JP2011199782A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信データ量を低減可能な通信装置を提供する。
【解決手段】通信装置は、元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数値テーブルを記憶する記憶部４０と、送信対象データ値に一致する乱数値を前記乱数値テーブルから検索する検索部１１０と、前記送信対象データ値に一致する乱数値が検索されたならば、前記送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る変換部１２０と、前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部１３０と、前記パケットを送信する送信部３０，２０，１０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信データ量の低減に関する。

近年、通信サービスの利用形態が多様化している。例えば、ユーザは、通信データ量に関わらず定額が課金される契約、所定のデータ量を上限とする無料通信、所定時間帯における無料通信などが付属する契約などを通信事業者と結ぶことができる。また、例えば第３世代携帯電話機のように、従来に比べて高速な通信を利用できる通信装置が一般化しつつある。このような経緯から、通信データ量が増加し、通信インフラの通信容量が不足する傾向にある。

従来、情報量を低減するために様々な技術が考案されている。例えば、可変長符号化は、出現頻度の高い情報に短い符号語を割り当てて、出現頻度の低い情報に長い符号語を割り当てることにより、情報を表現するために必要な符号語長の期待値を小さくする。可変長符号化は、例えば特許文献１などの様々な技術において広く応用されている。

特開２０１０−２１６２０号公報

通信データ量が増加し、通信インフラの通信容量が不足する傾向が継続すると、様々な問題が生じ得る。例えば、通信インフラの通信容量が不足すると、たとえ通信装置が高性能であったとしても高速な通信を利用できないおそれがある。また、ユーザは、通信データ量に応じた利用料金が課金される契約を通信事業者と結ぶ場合もある。このような場合には、通信データ量を低減すれば利用料金を低減できる。

従って、本発明は、通信データ量を低減可能な通信装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る通信装置は、元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数値テーブルを記憶する記憶部と、送信対象データ値に一致する乱数値を前記乱数値テーブルから検索する検索部と、前記送信対象データ値に一致する乱数値が検索されたならば、前記送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、前記パケットを送信する送信部とを具備する。

本発明の他の態様に係る通信装置は、元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数値テーブルを記憶する記憶部と、一連のデータ値を分割した複数の送信対象データ値のうち先頭の１個及び末尾の２個を除く送信対象データ値に一致する乱数値を前記乱数値テーブルから検索する検索部と、前記送信対象データ値に一致する乱数値が検索されたならば、前記送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、前記変換情報を格納するパケットを生成する生成部と、前記パケットを送信する送信部とを具備する。

本発明の他の態様に係る通信装置は、複数の参照値が配列された参照値テーブルと、少なくとも１つの演算方法が配列された演算方法テーブルとを記憶する記憶部と、送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値を前記参照値テーブルから検索する検索部と、前記誤差が所定値以内であるならば、検索された参照値に基づいて前記送信対象データ値を演算するための演算方法を前記演算方法テーブルから選択する選択部と、前記検索された参照値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する導出部と、前記送信対象データ値を前記少なくとも１つの演算パラメータと選択された演算方法とを示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、前記パケットを送信する送信部とを具備する。

本発明の他の態様に係る通信装置は、参照値が配列された参照値テーブルと、前記参照値に等しい元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数テーブルと、複数の演算方法が配列された演算方法テーブルとを記憶する記憶部と、送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値または乱数値を前記参照値テーブル及び前記乱数値テーブルから検索する検索部と、前記誤差が所定値以内であるならば、検索された参照値または検索された乱数値に対応する元値に基づいて前記送信対象データ値を演算するための演算方法を前記演算方法テーブルから選択する選択部と、前記検索された参照値または前記検索された乱数値に対応する元値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する導出部と、前記送信対象データ値を前記少なくとも１つの演算パラメータと選択された演算方法とを示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、前記パケットを送信する送信部とを具備する。

本発明によれば、通信データ量を低減可能な通信装置を提供できる。

第１の実施形態に係る送信装置を示すブロック図。 第１の実施形態に係る受信装置を示すブロック図。 パケットフォーマットを示す図。 乱数値生成の説明図。 乱数値テーブルを示す図。 第１の実施形態に係る変換が実行されない場合の一連のパケットを示す図。 第１の実施形態に係る変換が実行された場合の一連のパケットを示す図。 送信側及び受信側の階層モデルを示す図。 第１の実施形態に係る変換が無効な場合のパケットを示す図。 第１の実施形態に係る変換が有効な場合のパケットを示す図。 第１の実施形態に係る送信パケットの生成処理を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る受信対象データ値の抽出処理を示すフローチャート。 第１の乱数値生成方式の説明図。 第１の乱数値生成方式に適した状況の説明図。 第２の乱数値生成方式の説明図。 第２の乱数値生成方式に適した状況の説明図。 参照値テーブルを示す図。 演算方法テーブルを示す図。 第４の実施形態に係る変換が無効な場合のパケットを示す図。 第４の実施形態に係る変換が有効な場合のパケットを示す図。 乱数値テーブルを示す図。 演算方法テーブルを示す図。 第５の実施形態に係る変換が有効な場合のパケットを示す図。 第５の実施形態に係る送信パケットの生成処理を示すフローチャート。 第５の実施形態に係る受信対象データ値の抽出処理を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る送信装置は、アンテナ１０、ＲＦ部２０、信号処理部３０、記憶部４０、スピーカ５１、マイクロホン５２、表示制御部６１、表示部６２、Ｉ／Ｆ７１、リムーバブルメディア７２、入力部８０及び制御部１００を有する。図１の送信装置は、通信データ量を低減するための変換処理を実行する。一方、図２に示すように、本実施形態に係る受信装置は、図１の送信装置において制御部１００を制御部１６０に置き換えた構成に相当する。図２の受信装置は、図１の送信装置によって実行された変換処理に対応する復元処理を実行する。図１の送信装置及び図２の受信装置の階層モデルを図７に例示する。尚、図２において図１と同一部分には同一符号を付して示している。また、以降の説明では、送信装置及び受信装置を便宜的に区別して記載するが、本実施形態に係る通信装置は図１の送信装置及び図２の受信装置の両方の機能を備えても勿論よい。即ち、単一の通信装置が変換処理及び復元処理の両方を実現することもできる。

