通信装置および通信方法
【課題】比較的簡易な構成で、特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能とすること。
【解決手段】タイミング算出部１０４は、初期設定時または通信開始時に、アンテナ１０１から送信される送信信号と、当該送信信号がアンテナ１０２または通信相手である端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射信号とから、アンテナ１０１と端末２００までの経路と、アンテナ１０２と端末２００までの経路との差に相当する時間差を算出する。さらに、タイミング算出部１０４は、算出した時間差から、アンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングを調整するタイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。可変遅延器１０５は、タイミング調整信号に応じて送信データの送信タイミングを遅延させて、遅延後の送信データを変復調部１０６へ出力する。
【解決手段】タイミング算出部１０４は、初期設定時または通信開始時に、アンテナ１０１から送信される送信信号と、当該送信信号がアンテナ１０２または通信相手である端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射信号とから、アンテナ１０１と端末２００までの経路と、アンテナ１０２と端末２００までの経路との差に相当する時間差を算出する。さらに、タイミング算出部１０４は、算出した時間差から、アンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングを調整するタイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。可変遅延器１０５は、タイミング調整信号に応じて送信データの送信タイミングを遅延させて、遅延後の送信データを変復調部１０６へ出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信方法に関し、特に、特定の領域のみを通信可能エリアとして設定できる通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線技術の発展に伴い、携帯電話に代表される広い通信エリアにおいて音声やメールといった容量が少ないコンテンツの伝送だけでなく、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のように比較的狭い通信エリア内で高速の通信を行なう利用形態が普及してきている。
【０００３】
さらには、伝送レートを高めるだけでなく、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭帯域通信）のような極めて限られた場所（すなわち特定の場所）のみを通信エリアとし、特定の場所に位置するユーザのみを通信可能とする利用形態が普及してきている。
【０００４】
今後は、利用者が持ち歩く、又は車載している端末に、容量が大きいコンテンツを短時間でダウンロードする利用形態が広まることが予想されるが、このような大容量コンテンツは大量の個人情報が含まれていることや、映画等の映像コンテンツであれば有料のコンテンツであることが想定される。
【０００５】
このような今後の状況を考えてみると、積極的に特定の場所に位置する相手のみと高速大容量の通信を可能とする通信システムの確立が一段と切望されると考えられる。
【０００６】
図２７〜図２９に、特定の場所に位置する相手のみと通信可能な通信システムの従来例として、ＥＴＣ（Electronic Toll Correction System）における通信エリアの実現方法を説明するための概念図を示す。図２７〜図２９では、第１の端末１１−１を搭載した車両１２−１と第２の端末１１−２を搭載した車両１２−２が通信相手の無線部１３に接続されるアンテナ１４の近傍に到達する場合を考える。
【０００７】
図２７に示すように、指向性が弱いアンテナ１４を用いて、無線部１３の通信可能エリアＡＲ１を比較的広くした場合には、第１の端末１１−１と第２の端末１１−２が共に無線部１３と通信を開始してしまうため、混信する場合や、共に通信できない場合や、異なる端末が情報データを受信してしまう場合が発生する。
【０００８】
一方、図２８に示すように、指向性が強いアンテナ１４を用いて、無線部１３の通信可能エリアＡＲ２を比較的狭くした場合には、車両の移動速度が速い場合に十分な通信時間を確保することができず、車両を減速または停止させて通信時間を確保する必要がある。
【０００９】
これらの問題を解決するために、特許文献１には、図２９に示すように、アンテナ１４としてビーム切替アンテナを用いることで、第１の指向性による通信可能エリアＡＲ３と第２の指向性による通信可能エリアＡＲ４を形成する技術が開示されている。このようにすれば、車両の移動速度が速い場合でも、端末１１−１、１１−２は、通信可能エリアＡＲ３、ＡＲ４の両方で互いに混信なく通信できるようになると考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１８５０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の従来構成においては、狭い通信可能エリアを実現するために高指向性のアンテナが必要となるためアンテナが大型化するという課題がある。また、指向性を切り替えて通信可能エリアを広げることも行なわれるが、機械的な方向切替又は搬送波周波数帯での位相制御による位相合成が必要となり、機器の可動を実現するための機器が大型化し、コストも上がる。更に、高精度な位相制御を実現するために制御部が高コスト化するといった課題も有している。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成で、通信装置と特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、前記第１の送信信号が特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段と、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差に基づいて、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号とが、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、比較的簡易な構成で、通信装置と特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の発明者らは、複数のアンテナを備える通信装置のそれぞれのアンテナからの距離が、特定の距離関係にある領域は、極めて限られた領域（以下「特定の領域」という）に限定される点に着目し、規定のタイミングで結合することで情報データ列が復調可能となるような複数の送信信号、例えば、情報データと、情報データのフレームタイミングを示すフレーム同期信号とを、異なるアンテナから特定の領域へ、規定のタイミングで到達するように送信すれば、指向性が強いアンテナを用いなくても、比較的簡易な構成で、特定の領域に位置する端末装置のみが通信可能となると考え、本発明に至った。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示す。同図に示す通信装置１００は、第１のアンテナ１０１と、第２のアンテナ１０２と、無線部１０３とを備え、さらに、無線部１０３は、タイミング算出部１０４と、可変遅延器１０５と、第１の変復調部１０６と、第２の変復調部１０７とを備えている。
【００１８】
なお、図２、図３、図４は、それぞれのアンテナから送信された信号の経路の様子を通信状況ごとに示したものである。図２は初期設定時に、アンテナ１０１から送信された信号が、アンテナ１０２によって反射されてアンテナ１０１で受信される様子を示す。図３は、通信開始時に、通信装置１００の通信相手である端末２００がアンテナ１０１とアンテナ１０２の間に挿入され、アンテナ１０１から送信された送信信号が、端末２００で反射されてアンテナ１０１で受信される様子を示す。図４は、通信開始後に、アンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信された信号が、それぞれ端末２００において受信され、また、端末２００から送信される送信信号が、アンテナ１０１で受信される様子を示す。
【００１９】
アンテナ１０１、１０２は、変復調部１０６、１０７から出力される送信信号を他方のアンテナ又は通信相手である端末２００へ送信し、また、アンテナ１０１、１０２に到達する受信信号をそれぞれ変復調部１０６、１０７へ出力する。
【００２０】
タイミング算出部１０４は、初期設定時または通信開始時に、アンテナ１０１から送信される送信信号と、当該送信信号がアンテナ１０２または通信相手である端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射信号とから、アンテナ１０１と端末２００までの経路と、アンテナ１０２と端末２００までの経路との差に相当する時間差を算出する。時間差の算出方法については、後に詳述する。さらに、タイミング算出部１０４は、算出した時間差からタイミング調整信号を生成し、タイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。
【００２１】
可変遅延器１０５は、タイミング調整信号に応じて送信データの送信タイミングを遅延させて、遅延後の送信データを変復調部１０６へ出力する。
【００２２】
変復調部１０６、１０７は、タイミング調整後の送信データに対し変調処理を施し、アンテナ１０１、１０２へ出力する。また、変復調部１０６、１０７は、受信信号に対し復調処理を施し、復調後の受信データをタイミング算出部１０４へ出力する。なお、図４では、端末２００から送信される送信信号をアンテナ１０１が受信し、変復調部１０６が復調処理を行うとこととしているが、アンテナ１０２が受信し、変復調部１０７が復調処理を施しても良く、また、アンテナ１０１およびアンテナ１０２の双方で受信し、変復調部１０６および変復調部１０７の双方で復調処理を施すようにしても良い。
【００２３】
次いで、図５を用いてタイミング算出部１０４についてさらに説明する。図５は、タイミング算出部１０４の要部構成を示すブロック図である。同図に示すようにタイミング算出部１０４は、第１の可変遅延器３０１と、第２の可変遅延器３０２と、相関器３０３と、相関判定部３０４と、時間差算出部３０５と、初期時間差保存部３０６と、到達時間差算出部３０７とを備えている。
【００２４】
可変遅延器３０１は、機器固有の遅延時間だけ送信データを遅延する。機器固有の遅延時間とは、具体的には、アンテナ１０１が接続された系と、アンテナ１０２が接続された系との経路差に相当する時間である。
【００２５】
可変遅延器３０２は、相関判定部３０４から出力される制御信号の値に応じて、可変遅延器３０１から出力される送信データを遅延し、遅延後の送信データを相関器３０３へ出力する。
【００２６】
相関器３０３は、可変遅延器３０２から出力される送信データと、送信データがアンテナ１０２または端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射データとの相関演算を行い、演算結果を相関判定部３０４へ出力する。
【００２７】
相関判定部３０４は、相関演算結果を用いて送信データと反射データとの遅延量を算出する。具体的には、相関演算結果が所定の閾値以上か否かを判定し、相関演算結果が所定の閾値以上となるまで、制御信号を可変遅延器３０２へ出力する。なお、相関判定部３０４は、演算結果に応じて可変遅延器３０２における遅延量を決定し、決定した遅延量だけ可変遅延器３０２において送信データが遅延するような制御信号を時間差算出部３０５へ出力する。
【００２８】
時間差算出部３０５は、相関判定部３０４から出力される制御信号から、可変遅延器３０２において送信データが遅延された時間、すなわち、送信データと反射データとの時間差を算出する。例えば、相関判定部３０４から、遅延量に相当する振幅レベルを持つ制御信号が出力される場合には、時間差算出部３０５は、制御信号の振幅レベルを積算して、可変遅延器３０２における遅延時間を算出する。
【００２９】
なお、時間差算出部３０５は、初期設定時には算出した時間差を初期時間差保存部３０６へ出力し、通信開始時には算出した時間差を到達時間差算出部３０７へ出力する。なお、初期設定時に算出された時間差は、アンテナ１０１から送信された送信データがアンテナ１０２において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間（以下「初期時間差」という）となる。また、通信開始時に算出された時間差は、アンテナ１０１から送信された送信データが端末２００において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間となる。
【００３０】
初期時間差保存部３０６は、初期設定時に時間差算出部３０５から出力される初期時間差を保存し、通信開始時に初期時間差を到達時間差算出部３０７へ出力する。
【００３１】
到達時間差算出部３０７は、通信開始時に時間差算出部３０５から出力される時間差、つまり、アンテナ１０１から送信された送信データが端末２００において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間と上述した初期時間差とを用いて、可変遅延器１０５においてアンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングを調整するためのタイミング調整信号を出力する。
【００３２】
具体的には、到達時間差算出部３０７は、アンテナ１０１から送信される送信データを遅延させて、アンテナ１０１から送信される送信データとアンテナ１０２から送信される送信データとが規定のタイミングで端末２００に到達するような遅延量に相当するタイミング調整信号を出力する。遅延量は、例えば、次式（１）を用いて算出することができる。式（１）において、Ｔ１は初期時間差で、Ｔ２は、端末２００がある場合にアンテナ１０１から送信される送信信号が端末２００において反射されてアンテナ１０１へ戻ってくるまでに要する時間である。
遅延量＝Ｔ１／２−Ｔ２ …（１）
【００３３】
次いで、上記のように構成された通信装置１００による初期設定時から通信開始時までの動作について、図６の波形図および図７のフロー図を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、初期設定時には、初期時間差を測定するための時間差測定用データが、可変遅延器１０５、変復調部１０６、およびアンテナ１０１を経由して、アンテナ１０２へ送信される（ＳＴ１０１）。初期時間差とは、上述したように、アンテナ１０１とアンテナ１０２との間の距離に相当する。なお、初期設定時には、可変遅延器１０５において時間差測定用データは遅延されず、変復調部１０６へ出力される。
【００３５】
そして、アンテナ１０２によって反射された時間差測定用データは、アンテナ１０１を経由して変復調部１０６によって復調処理が施され（ＳＴ１０２）、復調後の反射データが、タイミング算出部１０４へ出力される。
【００３６】
そして、タイミング算出部１０４によって、時間差測定用データとアンテナ１０２によって反射された反射データとの相関演算結果より初期時間差（Ｔ１）が算出される。具体的には、タイミング算出部１０４内の相関器３０３における時間差測定用データと反射データとの相関演算結果が所定の閾値以上となるまで、可変遅延器３０２によって時間差測定用データが遅延され、可変遅延器３０２における遅延量に基づいて時間差算出部３０５によって初期時間差が算出されて、算出された初期時間差は、初期時間差保存部３０６において保存される（ＳＴ１０３）。図６（ａ）に、時間差測定用データの送信タイミングを示し、図６（ｂ）にアンテナ１０２によって反射された反射データの受信タイミングを示す。
【００３７】
通信開始時には、アンテナ１０１とアンテナ１０２との間に端末２００が挿入され（ＳＴ１０４）、再度時間差測定用データが、可変遅延器１０５、変復調部１０６、およびアンテナ１０１を経由して、端末２００へ送信される（ＳＴ１０５）。初期設定時の場合と同様に、可変遅延器１０５において時間差測定用データは遅延されず、変復調部１０６へ出力される。
【００３８】
そして、端末２００によって反射された時間差測定用データは、アンテナ１０１によって受信され変復調部１０６によって復調処理が施され（ＳＴ１０６）、復調後の反射データは、タイミング算出部１０４へ出力される。
【００３９】
そして、初期設定時と同様にタイミング算出部１０４によって、時間差測定用データと端末２００からの反射データの相関演算結果より時間差（Ｔ２）が算出されて、算出された時間差（Ｔ２）は、到達時間差算出部３０７において保存される（ＳＴ１０７）。つまり、相関が取れたときの遅延器３０２の遅延量が、電波がアンテナ１０１から送信されて、端末２００において反射され再度アンテナ１０１において受信されるまでの伝搬時間となる。図６（ｃ）に、端末２００によって反射された反射データの受信タイミングを示す。なお、図６（ｃ）は、図４の状態での測定となる。
【００４０】
そして、到達時間差算出部３０７によって、例えば、初期時間差（Ｔ１）と時間差（Ｔ２）とが上式（１）に用いられて、到達時間差が算出される。すなわち、アンテナ１０１から端末２００へ送信される第１の送信信号と、アンテナ１０２から端末２００へ送信される第２の送信信号との経路の違いに起因する到達時間差が算出される。そして、到達時間差を考慮して、到達時間差算出部３０７によって、さらに、第１の送信信号と第２の送信信号が規定のタイミングで端末２００に到達するように可変遅延器１０５における遅延量が決定され、遅延量に相当するタイミング調整信号が算出される。そして、タイミング調整信号が到達時間差算出部３０７から可変遅延器１０５へ出力される（ＳＴ１０８）。
【００４１】
このようにして、アンテナ１０１から送信される送信データ１と、アンテナ１０２から送信される送信データ２との遅延量とが決定され、通信後は、可変遅延器１０５によって、タイミング調整信号に応じて送信データ１の送信タイミングが調整される。そして、タイミング調整された送信データ１と送信データ２は、変復調部１０６、１０７によって変調処理が施されて、アンテナ１０１、１０２を経由して端末２００へ送信される。
【００４２】
これにより、端末２００にのみに送信データ１および送信データ２が規定のタイミングで到達する。一方、特定の位置関係にない端末へは送信データ１および送信データ２が規定のタイミングで到達しない。したがって、例えば、情報データ列を１ビットずつ交互に送信データ１と送信データ２に割り当て送信した場合には、特定の位置関係にない端末へは規定のタイミングでこれら送信データが到達しないため情報データ列を正しく復調することができないが、端末２００へは規定のタイミングでこれら送信データが到達するため、端末２００は情報データ列を正しく復調することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、一方のアンテナから送信される送信信号が他方のアンテナおよび端末２００によって反射されて戻ってくるまでの時間から、複数のアンテナと端末との経路差を算出し、端末２００へ規定のタイミングで送信信号が到達するようそれぞれのアンテナから送信する送信データのタイミングを調整するようにしたため、それぞれのアンテナと特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４４】
また、タイミング調整は通信装置１００において行われるため、端末におけるタイミング調整が不要で、端末の処理負荷を増加させることなく、通信装置１００と特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４５】
つまり、通信装置１００と特定の位置関係にある正規の受信者の端末２００に対しては、端末２００が意識せずとも受信信号を単純に合成すれば信号を復調することができる。これに対し、非正規受信者の端末が不正に情報を取得するような場面では、非正規受信者の端末は、上述した特定の位置関係にないため、アンテナ１０１とアンテナ１０２から別個に送信される異なる信号の合成タイミングを調整する必要が生じ、簡単に情報データ列を復調することが難しく、また、通信装置１００が、適当な周期でアンテナ１０１とアンテナ１０２から送信する信号のタイミングや組合せを変えることにより、非正規受信者が所有する端末は、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信される信号のタイミングや組合せが変わる度ごとに合成タイミングを調整する必要が生じるため、簡単に不正取得できないようなセキュリティ効果を持ち合わせている。
