JPWO2020031748A1

JPWO2020031748A1 - 受信装置、送信装置、受信方法及び送信方法

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Publication number: JPWO2020031748A1
Application number: JP2020536469A
Authority: JP
Inventors: 敏宏藤木; 小林　誠司; 誠司小林; 平林　克己; 克己平林
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: WO2020031748A1; EP3836588A4; US11848770B2; CN112534847A; CN112534847B; JP7345474B2; EP3836588B1; EP3836588A1; US20210297177A1

Abstract

送信するデータビット数に影響を与えることなく、識別子のビット数を拡張する。本開示によれば、送信装置（１１０１）を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子（１０）と、前記送信装置を識別するための第２の識別子（２０）であって複数の送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信装置（１１０２）が提供される。この構成により、データビット数に影響を与えることなく、識別子のビット数を拡張することが可能となる。

Description

本開示は、受信装置、送信装置、受信方法及び送信方法に関する。

従来、下記の特許文献１には、受信装置が送信信号に用いられた拡散コードの推定結果に基づいて送信装置の識別情報を取得することを可能とするために、送信情報を識別情報に応じて選択した拡散コードを用いて拡散した送信信号を生成することが記載されている。

国際公開第２０１５／１２９３７５号

送信機が、受信機へ送るデータを受信機側で区別できるように送信フレーム中に識別子を含めて送信を行う場合に、識別子のビット数が多くなると、実際に送信するデータのビット数が少なくなる。

特に、データ通信量が予め少量に設定されている場合、識別子のビット数の増加によりデータのビット数が低下すると、必要なデータを送信できなくなる事態が想定される。

特許文献１に記載された技術は、送信情報を識別情報に応じて選択した拡散コードを用いて拡散する技術に関する。従って、特許文献１では、送信フレーム自体に識別情報を入れることは想定していない。

そこで、送信するデータビット数に影響を与えることなく、識別子のビット数を拡張することが望まれていた。

本開示によれば、送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の前記送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信装置が提供される。

また、本開示によれば、送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の前記送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームの送信信号を変調して受信装置へ送信する、送信装置が提供される。

また、本開示によれば、送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の前記送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信方法が提供される。

また、本開示によれば、送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の前記送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームの送信信号を変調して受信装置へ送信する、送信方法が提供される。

本開示によれば、送信するデータビット数に影響を与えることなく、識別子のビット数を拡張することが可能となる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

送信フレーム上の識別子（ＴＸＩＤ）の上位ビットに仮想的な上位ビットを構成した様子を示す模式図である。本実施形態に係る送信フレーム（ＰＳＤＵ）の構成の一例を示す模式図である。送信フレーム上の識別子に対し仮想的な上位ビットを付加した例を示す模式図である。同期パターン生成パラメータにより同期パターンを生成する様子を示す模式図である。スクランブルパターン生成パラメータによりスクランブルパターンを生成する様子を示す模式図である。多重化パラメータにより多重化パターンを生成する様子を示す模式図である。一般的なＬＦＳＲの構成を示す模式図である。図１に示した変調パラメータテーブルの構成を示す模式図であって、仮想的な上位ビットと変調パラメータを紐付けした例を示す模式図である。図６と同様に、図１に示した変調パラメータテーブルの構成を示す模式図であって、仮想的な上位ビットと変調パラメータを紐付けした例を示す模式図である。受信機の構成を示すブロック図である。図１に示した変調パラメータテーブルの構成を示す模式図であって、仮想的な上位ビットと変調パラメータを紐付けした例を示す模式図である。多項式を変更した例を示す模式図である。多項式を変更した例を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．背景
２．本開示の概要
３．変調パラメータの具体例
４．ＬＦＳＲの構成例
５．仮想上位ビットと変調パラメータの組み合わせの例
６．本実施形態に係るシステムの構成例
７．受信機の機能ブロック構成
８．本実施形態の変形例について
８．１．ＬＦＳＲの多項式の変更により識別子を拡張する例
８．２．ＬＦＳＲの初期値と多項式の変更により識別子を拡張する例
８．３．複数の変調パラメータのうち、一部は共通のものを使用する例
８．４．その他の変形例

１．背景本開示は、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）等に用いられるＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａ）通信に関する。ＬＰＷＡ通信の特徴として、低ビットレート、低消費電力により少量のペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）データ(１００ビット前後)を送受信することが挙げられる。送信機は、受信機へ送るデータを受信機側で区別できるように、送信フレーム中に識別子（ＩＤ；Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＴＸＩＤ））を含めて送信を行う。なお、ＬＰＷＡ通信の例として、Ｓｉｇｆｏｘ、ＬｏＲａなどを挙げることができる。

