(57)【要約】【課題】好適に音声通信を行うことができる通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムを提供する。【解決手段】送信機５００は、送信情報作成部５０１により、ヘッダ部とデータ部とから構成される送信パケットに基づいて送信情報を作成し、送信情報を一次変調部５０２及び二次変調部５０３により有効シンボルに変調し、ガードインターバル挿入部５０４により有効シンボルにガードインターバルを挿入してシンボルを作成し、出力部５０５によりシンボルを音声に変換して出力する。一次変調部５０２は、送信情報のうちヘッダ部に係るビット列を一次変調するときには、複数の有効シンボル長を使用して一次変調を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段と、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段と、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段と、
を備え、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記設定パターンには、作成される前記単位情報の長さが異なる複数種類のパターンがあり、
前記単位情報作成手段は、前記複数種類のパターンのうちいずれかのパターンに基づいて複数の前記単位情報を作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
音声情報を受信する音声受信手段と、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段と、
前記音声情報から長さが少なくとも１つ異なる複数の単位情報を抽出する単位情報抽出手段と、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段と、
を備え、
前記同期手段は、前記音声情報と、予め定められた設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項４】
送信機と受信機とを含む通信システムであって、
前記送信機は、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段と、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段と、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段と、
を備え、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記受信機は、
前記送信機における前記音声送信手段により送信された音声を音声情報として受信する音声受信手段と、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段と、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出手段と、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段と、
を備え、
前記同期手段は、前記音声情報と、前記設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
送信機と受信機による通信方法であって、
前記送信機が、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成ステップと、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成ステップと、
前記挿入済み情報作成ステップで作成した前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信ステップと、を実行し、
前記単位情報作成ステップでは、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記受信機が、
前記音声送信ステップで送信された音声を音声情報として受信する音声受信ステップと、
前記音声受信ステップで受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期ステップと、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出ステップと、
前記単位情報抽出ステップで抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元ステップと、を実行し、
前記同期ステップでは、前記音声情報と、前記音声情報を前記設定パターンに基づいて処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出ステップでは、前記同期ステップで特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
コンピュータを、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段、
送信された音声を音声情報として受信する音声受信手段、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出手段、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段、
として機能させ、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記同期手段は、前記音声情報と、前記設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯通信端末と店舗端末との通信により実現されるサービスが増加してきている。このようなサービスとして、電子マネー決済、電子チケット販売などが挙げられる。
【０００３】
携帯通信端末と店舗端末との通信手法としては、RFID（Radio Frequency Identifier）を用いた近接通信が代表的である。しかし、RFIDを備えない携帯通信端末に対してはこのような手法は適用できない。このような携帯通信端末に対しても適用可能な通信手法が求められている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、携帯通信端末が送信データを重畳した音声を出力し、受信した音声から送信データを抽出する、などといったように、音声を伝送媒体として通信を行う技術が提案されている。ほとんどの携帯通信端末はマイク及びスピーカを備えるため、この技術は広く適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２/０４６８８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように音声を伝送媒体として通信を行う場合、様々な通信において適用可能となる一方で、同期処理における計算量の影響で通信速度の低下や消費電力の増加などといった問題が生じるおそれがある。そのため、好適に音声通信を行うという観点からすると未だ十分ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の事情に鑑み、好適に音声通信を行うことができる通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る通信装置は、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段と、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段と、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段と、
を備え、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成する、
ことを特徴とする。
【０００９】
（２）また、上記（１）の通信装置において、
前記設定パターンには、作成される前記単位情報の長さが異なる複数種類のパターンがあり、
前記単位情報作成手段は、前記複数種類のパターンのうちいずれかのパターンに基づいて複数の前記単位情報を作成する、
ようにしてもよい。
【００１０】
（３）また、本発明の第２の観点に係る通信装置は、
音声情報を受信する音声受信手段と、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段と、
前記音声情報から長さが少なくとも１つ異なる複数の単位情報を抽出する単位情報抽出手段と、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段と、
を備え、
前記同期手段は、前記音声情報と、予め定められた設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする。
【００１１】
（４）また、本発明の第３の観点に係る通信システムは、
送信機と受信機とを含む通信システムであって、
前記送信機は、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段と、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段と、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段と、
を備え、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記受信機は、
前記送信機における前記音声送信手段により送信された音声を音声情報として受信する音声受信手段と、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段と、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出手段と、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段と、
を備え、
前記同期手段は、前記音声情報と、前記設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする。
【００１２】
（５）また、本発明の第４の観点に係る通信方法は、
送信機と受信機による通信方法であって、
前記送信機が、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成ステップと、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成ステップと、
前記挿入済み情報作成ステップで作成した前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信ステップと、を実行し、
