(57)【要約】【課題】ハードウェアを変更することなく、高感度のデータ伝送を行うことができる無線通信システム及び無線通信方法を提供する。【解決手段】変調器外部から制御可能な送信パケットの変調パラメータを制御して、送信すべき付加情報を送信パケットに重畳した送信信号を生成して送信する送信手段を備え、付加情報は、送信パケットの送信の可否を制御することにより、送信パケットに重畳する。また、重畳した付加情報は、受信信号を復調したパケットの有無に基づいて復元する。【選択図】図１
2014138400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調器外部から制御可能な送信パケットの変調パラメータを制御して、送信すべき付加情報を前記送信パケットに重畳した送信信号を生成して送信する送信手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記送信手段は、前記送信パケットの送信の可否を制御することにより、前記送信パケットに前記付加情報を重畳することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
受信信号を復調したパケットの有無に基づき前記付加情報を復元する付加情報復元手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信手段は、前記付加情報を重畳した送信パケットと、前記付加情報を重畳していない送信パケットとを切り替えて送信可能であり、
前記付加情報復元手段は、前記付加情報を重畳した送信パケットの場合のみに前記付加情報の復元を行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
プリアンブルと受信信号との相互相関、または、プリアンブルの自己相関に基づき前記付加情報が重畳された前記送信パケットを検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信手段は、前記送信パケットの送信周波数を制御することにより、前記送信パケットに前記付加情報を重畳することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
受信信号の受信周波数に基づき前記付加情報を復元する付加情報復元手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
送信パケットに付加情報を重畳して送信を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、
変調器外部から制御可能な送信パケットの変調パラメータを制御して、送信すべき付加情報を前記送信パケットに重畳した送信信号を生成して送信する送信ステップを有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加情報を重畳して通信を行う無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、まずユースケースを決めた後、ユースケースにあった無線方式が設計（または必要に応じて標準化）され、それに合わせたハードウェアが製作されるのが一般的である。そのため、家庭内で使われる想定で設計された無線ＬＡＮの通信装置をそのまま利用して、災害時や遭難時に数百ｍ、数ｋｍ離れた場所まで安否情報を届ける、などの本来想定していなかったユースケースに対応することは一般には困難である。一般にＰＨＹ層、ＭＡＣ層はハードウェアロジックで実装され、その動作は標準規格で規定されるため、動作の変更にはハードウェアや規格の変更が必要となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、変調器外部から入力するヘッダ部のビット列（例えば、宛先アドレス）に付加情報を重畳することで、伝送レートは低いが、ハードウェアの変更なしに設計想定外の伝搬環境での通信を可能にするプロトコルコーディング技術が提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
図８は、従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。これは、無線ＬＡＮの標準規格に対応したハードウェアを用い、適切なプロトコル制御によりヘッダに付加情報を付与することで、ハードウェアや標準規格の変更なく通信距離を延伸するものである。図８に示す無線通信システムは、送信装置４１と受信装置４２から構成し、通常の送信手順に従って第１のビット列を送信すると共に、ヘッダ部に付加情報を重畳することで第２のビット列を送信する。
【０００５】
送信装置４１は、ヘッダ生成部４１１、パケット生成部４１２、変調部４１３、アンテナ４１４を備える。ヘッダ生成部４１１は入力された送信ビット列の情報をもとに付加情報を重畳したヘッダ部を生成する。パケット生成部４１２は入力された第１のビット列をペイロードに配置し、ヘッダ生成部４１１で生成されたヘッダを付加することで送信パケットを生成する。変調部４１３は、生成した送信パケットを変調し、アンテナ４１４を介して無線信号を送信する。
【０００６】
