WO2019077717A1 - 通信装置および通信方法 - Google Patents

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WO2019077717A1
WO2019077717A1 PCT/JP2017/037838 JP2017037838W WO2019077717A1 WO 2019077717 A1 WO2019077717 A1 WO 2019077717A1 JP 2017037838 W JP2017037838 W JP 2017037838W WO 2019077717 A1 WO2019077717 A1 WO 2019077717A1
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communication
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unit
communication device
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PCT/JP2017/037838
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道也 早馬
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三菱電機株式会社
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    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay

Definitions

  • the present invention relates to a communication apparatus and communication method for transferring a message within a limited number of transfers.
  • Patent Document 1 discloses a method of describing the allowable number of transfers in a message, reducing the value of the allowable number of transfers every transfer, and limiting the number of transfers.
  • the allowable number of transfers is described in the fields following the preamble, the data length, the transmission destination, etc. among a plurality of fields in the header of the communication signal.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a communication apparatus and a communication method capable of suppressing transmission delay.
  • a communication apparatus includes a receiving unit that receives a communication signal, a preamble detection unit that detects a preamble pattern from the communication signal, and preamble detection And a transfer processing unit configured to change the preamble pattern included in the communication signal according to a predetermined rule and to transfer the preamble pattern when the preamble pattern detected by the unit is a predetermined preamble pattern.
  • the communication device has an effect of suppressing transmission delay.
  • the figure which shows the structure of the communication system concerning Embodiment 1 of this invention A diagram showing a functional configuration of the communication device shown in FIG. A diagram showing a signal format of a communication signal received by the receiving antenna shown in FIG. The figure which shows the hardware constitutions of the communication apparatus shown in FIG. The figure which shows an example of the communication signal which each communication apparatus transmits in the communication system shown in FIG. A flowchart showing an operation of transmitting a communication signal generated by the communication apparatus shown in FIG. A flowchart showing an operation when the communication apparatus shown in FIG. 2 receives a communication signal A diagram showing a functional configuration of a communication device according to a second embodiment of the present invention A flowchart showing an operation when the communication apparatus shown in FIG.
  • FIG. 8 receives a communication signal
  • a diagram showing a signal format of a communication signal transmitted by the communication system shown in FIG. A diagram showing a functional configuration of the communication device shown in FIG.
  • a diagram showing an example of communication timing in the communication system shown in FIG. 12 is a flowchart showing an operation when the communication device shown in FIG. 12 transmits a message 12 is a flowchart showing an operation when the communication device shown in FIG. 12 receives the communication signal shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a communication system 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the communication system 10 includes a communication device 1-1, a communication device 1-2, a communication device 1-3, a communication device 1-4, and a communication device 1-5.
  • the communication apparatus 1-1, the communication apparatus 1-2, the communication apparatus 1-3, the communication apparatus 1-4, and the communication apparatus 1-5 are hereinafter referred to as the communication apparatus 1 when not distinguished from one another.
  • Each of the plurality of communication devices 1 is a relay device that relays communication signals received from other communication devices 1.
  • the communication device 1-1 can directly communicate with the communication device 1-2 and the communication device 1-3, and can not communicate directly with the communication device 1-4 and the communication device 1-5.
  • the communication device 1-2 can directly communicate with the communication device 1-1, the communication device 1-3, and the communication device 1-4, and can not communicate directly with the communication device 1-5.
  • the communication device 1-3 can directly communicate with the communication device 1-1, the communication device 1-2, and the communication device 1-4, and can not communicate directly with the communication device 1-5.
  • the communication device 1-4 can directly communicate with the communication device 1-2, the communication device 1-3, and the communication device 1-5, and can not communicate directly with the communication device 1-1.
  • the communication device 1-5 can directly communicate with the communication device 1-4, and can not communicate directly with the communication device 1-1, the communication device 1-2, and the communication device 1-3.
  • the communication device 1-1 when transmitting a message from the communication device 1-1 to the communication device 1-5, the communication device 1-1 converts the message into a communication signal and transmits it.
  • the communication signal transmitted by the communication device 1-1 is received by the communication device 1-2 and the communication device 1-3.
  • the communication device 1-2 and the communication device 1-3 transfer the received communication signal to the communication device 1-4.
  • the communication device 1-4 transfers the received communication signal to the communication device 1-5.
  • the plurality of communication devices 1 sequentially relay communication signals, bucket brigade transmission is realized, and a message is transmitted from the communication device 1-1 to the communication device 1-5.
  • communication apparatus 1-2 receives a communication signal from the communication apparatus 1-1
  • communication signals are also transmitted from the communication apparatus 1-3 and the communication apparatus 1-4.
  • Such a communication signal is an interference wave component for the communication signal received from the communication device 1-1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the communication device 1 shown in FIG.
  • the communication apparatus 1 includes a reception antenna 111, a demodulation processing unit 112, a preamble detection unit 113, a subtraction unit 114, a distortion correction unit 115, a buffer unit 116, a transfer processing unit 117, and a transmission data switching unit 118.
  • the maximum number of transfers which is the maximum number of transfer of messages permitted in the communication system 10 is two.
  • the receiving antenna 111 is a receiving unit that receives a communication signal radiated into space as an electromagnetic wave.
  • the receiving antenna 111 converts the received electromagnetic wave into electrical energy, and outputs the communication signal 140 to the demodulation processor 112 as the electrical energy.
  • FIG. 3 is a diagram showing a signal format of the communication signal 140 received by the receiving antenna 111 shown in FIG.
  • the communication signal 140 includes a preamble unit 141, a space unit 142, and a data unit 143.
  • the preamble unit 141 includes preamble blocks B1-1 to B1-3, which are an example of a plurality of preamble blocks that are signal regions defined to store each of the known preamble patterns P1 to P3.
  • preamble blocks B1-1 to B1-3 are an example of a plurality of preamble blocks that are signal regions defined to store each of the known preamble patterns P1 to P3.
  • preamble block B1 when it is not necessary to distinguish between the preamble block B1-1, the preamble block B1-2, and the preamble block B1-3, they are referred to as a preamble block B1.
  • a preamble pattern to be stored is associated in advance with each preamble block B1.
  • a preamble pattern P1 is associated with the preamble block B1-1
  • a preamble pattern P2 is associated with the preamble block B1-2
  • a preamble pattern P3 is associated with the preamble block B1-3.
  • Each of the preamble patterns P1 to P3 is a bit string that is at least partially different from one another.
  • the preamble patterns P1 to P3 are bit sequences predetermined in the communication system 10, and are used to synchronize communication.
  • the number of preamble blocks B1 is one greater than the maximum number of transfers. In the example of FIG. 3, since the maximum number of transfers is two, the number of preamble blocks B1 is three. In this case, three blocks from the top block of the communication signal 140 are the preamble block B1.
  • Space section 142 includes space blocks B2-1 and B2-2, which are areas of space S where no data is stored.
  • space block B2 when it is not necessary to distinguish between the space blocks B2-1 and B2-2, they are referred to as space block B2.
  • the number of space blocks B2 is equal to or more than the maximum number of transfers. In the example of FIG. 3, the number of space blocks B2 is the same as the maximum number of transfers.
  • Data portion 143 includes a plurality of data blocks B3-1 to B3-3 which are areas in which data D1 to D3 to be actually transmitted are stored.
  • data blocks B3-1 to B3-3 which are areas in which data D1 to D3 to be actually transmitted are stored.
  • data blocks B3-1, B3-2, and B3-3 it is described as a data block B3.
  • the demodulation processing unit 112 demodulates the communication signal 140 output from the receiving antenna 111 to convert it into a symbol string, and outputs the converted symbol string to the preamble detection unit 113 and the subtraction unit 114 in units of blocks.
  • the preamble detection unit 113 detects known preamble patterns P1 to P3 from the symbol string output from the demodulation processing unit 112. The preamble detection unit 113 determines whether a predetermined preamble pattern P1, P2 or P3 is included in the symbol string. The preamble detection unit 113 notifies the transfer processing unit 117 and the coefficient calculation unit 121 of information indicating the detected preamble pattern P1, P2, or P3.
  • the subtraction unit 114 performs a subtraction process of canceling the interference wave component calculated by the interference wave calculation unit 123 and the interference wave calculation unit 124 from the symbol sequence output by the demodulation processing unit 112.
  • the buffer unit 116 has a plurality of buffer areas, and the latest received block received immediately before is referred to as a block n.
  • the interference wave calculation unit 123 calculates an interference wave component using the block n-1 among the plurality of reception blocks stored in the buffer unit 116, and the interference wave calculation unit 124 stores the interference wave calculation unit 124 in the buffer unit 116.
  • the interference component is calculated using block n. Therefore, the subtracting unit 114 cancels the interference wave component calculated using the immediately preceding two blocks from the symbol string of the block being received, and outputs the symbol string in which the interference wave component is canceled. Become.
  • the distortion correction unit 115 performs distortion correction processing for correcting the distortion of the signal on the symbol string output by the subtraction unit 114.
  • the distortion correction unit 115 performs distortion correction by multiplying the symbol string by the value of the coefficient # 0 of the coefficient table storage unit 122. In the initial state, since the value of the coefficient # 0 is “1”, the distortion correction unit 115 does not affect the symbol string.
  • the symbol sequence output by the demodulation processing unit 112 is stored in the buffer unit 116 via the subtraction unit 114 and the distortion correction unit 115.
  • the buffer unit 116 is a storage area for storing the symbol string of the received communication signal 140 in block units.
  • the buffer unit 116 has a buffer area for five blocks.
  • the transfer processing unit 117 changes the preamble pattern included in the communication signal 140 according to a predetermined rule, and the preamble pattern And transfer the communication signal 140 that has been changed.
  • changing the preamble pattern means changing a preamble pattern or a combination of preamble patterns included in the communication signal 140 by deleting or replacing the preamble pattern.
  • the transfer processing unit 117 extracts the block n from the buffer unit 116, and outputs the extracted block n to the modulation processing unit 119 as it is or replacing the content of the extracted block n.
  • the transfer processing unit 117 performs the above-described transfer processing each time a new block is added to the buffer unit 116. Specifically, when the extracted block n is the first block in which the preamble pattern is detected, the transfer processing unit 117 removes the preamble pattern from the first block, and outputs the space S as a space. When the second block, which is an area received following the first block, is the preamble block B1, the transfer processing unit 117 stores, in the second block, a preamble block previously associated with the second block. Transferred communication signal 140.
  • the transmission data switching unit 118 inputs the symbol sequence output from the transfer processing unit 117 to the modulation processing unit 119 and the state in which transmission data stored in the transmission data storage unit 125 is input to the modulation processing unit 119. It can be in either state.
  • the transmission data switching unit 118 connects the modulation processing unit 119 and the transfer processing unit 117, the communication signal 140 received by the receiving antenna 111 can be transferred.
  • the transmission data switching unit 118 connects the modulation processing unit 119 and the transmission data storage unit 125, transmission data generated by the communication device 1 can be transmitted.
