WO2022130529A1 - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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WO2022130529A1
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underwater
unit
radio
water surface
wireless communication
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PCT/JP2020/046939
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French (fr)
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一光 坂元
健人 吉澤
健史 木下
悦史 山崎
隆之 水野
拓也 大原
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日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system and a wireless communication method.
  • a technique has been proposed in which a flyable moving object such as an aerial drone is equipped with a receiver for receiving information, and the moving object is used to acquire information without floating a device such as an AUV on the surface of the water.
  • a technology W2A-OWC: Water-to-Air Optical Wireless Communication
  • an aerial radio which is a mobile body equipped with a receiver, is made to stand by in the air and information is transmitted from underwater to the air by optical wireless communication.
  • the technology proposed so far has a problem that communication becomes unstable as the distance between the underwater and the aerial radio becomes longer.
  • the problem is that, for example, a burst error occurs while the aerial radio cannot receive sufficient light required for data transmission.
  • the aerial radio cannot receive sufficient light, for example, as the distance increases, the propagation direction of the light radiated from the underwater radio fluctuates greatly due to the fluctuation of the water surface, so that the light received by the aerial radio per unit time. It is caused by a decrease in signal strength.
  • the underwater radio is a device that transmits information such as an AUV to the aerial radio.
  • Non-Patent Document 1 it has been proposed to reduce fluctuations in the received light level due to fluctuations in the water surface by mounting a plurality of transmitters on an underwater radio to perform transmission diversity. More specifically, if the condition that the diameter of the beam formed by the light transmitted from a plurality of transmitters is equal to or larger than the wavelength of the water surface is satisfied, the transmission diversity using a plurality of transmitters causes stable propagation of the light. It is a technology that is possible. However, the wavelength of ocean waves is on the order of meters. Therefore, a huge number of transmitters are required to use the proposed technique. That is, in order to use the proposed technique, the device on the signal transmitting side becomes extremely large.
  • the technique of transmitting information using light from underwater to the air has a problem that it is difficult to suppress the increase in size of the device on the transmitting side while stabilizing communication.
  • a problem is not limited to the case where the wave carrying information from underwater to the air is light, but is also a common problem when the wave carrying information from underwater to the air is an electromagnetic wave such as light or radio wave. there were.
  • such a problem was a common problem even when the wave carrying information from underwater to the air was a sound wave. Further, such a problem is not limited to the case where the underwater radio and the aerial radio are mobile bodies, but is also a common problem when at least one of the underwater radio or the aerial radio is not a mobile body.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication device including a water flow generator that controls the shape of a part of the water surface and a radiation unit that radiates a wave that carries information toward the area.
  • An explanatory diagram illustrating an outline of the communication system 100 The figure which shows an example of the enlarged view of the water surface convex part in embodiment.
  • the figure which shows an example of the flow of the process executed by the aerial radio 2 in an embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an outline of the communication system 100 in the embodiment.
  • the communication system 100 includes an underwater radio and an aerial radio 2.
  • the underwater transceiver 1 and the aerial radio 2 exchange information wirelessly.
  • the signal may be carried by any wave as long as it is a wireless signal. Therefore, the signal may be conveyed by, for example, light, electromagnetic waves other than light such as radio waves, or sound waves.
  • the communication system 100 will be described by taking the case where the signal is conveyed by light as an example.
  • the underwater radio 1 acquires the underwater information and transmits the acquired information to the aerial radio 2.
  • the underwater radio 1 may or may not be a mobile body.
  • the communication system 100 will be described by taking the case where the underwater radio 1 is a mobile body as an example.
  • the underwater radio 1 is provided with a water flow generator 10.
  • the water flow generator 10 generates a water flow.
  • the water flow generator 10 is, for example, a water flow pump.
  • the water flow F101 in FIG. 1 is an example of a water flow generated by the water flow generator 10.
  • the underwater transceiver 1 forms a convex portion (hereinafter referred to as "water surface convex portion") on the water surface by generating a water flow by the water flow generator 10.
  • the shape of the convex portion on the water surface is substantially the same as the shape of a mountain having one crest, for example.
  • the region R1 in FIG. 1 is an example of a water surface convex portion.
  • the direction of the water flow generated by the water flow generator 10 may be any direction as long as a convex portion can be formed on the water surface, and may be, for example, a direction toward the water surface.
  • the underwater radio 1 does not necessarily have to be provided with only one water flow generator 10, and may be provided with a plurality of water flow generators 1.
  • each water flow generator 10 may generate a water flow so that a convex portion is formed on the water surface as a result of the interference of each water flow generated by each of the water flow generators 10. Since the water flow is also a wave, the water flow generator 10 generates the water flow by controlling, for example, the phase and intensity of the wave so as to form a convex portion on the water surface.
  • the underwater transceiver 1 transmits a signal in the direction from underwater to the air and toward the convex portion of the water surface.
  • the underwater radio 1 transmits a radio signal, for example, in the direction from underwater to the air and from the water toward the vicinity of the center of the water surface convex portion.
  • the aerial radio 2 is located in the air and receives the information transmitted by the underwater radio 1.
  • the aerial radio 2 may or may not be a mobile body.
  • the communication system 100 will be described by taking the case where the aerial radio 2 is a mobile body as an example.
  • the convex part of the water surface is a region where the height of the waves is higher than the surrounding sea surface. Therefore, a flow is generated from the convex portion of the water surface toward the surroundings.
  • the flows W101 and W102 in FIG. 1 are examples of flows from the convex portion of the water surface toward the periphery, respectively. Since the flow is generated from the convex part of the water surface toward the surroundings, it is prevented that the surrounding waves enter the convex part of the water surface.
  • the wave W103 in the figure is an example of a surrounding wave. Since the invasion of the surrounding waves into the water surface convex portion is prevented, the fluctuation caused by the surrounding waves on the water surface is reduced in the water surface convex portion.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an enlarged view of the water surface convex portion in the embodiment.
  • FIG. 2 shows that the water surface of the convex portion of the water surface has fluctuations in which the height of the water surface changes in a shorter cycle than the change in the height of the water surface of the convex portion.
  • short-wavelength fluctuations occur on the sea surface at the convex part of the water surface.
