(57)【要約】【課題】通信状態に応じて適切にパケット長を制御することが可能な通信装置を提供すること。【解決手段】受信したデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出部と、前記軟判定データ検出部で検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出部と、前記指標算出部で算出された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御部と、を備える通信装置が提供される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出部と、
前記軟判定データ検出部で検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出部と、
前記指標算出部で算出された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御部と、
を備える、通信装置。
【請求項２】
前記指標算出部は、
前記デジタル変調信号に含まれる各パケットの一部又は全部について前記軟判定データの標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記各パケットの一部又は全部について前記軟判定データの絶対値に対する平均値を算出する絶対値平均算出部と、
を有し、
前記標準偏差算出部で算出された標準偏差、及び前記絶対値平均算出部で算出された平均値に基づいて前記指標を算出する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記指標算出部は、前記標準偏差σ及び前記平均値Ｅに基づいて前記指標Ｓ＝σ／（２＊Ｅ）を算出する、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記パケット長制御部は、前記指標Ｓが大きい場合に前記パケット長を短くし、前記指標Ｓが小さい場合に前記パケット長を長くする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記パケット長制御部は、所定のパケット長と前記指標Ｓとを対応付けるための所定のテーブルを参照し、前記指標算出部で算出された指標Ｓに応じて前記所定のパケット長を選択し、当該所定のパケット長でデータをパケット化する、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記パケット長制御部は、
前記指標Ｓに対応する通信状態の場合にｋビットのパケットに分けて送信されたｎビット（ｎ＞ｋ）のデータが全て送信されるまでに要する時間の期待値を推定するための所定の計算式を用いて当該期待値が最小となるパケット長ｋを算出するパケット長算出部と、
前記指標算出部で算出された指標Ｓ及び送信データのビット数ｎに応じて前記パケット長算出部により算出されるパケット長ｋに基づいて送信データを分割し、当該分割後の送信データをパケット化するパケット化部と、
を含む、請求項４に記載の通信装置。
【請求項７】
前記指標算出部で算出された指標の情報を前記デジタル変調信号の送信元に送信する指標送信部をさらに備える、請求項１に記載の通信装置。
【請求項８】
前記指標算出部で算出された指標が所定の閾値を上回る場合にデータの送信処理を停止させ、前記指標が所定の閾値を下回る場合にデータの送信処理を再開させる通信制御部をさらに備える、請求項４に記載の通信装置。
【請求項９】
送信したデジタル変調信号の送信先で当該デジタル変調信号の軟判定データが検出され、当該軟判定データのばらつき合いを表す指標が算出されて自装置に送信された場合に当該指標を受信する指標受信部と、
前記指標受信部で受信された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御部と、
を備える、通信装置。
【請求項１０】
前記パケット長制御部は、前記指標が大きい場合に前記パケット長を短くし、前記指標が小さい場合に前記パケット長を長くする、請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記パケット長制御部は、所定のパケット長と前記指標とを対応付けるための所定のテーブルを参照し、前記指標算出部で算出された指標に応じて前記所定のパケット長を選択し、当該所定のパケット長でデータをパケット化する、請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記パケット長制御部は、
前記指標Ｓに対応する通信状態の場合にｋビットのパケットに分けて送信されたｎビット（ｎ＞ｋ）のデータが全て送信されるまでに要する時間の期待値を推定するための所定の計算式を用いて当該期待値が最小となるパケット長ｋを算出するパケット長算出部と、
前記指標算出部で算出された指標Ｓ及び送信データのビット数ｎに応じて前記パケット長算出部により算出されるパケット長ｋに基づいて送信データを分割し、当該分割後の送信データをパケット化するパケット化部と、
を含む、請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記指標受信部で受信された指標が所定の閾値を上回る場合に所定のパケットを含むデジタル変調信号を送信させる通信制御部をさらに備える、請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１４】
デジタル変調信号を第２通信機に送信する信号送信部と、
前記第２通信機から送信された指標を受信する指標受信部と、
前記指標受信部で受信された指標に応じて前記第２通信機に送信するパケットのパケット長を制御するパケット長制御部と、
を有する、第１通信機と；
前記第１通信機から送信されたデジタル変調信号を受信する信号受信部と、
前記信号受信部で受信されたデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出部と、
前記軟判定データ検出部で検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出部と、
前記指標算出部で算出された指標を前記第１通信機に送信する指標送信部と、
を有する、前記第２通信機と；
を含む、通信システム。
【請求項１５】
受信したデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出ステップと、
前記軟判定データ検出ステップで検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出ステップと、
前記指標算出ステップで算出された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御ステップと、
を含む、パケット長の制御方法。
【請求項１６】
送信されたデジタル変調信号の送信先で当該デジタル変調信号の軟判定データが検出され、当該軟判定データのばらつき合いを表す指標が算出されて当該デジタル変調信号の送信元に送信された場合に当該指標を受信する指標受信ステップと、
前記指標受信ステップで受信された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御ステップと、
を含む、パケット長の制御方法。
【請求項１７】
第１通信機により、
デジタル変調信号を第２通信機に送信する信号送信ステップと、
前記第２通信機により、
前記第１通信機から送信されたデジタル変調信号を受信する信号受信ステップと、
前記信号受信ステップで受信されたデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出ステップと、
前記軟判定データ検出ステップで検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出ステップと、
前記指標算出ステップで算出された指標を前記第１通信機に送信する指標送信ステップと、
前記第１通信機により、
前記第２通信機から送信された指標を受信する指標受信ステップと、
前記指標受信ステップで受信された指標に応じて前記第２通信機に送信するパケットのパケット長を制御するパケット長制御ステップと、
を含む、パケット長の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信装置、及びパケット長の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信機と受信機との間でデータを送受信する際、通信チャネルの特性や通信経路の混雑状況等によりデータが正しく伝達できないことがある。このような場合、送信機は、データが受信機に正しく伝達されるまで繰り返しデータの再送処理を実行することがある。しかし、データのサイズが大きいと、再送処理を何度繰り返しても正しくデータが伝達できないことが多い。このような場合、送信機は、サイズの大きいデータをサイズの小さいデータに分割して伝送する。サイズの小さいデータは、サイズの大きいデータに比べ、正しく伝達される可能性が高い。そのため、サイズの小さいデータに分割して伝送することでデータを正しく伝達することが可能になる。
【０００３】
また、送信機は、複数の分割データを送信する際、各分割データについて個々にパケットを生成する。そして、送信機は、各パケットに所定の変調方式で変調を施して受信機に送信する。所定の変調方式としては、例えば、位相偏移変調方式や振幅変調方式等が用いられる。受信機は、送信機から送信された変調信号を受信し、所定の方法（例えば、下記の特許文献１を参照）で変調信号を復調して各パケットに含まれる分割データを抽出する。全ての分割データを受信し終えると、受信機は、分割データを結合して元のデータを復元する。このような方法を用いることで、通信環境が悪い場合等においても、比較的高い確率で送信機から受信機に正しくデータを伝達できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
但し、個々のパケットには、通信に必要なヘッダ等の情報が付加される。また、各パケットを送信する前後に所定の処理時間が発生する。そのため、１つのパケットでサイズの大きなデータを送信する場合に比べ、複数のパケットでサイズの小さな複数の分割データを送信する方がデータ送信に長い時間を要することがある。しかし、サイズの大きなデータを何度も再送することを考えると、多くの場合、データを分割して送信する方が短い時間でデータを伝達することができる。もちろん、分割データのサイズが大きいと、データを分割しても短い時間でデータが伝達されないこともある。こうした理由から、１つのパケットを送信するのに要する時間や伝送誤り率のデータサイズ依存性等を考慮して適切なサイズにデータを分割する工夫が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、比較的処理負荷が小さい方法で伝送誤り率を考慮した適切な分割データサイズを決定することが可能な、新規かつ改良された通信システム、通信装置、及びパケット長の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、受信したデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出部と、前記軟判定データ検出部で検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出部と、前記指標算出部で算出された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御部と、を備える、通信装置が提供される。
【０００８】
また、前記指標算出部は、前記デジタル変調信号に含まれる各パケットの一部又は全部について前記軟判定データの標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記各パケットの一部又は全部について前記軟判定データの絶対値に対する平均値を算出する絶対値平均算出部と、を有していてもよい。この場合、前記標準偏差算出部で算出された標準偏差、及び前記絶対値平均算出部で算出された平均値に基づいて前記指標が算出される。
【０００９】
また、前記指標算出部は、前記標準偏差σ及び前記平均値Ｅに基づいて前記指標Ｓ＝σ／（２＊Ｅ）を算出するように構成されていてもよい。
【００１０】
また、前記パケット長制御部は、前記指標Ｓが大きい場合に前記パケット長を短くし、前記指標Ｓが小さい場合に前記パケット長を長くするように構成されていてもよい。
【００１１】
また、前記パケット長制御部は、所定のパケット長と前記指標Ｓとを対応付けるための所定のテーブルを参照し、前記指標算出部で算出された指標Ｓに応じて前記所定のパケット長を選択し、当該所定のパケット長でデータをパケット化するように構成されていてもよい。
【００１２】
また、前記パケット長制御部は、前記指標Ｓに対応する通信状態の場合にｋビットのパケットに分けて送信されたｎビット（ｎ＞ｋ）のデータが全て送信されるまでに要する時間の期待値を推定するための所定の計算式を用いて当該期待値が最小となるパケット長ｋを算出するパケット長算出部と、前記指標算出部で算出された指標Ｓ及び送信データのビット数ｎに応じて前記パケット長算出部により算出されるパケット長ｋに基づいて送信データを分割し、当該分割後の送信データをパケット化するパケット化部と、を含んでいてもよい。
【００１３】
また、上記の通信装置は、前記指標算出部で算出された指標の情報を前記デジタル変調信号の送信元に送信する指標送信部をさらに備えていてもよい。
【００１４】
また、上記の通信装置は、前記指標算出部で算出された指標が所定の閾値を上回る場合にデータの送信処理を停止させ、前記指標が所定の閾値を下回る場合にデータの送信処理を再開させる通信制御部をさらに備えていてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信したデジタル変調信号の送信先で当該デジタル変調信号の軟判定データが検出され、当該軟判定データのばらつき合いを表す指標が算出されて自装置に送信された場合に当該指標を受信する指標受信部と、前記指標受信部で受信された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御部と、を備える、通信装置が提供される。
【００１６】
また、前記パケット長制御部は、前記指標が大きい場合に前記パケット長を短くし、前記指標が小さい場合に前記パケット長を長くするように構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記パケット長制御部は、所定のパケット長と前記指標とを対応付けるための所定のテーブルを参照し、前記指標算出部で算出された指標に応じて前記所定のパケット長を選択し、当該所定のパケット長でデータをパケット化するように構成されていてもよい。
【００１８】
また、前記パケット長制御部は、前記指標Ｓに対応する通信状態の場合にｋビットのパケットに分けて送信されたｎビット（ｎ＞ｋ）のデータが全て送信されるまでに要する時間の期待値を推定するための所定の計算式を用いて当該期待値が最小となるパケット長ｋを算出するパケット長算出部と、前記指標算出部で算出された指標Ｓ及び送信データのビット数ｎに応じて前記パケット長算出部により算出されるパケット長ｋに基づいて送信データを分割し、当該分割後の送信データをパケット化するパケット化部と、を含んでいてもよい。
【００１９】