  • the modulation processing unit 119 performs modulation processing to convert the input symbol sequence into a transmission signal that can be transmitted from the transmission antenna 120.
  • the modulation processing unit 119 outputs the converted transmission signal to the transmission antenna 120.
  • the transmission antenna 120 is a transmission unit that converts the transmission signal output from the modulation processing unit 119 into an electromagnetic wave and radiates it into space.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates coefficients # 0 to # 2 used by the distortion correction unit 115, the interference wave calculation unit 123, and the interference wave calculation unit 124.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates the coefficient # 0 to the coefficient # 2 by calculating the amplitude and phase of the interference wave and the reception timing based on the preamble pattern stored in the buffer unit 116 and the known preamble pattern. .
  • the coefficient calculation unit 121 stores the calculated coefficients # 0 to # 2 in the coefficient table storage unit 122. For example, the coefficient calculation unit 121 sets the result of dividing the symbol string of the preamble block B1 stored in the buffer unit 116 by the signal string of the known preamble pattern in the complex number domain as coefficient # 0 to coefficient # 2. Can.
  • the coefficient table storage unit 122 is a storage area for storing the coefficients # 0 to # 2.
  • the coefficient table storage unit 122 can store the coefficients # 0 to # 2 calculated by the coefficient calculation unit 121. In the initial state, the value of coefficient # 0 is "1", and the values of coefficient # 1 and coefficient # 2 are "0".
  • the interference wave calculation unit 123 and the interference wave calculation unit 124 calculate an interference wave component using the coefficient table stored in the coefficient table storage unit 122 and the symbol string stored in the buffer unit 116.
  • the interference wave calculating unit 123 and the interference wave calculating unit 124 output the calculated interference wave component to the subtracting unit 114.
  • the interference wave calculation unit 123 calculates an interference wave component using the symbol sequence of the block n ⁇ 1, which is a block received immediately before the block n, and the coefficient # 2.
  • the interference wave calculation unit 124 calculates an interference wave component using the symbol string of the block n and the coefficient # 1.
  • the transmission data storage unit 125 is a storage area for storing transmission data generated by the communication device 1 separately from the communication signal 140 to be relayed.
  • the transmission data storage unit 125 outputs transmission data to the modulation processing unit 119 when connected to the modulation processing unit 119.
  • the functional configuration of the communication device 1 has been described above, but the present embodiment is not limited to such an example.
  • the communication device 1 performs optical space communication by replacing the receiving antenna 111 with a light receiving element and replacing the transmitting antenna 120 with a light emitting element.
  • the techniques of the embodiment can be applied.
  • the maximum number of transfers is two in the above description, the present embodiment is not limited to this example.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of the communication device 1 shown in FIG.
  • the functions of the communication device 1 can be realized using the memory 101, the processor 102, and the communication device 103.
  • the processor 102 reads out and executes a computer program stored in the memory 101, whereby the preamble detection unit 113, the subtraction unit 114, the distortion correction unit 115, the buffer unit 116, the transfer processing unit 117, the transmission data switching unit 118, and the coefficient calculation.
  • the functions of unit 121, coefficient table storage unit 122, interference wave calculation unit 123, interference wave calculation unit 124, and transmission data storage unit 125 are realized.
  • the communication device 103 implements the functions of the reception antenna 111, the demodulation processing unit 112, the modulation processing unit 119, and the transmission antenna 120.
  • the memory 101 is, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an erasable programmable ROM (EPROM), or an electrically EPROM (registered trademark). It is a magnetic disk etc.
  • the memory 101 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 102.
  • the processor 102 is a CPU (Central Processing Unit), and is also called a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor) or the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • processing unit a processing unit
  • arithmetic unit a microprocessor
  • microcomputer a microcomputer
  • DSP Digital Signal Processor
  • the communication device 103 has a function for communicating with another communication device 1.
  • the communication device 103 includes an antenna, a processing circuit for performing processing associated with communication, and the like.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the communication signal 140 transmitted by each communication device 1 in the communication system 10 shown in FIG.
  • FIG. 5 shows an example of transmitting a message from the communication device 1-1 to the communication device 1-5.
  • the communication device 1-1 stores the preamble pattern P1 in the first preamble block B1-1, and generates and generates a communication signal 140-1 in which the other preamble block B1-2 and the preamble block B1-3 are in the space S.
  • the communication signal 140-1 thus transmitted is transmitted to the communication device 1-2 and the communication device 1-3.
  • each of the communication device 1-2 and the communication device 1-3 searches for a predetermined preamble pattern P1 to P3 from the preamble block B1-1 to the preamble block B1-3.
  • the preamble pattern P1 is detected.
  • Each of the communication device 1-2 and the communication device 1-3 removes the preamble pattern P1 from the preamble block B1-1 which is the first block in which the detected preamble pattern P1 has been stored.
  • the second block which is an area to be received subsequently to the preamble block B1-1, is the preamble block B1
  • the preamble pattern stored in advance in the second block is stored.
  • the communication signal 140-2 storing the preamble pattern P2 in the preamble block B1-2 is transferred to the communication device 1-4.
  • Each of the communication device 1-2 and the communication device 1-3 removes the preamble pattern P1 from the preamble block B1-1 and stores the preamble pattern P2 in the preamble block B1-2, the preamble block B1 of the communication signal 140-2
  • the preamble block B1 other than ⁇ 2 is a space S.
  • the communication device 1-4 searches the preamble block B1 for a predetermined preamble pattern P1 to P3 and detects the preamble pattern P2. The communication device 1-4 removes the preamble pattern P2 from the preamble block B1-2 which is the first block in which the detected preamble pattern P2 has been stored. Then, if the second block, which is an area to be received subsequently to the preamble block B1-2, is the preamble block B1, the preamble pattern previously associated with the second block is stored.
  • the communication signal 140-3 storing the preamble pattern P3 in the preamble block B1-3 is transferred to the communication device 1-5. Since the communication device 1-4 removes the preamble pattern P2 from the preamble block B1-2 and stores the preamble pattern P3 in the preamble block B1-3, the preamble block B1 other than the preamble block B1-3 of the communication signal 140-3 is , Space S.
  • the communication device 1-5 When the communication device 1-5 receives the communication signal 140-3, the communication device 1-5 searches for a predetermined preamble pattern P1 to P3 from the preamble block B1, and detects the preamble pattern P3. The communication device 1-5 receives the detected preamble pattern P3 because the second block, which is an area to be received subsequently to the preamble block B1-3, which is the first block in which the detected preamble pattern P3 is stored, is not the preamble block B1. Do not transfer the communication signal 140-3.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation of transmitting the communication signal 140 generated by the communication device 1 shown in FIG.
  • the operation shown in FIG. 6 is executed by the communication apparatus 1 of the transmission source that generates the communication signal 140, and thus corresponds to the operation of the communication apparatus 1-1 in the example of the communication system 10 of FIG.
  • the communication device 1 starts the operation shown in FIG. 6 when there is data to be transmitted in the transmission data storage unit 125.
  • the communication device 1 confirms whether another message is being received or transferred (step S101).
  • step S101 Yes
  • the communication apparatus 1 repeats the operation of step S101.
  • step S101 If reception or transfer is not in progress (step S101: No), the communication apparatus 1 switches the transmission data switching unit 118 and inputs the transmission data stored in the transmission data storage unit 125 to the modulation processing unit 119 (step S102). ).
  • the modulation processing unit 119 of the communication device 1 performs modulation processing of the input transmission data (step S103).
  • the transmission data after modulation processing is transmitted via the transmission antenna 120.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation when the communication device 1 shown in FIG. 2 receives the communication signal 140.
  • the operation shown in FIG. 7 is executed by the relay apparatus that relays the communication signal 140 or the receiving apparatus that is the transmission destination of the communication signal 140. Therefore, in the example of the communication system 10 of FIG. This corresponds to the operation of the communication device 1-4 and the communication device 1-5.
  • the communication device 1 starts the operation shown in FIG. 7 when the reception function is activated.
  • the communication device 1 activates the reception function, it starts buffering processing (step S111).
  • the demodulation processing unit 112 continuously demodulates the communication signal 140 received via the receiving antenna 111 to convert it into a symbol string, and the converted symbol string in block units. And a process of transmitting the data to the buffer unit 116 via the subtraction unit 114 and the distortion correction unit 115.
  • the symbol sequence is also input to the preamble detection unit 113.
  • the preamble detection unit 113 searches for a known preamble pattern P1 from the input symbol string. Then, the preamble detection unit 113 determines whether the preamble pattern P1 is detected (step S112).
  • the preamble detection unit 113 subsequently searches for the preamble pattern P2 and determines whether the preamble pattern P2 is detected (step S113).
  • the preamble detection unit 113 subsequently searches for the preamble pattern P3 and determines whether the preamble pattern P3 is detected (Step S114). If the preamble pattern P3 is not detected (step S114: No), the buffering process of step S111 is continued.
  • the communication device 1 starts a communication signal transfer procedure. Specifically, the transmission data switching unit 118 is switched to the transfer processing unit 117.
  • the demodulation processing unit 112 continues the buffering process (step S115).
  • the transfer processing unit 117 performs a transfer process of outputting the newest block stored in the buffer unit 116 to the modulation processing unit 119 each time a new block is added to the buffer unit 116 (step S116). In this transfer processing, the transfer processing unit 117 can replace the contents of the block extracted from the buffer unit 116 and output the result to the modulation processing unit 119.
  • the transfer processing unit 117 removes the detected preamble pattern P1 from the preamble block B1-1, and transmits the preamble pattern P2 to the preamble block B1-2 which is a block to be received following the preamble block B1-1. It is stored and output to the modulation processing unit 119.
  • the demodulation processing unit 112 determines whether four more blocks have been received from the block in which the preamble pattern P1 has been detected (step S117). If four more blocks have not been received from the block in which the preamble pattern P1 has been detected (step S117: No), the demodulation processing unit 112 performs the buffering process of step S115, and the transfer processing unit 117 performs the transfer of step S116. Do the processing. The buffering process of step S115 and the transfer process of step S116 are repeated a total of five times until four more blocks are received from the block in which the preamble pattern P1 is detected.
  • step S118 When four more blocks are received from the block in which the preamble pattern P1 is detected (step S117: Yes), the coefficient calculation unit 121 performs coefficient calculation and update processing (step S118). At the time when step S118 is executed, the preamble pattern P1 is stored in the block n-4 of the buffer unit 116, the preamble pattern P2 is stored in the block n-2, and the preamble pattern P3 is stored in the block n-2. Is stored. Blocks other than block n-4, block n-2 and block n are spaces S.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates the coefficients # 0 to # 2 using the three received preamble patterns P1 to P3 stored in the buffer unit 116 and the known preamble patterns P1 to P3. The values of coefficient # 0 to coefficient # 2 of the coefficient table stored in the table storage unit 122 are updated. The coefficient calculation unit 121 can set the result of dividing the symbol string of the preamble block B1 stored in the buffer unit 116 by the signal string of the known preamble pattern in the complex number domain to be the coefficient # 0 to the coefficient # 2. .