【００４６】
このように、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信される送信データ１及び送信データ２は、互いに補完し合うことにより情報データ列が復調されるような異なるデータにすることで、通信装置１００と特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４７】
なお、時間差（Ｔ２）の測定は、予め定めた時間間隔毎に行うことで、通信相手の位置が変動する場合に、時間差の修正を行うことができる。
【００４８】
なお、以上の説明ではそれぞれのアンテナと端末２００との経路差に相当する時間差を算出し、経路差に相当する時間差に基づいてタイミング調整を行う場合について述べたが、端末２００を置く位置を予め決めておき、位置を限定することで経路差に相当する時間差の算出を行なわずに端末２００の位置を確定できるように構成し、当該位置に対応してタイミング調整を行なうようにしても同様に実施可能である。また、端末２００を置く位置の候補を複数設け利用者毎にその位置を変えるようにしたり、１利用者であっても位置を変更する旨の指示等により利用者に位置変更を促してその位置を変えるようにしたり、又は例えば端末保持台が自ら位置を変更する機能を備えることで位置変更を行なうようにしたりすることで、それぞれのアンテナと端末２００との特定位置関係を時間的に変更して、通信可能な位置関係をより限定するようにしてもよい。
【００４９】
なお、アンテナ１０１、１０２から送信される信号の周波数帯域は特に同一周波数帯である必要はなく、異なる周波数帯域としてもよい。つまり、例えば、アンテナ１０１から送信する信号を６０ＧＨｚ帯、アンテナ１０２から送信する信号を３〜５ＧＨｚ帯の信号とし、その周波数帯域の違いによる伝搬減衰差を利用して、ミリ波帯による広帯域通信と、マイクロ波帯による低誤り通信とを組み合わせて用いるようにしてもよい。これにより、通信に先立ち端末２００との間でやり取りが必要となる認証用データ等、データ量が比較的少なく確実に送りたい情報をマイクロ波帯により低誤りで送信し、一旦認証等が確立された後は、情報データを大容量伝送に適したミリ波帯で高速に送信するようにすることができる。
【００５０】
また、初期設定時および通信開始時において上述した時間差測定用データを３〜５ＧＨｚ帯のマイクロ波帯のみを用いて他方のアンテナに送信するようにして到達時間差を算出するようにすれば、ミリ波帯を用いて到達時間差を算出するのに比べ到達時間が長くなるため、より通信装置１００に近い端末との間の到達時間差を算出することができるようになり、近距離に位置する端末との通信タイミングを調整することも可能となる。周波数変換は、例えば、局部信号源とミキサから成る周波数変換部により行うようにすればよい。
【００５１】
なお、上述したように本実施の形態では、アンテナ１０１、１０２から送信される送信データ１と送信データ２の直接波が規定のタイミングで端末２００へ到達する場合について説明したが、通信装置１００がマルチパスの影響によって生じる遅延波の伝搬遅延時間を測定するマルチパス測定部１０８をさらに備え、遅延波による符号間干渉を回避するように送信データを送信するアンテナを選択するようにしてもよい。
【００５２】
図８に、マルチパス測定部１０８を備える通信装置１００の要部構成を示す。マルチパス測定部１０８は、例えば、既知信号と変復調部１０６又は変復調部１０７から出力される実際の受信信号との差分を取り、マルチパスの影響によって生じる遅延波の伝搬遅延時間を測定する。マルチパス測定部１０８は、伝搬遅延時間を変復調部１０６及び１０７に出力する。
【００５３】
以下、上記のように構成された通信装置１００の動作について図９〜図１１を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、送信データが“１”のときに送信波を送信し、送信データが“０”のときには送信波を送信しないＯＯＫ（On Off Keying）変調方式の場合について説明する。
【００５４】
図９（ｂ）は、アンテナ１０１から図９（ａ）に示すような送信波が端末２００へ送信された場合に、送信波の直接波が端末２００に到達するタイミングと、アンテナ１０１と端末２００との間のマルチパスの影響によって生じる送信波の遅延波が端末２００に到達するタイミングとの関係を示している。図９（ｂ）に示す例では、遅延波は、直接波に対し遅延時間ＴＡ後に端末２００に到達している。
【００５５】
同様に、図９（ｃ）は、アンテナ１０２から図９（ａ）に示すような送信波が端末２００へ送信された場合に、送信波の直接波が端末２００に到達するタイミングと、アンテナ１０２と端末２００との間のマルチパスの影響によって生じる送信波の遅延波が端末２００に到達するタイミングとの関係を示している。図９（ｃ）に示す例では、遅延波は、直接波に対し遅延時間ＴＢ後に端末２００に到達している。
【００５６】
マルチパス測定部１０８は、これら遅延時間ＴＡ，ＴＢを測定する。さらに、マルチパス測定部１０８は遅延時間ＴＡおよびＴＢを考慮しながら、送信データに含まれる“１”をアンテナ１０１から送信する送信データ１またはアンテナ１０２から送信する送信データ２のいずれかに振り分ける。以下では、送信データが“１”，“０”，“１”，“１”，“０”の場合を例に送信データの振り分け方法について説明する。
【００５７】
まず始めに図１０（ａ）に示すように、上記送信データに対応した送信信号列をアンテナ１０１のみから送信した場合を考える。端末２００へは図１０（ｂ）に示すように、直接波の他、アンテナ１０１と端末２００との間のマルチパスの影響を受けた遅延波（符号間干渉１〜３）が到達する。
【００５８】
図１０（ｂ）において符号間干渉２は直接波と遅延波とが合成された結果、位相が相殺されて振幅が小さくなっている。したがって、振幅が所定の閾値以上のとき受信データが“１”と判定されるＯＯＫ変調方式の場合、符号間干渉２は振幅が所定の閾値未満であるため誤って“０”と判定される確率が高くなり、通信誤りの原因となる。
【００５９】
これに対し、図１１は、マルチパス測定部１０８が送信データに含まれる“１”の一部を他方のアンテナ１０２から送信するようにした場合に、それぞれのアンテナ１０１，１０２から送信される送信波と、端末２００に到達する直接波と遅延波の様子を示している。具体的には、図１１（ａ）はアンテナ１０１から送信される送信波を、図１１（ｂ）はアンテナ１０２から送信される送信波を示している。また、図１１（ｃ）は端末２００に到達する直接波および遅延波の様子を示している。図１１（ａ），（ｂ）に示すように送信データに“１”が含まれる場合にその一部をアンテナ１０２から送信するようにしたので、端末２００に到達する符号間干渉４，６は、図１０（ｂ）に示される符号間干渉１，３と同じである一方、符号間干渉５の振幅は減衰せず所定の閾値以上となって“１”と正しく判定されるため、図１０（ｂ）に示される符号間干渉２に比し判定誤りの確率を低く抑えることができる。
【００６０】
このようにマルチパスの影響によって生じる遅延波の遅延時間を考慮し、送信データに含まれる“１”をアンテナ１０１から送信される送信データ１またはアンテナ１０２から送信される送信データ２に振り分けるようにしたので、送信波が送信されるアンテナが切り替えられるようになり、この結果、直接波と遅延波とが異なる位相で端末２００に到達する割合が減り、符号間干渉による復調誤りを低減することができるようになる。
【００６１】
なお、以上の説明では、アンテナ１０１から送信される送信波に対する直接波と遅延波とが互いに相殺し合うタイミングで端末２００に到達するため、送信データに“１”が含まれる場合にその一部をアンテナ１０２から送信し直接波と遅延波とが端末２００に重ならないようなタイミングで到達する場合について説明したが、アンテナ１０１から送信される送信波に対する直接波と遅延波とが端末２００に同位相で到達するような場合には、送信データ“１”を送信するアンテナとしてアンテナ１０１を積極的に用いるようにしてもよい。これにより、端末２００に直接波と遅延波とが同位相で到達し、同位相で合成される結果、振幅が増加するようになってＲａｋｅ合成と同様の効果が得られ、ＳＮＲ（Single to Noise Ratio）を改善し復調性能を高めることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図１２に、本発明の実施の形態に係る通信装置１００の要部構成を示す。通信装置１００の要部構成は、上記実施の形態１で示した図１の通信装置に比して、アンテナ１０１およびアンテナ１０２を横に並べ、端末２００をその上にかざす配置としている点、および、タイミング算出部１０４に代えタイミング算出部４０１−１、４０１−２を有し、タイミング調整部４０２が追加された点で異なることを除いて同様である。
【００６３】
タイミング算出部４０１−１、４０１−２は、図５に示すタイミング算出部１０４の要部構成から、初期時間差保存部３０６および到達時間差算出部３０７を削除した構成を有し、それぞれのアンテナから送信された送信信号が端末２００によって戻ってきた反射信号とから、それぞれのアンテナと端末２００までの経路差に相当する時間差を算出し、算出した時間差をタイミング調整部４０２へ出力する。すなわち、タイミング算出部４０１−１は、アンテナ１０１と端末２００との経路差に相当する時間差を算出し、タイミング４０１−２は、アンテナ１０２と端末２００との経路差に相当する時間差を算出する。
【００６４】
タイミング調整部４０２は、タイミング算出部４０１−１、４０１−２から出力されるそれぞれの経路に相当する時間差から、端末２００にアンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信される送信信号が規定のタイミングで到達するようアンテナ１０１から送信される送信信号の送信タイミングを調整するためのタイミング調整信号を生成する。タイミング調整部４０２は、生成したタイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。つまり、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信されて端末２００によって反射された反射信号がそれぞれのアンテナに到達するまでの時間差から、アンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングが調整される。これにより、特定の領域に位置する端末２００へ、アンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信される送信信号が規定のタイミングで到達し、端末２００のみが通信可能となる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、アンテナ１０１と端末２００との経路と、アンテナ１０２と端末２００の経路との経路差に相当する時間差とを求め、それぞれのアンテナから送信される送信信号の到達時間差を算出し、遅延量を決定するようにしたので、端末２００がアンテナ１０１とアンテナ１０２の間に設置できないような状況においても、端末２００に規定のタイミングで送信データが到達するようにして、情報データ列の復調が可能となり、実施の形態１に比してアンテナ１０１、１０２および端末２００の設置の形態の制約を小さくすることができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、通信装置のアンテナを２つとした例を示したが、アンテナは２つに限らず、３つ以上のアンテナと変復調部およびタイミング算出部をアンテナ数に対応させて設けても良い。図１３に３つのアンテナを有する通信装置の要部構成を示す。図１３は、図１２に対し、第３のアンテナ４０３、第３の変復調部４０４、第３のタイミング算出部４０１−３、および第２の可変遅延器４０５を追加した構成を採る。アンテナ数を３つに増やす場合には、３つのアンテナから送信される送信データを用いて時間差を算出するため、すべてのアンテナからの距離が特定の距離に位置する端末のみしか情報データ列を正しく復調することができなくなって、通信可能な特定領域をより限られた領域に絞り込むことが可能となる。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の本実施の形態３は、実施の形態１および２の通信装置から送信される信号を受信する端末について説明する。
【００６８】
一例として、実施の形態１および２の通信装置からパルス信号が送信され、このパルス信号を受信する端末２００について説明する。図１４（ａ）に、通信装置１００から送信される第１の送信信号の送信タイミングを示し、図１４（ｂ）に、通信装置１００から送信される第２の送信信号の送信タイミングを示す。通信装置１００から送信される第１の送信信号（図１４（ａ））と第２の送信信号（図１４（ｂ））は、図１４に示すようなタイミングで端末２００に到達する。本実施の形態では、第１の送信信号は変調されたパルス信号で、例えば、ＯＯＫ（On Off Keying）変調方式の場合には、パルスがあれば“１”を、無ければ“０”を示す。一方、第２の送信信号はタイミング信号で、例えば、同期用のクロックを含む。つまり、情報データ列である第１の送信信号と、同期用クロックを含む第２の送信信号とを結合することで、正しくデータを復調することができる。
【００６９】
図１５に、図１４に示すようなパルス信号を受信する端末２００の要部構成を示す。同図に示す端末２００は、アンテナ５０１、５０２、および５１２と、フィルタ５０３−１、５０３−２および５１１と、アンプ５０４−１、５０４−２および５１０と、検波器５０５−１、５０５−２と、クロックリカバリ５０６と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）５０７と、データ処理部５０８と、パルス変調部５０９とを備えている。
【００７０】
アンテナ５０１、５０２は、通信装置１００から送信される第１、第２の送信信号をそれぞれ受信する。フィルタ５０３−１、５０３−２および５１１は、受信信号または送信信号に対し帯域制限を施す。アンプ５０４−１、５０４−２および５１０は、受信信号または送信信号の振幅レベルを調整する。検波器５０５−１、５０５−２は、受信信号に対しエンベロープ検波を施し、検波器５０５−１は、エンベロープ検波結果をＡＤＣ５０７へ出力し、検波器５０５−２は、エンベロープ検波結果をクロックリカバリ５０６へ出力する。
【００７１】
クロックリカバリ５０６は、エンベロープ検波結果から受信信号のタイミング信号を生成し、ＡＤＣ５０７へ出力する。ＡＤＣ５０７は、タイミング信号を用いて受信信号をサンプリングする。データ処理部５０８は、サンプリングされた受信信号に対し、復調処理を施す。
【００７２】
具体的には、受信信号には、通信装置１００から第１の送信信号として送信されるパルス信号と第２の送信信号として送信されるタイミング信号が含まれているため、データ処理部５０８は、サンプリング後の受信信号からクロック信号を除去した除去後の受信信号に対し復調処理を施す。なお、通信装置１００から送信される第１の送信信号と第２の送信信号とが異なるなる搬送波周波数で送信される場合には、フィルタ５０３−１，５０３−２によりそれぞれ帯域制限が施されるため、データ処理部５０８は、サンプリング後の受信信号に対し直接復調処理を施せばよい。
【００７３】
なお、端末２００に、通信装置１００から送信される第１の送信信号及び第２の送信信号の直接波に加え反射波が混在して到達する場合が想定される。しかしながら、直接波と反射波が端末２００に到着するタイミングが同時に到着することは希で、ミリ波では伝搬減衰が大きいため直接波と反射波との信号電力差が顕著なため、データ処理部５０８は、直接波と反射波を分離することが可能である。
【００７４】
さらに、データ処理部５０８は、送信データをパルス変調部５０９へ出力し、ＡＤＣ５０７から出力されるサンプリングデータに対しディジタル復調処理を施す。パルス変調部５０９は、送信データにパルス変調処理を施し、アンプ５１０へ出力する。アンテナ５１２は、パルス変調後アンプ５１０およびフィルタ５１１を通過した送信信号を通信装置１００へ送信する。
【００７５】
次いで、上記のように構成された端末２００の受信動作について説明する。
【００７６】
通信装置１００のアンテナ１０１から送信される第１の送信信号は、アンテナ５０１を介して受信され（以下「第１の受信信号」という）、フィルタ５０３−１およびアンプ５０４−１を経由して検波器５０５−１によってエンベロープ検波され、検波結果はＡＤＣ５０７へ出力される。
【００７７】
一方、通信装置１００のアンテナ１０２から送信される第２の送信信号は、アンテナ５０２を介して受信され（以下「第２の受信信号」という）、フィルタ５０３−２およびアンプ５０４−２を経由して検波器５０５−２によってエンベロープ検波され、検波結果がクロックリカバリ５０６へ出力される。
【００７８】
そして、クロックリカバリ５０６では、エンベロープ検波後の第２の受信信号からタイミング信号が生成される。
【００７９】
上述したように、本実施の形態ではアンテナ１０２から送信される第２の送信信号は、同期用のクロックを含むため、クロックリカバリ５０６によってタイミング信号の生成が可能となる。そして、タイミング信号が用いられてエンベロープ検波後の第１の受信信号がＡＤＣ５０７によってサンプリングされ、データ処理部５０８によってサンプリング後の第１の受信信号に対しディジタル復調処理が施される。
【００８０】
なお、図１４では第２の送信信号が第１の送信信号が存在する可能性のあるすべてのタイミングで存在する場合を説明したが、クロックリカバリ５０６において、低周波数の信号を逓倍してタイミング信号を生成するようにしても良い。これにより、第２の送信信号としてパルス繰り返し周期が長い信号を用いることができる。
【００８１】
また、図１６に、図１４に示すようなパルス信号を受信する端末２００の他の構成例を示す。なお、図１６は、図１５に対して、検波器５０５−１に代えて相関器５１３を備え、相関器５１３はエンベロープ検波に代わり同期検波を行う。これにより、タイミング信号がより高い精度で生成することができ、復調性能を向上することが可能となる。
【００８２】
図１７に、実施の形態１および２の通信装置から送信されるパルス信号の他の一例を示す。第１の送信信号（図１７（ａ））および第２の送信信号（図１７（ｂ））は、ＢＰＳＫ（Bi Phase Sift Keying）変調されたパルス信号で、それぞれのパルス信号は同一のタイミングで端末２００に到達している。
【００８３】
端末２００が図１６に示すような要部構成を備えている場合、相関器５１３の出力は、図１７（ｃ）に示すように第１の送信信号と第２の送信信号とが乗じることで結合した波形となり、データ処理部５０８によって、出力結果が正であれば“１”、負であれば“０”と判定される。
【００８４】
なお、図１８に示すようなタイミング関係で、実施の形態１および２の通信装置から送信される第１の送信信号（図１８（ａ））と第２の送信信号（図１８（ｂ））とが送信された場合には、図１９に示すような要部構成を備える端末２００にて復調可能となる。図１９は、図１６に対し遅延器６０１を追加した構成を採る。すなわち、第１の送信信号と第２の送信信号の到達タイミングが同時でない場合には、遅延器６０１によって第１の送信信号を遅延させタイミングが調整され、相関器５１３によって遅延後の第１の送信信号と第２の送信信号とを相関演算が施される。
【００８５】
なお、遅延器６０１では、遅延量が変更される度、到達タイミングを測定し、到達タイミングが一致するまで、遅延量のタイミング調整を行う。
【００８６】
図２０に、実施の形態１および２の通信装置から送信されるパルス信号のさらに他の一例を示す。図２０は、３つのアンテナを備える通信装置１００から送信された第１の送信信号（図２０（ａ））、第２の送信信号（図２０（ｂ））、および第３の送信信号（図２０（ｃ））が端末２００へ到達する様子を示している。同図に示すように、第１、第２、および第３の送信信号は、それぞれ同一タイミングに互いに重複して存在しないようにタイミング調整され端末２００へ到達する。
【００８７】
図２１に、図２０に示すようなパルス信号を受信する端末２００の要部構成を示す。図２１に示す端末２００は、アンテナ７０１と、フィルタ７０２と、アンプ７０３と、検波器７０４と、クロックリカバリ７０５と、テンプレート信号生成部７０６と、相関器７０７と、ＡＤＣ７０８と、データ処理部７０９を備えている。すなわち、図２０に示すように第１、第２、および第３の送信信号が、同一タイミングに互いに重複して存在しないようにタイミング調整されている場合は、単一のアンテナ７０１を介して第１から第３の送信信号がすべてを受信し、テンプレート信号生成部７０６によって生成されるテンプレート信号（図２０（ｄ））と受信信号との相関を相関器７０７によって取ることで波形を結合し、相関結果の正負（図２０（ｅ））に応じて“１”“０”を判定することが可能となり、図１３に示すような３つのアンテナを備える通信装置１００から第１から第３の送信信号が送信された場合においても復調処理を行うことができる。
