JP2003273856A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

通信装置および通信方法

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JP2003273856A
JP2003273856A JP2002069516A JP2002069516A JP2003273856A JP 2003273856 A JP2003273856 A JP 2003273856A JP 2002069516 A JP2002069516 A JP 2002069516A JP 2002069516 A JP2002069516 A JP 2002069516A JP 2003273856 A JP2003273856 A JP 2003273856A
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JP2002069516A
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Makoto Honda
真 本多
Hiroshi Harada
博司 原田
Masayuki Fujise
雅行 藤瀬
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Communications Research Laboratory
Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Communications Research Laboratory
Tektronix Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 秘密鍵を伝送する必要がなく、高い機密性で
情報またはプログラムデータを無線伝送する。 【解決手段】 受信ディジタルベースバンド信号がベー
スバンド復調・暗号復号化・秘密鍵生成部２２ｊまたは
プログラマブル復調部２２ｏに供給される。ベースバン
ド復調・暗号復号化・秘密鍵生成部２２ｊにおいては、
復調・誤り訂正符号の復号化、さらに、暗号化と暗号復
号化のための秘密鍵が生成され、暗号の復号化が行われ
て情報データまたは変復調プログラムとして出力され
る。変復調プログラムにしたがって所望の仕様の変復調
器が構成される。送信情報データまたはプログラムが秘
密鍵によって暗号化・ベースバンド変調部２２ｒにおい
て暗号化、誤り訂正符号化、ディジタル変調の処理を受
ける。暗号化・ベースバンド変調部２２ｒは、ベースバ
ンドディジタルデータを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無線通信システ
ムにおける通信装置および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、普及の著しい携帯電話や無線ＬＡ
Ｎ(Local area network)を始めとする移動体無線通信シ
ステムは社会の最も重要なインフラの一つと見なすこと
ができる。当然のことであるが、例えば企業や情報機密
および個人のプライバシー保護の観点から無線の盗聴を
防止するためには暗号化は必須である。
【０００３】一方、近年、ソフトウェア無線通信システ
ムの研究開発が活発に行なわれている。ソフトウェア無
線通信システムとは、無線通信システムをディジタル化
してソフトウェアでシステム機能を変更することによ
り、単一のハードウェアでも複数のシステム機能に対応
できるマルチモードのシステムを実現するという概念で
ある。ソフトウェア無線通信システムによれば、通信装
置の仕様、規格、動作特性などを使用する環境に応じて
変更することが可能となり、また、各種の通信方式や異
なる規格がプログラムを書き換えるだけで一つの装置で
使用できるようになるため、開発費用の削減、期間の短
縮、大量生産及び、保守・更新への適合性、低コスト化
を実現できる。
【０００４】より具体的には、ソフトウェア無線通信技
術では、マイクロプロセッサやＤＳＰ(Digital Signal
Processor)のチップまたはＦＰＧＡ(Field Programmabl
e Gate Array)を用いてディジタル無線通信用のプログ
ラマブルな変復調装置を構成し、所望の通信方式の変復
調方式を構成するためのソフトウェアを変復調装置にイ
ンストールして、種々の仕様を同一のハードウェアで柔
軟に実現することができる。例えばソフトウェアをイン
ストールすることによって、ＰＨＳ(PersonalHandyphon
e System)や携帯電話、構内ＬＡＮ(Local Area Networ
k)等の異なる無線通信方式を１つの無線通信装置で実現
することができれば、ユーザは同一の無線端末装置さえ
あればその地域の通信方式のプログラムをインストール
することによって世界中でサービスを受けられる。端末
装置の製造メーカにとっては、ハードウェアを共通化す
ることによって量産が可能となり、製造コストを削減で
きる。
【０００５】ところで、ソフトウェア無線通信システム
において、共通のハードウェア上に種々のプログラムを
搭載して対応した無線通信方式に基づく無線通信装置を
実現するためには、ソフトウェアのインストール方式と
しては、電話や、有線インターネット等の有線によって
ケーブルを接続してダウンロードする方法（第１の方
法）、超小型のメモリデバイスによる方法（第２の方
法）、無線によってプログラムをダウンロードする方法
（第３の方法）が考えられる。
【０００６】第１の方法は、自宅、職場、販売店、駅・
空港等の公共施設にソフトウェア供給装置を設けて利用
者のソフトウェア無線端末装置をケーブルで接続して有
線経由でダウンロードする方法である。第１の方法は、
利用者はソフトウェア供給装置のある場所を探し、足を
運ばなければならない問題点を有する。第２の方法は、
販売店などで所望のソフトウェアが格納されているメモ
リデバイスを購入する必要がある。媒体であるメモリデ
バイスの価格分高くなってしまう。第３の方法は、前述
した第１および第２の方法と異なり利用者が電波の届く
場所にいれば、所望のプログラムを伝送して効率よくダ
ウンロードできる。そこで、以降は無線経由でプログラ
ムの伝送・ダウンロードを行なう無線ダウンロードの方
式に着目する。
【０００７】ソフトウェア無線機が動作するのに必要と
されるプログラムは、メーカが作成して政府の電波を管
理する部署が電波法を満たすかどうかを検査して、その
検査に合格し、販売を認可されたプログラムでなければ
ならない。例えば、そのプログラムに意図的な改竄が行
なわれた場合、インストールしたソフトウェア無線機が
違法電波または妨害電波を発生してしまうことになり、
無線通信インフラを破壊しかねない。あるユーザＡに対
してソフトウェアの無線ダウンロードが行なわれると仮
定する。悪意のある別のユーザＢがそのプログラムを盗
聴しソフトウェア無線機にダウンロードしてユーザＡに
なりすまして通信を行なってしまうことも有り得る。こ
の場合では、ユーザＡに経済的に多大な損害を与えるこ
とも考えられる。また、ユーザＢが盗聴したプログラム
を改竄して違法電波を発生することも有り得る。
【０００８】以上のような情報データとソフトウェア無
線通信システムにおけるプログラムの機密性を向上させ
るために、暗号化技術を適用する方法がある。従来の暗
号化技術として、図１および図２に示すようなものが知
られている。図１は一般的な公開鍵暗号方式の構成であ
る。この方式の代表的な暗号はＲＳＡ(Rivest-Shamir-A
dleman)暗号がある。公開鍵と秘密鍵はともに整数値で
ある。公開鍵は一般に公開されているが、一方、秘密鍵
は公開されないため、暗号通信に先立って第三者に盗聴
されないように配送されなければならない。図１におい
て、参照符号１ａが暗号通信で送信する予定の情報デー
タまたはプログラムである。参照符号１ｂが暗号化アル
ゴリズムである。参照符号１ｃが伝送路であり、参照符
号１ｄが受信側における復号化アルゴリズムであり、復
号化アルゴリズム１ｄは、受信した暗号化を復号化鍵す
なわち秘密鍵を用いて、参照符号１ｅで示す情報データ
またはプログラムを復号化する。
【０００９】図２は、暗号化鍵および復号化鍵として、
共に秘密鍵を使用する共通鍵方式または秘密鍵方式の構
成を示す。この方式の代表的な例はＤＥＳ(Data Encryp
tionStandard)および、ＤＥＡ(Data Encryption Algori
thm)であり、それぞれ、ＡＮＳＩ（米国規格協会、Amer
ican National Standrds Institure)とＩＳＯ（国際標
準化機構、International Organization for Standardi
zation)で標準化されている。秘密鍵は送信側と受信側
で同じ鍵を持たなければならないので、通信のペアの両
者に同じ鍵を持たせるために、暗号通信に先立って第三
者に盗聴されないように鍵を配送しなければならない。
参照符号２ａが暗号通信で送信する予定の情報データま
たはソフトウェアである。参照符号２ｂが暗号化アルゴ
リズムである。参照符号２ｃは伝送路であり、参照符号
２ｄは受信側における復号化アルゴリズムであり、復号
化アルゴリズム２ｄは、受信した暗号化データを復号化
鍵すなわち秘密鍵を用いて、参照符号２ｅで示す情報デ
ータまたはプログラムを復号化する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の暗号化技術例え
ば秘密鍵方式を使用して、ソフトウェア無線通信システ
ムにおける基地局では、秘密鍵を用いてプログラムに対
して暗号化を施した後に端末局に伝送する。端末局では
秘密鍵を用いて復号化の後、プログラムをダウンロード
する。しかしながら、端末局側の秘密鍵の番号が漏洩
