(57)【要約】  本発明にかかる送信局（１）は、送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分波部（１０４）と、複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成するダミー信号生成部（１０５）と、複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する周波数変換部（１０６）と、周波数変換部（１０６）により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部（１０７）と、合波部により合波された信号を送信する無線送信部（１０８）と、を備える。
2017203569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信局。
【請求項２】
前記変換処理は、前記複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であることを特徴とする請求項１に記載の送信局。
【請求項３】
前記第三の信号は、あらかじめ定められたデータ系列が変調された信号を含むことを特徴とする請求項２に記載の送信局。
【請求項４】
前記第三の信号は、前記複数の第一の信号のうちの一部の信号が複製された信号を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の送信局。
【請求項５】
前記変換処理は、前記複数の第一の信号のうちの少なくとも一部の信号に対して実施する変調処理であることを特徴とする請求項１に記載の送信局。
【請求項６】
前記変調処理は、スペクトラム拡散処理であることを特徴とする請求項５に記載の送信局。
【請求項７】
前記スペクトラム拡散処理では、２つ以上の前記第一の信号に対して、前記第一の信号ごとに異なる拡散符号が用いられることを特徴とする請求項６に記載の送信局。
【請求項８】
前記変調処理は、チャープ拡散処理であることを特徴とする請求項５に記載の送信局。
【請求項９】
前記配置部は、前記複数の第二の信号のうち少なくとも一部の信号が、互いに少なくとも一部の周波数が重複するよう前記複数の第二の信号を周波数領域に配置することを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１０】
前記複数の第一の信号は、周波数領域信号であり、前記複数の第一の信号のうち少なくとも一部は、他の前記第一の信号との間で帯域幅の遷移帯域が重複することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１１】
第一の時間帯で生成された前記複数の第二の信号を、前記第一の時間帯と、前記第一の時間帯とは異なる第二の時間帯と、に分散させて送信することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１２】
前記配置部における配置を時間帯ごとに変更することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１３】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、を備える送信局から送信された信号を受信する受信局であって、
前記送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記配置部において配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記配置部において施された前記周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする受信局。
【請求項１４】
受信したデータを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする中継局。
【請求項１５】
請求項１４に記載の中継局が複数存在する場合に、複数の前記中継局のうちの１つである他の中継局または請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記他の中継局または前記送信局において前記複数の第二の信号が配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記他の中継局または前記送信局において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記他の中継局または前記送信局において施された周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の中継局。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局と、
請求項１３に記載の受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
送信局と、
前記送信局から送信された信号を中継する請求項１４に記載の中継局と、
前記中継局により中継された信号を受信する受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号としてデータを伝送する無線通信システムにおける送信局、受信局、中継局および該無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信、携帯電話および無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった無線通信システムでは、複数の送受信局が、利用可能な周波数を共用しながら通信を行っている。このような無線通信システムでは、各送受信局が正しくデータを送受信できるよう、予め決められたルールに則って通信を行っている。これらのルールは例えば携帯電話であれば３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）、無線ＬＡＮであればＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）といった機関が規格化し、国際標準化している。【０００３】
なお、送受信局が、予め決められたルールで送受信を行う場合、十分なセキュリティを確保しなければ、意図しない第三者に通信を傍受されるといった問題がある。セキュリティ確保の方法の一例として、通信路の秘匿性を向上させる方法が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術では、送信局が送信信号のスペクトルを複数の補助帯域に分割し、補助帯域を離散した周波数に配置して送信する。これにより、補助帯域の周波数軸上の配置である配置パタンを知っている受信局は送信信号と同様の周波数の並び順に戻せるのに対し、配置パタンを知らない受信局すなわち第三者は、周波数の並び順がわからないため、正しく信号を復調することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８７８６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、配置パタンを知らない受信局であっても、送信された全ての補助帯域の信号を受信し、かつ全ての配置パタンを用いて受信した信号の復調を試みることで、正常に復調できる可能性があり、通信路の秘匿性が保てないことがあるという問題がある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信路の秘匿性を向上させることができる送信局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信局は、送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、を備える。また、本発明にかかる送信局は、複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、配置部により周波数領域に配置された複数の第二の信号を合波する合波部と、合波部により合波された信号を送信する送信部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる送信局は、通信路の秘匿性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１の送信局の構成例を示す図
【図３】実施の形態１の制御回路の構成例を示す図
【図４】実施の形態１の受信局の構成例を示す図
【図５】実施の形態の分波信号およびダミー信号の周波数配置の一例を示す図
【図６】実施の形態の分波信号およびダミー信号の周波数配置の別の一例を示す図
【図７】ダミー信号および分波信号の時間方向の配置および周波数配置の一例を示す図
【図８】ダミー信号および分波信号の時間方向の配置および周波数配置の別の一例を示す図
【図９】送信局における周波数配置決定処理手順の一例を示すフローチャート
【図１０】空き帯域と送信データおよびダミー信号の所要帯域の一例を示す図
【図１１】実施の形態２の送信局の構成例を示す図
【図１２】実施の形態２の受信局の構成例を示す図
【図１３】実施の形態２の分波信号の周波数配置の一例を示す図
【図１４】実施の形態２の分波信号の周波数配置の別の一例を示す図
【図１５】実施の形態３の無線通信システムの構成例を示す図
【図１６】実施の形態３の中継局の構成例を示す図
【図１７】実施の形態３中継局の別の構成例を示す図
【図１８】図１６または図１７に示した中継局を用いる場合に、送信局が中継局を介して受信局に対してデータを送信する例を説明するための図
【図１９】実施の形態３の中継局の別の構成例を示す図
【図２０】実施の形態３の中継局の別の構成例を示す図
【図２１】図１９または図２０に示した中継局を用いる場合に、送信局が中継局を介して受信局に対してデータを送信する例を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる送信局、受信局、中継局および無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の無線通信システム１０は、送信局１と、受信局２とを備え、送信局１と受信局２とは無線で接続される。
