(57)【要約】      （修正有）【課題】無線受信装置が複数の無線送信装置の位置を区別することを可能にする。【解決手段】指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムであって、無線送信装置は、指向性アンテナを介して無線受信装置へ無線信号を送信する第１送信手段と、無線信号に対する応答として無線受信装置から強度情報を受信する第１受信手段と、第１送信手段による送信及び第１受信手段による受信を、指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御手段と、指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれに対応する強度情報に基づいて、第１送信手段により送信された無線信号が指向性アンテナから無線受信装置へ直接向かう第１方向と、第１送信手段により送信され反射点で反射して無線受信装置へ向かう無線信号が指向性アンテナから反射点へ向かう第２方向とを決定する決定手段と、を備える。【選択図】図３
2011023822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
前記指向性アンテナを介して前記無線受信装置へ無線信号を送信する第１送信手段と、
前記無線信号に対する応答として前記無線受信装置から強度情報を受信する第１受信手段と、
前記第１送信手段による送信及び前記第１受信手段による受信を、前記指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御手段と、
前記指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれに対応する強度情報に基づいて、前記第１送信手段により送信された無線信号が前記指向性アンテナから前記無線受信装置へ直接向かう第１方向と、前記第１送信手段により送信され反射点で反射して前記無線受信装置へ向かう無線信号が前記指向性アンテナから前記反射点へ向かう第２方向とを決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した第１方向及び第２方向を前記無線受信装置に通知する通知手段と、
を備え、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置から無線信号を受信する第２受信手段と、
前記第２受信手段で受信した無線信号の強度を示す強度情報を前記無線送信装置へ送信する第２送信手段と、
前記通知手段による通知を受信する第３受信手段と、
を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
前記指向性アンテナを介して前記無線受信装置へ、前記指向性アンテナの指向性の方向を示す方向情報を含む無線信号を送信する送信手段と、
前記送信手段による送信を、前記指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御手段と、
を備え、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置から、前記方向情報を含む無線信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した無線信号の強度を示す強度情報と、当該無線信号が含む方向情報とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれについて前記記憶手段が記憶した強度情報及び方向情報に基づいて、前記送信手段により送信された無線信号が前記指向性アンテナから前記無線受信装置へ直接向かう第１方向と、前記送信手段により送信され反射点で反射して前記無線受信装置へ向かう無線信号が前記指向性アンテナから前記反射点へ向かう第２方向とを決定する決定手段と、
を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムの制御方法であって、
前記無線送信装置が、前記指向性アンテナを介して前記無線受信装置へ無線信号を送信する第１送信工程と、
前記無線送信装置が、前記無線信号に対する応答として前記無線受信装置から強度情報を受信する第１受信工程と、
前記無線送信装置が、前記第１送信工程における送信及び前記第１受信工程における受信を、前記指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御工程と、
前記無線送信装置が、前記指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれに対応する強度情報に基づいて、前記第１送信工程において送信された無線信号が前記指向性アンテナから前記無線受信装置へ直接向かう第１方向と、前記第１送信工程において送信され反射点で反射して前記無線受信装置へ向かう無線信号が前記指向性アンテナから前記反射点へ向かう第２方向とを決定する決定工程と、
