7634462 水中音響通信装置及び水中音響通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】水中音響通信装置及び水中音響通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 11/00 20060101AFI20250214BHJP

   H04L 7/00 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

H04B11/00 D

H04L7/00 330

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021183383

(22)【出願日】2021-11-10

(65)【公開番号】P2023070920

(43)【公開日】2023-05-22

【審査請求日】2024-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤峰 幸徳

(72)【発明者】

【氏名】南利 光彦

(72)【発明者】

【氏名】鈴掛 智

(72)【発明者】

【氏名】目黒 浩二

【審査官】赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２２９０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５２４２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２９４１１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １１／００

Ｈ０４Ｌ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相手ノードからの音響信号を受信する受信部と、
前記相手ノードに対して音響信号を送信する送信部と、
タイマーと、
前記受信部により受信した受信信号と前記タイマーの出力とを用いて、前記相手ノードとの間を音響信号が往復するに要する伝搬往復時間を推定する伝搬往復時間推定部と、
前記送信部による送信間隔を前記伝搬往復時間と一致させる送信タイミング制御部と、
前記送信部による送信時間長を前記伝搬往復時間よりも小さく制御する送信時間長制御部と
を備えたことを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の水中音響通信装置であって、
前記伝搬往復時間に基づいて、通信に用いる帯域を制御する通信変調帯域制御部をさらに備えたことを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項3】

請求項１に記載の水中音響通信装置であって、
前記受信部は、前記受信信号のドップラ量を検出し、
前記伝搬往復時間推定部は、前記ドップラ量に基づいて前記伝搬往復時間を推定する
ことを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項4】

請求項２に記載の水中音響通信装置であって、
前記通信変調帯域制御部は、周波数ごとの雑音の状況をさらに用いて通信に用いる帯域を決定することを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項5】

請求項１に記載の水中音響通信装置であって、
前記送信時間長制御部は、前記相手ノードとの間で相互に送信データ容量の通知を行い、相互の送信データ容量から前記送信時間長を決定することを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項6】

請求項１に記載の水中音響通信装置であって、
前記伝搬往復時間に応じて、前記送信間隔を前記伝搬往復時間に一致させるか否かを切り替えることを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項7】

請求項２に記載の水中音響通信装置であって、
前記通信変調帯域制御部は、複数の相手ノードと通信を行う場合には、前記複数の相手ノードの各々に異なる周波数帯域を割り当てることを特徴とする水中音響通信装置。

【請求項8】

水中音響通信装置が、
相手ノードからの音響信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信した受信信号とタイマーの出力とを用いて、前記相手ノードとの間を音響信号が往復するに要する伝搬往復時間を推定する伝搬往復時間推定ステップと、
前記相手ノードに対する音響信号の送信間隔を前記伝搬往復時間と一致させる送信タイミング制御ステップと、
前記相手ノードに対する送信時間長を前記伝搬往復時間よりも小さく制御する送信時間長制御ステップと、
前記相手ノードに対して音響信号を送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする水中音響通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中における音響を用いた無線通信装置に関する技術である。

【背景技術】

【0002】

水中での無線通信は、電波や光では減衰が大きいため、音響が用いられる。音響の中でも低周波数ほど低減衰の傾向であることが知られており、長距離通信については１００ｋＨｚ以下の周波数が用いられる。このため、周波数帯域として広帯域を用いることが困難であり、伝搬時間も電波や光と比較すると長くなることからスループットといった伝送効率の改善が水中音響通信における大きな課題となる。

【0003】

周波数帯域が制約された無線通信としては、ノード間の通信の上り回線と下り回線を周波数で分ける周波数分割方式と時間で分ける時間分割方式が広く知られている。時間分割方式は、上り回線と下り回線の時間配分を変えることで容易に伝送量の配分を変えることができ、周波数利用効率の点で長所がある。特に水中での画像や動画といったデータ伝送が発生するユースケースでは、上り回線と下り回線の伝送量の配分を適応的に変えられることは周波数利用効率の上で有効である。

