(57)【要約】【課題】パケットの衝突が発生した場合にパケットの信号分離を行いパケットを受信すること。【解決手段】受信装置１３０は、受信部１３１と、検出部１３２と、処理部１３３と、を備える。受信部１３１は、プリアンブルを先頭に含み所定のポストアンブルを後尾に含むパケットを送信する複数の送信装置１１０から送信された各パケットを含む信号を受信する。検出部１３２は、受信部１３１によって受信された信号に含まれるプリアンブルおよびポストアンブルのタイミングと、パケットの長さと、に基づいて各パケットの衝突を検出する。処理部１３３は、検出部１３２によって各パケットの衝突が検出された場合に、各パケットのうちの先頭のパケットに含まれるプリアンブルに基づくチャネル推定値と、各パケットのうちの後尾のパケットに含まれるポストアンブルに基づくチャネル推定値と、に基づいて各パケットの信号分離を行う。【選択図】図１
2017022472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットを送信する複数の送信装置から送信された各パケットを含む信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出する検出部と、
前記検出部によって前記各パケットの衝突が検出された場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う処理部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記長さ以上の期間継続し、前記先頭のパケットの後尾から前記長さの時間が経過した時点と、前記時点から前記長さの２倍の時間が経過した時点と、の間の期間に前記同一パターンの信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記長さの２倍の期間に前記同一パターンの信号が４つ以上存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記先頭のパケットの期間に前記同一パターンの信号が３つ存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間の後尾付近に前記同一パターンの信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットの前記第１信号から前記長さの時間が経過した時点と、前記時点から前記長さの２倍の時間が経過した時点と、の間の期間に前記第２信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項７】
前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が、前記先頭のパケットの前記第１信号から前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間の先頭付近に前記第１信号が存在し、前記期間の後尾付近に前記第２信号が存在し、前記期間のうちの前記先頭のパケットより後に前記第１信号が存在しない場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項８】
前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記第１信号が２回連続した後に前記第２信号が２回連続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間における最後の前記第２信号は前記先頭のパケットより後に存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項９】
所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットを生成する生成部と、
自装置と、自装置と異なる送信装置であって前記第１信号を先頭に含み前記第２信号を後尾に含むパケットを送信する送信装置と、から送信された各パケットを含む信号を受信し、受信した前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出した場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う受信装置へ、前記生成部によって生成された前記パケットを送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項１０】
複数の送信装置が、所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットをそれぞれ送信し、
受信装置が、前記複数の送信装置から送信された各パケットを含む信号を受信し、
前記受信装置が、受信した前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出し、
前記受信装置が、前記各パケットの衝突を検出した場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う、
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、送信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パケット先頭部分に既知信号（プリアンブル）を設ける技術が知られている。また、パケット先頭部分の既知信号（プリアンブル）に加え、パケット後尾部分にも既知信号（ポストアンブル）を配置してパケットを送信する技術が知られている（たとえば、下記特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０７８６３号公報
【特許文献２】特開平５−１２２１６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２０１０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、複数の送信装置から送信されたパケットの衝突が発生した場合に、衝突した各パケットのチャネル推定値が得られず、衝突した各パケットを受信することが困難という問題がある。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、パケットの衝突が発生した場合にパケットの信号分離を行いパケットを受信することができる受信装置、送信装置および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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、複数の送信装置が、所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットをそれぞれ送信し、受信装置が、前記複数の送信装置から送信された各パケットを含む信号を受信し、前記受信装置が、受信した前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出し、前記受信装置が、前記各パケットの衝突を検出した場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う受信装置、送信装置および通信方法が提案される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、パケットの衝突が発生した場合にパケットの信号分離を行いパケットを受信することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる送信装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかるパケット生成部が生成するパケットの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１にかかる受信装置の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる衝突検出／チャネル推定部の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかる基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかる受信装置による処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２にかかる送信装置の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２にかかるパケット生成部が生成するパケットの一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２にかかる衝突検出／チャネル推定部の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例を示す図である。
【図２５】図２５は、各実施の形態にかかる通信システムを適用可能なネットワークの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、各実施の形態にかかる通信システムを適用可能なネットワークの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明にかかる受信装置、送信装置および通信方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
（実施の形態１にかかる通信システム）
図１は、実施の形態１にかかる通信システムの一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１００は、送信装置１１０，１２０と、受信装置１３０と、を含む。送信装置１１０，１２０のそれぞれは、受信装置１３０へパケットを送信する。受信装置１３０は、送信装置１１０，１２０からそれぞれ送信されたパケットを受信する。
【００１１】
通信システム１００においては、送信装置１１０，１２０が受信装置１３０へ送信した各パケットが時間的に重複することにより、受信装置１３０においてパケットの衝突が発生する。たとえば、通信システム１００においては、送信装置１１０，１２０に対してパケットの衝突が発生しないように時間リソースを割り当てるスケジューリングが行われずに、送信装置１１０，１２０がそれぞれパケットを送信する。このような構成においては、送信装置１１０，１２０が送信した各パケットの衝突が発生する場合がある。
【００１２】
送信装置１１０の構成について説明するが、送信装置１２０の構成についても同等である。送信装置１１０は、生成部１１１と、送信部１１２と、を備える。生成部１１１は、所定の第１信号（以下、「プリアンブル」と称する。）を先頭に含み所定の第２信号（以下、「ポストアンブル」と称する。）を後尾に含むパケットを生成する。パケットの先頭は、パケットのうちの時間的に最初に受信される部分である。パケットの後尾は、パケットのうちの時間的に最後に受信される部分である。
【００１３】
生成部１１１は、生成したパケットを送信部１１２へ出力する。送信部１１２は、生成部１１１から出力されたパケットを受信装置１３０へ送信する。たとえば、送信部１１２は、生成部１１１から出力されたパケットを無線により送信する。
【００１４】
生成部１１１がパケットに格納するプリアンブルおよびポストアンブルは、たとえば受信装置１３０において既知のパターン（符号）からなる既知信号である。また、生成部１１１がパケットに格納するプリアンブルおよびポストアンブルは、互いに同じ既知信号であってもよいし、互いに異なる既知信号であってもよい。
【００１５】
また、送信装置１１０の生成部１１１が生成するプリアンブルと送信装置１２０の生成部１１１が生成するプリアンブルとは、互いに同じ既知信号であってもよいし、互いに異なる既知信号であってもよい。同様に、送信装置１１０の生成部１１１が生成するポストアンブルと送信装置１２０の生成部１１１が生成するポストアンブルとは、互いに同じ既知信号であってもよいし、互いに異なる既知信号であってもよい。
【００１６】
