伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラム
【課題】複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行う場合に、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿な伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、送信装置は、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタ１１１−１〜１１１−３と、帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備え、受信装置は、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３と、帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部２０７と、加算された信号を復調する復調部２０８とを備える。
【解決手段】送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、送信装置は、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタ１１１−１〜１１１−３と、帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備え、受信装置は、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３と、帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部２０７と、加算された信号を復調する復調部２０８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行うシェアドアクセス型通信は、単一の伝送媒体に多ユーザを収容できるため様々な通信に利用されている。特に無線通信においては、一般に送信装置から放射される電波が、広域な空間に渡り伝搬する。このため、複数ユーザが、共通の無線資源を共有するシェアドアクセス型の通信が容易に実現できる。一方、シェアドアクセス型通信の弊害として、他ユーザの通信も受信し得る点がある。すなわち悪意を持ったユーザにより、他ユーザの通信が盗聴される可能性がある。
【０００３】
このため、無線通信システムでは一般に伝送データに対し暗号化を行うことで通信の秘匿性を得る。例えば、レイヤ３（ネットワーク層）に適用するＩＰｓｅｃ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるＩＰパケット単位の暗号化技術などが存在する（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】IETF (Internet Engineering Task Force)、RFC3602、“The AES-CBC Cipher Algorithm and Its Use with IPsec”、Sep.2003
【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、従来技術では、高レイヤの暗号化処理の実装には、汎用ＣＰＵや暗号化専用演算チップ等が必要となるという課題があった。このため、複雑なプロトコルスタック（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ）を持たない廉価な無線通信装置、例えば、単機能の無線センサモジュール等に高レイヤの暗号処理を実装する場合には高コストがネックとなる。一方で、無線通信装置が暗号化手段を持たない場合、他ユーザの電波を傍受し復調と復号されたディジタルビット列を比較的簡単に得ることができるため、第三者に通信内容が閲覧される危険性を孕んでいるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行う場合に、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿な伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、前記送信装置は、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備え、前記受信装置は、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、前記加算された信号を復調する復調部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置は、予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記帯域分割フィルタにより分割されたスペクトラムを周波数変換する周波数変換部とを更に備え、前記受信装置は、予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記受信したスペクトラムに対して周波数変換を行う周波数変換部とを更に備え、前記周波数変換部は、予め定められた周波数シフトを行うことで周波数変換を行い、または、予め定められた時間で時間シフトを行うことで周波数変換を行うようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記受信装置は、前記帯域分割フィルタで分割された各スペクトラムをそれぞれ等化する複数の等化部をさらに備え、前記加算部は、前記等化部により等化された複数の信号を加算するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの高い周波数の遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの低い周波数の遮断周波数とが一致するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの遮断周波数とが一致するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置は、トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を前記無線部に出力するトレーニング信号生成部をさらに備え、前記無線部は、前記トレーニング信号を送信し、前記受信装置は、受信した前記トレーニング信号に基づき、前記受信装置と前記各無線部との伝送路特性を推定する伝送路推定部をさらに備え、前記推定された各伝送路特性に基づき、前記複数の等化部が、前記分割された各送信スペクトラムをそれぞれ等化するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置と予め認証用の信号を共有する手段を更に備え、前記帯域分割フィルタは、前記認証用の信号から前記受信装置と共有する帯域に基づき、所定の信号を抽出し、抽出した信号を前記無線部に出力し、前記受信装置は、前記受信装置と予め認証用の信号の一部を共有する手段と、前記加算された信号を復調する復調部と、前記復調された信号に基づき、前記送信部との通信を行うかの認証を行う認証部とを更に備え、前記加算部は受信した信号と前記認証用の信号の一部を加算し、加算した信号を前記復調部に出力するようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る送信装置は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る受信装置は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、前記加算された信号を復調する復調部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムの伝送方法において、前記送信装置の複数の帯域分割フィルタが、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、前記受信装置の帯域制限フィルタが、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、前記受信装置の加算部が、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、前記受信装置の復調部が、前記加算された信号を復調する工程とを備えることを特徴としている。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムのコンピュータに、前記送信装置において、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、前記受信装置において、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、前記加算された信号を復調する工程とを実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、送信装置は、送信スペクトラムを予め定められたフィルタの帯域情報に基づき複数のスペクトラムに分割し、分割したスペクトラムを送信する。そして、受信装置は、受信したスペクトラムを、予め帯域を定められたフィルタの帯域情報に基づき各帯域制限フィルタで各スペクトラムを抽出するようにした。この結果、予め定められたフィルタの帯域情報を共有していない受信装置が、送信装置が送信したスペクトラムを受信しても、帯域制限フィルタの帯域情報がないため、適切な信号を抽出できない。よって、送信信号を傍受される危険がなく、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図２】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図３】同実施形態に係る送信装置の信号処理を説明する図である。
【図４】同実施形態に係る受信装置の信号処理を説明する図である。
【図５】同実施形態に係る各帯域分割フィルタに関する図である。
【図６】同実施形態に係る受信装置毎に異なる帯域分割フィルタ特性により送受信する伝送システムのブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図８】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図９】同実施形態に係る送信装置と受信装置のトレーニング方法を説明する図である。
【図１０】同実施形態に係る送信装置４００の送信手順を説明する図である。
【図１１】第３実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図１２】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図１３】同実施形態に係る送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【図１４】同実施形態に係る周波数変換部を備える送信装置のブロック図である。
【図１５】同実施形態に係る周波数変換部を備える受信装置のブロック図である。
【図１６】同実施形態に係る周波数変換を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【図１７】同実施形態に係る等化部を備える送信装置のブロック図である。
【図１８】同実施形態に係る等化部を備えない送信装置のブロック図である。
【図１９】同実施形態に係る送信装置側で等化を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜図１９を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は斯かる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態における送信装置のブロック図であり、図２は、本実施形態における受信装置のブロック図である。また、本実施形態の送信システムは、送信装置１００と受信装置２００とで構成されている。
【００２２】
図１のように、送信装置１００は、符号化部１０１と、変調部１０２と、制御部１０３と、第１送信部１１０−１と、第２送信部１１０−２と、第３送信部１１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３とを備えている。また、第１送信部１１０−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１と、第１周波数変換部１１２−１と、第１無線部１１３−１とを備え、第２送信部１１０−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２と、第２周波数変換部１１２−２と、第２無線部１１３−２とを備え、第３送信部１１０−３は、第３帯域分割フィルタ１１１−３と、第３周波数変換部１１２−３と、第３無線部１１３−３とを備えている。
【００２３】
符号化部１０１は、送信データを符号化し、符号化した送信データを変調部１０２に出力する。変調部１０２は、符号化された送信データを変調し、変調したスペクトラムを第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３とに出力する。
制御部１０３は、予め受信装置毎に共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ１１１−１、第２帯域分割フィルタ１１１−２、第３帯域分割フィルタ１１１−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。一例として、各帯域分割フィルタがＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）の場合、制御部１０３は、第１帯域分割フィルタ１１１−１の遮断周波数をｆ１とｆ２に制御（設定）し、第２帯域分割フィルタ１１１−２の遮断周波数をｆ２とｆ３に制御（設定）し、第３帯域分割フィルタ１１１−３の遮断周波数をｆ３とｆ４に制御（設定）する。また、制御部１０３は、各周波数変換部（第１周波数変換部１１２−１、第２周波数変換部１１２−２、第３周波数変換部１１２−３）の周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、各周波数変換部の周波数変換量を制御する。周波数変換種類とは、例えば周波数シフト、または時間シフトであり、周波数変換量とは、周波数変換種類が周波数シフトの場合はシフトする周波数であり、周波数変換種類が時間シフトの場合はシフトする時間である。
【００２４】
第１帯域分割フィルタ１１１−１は、ＢＰＦであり、制御部１０３により制御された第１の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１周波数変換部１１２−１に出力する。すなわち、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、入力されたスペクトラムから、遮断周波数ｆ１とｆ３である周波数帯域ｆ１〜ｆ２のサブスペクトラムを抽出する。
第２帯域分割フィルタ１１１−２は、制御部１０３により制御された第２の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２周波数変換部１１２−２に出力する。第３帯域分割フィルタ１１１−３は、制御部１０３により制御された第３の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３周波数変換部１１２−３に出力する。
なお、第１帯域分割フィルタ１１１−１〜第３帯域分割フィルタ１１１−３により分割されるスペクトラムは、各帯域分割フィルタで分割された後のサブスペクトラムのみが傍受されても、傍受されたスペクトラムのみを復調しても内容が推定できない情報量の単位のスペクトラムであることが望ましい。
【００２５】
第１周波数変換部１１２−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１から入力されたサブスペクトラムを第１の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第１無線部１１３−１に出力する。周波数変換は、例えば、周波数シフトや時間シフトを行う。第２周波数変換部１１２−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラムを第２の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第２無線部１１３−２に出力する。第３周波数変換部１１２−３は、第３帯域分割フィルタ１１１−３から入力されたサブスペクトラムを第３の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第３無線部１１３−３に出力する。
ここで、予め定められている第１の所定の周波数変換量と第２の所定の周波数変換量と第３の所定の周波数変換量とは互いに異なる変換量に設定されている。例えば、周波数シフトを行う場合、第１の所定の周波数変換量は、周波数を低くするようにシフトさせ、第２の所定の周波数変換量は周波数をシフトせず、第３の所定の周波数変換量は周波数を高くするようにシフトする。
【００２６】
第１無線部１１３−１は、第１周波数変換部１１２−１から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−１を介して送信する。第２無線部１１３−２は、第２周波数変換部１１２−２から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−２を介して送信する。第３無線部１１３−３は、第３周波数変換部１１２−３から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−３を介して送信する。
【００２７】
図２のように、受信装置２００は、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部２０３と、第１周波数変換部２０４−１と、第１帯域制限フィルタ２０５−１と、第１等化部２０６−１と、第２周波数変換部２０４−２と、第２帯域制限フィルタ２０５−２と、第２等化部２０６−３と、第３周波数変換部２１４−３と、第３帯域制限フィルタ２０５−３と、第３等化部２０６−３と、加算部２０７と、復調部２０８とを備えている。
【００２８】
無線部２０２は、アンテナ２０１を介してスペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを分配部２０３に出力する。分配部２０３は、入力された受信スペクトラムを第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０４−２と第３周波数変換部２０４−３とに分配する。
【００２９】
第１周波数変換部２０４−１は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムに対して、予め送信装置１００と共有している第１の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第１帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。一例として、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が、周波数を低くするように周波数ｆだけシフトさせた場合、第１周波数変換部２０４−１は、周波数を高くするように周波数ｆだけシフトする。
第２周波数変換部２０４−２は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムに対して、予め送信装置１００と共有している第２の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第２周波数変換部１１２−２が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第２帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。第３周波数変換部２０４−３は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムを、予め送信装置１００と共有している第３の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第３周波数変換部１１２−３が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第３帯域制限フィルタ２０５−３に出力する。
【００３０】
第１帯域制限フィルタ２０５−１は、第１周波数変換部２０４−１から入力された受信スペクトラムを、予め送信装置１００と共有している第１の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１等化部２０６−１に出力する。第２帯域制限フィルタ２０５−２は、第２周波数変換部２０４−２から入力された受信信号を、予め送信装置１００と共有している第２の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２等化部２０６−２に出力する。第３帯域制限フィルタ２０５−３は、第３周波数変換部２０４−３から入力された受信信号を、予め送信装置１００と共有している第３の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３等化部２０６−３に出力する。
