通信システム
【課題】通信システムで、暗号を効果的に使用する。
【解決手段】送信局は、受信局情報、送信局情報及びデータを暗号化し、暗号化データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、送信信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶し、受信局は、受信信号に含まれる受信局情報の復号結果に基づいて自局宛てである場合には暗号化データの誤り検出を行い、その結果に基づいて、受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信し、送信局は、再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と記憶内容とが一致する場合には再送対象となるデータを送信し、受信局は、受信した非再送のデータ及び再送のデータに基づいてデータを復号する。
【解決手段】送信局は、受信局情報、送信局情報及びデータを暗号化し、暗号化データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、送信信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶し、受信局は、受信信号に含まれる受信局情報の復号結果に基づいて自局宛てである場合には暗号化データの誤り検出を行い、その結果に基づいて、受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信し、送信局は、再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と記憶内容とが一致する場合には再送対象となるデータを送信し、受信局は、受信した非再送のデータ及び再送のデータに基づいてデータを復号する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再送及び暗号を用いて通信を行う通信システムに関し、特に、暗号を効果的に使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の方式を用いて、同一の周波数を複数の局が共有して通信を行うシステムでは、受信先を示す受信局のアドレスとその電波の送信元を示す送信局のアドレスを伝送フレームの先頭に付加して伝送することが行われている。受信局では、そのアドレスによって自局宛てであることを検出し、それに続くデータを受信する。
【０００３】
更に、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）方式では、受信局で受信誤りの状況を検出してその結果を再送要求信号として返送する。この場合に、いずれの送信局に対する再送要求信号であるかを示すために、送信局と受信局のアドレスを付加して送信する必要がある。送信局では、その再送要求信号に付加されたアドレスによって、自局からの送信に対する要求であることを判別し、その要求に従って再送が必要なデータを選んで再送する。
【０００４】
ここで、ＡＲＱ方式としては、種々な複数の方式が知られているが、以下では、一例として、セレクティブＡＲＱ方式を用いる場合を説明する。
セレクティブＡＲＱ方式では、送信側は、１フレームの送信データを複数のブロックに分割して、分割したブロックの単位で誤り検出可能な符号化を行って伝送し、受信側は、ブロック毎に誤り検出を行って、その結果に基づいてブロック毎の再送の要否の形式で再送要求信号を作成し、送信局に対して送信（返送）する。送信側は、その再送要求信号による指定に従って、再送を要求されたブロックを選択して再送データとして送信（再送）する。
【０００５】
例えば、無線通信では、その通信内容を第三者に知られないようにするために、暗号が使用されることが多い。上記のような通信システムに暗号化を適用する場合には、データばかりでなくアドレス情報まで暗号化して送ることが望ましい。
しかしながら、アドレス情報の部分の暗号を一旦解いて、再送要求信号のためにそれを再暗号化して送信するという使い方は、暗号に対して好ましい方法ではない。例えば、同一の信号の再暗号化は、第三者に解読される危険性が高まると考えられるため、信号伝達の途中で暗号を解かないことが望ましい。
【０００６】
図７（ａ）、（ｂ）には、セレクティブＡＲＱ方式を適用した場合について、１フレーム分のデータの伝送シーケンスの一例を示してあり、図７（ａ）には送信局からの送信の様子を示してあり、図７（ｂ）には受信局からの送信の様子を示してある。
本例では、送信局からの２回の再送で誤りが０になった（つまり、誤りが無くなった）場合を示してある。
【０００７】
具体的には、送信局から１フレームのデータ（データフレーム）が送信され、これに対して、受信データの誤り状況を示す再送要求信号（ＲＥＱ１）が受信局から返送され、この再送要求に基づいて再送データ（再送１）が送信局から送信される。
この再送データについてもまだ誤りが残っている場合には、その再送データに対する再送要求信号（ＲＥＱ２）が受信局から返送され、この再送要求に基づいて再送データ（再送２）が送信局から送信される。
この結果、誤りが０になった場合には、誤り無しを示す再送要求信号（ＥＲ０）が受信局から返送され、これにより、１フレームの伝送が終了し、次のデータフレームの伝送へ移る。
【０００８】
図８（ａ）には、上記のようなＡＲＱのシーケンスで使用されるデータフレームのフォーマットの一例を示してあり、図８（ｂ）には、上記のようなＡＲＱのシーケンスで使用される再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示してある。
データフレームは、受信局のアドレス（ＡＤ１）、送信局のアドレス（ＡＤ２）、データの順に並べられて、フレームが構成される。
再送要求信号は、送信局のアドレス（ＡＤ２）、受信局のアドレス（ＡＤ１）、誤り状況を示すデータの順に並べられて、フレームが構成される。
なお、再送データのフォーマットは、データ長が異なること以外は、データフレームと同じである。
【０００９】
上記のような通信方法に暗号を適用する場合には、例えば、アドレス部分については暗号化をしないで伝送する方法や、或いは、アドレスまで暗号化して伝送するようにし、受信において、一旦暗号を解いて受信局及び送信局のアドレスを判定し、自局宛てであったときには、暗号が解かれた送信局アドレス及び受信局アドレスを再暗号化したものを再送要求信号に付加して返送する方法が用いられている。
しかしながら、通信内容の秘匿という面で見ると、両者ともに好ましい方法とは言えない。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２６９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、ＡＲＱ及び暗号を用いる通信システムでは、暗号の使用方法について未だに不十分な点があり、更なる開発が要求されていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができる通信システム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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明では、送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記送信局は、受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、当該送信した信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶する。
前記受信局は、受信した信号に含まれる受信局情報を復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信した信号に含まれる暗号化されたデータについて誤り検出を行い、当該誤り検出の結果に基づいて、前記受信した信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信する。
前記送信局は、受信した再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記記憶した暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを送信する。
