JP2019087082A - 通信システム、通信方法およびプログラム - Google Patents

通信システム、通信方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】電子決済における通信の安定性を向上させる。【解決手段】通信システム１では、ユーザの所有する通信端末２００より、送信情報を音声にて音声送信情報として情報処理装置１００に送信するとともに、中継サーバ４００を介して送信情報を情報処理装置１００に送信する。そして、音声により受信した音声送信情報と、中継サーバ４００を介して受信した送信情報とのうち、音声送信情報を送信情報よりも先に受信した場合、音声送信情報を復調して決済情報を生成する。一方、中継サーバ４００を介して受信した送信情報を音声送信情報よりも先に受信した場合、送信情報に基づいて決済情報を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、通信方法およびプログラムに関する。
近年、携帯端末などの通信端末を用いて個人の認証を行い、ポイント付加などの電子決済を行う技術が用いられている。しかしながら、携帯端末のネットワーク環境は状況により不安定であり、このような状況下ではポイント付加などの電子決済を行うことが困難となっていた。そこで、当該携帯端末のネットワーク環境ではなく、店舗側のネットワーク環境を用いて通信を行いポイント付加などの電子決済を行うことが考えられている。
このように、店舗側のネットワーク環境を用いて電子決済を行うために、例えば、誘導式ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を用いた近接通信により携帯端末から個人ＩＤを取得し処理を行うものが知られている。しかしながら、全ての携帯端末にＲＦ（Radio Frequency）タグが備えられているとは限らない。そのため、このような通信端末について近接通信により認証を行うための様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、携帯端末側にて送信データとして音声を出力し、受信した音声から送信データを取得する、などといったように、音声を伝送媒体として認証を行う技術が提案されている。
国際公開第２０１２/０４６８８５号
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、音声を伝送媒体として使用することで携帯端末のネットワーク環境を使用せずに電子決済を行うことが可能となるものの、携帯端末側の音量や性能により音声を精度よく受信できない場合もある。したがって、安定した電子決済を行うという面からすると未だ十分ではなかった。
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、電子決済における通信の安定性を向上させることができる通信システム、通信方法およびプログラムを提供することを目的としている。
（１）上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る通信システムは、
ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムであって、
前記通信端末は、
送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信手段と、
前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段と、を備え、
前記店舗端末は、
前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段と、
前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信手段と、
決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段と、を備え、
前記決済情報送信手段は、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
前記決済サーバは、
前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段と、
前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段と、
前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段と、を備える、
ことを特徴とする。
（２）また、本発明の第２の観点に係る通信システムは、
ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との音声を用いた通信を中継する音声中継端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムであって、
前記通信端末は、
送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記音声中継端末へ送信する音声送信手段と、
前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段と、を備え、
前記音声中継端末は、
前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段と、
前記音声受信手段で受信した前記音声送信情報を復調して前記送信情報とし、前記送信情報を近距離無線通信により前記店舗端末へ送信する復調情報送信手段と、を備え、
前記店舗端末は、
前記中継サーバおよび前記音声中継端末から前記送信情報を受信する送信情報受信手段と、
決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段と、を備え、
前記決済情報送信手段は、前記音声中継端末および前記中継サーバから受信した前記送信情報のうち、先に受信した前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
前記決済サーバは、
前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段と、
前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段と、
前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段と、を備える、
ことを特徴とする。
（３）また、上記（１）に通信システムにおいて、
前記店舗端末は、予め定められた固有情報に基づいて生成した識別情報を音声に変調し、音声識別情報として前記通信端末へ送信する音声識別情報送信手段をさらに備え、
前記通信端末は、
前記店舗端末における前記音声識別情報送信手段により送信された前記音声識別情報を受信する音声識別情報受信手段をさらに備え、
前記情報送信手段は、前記音声識別情報を復調して前記識別情報とし、前記送信情報に前記識別情報を含めて前記中継サーバへ送信し、
前記店舗端末は、前記識別情報に基づいて前記中継サーバから決済対象の前記送信情報を取得する、
ようにしてもよい。
（４）また、上記（２）の通信システムにおいて、
前記音声中継端末は、
予め定められた固有情報に基づいて生成した識別情報を音声に変調し、音声識別情報として前記通信端末へ送信する音声識別情報送信手段と、
前記識別情報を近距離無線通信により前記店舗端末へ送信する識別情報送信手段と、をさらに備え、
前記通信端末は、
前記音声中継端末における前記音声識別情報送信手段により送信された前記音声識別情報を受信する音声識別情報受信手段をさらに備え、
前記情報送信手段は、前記音声識別情報を復調して前記識別情報とし、前記送信情報に前記識別情報を含めて前記中継サーバへ送信し、
前記店舗端末は、前記音声中継端末より受信した前記識別情報に基づいて前記中継サーバから決済対象の前記送信情報を取得する、
ようにしてもよい。
（５）また、上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る通信方法は、
ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムによる通信方法であって、
前記通信端末が、
送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信ステップと、
前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信ステップと、を実行し、
前記店舗端末が、
前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信ステップと、
前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信ステップと、
決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信ステップと、を実行し、
前記決済情報送信ステップでは、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
前記決済サーバが、
前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信ステップと、
前記決済情報受信ステップで受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理ステップと、
前記決済処理ステップにおける決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信ステップと、を実行する、
ことを特徴とする。
（６）また、上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係るプログラムは、
ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムにおけるプログラムであって、
前記通信端末を、
送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信手段、
前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段、として機能させ、
前記店舗端末を、
前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段、
前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信手段、
決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段、として機能させ、
前記決済情報送信手段では、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
前記決済サーバを、
前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段、
前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段、
前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段、として機能させる、
ことを特徴とする。
本発明によれば、電子決済における通信の安定性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信端末の一例を示すブロック図である。 （ａ）は、出力部が有する回路の一例を示し、（ｂ）は、入力部が有する回路の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るポイント決済サーバの一例を示すブロック図である。 情報処理装置と通信端末とポイント決済サーバの処理の一例を示すフローチャートである。 ワンタイムキー生成処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、周波数変調方式を用いてデータを送信する例、（ｂ）は、位相変調方式を用いてデータを送信する例、（ｃ）は、周波数変調方式と位相変調方式とを用いてデータを送信する例を示す図である。 音声信号の送信方法を説明するための図である。 送信データ生成処理の一例を示すフローチャートである。 判定処理の一例を示すフローチャートである。 認証処理の一例を示すフローチャートである。 変形例における通信システムの一例を示すブロック図である。 変形例における情報処理装置と通信端末と決済端末とポイント決済サーバの処理の一例を示すフローチャートである。 変形例における音声信号の送信方法を説明するための図である。