ＲＦ部２０は、制御部１００からの指示に従って動作し、信号処理部３０から出力される送信信号を無線周波数帯にアップコンバートし、アンテナ１０を介して図示しない移動通信網に収容される基地局に送信したり、上記基地局から送信された無線信号をアンテナ１０を介して受信してベースバンド信号にダウンコンバートしたりする。

信号処理部３０は、制御部１００からの指示に従って動作し、マイクロホン５２から入力された音声信号を送信データに変換し、送信データに基づいて搬送波を変調した送信信号を生成したり、ＲＦ部２０から入力されるベースバンド信号を復調して受信データを得て、受信データを復号して得た音声信号をスピーカ５１より出力したりする。また、信号処理部３０は、制御部１００からの送信データ（パケット）に基づいて搬送波を変調した送信信号を生成したり、ＲＦ部２０から入力されるベースバンド信号を復調して受信データ（パケット）を得て、制御部１００に入力したりする。

記憶部４０は、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ハードディスクなどの記憶媒体を含む。記憶部４０には、制御部１００の制御プログラム、制御データ、ユーザが作成した各種データ、リムーバブルメディア７２に関する制御データなどが記憶される。また、制御部１００にプログラムを実行させることにより後述する各種機能を実現する場合には、対応するプログラムが例えば記憶部４０またはリムーバブルメディア７２に記憶される。Ｉ／Ｆ７１は、リムーバブルメディア７２を物理的及び電気的に接続して、データ交換を行うためのインタフェースであって、制御部１００によって制御される。

表示制御部６１は、制御部１００からの指示に従って、表示部６２を駆動制御し、制御部１００から与えられる表示データに基づく画像信号を表示部６２に表示させる。表示部６２は、例えばＬＣＤ、ＯＬＥＤ(Organic Light-Emitting Diode)ディスプレイなどである。

入力部８０は、複数のキースイッチ（例えば、いわゆるテンキー(numeric keypad)）、タッチパネルなどの入力デバイスを用いてユーザからの要求を受理するユーザインタフェースを含む。

制御部１００は、例えばＣＰＵなどのプロセッサを備え、図１の送信装置の各構成要素を統括制御する。特に、制御部１００は、本実施形態に係る変換処理のために、テーブル検索機能１１０、データ値変換機能１２０及びパケット生成機能１３０を実現する。尚、これらの機能は、制御部１００に特定のプログラムを実行させることにより実現されてもよいし、制御部１００の内部または外部のハードウェアによって実現されてもよい。

一方、制御部１６０は、制御部１００と同様に、例えばＣＰＵなどのプロセッサを備え、図２の受信装置の各構成要素を統括制御する。特に、制御部１６０は、本実施形態に係る変換処理に対応する復元処理のために、変換検出機能１７０、テーブル検索機能１８０及びデータ値復元機能１９０を実現する。尚、これらの機能は制御部１６０に特定のプログラムを実行させることにより実現されてもよいし、制御部１６０の内部または外部のハードウェアによって実現されてもよい。

以下、本実施形態に係る変換処理を説明する。図３は、本実施形態に係る通信装置が使用するパケットフォーマットを例示する。尚、図３のパケットフォーマットは、基本的にＩＥＥＥ ８０２．３に準拠している。勿論、本実施形態に係る通信装置は、例えばＵＳＢを含む任意の通信方式に準拠するパケットフォーマットを使用してもよい。図３のパケットフォーマットにおいて、「ヘッダ１」フィールドは宛先アドレスを格納し、「ヘッダ２」フィールドは送信元アドレスを格納し、「ヘッダ３」フィールドは長さ／タイプを格納し、「ＤＡＴＡ」フィールド（可変長）はデータ値を格納し、「ＦＣＳ」フィールドはフレームチェックシーケンスを格納する。尚、ＩＥＥＥ ８０２．３によれば、「ヘッダ３」フィールドの値が１５００以下であれば「長さ」フィールド、１５３６以上であれば「タイプ」フィールドとして解釈することが定義されている。一方、「ヘッダ３」フィールドの値が１５０１以上１５３５以下である場合の解釈は未定義である。本実施形態では、変換処理の有効／無効を表示するためにパケットフォーマットにおける未定義の値を利用する。

本実施形態に係る変換処理及び復元処理は、乱数値テーブルを利用する。乱数値テーブルは、例えば記憶部４０、リムーバブルメディア７２などの記憶手段によって保持される。乱数値テーブルは、図５に示すように、元値とこの元値に対応する乱数値とが配列されている。乱数値は、例えば図４に示すように、元値に乱数値生成方式（乱数値生成関数）を適用することにより一意に生成される。尚、乱数値テーブルは、予め準備されていてもよいし、制御部１００またはその他の構成要素が所定のタイミングで生成してもよい。