前記単位情報作成ステップでは、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記受信機が、
前記音声送信ステップで送信された音声を音声情報として受信する音声受信ステップと、
前記音声受信ステップで受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期ステップと、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出ステップと、
前記単位情報抽出ステップで抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元ステップと、を実行し、
前記同期ステップでは、前記音声情報と、前記音声情報を前記設定パターンに基づいて処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出ステップでは、前記同期ステップで特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする。
【００１３】
（６）また、本発明の第５の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
予め定められた設定パターンに基づいて送信情報から複数の単位情報を作成する単位情報作成手段、
それぞれの前記単位情報の一部を複製し、それぞれの前記単位情報に挿入することで挿入済み情報を作成する挿入済み情報作成手段、
前記挿入済み情報作成手段で作成された前記挿入済み情報を音声にて送信する音声送信手段、
送信された音声を音声情報として受信する音声受信手段、
前記音声受信手段で受信した前記音声情報のうち前記送信情報に基づく基準部分を特定する同期手段、
前記音声情報から複数の前記単位情報を抽出する単位情報抽出手段、
前記単位情報抽出手段で抽出した複数の前記単位情報から前記送信情報を復元する送信情報復元手段、
として機能させ、
前記単位情報作成手段は、作成する前記単位情報の長さが少なくとも１つ異なるよう複数の前記単位情報を作成し、
前記同期手段は、前記音声情報と、前記設定パターンに基づいて前記音声情報を処理した処理後情報と、の相関を算出し、前記相関に基づいて前記基準部分を特定し、
前記単位情報抽出手段は、前記同期手段が特定した前記基準部分を基準として、前記設定パターンに基づいて前記単位情報を抽出する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、好適に音声通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るユーザ端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る決済端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る、送信機としてのユーザ端末または決済端末のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る、受信機としてのユーザ端末または決済端末のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る、送信パケットのフォーマットの一例を示す図である。（ａ）は、ヘッダ部を示す図であり、（ｂ）は、データ部を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る、ヘッダ部に相当する箇所を変調するときの有効シンボル長のパターンの一例を示す図である。（ａ）はヘッダ部に相当する箇所を３つの有効シンボルで表す場合の一例であり、（ｂ）はヘッダ部に相当する箇所を６つの有効シンボルで表す場合の一例である。
【図８】本発明の実施の形態に係る、有効シンボル１つの波形の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る、ガードインターバルを含むシンボル１つの波形の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る、ヘッダ部に相当する箇所のデジタル信号について、有効シンボル長の分だけずらして相関をとることを示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る、ヘッダ部に相当する箇所のデジタル信号について、相関をずらして加算することを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る、データ部に相当する箇所のデジタル信号について、相関をずらして加算することを示す模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る送信機として機能するユーザ端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係るユーザ端末に表示される、ユーザの音声出力操作を待ち受ける画面を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る送信機における送信情報作成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る送信機における一次変調処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態に係る受信機として機能する決済端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係る受信機におけるパケット同期処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態に係る受信機におけるガードインターバル除去の一例を示す図である。（ａ）は各シンボルを特定する前の状態を示す図であり、（ｂ）は各シンボルを特定した状態を示す図であり、（ｃ）は各ガードインターバル及び各有効シンボルを特定した状態を示す図である。
【図２０】（ａ）は、本発明の変形例に係る、ヘッダ部に相当する箇所を変調するときの有効シンボル長のパターンの一例を示す図である。（ｂ）は、本発明の変形例に係る、ヘッダ部に相当する箇所のデジタル信号について、相関をずらして加算することを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る通信システムについて説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。
【００１７】
（通信システムの構成）
図面を参照して、本発明の実施の形態に係る通信装置（送信機、受信機）、通信システム、通信方法及びプログラムについて説明する。ここでは、商品を購入するユーザ（顧客）が、電子マネーによる決済を行うことができる電子マネー決済システムを例に通信システム１を説明する。なお、本実施の形態に係る通信システムは、商品の購入の際におけるプリペイド型の電子マネーを用いた決済処理に限られず、あらゆるデータの送受信に用いることができる。例えば、本実施の形態に係る通信システムをユーザに対するクーポン、チラシの配布等に用いることもできる。
【００１８】
まず、図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係る通信システム１の構成を説明する。通信システム１は、ユーザが所持するスマートフォン等のユーザ端末１０と、店舗に設置された決済端末２０と、を備える。ユーザ端末１０と、決済端末２０とは、音声を伝送媒体として、すなわち、送信する情報に基づいて音声搬送波を変調した信号を送受信する。このようにして、ユーザ端末１０と決済端末２０とは相互に通信する。音声を伝送媒体とした通信の詳細は後述する。
【００１９】
まず、商品の購入の際の決済の流れの概要を説明する。ここでは、プリペイド型の電子マネーを想定しており、ユーザは、例えば、電子マネー事業者が運営するオンライン上のシステムを経由して、クレジットカード等を使用して所望の金額をチャージ（入金）しておく。ユーザはチャージされている残高を上限として、電子マネーの加入店において商品等の購入の決済に、電子マネーを使用することができる。電子マネーによる決済の際には、ユーザ端末１０がユーザを識別する情報を決済端末２０に送信する。
【００２０】
商品購入の際に、ユーザが所持するユーザ端末１０は、ユーザの操作に応答して、音声を使用した通信により、ユーザID（Identifier）を決済端末２０に送信する。決済端末２０は、ユーザ端末１０から受信したユーザIDと、商品購入時の手続きで入力された決済金額とを使用して決済処理を行う。決済処理とは、例えば、決済端末２０が、ネットワークを介して接続された決済サーバにユーザID及び決済金額を送信し、決済サーバから認証結果及び決済結果を受信することである。
【００２１】
決済処理の実行後、決済端末２０は、音声を使用した通信により、認証結果及び決済結果をユーザ端末１０に送信する。認証結果及び決済結果を受信したユーザ端末１０は、画面の表示、音声の出力などにより決済が完了したこと、エラーが発生したことなどをユーザに報知する。
【００２２】
以上の決済の流れにおいて、ユーザ端末１０及び決済端末２０のいずれも、音声を伝送媒体とした通信における送信機及び受信機の双方として機能するものといえる。
【００２３】
（ユーザ端末のハードウェア構成）
次に、図２を参照しながら、ユーザ端末１０の構成を説明する。以下、ユーザ端末１０としてはスマートフォンを想定する。つまり、ユーザ端末１０はコンピュータである、といえる。図２は、ユーザ端末１０のハードウェア構成を示すブロック図である。ユーザ端末１０は、スマートフォンが従来備える携帯電話としての機能、インターネットアクセスに関する機能等を備えるものとし、これらの機能については説明を省略する。
【００２４】
ユーザ端末１０は、制御部１００と、操作部１１０と、表示部１２０と、集音部１３０と、発音部１４０と、記憶部１５０と、を備える。各部はバスラインなどで相互に接続されている。
【００２５】
制御部１００は、CPU（Central Processing Unit）、DSP（Digital Signal Processor）などを備え、ユーザ端末１０の各部の制御を行う。また、制御部１００は、記憶部１５０に記憶されている決済処理プログラム１５１を実行することにより、音声信号の通信を使用した決済に係る処理を実行する。決済に係る処理とは、音声を使用した通信によりユーザIDを決済端末２０に送信すること、音声を使用した通信により決済端末２０が送信した決済結果などを受信して決済結果をユーザに報知することなどである。
【００２６】
操作部１１０は、ユーザの操作を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部１００に供給する。操作部１１０は、例えば、音量ボタン、タッチパネルを含む。
【００２７】
