(57)【要約】【課題】無線基地局と無線端末間の接続関係を制御し、各無線基地局が異なるクラスに属する複数の無線端末に対するデータを扱うことを防止し、低遅延かつ遅延ゆらぎの少ない無線通信システムの提供を目的とする。【解決手段】映像または音声を含むコンテンツサービスを提供する無線通信システムにおいて送信サーバ１０１に各無線基地局１０２〜１０５の配置情報と各無線端末の対応クラスおよび配置情報とを記憶させ、これらの情報に基づいて無線基地局と無線端末間の接続関係を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信サーバと、前記送信サーバと有線または無線で接続された複数の無線基地局と、前記無線基地局と送受信可能に配置された複数の無線端末からなり、前記送信サーバは前記無線基地局を経由して前記無線端末へ映像または音声を含むコンテンツサービスを提供する無線通信システムであって、
前記無線基地局はそれぞれ異なるチャンネルの電波を使用して前記無線端末と通信し、前記無線端末の少なくとも１つは２つの異なる無線基地局の電波を受信可能であり、前記無線端末はそれぞれが異なるコンテンツサービスを受信する複数のクラスのいずれか１つに属しており、前記送信サーバに記憶された前記クラスおよび前記配置に関する情報に基づいて前記無線基地局が同一クラスに属する無線端末のみと通信するように構成されたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記クラスはそれぞれが異なる優先順位を有し、上位のクラスに属する前記無線端末が接続する前記無線基地局１つあたりの接続無線端末数を、下位のクラスに属する前記無線端末が接続する前記無線基地局に比べて減らすことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
上位のクラスの前記無線端末に提供するコンテンツのビットレートを下位のクラスの前記無線端末に提供するコンテンツよりも高く設定することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線ネットワークにより映像信号または音声信号を含むデータを送受信する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば、旅客用航空機は客室内に緊急用途や娯楽用途等として乗客に様々な情報を提供する情報システムを備える。
【０００３】
この情報システムは、情報ソースを蓄積し、配信する送信設備と、当該送信設備と有線または無線伝送路で接続された受信設備とを備えた情報配信システムとして構成される。
【０００４】
また、送信設備と受信設備との間の伝送路として無線伝送路が使用される場合、送信設備は複数の無線基地局を備え、複数の端末機器との間を無線ネットワークにより接続される情報配信システムとして構成される。
【０００５】
従来、このような複数の無線基地局と無線端末とを接続する通信システムとしては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図９は上記特許文献に記載された従来の無線通信システムの構成を示している。図９においてホストコンピュータ５０１に記憶されている各端末機器５０４〜５０８固有の情報および各端末機器５０４〜５０８の設置情報に基づいて、ホストコンピュータ５０１が各中継器５０２，５０３と各端末機器５０４〜５０８との無線接続を制御することにより、設置されている端末機器５０４〜５０８の機種や状況に応じた各中継器５０２，５０３と各端末機器５０４〜５０８との最適な無線制御を実現する。
【特許文献１】特開２０００−４１０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の通信システムは、ＰＯＳシステムやゲーム場管理システムを想定しており、端末機器の設置や移設の際に無線基地局の取り扱いデータ量の不均等をなくしたり、無線接続作業の簡易化を目的としている。航空機内のＩＦＥのようにファーストクラス、ビジネスクラス、エコノミークラスのように優先順位の異なる複数のクラスに分けられた端末機器へ、それぞれ異なる映像や音声のサービスを提供することを想定していない。そこで、従来の構成では１つの中継器に異なるクラスに属する端末機器が混在して接続され、特定のクラスに対する配信データが生じた際には、他のクラスの端末機器に対するトラフィックの影響を受け、パケットロスが生じたり、遅延が生じたりする等、通信品質が劣化する場合があった。