また、上記の通信装置は、前記指標受信部で受信された指標が所定の閾値を上回る場合に所定のパケットを含むデジタル変調信号を送信させる通信制御部をさらに備えていてもよい。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、デジタル変調信号を第２通信機に送信する信号送信部と、前記第２通信機から送信された指標を受信する指標受信部と、前記指標受信部で受信された指標に応じて前記第２通信機に送信するパケットのパケット長を制御するパケット長制御部と、を有する、第１通信機と；前記第１通信機から送信されたデジタル変調信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部で受信されたデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出部と、前記軟判定データ検出部で検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出部と、前記指標算出部で算出された指標を前記第１通信機に送信する指標送信部と、を有する、前記第２通信機と；を含む、通信システムが提供される。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、受信したデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出ステップと、前記軟判定データ検出ステップで検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出ステップと、前記指標算出ステップで算出された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御ステップと、を含む、パケット長の制御方法が提供される。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信されたデジタル変調信号の送信先で当該デジタル変調信号の軟判定データが検出され、当該軟判定データのばらつき合いを表す指標が算出されて当該デジタル変調信号の送信元に送信された場合に当該指標を受信する指標受信ステップと、前記指標受信ステップで受信された指標に応じてパケット長を制御するパケット長制御ステップと、を含む、パケット長の制御方法が提供される。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１通信機により、デジタル変調信号を第２通信機に送信する信号送信ステップと、前記第２通信機により、前記第１通信機から送信されたデジタル変調信号を受信する信号受信ステップと、前記信号受信ステップで受信されたデジタル変調信号から軟判定データを検出する軟判定データ検出ステップと、前記軟判定データ検出ステップで検出された軟判定データのばらつき度合いを表す指標を算出する指標算出ステップと、前記指標算出ステップで算出された指標を前記第１通信機に送信する指標送信ステップと、前記第１通信機により、前記第２通信機から送信された指標を受信する指標受信ステップと、前記指標受信ステップで受信された指標に応じて前記第２通信機に送信するパケットのパケット長を制御するパケット長制御ステップと、を含む、パケット長の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、比較的処理負荷が小さい方法で伝送誤り率を考慮した適切な分割データサイズを決定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信システムの構成例を示す説明図である。
【図２】再送制御方法及びデータ分割送信方法の概要を示す説明図である。
【図３】デジタル変調信号の送信時における信号波形の一例を示す説明図である。
【図４】デジタル変調信号の受信時における信号波形の一例を示す説明図である。
【図５】受信信号から得られる軟判定データ（振幅値）の分布を示す説明図である。
【図６】受信信号から得られる軟判定データ（振幅値）のヒストグラムを示す説明図である。
【図７】同実施形態に係るパケット長変更方法を示す説明図である。
【図８】同実施形態に係る通信装置の機能構成例を示す説明図である。
【図９】同実施形態に係る通信装置により算出される指標とビットエラーレートとの関係を示す説明図である。
【図１０】同実施形態に係る通信装置により算出される指標とビットエラーレートとの関係、及び指標テーブルの構成例を示す説明図である。
【図１１】同実施形態の一変形例に係るパケット長変更部の詳細な機能構成を示す説明図である。
【図１２】同変形例に係るパケット長の決定方法を示す説明図である。
【図１３】同変形例に係るパケット長決定方法に基づいて決定された指標テーブルの一例を示す説明図である。
【図１４】同変形例に係るパケット長決定方法に基づいて決定されたパケット長と指標との関係を示す説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るパケット長変更方法を示す説明図である。
【図１６】同実施形態に係る通信装置の機能構成例を示す説明図である。
【図１７】同実施形態に係るパケット長変更部の機能構成例を示す説明図である。
【図１８】同実施形態に係る送信パケットの構成例を示す説明図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る通信装置の機能構成例を示す説明図である。
【図２０】同実施形態に係る通信装置のハードウェア構成例を示す説明図である。
【図２１】同実施形態に係る通信装置のレジスタ構成を示す説明図である。
【図２２】同実施形態に係る統計処理部の回路構成例を示す説明図である。
【図２３】同実施形態に係る演算処理部の構成例を示す説明図である。
【図２４】同実施形態の一変形例に係る通信装置のハードウェア構成例を示す説明図である。
【図２５】同変形例の通信装置による処理の流れを示す説明図である。
【図２６】同変形例の通信装置による処理の流れを示す説明図である。
【図２７】本発明の各実施形態に係る通信装置に含まれる軟判定データ生成部の回路構成例を示す説明図である。
【図２８】本発明の各実施形態に係る通信装置に含まれる軟判定データ生成部の回路構成例を示す説明図である。
【図２９】本発明の各実施形態に係る通信装置に含まれる軟判定データ生成部の回路構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。
【００２８】
まず、図１を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る通信システム１０の構成について簡単に説明する。次いで、図２を参照しながら、再送制御方法及びデータ分割送信方法について説明する。次いで、図３〜図６を参照しながら、同実施形態に係る伝送誤り率の推定方法について説明する。次いで、図７を参照しながら、同実施形態に係るパケット長変更方法について説明する。
【００２９】
次いで、図８を参照しながら、同実施形態に係る各通信装置の機能構成について説明する。この中で、図９、図１０を参照しながら、伝送誤り率に相当する指標の決定方法について説明する。次いで、図１１〜図１４を参照しながら、伝送誤り率に相当する指標の算出方法について説明すると共に、当該算出方法を用いて算出した指標に基づいて適切にパケット長を変更する方法について説明する。
【００３０】
次いで、図１５を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るパケット長変更方法について説明する。次いで、図１６、図１７を参照しながら、同実施形態に係る各通信装置の機能構成について説明する。次いで、図１８を参照しながら、同実施形態に係る送信パケットの構成及び指標送信方法について説明する。
【００３１】
次いで、図１９を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る各通信装置の機能構成について説明する。次いで、図２０〜図２３を参照しながら、同実施形態に係る各通信装置のハードウェア構成について説明する。次いで、図２４を参照しながら、同実施形態の一変形例に係る各通信装置のハードウェア構成について説明する。次いで、図２５を参照しながら、同実施形態に係るデータ読み書き処理の流れについて説明する。次いで、図２６を参照しながら、同実施形態に係るパケットの送信方法について説明する。また、図２７〜図２９を参照しながら、軟判定データの検出方法について説明する。
【００３２】
（説明項目）
１：第１実施形態
１−１：システム構成
１−２：再送制御方法及びデータ分割送信方法
１−３：伝送誤り率の推定方法
１−４：パケット長変更方法
１−５：通信装置の機能構成
１−５−１：第１通信装置１００の機能構成
１−５−２：第２通信装置２００の機能構成
１−５−３：（変形例）パケット長の求め方
２：第２実施形態
２−１：パケット長変更方法
２−２：通信装置の機能構成
２−２−１：第１通信装置３００の機能構成
２−２−２：第２通信装置４００の機能構成
３：第３実施形態
３−１：通信装置の機能構成
３−１−１：第１通信装置５００の機能構成
３−１−２：第２通信装置６００の機能構成
３−２：各通信装置のハードウェア構成例
３−３：（変形例）各通信装置のハードウェア構成例
３−４：データ読み書き処理の流れ
３−５：動的なパケット長変更処理を含む送信方法
４：補遺
４−１：軟判定データの検出方法
４−１−１：サンプリングクロック生成部８００の回路構成
４−１−２：軟判定ベースバンド信号生成部８２０の回路構成
４−１−３：データ生成部８３０の回路構成
【００３３】
＜１：第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。本実施形態は、通信状態を評価するための指標を算出し、当該指標に基づいてパケット長を動的に変化させる方法に関する。
【００３４】
無線通信を行う場合においてデータを複数のブロックに分割して送信することがある。これは、大容量のデータほどデータ系列の中で誤りの生じる確率が増大するためである。データ系列中に誤りが生じた場合、正しいデータが取得されるまでデータの再送が繰り返され、最終的に正しいデータが取得される。しかし、通信路の状態が悪い場合、いくら再送しても正しいデータは得られない。その結果、通信時間が長くなり、利用者の利便性が損なわれてしまう。そこで、通信路の状態が悪くても正しいデータが取得できるようにデータを小さいサイズのブロックに分割して送信する方法が用いられる。
【００３５】
しかしながら、データをブロックに分割すると、あるブロックを送信してから次のブロックを送信する間にインターバルの時間が生じる。そのため、データを分割しすぎると、インターバルの時間が増大してしまう。その結果、インターバルの時間が増大した分だけ通信時間が長くなり、利用者の利便性が損なわれてしまう。そこで、通信時間を短くして利用者の利便性を高めるためには、通信路の状態を適切に評価し、データを通信路の状態に応じた適切な長さに分割して送信する必要がある。こうした要求に対し、本実施形態は、通信路の状態を適切に評価する方法、及びその評価結果に応じて適切な長さにデータを分割する方法を提供するものである。
【００３６】
［１−１：システム構成］
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る通信システム１０のシステム構成について簡単に説明する。図１は、本実施形態に係る通信システム１０の概略的なシステム構成を示す説明図である。なお、後述する通信システム２０、３０についてもシステムの基本的な構成自体は実質的に同じである。
【００３７】
図１に示すように、通信システム１０は、第１通信装置１００と、第２通信装置２００とを含む。第１通信装置１００は、第２通信装置に対してデータを送信することができる。さらに、第２通信装置２００は、第１通信装置１００に対してデータを送信することができる。また、第１通信装置１００から第２通信装置２００にデータが送信される場合のデータの伝送路を通信チャネルＣＨ１２と表記する。同様に、第２通信装置２００から第１通信装置１００にデータが送信される場合のデータの伝送路を通信チャネルＣＨ２１と表記する。
【００３８】
通常、通信チャネルＣＨ１２のチャネル特性と通信チャネルＣＨ２１のチャネル特性とは異なる。但し、第１通信装置１００、及び第２通信装置２００が見通しが良い位置に設置されている場合、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が同じであるとみなせる場合もある。第１実施形態においては、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が同じとみなせる状況を想定した場合について通信状態の評価方法、及びその評価結果に基づくデータの分割方法が説明される。もちろん、これらの方法は、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が異なる場合にも拡張することができる。こうした拡張については、後述する第２及び第３実施形態において説明される。
【００３９】
［１−２：再送制御方法及びデータ分割送信方法］
ここで、図２を参照しながら、データの再送制御方法、及びデータ分割送信方法について簡単に説明する。図２は、データの再送制御方法、及びデータ分割送信方法を説明するための説明図である。なお、図２に示したパケット構成及び通信時間は一例である。
【００４０】
図２の（Ａ）は、分割元のデータをそのまま送信する場合のパケット構成を示したものである。また、同図は、分割せずにデータを送信した場合に要する通信時間ｔ０を示している。そして、図２の（Ｂ）は、データを分割せずに再送した場合に要する通信時間ｔ１を示したものである。一方、図２の（Ｃ）は、データを２分割して送信する場合のパケット構成、及び分割ブロックの１つが再送される場合に要する通信時間ｔ２を示したものである。同様に、図２の（Ｄ）は、データを４分割して送信する場合のパケット構成、及び分割ブロックの１つが再送される場合に要する通信時間ｔ３を示したものである。
【００４１】
（Ａ）に示すように、Ｎバイトのデータを送信する場合について考える。上記の通り、このデータを送信するには、データの送信時間にヘッダの送信時間及びインターバルの時間を加えてｔ０の通信時間が費やされる。仮に、ヘッダの直後に位置するデータの先頭部分に誤りが検出された場合、再送（Ｂ）、２分割して再送（Ｃ）、４分割して再送（Ｄ）を行うことが対策として考えられる。（Ｂ）に示すように、再送を行う場合、データを送るまでに要する時間ｔ１は、再送を行わない場合の２倍（ｔ１＝２＊ｔ０）になる。
【００４２】
一方、２分割して再送する場合（Ｃ）、分割した前半のデータのみを再送すればよいため、データを送るのに要する時間ｔ２は再送を行わない場合の１．５倍で済む。但し、ヘッダを送るのに要する時間やインターバルの時間は３倍になっている。しかし、ヘッダ及びデータを送るのに要する時間とインターバルの時間とを合わせた総時間ｔ２は、そのまま再送する場合（Ａ）よりも時間Δｔ１２だけ短くなっている。
【００４３】
また、４分割して再送する場合（Ｄ）、分割した前半のデータのみを再送すればよいため、データを送るのに要する時間ｔ３は再送を行わない場合の１．２５倍で済む。但し、ヘッダを送るのに要する時間やインターバルの時間は４倍になっている。そのため、ヘッダ及びデータを送るのに要する時間とインターバルの時間とを合わせた総時間ｔ３は、そのまま再送する場合（Ａ）よりも長くなってしまう。これらの結果から、図２の例では、データを２分割にして送るのが通信にかかる総時間が最小であることが分かる。
【００４４】
このように、送信するデータの長さ、ヘッダやインターバルの長さ、データの分割数、再送回数等に応じて適切なデータ長が決定される。そのため、通信路の状況に応じて単純に再送を繰り返すのではなく、通信路の状況に応じて適切な長さにデータを分割して送信することで、総通信時間を短縮することが可能になる。そこで、以下では、通信路の状況を適切に評価する方法、及びその評価結果を用いて分割データの長さを決定する方法について順次説明する。なお、通信路の状況は、伝送誤り率を見積もることで評価することができる。そこで、比較的簡単な構成で伝送誤り率を見積もる方法について説明する。
【００４５】
［１−３：伝送誤り率の推定方法］
まず、図３を参照する。図３は、送信時におけるデジタル変調信号の信号波形を模式的に示したものである。送信時におけるデジタル変調信号は、通信チャネルＣＨ１２の影響を受けていない。そのため、デジタル変調信号の振幅値は振幅Ａ又は振幅Ｂのいずれかである。仮に、通信チャネルＣＨ１２がノイズの全く存在しない理想的な伝送路である場合、受信時におけるデジタル変調信号の信号波形も図３のようになる。しかし、実際には通信チャネルＣＨ１２においてデジタル変調信号にノイズが付加されるため、受信時におけるデジタル変調信号の信号波形は図４のようになる。
【００４６】
図４は、受信時におけるデジタル変調信号の信号波形を模式的に示したものである。なお、図４に示した信号波形は、受信信号にアナログデジタル変換処理を施したり、或いは、所定の軟判定処理を施したりすることで得られる。つまり、図４は、受信時におけるデジタル変調信号の軟判定データ（以下、振幅値と呼ぶ場合がある。）で表現された信号波形の一例である。なお、横軸は、データクロックの周期を単位とする時間軸である。図４の信号波形は、図３の信号波形とは異なり、伝送路におけるノイズの影響を受けて振幅Ａと振幅Ｂとの間にある値を多く含んでいる。