制御部１００は、送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能１１０に対応する。制御部１００は、送信対象データ値に一致する乱数値を検索できたならば、送信対象データ値をこの検索された乱数値に対応する元値を示す情報（例えば、元値そのもの、元値を示すインデックスなど）に変換し、変換情報を得る。この機能は、データ値変換機能１２０に対応する。尚、この変換情報のデータ量（バイト数）は、送信対象データ値の最大のデータ量（図３の例では１５００バイト）よりも小さいとする。簡単化のために、以降の説明において特に断りのない限り、変換情報は元値そのものを指すとする。制御部１００は、送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、変換情報とを格納するパケットを生成する。この機能は、パケット生成機能１３０に対応する。具体的には、制御部１００は、パケットフォーマットにおいて未定義の値を設定する（例えば、図３における「ヘッダ３」フィールドに「１５０１」などを設定する）ことにより送信対象データ値の変換が有効または無効であることを受信側に通知する。また、制御部１００は、送信対象データ値が本来格納されるフィールド（例えば、図３における「ＤＡＴＡ」フィールド）に変換情報を格納する。図６Ａは、一連のパケットを例示している。図６Ａに示すように、通常の送信装置は、一連のデータ値を分割した複数の送信対象データ値を複数のパケットに格納して送信する。本実施形態に係る送信装置は、これら各パケットに格納される送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索できたならば、変換処理を行う。結果的に、図６Ｂに示すように、本実施形態に係る送信装置は、通常のパケット（変換が無効なパケット）と、変換が有効なパケットとの２種類のパケットを送信する。図６Ｂにおいて、先頭から２番目及び３番目（末尾から４番目及び３番目）のパケットは、変換が有効である。図６Ｂの例では、「ヘッダ３」フィールドにおける特定のビットを「１」に設定することにより、変換が有効であることを表示している。

制御部１６０は、受信パケットの変換が有効であるか否かを検出する。この機能は、変換検出機能１７０に対応する。制御部１６０は、乱数値テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部１００から事前に通知されている。故に、例えば、制御部１６０は、受信パケットにおいて特定のビットが「１」であったり、所定のフィールドに特定の値が設定されていたりすれば変換が有効または無効であることを検出できる。制御部１６０は、変換が有効な受信パケットに格納された変換情報を参照し、この変換情報の示す元値に対応する乱数値を乱数値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能１８０に対応する。制御部１６０は、受信パケット中の変換情報を検索された乱数値によって置き換えることにより、受信対象データ値として復元する。この機能は、データ値復元機能１９０に対応する。

以下、図１０を用いて本実施形態に係る送信パケットの生成処理を説明する。尚、この処理は１パケット毎に行われる。また、制御部１００は、乱数値テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部１６０に事前に通知しているとする。

まず、制御部１００は、送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索する（ステップＳ６０１）。検索に成功すれば処理はステップＳ６０３に進み、そうでなければ処理はステップＳ６０５に進む（ステップＳ６０２）。

ステップＳ６０３において、制御部１００は送信対象データ値をステップＳ６０１において検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る。次に、制御部１００は、送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、変換情報とを格納するパケットを生成し（ステップＳ６０４）、処理は終了する。一方、ステップＳ６０５において、制御部１００は送信対象データ値そのものを格納するパケットを生成し、処理は終了する。

以下、図１１を用いて本実施形態に係る受信対象データ値の抽出処理を説明する。尚、この処理は１パケット毎に行われる。また、制御部１００は、乱数値テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部１６０に事前に通知しているとする。

まず、制御部１６０は、処理対象の受信パケットは変換が有効であるか否かを検出する（ステップＳ７０１）。具体的には、制御部１６０は、受信パケット中の所定のビットの値、所定のフィールドの値などを参照する。処理対象の受信パケットの変換が有効であれば処理はステップＳ７０２に進み、そうでなければ処理はステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０２において、制御部１６０は受信パケットに格納された変換情報が示す元値に対応する乱数値を乱数値テーブルから検索する。次に、制御部１６０は受信パケット中の変換情報をステップＳ７０２において検索した乱数値に置き換えることにより受信対象データ値を復元し（ステップＳ７０３）、処理はステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４において、制御部１６０は受信パケットに格納された受信対象データ値を抽出し、処理は終了する。

以下、乱数値テーブルに一致する乱数値が存在しないデータ値「００００１１１１」を送信及び受信する場合のパケットと、乱数値テーブルに一致する乱数値が存在するデータ値「１１１１０１１１」を送信及び受信する場合のパケットとを夫々説明する。

データ値「００００１１１１」を送信する場合、制御部１００は乱数値テーブルの検索（ステップＳ６０１）に失敗し、図８に例示するパケットを生成する（ステップＳ６０５）。図８のパケットは、「長さ／タイプ」フィールドにパケット長を示す値が格納され、「データ」フィールドに上記データ値「００００１１１１」が格納される。一方、このパケットを受信する場合、制御部１６０は「長さ／タイプ」フィールドを参照することにより変換が無効であることを検出し（ステップＳ７０１）、図８の受信パケットから直接的に受信対象データ値「００００１１１１」を抽出する（ステップＳ７０４）。