【００１２】
図２は、本実施の形態の送信局１の構成例を示す図である。本実施の形態の送信局１は、送信バッファ１０１と、符号化部１０２と、変調部１０３と、分波部１０４と、ダミー信号生成部１０５と、周波数変換部１０６と、合波部１０７と、無線送信部１０８と、制御部１０９とを備える。
【００１３】
送信バッファ１０１は、送信すべきデータを保持する。符号化部１０２は、送信バッファ１０１から出力されるデータを符号化する。変調部１０３は符号化部１０２から出力される符号化後のデータを変調する。分波部１０４は、変調部１０３から出力される変調後の信号を複数のデータに分波する。換言すると、分波部１０４は、送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部である。ダミー信号生成部１０５は、ダミー信号を生成する。周波数変換部１０６は、分波部１０４とダミー信号生成部１０５から出力される信号をそれぞれ異なる周波数へ変換する。合波部１０７は周波数変換部１０６から出力される複数の信号を一つの信号になるよう合波する。無線送信部１０８は、送信回路および送信アンテナを備え、送信回路は合波部１０７から出力される信号に対して無線送信周波数帯の信号への変換および増幅を実施し、処理後の信号を無線信号として送信アンテナを介して送信する。制御部１０９は、送信バッファ１０１、符号化部１０２、変調部１０３、分波部１０４、ダミー信号生成部１０５、周波数変換部１０６の動作をそれぞれ制御する。
【００１４】
図２に示した各部は、各々を単独の装置または回路等のハードウェアとして実現することができる。送信バッファ１０１は、メモリであり、符号化部１０２はエンコーダであり、変調部１０３とダミー信号生成部１０５はモジュレータまたはモデムであり、分波部１０４と合波部１０７はフィルタと加算器であり、周波数変換部１０６は周波数変換回路であり、無線送信部１０８はアナログデジタル変換回路、周波数変換回路および増幅回路等を含む処理回路である。制御部１０９は、制御情報に基づいて各部を制御する処理回路である。上記の各部は、単独の回路または装置として構成されてもよいし、複数の機能部が１つの回路または装置として構成されてもよい。
【００１５】
各部は、専用のハードウェアであっても、メモリおよびメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）とを備える制御回路であってもよい。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等が該当する。
【００１６】
各部が、専用のハードウェアで実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものである。
【００１７】
各部がＣＰＵを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図３に示す構成の制御回路５００である。図３は、制御回路５００の構成例を示す図である。図３に示すように制御回路５００は、外部から入力されたデータを受信する受信部である入力部５０１と、ＣＰＵであるプロセッサ５０２と、メモリ５０３と、データを外部へ送信する送信部である出力部５０４とを備える。入力部５０１は、制御回路５００の外部から入力されたデータを受信してプロセッサ５０２に与えるインターフェース回路であり、出力部５０４は、プロセッサ５０２又はメモリ５０３からのデータを制御回路５００の外部に送るインターフェース回路である。図２に示した各部が制御回路５００により実現される場合、プロセッサ５０２が、メモリ５０３に記憶された各部の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ５０３は、プロセッサ５０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００１８】
次に、本実施の形態の送信局１における動作を説明する。送信局１では、送信局１内部または送信局１外部で生成されたデータが送信バッファ１０１に格納される。送信バッファ１０１は、制御部１０９から指定された時間に、指定された転送量でデータを符号化部１０２へ出力する。なお、例えば、制御部１０９は、送信局１とデータの送信対象となる受信局２との間の回線品質を取得し、取得した回線品質に基づいて上述した指定された時間を算出する。また、転送量は、予め決められた値を用いることができる。また、制御部１０９は、回線品質に応じて転送量を変更してもよい。
【００１９】
符号化部１０２は、送信バッファ１０１から出力されたデータを、制御部１０９から指定された符号化方式で符号化する。なお、符号化方式は、符号化の種類、符号化率、パンクチャパタンすなわちデータ列から取り除くビットの規則を含む。符号化の種類は、例えば畳み込み符号等、用いる符号の種類を示す。例えば、あらかじめ制御部１０９の内部または外部のメモリに、複数の符号化方式を記憶させておき、制御部１０９は、あらかじめ定められた条件に従って複数の符号化方式のうちの１つを選択する。例えば、制御部１０９は、自身と受信局２との間の回線品質に基づいて符号化方式を選択すればよい。
【００２０】
変調部１０３は、符号化部１０２から出力される符号化後のデータを、制御部１０９から指定された変調方式で変調する。なお、上述した符号化部１０２の符号化方式と同様に、制御部１０９が予め決められた条件に従って変調方式を選択してもよい。
【００２１】
分波部１０４は、変調部１０３により変調されたデータを、制御部１０９から指定された数すなわち分波数に、分波すなわち分割する。または、分波部１０４は、制御部１０９から指定されたサブチャネル帯域幅ごとのデータに分波する。サブチャネル帯域幅は、分波の信号の帯域幅である。なお、ここでは、変調されたデータは、周波数領域信号であるとして扱う。すなわち変調されたデータは、０番目のデータが周波数ａ（０）に対応し、１番目のデータが周波数ａ（１）に対応し、…というように周波数に対応したデータであるとする。なお、ｉを０以上の整数と、ΔＡを定数とするとき、周波数ａ（ｉ）は、例えばａ（ｉ）＝ΔＡ×ｉで表される。または、変調されたデータを時間領域信号と見做し、変調部１０３の後段に変調されたデータをＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などにより周波数領域信号に変換する時間周波数変換部を設けてもよい。この場合、分波部１０４は、時間周波数変換部から出力される周波数領域信号を分割する。
【００２２】
例えば、変調部１０３から出力されるデータの全帯域幅が１０ＭＨｚであるとし、制御部１０９が分波数を４と指示した場合、分波部１０４は１０ＭＨｚの帯域幅のデータを４つに分割する。以下、分波部１０４により分波された後のデータすなわち送信信号が分割された複数の第一の信号を、それぞれ分波信号ともいう。また、変調部１０３から出力されるデータの全帯域幅が１０ＭＨｚであるとし、制御部１０９がサブチャネル帯域幅を２．５ＭＨｚと指示した場合、分波部１０４は１０ＭＨｚの信号を、分割後のデータのそれぞれの帯域幅が２．５ＭＨｚとなるよう４つのデータに分割する。
【００２３】
なお、分波部１０４は、変調部１０３により変調されたデータを帯域制限フィルタにより遷移帯域が重複するように分波してもよいし、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式により分波してもよい。すなわち、複数の第一の信号は、周波数領域信号であり、複数の第一の信号の少なくとも一部の信号は、他の前記第一の信号との間で帯域幅の遷移帯域が重複してもよい。遷移帯域とは、分割の境目となる周波数を含む周波数帯域であり、一般に遷移帯域の信号値は分波信号の中心周波数における値より低い。
【００２４】
ダミー信号生成部１０５は、制御部１０９から指定された出力方式に従って、あらかじめ定められたデータ系列を変調することによりダミー信号を生成し、周波数変換部１０６へ出力する。ここで、制御部１０９から指示される出力方式は、ダミー信号用に変調されるデータ系列と、ダミー信号の出力数すなわち出力するダミー信号の数とを含む。例えば、データ系列を乱数とし、ダミー信号生成部１０５が乱数を変調した場合、変調により得られるダミー信号は雑音と等しくなる。また、分波部１０４が帯域制限フィルタなどのフィルタを用いた場合には、周波数変換部１０６は、変調後の信号に対して、分波部１０４が用いたフィルタと同一のフィルタ特性のフィルタを用いてフィルタリングを行ってもよい。この場合、ダミー信号の周波数特性を分波部１０４から出力される信号の周波数特性と同じにすることができる。
【００２５】
また、ダミー信号生成部１０５は、分波部１０４から出力される分波信号の一部を複製してダミー信号として出力してもよい。この場合、制御部１０９は分波部１０４のうち、どの信号を複製して出力するかをダミー信号生成部１０５へ指示すればよい。また、ダミー信号は、乱数を変調した信号と、分波信号の一部が複製された信号との組み合わせであってもよい。すなわち、ダミー信号は、あらかじめ定められたデータ系列が変調された信号を含んでいてもよく、複数の分波信号のうちの一部が複製された信号を含んでいてもよい。ダミー信号は、分波信号とともに周波数変換部１０６へ入力される。すなわち、ダミー信号生成部１０５は、複数の分波信号である複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部である。本実施の形態における前述の変換処理は、複数の第一の信号に対して、第三の信号であるダミー信号を付加する処理、すなわちダミー信号を追加する処理である。したがって、本実施の形態では、上記の複数の第二の信号は、複数の第一の信号およびダミー信号で構成される。
【００２６】