受信装置４２は、アンテナ４２１、復調部４２２、ヘッダ分離部４２３、ヘッダ情報解析部４２４を備える。このうち、ヘッダ分離部４２３、ヘッダ情報解析部４２４はソフトウェアによって実現される。復調部４２２は、アンテナ４２１を介して受信した無線信号を復調する。ヘッダ分離部４２３は復調した信号からペイロード部とヘッダ部を分離し、ペイロード部は第１のビット列として受信装置４２の外部に出力し、ヘッダ部はヘッダ情報解析部４２４へ出力する。ヘッダ情報解析部４２４は、入力されたヘッダ部を解析することで、ヘッダに重畳された付加情報を復元し、その結果を第２のビット列として出力する。
【０００７】
次に、図８に示すヘッダ生成部４１１の詳細な動作を説明する。ヘッダ情報生成部４１１は、ヘッダの構成要素のうち、宛先アドレスに付加情報を付与する。宛先アドレスに付加情報を付与する方法は様々だが、非特許文献１では、入力された第２のビット列に応じて、連続する送信パケットの宛先アドレスの順番を並び替えることで付加情報を重畳している。例えば、宛先アドレスとしてＡ、Ｂの２つを利用する場合、入力された第２のビット列が００のとき、連続する２つの送信パケットの宛先アドレスの順番をＡ→Ｂとする。同様に、第２の送信ビット列が０１の場合はＢ→Ａとする。
【０００８】
これにより、２つのパケットを送信することで、２つの付加情報、すなわちｌｏｇ２（２）＝１ビットの付加情報を送信することができる。なお、Ａ→ＡやＢ→Ｂなど、同一の宛先アドレスが出現する並びを利用しないのは、宛先アドレスの並びの候補間のユークリッド距離を長くし、ヘッダの受信誤りに対する耐久性を高めるためである。なお、２つの宛先向けのパケットが都合よく連続することは少ないため、非特許文献１では  ＲＴＳパケット等の制御パケットを利用し、２つの宛先向けのパケットを連続的に生成している。
【０００９】
次に、図９を参照して、図８に示すヘッダ情報解析部４２４の詳細な動作を説明する。図９は、図８に示すヘッダ情報解析部４２４の詳細な動作を示す図である。送信装置４１のヘッダ生成部４１１は、送信するべきビットが０の場合、連続する２つの送信パケットの宛先アドレスの順番をＡ→Ｂとしてヘッダ情報を生成する。また、送信するべきビットが１の場合、連続する２つの送信パケットの宛先アドレスの順番をＡ→Ｂとしてヘッダ情報を生成する。そして、変調部４１３は、生成したヘッダ情報を含む送信パケットを順次変調して送信する。
【００１０】
受信装置４２のヘッダ情報解析部４２４は、パケットごとにヘッダ分離部４２３が分離したヘッダ情報から宛先アドレスを抽出し、宛先アドレスの候補Ａ、Ｂとのユークリッド距離を計算し、最も確からしい候補を選択する。次に、４つの連続したパケットを解析することで得られた４つの宛先アドレス候補を並べ、Ａ→Ｂ、Ｂ→Ａの２つのパターンとのユークリッド距離を計算し、最も確からしい宛先アドレスの並びを選択する。選択した宛先アドレスの並びがＡ→Ｂであった場合は第２のビット列として０を出力し、宛先アドレスの並びがＢ→Ａであった場合は第２のビット列として１を出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Petar Popovski, German Corrales Madue.no, Lucas Chavarria Gimenez, Laura Luque S´anchez ,and Niels-Christian Gjerrild,"Protocol Coding for Reliable Wireless Bits Under Jamming: Concept and Experimental Validation " ,IEEE MILCOM2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術では、変調器外部から入力するヘッダ部のビット列の一部に情報を重畳することで、ハードウェアを変更することなく、ペイロード部以外での付加的な情報伝送を行っている。ペイロードの復調に必要な情報を伝送するヘッダ部は、ペイロード部と比べ受信感度が高くなるように設計されているため、従来技術により無線方式の設計時に想定していなかったような通信距離、干渉量の通信環境においても、ハードウェアの変更なく、情報の伝送が可能となる。プリアンブル部は、ヘッダ部の復調に必要な情報取得に利用され、ヘッダ部よりさらに高感度に設計されるため、プリアンブルを利用することで更なる高感度化が期待できる。
【００１３】
