(57)【要約】【課題】各種要因により通信状況が変化するとき最適の通信モードへの切り替えを行う。【解決手段】プリンタ装置はＭＩＭＯ通信方式の無線通信部１７を備え、移動型パソコンＰＣから信号を受信する。通信の開始時に距離測定部３１は、ＰＣまでの距離を測定し制御部１２に渡す。制御部１２は、距離が所定値より大か否かを判断し、STC／SDMモード選択部１７３を制御する。STC／SDMモード選択部１７３は、この制御に従ってSTC通信部１７１又はＳＤＭ通信部１７３のいずれかを選択、切り替える。切り替えられた通信部により通信が行われる。距離の他に受信電力強度や受信エラーレートにより通信モードの選択、切り替えが可能である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＤＭ通信モードによる通信手段とＳＴＣ通信モードによる通信手段を備えた無線通信装置において、
前記ＳＤＭ通信モードによる通信手段とＳＴＣ通信モード通信モードのいずれかに切り替えるためのパラメータを取得する手段と、
取得したパラメータと予め設定されたパラメータに基づきＳＤＭ通信モードによる通信手段又はＳＴＣ通信モードの切り替えを制御する手段と、
切り替えられた通信モードで通信を行う手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置において、前記制御手段は、通信の実行中の所定時間毎に、前記パラメータの取得と通信モードの切り替えを制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線通信装置において、前記パラメータを取得する手段は、通信相手の無線通信装置との距離を測定する手段、又は受信された電波の電力強度を検出する手段、又は通信相手の無線通信装置から送信される電波のエラーレートを測定する手段であることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置において、切り替えられた通信モードで電波が送信されるように通信相手の無線通信装置に要求する手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ方式により通信を行う無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送受信局に１つのアンテナを装備し通信を行うＳＩＳＯ（Single In Single Out）通信（図１１）に代って、送受信局に複数のアンテナを装備し通信を行うＭＩＭＯ（Multi In Multi Out）通信が多く利用されている。
【０００３】
従来、ＭＩＭＯ通信を行う無線通信装置として、送信側通信装置は、受信側通信装置から通知された、ＭＩＭＯチャンネルの構成法を示すチャンネル情報に基づいて送信信号を複数のチャンネルに分割し、分割されたチャンネル毎にＳＴＣ処理を行い、送信ダイバーシチイを実現する。一方、受信側通信装置は、送受信間の伝送路を推定し、また自装置の物理的構成を勘案してチャンネル構成を決定し、これを送信側通信装置に通知する。このような手法により最適なＭＩＭＯチャンネルを構成して通信を行う発明（以下、従来発明１という）が公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＭＩＭＯ通信に限定されるものではないが、発呼側及び着呼側間で通信能力の指定や交換を行って通信する通信端末装置において、所定のＩＴＵ勧告に従う手順で通信を行っている最中に、接続回線の接続劣化状況が検出されたとき、前記所定のＩＴＵ勧告に戻って最初から通信をやり直すのではなく、別のＩＴＵ勧告の手順に移行して通信を行う発明（以下、従来発明２という）が公知である（特許文献２参照）。
【特許文献１】特公表２００４−９５７３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３５５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来発明１によれば、送信側装置は、送信信号を複数のチャンネルに分割し、分割されたチャンネル毎にＳＴＣ処理を行い、送信ダイバーシチイを実現する。また受信側装置は、チャンネル構成を決定し送信側装置に通知する。このため通信品質を維持しつつ効率的な通信を行うことができる。また従来技術２によれば、通信接続の劣化状況により別方式の通信規格に切り替えて通信を行うので、通信を確立する時間を短縮することができる。
【０００６】
