(57)【要約】送信パケットを復調・復号することなく送信する無線通信装置を特定することが可能な無線通信装置を提供することにある。無線通信装置は、送信データに対して変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する変調処理部と、前記ベースバンド送信信号に対して帯域外成分を抑圧する帯域制限フィルタと、前記ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換する送信周波数変換部と、前記無線周波数送信信号を電力増幅する電力増幅部と、を備える。無線通信装置は、前記無線周波数送信信号の立ち上がりの電力特性を当該無線通信装置とネットワーク管理者とで予め取り決められた所定パターンに変化させるよう構成される。
2020166235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データに対して変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する変調処理部と、
前記ベースバンド送信信号に対して帯域外成分を抑圧する帯域制限フィルタと、
帯域外成分が抑圧された前記ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換する送信周波数変換部と、
前記無線周波数送信信号を電力増幅する電力増幅器と、を備える無線通信装置であって、
前記無線周波数送信信号の立ち上がりの電力特性、前記無線周波数送信信号の無線周波数および前記帯域制限フィルタの帯域内特性の送信特性のうちの何れか一つまたは何れかの二つまたは全ての送信特性を、当該無線通信装置とネットワーク管理者とで予め取り決められた所定パターンに、またはランダムに変化させるよう構成される無線通信装置。
【請求項２】
請求項１の無線通信装置において、さらに、
機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいて送信立ち上げ電力特性を変化させる電力操作ゲイン選択部と、
前記電力増幅器の立ち上がり時間に前記帯域制限フィルタの出力信号に前記電力操作ゲイン選択部で生成した電力操作ゲインを乗じて電力操作ベースバンド送信信号を生成する操作ゲイン乗算器と、を備え、
前記送信周波数変換部は、前記電力操作ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換するよう構成される無線通信装置。
【請求項３】
請求項１の無線通信装置において、
前記送信周波数変換部は、機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいて周波数オフセットを変化させ前記無線周波数送信信号の前記無線周波数を変更するよう構成される無線通信装置。
【請求項４】
請求項１の無線通信装置において、
前記帯域制限フィルタは、機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいてフィルタ係数を変更し前記帯域内特性を変更するよう構成される無線通信装置。
【請求項５】
請求項１の無線通信装置において、
送信パケット毎に擬似乱数を発生させ、前記送信パケット毎に前記送信特性をランダムに変化させるよう構成される無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は無線通信装置に関し、例えば送信している無線通信装置を特定する機能を備える無線通信装置に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置で構成される無線通信ネットワーク内にある送信している無線通信装置をネットワーク管理者が特定したい場合、送信パケット内のヘッダに機器ＩＤ等何らかの機種情報を示す情報を埋め込み、そのヘッダを復調・復号してヘッダの中身を解析して識別するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４４３６８号公報
【特許文献２】特開２００９−２４６６８２号公報
【特許文献３】特表２０１５−５２５５３３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、送信パケットのヘッダを解析するためには、ネットワーク管理者は受信するだけにも関わらず無線通信ネットワーク内と同一の無線通信装置を用いて受信して復調・復号する必要がある。  
本開示の課題は、送信パケットを復調・復号することなく送信する無線通信装置を特定することが可能な無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。  すなわち、無線通信装置は、送信データに対して変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する変調処理部と、前記ベースバンド送信信号に対して帯域外成分を抑圧する帯域制限フィルタと、前記ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換する送信周波数変換部と、前記無線周波数送信信号を電力増幅する電力増幅部と、を備える。無線通信装置は、前記無線周波数送信信号の立ち上がりの電力特性を当該無線通信装置とネットワーク管理者とで予め取り決められた所定パターンに変化させるよう構成される。