しかしながら、プリアンブルは一般に同一パターンであり、その生成は変調器内部で行われるため、その信号パターンを変調器外部から制御できず、従来技術による無線通信システムではプリアンブル部を利用したデータ伝送は行えないという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハードウェアを変更することなく、高感度のデータ伝送を行うことができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、変調器外部から制御可能な送信パケットの変調パラメータを制御して、送信すべき付加情報を前記送信パケットに重畳した送信信号を生成して送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記送信手段は、前記送信パケットの送信の可否を制御することにより、前記送信パケットに前記付加情報を重畳することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、受信信号を復調したパケットの有無に基づき前記付加情報を復元する付加情報復元手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記送信手段は、前記付加情報を重畳した送信パケットと、前記付加情報を重畳していない送信パケットとを切り替えて送信可能であり、前記付加情報復元手段は、前記付加情報を重畳した送信パケットの場合のみに前記付加情報の復元を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、プリアンブルと受信信号との相互相関、または、プリアンブルの自己相関に基づき前記付加情報が重畳された前記送信パケットを検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、前記送信手段は、前記送信パケットの送信周波数を制御することにより、前記送信パケットに前記付加情報を重畳することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、受信信号の受信周波数に基づき前記付加情報を復元する付加情報復元手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、送信パケットに付加情報を重畳して送信を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、変調器外部から制御可能な送信パケットの変調パラメータを制御して、送信すべき付加情報を前記送信パケットに重畳した送信信号を生成して送信する送信ステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、外部から制御可能な送信パラメータを制御することにより付加情報を重畳し、ハードウェアを変更することなく、高感度のデータ伝送を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す送信パケット制御部１１１の動作を示す図である。
【図３】図１に示すパケット検出情報解析部１２４の動作を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態における送信パケット制御部１１１の動作を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるパケット検出情報解析部１２４の動作を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図７】発明の第４実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示すヘッダ情報解析部４２４の詳細な動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による無線通信システムを説明する。図１は第１実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信システムは、変調器外部（または送信装置の外部）から制御可能な送信パケットの時間や周波数などの送信パケットの変調パラメータを制御することで付加情報を重畳し、ハードウェアや標準規格の変更なく通信距離を延伸するものである。図１に示す無線通信システムは、送信装置１１と、受信装置１２とから構成し、通常の送信手順に従って第１のビット列を送信すると共に、送信パケットの時間や周波数などを制御することで情報を付与し、第２のビット列を送信する。
【００２６】
送信装置１１は、送信パケット制御部１１１、パケット生成部１１２、変調部１１３、アンテナ１１４を備える。送信パケット制御部１１１は入力された第２のビット列の情報をもとに時間や周波数等の送信パケットの制御方法を決定する。パケット生成部１１２は入力された第１のビット列をペイロードに配置し、ヘッダを付加することで送信パケットを生成する。変調部１１３では、送信パケットを変調し、送信パケット制御部１１１で決定された制御方法に従ってアンテナ１１４から送信を行う。
【００２７】
受信装置１２は、アンテナ１２１、復調部１２２、ヘッダ分離部１２３、パケット検出情報解析部１２４を備える。復調部１２２は、アンテナ１２１で受信した無線信号を復調し、ヘッダ分離部１２３は復調した信号から復調した信号からペイロード部とヘッダ部を分離し、ペイロード部を第１のビット列として受信装置１２の外部に出力する。パケット検出情報解析部１２４は、受信タイミングや受信周波数といった復調したパケット検出に付随する情報を解析し、結果を第２のビット列として出力する。
【００２８】