【００８８】
なお、図２１では、端末２００が、テンプレート信号を用いて同期検波を行うこととしたが、テンプレート信号を用いず、遅延検波により復調処理を行うことも可能である。また、上述した例では、ＢＰＳＫ変調の場合について説明したが、これに限らず、ＯＯＫ変調、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation：パルス位置変調）変調など他の変調方式が用いられた場合においても同様に復調可能となる。
【００８９】
また、第１または第２の送信信号としてフレームタイミングを示すフレーム同期情報などの同期情報を送るようにしても良い。図２２に波形図の一例を示す。第１の送信信号はＢＰＳＫ変調されたパルス信号（図２２（ａ））で、第２の送信信号はＢＰＳＫ変調されたフレーム同期情報を示す信号（図２２（ｂ））である。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）を復調した結果得られる第１の送信信号に割り当てられたデータで、図２２（ｄ）は、復調後の第２の送信データを示し、“１”“０”と並ぶタイミングがフレーム同期タイミングである。上述したように、通信装置１００は、特定の位置関係にある端末２００のみへ、情報データとフレーム同期情報のタイミングが連動して到達するよう送信タイミングを調整して送信する。したがって、通信品質に応じてフレーム長を変更した場合にも、端末２００はフレーム同期を正しく取ることが可能となるが、特定の位置関係以外の端末では情報データとフレーム同期情報のタイミングが連動して到達しないため、フレーム同期を正しく取ることができない。
【００９０】
なお、端末２００は、第１の送信信号として送信されるＢＰＳＫ変調されたパルス信号と、第２の送信信号として送信されるＢＰＳＫ変調されたフレーム同期情報を示す信号の合成信号を受信するが、受信信号を所定のしきい値で振幅レベルに応じ、合成信号は図２１（ａ）に示すパルス信号と図２１（ｂ）示すフレーム同期情報とに分離される。また、第１の送信信号と第２の送信信号とが異なるなる搬送波周波数で送信される場合には、異なるフィルタを用いて帯域制限を施すことにより、同様に合成信号は図２１（ａ）に示すパルス信号と図２１（ｂ）示すフレーム同期情報とに分離される。
【００９１】
また、第１または第２の送信信号として、セキュリティを強化するため認証用データを情報データと連動させて送るようにしても良い。これにより、通信装置１００と特定の位置関係にある端末２００のみが認証用データを情報データと連動して取得することが可能となり、以後特定の領域に位置する端末２００のみが認証を行って、当該認証用データと同期して到達した情報データ列を復調することができる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によれば、情報データと、フレームタイミングを示すフレーム同期情報などの同期情報を、通信装置１００のアンテナ１０１または１０２から、それぞれ第１、第２の送信信号として、特定の位置関係にある端末２００へ規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整をして送信するようにしたので、通信装置１００と特定の位置関係にある端末２００のみがフレーム同期を正しく取って、情報データ列を正しく復調することができる。つまり、情報データとフレーム同期情報とが結合することで、情報データ列を正しく復調することができる。なお、アンテナ数は３つに限らず２つでも、また、４つ以上の場合であっても同様に実施可能である。
【００９３】
（実施の形態４）
本発明の本実施の形態４は、実施の形態１および２の通信装置１００と実施の形態３の端末２００から構成される無線システムについて説明する。図２３に、本実施の形態４に係る無線システムの一例を示す。同図に示すように、本実施の形態４に係る無線システムでは、端末２００を第１の位置から第２の位置へ意図的に移動させ、移動後の第２の位置にある端末へ送信する送信信号のタイミング調整を変更している点に特徴がある。同図において、無線部８０１は、実施の形態１および２のいずれかに示す無線部１０３の構成と共通するため、その説明を省略する。
【００９４】
次いで、上記のように構成された無線システムの動作について図２４の波形図を用いて説明する。図２４は、第１および第２の位置における端末に到達する第１および第２の送信信号の到達タイミングを示している。なお、同図において、＜１＞および＜２＞は、それぞれ通信装置１００のアンテナ１０１および１０２から送信される第１の送信信号および第２の送信信号を示す。
【００９５】
まず、通信装置１００は、上述した方法によりアンテナ１０１から送信される第１の送信信号のタイミングを調整し、第１の位置にある端末２００へ第１の送信信号（図２４（ａ））と第２の送信信号（図２４（ｂ））を送信する。端末２００では、通信装置１００から送信される第１の送信信号と第２の送信信号とが規定のタイミングで到達するため（図２４（ｃ））、これら送信信号を受信して結合することで、情報データ列が復調される。
【００９６】
端末２００では、情報データ列が復調され、所定の時間経過後、第１の位置から第２の位置へ移動する旨の指示が、通信装置１００から端末２００へ通知される。そして、位置を移動する旨の指示を受けた端末２００を保持する利用者により、端末２００の位置が第１の位置から第２の位置へ移動される。なお、利用者により端末２００の位置を移動するに限らず、例えば、利用者が端末２００を所定のトレー等に載せトレーが移動するようにしても良い。
【００９７】
図２４（ｄ）は、端末２００が第２の位置へ移動した直後に、通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が端末２００へ到達するタイミングの様子を示す。移動直後は、それぞれのアンテナからの到達時間が変わるため、端末２００に第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達せず、端末２００が復調する情報データ列には、誤りが増加する。
【００９８】
そのため、本実施の形態における無線システムでは、第２の位置へ移動した端末２００に対し、再度、上述した初期設定時および通信開始時の手順により、アンテナ１０１から移動後の端末２００へ送信される第１の送信信号と、アンテナ１０２から移動後の端末２００へ送信される第２の送信信号との経路の違いに起因する到達時間差が算出される。そして、実施の形態１および２と同様に、第１の送信信号の送信タイミングが調整される。このようにして、移動後の第２の位置にある端末２００へ規定のタイミングで第１および第２の送信信号が到達するようになり、端末２００によって第１および第２の送信信号が受信されて、情報データ列が復調される。
【００９９】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の位置にある端末に対し通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整を行った後、通信装置１００から通知される指示を受けて、端末２００を第２の位置へ移動させ、移動後の第２の位置にある端末２００に対し通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整を行うようにした。
【０１００】
このため、移動前は、通信装置１００と端末２００の第１の位置との距離と同じ距離関係にある他の位置においても復調が可能であったが、移動後は、さらに、通信装置１００と移動後の端末２００の第２の位置との距離と同じ距離関係にある位置においてのみ復調が可能となるため、通信装置１００と通信を行うことができる端末２００の位置関係をさらにより限られた領域に限定することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のようなカード端末を想定した例を説明したが、本発明を車載用の端末に適用することも可能である。図２５に、車載用の端末に本発明を適用した通信システムの配置図の一例を示す。同図は、駐車スペースを利用した通信システムの一例で、駐車スペースは、停車位置を限定する車両止め９０２と、第１のアンテナ１０１と、第２のアンテナ１０２と、無線部１０３と、屋根９０３と備え、無線部１０３は屋根９０３に設置されている。
【０１０２】
なお、第１の位置は、通信エリア内であればどこでもよく、通信エリア内では特に限定されず、車載用端末２００は、２箇所以上の位置で通信することで、通信装置１００から送信される情報データ列を正しく復調することができる。
【０１０３】
つまり、車両９０１が、駐車スペースの停車する際、第１の位置から第２の位置へ移動する前後で、通信装置１００が送信タイミング調整を行うことにより、車載用端末２００以外の端末は、通信装置１００から送信される情報データ列を正しく復調することができず受信が困難となる。
【０１０４】
以上により、車載用端末２００を搭載した車が、買い物のために、駐車場に駐車した後に、店舗の案内、地域の情報などを得ることができる。
【０１０５】
（実施の形態５）
本発明の本実施の形態５は、実施の形態１および実施の形態２の通信装置１００と実施の形態３の端末２００から構成される無線システムについて説明する。図２６に、本実施の形態５に係る無線システムの一例を示す。同図に示すように、本実施の形態５に係る無線システムでは、反射板１００１を備え、アンテナ１０１は当該反射板１００１へ第１の送信信号を送信する点で上述した実施の形態と異なり、通信装置１００および端末２００の要部構成は上述した実施の形態と同様である。
【０１０６】
つまり、本実施の形態では、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号の直接波に代わり、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号が反射板１００１によって反射され端末２００に到達する反射波を用いて、アンテナ１０１およびアンテナ１０２と端末２００間の到達時間差を算出し、送信タイミングの調整を行う。
【０１０７】
通常、１ｎｓの時間差を与えるには約３０ｃｍの経路差が必要となるが、以上のように、本実施の形態によれば、反射板１００１を設け、経路差を擬似的に長くして到達時間差を長くすることができるため、アンテナ１０１とアンテナ１０２が近接して配置する状況においても、特定の位置関係にある端末のみが通信装置と通信できるようになる無線システムを構築することができる。また、アンテナ１０１とアンテナ１０２を近接して配置することが可能となるので、通信装置１００を小型化することができる。なお、第２のアンテナ１０２から送信される第２の送信信号についても、直接波でなく反射波を用いて送信タイミングの調整を行っても良い。
【０１０８】
また、上述した実施の形態３から５においては、変調方式としてＯＯＫ変調方式およびＢＰＳＫ変調方式を用いた場合についてのみ記載したが、これらに限らず、ＰＰＭ変調方式、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式、多値ＡＳＫ変調方式、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式、または多値ＰＳＫ変調方式や、これらを組み合わせた他の変調方式を用いた場合にも同様の効果が得られる。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態では通信装置１００のみが送信タイミングの調整を行う場合について説明したが、端末２００が、通信装置１００と同様にタイミングを調整する機能を備え、複数のアンテナから送信される送信信号のタイミングを微調整することで微小なずれを補正して、受信感度を高めるように構成しても良い。
【０１１０】
また、通信装置１００と端末２００が協調し、一定時間経過後に複数のアンテナから送信された送信信号のタイミングを変化させても良い。例えば、最初は、第１の送信信号を遅延時間０、第２の送信信号を遅延時間τとして合成する取り決めとし、一定時間Ｔが経過したのち、通信装置１００が第２の送信信号のみをτ×２だけ遅らせて送信し、端末２００では第２の送信信号を遅延時間０として合成することで、最初の状態と同様に復調を続けることができる。なお、τ、Ｔは任意の時間とする。
【０１１１】
なお、上述した実施の形態では、アンテナから送信される送信信号と反射信号との時間差を使ってタイミング調整をすることのみ述べたが、送信信号に応じて端末２００が適当な時間経過後に応答信号を返すことで、この時間差を用いて調整するタイミングを算出する方法を用いても実施可能である。または、反射信号による調整と時間経過後に応答信号を返す調整とを併用しても同様に実施可能である。応答信号の信号レベルは大きく見逃す割合が減るため、応答信号を用いることで、送信側のタイミング調整を簡単化することが可能となる。また、応答信号を用いる場合には応答する機器側の内部遅延を正確に見積もれず誤差が出るが、反射信号を用いる場合には遅延が無いため、これらを併用することでタイミング算出精度を高めることが可能となる。
【０１１２】
なお、反射板１００１以外の物体によって反射された反射波が端末２００に到達する可能性があるが、このマルチパスの影響によって端末２００に到達する反射波が受信時に適当なタイミングで合成されない限り、受信復調時にＡ／Ｄコンバータ等でサンプルされることがないため、復調される情報データ列に影響を与える可能性は小さい。
【０１１３】
また、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号が反射板１００１によって反射され端末２００に到達する反射波と、他方のアンテナ１０２から送信された第２の送信信号の直接波との受信タイミングが偶然に一致し、復調される情報データ列が影響を受ける場合には、アンテナ１０２から第２の送信信号を送信するタイミングを更に変更し、例えば誤り訂正によるマルチパス影響除去効果が高いタイミングで第２の送信信号を送信するようにすることで、反射板１００１以外の物体によって反射された反射波が情報データ列へ及ぼす影響を低減するように構成しても良い。
【０１１４】
本発明の通信装置の一つの態様は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。
【０１１５】
この構成によれば、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号が、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【０１１６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段、をさらに有し、前記調整手段は、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを前記調整手段が調整する構成を採る。
【０１１７】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差を算出することができるため、通信相手の位置が変更された場合においても、変更後の通信相手のみが情報データ列を復調することができるような第１の送信信号および第２の送信信号を送信することができる。
【０１１８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１と、前記第１のアンテナまたは前記第２のアンテナの一方のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ２とから、前記時間差を算出する構成を採る。
【０１１９】
この構成によれば、通信相手が第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置する場合、第１のアンテナと第２のアンテナから送信される送信信号が通信相手に到達する時間差を求めることができ、得られた時間差を用いて第１の送信信号および第２の送信信号が通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置する通信装置のみが情報データ列を復号することができる。
【０１２０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ１を、前記第２のアンテナが受信する前記第１のアンテナによって反射された前記第２の送信信号、又は、前記第１のアンテナが受信する前記第２のアンテナによって反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、前記往復時間Ｔ２を、前記第１のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第１の送信信号、または、前記第２のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第２の送信信号の少なくとも一方を用いて算出する構成を採る。
【０１２１】
この構成によれば、第１のアンテナと第２のアンテナとの伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１を、第１の送信信号が第２のアンテナに反射されて第１のアンテナに戻ってくるまでの時間、又は、第２の送信信号が第１のアンテナに反射された第２のアンテナに戻ってくる時間から算出することができる。また、往復時間Ｔ２を、第１の送信信号または第２の送信信号が通信相手に反射されてそれぞれのアンテナに戻ってくるまでの時間から算出することができ、得られた往復時間から通信相手のみへ第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する送信タイミング調整が行える。
【０１２２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３と、前記第２のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４とから、前記時間差を算出する構成を採る。
【０１２３】
この構成によれば、通信相手が第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置しない場合であっても、第１のアンテナと第２のアンテナから送信される送信信号が通信相手に到達する時間差を求めることができて、第１の送信信号および第２の送信信号が通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、情報データ列を復号することができる通信相手とアンテナ間との位置関係の制約を小さくすることができる。
【０１２４】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ３を、前記第１のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、前記往復時間Ｔ４を、前記第２のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第２の送信信号を用いて算出する構成を採る。
【０１２５】
この構成によれば、第１のアンテナと通信相手との伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３を、第１の送信信号が通信相手に反射されて第１のアンテナに戻ってくるまでの時間から算出でき、又、第２のアンテナと通信相手との伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４を、第２の送信信号が通信相手に反射されて第２のアンテナに戻ってくるまでの時間から算出することができ、得られた往復時間から通信相手のみへ第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する送信タイミング調整が行える。
【０１２６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のリファレンス信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１２７】