周波数変換部１０６は、分波部１０４から出力された分波信号、およびダミー信号生成部１０５から出力されたダミー信号を、制御部１０９から指定された周波数にそれぞれ変換する。すなわち、周波数変換部１０６は、複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部である。制御部１０９は、分波信号が周波数領域で分散して配置され、かつ分波信号とダミー信号との周波数が重複するように、周波数変換部１０６に対して、各信号の周波数変換後の周波数を指定する。周波数変換部１０６における周波数の指定方法の詳細については後述する。なお、周波数変換部１０６は、各信号の周波数変換後の周波数として、例えば、各分波信号の周波数変換後の中心周波数を指定する。
【００２７】
合波部１０７は、周波数変換部１０６から出力された周波数変換後の複数の信号を加算し、１つの信号として出力する。すなわち合波部１０７は、周波数変換部１０６により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する。無線送信部１０８は、合波部１０７から出力された信号を無線送信周波数帯の信号に変換し、信号を増幅した後に送信アンテナを介して無線送信する。すなわち、無線送信部１０８は、合波部１０７により合波された信号を送信する送信部である。
【００２８】
図４は、本実施の形態の受信局２の構成例を示す図である。本実施の形態の受信局２は、無線受信部２０１と、分波部２０２と、周波数変換部２０３と、合波部２０４と、復調部２０５と、復号部２０６と、受信バッファ２０７と、制御部２０８とを備える。
【００２９】
無線受信部２０１は、送信局１から送信された無線信号を電気信号に変換して出力する。すなわち、無線受信部２０１は、送信局１から送信された信号を受信する受信部である。分波部２０２は、無線受信部２０１から出力される信号を周波数領域で複数の信号に分波する。分波部２０２における分波は、後述するように、送信局１において制御部１０９が各信号に対して指定した周波数に応じて実施される。周波数変換部２０３は、分波部２０２から出力される複数の信号を、送信局１の変調部１０３が出力した信号と同一になるように周波数を変換する。
【００３０】
合波部２０４は、周波数変換部２０３から出力される複数の信号を合波し、一つの信号を得る。復調部２０５は、合波部２０４から出力される信号に、送信局１において施された変調の方式に対応した復調を実施し、復調後の信号を出力する。復号部２０６は、復調部２０５から出力される信号を、送信局１の符号化部１０２が符号化した方式に対応した復号方法で復号する。受信バッファ２０７は、復号部２０６から出力される信号を保持する。制御部２０８は、各部の動作を制御する。
【００３１】
図４に示した各部は、各々を単独の装置または回路等のハードウェアとして実現することができる。無線受信部２０１は、アナログデジタル変換回路等を含む受信機であり、分波部２０２および合波部２０４はフィルタおよび加算器であり、周波数変換部２０３は周波数変換回路であり、復調部２０５はデモジュレータまたはモデムであり、復号部２０６はデコーダであり、受信バッファ２０７はメモリであり、制御部２０８は、各部を制御する処理回路である。上記の各部は、単独の回路または装置として構成されてもよいし、複数の機能部が１つの回路または装置として構成されてもよい。
【００３２】
図４に示した各部は、専用のハードウェアであっても、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵとを備える制御回路であってもよい。各部が、専用のハードウェアとして実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものである。
【００３３】
図４に示した各部がＣＰＵを備える制御回路により実現される場合、この制御回路は例えば図３に示した構成の制御回路５００である。図４に示した各部が制御回路５００により実現される場合、プロセッサ５０２が、メモリ５０３に記憶された各部の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ５０３は、プロセッサ５０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００３４】
次に、受信局２の動作について説明する。受信局２の無線受信部２０１は、送信局１より送信された無線信号を受信し、電気信号に変換して出力する。分波部２０２は、無線受信部２０１から出力される信号から、制御部２０８から指定された周波数およびサブチャネル帯域幅の信号を抽出して出力する。制御部２０８は、送信局１の周波数変換部１０６において配置された周波数領域を示す情報に基づいて抽出する信号の周波数およびサブチャネル帯域幅を指定する。すなわち、分波部２０２は、無線受信部２０１により受信された信号から、送信局１の周波数変換部１０６において配置された周波数領域を示す情報に基づいて複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部である。これにより、分波部２０２からは、送信局１の周波数変換部１０６から出力される周波数変換後の各分波信号に相当する複数の信号が出力される。このときのサブチャネル帯域幅は、送信局１の分波部１０４において分波された後の分波信号の帯域幅と同一であり、抽出する信号の周波数については、送信局１の周波数変換部１０６により周波数変換された後の各分波信号の周波数に対応する。
【００３５】
周波数変換部２０３は、分波部２０２から出力される信号を制御部２０８から指定された周波数に変換する。ここで、制御部２０８は、分波部２０２から出力される信号のうち、ダミー信号以外の信号を周波数変換するよう指示し、ダミー信号は、後段の各部に出力されない。これにより、受信信号からダミー信号が除去される処理、すなわち送信局１において実施されたダミー信号を付加する変換処理の逆の処理である逆変換処理を実施される。また、制御部２０８は、送信局１の周波数変換部１０６によって変換された周波数を元に戻すように周波数変換するよう指示する。このように、周波数変換部２０３は、抽出部により抽出された信号に対して送信局１において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、送信局１の周波数変換部１０６において施された周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部である。例えば、送信局１の周波数変換部１０６で、＋５ＭＨｚ周波数変換を行った場合、制御部２０８は、分波部２０２から出力される信号を−５ＭＨｚ周波数変換するよう指示する。
【００３６】
合波部２０４は、周波数変換部２０３から出力された周波数変換後の複数の信号を加算し、１つの信号として出力する。復調部２０５は、合波部２０４から出力された信号を制御部２０８から指定された変調方式に基づく復調方式で復調する。ここで、制御部２０８から指定される変調方式は送信局１で用いた変調方式と同一とし、予め送信局１と受信局２とで決められていてもよいし、変調方式を示す制御情報を送信局１と受信局２の間で送受信することでお互いが同一の変調方式を用いることができる。
【００３７】
復号部２０６は、復調部２０５から出力された信号を制御部２０８から指定された復号方式で復号する。ここで、復号方式は、送信局１における符号化方式に対応した復号方式であり、復調部２０５と同様に、送信局１と受信局２の間で符号化方式の情報を共有すればよい。受信バッファ２０７は、復号部２０６から出力された信号を保持する。
【００３８】
ここで、本実施の形態の分波信号およびダミー信号の周波数配置について具体例を挙げて説明する。図５は、本実施の形態の分波信号およびダミー信号の周波数配置の一例を示す図である。図５（ａ）に示した信号＃１から信号＃４は、送信局１の分波部１０４から出力される分波信号の一例を示す。図５（ｂ）は、周波数変換部１０６から出力される信号を示す。図５（ａ）に示した分波信号は、周波数変換部１０６により、図５（ｂ）に示すように、周波数領域で分散して配置される。ただし、信号＃１は、図５（ａ）および図５（ｂ）からわかるように、実際には周波数変換されていない。このように、周波数変換部１０６では一部の信号について周波数変換を実施しなくてもよい。なお、本実施の形態では、実際には周波数変換を行わない場合にも、同じ周波数へ周波数変換を行ったと考えることとし、図５（ｂ）の信号＃１のように実際には周波数変換されていない信号も周波数変換後の信号と呼ぶ。
【００３９】
図５（ｂ）に示す信号＃ｄおよび信号＃２´は、ダミー信号生成部１０５から出力されたダミー信号が周波数変換部１０６により周波数変換された信号である。信号＃ｄは、任意のあらかじめ定められたデータ系列が、変調された信号が周波数変換部１０６により周波数変換された信号であり、信号＃２´は、信号＃２が複製された信号が周波数変換部１０６により周波数変換された信号である。周波数変換部１０６により周波数変換された信号である。図５（ｂ）に示すように、信号＃１と信号＃２´と信号＃ｄとは、周波数が重複している。本実施の形態では、図５に例示したように、制御部１０９は、少なくとも一部の分波信号とダミー信号との周波数が重複するように周波数変換部１０６へ各信号の周波数すなわち周波数変換後の周波数を指示する。
【００４０】
無線空間上では、信号＃１、＃２´および信号＃ｄは、周波数が重複しているため、図５（ｂ’）の信号６００のように、連続した１つの信号のように観測される。したがって、信号６００、信号＃２、信号＃４および信号＃３の合計４個の信号が無線信号として伝送される。受信局２では、図５（ｂ’）に示した信号を受信すると、図５（ｃ−１）の点線で示すように、分波部２０２が、ダミー信号である信号＃２´および信号＃ｄを除いた信号を抽出する。そして、受信局２の周波数変換部２０３が、分波部２０２によって抽出された信号を周波数変換することで、図５（ｄ−１）に示すように送信信号である図５（ａ）と同一の信号を得ることができる。一方、ダミー信号の有無、および周波数変換の情報を知り得ない第三者の受信局では、図５（ｄ−２）に示すように信号の並び順が元に戻らない。また、第三者の受信局では、ダミー信号も含まれた状態で復調するため、信号の並び順を全ての組み合わせでそれぞれ並べて復調および復号を実施したとしても、復号後に元のデータを再現することができない。