  • the coefficient calculation unit 121 sets the result of dividing the preamble pattern P1 stored in the block n-4 of the buffer unit 116 by the known preamble pattern P1 as a coefficient # 0.
  • the coefficient calculation unit 121 sets the result of dividing the preamble pattern P2 stored in the block n-2 of the buffer unit 116 by the known preamble pattern P2 as a coefficient # 1.
  • the coefficient calculation unit 121 sets a result of dividing the preamble pattern P3 stored in the block n of the buffer unit 116 by the known preamble pattern P3 as a coefficient # 2.
  • the communication apparatus 1 cancels the interference wave component calculated from the immediately preceding two blocks stored in the buffer unit 116 by using the subtraction unit 114 with respect to the symbol string output from the demodulation processing unit 112, and
  • the distortion correction unit 115 performs distortion correction processing by multiplying the value of the coefficient # 0 stored in the coefficient table storage unit 122.
  • buffer processing step S119
  • transfer processing step S120
  • the communication apparatus 1 basically performs the buffer processing of step S119 in the same manner as step S115.
  • the interference wave component is canceled by the subtraction unit 114, and the distortion correction unit 115 further stores the result of distortion correction performed in the buffer unit 116. Ru.
  • Subtraction unit 114 uses the received data D1 and data D2 and the coefficients stored in coefficient table storage unit 122 to calculate and cancel interference wave components.
  • the communication device 1 determines whether the reception of the message has ended (step S121). When the reception of the message is not completed (step S121: No), the communication device 1 repeats the processes of steps S119 and S120. When the message reception is completed (step S121: Yes), the coefficient calculation unit 121 initializes the coefficient # 0 to the coefficient # 2 stored in the coefficient table storage unit 122, and sets the value of the coefficient # 0 to "1". The values of coefficient # 1 and coefficient # 2 are set to “0” (step S122).
  • the communication device 1 When the preamble pattern P2 is detected (step S113: Yes), the communication device 1 performs a communication signal transfer procedure.
  • the transfer procedure includes the buffering process (step S123) and the transfer process (step S124).
  • the buffering process of step S123 is similar to the buffering process of step S115, and the transfer process of step S124 is the process of step S116. It is similar to the transfer process.
  • the demodulation processing unit 112 determines whether two more blocks have been received after detecting the preamble pattern P2 (step S125).
  • the buffering process of step S123 and the transfer process of step S124 are repeated three times until two more blocks are received after detection of the preamble pattern P2 (step S125: No).
  • the coefficient calculation unit 121 performs coefficient calculation and update processing (step S126).
  • the preamble pattern P2 is stored in the block n-2 of the buffer unit 116, and the preamble pattern P3 is stored in the block n. Is a space.
  • the coefficient calculation unit 121 can calculate coefficients using the preamble pattern P2 and the preamble pattern P3 stored in the buffer unit 116, and the known preamble pattern P2 and the preamble pattern P3. Specifically, the coefficient calculation unit 121 sets the preamble pattern P2 stored in the block n-2 divided by the known preamble pattern P2 as the coefficient # 0, and the preamble pattern P3 stored in the block n is known The result of dividing by the preamble pattern P3 of FIG. Furthermore, the coefficient calculation unit 121 sets the value of coefficient # 2 to “0”. After the coefficient calculation and update process of step S126, the processes of steps S119 to S122 are performed.
  • step S127 the coefficient calculation unit 121 executes coefficient calculation and update processing (step S127).
  • the preamble pattern P3 is stored in the block n of the buffer unit 116, and the other blocks are spaces.
  • the coefficient calculation unit 121 sets the result of dividing the preamble pattern P3 stored in the block n of the buffer unit 116 by the known preamble pattern P3 as a coefficient # 0, and sets the values of the coefficient # 1 and the coefficient # 2 to zero.
  • the coefficient calculation unit 121 stores the calculated coefficients # 0 to # 2 in the coefficient table storage unit 122.
  • step S1228 After the coefficient calculation and update processing in step S127, the demodulation processing unit 112 performs buffering processing (step S128).
  • the buffering process of step S128 is similar to that of step S115.
  • the communication device 1 does not perform the transfer process, and determines whether or not the reception of the message has ended (step S129).
  • step S129: No When the reception of the message is not completed (step S129: No), the buffering process of step S128 is repeated.
  • step S129: Yes the coefficient calculation unit 121 initializes the coefficient # 0 to the coefficient # 2 (step S130).
  • the coefficient initialization process of step S130 is similar to the coefficient initialization process of step S122.
  • the communication device 1 can determine whether to transfer the received communication signal 140 based on the data stored in the preamble block B1. Since the preamble block B1 is disposed at the beginning of the communication signal 140, it is possible to immediately determine the necessity of transfer by looking at the beginning of the communication signal 140, and it is possible to limit the number of transfers, and to transmit It is possible to suppress the delay.
  • the communication device 1 when transferring the communication signal 140, the communication device 1 replaces the first block in which the received preamble pattern is stored with a space, and the second block to be received following the first block.
  • the associated preamble pattern is stored in the second block. Since the communication signal 140 transferred at this time includes one preamble pattern and the other preamble block B1 is a space, it is possible to sequentially cancel the interference wave component generated along with the transfer.
  • FIG. 8 is a diagram showing a functional configuration of the communication device 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • portions different from the first embodiment will be mainly described.
  • the communication device 2 has a correlation calculation unit 231-1 and a correlation calculation unit 231-2 in addition to the configuration of the communication device 1.
  • Correlation calculation unit 231-1 and correlation calculation unit 231-2 update the values of coefficient # 1 and coefficient # 2 while receiving data unit 143 of communication signal 140.
  • the correlation calculation unit 231-1 and the correlation calculation unit 231-2 include the symbol sequence of the data unit 143 stored in the buffer unit 116 and the symbol sequence including the interference wave component output by the demodulation processing unit 112.
  • the phase information of the interference wave component is estimated on the basis of and the values of coefficient # 1 and coefficient # 2 are corrected on the basis of the estimation result.
  • Correlation calculation unit 231-1 and correlation calculation unit 231-2 use the values of coefficient # 1 and coefficient # 2 after correction to calculate the values of coefficient # 1 and coefficient # 2 stored in coefficient table storage unit 122. Update.
  • the interference wave calculation unit 123 and the interference wave calculation unit 124 of the communication device 2 calculate an interference wave component using the updated values of the coefficient # 1 and the coefficient # 2. Therefore, the subtraction unit 114 performs subtraction processing using the interference wave component calculated based on the correlations calculated by the correlation calculation unit 231-1 and the correlation calculation unit 231-2. In this case, the subtraction unit 114 removes the interference wave component from the communication signal 140 being received, using both the received preamble block B1 and the received data block B3.
  • the function of the communication device 2 can be realized using the memory 101, the processor 102, and the communication device 103 shown in FIG. 4, as in the communication device 1 of the first embodiment.
  • the processor 102 reads out and executes the computer program stored in the memory 101 to realize the functions of the correlation calculation unit 231-1 and the correlation calculation unit 231-2.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation when the communication device 2 shown in FIG. 8 receives the communication signal 140.
  • the communication device 2 activates the reception function
  • the communication device 2 starts the operation shown in FIG. While receiving the data unit 143 of the communication signal 140, the communication device 1 according to the first embodiment repeats the buffering process of step S119 and the transfer process of step S120.
  • the communication device 2 performs coefficient updating processing in addition to the processing in step S119 and step S120 (step S231).
  • a communication device 2-1, a communication device 2-2, a communication device 2-3, a communication device 2-4, and a communication device 2-5, which are an example of the communication device 2 have the same configuration as the communication system 10 shown in FIG.
  • the communication system 20 can be configured.
  • the communication device 2-2 receives the data block B3-3 in which the data D3 is stored from the communication device 2-1, the communication device 2-2 includes data including the data D2 transmitted by the communication device 2-3.
  • the block B3-2 and the data block B3-1 including the data D1 transmitted by the communication device 2-4 are simultaneously received.
  • the communication device 2-2 receives the data D3 from the communication device 2-1, the data D1 and the data D2 are known information and are stored in the block n-1 and the block n of the buffer unit 116, respectively. There is.
  • Correlation calculation unit 231-1 uses interference data component corresponding to data D 2 using data D 2 stored in block n of buffer unit 116 and a symbol sequence including interference wave components output from demodulation processing unit 112.
  • the phase of coefficient # 1 stored in the coefficient table storage unit 122 is corrected using the calculated phase.
  • correlation calculation unit 231-2 uses data D1 stored in block n-1 of buffer unit 116 and a symbol sequence including interference wave components output from demodulation processing unit 112 to generate interference of data D1.
  • the phase of the wave component is calculated, and the phase of the coefficient # 2 stored in the coefficient table storage unit 122 is corrected using the calculated phase.
  • a method of correcting the coefficients for example, there is a method of replacing the phase components of the coefficients # 1 and # 2 with the phase components calculated by the correlation calculation unit 231-1 and the correlation calculation unit 231-2.
  • a correction method there is a method of gradually correcting a coefficient using weighting.
  • a method of using weighting for example, when the weight w is set to a value of 1 or less, the result obtained by multiplying 1-w by the phase component of the coefficient stored in the coefficient table storage unit 122 and the demodulation processing unit 112
  • There is a method of adding the result of multiplying the phase component by w There is a method of adding the result of multiplying the phase component by w.
  • the communication device 2 gradually corrects the phase components of the coefficient # 1 and the coefficient # 2 while receiving the data unit 143, and thus gradually receives the preamble unit 141. Even when the signal phase is shifted, it is possible to maintain the interference wave component removal performance.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the communication system 30 according to the third embodiment of the present invention.
  • the communication system 30 includes a communication device 3-6, a communication device 3-7, and a communication device 3-8.
  • the communication device 3-6 can communicate with the communication device 3-7.
  • the communication device 3-7 can communicate with the communication device 3-6 and the communication device 3-8.
  • the communication device 3-8 can communicate with the communication device 3-7.
  • the communication device 3-6 and the communication device 3-7 are located outside the communication range of each other, and are in a relation of a hidden terminal.
  • the communication device 3-6 and the communication device 3-8 in the relation of the hidden terminal simultaneously transmit messages to the communication device 3-7, and the collision of the message occurs in the communication device 3-7.
  • the communication device 3 that is the sender of the message is notified of the occurrence of the collision.
  • FIG. 11 is a diagram showing a signal format of the communication signal 340 transmitted by the communication system 30 shown in FIG.
  • the communication signal 340 includes a preamble unit 141, a space unit 142, and a data unit 143.
  • the number of space blocks B2 in the space unit 142 is the maximum transfer number, but in the third embodiment, the number of space blocks B2 in the space portion 142 is larger than the maximum transfer number, for example, the maximum It is assumed that the number of transfers is +1.
  • the communication signal 340 is the communication signal 140 plus the space block B2-3.