受信装置１３０は、受信部１３１と、検出部１３２と、処理部１３３と、を備える。受信部１３１は、送信装置１１０，１２０から送信された各パケットを含む信号を受信する。そして、受信装置１３０は、受信した信号を検出部１３２へ出力する。たとえば、受信装置１３０は、複数のアンテナを同時に用いて信号を受信する。
【００１７】
検出部１３２は、受信部１３１から出力された信号に含まれる各パケットの衝突を検出する。たとえば、検出部１３２は、受信部１３１から出力された信号に含まれるプリアンブルおよびポストアンブルのタイミングと、送信装置１１０，１２０から送信されるパケットの長さ（パケット長）と、に基づいて各パケットの衝突を検出する。そして、検出部１３２は、衝突の検出結果と、受信部１３１から出力された信号と、を処理部１３３へ出力する。
【００１８】
検出部１３２がパケットの衝突の検出に用いるパケットの長さは、たとえば、衝突した各パケットのうちの先頭のパケットの長さである。パケットの長さは、たとえば通信システム１００において一定であり、受信装置１３０において既知である。または、パケットの長さは、通信システム１００において可変（不定）であってもよい。この場合は、受信装置１３０は、たとえば、受信したパケットに含まれるヘッダから、そのパケットの長さを示す情報を取得することができる。
【００１９】
処理部１３３は、検出部１３２から出力された衝突の検出結果に基づいて、パケットの衝突が検出された場合に、衝突が検出された各パケットのうちの先頭のパケットに含まれるプリアンブルに基づくチャネル推定を行う。チャネル推定は、たとえば伝搬路のインパルス応答の推定である。たとえば、処理部１３３は、受信部１３１が複数のアンテナにより受信した各信号について、衝突が検出された各パケットのうちの先頭のパケットに含まれるプリアンブルに基づくチャネル推定を行う。
【００２０】
また、処理部１３３は、この場合に、衝突が検出された各パケットのうちの後尾のパケットに含まれるポストアンブルに基づくチャネル推定を行う。たとえば、処理部１３３は、受信部１３１が複数のアンテナにより受信した各信号について、衝突が検出された各パケットのうちの後尾のパケットに含まれるポストアンブルに基づくチャネル推定を行う。
【００２１】
そして、処理部１３３は、各チャネル推定によって得られた各チャネル推定値（チャネル推定結果）に基づいて、衝突が検出された各パケットにおける衝突部分の信号分離を行う。これにより、パケットの衝突が発生した場合においても、衝突した各パケットの信号分離を行い、衝突した各パケットを受信（復調）することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては送信装置１１０，１２０が受信装置１３０へパケットを送信する場合について説明するが、送信装置１１０，１２０のそれぞれは、他の通信装置からパケットを受信する機能を有していてもよい。また、受信装置１３０は、他の通信装置へパケットを送信する機能を有していてもよい。
【００２３】
（実施の形態１にかかる送信装置）
図２は、実施の形態１にかかる送信装置の一例を示す図である。図１に示した送信装置１１０，１２０のそれぞれは、たとえば図２に示すセンサノード２００により実現することができる。センサノード２００は、センサ２０１と、ペイロード生成部２０２と、既知信号生成部２０３と、ヘッダ生成部２０４と、パケット生成部２０５と、変調部２０６と、発振器２０７と、乗算器２０８と、増幅器２０９と、アンテナ２１０と、を備える。
【００２４】
センサ２０１は、センサ２０１の周囲における特定の物理量を検出し、検出結果を示すセンシングデータをペイロード生成部２０２へ出力する。センサ２０１が検出する物理量は、たとえば温度、圧力、流量、光、磁気などの各種の物理量とすることができる。ペイロード生成部２０２は、センサ２０１から出力されたセンシングデータを含むペイロードを生成し、生成したペイロードをパケット生成部２０５へ出力する。
【００２５】
既知信号生成部２０３は、既知信号を生成し、生成した既知信号をパケット生成部２０５へ出力する。既知信号は、送信側である送信装置１１０，１２０と受信側である受信装置１３０との間で既知の所定のパターン（符号）の信号である。実施の形態１においては、既知信号生成部２０３は、センサノード２００が送信するパケットのプリアンブルおよびポストアンブルの両方に共通して用いられる既知信号を生成する。既知信号は、たとえば、ペイロードやヘッダなどの他の信号との相互相関が低い信号とすることができる。
【００２６】
ヘッダ生成部２０４は、センサノード２００が送信するパケットのヘッダを生成し、生成したヘッダをパケット生成部２０５へ出力する。ヘッダ生成部２０４が生成するヘッダには、たとえばセンサノード２００が送信するパケットのパケット長を示す情報などが含まれる。また、ヘッダ生成部２０４が生成するヘッダには、送信元（センサノード２００）の識別子や送信先（受信装置１３０）の識別子などが含まれていてもよい。
【００２７】
パケット生成部２０５は、ペイロード生成部２０２から出力されたペイロードと、既知信号生成部２０３から出力された既知信号と、ヘッダ生成部２０４から出力されたヘッダと、に基づくパケットを生成する。パケット生成部２０５により生成されるパケットについては後述する（たとえば図４参照）。パケット生成部２０５は、生成したパケットを変調部２０６へ出力する。
【００２８】
変調部２０６は、パケット生成部２０５から出力されたパケットに基づく変調を行う。変調部２０６による変調には、強度変調や位相変調などの各種の変調方式を用いることができる。変調部２０６は、変調により得られた信号を乗算器２０８へ出力する。
【００２９】
発振器２０７は、所定の周波数のクロック信号を発振し、発振したクロック信号を乗算器２０８へ出力する。乗算器２０８は、変調部２０６から出力された信号と、発振器２０７から出力されたクロック信号と、を乗算する。これにより、変調部２０６から乗算器２０８へ出力された信号について、ベースバンド帯からＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）帯への周波数変換（アップコンバート）を行うことができる。乗算器２０８は、周波数変換を行った信号を増幅器２０９へ出力する。
【００３０】
増幅器２０９は、乗算器２０８から出力された信号を増幅し、増幅した信号をアンテナ２１０へ出力する。アンテナ２１０は、増幅器２０９から出力された信号を無線送信する。これにより、パケット生成部２０５によって生成されたパケットを無線送信することができる。
【００３１】
たとえば、センサノード２００は、センサ２０１によって定期的（たとえば周期的）にセンシングを行い、センシングを行うごとにセンシングデータを含むパケットを受信装置１３０へ無線送信する。したがって、センサノード２００がパケットを送信するタイミングによっては、他の通信装置が送信したパケットとの衝突が発生し得る。
【００３２】
図１に示した送信装置１１０，１２０の生成部１１１は、たとえばペイロード生成部２０２、既知信号生成部２０３、ヘッダ生成部２０４およびパケット生成部２０５により実現することができる。図１に示した送信装置１１０，１２０の送信部１１２は、たとえば変調部２０６、発振器２０７、乗算器２０８、増幅器２０９およびアンテナ２１０により実現することができる。
【００３３】
（実施の形態１にかかるセンサノードのハードウェア構成）
図３は、実施の形態１にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示したセンサノード２００は、たとえば図３に示すセンサノード３００により実現することができる。センサノード３００は、電池３０１と、センサ３０２と、センサＩ／Ｆ３０３と、クロック生成器３０４と、ＭＰＵ３０５と、メモリ３０６と、無線部３０７と、アンテナ３０８と、を備える。
【００３４】
電池３０１は、センサノード３００の各部に電圧を供給する電池である。センサ３０２は、図２に示したセンサ２０１に対応する構成である。センサＩ／Ｆ３０３は、センサ３０２とＭＰＵ３０５との間の通信を行うための通信インターフェースである。クロック生成器３０４は、ＭＰＵ３０５の動作クロックを生成する。
【００３５】
ＭＰＵ３０５（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：マイクロプロセッサ）は、センサノード３００における全体の制御を司るＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：マイクロプロセッサ）である。図２に示したペイロード生成部２０２、既知信号生成部２０３、ヘッダ生成部２０４およびパケット生成部２０５は、たとえばＭＰＵ３０５により実現することができる。
【００３６】
メモリ３０６には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。メインメモリは、ＭＰＵ３０５のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば磁気ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、センサノード３００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてＭＰＵ３０５によって実行される。
【００３７】
無線部３０７は、ＭＰＵ３０５からの制御にしたがって、アンテナ３０８を用いて無線通信を行う回路である。図２に示した変調部２０６、発振器２０７、乗算器２０８および増幅器２０９は、たとえば無線部３０７に含まれる。アンテナ３０８は、図２に示したアンテナ２１０に対応する構成である。
【００３８】
（実施の形態１にかかるパケット生成部が生成するパケット）
図４は、実施の形態１にかかるパケット生成部が生成するパケットの一例を示す図である。図４において、横方向は時間を示している。図２に示したセンサノード２００のパケット生成部２０５は、たとえば図４に示すパケット４００を生成する。パケット４００は、プリアンブル４０１と、ヘッダ４０２と、ペイロード４０３と、ポストアンブル４０４と、を含む。
【００３９】
プリアンブル４０１は、図２に示した既知信号生成部２０３からパケット生成部２０５へ出力された既知信号である。また、プリアンブル４０１は、パケット４００の先頭に格納されている。ヘッダ４０２は、図２に示したヘッダ生成部２０４からパケット生成部２０５へ出力されたヘッダである。また、ヘッダ４０２は、パケット４００におけるプリアンブル４０１の直後に格納されている。
【００４０】
ペイロード４０３は、図２に示したペイロード生成部２０２からパケット生成部２０５へ出力されたペイロードである。また、ペイロード４０３は、パケット４００におけるヘッダ４０２の直後に格納されている。
【００４１】
ポストアンブル４０４は、プリアンブル４０１と同様に、図２に示した既知信号生成部２０３からパケット生成部２０５へ出力された既知信号である。また、ポストアンブル４０４は、パケット４００におけるペイロード４０３の直後であって、パケット４００における後尾に格納されている。このように、実施の形態１においては、プリアンブル４０１およびポストアンブル４０４に同一のパターンの既知信号が用いられる。
【００４２】
（実施の形態１にかかる受信装置）
図５は、実施の形態１にかかる受信装置の一例を示す図である。図１に示した受信装置１３０は、たとえば図５に示す基地局５００により実現することができる。基地局５００は、アンテナ５１１〜５１４と、増幅器５２１〜５２４と、発振器５３０と、乗算器５４１〜５４４と、デジタル変換器５５１〜５５４と、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４と、信号分離部５７０と、復調部５８０と、を備える。
【００４３】
アンテナ５１１〜５１４は、互いに間隔を有するようにアレイ状に設けられている。アンテナ５１１〜５１４のそれぞれは、他の通信装置（たとえば送信装置１１０，１２０）から無線送信された信号を受信する。そして、アンテナ５１１〜５１４は、受信した信号をそれぞれ増幅器５２１〜５２４へ出力する。
【００４４】
増幅器５２１〜５２４は、それぞれアンテナ５１１〜５１４から出力された信号を増幅する。そして、増幅器５２１〜５２４は、増幅した信号をそれぞれ乗算器５４１〜５４４へ出力する。発振器５３０は、所定の周波数のクロック信号を発振し、発振したクロック信号を乗算器５４１〜５４４のそれぞれへ出力する。
【００４５】