総務省告示「端末設備等規則の規定に基づく識別符号の条件等」では、特定小電力無線局(９２０ＭＨｚ帯)において、送信機の端末の識別子の長さは３２ビット以上とされている。送信フレームに含めることのできるデータビット数は高々１００ビット前後であるため、例えばＳｉｇＦｏｘ、ＬｏＲａでは、識別子を３２ビットで構成している。これにより、データビット数の減少が最小限に抑えられ、必要なデータを送信することが可能である。

しかし、送信フレーム上の識別子（３２ビット)を全ての送信機に割振り、識別子を使い切ってしまった場合、新たに送信機を増やすことができなくなる。つまり、多くの送信機に対して識別子を割り振ることを想定した場合、識別子のビット数が枯渇する問題がある。

また、ＩＥＥＥやＥＴＳＩ（欧州電気通信標準化機構）などの通信における国際標準規格では、３２ビットより多くのビットにより送信機の端末が同定されなければならないとされている。

このため、ＬＰＷＡ通信において、データビット数の減少を抑制しつつ、送信機を同定するための識別子のビット数を増加する仕組みが求められる。

２．本開示の概要
本開示の一実施形態では、少量のデータを送信するＬＰＷＡ通信において、送信フレーム中の識別子(ＴＸＩＤ：３２ビット)と無線通信のための変調パラメータを組み合わせて、仮想的に識別子の上位ビットを構成する。無線通信の場合、空間にデータを送信するため、変調を行う。この変調を行うための変調パラメータと識別子の仮想的な上位ビットを紐付けることにより、識別子のビット数を拡張することが可能となる。

ここで、変調パラメータとは、ＭＡＣ層で定義される送信するビットパターンそのものではなく、ＰＨＹ層で定義されるＲＦ信号の変調の違いを生成するパラメータである。変調の種類としては、同期信号パターン、スクランブルパターン、周波数ホッピングパターン、送信開始タイミング、スペクトル拡散係数などがある。また、変調パラメータとしては、それぞれの変調を実現する初期値、多項式、ビット操作(選択、割振り、反転、交換)、アルゴリズムの種類などのパラメータがある。

図１は、送信フレーム上の識別子（ＴＸＩＤ）１０の上位ビットに仮想的な上位ビット２０を構成した様子を示す模式図である。仮想的な上位ビット２０から変調パラメータテーブルを参照することで、変調パラメータ＃０〜＃Ｎが得られる。これにより、識別子１０が同じであっても、変調パラメータを変えることで、仮想的な上位ビット２０によりビット数が拡張した識別子を実現することができる。仮想的な上位ビット２０としては、後述するように、例えばＩｏＴなどによる通信のネットワークを構成する組織毎に割り当てられた固有の値を用いることができる。

図１は、主に送信機側で行われる処理を示している。送信機側では、送信機毎に個別に付与された識別子１０を送信フレームに挿入し、複数の送信機間で共有された仮想的な上位ビット２０の情報に基づいて送信フレームの送信信号を変調して受信機へ送信する。

受信機側では、受信しようとする送信フレーム５０を識別子１０に基づいて判断する。自身が受信しようとする識別子１０が付与されていない送信フレーム１０については、受信機側で受信が行われない。また、前提として、送信波の識別子、変調方法は予め受信機側で把握している。受信機側においても、図１と同様の処理が行われる。送信波を指定して復調するために、受信機側においても、識別子と変調パラメータが図１に示すデータベース１００と同様に登録されている。換言すれば、識別子と変調パラメータが不明であると、受信機側で復調することができない。

なお、本実施形態のシステムは、送信機から受信機への片方向通信（ｕｐｌｉｎｋ）を想定しているため、送信機に指示（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を送ることで、特定のデータを要求することは想定しないものとする。

図２は、本実施形態に係る送信フレーム（ＰＳＤＵ）５０の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、この送信フレーム５０では、識別子１０は３２ビット、ペイロードは１２８ビット、ＣＲＣは２４ビットとされている。

図３は、ＩＥＥＥ６４−ｂｉｔＧｌｏｂａｌＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＥＵＩ−６４）の例を示しており、送信フレーム上の識別子１０に対し仮想的な上位ビットを付加した例を示す模式図である。図３において、各ｅｕｉ［０］〜［７］のそれぞれは８ビットであり、ｅｕｉ［４］〜［７］が３２ビットの識別子１０に対応する。

また、ｅｕｉ［０］〜［２］は、ＯＵＩ（またはＣＩＤ（ＣｏｍｐａｎｙＩＤ））３０に対応する。ＯＵＩ（またはＣＩＤ（ＣｏｍｐａｎｙＩＤ））３０は、ＩＥＥＥＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＡｕｔｈｏｒｉｔｙ（ＩＥＥＥＲＡ）により発行される２４ビット値であり、組織または企業に対してユニークな値であることが保証されているビットである。