【0004】

水中音響通信における時間分割方式を用いた例として、特許文献１や特許文献２が知られている。
特許文献１では、複数ノードから送信したパケット信号がシンクノードの受信においてパケットトレインの形態で連続的に受信されるように送信タイミング制御を行っている。
特許文献２では、第１の時間長さを有するスロットに対して、送受信の際に他の通信装置との距離に応じて生じる伝播遅延の時間長さと、前記スロットが含むパケットの時間長さとの総和よりも第２の時間長さが長くなるように前記第２の時間長さを決定し、前記スロットに基づく前情報の送受信を、前記第２の時間長さに応じて指示することをすることで、パケットに含まれる情報が欠損することなく送受信できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１９－５０８０００号公報

【文献】特開２０１１－１０１０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献に代表される従来の時間分割方式では、上り通信と下り通信の干渉を防ぐため伝搬時間に相当するガード時間が必要であった。ガード時間にはデータ通信を行うことができず、通信効率低下の原因となる。水中音響通信は、電波や光と比較して伝搬速度が遅いため、特に長距離の通信でガード時間が大きくなり、通信効率の低下が顕著となる。例として距離３キロの通信の場合には、電波や光の伝搬時間が約１０マイクロ秒であるのに対して、水中音響の場合には伝搬時間が２秒であり、水中音響通信における時間分割方式の利用には２秒以上のガード時間が必要ということになる。
そこで、本発明では、水中音響通信における通信効率の向上を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願において開示される発明のうち代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
開示の水中音響通信装置は、相手ノードからの音響信号を受信する受信部と、前記相手ノードに対して音響信号を送信する送信部と、タイマーと、前記受信部により受信した受信信号と前記タイマーの出力とを用いて、前記相手ノードとの間を音響信号が往復するに要する伝搬往復時間を推定する伝搬往復時間推定部と、前記送信部による送信間隔を前記伝搬往復時間と一致させる送信タイミング制御部と、前記送信部による送信時間長を前記伝搬往復時間よりも小さく制御する送信時間長制御部とを備えたことを特徴とする。
開示の水中音響通信方法は、水中音響通信装置が、相手ノードからの音響信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信した受信信号とタイマーの出力とを用いて、前記相手ノードとの間を音響信号が往復するに要する伝搬往復時間を推定する伝搬往復時間推定ステップと、前記相手ノードに対する音響信号の送信間隔を前記伝搬往復時間と一致させる送信タイミング制御ステップと、前記相手ノードに対する送信時間長を前記伝搬往復時間よりも小さく制御する送信時間長制御ステップと、前記相手ノードに対して音響信号を送信する送信ステップと、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明により、水中音響通信における通信効率を向上することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本発明の実施の形態による水中音響通信装置のブロック構成図である。

【図2】図２は従来の時間分割方式における通信信号のタイミングを示す図である。

【図3】図３は本発明の時間分割方式における通信信号のタイミングを示す図である。

【図4】図４は本発明の変調信号スペクトルを示すイメージ図である。

【図5】図５は本発明のフローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施例は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
実施例において、プログラムを実行して行う処理について説明する場合がある。ここで、計算機は、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＧＰＵ）によりプログラムを実行し、記憶資源（例えばメモリ）やインターフェースデバイス（例えば通信ポート）等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサとしてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。ここで、専用回路とは、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）等である。
プログラムは、プログラムソースから計算機にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施例において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。

【実施例1】

【0011】

本願において開示される発明の代表的な実施形態について概要を説明する。本発明の代表的な実施の形態による水中音響通信装置は、図１に示すように、送信部（１０１）と受信部（１０２）と制御部（１０３）を含んで構成される。

