JP7462084B2 - 端末及び通信方法 - Google Patents

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Description

本開示は、端末及び通信方法に関する。
端末が端末自身の場所などの情報を取得する方法として、GPS(Global Positioning system)を用いる方法がある。GPSを用いる方法では、端末が衛星から送信された変調信号を受信し、測位計算を行うことで自身の場所を推定する。しかし、衛星が送信した電波を端末が受信することが困難である場合(例えば、屋内)、端末が自身の場所を推定することが困難となる。
このような場合に端末が自身の場所を推定する方法として、例えば、非特許文献1に開示されているように、端末が無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイント(AP(access point))から送信された電波を用いて、自身の場所などの情報を推定する方法がある。
"NGP use case document," IEEE802.11-16/0137r4,March 2016.
しかしながら、端末が安全にアクセスできるアクセスポイントのSSID(service set identifier)を知ることは簡単ではない。このため、端末が自身の場所などの情報を得ようとした際、安全ではないSSIDを持つアクセスポイントに接続する可能性があり、情報漏えいなどの脅威がある。
本開示の一態様は、端末が情報を安全に入手することができる端末及び通信方法の提供に資する。
本開示の一態様に係る端末は、送信機から照射され、少なくとも1つの基地局の識別子を含む光信号を受光する受光機と、前記受光した光信号に含まれる前記少なくとも1つの基地局の識別子に基づいて、1つの基地局を選択するデータ解析回路と、前記選択された基地局の前記識別子を用いて当該基地局と無線接続し、無線により通信を行う無線装置と、を具備する。
本開示の一態様に係る通信方法は、送信機から照射され、少なくとも1つの基地局の識別子を含む光信号を受光し、前記受光した光信号に含まれる前記少なくとも1つの基地局の識別子に基づいて、1つの基地局を選択し、前記選択された基地局の前記識別子を用いて当該基地局と無線接続し、無線により通信を行う。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一態様によれば、端末が情報を安全に入手することができる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
ラインスキャンサンプリングの原理の説明に供する図 露光時間が長い場合の撮像画像の一例を示す図 露光時間が短い場合の撮像画像の一例を示す図 4PPMの説明に供する図 マンチェスタ符号方式の説明に供する図 可視光通信システムの構成例を示す図 実施の形態1に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態1に係るフレーム構成例を示す図 実施の形態2に係る機器と端末との位置関係を示す図 実施の形態3に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態3に係る表示部の表示例を示す図 実施の形態3に係る第1の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態3に係る基地局が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態3に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャート 実施の形態3に係る表示部の表示例を示す図 実施の形態4に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態4に係る第1の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態4に係る端末の無線装置が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態4に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャート 実施の形態5に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態5に係る第3の機器が送信する、SSIDを含む変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態5に係る第3の機器が送信する、暗号鍵を含む変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態5に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャート 実施の形態5に係る通信システムにおける他の処理例を示すフローチャート 実施の形態5に係る通信システムを配置する空間の一例を示す図 実施の形態6に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態6に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャート 実施の形態7に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図 実施の形態7に係る第5の機器によるフレームの送信方法の一例を示す図 実施の形態7に係る通信システムを配置する空間の一例を示す図 実施の形態7に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャート 実施の形態8に係るAP接続方法の例を示す図(適用例1) 実施の形態8に係るAP接続方法の例を示す図(適用例2) 実施の形態8に係る端末の表示部の表示例を示す図 実施の形態8に係る端末の表示部の他の表示例を示す図 実施の形態8に係る航空機内の通信システムおよび外部のネットワークの構成例を示す図 可視光通信を行う他の通信システムの構成例を示す図
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[可視光通信の変復調方法]
本実施の形態では、変調信号を可視光信号として送受信する可視光通信方式を用いる。
まず、可視光通信方式の概要について具体的に説明する。
<ラインスキャンサンプリング>
スマートフォンまたはデジタルカメラなどには、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどのイメージセンサが搭載されている。CMOSセンサで撮像された画像は、全体が厳密に同じ時刻の風景を写しているわけではなく、1ライン毎にセンサが受光した光の量を読み出す。そのため、読み出しに要する時間を見計らって、1ライン毎に時間差をおいて受光の開始、終了の制御が行われる。つまり、CMOSセンサで撮像された画像は、少しずつタイムラグのある多数のラインを重ねた形になる。
本実施の形態で用いる可視光通信方式は、このCMOSセンサの性質に着目した方式であり、可視光信号受信の高速化を実現している。すなわち、可視光通信方式では、ライン毎に露光時間が微妙に異なることを利用することで、図1に示すように、1枚の画像(イメージセンサの撮像画像)から、複数の時点における光源の輝度、色をライン毎に測定することができ、フレームレートよりも高速に変調された信号を捉えることができる。
以下では、このサンプリング手法を「ラインスキャンサンプリング」と呼び、同じタイミングで露光される1列の画素を「露光ライン」と呼ぶ。
ただし、カメラ機能(動画または静止画の撮影機能)における撮像時の撮像設定では、高速で点滅する光源を撮影しても、点滅が露光ラインに沿った縞模様として現れることはない。なぜなら、この設定では、露光時間が光源の点滅周期よりも非常に長いため、図2に示すように、光源の点滅(発光パターン)による輝度の変化が均一化されて露光ライン間の画素値の変化は極めて小さくなり、ほぼ一様な画像になるからである。
これに対して、図3に示すように、露光時間を光源の点滅周期程度に設定することで、光源の点滅の状態(発光パターン)を露光ラインの輝度変化として観測することができる。