表示部１２０は、制御部１００から供給される各種画像データや各種画面データ等に基づいて各種画像や各種画面等を表示する。表示部１２０は、例えば、表示パネルと表示パネル駆動回路等によって構成される。表示パネル駆動回路は、制御部１００から供給される画像データにしたがって表示パネルを駆動し、表示パネルに画像を表示させる。表示パネルは、例えば、液晶パネル、有機EL（Electroluminescence）パネルによって実現される。
【００２８】
なお、操作部１１０と表示部１２０とは、タッチパネルによって構成されてもよい。タッチパネルは、所定の操作を受け付ける操作画面を表示すると共に、操作画面においてユーザが接触操作を行った位置に対応する操作信号を制御部１００に供給する。
【００２９】
集音部１３０は、マイク１３１を含み、空気の振動（音）を電気信号に変え、これをA/D（アナログ／デジタル）変換して得られるデジタル音声信号を制御部１００に供給する。
【００３０】
発音部１４０は、制御部１００が供給するデジタル音声信号をD/A（デジタル／アナログ）変換して、スピーカ１４１に供給する。これにより、デジタル音声信号は、空気振動（音）に変換され、出力される。
【００３１】
記憶部１５０は、RAM（Random Access Memory）、ROM（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等を備え、各種の情報、固定データ、アプリケーション、画面データ、端末ID、及び、制御部１００に実行させるためのプログラム等を記憶する。固定データは、例えば、ユーザ端末１０を所持するユーザのユーザIDを含む。また、記憶部１５０は、制御部１００が処理を実行するためのワークメモリとして機能する。
【００３２】
また、記憶部１５０は、制御部１００に決済に係る処理を実行させるための決済処理プログラム１５１を記憶する。決済処理プログラム１５１は、送信プログラム１５２と受信プログラム１５３とを含む。制御部１００が送信プログラム１５２を実行することによりユーザ端末１０が送信機として機能し、制御部１００が受信プログラム１５３を実行することによりユーザ端末１０が受信機として機能する。送信機及び受信機としての機能については後述する。
【００３３】
（決済端末のハードウェア構成）
再び図１を参照しながら、決済端末２０の構成を説明する。決済端末２０は、マイクロコントローラ、パーソナルコンピュータなどのコンピュータを用いて構成される。決済端末２０は、店舗内のレジの横に設置されている、レジに内蔵されている、などの形態により用いられる。決済端末２０は、ユーザ端末１０と音声信号による通信を行う。例えば、決済端末２０は、ユーザが電子マネーでの支払いを希望した場合に、ユーザ端末１０からユーザIDを示す音声信号を受信する。決済端末２０は、ユーザ端末１０から受信したユーザIDと、店員の操作により入力された決済金額と、を決済サーバに送信することで、決済サーバに認証と決済の処理の実行を依頼する。決済端末２０は、決済サーバからの認証と決済の処理の結果を受信すると、受信した結果をユーザが認識可能な態様で通知する。
【００３４】
次に、図３を参照しながら、決済端末２０のハードウェア構成を説明する。決済端末２０は、制御部２００と、操作部２１０と、表示部２２０と、集音部２３０と、発音部２４０と、記憶部２５０と、通信部２６０と、を備える。各部はバスライン等で相互に接続されている。
【００３５】
制御部２００は、例えば、CPU等を備え、決済端末２０の各部の制御を行う。また、制御部２００は、記憶部２５０に記憶されている決済処理プログラム２５１を実行することにより、音声信号の通信を使用した決済に係る処理を実行する。音声信号の通信を使用した決済に係る処理とは、音声を使用した通信によりユーザ端末１０が送信したユーザIDなどを受信すること、決済サーバから受信した決済結果などを、音声を使用した通信によりユーザ端末１０に送信することなどである。
【００３６】
操作部２１０は、例えば、店員の操作を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部２００に供給する。操作部２１０は、例えば、音量ボタン、タッチパネルを含む。タッチパネルは、例えば、図１に示すように、決済端末２０の前面に設けられていてもよい。また、操作部２１０は、例えば、USB（Universal Serial Bus）ケーブルにより決済端末２０本体に接続された外付けのテンキー（図示せず）、バーコードリーダ（図示せず）などを含んでいてもよい。
【００３７】
表示部２２０は、制御部２００から供給される各種画像データや各種画面データ等に基づいて各種画像や各種画面等を表示する。表示部２２０は、例えば、表示パネルと表示パネル駆動回路等によって構成される。表示パネル駆動回路は、制御部２００から供給される画像データにしたがって表示パネルを制御し、表示パネルに画像を表示させる。表示パネルは、例えば、液晶パネル、有機ELパネルによって実現される。表示パネルは、例えば、図１に示すように、決済端末２０の前面に設けられたタッチパネルによって実現されてもよい。
【００３８】
集音部２３０は、マイク２３１を含み、空気の振動（音）を電気信号に変え、これをA/D変換して変換して得られるデジタル音声信号を制御部２００に供給する。マイク２３１は、例えば、図１に示すように、決済端末２０の前面に設けられていてもよい。
【００３９】
発音部２４０は、制御部２００が供給するデジタル音声信号をD/A変換して、スピーカ２４１に供給する。これにより、デジタル音声信号は、空気振動（音）に変換され、出力される。スピーカ２４１は、例えば、決済端末２０の正面に設けられる。
【００４０】
記憶部２５０は、制御部２００が動作するためのワークメモリとして機能する。記憶部２５０は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、RAM、ROM等の記憶装置を含む。記憶部２５０は、各種の情報、固定データ、アプリケーション、画面データ、及び、制御部２００によって実行される動作プログラム等を記憶する。また、記憶部２５０は、決済端末２０とユーザ端末１０との間で送受信されるデータ、決済端末２０と決済サーバとの間で送受信されるデータを一時的に記憶する。
【００４１】
また、記憶部２５０は、制御部２００が実行する決済に係る処理を実行するための決済処理プログラム２５１を記憶する。決済処理プログラム２５１は、送信プログラム２５２と受信プログラム２５３とを含む。制御部２００が送信プログラム２５２を実行することにより決済端末２０が送信機として機能し、制御部２００が受信プログラム２５３を実行することにより決済端末２０が受信機として機能する。送信機及び受信機としての機能については後述する。
【００４２】
通信部２６０は、インターネット等の通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。通信部２６０は、例えば、ネットワークを介して決済サーバと通信する。
【００４３】
（送信機及び受信機の構成）
上述したように、ユーザ端末１０は、制御部１００が送信プログラム１５２を実行することにより送信機として機能し、制御部１００が受信プログラム１５３を実行することにより受信機として機能する。同様に、決済端末２０は、制御部２００が送信プログラム２５２を実行することにより送信機として機能し、制御部２００が受信プログラム２５３を実行することにより受信機として機能する。
【００４４】
具体的には、ユーザ端末１０が決済端末２０にデータを送信するときには、ユーザ端末１０の制御部１００が送信プログラム１５２を実行することにより送信機として機能し、決済端末２０の制御部２００が受信プログラム２５３を実行することにより受信機として機能する。決済端末２０がユーザ端末１０にデータを送信するときには、ユーザ端末１０の制御部１００が受信プログラム１５３を実行することにより受信機として機能し、決済端末２０の制御部２００が送信プログラム２５２を実行することにより送信機として機能する。
【００４５】
以下、図４及び図５を参照しながら、ユーザ端末１０が送信機５００として、決済端末２０が受信機６００として機能する場合を例に、本発明の実施の形態に係る送信機及び受信機について説明をする。なお、決済端末２０が送信機５００として、ユーザ端末１０が受信機６００として機能する場合においてもほぼ同様の説明が可能であるため、この場合における説明を省略する。
【００４６】
なお、通信方式について、詳細は後述するが、本実施の形態においてはOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 直交周波数分割多重）を採用する。
【００４７】
（送信機の構成）
図４に示すように、送信機５００は、制御部１００によって実現する機能部として、送信情報作成部５０１と、一次変調部５０２と、二次変調部５０３と、ガードインターバル挿入部５０４と、を備える。また、図４に示す送信機５００では、図２に示す発音部１４０が、制御部１００の制御により出力部５０５として機能する。
【００４８】
送信機５００は、送信情報作成部５０１により送信情報を作成し、一次変調部５０２により送信情報を周波数領域のデータへと一次変調し、二次変調部５０３により周波数領域のデータを時間領域のデータへと二次変調し、ガードインターバル挿入部５０４により最終的に送信するべきデジタル信号を作成し、出力部５０５によりデジタル信号をアナログ信号に変換し、さらにそれを音に変換して出力することにより、情報を受信機６００に送信する。
【００４９】
送信情報作成部５０１は、送信対象のデータに基づいて、音声通信により受信機６００に送信する送信情報をビット列として作成し、一次変調部５０２に出力する。送信対象のデータとは、例えばユーザIDである。また、送信情報作成部５０１は、併せて、現在出力しているビット列が、後述のヘッダ部に係るビット列であるか否かを表す情報も一次変調部５０２に出力する。
【００５０】
なお、上述の送信情報作成部５０１の機能は、例えば、制御部１００が送信プログラム１５２を実行し、制御部１００が、記憶部１５０内に記憶された、送信対象のデータに対して上述の処理を実行し、作成した送信情報のビット列及びヘッダ部に係るビット列であるか否かを表す情報を記憶部１５０に一時的に記憶することにより実現される。
【００５１】
一次変調部５０２は、送信情報作成部５０１から取得したビット列を周波数領域のデータへとマッピングし、マッピング後のデータを二次変調部５０３に出力する。以下、周波数領域のデータへとマッピングすることを一次変調という。一次変調の詳細については後述する。一次変調部５０２は、一次変調を行う際、送信情報作成部５０１から取得した、ヘッダ部に係るビット列であるか否かを表す情報を利用して一次変調を行う。送信情報作成部５０１から取得したビット列がヘッダ部に係るビット列である場合、有効シンボル長を変動させて一次変調を行う。有効シンボル長については後述する。また、一次変調部５０２は、併せて、一次変調の際に使用した有効シンボル長を表す情報を二次変調部５０３に出力する。これは、二次変調部５０３による二次変調の際に、一次変調の際に使用した有効シンボル長が必要となるからである。
【００５２】
