JP2008061034A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の通信機器に対して、通信負荷や通信品質の変化に応じた安定した通信を行なう通信装置及び通信方法を提供する。
【解決手段】 第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置とBluetooth（登録商標）等の無線通信によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行ない音声又は画像情報を送信する無線通信部と、無線通信部の通信負荷の変化を検出する無線通信負荷検出部と、無線通信負荷検出部が検出した通信負荷に変化があれば、第１の無線受信装置との通信条件又は第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更する無線通信条件設定部とをもつ無線通信装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、通信設定を変更する無線通信装置及び無線通信方法に関する。

最近、ディジタル無線通信技術の開発及び普及が目覚しく、例えば、Bluetooth（登録商標）を用いたワイヤレスオーディオ機器等が知られている。このようなBluetooth（登録商標）を用いたワイヤレスオーディオ送受信システムは、基本的に送信機１台と受信機１台の間でオーディオストリーミングを行う機器として実現されてきた。

一方、特許文献１では、複数のヘッドフォンとワイヤレス接続を行なうオーディオプレーヤが示されており、ヘッドフォンは送信データを受信装置で受信しデータバッファに格納し順次読み出してスピーカを駆動している。
特開２００２−１１２３８３公報。

しかし、特許文献１の従来技術は、複数のヘッドフォンを対象として通信を行なっているが、通信負荷や通信品質が変化した場合でもこれに対応する方法が示されていない。

本発明は、複数の通信機器に対して、通信負荷や通信品質の変化に応じた安定した通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための一実施の形態として、
第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置とBluetooth（登録商標）によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行ない、音声情報を送信する無線通信部と、
前記無線通信部の通信負荷の変化を検出する無線通信負荷検出部と、
前記無線通信部の通信品質の変化を検出する無線通信品質検出部と、
前記無線通信負荷検出部が検出した通信負荷や前記無線通信品質検出部が検出した通信品質に変化があれば、前記第１の無線受信装置との通信条件又は前記第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更する無線通信条件設定部と、を具備することを特徴とする無線通信装置が示されている。

複数の通信機器に対して、通信負荷や通信品質の変化に応じた安定した通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法を提供する。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置と無線受信装置との一例を示す説明図である。図２は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置及び無線受信装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る無線受信装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の通信設定変更処理の一例を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置における通信負荷および通信品質と通信設定との関係の一例を示す説明図である。

＜本発明の一実施形態に係る無線通信装置及び無線受信装置＞
（無線通信装置および無線受信装置の構成と動作）
初めに、本発明の一実施形態に係る無線通信装置及び無線受信装置の構成の一例を説明する。本発明の一実施形態に係る無線通信装置１及び無線受信装置３は、図１に示すような外観をもち、その構成として図２に示すように、全体の処理動作を制御するＣＰＵ１１、システムの動作を司るプログラム等を格納しているＲＯＭ１２、処理データやプログラム、管理情報等を格納したり動作に必要な作業領域として使用されるＲＡＭ１３、再生可能なオーディオ情報等を格納しており数ＧＢのフラッシュメモリや数十ＧＢのハードディスクが使用されるオーディオ記憶部１４、音量や音声ファイル選択、通信の対象となる無線受信装置等との通信条件の設定等の操作を行うことができる操作部１５を有している。

更に、無線通信装置１は、図２に示すように、操作情報や音声ファイルのタイトル等の情報の表示などオーディオプレーヤのユーザインタフェース機能をもっている表示部１６、音声ファイルの復調、音質調整等を行なう音声処理部１７、例えばBluetooth（登録商標）等の機器間の無線通信を行なう無線通信部１８、無線通信の通信負荷の変化を検出する無線通信負荷検出部２１、無線受信装置との通信条件を設定する無線通信条件設定部１９、無線受信装置との間の通信品質を検出する通信品質検出部２２、ＵＳＢ（登録商標）（Universal Serial Bus）やラインイン又はヘッドフォンアウト等の信号入出力端子である有線通信部２０を有している。

上述した無線通信装置１は、例えば、無線通信部１８のBluetooth（登録商標）等の機能により、無線通信装置１の近傍の通信範囲に存在する後述する無線受信装置（例：ワイヤレスヘッドフォン）に音声情報を提供することで、ユーザは音楽等をワイヤレスヘッドフォンで聞くことができる。

又、上述した無線受信装置３は、無線通信部１８のBluetooth（登録商標）等の無線通信機能により、近傍の通信範囲に存在する無線通信装置１等と通信を行なうことにより、音声情報を受信し復調して、接続したヘッドフォン４等を用いて音楽等を聞くことができる。