  • the increased space block B2 is used to notify of the occurrence of a collision.
  • FIG. 12 is a diagram showing a functional configuration of the communication device 3 shown in FIG.
  • the communication device 3 has functions of a collision detection unit 341 and a collision notification unit 342 in addition to the functions of the communication device 1 of the first embodiment. Further, instead of the transmission data switching unit 118 of the communication device 1, the communication device 3 includes a transmission data switching unit 343.
  • the collision detection unit 341 detects a collision of the preamble unit 141 of the message based on the symbol string output by the demodulation processing unit 112. When the collision detection unit 341 detects that a collision of the preamble unit 141 has occurred, the collision detection unit 341 transmits the occurrence of the collision to the collision notification unit 342. When the collision detection unit 341 detects the occurrence of a collision, the collision notification unit 342 generates a collision notification signal for notifying the surrounding communication devices 3 of the collision.
  • the transmission data switching unit 343 selects and switches data to be input to the modulation processing unit 119 from the outputs of the transfer processing unit 117, the transmission data storage unit 125, and the collision notification unit 342. When the collision notification unit 342 generates the collision notification signal 363, the transmission data switching unit 343 inputs the output of the collision notification unit 342 to the modulation processing unit 119.
  • the function of the communication device 3 can be realized using the memory 101, the processor 102, and the communication device 103 shown in FIG. 4, as in the communication device 1 of the first embodiment.
  • the processor 102 reads out and executes the computer program stored in the memory 101 to realize the functions of the collision detection unit 341 and the collision notification unit 342.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of communication timing in the communication system 30 shown in FIG.
  • the collision detection unit 341 detects the occurrence of a collision, and generates a collision notification signal 363 including a message PC notifying the occurrence of a collision.
  • the communication device 3-7 transmits the generated collision notification signal 363 to the communication device 3-6 and the communication device 3-8 using the space S.
  • the collision detection unit 341 of each of the communication device 3-6 and the communication device 3-8 transmits the communication signal 340 being transmitted. Stop sending. Thereafter, the communication device 3-6 waits for the waiting time 364 and then retransmits the communication signal 340. After waiting for the waiting time 365, the communication device 3-8 retransmits the communication signal 340. At this time, the waiting time 364 and the waiting time 365 are set to random times and have different lengths so that the timing of retransmission does not overlap.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an operation when the communication device 3 shown in FIG. 12 transmits a message.
  • Steps S101 and S102 are the same as those in FIG.
  • the communication device 3 transmits the preamble block B1 of the transmission data (step S301).
  • the collision detection unit 341 determines whether a collision has been detected based on whether or not the collision notification signal 363 has been received (step S302).
  • step S302 Yes
  • the modulation processing unit 119 stops transmission of the message and returns to the process of step S101.
  • step S303 the modulation processing unit 119 determines whether the transmission of the preamble block B1 is completed.
  • step S303 the transmission of the preamble block B1 has not been completed.
  • step S303: No the communication device 3 returns to the process of step S301.
  • step S303: Yes the modulation processing unit 119 transmits the space block B2 (step S304).
  • the collision detection unit 341 determines whether or not a collision is detected based on whether or not the collision notification signal 363 is received (step S305).
  • the modulation processing unit 119 stops transmission of the message and returns to the process of step S101.
  • the modulation processing unit 119 determines whether the transmission of the space block B2 is completed (step S306).
  • the modulation processing unit 119 returns to the process of step S304.
  • the modulation processing unit 119 transmits the data block B3 (step S307).
  • FIG. 15 is a flowchart showing an operation when the communication device 3 shown in FIG. 12 receives the communication signal 340 shown in FIG. When the communication device 3 activates the reception function, the communication device 3 starts the operation shown in FIG.
  • the communication device 3 activates the reception function, the communication device 3 starts the operation shown in FIG.
  • portions different from the first embodiment will be mainly described.
  • the collision detection unit 341 determines whether or not a collision of the preamble unit 141 has been detected using the buffered symbol string of blocks (step S371).
  • the collision detection unit 341 notifies the collision notification unit 342 that the occurrence of the collision has been detected.
  • the collision notification unit 342 generates a collision notification signal 363 for notifying the surrounding communication device 3 of a collision, and performs collision notification processing for transmitting the collision notification signal 363 (step S 375).
  • the communication apparatus 3 performs the transfer process of step S116 and determines whether five blocks have been received after detecting the preamble pattern P1 (step S372). Since the number of space blocks B2 is different between the first embodiment and the third embodiment, the number of blocks to be confirmed is different between step S117 and step S372.
  • the collision detection unit 341 determines whether a collision of the preamble unit 141 has been detected using the buffered symbol string of blocks (step S373).
  • the collision notification unit 342 performs a collision notification process (step S375).
  • the communication apparatus 3 performs the transfer process of step S124, and determines whether three blocks have been received after detecting the preamble pattern P2 (step S374).
