JP2013217018A - 送信装置、受信装置、受信システム及び受信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 マッドパルス等の液体によるデータ伝送において、より多くの量の情報を送信する。
【解決手段】 送信装置１００は、泥水４１０にデータを伝送するための圧力波４２０を発生させる送信装置であって、筒状部材１１０と、筒状部材１１０の内部に当該筒状部材の軸方向に並べて設けられる、泥水４１０を通過させる穴部が設けられたステータ１２１と当該ステータ１２１と重ねて設けられて回転位置に応じてステータ１２１の穴部を遮蔽する遮蔽部を有すると共に回転可能なロータ１２２とからなる複数の弁１２０と、それぞれのロータ１２２を回転させるモータ１３０と、伝送するデータに応じて、それぞれのロータ１２２を互いに異なる周波数で回転させると共に停止させるようにモータ１３０を制御するコントロールユニット１５０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体に圧力波を発生させてデータの伝送を行う送信装置、受信装置、受信システム及び受信プログラムに関する。

従来から、石油等の資源掘削及び科学掘削において重要な技術として、掘削した孔内に関する情報をリアルタイムで計測するＭＷＤ（Measurement While Drilling）と呼ばれるものがある。ＭＷＤでは、マッドパルス（泥水圧力波）と呼ばれるバックプレッシャー（循環流れと逆方向への圧力）を生じさせ、圧力波形の位相差や周波数の違いを利用する伝送技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−２８４８８９号公報

マッドパルスによるデータ伝送は孔底付近で流れを瞬間的に遮断することで圧力派を生じさせて、信号を何千メートルも離れた地上まで送信するものである。しかしながら、従来のマッドパルスを用いた送信器は十分な量の情報を送信することができなかった。例えば、弁の開閉によるものでは１ｂｐｓ（bits per second）程度であり、ロータ羽根の回転による連続波方式では３〜１６ｂｐｓ程度である。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、マッドパルス等の液体によるデータ伝送において、より多くの量の情報を送信することができる送信装置、受信装置、受信システム及び受信プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る送信装置は、液体にデータを伝送するための圧力波を発生させる送信装置であって、筒状部材と、筒状部材の内部に当該筒状部材の軸方向に並べて設けられる、液体を通過させる穴部が設けられたステータと当該ステータと重ねて設けられて回転位置に応じてステータの穴部を遮蔽する遮蔽部を有すると共に回転可能なロータとからなる複数の弁と、それぞれのロータを回転させる駆動手段と、伝送するデータに応じて、それぞれのロータを互いに異なる周波数で回転させると共に停止させるように駆動手段を制御する制御手段と、を備える。

本発明に係る送信装置では、複数の弁が異なる周波数で回転及び停止されることで、それぞれの周波数での圧力波を発生させることができる。従って、本発明に係る送信装置によれば、データの搬送波として用いる圧力波により多くの情報を含めることができ、マッドパルス等の液体によるデータ伝送において、より多くの量の情報を送信することが可能となる。

送信装置は、伝送するデータとして所定の物理量を検出するセンサを更に備えることとしてもよい。この構成によれば、例えば、掘削された孔内における電気抵抗値、密度等の物理量を適切に送信することができる。

送信装置は、並べて設けられた複数の弁のうちの一方の端側に設けられた弁の更に外側に駆動手段を収容する耐圧容器と、筒状部材の軸方向に沿って設けられ、ロータそれぞれ及び駆動手段に接続されてそれぞれのロータに独立して駆動手段からの回転力を伝達させるシャフトと、を更に備えることとしてもよい。この構成によれば、確実に本発明に係る送信装置を構成することができる。また、送信装置に設けられる耐圧容器が１つで済むため、液体の流路を塞ぐおそれが少ない。

送信装置は、複数の弁それぞれの近傍に複数の弁ごとに設けられる駆動手段を収容する複数の耐圧容器と、筒状部材の軸方向に沿って設けられ、ロータと接続されてロータに駆動手段からの回転力を伝達させる複数のシャフトと、を更に備えることとしてもよい。この構成によれば、確実に本発明に係る送信装置を構成することができる。また、弁毎に駆動手段を設けることとしているため、簡易に実現することができる。

本発明に係る受信装置として、本発明に係る受信装置は、複数のリファレンス波形を示す情報、及び当該リファレンス波形の数のリファレンス用の相関を示すリファレンス相関値の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶する記憶手段と、液体に生じた圧力を時系列に検出して計測波形を検出する波形検出手段と、波形検出手段によって検出された計測波形と、記憶手段によって記憶された情報によって示される複数のリファレンス波形それぞれとの相関を示す第１相関値を算出する第１相関値算出手段と、第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、記憶手段によって記憶された情報によって示されるリファレンス相関値の組との相関を示す第２相関値を算出する第２相関値算出手段と、第２相関値算出手段によって算出された第２相関値と、記憶手段によって記憶されたリファレンス相関値の組と抽出される情報とから、波形検出手段によって検出された計測波形から抽出される情報を決定する情報決定手段と、情報決定手段によって決定された情報を出力する出力手段と、を備える。

本発明に係る送信装置では、搬送波は液体中を伝搬するため無線通信等のような高周波の搬送波とすることができない。従って、各リファレンス波形が類似してしまうことから、各相関関数値の急峻なピークが得られない。以上のことから、計測波形とリファレンス波形との相関値のみから情報を抽出する単なるスライディング相関によって適切に情報を抽出することが難しい。本発明に係る受信装置では、計測波形のリファレンス波形との第１相関値に基づいて、リファレンス用の相関を示す値の組との第２相関値が算出されて、当該第２相関値に基づいて、計測波形から抽出される情報（受信される情報）が決定される。従って、計測波形とリファレンス波形との相関値（第１相関値）のみを利用する場合と比べて、より適切に計測波形からの情報の抽出を行うことが可能になる。

記憶手段は、リファレンス相関値の複数の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶し、第２相関値算出手段は、第１相関値の組と、リファレンス相関値の複数の組との第２相関値とを算出して、情報決定手段は、抽出される情報に対応付けられたリファレンス相関値の複数の組の第２相関値から抽出される情報を決定する、こととしてもよい。この構成によれば、抽出される情報に複数のリファレンス用の相関を示す値が対応付けられており、１つの情報を複数の第２相関値から抽出するため、更に適切に計測波形からの情報の抽出を行うことが可能になる。

記憶手段は、抽出される情報に対応付けられるリファレンス相関値の組を階層的に記憶しておき、第２相関値算出手段は、第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、記憶手段によって記憶された情報によって示される最下層のリファレンス相関値の組との相関を示す相関値を算出して、算出した相関値とそれ以降の層のリファレンス相関値の組とを用いて相関値を階層の数に応じた回数算出して、第２相関値を算出する、こととしてもよい。この構成によって、よりノイズに強い受信を行うことができる。

また、本発明に係る送受信システムは、上記の本発明に係る送信装置と、上記の本発明に係る受信装置とを含んで構成される。

ところで、本発明は、上記のように受信装置の発明として記述できる他に、以下のように受信プログラムの発明としても記述することができる。これはカテゴリ等が異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。

即ち、本発明に係る受信プログラムは、コンピュータを、複数のリファレンス波形を示す情報、及び当該リファレンス波形の数のリファレンス用の相関を示すリファレンス相関値の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶する記憶手段と、液体に生じた圧力を時系列に検出して計測波形を検出する波形検出手段と、波形検出手段によって検出された計測波形と、記憶手段によって記憶された情報によって示される複数のリファレンス波形それぞれとの相関を示す第１相関値を算出する第１相関値算出手段と、第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、記憶手段によって記憶された情報によって示されるリファレンス相関値の組との相関を示す第２相関値を算出する第２相関値算出手段と、第２相関値算出手段によって算出された第２相関値と、記憶手段によって記憶されたリファレンス相関値の組と抽出される情報とから、波形検出手段によって検出された計測波形から抽出される情報を決定する情報決定手段と、情報決定手段によって決定された情報を出力する出力手段と、して機能させる。

本発明では、複数の弁が異なる周波数で回転及び停止されることで、それぞれの周波数での圧力波を発生させることができる。従って、本発明によれば、データの搬送波として用いる圧力波により多くの情報を含めることができ、マッドパルス等の液体によるデータ伝送において、より多くの量の情報を送信することが可能となる。

本発明の実施形態に係る送信装置及び受信装置、並びにそれらを含んで構成される送受信システムの構成を示す図である。 筒状部材の軸方向から見た弁を示す図である。 送信装置に記憶されるビットパターン（シンボル）と弁の状態（開閉率）との対応関係を示す図である。 送信装置によって発生される圧力波（波形）を示すグラフである。 送信装置の弁及びモータ等の構造（配置）の一例を示す図である。 送信装置の弁及びモータ等の構造（配置）の別の例を示す図である。 送信装置の弁及びモータ等の構造（配置）の更に別の例を示す図である。 受信装置のプロセッサの機能構成を示す図である。 受信装置において、圧力センサからの入力（圧力計データ）から情報を抽出するまでの過程を模式的に示す図である。 一次相関波形によるスライディング相関の一例を示す図である。 圧力波形に対してリファレンス波形を用いて、スライディング相関した結果の相関関数を示すグラフである。 実際に取得される波形（計測波形）とリファレンス波形のマッチングの一例を示す図である。 波形パターン番号毎の、各リファレンス波形と圧力波との相関関数値のグラフである。 積分処理を行う場合の処理を概念的に示す図である。 二次相関の積分をするためのノイズを混入した影響を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例の相関関数（第１相関値）を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例のリファレンス波形（リファレンス相関値の組）を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例の相関関数とリファレンス波形との相関係数（第２相関値）を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例の相関関数とリファレンス波形との相関係数（第２相関値）を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例の積分を行う場合の相関関数（第１相関値）を示す図である。 受信装置における処理の簡単な例の積分を行う場合のリファレンス波形（リファレンス相関値の組）を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置及び受信装置の動作及びそれらの装置において実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る受信プログラムの構成を、記録媒体と共に示す図である。