  • the fluctuation caused by the surrounding waves is reduced as compared with the case where there is no water surface convex portion, and the wavelength of the fluctuation is shorter than that when there is no water surface convex portion.
  • the wavelength of the fluctuation is, for example, several cm to 10 cm when the water surface is the sea surface.
  • the strength of the signal received by the aerial radio 2 in a unit time is reduced, and a burst error occurs while the aerial radio 2 cannot receive sufficient light required for data transmission.
  • the beam diameter is the extent of the spread of the intensity distribution in the plane perpendicular to the traveling direction of waves such as light carrying a signal.
  • the wavelength of the fluctuation is shorter than when there is no water surface convex part, so the minimum value of the beam diameter that satisfies the communication stability condition is smaller than the minimum value when there is no water surface convex part.
  • the longer the beam diameter the larger the device on the signal transmitting side.
  • An example of increasing the size of the device on the signal transmitting side is, for example, an increase in the number of signal transmitters. Therefore, in the communication system 100, it is possible to suppress the increase in size of the device on the signal transmitting side as compared with the case where there is no water surface convex portion.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the underwater transceiver 1 in the embodiment.
  • the underwater radio 1 includes a control unit 11 including a processor 91 such as a CPU (Central Processing Unit) connected by a bus and a memory 92, and executes a program.
  • the underwater radio 1 functions as a device including a water flow generator 10, a control unit 11, an underwater information acquisition unit 12, a transmission unit 13, a storage unit 14, and a propulsion unit 15 by executing a program.
  • a control unit 11 including a processor 91 such as a CPU (Central Processing Unit) connected by a bus and a memory 92, and executes a program.
  • the underwater radio 1 functions as a device including a water flow generator 10, a control unit 11, an underwater information acquisition unit 12, a transmission unit 13, a storage unit 14, and a propulsion unit 15 by executing a program.
  • the processor 91 reads out the program stored in the storage unit 14, and stores the read program in the memory 92.
  • the underwater radio 1 sets the water flow generator 10, the control unit 11, the underwater information acquisition unit 12, the transmission unit 13, the storage unit 14, and the propulsion unit 15. Functions as a device to be equipped.
  • the control unit 11 controls the operation of each unit included in the underwater radio unit 1.
  • the control unit 11 controls, for example, the operation of the water flow generator 10 to generate a water flow in the water flow generator 10.
  • the control unit 11 records, for example, the information acquired by the underwater information acquisition unit 12 in the storage unit 14.
  • the control unit 11 controls, for example, the operation of the transmission unit 13.
  • the control unit 11 controls, for example, the operation of the propulsion unit 15.
  • the underwater information acquisition unit 12 includes a sensor that acquires underwater information such as water pressure, water temperature, and salinity.
  • the underwater information acquisition unit 12 may be configured as an interface for connecting these sensors to the underwater radio unit 1.
  • the transmission unit 13 emits light that carries a signal and whose beam diameter satisfies the communication stability condition (hereinafter referred to as "signal light").
  • the transmission unit 13 may be any light that carries a signal and whose beam diameter can emit light that satisfies the communication stability condition.
  • the transmitter 13 may include, for example, a plurality of transmitters that emit light that carries a signal.
  • the radiation of the signal light by the transmission unit 13 is the transmission of the signal by the transmission unit 13 for the aerial radio 2.
  • the transmitting unit 13 is arranged so that the emitted light is directed toward the convex portion of the water surface. Therefore, the light emitted by the transmitting unit 13 goes toward the convex portion on the water surface.
  • the storage unit 14 is configured by using a non-temporary computer-readable storage medium device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the storage unit 14 stores various information about the underwater radio unit 1.
  • the storage unit 14 stores in advance, for example, a program for controlling the operation of each unit included in the underwater radio unit 1.
  • the storage unit 14 stores, for example, the information acquired by the underwater information acquisition unit 12.
  • the propulsion unit 15 gives propulsion to the underwater radio 1.
  • the propulsion unit 15 is, for example, a screw.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control unit 11 in the embodiment.
  • the control unit 11 includes a recording unit 111, a water flow generation control unit 112, a transmission control unit 113, and a propulsion control unit 114.
  • the recording unit 111 records various information in the storage unit 14.
  • the recording unit 111 records, for example, the information acquired by the underwater information acquisition unit 12 in the storage unit 14.
  • the water flow generation control unit 112 controls the operation of the water flow generator 10.
  • the transmission control unit 113 controls the operation of the transmission unit 13.
  • the propulsion control unit 114 controls the operation of the propulsion unit 15.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a flow of processing executed by the underwater transceiver 1 in the embodiment.
  • the underwater information acquisition unit 12 acquires underwater information (step S101).
  • the water flow generation control unit 112 controls the operation of the water flow generator 10 to generate a water flow in the water flow generator 10 (step S102).
  • step S102 a water surface convex portion is formed on the water surface.
  • the transmission control unit 113 controls the operation of the transmission unit 13 to cause the transmission unit 13 to transmit a signal indicating underwater information (step S103). That is, under the control of the transmission control unit 113, the transmission unit 13 emits light that carries information in the water.
  • the light emitted in step S103 propagates in the water toward the convex portion of the water surface.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the aerial radio 2 in the embodiment.
  • the aerial radio 2 includes a control unit 21 including a processor 93 such as a CPU (Central Processing Unit) connected by a bus and a memory 94, and executes a program.
  • the aerial radio 2 functions as a device including a control unit 21, a reception unit 22, a storage unit 23, a drive unit 24, a camera 25, and a position information acquisition unit 26 by executing a program.
  • a control unit 21 including a processor 93 such as a CPU (Central Processing Unit) connected by a bus and a memory 94, and executes a program.
  • the aerial radio 2 functions as a device including a control unit 21, a reception unit 22, a storage unit 23, a drive unit 24, a camera 25, and a position information acquisition unit 26 by executing a program.
  • the processor 93 reads out the program stored in the storage unit 23, and stores the read program in the memory 94.
  • the aerial radio 2 is a device including a control unit 21, a reception unit 22, a storage unit 23, a drive unit 24, a camera 25, and a position information acquisition unit 26. Functions as.
