JP2006222643A - 情報伝送装置及び無線ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】適応変調により伝送速度が変化しても、この伝送速度に見合った情報量を伝送できるようにする。
【解決手段】無線機１の適応変調制御部１２は復調部１３からの復調データをもとに伝搬路状況を推定する。この推定された伝搬路状況を含む帯域情報を変調部１１及び無線制御部１４に通知する。無線制御部１４は、上記通知された帯域情報をエンコーダ４に送信する。これに対し、エンコーダ４は、上記帯域情報を受信して、受信された帯域情報をもとに圧縮方法／圧縮率を切り替えてカメラ６から取り込まれる画像データを圧縮するようにする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えば、ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）システムにおける端末局や基地局などで用いられる適応変調機能を有する情報伝送装置及び無線ユニットに関する。

近年、ネットワークのブロードバンド化が進み、データの高速／大容量伝送が可能となった。これに伴い、このブロードバンドネットワークを介して、より高精細な動画を伝送することも可能となった。また、デジタル無線通信システムの分野においても、高信頼性で高速なデータ通信に対する要求が高まっている。このような要求を受けて、例えば、伝搬路の状況に応じて変調方式を切り替える適応変調方式が採用されている（特許文献１を参照。）。

特開２００４−１４０７２６号公報

上記適応変調方式を採用した端末局と基地局とを備える無線通信システムにおいて、降雨等により伝搬路状況が悪化すると、各局の無線機は適応変調方式により伝送速度を低速化する。しかしながら、この状態で、例えば、端末局から基地局に向けて高精細な動画データを伝送している場合、伝送速度の低下により伝送遅延が発生し、フレームの欠落による画質が劣化するおそれがある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、適応変調により伝送速度が変化しても、この伝送速度に見合った情報量を伝送できるようにした情報伝送装置とその無線ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明に係わる情報伝送装置及び無線ユニットは、情報送信ユニットと、この情報送信ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットとを具備し、上記無線ユニットは、上記第２の伝送路の伝搬路状況を表す帯域情報に応じて、複数の変調方式の１つを適応的に選択する。そして、上記帯域情報又は上記選択された変調方式を表す情報を上記情報送信ユニットに通知する。一方、上記情報送信ユニットは、上記無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報に基づいて、予め用意された複数のデータ圧縮方式の中から上記変調方式に対応するデータ圧縮方式を選択する。そして、上記選択されたデータ圧縮方式に従い情報データを符号化し、この符号化された情報データを、上記第１の伝送路を介して上記無線ユニットへ送信する。さらに、上記無線ユニットは、上記情報送信ユニットから送信された情報データを受信し、この受信された情報データを、上記選択された変調方式を使用して上記通信相手の情報伝送装置へ無線送信するようにしたものである。

このように構成されることにより、上記情報送信ユニットは、上記第２の伝送路の伝搬路状況に見合ったデータ圧縮方式を選択し、選択されたデータ圧縮方式により情報データを符号化する。これにより、上記第２の伝送路には、伝搬路状況に見合った情報量が伝送されるため、ネットワーク資源を有効に活用することができる。

また、この発明は、次のような各種構成を備えることも特徴とする。
第１の構成は、情報受信ユニットと、この情報受信ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットとを具備し、上記無線ユニットは、上記第２の伝送路の伝搬路状況を表す帯域情報に応じて複数の変調方式の１つを適応的に選択する。そして、上記通信相手の情報伝送装置から上記第２の伝送路を介して伝送された無線信号を、上記選択された変調方式に対応する復調方式を使用して復調して、この復調データを出力し、復調データと、上記帯域情報又は上記選択された変調方式を表す情報を、上記第１の伝送路を介して上記情報受信ユニットへ送信する。一方、上記情報受信ユニットは、上記無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報に基づいて、予め用意された複数のデータ圧縮方式の中から上記変調方式に対応するデータ圧縮方式を選択する。そして、上記無線ユニットから送られた復調データを、上記選択されたデータ圧縮方式に従い復号し、復号データを出力して上記復号データを提示するものである。

このように構成すると、通信相手の情報伝送装置から送信されたデータに帯域情報又は上記選択された変調方式を表す情報が含まれていない場合であっても、情報受信ユニットにおいて伝送路の伝搬状況に応じたデータ圧縮方式が選択されて復号化される。
また、第２の構成は、外部ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットにおいて、上記第２の伝送路の伝搬路状況を推定する。この推定された伝搬路状況を表す帯域情報に応じて、複数の変調方式の１つを適応的に選択して、上記帯域情報又は上記選択された変調方式を表す情報を、上記外部ユニットに通知する。