乗算器５４１は、増幅器５２１から出力された信号と、発振器５３０から出力されたクロック信号と、を乗算する。これにより、増幅器５２１から乗算器５４１へ出力された信号についてＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換（ダウンコンバート）を行うことができる。乗算器５４１は、周波数変換を行った信号をデジタル変換器５５１へ出力する。
【００４６】
同様に、乗算器５４２〜５４４は、それぞれ増幅器５２２〜５２４から出力された信号と、発振器５３０から出力されたクロック信号と、を乗算する。これにより、増幅器５２２〜５２４からそれぞれ乗算器５４２〜５４４へ出力された信号についてＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換を行うことができる。乗算器５４２〜５４４は、周波数変換を行った信号をそれぞれデジタル変換器５５２〜５５４へ出力する。
【００４７】
デジタル変換器５５１〜５５４（Ａ／Ｄ）は、それぞれ乗算器５４１〜５４４から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。そして、デジタル変換器５５１〜５５４は、デジタル信号に変換した信号を、受信信号としてそれぞれ衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４へ出力する。
【００４８】
衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４は、それぞれデジタル変換器５５１〜５５４から出力された受信信号に基づいてパケットの衝突を検出する。また、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４は、パケットの衝突の検出の結果を用いて、それぞれデジタル変換器５５１〜５５４から出力された受信信号に基づくチャネル推定を行う。
【００４９】
そして、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４は、チャネル推定により得られたチャネル推定値を信号分離部５７０へ出力する。また、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４は、それぞれデジタル変換器５５１〜５５４から出力された受信信号を信号分離部５７０へ出力する。衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４における処理については後述する（たとえば図６参照）。
【００５０】
信号分離部５７０は、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４から出力された各チャネル推定値に基づいて、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４から出力された各受信信号に基づく信号分離（衝突分離）を行う。これにより、複数の送信装置（たとえば送信装置１１０，１２０）からの各パケットが衝突していた場合に、それぞれのパケットを分離することができる。
【００５１】
信号分離部５７０による信号分離には、たとえばＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：最尤検出）やＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小二乗誤差法）など各種の処理を用いることができる。信号分離部５７０は、信号分離により得られた信号を復調部５８０へ出力する。
【００５２】
一例として、信号分離部５７０によってＭＬＤによる信号分離を行う場合について説明する。受信装置１３０における受信信号ｒは、たとえば下記（１）式のように表すことができる。
【００５３】
ｒ  ＝  ｈ１＊ｓ１  ＋  ｈ２＊ｓ２  ＋  ｎ    …（１）
【００５４】
ｒは、アンテナ５１１〜５１４によって受信された各信号を示すベクトルである。ｈ１は、送信装置１１０と、アンテナ５１１〜５１４と、の間の各伝搬路特性を示すベクトルである。ｈ２は、送信装置１２０と、アンテナ５１１〜５１４と、の間の各伝搬路特性を示すベクトルである。ｓ１は、送信装置１１０が受信装置１３０へ送信した信号である。ｓ２は、送信装置１２０が受信装置１３０へ送信した信号である。ｎはノイズである。
【００５５】
信号分離部５７０は、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４から出力される各受信信号をベクトルｒとする。また、信号分離部５７０は、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４から出力される送信装置１１０についての各チャネル推定値をベクトルｈ１とする。また、信号分離部５７０は、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４から出力される送信装置１２０についての各チャネル推定値をベクトルｈ２とする。そして、信号分離部５７０は、ｓ１，ｓ２の各値の組み合わせの候補のうちの、上記（１）式に基づく尤度が最も高い候補を特定し、特定した組み合わせを分離結果として得ることができる。
【００５６】
復調部５８０は、信号分離部５７０から出力された信号に基づく復調を行う。これにより、送信装置１１０，１２０から送信されたパケットに含まれるデータを再生することができる。復調部５８０が再生するデータには、たとえば図２に示したペイロード生成部２０２によって生成されたペイロード（たとえばセンシングデータ）が含まれる。
【００５７】
基地局５００が４個のアンテナ（アンテナ５１１〜５１４）を備える場合について説明したが、基地局５００が備えるアンテナの数は４個に限らず、２個、３個、５個以上など適宜変更することができる。この場合に、増幅器、乗算器、デジタル変換器および衝突検出／チャネル推定部はアンテナごとに設けられる。
【００５８】
図１に示した受信装置１３０の受信部１３１は、たとえばアンテナ５１１〜５１４、増幅器５２１〜５２４、発振器５３０、乗算器５４１〜５４４およびデジタル変換器５５１〜５５４により実現することができる。図１に示した受信装置１３０の検出部１３２は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４により実現することができる。図１に示した受信装置１３０の処理部１３３は、たとえば信号分離部５７０により実現することができる。
【００５９】
（実施の形態１にかかる衝突検出／チャネル推定部）
図６は、実施の形態１にかかる衝突検出／チャネル推定部の一例を示す図である。図５に示した衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれは、たとえば図６に示す衝突検出／チャネル推定部６００により実現することができる。衝突検出／チャネル推定部６００は、バッファ６０１と、既知信号記憶部６０２と、相関器６０３と、電力検出部６０４と、衝突検出部６０５と、チャネル推定部６０６と、を備える。
【００６０】
衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のうちの衝突検出／チャネル推定部５６１に衝突検出／チャネル推定部６００を適用する場合について説明するが、衝突検出／チャネル推定部５６２〜５６４に衝突検出／チャネル推定部６００を適用する場合も同様である。衝突検出／チャネル推定部５６１に衝突検出／チャネル推定部６００を適用する場合は、バッファ６０１には、図５に示したアンテナ５１１によって受信され、増幅器５２１、乗算器５４１およびデジタル変換器５５１により処理された受信信号が入力される。
【００６１】
バッファ６０１は、入力された受信信号のうちの、所定長の最新の期間における受信信号を格納（バッファリング）する。所定長は、たとえば、送信装置１１０，１２０が送信するパケットの最長のパケット長の２倍程度、または送信装置１１０，１２０が送信するパケットの最長のパケット長の２倍以上とすることができる。なお、バッファ６０１に格納された受信信号に対して、たとえば、周波数同期やタイミング補正などのパケット検出処理を行うようにしてもよい。
【００６２】
既知信号記憶部６０２は、図２に示した既知信号生成部２０３が生成する既知信号と同じパターンの既知信号を記憶する。
【００６３】
相関器６０３は、バッファ６０１に格納された受信信号と、既知信号記憶部６０２に記憶された既知信号と、の相関（相関値）を算出する。そして、相関器６０３は、算出した相関を示す信号を衝突検出部６０５へ出力する。相関器６０３が衝突検出部６０５へ出力する信号については後述する（たとえば図９参照）。
【００６４】
電力検出部６０４は、バッファ６０１に格納された受信信号の電力（振幅）を検出する。そして、電力検出部６０４は、検出した電力を示す信号を衝突検出部６０５へ出力する。電力検出部６０４が衝突検出部６０５へ出力する信号については後述する（たとえば図９参照）。
【００６５】
衝突検出部６０５は、相関器６０３から出力された信号が示す相関と、電力検出部６０４から出力された信号が示す電力と、に基づいて、受信装置１３０におけるパケットの衝突を検出する。そして、衝突検出部６０５は、パケットの衝突の検出結果をチャネル推定部６０６へ出力する。
【００６６】
チャネル推定部６０６は、衝突検出部６０５から出力されたパケットの衝突の検出結果と、バッファ６０１に格納された受信信号と、に基づくチャネル推定を行う。そして、チャネル推定部６０６は、チャネル推定の結果を示すチャネル推定値を信号分離部５７０（図５参照）へ出力する。また、信号分離部５７０へは、バッファ６０１に格納された受信信号も出力される。
【００６７】
（実施の形態１にかかる基地局のハードウェア構成）
図７は、実施の形態１にかかる基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図５に示した基地局５００は、たとえば図７に示す基地局７００により実現することができる。基地局７００は、電源７１０と、クロック生成器７２０と、アンテナ７３１〜７３４と、無線部７４０と、ＭＰＵ７５０と、メモリ７６０と、Ｉ／Ｆ７７０と、を備える。
【００６８】
電源７１０は、基地局７００の各部に電圧を供給する。クロック生成器７２０は、基地局７００の各部（たとえばＭＰＵ７５０）の動作クロックを生成する。アンテナ７３１〜７３４は、図５に示したアンテナ５１１〜５１４に対応する構成である。無線部７４０は、ＭＰＵ７５０からの制御にしたがって、アンテナ７３１〜７３４を用いて無線通信を行う回路である。図５に示した増幅器５２１〜５２４、発振器５３０、乗算器５４１〜５４４およびデジタル変換器５５１〜５５４は、たとえば無線部７４０に含まれる。
【００６９】
ＭＰＵ７５０は、基地局７００における全体の制御を司るＭＰＵである。メモリ７６０には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばＲＡＭである。メインメモリは、ＭＰＵ７５０のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、基地局７００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてＭＰＵ７５０によって実行される。図５に示した衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４、信号分離部５７０および復調部５８０は、たとえば、ＭＰＵ７５０と、メモリ７６０に含まれるメインメモリと、により実現することができる。
【００７０】
Ｉ／Ｆ７７０は、たとえば、ＭＰＵ７５０からの制御にしたがって、基地局５００と有線接続された通信装置との間で通信を行う通信インターフェースである。たとえば、基地局７００は有線ネットワークに接続されており、Ｉ／Ｆ７７０はこの有線ネットワークとの間で通信を行う。
【００７１】
（実施の形態１にかかる受信装置による処理）