前記受信局は、受信した非再送のデータ（つまり、初回のデータ）及び再送のデータに基づいてデータを復号する。
【００１３】
従って、送信局は送信したデータに付加したアドレス情報部分（ここでは、暗号化した受信局情報及び送信局情報）を記憶しておき、受信局は受信した信号に対する再送要求信号に当該受信信号に含まれていたアドレス情報部分をそのまま含めて送信し、送信局は受信した再送要求信号に含まれるアドレス情報部分と記憶しているアドレス情報部分とが同一である場合には、この再送要求信号は自局が送信したデータに対するものであると判定して、データの再送を行うことにより、例えば、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができ、効率的な通信を行うことができる。
【００１４】
ここで、送信局と受信局としては、例えば、それぞれ異なる装置として構成されてもよく、或いは、送信局の機能と受信局の機能の両方を有する通信局の装置として構成されてもよい。
また、通信としては、例えば、無線通信に適用するのに適しているが、有線通信に適用されてもよい。
また、受信局や送信局を識別する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、各局を識別する固有な装置番号や固有な文字列などの情報を用いることができる。なお、例えば、各局は、当該各局（自局）を識別する情報をメモリに記憶している。
【００１５】
また、受信局情報と送信局情報とデータの並び順としては、例えば、受信局情報、送信局情報、データという順序が用いられるが、他の順序が用いられてもよい。
また、受信局情報、送信局情報、データを暗号化する態様としては、例えば、これらのそれぞれを別個に復号することができるように暗号化する態様や、或いは、受信局情報及び送信局情報の組と、データとを別個に復号することができるように暗号化する態様などを用いることができる。
また、誤り検出符号化としては、例えば、誤り検出符号を使用する態様ばかりでなく、誤り訂正符号を使用する態様が用いられてもよい。
【００１６】
また、情報を記憶する手段としては、例えば、メモリを用いて構成することができる。
また、再送要求信号は、例えば、受信されたデータに誤りがあった場合に再送を要求するために送信されるばかりでなく、受信されたデータに誤りが無かった場合にその旨を通知するために送信されてもよい。
また、再送の要求や再送としては、例えば、一連のデータを複数のブロックに区切って、各ブロック毎に行うことができる。
また、再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報としては、例えば、再送要求の対象となるデータを示す情報（データブロックの番号を示す情報）が用いられ、また、再送の要否（ブロック毎の再送の要否）を示す情報が用いられてもよい。
【００１７】
また、非再送のデータ（初回のデータ）及び再送のデータに基づいてデータを復号する態様としては、例えば、非再送のデータで誤りが発生した部分を誤りの無い再送のデータで置き換えて復号する。
なお、非再送のデータ（初回のデータ）により誤り無く全てのデータが伝送された場合には、再送は行われなくてもよい。
また、例えば、全てのデータが誤り無く伝送されなくとも、同一のデータなどについての再送の回数が所定値を超えた（又は、所定値以上となった）場合には、その再送を止めて次のデータの伝送へ移行するような態様を用いることもできる。
【００１８】
送信局の装置の構成例や、受信局の装置の構成例を示す。
送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、
前記送信局は、信号を送信する送信側送信手段と、
信号を受信する送信側受信手段と、
暗号化を行う送信側暗号化手段と、
誤り検出符号化を行う送信側誤り検出符号化手段と、
受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを前記送信側暗号化手段により暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを前記送信側誤り検出符号化手段により誤り検出符号化し、その結果の信号を前記送信側送信手段により送信するデータ送信制御手段と、
前記データ送信制御手段により送信された信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶する送信側局情報記憶手段と、
前記送信側受信手段により受信された再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記送信側局情報記憶手段に記憶された暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを前記送信側送信手段により送信する再送制御手段と、を備え、
前記受信局は、信号を受信する受信側受信手段と、
信号を送信する受信側送信手段と、
誤り検出を行う受信側誤り検出手段と、
復号を行う受信側復号手段と、
前記受信側受信手段により受信された信号に含まれる受信局情報を前記受信側復号手段により復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信された信号に含まれる暗号化されたデータについて前記受信側誤り検出手段により誤り検出を行う誤り検出制御手段と、
前記誤り検出制御手段による誤り検出の結果に基づいて、前記受信された信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を前記受信側送信手段により送信する再送要求制御手段と、
前記受信側受信手段により受信された非再送のデータ（つまり、初回のデータ）及び再送のデータに基づいて前記受信側復号手段によりデータを復号する受信側復号制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る通信システムによると、送信局から受信局へデータを伝送するに際して、送信局から受信局へのデータに付加された暗号化されたアドレス情報部分をそのまま使用して受信局から送信局へ再送要求信号を送信するようにしたため、例えば、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができ、効率的な通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１及び図２には、本発明の一実施例に係る無線通信システムで無線局として用いられる送信局と受信局の系統例を示してある。
なお、本例では、送信局の装置と受信局の装置を分けて説明するが、送信局の機能と受信局の機能の両方を有する装置を無線局として用いることも可能である。
また、本例では、ＡＲＱ方式の一例として、セレクティブＡＲＱ方式を用いる場合を説明するが、他の種々なＡＲＱ方式に適用されてもよい。
【００２１】
図１には、送信局の装置の構成例を示してある。
本例の送信局は、送信メモリ１と、暗号化部２と、暗号データメモリ３と、誤り検出符号化部（誤り検出符号化回路）４と、変調回路５と、送信回路６と、送受スイッチ（送受ＳＷ）７と、アンテナ８と、受信回路９と、復調回路１０と、制御部１１を備えている。
制御部１１には、送信制御部２１と、アドレスメモリ２２と、アドレス照合部２３と、再送ブロック制御部２４を備えている。
【００２２】
図２には、受信局の装置の構成例を示してある。
本例の受信局は、アンテナ３１と、送受スイッチ（送受ＳＷ）３２と、受信回路３３と、復調回路３４と、誤り検出部（誤り検出回路）３５と、暗号データメモリ３６と、暗号解読部３７と、受信メモリ３８と、変調回路３９と、送信回路４０と、制御部４１を備えている。
制御部４１には、受信制御部５１と、アドレスメモリ５２と、宛先解読部５３と、受信ブロック制御部５４と、再送要求部５５を備えている。
【００２３】
図３には、本例の無線通信システムに設けられる複数の無線局のネットワークの構成例を示してある。
図３において、Ａ〜Ｆはそれぞれ無線局を示している。
本例では、複数の無線局が同一の周波数を使用して独立に無線通信を行い、特に、図３に示されるように、互いの送信が干渉し合うような位置関係に存在する無線局が同一の周波数で複数の対向通信系を構成しているような場合に適用される。各無線局は、通信の相手を識別するために、送信局アドレスと受信局アドレスを付けて信号を送信する。