し、悪意のある利用者がその秘密鍵を用いて暗号を解読
し、プログラムを解析し、改竄の後に端末のハードウェ
アにインストールして違法電波を送信し、無線インフラ
を破壊する可能性がある。したがって、現在、信頼性の
高い秘密鍵生成方法の確立が必要であると考えられる。
【００１１】したがって、この発明の目的は、鍵配送の
問題を生じることがなく、無線通信システムにおいて情
報データ、ソフトウェア無線のプログラムデータ等を安
全に通信することを可能とする通信装置および通信方法
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、略同一のキャリア周波数を
時分割に使用して他の通信装置との間で送信および受信
を交互に行なう無線通信システムにおける通信装置にお
いて、既知の信号に基づいて、他の通信装置との間の伝
搬路の遅延プロファイルを推定する手段と、推定した遅
延プロファイルの複素振幅情報、電力情報および位相情
報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成する手段
と、秘密鍵を用いて情報データを暗号化して送信し、ま
たは秘密鍵で暗号化された情報データを受信して復号化
を行なう手段とを有する通信装置である。請求項１３
は、推定した遅延プロファイルの複素振幅情報、電力情
報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を
生成する通信方法である。
【００１３】請求項２の発明は、略同一のキャリア周波
数を時分割に使用して他の通信装置との間で送信および
受信を交互に行なう無線通信システムにおける通信装置
において、既知の信号に基づいて、他の通信装置との間
の伝搬路の周波数特性を推定する手段と、推定した周波
数特性の複素振幅情報、電力情報および位相情報の少な
くとも一つを用いて、秘密鍵を生成する手段と、秘密鍵
を用いて情報データを暗号化して送信し、または秘密鍵
で暗号化された情報データを受信して復号化を行なう手
段とを有する通信装置である。請求項１４の発明は、推
定した周波数特性の複素振幅情報、電力情報および位相
情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成する通信
方法である。
【００１４】請求項３の発明は、略同一のキャリア周波
数を時分割に使用して他の通信装置との間で送信および
受信を交互に行なう無線通信システムにおける通信装置
であって、ハードウェアの一部または全部がプログラム
可能な論理回路で構成され、論理回路に対するプログラ
ムデータによって、所望の無線通信方式を実現するよう
にした通信装置において、既知の信号に基づいて、他の
通信装置との間の伝搬路の遅延プロファイルを推定する
手段と、推定した遅延プロファイルの複素振幅情報、電
力情報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密
鍵を生成する手段と、秘密鍵を用いてプログラムデータ
を暗号化して送信し、または秘密鍵で暗号化されたプロ
グラムデータを受信して復号化を行なう手段とを有する
通信装置である。請求項１５の発明は、推定した遅延プ
ロファイルの複素振幅情報、電力情報および位相情報の
少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成する通信方法で
ある。
【００１５】請求項４の発明は、略同一のキャリア周波
数を時分割に使用して他の通信装置との間で送信および
受信を交互に行なう無線通信システムにおける通信装置
であって、ハードウェアの一部または全部がプログラム
可能な論理回路で構成され、論理回路に対するプログラ
ムデータによって、所望の無線通信方式を実現するよう
にした通信装置において、既知の信号に基づいて、他の
通信装置との間の伝搬路の周波数特性を推定する手段
と、推定した周波数特性の複素振幅情報、電力情報およ
び位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成す
る手段と、秘密鍵を用いてプログラムデータを暗号化し
て送信し、または秘密鍵で暗号化されたプログラムデー
タを受信して復号化を行なう手段とを有する通信装置で
ある。請求項１６の発明は、推定した周波数特性の複素
振幅情報、電力情報および位相情報の少なくとも一つを
用いて、秘密鍵を生成する通信方法である。
【００１６】この発明では、電波伝搬路の遅延プロファ
イルまたは周波数特性が二つの通信装置の間で固有の情
報となることに着目し、二つの通信装置間の伝搬路の遅
延プロファイルまたは周波数特性から暗号化の秘密鍵を
生成する。秘密鍵を相手に伝送する必要がなく、高いセ
キュリティで無線通信を行うことができる。情報シンボ
ルデータのみならず、ソフトウェア無線装置のプログラ
ムデータも高いセキュリティでもって通信できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について以
下説明する。基地局から端末局に情報データまたはプロ
グラムを伝送する際に他局に盗聴されないような暗号用
の秘密鍵を生成するためには、基地局と端末局の２者の
みしか知らない固有の情報に着目すれば良い。ここで、
基地局から端末局に対して送信される電波の下りのキャ
リアに周波数と端末局から基地局に対して送信される電
波の上りのキャリア周波数は一致し、十分に短い時間間
隔で上りと下りの電波が交互に繰り返されて送信される
ものとする。
【００１８】波長が数ｃｍ（通常１ＧHz以上）のマイク
ロ波、または数ミリ程度（３０〜３００ＧHz）のミリ波
を使用した場合、基地局と端末局の無線伝搬路の伝達関
数または周波数特性は、その時刻と位置に依存した両者
に固有のデータと成り得る。空間的にたかだか数ｃｍの
距離を移動するのみで無線伝搬路の特性が激変し、自己
と周囲の移動物体によって特性は時々刻々と変動する。
したがって、基地局と他の端末間の電波伝搬路の特性と
は無相関であるとみなせるから、その無線伝搬路の特性
から特徴量を抽出して、それに基づいて秘密鍵を生成す
れば極めて機密性の高い暗号化を行うことができる。
【００１９】図３は、陸上移動通信における電波伝搬の
様子を示す。基地局３ａと端末局３ｂ間には、建造物、
自動車や樹木が存在する。これらは電波が伝搬するうえ
で大きな影響を与える。屋外の基地局３ａから送信され
た電波は唯一の通り道だけを通って伝搬するのではな
く、あらゆる方向に放射され、移動局３ｂへ直接到来す
る直接波３ｃの他にビル３ｄによる反射波３ｅ、自動車
３ｆなどの移動物体による反射波３ｇが端末局３ｂに到
達する。２局間には他にも電波が建造物の角などにより
電波の進行方向が曲げられる回折波、建造物の角や壁面
の不均一性などで電波があらゆる方向に散っていく錯乱
波も無数存在する。これらの電波はそれぞれに経路長が
異なるため、移動局に到達する時間が異なる。その結果
として移動局では到達時間の異なるいくつもの電波（遅
延波）の重ね合わせを受信することになる。これをマル
チパルスと呼ぶ。
【００２０】端末局や周囲の反射物が移動することによ
り激しいフェージングを伴った電波となる一般的な携帯
電話のセルラ環境においては、フェージング特性がレイ
リー分布となることが解析的に導かれている。レイリー
フェージング下における受信信号の空間的な相関につい
ては空間で半波長程度離した２本のアンテナで受信した
フェージング信号は互いに無相関であると導かれてい
る。例えば、キャリア周波数をそれぞれ、２ＧＨzと５
ＧＨzとすればλ＝１５０ｍｍ、λ＝６０ｍｍであるか
ら、無相関であるための空間的なアンテナの距離はそれ
ぞれ、７５ｍｍと３０ｍｍとなる。
【００２１】電波の伝搬路特性は、時間領域で表される
遅延プロファイルと、周波数特性で表現することができ
る。図４は、ある伝搬環境の遅延プロファイルの例を示
す。遅延プロファイルは、基本的には、インパルス波形
を地点Ａから送信し、地点Ｂで受信したインパルス波形
の電力の過渡応答を測定したものである。これは、電波
の伝搬路の時間領域の伝達特性を表す。最初に、時刻が
０のときに最も遅延が最小で受信電力が最大の直接波が
到来して、続いて電力の減衰した反射波・回折波・錯乱
波が伝搬距離に応じて遅れて到来することを示してい
る。
【００２２】マイクロ波とミリ波において、遅延プロフ
ァイルの波形は、受信地点とある時刻において固有の特
性であり、数ミリから数センチのオーダーで離れた２つ
の受信地点で測定すれば、各受信地点における伝搬特性
は無相関の異なった特性となる。つまり、伝搬路の遅延
プロファイルの各時間に対応したパスの振幅と位相が異
なる。この点に着目すれば、振幅と位相情報は、キャリ
ア周波数、時刻、送信点並びに受信地点に固有のもので
あり、他の受信地点では得ることができない。したがっ
て、この特性から基地局と端末局のみが共有する秘密鍵
を生成することが可能となる。また、時間領域上の特性
である遅延プロファイルを周波数領域に変換した周波数
特性においても同様である。
【００２３】インパルス波形は広帯域のスペクトラムを
有するために他の無線通信に妨害を与えてしまうおそれ
がある。そこで、インパルス波を送信する代わりに、キ
ャリアを自己相関特性の強い既知のＰＮ(Pseudo Noise)
信号（Ｍ系列とも呼ばれる）で変調し、被変調信号を送
信する。受信側では、受信信号と同一のＰＮ信号との相
関演算を行なう。遅延プロファイルは、このような手法
で測定することができる。
【００２４】図５は、遅延プロファイル測定のための送
信装置の構成例を示す。参照符号５ａで示すＰＮ系列発
生器５ａは、シフトレジスタと排他的論理和ゲートから
構成されている。ＰＮ系列の出力ビットがＢＰＳＫ(Bin
ary Phase Shift Keying:２相位相偏移変調）変調器５