この構成によれば、第１の送信信号と第１の送信信号のリファレンス信号である第２の送信信号の一部が特定の領域に位置する通信相手へのみ同一時刻に到達するようにできるため、第２の送信信号が通信相手に到達した受信タイミングを参照して情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１２８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記リファレンス信号は、前記第１の送信信号の位相タイミングを示すシンボル同期情報、通信フレームのフレームタイミングを示すフレーム同期情報又は認証用情報の一部である構成を採る。
【０１２９】
この構成によれば、位相タイミングを示すシンボル同期情報やフレーム同期情報が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手のみがシンボル同期やフレーム同期を正しく取って情報データ列を正しく復調することができる。また、認証用情報が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手のみが認証を行って、当該認証用データと同期して到達した情報データ列を正しく復調することができる。
【０１３０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の送信信号としてパルス信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とが、交互に前記通信相手へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３１】
この構成によれば、第１の送信信号および第２の送信信号が特定の領域に位置する通信相手へのみ交互に到達するため、例えば、第２の送信信号が第１の送信信号のリファレンス信号とした場合に、所定の領域に位置する通信相手のみが、第１の送信信号および第２の送信信号を用いて情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１３２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のタイミング信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３３】
この構成によれば、第１の送信信号と第１の送信信号のタイミング信号である第２の送信信号の一部が特定の領域に位置する通信相手へのみ同一時刻に到達するようにできるため、第２の送信信号が通信相手に到達した受信タイミングを参照して情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１３４】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記タイミング信号は、同期用のクロック信号である構成を採る。
【０１３５】
この構成によれば、第１の送信信号の同期用のクロック信号が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手は、第２の送信信号を同期用のクロック信号に用いて、情報データ列を確実に同期復調することが可能となる。
【０１３６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、所定の時間間隔で前記時間差を測定する構成を採る。
【０１３７】
この構成によれば、時間差が所定の時間間隔で測定されるので、送信タイミングが所定時間ごとに調整されるようになり、通信エリア内で通信相手の位置が移動した場合においても、第１の送信信号および第２の送信信号が移動後の通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、通信装置は情報データ列を復号することができる。
【０１３８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記特定の領域に位置する通信相手に対し、位置を移動させる旨の指示を通知する通知手段、をさらに具備し、前記時間差算出手段は、前記第１の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間とから、前記時間差を再度算出し、前記調整手段は、再度算出された前記時間差に基づいて送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３９】
この構成によれば、通信相手の位置を移動させ、第１のアンテナおよび第２のアンテナから送信される第１および第２の送信信号が移動後の通信相手へ到達するまでに要する時間差を再度求め、得られた時間差が用いられて調整手段によって送信タイミングの調整が行われるため、移動後の領域に位置する通信相手へ第１の送信信号および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するようになり、通信可能な領域をより限られた範囲に限定することができる。
【０１４０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方は、前記特定の領域とは異なる方向に固定された特定の固定物へ送信する構成を採る。
【０１４１】
この構成によれば、第１および第２のアンテナと特定の領域に位置する通信相手との経路差に相当する時間差を算出する際に、第１および第２のアンテナから送信された送信信号が通信相手へダイレクトに到達する時間から算出するのでなく、少なくともどちらか一方については、特定の領域に位置する通信相手の位置とは異なる方向に固定された特定の固定物を経由して通信相手へ到達するまでの時間から算出するようにしたため、第１および第２のアンテナ同士が近接する場合においても、擬似的に経路差を長くすることができ、また、第１および第２のアンテナを近接させて通信装置を小型化することが可能となる。
【０１４２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号または前記、第２の送信信号の少なくとも一方を、異なる搬送波周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換手段、をさらに有する構成を採る。
【０１４３】
この構成によれば、認証用データ等、データ量が比較的少ない情報データ列をマイクロ波帯により低誤りで確実に送信し、一旦認証等が確立された後は、大容量の情報データ列をミリ波帯で高速に送信することができる。
【０１４４】
本発明の通信装置の一つの態様は、マルチパスの影響によって生じる前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に対する第１の遅延信号および第２の遅延信号が、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に遅れて前記特定の領域に到達するまでの第１の遅延信号および第２の遅延時間時のマルチパスを測定するマルチパス測定手段、部をさらに有し、前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の遅延時間前記マルチパス測定部が出力するマルチパス状況信号に基づいて、第１の生成手段前記第１および前記第２の送信信号を生成する構成を採る。及び第２の生成手段が生成する信号を設定する。
【０１４５】
この構成によれば、情報データ列に含まれる“１”をオン信号で送信するＯＯＫ変調方式の場合に、第１のアンテナから送信される第１の送信信号の直接波と遅延波とが異なる位相で通信相手に到達する場合に、情報データ列に含まれる“１”を第１のアンテナから送信される第１の送信信号または第２のアンテナから送信される第２の送信信号に振り分けて送信することができるため、直接波と遅延波とが異なる位相で通信相手に到達して相殺し合うように合成される割合が減り、符号間干渉による復調誤りを低減することができるようになる。
【０１４６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記特定の領域は、予め決められた明示された前記通信装置の所定の場所とする構成を採る。
【０１４７】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差が既知であるため、到達時間差を算出する演算量を省いて、送信タイミングを調整することができる。
【０１４８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号が、差動符号化された信号である構成を採る。
【０１４９】
この構成によれば、第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する特定の領域に位置する通信装置のみが差動復号を行って情報データ列を復号することができる。
【０１５０】
本発明の通信方法の一つの態様は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する工程と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する工程と、前記第１の送信信号を送信する工程と、前記第２の送信信号を送信する工程と、特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する工程と、を有している。
【０１５１】
この方法によれば、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号が、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明の通信装置および通信方法は、比較的簡易な構成で、特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することができ、例えば、限られた場所のみを通信エリアとする通信システムに適用される通信装置および通信方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図２】初期設定時の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図３】通信開始時の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図４】通信後の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図５】実施の形態１に係るタイミング算出部のブロック図
【図６】（ａ）第１の送信信号が送信されるタイミングを示す図（ｂ）第１の送信信号が第２のアンテナによって反射され第１のアンテナに戻ってくるタイミングを示す図（ｃ）第１の送信信号が端末によって反射されて第１のアンテナに戻ってくるタイミングを示す図
【図７】実施の形態１に係るタイミング調整信号の生成方法を説明するためのフロー図
【図８】実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図９】直接波および遅延波の到達タイミングを示す図
【図１０】遅延波による符号間干渉を説明するための図
【図１１】遅延波による符号間干渉を回避するタイミング調整方法を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態２に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１４】（ａ）本発明の実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図
【図１５】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図１６】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図１７】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１および第２の送信信号の相関結果を示す図
【図１８】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１および第２の送信信号の相関結果を示す図
【図１９】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図２０】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第３の送信信号のタイミングを示す図（ｄ）テンプレート信号を示す図（ｅ）第１、第２、および第３の送信信号とテンプレート信号との相関結果を示す図
【図２１】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図２２】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１の送信信号の復調データを示す図（ｄ）第２の送信信号の復調データを示す図
【図２３】本発明の実施の形態４に係る無線システムの一例を示す図
【図２４】（ａ）実施の形態４に係る第１の送信信号の送信タイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１の位置における第１および第２の送信信号の到達タイミングを示す図（ｄ）第２の位置における第１および第２の送信信号の到達タイミングを示す図（ｅ）タイミング調整後の第２の位置における第２の送信信号の到達タイミングを示す図
【図２５】実施の形態４に係る無線システムの一例を示す図
【図２６】本発明の実施の形態５に係る無線システムの一例を示す図
【図２７】無指向性アンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【図２８】指向性アンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【図２９】ビームアンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【符号の説明】
【０１５４】
１０１、１０２、４０３、５０１、５０２、５１２、７０１ アンテナ
１０３、８０１ 無線部
１０４、４０１−１、４０１−２、４０１−３ タイミング算出部
１０５、３０１、３０２、４０５ 可変遅延器
１０６、１０７、４０４ 変復調部
１０８ マルチパス測定部
３０３、５１３、７０７ 相関器
３０４ 相関判定部
３０５ 時間差算出部
３０６ 初期時間差保存部
３０７ 到達時間差算出部
４０２ タイミング調整部
５０３−１、５０３−２、５１１、７０２ フィルタ
５０４−１、５０４−２、５１０、７０３ アンプ
５０５−１、５０５−２、７０４ 検波器
５０６、７０５ クロックリカバリ
５０７、７０８ ＡＤＣ
５０８、７０９ データ処理部
５０９ パルス変調
６０１ 遅延器
７０６ テンプレート信号生成部
９０１ 車両
９０２ 車両止め
９０３ 屋根
１００１ 反射板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信方法に関し、特に、特定の領域のみを通信可能エリアとして設定できる通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線技術の発展に伴い、携帯電話に代表される広い通信エリアにおいて音声やメールといった容量が少ないコンテンツの伝送だけでなく、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のように比較的狭い通信エリア内で高速の通信を行なう利用形態が普及してきている。
【０００３】
さらには、伝送レートを高めるだけでなく、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭帯域通信）のような極めて限られた場所（すなわち特定の場所）のみを通信エリアとし、特定の場所に位置するユーザのみを通信可能とする利用形態が普及してきている。
【０００４】
今後は、利用者が持ち歩く、又は車載している端末に、容量が大きいコンテンツを短時間でダウンロードする利用形態が広まることが予想されるが、このような大容量コンテンツは大量の個人情報が含まれていることや、映画等の映像コンテンツであれば有料のコンテンツであることが想定される。
【０００５】
このような今後の状況を考えてみると、積極的に特定の場所に位置する相手のみと高速大容量の通信を可能とする通信システムの確立が一段と切望されると考えられる。
【０００６】
図２７〜図２９に、特定の場所に位置する相手のみと通信可能な通信システムの従来例として、ＥＴＣ（Electronic Toll Correction System）における通信エリアの実現方法を説明するための概念図を示す。図２７〜図２９では、第１の端末１１−１を搭載した車両１２−１と第２の端末１１−２を搭載した車両１２−２が通信相手の無線部１３に接続されるアンテナ１４の近傍に到達する場合を考える。
【０００７】
図２７に示すように、指向性が弱いアンテナ１４を用いて、無線部１３の通信可能エリアＡＲ１を比較的広くした場合には、第１の端末１１−１と第２の端末１１−２が共に無線部１３と通信を開始してしまうため、混信する場合や、共に通信できない場合や、異なる端末が情報データを受信してしまう場合が発生する。
【０００８】
一方、図２８に示すように、指向性が強いアンテナ１４を用いて、無線部１３の通信可能エリアＡＲ２を比較的狭くした場合には、車両の移動速度が速い場合に十分な通信時間を確保することができず、車両を減速または停止させて通信時間を確保する必要がある。
【０００９】
これらの問題を解決するために、特許文献１には、図２９に示すように、アンテナ１４としてビーム切替アンテナを用いることで、第１の指向性による通信可能エリアＡＲ３と第２の指向性による通信可能エリアＡＲ４を形成する技術が開示されている。このようにすれば、車両の移動速度が速い場合でも、端末１１−１、１１−２は、通信可能エリアＡＲ３、ＡＲ４の両方で互いに混信なく通信できるようになると考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１８５０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の従来構成においては、狭い通信可能エリアを実現するために高指向性のアンテナが必要となるためアンテナが大型化するという課題がある。また、指向性を切り替えて通信可能エリアを広げることも行なわれるが、機械的な方向切替又は搬送波周波数帯での位相制御による位相合成が必要となり、機器の可動を実現するための機器が大型化し、コストも上がる。更に、高精度な位相制御を実現するために制御部が高コスト化するといった課題も有している。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成で、通信装置と特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、前記第１の送信信号が特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段と、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差に基づいて、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号とが、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、比較的簡易な構成で、通信装置と特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の発明者らは、複数のアンテナを備える通信装置のそれぞれのアンテナからの距離が、特定の距離関係にある領域は、極めて限られた領域（以下「特定の領域」という）に限定される点に着目し、規定のタイミングで結合することで情報データ列が復調可能となるような複数の送信信号、例えば、情報データと、情報データのフレームタイミングを示すフレーム同期信号とを、異なるアンテナから特定の領域へ、規定のタイミングで到達するように送信すれば、指向性が強いアンテナを用いなくても、比較的簡易な構成で、特定の領域に位置する端末装置のみが通信可能となると考え、本発明に至った。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示す。同図に示す通信装置１００は、第１のアンテナ１０１と、第２のアンテナ１０２と、無線部１０３とを備え、さらに、無線部１０３は、タイミング算出部１０４と、可変遅延器１０５と、第１の変復調部１０６と、第２の変復調部１０７とを備えている。
【００１８】
