(57)【要約】【課題】同一周波数帯域を使用する複数種の無線通信方式が近傍に共存する環境で、通信品質の劣化を低減させる。【解決手段】ＢＥＲ監視部２１３は、誤り訂正復号器２０５より出力される情報より、通信中のＢＥＲを計数、記憶すると共に、ＢＥＲ情報を出力し、ＰＥＲ監視部２１２は、復調回路２０４より得られる情報より通信中のＰＥＲを計数、記憶すると共に、ＰＥＲ情報を出力する。パケットタイプ制御部２１１はＢＥＲ監視部２１３より出力されるＢＥＲ情報、およびＰＥＲ監視部２１２より出力されるＰＥＲ情報から、ストリーム伝送中の通信品質を把握し、Ｃｏｄｅｃ部２０８より得られるストリーム伝送する音声データのフレーム長に応じて、パケットタイプを選択し、通信品質の劣化を低減させる。【選択図】  図１
2005039328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ホッピング方式を用いた無線パケット通信を行う通信制御装置であって、ストリーム伝送されるデータのビットレートおよびフレーム長に応じて、伝送路で使用するパケットタイプを動的に制御するパケットタイプ制御部を有することを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項２】
周波数ホッピング方式を用いた無線パケット通信を行う通信制御装置であって、ビット誤り率を計数、記憶するＢＥＲ監視手段と、パケット誤り率を計数、記憶するＰＥＲ監視手段と、前記ＢＥＲ監視手段、および前記ＰＥＲ監視手段からの情報をもとに伝送路で使用するパケットタイプを動的に制御するパケットタイプ制御部とを備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項３】
ビット誤り率を計数、記憶するＢＥＲ監視手段と、パケット誤り率を計数、記憶するＰＥＲ監視手段とをさらに備え、
前記パケットタイプ制御部は、前記ＢＥＲ監視部と前記ＰＥＲ監視部に記憶されたデータに応じて、ストリーム伝送されるデータのビットレートおよびフレーム長を適宜変更する機能を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線データ通信を行うための無線通信制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器間を無線で接続する新たな無線通信システムの普及が著しい。この種の無線通信システムの代表的なものとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１ｂ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｙｓｔｅｍ，  Ｖｅｒｓｉｏｎ  １．１，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２２，  ２００１，  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ  （ＳＩＧ））がよく知られている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂはＥｔｈｅｒｎｅｔ（ＸＥＲＯＸ社の登録商標）の無線置換として、パーソナルコンピュータ（以下、パソコン）を中心に幅広く普及している。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、パソコンに限らず様々な機器同士の無線接続をターゲットとして策定された近距離無線通信方式の規格である。これらの無線通信方式ではＩＳＭバンド（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｂａｎｄ）と称される２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域が用いられ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは直接拡散（ＤＳ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式のスペクトラム拡散技術により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈでは周波数ホッピング（ＦＨ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式のスペクトラム拡散技術により、十分な耐ノイズ性を実現している。
【０００３】
