(57)【要約】【課題】様々な発音環境においても通信品質を保ち得る音波を用いた通信技術を提供する。【解決手段】音波通信装置１００は、検査信号を音波信号として発音部１１０に送出させる測定信号音構成部１０１と、当該検査信号の音波信号が録音部１１１により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定する環境雑音測定部１０２と、環境雑音測定部１０２により測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定するパラメタ決定部１０３と、パラメタ決定部１０３により決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として発音部１１０に送出させる音波信号生成部１０４と、を有する。【選択図】図１
2014116752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査信号を音波信号として発音部に送出させる測定信号音構成部と、
前記検査信号の音波信号が録音部により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定する環境雑音測定部と、
前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定するパラメタ決定部と、
前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として前記発音部に送出させる音波信号生成部と、
を備える音波通信装置。
【請求項２】
前記音波信号生成部は、前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として、前記データ信号より先に送出させる、
請求項１に記載の音波通信装置。
【請求項３】
前記測定信号音構成部は、複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、隣接周波数間が該選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、
隣接周波数間が前記パラメタ決定部により決定された周波数間隔分離れる複数の信号周波数と複数の送信符号との対応関係を示す周波数符号対応情報に基づいて、前記送信情報に対応する送信符号列を該信号周波数を持つ信号音データに変換する周波数変換部、
を含み、
前記周波数変換部により変換された信号音データに基づいて、前記データ信号を音波信号として前記発音部に送出させる、
請求項１又は２に記載の音波通信装置。
【請求項４】
前記周波数符号対応情報は、前記複数の信号周波数における２つ以上の信号周波数の各組み合わせについて、１つの送信符号がそれぞれ対応付けられる関係を示す、
請求項３に記載の音波通信装置。
【請求項５】
前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔に基づいて、前記周波数符号対応情報を再構成する対応情報生成部、
を更に備える請求項３又は４に記載の音波通信装置。
【請求項６】
前記測定信号音構成部は、複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、前記検査信号を該選択された送信音量の音波信号として前記発音部に送出させ、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された送信音量を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、前記データ信号を前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定された送信音量の音波信号として前記発音部に送出させる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の音波通信装置。
【請求項７】
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、複数の送信回数候補の中から１つの送信回数を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定される送信回数を用いて、前記データ信号を音波信号として前記発音部に繰り返し送出させる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の音波通信装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の音波通信装置であって、前記音波信号生成部が、前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として、前記データ信号より前に送出する音波通信装置と、
前記音波通信装置から送出されるパラメタ通知信号の音波信号が録音されることで取得される信号音データから前記信号音パラメタを抽出し、該抽出された信号音パラメタを用いて、前記音波通信装置から送出されるデータ信号の音波信号が録音されることで取得される信号音データを受信符号列に変換する受信装置と、
を含むアドホック通信システム。
【請求項９】
発音部及び録音部を備える装置により実行される音波通信方法において、
検査信号を音波信号として送出し、
前記検査信号の音波信号を録音し、
前記録音により得られた信号音データに基づいて雑音状態を測定し、
前記測定された雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、
前記決定された信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として送出する、
ことを含む音波通信方法。
【請求項１０】
発音部及び録音部を備える装置に音波通信処理を実行させるプログラムにおいて、
前記音波通信処理は、
検査信号を音波信号として前記発音部に送出させ、
前記検査信号の音波信号が前記録音部により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定し、
前記測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、
前記決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として前記発音部に送出させる、
ことを含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波を用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現実環境下での情報通信手法として、アドホック通信方式が存在する。アドホック通信では、端末同士が直接通信を行う。一方で、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話やタブレット端末等の情報端末はほとんど、電波を利用した通信機能を備えるが、各情報端末が備える電波通信方式には複数の方式が存在する。このような情報端末同士で直接通信を行うためには、各情報端末が備える通信方式を考慮する必要がある。
【０００３】
そこで、多くの情報端末で共通に対応可能な通信方式として、音波を用いた通信方式が利用される。各情報端末は、各自が持つマイク及びスピーカを用いて、相互に音波をやり取りすることで、アドホック通信を行うことができる。
【０００４】
音波を用いた通信を実生活環境で使用する場合、雑音に伴う通信失敗や使用上の煩わしさといった問題がある。使用上の煩わしさには、例えば、音が聴かれることがはばかられるため、使用環境が限られることが挙げられる。
【０００５】
そこで、下記特許文献１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と呼ばれる伝送方式を音響周波数帯に適用する手法を提案する。この提案手法は、ＯＦＤＭ変調を用いることでビットレートを向上させると共に、そのＯＦＤＭ変調により生成された、送信情報を伝送する信号フレーム、及び、ガード時間信号に、それらが伝送される音をマスキングするマスカー音として出力されるマスカー信号を付加して音響信号を生成することで、人間の聴覚に不快でないレベルの可聴音波で情報を伝送する。同様に、変調信号とマスカー信号とで音響信号を生成する手法は、下記特許文献２でも提案されている。下記特許文献２では、搬送波の周波数帯とマスカー信号の周波数又は周波数パターンとが関連付けられて格納される。
【０００６】
また、下記特許文献３は、操作部の操作に応じて発振回路の出力周波数を制御し、この出力周波数の制御により周波数変調された送信信号を生成し、その送信信号により超音波発生素子からワイヤレス信号としての超音波を発生させるリモコン装置を提案する。このリモコン装置では、空気に対する熱衝撃で超音波を発生させる超音波発生素子を用いることで、外来ノイズに対する耐性を向上させている。
【０００７】
また、下記特許文献４は、可聴音信号と、同時にそれに付随した情報を伝送する別の信号とを、データハイディング技術を用いて電気的に合成し、この合成信号を発音することで、当該別の信号により人間に不快感を与えず、かつ、原音である可聴音信号を誤認識させない手法を提案する。
【０００８】
また、下記特許文献５は、超音波による水中通信を正確に行うために、送信器が、同期信号、既知の周波数を持つ参照信号、及び、送信情報の値に応じた周波数を持つ情報信号を超音波信号として水中に送信し、その超音波信号を受信した受信器が、同期信号により参照信号及び情報信号を検出し、参照信号の受信周波数に基づいて情報信号の周波数を補正する手法を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−００５５４１号公報
【特許文献２】特開２００７−１０４５９８号公報
【特許文献３】特開２００７−１７４４２１号公報
【特許文献４】特開２００１−１４８６７０号公報
【特許文献５】特開２００６−２１７２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
音波を用いる通信は、実生活環境の中でも様々な環境下で行われる可能性があるところ、上述の各提案手法では、可聴音信号又は超音波信号の発音環境における雑音状況は加味されていない。例えば、オフィス内と屋外とでは発音環境は全く異なる。このため、上述の各提案手法では、特定の発音環境では、一定の認識率を維持することはできない可能性がある。例えば、上記特許文献５の提案手法は、雑音の影響でシフトされた周波数を受信器側で補正することに着眼しているに過ぎず、発音環境の雑音状況を加味しているわけではない。ここで、認識率とは、受信装置が送信装置から送信された情報と同一の情報を復号できる割合を意味する。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、様々な発音環境においても通信品質を保ち得る音波を用いた通信技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の各側面では、上述した課題を解決するために、それぞれ以下の構成を採用する。
【００１３】
第１の側面は、音波通信装置に関する。第１の側面に係る音波通信装置は、検査信号を音波信号として発音部に送出させる測定信号音構成部と、検査信号の音波信号が録音部により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定する環境雑音測定部と、環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定するパラメタ決定部と、パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として上記発音部に送出させる音波信号生成部と、を有する。
【００１４】
第２の側面は、発音部及び録音部を備える装置により実行される音波通信方法に関する。第２の側面に係る音波通信方法は、検査信号を音波信号として送出し、検査信号の音波信号を録音し、録音により得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定し、測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として送出する、ことを含む。
【００１５】
なお、本発明の他の側面としては、上記第２の側面の方法を少なくとも１つのコンピュータに実行させるプログラムや、上記第１の側面の構成を少なくとも１つのコンピュータに実現させるプログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。この記録媒体は、非一時的な有形の媒体を含む。
【発明の効果】
【００１６】
上記各側面によれば、様々な発音環境においても通信品質を保ち得る音波を用いた通信技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る音波通信装置の構成例を概念的に示す図である。
【図２】第１実施形態におけるアドホック通信システムの構成例を示す概念図である。
【図３】第１実施形態における送信装置及び受信装置の処理構成例を概念的に示す図である。
【図４】周波数間隔ＤＢの例を示す図である。
【図５】信号音構成情報に含まれる信号定義情報の例を示す図である。
【図６】信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報の例を示す図である。
【図７Ａ】データ信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
【図７Ｂ】周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
【図８Ａ】第１実施形態における送信装置の周波数間隔決定及び周波数間隔通知に関する動作例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】第１実施形態における送信装置のデータ信号の送信に関する動作例を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態における受信装置の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。
【図１０】２つの周波数（検査信号数２）から構成される検査信号のスペクトル解析の例を示す図である。
【図１１】第２実施形態における信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報の例を示す図である。
【図１２】実施例２における周波数符号対応情報の例を示す図である。
【図１３】送信回数ＤＢの例を示す図である。
【図１４】送信回数通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
【図１５】第３実施形態における送信装置の送信回数決定及び送信回数通知に関する動作例を示すフローチャートである。
【図１６】第３実施形態における受信装置の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。
【図１７】送信音量ＤＢの例を示す図である。
【図１８】送信音量通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