  • the control unit 21 controls the operation of each unit included in the aerial radio 2.
  • the control unit 21 controls, for example, the operation of the drive unit 24 to move the aerial radio 2.
  • the control unit 21 controls, for example, the operation of the reception unit 22.
  • the control unit 21 records, for example, the information acquired by the reception unit 22 in the storage unit 23.
  • the control unit 21 controls, for example, the operations of the drive unit 24, the camera 25, and the position information acquisition unit 26 to move the own device (aerial radio 2) to the water surface convex portion.
  • the receiving unit 22 receives the signal transmitted by the underwater radio unit 1. That is, the receiving unit 22 receives the light emitted by the underwater radio unit 1.
  • the storage unit 23 is configured by using a non-temporary computer-readable storage medium device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the storage unit 23 stores various information about the aerial radio 2.
  • the storage unit 23 stores, for example, a program for controlling the operation of each unit included in the aerial radio 2 in advance.
  • the storage unit 23 stores, for example, the information acquired by the reception unit 22.
  • the storage unit 23 stores in advance the values of the external parameters and the internal parameters of the camera 25 such as the orientation and the angle of view of the camera 25.
  • the drive unit 24 gives a propulsive force to the aerial radio 2.
  • the drive unit 24 is, for example, a propeller.
  • the camera 25 is a camera that captures the surface of the water.
  • the position information acquisition unit 26 acquires information indicating the position of the aerial radio 2 by using a positioning technique capable of acquiring information indicating the position of its own device (air radio 2) such as GPS (Global Positioning System). do.
  • a positioning technique capable of acquiring information indicating the position of its own device (air radio 2) such as GPS (Global Positioning System). do.
  • GPS Global Positioning System
  • position information is referred to as position information.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control unit 21 in the embodiment.
  • the control unit 21 includes a movement control unit 211, a reception control unit 212, and a recording unit 213.
  • the movement control unit 211 controls the movement of the aerial radio 2. Specifically, the movement control unit 211 controls the movement of the aerial radio 2 by controlling the operations of the drive unit 24, the camera 25, and the position information acquisition unit 26.
  • the movement control unit 211 first estimates the position of the underwater convex portion based on the image taken by the camera 25 and the position information acquired by the position information acquisition unit 26.
  • the estimation is estimated, for example, by executing an estimation process.
  • the position information of the aerial radio 2 is acquired by using the position information acquisition unit 26.
  • it is determined whether or not there is an underwater convex portion pattern in the captured image based on the pattern of the water surface reflected in the captured image.
  • the pixel that captures the underwater convex portion in the image is determined.
  • the underwater convex part pattern is a pattern that satisfies the underwater convex part pattern.
  • the underwater convex portion pattern condition is a predetermined condition satisfied by the pattern appearing in the captured image when the underwater convex portion is photographed. Therefore, the pixel that captures the underwater convex portion pattern is the pixel that captures the underwater convex portion.
  • the position of the underwater convex portion on the earth is used by using the position information of the aerial radio 2, each value of the external parameter and the internal parameter of the camera 25, and the information indicating the pixel that captures the underwater convex portion.
  • the movement control unit 211 is in the air based on the information indicating the position of the underwater convex portion on the earth estimated by the estimation process and the position information of the aerial radio 2 acquired by using the position information acquisition unit 26.
  • the operation of the drive unit 24 is controlled so that the radio 2 is brought closer to the position of the underwater convex portion.
  • the aerial radio 2 moves to a position above the underwater convex portion such as directly above the underwater convex portion.
  • the reception control unit 212 controls the operation of the reception unit 22.
  • the reception control unit 212 controls the operation of the reception unit 22 to acquire the information transmitted by the underwater radio unit 1.
  • the recording unit 213 records various information in the storage unit 23.
  • the recording unit 213 records, for example, the information acquired by the receiving unit 22 in the storage unit 23.
  • the recording unit 213 records, for example, information indicating the position of the aerial radio 2 acquired by the position information acquisition unit 26 in the storage unit 23.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a flow of processing executed by the aerial radio 2 in the embodiment.
  • the movement control unit 211 moves the aerial radio 2 to a position above the water surface convex portion (step S201).
  • the reception control unit 212 controls the operation of the reception unit 22 so that the reception unit 22 receives the signal transmitted by the underwater radio unit 1 (step S202). That is, under the control of the reception control unit 212, the reception unit 22 receives light that carries information in the water.
  • the aerial radio 2 receives light through step S201, the light received by the receiving unit 22 is the light transmitted through the underwater convex portion.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a flow of processing executed by the communication system 100 of the embodiment.
  • the same processing as that shown in FIG. 5 or 8 will be designated by the same reference numerals as those in FIG. 5 or FIG.
  • step S102 is executed after step S101.
  • step S201 is executed.
  • step S103 is executed.
  • step S202 is executed.
  • the timing at which the underwater transceiver 1 executes the process of step S103 is, for example, after a predetermined time has elapsed after the process of step S102 is executed.
  • the timing at which the underwater transceiver 1 executes the process of step S103 may be a predetermined timing such as every hour.
  • step S103 may be executed after the execution of step S102 and before the execution of step S201. In such a case, the process of step S103 continues to be repeatedly executed until the process of step S202 is completed.
  • the communication system 100 configured in this way includes an underwater radio unit 1 that forms a water surface convex portion and transmits a signal to the formed water surface convex portion. Since the water surface convex portion can reduce the fluctuation, the probability that the signal transmitted by the underwater transceiver 1 is scattered on the water surface is reduced. Further, since the wavelength of the fluctuation generated in the convex portion of the water surface is shorter than the wavelength of the fluctuation of the water surface in which the convex portion of the water surface is not formed, the beam diameter of the light carrying the signal should be shorter than that in the case where the convex portion of the water surface is not formed. Can be done. Therefore, the communication system 100 can provide a technique for improving the stability of communication when transmitting information wirelessly from underwater to the air and suppressing the increase in size of the device on the signal transmitting side.
  • the underwater transceiver 1 configured in this way forms a water surface convex portion and transmits a signal toward the formed water surface convex portion. Therefore, the underwater radio 1 can provide a technique for improving the stability of communication when transmitting information wirelessly from underwater to the air and suppressing the increase in size of the device on the signal transmitting side.