（別の形態の無線受信装置）
次に、図１に示すスピーカ部をもった無線受信装置２の構成を図３を用いて説明する。無線受信装置２は、一例として、ワイヤレスヘッドフォンであって、例えば、Bluetooth（登録商標）等の無線通信機能により、上述した無線通信装置１から音声情報等を受け取って、音声をヘッドフォンで再生する。

このような無線受信装置２は、その構成として図３に示すように、全体の処理動作を制御するＣＰＵ３１、プログラム等を格納しているＲＯＭ３２、処理データやプログラム、管理情報等を格納しているＲＡＭ３３、受信したオーディオ情報等を一時的に格納しているオーディオ記憶部３４、音量や音声ファイル選択、通信の対象となる無線通信装置等との通信条件の設定等の操作を行うことができる操作部３５を有している。更に、無線受信装置２は、図３に示すように、操作情報や音声ファイルのタイトル等の情報を表示する表示部３６、音声ファイルの復調、音質調整等を行なう音声処理部３７、音声処理部３７からの音声信号に応じて音声を出力するスピーカ部３８、例えばBluetooth（登録商標）等の機器間の無線通信を行なう無線通信部３９、無線通信装置との通信条件を設定する無線通信条件設定部４０を有している。

（無線通信装置の通信条件変更処理）
次に、無線通信装置１が無線受信装置２，３を対象として通信する際の通信条件の変更処理について、図４のフローチャート及び図５の説明図を用いて以下に詳細に説明する。なお、以下の図４のフローチャートの各ステップは、回路ブロックに置き換えることができ、従って、各フローチャートのステップは、全てブロックに定義しなおすことが可能である。

図４のフローチャートにおいて、オーディオプレーヤ（無線通信装置１）が１台以上のオーディオレシーバ（無線受信装置２，３など）に接続されてストリーミング動作が始まる時にこのフローチャートが開始される。

始めに、ストリーミングが１台以上のレシーバに対して行われている状況で、相手機器接続台数に変更が生じるか否かが判定される（ステップＳ１１）。例えば、新たなレシーバとの接続確立手順が開始された場合や、既に接続されてストリーミング再生を実行中のレシーバとの接続解除手順が開始された場合に、この判断でＹｅｓとなる。Ｙｅｓの場合はステップＳ１２に進む。

次に、相手機器接続台数が変化した後の接続台数が少なくとも１台あるか否かが判断される（ステップＳ１２）。ここで、１台もなくなる場合は、通信設定が不要であるからエンドへ進み、処理を終了する。ここでＹｅｓの場合は接続台数の変化に応じた通信設定更新処理を行うためにステップＳ１６へ進む。例えば図５に示すように受信装置の台数が１から２に変化した場合である。

ステップＳ１６では、無線通信負荷検出部２１の働きにより通信設定更新処理が実行され、その後ステップＳ１１へ進み、処理が継続される。この通信設定の変更の仕方は色々な方法が可能であるが自機の処理負荷を軽減するものであればよい。

・通信設定の変更方法
この一例を図５の通信設定の変化例として説明すると、
一般にサンプリング周波数が高い方が処理負荷が高いため、無線通信のサンプリング周波数を変化させる方法、一例として、４４．１ＫＨｚを３２ＫＨｚに変化させることにより、処理負荷を軽減させることが好適である。

又、一般にステレオとモノラルではステレオの方が処理負荷が高いため、無線通信のステレオ方式をモノラル方式に切り替えることにより、処理負荷を軽減させることも好適である。 又、無線通信のパケットサイズを変える方法、一例として、２００ｂｙｔｅを１０００ｂｙｔｅに変化させることにより、パケットあたりのオーバヘッドを低減することによって、処理負荷を軽減させることも好適である。

又、無線通信のサンプリング周波数を変化させる方法と、無線通信のステレオ方式をモノラル方式に切り替える方法とを組み合わせて同時に行なっても良い。

その他、これらの方法を適宜くみあわせることが好適であるが、更に別の通信設定を適宜変えることで、同様に処理負荷を軽減させることが可能である。

又、通信設定の変更の原因となる自機の処理負荷が再び軽減されれば、通信設定を再び元の値に戻したり、処理負荷に応じた値に通信設定を再度設定しなおしたりすることが好適である。

再びフローチャートに戻り、先のステップＳ１１における相手機器接続台数の変更判定でＮｏの場合を説明する。この場合はステップＳ１３に進み、自機の処理負荷が所定値を超えているか否かが判定される。