以下、図面と共に本発明に係る送信装置、受信装置、受信システム及び受信プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る送信装置１００、受信装置２００及びそれらを含んで構成される送受信システム１を示す。送受信システム１は、液体に圧力波を発生させてデータの伝送を行うシステムである。送受信システム１は、例えば、図１に示すように海底あるいは地底を掘削する際の掘削している地点の坑底データを地上あるいは船上に伝えるために用いられる。

掘削はドリルビット３１０によって行われる。ドリルビット３１０によって海底あるいは地底に開けられた孔には配管（ケーシング）３２０が設けられる。配管３２０は、海底あるいは地底に近い側には径が大きいもの３２０ａが用いられ、ドリルビット３１０に近い側には径が小さいもの３２０ｂが用いられる。配管３２０は、掘削の深さによっては数千メートルの長さになることがある。配管３２０内には、流水タンク３３０内に予め設けられた液体である泥水（マッド）４１０が循環ポンプ３４０によって、流水タンク３３０と配管３２０とをつなぐ伝送路（スタンドパイプ）３５０を通って流し込まれる。流し込まれた泥水４１０は、ドリルビット３１０による掘削により生じた掘り屑と共にサクション３６０によって吸引されて地上あるいは船上まで運ばれる。

本実施形態では、この泥水に圧力波（マッドパルス、バックプレッシャー）４２０を発生させて、この圧力波によってデータの伝送を行う。例えば、本実施形態では、掘削中に掘削している地点の方位、傾斜、ツール・フェイス（ドリルビット３１０の向き）、荷重、トルク、温度、圧力等の物理量を計測して、これらの計測データを、圧力波を用いてリアルタイムに地上あるいは船上に伝送する。この技術のことをＭＷＤと呼ぶ。

引き続いて、本実施形態に係る送信装置１００を説明する。送信装置１００は、泥水４１０の流れにデータを伝送するための圧力波４２０を発生させる装置である。送信装置１００は、送信装置１００は、筒状部材１１０と、複数の弁（モジュレータ）１２０と、モータ１３０と、センサ１４０と、コントロールユニット１５０とを備えて構成されている。

筒状部材１１０は、配管３２０の内部に設けられ、送信装置１００の主要な構成を収容する部材（ドリルパイプ）である。筒状部材１１０は、例えば、スチール管によって構成されている。筒状部材１１０は、ドリルビット３１０とは逆側（地上側あるいは船上側）の開口部で伝送路３５０と接続されており、筒状部材１１０には伝送路３５０から泥水４１０が流入する。筒状部材１１０に流入した泥水４１０は、筒状部材１１０のドリルビット３１０側の開口部から流出して、配管３２０と筒状部材１１０との間を流れ地上あるいは船上に戻る。なお、配管３２０の内部に設けられるドリルパイプは、掘削の深さによっては数千メートルの長さになることがあるが、本実施形態に係る筒状部材１１０は、以下の構成を格納する分の長さだけあればよい。

弁１２０は、筒状部材１１０の内部に３つ設けられて、泥水４１０の流れにデータを伝送するための圧力波４２０を発生させる部材である。弁１２０は、当該筒状部材１１０の軸方向に並べて設けられる。１つの弁１２０は、重ねて設けられるステータ１２１とロータ１２２とから構成されている。ステータ１２１は、平板（円板）状の部材であり、筒状部材１１０に流れ込んだ泥水４１０を遮るように筒状部材１１０に固定されている。ステータ１２１には、泥水４１０を通過させる穴部が設けられている。

ロータ１２２は、平板（円板）状の部材であり、筒状部材１１０の軸方向を回転軸として筒状部材１１０内部で回転可能なように設けられる。ロータ１２２は、回転位置に応じてステータ１２１の穴部を遮蔽する遮蔽部（羽根）を有している。遮蔽部は、ステータ１２１の穴部に対応する形状とっている。

図２に、筒状部材１１０の軸方向から見た弁１２０を示す。図２に示すようにステータ１２１の穴部１２１１は、例えば、径方向に広がる扇状（径方向に幅がある円弧上）の形状をしており、ステータ１２１の周方向に均等に４つ設けられている。また、ロータ１２２の遮蔽部１２２１は、筒状部材１１０の軸方向から見たとき、ステータ１２１の穴部１２１１と同様の形状及び位置に設けられている。遮蔽部１２２１は、ステータ１２１の周方向に均等に４片設けられている。図２（ａ）に示すように、ステータ１２１の穴部１２１１の上にロータ１２２の遮蔽部１２２１が位置していると、筒状部材１１０に流れ込んだ泥水が遮られる。一方で、図２（ｂ）に示すように、ステータ１２１の穴部１２１１の上にロータ１２２の遮蔽部１２２１が位置していなければ、筒状部材１１０に流れ込んだ泥水４１０がステータ１２１の穴部１２１１を通ることができる。

上記のようにロータ１２２の遮蔽部１２２１が、ステータ１２１の穴部１２１１を遮蔽することによって圧力波４２０が発生する。ロータ１２２は、回転力を伝達させると共に回転軸となるシャフト１６０に接続されており、シャフト１６０を通じてコントロールユニット１５０の制御を受けたモータ１３０によって回転あるいは停止される。シャフト１６０は、筒状部材１１０の軸方向に沿って設けられ、ロータ１２２及びモータ１３０に接続されてロータ１２２にモータ１３０からの回転力を伝達させる部材である。後述するように、それぞれの弁１２０のそれぞれのロータ１２２は、互いに異なる周波数で回転される。なお、図１では、ステータ１２１が下側（ドリルビット３１０側）、ロータ１２２が上側（地上側あるいは船上側）で重ねられているが、ステータ１２１とロータ１２２の上下が逆になって重ねられていてもよい。

モータ１３０は、シャフト１６０に接続されており、シャフト１６０を回転させることによってそれぞれのロータ１２２を回転させる駆動手段である。モータ１３０は、コントロールユニット１５０から制御を受けてロータ１２２を回転させる。モータ１３０としては、例えば、パルスモータを利用することができる。また、モータ１３０は、後述するように耐圧容器に収容される。

センサ１４０は、送信装置１００から伝送するデータとして所定の物理量を検出するセンサである。センサ１４０は、例えば、図１に示す状態でドリルビットの直上に配置される。センサ１４０は、その位置での方位、傾斜、ツール・フェイス（ドリルビット３１０の向き）、荷重、トルク、温度、圧力等の物理量を計測（検出）する。なお、センサ１４０としては、上述した物理量を計測可能な既存のセンサを用いることができる。種類の異なる複数の物理量を計測する場合には、それに応じた複数のセンサ１４０が用いられてもよい。センサ１４０は、ケーブル等によってコントロールユニット１５０と接続されており、ケーブルを通じて測定した物理量を示すデータをコントロールユニット１５０に出力する。

コントロールユニット１５０は、伝送するデータに応じて、それぞれのロータ１２２を互いに異なる周波数で回転させると共に停止させるようにモータ１３０を制御する制御手段である。コントロールユニット１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ等を備える電子基板と電子基板及びモータ１３０に電力を供給する電源（バッテリ）等によって実現され、具体的には以下のような機能を備えている。

それぞれのロータ１２２の周波数は、予め設定されている。例えば、それぞれ地上側あるいは船上側から順に並べられた弁１２０それぞれを上段、中段、下段とする。上段は１２Ｈｚ（ステータ１２１の穴部１２１１が４つあるため、１秒間にロータ１２２が３回転する）、中段は８Ｈｚ（同様に１秒間にロータ１２２が２回転する）、下段は４Ｈｚ（同様に１秒間にロータ１２２が１回転する）で回転させる。

コントロールユニット１５０は、例えば、センサ１４０から計測データ（地層等の検層データ）を入力して、伝送するデータを入力する。コントロールユニット１５０は、入力したデータを「１０１００１…」といった２値データ（ビット列）に変換する。コントロールユニット１５０は、２値データを入力ビット数の単位で分割し、１，０パターン（ビットパターン）を形成する。なお、入力ビット数は予め設定されてコントロールユニット１５０に記憶されている数であり、例えば、４（ビット）等の数値である（その場合、ビットパターンは４桁のビット列となる）。次に、コントロールユニット１５０は、ビットパターンに応じて回転制御パラメータを決定し、当該回転制御パラメータに応じてモータ１３０を制御して多段の弁１２０のロータ１２２を回転、あるいは停止させる（変調を開始する）。