【図１９】第４実施形態における受信装置の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に挙げる実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る音波通信装置１００の構成例を概念的に示す図である。図１に示されるように、音波通信装置１００は、検査信号を音波信号として発音部１１０に送出させる測定信号音構成部１０１と、当該検査信号の音波信号が録音部１１１により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定する環境雑音測定部１０２と、環境雑音測定部１０２により測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定するパラメタ決定部１０３と、パラメタ決定部１０３により決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として発音部１１０に送出させる音波信号生成部１０４と、を有する。
【００２０】
上記音波通信装置１００が有する各処理部は、個々に又は複数組み合わせられて、ハードウェア構成要素、又は、ソフトウェア構成要素、若しくは、それらの組み合わせにより実現される。ハードウェア構成要素とは、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ゲートアレイ、信号処理回路、アナログ回路等のようなハードウェア回路である。ソフトウェア構成要素とは、１又は複数のメモリ上のデータ（プログラム）が１又は複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）で実行されることにより実現される、タスク、プロセスのようなソフトウェア部品（断片）である。なお、発音部１１０及び録音部１１１は、音波通信装置１００に脱着可能な機器により実現されてもよいし、音波通信装置１００により予め備えられていてもよい。本実施形態は、音波通信装置１００が音波送出及び音波録音することができれば、音波通信装置１００のハードウェア構成を制限しない。
【００２１】
また、本発明の実施の形態に係る音波通信方法は、発音部１１０及び録音部１１１を有する、上述の音波通信装置１００のような装置により実行される。本音波通信方法は、検査信号を音波信号として送出し、検査信号の音波信号を録音し、録音により得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定し、測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として送出する、ことを含む。
【００２２】
このように、本実施形態では、検査信号の音波信号が送出され、その音波信号が送出元自身で録音され、録音された検査信号の信号音データから雑音状態が測定される。この雑音状態は、音波通信装置１００が自ら送出及び録音した検査信号から得られるため、その雑音状態には、音波通信装置１００の発音環境における雑音状況が反映されている。このように、本実施形態では、音波通信装置１００が能動的に自ら発音環境の雑音状態を観測する。そして、測定された雑音状態に基づいて、データ信号の音波信号を送出するための信号音パラメタが決定される。ここで、音波信号とは、可聴音信号及び超音波信号を含む。
【００２３】
これにより、本実施形態によれば、音波通信装置１００が存在する発音環境に応じた信号パラメタでデータ信号が発音されるため、様々な発音環境においても通信品質を保つことができる。
【００２４】
以下、上述の実施形態について更に詳細を説明する。以下には、詳細実施形態として、第１実施形態から第４実施形態を例示する。以下の各詳細実施形態は、上述の音波通信装置１００及び音波通信方法をアドホック通信システムの送信装置に適用した場合の例である。ここで表記されるアドホック通信は、通信端末同士が直接通信を行うという広い意味で用い、それ以外の制限事項を含ませるものではない。なお、上述の音波通信装置１００及び音波通信方法は、音波を用いる通信を実行し得る装置であれば、どのような形態の装置であっても適用可能である。
【００２５】
［第１実施形態］
〔システム構成〕
図２は、第１実施形態におけるアドホック通信システムの構成例を示す概念図である。図２に示されるように、第１実施形態におけるアドホック通信システム１は、送信装置１０及び受信装置２０を有する。図２の例では、説明の便宜のため、或る一方向の通信における、送信側の情報処理装置（コンピュータ）が送信装置１０と表記され、受信側の情報処理装置（コンピュータ）が受信装置２０と表記される。更に、送信装置１０については、その一方向通信における送信側の構成のみが示され、受信装置２０については、その一方向通信における受信側の構成のみが示される。本実施形態は、送信装置１０が受信側の構成を有すること、及び、受信装置２０が送信側の構成を有することを排除するものではない。
【００２６】
送信装置１０は、スピーカ５及びマイクロフォン６を有し、受信装置２０は、マイクロフォン７を有する。スピーカ５は、一般的な音波送信器である。マイクロフォン７は、一般的な音波受信器である。本実施形態は、音波を送出し得る装置であれば、スピーカ５自体の具体的構成を制限せず、音波を受信し得る装置であれば、マイクロフォン６及び７の具体的構成を制限しない。送信装置１０は、上述の音波通信装置１００に相当する。
【００２７】
送信装置１０及び受信装置２０は、例えば、携帯電話やパーソナルコンピュータ等である。本実施形態は、送信装置１０及び受信装置２０における上述のような音波の送信及び受信を行う構成以外の構成を何ら制限しない。送信装置１０及び受信装置２０は、センサを制御したり、センサデータを処理したり、メモリやハードディスクなどの記憶処理を行えたり、ネットワークによりデータの送受信を行える装置であってもよい。
【００２８】
図３は、第１実施形態における送信装置１０及び受信装置２０の処理構成例を概念的に示す図である。
【００２９】
〈送信装置〉
送信装置１０は、周波数間隔を決定するための検査信号を生成及び発音し、その検査信号を自ら録音することにより、受信装置２０とのアドホック通信に用いられる周波数間隔を決定する。即ち、第１実施形態では、信号パラメタとして周波数間隔が調整される。送信装置１０は、その決定された周波数間隔を受信装置２０に通知するための周波数間隔通知信号を生成及び発音し、更に、送信情報を搬送するためのその決定された周波数間隔で生成されたデータ信号を生成及び発音する。周波数間隔通知信号は、パラメタ通知信号と呼ぶこともできる。
【００３０】
送信装置１０は、図３に示されるように、ノイズ−パラメタ関係記憶部１１、測定信号音構成部１２、録音部１３、環境雑音測定部１４、パラメタ記憶部１５、送信内容入力部１６、パケット生成部１７、周波数変換部１８、発音部１９等を有する。これら各処理部は、個々に又は複数組み合わせられて、上記ハードウェア構成要素、又は、上記ソフトウェア構成要素、若しくは、それらの組み合わせにより実現される。環境雑音測定部１４は、上述の音波通信装置１００の環境雑音測定部１０２及びパラメタ決定部１０３に相当する。また、パケット生成部１７及び周波数変換部１８は、上述の音波通信装置１００の音波信号生成部１０４に相当する。
【００３１】
ノイズ−パラメタ関係記憶部１１は、以降、Ｎ−Ｐ記憶部１１とも表記される。Ｎ−Ｐ記憶部１１は、周波数間隔候補と、その周波数間隔候補が送信処理に適用された際に認識率を一定以上に保つために必要とされる信号対雑音比の閾値との対応関係を複数格納する周波数間隔ＤＢ（Database）を有する。周波数間隔ＤＢの内容は、例えば、事前の実験やモデルから得られる。
【００３２】
また、Ｎ−Ｐ記憶部１１は、測定信号音構成部１２により生成される検査信号で採用された周波数間隔、最低周波数及び周波数の数（検査信号数とも表記される）を保持する。以降、検査信号で採用された周波数間隔は、現周波数間隔とも表記される。また、検査信号を構成するための最低周波数及び周波数の数は、予め指定されていてもよい。
【００３３】
周波数間隔候補とは、アドホック通信を行うにあたっての、信号周波数帯域の中の各信号周波数を周波数軸上で離す間隔（何Ｈｚ）を示す周波数間隔の候補を意味する。一般的に、周波数間隔が広い程、通信の認識率は低下し難いが、一方で、同じ周波数帯域あたりの伝送レートは減少する。要求Ｓ／Ｎ面積比とは、認識率を一定以上に保つために周波数間隔がある値の時に必要とされる信号と雑音との比率の閾値を、受信した信号音データのスペクトル上の比で表したものである。スペクトルは、音データをフーリエ変換などの既存の手法によって変換することで得られる。
【００３４】
図４は、周波数間隔ＤＢの例を示す図である。図４の例では、周波数間隔ＤＢは、項番、周波数間隔候補及び要求Ｓ／Ｎ面積比をそれぞれ含む複数エントリを持つ。項番は、周波数間隔ＤＢに存在するエントリのインデックスである。図４の例では、信号対雑音比の閾値として要求Ｓ／Ｎ面積比が用いられている。周波数間隔ＤＢの各エントリでは、周波数間隔候補に示される周波数を信号周波数の間隔として用いた場合に、信号の認識率を確保する上で最低限必要となるＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比で示される。ここで、検査信号が２つの隣接する信号周波数から構成される場合、その２つの周波数スペクトルの強度の和を検査信号成分として扱い、周波数軸上のその２つの周波数の間でスペクトル情報として得られた周波数スペクトルの強度の和を雑音成分として扱い、検査信号成分のスペクトル強度の和を雑音成分のスペクトル強度の和で割った値がＳ／Ｎ面積比である。なお、検査信号が３つ以上の隣接する信号周波数から構成される場合は、隣接する信号周波数を複数回比較することでＳ／Ｎ面積比が算出される。
【００３５】
パラメタ記憶部１５は、信号音構成情報及びプロトコル情報を格納する。信号音構成情報は、データ信号及び周波数間隔通知信号を生成するための情報であり、信号数、最低周波数及び周波数間隔を含む信号定義情報と、この信号定義情報により定義される全ての信号周波数の各々と符号との対応関係を示す周波数符号対応情報とを含む。信号数とは、信号周波数の数を示す。プロトコル情報は、送信装置１０と受信装置２０とが共有する通信規約を示し、信号音の時系列上に並ぶ意味内容や順番や時間を示す。プロトコル情報には、データ信号のための情報と周波数間隔通知信号のための情報とが含まれる。
【００３６】
パラメタ記憶部１５は、環境雑音測定部１４に信号音構成情報を与え、環境雑音測定部１４により更新された信号音構成情報を再度取得し、その更新された信号音構成情報を格納する。また、プロトコル情報は、パケット生成部１７により利用される。
【００３７】
図５は、信号音構成情報に含まれる信号定義情報の例を示す図である。図５の例では、信号数、最低周波数及び周波数間隔の対応関係を示す信号定義情報が複数格納されている。信号数とは、データ信号及び周波数間隔通知信号に利用される周波数の数を示す。送信装置１０では、複数の信号定義情報の中で、使用される信号定義情報（エントリ）が予め指定されており、その指定された信号定義情報が信号音構成情報に含まれる。その予め指定された信号定義情報に含まれる周波数間隔は、その周波数間隔が測定信号音構成部１２及び環境雑音測定部１４により変更された場合には、更新される。なお、周波数間隔以外の信号数及び最低周波数についても、ユーザ操作等で変更されてもよい。
【００３８】
図６は、信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報の例を示す図である。図６に示される周波数符号対応情報は、信号数が９、最低周波数が１０００（Ｈｚ）である上記信号定義情報に対応する。即ち、図６の例では、最低周波数１０００Ｈｚから周波数間隔６４Ｈｚで９つ信号周波数が定義され、各信号周波数と、１から９の各符号との対応関係が周波数符号対応情報により示される。
【００３９】
周波数符号対応情報は、各信号定義情報に対応する内容でそれぞれ予め保持されてもよいし、環境雑音測定部１４等により、信号定義情報に基づいて、自動構成されてもよい。
【００４０】
図７Ａは、データ信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。図７Ｂは、周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。図７Ａに示されるように、データ信号のためのプロトコル情報は、同期符号「９」、同期符号「１」及びデータ符号が、当該インデックス順に並ぶことを示す。図７Ｂに示されるように、周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報は、同期符号「９」、同期符号「１」、指示符号「９」及び「周波数間隔項番＋１」が、インデックス順に並ぶことを示す。周波数項番とは、図４に示される周波数間隔ＤＢの中の、現在選択されている周波数間隔を識別する項番である。なお、図７Ａ及び図７Ｂには示されていないが、各プロトコル情報には、終端を示す終端符号が含まれていてもよい。
【００４１】
測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１が有する周波数間隔ＤＢに格納される複数の周波数間隔候補の中から１つの周波数間隔を選択し、この選択された周波数間隔を現周波数間隔としてＮ−Ｐ記憶部１１に保持させ、その現周波数間隔に基づいて、検査信号の信号音データを生成する。このとき、測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための最低周波数及び検査信号数を用いる。これにより、検査信号の信号音データは、その最低周波数からその検査信号数で示される周波数の数分、現周波数間隔で隣接する複数の周波数から構成される。測定信号音構成部１２は、小さいものから順に、周波数間隔ＤＢの中から周波数間隔候補を選択することが望ましい。
【００４２】
測定信号音構成部１２は、生成された信号音データを発音部１９に与えると共に、発音部１９に発音を指示し、更に、録音部１３に録音を指示する。
【００４３】
録音部１３は、図２に示されるマイクロフォン６を含む処理部である。録音部１３は、測定信号音構成部１２からの指示を受けて動作を開始又は停止し、発音部１９から発音された音を録音する。これにより、録音部１３は、検査信号の信号音を録音する。録音された音は、信号音データとして環境雑音測定部１４に渡される。
【００４４】
環境雑音測定部１４は、録音部１３により録音された検査信号の信号音データの信号対雑音比を測定し、その信号対雑音比がその検査信号で採用されている現周波数間隔に対応する条件を満たしているか否かを判定する。環境雑音測定部１４は、この条件を満たしていない場合に、Ｎ−Ｐ記憶部１１の周波数間隔ＤＢから周波数間隔を選び直す。具体的には、環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための最低周波数、検査信号数及び現周波数間隔を用いて、録音部１３により録音された音に対応する信号音データに対してスペクトル解析を行う。環境雑音測定部１４は、このスペクトル解析の結果、検査信号成分のスペクトル強度の和を、検査信号間の雑音として扱われる成分のスペクトル強度の和で除算することにより、信号対雑音比としてＳ／Ｎ面積比を算出し、このＳ／Ｎ面積比と、周波数間隔ＤＢに格納される現周波数間隔に対応する要求Ｓ／Ｎ面積比とを比較する。