データ値「１１１１０１１１」を送信する場合、制御部１００は乱数値テーブルの検索（ステップＳ６０１）に成功するので、この送信対象データ値を検索された乱数値の元値「ｎ」を示す情報に変換する（ステップＳ６０３）。そして、制御部１００は図９に例示するパケットを生成する（ステップＳ６０４）。図９のパケットは、「長さ／タイプ」フィールドに変換が有効であることを表示する値「１５０１」が設定され、「データ」フィールドに上記元値「ｎ」を示す情報が格納される。一方、このパケットを受信する場合、制御部１６０は「長さ／タイプ」フィールドを参照することにより変換が有効であることを検出し（ステップＳ７０１）、上記元値「ｎ」に対応する乱数値「１１１１０１１１」を乱数値テーブルから検索する（ステップＳ７０２）。制御部１６０は、受信パケット中の変換情報を上記乱数値「１１１１０１１１」に置き換えることにより受信対象データ値を復元し（ステップＳ７０３）、この受信対象データ値を抽出する（ステップＳ７０４）。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る通信装置は、送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索し、送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報（変換情報）に変換する。この変換情報のデータ量は、送信対象データ値のデータ量に比べて小さくなるように定められている。従って、本実施形態に係る通信装置によれば、通信データ量を低減できる。

（第２の実施形態）
前述の第１の実施形態は、パケット中の特定のビット値、特定のフィールド値などによって変換の有効／無効を表示している。しかしながら、異なる方法によって変換の有効／無効を表示することも可能である。本発明の第２の実施形態では、パケット長によって変換の有効／無効を表示する方法を提案する。

本実施形態に係る送信装置は、図１の送信装置において制御部１００を図示しない制御部２００に置き換えた構成に相当する。制御部２００は、テーブル検索機能２１０、データ値変換機能１２０及びパケット生成機能２３０を備える。一方、本実施形態に係る受信装置は、図２の受信装置において制御部１６０を図示しない制御部２６０に置き換えた構成に相当する。制御部２６０は、変換検出機能２７０、テーブル検索機能１８０及びデータ値復元機能１９０を備える。以降の説明では、本実施形態において第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。

制御部２００は、例えば図６Ａに示すような一連のデータ値を分割した複数の送信対象データ値を格納する複数のパケットのうち、先頭の１個及び末尾の２個を変換の対象から除外する。故に、先頭から１番目のパケット及び末尾から２番目のパケットはいずれも最大のパケット長を持つ。制御部２００は、残りの送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能２１０に対応する。制御部２００は、変換情報を格納するパケットを生成する。この機能は、パケット生成機能２３０に対応する。具体的には、制御部２００は、送信対象データ値が本来格納されるフィールド（例えば、図３における「ＤＡＴＡ」フィールド）に変換情報を格納する。パケット生成機能２３０は、パケット生成機能１３０と異なり、変換の有効／無効を表示するための情報をパケットに格納させていない。しかしながら、変換が有効なパケットは受信側において一連のデータ値に基づく複数のパケットの長さを確認することにより明らかとなる。本実施形態において、一連のデータ値に基づく複数の送信対象データ値のうち先頭から２番目以降かつ末尾から３番目までの送信対象データ値が変換の対象となる。この範囲に含まれる送信対象データ値を格納するパケットは、変換が無効であれば最大のパケット長を持ち、変換が有効であれば最大値よりも小さなパケット長を持つ。即ち、最大長のパケットに挟まれた（最大長に満たない）パケットは、変換が有効である。尚、最大長のパケットに複数の最大長に満たないパケットが挟まれている場合には、これら複数のパケットは全て変換が有効である。制御部２６０は、このようなパケット長の性質を利用して、変換が有効であるか否かを検出する。この機能は、変換検出機能２７０に対応する。例えば、制御部２６０は、受信パケットのパケット長が最大値未満であり、かつ、最大長のパケットに挟まれているならば変換が有効であることを検出する。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態に係る通信装置は、一連のデータ値に基づく複数の送信対象データ値のうち、先頭の１個及び末尾の２個を変換の対象から除外している。結果的に、変換の有効なパケットは最大長のパケットに挟まれるので、受信側は各パケットの長さを確認すれば変換の有効／無効を検出できる。従って、本実施形態に係る通信装置によれば、パケット中に特定のビット値、特定のフィールド値などを設定することなく変換の有効／無効を表示できる。

（第３の実施形態）
前述の各実施形態において、複数の乱数値テーブルが使用されてもよい。本発明の第３の実施形態は、複数の乱数値テーブルから検索対象とする１つを選択する方法を開示する。
本実施形態に係る送信装置は、図１の送信装置において制御部１００を図示しない制御部３００に置き換えた構成に相当する。制御部３００は、テーブル検索機能３１０、データ値変換機能１２０及びパケット生成機能１３０（または２３０）を備える。一方、本実施形態に係る受信装置は、図２の受信装置において制御部１６０を図示しない制御部３６０に置き換えた構成に相当する。制御部３６０は、変換検出機能１７０（または２７０）、テーブル検索機能３８０及びデータ値復元機能１９０を備える。以降の説明では、本実施形態において前述の各実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。

複数の乱数値テーブルは、複数の異なる乱数値生成方式を元値に適用することにより生成できる。例えば、図１２に示すように第１の乱数値生成方式（Ｆ１）を元値に適用することにより第１の乱数値テーブルを生成できる。一方、図１４に示すように第２の乱数値生成方式（Ｆ２）を元値に適用することにより第２の乱数値テーブルを生成できる。第１の乱数値テーブルは元値「０」、「１」を乱数値「Ｅ」、「Ｇ」に夫々対応付ける一方、第２の乱数値テーブルは元値「０」、「１」を乱数値「Ｐ」、「Ｑ」に夫々対応付ける。