具体的には、コントロールユニット１５０は、図３に示すようなビットパターンと多段の弁１２０のロータ１２２の状態との対応関係を示す情報を予め記憶しておく。この情報は、例えば、送受信システム１の管理者等によって予め作成されてコントロールユニット１５０に入力される。図３における「シンボル」の欄がビットパターンに相当する。また、上段開閉率（％）、中段開閉率（％）及び下段中断開閉率（％）は、それぞれの弁１２０のロータ１２２の状態を示す。

開閉率（％）が１００（％）であることは、ロータ１２２の遮蔽部１２２１がステータ１２１の穴部１２１１を最も塞いでいない状態（最も開放された状態、例えば、図２（ｂ）に示す状態）に相当する。開閉率（％）が０（％）であることは、ロータ１２２の遮蔽部１２２１がステータ１２１の穴部１２１１を最も塞いでいる状態（例えば、図２（ａ）に示す状態）に相当する。開閉率（％）が５０（％）であることは、ロータ１２２の遮蔽部１２２１がステータ１２１の穴部１２１１を最も塞いでいない状態の５０％塞いでいる状態であり、時間の経過によって更に塞がれる（閉めかけの）状態に相当する。開閉率（％）が−５０（％）であることは、ロータ１２２の遮蔽部１２２１がステータ１２１の穴部１２１１を最も塞いでいない状態の５０％塞いでいる状態であり、時間の経過によって更に解放される（開きかけの）状態に相当する。

コントロールユニット１５０は、送信するビットパターンが図３におけるシンボルの何れにあたるかを判断して、送信するビットパターンと同じシンボルに対応付けられた解放率にそれぞれの弁１２０がなるようにロータ１２２を制御する。具体的には、当該解放率となるようにロータ１２２の回転を停止させる。ロータ１２２の回転を停止させる長さは、回転の周波数や１つの情報を伝送する時間間隔に応じて決められ、例えば、本実施形態の例では数十ｍ秒程度とされる。

コントロールユニット１５０による制御によって、各弁１２０からは圧力波が生じる。図４のグラフに示すように各段の弁１２０毎に圧力波が生じ、回転周波数による波形が生じる。なお、図４のグラフは横軸が時刻（時間）、縦軸が圧力波の圧力の大きさを示す。各段の圧力波が合成（合計）されることにより合計の合成波が形成される。この合成波がデータを伝送するための圧力波４２０である。この方法を利用することによって、データを重畳して送信する。即ち、各段の弁１２０の周波数と位相とにより変化する圧力波の形状に情報を充填する。従って、周波数及び位相を各段で設定し、この形状を作り出していく。形状の時間長さＴは、情報が充填されている波形の繰り返し周期である。位相はこの１波形の形状の長さである周期Ｔ毎に変化することでＴの周期で異なった波形を送信することができる。情報を有するある段ｉの１波形Ｉ（ｔ）は以下のように表される。

ここでＡは圧力、ｆは周波数、φは位相、ｔは時刻を示す。また、この波形Ｉ（ｔ）の長さはＴ（即ちｔ＝０〜Ｔ）である。

そして、多段の弁１２０によって変調される圧力波Ｐは、これらの各弁１２０の合成圧力波となることから段数Ｎを用いて以下のように表される。

ここで、送信装置１００の弁１２０及びモータ１３０等の構造（配置）についてより詳細に説明する。図５にモータ１３０として中空パルスモータを用いた構造を示す。図５に示すように各弁１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのロータ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃには、それぞれシャフト１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃが接続されている。中段のロータ１２２ｂに接続されるシャフト１６０ｂは、図５に示すように中空（筒状）になっており上段のロータ１２２ａに接続されるシャフト１６０ａを収容する。また、下段のロータ１２２ｃに接続されるシャフト１６０ｃは、同様に中空（筒状）になっており中段のロータ１２２ｂに接続されるシャフト１６０ｂを収容する。このような構成をとることで、各シャフト１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃは、別のシャフト１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃとは独立して回転することができ、互いに独立して回転力をロータ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃに伝達することができる。

各シャフト１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃは、それぞれ別のモータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃに接続されており、それぞれのモータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃによって回転される。３つのモータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃのうち、モータ１３０ｂ，１３０ｃとして中空パルスモータが用いられる。図５に示すようにモータ１３０ｂの中空部分にはモータ１３０ａが、モータ１３０ｃの中空部分にはモータ１３０ｃがそれぞれ配置される。なお、モータ１３０ａは、モータ１３０ｂの中空部分に配置可能なように小型モータを用いることが望ましい。このようにしてまとめられたモータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃは、複数の弁１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのうちの一方の端側（下段側）に設けられた弁１２０ｃの更に外側に配置される。

モータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ、及びモータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの更に外側に設けられたコントロールユニット１５０は、下段の弁１２０ｃの更に外側に配置される耐圧容器（格納容器）１７０に収容される。耐圧容器１７０は、用いられる構成のものが用いることができる。各モータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃとコントロールユニット１５０とは、耐圧容器１７０内で、例えば、ケーブル１８１により接続されており、ケーブル１８１を介して電力の供給及び制御が行われる。また、耐圧容器１７０においてシャフト１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃが通る部分は、内外から液体が漏れださないようにシールされている。

この構成によれば、確実に本実施形態に係る送信装置１００を構成することができる。また、送信装置１００に設けられる耐圧容器１７０が１つで済むため、省スペースが実現でき、泥水４１０等の液体の流路を塞ぐおそれが少ない。

図６に、モータ１３０（パルスモータ）を直列に繋ぎ、コントロールユニット１５０が格納された外側容器に配線する構造を示す。この構成では各弁１２０のロータ１２２の下段側の近傍にそれぞれ別々にモータ１３０が固定されて配置される。モータ１３０は、モータ１３０の位置に応じて弁１２０の近傍に設けられるそれぞれの耐圧容器（格納容器）１７０内に設けられる。耐圧容器１７０は、油漬けの均圧機構であり圧力補償機構１７１が配置されている。また、耐圧容器１７０にはコネクタ１８０が設けられている。コネクタ１８０を通るケーブル（電線）１８１を介して各モータ１３０とコントロールユニット（モータドライバ）１５０とが接続されており、ケーブル１８１を介して電力の供給及び制御が行われる。コントロールユニット１５０は、弁１２０及びモータ１３０の３つの組が配置された更に下段に配置されている。コントロールユニット１５０は、別の耐圧容器に格納されている。

図７に、モータ１３０（中空モータ）を直列に繋ぎ、モータ１３０及びシャフト１６０の中空部分に配線してコントロールユニット１５０が格納された外側容器に配線する構造を示す。本構造では、図６と同様に弁１２０毎にモータ１３０が設けられる。モータ１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃとコントロールユニット１５０とを接続するケーブル１８１は、上段の弁１２０ａを除いた、中段の弁１２０ｂを動作させるためのシャフト１６０ｂ及びモータ１３０ｂの中空部分、及び下段の弁１２０ｃを動作させるためのシャフト１６０ｃ及びモータ１３０ｃの中空部分を通って配置される。また、本構成のようにモータ１３０の近傍にモータを動作させるためのモータドライバ１５１を配置してもよい。モータドライバ１５１に係る配線についても同様に配置される。

図６及び図７に示したように弁１２０毎にモータ１３０を設ける構成としても、確実に本実施形態に係る送信装置１００を構成することができる。また、弁１２０毎にモータ１３０を設けることとしているため、図５で示した例とは異なり、弁１２０、モータ１３０及びシャフト１６０とをそれぞれ同じものにすることができ、簡易に実現することができる。

続いて、送信装置１００における弁（遮蔽部、モジュレータ）１２０の開口率について説明する。以下の内容を考慮して開口率を調節することができる。マッドパルスを発生させるための変調器（モジュレータ）について、流路中に仮想の弁を設け、弁の抵抗係数を変化させることでモデル化が可能になる。

図２に弁の構成要素であるステータ（固定子部）１２１及びロータ（回転子部）１２２を示す。ロータ１２２は、上述したように４片の遮蔽部１２２１（４枚の羽根１２２１）によって構成されている。ロータ１２２は、回転することによってステータ１２１の穴部１２１１（流路）が遮蔽され圧力を増加させる。４片の遮蔽部１２２１のロータ１２２が１回転（３６０度）することにより、４回分の圧力波変動が見込まれる。ステータ１２１とロータ１２２との（図２における紙面の奥行方向における）間には数ミリ単位のギャップがあり、完全に循環流路が遮蔽されない構造となっている。また、データ伝送については、ロータ１２２の回転を瞬時に止めて圧力波に位相変化させ、圧力波形をシンボルとして１／０データを伝送する。

ロータ１２２の回転に伴い変換する弁１２０による抵抗係数Ｋ_ＲＯＴを以下の式に定義する。

ここでτは弁１２０の「上部方向（筒状部材１１０の軸方向）から見た流路の開口率」である。全断面積（筒状部材１１０の内径の断面積）はＡｔ、ステータ１２１の中心部分面積はＡｓ、Ｑは定常状態の流量［ｍ^３／ｓ］、Ｈは定常状態での（弁１２０の上部と下部との）圧力差（水頭損失）［ｍ］である。ここで、ステータ１２１の中心部分は、周方向の何れの位置にも穴部１２１１がない部分のことである。また、ステータ１２１の穴部１２１１と、ロータ１２２の遮蔽部１２２１との重なっている部分がないとき、「上部方向から見た流路の開口率」は０％である。ステータ１２１の穴部１２１１と、ロータ１２２の遮蔽部１２２１とが重なっているとき、このときの「上部方向から見た流路の開口率」を以下の式に示す。