【００４７】
軟判定データの大きさは、各振幅値の符号を判定して得られる硬判定データの確からしさを表すものである。従って、図４のように振幅値の経時的な変化が大きい信号波形から正しく元のデータを復元することは難しい。例えば、軟判定データが０に近い場合、その軟判定データの符号から得られる硬判定データの正誤を容易に判定することはできない。しかし、軟判定データを統計的に解析することで、通信チャネルＣＨ１２における伝送誤りの発生度合いを推定することは可能である。例えば、図４に示す信号波形のタイムレンジを拡大すると、図５のような分布図が得られる。
【００４８】
図５の分布図から分かるように、受信したデジタル変調信号から得られる軟判定データには、２つの分布中心（分布中心Ａ、分布中心Ｂ）が存在する。そして、各分布中心を基準にして２つの分布（分布Ａ、分布Ｂ）が存在している。但し、分布Ａに含まれる軟判定データの集合と分布Ｂに含まれる軟判定データの集合とは独立した集合ではない。従って、より正確に表現するならば、２つの分布中心Ａ、Ｂを持つ１つの分布が存在する。この分布の特性を明確にするために、図６に軟判定データのヒストグラムを示した。図６において、縦軸は各軟判定データの検出頻度であり、横軸は軟判定データの値である。
【００４９】
図６に示すように、図５に示す分布図からは、分布中心Ａに対応する振幅値、及び分布中心Ｂに対応する振幅値にピークを持つヒストグラムが得られる。なお、図６の鎖線及び斜線は、説明のために付加されたものである。既に述べた通り、硬判定データは、軟判定データの符号を判定することにより得られる。つまり、本来正の符号を持つべき軟判定データが負の符号を持つ場合、その軟判定データの符号に基づいて得られる硬判定データは誤りになる。図６のヒストグラムにおいては、分布中心Ａを基準に分布する分布Ａに含まれるべき軟判定データの点が分布中心Ｂを基準に分布する分布Ｂに含まれている場合、その軟判定データの点は誤りになる。
【００５０】
そこで、各分布中心を基準に分布する軟判定データの集合全体の中で上記の誤りに相当する軟判定データの集合が占める割合が算定できれば伝送誤り率を見積もることができる。軟判定データ全体の量は、ヒストグラムの面積により算出することができる。一方、誤りに相当する軟判定データの量を見積もるには少し工夫が必要である。ここで、再び図６のヒストグラムを参照する。図６のヒストグラムは、分布中心Ａを中心とする正規分布（以下、正規分布Ａ）と、分布中心Ｂを中心とする正規分布（以下、正規分布Ｂ）とを合わせた形状に近い形状である。また、図６のヒストグラムは、振幅値０を基準に鏡面対称な形状を有している。
【００５１】
そこで、分布中心Ａを中心とする正規分布Ａでヒストグラムを近似し、近似した正規分布Ａが振幅値０より小さい範囲（分布中心Ｂ寄り）にはみ出す面積を算出することで、はみ出し面積から誤りに相当する軟判定データの量を見積もることができる。図６に示した斜線部分は、ヒストグラムにフィッティングした正規分布Ａ（及び正規分布Ｂ）のはみ出し領域を示すものである。つまり、ヒストグラムで囲まれる面積と斜線で示された面積との比率を求めることで、伝送誤り率を推定することができる。逆に言えば、一方の分布中心を基準として正規分布で近似されるヒストグラムの一部から得られる軟判定データの分散値及び分布中心の位置（各分布の平均値）に基づいて伝送誤り率に相当する指標を算出することができる。
【００５２】
通常、受信信号の伝送誤り率を求めるためには、受信側において予め元のデータが分かっている必要がある。また、伝送誤り率を高い精度で求めるためには、ある程度のデータ量が必要になる。しかし、上記の平均値及び分散値は、元のデータが分からなくても算出可能である。さらに、これらの値は短い区間のデータを用いて簡単に求めることができる。こうした利点を踏まえ、本実施形態においては、上記の平均値及び分散値に基づいて決定される伝送路の通信品質を評価するための統計的な指標が利用される。以下、指標の算出に用いる信号の受信工程から分割データを含む信号の送信に致る処理の全体的な流れについて説明すると共に、各工程の処理を実現するための装置構成について順次説明する。
【００５３】
［１−４：パケット長変更方法］
まず、図７を参照しながら、本実施形態に係るパケット長の変更処理を含む全体的な処理工程について説明する。図７は、本実施形態に係るパケット長の変更処理を含む全体的な処理工程を示す説明図である。なお、図７に示す各ステップの処理は、通信システム１０に含まれる第１通信装置１００又は第２通信装置２００により実行される。
【００５４】
図７に示すように、まず、第１通信装置１００から第２通信装置２００に向けてデータが送信される（Ｓ１０２）。なお、ステップＳ１０２で送信されるデータは任意のデータである。また、送信されるデータは、所定の変調方式で変調され、変調信号の形で第２通信装置２００に送信される。次いで、第２通信装置２００は、第１通信装置１００から送信されたデータ（変調信号）を受信する（Ｓ１０４）。次いで、第２通信装置２００は、受信した変調信号から軟判定データ列を生成する（Ｓ１０６）。なお、軟判定データ列は、例えば、アナログデジタルコンバータや後述する軟判定データの検出方法等を用いて検出することができる。
【００５５】
次いで、第２通信装置２００は、ステップＳ１０６で生成された軟判定データ列を用いて所定の統計処理を実行し、通信チャネルＣＨ１２における通信状態を評価するための指標を算出する（Ｓ１０８）。この指標は、ステップＳ１０６で生成された軟判定データ列のばらつき度合いを表すものである。既に述べた通り、軟判定データのばらつき度合い（例えば、分散値）に基づいて伝送誤り率に相当する評価指標が算出できる。ステップＳ１０８では、こうした評価指標が算出される。例えば、通信チャネルＣＨ１２の通信状態が悪い場合に大きな値をとり、通信状態が良好な場合に小さな値をとる指標が算出される。
【００５６】
次いで、第２通信装置２００は、ステップＳ１０８で算出された指標に基づいて送信するデータ系列のパケット長を変更する（Ｓ１１０）。例えば、第２通信装置２００は、指標の値が大きい場合にパケット長を短く変更し、指標の値が小さい場合にパケット長を長く変更する。そして、第２通信装置２００は、変更後のパケット長でデータを分割し、分割後の各データをパケット化して第１通信装置１００に送信する（Ｓ１１２）。なお、各分割データのパケット（以下、分割パケット）は、所定の変調方式で変調され、変調信号の形で送信される。そして、第１通信装置１００により分割パケットのデータが受信される（Ｓ１１４）。
【００５７】
全ての分割パケットを受信すると、第１通信装置１００は、分割パケットを結合して元のデータを復元する。このような方法を用いることで、伝送路の状態に応じて送信系列のパケット長を動的に変更することが可能になる。その結果、通信チャネルＣＨ１２のチャネル特性が変化した場合においても適切なパケット長でデータを分割送信することが可能になり、通信時間が短縮される。その結果、利用者の利便性を向上させることができる。
【００５８】
以上、本実施形態に係るパケット長の変更方法に関し、全体的な処理の流れについて説明した。なお、上記の方法は、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が同じとみなせる場合に適用されるものである。通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が異なる場合については後段の第２又は第３実施形態において詳述する。次に、上記の方法を実現するための各通信装置の機能構成について説明する。
【００５９】
［１−５：通信装置の機能構成］
以下、上記の方法を実現することが可能な通信システム１０に含まれる第１通信装置１００及び第２通信装置２００の機能構成について詳細に説明する。なお、本実施形態の技術的特徴は、主に第２通信装置２００の機能構成に含まれている。
【００６０】
（１−５−１：第１通信装置１００の機能構成）
まず、図８を参照しながら、第１通信装置１００の機能構成について説明する。図８には、本実施形態に係る第１通信装置１００の機能構成例が示されている。
【００６１】
図８に示すように、第１通信装置１００は、主に、変調部１０２と、信号送信部１０４と、信号受信部１０６と、復調部１０８とを有する。上記の通り、本実施形態における第１通信装置１００の主な役割は、第２通信装置２００に向けてデータを送信し、第２通信装置２００から送信されるデータを受信することである。
【００６２】
まず、送信データが変調部１０２に入力される。変調部１０２では、所定の変調方式に基づいて送信データが変調され、変調信号が生成される。所定の変調方式としては、例えば、位相偏移変調方式や振幅変調方式等の方式が用いられる。変調部１０２で生成された変調信号は、信号送信部１０４に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部１０４は、第２通信装置２００に向けて変調信号を送信する。
【００６３】
上記の通り、第２通信装置２００では、受信した変調信号に基づいて指標が算出され、その指標に基づいて変更されたパケット長で分割パケットが生成される。この分割パケットは、変調信号の形で第２通信装置２００から第１通信装置１００に送信される。第１通信装置１００は、信号受信部１０６により分割パケットを含む変調信号を受信する。そして、信号受信部１０６で受信された変調信号は復調部１０８に入力される。復調部１０８では、各分割パケットに含まれる分割データが読み出され、全ての分割データが結合されて元のデータが復元される。
【００６４】
以上、第１通信装置１００の機能構成について説明した。
【００６５】
（１−５−２：第２通信装置２００の機能構成）
次に、図８を参照しながら、第２通信装置２００の機能構成について説明する。図８には、本実施形態に係る第２通信装置２００の機能構成例が示されている。
【００６６】
図８に示すように、第２通信装置２００は、主に、信号受信部２０２と、軟判定データ生成部２０４と、指標計算部２０６と、通信制御部２０８と、パケット長変更部２１０と、変調部２１２と、信号送信部２１４とを有する。また、パケット長変更部２１０には、パケット長選択部２３２、及びパケット化部２３４が含まれる。
【００６７】
上記のように第１通信装置１００から変調信号が送信されると、その変調信号は、信号受信部２０２により受信される。そして、信号受信部２０２で受信された変調信号は、軟判定データ生成部２０４に入力される。変調信号が入力されると、軟判定データ生成部２０４は、変調信号から軟判定データを生成する。軟判定データ生成部２０４は、例えば、アナログデジタル変換や後述する軟判定データの検出方法（図２７、図２８、図２９を参照）を用いて各ビット値を２ビット以上の値（軟判定データ値）として検出する。例えば、軟判定データ生成部２０４は、図４に示した振幅値のような軟判定データ列を検出することができる。
【００６８】
軟判定データ生成部２０４で生成された軟判定データ列は、指標計算部２０６に入力される。軟判定データ列が入力されると、指標計算部２０６は、軟判定データ列に含まれるデータ値の数（以下、母数ＥＲＮＵＭ）をカウントする。また、指標計算部２０６は、各軟判定データの絶対値を算出する。そして、指標計算部２０６は、各軟判定データの絶対値を加算して絶対値和（ＥＲＡＢＳ）を算出する。さらに、指標計算部２０６は、母数ＥＲＮＵＭ及び絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて絶対値の平均（以下、絶対値平均ＡＶＥ）を算出する。また、指標計算部２０６は、各軟判定データの二乗値を算出すると共に、当該二乗値の和（以下、二乗値和ＥＲＳＱＡ）を算出する。
【００６９】
そして、指標計算部２０６は、上記の母数ＥＲＮＵＭ、二乗値和ＥＲＳＱＡ、絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて軟判定データ列に関する標準偏差（ＳＴＤＥＶ）を算出する。なお、絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶは、下記の式（１）及び式（２）に基づいて算出される。絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶを算出すると、指標計算部２０６は、下記の式（３）に基づいて指標（ＳＤＩ）を算出する。
【００７０】
【数１】
2010199751.tif 000003
【００７１】
図６を参照しながら既に説明したように、軟判定データ列の分布と伝送誤り率との間には相関がある。そのため、軟判定データ列のばらつき度合いに対応する標準偏差ＳＴＤＥＶ（又は分散値ＳＴＤＥＶ２）に基づく指標ＳＤＩは、伝送路の通信状況を評価するための評価値として利用することができる。実際、指標ＳＤＩとビット誤り率（ｂＥＲ）との間には、図９に示すような関係がある。図９から指標ＳＤＩとビット誤り率ｂＥＲとの間に一対一の関係が存在することが理解されるであろう。
【００７２】
ここで、指標ＳＤＩとビット誤り率ｂＥＲとの関係について、より詳細に考察する。ビット誤り率ｂＥＲが図６に示したヒストグラムの面積から見積もることができる点については既に説明した通りである。具体的には、軟判定データが正（又は負）の領域にある分布中心を基準とした正規分布（平均値Ｅ、分散σ２）が負（又は正）の領域にはみ出している部分の面積比を求めることでビット誤り率ｂＥＲの大きさを推定することができる。この点を考慮し、ビット誤り率ｂＥＲの大きさを上記の指標ＳＤＩで表現すると、下記の式（４）のようになる。但し、ｅｒｆｃ｛…｝は、累積誤差相補関数を表す。
【００７３】
【数２】
2010199751.tif 000004
【００７４】
上記の式（４）からも指標ＳＤＩとビット誤り率ｂＥＲとの間に一対一の関係が存在することを理解することができる。このようにして指標計算部２０６で算出された指標ＳＤＩは、通信制御部２０８、及びパケット長変更部２１０に入力される（図８を参照）。
【００７５】
指標ＳＤＩが入力されると、通信制御部２０８は、指標ＳＤＩの大きさに応じてデータの送信を停止させたり、停止したデータの送信を再開させたりする。例えば、指標ＳＤＩが所定値よりも大きい場合、通信制御部２０８は、通信環境が劣化したと判断し、信号送信部２１４に対してデータの送信を停止させるための制御信号を入力する。また、指標ＳＤＩが所定値を下回った場合、通信制御部２０８は、通信環境が改善したと判断し、信号送信部２１４に対してデータの送信を再開させるための制御信号を入力する。
【００７６】
なお、上記の所定値は、パケット長を変更してもデータを所定時間内に正しく送信することが難しいような通信状態に対応する指標ＳＤＩの値である。このような構成にすることで、通信環境が劣化している場合にはデータの送信を控え、ランダム又は所定の時間経過後、或いは、通信環境が改善した後にデータの送信を再開することができるようになる。同一チャネルを利用する多数の通信機が周囲に存在している場合、適切にデータの送信タイミングを調整することが求められる。こうした状況において、各通信機が上記指標ＳＤＩを算出し、その指標ＳＤＩに基づいて送信タイミングを制御することで、より効率的にデータの送信タイミングを調整することができるようになる。
【００７７】
さて、パケット長変更部２１０は、指標ＳＤＩが入力されると、指標ＳＤＩの大きさに応じてパケット長を変更し、変更後のパケット長で分割パケットを生成する。上記の通り、パケット長変更部２１０には、パケット長選択部２３２、及びパケット化部２３４が含まれている。パケット長選択部２３２は、入力された指標ＳＤＩに応じて適切なパケット長を選択する手段である。一方、パケット化部２３４は、パケット長選択部２３２で選択されたパケット長で送信データを分割し、分割後の送信データをパケット化して分割パケットを生成する手段である。
【００７８】
まず、パケット長選択部２３２に指標ＳＤＩが入力される。指標ＳＤＩが入力されると、パケット長選択部２３２は、指標ＳＤＩと所定のパケット長とが対応付けられた指標テーブル（図１０を参照）を参照して適切なパケット長を選択する。ここで、図１０を参照しながら、指標テーブルの構成について説明する。図１０は、本実施形態に係る指標テーブルの構成例を示す説明図である。
【００７９】