【発明の効果】
【０００６】
上記無線通信装置によれば、送信パケットを復調・復号することなく当該無線通信装置を特定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一実施形態の無線通信装置の構成を示す図。
【図２】操作電力ゲインパターン例を示す図。
【図３】電力操作された送信信号の立ち上がり特性の一例を示す図。
【図４】第二実施形態の無線通信装置の構成を示す図。
【図５】図１の送信周波数変換部および図４の可変送信周波数変換部の構成を示す図。
【図６】Δｆ設定の一例を示す図。
【図７】第三実施形態の無線通信装置の構成を示す図。
【図８】図７の可変帯域制限フィルタの構成を示す図。
【図９】図７の可変帯域制限フィルタの帯域内特性の一例を示す図。
【図１０】第四実施形態の無線通信装置の構成を示す図。
【図１１】第五実施形態の無線通信装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。
【０００９】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の無線通信装置について図１を用いて説明する。図１は第一実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。  
第一実施形態の無線通信装置１００は、変調処理部１０１と、帯域制限フィルタ１０２と、電力操作ゲイン選択部１０３と、操作ゲイン乗算器１０４と、送信周波数変換部１０５と、ＰＡ部１０６と、送信アンテナ１０７と、を有する送信部を備える。
【００１０】
変調処理部１０１は、入力された送信ビット系列（ベースバンド信号）に対して当該装置の変調処理を施し、変調信号（ベースバンド送信信号）を生成する。帯域制限フィルタ１０２は、変調処理部１０１で生成されたベースバンド送信信号に対し送信信号の帯域外の成分を抑圧する。
【００１１】
電力操作ゲイン選択部１０３は、機種情報に基づいて送信立ち上げ電力特性を変化させる電力操作ゲインを出力する。操作ゲイン乗算器１０４は、帯域制限フィルタ１０２の出力信号（変調信号）に電力操作ゲイン選択部１０３で生成した操作ゲインを乗じて電力操作ベースバンド送信信号を生成する。
【００１２】
送信周波数変換部１０５は、操作ゲイン乗算器１０４で生成された電力操作ベースバンド送信信号を送信する無線周波数（無線周波数送信信号）に変換する。ＰＡ部１０６は、送信周波数変換部１０５で無線周波数に変換された無線周波数送信信号を電力増幅する。送信アンテナ１０７は、ＰＡ部１０６で増幅された無線周波数送信信号を送信する。
【００１３】
本実施形態の特徴の電力操作について図２、３を用いて説明する。図２は操作電力ゲインパターン例を示す図であり、図２（ａ）はゲインを大きくするための操作電力ゲインパターンの一例を示す図であり、図２（ｂ）がゲインを小さくするための操作電力ゲインパターンの一例を示す図である。図３は電力操作された送信信号の立ち上がりの一例を示す図であり、図３（ａ）は図２（ａ）に対応する図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）に対応する図である。図３の実線はゲイン操作なしのＰＡ部１０６の出力の特性であり、破線はゲイン操作ありのＰＡ部１０６の出力の特性である。
【００１４】
複数の無線通信装置の機種に対応する複数の操作電力パターンを予め用意しておく。電力操作ゲイン選択部１０３は、例えば、機種情報により、図２（ａ）に示すような操作電力ゲインパターンを選択すると、ＰＡ部１０６の出力特性は図３（ａ）に示すようになる。電力操作ゲイン選択部１０３は、例えば、機種情報により、図２（ｂ）に示すような操作電力ゲインパターンを選択すると、ＰＡ部１０６の出力特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００１５】
第一実施形態では、機種情報から送信立ち上がり電力特性を操作する電力操作ゲインを選択し、それを乗じることにより無線通信装置毎に異なる送信立ち上がり電力特性を持たせることで、無線通信ネットワークの管理者がその電力特性をＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator）で監視することにより送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００１６】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の無線通信装置について図４、５を用いて説明する。図４は第二実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。図５（ａ）は図１の送信周波数変換部の構成を示す図であり、図５（ｂ）は図４の可変送信周波数変換部の構成を示す図である。  