ｂによってＢＰＳＫ変調される。ＢＰＳＫ変調器５ｂの
出力のＩチャンネル（同相成分）のディジタルデータＩ
−ＤとＱチャンネル（直交成分）のディジタルデータＱ
−ＤがそれぞれＤ／Ａ変換器５ｃによってベースバンド
アナログ信号に変換される。直交検波器５ｄにおいて、
ベースバンドアナログ信号が第１局部発振器５ｅの発振
周波数の中間周波数帯信号に変換される。その後に送信
ミキサ５ｆと第２局部発振器５ｇによってキャリア周波
数に変換され、パワーアンプ５ｈで電力増幅を行なった
後にアンテナ５ｉから送信される。
【００２５】図６は、遅延プロファイル測定のための受
信装置の構成例を示す。ディジタル変調されたキャリア
をアンテナ６ａより受信し、ローノイズアンプ６ｂで受
信波の信号増幅を行なう。ローノイズアンプ６ｂの出力
信号が受信ミキサ６ｃに供給され、受信ミクサ６ｃにお
いて、第１局部発振器６ｄの出力信号と乗積されること
によって中間周波数帯信号に変換される。直交検波器６
ｅと第２局部発振器６ｆによって中間周波数帯信号は、
ＩチャンネルとＱチャンネルから構成されるベースバン
ド信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器６ｇによって両チャ
ンネルのベースバンドアナログ信号がそれぞれディジタ
ルデータに変換される。各チャンネルのディジタルデー
タが複素数相関器６ｈに入力される。送信装置で使用さ
れたのと同種のＰＮ発生器６ｉがＢＰＳＫ変調器６ｊに
よって変調され、ＢＰＳＫ変調器６ｊからのディジタル
変調信号と受信信号との複素数相関演算が複素数相関器
６ｈにおいて行われ複素遅延プロファイとして出力され
る。
【００２６】図７は、測定された複素遅延プロファイル
の一例を示す。各グラフの横軸は遅延時間を表す。図７
Ａおよび図７Ｂは、それぞれ複素遅延プロファイルの振
幅の実数成分の時系列データ７ａと虚数成分の時系列デ
ータ７ｂを示す。図７Ｃおよび図７Ｄは、それぞれ複素
数の振幅情報から計算した電力の時系列データ７ｃと位
相の時系列データ７ｄを示す。
【００２７】次に、電波の伝搬路の周波数特性について
説明する。周波数特性は、図７Ａおよび図７Ｂに示すよ
うな複素遅延プロファイルの振幅の時系列複素数データ
をＤＦＴ(Discrete Fourier Transform)またはＦＦＴ(F
ast Fourier Transform)によって周波数領域の複素数デ
ータに変換したものである。図８は、ＦＦＴを使用した
場合の計算手法を示す。図６に示した受信装置の複素遅
延プロファイルの出力をシリアル・パラレル変換器８ａ
によってＦＦＴのポイント数のパラレルデータに変換し
てＦＦＴ８ｂに入力する。ＦＦＴ８ｂが伝搬路の周波数
特性を出力する。なお、図面において、実線の信号経路
が実数データの信号経路を表し、破線の信号経路が虚数
データの信号経路を表している。
【００２８】以上の説明では、図５に示した送信装置
と、図６に示した受信装置とを使用した自己相関特性の
良好なＰＮ信号を使用した遅延プロファイルの測定シス
テムについて説明した。次に、ＰＮ信号を使用しない一
般的な既知信号を使用した伝搬路の周波数特性の測定手
法について述べる。送信側では、図５のＰＮ発生器５ａ
とＢＰＳＫ変調器５ｂの代わりにディジタル変調された
既知信号が生成され、既知信号が送信される。
【００２９】一方、受信側では、Ａ／Ｄ変換された複素
ディジタルデータに対して、図６中の複素数相関器６
ｈ、ＰＮ発生器６ｉ、ＢＰＳＫ変調器６ｊに代えて図９
に示す構成が設けられる。受信した時間領域の既知信号
の複素ディジタルデータｘ(t)がシリアル・パラレル変
換器９ａによってパラレルデータに変換され、ＦＦＴ９
ｂによって周波数領域のパラレルデータＸ(f)に変換さ
れる。あらかじめ用意した既知信号データｙ(t)９ｃが
シリアル・パラレル変換器９ｄによってパラレルデータ
に変換され、変換したパラレルデータをＦＦＴ９ｅに入
力して周波数領域データＹ(f)に変換する。Ｘ(f)をＹ
(f)で複素除算することによって伝搬路の周波数特性Ｚ
(f)を求めることができる。すなわち、Ｙ(f)Ｚ(f)＝Ｘ
(f)の関係にあり、Ｚ(f)＝Ｘ(f)／Ｙ(f)となる。
【００３０】図１０は、伝搬路の周波数特性の例を示
す。各グラフの横軸は周波数を示す。図１０Ａおよび図
１０Ｂは、それぞれ振幅の実数成分１０ａと虚数成分１
０ｂを示す。図１０Ｃおよび図１０Ｄは、複素振幅のデ
ータから計算した電力の特性１０ｃと位相の特性１０ｄ
をそれぞれ示す。
【００３１】図７に示した複素遅延プロファイルと、図
１０に示した伝搬路の周波数特性は、例えば、５ＧＨz
のキャリア周波数を使用して測定したとすれば、受信ア
ンテナの空間的な距離が３０ｍｍ以上離れていればそれ
ぞれの受信地点での特性は無相関であるとみなせる。ま
た受信地点と送信地点を交換しても同一周波数で且つ測
定時刻が十分に近ければ可逆性が成立し、送信側と受信
側のアンテナや増幅器などの利得を考慮して正規化すれ
ば同様な特性が得られる。したがって、伝搬路の複素遅
延プロファイルと周波数特性は送信側と受信側の両者だ
けのキャリア周波数と位置と時刻に依存する固有の特性
であるとみなせる。それらの特性をある手法に基づいて
数値化すれば、送信側と受信側が共有する秘密鍵を生成
することが可能となる。以下に、伝搬路の遅延プロファ
イルと周波数特性の電力、振幅、位相の各情報による秘
密鍵生成の手法を示す。
【００３２】図１１は、電力情報から秘密鍵を生成する
構成を示す。遅延プロファイルまたは周波数特性の電力
のパラレルデータがＭ入力Ｎ出力選択器１１ａに入力さ
れる。Ｍ入力Ｎ出力選択器１１ａは、Ｍ個の遅延プロフ
ァイルまたは周波数特性の複素パラレルデータの中で、
電力が比較的大きいＮ個のデータを選択して出力する。
図７の遅延プロファイルの例では、ｔ0，ｔ1，ｔ2 ，・
・・，ｔMのそれぞれの時刻のそれぞれの振幅がＭ個の
データである。この選択器１１ａで選択されたＮ個の遅
延プロファイルまたは周波数特性の複素パラレルデータ
が電力・秘密鍵生成器１１ｂに入力されて秘密鍵が生成
される。
【００３３】図１２は、振幅情報から秘密鍵を生成する
構成を示す。遅延プロファイルまたは周波数特性の振幅
のパラレルデータがＭ入力Ｎ出力選択器１２ａに入力さ
れる。Ｍ入力Ｎ出力選択器１２ａは、Ｍ個の遅延プロフ
ァイルまたは周波数特性の複素パラレルデータの中で、
電力が比較的大きいＮ個のデータを選択して出力する。
この選択器１２ａで選択されたＮ個の遅延プロファイル
または周波数特性の複素パラレルデータが電力・秘密鍵
生成器１２ｂに入力されて秘密鍵が生成される。
【００３４】図１３は、位相情報から秘密鍵を生成する
構成を示す。遅延プロファイルまたは周波数特性の位相
のパラレルデータがＭ入力Ｎ出力選択器１３ａに入力さ
れる。Ｍ入力Ｎ出力選択器１３ａは、Ｍ個の遅延プロフ
ァイルまたは周波数特性の複素パラレルデータの中で、
電力が比較的大きいＮ個のデータを選択して出力する。
この選択器１３ａで選択されたＮ個の遅延プロファイル
または周波数特性の複素パラレルデータが電力・秘密鍵
生成器１３ｂに入力されて秘密鍵が生成される。
【００３５】図１４は、Ｍ入力Ｎ出力選択器の構成例を
示す。Ｍ≧Ｎとする。Ｍ個の入力複素数データはそれぞ
れ電力計算回路１４ａ1〜１４ａMに入力されて電力が計
算される。例えば入力データ番号が１の入力データの実
数データａ1と虚数データｂ1とから、電力計算回路１４
ａ1は、（ａ1 2＋ｂ1 2）の演算によって電力を計算す
る。計算した電力値がマルチプレクサ制御信号生成器１
４ｂに入力されて電力の比較的高いＮ個の入力複素数デ
ータを選択する制御信号が生成される。この制御信号が
Ｎ個のマルチプレクサ１４ｃ1〜１４ｃNに供給される。
マルチプレクサ１４ｃ1〜１４ｃNに対しては、Ｍ個の入
力複素数データが供給され、制御信号にしたがってその
中の一つが選択的に出力される。マルチプレクサ１４ｃ
1〜１４ｃNによって選択したＮ個の入力複素数データが
出力される。
【００３６】図１１、図１２、図１３にそれぞれ示され
た電力情報、振幅情報、位相情報から秘密鍵を生成する
秘密鍵生成器１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの構成についてさ
らに説明する。
【００３７】図１５は、電力・秘密鍵生成器１１ｂの構
成例を示す。Ｎ個の複素数データはそれぞれ電力計算回
路１５ａ1〜１５ａNによって電力が計算される。計算し
た電力値は多入力加算器１５ｂに入力され電力和が求め
られる。その電力和に対して除算器１５ｃによってデー
タ個数Ｎで除算が行われて平均電力が算出される。この
平均電力値を用いて各入力データの電力値を除算器１５
ｄ1〜１５ｄNでそれぞれ除算して正規化を行なう。正規
化した各データに対して量子化回路１５ｅ1〜１５ｅNに
よって量子化が行われ、それぞれｐビットのビット系列
に割り当てられる。入力されたＮ個のビット系列はビッ
ト結合器１５ｆによって結合されてＮｐビットの秘密鍵
として出力される。
【００３８】図１６は、図１５で使用した電力計算回路
１５ａ1〜１５ａNの構成例を示す。入力された実数デー
タと虚数データを２乗回路１６ａ，１６ｂでそれぞれ２
乗した後に加算器１６ｃで加算して電力値として出力す
る。
【００３９】図１７は、図１５で使用した量子化回路１
５ｅ1〜１５ｅNの動作例を示す。ここではｐ＝３、すな
わち、３ビット出力の例を示す。入力された正規化され
た電力値に対応するビット系列を出力する。レベル範囲
の境界上の白い丸は、その値を範囲内に含まないことを
意味し、黒い丸は、その値を範囲内に含むことを意味す
る。例えば、正規化電力値として４．５が入力された場
合、出力ビット系列として（１０１）が出力される。
【００４０】図１８は、ビット結合器の構成例を示す。
量子化されて変換されたＮ個のデータ系列のビット数を
それぞれｐとすれば、それらを結合してＮｐビットのデ
