特開 2023-123069 通信システム、通信装置、及び通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023123069

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】通信システム、通信装置、及び通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/00 20060101AFI20230829BHJP

【ＦＩ】

H04L27/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026925

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】井奈波 拓也

(72)【発明者】

【氏名】岡田 行史

(57)【要約】

【課題】通信の安全性を向上させる。
【解決手段】実施形態に係る通信システムは第１及び第２の通信装置を備える。第１の通信装置は、２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式の中からデータ送信に使用する第１の変調方式を選択することと、第１の変調方式による変調に使用するオフセットを設定することと、を含む第１の変調方式制御を繰り返し行い、送信データを送信するために、第１の変調方式及びオフセットに基づいた変調を行う。第２の通信装置は、複数の変調方式の中からデータ受信に使用する第２の変調方式を選択することと、第２の変調方式による復調に使用する閾値を設定することと、を含む第２の変調方式制御を繰り返し行い、受信データを得るために、第１の通信装置からの信号に対して第２の変調方式及び閾値に基づいた復調を行う。第２の変調方式制御は第１の変調方式制御と同期して行われる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の通信装置及び第２の通信装置を備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式の中からデータ送信に使用する第１の変調方式を選択することと、前記第１の変調方式による変調に使用するオフセットを設定することと、を含む第１の変調方式制御を繰り返し行う第１の変調方式制御部と、
送信データに基づくビット列に対して、前記第１の変調方式及び前記オフセットに基づいた変調を行う変調部と、
前記変調により得られる信号を送信する送信部と、
を備え、
前記第２の通信装置は、
前記複数の変調方式の中からデータ受信に使用する第２の変調方式を選択することと、前記第２の変調方式による復調に使用する閾値を設定することと、を含む第２の変調方式制御を繰り返し行う第２の変調方式制御部と、
前記第１の通信装置からの前記信号を受信する受信部と、
前記信号に対して前記第２の変調方式及び前記閾値に基づいた復調を行う復調部と、
を備え、
前記第２の変調方式制御部は、前記第１の変調方式制御部における前記第１の変調方式制御と同期して前記第２の変調方式制御を行う、
通信システム。

【請求項2】

前記第１の変調方式制御部は、複数の第１擬似乱数符号を生成し、
前記第１の変調方式制御において、前記第１の変調方式制御部は、前記複数の第１擬似乱数符号の中から第１擬似乱数符号を選択し、前記第１擬似乱数符号の第１部分に基づいて前記複数の変調方式の中から前記第１の変調方式を選択し、前記第１擬似乱数符号の第２部分に基づいて前記オフセットを算出し、
前記第２の変調方式制御部は、前記複数の第１擬似乱数符号と同じ複数の第２擬似乱数符号を生成し、
前記第２の変調方式制御において、前記第２の変調方式制御部は、前記複数の第２擬似乱数符号の中から第２擬似乱数符号を選択し、前記第１擬似乱数符号の第１部分に基づいて前記複数の変調方式の中から前記第２の変調方式を選択し、前記第２擬似乱数符号の第２部分に基づいて前記閾値を設定する、
請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記２のべき乗によらない変調方式は３相位相変調（ＴＰＳＫ）である、
請求項１又は２に記載の通信システム。

【請求項4】

前記オフセットは、ＩＱ平面の原点をずらす量を示すオフセットであり、
前記変調部は、前記ビット列に対して、前記第１の変調方式に対応する信号点が配置されるＩＱ平面の原点を前記オフセットだけシフトさせることで得られるＩＱ平面へのマッピングを含む前記変調を行い、
前記送信部は、前記信号を前記第２の通信装置に無線送信する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システム。

【請求項5】

前記第１の変調方式制御は、複数の信号点パターンの中から前記データ送信に使用する信号点パターンを選択することをさらに含み、
前記変調部は、前記ビット列に対して、前記第１の変調方式に対応する前記信号点が前記信号点パターンで配置されるＩＱ平面の原点を前記オフセットだけシフトさせることで得られるＩＱ平面へのマッピングを含む前記変調を行う、
請求項４に記載の通信システム。

【請求項6】

前記変調部は、前記変調により第１の電気信号及び第２の電気信号を得て、
前記送信部は、前記第１の電気信号に電気光変換を施して第１の周波数を有する第１の光信号を得て、前記第２の電気信号に電気光変換を施して前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の光信号を得て、前記第１の光信号及び前記第２の光信号を結合して第３の光信号を生成し、前記第３の光信号を前記第２の通信装置に送信する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システム。

【請求項7】

２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式の中からデータ送信に使用する変調方式を選択することと、前記変調方式による変調に使用するオフセットを算出することと、を含む変調方式制御を繰り返し行う変調方式制御部と、
送信データに基づくビット列に対して、前記変調方式及び前記オフセットに基づいた変調を行う変調部と、
前記変調により得られる信号を他の通信装置に送信する送信部と、
を備える通信装置。

【請求項8】

複数の変調方式の中からデータ受信に使用する変調方式を選択することと、前記変調方式による復調に使用する閾値を設定することと、を含む変調方式制御を繰り返し行う変調方式制御部と、
他の通信装置からの信号を受信する受信部と、
前記信号に対して前記変調方式及び前記閾値に基づいた復調を行う復調部と、
を備える通信装置。

【請求項9】

第１の通信装置が、２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式の中からデータ送信に使用する第１の変調方式を選択することと、前記第１の変調方式による変調に使用するオフセットを設定することと、を含む第１の変調方式制御を繰り返し行うことと、
前記第１の通信装置が、送信データに基づくビット列に対して、前記第１の変調方式及び前記オフセットに基づいた変調を行うことと、
前記第１の通信装置が、前記変調により得られる信号を送信することと、
第２の通信装置が、前記複数の変調方式の中からデータ受信に使用する第２の変調方式を選択することと、前記第２の変調方式による復調に使用する閾値を設定することと、を含む第２の変調方式制御を繰り返し行うことと、
前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置からの前記信号を受信することと、
前記第２の通信装置が、前記信号に対して前記第２の変調方式及び前記閾値に基づいた復調を行うことと、
を備え、
前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置における前記第１の変調方式制御と同期して前記第２の変調方式制御を行う、
通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、通信システム、通信装置、及び通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電磁波領域においては安全性の高い通信が望まれている。データ通信においては、ソフトウェア的な手法で安全性を担保してきたが、演算装置の計算能力の著しい発展により、安全性が相対的に低下してきている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－２０９４９３号公報

