(57)【要約】【課題】狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータの送受信を行うような環境において、映像が途中で途切れたり、画質を落とした動画しか送受信できないということのない無線通信装置を提供する。【解決手段】無指向性の通信波を送受信する第１通信手段１１，１３と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段１２，１４と、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し且つ高レートのデータを前記第２通信手段で送受信するように制御する送受信データ制御手段１８を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2005026733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段と、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し且つ高レートのデータを前記第２通信手段で送受信するように制御する送受信データ制御手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段と、自身の位置情報を検知する自身位置情報取得手段と、送受信する通信相手の無線通信装置の位置情報を検知する通信相手位置情報取得手段と、前記自身の位置情報と前記通信相手の無線通信装置の位置情報から前記指向性のある通信波を送受信する方向を制御する送受信方向制御手段と、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し且つ高レートのデータを前記第２通信手段で送受信するように制御する送受信データ制御手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置において、前記自身位置情報取得手段は、通信衛星からの電波を受信することによって、自身の位置情報を検知することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の無線通信装置において、前記無指向性の通信波または前記指向性のある通信波を切り替えて送受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の無線通信装置において、前記無指向性の通信波および前記指向性のある通信波の両方を同時に用いて送受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段とを備え、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し、高レートのデータを前記第２通信手段で送受信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段とを備え、自身の位置情報と通信相手の無線通信装置の位置情報から前記指向性のある通信波を送受信する方向を制御してから、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し、高レートのデータを前記第２通信手段で送受信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
請求項７記載の無線通信方法において、前記自身の位置情報は、通信衛星からの電波を受信することによって検知することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
請求項６または７記載の無線通信方法において、前記無指向性の通信波または前記指向性のある通信波を切り替えて送受信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
請求項６または７記載の無線通信方法において、前記無指向性の通信波および前記指向性のある通信波の両方を同時に用いて送受信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置および無線通信方法に係り、特に装置同士が直接情報をやりとりするＰ２Ｐ（ｐｅｅｒ  ｔｏ  ｐｅｅｒ）の通信接続形態を用いる電波同士の干渉が問題となる狭い範囲における無線通信装置および無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信としては、ラジオ、テレビ、携帯電話に使われるような、電波を用いて広範囲に通信が行われる大域的通信が一般的である。これらは、無指向性の電波を用いるため、広範囲に送信が可能であるが、基地局がある範囲に集中した場合、電波同士の干渉や、信号の衝突などの問題が生ずる。
【０００３】
したがって、電波同士の干渉が起こる狭い範囲では、固定局（サーバー）を１つ配置し、固定局（サーバー）を介して複数台の装置（クライアント）が通信を行うというシステム構成となる。
【０００４】
このとき、使用可能な通信周波数帯域において通信周波数を高速に切り替えるまたはスペクトラム拡散技術を用いるなどして、複数の通信チャネルを確保することで、電波同士の干渉や信号の衝突がないようにして、複数の装置が通信を行っている。このような狭い範囲での無線通信方式として、ＣＤＭＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどがある。
【０００５】
一方、これらの無指向性電波通信に対向して、レーザや赤外線などの指向性を持った無線光通信がある。これらを用いると、限られた電力を用いてより遠くの相手に通信を行え、雑音にも強いなどの利点がある。また、混雑した中でも信号の衝突確率は低く、効率の良い通信が可能となる。ところが、指向性通信を行うには、通信相手の位置を正しく認識していないと通信が出来ないという問題がある。
【０００６】