ータとして出力される。例えば、ｐ＝３として１番目の
データを（１００）、２番目のデータを（００１）、３
番目のデータを（０１０）、Ｎ番目のデータを（１１
１）とすれば、ビット結合器の出力は（１００００１０
１０，...，１１１）となる。
【００４１】図１９は、図１２で使用した振幅・秘密鍵
生成器１２ｂの構成例を示す。Ｎ個の複素振幅データの
実数成分が多入力加算器１９ａに入力され、多入力加算
器１９ａによって実数成分の振幅値の総和が求められ、
また、虚数成分が多入力加算器１９ｂに入力され、多入
力加算器１９ａによって虚数成分の振幅値の総和が求め
られる。実数成分の総和が除算器１９ｃに供給され、虚
数成分の総和が除算器１９ｄに供給され、各除算器１９
ｃ，１９ｄによって各総和をデータ入力数Ｎで割って実
数と虚数のそれぞれの平均振幅値が求められる。
【００４２】求めた平均振幅値によって実数入力データ
と虚数入力データがそれぞれ正規化される。除算器１９
ｅ1〜１９ｅNによって、Ｎ個の実数入力データのそれぞ
れが実数成分の平均振幅値で除算されることで、正規化
がなされる。同様に、除算器１９ｆ1〜１９ｆNによっ
て、Ｎ個の虚数入力データのそれぞれが虚数成分の平均
振幅値で除算されることで、正規化がなされる。正規化
された実数データが実数の量子化回路１９ｇ1〜１９ｇN
によってｐビットのビット系列にそれぞれ変換され、ビ
ット結合器１９ｉに入力される。同様に、正規化された
虚数データが虚数の量子化回路１９ｈ1〜１９ｈNによっ
てｐビットのビット系列にそれぞれ変換され、ビット結
合器１９ｉに入力される。実数データおよび虚数データ
がビット結合器１９ｉによって結合されて２Ｎｐビット
の秘密鍵として出力される。なお、図１９における量子
化回路とビット結合器の構成は、図１７と図１８で示し
た構成とそれぞれ同様である。
【００４３】図２０は、位相・秘密鍵生成器１３ｂの構
成例を示す。Ｎ個の複素数データはそれぞれ位相・ビッ
ト変換器２０ａ1〜２０ａNによって位相値からｐビット
のビット系列に変換されてビット結合器２０ｂに入力さ
れて結合されたＮｐビットのビット系列が秘密鍵として
出力される。ビット結合器の構成は図１８と同様であ
る。図２０で図示はしないが、Ｎ個の複素数データから
直接、位相・ビット変換する手法のほかに、例えば入力
データ番号が１の複素数データの位相を基準位相θref
と定め、Ｎ個の複素数データから求めた位相値からθ
refを引いた相対的な位相値を用いてビットに変換する
手法も考えられる。
【００４４】図２１は、位相・ビット変換器２０ａ1〜
２０ａNの動作例を示す。図２１Ａに示す例では、入力
された複素数データを（ｐ＝１）ビットに変換する例で
ある。位相をθとすると、（π／２＜θ≦π，−π／２
≦θ＜−π）では、θが０に変換され、（０＜θ≦π／
２，−π／２＜θ≦０）では、θが０に変換される。図
２１Ｂに示す例では、実数軸（横軸）および虚数軸（縦
軸）で表される２次元領域の４つの象限に含まれる位相
がそれぞれ（ｐ＝２）ビットへ変換される。図２１Ｃに
示す例では、２次元領域が４５°の各間隔で８個の領域
に分割され、各領域に含まれる位相がそれぞれ（ｐ＝
３）ビットへ変換される。なお、図２１Ｂと図２１Ｃに
おいて、黒い丸はその境界を範囲内に含むことを意味
し、白い丸はその値を範囲内に含まないことを意味す
る。
【００４５】上述したように、遅延プロファイルと伝搬
路の周波数特性が測定（推定）され、測定（推定）され
た遅延プロファイルまたは伝搬路周波数特性から秘密鍵
が生成される。次に、無線通信装置に対して、これらの
手法を適用した例について説明する。
【００４６】図２２は、上述した秘密鍵生成方式による
ソフトウェア無線通信装置の構成例を示す。上部は復調
部、下部は変調部である。本構成では、情報データのみ
ならず所望の変復調器を構成するためのプログラムをも
暗号化して無線伝送を行なう。プログラムの暗号化と暗
号復号化のための秘密鍵をこの発明による方式で生成す
るものとする。復調部では、アンテナ２２ａから受信さ
れた信号はアンテナスイッチ２２ｂを通り、ローノイズ
アンプ２２ｃに入力される。ローノイズアンプ２２ｃか
ら出力された信号は、受信ミキサ２２ｅにおいて、第１
局部発振器２２ｄの局部発振信号によって中間周波数帯
信号に変換される。
【００４７】中間周波数帯信号は、直交検波器２２ｇに
おいて、第２局部発振器２２ｆの出力信号により直交検
波され、アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑに変換され
る。アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、Ａ／Ｄ変換器
２２ｈにおいて、ディジタルベースバンド信号Ｉ−Ｄ、
Ｑ−Ｄに変換される。ディジタルベースバンド信号Ｉ−
Ｄ、Ｑ−Ｄがデマルチプレクサ２２ｉに供給される。デ
ィジタルベースバンド信号Ｉ−Ｄ、Ｑ−Ｄがデマルチプ
レクサ２２ｉを介してベースバンド復調・暗号復号化・
秘密鍵生成部２２ｊまたはプログラマブル復調部２２ｏ
に供給される。
【００４８】ベースバンド復調・暗号復号化・秘密鍵生
成部２２ｊにおいては、復調・誤り訂正符号の復号化、
さらに、暗号化と暗号復号化のための秘密鍵が生成さ
れ、暗号の復号化が行われてデマルチプレクサ２２ｌを
通って情報データまたは変復調プログラムとして出力さ
れる。復調された変復調プログラムは、マルチプレクサ
２２ｍを介してプログラマブル復調部２２ｏとプログラ
マブル変調部２２ｐに供給され、復調された変復調プロ
グラムにしたがって、所望の仕様の変復調器が構成され
る。さらに、生成された秘密鍵はレジスタ２２ｋに記憶
される。
【００４９】次に変調部の動作を説明する。マルチプレ
クサ２２ｑから出力される情報データまたはプログラム
は、先ず、既に生成した秘密鍵が保持されているレジス
タ２２ｋから秘密鍵を読み出して、暗号化・ベースバン
ド変調部２２ｒにおいて暗号化、誤り訂正符号化、ディ
ジタル変調の処理を受ける。暗号化・ベースバンド変調
部２２ｒは、ベースバンドディジタルデータとしてＩ−
ＤとＱ−Ｄを出力する。これらのデータは、マルチプレ
クサ２２ｓを介してＤ／Ａ変換器２２ｔによってそれぞ
れ、ベースバンドアナログＩ，Ｑ信号に変換される。
【００５０】アナログ信号は、第２局部発振器２２ｆの
発振周波数の中間周波数帯に直交変調器２２ｕによって
変換される。中間周波数帯のアナログ信号は、送信ミキ
サ２２ｖに供給され、送信ミキサ２２ｖにおいて、第１
局部発振器２２ｄの発振周波数が加算されることで所望
のキャリア周波数帯に変換される。この信号が電力増幅
器２２ｗによって電力が増幅された後にアンテナスイッ
チ２２ｂを通りアンテナ２２ａによって送信される。
【００５１】プログラマブル変調部２２ｐとプログラマ
ブル復調部２２ｏは、ディジタル信号処理をプログラム
で行なうＤＳＰ(Digital signal processor)とプログラ
ム可能な論理回路であるＦＰＧＡ(Field programmable
gate arrays)から構成されている。プログラマブル変調
部２２ｐとプログラマブル復調部２２ｏの機能を拡張す
ることが可能で、ディジタル変復調のみならず、誤り訂
正符号化・復号化機能や暗号化・暗号復号化機能も実現
可能である。マルチプレクサ２２ｉ，２２ｓを制御する
ことによって、ベースバンド復調・暗号復号化・秘密鍵
生成部２２ｊと暗号化・ベースバンド変調部２２ｒの代
わりにこれらのプログラマブルな変調部と復調部が前述
した機能を実現することもできる。
【００５２】また、変復調プログラムデータベース２２
ｎには、自己で使用するプログラムと相手局に無線で伝
送するプログラムが格納されている。マルチプレクサ２
２ｍは、プログラマブル変調部２２ｐと復調部２２ｏに
対して無線伝送されたプログラムとデータベースのプロ
グラムのどちらをダウンロードするかを選択する。マル
チプレクサ２２ｑは、情報データとデータベースのプロ
グラムのどちらを送信するかを選択する。なお、プログ
ラムは、基地局に限らず、端末局が送信する機能を持つ
ことも可能である。また、変復調プログラムデータベー
ス２２ｎを基地局のみが備えていても良い。
【００５３】図２３は、暗号化・ベースバンド変調部２
２ｒの構成例を示す。情報データ入力または変復調プロ
グラム入力が暗号化器２３ａによって暗号化され、誤り
訂正符号化器２３ｂによって符号化される。誤り訂正符
号化器２３ｂの出力がマルチプレクサ２３ｃを介してベ
ースバンドディジタル変調部２３ｄに供給され、変調部
２３ｄによってディジタル変調され、ベースバンドディ
ジタル変調データＩ−ＤとＱ−Ｄが出力される。
【００５４】伝搬路の遅延プロファイルと周波数特性の
推定を行なうために、マルチプレクサ２３ｃには、パイ
ロットシンボルが入力され、一定周期でパイロットシン
ボルが挿入されたデータがディジタル変調される。ベー
スバンドディジタル変調方式は、例えば、無線ＬＡＮで
使用されているＯＦＤＭ(Orthogonal frequency-divisi
on multiplexing)変調方式、スペクトル拡散変調方式さ
らに、一般の携帯電話等で使用されているシングルキャ
リア変調方式等である。なお、図２３では、パケット生
成ブロック等の図示を省略した。
【００５５】以下では、図２３におけるベースバンド復
調・暗号復号化・秘密鍵生成部２２ｊの内部構成に関し
て、ＯＦＤＭ変調方式、スペクトル拡散変調方式、シン
グルキャリア変調方式の３種類の方式について説明を行
なう。
【００５６】図２４にこの発明による秘密鍵生成器を搭
載したＯＦＤＭ用ベースバンド復調・暗号復号化・秘密
鍵生成部の第１の構成例を示す。図２４中のスイッチ２
４ｅ、２４ｆは、それぞれ伝搬路特性推定モードと復調
モードとで切り換えるものである。つまり、スイッチ２