まず、本実施の形態に係る通信システム１について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、通信システム１は、情報処理装置１００と、通信端末２００と、当該情報処理装置１００とネットワーク９を介して相互に通信可能なポイント決済サーバ３００と、を備えている。なお、図示するように、情報処理装置１００および通信端末２００は、いずれも店舗９９９内にあるものとする。なお、この実施の形態における情報処理装置１００の機能は、店舗９９９の店舗端末に内蔵されており、この実施の形態における情報処理装置１００は、店舗９９９の店舗端末であるものとする。店舗端末は、説明は省略するが、商品購入などの一般的な決済処理を行う機能を有している。また、通信システム１は、情報処理装置１００と通信端末２００との通信を、ネットワーク９を介して中継する中継サーバ４００を備えている。なお、中継サーバ４００の詳細については図示を省略するが、中継サーバ４００は、店舗９９９とは異なる場所に設置された装置、例えば、汎用コンピュータである。中継サーバ４００は、情報処理装置１００から送信された送信データを記憶する機能を有しており、店舗端末からの問い合わせに応じて当該問い合わせに応じた送信情報を、記憶した送信情報の中から特定して店舗端末に送信する機能を有している。すなわち、中継サーバ４００は、当該情報処理装置１００と通信端末２００との通信を制御する機能を有している。
図１に示すように、情報処理装置１００は、記憶部１１０と、制御部１２０と、入力部１３０と、出力部１４０と、検知部１５０と、通信部１６０と、これらを相互に接続するシステムバス９９と、を備えている。この実施の形態における情報処理装置１００は、認証装置として機能するとともに、ポイントを付与する処理などのポイント決済処理の中継装置としても機能する。なお、詳しくは後述するが、情報処理装置１００は、有効期限を有する認証情報としてのワンタイムキーを生成し、通信端末２００へ出力する機能や、通信端末２００の正当性を認証する機能を有している。また、通信端末２００から受信したユーザＩＤ（会員番号やパスワードなど）を、ネットワーク９を介してポイント決済サーバ３００へ送信し、ポイント決済処理（決済金額に応じたポイント付与に関する決済処理）を行わせる機能を有している。なお、詳しくは後述するが、当該情報処理装置１００におけるポイント決済処理を行わせる機能には、通信端末２００から音声として送信された送信データと、通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信された送信データとのいずれの送信データを用いるのかを判定する機能が含まれている。また、この実施の形態では、それぞれの送信データの区別を容易にするため、通信端末２００から音声として送信された送信データを音声送信データといい、通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信された送信データをビット列送信データということとする。
記憶部１１０は、ハードディスクやメモリなどから構成され、プログラム１１１が格納される。プログラム１１１は、ワンタイムキーを生成および更新する処理や、通信端末２００の正当性を認証する処理を実行するソフトウェアである。なお、図示は省略するが、記憶部１１０には、後述するワンタイムキー生成部１２１にて生成されたワンタイムキーとその有効期限、ユニークＩＤ、および通信端末２００から受信した送信データなどが記憶される。
制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成される。制御部１２０は、記憶部１１０に記憶されたプログラム１１１に従って動作し、プログラム１１１に従った処理を実行する。制御部１２０は、プログラム１１１により提供される主要な機能部として、ワンタイムキー生成部１２１と、認証処理部１２２と、決済情報生成部１２３と、を備えている。
ワンタイムキー生成部１２１は、ワンタイムキーおよびユニークＩＤを生成する処理（ワンタイムキー生成処理）を実行する機能を有している。ワンタイムキーとは、所定の有効期限を有し、１度限り（１回の認証においてのみ）有効な情報である。ワンタイムキー生成部１２１は、通信端末２００が情報処理装置１００に近接したことを検知部１５０が検知したことに基づいて、一般的な手法によりワンタイムキーを生成する。また、ワンタイムキー生成部１２１は、当該店舗端末に内蔵された情報処理装置１００に予め付されている固有情報に、当該ワンタイムキー生成処理を実行した際の時間データを付加したユニークＩＤを生成する。なお、情報処理装置１００にはＲＴＣ（Real Time Clock）が内蔵されており、当該ＲＴＣにより時間データを取得すればよい。そして、ワンタイムキー生成部１２１は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤを変換（変調）して音声データ（ワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データ）を生成する。ワンタイムキー生成部１２１は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを、出力部１４０により音声出力する。なお、店舗端末に内蔵された情報処理装置１００に予め付されている固有情報に、一定時間毎に変化するカウンターにより示されるデータを時間データとして付加することでユニークＩＤを生成してもよい（以下、ユニークＩＤを生成する際には同様である）。
認証処理部１２２は、通信端末２００の正当性を認証する処理（認証処理）を実行する機能を有している。認証処理部１２２は、通信端末２００から音声の送信データ（音声送信データ）を受信すると、当該送信データに含まれるワンタイムキーに基づいて通信端末２００が正当であるか否かを認証する。また、認証処理部１２２は、受信した送信データに含まれる会員番号やパスワードが正当であるか否かを確認することで通信端末２００の正当性を認証する。なお、当該認証は、記憶部１１０の予め記憶されている情報を確認することにより行えばよい。
決済情報生成部１２３は、詳しくは後述するが、送信データに基づいて決済処理に必要な決済情報を生成する。決済情報生成部１２３は、通信端末２００から出力された音声の送信データ（音声送信データ）と、通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信された送信データ（ビット列送信データ）とのいずれを先に受信したかを判定し、先に受信した送信データが通信端末２００から出力された音声送信データであれば、当該音声送信データを復調し、当該復調した送信データに基づいて決済情報を生成する。一方、先に受信した送信データが通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信されたビット列送信データであれば、そのまま当該送信データに基づいて決済情報を生成する。なお、この実施の形態では、先に受信した送信データに基づいて決済情報を生成する例を示しているが、先に受信した送信データを一部取りこぼした場合など、完全に受信できない場合もある。そのため、先に受信した送信データを完全に受信することができたか否かを判定し、完全に受信できなかった場合には、後から受信した送信データに基づいて決済情報を生成してもよい。なお、決済情報生成部１２３では、当該送信データに含まれる会員番号やパスワードの情報に、店舗を識別する店舗識別情報（店舗ＩＤ）や決済金額などを付加することにより決済情報を生成すればよい。
入力部１３０は、マイクなどといった音声データの入力を行うための装置である。具体的に、入力部１３０は、通信端末２００から出力された音声の送信データ（音声送信データ）を受信し、制御部１２０に入力する。
出力部１４０は、スピーカーなどいった音声データの出力を行うための装置である。具体的に、出力部１４０は、ワンタイムキー生成部１２１により生成され変調されたワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを通信端末２００へ出力する。また、出力部１４０には、一般的なモニターなどの表示装置が含まれており、出力部１４０は、ポイント決済サーバ３００から受信したポイント処理結果を表示する。
検知部１５０は、例えば近接センサなどから構成され、当該情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離（例えば７ｃｍ）以内であることを検知する。検知部１５０は、通信端末２００が情報処理装置１００に近接したと検知すると、制御部１２０へ検知信号を出力する。制御部１２０のワンタイムキー生成部１２１は、当該検知信号に基づいてワンタイムキー生成処理を開始する。なお、検知部１５０は、情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離（例えば７ｃｍ）以内であることの他、どの程度の距離であるかを検知することが可能である。なお、この実施の形態における検知部１５０は、情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離として７ｃｍ以内であることを検知する例を示したが、７ｃｍというのはあくまでも一例であり、音声データを好適に送受信することができる距離であれば７ｃｍに限られない。すなわち、実験等により音声データを好適に送受信可能な距離を、予め定められた距離として設定すればよい。また、予め定められた距離として、近接センサの種類に応じて異なる距離が設定されてもよい。
通信部１６０は、インターネット等の通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。通信部１６０は、ネットワーク９を介してポイント決済サーバ３００と相互に通信を行う。通信部１６０は、例えば専用線やインターネットなどを介してポイント決済サーバ３００の通信部３３０と通信を行い、必要な情報を送受信する。また、通信部１６０は、低消費電力を目的として策定されたBluetooth（登録商標）の規格であるＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）により通信を行い、必要な情報を送受信する機能を有していてもよい。また、通信部１６０は、通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信された送信データ（ビット列送信データ）を受信し、制御部１２０に入力する。なお、この実施の形態では、ワンタイムキー生成部１２１にて生成したユニークＩＤに基づいて、店舗端末（情報処理装置１００）が中継サーバ４００に対して常時問い合わせを行っており、当該ユニークＩＤを含む送信情報が通信端末２００から中継サーバ４００に送信されて記憶されると、店舗端末（情報処理装置１００）はそれを通信部１６０から取得して制御部１２０に入力する。すなわち、この実施の形態では、通信端末２００が中継サーバ４００に対して送信データを送信し、店舗端末（情報処理装置１００）がユニークＩＤに基づき中継サーバ４００に問い合わせることにより、店舗端末（情報処理装置１００）は送信データを取得する。なお、説明を簡単にするため、この実施の形態では、このことを、単に通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信情報を店舗端末へ送信する、としている。
通信端末２００は、例えば、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末などであり、図２に示すように、記憶部２１０と、制御部２２０と、入力部２３０と、出力部２４０と、これらを相互に接続するシステムバス９８と、を備えている。
記憶部２１０は、ハードディスクやメモリなどから構成され、プログラム２１１が格納される。プログラム２１１は、情報処理装置１００に出力する送信データを生成する処理を実行するソフトウェアである。なお、図示は省略するが、記憶部２１０には、会員番号やパスワードなどの各種データや、後述する送信データ生成部２２１にて生成された送信データ、および情報処理装置１００から受信したワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データなどが記憶される。
制御部２２０は、ＣＰＵ等から構成される。制御部２２０は、記憶部２１０に記憶されたプログラム２１１に従って動作し、プログラム２１１に従った処理を実行する。制御部２２０は、プログラム２１１により提供される主要な機能部として、送信データ生成部２２１を備えている。なお、制御部２２０は、入力部２３０にて受信された音声データ（ワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データ）を復調する機能を有している。