制御部３００は、複数の乱数値テーブルから検索対象となる１つを選択し、選択した乱数値テーブルを用いて送信対象データ値に一致する乱数値を検索する。この機能は、テーブル検索機能３１０に対応する。尚、検索対象となる乱数値テーブルの選択のタイミングは、送信対象データの切り替え時、送信処理の開始時など任意である。また、制御部３００は、選択した乱数値テーブルの情報を制御部３６０に事前に通知する。一般に、個々の送信対象データ値の発生確率の分布は非一様である。即ち、特定の送信対象データ値の発生確率は高く、別の送信対象データ値の発生確率が低い状況が想定される。尚、送信対象データ値の発生確率の分布は、送信対象データの種別（画像、音声、テキストなど）、符号化方式などを含む様々な要因で変動し得る。前述の各実施形態によれば、送信対象データ値は、一致する乱数値に対応する元値に変換される。即ち、送信対象データ値がより小さな元値に変換されるほど、通信データ量をより低減できる。例えば図１３に示すように、送信対象データ値「Ｅ」、「Ｇ」の発生確率が高い状況には、これらに一致する乱数値を相対的に小さい元値「０」、「１」に対応付ける第１の乱数値テーブルが適している。一方、例えば図１５に示すように、送信対象データ値「Ｐ」、「Ｑ」の発生確率が高い状況には、これらに一致する乱数値を相対的に小さい元値「０」、「１」に対応付ける第２の乱数値テーブルが適している。故に、制御部３００は、発生確率の相対的に高い送信対象データ値に一致する乱数値に対応する元値が相対的に小さくなるように、検索対象の乱数値テーブルを選択する。尚、送信対象データ値の発生確率の分布は、制御部３００またはその他の要素が実際に計測してもよいし、送信対象データの種別、符号化方式などに応じて推定してもよい。

制御部３６０は、事前に通知された情報に従って検索対象となる乱数値テーブルを選択してから、受信パケットに含まれる元値に対応する乱数値を検索する。この機能は、テーブル検索機能３７０に対応する。

以上説明したように、本発明の第３の実施形態に係る通信装置は、送信対象データ値の発生確率に応じて、検索対象となる乱数値テーブルを選択している。従って、本実施形態に係る通信装置によれば、送信対象データ値の発生確率を利用して効率よく通信データ量を低減できる。

（第４の実施形態）
前述の各実施形態は、送信対象データ値に一致する乱数値を乱数値テーブルから検索できた場合に変換を有効とし、通信データ量を低減する。しかしながら、異なる方法で送信対象データ値の変換を実現することも可能である。

本発明の第４の実施形態に係る送信装置は、図１の送信装置において制御部１００を図示しない制御部４００に置き換えた構成に相当する。制御部４００は、テーブル検索機能４１０、データ値変換機能４２０、パケット生成機能１３０（または２３０）、演算方法選択機能４４０及び演算パラメータ導出機能４５０を備える。一方、本実施形態に係る受信装置は、図２の受信装置において制御部１６０を図示しない制御部４６０に置き換えた構成に相当する。制御部４６０は、変換検出機能１７０（または２７０）、テーブル検索機能４８０及びデータ値復元機能４９０を備える。以降の説明では、本実施形態において前述の各実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。

制御部４００は、記憶部４０などの記憶手段によって保持されている参照値テーブル及び演算方法テーブルを利用して、送信対象データ値の変換を実現する。参照値テーブルは、例えば図１６に示すように、送信側及び受信側において予め準備されている参照値が配列される。演算方法テーブルは、例えば図１７に示すように、送信側及び受信側において予め準備されている演算方法が配列されている。尚、各演算方法は１つ以上の演算パラメータを定義する。演算パラメータは、例えば関数ｆ（ａ，・・・，ｚ）に代入される変数ａ，・・・，ｚである。

制御部４００は、送信対象データ値に近似した参照値を参照値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能４１０に対応する。ここで、近似した参照値とは、例えば送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値を指す。尚、誤差が所定値を超えると後述する変換情報のデータ量が却って増大してしまうため、制御部４００は送信対象データ値との誤差が所定値以内の参照値が検索できなければ変換を無効にしてよい。

制御部４００は、送信対象データ値に近似した参照値が検索できたならば、この参照値に基づいて送信対象データ値を演算するための演算方法を演算方法テーブルから選択する。この機能は、演算方法選択機能４４０に対応する。具体的には、例えば検索された参照値に誤差を加算または検索された参照値から誤差を減算すれば送信対象データ値を演算できるので、制御部４００は演算方法「ｘ＋ｙ」または演算方法「ｘ−ｙ」を選択できる。複数の演算方法が選択できる場合には、制御部４００は後述する変換情報のデータ量を最も小さくする演算方法を選択してもよい。

制御部４００は、選択した演算方法の定義に従って、検索された参照値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する。この機能は、演算パラメータ導出機能４５０に対応する。具体的には、制御部４００は、演算方法「ｘ＋ｙ」または演算方法「ｘ−ｙ」を選択する場合には、演算パラメータｘ，ｙを導出する必要がある。例えば、制御部４００は、検索された参照値及び誤差を演算パラメータｘ，ｙとして夫々導出する。

制御部４００は、送信対象データ値を、導出した演算パラメータと選択した演算方法とを示す情報（例えば、これらを示すインデックス）に変換する。この機能は、データ値変換機能４２０に対応する。