しかしながら、従来発明１，２とも、通信モードを切り替えるためのパラメータの測定や検出を行い、このパラメータをキーとして最適な通信モードを選択することは行っていない。このため、送信側通信装置がノート型パソコンのような移動タイプの場合であって、距離変化により通信状況が変化するとき、受信側通信装置がプリンタ装置の場合であって、アンテナ間に人間が入るなどの外的要因により通信状況が変化するとき、これらの変化に対応することができず、従って最適な通信モードでの通信を行うことができなかった。
本発明は、このような実状に基づいてなされたものであり、種々の要因により通信状況が変化する場合でも、常に最適な通信モードで通信が行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ＳＤＭ通信モードによる通信手段とＳＴＣ通信モードによる通信手段を備えた無線通信装置において、前記ＳＤＭ通信モードによる通信手段とＳＴＣ通信モード通信モードのいずれかに切り替えるためのパラメータを取得する手段と、取得したパラメータと予め設定されたパラメータに基づきＳＤＭ通信モードによる通信手段又はＳＴＣ通信モードの切り替えを制御する手段と、切り替えられた通信モードで通信を行う手段と、を備えたことを特徴とする無線通信装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の無線通信装置において、前記制御手段は、通信の実行中の所定時間毎に、前記パラメータの取得と通信モードの切り替えを制御することを特徴とする無線通信装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の無線通信装置において、前記パラメータを取得する手段は、通信相手の無線通信装置との距離を測定する手段、又は受信された電波の電力強度を検出する手段、又は通信相手の無線通信装置から送信される電波のエラーレートを測定する手段であることを特徴とする無線通信装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置において、切り替えられた通信モードで電波が送信されるように通信相手の無線通信装置に要求する手段を備えたことを特徴とする無線通信装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、送信側通信装置がノート型パソコンの場合で移動により距離が変化するとき、また受信側通信装置がプリンタ装置の場合でアンテナの間に人間が入るなど外的要因により通信状況が変化するときでも、これらの変化に対応し、常に最適な通信モードで通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
はじめに、本発明の実施形態に係るＭＩＭＯ通信が行われるパソコン等の端末装置とプリンタ装置について説明する。
【００１０】
図１は、ＭＩＭＯ通信が行われる端末装置とプリンタ装置の構成を示す図であり、図中、プリンタ装置１０は、電子写真方式のプリンタ部１１、プリンタ部１１を含む装置全体を制御するプリンタ制御部１２、プリンタ制御部１２に対し各種の指示を入力するプリンタ操作部１３、入力された指示等を表示するプリンタ表示部１４、印刷情報等を記憶する記憶部１５、近くに存在する他のプリンタ装置等と情報をやりとりするWiMedia（登録商標）通信部１６、そして後述する端末装置２０と無線通信を行うＭＩＭＯ無線通信部１７から構成される。
【００１１】
前記プリンタ装置１０は、ＭＩＭＯ通信部１７を介して端末装置２０から印刷用の情報を受信すると、記憶部１５に記憶し、その後所定のプログラムに従って印刷出力する。
【００１２】
端末装置２０は、ＣＰＵからなるＰＣ制御部２１、各種情報を入力するためのキーボード等の操作部２２、操作状況を表示する表示部２３、入力情報等を記憶する記憶部２４、近隣のＰＣ等と情報のやりとりを行うWiMedia（登録商標）通信部２５、そして前記プリンタ装置１０と無線通信を行うＭＩＭＯ無線通信部２７から構成される。
【００１３】
前記端末装置２０は、操作部２０により作成された印刷用のデータを、記憶部２４に記憶し、印刷出力のためにＭＩＭＯ通信部２６を介してプリンタ装置１０に無線送信する。
【００１４】
ここで、各ＭＩＭＯ通信部１７、２６で送受信されるＭＩＭＯ通信について説明する。ＭＩＭＯ通信には、通信モードとして、複数のアンテナから独立の情報を送信して通信を行うＳＤＭ（Space Division Multiplexing）モードと、複数のアンテナから同一の情報を送信して通信を行うＳＴＣ（Space Time Cording)モードがある。
【００１５】