４ｅ、２４ｆが復調モードでは、１の状態とされ、伝搬
路特性推定モードでは、２の状態とされる。切り換え信
号は、省略されているが、制御部から各スイッチに供給
される。スイッチ２４ｅ、２４ｆによって、ＦＦＴを伝
搬路特性推定モードと復調モードとで兼用できる。
【００５７】入力されたベースバンド複素ディジタルデ
ータに対してパケットタイミング同期部２４ａでタイミ
ングの同期をとり、同期パルスを各部に供給する。ま
た、入力されたベースバンドディジタルデータに対して
キャリア周波数同期部２４ｂにおいてキャリア周波数を
同期させる。同期させた後にシリアル・パラレル変換器
２４ｃにおいてシリアルデータからＦＦＴの演算ポイン
ト数の個数のパラレル複素数データに変換される。ＦＦ
Ｔ２４ｄにおいて入力された信号を周波数領域に変換
し、周波数領域の信号をスイッチ２４ｅ，２４ｆに供給
する。
【００５８】スイッチ２４ｅ，２４ｆが１の状態では、
通常のＯＦＤＭ復調処理を行なう。スイッチが２４ｅ，
２４ｆが２の状態では、受信した信号からパイロットシ
ンボルを抽出して伝搬路の周波数特性の推定を行なう。
伝搬路周波数特性の推定手法は図９に説明した手法を使
用している。パイロットシンボルは既知であるから同様
にパイロットシンボルをあらかじめＦＦＴによって周波
数領域に変換した参照データ２４ｈが具備されている。
【００５９】受信したパイロットシンボルをＦＦＴ２４
ｄによって変換された周波数領域の信号に対して、複素
数除算器２４ｇによって除算を行ない、伝搬路の周波数
特性を計算する。その周波数特性から秘密鍵生成器２４
ｉによって秘密鍵を生成してレジスタ２４ｋに記憶させ
る。この秘密鍵生成器２４ｉは、図１１、図１２およ
び、図１３に示した構成に対応する。秘密鍵の生成手法
は、図１１から図２２において説明したものである。周
波数特性はレジスタ２４ｊに記憶される。
【００６０】スイッチ２４ｅ，２４ｆが１の状態では、
このレジスタ２４ｊに記憶された伝搬路周波数特性を利
用して等化器（複素数除算器）２４ｌにおいて等化が行
われる。等化器２４ｌの出力がパラレル・シリアル変換
器２４ｍによってシリアルデータに変換されて誤り訂正
符号復号化器２４ｎに供給されて誤り訂正符号の復号化
が行われる。さらに、生成した秘密鍵を用いて暗号復号
化器２４ｏにおいて暗号が復号化された後に情報ビット
が出力される。また、生成した秘密鍵は変調部に出力さ
れる。
【００６１】図２５にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したＯＦＤＭ用ベースバンド復調・暗号復号化・秘
密鍵生成部の第２の構成例を示す。入力されたベースバ
ンド複素ディジタルデータに対しパケットタイミング同
期部２５ａでタイミングの同期をとり、同期パルスを各
部に供給する。また、入力されたベースバンドディジタ
ルデータに対してキャリア周波数同期部２５ｂにおいて
キャリア周波数を同期させる。同期させた後にシリアル
・パラレル変換器２５ｃにおいてシリアルデータからＦ
ＦＴの演算ポイント数の個数のパラレル複素数データに
変換される。ＦＦＴ２５ｄにおいて入力された信号が周
波数領域の複素数データに変換される。このデータは等
化器２５ｅによって等化が行われた後にパラレル・シリ
アル変換器２５ｆにおいてシリアルデータに変換され
る。そして、誤り訂正符号復号化器２５ｇによって誤り
訂正が行なわれ、その後に暗号復号化器２５ｈに供給さ
れる。暗号復号化器２５ｈでは、あらかじめレジスタ２
５ｍに記憶した秘密鍵を使用して暗号の復号化が行わ
れ、情報ビットが出力される。
【００６２】次に秘密鍵の生成について説明する。受信
したパイロットシンボルは複素数相関器２５ｊにおいて
あらかじめ具備されている共役パイロットシンボル２５
ｉと相関演算が行われる。共役は、虚数部の符号が反転
した関係を意味する。演算結果が遅延プロファイルとな
る。遅延プロファイルのデータはシリアル・パラレル変
換器２５ｋにおいてパラレル複素数データに変換された
後に秘密鍵生成器２５ｌに供給される。秘密鍵生成器２
５ｌによって秘密鍵が生成される。この生成器の構成は
図１１、図１２および、図１３に示した構成例に対応す
る。生成した秘密鍵がレジスタ２５ｍに記憶されて、暗
号復号化器２５ｈと変調部へ出力される。
【００６３】図２６にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したスペクトル拡散方式用ベースバンド復調・暗号
復号化・秘密鍵生成部の第１の構成例を示す。入力され
たベースバンド複素ディジタルデータに対してパケット
タイミング同期部２６ａでタイミングの同期をとり、同
期パルスを各部に供給する。また、入力されたベースバ
ンド複素ディジタルデータに対してキャリア周波数同期
部２６ｂにおいてキャリア周波数を同期させる。同期さ
せた後、逆拡散・等化器２６ｃによって逆拡散と等化が
行われる。その出力に対して誤り訂正符号復号化器２６
ｄによって誤り訂正符号の復号化が行われて、暗号復号
化器２６ｅにおいてあらかじめ生成されたレジスタ２６
ｊに記憶されている秘密鍵を用いて暗号の復号化が行わ
れて情報ビットが出力される。
【００６４】次に、秘密鍵の生成について説明する。ベ
ースバンド複素ディジタルデータよりパイロットシンボ
ルを抽出する。受信したパイロットシンボルは複素数相
関器２６ｇにおいてあらかじめ具備されている参照パイ
ロットシンボル２６ｆと相関演算が行われる。演算結果
が遅延プロファイルとなる。遅延プロファイルのデータ
がシリアル・パラレル変換器２６ｈにおいてパラレルデ
ータに変換された後に秘密鍵番号生成器２６ｉによって
秘密鍵が生成される。この生成器の構成は図１１、図１
２および、図１３に示した構成例に対応する。生成した
秘密鍵はレジスタ２６ｊに記憶されて、暗号復号化器２
６ｅと変調部へ出力される。また、推定した遅延プロフ
ァイルは逆拡散・等化器２６ｃにも供給される。
【００６５】図２７にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したスペクトル拡散方式用ベースバンド復調・暗号
復号化・秘密鍵生成部の第２の構成例を示す。入力され
たベースバンド複素ディジタルデータに対してパケット
タイミング同期部２７ａでタイミングの同期をとり、同
期パルスを各部に供給する。また、入力されたベースバ
ンド複素ディジタルデータに対してキャリア周波数同期
部２７ｂにおいてキャリア周波数を同期させる。同期さ
せた後、逆拡散・等化器２７ｃによって逆拡散と等化が
行われる。その出力に対して誤り訂正符号復号化器２７
ｄによって誤り訂正符号の復号化が行われて、暗号復号
化器２７ｅにおいてあらかじめ生成されレジスタ２７ｋ
に記憶されている秘密鍵を用いて暗号の復号化が行われ
て情報ビットが出力される。
【００６６】次に、秘密鍵の生成について説明する。ベ
ースバンド複素ディジタルデータよりパイロットシンボ
ルを抽出する。受信したパイロットシンボルは複素数相
関器２７ｇにおいてあらかじめ具備されている共役パイ
ロットシンボル２７ｆと相関演算が行われる。演算結果
が遅延プロファイルとなる。遅延プロファイルのデータ
がシリアル・パラレル変換器２７ｈにおいてＦＦＴポイ
ント数のパラレルデータに変換される。そのパラレルデ
ータはＦＦＴ２７ｉによって周波数領域に変換されて伝
搬路の周波数特性が計算される。伝搬路の周波数特性か
ら秘密鍵生成器２７ｊによって秘密鍵が生成される。そ
の生成器の構成は図１１、図１２および図１３に示した
構成に対応する。生成した秘密鍵はレジスタ２７ｋに記
憶されて、暗号復号化器２７ｅと変調部へ出力される。
また、推定した遅延プロファイルは逆拡散・等化器２７
ｃにも供給される。
【００６７】図２８にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したシングルキャリア方式用ベースバンド復調・暗
号復号器・秘密鍵生成部の第１の構成例を示す。入力さ
れたベースバンド複素ディジタルデータに対してパケッ
トタイミング同期部２８ａでタイミングの同期をとり、
同期パルスを各部に供給する。また、入力されたベース
バンドディジタルデータに対してキャリア周波数同期部
２８ｂにおいてキャリア周波数を同期させる。同期させ
た後、等化器２８ｃによって等化が行われる。その出力
に対して誤り訂正符号復号化器２８ｄによって誤り訂正
符号の復号化が行われて、暗号復号化器２８ｅにおいて
あらかじめ生成されレジスタ２８ｊに記憶されている秘
密鍵を用いて暗号の復号化が行われて情報ビットが出力
される。
【００６８】次に、秘密鍵の生成について説明する。ベ
ースバンド複素ディジタルデータよりパイロットシンボ
ルを抽出する。受信したパイロットシンボルは複素数相
関器２８ｇにおいてあらかじめ具備されている共役パイ
ロットシンボル２８ｆと相関演算が行われる。演算結果
が遅延プロファイルとなる。遅延プロファイルのデータ
はシリアル・パラレル変換器２８ｈにおいてパラレルデ
ータに変換された後に秘密鍵生成器２８ｉによって秘密
鍵が生成される。この生成器の構成は図１１、図１２お
よび、図１３に示した構成に対応する。生成した秘密鍵
はレジスタ２８ｊに記憶されて、暗号復号化器２８ｅと
変調部へ出力される。また、推定した遅延プロファイル
は等化器２８ｃにも供給される。
【００６９】図２９にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したシングルキャリア方式用ベースバンド復調・暗
号復号化・秘密鍵生成部の第２の構成例を示す。入力さ
れたベースバンド複素ディジタルデータに対してパケッ
トタイミング同期部２９ａでタイミングの同期をとり、
同期パルスを各部に供給する。また、入力されたベース
バンドディジタルデータに対してキャリア周波数同期部
２９ｂにおいてキャリア周波数を同期させる。同期させ