第二実施形態の無線通信装置２００は、変調処理部１０１と、帯域制限フィルタ１０２と、可変送信周波数変換部２０５と、ＰＡ部１０６と、送信アンテナ１０７と、を有する送信部を備える。変調処理部１０１、帯域制限フィルタ１０２、ＰＡ部１０６および送信アンテナ１０７は第一実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００１７】
まず、可変送信周波数変換部の構成の理解を容易にするため、第一実施形態の送信周波数変換部の構成について説明する。図５（ａ）に示すように、送信周波数変換部１０５は、帯域制限フィルタ１０２の出力信号（ベースバンド送信信号、周波数がｆ１の信号）を所定の周波数（ｆ２）によって規定の無線周波数（ｆｃ）の無線周波数送信信号に変換するミキサ（乗算器）１０５ａと、所定の周波数（ｆ２）をミキサ１０５ａに供給する発振器１０５ｂと、を備える。
【００１８】
次に、可変送信周波数変換部の構成について説明する。図５（ｂ）に示すように、可変送信周波数変換部２０５は、帯域制限フィルタ１０２の出力信号（ベースバンド送信信号、周波数がｆ１の信号）を所定の周波数（ｆ２）にオフセット周波数（Δｆ）が加えられた周波数（ｆ２＋Δｆ）によって無線周波数（ｆｃ＋Δｆ）の無線周波数送信信号に変換するミキサ（乗算器）２０５ａと、機種情報に基づいて所定の周波数（ｆ２）にオフセット周波数（Δｆ）が加えられた周波数（ｆ２＋Δｆ）をミキサ２０５ｂに供給する発振器２０５ｃと、を備える。  
可変送信周波数変換部２０５は、規定の無線周波数（ｆｃ）の無線周波数送信信号を機種情報に応じてΔｆを設定し、ｆｃ＋Δｆの無線周波数の無線周波数送信信号に変換する。すなわち、可変送信周波数変換部２０５は、機種情報に基づいてベースバンド送信信号を複数の無線周波数送信信号に変換することが可能である。
【００１９】
図６はΔｆ設定の一例を示す図である。横軸をパケット番号、縦軸をΔｆとするとき、無線通信装置のある機種では、図６に示すように、機種によってΔｆを固定するのではなく、パケット毎にΔｆを変化させる。このΔｆが変化するパターンが機種によって異なり、これが機種情報によって設定される。よって、可変送信周波数変換部２０５は、パケット毎に無線周波数送信信号の無線周波数を変化させることが可能であり、無線周波数の複数のパターンを構成することが可能である。機種を無線周波数の特定パターンに対応させることが可能になる。
【００２０】
第二実施形態では、無線周波数を特定パターンに可変させることで、無線通信ネットワークの管理者がその周波数オフセット特性を監視することにより送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００２１】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の無線通信装置について図７、８説明する。図７に第三実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。図８は図７の可変帯域制限フィルタの構成を示す図である。  
第三実施形態の無線通信装置３００は、変調処理部１０１と、可変帯域制限フィルタ３０２と、送信周波数変換部１０５と、ＰＡ部１０６と、送信アンテナ１０７と、を有する送信部を備える。変調処理部１０１、送信周波数変換部１０５、ＰＡ部１０６および送信アンテナ１０７は第一実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００２２】
図８に示すように、可変帯域制限フィルタ３０２は、帯域制限フィルタ３０３とフィルタ係数生成部３０４とを備える。帯域制限フィルタ３０３は、例えば有限インパルス応答（ＦＩＲ：Finite Impulse Response）形のフィルタであり、ｎ個のｚ変換伝達関数（ｚ−１）の遅延素子３０４ａと、ｎ＋１個の乗算器３０４ｂと、加算器３０４ｃと、を備える。ｎ＋１個の乗算器３０４ｂにはそれぞれフィルタ係数（ｋ０，ｋ１，ｋ２，・・・，ｋｎ）が入力される。フィルタ係数生成部３０４は、例えばＲＯＭ等のメモリで構成され機種情報に対応したフィルタ係数が読み出されて帯域制限フィルタ３０３に入力される。
可変帯域制限フィルタ３０２は、機種情報に応じてフィルタ係数を可変し、送信信号の帯域内特性を変化させる。
【００２３】
可変帯域制限フィルタ３０２の特性例について図９を用いて説明する。図９は図７の可変帯域制限フィルタの帯域内特性の一例を示す図であり、図９（ａ）は第一のフィルタ係数を設定した場合の帯域内特性であり、図９（ｂ）は第二のフィルタ係数を設定した場合の帯域内特性である。図９の横軸は周波数であり、縦軸はレベルである。  
図９（ｂ）の帯域内特性では、破線丸で囲った箇所に図９（ａ）と異なる特性が表れている。このように、フィルタ係数を変えることにより、帯域内特性を変えることが可能である。
【００２４】
なお、帯域内特性は受信側の等化処理で補正するか、予め受信時に逆特性をかけることで復調処理に影響を最小限にする。
【００２５】