【００４５】
環境雑音測定部１４は、算出されたＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比よりも大きい場合には、現周波数間隔をそのまま採用し、算出されたＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比以下の場合には、当該周波数間隔ＤＢから、現周波数間隔よりも大きい１つの周波数間隔候補を新たに選択する。このとき、環境雑音測定部１４は、小さいものから順に、周波数間隔ＤＢの中から新たな周波数間隔候補を選択することが望ましい。環境雑音測定部１４は、この新たに選択された周波数間隔候補を、Ｎ−Ｐ記憶部１１に現周波数間隔として保持させ、測定信号音構成部１２にその新たな周波数間隔に基づいて動作するよう指示する。また、環境雑音測定部１４は、検査信号に採用された現周波数間隔を信号定義情報に反映させ、その信号定義情報を含む信号音構成情報をパラメタ記憶部１５に格納する。
【００４６】
環境雑音測定部１４は、現周波数間隔を決定した場合、その現周波数間隔、信号定義情報に含まれる最低周波数及び信号数に基づいて、当該周波数符号対応情報を再構成するようにしてもよい。これにより、環境雑音測定部１４は、対応情報生成部と呼ぶこともできる。
【００４７】
ここで、Ｓ／Ｎ面積比の算出方法について更に詳細に説明する。環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための検査信号数、最低周波数及び現周波数間隔から、当該信号音データに対応する検査信号の周波数Ｓｉを得る。検査信号数をｎとすると、検査信号の周波数Ｓｉ［Ｈｚ］は、次の（式１）で表されるように、等間隔に並ぶ。但し、以下の（式１）において、ｉは、（１≦ｉ≦ｎ，ｎ≧２）である。
Ｓｉ［Ｈｚ］＝最低周波数Ｓｍｉｎ＋現周波数間隔ｈ＊（ｉ−１）  （式１）
【００４８】
環境雑音測定部１４は、信号周波数帯域、即ち、最低周波数から最低周波数＊（検査信号数−１）までの周波数帯域を持つ信号音データに対して、周波数分解能をｑとしたスペクトル解析を行う。スペクトル解析自体は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等の既存の手法をそのまま用いればよい。ここで、周波数分解能ｑ［Ｈｚ］時の周波数Ｓ［Ｈｚ］におけるスペクトル強度をｆ（Ｓ，ｑ）で表すこととする。周波数分解能ｑには、その信号音データで採用されている周波数間隔よりも小さい値が設定されればよい。検査信号の周波数Ｓｉのスペクトル強度は、ｆ（Ｓｉ，ｑ）で表されるので、２つ以上の周波数から構成される検査信号に関するスペクトル強度の和は、ｆ（Ｓｉ，ｑ）を検査信号を構成する周波数の数分加算したものになる。スペクトル解析の結果得られる周波数のうち、検査信号間の周波数をＳｊとすると、検査信号間のスペクトル強度の和は、ｆ（Ｓｊ，ｑ）を検査信号間の周波数の個数ｍだけ加算したものになる。当該個数ｍは、以下の（式２）に示されるように、検査信号周波数の差を周波数分解能ｑで割ったものから１を引いたものに等しい。
【数１】
2014116752.tif 000003
【００４９】
環境雑音測定部１４は、以上の値を用いて、検査信号成分のスペクトルと検査信号間の雑音成分と見られるスペクトルとの比（Ｓ／Ｎ面積比ｘ）を、以下の（式３）によって算出する。以下の（式３）によって得られたＳ／Ｎ面積比ｘが、周波数間隔ＤＢに定められる閾値である要求Ｓ／Ｎ面積比より高い場合は、その検査信号で採用される周波数間隔がそのまま採用される。一方、Ｓ／Ｎ面積比ｘが当該要求Ｓ／Ｎ面積比以下である場合は、Ｎ−Ｐ記憶部１１が有する周波数間隔ＤＢに格納される周波数間隔候補の中から、現周波数間隔よりも大きい１つの周波数間隔が新たに選択される。
【数２】
2014116752.tif 000004
【００５０】
送信内容入力部１６は、データ信号により送信されるべき送信情報を取得する。取得された送信情報は、パケット生成部１７に与えられる。当該送信情報は、送信装置１０が備える入力装置（図示せず）等をユーザが操作することで入力された情報であってもよいし、送信装置１０のメモリ（図示せず）に格納されるプログラムが送信装置１０のＣＰＵにより実行されることで生成された情報であってもよいし、可搬型記録媒体、他のコンピュータ等から取得された情報であってもよい。
【００５１】
パケット生成部１７は、送信内容入力部１６から取得された送信情報をデータ信号として送信するための符号列、及び、現周波数間隔の情報を周波数間隔通知信号として送信するための符号列を生成する。具体的には、パケット生成部１７は、送信内容入力部１６から取得された送信情報を１符合ごとに分割し、送信情報に対応する符号列と、データ信号のためのプロトコル情報に含まれる同期符号（「９」及び「１」）とを結合する。一方、パケット生成部１７は、現周波数間隔を特定する周波数間隔特定情報（周波数間隔項番＋１）を符号化し、この符号と、周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報に含まれる同期信号（「９」及び「１」）及び指示符号（「９」）とを結合する。結合された各符号列は周波数変換部１８に送られる。
【００５２】
周波数変換部１８は、パケット生成部１７から取得された符号列を、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報を用いて、信号音データに変換する。周波数変換部１８は、信号音構成情報に含まれる上記周波数符号対応情報を参照することで、その符号列を信号音データに変換することができる。変換された信号音データは、発音部１９に送られる。
【００５３】
発音部１９は、図２に示されるスピーカ５を含む処理部である。発音部１９は、測定信号音構成部１２から取得される、検査信号の信号音データ、並びに、周波数変換部１８から取得される、データ信号の信号音データ及び周波数間隔通知信号の信号音データを取得し、各信号音データに対応する音波（音波信号）をそれぞれ送出する。このようにデータ信号又は周波数間隔通知信号の信号音データに対応する音波の送出をデータ信号又は周波数間隔通知信号の発音とも表記する。
【００５４】
〈受信装置〉
受信装置２０は、送信装置１０から発音された信号音を録音することで、データ信号及び周波数間隔通知信号を受信する。受信装置２０は、周波数間隔通知信号に含まれる周波数間隔情報を用いて、録音された信号音データを周波数解析し、受信結果データを取得する。
【００５５】
受信装置２０は、図３に示されるように、パラメタ共有部２１、パラメタ記憶部２２、録音部２３、スペクトル解析部２４、ピーク検出部２５、プロトコル解析部２６等を有する。これら各処理部は、個々に又は複数組み合わせられて、ハードウェア構成要素、又は、ソフトウェア構成要素、若しくは、それらの組み合わせにより実現される。
【００５６】
パラメタ共有部２１は、プロトコル解析部２６から取得される周波数間隔通知信号に対応する受信結果データから、周波数間隔情報を抽出し、その周波数間隔情報をパラメタ記憶部２２の信号音構成情報に反映させる。パラメタ共有部２１は、送信装置１０から通知される周波数間隔情報を取得する前には正しく受信結果データを得ることができないため、パラメタ記憶部２２に格納される他の周波数間隔候補を参照することにより、受信結果データを得るために用いる周波数間隔を選び直す。パラメタ共有部２１は、選び直された周波数間隔を用いて録音されている信号音データに対して再度処理をするように他の処理部に指示する。
【００５７】
パラメタ記憶部２２は、周波数間隔ＤＢ、プロトコル情報及び信号音構成情報を格納する。周波数間隔ＤＢ、プロトコル情報及び信号音構成情報は、上述の送信装置１０と同様である。受信装置２０においても、信号音構成情報に含まれる信号定義情報（信号数及び最低周波数）は、送信装置１０と同じ内容に予め指定されている。受信装置２０では、信号音構成情報に含まれる信号定義情報の周波数間隔は、送信装置１０から周波数間隔通知信号により送られる周波数間隔により更新される。また、パラメタ記憶部２２は、検査信号のための検査信号数及び最低周波数を予め保持する。
【００５８】
録音部２３は、図２に示されるマイクロフォン７を含む処理部である。録音部２３は、送信装置１０の発音部１９（スピーカ５）から送出された信号音を受信及び録音し、録音された信号音データをスペクトル解析部２４に与える。また、録音部２３は、パラメタ共有部２１からの指示により動作する。録音部２３により録音される信号音には、少なくとも、データ信号の信号音及び周波数間隔通知信号の信号音が含まれる。
【００５９】
スペクトル解析部２４は、録音部２３から取得される信号音データに対してスペクトル解析を行い、周波数毎のスペクトル強度を得る。得られたスペクトル情報は、ピーク検出部２５に与えられる。
【００６０】
ピーク検出部２５は、スペクトル解析部２４から取得されるスペクトル情報に基づいて、信号ピーク箇所を特定し、パラメタ記憶部２２から取得される信号音構成情報に基づいて、当該特定されたピークを符号に変換することで、受信符号列を生成する。受信符号列は、プロトコル解析部２６に送られる。なお、ピーク検出部２５により特定されるピークの数は制限されない。但し、当該ピークの数は、当該信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報における、各符号に割り当てられる周波数の数（周波数多重度）と一致する。本実施形態では、各符号が１つの信号周波数に割り当てられるため、ピーク数は１である。また、信号ピークの検出箇所は、当該信号音構成情報の信号定義情報により判断される。
【００６１】
プロトコル解析部２６は、パラメタ記憶部２２から取得されるデータ信号のためのプロトコル情報及び周波数間隔通知信号のためのプトロコル情報に基づいて、ピーク検出部２５から取得される受信符号列の意味を解析する。プロトコル解析部２６は、当該プロトコル情報に基づいて、受信符号列に終端を検出すると、最終的に、受信結果データを取得する。プロトコル解析部２６は、受信結果データに指示符号が含まれている場合には、パラメタ共有部２１に、その指示符号の次のインデックスの符号、即ち、周波数間隔を示す符号（周波数間隔項番＋１）を与える。プロトコル解析部２６は、受信結果データも指示符号も得られなかった場合、パラメタ共有部２１に周波数間隔の選び直しを指示する。
【００６２】
〔動作例〕
以下、第１実施形態における音波通信方法について図８Ａ、図８Ｂ及び図９を用いて説明する。図８Ａは、第１実施形態における送信装置１０の周波数間隔決定及び周波数間隔通知に関する動作例を示すフローチャートである。
【００６３】
送信装置１０は、検査信号の信号音データを生成する（Ａ１０１）。具体的には、送信装置１０は、Ｎ−Ｐ記憶部１１から取得される周波数間隔ＤＢに格納される複数の周波数候補の中から、１つの周波数間隔を選択する。送信装置１０は、その選択された周波数間隔と、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための検査信号数及び最低周波数とに基づいて、検査信号の信号音データを生成する。検査信号数が２に設定されている場合、送信装置１０は、検査信号のための最低周波数と、その最低周波数にその選択された現周波数間隔を加算した周波数とが合成された検査信号を生成する。また、送信装置１０は、選択された現周波数間隔をＮ−Ｐ記憶部１１に保持させる。
【００６４】
送信装置１０は、生成された検査信号を発音する（Ａ１０２）。送信装置１０は、この発音を行うと共に、録音を開始する。これにより、送信装置１０は、検査信号の信号音を録音することができる（Ａ１０３）。
【００６５】
送信装置１０は、その録音された音に対応する信号音データを解析することで、送信装置１０の発音環境における雑音状況を測定する（Ａ１０４）。具体的には、送信装置１０は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される現周波数間隔、検査信号のための検査信号数及び最低周波数を用いて、録音された信号音データをスペクトル強度に変換し、信号音のピーク箇所を特定する。送信装置１０は、特定されたピーク箇所から、スペクトル強度を用いて信号対雑音比（Ｓ／Ｎ面積比）を計算する。
【００６６】
送信装置１０は、このＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比以下である場合は、（Ａ１０１）で選択された現周波数間隔が認識率の要求を満たさないと判断する（Ａ１０５；ＮＯ）。一方、送信装置１０は、このＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比より大きい場合は、（Ａ１０１）で選択された現周波数間隔が認識率の要求を満たすと判断する（Ａ１０５；ＹＥＳ）。
【００６７】
送信装置１０は、（Ａ１０１）で選択された現周波数間隔が認識率の要求を満たさないと判断すると（Ａ１０５；ＮＯ）、新たな周波数間隔を選び直し、その新たな周波数間隔を用いて検査信号を新たに生成する（Ａ１０１）。この場合、送信装置１０は、先に選択されていた周波数間隔よりも１段階大きい周波数間隔を選ぶ。以降、その新たに生成された検査信号に関し、（Ａ１０２）以降が実行される。
【００６８】
一方で、送信装置１０は、（Ａ１０１）で選択された現周波数間隔が認識率の要求を満たすと判断すると（Ａ１０５；ＹＥＳ）、その現周波数間隔の採用を決定する。このとき、送信装置１０は、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報の周波数符号対応情報を、決定された現周波数間隔に基づいて再構成するようにしてもよい。また、このとき、送信装置１０は、その現周波数間隔を信号定義情報に反映させると共に、現周波数間隔の情報を受信装置２０へ通知するために、次のような動作を行う。
【００６９】
送信装置１０は、パラメタ記憶部１５から取得されるプロトコル情報、及び、上述のように決定された現周波数間隔に基づいて、周波数間隔通知信号のための符号列を生成する（Ａ１０６）。この符号列は、例えば、図７Ｂに示される同期符号、指示符号等がインデックス順に並ぶことで形成される。
【００７０】
送信装置１０は、生成された符号列を、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報に基づいて、周波数間隔通知信号の信号音データに変換する（Ａ１０７）。符号と信号音を構成する周波数との対応付けは、当該信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報を用いる。
【００７１】
送信装置１０は、生成された周波数間隔通知信号を発音する（Ａ１０８）。
【００７２】
図８Ｂは、第１実施形態における送信装置１０のデータ信号の送信に関する動作例を示すフローチャートである。
送信装置１０は、データ信号として送信すべき送信情報を取得する（Ｂ１０１）。送信情報は、ユーザによる手動入力でも、プログラムによる自動生成でも良い。
【００７３】
送信装置１０は、送信情報から変換された符号列に、パラメタ記憶部１５から取得されるデータ信号のためのプロトコル情報で示される同期符号を追加することで、送信符号列を生成する（Ｂ１０２）。
【００７４】