また、制御部４００は、参照値テーブル及び演算方法テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部４６０に事前に通知しているとする。

制御部４６０は、受信パケットに格納された変換情報に従って、演算方法を演算方法テーブルから検索し、演算パラメータの１つである参照値を参照値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能４８０に対応する。制御部４６０は、演算パラメータを用いて演算方法に従う演算を行い、変換情報を演算結果に置き換えることにより受信対象データ値を復元する。この機能は、データ値復元機能４９０に対応する。

以下、参照値テーブルに近似した参照値が存在しないデータ値「００００・・・１１１１」を送信及び受信する場合のパケットと、参照値テーブルに近似した参照値が存在するデータ値「１１１１・・・０１１１」を送信及び受信する場合のパケットとを夫々説明する。

データ値「００００・・・１１１１」を送信する場合、制御部４００は参照値テーブルの検索に失敗し、図１８に例示するパケットを生成する。図１８のパケットは、「長さ／タイプ」フィールドにパケット長を示す値が格納され、「データ」フィールドに上記データ値「００００・・・１１１１」が格納される。一方、このパケットを受信する場合、制御部４６０は「長さ／タイプ」フィールドを参照することにより変換が無効であることを検出し、図１８の受信パケットから直接的に受信対象データ値「００００・・・１１１１」を抽出する。

データ値「１１１１・・・０１１１」を送信する場合、制御部４００は参照値テーブルの検索に成功するので、この送信対象データ値を検索された参照値「１１１１・・・０１１０」に基づいて演算するための演算方法「ｘ＋ｙ」を演算方法テーブルから選択する。制御部４００は、選択された演算方法「ｘ＋ｙ」の定義に従って演算パラメータ「１１１１・・・０１１０」及び「１」を夫々導出し、送信対象データ値を演算パラメータ及び演算方法を示す情報に変換する。そして、制御部４００は図１９に例示するパケットを生成する。図１９のパケットは、「長さ／タイプ」フィールドに変換が有効であることを表示する値「１５０２」が設定され、「データ」フィールドに上記演算方法を示す情報「１」、上記演算パラメータを示す情報「Ａ」、「１」が格納される。一方、このパケットを受信する場合、制御部４６０は「長さ／タイプ」フィールドを参照することにより変換が有効であることを検出し、上記演算方法「１」に対応する演算方法「ｘ＋ｙ」を演算方法テーブルから検索し、上記演算パラメータ「Ａ」に対応する参照値「１１１１・・・０１１０」を参照値テーブルから検索する。制御部４６０は、演算パラメータ「１１１１・・・０１１０」、「１」を用いて演算方法「ｘ＋ｙ」に従う演算を行い、変換情報を演算結果「１１１１・・・０１１１」に置き換えることにより受信対象データ値を復元し、この受信対象データ値を抽出する。

以上説明したように、本発明の第４の実施形態に係る通信装置は、参照値テーブルから送信対象データ値の近似値を検索し、この近似値に基づいて送信対象データ値を演算するための演算方法を選択する。そして、本実施形態に係る通信装置は、送信対象データ値を演算方法と演算パラメータを示す情報に変換する。従って、本実施形態に係る通信装置によれば、送信対象データ値が参照値と一致しない場合にも通信データ量を低減できる。

（第５の実施形態）
前述の第４の実施形態は、送信対象データ値に近似した参照値を参照値テーブルから検索できた場合に変換を有効とし、通信データ量を低減する。本発明の第５の実施形態に係る通信装置は、参照値に等しい元値に基づく乱数値テーブルを更に利用する。

本実施形態に係る送信装置は、図１の送信装置において制御部１００を図示しない制御部５００に置き換えた構成に相当する。制御部５００は、テーブル検索機能５１０、データ値変換機能４２０、パケット生成機能１３０（または２３０）、演算方法選択機能５４０及び演算パラメータ導出機能５５０を備える。一方、本実施形態に係る受信装置は、図２の受信装置において制御部１６０を図示しない制御部５６０に置き換えた構成に相当する。制御部５６０は、変換検出機能１７０（または２７０）、テーブル検索機能５８０及びデータ値復元機能５９０を備える。以降の説明では、本実施形態において前述の各実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。

制御部５００は、記憶部４０などの記憶手段によって保持されている参照値テーブル、乱数値テーブル及び演算方法テーブルを利用して、送信対象データ値の変換を実現する。参照値テーブルは、前述の第４の実施形態と同様である。乱数値テーブルは、例えば図２０に示すように、参照値に等しい元値に対応する乱数値が配列される。制御部５００は、乱数値テーブルそのものまたは乱数値生成方式を制御部５６０に事前に通知する。演算方法テーブルは、送信側及び受信側において予め準備されている演算方法が配列されている。例えば図２１に示すように、本実施形態に係る演算方法テーブルは、乱数値を含む演算パラメータを定義する演算方法も包含する。図２１において、ＲＡＮＤ（ｘ）は元値（参照値）ｘに対応する乱数値を表す。尚、受信側は、送信側によって指定された元値から送信側と同じ乱数値を復元しなければならない。従って、ＲＡＮＤ（）などの本実施形態において利用可能な乱数値生成関数は、再現性のある乱数値を生成する必要がある。即ち、本実施形態において利用可能な乱数生成関数は、同一の元値ｘに対して同一の乱数値（疑似乱数値）を生成する。