ｅｕｉ［３］と識別子１０に対応するｅｕｉ［４］〜［７］は、ＯＵＩ３０を除いた４０ビットであり、システムを構成する組織毎に自由に定義できるものとされている。識別子を拡張するにあたり、図２に示す送信フレーム５０の識別子１０のビット数を単に増加すると、ペイロードのビット数が減少してしまうことになる。本実施形態では、このうちの下位３２ビットを送信フレーム上の識別子１０として送信フレーム５０に搭載するものとする。また、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］を組み合わせて、仮想的な上位ビット２０として使用する。

そして、例えば、アライアンスなどによりロゴ認証する際には、他の組織等と異なる変調パラメータを定義し、この変調パラメータをＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の値に紐付ける。これにより、識別子１０の３２ビットに加えて、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の３２ビットを仮想的な識別子として機能させることができ、合計６４ビットの拡張された識別子を構成することができる。

３．変調パラメータの具体例
本実施形態では、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の値に紐付ける変調パラメータとして、同期パターン生成パラメータ（２５ビット×２）、スクランブルパターン生成パラメータ（２４ビット×１）、多重化パラメータ（３２ビット×２）を使用する。多重化パラメータとしては、送信開始タイミング(グリッド番号)と周波数ホッピングチャネル番号を算出する。

図４Ａ〜図４Ｃは、同期パターン生成パラメータ、スクランブルパターン生成パラメータ、多重化パラメータにより同期パターン、スクランブルパターン、多重化パターンを生成する様子を示す模式図である。同期パターン、スクランブルパターン、多重化パターンを生成する際には、いずれの場合もＬＦＳＲ（ＬｉｎｅａｒＦｅｅｄｂａｃｋＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ）を用いる。ＬＦＳＲでは、シフトレジスタと排他的論理和（ＸＯＲ）によるフィードバックとを用いて回路が構成され、かつフィードバックの位置が原始多項式により決定される。なお、ＬＦＳＲの構成は後述する。

図４Ａは、同期パターン生成パラメータにより同期パターンを生成する様子を示す模式図である。同期パターン生成パラメータにより同期パターンを生成する際には、２つのＬＦＳＲ（ＬＦＳＲ（＃１）２００とＬＦＳＲ（＃２）２１０）を用いる。ＬＦＳＲ（＃１）２００とＬＦＳＲ（＃２）２１０は、いずれも２５ビットのＬＦＳＲ多項式から構成される。

また、同期パターンを生成する際には、変調パラメータ（同期パターン生成パラメータ）として、２５ビットの初期値１と初期値２が用いられる。初期値１はＬＦＳＲ（＃１）２００に入力され、初期値２はＬＦＳＲ（＃２）２１０に入力される。

図４Ａに示すように、排他論理和部２２０にて、ＬＦＳＲ（＃１）２００から出力された値とＬＦＳＲ（＃２）２１０から出力された値の排他的論理和（ＸＯＲ）をとることで、同期パターンが生成される。

図４Ｂは、スクランブルパターン生成パラメータによりスクランブルパターンを生成する様子を示す模式図である。スクランブルパターン生成パラメータによりスクランブルパターンを生成する際には、１つのＬＦＳＲ２３０を用いる。ＬＦＳＲ２３０は、２４ビットのＬＦＳＲ多項式から構成される。

また、スクランブルパターンを生成する際には、変調パラメータ（スクランブルパターン生成パラメータ）として、２４ビットの初期値が用いられる。初期値はＬＦＳＲ２３０に入力される。図４Ｂに示すように、ＬＦＳＲ２３０から出力された値がスクランブルパターンとされる。

図４Ｃは、多重化パラメータにより多重化パターン（送信開始グリッド番号と送信チャネル番号）を生成する様子を示す模式図である。多重化パターンを生成する際には、２つのＬＦＳＲ（ＬＦＳＲ（＃１）２４０とＬＦＳＲ（＃２）２５０）を用いる。ＬＦＳＲ（＃１）２４０とＬＦＳＲ（＃２）２５０は、いずれも３２ビットのＬＦＳＲ多項式から構成される。

また、多重化パターンを生成する際には、変調パラメータ（多重化パターン生成パラメータ）として、３２ビットの初期値１と初期値２が用いられる。初期値１はＬＦＳＲ（＃１）２４０に入力され、初期値２はＬＦＳＲ（＃２）２５０に入力される。

図４Ｃに示すように、ＬＦＳＲ（＃１）２４０から出力された値とＬＦＳＲ（＃２）２５０から出力された値は擬似乱数生成部２６０に入力される。擬似乱数生成部２６０では、擬似乱数（ＰＲＮ）を生成することで、多重化パターン（送信開始グリッド番号と送信チャネル番号）を生成する。つまり、多重化パターンは、送信タイミングと送信チャネルを定めるパターンである。

