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公開番号2024159009
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074718
出願日2023-04-28
発明の名称ホッピングパターン生成装置、通信システム、ホッピングパターン生成方法およびプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H04B 1/7143 20110101AFI20241031BHJP(電気通信技術)
要約【課題】周波数ホッピング通信において、効率を低下させることなく、耐妨害性を高めた通信技術を提供する。
【解決手段】所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成するホッピングパターン生成装置であって、使用可能周波数帯域内で、配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成する第一生成部と、第二周波数帯域内で配置パターンを第二ホッピングパターンとして生成し、第一ホッピングパターンと第二ホッピングパターンとを混合する混合割合を決定する第二生成部と、第一ホッピングパターンと第二ホッピングパターンとを、混合割合で混合してホッピングパターンを生成する第三生成部と、を備え、第二周波数帯域および混合割合は、ホッピングパターンの、使用可能周波数帯域における、電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
無線通信で送信される電波であって、所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成するホッピングパターン生成装置であって、
予め定めた使用可能周波数帯域内で、複数の異なる前記配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成する第一生成部と、
前記使用可能周波数帯域内の第二周波数帯域内で前記配置パターンを第二ホッピングパターンとして生成するとともに、前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを混合する混合割合を決定する第二生成部と、
前記第一ホッピングパターンの前記配置パターンと前記第二ホッピングパターンの前記配置パターンとを、前記混合割合で混合して前記ホッピングパターンを生成する第三生成部と、を備え、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される、ホッピングパターン生成装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の、平均値に対する最大値の割合が最小になるよう決定される、ホッピングパターン生成装置。
【請求項３】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記第二周波数帯域は、所定の縮小幅を前記使用可能周波数帯域の両端からそれぞれ除いた帯域であり、
前記縮小幅は、前記第一ホッピングパターンによる前記存在確率の最大値と当該存在確率の極小値との差である、ホッピングパターン生成装置。
【請求項４】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記第二生成部は、前記極小値毎に、第二周波数帯域候補と混合割合候補とを算出し、前記第二周波数帯域候補と前記混合割合候補との中から、前記第二周波数帯域および前記混合割合を決定し、
前記第二周波数帯域候補および前記混合割合候補は、第一加算値が第二加算値に等しくなるよう算出され、
前記第一加算値は、前記第一ホッピングパターンの前記存在確率の極小値と前記第二周波数帯域候補内で生成した第二ホッピングパターン候補の前記存在確率の最大値とを当該混合割合候補で加算した値であり、
前記第二加算値は、前記第一ホッピングパターンの前記存在確率の平均値と前記第二ホッピングパターン候補の前記存在確率の平均値とを当該混合割合候補で加算した値である、ホッピングパターン生成装置。
【請求項５】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記第三生成部は、前記第一ホッピングパターンの前記配置パターンと前記第二ホッピングパターンの前記配置パターンとを、前記混合割合で、ランダムに並べる、ホッピングパターン生成装置。
【請求項６】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記電波は、複数であり、
前記配置パターンは、前記電波毎の、占有する前記周波数幅を、周波数方向に重ならないように配置したパターンである、ホッピングパターン生成装置。
【請求項７】
請求項１記載のホッピングパターン生成装置であって、
前記第一生成部は、前記使用可能周波数帯域内に設定可能な全ての前記配置パターンを前記第一ホッピングパターンとして生成し、
前記第二生成部は、前記第二周波数帯域内に設定可能な全ての前記配置パターンを前記第二ホッピングパターンとして生成する、ホッピングパターン生成装置。
【請求項８】
送信局と、
受信装置と、
請求項１から７のいずれか１項に記載のホッピングパターン生成装置と、を備え、
前記送信局は、前記ホッピングパターン生成装置が生成した前記ホッピングパターンに従って前記電波を変調させて、送信し、
前記受信装置は、前記電波を、前記ホッピングパターンに従って復調して受信する、通信システム。
【請求項９】
無線通信で送信される電波であって、所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成する、コンピュータによって実行されるホッピングパターン生成方法であって、
予め定めた使用可能周波数帯域内で、複数の異なる前記配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成し、
第二ホッピングパターンを生成する周波数帯域である第二周波数帯域と、前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを混合する混合割合とを決定し、
前記第二周波数帯域内で、前記配置パターンを前記第二ホッピングパターンとして生成し、