これにより、上記外部ユニットは第２の伝送路の伝搬路状況に応じた動作を選択することができる。例えば、外部ユニットが複数の無線ユニットと接続される場合には、最適な伝搬路状況の伝送路を選択することが可能となる。

この発明によれば、適応変調により伝送速度が変化しても、この伝送速度に見合った情報量を伝送できるようにした情報伝送装置とその無線ユニットを提供することができる。

図１は、この発明に係わる情報伝送装置を利用したＦＷＡシステムの概略構成図である。このＦＷＡシステムは、基地局Ｂと、複数の端末局Ｔ１〜Ｔｎとを備える。基地局Ｂと端末局Ｔ１〜Ｔｎとの間は、Ｐ−Ｐ（Point to Point）でそれぞれ接続され、各局間のデータ通信を可能としている。

図２は、端末局Ｔ１及び基地局Ｂの機能構成を示すブロック図である。端末局Ｔ２〜Ｔｎは、端末局Ｔ１と同様の構成のため、これ以下は、端末局Ｔ１について説明する。
端末局Ｔ１は、無線機１と、エンコーダ４と、カメラ６とを備える。カメラ６は、端末局Ｔ１の周辺を撮像して、その撮像画像をエンコーダ４に出力する。エンコーダ４は、画像データを圧縮（エンコード）する機能を有する。上記カメラ６の撮像画像は、エンコーダ４によりデータ圧縮され、この圧縮画像データが無線機１に入力される。

無線機１は、変調部１１と、適応変調制御部１２と、復調部１３と、無線制御部１４と、アンテナ１５とを備える。変調部１１は、無線制御部１４を介して取り込まれたエンコーダ４からの圧縮画像データを変調する。ここで用いられる変調方式は、後述する適応変調制御部１２により入力される帯域情報をもとに最適な変調方式に切り替えられる。例えば、複数の多値変調、６４ＱＡＭ（64-positions Quadrature Amplitude Modulation），１６ＱＡＭ（16-positions Quadrature Amplitude Modulation），ＱＰＳＫ（Quadri-Phase Shift Keying），ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）等の変調方式と、複数の誤り訂正符号化率「１／２」,「３／４」,「誤り訂正なし」等を適宜組み合せて行なわれる。上記圧縮画像データは、変調部１１において無線信号に変換され、アンテナ１５により基地局Ｂに向け送信される。

また、アンテナ１５を介して取り込まれた無線信号は、復調部１３において復調データに変換される。適応変調制御部１２は、復調部１３から取り込まれた復調データの一部を用いて伝搬路状況を推定する。そして、推定した伝搬路状況を帯域情報として変調部１１及び無線制御部１４にそれぞれ入力する。伝搬路状況の推定には、例えば、受信電界強度を用いる方法、等化器の誤差出力を用いる方法、誤り訂正後の再符号化による推定ビット誤り率を用いる方法などが用いられる。

一方、基地局Ｂは、無線機２と、デコーダ５と、モニタ７とを備える。但し、基地局Ｂは、上記構成の他に端末局Ｔ２〜Ｔｎに対応する無線機を備えて構成されるが、端末局Ｔ２〜Ｔｎは、端末局Ｔ１に対応する無線機２と同様の構成であるため、ここでは、端末局Ｔ２〜Ｔｎに対応する無線機を省略し、端末局Ｔ１に対応する無線機２について説明する。

無線機２は、変調部２１と、適応変調制御部２２と、復調部２３と、無線制御部２４と、アンテナ２５とを備える。アンテナ２５により受信された無線信号は、復調部２３において復調され、この復調データが無線制御部２４及び適応変調制御部２２に出力される。適応変調制御部２２は、上記復調部２３から取り込まれた復調データの一部を用いて伝搬路状況を推定する。そして、推定した伝搬路状況を帯域情報として変調部２１及び無線制御部２４にそれぞれ入力する。伝搬路状況の推定には、例えば、受信電界強度を用いる方法、等化器の誤差出力を用いる方法、誤り訂正後の再符号化による推定ビット誤り率を用いる方法などが用いられる。

また、基地局Ｂに接続されるネットワークから入力された送信データは、無線制御部２４において取り込まれ、変調部２１により無線信号に変調される。ここで用いられる変調方式は、後述する適応変調制御部２２により入力される帯域情報をもとに最適な変調方式に切り替えられる。例えば、複数の多値変調、６４ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，ＱＰＳＫ，ＢＰＳＫ等の変調方式と、複数の誤り訂正符号化率「１／２」,「３／４」,「誤り訂正なし」等を適宜組み合せて行なわれる。