【００３１】
第１等化部２０６−１は、第１帯域制限フィルタ２０５−１から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。第２等化部２０６−２は、第２帯域制限フィルタ２０５−２から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。第３等化部２０６−３は、第３帯域制限フィルタ２０５−３から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。各等化部２０６−１〜２０６−３は、振幅と位相について等化を行う。等化は、例えば、第１等化部２０６−１と第２等化部２０６−２および第３等化部２０６−３は、各サブスペクトラムの振幅や位相を等化する際に、他の等化部の信号の振幅や位相に合わせて等化を行う。あるいは、各等化の伝送路推定回路が伝送路における伝送路推定を行い、推定された値に基づき等化する。
【００３２】
加算部２０７は、第１等化部２０６−１〜第３等化部２０６−３から入力された信号を加算し、加算した信号を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、入力された信号を復調し、受信データを生成する。
【００３３】
なお、各帯域分割フィルタまたは各帯域制限フィルタの帯域と周波数変換を行う周波数とは関連づけられており、例えば、送信装置１００の第１帯域分割フィルタ１１１−１の帯域と第１周波数変換部１１２−１の周波数と、受信装置２００の第１帯域周波数変換部２０４−１および第１帯域制限フィルタ２０５−１の帯域とが関連づけられている。また、各帯域分割フィルタまたは各帯域制限フィルタの帯域と周波数変換を行う周波数は、複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行う場合に、予め通信を行う送信装置と受信装置との間で共有しておく。
【００３４】
次に、図３〜図５を用いて、本実施形態における送受信システムの信号処理方法を説明する。図３は、本実施形態における送信装置の信号処理を説明する図であり、図４は、本実施形態における受信装置の信号処理を説明する図である。
【００３５】
図３のように、送信装置１００の変調部１０２は、符号化された信号を復調し、復調した信号３０１を第１送信部１１０−１と第２送信部１１０−２と第３送信部１１０−３とに出力する。
【００３６】
次に、第１送信部１１０−１の第１帯域分割フィルタ１１１−１と、第２送信部１１０−２の第２帯域分割フィルタ１１１−２と、第３送信部１１０−３の第３帯域分割フィルタ１１１−３について図５を用いて説明する。
図５（ａ）のように、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、第１の所定の帯域ｆ１〜ｆ２の信号３０２−１を抽出し、第２帯域分割フィルタ１１１−２は第２の所定の帯域ｆ２〜ｆ３の信号３０２−２を抽出し、第３帯域分割フィルタ１１１−３は第３の所定の帯域ｆ３〜ｆ４の信号３０２−３を抽出する。各周波数ｆ１〜ｆ４は、図５（ｂ）のように、信号振幅が６［ｄＢ］落ちる遮断周波数である。図５（ａ）は、各帯域分割フィルタの帯域を説明する図である。図５（ｂ）は、２つの帯域分割フィルタの遮断周波数を説明する図である。
すなわち、第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３は、送信スペクトラム３０１を、サブスペクトラム３０２−１と３０２−２および３０２−３に分割する。このように、送信装置１００は、信号振幅が６［ｄＢ］落ちる周波数で送信信号を３つに分割したサブスペクトラムを送信する。受信装置は、分割されたサブスペクトラムを合成することで、分割前の送信スペクトラムを復元することができる。なお、３つに分割して送信する例を説明したが、分割数は２つ以上であればよく、この場合においても、各フィルタの遮断周波数は図５の関係であり、第１帯域分割フィルタ１１１−１にＬＰＦ（ローパス・フィルタ）、第２帯域分割フィルタ１１１−２にＨＰＦ（ハイパス・フィルタ）を用いるようにしてもよい。
【００３７】
次に、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、抽出したサブスペクトラム３０２−１を第１周波数変換部１１２−１に出力し、第２帯域分割フィルタ１１１−２は、抽出したサブスペクトラム３０２−２を第２周波数変換部１１２−２に出力し、第３帯域分割フィルタ１１１−３は、分割したサブスペクトラム３０２−３を第３周波数変換部１１２−３に出力する。
次に、第１周波数変換部１１２−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１から入力されたサブスペクトラム３０２−１を第１の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０３−１を第１無線部１１３−１に出力する。すなわち、第１周波数変換部１１２−１は、中心周波数ｆ１１のサブスペクトラム３０２−１を、中心周波数ｆ１１’のサブスペクトラム３０３−１に変換する。同様に、第２周波数変換部１１２−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラム３０２−２を第２の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０２−２を第２無線部１１３−２に出力する。第３周波数変換部１１３−３は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラム３０３−３を第３の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０３−３を第３無線部１１３−３に出力する。
【００３８】
次に、第１無線部１１３−１は、第１周波数変換部１１２−１から入力されたサブスペクトラム３０３−１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
同様に、第２無線部１１３−２は、第２周波数変換部１１２−２から入力されたサブスペクトラム３０３−２を、アンテナ１１４−２を介して送信し、第３無線部１１３−３は、第３周波数変換部１１２−３から入力されたサブスペクトラム３０３−３を、アンテナ１１４−３を介して送信する。このため、送信装置１００が送信するスペクトラムは、送信スペクトラム３０１とは異なり、信号３１０のように３つに分割され、かつ周波数も異なる。
【００３９】
次に、受信装置２００の無線部２０２は、アンテナ２０１を介してスペクトラム３１０’を受信し、受信したスペクトラム３１０’を分配部２０３に出力する。次に、分配部２０３は、受信したスペクトラム３１０’を、第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０４−２と第３周波数変換部２０４−３に出力する。なお、スペクトラム３１０’は、送信装置１００より送信されたスペクトラム３１０が伝搬され、受信装置２００が受信したスペクトラムである。以下、例えば伝搬距離等によりサブスペクトラム３０３−１〜３０３−３の振幅が、信号３１０’のサブスペクトラム３０３―１’〜３０３−３’のように変動した場合について説明する。
【００４０】
次に、第１周波数変換部２０４−１は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第１の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−１（含むスペクトラム３２１−１、３２１−２、３２１−３）を第１帯域制限フィルタ２０５−１に出力する。第１周波数変換部２０４−１は、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が、例えば、第１の所定の周波数分、周波数を低くするように周波数ｆだけシフトした場合、第１周波数変換部２０４−１は、第１の所定の周波数ｆだけ、周波数を高くするように周波数をシフトする。
同様に、第２周波数変換部２０７は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第２の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−２を第２帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。第３周波数変換部２１０は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第３の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−３を第３帯域制限フィルタ２０５−３に出力する。
【００４１】
次に、第１帯域制限フィルタ２０５−１は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−１から第１の所定の中心周波数ｆ１１、帯域ｆ１〜ｆ２のサブスペクトラム３２１−１を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２１−１を第１等化部２０６−１に出力する。同様に、第２帯域制限フィルタ２０５−２は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−２から第２の所定の中心周波数ｆ１２、帯域ｆ２〜ｆ３のサブスペクトラム３２５を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２２−１を第２等化部２０６−２に出力する。同様に、第３帯域制限フィルタ２０５−３は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−３から第２の所定の中心周波数ｆ１３、帯域ｆ３〜ｆ４のサブスペクトラム３２３−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２３−３を第３等化部２０６−３に出力する。
【００４２】
次に、第１等化部２０６−１は、第１帯域制限フィルタ２０５−１から入力されたサブスペクトラム３２１−１を等化し、等化したサブスペクトラム３２１−１’を加算部２０７に出力する。同様に、第２等化部２０６−２は、第２帯域制限フィルタ２０５−２から入力されたサブスペクトラム３２２−２を等化し、等化したサブスペクトラム３２２−２’を加算部２０７に出力する。第３等化部２０６−３は、第３帯域制限フィルタ２０５−３から入力されたサブスペクトラム３２３−３を等化し、等化したサブスペクトラム３２３−３’を加算部２０７に出力する。
【００４３】
なお、本実施形態では、第１等化部２０６−１、第２等化部２０６−２および第３等化部２０６−３が、振幅を等化する例を説明したが、振幅と位相について等化を行うようにしても良い。また、第１等化部２０６−１と第２等化部２０６−２と第３等化部２０６−３は、各サブスペクトラムの振幅や位相を等化する際に、他の等化部の信号の振幅や位相に合わせて等化を行う。一例として、第１等化部２０６−１に入力されたサブスペクトラム３２１−１を基準とし、第２等化部２０６−２は、このサブスペクトラム３２１−１に対してサブスペクトラム３２２−２の振幅や位相のずれを等化し、第３等化部２０６−３は、サブスペクトラム３２１−１に対してサブスペクトラム３２３−３の振幅や位相のずれを等化する。もしくは、各等化の伝送路推定回路が伝送路における伝送路推定を行い、推定された値に基づき等化するようにしてもよい。
【００４４】
加算部２０７は、入力されたサブスペクトラム３２１−１’と３２２−２’と３２３−３’を加算し、スペクトラム３３０を生成する。このスペクトラム３３０は、送信装置１００におけるスペクトラム３０１に相当する。また、加算部２０７は、生成したスペクトラム３３０を復調部２０８に出力する。次に、復調部２０８は、生成されたスペクトラム３３０を復調して、受信データを生成する。
【００４５】
次に、送信装置１００が、受信装置２００−１と２００−２とに異なるフィルタの帯域でサブスペクトラムを分割し、さらに分割したサブスペクトラムを周波数シフトして送信する例を、図３と図４および図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における受信装置毎に異なる帯域分割フィルタ特性により送受信する伝送システムのブロック図である。
【００４６】
送信装置１００の制御部１０３は、受信装置２００−１と共有している帯域分割フィルタの帯域情報に基づき、第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２および第３帯域分割フィルタ１１１−３の帯域を制御する。また、制御部１０３は、受信装置２００−１と共有している周波数シフト量に基づき、第１周波数変換部１１１−１と第２周波数変換部１１１−２および第３周波数変換部１１１−３の周波数シフト量を制御する。
以下同様に、第１帯域分割フィルタ１１１−１がサブスペクトラム３０２−１を抽出し、第１周波数変換１１２−１が抽出されたサブスペクトラム３０３−１を第１の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−１を、アンテナ１１４−１を介して第１無線部１１３−１が送信する。同様に、第２帯域分割フィルタ１１２−２がサブスペクトラム３０２−２を抽出し、第２周波数変換分１１２−２が抽出されたサブスペクトラム３０３−２を第２の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−２を、アンテナ１１４−２を介して第２無線部１１３−２が送信する。同様に、第３帯域分割フィルタ１１１−３がサブスペクトラム３０２−３を抽出し、第３周波数変換部１１２−３が抽出されたサブスペクトラム３０２−３を第３の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−３を、アンテナ１１４−３を介して第３無線部１１３−３が送信する。
【００４７】
受信装置２００−１の無線部２０２は、アンテナ２０１を介して信号３１０’を受信し、受信した信号３１０’を第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０７と第３周波数変換部２０４−３とに出力する。各周波数変換部２０４−１〜２０４−３は、送信装置１００と共有している周波数シフト量に基づき、信号３１０’を周波数シフトし、周波数シフトした信号を各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３に出力する。各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３は、送信装置１００と共有している帯域制限フィルタの帯域情報に基づき、各サブスペクトラム３２１―１、３２２−２および３２３−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２１−１、３２２−２および３２３−３を、各等化部２０６−１〜２０６−３を介して加算部２０７に出力する。この結果、受信装置２００−１は、送信装置１００ａ送信した信号３１０を復元して、送信信号３０１に相当する信号３３０を得ることが出来る。
【００４８】
一方、受信装置２００−２は、受信装置２００−１と異なる帯域制限フィルタの帯域情報と、周波数変換部の周波数シフト量と送信装置１００と共有している。例えば、受信装置２００−１の各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３は、図７（ｂ）のような帯域フィルタの帯域を備え、受信装置２００−２の各帯域制限フィルタ２０５−１ａ〜２０５−３ａは、図７（ｃ）のような帯域フィルタの帯域を備えている。さらに各周波数変換部２０４−１ａ〜２０４−３ａの周波数シフト量は、受信装置２００−１とは異なる値である。この結果、受信装置１００が、受信装置２００−１に向けて送信された信号３１０を受信して、各周波数変換部２０４−１ａ〜２０４−３ａと２０７ｂが受信装置２００−２とは異なる周波数分シフトを行う。周波数シフトされた信号から各帯域制限フィルタ２０５−１ａ〜２０５−３ａが信号を抽出した後、抽出された信号を加算部２０７で合成しても信号３４０のように信号３０１とは異なる信号しか得られないため、この信号３４０を復調しても送信データを得ることができない。
【００４９】
以上のように、送信装置１００と受信装置２００とは、予め定められたフィルタの帯域と、周波数シフトにより周波数変換を行う周波数とを共有する。そして、送信装置１００は、送信データを予め定められたフィルタの帯域に基づき、３つのサブスペクトラムに分割し、さらに分割したサブスペクトラムを予め定められた周波数でシフトすることで変換して送信する。そして、受信装置２００は、受信した信号を、予め定められた周波数でシフトすることで変換した後、各帯域制限フィルタで各サブスペクトラムを抽出するようにした。この結果、予め定められたフィルタの帯域と、周波数変換を行う周波数とを共有していない受信装置が、送信装置１００が送信した信号３１０を受信しても、周波数変換を行う周波数および帯域制限フィルタの帯域の情報がないため、適切な信号を抽出できない。このため、予め定められたフィルタの帯域と周波数変換を行う周波数とを共有していない受信機に送信信号を傍受される危険がなく、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿性を実現できる。また、送信信号に対して暗号化を行っていないため、暗号化に必要な専用回路等が不要になるので、送信装置および送信装置のコストダウンが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態では、各周波数変換部１１２−１〜１１２−３が、周波数シフトを行う例を説明したが、異なる時間帯に時間シフトして、サブスペクトラムを送信するようにしてもよい。また、本実施形態では、送信部１１０−１〜１１０−３のように、３つの送信部を用いる例を説明したが、送信信号の分割は２つ以上であればよく、例えば４つのサブスペクトラムに分割して、分割したサブスペクトラムを周波数変換して送信し、受信装置側もこれに応じた周波数変換部と帯域制限フィルタを備えるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、送信装置１００が１台の場合について説明したが、各送信部１１０−１〜１１０−３が、別々の送信装置であってもよい。また、アンテナ１１４−１〜１１４−３は、１つでもよく、この場合、各無線部１１３−１〜１１３−３は、１つのアンテナを共有して送信するようにしてもよい。さらに、送受信装置１１０−１〜１１０−３の無線部１１３−１〜１１３−３は１つでもよく、この場合、周波数変換した後、加算した信号を１つのアンテナを介して１つの無線部が送信するようにしてもよい。また、図１において、変調部１０２から各送信部１１０−１〜１１０−３へのスペクトラムの受け渡しは、例えば光ファイバ伝送や無線伝送等の任意の伝送媒体による伝送を行うようにしてもよい。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、第２の実施形態について、図７〜図１０を用いて説明する。
図７は、本実施形態における送信装置４００のブロック図であり、図８は、本実施形態における受信装置５００のブロック図である。また、本実施形態の送信システムは、送信装置４００と受信装置５００とで構成されている。
【００５３】
図７のように、送信装置４００は、符号化部４０１と、変調部４０２と、制御部４０３と、第１送信部４１０−１と、第２送信部４１０−２と、第３送信部４１０−３と、アンテナ４１４−１と〜４１４−３とを備えている。また、第１送信部４１０−１は、第１帯域分割フィルタ４１１−１と、第１等化部４１２−１と、第１無線部４１３−１と、第１伝送路推定部４１５−１とを備え、第２送信部４１０−１は、第２帯域分割フィルタ４１１−２と、第２等化部４１２−２と、第２無線部４１３−２と、第２伝送路推定部４１５−２とを備え、第３送信部４１０は、第３帯域分割フィルタ４１１−３と、第３等化部４１２−３と、第３無線部４１３−３と、第３伝送路推定部４１５−３とを備えている。
【００５４】
符号化部４０１は、送信データを符号化し、第１実施形態と同様に符号化した送信データを変調部４０２に出力する。変調部４０２は、符号化された送信データを変調し、第１実施形態と同様に変調したスペクトラムを第１帯域分割フィルタ４１１−１と第２帯域分割フィルタ４１１−２と第３帯域分割フィルタ４１１−３とに出力する。
制御部４０３は、予め受信装置毎に共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ４１１−１、第２帯域分割フィルタ４１１−２、第３帯域分割フィルタ４１１−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。
【００５５】