上記の指標テーブルは、指標ＳＤＩとビット誤り率ｂＥＲとの関係に基づいて設定される。既に述べた通り、指標ＳＤＩとビット誤り率ｂＥＲとは一対一の関係を有する。また、ビット誤り率ｂＥＲが決まると、下記の式（５）に基づいて所定サイズのパケットを伝送した際に発生するエラー発生率Ｐ（誤り訂正が無い場合）を見積もることができる。下記の式（５）において、ｐは、上記の式（４）で算出されるビット誤り率ｂＥＲである。一方、エラー発生率Ｐは、パケット中のｎ個のデータの中でｋ（ｋ＞０）個のデータが誤りとなる確率の和である。また、項目欄に記載された値１０２４［Ｂｙｔｅ］〜６４［Ｂｙｔｅ］は、送信データのパケット長を表す。
【００８０】
【数３】
2010199751.tif 000005
【００８１】
表（Ａ）のエラー発生率Ｐから表（Ｂ）の指標テーブルが設定されるが、エラー発生率Ｐをどれくらい許容するかはアプリーションや通信方法等に依存して決まる。そのため、エラー発生率Ｐの値が大きい場合にパケット長が短くなるよう、アプリケーションや通信方法等に応じて適宜調整された値に指標テーブルが設定される。例えば、表（Ｂ）のような値で指標テーブルが設定される。このように設定された指標テーブルを用いることで、大きなデータを通信する場合に要する総通信時間を短くすることが期待される。
【００８２】
再び図８を参照する。パケット長選択部２３２は、上記のような指標テーブルを参照し、指標計算部２０６で算出された指標ＳＤＩに対応するパケット長を選択する。そして、パケット長選択部２３２で選択されたパケット長の情報は、パケット化部２３４に入力される。さらに、パケット化部２３４には、第２通信装置２００から第１通信装置１００に送信される送信データが入力される。パケット長の情報及び送信データが入力されると、パケット化部２３４は、パケット長の情報に基づいて送信データを分割し、分割後の各送信データ（分割データ）をパケット化して分割パケットを生成する。パケット化部２３４で生成された分割パケットは、変調部２１２に入力される。
【００８３】
パケット長変更部２１０（パケット化部２３４）から分割パケットが入力されると、変調部２１２は、所定の変調方式に基づいて分割パケットを変調し、変調信号を生成する。そして、変調部２１２で生成された変調信号は、信号送信部２１４に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部２１４は、入力された変調信号を第１通信装置１００に送信する。なお、信号送信部２１４は、通信制御部２０８から入力された制御信号に応じて変調信号を送信停止したり、又は送信再開したりする。また、信号送信部２１４は、通信制御部２０８から送信停止の制御信号が入力された場合に、伝送路の通信状態を検査するための検査用パケットを第１通信装置１００に送信するように構成されていてもよい。
【００８４】
以上、第２通信装置２００の機能構成について説明した。上記の通り、本実施形態においては、受信した変調信号から得られる軟判定データ列の統計値に基づいて指標ＳＤＩを算出し、その指標ＳＤＩに応じてパケット長を変更する構成に技術的特徴がある。このような構成にすることで、伝送路の通信状態を適切に評価し、その評価結果に応じた適切なパケット長の分割パケットを生成することが可能になり、データ全体を送るのに要する総通信時間を短縮することができる。その結果、利用者の利便性が向上する。
【００８５】
（１−５−３：（変形例）パケット長の求め方）
これまで、指標ＳＤＩに応じたパケット長が所定の指標テーブルに基づいて選択されることを前提に説明が行われてきた。しかし、指標ＳＤＩが得られると、ｎビットのデータをｋビットの分割パケットで送るのに要する総通信時間の期待値が計算できる。そのため、計算により得られる総通信時間の期待値から適切なパケット長を決定する方法も考えられる。そこで、この方法を本実施形態の一変形例として提案する。この方法を適用する場合、パケット長変更部２１０の機能構成は、図１１のように変更される。図１１は、本変形例に係るパケット長変更部２１０の機能構成例を示す説明図である。
【００８６】
図１１に示すように、パケット長変更部２１０は、パケット長算出部２３６、及びパケット化部２３４を含む。つまり、パケット長選択部２３２がパケット長算出部２３６に置き換えられている。また、パケット化部２３４の機能構成は同じである。そこで、以下では、パケット長算出部２３６によるパケット長の算出方法について詳細に説明する。
【００８７】
まず、総通信時間を最短にするパケット長を決めるためには、ヘッダやインターバル等を考慮する必要がある。ヘッダやインターバル等の長さには、パケット長に比例する時間ｔ０と、パケット長に関係無く一定の時間ｔ１とがある。パケット長に比例する時間ｔ０には、通信時間や内部メモリへのアクセス時間等が含まれる。例えば、パケット長１ビットを送る際に要する総時間をｔ０と定義する。一方、パケット長に関係無くパケット毎に発生する一定の時間ｔ１には、例えば、ヘッダの長さ等が含まれる。
【００８８】
これらの時間ｔ０、ｔ１を考慮した場合、ｎビットのデータをｋビットのパケットに分けて送る際に要する総時間の期待値は、下記の式（６）に基づいて算出される。但し、ｐは、ビット誤り率ｂＥＲを表す。また、［…］は、…の整数部分を表す。
【００８９】
【数４】
2010199751.tif 000006
【００９０】
ここで、パケット長に比例する時間ｔ０＝４００［ｎｓ］、パケット毎に発生する時間ｔ１＝０．４［ｍｓ］、パケットの長さｎ＝１０２４［Ｂｙｔｅ］とした場合に上記の式（６）を用いて算出される総通信時間の期待値を図１２に示した。図１２の縦軸は長さｎのパケットを送るのに要する時間を表し、横軸はパケット長を表す。また、図１２には、指標ＳＤＩの値を変化させて得られる５つのグラフ（Ａ）〜（Ｅ）が記載されている。なお、図１２においては、縦軸の値が小さくなればなるほど好ましい。従って、最適なパケット長は、各グラフの最小点に対応するパケット長である。
【００９１】
図１２の例から、指標ＳＤＩが小さくなるにつれて（（Ａ）→（Ｅ））、最小点の位置がパケット長の短い方にシフトしていることが分かる。つまり、指標ＳＤＩが小さくなるにつれて最適なパケット長が短くなることが理解される。このような最小点の位置を決定するには、上記の式（６）で表現される総時間の期待値＜Ｔ（ｋ）＞を変数ｋで微分し、微分値（下記の式（７））が０となるパケット長ｋを選択すればよい。その結果、最適なパケット長ｋは、下記の式（８）の演算式により決定されることになる。
【００９２】
【数５】
2010199751.tif 000007
【００９３】
上記の式（８）に基づき、図１２の例と同じ時間ｔ０、ｔ１の値を用いて算出した結果を表形式で図１３に示した。また、図１３の表をグラフ化して図１４に示した。上記のようにして計算によりパケット長を算出することで、図１３に例示したように、指標ＳＤＩの値に応じて細かな精度でパケット長が決定される。また、図１４に示すように最適なパケット長が指標ＳＤＩの変化に対して滑らかに変化するため、この方法を用いると、急峻なパケット長の変更が少なくなる。このような構成は、例えば、パケット長算出部２３６に上記の式（８）で表現される演算式の情報を保持しておくことで実現される。
【００９４】
以上、変形例を含め、本発明の第１実施形態に係る通信システム１０、第１通信装置１００、第２通信装置２００の構成について詳細に説明した。上記の構成を適用することにより、伝送路の通信状態を適切に評価し、その評価結果に応じて動的にパケット長を変更することが可能になる。
【００９５】
＜２：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上記の第１実施形態においては、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が同じとみなせることが前提とされていた。そのため、第１通信装置１００から第２通信装置２００に送信された変調信号に基づいて指標ＳＤＩが算出され、その指標ＳＤＩが第２通信装置２００から第１通信装置１００に送信されるパケットのパケット長を決定する基準として用いられていた。しかし、この指標ＳＤＩは、通信チャネルＣＨ１２の通信状態を表したものである。そのため、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が異なる場合、その指標ＳＤＩは適切な基準にならない。
【００９６】
そこで、本発明の第２実施形態においては、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が互いに異なる状況において、適切に通信状態を評価し、その評価結果に応じてパケット長を変更する技術が提案される。
【００９７】
［２−１：パケット長変更方法］
まず、図１５を参照しながら、本実施形態に係るパケット長の変更処理を含む全体的な処理工程について説明する。図１５は、本実施形態に係るパケット長の変更処理を含む全体的な処理工程を示す説明図である。なお、図１５に示す各ステップは、後述する通信システム２０に含まれる第１通信装置３００又は第２通信装置４００により実現される。
【００９８】
図１５に示すように、まず、第１通信装置３００から第２通信装置４００に向けてデータが送信される（Ｓ２０２）。なお、ステップＳ２０２で送信されるデータは任意のデータである。また、送信されるデータは、所定の変調方式で変調され、変調信号の形で第２通信装置４００に送信される。次いで、第２通信装置４００は、第１通信装置３００から送信されたデータ（変調信号）を受信する（Ｓ２０４）。次いで、第２通信装置４００は、受信した変調信号から軟判定データ列を生成する（Ｓ２０６）。なお、軟判定データ列は、例えば、アナログデジタルコンバータや後述する軟判定データの検出方法等を用いて検出することができる。
【００９９】
次いで、第２通信装置４００は、ステップＳ２０６で生成された軟判定データ列を用いて所定の統計処理を実行し、通信チャネルＣＨ１２における通信状態を評価するための指標を算出する（Ｓ２０８）。この指標は、ステップＳ２０６で生成された軟判定データ列のばらつき度合いを表すものである。既に述べた通り、軟判定データのばらつき度合い（例えば、分散値）に基づいて伝送誤り率に相当する評価指標が算出できる。ステップＳ２０８では、こうした評価指標が算出される。例えば、通信チャネルＣＨ１２の通信状態が悪い場合に大きな値をとり、通信状態が良好な場合に小さな値をとる指標が算出される。
【０１００】
次いで、第２通信装置４００は、ステップＳ２０８で算出された指標を第１通信装置３００に送信する（Ｓ２１０）。次いで、第１通信装置３００は、第２通信装置４００から送信された指標を受信する（Ｓ２１２）。次いで、第１通信装置３００は、ステップＳ２１２で受信した指標に基づいて送信するデータ系列のパケット長を変更する（Ｓ２１４）。例えば、第１通信装置３００は、指標の値が大きい場合にパケット長を短く変更し、指標の値が小さい場合にパケット長を長く変更する。このとき、第１通信装置３００がパケット長の変更に用いる指標は、第１通信装置３００から第２通信装置４００にデータを送信する際に経由する通信チャネルＣＨ１２の通信状態を評価したものである。
【０１０１】
従って、通信チャネルＣＨ１２の通信状態を考慮して適切なパケット長が決定される。次いで、第１通信装置３００は、変更後のパケット長でデータを分割し、分割後の各データをパケット化して第２通信装置４００に送信する（Ｓ２１６）。なお、各分割データのパケット（以下、分割パケット）は、所定の変調方式で変調され、変調信号の形で送信される。次いで、第２通信装置４００により分割パケットのデータが受信される（Ｓ２１８）。全ての分割パケットを受信すると、第２通信装置４００は、分割パケットを結合して元のデータを復元する。
【０１０２】
このような方法を用いることで、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が異なる場合においても、伝送路の状態に応じて送信系列のパケット長を動的に変更することが可能になる。さらに、通信チャネルＣＨ１２のチャネル特性が変化した場合においても適切なパケット長でデータを分割送信することが可能になり、通信時間が短縮される。その結果、利用者の利便性を向上させることができる。
【０１０３】
以上、本実施形態に係るパケット長の変更方法に関し、全体的な処理の流れについて説明した。このように、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が異なる場合においても、上記の第１実施形態について説明した技術を容易に転用することができる。次に、上記の方法を実現するための各通信装置の機能構成について説明する。
【０１０４】
［２−２：通信装置の機能構成］
以下、上記の方法を実現することが可能な通信システム２０に含まれる第１通信装置３００及び第２通信装置４００の機能構成について詳細に説明する。なお、本実施形態の技術的特徴は、第１通信装置３００及び第２通信装置４００の双方に含まれている。
【０１０５】
（２−２−１：第１通信装置３００の機能構成）
まず、図１６を参照しながら、第１通信装置３００の機能構成について説明する。図１６には、本実施形態に係る第１通信装置３００の機能構成例が示されている。
【０１０６】
図１６に示すように、第１通信装置３００は、主に、信号受信部３０２と、復調部３０４と、指標抽出部３０６と、通信制御部３０８と、パケット長変更部３１０と、変調部３１２と、信号送信部３１４とを有する。上記の通り、本実施形態における第１通信装置３００の特徴的な機能は、第２通信装置４００に向けて信号を送信し、その信号に基づいて算出される指標を第２通信装置４００から受信してパケット長を変更する点にある。
【０１０７】
まず、送信データのパケットがパケット長変更部３１０を介して変調部３１２に入力される。但し、ここで入力されるパケットは、分割パケットでも非分割パケットでもよい。パケットが入力されると、変調部３１２では、所定の変調方式に基づいてパケットが変調され、変調信号が生成される。所定の変調方式としては、例えば、位相偏移変調方式や振幅変調方式等の方式が用いられる。変調部３１２で生成された変調信号は、信号送信部３１４に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部３１４は、第２通信装置４００に向けて変調信号を送信する。
【０１０８】
上記の通り、第２通信装置４００では、受信した変調信号に基づいて指標が算出され、その指標が第１通信装置３００に帰還される。第１通信装置３００は、信号受信部３０２により指標を含む変調信号を受信する。そして、信号受信部３０２で受信された変調信号は復調部３０４に入力される。復調部３０４では、変調信号が復調され、当該変調信号に含まれるパケットのデータ部分が出力される。そして、復調部３０４から出力された受信データは、指標抽出部３０６に入力される。
【０１０９】
受信データが入力されると、指標抽出部３０６は、受信データから指標を読み出す。そして、指標抽出部３０６により読み出された指標は、通信制御部３０８、及びパケット長変更部３１０に入力される。指標が入力されると、通信制御部３０８は、指標の大きさに応じてデータの送信を停止させたり、停止したデータの送信を再開させたりする。例えば、指標が所定値よりも大きい場合、通信制御部３０８は、通信環境が劣化したと判断し、信号送信部３１４に対してデータの送信を停止させるための制御信号を入力する。また、指標が所定値を下回った場合、通信制御部３０８は、通信環境が改善したと判断し、信号送信部３１４に対してデータの送信を再開させるための制御信号を入力する。
【０１１０】
なお、上記の所定値は、パケット長を変更してもデータを所定時間内に正しく送信することが難しいような通信状態に対応する指標の値である。このような構成にすることで、通信環境が劣化している場合にはデータの送信を控え、ランダム又は所定の時間経過後、或いは、通信環境が改善した後にデータの送信を再開することができるようになる。同一チャネルを利用する多数の通信機が周囲に存在している場合、適切にデータの送信タイミングを調整することが求められる。こうした状況において、各通信機が上記指標を算出し、その指標に基づいて送信タイミングを制御することで、より効率的にデータの送信タイミングを調整することができるようになる。
【０１１１】
さて、パケット長変更部３１０は、指標が入力されると、指標の大きさに応じてパケット長を変更し、変更後のパケット長で分割パケットを生成する。
【０１１２】