【特許文献2】特開２０１４－３９０９２号公報

【特許文献3】国際公開第２０１８／０１２１１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、通信の安全性を向上させることができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る通信システムは、第１の通信装置及び第２の通信装置を備える。第１の通信装置は、２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式の中からデータ送信に使用する第１の変調方式を選択することと、前記第１の変調方式による変調に使用するオフセットを設定することと、を含む第１の変調方式制御を繰り返し行う第１の変調方式制御部と、送信データに基づくビット列に対して、前記第１の変調方式及び前記オフセットに基づいた変調を行う変調部と、前記変調により得られる信号を送信する送信部と、を備える。第２の通信装置は、前記複数の変調方式の中からデータ受信に使用する第２の変調方式を選択することと、前記第２の変調方式による復調に使用する閾値を設定することと、を含む第２の変調方式制御を繰り返し行う第２の変調方式制御部と、前記第１の通信装置からの前記信号を受信する受信部と、前記信号に対して前記第２の変調方式及び前記閾値に基づいた復調を行う復調部と、を備える。前記第２の変調方式制御部は、前記第１の変調方式制御部における前記第１の変調方式制御と同期して前記第２の変調方式制御を行う。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図。

【図2】図１の実施形態に係る変調方式制御を説明する図。

【図3】図１に示した無線通信装置により実行されるデータ送信方法を示すフローチャート。

【図4】図１に示した無線通信装置により実行されるデータ受信方法を示すフローチャート。

【図5】第１の実施形態の変形例に係る無線通信システムを示すブロック図。

【図6】第１の実施形態の変形例に係る変調方式制御を説明する図。

【図7】第２の実施形態に係る光通信システムを示すブロック図。

【図8】第２の実施形態に係る変調を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システム１００を概略的に示している。図１に示すように、無線通信システム１００は無線通信装置１１０及び無線通信装置１２０を備える。無線通信装置１１０は無線通信装置１２０と無線通信する。ここでは、無線通信装置１１０がデータ送信側であり、無線通信装置１２０がデータ受信側であるとし、図１では、データ送信に関連する構成要素が無線通信装置１１０に示され、データ受信に関連する構成要素が無線通信装置１２０に示されている。無線通信装置１１０、１２０の各々はデータ送信に関連する構成要素とデータ受信に関連する構成要素の両方を備えてよい。データ送信は、ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャストのいずれにより行われてもよい。

【0009】

無線通信装置１１０は、ハードウェア構成要素として、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、メモリ（図示せず）、及び通信モジュール１１を備える。無線通信装置１１０は移動可能とされてよい。例えば、無線通信装置１１０は、人により携帯される端末装置（例えばスマートフォン）であってもよく、移動機構を備える移動体（例えばドローン）であってもよい。

【0010】

無線通信装置１１０は、誤り訂正符号付与部１１１、変調方式制御部１１２、符号変換部１１３、インタリーブ部１１４、変調部１１５、ミキサ１１６、搬送波発振器１１７、送信部１１８、及びアンテナ１１９を備える。本実施形態では、これらは通信モジュール１１に実装される。他の実施形態では、これらの一部において行われる処理はＣＰＵ１０により実現されてもよい。例えば、ＣＰＵ１０は、メモリに記憶されているプログラムを実行すると、誤り訂正符号付与部１１１などとして機能する。

【0011】

誤り訂正符号付与部１１１は、ＣＰＵ１０において発生した送信データに誤り訂正符号を付与し、誤り訂正符号を含む送信データを符号変換部１１３に送出する。例えば、誤り訂正符号付与部１１１は、送信データに基づいて誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号を送信データに付加する。誤り訂正符号としては、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ；Cyclic Redundancy Checking）符号、前方誤り訂正（ＦＥＣ；Forward Error Correction）符号などを使用することができる。

【0012】

変調方式制御部１１２は、データ送信（無線通信装置１２０との通信）に使用する変調方式を制御する。具体的には、変調方式制御部１１２は、データ送信に使用する変調方式を決定する処理を含む変調方式制御を繰り返し行う。変調方式制御部１１２は、例えば所定の時間間隔で、変調方式制御を行う。変調方式制御部１１２は、初期値生成部１１２１、擬似乱数生成部１１２２、変調方式選択部１１２３、及びオフセット算出部１１２４を備える。

【0013】

初期値生成部１１２１は、Ｍ系列擬似乱数を生成するために使用する初期値（シード値）を生成する。初期値は無線通信装置１１０、１２０間で同期される。すなわち、無線通信装置１１０、１２０で同じ初期値が生成される。非限定的な例として、無線通信装置１１０、１２０間の通信における初期段階において、初期値生成部１１２１は、無線通信装置１１０、１２０間で同期をとるための同期データを無線通信装置１２０に送信する。同期データは、初期値の生成に使用するデータ及び変調方式制御を行うタイミングを示すデータを含んでよい。同期データは、誤り訂正符号付与部１１１、符号変換部１１３、インタリーブ部１１４、変調部１１５、ミキサ１１６、送信部１１８、及びアンテナ１１９を介して送信される。初期値生成部１１２１は同期データから初期値を生成し、無線通信装置１２０は無線通信装置１１０から受信した同期データから初期値を生成する。