４．ＬＦＳＲの構成例
図５は、一般的なＬＦＳＲの構成を示す模式図である。ＬＦＳＲでは、シフトレジスタと排他的論理和（ＸＯＲ）によるフィードバックとを用いて回路が構成され、フィードバックの位置が原始多項式により決定される。図５では、原始多項式が以下の式である場合を示している。
ｐ（ｘ）＝ｘ^１６＋ｘ^１４＋ｘ^１３＋ｘ^１１＋１

ＬＦＳＲの実装方法としてガロア型とフィボナッチ型があるが、本実施形態では一例として例としてガロア型を用いる。

ＬＦＳＲは、動作開始前に、それぞれのレジスタに初期値(シード)を設定する。この際、図４Ａ〜図４Ｃで説明した初期値が設定される。図５では、１６ビットの初期値の場合の例を示しているが、上述のように、同期パターン生成では初期値は２５ビットであり、スクランブルパターン生成では初期値は２４ビットであり、多重化パターン生成では初期値は３２ビットである。このビット数に応じて、ＬＦＳＲの構成は適宜変更される。

５．仮想上位ビットと変調パラメータの組み合わせの例
図６は、図１に示した変調パラメータテーブル１００の構成を示す模式図であって、仮想的な上位ビット２０と変調パラメータを紐付けした例を示す模式図である。組織として、Ａ社、Ｂ社、Ｃ社の３つを挙げて、各組織のアライアンスなどによりロゴ認証する場合を想定する。Ａ社、Ｂ社、Ｃ社のそれぞれについて２４ビットのＯＵＩ３０が固有の値として与えられている。また、図６に示すように、ｅｕｉ［３］については、Ａ社については２通りの値（“００”と“０１”）が、Ｂ社及びＣ社については１通りの値（“００”）がそれぞれ付与されている。ｅｕｉ［３］の値を２通りに設定することで、仮想的な上位ビット２０のビット数をより拡張することができる。

そして、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の組み合わせに対して、同期パターン生成パラメータの初期値（２つ）、スクランブル生成パラメータの初期値（１つ）、多重化パラメータの初期値（２つ）がそれぞれ付与されている。

例えば、Ａ社のＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］（＝“００”）の組み合わせに対して、同期パターン生成のＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値１とＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値２が設定されている。同様に、Ａ社のＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］（＝“０１”）の組み合わせに対して、スクランブルパターン生成のＬＦＳＲ２３０の初期値９が設定され、多重化パターン生成のＬＦＳＲ（＃１）２４０の初期値１３とＬＦＳＲ（＃２）２５０の初期値１４が設定されている。

送信機側では、図６に示す変調パラメータテーブル１００を用いて、同期パターン生成パラメータ、スクランブルパターン生成パラメータ、多重化パラメータの各パラメータを取得し、図４Ａ〜図４Ｃに示した手法で同期パターン、スクランブルパターン、多重化パターンを生成する。

従って、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の仮想的な３２ビットによって定まる変調パラメータに基づいて変調パターンが生成され、この変調パターンによって送信フレーム５０の送信信号が変調されて送信される。同様に、受信機側においても、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］によって定まる変調パラメータに基づいて変調パターンが生成される。従って、送信機側と受信機側で同じ変調パターンを生成することで、送信機から受信機へ送信フレームを変調して送信フレームを送信した際に、受信機側では同じ組織に属する送信機から送られた送信フレームとして認識し、送信フレームを復調して受信することができる。

この結果、元々の３２ビットの識別子１０に加えて、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の仮想的な３２ビットが識別子として機能することになり、合計６４ビットの識別子を構成することが可能となる。従って、識別子１０は同じ値であっても、変調パラメータを変えることで、識別子の拡張を実現することができる。

なお、送信機側では、送信する度に変調パラメータを生成しても良い。また、受信機側では、予め全ての変調パターンを生成しておき、受信の際に生成しておいた変調パターンを使用しても良い。

６．本実施形態に係るシステムの構成例
図７は、本技術を適用した情報通信システムの主な構成例を示す図である。図７に示される情報通知システム１１００は、送信機１１０１が自身の情報を通知するシステムである。

送信機１１０１は、本技術を適用した送信機の一実施の形態であり、自身が取得した情報を、無線信号として送信する。なお、無線通信の方式は特に限定されるものではない。基地局１１０２は、本技術を適用した受信機の一実施の形態であり、その無線信号を受信して送信装置１１０１の情報を取得し、その情報等を、クラウドサーバ１１０３に供給する。つまり、基地局１１０２は、送信機１１０１から送信された情報を中継してクラウドサーバ１１０３に伝送する中継局として機能する。送信機１１０１から基地局１１０２に対する情報の送信は、例えば片方向の通信によって行われる。クラウドサーバ１１０３は、各送信機１１０１の各種情報を管理し、例えば、送信機１１０１の位置をユーザに通知するサービスを提供する。例えば、送信機１１０１の位置を知りたいユーザに操作される情報処理端末１１０４は、クラウドサーバ１１０３にアクセスし、送信機１１０１の位置情報を取得し、例えば地図データ等とともに表示する等して、ユーザに送信機１１０１の位置を通知する。