なお、上述の一次変調部５０２の機能は、例えば、制御部１００が送信プログラム１５２を実行し、制御部１００が、記憶部１５０内に予め記憶された、変動させるべき有効シンボル長に関するデータを参照しつつ、記憶部１５０内に一時的に記憶された送信情報のビット列に対して上述の処理を実行し、一次変調後のデータ及び一次変調で使用された有効シンボル長のデータを記憶部１５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００５３】
二次変調部５０３は、一次変調部５０２から取得した一次変調後のデータである周波数領域のデータを、IDFT（Inverse Discrete Fourier Transform: 逆離散フーリエ変換）により時間領域のデータへと変換し、変換したデータである有効シンボルを表す情報をガードインターバル挿入部５０４に出力する。以下、IDFTにより時間領域のデータへと変換することを二次変調という。二次変調及び有効シンボルの詳細については後述する。二次変調部５０３は、一次変調部５０２から、一次変調で使用された有効シンボル長を表す情報を取得し、これを使用して二次変調を行う。
【００５４】
なお、上述の二次変調部５０３の機能は、例えば、制御部１００が送信プログラム１５２を実行し、制御部１００が、記憶部１５０内に一時的に記憶された、一次変調で使用された有効シンボル長を表す情報を参照し、記憶部１５０内に一時的に記憶された一次変調後のデータに対して上述の処理を実行し、有効シンボルを表す情報を記憶部１５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００５５】
ガードインターバル挿入部５０４は、二次変調部５０３から有効シンボルを表す情報を取得し、有効シンボルの先頭にガードインターバル（GI）を挿入したものをシンボルとする。そして、シンボルをデジタル信号として出力部５０５に出力する。ガードインターバル及びシンボルについては後述する。
【００５６】
なお、上述のガードインターバル挿入部５０４の機能は、例えば、制御部１００が送信プログラム１５２を実行し、制御部１００が、記憶部１５０内に一時的に記憶された有効シンボルを表す情報に対して上述の処理を実行し、シンボルをデジタル信号として発音部１４０に出力することにより実現される。
【００５７】
出力部５０５は、ガードインターバル挿入部５０４が出力したデジタル信号をD/A変換によりアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をさらに音声に変換して出力する。
【００５８】
なお、出力部５０５の機能は、例えば、制御部１００による送信プログラム１５２の実行に応じて、発音部１４０が制御部１００からシンボルを表す情報としてのデジタル信号を取得してD/A変換し、変換したアナログ信号をマイク１３１に出力し、マイク１３１がアナログ信号を音声に変換して出力することにより実現される。
【００５９】
（受信機の構成）
図５に示すように、受信機６００は、制御部２００が実現する機能部として、同期部６０２と、ガードインターバル除去部６０３と、一次復調部６０４と、二次復調部６０５と、情報抽出部６０６と、を備える。また、図５に示す受信機６００では、図３に示す集音部２３０が、制御部２００の制御により入力部６０１として機能する。
【００６０】
受信機６００は、入力部６０１により音をアナログ信号に変換し、さらにそれをデジタル信号に変換し、同期部６０２によりデジタル信号のうちヘッダ部に相当する箇所を特定し、ガードインターバル除去部６０３によりデジタル信号からガードインターバルを除去して有効な時間領域のデータとし、一次復調部６０４により時間領域のデータを周波数領域のデータへと復調し、二次復調部６０５により周波数領域のデータをビット列に復調し、情報抽出部６０６によりビット列から元の情報を抽出することにより、情報を送信機５００から受信する。
【００６１】
入力部６０１は、音声の入力を受け付け、入力された音声をアナログ信号に変換し、アナログ信号をさらにA/D変換によりデジタル信号に変換して同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３に出力する。
【００６２】
なお、入力部６０１の機能は、例えば、制御部２００による受信プログラム２５３の実行に応じて、マイク２３１が音声をアナログ信号に変換し、集音部２３０がアナログ信号をA/D変換してデジタル信号に変換して制御部２００に出力することにより実現される。
【００６３】
同期部６０２は、入力部６０１から取得したデジタル信号から、ヘッダ部に相当する箇所を特定することにより、パケット単位で同期をとる。そして、同期部６０２は、同期結果として、ヘッダ部に相当する箇所を特定する情報をガードインターバル除去部６０３に出力する。
【００６４】
なお、上述の同期部６０２の機能は、例えば、制御部２００が受信プログラム２５３を実行し、制御部２００が、集音部２３０から取得したデジタル信号に対して上述の処理を実行し、ヘッダ部に相当する箇所を特定する情報を記憶部２５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００６５】
ガードインターバル除去部６０３は、入力部６０１からデジタル信号を取得し、同期部６０２から取得した、ヘッダ部に相当する箇所を特定する情報に基づいて、デジタル信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバルを除去して得られた有効シンボルを表す情報を一次復調部６０４に出力する。
【００６６】
なお、上述のガードインターバル除去部６０３の機能は、例えば、制御部２００が受信プログラム２５３を実行し、制御部２００が、集音部２３０から取得したデジタル信号に対して、記憶部２５０内に一時的に記憶された、ヘッダ部に相当する箇所を特定する情報を使用して上述の処理を実行し、有効シンボルを表す情報を記憶部２５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００６７】
一次復調部６０４は、ガードインターバル除去部６０３から有効シンボルを表す情報を取得し、時間領域のデータである有効シンボルをDFT（Discrete Fourier Transform: 離散フーリエ変換）により周波数領域のデータへと変換し、変換後のデータを二次復調部６０５に出力する。以下、DFTにより周波数領域のデータへと変換することを一次復調という。一次復調の詳細については後述する。
【００６８】
なお、上述の一次復調部６０４の機能は、例えば、制御部２００が受信プログラム２５３を実行し、制御部２００が、記憶部２５０内に一時的に記憶された有効シンボルを表す情報に対して上述の処理を実行し、一次復調後のデータを記憶部２５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００６９】
二次復調部６０５は、一次復調部６０４から周波数領域のデータである一次復調後のデータを取得してデマッピングすることによりビット列に変換し、情報抽出部６０６に出力する。以下、デマッピングすることによりビット列に変換することを二次復調という。二次復調の詳細については後述する。
【００７０】
なお、上述の二次復調部６０５の機能は、例えば、制御部２００が受信プログラム２５３を実行し、制御部２００が、記憶部２５０内に一時的に記憶された一次復調後のデータに対して上述の処理を実行し、二次復調後のデータであるビット列を記憶部２５０に一時的に記憶させることにより実現される。
【００７１】
情報抽出部６０６は、二次復調部６０５からビット列を取得し、取得したビット列から、送信機５００が送信対象としたデータを抽出する。送信機５００が送信対象としたデータとは、例えば、ユーザIDである。
【００７２】
なお、上述の情報抽出部６０６の機能は、例えば、制御部２００が受信プログラム２５３を実行し、制御部２００が、記憶部２５０内に一時的に記憶された二次復調後のデータであるビット列に対して上述の処理を実行し、送信機５００が送信対象としたデータを記憶部２５０に記憶させることにより実現される。
【００７３】
（動作）
以上、送信機５００及び受信機６００の構成について説明した。次に、送信機５００として機能するユーザ端末１０の動作及び受信機６００として機能する決済端末２０の動作について説明する。
【００７４】
（ユーザ端末の動作）
図１３を参照しながら、送信機５００として機能するユーザ端末１０の動作を説明する。まず、ユーザが、ユーザ端末１０内にインストールされている、決済を行うために必要なアプリ（決済処理プログラム１５１）を起動させる（ステップＳ１−１）。すると、制御部１００が決済処理プログラム１５１を実行し、表示部１２０に図１４に示すような画面を表示させることにより、ユーザに音声出力ボタンをタップすることを促す。制御部１００は、ユーザによる音声出力ボタンのタップ操作を検出するまで待ち受け続ける（ステップＳ１−２）。
【００７５】
ユーザの操作を検出したら、制御部１００は、送信プログラム１５２を実行する（ステップＳ１−３）。送信プログラム１５２の実行により、ユーザ端末１０は送信機５００として機能する。ステップＳ１−４以降の動作については、送信機５００の動作として記載する。
【００７６】
送信機５００は、送信情報作成部５０１により、送信対象のデータ、例えばユーザIDに基づいて送信情報となるビット列を作成する（ステップＳ１−４）。以下、図１５を参照しながら、送信情報の作成について説明をする。
【００７７】
送信情報作成部５０１は、まず、送信対象のデータを表すビット列に基づいて送信パケットを作成する（ステップＳ１４−１）。送信パケットは、例えば図６に示すように、通常、ヘッダ部とデータ部とからなる。ただし、ヘッダ部のみをもって送信パケットとする場合もある。
【００７８】
ヘッダ部は、例えば、図６（ａ）に示すように、３２ビットのビット列と１６ビットのCRC（Cyclic Redundancy Check: 巡回冗長検査）から構成される４８ビットのビット列である。modeは、送信パケットが、制御用のパケットであるか否かを示す情報が格納される領域である。versionは、バージョン情報を示す情報が格納される領域である。serviceは、サービス用に予約された領域である。reservedは、将来の仕様変更等、特別の用途のために予約された領域である。lengthは、データ部のバイト長を示す情報が格納される領域である。CRCは、ヘッダ部のうちのmodeからlengthまでのデータの誤りを検出するために付加されている。受信機６００は、CRCによりヘッダ部の誤り検出を行う。
【００７９】
データ部は、例えば、図６（ｂ）に示すように、０〜２５５バイトの可変長のバイト列と３２ビットのCRCから構成されるビット列である。dataは、格納対象となるデータ（ペイロード）が格納される領域である。例えば、ユーザIDを送信する際には、data部分にユーザIDを示すビット列が格納される。なお、dataのデータ長はヘッダ部に格納されたlengthの８倍である。CRCは、data部分の誤り検出のために付加されている。受信機６００は、CRCによりdata部分の誤り検出を行う。
【００８０】