図８は、実施の形態１にかかる受信装置による処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態１にかかる受信装置１３０は、たとえば図８に示す各ステップを実行する。まず、受信装置１３０は、他の通信装置（たとえば送信装置１１０，１２０）からのパケットを待ち受ける信号待受処理を行う（ステップＳ８０１）。ステップＳ８０１は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７２】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８０１の信号待受処理によって他の通信装置からのパケットを検出したか否かを判断する（ステップＳ８０２）。パケットの検出は、たとえば、受信装置１３０における電波の受信電力の検出やプリアンブルの検出などによって行うことができる。ステップＳ８０２は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７３】
ステップＳ８０２において、パケットを検出していない場合（ステップＳ８０２：Ｎｏ）は、受信装置１３０は、ステップＳ８０１へ戻る。パケットを検出した場合（ステップＳ８０２：Ｙｅｓ）は、受信装置１３０は、受信信号をバッファ６０１に格納（一時保存）する（ステップＳ８０３）。ステップＳ８０３は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７４】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８０３によってバッファ６０１に格納した受信信号に基づいて、パケットが衝突しているか否かを判断する（ステップＳ８０４）。パケットが衝突しているか否かの判断については後述する。ステップＳ８０４は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７５】
ステップＳ８０４において、パケットが衝突していない場合（ステップＳ８０４：Ｎｏ）は、受信装置１３０は、バッファ６０１に格納した受信信号からプリアンブルを抽出する（ステップＳ８０５）。ステップＳ８０５は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７６】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８０５によって抽出したプリアンブルに基づくチャネル推定を行う（ステップＳ８０６）。ステップＳ８０６は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７７】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８０６によって行ったチャネル推定の結果に基づいて、バッファ６０１に格納した受信信号に含まれるパケットの復調を行う復調処理を行い（ステップＳ８０７）、ステップＳ８０１へ戻る。ステップＳ８０７は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれの出力に基づいて復調部５８０によって行われる。
【００７８】
ステップＳ８０４において、パケットが衝突している場合（ステップＳ８０４：Ｙｅｓ）は、受信装置１３０は、バッファ６０１に格納した受信信号から先行パケットのプリアンブルを抽出する（ステップＳ８０８）。先行パケットのプリアンブルは、衝突した各パケットのうちの先行しているパケットのプリアンブルである。たとえば、受信装置１３０は、ステップＳ８０２においてパケットを検出してからの期間における相関器６０３の出力の先頭のピークの位置にある既知信号を先行パケットのプリアンブルとして抽出する。ステップＳ８０８は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００７９】
つぎに、受信装置１３０は、バッファ６０１に格納した受信信号から後続パケットのポストアンブルを抽出する（ステップＳ８０９）。後続パケットのポストアンブルは、衝突した各パケットのうちの後続のパケットのポストアンブルである。たとえば、受信装置１３０は、パケットを検出してからパケット長の時間が経過した時点と、その時点からパケット長の２倍の時間が経過した時点と、の間の期間における、相関器６０３の出力のピークの位置にある既知信号をポストアンブルとして抽出する。ステップＳ８０９は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００８０】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８０８によって抽出した先行パケットのプリアンブルに基づくチャネル推定と、ステップＳ８０９によって抽出した後続パケットのポストアンブルに基づくチャネル推定と、を行う（ステップＳ８１０）。ステップＳ８１０は、たとえば衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれによって行われる。
【００８１】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８１０によって行った各チャネル推定の結果に基づいて、バッファ６０１に格納した受信信号から、衝突した各パケットを分離して抽出する信号分離を行う（ステップＳ８１１）。たとえば、受信装置１３０は、バッファ６０１に格納した受信信号のうちの既知信号以外の部分でパケットが重なっている部分の信号分離演算を行う。
【００８２】
また、受信装置１３０は、バッファ６０１に格納した受信信号のうちのパケットが重なっていない部分については信号分離演算を行わない。受信信号のうちのパケットが重なっている部分の特定方法については後述する。ステップＳ８１１における信号分離には、たとえばＭＬＤやＭＭＳＥなど各種の処理を用いることができる。ステップＳ８１１は、たとえば、衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれの出力に基づいて信号分離部５７０によって行われる。
【００８３】
つぎに、受信装置１３０は、ステップＳ８１１による信号分離の結果に基づいて、バッファ６０１に格納した受信信号に含まれるパケットの復調を行う復調処理を行い（ステップＳ８１２）、ステップＳ８０１へ戻る。ステップＳ８１２は、たとえば復調部５８０によって行われる。
【００８４】
（パケットが重なっている部分の特定方法）
受信信号のうちのパケットが重なっている部分の特定方法について説明する。受信装置１３０は、パケットが重なっている部分を、たとえば、先行パケットのプリアンブル位置と、既知のパケット長と、後続パケットのポストアンブルと、に基づいて特定することができる。たとえば、パケットが重なっている部分の先頭は、後続パケットのポストアンブルの後尾からパケット長だけ前の時点である。また、パケットが重なっている部分の後尾は、先行パケットのプリアンブルの先頭からパケット長だけ後の時点である。
【００８５】
または、プリアンブルとポストアンブルの付近にパケット長やペイロード位置を示す符号を挿入しておいてもよい。これにより、受信装置１３０は、パケットが重なっている部分と重なっていない部分とを、そのパケット長やペイロード位置を示す符号に基づいて特定することができる。
【００８６】
または、受信装置１３０は、パケット長の２倍の期間において相関器６０３の出力のピークが４つある場合に、４つのピークのうちの先頭と後尾を除く２つのピークの間をパケットが重なっている部分として特定してもよい。また、受信信号のうちのパケットが重なっている部分の特定方法には、これらに限らず、受信電力９２０（図９参照）の出力の変化を用いる方法など、各種の方法を用いることができる。
【００８７】
（実施の形態１においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突）
図９は、実施の形態１においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。図９において、横方向は時間を示す。図９に示すパケット４００Ａ，４００Ｂは、それぞれ送信装置１１０，１２０から送信されたパケットである。パケット４００Ａ，４００Ｂのそれぞれは、図４に示したパケット４００と同様のフォーマットである。
【００８８】
プリアンブル４０１Ａ，４０１Ｂは、図４に示したプリアンブル４０１に対応する。ヘッダ４０２Ａ，４０２Ｂは、図４に示したヘッダ４０２に対応する。ペイロード４０３Ａ，４０３Ｂは、図４に示したペイロード４０３に対応する。ポストアンブル４０４Ａ，４０４Ｂは、図４に示したポストアンブル４０４に対応する。
【００８９】
図９に示す例では、送信装置１１０からのパケット４００Ａが先行パケットとして受信装置１３０に到達し、送信装置１２０からのパケット４００Ｂが後続パケットとして受信装置１３０に到達している。また、図９に示す例では、送信装置１１０によって送信されるパケットのパケット長Ｌ１と、送信装置１２０によって送信されるパケットのパケット長Ｌ２と、が一定で等しい（Ｌ１＝Ｌ２）場合について説明する。
【００９０】
図９に示す相関器応答９１０は、図６に示した相関器６０３から衝突検出部６０５へ出力される信号を示す。すなわち、相関器応答９１０は、バッファ６０１に格納された受信信号と、既知信号記憶部６０２に記憶された既知信号と、の相関を示す。既知信号には他の信号との相互相関が低い信号が使用されるため、相関器応答９１０は、プリアンブルとポストアンブルにマッチした部分で大きい値となる。
【００９１】
したがって、相関器応答９１０においてピークが発生したタイミングが、受信装置１３０がプリアンブルまたはポストアンブルを検出したタイミングである。図９に示す例では、相関器応答９１０において、それぞれプリアンブル４０１Ａ、プリアンブル４０１Ｂ、ポストアンブル４０４Ａ、ポストアンブル４０４Ｂに対応するピーク９１１〜９１４が発生している。
【００９２】
図９に示す受信電力９２０は、図６に示した電力検出部６０４から衝突検出部６０５へ出力される信号を示す。すなわち、受信電力９２０は、バッファ６０１に格納された受信信号の電力（振幅）を示す。受信電力９２０は、パケットが検出してからは継続的に一定レベル以上の応答が得られる。図９に示す例では、受信電力９２０は、先行パケットであるパケット４００Ａの先頭のタイミングから立ち上がり、後続パケットであるパケット４００Ｂの後尾のタイミングで立ち下がっている。
【００９３】
図６に示した衝突検出部６０５は、相関器応答９１０におけるピークや受信電力９２０に基づいて、受信装置１３０におけるパケットの衝突を検出する。
【００９４】
（実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理）
図１０は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。図６に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図１０に示す各ステップを実行する。
【００９５】
まず、衝突検出部６０５は、パケット長以上の期間、電力検出部６０４からの出力信号が示す受信電力９２０が大きい状態が継続しているか否かを判断する（ステップＳ１００１）。受信電力９２０が大きい状態は、たとえば受信電力９２０が所定値を超えている状態である。パケット長は、たとえば衝突検出部６０５において既知である。または、衝突検出部６０５は、たとえばバッファ６０１に格納された受信信号に含まれるヘッダ（たとえば図４に示したヘッダ４０２）からパケット長を特定するようにしてもよい。また、受信電力９２０が大きい状態が継続しているか否かの判断において、たとえばフェージング環境下におけるディップなどの短期間の電力低下については除外するようにしてもよい。たとえば、衝突検出部６０５は、電力検出部６０４から出力される信号の瞬時電力の移動平均を算出する。これにより、フェージング環境下におけるディップなどの短期間の電力低下は除外して受信電力９２０が大きい状態がパケット長以上の期間継続するか否かを判断することができる。
【００９６】
ステップＳ１００１において、受信電力が大きい状態が継続していない場合（ステップＳ１００１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ１００２）、一連の検出処理を終了する。
【００９７】
ステップＳ１００１において、受信電力が大きい状態が継続している場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ１００３へ移行する。すなわち、衝突検出部６０５は、相関器応答９１０の先頭のピーク＋パケット長の時点からパケット長＊２の期間に相関器応答９１０のピークが存在するか否かを判断する（ステップＳ１００３）。相関器応答９１０の先頭のピーク＋パケット長の時点からパケット長＊２の期間は、相関器応答９１０の先頭のピークからパケット長の時間が経過した時点と、その時点からパケット長の２倍の長さの時間が経過した時点と、の間の期間である。