【0012】

送信部（１０１）では、送信信号生成部（１０４）にて送信データ（１０５）がデジタル変調（１０６）され、その後、アナログ処理部（１０７）で所望の周波数帯域のアナログ信号に変換されて音響送波器（１０８）を介すことで音響となり、別のノードに向けた音響信号（１０９）として出力される。

【0013】

受信部（１０２）では、別のノードから送られた音響信号（１１０）を音響受波器（１１１）にてアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号はアナログ処理部（１１２）にて不要周波数帯域の雑音抑圧の後にデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、受信信号抽出部（１１３）にて同期信号の検出やドップラ補正が行われた後にデジタル復調（１１４）されて受信データ（１１５）として抽出される。

【0014】

送信する音響信号（１０９）と受信する音響信号（１１０）において同一の周波数帯域を用いる場合には送信と受信が干渉しないようにする必要があり、空間的な干渉回避が難しい場合には、送信時間と受信時間が重ならないように時間を分割する必要がある。時間分割についてはタイミング制御が必須であり、送信する音響信号（１０９）のタイミング制御については制御部（１０３）におけるタイマー（１１６）を用いることで容易に行うことができる。

【0015】

図２は、一般的な時間分割方式を示した図でありノード１（２０１）とノード２（２０２）およびノード２が遠距離である場合（２０３）の通信信号のタイミングを示している。図２の横方向は時間であり縦方向は距離に相当する。時間分割方式の場合、ノード１が送信の期間（２０４）は、ノード２からの送信信号はノード１では受信できないため、斜線（２０５）と斜線（２０６）の期間は、ノード２からの送信信号は無効である。また、ノード１からの送信信号（２０４）をノード２が受信する斜線（２０７）と斜線（２０８）の間の期間は、ノード２からノード１へ信号を送信できない。ノード２からノード１へ信号を送信できるのは残りの期間（２０９）であり、ノード２が遠距離である場合（２０３）に期間（２０９）が短くなることがわかる。また、ノード１とノード２のいずれも送信できない期間はガード時間（２１０）と呼ばれ、ノード１とノード２の伝搬遅延時間に相当する。ノード２が遠距離である場合（２０３）にガード時間（２１０）が長くなることがわかる。例としてノード１とノード２の距離が３キロメートルの場合、電波や光であれば約１０マイクロ秒のガード時間が必要なのに対して、水中での音響の速度はおよそ１５００メートル毎秒なので２秒のガード時間が必要ということになる。このガード時間の期間はノード１もノード２も信号を出力しないので、特に水中音響通信において伝送効率が大きく劣化する。

【0016】

図３は、本発明における通信信号のタイミングを示している。ノード１の送信信号（２０４）がノード２で受信される期間（３０１）と、ノード２からの送信信号が無効となる斜線（２０５）と斜線（２０６）の期間を一致させることでガード時間を不要とすることが可能である。このとき、送信間隔（３０２）は斜線（２０７）と斜線（２０５）を合わせた伝搬往復時間と一致する。水中での音響の速度から、距離３キロメートルであれば送信間隔を約４秒、距離３００メートルであれば送信間隔を約０．４秒とすればよく、この送信間隔のタイミング制御は、図１における伝搬往復時間と送信間隔を一致させる送信タイミング制御部（１１７）を用いることで行われる。

【0017】

伝搬往復時間については、図１における制御部（１０３）のタイマー（１１６）情報を送信データ（１０５）に含めて送信するタイムスタンプ方式を用いることで推定することが可能である。このとき、ノード１とノード２のタイマー（１１６）は同期している必要があるため、例えば水中にノードを沈める前にＧＰＳなどで同期をさせて水晶発振器や原子時計のような高精度時計をタイマー（１１６）として採用することで正確な同期を維持することが可能である。タイムスタンプ方式による伝搬往復時間の推定（１１８）としては、片道の伝搬遅延時間を２倍して伝搬往復時間とする簡易的な推定でもよいし、片道の伝搬遅延時間の測定結果とタイマー情報の両方を送信データ（１０５）に含めて伝搬往復時間を推定してもよい。前者の２倍する推定方法は、往路と復路の伝搬遅延時間が同じであることを仮定するので安定した伝搬環境であることが望まれる。後者では信号を往復させる必要があるので伝搬往復時間の推定情報が古くなる懸念がある。