第三実施形態では、機種情報に応じて送信信号の帯域内特性を特定パターンに可変させることで、無線通信ネットワークの管理者がそのスペクトラムを監視することにより送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００２６】
＜第四実施形態＞
第四実施形態の無線通信装置について図１０を用いて説明する。図１０は第四実施形態の無線通信送信装置の構成を示す図である。  
第四実施形態の無線通信装置４００は、変調処理部１０１と、可変帯域制限フィルタ３０２と、電力操作ゲイン選択部１０３と、操作ゲイン乗算器１０４と、可変送信周波数変換部２０５と、ＰＡ部１０６と、送信アンテナ１０７と、を有する送信部を備える。  
変調処理部１０１、電力操作ゲイン選択部１０３、操作ゲイン乗算器１０４、ＰＡ部１０６および送信アンテナ１０７は第一実施形態と同様であり、可変送信周波数変換部２０５は第二実施形態と同様であり、可変帯域制限フィルタ３０２は第三実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００２７】
第四実施形態の無線通信装置４００は、機種情報に基づいて第一実施形態の電力特性の操作、第二実施形態の送信無線周波数の操作、および第三実施形態の帯域特性の操作を並行して行うものである。
【００２８】
第四実施形態では、機種情報に応じて変化させた電力特性、送信無線周波数、帯域内特性の送信特性を無線通信ネットワークの管理者が監視することにより送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００２９】
＜第五実施形態＞
第五実施形態の無線通信装置について図１１を用いて説明する。図１１は第五実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。  
第五実施形態の無線通信装置５００は、変調処理部１０１と、可変帯域制限フィルタ３０２と、電力操作ゲイン選択部１０３と、操作ゲイン乗算器１０４と、可変送信周波数変換部２０５と、ＰＡ部１０６と、送信アンテナ１０７と、擬似乱数発生部５０８ａ，５０８ｂ，５０８ｃと、を備える。  
変調処理部１０１、電力操作ゲイン選択部１０３、操作ゲイン乗算器１０４、ＰＡ部１０６および送信アンテナ１０７は第一実施形態と同様であり、可変送信周波数変換部２０５は第二実施形態と同様であり、可変帯域制限フィルタ３０２は第三実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００３０】
擬似乱数発生部５０８ａ，５０８ｂ，５０８ｃは、例えば、線形帰還シフトレジスタを用いて擬似乱数を生成する。
【００３１】
第一実施形態から第四実施形態では、可変帯域制限フィルタ３０２と電力操作ゲイン選択部１０３と可変送信周波数変換部２０５は、機種情報に基づいて特性を決定していたが、本実施形態では擬似乱数発生部５０８ａ，５０８ｂ，５０８ｃで発生させる擬似乱数を用いる。疑似乱数は、例えば送信パケット毎に異なるようにする。擬似乱数を用いることで、各特性がランダムとなる。
【００３２】
例えば、無線通信ネットワーク内に無線通信装置の機種を特定しようとする悪意を持った傍受者がいる場合、本実施形態を適用すれば、送信パケット毎に異なる送信立ち上がり特性で送信するため、送信している無線通信装置が特定されることを低減することが可能となる。
【００３３】
ネットワーク管理者が無線通信装置毎の擬似乱数発生パターンを知っていれば、第一実施形態から第四実施形態と同様に送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００３４】
第五実施形態では、機種情報の代わりに擬似乱数を用いることにより送信パケット毎に異なる送信立ち上がり特性で送信するため、送信している無線通信装置を特定しようとする悪意を持った傍受者がいる場合にその特定を低減することが可能である。
【００３５】
実施形態では、送信信号の立ち上がりの電力特性や周波数オフセット（送信無線周波数）、帯域内スペクトラム（帯域内特性）を無線通信装置とネットワーク管理者で予め約束されたパターン（所定パターン）に変化させる。
【００３６】
このように、無線通信装置の送信信号の立ち上がり特性（送信特性）を変化させ、無線通信装置とネットワーク管理者で予め約束された送信信号の立ち上がりパターンを付加することにより、ネットワーク管理者は復調・復号処理を持つ受信機を使うことなく、ＲＳＳＩの変化により送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００３７】
また、無線通信装置の送信信号の周波数オフセットを変化させ、無線通信装置とネットワーク管理者で予め約束された送信信号の周波数オフセットパターンを付加することにより、ネットワーク管理者は復調・復号処理を持つ受信機を使うことなく、周波数オフセットの変化により送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００３８】
また、無線通信装置の送信信号のスペクトラムを変化させ、無線通信装置とネットワーク管理者で予め約束された送信信号のスペクトラムパターンを付加することにより、ネットワーク管理者は復調・復号処理を持つ受信機を使うことなく、スペクトラムの変化により送信している無線通信装置を特定することが可能である。