次に、図２を参照して、図１に示す送信パケット制御部１１１の詳細な動作を説明する。図２は、図１に示す送信パケット制御部１１１の動作を示す図である。以下では時間を制御パラメータとして利用した場合の動作を説明する。図２において、横軸は時間である。送信パケット制御部１１１は、制御間隔Ｔごとに送信パケットの送信の可否を制御する。具体的には、送信装置１１の外部から入力された第２のビット列ｓ（ｎ）が０だった場合、ｔ＝ｎＴのタイミングでパケット送信許可を発行する（図２に示す時刻ｔ１）。一方、第２のビット列ｓ（ｎ）が１だった場合はパケット送信許可を発行しない（図２に示す時刻ｔ２）。
【００２９】
なお、図２に示す通り、無線方式によっては無線区間の競合制御によるゆらぎ等により送信パケット制御部１１１で発行された送信許可と、変調部１１３から出力されるパケットの送出タイミングが異なる場合もある（図２に示す時刻ｔ３）。
【００３０】
次に、図３を参照して、図１に示すパケット検出情報解析部１２４の詳細な動作を説明する。図３は、図１に示すパケット検出情報解析部１２４の動作を示す図である。パケット検出情報解析部１２４は、復調部１２２から出力される受信タイミング情報を利用し、制御間隔Ｔごとに復調パケットの有無を検出し、復調パケットがあった場合は第２のビット列として０（図３に示す時刻ｔ１〜ｔ２の間）、復調パケットが無かった場合は第２のビット列として１を出力する（図３に示す時刻ｔ２〜ｔ３の間）。これを繰り返すことにより、重畳された付加情報を復元することができる。
【００３１】
このように、第１実施形態では、送信パケットの時間を送信パラメータとして制御することで付加情報を重畳し、送信装置、受信装置双方のハードウェアを変更することなく、付加情報の伝送を行うことができる。受信パケットの時間の情報は、ヘッダ部やペイロード部の復調に先立って必要な情報であり、それらを検出するために用意されるプリアンブル部の感度はヘッダ部やペイロード部と比べて高い。そのため、送信パケットの時間の送信パラメータを利用して付加情報を重畳することで、送信装置、受信装置双方のハードウェア変更を行うことなく、無線方式の設計時に想定していなかった極めて劣悪な環境においても誤りのない情報伝送が可能となる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による無線通信システムを説明する。第２実施形態におけるシステム構成は図１に示すシステム構成と同じであるが、送信パケット制御部１１１およびパケット検出情報解析部１２４において、送信パケットの時間ではなく送信パケットの周波数を制御・解析する点が異なる。以下の説明は、第１実施形態の動作と異なる送信パケット制御部１１１およびパケット検出情報解析部１２４の動作について説明する。
【００３３】
図４を参照して、図１に示す送信パケット制御部１１１の詳細な動作を説明する。図４は、図１に示す送信パケット制御部１１１の動作を示す図である。以下では周波数を制御パラメータとして利用した場合の動作を説明する。図４において、横軸は時間である。送信パケット制御部１１１は、入力された第２のビット列に応じて送信パケットの搬送波周波数を制御する。具体的には、送信装置１１の外部から入力された第２のビット列ｓ（ｎ）が０だった場合、周波数ｆ１でパケット送信許可を発行する。一方、第２のビット列ｓ（ｎ）が１だった場合は周波数ｆ２でパケット送信許可を発行する。
【００３４】
次に、図５を参照して、図１に示すパケット検出情報解析部１２４の詳細な動作を説明する。図５は、図１に示すパケット検出情報解析部１２４の動作を示す図である。パケット検出情報解析部１２４は、復調部１２２から出力される受信周波数情報を利用し、復調パケットごとに受信周波数情報をビットに変換する。具体的には、復調パケットの周波数がｆ１であった場合は第２のビット列として０、復調パケットの周波数がｆ２であった場合は第２のビット列として１を出力する。これを繰り返すことにより、重畳された付加情報を復元することができる。
【００３５】
このように、第２実施形態では、送信パケットの周波数を送信パラメータとして制御することで付加情報を重畳し、送信装置、受信装置双方のハードウェアを変更することなく、付加情報の伝送を行うことができる。受信パケットの周波数の情報は、受信パケットの時間と同様にヘッダ部やペイロード部の復調に先立って必要な情報であり、それらを検出するために用意されるプリアンブル部の感度はヘッダ部やペイロード部と比べて高い。そのため、送信パケットの周波数の送信パラメータを利用して付加情報を重畳することで、送信装置、受信装置双方のハードウェア変更を行うことなく、無線方式の設計時に想定していなかった極めて劣悪な環境においても誤りのない情報伝送が可能となる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
一般に受信装置に備える復調部の外部インタフェース条件や検出感度は製品によって様々であり、受信タイミングや受信周波数といった検出したパケットの付加情報を出力しないもの、検出感度が悪いものなどが存在する。第３実施形態では、復調部とは別にパケット検出部を備えることで、復調部が復調パケット付加情報を出力しない場合や検出感度が悪い場合においても、極めて劣悪な環境で誤りなく情報伝送できるようにする。
【００３７】