送信パケットが、受信したパケットに対するACK（Acknowledge）である場合など、データ部を必要としない場合もある。このような場合、送信対象のデータとしての実データは存在しないので、送信情報作成部５０１はヘッダ部のみを作成して送信パケットとする。この場合、lengthはゼロとなる。
【００８１】
以上のように、ステップＳ１４−１の処理において、送信情報作成部５０１は、data部分に送信対象のデータを表すビット列、例えばユーザIDを表すビット列を埋め込んだ送信パケットを作成する。
【００８２】
再び図１５を参照する。次に、送信情報作成部５０１は、送信パケットのヘッダ部及びデータ部のそれぞれのビット列に対して、誤り訂正符号付加、インターリーブ等の処理を行い、送信パケットを表すビット列を加工する（ステップＳ１４−２）。これらの処理により、例えば、音声の干渉等を要因とする符号誤りがある程度生じた場合に誤り訂正をすることが可能となる。
【００８３】
そして、送信情報作成部５０１は、上述の加工をしたビット列を送信情報として一次変調部５０２に出力する（ステップＳ１４−３）。また、送信情報作成部５０１は、現在出力しているビット列が、ヘッダ部に係るビット列であるか否かを表す情報も一次変調部５０２に出力し（ステップＳ１４−４）、送信情報作成処理を終了する。
【００８４】
再び図１３を参照する。送信機５００は、送信情報となるビット列の作成を終えたら送信情報を一次変調部５０２により一次変調する（ステップＳ１−５）。まず、以下の説明にて、一次変調の概要を説明する。
【００８５】
一次変調とは、ここではビット列を周波数領域のデータへと変換することをいう。本実施の形態においては、通信方式としてOFDMを採用しているため、複数のサブキャリア（搬送波）について、周波数領域における各シンボルにビットを割り当てることが一次変調となる。
【００８６】
本実施の形態では、DBPSK（Differential Binary Phase Shift Keying: 差動二相位相偏移変調）を使用して、各サブキャリアにビットを割り当てる（マッピングする）。DBPSKは、１８０°の位相差を用いた位相偏位変調（Phase Shift Keying: PSK）であって、それぞれの位相に別の値を割り当てる。また、DBPSKでは、１つ前のシンボルとの位相差を用いてビットを割り当てるため、位相差の基準となるべきプリアンブルや、パイロット信号が不要である。DBPSKでは、１サブキャリアにつき、周波数領域の１シンボルあたり２値（１ビット）の情報を表すことができる。変調後のデータは、周波数領域の１シンボルごとに各サブキャリアの位相偏位を表したデータとなる。
【００８７】
例えば、使用されるサブキャリアの数を最大で１６とすると、周波数領域の１シンボルあたり最大で合計１６ビットのデータを表すことができる。ただし、使用されない（データが割り当てられない）サブキャリアがあってもよい。例えば、周波数領域の１シンボルで表されるデータが１４ビット、１２ビットなど、１６ビット未満のビット数であってもよい。また、後述するように、一次変調部５０２が変調したデータは、二次変調部５０３がIDFTによって処理することにより、時間領域のデータとなる。このとき、IDFTの性質上、１有効シンボルあたりの有効シンボル長がIDFTの対象となるサブキャリアの最大数（周波数帯の数）と等しくなる。なお、有効シンボルとは、後述のガードインターバル挿入を行う前の、時間領域におけるシンボルであり、有効シンボル長とは、１有効シンボルあたりのサンプル数である。よって、例えば、使用されるサブキャリアの最大数が１６であるとき、１有効シンボルあたりの有効シンボル長は１６サンプルとなる。
【００８８】
また、一次変調部５０２は、送信情報作成部５０１から、現在処理しているビット列が送信パケットのヘッダ部に相当する箇所であるか否かを表す情報も取得する。一次変調部５０２は、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調している場合には、一次変調に使用する最大のサブキャリアの数を変動させる。つまりは、１有効シンボルあたりの有効シンボル長を変動させる。
【００８９】
ヘッダ部に相当する箇所を一次変調する場合の有効シンボル長の例を図７に示す。図７（ａ）は、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調し、３つの有効シンボルを作成する場合の一例である。図７（ａ）は、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調する場合の３つの有効シンボルの有効シンボル長が、順に１６サンプル、１７サンプル、１８サンプルであることを表す。このような構成とするために、一次変調部５０２は、送信情報作成部５０１から取得したヘッダ部に相当する箇所のビット列について、初めに最大で１６個のサブキャリアを使用して一次変調し、次に最大で１７個のサブキャリアを使用して一次変調し、最後に最大で１８個のサブキャリアを使用して一次変調する。ここで、ビット列の区切り方については、サブキャリアの最大数を超えない範囲で適宜定めることができる。例えば、ヘッダ部に相当する箇所のビット列の長さが４２ビットである場合、１４ビット、１４ビット、１４ビット、と区切ってもよいし、１２ビット、１２ビット、１８ビット、と区切ってもよいし、１６ビット、１７ビット、９ビット、と区切ってもよい。以下、理解を容易にするため、特段の断りがない限り、送信情報のうちヘッダ部に相当する箇所のビット列の長さが４２ビットであり、ビット列を１４ビット、１４ビット、１４ビット、と区切るものとして説明する。すなわち、１４個のサブキャリアを使用して一次変調を行うものとする。
【００９０】
図７（ｂ）に、有効シンボル長の別の一例を示す。図７（ｂ）は、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調し、６つのシンボルを作成する場合の一例である。図７（ｂ）は、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調する場合の６つの有効シンボルの有効シンボル長が、順に１７サンプル、１９サンプル、１６サンプル、１８サンプル、１７サンプル、１６サンプルであることを表す。図７（ｂ）に示すように、有効シンボル長は、全てが異なる値である必要はない。また、小さい順、大きい順等の順序関係を有する必要もない。ただし、複数の有効シンボル長のうち少なくとも１つは他と異なる値である必要がある。
【００９１】
以上より、図７（ａ）または図７（ａ）示すような有効シンボル長の例は、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンであるといえる。ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンは、一次変調部５０２が有する。また、後述の、受信機６００の同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３も、受信した信号を処理するために、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンを使用するので、同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３も、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンを有する。送信機５００及び受信機６００は、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンを共通で使用して音声通信を行うように予め定められている。
【００９２】
以下の説明においては、ヘッダ部に相当する箇所の一次変調の際に使用する有効シンボル長として図７（ａ）に示すものを使用するものとする。また、データ部に相当する箇所の一次変調については、理解を容易にするため、特段の断りがない限り、１４ビットずつビット列を区切り、有効シンボル長を１６サンプルの固定長として一次変調するものとして説明する。
【００９３】
以上の一次変調の概要を踏まえ、一次変調部５０２による一次変調の動作について、図１６を参照しながら説明する。まず、一次変調部５０２は、送信情報作成部５０１から処理対象のデータ（ビット列）及び処理対象のデータがヘッダ部に係るデータ（ビット列）であるか否かを表す情報を取得し、処理対象のデータがヘッダ部に係るデータであるか否かを判断する（ステップＳ１５−１）。処理対象のデータがヘッダ部に係るデータではない場合（ステップＳ１５−１：Ｎｏ）、その処理対象のデータはデータ部に係るデータ（ビット列）であるといえるため、ステップＳ１５−８以降の、データ部に係るデータである場合における一次変調の処理を実行する。
【００９４】
処理対象のデータがヘッダ部に係るデータである場合（ステップＳ１５−１：Ｙｅｓ）、図７（ａ）に示す有効シンボル長に対応して、作成される有効シンボルの有効シンボル長がそれぞれ１６サンプル、１７サンプル、１８サンプルとなるように一次変調を行う。まず、最初の（有効シンボル長が１６サンプルの有効シンボルに対応する）１４ビットを取り出して、DBPSKにより最大１６個中１４個のサブキャリアにビットを割り当てることで周波数領域のデータを作成し（ステップＳ１５−２）、当該作成したデータ及び図７（ａ）に示す１番目の有効シンボル長が１６（サブキャリアの最大数と等しい）であることを表す有効シンボル長情報を二次変調部５０３に出力する（ステップＳ１５−３）。当該作成したデータが一次変調後のデータとなる。なお、有効シンボル長情報を二次変調部５０３に出力する（ここでは「１６」であることを表す情報）のは、二次変調部５０３がIDFTを行う際に、有効シンボル長を特定する必要があるからである。
【００９５】
続いて、次の（有効シンボル長が１７サンプルの有効シンボルに対応する）１４ビットについても同様に、DBPSKにより最大１７個中１４個のサブキャリアにビットを割り当てることで周波数領域のデータを作成し（ステップＳ１５−４）、当該作成したデータ及び図７（ａ）に示す２番目の有効シンボル長が１７であることを表す有効シンボル長情報を二次変調部５０３に出力する（ステップＳ１５−５）。残りの１４ビットについても同様に、DBPSKにより最大１８個中１４個のサブキャリアにビットを割り当てることで周波数領域のデータを作成し（ステップＳ１５−６）、当該作成したデータ及び図７（ａ）に示す３番目の有効シンボル長が１８であることを表す有効シンボル長情報を二次変調部５０３に出力する（ステップＳ１５−７）。
【００９６】
最後の１４ビットについて出力をしたら、ヘッダ部に係るデータの一次変調が完了したことになるので、ステップＳ１５−８以降の、データ部に係るデータである場合における一次変調の処理を実行する。
【００９７】
データ部に係るデータの一次変調において、まずはデータ部に係るデータが残っているか否かを判断する（ステップＳ１５−８）。データが残っているか否かの判断は、例えば、送信情報作成部５０１が作成した処理対象のデータ（ビット列）のうち、一次変調を行っていない部分があるか否かによって判断する。データ部に係るデータが残っていない場合（ステップＳ１５−８：Ｎｏ）、送信パケットに係るデータについてはすべて一次変調が完了したことになるので、一次変調の処理を終了する。