送信装置１０は、パラメタ記憶部１５から取得される信号音構成情報に基づいて、その送信符号列をデータ信号の信号音データに変換する（Ｂ１０３）。この符号列は、例えば、図７Ａに示される同期符号及びデータ符号がインデックス順に並ぶことで形成される。
【００７５】
送信装置１０は、変換されたデータ信号を発音する（Ｂ１０４）。
【００７６】
図９は、第１実施形態における受信装置２０の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。
受信装置２０は、送信装置１０から発音された音を録音する（Ｃ１０１）。
【００７７】
受信装置２０は、録音された信号音データに対してスペクトル解析を行う（Ｃ１０２）。受信装置２０は、このスペクトル解析により、周波数毎のスペクトル強度を含むスペクトル情報を取得する。
【００７８】
受信装置２０は、上記スペクトル情報に基づいて、信号周波数帯域内で最も強度が高いピークを検出する。信号周波数帯域の範囲に関する情報は、例えば、パラメタ記憶部２２に格納される信号音構成情報に含まれる。受信装置２０は、信号音構成情報に含まれる周波数間隔の情報等に基づいて、検出されたピークから信号周波数を取得する（Ｃ１０３）。受信装置２０は、検出されたピーク周波数が信号周波数からずれている場合、そのピーク周波数を補正し、最寄りの信号周波数をピーク周波数に設定する。
【００７９】
受信装置２０は、そのピークから取得された信号周波数を、パラメタ記憶部２２から取得される信号音構成情報に基づいて、受信符号列に変換する（Ｃ１０４）。
【００８０】
受信装置２０は、パラメタ記憶部２２から取得されるプロトコル情報に基づいて、上記変換された受信符号列の意味を解釈する（Ｃ１０５）。具体的には、受信装置２０は、その受信符号列が、同期符号、指示符号、周波数間隔、データ符号、終端符号、チェックサム等を含むか否かを判別する。
【００８１】
受信装置２０は、得られた受信符号列に指示符号が含まれない、即ち、受信内容がデータ信号であると判断すると（Ｃ１０７；ＹＥＳ）、当該プロトコル情報を参照することにより、受信符号列を統合する。受信装置２０は、得られた結果に基づいて全ての送信データを受信したか否かを判定する（Ｃ１０９）。例えば、受信装置２０は、得られた結果が当該プロトコル情報に定められる符号列の終端までの構成要素を含むか否か判断する。受信装置２０は、終端までの構成要素を含んでいなければ（Ｃ１０９；ＮＯ）、継続して録音される信号音データに対して（Ｃ１０１）以降の処理を繰り返す。この間、受信符号列は、一時的に保持され、終端の構成要素が取得されるまで、継続的に追記される。受信装置２０は、終端までの構成要素を含んでいる場合（Ｃ１０９；ＹＥＳ）、全受信符号列の受信が完了するため、処理を終了する。
【００８２】
一方、受信装置２０は、得られた受信符号列に指示符号が含まれる、即ち、受信内容がデータ信号でないと判断すると（Ｃ１０７；ＮＯ）、その受信符号列から周波数間隔の情報の抽出を試みる。当該受信符号列がデータ符号でないときとは、当該受信符号列に指示符号が含まれている場合、同期符号も指示符号も認識できない場合などである。
【００８３】
受信装置２０は、当該受信符号列に指示符号が含まれている場合、受信された信号が周波数間隔通知信号であるため、周波数間隔の情報を抽出する。受信装置２０は、抽出された周波数間隔を、信号音構成情報の信号定義情報に反映させ、その信号音構成情報をパラメタ記憶部２２に格納する（Ｃ１０８）。受信装置２０は、受信符号列が同期符号も指示符号も含まれない場合、新たな周波数間隔を選び直し、継続して録音される信号音データに対して（Ｃ１０１）以降の処理を繰り返す。
【００８４】
上述の説明で用いた図８Ａ、図８Ｂ及び図９では、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、本実施形態で実行される工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。例えば、図８Ａの例では、周波数間隔の決定動作（Ａ１０１からＡ１０５）の終了後、周波数間隔の通知動作（Ａ１０６からＡ１０８）が実行されたが、周波数間隔の通知動作は、別のタイミングで実行されてもよい。例えば、周波数間隔の通知動作は、図８Ｂに示されるデータ信号の送信動作の前に実施されてもよい。また、図８Ａに示される（Ａ１０６）及び（Ａ１０７）と、図８Ｂに示される（Ｂ１０１）から（Ｂ１０３）とが並行に実施され、データ信号の信号音データの発音（Ｂ１０４）より先に、周波数間隔通知信号の信号音データの発音（Ａ１０８）が実施されてもよい。
【００８５】
〔第１実施形態における作用及び効果〕
第１実施形態では、送信装置１０が、検査信号を発音し、この検査信号を自ら録音することにより、送信装置１０により、発音環境における信号対雑音比（Ｓ／Ｎ面積比）が測定される。そして、この信号対雑音比が、通信の認識率を保ち得る値となるように、検査信号に採用される周波数間隔が逐次変更される。これにより、送信装置１０の発音環境において、通信の認識率を保つために有効な信号周波数の間隔が決定され、この信号周波数の間隔が送信装置１０から受信装置２０へ通知される。更に、その信号周波数の間隔に基づいてデータ信号の信号音データが構成される。
【００８６】
従って、第１実施形態によれば、送信装置１０の発音環境に大音量の雑音が存在しているような雑音環境においても、その雑音環境に応じた周波数間隔の複数周波数が合成されてなる信号音が発音されるため、適切に送信装置１０と受信装置２０との間で適切なアドホック通信を行うことができる。即ち、第１実施形態によれば、様々な雑音環境下においても、所定の認識率を確保し得る音波通信を行うことができる。
【実施例１】
【００８７】
以下、実施例１として、上述の第１実施形態について具体例を用いて更に詳細に説明する。実施例１では、上述の図４、図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂの各例で示された具体的数値が用いられる。
まず、実施例１における送信装置１０の周波数間隔決定及び周波数間隔通知動作について図８Ａに沿って説明する。
【００８８】
測定信号音構成部１２は、次のようにして検査信号の信号音データを生成する（Ａ１０１）。測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１から図４に示される周波数間隔ＤＢを読み込む。測定信号音構成部１２は、図４の例では、周波数間隔ＤＢの中に複数の周波数間隔候補が存在するため、周波数間隔候補の中から最も小さい周波数間隔６４Ｈｚを選択する。続いて、測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号数及び最低周波数を読み込む。
【００８９】
続いて、測定信号音構成部１２は、読み込まれた検査信号数及び最低周波数、並びに、選択された周波数間隔に基づいて、検査信号を生成する。例えば、検査信号数２、最低周波数１０００Ｈｚ、現周波数間隔６４Ｈｚが取得されている場合、測定信号音構成部１２は、１０００Ｈｚと１０６４Ｈｚとが合成された検査信号の信号音データを生成し、その検査信号の信号音データを発音部１９に渡す。
【００９０】
発音部１９は、測定信号音構成部１２から取得された信号音データに基づいて検査信号を発音する（Ａ１０２）。
【００９１】
録音部１３は、発音部１９により発音された音を録音する（Ａ１０３）。
環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１により保持される検査信号のための検査信号数及び最低周波数、並びに、現周波数間隔を参照し、録音部１３により得られた信号音データを、スペクトル解析により、周波数毎のスペクトル強度に変換する。このように取得されたスペクトル情報に基づいて、環境雑音測定部１４は、信号音のピーク箇所を特定する。
【００９２】
図１０は、２つの周波数（検査信号数２）から構成される検査信号のスペクトル解析の例を示す図である。図１０のＳ１０１は、検査信号数２、最低周波数１０００Ｈｚ及び周波数間隔６４Ｈｚに基づいて生成された検査信号が録音された信号音データの周波数領域のグラフである。図１０の例では、検査信号の信号音データは、１０００Ｈｚと１０６４Ｈｚとが合成された信号音と、雑音成分から構成される音とから構成される。このとき、環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための情報に基づいて、検査信号の周波数が１０００Ｈｚと１０６４Ｈｚとであることを知ることができるため、周波数間隔６４Ｈｚの３分の１（２１Ｈｚ）を周波数分解能に設定し、当該検査信号を周波数毎のスペクトル強度に変換する。図１０のＳ１０２は、周波数毎のスペクトル強度を示す。そして、環境雑音測定部１４は、信号音のピーク箇所を特定する。図１０の例では、ピーク周波数は、既知であり、Ｓ１０２のＳＡで示す要素である。
【００９３】
環境雑音測定部１４は、特定されたピーク箇所から信号対雑音比を計算する（ＳＡ１０４）。図１０の例では、環境雑音測定部１４は、ピーク周波数のスペクトル強度の和として、各ピーク周波数の要素ＳＡの広さの合計を算出する。ここでは、合計８（＝４＋４）が算出される。環境雑音測定部１４は、各ピーク周波数の間にある各周波数のスペクトル強度の和として、Ｓ１０２のＮＡで示される各要素の広さの合計を算出する。ここでは、合計５（＝３＋２）が算出される。この算出される面積が雑音成分のスペクトル強度の合計に対応する。環境雑音測定部１４は、雑音成分に対応する各要素（ＮＡ）の広さの合計に対する、各ピーク周波数の要素の広さの合計をＳ／Ｎ面積比として算出する。ここでは、Ｓ／Ｎ面積比８／５が算出される。
【００９４】
環境雑音測定部１４は、算出されたＳ／Ｎ面積比（８／５）が、周波数間隔６４Ｈｚに対応する要求Ｓ／Ｎ面積比５以上か否かを判断する（Ａ１０５）。ここでは、Ｓ／Ｎ面積比は、要求Ｓ／Ｎ面積比より小さいため（Ａ１０５；ＮＯ）、環境雑音測定部１４は、周波数間隔６４Ｈｚから、周波数間隔ＤＢに含まれる次の周波数間隔候補１２８Ｈｚに選び直す。環境雑音測定部１４は、この新たな周波数間隔１２８ＨｚをＮ−Ｐ記憶部１１に保持させ、この新たな周波数間隔を測定信号音構成部１２に与える（Ａ１０１）。（Ａ１０１）で次に生成される検査信号は、最低周波数１０００Ｈｚと、その最低周波数に新たな周波数間隔１２８Ｈｚが加算された１１２８Ｈｚとから構成される。
【００９５】
これにより、図１０のＳ１０３に示されるような検査信号が録音される（Ａ１０３）。このとき、環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１に保持される検査信号のための情報により、検査信号の周波数が１０００Ｈｚと１１２８Ｈｚとであることを知ることができるため、周波数間隔１２８Ｈｚの３分の１（４３Ｈｚ）を周波数分解能に設定し、当該検査信号を周波数毎のスペクトル強度に変換する。図１０のＳ１０４は、周波数毎のスペクトル強度を示す。そして、環境雑音測定部１４は、信号音のピーク箇所ＳＡを特定する。
【００９６】
環境雑音測定部１４は、上述と同様に、信号成分ＳＡのスペクトル強度の合計（１０＝５＋５）と、雑音成分ＮＡのスペクトル強度の合計（１．５＝０．５＋１．０）とを算出し、Ｓ／Ｎ面積比を算出する。Ｓ１０４の例では、Ｓ／Ｎ面積比は、１０／１．５となり、要求Ｓ／Ｎ面積比５を超える。これにより、環境雑音測定部１４は、この周波数間隔１２８Ｈｚの採用を決定し、この周波数間隔の情報を受信装置２０へ通知する（Ａ１０６からＡ１０８）。このとき、環境雑音測定部１４は、その決定された周波数間隔１２８Ｈｚを信号定義情報に反映し、その信号定義情報を含む信号音構成情報をパラメタ記憶部１５に格納する。
【００９７】
次に、実施例１における送信装置１０のデータ信号の送信動作について図８Ｂに沿って説明する。
送信内容入力部１６は、受信装置２０へ送る送信情報を取得し（Ｂ１０１）、その送信情報を数値化し、その数値データをパケット生成部１７に与える。
【００９８】
パケット生成部１７は、パラメタ記憶部１５に格納されるプロトコル情報に基づいて、送信内容入力部１６から取得された送信情報を、符号分割や同期符号追加等により、送信符号列に変換する（Ｂ１０２）。パケット生成部１７は、その送信符号列を周波数変換部１８に与える。具体的には、パケット生成部１７は、送信情報としてデータ「１」を送りたい場合には、図７Ａに示されるプロトコル情報に基づいて、符号列「９１１」を生成する。
【００９９】
周波数変換部１８は、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報に基づいて、パケット生成部１７から取得される送信符号列を信号音データに変換する（Ｂ１０３）。変換された信号音データは、順次又は一括して発音部１９へ送られる。例えば、符号として上位ビット「１」が与えられた場合、１０００Ｈｚ（＝最低周波数１０００Ｈｚ＋周波数間隔１２８Ｈｚ×（符号（１）−１））の信号音が生成される。このように送信符号列に含まれる各符号についてそれぞれ信号音データに変換される。符号列「９１１」は、２０２４Ｈｚ、１０００Ｈｚ及び１０００Ｈｚが時系列上に並ぶ信号音データに変換される。
【０１００】
発音部１９は、その信号音データに基づいてデータ信号を発音する（Ｂ１０４）。
【０１０１】
次に、実施例１における受信装置２０の受信動作について図９に沿って説明する。
録音部２３は、送信装置１０の発音部１９により発音された音を録音し（Ｃ１０１）、録音された信号音データをスペクトル解析部２４に与える。
【０１０２】
スペクトル解析部２４は、録音部２３から取得される信号音データに対してスペクトル解析を行う（Ｃ１０２）。これにより、周波数毎のスペクトル強度（ピーク）を含むスペクトル情報がピーク検出部２５に与えられる。このスペクトル解析では、送信装置１０から通知された周波数間隔がパラメタ共有部２１により取得されている場合には、その周波数間隔が利用され、取得前の場合、パラメタ記憶部２２に格納される周波数間隔６４Ｈｚが利用される。スペクトル解析における周波数分解能については上述のとおりである。
【０１０３】
ピーク検出部２５は、パラメタ記憶部２２に格納される信号音構成情報に基づいて、信号周波数帯が１０００Ｈｚから１８０４Ｈｚ（＝１０００＋１２８×（９−１））であると認識し、この信号周波数帯内で最もスペクトル強度が高い周波数を検出する（Ｃ１０３）。ここで、検出されたピーク周波数が信号周波数よりも１つの周波数分解能（４３Ｈｚ）分ずれている場合には、ピーク検出部２５は、近傍の信号周波数をピーク周波数に設定する。例えば、１０４３Ｈｚのスペクトル強度が最も高かった場合は、１０００Ｈｚが信号周波数として最も近いので、１０００Ｈｚがピーク周波数に設定される。
【０１０４】
ピーク検出部２５は、検出されたピーク周波数を、信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報（図６）に基づいて、符号データに変換する（Ｃ１０４）。変換された各符号データは、受信符号列としてプロトコル解析部２６に送られる。具体的には、ピーク周波数として１０００Ｈｚが検出された場合、そのピーク周波数は、図６に示される符号「１」に変換される。
【０１０５】