  • the shape of the water surface convex portion may be, for example, a convex lens shape.
  • the refractive index of water is higher than the refractive index of air
  • the light emitted by the underwater radio 1 is condensed in the air. Therefore, if the aerial radio 2 is located at a position where the light emitted by the underwater radio 1 is focused, the strength of the optical signal received by the aerial radio 2 in a unit time is the strength when the water surface convex portion is not formed. It is the above strength. Therefore, when the shape of the water surface convex portion is, for example, a convex lens shape, the stability of communication in the communication system 100 is improved.
  • the shape formed on the water surface by the water flow generator 10 does not necessarily have to be convex. What if the water flow generator 10 can control the shape of a part of the water surface (hereinafter referred to as "control area") to a shape that can reduce the fluctuation of the water surface in the control area by generating the water flow? It may be anything.
  • the water flow generator 10 may form, for example, a concave water surface. Since the wavelength of the fluctuation generated in the water surface recess is also shorter than the wavelength of the fluctuation of the water surface in which the water surface recess is not formed, the beam diameter of the light carrying the signal can be made shorter than in the case where the water surface recess is not formed.
  • the fluctuation of the water surface in the concave control region is reduced as compared with the fluctuation of the water surface in the region around the control region.
  • the concave shape is formed, for example, by drawing water from the water flow generator 10 to generate a water flow from the water surface toward the water flow generator 10.
  • the water flow generator 10 radiates light toward the concave control region. More specifically, the water flow generator 10 radiates light, for example, toward the bottom of a concave valley.
  • the convex portion of the water surface is also an example of the control region, and the region of the concave water surface is also an example of the control region.
  • the convex portion of the water surface is a region of the water surface where the flow of water flowing outward from the control region is generated.
  • the concave-shaped control region is a region where water flows from the outside toward the control region. Therefore, the shape of the control region is more specifically a shape that can generate only one of the flow of water flowing outward from the control region and the flow of water flowing from the outside toward the control region. be.
  • the signal transmitted by the transmission unit 13 is radiated toward the control area.
  • the water surface protrusion is an example of a control area.
  • the underwater radio 1 does not necessarily have to be a mobile body.
  • the underwater radio 1 does not necessarily have to include the propulsion unit 15 and the propulsion control unit 114.
  • the aerial radio 2 does not necessarily have to be a mobile body.
  • the aerial radio 2 does not necessarily have to include a drive unit 24, a camera 25, a position information acquisition unit 26, and a movement control unit 211.
  • the underwater transceiver 1 does not necessarily have to acquire only the underwater information, and the underwater transceiver 1 may acquire various information such as the information of the underwater transceiver 1 itself. Further, the underwater radio 1 does not necessarily have to transmit the underwater information to the aerial radio 2. The information transmitted by the underwater radio 1 to the aerial radio 2 may be any information. The aerial radio 2 may acquire not only the underwater information but also the underwater information as long as the information is transmitted by the underwater radio 1.
  • the timing at which the underwater transceiver 1 transmits a signal may be, for example, after the following response confirmation timing.
  • the response confirmation timing is a signal transmitted by the underwater radio 1 transmitting a test signal toward the water surface convex portion and receiving the test signal by the aerial radio 2 and the direction of the water surface convex portion from the aerial radio 2. This is the timing at which the underwater radio 1 receives the response signal, which is a signal transmitted toward.
  • the response signal is a radio signal such as light.
  • the underwater transceiver 1 transmits a data signal toward the water surface convex portion. That is, the underwater transceiver 1 confirms the response signal and then transmits the data signal toward the water surface convex portion. Since the response signal propagates more reliably in the direction of the underwater transceiver 1 as the beam diameter is wider, it is desirable that the response signal transmitted by the aerial radio 2 has a wider beam diameter.
  • the underwater radio 1 is an example of a wireless communication device.
  • Communication system 100 is an example of a wireless communication system.
  • the transmitting unit 13 is an example of a radiating unit.
  • the signal transmitted by the underwater radio 1 is an example of a signal that carries information using waves.
  • the communication system 100 may be implemented by using a plurality of information processing devices connected so as to be communicable via a network.
  • each functional unit included in the communication system 100 may be distributed and mounted in a plurality of information processing devices.
  • each function of the communication system 100, the underwater radio 1 and the aerial radio 2 are ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Program), etc. It may be realized by using hardware.
  • the program may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium is, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • the program may be transmitted over a telecommunication line.