送信データ生成部２２１は、情報処理装置１００に出力する送信データを生成する処理（送信データ生成処理）を実行する機能を有している。具体的に、送信データ生成部２２１では、情報処理装置１００に直接音声で出力する送信データとしての音声送信データと、中継サーバ４００を介して情報処理装置１００に送信する送信データ（ビット列送信データ）とを生成する。
送信データ生成部２２１は、情報処理装置１００からワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを受信すると、当該受信したそれぞれの音声データを復調してビット列データとし、例えば、会員番号やパスワードなどのデータに、ユニークＩＤのビット列データを付加して送信データ（ビット列送信データ）とする。また、送信データ生成部２２１は、会員番号やパスワードなどのデータに、ワンタイムキーのビット列データを付加し、さらにそれを変調して音声送信データとする。すなわち、送信データ生成部２２１では、情報処理装置１００へ出力する送信データとして、直接出力する音声送信データと、中継サーバ４００を介して送信する送信データとしてのビット列送信データとの２つの送信データを生成する。
入力部２３０は、マイクなどといった音声データの入力を行うための装置である。具体的に、入力部２３０は、情報処理装置１００から出力されたワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを受信して制御部２２０に入力する。
出力部２４０は、インターネット等の通信ネットワークに接続することが可能であり、かつスピーカーなどといった音声データの出力を行うことが可能な装置である。具体的に、出力部２４０は、送信データ生成部２２１により生成され音声データに変換（変調）された音声送信データを通信端末２００へ出力する。また、出力部２４０は、送信データ生成部２２１により生成されたビット列送信データを、中継装置４００を介して通信端末２００へ出力する。
ここで、情報処理装置１００および通信端末２００における音声を伝送媒体とした通信において採用する通信方式を説明する。情報処理装置１００および通信端末２００は、直行周波数分割多重変調（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）を採用する。ＯＦＤＭは、マルチキャリア伝送の一方式であり、所定の周波数の範囲内において、複数の搬送波を、隣接する搬送波と干渉しないように密に並べ、限られた周波数の範囲を効率よく利用する。ＯＦＤＭを使用することで、占有周波数帯域を肥大化させることなく、マルチキャリア化することができる。ＯＦＤＭの変調のためＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆フーリエ変換）が、復調のためＦＦＴ（Fast Fourier Transform：フーリエ変換）が使用されることが一般的である。このＩＦＦＴとＦＦＴは１シンボルごとに行う。
ＯＦＤＭはマルチキャリア伝送の方式であるため、各搬送波（サブキャリア）の変調方式（一次変調方式）として任意のものを選択することができる。本実施の形態では、後述する理由により、第１の変調方式である周波数変調方式（Frequency Shift Keying：ＦＳＫ）と、第２の変調方式である二位相偏移変調方式（Binary Phase Shift Keying：ＢＰＳＫ）とを使用して、各サブキャリアを変調する。
ＦＳＫでは、２つの周波数帯域の異なるサブキャリアを対にして使用し、それぞれに別の値を割り当てる。このため、ＦＳＫでは、１シンボルあたり２つのサブキャリアを使用して２値（１ビット）の情報を表すことができる。
ＢＰＳＫは、１８０°に分離された２つの位相の波を用いる位相変調方式（Phase Shift Keying：ＰＳＫ）であって、それぞれの位相に別の値を割り当てる。ＢＰＳＫでは、１シンボルあたり２値（１ビット）の情報を表すことができる。
上記構成を実現するため、情報処理装置１００の出力部１４０と通信端末２００の出力部２４０、情報処理装置１００の入力部１３０と通信端末２００の入力部２３０は、それぞれ以下のような回路を有する。まず、図３（ａ）に、情報処理装置１００の出力部１４０および通信端末２００の出力部２４０が有する回路の構成の一例を示す。情報処理装置１００の出力部１４０および通信端末２００の出力部２４０は、マッピング回路１６１１、サブキャリア変調回路１６１２、ＩＦＦＴ回路１６１３、周波数変換回路１６１４を含む。
情報処理装置１００の制御部１２０および通信端末２００の制御部２２０は、送信するデータ系列を処理して所定のサイズ（１ビット）のデータに分割し、分割した各データをマッピング回路１６１１に供給する。マッピング回路１６１１は、分割した各データを各サブキャリアの各シンボル区間にマッピングする。上述のように、サブキャリアはＦＳＫとＢＰＳＫとで変調されるため、１つのサブキャリアの１シンボル区間には１ビットが割り当てられる。その後、サブキャリア変調回路１６１２で、サブキャリアはＦＳＫとＢＰＳＫとで変調され、ＩＦＦＴ回路１６１３で逆離散フーリエ変換されて時間信号に変換されることで、周波数変換回路１６１４で対象の音声周波帯にコンバートされ、それぞれのスピーカーに出力される。
図３（ｂ）に、情報処理装置１００の入力部１３０と通信端末２００の入力部２３０が有する回路の構成の一例を示す。情報処理装置１００の入力部１３０および通信端末２００の入力部２３０は、周波数変換回路１６２１、ＦＦＴ回路１６２２、復調回路１６２３、デマッピング回路１６２４を含む。それぞれのマイクにより集音された音声は、周波数変換回路１６２１で所定の周波数帯にコンバートされ、ＦＦＴ回路１６２２で離散フーリエ変換された周波数領域のデータに戻される。その後、復調回路１６２３で、サブキャリア信号をＦＳＫとＢＰＳＫとに対応する復調方式で復調され、デマッピング回路１６２４で、各サブキャリアと各シンボル区間に割り振られた所定のビット単位のデータを復元され、情報処理装置１００の制御部１２０および通信端末２００の制御部２２０に出力される。
続いて図４に示すポイント決済サーバ３００の構成について説明する。ポイント決済サーバ３００は、店舗９９９とは異なる場所に設置された装置、例えば、汎用コンピュータである。ポイント決済サーバ３００は、情報処理装置１００からネットワーク９を介して、ユーザＩＤ（会員番号やパスワード）および店舗ＩＤを受信すると、決済金額に応じたポイント付与に関する決済処理（ポイント決済処理）を実行し、当該ポイント決済処理の結果を決済端末に送信する。なお、この実施の形態では、当該ポイント決済サーバ３００がポイントの付与を行うことを例に説明しているが、この他にも、電子マネーによる商品購入における決済処理やクーポンの配布など、データの送受信に関する事項であれば適用可能である。
図４に示すように、ポイント決済サーバ３００は、記憶部３１０と、制御部３２０と、通信部３３０と、これらを相互に接続するシステムバス９７と、を備えている。なお、ポイント決済サーバ３００は、コンピュータが従来備えている機能を備えているものとし、従来の機能については説明を省略する。
記憶部３１０は、制御部３２０が動作するためのメインメモリ及びワークメモリとして機能する。記憶部３１０は、例えば、ハードディスクやメモリなどから構成され、各種の情報、固定データ、アプリケーション、画面データ、及び、制御部３２０によって実行される動作プログラム等を記憶する。
また、記憶部３１０は、制御部３２０が実行する決済に係る処理を実行するための決済処理プログラム３１１を記憶する。さらに、記憶部３１０は、決済の処理のため、当該通信システム１を利用するユーザの情報（ユーザＩＤやポイントの残数など）を格納するユーザテーブル３１２を記憶する。また、記憶部３１０は、決済の処理のため、当該通信システム１を利用する店舗の情報（店舗ＩＤなど）を格納する店舗テーブル３１３を記憶する。ユーザテーブル３１２および店舗テーブル３１３は、当該通信システム１の利用登録時（初回の使用登録時）にそれぞれ記憶されればよい。
制御部３２０は、例えば、ＣＰＵ等から構成され、ポイント決済サーバ３００の各部の制御を行う。制御部３２０は、記憶部３１０に記憶されている決済処理プログラム３１１を実行することにより、ポイント決済に係る処理を実行する。
通信部３３０は、インターネット等の通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。通信部３３０は、ネットワーク９を介して、情報処理装置１００の通信部１６０と通信を行い、必要な情報を送受信する。
以上が、通信システム１の構成である。続いて、通信システム１の全体的な動作について、情報処理装置１００の動作を中心に説明する。
まず、情報処理装置１００に電源が投入されると、図５に示すように処理を開始し、情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離以内であるか否か、すなわち、検知部１５０にて近接したと検知されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。検知部１５０にて検知されていない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、検知されるまでステップＳ１０１の処理を繰り返す。
一方、検知部１５０にて検知された場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、制御部１２０は、ワンタイムキー生成部１２１の機能により、ワンタイムキー生成処理を実行する（ステップＳ１０２）。図６は、図５のステップＳ１０２にて行われるワンタイムキー生成処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、制御部１２０のワンタイムキー生成部１２１は、まず、ワンタイムキーおよびユニークＩＤを生成する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１の処理では、例えば、現在の時刻に基づいて生成するなど、一般的なワンタイムキーの生成手法によりワンタイムキーを生成すればよい。また、店舗端末に内蔵された情報処理装置１００に予め付されている固有情報に当該ワンタイムキー生成処理を実行した際の時間データを付加することによりユニークＩＤを生成すればよい。なお、情報処理装置１００と通信端末２００とは認証処理が終了するまでの期間、近接した状態に保たれるものとする。また、ステップＳ１１１の処理において、ワンタイムキー生成部１２１は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤを音声データに変換（変調）する。
ステップＳ１１１の処理を実行した後、ワンタイムキー生成部１２１は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤを出力部１４０により音声データとして出力させ（ステップＳ１１２）、ワンタイムキー生成処理を終了する。当該ステップＳ１１２の処理が実行されることにより、近接した通信端末２００にてワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データが受信されることとなる。ステップＳ１１２の処理では、予め実験などにより定められた音量（すなわち、検知部１５０にて検知される範囲内であれば音声による送受信が可能な最低限の音量）で出力される。なお、ステップＳ１１２の処理では、ワンタイムキーおよびユニークＩＤの出力音量を、検知部１５０において検知した情報処理装置１００と通信端末２００との距離に応じて異なる音量となるよう調整して出力してもよい。例えば、検知部１５０において距離が２ｃｍであると検知した場合は、７ｃｍであると検知した場合よりも出力音量が小さくなるように調整して出力すればよい。なお、離間距離に応じて予め出力音量が設定されていてもよい。
このように、ステップＳ１１１の処理により、ワンタイムキーおよびユニークＩＤが音声データに変調され、そしてステップＳ１１２の処理により、ワンタイムキーおよびユニークＩＤが音声データとして送信されることとなるが、この実施の形態では、音声を媒体とした通信であることを利用して、図７に示すように、互いに独立した異なる特性を有する複数の変調方式を用いることにより、送信データを多重化して送信する（後述する図９のステップＳ２１１およびステップＳ２１２の処理にて送信データとしてのユーザＩＤなど（会員番号やパスワードなど）を音声に変調して音声出力する場合においても同様）。互いに異なる特性の複数の変調方式を用いるため、各データが同時に送信エラーを引き起こすおそれを低減できる。互いに独立した変調方式としては、例えば、ＦＳＫ、ＰＳＫ、振幅偏移変調（Amplitude-shift keying：ＡＳＫ）等がある。