プロトコル解析部２６は、ピーク検出部２５から受信符号列を、パラメタ記憶部２２からプロトコル情報をそれぞれ取得し、受信符号列の意味を解釈する（Ｃ１０５）。例えば、プロトコル解析部２６は、ピーク検出部２５から受信符号列「９１１」を取得した場合、図７Ａのプトロコル情報に基づいて、同期符号「９１１」及びデータ符号「１」を特定する。
【０１０６】
プロトコル解析部２６は、パラメタ記憶部２２から取得されるデータ信号のためのプロトコル情報及び周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報に基づいて、受信符号列がデータ信号に対応するか否かを判断する（Ｃ１０７）。プロトコル解析部２６は、ピーク検出部２５から受信符号列「９１１」を取得した場合、同期符号「９１」の次の符号が指示符号「９」でないため、その受信符号列がデータ信号に対応すると判断する（Ｃ１０７；ＹＥＳ）。一方、プロトコル解析部２６は、ピーク検出部２５から受信符号列「９１９３」を取得した場合、同期符号「９１」及び指示符号「９」が含まれるため、その受信符号列が周波数間隔通知信号に対応すると判断し（Ｃ１０７；ＮＯ）、インデックス４の値、即ち、周波数間隔の情報としての「３」を取得する。周波数間隔の情報「３」は、図４に示される周波数間隔ＤＢの項番「２」に対応するため、その周波数間隔が１２８Ｈｚであることが特定できる。プロトコル解析部２６は、周波数間隔情報が得られた場合には、その周波数間隔情報を、周波数間隔情報が得られなかった場合には、周波数間隔の修正指示をパラメタ共有部２１に与える（Ｃ１０８）。
【０１０７】
パラメタ共有部２１は、周波数間隔１２８Ｈｚを取得すると、信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報を再構成する。具体的には、最低周波数が１０００Ｈｚであり、信号数が９であり、周波数間隔１２８Ｈｚである周波数列「１０００Ｈｚ」、「１１２８Ｈｚ」、「１２５６Ｈｚ」、「１３８４Ｈｚ」、「１５１２Ｈｚ」、「１６４０Ｈｚ」、「１７６８Ｈｚ」、「１８９６Ｈｚ」及び「２０２４Ｈｚ」を決定し、各周波数に各符号「１」から「９」をそれぞれ割り当てる。なお、パラメタ共有部２１は、周波数間隔１２８Ｈｚを用いた周波数符号対応情報を予め保持しており、それを選択するようにしてもよい。一方、周波数間隔の修正指示を受けている場合、パラメタ共有部２１は、他の周波数間隔を選び直し、再度、録音部２３の稼動を指示する（Ｃ１０１）。
【０１０８】
プロトコル解析部２６は、当該符号列にデータの終端を示す構成要素（例えば終端符号）が含まれるか否かを判断する（Ｃ１０９）。プロトコル解析部２６は、当該符号列にデータの終端を示す構成要素が含まれていない場合（Ｃ１０９；ＮＯ）、継続して、録音部２３で録音された信号音データの解析処理を行う（Ｃ１０１）。それまで取得されたデータ列は一時的に保持される。再度、信号音データからデータ列が取得されれば、保持されているデータ列にそのデータ列が追加される。プロトコル解析部２６は、当該符号列にデータの終端を示す構成要素が含まれている場合（Ｃ１０９；ＹＥＳ）、全てのデータ列が受信完了であるため、処理を終了する。例えば、得られた受信符号列が「同期符号」「同期符号」であった場合、更に「データ符号」が必要となるため、信号音データの解析が継続される。
【０１０９】
［第２実施形態］
第２実施形態では、パラメタ記憶部１５及びパラメタ記憶部２２に格納される信号音構成情報の周波数符号対応情報が第１実施形態と異なる。以下、第２実施形態におけるアドホック通信システム１について、第１実施形態と異なる内容を中心に説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の内容については適宜省略する。
【０１１０】
図１１は、第２実施形態における信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報の例を示す図である。第２実施形態における周波数符号対応情報では、図１１の例に示されるように、各符号に対して２つの周波数がそれぞれ割り当てられる。当該信号音構成情報に含まれる信号定義情報に設定される最低周波数及び周波数間隔で決められる周波数列が低域群と広域群とに分けられ、低域群に属する１つの周波数と広域群に属する１つの周波数とのペアに対して１つの符号が割り当てられる。パラメタ記憶部１５及び２２は、このような周波数符号対応情報を含む信号音構成情報を格納する。
【０１１１】
このような周波数符号対応情報は、周波数間隔が決定される度に、環境雑音測定部１４により生成されてもよいし、信号定義情報の内容毎に予め保持されていてもよい。また、図１１の例では、各符号に２つの周波数が割り当てられたが、各符号に３つ以上の周波数が割り当てられてもよい。また、図１１の例では、信号定義情報で決められる周波数列が広域群と低域群とに分けられたが、周波数の高低に依存せず周波数列はグループ分けされてもよい。
【０１１２】
周波数変換部１８は、パケット生成部１７から取得された符号列を、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報の上記周波数符号対応情報を用いて、信号音データに変換する。信号音データは、一定時間ごとに一定周波数を持った音データであるが、第２実施形態で生成される各信号音データは、複数の信号周波数を合成した信号音データとなっている。
【０１１３】
ピーク検出部２５は、スペクトル解析部２４から取得されるスペクトル情報に基づいて、ピーク周波数を検出する。第２実施形態において、検出されるピーク周波数は、周波数符号対応情報の次元数に対応する。例えば、周波数符号対応情報において各符号に２つの周波数が割り当てられている場合、ピーク周波数は２つ検出される。ピーク検出部２５は、周波数符号対応情報に基づいて、当該複数のピーク周波数を１つの符号に変換することで、受信符号列を生成する。
【０１１４】
〔動作例〕
以下、第２実施形態における音波通信方法について図８Ａ、図８Ｂ及び図９を用いて説明する。第２実施形態では、図８Ａの（Ａ１０７）及び図８Ｂの（Ｂ１０３）が第１実施形態と異なる。
【０１１５】
送信装置１０は、図１１の例に示されるような周波数符号対応情報に基づいて、（Ａ１０６）で生成された、周波数間隔通知信号を形成する符号列を信号音データに変換する（Ａ１０７）。また、送信装置１０は、当該周波数符号対応情報に基づいて、（Ｂ１０２）で生成された、データ信号を形成する符号列を信号音データに変換する（Ｂ１０３）。
【０１１６】
但し、送信装置１０は、（Ａ１０１）で選択された周波数間隔が認識率の要求を満たすと判断すると（Ａ１０５；ＹＥＳ）、当該周波数符号対応情報を再構成するようにしてもよい。送信装置１０は、（Ａ１０１）で選択された周波数間隔、当該信号定義情報に設定される信号数及び最低周波数で決められる周波数列を低域群と広域群とに分け、低域群に属する１つの周波数と広域群に属する１つの周波数との各ペアに対して１つの符号をそれぞれ割り当てる。これにより、送信装置１０は、（Ａ１０１）で選択された周波数間隔に対応する周波数符号対応情報を再構成し、信号音構成情報としてパラメタ記憶部１５に格納するようにしてもよい。
【０１１７】
第２実施形態では、図９の（Ｃ１０３）及び（Ｃ１０４）が第１実施形態と異なる。
【０１１８】
受信装置２０は、録音された信号音データに対するスペクトル解析により得られたスペクトル情報に基づいて、信号周波数帯域内で最も強度が高いピークを検出する（Ｃ１０３）。第２実施形態における周波数符号対応情報は、複数の周波数に対して１つの符号が割り当てられる。よって、検出されるピークは、周波数符号対応情報において周波数を分類した次元の数と等しい数になる。受信装置２０は、周波数符号対応情報における周波数の各分類の周波数区間についてそれぞれスペクトル強度の最も高い周波数を検出する。このとき、受信装置２０は、第１実施形態と同様に、ピーク周波数が信号周波数から周波数間隔の２分の１の範囲内でずれている場合は、最寄りの信号周波数をピーク周波数に設定する。
【０１１９】
受信装置２０は、（Ｃ１０３）で検出されたピーク周波数を、周波数符号対応情報に基づいて、受信符号列に変換する（Ｃ１０４）。
【０１２０】
〔第２実施形態の作用及び効果〕
第２実施形態では、送信装置１０と受信装置２０との間で送受される各符号が複数の周波数の組み合わせによりそれぞれ表される。従って、第２実施形態によれば、少ない周波数帯域で多くの符合を表すことができ、伝送レートを向上させることができる。
【実施例２】
【０１２１】
以下、実施例２として、上述の第２実施形態について具体例を用いて更に詳細に説明する。実施例２では、実施例１と異なる内容を中心に説明し、実施例１と同じ内容については適宜省略する。実施例２では、図１２で示される具体的数値が用いられる。図１２は、実施例２における周波数符号対応情報の例を示す図である。
【０１２２】
まず、実施例２における送信装置１０の周波数間隔決定及び周波数間隔通知動作について図８Ａに沿って説明する。実施例２では、図８Ａの（Ａ１０７）及び図８Ｂの（Ｂ１０３）が実施例１と異なる。ここで、図８Ａの（Ａ１０７）の前には、実施例１と同様に、（Ａ１０１）で選択された周波数間隔が１２８Ｈｚであり、この周波数間隔１２８Ｈｚに応じて、図１２に示される周波数符号対応情報が選択されていると仮定する。
【０１２３】
（Ａ１０７）では、周波数変換部１８は、パケット生成部１７により生成された周波数間隔通知信号のための符号列を、図１２に示される周波数符号対応情報に基づいて、信号音データに変換する。例えば、周波数変換部１８は、周波数間隔通知信号のための符号列「９１９３」を取得した場合、１２５６Ｈｚと１６４０Ｈｚとが合成された信号音データ、１０００Ｈｚと１３８４Ｈｚとが合成された信号音データ、１２５６Ｈｚと１６４０Ｈｚとが合成された信号音データ、１０００Ｈｚと１６４０Ｈｚとが合成された信号音データが時系列上で順に並んだ信号音データを生成する。
【０１２４】
（Ｂ１０３）では、周波数変換部１８は、パケット生成部１７により生成されたデータ信号のための符号列を、図１２に示される周波数符号対応情報に基づいて、信号音データに変換する。符号「５」を送信するためにパケット生成部１７により符号列「９１５」が生成された場合、周波数変換部１８は、その符号列から、１２５６Ｈｚと１６４０Ｈｚとが合成された信号音データ、１０００Ｈｚと１３８４Ｈｚとが合成された信号音データ、１１２８Ｈｚと１５１２Ｈｚとが合成された信号音データが時系列上で順に並んだ信号音データを生成する。
【０１２５】
次に、実施例２における受信装置２０の受信動作について図９に沿って説明する。実施例２では、図９の（Ｃ１０３）及び（Ｃ１０４）が実施例１と異なる。
【０１２６】
（Ｃ１０３）において、ピーク検出部２５は、図１２の例に示される周波数符号対応情報における低域群の周波数区間１０００Ｈｚから１３２０Ｈｚと、高域群の周波数区間１３２０Ｈｚから１６４０Ｈｚとの各区間についてスペクトル強度が最高となるピークをそれぞれ検出する。ここで、低域群と高域群との間の境界周波数１３２０Ｈｚは、低域群の最高周波数と高域群の最低周波数との中間周波数に設定されている。
【０１２７】
（Ｃ１０４）では、ピーク検出部２５は、低域群及び広域群の各周波数区間でそれぞれ検出された複数のピーク周波数を、図１２に示される周波数符号対応情報に基づいて、符号データに変換する。例えば、１２５６Ｈｚと１６４０Ｈｚとのペア、１０００Ｈｚと１３８４Ｈｚとのペア、１２５６Ｈｚと１６４０Ｈｚとのペア、及び、１０００Ｈｚと１６４０Ｈｚとのペアがピーク周波数として得られていた場合、ピーク検出部２５は、図１２に示される周波数符号対応情報に基づいて、受信符号列「９１９３」を取得する。
【０１２８】
［第３実施形態］
上述の各実施形態では、発音環境に応じて、送信装置１０と受信装置２０との間でやりとりされる信号音の周波数間隔が調整された。第３実施形態では、発音環境に応じて、信号パラメタとしての送信回数が調整される。以下、第３実施形態におけるアドホック通信システム１について、第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容を中心に説明する。以下の説明では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の内容については適宜省略する。
【０１２９】
第３実施形態では、送信装置１０は、検査信号を発音し、その検査信号を録音することにより、その発音環境に対応する送信回数を決定し、この送信回数に基づいて、データ信号及び送信回数通知信号を繰り返し発音する。受信装置２０は、繰り返し発音されるデータ信号及び送信回数通知信号をそれぞれ録音し、録音された信号音データに基づいて受信データを取得する。以下、第３実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の各処理部についてそれぞれ説明する。
【０１３０】
〔装置構成〕
第３実施形態では、Ｎ−Ｐ記憶部１１は、送信回数ＤＢを有する。
図１３は、送信回数ＤＢの例を示す図である。図１３に示されるように、送信回数ＤＢは、項番、送信回数候補、及び、その送信回数候補を送信処理に適用した際に一定以上の認識率を保つのに必要な信号対雑音比の閾値を示す要求Ｓ／Ｎ面積比をそれぞれ含む複数エントリを持つ。送信回数ＤＢの内容は、例えば、事前の実験やモデルから得られる。また、Ｎ−Ｐ記憶部１１は、検査信号のための検査信号数（隣接する周波数の数）及び周波数間隔、並びに、環境雑音測定部１４により選択された送信回数（以降、現送信回数と表記する）を保持する。
【０１３１】
測定信号音構成部１２は、上述の各実施形態と同様に、検査信号の信号音データを生成する。この検査信号で用いられる周波数間隔には、上述の周波数間隔ＤＢから抽出された値が利用されてもよいし、任意に予め決められた値が利用されてもよい。
【０１３２】
環境雑音測定部１４は、上述の各実施形態と同様に、録音部１３により録音された検査信号の信号音データの信号対雑音比を測定し、この測定結果に基づいて、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信回数ＤＢに格納される複数の送信回数候補の中から１つの送信回数を選択する。具体的には、環境雑音測定部１４は、検査信号の信号音データのＳ／Ｎ面積比を算出し、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信回数ＤＢから、そのＳ／Ｎ面積比より小さい直近の要求Ｓ／Ｎ面積比を含むエントリを特定し、この特定されたエントリに含まれる送信回数候補を選択する。環境雑音測定部１４は、選択された送信回数を現送信回数としてＮ−Ｐ記憶部１１に保持させる。
【０１３３】
図１４は、送信回数通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
パラメタ記憶部１５は、上述の各実施形態における周波数間隔通知信号のためのプロトコル情報に代え、図１４の例に示されるような送信回数通知信号のためのプロトコル情報を含む。送信回数通知信号のためのプロトコル情報は、同期符号「９」、同期符号「１」、指示符号「９」及び「送信回数項番＋１」が、インデックス順に並ぶことを示す。送信回数項番とは、図１３に示される送信回数ＤＢの中の、現在選択されている送信回数候補を識別する項番である。
【０１３４】
パケット生成部１７は、上述の送信回数通知信号のためのプロトコル情報に基づいて、送信回数通知信号の送信符号列を生成する。第３実施形態では、パケット生成部１７は、データ信号の送信符号列、及び、送信回数通知信号の送信符号列をＮ−Ｐ記憶部１１に保持される現送信回数分繰り返し生成する。