た後、等化器２９ｃによって等化が行われる。その出力
に対して誤り訂正符号復号化器２９ｄによって誤り訂正
符号の復号化が行われて、暗号復号化器２９ｅにおいて
あらかじめ生成されレジスタ２９ｋに記憶されている秘
密鍵を用いて暗号の復号化が行われて情報ビットが出力
される。
【００７０】次に、秘密鍵の生成について説明する。ベ
ースバンド複素ディジタルデータよりパイロットシンボ
ルを抽出する。受信したパイロットシンボルは複素数相
関器２９ｇにおいてあらかじめ具備された共役パイロッ
トシンボル２９ｆと相関演算が行われる。演算結果が遅
延プロファイルとなる。遅延プロファイルのデータはシ
リアル・パラレル変換器２９ｈにおいてパラレルデータ
に変換される。そのパラレルデータがＦＦＴ２９ｉによ
って周波数領域に変換されて伝搬路の周波数特性が計算
される。伝搬路周波数特性から秘密鍵生成器２９ｊによ
って秘密鍵が生成される。この生成器の構成は図１１、
図１２および、図１３に示した構成に対応する。生成し
た秘密鍵はレジスタ２９ｋに記憶されて、暗号復号化器
２９ｅと変調部へ出力される。また、推定した遅延プロ
ファイルは等化器２９ｃにも供給される。
【００７１】図３０にはこの発明による秘密鍵生成器を
搭載したシングルキャリア方式用ベースバンド復調・暗
号復号化・秘密鍵生成部の第３の構成例を示す。入力さ
れたベースバンド複素ディジタルデータに対してパケッ
トタイミング同期部３０ａでタイミングの同期をとり、
同期パルスを各部に供給する。また、入力されたベース
バンドディジタルデータに対してキャリア周波数同期部
３０ｂにおいてキャリア周波数を同期させる。同期させ
た後、等化器３０ｃによって等化が行われる。その出力
が誤り訂正符号復号化器３０ｄによって誤り訂正符号の
復号化が行われて、暗号復号化器３０ｅにおいてあらか
じめ生成されたレジスタ３０ｇに記憶された秘密鍵を用
いて暗号の復号化が行われて情報ビットが出力される。
【００７２】次に、秘密鍵の生成について説明する。一
般的な等化器は、内部にパイロットシンボルを具備し、
そのシンボルを使用してある種の推定アルゴリズムによ
って伝搬路の伝達関数を推定し、その伝達関数の逆特性
をＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタで実現し
誤差が最小となるようにフィルタの係数を適応的に決定
している。また、そのフィルタの係数は、その時刻にお
ける伝搬路の固有なパラメータであると考えられる。そ
こで、等化器３０ｃのフィルタの係数データを秘密鍵生
成器３０ｆに供給して秘密鍵を生成する。その生成器の
構成は図１１、図１２および、図１３に示した構成に対
応する。生成した秘密鍵はレジスタ３０ｇに記憶され
て、暗号復号化器３０ｅと変調部へ出力される。
【００７３】図３１に図３０の構成図内で使用する等化
器３０ｃの構成例を示す。等化器に供給された入力複素
数データがレジスタ３１ａ1〜３１ａM-1が縦続接続され
たシフトレジスタにサンプリングクロック毎に記憶され
る。レジスタ３１ａ1〜３１ａM-1の入力データおよび出
力データが係数生成部３１ｃと複素数乗算器３１ｂ1〜
３１ｂMに供給される。係数生成部３１ｃでは、ＬＭＳ
(Least Mean Squares)アルゴリズムまたは、ＲＬＳ(Rec
ursive Least Squares)アルゴリズムによって係数が生
成される。
【００７４】係数生成部３１ｃで生成された係数が複素
乗算器３１ｂ1〜３１ｂMに供給され、計数出力Ｃ1〜ＣM
とレジスタ３１ａ1〜３１ａM-1の入出力データとの積が
生成される。この積が複素数多入力加算器３１ｄに入力
される。加算器３１ｄの出力がスイッチ３１ｅ，３１ｆ
に入力される。スイッチ３１ｅ，３１ｆが１の状態に設
定された場合では、通常の等化器として動作が行われ、
等化された結果として出力される。一方、パイロットシ
ンボルを受信・入力した場合は、スイッチ３１ｅ，３１
ｆが２の状態に設定され、フィルタ係数の計算が行なわ
れる。このとき、加算器３１ｄの出力がスイッチ３１
ｅ，３１ｆを介して減算器３１ｇ、３１ｈに入力され、
あらかじめ具備されているパイロットシンボル３１ｉと
の誤差が計算される。誤差は、係数生成部３１ｃに供給
される。係数生成部３１ｃは、その誤差が最小となるよ
うな最適な係数Ｃ1〜ＣMを計算する。また、その係数Ｃ
1〜ＣMが秘密鍵生成のために出力される。この生成器の
構成は、図１１、図１２および図１３に示した構成に対
応する。
【００７５】図３２は、この発明による秘密鍵生成器を
搭載した無線通信システムで使用するパケットの第１の
構成例を示す。端末局から基地局に伝送される上りパケ
ット３２ａ1，３２ａ2,・・・と基地局から端末局に伝
送される下りパケット３２ｂ１，３２ｂ２，・・・が同
一のキャリア周波数で交互に伝送される。上りパケット
および下りパケットの両パケットのデータ構成について
説明する。
【００７６】１パケットは、パイロットシンボル３２
ｃ、誤り検出を行なうＣＲＣ(CyclicRedundancy Check)
符号によるパリティビット３２ｄ、暗号化された情報デ
ータ３２ｅから構成される。情報データは、情報シンボ
ル３２ｆ1，３２ｆ2 ，・・・３２ｆmから構成されてい
る。ＣＲＣは、受信時にパリティビットチェックを行な
い、誤りが検出された場合には、送信側に対して再送要
求が行なわれる。なお、上りと下りパケットとは、基本
的には同じ構成である。
【００７７】図３３は、この発明による秘密鍵生成器を
搭載した無線通信システムで使用するパケットの第２の
構成例を示す。当然のことながら基地局と端末局で生成
した秘密鍵は本来、一致していなければならない。しか
しながら、雑音または高速に移動する移動通信の伝搬環
境下において伝搬路の状態が激変することによって両者
で推定した伝搬路特性に差異が生じて生成した秘密鍵が
異なる可能性がある。本構成は、基地局と端末局で生成
した秘密鍵が異なった場合、それを検出・再生成させる
ための機能を付加したものである。
【００７８】端末局から基地局に伝送される上りパケッ
ト３３ａ1，３３ａ2，・・・と基地局から端末局に伝送
される下りパケット３３ｂ1，３３ｂ2，・・・が同一の
キャリア周波数で交互に伝送される。上りおよび下り両
パケットの内部構成について説明する。パイロットシン
ボル３３ｃ、誤り検出を行なうＣＲＣ符号によるパリテ
ィビットＣＲＣ１３３ｄ、暗号化された情報データ３３
ｅから構成される。情報データはパリティビットＣＲＣ
２３３ｆ、情報シンボル３３ｇ1，３３ｇ2 ，・・・３
３ｇmから構成されている。
【００７９】ＣＲＣ１は、受信時にパリティチェックを
行ない、ビット誤りが検出された場合には再送要求が行
われる。ＣＲＣ２の機能について説明する。この発明に
よれば秘密鍵が基地局と端末局でそれぞれ生成される
が、伝搬環境によってはその秘密鍵は一致しない場合が
有り得る。
【００８０】そこで、図３４に示すように、送信側で
は、例えば、基地局において、まず、ステップＳ１にお
いて、平文（元の情報データ）にパリティＣＲＣ２を付
加する。ステップＳ２において、ＣＲＣ２を付加したデ
ータに対して、基地局で生成した秘密鍵ｋＢを用いて暗
号化を行なう。ステップＳ３において、パリティＣＲＣ
１を付加した後に、ステップＳ４において変調し、端末
局に送信する。
【００８１】受信側では図３５に示すように、端末局側
では先ず、ステップＳ１１において、通常のＣＲＣ１に
よる検査を行なう。ステップＳ１２では、検査の結果が
合格か否かがチェックされる。合格が確認されれば、ス
テップＳ１４において、端末局で生成した秘密鍵ｋＴで
暗号復号化を行なう。ＣＲＣ１による検査が不合格の場
合では、ステップＳ１３において再送要求が行われる。
【００８２】ステップＳ１５では、復号化されたデータ
に対してＣＲＣ２を用いて検査を行なう。ステップＳ１
６では、検査の結果が合格か否かがチェックされる。合
格が確認されれば、ステップＳ１８において、復調され
たデータが情報データとして出力される。
【００８３】両局の秘密鍵が異なっていれば、復号され
たデータは正しいデータではなくビット誤りが発生する
ので、ステップＳ１６においてなされるＣＲＣ２による
検査が不合格となる確率が高い。このときは、ステップ
Ｓ１７において、両局に対して秘密鍵の再生成・再暗号
化・再送処理を要求する。それによって、両局の秘密鍵
が異なっていることを検出できる。
【００８４】図３６は、この発明による秘密鍵生成器を
搭載した無線通信システムで使用するパケットの第３の
構成例を示す。基地局と端末局の両局で生成した秘密鍵
が一致しない一つの原因として、生成した時刻間の時間
差によって伝搬路が変化して両者で推定した遅延プロフ
ァイルまたは周波数特性が異なってしまうことが挙げら
れる。そこで、その時間差を極力小さくする必要があ
る。
【００８５】そこで、本パケット構成では、最初に、基
地局が秘密鍵生成時に用いる上りパイロットシンボル３
６ａを伝送し、その直後に直ちに端末局が秘密鍵生成時
に用いる下りパイロットシンボル３６ｂを伝送する。そ
の後に上りパケット３６ｃ1，３６ｃ2 ，・・・と下り
パケット３６ｄ1，３６ｄ2 ・・・が交互に伝送され
る。これらのパケットの内部構造は、図３２または図３
３で示した構造と同様である。
【００８６】図３７は、図３３，図３４，図３５，図３
６に示した手法によってパケットを構成した場合の送受
信処理のタイムチャートを示す。まず、処理ＳＴ１で
は、端末局から基地局に向けて上りパイロットシンボル
３７ａを送信する。基地局では直ちに下りパイロットシ
ンボル３７ｂを送信し、上りパイロットシンボルによ
り、伝搬路推定を行なって秘密鍵ｋＢ１を生成する（Ｓ
Ｔ２）。一方、端末局においても下りパイロットシンボ
ルにより伝搬路推定を行なって秘密鍵ｋＴ１を生成する
（ＳＴ４）。
【００８７】そして、秘密鍵ｋＴ１を使用して情報デー