しかし、同じ２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＢｌｕｅｔｏｏｔｈを近接したエリアで使用すると、双方の通信品質が著しく劣化する。特に、動画や音楽ファイルを無線でストリーム伝送するアプリケーションの場合、通信品質の劣化が動画のコマ落ちや音声の音切れを招く。通信品質の劣化を回避する手段として、（１）通信チャネルそれぞれのデータ誤り率に基づいて他の無線通信方式との干渉している通信チャネルを探し出して、その通信チャネルの使用を中止（他の無線通信方式に開放）する方式（例えば、特許文献１参照）や、（２）無線通信の品質を検出する品質検出部の検出した品質に基づき、送信パケットの送信速度およびパケット長を動的に設定する方式（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９８８６７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０１１５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＢｌｕｅｔｏｏｔｈとの干渉による問題を解決するには、上記の方式では限界がある。すなわち、上記（１）の公知例によれば、ビット誤り率（以下、ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）とパケット誤り率（以下、ＰＥＲ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）をまとめてデータ誤り率と定義されているが、特にＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＢｌｕｅｔｏｏｔｈとの干渉問題を解決するためには、これらのパラメータはそれぞれ個別に考えるほうがより適切である。さらに上記（２）の公知例によれば、通信品質のみによって送信パケットの送信速度およびパケット長を設定しているが、動画や音声などをストリーム伝送する場合には、このような制御が逆に動画のコマ落ちや音声の音切れを増大させる恐れがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の発明は、動画または音声のコーデック（Ｃｏｄｅｃ：ＣＯｍｐｒｅｓｓｉｏｎ／ＤＥＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）の符号化フレーム長に合わせて、伝送路で使用するパケット長を制御するパケットタイプ制御部を有することを特徴とする無線通信制御装置である。
【０００７】
また本発明の第２の発明は、ビット誤り率とパケット誤り率を各々計数、記憶するＢＥＲ監視部、およびＰＥＲ監視部を備え、ＢＥＲ監視部とＰＥＲ監視部に記憶されたデータをもとに、適切なパケットタイプを選択することを特徴とする無線通信制御装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図７は、音楽をストリーム伝送する無線通信システムの例を示したものである。送信機１０１、および受信機１０２は同じ無線通信制御装置１０３を持ち、受信機１０２はスピーカ１０４を備えている。なお、詳細な説明を簡略化するため、本無線通信制御装置はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に基づいて動作するものとするが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格であることが本発明の内容を限定するものではない。また、同様の理由でストリーム伝送されるデータを音声データとして動作を説明しているが、音声データであることが本発明の内容を限定するものではない。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は、本願第１の発明の無線通信制御装置１０３の構成を示したものである。図１において、無線通信制御装置はＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１０とホストシステム１１で構成され、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの通信処理を行うベースバンド部２０６、ベースバンド部２０６より出力されたデータに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号器２０３、誤り訂正符号器２０３より出力されたデータに１次変調を行う変調回路２０２、変調回路２０２より出力されたデータに２次変調を行い、入力されたデータに２次復調を行う直交変復調部２０１、直交変復調部２０１より出力されたデータに１次復調を行う復調回路２０４、復調回路２０４より出力されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正復号器２０５で構成されており、ホストシステム１１はデータ送受信用のバッファ２０７、入力された音声データの圧縮・伸張を行うＣｏｄｅｃ部２０８、ＣＰＵ２０９、プログラムを格納したＲＯＭ２１０で構成されている。また、パケットタイプ制御部２１１は、Ｃｏｄｅｃ部２０８より得られる情報に基づいて、伝送路に送出するパケットタイプを選択制御する。
【００１０】