ここで、自機の処理負荷が変化する１つの要因として、無線通信のＢＥＲ（Bit Error Rate）が挙げられる。ＢＥＲが上昇すると、エラー訂正に要する処理が増大するからである。ＢＥＲの上昇例としては、図５に示すように、１０^−４から１０^−３に処理負荷が増加した場合が挙げられる。なお、ＢＥＲは通信品質を示す指標であるので、これを無線通信品質検出部によって検出し、通信設定を変更するか否かを判断する構成としても良い。

又、自機の処理負荷は無線通信装置１の例えばＣＰＵ１１のＣＰＵ使用率として表され、一例として図５に示すように、２０％から８０％に使用率が上昇した場合が好適であるが、ＣＰＵの使用率は所定時間（５分等）の平均値の使用率であってもよい。

ここでＹｅｓの場合は処理負荷を下げるように通信設定を変更しないと、良好なストリーミングを維持できなくなることから、ステップＳ１６に進み、上述したような通信設定更新処理を実行する。

ステップＳ１３においてＮｏの場合は、ステップＳ１４に進み、自機の処理負荷に影響するような、例えば符号化方式や符号化パラメータの変更を伴うような、ストリーミング対象のコンテンツの変更が生じようとしているか否かが判定される。

例えば、図５に示すように、現在オーディオレシーバ２（無線受信装置２）にＭＰ３ コーデック（codec）を用いてストリーミング中のコンテンツＡは、ＭＰ３コーデックでエンコード済みの状態でオーディオ記憶部１４に格納されており、オーディオプレーヤ１（無線通信装置１）及びオーディオレシーバ２のいずれもがＭＰ３方式での伝送に対応していれば、オーディオプレーヤ１の音声処理部１７は別の符号化方式に再エンコードすることなく、格納されているＭＰ３コンテンツＡを送信することができる。しかしながら、次に再生されようとしているコンテンツＢがオーディオプレーヤ１又はオーディオレシーバ２の少なくとも一方が伝送に対応していないＰＣＭ形式で符号化されている場合には、例えばＭＰ３等の伝送用の別の符号化方式に変換するエンコーダを動作させて送信する必要がある場合である。

同様に、オーディオプレーヤ１及びオーディオレシーバ２の双方がＳＢＣ（Sub Band Codec）方式での伝送に対応しているがＡＡＣ方式の伝送には対応していない場合を考える。図５に示すように、現在オーディオレシーバ２にＳＢＣコーデックを用いてストリーミング中のコンテンツＣは、ＳＢＣコーデックでエンコード済みの状態でオーディオ記憶部１４に格納されていたため、エンコーダを動作させることなく、格納されているＳＢＣコンテンツＣを送信していたが、次に再生されようとしているコンテンツＤはＡＡＣ形式で格納されているために、例えばＳＢＣエンコーダ等の、両者が伝送に対応した符号化方式に変換するエンコーダを動作させて送信する必要がある場合である。

このような場合、ＭＰ３エンコーダやＳＢＣエンコーダを動作させることによって、処理負荷が増大するため、上述したように通信設定を変更することで、自機の処理負荷が所定値を越えないようにする必要がある。このような場合はＹｅｓと判定されてステップＳ１６へ進み、通信設定更新処理が実行される。又は、複数のレシーバに対して同一のコンテンツを同一のエンコードパラメータで送信しており、エンコーダを１つだけ動作させていたが、あるレシーバからの曲変更要求によって、異なるコンテンツを送信しなければならなくなった場合にも、エンコーダを２つ動作させるために処理負荷が増大し、通信設定更新処理が必要になるため、Ｙｅｓと判断される場合などである。

ステップＳ１４においてＮｏの場合は、ステップＳ１５に進み、各々のレシーバとの間の通信品質に変化が生じたか否かが判定される。ここで、通信品質の変化とは、例えば、オーディオプレーヤとレシーバとの間に電波の遮蔽物が存在するような状況が生じたり、他の機器からの干渉によって、伝送されるデータパケットのジッタ（Jitter）が例えば図５の一例のように１０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃのように増大したりしたことを検出する。又は、無線通信部分の伝送可能帯域が例えば図５の一例のように３００ｋｂｐｓから１００ｋｂｐｓに減少したりして、所望のビットレートでの伝送ができないような状況が生じたことを検出する。