制御部５００は、送信対象データ値に近似した参照値または乱数値を参照値テーブル及び乱数値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能５１０に対応する。ここで、近似した参照値または乱数値とは、例えば送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値または乱数値を指す。尚、誤差が所定値を超えると後述する変換情報のデータ量が却って増大してしまうため、制御部５００は送信対象データ値との誤差が所定値以内の参照値または乱数値が検索できなければ変換を無効にしてよい。

制御部５００は、送信対象データ値に近似した参照値または乱数値が検索できたならば、この参照値またはこの乱数値に対応する元値に基づいて送信対象データ値を演算するための演算方法を演算方法テーブルから選択する。この機能は、演算方法選択機能５４０に対応する。具体的には、例えば検索された参照値または乱数値に誤差を加算または検索された参照値または乱数値から誤差を減算すれば送信対象データ値を演算できる。従って、参照値が検索されたならば、制御部５００は演算方法「ｘ＋ｙ」または演算方法「ｘ−ｙ」を選択できる。一方、乱数値が検索されたならば制御部５００は演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」または演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）−ｙ」を選択できる。複数の演算方法が選択できる場合には、制御部５００は後述する変換情報のデータ量を最も小さくする演算方法を選択してもよい。

制御部５００は、選択した演算方法の定義に従って、検索された参照値または検索された乱数値に対応する元値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する。この機能は、演算パラメータ導出機能５５０に対応する。具体的には、制御部５００は、演算方法「ｘ＋ｙ」、演算方法「ｘ−ｙ」、演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」または演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）−ｙ」を選択する場合には、演算パラメータｘ，ｙを導出する必要がある。例えば、制御部５００は、検索された参照値または検索された乱数値に対応する元値を演算パラメータｘ、誤差を演算パラメータｙとして導出する。

制御部５６０は、受信パケットに格納された変換情報に従って、演算方法を演算方法テーブルから検索し、演算パラメータの１つである参照値または元値に対応する乱数値を参照値テーブルまたは乱数値テーブルから検索する。この機能は、テーブル検索機能５８０に対応する。制御部５６０は、演算パラメータを用いて演算方法に従う演算を行い、変換情報を演算結果に置き換えることにより受信対象データ値を復元する。この機能は、データ値復元機能５９０に対応する。

乱数値テーブルに近似した乱数値が存在するデータ値「１１１１・・・０１１１」を送信及び受信する場合のパケットを図２２に例示する。データ値「１１１１・・・０１１１」を送信する場合、制御部５００は乱数値テーブルの検索に成功するので、この送信対象データ値を検索された乱数値「１１１１・・・０１１０」に対応する元値「Ｃ」に基づいて演算するための演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」を演算方法テーブルから選択する。制御部５００は、選択された演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」の定義に従って演算パラメータ「Ｃ」及び「１」を導出し、送信対象データ値を演算パラメータ及び演算方法を示す情報に変換する。そして、制御部５００は図２２に例示するパケットを生成する。図２２のパケットは、「長さ／タイプ」フィールドに変換が有効であることを表示する値「１５０２」が設定され、「データ」フィールドに上記演算方法を示す情報「３」、上記演算パラメータを示す情報「Ｃ」、「１」が格納される。一方、このパケットを受信する場合、制御部５６０は「長さ／タイプ」フィールドを参照することにより変換が有効であることを検出し、上記演算方法「３」に対応する演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」を演算方法テーブルから検索し、上記演算パラメータ「Ｃ」に対応する乱数値「１１１１・・・０１１０」を乱数値テーブルから検索する。制御部５６０は、演算パラメータ「Ｃ」、「１」を用いて演算方法「ＲＡＮＤ（ｘ）＋ｙ」に従う演算を行い、変換情報を演算結果「１１１１・・・０１１１」に置き換えることにより受信対象データ値を復元し、この受信対象データ値を抽出する。

以下、図２３を用いて本実施形態に係る送信パケットの生成処理を説明する。尚、この処理は１パケット毎に行われる。また、制御部５００は、参照値テーブル、乱数値テーブル及び演算方法テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部５６０に事前に通知しているとする。

まず、制御部５００は、送信対象データ値に近似した参照値または乱数値を参照値テーブル及び乱数値テーブルから検索する（ステップＳ８０１）。検索に成功すれば処理はステップＳ８０３に進み、そうでなければ処理はステップＳ８０７に進む（ステップＳ８０２）。

ステップＳ８０３において、制御部５００はステップＳ８０１において検索された参照値または乱数値に対応する元値に基づいて送信対象データ値を演算するための演算方法を演算方法テーブルから選択する。次に、制御部５００は、ステップＳ８０３において選択した演算方法の定義に従って、検索された参照値または検索された乱数値に対応する元値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する（ステップＳ８０４）。次に、制御部５００は送信対象データ値をステップＳ８０３において選択した演算方法とステップＳ８０４において導出した演算パラメータとを示す情報に変換し、変換情報を得る（ステップＳ８０５）。次に、制御部５００は、送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、変換情報とを格納するパケットを生成し（ステップＳ８０６）、処理は終了する。一方、ステップＳ８０７において、制御部５００は送信対象データ値そのものを格納するパケットを生成し、処理は終了する。

以下、図２４を用いて本実施形態に係る受信対象データ値の抽出処理を説明する。尚、この処理は１パケット毎に行われる。また、制御部５００は、参照値テーブル、乱数値テーブル及び演算方法テーブルなどの変換及び復元に必要な情報及び変換が有効または無効であることの表示方法を制御部５６０に事前に通知しているとする。