第１帯域分割フィルタ４１１−１は、ＢＰＦであり、制御部４０３により制御された第１の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１等化部４１２−１に出力する。第２帯域分割フィルタ４１１−２は、制御部４０３により制御された第２の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２等化部４１２−２に出力する。第３帯域分割フィルタ４１１−３は、制御部４０３により制御された第３の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３等化部１１２−３に出力する。
【００５６】
第１伝送路推定部４１５−１には、第１無線部４１３−１が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第１伝送路推定部４１５−１は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−１との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第１等化部４１３−１に出力する。同様に、第２伝送路推定部４１５−２には、第２無線部４１３−２が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第２伝送路推定部４１５−２は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−２との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第２等化部４１３−２に出力する。同様に、第３伝送路推定部４１５−３には、第３無線部４１３−３が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第３伝送路推定部４１５−３は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−３との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第３等化部４１３−３に出力する
【００５７】
第１等化部４１２−１は、第１伝送路推定部４１５−１から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第１帯域分割フィルタ４１１−１から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第１無線部４１３−１に出力する。同様に、第２等化部４１２−２は、第２伝送路推定部４１５−２から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第２帯域分割フィルタ４１１−２から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第２無線部４１３−２に出力する。同様に、第３等化部４１２−３は、第３伝送路推定部４１５−３から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第３帯域分割フィルタ４１１−３から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第３無線部４１３−３に出力する。
【００５８】
第１無線部４１３−１は、第１等化部４１２−１から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−１を介して送信する。第２無線部４１３−２は、第２等化部４１２−２から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−２を介して送信する。第３無線部４１３−３は、第３等化部４１２−３から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−３を介して送信する。
【００５９】
図８のように、受信装置５００は、アンテナ５０１と、無線部５０２と、分配部５０３と、第１帯域制限フィルタ５０４−１と、第２帯域制限フィルタ５０４−２と、第３帯域制限フィルタ５０４−３と、加算部５０５と、復調部５０６と、トレーニング信号生成部５０７と、制御部５０８とを備えている。
【００６０】
無線部５０２は、アンテナ５０１を介してスペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを分配部５０３に出力する。また、無線部５０２は、トレーニング信号生成部５０７から入力されたトレーニング信号を、アンテナ５０１を介して送信する。分配部５０３は、入力された受信スペクトラムを第１帯域制限フィルタ部５０４−１と第２帯域制限フィルタ部５０４−２と第３帯域制限フィルタ部５０４−３とに分配する。
【００６１】
第１帯域制限フィルタ５０４−１は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第１の所定の帯域情報に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。第２帯域制限フィルタ５０４−２は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第２の所定の帯域情報に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。第３帯域制限フィルタ２０５−３は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第３の所定の帯域に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。
【００６２】
加算部５０５は、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３から入力されたサブスペクトラムを加算し、加算したスペクトラムを復調部５０６に出力する。復調部５０６は、入力されたスペクトラムを復調し、受信データを生成する。トレーニング信号生成部５０７は、制御部５０８の指示に基づき、送信装置４００が既知のトレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を無線部５０２に出力する。
【００６３】
制御部５０８は、予め送信装置と共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ５０４−１、第２帯域分割フィルタ５０４−２、第３帯域分割フィルタ５０４−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。また、制御部５０８は、トレーニング信号生成部５０７に、送信装置が既知のトレーニング信号を生成する指示を出力する。
【００６４】
次に、図９を用いて、本実施形態における送受信システムのトレーニング方法を説明する。図９は、本実施形態における送信装置と受信装置のトレーニング方法を説明する図である。
【００６５】
受信装置５００−１のトレーニング信号生成部５０８は、トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を無線部５０２に出力する。無線部５０２は、生成されたトレーニング信号３５０を、アンテナ５０１を介して送信する。
【００６６】
次に、送信装置４００の第１無線部４１３−１と第２無線部４１３−２と第３無線部４１４−３は、送信されたトレーニング信号をアンテナ４１４−１〜４１４−３を介して受信する。なお、受信される信号は、伝搬経路に応じて信号の振幅や応答特性に影響がでる場合がある。一例として、第１無線部４１３−１は、信号３５１−１のような帯域内の低い周波数側で損失のある信号を受信し、第２無線部４１３−２は、信号３５１−２のように、振幅の小さい信号を受信し、第３無線部４１３−３は、信号３５１−３のような帯域内の高い周波数で損失のある信号を受信する。
次に、第１無線部４１３−１は、受信した信号を第１伝送路推定部４１５−１に出力し、第２無線部４１３−２は、受信した信号を第２伝送路推定部４１５−２に出力し、第３無線部４１３−３は、受信した信号を第３伝送路推定部４１５−３に出力する。
【００６７】
次に、第１伝送路推定部４１５−１は、第１無線部４１３−１から入力された信号３５１−１に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第１等化部４１２−１に出力する。同様に、第２伝送路推定部４１５−２は、第２無線部４１３−２から入力された信号３５１−２に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第２等化部４１２−２に出力する。第３伝送路推定部４１５−３は、第３無線部４１３−３から入力された信号３５１−３に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第３等化部４１２−３に出力する。
【００６８】
次に、送信装置４００が送信データを送信する手順を、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態における送信装置４００の送信手順を説明する図である。図１０のように、変調部４０２は、送信信号を変調し、変調した信号３６１を第１帯域分割フィルタ４１１−１〜第３帯域分割フィルタ４１１−３に出力する。第１実施形態と同様に、第１帯域分割フィルタ４１１−１は、第１の所定の帯域の信号３６２−１を抽出し、第２帯域分割フィルタ４１１−２は第２の所定の帯域の信号３６２−２を抽出し、第３帯域分割フィルタ４１１−３は第３の所定の帯域の信号３６２−３を抽出する。
【００６９】
次に、第１帯域分割フィルタ４１１−１は、抽出したサブスペクトラム３６２−１を第１等化部４１２−１に出力し、第２帯域分割フィルタ４１１−２は、抽出したサブスペクトラム３６２−２を第２等化部４１２−２に出力し、第３帯域分割フィルタ４１１−３は、分割したサブスペクトラム３０２−３を第３等化部４１２−３に出力する。
次に、第１等化部４１２−１は、サブスペクトラム３６２−１を第１伝送路推定部４１５−１から入力された周波数応答特性３６３−１に基づき補正し（等化し）、補正したサブスペクトラム３６４−１を、第１無線部４１３−１に出力する。すなわち、第１等化部４１２−１は、第１無線部４１３−１が受信したトレーニング信号３５１−１の帯域内の低い周波数で損失を補正するようにサブスペクトラムを補正する。
同様に、第２等化部４１２−２は、サブスペクトラム３６２−２を第２伝送路推定部４１５−２から入力された周波数応答特性３６３−２に基づき補正し（等化し）、補正したサブスペクトラム３６４−２を、第２無線部４１３−２に出力し、第３等化部４１２−３は、サブスペクトラム３６２−３を第３伝送路推定部４１５−３から入力された周波数応答特性３６３−３に基づき補正し（等化し）、等化したサブスペクトラム３６４−３を、第３無線部４１３−３に出力する。
【００７０】
次に、第１無線部４１３−１は、等化されたサブスペクトラム３５１−１を、アンテナ４１４−１を介して送信する。
同様に、第２無線部４１３−２は、等化されたサブスペクトラム３５１−２を、アンテナ４１４−２を介して送信する。第３無線部４１３−３は、等化されたサブスペクトラム３５１−３を、アンテナ４１４−３を介して送信する。このため、送信装置４００が送信するスペクトラムは、送信スペクトラムとは異なり、スペクトラム３１０のように３つに分割されている。そして、これらのスペクトラムを、同一時間帯に同一周波数を用いて各無線部４１３−１〜４１３−３が各アンテナ４１４−１〜４１４−３を介して送信する。そして、送信されたスペクトラムは、空間内で合成されるが、各無線部４１３−１〜４１４−３と、受信装置５００との間の伝送路がそれぞれ異なるため、サブスペクトラムごとに独立した振幅の減衰、および信号の位相回転が生じる。このサブスペクトラムごとに独立した振幅の減衰、およびスペクトラムの位相回転を、トレーニング信号により推定し、推定した伝送路の周波数応答特性に基づき、送信スペクトラムを補正している。このため、送信装置４００は、トレーニング信号を送信した受信装置５００−１に対して最適な送信スペクトラムを送信することができる。
【００７１】
次に、受信装置５００−１の無線部５０２は、スペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを、分配部５０３を介して、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３に出力する。第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３は、送信装置４００と共有する第１所定の帯域情報、第２の所定の帯域情報、第３の所定の帯域情報を用いて各サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を加算部５０５に出力する。加算部５０５は、サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を加算し、スペクトラム３７０を生成する。このスペクトラム３７０は、送信信号３６１と同等である。
【００７２】
一方、トレーニング信号を送信していない受信装置５００−２の無線部５０２は、スペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを、分配部５０３を介して、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３に出力する。第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３は、送信装置４００と共有する第１所定の帯域情報、第２の所定の帯域情報、第３の所定の帯域情報を用いて各サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３８１−１〜３８１−３を加算部５０５に出力する。この場合、受信装置５００−１と伝送路における周波数応答が異なるため、加算部５０５が、各帯域制限フィルタが抽出したサブスペクトラム３８１−１〜３８１−３を加算しても、スペクトラム３８０のように振幅が送信スペクトラム３６１とは異なる。このため、このスペクトラム３８０を復調部５０６が復調しても送信データを得ることができない。すなわち、送信装置４００と受信装置５００−１がトレーニングを行い、受信装置５００−１に送信電力の制御や位相回転を補正することで、特定の受信点においてのみ復調可能なスペクトラムを生成して送信することができる。
【００７３】
すなわち、時分割多重（ＴＤＤ）システムにおいては、逆方向リンクで送信される既知のトレーニング信号を用いて伝送路推定を行うことで送信電力制御量および位相回転量を決定し前記の送信局毎のプレ信号処理を実現することができる。
【００７４】
以上のように、データの送受信を行う送信装置と受信装置において、予め受信装置からトレーニング信号を送信し、送信装置の各無線部はこのトレーニング信号を受信し、受信した信号に基づき各伝送路の各周波数応答特性を推定し、推定した各周波数応答特性に基づき各サブスペクトラムを送信する。この結果、トレーニングを行った特定の受信点の受信装置のみ復調可能なスペクトラムを生成して送信することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、送信装置４００、送信部４１０−１〜４１０−３を用いて送信する例を説明したが、例えば、送信部４１０−１〜４１０−３は、それぞれ基地局装置であってもよい。また、受信装置５００−１と５００−２は、端末装置であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、送信装置４００、受信装置５００−１と５００−２が周波数変換部を備えない例を説明したが、第１実施形態と同様に送信装置４００、受信装置５００−１と５００−２が周波数変換部を備えるようにしても良い。この場合、用途に応じて、
周波数変換部を使用するか否か制御部４０３または制御部５０８が制御するようにしてもよい。
【００７７】
［第３実施形態］
次に、第３の実施形態について、図１１〜図を用いて説明する。図１１は、本実施形態における送信装置のブロック図である。第１実施形態と同じ機能部は同じ符号を用いて説明は省略する。図１１のように、送信装置６００は、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部６１０−１と、第２送信部６１０−２と、第３送信部６１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３と、制御部１０３ａと、記憶部６０１とを備える。また、第１送信部６１０−１は、第１帯域分割フィルタ６１１−１と第１無線部６１３−１とを備え、第２送信部６１０−２は、第２帯域分割フィルタ６１１−２と第２無線部６１３−２とを備え、第３送信部６１０−３は、第３帯域分割フィルタ６１１−３と第３無線部６１３−３とを備える。
【００７８】
記憶部６０１には、受信装置７００が既知の信号のスペクトラムが記憶されている。このスペクトラムが受信装置７００とのユーザ証明書の役割を果たす。制御部１０３ａは、記憶部６０１に記憶されている既知信号のスペクトラムを読み出し、読み出した既知信号のスペクトラムを切り替え部６０２に出力する。また、制御部１０３ａは、読み出した既知信号のスペクトラムを符号化部１０１に入力するように切り替え部６０２を制御する。さらに、制御部１０１ａは、は、第１帯域分割フィルタ６１１−１〜第３帯域分割フィルタ６１１−３の帯域を制御する。
【００７９】
第１帯域分割フィルタ６１１−１は、入力されたスペクトラムから制御部１０３ａの制御に基づく帯域の信号を抽出し、抽出したスペクトラムを第１無線部６１３−１に出力する。第１無線部６１３−１は、入力されたスペクトラムを、アンテナ１１４−１を介して送信する。同様に、第２帯域分割フィルタ６１１−２は、入力されたスペクトラムから制御部１０３ａの制御に基づく帯域のスペクトラムを抽出し、抽出したスペクトラムを第２無線部６１３−２に出力する。本実施形態では、認証時、第１帯域分割フィルタ６１１−１のみを使用し、第２帯域分割フィルタ６１１−２と第３帯域分割フィルタ６１１−３は使用しない。
【００８０】
図１２は、本実施形態における受信装置のブロック図である。第１実施形態と同じ機能部は同じ符号を用いて説明は省略する。図１２のように、受信装置７００は、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部７０３と、第１等化部７０４−１と、第１帯域制限フィルタ７０５−１と、第２等化部７０４−２と、第２帯域制限フィルタ７０５−２と、第３等化部７０４−３と、第３帯域制限フィルタ７０５−３と、加算部２０７と、復調部２０８と、認証部７０６と、制御部７０１と、記憶部７０２とを備えている。
【００８１】
制御部７０１は、予め送信装置と共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ２０５−１、第２帯域分割フィルタ２０５−２、第３帯域分割フィルタ２０５−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。本実施形態では、認証時、第１帯域制限フィルタ７０５−１のみを使用し、第２帯域制限フィルタ７０５−２と第３帯域制限フィルタ７０５−３は使用しない。
また、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている既知信号の一部のスペクトラムを読み出し、読み出した既知信号の一部のスペクトラムを加算部２０７に出力する。
記憶部７０２には、送信装置６００と共有する既知信号のスペクトラムの一部、例えば、既知信号のスペクトラムの帯域（ｆ１０１〜ｆ１０２）の半分（ｆ１０１〜（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２）が記憶されている。
【００８２】
第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。同様に、第２等化部７０４−２は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第２帯域制限フィルタ７０５−２に出力する。同様に、第３等化部７０４−３は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第３帯域制限フィルタ７０５−３に出力する。
【００８３】
次に、送信装置と受信装置における認証方法を、図１１〜図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態における送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１３のように、送信装置６００の制御部１０３ａは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００に対する認証信号である既知信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを、読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ａは、第１帯域分割フィルタ６１１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ６１１−１に入力された既知信号のスペクトラム３９１の帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の信号を抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を無線部６１３−１に出力する。無線部６１３−１は、入力されたスペクトラム３９２を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【００８４】