  • the combined wave of all messages transmitted or transferred by each of the communication device 3-6, the communication device 3-7, and the communication device 3-8 has a preamble pattern and a space. Appear alternately. Therefore, in the alternately appearing space sections, the collision notification signal 363 can be transmitted, and each of the communication device 3-6, the communication device 3-7, and the communication device 3-8 can easily detect the collision notification signal 363. . This makes it possible to detect a collision between hidden terminals.
  • the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.
  • each communication device 1 since the preamble pattern is stored in one of the plurality of preamble blocks B1, each communication device 1 detects the preamble pattern after removing the detected preamble pattern.
  • the second block received subsequently to the first block is stored with a preamble pattern different from the detected preamble pattern.
  • the communication apparatus 1 at the transmission source of the message stores different preamble patterns in all of the preamble blocks B1 of the communication signal 140, the communication apparatus 1 for relaying the message only needs to remove the preamble pattern at the top. .
  • the transfer processing unit 117 may replace the preamble pattern stored in one area for each relay. Even in this case, it is possible to determine the necessity of relaying only from the beginning of the message.

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Abstract

通信装置（１）は、通信信号を受信する受信部（１１１）と、通信信号からプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出部（１１３）と、プリアンブル検出部（１１３）が検出したプリアンブルパターンが予め定められたプリアンブルパターンである場合、通信信号に含まれるプリアンブルパターンを予め定められた規則に従って変更して転送する転送処理部（１１７）と、を備えることを特徴とする。

Description

通信装置および通信方法
　本発明は、制限された転送回数内でメッセージを転送する通信装置および通信方法に関する。
　人工衛星の内部におけるデータ伝送に無線通信を用いることで、有線通信を用いる場合と比較して、配線重量を削減することができ、配線設計が容易であり、配置の自由度が高いという利点がある。しかしながら、人工衛星内では放射ノイズに対する要求が厳しいため、送信電力が制限される。このため、小電力の無線通信、光空間通信などを使用することが考えられる。人工衛星の内部には様々な機器が配置されており、機器間の通信において他の機器が妨げになり、直接波が届かない場合がある。このため信号を中継して伝送する技術が用いられる。信号を中継して伝送する技術を用いる場合、信号が無限に転送されることを防ぐ必要がある。
　特許文献１には、許容転送回数をメッセージ内に記載して、転送する度に許容転送回数の値を減らし、転送回数を制限する方法が開示されている。許容転送回数は、通信信号のヘッダ内の複数のフィールドのうちプリアンブル、データ長、送信先などに続くフィールドに記載されている。
特開２０１５－９７３００号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、通信装置は、許容転送回数が記載されたフィールドを受信するまでフレームの転送を開始することができないため、信号の中継に伴う伝送遅延が増加してしまうという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送遅延を抑制することが可能な通信装置および通信方法を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の実施の形態にかかる通信装置は、通信信号を受信する受信部と、通信信号からプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出部と、プリアンブル検出部が検出したプリアンブルパターンが予め定められたプリアンブルパターンである場合、通信信号に含まれるプリアンブルパターンを予め定められた規則に従って変更して転送する転送処理部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる通信装置は、伝送遅延を抑制するという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成を示す図 図１に示す通信装置の機能構成を示す図 図２に示す受信アンテナが受信する通信信号の信号フォーマットを示す図 図２に示す通信装置のハードウェア構成を示す図 図１に示す通信システムにおいて各通信装置が送信する通信信号の一例を示す図 図２に示す通信装置が生成した通信信号を送信する動作を示すフローチャート 図２に示す通信装置が通信信号を受信したときの動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２にかかる通信装置の機能構成を示す図 図８に示す通信装置が通信信号を受信したときの動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態３にかかる通信システムの構成を示す図 図１０に示す通信システムで伝送される通信信号の信号フォーマットを示す図 図１０に示す通信装置の機能構成を示す図 図１０に示す通信システムにおける通信タイミングの一例を示す図 図１２に示す通信装置がメッセージを送信するときの動作を示すフローチャート 図１２に示す通信装置が図１１に示す通信信号を受信したときの動作を示すフローチャート
　以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置および通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる通信システム１０の構成を示す図である。通信システム１０は、通信装置１－１、通信装置１－２、通信装置１－３、通信装置１－４および通信装置１－５を有する。以下、通信装置１－１、通信装置１－２、通信装置１－３、通信装置１－４および通信装置１－５のそれぞれを区別しない場合は通信装置１と称する。
　複数の通信装置１のそれぞれは、他の通信装置１から受信した通信信号を中継する中継装置である。通信装置１－１は、通信装置１－２および通信装置１－３と直接通信することができ、通信装置１－４および通信装置１－５と直接通信することができない。通信装置１－２は、通信装置１－１、通信装置１－３および通信装置１－４と直接通信することができ、通信装置１－５と直接通信することができない。通信装置１－３は、通信装置１－１、通信装置１－２および通信装置１－４と直接通信することができ、通信装置１－５と直接通信することができない。通信装置１－４は、通信装置１－２、通信装置１－３および通信装置１－５と直接通信することができ、通信装置１－１と直接通信することができない。通信装置１－５は、通信装置１－４と直接通信することができ、通信装置１－１、通信装置１－２および通信装置１－３と直接通信することができない。
　例えば、通信装置１－１から通信装置１－５宛にメッセージを伝送する場合、通信装置１－１は、メッセージを通信信号に変換して送信する。通信装置１－１が送信した通信信号は、通信装置１－２および通信装置１－３によって受信される。通信装置１－２および通信装置１－３は、受信した通信信号を通信装置１－４に転送する。通信装置１－４は、受信した通信信号を通信装置１－５に転送する。上記のように複数の通信装置１が通信信号を順次中継することによって、バケツリレー式の伝送が実現され、メッセージは通信装置１－１から通信装置１－５に伝送される。なお実際には、通信装置１－２が通信装置１－１から通信信号を受信しているとき、通信装置１－３および通信装置１－４からも通信信号が送信されている。このような通信信号は、通信装置１－１から受信している通信信号にとっての干渉波成分となる。
　図２は、図１に示す通信装置１の機能構成を示す図である。通信装置１は、受信アンテナ１１１と、復調処理部１１２と、プリアンブル検出部１１３と、減算部１１４と、歪補正部１１５と、バッファ部１１６と、転送処理部１１７と、送信データ切替部１１８と、変調処理部１１９と、送信アンテナ１２０と、係数計算部１２１と、係数表記憶部１２２と、干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４と、送信データ記憶部１２５と、を有する。なお、本実施の形態においては、通信システム１０内でメッセージの転送が許容される最大の回数である最大転送回数は２回である。
　受信アンテナ１１１は、電磁波として空間に放射された通信信号を受信する受信部である。受信アンテナ１１１は、受信した電磁波を電気エネルギーに変換し、電気エネルギーとして通信信号１４０を復調処理部１１２に出力する。図３は、図２に示す受信アンテナ１１１が受信する通信信号１４０の信号フォーマットを示す図である。通信信号１４０は、プリアンブル部１４１と、スペース部１４２と、データ部１４３とから構成される。
　プリアンブル部１４１は、既知のプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３のそれぞれを格納するために定義された信号領域である複数のプリアンブルブロックの一例であるプリアンブルブロックＢ１－１～Ｂ１－３を含む。以下、プリアンブルブロックＢ１－１、プリアンブルブロックＢ１－２、プリアンブルブロックＢ１－３のそれぞれを区別する必要がない場合、プリアンブルブロックＢ１と記載する。
　それぞれのプリアンブルブロックＢ１には、格納するプリアンブルパターンが予め対応づけられている。プリアンブルブロックＢ１－１にはプリアンブルパターンＰ１が対応づけられており、プリアンブルブロックＢ１－２にはプリアンブルパターンＰ２が対応づけられており、プリアンブルブロックＢ１－３にはプリアンブルパターンＰ３が対応づけられている。プリアンブルパターンＰ１～Ｐ３のそれぞれは、少なくとも一部が互いに異なるビット列である。プリアンブルパターンＰ１～Ｐ３は、通信システム１０内で予め定められたビット列であり、通信の同期をとるために用いられる。
　プリアンブルブロックＢ１の数は、最大転送回数よりも１つ大きい。図３の例では、最大転送回数が２回であるため、プリアンブルブロックＢ１の数は３つである。この場合、通信信号１４０の先頭のブロックから３つのブロックは、プリアンブルブロックＢ１である。
　スペース部１４２は、データが格納されていないスペースＳの領域であるスペースブロックＢ２－１およびＢ２－２を含む。以下、スペースブロックＢ２－１およびＢ２－２のそれぞれを区別する必要がない場合、スペースブロックＢ２と記載する。スペースブロックＢ２の数は、最大転送回数以上である。図３の例では、スペースブロックＢ２の数は、最大転送回数と同じである。
　データ部１４３は、実際に伝送するデータＤ１～Ｄ３が格納される領域である複数のデータブロックＢ３－１～Ｂ３－３を含む。以下、データブロックＢ３－１、Ｂ３－２およびＢ３－３のそれぞれを区別する必要がない場合、データブロックＢ３と記載する。
　図２の説明に戻る。復調処理部１１２は、受信アンテナ１１１が出力した通信信号１４０に対して復調処理を行いシンボル列に変換し、変換したシンボル列をブロック単位でプリアンブル検出部１１３および減算部１１４のそれぞれに出力する。
　プリアンブル検出部１１３は、復調処理部１１２が出力したシンボル列から既知のプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３を検出する。プリアンブル検出部１１３は、予め定められたプリアンブルパターンＰ１、Ｐ２またはＰ３がシンボル列に含まれているか否かを判断する。プリアンブル検出部１１３は、検出したプリアンブルパターンＰ１、Ｐ２またはＰ３を示す情報を転送処理部１１７および係数計算部１２１に通知する。
　減算部１１４は、復調処理部１１２が出力したシンボル列から、干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４が計算した干渉波成分をキャンセルする減算処理を行う。後述するように、バッファ部１１６は、複数のバッファ領域を有し、直前に受信した最新の受信ブロックをブロックｎと称する。干渉波計算部１２３は、バッファ部１１６に記憶された複数の受信ブロックのうち、ブロックｎ－１を使用して干渉波成分を計算し、干渉波計算部１２４は、バッファ部１１６に記憶されたブロックｎを使用して干渉波成分を計算する。このため、減算部１１４は、直前の２ブロック分のブロックを使用して計算される干渉波成分を受信中のブロックのシンボル列からキャンセルし、干渉波成分をキャンセルしたシンボル列を出力することになる。
　歪補正部１１５は、減算部１１４が出力したシンボル列に対して信号の歪みを補正する歪み補正処理を行う。歪補正部１１５は、係数表記憶部１２２の係数＃０の値をシンボル列に乗算して、歪み補正を行う。初期状態では、係数＃０の値は「１」であるため、歪補正部１１５はシンボル列に影響を与えない。
　復調処理部１１２が出力したシンボル列は、減算部１１４および歪補正部１１５を介して、バッファ部１１６に記憶される。バッファ部１１６は、受信した通信信号１４０のシンボル列をブロック単位で記憶する記憶領域である。バッファ部１１６は、５ブロック分のバッファ領域を有する。