送信機１１０１は、例えば各種ユーザが携帯したり、自動車、家電製品などに装着されている。送信機１１０１は、例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星からＧＰＳ信号を受信する等して、適宜、自身の位置情報（例えば、緯度および経度）を求めることができる。送信機１１０１は、適宜、その位置情報や自身が備えるセンサにより取得した各種情報を無線信号として送信する。

また、各送信機１１０１は、固有の識別子１０を有している。この識別子１０は、各送信機１１０１の製品出荷時に予め登録することにより、送信機１１０１のメモリ等に記録されている。この識別子１０の情報は、クラウドサーバ１１０３に登録され、クラウドサーバ１１０３が各基地局１１０２へ送信することで、各基地局１１０２間で共有されている。従って、基地局１１０２は、受信しようとする送信フレーム５０を送信した送信機１１０１を識別子１０により認識できる。また、上述したＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の情報は、クラウドサーバ１１０３が各送信機１１０１へ送信することにより、または各送信機１１０１の製品出荷時に予め登録することにより、送信機１１０１のメモリ等に記録されている。同様に、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の情報は、クラウドサーバ１１０３が各基地局１１０２へ送信することにより、または各基地局１１０２に予め登録することにより、各基地局１１０２のメモリ等に記録されている。

なお、図７においては３台の送信装置１１０１が示されているが、送信装置１１０１の数は任意である。送信装置１１０１は、専用の装置として構成されるようにしてもよいが、例えば、携帯電話機やスマートフォンのような携帯型の情報処理装置に組み込むようにしてもよい。

基地局１１０２は、どのような設備であってもよい。例えば、専用の施設・建造物としてもよい。また、例えば、一般のビル、マンション、家屋等の建造物の屋根や屋上等に設置可能な設備としてもよい。さらに、例えば、ユーザが携帯したり、車等の移動体に設置したりすることができる携帯型の設備としてもよい。

基地局１１０２は、複数設置される。例えば図７の場合、基地局１１０２−１は、東京に設定されており、基地局１１０２−２は、横浜に設置されている。図７においては、２つの基地局１１０２が示されているが、基地局１１０２の数は任意である。

クラウドサーバ１１０３の構成は任意であり、例えば任意の数のサーバと任意の数のネットワーク等により構成されるようにしてもよい。クラウドサーバ１１０３が複数設けられていてもよい。

このような位置通知システム１１００において、送信装置１１０１の送信信号処理部１１０１ａは、送信フレーム５０に識別子１０を挿入する処理を行う。また、送信装置１１０１の送信信号処理部１１０１ａは、変調パターンにより送信フレーム５０のデータに合わせて搬送波を変調し、基地局１１０２へ送信する。すなわち、送信装置１１０１は、変調パラメータに基づいて変調を行い、その設定に基づいて各パケットを送信する。このように変調を利用して送信を行うことにより、混信の発生を抑制することができ、確実に情報の伝送を行うことができる。なお、送信信号処理部１１０１ａは、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成される。

また、送信機１１０１の仮想的な上位ビットに基づいて変調パターンを設定することにより、同期パターン、スクランブルパターン、多重化パターンなどの変調パターンを変えることができるので、他の送信装置１１０１から送信されるパケットとの衝突の発生を抑制することができる。つまり、より確実に情報の伝送を行うことができる。

また、基地局１１０２は、クラウドサーバ１１０３から送信機１１０１の識別子１０を取得し、その識別子１０に基づいて受信を行う。また、基地局１１０２は、予め取得しているＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に基づいて、変調パターンを設定する。ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］により変調パターンが特定できれば、その変調パターンに基づいて送信フレーム５０の検出を行えばよいので、例えばＳ／Ｎ比が低い場合などであっても、送信フレーム５０の検出がより容易になる。従って、より高感度な受信が可能となり、より確実な情報の伝送を実現することができる。また、不要なタイミングや不要な周波数帯域で送信フレーム５０の検出等の処理を行わなくてよいので、負荷の増大を抑制することができる。

基地局１１０２が備える受信信号処理部１１０２ａは、送信機を識別するために送信機毎に個別に付与された識別子１０と、送信機を識別するための仮想的な上位ビット２０であって複数の送信機１１０１との間で共有された上位ビット２０に基づいて、送信機を識別する。より具体的には、上位ビット２０から得られる変調パラメータにより生成される変調パターンにより、送信機を識別する。従って、受信機は、基地局１１０２と異なる組織に属する送信機から送信された送信信号を受信することがなく、受信しようとする識別子１０と異なる送信機から送信された送信信号を受信することもない。なお、変調パターンは、クラウドサーバ１１０３側で生成しても良く、クラウドサーバ１１０３から各送信機１１０１、各基地局１１０２へ送信して共有しても良い。また、基地局１１０２は、無線信号の受信に関する情報、例えば、どの送信機１１０１からの無線信号をいつ受信したか、その無線信号の内容（無線信号から抽出したデータ）等を、受信情報としてクラウドサーバ１１０３に供給することもできる。なお、受信信号処理部１１０２ａは、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成される。