次に、受信装置７００−１の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム３９２’を受信し、受信したスペクトラム３９２’を第１等化部７０４−１に出力する。第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラム３９２’を等化し、等化したスペクトラム３９２’’を第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００８５】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【００８６】
次に、受信装置７００−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム３９２’を受信し、受信したスペクトラム３９２’を第１等化部７０４−１に出力する。第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラム３９２’を等化し、等化した信号３９２’’を第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ２０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ２０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００８７】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信した信号に基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【００８８】
また、本実施形態では、送信装置６００および受信装置７００−１で周波数変換を行わない例を説明したが、周波数変換を行うようにしてもよい。次に、周波数変換を行う例を、図１４と図１５を用いて説明する。図１４は、本実施形態における周波数変換部を備える送信装置のブロック図であり、図１５は、本実施形態における周波数変換部を備える受信装置のブロック図である。図１４のように、送信装置６００ａは、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部１１０−１と、第２送信部１１０−２と、第３送信部１１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３と、制御部１０３ｂと、記憶部６０１とを備える。
制御部１０３ｂは、記憶部６０１に記憶されている既知信号を読み出し、読み出した既知信号を切り替え部６０２に出力する。また、制御部１０３ｂは、読み出した既知信号を符号化部１０１に入力するように切り替え部６０２を制御する。さらに、制御部１０１ｂは、は、第１帯域分割フィルタ１１１−１〜第３帯域分割フィルタ１１１−３の帯域を制御する。さらに、制御部１０１ｂは、第１周波数変換部１１２−１〜第３周波数変換部１１２−３の周波数変換量を制御する。
【００８９】
第１帯域分割フィルタ１１１−１は、入力された信号から制御部１０３ｂの制御に基づく帯域の信号を抽出し、抽出した信号を第１周波数変換部１１２−１に出力する。第１周波数変換部１１２−１は、入力された信号を制御部１０１ｂの制御に基づく周波数変換を行い、周波数変換後、第１無線部１１３−１に出力する。第１無線部１１３−１は、入力された信号を、アンテナ１１４−１を介して送信する。本実施形態では、認証時、第１帯域分割フィルタ１１１−１のみを使用し、第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３は使用しない。また、認証時、第１周波数変換部１１２−１のみを使用し、第２周波数変換部１１２−２と第３周波数変換部１１２−３は使用しない。
【００９０】
受信装置７００ａは、アンテナ２０１と、無線部２０２と、第１周波数変換部７１１−１と、第１等化部７１２−１と、第１帯域制限フィルタ７１３−１と、第２周波数変換部７１１−２と、第２等化部７１２−２と、第２帯域制限フィルタ７１３−２と、第３周波数変換部７１１−３と、第３等化部７１２−３と、第３帯域制限フィルタ７１３−３と、制御部７０１ａと、記憶部７０２とを備えている。
【００９１】
制御部７０１ａは、認証時、第１周波数変換部７１１−１の周波数変換量を制御し、第１帯域制限フィルタ７１３−１の帯域を制御する。なお、認証時、第２周波数変換部７１１−２と、第３周波数変換部７１１−３と、第２帯域制限フィルタ７１３−２と第３帯域制限フィルタ７１３−３は使用しない。
【００９２】
次に、送信装置と受信装置における認証方法を、図１４〜図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態における周波数変換を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１６のように、送信装置６００ａの制御部１０３ｂは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００ａに対する認証信号である既知信号の信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ｂは、第１帯域分割フィルタ１１１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ１１１−１に入力された既知のスペクトラム３９１から帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラムを抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を第１周波数変換部１１２−１に出力する。第１周波数変換部１１２−１は、制御部１０３ｂによる制御に基づき、周波数変換を行い、周波数変換したスペクトラム８０１を無線部１１３−１に出力する。無線部６１３−１は、入力されたスペクトラム８０１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【００９３】
次に、受信装置７００ａ−１の無線部２０２は、アンテナを介して信号８０１’を受信し、受信した信号８０１’を第１周波数変換部７１１−１に出力する。第１周波数変換部７１１−１は、入力された信号８０１’を、制御部７０１ａの制御に基づき、送信装置６００ａの第１周波数変換部１１１−１が行った周波数変換とは逆の周波数変換を行い、周波数変換した信号８０１’’を第１等化部７１２−１に出力する。第１等化部７１２−１は、入力された信号８０１’’を等化し、等化した信号８０１’’’を第１帯域制限フィルタ７１３−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７１３−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７１３−１は、制御部７０１ａに制御に基づき、入力されたスペクトラム８０１’’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域の信号３９２を抽出する。
【００９４】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【００９５】
次に、受信装置７００ａ−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８０１’を受信し、受信したスペクトラム８０１’を第１周波数変換部７１１−１に出力する。第１周波数変換部７１１−１は、入力されたスペクトラム８０１’を、制御部７０１ａの制御に基づき、送信装置６００ａの第１周波数変換部１１１−１が行った周波数変換とは逆の周波数変換を行い、周波数変換したスペクトラム８０１’’を第１等化部７１２−１に出力する。第１等化部７１２−１は、入力されたスペクトラム８０１’’を等化し、等化したスペクトラム８０１’’’を第１帯域制限フィルタ７１３−１に出力する。
制御部７０１ａは、送信装置６００と共有している帯域に基づき、第１帯域制限フィルタ７１３−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７１３−１は、制御部７０１ａに制御に基づき、入力されたスペクトラム３９７’’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００９６】
次に、制御部７０１ａは、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調したデータを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信した信号に基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【００９７】
以上のように、認証時にも送信装置および受信装置において周波数変換を行うようにしたので、さらに秘匿性を高めることができる。なお、周波数変換量については、あらかじめ端末（受信装置）固有（送信装置も既知）の周波数変換スキムを持つか、もしくは送信装置から受信装置へ周波数変換情報を通知するようにしてもよい。また、周波数変換は、第１実施形態のように、周波数をシフト、または時間シフト等を行う。
【００９８】
また、図１２では、受信装置が等化部を備える例を説明したが、送信装置が等化部をそなえるようにしてもよい。次に、送信装置が等化部を備える例を、図１７〜図１９を用いて説明する。図１７は、本実施形態における等化部を備える送信装置のブロック図である。図１８は、本実施形態における等化部を備えない送信装置のブロック図である。図１９は、本実施形態における送信装置側で等化を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１７のように、送信装置６００ｂは、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部６２０−１と、第２送信部６２０−２と、第３送信部６２０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３とを備えている。また、第１送信部６２０−１は、第１帯域分割フィルタ６２１−１と、第１等化部６２２−１と、第１無線部６２３−１を備え、第２送信部６２０−２は、第２帯域分割フィルタ６２１−２と、第２等化部６２２−２と、第２無線部６２３−２を備え、第３送信部６２０−３は、第３帯域分割フィルタ６２１−３と、第３等化部６２２−３と、第３無線部６２３−３を備える。
【００９９】
図１８のように、受信装置７００ｂは、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部７０３と、第１帯域制限フィルタ７２１−１と、第２帯域制限フィルタ７２１−２と、第３帯域制限フィルタ７２１−３と、加算部２０７と、復調部２０８と、認証部７０６と、制御部７０１と、記憶部７０２とを備えている。
【０１００】
認証時、送信装置６００ｂの第１等化部６２２−１のみを使用し、第２等化部６２３−２と第３等化部６２３−３は使用しない。認証時における等化は、例えば証明書である既知信号を送る相手である受信装置７００ｂと送信装置６００ｂとの間で、例えば第２実施形態の方法で伝送路情報を事前に推定しておき、制御部１０３ｃが推定した伝送路情報に基づき第１等化部６２３−１を制御する。この結果、特定の場所にある受信装置７００ｂ−１には最適な信号を送信でき、他の場所にある受信装置７００ｂ−２で受信した場合、適正な信号ではないため復調しても送信データが正しく復調できず、認証をＮＧにすることができる。
【０１０１】
図１９のように、送信装置６００ｂの制御部１０３ｃは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００に対する認証信号である既知の信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを送信データから読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ｃは、第１帯域分割フィルタ６２１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ６２１−１に入力された既知信号のスペクトラム３９１の帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の信号を抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を第１等化部６２２−１に出力する。
【０１０２】
次に、第１等化部６２２−１は、入力されたスペクトラム３９１を等化し、等化したスペクトラム８１１を第１無線部６１３−１に出力する。第１無線部６１３−１は、入力された信号８１１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【０１０３】
次に、受信装置７００ｂ−１の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８１１’を受信し、受信したスペクトラム８１１’を第１帯域制限フィルタ７２１−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００ｂと共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７２１−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム８１１’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【０１０４】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【０１０５】
次に、受信装置７００ｂ−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８１１’を受信し、受信したスペクトラム８１１’を第１帯域制限フィルタ７２１−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００ｂと共有している帯域である第１帯域制限フィルタ２２１−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ２０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【０１０６】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【０１０７】
以上のように、認証を行いたい受信装置との間で伝送路推定等を予め行い、推定された伝送路情報等に基づき送信装置側で認証用の既知信号に対して等化して送信するようにしたので、さらに秘匿性を高めることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、認証時に送信装置６００ｂの第１送信部６２０−１を用いて送信する例を説明したが、第２送信部６２０−２または第３送信部６２０−３を用いて送信するようにしてもよい。また、受信装置７００ｂの第１帯域制限フィルタ７２１−１を用いる例を説明したが、第２帯域制限フィルタ７２１−２または第３帯域制限フィルタ７２１−３を用いるようにしてもよい。
【０１０９】
なお、実施形態の図１、図２、図７、図８、図１１、図１２、図１４、図１５、図１７および図１８の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｉ／Ｆ（インタフェース）を介して接続されるＵＳＢメモリー、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【０１１０】
１００・・・送信装置
１０１・・・符号化部
１０２・・・変調部
１０３・・・制御部
１１０−１・・・第１送信部
１１０−２・・・第２送信部
１１０−３・・・第３送信部
１１４−１〜１１４−３・・・アンテナ
１１１−１・・・第１帯域分割フィルタ
１１２−１・・・第１周波数変換部
１１３−１・・・第１無線部
１１１−２・・・第２帯域分割フィルタ
１１２−２・・・第２周波数変換部
１１３−２・・・第２無線部１１３−２
１１３−３・・・第３帯域分割フィルタ
１１２−３・・・第３周波数変換部
１１３−３・・・第３無線部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行うシェアドアクセス型通信は、単一の伝送媒体に多ユーザを収容できるため様々な通信に利用されている。特に無線通信においては、一般に送信装置から放射される電波が、広域な空間に渡り伝搬する。このため、複数ユーザが、共通の無線資源を共有するシェアドアクセス型の通信が容易に実現できる。一方、シェアドアクセス型通信の弊害として、他ユーザの通信も受信し得る点がある。すなわち悪意を持ったユーザにより、他ユーザの通信が盗聴される可能性がある。
【０００３】
このため、無線通信システムでは一般に伝送データに対し暗号化を行うことで通信の秘匿性を得る。例えば、レイヤ３（ネットワーク層）に適用するＩＰｓｅｃ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるＩＰパケット単位の暗号化技術などが存在する（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】IETF (Internet Engineering Task Force)、RFC3602、“The AES-CBC Cipher Algorithm and Its Use with IPsec”、Sep.2003
【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、従来技術では、高レイヤの暗号化処理の実装には、汎用ＣＰＵや暗号化専用演算チップ等が必要となるという課題があった。このため、複雑なプロトコルスタック（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ）を持たない廉価な無線通信装置、例えば、単機能の無線センサモジュール等に高レイヤの暗号処理を実装する場合には高コストがネックとなる。一方で、無線通信装置が暗号化手段を持たない場合、他ユーザの電波を傍受し復調と復号されたディジタルビット列を比較的簡単に得ることができるため、第三者に通信内容が閲覧される危険性を孕んでいるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行う場合に、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿な伝送システム、送信装置、受信装置、伝送方法およびプログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、前記送信装置は、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備え、前記受信装置は、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、前記加算された信号を復調する復調部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置は、予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記帯域分割フィルタにより分割されたスペクトラムを周波数変換する周波数変換部とを更に備え、前記受信装置は、予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記受信したスペクトラムに対して周波数変換を行う周波数変換部とを更に備え、前記周波数変換部は、予め定められた周波数シフトを行うことで周波数変換を行い、または、予め定められた時間で時間シフトを行うことで周波数変換を行うようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記受信装置は、前記帯域分割フィルタで分割された各スペクトラムをそれぞれ等化する複数の等化部をさらに備え、前記加算部は、前記等化部により等化された複数の信号を加算するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの高い周波数の遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの低い周波数の遮断周波数とが一致するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの遮断周波数とが一致するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記送信装置は、トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を前記無線部に出力するトレーニング信号生成部をさらに備え、前記無線部は、前記トレーニング信号を送信し、前記受信装置は、受信した前記トレーニング信号に基づき、前記受信装置と前記各無線部との伝送路特性を推定する伝送路推定部をさらに備え、前記推定された各伝送路特性に基づき、前記複数の等化部が、前記分割された各送信スペクトラムをそれぞれ等化するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る伝送システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置と予め認証用の信号を共有する手段を更に備え、前記帯域分割フィルタは、前記認証用の信号から前記受信装置と共有する帯域に基づき、所定の信号を抽出し、抽出した信号を前記無線部に出力し、前記受信装置は、前記受信装置と予め認証用の信号の一部を共有する手段と、前記加算された信号を復調する復調部と、前記復調された信号に基づき、前記送信部との通信を行うかの認証を行う認証部とを更に備え、前記加算部は受信した信号と前記認証用の信号の一部を加算し、加算した信号を前記復調部に出力するようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る送信装置は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る受信装置は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、前記加算された信号を復調する復調部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムの伝送方法において、前記送信装置の複数の帯域分割フィルタが、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、前記受信装置の帯域制限フィルタが、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、前記受信装置の加算部が、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、前記受信装置の復調部が、前記加算された信号を復調する工程とを備えることを特徴としている。