図２は、ＳＤＭモードの無線通信状態を説明する図であり、図中、２つの送信アンテナＡ，Ｂと２つの受信アンテナＣ，Ｄが使用され、送信アンテナＡ，Ｂから同時に異なる信号Ａ１，Ａ２・・、信号Ｂ１，Ｂ２・・を送信し、アンテナＣ，Ｄでこれらの信号を受信する。従って、送信データレートは２倍になり、ＳＩＭＯや次に述べるＳＴＣモードの半分の時間で送信を完了する、つまり伝送容量は２倍になる。受信された信号は、ＳＤＭ処理部で信号Ａ１，Ａ２・・、信号Ｂ１，Ｂ２・・に復号される。
【００１６】
図３は、ＳＴＣモードの無線通信状態を説明する図であり、図中、２つのアンテナＡ，Ｂと１つのアンテナＣが使用される。代表的な符号化方式であるAlamouti符号を用いて通信を行う場合は、次のようにシンボルＳ１、Ｓ２が送信される、即ち、１回目に、アンテナＡはシンボルＳ１を、アンテナＢはシンボルＳ２を送信する。２回目に、アンテナＡはシンボル−Ｓ２＊を、アンテナＢはＳ１＊を送信する。ここで、シンボルＳ＊はシンボルＳの複素共役を示す。送信されるシンボルは複素共役であったり、符号が異なったりするが、情報的には同一のデータを繰返し送信するので、送信データレートはＳＩＳＯ通信の場合と変らないが、ダイバーシチイ利得が上がるためエラーに強い高品質の通信が実現でき、到達距離も伸びるという効用がある。
【００１７】
なお、ＳＤＭモード、ＳＴＣモード自体は公知であり、本実施形態においても公知のものが使用される。
【００１８】
次に、プリンタ装置及び端末装置におけるＭＩＭＯ通信について説明する。
（実施形態１）本実施形態は、プリンタ装置におけるＭＩＭＯ通信部のＳＴＣモードとＳＤＭモードが距離測定結果に基づいて切り替えられることを特徴とする。
図４は、プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成と距離測定による通信モード制御の態様を示す図である。図において、プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部１７は、ＳＴＣ通信部１７１、ＳＤＭ通信部１７２、これの通信部の切り替えを行うＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３からなる。ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３は、制御部１２からの指令によりＳＴＣ通信部１７１又はＳＤＭ通信部１７２の選択を行う。距離測定部３１は、端末装置２０との間の距離を測定する。制御部１２は、距離測定部３１の測定結果を取得し、取得したパラメータと予め設定されたパラメータに基づいて、端末装置２０との距離が予め設定された距離より大きい場合は、遠距離通信に適したＳＴＣモードを選択し、また小さい場合は、高速通信に適したＳＤＭモードを選択するように制御する。
【００１９】
距離測定手段の具体例として、Wireless-USBに代表されるWiMedia（登録商標）通信手段を使用することができる。この手段によれば、信号の到達時間に基づいて端末装置２０との距離をかなり正確に測定することが可能である。端末装置２０が移動しないような場合は、自動的に測定するのではなく、端末装置２０の設置時に手動で端末装置２０との間の距離を測定するようにしてもよい。
【００２０】
以上は、受信側であるプリンタ装置１０における通信モードの選択と切り替えについて説明したが、実際には送信側である端末装置２０と同期して切り替えを行う必要がある。このために最初に受信側で通信モードを選択し、自機の切り替えを行うと共に送信側に切り替えた通信モードで送信するよう要求を出す。なお、距離測定は受信側で行ったが送信側で行ってもよい。
【００２１】
図５は、制御部における通信モード制御の手順を示す図である。図において、送信側端末装置２０から通知によりプリンタ装置１０が通信を開始すると（ステップＳ１）、距離測定部３１は端末装置２０との距離を測定する（Ｓ２）。制御部１２はこの結果を取得し、測定された距離が所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ３）。大きい場合には（Ｓ３，Ｙ）、ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３により、ＳＴＣモード通信部１７１に切り替えられ、切り替えられたＳＴＣモードで通信が行われ（Ｓ４）、通信を終了する（Ｓ６）。ステップＳ３において、測定された距離が所定値より大きくない場合は（Ｓ３，Ｎ）、ＳＤＭモードで通信が行われ（Ｓ５）、通信を終了する（Ｓ６）。
【００２２】
（実施形態２）本実施形態は、プリンタ装置におけるＭＩＭＯ通信部のＳＴＣモードとＳＤＭモードが受信電力強度に基づいて切り替えられることを特徴とする。