無線通信装置の位置情報を得る方法としては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号を受信して位置情報を得る方法や、複数の無線通信装置間の電波伝播時間を測定して距離を算出し位置情報を得る方法（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−８３２３１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ホームネットワークのような電波同士の干渉が問題となる狭い範囲における、デジタル映像データなどの高レートの大容量のデータを頻繁に送受信する装置が多数あるような環境において、無指向性の電波を用いた通信を行うと、通信トラフィックが高くなりスループットが劣化する。結果として、映像が途中で途切れる、画質を落とした動画しか送受信できないなどの問題点が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータの送受信を行うような環境において、映像が途中で途切れたり、画質を落とした動画しか送受信できないということのない無線通信装置および無線通信方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の無線通信装置は、無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段と、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し且つ高レートのデータを前記第２通信手段で送受信するように制御する送受信データ制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の請求項２記載の無線通信装置は、無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段と、自身の位置情報を検知する自身位置情報取得手段と、送受信する通信相手の無線通信装置の位置情報を検知する通信相手位置情報取得手段と、前記自身の位置情報と前記通信相手の無線通信装置の位置情報から前記指向性のある通信波を送受信する方向を制御する送受信方向制御手段と、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し且つ高レートのデータを前記第２通信手段で送受信するように制御する送受信データ制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の請求項３記載の無線通信装置は、請求項２記載の無線通信装置において、前記自身位置情報取得手段は、通信衛星からの電波を受信することによって、自身の位置情報を検知することを特徴とする。
【００１３】
また本発明の請求項４記載の無線通信装置は、請求項１または２記載の無線通信装置において、前記無指向性の通信波または前記指向性のある通信波を切り替えて送受信することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の請求項５記載の無線通信装置は、請求項１または２記載の無線通信装置において、前記無指向性の通信波および前記指向性のある通信波の両方を同時に用いて送受信することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の請求項６記載の無線通信方法は、無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段とを備え、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し、高レートのデータを前記第２通信手段で送受信することを特徴とする。
【００１６】
また本発明の請求項７記載の無線通信方法は、無指向性の通信波を送受信する第１通信手段と、指向性のある通信波を送受信する第２通信手段とを備え、自身の位置情報と通信相手の無線通信装置の位置情報から前記指向性のある電波または無線光を送受信する方向を制御してから、低レートのデータを前記第１通信手段で送受信し、高レートのデータを前記第２通信手段で送受信することを特徴とする。
【００１７】
また本発明の請求項８記載の無線通信方法は、請求項７記載の無線通信方法において、前記自身の位置情報は、通信衛星からの電波を受信することによって検知することを特徴とする。
【００１８】
また本発明の請求項９記載の無線通信方法は、請求項６または７記載の無線通信方法において、前記無指向性の通信波または前記指向性のある通信波を切り替えて送受信することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の請求項１０記載の無線通信方法は、請求項６または７記載の無線通信方法において、前記無指向性の通信波および前記指向性のある通信波の両方を同時に用いて送受信することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の実施の形態の無線通信装置のブロック構成図である。図１において、１１，１２は通信波を送受信するアンテナ、１３，１４は受信した通信波を復調もしくは送信する信号を通信波に変調する変調復調部、１５は自身の位置情報を検知する自身位置情報取得部、１６は通信相手位置情報取得部、１７は通信波を送受信する方向を制御する送受信方向制御部、１８は送受信データを振り分ける送受信データ制御部である。
【００２１】
図１において、アンテナ１１では無指向性の通信波を受信し、変調復調部１３にて、アンテナ１１からの信号を復調して送受信データ制御部１８に受信データとして入力される。また、送受信データ制御部１８から出力された送信データは、変調復調部１３にて変調され、アンテナ１１にて通信波を送信する。
【００２２】
この無指向性通信において、通信相手位置情報取得部１６は送受信を行う相手の無線通信装置の位置情報を送受信データ制御部１８から取得し、自身位置情報取得部１５は得られた自身の位置情報を送受信データ制御部１８を介して相手に通知する。こうして得られた相手の無線通信装置の位置情報と自身の位置情報を基に、送受信方向制御部１７は、指向性のある通信波を送受信する方向を決定し、アンテナ１２をその方向に向くように制御する。