　転送処理部１１７は、プリアンブル検出部１１３が検出したプリアンブルパターンが予め定められたプリアンブルパターンＰ１，Ｐ２である場合、通信信号１４０に含まれるプリアンブルパターンを予め定められた規則に従って変更して、プリアンブルパターンを変更した通信信号１４０を転送する。なお、プリアンブルパターンを変更することは、プリアンブルパターンの削除、置き換えなどを行うことで、通信信号１４０に含まれるプリアンブルパターンまたはプリアンブルパターンの組み合わせを変更することを言う。転送処理部１１７は、ブロックｎをバッファ部１１６から取出して、取出したブロックｎをそのまま、或いは取出したブロックｎの内容を置き換えて、変調処理部１１９に出力する。転送処理部１１７は、バッファ部１１６に新しいブロックが追加される度に、上記の転送処理を行う。具体的には、転送処理部１１７は、取出したブロックｎがプリアンブルパターンが検出された第１のブロックである場合、第１のブロックからプリアンブルパターンを取り除き、スペースＳにして出力する。転送処理部１１７は、第１のブロックに続いて受信される領域である第２のブロックがプリアンブルブロックＢ１である場合、第２のブロックに予め対応づけられたプリアンブルブロックが第２のブロックに格納された通信信号１４０を転送する。
　送信データ切替部１１８は、転送処理部１１７の出力するシンボル列を変調処理部１１９に入力する状態と、送信データ記憶部１２５に記憶された送信データを変調処理部１１９に入力する状態とのうちいずれかの状態をとることができる。送信データ切替部１１８が変調処理部１１９と転送処理部１１７とを接続すると、受信アンテナ１１１が受信した通信信号１４０を転送することができる。送信データ切替部１１８が変調処理部１１９と送信データ記憶部１２５とを接続すると、通信装置１が生成した送信データを送信することができる。
　変調処理部１１９は、入力されたシンボル列を送信アンテナ１２０から送信可能な送信信号に変換する変調処理を行う。変調処理部１１９は、変換後の送信信号を送信アンテナ１２０に出力する。送信アンテナ１２０は、変調処理部１１９が出力した送信信号を電磁波に変換して空間に放射する送信部である。
　係数計算部１２１は、歪補正部１１５と干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４とが使用する係数＃０～係数＃２を計算する。係数計算部１２１は、バッファ部１１６に記憶されたプリアンブルパターンと、既知のプリアンブルパターンとに基づいて、干渉波の振幅と位相と受信タイミングとを算出し、係数＃０～係数＃２を計算する。係数計算部１２１は、計算した係数＃０～係数＃２を係数表記憶部１２２に記憶させる。係数計算部１２１は、例えば、バッファ部１１６に記憶されたプリアンブルブロックＢ１のシンボル列を、複素数領域において、既知のプリアンブルパターンの信号列で除算した結果を、係数＃０～係数＃２とすることができる。
　係数表記憶部１２２は、係数＃０～係数＃２を記憶する記憶領域である。係数表記憶部１２２は、係数計算部１２１によって計算された係数＃０～係数＃２を記憶することができる。初期状態では、係数＃０の値は「１」であり、係数＃１および係数＃２の値は「０」である。
　干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４は、係数表記憶部１２２に記憶された係数表と、バッファ部１１６に記憶されたシンボル列とを用いて、干渉波成分を計算する。干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４は、計算した干渉波成分を減算部１１４に出力する。具体的には、干渉波計算部１２３は、ブロックｎの直前に受信されたブロックであるブロックｎ－１のシンボル列と係数＃２とを用いて、干渉波成分を計算する。干渉波計算部１２４は、ブロックｎのシンボル列と係数＃１とを用いて、干渉波成分を計算する。
　送信データ記憶部１２５は、中継する通信信号１４０とは別に、通信装置１が生成した送信データを記憶する記憶領域である。送信データ記憶部１２５は、変調処理部１１９と接続されたとき、変調処理部１１９に送信データを出力する。
　以上、通信装置１の機能構成について説明したが、本実施の形態はかかる例に限定されない。例えば、通信装置１が小電力無線通信を行う例について説明したが、受信アンテナ１１１を受光素子に置き換え、送信アンテナ１２０を発光素子に置き換えることによって、光空間通信を行う通信装置１においても、本実施の形態の技術を適用することができる。また、上記では最大転送回数を２回としたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。バッファ部１１６、係数計算部１２１および係数表記憶部１２２の段数を変更して、通信信号のフォーマットを調整することで、様々な最大転送回数に対応することが可能である。
　図４は、図２に示す通信装置１のハードウェア構成を示す図である。通信装置１の機能は、メモリ１０１と、プロセッサ１０２と、通信機１０３とを用いて実現することができる。プロセッサ１０２がメモリ１０１に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、プリアンブル検出部１１３、減算部１１４、歪補正部１１５、バッファ部１１６、転送処理部１１７、送信データ切替部１１８、係数計算部１２１、係数表記憶部１２２、干渉波計算部１２３、干渉波計算部１２４および送信データ記憶部１２５の機能が実現される。また、通信機１０３によって、受信アンテナ１１１、復調処理部１１２、変調処理部１１９、および送信アンテナ１２０の機能が実現される。
　メモリ１０１は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　ＥＰＲＯＭ）（登録商標）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスクなどである。メモリ１０１は、プロセッサ１０２が実行する各処理における一時メモリとしても用いられる。
　プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）であり、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などとも呼ばれる。
　通信機１０３は、他の通信装置１と通信するための機能を有する。通信機１０３は、アンテナ、通信に伴う処理を行うための処理回路などを含む。
　ここで、図１に示す通信システム１０において送信される通信信号１４０の状態を説明する。図５は、図１に示す通信システム１０において各通信装置１が送信する通信信号１４０の一例を示す図である。図５は、通信装置１－１から通信装置１－５にメッセージを伝送する例を示している。
　通信装置１－１は、先頭のプリアンブルブロックＢ１－１にプリアンブルパターンＰ１を格納し、他のプリアンブルブロックＢ１－２およびプリアンブルブロックＢ１－３をスペースＳにした通信信号１４０－１を生成し、生成した通信信号１４０－１を通信装置１－２および通信装置１－３に送信する。
　通信装置１－２および通信装置１－３のそれぞれは、通信信号１４０－１を受信すると、プリアンブルブロックＢ１－１～プリアンブルブロックＢ１－３から予め定められたプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３を検索する。図５に示す例では、プリアンブルパターンＰ１が検出される。通信装置１－２および通信装置１－３のそれぞれは、検出したプリアンブルパターンＰ１が格納されていた第１のブロックであるプリアンブルブロックＢ１－１から、プリアンブルパターンＰ１を取り除く。そして、プリアンブルブロックＢ１－１に続いて受信される領域である第２のブロックがプリアンブルブロックＢ１である場合、第２のブロックに予め対応づけられたプリアンブルパターンを格納する。
　図５の例では、第２のブロックはプリアンブルブロックＢ１－２であるため、プリアンブルパターンＰ２をプリアンブルブロックＢ１－２に格納した通信信号１４０－２が通信装置１－４に転送される。通信装置１－２および通信装置１－３のそれぞれは、プリアンブルブロックＢ１－１からプリアンブルパターンＰ１を取り除き、プリアンブルブロックＢ１－２にプリアンブルパターンＰ２を格納するため、通信信号１４０－２のプリアンブルブロックＢ１－２以外のプリアンブルブロックＢ１は、スペースＳである。
　通信装置１－４は、通信信号１４０－２を受信すると、プリアンブルブロックＢ１から予め定められたプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３を検索し、プリアンブルパターンＰ２を検出する。通信装置１－４は、検出したプリアンブルパターンＰ２が格納されていた第１のブロックであるプリアンブルブロックＢ１－２から、プリアンブルパターンＰ２を取り除く。そして、プリアンブルブロックＢ１－２に続いて受信される領域である第２のブロックがプリアンブルブロックＢ１である場合、第２のブロックに予め対応づけられたプリアンブルパターンを格納する。
　図５の例では、第２のブロックはプリアンブルブロックＢ１－３であるため、プリアンブルパターンＰ３をプリアンブルブロックＢ１－３に格納した通信信号１４０－３が通信装置１－５に転送される。通信装置１－４は、プリアンブルブロックＢ１－２からプリアンブルパターンＰ２を取り除き、プリアンブルブロックＢ１－３にプリアンブルパターンＰ３を格納するため、通信信号１４０－３のプリアンブルブロックＢ１－３以外のプリアンブルブロックＢ１は、スペースＳである。
　通信装置１－５は、通信信号１４０－３を受信すると、プリアンブルブロックＢ１から予め定められたプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３を検索し、プリアンブルパターンＰ３を検出する。通信装置１－５は、検出したプリアンブルパターンＰ３が格納されていた第１のブロックであるプリアンブルブロックＢ１－３に続いて受信される領域である第２のブロックがプリアンブルブロックＢ１でないため、受信した通信信号１４０－３を転送しない。
　以上説明したような通信システム１０の機能を実現するための各通信装置１の動作について説明する。図６は、図２に示す通信装置１が生成した通信信号１４０を送信する動作を示すフローチャートである。図６に示す動作は、通信信号１４０を生成する伝送元の通信装置１が実行するため、図１の通信システム１０の例では、通信装置１－１の動作に相当する。
　通信装置１は、送信データ記憶部１２５に送信すべきデータが存在する場合、図６に示す動作を開始する。通信装置１は、他のメッセージを受信中または転送中でないか確認する（ステップＳ１０１）。受信中または転送中である場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、通信装置１は、ステップＳ１０１の動作を繰り返す。
　受信中または転送中でない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、通信装置１は、送信データ切替部１１８を切り替えて、送信データ記憶部１２５に記憶された送信データを変調処理部１１９に入力する（ステップＳ１０２）。
　通信装置１の変調処理部１１９は、入力された送信データの変調処理を実行する（ステップＳ１０３）。変調処理後の送信データは、送信アンテナ１２０を介して送信される。
　図７は、図２に示す通信装置１が通信信号１４０を受信したときの動作を示すフローチャートである。図７に示す動作は、通信信号１４０を中継する中継装置または通信信号１４０の伝送先の受信装置が実行するため、図１の通信システム１０の例では、通信装置１－２、通信装置１－３、通信装置１－４および通信装置１－５の動作に相当する。
　通信装置１は、受信機能を起動した場合、図７に示す動作を開始する。通信装置１は、受信機能を起動すると、バッファリング処理を開始する（ステップＳ１１１）。バッファリング処理は、復調処理部１１２が、受信アンテナ１１１を介して受信した通信信号１４０に対して、継続的に復調処理を行ってシンボル列に変換する処理と、変換したシンボル列をブロック単位で減算部１１４および歪補正部１１５を介してバッファ部１１６に伝達する処理とを含む。初期状態およびメッセージ送信後には係数表記憶部１２２に記憶された係数＃０の値は「１」であり、係数＃１および係数＃２の値は「０」であるため、減算部１１４および歪補正部１１５は、復調処理部１１２が出力するシンボル列に対して何も変更を加えない。
　シンボル列は、プリアンブル検出部１１３にも入力される。プリアンブル検出部１１３は、入力されたシンボル列の中から、既知のプリアンブルパターンＰ１の検索を行う。そしてプリアンブル検出部１１３は、プリアンブルパターンＰ１が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
　プリアンブルパターンＰ１が検出されなかった場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、プリアンブル検出部１１３は、続いてプリアンブルパターンＰ２の検索を行い、プリアンブルパターンＰ２が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１１３）。
　プリアンブルパターンＰ２が検出されなかった場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、プリアンブル検出部１１３は、続いてプリアンブルパターンＰ３の検索を行い、プリアンブルパターンＰ３が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。プリアンブルパターンＰ３が検出されなかった場合（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、ステップＳ１１１のバッファリング処理が継続される。
　プリアンブルパターンＰ１が検出された場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、通信装置１は、通信信号の転送手順を開始する。具体的には、送信データ切替部１１８を転送処理部１１７に切り替える。復調処理部１１２は、バッファリング処理を継続する（ステップＳ１１５）。転送処理部１１７は、バッファ部１１６に新しいブロックが追加される度に、バッファ部１１６内に格納されている最も新しいブロックを変調処理部１１９に出力する転送処理を行う（ステップＳ１１６）。この転送処理において転送処理部１１７は、バッファ部１１６から取出したブロックの内容を置き換えて、変調処理部１１９に出力することができる。具体的には、転送処理部１１７は、検出されたプリアンブルパターンＰ１をプリアンブルブロックＢ１－１から取り除き、プリアンブルブロックＢ１－１に続いて受信されるブロックであるプリアンブルブロックＢ１－２にプリアンブルパターンＰ２を格納して変調処理部１１９に出力する。