なお、図２、図３、図４は、それぞれのアンテナから送信された信号の経路の様子を通信状況ごとに示したものである。図２は初期設定時に、アンテナ１０１から送信された信号が、アンテナ１０２によって反射されてアンテナ１０１で受信される様子を示す。図３は、通信開始時に、通信装置１００の通信相手である端末２００がアンテナ１０１とアンテナ１０２の間に挿入され、アンテナ１０１から送信された送信信号が、端末２００で反射されてアンテナ１０１で受信される様子を示す。図４は、通信開始後に、アンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信された信号が、それぞれ端末２００において受信され、また、端末２００から送信される送信信号が、アンテナ１０１で受信される様子を示す。
【００１９】
アンテナ１０１、１０２は、変復調部１０６、１０７から出力される送信信号を他方のアンテナ又は通信相手である端末２００へ送信し、また、アンテナ１０１、１０２に到達する受信信号をそれぞれ変復調部１０６、１０７へ出力する。
【００２０】
タイミング算出部１０４は、初期設定時または通信開始時に、アンテナ１０１から送信される送信信号と、当該送信信号がアンテナ１０２または通信相手である端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射信号とから、アンテナ１０１と端末２００までの経路と、アンテナ１０２と端末２００までの経路との差に相当する時間差を算出する。時間差の算出方法については、後に詳述する。さらに、タイミング算出部１０４は、算出した時間差からタイミング調整信号を生成し、タイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。
【００２１】
可変遅延器１０５は、タイミング調整信号に応じて送信データの送信タイミングを遅延させて、遅延後の送信データを変復調部１０６へ出力する。
【００２２】
変復調部１０６、１０７は、タイミング調整後の送信データに対し変調処理を施し、アンテナ１０１、１０２へ出力する。また、変復調部１０６、１０７は、受信信号に対し復調処理を施し、復調後の受信データをタイミング算出部１０４へ出力する。なお、図４では、端末２００から送信される送信信号をアンテナ１０１が受信し、変復調部１０６が復調処理を行うとこととしているが、アンテナ１０２が受信し、変復調部１０７が復調処理を施しても良く、また、アンテナ１０１およびアンテナ１０２の双方で受信し、変復調部１０６および変復調部１０７の双方で復調処理を施すようにしても良い。
【００２３】
次いで、図５を用いてタイミング算出部１０４についてさらに説明する。図５は、タイミング算出部１０４の要部構成を示すブロック図である。同図に示すようにタイミング算出部１０４は、第１の可変遅延器３０１と、第２の可変遅延器３０２と、相関器３０３と、相関判定部３０４と、時間差算出部３０５と、初期時間差保存部３０６と、到達時間差算出部３０７とを備えている。
【００２４】
可変遅延器３０１は、機器固有の遅延時間だけ送信データを遅延する。機器固有の遅延時間とは、具体的には、アンテナ１０１が接続された系と、アンテナ１０２が接続された系との経路差に相当する時間である。
【００２５】
可変遅延器３０２は、相関判定部３０４から出力される制御信号の値に応じて、可変遅延器３０１から出力される送信データを遅延し、遅延後の送信データを相関器３０３へ出力する。
【００２６】
相関器３０３は、可変遅延器３０２から出力される送信データと、送信データがアンテナ１０２または端末２００によって反射されてアンテナ１０１に戻ってきた反射データとの相関演算を行い、演算結果を相関判定部３０４へ出力する。
【００２７】
相関判定部３０４は、相関演算結果を用いて送信データと反射データとの遅延量を算出する。具体的には、相関演算結果が所定の閾値以上か否かを判定し、相関演算結果が所定の閾値以上となるまで、制御信号を可変遅延器３０２へ出力する。なお、相関判定部３０４は、演算結果に応じて可変遅延器３０２における遅延量を決定し、決定した遅延量だけ可変遅延器３０２において送信データが遅延するような制御信号を時間差算出部３０５へ出力する。
【００２８】
時間差算出部３０５は、相関判定部３０４から出力される制御信号から、可変遅延器３０２において送信データが遅延された時間、すなわち、送信データと反射データとの時間差を算出する。例えば、相関判定部３０４から、遅延量に相当する振幅レベルを持つ制御信号が出力される場合には、時間差算出部３０５は、制御信号の振幅レベルを積算して、可変遅延器３０２における遅延時間を算出する。
【００２９】
なお、時間差算出部３０５は、初期設定時には算出した時間差を初期時間差保存部３０６へ出力し、通信開始時には算出した時間差を到達時間差算出部３０７へ出力する。なお、初期設定時に算出された時間差は、アンテナ１０１から送信された送信データがアンテナ１０２において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間（以下「初期時間差」という）となる。また、通信開始時に算出された時間差は、アンテナ１０１から送信された送信データが端末２００において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間となる。
【００３０】
初期時間差保存部３０６は、初期設定時に時間差算出部３０５から出力される初期時間差を保存し、通信開始時に初期時間差を到達時間差算出部３０７へ出力する。
【００３１】
到達時間差算出部３０７は、通信開始時に時間差算出部３０５から出力される時間差、つまり、アンテナ１０１から送信された送信データが端末２００において反射されてアンテナ１０１に戻ってくるまでの時間と上述した初期時間差とを用いて、可変遅延器１０５においてアンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングを調整するためのタイミング調整信号を出力する。
【００３２】
具体的には、到達時間差算出部３０７は、アンテナ１０１から送信される送信データを遅延させて、アンテナ１０１から送信される送信データとアンテナ１０２から送信される送信データとが規定のタイミングで端末２００に到達するような遅延量に相当するタイミング調整信号を出力する。遅延量は、例えば、次式（１）を用いて算出することができる。式（１）において、Ｔ１は初期時間差で、Ｔ２は、端末２００がある場合にアンテナ１０１から送信される送信信号が端末２００において反射されてアンテナ１０１へ戻ってくるまでに要する時間である。
遅延量＝Ｔ１／２−Ｔ２ …（１）
【００３３】
次いで、上記のように構成された通信装置１００による初期設定時から通信開始時までの動作について、図６の波形図および図７のフロー図を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、初期設定時には、初期時間差を測定するための時間差測定用データが、可変遅延器１０５、変復調部１０６、およびアンテナ１０１を経由して、アンテナ１０２へ送信される（ＳＴ１０１）。初期時間差とは、上述したように、アンテナ１０１とアンテナ１０２との間の距離に相当する。なお、初期設定時には、可変遅延器１０５において時間差測定用データは遅延されず、変復調部１０６へ出力される。
【００３５】
そして、アンテナ１０２によって反射された時間差測定用データは、アンテナ１０１を経由して変復調部１０６によって復調処理が施され（ＳＴ１０２）、復調後の反射データが、タイミング算出部１０４へ出力される。
【００３６】
そして、タイミング算出部１０４によって、時間差測定用データとアンテナ１０２によって反射された反射データとの相関演算結果より初期時間差（Ｔ１）が算出される。具体的には、タイミング算出部１０４内の相関器３０３における時間差測定用データと反射データとの相関演算結果が所定の閾値以上となるまで、可変遅延器３０２によって時間差測定用データが遅延され、可変遅延器３０２における遅延量に基づいて時間差算出部３０５によって初期時間差が算出されて、算出された初期時間差は、初期時間差保存部３０６において保存される（ＳＴ１０３）。図６（ａ）に、時間差測定用データの送信タイミングを示し、図６（ｂ）にアンテナ１０２によって反射された反射データの受信タイミングを示す。
【００３７】
通信開始時には、アンテナ１０１とアンテナ１０２との間に端末２００が挿入され（ＳＴ１０４）、再度時間差測定用データが、可変遅延器１０５、変復調部１０６、およびアンテナ１０１を経由して、端末２００へ送信される（ＳＴ１０５）。初期設定時の場合と同様に、可変遅延器１０５において時間差測定用データは遅延されず、変復調部１０６へ出力される。
【００３８】
そして、端末２００によって反射された時間差測定用データは、アンテナ１０１によって受信され変復調部１０６によって復調処理が施され（ＳＴ１０６）、復調後の反射データは、タイミング算出部１０４へ出力される。
【００３９】
そして、初期設定時と同様にタイミング算出部１０４によって、時間差測定用データと端末２００からの反射データの相関演算結果より時間差（Ｔ２）が算出されて、算出された時間差（Ｔ２）は、到達時間差算出部３０７において保存される（ＳＴ１０７）。つまり、相関が取れたときの遅延器３０２の遅延量が、電波がアンテナ１０１から送信されて、端末２００において反射され再度アンテナ１０１において受信されるまでの伝搬時間となる。図６（ｃ）に、端末２００によって反射された反射データの受信タイミングを示す。なお、図６（ｃ）は、図４の状態での測定となる。
【００４０】
そして、到達時間差算出部３０７によって、例えば、初期時間差（Ｔ１）と時間差（Ｔ２）とが上式（１）に用いられて、到達時間差が算出される。すなわち、アンテナ１０１から端末２００へ送信される第１の送信信号と、アンテナ１０２から端末２００へ送信される第２の送信信号との経路の違いに起因する到達時間差が算出される。そして、到達時間差を考慮して、到達時間差算出部３０７によって、さらに、第１の送信信号と第２の送信信号が規定のタイミングで端末２００に到達するように可変遅延器１０５における遅延量が決定され、遅延量に相当するタイミング調整信号が算出される。そして、タイミング調整信号が到達時間差算出部３０７から可変遅延器１０５へ出力される（ＳＴ１０８）。
【００４１】
このようにして、アンテナ１０１から送信される送信データ１と、アンテナ１０２から送信される送信データ２との遅延量とが決定され、通信後は、可変遅延器１０５によって、タイミング調整信号に応じて送信データ１の送信タイミングが調整される。そして、タイミング調整された送信データ１と送信データ２は、変復調部１０６、１０７によって変調処理が施されて、アンテナ１０１、１０２を経由して端末２００へ送信される。
【００４２】
これにより、端末２００にのみに送信データ１および送信データ２が規定のタイミングで到達する。一方、特定の位置関係にない端末へは送信データ１および送信データ２が規定のタイミングで到達しない。したがって、例えば、情報データ列を１ビットずつ交互に送信データ１と送信データ２に割り当て送信した場合には、特定の位置関係にない端末へは規定のタイミングでこれら送信データが到達しないため情報データ列を正しく復調することができないが、端末２００へは規定のタイミングでこれら送信データが到達するため、端末２００は情報データ列を正しく復調することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、一方のアンテナから送信される送信信号が他方のアンテナおよび端末２００によって反射されて戻ってくるまでの時間から、複数のアンテナと端末との経路差を算出し、端末２００へ規定のタイミングで送信信号が到達するようそれぞれのアンテナから送信する送信データのタイミングを調整するようにしたため、それぞれのアンテナと特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４４】
また、タイミング調整は通信装置１００において行われるため、端末におけるタイミング調整が不要で、端末の処理負荷を増加させることなく、通信装置１００と特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４５】
つまり、通信装置１００と特定の位置関係にある正規の受信者の端末２００に対しては、端末２００が意識せずとも受信信号を単純に合成すれば信号を復調することができる。これに対し、非正規受信者の端末が不正に情報を取得するような場面では、非正規受信者の端末は、上述した特定の位置関係にないため、アンテナ１０１とアンテナ１０２から別個に送信される異なる信号の合成タイミングを調整する必要が生じ、簡単に情報データ列を復調することが難しく、また、通信装置１００が、適当な周期でアンテナ１０１とアンテナ１０２から送信する信号のタイミングや組合せを変えることにより、非正規受信者が所有する端末は、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信される信号のタイミングや組合せが変わる度ごとに合成タイミングを調整する必要が生じるため、簡単に不正取得できないようなセキュリティ効果を持ち合わせている。
【００４６】
このように、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信される送信データ１及び送信データ２は、互いに補完し合うことにより情報データ列が復調されるような異なるデータにすることで、通信装置１００と特定の位置関係にある端末のみが情報データ列を正しく復調することができる。
【００４７】
なお、時間差（Ｔ２）の測定は、予め定めた時間間隔毎に行うことで、通信相手の位置が変動する場合に、時間差の修正を行うことができる。
【００４８】
なお、以上の説明ではそれぞれのアンテナと端末２００との経路差に相当する時間差を算出し、経路差に相当する時間差に基づいてタイミング調整を行う場合について述べたが、端末２００を置く位置を予め決めておき、位置を限定することで経路差に相当する時間差の算出を行なわずに端末２００の位置を確定できるように構成し、当該位置に対応してタイミング調整を行なうようにしても同様に実施可能である。また、端末２００を置く位置の候補を複数設け利用者毎にその位置を変えるようにしたり、１利用者であっても位置を変更する旨の指示等により利用者に位置変更を促してその位置を変えるようにしたり、又は例えば端末保持台が自ら位置を変更する機能を備えることで位置変更を行なうようにしたりすることで、それぞれのアンテナと端末２００との特定位置関係を時間的に変更して、通信可能な位置関係をより限定するようにしてもよい。
【００４９】
なお、アンテナ１０１、１０２から送信される信号の周波数帯域は特に同一周波数帯である必要はなく、異なる周波数帯域としてもよい。つまり、例えば、アンテナ１０１から送信する信号を６０ＧＨｚ帯、アンテナ１０２から送信する信号を３〜５ＧＨｚ帯の信号とし、その周波数帯域の違いによる伝搬減衰差を利用して、ミリ波帯による広帯域通信と、マイクロ波帯による低誤り通信とを組み合わせて用いるようにしてもよい。これにより、通信に先立ち端末２００との間でやり取りが必要となる認証用データ等、データ量が比較的少なく確実に送りたい情報をマイクロ波帯により低誤りで送信し、一旦認証等が確立された後は、情報データを大容量伝送に適したミリ波帯で高速に送信するようにすることができる。
【００５０】
また、初期設定時および通信開始時において上述した時間差測定用データを３〜５ＧＨｚ帯のマイクロ波帯のみを用いて他方のアンテナに送信するようにして到達時間差を算出するようにすれば、ミリ波帯を用いて到達時間差を算出するのに比べ到達時間が長くなるため、より通信装置１００に近い端末との間の到達時間差を算出することができるようになり、近距離に位置する端末との通信タイミングを調整することも可能となる。周波数変換は、例えば、局部信号源とミキサから成る周波数変換部により行うようにすればよい。
【００５１】
なお、上述したように本実施の形態では、アンテナ１０１、１０２から送信される送信データ１と送信データ２の直接波が規定のタイミングで端末２００へ到達する場合について説明したが、通信装置１００がマルチパスの影響によって生じる遅延波の伝搬遅延時間を測定するマルチパス測定部１０８をさらに備え、遅延波による符号間干渉を回避するように送信データを送信するアンテナを選択するようにしてもよい。
【００５２】
図８に、マルチパス測定部１０８を備える通信装置１００の要部構成を示す。マルチパス測定部１０８は、例えば、既知信号と変復調部１０６又は変復調部１０７から出力される実際の受信信号との差分を取り、マルチパスの影響によって生じる遅延波の伝搬遅延時間を測定する。マルチパス測定部１０８は、伝搬遅延時間を変復調部１０６及び１０７に出力する。
【００５３】
以下、上記のように構成された通信装置１００の動作について図９〜図１１を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、送信データが“１”のときに送信波を送信し、送信データが“０”のときには送信波を送信しないＯＯＫ（On Off Keying）変調方式の場合について説明する。
【００５４】
図９（ｂ）は、アンテナ１０１から図９（ａ）に示すような送信波が端末２００へ送信された場合に、送信波の直接波が端末２００に到達するタイミングと、アンテナ１０１と端末２００との間のマルチパスの影響によって生じる送信波の遅延波が端末２００に到達するタイミングとの関係を示している。図９（ｂ）に示す例では、遅延波は、直接波に対し遅延時間ＴＡ後に端末２００に到達している。
【００５５】
同様に、図９（ｃ）は、アンテナ１０２から図９（ａ）に示すような送信波が端末２００へ送信された場合に、送信波の直接波が端末２００に到達するタイミングと、アンテナ１０２と端末２００との間のマルチパスの影響によって生じる送信波の遅延波が端末２００に到達するタイミングとの関係を示している。図９（ｃ）に示す例では、遅延波は、直接波に対し遅延時間ＴＢ後に端末２００に到達している。
【００５６】
マルチパス測定部１０８は、これら遅延時間ＴＡ，ＴＢを測定する。さらに、マルチパス測定部１０８は遅延時間ＴＡおよびＴＢを考慮しながら、送信データに含まれる“１”をアンテナ１０１から送信する送信データ１またはアンテナ１０２から送信する送信データ２のいずれかに振り分ける。以下では、送信データが“１”，“０”，“１”，“１”，“０”の場合を例に送信データの振り分け方法について説明する。
【００５７】
まず始めに図１０（ａ）に示すように、上記送信データに対応した送信信号列をアンテナ１０１のみから送信した場合を考える。端末２００へは図１０（ｂ）に示すように、直接波の他、アンテナ１０１と端末２００との間のマルチパスの影響を受けた遅延波（符号間干渉１〜３）が到達する。
【００５８】
図１０（ｂ）において符号間干渉２は直接波と遅延波とが合成された結果、位相が相殺されて振幅が小さくなっている。したがって、振幅が所定の閾値以上のとき受信データが“１”と判定されるＯＯＫ変調方式の場合、符号間干渉２は振幅が所定の閾値未満であるため誤って“０”と判定される確率が高くなり、通信誤りの原因となる。
【００５９】
これに対し、図１１は、マルチパス測定部１０８が送信データに含まれる“１”の一部を他方のアンテナ１０２から送信するようにした場合に、それぞれのアンテナ１０１，１０２から送信される送信波と、端末２００に到達する直接波と遅延波の様子を示している。具体的には、図１１（ａ）はアンテナ１０１から送信される送信波を、図１１（ｂ）はアンテナ１０２から送信される送信波を示している。また、図１１（ｃ）は端末２００に到達する直接波および遅延波の様子を示している。図１１（ａ），（ｂ）に示すように送信データに“１”が含まれる場合にその一部をアンテナ１０２から送信するようにしたので、端末２００に到達する符号間干渉４，６は、図１０（ｂ）に示される符号間干渉１，３と同じである一方、符号間干渉５の振幅は減衰せず所定の閾値以上となって“１”と正しく判定されるため、図１０（ｂ）に示される符号間干渉２に比し判定誤りの確率を低く抑えることができる。
【００６０】
このようにマルチパスの影響によって生じる遅延波の遅延時間を考慮し、送信データに含まれる“１”をアンテナ１０１から送信される送信データ１またはアンテナ１０２から送信される送信データ２に振り分けるようにしたので、送信波が送信されるアンテナが切り替えられるようになり、この結果、直接波と遅延波とが異なる位相で端末２００に到達する割合が減り、符号間干渉による復調誤りを低減することができるようになる。
【００６１】
なお、以上の説明では、アンテナ１０１から送信される送信波に対する直接波と遅延波とが互いに相殺し合うタイミングで端末２００に到達するため、送信データに“１”が含まれる場合にその一部をアンテナ１０２から送信し直接波と遅延波とが端末２００に重ならないようなタイミングで到達する場合について説明したが、アンテナ１０１から送信される送信波に対する直接波と遅延波とが端末２００に同位相で到達するような場合には、送信データ“１”を送信するアンテナとしてアンテナ１０１を積極的に用いるようにしてもよい。これにより、端末２００に直接波と遅延波とが同位相で到達し、同位相で合成される結果、振幅が増加するようになってＲａｋｅ合成と同様の効果が得られ、ＳＮＲ（Single to Noise Ratio）を改善し復調性能を高めることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図１２に、本発明の実施の形態に係る通信装置１００の要部構成を示す。通信装置１００の要部構成は、上記実施の形態１で示した図１の通信装置に比して、アンテナ１０１およびアンテナ１０２を横に並べ、端末２００をその上にかざす配置としている点、および、タイミング算出部１０４に代えタイミング算出部４０１−１、４０１−２を有し、タイミング調整部４０２が追加された点で異なることを除いて同様である。