【００９８】
データ部に係るデータが残っている場合（ステップＳ１５−８：Ｙｅｓ）、１４ビットごとにデータを区切って一次変調を行う。つまり、１４ビットごとにデータを取り出して、DBPSKにより最大１６個中１４個のサブキャリアにビットを割り当てることで周波数領域のデータを作成し（ステップＳ１５−９）、当該作成したデータ及び有効シンボル長が１６であることを表す有効シンボル長情報を二次変調部５０３に出力する（ステップＳ１５−１０）。そして、ステップＳ１５−８に戻りデータ部に係るデータが残っているか否かを判断する。
【００９９】
再び図１３を参照する。送信機５００は、二次変調部５０３により、一次変調部５０２から一次変調後のデータ及び有効シンボル長情報を取得し、有効シンボル長情報を使用して一次変調後のデータに対して二次変調を行う（ステップＳ１−６）。
【０１００】
二次変調部５０３は、周波数領域のデータである一次変調後のデータに対して、有効シンボル長情報を使用したIDFTを行って時間領域のデータである有効シンボルへと変換し、ガードインターバル挿入部５０４に出力する。有効シンボルは、例えば図８に示すような、時間領域における信号波形として表現される。図８においては、有効シンボル長が１６であるが、他の有効シンボル長の場合も同様のものとなる。
【０１０１】
送信機５００は、ガードインターバル挿入部５０４により、二次変調部５０３が出力した有効シンボルにガードインターバルを挿入してシンボルを作成する（ステップＳ１−７）。
【０１０２】
具体的には、図９に示すように、ガードインターバル挿入部５０４は、有効シンボルのうち末尾側の一部と同一の波形を複製することによりガードインターバルを作成する。次に、ガードインターバル挿入部５０４は、ガードインターバルを有効シンボルの先頭側に挿入し、ガードインターバルと有効シンボルとを併せたものをシンボルとして出力する。すなわち、有効シンボルのうち末尾側の一部と同一の波形を有効シンボル長の分だけずらして複製する。そして、ガードインターバル挿入部５０４は、シンボルをデジタル信号として出力部５０５に出力する。図９は、有効シンボル長が１６サンプル、ガードインターバル長（GI長）が１２サンプルであるときの一例を示している。このとき、シンボル長は１２＋１６＝２８サンプルとなる。
【０１０３】
上述のGI長は、固定長でもよいし、シンボルごとに変動するように定められてもよい。例えば、GI長が１２で固定の場合において、ヘッダ部に相当する箇所の有効シンボル長が図７（ａ）に示すものとなっている場合、対応するシンボル長はそれぞれ１２＋１６＝２８、１２＋１７＝２９、１２＋１８＝３０となる。また、例えば、GI長が順に１４、１３、１２と変動するように定められている場合において、ヘッダ部に相当する箇所の有効シンボル長が図７（ａ）に示すものとなっている場合、対応するシンボル長はそれぞれ１４＋１６＝３０、１３＋１７＝３０、１２＋１８＝３０となる。また、いずれの場合も、ガードインターバルの先頭と、ガードインターバルの複製元となった部分の先頭との間隔は、対応する有効シンボル長と等しくなる。以下、理解を容易にするため、特段の断りがない限り、GI長は１２で固定であるものとして説明する。
【０１０４】
再び図１３を参照する。送信機５００は、出力部５０５にて、デジタル信号としてのシンボルをD/A変換によりアナログ信号に変換し（ステップＳ１−８）、変換したアナログ信号をさらに音声に変換して出力し（ステップＳ１−９）、送信機５００としての動作を終了する。このような送信機５００の動作により、必要な音声が出力される。
【０１０５】
ユーザ端末１０は、送信機５００としての動作の完了後、例えば制御部１００に受信プログラム１５３を実行させることにより受信機６００として機能する。そして、受信機６００としてのユーザ端末１０は、例えば、後述の図１７のステップＳ２−３以降の処理を実行することにより、送信機５００としての決済端末２０からの応答を受信する。
【０１０６】
（決済端末の動作）
次に、図１７を参照しながら、受信機６００として機能する決済端末２０の動作を説明する。まず、店員が、操作部２１０を通じて決済端末２０を操作し（ステップＳ２−１）、決済端末２０にユーザ端末１０からの送信を待ち受けさせる。店員がこの操作を行ったとき、制御部２００は、決済処理プログラム２５１及び受信プログラム２５３を実行する（ステップＳ２−２）。したがって、決済端末２０は受信機６００として機能している。以下、決済端末２０の動作のうち、図５に示す機能部に関する動作については、受信機６００の動作として記載する。
【０１０７】
受信機６００は、入力部６０１に音声が入力されるまで待ち受け続ける（ステップＳ２−３）。入力部６０１に音声が入力されると、入力部６０１は、入力された音声をデジタル信号に変換して、同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３に出力する。
【０１０８】
同期部６０２は、デジタル信号からヘッダ部に相当する箇所を特定し、パケットの同期をとる（ステップＳ２−４）。受信機６００は、パケットの同期をとることができた場合（ステップＳ２−５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２−７のガードインターバル除去の処理に移り、パケットの同期をとることができずエラーとなった場合（ステップＳ２−５：Ｎｏ）、エラーが発生した旨を画面表示、音声出力などによりユーザに報知し（ステップＳ２−６）、ステップＳ２−３に戻り音声入力の待ち受けからの流れを繰り返す。
【０１０９】
理解を容易にするため、まず、f(n)のうちヘッダ部に相当する箇所に着目して、同期部６０２の動作を説明する。そのため、図７及び図１０を参照しながら、同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３に入力されたデジタル信号のうち、ヘッダ部に相当する箇所の構造について説明する。ヘッダ部に相当する箇所以外、つまりデータ部に相当する箇所については後述する。同期部６０２及びガードインターバル除去部６０３に入力されたデジタル信号をf(n)とする。nは整数であり、１サンプルが１つの整数に対応する。f(n)は、例えば配列により表現される。図１０には、f(n)のうち、ヘッダ部に相当する箇所が表示されている。なお、波形の表示は省略している。有効シンボル長としては前述の図７（ａ）に示すものが使用されており、ガードインターバル長も前述のとおり１２サンプルである。S1、S2、S3がそれぞれ有効シンボル長１６サンプル、１７サンプル、１８サンプルの有効シンボルであり、G1、G2、G3がそれらに対応するガードインターバル、つまりS1、S2、S3の末尾側１２サンプルを複製したものである。なお、説明のため、図１０に示す各シンボルの表示上の長さは実際のシンボル長とは比例していない。
【０１１０】
次に、図７、図１０、図１１及び図１８を参照しながら、同期部６０２の動作について説明する。同期部６０２は、送信機５００の一次変調部５０２と同様に、図７（ａ）に示す、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンを有する。同期部６０２は、まず、図７（ａ）に示す各有効シンボル長に対応するように、f(n)を各有効シンボル長、つまり１６サンプル、１７サンプル、１８サンプルだけマイナス方向にずらしたものを、それぞれg1(n)、g2(n)、g3(n)として作成する（ステップＳ２４−１）。これらを総称してgk(n)と表記する（ｋ＝１、２、３）。
【０１１１】
次に、同期部６０２は、f(n)と各gk(n)との正規化された相関rk(n)を算出する（ステップＳ２４−２）。以下、相関及び正規化された相関について説明する。
【０１１２】
f(n)と各gk(n)とを比較すると、f(n)のG1とg1(n)のS1とが一致し、f(n)のG2とg2(n)のS2とが一致し、f(n)のG3とg3(n)のS3とが一致する。そこで、f(n)と各gk(n)との相関をとると、図１０に示すように、f(n)のG1、G2、G3に対応する箇所においてそれぞれ強い相関が現れる。なお、相関は、後述の計算式により計算するため、各ガードインターバルの先頭部分において最も相関が強く現れる。
【０１１３】
各nについて、f(n)と各gk(n)との相関を算出するには、以下の計算式、
【数１】
2019102853.tif 000003
を用いればよい。Nは、例えばガードインターバル長であり、図１０に示す例では１２である。f(n)の各ガードインターバル部分と各gk(n)の有効シンボル部分との相関が求まれば十分であるため、i=n〜n+N-1の１２個としている。なお、Nは、十分な相関が求められるものであればガードインターバル長より小さい値でもよい。
【０１１４】
相関を求めるのみであれば上記の計算式で十分であるが、後述するように、相関を閾値と比較する場合は、相関を正規化する必要がある。g1(n)、g2(n)、g3(n)に対応する、正規化された相関をそれぞれ、r1(n)、r2(n)、r3(n)とし、これらを総称してrk(n)と表記する。rk(n)は、以下の計算式、
【数２】
2019102853.tif 000004
により算出できる。ここで、
【数３】
2019102853.tif 000005
である。
【０１１５】
次に、正規化された相関rk(n)を用いてヘッダ部に相当する箇所を特定する、つまりパケットの同期をとる動作について説明する。
【０１１６】
同期部６０２は、r2(n)を、G1のGI長とS1の有効シンボル長の合計分だけマイナス方向にずらす（ステップＳ２４−３）。図１１に示す例では、G1のGI長１２＋S1の有効シンボル長１６＝２８サンプル分だけマイナス方向にずらす。このとき、r2(n)のピークも２８サンプル分だけずれることになり、ピークの位置がr1(n)のピークの位置と一致する。そして、r2(n)をずらしたものとr1(n)を加算し、T(n)とする（ステップＳ２４−４）。
【０１１７】
次に、同期部６０２は、r3(n)を、G1のGI長と、S1の有効シンボル長と、G2のGI長と、S2の有効シンボル長と、の合計分だけマイナス方向にずらす（ステップＳ２４−５）。図１１に示す例では、G1のGI長１２＋S1の有効シンボル長１６＋G2のGI長１２+S2の有効シンボル長１７＝５７サンプル分だけマイナス方向にずらす。このとき、r3(n)のピークも５７サンプル分だけずれることになり、ピークの位置がr1(n)のピークの位置と一致する。そして、r3(n)をずらして得られたものをT(n)にさらに加算する（ステップＳ２４−６）。
【０１１８】
そして同期部６０２は、T(n)全体を走査し（ステップＳ２４−７）、T(n)が所定の閾値以上となるnの有無を判断する（ステップＳ２４−８）。この説明においては、ヘッダ部に相当する箇所に着目しているため、図１１に示すように、T(n)はG1の先頭、つまりデジタル信号のうちヘッダ部に相当する箇所の先頭に強いピークを有する。したがって、T(n)が閾値以上となるnが存在するので（ステップＳ２４−８：Ｙｅｓ）、T(n)が閾値以上となる部分をヘッダ部に相当する箇所の先頭として特定できる（ステップＳ２４−９）。