７．受信機の機能ブロック構成
図８は、受信機の構成を示すブロック図である。図８に示すように、受信機は、ベースバンド変換部３００、選択部３１０、同期検出部３２０、デスクランブル部３３０、復号・誤り訂正部３４０、を有して構成されている。

ベースバンド変換部３００は、受信した送信フレーム５０のベースバンドを変換する処理を行う。選択部３１０は、擬似乱数を用いて、周波数チャンネルを選択し、送信開始グリッドを選択する処理を行う。この擬似乱数は、擬似乱数生成部２６０による擬似乱数に相当する。擬似乱数により、多重化パターン（送信開始グリッド番号と送信チャネル番号）を得ることで、周波数チャンネルを選択し、送信開始グリッドを選択する。

同期検出部３２０は、同期パターンを用いて、送信フレーム５０の送信信号の同期を検出する処理を行う。デスクランブル部３３０は、スクランブルパターンを用いて、デスクランブル処理を行う。復号・誤り訂正部３４０は、送信信号を復号し、送信フレーム５０のＣＲＣに基づいて誤りを訂正する処理を行う。以上のように、受信機では、擬似乱数、同期パターン、スクランブルパターンに基づいて、送信信号を受信する。受信機側では、予め仮想的な上位ビット２０に基づいて変調パラメータを取得しておくことで、変調パターンを認識できるため、このような処理が可能となる。

８．本実施形態の変形例について
８．１．ＬＦＳＲの多項式の変更により識別子を拡張する例
上述した実施形態では、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じてＬＦＳＲの初期値を変更する例を示したが、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じてＬＦＳＲの多項式を変更しても良い。図９は、図６と同様に、図１に示した変調パラメータテーブル１００の構成を示す模式図であって、仮想的な上位ビット２０と変調パラメータを紐付けした例を示す模式図である。

図９に示す例では、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じてＬＦＳＲの多項式が設定されている。なお、図９においても、ｅｕｉ［３］については、Ａ社については２通りの値（“００”と“０１”）が、Ｂ社及びＣ社については１通りの値（“００”）がそれぞれ付与されている。

例えば、Ａ社のＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］（＝“００”）の組み合わせに対して、同期パターン生成のＬＦＳＲ（＃１）２００の多項式１とＬＦＳＲ（＃２）２１０の多項式２が設定されている。同様に、Ａ社のＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］（＝“０１”）の組み合わせに対して、スクランブルパターン生成のＬＦＳＲ２３０の多項式９が設定され、多重化パターン生成のＬＦＳＲ（＃１）２４０の多項式１３とＬＦＳＲ（＃２）２５０の多項式１４が設定されている。

図１０及び図１１は、多項式を変更した例を示す模式図である。図１０は、原始多項式を以下の式にした例を示している。
ｐ（ｘ）＝ｘ^１６＋ｘ^１２＋ｘ^３＋ｘ^１＋１

また、図１１は、原始多項式を以下の式にした例を示している。
ｐ（ｘ）＝ｘ^１６＋ｘ^１４＋ｘ^１３＋ｘ^１２＋ｘ^９＋ｘ^２＋１

この際、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じて多項式を変更していることから、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じて初期値を変更することなく、同じ初期値を使用しても良い。例えば、Ａ社の同期パターン生成のためのＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値１及びＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値２と、Ｂ社の同期パターン生成のためのＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値５及びＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値６とを、それぞれ同一の値としても良い。

８．２．ＬＦＳＲの初期値と多項式の変更により識別子を拡張する例
この例では、図６に示したＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じた初期値の変更と、図９に示したＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じた多項式の変更を組み合わせることで、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］に応じて初期値と多項式の双方を変更する。例えば、Ａ社のｅｕｉ［３］（＝“００”）において、同期パターン生成のためのＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値１とＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値２を設定し、且つ多項式１及び多項式２を設定する。同様に、Ａ社のｅｕｉ［３］（＝“００”）において、スクランブルパターン生成のためのＬＦＳＲ２３０の初期値９を設定し、且つ多項式９を設定する。

８．３．複数の変調パラメータのうち、一部は共通のものを使用する例
この例では、例えばＡ社のｅｕｉ［３］（＝“００”）とｅｕｉ［３］（＝“０１”）のそれぞれにおいて、同期パターン生成のためのＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値とＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値を共通に設定する。つまり、ｅｕｉ［３］（＝“００”）の場合のＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値１と、ｅｕｉ［３］（＝“０１”）の場合のＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値３を同じ値とし、ｅｕｉ［３］（＝“００”）の場合のＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値２と、ｅｕｉ［３］（＝“０１”）の場合のＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値４を同じ値とする。