【００６３】
タイミング算出部４０１−１、４０１−２は、図５に示すタイミング算出部１０４の要部構成から、初期時間差保存部３０６および到達時間差算出部３０７を削除した構成を有し、それぞれのアンテナから送信された送信信号が端末２００によって戻ってきた反射信号とから、それぞれのアンテナと端末２００までの経路差に相当する時間差を算出し、算出した時間差をタイミング調整部４０２へ出力する。すなわち、タイミング算出部４０１−１は、アンテナ１０１と端末２００との経路差に相当する時間差を算出し、タイミング４０１−２は、アンテナ１０２と端末２００との経路差に相当する時間差を算出する。
【００６４】
タイミング調整部４０２は、タイミング算出部４０１−１、４０１−２から出力されるそれぞれの経路に相当する時間差から、端末２００にアンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信される送信信号が規定のタイミングで到達するようアンテナ１０１から送信される送信信号の送信タイミングを調整するためのタイミング調整信号を生成する。タイミング調整部４０２は、生成したタイミング調整信号を可変遅延器１０５へ出力する。つまり、アンテナ１０１とアンテナ１０２から送信されて端末２００によって反射された反射信号がそれぞれのアンテナに到達するまでの時間差から、アンテナ１０１から送信される送信データの送信タイミングが調整される。これにより、特定の領域に位置する端末２００へ、アンテナ１０１およびアンテナ１０２から送信される送信信号が規定のタイミングで到達し、端末２００のみが通信可能となる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、アンテナ１０１と端末２００との経路と、アンテナ１０２と端末２００の経路との経路差に相当する時間差とを求め、それぞれのアンテナから送信される送信信号の到達時間差を算出し、遅延量を決定するようにしたので、端末２００がアンテナ１０１とアンテナ１０２の間に設置できないような状況においても、端末２００に規定のタイミングで送信データが到達するようにして、情報データ列の復調が可能となり、実施の形態１に比してアンテナ１０１、１０２および端末２００の設置の形態の制約を小さくすることができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、通信装置のアンテナを２つとした例を示したが、アンテナは２つに限らず、３つ以上のアンテナと変復調部およびタイミング算出部をアンテナ数に対応させて設けても良い。図１３に３つのアンテナを有する通信装置の要部構成を示す。図１３は、図１２に対し、第３のアンテナ４０３、第３の変復調部４０４、第３のタイミング算出部４０１−３、および第２の可変遅延器４０５を追加した構成を採る。アンテナ数を３つに増やす場合には、３つのアンテナから送信される送信データを用いて時間差を算出するため、すべてのアンテナからの距離が特定の距離に位置する端末のみしか情報データ列を正しく復調することができなくなって、通信可能な特定領域をより限られた領域に絞り込むことが可能となる。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の本実施の形態３は、実施の形態１および２の通信装置から送信される信号を受信する端末について説明する。
【００６８】
一例として、実施の形態１および２の通信装置からパルス信号が送信され、このパルス信号を受信する端末２００について説明する。図１４（ａ）に、通信装置１００から送信される第１の送信信号の送信タイミングを示し、図１４（ｂ）に、通信装置１００から送信される第２の送信信号の送信タイミングを示す。通信装置１００から送信される第１の送信信号（図１４（ａ））と第２の送信信号（図１４（ｂ））は、図１４に示すようなタイミングで端末２００に到達する。本実施の形態では、第１の送信信号は変調されたパルス信号で、例えば、ＯＯＫ（On Off Keying）変調方式の場合には、パルスがあれば“１”を、無ければ“０”を示す。一方、第２の送信信号はタイミング信号で、例えば、同期用のクロックを含む。つまり、情報データ列である第１の送信信号と、同期用クロックを含む第２の送信信号とを結合することで、正しくデータを復調することができる。
【００６９】
図１５に、図１４に示すようなパルス信号を受信する端末２００の要部構成を示す。同図に示す端末２００は、アンテナ５０１、５０２、および５１２と、フィルタ５０３−１、５０３−２および５１１と、アンプ５０４−１、５０４−２および５１０と、検波器５０５−１、５０５−２と、クロックリカバリ５０６と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）５０７と、データ処理部５０８と、パルス変調部５０９とを備えている。
【００７０】
アンテナ５０１、５０２は、通信装置１００から送信される第１、第２の送信信号をそれぞれ受信する。フィルタ５０３−１、５０３−２および５１１は、受信信号または送信信号に対し帯域制限を施す。アンプ５０４−１、５０４−２および５１０は、受信信号または送信信号の振幅レベルを調整する。検波器５０５−１、５０５−２は、受信信号に対しエンベロープ検波を施し、検波器５０５−１は、エンベロープ検波結果をＡＤＣ５０７へ出力し、検波器５０５−２は、エンベロープ検波結果をクロックリカバリ５０６へ出力する。
【００７１】
クロックリカバリ５０６は、エンベロープ検波結果から受信信号のタイミング信号を生成し、ＡＤＣ５０７へ出力する。ＡＤＣ５０７は、タイミング信号を用いて受信信号をサンプリングする。データ処理部５０８は、サンプリングされた受信信号に対し、復調処理を施す。
【００７２】
具体的には、受信信号には、通信装置１００から第１の送信信号として送信されるパルス信号と第２の送信信号として送信されるタイミング信号が含まれているため、データ処理部５０８は、サンプリング後の受信信号からクロック信号を除去した除去後の受信信号に対し復調処理を施す。なお、通信装置１００から送信される第１の送信信号と第２の送信信号とが異なるなる搬送波周波数で送信される場合には、フィルタ５０３−１，５０３−２によりそれぞれ帯域制限が施されるため、データ処理部５０８は、サンプリング後の受信信号に対し直接復調処理を施せばよい。
【００７３】
なお、端末２００に、通信装置１００から送信される第１の送信信号及び第２の送信信号の直接波に加え反射波が混在して到達する場合が想定される。しかしながら、直接波と反射波が端末２００に到着するタイミングが同時に到着することは希で、ミリ波では伝搬減衰が大きいため直接波と反射波との信号電力差が顕著なため、データ処理部５０８は、直接波と反射波を分離することが可能である。
【００７４】
さらに、データ処理部５０８は、送信データをパルス変調部５０９へ出力し、ＡＤＣ５０７から出力されるサンプリングデータに対しディジタル復調処理を施す。パルス変調部５０９は、送信データにパルス変調処理を施し、アンプ５１０へ出力する。アンテナ５１２は、パルス変調後アンプ５１０およびフィルタ５１１を通過した送信信号を通信装置１００へ送信する。
【００７５】
次いで、上記のように構成された端末２００の受信動作について説明する。
【００７６】
通信装置１００のアンテナ１０１から送信される第１の送信信号は、アンテナ５０１を介して受信され（以下「第１の受信信号」という）、フィルタ５０３−１およびアンプ５０４−１を経由して検波器５０５−１によってエンベロープ検波され、検波結果はＡＤＣ５０７へ出力される。
【００７７】
一方、通信装置１００のアンテナ１０２から送信される第２の送信信号は、アンテナ５０２を介して受信され（以下「第２の受信信号」という）、フィルタ５０３−２およびアンプ５０４−２を経由して検波器５０５−２によってエンベロープ検波され、検波結果がクロックリカバリ５０６へ出力される。
【００７８】
そして、クロックリカバリ５０６では、エンベロープ検波後の第２の受信信号からタイミング信号が生成される。
【００７９】
上述したように、本実施の形態ではアンテナ１０２から送信される第２の送信信号は、同期用のクロックを含むため、クロックリカバリ５０６によってタイミング信号の生成が可能となる。そして、タイミング信号が用いられてエンベロープ検波後の第１の受信信号がＡＤＣ５０７によってサンプリングされ、データ処理部５０８によってサンプリング後の第１の受信信号に対しディジタル復調処理が施される。
【００８０】
なお、図１４では第２の送信信号が第１の送信信号が存在する可能性のあるすべてのタイミングで存在する場合を説明したが、クロックリカバリ５０６において、低周波数の信号を逓倍してタイミング信号を生成するようにしても良い。これにより、第２の送信信号としてパルス繰り返し周期が長い信号を用いることができる。
【００８１】
また、図１６に、図１４に示すようなパルス信号を受信する端末２００の他の構成例を示す。なお、図１６は、図１５に対して、検波器５０５−１に代えて相関器５１３を備え、相関器５１３はエンベロープ検波に代わり同期検波を行う。これにより、タイミング信号がより高い精度で生成することができ、復調性能を向上することが可能となる。
【００８２】
図１７に、実施の形態１および２の通信装置から送信されるパルス信号の他の一例を示す。第１の送信信号（図１７（ａ））および第２の送信信号（図１７（ｂ））は、ＢＰＳＫ（Bi Phase Sift Keying）変調されたパルス信号で、それぞれのパルス信号は同一のタイミングで端末２００に到達している。
【００８３】
端末２００が図１６に示すような要部構成を備えている場合、相関器５１３の出力は、図１７（ｃ）に示すように第１の送信信号と第２の送信信号とが乗じることで結合した波形となり、データ処理部５０８によって、出力結果が正であれば“１”、負であれば“０”と判定される。
【００８４】
なお、図１８に示すようなタイミング関係で、実施の形態１および２の通信装置から送信される第１の送信信号（図１８（ａ））と第２の送信信号（図１８（ｂ））とが送信された場合には、図１９に示すような要部構成を備える端末２００にて復調可能となる。図１９は、図１６に対し遅延器６０１を追加した構成を採る。すなわち、第１の送信信号と第２の送信信号の到達タイミングが同時でない場合には、遅延器６０１によって第１の送信信号を遅延させタイミングが調整され、相関器５１３によって遅延後の第１の送信信号と第２の送信信号とを相関演算が施される。
【００８５】
なお、遅延器６０１では、遅延量が変更される度、到達タイミングを測定し、到達タイミングが一致するまで、遅延量のタイミング調整を行う。
【００８６】
図２０に、実施の形態１および２の通信装置から送信されるパルス信号のさらに他の一例を示す。図２０は、３つのアンテナを備える通信装置１００から送信された第１の送信信号（図２０（ａ））、第２の送信信号（図２０（ｂ））、および第３の送信信号（図２０（ｃ））が端末２００へ到達する様子を示している。同図に示すように、第１、第２、および第３の送信信号は、それぞれ同一タイミングに互いに重複して存在しないようにタイミング調整され端末２００へ到達する。
【００８７】
図２１に、図２０に示すようなパルス信号を受信する端末２００の要部構成を示す。図２１に示す端末２００は、アンテナ７０１と、フィルタ７０２と、アンプ７０３と、検波器７０４と、クロックリカバリ７０５と、テンプレート信号生成部７０６と、相関器７０７と、ＡＤＣ７０８と、データ処理部７０９を備えている。すなわち、図２０に示すように第１、第２、および第３の送信信号が、同一タイミングに互いに重複して存在しないようにタイミング調整されている場合は、単一のアンテナ７０１を介して第１から第３の送信信号がすべてを受信し、テンプレート信号生成部７０６によって生成されるテンプレート信号（図２０（ｄ））と受信信号との相関を相関器７０７によって取ることで波形を結合し、相関結果の正負（図２０（ｅ））に応じて“１”“０”を判定することが可能となり、図１３に示すような３つのアンテナを備える通信装置１００から第１から第３の送信信号が送信された場合においても復調処理を行うことができる。
【００８８】
なお、図２１では、端末２００が、テンプレート信号を用いて同期検波を行うこととしたが、テンプレート信号を用いず、遅延検波により復調処理を行うことも可能である。また、上述した例では、ＢＰＳＫ変調の場合について説明したが、これに限らず、ＯＯＫ変調、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation：パルス位置変調）変調など他の変調方式が用いられた場合においても同様に復調可能となる。
【００８９】
また、第１または第２の送信信号としてフレームタイミングを示すフレーム同期情報などの同期情報を送るようにしても良い。図２２に波形図の一例を示す。第１の送信信号はＢＰＳＫ変調されたパルス信号（図２２（ａ））で、第２の送信信号はＢＰＳＫ変調されたフレーム同期情報を示す信号（図２２（ｂ））である。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）を復調した結果得られる第１の送信信号に割り当てられたデータで、図２２（ｄ）は、復調後の第２の送信データを示し、“１”“０”と並ぶタイミングがフレーム同期タイミングである。上述したように、通信装置１００は、特定の位置関係にある端末２００のみへ、情報データとフレーム同期情報のタイミングが連動して到達するよう送信タイミングを調整して送信する。したがって、通信品質に応じてフレーム長を変更した場合にも、端末２００はフレーム同期を正しく取ることが可能となるが、特定の位置関係以外の端末では情報データとフレーム同期情報のタイミングが連動して到達しないため、フレーム同期を正しく取ることができない。
【００９０】
なお、端末２００は、第１の送信信号として送信されるＢＰＳＫ変調されたパルス信号と、第２の送信信号として送信されるＢＰＳＫ変調されたフレーム同期情報を示す信号の合成信号を受信するが、受信信号を所定のしきい値で振幅レベルに応じ、合成信号は図２１（ａ）に示すパルス信号と図２１（ｂ）示すフレーム同期情報とに分離される。また、第１の送信信号と第２の送信信号とが異なるなる搬送波周波数で送信される場合には、異なるフィルタを用いて帯域制限を施すことにより、同様に合成信号は図２１（ａ）に示すパルス信号と図２１（ｂ）示すフレーム同期情報とに分離される。
【００９１】
また、第１または第２の送信信号として、セキュリティを強化するため認証用データを情報データと連動させて送るようにしても良い。これにより、通信装置１００と特定の位置関係にある端末２００のみが認証用データを情報データと連動して取得することが可能となり、以後特定の領域に位置する端末２００のみが認証を行って、当該認証用データと同期して到達した情報データ列を復調することができる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によれば、情報データと、フレームタイミングを示すフレーム同期情報などの同期情報を、通信装置１００のアンテナ１０１または１０２から、それぞれ第１、第２の送信信号として、特定の位置関係にある端末２００へ規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整をして送信するようにしたので、通信装置１００と特定の位置関係にある端末２００のみがフレーム同期を正しく取って、情報データ列を正しく復調することができる。つまり、情報データとフレーム同期情報とが結合することで、情報データ列を正しく復調することができる。なお、アンテナ数は３つに限らず２つでも、また、４つ以上の場合であっても同様に実施可能である。
【００９３】
（実施の形態４）
本発明の本実施の形態４は、実施の形態１および２の通信装置１００と実施の形態３の端末２００から構成される無線システムについて説明する。図２３に、本実施の形態４に係る無線システムの一例を示す。同図に示すように、本実施の形態４に係る無線システムでは、端末２００を第１の位置から第２の位置へ意図的に移動させ、移動後の第２の位置にある端末へ送信する送信信号のタイミング調整を変更している点に特徴がある。同図において、無線部８０１は、実施の形態１および２のいずれかに示す無線部１０３の構成と共通するため、その説明を省略する。
【００９４】
次いで、上記のように構成された無線システムの動作について図２４の波形図を用いて説明する。図２４は、第１および第２の位置における端末に到達する第１および第２の送信信号の到達タイミングを示している。なお、同図において、＜１＞および＜２＞は、それぞれ通信装置１００のアンテナ１０１および１０２から送信される第１の送信信号および第２の送信信号を示す。
【００９５】
まず、通信装置１００は、上述した方法によりアンテナ１０１から送信される第１の送信信号のタイミングを調整し、第１の位置にある端末２００へ第１の送信信号（図２４（ａ））と第２の送信信号（図２４（ｂ））を送信する。端末２００では、通信装置１００から送信される第１の送信信号と第２の送信信号とが規定のタイミングで到達するため（図２４（ｃ））、これら送信信号を受信して結合することで、情報データ列が復調される。
【００９６】
端末２００では、情報データ列が復調され、所定の時間経過後、第１の位置から第２の位置へ移動する旨の指示が、通信装置１００から端末２００へ通知される。そして、位置を移動する旨の指示を受けた端末２００を保持する利用者により、端末２００の位置が第１の位置から第２の位置へ移動される。なお、利用者により端末２００の位置を移動するに限らず、例えば、利用者が端末２００を所定のトレー等に載せトレーが移動するようにしても良い。
【００９７】
図２４（ｄ）は、端末２００が第２の位置へ移動した直後に、通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が端末２００へ到達するタイミングの様子を示す。移動直後は、それぞれのアンテナからの到達時間が変わるため、端末２００に第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達せず、端末２００が復調する情報データ列には、誤りが増加する。
【００９８】
そのため、本実施の形態における無線システムでは、第２の位置へ移動した端末２００に対し、再度、上述した初期設定時および通信開始時の手順により、アンテナ１０１から移動後の端末２００へ送信される第１の送信信号と、アンテナ１０２から移動後の端末２００へ送信される第２の送信信号との経路の違いに起因する到達時間差が算出される。そして、実施の形態１および２と同様に、第１の送信信号の送信タイミングが調整される。このようにして、移動後の第２の位置にある端末２００へ規定のタイミングで第１および第２の送信信号が到達するようになり、端末２００によって第１および第２の送信信号が受信されて、情報データ列が復調される。
【００９９】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の位置にある端末に対し通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整を行った後、通信装置１００から通知される指示を受けて、端末２００を第２の位置へ移動させ、移動後の第２の位置にある端末２００に対し通信装置１００から送信される第１および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう送信タイミング調整を行うようにした。
【０１００】
このため、移動前は、通信装置１００と端末２００の第１の位置との距離と同じ距離関係にある他の位置においても復調が可能であったが、移動後は、さらに、通信装置１００と移動後の端末２００の第２の位置との距離と同じ距離関係にある位置においてのみ復調が可能となるため、通信装置１００と通信を行うことができる端末２００の位置関係をさらにより限られた領域に限定することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のようなカード端末を想定した例を説明したが、本発明を車載用の端末に適用することも可能である。図２５に、車載用の端末に本発明を適用した通信システムの配置図の一例を示す。同図は、駐車スペースを利用した通信システムの一例で、駐車スペースは、停車位置を限定する車両止め９０２と、第１のアンテナ１０１と、第２のアンテナ１０２と、無線部１０３と、屋根９０３と備え、無線部１０３は屋根９０３に設置されている。