ここで、ｄは図２（ｃ）に示すように全断面の直径であり、ｄｃはステータ１２１の中心部分の直径である。

時刻０で重なりがないとすると、時刻ｔだけ経ったときの重なり部分は、角度・ｔの分である。重なり部分の面積Ａｃを以下の式に示す。

ここで、図２（ｃ）に示すようにロータ１２２のωｔは角速度である。このときの「上部方向から見た流路の開口率」を以下の式に示す。また、ステータ１２１の穴部１２１１の遮蔽部１２２１との全重なり面積はＡｃｚとする。

本モデルでは、最大開口率が０．３８３９であるが、これの１／２、即ち戻り圧中心値を基準とした圧力振動τ´を以下の式のように模擬する。

また、弁１２０による抵抗係数Ｋ_{ＴＯＴＡＬ}は以下の式のように表される。

ここで、Ｋ_ＧＡＰはギャップの部分の抵抗係数であり、Ｋ_０は材質のもつ固有の抵抗係数である。開口率を時々刻々と変化させることで、ロータ１２２の回転の影響を抵抗係数の形で取り込むことができる。また、上記のような分析により、圧力波の最大及び最小の圧力、並びに圧力波と位置との関係等を把握することができる。以上が送信装置１００の構成である。

引き続いて、本実施形態に係る受信装置２００を説明する。受信装置２００は、送信装置１００によって発生させられた圧力波４２０の計測波形を検出して、この計測波形から情報（受信情報）を抽出する（復号する）装置である。図１に示すように受信装置２００は、圧力センサ２１０と、プロセッサ２２０と、モニタ２３０とを備えて構成される。

圧力センサ２１０は、伝送路（スタンドパイプ）３５０の地上あるいは船上の部分に取り付けられており、送信装置１００によって泥水４１０に発生させられた圧力波４２０の大きさを時系列に検出する装置である。即ち、圧力センサ２１０は、圧力波４２０の計測波形を検出する波形検出手段の一機能である。圧力センサ２１０は、連続的に圧力の検出を行って、検出した圧力を電圧値あるいは電流値としてプロセッサ２２０に出力する。圧力センサ２１０は、例えば、数ミリ秒又は数十ミリ秒の間隔で圧力の検出を行う。なお、圧力センサ２１０としては、既存の圧力センサを用いることができる。圧力センサ２１０とプロセッサ２２０とはセンサケーブルによって接続されており、圧力センサ２１０から出力された情報がプロセッサ２２０によって受信される。

プロセッサ２２０は、圧力センサ２１０から圧力値を示す電圧値あるいは電流値として入力して、それに基づいて受信情報を抽出する。プロセッサ２２０は、例えば、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータである。プロセッサ２２０は、例えば、抽出した受信情報をモニタ２３０に出力する。モニタ２３０は、受信情報の表示出力を行う。

プロセッサ２２０の受信情報を抽出するための機能について説明する。図８に示すようにプロセッサ２２０は、機能的な構成として、記憶部２２１と、波形検出部２２２と、第１相関値算出部２２３と、第２相関値算出部２２４と、情報決定部２２５と、出力部２２６とを備えて構成される。また、図９に圧力センサ２１０からの入力（圧力計データ）から情報を抽出するまでの過程を模式的に示す。

記憶部２２１は、複数のリファレンス波形を示す情報、及び当該リファレンス波形の数のリファレンス用の相関を示すリファレンス相関値の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶する記憶手段である。リファレンス波形、及びリファレンス相関値は、圧力波４２０の計測波形から、情報を抽出する（復号する）際に参照される情報である。記憶部２２１に記憶される情報は、第１相関値算出部２２３、第２相関値算出部２２４及び情報決定部２２５によって参照されるが、具体的にどのような情報であるかは上記の各機能部の説明において述べる。

波形検出部２２２は、圧力センサ２１０からの入力を受け付けて、泥水４１０に生じた圧力波の時系列の計測波形を検出する波形検出手段の一機能である。波形検出部２２２は、圧力センサ２１０からの入力である圧力計データ（検出した圧力を示す電圧値あるいは電流値）をＡ／Ｄ変換してデジタル値として取得する。圧力センサ２１０によって検出される圧力波ｆ（ｔ）は、送信装置１００によって発生させられた圧力波Ｐ（ｔ）に加えてパイプ振動、ポンプ脈動等のノイズ成分が含まれることから、
ｆ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）＋Ｎｏｉｓｅ
として表される。そこで波形検出部２２２は、Ａ／Ｄ変換後の圧力波に不要帯域カットのためのフィルタリング、及びノイズ成分除去のためのノイズキャンセル処理を行う（図９のフィルタ及びノイズキャンセルに相当する）。なお、これらは既存の一般的な方法によって処理される。ノイズキャンセル後の圧力波（計測波形）をｆ（ｔ）とする。波形検出部２２２は、ｆ（ｔ）を第１相関値算出部２２３に出力する。

第１相関値算出部２２３は、波形検出部２２２によって検出された計測波形ｆ（ｔ）と、記憶部２２１によって記憶された情報によって示される複数のリファレンス波形それぞれとの相関を示す第１相関値を算出する第１相関値算出手段である。リファレンス波形は、予め設定された波形である。具体的には、リファレンス波形は、従来のスライディング相関で用いられているリファレンス波形と同様のものとを用いることができるが、本発明の特徴から任意の形状の波形を用いることもできる。また、利用する（記憶部２２１によって記憶される）リファレンス波形の数は、例えば、従来のスライディング相関と同様に抽出する情報（シンボル）の数と同じとしてもよいが、必ずしも同じである必要はなく、任意の複数の数とすることができる。また、リファレンス波形の時間的な長さは、予め設定された長さであり、送信装置１００から送信される個々のビットパターン（１つのシンボル）に対応する圧力波の幅に相当する。具体的には、本実施形態の例では２５０ｍ秒の幅である。

情報が充填された圧力波の周波数と位相の組み合わせは既知であることから、リファレンス波形を構成するリファレンス信号であるＲ_１も圧力波Ｐと同様に、例えば、以下の式で表されるものを用いることができる。

このリファレンス信号の長さも波形の周期Ｔ（即ちｔ＝０〜Ｔ）である。ここで、ｋはリファレンス波形の番号（インデックス）である。また、Ｋは、情報が充填された波形のパターン数である。Ｋは、段数（送信装置１００における弁１２０の数）Ｎ、及び位相の分解能ｒにより以下のように与えられる。
Ｋ＝ｒ^Ｎ
例えば、Ｎ＝３、φの分解能を４（φ＝０，π／２，π，３π／２）とすると、Ｋ＝６４となる。このことから、段数及び位相分解能を向上させることで、波形のパターンを増やすことができ情報の送受信速度を上げることができる。

第１相関値算出部２２３は、この（一次）リファレンス波形Ｒ_１とｆ（ｔ）との相関を取り、以下のように表される一次相関関数波形を算出する（図９の一次相関処理に相当する）。

ここでｆ（ｔ）は正規化後の波形とする。ここでのτは、スライディング時間である。また、ここで用いる計測波形ｆ（ｔ）は、個々のビットパターン（１つのシンボル）に対応する圧力波の幅分のものである。具体的には、本実施形態の例では２５０ｍ秒の幅である。これにより、リファレンス波形数の相関関数Ｃ（ｔ）が得られる。

また、計測波形ｆ（ｔ）の位置（時間）を次のビットパターン（１つのシンボル）に対応する位置（時間）にずらして順次、一次相関関数波形を算出する。図１０に一次相関波形によるスライディング相関の一例を示す。ここで、横軸は時間を示し、縦軸は圧力値を示す。

また、図１１に様々な圧力波形に対して図１０に示したリファレンス波形ｒ（ｔ）を用いて、スライディング相関した結果の相関関数を示す。従来のスライディング相関では、高い相関が算出された波形をリファレンス波形とのマッチングからデータシンボルとして算出・表示することができる。

図１２に実際に取得される波形（計測波形）とリファレンス波形のマッチングの一例を示す。横軸は時間で、縦軸は計測圧力値を最大圧力値で除し正規化した値である。このリファレンス波形をスライディング相関による一次相関によるデータの読み取りを行う。

リファレンス波形の生成の仕方については、例えば以下の２パターンがある。
（１）理論式による生成
圧力波形パターンは理論的に算出可能なため、予め理論式から導出した波形を利用する。浅い深度であればフィルタリング及びノイズキャンセルにより、類似した波形を得ることができるため、この方法で処理は可能である。
（２）圧力波を利用して生成
大水深掘削等の低ＳＮ環境においては、フィルタリング及びノイズキャンセル後の圧力波が理論式と異なることが考えられる。その場合、使用する既知の全パターンを送っておき、これらをリファレンス信号として利用する。このときフィルタリング、ノイズキャンセル及び全パターンを複数回送って信号積分することでノイズ等の影響をある程度除去しておく。