【００９８】
相関器応答９１０の先頭のピークは、たとえば図９に示した相関器応答９１０のピークのうちの受信電力９２０が立ち上がった直後のピーク９１１である。相関器応答９１０の先頭のピークからパケット長の時間が経過した時点は、たとえば図９に示したパケット４００Ａの後尾の時点である。
【００９９】
ステップＳ１００３において、相関器応答９１０の先頭のピーク＋パケット長の時点からパケット長＊２の期間にピークが存在しない場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ１００２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。ピークが存在する場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ１００４）、一連の検出処理を終了する。
【０１００】
このように、衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合は、下記の条件（１）および（２）を満たす場合にパケットが衝突していると判断する。
（１）受信信号の電力が所定値を超える状態がパケット長以上の期間継続すること。
（２）先行パケットの後尾からパケット長の時間が経過した時点と、その時点からパケット長の２倍の時間が経過した時点と、の間の期間にプリアンブルとポストアンブルの同一パターンの信号が存在すること。
【０１０１】
なお、ステップＳ１００１，Ｓ１００３の順序は入れ替えてもよい。
【０１０２】
図１１は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。図６に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図１１に示す各ステップを実行してもよい。まず、衝突検出部６０５は、パケット長＊２の期間内に相関器応答９１０のピークが４つ以上存在するか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。
【０１０３】
ステップＳ１１０１において、パケット長＊２の期間内にピークが４つ以上存在しないと判断した場合（ステップＳ１１０１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ１１０２）、一連の検出処理を終了する。
【０１０４】
ステップＳ１１０１において、パケット長＊２の期間内にピークが４つ以上存在すると判断した場合（ステップＳ１１０１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ１１０３）、一連の検出処理を終了する。
【０１０５】
このように、衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合は、下記の条件（１）を満たす場合にパケットが衝突していると判断してもよい。
（１）パケット長の２倍の期間にプリアンブルとポストアンブルの同一パターンの信号が４つ以上存在すること。
【０１０６】
この場合は、図６に示した電力検出部６０４を省いた構成としてもよい。
【０１０７】
（実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突）
図１２は、実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。図１２において、図９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示す例では、送信装置１１０によって送信されるパケット４００Ａのパケット長Ｌ１と、送信装置１２０によって送信されるパケット４００Ｂのパケット長Ｌ２と、が可変であり、受信装置１３０においてパケット長が既知でない場合について説明する。
【０１０８】
図１２に示す例では、送信装置１１０によって送信されるパケット４００Ａのパケット長Ｌ１が、送信装置１２０によって送信されるパケット４００Ｂのパケット長Ｌ２より短い。また、後続パケットであるパケット４００Ｂのポストアンブル４０４Ｂが、先行パケットであるパケット４００Ａのポストアンブル４０４Ａよりも後になっている。
【０１０９】
パケット長が可変の場合は、少なくとも先行パケットであるパケット４００Ａのパケット長が分からないと、パケットが衝突したか否かの判定が困難である。そこで、衝突検出／チャネル推定部６００では、プリアンブルの相関処理に加え、プリアンブルに続いて受信されるヘッダ４０２Ａよりパケット４００Ａのパケット長を示す情報を取得する。
【０１１０】
（実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理）
図１３は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。図６に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が可変である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図１３に示す各ステップを実行する。
【０１１１】
まず、衝突検出部６０５は、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい状態が、パケット検出位置から先行パケットのパケット長より長く継続しているか否かを判断する（ステップＳ１３０１）。先行パケットのパケット長は、上述のように先行パケットのヘッダから取得することができる。継続していない場合（ステップＳ１３０１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ１３０２）、一連の検出処理を終了する。
【０１１２】
ステップＳ１３０１において、継続している場合（ステップＳ１３０１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、先行パケットの存在する期間内に存在する相関器応答９１０のピークが３つか否かを判断する（ステップＳ１３０３）。ピークが３つでない場合（ステップＳ１３０３：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ１３０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。
【０１１３】
ステップＳ１３０３において、ピークが３つである場合（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ１３０４）、一連の検出処理を終了する。この場合に、受信装置１３０は、受信電力９２０が大きい期間の後尾付近における相関器応答９１０のピークをポストアンブルとして抽出し、プリアンブルおよびポストアンブルからそれぞれ先行パケットおよび後続パケットのチャネル推定を行う。
【０１１４】
このように、衝突検出部６０５は、パケット長が可変である場合は、先行パケットに含まれるヘッダが示す先行パケットの長さに基づいて、下記の条件（１）および（２）を満たす場合にパケットが衝突していると判断する。
（１）受信信号の電力が所定値を超える状態が先行パケット長以上の期間継続すること。
（２）先行パケットの期間にプリアンブルとポストアンブルの同一パターンの信号が３つ存在すること。
【０１１５】
なお、ステップＳ１３０１とステップＳ１３０３の順序は入れ替えてもよい。
【０１１６】
図１４は、実施の形態１にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。図６に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が可変である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図１４に示す各ステップを実行してもよい。
【０１１７】
まず、衝突検出部６０５は、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい状態がパケット検出位置から先行パケット長より長く継続しているか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。継続していない場合（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ１４０２）、一連の検出処理を終了する。
【０１１８】
ステップＳ１４０１において、継続している場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい期間の後尾付近に相関器応答９１０のピークが存在するか否かを判断する（ステップＳ１４０３）。ピークが存在しないと判断した場合（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ１４０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。
【０１１９】
ステップＳ１４０３において、ピークが存在すると判断した場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ１４０４）、一連の検出処理を終了する。この場合に、受信装置１３０は、受信電力９２０が大きい期間の後尾付近における相関器応答９１０のピークをポストアンブルとして抽出し、プリアンブルおよびポストアンブルからそれぞれ先行パケットおよび後続パケットのチャネル推定を行う。
【０１２０】
このように、衝突検出部６０５は、パケット長が可変である場合は、先行パケットに含まれるヘッダが示す先行パケットの長さに基づいて、下記の条件（１）および（２）を満たす場合にパケットが衝突していると判断してもよい。
（１）受信信号の電力が所定値を超える状態が先行パケット長以上の期間継続すること。
（２）受信信号の電力が継続して所定値を超える期間の後尾付近にプリアンブルとポストアンブルの同一パターンの信号が存在すること。
【０１２１】
なお、ステップＳ１４０１とステップＳ１４０３の順序は入れ替えてもよい。
【０１２２】
（実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例）
図１５は、実施の形態１におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例を示す図である。図１５において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すパケット４００Ｃは、図４に示したパケット４００と同様のフォーマットである。
【０１２３】
プリアンブル４０１Ｃは、図４に示したプリアンブル４０１に対応する。ヘッダ４０２Ｃは、図４に示したヘッダ４０２に対応する。ペイロード４０３Ｃは、図４に示したペイロード４０３に対応する。ポストアンブル４０４Ｃは、図４に示したポストアンブル４０４に対応する。図１５に示す例では、相関器応答９１０において、それぞれプリアンブル４０１Ｃ、ポストアンブル４０４Ｃに対応するピーク９１５，９１６が発生している。
【０１２４】
図１５に示すように、後続パケットであるパケット４００Ｂの期間が、先行パケットであるパケット４００Ａの期間に含まれている場合は、パケット４００Ａ，４００Ｂのそれぞれのチャネル推定を行うことは困難である。この場合は、受信装置１３０は、たとえばパケットの復調結果としてエラーを出力する。
【０１２５】
このように、実施の形態１によれば、送信装置１１０，１２０は、それぞれ送信するパケットにプリアンブルとポストアンブルを設けることができる。これにより、受信装置１３０は、プリアンブルとポストアンブルの検出タイミングと、送信されたパケットの長さと、に基づいてパケットの衝突を検出することができる。
【０１２６】
また、受信装置１３０は、パケットの衝突を検出した場合に、衝突した各パケットにおける先頭のパケットのプリアンブルに基づくチャネル推定と、衝突した各パケットにおける後尾のパケットのポストアンブルに基づくチャネル推定と、を行うことができる。これにより、受信装置１３０は、衝突した各パケットについてのチャネル推定値を得ることができる。
