JP2024024086A - 送信方法および無線通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】性能を改善できる可能性がある送信方法を提供する。【解決手段】送信方法は、無線通信装置が行う送信方法であって、端末に対して地図データを送信し、その地図データは、光送信機の位置情報および第1の識別情報を含み、光送信機は第1の識別情報を光信号で送信する。【選択図】図8

Description

本発明は、送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、受信方法および通信方法に関する。
機器が、場所の情報を取得する方法として、GPS(Global Positioning system)を用いる方法があり、機器が、衛星から送信された変調信号を受信し、測位計算を行うことで、場所を推定する。しかし、機器が、GPS衛星が送信した電波の受信が困難な屋内にある場合、場所情報を推定することが難しいという課題がある。
この課題を解決する方法として、例えば、非特許文献1に開示されている方法がある。この非特許文献1に示されているように、機器が、無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントから送信された電波を用いて、場所を推定する方法がある。
Santosh Pandey, "NGP Use Case Template" IEEE802.11-16/0137 r4, 2016-03-12
しかし、送信装置および受信装置などに関して、さらなる性能改善が要望されている。
本開示の一態様に係る送信方法は、無線通信装置が行う送信方法であって、端末に対して地図データを送信し、前記地図データは、光送信機の位置情報および第1の識別情報を含み、前記光送信機は前記第1の識別情報を光信号で送信する。
本開示の一態様に係る受信方法では、光送信機から送信された光信号を受信し、前記光信号を復調することによって、第1データを取得し、無線送信機から無線信号を受信し、前記無線信号を復調することによって、第2データを取得し、前記第1データは、前記無線送信機の識別情報と、前記光送信機の位置識別情報とを含み、前記第2データは、前記光送信機の位置識別情報を含む地図データを含む。
本開示によれば、通信装置および受信装置における性能を改善できる可能性がある。
図1は、実施の形態1における機器と端末の構成の一例を示す図である。 図2は、実施の形態1における第1の機器が送信する変調信号で伝送されるフレーム構成の一例を示す図である。 図3は、実施の形態2における複数の機器が存在する例を示す図である。 図4は、実施の形態3における機器と端末の構成の一例を示す図である。 図5は、実施の形態3における表示部の具体的な表示の例を示す図である。 図6は、実施の形態3における第1の機器が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図7は、実施の形態3~6における基地局が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図8は、実施の形態3における機器、端末、および基地局が実施する処理の一例を示すフローチャートである。 図9は、実施の形態3における地図の一例を示す図である。 図10は、実施の形態4における通信システムの構成の一例を示す図である。 図11は、実施の形態4における第2の機器が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図12は、実施の形態4における端末が具備する無線装置が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図13は、実施の形態4における機器、端末、および基地局が実施する処理の一例を示すフローチャートである。 図14は、実施の形態5における機器、端末および基地局の構成の一例を示す図である。 図15は、実施の形態5における第3の機器が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図16は、実施の形態5における第4の機器が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図17は、実施の形態5における第3の機器、第4の機器、端末、および基地局が実施する処理の第1の例を示すフローチャートである。 図18は、実施の形態5における第3の機器、第4の機器、端末、および基地局が実施する処理の第2の例を示すフローチャートである。 図19は、実施の形態5における第3の機器、第4の機器、端末、および基地局が配置される空間の一例を示す図である。 図20は、実施の形態6における通信システムの構成の一例を示す図である。 図21は、実施の形態6における、LEDなどに関連する部分、端末、および基地局の無線装置が実施する処理の一例を示すフローチャートである。 図22は、実施の形態7における通信システムの構成の一例を示す図である。 図23は、実施の形態7における機器が送信する変調信号のフレームの構成の例を示す図である。 図24は、実施の形態7における機器が送信する変調信号の他のフレームの構成の例を示す図である。 図25は、実施の形態7における機器が送信する変調信号の他のフレームの構成の例を示す図である。 図26は、実施の形態7における機器による送信方法の例を示す図である。 図27は、実施の形態7における機器と基地局が配置されるエリアの一例を示す図である。 図28は、実施の形態7における機器、端末および基地局が実施する処理の一例を示すフローチャートである。 図29は、光源を具備する車の例を示す図である。 図30は、受光部を具備する車の例を示す図である。 図31は、通信方法の他の例を示す図である。 図32は、ラインスキャンサンプリングの一例を示す図である。 図33は、縞模様が現れない撮像画像の一例を示す図である。 図34は、縞模様が現れる撮像画像の一例を示す図である。 図35Aは、4PPMの変調方式の一例を示す図である。 図35Bは、マンチェスタ符号方式の一例を示す図である。
(本開示の基礎となった知見)
機器が、場所の情報を取得する方法として、GPS(Global Positioning system)を用いる方法があり、機器が、衛星から送信された変調信号を受信し、測位計算を行うことで、場所を推定する。しかし、機器が、GPS衛星が送信した電波の受信が困難な屋内の場合、場所情報を推定することが難しいという課題がある。
この課題を解決する方法として、例えば、上記非特許文献1に開示されている方法がある。この非特許文献1に示されているように、機器が、無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントから送信された電波を用いて、場所を推定する方法がある。しかし、安全にアクセスできるアクセスポイントのSSID(service set identifier)を知ることが簡単ではないため、機器が場所情報を得ようとした際、安全でないSSIDのアクセスポイントに接続する可能性があり、情報漏えいなどの脅威がある。
そこで、本開示では、例えば、屋内に設置したLED(Light Emitting Diode)などの可視光、照明、光源、ライトから、場所に関する情報を含む(光)変調信号を送信する。端末(機器)は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、または、有機薄膜を用いた(OPF: Organic Photoconductive Film)CMOS(有機CMOS)などのイメージセンサーなどで、(光)変調信号を受信し、復調等の処理を行い、少なくとも場所に関する情報を得る。これにより、端末は、安全に、場所に関する情報を入手することができるという効果を得ることができる。
あるいは、本開示では、例えば、屋内に設置したLED(Light Emitting Diode)などの可視光、照明、光源、ライトから、SSIDに関する情報を含む(光)変調信号を送信する。端末(機器)は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、または、有機薄膜を用いた(OPF: Organic Photoconductive Film)CMOS(有機CMOS)などのイメージセンサーなどで、(光)変調信号を受信し、復調等の処理を行い、少なくともSSIDに関する情報を得る。これにより、端末は、安全に、アクセスポイントに接続することができるという効果を得ることができる。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における、例えば、LED(Light Emitting Diode)などの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備する機器100と端末150の構成の一例を示している。機器100は、LED(Light Emitting Diode)などの可視光、照明、光源、ライトを具備する。なお、この機器を「第1の機器」と名づける。
送信部102は、例えば、場所に関する情報、または、位置に関する情報101を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。また、送信部102は、場所に関する情報、または、位置に関する情報101と時刻に関する情報105の両方を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報、または、位置に関する情報101、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
ここで、場所に関する情報、または、位置に関する情報101の例について説明する。
例1:
場所に関する情報、または、位置に関する情報101は、場所・位置の緯度、および/または、経度の情報であってもよい。例えば、「北緯45度、東経135度」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報101としてもよい。
例2:
場所に関する情報、または、位置に関する情報101は、住所の情報であってもよい。例えば、「東京と千代田区○○町1-1-1」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報101としてもよい。
例3:
場所に関する情報、または、位置に関する情報101は、建物、施設などの情報であってもよい。例えば、「東京タワー」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報101としてもよい。
例4:
場所に関する情報、または、位置に関する情報101は、建物、施設などに設置したものの固有の場所・位置に関する情報であってもよい。
例えば、駐車場があったとき、自動車を停めることができるスペースが5台分あるものとする。そのとき、第1の駐車スペースをA-1、第2の駐車スペースをA-2、第3の駐車スペースをA-3、第4の駐車スペースをA-4、第5の駐車スペースをA-5と名づける。そして、例えば、「A-3」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報101としてもよい。
このような例は、駐車場でのケースに限ったものではない。
例えば、コンサート施設、野球・サッカー・テニスなどのスタジアム、飛行機、空港ラウンジ、鉄道、駅、などにある、「エリア・座席・店舗・施設など」に関する情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報101としてもよい。
なお、場所に関する情報、または、位置に関する情報101の構成方法については、上述の例に限ったものではない。
端末150は、第1の機器100が送信した変調信号を受信する。
受光部151は、例えばCMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーである。受光部151は、第1の機器から出力された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。そして、受信部153は、受信信号152を入力とし、受信信号に含まれる変調信号に対して復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
なお、受光部151から出力される受信信号152は、イメージセンサーで取得された画像、動画の情報を含んだ信号であってもよいし、その他の光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)素子の出力信号であってもよい。以降の説明では、受光部151で行われる処理について特に説明することなく受信側の装置が変調信号を受信すると記載した場合、受信側の装置が受光部151で、変調信号を含んだ光から、光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)ことで、「画像・動画の信号」と「情報を伝送するための変調信号」を取得することを意味する。ただし、上述した方法は受信側の装置が変調信号の受信する方法の一例であり、変調信号の受信方法はこれらに限定されない。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、端末150の場所・位置を推定し、少なくとも端末150の場所・位置情報を含む情報156を出力する。
表示部157は、情報156を入力とし、情報156に含まれる端末150の場所・位置情報から、表示部157に端末150の場所・位置に関する表示を行う。
図2は、第1の機器100が送信する変調信号で伝送されるフレーム構成の一例を示している。図2において、横軸は時間である。第1の機器は、例えば、プリアンブル201を送信し、その後、制御情報シンボル202、場所情報、または、位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204を送信するものとする。
このとき、プリアンブル201は、第1の機器100が送信する変調信号を受信する端末150が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル202は、例えば、変調信号の構成方法、使用している誤り訂正符号化方式の方法、フレーム構成方法などのデータを含んでいるシンボルであるものとする。
場所情報、または、位置情報に関するシンボル203は、図1で示した場所に関する情報、または、位置に関する情報を含んだシンボルである。
そして、フレームには、シンボル201、202、203以外のシンボルを含んでいてもよい。例えば、図2に示すように、時刻情報に関するシンボル204を含んでいてもよい。時刻情報に関するシンボル204は、例えば、第1の機器が変調信号を送信する時刻の情報が含まれているものとする。なお、第1の機器が送信する変調信号のフレームの構成は、図2に限ったものではなく、また、変調信号に含まれるシンボルは図2の構成に限ったものではない(他のデータ・情報を含むシンボルが含まれていてもよい。)。
図1、図2で説明したように、第1の機器が変調信号を送信し、端末がその変調信号を受信した際の効果について説明する。
第1の機器は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末は、第1の機器が存在している場所から大きく離れた場所ではない。したがって、第1の機器が送信した場所・位置情報を端末が得ることで、端末は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理をしなくてもよい)得ることが可能であるという効果を得ることができる。また、第1の機器をGPSからの衛星電波が受信しづらいところに設置すると、端末は、GPSの衛星からの電波が受信しづらいところでも、第1の機器が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を、安全に入手することができるという効果を得ることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した第1の機器が複数台存在する場合の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、例えば図3のように、図1の第1の機器100と同様の構成を持つ第1-1の機器301-1が、変調信号を送信し、端末302が受信する。端末302は、第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-1の場所・位置に関する情報、および、第1-1の時刻に関する情報を得る。
同様に、図1の第1の機器100と同じ構成を持つ第1-2の機器301-2が、変調信号を送信し、端末302が受信する。端末302は、第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-2の場所・位置に関する情報、および、第1-2の時刻に関する情報を得る。
そして、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報、および第1-2の場所・位置に関する情報から、図3における第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2の距離を知ることができる。そして、端末302は、第1-1の時刻に関する情報と、例えば、端末が第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信した時刻をもとに、端末302と第1-1の機器301-1の距離を知ることができる。同様に、端末302は、第1-2の時刻に関する情報と、例えば、端末302が第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信した時刻をもとに、端末302と第1-2の機器301-2の距離を知ることができる。
そして、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報から、第1-1の機器の位置がわかる。端末302は、第1-2の場所・位置に関する情報から、第1-2の機器の位置がわかる。端末302は、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2の距離」、「第1-1の機器301-1と端末の距離」、「第1-2の機器301-2と端末の距離」から、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302が構成する三角形」がわかる。
したがって、端末302は、「第1-1の機器の位置」、「第1-2の機器の位置」、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302が構成する三角形」から、端末302の位置を高精度に計算し、得ることができる。
ただし、端末302が、場所・位置情報を得るための測地測量方法は、上述の説明に限ったものではなく、どのような方法で測地測量を行ってもよい。例えば、測地測量方法の例としては、三角測量、多角測量、三辺測量、水準測量などがある。
以上のように、端末が、場所情報を送信する光源を具備する複数の機器から、上述のような情報を得ることで、端末は、高精度に位置の推定を行うことができるという効果を得ることができる。そして、実施の形態1で説明したように、場所情報を送信する光源を具備する機器をGPSからの衛星電波が受信しづらいところに設置すると、端末は、GPSの衛星からの電波が受信しづらいところでも、機器が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を、安全に入手することができるという効果を得ることができるという効果も得ることができる。
なお、上述の例では、端末が、2台の機器が送信した変調信号を受信する例で説明しているが、端末が、2台より多くの機器が送信した変調信号を受信する場合であっても同様に実施することができる。なお、機器の台数が多いほど、端末は高精度な位置情報を算出することができるという利点がある。
(実施の形態3)
図4は、本実施の形態における、例えば、LEDなどの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備する機器、端末、端末と通信を行う例えば基地局の構成の一例を示している。図4の機器400はLEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する。なお、この機器を「第1の機器」と名づける。そして、図4の第1の機器400において、図1の第1の機器100と同様に動作するものについては、同一の符号を付している。
図4の端末450は、端末の構成を示しており、図1と同様に動作するものについては同一の符号を付している。
図4の第1の機器400において、送信部102は、例えば、場所に関する情報、または、位置に関する情報101、SSID(service set identifier)に関する情報401-1、アクセス先に関する情報401-2を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報、または、位置に関する情報101、および、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信されることになる。