又、この悪影響が除去されたことが例えばジッタの減少によって観測されたような、良い方向への変化も判定対象として、通信設定を変更することも行なわれる。

通信品質が悪化した場合は、悪条件下に応じた最良の再生状態にするために通信設定を変更する必要があり、又、通信品質が改善した場合は、現在よりも良い再生状態にするための通信設定の変更を行なう。このため、通信品質の変化が生じてＹｅｓと判定された場合は、ステップＳ１６に進み、上述した通信設定更新処理を実行する。

ステップＳ１５においてＮｏの場合は、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では相手機器が１台以上存在するかが判定され、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１へ進み、処理が継続される。Ｎｏの場合は通信設定が不要であるからエンドへ進み、処理を終了する。

このように、本発明の一実施形態に係る通信条件設定方式を用いることによって、送信機１台から複数台の受信機に対してオーディオストリーミングを行うシステムにおいて、システムの置かれた制約の下で、ストリーミングの品質向上が可能となる。

又、上述した実施形態では、無線通信装置１における通信条件変更処理を説明したが、無線受信装置２，３においても同等の通信条件変更処理を行なうことが好適である。

又、上述した実施形態では、無線通信装置１において、通信条件変更処理は、通信対象となる無線受信装置２，３…のそれぞれに応じた複数の通信条件を対象としており、変更処理は各通信条件を独立して変更することが好適であるが、ユーザの設定に従って、複数の通信条件を同時に一律に変化させることも好適である。

以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

特に、本実施形態では音声情報を通信する無線通信装置、無線受信装置について記載しているがこれに限られるものではなく、例えば通信負荷等に応じて通信条件を変化させる、画像情報を通信する無線通信装置、無線受信装置にも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信装置と無線受信装置との一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る無線通信装置及び無線受信装置の電気的構成の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る無線受信装置の電気的構成の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る無線通信装置の通信設定変更処理の一例を示すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る無線通信装置における通信負荷や通信品質と通信設定との関係の一例を示す説明図。

符号の説明

１…オーディオプレーヤ、２…無線通信機能付きヘッドフォン、３…無線受信装置、４…ヘッドフォン。

Claims (13)

1. 第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と無線通信によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行ない音声又は画像情報を送信する無線通信部と、
   前記無線通信部の通信負荷の変化を検出する無線通信負荷検出部と、
   前記無線通信負荷検出部が検出した通信負荷に変化があれば、前記第１の無線受信装置との通信条件又は前記第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更する無線通信条件設定部と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と無線通信によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行い音声又は画像情報を送信する無線通信部と、
   前記無線通信部の通信品質の変化を検出する無線通信品質検出部と、
   前記無線通信品質検出部が検出した通信品質に変化があれば、前記第１の無線受信装置との通信条件又は前記第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更する無線通信条件設定部とを具備することを特徴とする無線通信装置。
3. 前記通信負荷の変化とは、通信の対象となる無線受信装置の台数の変化であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記通信負荷の変化とは、通信ＢＥＲ(Bit Error Rate)の値の変化であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記通信負荷の変化とは、前記無線通信部の送信処理を行なうＣＰＵの使用率の変化であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記通信品質の変化とは、前記無線通信部の伝送可能帯域の変化であることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
7. 前記変更される通信条件は、前記無線通信部が送信する前記音声情報のサンプリング周波数であることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
8. 前記変更される通信条件は、前記無線通信部が送信する前記音声情報のステレオ又はモノラル方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
9. 前記変更される通信条件は、前記無線通信部が送信する前記音声情報のパケットサイズであることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
10. 第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と無線通信装置との間の無線通信による通信方法であり、
    前記第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と前記無線通信装置との間で無線通信によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行い音声又は画像情報を送信し、
    前記送信時の通信負荷の変化を検出し、
    前記通信負荷に変化があれば、前記第１の無線受信装置との通信条件又は前記第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更することを特徴とする無線通信方法。
11. 前記通信負荷の変化とは、前記無線通信装置が対象とする無線受信装置の台数の変化であることを特徴とする請求項１０記載の無線通信方法。
12. 第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と無線通信装置との間の無線通信による通信方法であり、
    前記第１の無線受信装置及び第２の無線受信装置と前記無線通信装置との間で無線通信によりそれぞれ所定の通信条件で通信を行い音声又は画像情報を送信し、
    前記送信時の通信品質の変化を検出し、
    前記通信品質に変化があれば、前記第１の無線受信装置との通信条件又は前記第２の無線受信装置との通信条件の少なくとも一方を変更することを特徴とする無線通信方法。
13. 前記通信品質の変化とは、前記送信時の伝送可能帯域の変化であることを特徴とする請求項１２記載の無線通信方法。

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