【０００７】
また、予めホストコンピュータに全端末機器固有の情報を記憶させる必要があるため、端末機器の設置時や故障端末を入れ換える際に手間を要していた。
【０００８】
また、使用状況に応じて通信データ量に変化や通信状態の変化が生じる状況において、定期的あるいは任意の時間にホストコンピュータが各中継器と各端末機器の無線接続を最適化するため、動作中に通信が途切れることがあった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、端末機器が複数のクラスに分けられて、それぞれのクラスに異なる映像や音声のサービスを提供する場合も安定な通信品質を維持できる無線通信システム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、送信サーバと、送信サーバと有線または無線で接続された複数の無線基地局と、無線基地局と送受信可能に配置された複数の無線端末からなり、送信サーバは無線基地局を経由して無線端末へ映像または音声を含むコンテンツサービスを提供する無線通信システムであって、無線基地局はそれぞれ異なるチャンネルの電波を使用して無線端末と通信し、無線端末の少なくとも１つは２つの異なる無線基地局の電波を受信可能であり、無線端末はそれぞれが異なるコンテンツサービスを受信する複数のクラスのいずれか１つに属しており、送信サーバに記憶されたクラスおよび配置に関する情報に基づいて無線基地局が同一クラスに属する無線端末のみと通信するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、端末機器が複数のクラスに分けられて、それぞれのクラスに異なる映像や音声のサービスを提供する場合も安定な通信品質を維持できる。言い換えれば、特定のクラスに属する無線端末に対する放送等、特定のクラスに限定してデータを送る必要がある場合に、他のクラスに属する無線端末が混在する場合に比べて、より低遅延かつ遅延ゆらぎの少ない通信を実現できる。これにより、例えば航空機の客室天井部に備えられたスピーカと同時に座席に備えられた無線端末に接続されたヘッドフォンからも放送音声を出力する場合に、出力音声がずれることに起因する違和感を解消できる。
【００１２】
また本発明の無線通信システムでは、クラスはそれぞれが異なる優先順位を有し、上位のクラスに属する無線端末が接続する無線基地局１つあたりの接続無線端末数を、下位のクラスに属する無線端末が接続する無線基地局に比べて減らすようにしてもよい。
【００１３】
これにより、上位のクラスに属する無線端末から接続される１つの無線基地局が扱うデータの総量を下位のクラスに属する無線端末から接続される無線基地局に比べて減らすことで通信の品質を高めることができる。
【００１４】
本発明の無線通信システムでは、上位のクラスの無線端末に提供するコンテンツのビットレートを下位のクラスの無線端末に提供するコンテンツよりも高く設定してもよい。
【００１５】
これにより、１つの無線端末あたりにより多くのデータレートを割り当てられることで、上位のクラスに属する無線端末に対してより高ビットレートのビデオ・サービスやより高速なファイルのダウンロードサービスを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の無線通信システムによれば、端末機器が複数のクラスに分けられて、それぞれのクラスに異なる映像や音声のサービスを提供する場合も安定な通信品質を維持できる無線通信システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態）
本発明の実施の形態は、航空機客室内において利用者に映像や音声等のサービスを提供する無線通信システムである。図１は本実施の形態における航空機客室内の無線通信システムを側面から見た模式図である。
【００１８】
まず、音声データ、映像データ、制御データ等を、乗客端末に送出したり、乗客端末から送られる上り方向のデータを受信し処理するヘッドエンド部の構成要素について説明する。
【００１９】
ヘッドエンド部は送信サーバ１０１と、有線伝送路との接続機能を備え、送信サーバと各無線端末との間を中継する無線基地局であるアクセス・ポイント１０２〜１０５を有する。送信サーバ１０１は、乗客に提供する映像・音声サービスで使用するコンテンツ・データを記憶する機能、送信サーバ内に記憶されているコンテンツ・データを読み出し客席端末に送出する機能を備える。送信サーバ１０１はさらにリアルタイムに機長や客室乗務員による機内放送の音声や、機外に備えられたカメラからの映像、衛星放送から受信される映像音声等をディジタル・データ化し、客席端末に送出する機能等を備えることもできる。