なお、場所に関する情報、または、位置に関する情報101の例については、実施の形態1で説明したので、ここでは説明を省略する。
次に、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2について説明を行う。
まず、SSIDに関する情報401-1について説明を行う。
SSIDに関する情報401-1は、図4における基地局(または、AP(access point))470のSSIDの情報である。ここで光信号により通知されるSSIDが安全な基地局のSSIDであることが判明している場合、第1の機器400は、端末450に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図4の端末450が、基地局(または、AP)470より、安全に、情報を入手することができるという効果を得ることができる。一方、第1の機器400は、基地局470に対してアクセスする端末を、第1の機器400が送信(照射)した光信号を受信可能な空間にある端末に制限することができる。
なお、端末450は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよいし、安全であるか否かを判別する処理を実施してもよい。例えば、第1の機器400が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末は受信した識別子に基づいて通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。また、端末450は安全な基地局であるか否かを判断する処理を行わず、可視光の特性を利用して、ユーザーが安全性の高い第1の機器400を選択して、端末450で第1の機器400から光信号の受信を行い、安全性の高い基地局のSSIDを取得してもよい。
なお、図4では、基地局(または、AP)470のみ示しているが、例えば、基地局(または、AP)470以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、図4の端末450は、基地局(または、AP)470にアクセスし、情報を入手することになる。
アクセス先に関する情報401-2は、図4の端末450が、基地局(または、AP)470にアクセスし、その後、情報を入手するためのアクセス先に関する情報である。(なお、具体的な動作例については、後で説明する。)
図4の端末450は、第1の機器400が送信した変調信号を受信する。なお、図4の端末450において、図1の端末150と同様に動作するものについては、同一の符号を付している。
端末450が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、第1の機器400が送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行う、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、端末の場所・位置を推定し、少なくとも端末の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、アクセス先に関する情報452を出力する。
表示部157は、端末の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、アクセス先に関する情報452を入力とし、例えば、端末の場所・位置、端末450が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、アクセス先を表示する。(この表示を第1の表示と名づける。)
例えば、第1の表示後、図4の端末450が具備する無線装置453は、SSIDに関する情報451、および、アクセス先に関する情報452を入力とする。そして、図4の端末450が具備する無線装置453は、SSIDに関する情報451に基づき、通信を行う相手先と、例えば、電波を利用することで、接続する。なお、図4の場合、図4の端末450が具備する無線装置453は、基地局470と接続することになる。
そして、図4の端末450が具備する無線装置453は、アクセス先に関する情報452に基づき、アクセス先に関する情報を含んだ、データから変調信号を生成し、この変調信号を、基地局470に対し、例えば、電波を用いて、送信することになる。
図4の端末の通信相手である基地局(または、AP)470は、図4の端末450が具備する無線装置453が送信した変調信号を受信する。そして、基地局(または、AP)470は、受信した変調信号の復調、誤り訂正復号などの処理を行い、図4の端末450が送信したアクセス先の情報を含む受信データ471を出力し、このアクセス先の情報に基づいて、基地局(または、AP)470は、ネットワークを介し、所望のアクセス先にアクセスするとともに、例えば、アクセス先から所望の情報472を得る。
そして、基地局470は、所望の情報472を入力とし、所望の情報472から変調信号を生成し、この変調信号を、図4の端末450に対して、例えば、電波を用いて、送信することになる。
図4の端末450の無線装置453は、基地局470が送信した変調信号を受信し、復調・誤り訂正復号などの処理を行い、所望の情報472を得る。
例えば、所望の情報472が、地図、建物の地図・フロアーガイド、施設の地図・フロアーガイド、駐車場の地図・フロアーガイド、コンサート施設・スタジアム・飛行機・空港ラウンジ・鉄道・駅などにある「エリア・座席・店舗・施設」の情報などであるとする。
表示部157は、所望の情報472、少なくとも端末の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451を入力とし、第1の表示後、所望の情報472と少なくとも端末の場所・位置情報を含む情報156から、地図・フロアーガイド・施設の情報・座席の情報・店舗の情報の表示上に端末の位置をマッピングした表示を行う。
このときの具体例を示す。図5は、表示部157の具体的な表示の例である。図5の表示は「3階のフロアー」であることを示している。そして、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースの位置をそれぞれ示しているものとする。そして、B-1、B-2は、エレベーターの位置を示しているものとする。この地図の情報が、所望の情報472であるものとする。そして、図5に示すように、現在位置を、地図上にマッピングして表示している。このとき、現在位置は、少なくとも端末の場所・位置情報を含む情報156から得られる情報である。
図6は、図4の第1の機器400が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図6において、横軸は時間であり、また、図2と同様の情報を伝送するシンボルについては、同一の符号を付しており、説明を省略する。
第1の機器400は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、場所情報、または、位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204、に加え、SSIDに関するシンボル600-1、アクセス先に関するシンボル600-2を送信する。
なお、SSIDに関するシンボル600-1は図4におけるSSIDに関する情報401-1を送信するためのシンボル、アクセス先に関するシンボル600-2は図4のアクセス先に関する情報401-2を送信するためのシンボルである。なお、図6のフレームにおいて、図6に記載しているシンボル以外のシンボルが含まれていてもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図6の構成に限ったものではない。
図7は、図4の基地局470が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示しており、横軸は時間とする。図7に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信するものとする。
このとき、プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する端末が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報などのデータを含んでいるものとする。
情報シンボル703は、情報を伝送するためのシンボルである。なお、本実施の形態の場合、情報シンボル703は、上述で説明した所望の情報472を伝送するためのシンボルである。
なお、図4の基地局470は、図7に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図7の構成に限ったものではない。そして、図7において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在してもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、第1の機器が送信する図6のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末が、上述で説明したような動作を実施することができることになる。
図8は、上述した、図4の「第1の機器400」、「端末450」、「基地局(または、AP)470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
・まず、図8の801のように、図4の第1の機器400は、図6のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図8の802のように、図4の第1の機器400が送信した変調信号を受信し、図4の端末450は、端末の場所・位置推定を行う。
・あわせて、図8の803のように、図4の第1の機器400が送信した変調信号を受信し、図4の端末450は、端末がアクセスする基地局のSSIDを把握する。
・そして、図8の804のように、図4の端末450は、地図などの情報を入手するためのアクセス先に関する情報を含むデータを含む変調信号を、例えば、電波を用いて、図4の基地局(または、AP)470に送信する。
・図8の805のように、基地局(または、AP)470は、端末450が送信した変調信号を受信し、アクセス先の情報を得、そして、ネットワークを介して、所望のアクセス先にアクセスし、地図などの所望の情報を得る。
・そして、図8の806のように、図4の基地局(または、AP)470は、入手した地図などの所望の情報を含む変調信号を、端末450に、例えば、電波を用いて、送信する。
・図8の807のように、端末450は、基地局(または、AP)470が送信した変調信号を受信し、地図(など)の情報を得る。そして、端末450は、地図(など)の情報とすでに得ている端末の場所・位置の情報に基づいて、図5のような表示を行う。
次に、第1の機器400を複数、基地局(または、AP)470を図5の場所に設置した場合の動作例について説明する。
図5と同様に、図9にある場所の地図を記載している。
図9は、図5で説明したように、「3階のフロアー」の地図である。そして、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースであり、B-1、B-2はエレベータを示している。
そして、図9の「○」901-1の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-1の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の1の機器」と名づける。第1の1の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-1」という情報をもち、「A-1」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-2の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-2の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の2の機器」と名づける。第1の2の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-2」という情報をもち、「A-2」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-3の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-3の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の3の機器」と名づける。第1の3の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-3」という情報をもち、「A-3」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-4の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-4の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の4の機器」と名づける。第1の4の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-4」という情報をもち、「A-4」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-21の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-21の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の21の機器」と名づける。第1の21の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-21」という情報をもち、「A-21」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-22の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-22の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の22の機器」と名づける。第1の22の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-22」という情報をもち、「A-22」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-23の位置に、図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-23の位置にある図4の機器100と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の23の機器」と名づける。第1の23の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-23」という情報をもち、「A-23」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
図9の「○」901-24の位置に、図4の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。901-24の位置にある図4の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1の24の機器」と名づける。第1の24の機器は、場所に関する情報、または、位置に関する情報として「A-24」という情報をもち、「A-24」という情報を、場所に関する情報、または、位置に関する情報として、送信することになる。
そして、図9の「◎」902の位置に、図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)を設置するものとする。このとき、902の位置にある図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)のSSIDは、「abcdef」とする。
図9の地図で示されている位置周辺に存在する端末は、無線通信を行う場合、図9の902の位置に設置した図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)にアクセスするとよい。したがって、図9の901-1に設置されている「第1の1の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
同様に、図9の901-2に設置されている「第1の2の機器」は、SSIDに関する情報(図4の400-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-3に設置されている「第1の3の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-4に設置されている「第1の4の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-21に設置されている「第1の21の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-22に設置されている「第1の22の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-23に設置されている「第1の23の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
図9の901-24に設置されている「第1の24の機器」は、SSIDに関する情報(図4の401-1参照)として「abcdef」を送信することになる。
以下で、具体的な動作例を説明する。
図9の903-1の位置に図4の端末450と同様の構成を持つ端末があるものとする。すると、端末は、図9の901-4の位置にある「第1の4の機器」が送信した変調信号を受信し、「A-4」という位置情報を得ることになる。また、端末は、「abcdef」というSSIDの情報を得ることになり、これにより、端末は、図9の902に位置する図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)にアクセスすることになり、端末は、図9の902に位置する図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)から、地図などの情報を得ることになる。そして、端末は、地図情報と位置情報を表示することになる(図5参照。ただし、図5はあくまでも表示の例である。)
図9の903-2の位置に図4の端末450と同様の構成を持つ端末があるものとする。すると。端末は、図9の901-22の位置にある「第1の22の機器」が送信した変調信号を受信し、「A-22」という位置情報を得ることになる。また、端末は「abcdef」というSSIDの情報を得ることになり、これにより、端末は、図9の902に位置する図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)にアクセスすることになる、端末は、図9の902に位置する図4の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)から、地図などの情報を得ることになる。そして、端末は、地図情報と位置情報を表示することになる(図5参照。ただし、図5はあくまでも表示の例である。)
なお、端末は、図5のような、地図(周辺情報)と位置情報を、端末が具備する記憶部に記憶しておき、端末を使用するユーザーが必要なときに、この記憶している情報を取り出せるようにすると、ユーザーはより便利に地図(周辺情報)と位置情報を活用することができる。
以上のように、第1の機器は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末は、第1の機器の位置から信号光を受光できる範囲内に限定される。したがって、第1の機器が送信した場所・位置情報を端末が受信することで、端末は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理をしなくてもよい)取得できるという効果を得ることができる。また、第1の機器をGPSからの衛星電波が受信しづらいところに設置すると、端末は、GPSの衛星からの電波が受信しづらいところでも、第1の機器が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を、安全に入手することができるという効果を得ることができる。
さらに、第1の機器から送信されたSSIDの情報に基づいて、端末が、基地局(または、AP)と接続して、情報を得ることで、情報を安全に入手することができるという効果を得ることができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故にユーザーは変調信号を送信した第1の機器を容易に認識することができ、情報元が安全かどうかの判断を行いやすいからである。