さらに、直交変復調部２０１の構成を図２に示す。図２において、直交変復調部２０１は、アンテナ１への送受信を切り替えるスイッチ２、受信信号を増幅するローノイズアンプ４、２．４ＧＨｚへのアップコンバート、及び２．４ＧＨｚからのダウンコンバートを行うミキサ５、入力された信号にフィルタをかける帯域フィルタ６、帯域フィルタ６より入力されたアナログデータをデジタルデータに変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）８、入力されたデジタルデータをアナログデータに変換するＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７、送信信号を増幅するパワーアンプ３、帯域フィルタ６、２．４ＧＨｚで発振する局部発振器９で構成されている。
【００１１】
送信機１０１は何らかの手段で音声データの入力を受け、必要に応じてＣｏｄｅｃ部２０８によって音声データのデジタル化・圧縮処理等を行い、バッファ２０７を経由して、ベースバンド部２０６に圧縮処理されたデータを送信する。ここで、音声データの入力手段は、アナログ信号を入力し、Ｃｏｄｅｃ部２０８によってデジタル化・圧縮処理を行ってもよいし、すでにデジタル化、さらには圧縮処理された信号を入力してもよい。Ｃｏｄｅｃ部２０８からのデータを受信したベースバンド部２０６はパケット化処理などを行い、誤り訂正符号器２０３、変調回路２０２、直交変復調部２０１を経由して伝送路に送出する。
【００１２】
一方、受信機１０２では、伝送路より受信したパケットを直交変復調部２０１、復調回路２０４、誤り訂正復号器２０５を通してベースバンド部２０６に伝達される。ここで、誤り訂正復号器２０５において、受信したパケットに誤りが検出された場合には、受信機１０２のベースバンド部２０６は、送信機１０１に対して否定応答を送信する。送信機１０１は受信機１０２からの否定応答を受信すると、先に送信したパケットを再送する。受信機１０２のベースバンド部２０６において、誤りが検出されなかったデータは、バッファ２０７を経由してＣｏｄｅｃ部２０８に送信される。Ｃｏｄｅｃ部２０８では、データを伸張・アナログ化処理することにより、音声データを復元し、スピーカ１０４を通して音声が再生させる。
【００１３】
ここで、国際標準規格の音声圧縮方式であるＳＢＣ（Ｌｏｗ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  ＳｕｂＢａｎｄ  Ｃｏｄｅｃ）を用いて高音質な音声データをストリーム伝送する場合を考える。ＳＢＣにおけるビットレートとフレーム長の関係を（表１）に示す。
【００１４】
【表１】
2005039328.tif 000003
【００１５】
また伝送路で使用するパケットタイプとデータサイズは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格において（表２）のように定義されている。
【００１６】
【表２】
2005039328.tif 000004
【００１７】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格では、圧縮された音声データをストリーム伝送する場合、Ｃｏｄｅｃ部２０８からベースバンド部２０６へ伝達されるデータは、圧縮された音声データのフレーム単位である。ここで、パケットタイプ制御部２１１は、Ｃｏｄｅｃ部２０８から音声データのフレーム長に関する情報を入手し、最も通信パケットの利用効率のよいパケットタイプを選択し、ベースバンド部２０６に伝達する。ベースバンド部２０６は、Ｃｏｄｅｃ部２０８から受信したデータをパケットタイプ制御部２１１から要求されたパケットタイプでもって伝送路に送出する。
【００１８】
パケットタイプ制御部２１１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１０のベースバンド部２０６でソフトウェア、あるいはハードウェアによって処理されるものであっても構わないし、ホストシステム１１においてＣＰＵ２０９のソフトウェア処理、あるいは専用のハードウェアにより実現される機能であっても構わない。
【００１９】
例えば、ビットレート３２０ｋｂｐｓ、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚのＳＢＣデータをストリーム伝送する場合、ＳＢＣデータのフレーム長は（表１）より１１６バイトである。（表２）を参照すると、送信時間や誤り訂正符号の有無からＤＭ３パケットを使用するのが最も効率がよいパケットタイプであり、他の無線通信装置があったとしても、パケットタイプ制御部のない装置と比較して、干渉による双方の通信品質の劣化を低減させる効果がある。
【００２０】
（実施の形態２）
本願第２の発明の無線通信制御装置１０３の構成を図３に示す。
【００２１】