以下、ＦＳＫ（第１の変調方式）とＢＰＳＫ（第２の変調方式）とを用いてサブキャリアを変調した場合を例に説明する。なお、異なる変調方式の組み合わせは上記の組み合わせに限定されず、例えば、ＰＳＫとＡＳＫとを用いてもよく、ＡＳＫとＦＳＫとを用いてもよい。また、ＰＳＫとして四位相偏移変調方式（Quadrature Phase Shift Keying：ＱＰＳＫ）、差動四位相偏移変調方式（Differential Quadrature Phase Shift Keying：ＤＱＰＳＫ）、差動二位相偏移変調方式（Differential Binary Phase Shift Keying：ＤＢＰＳＫ）等を用いてもよい。
ＦＳＫは、サブキャリアの周波数を変調させることでデータを伝送する変調方式である。サブキャリアの変調に位相を使用していないため、通信端末２００の動き等に起因する通信環境の変化に強い。しかし、周波数を用いてサブキャリアを変調しているため、周波数の使用効率が低い。図７（ａ）は、ＯＦＤＭと組み合わせたＦＳＫにおいて２つのチャネル（以下、ｃｈ）を使用してデータの１と０を表現した具体例を示す。ｃｈ１を使用した場合が１、ｃｈ２を使用した場合が０である。ＦＳＫでは、図７（ａ）に示すように、２つのｃｈを用いて１シンボル区間当たり１ビット分の情報を送信できる。
ＢＰＳＫは、サブキャリアの位相を変調させることでデータを伝送する変調方式である。サブキャリアの変調に周波数を使用していないため、周波数の使用効率に優れているが、ＦＳＫと異なり通信端末２００の動き等に起因する通信環境の変化に弱い。図７（ｂ）は、ＢＰＳＫで２種類の位相を使用してデータの１と０を表現した具体例を示す。サブキャリアが山から始まる場合が１、サブキャリアが谷から始まる場合が０である。ＢＰＳＫでは、図７（ｂ）に示すように、１つのｃｈで１シンボル区間当たり１ビット分の情報を送信できる。
図７（ｃ）は、ＦＳＫを用いてサブキャリアに情報を載せながら、ＢＰＳＫを用いてサブキャリアに異なる情報を載せて送信する例を示す。第１シンボル区間では、ｃｈ１のサブキャリアが山から始まっているため、ＦＳＫのデータは１であり、ＢＰＳＫのデータは１である。第２シンボル区間では、ｃｈ２のサブキャリアが山から始まっているため、ＦＳＫのデータは０であり、ＢＰＳＫのデータは１である。このようにして、ＦＳＫとＢＰＳＫとを用いてサブキャリアに異なるデータを載せて送信できる。図７（ｃ）から理解できるように、ＦＳＫとＢＰＳＫとを用いた場合、ＦＳＫとして１シンボル区間当たり０．５ビット／ｃｈ、ＢＰＳＫとして１シンボル区間当たり０．５ビット／ｃｈのデータを送信できる。
以下、出力部１４０が送信データとしてのワンタイムキー（ユニークＩＤについても同様）に応じてＦＳＫとＢＰＳＫとを用いてサブキャリアを変調する処理について具体的に説明する。なお、後述する図９のステップＳ２１２の処理にて送信データとしてのユーザＩＤ（会員番号やパスワード）などを音声出力する場合においても同様である。この例では、サブキャリアの数が１２６である場合を例に説明する。
以下、理解を容易にするために、送信データのビット列をＢ１、Ｂ２、…、Ｂｎ、Ｂ１’、Ｂ２’、…、Ｂｎ’（ｎは自然数）とし、サブキャリアをＣ１、Ｃ２、…、Ｃ１２６とする。サブキャリアＣ１、Ｃ２、サブキャリアＣ３、Ｃ４、…、サブキャリアＣ１２５、Ｃ１２６をそれぞれペアとし、順番にペアＰ１、Ｐ２、…Ｐ６３とする。ここでは、データのマッピングにおいてビット列の順番は変更されないと仮定する。
マッピング回路１６１１は、ＦＳＫを用いて、第１シンボル区間において、ペアＰ１にビット列Ｂ１、ペアＰ２にビット列Ｂ２、…、ペアＰ６３にビット列Ｂ６３を順番に割り当てる。次いで、マッピング回路１６１１は、ＦＳＫを用いて、第２シンボル区間において、ペアＰ１にビット列Ｂ６４、ペアＰ２にビット列Ｂ６５、…、ペアＰ６３にビット列Ｂ１２６を順番に割り当てる。
その後、前述のとおり、サブキャリア変調回路１６１２は、各サブキャリアに割り当てられたデータに応じて、ＦＳＫとＢＰＳＫとを用いて各サブキャリアを変調する。
出力部１４０は、それぞれのペアＰ１、Ｐ２、…、Ｐ６３ごとにサブキャリアの一つを選択することにより、ＦＳＫを用いてデータを送信する。そして、出力部１４０は、選択されたサブキャリアの位相を変調することにより、ＢＰＳＫを用いてデータを送信する。出力部１４０は、ＦＳＫとＢＰＳＫとを用いて同一のデータを送信してもよく、ＦＳＫとＢＰＳＫとで異なるデータを送信してもよい。
このように、本実施の形態に係る通信方式では、通信環境の変化に対して異なる影響を受ける複数の変調方式を用いているため、データの通信エラーが発生することを防止でき、通信の安定性を向上させることができる。通信環境の変化が大きい場合、例えば、通信端末２００の動きが大きい場合、集音した音声信号を環境の変化に強いＦＳＫで変調された部分を用いてデータを復調し、１シンボル区間当たり０．５ビット／ｃｈのデータを安定的に受信できればよい。一方、通信環境の変化が小さい場合、集音した音声信号からＢＰＳＫで変調された部分も追加で読み出すことにより、さらに１シンボル区間当たり０．５ビット／ｃｈのデータを追加できるため、合計で１シンボル区間当たり１ビット／ｃｈの情報を受信できる。
ところで、異なる変調方式を用いて多重化を行うには、異なるサブキャリアに対してそれぞれ異なる変調方式を採用することも考えられる。しかし、この場合、多数のサブキャリアを使用する必要があるため、広い周波数帯域が必要となる。また、出力部１４０の送信能力にも限界があるため、サブキャリアの数が増えることにより、サブキャリア当たりのエネルギーが小さくなる。本実施の形態に係る通信方式では、ＦＳＫとＢＰＳＫとを用いてサブキャリアを変調しているため、周波数の使用効率の向上できると共に、サブキャリアの送受信に使用するエネルギーの効率化も実現できる。なお、上述したように、後述する図９のステップＳ２１２の処理にて送信データとしてのユーザＩＤなど（会員番号やパスワード）を音声出力する場合においても同様である。すなわち、ここでは情報処理装置１００を例に説明したが、通信端末２００においても同様である。
上述のように、情報処理装置１００（通信端末２００も同様）は、２つの変調方式を使用して同じデータを二重に送信することができる。さらに、次のような手法を採用してデータを送信する。通信の安定性を確保するために、通信環境の変化が大きい場合にあわせて常に通信速度を低下させると、通信時間が延びてしまい、ユーザの利便性が損なわれる。
そこで、多重化したデータの送信順序を工夫して送信することにより、環境の変化に合わせて通信速度を増減させる。図８は、ＦＳＫとＢＰＳＫを用いてデータを送信するイメージの一例を示す。図８の送信イメージにおいて、情報処理装置１００が送信する送信データ（ワンタイムキー）は、第１データＤ１、第２データＤ２、第３データＤ３、第４データＤ４、第５データＤ５、第６データＤ６から構成される。
情報処理装置１００は、使用する変調方式によりデータＤ１〜Ｄ６の送信順序を変える。具体的には、予め定義されている情報（ルール）に基づいて、送信する一連のデータを２分割（Ｄ１〜Ｄ３、Ｄ４〜Ｄ６）し、ＢＰＳＫで変調するデータは、２分割した後半のグループ（Ｄ４〜Ｄ６）を先に送信し、その後、分割した前半のグループ（Ｄ１〜Ｄ３）を送信する。一方、ＦＳＫで変調するデータは、順序を変えることなくデータＤ１〜Ｄ６を送信する。例えば、図８に示すように、第１シンボル区間では、ＦＳＫに第１データＤ１を、ＢＰＳＫに第４データＤ４を載せている。第２シンボル区間では、ＦＳＫに第２データＤ２を、ＢＰＳＫに第５データＤ５を載せている。
この構成によれば、通信状態が正常な場合、受信側は、ＦＳＫとＢＰＳＫのいずれからもデータの復調が可能であるため、通信の前半で、ＦＳＫでグループ（Ｄ１〜Ｄ３）を、ＢＰＳＫでグループ（Ｄ４〜Ｄ６）を受信した時点で、全データを受信できる。このため、後半の受信、復調等の処理が不用となる。したがって、より早く受信処理を終了し、結果として複数の変調方式から情報を復元できる場合、通信速度を速めることができる。
また、通信の前半で、バースト性のノイズ等により、ＦＳＫとＢＰＳＫのいずれからもデータの一部又は全部の復調ができない場合でも、通信の後半で、ＦＳＫとして受信したグループ（Ｄ４〜Ｄ６）と、ＢＰＳＫとして受信したグループ（Ｄ１〜Ｄ３）と、から正しく受信データを復元できるため、安定した通信を実現できる。
さらに、通信の前半と後半を通して、通信端末２００の動き等に起因する通信環境の変化により、ＢＰＳＫでデータの復調ができない場合でも、ＦＳＫでデータを復調できるため、安定した通信を実現できる。
このように、本実施の形態に係る通信方式では、通信端末２００の動き等に対する特性が異なる複数の変調方式を用いてデータを送信するため、通信端末２００の動き等の通信環境の変化に応じて通信速度を増大させると共に、常に安定した通信を実現できる。ここでは、情報処理装置１００を例に説明したが、通信端末２００も上記と同様の構成を有している。
図５に戻り、ステップＳ１０２の処理が実行されると、通信端末２００にてワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データが受信され、このことに起因して通信端末２００の処理が開始される。なお、当該ワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データは、上述したように通信端末２００の入力部２３０にて受信されるが、当該入力部２３０は予め受信可能な状態（音声データを受信できる状態）に設定されているものとする。また、入力部２３０にて受信された音声データは、制御部２２０にて復調され、ビット列データとなる。
ここで、通信端末２００が実行する復調処理について説明する。通信端末２００は、ＦＳＫ、ＢＰＳＫを用いて変調された信号から同一の情報を二重に受信するが、信号の復調の際において、受信データの品質を考慮して復調処理を実行する。なお、後述する図５のステップＳ２０１の処理が行われ、情報処理装置１００にて音声送信データが受信された場合についても同様である。
具体的に、通信端末２００の制御部２２０は、ＦＳＫ、ＢＰＳＫを用いて変調した音声信号を受信し、当該音声信号のうちＦＳＫで変調された部分と、ＢＰＳＫで変調された部分と、をそれぞれ復調する。そして、制御部２２０は、当該音声信号がＦＳＫで変調された部分をＦＳＫで復調したデータと、ＢＰＳＫで変調された部分をＢＰＳＫで復調したデータとが、それぞれ所定の品質を満たすかどうか判定する。復調したデータが所定の品質を満たしているかどうかは、例えば、ＣＲＣ等のエラー検出符号を用いて判定されたデータの欠陥の有無、受信信号のＳ／Ｎ比（Signal-Noise Ratio）又は強度などが所定の値以上かどうか等に基づいて判定する。
そして、所定の品質を満たすと判定されたデータを用いて、音声信号を受信データに変換する。その後、制御部２２０は、サブキャリアの復調、デマッピング等の後続する処理を実行する。なお、ここでは、通信端末２００を例に説明したが、上述したように、情報処理装置１００も同様の構成を有している。
このように、通信システム１では、上記の構成を有することで、送信エラー等により一方の変調方式を用いて変調した音声信号からデータの一部又は全てを正確に復調できなかった場合であっても、他方の変調方式を用いて変調した音声信号を使用して、受信したデータを復調することができる。
図５に戻り、通信端末２００の処理を開始すると、通信端末２００は、送信データ生成部２２１の機能により送信データ生成処理を実行し（ステップＳ２０１）、その後通信端末２００は処理を終了する。図９は、図５のステップＳ２０１にて行われる送信データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、制御部２２０の送信データ生成部２２１は、まず、店舗端末（情報処理装置１００）から受信したワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを復調し、記憶部２１０に記憶されている会員番号やパスワードなどといった送信対象となる情報に、それぞれを付加して送信データを生成する（ステップＳ２１１）。具体的に、ステップＳ２１１の処理では、上述したように、会員番号やパスワードなどのデータに、ユニークＩＤのビット列データを付加したビット列送信データと、会員番号やパスワードなどのデータに、ワンタイムキーのビット列データを付加し、さらにそれを変調した音声送信データと、をそれぞれ生成する。
ステップＳ２１１の処理を実行した後、送信データ生成部２２１は、生成した音声送信データを出力部２４０により出力させるとともに、生成したビット列送信データを出力部２４０より出力させ（ステップＳ２１２）、送信データ生成処理を終了する。なお、上述したように、送信データ生成処理においても、ワンタイムキー生成処理と同様、複数の変調方式を用いて送信データを多重化して送信する。当該ステップＳ２１２の処理が実行されることにより、音声送信データは、近接した情報処理装置１００に音声データとして出力され、ビット列送信データは、中継装置４００を介して情報処理装置１００に出力されることとなる。なお、ステップＳ２１２の処理における音声送信データの出力音量については、上述したように、情報処理装置１００の検知部１５０にて検知される範囲内であれば音声による送受信が可能な最低限の音量であればよい。具体的に、ステップＳ２１２の処理では、通信端末２００の入力部２３０にて受信した音量と同等の音量で出力すればよい。