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムのコンピュータに、前記送信装置において、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、前記受信装置において、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、前記加算された信号を復調する工程とを実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、送信装置は、送信スペクトラムを予め定められたフィルタの帯域情報に基づき複数のスペクトラムに分割し、分割したスペクトラムを送信する。そして、受信装置は、受信したスペクトラムを、予め帯域を定められたフィルタの帯域情報に基づき各帯域制限フィルタで各スペクトラムを抽出するようにした。この結果、予め定められたフィルタの帯域情報を共有していない受信装置が、送信装置が送信したスペクトラムを受信しても、帯域制限フィルタの帯域情報がないため、適切な信号を抽出できない。よって、送信信号を傍受される危険がなく、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図２】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図３】同実施形態に係る送信装置の信号処理を説明する図である。
【図４】同実施形態に係る受信装置の信号処理を説明する図である。
【図５】同実施形態に係る各帯域分割フィルタに関する図である。
【図６】同実施形態に係る受信装置毎に異なる帯域分割フィルタ特性により送受信する伝送システムのブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図８】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図９】同実施形態に係る送信装置と受信装置のトレーニング方法を説明する図である。
【図１０】同実施形態に係る送信装置４００の送信手順を説明する図である。
【図１１】第３実施形態に係る送信装置のブロック図である。
【図１２】同実施形態に係る受信装置のブロック図である。
【図１３】同実施形態に係る送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【図１４】同実施形態に係る周波数変換部を備える送信装置のブロック図である。
【図１５】同実施形態に係る周波数変換部を備える受信装置のブロック図である。
【図１６】同実施形態に係る周波数変換を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【図１７】同実施形態に係る等化部を備える送信装置のブロック図である。
【図１８】同実施形態に係る等化部を備えない送信装置のブロック図である。
【図１９】同実施形態に係る送信装置側で等化を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜図１９を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は斯かる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態における送信装置のブロック図であり、図２は、本実施形態における受信装置のブロック図である。また、本実施形態の送信システムは、送信装置１００と受信装置２００とで構成されている。
【００２２】
図１のように、送信装置１００は、符号化部１０１と、変調部１０２と、制御部１０３と、第１送信部１１０−１と、第２送信部１１０−２と、第３送信部１１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３とを備えている。また、第１送信部１１０−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１と、第１周波数変換部１１２−１と、第１無線部１１３−１とを備え、第２送信部１１０−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２と、第２周波数変換部１１２−２と、第２無線部１１３−２とを備え、第３送信部１１０−３は、第３帯域分割フィルタ１１１−３と、第３周波数変換部１１２−３と、第３無線部１１３−３とを備えている。
【００２３】
符号化部１０１は、送信データを符号化し、符号化した送信データを変調部１０２に出力する。変調部１０２は、符号化された送信データを変調し、変調したスペクトラムを第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３とに出力する。
制御部１０３は、予め受信装置毎に共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ１１１−１、第２帯域分割フィルタ１１１−２、第３帯域分割フィルタ１１１−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。一例として、各帯域分割フィルタがＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）の場合、制御部１０３は、第１帯域分割フィルタ１１１−１の遮断周波数をｆ１とｆ２に制御（設定）し、第２帯域分割フィルタ１１１−２の遮断周波数をｆ２とｆ３に制御（設定）し、第３帯域分割フィルタ１１１−３の遮断周波数をｆ３とｆ４に制御（設定）する。また、制御部１０３は、各周波数変換部（第１周波数変換部１１２−１、第２周波数変換部１１２−２、第３周波数変換部１１２−３）の周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、各周波数変換部の周波数変換量を制御する。周波数変換種類とは、例えば周波数シフト、または時間シフトであり、周波数変換量とは、周波数変換種類が周波数シフトの場合はシフトする周波数であり、周波数変換種類が時間シフトの場合はシフトする時間である。
【００２４】
第１帯域分割フィルタ１１１−１は、ＢＰＦであり、制御部１０３により制御された第１の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１周波数変換部１１２−１に出力する。すなわち、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、入力されたスペクトラムから、遮断周波数ｆ１とｆ３である周波数帯域ｆ１〜ｆ２のサブスペクトラムを抽出する。
第２帯域分割フィルタ１１１−２は、制御部１０３により制御された第２の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２周波数変換部１１２−２に出力する。第３帯域分割フィルタ１１１−３は、制御部１０３により制御された第３の所定の遮断周波数に基づき、入力された信号からサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３周波数変換部１１２−３に出力する。
なお、第１帯域分割フィルタ１１１−１〜第３帯域分割フィルタ１１１−３により分割されるスペクトラムは、各帯域分割フィルタで分割された後のサブスペクトラムのみが傍受されても、傍受されたスペクトラムのみを復調しても内容が推定できない情報量の単位のスペクトラムであることが望ましい。
【００２５】
第１周波数変換部１１２−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１から入力されたサブスペクトラムを第１の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第１無線部１１３−１に出力する。周波数変換は、例えば、周波数シフトや時間シフトを行う。第２周波数変換部１１２−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラムを第２の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第２無線部１１３−２に出力する。第３周波数変換部１１２−３は、第３帯域分割フィルタ１１１−３から入力されたサブスペクトラムを第３の所定の周波数変換量に基づき周波数変換し、変換したサブスペクトラムを第３無線部１１３−３に出力する。
ここで、予め定められている第１の所定の周波数変換量と第２の所定の周波数変換量と第３の所定の周波数変換量とは互いに異なる変換量に設定されている。例えば、周波数シフトを行う場合、第１の所定の周波数変換量は、周波数を低くするようにシフトさせ、第２の所定の周波数変換量は周波数をシフトせず、第３の所定の周波数変換量は周波数を高くするようにシフトする。
【００２６】
第１無線部１１３−１は、第１周波数変換部１１２−１から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−１を介して送信する。第２無線部１１３−２は、第２周波数変換部１１２−２から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−２を介して送信する。第３無線部１１３−３は、第３周波数変換部１１２−３から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ１１４−３を介して送信する。
【００２７】
図２のように、受信装置２００は、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部２０３と、第１周波数変換部２０４−１と、第１帯域制限フィルタ２０５−１と、第１等化部２０６−１と、第２周波数変換部２０４−２と、第２帯域制限フィルタ２０５−２と、第２等化部２０６−３と、第３周波数変換部２１４−３と、第３帯域制限フィルタ２０５−３と、第３等化部２０６−３と、加算部２０７と、復調部２０８とを備えている。
【００２８】
無線部２０２は、アンテナ２０１を介してスペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを分配部２０３に出力する。分配部２０３は、入力された受信スペクトラムを第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０４−２と第３周波数変換部２０４−３とに分配する。
【００２９】
第１周波数変換部２０４−１は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムに対して、予め送信装置１００と共有している第１の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第１帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。一例として、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が、周波数を低くするように周波数ｆだけシフトさせた場合、第１周波数変換部２０４−１は、周波数を高くするように周波数ｆだけシフトする。
第２周波数変換部２０４−２は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムに対して、予め送信装置１００と共有している第２の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第２周波数変換部１１２−２が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第２帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。第３周波数変換部２０４−３は、無線部２０２から入力された受信スペクトラムを、予め送信装置１００と共有している第３の所定の周波数変換量に基づき、送信装置１００の第３周波数変換部１１２−３が行った周波数変換と逆の周波数変換を行い、周波数変換したサブスペクトラムを第３帯域制限フィルタ２０５−３に出力する。
【００３０】
第１帯域制限フィルタ２０５−１は、第１周波数変換部２０４−１から入力された受信スペクトラムを、予め送信装置１００と共有している第１の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１等化部２０６−１に出力する。第２帯域制限フィルタ２０５−２は、第２周波数変換部２０４−２から入力された受信信号を、予め送信装置１００と共有している第２の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２等化部２０６−２に出力する。第３帯域制限フィルタ２０５−３は、第３周波数変換部２０４−３から入力された受信信号を、予め送信装置１００と共有している第３の所定の遮断周波数に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３等化部２０６−３に出力する。
【００３１】
第１等化部２０６−１は、第１帯域制限フィルタ２０５−１から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。第２等化部２０６−２は、第２帯域制限フィルタ２０５−２から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。第３等化部２０６−３は、第３帯域制限フィルタ２０５−３から入力されたサブスペクトラムを等化し、等化したサブスペクトラムを加算部２０７に出力する。各等化部２０６−１〜２０６−３は、振幅と位相について等化を行う。等化は、例えば、第１等化部２０６−１と第２等化部２０６−２および第３等化部２０６−３は、各サブスペクトラムの振幅や位相を等化する際に、他の等化部の信号の振幅や位相に合わせて等化を行う。あるいは、各等化の伝送路推定回路が伝送路における伝送路推定を行い、推定された値に基づき等化する。
【００３２】
加算部２０７は、第１等化部２０６−１〜第３等化部２０６−３から入力された信号を加算し、加算した信号を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、入力された信号を復調し、受信データを生成する。
【００３３】
なお、各帯域分割フィルタまたは各帯域制限フィルタの帯域と周波数変換を行う周波数とは関連づけられており、例えば、送信装置１００の第１帯域分割フィルタ１１１−１の帯域と第１周波数変換部１１２−１の周波数と、受信装置２００の第１帯域周波数変換部２０４−１および第１帯域制限フィルタ２０５−１の帯域とが関連づけられている。また、各帯域分割フィルタまたは各帯域制限フィルタの帯域と周波数変換を行う周波数は、複数ユーザが共通の伝送媒体を共有しながら互いに通信を行う場合に、予め通信を行う送信装置と受信装置との間で共有しておく。
【００３４】
次に、図３〜図５を用いて、本実施形態における送受信システムの信号処理方法を説明する。図３は、本実施形態における送信装置の信号処理を説明する図であり、図４は、本実施形態における受信装置の信号処理を説明する図である。
【００３５】
図３のように、送信装置１００の変調部１０２は、符号化された信号を復調し、復調した信号３０１を第１送信部１１０−１と第２送信部１１０−２と第３送信部１１０−３とに出力する。
【００３６】
次に、第１送信部１１０−１の第１帯域分割フィルタ１１１−１と、第２送信部１１０−２の第２帯域分割フィルタ１１１−２と、第３送信部１１０−３の第３帯域分割フィルタ１１１−３について図５を用いて説明する。
図５（ａ）のように、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、第１の所定の帯域ｆ１〜ｆ２の信号３０２−１を抽出し、第２帯域分割フィルタ１１１−２は第２の所定の帯域ｆ２〜ｆ３の信号３０２−２を抽出し、第３帯域分割フィルタ１１１−３は第３の所定の帯域ｆ３〜ｆ４の信号３０２−３を抽出する。各周波数ｆ１〜ｆ４は、図５（ｂ）のように、信号振幅が６［ｄＢ］落ちる遮断周波数である。図５（ａ）は、各帯域分割フィルタの帯域を説明する図である。図５（ｂ）は、２つの帯域分割フィルタの遮断周波数を説明する図である。
すなわち、第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３は、送信スペクトラム３０１を、サブスペクトラム３０２−１と３０２−２および３０２−３に分割する。このように、送信装置１００は、信号振幅が６［ｄＢ］落ちる周波数で送信信号を３つに分割したサブスペクトラムを送信する。受信装置は、分割されたサブスペクトラムを合成することで、分割前の送信スペクトラムを復元することができる。なお、３つに分割して送信する例を説明したが、分割数は２つ以上であればよく、この場合においても、各フィルタの遮断周波数は図５の関係であり、第１帯域分割フィルタ１１１−１にＬＰＦ（ローパス・フィルタ）、第２帯域分割フィルタ１１１−２にＨＰＦ（ハイパス・フィルタ）を用いるようにしてもよい。
【００３７】
次に、第１帯域分割フィルタ１１１−１は、抽出したサブスペクトラム３０２−１を第１周波数変換部１１２−１に出力し、第２帯域分割フィルタ１１１−２は、抽出したサブスペクトラム３０２−２を第２周波数変換部１１２−２に出力し、第３帯域分割フィルタ１１１−３は、分割したサブスペクトラム３０２−３を第３周波数変換部１１２−３に出力する。
次に、第１周波数変換部１１２−１は、第１帯域分割フィルタ１１１−１から入力されたサブスペクトラム３０２−１を第１の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０３−１を第１無線部１１３−１に出力する。すなわち、第１周波数変換部１１２−１は、中心周波数ｆ１１のサブスペクトラム３０２−１を、中心周波数ｆ１１’のサブスペクトラム３０３−１に変換する。同様に、第２周波数変換部１１２−２は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラム３０２−２を第２の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０２−２を第２無線部１１３−２に出力する。第３周波数変換部１１３−３は、第２帯域分割フィルタ１１１−２から入力されたサブスペクトラム３０３−３を第３の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたサブスペクトラム３０３−３を第３無線部１１３−３に出力する。
【００３８】
次に、第１無線部１１３−１は、第１周波数変換部１１２−１から入力されたサブスペクトラム３０３−１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
同様に、第２無線部１１３−２は、第２周波数変換部１１２−２から入力されたサブスペクトラム３０３−２を、アンテナ１１４−２を介して送信し、第３無線部１１３−３は、第３周波数変換部１１２−３から入力されたサブスペクトラム３０３−３を、アンテナ１１４−３を介して送信する。このため、送信装置１００が送信するスペクトラムは、送信スペクトラム３０１とは異なり、信号３１０のように３つに分割され、かつ周波数も異なる。
【００３９】
次に、受信装置２００の無線部２０２は、アンテナ２０１を介してスペクトラム３１０’を受信し、受信したスペクトラム３１０’を分配部２０３に出力する。次に、分配部２０３は、受信したスペクトラム３１０’を、第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０４−２と第３周波数変換部２０４−３に出力する。なお、スペクトラム３１０’は、送信装置１００より送信されたスペクトラム３１０が伝搬され、受信装置２００が受信したスペクトラムである。以下、例えば伝搬距離等によりサブスペクトラム３０３−１〜３０３−３の振幅が、信号３１０’のサブスペクトラム３０３―１’〜３０３−３’のように変動した場合について説明する。