なお、局のアドレスとしては、例えば、局番号の情報などを用いることができる。
【００２４】
図４（ａ）には、本例の伝送で用いられるデータフレームのフォーマットの一例を示してあり、図４（ｂ）には、本例の伝送で用いられる再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示してある。
図４（ａ）、（ｂ）において、ＡＤ１’は暗号化された受信局アドレスを示しており、ＡＤ２’は暗号化された送信局アドレスを示している。
送信局から送信されるデータフレームは、受信局アドレス、送信局アドレス、データから構成され、これらの全てが暗号化されて送信される。
受信局から送信される再送要求信号は、アドレス部分として送信局から受信されたアドレスをそのままの符号（暗号化された符号）ＡＤ１’、ＡＤ２’で使用したものを、誤り状況を示す信号に付加して送信される。
【００２５】
次に、本例の送信局及び受信局で行われる動作の例を示す。
本例の送信局において行われる動作の一例を示す。
例えば外部から入力された送信データを送信メモリ１に一旦蓄積した後に読み出し、読み出した送信データを暗号化部２で暗号化し、誤り検出符号化部４で誤り検出符号化し、変調回路５で所定の変調方式により変調し、送信回路６で無線周波数の信号へ変換して増幅し、送受スイッチ７を通してアンテナ８から無線により送信する。
これに際して、暗号化されたデータは、送信と同時に暗号データメモリ３に記憶（蓄積）され、アドレス情報の部分は制御部１１のアドレスメモリ２２にも記憶される。
また、暗号化されたデータは、所定の長さのブロックに区切られ、誤り検出符号化はブロックを単位として行われる。暗号データメモリ３への蓄積についても、ブロック単位で読み出せる形式で蓄積される。
【００２６】
１フレームのデータの送信が終了すると、再送要求信号を受信する動作になり、アンテナ８からの受信信号を送受スイッチ７を通して受信回路９で周波数変換して増幅し、復調回路１０で復調する。復調回路１０からの出力は制御部１１に入力され、制御部１１では、アドレス照合部２３により、復調回路１０から入力された先頭のアドレス情報の部分をアドレスメモリ２２に記憶されている送信信号のアドレス情報の部分と比較し、これらが同じである場合には、自局宛ての再送要求信号であると判定する。
ここで、本例では、送信局から送信したデータフレーム中の暗号化されたアドレス部分がそのまま受信局からの再送要求信号のアドレス部分とされて返送されてくるため、このような判定が可能である。
【００２７】
自局宛ての再送要求信号である場合には、続いて、再送要求の中身（本例では、誤り状況の情報）を受信してメモリに記憶する。この受信が終了した後に、再送ブロック制御部２４により、その再送要求の中身に基づいて再送要求されたブロックのデータを暗号データメモリ３から読み出して、最初の送信と同じ暗号化されたアドレス情報を先頭に付けて送信する。このような動作を再送要求信号で誤り無しという情報が受信局から返送されてくるまで繰り返して行う。
【００２８】
制御部１１は、上記のような動作を制御するものであり、本例では、全体の送受信の流れを制御してメモリの読み書きを制御する送信制御部２１の機能と、暗号化されたアドレス情報を記憶するアドレスメモリ２２の機能と、アドレスメモリ２２に記憶された暗号化されたアドレス情報と再送要求信号のアドレス情報とを比較して自局宛てであるか否かを判定するアドレス照合部２３の機能と、再送要求の内容を記憶してそれに基づいて再送データを読み出して送信する再送ブロック制御部２４の機能を有している。
【００２９】
本例の受信局において行われる動作の一例を示す。
アンテナ３１により無線受信した信号を送受スイッチ３２を通して受信回路３３に入力し、受信回路３３で周波数変換して増幅し、復調回路３４で復調し、誤り検出部３５に入力する。誤り検出部３５は、入力された受信信号について、誤り検出符号を使用してブロック毎に伝送誤りの有無を検出する。これと同時に、誤り検出部３５は、誤り検出符号のパリティービットを除いたデータ部分を暗号データメモリ３６に蓄積するとともに、当該データ部分を暗号解読部３７や制御部４１へ出力する。制御部４１では、暗号化されたままのアドレス情報をアドレスメモリ５２に記憶する。
【００３０】
暗号解読部３７は、受信信号の先頭に位置するアドレス部分の暗号を解き、その結果を制御部４１へ出力する。制御部４１は、宛先解読部５３により、暗号解読部３７から入力されたアドレスが自局宛てであるか否かを判定し、自局宛てであった場合には、受信ブロック制御部５４により、誤り検出結果であるブロック毎の誤りの有無の情報をメモリに蓄積する。なお、誤り検出結果は、誤り検出部３５から制御部４１に入力される。
【００３１】
１フレームのデータの受信が終了したときに、誤りのあるブロックがあった場合には、再送要求部５５により、その誤りのあったブロックの番号を誤り状況として表示した再送要求信号を送信する。再送要求信号には、送信局から受信したデータフレーム中の先頭に位置するアドレス部分の暗号を解かないままのものをアドレスメモリ５２から読み出して、アドレスとして先頭に付けて送信する。再送要求信号の送信では、制御部４１で発生させた信号を変調回路３９で所定の変調方式により変調し、送信回路４０で無線周波数の信号へ変換して増幅し、送受スイッチ３２を経てアンテナ３１から無線により送信する。
【００３２】
再送要求に基づいて送信局から再送されてきた再送データについては、通常のデータ（再送ではない最初のデータ）と同様な処理により誤り検出し、受信ブロック制御部５４により、暗号データメモリ３６において再送要求を行ったブロック番号のところに前の受信データと書き換えて蓄積する。なお、再送データに対する他の処理は、例えば、最初のデータの受信時と同様である。
【００３３】
このような動作を行って、全てのブロックが誤り無しとなった場合には、誤り無しを示す再送要求信号を送信し、そして、受信したデータについては、暗号データメモリ３６に蓄積されているデータを読み出して、暗号解読部３７でその暗号を解き、受信メモリ３８に一旦蓄積して、受信メモリ３８から外部へ出力する。
なお、例えば、全てのブロックが誤り無しとならなくても、予め決められた回数だけ再送要求を繰り返して行った場合には、誤り無しを示す再送要求信号を送信して、そのデータフレームについての伝送処理を終了させて、次のデータフレームの伝送処理へ移行するような構成を用いることもできる。
【００３４】
制御部４１は、上記のような動作を制御するものであり、本例では、全体の送受信の流れを制御してメモリの読み書きを制御する受信制御部５１の機能と、暗号化されたままのアドレス部分を記録して再送要求信号のアドレスとして送信するアドレスメモリ５２の機能と、暗号を解いたアドレス部分に基づいて自局宛てであるか否かを判定する宛先解読部５３の機能と、ブロック毎の誤り状況をメモリに記録して再送データについて暗号データメモリ３６の書き換えを制御する受信ブロック制御部５４の機能と、再送要求信号を作成（生成）して送信する再送要求部５５の機能を有している。
なお、本例では、説明を省略したが、例えば、再送要求信号についても、誤り訂正符号化又は誤り検出符号化を行う構成とすることも可能である。
【００３５】
次に、図５及び図６を参照して、本例の送信局及び受信局で行われる処理の手順の一例を示す。
図５には、データを送信する局となる送信局により行われる処理の手順の一例を示してある。
図６には、データを受信する局となる受信局により行われる処理の手順の一例を示してある。
【００３６】
送信局では、送信対象となるデータ（送信データ）が発生した場合に、データフレームを構成するための送信データと宛先アドレス（受信局アドレス及び送信局アドレス）を読み出し（ステップＳ１）、読み出した受信局アドレス及び送信局アドレスを暗号化し（ステップＳ２）、読み出した送信データを暗号化して暗号化後のデータを複数のブロックに分割して誤り検出符号化し（ステップＳ３）、これらの暗号化結果（受信局アドレス、送信局アドレス、データ）からデータフレームを構成して無線により送信する（ステップＳ４）。
【００３７】
受信局では、待ち受け状態において、送信局からのデータフレームを無線受信すると（ステップＳ２１）、受信したデータフレームに含まれるアドレス部分の暗号を解読して（ステップＳ２２）、自局宛てのデータフレームであるか否かを識別する（ステップＳ２３）。