  • 100 ... Communication system, 1 ... Underwater radio, 2 ... Aerial radio, 10 ... Water flow generator, 11 ... Control unit, 12 ... Underwater information acquisition unit, 13 ... Transmission unit, 14 ... Storage unit, 15 ... Propulsion unit, 111 ... Recording unit, 112 ... Water flow generation control unit, 113 ... Transmission control unit, 114 ... Propulsion control unit, 21 ... Control unit, 22 ... Receiver unit, 23 ... Storage unit, 24 ... Drive unit, 25 ... Camera, 26 ... Position information acquisition unit, 211 ... movement control unit, 212 ... reception control unit, 213 ... recording unit, 91 ... processor, 92 ... memory, 93 ... processor, 94 ... memory

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Abstract

本発明の一態様は、水面の一部の領域の形状を制御する水流発生器と、前記領域に向けて、情報を搬送する波を放射する放射部と、を備える無線通信装置である。

Description

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法
　本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
　近年、海中環境や海中生物の監視等のために水中用センサやＡＵＶ（Autonomous Underwater Vehicle）等の水中で情報を収集する装置への需要が高まっている。さらに、水中で収集したデータについて、水中で情報を収集する装置を水面に浮上させることなく簡易に回収する方法の需要も高まっている。
　そこで例えば、空中ドローン等の飛行可能な移動体に情報を受信する受信機を備え付け、その移動体を用いてＡＵＶ等の装置を水面に浮上させることなく情報を取得する技術が提案されている。より具体的には、受信機を備えた移動体である空中無線機を空中に待機させて光無線通信により情報を水中から空中に伝送する技術（Ｗ２Ａ－ＯＷＣ：Water-to-Air Optical Wireless Communication）が提案されている（非特許文献１）。
P. Nabavi, A. F. M. S. Haq and M. Yuksel, "Empirical Modeling and Analysis of Water-to-Air Optical Wireless Communication Channels," 2019 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), pp. 1-6, May 2019
　しかしながら、これまで提案されてきた技術は、水中と空中無線機との間の距離が長くなるほど通信が不安定になるという問題があった。その問題は、例えば空中無線機がデータ伝送に必要となる十分な光を受信できない間はバースト誤りが発生するという問題である。空中無線機が十分な光を受信できない事態は、例えば距離が長くなるほど水中無線機から放射された光の伝搬方向が水面のゆらぎにより大きく変動してしまうため単位時間に空中無線機が受信する光信号の強さが低下する、という原因によって生じる。なお、水中無線機は、ＡＵＶ等の情報を空中無線機に送信する装置である。
　このような問題に対し、水中無線機に複数の送信機を搭載して送信ダイバーシティを行うことで水面ゆらぎによる受信光レベルの変動を低減することが提案されている（非特許文献１）。より具体的には、複数の送信機から送信される光によって形成されるビームの直径が水面の波長以上という条件が満たされれば、複数の送信機を用いた送信ダイバーシティにより光の安定した伝搬が可能という技術である。しかしながら、海の波の波長はメートルオーダである。そのため、提案された技術を用いるには膨大な数の送信機が必要となってしまう。すなわち、提案された技術を用いるには信号の送信側の装置が極端に大型化してしまう。
　このように、水中から空中への光を用いた情報の伝送の技術は、通信を安定させつつ送信側の装置の大型化を抑制することが難しいという問題がある。またこのような問題は、情報を水中から空中に搬送する波が光である場合に限らず、情報を水中から空中に搬送する波が光や電波等の電磁波である場合にも共通の課題であった。
　さらに、このような問題は、情報を水中から空中に搬送する波が音波である場合にも共通の課題であった。またこのような問題は、水中無線機及び空中無線機が移動体である場合に限らず、水中無線機又は空中無線機の少なくとも一方が移動体ではない場合にも共通の課題であった。
　上記事情に鑑み、本発明は、水中から空中へ無線により情報を伝送する際の通信の安定性の向上と信号の送信側の装置の大型化の抑制とを両立する技術を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、水面の一部の領域の形状を制御する水流発生器と、前記領域に向けて、情報を搬送する波を放射する放射部と、を備える無線通信装置である。
　本発明により、通信における遅延を軽減することが可能となる。
通信システム１００の概要を説明する説明図。 実施形態における水面凸部の拡大図の一例を示す図。 実施形態における水中無線機１のハードウェア構成の一例を示す図。 実施形態における制御部１１の機能構成の一例を示す図。 実施形態における水中無線機１が実行する処理の流れの一例を示す図。 実施形態における空中無線機２のハードウェア構成の一例を示す図。 実施形態における制御部２１の機能構成の一例を示す図。 実施形態における空中無線機２が実行する処理の流れの一例を示す図。 実施形態の通信システム１００が実行する処理の流れの一例を示す図。
（第１実施形態）
　図１は実施形態における通信システム１００の概要を説明する説明図である。通信システム１００は、水中無線機１及び空中無線機２を備える。通信システム１００では、水中無線機１と空中無線機２とが無線によって情報をやりとりする。信号は、無線の信号であればどのような波で搬送されてもよい。そのため、信号は、例えば光によって搬送されてもよいし、電波等の光以外の電磁波によって搬送されてもよいし、音波によって搬送されてもよい。以下、説明の簡単のため、信号が光によって搬送される場合を例に通信システム１００を説明する。
　水中無線機１は、水中の情報を取得し、取得した情報を空中無線機２に送信する。水中無線機１は移動体であってもよいし移動体でなくてもよい。以下、説明の簡単のため水中無線機１が移動体である場合を例に通信システム１００を説明する。