例えば、パケット長変更部３１０には、図１７の（Ａ）に示すように、パケット長選択部３３２、及びパケット化部３３４が含まれる。パケット長選択部３３２は、入力された指標に応じて適切なパケット長を選択する手段である。パケット長選択部３３２は、入力された指標と所定のパケット長とが対応付けられた指標テーブル（図１０を参照）を参照して適切なパケット長を選択する。そして、パケット長選択部３３２で選択されたパケット長の情報は、パケット化部３３４に入力される。パケット長の情報が入力されると、パケット化部３３４は、パケット長選択部３３２で選択されたパケット長で送信データを分割し、分割後の送信データをパケット化して分割パケットを生成する。
【０１１３】
他の例として、パケット長変更部３１０には、図１７の（Ｂ）に示すように、パケット長算出部３３６、及びパケット化部３３４が含まれる。パケット長算出部３３６は、入力された指標に応じて適切なパケット長を算出する手段である。例えば、パケット長算出部３３６は、上記の式（８）で表現される演算式の情報を保持しており、当該演算式を用いて指標に適合したパケット長を算出する。そして、パケット長算出部３３６で算出されたパケット長の情報は、パケット化部３３４に入力される。パケット長の情報が入力されると、パケット化部３３４は、パケット長算出部３３６で選択されたパケット長で送信データを分割し、分割後の送信データをパケット化して分割パケットを生成する。
【０１１４】
このようにしてパケット長変更部３１０により生成された分割パケットは、変調部３１２に入力される。パケット長変更部３１０から分割パケットが入力されると、変調部３１２は、所定の変調方式に基づいて分割パケットを変調し、変調信号を生成する。そして、変調部３１２で生成された変調信号は、信号送信部３１４に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部３１４は、入力された変調信号を第２通信装置４００に送信する。なお、信号送信部３１４は、通信制御部３０８から入力された制御信号に応じて変調信号を送信停止したり、又は送信再開したりする。また、信号送信部３１４は、通信制御部３０８から送信停止の制御信号が入力された場合に、伝送路の通信状態を検査するための検査用パケットを第２通信装置４００に送信するように構成されていてもよい。
【０１１５】
以上、第１通信装置３００の機能構成について説明した。
【０１１６】
（２−２−２：第２通信装置４００の機能構成）
次に、図１６を参照しながら、第２通信装置４００の機能構成について説明する。図１６には、本実施形態に係る第２通信装置４００の機能構成例が示されている。
【０１１７】
図１６に示すように、第２通信装置４００は、主に、信号受信部４０２と、軟判定データ生成部４０４と、指標計算部４０６と、パケット化部４０８と、変調部４１０と、信号送信部４１２と、復調部４１４とを有する。
【０１１８】
上記のように第１通信装置３００から変調信号が送信されると、その変調信号は、信号受信部４０２により受信される。そして、信号受信部４０２で受信された変調信号は、軟判定データ生成部４０４に入力される。変調信号が入力されると、軟判定データ生成部４０４は、変調信号から軟判定データを生成する。軟判定データ生成部４０４は、例えば、アナログデジタル変換や後述する軟判定データの検出方法（図２７、図２８、図２９を参照）を用いて各ビット値を２ビット以上の値（軟判定データ値）として検出する。例えば、軟判定データ生成部４０４は、図４に示した振幅値のような軟判定データ列を検出することができる。
【０１１９】
軟判定データ生成部４０４で生成された軟判定データ列は、指標計算部４０６に入力される。軟判定データ列が入力されると、指標計算部４０６は、軟判定データ列に含まれるデータ値の数（母数ＥＲＮＵＭ）をカウントする。また、指標計算部４０６は、各軟判定データの絶対値を算出する。そして、指標計算部４０６は、各軟判定データの絶対値を加算して絶対値和（ＥＲＡＢＳ）を算出する。さらに、指標計算部４０６は、母数ＥＲＮＵＭ及び絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて絶対値の平均（絶対値平均ＡＶＥ）を算出する。また、指標計算部４０６は、各軟判定データの二乗値を算出すると共に、当該二乗値の和（二乗値和ＥＲＳＱＡ）を算出する。
【０１２０】
そして、指標計算部４０６は、上記の母数ＥＲＮＵＭ、二乗値和ＥＲＳＱＡ、絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて軟判定データ列に関する標準偏差（ＳＴＤＥＶ）を算出する。なお、絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶは、上記の式（１）及び式（２）に基づいて算出される。絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶを算出すると、指標計算部４０６は、上記の式（３）に基づいて指標（ＳＤＩ）を算出する。そして、指標計算部４０６により算出された指標ＳＤＩは、パケット化部４０８に入力される。なお、パケット化部４０８には、第１通信装置３００に送信される送信データも入力される。
【０１２１】
指標ＳＤＩが入力されると、パケット化部４０８は、送信データと共に指標ＳＤＩをパケット化して送信パケット（図１８を参照）を生成する。ここで、パケット化部４０８により生成される送信パケットの構成について、図１８を参照しながら簡単に説明する。図１８は、指標ＳＤＩを含むパケット構成及び指標送信方法を示す説明図である。図１８には、第１通信装置３００から第２通信装置４００に送信される送信パケット（以下、送信パケットＰ１２）の構成、及び第２通信装置４００から第１通信装置３００に送信される送信パケット（以下、送信パケットＰ２１）の構成が示されている。
【０１２２】
まず、送信パケットＰ１２の構成について説明する。送信パケットＰ１２は、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、同期コード（ｓｙｎｃ）、レングス（ｌｅｎｇｔｈ）、レングスチェック（Ｌｃｈｅｃｋ）、データ（ｄａｔａ）、及び誤り検査（ＣＲＣ）を含む。さらに、データｄａｔａには、図１８の例のように、コマンド（ｃｏｍｍａｎｄ）を含んでいてもよい。このコマンドｃｏｍｍａｎｄには、例えば、第２通信装置４００の動作を制御するための制御コマンドが含まれる。上記の通り、第２通信装置４００は、送信パケットＰ１２を受信すると、指標計算部４０６により指標ＳＤＩを算出する。このとき、指標計算部４０６は、同期コードｓｙｎｃ以降のデータを用いて指標ＳＤＩを算出する。
【０１２３】
一方、送信パケットＰ２１は、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、同期コード（ｓｙｎｃ）、レングス（ｌｅｎｇｔｈ）、レングスチェック（Ｌｃｈｅｃｋ）、データ（ｄａｔａ）、及び誤り検査（ＣＲＣ）を含む。但し、送信パケットＰ２１のデータｄａｔａには、レスポンス（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、指標（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ；ＥＲＮＵＭ、ＥＲＡＢＳ、ＥＲＳＱＡ）、及びデータ（ｄａｔａ）が含まれる。つまり、送信パケットＰ２１には、データｄａｔａの部分に指標ｉｎｄｉｃａｔｏｒが挿入される。この挿入処理は、パケット化部４０８により実行される。なお、第１通信装置３００では、指標抽出部３０６により、データｄａｔａに含まれる指標ｉｎｄｉｃａｔｏｒが抽出される。また、上記のレスポンスｒｅｓｐｏｎｓｅは、コマンドｃｏｍｍａｎｄに対する応答データを表す。
【０１２４】
このようにして指標ＳＤＩが挿入された送信パケットＰ２１は、パケット化部４０８から変調部４１０に入力される。パケット化部４０８から送信パケットＰ２１が入力されると、変調部４１０は、所定の変調方式に基づいて送信パケットＰ２１を変調し、変調信号を生成する。そして、変調部４１０で生成された変調信号は、信号送信部４１２に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部４１２は、入力された変調信号を第１通信装置３００に送信する。上記の通り、第１通信装置３００は、受信した変調信号から指標ＳＤＩを抽出し、指標ＳＤＩに基づいて適切なパケット長を決定する。そして、決定したパケット長でデータを分割し、分割パケットを第２通信装置４００に送信する。
【０１２５】
第２通信装置４００は、信号受信部４０２により分割パケットを含む変調信号を受信する。信号受信部４０２により受信された各分割パケットに対応する変調信号は、復調部４１４に入力される。変調信号が入力されると、復調部４１４は、変調信号を復調し、各分割パケットから分割データを抽出する。そして、全ての分割データが抽出されると、復調部４１４は、分割データを結合して元のデータを復元する。このようにして復調部４１４により復元されたデータは、受信データとして出力される。なお、信号受信部４０２で受信された変調信号は、軟判定データ生成部４０４にも入力され、指標ＳＤＩの算出に用いられる。そして、指標ＳＤＩの送信、パケット長の変更等の処理が繰り返し実行される。
【０１２６】
以上、第２通信装置４００の機能構成について説明した。このような方法を用いることで、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が異なる場合においても、伝送路の状態に応じて送信系列のパケット長を動的に変更することが可能になる。さらに、通信チャネルＣＨ１２のチャネル特性が変化した場合においても適切なパケット長でデータを分割送信することが可能になり、通信時間が短縮される。その結果、利用者の利便性を向上させることができる。
【０１２７】
以上、本発明の第２実施形態に係る通信システム２０、第１通信装置３００、第２通信装置４００の構成について、上記の第１実施形態の内容と対比しながら詳細に説明した。上記の構成を適用することにより、伝送路の通信状態を適切に評価し、その評価結果に応じて動的にパケット長を変更することが可能になる。
【０１２８】
＜３：第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上記の第２実施形態では、一方の通信チャネルＣＨ１２を評価し、その評価結果に基づいてパケット長を変更する方法が示された。本実施形態は、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の双方を評価し、その評価結果を用いて双方向通信の環境改善を図るものである。但し、基本的な技術的思想については、上記の第２実施形態を承継している点に注意されたい。
【０１２９】
［３−１：通信装置の機能構成］
まず、本実施形態に係る通信システム３０に含まれる第１通信装置５００及び第２通信装置６００の機能構成について詳細に説明する。
【０１３０】
（３−１−１：第１通信装置５００の機能構成）
はじめに、図１９を参照しながら、第１通信装置５００の機能構成について説明する。図１９には、本実施形態に係る第１通信装置５００の機能構成例が示されている。
【０１３１】
図１９に示すように、第１通信装置５００は、主に、信号受信部５０２と、軟判定データ生成部５０４と、指標計算部５０６と、復調部５０８と、指標抽出部５１０とを有する。さらに、第１通信装置５００は、通信制御部５１２と、パケット長変更部５１４と、変調部５１６と、信号送信部５１８とを有する。
【０１３２】
まず、送信データのパケットがパケット長変更部５１４を介して変調部５１６に入力される。但し、ここで入力されるパケットは、分割パケットでも非分割パケットでもよい。パケットが入力されると、変調部５１６では、所定の変調方式に基づいてパケットが変調され、変調信号が生成される。所定の変調方式としては、例えば、位相偏移変調方式や振幅変調方式等の方式が用いられる。変調部５１６で生成された変調信号は、信号送信部５１８に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部５１８は、第２通信装置６００に向けて変調信号を送信する。
【０１３３】
第２通信装置６００では、受信した変調信号に基づいて指標が算出され、その指標が第１通信装置５００に帰還される。第１通信装置５００は、信号受信部５０２により指標を含む変調信号を受信する。そして、信号受信部５０２で受信された変調信号は、軟判定データ生成部５０４、及び復調部５０８に入力される。変調信号が入力されると、軟判定データ生成部５０４は、変調信号から軟判定データを生成する。軟判定データ生成部５０４は、例えば、アナログデジタル変換や後述する軟判定データの検出方法（図２７、図２８、図２９を参照）を用いて各ビット値を２ビット以上の値（軟判定データ値）として検出する。例えば、軟判定データ生成部５０４は、図４に示した振幅値のような軟判定データ列を検出することができる。
【０１３４】
軟判定データ生成部５０４で生成された軟判定データ列は、指標計算部５０６に入力される。軟判定データ列が入力されると、指標計算部５０６は、軟判定データ列に含まれるデータ値の数（母数ＥＲＮＵＭ）をカウントする。また、指標計算部５０６は、各軟判定データの絶対値を算出する。そして、指標計算部５０６は、各軟判定データの絶対値を加算して絶対値和（ＥＲＡＢＳ）を算出する。さらに、指標計算部５０６は、母数ＥＲＮＵＭ及び絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて絶対値の平均（絶対値平均ＡＶＥ）を算出する。また、指標計算部５０６は、各軟判定データの二乗値を算出すると共に、当該二乗値の和（二乗値和ＥＲＳＱＡ）を算出する。
【０１３５】
そして、指標計算部５０６は、上記の母数ＥＲＮＵＭ、二乗値和ＥＲＳＱＡ、絶対値和ＥＲＡＢＳを用いて軟判定データ列に関する標準偏差（ＳＴＤＥＶ）を算出する。なお、絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶは、上記の式（１）及び式（２）に基づいて算出される。絶対値平均ＡＶＥ、及び標準偏差ＳＴＤＥＶを算出すると、指標計算部５０６は、上記の式（３）に基づいて指標（ＳＤＩ）を算出する。そして、指標計算部５０６により算出された指標ＳＤＩは、パケット長変更部５１４に入力される。
【０１３６】
一方、復調部５０８では、変調信号が復調され、当該変調信号に含まれるパケットのデータ部分が出力される。そして、復調部５０８から出力された受信データは、指標抽出部５１０に入力される。受信データが入力されると、指標抽出部５１０は、受信データから指標を読み出す。そして、指標抽出部５１０により読み出された指標は、通信制御部５１２、及びパケット長変更部５１４に入力される。
【０１３７】
指標が入力されると、通信制御部５１２は、指標の大きさに応じてデータの送信を停止させたり、停止したデータの送信を再開させたりする。例えば、指標が所定値よりも大きい場合、通信制御部５１２は、通信環境が劣化したと判断し、信号送信部５１８に対してデータの送信を停止させるための制御信号を入力する。また、指標が所定値を下回った場合、通信制御部５１２は、通信環境が改善したと判断し、信号送信部５１８に対してデータの送信を再開させるための制御信号を入力する。
【０１３８】
なお、上記の所定値は、パケット長を変更してもデータを所定時間内に正しく送信することが難しいような通信状態に対応する指標の値である。このような構成にすることで、通信環境が劣化している場合にはデータの送信を控え、ランダム又は所定の時間経過後、或いは、通信環境が改善した後にデータの送信を再開することができるようになる。同一チャネルを利用する多数の通信機が周囲に存在している場合、適切にデータの送信タイミングを調整することが求められる。こうした状況において、各通信機が上記指標を算出し、その指標に基づいて送信タイミングを制御することで、より効率的にデータの送信タイミングを調整することができるようになる。
【０１３９】
さて、パケット長変更部５１４は、指標抽出部５１０から指標が入力されると、指標の大きさに応じてパケット長を変更し、変更後のパケット長で分割パケットを生成する。但し、パケット長変更部５１４は、図１８の（Ｂ）に示すように、分割パケットのデータｄａｔａ部分に指標計算部５０６で算出した指標ＳＤＩを挿入する。このようにしてパケット長変更部５１４により生成された分割パケットは、変調部５１６に入力される。