受信したデータフレームが自局宛てであった場合には、データ部分の受信を行い、受信したデータ部分について、受信したままの符号（暗号化されたままの符号）についてブロック単位に誤り検出を行う（ステップＳ２４）。そして、ブロック単位の誤り検出結果に基づいて、誤りが０（無し）ではない場合には（ステップＳ２５）、ブロック毎の再送の要否を示す再送要求信号の情報部分（本例では、誤り状況の情報部分）を作成し、この情報部分に対して送信局から受信した受信局アドレスと送信局アドレスを受信した符号（暗号化された符号）そのままでフレームの先頭にアドレスとして付加して再送要求信号を作成し（ステップＳ２６）、作成した再送要求信号を無線により送信する（ステップＳ２７）。
【００３８】
送信局では、受信局からの再送要求信号を受信した場合には、受信した再送要求信号中のアドレス部分を自局が送信したデータフレーム中の暗号化されたアドレス部分と照合して（ステップＳ５）、これらが一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。
これらのアドレス部分が一致した場合には、自局からの送信に対する再送要求信号であると判別し、引き続いて、ブロック毎の再送要否を示す信号部分（本例では、誤り状況の信号部分）を受信し（ステップＳ７）、再送要求信号の受信が終了した後に、その信号部分の内容に基づいて、受信局における誤りが０（無し）であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００３９】
受信局における誤りが０である場合には次のデータフレームの送信へ移行する一方、受信局における誤りが１個以上のブロックについてあった場合には、受信した再送要求信号の誤り状況の内容に基づいて、過去に送信したデータの中から再送が必要なブロックを選択して読み出し（ステップＳ９）、読み出したデータから再送データを構成して再送する（ステップＳ１０）。
【００４０】
受信局では、送信局からの再送データフレームを受信した場合には（ステップＳ２８）、そのアドレス部の暗号を解読して（ステップＳ２９）、自局宛てであるか否かを判定し（ステップＳ３０）、自局宛てであった場合には、データ部を受信して誤り検出し、良好なデータブロックが得られたときには、最初の受信で誤りのあったブロックのデータを今回受信した再送データで置き換える（ステップＳ３１）。
このような再送要求を行った結果、１フレーム分のデータの全ての誤りが０になった場合には（ステップＳ２５）、誤りが０であることを示す再送要求信号を送信局に対して無線により送信し、また、受信したデータ部の暗号を解いて元の伝送データを取得する（ステップＳ３２）。そして、次のデータフレームの受信（待ち受け状態）へ移行する。
【００４１】
以上のように、本例では、送信局が受信局アドレスと送信局アドレスとデータから構成されるデータフレームを送信し、受信局が受信したデータの誤りを検出してその誤りの状況を送信局へ返送して再送要求を行い、送信局が受信した再送要求信号に応じて再送データを送信するＡＲＱ方式において、送信局は受信局アドレスと送信局アドレスとデータを暗号化して送信し、受信局は受信した受信局アドレスと送信局アドレスの部分について受信されたままの符号を再送要求信号のアドレスとして使用して、このアドレスと誤りの状況を示す情報とから再送要求信号を作成して返送し、送信局は受信した再送要求信号のアドレス部分を送信した暗号化されたアドレス部分の符号と照合して、これらが一致したときに、自局の送信に対する再送要求信号であると判定して、その後に続く誤り状況の情報によって再送が必要なデータを決定し、再送が必要なデータを初回のデータと同じアドレス符号と共に再送する。
【００４２】
従って、本例では、例えば、ＣＳＭＡ等の方式を用いて同一の周波数を複数の無線局が共有して通信を行い、伝送誤りに対してＡＲＱ方式による再送を行い、伝送情報を暗号化して伝送する通信システムにおいて、受信局では送信局から受信したデータフレーム中のアドレス部分を受信した符号のままで再送要求信号に付加するアドレスとして使用することにより、効果的なアドレス情報の伝送方式を実現することができ、例えば、受信側においてアドレス部分に対する暗号を一度解いて再暗号化して送信するといった処理を回避することができる。
【００４３】
なお、本例では、受信局アドレスの情報により受信局情報が構成されており、送信局アドレスの情報により送信局情報が構成されている。
また、本例の送信局では、変調回路５や送信回路６や送受スイッチ７やアンテナ８により信号を無線送信する機能により送信手段が構成されており、アンテナ８や送受スイッチ７や受信回路９や復調回路１０により信号を受信する機能により受信手段が構成されており、暗号化部２の機能により暗号化手段が構成されており、誤り検出符号化部４の機能により誤り検出符号化手段が構成されており、制御部１１の送信制御部２１による制御により初回のデータを送信する機能によりデータ送信制御手段が構成されており、制御部１１のアドレスメモリ２２の機能により局情報記憶手段が構成されており、制御部１１のアドレス照合部２３や再送ブロック制御部２４による制御や暗号データメモリ３により再送を行う機能により再送制御手段が構成されている。
【００４４】
また、本例の受信局では、アンテナ３１や送受スイッチ３２や受信回路３３や復調回路３４により信号を受信する機能により受信手段が構成されており、変調回路３９や送信回路４０や送受スイッチ３２やアンテナ３１により信号を無線送信する機能により送信手段が構成されており、誤り検出部３５の機能により誤り検出手段が構成されており、暗号解読部３７の機能により復号手段が構成されており、制御部４１の受信制御部５１や宛先解読部５３による制御により自局宛ての受信データについて誤り検出を行う機能により誤り検出制御手段が構成されており、制御部４１の再送要求部５５による制御やアドレスメモリ５２により再送要求信号を送信する機能により再送要求制御手段が構成されており、制御部４１の受信ブロック制御部５４による制御や暗号データメモリ３６により受信データを復号する機能により復号制御手段が構成されている。
【００４５】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る送信局の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る受信局の構成例を示す図である。
【図３】ネットワークの構成例を示す図である。
【図４】（ａ）はデータフレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図５】送信局により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図６】受信局により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はＡＲＱ方式の伝送シーケンスの一例を示す図である。
【図８】（ａ）はデータフレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・送信メモリ、 ２・・暗号化部、 ３、３６・・暗号データメモリ、 ４・・誤り検出符号化部、 ５、３９・・変調回路、 ６、４０・・送信回路、 ７、３２・・送受スイッチ、 ８、３１・・アンテナ、 ９、３３・・受信回路、 １０、３４・・復調回路、 １１、４１・・制御部、 ２１・・送信制御部、 ２２、５２・・アドレスメモリ、 ２３・・アドレス照合部、 ２４・・再送ブロック制御部、 ３５・・誤り検出部、 ３７・・暗号解読部、 ３８・・受信メモリ、 ５１・・受信制御部、 ５３・・宛先解読部、 ５４・・受信ブロック制御部、 ５５・・再送要求部、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再送及び暗号を用いて通信を行う通信システムに関し、特に、暗号を効果的に使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の方式を用いて、同一の周波数を複数の局が共有して通信を行うシステムでは、受信先を示す受信局のアドレスとその電波の送信元を示す送信局のアドレスを伝送フレームの先頭に付加して伝送することが行われている。受信局では、そのアドレスによって自局宛てであることを検出し、それに続くデータを受信する。
【０００３】