このように、図６のステップＳ１１２の処理および図９のステップＳ２１２の処理により、検知部１５０にて検知された範囲内であれば音声による送受信が可能な最低限の音量にてそれぞれの音声が出力される。したがって、例えば、通信端末２００との距離が近接しているものの、情報処理装置１００の検知部１５０では検知されない通信端末（対象外の通信端末）にワンタイムキーが受信されることを防止することができる。また、対象外の通信端末の通信端末の出力音量が大きい場合には、情報処理装置１００にて当該対象外の通信端末にて出力された音声が受信されることとなるが、この場合にはワンタイムキーが異なるため（対象外の通信端末は別のワンタイムキーを使用しているため）、認証に成功することはない。したがって、不正を好適に防止することができる。
図５に戻り、ステップＳ２０１の処理が実行されると、情報処理装置１００の入力部１３０にて音声送信データが、通信部１６０にてビット列送信データが、それぞれ受信されることとなり、このことに起因して情報処理装置１００が判定処理を行う（ステップＳ１０２Ａ）。なお、ステップＳ１０２Ａの処理は、音声送信データとビット列送信データのうち、いずれか一方を受信した場合に実行されてもよい。また、上述したように、この実施の形態におけるビット列送信データの受信は、通信端末２００により中継装置４００に対して送信された送信データ（ユニークＩＤを含む）を、店舗端末（情報処理装置１００）がユニークＩＤに基づき中継サーバ４００に問い合わせることにより取得することをいう。当該判定処理では、決済情報生成部１２３の機能により、音声送信データとビット列送信データのうち、いずれの送信データを先に受信したか、を判定する。
図１０は、図５のステップＳ１０２Ａにて行われる判定処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、制御部１２０の決済情報生成部１２３は、まず、通信端末２００から出力された音声の送信データ（音声送信データ）を先に受信したかを判定する（ステップＳ２５１）。ステップＳ２５１の処理では、例えば、それぞれの送信データ受信時のタイムスタンプを比較することにより、いずれの送信データを先に受信したかを判定すればよい。
ステップＳ２５１の処理にて音声送信データを先に受信したと判定した場合（ステップＳ２５１；Ｙｅｓ）、決済情報生成部１２３は、受信した音声送信データを復調してビット列データとする（ステップＳ２５２）。ステップＳ２５２の処理を実行した後、当該復調した送信データを採用するよう、当該復調した送信データを使用送信データとして記憶部１１０へ記憶し（ステップＳ２５３）、判定処理を終了する。一方、ステップＳ２５１の処理にてビット列送信データを先に受信したと判定した場合（ステップＳ２５１；Ｎｏ）、受信したビット列送信データを採用するよう、当該送信データを使用送信データとして記憶部１１０へ記憶し（ステップＳ２５４）、判定処理を終了する。
図５に戻り、ステップＳ１０２Ａの処理を実行した後、制御部１２０は、認証処理部１２２の機能により認証処理を実行する（ステップＳ１０３）。
図１１は、図５のステップＳ１０３にて行われる認証処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、制御部１２０の認証処理部１２２は、まず、使用送信データとして記憶されている送信データが、音声送信データに基づくもの（音声によるもの）であるか否かを判定する（ステップＳ１３１Ａ）。ステップＳ１３１Ａの処理では、例えば、音声送信データに基づく送信データであることを示す送信データ種類特定フラグがオン状態にセットされているか否かにより判定すればよい。送信データ種類特定フラグは、図１０のステップＳ２５３の処理にてオン状態にセットされ、ステップＳ２５４の処理にてオフ状態にセットされればよい。なお、送信データ種類特定フラグは、記憶部１１０の所定領域に予め設けられていればよい。
使用送信データが音声によるものである場合、すなわち、送信データ種類特定フラグがオン状態にセットされている場合（ステップＳ１３１Ａ；Ｙｅｓ）、認証処理部１２２は、ワンタイムキー生成部１２１にて生成されたワンタイムキーと、使用送信データとして記憶されている送信データに含まれるワンタイムキーとが一致するか否かを判定する（ステップＳ１３１）。具体的に、ステップＳ１３１の処理では、まず、復調されてビット列データとなっている送信データに含まれるワンタイムキーを抽出する。そして、抽出したワンタイムキーと、ワンタイムキー生成部１２１にて生成されたワンタイムキーとが一致するか否かを判定する。なお、上述したように、ワンタイムキー生成部１２１にて生成されたワンタイムキーは、記憶部１１０に、有効期限とともに記憶されているため、記憶部１１０に記憶されたワンタイムキーの有効期限が切れている場合には、ステップＳ１３１の処理を実行するまでもなく、後述するステップＳ１３５の処理を実行すればよい。すなわち、まず記憶部１１０のワンタイムキーの有効期限を確認し、有効期限内である場合にのみステップＳ１３１の処理を実行すればよい。なお、有効期限が経過したワンタイムキーについては、当該有効期間が経過した時点で記憶部１１０から消去してもよい。
ステップＳ１３１にてワンタイムキーが一致すると判定した場合（ステップＳ１３１；Ｙｅｓ）、認証処理部１２２は、認証に成功したと認定する（ステップＳ１３２）。具体的に、ステップＳ１３２の処理では、通信端末２００に認証に成功した旨の音声出力をするなど、認証結果を通知すればよい。なお、上述したように、後続する処理を実行してもよい。ステップＳ１３２の処理を実行した後、認証処理部１２２は、記憶部１１０に記憶されているワンタイムキーを削除する（ステップＳ１３３）。
ステップＳ１３３の処理を実行した後、または、ステップＳ１３１Ａにて使用送信データが音声によるものではないと判定した場合、すなわち、送信データ種類特定フラグがオフ状態にセットされている場合（ステップＳ１３１Ａ；Ｎｏ）、認証処理部１２２は、その他の認証処理を実行し（ステップＳ１３４）、認証処理を終了する。ステップＳ１３４の処理では、例えば、送信データに含まれる会員番号やパスワードが正当であるか否かを確認し、通信端末２００の正当性を認証する。なお、正当ではないと判定した場合、通信端末２００に、認証に失敗した旨の音声出力をすればよい。
一方、ステップＳ１３１にてワンタイムキーが不一致（記憶部１２０にワンタイムキーが記憶されていない場合や有効期限切れの場合も含む）であると判定した場合（ステップＳ１３１；Ｎｏ）、認証処理部１２２は、認証に失敗したと認定し（ステップＳ１３５）、認証処理を終了する。具体的に、ステップＳ１３５の処理では、通信端末２００に認証に失敗した旨の音声出力をするなど、認証結果を通知すればよい。
図５に戻り、ステップＳ１０３の処理を実行した後、制御部１２０は、認証処理部１２２の機能により、認証に成功したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。認証に失敗した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、情報処理装置１００は、そのまま処理を終了する。
一方、認証に成功した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、制御部１２０は、ポイント決済サーバ３００へ決済処理の実行を依頼する電文を送信する（ステップＳ１０５）。具体的に、ステップＳ１０５の処理では、決済情報生成部１２３の機能により、通信部１６０を介して決済処理を要求する電文（決済情報）を生成する処理と、生成した決済情報をポイント決済サーバ３００の通信部３３０へ送信する処理を実行する。決済情報の生成については、当該ポイント決済処理を行うユーザＩＤ（会員番号やパスワード）を、図１０のステップＳ２５３またはステップＳ２５４の処理によりセットされた送信データ（使用送信データとして記憶部１１０に記憶されている送信データ）から取得し、当該依頼元の店舗ＩＤと決済金額を付加することにより生成する。なお、当該電文（決済情報）がポイント決済サーバ３００に送信されると、これに起因して、ポイント決済サーバ３００の処理が開始される。
ポイント決済サーバ３００の処理を開始すると、ポイント決済サーバ３００は、ポイント決済処理を実行して実行結果を情報処理装置１００へ送信し（ステップＳ３０１）、処理を終了する。ステップＳ３０１のポイント決済処理では、まず、情報処理装置１００から受信したユーザＩＤ（会員番号やパスワード）および店舗ＩＤが正当であるか否かを、それぞれ記憶部３１０に記憶されているユーザテーブル３１２および店舗テーブル３１３と比較することにより認証する。そして、認証に成功した場合に、受信した決済金額により示される金額に応じたポイントを付与する。具体的に、ユーザテーブル３１２におけるポイントの残数に、決済金額に応じた数のポイントを加算する。そして、当該ユーザＩＤおよびポイントの残数（ポイント処理結果）を情報処理装置１００に送信する。なお、認証に失敗した場合には、ポイント処理結果として認証に失敗した旨を示す情報を送信すればよい。
続いて、情報処理装置１００は、ポイント決済サーバ３００からポイント処理結果を受信すると、当該処理結果を出力部２４０に含まれるモニターに表示するポイント表示処理を行い（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
以上が、通信システム１における、情報処理装置１００を中心とした動作である。このように、本実施の形態に係る情報処理装置１００は、音声送信データとビット列送信データのうち、早く受信した方の送信データを用いて決済情報を生成する。したがって、携帯端末側の音量や性能により音声を精度よく受信できない場合であっても、電子決済における通信の安定性を向上させることができる。また、先に受信した送信データを完全に受信することができたか否かを判定し、完全に受信できなかった場合には、後から受信した送信データに基づいて決済情報を生成してもよく、これによれば、電子決済における通信の安定性をさらに向上させることができる。
また、本実施の形態に係る情報処理装置１００は、１回の認証においてのみ有効なワンタイムキーを生成して音声出力する。そして通信端末２００からの送信データを音声入力して当該送信データに含まれるワンタイムキーが、直前に生成して出力したワンタイムキーと一致するか否かにより通信端末２００の正当性を判定する。すなわち、通信端末２００から受信した送信情報に含まれるワンタイムキーが、生成時のワンタイムキーと一致する場合にのみ正当であると認証する。したがって、録音された後に再生されるといった不正を防止できる。よって、音声を伝送媒体とする認証におけるセキュリティを向上させ不正を防止することができる。また、本実施の形態に係る情報処理装置１００は、音声を媒体とした通信であることを利用して、図７に示すように、互いに独立した異なる特性を有する複数の変調方式を用いることにより、送信データを多重化して送信する。互いに異なる特性の複数の変調方式を用いるため、各データが同時に送信エラーを引き起こすおそれを低減できる。すなわち、通信環境の変化に対して異なる影響を受ける複数の変調方式を用いているため、データの通信エラーが発生することを防止でき、通信の安定性を向上させることができる。
また、情報処理装置１００の検知部１５０にて情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離（例えば７ｃｍ）以内であることが検知された場合にワンタイムキー（およびユニークＩＤ）を音声出力する。そのため、ワンタイムキー（およびユニークＩＤ）の出力音量を当該近接した通信端末２００にて受信できる程度の音量とすることができ、他人にワンタイムキーを録音されてしまうことを防止することができる。
（変形例）
この発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。上記実施の形態で示した全ての技術的特徴を備えるものでなくてもよく、従来技術における少なくとも１つの課題を解決できるように、上記実施の形態で説明した一部の構成を備えたものであってもよい。また、下記の変形例で示す構成をそれぞれ組み合わせてもよい。
上記実施の形態では、制御部１２０のワンタイムキー生成部１２１の機能によりワンタイムキーおよびユニークＩＤをそれぞれ生成する例を示した。具体的に、ワンタイムキーは、音声送信データに含まれ、ユニークＩＤはビット列送信データに含まれる、といったように、音声通信である場合とそうでない場合とで分けて使用する例を示したが、これは一例である。ワンタイムキーとユニークＩＤをそれぞれ別途生成するのではなく、例えば、ワンタイムキーをユニークＩＤとして共通して使用してもよい。