【００４０】
次に、第１周波数変換部２０４−１は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第１の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−１（含むスペクトラム３２１−１、３２１−２、３２１−３）を第１帯域制限フィルタ２０５−１に出力する。第１周波数変換部２０４−１は、送信装置１００の第１周波数変換部１１２−１が、例えば、第１の所定の周波数分、周波数を低くするように周波数ｆだけシフトした場合、第１周波数変換部２０４−１は、第１の所定の周波数ｆだけ、周波数を高くするように周波数をシフトする。
同様に、第２周波数変換部２０７は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第２の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−２を第２帯域制限フィルタ２０５−２に出力する。第３周波数変換部２１０は、分配部２０３から入力されたスペクトラム３１０’を第３の所定の周波数分シフトし、周波数シフトしたスペクトラム３２０−３を第３帯域制限フィルタ２０５−３に出力する。
【００４１】
次に、第１帯域制限フィルタ２０５−１は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−１から第１の所定の中心周波数ｆ１１、帯域ｆ１〜ｆ２のサブスペクトラム３２１−１を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２１−１を第１等化部２０６−１に出力する。同様に、第２帯域制限フィルタ２０５−２は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−２から第２の所定の中心周波数ｆ１２、帯域ｆ２〜ｆ３のサブスペクトラム３２５を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２２−１を第２等化部２０６−２に出力する。同様に、第３帯域制限フィルタ２０５−３は、周波数シフトされたスペクトラム３２０−３から第２の所定の中心周波数ｆ１３、帯域ｆ３〜ｆ４のサブスペクトラム３２３−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２３−３を第３等化部２０６−３に出力する。
【００４２】
次に、第１等化部２０６−１は、第１帯域制限フィルタ２０５−１から入力されたサブスペクトラム３２１−１を等化し、等化したサブスペクトラム３２１−１’を加算部２０７に出力する。同様に、第２等化部２０６−２は、第２帯域制限フィルタ２０５−２から入力されたサブスペクトラム３２２−２を等化し、等化したサブスペクトラム３２２−２’を加算部２０７に出力する。第３等化部２０６−３は、第３帯域制限フィルタ２０５−３から入力されたサブスペクトラム３２３−３を等化し、等化したサブスペクトラム３２３−３’を加算部２０７に出力する。
【００４３】
なお、本実施形態では、第１等化部２０６−１、第２等化部２０６−２および第３等化部２０６−３が、振幅を等化する例を説明したが、振幅と位相について等化を行うようにしても良い。また、第１等化部２０６−１と第２等化部２０６−２と第３等化部２０６−３は、各サブスペクトラムの振幅や位相を等化する際に、他の等化部の信号の振幅や位相に合わせて等化を行う。一例として、第１等化部２０６−１に入力されたサブスペクトラム３２１−１を基準とし、第２等化部２０６−２は、このサブスペクトラム３２１−１に対してサブスペクトラム３２２−２の振幅や位相のずれを等化し、第３等化部２０６−３は、サブスペクトラム３２１−１に対してサブスペクトラム３２３−３の振幅や位相のずれを等化する。もしくは、各等化の伝送路推定回路が伝送路における伝送路推定を行い、推定された値に基づき等化するようにしてもよい。
【００４４】
加算部２０７は、入力されたサブスペクトラム３２１−１’と３２２−２’と３２３−３’を加算し、スペクトラム３３０を生成する。このスペクトラム３３０は、送信装置１００におけるスペクトラム３０１に相当する。また、加算部２０７は、生成したスペクトラム３３０を復調部２０８に出力する。次に、復調部２０８は、生成されたスペクトラム３３０を復調して、受信データを生成する。
【００４５】
次に、送信装置１００が、受信装置２００−１と２００−２とに異なるフィルタの帯域でサブスペクトラムを分割し、さらに分割したサブスペクトラムを周波数シフトして送信する例を、図３と図４および図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における受信装置毎に異なる帯域分割フィルタ特性により送受信する伝送システムのブロック図である。
【００４６】
送信装置１００の制御部１０３は、受信装置２００−１と共有している帯域分割フィルタの帯域情報に基づき、第１帯域分割フィルタ１１１−１と第２帯域分割フィルタ１１１−２および第３帯域分割フィルタ１１１−３の帯域を制御する。また、制御部１０３は、受信装置２００−１と共有している周波数シフト量に基づき、第１周波数変換部１１１−１と第２周波数変換部１１１−２および第３周波数変換部１１１−３の周波数シフト量を制御する。
以下同様に、第１帯域分割フィルタ１１１−１がサブスペクトラム３０２−１を抽出し、第１周波数変換１１２−１が抽出されたサブスペクトラム３０３−１を第１の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−１を、アンテナ１１４−１を介して第１無線部１１３−１が送信する。同様に、第２帯域分割フィルタ１１２−２がサブスペクトラム３０２−２を抽出し、第２周波数変換分１１２−２が抽出されたサブスペクトラム３０３−２を第２の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−２を、アンテナ１１４−２を介して第２無線部１１３−２が送信する。同様に、第３帯域分割フィルタ１１１−３がサブスペクトラム３０２−３を抽出し、第３周波数変換部１１２−３が抽出されたサブスペクトラム３０２−３を第３の所定の周波数分シフトする。そして、周波数シフトされたサブスペクトラム３０３−３を、アンテナ１１４−３を介して第３無線部１１３−３が送信する。
【００４７】
受信装置２００−１の無線部２０２は、アンテナ２０１を介して信号３１０’を受信し、受信した信号３１０’を第１周波数変換部２０４−１と第２周波数変換部２０７と第３周波数変換部２０４−３とに出力する。各周波数変換部２０４−１〜２０４−３は、送信装置１００と共有している周波数シフト量に基づき、信号３１０’を周波数シフトし、周波数シフトした信号を各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３に出力する。各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３は、送信装置１００と共有している帯域制限フィルタの帯域情報に基づき、各サブスペクトラム３２１―１、３２２−２および３２３−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３２１−１、３２２−２および３２３−３を、各等化部２０６−１〜２０６−３を介して加算部２０７に出力する。この結果、受信装置２００−１は、送信装置１００ａ送信した信号３１０を復元して、送信信号３０１に相当する信号３３０を得ることが出来る。
【００４８】
一方、受信装置２００−２は、受信装置２００−１と異なる帯域制限フィルタの帯域情報と、周波数変換部の周波数シフト量と送信装置１００と共有している。例えば、受信装置２００−１の各帯域制限フィルタ２０５−１〜２０５−３は、図７（ｂ）のような帯域フィルタの帯域を備え、受信装置２００−２の各帯域制限フィルタ２０５−１ａ〜２０５−３ａは、図７（ｃ）のような帯域フィルタの帯域を備えている。さらに各周波数変換部２０４−１ａ〜２０４−３ａの周波数シフト量は、受信装置２００−１とは異なる値である。この結果、受信装置１００が、受信装置２００−１に向けて送信された信号３１０を受信して、各周波数変換部２０４−１ａ〜２０４−３ａと２０７ｂが受信装置２００−２とは異なる周波数分シフトを行う。周波数シフトされた信号から各帯域制限フィルタ２０５−１ａ〜２０５−３ａが信号を抽出した後、抽出された信号を加算部２０７で合成しても信号３４０のように信号３０１とは異なる信号しか得られないため、この信号３４０を復調しても送信データを得ることができない。
【００４９】
以上のように、送信装置１００と受信装置２００とは、予め定められたフィルタの帯域と、周波数シフトにより周波数変換を行う周波数とを共有する。そして、送信装置１００は、送信データを予め定められたフィルタの帯域に基づき、３つのサブスペクトラムに分割し、さらに分割したサブスペクトラムを予め定められた周波数でシフトすることで変換して送信する。そして、受信装置２００は、受信した信号を、予め定められた周波数でシフトすることで変換した後、各帯域制限フィルタで各サブスペクトラムを抽出するようにした。この結果、予め定められたフィルタの帯域と、周波数変換を行う周波数とを共有していない受信装置が、送信装置１００が送信した信号３１０を受信しても、周波数変換を行う周波数および帯域制限フィルタの帯域の情報がないため、適切な信号を抽出できない。このため、予め定められたフィルタの帯域と周波数変換を行う周波数とを共有していない受信機に送信信号を傍受される危険がなく、第三者に通信内容が閲覧されにくい高秘匿性を実現できる。また、送信信号に対して暗号化を行っていないため、暗号化に必要な専用回路等が不要になるので、送信装置および送信装置のコストダウンが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態では、各周波数変換部１１２−１〜１１２−３が、周波数シフトを行う例を説明したが、異なる時間帯に時間シフトして、サブスペクトラムを送信するようにしてもよい。また、本実施形態では、送信部１１０−１〜１１０−３のように、３つの送信部を用いる例を説明したが、送信信号の分割は２つ以上であればよく、例えば４つのサブスペクトラムに分割して、分割したサブスペクトラムを周波数変換して送信し、受信装置側もこれに応じた周波数変換部と帯域制限フィルタを備えるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、送信装置１００が１台の場合について説明したが、各送信部１１０−１〜１１０−３が、別々の送信装置であってもよい。また、アンテナ１１４−１〜１１４−３は、１つでもよく、この場合、各無線部１１３−１〜１１３−３は、１つのアンテナを共有して送信するようにしてもよい。さらに、送受信装置１１０−１〜１１０−３の無線部１１３−１〜１１３−３は１つでもよく、この場合、周波数変換した後、加算した信号を１つのアンテナを介して１つの無線部が送信するようにしてもよい。また、図１において、変調部１０２から各送信部１１０−１〜１１０−３へのスペクトラムの受け渡しは、例えば光ファイバ伝送や無線伝送等の任意の伝送媒体による伝送を行うようにしてもよい。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、第２の実施形態について、図７〜図１０を用いて説明する。
図７は、本実施形態における送信装置４００のブロック図であり、図８は、本実施形態における受信装置５００のブロック図である。また、本実施形態の送信システムは、送信装置４００と受信装置５００とで構成されている。
【００５３】
図７のように、送信装置４００は、符号化部４０１と、変調部４０２と、制御部４０３と、第１送信部４１０−１と、第２送信部４１０−２と、第３送信部４１０−３と、アンテナ４１４−１と〜４１４−３とを備えている。また、第１送信部４１０−１は、第１帯域分割フィルタ４１１−１と、第１等化部４１２−１と、第１無線部４１３−１と、第１伝送路推定部４１５−１とを備え、第２送信部４１０−１は、第２帯域分割フィルタ４１１−２と、第２等化部４１２−２と、第２無線部４１３−２と、第２伝送路推定部４１５−２とを備え、第３送信部４１０は、第３帯域分割フィルタ４１１−３と、第３等化部４１２−３と、第３無線部４１３−３と、第３伝送路推定部４１５−３とを備えている。
【００５４】
符号化部４０１は、送信データを符号化し、第１実施形態と同様に符号化した送信データを変調部４０２に出力する。変調部４０２は、符号化された送信データを変調し、第１実施形態と同様に変調したスペクトラムを第１帯域分割フィルタ４１１−１と第２帯域分割フィルタ４１１−２と第３帯域分割フィルタ４１１−３とに出力する。
制御部４０３は、予め受信装置毎に共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ４１１−１、第２帯域分割フィルタ４１１−２、第３帯域分割フィルタ４１１−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。
【００５５】
第１帯域分割フィルタ４１１−１は、ＢＰＦであり、制御部４０３により制御された第１の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第１等化部４１２−１に出力する。第２帯域分割フィルタ４１１−２は、制御部４０３により制御された第２の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第２等化部４１２−２に出力する。第３帯域分割フィルタ４１１−３は、制御部４０３により制御された第３の所定の帯域に基づき、入力されたスペクトラムからサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを第３等化部１１２−３に出力する。
【００５６】
第１伝送路推定部４１５−１には、第１無線部４１３−１が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第１伝送路推定部４１５−１は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−１との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第１等化部４１３−１に出力する。同様に、第２伝送路推定部４１５−２には、第２無線部４１３−２が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第２伝送路推定部４１５−２は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−２との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第２等化部４１３−２に出力する。同様に、第３伝送路推定部４１５−３には、第３無線部４１３−３が受信した送信装置５００からのトレーニング信号が入力される。また、第３伝送路推定部４１５−３は、入力されたトレーニング信号に基づき、受信装置５００と送信部４１０−３との伝送路における周波数応答特性の推定を行い、推定した伝送路の周波数応答特性データを第３等化部４１３−３に出力する
【００５７】
第１等化部４１２−１は、第１伝送路推定部４１５−１から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第１帯域分割フィルタ４１１−１から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第１無線部４１３−１に出力する。同様に、第２等化部４１２−２は、第２伝送路推定部４１５−２から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第２帯域分割フィルタ４１１−２から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第２無線部４１３−２に出力する。同様に、第３等化部４１２−３は、第３伝送路推定部４１５−３から入力された伝送路の周波数応徳特性データに基づき、第３帯域分割フィルタ４１１−３から入力されたサブスペクトラムの送信電力や位相回転量を補正し（等化し）、補正したサブスペクトラムを第３無線部４１３−３に出力する。
【００５８】
第１無線部４１３−１は、第１等化部４１２−１から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−１を介して送信する。第２無線部４１３−２は、第２等化部４１２−２から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−２を介して送信する。第３無線部４１３−３は、第３等化部４１２−３から入力されたサブスペクトラムを、アンテナ４１４−３を介して送信する。
【００５９】
図８のように、受信装置５００は、アンテナ５０１と、無線部５０２と、分配部５０３と、第１帯域制限フィルタ５０４−１と、第２帯域制限フィルタ５０４−２と、第３帯域制限フィルタ５０４−３と、加算部５０５と、復調部５０６と、トレーニング信号生成部５０７と、制御部５０８とを備えている。
【００６０】
無線部５０２は、アンテナ５０１を介してスペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを分配部５０３に出力する。また、無線部５０２は、トレーニング信号生成部５０７から入力されたトレーニング信号を、アンテナ５０１を介して送信する。分配部５０３は、入力された受信スペクトラムを第１帯域制限フィルタ部５０４−１と第２帯域制限フィルタ部５０４−２と第３帯域制限フィルタ部５０４−３とに分配する。
【００６１】
第１帯域制限フィルタ５０４−１は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第１の所定の帯域情報に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。第２帯域制限フィルタ５０４−２は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第２の所定の帯域情報に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。第３帯域制限フィルタ２０５−３は、無線部５０２から入力された受信スペクトラムを、制御部５０８の制御により、予め送信装置１００と共有している第３の所定の帯域に基づきサブスペクトラムを抽出し、抽出したサブスペクトラムを加算部５０５に出力する。
【００６２】
加算部５０５は、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３から入力されたサブスペクトラムを加算し、加算したスペクトラムを復調部５０６に出力する。復調部５０６は、入力されたスペクトラムを復調し、受信データを生成する。トレーニング信号生成部５０７は、制御部５０８の指示に基づき、送信装置４００が既知のトレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を無線部５０２に出力する。
【００６３】
制御部５０８は、予め送信装置と共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ５０４−１、第２帯域分割フィルタ５０４−２、第３帯域分割フィルタ５０４−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。また、制御部５０８は、トレーニング信号生成部５０７に、送信装置が既知のトレーニング信号を生成する指示を出力する。
【００６４】
次に、図９を用いて、本実施形態における送受信システムのトレーニング方法を説明する。図９は、本実施形態における送信装置と受信装置のトレーニング方法を説明する図である。
【００６５】
受信装置５００−１のトレーニング信号生成部５０８は、トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を無線部５０２に出力する。無線部５０２は、生成されたトレーニング信号３５０を、アンテナ５０１を介して送信する。
【００６６】
次に、送信装置４００の第１無線部４１３−１と第２無線部４１３−２と第３無線部４１４−３は、送信されたトレーニング信号をアンテナ４１４−１〜４１４−３を介して受信する。なお、受信される信号は、伝搬経路に応じて信号の振幅や応答特性に影響がでる場合がある。一例として、第１無線部４１３−１は、信号３５１−１のような帯域内の低い周波数側で損失のある信号を受信し、第２無線部４１３−２は、信号３５１−２のように、振幅の小さい信号を受信し、第３無線部４１３−３は、信号３５１−３のような帯域内の高い周波数で損失のある信号を受信する。
次に、第１無線部４１３−１は、受信した信号を第１伝送路推定部４１５−１に出力し、第２無線部４１３−２は、受信した信号を第２伝送路推定部４１５−２に出力し、第３無線部４１３−３は、受信した信号を第３伝送路推定部４１５−３に出力する。
【００６７】