前記無線送信装置が、前記決定工程で決定した第１方向及び第２方向を前記無線受信装置に通知する通知工程と、
前記無線受信装置が、前記無線送信装置から無線信号を受信する第２受信工程と、
前記無線受信装置が、前記第２受信工程で受信した無線信号の強度を示す強度情報を前記無線送信装置へ送信する第２送信工程と、
前記無線受信装置が、前記通知工程における通知を受信する第３受信工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項４】
指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムの制御方法であって、
前記無線送信装置が、前記指向性アンテナを介して前記無線受信装置へ、前記指向性アンテナの指向性の方向を示す方向情報を含む無線信号を送信する送信工程と、
前記無線送信装置が、前記送信工程における送信を、前記指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御工程と、
前記無線受信装置が、前記無線送信装置から、前記方向情報を含む無線信号を受信する受信工程と、
前記無線受信装置が、前記受信工程で受信した無線信号の強度を示す強度情報と、当該無線信号が含む方向情報とを関連付けて記憶する記憶工程と、
前記無線受信装置が、前記指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれについて前記記憶工程で記憶した強度情報及び方向情報に基づいて、前記送信工程において送信された無線信号が前記指向性アンテナから前記無線受信装置へ直接向かう第１方向と、前記送信工程において送信され反射点で反射して前記無線受信装置へ向かう無線信号が前記指向性アンテナから前記反射点へ向かう第２方向とを決定する決定工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波を利用した無線通信を行う無線通信装置間で相互の位置を特定するための技術として、ＧＰＳ受信機を利用する技術が知られている（特許文献１）。また、可変の指向性を持つアレイアンテナを用いる無線通信システムにおいて、無線受信装置において搬送波の受信電界強度が最大となる指向特性を探索する技術も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３６５６５号公報
【特許文献２】特開平１１−６８７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧＰＳの位置分解能はそれほど高くないので、狭い範囲に多数の無線通信装置が密集しているような環境では、特許文献１の技術はあまり有効ではない。また、全ての無線通信装置にＧＰＳ受信機を持たせることはコストの上昇につながる。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、無線受信装置は無線送信装置の方向を知ることはできるが、距離を知ることはできないので、同一の方向に存在する複数の無線送信装置の位置を区別することができない。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、無線受信装置が複数の無線送信装置の位置を区別することを可能にする技術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】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、指向性の方向を変更可能な指向性アンテナを備える無線送信装置と無線受信装置とを含む無線通信システムであって、前記無線送信装置は、前記指向性アンテナを介して前記無線受信装置へ無線信号を送信する第１送信手段と、前記無線信号に対する応答として前記無線受信装置から強度情報を受信する第１受信手段と、前記第１送信手段による送信及び前記第１受信手段による受信を、前記指向性アンテナの複数の指向性の方向について実行する制御手段と、前記指向性アンテナの前記複数の指向性の方向それぞれに対応する強度情報に基づいて、前記第１送信手段により送信された無線信号が前記指向性アンテナから前記無線受信装置へ直接向かう第１方向と、前記第１送信手段により送信され反射点で反射して前記無線受信装置へ向かう無線信号が前記指向性アンテナから前記反射点へ向かう第２方向とを決定する決定手段と、前記決定手段で決定した第１方向及び第２方向を前記無線受信装置に通知する通知手段と、を備え、前記無線受信装置は、前記無線送信装置から無線信号を受信する第２受信手段と、前記第２受信手段で受信した無線信号の強度を示す強度情報を前記無線送信装置へ送信する第２送信手段と、前記通知手段による通知を受信する第３受信手段と、を備えることを特徴とする無線通信システムを提供する。
