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無線通信伝送方法および無線端末装置

国内特許コード P190015932
整理番号 N18076
掲載日 2019年3月25日
出願番号 特願2018-233953
公開番号 特開2019-110533
出願日 平成30年12月14日(2018.12.14)
公開日 令和元年7月4日(2019.7.4)
優先権データ
  • 特願2017-240387 (2017.12.15) JP
発明者
  • 田久 修
  • 野口 哲也
  • 高橋 新
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 無線通信伝送方法および無線端末装置
発明の概要 【課題】複数の無線端末を有した無線アドホックネットワークにおいて、従来のPLNC技術では、一つの無線端末から中継局を通して他の複数の無線端末に安全に情報を伝送する解が得られない。
【解決手段】N(>1)個の無線端末と、複数のアンテナエレメントに供給される送信信号を重み付け加算することにより任意の無線端末を選択する最小限の自由度を持つ中継アンテナを有する中継局とを含むアドホックネットワークにおける無線通信伝送方法であって、さらにN+1番目の無線端末を有し、前記N+1番目の無線端末は前記中継局に対しマルチキャスト信号又は人工雑音を送信するステップを含むことを特徴とする。ミラーリングヌルステアリング方式、MIMOスイッチング方式、いずれのアドホックネットワークにも適用することができる。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要

任意の無線端末装置を中継局として利用してネットワークを確立する、いわゆる無線アドホックネットワーク技術がかねてより検討されてきている。特に物理層ネットワークコーディング(PLNC)を用いた通信伝送方法は中継器に対する秘匿性がありしかもスループット(NC利得)を高めることができるという特徴があり、近年注目されている。

たとえば、ある無線端末と他の無線端末が中継局を経由して相互に情報を送信する場合、通常の転送動作では中継局は2回の送受信が必要となり、計4つのタイムスロットが必要となる。しかしPLNCを用いた場合、中継局は双方の無線端末から受信した情報を加算合成した信号をマルチキャストするため、タイムスロットを1つ減らすことができる(特許文献1、特許文献2)。各無線端末はこの加算合成した信号から自らが送信した情報を差し引くことで相手が送った情報を分離、解読することができる。すなわち自らが送信した情報を解読キーとして用いることで情報秘匿性を高めることができる(非特許文献1)。

またMIMO伝送技術において、受信アンテナ数が1の場合でも送信ダイバーシチによりダイバーシチ効果が得られて受信側で送信ストリームを分離抽出できる、時空間符号(STBC)技術が既に開発されている(非特許文献2)。

さらに、プレコーダー行列に応じてアンテナエレメント数と同数の無線端末の各々を中継するいわゆるMIMOスイッチング伝送技術が提案されている(非特許文献3)。

産業上の利用分野

本発明は無線アドホックネットワークにおいて安全な情報共有を行うことができ、マルチアンテナシステムにおける安全な情報共有と改ざん対策が可能な、無線通信伝送方法および無線端末装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
N(>1)個の無線端末を含み、複数のアンテナエレメントに供給される送信信号を重み付け加算することにより任意の無線端末を選択する最小限の自由度を持つ中継アンテナを有する中継局を含むアドホックネットワークにおいて実行される無線通信伝送方法であって、
さらにN+1番目の無線端末を有し、前記N+1番目の無線端末においては、前記中継局に対しマルチキャスト信号又は人工雑音を送信するステップを含むことを特徴とする、無線通信伝送方法。

【請求項2】
請求項1に記載の無線通信伝送方法であって、前記中継局において、
前記各アンテナエレメントが受信した信号を重み付け加算して送信信号として前記各アンテナエレメントに供給するステップと、
前記N+1番目の無線端末が送信する信号を受信するN個の無線端末に対してミラーリングヌルステアリングするように前記重み付けを設計するステップと、
前記中継アンテナを介して前記送信信号をマルチキャストするステップと、
を含む無線通信伝送方法。

【請求項3】
前記N個の無線端末において、ジャミングを送信するステップを含むことを特徴とする請求項2記載の無線通信伝送方法。

【請求項4】
N=2であることを特徴とする請求項2記載の無線通信伝送方法。

【請求項5】
前記中継局において、前記中継アンテナの各アンテナエレメントで受信された信号を交換し前記重み付け加算を実行するステップと、
前記任意の無線端末に対してヌルステアリングするように前記重み付けを設計するステップと、
をさらに含む請求項4記載の無線通信伝送方法。

【請求項6】
請求項1に記載の無線通信伝送方法であって、しかも、前記中継アンテナはN個のアンテナエレメントより成るMIMOアンテナであり、前記中継局はプレコーダー行列に基づいて前記無線端末を中継するアドホックネットワークにおいて実行される無線通信伝送方法であって、
前記N個の無線端末が前記中継局に情報を送信するステップと、
前記N+1番目の無線端末が前記中継局に人工雑音を送信するステップと、
前記中継局が前記N個の無線端末から送信された情報を送信元の各無線端末へ返送するように第1のプレコードを実行するステップと、
前記中継局が前記N個の無線端末から送信された情報を任意の無線端末に中継するように第2のプレコードを実施するステップと、
前記N個の無線端末の各々が、前記第1のプレコードを実施するステップにより返送された情報受信し、前記人工雑音を分離するステップと、
前記N個の無線端末の各々において実行され、前記第2のプレコードを実施するステップにより中継された情報を受信し、前ステップで分離された人工雑音を用いて、前記中継された情報から人工雑音成分を除去するステップを含む、無線通信伝送方法。

【請求項7】
前記N+1番目の無線端末において実行され、スペクトラム拡散処理により、前記中継情報の中から人工雑音成分を成長的に検出するステップを含む、請求項1に記載の無線通信伝送方法。

【請求項8】
N(>1)個の無線端末を含み、複数のアンテナエレメントに供給される送信信号を重み付け加算することにより任意の無線端末を選択する最小限の自由度を持つ中継アンテナを有する中継局を含むアドホックネットワークにおいて、N+1番目の無線端末として用いられるときに人工雑音を送信する人工雑音送信部を含むことを特徴とする、無線端末装置。

【請求項9】
スペクトラム拡散処理により、前記中継局から受信した情報の中から人工雑音成分を成長的に検出する人工雑音成分検出部を有する、請求項9に記載の無線端末装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018233953thum.jpg
出願権利状態 公開
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