データを相関するための時間による区切り（タイムスタンプ）について以下に説明する。圧力波の各波形は一定の周期Ｔで到来しているため、第１相関値算出部２２３は、一次相関処理で得られた相関関数Ｃ_１を周期Ｔでサンプリングし、相関関数Ｃの各波形のける中央値を抽出する（図９のタイミングパルスを用いた処理に相当する）。ｔ＝ｍＴであり、Ｃ_１ ^ｋ（ｔ）（の中央値）は離散時刻ｍを用いて、Ｃ_１ ^ｋ（ｍ）と与えられる。ここで、サンプリングの開始時刻については、情報の充填された波形前に、比較的長時間の既知のスタートパターンを構成しておき、これらの相関処理によるピークを基準に抽出すればよい。また、簡単のためにサンプリングを瞬時値のｍＴとして記述しているが、実際には点で抽出するのではなく、ノイズ混入時の対策としてある時間幅を持ってサンプリングしてその幅で時間積分したものをサンプリングされたＣ（ｔ）としている。

なお、正確にはｋ通りのリファレンス信号（リファレンス波形）があるならば、ｋ通りのスライディング相関（第１相関値算出部２２３による一次相関関数波形の算出）を同時に行い、次のシンボルに行くと同時にタイミングパルスを順次打って、次々と二次相関処理に入る。これによって、リアルタイムに処理を行うことが可能になる。

第１相関値算出部２２３は、上記の処理によって、第１相関値の組として、計測波形のｆ（ｔ）における個々のビットパターンに対応する圧力波の幅毎にリファレンス波形の数の数値Ｃ_１ ^ｋ（ｍ）を得る。第１相関値算出部２２３は、得られた数値Ｃ_１ ^ｋ（ｍ）を第２相関値算出部２２４に入力する。

第２相関値算出部２２４は、第１相関値算出部２２３から入力された第１相関値の組であるＣ_１ ^ｋ（ｍ）と、記憶部２２１によって記憶された情報によって示されるリファレンス相関値の組との相関を示す第２相関値を算出する第２相関値算出手段である。上記の一次相関処理では、圧力波と各リファレンス波形との相関関数を取ることでＣ_１ ^ｋ（ｍ）を得た。従来のスライディング相関では一般的には、圧力波に含まれるパターンとリファレンス波形のパターンとが一致するタイミングでＣ_１ ^ｋ（ｍ）のピークが急峻に得られ、そのタイミングでパターン検出が可能となる。しかしながら、上述したように本実施形態では、搬送波は液体中を伝搬するため無線通信等のような高周波の搬送波とすることができないので、各相関関数値の急峻なピークが得られず、適正なパターン検出を行うことができない。

第２相関値算出部２２４による二次相関処理では、ピークを検出するのではなく、各リファレンス波形により得られた複数の相関関数値からなる相関関数パターンに着目し、あるタイミングに到来しているある情報を持った波形パターンの検出を行う。圧力波に対し複数のリファレンス波形との得られた一次相関関数列に対し、二次リファレンス波形として相関関数列（リファレンス相関値の組）を予め生成しておき、それぞれのマッチングを実施する。ここで、１つの相関関数列（リファレンス相関値の組）には、リファレンス波形の数と同じ数だけの要素が含まれる。また、相関関数列の数は、対応付けられる情報（受信情報）の数である。これらの数は、任意に設定することができる。

図１３に波形パターン番号毎の、各リファレンス波形と圧力波との相関関数値Ｃ_１ ^ｋ（ｍ）のグラフを示す。ここで波形パターン番号とは、圧力波の周期Ｔ毎に付された番号である。

一次相関処理で得たＣ_１ ^ｋ（ｍ）について周期Ｔサンプリング番号（波形パターン番号）ｍにおける各リファレンス波形ｋにより構成される関数値に着目する。即ち、時間とリファレンス波形パターン数の二次元で構成されるＣ_１ ^ｋ（ｍ）について、時間ではなく波形パターンを横軸として関数列を作成すると、ｍとｋとが転置することで、Ｃ_１ ^ｍ（ｋ）が得られる。この関数は、ある波形パターンが到来している時刻ｍにおいて、ｋ個のすべてのリファレンス波形との相関をとったそれぞれの相関関数値の列（第１相関値の組）である。即ち、ある程度ノイズがふくまれているものの「どれかは不明だが、ｋ個のうちの時刻、に到来している既知の波形パターンと、全ｋパターンからなる相関相関関数値列」に対し、「全ｋパターンと全ｋパターンからなる相関関数列」とのマッチングを実施すれば、必ずどれか合致するものがあり、それを到来時刻ｍにおける波形パターンとみなすことができる。数式で表すと、Ｃ_１ ^ｋ（ｍ）とマッチングを行うための二次リファレンス波形（リファレンス相関値の組）は、既知の波形数ｋの二次元のマトリクスにより、Ｒ_２ ^ｋ（ｋ）となる。

この二次リファレンス波形とＣ_１ ^ｋ（ｍ）を転置したＣ_１ ^ｍ（ｋ）とのマッチング（相関係数）の値、即ち二次相関処理結果である相関係数Ｊ_ｌ ^ｍ（ｋ）は以下のようになる。
Ｊ_ｌ ^ｍ（ｋ）＝Ｃ_１ ^ｍ（ｋ）・Ｒ_２ ^ｋ（ｋ）
相関係数値Ｊ_ｌ ^ｍ（ｋ）は、具体的には以下の式によって算出される。

なお、上記の式で上付きバーは平均を示す。

この処理では、ある時刻ｍにおいてＣ_１ ^ｍ（ｋ）とＲ_２ ^ｋ（ｋ）とのマッチングをＫ回取ることになる。即ち、第２相関値算出部２２４は、記憶部２２１によって記憶されたリファレンス相関値の組の数だけの相関係数値を算出する（図９の二次相関処理に相当する）。第２相関値算出部２２４は、算出した相関係数値を情報決定部２２５に出力する。

情報決定部２２５は、第２相関値算出部２２４によって算出された第２相関値と、記憶部２２１によって記憶された情報から、波形検出部２２２によって検出された計測波形（圧力波）から抽出される情報を決定する情報決定手段である。記憶部２２１は、リファレンス相関値の組と、抽出される情報（復号される個々の情報）とが対応付けて記憶されている。情報決定部２２５は、入力された複数（上述したようにリファレンス相関値の組がＫ個であればＫ個）の相関係数のうち一番高い値を示した波形番号ｋが時刻ｍにおける検出波形パターン（リファレンス相関値の組）とする。なお、検出波形パターンは、相関係数が一番高い値を示したものとするのではなく、最尤判定を行って決定することとしてもよい。情報決定部２２５は、記憶部２２１に記憶された情報において、この波形番号に対応するリファレンス相関値の組に対応付けられた情報を、圧力波の当該時刻（周期Ｔ）に係る情報として抽出する（図９の判定に相当する）。

例えば、時刻ｍ＝１のときにｋ＝３でｋ＝１〜Ｋにおいて相関係数が最大値を取るならば、ｍ＝１の時刻では３番目のリファレンス波形が到来しているということである。即ち、ｋ＝３に充填された情報（ｋ＝３で示されるリファレンス相関値の組に対応付けられた情報）を取得する。情報決定部２２５は、決定した情報を出力部２２６に出力する。

出力部２２６は、情報決定部２２５から入力された情報（受信情報）を出力する出力手段である。この出力は、例えばモニタ２３０に出力する。

上述した例では、抽出される情報にリファレンス相関値の組（既知のリファレンス関数列波形）は１組しか対応付けられていなかった。しかしながら、記憶部２２１に、リファレンス相関値の複数の組と抽出される情報とを対応付けて記憶させておき、これを用いて以下に説明するような積分処理を行うこともできる。これにより、正しくマッチングする（正解の）相関係数と、それ以外の（正解でない）相関係数との値を離して、一次、二次相関処理（マッチング）の誤検出を防止することができる。

図１４に、積分処理を行う場合の処理を概念的に示す。図１４に示すように、記憶部２２１にリファレンス波形の組を複数記憶させておく。例えば、波形Ａ，Ｂ，Ｃの組、波形Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩの組、波形α，β，γの組を記憶させておく。また、記憶部２２１に、それぞれのリファレンス波形の組に対応するリファレンス相関値の組（関数列波形）を記憶させておく。

第１相関値算出部２２３は、それらの組のリファレンス波形を用いて、計測波形ｆ（ｔ）との相関関数（第１相関値）を算出する。続いて、第２相関値算出部２２４は、それらの組の関数列波形を用いて、算出された各組の相関係数（第２相関値）を算出する。これにより、各組で相関係数が算出される。そして、それらの積分を取って（和をとって）、積分された値の最大値に対応付けられた情報を、圧力波の当該時刻（周期Ｔ）に係る情報として抽出する。