【０１３５】
発音部１９は、周波数変換部１８により変換された信号音データ又は測定信号音構成部１２により変換された信号音データを発音する。第３実施形態では、データ信号の場合、データ信号のためのプロトコル情報（図７Ａ参照）に示される同期符号からデータ符号末尾までの一連の符号列が、現送信回数分繰り返し発音される。送信回数通信信号の場合、送信回数通信信号のためのプロトコル情報（図１４参照）に示される同期符号から送信回数の符号までの一連の符号列が、現送信回数分繰り返し発音される。
【０１３６】
パラメタ共有部２１は、プロトコル解析部２６から取得される送信回数通知信号に対応する受信結果データから、送信回数情報を抽出し、その送信回数情報を現送信回数としてパラメタ記憶部２２に格納する。パラメタ共有部２１は、送信装置１０から通知される送信回数情報を取得する前には正しく受信結果データを得ることができないため、パラメタ記憶部２２に格納される他の送信回数候補を参照することにより、受信結果データを得るために用いる送信回数を選び直す。パラメタ共有部２１は、選び直された送信回数を用いて録音されている信号音データに対して再度処理をするように他の処理部に指示する。
【０１３７】
パラメタ記憶部２２は、送信回数ＤＢ、プロトコル情報及び信号音構成情報を格納する。送信回数ＤＢ、プロトコル情報及び信号音構成情報は、上述の送信装置１０と同様である。
【０１３８】
プロトコル解析部２６は、パラメタ記憶部２２から取得されるデータ信号のためのプロトコル情報及び送信回数通知信号のためのプトロコル情報に基づいて、ピーク検出部２５から取得される受信符号列の意味を解析する。プロトコル解析部２６は、当該プロトコル情報で示される終端を検出すると、最終的に、受信結果データを取得する。プロトコル解析部２６は、受信結果データに指示符号が含まれている場合には、パラメタ共有部２１に、その指示符号の次のインデックスの符号、即ち、送信回数を示す符号（送信回数項番＋１）を与える。プロトコル解析部２６は、受信結果データも指示符号も得られなかった場合、パラメタ共有部２１に送信回数の選び直しを指示する。
【０１３９】
〔動作例〕
以下、第３実施形態における音波通信方法について図１５、図８Ｂ及び図１６を用いて説明する。図１５は、第３実施形態における送信装置１０の送信回数決定及び送信回数通知に関する動作例を示すフローチャートである。（Ａ１１１）から（Ａ１１４）は、図８Ａに示される第１実施形態及び第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１４０】
送信装置１０は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信回数ＤＢから、（Ａ１１４）で算出されたＳ／Ｎ面積比より小さい直近の要求Ｓ／Ｎ面積比を含むエントリを特定し、この特定されたエントリに含まれる送信回数候補を現送信回数として決定する（Ａ１１５）。
【０１４１】
送信装置１０は、パラメタ記憶部１５から取得されるプロトコル情報、及び、上述のように決定された現送信回数に基づいて、送信回数通知信号のための送信符号列を生成する（Ａ１１６）。この送信符号列は、例えば、図１４に示される同期符号、指示符号等がインデックス順に並ぶことで形成される。送信装置１０は、この送信符号列を現送信回数に対応する数分生成する。
【０１４２】
送信装置１０は、生成された送信符号列を、パラメタ記憶部１５に格納される信号音構成情報に基づいて、信号音データに変換する（Ａ１１７）。符号と信号音を構成する周波数との対応付けは、当該信号音構成情報に含まれる周波数符号対応情報を用いる。
【０１４３】
送信装置１０は、生成された信号音データを発音する（Ａ１１８）。これにより、第３実施形態では、送信回数通知信号の信号音データが現送信回数分繰り返し発音される。
【０１４４】
第３実施形態におけるデータ信号送信は、図８Ｂに示されるフローチャートと同様であるが、データ信号の信号音データが、現送信回数分繰り返し発音される点において、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。即ち、データ信号に対応する符号列が現送信回数に対応する数分生成され（Ｂ１０２）、各符号列がそれぞれ信号音データに変換される（Ｂ１０３）。
【０１４５】
図１６は、第３実施形態における受信装置２０の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。図１６に示される（Ｃ１１１）から（Ｃ１１７）は、図９に示される（Ｃ１０１）から（Ｃ１０７）と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４６】
受信装置２０は、得られた受信符号列に指示符号が含まれる、即ち、受信内容がデータ信号でないと判断すると（Ｃ１１７；ＮＯ）、当該受信符号列から、現在選択されている送信回数分の数の送信回数通知信号に対応する符号列を認識する。受信装置２０は、現在選択されている送信回数分の数の送信回数通知信号に対応する符号列が得られるまで、（Ｃ１１１）から（Ｃ１１７）を繰り返す。受信装置２０は、現在選択されている送信回数分に相当する符号列が取得されると、その符号列の中から、最も受信頻度の高い受信結果を最終的な受信結果として取得し、その受信結果から送信回数情報を抽出する。受信装置２０は、その送信回数情報をパラメタ記憶部２２に現送信回数として格納し、この現送信回数を用いて、録音される信号音データに対して（Ｃ１１１）以降の処理を繰り返す。
【０１４７】
受信装置２０は、得られた受信符号列に指示符号が含まれない、即ち、受信内容がデータ信号であると判断すると（Ｃ１１７；ＹＥＳ）、当該プロトコル情報を参照することにより、受信符号列を統合する。受信装置２０は、得られた結果に基づいて、現送信回数分のデータ信号に対応する全ての受信符号列を受信したか否かを判定する（Ｃ１１９）。例えば、受信装置２０は、得られた結果が当該プロトコル情報に定められる同期符号から符号列の終端までの構成要素までの符号列を、現送信回数分含むか否かを判断する（Ｃ１１９）。受信装置２０は、終端までの構成要素を含んでいない場合（Ｃ１１９；ＮＯ）、又は、現送信回数分のデータ信号に対応する全ての受信符号列を受信していない場合（Ｃ１１９；ＮＯ）、継続して録音される信号音データに対して（Ｃ１１１）以降の処理を繰り返す。この間、受信符号列は、一時的に保持され、終端の構成要素が取得されるまで、継続的に追記される。受信装置２０は、現送信回数分のデータ信号に対応する全ての受信符号列を受信した場合（Ｃ１１９；ＹＥＳ）、その全ての受信符号列の中から、最も受信頻度の高い受信結果を最終的な受信結果として取得する。
【０１４８】
〔第３実施形態における作用及び効果〕
第３実施形態では、送信装置１０により発音及び録音された検査信号の信号対雑音比が測定され、この信号対雑音比に適合する送信回数が選択され、データ信号及び送信回数通知信号がその選択された送信回数分繰り返し発音される。受信装置２０では、送信回数通知信号の信号音データが録音され、送信装置１０で決定された送信回数が取得される。また、受信装置２０では、その送信回数分繰り返し発音されたデータ信号の信号音データが録音され、その送信回数分録音された信号音データの受信頻度に基づいて、最終的な受信結果データが取得される。
【０１４９】
このように、第３実施形態によれば、送信装置１０の発音環境に適合した送信回数で信号音が発音されるため、送信周波数帯域を広げることなく、受信装置２０での信号の認識率を維持することができる。
【実施例３】
【０１５０】
以下、実施例３として、上述の第３実施形態について具体例を用いて更に詳細に説明する。実施例３では、上述の図１３、図１４、図７Ａの各例で示された具体的数値が用いられる。
【０１５１】
まず、実施例３における送信装置１０の周波数間隔決定及び周波数間隔通知動作について図１５に沿って説明する。実施例３では、図１５の（Ａ１１５）以降が実施例１及び２と異なる。ここで、（Ａ１１４）において、環境雑音測定部１４は、実施例１と同様に、Ｓ／Ｎ面積比として１０／１．５を算出したと仮定する。
【０１５２】
（Ａ１１５）では、環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信回数ＤＢの中から、そのＳ／Ｎ面積比より小さくかつ直近の要求Ｓ／Ｎ面積比を含むエントリを特定する。図１３の例によれば、項番３、送信回数候補３及び要求Ｓ／Ｎ面積比５を含むエントリが特定される。これにより、環境雑音測定部１４は、送信回数を３に決定する。
【０１５３】
（Ａ１１６）では、パケット生成部１７は、現送信回数として３を取得すると、送信回数通知信号のためのプロトコル情報（図１４参照）に基づいて、送信回数通知信号の符号列「９１９４」を現送信回数分生成する。即ち、３組の符号列「９１９４９１９４９１９４」が生成される。以降、その３組の符号列が、信号音構成情報に基づいて、周波数変換部１８により信号音データに変換され（Ａ１１７）、その信号音データが発音部１９により繰り返し発音される（Ａ１１８）。
【０１５４】
次に、実施例３における送信装置１０のデータ信号の送信動作について図８Ｂに沿って説明する。実施例３では、８Ｂの（Ｂ１０２）以降が実施例１及び２と異なる。ここで、パケット生成部１７は、送信内容入力部１６から送信情報に対応する数値データ「２」を取得していたと仮定する。
【０１５５】
（Ｂ１０２）では、パケット生成部１７は、データ信号のためのプロトコル情報（図７Ａ参照）に基づいて、送信内容入力部１６により取得された数値データ「２」に同期符号を追加することにより、送信符号列を現送信回数分生成する。即ち、３組の送信符号列「９１２９１２９１２」が生成される。以降、その３組の符号列が、信号音構成情報に基づいて、周波数変換部１８により信号音データに変換され（Ｂ１０３）、その信号音データが発音部１９により繰り返し発音される（Ｂ１０４）。
【０１５６】
次に、実施例３における受信装置２０の受信動作について図１６に沿って説明する。実施例３では、（Ｃ１１８）及び（Ｃ１１９）が実施例１及び２と異なる。
【０１５７】
まず、上述の送信回数通知信号の信号音データが録音された場合を例示する。この場合、プロトコル解析部２６は、得られた受信符号列に指示符号が含まれる、即ち、受信内容がデータ信号でないと判断すると（Ｃ１１７；ＮＯ）、その受信符号列に、送信回数通知信号のためのプロトコル情報に定められる符号列の終端まで含まれるか否かを判断する（Ｃ１１８）。例えば、受信符号列「９１９４」が取得されている場合、その受信符号列は終端まで含まれると判断される。その受信符号列に終端まで含まれていない場合、プロトコル解析部２６は、（Ｃ１１１）以降を処理し、新たに取得された受信符号列を保持されている受信符号列に追加する。
【０１５８】
更に、プロトコル解析部２６は、現在選択されている送信回数分の数（３）の送信回数通知信号に対応する符号列が得られるまで、（Ｃ１１１）から（Ｃ１１７）を繰り返す。例えば、現送信回数が３であり、かつ、受信符号列「９１９４９１」が取得されている場合、プロトコル解析部２６は、次の受信符号列の取得を待つ。次に、「９３９１９４」が取得された場合、連結された受信符号列「９１９４９１９３９１９４」が取得される。この場合、プロトコル解析部２６は、送信回数（３）分の送信回数通知信号に対応する符号列が得られたと判断し、送信回数分の受信結果「９１９４」、「９１９３」、「９１９４」を取得する。プロトコル解析部２６は、受信頻度から、最終的な受信結果を「９１９４」に決定し、送信回数項番（４）から送信回数（３）を特定し、この送信回数（３）を現送信回数としてパラメタ記憶部２２に格納する。
【０１５９】
次に、上述のデータ信号の信号音データが録音された場合を例示する。この場合、プロトコル解析部２６は、得られた受信符号列に指示符号が含まれない、即ち、受信内容がデータ信号であると判断し（Ｃ１１７；ＹＥＳ）、その受信符号列に、データ信号のためのプロトコル情報に定められる符号列の終端まで含まれるか否かを判断する（Ｃ１１９）。例えば、受信符号列「９１２」が取得されている場合、その受信符号列は終端まで含まれると判断される。その受信符号列に終端まで含まれていない場合、プロトコル解析部２６は、（Ｃ１１１）以降を処理し、新たに取得された受信符号列を保持されている受信符号列に追加する。
【０１６０】
更に、プロトコル解析部２６は、現在選択されている送信回数分の数（３）の送信回数通知信号に対応する符号列が得られるまで、（Ｃ１１１）から（Ｃ１１７）を繰り返す。例えば、現送信回数が３であり、かつ、受信符号列「９１２９１」が取得されている場合、プロトコル解析部２６は、次の受信符号列の取得を待つ。次に、「２９１３」が取得された場合、連結された受信符号列「９１２９１２９１３」が取得される。この場合、プロトコル解析部２６は、送信回数（３）分のデータ信号に対応する符号列が得られたと判断し、送信回数分の受信結果「９１２」、「９１２」、「９１３」を取得する。プロトコル解析部２６は、受信頻度から、最終的な受信結果を「９１２」に決定し、データ符号（２）を取得する。
【０１６１】
［第４実施形態］
上述の各実施形態では、信号パラメタとして、送信装置１０と受信装置２０との間でやりとりされる信号音の周波数間隔又は送信回数が調整された。第４実施形態では、発音環境に応じて、信号パラメタとしての送信音量が調整される。以下、第４実施形態におけるアドホック通信システム１について、第１実施形態から第３実施形態と異なる内容を中心に説明する。以下の説明では、第１実施形態から第３実施形態と同様の内容については適宜省略する。
【０１６２】
第４実施形態では、送信装置１０は、検査信号を所定音量で発音し、その検査信号を録音することにより、その発音環境に対応する送信音量を決定し、データ信号及び送信回数通知信号をその決定された送信音量で発音する。以下、第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の各処理部についてそれぞれ説明する。
【０１６３】
〔装置構成〕
第４実施形態では、Ｎ−Ｐ記憶部１１は、送信音量ＤＢを有する。
図１７は、送信音量ＤＢの例を示す図である。図１７に示されるように、送信音量ＤＢは、項番、送信音量候補、及び、その送信音量候補を送信処理に適用した際に一定以上の認識率を保つのに必要な信号対雑音比の閾値を示す要求Ｓ／Ｎ面積比をそれぞれ含む複数エントリを持つ。送信音量ＤＢの内容は、例えば、事前の実験やモデルから得られる。また、Ｎ−Ｐ記憶部１１は、検査信号の信号音データに関する検査信号数（隣接する周波数の数）及び周波数間隔、並びに、測定信号音構成部１２又は環境雑音測定部１４により選択された送信音量（以降、現送信音量と表記する）を保持する。
【０１６４】
測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに格納される複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択すると共に、上述の各実施形態と同様に、検査信号の信号音データを生成する。この検査信号で用いられる周波数間隔には、上述の周波数間隔ＤＢから抽出された値が利用されてもよいし、任意に予め決められた値が利用されてもよい。測定信号音構成部１２は、検査信号の信号音データを、選択された送信音量で発音するように、発音部１９に指示する。また、測定信号音構成部１２は、選択された送信音量をＮ−Ｐ記憶部１１に保持させる。