更に、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）方式では、受信局で受信誤りの状況を検出してその結果を再送要求信号として返送する。この場合に、いずれの送信局に対する再送要求信号であるかを示すために、送信局と受信局のアドレスを付加して送信する必要がある。送信局では、その再送要求信号に付加されたアドレスによって、自局からの送信に対する要求であることを判別し、その要求に従って再送が必要なデータを選んで再送する。
【０００４】
ここで、ＡＲＱ方式としては、種々な複数の方式が知られているが、以下では、一例として、セレクティブＡＲＱ方式を用いる場合を説明する。
セレクティブＡＲＱ方式では、送信側は、１フレームの送信データを複数のブロックに分割して、分割したブロックの単位で誤り検出可能な符号化を行って伝送し、受信側は、ブロック毎に誤り検出を行って、その結果に基づいてブロック毎の再送の要否の形式で再送要求信号を作成し、送信局に対して送信（返送）する。送信側は、その再送要求信号による指定に従って、再送を要求されたブロックを選択して再送データとして送信（再送）する。
【０００５】
例えば、無線通信では、その通信内容を第三者に知られないようにするために、暗号が使用されることが多い。上記のような通信システムに暗号化を適用する場合には、データばかりでなくアドレス情報まで暗号化して送ることが望ましい。
しかしながら、アドレス情報の部分の暗号を一旦解いて、再送要求信号のためにそれを再暗号化して送信するという使い方は、暗号に対して好ましい方法ではない。例えば、同一の信号の再暗号化は、第三者に解読される危険性が高まると考えられるため、信号伝達の途中で暗号を解かないことが望ましい。
【０００６】
図７（ａ）、（ｂ）には、セレクティブＡＲＱ方式を適用した場合について、１フレーム分のデータの伝送シーケンスの一例を示してあり、図７（ａ）には送信局からの送信の様子を示してあり、図７（ｂ）には受信局からの送信の様子を示してある。
本例では、送信局からの２回の再送で誤りが０になった（つまり、誤りが無くなった）場合を示してある。
【０００７】
具体的には、送信局から１フレームのデータ（データフレーム）が送信され、これに対して、受信データの誤り状況を示す再送要求信号（ＲＥＱ１）が受信局から返送され、この再送要求に基づいて再送データ（再送１）が送信局から送信される。
この再送データについてもまだ誤りが残っている場合には、その再送データに対する再送要求信号（ＲＥＱ２）が受信局から返送され、この再送要求に基づいて再送データ（再送２）が送信局から送信される。
この結果、誤りが０になった場合には、誤り無しを示す再送要求信号（ＥＲ０）が受信局から返送され、これにより、１フレームの伝送が終了し、次のデータフレームの伝送へ移る。
【０００８】
図８（ａ）には、上記のようなＡＲＱのシーケンスで使用されるデータフレームのフォーマットの一例を示してあり、図８（ｂ）には、上記のようなＡＲＱのシーケンスで使用される再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示してある。
データフレームは、受信局のアドレス（ＡＤ１）、送信局のアドレス（ＡＤ２）、データの順に並べられて、フレームが構成される。
再送要求信号は、送信局のアドレス（ＡＤ２）、受信局のアドレス（ＡＤ１）、誤り状況を示すデータの順に並べられて、フレームが構成される。
なお、再送データのフォーマットは、データ長が異なること以外は、データフレームと同じである。
【０００９】
上記のような通信方法に暗号を適用する場合には、例えば、アドレス部分については暗号化をしないで伝送する方法や、或いは、アドレスまで暗号化して伝送するようにし、受信において、一旦暗号を解いて受信局及び送信局のアドレスを判定し、自局宛てであったときには、暗号が解かれた送信局アドレス及び受信局アドレスを再暗号化したものを再送要求信号に付加して返送する方法が用いられている。
しかしながら、通信内容の秘匿という面で見ると、両者ともに好ましい方法とは言えない。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２６９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、ＡＲＱ及び暗号を用いる通信システムでは、暗号の使用方法について未だに不十分な点があり、更なる開発が要求されていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができる通信システム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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明では、送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記送信局は、受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、当該送信した信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶する。
前記受信局は、受信した信号に含まれる受信局情報を復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信した信号に含まれる暗号化されたデータについて誤り検出を行い、当該誤り検出の結果に基づいて、前記受信した信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信する。
前記送信局は、受信した再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記記憶した暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを送信する。
前記受信局は、受信した非再送のデータ（つまり、初回のデータ）及び再送のデータに基づいてデータを復号する。
【００１３】
従って、送信局は送信したデータに付加したアドレス情報部分（ここでは、暗号化した受信局情報及び送信局情報）を記憶しておき、受信局は受信した信号に対する再送要求信号に当該受信信号に含まれていたアドレス情報部分をそのまま含めて送信し、送信局は受信した再送要求信号に含まれるアドレス情報部分と記憶しているアドレス情報部分とが同一である場合には、この再送要求信号は自局が送信したデータに対するものであると判定して、データの再送を行うことにより、例えば、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができ、効率的な通信を行うことができる。
【００１４】
ここで、送信局と受信局としては、例えば、それぞれ異なる装置として構成されてもよく、或いは、送信局の機能と受信局の機能の両方を有する通信局の装置として構成されてもよい。
また、通信としては、例えば、無線通信に適用するのに適しているが、有線通信に適用されてもよい。
また、受信局や送信局を識別する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、各局を識別する固有な装置番号や固有な文字列などの情報を用いることができる。なお、例えば、各局は、当該各局（自局）を識別する情報をメモリに記憶している。
【００１５】
また、受信局情報と送信局情報とデータの並び順としては、例えば、受信局情報、送信局情報、データという順序が用いられるが、他の順序が用いられてもよい。
また、受信局情報、送信局情報、データを暗号化する態様としては、例えば、これらのそれぞれを別個に復号することができるように暗号化する態様や、或いは、受信局情報及び送信局情報の組と、データとを別個に復号することができるように暗号化する態様などを用いることができる。
また、誤り検出符号化としては、例えば、誤り検出符号を使用する態様ばかりでなく、誤り訂正符号を使用する態様が用いられてもよい。
【００１６】
また、情報を記憶する手段としては、例えば、メモリを用いて構成することができる。
また、再送要求信号は、例えば、受信されたデータに誤りがあった場合に再送を要求するために送信されるばかりでなく、受信されたデータに誤りが無かった場合にその旨を通知するために送信されてもよい。
また、再送の要求や再送としては、例えば、一連のデータを複数のブロックに区切って、各ブロック毎に行うことができる。
また、再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報としては、例えば、再送要求の対象となるデータを示す情報（データブロックの番号を示す情報）が用いられ、また、再送の要否（ブロック毎の再送の要否）を示す情報が用いられてもよい。