　水中無線機１は、水流発生器１０を備える。水流発生器１０は、水流を発生させる。水流発生器１０は、例えば水流ポンプである。図１における水流Ｆ１０１は、水流発生器１０によって発生した水流の一例である。
　水中無線機１は、水流発生器１０によって水流を発生させることで水面に凸部（以下「水面凸部」という。）を形成する。水面凸部の形状は例えば頂きを１つ有する山の形に略同一の形状である。図１における領域Ｒ１が水面凸部の一例である。水流発生器１０が発生させる水流の向きは、水面に凸部を形成できればどの方向であってもよく、例えば水面に向かう向きであってもよい。
　水中無線機１は必ずしも水流発生器１０を１つだけ備える必要はなく、複数備えてもよい。このような場合、各水流発生器１０は、水流発生器１０それぞれが発生する各水流の干渉の結果、水面に凸部が形成されるように水流を発生してもよい。水流も波であるから、水流発生器１０は、例えば波の位相と強度とが水面に凸部を形成するように制御されて水流を発生する。
　水中無線機１は、水中から空中に向かう方向であって水面凸部に向かう方向に信号を送信する。水中無線機１は、例えば水中から空中に向かう方向であって水中から水面凸部の中央近傍に向かう方向に無線の信号を送信する。
　空中無線機２は、空中に位置し、水中無線機１が送信した情報を受信する。空中無線機２は、移動体であってもよいし移動体でなくてもよい。以下、説明の簡単のため空中無線機２が移動体である場合を例に通信システム１００を説明する。
　（水面凸部の役割）
　ここで水面凸部の通信システム１００における役割を説明する。より具体的には、水面凸部が水中無線機１と空中無線機２との間の信号のやり取りに与える影響について説明する。
　水面凸部は周囲の海面よりも波の高さが高い領域である。そのため、水面凸部から周囲に向けて流れが生じる。図１における流れＷ１０１及びＷ１０２はそれぞれ、水面凸部から周囲に向かう流れの一例である。水面凸部から周囲に向けて流れが生じるため、周囲の波が水面凸部に侵入することは妨げられる。図における波Ｗ１０３は、周囲の波の一例である。周囲の波が水面凸部に侵入することは妨げられるため、水面凸部においては周囲の波によって水面に生じるゆらぎが軽減される。
　図２は、実施形態における水面凸部の拡大図の一例を示す図である。図２は水面凸部の水面に凸部の水面の高さの変化に比べて短い周期で水面の高さが変化するゆらぎが生じていることを示す。このように、水面凸部の海面には、短い波長のゆらぎは生じる。しかしながら、周囲の波によって生じるゆらぎは水面凸部が無い場合に比べて軽減されており、ゆらぎの波長は水面凸部が無い場合に比べて短い。ゆらぎの波長は、例えば水面が海面である場合、数ｃｍから１０ｃｍである。
　水中無線機１と空中無線機２との間の通信では、ゆらぎがあるほど水中無線機１が送信した信号が水面で散乱されてしまい空中無線機２に到達しにくくなる。その結果、単位時間に空中無線機２が受信する信号の強さは低下し、空中無線機２がデータ伝送に必要となる十分な光を受信できない間はバースト誤りが発生する。
　しかしながら、ゆらぎの波長よりも大きなビーム径の光を信号の搬送に用いれば、水面による散乱の影響が軽減され、単位時間に空中無線機２が受信する信号の強さの低下が抑制される。すなわち、通信の安定性を向上させるには、ゆらぎの波長よりも長いビーム径の光を信号の搬送に用いる、という条件（以下「通信安定条件」という。）である。なお、ビーム径とは、信号を搬送する光等の波の進行方向に垂直な面内における強度分布の広がりの広さである。
　水面凸部がある場合、水面凸部が無い場合に比べてゆらぎの波長が短いため、通信安定条件を満たすビーム径の最小値は水面凸部が無い場合の最小値に比べて小さい。ビーム径が長いほど、信号の送信側の装置が大型化する。信号の送信側の装置の大型化の一例は、例えば信号の送信機の数の増大である。そのため、通信システム１００では、水面凸部が無い場合に比べて信号の送信側の装置の大型化を抑制することができる。
　図３は、実施形態における水中無線機１のハードウェア構成の一例を示す図である。水中無線機１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ９１とメモリ９２とを備える制御部１１を備え、プログラムを実行する。水中無線機１は、プログラムの実行によって水流発生器１０、制御部１１、水中情報取得部１２、送信部１３、記憶部１４、推進部１５を備える装置として機能する。
　より具体的には、水中無線機１は、プロセッサ９１が記憶部１４に記憶されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムをメモリ９２に記憶させる。プロセッサ９１が、メモリ９２に記憶させたプログラムを実行することによって、水中無線機１は、水流発生器１０、制御部１１、水中情報取得部１２、送信部１３、記憶部１４及び推進部１５を備える装置として機能する。
　制御部１１は、水中無線機１が備える各部の動作を制御する。制御部１１は、例えば水流発生器１０の動作を制御して、水流発生器１０に水流を発生させる。制御部１１は、例えば水中情報取得部１２が取得した情報を記憶部１４に記録する。制御部１１は、例えば送信部１３の動作を制御する。制御部１１は、例えば推進部１５の動作を制御する。
　水中情報取得部１２は、水圧や水温や塩分濃度等の水中の情報を取得するセンサを含んで構成される。水中情報取得部１２は、これらのセンサを水中無線機１に接続するインタフェースとして構成されてもよい。
　送信部１３は、信号を搬送する光であってビーム径が通信安定条件を満たす光（以下「信号光」という。）を放射する。送信部１３は、信号を搬送する光であってビーム径が通信安定条件を満たす光を放射可能であればどのようなものであってもよい。送信部１３は、例えば信号を搬送する光を放射する複数の送信機を備えるものであってもよい。送信部１３による信号光の放射が、空中無線機２にとっての送信部１３による信号の送信である。
　送信部１３は、放射する光が水面凸部に向かう向きに配置されている。そのため、送信部１３が放射する光は水面凸部に向かう。
　記憶部１４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの非一時的コンピュータ読み出し可能な記憶媒体装置を用いて構成される。記憶部１４は水中無線機１に関する各種情報を記憶する。記憶部１４は、例えば水中無線機１が備える各部の動作を制御するプログラムを予め記憶する。記憶部１４は、例えば水中情報取得部１２が取得した情報を記憶する。
　推進部１５は、水中無線機１に推進力を与える。推進部１５は、例えばスクリューである。
　図４は、実施形態における制御部１１の機能構成の一例を示す図である。制御部１１は、記録部１１１、水流発生制御部１１２、送信制御部１１３及び推進制御部１１４を備える。
　記録部１１１は、各種情報を記憶部１４に記録する。記録部１１１は、例えば水中情報取得部１２が取得した情報を記憶部１４に記録する。水流発生制御部１１２は、水流発生器１０の動作を制御する。送信制御部１１３は、送信部１３の動作を制御する。推進制御部１１４は、推進部１５の動作を制御する。
