューナーユニットとディスプレイを屋内に設置した例を示す図である。
【図３】アダプティブアレイアンテナの構成例を示すブロック図である。
【図４】ビーム方向を調整するための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】アダプティブアレイアンテナのビームパターンの組み合わせ例を示す図である。
【図６】事前サーチにおける処理例を示すフローチャートである。
【図７】ビームパターン情報の一例を示す図である。
【図８】ビームパターン情報の一例を示す図である。
【図９】ビーム方向を調整するための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】キャリアセンスの処理例を示すフローチャートである。
【図１１】ビーム方向を調整するための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ビームパターン情報の一例を示す図である。
【図１３】ビーム方向を調整するための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・チューナーユニット
２・・・ディスプレイ
３・・・無線回線
１１・・・アダプティブアレイアンテナ
１２・・・タイマ
１３・・・無線回線品質評価部
１４・・・視聴判定部
１５・・・サーバ
１６・・・制御部
２１・・・アダプティブアレイアンテナ
２２・・・タイマ
２３・・・無線回線品質評価部
２５・・・サーバ
２６・・・制御部
２７・・・復調部
２８・・・表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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