以上の処理から、時刻ｍにおけるＪ^ｍ（ｋ）の相関係数において、最大値を取るｋを検出することで波形の検出が可能になった。同波形でマッチングしたときにはＪ^ｍ（ｋ）＝１となるが、それ以外のケースではＪ^ｍ（ｋ）は−１〜１の間で様々な値を取る。ｋ＝１０のときマッチングしてＪ＝１、ｋ＝１及びｋ＝２０のときＪ＝−０．３、Ｊ＝０．６という値を取ったとする。

ノイズ混入時には、この相関係数Ｊの値がふらつくことになり、正解であるｋ＝１０に対し、ｋ＝１，２０のケースでＪの値が逆転したとき誤検出することになる。この場合、Ｊの値が高いｋ＝２０を誤検出する可能性が高いことになる。即ち、「マッチングする相関係数とそれ以外の相関係数の値を離す」ことが重要であり、こうした誤検出を防止するために、相関係数の積分処理を実施する。

ここで、一次リファレンス信号Ｒ_１を再出する。

上記ではこのｓｉｎ関数を一次リファレンス波形として利用したが、ここでは上述のＲ_１の時間での微分波Ｒ´_１波を利用する。

この式を用いて同様の処理を行うと、微分リファレンス波形を用いた相関係数Ｊ_ｄ ^ｍ（ｋ）が得られる。

上述の例ｋ＝１０でマッチング、ｋ＝１，２０でディスマッチングの例を考えてみる。微分波を用いたケースでも、マッチングｋ＝１０のときはＪ_ｄ ^ｍ（１０）≒１となるが、ｋ＝１，２０のときは、Ｊ_ｄ ^ｍ（１）＝−０．２、Ｊ_ｄ ^ｍ（１０）＝０．１という先ほどのケースと無関係の値を取る。

従って、
Ｊ^ｍ（１）＋Ｊ_ｄ ^ｍ（１）＝０．３＋（−０．２）＝０．１
Ｊ^ｍ（１０）＋Ｊ_ｄ ^ｍ（１0）≒１＋１＝２
Ｊ^ｍ（１）＋Ｊ_ｄ ^ｍ（１）≒０．６＋０．１＝０．７
となり、ｋ＝１０の時の相関係数と、他のケースの相関係数が離れていることがわかる。

一般化して記述すると、Ｒ（ｔ）、Ｒ´（ｔ）…と、同一波形、微分波形と採用するリファレンス波形のケース数をＬ（ｌ＝１，２，３…）とすると、

と表される。ここでＪ_ｉｎｔ ^ｍ（ｋ）はＬ回積分後の相関係数である。なお、同一波形及び微分波形という波形を利用しているが、その他にも時間反転波形（位相共役波）、二階微分波等、種々のものを用いることができる。これは本実施形態における二次相関処理が、相関関数のピークを用いない方式であるため、こうした様々な波形の選択が可能になる。

また、「積分処理（並行して処理）」において、以下のケースを並行して処理した積分効果を見てみる。白色雑音（−６ｄＢ）を混入しているというケースである。
（１）圧力波形 に対し、圧力波形の一次リファレンス波形適用
（２）圧力微分波形 に対し、圧力微分波形の一次リファレンス波形適用
（３）圧力微分波形 に対し、圧力波形の一次リファレンス波形適用
（４）圧力波形 に対し、圧力微分波形の一次リファレンス波形適用
（５）圧力波形 に対し、時間反転圧力波形の一次リファレンス波形適用

図１５に二次相関の積分をするためのノイズを混入した影響を示す。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は個々の相関係数値を示したグラフであり、図１５（ｃ）は積分された相関係数値を示したグラフである。なお、図１５は実測に基づくイメージ図である。グラフにおいて横軸は離散時間（ｍ）であり、縦軸は相関係数の値である。

図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示されるように個々の相関係数値では、時刻によっては、抽出されるべき情報に対応付けられた（正解の）相関係数と、抽出されるべき情報に対応付けられていない（不正解の）相関係数とが近い値となっている。しかし、図１５（ｃ）に示されるように積分された相関係数値は、正解の相関係数値がそれ以外の相関係数値と離れている。このようにノイズが混入している場合であっても、誤検出を防ぐことができる。

ここで、第１相関値算出部２２３、第２相関値算出部２２４及び情報決定部２２５による処理を簡単な例を用いて説明する。ある情報を充填した波形Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＡ，Ｄ，Ｃ，Ｂの順番に送ったとする。即ち、ｆ（ｔ）＝［Ａ，Ｄ，Ｃ，Ｂ］の圧力波形を送受信したとする。Ａには「００００」、Ｂには「０００１」、Ｃには「００１０」、Ｄには「００１１」の情報を充填した（それぞれの情報が対応付けられている）とする。この場合、ｆ（ｔ）は、「００００００１１００１００００１」の情報を送ることとなる。また、この説明ではノイズは考えない。

離散時間ｍで記述するとｆ（ｍ）ば、ｆ（１）＝Ａ、ｆ（２）＝Ｂ、ｆ（３）＝Ｃ、ｆ（４）＝Ｄである。一次相関処理ではＲ_１ ^ｋ（ｔ）のリファレンス波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類を用意しておく。即ち、一次リファレンス波形はＲ_１ ^１（ｔ）＝Ａ、Ｒ_１ ^２（ｔ）＝Ｂ、Ｒ_１ ^３（ｔ）＝Ｃ、Ｒ_１ ^４（ｔ）＝Ｄとなる。ここで、ｆ（ｔ）＝［Ａ，Ｄ，Ｃ，Ｂ］に一次相関を適用すると、リファレンス波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれと圧力波形ｆ（ｔ）と相関処理し、それぞれの相関関数（第１相関値）を得られ、例えば、図１６に示すような値となる。

本来、対応する波形同士で急峻なピークが出るはずであるが、類似波形ばかりであるので図１６に示すようにピークが出ない場合がある。ピークを検出する場合、Ａの到来波形時刻ｍ＝１には値１０のＡではなく、値１２のＣが検出されてしまう。従って、このような場合には、ピークを検出する方式を用いることができない。

そこで、図１７（ａ）に示すように、それぞれの相関関数について縦軸を見てみる。これらは、既知の圧力波形と既知のリファレンス波形との相関による値である。従って、図１７（ｂ）で示すように、既知の波形で構成される二次リファレンス波形（リファレンス相関値の組）を用意しておく。

図１８に示すようにＣ_１ ^１（ｋ）に対して、Ｒ_２ ^１（ｋ）、Ｒ_２ ^２（ｋ）、Ｒ_２ ^３（ｋ）、Ｒ_２ ^４（ｋ）とマッチングを取ってみる（相関演算を行う）と、Ｊ^１（１）、Ｊ^１（２）、Ｊ^１（３）、Ｊ^１（４）を得る。次に、図１９に示すようにＣ_１ ^２（ｋ）に対して、Ｒ_２ ^１（ｋ）、Ｒ_２ ^２（ｋ）、Ｒ_２ ^３（ｋ）、Ｒ_２ ^４（ｋ）とマッチングを取ってみる（相関演算を行う）と、Ｊ^２（１）、Ｊ^２（２）、Ｊ^２（３）、Ｊ^２（４）を得る。即ち、４つの全パターンで相関係数（第２相関値）を取っていく。

例えば最初の例を見ると相関係数Ｊ^ｍ（ｋ）は、Ｊ^１（１）＝１、Ｊ^１（２）＝−０．２、Ｊ^１（３）＝０．８、Ｊ^１（４）＝０．４となり、数値が合致するＲ_２ ^１（ｋ）と相関係数を取ったＪ^１（１）が最大値１を取る。Ｒ_２ ^１（ｋ）は、Ａに対してＡ〜Ｄそれぞれの相関を取った関数値列（リファレンス相関値の組）であるので、これに合致するということはＣ_１ ^１（ｋ）のタイミングではＡが到来しているという判断ができる。同様に、Ｃ_１ ^２（ｋ）ではＲ_２ ^４（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＤ、Ｃ_１ ^３（ｋ）ではＲ_２ ^３（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＣ、Ｃ_１ ^４（ｋ）ではＲ_２ ^２（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＢをそれぞれ検出できる。

なお、ノイズが入った場合、Ｃ（ｔ）の一次相関処理後の関数列がリファレンス波形に対し、異なった値を示すことになりこれがご検出の原因となる。また、圧力波の帯域以外はフィルタでカットする。ポンプノイズ等の雑音成分はノイズキャンセルでカットする。

続いて、積分処理について説明する。ｆ（ｔ）＝［Ａ，Ｄ，Ｃ，Ｂ］に一次相関を適用する。ここで、リファレンス波形はＡＢＣＤに対して、同じタイプの波形ではなく、Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶという波形を用意する。図２０に示すように、リファレンス波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれと圧力波形ｆ（ｔ）と相関処理をし、それぞれの相関関数Ｃ（ｔ）を得る。ここでは、同じ波形の相関結果ではないので、対応する箇所（Ａ＝Ａ）でも高い値とならない。

上記と同様に図２１（ａ）に示すように、それぞれの相関関数について、縦軸を見てみる。これらは既知の圧力波形と、既知のリファレンス波形との相関による値である。従って、既知の波形で構成される図２２（ｂ）に示すような、二次リファレンス波形を用意しておく。