【００２０】
送信サーバ１０１の送出するデータは有線伝送路を介して各アクセス・ポイント１０２〜１０５に送られる。アクセス・ポイント１０２〜１０５は、例えば客室天井部に設置することができ、無線伝送路を介し無線端末に対しデータを配信することができる。送信サーバ１０１とアクセス・ポイント１０２〜１０５の間の通信は、パケット通信網であるいわゆるインターネット・プロトコル（ＩＰ）の規約に従ったものでよい。ただし、インターネット・プロトコルに制限されず、インターネット・プロトコル以外の他の通信規約に従ってもよい。インターネット・プロトコルを利用する場合、送信サーバ１０１とアクセス・ポイント１０２〜１０５は、イーサネット（登録商標）等で接続され、インターネット・プロトコル（ＩＰ）に準拠したパケットを、データ・フレームとして所定のデータ転送手順に従って両者間で交換する。アクセス・ポイント１０２〜１０５は、データリンク層として、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等に準拠したデータ・フレーム構成およびその通信手順を用いて座席に備えられた受信設備と、データの交換を行えばよい。
【００２１】
次に客席端末部の構成要素について説明する。客席端末部は各座席に設置される無線端末である無線クライアント端末１１１〜１１９で構成される。各無線クライアント端末は液晶モニタを備える。各液晶モニタはそれぞれ、各座席のアーム・レスト部や前席の背面部に備え付けられ、座席に着席する乗客に映像・音声を提供する。
【００２２】
無線クライアント端末１１１〜１１９はアクセス・ポイント１０２〜１０５いずれかの発する電波を受信し、受信データから得られるパケットを取り出し、元の各種データ（映像データ、音声データ、制御データ等）を再構成する。映像信号を液晶モニタで出力表示する。
【００２３】
また、各座席はそれぞれ所定のクラスに割り当てられる。図１においては最前列の座席１ａはＡクラス、２，３列目の座席２ａ，３ａはＢクラス、４〜９列目の座席４ａ〜９ａはＣクラスに割り当てられるものとする。
【００２４】
ここで、航空機内にアクセス・ポイントを設置する手順について説明する。
【００２５】
航空機内にアクセス・ポイントを設置する際には、まず、設置するアクセス・ポイントの位置を決定する。次に、互いに電波干渉が起きないように、各アクセス・ポイントが利用するチャンネルを設定する。そして、無線ＬＡＮにおいて、ネットワークを論理的に区別するために用いられる識別子ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  ＩＤ）を各アクセス・ポイントに設定する。以上で無線ＬＡＮを使用するためのアクセス・ポイント側の準備が整ったことになる。
【００２６】
また、無線クライアント端末から特定のアクセス・ポイントとの間で接続を確立するにはＥＳＳＩＤを指定してアソシエーション・リクエスト・パケットを送出すると指定されたＥＳＳＩＤの設定されたアクセス・ポイントとの間で接続が確立され、自動的にチャンネルも設定される。
【００２７】
図２は本実施の形態における航空機客室内の無線通信システムの客室内におけるアクセス・ポイントの設定情報の一例を示す図であり、送信サーバ１０１に登録、記憶される。
【００２８】
次に客室内の座席配置について説明する。
【００２９】
図３は図１と同じ座席配置の航空機客室内の無線通信システムを上方から見た模式図である。
【００３０】
最前列の２席（座席１ａおよび座席１ｂ）がＡクラス、その後の２列の４席（座席２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）がＢクラス、さらにその後方の席がＣクラスである。当然のことながら、座席数は３０席に限定されない。航空機が３０以上の座席を備える場合、本システムは、第３１以降の客席端末等を備えることができる。
【００３１】
図４は、前述の無線通信システムの客室内における座席配置と各座席のクラス割り当ての一例を示す図であり、送信サーバ１０１に登録、記憶される。
【００３２】
以下に図３，図５を用いて本実施の形態における各中継器と各端末機器との無線接続の制御動作を説明する。