無線制御部２４において復調データから検出された圧縮画像データは、デコーダ５に出力される。デコーダ５は、圧縮画像データを伸張（デコード）してモニタ７に出力する。モニタ７は、テレビジョンモニタや液晶表示器（ＬＣＤ）等で構成され、上記デコーダ５によりデコードされた画像データをもとに画像を表示する。

以上のように構成された端末局Ｔ１及び基地局Ｂの動作について説明する。図３は、図２に示す端末局Ｔ１において伝送帯域が変調された場合の処理手順とその処理内容を示すフローチャートである。これに先立ち、無線機１の適応変調制御部１２は、復調部１３から取り込まれた復調データの一部を用いて伝搬路状況を推定し、推定された伝搬路状況が帯域情報として変調部１１及び無線制御部１４にそれぞれ入力されているものとする。

ステップＳ３ａにおいて、無線機１の無線制御部１４は、適応変調制御部１２から入力された帯域情報をもとに変調方式が変更されたか否かを判定する。ここで変調方式の変更されたと判定されると、ステップＳ３ｂによりエンコーダ４に対して上記帯域情報を送信する。エンコーダ４は、ステップＳ３ｃにおいて上記送信された帯域情報を受信し、ステップＳ３ｄにより受信された帯域情報に応じて圧縮方法／圧縮率を切り替える。図４に変調方式に応じた画像圧縮方法の一例を示す。そして、エンコーダ４は、ステップＳ３ｅにおいて上記切り替えられた圧縮方法／圧縮率によりカメラ６から取り込まれた撮像画像を圧縮し、この圧縮データを無線機１の無線制御部１４に入力する。

一方、基地局Ｂの無線機２においては無線機１からの受信データの一部に含まれる情報によりどの変調方式により送られてきたデータであるかを判断することができる。この動作について図５、図６を用いて説明する。
受信するフレームの構成例を図５に示す。フレーム先頭には、クロック同期、周波数偏差検出、等化器の初期収束などに用いるトレーニングシンボル系列（ＴＲＮ）を配置する。また、無線回線の制御、特に適応変調時の制御情報を伝送する無線制御ブロック（ＲＣＢ）を配置する。無線制御ブロック（ＲＣＢ）の組み立て方法例を図６に示す。３８ビットからなる制御方法（ＲＣＨ）に対して、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を付加した後に畳み込みを行う。

ＲＣＨに含まれる２ビットのＭＯＤＴＹＰＥにより受信データがどの変調方式により送られてきたものかを判断することができる。そして、デコーダ５は、この判断された変調方式に応じて図４に示すような圧縮方法／圧縮率によりデコードされる。デコードされた画像データはモニタ７に出力され、モニタ７には、上記画像データをもとに画像が表示される。

以上述べたようにこの実施形態では、無線機１の適応変調制御部１２は復調部１３からの復調データをもとに伝搬路状況を推定する。この推定された伝搬路状況を含む帯域情報を変調部１１及び無線制御部１４に通知する。無線制御部１４は、上記通知された帯域情報をエンコーダ４に送信する。これに対し、エンコーダ４は、上記帯域情報を受信して、受信された帯域情報をもとに圧縮方法／圧縮率を切り替えてカメラ６から取り込まれる画像データを圧縮するようにしたものである。

したがってこの実施形態により、無線機１の伝送速度の変化に応じて、エンコーダ４の圧縮方式／圧縮率が最適な設定に切り替えられる。これにより、適応変調により伝送速度が変化しても、この伝送速度に見合った情報量を伝送できるようになるため、ネットワーク資源を有効に利用することができる。例えば、伝送速度が低下した場合は、データ量を少なくするためにより圧縮効果の高い圧縮方法／圧縮率が適用される。このため、伝送速度が低下した場合でも、フレームの欠落による画質劣化等が発生することなく、伝送速度に応じた最適な圧縮方法／圧縮率の画像データが送信される。また反対に、低速伝送から高速伝送に切り替えられた場合は、圧縮効果の低い圧縮方法／圧縮率が適用され、より高精細な動画データを伝送することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、情報送信ユニットは、無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報を、上記符号化対象の情報データに対応付けて提示するようにする。具体的には、例えば、適応変調制御部１２から通知された帯域情報をエンコーダ４が備える表示器等に表示する。これにより、端末局Ｔ１のオペレータは、送信される情報データと共に上記第２の伝送路の伝搬路状況を把握することが可能となる。