【０１４０】
パケット長変更部５１４から分割パケットが入力されると、変調部５１６は、所定の変調方式に基づいて分割パケットを変調し、変調信号を生成する。そして、変調部５１６で生成された変調信号は、信号送信部５１８に入力される。変調信号が入力されると、信号送信部５１８は、入力された変調信号を第２通信装置６００に送信する。なお、信号送信部５１８は、通信制御部５１２から入力された制御信号に応じて変調信号を送信停止したり、又は送信再開したりする。また、信号送信部５１８は、通信制御部５１２から送信停止の制御信号が入力された場合に、伝送路の通信状態を検査するための検査用パケットを第２通信装置６００に送信するように構成されていてもよい。
【０１４１】
以上、第１通信装置５００の機能構成について説明した。
【０１４２】
（３−１−２：第２通信装置６００の機能構成）
次に、図１９を参照しながら、第２通信装置６００の機能構成について説明する。図１９には、本実施形態に係る第２通信装置６００の機能構成例が示されている。但し、第２通信装置６００の構成は、実質的に第１通信装置５００の構成と同じである。そのため、各構成要素の詳細な説明を省略し、各構成要素の対応関係のみを示す。
【０１４３】
図１９に示すように、第２通信装置６００は、主に、信号受信部６０２と、軟判定データ生成部６０４と、指標計算部６０６と、復調部６０８と、指標抽出部６１０とを有する。これらの構成要素には、第１通信装置５００が有する、信号受信部５０２と、軟判定データ生成部５０４と、指標計算部５０６と、復調部５０８と、指標抽出部５１０とがそれぞれ対応する。さらに、第２通信装置６００は、通信制御部６１２と、パケット長変更部６１４と、変調部６１６と、信号送信部６１８とを有する。これらの構成要素には、第１通信装置５００が有する、通信制御部５１２と、パケット長変更部５１４と、変調部５１６と、信号送信部５１８とがそれぞれ対応する。また、各構成要素の間で伝達されるデータや信号の流れも実質的に同じである。
【０１４４】
以上、第２通信装置６００の機能構成について説明した。
【０１４５】
このような構成を適用することで、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１の通信状態が異なる場合においても、伝送路の状態に応じて送信系列のパケット長を動的に変更することが可能になる。さらに、通信チャネルＣＨ１２、ＣＨ２１のチャネル特性が変化した場合においても適切なパケット長で双方向にデータを分割送信することが可能になり、通信時間が短縮される。その結果、利用者の利便性を向上させることができる。
【０１４６】
［３−２：各通信装置のハードウェア構成例］
次に、図２０〜図２３を参照しながら、第１通信装置５００、及び第２通信装置６００のハードウェア構成について説明する。なお、第１通信装置５００と第２通信装置６００とは実質的に同じ構成を有するため、第２通信装置６００に関する説明を省略する。
【０１４７】
まず、図２０を参照する。図２０に示すように、第１通信装置５００の機能は、通信部Ｈ５２、指標レジスタＨ５４、演算処理部Ｈ５６（ＣＰＵ）、及びディスプレイ装置Ｈ５８を備えることで実現される。なお、指標レジスタＨ５４は、通信部Ｈ５２と演算処理部Ｈ５６との間で共有されている。また、第１通信装置５００にはキーボードや各種のスイッチ類が追加的に設けられていてもよい。さらに、指標が表示されるディスプレイ装置Ｈ５８は省略されていてもよい。なお、第２通信装置６００についても同様である。
【０１４８】
（レジスタ構成：通信部Ｈ５２及び指標レジスタＨ５４）
次に、図２１を参照する。図２１には、通信部Ｈ５２に含まれるレジスタ群、及び指標レジスタＨ５４が示されている。まず、送受信制御レジスタ７１０に受信処理の開始を示す情報が格納されると、受信制御部７０６は受信処理を開始する。受信処理が開始され、検波部７０２にアナログ受信信号が入力されると、検波部７０２で検波された結果が同期判定部７０４に入力される。同期判定部７０４ではアナログデジタルコンバータ等を用いてデータ検出が行われ、検波データとして軟判定データ列が生成される。
【０１４９】
同期判定部７０４で生成された軟判定データ列から硬判定データが生成され、受信制御部７０６に入力される。受信制御部７０６は、入力された硬判定データを受信データレジスタ７１４に格納する。さらに、受信制御部７０６は、受信状態に応じて、受信データレジスタ７１４に受信状態を示す情報（ＯＫ、ＮＧ）を格納する。そして、受信制御部７０６は、受信処理の終了を示す情報を送受信制御レジスタ７１０に格納する。送受信制御レジスタ７１０に受信処理の終了を示す情報が格納されると、演算処理部Ｈ５６は、当該情報を参照して受信処理の終了を認識する。
【０１５０】
一方、同期判定部７０４から出力された軟判定データ列は、統計処理部７０８に入力される。後述するように、統計処理部７０８は、軟判定データ列から母数ＥＲＮＵＭ、絶対値和ＥＲＡＢＳ、及び二乗値和ＥＲＳＱＡを算出する。統計処理部７０８で算出された母数ＥＲＮＵＭ、絶対値和ＥＲＡＢＳ、及び二乗値和ＥＲＳＱＡは、指標レジスタＨ５４に格納される。指標レジスタＨ５４に格納された母数ＥＲＮＵＭ、絶対値和ＥＲＡＢＳ、及び二乗値和ＥＲＳＱＡは、演算処理部Ｈ５６により読み出され、指標ＳＤＩの算出に用いられる。
【０１５１】
また、送受信制御レジスタ７１０に送信処理の開始を示す情報が格納されると、送信制御部７１８は送信処理を開始する。送信制御部７１８は、送信データレジスタ７１２に格納された送信データを読み出し、変調部７２０に入力する。変調部７２０に入力された送信データ系列は、所定の変調方式で変調されてアナログ送信信号として送信される。送信処理が終了すると、送信制御部７１８は、送信処理の終了を示す情報を送受信制御レジスタ７１０に格納する。演算処理部Ｈ５６は、送受信制御レジスタ７１０に格納された当該情報を参照し、送信処理の終了を認識する。
【０１５２】
以上説明したレジスタ構成により送受信処理が実現される。
【０１５３】
（統計処理部７０８の詳細）
次に、図２２を参照する。図２２には、統計処理部７０８の回路構成が記載されている。統計処理部７０８は、母数ＮＵＭを求めるブロック、絶対値和ＡＶＥを求めるブロック、及び二乗値和ＶＡＲを求めるブロックで構成される。
【０１５４】
（母数ＮＵＭを求めるブロック）
母数ＮＵＭを求めるブロックは、加算器７２２、論理積回路７２４、Ｄフリップフロップ７２６、７２８により構成される。このブロックは、カウンタとして機能する。
【０１５５】
まず、加算器７２２には、軟判定データが入力される度にビット値“１”が入力される。加算器７２２は、入力されたビット値“１”と、Ｄフリップフロップ７２６から入力された仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐとを加算する。加算器７２２から出力された新たな仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐは、論理積回路７２４に入力される。
【０１５６】
論理積回路７２４には、リセット信号が入力される。論理積回路７２４は、リセット信号が入力されなかった場合、加算器７２２から入力された仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを示す値をＤフリップフロップ７２６に入力する。また、論理積回路７２４は、リセット信号が入力された場合、そのリセット信号を反転して取得すると共に、ビット値“０”を仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐとしてＤフリップフロップ７２６に入力する。つまり、論理積回路７２４は、リセット信号が入力されるタイミングで仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを０に戻す。
【０１５７】
Ｄフリップフロップ７２６は、入力されたデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで論理積回路７２４から仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを示す値を取得する。そして、Ｄフリップフロップ７２６は、次にデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるまでの間、取得した値を保持する。また、Ｄフリップフロップ７２６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを加算器７２２及びＤフリップフロップ７２８に入力する。つまり、Ｄフリップフロップ７２６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを更新する。
【０１５８】
Ｄフリップフロップ７２８には、論理積回路７２４と同様にリセット信号が入力される。リセット信号が入力されると、Ｄフリップフロップ７２８は、Ｄフリップフロップ７２６から仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐを取得し、その取得した値を最終的な母数ＮＵＭとして出力する。
【０１５９】
（絶対値和ＡＶＥを求めるブロック）
絶対値和ＡＶＥを求めるブロックは、絶対値回路７３０、加算器７３２、論理積回路７３４、Ｄフリップフロップ７３６、７３８により構成される。
【０１６０】
絶対値回路７３０は、入力された軟判定データの値の絶対値を計算する。そして、絶対値回路７３０から出力された計算結果は、加算器７３２に入力される。加算器７３２は、絶対値回路７３０から入力された軟判定データの絶対値と、Ｄフリップフロップ７３６から入力された仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐとを加算する。加算器７３２から出力された新たな仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐは、論理積回路７３４に入力される。
【０１６１】
論理積回路７３４には、リセット信号が入力される。論理積回路７３４は、リセット信号が入力されなかった場合、加算器７３２から入力された仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐをＤフリップフロップ７３６に入力する。また、論理積回路７３４は、リセット信号が入力された場合、そのリセット信号を反転して取得すると共に、ビット値“０”を仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐとしてＤフリップフロップ７３６に入力する。つまり、論理積回路７３４は、リセット信号が入力されるタイミングで仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐを０に戻す。
【０１６２】
Ｄフリップフロップ７３６は、入力されたデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで論理積回路７３４から仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐを取得する。そして、Ｄフリップフロップ７３６は、次にデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるまでの間、取得した値を保持する。また、Ｄフリップフロップ７３６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐを加算器７３２及びＤフリップフロップ７３８に入力する。つまり、Ｄフリップフロップ７３６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐを更新する。
【０１６３】
Ｄフリップフロップ７３８には、論理積回路７３４と同様にリセット信号が入力される。リセット信号が入力されると、Ｄフリップフロップ７３８は、Ｄフリップフロップ７３６から仮の絶対値和ＡＶＥ−ｔｍｐを示す値を取得し、その取得した値を最終的な絶対値和ＡＶＥを示す値として出力する。
【０１６４】
（二乗値和ＶＡＲを求めるブロック）
また、二乗値和ＶＡＲを求めるブロックは、二乗値回路７４０、加算器７４２、論理積回路７４４、Ｄフリップフロップ７４６、７４８により構成される。
【０１６５】
二乗値回路７４０は、加算器２２３から入力された軟判定データの値を二乗して二乗値を出力する。二乗値回路７４０から出力された二乗値は、加算器７４２に入力される。加算器７４２は、二乗値回路７４０から入力された軟判定データの二乗値と、Ｄフリップフロップ７４６から入力された仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐとを加算する。加算器７４２から出力された新たな仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐは、論理積回路７４４に入力される。
【０１６６】
論理積回路７４４には、リセット信号が入力される。論理積回路７４４は、リセット信号が入力されなかった場合、加算器７４２から入力された仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐをＤフリップフロップ７４６に入力する。また、論理積回路７４４は、リセット信号が入力された場合、そのリセット信号を反転して取得すると共に、ビット値“０”を仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐとしてＤフリップフロップ７４６に入力する。つまり、論理積回路７４４は、リセット信号が入力されるタイミングで仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐを０に戻す。
【０１６７】
Ｄフリップフロップ７４６は、入力されたデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、論理積回路７４４から仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐを取得する。そして、Ｄフリップフロップ７４６は、次にデータクロックＤＣｌｋが立ち上がるまでの間、取得した値を保持する。また、Ｄフリップフロップ７４６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐを加算器７４２及びＤフリップフロップ７４８に入力する。つまり、Ｄフリップフロップ７４６は、データクロックＤＣｌｋが立ち上がるタイミングで、保持している仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐを更新する。
【０１６８】
Ｄフリップフロップ７４８には、論理積回路７４４と同様にリセット信号が入力される。リセット信号が入力されると、Ｄフリップフロップ７４８は、Ｄフリップフロップ７４６から仮の二乗値和ＶＡＲ−ｔｍｐを示す値を取得し、その取得した値を最終的な二乗値和ＶＡＲとして出力する。なお、論理積回路７２４、７３４、７４４、及びＤフリップフロップ７２８、７３８、７４８にリセット信号が入力されるタイミングは、仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐが所定数となったときに設定される。また、このタイミングは、軟判定データの検波が終了したときに設定されてもよい。
【０１６９】
例えば、リセット信号が軟判定データの検波の終了のタイミングで入力される場合、受信信号の受信開始と共に軟判定データの検波が開始されると、リセット信号のレベルがＬｏｗ（値“０”）にセットされる。一方、受信信号の受信終了と共に軟判定データの検波が終了すると、リセット信号のレベルがＨｉｇｈ（値“１”）にセットされる。そして、Ｄフリップフロップ７２８は、リセット信号のレベルがＨｉｇｈとなるタイミングに合わせて母数ＮＵＭを出力する。なお、母数ＮＵＭ、絶対値和ＡＶＥ、および二乗値和ＶＡＲは、仮の母数ＮＵＭ−ｔｍｐに限らず、１パケット分の受信信号から得られる軟判定データが処理される度に更新されるように構成されていてもよい。
【０１７０】
このように、統計処理部７０８では、リセット信号が入力される度に母数ＮＵＭ（上記のＥＲＮＵＭ）、絶対値和ＡＶＥ（上記のＥＲＡＢＳ）、二乗値和ＶＡＲ（上記のＥＲＳＱＡ）が更新される。そして、更新された値は、指標レジスタＨ５４に保持される。