次に、第１伝送路推定部４１５−１は、第１無線部４１３−１から入力された信号３５１−１に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第１等化部４１２−１に出力する。同様に、第２伝送路推定部４１５−２は、第２無線部４１３−２から入力された信号３５１−２に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第２等化部４１２−２に出力する。第３伝送路推定部４１５−３は、第３無線部４１３−３から入力された信号３５１−３に基づき、伝送経路における周波数応答特性の推定を行い、推定した周波数特性を第３等化部４１２−３に出力する。
【００６８】
次に、送信装置４００が送信データを送信する手順を、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態における送信装置４００の送信手順を説明する図である。図１０のように、変調部４０２は、送信信号を変調し、変調した信号３６１を第１帯域分割フィルタ４１１−１〜第３帯域分割フィルタ４１１−３に出力する。第１実施形態と同様に、第１帯域分割フィルタ４１１−１は、第１の所定の帯域の信号３６２−１を抽出し、第２帯域分割フィルタ４１１−２は第２の所定の帯域の信号３６２−２を抽出し、第３帯域分割フィルタ４１１−３は第３の所定の帯域の信号３６２−３を抽出する。
【００６９】
次に、第１帯域分割フィルタ４１１−１は、抽出したサブスペクトラム３６２−１を第１等化部４１２−１に出力し、第２帯域分割フィルタ４１１−２は、抽出したサブスペクトラム３６２−２を第２等化部４１２−２に出力し、第３帯域分割フィルタ４１１−３は、分割したサブスペクトラム３０２−３を第３等化部４１２−３に出力する。
次に、第１等化部４１２−１は、サブスペクトラム３６２−１を第１伝送路推定部４１５−１から入力された周波数応答特性３６３−１に基づき補正し（等化し）、補正したサブスペクトラム３６４−１を、第１無線部４１３−１に出力する。すなわち、第１等化部４１２−１は、第１無線部４１３−１が受信したトレーニング信号３５１−１の帯域内の低い周波数で損失を補正するようにサブスペクトラムを補正する。
同様に、第２等化部４１２−２は、サブスペクトラム３６２−２を第２伝送路推定部４１５−２から入力された周波数応答特性３６３−２に基づき補正し（等化し）、補正したサブスペクトラム３６４−２を、第２無線部４１３−２に出力し、第３等化部４１２−３は、サブスペクトラム３６２−３を第３伝送路推定部４１５−３から入力された周波数応答特性３６３−３に基づき補正し（等化し）、等化したサブスペクトラム３６４−３を、第３無線部４１３−３に出力する。
【００７０】
次に、第１無線部４１３−１は、等化されたサブスペクトラム３５１−１を、アンテナ４１４−１を介して送信する。
同様に、第２無線部４１３−２は、等化されたサブスペクトラム３５１−２を、アンテナ４１４−２を介して送信する。第３無線部４１３−３は、等化されたサブスペクトラム３５１−３を、アンテナ４１４−３を介して送信する。このため、送信装置４００が送信するスペクトラムは、送信スペクトラムとは異なり、スペクトラム３１０のように３つに分割されている。そして、これらのスペクトラムを、同一時間帯に同一周波数を用いて各無線部４１３−１〜４１３−３が各アンテナ４１４−１〜４１４−３を介して送信する。そして、送信されたスペクトラムは、空間内で合成されるが、各無線部４１３−１〜４１４−３と、受信装置５００との間の伝送路がそれぞれ異なるため、サブスペクトラムごとに独立した振幅の減衰、および信号の位相回転が生じる。このサブスペクトラムごとに独立した振幅の減衰、およびスペクトラムの位相回転を、トレーニング信号により推定し、推定した伝送路の周波数応答特性に基づき、送信スペクトラムを補正している。このため、送信装置４００は、トレーニング信号を送信した受信装置５００−１に対して最適な送信スペクトラムを送信することができる。
【００７１】
次に、受信装置５００−１の無線部５０２は、スペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを、分配部５０３を介して、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３に出力する。第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３は、送信装置４００と共有する第１所定の帯域情報、第２の所定の帯域情報、第３の所定の帯域情報を用いて各サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を加算部５０５に出力する。加算部５０５は、サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を加算し、スペクトラム３７０を生成する。このスペクトラム３７０は、送信信号３６１と同等である。
【００７２】
一方、トレーニング信号を送信していない受信装置５００−２の無線部５０２は、スペクトラムを受信し、受信したスペクトラムを、分配部５０３を介して、第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３に出力する。第１帯域制限フィルタ５０４−１〜第３帯域制限フィルタ５０４−３は、送信装置４００と共有する第１所定の帯域情報、第２の所定の帯域情報、第３の所定の帯域情報を用いて各サブスペクトラム３７１−１〜３７１−３を抽出し、抽出したサブスペクトラム３８１−１〜３８１−３を加算部５０５に出力する。この場合、受信装置５００−１と伝送路における周波数応答が異なるため、加算部５０５が、各帯域制限フィルタが抽出したサブスペクトラム３８１−１〜３８１−３を加算しても、スペクトラム３８０のように振幅が送信スペクトラム３６１とは異なる。このため、このスペクトラム３８０を復調部５０６が復調しても送信データを得ることができない。すなわち、送信装置４００と受信装置５００−１がトレーニングを行い、受信装置５００−１に送信電力の制御や位相回転を補正することで、特定の受信点においてのみ復調可能なスペクトラムを生成して送信することができる。
【００７３】
すなわち、時分割多重（ＴＤＤ）システムにおいては、逆方向リンクで送信される既知のトレーニング信号を用いて伝送路推定を行うことで送信電力制御量および位相回転量を決定し前記の送信局毎のプレ信号処理を実現することができる。
【００７４】
以上のように、データの送受信を行う送信装置と受信装置において、予め受信装置からトレーニング信号を送信し、送信装置の各無線部はこのトレーニング信号を受信し、受信した信号に基づき各伝送路の各周波数応答特性を推定し、推定した各周波数応答特性に基づき各サブスペクトラムを送信する。この結果、トレーニングを行った特定の受信点の受信装置のみ復調可能なスペクトラムを生成して送信することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、送信装置４００、送信部４１０−１〜４１０−３を用いて送信する例を説明したが、例えば、送信部４１０−１〜４１０−３は、それぞれ基地局装置であってもよい。また、受信装置５００−１と５００−２は、端末装置であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、送信装置４００、受信装置５００−１と５００−２が周波数変換部を備えない例を説明したが、第１実施形態と同様に送信装置４００、受信装置５００−１と５００−２が周波数変換部を備えるようにしても良い。この場合、用途に応じて、
周波数変換部を使用するか否か制御部４０３または制御部５０８が制御するようにしてもよい。
【００７７】
［第３実施形態］
次に、第３の実施形態について、図１１〜図を用いて説明する。図１１は、本実施形態における送信装置のブロック図である。第１実施形態と同じ機能部は同じ符号を用いて説明は省略する。図１１のように、送信装置６００は、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部６１０−１と、第２送信部６１０−２と、第３送信部６１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３と、制御部１０３ａと、記憶部６０１とを備える。また、第１送信部６１０−１は、第１帯域分割フィルタ６１１−１と第１無線部６１３−１とを備え、第２送信部６１０−２は、第２帯域分割フィルタ６１１−２と第２無線部６１３−２とを備え、第３送信部６１０−３は、第３帯域分割フィルタ６１１−３と第３無線部６１３−３とを備える。
【００７８】
記憶部６０１には、受信装置７００が既知の信号のスペクトラムが記憶されている。このスペクトラムが受信装置７００とのユーザ証明書の役割を果たす。制御部１０３ａは、記憶部６０１に記憶されている既知信号のスペクトラムを読み出し、読み出した既知信号のスペクトラムを切り替え部６０２に出力する。また、制御部１０３ａは、読み出した既知信号のスペクトラムを符号化部１０１に入力するように切り替え部６０２を制御する。さらに、制御部１０１ａは、は、第１帯域分割フィルタ６１１−１〜第３帯域分割フィルタ６１１−３の帯域を制御する。
【００７９】
第１帯域分割フィルタ６１１−１は、入力されたスペクトラムから制御部１０３ａの制御に基づく帯域の信号を抽出し、抽出したスペクトラムを第１無線部６１３−１に出力する。第１無線部６１３−１は、入力されたスペクトラムを、アンテナ１１４−１を介して送信する。同様に、第２帯域分割フィルタ６１１−２は、入力されたスペクトラムから制御部１０３ａの制御に基づく帯域のスペクトラムを抽出し、抽出したスペクトラムを第２無線部６１３−２に出力する。本実施形態では、認証時、第１帯域分割フィルタ６１１−１のみを使用し、第２帯域分割フィルタ６１１−２と第３帯域分割フィルタ６１１−３は使用しない。
【００８０】
図１２は、本実施形態における受信装置のブロック図である。第１実施形態と同じ機能部は同じ符号を用いて説明は省略する。図１２のように、受信装置７００は、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部７０３と、第１等化部７０４−１と、第１帯域制限フィルタ７０５−１と、第２等化部７０４−２と、第２帯域制限フィルタ７０５−２と、第３等化部７０４−３と、第３帯域制限フィルタ７０５−３と、加算部２０７と、復調部２０８と、認証部７０６と、制御部７０１と、記憶部７０２とを備えている。
【００８１】
制御部７０１は、予め送信装置と共有している各帯域分割フィルタ（第１帯域分割フィルタ２０５−１、第２帯域分割フィルタ２０５−２、第３帯域分割フィルタ２０５−３）の帯域情報に基づき、各帯域分割フィルタの帯域を制御する。本実施形態では、認証時、第１帯域制限フィルタ７０５−１のみを使用し、第２帯域制限フィルタ７０５−２と第３帯域制限フィルタ７０５−３は使用しない。
また、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている既知信号の一部のスペクトラムを読み出し、読み出した既知信号の一部のスペクトラムを加算部２０７に出力する。
記憶部７０２には、送信装置６００と共有する既知信号のスペクトラムの一部、例えば、既知信号のスペクトラムの帯域（ｆ１０１〜ｆ１０２）の半分（ｆ１０１〜（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２）が記憶されている。
【００８２】
第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。同様に、第２等化部７０４−２は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第２帯域制限フィルタ７０５−２に出力する。同様に、第３等化部７０４−３は、入力されたスペクトラムを等化し、等化したスペクトラムを第３帯域制限フィルタ７０５−３に出力する。
【００８３】
次に、送信装置と受信装置における認証方法を、図１１〜図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態における送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１３のように、送信装置６００の制御部１０３ａは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００に対する認証信号である既知信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを、読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ａは、第１帯域分割フィルタ６１１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ６１１−１に入力された既知信号のスペクトラム３９１の帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の信号を抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を無線部６１３−１に出力する。無線部６１３−１は、入力されたスペクトラム３９２を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【００８４】
次に、受信装置７００−１の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム３９２’を受信し、受信したスペクトラム３９２’を第１等化部７０４−１に出力する。第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラム３９２’を等化し、等化したスペクトラム３９２’’を第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００８５】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【００８６】
次に、受信装置７００−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム３９２’を受信し、受信したスペクトラム３９２’を第１等化部７０４−１に出力する。第１等化部７０４−１は、入力されたスペクトラム３９２’を等化し、等化した信号３９２’’を第１帯域制限フィルタ７０５−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ２０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ２０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００８７】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信した信号に基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【００８８】
また、本実施形態では、送信装置６００および受信装置７００−１で周波数変換を行わない例を説明したが、周波数変換を行うようにしてもよい。次に、周波数変換を行う例を、図１４と図１５を用いて説明する。図１４は、本実施形態における周波数変換部を備える送信装置のブロック図であり、図１５は、本実施形態における周波数変換部を備える受信装置のブロック図である。図１４のように、送信装置６００ａは、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部１１０−１と、第２送信部１１０−２と、第３送信部１１０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３と、制御部１０３ｂと、記憶部６０１とを備える。
制御部１０３ｂは、記憶部６０１に記憶されている既知信号を読み出し、読み出した既知信号を切り替え部６０２に出力する。また、制御部１０３ｂは、読み出した既知信号を符号化部１０１に入力するように切り替え部６０２を制御する。さらに、制御部１０１ｂは、は、第１帯域分割フィルタ１１１−１〜第３帯域分割フィルタ１１１−３の帯域を制御する。さらに、制御部１０１ｂは、第１周波数変換部１１２−１〜第３周波数変換部１１２−３の周波数変換量を制御する。
【００８９】
第１帯域分割フィルタ１１１−１は、入力された信号から制御部１０３ｂの制御に基づく帯域の信号を抽出し、抽出した信号を第１周波数変換部１１２−１に出力する。第１周波数変換部１１２−１は、入力された信号を制御部１０１ｂの制御に基づく周波数変換を行い、周波数変換後、第１無線部１１３−１に出力する。第１無線部１１３−１は、入力された信号を、アンテナ１１４−１を介して送信する。本実施形態では、認証時、第１帯域分割フィルタ１１１−１のみを使用し、第２帯域分割フィルタ１１１−２と第３帯域分割フィルタ１１１−３は使用しない。また、認証時、第１周波数変換部１１２−１のみを使用し、第２周波数変換部１１２−２と第３周波数変換部１１２−３は使用しない。
【００９０】
受信装置７００ａは、アンテナ２０１と、無線部２０２と、第１周波数変換部７１１−１と、第１等化部７１２−１と、第１帯域制限フィルタ７１３−１と、第２周波数変換部７１１−２と、第２等化部７１２−２と、第２帯域制限フィルタ７１３−２と、第３周波数変換部７１１−３と、第３等化部７１２−３と、第３帯域制限フィルタ７１３−３と、制御部７０１ａと、記憶部７０２とを備えている。
【００９１】
制御部７０１ａは、認証時、第１周波数変換部７１１−１の周波数変換量を制御し、第１帯域制限フィルタ７１３−１の帯域を制御する。なお、認証時、第２周波数変換部７１１−２と、第３周波数変換部７１１−３と、第２帯域制限フィルタ７１３−２と第３帯域制限フィルタ７１３−３は使用しない。
【００９２】
次に、送信装置と受信装置における認証方法を、図１４〜図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態における周波数変換を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１６のように、送信装置６００ａの制御部１０３ｂは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００ａに対する認証信号である既知信号の信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ｂは、第１帯域分割フィルタ１１１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ１１１−１に入力された既知のスペクトラム３９１から帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラムを抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を第１周波数変換部１１２−１に出力する。第１周波数変換部１１２−１は、制御部１０３ｂによる制御に基づき、周波数変換を行い、周波数変換したスペクトラム８０１を無線部１１３−１に出力する。無線部６１３−１は、入力されたスペクトラム８０１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【００９３】
次に、受信装置７００ａ−１の無線部２０２は、アンテナを介して信号８０１’を受信し、受信した信号８０１’を第１周波数変換部７１１−１に出力する。第１周波数変換部７１１−１は、入力された信号８０１’を、制御部７０１ａの制御に基づき、送信装置６００ａの第１周波数変換部１１１−１が行った周波数変換とは逆の周波数変換を行い、周波数変換した信号８０１’’を第１等化部７１２−１に出力する。第１等化部７１２−１は、入力された信号８０１’’を等化し、等化した信号８０１’’’を第１帯域制限フィルタ７１３−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００と共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７１３−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７１３−１は、制御部７０１ａに制御に基づき、入力されたスペクトラム８０１’’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域の信号３９２を抽出する。
【００９４】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【００９５】
次に、受信装置７００ａ−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８０１’を受信し、受信したスペクトラム８０１’を第１周波数変換部７１１−１に出力する。第１周波数変換部７１１−１は、入力されたスペクトラム８０１’を、制御部７０１ａの制御に基づき、送信装置６００ａの第１周波数変換部１１１−１が行った周波数変換とは逆の周波数変換を行い、周波数変換したスペクトラム８０１’’を第１等化部７１２−１に出力する。第１等化部７１２−１は、入力されたスペクトラム８０１’’を等化し、等化したスペクトラム８０１’’’を第１帯域制限フィルタ７１３−１に出力する。
制御部７０１ａは、送信装置６００と共有している帯域に基づき、第１帯域制限フィルタ７１３−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７１３−１は、制御部７０１ａに制御に基づき、入力されたスペクトラム３９７’’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【００９６】