【０１２７】
そして、受信装置１３０は、得られた各チャネル推定値に基づいて、衝突した各パケットにおける衝突部分の信号分離を行うことができる。これにより、受信装置１３０は、信号分離によって得られた各パケットを復調することができる。このため、受信装置１３０は、送信装置１１０，１２０からの各パケットが衝突しても、衝突した各パケットを受信することができる。
【０１２８】
（実施の形態２）
実施の形態２について、実施の形態１と異なる部分について説明する。実施の形態１においては、プリアンブルとポストアンブルに同一のパターンの既知信号を用いたパケットが送信される場合について説明した。これに対して、実施の形態２においては、プリアンブルとポストアンブルに異なるパターンの既知信号を用いたパケットが送信される場合について説明する。
【０１２９】
（実施の形態２にかかる送信装置）
図１６は、実施の形態２にかかる送信装置の一例を示す図である。図１６において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２において、図１に示した送信装置１１０，１２０のそれぞれは、たとえば図１６に示すセンサノード２００により実現することができる。図１６に示すように、実施の形態２にかかるセンサノード２００は、図２に示したセンサノード２００の構成に加えて既知信号生成部１６０１を備える。既知信号生成部１６０１は、たとえば図３に示したＭＰＵ３０５により実現することができる。
【０１３０】
既知信号生成部１６０１は、既知信号生成部２０３が生成する既知信号のパターンと異なるパターンの既知信号を生成し、生成した既知信号をパケット生成部２０５へ出力する。既知信号生成部１６０１が生成する既知信号は、たとえば、ペイロードやヘッダなどの他の信号との相互相関が低く、かつ既知信号生成部２０３が生成する既知信号との相互相関が低い信号とすることができる。
【０１３１】
パケット生成部２０５は、ペイロード生成部２０２から出力されたペイロードと、既知信号生成部２０３，１６０１から出力された各既知信号と、ヘッダ生成部２０４から出力されたヘッダと、に基づくパケットを生成する。このとき、パケット生成部２０５は、既知信号生成部２０３から出力された既知信号をパケットのプリアンブルとして用い、既知信号生成部１６０１から出力された既知信号をパケットのポストアンブルとして用いる。実施の形態２にかかるパケット生成部２０５により生成されるパケットについては後述する（たとえば図１７参照）。
【０１３２】
（実施の形態２にかかるパケット生成部が生成するパケット）
図１７は、実施の形態２にかかるパケット生成部が生成するパケットの一例を示す図である。図１７において、図４に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示したセンサノード２００のパケット生成部２０５は、たとえば図１７に示すパケット４００を生成する。
【０１３３】
プリアンブル４０１は、図１６に示した既知信号生成部２０３からパケット生成部２０５へ出力された既知信号である。ポストアンブル４０４は、図１６に示した既知信号生成部１６０１からパケット生成部２０５へ出力された既知信号である。このように、実施の形態２においては、プリアンブル４０１およびポストアンブル４０４に異なるパターンの既知信号が用いられる。
【０１３４】
（実施の形態２にかかる衝突検出／チャネル推定部）
図１８は、実施の形態２にかかる衝突検出／チャネル推定部の一例を示す図である。図１８において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２において、図５に示した衝突検出／チャネル推定部５６１〜５６４のそれぞれは、たとえば図１８に示す衝突検出／チャネル推定部６００により実現することができる。
【０１３５】
図１８に示す衝突検出／チャネル推定部６００は、図６に示した衝突検出／チャネル推定部６００の構成に加えて、既知信号記憶部１８０１と、相関器１８０２と、を備える。既知信号記憶部１８０１は、図１６に示した既知信号生成部１６０１が生成する既知信号と同じパターンの既知信号を記憶する。
【０１３６】
相関器１８０２は、バッファ６０１に格納された受信信号と、既知信号記憶部１８０１に記憶された既知信号と、の相関を算出する。そして、相関器１８０２は、算出した相関を示す信号を衝突検出部６０５へ出力する。相関器１８０２が衝突検出部６０５へ出力する信号については後述する（たとえば図１９参照）。
【０１３７】
衝突検出部６０５は、相関器６０３，１８０２から出力された各信号が示す各相関と、電力検出部６０４から出力された信号が示す電力と、に基づいて、受信装置１３０におけるパケットの衝突を検出する。
【０１３８】
（実施の形態２においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突）
図１９は、実施の形態２においてパケット長が一定の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。図１９において、図９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１９に示す例では、送信装置１１０によって送信されるパケットのパケット長Ｌ１と、送信装置１２０によって送信されるパケットのパケット長Ｌ２と、が一定で等しい（Ｌ１＝Ｌ２）場合について説明する。
【０１３９】
図１９に示す相関器応答１９１０は、図１８に示した相関器１８０２から衝突検出部６０５へ出力される信号を示す。すなわち、相関器応答１９１０は、バッファ６０１に格納された受信信号と、既知信号記憶部１８０１に記憶された既知信号と、の相関を示す。
【０１４０】
相関器応答９１０においては、プリアンブルにマッチした部分で大きい値（ピーク）が得られる。したがって、相関器応答９１０においてピークが発生したタイミングが、受信装置１３０がプリアンブルを検出したタイミングである。図１９に示す例では、相関器応答９１０において、それぞれプリアンブル４０１Ａ，４０１Ｂに対応するピーク９１１，９１２が発生している。
【０１４１】
相関器応答１９１０においては、ポストアンブルにマッチした部分で大きい値（ピーク）が得られる。したがって、相関器応答１９１０においてピークが発生したタイミングが、受信装置１３０がポストアンブルを検出したタイミングである。図１９に示す例では、相関器応答１９１０において、それぞれポストアンブル４０４Ａ，４０４Ｂに対応するピーク１９１１，１９１２が発生している。
【０１４２】
図１８に示した衝突検出部６０５は、相関器応答９１０，１９１０におけるピークや受信電力９２０に基づいてパケットの衝突を検出する。
【０１４３】
（実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理）
図２０は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が一定の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図２０に示す各ステップを実行する。
【０１４４】
まず、衝突検出部６０５は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０の先頭のピーク＋パケット長の時点からパケット長＊２の長さの期間に、ポストアンブルに対応する相関器応答１９１０のピークが存在するか否かを判断する（ステップＳ２００１）。このパケット長＊２の長さの期間は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０の先頭のピークからパケット長の時間が経過した時点と、その時点からパケット長の２倍の時間が経過した時点と、の間の期間である。
【０１４５】
ステップＳ２００１において、ピークが存在しないと判断した場合（ステップＳ２００１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ２００２）、一連の検出処理を終了する。ピークが存在すると判断した場合（ステップＳ２００１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ２００３）、一連の検出処理を終了する。
【０１４６】
この場合は、受信装置１３０は、実施の形態１と同様に、最初のプリアンブルと最後のポストアンブルのそれぞれに基づくチャネル推定を行い、パケットが重複している部分について信号分離処理を行う。パケットが重複している部分の特定方法には、上述した各種の特定方法を用いることができる。または、受信装置１３０は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０の２番目のピークと、ポストアンブルに対応する相関器応答１９１０の１番目のピークと、の間の期間をパケットが重複している部分として特定してもよい。
【０１４７】
このように、衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が一定である場合は、下記の条件（１）を満たす場合にパケットが衝突していると判断する。
（１）先行パケットのプリアンブルからパケット長の時間が経過した時点と、その時点からパケット長の２倍の時間が経過した時点と、の間の期間にポストアンブルが存在すること。
【０１４８】
（実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突）
図２１は、実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の一例を示す図である。図２１において、図１９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示す例では、送信装置１１０によって送信されるパケット４００Ａのパケット長Ｌ１と、送信装置１２０によって送信されるパケット４００Ｂのパケット長Ｌ２と、が可変であり、受信装置１３０においてパケット長が既知でない場合について説明する。
【０１４９】
パケット長が可変の場合は、少なくとも先行パケットであるパケット４００Ａのパケット長が分からないと、パケットが衝突したか否かの判定が困難である。そこで、衝突検出／チャネル推定部６００では、プリアンブルの相関処理に加え、プリアンブルに続いて受信されるヘッダ４０２Ａよりパケット４００Ａのパケット長を示す情報を取得する。
【０１５０】
（実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理）
図２２は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が可変である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図２２に示す各ステップを実行する。
【０１５１】
まず、衝突検出部６０５は、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい状態がパケット検出位置から先行パケットのパケット長より長く継続しているか否かを判断する（ステップＳ２２０１）。この場合のパケット検出位置は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０の１番目のピークである。先行パケットのパケット長は、上述したように先行パケットのヘッダから取得することができる。
【０１５２】
ステップＳ２２０１において、継続していない場合（ステップＳ２２０１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ２２０２）、一連の検出処理を終了する。継続している場合（ステップＳ２２０１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０のピークが、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい期間の先頭付近に存在するか否かを判断する（ステップＳ２２０３）。
【０１５３】