【００４１】
なお、図５に示した例では、信号＃１の隣に、分波信号である信号＃２を複製した信号を配置したが、図６に示すように、信号＃１の隣に、信号＃１と周波数を一部重複させて信号＃ｄを配置してもよい。図６は、本実施の形態の分波信号およびダミー信号の周波数配置の別の一例を示す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様である。無線空間上では、図６（ｂ’）に示した信号が伝送される。受信局２では、図６（ｂ’）に示した信号を受信すると、図６（ｃ−１）の点線で示すように、分波部２０２が、ダミー信号である信号＃ｄを除いた信号を抽出する。そして、受信局２の周波数変換部２０３が、周波数変換することで、図６（ｄ−１）に示すように送信信号である図６（ａ）と同一の信号を得ることができる。図６に示した例では、図６（ｄ−２）に示すように、第三者の受信局では、元の信号を復元することができない。図６に示した例では、図６（ｃ−１）に示すように信号＃１を抽出した場合、信号＃１には信号＃ｄの成分が一部残留し、受信局２で復調する際に残留成分が干渉となるが、図５に示した例よりもダミー信号を少なくすることができる。
【００４２】
また、図５および図６では、任意の時間における周波数配置を示したが、時間方向でダミー信号および分波信号の周波数配置が変更されてもよい。図７は、ダミー信号および分波信号の時間方向の配置および周波数配置の一例を示す図である。図７では、横軸は周波数を示し、縦軸は時間を示している。図７に示した例では、時刻ｔ1では、時刻ｔ1で４つに分波されて生成された分波信号ｔ1-1、ｔ1-2、ｔ1-3およびｔ1-4を、それぞれｆ1、ｆ5、ｆ7およびｆ9に配置し、ｔ1-2を複製したダミー信号であるｔ1-2´をｆ2に配置し、任意のデータ系列を変調したダミー信号である信号ｄをｆ3に配置する。また、時刻ｔ2では、時刻ｔ1における周波数配置とは異なる周波数配置で信号を配置し、さらに時刻ｔ3では、時刻ｔ1における周波数配置とも異なり時刻ｔ2における周波数配置とも異なる周波数配置で信号を配置する。このように、時刻すなわち時間帯ごとに、周波数変換部１０６における配置すなわち周波数配置を変更することで、第三者によるダミー信号と送信データの周波数配置の推定が困難となり秘匿性が向上する。
【００４３】
なお、図７に示したように、時刻ｔ1、時刻ｔ2をそれぞれ含む単位時間内で、ダミー信号および分波信号が配置されているが、各信号が時間方向にも分散されて配置されてもよい。すなわち、時刻ｔ1を含む単位時間である第一の時間帯で生成された複数の第二の信号を、第一の時間帯と、第一の時間帯とは異なる第二の時間帯である時刻ｔ2を含む単位時間と、に分散されて送信させてもよい。換言すると、複数の時刻にまたがって単位時間内で生成された第二の信号が分散配置されてもよい。
【００４４】
図８は、ダミー信号および分波信号の時間方向の配置および周波数配置の別の一例を示す図である。図８に示すように、時刻ｔ1では、時刻ｔ1で４つに分波されて生成された分波信号ｔ1-1、ｔ1-2、ｔ1-3およびｔ1-4のうちｔ1-1、ｔ1-4およびｔ1-3を、それぞれｆ1、ｆ7およびｆ9に配置し、ｔ1-2を複製したダミー信号であるｔ1-2´をｆ2に配置し、任意のデータ系列を変調したダミー信号である信号ｄをｆ3に配置する。そして、時刻ｔ2では、時刻ｔ2で４つに分波されて生成された分波信号ｔ2-1、ｔ2-2、ｔ2-3およびｔ2-4のうちｔ2-1、ｔ2-2およびｔ2-3を、それぞれｆ2、ｆ4およびｆ10に配置し、ｔ2-3を複製したダミー信号であるｔ2-3´をｆ5に配置し、任意のデータ系列を変調したダミー信号である信号ｄをｆ6に配置する。さらに、時刻ｔ2では、時刻ｔ1で成された分波信号ｔ1-2をｆ8に配置する。こうすることで、各分波信号が時間方向にも分散されて配置されることで、受信局では信号を受信する周波数、ダミー信号の有無に加えて、信号が送信される時刻も知らなければ元の信号を得ることができない。
【００４５】
ここで、送信局１の制御部１０９がダミー信号生成部１０５および周波数変換部１０６に対して分波数（またはサブチャネル帯域）および周波数をそれぞれ指示する方法について図９および図１０を用いて説明する。図９は、送信局における周波数配置決定処理手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、制御部１０９は、はじめに送信可能な空き帯域を探索する（ステップＳ１）。ここで、空き帯域の探索方法としては、送信局１が図示しない無線受信部により、各周波数の電力を測定し、信号の有無を検知するキャリアセンスにより判断してもよいし、受信局２が同様にキャリアセンスをし、送信局１に対して空き帯域を制御情報として通知し、送信局１が図示しない無線受信部により制御情報を受信してもよい。また、空き帯域においては、探索対象を、受信局２の装置の制約から受信可能な帯域に限定してもよい。例えば、受信局２が送信局１に対して受信可能な帯域のリストを通知することで送信局１は受信可能な帯域を把握することが可能となる。
【００４６】
次に、制御部１０９は、送信局１がデータを送信するための所要帯域すなわち送信データの所要帯域を算出する（ステップＳ２）。ここで、送信データの所要帯域は、送信データ量と、符号化部１０２に指示する符号化率と、変調部１０３に指示する変調方式とから決定することができる。送信データ量すなわち転送量の初期値は、送信バッファ１０１に滞留しているデータ量とすることができる。具体的には、一例として、送信データの所要帯域＝（送信データ量／符号化率／「変調方式に応じた送信ビット数」）×「波形整形フィルタのロールオフ率」により算出することができる。例えば、データ量が１０メガビット滞留しており、符号化率を１／２とし、変調方式をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）とし、波形整形フィルタのロールオフを１．２とした場合、所要帯域は、１２メガヘルツとなる。
【００４７】
次に、制御部１０９は、ダミー信号の所要帯域を算出する（ステップＳ３）。ここで、ダミー信号の所要帯域は受信局２において十分な秘匿性が確保できる帯域であり、例えば、送信データの所要帯域に対する割合で与えればよい。すなわち、ダミー信号の所要帯域は、送信信号の所要帯域にあらかじめ定めた割合を乗算して求めればよい。送信信号の所要帯域が１２メガヘルツ、ダミー信号の割合を０．５（５０％）とした場合、ダミー信号の所要帯域は６メガヘルツとなる。また、ダミー信号の所要帯域は、送信局１が送信可能な電力のうちの余剰の電力すなわち送信可能な電力のうち送信データの送信に使用される電力を除いた電力に基づいて決定されてもよい。
【００４８】
ステップＳ３の後、制御部１０９は、空き帯域で、送信データとダミー信号を送信可能か判定する（ステップＳ４）。図１０は、空き帯域と送信データおよびダミー信号の所要帯域の一例を示す図である。図１０に示す例では、空き帯域が、ｆ1からｆ2の間、ｆ3からｆ4の間、ｆ5からｆ6の間、およびｆ7からｆ8の間に存在している。ここで、４つに分波された分波信号の帯域幅、すなわちサブキャリア帯域幅をＢとすると、ｆ3からｆ4の間、ｆ5からｆ6の間、およびｆ7からｆ8の間では、それぞれ１つの分波信号分の空き帯域が存在し、ｆ1からｆ2の間には、３つの分波信号分の空き帯域が存在する。ここでは、ダミー信号の帯域幅もＢであるとし、２つのダミー信号を用いるとすると、送信データの所要帯域を４つの分波信号の分である４×Ｂであるとし、ダミー信号の所要帯域が２×Ｂであるとすると、図１０に示すとおり、６×Ｂの空き帯域を確保できるため、制御部１０９は、空き帯域で、送信データとダミー信号を送信可能と判定する。一方、例えば、送信データの所要帯域が４×Ｂであり、ダミー信号の所要帯域が２×Ｂであり、空き帯域の合計が５×Ｂ以下であった場合には、制御部１０９は、送信不可と判断する。
【００４９】
空き帯域で、送信データおよびダミー信号を送信可能である場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、制御部１０９は、空き帯域に基づいて、各信号の周波数配置すなわち配置パタンを決定し（ステップＳ５）、処理を終了する。一方、送信データおよびダミー信号を送信可能でない場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、送信データ量すなわち転送量を削減するように送信データ量を変更し（ステップＳ６）、ステップＳ２へ戻り、制御部１０９は、改めて送信データの所要帯域を算出する。なお、分波数（またはサブチャネル帯域）については、あらかじめ初期値を定めておき、ステップＳ６において、分波数についても変更するようにしてもよい。送信データは、制御部１０９は、以上のように決定した配置パタンに基づいて、ダミー信号生成部１０５および周波数変換部１０６に対して分波数（またはサブチャネル帯域）および周波数をそれぞれ指示する。
【００５０】