　復調処理部１１２は、プリアンブルパターンＰ１を検出したブロックからさらに４つのブロックを受信したか否かを判断する（ステップＳ１１７）。プリアンブルパターンＰ１を検出したブロックからさらに４つのブロックを受信していない場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、復調処理部１１２は、ステップＳ１１５のバッファリング処理を行い、転送処理部１１７は、ステップＳ１１６の転送処理を行う。プリアンブルパターンＰ１を検出したブロックからさらに４つのブロックを受信するまでは、ステップＳ１１５のバッファリング処理およびステップＳ１１６の転送処理が合計５回繰り返される。
　プリアンブルパターンＰ１を検出したブロックからさらに４つのブロックを受信した場合（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、係数計算部１２１が係数の計算および更新処理を行う（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８が実行される時点において、バッファ部１１６のブロックｎ－４にはプリアンブルパターンＰ１が格納されており、ブロックｎ－２にはプリアンブルパターンＰ２が格納されており、ブロックｎにはプリアンブルパターンＰ３が格納されている。ブロックｎ－４、ブロックｎ－２およびブロックｎ以外のブロックはスペースＳである。
　係数計算部１２１は、バッファ部１１６に格納されている受信済みの３つのプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３と、既知のプリアンブルパターンＰ１～Ｐ３とを用いて、係数＃０～係数＃２を計算し、係数表記憶部１２２に記憶された係数表の係数＃０～係数＃２の値を更新する。係数計算部１２１は、バッファ部１１６に記憶されたプリアンブルブロックＢ１のシンボル列を、複素数領域において、既知のプリアンブルパターンの信号列で除算した結果を、係数＃０～係数＃２とすることができる。
　具体的には、係数計算部１２１は、バッファ部１１６のブロックｎ－４に記憶されているプリアンブルパターンＰ１を既知のプリアンブルパターンＰ１で除算した結果を係数＃０とする。係数計算部１２１は、バッファ部１１６のブロックｎ－２に記憶されているプリアンブルパターンＰ２を既知のプリアンブルパターンＰ２で除算した結果を係数＃１とする。係数計算部１２１は、バッファ部１１６のブロックｎに記憶されているプリアンブルパターンＰ３を既知のプリアンブルパターンＰ３で除算した結果を係数＃２とする。以降、通信装置１は、復調処理部１１２の出力するシンボル列に対して、バッファ部１１６に格納されている直前２ブロック分のブロックから計算される干渉波成分を減算部１１４によってキャンセルした後、歪補正部１１５が係数表記憶部１２２に記憶された係数＃０の値を乗算することで、歪み補正処理を行うようになる。
　係数計算および更新処理の後、バッファ処理（ステップＳ１１９）および転送処理（ステップＳ１２０）が実行される。通信装置１は、ステップＳ１１９のバッファ処理は、基本的にはステップＳ１１５と同様の処理である。ステップＳ１１９のバッファ処理を実行する時点では、係数が更新されているため、減算部１１４によって干渉波成分がキャンセルされ、さらに歪補正部１１５によって歪補正が行われた結果がバッファ部１１６に記憶される。
　通信装置１－２が通信装置１－１からデータＤ３を受信している間、通信装置１－２および通信装置１－３はデータＤ２を送信しており、通信装置１－４はデータＤ１を送信している。このため、通信装置１－２が受信中のデータブロックＢ３－３には、データＤ１およびデータＤ２が干渉信号として含まれている。減算部１１４は、受信済みのデータＤ１およびデータＤ２と、係数表記憶部１２２に記憶された係数とを用いて、干渉波成分を計算し、キャンセルする。
　通信装置１は、メッセージの受信が終了したか否かを判断する（ステップＳ１２１）。メッセージの受信が終了していない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、通信装置１は、ステップＳ１１９およびステップＳ１２０の処理を繰り返す。メッセージの受信が終了した場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、係数計算部１２１は、係数表記憶部１２２に記憶された係数＃０～係数＃２を初期化して、係数＃０の値を「１」に設定し、係数＃１および係数＃２の値を「０」に設定する（ステップＳ１２２）。
　プリアンブルパターンＰ２が検出された場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、通信装置１は、通信信号の転送手順を行う。転送手順は、バッファリング処理（ステップＳ１２３）と、転送処理（ステップＳ１２４）とを含み、ステップＳ１２３のバッファリング処理はステップＳ１１５のバッファリング処理と同様であり、ステップＳ１２４の転送処理はステップＳ１１６の転送処理と同様である。転送処理の後、復調処理部１１２は、プリアンブルパターンＰ２を検出してからさらに２つのブロックを受信したか否かを判断する（ステップＳ１２５）。プリアンブルパターンＰ２を検出してからさらに２つのブロックを受信するまで、ステップＳ１２３のバッファリング処理と、ステップＳ１２４の転送処理とが３回繰り返される（ステップＳ１２５：Ｎｏ）。プリアンブルパターンＰ２を検出してからさらに２つのブロックを受信した場合（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、係数計算部１２１は、係数計算および更新処理を行う（ステップＳ１２６）。
　ステップＳ１２６の係数計算および更新処理が実行される時点において、バッファ部１１６のブロックｎ－２にはプリアンブルパターンＰ２が記憶されており、ブロックｎにはプリアンブルパターンＰ３が記憶されており、その他のブロックはスペースである。係数計算部１２１は、バッファ部１１６に記憶されているプリアンブルパターンＰ２およびプリアンブルパターンＰ３と、既知のプリアンブルパターンＰ２およびプリアンブルパターンＰ３とを用いて、係数を計算することができる。具体的には係数計算部１２１は、ブロックｎ－２に格納されているプリアンブルパターンＰ２を既知のプリアンブルパターンＰ２で除算したものを係数＃０とし、ブロックｎに格納されているプリアンブルパターンＰ３を既知のプリアンブルパターンＰ３で除算したものを係数＃１とする。さらに係数計算部１２１は、係数＃２の値を「０」にする。ステップＳ１２６の係数計算および更新処理の後、ステップＳ１１９～ステップＳ１２２の処理が実行される。
　プリアンブルパターンＰ３が検出された場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、係数計算部１２１は、係数計算および更新処理を実行する（ステップＳ１２７）。ステップＳ１２７の係数計算および更新処理が実行される時点において、バッファ部１１６のブロックｎにはプリアンブルパターンＰ３が記憶されており、その他のブロックはスペースである。係数計算部１２１は、バッファ部１１６のブロックｎに記憶されているプリアンブルパターンＰ３を既知のプリアンブルパターンＰ３で除算した結果を係数＃０とし、係数＃１および係数＃２の値を０とする。係数計算部１２１は、計算した係数＃０～係数＃２を係数表記憶部１２２に記憶させる。
　ステップＳ１２７の係数計算および更新処理が終わると、復調処理部１１２は、バッファリング処理を行う（ステップＳ１２８）。ステップＳ１２８のバッファリング処理は、ステップＳ１１５と同様である。その後、通信装置１は、転送処理を行わないで、メッセージの受信が終了したか否かを判断する（ステップＳ１２９）。メッセージの受信が終了していない場合（ステップＳ１２９：Ｎｏ）、ステップＳ１２８のバッファリング処理が繰り返される。メッセージの受信が終了した場合（ステップＳ１２９：Ｙｅｓ）、係数計算部１２１は、係数＃０～係数＃２を初期化する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０の係数初期化処理は、ステップＳ１２２の係数初期化処理と同様である。
　以上説明したように、通信装置１は、プリアンブルブロックＢ１に格納されたデータに基づいて、受信した通信信号１４０を転送するべきか否かを判断することができる。プリアンブルブロックＢ１は、通信信号１４０の先頭に配置されるため、通信信号１４０の先頭をみればすぐに転送の要否を判断することができ、転送回数を制限することが可能であると共に、伝送遅延を抑制することが可能である。
　また、通信装置１は、通信信号１４０を転送する際に、受信したプリアンブルパターンが格納されていた第１のブロックをスペースに置き換えて、第１のブロックに続いて受信される第２のブロックに対応づけられたプリアンブルパターンを第２のブロックに格納する。このとき転送される通信信号１４０は、プリアンブルパターンが１つ含まれ、その他のプリアンブルブロックＢ１がスペースであるため、転送に伴って生じる干渉波成分を逐次的にキャンセルすることが可能になる。
実施の形態２．
　図８は、本発明の実施の形態２にかかる通信装置２の機能構成を示す図である。実施の形態１と同様の構成要素には、同じ符号を付することによって説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分について主に説明する。
　通信装置２は、通信装置１の構成に加えて、相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２を有する。相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２は、通信信号１４０のデータ部１４３を受信中に係数＃１および係数＃２の値を更新する。具体的には、相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２は、バッファ部１１６に格納されたデータ部１４３のシンボル列と、復調処理部１１２が出力する干渉波成分を含むシンボル列とに基づいて干渉波成分の位相情報を推定し、推定結果に基づいて、係数＃１および係数＃２の値を補正する。相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２は、補正後の係数＃１および係数＃２の値を用いて、係数表記憶部１２２に記憶された係数＃１および係数＃２の値を更新する。
　通信装置２の干渉波計算部１２３および干渉波計算部１２４は、更新された係数＃１および係数＃２の値を用いて干渉波成分を計算する。このため、減算部１１４は、相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２が計算した相関に基づいて計算された干渉波成分を用いて、減算処理を行うことになる。この場合、減算部１１４は、受信済みのプリアンブルブロックＢ１と、受信済みのデータブロックＢ３との両方を用いて、受信中の通信信号１４０から干渉波成分を取り除くことになる。
　なお、通信装置２の機能は、実施の形態１の通信装置１と同様に、図４に示すメモリ１０１と、プロセッサ１０２と、通信機１０３とを用いて実現することができる。プロセッサ１０２がメモリ１０１に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２の機能が実現される。
　図９は、図８に示す通信装置２が通信信号１４０を受信したときの動作を示すフローチャートである。通信装置２は、受信機能を起動した場合、図９に示す動作を開始する。実施の形態１にかかる通信装置１は、通信信号１４０のデータ部１４３を受信している間、ステップＳ１１９のバッファリング処理およびステップＳ１２０の転送処理を繰り返す。通信装置２は、ステップＳ１１９およびステップＳ１２０の処理に加えて、係数更新処理を行う（ステップＳ２３１）。
　通信装置２の一例である通信装置２－１、通信装置２－２、通信装置２－３、通信装置２－４および通信装置２－５は、図１に示す通信システム１０と同様の構成の通信システム２０を構成することができる。通信装置２－２が通信装置２－１からデータＤ３が格納されたデータブロックＢ３－３を受信しているとき、通信装置２－２は、通信装置２－３が送信したデータＤ２を含むデータブロックＢ３－２と、通信装置２－４が送信したデータＤ１を含むデータブロックＢ３－１とを同時に受信している。通信装置２－２が通信装置２－１からデータＤ３を受信している時点において、データＤ１およびデータＤ２は既知の情報であり、バッファ部１１６のブロックｎ－１およびブロックｎにそれぞれ記憶されている。
　相関計算部２３１－１は、バッファ部１１６のブロックｎに格納されているデータＤ２と、復調処理部１１２が出力する干渉波成分を含むシンボル列とを用いて、データＤ２に相当する干渉波成分の位相を算出し、算出した位相を用いて、係数表記憶部１２２に記憶された係数＃１の位相を補正する。同様に相関計算部２３１－２は、バッファ部１１６のブロックｎ－１に格納されているデータＤ１と、復調処理部１１２が出力する干渉波成分を含むシンボル列とを用いて、データＤ１の干渉波成分の位相を算出し、算出した位相を用いて、係数表記憶部１２２に記憶された係数＃２の位相を補正する。
　係数の補正方法としては、例えば、係数＃１および係数＃２の位相成分を相関計算部２３１－１および相関計算部２３１－２が計算した位相成分に置き換える方法がある。或いは補正方法としては、重みづけを用いて徐々に係数を補正する方法がある。重みづけを用いる方法としては、例えば重みｗを１以下の値とした場合、係数表記憶部１２２に記憶された係数の位相成分に１－ｗを乗じた結果と、復調処理部１１２が算出した位相成分にｗを乗じた結果とを加算する方法などがある。
　本実施の形態２にかかる通信装置２は、データ部１４３を受信している間にも、係数＃１および係数＃２の位相成分を逐次補正することで、プリアンブル部１４１を受信した後に徐々に信号位相がずれていくような場合であっても、干渉波成分の除去性能を維持することが可能になる。
実施の形態３．
　図１０は、本発明の実施の形態３にかかる通信システム３０の構成を示す図である。通信システム３０は、通信装置３－６、通信装置３－７および通信装置３－８を含む。以下、通信装置３－６、通信装置３－７および通信装置３－８を区別しない場合、通信装置３と称する。通信装置３－６は、通信装置３－７と通信することができる。通信装置３－７は、通信装置３－６および通信装置３－８と通信することができる。通信装置３－８は、通信装置３－７と通信することができる。通信装置３－６と通信装置３－７とは互いに通信範囲外に位置しており、隠れ端末の関係にある。
　本実施の形態３では、隠れ端末の関係にある通信装置３－６と通信装置３－８とが通信装置３－７に向けて同時にメッセージを送信し、通信装置３－７においてメッセージの衝突が発生した場合に、メッセージの送信元の通信装置３に衝突の発生を通知する。