【0014】

擬似乱数生成部１１２２は、初期値生成部１１２１により生成された初期値と予め定められたＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムとに基づいて、所定のビット長を有する複数のＭ系列擬似乱数符号を生成する。例えば、擬似乱数生成部１１２２は、予め定められたＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムに従って初期値からＭ系列擬似乱数を算出し、算出したＭ系列擬似乱数から所定のビット長を有する複数のＭ系列擬似乱数符号を抽出する。Ｍ系列擬似乱数符号のビット長を１４とする例において、擬似乱数生成部１１２２は、Ｍ系列擬似乱数の第１ビットから第１４ビットを第１のＭ系列擬似乱数符号として抽出し、Ｍ系列擬似乱数の第１５ビットから第２８ビットを第２のＭ系列擬似乱数符号として抽出し、・・、Ｍ系列擬似乱数の第（１４（Ｎ－１）＋１）ビットから第（１４Ｎ）ビットを第ＮのＭ系列擬似乱数符号として抽出し、それにより、Ｎ個のＭ系列擬似乱数符号を得る。Ｍ系列擬似乱数生成アルゴリズムが予め定められているとは、通信相手である無線通信装置１２０において使用されるものと同じＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムが無線通信装置１１０に実装されていることを意味し得る。例えば、無線通信装置１１０と無線通信装置１２０とで同じ漸化式が使用される。

【0015】

各Ｍ系列擬似乱数符号は、その第１部分が変調方式選択部１１２３で使用され、その第２部分がオフセット算出部１１２４で使用される。例えば、図２に示すように、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが変調方式選択部１１２３で使用され、Ｍ系列擬似乱数符号の下位１２ビットがオフセット算出部１１２４で使用される。

【0016】

再び図１を参照すると、変調方式選択部１１２３は、擬似乱数生成部１１２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第１部分に基づいて、予め定められた複数の変調方式の中からデータ送信に使用する変調方式を選択する。具体的には、変調方式選択部１１２３は、予め定められた複数の変調方式の中から、Ｍ系列擬似乱数符号の第１部分に対応する変調方式をデータ送信に使用する変調方式として選択する。例えば、２相位相変調（ＢＰＳＫ；Binary Phase Shift Keying）、３相位相変調（ＴＰＳＫ；Ternary Phase Shift Keying）、４相位相変調（ＱＰＳＫ；Quadrature Phase Shift Keying）、１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ；16-position Quadrature Amplitude Modulation）という４つのデジタル変調方式が使用可能とされる。ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭは２のべき乗による位相変調方式の例であり、ＴＰＳＫは２のべき乗によらない位相変調方式の例である。２のべき乗によらない変調方式は、情報ビットを２のべき乗に等しくない数のシンボル（信号点）に割り当てる変調方式である。例えば、変調方式選択部１１２３は、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“００”である場合にはＢＰＳＫを選択し、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“０１”である場合にはＴＰＳＫを選択し、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“１０”である場合にはＱＰＳＫを選択し、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“１１”である場合には１６ＱＡＭを選択する。変調方式を選択するだけでなく、変調方式そのものにＭ系列擬似乱数符号を適用してもよい。例えばＤＰＱＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）のような位相差を用いた差動符号伝送のときは、Ｍ系列擬似乱数符号の一部に基づいて位相差のオフセットを決定して位相差を変更（加減）するようにしてもよい。

【0017】

なお、変調方式の数は、４個に限らず、２個、３個、又は５個以上であってもよい。例えば、ＢＰＳＫ、ＴＰＳＫ、ＱＰＳＫという３つの変調方式が使用可能とされる場合、変調方式選択部１１２３は、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“００”である場合にはＢＰＳＫを選択し、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“０１”である場合にはＴＰＳＫを選択し、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが“１０”又は“１１”である場合にはＱＰＳＫを選択してよい。

【0018】

オフセット算出部１１２４は、擬似乱数生成部１１２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第２部分に基づいて、一次変調（具体的にはマッピング）に使用するオフセットを算出する。オフセットは、複素平面であるＩＱ平面の原点をずらす量を示し、Ｉ（In-phase）軸のオフセット及びＱ（Quadrature phase）軸のオフセットを含む。例えば、オフセット算出部１１２４は、Ｍ系列擬似乱数符号の中間６ビット（第３ビットから第８ビット）に基づいてＩ軸オフセットを算出し、Ｍ系列擬似乱数符号の下位６ビット（第９ビットから第１４ビット）に基づいてＱ軸オフセットを算出する。一例として、オフセット算出部１１２４は、ビット長が６であるビット列とオフセットの値とを関連付けた変換テーブルを保持し、変換テーブルを使用してＭ系列擬似乱数符号の中間６ビットをオフセット値に変換することによりＩ軸オフセットを得て、変換テーブルを使用してＭ系列擬似乱数符号の下位６ビットをオフセット値に変換することによりＱ軸オフセットを得る。

【0019】

符号変換部１１３は、誤り訂正符号付与部１１１から誤り訂正符号を含む送信データを受け取り、送信データに対して符号変換を行って符号化データを得る。符号変換は、例えば、ビットレート制限及び畳み込み符号化を含む。

【0020】

インタリーブ部１１４は、符号変換部１１３から符号化データを受け取り、符号化データに対してインタリーブを行う。

【0021】

変調部１１５は、変調方式選択部１１２３により選択された変調方式及びオフセット算出部１１２４により算出されたオフセットに基づいて、インタリーブ部１１４から出力されるビット列を変調して複素信号を生成する。複素信号は、Ｉ信号及びＱ信号とも称される２チャンネルの電気信号を含む。具体的には、変調部１１５は、変調方式選択部１１２３により選択された変調方式に対応する信号点が配置されるＩＱ平面の原点をオフセット算出部１１２４により算出されたオフセットだけシフトさせることで得られるＩＱ平面へのマッピングを含む一次変調をビット列に対して行う。ＩＱ平面の原点をオフセットだけシフトさせることは、ＩＱ平面上で各信号点をオフセットの反数だけシフトさせることに対応する。Ｉ軸オフセットをＯ_Ｉ、Ｑ軸オフセットをＯ_Ｑとすると、ＱＰＳＫでは、例えば、情報“１１”が信号点（１－Ｏ_Ｉ，１－Ｏ_Ｑ）にマッピングされ、情報“０１”が信号点（－１－Ｏ_Ｉ，１－Ｏ_Ｑ）にマッピングされ、情報“１０”が信号点（１－Ｏ_Ｉ，－１－Ｏ_Ｑ）にマッピングされ、情報“００”が信号点（－１－Ｏ_Ｉ，－１－Ｏ_Ｑ）にマッピングされることとなる。この場合、Ｉ信号は、１－Ｏ_Ｉ、－１－Ｏ_Ｉに対応する２値で変化する信号となり、Ｑ信号は、１－Ｏ_Ｑ、－１－Ｏ_Ｑに対応する２値で変化する信号となる。