　図５は、実施形態における水中無線機１が実行する処理の流れの一例を示す図である。水中情報取得部１２が水中の情報を取得する（ステップＳ１０１）。次に水流発生制御部１１２が水流発生器１０の動作を制御して、水流発生器１０に水流を発生させる（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理の実行により水面に水面凸部が形成される。次に送信制御部１１３が送信部１３の動作を制御して、送信部１３に水中の情報を示す信号を送信させる（ステップＳ１０３）。すなわち、送信制御部１１３の制御により送信部１３は、水中の情報を搬送する光を放射する。ステップＳ１０３で放射された光は水面凸部に向かって水中を伝搬する。
　図６は、実施形態における空中無線機２のハードウェア構成の一例を示す図である。空中無線機２は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ９３とメモリ９４とを備える制御部２１を備え、プログラムを実行する。空中無線機２は、プログラムの実行によって制御部２１、受信部２２、記憶部２３、駆動部２４、カメラ２５及び位置情報取得部２６を備える装置として機能する。
　より具体的には、空中無線機２は、プロセッサ９３が記憶部２３に記憶されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムをメモリ９４に記憶させる。プロセッサ９３が、メモリ９４に記憶させたプログラムを実行することによって、空中無線機２は、制御部２１、受信部２２、記憶部２３、駆動部２４、カメラ２５及び位置情報取得部２６を備える装置として機能する。
　制御部２１は、空中無線機２が備える各部の動作を制御する。制御部２１は、例えば駆動部２４の動作を制御して、空中無線機２を移動させる。制御部２１は、例えば受信部２２の動作を制御する。制御部２１は、例えば受信部２２が取得した情報を記憶部２３に記録する。制御部２１は、例えば駆動部２４、カメラ２５及び位置情報取得部２６の動作を制御して、自装置（空中無線機２）を水面凸部へ移動させる。
　受信部２２は、水中無線機１が送信した信号を受信する。すなわち受信部２２は、水中無線機１が放射した光を受光する。
　記憶部２３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの非一時的コンピュータ読み出し可能な記憶媒体装置を用いて構成される。記憶部２３は空中無線機２に関する各種情報を記憶する。記憶部２３は、例えば空中無線機２が備える各部の動作を制御するプログラムを予め記憶する。記憶部２３は、例えば受信部２２が取得した情報を記憶する。記憶部２３は、予めカメラ２５の向きや画角等のカメラ２５の外部パラメータ及び内部パラメータの各値を記憶する。
　駆動部２４は、空中無線機２に推進力を与える。駆動部２４は、例えばプロペラである。
　カメラ２５は、水面を撮影するカメラである。位置情報取得部２６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の自装置（空中無線機２）の位置を示す情報を取得可能な測位の技術を用いて、空中無線機２の位置を示す情報を取得する。以下、位置を示す情報を位置情報という。
　図７は、実施形態における制御部２１の機能構成の一例を示す図である。制御部２１は、移動制御部２１１、受信制御部２１２及び記録部２１３を備える。移動制御部２１１は、空中無線機２の移動を制御する。具体的には移動制御部２１１は、駆動部２４、カメラ２５及び位置情報取得部２６の動作を制御することで、空中無線機２の移動を制御する。
　より具体的には例えば、移動制御部２１１は、カメラ２５が撮影した画像と位置情報取得部２６が取得した位置情報とに基づき水中凸部の位置をまず推定する。推定は例えば、推定処理の実行により推定される。推定処理ではまず、位置情報取得部２６を用いて空中無線機２の位置情報が取得される。推定処理では、撮影した画像に写る水面の模様に基づき撮影した画像内に水中凸部模様が有るか否かが判定される。
　推定処理では、画像内に水中凸部模様が有る場合に、画像内の水中凸部を写す画素を判定する。水中凸部模様は水中凸部模様条件を満たす模様である。水中凸部模様条件は、水中凸部が撮影された場合に撮影された画像に現れる模様が満たす予め定められた条件である。そのため、水中凸部模様を写す画素が水中凸部を写す画素である。
　推定処理では次に、空中無線機２の位置情報と、カメラ２５の外部パラメータ及び内部パラメータの各値と、水中凸部を写す画素を示す情報とを用いて、水中凸部の地球上の位置を示す情報が取得される。
　移動制御部２１１は次に、推定処理によって推定された水中凸部の地球上の位置を示す情報と、位置情報取得部２６を用いて取得された空中無線機２の位置情報とに基づき、空中無線機２を水中凸部の位置に近づけるよう駆動部２４の動作を制御する。移動制御部２１１の制御により空中無線機２は、水中凸部の直上等の水中凸部の上の位置まで移動する。
　受信制御部２１２は、受信部２２の動作を制御する。受信制御部２１２は受信部２２の動作を制御して、水中無線機１が送信した情報を取得する。
　記録部２１３は、各種情報を記憶部２３に記録する。記録部２１３は、例えば受信部２２が取得した情報を記憶部２３に記録する。記録部２１３は、例えば位置情報取得部２６が取得した空中無線機２の位置を示す情報を記憶部２３に記録する。
　図８は、実施形態における空中無線機２が実行する処理の流れの一例を示す図である。移動制御部２１１が水面凸部の上の位置に空中無線機２を移動させる（ステップＳ２０１）。次に受信制御部２１２が受信部２２の動作を制御して、受信部２２に水中無線機１が送信した信号を受信させる（ステップＳ２０２）。すなわち、受信制御部２１２の制御により受信部２２は、水中の情報を搬送する光を受光する。このように、空中無線機２は、ステップＳ２０１を経て光を受光するため、受信部２２が受光する光は水中凸部を透過した光である。
　図９は、実施形態の通信システム１００が実行する処理の流れの一例を示す図である。説明の簡単のため図５又は図８に記載の処理と同様の処理については、図５又は図８と同じ符号を付すことで説明を省略する。
　ステップＳ１０１の次にステップＳ１０２の処理が実行される。次に、ステップＳ２０１の処理が実行される。次にステップＳ１０３の処理が実行される。次にステップＳ２０２の処理が実行される。
　なお、ステップＳ１０３の処理を水中無線機１が実行するタイミングは、例えばステップＳ１０２の処理の実行後、予め定められた所定の時間が経過した後である。なお、ステップＳ１０３の処理を水中無線機１が実行するタイミングは、例えば１時間毎など予め定められたタイミングであってもよい。
　なお、ステップＳ１０３はステップＳ１０２の実行後ステップＳ２０１の実行前に実行されてもよい。このような場合、ステップＳ１０３の処理は、ステップＳ２０２の処理が完了するまで繰り返し実行され続ける。
　このように構成された通信システム１００は、水面凸部を形成し、形成した水面凸部に向けて信号を送信する水中無線機１を備える。水面凸部はゆらぎを軽減することができるため、水中無線機１が送信した信号が水面で散乱される確率が軽減される。また、水面凸部に生じるゆらぎの波長は水面凸部が形成されていない水面のゆらぎの波長よりも短いため、信号を搬送する光のビーム径を水面凸部が形成されない場合よりも短くすることができる。そのため通信システム１００は、水中から空中へ無線により情報を伝送する際の通信の安定性の向上と信号の送信側の装置の大型化の抑制とを両立する技術を提供することができる。