【０１１９】
なお、閾値は、ｋ個のrk(n)の各ピーク値の合計よりは低く、rk(n)それぞれのピーク値よりは高くなるような値を選択するのが好ましい。このような閾値を選択することにより、ヘッダ部に相当する箇所の先頭以外に出現したピークが現れた位置を誤ってヘッダ部に相当する箇所の先頭であると特定することを防ぐことができる。
【０１２０】
そして同期部６０２は同期成功結果として、ヘッダ部に相当する箇所を特定する情報をガードインターバル除去部６０３に出力し（ステップＳ２４−１０）、パケット同期を終了する。このようにして、同期部６０２は、パケット単位で同期をとることができる。
【０１２１】
次に、さらなる理解のため、図１２を参照しながら、仮に、ヘッダ部ではなくデータ部に相当する箇所に対して上述の処理をf(n)に行った場合に、データ部に相当する箇所の相関などがどのようになるかについて説明する。すなわち、データ部に相当する箇所に対して上述の処理を行った場合に、データ部に相当する箇所を誤ってヘッダ部に相当する箇所と特定することがないことについて説明する。
【０１２２】
上述したように、データ部に相当する箇所の有効シンボル長は１６サンプルである。このとき、f(n)とg1(n)とを比較すると、f(n)のガードインターバル部分であるG1'、G2'、G3’と、g1(n)の有効シンボルS1'、S2'、S3'の末尾側の部分とが一致するため、r1(n)は、G1'、G2'、G3'の先頭に対応する位置にピークを有する。
【０１２３】
一方、f(n)とg2(n)とを比較すると、ステップＳ２４−１にてg2(n)を得るためにf(n)をずらす長さは１７サンプルであるため、図１２に示す部分においては一致する部分が存在しない。したがってステップＳ２４−２で得られる相関も小さくなり、r2(n)にはピークが現れない。f(n)とg3(n)とを比較した場合も、ずらす長さが１８サンプルであるため、同様となる。そして、ステップＳ２４−３〜Ｓ２４−６で算出されるT(n)には大きなピークが現れず、閾値未満のピークしか現れない。よって、ステップＳ２４−７〜Ｓ２４−８でのT(n)の走査により、データ部に相当する箇所を誤ってヘッダ部に相当する箇所と特定することなく、ヘッダ部に相当する箇所のみを特定することができる。
【０１２４】
上述の動作において、f(n)が、本実施の形態に係る音声通信とは無関係の音声に係るデジタル信号であった場合、あるいは本実施の形態に係る音声通信に係るデジタル信号ではあるものの、騒音等の悪環境により信号が極めて劣化してしまった場合について説明する。この場合、ステップＳ２４−２で算出される相関rk(n)は、ピークが現れない、もしくは現れにくいものとなる。したがって、T(n)にも閾値以上のピークが現れない。T(n)全体を走査しても閾値以上となるT(n)が見つけられないので（ステップＳ２４−８：Ｎｏ）、パケットの同期がとれず、同期部６０２はこの場合、同期エラー結果を出力し（ステップＳ２４−１１）、パケット同期処理を終了する。
【０１２５】
再び図１７を参照する。受信機６００は、同期部６０２による同期結果を使用して、ガードインターバル除去部６０３によりデジタル信号からガードインターバルを除去し、有効シンボルを作成する（ステップＳ２−７）。
【０１２６】
図１９を参照しながら、ガードインターバル除去部６０３によるガードインターバル除去について説明する。ガードインターバル除去部６０３は、入力部６０１からデジタル信号を取得し、同期部６０２から同期結果、つまりヘッダ部に相当する箇所を特定する情報を取得する。そしてガードインターバル除去部６０３は、デジタル信号からヘッダ部に相当する箇所の先頭位置を特定する。図１９（ａ）は、取得したデジタル信号及び特定したヘッダ部に相当する箇所の先頭位置を模式的に表した図である。
【０１２７】
ガードインターバル除去部６０３は、同期部６０２及び送信機５００の一次変調部５０２と同様に、図７（ａ）に示す、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターンを有する。ガードインターバル除去部６０３は、ヘッダ部に相当する箇所から有効シンボルを作成するパターン基づいて、デジタル信号をヘッダ部に相当する箇所の先頭からシンボル長ごとに順に区切り各シンボルを特定する。つまり、１２＋１６＝２８サンプル、１２＋１７＝２９サンプル、１２＋１８＝３０サンプル、と区切る。３つ目のシンボルの末尾がヘッダ部に相当する箇所の末尾であり、かつ、これがデータ部に相当する箇所の先頭でもある。データ部に相当する箇所のシンボル長は２８なので、この位置からシンボル長ごと、つまり２８サンプルごとにデータ部を区切ることにより、データ部に相当する箇所の各シンボルを特定することができる。これを模式的に表したのが図１９（ｂ）である。
【０１２８】
そしてガードインターバル除去部６０３は、各シンボルの先頭から１２サンプルをガードインターバルとして特定し、残りの部分を有効シンボルとして特定する。これを模式的に表したのが図１９（ｃ）である。そしてガードインターバル除去部６０３は、各有効シンボルを一次復調部６０４に出力することによりデジタル信号からガードインターバルを除去できたことになる。
【０１２９】
再び図１７を参照する。受信機６００は、一次復調部６０４により、時間領域のデータである各有効シンボルを周波数領域のデータへと一次復調する（ステップＳ２−８）。一次復調とは、時間領域のデータである各有効シンボルに対してDFTを行うことである。このDFTにより、有効シンボルが周波数領域のデータへと変換される。一次復調部６０４は、周波数領域のデータを二次復調部６０５に出力する。
【０１３０】
受信機６００は、二次復調部６０５により、周波数領域のデータを二次復調してビット列を取得する（ステップＳ２−９）。二次復調により、送信機５００の送信情報作成部５０１が作成した送信情報が復元される。本実施の形態においては、一次変調にDBPSKを使用しているため、各サブキャリアについて、１つ前のシンボルとの位相差に基づいて１ビットの情報を復元することが二次復調となる。
【０１３１】
受信機６００は、情報抽出部６０６により、二次復調により取得したビット列から情報を抽出する（ステップＳ２−１０）。具体的には、情報抽出部６０６は、まず、二次復調により取得したビット列に対して、デインターリーブ、誤り訂正符号を使用した誤り訂正等の処理を行い、図６に示すような、ヘッダ部とデータ部とから構成されるパケットを抽出する。次に、ヘッダ部とデータ部それぞれに対してCRCを用いた誤り検出を行う。具体的には、ヘッダ部及びデータ部それぞれについて、CRC以外の部分のデータに対してCRCを算出し、算出したCRCとパケットに含まれるCRCとが一致するかを判断する（ステップＳ２−１１）。CRCが一致すれば誤りがないと判断し、CRCが一致しなければ誤りが生じていると判断する。情報抽出部６０６は、CRCが一致する場合には（ステップＳ２−１１：Ｙｅｓ）、パケットからデータ、例えばユーザIDを表す情報を抽出する。CRCが一致しない場合には（ステップＳ２−１１：Ｎｏ）、パケットの受信に失敗していることになるため、エラーが発生した旨を画面表示、音声出力などによりユーザに報知し（ステップＳ２−６）、ステップＳ２−３に戻り音声入力の待ち受けからの流れを繰り返す。
【０１３２】
決済端末２０は、受信機６００としての動作を終了し、抽出したデータ、例えばユーザIDを使用し、決済サーバと通信して決済処理を実行する（ステップＳ２−１２）。そして、決済端末２０は、決済サーバから受信した認証結果及び決済結果をユーザ端末１０に送信する（ステップＳ２−１３）。認証結果及び決済結果を送信するとき、決済端末２０の制御部２００が送信プログラム２５２を実行することにより、決済端末２０が送信機５００として機能する。そして、送信機５００として機能する決済端末２０が、図１３のステップＳ１−４以降と同様の処理を実行することとなる。ステップＳ２−１３の処理を実行した後、決済端末２０は動作を終了する。
【０１３３】
（効果）
以上、本発明の実施の形態に係る通信システム１について説明した。通信システム１の特徴は、送信機５００が、送信パケットのヘッダ部に相当する箇所のデジタル信号を作成する際に各有効シンボルの有効シンボル長を変動させ、受信機６００が、入力された音声に係るデジタル信号から、変動させた有効シンボル長を利用してパケットの同期をとることである。以下、この特徴により従来の方法と比べて有利な効果を奏することについて説明する。
【０１３４】
従来の方法として、パケットの開始を示すデータであるプリアンブルをパケットの直前に挿入し、それを利用して同期をとる方法がある。この方法では、送信したいデータに加えてプリアンブルを挿入する必要があり、プリアンブルの分だけ時間あたりのデータ通信速度、つまり実効速度が低下する。音声通信は低速な通信方法であるため、さらに実効速度が低減するのは好ましくない。
【０１３５】
一方、通信システム１による音声通信におけるパケット同期方法では、プリアンブルを挿入することなくパケット同期をとることができるため、実効速度を低下させることがなく、音声通信に適した方法といえる。
【０１３６】
また、別の従来の方法として、全ての有効シンボル長を同一とし、シンボルごとに同期をとってパケットの先頭を検出する方法がある。この方法では、シンボル同期をとる度に、同期したシンボルの位置がパケットの先頭か否かをCRCの算出により判断する必要があり、計算量が多くなる。これは、さほど計算処理能力の高くないマイクロコントローラが用いられることの多い決済端末２０において特に問題となりうる。
【０１３７】
一方、通信システム１による音声通信におけるパケット同期方法では、パケット同期をとったときのみCRCの算出を行う。パケットに相当する箇所は、ヘッダ部のみでも数シンボルで構成され、データ部とあわせると数十シンボル以上で構成されることが多いため、CRCの算出頻度が大幅に削減される。また、CRCは、データに誤りが生じたにも関わらず偶然CRCが一致する確率を低くするためにある程度のビット長を有する。ここで、CRCが偶然一致してしまう時間あたりの確率を従来と同等に保つ場合、通信システム１によればCRCの算出頻度が大幅に削減されているため、CRCのビット長を減らすことができる。したがって、音声通信の実効速度の向上を図ることができる。
【０１３８】
（変形例）
上述の実施の形態において、通信システム１は、ユーザ端末１０と決済端末２０とが音声通信により送受信を行う形態であったが、本発明に係る通信システムはこの形態に限られない。例えば、スマートフォン等のユーザ端末同士が音声通信を行う形態であってもよい。また、一方の端末が送信のみを行い、他方の端末が受信のみを行う形態であってもよい。
【０１３９】