【0022】

ミキサ１１６は、搬送波発振器１１７により生成される搬送波を使用して複素信号から変調信号を生成する。例えば、ミキサ１１６は、第１の乗算器、第２の乗算器、及び合波器を備え、第１の乗算器においてＩ信号に搬送波を乗じ、第２の乗算器においてＱ信号に位相を９０度ずらした搬送波を乗じ、合波器において第１の乗算器の出力と第２の乗算器の出力を合成する。

【0023】

送信部１１８は、ミキサ１１６により生成された変調信号を無線送信する。例えば、送信部１１８は、変調信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ；Inverse Fast Fourier Transform）などを含む二次変調を行って無線信号を生成し、アンテナ１１９を介して無線信号を送信する。

【0024】

無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０により送信される無線信号を受信する。無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０により実行される処理に相補的な処理を行う。無線通信装置１２０は、ハードウェア構成要素として、ＣＰＵ２０、メモリ（図示せず）、及び通信モジュール２１を備える。無線通信装置１２０は移動可能とされてよい。

【0025】

無線通信装置１２０は、誤り訂正部１２１、変調方式制御部１２２、符号逆変換部１２３、デインタリーブ部１２４、復調部１２５、ミキサ１２６、搬送波発振器１２７、受信部１２８、及びアンテナ１２９を備える。本実施形態では、これらは通信モジュール２１に実装される。他の実施形態では、これらの一部において行われる処理はＣＰＵ２０により実現されてもよい。例えば、ＣＰＵ２０は、メモリに記憶されているプログラムを実行すると、誤り訂正部１２１などとして機能する。

【0026】

受信部１２８は、アンテナ１２９を介して無線通信装置１１０からの無線信号を受信する。受信部１２８は、無線信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）などを含む二次復調を行って復調信号を生成する。

【0027】

ミキサ１２６は、搬送波発振器１２７により生成される搬送波を使用して受信部１２８により生成された復調信号から複素信号を生成する。例えば、ミキサ１２６は、分波器、第１の乗算器、及び第２の乗算器を備える。ミキサ１２６は、分波器において復調信号を二分岐し、第１の乗算器において一方の復調信号に搬送波を乗じてＩ信号を生成し、第２の乗算器において他方の復調信号に位相を９０度ずらした搬送波を乗じてＱ信号を生成する。

【0028】

変調方式制御部１２２は、データ受信（無線通信装置１１０との通信）に使用する変調方式を制御する。例えば、変調方式制御部１２２は、データ受信に使用する変調方式を決定する処理を含む変調方式制御を繰り返し行う。変調方式制御部１２２は、初期値生成部１２２１、擬似乱数生成部１２２２、変調方式選択部１２２３、及び閾値設定部１２２４を備える。初期値生成部１２２１、擬似乱数生成部１２２２、及び変調方式選択部１２２３はそれぞれ、無線通信装置１１０の初期値生成部１１２１、擬似乱数生成部１１２２、及び変調方式選択部１１２３と同様の処理を行う。このため、初期値生成部１２２１、擬似乱数生成部１２２２、及び変調方式選択部１２２３についての詳細な説明は省略する。

【0029】

初期値生成部１２２１は、Ｍ系列擬似乱数を生成するために使用する初期値（シード値）を生成する。例えば、初期値生成部１２２１は、無線通信装置１１０により送信される同期データから初期値を生成する。初期値生成部１２２１は、アンテナ１２９、受信部１２８、ミキサ１２６、復調部１２５、デインタリーブ部１２４、符号逆変換部１２３、及び誤り訂正部１２１を介して無線通信装置１１０からの同期データを得る。

【0030】

擬似乱数生成部１２２２は、初期値生成部１２２１により生成された初期値と予め定められたＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムとに基づいて、所定のビット長を有する複数のＭ系列擬似乱数符号を生成する。擬似乱数生成部１２２２は、無線通信装置１１０の擬似乱数生成部１１２２が使用するものと同じ初期値及びＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムを使用し、それにより、擬似乱数生成部１１２２により生成されるものと同じＭ系列擬似乱数符号を得る。

【0031】

変調方式選択部１２２３は、擬似乱数生成部１２２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第１部分（例えば上位２ビット）に基づいて、予め定められた複数の変調方式の中からデータ受信に使用する変調方式を選択する。変調方式選択部１２２３は、無線通信装置１１０の変調方式選択部１１２３と同じ選択規則に従って変調方式選択を行う。

【0032】

閾値設定部１２２４は、擬似乱数生成部１２２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第２部分に基づいて、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に基づく一次復調（具体的にはデマッピング）に使用する複数の閾値（基底値）を設定する。閾値設定部１２２４は、無線通信装置１１０のオフセット算出部１１２４と同じ計算規則に従ってオフセット算出を行ってオフセットを得て、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に対応するＩＱ平面上の閾値からオフセットを減じる。閾値はＩ軸の閾値及びＱ軸の閾値を含み、閾値設定部１２２４は、Ｉ軸の閾値の各々からＩ軸オフセットを減じ、Ｑ軸の閾値の各々からＱ軸オフセットを減じる。

【0033】

無線通信装置１２０の変調方式制御部１２２は、無線通信装置１１０の変調方式制御部１１２と同期して変調方式制御を行う。例えば、変調方式制御部１２２は、変調方式制御部１１２が変調方式制御を行う周期と同じ周期で、変調方式制御部１１２と同じ方法に従って変調方式制御を行う。これにより、無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０が使用する変調方式と同じ変調方式、及び無線通信装置１１０が使用するオフセットに適合する閾値を一次復調に使用することとなる。

【0034】

復調部１２５は、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式及び閾値設定部１２２４により設定された閾値に基づいて、ミキサ１２６から出力される複素信号を復調してビット列を生成する。例えば、復調部１２５は、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式及び閾値設定部１２２４により設定された閾値を用いたデマッピングを含む一次復調を複素信号に対して行う。後段の符号逆変換部１２３において軟判定復号が行われる場合には、復調部１２５から出力されるビット列は軟判定値を含む。