また、情報受信ユニットは、無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報を、上記復号データに対応付けて提示するようにする。このように構成しても、上記構成と同様の効果を奏し、オペレータは、送信される復号データと共に上記第２の伝送路の伝搬路状況を把握することが可能となる。具体的には、例えば、適応変調制御部２２から通知された帯域情報をモニタ７に表示するようにする。このように構成すると、基地局Ｂのオペレータは、伝送速度の変化をモニタリングすることが可能となり、伝送路の状況を一目で把握することができる。

さらに、上記実施形態では、デコーダ５において受信フレームからどの変調方式により送られてきたかを判断するように構成したが、適応変調制御部２２から通知された帯域情報をもとにこの判断を行なうようにしてもよい。このようにすると、端末局Ｔ１から送信されたデータに帯域情報が含まれていない場合であっても、デコーダ５において伝送路の伝搬状況に応じたデータ圧縮方法／圧縮率が選択されてデコードされる。

また、上記実施形態では、エンコーダ４とカメラ６とを別々に構成したが、Ｗｅｂカメラのようにエンコーダ機能を有するネットワークカメラを利用し、エンコーダ４とカメラ６を一体化させて構成してもよい。その他にも、端末局Ｔ１と基地局Ｂの構成及び動作手順とその内容についてもこの発明を逸脱しない範囲で種々に変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係わる無線機を利用したＦＷＡシステムの概略構成図。 図１に示す端末局及び基地局の機能構成を示すブロック図。 図２に示す端末局において伝送帯域が変調された場合の処理手順とその処理内容を示すフローチャート。 変調方式に対応した画像圧縮方法の一例を示す図。 フレーム構成の一例を示す図。 無線制御ブロック（ＲＣＢ）の構成の一例を示す図。

符号の説明

Ｂ…基地局、Ｔ１〜Ｔｎ…端末局、１，２…無線機、１１，２１…変調部、１２，２２…適応変調制御部、１３，２３…復調部、１４，２４…無線制御部、１５，２５…アンテナ、４…エンコーダ、５…デコーダ、６…カメラ、７…モニタ。

Claims (3)

1. 情報送信ユニットと、この情報送信ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットとを具備し、
   前記無線ユニットは、
   前記第２の伝送路の伝搬路状況を表す帯域情報に応じて、複数の変調方式の１つを適応的に選択する手段と、
   前記帯域情報又は前記選択された変調方式を表す情報を前記情報送信ユニットに通知する手段と
   を備え、
   前記情報送信ユニットは、
   前記無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報に基づいて、予め用意された複数のデータ圧縮方式の中から前記変調方式に対応するデータ圧縮方式を選択する手段と、
   前記選択されたデータ圧縮方式に従い情報データを符号化する手段と、
   前記符号化された情報データを、前記第１の伝送路を介して前記無線ユニットへ送信する手段と
   を備え、
   前記無線ユニットは、
   前記情報送信ユニットから送信された情報データを受信する手段と、
   前記受信された情報データを、前記選択された変調方式を使用して前記通信相手の情報伝送装置へ無線送信する手段と
   を備えることを特徴とする情報伝送装置。
2. 情報受信ユニットと、この情報受信ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットとを具備し、
   前記無線ユニットは、
   前記第２の伝送路の伝搬路状況を表す帯域情報に応じて複数の変調方式の１つを適応的に選択する手段と、
   前記通信相手の情報伝送装置から前記第２の伝送路を介して伝送された無線信号を、前記選択された変調方式に対応する復調方式を使用して復調し、復調データを出力する手段と、
   前記復調データと、前記帯域情報又は前記選択された変調方式を表す情報を、前記第１の伝送路を介して前記情報受信ユニットへ送信する手段と
   を備え、
   前記情報受信ユニットは、
   前記無線ユニットから通知された帯域情報又は変調方式を表す情報に基づいて、予め用意された複数のデータ圧縮方式の中から前記変調方式に対応するデータ圧縮方式を選択する手段と、
   前記無線ユニットから送られた復調データを、前記選択されたデータ圧縮方式に従い復号し、復号データを出力する手段と、
   前記復号データを提示する手段と
   を備えることを特徴とする情報伝送装置。
3. 外部ユニットに対し第１の伝送路を介して接続されると共に通信相手の情報伝送装置に対し無線を使用する第２の伝送路を介して接続される無線ユニットにおいて、
   前記第２の伝送路の伝搬路状況を推定する手段と、
   前記推定された伝搬路状況を表す帯域情報に応じて、複数の変調方式の１つを適応的に選択する手段と、
   前記帯域情報又は前記選択された変調方式を表す情報を、前記外部ユニットに通知する手段と
   を具備することを特徴とする無線ユニット。

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