【００１７】
また、非再送のデータ（初回のデータ）及び再送のデータに基づいてデータを復号する態様としては、例えば、非再送のデータで誤りが発生した部分を誤りの無い再送のデータで置き換えて復号する。
なお、非再送のデータ（初回のデータ）により誤り無く全てのデータが伝送された場合には、再送は行われなくてもよい。
また、例えば、全てのデータが誤り無く伝送されなくとも、同一のデータなどについての再送の回数が所定値を超えた（又は、所定値以上となった）場合には、その再送を止めて次のデータの伝送へ移行するような態様を用いることもできる。
【００１８】
送信局の装置の構成例や、受信局の装置の構成例を示す。
送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、
前記送信局は、信号を送信する送信側送信手段と、
信号を受信する送信側受信手段と、
暗号化を行う送信側暗号化手段と、
誤り検出符号化を行う送信側誤り検出符号化手段と、
受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを前記送信側暗号化手段により暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを前記送信側誤り検出符号化手段により誤り検出符号化し、その結果の信号を前記送信側送信手段により送信するデータ送信制御手段と、
前記データ送信制御手段により送信された信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶する送信側局情報記憶手段と、
前記送信側受信手段により受信された再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記送信側局情報記憶手段に記憶された暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを前記送信側送信手段により送信する再送制御手段と、を備え、
前記受信局は、信号を受信する受信側受信手段と、
信号を送信する受信側送信手段と、
誤り検出を行う受信側誤り検出手段と、
復号を行う受信側復号手段と、
前記受信側受信手段により受信された信号に含まれる受信局情報を前記受信側復号手段により復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信された信号に含まれる暗号化されたデータについて前記受信側誤り検出手段により誤り検出を行う誤り検出制御手段と、
前記誤り検出制御手段による誤り検出の結果に基づいて、前記受信された信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を前記受信側送信手段により送信する再送要求制御手段と、
前記受信側受信手段により受信された非再送のデータ（つまり、初回のデータ）及び再送のデータに基づいて前記受信側復号手段によりデータを復号する受信側復号制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る通信システムによると、送信局から受信局へデータを伝送するに際して、送信局から受信局へのデータに付加された暗号化されたアドレス情報部分をそのまま使用して受信局から送信局へ再送要求信号を送信するようにしたため、例えば、再送及び暗号を用いて通信を行うに際して、暗号を効果的に使用することができ、効率的な通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１及び図２には、本発明の一実施例に係る無線通信システムで無線局として用いられる送信局と受信局の系統例を示してある。
なお、本例では、送信局の装置と受信局の装置を分けて説明するが、送信局の機能と受信局の機能の両方を有する装置を無線局として用いることも可能である。
また、本例では、ＡＲＱ方式の一例として、セレクティブＡＲＱ方式を用いる場合を説明するが、他の種々なＡＲＱ方式に適用されてもよい。
【００２１】
図１には、送信局の装置の構成例を示してある。
本例の送信局は、送信メモリ１と、暗号化部２と、暗号データメモリ３と、誤り検出符号化部（誤り検出符号化回路）４と、変調回路５と、送信回路６と、送受スイッチ（送受ＳＷ）７と、アンテナ８と、受信回路９と、復調回路１０と、制御部１１を備えている。
制御部１１には、送信制御部２１と、アドレスメモリ２２と、アドレス照合部２３と、再送ブロック制御部２４を備えている。
【００２２】
図２には、受信局の装置の構成例を示してある。
本例の受信局は、アンテナ３１と、送受スイッチ（送受ＳＷ）３２と、受信回路３３と、復調回路３４と、誤り検出部（誤り検出回路）３５と、暗号データメモリ３６と、暗号解読部３７と、受信メモリ３８と、変調回路３９と、送信回路４０と、制御部４１を備えている。
制御部４１には、受信制御部５１と、アドレスメモリ５２と、宛先解読部５３と、受信ブロック制御部５４と、再送要求部５５を備えている。
【００２３】
図３には、本例の無線通信システムに設けられる複数の無線局のネットワークの構成例を示してある。
図３において、Ａ〜Ｆはそれぞれ無線局を示している。
本例では、複数の無線局が同一の周波数を使用して独立に無線通信を行い、特に、図３に示されるように、互いの送信が干渉し合うような位置関係に存在する無線局が同一の周波数で複数の対向通信系を構成しているような場合に適用される。各無線局は、通信の相手を識別するために、送信局アドレスと受信局アドレスを付けて信号を送信する。
なお、局のアドレスとしては、例えば、局番号の情報などを用いることができる。
【００２４】
図４（ａ）には、本例の伝送で用いられるデータフレームのフォーマットの一例を示してあり、図４（ｂ）には、本例の伝送で用いられる再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示してある。
図４（ａ）、（ｂ）において、ＡＤ１’は暗号化された受信局アドレスを示しており、ＡＤ２’は暗号化された送信局アドレスを示している。
送信局から送信されるデータフレームは、受信局アドレス、送信局アドレス、データから構成され、これらの全てが暗号化されて送信される。
受信局から送信される再送要求信号は、アドレス部分として送信局から受信されたアドレスをそのままの符号（暗号化された符号）ＡＤ１’、ＡＤ２’で使用したものを、誤り状況を示す信号に付加して送信される。
【００２５】
次に、本例の送信局及び受信局で行われる動作の例を示す。
本例の送信局において行われる動作の一例を示す。
例えば外部から入力された送信データを送信メモリ１に一旦蓄積した後に読み出し、読み出した送信データを暗号化部２で暗号化し、誤り検出符号化部４で誤り検出符号化し、変調回路５で所定の変調方式により変調し、送信回路６で無線周波数の信号へ変換して増幅し、送受スイッチ７を通してアンテナ８から無線により送信する。
これに際して、暗号化されたデータは、送信と同時に暗号データメモリ３に記憶（蓄積）され、アドレス情報の部分は制御部１１のアドレスメモリ２２にも記憶される。
また、暗号化されたデータは、所定の長さのブロックに区切られ、誤り検出符号化はブロックを単位として行われる。暗号データメモリ３への蓄積についても、ブロック単位で読み出せる形式で蓄積される。
【００２６】
１フレームのデータの送信が終了すると、再送要求信号を受信する動作になり、アンテナ８からの受信信号を送受スイッチ７を通して受信回路９で周波数変換して増幅し、復調回路１０で復調する。復調回路１０からの出力は制御部１１に入力され、制御部１１では、アドレス照合部２３により、復調回路１０から入力された先頭のアドレス情報の部分をアドレスメモリ２２に記憶されている送信信号のアドレス情報の部分と比較し、これらが同じである場合には、自局宛ての再送要求信号であると判定する。
ここで、本例では、送信局から送信したデータフレーム中の暗号化されたアドレス部分がそのまま受信局からの再送要求信号のアドレス部分とされて返送されてくるため、このような判定が可能である。
【００２７】
自局宛ての再送要求信号である場合には、続いて、再送要求の中身（本例では、誤り状況の情報）を受信してメモリに記憶する。この受信が終了した後に、再送ブロック制御部２４により、その再送要求の中身に基づいて再送要求されたブロックのデータを暗号データメモリ３から読み出して、最初の送信と同じ暗号化されたアドレス情報を先頭に付けて送信する。このような動作を再送要求信号で誤り無しという情報が受信局から返送されてくるまで繰り返して行う。