例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザーは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信でSSIDを取得するほうが適している。
なお、図4の端末450の無線装置453にさらに複数の入力信号が存在していてもよい。例えば、無線装置453を制御するための制御信号、基地局に送信する情報が、入力信号として存在していてもよい。このとき、制御信号に基づき、無線装置453が通信を開始するという動作が一例として考えられる。以上のように、第1の機器の構成は図4の第1の機器400の構成に限ったものではなく、また、端末の構成は、図4の端末450の構成に限ったものではなく、基地局470の接続先、構成についても図4に示したものに限定されない。
また、図4において、基地局(または、AP)が1つ配置されている場合について記載しているが、端末がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図4の第1の機器400が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数存在する基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDを示す情報が含まれていてもよい。そして、図4の端末450は、複数存在する基地局のSSIDの情報に基づいて、無線接続する基地局(または、AP)を選択してもよい(または、複数の基地局(または、AP)と接続してもよい。)
例えば、基地局(または、AP)が3つあるとする。それぞれを、基地局#A、基地局#B、基地局#Cと名づける。そして、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。すると、第1の機器が送信する変調信号の図6のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」に関する情報を含んでいるものとする。そして、図4の端末450は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」の情報に基づいて、無線接続する基地局(または、AP)を選択する。
(実施の形態4)
図10は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。図10の通信システムは、例えば、LEDなどの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備する機器1000、端末1050、端末1050と通信を行う例えば基地局470を含む。図10の機器1000は、例えば、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する。なお、この機器1000を本実施の形態における「第2の機器」と名づける。そして、図10の第2の機器1000において、図1の第1の機器100と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
図10の端末1050において、図1の端末150と同様に動作する構成要素については同一の番号を付している。
なお、図10の無線装置453と基地局470の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図10の第2の機器1000において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明を行う。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明を行う。
SSIDに関する情報1001-1は、図10における基地局(または、AP)470のSSIDを示す情報である。なお、例として、基地局(または、AP)470は、変調信号を電波で送信し、電波の変調信号を受信するものとする。つまり、第2の機器1000は、端末に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図10の端末1050が、基地局(または、AP)470から、安全に、情報を入手することができるという効果を得ることができる。一方、機器1000は、基地局470に対してアクセスする端末を、機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間にある端末に制限することができる。なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよいし、安全であるか否かを判別する処理を行ってもよい。例えば、機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末は受信した識別子に基づいて通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図10では、基地局(または、AP)470のみ示しているが、例えば、基地局(または、AP)470以外の基地局(または、AP)が存在していても、図10の端末1050は、基地局(または、AP)470にアクセスし、情報を入手することになる。
暗号鍵に関する情報1001-2は、図10の端末1050が、図10における基地局(または、AP)470と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報であり、図10の端末1050は、図10の第2の機器1000から、この情報を得ることで、基地局(または、AP)470との間で、暗号化された通信を行うことが可能となる。
図10の端末1050は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図10の端末1050において、図1の端末150、図4の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局(470)のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局(470)と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi(登録商標) Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する。(この表示を本実施の形態における第1の表示と名づける。)
例えば、第1の表示後、図10の端末1050が具備する無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局(または、AP)470との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局(または、AP)470も、図10の端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を例えば電波を用いて送信する。
その後、図10の端末1050が具備する無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054の制御にしたがい、データ1053に対し、変調を施し、変調信号を電波として送信する。
そして、例えば、基地局(または、AP)470は、ネットワークに対し、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局(または、AP)470は、図10の端末1050に対し、変調信号を電波として送信するものとする。
図10の端末1050が具備する無線装置453は、電波として受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて、表示を行う。
図11は、図10の第2の機器1000が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図11において、横軸は時間であり、図2、図6と同様のシンボルについては、同一の番号を付しており、説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図10のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図10の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1002を送信するためのシンボルである。
第2の機器は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、図10の第2の機器1000は、図11で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図11の構成に限ったものではない。
図12は、図10の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図12において、横軸は時間である。図12に示すように、図10の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、図10の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでおり、基地局(または、AP)470は、この制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル1203は、図10の端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図10の端末1050の無線装置453は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
なお、実施の形態3において、図4の端末1050が具備する無線装置453が変調信号を送信する際、図12のフレーム構成を用いてもよい。
図7は、図10の基地局470が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図7において横軸は時間とする。図7に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信するものとする。
このとき、プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する図10の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでいるものとし、図10の端末1050の無線装置453は、このシンボルの情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル703は、図10の基地局(または、AP)470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図10の基地局(または、AP)470は、図7に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図7の構成に限ったものではない。そして、図7において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、第2の機器1000が送信する図11のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末が、上述で説明したような動作を実施することができることになる。
図13は、上述した、図10の「第2の機器1000」、「端末1050」、「基地局(または、AP)470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
・まず、図13の1301のように、図10の第2の機器1000は、図11のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図13の1302のように、図10の第2の機器1000が送信した変調信号を受信し、図10の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局のSSIDを取得する。
・あわせて、図13の1303のように、図10の端末1050は、端末がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する。
・そして、図10の端末1050は、図10の基地局470との電波による接続を実施する(1304)。
・図10の基地局470の応答により、図13の1305のように、図10の端末1050は、図10の基地局470との接続が完了する。
・そして、図13の1306のように、図10の端末1050は、基地局470に対し、接続先の情報を図10の基地局470に、電波を用いて送信する。
・すると、図13の1307のように、図10の基地局470は、ネットワークから、図10の端末1050に送信するための情報を入手する。
・そして、図13の1308のように、図10の基地局470は、入手した情報を図10の端末1050に、電波を用いて、送信し、図10の端末1050は情報を得る。
図10の端末1050は、例えば、必要なとき、図10の基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第2の機器から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報をもとに、端末は、基地局(または、AP)と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局(または、AP)を介して情報を安全に入手することができるという効果を得ることができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザーが行いやすいからである。
例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザーは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信でSSIDを取得するほうが適している。
なお、本実施の形態では、第2の機器が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明しているが、例えば、基地局(または、AP)が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第2の機器は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信し、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第2の機器の構成は図10に示す構成に限ったものではなく、また、端末の構成は、図10に示す構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成方法についても図10に限ったものではない。
そして、本実施の形態では、図10において、基地局(または、AP)が1つ配置されている場合について記載しているが、端末がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい(なお、これらの基地局と端末は、電波を用いて、変調信号の送受信を行うことになる。)。このとき、図10の第2の機器1000が送信するSSIDに関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図10の第2の機器1000が送信する暗号鍵に関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)のそれぞれの基地局と接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図10の端末1050は、複数存在する基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局(または、AP)を選択してもよい(または、複数の基地局(または、AP)と接続してもよい。)
例えば、基地局(または、AP)が3つあるとする。それぞれを、基地局#A、基地局#B、基地局#Cと名づける。そして、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とし、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
すると、第2の機器が送信する変調信号の図11のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」に関する情報を含んでいるものとする。そして、図11のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を含んでいるものとする。
そして、図10の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」の情報を得、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を得る。そして、これらの情報に基づいて、図10の端末1050は、(例えば、電波による)無線接続する基地局(または、AP)を選択し、接続することになる。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末がアクセスする基地局を設定することで、端末が送信する無線のための変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、また、基地局が送信する変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、無線通信のデータ伝送効率が向上するという効果を得ることができることになる。
そして、暗号鍵は、前にも説明したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよいし、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい(つまり、何らかの制限のために暗号鍵を導入すればよい。)。
(実施の形態5)[SSIDとパスワード分離]
図14は、本実施の形態における、例えば、LEDなどの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備する機器、端末、端末と通信を行う例えば基地局の構成の一例を示しており、図14の通信システムは、例えば、LEDなどの光源、照明、光源、ライトを具備する機器1400A,1400B、端末1050、端末1050と通信を行う例えば基地局470を含む。なお、図14の機器1400Aを本実施の形態における「第3の機器」と名づけ、図14の機器1400Bを本実施の形態における「第4の機器」と名づける。なお、図14の端末1050において、図1、図10と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、基地局またはAPについても、図4と同様に動作するものについては、図4と同一番号を付している。
なお、図14の無線装置453と基地局470の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図14の第3の機器1400Aにおいて、送信部1404-1は、SSIDに関する情報1401-1、データ1402-1を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号1405-1を出力する。そして、変調信号1405-1は、光源1406-1から送信される。
図14の第4の機器1400Bにおいて、送信部1404-2は、暗号鍵に関する情報1403-2、データ1402-2を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号1405-2を出力する。そして、変調信号1405-2は、光源1406-2から送信される。
次にSSIDに関する情報1401-1、および、暗号鍵に関する情報1403-2について説明を行う。
まず、SSIDに関する情報1401-1について説明を行う。
SSIDに関する情報1401-1は、図14における基地局(または、AP)470のSSIDを示す情報である。つまり、第3の機器1400Aは、端末に対して電波による安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図14の端末1050が、基地局(または、AP)470から、安全に、情報を入手することができるという効果を得ることができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよいし、安全であるか否かを判別する処理を行ってもよい。例えば、機器1400Aが所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末は受信した識別子に基づいて通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図14では、基地局(または、AP)470のみ示しているが、例えば、基地局(または、AP)470以外の基地局(または、AP)が存在していても、図14の端末1050は、基地局(または、AP)470にアクセスし、情報を入手することになる。