図３において、図１と同じ構成要素に関しては、同じ符号を用い、説明を省略する。また、直交変復調部２０１の構成も図１と同等であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図３において、ＰＥＲ監視部２１２は通信中のＰＥＲを計数、記憶するとともにパケットタイプ制御部２１１に対してＰＥＲ情報を伝達し、ＢＥＲ監視部２１３は通信中のＢＥＲを計数、記憶するとともにパケットタイプ制御部２１１に対してＢＥＲ情報を伝達し、パケットタイプ制御部２１１はＰＥＲ情報およびＢＥＲ情報より、伝送路に送出するパケットタイプを選択制御する。
【００２３】
図４は、複数の無線通信システムが混在するシステムの一例である。
【００２４】
図４において、図７と同じ構成要素に関しては同じ符号を用い、説明を省略する。図４において、パソコン１１１は送信機１０１、受信機１０２と同じ周波数帯を使用する別の通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる通信を行い、アクセスポイント１１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線通信を行うＩＥＥＥ８０２．１１ｂモジュール１１３を内蔵している。
【００２５】
本実施形態では、詳細な説明を簡略化するため、同一周波数を使用する複数種の無線通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に基づいて動作するものを例示するが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格であることが本発明の内容を限定するものではない。
【００２６】
送信機１０１と受信機１０２との間の通信品質は、送受信機間の距離、あるいはパソコン１１１とアクセスポイント１１２間の無線通信の有無などによって変動する。通信品質を定量的に把握する数値として、ＢＥＲやＰＥＲなどがよく知られている。これらの数値を把握する方法として、ＢＥＲは送受信されるパケットに含まれる誤り訂正符号から算出することが可能であるが、それぞれ個別に動作する端末に対して、通信中のＰＥＲを正確に把握するのは困難である。ＰＥＲを把握する手段を以下に例示する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのような時分割デュプレックス（以下、ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式であれば、通信を主導する端末（以下、マスター）はそれに同期して動作する端末（以下、スレーブ）のパケット送信タイミングを正確に把握することができる。すなわち、マスターはスレーブがパケットを送信タイミングで受信状態になったときに、パケットを受信したか否かでもってＰＥＲを算出することが可能である。
【００２７】
ここで、送信機１０１でパケットが再送される要因を２通りに分けて考える。ひとつは、受信機１０２のベースバンド部がパケットのビット誤りを検出し、送信機１０１に対して否定応答を送信した場合、もうひとつは、伝送路においてデータパケット、あるいは応答パケットが相手先の機器でパケットとして認識されなかった場合である。前者のような誤りは、ＢＥＲとして認識され、ＢＥＲ監視部２１３によって計数、記憶される。後者のような誤りは、ＰＥＲとして認識され、ＰＥＲ監視部２１２によって計数、記憶される。
【００２８】
ＢＥＲ監視部２１３、およびＰＥＲ監視部２１２に記憶されたデータは一定の時間間隔でパケットタイプ制御部２１１に伝達され、これらの情報をもとにパケットタイプ制御部２１１がパケットタイプを選択する。パケットタイプ制御部２１１が選択するパケットタイプの判定論理の一例を（表３）に示す。
【００２９】
【表３】
2005039328.tif 000005
【００３０】
例えば、図４においてパソコン１１１とアクセスポイント１１２との間に無線通信がなく、送信機１０１と受信機１０２が比較的遠い位置に存在する場合、ＰＥＲは良好であるが、ＢＥＲが劣悪であると考えられる。このような環境では、誤り訂正符号を使用することによって、ある程度通信品質の劣化を防ぐことができる。すなわち、（表３）より、ＤＭパケットを使用したほうが、効率がよいといえる。パケットのサイズはストリーム伝送されるデータのフレームサイズ等によって適宜調整すればよい。
【００３１】
一方、図４においてパソコン１１１とアクセスポイント１１２との間に無線通信が存在する場合には、送信機１０１と受信機１０２が比較的近い位置に存在するとしても、ＰＥＲは劣悪になり、ＢＥＲは比較的良好になると考えられる。このような環境においては、誤り訂正符号では、データの誤りを訂正しきれないため、誤り訂正符号を含まないパケットのほうが効率的なストリーム伝送を実現できるといえる。パケットのサイズはストリーム伝送されるデータのフレームサイズ等によって適宜調整すればよい。
【００３２】
このように、同一周波数帯に別の無線通信装置があった場合でも、ＢＥＲとＰＥＲの変化を随時把握することにより通信品質の変化に応じて、最適なパケットタイプを選択制御する機能を有することにより、ストリーム伝送されるデータの品質劣化を低減できるという新たな効果がある。