【0035】

デインタリーブ部１２４は、復調部１２５から出力されるビット列に対してデインタリーブを行う。

【0036】

符号逆変換部１２３は、デインタリーブ部１２４から出力されるビット列に対して符号逆変換を行ってデータを生成する。符号逆変換は、例えば、ビットレート制限及びビタビ復号を含む。例えば、符号逆変換部１２３は、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に従って軟判定ビタビ復号を行う。

【0037】

誤り訂正部１２１は、符号逆変換部１２３により生成されたデータに誤り訂正を行って受信データを得る。

【0038】

次に、無線通信システム１００の動作について説明する。

【0039】

図３は、無線通信装置１１０により実行されるデータ送信方法を概略的に示している。

【0040】

図３のステップＳ３１において、変調方式制御部１１２は、所定のビット長を有するＮ個のＭ系列擬似乱数符号を生成する。例えば、初期値生成部１１２１が初期値を生成し、擬似乱数生成部１１２２は、生成された初期値を使用してＭ系列擬似乱数を生成し、生成したＭ系列擬似乱数を切り分けてＮ個のＭ系列擬似乱数符号を得る。擬似乱数生成部１１２２は、Ｎ個のＭ系列擬似乱数符号に識別子（１～Ｎ）を割り当てる。

【0041】

ステップＳ３２において、変調方式制御部１１２は変数ｉを初期化する。例えば、変調方式制御部１１２は変数ｉを１にする。

【0042】

ステップＳ３３において、変調方式制御部１１２は、Ｎ個のＭ系列擬似乱数符号の中から、識別子がｉであるＭ系列擬似乱数符号を選択する。

【0043】

ステップＳ３４において、変調方式制御部１１２は、ステップＳ３３で選択されたＭ系列擬似乱数符号に基づいてデータ送信に使用する変調方式及びオフセットを決定する。例えば、変調方式選択部１１２３は、ＢＰＳＫ、ＴＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭの中から、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットに対応する変調方式を選択する。さらに、例えば、オフセット算出部１１２４は、Ｍ系列擬似乱数符号の中間６ビットに基づいてＩ軸オフセットを算出し、Ｍ系列擬似乱数符号の下位６ビットに基づいてＱ軸オフセットを算出する。

【0044】

ステップＳ３５において、無線通信装置１１０は、ステップＳ３４で決定された変調方式及びオフセットを使用してデータ送信を行う。例えば、符号変換部１１３が送信データに符号変換を行って符号化データとしてのビット列を得て、インタリーブ部１１４が符号変換部１１３から出力されるビット列に対してインタリーブを行い、変調部１１５がインタリーブ部１１４から出力されるビット列に対してステップＳ３４で決定された変調方式及びオフセットに基づく一次変調を行い、ミキサ１１６が搬送波発振器１１７から出力される搬送波を使用して変調部１１５から出力される複素信号から変調波を生成し、送信部１１８が変調波を無線信号に変換してアンテナ１１９を介して送信する。例えば、変調部１１５は、ステップＳ３４で決定された変調方式に対応する信号点を有するＩＱ平面の原点をステップＳ３４で決定されたオフセットだけシフトさせることで得られるＩＱ平面へのマッピングを含む変調をビット列に対して行う。

【0045】

ステップＳ３６において、変調方式制御部１１２は、ステップＳ４３の処理が実行されてから所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過してない場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、無線通信装置１１０はデータ送信を継続する。所定の時間が経過すると（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、フローはステップＳ３７に進む。

【0046】

ステップＳ３７において、変調方式制御部１１２は、変数ｉがＮに等しいか否かを判定する。変数ｉがＮより小さい場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）、フローはステップＳ３８に進み、無線通信装置１１０は、変数ｉを１だけインクリメントする。その後、フローはステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３以降の処理が繰り返される。

【0047】

変数ｉがＮに等しい場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、フローは終了となる。例えば、図３に示すフローが再度実行される。

【0048】

このようにして、無線通信装置１１０は、変調方式を時々刻々と切り替えながらデータ送信を行う。

【0049】

図４は、無線通信装置１２０により実行されるデータ受信方法を概略的に示している。

【0050】

図４のステップＳ４１において、擬似乱数生成部１２２２は、所定のビット長を有するＮ個のＭ系列擬似乱数符号を生成し、Ｎ個のＭ系列擬似乱数符号に識別子（１～Ｎ）を割り当てる。

【0051】

ステップＳ４２において、変調方式制御部１２２は変数ｉを１にする。

【0052】

ステップＳ４３において、変調方式制御部１２２は、Ｎ個のＭ系列擬似乱数符号の中から、識別子がｉであるＭ系列擬似乱数符号を選択する。

【0053】

ステップＳ４４において、変調方式制御部１２２は、ステップＳ４３で選択されたＭ系列擬似乱数符号に基づいてデータ受信に使用する変調方式及び閾値を決定する。例えば、変調方式選択部１２２３は、ＢＰＳＫ、ＴＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭの中から、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットに対応する変調方式を選択する。さらに、例えば、閾値設定部１２２４は、Ｍ系列擬似乱数符号の中間６ビットに基づいてＩ軸オフセットを算出し、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に対応するＩ軸の閾値をＩ軸オフセットの反数だけシフトし、Ｍ系列擬似乱数符号の下位６ビットに基づいてＱ軸のオフセットを算出し、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に対応するＱ軸の閾値をＱ軸オフセットの反数だけシフトする。

【0054】

ステップＳ４５において、無線通信装置１２０は、ステップＳ４４で決定された変調方式及びオフセットを使用してデータ受信を行う。例えば、受信部１２８がアンテナ１２９を介して受信した無線信号を復調して復調波を得て、ミキサ１２６が搬送波発振器１２７から出力される搬送波を使用して復調波から複素信号を生成し、復調部１２５がステップＳ４４で決定された変調方式及び閾値に基づく復調を複素信号に対して行い、デインタリーブ部１２４が復調部１２５から出力されるビット列に対してデインタリーブを行い、符号逆変換部１２３がデインタリーブ部１２４から出力されるビット列に対して符号逆変換を行ってデータを得る。例えば、復調部１２５は、ステップＳ４４で決定された閾値を使用したデマッピングを含む復調を複素信号に対して行う。