【０００８】
なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成により、本発明によれば、無線受信装置が複数の無線送信装置の位置を区別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の無線受信装置の一例であるＤＴＶ１００（デジタルテレビ）の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の無線送信装置の一例であるＤＶＲ２００（デジタルビデオレコーダ）の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１に係る位置確認処理の流れを示すフローチャート。
【図４】指向性の方向の走査例を示す図。
【図５】方向強度情報の概念図。
【図６】角度情報の概念図。
【図７】ＤＴＶ１００とＤＶＲ２００との距離を算出する方法の概念図。
【図８】変形例における指向性の方向の走査例を示す図。
【図９】実施例２に係る位置確認処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
【実施例１】
【００１２】
図１及び図２を参照して、本発明の無線通信システムについて説明する。図１は、本発明の無線受信装置の一例であるＤＴＶ１００（デジタルテレビ）の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の無線送信装置の一例であるＤＶＲ２００（デジタルビデオレコーダ）の構成を示すブロック図である。本発明の無線通信システムは、ＤＴＶ１００及びＤＶＲ２００を含む。また、ＤＶＲ２００の代わりに、又はこれに加えて、ＤＶＣ（デジタルビデオカメラ）や他のＤＶＲなどの１以上の無線送信装置が本発明の無線通信システムに含まれてもよい。
【００１３】
ＤＴＶ１００及びＤＶＲ２００はＷｉＨＤ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ）に対応しており、図中、ＬＲＰはＬｏｗ−ｒａｔｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒの省略形であり、ＨＲＰはＨｉｇｈ−ｒａｔｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒの省略形である。
【００１４】
最初に、図１を参照して、ＤＴＶ１００について説明する。アンテナ１０１は、ＤＶＲ２００との間でミリ波無線通信を行う指向性アンテナである。アンテナ１０１は、制御部１０４による制御に従い、指向性の方向を変更可能である。低速通信部１０２（第２送信手段／第３受信手段）は、アンテナ１０１を介して、ＤＶＲ２００との間でビーコン等の制御信号の通信を行う。高速通信部１０３（第２受信手段）は、アンテナ１０１を介して、ＤＶＲ２００との間でＡＶデータの通信を行う。
【００１５】
制御部１０４は、ＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに従い、ＤＴＶ１００の各構成要素を制御する。ユーザＩ／Ｆ１０５は、ユーザが命令を入力するためのリモコンや操作ボタン等を含む。
【００１６】
ＡＶ処理部１０６は、放送受信処理、外部入力処理、画像処理等を行い、表示部１０８に表示用のＡＶデータを出力する。メモリ１０７は、ＡＶ処理部１０６のバッファメモリとして使用される。表示部１０８は、ＡＶ処理部１０６から入力されたＡＶデータに基づく映像を表示する。表示部１０８はまた、ＡＶ処理部１０６から入力されたＡＶデータに基づく音声を出力するスピーカも含む。
【００１７】
次に、図２を参照して、ＤＶＲ２００について説明する。アンテナ２０１は、ＤＴＶ１００との間でミリ波無線通信を行う指向性アンテナである。アンテナ２０１は、制御部２０４による制御に従い、指向性の方向を変更可能である。低速通信部２０２（第１受信手段／通知手段）は、アンテナ２０１を介して、ＤＴＶ１００との間でビーコン等の制御信号の通信を行う。高速通信部２０３（第１送信手段）は、アンテナ２０１を介して、ＤＴＶ１００との間でＡＶデータの通信を行う。
【００１８】
制御部２０４は、ＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに従い、ＤＶＲ２００の各構成要素を制御する。ユーザＩ／Ｆ２０５は、ユーザが命令を入力するためのリモコンや操作ボタン等を含む。
【００１９】
ＡＶ処理部２０６は、放送受信処理、外部入力処理、蓄積部２０８や外部記録再生部２０９に記録されているコンテンツのデコード処理、画像処理等を行う。ＡＶ処理部２０６において処理されたＡＶデータは、高速通信部２０３によりＤＴＶ１００へ送信されたり、制御部２０４を介して蓄積部２０８に記録されたり、制御部２０４を介して外部記録再生部２０９に入力されたりする。