なお、ステップＳ５において配置パタンを決定する際に、空き帯域のうち、周波数の低い順にどの信号を配置するかについては、あらかじめ任意の方法で定めておくことができる。また、図７および図８に示したように、空き帯域を用いて、時間方法で、周波数配置を変更するようにしてもよい。また、ステップＳ５において配置パタンを決定する際に、図１０のように各周波数帯で連続する空き帯域が異なる場合、送信データおよびダミー信号は、連続する空き帯域に収まるように配置する。例えば、空き帯域が図１０に示す状態であった場合すなわち連続した３つのサブチャネル帯域分の空き帯域が存在する場合、図５（ｂ）に示したような周波数配置が可能となる。また、連続した２つのサブチャネル帯域分の空き帯域しかない場合には、図６（ｂ）に示したような周波数配置が可能となる。連続した複数のサブチャネル帯域分の空き帯域が存在しない場合には、ダミー信号は、分波信号と連続しない帯域に配置される。この場合も、第三者の受信局においては、ダミー信号の存在により、正しく復号することはできない。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態では、送信局１が受信局２へデータを伝送する無線通信システム１０において、送信局１は、送信すべきデータとダミー信号とを、それぞれ異なる周波数に変換して伝送することとした。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、ダミー信号の有無と周波数変換のパタンを知らない第三者が元の信号を得ることができないため、秘匿性が向上する。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態１では、ダミー信号を付加することで秘匿性を向上させたが、本実施の形態では、ダミー信号を用いず、送信信号の一部を変調することで秘匿性を向上させる。すなわち、本実施の形態において、複数の第１の信号に対して実施する変換処理は、複数の第１の信号のうちの少なくとも一部の信号に対して実施する変調処理である。図１１は、実施の形態２の送信局１ａの構成例を示す図である。図１２は、実施の形態２の受信局２ａの構成例を示す図である。本実施の形態の無線通信システムの構成は、実施の形態１の送信局１の替わりに送信局１ａを備え、実施の形態２の受信局２の替わりに受信局２ａを備える構成である。
【００５３】
図１１に示すように、本実施の形態の送信局１ａは、送信バッファ１０１と、符号化部１０２と、第一変調部１１３と、分波部１０４と、第二変調部１１５と、周波数変換部１０６と、合波部１０７と、無線送信部１０８と、制御部１１９とを備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、第一変調部１１３は、実施の形態１の変調部１０３と同様であるため重複する説明を省略する。
【００５４】
図１２に本実施の形態における受信局２の構成例を示す。本実施の形態における受信局２は、無線受信部２０１と、分波部２０２と、第二復調部２１３と、周波数変換部２０３と、合波部２０４と、第一復調部２１６と、復号部２０６と、受信バッファ２０７と、制御部２１９とを備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、第一復調部２１６は、実施の形態１の復調部２０５と同様であるため重複する説明を省略する。
【００５５】
次に、実施の形態２の送信局１ａが受信局２ａに対してデータを伝送する動作について説明する。なお、第二変調部１１５および第二復調部２１３以外の動作は実施の形態１と同じであるため重複する説明を省略する。
【００５６】
送信局１の第二変調部１１５は、分波部１０４から出力された信号のうち少なくとも一部の信号を制御部１１９から指示された方法で変調する。本実施の形態では、第二変調部１１５による処理後の信号が複数の第二の信号である。ここで、制御部１１９は、分波部１０４から出力された信号のうち一部だけを変調するよう指示してもよい。また、信号生成部である第二変調部１１５は、分波部１０４から出力された信号のうち一部の信号の変調に際し、スペクトラム拡散、またはチャープ信号による拡散すなわちチャープ拡散処理など、分波後の信号よりも電力密度が低減する変調を行う。すなわち、第二変調部１１５が実施する変調処理は、スペクトラム拡散処理であってもよく、チャープ拡散処理であってもよい。スペクトラム拡散処理に用いられる拡散符号は、分波信号ごとに異なっていてもよい。なお、スペクトラム拡散に用いる拡散符号、およびチャープ信号の系列は単位時間ごとに異なるものが用いられてもよく、この場合も、送信局１ａと受信局２ａとの間で単位時間ごとの各パラメータを共有できていれば、受信局２ａにおいて送信局１ａから送信された信号を正しく復調することができる。
【００５７】
受信局２ａの第二復調部２１３は、分波部２０２から出力された信号を制御部２１９から指示される復調方式に従い復調する。ここで、制御部２１９が指示する復調方式は、送信局１ａの制御部１１９が第二変調部１１５へ指示した変調方式に対応した復調方式とすることで、第二復調部２１３は分波部２０２から出力された信号を正しく復調できる。このように、受信局２ａの第二復調部２１３は、分波部２０２により抽出された信号に対して送信局１において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施する。本実施の形態では、第二復調部２１３および周波数変換部２０３が、分波部２０２により抽出された信号に対して逆変換処理を実施するとともに送信局１の周波数変換部１０６において施された周波数変換と逆の変換を実施する逆構成部を構成する。
【００５８】
ここで、図１３を用いて、送信局１ａが受信局２ａへデータを送信する信号の具体例を説明する。図１３は、実施の形態２の分波信号の周波数配置の一例を示す図である。送信局１ａの分波部１０４は、図１３（ａ）に示すように、送信データを４個の信号すなわち信号＃１から信号＃４に分波する。図１３（ｂ）は、第二変調部１１５から出力される信号を示している。図１３（ａ）に示した信号＃１から信号＃４は、周波数変換部１０６により周波数変換された後に、第二変調部１１５に入力される。図１３（ｂ）に示すように、第二変調部１１５は、一部の分波信号、すなわち図１３に示した例では信号＃３をスペクトル拡散させる。
【００５９】
送信局１ａから送信された信号は受信局２ａで受信され、無線受信部２０１および分波部２０２を経由して第二復調部２１３へ入力される。受信局２ａの第二復調部２１３は、図１３（ｃ）に示すように、入力された信号のうち信号＃３に対応する受信信号に対して逆拡散を行い、逆拡散後の信号を周波数変換部２０３へ入力する。周波数変換部２０３および合波部２０４により、図１３（ｄ−１）に示すように元の信号が得られる。一方、周波数変換および第二変調の有無を知らない第三者の受信局は、図１３（ｄ−２）に示すように信号＃３を周波数領域で検知することができないため、信号＃１、信号＃２および信号＃４を合波して復調することから、元の信号を再現することができない。
【００６０】
なお、図１３に示した例では、拡散された信号＃３が他の信号と重複しないように配置されているが、拡散された信号が他の信号と重複するように配置されてもよい。すなわち、周波数変換部１０６は、複数の第二の信号のうち少なくとも一部の信号が、互いに少なくとも一部の周波数が重複するよう複数の第二の信号を周波数領域に配置してもよい。また、実施の形態１で述べたように、時刻によって、拡散させる信号の周波数配置を変更してもよいし、複数の時刻にまたがって信号を分散配置してもよい。
【００６１】
また、図１４を用いて、送信局１ａが受信局２ａへデータを送信する別の例を説明する。図１４は、実施の形態の分波信号の周波数配置の別の一例を示す図である。送信局１ａの分波部１０４は、図１４（ａ）に示すように、送信データを４個の信号すなわち信号＃１から信号＃４に分波する。図１４（ａ）に示した信号＃１から信号＃４は、周波数変換部１０６により周波数変換された後に、第二変調部１１５に入力される。図１４（ｂ）に示すように、第二変調部１１５は、信号＃１から信号＃４をスペクトル拡散させ、スペクトル拡散後の信号を加算して出力する。ここで、信号＃１から信号＃４の各々の信号は異なる拡散符号でスペクトラム拡散されることで符号多重されることができる。受信局２ａの第二復調部２１３は、図１４（ｃ）に示すように、入力された信号に対して各々異なる符号で逆拡散を行い、逆拡散後の信号を周波数変換部２０３へ入力する。周波数変換部２０３および合波部２０４により、図１４（ｄ−１）に示すように元の信号が得られる。一方、周波数変換および逆拡散の符号を知らない第三者の受信局は、図１４（ｄ−２）に示すように逆拡散することができず、元の信号を再現することができない。なお、上述した拡散符号は、複数の時間で異なる拡散符号を用いてもよい。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態では、送信局１ａが受信局２ａへデータを伝送する無線通信システムにおいて、送信局１ａは、送信すべきデータを分波した分波信号のうちの一部の分波信号を電力密度が低減するように変調し、分波信号をそれぞれ異なる周波数に変換して伝送することとした。これにより、本実施の形態における無線通信システムは、拡散した信号と周波数変換のパタンを知らない第三者が元の信号を得ることができないため、秘匿性が向上する。
【００６３】
実施の形態３．
図１５は、本発明にかかる実施の形態３の無線通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態における無線通信システムは、送信局３と、中継局４−１と、中継局４−２と、受信局５とを備える。ここで、送信局３および受信局５は、それぞれ実施の形態１における送信局１および受信局２であってもよいし、実施の形態２における送信局１ａおよび受信局２ａであってもよいし、携帯電話または無線ＬＡＮのような一般的な無線通信システムにおける送信局および受信局であってもよい。また、図１５では、中継局を２局記載されているが、中継局の数はこれに限らず、１局であってもよいし、３局以上あってもよい。中継局４−１と中継局４−２とは、互いに同様の構成および機能を有する。以降の説明では中継局４−１と、中継局４−２を区別せずに示す場合、中継局４と記載する。また、中継局が複数存在する場合、中継局の一部は、本実施の形態の中継局４ではなく任意の中継局であってもよい。
【００６４】
図１６は、本実施の形態の中継局４の構成例を示す図である。中継局４は、無線受信部４０１と、分波部４０２と、ダミー信号生成部４０３と、周波数変換部４０４と、合波部４０５と、無線送信部４０６と、制御部４０７とを備える。無線受信部４０１は、送信局３または他の中継局から受信した無線信号を電気信号に変換して分波部４０２へ出力する。分波部４０２、ダミー信号生成部４０３、周波数変換部４０４、合波部４０５、無線送信部４０６および制御部４０７は、送信局１の分波部１０４、ダミー信号生成部１０５、周波数変換部１０６、合波部１０７、無線送信部１０８および制御部１０９とそれぞれ同様の機能を有する。また、分波部４０２、周波数変換部４０４、合波部４０５、無線送信部４０６および制御部４０７は、それぞれ、受信局２の分波部２０２、周波数変換部２０３、合波部２０４および制御部２０８と同様の機能も有する。