暗号鍵に関する情報1403-2は、図14の端末1050が、図14における基地局(または、AP)470と電波による通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報であり、図14の端末1050は、図14の第4の機器1400Bから、この情報を得ることで、基地局(または、AP)470との間で、暗号化された通信を行うことが可能となる。
まず、図14の端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局(470)のSSIDの情報1051を出力する。
したがって、端末1050が具備する無線装置453は、SSIDの情報1051から、無線装置453が電波により接続する基地局のSSIDの情報を得ることになる。
次に、図14の端末1050は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局(470)と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
したがって、端末1050が具備する無線装置453は、(例えば、電波による)接続先となる基地局(470)と通信を行うための暗号鍵の情報1052から、無線装置453が接続する基地局の暗号鍵の情報を得ることになる。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する。(この表示を本実施の形態における第1の表示と名づける。)
例えば、第1の表示後、図14の端末1050が具備する無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局(または、AP)470との電波による接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局(または、AP)470も、図14の端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を例えば電波を用いて送信する。
その後、図14の端末1050が具備する無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054の制御にしたがい、データ1053に対し、変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局(または、AP)470は、ネットワークに対し、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局(または、AP)470は、図14の端末1050に対し、変調信号を電波により送信するものとする。
図14の端末1050が具備する無線装置453は、受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて、表示を行う。
図15は、図14の第3の機器1400Aが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図15において、横軸は時間であり、図2、図6、図11と同様のシンボルについては、同一の符号を付しており、説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図14のSSIDに関する情報1401-1を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-1を送信するためのシンボルである。
第3の機器1400Aは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、データシンボル1102を送信する。なお、図14の第3の機器1400Aは、図15で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図15の構成に限ったものではない。
図16は、図14の第4の機器1400Bが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図16において、横軸は時間であり、図2、図11と同様のシンボルについては、同一符号を付しており、説明を省略する。
暗号鍵に関するシンボル1101は、図14の暗号鍵に関する情報1403-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-2を送信するためのシンボルである。
第4の機器1400Bは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、図14の第4の機器1400Bは、図16で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図16に限ったものではない。
図12は、図14の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図12において、横軸は時間である。図12に示すように、図14の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、図14の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでおり、基地局(または、AP)470は、この制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル1203は、図14の端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図14の端末1050の無線装置453は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図7は、図14の基地局470が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図7において横軸は時間とする。図7に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信するものとする。
このとき、プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する図14の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでいるものとし、図14の端末1050の無線装置453は、このシンボルの情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル703は、図14の基地局(または、AP)470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図14の基地局(または、AP)470は、図7に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図7の構成に限ったものではない。そして、図7において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、第3の機器1400Aが送信する図15のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末が、上述で説明したような動作を実施することができることになる。
同様に、第4の機器1400Bが送信する図16のフレーム構成の変調信号は規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末が、上述で説明したような動作を実施することができることになる。
図17は、上述した、図14の「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局(または、AP)470」が実施する処理の第1の例を示すフローチャートである。なお、図17において、図13と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
・まず、図17の1701のように、図14の第3の機器1400Aは、図15のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図17の1702のように、図14の第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、図14の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局のSSIDを取得する。
・次に、図17の1703のように、図14の第4の機器1400Bは、図16のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図17の1704のように、図14の第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、図14の端末1050は、端末がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する。
・そして、図14の端末1050は、図14の基地局470との電波による接続を実施する(1304)。
・図14の基地局470の応答により、図17の1305のように、図14の端末1050は、図14の基地局470との電波による接続が完了する。
・そして、図17の1306のように、図14の端末1050は、基地局470に対し、接続先の情報を図14の基地局470に、電波を用いて送信する。
・すると、図17の1307のように、図14の基地局470は、ネットワークから、図14の端末1050に送信するための情報を入手する。
・そして、図17の1308のように、図14の基地局470は、入手した情報を図14の端末1050に、電波を用いて、送信し、図14の端末1050は情報を得る。
図14の端末1050は、例えば、必要なとき、図14の基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
図18は、上述した、図14の「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局(または、AP)470」が実施する処理の第2の例を示すフローチャートである。なお、図18において、図13と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
・まず、図18の1801のように、図14の第4の機器1400Bは、図16のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図18の1802のように、図14の第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、図14の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局との通信に用いる暗号鍵を取得する。
・次に、図18の1803のように、図14の第3の機器1400Aは、図15のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図18の1804のように、図14の第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、図14の端末1050は、端末がアクセスする基地局470のSSIDを取得する。
・そして、図14の端末1050は、図14の基地局470との電波による接続を実施する(1304)。
・図14の基地局470の応答により、図18の1305のように、図14の端末1050は、図14の基地局470との電波による接続が完了する。
・そして、図18の1306のように、図14の端末1050は、基地局470に対し、接続先の情報を図14の基地局470に、電波を用いて送信する。
・すると、図18の1307のように、図14の基地局470は、ネットワークから、図14の端末1050に送信するための情報を入手する。
・そして、図18の1308のように、図14の基地局470は、入手した情報を図14の端末1050に、電波を用いて、送信し、図14の端末1050は情報を得る。
図14の端末1050は、例えば、必要なとき、図14の基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第3の機器、第4の機器から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報をもとに、端末は、基地局(または、AP)と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局(または、AP)を介して情報を安全に入手することができるという効果を得ることができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザーが行いやすいからである。
例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザーは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信でSSIDを取得するほうが適している。
なお、本実施の形態では、第4の機器が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明しているが、例えば、基地局(または、AP)が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第4の機器は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信し、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、本実施の形態のように、SSIDに関する情報を送信する機器と暗号鍵に関する情報を送信する機器を別にすることで、端末は基地局とより安全な通信を実現することができる。
例えば、図19のような空間を考える。図19に示すように、エリア#1とエリア#2があり、エリア#1とエリア#2の間には出入口と壁があるとする。そして、エリア#1からエリア#2の移動、および、エリア#2からエリア#1の移動は、出入口からのみできるものとする。
図19のエリア#1に、基地局(または、AP)を設置するとともに、第3の機器、および、第4の機器を設置する。一方、エリア#2には、第3の機器のみ設置するものとする。
そして、基地局(または、AP)が送信する電波は、エリア#1、エリア#2いずれのエリアでも受信が可能であるとするものとする。このとき、第4の機器が設置されているエリア#1に存在する端末は、基地局と通信が可能となる。また、エリア#1で基地局との接続を行った端末が、エリア#2に移動した場合についても、基地局と通信が可能である。
そして、エリア#1で基地局との接続を行った端末が、エリア#1、エリア#2以外のエリアに移動し、その後、エリア#1、エリア#2のいずれかの戻ってきた場合、基地局との通信が可能となる。
一方で、エリア#1に入ることができない端末は、暗号鍵を入手することができない。この場合、端末は、基地局(または、AP)のSSIDのみ知っていることになる。このとき、SSIDのみ知っていることで享受することができるサービスによる基地局との通信を、端末が受けられるとしてもよい。
したがって、エリア#1に入ることができた端末のみが、基地局と通信を行うことができるようになり、これにより、通信の安全性を確保することができる。また、エリアごとに異なるサービスを提供することができるというシステムを構築することも可能となる。
なお、端末が基地局と通信を行うための暗号鍵を(例えば、ある時間区間ごとに)変更することで、変更前の暗号鍵では、基地局と通信が行うことができなくなり、このような運用を行うことで、より安全な通信を行うことが可能となる。
そして、暗号鍵は、前にも説明したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよいし、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい(つまり、何らかの制限のために暗号鍵を導入すればよい。)。
第3の機器の構成、第4の機器の構成は図14に示す構成に限ったものではなく、また、端末の構成は、図14に示す構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成方法についても図14に限ったものではない。
そして、本実施の形態では、図14において、基地局(または、AP)が1つ配置されている場合について記載しているが、端末がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図14の第3の機器1400Aが送信するSSIDに関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図14の第4の機器1400Bが送信する暗号鍵に関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)のそれぞれの基地局と接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図14の端末1050は、複数存在する基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、無線接続する基地局(または、AP)を選択してもよい(または、複数の基地局(または、AP)と接続してもよい。)
例えば、基地局(または、AP)が3つあるとする。それぞれを、基地局#A、基地局#B、基地局#Cと名づける。そして、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とし、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
すると、第3の機器が送信する変調信号の図15のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」に関する情報を含んでいるものとする。そして、第4の機器が送信する変調信号の図16のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を含んでいるものとする。
そして、図14の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSID「abcdef」」、「基地局#BのSSID「ghijk」」、「基地局#CのSSID「pqrstu」」の情報を得、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を得る。そして、これらの情報に基づいて、図14の端末1050は、無線接続する基地局(または、AP)を選択し、接続することになる。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末がアクセスする基地局を設定することで、端末が送信する無線のための変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、また、基地局が送信する変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、無線通信のデータ伝送効率が向上するという効果を得ることができることになる。
(実施の形態6)[基地局とLEDが基地局に搭載]
図20は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。図20の通信システムは、例えば、LEDなどの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備し、さらに、無線装置2001を具備する基地局2000と端末1050を含む。なお、図20において、図1、図10と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
なお、図20の無線装置2001と無線装置453の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図20の基地局(または、AP)2000は、例えば、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する。まず、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分の動作について説明する。
送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明を行う。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明を行う。
SSIDに関する情報1001-1は、図20における基地局(または、AP)2000の例えば、電波を用いる無線装置2001のSSIDを示す情報である。つまり、「LEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分」は、端末に対して安全な無線によるアクセス先である無線装置2001へのアクセスを提供することができる。これにより、図20の端末1050が、無線装置2001から、安全に、情報を入手することができるという効果を得ることができる。