【０１７１】
（演算処理部Ｈ５６の詳細）
次に、図２３を参照する。図２３には、演算処理部Ｈ５６の構成例が記載されている。図２３に示すように、演算処理部Ｈ５６は、指標計算／パケット長選択部７５２、指標テーブル７５４、送信データ生成部７５６、及び送信データメモリ７５８を有する。
【０１７２】
演算処理部Ｈ５６は、通信部Ｈ５２から受信終了の割り込み信号を受け取ると、通信部Ｈ５２のレジスタ群に格納されている受信データや受信状態を示すフラグを読み取る。このとき、演算処理部Ｈ５６は、指標レジスタＨ５４に格納された母数（ＥＲＮＵＭ）、絶対値和（ＥＲＡＢＳ）、二乗値和（ＥＲＳＱＡ）も順次読み出す。指標レジスタＨ５４から読み出された母数（ＥＲＮＵＭ）、絶対値和（ＥＲＡＢＳ）、二乗値和（ＥＲＳＱＡ）は、指標計算／パケット長選択部７５２に入力される。
【０１７３】
指標計算／パケット長選択部７５２は、入力された母数（ＥＲＮＵＭ）、絶対値和（ＥＲＡＢＳ）、二乗値和（ＥＲＳＱＡ）を用いて指標ＳＤＩを算出する。さらに、指標計算／パケット長選択部７５２は、指標テーブル７５４（図１０を参照）を参照し、算出した指標ＳＤＩに対応するパケット長を選択する。つまり、指標計算／パケット長選択部７５２は、上記の指標計算部５０６、パケット長変更部５１４に対応する。指標計算／パケット長選択部７５２で選択されたパケット長は、送信データ生成部７５６に通知される。
【０１７４】
送信データ生成部７５６は、送信データメモリ７５８に格納されている送信データを読み出し、通知されたパケット長に適合するように送信データを分割して分割パケットを生成する。そして、送信データ生成部７５６は、分割パケットを送信データレジスタ７１２に格納すると共に、送受信制御レジスタ７１０に送信開始を示すフラグを格納する。つまり、送信データ生成部７５６は、パケット長変更部５１４の一部機能に対応する。
【０１７５】
以上、第１通信装置５００のハードウェア構成について説明した。上記のような構成により、図１９に示すような第１通信装置５００の機能構成が実現される。もちろん、第２通信装置６００についても同様である。そのため、通信環境に応じて適切にパケット長を制御して総通信時間を短縮することが可能になり、利用者の利便性が大きく向上する。
【０１７６】
［３−３：（変形例）各通信装置のハードウェア構成例］
次に、図２４を参照しながら、上記ハードウェア構成の変形例について簡単に説明する。図２４に示す第１通信装置５３０のように、別途コントローラ５４０を設け、ディスプレイ装置Ｈ５８等の一部機能をコントローラ５４０に搭載する構成が考えられる。例えば、非接触ＩＣカードの読み書き装置（所謂、リーダ／ライタ）は、実質的に第１通信装置５３０のような構成を有する。この場合、第１通信装置５３０は、演算処理部Ｈ５６Ａ、Ｈ５６Ｂを介して情報を相互に伝達する。一方、第２通信装置６３０は、非接触ＩＣカードや非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話等に相当する。本実施形態に係る技術は、こうした構成に対しても適用することが可能である。
【０１７７】
［３−４：データ読み書き処理の流れ］
仮に、図２４に示したようなハードウェア構成で通信システム３０が構成されていた場合、パケット長の動的な変更処理を含むデータの読み書き処理は、図２５のようになる。以下、当該読み書き処理について簡単に説明する。図２５は、本実施形態に係るデータ読み書き処理の流れを示す説明図である。
【０１７８】
図２５に示すように、第１通信装置５３０からポーリングコマンドが送信される（Ｓ３０２）。このポーリングコマンドは、受信端末（第２通信装置６３０）の有無を確認するために送信される。例えば、ポーリングコマンドに対するレスポンスが受信された場合、第１通信装置５３０は、受信端末が存在するものと認識する。そのため、第１通信装置５３０は、送信したポーリングコマンドに対して受信端末から応答を受信したか否かを判断する（Ｓ３０４）。応答を受信した場合、第１通信装置５３０は、ステップＳ３０６の処理に進行する。応答を受信していない場合、第１通信装置５３０は、再びステップＳ３０２の処理に進行し、再度、ポーリングコマンドを送信する。
【０１７９】
ステップＳ３０６において、第１通信装置５３０は、受信端末から受信した応答に応じて指標を算出し、当該指標に対応するパケット長を読み出し時に利用するパケット長に指定する（Ｓ３０６）。次いで、第１通信装置５３０は、ステップＳ３０６で決定したパケット長を指定して読み出しコマンドを受信端末に送信する（Ｓ３０８）。次いで、第１通信装置５３０は、読み出し処理を終了するか否かを判断する（Ｓ３１０）。読み出し処理を終了する場合、第１通信装置５３０は、ステップＳ３１２の処理に進行する。読み出し処理を継続する場合、第１通信装置５３０は、再びステップＳ３０６の処理に進行する。
【０１８０】
ステップＳ３１２の処理に進行した場合、第１通信装置５３０は、受信端末から受け取った指標の情報に基づいて書き込み時に利用するパケット長を指定する（Ｓ３１０）。次いで、第１通信装置５３０は、指定したパケット長で書き込みデータを送信する（Ｓ３１４）。次いで、第１通信装置５３０は、書き込み処理を終了するか否かを判断する（Ｓ３１６）。書き込み処理を継続する場合、第１通信装置５３０は、再びステップＳ３１２の処理に進行し、終了する場合は一連の処理を終了する。また、第１通信装置５３０は、次の受信端末に対する処理に移行する。
【０１８１】
以上、本実施形態に係るデータ読み書き処理について説明した。
【０１８２】
［３−５：動的なパケット長変更処理を含む送信方法］
次に、図２６を参照しながら、動的なパケット長変更処理を含む送信処理の流れについて簡単に纏める。図２６に示すように、まず、任意のデータが送信されると（Ｓ４０２）、データの送信先で指標が算出され、指標が所定の条件を満たすか否かが判定される（Ｓ４０４）。指標が所定の条件を満たす場合、ステップＳ４０６の処理が実行される。一方、指標が所定の条件を満たさない場合、再びステップＳ４０２の処理に進行する、ステップＳ４０６の処理に進行した場合、指標に応じてパケット長が決定され、そのパケット長が送信に用いるパケット長に指定される（Ｓ４０６）。次いで、指定されたパケット長の分割パケットで送信データが送信される（Ｓ４０８）。次いで、全てのデータが送信されたか否かが判定される（Ｓ４１０）。全てのデータが送信された場合、一連の処理を終了し、未送信のデータが残っている場合、再びステップＳ４０６の処理に進行する。
【０１８３】
以上の流れで処理が繰り返し実行されることにより、通信状態に応じて動的にパケット長を変更しつつ、データを送信することが可能になる。その結果、全てのデータを送るまでに要する総通信時間が短縮され、利用者の利便性が向上する。
【０１８４】
＜４：補遺＞
以下、上記の各実施形態において適用可能な技術について簡単に説明する。
【０１８５】
［４−１：軟判定データの検出方法］
軟判定データ生成部２０４は、サンプリングクロック生成部８００、軟判定ベースバンド信号生成部８２０、及びデータ生成部８３０により構成することができる。以下、これら各構成要素の回路構成例について詳細に説明する。なお、軟判定データ生成部４０４、５０４、６０４についても同様である。
【０１８６】
（４−１−１：サンプリングクロック生成部８００の回路構成）
まず、サンプリングクロック生成部８００について説明する。サンプリングクロック生成部８００には、デジタル変調信号の搬送波と同程度の周波数を持つ駆動クロックが入力される。この駆動クロックは、デジタル回路を駆動するためのものであり、デジタル回路の動作タイミングを制御する際の基準となる。
【０１８７】
サンプリングクロック生成部８００は、入力された駆動クロックを当該駆動クロックの周期より短い時間だけ遅延させてサンプリングクロックを生成する。例えば、サンプリングクロック生成部８００は、互いに位相の異なる複数のサンプリングクロックを生成する。サンプリングクロック生成部８００で生成されたサンプリングクロックは、軟判定ベースバンド信号生成部８２０、及びデータ生成部８３０に入力される。
【０１８８】
以下、図２７を参照しながら、サンプリングクロック生成部８００の具体的な回路構成について説明する。図２７は、サンプリングクロック生成部８００の具体的な回路構成の一例を示す説明図である。なお、図２７に例示したサンプリングクロック生成部８００は、駆動クロック（Ｃｌｏｃｋ）が入力された場合に、駆動クロックの８分の１周期の整数倍だけ位相がずれた８つのサンプリングクロックを発生させるものである。
【０１８９】
図２７に示すように、サンプリングクロック生成部８００は、遅延部８０４、８０８、８１２、及びインバータ８０２、８０６、８１０、８１４を有する。遅延部８０４、８０８、８１２の機能は、例えば、プログラマブル遅延素子により実現される。また、インバータ８０２、８０６、８１０、８１４の機能は、例えば、駆動クロックの周期に比べて高速で動作するインバータ回路により実現される。
【０１９０】
まず、駆動クロック（Ｃｌｏｃｋ）が入力される。入力された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［０］として出力されると共に、遅延部８０４、８０８、８１２、及びインバータ８０２に入力される。サンプリングクロックＣｌｋ［０］は、駆動クロックそのものであるので、駆動クロックと同じ位相を持つ。
【０１９１】
また、インバータ８０２は、入力された駆動クロックを反転させる。そして、反転された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［４］として出力される。サンプリングクロックＣｌｋ［４］は、駆動クロックが反転されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の４周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９２】
遅延部８０４は、セレクタから入力された制御信号に応じて駆動クロックを８分の１周期だけ遅延させる。そして、遅延された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［１］として出力されると共に、インバータ８０６に入力される。サンプリングクロックＣｌｋ［１］は、駆動クロックが８分の１周期だけ遅延されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の１周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９３】
インバータ８０６は、８分の１周期だけ遅延された駆動クロック（サンプリングクロックＣｌｋ［１］に対応）を反転させる。そして、反転された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［５］として出力される。サンプリングクロックＣｌｋ［５］は、８分の１周期だけ遅延された駆動クロックが反転されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の５周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９４】
遅延部８０８は、セレクタから入力された制御信号に応じて駆動クロックを８分の２周期だけ遅延させる。そして、遅延された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［２］として出力されると共に、インバータ８１０に入力される。サンプリングクロックＣｌｋ［２］は、駆動クロックが８分の２周期だけ遅延されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の２周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９５】
インバータ８１０は、８分の２周期だけ遅延された駆動クロック（サンプリングクロックＣｌｋ［２］に対応）を反転させる。そして、反転された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［６］として出力される。サンプリングクロックＣｌｋ［６］は、８分の２周期だけ遅延された駆動クロックが反転されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の６周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９６】
遅延部８１２は、セレクタから入力された制御信号に応じて駆動クロックを８分の３周期だけ遅延させる。そして、遅延された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［３］として出力されると共に、インバータ８１４に入力される。サンプリングクロックＣｌｋ［３］は、駆動クロックが８分の３周期だけ遅延されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の３周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９７】
インバータ８１４は、８分の３周期だけ遅延された駆動クロック（サンプリングクロックＣｌｋ［３］に対応）を反転させる。そして、反転された駆動クロックは、サンプリングクロックＣｌｋ［７］として出力される。サンプリングクロックＣｌｋ［７］は、８分の３周期だけ遅延された駆動クロックが反転されたものであるから、サンプリングクロックＣｌｋ［０］に対して８分の７周期だけ遅延した位相を持つ。
【０１９８】
このようにして互いに位相が異なる８種類のサンプリングクロックＣｌｋ［０］〜Ｃｌｋ［７］が生成される。なお、図２７の例では、遅延部８０４、８０８、８１２が並列に配置された構成とされているが、例えば、駆動クロックを８分の１周期だけ遅延させる３つの遅延回路が直列に並置される構成としてもよい。また、図２７の例では、反転により位相がπだけ変化することを利用してサンプリングクロックを生成しているため、デューティー比が５０％に近い信号を駆動クロックとして用いる方が好ましい。
【０１９９】
このようにして生成されたサンプリングクロックＣｌｋ［０］〜Ｃｌｋ［７］は、軟判定ベースバンド信号生成部８２０、及びデータ生成部８３０に入力される。
【０２００】
なお、上記の例においては、デジタル変調信号がマンチェスター符号や２相位相偏移変調信号である場合が想定されていた。このような信号に対しては、上記の例のように、搬送波の位相を８等分にし、異なる位相を持つ８種類のサンプリングクロックを用意する必要がある。例えば、サンプリングクロックが半分の４種類になると、位相が一つずれただけでデータ検出が難しくなる。そのため、マンチェスター符号や２相位相偏移変調信号である場合には、サンプリングクロックの種類を８種類程度にするのが適当である。また、４相位相偏移変調信号の場合、サンプリングクロックの種類は、１６種類程度にするのが適当である。
【０２０１】
（４−１−２：軟判定ベースバンド信号生成部８２０の回路構成）
次に、図２８を参照しながら、軟判定ベースバンド信号生成部８２０について説明する。図２８に示すように、軟判定ベースバンド信号生成部８２０は、複数のＤフリップフロップ８２２、８２４、複数の乗算器８２６、及び加算器８２８を含む。
【０２０２】
各Ｄフリップフロップ８２２には、受信されたデジタル変調信号（以下、受信信号）と共に、サンプリングクロック生成部８００で生成されたサンプリングクロックＣｌｋ［０］、…、Ｃｌｋ［７］が入力される。Ｄフリップフロップ８２２は、入力されたサンプリングクロックＣｌｋ［ｋ］（ｋ＝０、…、７）が立ち上がるタイミングで受信信号を１ビットの精度でサンプリングしてサンプリングデータを生成する。さらに、Ｄフリップフロップ８２２は、次の立ち上がりタイミングまでサンプリングデータを保持する。
【０２０３】
つまり、Ｄフリップフロップ８２２では、サンプリングクロックＣｌｋ［ｋ］の周期に同期してサンプリングデータが更新される。Ｄフリップフロップ８２２で得られたサンプリングデータは、次段のＤフリップフロップ８２４に入力される。さらに、次段のＤフリップフロップ８２４には、サンプリングクロックＣｌｋ［０］（駆動クロック）が入力される。Ｄフリップフロップ８２４は、前段のＤフリップフロップ８２２で得られたサンプリングデータを駆動クロックに同期させるために設けられたものである。