上記とＣ_１ ^１（ｋ）に対して、Ｒ_２ ^１（ｋ）、Ｒ_２ ^２（ｋ）、Ｒ_２ ^３（ｋ）、Ｒ_２ ^４（ｋ）とマッチングを取ってみる（相関演算を行う）と、Ｊ_２ ^１（１）＝１、Ｊ_２ ^１（２）＝０．３、Ｊ_２ ^１（３）＝−０．４、Ｊ_２ ^１（４）＝０．７となる。数値が合致するＲ_２ ^１（ｋ）のときのＪ_２ ^１（１）が最大値１を取る。同様に、Ｃ_１ ^２（ｋ）では、ではＲ_２ ^４（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＤ、Ｃ_１ ^３（ｋ）ではＲ_２ ^３（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＣ、Ｃ_１ ^４（ｋ）ではＲ_２ ^２（ｋ）が最大値なのでそれを構成するＢをそれぞれ検出できる。

ここで、最初の例では上述した相関係数を得た。この例だとｋ＝１とｋ＝３で近い値を示しており、ノイズ混入の場合、誤検出となるおそれがある。そこで、最初の例（図１６〜図１９の例）と次の例（図２０，図２１の例）で得られた相関係数を加算してみる。即ち、最初の例のＪ^ｍ（ｋ）をＪ_１ ^ｍ（ｋ）、次の例をＪ_２ ^ｍ（ｋ）とすれば、相関係数は以下のようになる。即ち、
Ｊ_１ ^１（１）＝１、 Ｊ_２ ^１（１）＝１、
Ｊ_１ ^１（２）＝−０．２、Ｊ_２ ^１（２）＝０．３、
Ｊ_１ ^１（３）＝０．８、 Ｊ_２ ^１（３）＝−０．４、
Ｊ_１ ^１（４）＝０．４、 Ｊ_２ ^１（４）＝０．７
となる。これらを同じｋのケースで加算すると、
Ｊ_１ ^１（１）＋Ｊ_２ ^１（１）＝１＋１＝２、
Ｊ_１ ^１（２）＋Ｊ_２ ^１（２）＝−０．２＋０．３＝０．１
Ｊ_１ ^１（３）＋Ｊ_２ ^１（３）＝０．８＋（−０．４）＝０．４
Ｊ_１ ^１（４）＋Ｊ_２ ^１（４）＝０．４＋０．７＝１．１
となり、合致した場合としていない場合との相関係数が離れることにより、ノイズ混入時の誤検出が減少することになる。これらは波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶから得られた相関係数であるが、Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤとＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶとが異なった波形であることから、こうした検出が可能となる。本実施形態では、ピークを使用しない検出方式なので、このようにして様々は波形のセットを利用できる。以上が受信装置２００の構成である。

引き続いて、図２２に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る送信装置１００及び受信装置２００の動作及びそれらの装置において実行される処理を説明する。送信装置１００では、まず、センサ１４０によって、所定の物理量である検層データが検出される（Ｓ１０１）。検出された検層データは、送信装置１００から送信される情報としてセンサ１４０からコントロールユニット１５０に入力される。続いて、コントロールユニット１５０によって、検層データがビット列データ（１，０データ）に変換される（Ｓ１０２）。続いて、コントロールユニット１５０によって、ビット列が入力ビット数（分割ビット数）のビットパターンに分割される（Ｓ１０３）。続いて、コントロールユニット１５０によって図３に示した情報が参照され、送信するビットパターンから、弁１２０の状態（開閉率）が特定され当該状態応じた弁の１２０のロータ１２２の回転制御パラメータに変換される。続いて、コントロールユニット１５０によって、回転制御パラメータに従ってモータ１３０が制御されて、各弁１２０のロータ１２２が回転、あるいは停止させる（Ｓ１０５）。

上記の処理及び動作によって、泥水４１０の流れの中に、送信される情報に応じて各弁１２０から個々の圧力波が生じ、それらが足しあわされて送信装置１００からの圧力波４２０となる。圧力波４２０は、伝送路３５０（ドリルパイプ及びスタンドパイプ）を伝って、孔底から地上あるいは船上方向に向かって伝搬する（Ｓ００１）。

当該圧力波４２０は、受信装置２００の圧力センサ２１０によって時系列に検出される（Ｓ２０１）。検出された圧力波４２０の圧力を示す電圧値あるいは電流値は、圧力センサ２１０からプロセッサ２２０に伝えられる。プロセッサ２２０では、波形検出部２２２によって、圧力センサ２１０からの入力が受け付けられる。続いて、波形検出部２２２によって、圧力を示す電圧値あるいは電流値がＡ／Ｄ変換される（Ｓ２０２）。続いて、Ａ／Ｄ変換された値は、波形検出部２２２によって不要帯域カットのためにフィルタリングされ（Ｓ２０３）、ノイズ成分の除去が行われる（Ｓ２０４）。このようにして得られた、計測波形は波形検出部２２２から第１相関値算出部２２３に入力される。

続いて、第１相関値算出部２２３によって、記憶部２２１によって記憶されたリファレンス波形が用いられて、計測波形に対して一次相関処理が行われる（Ｓ２０５）。また、第１相関値算出部２２３によって、一次相関処理が行われて得られた相関関数Ｃ_１が、周期Ｔでサンプリングされて、各周期Ｔの相関関数値（第１相関値）が取得される（Ｓ２０６）。相関関数値は、第１相関値算出部２２３から第２相関値算出部２２４に入力される。

続いて、第２相関値算出部２２４によって、記憶部２２１によって記憶された二次リファレンス波形（リファレンス相関値の組）が用いられて、相関関数値に対して二次相関処理が行われる（Ｓ２０７）。続いて、第２相関値算出部２２４によって、二次相関処理によって得られた各相関係数の積分処理が行われる（Ｓ２０８）。なお、この処理は、複数の二次リファレンス波形（リファレンス相関値の組）が用いられる場合に行われる。但し、ノイズの混入が少ない場合等には必ずしも行われなくてもよい。上記のようにして得られた相関係数は、第２相関値算出部２２４から情報決定部２２５に出力される。

続いて、情報決定部２２５によって、記憶部２２１によって記憶された二次リファレンス波形と抽出される情報（復号される個々の情報）との対応関係が参照されて、各二次リファレンス波形に係る相関係数の大きさから、情報が抽出される（Ｓ２０９）。抽出された情報は、情報決定部２２５から出力部２２６に出力される。続いて、当該情報は、出力部２２６からモニタ２３０に出力されて、モニタ２３０によって表示出力される。

上述したように本実施形態に係る送信装置１００では、複数の弁１２０が異なる周波数で回転及び停止されることで、それぞれの周波数での圧力波を発生させることができる。従って、本実施形態に係る送信装置１００によれば、データの搬送波として用いる圧力波により多くの情報を含めることができ、マッドパルス等の液体によるデータ伝送において、より多くの量の情報を送信することが可能となる。

送信装置１００で生成されるビットパターン数Ｋは、回転位相分解能（開度のパターン数）ｒ、モジュレータの段数Ｎにより、
Ｋ＝ｒ^Ｎ
と与えられる。例えば、開度分解能５０％、段数３段の場合、各段で−５０、０、５０、１００の４段階を有するので、４^３＝６４パターンの波形を生成できる。

従って、１波形あたりの情報充填量Ｉ（ｂｉｔ）は、
Ｉ＝ｌｏｇ_２Ｋ
となり、この場合６ｂｉｔとなる（実際に使用する場合、２の累乗に当てはまらない分解能数であれば、２の累乗数に当てはまるように残りパターンを予め異なった分解能の開度で与えておき対応すればよい）。

従って、伝送速度Ｖ（ｂｐｓ）はこの１波形あたりに充填された情報量Ｉ（ｂｉｔ）と回転時間Ｔ（ｓｅｃ）により、
Ｖ＝Ｉ／Ｔ
と与えられる。上述の例では、Ｔ＝０．２５ｓｅｃの場合、Ｖ＝２４ｂｐｓとなる。

本実施形態に係る送信装置１００では、１シンボル４ビット（データ長２５０ｍ秒）で行っているので伝送速度は１６ｂｐｓとなる。また、上述した復調方式を用いると、更に各段の位相パターン（モジュレータ開閉率）の組み合わせを増やすことができる。これにより、理論的には６４ｂｐｓでの伝送が可能になる。更に、データ長を短縮し、回転周波数を増加することで更に伝送速度を上昇させることが可能であり、１６０ｂｐｓの伝送も可能になると推定される。１つのシンボルに１０ビットのデータを含めることとすれば、１秒間に１６シンボル計１６０ｂｐｓのデータ伝送が可能になる。

また、送信装置１００においては、モータ１３０としてパルスモータを使用するので、ロータ１２２の遮蔽部１２２ａの開度を正確に把握でき、これによりシステムが構想的に簡易になり、弁１２０の全開、全閉の指示及び制御が容易になる。そして、各段の弁１２０（モジュレータ）のダメージへの回避（例えば、１段壊れてもデータの送信を可能とする）が、従来の単段型の殿堂モータを利用したモジュレータでは困難なことを可能にする。

また、本実施形態のような復調処理を用いることにより従来あった狭帯域通信ではなく、相関マッチングを利用し情報波形そのものを検出することにより、多段モジュレータにより生成される合成圧力波による高速通信を可能とする。