また、上記実施の形態では、音声送信データとビット列送信データのうち、早く受信した方の送信データを用いて決済情報を生成する例を示したが、例えば、予め定められた期間内にいずれの送信データも受信しなかった場合には、タイムアウトとし、再度送信情報を送信すべき旨の通知を行うようにしてもよい。
上記実施の形態では、情報処理装置１００の機能が店舗９９９の決済端末に内蔵されている（すなわち、情報処理装置１００が決済端末である）ものとして説明したが、これは一例である。情報処理装置１００の機能は、店舗９９９の決済端末に内蔵されていなくてもよく、例えば、図１２に示すように、通信端末２００と決済端末９００との中継を行う中継装置に内蔵されていてもよい。すなわち、情報処理装置１００は、通信端末２００と決済端末９００との中継を行う中継装置であってもよい。当該中継装置は、通信端末２００との音声通信を近接して行うために好適な大きさであればよい。この場合における各種の処理について、図１３を参照して以下説明する。なお、図５に示す処理と共通する部分については同様であるため、説明を省略する。
この場合、情報処理装置１００は、上記実施の形態と同様に、ワンタイムキー生成部１２１の機能により、情報処理装置１００に予め付されている固有情報に、当該ワンタイムキー生成処理を実行した際の時間データを付加したユニークＩＤを生成する。そして、図１３のステップＳ１０２の処理において、図５のステップＳ１０２の処理と同様に、情報処理装置１００は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤを変換（変調）して音声データ（ワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データ）を生成する。ワンタイムキー生成部１２１は、生成したワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声データを、出力部１４０により通信端末２００に音声出力する。また、情報処理装置１００は、図５のステップＳ１０２の処理に加え、生成したユニークＩＤを、低消費電力を目的として策定されたBluetooth（登録商標）の規格であるＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）により、決済端末９００に送信する（図１３に示す（１）参照）。
また、この変形例に示す情報処理装置１００は、通信端末２００より音声送信データを受信すると、図１１に示す処理と同様の認証処理を行い、音声送信データに含まれるワンタイムキーの正当性を認証する（図１３のステップＳ１０３）。そして、認証に成功したか否かを判定し（ステップＳ１０３Ａ）、成功した場合（ステップＳ１０３Ａ；Ｙｅｓ）には、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）により、送信データを決済端末９００に送信する（ステップＳ１０３Ｂ）。なお、認証に失敗した場合（ステップＳ１０３Ａ；Ｎｏ）には、処理を終了すればよい。
そして、この変形例では、図５に示すステップＳ１０３の処理を除くステップＳ１０２Ａ以降の処理が、情報処理装置１００ではなく決済端末９００にて行われる。決済端末９００は、図１３に示すように、情報処理装置１００からＢＬＥにてユニークＩＤを受信することにより処理を開始する。そして、ステップＳ１０２Ａの処理では、ステップＳ１０３Ｂの処理にてＢＬＥにより送信された送信データと、ステップＳ２０１の処理にて中継サーバ４００を介して送信された送信データのうち、いずれの送信データを先に受信したかを判定すればよい。また、図１３に示すように、この変形例における決済端末９００では、図５に示すステップＳ１０３の処理に含まれる図１１に示すステップＳ１３４の処理のみが行われ、通信端末２００の正当性を認証する処理が行われればよい（図１３のステップＳ１３４）。
ここで、上記実施の形態のような店舗端末に内蔵された情報処理装置１００のマイクに、通信端末２００のスピーカーを近接させて音声通信を行うことは、当該店舗端末の大きさやマイクの位置等により左右され、困難性を伴う。また、店舗端末は予め設置されているケースが多く、新たに情報処理装置１００の機能を追加するには多大なるコストがかかる。したがって、当該中継装置が情報処理装置１００の機能を有することにより、店舗端末である情報処理装置１００のマイクに近接させて音声通信を行うことの困難性を回避することができ、かつ安定した音声通信を行うことができる。また、通信端末２００から音声にて情報処理装置１００に送信された送信データと、通信端末２００から中継サーバ４００を介して送信された送信データのうち、早く受信した方の送信データを用いて決済情報を生成する。したがって、携帯端末側の音量や性能により音声を精度よく受信できない場合であっても、電子決済における通信の安定性を向上させることができる。
さらに、中継装置としての情報処理装置１００は、決済端末９００がポイント決済サーバ３００から受信したポイント決済処理の実行結果を、当該決済端末９００からＢＬＥにより受信してもよい（また、有線による通信にて受信してもよい）。そして、情報処理装置１００は、受信したポイント決済処理の実行結果を、上記実施の形態で説明した複数の変調方式を用いて変調し、音声にて通信端末２００へ送信してもよい。そして、通信端末２００は、受信した実行結果を当該通信端末２００の出力部２４０へ表示してもよい。
なお、通信端末２００のユーザは、当該通信端末２００のネットワークを介してポイント決済サーバ３００へアクセス可能であり、当該アクセスすることでポイント決済処理の実行結果を参照することが可能である。しかしながら、通信端末２００のネットワーク環境は状況により不安定である。したがって、このようにポイント決済処理の実行結果を情報処理装置１００が音声にて通信端末２００へ送信することで、ネットワーク環境に関わらず、ユーザに対してポイント決済処理の実行結果を確実に認識させることができる。
また、中継装置としての情報処理装置１００は、例えば、決済端末９００から送信された制御コマンドを受信することにより、検知部１５０による検知を有効としてもよい。具体的に、決済端末９００の側では、決済端末９００の操作者（店員など）による操作に基づいて情報処理装置１００の検知部１５０の検知を有効とする制御コマンドが送信されればよい。そして、情報処理装置１００の側では、当該制御コマンドを受信したことに基づいて検知部１５０による検知を有効とするとともに、検知部１５０による検知が有効となったことを通信端末２００のユーザに報知すればよい。当該報知は、例えば、音声による報知や、当該中継装置に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させることにより行えばよい。
これによれば、情報処理装置１００の側にて不要な検知を行うことを防止することができるとともに、通信端末２００のユーザへ近接させるべきことを報知させることができ、好適なポイント決済処理を行うことができる。
上記実施の形態では、送信データ生成処理において、通信端末２００の送信データ生成部２２１が、受信したワンタイムキーの音声データを付加（復調した状態で付加）して音声送信データを生成する例を示したが、これは一例である。例えば、送信データ生成部２２１は、図９のステップＳ２１１の処理において、会員番号やパスワードなどといった送信対象となる情報に、受信したワンタイムキーの音声データを単に付加（復調された状態で付加）するのではなく、送信対象となる情報を、受信して復調されたワンタイムキーで暗号化してもよい。暗号化の他、送信対象となる情報を、受信して復調されたワンタイムキーで演算してもよい（例えばワンタイムキーを加算するなど）。そして、暗号化または演算した情報を変調して音声送信データとしてもよく、この場合、例えば、送信対象となる情報を２乗して５で除算した余りを付加する、などといったように、送信対象となる情報に対して予め定められたハッシュ関数を適用し、その結果（ハッシュ値）を送信データに付加し、音声送信データを生成すればよい。
そして、図９のステップＳ２１２の処理において、生成した送信データおよびハッシュ値を音声送信データとして出力部２４０により情報処理装置１００に出力すればよい。情報処理装置１００の側では、図１０のステップＳ２５２の処理にて、受信した送信データおよびハッシュ値を含む音声送信データを復調してビット列データとし、送信データをワンタイムキー生成部１２１にて生成したワンタイムキーで復号する（演算前の状態に戻す）。そして、図１１のステップＳ１３２の処理において、復号した送信データに、予め定められたハッシュ関数を適用し、その結果（ハッシュ値）が受信したハッシュ値と一致するか否かを判定すればよい。なお、ワンタイムキーの有効期限が切れている場合の処理については上記実施の形態と同様である。そして、ハッシュ値が一致する場合には認証に成功したと認定し、不一致（上記実施の形態と同様）の場合には認証に失敗したと認定すればよい。なお、ハッシュ関数は情報処理装置１００と通信端末２００のそれぞれの記憶部に予め共通のものが記憶されているものとする。これによれば、ワンタイムキーとハッシュ値が正当でなければ認証されないため、単にワンタイムキーを付加するのみよりもセキュリティを向上させ、不正をより防止することができる。
また、音声送信データを生成する際における送信対象の情報にワンタイムキーを付加するのみにするか、送信対象の情報をワンタイムキーで暗号化または演算するか、について、例えば、情報処理装置１００と通信端末２００との距離に応じて選択可能としてもよい。具体的に、情報処理装置１００と通信端末２００との距離が予め定められた距離未満である場合には、送信対象の情報にワンタイムキーを付加するのみとし、距離が予め定められた距離以上である場合には送信対象の情報をワンタイムキーで暗号化または演算するようにしてもよい。これによれば、距離に応じて好適なセキュリティを担保することができるため、処理負担を軽減しつつ不正を防止することができる。
また、上記変形例では、音声送信データを生成する際に、送信対象の情報をワンタイムキーで暗号化または演算する例を示したが、この他にも、送信対象の情報を、ワンタイムキーと、通信端末毎に固有の秘密鍵と、を使用して暗号化または演算してもよい。具体的に、通信端末２００が、ネットワークを介して互いに通信可能な暗号化サーバから当該通信端末２００を識別する識別情報と、当該識別情報に対応する秘密鍵とを予め受信しておく（一旦受信した後は当該通信端末２００とサーバとの通信は不要である）。そして、図９の送信データ生成処理において、会員番号やパスワードなどといった送信対象となる情報を、情報処理装置１００から受信したワンタイムキー（復調された状態）と暗号化サーバから受信した秘密鍵と、を用いて暗号化または演算し、送信データを生成すればよい。なお、この場合、上記変形例と同様にハッシュ値を送信データに付加し、さらにサーバから受信した識別情報を送信データに付加すればよい。すなわち、図９のステップＳ２１２の処理において、出力部２４０は、生成した送信データ、ハッシュ値、および識別情報を含む音声送信データを、情報処理装置１００に出力すればよい。
情報処理装置１００の側では、図１０のステップＳ２５２の処理にて、通信端末２００から受信した送信データ、ハッシュ値、および識別情報を復調してビット列データとし、送信データをワンタイムキー生成部１２１にて生成したワンタイムキーと、秘密鍵を用いて復号する（演算前の状態に戻す）。そして、図１１のステップＳ１３２の処理において、復号した送信データに、予め定められたハッシュ関数を適用し、その結果（ハッシュ値）が受信したハッシュ値と一致するか否かを判定すればよい。秘密鍵は、例えば、情報処理装置１００の記憶部１１０に、通信端末２００の識別情報に対応付けて予め記憶されており、受信した識別情報に基づいて、記憶部１１０から秘密鍵を特定すればよい。また、例えば、秘密鍵は、識別情報に基づいて予め定められたルールに従って演算することにより算出可能であってもよい。これによれば、セキュリティをより向上させることができる。
なお、これに加え、例えば、通信端末２００の側にて、識別情報をワンタイムキーで暗号化または演算し、送信対象の情報を、ワンタイムキーと秘密鍵にて暗号化または演算してもよい。そして、情報処理装置１００の側では、まずワンタイムキーにて識別情報を復号し、識別情報に基づいて秘密鍵を取得する。そして取得した秘密鍵とワンタイムキーとを用いて送信データを復号すればよい。これによれば、セキュリティをより向上させることができる。
また、上記実施の形態では、図１に示すように、情報処理装置１００が出力部１４０を一つ備える例を示しているが、これは一例である。情報処理装置１００は、複数の出力部１４０を備えていてもよく、この場合、それぞれ異なる位置で、かつ周囲にまんべんなく音声が行き渡る位置に、それぞれ出力部１４０が設けられていればよい。これによれば、より好適な出力音量にて音声を出力することができる。