図６は、プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成と受信電力強度による通信モード制御の態様を示す図である。図において、アンテナから、送信された信号を受信するＲＦ部３２は、受信信号の電力強度を測定する機能を備えており、通信が開始されると電力強度を測定する。なお、図６中、図４と同じ構成要素には同じ参照番号を付し説明を省略する。
【００２３】
前記電力強度の測定は通信の開始時に、送信側端末装置２０から所定の電力強度の信号が送信されるので、受信側プリンタ装置１０でこの信号がどれくらいの強度で受信できたかを検知することにより行われる。測定された受信電力強度は制御部１２に渡される。
【００２４】
受信電力強度は、プリンタ装置１０と端末装置２０との間に障害物がない場合には、両者間の距離の２乗に反比例する。つまり遠距離になるほど受信電力強度は小さくなる。また両者間に障害物がある場合は、障害物により信号が反射、吸収されるので受信電力強度は小さくなる。このことに基づいて、本実施形態では、受信電力強度が予め定めた所定値より小さい場合には、Ｓ／Ｎ比が悪化しても信頼性の高いＳＴＣモードで通信が行われるように、制御部１２は、ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３を制御しＳＴＣモードを選択させる。また所定値より大きい場合は、高速通信に適したＳＤＭモードを選択させる。
【００２５】
実施形態２の説明は、受信側プリンタ装置について述べたが、実行するときは実施形態１の場合と同様に、送信側端末装置２０と同期して通信モードの選択、切り替えを行う必要がある。従って、最初受信側プリンタ装置２０で通信モードを選択し、その結果に基づき送信側端末装置２０に対し当該通信モードの選択を要求する。
【００２６】
図７は、制御部における通信モード制御の手順を示す図である。図において、送信側端末装置２０から通知によりプリンタ装置１０が通信を開始すると（ステップＳ１１）、ＲＦ部３２はアンテナ受信した信号の電力強度を測定する（Ｓ１２）。制御部１２はこの結果を取得し、測定された電力強度が所定値より小さいか否かを判断する（Ｓ１３）。小さい場合には（Ｓ１３，Ｙ）、ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３により、ＳＴＣモード通信部１７１に切り替えられ、ＳＴＣモードで通信が行われ（Ｓ１４）、通信を終了する（Ｓ１６）。ステップＳ１３において、測定された電力強度が所定値より小さくない場合は（Ｓ１３，Ｎ）、ＳＤＭモードで通信が行われ（Ｓ１５）、通信を終了する（Ｓ１６）。
【００２７】
（実施形態３）本実施形態は、プリンタ装置におけるＭＩＭＯ通信部のＳＴＣモードとＳＤＭモードがエラーレートの測定結果に基づいて切り替えられることを特徴とする。
図８は、プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成とエラーレート測定による通信モード制御の態様を示す図である。図において、エラーレート測定部３３は、通信が開始されると受信エラーレートを測定する。なお、図８中、図４と同じ構成要素には同じ参照番号を付し説明を省略する。
【００２８】
前記エラーレートの測定は通信の開始時に、送信側端末装置２０から所定のパターンの信号が送信されるので、受信側プリンタ装置１０でこの信号がどれくらい正確に受信できたかを検知することにより行われる。測定されたエラーレートは制御部１２に渡され、制御部１２は、渡されたエラーレートの結果に基づいて、エラーレートが予め設定された所定値より大きい場合は、信頼性の高いＳＴＣモードを選択し、また小さい場合は、高速通信に適したＳＤＭモードを選択するように制御する。
【００２９】
本実施形態においても、実行するときは実施形態１，２と同様に、送信側端末装置２０と同期して通信モードの選択、切り替えを行う必要がある。従って、最初受信側プリンタ装置２０で通信モードを選択し、その結果に基づき送信側端末装置２０に対し当該通信モードの選択を要求する。
【００３０】
図９は、制御部における通信モード制御の手順を示す図である。図において、送信側端末装置２０から通知によりプリンタ装置１０が通信を開始すると（ステップＳ２１）、エラーレート測定部３３は受信した信号のエラーレートを測定する（Ｓ２２）。制御部１２はこの結果を取得し、測定されたエラーレートが所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ２３）。大きい場合には（Ｓ２３，Ｙ）、ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３により、ＳＴＣモード通信部１７１に切り替えられ、切り替えられたＳＴＣモードで通信が行われ（Ｓ２４）、通信を終了する（Ｓ２６）。ステップＳ２３において、測定されたエラーレートが所定値より大きくない場合は（Ｓ２３，Ｎ）、ＳＤＭモードで通信が行われ（Ｓ２５）、通信を終了する（Ｓ２６）。