前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを、前記混合割合で混合して前記ホッピングパターンを生成し、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される、ホッピングパターン生成方法。
【請求項１０】
無線通信で送信される電波であって、所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成するホッピングパターン生成装置のコンピュータに、
予め定めた使用可能周波数帯域内で、複数の異なる前記配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成する手順と、
第二ホッピングパターンを生成する周波数帯域である第二周波数帯域と、前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを混合する混合割合とを決定する手順と、
前記第二周波数帯域内で、前記配置パターンを前記第二ホッピングパターンとして生成する手順と、
前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを、前記混合割合で混合して前記ホッピングパターンを生成する手順と、を実行させ、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホッピングパターン生成装置、通信システム、ホッピングパターン生成方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
使用可能な周波数帯域の範囲で時間スロット毎に搬送周波数を切り替えて無線通信を行う、周波数ホッピング通信と呼ばれる技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の技術によれば、予め定められた所定の周波数ホッピングパターンが記された周波数テーブルに従って定まる搬送周波数を用いて無線通信が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２４６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
【０００５】
周波数ホッピング通信は、搬送周波数を切り替えて通信を行うために、干渉に強く秘匿性も高い。特に、特許文献１に開示の技術によれば、周波数ホッピング通信中のホッピング速度を変更するため、さらに搬送周波数の出現確率が計算しにくくなり、故意の妨害に対して強い通信が実現できる。
【０００６】
また、周波数ホッピング通信において、耐妨害性を高めるため、搬送周波数を、ランダムに変化させるランダムホッピング技術がある。実際の通信時は、搬送波に信号を付加するため、搬送波は周波数方向に所定の幅（占有幅）を有する。特許文献１に開示の技術やランダムホッピング技術を用いたとしても、占有幅も考慮して使用可能な周波数帯域の範囲でホッピングさせる限り、使用可能な周波数帯域内の周波数の使用率（存在確率）に偏りが生じる。これにより、新たな情報を傍受者、妨害者等に与えたり、傍受、妨害の可能性が高まったりする。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、周波数ホッピング通信において、効率を低下させることなく、耐妨害性を高めた通信技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の視点によれば、
無線通信で送信される電波であって、所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成するホッピングパターン生成装置であって、
予め定めた使用可能周波数帯域内で、複数の異なる前記配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成する第一生成部と、
前記使用可能周波数帯域内の第二周波数帯域内で前記配置パターンを第二ホッピングパターンとして生成するとともに、前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを混合する混合割合を決定する第二生成部と、
前記第一ホッピングパターンの前記配置パターンと前記第二ホッピングパターンの前記配置パターンとを、前記混合割合で混合して前記ホッピングパターンを生成する第三生成部と、を備え、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される、ホッピングパターン生成装置が提供される。
【０００９】
本発明の第二の視点によれば、
送信局と、
受信装置と、
第一の視点によるホッピングパターン生成装置と、を備え、
前記送信局は、前記ホッピングパターン生成装置が生成した前記ホッピングパターンに従って前記電波を変調させて、送信し、
前記受信装置は、前記電波を、前記ホッピングパターンに従って復調して受信する、通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第三の視点によれば、
無線通信で送信される電波であって、所定の周波数幅を占有する電波の、周波数方向の配置位置を定めた配置パターンを時間方向に並べ、ホッピングパターンとして生成する、コンピュータによって実行されるホッピングパターン生成方法であって、
予め定めた使用可能周波数帯域内で、複数の異なる前記配置パターンを第一ホッピングパターンとして生成し、
第二ホッピングパターンを生成する周波数帯域である第二周波数帯域と、前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを混合する混合割合とを決定し、
前記第二周波数帯域内で、前記配置パターンを前記第二ホッピングパターンとして生成し、
前記第一ホッピングパターンと前記第二ホッピングパターンとを、前記混合割合で混合して前記ホッピングパターンを生成し、
前記第二周波数帯域および前記混合割合は、前記ホッピングパターンの、前記使用可能周波数帯域における、前記電波の存在確率の分布が最も均一になるよう決定される、ホッピングパターン生成方法が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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