【００２３】
この送受信方向制御部１７の制御により、変調復調部１４にてアンテナ１２で受信された通信波を復調し送受信データ制御部１８に引渡し、送受信データ制御部１８の出力を変調復調部１４にて通信データを変調しアンテナ１２で通信波を送信することで、アンテナ１２において指向性のある通信波を用いて通信データを送受信することが可能となる。
【００２４】
次に、自身位置情報取得部１５の動作について、図２，図３を用いて説明する。
【００２５】
図３は本発明の実施の形態の多数の無線通信装置における自身位置情報取得を説明するための図である。図３において、３１，３２，３３，３４は無線通信装置であって、無線通信装置３１が位置情報を取得するやりかたを示す。
【００２６】
図２は無線通信装置３１から他の無線通信装置３２への送信データおよび他の無線通信装置３２からの同じデータの送信データを無線通信装置３１が受信したときの受信データを示す図である。図２において、２１は図３における無線通信装置３１から無指向性通信により送信された送信データであって、横方向は時間である。２２は、送信データ２１を受信した図３における無線通信装置３２が同じデータを送信し且つ図３における無線通信装置３１が受信したときの受信データである。図２中の斜線部分は、同じデータであることを示している。
【００２７】
このとき、送信データ２１と受信データ２２の時間遅延をｔ１とし、図３における無線通信装置３２が送信データ２１を受信して同じデータを送信するまでの遅延時間をｔ２とし、使用した無指向性通信の通信波の伝播速度をｃとすると、図３における無線通信装置３１と無線通信装置３２の間の距離ｒは、式１で表わされる。
ｒ＝ｃ×（ｔ１−ｔ２）÷２  ・・・・・・  式１
ここで、ｔ１−ｔ２は無線通信装置３１と無線通信装置３２の間の往復の伝播時間であり、無線通信装置３１と無線通信装置３２の間の一方向の伝播時間は、ｔ１−ｔ２を２で割ったものとなる。
【００２８】
同様にして、無線通信装置３１と無線通信装置３３の間の距離、および無線通信装置３１と無線通信装置３４の間の距離を求めることができる。
【００２９】
このように、少なくとも３つ以上の無線通信装置との距離がわかれば、図３に示されるように、三角測量の原理を利用することにより無線通信装置３１の位置が特定できる。
【００３０】
また、自身位置情報取得部１５はＧＰＳ衛星からの信号を受信することで自身の位置情報を得ることができるし、固定された無線通信装置であれば、ユーザーがあらかじめ位置情報を設定しておくこともできる。
【００３１】
次に、送受信データ制御部１８の動作を図４を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態の、狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータを送受信する環境での通信状況を示す図である。
【００３２】
図４において、４１，４１，４１は無線通信装置であり、真円で表わせる部分４２，４２，４２は無指向性通信を行う範囲を示しており、細長い楕円で示される部分４３，４３，４３は指向性通信を行う範囲を示している。
【００３３】
図４のように、無指向性通信を行う範囲４２，４２，４２が重なっている状態では、電波の干渉が起こり、通信周波数を高速に切り替えるまたはスペクトラム拡散技術を用いるなどしても、送受信できるデータレートには限界がある。
【００３４】
そこで本発明の実施の形態では、送受信データ制御部１８は、無指向性の通信波で送受信するデータを低レートのデータとなるよう制御し、指向性通信で行うデータを高レートのデータとなるよう制御し、無指向性通信と指向性通信を切り替え、もしくは、同時に使用するように制御することによって、途切れることなく高レートの大容量の通信データを送受信することが可能となる。
【００３５】
以上説明したように、本発明の実施の形態は、自身位置情報取得手段を持ち、お互いの位置情報を無指向性通信にてやり取りすることで、無指向性通信が可能となり、無指向性通信にて低レートデータを、指向性通信で高レートのデータを送受信し、２つの通信手段を切り替えもしくは同時に使用することによって、狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータの送受信を行うような環境において、映像が途中で途切れたり、画質を落とした動画しか送受信できないということのない無線通信をすることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータの送受信を行うような環境において、映像が途中で途切れたり、画質を落とした動画しか送受信できないということのない無線通信装置および無線通信方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無線通信装置のブロック構成図である。
【図２】無線通信装置から他の無線通信装置への送信データおよび他の無線通信装置からの同じデータの送信データを無線通信装置が受信したときの受信データを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の多数の無線通信装置における自身位置情報取得を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態の、狭い範囲で多数の無線通信装置同士が高レートの大容量のデータを送受信する環境での通信状況を示す図である。
【符号の説明】
１１，１２…アンテナ、１３，１４…変調復調部、１５…自身位置情報取得部、１６…通信相手位置情報取得部、１７…送受信方向制御部、１８…送受信データ制御部、２１…送信データ、２２…受信データ、３１，３２．３３，３４…無線通信装置、４１，４１，４１…無線通信装置、４２，４２，４２…無指向性通信を行う範囲、４３，４３，４３…指向性通信を行う範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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