例えば、情報処理装置１００と通信端末２００との距離が検知部１５０にて検知される距離であったとしても、通信端末２００の入力部２３０と情報処理装置１００の出力部１４０との距離が離れてしまっていることもある。このような場合に情報処理装置１００の出力音量が小さいと通信端末２００にて精度良く音声を受信することができないといった事象が生じるおそれがある。その一方で、出力音量を大きくすると、対象外の通信端末にて受信されてしまうおそれがある。そこで、周囲にまんべんなく音声が行き渡る位置にそれぞれ出力部１４０を設けることで、通信端末２００の入力部２３０と情報処理装置１００の出力部１４０との距離が略一定となり、好適な出力音量にて音声を出力することができる。
さらに、情報処理装置１００は、複数の出力部１４０に対応して複数の検知部１５０を備えてもよい。そして、複数の検知部１５０のうち、通信端末２００が近接したことを検知した検知部１５０に対応した出力部１４０からのみ音声出力を行えばよい。これによれば、不要な出力部１４０からの出力を防ぎ、好適な出力音声にて音声を出力することができるとともに、よりセキュリティを向上させることができる。
また、上記実施の形態では、図６のステップＳ１１２の処理において、予め実験などにより定められた音量（すなわち、検知部１５０にて検知された範囲内であれば音声による送受信が可能な最低限の音量）でワンタイムキーおよびユニークＩＤを出力する例を示したが、これは一例である。上述したように、ステップＳ１１２にて出力される音量は一定音量でなくてよく、例えば、周囲のノイズなどを考慮した音量としてもよい。具体的に、周囲のノイズの音量が大きい場合には、情報処理装置１００と通信端末２００との音声通信が失敗しない程度に音量を大きくする必要がある。しかしながら、周囲のノイズの音量は時間経過とともに変化するため、周囲のノイズの音量が低下した場合に出力音量が大きいままだとセキュリティが低下してしまう。そこで、周囲のノイズの音量に合わせて出力音量を変化させる必要がある。
この例では、図６のステップＳ１１２にてワンタイムキーおよびユニークＩＤを音声出力する期間中、情報処理装置１００の入力部１３０にて周囲のノイズの音量を測定し、当該ノイズの音量に合わせて出力音量を調整すればよい。具体的に、測定したノイズの音量を複数段階に分け、当該段階に応じた出力音量で出力すればよい。なお、図９のステップＳ２１２における通信端末２００の音声出力についても同様に、周囲のノイズの音量を測定し、出力音量を調整してもよい。これによれば、周辺の状況に合わせて好適な音量で出力することができ、かつ、セキュリティの低下を防止することができる。なお、周囲のノイズの音量を測定する際には、一般的に音声通信に使用される周波数帯のノイズの音量を測定し、未使用の周波数帯のノイズについては対象としなくてよい。
また、例えば、上記変形例のように、当該情報処理装置１００の周囲に複数の出力部１４０（検知部１５０も同様）を設けるとともに、それに対応して複数の入力部１３０を設け、ワンタイムキーおよびユニークＩＤの出力前に、周囲のノイズの音量の最も低い位置に通信端末２００を移動させるようユーザに報知してもよい。例えば、情報処理装置１００の周囲に設けられた複数の入力部１３０それぞれにて周囲のノイズの音量を測定し、複数の入力部１３０のうち、最も低いノイズ音量であると判定した入力部１３０に対応する出力部１４０から報知音を出力し、当該出力部１４０の位置に通信端末２００を移動させるようユーザに促してもよい。そして、対応する検知部１５０にて検知されたことに基づき、ワンタイムキーおよびユニークＩＤの音声出力をしてもよい。これによれば、ノイズの影響を受けにくくすることができ、かつセキュリティを向上させることができる。
また、上記実施の形態では、例えば、同一のデータを載せたＦＳＫとＢＰＳＫとを用いることにより、送信データを二重に多重化して送信していたが、図１４に示すように、さらに異なる周波数帯域に同一のデータを送信することにより、送信データを四重に多重化して送信してもよい。
まず、周波数帯域の多重化について説明する。通信端末２００は、音声を媒体とした通信のため、１５．９ｋＨｚ〜１７．９ｋＨｚ（第１の音声周波数帯域）、１７．９ｋＨｚ〜１９．９ｋＨｚ（第２の音声周波数帯域）の２つの帯域を使用する。上記の帯域は、スマートフォン等に標準的に搭載されているスピーカーの周波数特性を考慮したものである。
通信端末２００は、送信時には、ローバンドである１５．９ｋＨｚ〜１７．９ｋＨｚ、ハイバンドである１７．９ｋＨｚ〜１９．９ｋＨｚの２つの帯域において、それぞれ同じデータを送信する。つまり、１５．９ｋＨｚ〜１７．９ｋＨｚの信号、１７．９ｋＨｚ〜１９．９ｋＨｚの信号、をそれぞれ送信するデータで変調する。
具体的には、図３に示す周波数変換回路１６１４が、ＩＦＦＴ回路１６１３の出力を、ローバンドとハイバンドとにコンバートし、ローバンド、ハイバンドで同一のデータを送信する。出力部１４０のスピーカーからは、１５．９ｋＨｚ〜１７．９ｋＨｚの帯域の音声信号（第１の音声信号）、１７．９ｋＨｚ〜１９．９ｋＨｚの帯域の音声信号（第２の音声信号）が出力される。
上述のように、通信端末２００は、２つの周波数帯域を使用して同じデータを二重に送信するが、さらに、次のような手法を採用してデータを送信する。図１４は、２つの周波数帯域を用いることによるデータの多重化と、２つの変調方式を用いることによるデータの多重化を同時に行って、データを送信する例を示す。図１４において、例えば、Ｄ１（Ｄ２）は、ＦＳＫで送信されるデータがＤ１で、ＢＰＳＫで送信されるデータがＤ２であることを示す。
通信端末２００は、例えば、送信データを第１データＤ１、第２データＤ２、第３データＤ３、第４データＤ４に分割して送信する。通信端末２００は、使用する周波数帯域、変調方式によりデータＤ１〜Ｄ４の送信順序を変える。具体的には、送信順序定義情報に定義されている情報に基づいて、ローバンドのＦＳＫでは、Ｄ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ２の順番でデータを送信し、ローバンドのＢＰＳＫでは、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ３、Ｄ１の順番でデータを送信する。また、ハイバンドのＦＳＫでは、Ｄ４、Ｄ２、Ｄ１、Ｄ３の順番でデータを送信し、ハイバンドのＢＰＳＫでは、Ｄ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４の順番でデータを送信する。言い換えると、周波数帯域、変調方式ごとに、同一のタイミングで異なるデータを送信する。
この構成によれば、受信側は、通信状態が正常ならば、第１シンボル区間で、ローバンドでＤ１、Ｄ２を、ハイバンドでＤ３、Ｄ４を受信することにより、全データを受信できるため、第２シンボル区間以降の受信・復調などが不用である。
また、例えば、通信端末２００の動きによりＢＰＳＫにより変調されたデータを復調できない場合であっても、音声信号がＦＳＫにより変調された部分を、第１シンボル区間で、ローバンドでＤ１、ハイバンドでＤ４を、第２シンボル区間で、ローバンドでＤ３、ハイバンドでＤ２を受信することにより、全データを受信できるため、第３シンボル区間以降の受信・復調などが不用である。
さらに、通信全体を通して周波数的な妨害があり、ローバンドとハイバンドのどちらか一方の帯域における伝送が不能となった場合でも、正常に伝送できるどちらか一方のバンドのみで正しく受信データを復元できる。例えば、ローバンドが正常に伝送できるとして、第１シンボル区間で、ＦＳＫでＤ１、ＢＰＳＫでＤ２を、第２シンボル区間で、ＦＳＫでＤ３、ＢＰＳＫでＤ４を受信し、全データを受信できるため、第３シンボル区間以降の受信・復調などが不用となる。
そして、通信全体を通して周波数的な妨害があり、さらに通信端末２００の動きによりＢＰＳＫにより変調されたデータを復調できない場合であっても、正常に伝送できるどちらか一方のバンドのみでＦＳＫから正しく受信データを復元することができる。例えば、ローバンドが正常に伝送できるとして、ＦＳＫを用いてデータをＤ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ２の順番で受信できる。
なお、この変形例では、通信端末２００を例に説明したが、情報処理装置１００についても同様の構成を有している。
次に、通信端末２００が実行する復調処理について説明する。通信端末２００は、異なる周波数帯域、異なる変調方式を用いて変調された信号から同一の情報を四重に受信するが、信号の復調の際において、受信データの品質を考慮して復調処理を実行する。
具体的には、通信端末２００の入力部２３０は、音声信号を受信してサブキャリアの復調を行い、当該信号がＦＳＫで変調された部分を復調したデータと、ＢＰＳＫで変調された部分を復調したデータとが、それぞれ所定の品質を満たすかどうか判定する。また、通信端末２００の入力部２３０は、ハイバンドの音声信号を復調したデータと、ローバンドの音声信号を復調したデータと、が、それぞれ所定の品質を満たすかどうか判定する。
そして、通信端末２００の入力部２３０は、所定の品質を満たすと判定されたデータを用いて、音声信号を受信データに変換する。その後、制御部１７０は、入力部２３０を制御して、デマッピング等の後続する処理を実行する。復調したデータの品質判定とデマッピングの順序は上記の処理に限られず、デマッピングを行った後、品質判定を行ってもよい。
ここでは、通信端末２００を例に説明したが、情報処理装置１００も同様の構成を有している。
以上説明したように、この変形例によれば、周波数的な妨害により一方の帯域において受信強度の低下によりデータの一部又は全てを正確に受信できなかった場合であっても、他方の帯域の音声信号を使用してデータを復調できる。また、通信端末２００の動きがなく、周波数的な妨害もない場合、両バンドを使用してデータを復調できる。このため、通信環境の変化に応じて音声を媒体とした通信のさらなる高速化を実現できる。
なお、この変形例では、通信端末２００の動き等がなく、周波数的な妨害がない場合に、最初のシンボルの音（第１音）を使用してデータを復調していたが、本発明はこれに限られない。例えば、最初のシンボルの音がインパルスノイズ等により大きく破壊された場合、第２音以降に含まれるシンボルを使用して全データを受信してもよい。
より詳細に説明すると、他の信号処理を行う前に、受信したいわゆる生データにインパルスノイズが含まれているか否かを、その受信信号強度から検出する。例えば、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換後の受信信号を一旦記憶し、これを解析する。インパルスノイズを検出した場合、インパルスノイズの存在する時間帯を特定する。例えば、第１音にインパルスノイズが存在している場合、第１音を無視し、第２音の解析が可能かどうか判定する。このように構成することにより高いノイズ耐性を実現できる。
また、上記実施の形態では、変調方式、周波数帯域ごとに情報を１度だけ送信していたが、本発明はこれに限られない。各変調方式、各周波数帯域において同じ情報を２度以上送信してもよい。この場合、例えば、１度目のデータを送信した後、所定の時間を空けて２度目のデータを送信してもよい。
あるいは、受信側は、１度目のデータを復調し、１度目の送信データを正確に受信できたと判別した場合、又は信号の前半部分だけでデータを受信できた場合、その旨を送信側に通知し、この場合、送信側は２度目のデータや、後半のデータの送信を行わないようにしてもよい。この場合、送信側は同じデータを２度送信する必要がない。
あるいは、受信側は、復調処理を行う前に、１度目のデータの受信時の受信信号強度が所定の値以上である場合、データを正しく受信できたと判別し、その旨を送信側に通知してもよい。あるいは、データを正しく受信できたと判別した場合には、その旨を送信側に通知することなく、２度目に受信したデータについては復調処理等を行わないようにしてもよい。
上記実施の形態では、異なる変調方式を用いて同一のデータを重複して送信していたが、本発明はこれに限られない。例えば、第１の変調方式を用いて第１のデータを送信し、第２の変調方式を用いて第１のデータとは異なる第２のデータを送信してもよい。
上記実施の形態における通信端末２００は、例えば、スピーカー、マイクを備える他の機器に対しても、上記の技術は応用可能である。例えば、ＭＰ３プレーヤといった携帯音楽機器、ＩＣ（Integrated Circuit）レコーダ、腕時計といったウェアラブル端末である（ただし、いずれも、スピーカーとマイクを備えている必要がある。）。また、音声を出力するため、スピーカー以外の音響拡声装置を使用してもよく、音声を入力するためマイク以外の集音装置を使用してもよい。