【００６５】
送信局３が実施の形態１における送信局１ではなく、すなわち一般的な無線通信システムにおける送信局であり、受信局５が、実施の形態１における受信局２である場合、無線通信システム１１は、中継局４を１つ以上備える。この場合、中継局４は次のような動作を実施する。すなわち、中継局４の無線受信部４０１が、送信局３により送信された信号を受信し、中継局４の分波部４０２が、無線受信部４０１により受信された信号を分波する。そして、実施の形態１と同様に、ダミー信号生成部４０３が生成したダミー信号と分波信号とを周波数変換部４０４が周波数変換し、合波部４０５で１つの信号に合波した後に無線送信部４０６を介して受信局５に送信する。
【００６６】
送信局３が実施の形態１における送信局１ではなく、受信局５が、実施の形態２における受信局５である場合、無線通信システム１１は、中継局４を２つ以上備える。図１５に示すように、中継局４−１および中継局４−２を備える場合を例に説明すると、中継局４−１の無線受信部４０１は、送信局３により送信された信号を受信し、中継局４−１の分波部４０２が、無線受信部４０１により受信された信号を分波する。そして、実施の形態１と同様に、中継局４−１では、周波数変換部４０４が、ダミー信号生成部４０３が生成したダミー信号と分波信号とを周波数変換し、合波部４０５で１つの信号に合波した後に無線送信部４０６を介して中継局４−２に送信する。中継局４−２では、無線受信部４０１が、中継局４−１により送信された信号を受信し、中継局４−２の分波部４０２は、実施の形態１の受信局２の分波部２０２と同様に、受信した信号を分波し、周波数変換部４０４が実施の形態１の受信局２の周波数変換部２０３と同様に周波数変換を実施し、合波部２０４が実施の形態１の受信局２の合波部２０４と同様に合波する。中継局４−２の無線送信部４０６は、合波部２０４により合波された信号を受信局５へ送信する。これにより、受信局５は、一般の信号を受信した場合と同様に変調および復号を行うことができる。
【００６７】
このように、送信局３が実施の形態１の送信局１ではない場合、送信局３と受信局５との間の中継経路上の最初の中継局４すなわち送信局３から直接信号を受信する中継局４が、実施の形態１の送信局１と同様に、分波、周波数変換および合波を実施すればよい。また、受信局５が実施の形態１の受信局２ではない場合、送信局３と受信局５との間の中継経路上の最後の中継局４すなわち受信局５へ信号を直接送信する中継局４が、実施の形態１の受信局２と同様に、分波、周波数変換および合波を実施すればよい。送信局３が実施の形態１の送信局１ではない場合の中継経路上の最初の中継局、および受信局５が実施の形態１の受信局２ではない場合の最後の中継局を除く中継局については、任意の中継局を用いることができる。
【００６８】
また、中継局４は、送信先の候補となる中継局４が２局以上ある場合に、２局以上の中継局４のうちいずれか１つの中継局４を選択して、信号を送信してもよい。この場合、送信元の中継局４は、複数ある送信先の中継局４のうち、最も回線品質がよい中継局４を選択することで伝送品質を高く保つことができる。
【００６９】
また、送信元の中継局４は、送信先の候補となる中継局４が２局以上ある場合に、複数の中継局４に対して別々の信号を送信してもよい。この場合、受信局５へ信号を直接送信する中継局４である中継経路上の最後の中継局４が、複数の中継局４から信号を受信し、元の信号へ並び替えた後に受信局５へ送信することで、受信局５は元の信号を得ることができる。
【００７０】
このように、中継局４を介してデータを伝送することで、送信局３および受信局５としては任意の装置を用いながら、秘匿性の高い通信を行うことが可能となる。また、送信局３および受信局５として、実施の形態１の送信局１および受信局２、または実施の形態２の送信局１ａおよび受信局２ａを用いて、本実施の形態の中継局４により中継を行う場合、例えば、中継局４−１が、送信局１ａにおける処理が施された信号をさらに、分波、ダミー信号の付加および周波数変換を行い、中継局４−２が、中継局４−１において施された処理を元にもどす処理を実施すれば、実施の形態１に比べてさらに通信路の秘匿性を向上させることができる。
【００７１】
すなわち、抽出部である分波部４０２は、無線受信部４０１により受信された信号から、他の中継局４または送信局１の周波数変換部１０６において複数の第二の信号が配置された周波数領域を示す情報に基づいて複数の第二の信号に対応する信号を抽出する。逆変換部である周波数変換部４０４は、分波部４０２により抽出された信号に対して他の中継局４または送信局１において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、他の中継局４または送信局１において施された周波数変換と逆の変換を実施する。
【００７２】
また、別の様態として、中継局４を図１７に示す構成としてもよい。図１７は、中継局４の別の構成例を示す図である。図１７に示す中継局４は、無線受信部４１１と、分波部４１２と、周波数変換部４１３と、合波部４１４と、復調部４１５と、復号部４１６と、受信バッファ４１７と、送信バッファ４１８と、符号化部４１９と、変調部４２０と、分波部４２１と、ダミー信号生成部４２２と、周波数変換部４２３と、合波部４２４と、無線送信部４２５と、制御部４２６とを備える。
【００７３】
無線受信部４１１は、送信局３または他の中継局から受信した無線信号を電気信号に変換して分波部４１２に出力する。分波部４１２、周波数変換部４１３、合波部４１４、復調部４１５、復号部４１６、受信バッファ４１７および制御部４２６は、それぞれ実施の形態１の受信局２の分波部２０２、周波数変換部２０３、合波部２０４、復調部２０５、復号部２０６、受信バッファ２０７および制御部２０８と同様の機能を有する。
【００７４】
また、送信バッファ４１８、符号化部４１９、変調部４２０、分波部４２１、ダミー信号生成部４２２、周波数変換部４２３、合波部４２４および制御部４２６は、それぞれ実施の形態１の送信局１の送信バッファ１０１、符号化部１０２、変調部１０３、分波部１０４、ダミー信号生成部１０５、周波数変換部１０６、合波部１０７および制御部１０９と同様の機能を有する。なお、制御部４２６は、制御部２０８と同様の機能を有するとともに制御部１０９と同様の機能を有する。無線送信部４２５は、合波部４２４から出力される信号を受信局５または他の中継局へ送信する。
【００７５】
図１７に示す中継局４は、図１６に示した中継局とは異なり、受信した信号に対して復調、復号、符号化、および変調を行う。送信局３が実施の形態１の送信局１であり、受信局５が実施の形態１の受信局２である場合、図１７に示した中継局４では、無線受信部４１１が送信局３または他の中継局４から受信した信号を分波部４１２へ出力する。分波部４１２、周波数変換部４１３、合波部４１４、復調部４１５および復号部４１６が実施の形態１の受信局２と同様の動作を実施することにより、受信バッファ４１７に復号後のデータが格納される。制御部４２６は、受信バッファ４１７に格納されたデータを読み出して送信バッファ４１８へ格納する。符号化部４１９は送信バッファ４１８に格納された送信データを読み出して実施の形態１の送信局１と同様に符号化を行う。その後、変調部４２０、分波部４２１、ダミー信号生成部４２２、周波数変換部４２３および合波部４２４により実施の形態１の送信局１と同様の動作が実施され、合波部４２４により合波された信号が無線送信部４２５により送信される。
【００７６】
図１６に示した中継局４のように、中継局４において復調および復号と再符号化および再変調をしない場合、信号を中継するごとに無線伝送路上の雑音および干渉成分が加算されるのに対し、図１７に示した中継局４のように、復調および復号と再符号化および再変調とを実施することで無線伝送路上の雑音および干渉成分の加算を回避することができ、中継時の伝送品質を向上することができる。また、中継局４は、実施の形態１の送信局１と同様に周波数変換のパタンおよびダミー信号の有無を時々刻々と変更させてもよく、変更する内容を制御情報として無線通信システム１１内で伝送し、他の中継局４が制御情報に基づいて受信、復号することで柔軟な制御が可能となる。
【００７７】
図１７に示した中継局４を用いる場合も、図１６に示した中継局４を用いる場合と同様に、受信局５が実施の形態１の送信局１でない場合には、中継経路上の最後の中継局４が、受信局５において復調および復号可能な信号を送信すればよい。この場合、例えば、中継経路上の最後の中継局４の制御部４２６は、変調部４２０により変調された信号を、分波部４２１における分波数を１とし、周波数変換部４２３における周波数変換を元の周波数への変換とし、ダミー信号の生成数を０とすることで、中継経路上の最後の中継局４は、受信局５において復調および復号可能な信号を送信することができる。
【００７８】
図１８は、図１６または図１７に示した中継局４を用いる場合に、送信局３が中継局４を介して受信局５に対してデータを送信する例を説明するための図である。送信局３は、図１８（ａ）に示すように、任意の信号を送信する。図１８（ｂ）では、中継局４は、実施の形態１の図５と同様に、ダミー信号として信号＃ｄと信号＃２の複製である信号＃２´とを付加している。中継局４−１では、図１８（ｂ）に示すように４個の分波信号に分波され、さらに中継局４−１は図１８（ｃ）に示すように、ダミー信号を付加して周波数領域で分散させて分波信号を送信する。また、中継局４−２は、図１８（ｃ）に示した信号を受信すると、信号を分波、および周波数変換して図１８（ｄ）に示すように元の信号へ並び替えて受信局５に送信する。こうすることで、図１８（ｃ）に示すように、受信局５は送信局３が送信した信号と同一の信号を得ることができる。
【００７９】