【００３３】
事前に機内の送信サーバではアクセス・ポイント−無線クライアント端末の接続対応テーブルを作成する。その方法として、例えば、先頭の座席に備えられた無線クライアント端末から順番にアクセス・ポイントの割り当てを決定する。そして、次に割り当てられる無線クライアント端末の属する座席クラスがその前の無線クライアント端末と異なる場合、あるいは、アクセス・ポイントに接続される無線クライアント端末数がそのクラスに割り当てられた最大接続クライアント数を超える場合に、新たなアクセス・ポイントに割り当てる。
【００３４】
図５は本実施の形態における航空機客室内の無線通信システムにおけるアクセス・ポイントと無線クライアント端末との間の対応付けを行う処理を示したフローチャートである。
【００３５】
今、アクセス・ポイントに接続される最大接続クライアント数が図６のように定められる場合について説明する。
【００３６】
まず、図４中の座席番号１の座席１ａに備えられた無線クライアント端末１１１をＡＰ１に割り当てる（図５ステップ３０１，３０２）。
【００３７】
次に座席番号２の座席１ｂに備えられた無線クライアント端末について考える（図５ステップ３０４〜３０８においてｊ＝２，ｉ＝１とした場合に相当）。
【００３８】
座席１ａおよび座席１ｂはともにＡクラスで等しいため、ステップ３０５でＹｅｓと判定され（ｋ［２］＝Ａ，ｋ［１］＝Ａ）、また、ステップ３０６でＡＰ１の接続数が１でＡクラスの最大接続許容数６より小さいため、Ｙｅｓと判定される。
【００３９】
従って座席１ｂに備えられた無線クライアント端末もＡＰ１に割り当てられる。
【００４０】
次に、座席番号３の座席２ａの属する座席クラスはＢで座席１ｂと異なるため、ステップ３０５でＮｏと判定され（ｋ［３］＝Ｂ，ｋ［２］＝Ａ）、次のＡＰ２に割り当てられる（ｊ＝３とした場合、ステップ３０７でｉ＝２となる）。
【００４１】
以下、同様に座席２ｂ，３ａ，３ｂについてもＡＰ２に割り当てられる。
【００４２】
そして、座席４ａからは座席クラスＣが割り当てられているため、ＡＰ３に割り当てられる。さらに座席４ｂ〜６ｄまでがＡＰ３に割り当てられる。この時ＡＰ３に対応付けられる無線クライアント端末数が１２となり、図６に示す座席クラスＣにおける１ＡＰあたりの最大接続クライアント数となる。
【００４３】
このため、座席７ａ以降は新たにＡＰ４に割り当てられることになる。
【００４４】
以上の手順を繰り返し、先頭の無線クライアント端末から順番に接続先のアクセス・ポイントを決定する。
【００４５】
その結果、図７の「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」に示すように全ての無線クライアント端末に対応する接続先アクセス・ポイントが決定される。
【００４６】
以上のように作成された接続対応テーブルに基づいて各無線クライアント端末が指定された接続先アクセス・ポイントに接続する手順を以下に説明する。
【００４７】
図８は本実施の形態における航空機客室内の無線通信システムにおける各無線クライアント端末が指定されたアクセス・ポイントに接続する手順を示したフローチャートである。
【００４８】
まず、電源が投入された無線クライアント端末は近傍のアクセス・ポイントに接続する（ステップ４０１，４０２）。
【００４９】
無線クライアント端末が近傍のアクセス・ポイントに接続するには、アクセス・ポイントから定期的に出力されるビーコン・パケットを監視してそのパケットに含まれるＥＳＳＩＤを検出するパッシブ・スキャンと呼ばれる方法で実現できる。ただし、この方法に限定されるものではなく、無線クライアント端末からプローブ・リクエストと呼ばれるパケットを送出し、アクセス・ポイントからの応答によりＥＳＳＩＤを検出するアクティブ・スキャンと呼ばれる方法や順番に予め定義された複数のＥＳＳＩＤを用いて順番に接続を試す方法等、同等の機能を実現できるものであればどのような方法でも構わない。
【００５０】
無線クライアント端末は近傍のアクセス・ポイントへの接続が完了した後、送信サーバに対して「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」を要求する（ステップ４０３）。
【００５１】
「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」を要求された送信サーバはその無線クライアント端末に対して「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」を返す（ステップ４０７，４０８）。