ステップＳ２２０３において、存在しないと判断した場合（ステップＳ２２０３：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２２０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。存在すると判断した場合（ステップＳ２２０３：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、ポストアンブルに対応する相関器応答１９１０のピークが、受信電力９２０が大きい期間の後尾付近に存在するか否かを判断する（ステップＳ２２０４）。
【０１５４】
ステップＳ２２０４において、存在しないと判断した場合（ステップＳ２２０４：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２２０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。存在すると判断した場合（ステップＳ２２０４：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０のピークが、先行パケットより後に存在しないか否かを判断する（ステップＳ２２０５）。たとえば、衝突検出部６０５は、相関器応答９１０のピークが、受信電力９２０が所定値より大きい期間において、先行パケットより後に存在しないか否かを判断する。
【０１５５】
ステップＳ２２０５において、先行パケットより後に存在する場合（ステップＳ２２０５：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２２０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。先行パケットより後に存在しない場合（ステップＳ２２０５：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ２２０６）、一連の処理を終了する。この場合に、受信装置１３０は、最初のプリアンブルを先行パケットのチャネル推定に用い、最後のポストアンブルを後続パケットのチャネル推定に用い、各チャネル推定の結果によって信号分離を行う。
【０１５６】
このように、衝突検出部６０５は、パケット長が可変である場合は、先行パケットに含まれるヘッダが示す先行パケットの長さに基づいて、下記の条件（１）〜（３）を満たす場合にパケットが衝突していると判断する。
（１）受信信号の電力が所定値を超える状態が、先行パケットのプリアンブルから先行パケットのパケット長より長く継続すること。
（２）受信信号の電力が継続して所定値を超える期間の先頭付近にプリアンブルが存在し、受信信号の電力が継続して所定値を超える期間の後尾付近にポストアンブルが存在すること。
（３）受信信号の電力が継続して所定値を超える期間のうちの先行パケットより後にプリアンブルが存在しないこと。
【０１５７】
なお、ステップＳ２２０１，Ｓ２２０３〜Ｓ２２０５の順序は入れ替えてもよい。
【０１５８】
図２３は、実施の形態２にかかる衝突検出部によるパケット長が可変の場合における検出処理の他の例を示すフローチャートである。図１８に示した衝突検出部６０５は、送信装置１１０，１２０から送信される各パケットのパケット長が可変である場合に、図８に示したステップＳ８０４において、たとえば図２３に示す各ステップを実行してもよい。
【０１５９】
まず、衝突検出部６０５は、プリアンブルに対応する相関器応答９１０のピークが２回連続した後に、ポストアンブルに対応する相関器応答１９１０のピークが２回連続したか否かを判断する（ステップＳ２３０１）。相関器応答９１０のピークが２回連続するとは、相関器応答９１０のピークの後に、相関器応答１９１０のピークが発生する前に相関器応答９１０のピークが再度発生することである。相関器応答１９１０のピークが２回連続するとは、相関器応答１９１０のピークの後に、相関器応答９１０のピークが発生する前に相関器応答１９１０のピークが再度発生することである。
【０１６０】
相関器応答９１０のピークが２回連続していない場合、または相関器応答９１０のピークが２回連続し、かつその後に相関器応答１９１０のピークが２回連続していない場合（ステップＳ２３０１：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２３０２へ移行する。すなわち、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していないと判断し（ステップＳ２３０２）、一連の検出処理を終了する。
【０１６１】
ステップＳ２３０１において、相関器応答９１０のピークが２回連続した後に相関器応答１９１０のピークが２回連続した場合（ステップＳ２３０１：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２３０３へ移行する。すなわち、衝突検出部６０５は、相関器応答１９１０の最後のピークが先行パケットの後であるか否かを判断する（ステップＳ２３０３）。相関器応答１９１０の最後のピークは、受信電力９２０（たとえば瞬時電力の移動平均）が大きい期間における相関器応答１９１０の最後のピークである。
【０１６２】
ステップＳ２３０３において、相関器応答１９１０の最後のピークが先行パケットの後でない場合（ステップＳ２３０３：Ｎｏ）は、衝突検出部６０５は、ステップＳ２３０２へ移行してパケットが衝突していないと判断する。相関器応答１９１０の最後のピークが先行パケットの後である場合（ステップＳ２３０３：Ｙｅｓ）は、衝突検出部６０５は、パケットが衝突していると判断し（ステップＳ２３０４）、一連の検出処理を終了する。この場合に、受信装置１３０は、最初のプリアンブルを先行パケットのチャネル推定に用い、最後のポストアンブルを後続パケットのチャネル推定に用い、各チャネル推定の結果によって信号分離を行う。
【０１６３】
このように、衝突検出部６０５は、パケット長が可変である場合は、先行パケットに含まれるヘッダが示す先行パケットの長さに基づいて、下記の条件（１）および（２）を満たす場合にパケットが衝突していると判断してもよい。
（１）プリアンブルが２回連続した後にポストアンブルが２回連続すること。
（２）受信信号の電力が継続して所定値を超える期間における最後のポストアンブルは先行パケットより後に存在すること。
【０１６４】
なお、ステップＳ２３０１，Ｓ２３０３の順序は入れ替えてもよい。
【０１６５】
（実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例）
図２４は、実施の形態２におけるパケット長が可変の場合のパケットの衝突の他の例を示す図である。図２４において、図１５または図２１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２４に示す例では、相関器応答９１０において、プリアンブル４０１Ｃに対応するピーク９１５が発生している。また、相関器応答１９１０において、ポストアンブル４０４Ｃに対応するピーク１９１３が発生している。
【０１６６】
図２４に示すように、後続パケットであるパケット４００Ｂの期間が、先行パケットであるパケット４００Ａの期間に含まれている場合は、パケット４００Ａ，４００Ｂのそれぞれのチャネル推定を行うことは困難である。この場合は、受信装置１３０は、たとえばパケットの復調結果としてエラーを出力する。
【０１６７】
このように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、受信装置１３０は、送信装置１１０，１２０からの各パケットが衝突しても、衝突した各パケットを受信することができる。
【０１６８】
また、実施の形態２によれば、プリアンブルとポストアンブルに異なるパターンの既知信号を用いることで、受信装置１３０は、より簡単な検出処理によって送信装置１１０，１２０からの各パケットの衝突を検出することができる。
【０１６９】
（各実施の形態にかかる通信システムを適用可能なネットワーク）
図２５は、各実施の形態にかかる通信システムを適用可能なネットワークの一例を示す図である。上述した各実施の形態にかかる通信システム１００は、たとえば図２５に示すスター型ネットワーク２５００に適用することができる。スター型ネットワーク２５００は、端末２５１１〜２５１５と、基地局２５２０と、を含む。端末２５１１〜２５１５のそれぞれは、基地局２５２０との間で無線通信を行う。この場合に、端末２５１１〜２５１５が送信する各パケットが基地局２５２０において衝突する場合がある。
【０１７０】
図１に示した送信装置１１０，１２０は、たとえば端末２５１１〜２５１５に適用することができる。図１に示した受信装置１３０は、たとえば基地局２５２０に適用することができる。これにより、基地局２５２０は、端末２５１１〜２５１５から送信される各パケットが衝突しても、信号分離を行って各パケットを受信することができる。
【０１７１】
図２６は、各実施の形態にかかる通信システムを適用可能なネットワークの他の例を示す図である。上述した各実施の形態にかかる通信システム１００は、たとえば図２６に示すアドホックネットワーク２６００に適用してもよい。アドホックネットワーク２６００は、端末２６０１〜２６０５を含む。端末２６０１〜２６０５は、互いに無線通信によって通信経路を確立してデータ伝送を行う。
【０１７２】
図１に示した送信装置１１０，１２０および受信装置１３０は、たとえば端末２６０１〜２６０５のそれぞれに適用することができる。一例として、端末２６０１，２６０２のそれぞれがパケットを送信し、端末２６０１，２６０２が送信した各パケットが端末２６０３において衝突する場合がある。この場合に、端末２６０１，２６０２は図１に示した送信装置１１０，１２０として機能し、端末２６０３は図１に示した受信装置１３０として機能する。これにより、端末２６０３は、端末２６０１，２６０２から送信される各パケットが衝突しても、信号分離を行って各パケットを受信することが可能になる。
【０１７３】
以上説明したように、受信装置、送信装置および通信方法によれば、パケットの衝突が発生した場合にパケットの信号分離を行いパケットを受信することができる。
【０１７４】
たとえば、従来、無線センサネットワークでは、多数のセンサ端末を、広範囲に設置して、様々な場所やモノのセンシングが行われる。そのため、センサ端末の保守コストの低減などの観点から、センサ端末を低消費電力で駆動することが望ましい。また、センサ端末を多数設置する際に、それぞれのセンサ端末に逐一ルーティング情報などをインストールすると設置コストの上昇につながる。
【０１７５】
センサ端末の低消費電力化のためには、たとえば、センサ端末の時刻同期を行って、通信時間の割り当てを行い、通信時間以外には低消費電力化が可能なスリープモードに入る時分割多重接続方式を用いることが考えられる。また、センサ端末の設置コスト低減のためには、たとえば、センサ端末をデータ収集親局と複数の子局が１：Ｎで接続するスター型ネットワークを用いたり、通信経路を端末間で自動的に構築する無線アドホックネットワークを用いたりすることが考えられる。
【０１７６】
しかしながら、時分割多重接続方式では、時間同期や通信時間の割り当てのための通信など、データ送信以外の通信を要し、電力消費が大きくなる。また、無線アドホックネットワークにおいては、経路構築のための制御情報の通信を要する。また、時分割多重接続方式でない１：Ｎのスター型の無線ネットワークでは、キャリアセンスを用いて信号衝突回避することが考えられるが、端末同士が通信できない場所に配置された場合に発生する隠れ端末問題による障害が知られている。
【０１７７】
そこで、低消費電力化を実現するために、たとえば、スケジューリングなどの事前制御を行わずに、受信側に複数のアンテナと受信機を設け、ＳＤＭやＭＩＭＯなどで知られる信号分離技術を利用して、衝突したパケット同士を分離することが考えられる。なお、ＳＤＭはＳｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（空間分割多重）の略である。また、ＭＩＭＯはＭｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ（多入力多出力）の略である。
【０１７８】
しかしながら、信号分離を行うためには、衝突したパケットそれぞれのチャネル情報（チャネル推定値）を要するが、事前制御を行わないネットワークでは、あらかじめチャネル情報を送信しておくことはできない。また、ＷＬＡＮで実施されているような、各パケットの先頭に既知信号を埋め込む方法では、信号の衝突時には、衝突した各信号のうちの先頭の信号のみしか正しく受信することができず、信号分離が困難である。なお、ＷＬＡＮはＷｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（無線構内通信網）の略である。