図１９は、本実施の形態の中継局４の別の構成例を示す図である。図１９に示した中継局４は、無線受信部４３１と、分波部４３２と、第二復調部４３３と、第二変調部４３４と、周波数変換部４３５と、合波部４３６と、無線送信部４３７と、制御部４３８とを備える。無線受信部４３１は、送信局１または他の中継局から受信した無線信号を電気信号に変換して分波部４３２へ出力する。分波部４３２、周波数変換部４３５、合波部４３６および制御部４３８は、実施の形態２の送信局１ａの分波部１０４、周波数変換部１０６、合波部１０７および制御部１１９とそれぞれ同様の機能を有するとともに、実施の形態２の受信局２ａの分波部２０２、周波数変換部２０３、合波部２０４および制御部２１９とそれぞれ同様の機能を有する。また、第二変調部４３４は、実施の形態２の送信局１ａの第二変調部１１５と同様の機能を有し、第二復調部４３３は、実施の形態２の受信局２ａの第二復調部２１３と同様の機能を有する。
【００８０】
制御部４３８は、受信局５が実施の形態２の受信局２ａであるか、および送信局３が実施の形態２の送信局１ａであるかに応じて、分波部４３２、周波数変換部４３５、合波部４３６、第二復調部４３３および第二変調部４３４を制御する。例えば、送信局３が実施の形態２の送信局１ａではない場合、図１９に示した中継局４の制御部４３８は、第二復調部４３３による復調は実施させず、分波部４３２、第二変調部４３４、周波数変換部４３５および合波部４３６に実施の形態２の送信局１ａと同様の動作を実施させるよう制御する。また、受信局５が実施の形態２の受信局２ａではない場合、図１９に示した中継局４の制御部４３８は、第二変調部４３４による復調は実施させず、分波部４３２、第二変調部４３４、周波数変換部４３５および合波部４３６に実施の形態２の受信局２ａと同様の動作を実施させるよう制御する。
【００８１】
さらに別の構成例として、中継局４を図２０に示すように構成してもよい。図２０は、本実施の形態の中継局４の別の構成例を示す図である。図２０に示す中継局４は、無線受信部４４１と、分波部４４２と、第二復調部４４３と、周波数変換部４４４と、合波部４４５と、第一復調部４４６と、復号部４４７と、受信バッファ４４８と、送信バッファ４４９と、符号化部４５０と、第一変調部４５１と、分波部４５２と、第二変調部４５３と、周波数変換部４５４と、合波部４５５と、無線送信部４５６と、制御部４５７とを備える。
【００８２】
無線受信部４４１は、送信局３または他の中継局から受信した無線信号を電気信号に変換して分波部４４２に出力する。分波部４４２、第二復調部４４３、周波数変換部４４４、合波部４４５、第一復調部４４６、復号部４４７、受信バッファ４４８および制御部４５７は、それぞれ実施の形態２の受信局２ａの分波部２０２、第二復調部２１３、周波数変換部２０３、合波部２０４、第一復調部２１６、復号部２０６、受信バッファ２０７および制御部２１９と同様の機能を有する。
【００８３】
また、送信バッファ４４９、符号化部４５０、第一変調部４５１、分波部４５２、第二変調部４５３、周波数変換部４５４、合波部４５５および制御部４５７は、それぞれ実施の形態２の送信局１ａの送信バッファ１０１、符号化部１０２、第一変調部１１３、分波部１０４、第二変調部１１５、周波数変換部１０６、合波部１０７および制御部１１９と同様の機能を有する。なお、制御部４５７は、制御部２１９と同様の機能を有するとともに制御部１１９と同様の機能を有する。無線送信部４５６は、合波部４５５から出力される信号を受信局５または他の中継局へ送信する。
【００８４】
図２０に示した中継局４は、図１７に示した構成例を同様に復調および復号と再符号化および再変調を行う。図２０に示した中継局４の動作は、図１９に示した中継局４に対して、復調および復号と再符号化および再変調の動作を追加しただけであるため、説明を省略する。
【００８５】
図２１は、図１９または図２０に示した中継局４を用いる場合に、送信局３が中継局４を介して受信局５に対してデータを送信する例を説明するための図である。送信局３は、図２１（ａ）に示すように、任意の信号を送信する。中継局４−１では、図２１（ｂ）に示すように４個の分波信号に分波され、さらに中継局４−１は図２１（ｃ）に示すように、信号＃３をスペクトル拡散させて周波数領域で分散させて送信する。また、中継局４−２は、図２１（ｃ）に示した信号を受信すると、信号を分波および逆拡散させた後に周波数変換して図２１（ｄ）に示すように元の信号へ並び替えて受信局５に送信する。こうすることで、図２１（ｅ）に示すように受信局５は送信局３が送信した信号と同一の信号を得ることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態では、実施の形態１または、実施の形態２で示した送受信方法を、中継局４を用いて実現した。こうすることで、送信局３および受信局５は任意の装置を用いながら秘匿性の高い通信を実現することができる。
【００８７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１ａ  送信局、２，２ａ  受信局、１０１，４１８，４４９  送信バッファ、１０２，４１９，４５０  符号化部、１０３，４２０  変調部、１０４，２０２，４０２，４１２，４２１，４３２，４４２，４５２  分波部、１０５，４０３  ダミー信号生成部、１０６，２０３，４０４，４１３，４２３，４３５，４４４，４５４  周波数変換部、１０７，２０４，４０５，４１４，４２４，４３６，４４５，４５５  合波部、１０８，４０６，４２５，４３７，４５６  無線送信部、１０９，２０８，１１９，２１９，４０７，４２６，４３８，４５７  制御部、１１３，４５１  第一変調部、１１５，４３４，４５３  第二変調部、２０１，４０１，４１１，４３１，４４１  無線受信部、２０５，４１５  復調部、２０６，４１６，４４７  復号部、２０７，４１７，４４８  受信バッファ、２１３，４３３，４４３  第二復調部、２１６，４４６  第一復調部。
【図１】
2017203569.tif 000003
【図２】
2017203569.tif 000004
【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】
2017203569.tif 000009
【図８】
2017203569.tif 000010
【図９】
2017203569.tif 000011
【図１０】
2017203569.tif 000012
【図１１】
2017203569.tif 000013
【図１２】
2017203569.tif 000014
【図１３】
2017203569.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2017203569.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2017203569.tif 000019
【図１８】
2017203569.tif 000020
【図１９】
2017203569.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月21日(2016.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
自局が使用可能な空き帯域を検知し、前記送信データの所要帯域と前記空き帯域とに基づいて、前記複数の第二の信号の所要帯域と前記複数の第二の信号が配置される周波数とを決定する制御部と、
を備えることを特徴とする送信局。
【請求項２】
前記変換処理は、前記複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であることを特徴とする請求項１に記載の送信局。
【請求項３】
前記第三の信号は、あらかじめ定められたデータ系列が変調された信号を含むことを特徴とする請求項２に記載の送信局。
【請求項４】
前記第三の信号は、前記複数の第一の信号のうちの一部の信号が複製された信号を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の送信局。
【請求項５】
前記変換処理は、前記複数の第一の信号のうちの少なくとも一部の信号に対して実施する変調処理であることを特徴とする請求項１に記載の送信局。
【請求項６】
前記変調処理は、スペクトラム拡散処理であることを特徴とする請求項５に記載の送信局。
【請求項７】
前記スペクトラム拡散処理では、２つ以上の前記第一の信号に対して、前記第一の信号ごとに異なる拡散符号が用いられることを特徴とする請求項６に記載の送信局。
【請求項８】
前記変調処理は、チャープ拡散処理であることを特徴とする請求項５に記載の送信局。
【請求項９】
前記配置部は、前記複数の第二の信号のうち少なくとも一部の信号が、互いに少なくとも一部の周波数が重複するよう前記複数の第二の信号を周波数領域に配置することを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１０】
前記複数の第一の信号は、周波数領域信号であり、前記複数の第一の信号のうち少なくとも一部は、他の前記第一の信号との間で帯域幅の遷移帯域が重複することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１１】
第一の時間帯で生成された前記複数の第二の信号を、前記第一の時間帯と、前記第一の時間帯とは異なる第二の時間帯と、に分散させて送信することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１２】
前記配置部における配置を時間帯ごとに変更することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１３】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、自局が使用可能な空き帯域を検知し、前記送信データの所要帯域と前記空き帯域とに基づいて、前記複数の第二の信号の所要帯域と前記複数の第二の信号が配置される周波数とを決定する制御部と、を備える送信局から送信された信号を受信する受信局であって、
前記送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記配置部において配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記配置部において施された前記周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする受信局。