【０１６５】
環境雑音測定部１４は、上述の各実施形態と同様に、録音部１３により録音された検査信号の信号音データの信号対雑音比を測定し、その信号対雑音比が現送信音量に対応する条件を満たしているか否かを判定する。環境雑音測定部１４は、その条件を満たしていない場合、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに格納される複数の送信音量候補から１つの送信音量を選び直す。具体的には、環境雑音測定部１４は、信号対雑音比として上述の各実施形態と同様にＳ／Ｎ面積比を計算する。環境雑音測定部１４は、算出されたＳ／Ｎ面積比が現送信音量に対応する要求Ｓ／Ｎ面積比よりも大きい場合には、現送信音量をそのまま採用し、算出されたＳ／Ｎ面積比が当該要求Ｓ／Ｎ面積比以下の場合には、当該送信音量ＤＢから、現送信音量よりも大きい１つの送信音量候補を新たに選択する。環境雑音測定部１４は、この新たに選択された送信音量をＮ−Ｐ記憶部１１に保持させ、測定信号音構成部１２にその新たな送信音量に基づいて動作するよう指示する。
【０１６６】
図１８は、送信音量通知信号のためのプロトコル情報の例を示す図である。
パラメタ記憶部１５は、上述の周波数間隔通知信号又は送信回数通知信号のためのプロトコル情報に代え、図１８の例に示されるような送信音量通知信号のためのプロトコル情報を含む。送信音量通知信号のためのプロトコル情報は、同期符号「９」、同期符号「１」、指示符号「９」及び「送信音量項番＋１」が、インデックス順に並ぶことを示す。送信音量項番とは、図１７に示される送信音量ＤＢの中の、現在選択されている送信音量候補を識別する項番である。
【０１６７】
発音部１９は、測定信号音構成部１２から送られる検査信号の信号音データ、若しくは、周波数変換部１８から送られるデータ信号又は送信音量通知信号の信号音データを、現送信音量で発音する。信号音データの音量調整は、既存の技術が利用されればよいため、ここでは説明を省略する。
【０１６８】
パラメタ共有部２１は、プロトコル解析部２６から取得される送信音量通知信号に対応する受信結果データから、送信音量情報を抽出し、その送信音量情報を現送信音量としてパラメタ記憶部２２に格納する。但し、本実施形態では、パラメタ記憶部２２に格納される現送信音量の使用態様を制限しない。
【０１６９】
プロトコル解析部２６は、パラメタ記憶部２２から取得されるデータ信号のためのプロトコル情報及び送信音量通知信号のためのプトロコル情報に基づいて、ピーク検出部２５から取得される受信符号列の意味を解析する。プロトコル解析部２６は、当該プロトコル情報で示される終端符号列を得ると、最終的に、受信結果データを取得する。プロトコル解析部２６は、受信結果データに指示符号が含まれている場合には、パラメタ共有部２１に、その指示符号の次のインデックスの符号、即ち、送信音量を示す符号（送信音量項番＋１）を与える。
【０１７０】
〔動作例〕
以下、第４実施形態における音波通信方法について図８Ａ、図８Ｂ及び図１９を用いて説明する。
送信装置１０は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに格納される複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択すると共に、上述の各実施形態と同様に、検査信号の信号音データを生成する（Ａ１０１）。
【０１７１】
送信装置１０は、その信号音データを、選択された送信音量で発音する（Ａ１０２）。
送信装置１０は、（Ａ１０３）で録音された検査信号の信号音データの信号対雑音比を測定する（Ａ１０４）。
【０１７２】
送信装置１０は、その信号対雑音比が現送信音量に対応する条件を満たしているか否かを判定する（Ａ１０５）。送信装置１０は、当該条件を満たしている場合には（Ａ１０５；ＹＥＳ）、現送信音量をそのまま維持する。一方、送信装置１０は、当該条件を満たしていない場合には（Ａ１０５；ＮＯ）、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに格納される複数の送信音量候補の中から次に大きい送信音量を新たに選択する。以降、送信装置１０は、信号対雑音比が現送信音量に対応する条件を満たすまで、（Ａ１０１）から（Ａ１０５）を繰り返す。
【０１７３】
送信装置１０は、上述のように決定された現送信音量の情報を含む送信音量通知信号の信号音データを生成し（Ａ１０６及びＡ１０７）、その信号音データをその現送信音量で発音する（Ａ１０８）。
【０１７４】
送信装置１０は、データ信号を発音する際にも、上述のように決められた現送信音量により当該信号音データを発音する（Ｂ１０４）。
【０１７５】
図１９は、第４実施形態における受信装置２０の受信処理に関する動作例を示すフローチャートである。図１９に示される（Ｃ１２１）から（Ｃ１２７）及び（Ｃ１２９）は、図９に示される（Ｃ１０１）から（Ｃ１０７）及び（Ｃ１０９）と同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、（Ｃ１２５）で利用されるプロトコル情報が、送信音量通知信号のためのプロトコル情報及びデータ信号のためのプロトコル情報である点において、他の実施形態と異なる。
【０１７６】
受信装置２０は、データ信号のためのプロトコル情報及び送信音量通知信号のためのプロトコル情報に基づいて、受信符号列がデータ信号に対応しないと判断すると（Ｃ１２７；ＮＯ）、インデックス４の値、即ち、送信音量の情報を取得する。プロトコル解析部２６は、取得された送信音量をパラメタ記憶部２２に保持させる（Ｃ１２８）。
【０１７７】
〔第４実施形態の作用及び効果〕
上述のように、第４実施形態では、送信装置１０により所定の送信音量で発音及び録音された検査信号の信号対雑音比が測定され、この信号対雑音比が一定の認識率を保つために必要な条件を満たすような送信音量が決定される。そして、データ信号及び送信音量通知信号がその選択された送信音量にて発音される。受信装置２０では、送信音量通知信号の信号音データが録音され、送信装置１０で決定された送信音量が取得される。
【０１７８】
このように、第４実施形態によれば、送信装置１０の発音環境に対応する送信音量が設定され、その送信音量で信号音が発音されるため、送信周波数帯域を広げることなく、受信装置２０での信号の認識率を維持することができる。更に、第４実施形態によれば、発音環境の雑音強度に合わせた送信音量を選ぶこともできるため、送信装置１０と受信装置２０との間の通信に用いられる信号音でその環境に存在する人々に与える不快感を低減することができる。
【実施例４】
【０１７９】
以下、実施例４として、上述の第４実施形態について具体例を用いて更に詳細に説明する。実施例４では、上述の図１７及び図１８の例で示された具体的数値が用いられる。図１７の例では、送信音量候補は、送信装置１０の発音部１９の最大送信音量に対する割合で指定されている。
【０１８０】
まず、実施例４における送信装置１０の送信音量決定及び送信音量通知動作について図８Ａに沿って説明する。
【０１８１】
（Ａ１０１）では、測定信号音構成部１２は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに格納される複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択する。ここでは、２５％が選択される。（Ａ１０２）において、発音部１９は、検査信号の信号音データをその送信音量（２５％）で発音する。（Ａ１０３）では、録音部１３がその検査信号を録音し、（Ａ１０４）において、環境雑音測定部１４が、その検査信号の信号音データのＳ／Ｎ面積比を算出する。
【０１８２】
環境雑音測定部１４は、そのＳ／Ｎ面積比が現送信音量（２５％）に対応する要求Ｓ／Ｎ面積比（５）より大きいか否かを判定する（Ａ１０５）。ここで、算出されたＳ／Ｎ面積比が４である場合（Ａ１０５；ＮＯ）、環境雑音測定部１４は、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢの中から次に大きい送信音量（５０％）を新たに選択する。環境雑音測定部１４は、新たに選択された送信音量をＮ−Ｐ記憶部１１に保持させ、その新たな送信音量に基づいて、（Ａ１０１）以降が実行される。ここで、送信音量（５０％）で発音された検査信号のＳ／Ｎ面積比が要求Ｓ／Ｎ面積比より大きくなると（Ａ１０５；ＹＥＳ）、その送信音量が現送信音量として維持される。
【０１８３】
続いて、（Ａ１０６）で、送信音量通知信号のためのプロトコル情報（図１８参照）に基づいて、パケット生成部１７は、送信音量通知信号に対応する符号列「９１９３」を生成する。以降、その符号列が、信号音構成情報に基づいて、周波数変換部１８により信号音データに変換され（Ａ１０７）、その信号音データが現送信音量で発音部１９により発音される（Ａ１０８）。
【０１８４】
実施例４における送信装置１０のデータ信号の送信動作については、図８Ｂに示されるとおりである。但し、実施例４では、（Ｂ１０４）において、発音部１９が、データ信号の信号音データを現送信音量で発音する。
【０１８５】
実施例４における受信装置２０の受信動作については、図１６に示されるとおりである。実施例４では、送信音量通知信号の信号音データが録音される点において、他の実施例と異なる。ここで、送信音量（５０％）の送信音量通知信号に対応する受信符号列「９１９３」が（Ｃ１１４）で取得されたと仮定する。
【０１８６】
この場合、プロトコル解析部２６は、送信音量通知信号のためのプロトコル情報に基づいて、その受信符号列に指示符号「９」が含まれているため、受信内容がデータ信号に対応しないと判断する（Ｃ１１７；ＮＯ）。プロトコル解析部２６は、指示符号「９」の次のインデックスの符号「３」を取得し、Ｎ−Ｐ記憶部１１の送信音量ＤＢに基づいて、その符号「３」に対応する送信音量（５０％）を特定する。プロトコル解析部２６は、その送信音量（５０％）をパラメタ記憶部２２に保持させる（Ｃ１０８）。
【０１８７】
［変形例］
上述の第４実施形態では、送信装置１０は送信音量通知信号を発音したが、送信音量情報を受信装置２０で使用しない場合、送信装置１０は送信音量通知信号を発音しなくてもよい。この場合、図１４に示される送信音量通知信号のためのプロトコル情報は不要となり、図１５の例では、（Ａ１１６）、（Ａ１１７）及び（Ａ１１８）が不要となり、図１６の例では、（Ｃ１１８）が不要となる。
【０１８８】
なお、上述の説明で用いた複数のフローチャートでは、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、本実施形態で実行される工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。本実施形態では、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。
【０１８９】
また、上述の各実施形態及び変形例は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。例えば、第１実施形態と第４実施形態とを組み合わせた形態では、検査信号に応じて、周波数間隔及び送信音量の組み合わせが決定されるようにすればよい。この場合、周波数間隔ＤＢと送信音量ＤＢとが組み合わされたＤＢが利用されればよい。同様に、第２実施形態と第４実施形態とを組み合わせた形態も実現可能である。また、第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせ形態も実現可能である。この場合、検査信号に応じて、送信回数と送信音量との組み合わせが決定されるようにすればよい。更に、第１実施形態又は第２実施形態と、第３実施形態とを組み合わせた形態も実現可能である。
【０１９０】
上記の各実施形態及び各変形例の一部又は全部は、以下の付記のようにも特定され得る。但し、各実施形態及び各変形例が以下の記載に限定されるものではない。
【０１９１】
（付記１）
検査信号を音波信号として発音部に送出させる測定信号音構成部と、
前記検査信号の音波信号が録音部により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定する環境雑音測定部と、
前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定するパラメタ決定部と、
前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として前記発音部に送出させる音波信号生成部と、
を備える音波通信装置。
【０１９２】
（付記２）
前記音波信号生成部は、前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として、前記データ信号より先に送出させる、
付記１に記載の音波通信装置。
【０１９３】
（付記３）
前記測定信号音構成部は、複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記環境雑音測定部は、前記録音部により録音される前記検査信号の前記信号音データを周波数解析することにより、前記複数の信号周波数成分の強度と、前記複数の信号周波数における隣接する信号周波数間の周波数成分の強度との比を前記雑音状態として算出する、
付記１又は２に記載の音波通信装置。
【０１９４】
（付記４）
前記測定信号音構成部は、複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、隣接周波数間が該選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部におり測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、該判定結果に応じて、前記複数の周波数間隔候補の中から新たな周波数間隔を、小さい周波数間隔が優先されるように、選択し、該新たな周波数間隔を用いた前記検査信号の生成を前記測定信号音構成部に実行させる、
付記１から３のいずれか１つに記載の音波通信装置。
【０１９５】
（付記５）
前記測定信号音構成部は、複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、隣接周波数間が該選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、
隣接周波数間が前記パラメタ決定部により決定された周波数間隔分離れる複数の信号周波数と複数の送信符号との対応関係を示す周波数符号対応情報に基づいて、前記送信情報に対応する送信符号列を該信号周波数を持つ信号音データに変換する周波数変換部、
を含み、
前記周波数変換部により変換された信号音データに基づいて、前記データ信号を音波信号として前記発音部に送出させる、
付記１から４のいずれか１つに記載の音波通信装置。
【０１９６】
（付記６）
前記周波数符号対応情報は、前記複数の信号周波数における２つ以上の信号周波数の各組み合わせについて、１つの送信符号がそれぞれ対応付けられる関係を示す、
付記５に記載の音波通信装置。
【０１９７】
（付記７）
前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔に基づいて、前記周波数符号対応情報を再構成する対応情報生成部、