このように、スクランブル生成パラメータ、または多重化パラメータがｅｕｉ［３］＝００とｅｕｉ［３］＝０１で異なっていれば、同期パターン生成のためのＬＦＳＲ（＃１）２００の初期値とＬＦＳＲ（＃２）２１０の初期値を共通に設定することができる。Ａ社のｅｕｉ［３］（＝“００”）の同期パターン生成パラメータの初期値とＢ社の同期パターン生成パラメータの初期値においても同様に、両者が同一であっても良い。

８．４．その他の変形例
ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の値のいずれか、あるいは両方をＬＦＳＲの初期値の一部に使用しても良い。また、ＯＵＩ３０とｅｕｉ［３］の値のいずれか、あるいは両方を使って、スクランブル生成パラメータで生成した系列の一部を置き換えることもできる。また、これらの２つの例において、全ての値、あるいは値の一部を用いても良い。

また、多重化パラメータの生成に際して、２つの初期値として、以下の値を用いても良い。・識別子１０（ＴＸＩＤ）とＴＩＭＥＷＯＲＤ（ＧＰＳ時刻を３２ビット値に変換したもの）とを、それぞれ設定する。・識別子１０（ＴＸＩＤ）とＴＩＭＥＷＯＲＤの一部を入れ換えて、それぞれ設定する。この際、入れ換え方をパラメータとする。・識別子１０（ＴＸＩＤ）とＴＩＭＥＷＯＲＤのいずれか、あるいは両方を巡回ビットシフトさせて、それぞれ設定する。巡回シフト回数をパラメータとする。
なお、識別子１０（ＴＸＩＤ）とＴＩＭＥＷＯＲＤを使用するのは、異なる端末で同じ多重化パラメータとしないためである。

以上の説明では、識別子を６４ビットに拡張する例を示したが、識別子１０が３２ビットよりも長い場合についても、同様の方法で対応することができる。例えば、ＥＵＩ―４８への対応、４０ビットの識別子への対応Ｓ、３３ビット以上６４ビットより小さい識別子への対応などが考えられる。

ＩＳＭ（ＩｎｄｕｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅＭｅｄｉｃａｌ）帯、特定小電力無線局などで使用される全帯域において、変調パターンや、送信タイミングおよび周波数ホッピングの履歴を確認することにより、テーブル引きして、TXID以外の（仮想IDの）上位ビットを特定することもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、３２ビットの識別子１０と変調パラメータを組み合わせて仮想的な識別子を構成することで、識別子が枯渇することへの対策、送信機の端末の同定、国際規格への準拠を実現することができる。

具体的には、識別子１０の３２ビットを全て使い切っても、変調パラメータを変更することで、新たに３２ビットの識別子１０の空間を確保することができ、識別子の枯渇を抑制することができる。この際、仮想的な上位ビット２０を用いて変調パターンを変更するため、送信フレーム５０の識別子のビット数が増加することがなく、送信フレームのデータビットを減らすことなく識別子を拡張することが可能となる。

また、送信フレームに含まれる３２ビットの識別子１０が同じでも、送信機の変調が異なるため、送信機側の端末を区別することが可能となる。また、変調パラメータを変更することで、膨大な数の組み合わせを実現することができ、端末同定用の識別子(ID)として利用することが可能となる。本実施例の場合、例えば同期パターン生成の初期値だけを使っても（２^２５−１）×（２^２５−１）通りの組み合わせを実現できる。なお、１を減算するのは、ａｌｌ０は使用できないためである。これにより、送信機の端末を確実に同定することができる。