【請求項１４】
受信したデータを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
自局が使用可能な空き帯域を検知し、送信データの所要帯域と前記空き帯域とに基づいて、前記複数の第二の信号の所要帯域と前記複数の第二の信号が配置される周波数とを決定する制御部と、
を備えることを特徴とする中継局。
【請求項１５】
請求項１４に記載の中継局が複数存在する場合に、複数の前記中継局のうちの１つである他の中継局または請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記他の中継局または前記送信局において前記複数の第二の信号が配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記他の中継局または前記送信局において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記他の中継局または前記送信局において施された周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の中継局。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局と、
請求項１３に記載の受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
送信局と、
前記送信局から送信された信号を中継する請求項１４に記載の中継局と、
前記中継局により中継された信号を受信する受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信局は、送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、を備える。また、本発明にかかる送信局は、複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、配置部により周波数領域に配置された複数の第二の信号を合波する合波部と、合波部により合波された信号を送信する送信部と、自局が使用可能な空き帯域を検知し、前記送信データの所要帯域と前記空き帯域とに基づいて、前記複数の第二の信号の所要帯域と前記複数の第二の信号が配置される周波数とを決定する制御部と、を備える。
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月3日(2017.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
を備え、
前記変換処理は、前記複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であり、
前記配置部は、前記第三の信号の周波数と前記複数の第二の信号のうちの一部の信号の周波数とが周波数領域で重複するように、前記複数の第二の信号および前記第三の信号を周波数領域に配置することを特徴とする送信局。
【請求項２】
前記第三の信号は、あらかじめ定められたデータ系列が変調された信号を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信局。
【請求項３】
前記第三の信号は、前記複数の第一の信号のうちの一部の信号が複製された信号を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の送信局。
【請求項４】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号のうちの一部に対して変調処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信局。
【請求項５】
前記変調処理は、スペクトラム拡散処理であることを特徴とする請求項４に記載の送信局。
【請求項６】
前記スペクトラム拡散処理では、２つ以上の前記第一の信号に対して、前記第一の信号ごとに異なる拡散符号が用いられることを特徴とする請求項５に記載の送信局。
【請求項７】
前記変調処理は、チャープ拡散処理であることを特徴とする請求項４に記載の送信局。
【請求項８】
自局が使用可能な空き帯域を検知し、前記送信データの所要帯域と前記空き帯域とに基づいて、前記複数の第二の信号の所要帯域と前記複数の第二の信号が配置される周波数とを決定する制御部、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項９】
前記配置部は、前記複数の第二の信号のうち少なくとも一部の信号が、互いに少なくとも一部の周波数が重複するよう前記複数の第二の信号を周波数領域に配置することを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１０】
前記複数の第一の信号は、周波数領域信号であり、前記複数の第一の信号のうち少なくとも一部は、他の前記第一の信号との間で帯域幅の遷移帯域が重複することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１１】
第一の時間帯で生成された前記複数の第二の信号を、前記第一の時間帯と、前記第一の時間帯とは異なる第二の時間帯と、に分散させて送信することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１２】
前記配置部における配置を時間帯ごとに変更することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信局。
【請求項１３】
送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、を備え、前記変換処理は、前記複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であり、前記配置部は、前記第三の信号の周波数と前記複数の第二の信号のうちの一部の信号の周波数とが周波数領域で重複するように、前記複数の第二の信号および前記第三の信号を周波数領域に配置する送信局から送信された信号を受信する受信局であって、
前記送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記配置部において配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記配置部において施された前記周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする受信局。
【請求項１４】
受信したデータを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、
前記複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、
前記複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、
前記配置部により周波数領域に配置された前記複数の第二の信号を合波する合波部と、
前記合波部により合波された信号を送信する送信部と、
を備え、
前記変換処理は、前記複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であり、
前記配置部は、前記第三の信号の周波数と前記複数の第二の信号のうちの一部の信号の周波数とが周波数領域で重複するように、前記複数の第二の信号および前記第三の信号を周波数領域に配置することを特徴とする中継局。
【請求項１５】
請求項１４に記載の中継局が複数存在する場合に、複数の前記中継局のうちの１つである他の中継局または請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された信号から、前記他の中継局または前記送信局において前記複数の第二の信号が配置された周波数領域を示す情報に基づいて前記複数の第二の信号に対応する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に対して前記他の中継局または前記送信局において実施された変換処理に対応する逆変換処理を実施するとともに、前記他の中継局または前記送信局において施された周波数変換と逆の変換を実施する逆変換部と、
前記逆変換部による処理後の信号を合波する合波部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の中継局。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信局と、
請求項１３に記載の受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
送信局と、
前記送信局から送信された信号を中継する請求項１４に記載の中継局と、
前記中継局により中継された信号を受信する受信局と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信局は、送信データを２つ以上に分割した信号である複数の第一の信号を生成する分割部と、複数の第一の信号に対して、変換処理を実施して複数の第二の信号を生成する信号生成部と、を備える。また、本発明にかかる送信局は、複数の第二の信号を周波数変換により周波数領域に配置する配置部と、配置部により周波数領域に配置された複数の第二の信号を合波する合波部と、合波部により合波された信号を送信する送信部と、を備える。変換処理は、複数の第一の信号に第三の信号を付加する処理であり、配置部は、第三の信号の周波数と複数の第二の信号のうちの一部の信号の周波数とが周波数領域で重複するように、複数の第二の信号および第三の信号を周波数領域に配置する。
【国際調査報告】
2017203569.tif 000024
2017203569.tif 000025
2017203569.tif 000026
2017203569.tif 000027