タを暗号化して上りパケット３７ｃとして送信する（Ｓ
Ｔ５）。処理ＳＴ６において、基地局ではこのパケット
のＣＲＣ１に対する検査を行ない、合格したと仮定す
る。次に、秘密鍵ｋＢ１を使用して暗号復号化を行なっ
た後にＣＲＣ２に対する検査を行ない、不合格であった
と仮定する。ｋＢ１とＫＴ１は等しくないと判断する。
そして、基地局が秘密鍵の再生成のために下りパイロッ
トシンボル３７ｄを端末局に送信する（ＳＴ７）。
【００８８】端末局において受信後、このパイロットシ
ンボル伝送を秘密鍵の再生成の要求と判断して、秘密鍵
ｋＴ２を生成する（ＳＴ８）。直ちに上りパイロットシ
ンボル３７ｅを送信する（ＳＴ９）。基地局においてパ
イロットシンボル受信後に秘密鍵ｋＢ２を生成する（Ｓ
Ｔ１０）。秘密鍵ｋＢ２を用いて情報データを暗号化し
て下りパケット３７ｆとして送信する（ＳＴ１１）。
【００８９】端末局側では、処理ＳＴ１２において、Ｃ
ＲＣ１とＣＲＣ２に対する検査がともに合格したと仮定
する。これによって秘密鍵ｋＴ２とｋＢ２が等しいと判
断し、復号されたデータを情報データとみなす。次に、
秘密鍵ｋＴ２を用いて情報データを暗号化して上りパケ
ット３７ｇとして基地局に送信する（ＳＴ１３）。基地
局では、秘密鍵ｋＢ２によって暗号復号化を行ない、復
号されたデータを情報データとみなす（ＳＴ１４）。以
下、同様にパケットの送受を行なって、通信を行なう。
なお、パイロットシンボルの送受を頻繁に行って秘密鍵
を生成・更新する頻度を高めれば信頼性をさらに向上さ
せることが可能となる。
【００９０】この発明は、上述したこの発明の一実施形
態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱
しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば
複素振幅情報、電力情報、位相情報の内の２以上の情報
を使用して遅延プロファイルまたは周波数特性を推定す
るようにしても良い。また、図３２、図３３、または図
３６にそれぞれ示すデータ構成は、情報データに限ら
ず、ソフトウェア無線装置のプログラムデータの通信に
対しても適用できる。また、上述した構成において、各
構成要素をハードウエア以外にソフトウェアによって実
現するようにしても良い。さらに、この発明は、陸上移
動通信に限らず、固定通信に対しても同様に適用でき、
さらに、屋内の無線ＬＡＮに対しても適用できる。
【００９１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、情報
データまたはソフトウェア無線通信機のプログラムを２
局間に固有の伝搬路の状態を利用して秘密鍵番号を生成
することによって、盗聴が困難な秘匿性の高い秘密鍵を
生成することが可能となる。一般的に陸上移動体通信等
で用いられる周波数が数ＧＨzものマイクロ波やミリ波
においては特定の２局間の伝搬路状態は基地局と他の端
末局間の無線伝搬路の状態とは無相関であるからであ
る。この発明は、秘密鍵を送信側と受信側とで共有する
ために、相手側に秘密鍵を伝送することがなく、セキュ
リティを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の暗号化方式の一例を示すブロック図であ
る。
【図２】従来の暗号化方式の他の例を示すブロック図で
ある。
【図３】陸上移動通信における電波伝搬の様子を示す略
線図である。
【図４】遅延プロファイルの例を示す略線図である。
【図５】遅延プロファイル測定のための送信装置の構成
例を示すブロック図である。
【図６】遅延プロファイル測定のための受信装置の構成
例を示すブロック図である。
【図７】伝搬路の複素遅延プロファイルの例を示す略線
図である。
【図８】伝搬路の周波数特性の求める処理の一例を示す
ブロック図である。
【図９】伝搬路の周波数特性の求める処理の他の例を示
すブロック図である。
【図１０】伝搬路の周波数特性の例を示す略線図であ
る。
【図１１】電力情報による秘密鍵生成方法を説明するた
めのブロック図である。
【図１２】振幅情報による秘密鍵生成方法を説明するた
めのブロック図である。
【図１３】位相情報による秘密鍵生成方法を説明するた
めのブロック図である。
【図１４】Ｍ入力Ｎ出力選択器の構成例を示すブロック
図である。
【図１５】電力・秘密鍵生成器の構成例を示すブロック
図である。
【図１６】電力計算回路の構成例を示すブロック図であ
る。
【図１７】量子化回路の構成例を示すブロック図であ
る。
【図１８】ビット結合器の構成例を示すブロック図であ
る。
【図１９】振幅・秘密鍵生成器の構成例を示すブロック
図である。
【図２０】位相・秘密鍵生成器の構成例を示すブロック
図である。
【図２１】位相・ビット変換器のいくつかの動作例を示
す略線図である。
【図２２】この発明をソフトウェア無線通信装置に適用
した一実施形態のブロック図である。
【図２３】この発明の一実施形態における暗号化・ベー
スバンド変調部の構成例を示すブロック図である。
【図２４】この発明の一実施形態におけるＯＦＤＭ用ベ
ースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生成部の第１の
構成例を示すブロック図である。
【図２５】この発明の一実施形態におけるＯＦＤＭ用ベ
ースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生成部の第２の
構成例を示すブロック図である。
【図２６】この発明の一実施形態におけるスペクトラム
拡散用方式用ベースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵
生成部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図２７】この発明の一実施形態におけるスペクトラム
拡散用ベースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生成部
の第２の構成例を示すブロック図である。
【図２８】この発明の一実施形態におけるシングルキャ
リア方式用ベースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生
成部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図２９】この発明の一実施形態におけるシングルキャ
リア方式用ベースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生
成部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図３０】この発明の一実施形態におけるシングルキャ
リア方式用ベースバンド復調・暗号化復号化・秘密鍵生
成部の第３の構成例を示すブロック図である。
【図３１】この発明の一実施形態におけるシングルキャ
リア復調器用等化器の構成例を示すブロック図である。
【図３２】この発明で使用できるパケットの構成の第１
の例を示す略線図である。
【図３３】この発明で使用できるパケットの構成の第２
の例を示す略線図である。
【図３４】第２のパケット構成を使用した場合の送信側
の処理を説明するフローチャートである。
【図３５】第２のパケット構成を使用した場合の受信側
の処理を説明するフローチャートである。
【図３６】この発明で使用できるパケットの構成の第３
の例を示す略線図である。
【図３７】この発明が適用された無線通信システムにお
けるパケット通信のタイミングチャートである。
【符号の説明】
３ａ・・・基地局、３ｂ・・・端末局、、２２ｊ・・・
ベースバンド復調・暗号復号化・秘密鍵生成部、２２ｏ
・・・プログラマブル復調部、２２ｐ・・・プログラマ
ブル変調部、２２ｒ・・・暗号化・ベースバンド変調
部、２２ｎ・・・変復調プログラムデータベース
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 13/00 Ａ (72)発明者 原田 博司 東京都小金井市貫井北町４−２−１ 独立 行政法人通信総合研究所内 (72)発明者 藤瀬 雅行 東京都小金井市貫井北町４−２−１ 独立 行政法人通信総合研究所内 Ｆターム(参考） 5J104 AA16 EA04 EA24 JA03 NA02 PA01 5K022 DD01 DD13 DD19 DD23 DD33 EE02 EE14 EE22 EE32 5K067 AA30 AA33 BB04 BB21 CC04 DD17 HH36

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 略同一のキャリア周波数を時分割に使用
    して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行な
    う無線通信システムにおける通信装置において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の遅延プロファイルを推定する手段と、 推定した上記遅延プロファイルの複素振幅情報、電力情
    報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を
    生成する手段と、 上記秘密鍵を用いて情報データを暗号化して送信し、ま
    たは上記秘密鍵で暗号化された情報データを受信して復
    号化を行なう手段とを有する通信装置。
  2. 【請求項２】 略同一のキャリア周波数を時分割に使用
    して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行な
    う無線通信システムにおける通信装置において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の周波数特性を推定する手段と、 推定した上記周波数特性の複素振幅情報、電力情報およ