また、上記実施の形態では、キャリアとして使用する音声を、非可聴の帯域の音声とする例を説明したが、可聴帯域の音声をキャリアとして使用してもよい。可聴帯域の音声をキャリアとして使用することにより、ユーザはデータが送信されるタイミングを確認できるため、決済端末に対して通信端末２００を意識的に静止させることができる。
上記実施の形態では、通信端末２００が、信号の復調の際に、異なる変調方式、異なる周波数帯域を用いて変調されたデータが所定の品質を満たすかどうかを判定し、所定の品質を満たすデータのみを用いて信号を受信データに変換していたが、本発明はこれに限られない。例えば、受信信号の強度、データの欠陥の有無等に基づいて通信の信頼性を評価し、通信の信頼性が高い方の変調方式、周波数帯域において受信した音声信号に比重を置いて復調処理を実行してもよい。復調処理は、通信の信頼性に基づいて重み付けを行い、重み付けされたデータの加重平均を算出することにより実行してもよい。
上記実施の形態では、ＢＰＳＫで変調するデータは、２分割した後半のグループ（Ｄ４〜Ｄ６）を先に送信し、その後、分割した前半のグループ（Ｄ１〜Ｄ３）を送信し、ＦＳＫで変調するデータは、順序を変えることなくデータＤ１〜Ｄ６を送信していたが、本発明はこれに限られない。ＢＰＳＫで変調するデータは、順序を変えることなくデータＤ１〜Ｄ６を送信し、ＦＳＫで変調するデータは、２分割した後半のグループ（Ｄ４〜Ｄ６）を先に送信し、その後、分割した前半のグループ（Ｄ１〜Ｄ３）を送信してもよい。
上記実施の形態においては、ＰＳＫとしてＢＰＳＫを用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ＰＳＫとして、ＱＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、ＤＢＰＳＫを用いてもよい。例えば、ＤＱＰＳＫでは、４段階に位相をずらした４つの波を使用し、直前の波との差分それぞれに別の値を割り当てる。このため、ＤＱＰＳＫでは、１サブキャリアの１シンボル区間で４値（２ビット）の情報を表すことができる。
ＰＳＫとしてＤＱＰＳＫを用いる場合、ＦＳＫは、１シンボル区間２値であり、ＤＱＰＳＫは、１シンボル区間４値であるため、伝送速度が異なる変調方式の組み合わせとなる。このことを利用して、ＤＱＰＳＫで変調するデータを前半と後半に分割し、ＤＱＰＳＫで変調した前半のデータを正確に受信できた場合、それ以降の受信・復調を中止してもよい。
その他、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションとの分担、またはＯＳとアプリケーションとの協同により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納してもよい。
また、搬送波にプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ、Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、ネットワークを介して当該プログラムを配信してもよい。そして、これらのプログラムを起動し、オペレーティングシステムの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。
１ 通信システム
９ ネットワーク
９７、９８、９９ システムバス
１００ 情報処理装置
１１０ 記憶部
１１１ プログラム
１２０ 制御部
１２１ ワンタイムキー生成部
１２２ 認証処理部
１２３ 決済情報生成部
１３０ 入力部
１４０ 出力部
１５０ 検知部
１６０ 通信部
２００ 通信端末
２１０ 記憶部
２１１ プログラム
２２０ 制御部
２２１ 送信データ生成部
２３０ 入力部
２４０ 出力部
３００ ポイント決済サーバ
３１０ 記憶部
３１１ 決済処理プログラム
３１２ ユーザテーブル
３１３ 店舗テーブル
３２０ 制御部
３３０ 通信部
４００ 中継サーバ
９００ 決済端末
９９９ 店舗
１６１１ マッピング回路
１６１２ サブキャリア変調回路
１６１３ ＩＦＦＴ回路
１６１４、１６２１ 周波数変換回路
１６２２ ＦＦＴ回路
１６２３ 復調回路
１６２４ デマッピング回路

Claims (6)

  1. ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムであって、
    前記通信端末は、
    送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信手段と、
    前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段と、を備え、
    前記店舗端末は、
    前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段と、
    前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信手段と、
    決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段と、を備え、
    前記決済情報送信手段は、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
    前記決済サーバは、
    前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段と、
    前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段と、
    前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段と、を備える、
    ことを特徴とする通信システム。
  2. ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との音声を用いた通信を中継する音声中継端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムであって、
    前記通信端末は、
    送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記音声中継端末へ送信する音声送信手段と、
    前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段と、を備え、
    前記音声中継端末は、
    前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段と、
    前記音声受信手段で受信した前記音声送信情報を復調して前記送信情報とし、前記送信情報を近距離無線通信により前記店舗端末へ送信する復調情報送信手段と、を備え、
    前記店舗端末は、
    前記中継サーバおよび前記音声中継端末から前記送信情報を受信する送信情報受信手段と、
    決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段と、を備え、
    前記決済情報送信手段は、前記音声中継端末および前記中継サーバから受信した前記送信情報のうち、先に受信した前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
    前記決済サーバは、
    前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段と、
    前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段と、
    前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段と、を備える、
    ことを特徴とする通信システム。
  3. 前記店舗端末は、予め定められた固有情報に基づいて生成した識別情報を音声に変調し、音声識別情報として前記通信端末へ送信する音声識別情報送信手段をさらに備え、
    前記通信端末は、
    前記店舗端末における前記音声識別情報送信手段により送信された前記音声識別情報を受信する音声識別情報受信手段をさらに備え、
    前記情報送信手段は、前記音声識別情報を復調して前記識別情報とし、前記送信情報に前記識別情報を含めて前記中継サーバへ送信し、
    前記店舗端末は、前記識別情報に基づいて前記中継サーバから決済対象の前記送信情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  4. 前記音声中継端末は、
    予め定められた固有情報に基づいて生成した識別情報を音声に変調し、音声識別情報として前記通信端末へ送信する音声識別情報送信手段と、
    前記識別情報を近距離無線通信により前記店舗端末へ送信する識別情報送信手段と、をさらに備え、
    前記通信端末は、
    前記音声中継端末における前記音声識別情報送信手段により送信された前記音声識別情報を受信する音声識別情報受信手段をさらに備え、
    前記情報送信手段は、前記音声識別情報を復調して前記識別情報とし、前記送信情報に前記識別情報を含めて前記中継サーバへ送信し、
    前記店舗端末は、前記音声中継端末より受信した前記識別情報に基づいて前記中継サーバから決済対象の前記送信情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  5. ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムによる通信方法であって、
    前記通信端末が、
    送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信ステップと、
    前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信ステップと、を実行し、
    前記店舗端末が、
    前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信ステップと、
    前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信ステップと、
    決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信ステップと、を実行し、
    前記決済情報送信ステップでは、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
    前記決済サーバが、
    前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信ステップと、
    前記決済情報受信ステップで受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理ステップと、
    前記決済処理ステップにおける決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信ステップと、を実行する、
    ことを特徴とする通信方法。
  6. ユーザの所有する通信端末と、店舗内に設置される店舗端末と、前記通信端末と前記店舗端末との通信を、ネットワークを介して中継する中継サーバと、前記店舗端末と前記ネットワークを介して相互に通信可能に接続された決済サーバと、を含む通信システムにおけるプログラムであって、
    前記通信端末を、
    送信対象の情報である送信情報を音声に変調し、音声送信情報として前記店舗端末へ送信する音声送信手段、
    前記送信情報を、前記中継サーバを介して前記店舗端末へ送信する情報送信手段、として機能させ、
    前記店舗端末を、
    前記通信端末から前記音声送信情報を受信する音声受信手段、
    前記中継サーバから前記送信情報を受信する情報受信手段、
    決済処理に必要な決済情報を、前記ネットワークを介して前記決済サーバへ送信する決済情報送信手段、として機能させ、
    前記決済情報送信手段では、前記音声送信情報を前記送信情報よりも先に受信した場合、前記音声送信情報を復調して前記決済情報を生成し、前記送信情報を前記音声送信情報よりも先に受信した場合、前記送信情報に基づいて前記決済情報を生成し、
    前記決済サーバを、
    前記店舗端末から送信された前記決済情報を受信する決済情報受信手段、
    前記決済情報受信手段で受信した前記決済情報に基づき決済処理を行う決済処理手段、
    前記決済処理手段における決済結果を、前記ネットワークを介して前記店舗端末へ送信する決済結果送信手段、として機能させる、
    ことを特徴とするプログラム。
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