【0055】

ステップＳ４６において、変調方式制御部１２２は、ステップＳ４３の処理が実行されてから所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過してない場合（ステップＳ４６；Ｎｏ）、無線通信装置１２０はデータ受信を継続する。所定の時間が経過すると（ステップＳ４６；Ｙｅｓ）、フローはステップＳ４７に進む。

【0056】

ステップＳ４７において、変調方式制御部１２２は、変数ｉがＮに等しいか否かを判定する。変数ｉがＮより小さい場合（ステップＳ４７；Ｎｏ）、フローはステップＳ４８に進み、変調方式制御部１２２は、変数ｉを１だけインクリメントする。その後、フローはステップＳ４３に戻り、ステップＳ４３以降の処理が繰り返される。

【0057】

変数ｉがＮに等しい場合（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）、フローは終了となる。例えば、図４に示すフローが再度実行される。

【0058】

このようにして、無線通信装置１２０は、変調方式を時々刻々と切り替えながらデータ受信を行う。図３に示すデータ送信方法及び図４に示すデータ受信方法は、互いに同期して実行される。このため、無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０により送信される無線信号を正常に復調することができる。

【0059】

以上のように、無線通信装置１１０は、変調方式を時々刻々と切り替えながらデータ送信を行い、無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０が使用する変調方式と同じ変調方式を使用してデータ受信を行う。それにより、正規の受信者である無線通信装置１２０が無線通信装置１１０により送信される無線信号を正常に復調することができる一方で、不正な受信者である盗聴者による復調が困難になる。その結果、無線通信の安全性（セキュリティ）を向上させることができる。

【0060】

一般的に、位相変調を使用する変調方式として、ＢＰＳＫやＱＰＳＫなどの２のべき乗による変調方式が使用されることが極めて多い。そのため、２のべき乗によらない変調方式（例えばＴＰＳＫ）を織り交ぜてデータ送信を行うと、復調パターンが飛躍的に増加するので、盗聴者による復調がより困難になる。本実施形態では、２のべき乗によらない変調方式を含む複数の変調方式間で変調方式を切り替える。それにより、無線通信の安全性をより向上させることができる。

【0061】

さらに、無線通信装置１１０は、オフセットを時々刻々と変更しながらデータ送信を行い、無線通信装置１２０は、無線通信装置１１０が使用するオフセットと同じ値のオフセットで閾値を変更してデータ受信を行う。よって、無線通信装置１２０が無線通信装置１１０により送信される無線信号を正常に復調することができる。一方で、盗聴者においては、閾値の変化を把握できないまま無線信号を受信することになり、ＩＱの受信値が理想的な同心円状とならず受信エラーになる可能性が高くなる。このように、正規の受信者のみが正常なコンスタレーションに戻しやすくなる。その結果、無線通信の安全性をより向上させることができる。

【0062】

第１の実施形態の変形例について説明する。

【0063】

図５は、第１の実施形態の変形例に係る無線通信システム５００を概略的に示している。図５において、図１に示した構成要素と同様の構成要素に同様の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。図５に示すように、無線通信システム５００は無線通信装置５１０及び無線通信装置５２０を備える。ここでは、無線通信装置５１０がデータ送信側であり、無線通信装置５２０がデータ受信側であるとする。

【0064】

無線通信装置５１０は、図１に示した無線通信装置１１０に信号点パターン選択部１１２５を追加したものに相当する。信号点パターン選択部１１２５は無線通信装置５１０の変調方式制御部１１２に含まれる。信号点パターン選択部１１２５の追加に伴って、いくつかの構成要素における処理が変更される。

【0065】

擬似乱数生成部１１２２は、初期値生成部１１２１により生成された初期値と予め定められたＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムとに基づいて、所定のビット長を有する複数のＭ系列擬似乱数符号を生成する。例えば、Ｍ系列擬似乱数符号のビット長は１６であるとする。各Ｍ系列擬似乱数符号は、その第１部分が変調方式選択部１１２３で使用され、その第２部分がオフセット算出部１１２４で使用され、その第３部分が信号点パターン選択部１１２５で使用されてよい。例えば、Ｍ系列擬似乱数符号の上位２ビットが変調方式選択部１１２３で使用され、Ｍ系列擬似乱数符号の中間１２ビットがオフセット算出部１１２４で使用され、Ｍ系列擬似乱数符号の下位２ビットが信号点パターン選択部１１２５で使用される。

【0066】

信号点パターン選択部１１２５は、予め用意される複数の信号点パターンの中から、擬似乱数生成部１１２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第３部分に対応する信号点パターンを選択する。信号点パターンは、ＩＱ平面上での信号点の配置（コンスタレーション）に関するパターンを示す。予め用意される複数の信号点パターンは、変調方式ごとに複数の信号点パターンを含む。変調方式選択部１１２３がＱＰＳＫを選択した場合において、信号点パターン選択部１１２５は、ＱＰＳＫに関する複数の信号点パターンの中からＭ系列擬似乱数符号の第３部分に対応する信号点パターンを選択する。

【0067】

ＱＰＳＫに関する複数の信号点パターンは４つの複数の信号点パターンを含み得る。一例として、ＱＰＳＫに関する第１の信号点パターンでは、情報“１１”が信号点（１，１）に関連付けられ、情報“０１”が信号点（－１，１）に関連付けられ、情報“１０”が信号点（１，－１）に関連付けられ、情報“００”が信号点（－１，－１）に関連付けられる。ＱＰＳＫに関する第２の信号点パターンでは、情報“１１”が信号点（－１，１）に関連付けられ、情報“０１”が信号点（１，１）に関連付けられ、情報“１０”が信号点（－１，－１）に関連付けられ、情報“００”が信号点（－１，１）に関連付けられる。ＱＰＳＫに関する第３の信号点パターンでは、情報“１１”が信号点（１，－１）に関連付けられ、情報“０１”が信号点（－１，－１）に関連付けられ、情報“１０”が信号点（１，１）に関連付けられ、情報“００”が信号点（１，－１）に関連付けられる。ＱＰＳＫに関する第４の信号点パターンでは、情報“１１”が信号点（－１，－１）に関連付けられ、情報“０１”が信号点（１，－１）に関連付けられ、情報“１０”が信号点（－１，１）に関連付けられ、情報“００”が信号点（１，１）に関連付けられる。