また、国際規格として要求される端末同定のための識別子を実現することができ、国際規格に準拠することができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の前記送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信装置。
（２）
前記第１の識別子は前記送信装置が送信する送信フレームに含まれる、前記（１）に記載の受信装置。
（３）
前記第２の識別子と対応付けされた変調パターンに基づいて、前記送信装置から送信された送信信号を受信する、前記（１）又は（２）に記載の受信装置。
（４）
前記第２の識別子は、前記変調パターンを生成するための変調パラメータと対応付けされた、前記（３）に記載の受信装置。
（５）
前記第２の識別子は、前記変調パラメータからＬＦＳＲを用いて前記変調パターンを生成する際のＬＦＳＲの初期値又はＬＦＳＲの多項式と対応付けされた、前記（４）に記載の受信装置。
（６）
前記第２の識別子は、前記初期値及び前記多項式のいずれか一方又は双方と対応付けされた、前記（５）に記載の受信装置。
（７）
前記変調パターンは、同期パターン、スクランブルパターン、又は多重化パターンの少なくとも１つを含む、前記（３）〜（６）のいずれかに記載の受信装置。
（８）
前記同期パターン、前記スクランブルパターン、及び前記多重化パターンが前記第２の識別子と対応付けされた、前記（７）に記載の受信装置。
（９）
前記第２の識別子は、通信を行う組織毎に付与される固有の情報を含む、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の受信装置。
（１０）
送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の前記送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームの送信信号を変調して受信装置へ送信する、送信装置。
（１１）
前記第２の識別子と対応付けされた変調パターンで前記送信フレームの前記送信信号を変調する、前記（１０）に記載の送信装置。
（１２）
前記第２の識別子は、前記変調パターンを生成するための変調パラメータと対応付けされた、前記（１１）に記載の送信装置。
（１３）
前記第２の識別子は、前記変調パラメータからＬＦＳＲを用いて前記変調パターンを生成する際のＬＦＳＲの初期値又はＬＦＳＲの多項式と対応付けされた、前記（１２）に記載の送信装置。
（１４）
前記第２の識別子は、前記初期値及び前記多項式のいずれか一方又は双方と対応付けされた、前記（１３）に記載の送信装置。
（１５）
前記変調パターンは、同期パターン、スクランブルパターン、又は多重化パターンの少なくとも１つを含む、前記（１１）〜（１４）のいずれかに記載の送信装置。
（１６）
前記同期パターン、前記スクランブルパターン、及び前記多重化パターンが前記第２の識別子と対応付けされた、前記（１５）に記載の送信装置。
（１７）
前記第２の識別子は、通信を行う組織毎に付与される固有の情報を含む、前記（１０）〜（１６）のいずれかに記載の送信装置。
（１８）
送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の前記送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信方法。
（１９）
送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の前記送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームの送信信号を変調して受信装置へ送信する、送信方法。

１０識別子
５０送信フレーム
２００，２１０，２３０，２４０，２５０ＬＦＳＲ
１１０１送信機
１１０１ａ送信信号処理部
１１０２基地局（受信機）
１１０２ａ受信信号処理部

Claims

送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の前記送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信装置。
前記第１の識別子は前記送信装置が送信する送信フレームに含まれる、請求項１に記載の受信装置。
前記第２の識別子と対応付けされた変調パターンに基づいて、前記送信装置から送信された送信信号を受信する、請求項１に記載の受信装置。
前記第２の識別子は、前記変調パターンを生成するための変調パラメータと対応付けされた、請求項３に記載の受信装置。
前記第２の識別子は、前記変調パラメータからＬＦＳＲを用いて前記変調パターンを生成する際のＬＦＳＲの初期値又はＬＦＳＲの多項式と対応付けされた、請求項４に記載の受信装置。
前記第２の識別子は、前記初期値及び前記多項式のいずれか一方又は双方と対応付けされた、請求項５に記載の受信装置。
前記変調パターンは、同期パターン、スクランブルパターン、又は多重化パターンの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の受信装置。
前記同期パターン、前記スクランブルパターン、及び前記多重化パターンが前記第２の識別子と対応付けされた、請求項７に記載の受信装置。
前記第２の識別子は、通信を行う組織毎に付与される固有の情報を含む、請求項１に記載の受信装置。
送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の前記送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームの送信信号を変調して受信装置へ送信する、送信装置。
前記第２の識別子と対応付けされた変調パターンで前記送信フレームの前記送信信号を変調する、請求項１０に記載の送信装置。
前記第２の識別子は、前記変調パターンを生成するための変調パラメータと対応付けされた、請求項１１に記載の送信装置。
前記第２の識別子は、前記変調パラメータからＬＦＳＲを用いて前記変調パターンを生成する際のＬＦＳＲの初期値又はＬＦＳＲの多項式と対応付けされた、請求項１２に記載の送信装置。
前記第２の識別子は、前記初期値及び前記多項式のいずれか一方又は双方と対応付けされた、請求項１３に記載の送信装置。
前記変調パターンは、同期パターン、スクランブルパターン、又は多重化パターンの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の送信装置。
前記同期パターン、前記スクランブルパターン、及び前記多重化パターンが前記第２の識別子と対応付けされた、請求項１５に記載の送信装置。
前記第２の識別子は、通信を行う組織毎に付与される固有の情報を含む、請求項１０に記載の送信装置。
送信装置を識別するために前記送信装置毎に個別に付与された第１の識別子と、前記送信装置を識別するための第２の識別子であって複数の送信装置との間で共有された前記第２の識別子とに基づいて、前記送信装置を識別する、受信方法。
送信装置毎に個別に付与された第１の識別子を送信フレームに挿入し、複数の送信装置間で共有された第２の識別子に基づいて前記送信フレームを変調して受信装置へ送信する、送信方法。