【０１７９】
これに対して、上述した各実施の形態によれば、パケット送信時に、パケットの先頭にプリアンブルと呼ばれる既知信号を付与し、さらに、パケット後尾にポストアンブルと呼ぶ既知信号を付与することができる。そして、受信装置１３０は、プリアンブルおよびポストアンブルの検出タイミングと、パケット長と、の関係に基づいて各パケットの衝突を検出することができる。
【０１８０】
また、受信装置１３０は、各パケットの衝突を検出した場合に、先行パケットのプリアンブルから先頭パケットのチャネル推定値を算出し、後続パケットのポストアンブルから、後続パケットのチャネル推定値を算出する。そして、受信装置１３０は、算出した各チャネル推定値に基づいて、衝突した各パケットにおける衝突部分の信号分離を実行する。これにより、衝突した各パケットを受信することができる。
【０１８１】
たとえば図２５に示したようなスター型ネットワーク２５００において、端末（ノード）が同一チャネル内に１０００台存在する環境において、端末がそれぞれ長さ９０［ｍｓ］のパケットを、平均送信間隔が１０分間になるようにランダムに送信したとする。この場合に、パケット同士が衝突する確率は２６％であり、従来技術では、衝突したパケットはうまく復調できずに未達となる可能性が高い。
【０１８２】
これに対して、上述した各実施の形態によれば、プリアンブルとポストアンブルそれぞれ１０［ｍｓ］とすると、ペイロードの衝突については理想的には信号分離が可能になる。このため、ペイロードの復調が不可となる衝突の確率を７％程度まで下げ、パケットの到達確率を向上させることが可能である。
【０１８３】
また、受信側において、ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ：逐次干渉キャンセラ）などの大規模な計算を行わなくても、信号分離に要するチャネル推定値を得ることができる。これにより、パケットの衝突時においても、少ない計算量によって信号分離を行うことができる。このため、信号分離を効率よく行い、パケット到達率を高めることが可能である。
【０１８４】
また、上述した各実施の形態においては、送信装置１１０，１２０からの２つのパケットが衝突する場合について説明したが、３つ以上の送信装置からの３つ以上のパケットが衝突する場合もあり得る。このような場合は、受信装置１３０は、たとえばエラーを出力する。または、上述した各検出処理を拡張し、受信装置１３０が３つ以上のパケットの衝突を検出するようにしてもよい。
【０１８５】
また、受信装置１３０は、送信装置１１０，１２０からの各パケットに対する応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）を送信し、送信装置１１０，１２０は受信装置１３０からの応答信号に基づいてパケットの再送を行ってもよい。これにより、受信装置１３０においてパケットの衝突の検出や信号分離に失敗しても、再送によってパケットを受信装置１３０に受信させることができる。
【０１８６】
また、送信装置１１０，１２０は、ＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ：キャリアセンス）を行い、帯域の空きを確認してからパケットを送信するようにしてもよい。この場合も、たとえば隠れ端末などによってパケットの衝突が発生し得るが、上述した各実施の形態によれば信号分離を行って各パケットを受信することができる。
【０１８７】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１８８】
（付記１）所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットを送信する複数の送信装置から送信された各パケットを含む信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出する検出部と、
前記検出部によって前記各パケットの衝突が検出された場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う処理部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【０１８９】
（付記２）前記受信部は、複数のアンテナにより前記信号を受信し、
前記処理部は、前記受信部が前記複数のアンテナにより受信した各信号について、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定と、を行い、各チャネル推定によって得られたチャネル推定値に基づいて前記各パケットの信号分離を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の受信装置。
【０１９０】
（付記３）前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記長さ以上の期間継続し、前記先頭のパケットの後尾から前記長さの時間が経過した時点と、前記時点から前記長さの２倍の時間が経過した時点と、の間の期間に前記同一パターンの信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９１】
（付記４）前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記長さの２倍の期間に前記同一パターンの信号が４つ以上存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９２】
（付記５）前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記先頭のパケットの期間に前記同一パターンの信号が３つ存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９３】
（付記６）前記第１信号と前記第２信号は同一パターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間の後尾付近に前記同一パターンの信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９４】
（付記７）前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは一定であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットの前記第１信号から前記長さの時間が経過した時点と、前記時点から前記長さの２倍の時間が経過した時点と、の間の期間に前記第２信号が存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９５】
（付記８）前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える状態が、前記先頭のパケットの前記第１信号から前記先頭のパケットの長さより長く継続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間の先頭付近に前記第１信号が存在し、前記期間の後尾付近に前記第２信号が存在し、前記期間のうちの前記先頭のパケットより後に前記第１信号が存在しない場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９６】
（付記９）前記第１信号と前記第２信号は異なるパターンの信号であり、
前記複数の送信装置から送信されるパケットの長さは可変であり、
前記検出部は、前記先頭のパケットに含まれるヘッダが示す前記先頭のパケットの長さに基づいて、前記第１信号が２回連続した後に前記第２信号が２回連続し、前記受信部によって受信された信号の電力が所定値を超える期間における最後の前記第２信号は前記先頭のパケットより後に存在する場合に前記各パケットの衝突を検出する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の受信装置。
【０１９７】
（付記１０）所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットを生成する生成部と、
自装置と、自装置と異なる送信装置であって前記第１信号を先頭に含み前記第２信号を後尾に含むパケットを送信する送信装置と、から送信された各パケットを含む信号を受信し、受信した前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出した場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う受信装置へ、前記生成部によって生成された前記パケットを送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【０１９８】
（付記１１）複数の送信装置が、所定の第１信号を先頭に含み所定の第２信号を後尾に含むパケットをそれぞれ送信し、
受信装置が、前記複数の送信装置から送信された各パケットを含む信号を受信し、
前記受信装置が、受信した前記信号に含まれる前記第１信号および前記第２信号のタイミングと、前記パケットの長さと、に基づいて前記各パケットの衝突を検出し、
前記受信装置が、前記各パケットの衝突を検出した場合に、前記各パケットのうちの先頭のパケットに含まれる前記第１信号に基づくチャネル推定値と、前記各パケットのうちの後尾のパケットに含まれる前記第２信号に基づくチャネル推定値と、に基づいて前記各パケットの信号分離を行う、
ことを特徴とする通信方法。
【符号の説明】
【０１９９】
１００  通信システム
１１０，１２０  送信装置
１１１  生成部
１１２  送信部
１３０  受信装置
１３１  受信部
１３２  検出部
１３３  処理部
２００，３００  センサノード
２０１，３０２  センサ
２０２  ペイロード生成部
２０３，１６０１  既知信号生成部
２０４  ヘッダ生成部
２０５  パケット生成部
２０６  変調部
２０７，５３０  発振器
２０８，５４１〜５４４  乗算器
２０９，５２１〜５２４  増幅器
２１０，３０８，５１１〜５１４，７３１〜７３４  アンテナ
３０１  電池
３０３  センサＩ／Ｆ
３０４，７２０  クロック生成器
３０５，７５０  ＭＰＵ
３０６，７６０  メモリ
３０７，７４０  無線部
４００，４００Ａ〜４００Ｃ  パケット
４０１，４０１Ａ〜４０１Ｃ  プリアンブル
４０２，４０２Ａ〜４０２Ｃ  ヘッダ
４０３，４０３Ａ〜４０３Ｃ  ペイロード
４０４，４０４Ａ〜４０４Ｃ  ポストアンブル
５００，７００，２５２０  基地局
５５１〜５５４  デジタル変換器
５６１〜５６４，６００  衝突検出／チャネル推定部
５７０  信号分離部
５８０  復調部
６０１  バッファ
６０２，１８０１  既知信号記憶部
６０３，１８０２  相関器
６０４  電力検出部
６０５  衝突検出部
６０６  チャネル推定部
７１０  電源
７７０  Ｉ／Ｆ
９１０，１９１０  相関器応答
９１１〜９１６，１９１１〜１９１３  ピーク
９２０  受信電力
２５００  スター型ネットワーク
２５１１〜２５１５，２６０１〜２６０５  端末
２６００  アドホックネットワーク
【図１】
2017022472.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2017022472.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2017022472.tif 000021
【図２０】
2017022472.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2017022472.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2017022472.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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