【0068】

変調部１１５は、変調方式選択部１１２３により選択された変調方式、オフセット算出部１１２４により算出されたオフセット、及び信号点パターン選択部１１２５により選択された信号点パターンに基づいて、インタリーブ部１１４から出力されるビット列を変調して複素信号を生成する。具体的には、変調部１１５は、変調方式選択部１１２３により選択された変調方式に対応する信号点が信号点パターン選択部１１２５により選択された信号点パターンで配置されるＩＱ平面の原点をオフセット算出部１１２４により算出されたオフセットだけシフトさせることで得られるＩＱ平面へのマッピングを含む一次変調をビット列に対して行う。

【0069】

無線通信装置５２０は、無線通信装置５１０により送信される無線信号を受信する。無線通信装置５２０は、無線通信装置５１０により実行される処理に相補的な処理を行う。無線通信装置５２０は、図１に示した無線通信装置１２０において閾値設定部１２２４を閾値設定部１２２５に変更したものに相当する。閾値設定部１２２５は無線通信装置５２０の変調方式制御部１２２に含まれる。閾値設定部１２２５の追加に伴って、いくつかの構成要素における処理が変更される。

【0070】

閾値設定部１２２５は、擬似乱数生成部１１２２により生成されたＭ系列擬似乱数符号の第２部分及び第３部分に基づいて、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に基づく一次復調に使用する閾値を設定する。例えば、閾値設定部１２２５は、無線通信装置５１０のオフセット算出部１１２４と同じ計算規則に従ってオフセットを算出し、予め用意される複数の閾値パターンの中から、Ｍ系列擬似乱数符号の第３部分に対応する閾値パターンを選択する。複数の閾値パターンは、無線通信装置５１０に保持される複数の信号点パターンに応じて用意される。具体的には、各閾値パターンは、対応する信号点パターンを使用して変調された信号を復調するために使用される複数の閾値（例えば軟判定閾値）を含み得る。閾値パターンを変更することは、図６に示すように、閾値を入れ替える操作に相当する。図６においては、Ｉ軸の閾値が示され、Ｑ軸の閾値は省略されている。閾値設定部１２２５は、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式に関する複数の閾値パターンの中から、Ｍ系列擬似乱数符号の第３部分に対応する閾値パターンを選択し、選択した閾値パターンに含まれる閾値を算出したオフセットに従って変更する。

【0071】

図５を再び参照すると、復調部１２５は、変調方式選択部１２２３により選択された変調方式及び閾値設定部１２２５により設定された閾値に基づく一次復調をミキサ１２６から出力される複素信号に対して行い、ビット列を生成する。

【0072】

第１の実施形態の変形例では、無線通信装置５１０は、信号点パターンを時々刻々と変更しながらデータ送信を行い、無線通信装置５２０は、無線通信装置１１０が使用する信号点パターンに適合する閾値を使用してデータ受信を行う。よって、無線通信装置５２０が無線通信装置５１０により送信される無線信号を正常に復調することができる一方で、盗聴者においては、受信エラーになる可能性がさらに高くなる。その結果、無線通信の安全性をより向上させることができる。

【0073】

（第２の実施形態）
上述した通信方法は光通信システムにも適用可能である。

【0074】

図７は、第２の実施形態に係る光通信システム７００を概略的に示している。図７に示すように、光通信システム７００は光通信装置７１０及び光通信装置７２０を備える。光通信装置７１０は、光ファイバなどの光伝送路７３０を介して光通信装置７２０に接続される。ここでは、光通信装置７１０がデータ送信側であり、光通信装置７２０がデータ受信側であるとし、図７では、データ送信に関連する構成要素が光通信装置７１０に示され、データ受信に関連する構成要素が光通信装置７２０に示されている。光通信装置７１０、７２０の各々はデータ送信に関連する構成要素とデータ受信に関連する構成要素の両方を備えてよい。

【0075】

光通信装置７１０は、符号変換部７１１、変調方式制御部７１２、変調部７１３、電気増幅回路７１４、Ｅ／Ｏ（Electrical/Optical）変換器７１５、電気増幅回路７１６、Ｅ／Ｏ変換器７１７、及び結合器７１８を備える。

【0076】

変調方式制御部７１２は、図１に示した変調方式制御部１１２と同様の処理を行う。例えば、変調方式制御部７１２は、Ｍ系列擬似乱数を生成するために使用する初期値を生成する。初期値は光通信装置７１０、７２０間で同期される。例えば、光通信装置７１０、７２０間の通信における初期段階において、変調方式制御部７１２は、同期をとるための同期データを光通信装置７２０に送信するとともに、同期データから初期値を生成する。

【0077】

変調方式制御部７１２は、生成した初期値と予め定められたＭ系列擬似乱数生成アルゴリズムとに基づいて、所定のビット長を有する複数のＭ系列擬似乱数符号を生成する。例えば、Ｍ系列擬似乱数符号のビット長は１４であるとする。各Ｍ系列擬似乱数符号は、その第１部分が変調方式の選択に使用され、その第２部分がオフセット算出に使用される。

【0078】

変調方式制御部７１２は、予め定められた複数の変調方式の中からＭ系列擬似乱数符号の第１部分に対応する変調方式をデータ送信に使用する変調方式として選択する。

【0079】

変調方式制御部７１２は、Ｍ系列擬似乱数符号の第２部分に基づいて、変調に使用するオフセットを算出する。オフセットは、変調部７１３から出力される２チャンネルの電気信号の信号レベルをずらす量を示し、２チャンネルのそれぞれについてのオフセットを含む。２チャンネルのオフセットをそれぞれＩ軸オフセット及びＱ軸オフセットと称する。Ｑ軸オフセットはＥ／Ｏ変換器７１５から出力される光信号の強度をずらす量に相当し、Ｉ軸オフセットはＥ／Ｏ変換器７１７から出力される光信号の強度をずらす量に相当する。例えば、変調方式制御部７１２は、Ｍ系列擬似乱数符号の中間６ビット（第３ビットから第８ビット）に基づいてＩ軸オフセットを算出し、Ｍ系列擬似乱数符号の下位６ビット（第９ビットから第１４ビット）に基づいてＱ軸オフセットを算出する。