【０１０２】
なお、第１の位置は、通信エリア内であればどこでもよく、通信エリア内では特に限定されず、車載用端末２００は、２箇所以上の位置で通信することで、通信装置１００から送信される情報データ列を正しく復調することができる。
【０１０３】
つまり、車両９０１が、駐車スペースの停車する際、第１の位置から第２の位置へ移動する前後で、通信装置１００が送信タイミング調整を行うことにより、車載用端末２００以外の端末は、通信装置１００から送信される情報データ列を正しく復調することができず受信が困難となる。
【０１０４】
以上により、車載用端末２００を搭載した車が、買い物のために、駐車場に駐車した後に、店舗の案内、地域の情報などを得ることができる。
【０１０５】
（実施の形態５）
本発明の本実施の形態５は、実施の形態１および実施の形態２の通信装置１００と実施の形態３の端末２００から構成される無線システムについて説明する。図２６に、本実施の形態５に係る無線システムの一例を示す。同図に示すように、本実施の形態５に係る無線システムでは、反射板１００１を備え、アンテナ１０１は当該反射板１００１へ第１の送信信号を送信する点で上述した実施の形態と異なり、通信装置１００および端末２００の要部構成は上述した実施の形態と同様である。
【０１０６】
つまり、本実施の形態では、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号の直接波に代わり、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号が反射板１００１によって反射され端末２００に到達する反射波を用いて、アンテナ１０１およびアンテナ１０２と端末２００間の到達時間差を算出し、送信タイミングの調整を行う。
【０１０７】
通常、１ｎｓの時間差を与えるには約３０ｃｍの経路差が必要となるが、以上のように、本実施の形態によれば、反射板１００１を設け、経路差を擬似的に長くして到達時間差を長くすることができるため、アンテナ１０１とアンテナ１０２が近接して配置する状況においても、特定の位置関係にある端末のみが通信装置と通信できるようになる無線システムを構築することができる。また、アンテナ１０１とアンテナ１０２を近接して配置することが可能となるので、通信装置１００を小型化することができる。なお、第２のアンテナ１０２から送信される第２の送信信号についても、直接波でなく反射波を用いて送信タイミングの調整を行っても良い。
【０１０８】
また、上述した実施の形態３から５においては、変調方式としてＯＯＫ変調方式およびＢＰＳＫ変調方式を用いた場合についてのみ記載したが、これらに限らず、ＰＰＭ変調方式、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式、多値ＡＳＫ変調方式、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式、または多値ＰＳＫ変調方式や、これらを組み合わせた他の変調方式を用いた場合にも同様の効果が得られる。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態では通信装置１００のみが送信タイミングの調整を行う場合について説明したが、端末２００が、通信装置１００と同様にタイミングを調整する機能を備え、複数のアンテナから送信される送信信号のタイミングを微調整することで微小なずれを補正して、受信感度を高めるように構成しても良い。
【０１１０】
また、通信装置１００と端末２００が協調し、一定時間経過後に複数のアンテナから送信された送信信号のタイミングを変化させても良い。例えば、最初は、第１の送信信号を遅延時間０、第２の送信信号を遅延時間τとして合成する取り決めとし、一定時間Ｔが経過したのち、通信装置１００が第２の送信信号のみをτ×２だけ遅らせて送信し、端末２００では第２の送信信号を遅延時間０として合成することで、最初の状態と同様に復調を続けることができる。なお、τ、Ｔは任意の時間とする。
【０１１１】
なお、上述した実施の形態では、アンテナから送信される送信信号と反射信号との時間差を使ってタイミング調整をすることのみ述べたが、送信信号に応じて端末２００が適当な時間経過後に応答信号を返すことで、この時間差を用いて調整するタイミングを算出する方法を用いても実施可能である。または、反射信号による調整と時間経過後に応答信号を返す調整とを併用しても同様に実施可能である。応答信号の信号レベルは大きく見逃す割合が減るため、応答信号を用いることで、送信側のタイミング調整を簡単化することが可能となる。また、応答信号を用いる場合には応答する機器側の内部遅延を正確に見積もれず誤差が出るが、反射信号を用いる場合には遅延が無いため、これらを併用することでタイミング算出精度を高めることが可能となる。
【０１１２】
なお、反射板１００１以外の物体によって反射された反射波が端末２００に到達する可能性があるが、このマルチパスの影響によって端末２００に到達する反射波が受信時に適当なタイミングで合成されない限り、受信復調時にＡ／Ｄコンバータ等でサンプルされることがないため、復調される情報データ列に影響を与える可能性は小さい。
【０１１３】
また、アンテナ１０１から送信された第１の送信信号が反射板１００１によって反射され端末２００に到達する反射波と、他方のアンテナ１０２から送信された第２の送信信号の直接波との受信タイミングが偶然に一致し、復調される情報データ列が影響を受ける場合には、アンテナ１０２から第２の送信信号を送信するタイミングを更に変更し、例えば誤り訂正によるマルチパス影響除去効果が高いタイミングで第２の送信信号を送信するようにすることで、反射板１００１以外の物体によって反射された反射波が情報データ列へ及ぼす影響を低減するように構成しても良い。
【０１１４】
本発明の通信装置の一つの態様は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。
【０１１５】
この構成によれば、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号が、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【０１１６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段、をさらに有し、前記調整手段は、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを前記調整手段が調整する構成を採る。
【０１１７】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差を算出することができるため、通信相手の位置が変更された場合においても、変更後の通信相手のみが情報データ列を復調することができるような第１の送信信号および第２の送信信号を送信することができる。
【０１１８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１と、前記第１のアンテナまたは前記第２のアンテナの一方のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ２とから、前記時間差を算出する構成を採る。
【０１１９】
この構成によれば、通信相手が第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置する場合、第１のアンテナと第２のアンテナから送信される送信信号が通信相手に到達する時間差を求めることができ、得られた時間差を用いて第１の送信信号および第２の送信信号が通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置する通信装置のみが情報データ列を復号することができる。
【０１２０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ１を、前記第２のアンテナが受信する前記第１のアンテナによって反射された前記第２の送信信号、又は、前記第１のアンテナが受信する前記第２のアンテナによって反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、前記往復時間Ｔ２を、前記第１のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第１の送信信号、または、前記第２のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第２の送信信号の少なくとも一方を用いて算出する構成を採る。
【０１２１】
この構成によれば、第１のアンテナと第２のアンテナとの伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１を、第１の送信信号が第２のアンテナに反射されて第１のアンテナに戻ってくるまでの時間、又は、第２の送信信号が第１のアンテナに反射された第２のアンテナに戻ってくる時間から算出することができる。また、往復時間Ｔ２を、第１の送信信号または第２の送信信号が通信相手に反射されてそれぞれのアンテナに戻ってくるまでの時間から算出することができ、得られた往復時間から通信相手のみへ第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する送信タイミング調整が行える。
【０１２２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３と、前記第２のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４とから、前記時間差を算出する構成を採る。
【０１２３】
この構成によれば、通信相手が第１のアンテナと第２のアンテナとの間に位置しない場合であっても、第１のアンテナと第２のアンテナから送信される送信信号が通信相手に到達する時間差を求めることができて、第１の送信信号および第２の送信信号が通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、情報データ列を復号することができる通信相手とアンテナ間との位置関係の制約を小さくすることができる。
【０１２４】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ３を、前記第１のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、前記往復時間Ｔ４を、前記第２のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第２の送信信号を用いて算出する構成を採る。
【０１２５】
この構成によれば、第１のアンテナと通信相手との伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３を、第１の送信信号が通信相手に反射されて第１のアンテナに戻ってくるまでの時間から算出でき、又、第２のアンテナと通信相手との伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４を、第２の送信信号が通信相手に反射されて第２のアンテナに戻ってくるまでの時間から算出することができ、得られた往復時間から通信相手のみへ第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する送信タイミング調整が行える。
【０１２６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のリファレンス信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１２７】
この構成によれば、第１の送信信号と第１の送信信号のリファレンス信号である第２の送信信号の一部が特定の領域に位置する通信相手へのみ同一時刻に到達するようにできるため、第２の送信信号が通信相手に到達した受信タイミングを参照して情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１２８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記リファレンス信号は、前記第１の送信信号の位相タイミングを示すシンボル同期情報、通信フレームのフレームタイミングを示すフレーム同期情報又は認証用情報の一部である構成を採る。
【０１２９】
この構成によれば、位相タイミングを示すシンボル同期情報やフレーム同期情報が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手のみがシンボル同期やフレーム同期を正しく取って情報データ列を正しく復調することができる。また、認証用情報が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手のみが認証を行って、当該認証用データと同期して到達した情報データ列を正しく復調することができる。
【０１３０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の送信信号としてパルス信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とが、交互に前記通信相手へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３１】
この構成によれば、第１の送信信号および第２の送信信号が特定の領域に位置する通信相手へのみ交互に到達するため、例えば、第２の送信信号が第１の送信信号のリファレンス信号とした場合に、所定の領域に位置する通信相手のみが、第１の送信信号および第２の送信信号を用いて情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１３２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のタイミング信号を生成し、前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３３】
この構成によれば、第１の送信信号と第１の送信信号のタイミング信号である第２の送信信号の一部が特定の領域に位置する通信相手へのみ同一時刻に到達するようにできるため、第２の送信信号が通信相手に到達した受信タイミングを参照して情報データ列を同期復調することが可能となる。
【０１３４】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記タイミング信号は、同期用のクロック信号である構成を採る。
【０１３５】
この構成によれば、第１の送信信号の同期用のクロック信号が第２の送信信号として、特定の領域に位置する通信相手へのみ第１の送信信号と同期して到達するので、所定の領域に位置する通信相手は、第２の送信信号を同期用のクロック信号に用いて、情報データ列を確実に同期復調することが可能となる。
【０１３６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記時間差算出手段は、所定の時間間隔で前記時間差を測定する構成を採る。
【０１３７】
この構成によれば、時間差が所定の時間間隔で測定されるので、送信タイミングが所定時間ごとに調整されるようになり、通信エリア内で通信相手の位置が移動した場合においても、第１の送信信号および第２の送信信号が移動後の通信相手へ規定の順序で到達するよう送信タイミングを調整することができ、通信装置は情報データ列を復号することができる。
【０１３８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記特定の領域に位置する通信相手に対し、位置を移動させる旨の指示を通知する通知手段、をさらに具備し、前記時間差算出手段は、前記第１の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間とから、前記時間差を再度算出し、前記調整手段は、再度算出された前記時間差に基づいて送信タイミングを調整する構成を採る。
【０１３９】
この構成によれば、通信相手の位置を移動させ、第１のアンテナおよび第２のアンテナから送信される第１および第２の送信信号が移動後の通信相手へ到達するまでに要する時間差を再度求め、得られた時間差が用いられて調整手段によって送信タイミングの調整が行われるため、移動後の領域に位置する通信相手へ第１の送信信号および第２の送信信号が規定のタイミングで到達するようになり、通信可能な領域をより限られた範囲に限定することができる。
【０１４０】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方は、前記特定の領域とは異なる方向に固定された特定の固定物へ送信する構成を採る。
【０１４１】
この構成によれば、第１および第２のアンテナと特定の領域に位置する通信相手との経路差に相当する時間差を算出する際に、第１および第２のアンテナから送信された送信信号が通信相手へダイレクトに到達する時間から算出するのでなく、少なくともどちらか一方については、特定の領域に位置する通信相手の位置とは異なる方向に固定された特定の固定物を経由して通信相手へ到達するまでの時間から算出するようにしたため、第１および第２のアンテナ同士が近接する場合においても、擬似的に経路差を長くすることができ、また、第１および第２のアンテナを近接させて通信装置を小型化することが可能となる。
【０１４２】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号または前記、第２の送信信号の少なくとも一方を、異なる搬送波周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換手段、をさらに有する構成を採る。
【０１４３】
この構成によれば、認証用データ等、データ量が比較的少ない情報データ列をマイクロ波帯により低誤りで確実に送信し、一旦認証等が確立された後は、大容量の情報データ列をミリ波帯で高速に送信することができる。
【０１４４】
本発明の通信装置の一つの態様は、マルチパスの影響によって生じる前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に対する第１の遅延信号および第２の遅延信号が、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に遅れて前記特定の領域に到達するまでの第１の遅延信号および第２の遅延時間時のマルチパスを測定するマルチパス測定手段、部をさらに有し、前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の遅延時間前記マルチパス測定部が出力するマルチパス状況信号に基づいて、第１の生成手段前記第１および前記第２の送信信号を生成する構成を採る。及び第２の生成手段が生成する信号を設定する。
【０１４５】
この構成によれば、情報データ列に含まれる“１”をオン信号で送信するＯＯＫ変調方式の場合に、第１のアンテナから送信される第１の送信信号の直接波と遅延波とが異なる位相で通信相手に到達する場合に、情報データ列に含まれる“１”を第１のアンテナから送信される第１の送信信号または第２のアンテナから送信される第２の送信信号に振り分けて送信することができるため、直接波と遅延波とが異なる位相で通信相手に到達して相殺し合うように合成される割合が減り、符号間干渉による復調誤りを低減することができるようになる。
【０１４６】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記特定の領域は、予め決められた明示された前記通信装置の所定の場所とする構成を採る。
【０１４７】
この構成によれば、第１のアンテナから送信される第１の送信信号が特定の領域に到達する時間と、第２のアンテナから送信される第２の送信信号が特定の領域に到達する時間との到達時間差が既知であるため、到達時間差を算出する演算量を省いて、送信タイミングを調整することができる。
【０１４８】
本発明の通信装置の一つの態様は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号が、差動符号化された信号である構成を採る。
【０１４９】
この構成によれば、第１の送信信号および第２の送信信号が規定の順序で到達する特定の領域に位置する通信装置のみが差動復号を行って情報データ列を復号することができる。
【０１５０】