【００２８】
制御部１１は、上記のような動作を制御するものであり、本例では、全体の送受信の流れを制御してメモリの読み書きを制御する送信制御部２１の機能と、暗号化されたアドレス情報を記憶するアドレスメモリ２２の機能と、アドレスメモリ２２に記憶された暗号化されたアドレス情報と再送要求信号のアドレス情報とを比較して自局宛てであるか否かを判定するアドレス照合部２３の機能と、再送要求の内容を記憶してそれに基づいて再送データを読み出して送信する再送ブロック制御部２４の機能を有している。
【００２９】
本例の受信局において行われる動作の一例を示す。
アンテナ３１により無線受信した信号を送受スイッチ３２を通して受信回路３３に入力し、受信回路３３で周波数変換して増幅し、復調回路３４で復調し、誤り検出部３５に入力する。誤り検出部３５は、入力された受信信号について、誤り検出符号を使用してブロック毎に伝送誤りの有無を検出する。これと同時に、誤り検出部３５は、誤り検出符号のパリティービットを除いたデータ部分を暗号データメモリ３６に蓄積するとともに、当該データ部分を暗号解読部３７や制御部４１へ出力する。制御部４１では、暗号化されたままのアドレス情報をアドレスメモリ５２に記憶する。
【００３０】
暗号解読部３７は、受信信号の先頭に位置するアドレス部分の暗号を解き、その結果を制御部４１へ出力する。制御部４１は、宛先解読部５３により、暗号解読部３７から入力されたアドレスが自局宛てであるか否かを判定し、自局宛てであった場合には、受信ブロック制御部５４により、誤り検出結果であるブロック毎の誤りの有無の情報をメモリに蓄積する。なお、誤り検出結果は、誤り検出部３５から制御部４１に入力される。
【００３１】
１フレームのデータの受信が終了したときに、誤りのあるブロックがあった場合には、再送要求部５５により、その誤りのあったブロックの番号を誤り状況として表示した再送要求信号を送信する。再送要求信号には、送信局から受信したデータフレーム中の先頭に位置するアドレス部分の暗号を解かないままのものをアドレスメモリ５２から読み出して、アドレスとして先頭に付けて送信する。再送要求信号の送信では、制御部４１で発生させた信号を変調回路３９で所定の変調方式により変調し、送信回路４０で無線周波数の信号へ変換して増幅し、送受スイッチ３２を経てアンテナ３１から無線により送信する。
【００３２】
再送要求に基づいて送信局から再送されてきた再送データについては、通常のデータ（再送ではない最初のデータ）と同様な処理により誤り検出し、受信ブロック制御部５４により、暗号データメモリ３６において再送要求を行ったブロック番号のところに前の受信データと書き換えて蓄積する。なお、再送データに対する他の処理は、例えば、最初のデータの受信時と同様である。
【００３３】
このような動作を行って、全てのブロックが誤り無しとなった場合には、誤り無しを示す再送要求信号を送信し、そして、受信したデータについては、暗号データメモリ３６に蓄積されているデータを読み出して、暗号解読部３７でその暗号を解き、受信メモリ３８に一旦蓄積して、受信メモリ３８から外部へ出力する。
なお、例えば、全てのブロックが誤り無しとならなくても、予め決められた回数だけ再送要求を繰り返して行った場合には、誤り無しを示す再送要求信号を送信して、そのデータフレームについての伝送処理を終了させて、次のデータフレームの伝送処理へ移行するような構成を用いることもできる。
【００３４】
制御部４１は、上記のような動作を制御するものであり、本例では、全体の送受信の流れを制御してメモリの読み書きを制御する受信制御部５１の機能と、暗号化されたままのアドレス部分を記録して再送要求信号のアドレスとして送信するアドレスメモリ５２の機能と、暗号を解いたアドレス部分に基づいて自局宛てであるか否かを判定する宛先解読部５３の機能と、ブロック毎の誤り状況をメモリに記録して再送データについて暗号データメモリ３６の書き換えを制御する受信ブロック制御部５４の機能と、再送要求信号を作成（生成）して送信する再送要求部５５の機能を有している。
なお、本例では、説明を省略したが、例えば、再送要求信号についても、誤り訂正符号化又は誤り検出符号化を行う構成とすることも可能である。
【００３５】
次に、図５及び図６を参照して、本例の送信局及び受信局で行われる処理の手順の一例を示す。
図５には、データを送信する局となる送信局により行われる処理の手順の一例を示してある。
図６には、データを受信する局となる受信局により行われる処理の手順の一例を示してある。
【００３６】
送信局では、送信対象となるデータ（送信データ）が発生した場合に、データフレームを構成するための送信データと宛先アドレス（受信局アドレス及び送信局アドレス）を読み出し（ステップＳ１）、読み出した受信局アドレス及び送信局アドレスを暗号化し（ステップＳ２）、読み出した送信データを暗号化して暗号化後のデータを複数のブロックに分割して誤り検出符号化し（ステップＳ３）、これらの暗号化結果（受信局アドレス、送信局アドレス、データ）からデータフレームを構成して無線により送信する（ステップＳ４）。
【００３７】
受信局では、待ち受け状態において、送信局からのデータフレームを無線受信すると（ステップＳ２１）、受信したデータフレームに含まれるアドレス部分の暗号を解読して（ステップＳ２２）、自局宛てのデータフレームであるか否かを識別する（ステップＳ２３）。
受信したデータフレームが自局宛てであった場合には、データ部分の受信を行い、受信したデータ部分について、受信したままの符号（暗号化されたままの符号）についてブロック単位に誤り検出を行う（ステップＳ２４）。そして、ブロック単位の誤り検出結果に基づいて、誤りが０（無し）ではない場合には（ステップＳ２５）、ブロック毎の再送の要否を示す再送要求信号の情報部分（本例では、誤り状況の情報部分）を作成し、この情報部分に対して送信局から受信した受信局アドレスと送信局アドレスを受信した符号（暗号化された符号）そのままでフレームの先頭にアドレスとして付加して再送要求信号を作成し（ステップＳ２６）、作成した再送要求信号を無線により送信する（ステップＳ２７）。
【００３８】
送信局では、受信局からの再送要求信号を受信した場合には、受信した再送要求信号中のアドレス部分を自局が送信したデータフレーム中の暗号化されたアドレス部分と照合して（ステップＳ５）、これらが一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。
これらのアドレス部分が一致した場合には、自局からの送信に対する再送要求信号であると判別し、引き続いて、ブロック毎の再送要否を示す信号部分（本例では、誤り状況の信号部分）を受信し（ステップＳ７）、再送要求信号の受信が終了した後に、その信号部分の内容に基づいて、受信局における誤りが０（無し）であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００３９】
受信局における誤りが０である場合には次のデータフレームの送信へ移行する一方、受信局における誤りが１個以上のブロックについてあった場合には、受信した再送要求信号の誤り状況の内容に基づいて、過去に送信したデータの中から再送が必要なブロックを選択して読み出し（ステップＳ９）、読み出したデータから再送データを構成して再送する（ステップＳ１０）。
【００４０】
受信局では、送信局からの再送データフレームを受信した場合には（ステップＳ２８）、そのアドレス部の暗号を解読して（ステップＳ２９）、自局宛てであるか否かを判定し（ステップＳ３０）、自局宛てであった場合には、データ部を受信して誤り検出し、良好なデータブロックが得られたときには、最初の受信で誤りのあったブロックのデータを今回受信した再送データで置き換える（ステップＳ３１）。
このような再送要求を行った結果、１フレーム分のデータの全ての誤りが０になった場合には（ステップＳ２５）、誤りが０であることを示す再送要求信号を送信局に対して無線により送信し、また、受信したデータ部の暗号を解いて元の伝送データを取得する（ステップＳ３２）。そして、次のデータフレームの受信（待ち受け状態）へ移行する。
【００４１】