一方、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分は、無線装置2001に対してアクセスする端末を、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信(照射)した光信号を受信可能な空間にある端末に制限することができる。なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよいし、安全であるか否かを判別する処理を行ってもよい。例えば、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末は受信した識別子に基づいて通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図20では、基地局(または、AP)2000のみ示しているが、例えば、基地局(または、AP)2000以外の基地局(または、AP)が存在していても、図20の端末1050は、基地局(または、AP)2000にアクセスし、情報を入手することになる。
暗号鍵に関する情報1001-2は、図20の端末1050が、図20における無線装置2001と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報であり、図20の端末1050は、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分から、この情報を得ることで、無線装置2001との間で、暗号化された通信を行うことが可能となる。図20の端末1050は、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信した変調信号を受信する。
なお、図20の端末1050において、図1の端末150、図10の端末1050と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局の無線装置2001のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局の無線装置2001と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する。(この表示を本実施の形態における第1の表示と名づける。)
例えば、第1の表示後、図20の端末1050が具備する無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局(または、AP)2000の無線装置2001との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局(または、AP)2000の無線装置2001も、図20の端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を例えば電波を用いて送信する。
その後、図20の端末1050が具備する無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054の制御にしたがい、データ1053に対し、変調を施し、変調信号を電波として送信する。そして、例えば、基地局(または、AP)2000の無線装置2001は、ネットワークに対し、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局(または、AP)2000の無線装置2001は、図20の端末1050に対し、変調信号を電波として送信するものとする。図20の端末1050が具備する無線装置453は、電波として受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて、表示を行う。
図11は、図20の基地局(または、AP)2000の送信部102および光源104が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図11において、横軸は時間であり、図2、図6と同様のシンボルについては、同一の番号を付しており、説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図20のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図20の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1002を送信するためのシンボルである。
基地局(または、AP)2000の送信部102および光源104は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、図20の基地局(または、AP)2000の送信部102および光源104は、図11で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図11の構成に限ったものではない。
図12は、図20の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図12において、横軸は時間である。図12に示すように、図20の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、図20の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)2000の無線装置2001が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでおり、基地局(または、AP)2000の無線装置2001は、この制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル1203は、図20の端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図20の端末1050の無線装置453は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図7は、図20の無線装置2001が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図7において横軸は時間とする。図7に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信するものとする。
このとき、プリアンブル701は、図20の無線装置2001が送信する変調信号を受信する図20の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでいるものとし、図20の端末1050の無線装置453は、このシンボルの情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル703は、図20の無線装置2001がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図20の基地局2000の無線装置2001は、図7に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図7の構成に限ったものではない。そして、図7において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信する図11のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末が、上述で説明したような動作を実施することができることになる。
図21は、上述した、図20の「LEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分」、「端末1050」、「基地局(または、AP)の無線装置2001」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
・まず、図21の1301のように、図20のLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分は、図11のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図21の1302のように、図20のLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信した変調信号を受信し、図20の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局のSSIDを取得する。
・あわせて、図21の1303のように、図20の端末1050は、端末がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する。
・そして、図20の端末1050は、図20の基地局2000の無線装置2001との電波による接続を実施する(1304)。
・図20の基地局2000の無線装置2001の応答により、図21の1305のように、図20の端末1050は、図20の基地局2000の無線装置2001との接続が完了する。
・そして、図21の1306のように、図20の端末1050は、図20の基地局2000の無線装置2001に対し、接続先の情報を図20の基地局2000の無線装置2001に、電波を用いて送信する。
・すると、図21の1307のように、図20の基地局2000の無線装置2001は、ネットワークから、図20の端末1050に送信するための情報を入手する。
・そして、図21の1308のように、図20の基地局2000の無線装置2001は、入手した情報を図20の端末1050に、電波を用いて、送信し、図20の端末1050は情報を得る。
図20の端末1050は、例えば、必要なとき、図20の基地局2000の無線装置2001を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、基地局におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報をもとに、端末は、基地局(または、AP)の無線装置と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局(または、AP)を介して情報を安全に入手することができるという効果を得ることができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザーが行いやすいからである。
例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザーは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信でSSIDを取得するほうが適している。
なお、本実施の形態では、基地局におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明しているが、例えば、基地局(または、AP)の無線装置が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、基地局におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信し、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
そして、図20のように、基地局2000の無線装置2001のSSID、暗号鍵の書き換え可能な構成をとってもよい。例えば、図20では、無線装置2001の入力として、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2がある。基地局2000の無線装置2001は、入力であるSSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2により、SSIDと暗号鍵が書き換えられることになる。このようにすると、端末と基地局2000の無線装置2001の通信の安全性がさらに確保されることになる。(ただし、図20では、基地局2000の無線装置2001はSSIDと暗号鍵の書き換え機能を有しているが、この機能がない構成であってもよい。)
また、基地局におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分の構成は図20に示す構成に限ったものではなく、また、端末の構成は、図20に示す構成に限ったものではなく、基地局の無線装置の接続先、構成方法についても図20に限ったものではない。
そして、本実施の形態では、図20において、基地局(または、AP)が1つ配置されている場合について記載しているが、端末がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)の無線装置が複数存在していてもよい(なお、これらの基地局の無線装置と端末は、電波を用いて、変調信号の送受信を行うことになる。)。このとき、図20のLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信するSSIDに関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)の無線装置のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図20のLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部分が送信する暗号鍵に関するシンボルに、これらの複数存在する基地局(または、AP)の無線装置のそれぞれの基地局と接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図20の端末1050は、複数存在する基地局の無線装置のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局(または、AP)の無線装置を選択してもよい(または、複数の基地局(または、AP)の無線装置と接続してもよい。)
例えば、無線装置を具備する基地局(または、AP)が3つあるとする。それぞれを、無線装置#A、無線装置#B、無線装置#Cと名づける。そして、無線装置#AのSSIDを「abcdef」とし、無線装置#BのSSIDを「ghijk」とし、無線装置#CのSSIDを「pqrstu」とし、無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」、無線装置#Bと接続するための無線装置を「456」、無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
すると、基地局200におけるLEDなどの可視光、照明、光源、ライトに関連する部が送信する変調信号の図11のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「無線装置#AのSSID「abcdef」」、「無線装置#BのSSID「ghijk」」、「無線装置#CのSSID「pqrstu」」に関する情報を含んでいるものとする。そして、図11のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を含んでいるものとする。
そして、図20の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「無線装置#AのSSID「abcdef」」、「無線装置#BのSSID「ghijk」」、「無線装置#CのSSID「pqrstu」」の情報を得、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵「789」」に関する情報を得る。そして、これらの情報に基づいて、図20の端末1050は、(例えば、電波による)無線接続する基地局(または、AP)を選択し、接続することになる。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末がアクセスする基地局の無線装置を設定することで、端末が送信する無線のための変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、また、基地局が送信する変調信号に、端末と基地局の無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となり、無線通信のデータ伝送効率が向上するという効果を得ることができることになる。
そして、暗号鍵は、前にも説明したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよいし、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい(つまり、何らかの制限のために暗号鍵を導入すればよい。)。
(実施の形態7)[基地局が複数あり、アクセス制御を行う。]
図22は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。図22の通信システムは、例えば、LEDなどの可視光の光源、照明、光源、ライトを具備する機器1000、端末1050、端末1050と通信を行う例えば470-1の基地局#1、470-2の基地局#2、470-3の基地局#3を含む。なお、図22において、図1、図4、図10と同様に動作するものについては同一番号を付している。
図22の機器1000は、例えば、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する。なお、この機器1000を本実施の形態における「第5の機器」と名づける。なお、図22の無線装置453と470-1の基地局#1の通信、無線装置453と470-2の基地局#2の通信、無線装置453と470-3の基地局#の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図22の第5の機器1000において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明を行う。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明を行う。
SSIDに関する情報1001-1は、例えば、図22における470-1の基地局(または、AP)のSSIDを示す情報、および、470-2の基地局(または、AP)のSSIDを示す情報、および、470-3の基地局(または、AP)のSSIDを示す情報である。なお、例として、470-1、470-2、470-3の基地局(または、AP)は、変調信号を電波で送信し、電波の変調信号を受信するものとする。つまり、第5の機器1000は、端末に対して安全なアクセス先である基地局470-1、470-2、470-3へのアクセスを提供することができる。これにより、図22の端末1050が、基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3から、安全に、情報を入手することができるという効果を得ることができる。
一方、機器1000は、基地局470-1、470-2、470-3に対してアクセスする端末を、機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間にある端末に制限することができる。なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよいし、安全であるか否かを判別する処理を行ってもよい。例えば、機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末は受信した識別子に基づいて通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図22では、基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3を示しているが、例えば、基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3以外の基地局(または、AP)が存在していてもよい。
暗号鍵に関する情報1001-2は、図22の端末1050が、図22における基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報であり、図22の端末1050は、図22の第5の機器1000から、この情報を得ることで、「端末と基地局(または、AP)470-1との間」、「端末と基地局(または、AP)470-2との間」、「端末と基地局(または、AP)470-3との間」で、暗号化された通信を行うことが可能となる。
図22の端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図22の端末1050において、図1の端末150、図4の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーなど受光部151は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号の復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局(470-1、470-2、470-3)のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局(470-1、470-2、470-3)と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する。(この表示を本実施の形態における第1の表示と名づける。)