　図１１は、図１０に示す通信システム３０で伝送される通信信号３４０の信号フォーマットを示す図である。通信信号３４０は、プリアンブル部１４１と、スペース部１４２と、データ部１４３とを有する。実施の形態１では、スペース部１４２のスペースブロックＢ２の個数は、最大転送回数としたが、本実施の形態３では、スペース部１４２のスペースブロックＢ２の個数を最大転送回数よりも大きく、例えば最大転送回数＋１とする。図１１の例では、最大転送回数は２回であるため、スペースブロックＢ２の個数は３個である。言い換えると、通信信号３４０は、通信信号１４０にスペースブロックＢ２－３を加えたものである。後述するように、増加したスペースブロックＢ２は、衝突の発生を通知するために用いられる。
　図１２は、図１０に示す通信装置３の機能構成を示す図である。通信装置３は、実施の形態１の通信装置１の機能に加えて、衝突検知部３４１および衝突通知部３４２の機能を有する。また通信装置１の送信データ切替部１１８の代わりに、通信装置３は、送信データ切替部３４３を有する。
　衝突検知部３４１は、復調処理部１１２が出力するシンボル列に基づいて、メッセージのプリアンブル部１４１の衝突を検知する。衝突検知部３４１は、プリアンブル部１４１の衝突が発生したことを検知すると、衝突の発生を衝突通知部３４２に伝達する。衝突通知部３４２は、衝突検知部３４１が衝突の発生を検知すると、衝突を周囲の通信装置３に通知する衝突通知信号を生成する。送信データ切替部３４３は、変調処理部１１９に入力するデータを、転送処理部１１７、送信データ記憶部１２５および衝突通知部３４２の出力の中から選択して切り替える。送信データ切替部３４３は、衝突通知部３４２が衝突通知信号３６３を生成すると、衝突通知部３４２の出力を変調処理部１１９に入力する。
　なお、通信装置３の機能は、実施の形態１の通信装置１と同様に、図４に示すメモリ１０１と、プロセッサ１０２と、通信機１０３とを用いて実現することができる。プロセッサ１０２がメモリ１０１に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、衝突検知部３４１および衝突通知部３４２の機能が実現される。
　図１３は、図１０に示す通信システム３０における通信タイミングの一例を示す図である。隠れ端末の関係にある通信装置３－６および通信装置３－８が、通信装置３－７に対して送信した通信信号３４０が同時に通信装置３－７に到達した場合、通信装置３－７の衝突検知部３４１は、衝突の発生を検知して、衝突の発生を知らせるメッセージＰＣを含む衝突通知信号３６３を生成する。通信装置３－７は、生成した衝突通知信号３６３を、スペースＳを使用して通信装置３－６および通信装置３－８に送信する。
　通信装置３－６および通信装置３－８のそれぞれは、衝突通知信号３６３を受信すると、通信装置３－６および通信装置３－８のそれぞれの衝突検知部３４１は、送信中の通信信号３４０の送信を停止する。その後、通信装置３－６は待機時間３６４の間待機した後、通信信号３４０を再送する。通信装置３－８は待機時間３６５の間待機した後、通信信号３４０を再送する。このとき再送のタイミングが重ならないように、待機時間３６４と待機時間３６５とはランダム時間にして異なる長さとする。
　図１４は、図１２に示す通信装置３がメッセージを送信するときの動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１およびステップＳ１０２は図６と同様であるため説明を省略する。通信装置３は、ステップＳ１０２において、送信データ切替部３４３を送信データ記憶部１２５に切り替えた後、変調処理部１１９は、送信データのプリアンブルブロックＢ１を送信する（ステップＳ３０１）。プリアンブルブロックＢ１を送信している間に、衝突検知部３４１は、衝突通知信号３６３を受信したか否かに基づいて、衝突を検知したか否かを判断する（ステップＳ３０２）。衝突を検知した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、変調処理部１１９は、メッセージの送信を停止してステップＳ１０１の処理に戻る。
　衝突を検知していない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、変調処理部１１９は、プリアンブルブロックＢ１を送信完了したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。プリアンブルブロックＢ１を送信完了していない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、通信装置３は、ステップＳ３０１の処理に戻る。プリアンブルブロックＢ１の送信を完了した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、変調処理部１１９は、スペースブロックＢ２を送信する（ステップＳ３０４）。
　スペースブロックＢ２を送信している間に、衝突検知部３４１は、衝突通知信号３６３を受信したか否かに基づいて、衝突を検知したか否かを判断する（ステップＳ３０５）。衝突を検知した場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、変調処理部１１９は、メッセージの送信を停止してステップＳ１０１の処理に戻る。衝突を検知していない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、変調処理部１１９は、スペースブロックＢ２の送信を完了したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。スペースブロックＢ２の送信を完了していない場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、変調処理部１１９は、ステップＳ３０４の処理に戻る。スペースブロックＢ２の送信を完了した場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、変調処理部１１９は、データブロックＢ３を送信する（ステップＳ３０７）。
　図１５は、図１２に示す通信装置３が図１１に示す通信信号３４０を受信したときの動作を示すフローチャートである。通信装置３は、受信機能を起動した場合、図１５に示す動作を開始する。以下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。
　ステップＳ１１５のバッファリング処理の後、衝突検知部３４１は、バッファリングしたブロックのシンボル列を用いて、プリアンブル部１４１の衝突を検知したか否かを判断する（ステップＳ３７１）。衝突を検知した場合（ステップＳ３７１：Ｙｅｓ）、衝突検知部３４１は、衝突の発生を検知した旨を衝突通知部３４２に伝達する。衝突通知部３４２は、衝突を周囲の通信装置３に通知する衝突通知信号３６３を生成し、衝突通知信号３６３を送信する衝突通知処理を行う（ステップＳ３７５）。衝突を検知しなかった場合（ステップＳ３７１：Ｎｏ）、通信装置３はステップＳ１１６の転送処理を行い、プリアンブルパターンＰ１を検出してからさらに５ブロック受信したか否かを判断する(ステップＳ３７２)。実施の形態１と実施の形態３とでは、スペースブロックＢ２の数が異なるため、ステップＳ１１７とステップＳ３７２とでは確認するブロック数が異なる。
　同様に、ステップＳ１２３のバッファリング処理の後、衝突検知部３４１は、バッファリングしたブロックのシンボル列を用いて、プリアンブル部１４１の衝突を検知したか否かを判断する（ステップＳ３７３）。衝突を検知した場合（ステップＳ３７３：Ｙｅｓ）、衝突通知部３４２は、衝突通知処理を行う（ステップＳ３７５）。衝突を検知しなかった場合（ステップＳ３７３：Ｎｏ）、通信装置３はステップＳ１２４の転送処理を行い、プリアンブルパターンＰ２を検出してからさらに３ブロック受信したか否かを判断する（ステップＳ３７４）。
　以上説明したように、本実施の形態３では、通信装置３－６、通信装置３－７および通信装置３－８のそれぞれが送信または転送する全てのメッセージの合成波は、プリアンブルパターンとスペースとが交互に現れる。このため、交互に現れるスペース区間において、衝突通知信号３６３を送信し、通信装置３－６、通信装置３－７および通信装置３－８のそれぞれが衝突通知信号３６３を容易に検出することができる。このため、隠れ端末間の衝突を検知することが可能になる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　例えば上記の実施の形態１では、複数のプリアンブルブロックＢ１のうちの１つにプリアンブルパターンが格納されているため、各通信装置１は、検出されたプリアンブルパターンを取り除いた後、プリアンブルパターンが検出された第１のブロックに続いて受信される第２のブロックに、検出されたプリアンブルパターンと異なるプリアンブルパターンを格納する処理を行った。しかしながら、メッセージの送信元の通信装置１が、通信信号１４０のプリアンブルブロックＢ１の全てに、それぞれ異なるプリアンブルパターンを格納する場合、メッセージを中継する通信装置１は、先頭のプリアンブルパターンを取り除くだけでよい。或いは、複数のプリアンブルブロックＢ１を定義しなくても、転送処理部１１７が、１つの領域に格納するプリアンブルパターンを中継の度に置き換えてもよい。この場合であっても、メッセージの先頭のみから中継の要否を判断することが可能になる。
　１，２，３，１－１，１－２，１－３，１－４，１－５，２－１，２－２，２－３，２－４，２－５，３－６，３－７，３－８　通信装置、１０，２０，３０　通信システム、１０１　メモリ、１０２　プロセッサ、１０３　通信機、１１１　受信アンテナ、１１２　復調処理部、１１３　プリアンブル検出部、１１４　減算部、１１５　歪補正部、１１６　バッファ部、１１７　転送処理部、１１８，３４３　送信データ切替部、１１９　変調処理部、１２０　送信アンテナ、１２１　係数計算部、１２２　係数表記憶部、１２３，１２４　干渉波計算部、１２５　送信データ記憶部、１４０，１４０－１，１４０－２，１４０－３，３４０　通信信号、１４１　プリアンブル部、１４２　スペース部、１４３　データ部、２３１－１，２３１－２　相関計算部、３４１　衝突検知部、３４２　衝突通知部、Ｂ１，Ｂ１－１，Ｂ１－２，Ｂ１－３　プリアンブルブロック、Ｂ２，Ｂ２－１，Ｂ２－２，Ｂ２－３　スペースブロック、Ｂ３，Ｂ３－１，Ｂ３－２，Ｂ３－３　データブロック。

Claims (12)

  1. 　通信信号を受信する受信部と、
    　前記通信信号からプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出部と、
    　前記プリアンブル検出部が検出したプリアンブルパターンが予め定められたプリアンブルパターンである場合、前記通信信号に含まれるプリアンブルパターンを予め定められた規則に従って変更して転送する転送処理部と、
    　を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 　前記受信部が受信する通信信号は、互いに異なる複数のプリアンブルパターンのそれぞれが対応づけられた信号領域である複数のプリアンブルブロックを含み、前記複数のプリアンブルブロックのうちの１つに前記プリアンブルパターンが格納されており、
    　前記転送処理部は、検出された前記プリアンブルパターンを取り除き、検出された前記プリアンブルパターンが格納されていた信号領域である第１のブロックに続く信号領域である第２のブロックに対応づけられたプリアンブルパターンを前記第２のブロックに格納して前記通信信号を転送することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　受信済みの前記通信信号に基づいて、受信中の前記通信信号から干渉波成分を取り除く減算部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記減算部は、受信済みの前記プリアンブルブロックに基づいて計算された前記干渉波成分を用いて、受信中の前記通信信号から前記干渉波成分を取り除くことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記通信信号は、伝送データが格納されるデータブロックを含み、
    　受信済みの前記データブロックと、受信中の前記データブロックとの相関を計算する相関計算部、
    　をさらに備え、
    　前記減算部は、前記相関に基づいて計算された前記干渉波成分を用いて、受信中の前記通信信号から前記干渉波成分を取り除くことを特徴とする請求項３または４に記載の通信装置。
  6. 　前記減算部は、受信済みの前記プリアンブルブロック、および受信済みの前記データブロックの両方を用いて、受信中の前記通信信号から前記干渉波成分を取り除くことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
  7. 　前記プリアンブルブロックの数は、最大転送回数よりも１つ大きいことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の通信装置。
  8. 　前記通信信号は、前記プリアンブルブロックの後、データが格納されるデータブロックの前に、データが格納されていないスペースブロックを含むことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の通信装置。
  9. 　前記スペースブロックの数は、最大転送回数以上であることを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
  10. 　前記スペースブロックの数は、前記最大転送回数よりも大きく、
    　前記通信信号の衝突を検知する衝突検知部と、
    　前記衝突検知部が前記通信信号の衝突を検知した場合、前記スペースブロックを受信している期間を用いて、衝突を検知した旨を前記通信信号の送信元に通知する衝突通知部と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の通信装置。
  11. 　前記通信信号を生成して送信する送信部、
    　をさらに備え、
    　前記送信部は、前記通信信号の前記プリアンブルブロックを送信中に前記通知を受信した場合、前記通信信号の送信を停止することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
  12. 　第１の通信装置が、プリアンブルパターンが格納される領域である複数のプリアンブルブロックのうち先頭の前記プリアンブルブロックに第１のプリアンブルパターンを格納した通信信号を生成して送信するステップと、
    　前記第１の通信装置から前記通信信号を受信した第２の通信装置が、前記第１のプリアンブルパターンを取り除き、前記先頭のプリアンブルブロックに続くプリアンブルブロックに、前記第１のプリアンブルパターンと異なる第２のプリアンブルパターンを格納して前記通信信号を転送するステップと、
    　を含むことを特徴とする通信方法。
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