図６は、第３実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図６に示す無線通信システムは、送信パケットの時間を制御することで情報を付与するとともに、受信装置に専用のパケット検出部を備えることで、ハードウェアや標準規格の変更なく通信距離を延伸するものである。図６に示す無線通信システムは、送信装置２１と、受信装置２２とから構成し、通常の送信手順に従って第１のビット列を送信すると共に、送信パケットの時間や周波数などを制御することで情報を付与し、第２のビット列を送信する。
【００３８】
送信装置２１は、送信パケット制御部２１１、パケット生成部２１２、変調部２１３、アンテナ２１４を備える。送信パケット制御部２１１は入力された第２のビット列の情報をもとに時間や周波数等の送信パケットの制御方法を決定する。パケット生成部２１２は入力された第１のビット列をペイロードに配置し、ヘッダを付加することで送信パケットを生成する。変調部２１３では、送信パケットを変調し、送信パケット制御部２１１で決定された制御方法に従ってアンテナ２１４から送信を行う。
【００３９】
受信装置２２は、アンテナ２２１、復調部２２２、ヘッダ分離部２２３、パケット検出部２２４、パケット検出情報解析部２２５を備える。復調部２２２は、アンテナ２２１で受信した無線信号を復調する。ヘッダ分離部２２３は復調した信号から復調した信号からペイロード部とヘッダ部を分離し、ペイロード部を第１のビット列として受信装置２２の外部に出力する。パケット検出部２２４は、相互相関や自己相関演算によりパケットの検出を行い、受信タイミングを制御することにより付加情報が重畳されたパケットの付加情報を出力する。パケット検出情報解析部２２４は、パケットの付加情報を解析し、結果を第２のビット列として出力する。
【００４０】
次に、図６に示すパケット検出部２２４の詳細な動作を数式を用いて説明する。ここでは、相互相関を利用する手法、自己相関を利用する手法、複数の自己相関を組み合わせる手法の計３種類の検出方法について説明するが、説明した検出方法以外の任意のパケット検出方法を用いることができる。
【００４１】
まず、相互相関を利用するパケット検出方法について説明する。プリアンブルはパケットによらずに同一または限られたパターンを送信するため、プリアンブルと受信信号との相互相関することでパケットの検出が可能となる。時刻ｔにおける受信信号をｒ（ｔ）、プリアンブルのｎ番目のサンプルをｐ（ｎ）、プリアンブル長をＮ１とすると、相互相関値Ｃ１は（１）式で計算する。
【数１】
2014138400.tif 000003
【００４２】
その後、相互相関値Ｃ１（ｔ）とパケット検出閾値βを比較し、Ｃ１（ｔ）＞βであった場合、パケット検出時刻としてｔを出力する。また、必要であれば、その時の受信周波数、受信電力を併せて出力する。
【００４３】
次に、自己相関を利用するパケット検出方法について説明する。この手法は、無線ＬＡＮのように同一信号パターンを複数回繰り返すプリアンブルを利用している場合に利用可能である。プリアンブル長がＮ２、プリアンブル信号の周期がＴ２とすると、自己相関値Ｃ２は（２）式で計算する。
【数２】
2014138400.tif 000004
【００４４】
最後に、複数の自己相関を組み合わせるパケット検出方法について説明する。同一信号パターンを複数回繰り返すプリアンブルの場合、繰り返し周期の整数倍で自己相関性があるため、複数の自己相関を組み合わせることで、パケットの検出感度を高めることができる。プリアンブル長がＮ３、プリアンブル信号の周期がＴ３とすると、Ｔ３の整数倍の間隔で自己相関性があるため、（３）式のように複数の自己相関計算を組み合わせて自己相関値Ｃ３を計算できる。
【数３】
2014138400.tif 000005
【００４５】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、１６サンプル周期の１６０サンプルのショートプリアンブル、６４サンプル周期の１６０サンプルのロングプリアンブルを連接したプリアンブル構成となっており、この場合、（４）式により自己相関値Ｃ３（ｔ）を計算すればよい。
【数４】
2014138400.tif 000006
【００４６】
このように、変調器外部から制御可能なパケットの送信パラメータ制御により付加情報を重畳することが可能になる。また、パケットの送信パラメータ制御によって重畳された付加情報をヘッダ部と比べてさらに受信感度が高いプリアンブル部を用いて検出することにより高感度のデータ伝送を実現することが可能になる。また、受信装置にパケット検出部を備え、検出したパケットの情報を出力しない復調器、パケットの検出感度の低い復調器であっても、プリアンブルを利用した高感度な通信を実現することが可能になる。
【００４７】
＜第４実施形態＞
第１、第３実施形態では、通常の手順での通信が可能な状況においても常にパケットの送信パラメータ制御を利用した通信を実施している。しかしながら、送信パラメータのうち、送信タイミングを制御すると、送信パケットを通信規格で許容された最小間隔で並べることができなくなり、通常の手順での通信のスループットを低下させてしまう。そこで、第４実施形態では、通常の手順での通信路とパケットの送信パラメータ制御を利用した通信路を切り替える通信路切替制御部を備えることで、通常の手順での通信が可能な状況では、パケットの送信パラメータ制御を利用した通信を行わない制御を行うことで、通常の手順での通信のスループット低下を回避する。