例えば、第1の表示後、図22の端末1050が具備する無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3のいずれかとの接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、接続された基地局も、図22の端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を例えば電波を用いて送信する。
その後、図22の端末1050が具備する無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054の制御にしたがい、データ1053に対し、変調を施し、変調信号を電波として送信する。
そして、例えば、接続された基地局(または、AP)は、ネットワークに対し、データの送信(471-1、471-2、471-3のいずれか)、およびネットワークからのデータの受信(472-1、472-2、472-3のいずれか)を行う。その後、例えば、接続された基地局は、図22の端末1050に対し、変調信号を電波として送信するものとする。
図22の端末1050が具備する無線装置453は、電波として受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて、表示を行う。
図22の第5の機器1000が送信する変調信号として、図22の場合、3種類のフレーム構成が存在するものとする。図23は3種類のフレーム構成のうちの1つである2300-1フレーム#1であり、図24は3種類のフレーム構成のうちの1つである2300-2フレーム構成#2であり、図25は3種類のフレーム構成のうちの1つである2300-3フレーム構成#3である。
図23は、図22の第5の機器1000が送信する変調信号の2300-1フレーム#1の構成の例を示している。図23において、横軸は時間であり、図2、図11と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明を省略する。図23の2300-1フレーム#1は、図22の470-1の基地局#1のSSIDの情報と図22の470-1の基地局#1の暗号鍵(470-1の基地局#1へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
図23におけるSSIDに関するシンボル2301-1は、図22におけるSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。そして、図23におけるSSIDに関するシンボル2301-1は、図22の第5の機器1000が図22の470-1の基地局#1のSSIDを送信するためのシンボルである。
図23における暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図22の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。そして、図23における暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図22の第5の機器1000が図22の470-1の基地局#1の暗号鍵(470-1の基地局#1へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-1、暗号鍵に関するシンボル2302-1、データシンボル1102を送信する。なお、図22の第5の機器1000は、図23で記載しているシンボル以外のシンボルを含む2300-1フレーム#1を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、2300-1フレーム#1の構成は図23の構成に限ったものではない。
図24は、図22の第5の機器1000が送信する変調信号の2300-2フレーム#2の構成の例を示している。図24において、横軸は時間であり、図2、図11と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図24の2300-2フレーム#2は、図22の470-2の基地局#2のSSIDの情報と図22の470-2の基地局#2の暗号鍵(470-2の基地局#2へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
図24におけるSSIDに関するシンボル2301-2は、図22におけるSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。そして、図24におけるSSIDに関するシンボル2301-2は、図22の第5の機器1000が図22の470-2の基地局#2のSSIDを送信するためのシンボルである。
図24における暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図22の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。そして、図24における暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図22の第5の機器1000が図22の470-2の基地局#2の暗号鍵(470-2の基地局#2へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-2、暗号鍵に関するシンボル2302-2、データシンボル1102を送信する。なお、図22の第5の機器1000は、図24で記載しているシンボル以外のシンボルを含む2300-2フレーム#2を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、2300-2フレーム#2の構成は図24の構成に限ったものではない。
図25は、図22の第5の機器1000が送信する変調信号の2300-3フレーム#3の構成の例を示している。図25において、横軸は時間であり、図2、図11と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図25の2300-3フレーム#3は、図22の470-3の基地局#3のSSIDの情報と図22の470-3の基地局#3の暗号鍵(470-3の基地局#3へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
図25は、図22の第5の機器1000が送信する変調信号の2300-3フレーム#3の構成の例を示している。図25において、横軸は時間であり、図2、図11と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図25の2300-3フレーム#3は、図22の470-3の基地局#3のSSIDの情報と図22の470-3の基地局#3の暗号鍵(470-3の基地局#3へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
図25におけるSSIDに関するシンボル2301-3は、図22におけるSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。そして、図25におけるSSIDに関するシンボル2301-3は、図22の第5の機器1000が図22の470-3の基地局#3のSSIDを送信するためのシンボルである。
図25における暗号鍵に関するシンボル2302-3は、図22の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。そして、図25における暗号鍵に関するシンボル2302-3は、図22の第5の機器1000が図22の470-3の基地局#3の暗号鍵(470-3の基地局#3へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-3、暗号鍵に関するシンボル2302-3、データシンボル1102を送信する。なお、図22の第5の機器1000は、図25で記載しているシンボル以外のシンボルを含む2300-3フレーム#3を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、2300-3フレーム#3の構成は図25の構成に限ったものではない。
図26は、図22の第5の機器1000が、「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」を送信する際の送信方法の例を示しており、図26において、横軸は時間であるものとする。
図26において、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2では、図23の2300-1のフレーム#1を1つ以上送信する。そして、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2では、図24の2300-2のフレーム#2を1つ以上送信する。「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2では、図25の2300-3のフレーム#3を1つ以上送信する。
このときの詳しい説明を以下で行う。
「「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2では、図23の2300-1のフレーム#1を1つ以上送信する。」と記載したが、この点について説明する。
例えば、受光部151において、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサーを用いた場合、動画や静止画におけるフレーム単位で、受信信号を処理する可能性がある。なお、例えば、動画において、「4K 30p」と記載されていた場合、1フレームの画素数は3840×2160であり、1秒間のフレーム数は30であることを意味している。
したがって、図22の第5の機器1000が、1フレーム内に「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」が存在するような構成の変調信号を送信すると、図22の端末1050は、複数の基地局からアクセスする基地局の選択が難しくなる。
そこで、図26のようなフレーム構成を提案する。
第1-1の方法:
第1-1の方法として、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2には、図23の2300-1のフレーム#1が複数存在することで、「フレーム#1群送信」が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。
このようにすることで、図22の端末1050が、第5の機器1000より、動画や静止画における1フレーム内に「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」が存在するような変調信号を受信することを防ぐことができるため、図22の端末1050は、複数の基地局からアクセスする基地局の選択を容易に行うことができるようになる。
第2-1の方法:
第2-1の方法として、図23の2300-1のフレーム#1が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。例えば、図23におけるSSIDに関するシンボル2301-1には、「基地局#1のSSIDの情報」が複数含まれており(「基地局#1のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、また、暗号鍵に関するシンボル2302-1には、「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成であるとよい。
このようにすることで、図22の端末1050が、第5の機器1000より、動画や静止画における1フレーム内に「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」が存在するような変調信号を受信することを防ぐことができるため、図22の端末1050は、複数の基地局からアクセスする基地局の選択を容易に行うことができるようになる。
同様に考えると、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2は、以下のような構成であるとよい。
第1-2の方法:
第1-2の方法として、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2には、図24の2300-2のフレーム#2が複数存在することで、「フレーム#2群送信」が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。
第2-2の方法:
第2-2の方法として、図24の2300-2のフレーム#2が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。例えば、図24におけるSSIDに関するシンボル2301-2には、「基地局#2のSSIDの情報」が複数含まれており(「基地局#2のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、また、暗号鍵に関するシンボル2302-2には、「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成であるとよい。
同様に考えると、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2は、以下のような構成であるとよい。
第1-3の方法:
第1-3の方法として、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2には、図25の2300-3のフレーム#3が複数存在することで、「フレーム#3群送信」が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。
第2-3の方法:
第2-3の方法として、図25の2300-3のフレーム#3が占める時間区間が、動画や静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにするものとする。例えば、図25におけるSSIDに関するシンボル2301-3には、「基地局#3のSSIDの情報」が複数含まれており(「基地局#3のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、また、暗号鍵に関するシンボル2302-3には、「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成であるとよい。
次に、図23から図26のように図22の第5の機器1000がフレームを送信した場合の効果について説明する。
図27における2700のエリアについて考える。○2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10に、図22における第5の機器1000を配置する。そして、◎2702-1に図22の470-1の基地局#1を配置し、◎2702-2に図22の470-2の基地局#2を配置し、◎2702-3に図22の470-3の基地局#3を配置するものとする。
そして、例えば、2703の内側のエリアに図22の1050の構成を具備する端末が99台存在するものとする。
このとき、例えば、第5の機器2701-5、2701-10がともに、470-3の基地局#3のSSIDの情報を送信し、また、470-3の基地局#3のアクセスのための暗号鍵の情報を送信するものとする(第5の機器2701-5、2701-10の最も近い基地局が470-3の基地局#3であるため)。
すると、図22の1050の構成を具備する端末99台は、すべて図22の470-3の基地局#3にアクセスすることになり、図22の470-3の基地局#3にアクセス困難な図22の1050の構成を具備する端末が存在する可能性が高い。
この点を考慮すると、99台の図22の1050の構成を具備する端末が、できる限り均等に、図22の470-1の基地局#1(2702-1)、図22の470-2の基地局#2(2702-2)、470-3の基地局#3(2702-3)にアクセスするような制御を行うことで、前に述べたような、基地局にアクセス困難な端末の存在を少なくすることができるという効果を得ることができる。
本実施の形態の、図23から図26のように図22の第5の機器1000がフレームを送信した場合、99台の図22の1050の構成を具備する端末が、図22の第5の機器1000にアクセスするタイミングは一般的には異なることになるので、「99台の図22の1050の構成を具備する端末が、できる限り均等に、図22の470-1の基地局#1(2702-1)、図22の470-2の基地局#2(2702-2)、470-3の基地局#3(2702-3)にアクセスするような制御を行う」ことになる。したがって、前に述べたような、基地局にアクセス困難な端末の存在を少なくすることができるという効果を得ることができる。つまり、複数の端末からのアクセスが何れかの基地局に集中してしまうことを避けることができるという効果を得ることができる。
なお、図26に、図22の第5の機器1000が、「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」を送信する際の送信方法の例を示しているが、図22の第5の機器1000が、「図23の2300-1のフレーム#1」、「図24の2300-2のフレーム#2」、「図25の2300-3のフレーム#3」を送信する際の送信方法はこれに限ったものではない。
例えば、図26では、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」の順に繰り返し送信する構成を示しているが、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」は、図26のような順番で送信する必要はない。例えば、「フレーム群1送信」「フレーム群#2送信」「フレーム群#3送信」を時間的にランダムに送信してもよいし、「フレーム群1送信」「フレーム群#2送信」「フレーム群#3送信」の送信の順番を、図26とは異なる規則的な順番で送信してもよい。少なくとも、図22の第5の機器1000が、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」を送信していればよいことになる。例えば、第5の機器1000は、「フレーム群1送信」「フレーム群#2送信」「フレーム群#3送信」を時間的にランダムに送信する場合には、任意のタイミングごとに乱数を発生させ、その乱数によって指定されるフレーム群を送信する。なお、乱数の利用は、一例であって、これに限定されるものではない。
また、図26では、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」を連続的に送信しているが、必ずしも連続的に送信しなくてもよく、例えば、図26において、フレーム#1群2601-1とフレーム#2群送信2602-2に時間的な間隔があってもよい。
そして、図26では、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」のみで構成しているが、他のシンボル、他のフレームが存在していてもよい。さらに、図26、および、図22において、基地局を3台としているが、基地局の数は、これに限ったものではなく、基地局を2台以上としていれば、基地局が3台のときと同様に動作することが可能である。したがって、例えば、基地局N台(Nは2以上の整数)ある場合、図26のような送信を行う場合、「フレーム#k群送信」が存在することになる。なお、kは1以上N以下の整数となる。そして、「フレーム#k群送信」には、SSIDに関するシンボル(基地局#kのSSIDの情報)が含まれており、また、暗号鍵に関するシンボル(基地局#kのアクセスのための暗号鍵の情報)が含まれていることになる。
図12は、図22の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図12において、横軸は時間である。図12に示すように、図22の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、図22の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでおり、基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3は、この制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル1203は、図22の端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図22の端末1050の無線装置453は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図7は、図22の基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図7において横軸は時間とする。図7に示すように、基地局470-1、470-2、470-3は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信するものとする。