を更に備える付記５又は６に記載の音波通信装置。
【０１９８】
（付記８）
前記測定信号音構成部は、複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、前記検査信号を該選択された送信音量の音波信号として前記発音部に送出させ、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された送信音量を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、該判定結果に応じて、前記複数の送信音量候補の中から新たな送信音量を選択し、該新たな送信音量での前記検査信号の送出を前記測定信号音構成部に実行させる、
付記１から７のいずれか１つに記載の音波通信装置。
【０１９９】
（付記９）
前記測定信号音構成部は、複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、前記検査信号を該選択された送信音量の音波信号として前記発音部に送出させ、
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、前記測定信号音構成部により選択された送信音量を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、前記データ信号を前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定された送信音量の音波信号として前記発音部に送出させる、
付記１から８のいずれか１つに記載の音波通信装置。
【０２００】
（付記１０）
前記パラメタ決定部は、前記環境雑音測定部により測定される雑音状態に基づいて、複数の送信回数候補の中から１つの送信回数を前記信号音パラメタとして決定し、
前記音波信号生成部は、前記パラメタ決定部により前記信号音パラメタとして決定される送信回数を用いて、前記データ信号を音波信号として前記発音部に繰り返し送出させる、
付記１から９のいずれか１つに記載の音波通信装置。
【０２０１】
（付記１１）
付記１から１０のいずれか１つに記載の音波通信装置であって、前記音波信号生成部が、前記パラメタ決定部により決定される信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として、前記データ信号より前に送出する音波通信装置と、
前記音波通信装置から送出されるパラメタ通知信号の音波信号が録音されることで取得される信号音データから前記信号音パラメタを抽出し、該抽出された信号音パラメタを用いて、前記音波通信装置から送出されるデータ信号の音波信号が録音されることで取得される信号音データを受信符号列に変換する音波受信装置と、
を含むアドホック通信システム。
【０２０２】
（付記１２）
発音部及び録音部を備える装置により実行される音波通信方法において、
検査信号を音波信号として送出し、
前記検査信号の音波信号を録音し、
前記録音により得られた信号音データに基づいて雑音状態を測定し、
前記測定された雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、
前記決定された信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として送出する、
ことを含む音波通信方法。
【０２０３】
（付記１３）
前記決定された信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として前記データ信号より先に送出する、
ことを更に含む付記１２に記載の音波通信方法。
【０２０４】
（付記１４）
複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記録音により得られた信号音データを周波数解析する、
ことを更に含み、
前記雑音状態の測定は、前記周波数解析の結果に基づいて、前記複数の信号周波数成分の強度と、前記複数の信号周波数における隣接する信号周波数間の周波数成分の強度との比を前記雑音状態として算出する、
付記１２又は１３に記載の音波通信方法。
【０２０５】
（付記１５）
複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、
隣接周波数間が前記選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、
前記判定結果に応じて、前記複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、新たな周波数間隔を選択し、
前記新たな周波数間隔を用いた前記検査信号を生成する、
ことを更に含む付記１２から１４のいずれか１つに記載の音波通信方法。
【０２０６】
（付記１６）
複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、
隣接周波数間が前記選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとして決定し、
隣接周波数間が前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔分離れる複数の信号周波数と複数の送信符号との対応関係を示す周波数符号対応情報に基づいて、前記送信情報に対応する送信符号列を該信号周波数を持つ信号音データに変換する、
ことを更に含み、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記変換された信号音データに基づいて、前記データ信号を音波信号として送出する、
付記１２から１５のいずれか１つに記載の音波通信方法。
【０２０７】
（付記１７）
前記周波数符号対応情報は、前記複数の信号周波数における２つ以上の信号周波数の各組み合わせについて、１つの送信符号がそれぞれ対応付けられる関係を示す、
付記１６に記載の音波通信方法。
【０２０８】
（付記１８）
前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔に基づいて、前記周波数符号対応情報を再構成する、
ことを更に含む付記１６又は１７に記載の音波通信方法。
【０２０９】
（付記１９）
複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、
前記検査信号を前記選択された送信音量の音波信号として送出し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された送信音量を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、
前記判定結果に応じて、前記複数の送信音量候補の中から新たな送信音量を選択し、
前記検査信号を前記新たな送信音量の音波信号として送出する、
ことを更に含む付記１２から１８のいずれか１つに記載の音波通信方法。
【０２１０】
（付記２０）
複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、
前記検査信号を前記選択された送信音量の音波信号として送出し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された送信音量を前記信号音パラメタとして決定する、
ことを更に含み、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記データ信号を前記信号音パラメタとして決定された送信音量の音波信号として送出する、
付記１２から１９のいずれか１つに記載の音波通信方法。
【０２１１】
（付記２１）
前記測定された雑音状態に基づいて、複数の送信回数候補の中から１つの送信回数を前記信号音パラメタとして決定し、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記信号音パラメタとして決定される送信回数を用いて、前記データ信号を音波信号として繰り返し送出する、
付記１２から２０のいずれか１つに記載の音波通信方法。
【０２１２】
（付記２２）
発音部及び録音部を備える装置に音波通信処理を実行させるプログラムにおいて、
前記音波通信処理は、
検査信号を音波信号として前記発音部に送出させ、
前記検査信号の音波信号が前記録音部により録音されることで得られる信号音データに基づいて雑音状態を測定し、
前記測定される雑音状態に基づいて信号音パラメタを決定し、
前記決定される信号音パラメタを用いて、送信情報を搬送するデータ信号を音波信号として前記発音部に送出させる、
ことを含むプログラム。
【０２１３】
（付記２３）
前記音波通信処理は、
前記決定された信号音パラメタを用いて、該信号音パラメタの情報を含むパラメタ通知信号を音波信号として前記データ信号より先に送出させる、
ことを更に含む付記２２に記載のプログラム。
【０２１４】
（付記２４）
前記音波通信処理は、
複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記録音により得られた信号音データを周波数解析する、
ことを更に含み、
前記雑音状態の測定は、前記周波数解析の結果に基づいて、前記複数の信号周波数成分の強度と、前記複数の信号周波数における隣接する信号周波数間の周波数成分の強度との比を前記雑音状態として算出する、
付記２２又は２３に記載のプログラム。
【０２１５】
（付記２５）
前記音波通信処理は、
複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、
隣接周波数間が前記選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、
前記判定結果に応じて、前記複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、新たな周波数間隔を選択し、
前記新たな周波数間隔を用いた前記検査信号を生成する、
ことを更に含む付記２２から２４のいずれか１つに記載のプログラム。
【０２１６】
（付記２６）
前記音波通信処理は、
複数の周波数間隔候補の中から、小さい周波数間隔が優先されるように、１つの周波数間隔を選択し、
隣接周波数間が前記選択された周波数間隔分離れる複数の信号周波数を持つ信号を前記検査信号として生成し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された周波数間隔を前記信号音パラメタとして決定し、
隣接周波数間が前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔分離れる複数の信号周波数と複数の送信符号との対応関係を示す周波数符号対応情報に基づいて、前記送信情報に対応する送信符号列を該信号周波数を持つ信号音データに変換する、
ことを更に含み、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記変換された信号音データに基づいて、前記データ信号を音波信号として送出する、
付記２２から２５のいずれか１つに記載のプログラム。
【０２１７】
（付記２７）
前記周波数符号対応情報は、前記複数の信号周波数における２つ以上の信号周波数の各組み合わせについて、１つの送信符号がそれぞれ対応付けられる関係を示す、
付記２６に記載のプログラム。
【０２１８】
（付記２８）
前記音波通信処理は、
前記信号音パラメタとして決定された周波数間隔に基づいて、前記周波数符号対応情報を再構成する、
ことを更に含む付記２６又は２７に記載のプログラム。
【０２１９】
（付記２９）
前記音波通信処理は、
複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、
前記検査信号を前記選択された送信音量の音波信号として送出し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された送信音量を前記信号音パラメタとするか否かを判定し、
前記判定結果に応じて、前記複数の送信音量候補の中から新たな送信音量を選択し、
前記検査信号を前記新たな送信音量の音波信号として送出する、
ことを更に含む付記２２から２８のいずれか１つに記載のプログラム。
【０２２０】
（付記３０）
前記音波通信処理は、
複数の送信音量候補の中から１つの送信音量を選択し、
前記検査信号を前記選択された送信音量の音波信号として送出し、
前記測定された雑音状態に基づいて、前記選択された送信音量を前記信号音パラメタとして決定する、
ことを更に含み、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記データ信号を前記信号音パラメタとして決定された送信音量の音波信号として送出する、
付記２２から２９のいずれか１つに記載のプログラム。
【０２２１】
（付記３１）
前記音波通信処理は、
前記測定された雑音状態に基づいて、複数の送信回数候補の中から１つの送信回数を前記信号音パラメタとして決定する、
ことを更に含み、
前記データ信号の音波信号としての送出は、前記信号音パラメタとして決定される送信回数を用いて、前記データ信号を音波信号として繰り返し送出する、
付記２２から３０のいずれか１つに記載のプログラム。
【０２２２】
（付記３２）
付記２２から３１のいずれか１つに記載のプログラムをコンピュータに読み取り可能に記録する記録媒体。
【符号の説明】
【０２２３】
１  アドホック通信システム
５  スピーカ
６、７  マイクロフォン
１０  送信装置
１１  ノイズ−パラメタ関係記憶部（Ｎ−Ｐ記憶部）
１２、１０１  測定信号音構成部
１３、１１１  録音部
１４、１０２  環境雑音測定部
１５  パラメタ記憶部
１６  送信内容入力部
１７  パケット生成部
１８  周波数変換部
１９、１１０  発音部
２０  受信装置
２１  パラメタ共有部
２２  パラメタ記憶部
２３  録音部
２４  スペクトル解析部
２５  ピーク検出部
２６  プロトコル解析部
１００  音波通信装置
１０３  パラメタ決定部
１０４  音波信号生成部
【図１】
2014116752.tif 000005
【図２】
2014116752.tif 000006
【図３】
2014116752.tif 000007
【図４】
2014116752.tif 000008
【図５】
2014116752.tif 000009
【図６】
2014116752.tif 000010
【図７Ａ】
2014116752.tif 000011
【図７Ｂ】
2014116752.tif 000012
【図８Ａ】
2014116752.tif 000013
【図８Ｂ】
2014116752.tif 000014
【図９】
2014116752.tif 000015
【図１０】
2014116752.tif 000016
【図１１】
2014116752.tif 000017
【図１２】
2014116752.tif 000018
【図１３】
2014116752.tif 000019
【図１４】
2014116752.tif 000020
【図１５】
2014116752.tif 000021
【図１６】
2014116752.tif 000022
【図１７】
2014116752.tif 000023
【図１８】
2014116752.tif 000024
【図１９】
2014116752.tif 000025