本実施形態に係る送信装置１００では、搬送波は液体中を伝搬するため無線通信等のような高周波の搬送波とすることができない。従って、計測波形とリファレンス波形との相関値のみから情報を抽出する単なるスライディング相関によって適切に情報を抽出することが難しい。本実施形態に係る受信装置２００では、計測波形のリファレンス波形との第１相関値に基づいて、リファレンス用の相関を示す値の組との第２相関値が算出されて、当該第２相関値に基づいて、計測波形から抽出される情報（受信される情報）が決定される。従って、計測波形とリファレンス波形との相関値（第１相関値）のみを利用する場合と比べて、より適切に計測波形からの情報の抽出を行うことが可能になる。

また、本実施形態に係る受信装置２００では、ピークを検出しないため、リファレンス波形として受信波に含まれていない別のセット２、セット３…のリファレンス波形を利用することも可能である。これらのマッチング結果を積分することで対ホワイトノイズ性能が向上する。

また、上述したように本実施形態では、第１相関値を算出するための相関と、第２相関値を算出するための相関との２回の相関を取っていた。しかし、３回、４回と同様の方法で相関を取っていく方法（即ち、第２相関値を算出するために複数回の相関をとる方法）としてもよい。この場合、記憶部２２１は、抽出される情報に対応付けられるリファレンス相関値の組を階層的に記憶しておく。そして、第２相関値算出部２２４は、第１相関値算出部２２３によって算出された第１相関値の組と、記憶部２２１によって記憶された情報によって示される最下層のリファレンス相関値の組との相関を示す相関値を算出して、算出した相関値とそれ以降の層のリファレンス相関値の組とを用いて相関値を階層の数に応じた回数算出して、第２相関値を算出することとしてもよい。この構成によって、よりノイズに強い受信を行うことができる。

引き続いて、上述した一連の受信装置２００の処理をコンピュータに実行させるための振動通信プログラムを説明する。図２３に示すように、受信プログラム６００は、コンピュータに挿入されてアクセスされる、あるいはコンピュータが備える記録媒体５００に形成されたプログラム格納領域５１０内に格納される。

受信プログラム６００は、受信処理を統括的に制御するメインモジュール６１０と、記憶部モジュール６１１と、波形検出モジュール６１２と、第１相関値算出モジュール６１３と、第２相関値算出モジュール６１４と、情報決定モジュール６１５と、出力モジュール６１６とを含んで構成される。記憶部モジュール６１１と、波形検出モジュール６１２と、第１相関値算出モジュール６１３と、第２相関値算出モジュール６１４と、情報決定モジュール６１５と、出力モジュール６１６とを実行させることにより実現される機能は、上述した受信装置２００のプロセッサ２２０の記憶部２２１と、波形検出部２２２と、第１相関値算出部２２３と、第２相関値算出部２２４と、情報決定部２２５と、出力部２２６との機能とそれぞれ同様である。

なお、受信プログラム６００は、その一部若しくは全部が、通信回線等の伝送媒体を介して伝送され、他の機器により受信されて記録（インストールを含む）される構成としてもよい。また、受信プログラム６００の各モジュールは、１つのコンピュータでなく、複数のコンピュータのいずれかにインストールされてもよい。その場合、当該複数のコンピュータによるコンピュータシステムよって上述した一連の受信プログラム６００の受信処理が行われる。

本発明に係る受信装置、送信装置及び送受信システムは、例えば、石油等の資源掘削及び科学掘削に利用することができる。また、孔の中に液体を満たされるものにおいて液体を伝送媒体とすることができるものであれば任意の分野に適用することができる。

１…送受信システム、１００…送信装置、１１０…筒状部材、１２０…弁、１２１…ステータ、１２１１…穴部、１２２…ロータ、１２２１…遮蔽部、１３０…モータ、１４０…センサ、１５０…コントロールユニット、１５１…モータドライバ、１６０…シャフト、１７０…耐圧容器、１７１…圧力補償機構、１８０…コネクタ、１８１…ケーブル、２００…受信装置、２１０…圧力センサ、２２０…プロセッサ、２２１…記憶部、２２２…波形検出部、２２３…相関値算出部、２２４…相関値算出部、２２５…情報決定部、２２６…出力部、２３０…モニタ、３１０…ドリルビット、３２０…配管、３３０…流水タンク、３４０…循環ポンプ、３５０…伝送路、３６０…サクション、５００…記録媒体、５１０…プログラム格納領域、６００…受信プログラム、６１０…メインモジュール、６１１…記憶部モジュール、６１２…波形検出モジュール、６１３…相関値算出モジュール、６１４…相関値算出モジュール、６１５…情報決定モジュール、６１６…出力モジュール。

Claims (9)

1. 液体にデータを伝送するための圧力波を発生させる送信装置であって、
   筒状部材と、
   前記筒状部材の内部に当該筒状部材の軸方向に並べて設けられる、液体を通過させる穴部が設けられたステータと当該ステータと重ねて設けられて回転位置に応じてステータの穴部を遮蔽する遮蔽部を有すると共に回転可能なロータとからなる複数の弁と、
   それぞれの前記ロータを回転させる駆動手段と、
   伝送するデータに応じて、それぞれの前記ロータを互いに異なる周波数で回転させると共に停止させるように駆動手段を制御する制御手段と、
   を備える送信装置。
2. 伝送するデータとして所定の物理量を検出するセンサを更に備える請求項１に記載の送信装置。
3. 並べて設けられた前記複数の弁のうちの一方の端側に設けられた弁の更に外側に前記駆動手段を収容する耐圧容器と、
   前記筒状部材の軸方向に沿って設けられ、前記ロータそれぞれ及び前記駆動手段に接続されてそれぞれのロータに独立して駆動手段からの回転力を伝達させるシャフトと、
   を更に備える請求項１又は２に記載の送信装置。
4. 前記複数の弁それぞれの近傍に前記複数の弁ごとに設けられる前記駆動手段を収容する複数の耐圧容器と、
   前記筒状部材の軸方向に沿って設けられ、前記ロータと接続されてロータに駆動手段からの回転力を伝達させる複数のシャフトと、
   を更に備える請求項１又は２に記載の送信装置。
5. 複数のリファレンス波形を示す情報、及び当該リファレンス波形の数のリファレンス用の相関を示すリファレンス相関値の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶する記憶手段と、
   液体に生じた圧力を時系列に検出して計測波形を検出する波形検出手段と、
   前記波形検出手段によって検出された計測波形と、前記記憶手段によって記憶された情報によって示される前記複数のリファレンス波形それぞれとの相関を示す第１相関値を算出する第１相関値算出手段と、
   前記第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、前記記憶手段によって記憶された情報によって示される前記リファレンス相関値の組との相関を示す第２相関値を算出する第２相関値算出手段と、
   前記第２相関値算出手段によって算出された第２相関値と、前記記憶手段によって記憶された前記リファレンス相関値の組と抽出される情報とから、前記波形検出手段によって検出された計測波形から抽出される情報を決定する情報決定手段と、
   前記情報決定手段によって決定された情報を出力する出力手段と、
   を備える受信装置。
6. 前記記憶手段は、前記リファレンス相関値の複数の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶し、
   前記第２相関値算出手段は、前記第１相関値の組と、前記リファレンス相関値の複数の組との第２相関値とを算出して、
   前記情報決定手段は、前記抽出される情報に対応付けられた前記リファレンス相関値の複数の組の第２相関値から抽出される情報を決定する、
   請求項５に記載の受信装置。
7. 前記記憶手段は、前記抽出される情報に対応付けられる前記リファレンス相関値の組を階層的に記憶しておき、
   前記第２相関値算出手段は、前記第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、前記記憶手段によって記憶された情報によって示される最下層の前記リファレンス相関値の組との相関を示す相関値を算出して、算出した相関値とそれ以降の層の前記リファレンス相関値の組とを用いて相関値を階層の数に応じた回数算出して、第２相関値を算出する、
   請求項５又は６に記載の受信装置。
8. 請求項１〜４の何れか一項に記載された送信装置と、請求項５〜７の何れか一項に記載された受信装置とを含んで構成される送受信システム。
9. コンピュータを、
   複数のリファレンス波形を示す情報、及び当該リファレンス波形の数のリファレンス用の相関を示すリファレンス相関値の組と抽出される情報とが対応付けられた情報を記憶する記憶手段と、
   液体に生じた圧力を時系列に検出して計測波形を検出する波形検出手段と、
   前記波形検出手段によって検出された計測波形と、前記記憶手段によって記憶された情報によって示される前記複数のリファレンス波形それぞれとの相関を示す第１相関値を算出する第１相関値算出手段と、
   前記第１相関値算出手段によって算出された第１相関値の組と、前記記憶手段によって記憶された情報によって示される前記リファレンス相関値の組との相関を示す第２相関値を算出する第２相関値算出手段と、
   前記第２相関値算出手段によって算出された第２相関値と、前記記憶手段によって記憶された前記リファレンス相関値の組と抽出される情報とから、前記波形検出手段によって検出された計測波形から抽出される情報を決定する情報決定手段と、
   前記情報決定手段によって決定された情報を出力する出力手段と、
   して機能させる受信プログラム。

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