このとき、プリアンブル701は、基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号を受信する図22の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルであるものとする。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含んでいるものとし、図22の端末1050の無線装置453は、このシンボルの情報に基づいて、変調信号の復調などを実施することになる。
情報シンボル703は、図22の基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図22の基地局(または、AP)470-1、470-2、470-3は、図7に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボルの途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図7の構成に限ったものではない。そして、図7において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図28は、上述した、図22の「第5の機器1000」、「端末1050」、「基地局#X(または、AP#X)」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。なお、Xは1または2または3となる。
・まず、図28の2801のように、図22の第5の機器1000は、図26のフレーム構成の変調信号を送信する。
・そして、図28の2802のように、図22の第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、図22の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局を図22の470-1の基地局#1、470-2の基地局#2、470-3の基地局#3から選択する。
なお、この点について説明する。図22の端末1050は、基地局とのアクセスを行おうとし、図22の第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。このとき、例えば、動画または静止画のある1フレームにおいて、図26における「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」のいずれかを得ることになる。そして、得られた基地局の情報(例えばSSID)から、図22の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局を図22の470-1の基地局#1、470-2の基地局#2、470-3の基地局#3のいずれかに決定することになる。
例えば、端末1050は、「フレーム#1群送信」「フレーム#2群送信」「フレーム#3群送信」のうち、最初に受信したフレーム群送信を選択し、そのフレーム群送信の基地局の情報(例えばSSID)から、端末1050がアクセスする基地局を決定する。
・図28の2803のように、図22の第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、図22の端末1050は、端末1050がアクセスする基地局#XのSSIDを取得する。
・あわせて、図28の2804のように、図22の端末1050は、端末がアクセスする基地局#Xとの通信に用いる暗号鍵を取得する。
・そして、図22の端末1050は、基地局#Xとの電波による接続を実施する(2805)。
・基地局#Xの応答により、図28の2806のように、図22の端末1050は、基地局#Xとの接続が完了する。
・そして、図28の2807のように、図22の端末1050は、基地局#Xに対し、接続先の情報を、電波を用いて送信する。
・すると、図28の2808のように、基地局#Xは、ネットワークから、図22の端末1050に送信するための情報を入手する。
・そして、図28の2809のように、基地局#Xは、入手した情報を図22の端末1050に、電波を用いて、送信し、図22の端末1050は情報を得る。
図22の端末1050は、例えば、必要なとき、基地局#Xを介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第5の機器から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報をもとに、端末は、基地局(または、AP)と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局(または、AP)を介して情報を安全に入手することができるという効果を得ることができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザーが行いやすいからである。
例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザーは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信でSSIDを取得するほうが適している。
なお、本実施の形態では、第5の機器が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明しているが、例えば、基地局(または、AP)が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第5の機器は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信し、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第5の機器の構成は図22に示す構成に限ったものではなく、また、端末の構成は、図22に示す構成に限ったものではなく、基地局#1、#2、#3の接続先、構成方法についても図22に限ったものではない。
そして、本実施の形態のように実施した場合、あるエリアに端末が複数存在していた場合、基地局にアクセス困難な端末の存在を少なくすることができるという効果を得ることができる。
なお、図27において、○2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10に配置した第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成が、すべて図26というように同じであってもよいし、第5の機器が送信する変調信号がそれぞれ異なるフレーム構成であってもよいし、同一のフレーム構成の変調信号を送信する第5の機器が複数存在していてもよい。
また、本実施の形態では、端末は、無線LANの基地局またはアクセスポイントと無線を用いて接続したが、端末と接続する装置は、無線を用いて接続可能な装置であれば、無線LANの基地局またはアクセスポイントに限らず、どのような装置であってもよい。例えば、その装置は、携帯電話(mobile phone)等の基地局、または、中継局であってもよい。また、本実施の形態では、変調信号にSSIDの情報が含まれている例を説明したが、SSIDは一例であって、これに限定されない。つまり、変調信号に含まれる情報は、端末が接続する安全な基地局を識別し得る情報であれば、SSIDに限らず、どのような情報であってもよい。また、端末も、図22の端末1050の機能を有する機器であれば、どのような機器であってもよく、例えば車両自身、または、車両が搭載した機器が送受信機能を有していてもよい。
[実施の形態7のまとめ]
以上のように、本実施の形態における送信装置は、例えば上述の機器1000であって、光源104と、入力信号に基づいて変調信号を生成し、その変調信号に応じて光源104の輝度を変化させることによって、光源104からその変調信号を可視光として送信する送信部102とを備える。そして、その変調信号は、無線LAN(Local Area Network)のそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含む。
ここで、その変調信号は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応する、1以上のフレームからなるフレーム群を含み、そのフレーム群に含まれる1以上のフレームのそれぞれは、そのフレーム群に対応する同一のアクセスポイントのSSIDに関する情報を含んでもよい。
また、そのフレーム群の送信にかかる時間は、変調信号を受信する受信装置による動画または静止画の1フレーム分の撮像にかかる時間よりも長くてもよい。
あるいは、その変調信号は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレームを含み、フレームは、そのフレームに対応する同一のアクセスポイントのSSIDに関する情報を1つ以上含んでもよい。そして、そのフレームの送信にかかる時間は、変調信号を受信する受信装置による動画または静止画の1フレーム分の撮像にかかる時間よりも長くてもよい。
また、送信部102は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレーム群を、時間軸方向または周波数軸方向においてランダムな順序で送信してもよい。
あるいは、送信部102は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレーム群を、時間軸方向または周波数軸方向において規則的な順序で送信してもよい。
一方、本実施の形態における受信装置は、例えば、上記送信装置から送信される変調信号を受信する端末1050である。具体的には、この受信装置は、送信装置から可視光として送信される変調信号を受光する受光部151と、その変調信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力するデータ解析部155と、その解析情報に基づいて、無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントに電波を用いて接続する無線部とを備える。例えば、無線部は無線装置453である。ここで、その変調信号は、無線LANのそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含む。データ解析部155は、その変調信号に含まれる複数のアクセスポイントのSSIDに関する情報から、何れか1つのSSIDに関する情報を選択し、選択されたSSIDに関する情報を上述の解析情報として出力する。そして、無線部は、その複数のアクセスポイントのうち、データ解析部155から出力されたSSIDに関する情報に対応するアクセスポイントに、電波を用いて接続する。
ここで、その変調信号は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応する、1以上のフレームからなるフレーム群を含み、そのフレーム群に含まれる1以上のフレームのそれぞれは、そのフレーム群に対応する同一のアクセスポイントのSSIDに関する情報を含んでもよい。
また、受光部151によるフレーム群の受光にかかる時間は、受光部151による動画または静止画の1フレーム分の撮像にかかる時間よりも長くてもよい。
あるいは、その変調信号は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレームを含み、フレームは、そのフレームに対応する同一のアクセスポイントのSSIDに関する情報を1つ以上含んでもよい。そして、受光部151によるフレームの受光にかかる時間は、受光部151による動画または静止画の1フレーム分の撮像にかかる時間よりも長くてもよい。
また、受光部151は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレーム群を、時間軸方向または周波数軸方向においてランダムな順序で受光してもよい。
あるいは、受光部151は、上記複数のアクセスポイントのそれぞれに対応するフレーム群を、時間軸方向または周波数軸方向において規則的な順序で受光してもよい。
また、本実施の形態における通信システムは、送信装置と、無線LAN(Local Area Network)のそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントとを備える。送信装置は、例えば、機器1000であり、複数のアクセスポイントは、例えば、470-1の基地局#1と、470-2の基地局#2と、470-3の基地局#3とからなる。送信装置は、光源104と、入力信号に基づいて変調信号を生成し、その変調信号に応じて光源104の輝度を変化させることによって、光源104から変調信号を可視光として送信する送信部102とを備える。そして、その変調信号は、上記複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含み、上記複数のアクセスポイントのうちの少なくとも1つは、その変調信号を受信した受信装置に電波を用いて接続し、その受信装置に情報を送信する。
また、本実施の形態における送信方法では、入力信号に基づいて変調信号を生成し、その変調信号に応じて光源104の輝度を変化させることによって、光源104からその変調信号を可視光として送信する。そして、その変調信号は、無線LAN(Local Area Network)のそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含む。
また、本実施の形態における受信方法では、送信装置から可視光として送信される変調信号を受光し、その変調信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力し、その解析情報に基づいて、無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントに電波を用いて接続する。ここで、その変調信号は、無線LANのそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含む。そして、上記解析情報の出力では、その変調信号に含まれる複数のアクセスポイントのSSIDに関する情報から、何れか1つのSSIDに関する情報を選択し、選択された前記SSIDに関する情報を上記解析情報として出力する。また、無線LANのアクセスポイントへの接続では、上記複数のアクセスポイントのうち、解析によって出力されたSSIDに関する情報に対応するアクセスポイントに、電波を用いて接続する。
また、本実施の形態における通信方法では、入力信号に基づいて変調信号を生成し、その変調信号に応じて光源104の輝度を変化させることによって、光源104からその変調信号を可視光として送信する。ここで、その変調信号は、無線LAN(Local Area Network)のそれぞれ互いに異なる複数のアクセスポイントのSSID(service set identifier)に関する情報を含む。そして、上記複数のアクセスポイントのうちの少なくとも1つは、その変調信号を受信した受信装置に電波を用いて接続し、その受信装置に情報を送信する。
(上記各実施の形態の補足1)
なお、FPGA(Field Programmable Gate Array)およびCPU(Central Processing Unit)の少なくとも一方が、本開示において説明した通信方法を実現するために必要なソフトウェアの全部あるいは一部を無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。さらに、更新のためのソフトウェアの全部あるいは一部を無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。そして、ダウンロードしたソフトウェアを記憶部に格納し、格納されたソフトウェアに基づいてFPGAおよびCPU少なくとも一方を動作させることにより、本開示において説明したデジタル信号処理を実行するようにしてもよい。
このとき、FPGAおよびCPUの少なくとも一方を具備する機器は、通信モデムと無線または有線で接続し、この機器と通信モデムにより、本開示において説明した通信方法を実現してもよい。
例えば、本明細書で記載した基地局、AP、端末などの通信装置が、FPGA、および、CPUのうち、少なくとも一方を具備しており、FPGA及びCPUの少なくとも一方を動作させるためのソフトウェアを外部から入手するためのインターフェースを通信装置が具備していてもよい。さらに、通信装置が外部から入手したソフトウェアを格納するための記憶部を具備し、格納されたソフトウェアに基づいて、FPGA、CPUを動作させることで、本開示において説明した信号処理を実現するようにしてもよい。
本明細書で説明した送信装置を第1の「車、または、乗り物」が具備し、本明細書で説明した受信装置を第2の「車、または、乗り物」が具備し、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した「送信装置、または、送信装置の機能の一部」を、インターフェースを介して第1の「車、または、乗り物」に接続し、本明細書で説明した「受信装置、または、受信装置の一部」を、インターフェースを介して第2の「車、または、乗り物」に接続し、送受信によるデータの伝送を実施してもよい。
また、本明細書で説明した送信装置を第1の「車、または、乗り物」が具備し、この送信装置と本明細書で説明した受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した受信装置を第2の「車、または、乗り物」が具備し、この受信装置と本明細書で説明した送信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
さらに、本明細書で説明した「送信装置、または、送信装置の機能の一部」を、インターフェースを介して第1の「車、または、乗り物」に接続し、この一連の送信装置と本明細書で説明した受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した「受信装置、または、受信装置の一部」を、インターフェースを介して第2の「車、または、乗り物」に接続し、本明細書で説明した送信装置とこの一連の受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
「「車、または、乗り物」が本明細書で説明した送信装置、または、送信装置の一部を具備している」、または、「「車、または、乗り物」が「本明細書で説明した送信装置」、または、「本明細書で説明した送信装置の一部の機能」と、インターフェースを介して接続している場合」、本明細書で説明した送信装置が具備している光源として、「車、または、乗り物」が具備している光源を使用してもよい。
例えば、図29のように車B100は、光源B101_1、B101_2、B101_3、B101_4を具備しており、これらの光源の1つ以上を本明細書で説明した送信装置が光変調信号を送信するための光源としてもよい。
また、車B100が搭載している複数の光源のうち、「どの光源を、本明細書で説明した送信装置が光変調信号を送信するための光源として用いるか」、を選択する機能を送信装置、または、送信装置と接続した装置が具備していてもよい。また、光源の明るさ、光源の照射角度、光源の位置をあわせて設定できてもよい。
「「車、または、乗り物」が本明細書で説明した受信装置、または、受信装置の一部を具備している」、または、「「車、または、乗り物」が「本明細書で説明した受信装置」、または、「本明細書で説明した受信装置の一部の機能」と、インターフェースを介して接続している場合」、本明細書で説明した受信装置が具備している受光部として、「車、または、乗り物」が具備している受光部(例えば、イメージセンサー、フォトダイオードなど)を使用してもよい。
例えば、図30のように車B100は、受光部B201_1、B201_3、B201_4、B201_5、B201_6を具備しており、これらの受光部の1つ以上を本明細書で説明した受信装置が光変調信号を受信するための受光部としてもよい。
また、車B100が搭載している複数の受光部のうち、「どの受光部を、本明細書で説明した受信装置が光変調信号を受信するための受光部として用いるか」、を選択する機能を受信装置、または、受信装置と接続した装置が具備していてもよい。また、受光部の角度、受光部の位置をあわせて設定できてもよい。
さらに、本明細書で説明した受信装置が、データを受信することができていることを、車が搭載しているフロントパネル、乗り物が搭載しているコクピットに表示してもよい。また、本明細書で説明した受信装置が、データを受信することができていることを、車などのハンドル自身、または、ハンドルが具備するバイブレータを振動させることで、ユーザーに知らせてもよい。
また、本実施の形態で説明した受信装置を具備する車と端末がインターフェースを介して接続されており、受信装置で得られたデータを端末が具備する記憶部に記憶させてもよい。また、車も記憶部を具備しており、受信データを車が記憶してもよい。また、端末が具備する記憶部と車が具備する記憶部の両者に受信データを記憶させてもよい。