　また、このように構成された水中無線機１は、水面凸部を形成し、形成した水面凸部に向けて信号を送信する。そのため、水中無線機１は、水中から空中へ無線により情報を伝送する際の通信の安定性の向上と信号の送信側の装置の大型化の抑制とを両立する技術を提供することができる。
　（変形例）
　水面凸部の形状は例えば凸レンズ状であってもよい。このような場合、水の屈折率の方が空気の屈折率よりも高いため、水中無線機１が放射した光は空気中において集光される。したがって、水中無線機１が放射した光の集光する位置に空中無線機２が位置すれば、単位時間に空中無線機２が受信する光信号の強さは水面凸部が形成されない場合の強度以上の強度である。そのため、水面凸部の形状は例えば凸レンズ状である場合、通信システム１００における通信の安定性が向上する。
　なお、水流発生器１０によって水面に形成される形状は、必ずしも凸でなくてもよい。水流発生器１０は、水流を発生させることで水面の一部の領域（以下「制御領域」という。）の形状を、制御領域における水面のゆらぎを軽減可能な形状に制御可能であればどのようなものであってもよい。水流発生器１０は、例えば凹の形状の水面を形成してもよい。水面凹部に生じるゆらぎの波長も、水面凹部が形成されていない水面のゆらぎの波長よりも短いため、信号を搬送する光のビーム径を水面凹部が形成されない場合よりも短くすることができる。また、凹の形状の制御領域の水面のゆらぎは制御領域の周囲の領域における水面のゆらぎよりも軽減される。凹の形状は、例えば水流発生器１０が水を引き込むことで水面から水流発生器１０に向かう水流が発生し、形成される。このような場合、水流発生器１０は、凹の形状の制御領域に向けて光を放射する。より具体的には、水流発生器１０は、例えば凹の形状の谷の底に向けて光を放射する。
　上述したように水面凸部も制御領域の一例であり、凹の形状の水面の領域も制御領域の一例である。そして水面凸部は制御領域から外に向けて流れる水の流れが生じる水面の領域である。凹の形状の制御領域は、制御領域に向けて外から流れ込む水の流れが生じる領域である。そのため制御領域の形状は、より具体的には、制御領域から外に向けて流れる水の流れと制御領域に向けて外から流れ込む水の流れとのいずれか一方の流れのみを生成可能な形状である。また、送信部１３が送信する信号は制御領域に向けて放射される。水面凸部は制御領域の一例である。
　上述したように水中無線機１は必ずしも移動体である必要は無い。水中無線機１が移動体ではない場合には、水中無線機１は必ずしも推進部１５及び推進制御部１１４を備える必要は無い。
　上述したように空中無線機２は必ずしも移動体である必要は無い。空中無線機２が移動体ではない場合には、空中無線機２は必ずしも駆動部２４、カメラ２５、位置情報取得部２６及び移動制御部２１１を備える必要は無い。
　なお水中無線機１は必ずしも水中の情報だけを取得する必要は無く、水中無線機１は、水中無線機１自身の情報など各種情報を取得してもよい。また、水中無線機１は、必ずしも水中の情報を空中無線機２に送信する必要は無い。水中無線機１が空中無線機２に送信する情報はどのような情報であってもよい。空中無線機２は水中無線機１が送信した情報であれば、必ずしも水中の情報に限らず取得してもよい。
　なお、水中無線機１が信号を送信するタイミングは例えば以下の応答確認タイミングの後であってもよい。応答確認タイミングとは、水中無線機１が水面凸部に向けてテスト信号を送信し、テスト信号を受信した空中無線機２によって送信された信号であって空中無線機２から水面凸部の方向に向けて送信された信号である応答信号を水中無線機１が受信するタイミングである。応答信号は、例えば光等の無線の信号である。水中無線機１は、応答確認タイミング後に水中無線機１が水面凸部に向けてデータ信号を送信する。すなわち、水中無線機１は応答信号を確認してから水面凸部に向けてデータ信号を送信する。なお、応答信号は広いビーム径であるほどより確実に水中無線機１の方向に伝搬するため、空中無線機２が送信する応答信号はより広いビーム径であることが望ましい。
　水中無線機１は無線通信装置の一例である。通信システム１００は無線通信システムの一例である。送信部１３は放射部の一例である。水中無線機１が送信した信号は、波を用いて情報を搬送する信号の一例である。
　通信システム１００は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、通信システム１００が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。
　なお、通信システム１００、水中無線機１及び空中無線機２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　１００…通信システム、　１…水中無線機、　２…空中無線機、　１０…水流発生器、　１１…制御部、　１２…水中情報取得部、　１３…送信部、　１４…記憶部、　１５…推進部、１１１…記録部、　１１２…水流発生制御部、　１１３…送信制御部、　１１４…推進制御部、　２１…制御部、　２２…受信部、　２３…記憶部、　２４…駆動部、　２５…カメラ、　２６…位置情報取得部、　２１１…移動制御部、　２１２…受信制御部、　２１３…記録部、　９１…プロセッサ、　９２…メモリ、　９３…プロセッサ、　９４…メモリ

Claims (6)

  1. 　水面の一部の領域の形状を制御する水流発生器と、
    　前記領域に向けて、情報を搬送する波を放射する放射部と、
    　を備える無線通信装置。
  2. 　前記水流発生器によって制御される前記領域の形状は、制御領域から外に向けて流れる水の流れと制御領域に向けて外から流れ込む水の流れとのいずれか一方の流れのみを生成可能な形状である、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記領域の形状は、凸である、
    　請求項１又は２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記放射部が放射する波のビーム径は、前記領域に生じるゆらぎの波長よりも長い、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
  5. 　水面の一部の領域の形状を制御する水流発生器と、
    　前記領域に向けて、情報を搬送する波を放射する放射部と、
    　前記波を用いて情報を搬送する信号を受信する受信部と、
    　を備える無線通信システム。
  6. 　水面の一部の領域の形状を制御する水流発生ステップと、
    　前記領域に向けて、情報を搬送する波を放射する放射ステップと、
    　を有する無線通信方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04312035A (ja) * 1991-04-11 1992-11-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 水中通信方法
JP2018160840A (ja) * 2017-03-23 2018-10-11 池上通信機株式会社 光無線通信システム、該システム用光受信装置および光無線通信方法
CN109586807A (zh) * 2018-11-09 2019-04-05 北京华夏光谷光电科技有限公司 空-水通讯方法及装置

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