本発明の通信方法の一つの態様は、情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する工程と、前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する工程と、前記第１の送信信号を送信する工程と、前記第２の送信信号を送信する工程と、特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する工程と、を有している。
【０１５１】
この方法によれば、２つのアンテナから送信される第１の送信信号および第２の送信信号が、所定の領域に規定のタイミングで到達するようにしたので、情報データ列に基づいて生成された第１の送信信号と、第２の送信信号とを用いて、特定の領域に位置する通信相手のみが情報データ列を復調することができ、比較的簡易な構成で、通信可能な領域を極めて限られた領域に限定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明の通信装置および通信方法は、比較的簡易な構成で、特定の位置関係にある端末装置のみが通信可能となる通信装置および通信方法を提供することができ、例えば、限られた場所のみを通信エリアとする通信システムに適用される通信装置および通信方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図２】初期設定時の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図３】通信開始時の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図４】通信後の実施の形態の１に係る通信装置と通信相手である端末との位置関係を示す図
【図５】実施の形態１に係るタイミング算出部のブロック図
【図６】（ａ）第１の送信信号が送信されるタイミングを示す図（ｂ）第１の送信信号が第２のアンテナによって反射され第１のアンテナに戻ってくるタイミングを示す図（ｃ）第１の送信信号が端末によって反射されて第１のアンテナに戻ってくるタイミングを示す図
【図７】実施の形態１に係るタイミング調整信号の生成方法を説明するためのフロー図
【図８】実施の形態１に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図９】直接波および遅延波の到達タイミングを示す図
【図１０】遅延波による符号間干渉を説明するための図
【図１１】遅延波による符号間干渉を回避するタイミング調整方法を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態２に係る通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１４】（ａ）本発明の実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図
【図１５】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図１６】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図１７】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１および第２の送信信号の相関結果を示す図
【図１８】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１および第２の送信信号の相関結果を示す図
【図１９】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図２０】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第３の送信信号のタイミングを示す図（ｄ）テンプレート信号を示す図（ｅ）第１、第２、および第３の送信信号とテンプレート信号との相関結果を示す図
【図２１】実施の形態３に係る端末の要部構成を示すブロック図
【図２２】（ａ）実施の形態３に係る第１の送信信号のタイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１の送信信号の復調データを示す図（ｄ）第２の送信信号の復調データを示す図
【図２３】本発明の実施の形態４に係る無線システムの一例を示す図
【図２４】（ａ）実施の形態４に係る第１の送信信号の送信タイミングを示す図（ｂ）第２の送信信号のタイミングを示す図（ｃ）第１の位置における第１および第２の送信信号の到達タイミングを示す図（ｄ）第２の位置における第１および第２の送信信号の到達タイミングを示す図（ｅ）タイミング調整後の第２の位置における第２の送信信号の到達タイミングを示す図
【図２５】実施の形態４に係る無線システムの一例を示す図
【図２６】本発明の実施の形態５に係る無線システムの一例を示す図
【図２７】無指向性アンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【図２８】指向性アンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【図２９】ビームアンテナを用いた場合のＥＴＣの通信エリアを説明するための図
【符号の説明】
【０１５４】
１０１、１０２、４０３、５０１、５０２、５１２、７０１ アンテナ
１０３、８０１ 無線部
１０４、４０１−１、４０１−２、４０１−３ タイミング算出部
１０５、３０１、３０２、４０５ 可変遅延器
１０６、１０７、４０４ 変復調部
１０８ マルチパス測定部
３０３、５１３、７０７ 相関器
３０４ 相関判定部
３０５ 時間差算出部
３０６ 初期時間差保存部
３０７ 到達時間差算出部
４０２ タイミング調整部
５０３−１、５０３−２、５１１、７０２ フィルタ
５０４−１、５０４−２、５１０、７０３ アンプ
５０５−１、５０５−２、７０４ 検波器
５０６、７０５ クロックリカバリ
５０７、７０８ ＡＤＣ
５０８、７０９ データ処理部
５０９ パルス変調
６０１ 遅延器
７０６ テンプレート信号生成部
９０１ 車両
９０２ 車両止め
９０３ 屋根
１００１ 反射板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、
前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、
前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、
前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、
特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、
を具備する通信装置。
【請求項２】
前記第１の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段、をさらに有し、
前記調整手段は、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１と、前記第１のアンテナまたは前記第２のアンテナの一方のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ２とから、前記時間差を算出する
請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ１を、前記第２のアンテナが受信する前記第１のアンテナによって反射された前記第２の送信信号、又は、前記第１のアンテナが受信する前記第２のアンテナによって反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、
前記往復時間Ｔ２を、前記第１のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第１の送信信号、または、前記第２のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第２の送信信号の少なくとも一方を用いて算出する
請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３と、前記第２のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４とから、前記時間差を算出する
請求項２記載の通信装置。
【請求項６】
前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ３を、前記第１のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、
前記往復時間Ｔ４を、前記第２のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第２の送信信号を用いて算出する
請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のリファレンス信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
前記リファレンス信号は、前記第１の送信信号の位相タイミングを示すシンボル同期情報、通信フレームのフレームタイミングを示すフレーム同期情報又は認証用情報である
請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の送信信号としてパルス信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とが、交互に前記通信相手へ到達するよう送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１０】
前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のタイミング信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１１】
前記タイミング信号は、同期用のクロック信号である
請求項１０記載の通信装置。
【請求項１２】
前記時間差算出手段は、所定の時間間隔で前記時間差を測定する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１３】
前記特定の領域に位置する通信相手に対し、位置を移動させる旨の指示を通知する通知手段、をさらに具備し、
前記時間差算出手段は、前記第１の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間とから、前記時間差を再度算出し、
前記調整手段は、再度算出された前記時間差に基づいて送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１４】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方は、前記特定の領域とは異なる方向に固定された特定の固定物へ送信する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１５】
前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくとも一方を、異なる搬送波周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換手段、をさらに有する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１６】
マルチパスの影響によって生じる前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に対する第１の遅延信号および第２の遅延信号が、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に遅れて前記特定の領域に到達するまでの第１の遅延信号および第２の遅延時間を測定する測定手段、をさらに有し、
前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の遅延時間に基づいて前記第１および前記第２の送信信号を生成する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１７】
前記特定の領域は、予め決められた所定の場所とする
請求項１記載の通信装置。
【請求項１８】
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号が、差動符号化された信号である
請求項１記載の通信装置。
【請求項１９】
情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する工程と、
前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する工程と、
前記第１の送信信号を送信する工程と、
前記第２の送信信号を送信する工程と、
特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する工程と、
を有する通信方法。
【請求項１】
情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する第１の生成手段と、
前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する第２の生成手段と、
前記第１の送信信号を送信する第１のアンテナと、
前記第２の送信信号を送信する第２のアンテナと、
特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する調整手段と、
を具備する通信装置。
【請求項２】
前記第１の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が前記特定の領域へ到達する時間との時間差を算出する時間差算出手段、をさらに有し、
前記調整手段は、前記時間差に基づいて、前記特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ１と、前記第１のアンテナまたは前記第２のアンテナの一方のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ２とから、前記時間差を算出する
請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ１を、前記第２のアンテナが受信する前記第１のアンテナによって反射された前記第２の送信信号、又は、前記第１のアンテナが受信する前記第２のアンテナによって反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、
前記往復時間Ｔ２を、前記第１のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第１の送信信号、または、前記第２のアンテナが受信する前記特定の領域において反射された前記第２の送信信号の少なくとも一方を用いて算出する
請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
前記時間差算出手段は、前記第１のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ３と、前記第２のアンテナと前記特定の領域との間の伝搬路上における信号の往復時間Ｔ４とから、前記時間差を算出する
請求項２記載の通信装置。
【請求項６】
前記時間差算出手段は、前記往復時間Ｔ３を、前記第１のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第１の送信信号を用いて算出し、
前記往復時間Ｔ４を、前記第２のアンテナが受信する前記特定領域において反射された前記第２の送信信号を用いて算出する
請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のリファレンス信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
前記リファレンス信号は、前記第１の送信信号の位相タイミングを示すシンボル同期情報、通信フレームのフレームタイミングを示すフレーム同期情報又は認証用情報である
請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の送信信号としてパルス信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とが、交互に前記通信相手へ到達するよう送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１０】
前記第２の生成手段は、前記第２の送信信号として、前記第１の送信信号のタイミング信号を生成し、
前記調整手段は、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号の一部が同一時刻に前記特定の領域へ到達するよう送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１１】
前記タイミング信号は、同期用のクロック信号である
請求項１０記載の通信装置。
【請求項１２】
前記時間差算出手段は、所定の時間間隔で前記時間差を測定する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１３】
前記特定の領域に位置する通信相手に対し、位置を移動させる旨の指示を通知する通知手段、をさらに具備し、
前記時間差算出手段は、前記第１の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間と、前記第２の送信信号が移動後の前記通信相手の位置する領域へ到達する時間とから、前記時間差を再度算出し、
前記調整手段は、再度算出された前記時間差に基づいて送信タイミングを調整する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１４】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方は、前記特定の領域とは異なる方向に固定された特定の固定物へ送信する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１５】
前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくとも一方を、異なる搬送波周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換手段、をさらに有する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１６】
マルチパスの影響によって生じる前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に対する第１の遅延信号および第２の遅延信号が、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に遅れて前記特定の領域に到達するまでの第１の遅延信号および第２の遅延時間を測定する測定手段、をさらに有し、
前記第１および前記第２の生成手段は、前記第１および前記第２の遅延時間に基づいて前記第１および前記第２の送信信号を生成する
請求項１記載の通信装置。
【請求項１７】
前記特定の領域は、予め決められた所定の場所とする
請求項１記載の通信装置。
【請求項１８】
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号が、差動符号化された信号である
請求項１記載の通信装置。
【請求項１９】
情報データ列に基づいて第１の送信信号を生成する工程と、
前記第１の送信信号と規定のタイミングで結合することで前記情報データ列が復調可能となる第２の送信信号を生成する工程と、
前記第１の送信信号を送信する工程と、
前記第２の送信信号を送信する工程と、
特定の領域へ前記第１の送信信号および前記第２の送信信号が規定のタイミングで到達するよう前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の少なくともいずれか一方の送信タイミングを調整する工程と、
を有する通信方法。
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２００７−１８１１８２（Ｐ２００７−１８１１８２Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００５７６（Ｐ２００６−３００５７６）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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