次に、制御部７０１ａは、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調したデータを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信した信号に基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【００９７】
以上のように、認証時にも送信装置および受信装置において周波数変換を行うようにしたので、さらに秘匿性を高めることができる。なお、周波数変換量については、あらかじめ端末（受信装置）固有（送信装置も既知）の周波数変換スキムを持つか、もしくは送信装置から受信装置へ周波数変換情報を通知するようにしてもよい。また、周波数変換は、第１実施形態のように、周波数をシフト、または時間シフト等を行う。
【００９８】
また、図１２では、受信装置が等化部を備える例を説明したが、送信装置が等化部をそなえるようにしてもよい。次に、送信装置が等化部を備える例を、図１７〜図１９を用いて説明する。図１７は、本実施形態における等化部を備える送信装置のブロック図である。図１８は、本実施形態における等化部を備えない送信装置のブロック図である。図１９は、本実施形態における送信装置側で等化を行う場合の送信装置と受信装置間での認証手順を説明する図である。
図１７のように、送信装置６００ｂは、切り替え部６０２と、符号化部１０１と、変調部１０２と、第１送信部６２０−１と、第２送信部６２０−２と、第３送信部６２０−３と、アンテナ１１４−１〜１１４−３とを備えている。また、第１送信部６２０−１は、第１帯域分割フィルタ６２１−１と、第１等化部６２２−１と、第１無線部６２３−１を備え、第２送信部６２０−２は、第２帯域分割フィルタ６２１−２と、第２等化部６２２−２と、第２無線部６２３−２を備え、第３送信部６２０−３は、第３帯域分割フィルタ６２１−３と、第３等化部６２２−３と、第３無線部６２３−３を備える。
【００９９】
図１８のように、受信装置７００ｂは、アンテナ２０１と、無線部２０２と、分配部７０３と、第１帯域制限フィルタ７２１−１と、第２帯域制限フィルタ７２１−２と、第３帯域制限フィルタ７２１−３と、加算部２０７と、復調部２０８と、認証部７０６と、制御部７０１と、記憶部７０２とを備えている。
【０１００】
認証時、送信装置６００ｂの第１等化部６２２−１のみを使用し、第２等化部６２３−２と第３等化部６２３−３は使用しない。認証時における等化は、例えば証明書である既知信号を送る相手である受信装置７００ｂと送信装置６００ｂとの間で、例えば第２実施形態の方法で伝送路情報を事前に推定しておき、制御部１０３ｃが推定した伝送路情報に基づき第１等化部６２３−１を制御する。この結果、特定の場所にある受信装置７００ｂ−１には最適な信号を送信でき、他の場所にある受信装置７００ｂ−２で受信した場合、適正な信号ではないため復調しても送信データが正しく復調できず、認証をＮＧにすることができる。
【０１０１】
図１９のように、送信装置６００ｂの制御部１０３ｃは、記憶部６０１に記憶されている受信装置７００に対する認証信号である既知の信号３９１を読み出し、読み出した信号を切り替え部６０２に出力し、かつ切り替え部６０２の切り替えスイッチを送信データから読み出した既知の信号（周波数ｆ１０１〜ｆ１０２）を符号化部１０１に出力するように切り替える。さらに、制御部１０３ｃは、第１帯域分割フィルタ６２１−１の帯域を、例えば（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２に制御する。この結果、第１帯域分割フィルタ６２１−１に入力された既知信号のスペクトラム３９１の帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の信号を抽出し、抽出した帯域（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２のスペクトラム３９２を第１等化部６２２−１に出力する。
【０１０２】
次に、第１等化部６２２−１は、入力されたスペクトラム３９１を等化し、等化したスペクトラム８１１を第１無線部６１３−１に出力する。第１無線部６１３−１は、入力された信号８１１を、アンテナ１１４−１を介して送信する。
【０１０３】
次に、受信装置７００ｂ−１の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８１１’を受信し、受信したスペクトラム８１１’を第１帯域制限フィルタ７２１−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００ｂと共有している帯域情報に基づき、第１帯域制限フィルタ７０５−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ７２１−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム８１１’から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【０１０４】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９３を読み出し、読み出したスペクトラム３９３を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９３を加算し、加算したスペクトラム３９４を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９４は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致する。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をOKとする。
【０１０５】
次に、受信装置７００ｂ−２の無線部２０２は、アンテナを介してスペクトラム８１１’を受信し、受信したスペクトラム８１１’を第１帯域制限フィルタ７２１−１に出力する。
制御部７０１は、送信装置６００ｂと共有している帯域である第１帯域制限フィルタ２２１−１に対して（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２を抽出する制御を行う。第１帯域制限フィルタ２０５−１は、制御部７０１に制御に基づき、入力されたスペクトラム３９２から（ｆ１０１＋ｆ１０２）／２〜ｆ１０２の帯域のスペクトラム３９２を抽出する。
【０１０６】
次に、制御部７０１は、記憶部７０２に記憶されている認証用の既知信号のスペクトラム３９５を読み出し、読み出したスペクトラム３９５を加算部２０７に出力する。加算部２０７は、入力されたスペクトラム３９２とスペクトラム３９５を加算し、加算したスペクトラム３９６を復調部２０８に出力する。復調部２０８は、復調した受信データを制御部に認証部７０６に出力する。
この受信データ３９６は、送信装置６００の記憶部６０１に記憶されている認証信号である３９１と一致しない。このため、認証部７０６は、受信したデータに基づき、送信してきた送信装置６００の認証をNGとする。
【０１０７】
以上のように、認証を行いたい受信装置との間で伝送路推定等を予め行い、推定された伝送路情報等に基づき送信装置側で認証用の既知信号に対して等化して送信するようにしたので、さらに秘匿性を高めることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、認証時に送信装置６００ｂの第１送信部６２０−１を用いて送信する例を説明したが、第２送信部６２０−２または第３送信部６２０−３を用いて送信するようにしてもよい。また、受信装置７００ｂの第１帯域制限フィルタ７２１−１を用いる例を説明したが、第２帯域制限フィルタ７２１−２または第３帯域制限フィルタ７２１−３を用いるようにしてもよい。
【０１０９】
なお、実施形態の図１、図２、図７、図８、図１１、図１２、図１４、図１５、図１７および図１８の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｉ／Ｆ（インタフェース）を介して接続されるＵＳＢメモリー、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【０１１０】
１００・・・送信装置
１０１・・・符号化部
１０２・・・変調部
１０３・・・制御部
１１０−１・・・第１送信部
１１０−２・・・第２送信部
１１０−３・・・第３送信部
１１４−１〜１１４−３・・・アンテナ
１１１−１・・・第１帯域分割フィルタ
１１２−１・・・第１周波数変換部
１１３−１・・・第１無線部
１１１−２・・・第２帯域分割フィルタ
１１２−２・・・第２周波数変換部
１１３−２・・・第２無線部１１３−２
１１３−３・・・第３帯域分割フィルタ
１１２−３・・・第３周波数変換部
１１３−３・・・第３無線部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
前記送信装置は、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、
前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部と、
を備え、
前記受信装置は、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
を備える
ことを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記送信装置は、
予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記帯域分割フィルタにより分割されたスペクトラムを周波数変換する周波数変換部と、
を更に備え、
前記受信装置は、
予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記受信したスペクトラムに対して周波数変換を行う周波数変換部と、
を更に備え、
前記周波数変換部は、予め定められた周波数シフトを行うことで周波数変換を行い、または、予め定められた時間で時間シフトを行うことで周波数変換を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
【請求項３】
前記受信装置は、
前記帯域分割フィルタで分割された各スペクトラムをそれぞれ等化する複数の等化部、
をさらに備え、
前記加算部は、前記等化部により等化された複数の信号を加算する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝送システム。
【請求項４】
前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの高い周波数の遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの低い周波数の遮断周波数とが一致する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項５】
前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの遮断周波数とが一致する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項６】
前記送信装置は、
トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を前記無線部に出力するトレーニング信号生成部、
をさらに備え、
前記無線部は、前記トレーニング信号を送信し、
前記受信装置は、
受信した前記トレーニング信号に基づき、前記受信装置と前記各無線部との伝送路特性を推定する伝送路推定部、
をさらに備え、
前記推定された各伝送路特性に基づき、前記複数の等化部が、前記分割された各送信スペクトラムをそれぞれ等化する
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記受信装置は、
前記送信装置と予め認証用の信号を共有する手段を更に備え、
前記帯域分割フィルタは、前記認証用の信号から前記受信装置と共有する帯域に基づき、所定の信号を抽出し、抽出した信号を前記無線部に出力し、
前記受信装置は、
前記受信装置と予め認証用の信号の一部を共有する手段と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
前記復調された信号に基づき、前記送信部との通信を行うかの認証を行う認証部と、
を更に備え、
前記加算部は受信した信号と前記認証用の信号の一部を加算し、加算した信号を前記復調部に出力する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項８】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、
前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項９】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムの伝送方法において、
前記送信装置の複数の帯域分割フィルタが、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、
前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、
前記受信装置の帯域制限フィルタが、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、
前記受信装置の加算部が、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、
前記受信装置の復調部が、前記加算された信号を復調する工程と、
を備えることを特徴とする伝送方法。
【請求項１１】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムのコンピュータに、
前記送信装置において、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、
前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、
前記受信装置において、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、
前記加算された信号を復調する工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
前記送信装置は、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、
前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部と、
を備え、
前記受信装置は、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
を備える
ことを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記送信装置は、
予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記帯域分割フィルタにより分割されたスペクトラムを周波数変換する周波数変換部と、
を更に備え、
前記受信装置は、
予め定められている周波数変換量情報と周波数変換種類情報に基づき、前記受信したスペクトラムに対して周波数変換を行う周波数変換部と、
を更に備え、
前記周波数変換部は、予め定められた周波数シフトを行うことで周波数変換を行い、または、予め定められた時間で時間シフトを行うことで周波数変換を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
【請求項３】
前記受信装置は、
前記帯域分割フィルタで分割された各スペクトラムをそれぞれ等化する複数の等化部、
をさらに備え、
前記加算部は、前記等化部により等化された複数の信号を加算する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝送システム。
【請求項４】
前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの高い周波数の遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの低い周波数の遮断周波数とが一致する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項５】
前記送信装置の複数の帯域制限フィルタは、異なる帯域の２つの前記帯域制限フィルタにおいて、第１の帯域制限フィルタの遮断周波数と第２の帯域制限フィルタの遮断周波数とが一致する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項６】
前記送信装置は、
トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を前記無線部に出力するトレーニング信号生成部、
をさらに備え、
前記無線部は、前記トレーニング信号を送信し、
前記受信装置は、
受信した前記トレーニング信号に基づき、前記受信装置と前記各無線部との伝送路特性を推定する伝送路推定部、
をさらに備え、
前記推定された各伝送路特性に基づき、前記複数の等化部が、前記分割された各送信スペクトラムをそれぞれ等化する
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記受信装置は、
前記送信装置と予め認証用の信号を共有する手段を更に備え、
前記帯域分割フィルタは、前記認証用の信号から前記受信装置と共有する帯域に基づき、所定の信号を抽出し、抽出した信号を前記無線部に出力し、
前記受信装置は、
前記受信装置と予め認証用の信号の一部を共有する手段と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
前記復調された信号に基づき、前記送信部との通信を行うかの認証を行う認証部と、
を更に備え、
前記加算部は受信した信号と前記認証用の信号の一部を加算し、加算した信号を前記復調部に出力する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の伝送システム。
【請求項８】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する複数の帯域分割フィルタと、
前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する無線部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項９】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムにおいて、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する複数の帯域制限フィルタと、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する加算部と、
前記加算された信号を復調する復調部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムの伝送方法において、
前記送信装置の複数の帯域分割フィルタが、変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、
前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、
前記受信装置の帯域制限フィルタが、帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、
前記受信装置の加算部が、前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、
前記受信装置の復調部が、前記加算された信号を復調する工程と、
を備えることを特徴とする伝送方法。
【請求項１１】
送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う伝送システムのコンピュータに、
前記送信装置において、
変調された送信スペクトラムを帯域が互いに異なる複数のスペクトラムに分割する工程と、
前記送信装置の無線部が、前記帯域分割フィルタで分割された複数のスペクトラムを送信する工程と、
前記受信装置において、
帯域が互いに異なる複数のスペクトラムを抽出する工程と、
前記帯域制限フィルタで抽出された受信スペクトラムを加算する工程と、
前記加算された信号を復調する工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−２５９１５１（Ｐ２０１１−２５９１５１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３１１４９（Ｐ２０１０−１３１１４９）
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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