まず、制御部５６０は、処理対象の受信パケットは変換が有効であるか否かを検出する（ステップＳ９０１）。具体的には、制御部５６０は、受信パケット中の特定のビットの値、特定のフィールドの値などを参照する。処理対象の受信パケットの変換が有効であれば処理はステップＳ９０２に進み、そうでなければ処理はステップＳ９０４に進む。

ステップＳ９０２において、制御部５６０は受信パケットに格納された変換情報が示す演算方法を演算方法テーブルから検索し、変換情報が示す演算パラメータを必要に応じて参照値テーブルまたは乱数値テーブルから検索する。次に、制御部５６０は、演算パラメータを用いて演算方法に従う演算を行い、変換情報を演算結果に置き換えることにより受信対象データ値を復元し（ステップＳ９０３）、処理はステップＳ９０４に進む。

ステップＳ９０４において、制御部５６０は受信パケットに格納された受信対象データ値を抽出し、処理は終了する。

以上説明したように、本発明の第５の実施形態に係る通信装置は、参照値テーブルまたは乱数値テーブルから送信対象データ値の近似値を検索し、この近似値に基づいて送信対象データ値を演算するための演算方法を選択する。そして、本実施形態に係る通信装置は、送信対象データ値を演算方法と演算パラメータを示す情報に変換する。従って、本実施形態に係る通信装置によれば、送信対象データ値が参照値及び乱数値と一致しない場合にも通信データ量を低減できる。

尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の態様を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上記各実施形態に係る変換処理は、通信データ量の低減に有効であるものの、処理時間に応じた遅延を生じさせる。故に、上記各実施形態に係る通信装置を実装する場合には、通信速度が遅い状況、リアルタイム性の要求されないデータを送受信する状況などにおいて限定的に変換処理を実行するように制御してもよい。

また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供することも可能である。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなど、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。

また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。

１０・・・アンテナ
２０・・・ＲＦ部
３０・・・信号処理部
４０・・・記憶部
５１・・・スピーカ
５２・・・マイクロホン
６１・・・表示制御部
６２・・・表示部
７１・・・インタフェース
７２・・・リムーバブルメディア
８０・・・入力部
１００，２００，３００，４００，５００・・・制御部
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０・・・テーブル検索機能
１２０，４２０・・・データ値変換機能
１３０，２３０・・・パケット生成機能
４４０，５４０・・・演算方法選択機能
４５０，５５０・・・演算パラメータ導出機能
１６０，２６０，３６０，４６０，５６０・・・制御部
１７０，２７０・・・変換検出機能
１８０，３８０，４８０，５８０・・・テーブル検索機能
１９０，４９０，５９０・・・データ値復元機能

Claims (5)

1. 元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数値テーブルを記憶する記憶部と、
   送信対象データ値に一致する乱数値を前記乱数値テーブルから検索する検索部と、
   前記送信対象データ値に一致する乱数値が検索されたならば、前記送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、
   前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、
   前記パケットを送信する送信部と
   を具備する通信装置。
2. 元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数値テーブルを記憶する記憶部と、
   一連のデータ値を分割した複数の送信対象データ値のうち先頭の１個及び末尾の２個を除く送信対象データ値に一致する乱数値を前記乱数値テーブルから検索する検索部と、
   前記送信対象データ値に一致する乱数値が検索されたならば、前記送信対象データ値を検索された乱数値に対応する元値を示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、
   前記変換情報を格納するパケットを生成する生成部と、
   前記パケットを送信する送信部と
   を具備する通信装置。
3. 前記記憶部は、乱数値の生成方式が異なる複数の乱数値テーブルを記憶し、
   前記検索部は、発生確率の相対的に高い送信対象データ値に一致する乱数値に対応する元値が相対的に小さくなるように、検索対象の乱数値テーブルを選択する、
   請求項１または２記載の通信装置。
4. 複数の参照値が配列された参照値テーブルと、少なくとも１つの演算方法が配列された演算方法テーブルとを記憶する記憶部と、
   送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値を前記参照値テーブルから検索する検索部と、
   前記誤差が所定値以内であるならば、検索された参照値に基づいて前記送信対象データ値を演算するための演算方法を前記演算方法テーブルから選択する選択部と、
   前記検索された参照値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する導出部と、
   前記送信対象データ値を前記少なくとも１つの演算パラメータと選択された演算方法とを示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、
   前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、
   前記パケットを送信する送信部と
   を具備する通信装置。
5. 参照値が配列された参照値テーブルと、前記参照値に等しい元値と前記元値に対応する乱数値とが配列された乱数テーブルと、複数の演算方法が配列された演算方法テーブルとを記憶する記憶部と、
   送信対象データ値との誤差が最も小さい参照値または乱数値を前記参照値テーブル及び前記乱数値テーブルから検索する検索部と、
   前記誤差が所定値以内であるならば、検索された参照値または検索された乱数値に対応する元値に基づいて前記送信対象データ値を演算するための演算方法を前記演算方法テーブルから選択する選択部と、
   前記検索された参照値または前記検索された乱数値に対応する元値を含む少なくとも１つの演算パラメータを導出する導出部と、
   前記送信対象データ値を前記少なくとも１つの演算パラメータと選択された演算方法とを示す情報に変換し、変換情報を得る変換部と、
   前記送信対象データ値の変換が有効であることを示す情報と、前記変換情報とを格納するパケットを生成する生成部と、
   前記パケットを送信する送信部と
   を具備する通信装置。

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