    び位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成す
    る手段と、 上記秘密鍵を用いて情報データを暗号化して送信し、ま
    たは上記秘密鍵で暗号化された情報データを受信して復
    号化を行なう手段とを有する通信装置。
  3. 【請求項３】 略同一のキャリア周波数を時分割に使用
    して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行な
    う無線通信システムにおける通信装置であって、 ハードウェアの一部または全部がプログラム可能な論理
    回路で構成され、論理回路に対するプログラムデータに
    よって、所望の無線通信方式を実現するようにした通信
    装置において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の遅延プロファイルを推定する手段と、 推定した上記遅延プロファイルの複素振幅情報、電力情
    報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を
    生成する手段と、 上記秘密鍵を用いてプログラムデータを暗号化して送信
    し、または上記秘密鍵で暗号化されたプログラムデータ
    を受信して復号化を行なう手段とを有する通信装置。
  4. 【請求項４】 略同一のキャリア周波数を時分割に使用
    して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行な
    う無線通信システムにおける通信装置であって、 ハードウェアの一部または全部がプログラム可能な論理
    回路で構成され、論理回路に対するプログラムデータに
    よって、所望の無線通信方式を実現するようにした通信
    装置において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の周波数特性を推定する手段と、 推定した上記周波数特性の複素振幅情報、電力情報およ
    び位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成す
    る手段と、 上記秘密鍵を用いてプログラムデータを暗号化して送信
    し、または上記秘密鍵で暗号化されたプログラムデータ
    を受信して復号化を行なう手段とを有する通信装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４において、 他の通信装置から受信した受信信号中の上記既知の信号
    に基づいて、上記伝搬路の遅延プロファイルまたは上記
    周波数特性を推定する通信装置。
  6. 【請求項６】 請求項１、２、３または４において、 内部に既知の信号を使用して伝搬路の伝達関数を推定
    し、上記伝達関数の逆特性を実現する等化器を備え、 上記等化器で決定されたフィルタ係数に基づいて上記秘
    密鍵を生成する通信装置。
  7. 【請求項７】 請求項１、２、３または４において、 上記既知の信号がパイロットシンボルであり、上記伝搬
    路の遅延プロファイルまたは上記周波数特性を推定する
    手段は、内部にパイロットシンボルをそれぞれ含む、送
    信パケットと上記受信データパケットとが時間的に隣接
    して配され、上記受信データパケット中の上記パイロッ
    トシンボルを使用して上記遅延プロファイルまたは上記
    周波数特性を推定する通信装置。
  8. 【請求項８】 請求項１、２、３または４において、 上記既知の信号がパイロットシンボルであり、送信デー
    タパケットおよび受信データパケットにそれぞれ上記パ
    イロットシンボルが含まれ、上記送信データパケットと
    上記受信データパケットとが時間的に隣接して配され、
    上記受信データパケット中の上記パイロットシンボルを
    使用して上記遅延プロファイルまたは上記周波数特性を
    推定する通信装置。
  9. 【請求項９】 請求項１、２、３または４において、 上記既知の信号がパイロットシンボルであり、送信およ
    び受信するデータパケットと別個に上記パイロットシン
    ボルのスロットを形成し、送信するパイロットシンボル
    と受信するパイロットシンボルとを時間的に隣接したス
    ロットに配し、受信したパイロットシンボルを使用して
    上記遅延プロファイルまたは上記周波数特性を推定する
    通信装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１、２、３または４において、 上記既知の信号としてＰＮ系列を使用する通信装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１、２、３または４において、 さらに、平文に対して第１の誤り検出符号で符号化を行
    い、第１の誤り検出符号のパリティを有するデータに対
    して暗号化を行い、暗号化されたデータに対して第２の
    誤り検出符号で符号化を行う通信装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１、２、３または４において、 受信データは、送信側において、平文に対して第１の誤
    り検出符号で符号化がされ、上記第１の誤り検出符号の
    パリティを有するデータに対して暗号化がなされ、暗号
    化されたデータに対して第２の誤り検出符号で符号化が
    されており、 上記第２の誤り検出符号の復号化を行い、復号結果が合
    格であれば、上記秘密鍵を使用して復号化を行い、上記
    第１の誤り検出符号の復号化を行い、復号結果が合格で
    あれば、復号化データとして出力する通信装置。
  13. 【請求項１３】 略同一のキャリア周波数を時分割に使
    用して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行
    なう無線通信システムにおける無線通信システムにおけ
    る通信方法において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の遅延プロファイルを推定するステップと、 推定した上記遅延プロファイルの複素振幅情報、電力情
    報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を
    生成するステップと、 上記秘密鍵を用いて情報データを暗号化して送信し、ま
    たは上記秘密鍵で暗号化された情報データを受信して復
    号化を行なうステップとを有する通信方法。
  14. 【請求項１４】 略同一のキャリア周波数を時分割に使
    用して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行
    なう無線通信システムにおける通信方法において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の周波数特性を推定するステップと、 推定した上記周波数特性の複素振幅情報、電力情報およ
    び位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成す
    るステップと、 上記秘密鍵を用いて情報データを暗号化して送信し、ま
    たは上記秘密鍵で暗号化された情報データを受信して復
    号化を行なうステップとを有する通信方法。
  15. 【請求項１５】 略同一のキャリア周波数を時分割に使
    用して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行
    なう無線通信システムにおける通信方法であって、 ハードウェアの一部または全部がプログラム可能な論理
    回路で構成され、論理回路に対するプログラムデータに
    よって、所望の無線通信方式を実現するようにした通信
    方法において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の遅延プロファイルを推定するステップと、 推定した上記遅延プロファイルの複素振幅情報、電力情
    報および位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を
    生成するステップと、 上記秘密鍵を用いてプログラムデータを暗号化して送信
    し、または上記秘密鍵で暗号化されたプログラムデータ
    を受信して復号化を行なうステップとを有する通信方
    法。
  16. 【請求項１６】 略同一のキャリア周波数を時分割に使
    用して他の通信装置との間で送信および受信を交互に行
    なう無線通信システムにおける通信方法であって、 ハードウェアの一部または全部がプログラム可能な論理
    回路で構成され、論理回路に対するプログラムデータに
    よって、所望の無線通信方式を実現するようにした通信
    方法において、 既知の信号に基づいて、上記他の通信装置との間の伝搬
    路の周波数特性を推定するステップと、 推定した上記周波数特性の複素振幅情報、電力情報およ
    び位相情報の少なくとも一つを用いて、秘密鍵を生成す
    るステップと、 上記秘密鍵を用いてプログラムデータを暗号化して送信
    し、または上記秘密鍵で暗号化されたプログラムデータ
    を受信して復号化を行なうステップとを有する通信方
    法。
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