【００３９】
また、以上を応用利用して、送信特性をランダムにすることにより、悪意を持つ傍受者に対しては都度送信特性が異なるように見え、送信している無線通信装置が特定されることを低減することが可能である。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。  例えば、実施形態では、無線通信装置が送信アンテナを含む例を説明したが、送信アンテナは無線通信装置に含まれず、無線通信装置の外に設けてもよい。  
また、第四実施形態および第五実施形態では、第一実施形態から第三実施形態のすべてを組み合わせた例を説明したが、いずれか二つのみを組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の実施例によれば、送信パケットを復調・復号することなく無線通信装置を特定することが可能な無線通信装置、無線通信システムに利用可能である。この出願は、２０１９年２月１４日に出願された日本出願特願２０１９−０２４９４６を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
【符号の説明】
【００４２】
１００，２００，３００，４００，５００・・・無線通信装置１０１・・・変調処理部１０２・・・帯域制限フィルタ１０３・・・電力操作ゲイン選択部１０４・・・操作ゲイン乗算器１０５・・・送信周波数変換部１０６・・・ＰＡ部１０７・・・送信アンテナ２０５・・・可変送信周波数変換部３０２・・・可変帯域制限フィルタ３０３・・・帯域制限フィルタ３０４・・・フィルタ係数生成部５０８ａ，５０８ｂ，５０８ｃ・・・擬似乱数発生部
【図１】
2020166235.tif 000003
【図２】
2020166235.tif 000004
【図３】
2020166235.tif 000005
【図４】
2020166235.tif 000006
【図５】
2020166235.tif 000007
【図６】
2020166235.tif 000008
【図７】
2020166235.tif 000009
【図８】
2020166235.tif 000010
【図９】
2020166235.tif 000011
【図１０】
2020166235.tif 000012
【図１１】
2020166235.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和3年7月6日(2021.7.6)
【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】
送信データに対して変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する変調処理部と、
前記ベースバンド送信信号に対して帯域外成分を抑圧する帯域制限フィルタと、
帯域外成分が抑圧された前記ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換する送信周波数変換部と、
前記無線周波数送信信号を電力増幅する電力増幅器と、を備える無線通信装置であって、
前記無線周波数送信信号の立ち上がりの電力特性、前記無線周波数送信信号の無線周波数および前記帯域制限フィルタの帯域内特性の送信特性のうちの何れか一つまたは何れかの二つまたは全ての送信特性を、当該無線通信装置とネットワーク管理者とで予め取り決められた所定パターンに、またはランダムに変化させるよう構成され、
前記帯域制限フィルタは、機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいてフィルタ係数を変更し前記帯域内特性を変更するよう構成される無線通信装置。
【請求項２】
請求項１の無線通信装置において、さらに、
機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいて送信立ち上げ電力特性を変化させる電力操作ゲイン選択部と、
前記電力増幅器の立ち上がり時間に前記帯域制限フィルタの出力信号に前記電力操作ゲイン選択部で生成した電力操作ゲインを乗じて電力操作ベースバンド送信信号を生成する操作ゲイン乗算器と、を備え、
前記送信周波数変換部は、前記電力操作ベースバンド送信信号を無線周波数送信信号に変換するよう構成される無線通信装置。
【請求項３】
請求項１の無線通信装置において、
前記送信周波数変換部は、機種情報または送信パケットごとに発生する疑似乱数に基づいて周波数オフセットを変化させ前記無線周波数送信信号の前記無線周波数を変更するよう構成される無線通信装置。
【請求項４】
請求項１の無線通信装置において、
送信パケット毎に擬似乱数を発生させ、前記送信パケット毎に前記送信特性をランダムに変化させるよう構成される無線通信装置。
【国際調査報告】
2020166235.tif 000014
2020166235.tif 000015
2020166235.tif 000016
2020166235.tif 000017