【0018】

ノード１とノード２に相対速度がある場合には伝搬往復時間が変化するので、次の期間の伝搬往復時間を推定（１１８）しながら送信タイミングを制御（１１７）する必要がある。ノード１とノード２の相対速度については受信信号抽出部（１１３）で同期を行う際にドップラ量を推定することができるので、推定したドップラ量から相対速度を演算することで既知とすることができる。ノード１とノード２の相対速度がわかれば次の期間の伝搬往復時間を推定することができるので、この推定した伝搬往復時間を採用するとよい。

【0019】

図３に示す通信信号のタイミングを実現するためには、伝搬往復時間に対して送信パケットを短く形成する必要がある。ここで、送信パケットに含まれるビット数は誤り訂正の符号長を考慮すると、ある程度大きめのビット数でパケットを形成する必要がある。また、同期信号やヘッダー信号が含まれるために極端に短いパケットの形成は伝送効率の劣化を招くことになる。これらのことを考慮して送信パケットを例えば５０００ビット以上で形成すると仮定する。変調信号をＢＰＳＫと仮定すれば１ビットが１シンボルなので１パケットは５０００シンボル以上という仮定になる。図４は、本発明における遠距離通信での変調信号の周波数スペクトル（４０１）と、近距離通信での変調信号の周波数スペクトル（４０２）をイメージした図である。水中音響通信では低周波数ほど低減衰であることから、遠距離通信の場合には低い周波数を用いると有利である。また、音響送波器（１０８）の出力が強すぎるとキャビテーションと呼ばれる水中に気泡が生じる現象が発生するため送信する音響信号の音圧レベルには限界がある。限られた音圧レベルで遠距離通信を行う際には変調帯域を狭帯域にすると周波数あたりの音圧レベルが上がるため有利である。一方で、近距離通信であれば信号の減衰や音圧レベルの限界は気にならないため、高周波数まで広がる広帯域な変調信号を利用することが可能である。ここで、例として通信距離３０００メートルの遠距離通信で変調帯域として５キロヘルツから１０キロヘルツを用い、通信距離３００メートルの近距離通信で変調帯域として５キロヘルツから５５キロヘルツの広帯域を用いたとする。遠距離通信では変調帯域が５キロヘルツなので、先の１パケットが５０００シンボル以上であることを仮定すると１パケットは１秒以上で生成されることになる。この１秒は３０００メートルの往復伝搬時間４秒に対して短いために、図３に示す通信信号のタイミングを実現できるといえる。また、図３におけるノード１（２０１）の送信時間（２０４）とノード２（２０３）の送信時間（２０９）の配分は１秒～３秒の間でトレードオフの関係で設定できるので、送信するデータ量に応じて時間配分をすると通信として効率的である。この時間配分は、図１における送信時間長制御部（１１９）により行われる。送信時間長制御部（１１９）は、自ノードの送信時間長が伝搬往復時間よりも小さくなるよう、さらに、自ノードの送信時間長と相手ノードの送信時間長の合計が伝搬往復時間以内となるよう、送信時間長を制御する。送信時間長制御部（１１９）は、この条件の範囲内で、自ノードと相手ノードが送信するデータ量に応じて時間配分を行うのである。近距離通信では変調帯域として５０キロヘルツ用いることができるので、先の１パケットが５０００シンボル以上であることを仮定すると１パケットは０．１秒以上で生成されることになる。この０．１秒は３００メートルの往復伝搬時間０．４秒に対して短いために、図３に示す通信信号のタイミングを実現できることとなる。この距離に応じた変調帯域の切替は、図１の通信変調帯域制御部（１２０）により行われる。一方で、近距離通信に対しても遠距離通信と同じ変調帯域５キロヘルツを用いると、往復伝搬時間０．４秒よりパケット１秒のほうが長くなるため、図３で示す通信信号のタイミングを実現することができない。このように図３のタイミングを実現できない場合は、図１の伝搬往復時間と送信間隔を一致させる送信タイミング制御部（１１７）をバイパスして送信タイミング制御を行う必要がある。