【００２０】
メモリ２０７は、ＡＶ処理部２０６のバッファメモリとして使用される。蓄積部２０８は、ＡＶデータの記録を行う。外部記録再生部２０９は、ＡＶデータを外部装置に出力したり、外部装置からのＡＶデータの入力を受け付けたりする。
【００２１】
図３は、実施例１に係る位置確認処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ３０１で、ＤＴＶ１００の低速通信部１０２は、周囲に存在する無線送信装置との接続を行うために、アンテナ１０１を介してビーコン信号を送信する。
【００２２】
Ｓ３０２で、ＤＶＲ２００の低速通信部２０２は、アンテナ２０１を介して、Ｓ３０１で送信されたビーコン信号を受信する。ビーコン信号の受信に応えて、Ｓ３０３で、制御部２０４は、接続のための認証処理をＤＴＶ１００の制御部１０４との間で行うために、ネットワーク接続依頼を表すビーコン信号を送信する。
【００２３】
Ｓ３０４で、ＤＴＶ１００の制御部１０４は、Ｓ３０３で送信されたビーコン信号に従ってＤＶＲ２００とのネットワーク接続処理を行い、接続完了を表すビーコン信号を送信する。
【００２４】
Ｓ３０５で、ＤＶＲ２００の制御部２０４は、ＡＶデータを送信するための高速信号の伝送路の確保を行う。具体的には、制御部２０４は、高速通信部２０３を用いて、アンテナ２０１を介して高速信号を送信する。この際に、指向性を確認するために、制御部２０４はアンテナ２０１の指向性の程度を強化する。
【００２５】
Ｓ３０６で、制御部２０４は、アンテナ２０１の指向性の方向を変更する。具体的には、制御部２０４は、（垂直方向ｖ，水平方向ｈ）＝（０，０）〜（Ｖ，Ｈ）で表される全方向を順次走査するように指向性の方向を設定する。例えば（Ｖ，Ｈ）が（５，５）の場合、全部で３６通りの方向が設定される。また、走査の順番は特に限定されないが、例えば、図４に示すようにジグザグに走査される。Ｓ３０７で、高速通信部２０３は、調整用の高速無線信号を、Ｓ３０６で設定された方向の指向性を持つアンテナ２０１を介して送信する。
【００２６】
Ｓ３０８で、ＤＴＶ１００の高速通信部１０３は、Ｓ３０７で送信された無線信号をアンテナ１０１を介して受信する。制御部１０４は、受信した無線信号の強度を測定する。なお、位置確認処理においてはアンテナ１０１の指向性の方向は固定されたままであるが、位置確認処理の終了後、ＡＶデータの受信強度が強くなる方向を検出するために、アンテナ１０１の指向性の方向についてもアンテナ２０１と同様の走査が行われる。Ｓ３０９で、低速通信部１０２は、Ｓ３０８で受信した無線信号の強度を示す強度情報を、アンテナ１０１を介して送信する。
【００２７】
Ｓ３１０で、ＤＶＲ２００の低速通信部２０２は、Ｓ３０７において送信された無線信号に対する応答として、Ｓ３０９で送信された強度情報を受信する。Ｓ３１１で、制御部２０４は、Ｓ３０６で設定した指向性を示すパラメータ（ｖ，ｈ）と、Ｓ３１０で受信した強度情報（ｉ）とを関連付けて記憶する。Ｓ３１２で、制御部２０４は、全方向の走査が完了したか否か（（ｖ，ｈ）＝（Ｖ，Ｈ）であるか否か）を判定する。判定結果が「Ｎｏ」であればＳ３０６に戻り、次の指向性の方向について同様の処理が繰り返される。判定結果が「Ｙｅｓ」であればＳ３１３に進む。全方向の走査が完了すると、図５に示すように、方向強度情報５０１が得られる。
【００２８】
Ｓ３１３で、制御部２０４は、方向強度情報５０１に基づき、直接波の方向（第１方向）と間接波の方向（第２方向）とを決定（算出）する。ここで、直接波とは、アンテナ２０１からアンテナ１０１へ直接向かう（反射せずに向かう）無線信号を意味する。また、間接波とは、アンテナ２０１から送出され反射点（例えば、天井）で反射してアンテナ１０１へ向かう無線信号を意味し、間接波の方向とは、アンテナ２０１から反射点へ向かう方向を意味する。算出される方向は、例えば、水平方向を基準（０度）とした垂直方向の角度（直接波の角度，間接波の角度）によって表される。Ｓ３１３における方向決定処理の詳細については、後述する。
【００２９】
Ｓ３１４で、低速通信部２０２は、Ｓ３１３で算出した方向（角度情報）を、アンテナ２０１を介して送信する。ここで、低速通信部２０２は、送信される角度情報が直接波のものであるか間接波のものであるかを示すために、強度情報を角度情報と共に送信してもよい。
【００３０】
Ｓ３１５で、ＤＴＶ１００の低速通信部１０２は、Ｓ３１４で送信された角度情報を受信する。例えば、ＤＴＶ１００が３台のＤＶＲ（ＤＶＲ２００ａ，ＤＶＲ２００ｂ，ＤＶＲ２００ｃ）と通信する場合、ＤＴＶ１００は、図６に示すように、（θａ０，θａ１）、（θｂ０，θｂ１）、及び（θｃ０，θｃ１）という、３つの角度情報を受信する。仮にＤＶＲ２００ａとＤＶＲ２００ｂとがアンテナ１０１から見て同一直線状に存在する場合、θａ０＝θｂ０となるが、θａ１はθｂ１と異なるので、ＤＴＶ１００はＤＶＲ２００ａの位置とＤＶＲ２００ｂの位置とを区別することができる。