【００４８】
図７は、第４実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。図７に示す無線通信システムは、変調器外部（または送信装置外部）から制御可能な送信パケットの時間を制御することで付加情報を重畳し、ハードウェアや標準規格の変更なく通信距離を延伸するものである。図７に示す無線通信システムは、送信装置３１と、受信装置３２とから構成し、通常の手順での通信路とパケットの送信パラメータ制御を利用した通信路を切り替えて通信を行う。
【００４９】
送信装置３１は、通信路切替制御部３１１、送信パケット制御部３１２、送信パケット生成部３１３、変調部３１４、アンテナ３１５を備える。通信路切替制御部３１１は、送信パケット生成部３１３を経由する通常の手順での通信路と送信パケット制御部３１２を経由するパケットの送信パラメータ制御を利用した通信路を切り替える。送信パケット制御部３１２は入力されたビット列の情報をもとに送信パケットの制御方法を決定する。パケット生成部３１３は入力されたビット列をペイロードに配置し、ヘッダを付加することで送信パケットを生成する。変調部３１４では、送信パケットを変調し、送信パケット制御部３１２で決定された制御方法に従ってアンテナ３１５から送信を行う。
【００５０】
受信装置３２は、アンテナ３２１、復調部３２２、ヘッダ分離部３２３、パケット検出情報解析部３２４、通信路切替制御部３２５を備える。復調部３２２は、アンテナ３２１で受信した無線信号を復調し、ヘッダ分離部３２３は復調した信号から復調した信号からペイロード部とヘッダ部を分離し、ペイロード部を通信路切替制御部３２５に出力する。パケット検出情報解析部３２４は、受信タイミング（時間）で構成する復調したパケット検出に付随する情報を解析し、結果を通信路切替制御部３２５に出力する。通信路切替制御部３２５は、ヘッダ分離部３２３を経由する通常の手順での通信路とパケット検出情報解析部３２４を経由するパケットの送信パラメータ制御を利用した通信路を切り替える。
【００５１】
次に通信路切替制御部３１１の動作を説明する。通信路切替制御部３１１は、通常の通信部で通信を行うモード１と、パケットの送信パラメータ制御を利用した通信を行うモード２の２つのモードを切り替える。モード１は、ヘッダ分離部３２３から入力されるビット列を出力すると共に、パケット検出情報解析部３２４から出力するビット列を監視し、パケット検出情報解析部３２４からビット列が入力された場合はモード２に遷移する。モード２では、パケット検出情報解析部３２４から出力されたビット列を入力し、入力したビット列をそのまま出力すると共に、ヘッダ分離部３２３から出力されたビット列を破棄する。そして、通信路切替制御部３１１は、一定時間、パケット検出情報解析部３２４からビット列が出力されなかった場合にはモード１に遷移する。
【００５２】
このように、変調器外部から制御可能なパケットの送信パラメータ制御により付加情報を重畳することが可能になる。また、パケットの送信パラメータ制御によって重畳された付加情報をヘッダ部と比べてさらに受信感度が高いプリアンブル部を用いて検出することにより高感度のデータ伝送を実現することが可能になる。また、送信装置と受信装置のそれぞれに通信路切替制御部を備えることにより、通常の手順での通信が可能な環境下でのスループット低下を回避すること可能になる。
【００５３】
なお、前述した説明においては、時間を制御パラメータとして利用した場合の例を説明したが、制御パラメータには時間の他に、周波数、送信アンテナ、送信電力など、変調器の外部（または、送信装置の外部）から制御可能な任意のパラメータを利用してもよい。
【００５４】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより付加情報の伝送処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５５】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００５６】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
ハードウェアを変更することなく、高感度のデータ伝送を行うことが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１１、２１、３１・・・送信装置、１２、２２、３２・・・受信装置、１１１、２１１、３１２・・・送信パケット制御部、１１２、２１２、３１３・・・パケット生成部、１１３、２１３、３１４・・・変調部、１１４、２１４、３１５、１２１、２２１、３２１・・・アンテナ、１２２、２２２、３２２・・・復調部、１２３、２２３、３２３・・・ヘッダ分離部、１２４・・・パケット検出情報解析部、２２４・・・パケット検出部、２２５、３２４・・・パケット検出情報解析部、３１１、３２５・・・通信路切替制御部
【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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