【0020】

ここで、送信タイミング制御部（１１７）のバイパスについて説明する。一例として、制御部１０３が、伝搬往復時間と所定の閾値を比較し、伝搬往復時間が所定の閾値未満となった場合に送信タイミング制御部（１１７）をバイパスすればよい。送信タイミング制御部（１１７）をバイパスすると、伝搬往復時間と送信間隔を一致させる制御が行われず、図２に示したようにガード時間を設けた音響通信を行うことになる。しかし、同時に送信時間長を伝搬往復時間内に収めるという制限も不要となり、また、伝搬往復時間が閾値未満の近距離ではガード時間自体も小さいことから、ガード時間を設けても通信効率の低下は軽微である。

【0021】

図５は本発明におけるフローチャートの一例を示している。通信を開始するノード（以下、通信開始ノードという）は、まず搬送周波数を決定（５０１）する。搬送周波数の決定に際しては、各周波数の雑音状況を確認し、雑音状況の良好な周波数を選択する。搬送周波数を決定した後には、通信開始ノードは、宛先ノードに応答要求を送信（５０２）する。応答要求に対して宛先ノードから応答がない場合（５０３）は、宛先ノード周辺では決定した搬送周波数の雑音状況が悪い可能性があるため、通信開始ノードは、搬送周波数の見直しを行う。応答がある場合（５０４）は、通信開始ノードは、応答要求を送信してから応答を受信するまでの時間をもとに伝搬往復時間を推定（５０５）する。ここで応答に際しては、宛先ノードにおける雑音状況や受信レベルさらには送信予定のデータ量といった情報を含めると効率が良い。伝搬往復時間の推定（５０５）によりノード間の距離を把握でき、また応答に含まれる情報より通信環境を把握できるので、通信開始ノードは、これらの情報をもとに送信間隔、通信変調帯域、送信時間長といった通信パラメータを決定（５０６）する。通信開始ノードは、決定した通信パラメータ情報を宛先ノードへ送信（５０７）する。宛先ノードでは通信パラメータ情報を受け取ったあとに応答（５０８）を送り、その後、受け取った情報に準じた通信パラメータ（５０９）に移行する。通信開始ノードでは、宛先ノードからの応答（５０８）を受信した後、所定の通信パラメータ（５０９）に移行する。応答がない場合（５１０）には、通信開始ノードは、通信パラメータ情報を宛先ノードに再度送付する。ここまでのフローは、あらかじめ決めておいた変調帯域を使用し、その変調帯域は雑音の影響を抑圧するために狭帯域であることが望ましい。また、各周波数での雑音環境が類似の場合には信号減衰を考慮して搬送周波数をできる限り低周波にするとよい。

【0022】

通信開始ノードと宛先ノードで、所定の通信パラメータへ移行した後、図３を代表とするタイミングにて通信を行う。このとき、伝搬往復時間が変化すると受信信号が所望のタイミングから外れていくので、伝搬往復時間が変化したか否かを把握することができ、タイムスタンプ方式を用いれば伝搬往復時間の絶対値を把握することが可能である。所望の受信タイミングの場合（５１１）は通信を継続し、所望の受信タイミングから外れた場合（５１２）には、タイムスタンプ方式などにより伝搬往復時間を再度推定（５０５）したうえで通信パラメータの再決定（５０６）を行う。