【００３１】
Ｓ３１６で、制御部１０４は、角度情報とアンテナ１０１から反射点までの距離Ａとに基づいて、ＤＶＲ２００までの距離Ｌを算出する。図７は、この算出方法を示す概念図である（ＤＴＶ１００とＤＶＲ２００ｂとが同一面内に存在するものとする）。図７には、例としてＤＶＲ２００ｂが示されている。図７から明らかなように、距離Ｌは、
Ｌ＝２Ａ（cosθｂ０×tan（θｂ１−θｂ０）＋sinθｂ０）／tanθｂ１×tan（θｂ１−θｂ０）
により算出される。
【００３２】
次に、Ｓ３１３における方向決定処理の詳細について説明する。図５の方向強度情報５０１を例にとると、ｖ＝（０，１，２，３，４，５）に対して、水平方向を基準（０度）とした垂直方向の角度として、例えば（７０度，４０度，１０度，−１０度，−４０度，−７０度）が割り当てられる。ここで、強度情報が最大値「ｄ」となるｖ＝２の方向が直接波に対応する。従って、直接波の方向は「１０度」という角度情報によって表される。但し、アンテナ２０１の指向性の方向は所定の間隔でしか変化しないため、実際にはｖ＝１とｖ＝２との間、又はｖ＝２とｖ＝３との間が直接波の方向である可能性もある。そこで、ｖ＝１，３における強度情報も考慮して角度が計算されてもよい。間接波の方向も、直接波の場合と同様に決定される。但し、強度情報が２番目に大きい値「ａ」となるｖ＝１が決定に際して用いられる。このようにして決定された方向を、符号５０２により概念的に示す。
【００３３】
以上説明したように、本実施例によれば、ＤＴＶ１００は、ＤＶＲ２００からの直接波及び間接波両方の方向を知ることができるので、複数の無線送信装置の位置を区別することができる。
【００３４】
＜変形例＞
図３のＳ３０６乃至Ｓ３１２の処理において、ＤＶＲ２００の制御部２０４は、図８に示す順序で走査を行ってもよい。そして、制御部２０４は、閾値（例えば、「９」）以上の受信強度を検知し、その後にそれより強い受信強度を検知した場合に、最初の検知を間接波に、次の検知を直接波にそれぞれ対応付け、直接波を検知した時点で走査を終了してもよい。これにより、走査に要する時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例１では、ＤＶＲ２００が方向決定処理を実行したが、実施例２では、ＤＴＶ１００が方向決定処理を実行する。これにより、ＤＶＲ２００の処理負荷が軽減される。実施例２において、ＤＴＶ１００及びＤＶＲ２００の構成は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
図９は、実施例２に係る位置確認処理の流れを示すフローチャートである。図９において、実施例１と同様の処理が行われるステップには同一の符号を付し、説明を省略する（図３参照）。
【００３７】
Ｓ９０１で、ＤＶＲ２００の高速通信部２０３は、調整用の高速信号として、Ｓ３０６で設定した指向性の方向を表すパラメータ（ｖ，ｈ）（方向情報）を送信する。
【００３８】
Ｓ９０２で、ＤＴＶ１００高速通信部３０３は、Ｓ９０１で送信されたパラメータを含む無線信号をアンテナ１０１を介して受信する。Ｓ９０３で、制御部１０４は、受信した無線信号の強度を測定する。なお、位置確認処理においてはアンテナ１０１の指向性の方向は固定されたままであるが、位置確認処理の終了後、ＡＶデータの受信強度が強くなる方向を検出するために、アンテナ１０１の指向性の方向についてもアンテナ２０１と同様の走査が行われる。
【００３９】
Ｓ９０４で、制御部１０４は、Ｓ９０２で受信したパラメータ（ｖ，ｈ）とＳ９０３で測定した強度情報（ｉ）とを関連付けて記憶する。Ｓ９０５で、ＤＶＲ２００の低速通信部２０２は、アンテナ２０１を介して測定終了の通知を送信する。Ｓ９０６で、ＤＴＶ１００の制御部１０４は、実施例１のＳ３１３と同様に、方向決定処理を行う。
【００４０】
［その他の実施例］
以上の各実施例で説明した構成要素及び処理は、ハードウェアで実装してもよいし、ソフトウェアで実装してもよいし、その組み合わせで実装してもよい。これらの構成要素及び処理の一部又は全部を実装するソフトウェア（プログラム）、及びこれを格納した記憶媒体も、本発明の範囲に含まれる。
【図１】
2011023822.tif 000003
【図２】
2011023822.tif 000004
【図３】
2011023822.tif 000005
【図４】
2011023822.tif 000006
【図５】
2011023822.tif 000007
【図６】
2011023822.tif 000008
【図７】
2011023822.tif 000009
【図８】
2011023822.tif 000010
【図９】
2011023822.tif 000011