上述の実施の形態において、送信機５００及び受信機６００の機能は、ユーザ端末１０の制御部１００及び決済端末２０の制御部２００がプログラムを実行することにより実現されたが、本発明に係る送信機及び受信機を実現する形態はこれらに限られない。例えば、送信機５００及び受信機６００の各機能部の一部または全部をASIC（Application Specific Integrated Circuit: 特定用途向け集積回路）、FPGA（Field-Programmable Gate Array）などによる専用回路を用いて実現する形態としてもよい。
【０１４０】
なお、送信機５００及び受信機６００の一方または双方として機能するユーザ端末１０、決済端末２０及びその他の形態による装置は、いずれも本発明に係る通信装置である、といえる。
【０１４１】
上述の実施の形態においては、送信機５００の出力部５０５が、デジタル信号としてのシンボルをD/A変換し、さらに音声信号に変換して出力するものとしているが、出力部５０５が、さらに、周波数変換処理、ノイズの発生を抑制するフィルタ処理などの処理を出力の前段階で実行する形態としてもよい。この場合、受信機６００の入力部６０１も、出力部５０５が行う処理に対応して、周波数変換処理、フィルタ処理などの処理を実行する形態とすればよい。
【０１４２】
上述の実施の形態において、送信機５００の一次変調部５０２は、各サブキャリアを変調する方法としてDBPSKを使用しているが、DBPSK以外の変調方式により各サブキャリアを変調する形態としてもよい。例えば、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying: 四相位相偏移変調）、QAM（Quadrature Amplitude Modulation: 直角位相振幅変調）などにより各サブキャリアを変調してもよい。このとき、二次復調部６０５もこれらの変調方式に対応して周波数領域のデータからビット列を取り出すものとする。ただし、これらの変調方式を用いる場合には、位相差の基準となるべきプリアンブルまたはパイロット信号が必要となる。また、これらの変調方式による周波数領域のデータは一般に虚数成分を含むため、これらの周波数領域のデータに対して二次変調部５０３がIDFTを行って得られる時間領域のデータも虚数成分を含む複素信号データとなる。したがって、二次変調部５０３によるIDFTの後、複素信号データを実数信号データに変換する必要が生じる。また、受信機６００の一次復調部６０４による一次変調において、実数信号データを複素信号データに変換してからDFTを行う必要が生じる。
【０１４３】
送信機５００と受信機６００とで共通で使用される有効シンボル長は、例えば図２０（ａ）に示すように、１６、１７、１８、１６、１７、１８、と同じパターンが複数回繰り返されるような形態であってもよい。この場合、図２０（ｂ）に示すように、T(n)に複数のピークが現れるので、ヘッダ部に相当する箇所の先頭位置を誤検出しうる。しかし、この形態においても、プリアンブルを使用しないため音声通信の実効速度の低減を回避でき、CRCの計算頻度も各シンボルで同期をとる場合と比べて大幅に削減されているため、上述の実施の形態と同様の有利な効果を奏する。
【０１４４】
また、図７（ａ）、図７（ｂ）、図２０（ａ）などに示すような有効シンボル長のパターンを複数用意し、それらを切り替えて使用する形態としてもよい。例えば、送信機５００及び受信機６００に内蔵されたリアルタイムクロックから取得した現在時刻に基づいて、複数の有効シンボル長のパターンのうちの１つを選択して使用することを送信機５００及び受信機６００に予め定めておく。つまり、パケットのヘッダ部に相当する箇所の各有効シンボル長が現在時刻に応じて変動する。そして、送信機５００及び受信機６００は、現在時刻に基づいて選択したパターンを使用して音声通信を行う。このような形態により、ユーザ端末１０から出力された音声を第三者が録音し、当該第三者が録音した音声を決済端末２０に入力してユーザ端末１０の所持者になりすますリプレイ攻撃を防ぐことができる。なぜなら、現在時刻に応じてヘッダ部に相当する箇所の各有効シンボル長が変動するため、録音した音声を受信機６００が受信してもヘッダ部の位置を正しく特定できず、データを復元できないからである。
【０１４５】
上述の実施の形態において、データ部に相当する箇所を一次変調するときの有効シンボル長を１６サンプルの固定長としたが、ヘッダ部と同様に有効シンボル長を変動させてもよい。ただし、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調する場合とは異なるパターンを使用し、かつT(n)のピークが誤った位置にできるだけ現れないようにパターンを設定する必要がある。
【０１４６】
また、送信パケットに常に一定長以上のデータ部が含まれる場合、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調するときの有効シンボル長を固定長とし、データ部に相当する箇所を一次変調するときの有効シンボル長を変動させてもよい。例えば、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調すると３つの有効シンボルが作成され、データ部に相当する箇所を一次変調すると必ず５つ以上の有効シンボルが作成される場合を考える。そして、ヘッダ部に対応する有効シンボル長を１６サンプルの固定長とし、データ部に対応する有効シンボルについては、初めの５つについては有効シンボル長を順に１６サンプル、１７サンプル、１８サンプル、１９サンプル、２０サンプルとし、残りについては有効シンボル長を１６サンプルの固定長とすることを考える。このとき、T(n)を算出しピークが生じる箇所を特定することにより、データ部に相当する箇所の先頭を特定することができる。そして、ヘッダ部に相当する箇所の先頭からデータ部に相当する箇所の先頭までの長さは既知であるため、ヘッダ部に相当する箇所の先頭を特定することができる。
【０１４７】
また、ヘッダ部の一部分とデータ部の一部分を組み合わせることによっても同様のことが可能である。例えば、ヘッダ部に相当する箇所を一次変調すると３つの有効シンボルが作成され、データ部に相当する箇所を一次変調すると必ず４つ以上の有効シンボルが作成される場合において、ヘッダ部の有効シンボル長を順に１２サンプル、１２サンプル、１６サンプルとし、データ部の有効シンボルについては、初めの４つについては有効シンボル長を順に１７サンプル、１８サンプル、１９サンプル、２０サンプルとし、残りについては有効シンボル長を１２サンプルの固定長とすることを考える。このとき、T(n)を算出しピークが生じる箇所を特定することにより、ヘッダ部に相当する箇所のうち、３番目の有効シンボルの先頭を特定することができる。そして、ヘッダ部に相当する箇所の先頭（１番目の有効シンボルの先頭）から３番目の有効シンボルの先頭までの長さは既知であるため、ヘッダ部に相当する箇所の先頭を特定することができる。
【０１４８】
上述の実施の形態においては、有効シンボルの末尾側を複製して先頭部分に挿入することによりシンボルを作成することを示している。このほか、有効シンボルの先頭側を複製して末尾部分に挿入することによりシンボルを作成してもよいし、有効シンボルの中間部分を複製して先頭部分あるいは末尾部分に挿入することによりシンボルを作成してもよい。また、複製した部分を有効シンボルの中間に挿入することによりシンボルを作成してもよい。また、これらの挿入方法を組み合わせることによりシンボルを作成してもよい。いずれの挿入方法においても、挿入箇所から複製元までの間隔についてパターンを設定することで、上述の実施の形態と同様に、相関に基づいてヘッダ部に相当する箇所の先頭を特定することができる。
【０１４９】
上述の実施の形態においては、f(n)と各gk(n)との相関を正規化し、T(n)が閾値以上となる部分をヘッダ部に相当する箇所の先頭として特定したが、相関を正規化せずにヘッダ部に相当する箇所の先頭を特定することも可能である。例えば、f(n)と各gk(n)との相関を正規化せずにずらして加算することによってT(n)を算出し、T(n)のピークを予め定めた閾値と比較することなく特定することでヘッダ部に相当する箇所の先頭を特定することができる。T(n)のピークを特定するには、例えば、T(n)の平均値よりはるかに大きい極大値を探せばよい。
【０１５０】
また、上述の機能を、OS（Operating System）と送信プログラムまたは受信プログラムとの分担、またはOSと送信プログラムまたは受信プログラムとの協働により実現する場合等には、OS以外の部分のみを送信プログラムまたは受信プログラムとして記憶部に格納してもよい。
【０１５１】
また、搬送波にプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS: Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、インターネット等のネットワークを介して当該プログラムを配信してもよい。そして、これらのプログラムを起動し、OSの制御下で、他のプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１５２】
１  通信システム
１０  ユーザ端末
２０  決済端末
１００、２００  制御部
１１０、２１０  操作部
１２０、２２０  表示部
１３０、２３０  集音部
１３１、２３１  マイク
１４０、２４０  発音部
１４１、２４１  スピーカ
１５０、２５０  記憶部
１５１、２５１  決済処理プログラム
１５２、２５２  送信プログラム
１５３、２５３  受信プログラム
２６０  通信部
５００  送信機
５０１  送信情報作成部
５０２  一次変調部
５０３  二次変調部
５０４  ガードインターバル挿入部
５０５  出力部
６００  受信機
６０１  入力部
６０２  同期部
６０３  ガードインターバル除去部
６０４  一次復調部
６０５  二次復調部
６０６  情報抽出部
【図１】
2019102853.tif 000006
【図２】
2019102853.tif 000007
【図３】
2019102853.tif 000008
【図４】
2019102853.tif 000009
【図５】
2019102853.tif 000010
【図６】
2019102853.tif 000011
【図７】
2019102853.tif 000012
【図８】
2019102853.tif 000013
【図９】
2019102853.tif 000014
【図１０】
2019102853.tif 000015
【図１１】
2019102853.tif 000016
【図１２】
2019102853.tif 000017
【図１３】
2019102853.tif 000018
【図１４】
2019102853.tif 000019
【図１５】
2019102853.tif 000020
【図１６】
2019102853.tif 000021
【図１７】
2019102853.tif 000022
【図１８】
2019102853.tif 000023
【図１９】
2019102853.tif 000024
【図２０】
2019102853.tif 000025