【００３３】
（実施の形態３）
本願第１の発明、および本願第２の発明の組み合わせによる実施の形態における無線通信制御装置の構成を図５に示す。図５は図１、および図３の組み合わせであるので、各構成要素の詳細な説明は省略する。
【００３４】
ここで、ストリーム伝送開始から伝送中に通信品質が劣化した場合の動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
まず、パケットタイプ制御部２１１はストリーム伝送開始前に、Ｃｏｄｅｃ部２０８からこれから伝送される音声データのビットレート、フレーム長に関する情報を取得する（Ｓ９０１）。パケットタイプ制御部２１１はその情報をもとに、最適なパケットタイプをベースバンド部２０６に伝達する（Ｓ９０２）。ストリーム伝送が開始される（Ｓ９０３）と、パケットタイプ制御部２１１はある一定の時間間隔でＢＥＲ監視部２１３、およびＰＥＲ監視部２１２から、それぞれＢＥＲ、ＰＥＲに関する情報を取得する（Ｓ９０４）。そのときＢＥＲ、あるいはＰＥＲ、もしくはその両方がある基準値以下になると、パケットタイプ制御部２１１がそれを認識し（Ｓ９０５）、Ｃｏｄｅｃ部２０８に対して、音声データのビットレート、およびフレーム長の変更を要求する（Ｓ９０６）。Ｃｏｄｅｃ部２０８はその要求に応じて、ビットレート、およびフレーム長を変更する（Ｓ９０７）。さらに、パケットタイプ制御部２１１はＣｏｄｅｃ部２０８から伝送中の音声データのビットレート、フレーム長に関する情報を取得する（Ｓ９０１１）。パケットタイプ制御部２１１はその情報をもとに、最適なパケットタイプをベースバンド部２０６に伝達する（Ｓ９０２２）。以降、Ｓ９０４からＳ９０２２をストリーム伝送中に繰り返す。
【００３６】
このことにより、通信品質の劣化のため音質は低下するものの、ユーザにとって不快な音切れの発生を低減させる効果や、音質の低下によってユーザに通信品質が劣化していることを認識させる効果がある。ここでは、通信品質が劣化することを例示し、ビットレートを低レートへ変更する動作を説明したが、逆に通信品質が向上したことによってビットレートを高レートへ変更する動作も同様の機能で実現可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の発明によれば、ストリーム伝送される音声データのフレーム長に適したパケットタイプを選択することにより、他の無線通信システムとの干渉による双方の通信品質の劣化を低減させる効果を有する。
【００３８】
さらに、第２の発明では、同一周波数帯に別の無線通信装置があった場合でも、ＢＥＲとＰＥＲの変化を随時把握することにより通信品質の劣化に応じて、最適なパケットタイプを選択制御する機能を有することにより、ストリーム伝送されるデータの品質劣化を低減できるという効果を有する。
【００３９】
また、第１および第２の本発明を組み合わせることにより、通信品質の変化に応じて、音声データのビットレート、およびフレーム長を制御することにより、ユーザにとって不快な音切れの発生を低減させる効果や、音質を低下させることによってユーザに通信品質が劣化していることを認識させる効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の直交変復調部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における無線通信制御装置の構成を示すブロック図
【図４】同複数の無線通信システムが混在するシステムの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態３における無線通信制御装置の構成を示すブロック図
【図６】同ビットレート変更のシーケンスを示すフローチャート
【図７】従来のストリーム伝送を行う無線通信システムの一例を示す図
【符号の説明】
１  アンテナ
２  スイッチ
３  パワーアンプ
４  ローノイズアンプ
５  ミキサ
６  帯域フィルタ
７  ＤＡＣ
８  ＡＤＣ
９  局部発振器
１０  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール
１１  ホストシステム
１０１  送信機
１０２  受信機
１０３  無線通信制御装置
１０４  スピーカ
１１１  パソコン
１１２  アクセスポイント
１１３  ＩＥＥＥ８０２．１１ｂモジュール
２０１  直交変復調部
２０２  変調回路
２０３  誤り訂正符号器
２０４  復調回路
２０５  誤り訂正復号器
２０６  ベースバンド部
２０７  バッファ
２０８  Ｃｏｄｅｃ部
２０９  ＣＰＵ
２１０  ＲＯＭ
２１１  パケットタイプ制御部
２１２  ＰＥＲ監視部
２１３  ＢＥＲ監視部
【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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