【００３１】
（実施形態４）本実施形態は、実施形態１，２，３において、それぞれ距離測定、受信電力強度測定、エラーレートの測定が通信の開始時に行われ、その結果に基づき通信モードが固定的に選択されるのに対し、前記測定と通信モードの選択を通信作業が終了するまで間の所定時間毎に行い、通信モードを動的に選択することを特徴とする。
【００３２】
図１０は、距離に基づいて通信モードを切り替える場合の所定時間毎に通信モードを選択する手順を示す図である。図において、送信側端末装置２０から通知によりプリンタ装置１０が通信を開始すると（ステップＳ３１）、距離測定部３１は端末装置２０との距離を測定する（Ｓ３２）。制御部１２はこの結果を取得し、測定された距離が所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ３３）。大きい場合には（Ｓ３３，Ｙ）、ＳＴＣ／ＳＤＭモード選択部１７３により、ＳＴＣモード通信部１７１に切り替えられ、切り替えられたＳＴＣモードで通信が行われる（Ｓ３４）。大きくない場合には（Ｓ３３，Ｎ）、ＳＤＭモード通信部１７２に切り替えられ、切り替えられたＳＤＭモードで通信が行われる（Ｓ３５）。
制御部１２は更に所定の時間毎に通信が終了か否かを判断する（Ｓ３６）。そして終了でない場合（Ｓ３６，Ｎ）、距離測定ステップＳ３２にリターンし、距離測定とモード選択の作業を行う。通信が終了の場合（Ｓ３６，Ｙ）、そのまま通信を終了する（Ｓ３７）。
【００３３】
以上は、距離測定の場合について述べたが、受信電力強度の測定、エラーレートの測定の場合についても同様に、動的に通信モードを選択し切り替えることができる。これらの場合においても、送信側端末装置２０と同期して通信モードの選択、切り替えを行う必要があるので、受信側プリンタ装置２０で選択された通信モードを送信側端末装置２０でも選択するよう要求する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係るＭＩＭＯ通信が行われる端末装置とプリンタ装置の構成を示す図である。
【図２】ＳＤＭモードの無線通信状態を説明する図である。
【図３】ＳＴＣモードの無線通信状態を説明する図である。
【図４】プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成と距離測定による通信モード制御の態様を示す図である。
【図５】制御部における通信モード制御の手順を示す図である。
【図６】プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成と受信電力強度による通信モード制御の態様を示す図である。
【図７】制御部における通信モード制御の手順を示す図である。
【図８】プリンタ装置のＭＩＭＯ通信部の内部構成とエラーレート測定による通信モード制御の態様を示す図である。
【図９】制御部における通信モード制御の手順を示す図である。
【図１０】距離に基づいて通信モードを切り替える場合の所定時間毎に通信モードを選択する手順を示す図である。
【図１１】従来のＳＩＳＯ通信の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０・・プリンタ装置、１１・・プリンタ部、１２・・プリンタ制御部、１３・・プリンタ操作部、１４・・プリンタ表示部、１５・・記憶部、１７・・ＭＩＭＯ無線通信部、２０・・端末装置（ＰＣ）、２１・・ＰＣ制御部、２２・・操作部、２３・・表示部、２４・・記憶部、２６・・ＭＩＭＯ無線通信部。
【図１】
2009055413.tif 000003
【図２】
2009055413.tif 000004
【図３】
2009055413.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009055413.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009055413.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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