【００５２】
「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」を受信した無線クライアント端末は自身の座席番号から接続先として指定されるアクセス・ポイントの情報を検索する（ステップ４０４，４０５）。そして検索結果を元に接続先として指定されるアクセス・ポイントに接続しなおす。
【００５３】
機内の全無線クライアント端末が同様の動作を実行することで、全無線クライアント端末は指定されたアクセス・ポイントに接続することができる。
【００５４】
以上の動作により、任意の１つのアクセス・ポイントに複数の座席に無線クライアント端末が混在することを防ぐことが可能となり、特定のクラスに属する無線クライアント端末に対する放送等、特定のクラスに限定してデータを送る必要がある場合に、他のクラスに属する無線端末が混在する場合に比べて、より低遅延かつ遅延ゆらぎの少ない通信を実現できる。
【００５５】
また、上位のクラスに属する無線端末から接続される無線基地局に接続する無線端末数を、下位のクラスに属する無線クライアント端末から接続される無線基地局に比べて少なく割り当てることで、１つの無線端末あたりにより多くのデータレートが利用可能となり、上位のクラスに属する無線端末に対してより高ビットレートのビデオ・サービスやより高速なファイルのダウンロードサービスを提供することができる。
【００５６】
また、本実施の形態において送信サーバが「アクセス・ポイント−無線クライアント端末接続対応テーブル」を各無線クライアント端末に送る際、各無線クライアント端末からの問い合わせに対する応答としてユニキャスト方式で送信するものとしたが、システムの起動時にブロードキャスト通信方式またはマルチキャスト通信方式によって全無線端末に送信してもよい。
【００５７】
本実施の形態は、旅客用航空機を例として、本発明にかかる無線通信システムを航空機内情報システムとして用いた例を示したが、本無線通信システムは、航空機に限定されない。例えば、鉄道、船舶、自動車等に配された座席に無線クライアント端末を備え付けて用いることも可能である。さらに、無線端末は、座席に備え付けられた形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる無線通信システムは、送信サーバに各無線端末の固有情報を登録する手間を省くとともに、特定のクラスに対する通信データが他のクラスに対する通信データの影響を受けて通信品質が劣化することを防止し、通信の信頼性を高めることができるので、複数の異なるクラスを備えた無線端末に対する映像・音声データの無線通信サービス等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態における航空機客室内の無線通信システムを側面から見た模式図
【図２】同無線通信システムの客室内におけるアクセス・ポイントの設定情報の一例を示す図
【図３】同無線通信システムを上方から見た模式図
【図４】同無線通信システムの客室内における座席配置と各座席のクラス割り当ての一例を示す図
【図５】同無線通信システムにおけるアクセス・ポイントと無線クライアント端末との間の対応付けを行う処理を示したフローチャート
【図６】同無線通信システムの各座席クラスにおける１ＡＰあたりの最大接続クライアント数の例を示す図
【図７】同無線通信システムにおけるアクセス・ポイントと無線クライアント端末の接続対応テーブルを示す図
【図８】同無線通信システムにおける各無線クライアント端末が指定されたアクセス・ポイントに接続する手順を示したフローチャート
【図９】従来の無線通信システムの構成を示す図
【符号の説明】
【００６０】
１０１    送信サーバ
１０２〜１０５    アクセス・ポイント（無線基地局）
１１１〜１１９    無線クライアント端末
５０１    ホストコンピュータ
５０２，５０３    中継器
５０４〜５０８    端末機器
【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】
2009021652.tif 000009
【図８】
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【図９】
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