本明細書において、受信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、端末は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した受信装置の機能を実現してもよい。なお、アプリケーションは、本明細書に記載した送信装置を具備する通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、端末に提供されてもよいし、アプリケーションは、別の送信機能を有する通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、端末に提供されてもよい。
同様に、本明細書において、送信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、通信装置は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した送信装置の機能を実現してもよい。なお、アプリケーションは、他の通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、この通信装置に提供されるという方法が考えられる。
また、送信装置が具備している光源、受信装置が具備している受光部に関するソフトウェアをサーバが提供し、このソフトウェアを得ることで、送信装置が具備している光源が光変調信号の送信に対応でき、受信装置が具備している受光部が光変調信号の受信に対応できるようにしてもよい。
さらに、本明細書における送信装置が、サーバの機能を有していてもよく、送信装置が具備するアプリケーションを、何らかの通信手段を用いて、通信装置に提供し、通信装置はダウンロードすることにより得たアプリケーションにより、本明細書における受信装置を実現することができてもよい。
なお、本明細書において、「照明部」、「光源」と記載しているが、画像、動画、広告などを表示するディスプレイ、プロジェクタが光を発しており、その光に光変調信号が含まれているというような方法であってもよい。つまり、「照明部」、「光源」が光を発する機能以外の機能を有していてもよい。また、「照明部」、「光源」が、複数の「照明」、「光源」により構成されていてもよい。
さらに、光変調信号を生成し、光を発する通信装置が用いる送信方法は、本明細書で記載された送信方法以外の方法であってもよい。また、光変調信号は、本明細書で説明した以外の情報が含まれていてもよい。
また、LEDなどの照明・光源自身が、本明細書で説明した送信装置の機能を有していてもよい。
さらに、送信光変調信号を生成する装置は、照明または光源を具備しておらず、送信光変調信号を生成する装置はインターフェースを介して、照明または光源と接続されてもよい。
本明細書、本実施の形態で説明した送信装置と受信装置の通信方法は、図31で示す通信方法であってもよい。以下では、図31についての説明を行う。
シンボルマッピング部は、送信データを入力し、変調方式に基づいたマッピングを行う、シンボル系列(ci)を出力する。
等化前処理部は、シンボル系列を入力とし、受信側での等化処理を軽減するために、シンボル系列に対し、等化前処理を行い、等化前処理後のシンボル系列を出力する。
エルミート対称性処理部は、等化前処理後のシンボル系列を入力とし、エルミート対称性が確保できるように、等化前処理後のシンボル系列に対しサブキャリア割り当てを行い、パラレル信号を出力する。
逆(高速)フーリエ変換部は、パラレル信号を入力とし、パラレル信号に対し、逆(高速)フーリエ変換を施し、逆(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。
パラレルシリアル、および、サイクリックプレフィックス付加部は、逆(高速)フーリエ変換後の信号を入力とし、パラレルシリアル変換、および、サイクリックプレフィックスを付加し、信号処理後の信号として出力する。
デジタルアナログ変換部は、信号処理後の信号を入力とし、デジタルアナログ変換を行い、アナログ信号を出力し、アナログ信号は、1つ以上の例えばLEDから、光として出力される。
なお、等化前処理部、エルミート対称性処理部は、なくてもよい。つまり、等化前処理部、エルミート対称性処理部での信号処理は、行わない場合もあり得る。
フォトダイオードは、光を入力とし、TIA(Transimpedance Amplifier)により、受信信号を得る。
アナログデジタル変換部は、受信信号に対し、アナログデジタル変換を行い、デジタル信号を出力する。
サイクリックプレフィックス除去、および、シリアルパラレル変換部は、デジタル信号を入力とし、サイクリックプレフィックス除去を行い、その後、シリアルパラレル変換を行い、パラレル信号を入力とする。
(高速)フーリエ変換部は、パラレル信号を入力とし、(高速)フーリエ変換を行い、(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。
検波部は、フーリエ変換後の信号を入力とし、検波を行い、受信シンボル系列を出力する。
シンボルデマッパーは、受信シンボル系列を入力とし、デマッピングを行い、受信データ系列を得る。
以上のようにして、光変調信号を送信する送信装置、光変調信号を受信する受信装置を、本明細書における各実施の形態に適用しても、各実施の形態は同様に実施することができる。
また、本実施の形態における送信装置と受信装置の通信方法は、以下で説明する通信方法であってもよい。
<ラインスキャンサンプリング>
スマートフォンまたはデジタルカメラなどには、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどのイメージセンサーが搭載されている。CMOSセンサで撮像された画像は、全体が厳密に同じ時刻の風景を写しているわけではなく、例えば、行ごとにシャッタ動作を行うローリングシャッタ方式により、1ライン毎にセンサが受光した光の量を読み出す。そのため、読み出しに要する時間を見計らって、1ライン毎に時間差をおいて受光の開始、終了の制御が行われる。つまり、CMOSセンサで撮像された画像は、露光期間に少しずつタイムラグのある多数のラインを重ねた形になる。
このCMOSセンサの性質に着目した方式であり、可視光信号受信の高速化を実現する。
すなわち、可視光通信方式の第1の例では、ライン毎に露光時間が微妙に少しずつ異なることを利用することで、図32に示すように、1枚の画像(イメージセンサーの撮像画像)から、複数の時点における光源の輝度、色をライン毎に測定することができ、フレームレートよりも高速に変調された信号を捉えることができる。
このサンプリング手法を「ラインスキャンサンプリング」と呼び、同じタイミングで露光される1列の画素を「露光ライン」と呼ぶ。
なお、CMOSセンサによるローリングシャッタ方式で「ラインスキャンサンプリング」を実現することができるが、CMOSセンサ以外のセンサ、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)センサ、有機(CMOS)センサなどにより、ローリングシャッタ方式を実現しても、同様に「ラインスキャンサンプリング」を実施することができる。
ただし、カメラ機能(動画または静止画の撮影機能)における撮像時の撮像設定では、高速で点滅する光源を撮影しても、点滅が露光ラインに沿った縞模様として現れることはない。なぜなら、この設定では、露光時間が光源の点滅周期よりも非常に十分に長いため、図33に示すように、光源の点滅(発光パターン)による輝度の変化が均一平均化されて露光ライン間の画素値の変化は極めが小さくなり、ほぼ一様な画像になるからである。
これに対して、図34に示すように、露光時間を光源の点滅周期以下に設定することで、光源の点滅の状態(発光パターン)を露光ラインの輝度変化として観測することができる。
例えば、露光ラインは、イメージセンサーの長辺方向に平行になるように設計される。この場合、一例として、フレームレートを30fps(frames per second)とすると、
1920×1080のサイズの解像度では、毎秒32400以上のサンプルが得られ、3840×2160のサイズの解像度では、毎秒64800以上のサンプルが得られる。
<ラインスキャンサンプリングの応用例>
なお、上記説明では、一ライン毎に受光した光の量を示す信号を読み出すラインスキャンサンプリングについて説明したが、CMOSなどのイメージセンサーを用いた光信号のサンプリング方式はこれに限定されない。光信号の受信に用いるサンプリング方式としては、通常の動画の撮影に用いるフレームレートよりも高いサンプリングレートでサンプリングされた信号を取得できる様々な方式が適用可能である。例えば、画素ごとにシャッタ機能を持たせるグローバルシャッタ方式により、画素ごとに露光期間を制御して信号を読み出す方式や、ライン状ではない形状に配置された複数の画素のグループ単位で露光期間を制御して信号が読み出される方式を用いてもよい。また、通常の動画の撮影に用いるフレームレートにおける1フレームに相当する期間内に、同一の画素から複数回信号が読み出される方式を用いてもよい。
<フレームによるサンプリング>
さらに、非画素ごとにシャッタ機能を持たせるフレームレート方式により、フレームレートを高速化した方式においても光信号をサンプリングすることは可能である。
本明細書は、例えば、説明を行った「ラインスキャンサンプリング」、「ラインスキャンサンプリングの応用例」、「フレームによるサンプリング」のいずれの方式においても実現することは可能である。
<光源と変調方式>
可視光通信では、例えば、LED(Light Emitting Diode)を送信機として利用することができる。LEDは、照明またはディスプレイのバックライト光源として普及しつつあり、高速に点滅させることが可能である。
ただし、可視光通信の送信機として利用する光源は、可視光通信のために自由に点滅させられるわけではない。可視光通信による輝度の変化が人間に認識できてしまうと、照明などの本来の光源の機能を損ねてしまう。そのため、送信信号は、人間の目にちらつきが感じられないよう、かつ、所望の明るさで照らすようにすることが求められる。
この要求に応える変調方式として、例えば、4PPM(4-Pulse Position Modulation)と呼ばれる変調方式がある。4PPMは、図35Aに示すように、光源の明暗の4回の組み合わせによって2ビットを表現する方式である。また、4PPMは、図35Aに示すように、4回のうち3回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、信号の内容に依らず、明るさの平均(平均輝度)は3/4=75%となる。
比較のため、同様の方式として、図35Bに示すマンチェスタ符号方式がある。マンチェスタ符号方式は、2状態で1ビットを表現する方式であり、変調効率は4PPMと同じ50%であるが、2回のうち1回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、平均輝度は1/2=50%となる。すなわち、可視光通信の変調方式としては、4PPMの方がマンチェスタ符号方式よりも適しているといえる。ただし、可視光通信による輝度の変化が人間に認識される場合であっても通信性能が低下するわけではないため、用途によっては人間に認識される輝度の変化が生じる方式を用いても問題は無い。したがって、送信機(光源)は、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying)方式、PSK(Phase Shift Keying)方式、PAM(Pulse Amplitude Modulation)などの変調方式を用いて、変調信号を生成し、光源を点灯、照射させてもよい。
なお、本明細書で説明した送信装置と受信装置の通信方法は、上述の例に限ったものではなく、光・可視光・赤外線・紫外線などどのような周波数を用いた無線通信方式であっても同様に実施することは可能である。また、上述の説明では、イメージセンサーにより、光変調信号を受信する場合を例に説明しているが、イメージセンサーのかわりにフォトダイオードを使用し、光変調信号を受信してもよく、また、イメージセンサー、フォトダイオード以外のものを使用して、光変調信号を受信してもよい。
本明細書において、「場所、または、位置情報に関するシンボル」、「時刻情報に関するシンボル」、「SSIDに関するシンボル」、「アクセス先に関するシンボル」、「暗号鍵に関するシンボル」などを「シンボル」と名づけて説明をしている場合があるが、「シンボル」と呼ばずに「データ」または「情報」または「フィールド」または「ビット」または「領域」と呼んでも、各実施の形態を同様に実施することは可能である。また、「シンボル」、「データ」、「情報」、「フィールド」、「ビット」、「領域」以外の呼び方をしてもよい。また、「場所、または、位置情報に関するシンボル」、「時刻情報に関するシンボル」、「SSIDに関するシンボル」、「アクセス先に関するシンボル」、「暗号鍵に関するシンボル」などどのようなシンボル構成で送信装置は送信してもよく、「場所、または、位置情報に関するデータ」、「時刻情報に関するデータ」、「SSIDに関するデータ」、「アクセス先に関するデータ」、「暗号鍵に関するデータ」などを通信相手に伝送することが重要となる。
本明細書において、「光源」、「照明部」などを具備する送信装置において、「光源」、「照明部」は複数の「光源」、複数の「照明」で構成されていてもよい。
(上記各実施の形態の補足2)
当然であるが、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を複数組み合わせて、実施してもよい。
また、各実施の形態については、あくまでも例であり、例えば、「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を例示していても、別の「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を適用した場合でも同様の構成で実施することが可能である。
変調方式については、本明細書で記載している変調方式以外の変調方式を使用しても、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を実施することが可能である。例えば、APSK(Amplitude Phase Shift Keying)(例えば、16APSK, 64APSK, 128APSK, 256APSK, 1024APSK, 4096APSKなど)、PAM(Pulse Amplitude Modulation)(例えば、4PAM, 8PAM, 16PAM, 64PAM, 128PAM, 256PAM, 1024PAM, 4096PAMなど)、PSK(Phase Shift Keying)(例えば、BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, 64PSK, 128PSK, 256PSK, 1024PSK, 4096PSKなど)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)(例えば、4QAM, 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 1024QAM, 4096QAMなど)などを適用してもよいし、各変調方式において、均一マッピング、非均一マッピングとしてもよい。また、I-Q平面における2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点の配置方法(2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点をもつ変調方式)は、本明細書で示した変調方式の信号点配置方法に限ったものではない。
本明細書で説明した無線装置を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。また、本明細書で説明した無線装置は、通信機能を有している機器であって、その機器が、テレビ、ラジオ、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のアプリケーションを実行するための装置に何らかのインターフェースを介して接続できるような形態であることも考えられる。
また、本明細書で説明した受信部を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。
本実施の形態における電波による無線通信では、データシンボル以外のシンボル、例えば、パイロットシンボル(プリアンブル、ユニークワード、ポストアンブル、リファレンスシンボル等)、制御情報用のシンボルなどが、フレームにどのように配置されていてもよい。そして、ここでは、パイロットシンボル、制御情報用のシンボルと名付けているが、どのような名付け方を行ってもよく、機能自身が重要となっている。
パイロットシンボルは、例えば、送受信機において、PSK変調を用いて変調した既知のシンボル(または、受信機が同期をとることによって、受信機は、送信機が送信したシンボルを知ることができてもよい。)であればよく、受信機は、このシンボルを用いて、周波数同期、時間同期、(各変調信号の)チャネル推定(CSI(Channel State Information)の推定)、信号の検出等を行うことになる。
また、制御情報用のシンボルは、(アプリケーション等の)データ以外の通信を実現するための、通信相手に伝送する必要がある情報(例えば、通信に用いている変調方式・誤り訂正符号化方式・誤り訂正符号化方式の符号化率、上位レイヤーでの設定情報等)を伝送するためのシンボルである。
なお、本発明は各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態では、通信装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
なお、例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、そのプログラムをCPU(Central Processing Unit)によって動作させるようにしても良い。
また、上記通信方法を実行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、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
そして、上記の各実施の形態などの各構成は、典型的には集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現されてもよい。これらは、個別に1チップ化されてもよいし、各実施の形態の全ての構成または一部の構成を含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC(Integrated Circuit)、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はLSIに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
なお、本明細書における、例えば、実施の形態4、実施の形態5、実施の形態6、実施の形態7などにおいて、端末が基地局に無線で接続するための暗号鍵について説明したが、暗号鍵は「無線接続のための暗号鍵」に限ったものではない。
例えば、基地局は、ネットワークに接続されており、端末は、基地局を介して、このネットワークと通信を行うものとする。このとき、暗号鍵は、「端末が、このネットワークに接続するための暗号鍵」であってもよい。したがって、本明細書で説明した光変調信号に「暗号鍵」の情報が含まれており、これにより、本明細書で説明した各実施の形態を実施しても、同様に実施することができ、これにより、各実施の形態で説明した効果を同様に得ることができる。
また、光変調信号に、「基地局と接続するための暗号鍵(例えば、SSIDに対する暗号鍵)」、「ネットワークに接続するための暗号鍵」の少なくとも一つの暗号鍵を含んでいてもよい。
本発明は、光の変調信号を送信および受信する通信システムに広く適用できる。
102 送信部
104 光源
151 受光部
153 受信部
155 データ解析部
157 表示部
453 無線装置
470-1 基地局#1
470-2 基地局#2
470-3 基地局#3
1000 機器
1050 端末

Claims (4)

  1. 無線通信装置が行う送信方法であって、
    端末に対して地図データを送信し、
    前記地図データは、光送信機の位置情報および第1の識別情報を含み、
    前記光送信機は前記第1の識別情報を光信号で送信する
    送信方法。
  2. 前記光送信機は、さらに第2の識別情報を光信号で送信し、
    前記地図データの送信は、前記光信号を受信することで前記第2の識別情報を取得した端末からの要求に応じて行われる、
    請求項1に記載の送信方法。
  3. 無線通信装置であって、
    端末に対して地図データを送信する送信部を備え、
    前記地図データは、光送信機の位置情報および第1の識別情報を含み、
    前記光送信機は前記第1の識別情報を光信号で送信する
    無線通信装置。
  4. 前記光送信機は、さらに第2の識別情報を光信号で送信し、
    前記送信部は、前記光信号を受信することで前記第2の識別情報を取得した端末からの要求に応じて前記地図データの送信を行う、
    請求項3に記載の無線通信装置。
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