以上のように、本例では、送信局が受信局アドレスと送信局アドレスとデータから構成されるデータフレームを送信し、受信局が受信したデータの誤りを検出してその誤りの状況を送信局へ返送して再送要求を行い、送信局が受信した再送要求信号に応じて再送データを送信するＡＲＱ方式において、送信局は受信局アドレスと送信局アドレスとデータを暗号化して送信し、受信局は受信した受信局アドレスと送信局アドレスの部分について受信されたままの符号を再送要求信号のアドレスとして使用して、このアドレスと誤りの状況を示す情報とから再送要求信号を作成して返送し、送信局は受信した再送要求信号のアドレス部分を送信した暗号化されたアドレス部分の符号と照合して、これらが一致したときに、自局の送信に対する再送要求信号であると判定して、その後に続く誤り状況の情報によって再送が必要なデータを決定し、再送が必要なデータを初回のデータと同じアドレス符号と共に再送する。
【００４２】
従って、本例では、例えば、ＣＳＭＡ等の方式を用いて同一の周波数を複数の無線局が共有して通信を行い、伝送誤りに対してＡＲＱ方式による再送を行い、伝送情報を暗号化して伝送する通信システムにおいて、受信局では送信局から受信したデータフレーム中のアドレス部分を受信した符号のままで再送要求信号に付加するアドレスとして使用することにより、効果的なアドレス情報の伝送方式を実現することができ、例えば、受信側においてアドレス部分に対する暗号を一度解いて再暗号化して送信するといった処理を回避することができる。
【００４３】
なお、本例では、受信局アドレスの情報により受信局情報が構成されており、送信局アドレスの情報により送信局情報が構成されている。
また、本例の送信局では、変調回路５や送信回路６や送受スイッチ７やアンテナ８により信号を無線送信する機能により送信手段が構成されており、アンテナ８や送受スイッチ７や受信回路９や復調回路１０により信号を受信する機能により受信手段が構成されており、暗号化部２の機能により暗号化手段が構成されており、誤り検出符号化部４の機能により誤り検出符号化手段が構成されており、制御部１１の送信制御部２１による制御により初回のデータを送信する機能によりデータ送信制御手段が構成されており、制御部１１のアドレスメモリ２２の機能により局情報記憶手段が構成されており、制御部１１のアドレス照合部２３や再送ブロック制御部２４による制御や暗号データメモリ３により再送を行う機能により再送制御手段が構成されている。
【００４４】
また、本例の受信局では、アンテナ３１や送受スイッチ３２や受信回路３３や復調回路３４により信号を受信する機能により受信手段が構成されており、変調回路３９や送信回路４０や送受スイッチ３２やアンテナ３１により信号を無線送信する機能により送信手段が構成されており、誤り検出部３５の機能により誤り検出手段が構成されており、暗号解読部３７の機能により復号手段が構成されており、制御部４１の受信制御部５１や宛先解読部５３による制御により自局宛ての受信データについて誤り検出を行う機能により誤り検出制御手段が構成されており、制御部４１の再送要求部５５による制御やアドレスメモリ５２により再送要求信号を送信する機能により再送要求制御手段が構成されており、制御部４１の受信ブロック制御部５４による制御や暗号データメモリ３６により受信データを復号する機能により復号制御手段が構成されている。
【００４５】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る送信局の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る受信局の構成例を示す図である。
【図３】ネットワークの構成例を示す図である。
【図４】（ａ）はデータフレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図５】送信局により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図６】受信局により行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はＡＲＱ方式の伝送シーケンスの一例を示す図である。
【図８】（ａ）はデータフレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は再送要求信号のフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・送信メモリ、 ２・・暗号化部、 ３、３６・・暗号データメモリ、 ４・・誤り検出符号化部、 ５、３９・・変調回路、 ６、４０・・送信回路、 ７、３２・・送受スイッチ、 ８、３１・・アンテナ、 ９、３３・・受信回路、 １０、３４・・復調回路、 １１、４１・・制御部、 ２１・・送信制御部、 ２２、５２・・アドレスメモリ、 ２３・・アドレス照合部、 ２４・・再送ブロック制御部、 ３５・・誤り検出部、 ３７・・暗号解読部、 ３８・・受信メモリ、 ５１・・受信制御部、 ５３・・宛先解読部、 ５４・・受信ブロック制御部、 ５５・・再送要求部、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、
前記送信局は、受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、当該送信した信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶し、
前記受信局は、受信した信号に含まれる受信局情報を復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信した信号に含まれる暗号化されたデータについて誤り検出を行い、当該誤り検出の結果に基づいて、前記受信した信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信し、
前記送信局は、受信した再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記記憶した暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを送信し、
前記受信局は、受信した非再送のデータ及び再送のデータに基づいてデータを復号する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１】
送信局から受信局へデータを伝送する通信システムにおいて、
前記送信局は、受信局を識別する受信局情報、送信局を識別する送信局情報及び伝送対象となるデータを暗号化し、少なくとも暗号化された前記データを誤り検出符号化し、その結果の信号を送信し、当該送信した信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報を記憶し、
前記受信局は、受信した信号に含まれる受信局情報を復号した結果に基づいて当該受信局情報が自局を識別する情報である場合には、当該受信した信号に含まれる暗号化されたデータについて誤り検出を行い、当該誤り検出の結果に基づいて、前記受信した信号に含まれる受信局情報及び送信局情報を受信時の暗号化されたままの状態で誤り検出の結果に関する情報に付加した再送要求信号を送信し、
前記送信局は、受信した再送要求信号に含まれる暗号化された受信局情報及び送信局情報と前記記憶した暗号化された受信局情報及び送信局情報とが一致するか否かを判定し、一致する場合には、当該再送要求信号に含まれる誤り検出の結果に関する情報に基づいて再送対象となるデータを送信し、
前記受信局は、受信した非再送のデータ及び再送のデータに基づいてデータを復号する、
ことを特徴とする通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１５４２８７（Ｐ２００８−１５４２８７Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６７２９７（Ｐ２００８−６７２９７）
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【分割の表示】特願２００６−３１０３８６（Ｐ２００６−３１０３８６）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【分割の表示】特願２００６−３１０３８６（Ｐ２００６−３１０３８６）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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