【０２０４】
まず、Ｄフリップフロップ８２４は、入力されたサンプリングクロックＣｌｋ［０］が立ち上がるタイミングで前段のＤフリップフロップ８２２に保持されているサンプリングデータを取得する。次いで、Ｄフリップフロップ８２４は、取得したサンプリングデータをサンプリングクロックＣｌｋ［０］が次に立ち上がるタイミングまで保持する。つまり、Ｄフリップフロップ８２４は、前段のＤフリップフロップ８２２から取得したサンプリングデータをサンプリングクロックＣｌｋ［０］の一周期だけ保持する。
【０２０５】
このようなＤフリップフロップ８２４の処理により、前段のＤフリップフロップ８２２においてサンプリングクロックＣｌｋ［ｋ］（ｋ≠０）に同期していたサンプリングデータがサンプリングクロックＣｌｋ［０］に同期する。
【０２０６】
なお、サンプリングデータをサンプリングクロックＣｌｋ［０］に同期させるためには、Ｄフリップフロップ８２４がサンプリングデータを取得する時点で、Ｄフリップフロップ８２２によるサンプリングデータのセトリングが完了している必要がある。ところが、配線遅延などの理由により、サンプリングデータのセトリング時間が長くなると、Ｄフリップフロップ８２４がサンプリングデータを取得する時点でサンプリングデータのセトリングが完了していないことがある。
【０２０７】
このような状況が想定される場合、Ｄフリップフロップ８２２とＤフリップフロップ８２４との間に、適宜、必要な個数のＤフリップフロップを設けることが好ましい。このような構成にしてサンプリングデータの同期タイミングを遅延させることにより、配線遅延等が発生しても各サンプリングデータをサンプリングクロックＣｌｋ［０］に同期させることができる。さて、Ｄフリップフロップ８２４でサンプリングされたサンプリングデータは、乗算器８２６に入力される。なお、各乗算器８２６には、それぞれ所定の係数Ｋ０〜Ｋ７が保持されている。
【０２０８】
まず、乗算器８２６は、Ｄフリップフロップ８２４からサンプリングデータを取得する。そして、乗算器８２６は、保持する係数Ｋｉ（ｉ＝０，…，７）を取得したサンプリングデータに乗算する。そして、乗算器８２６の出力値（以下、サンプリングデータ）は、加算器８２８に入力される。
【０２０９】
なお、上記の係数Ｋｉは、受信信号の搬送波に最も近い位相を持つサンプリングクロックＣｌｋ［ｋ］の情報に基づいて設定される。例えば、サンプリングクロックＣｌｋ［０］の位相が搬送波の位相に最も近い場合について考える。受信信号がＢＰＳＫ信号である場合、係数Ｋｉの組み合わせは、例えば、（Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７）＝（１，２，２，１，−１，−２，−２，−１）に設定される。また、他の例として、係数Ｋｉの組み合わせは、（Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７）＝（１，３，３，１，−１，−３，−３，−１）に設定されうる。
【０２１０】
加算器８２８は、複数の乗算器８２６から入力されたサンプリングデータを加算して軟判定ベースバンド信号（ＲｆＤａｔａ）を生成する。ここで言う軟判定ベースバンド信号とは、搬送波の１周期の期間の間にサンプリングして得られた８つのサンプリングデータに係数が乗算された値の和である。上記係数Ｋｉの組み合わせを（１，２，２，１，−１，−２，−２，−１）に設定すると、この軟判定ベースバンド信号の値は、−６から６までの値になる。このようにして生成された軟判定ベースバンド信号は、データ生成部８３０に入力される。
【０２１１】
なお、軟判定ベースバンド信号の符号は、元のデータのビット値を表す。例えば、軟判定ベースバンド信号の符号が正ならばビット値“１”、符号が負ならばビット値“０”を示す。また、軟判定ベースバンド信号の絶対値は、上記のビット値の確からしさを示す。そのため、搬送波の位相に最も近いサンプリングクロックの情報が得られていない場合、サンプリングクロック毎に係数Ｋ０〜Ｋ７を定めておき、これらの係数を用いてサンプリングクロック毎の軟判定ベースバンド信号を生成して絶対値を比較することにより、搬送波の位相に最も近いサンプリングクロックを決定することができる。
【０２１２】
（４−１−３：データ生成部８３０の回路構成）
次に、図２９を参照しながら、データ生成部８３０について説明する。データ生成部８３０には、後述するデータクロックＤＣｌｋ及びデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］（ｋ＝０，…，７）が入力されているものとする。
【０２１３】
上記のデータクロックＤＣｌｋは、受信信号の元のデータの周期と同じ周期を持ち、駆動クロックと同期した周期波である。例えば、受信信号のデータ周期は、搬送波周期の８倍に設定される。この例においては、データクロックＤＣｌｋの周期が駆動クロックの周期の８倍に設定される。なお、ここで言うデータ周期とは、元のデータを符号化した符号系列において各データ値が割り当てられた区間の現れる周期のことである。また、受信信号のデータの周期は、搬送波周期の整数倍に設定される。そして、上記のデータクロックＤＣｌｋは、駆動クロックを８分周することにより生成される。一方、データサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］（ｋ＝０，…，７）は、データクロックＤＣｌｋの位相を遅延させて生成される。例えば、データサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］（ｋ＝０，…，７）は、データクロックＤＣｌｋの位相を８分のｋ周期分だけ遅延させて生成される。
【０２１４】
さて、データ生成部８３０は、図２９に示すように、複数のＤフリップフロップ８３２、８３４、複数の乗算器８３６、及び加算器８３８を含む。
【０２１５】
各Ｄフリップフロップ８３２には、軟判定ベースバンド信号生成部８２０で生成された軟判定ベースバンド信号と共に、上記のデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［０］、…、ＤＣｌｋ［７］が入力される。Ｄフリップフロップ８３２は、入力されたデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］（ｋ＝０、…、７）が立ち上がるタイミングで軟判定ベースバンド信号を３ビットの精度でサンプリングしてサンプリングデータを生成する。さらに、Ｄフリップフロップ８３２は、次の立ち上がりタイミングまでサンプリングデータを保持する。
【０２１６】
つまり、Ｄフリップフロップ８３２では、データサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］の周期に同期してサンプリングデータが更新される。Ｄフリップフロップ８３２で得られたサンプリングデータは、次段のＤフリップフロップ８３４に入力される。また、次段のＤフリップフロップ８３４には、データクロックＤＣｌｋが入力される。Ｄフリップフロップ８３４は、前段のＤフリップフロップ８３２で得られたサンプリングデータをデータクロックＤＣｌｋに同期させるために設けられたものである。
【０２１７】
まず、Ｄフリップフロップ８３４は、入力されたデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［０］が立ち上がるタイミングで前段のＤフリップフロップ８３２に保持されているサンプリングデータを取得する。次いで、Ｄフリップフロップ８３４は、取得したサンプリングデータをデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［０］が次に立ち上がるタイミングまで保持する。つまり、Ｄフリップフロップ８３４は、前段のＤフリップフロップ８３２から取得したサンプリングデータをデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［０］の一周期だけ保持する。
【０２１８】
このようなＤフリップフロップ８３４の処理により、前段のＤフリップフロップ８３２においてデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］に同期していたサンプリングデータがデータクロックＤＣｌｋに同期する。なお、サンプリングデータをデータクロックＤＣｌｋに同期させるためには、Ｄフリップフロップ８３４がサンプリングデータを取得する時点で、Ｄフリップフロップ８３２によるサンプリングデータのセトリングが完了している必要がある。ところが、配線遅延などの理由により、サンプリングデータのセトリング時間が長くなると、Ｄフリップフロップ８３４がサンプリングデータを取得する時点でサンプリングデータのセトリングが完了していないことがある。
【０２１９】
このような状況が想定される場合、Ｄフリップフロップ８３２とＤフリップフロップ８３４との間に、適宜、必要な個数のＤフリップフロップを設けることが好ましい。このような構成にしてサンプリングデータの同期タイミングを遅延させることにより、配線遅延等が発生しても各サンプリングデータをデータクロックＤＣｌｋに同期させることができる。さて、Ｄフリップフロップ８３４でサンプリングされたサンプリングデータは、乗算器８３６に入力される。なお、各乗算器８３６には、それぞれ所定の係数Ｑ０〜Ｑ７が保持されている。
【０２２０】
まず、乗算器８３６は、Ｄフリップフロップ８３４からサンプリングデータを取得する。そして、乗算器８３６は、保持する係数Ｑｉ（ｉ＝０，…，７）を取得したサンプリングデータに乗算する。そして、乗算器８３６の出力値（以下、サンプリングデータ）は、加算器８３８に入力される。
【０２２１】
なお、上記の係数Ｑｉは、データクロックＤＣｌｋの位相に最も近い位相を持つデータサンプリングクロックＤＣｌｋ［ｋ］の情報に基づいて設定される。例えば、データサンプリングクロックＤＣｌｋ［０］の位相がデータクロックＤＣｌｋの位相に最も近い場合について考える。この場合、係数Ｑｉの組み合わせは、例えば、（Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７）＝（１，１，１，１，−１，−１，−１，−１）に設定される。この場合、データ周期の前半に位置する半周期で軟判定ベースバンド信号をサンプリングして得られる値の和と、データ周期の後半に位置する半周期でサンプリングして得られる値の和との間の差分値が軟判定データ（加算器８３８の出力）になる。
【０２２２】
加算器８３８は、複数の乗算器８３６から入力されたサンプリングデータを加算して軟判定データ（ＥＱＤａｔａ）を生成する。例えば、上記のようにＱｉを設定すると、軟判定データの値は、−４８から４８までの値になる。このようにして得られた軟判定データは、軟判定データ生成部２０４による検出値として指標計算部２０６に入力される。
【０２２３】
なお、軟判定データの符号は、元のデータのビット値を表す。例えば、軟判定データの符号が正ならばビット値“１”、符号が負ならばビット値“０”を示す。また、軟判定データの絶対値は、上記のビット値の確からしさを示す。そのため、データクロックＤＣｌｋの位相に最も近いデータサンプリングクロックの情報が得られていない場合、データサンプリングクロック毎に係数Ｑ０〜Ｑ７を定めておき、これらの係数を用いてデータサンプリングクロック毎の軟判定データを生成して絶対値を比較することにより、データクロックＤＣｌｋの位相に最も近いデータサンプリングクロックを決定することができる。
【０２２４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２２５】
（備考）
上記の軟判定データ生成部２０４、４０４、５０４、６０４は、軟判定データ検出部の一例である。上記の指標計算部２０６、４０６、５０６、６０６は、指標算出部、標準偏差算出部、絶対値平均算出部の一例である。上記のパケット長変更部２１０、３１０、５１４、６１４は、パケット長制御部、パケット長算出部、パケット化部の一例である。上記の信号送信部４１２、５１８、６１８、パケット化部４０８、パケット長変更部５１４、６１４は、指標送信部の一例である。
【符号の説明】
【０２２６】
１０    通信システム
１００    第１通信装置
１０２    変調部
１０４    信号送信部
１０６    信号受信部
１０８    復調部
２００    第２通信装置
２０２    信号受信部
２０４    軟判定データ生成部
２０６    指標計算部
２０８    通信制御部
２１０    パケット長変更部
２１２    変調部
２１４    信号送信部
２３２    パケット長選択部
２３４    パケット化部
２３６    パケット長算出部
２０    通信システム
３００    第１通信装置
３０２    信号受信部
３０４    復調部
３０６    指標抽出部
３０８    通信制御部
３１０    パケット長変更部
３１２    変調部
３１４    信号送信部
３３２    パケット長選択部
３３４    パケット化部
３３６    パケット長算出部
４００    第２通信装置
４０２    信号受信部
４０４    軟判定データ生成部
４０６    指標計算部
４０８    パケット化部
４１０    変調部
４１２    信号送信部
４１４    復調部
３０    通信システム
５００、５３０    第１通信装置
５０２    信号受信部
５０４    軟判定データ生成部
５０６    指標計算部
５０８    復調部
５１０    指標抽出部
５１２    通信制御部
５１４    パケット長変更部
５１６    変調部
５１８    信号送信部
５４０    コントローラ
６００、６３０    第２通信装置
６０２    信号受信部
６０４    軟判定データ生成部
６０６    指標計算部
６０８    復調部
６１０    指標抽出部
６１２    通信制御部
６１４    パケット長変更部
６１６    変調部
６１８    信号送信部
Ｈ５２、Ｈ６２    通信部
Ｈ５４、Ｈ６４    指標レジスタ
Ｈ５６、Ｈ６６    演算処理部
Ｈ５８、Ｈ６８    ディスプレイ装置
７０２    検波部
７０４    同期判定部
７０６    受信制御部
７０８    統計処理部
７１０    送受信制御レジスタ
７１２    送信データレジスタ
７１４    受信データレジスタ
７１６    受信状態レジスタ
７１８    送信制御部
７２０    変調部
７２２、７３２、７４２    加算器
７２４、７３４、７４４    論理積回路
７２６、７２８、７３６、７３８、７４６、７４８    Ｄフリップフロップ
７３０    絶対値回路
７４０    二乗値回路
７５２    指標計算／パケット長選択部
７５４    指標テーブル
７５６    送信データ生成部
７５８    送信データメモリ
８００    サンプリングクロック生成部
８０２、８０６、８１０、８１４    インバータ
８０４、８０８、８１２    遅延部
８２０    軟判定ベースバンド信号生成部
８２２、８２４    Ｄフリップフロップ
８２６    乗算器
８２８    加算器
８３０    データ生成部
８３２、８３４    Ｄフリップフロップ
８３６    乗算器
８３８    加算器
ＣＨ１２、ＣＨ２１    通信チャネル
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010199751.tif 000023
【図１７】
2010199751.tif 000024
【図１８】
2010199751.tif 000025
【図１９】
2010199751.tif 000026
【図２０】
2010199751.tif 000027
【図２１】
2010199751.tif 000028
【図２２】
2010199751.tif 000029
【図２３】
2010199751.tif 000030
【図２４】
2010199751.tif 000031
【図２５】
2010199751.tif 000032
【図２６】
2010199751.tif 000033
【図２７】
2010199751.tif 000034
【図２８】
2010199751.tif 000035
【図２９】
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