【0080】

符号変換部７１１は、送信データに対して符号変換を行う。符号変換は、例えば、畳み込み符号化を含む。

【0081】

変調部７１３は、変調方式制御部７１２により選択された変調方式及び変調方式制御部７１２により算出されたオフセットに基づいて、符号変換部７１１から出力されるビット列を変調して、Ｉ信号及びＱ信号とも称される２チャンネルの電気信号を生成する。

【0082】

電気増幅回路７１４はＱ信号を増幅し、Ｅ／Ｏ変換器７１５はＱ信号を第１の周波数を有する光信号に変換する。電気増幅回路７１６はＩ信号を増幅し、Ｅ／Ｏ変換器７１７はＩ信号を第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する光信号に変換する。

【0083】

結合器７１８は、Ｅ／Ｏ変換器７１５から出力される光信号とＥ／Ｏ変換器７１７から出力される光信号を結合する。結合器７１８から出力される光信号は光伝送路７３０に送出される。

【0084】

図８は、第２の実施形態に係る変調処理を概略的に示している。ここでは、説明を簡単にするために、オフセットは省略している。図８に示すように、変調部７１３は信号点のＱ軸座標値に対応する信号レベルを有する電気信号をＱ信号として出力し、Ｅ／Ｏ変換器７１５から出力される光信号はＱ信号の信号レベルに応じた強度を有する。変調部７１３は信号点のＩ軸座標値に対応する信号レベルを有する電気信号をＩ信号として出力し、Ｅ／Ｏ変換器７１７から出力される光信号はＩ信号の信号レベルに応じた強度を有する。

【0085】

再び図７を参照すると、光通信装置７２０は、符号逆変換部７２１、変調方式制御部７２２、復調部７２３、Ｏ／Ｅ（Optical/Electrical）変換器７２４、波長フィルタ７２５、Ｏ／Ｅ変換器７２６、波長フィルタ７２７、及び分配器７２８を備える。

【0086】

変調方式制御部７２２は、図１に示した変調方式制御部１２２と同様の処理を行う。例えば、変調方式制御部７２２は、光通信装置７２０の変調方式制御部７１２において生成されるものと同じＭ系列擬似乱数符号を生成する。変調方式制御部７１２は、予め定められた複数の変調方式の中からＭ系列擬似乱数符号の第１部分に対応する変調方式をデータ受信に使用する変調方式として選択する。変調方式制御部７２２は、Ｍ系列擬似乱数符号の第２部分に基づいてオフセットを算出し、算出されたオフセットに基づいて、選択された変調方式に基づく復調に使用する閾値を設定する。

【0087】

分配器７２８は、光伝送路７３０を介して光通信装置７１０から光信号を受信し、光信号を二分岐する。波長フィルタ７２５は分配器７２８から出力される光信号から第１の周波数を有する光信号を抽出し、Ｏ／Ｅ変換器７２４は波長フィルタ７２５により抽出された光信号を電気信号に変換してＱ信号を得る。波長フィルタ７２７は分配器７２８から出力される光信号から第２の周波数を有する光信号を抽出し、Ｏ／Ｅ変換器７２６は波長フィルタ７２７により抽出された光信号を電気信号に変換してＩ信号を得る。

【0088】

復調部７２３は、図１に示した復調部１２５と同様の処理を行う。復調部７２３は、変調方式制御部１２２により選択された変調方式及び変調方式制御部１２２により設定された閾値に基づいて、Ｏ／Ｅ変換器７２４から出力されるＱ信号とＯ／Ｅ変換器７２６から出力されるＩ信号の組みに対して復調を行う。後段の符号逆変換部７２１において軟判定復号が行われる場合には、復調部７２３から出力されるビット列は軟判定値を含む。

【0089】

符号逆変換部７２１は、復調部７２３から出力されるビット列に対して符号逆変換を行って受信データを生成する。符号逆変換は、例えば、ビタビ復号を含む。例えば、符号逆変換部７２１は、変調方式制御部１２２により選択された変調方式に従って軟判定ビタビ復号を行う。

【0090】

第２の実施形態に係る光通信システム７００によれば、第１の実施形態と同様に、正規の受信者である光通信装置７２０が光通信装置７１０により送信される光信号を正常に復調することができる一方で、不正な受信者である盗聴者による復調が困難になる。その結果、光通信の安全性を向上させることができる。

【0091】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0092】

１００…無線通信システム、１１０…無線通信装置、１０…ＣＰＵ、１１…通信モジュール、１１１…誤り訂正符号付与部、１１２…変調方式制御部、１１２１…初期値生成部、１１２２…擬似乱数生成部、１１２３…変調方式選択部、１１２４…オフセット算出部、１１２５…信号点パターン選択部、１１３…符号変換部、１１４…インタリーブ部、１１５…変調部、１１６…ミキサ、１１７…搬送波発振器、１１８…送信部、１１９…アンテナ、１２０…無線通信装置、２０…ＣＰＵ、２１…通信モジュール、１２１…誤り訂正部、１２２…変調方式制御部、１２２１…初期値生成部、１２２２…擬似乱数生成部、１２２３…変調方式選択部、１２２４、１２２５…閾値設定部、１２３…符号逆変換部、１２４…デインタリーブ部、１２５…復調部、１２６…ミキサ、１２７…搬送波発振器、１２８…受信部、１２９…アンテナ、５００…無線通信システム、５１０、５２０…無線通信装置、７００…光通信システム、７１０…光通信装置、７１１…符号変換部、７１２…変調方式制御部、７１３…変調部、７１４、７１６…電気増幅回路、７１５、７１７…Ｅ／Ｏ変換器、７１８…結合器、７２０…光通信装置、７２１…符号逆変換部、７２２…変調方式制御部、７２３…復調部、７２４、７２６…Ｏ／Ｅ変換器、７２５、７２７…波長フィルタ、７２８…分配器、７３０…光伝送路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】