【0023】

これまでの説明では、１対１で時間分割方式の通信を行う場合を例に説明を行った。例えば、親ノードが複数の子ノードと通信する場合には、親ノードが複数の子ノードに異なる周波数帯域を割り当て、それぞれの子ノードと時間分割方式の通信を行えばよい。

【0024】

上述してきたように、開示の水中音響通信装置は、相手ノードからの音響信号（１１０）を受信する受信部（１０２）と、前記相手ノードに対して音響信号（１０９）を送信する送信部（１０１）と、タイマー（１１６）と、前記受信部（１０２）により受信した受信信号と前記タイマー（１１６）の出力とを用いて、前記相手ノードとの間を音響信号が往復するに要する伝搬往復時間を推定する伝搬往復時間推定部（１１８）と、前記送信部（１０１）による送信間隔を前記伝搬往復時間と一致させる送信タイミング制御部（１１７）と、前記送信部（１０１）による送信時間長を前記伝搬往復時間よりも小さく制御する送信時間長制御部（１１９）とを備える。
このように送信間隔と伝搬往復時間とを一致させ、送信時間長が伝搬往復時間内に収まるように制御することで、ガード時間が不要となり、水中音響通信における通信効率を向上することができる。
特に、長距離通信では、伝搬往復時間が長くなることが、送信間隔及び送信時間長を大きくできるという利点に転ずることになる。

【0025】

また、開示の水中音響通信装置は、前記伝搬往復時間に基づいて、通信に用いる帯域を制御する通信変調帯域制御部（１２０）をさらに備える。
このため、伝搬往復時間が長い長距離通信では変調帯域を狭帯域にして周波数あたりの音圧レベルを上げ、伝搬往復時間が短い近距離通信であれば広帯域な変調信号を利用する、といったように、距離に応じた効率的な通信を選択できる。

【0026】

また、前記受信部は、前記受信信号のドップラ量を検出し、前記伝搬往復時間推定部は、前記ドップラ量に基づいて前記伝搬往復時間を推定する。
このため、相手ノードの移動による距離の変動が発生する場合にも効率的な通信を行うことができる。

【0027】

また、前記通信変調帯域制御部は、周波数ごとの雑音の状況をさらに用いて通信に用いる帯域を決定する。
このため、相手ノードとデータの送受信を行うに先立って、状況が良好な周波数帯域を選択し、雑音による効率低下を回避することができる。

【0028】

また、前記送信時間長制御部は、前記相手ノードとの間で相互に送信データ容量の通知を行い、相互の送信データ容量から前記送信時間長を決定する。
このため、互いが送信するデータ量に合わせて送信時間長を配分することができる。

【0029】

また、開示の水中音響通信装置は、前記伝搬往復時間に応じて、前記送信間隔を前記伝搬往復時間に一致させるか否かを切り替える。
このため、相手ノードとの距離に応じて有利な通信方式を簡易に選択することができる。

【0030】

また、前記通信変調帯域制御部は、複数の相手ノードと通信を行う場合には、前記複数の相手ノードの各々に異なる周波数帯域を割り当てる。
このため、複数の相手ノードと通信する場合にも、各ノードと個別にガード時間の無い時間分割通信をおこなうことができる。

【0031】

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、かかる構成の削除に限らず、構成の置き換えや追加も可能である。
例えば、送信部１０１、受信部１０２、制御部１０３が有する各機能の一部又は全部をプログラムの実行によって実現してもよい。

【符号の説明】

【0032】

１０１：送信部、１０２：受信部、１０３：制御部、１０４：送信信号生成部、１０５：送信データ、１０６：送信デジタル変調部、１０７：送信アナログ処理部、１０８：音響送波器、１０９：送信音響信号、１１０：受信音響信号、１１１：音響受波器、１１２：受信アナログ処理部、１１３：受信信号抽出部、１１４：デジタル復調部、１１５：受信データ、１１６：タイマー、１１７：送信タイミング制御部、１１８：伝搬往復時間推定部、１１９：送信時間長制御部、１２０：通信変調帯域制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】