例えば、露光ラインは、イメージセンサの長辺方向に平行になるように設計される。この場合、一例として、フレームレートを30fps(frames per second)とすると、1920×1080のサイズの解像度では、毎秒32400以上のサンプルが得られ、3840×2160のサイズの解像度では、毎秒約64800以上のサンプルが得られる。
<光源と変調方式>
可視光通信では、例えば、LED(Light Emitting Diode)を送信機として利用することができる。LEDは、照明またはディスプレイのバックライト光源として普及しつつあり、高速に点滅させることが可能である。
ただし、可視光通信の送信機として利用する光源は、可視光通信のために自由に点滅させられるわけではない。可視光通信による点滅が人間に見えてしまうと、照明などの本来の光源の機能を損ねてしまう。そのため、送信信号は、人間の目にちらつきが感じられないよう、かつ、できるだけ明るく照らすようにすることが求められる。
この要求に応える変調方式として、例えば、4PPM(4-Pulse Position Modulation)と呼ばれる変調方式がある。4PPMは、図4Aに示すように、光源の明暗の4回の組み合わせによって2ビットを表現する方式である。また、4PPMは、図4Aに示すように、4回のうち3回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、信号の内容に依らず、明るさの平均(平均輝度)は3/4=75%となる。
比較のため、同様の方式として、図4Bに示すマンチェスタ符号方式がある。マンチェスタ符号方式は、2状態で1ビットを表現する方式であり、変調効率は4PPMと同じ50%であるが、2回のうち1回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、平均輝度は1/2=50%となる。すなわち、可視光通信の変調方式としては、4PPMの方がマンチェスタ符号方式よりも適しているといえる。
<通信システムの全体構成例>
図5に示すように、可視光通信を行う通信システムは、少なくとも、光信号を送信(照射)する送信機と、光信号を受信(受光)する受信機とを含む。例えば、送信機には、表示する映像またはコンテンツに応じて送信内容を変更する可変光送信機と、固定の送信内容を送信し続ける固定光送信機の2種類がある。
受信機は、送信機からの光信号を受信し、例えば、当該光信号に対応付けられた関連情報を取得してユーザへ提供することができる。
以上、可視光通信方式の概要について説明したが、以下の実施の形態で説明する光通信に適用可能な通信方式は上記の方式に限定されない。例えば、送信機の発光部は、複数の光源を用いて、データ送信を行ってもよい。また、受信装置の受信部は、CMOSなどのイメージセンサではなく、例えば、フォトダイオードなどの光信号を電気信号に変換可能なデバイスを用いることができる通信方式であってもよい。この場合、上述したラインスキャンサンプリングを用いてサンプリングを行う必要はないため、毎秒32400以上のサンプリングが必要な方式であっても適用可能である。また、用途によっては、例えば、赤外線、紫外線のような可視光以外の周波数の無線を用いた通信方式を用いてもよい。
(実施の形態1)
図6は、本実施の形態のおける機器100および端末150の構成の一例を示す。
[機器100の構成]
機器100(可視光通信の送信機に対応)は、LED(Light Emitting Diode)などの可視光源、照明、あるいはライト(総称して、光源ともいう)を具備する。なお、以下では、機器100を「第1の機器」と呼ぶこともある。
図6の第1の機器100において、送信部102は、例えば、場所に関する情報または位置に関する情報101を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。また、送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101と、時刻に関する情報105との両方を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
ここで、場所に関する情報または位置に関する情報101の例について説明する。
<例1>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、場所・位置の緯度および/または経度の情報であってもよい。例えば、「北緯45度、東経135度」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例2>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、住所の情報であってもよい。例えば、「東京と千代田区○○町1-1-1」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例3>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、建物、施設などの情報であってもよい。例えば、「東京タワー」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例4>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、建物、施設などに設置したものの固有の場所・位置に関する情報であってもよい。
例えば、駐車場において5台分の自動車を停めることができるスペースがあるものとする。そのとき、第1の駐車スペースをA-1、第2の駐車スペースをA-2、第3の駐車スペースをA-3、第4の駐車スペースをA-4、第5の駐車スペースをA-5と呼ぶ。この場合、例えば、「A-3」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
なお、このような例は、駐車場でのケースに限ったものではない。例えば、コンサート施設、野球・サッカー・テニスなどのスタジアム、飛行機、空港ラウンジ、鉄道、駅、などにある、「エリア・座席・店舗・施設など」に関する情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
以上、場所に関する情報または位置に関する情報101の例について説明した。なお、場所に関する情報または位置に関する情報101の構成方法については、上述の例に限ったものではない。
[端末150の構成]
図6の端末150(可視光通信の受信機に対応)は、第1の機器100から送信された変調信号103を受信する。
受光部(受光機)151は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第1の機器100から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
なお、受光部151から出力される受信信号152は、イメージセンサで取得された画像、動画の情報を含んだ信号であってもよく、その他の光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)素子の出力信号であってもよい。以降の説明では、受光部151で行われる処理について特に説明することなく受信側の装置が変調信号を受信すると記載した場合、受信側の装置が受光部151で、変調信号を含んだ光から、光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)ことにより、「画像・動画の信号」と「情報を伝送するための変調信号」を取得することを意味する。ただし、上述した方法は受信側の装置が変調信号の受信する方法の一例であり、変調信号の受信方法はこれらに限定されない。
そして、受信部153は、受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154を解析することにより、例えば、端末150の場所・位置を推定し、少なくとも端末150の場所・位置情報を含む情報156を出力する。
表示部157は、情報156を入力とし、情報156に含まれる端末150の場所・位置情報から、端末150の場所・位置に関する表示を行う。
[フレーム構成]
図7は、第1の機器100が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。
図7において、横軸は時間である。第1の機器100は、例えば、プリアンブル201を送信し、その後、制御情報シンボル202、場所情報または位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204を送信する。
プリアンブル201は、第1の機器100が送信する変調信号を受信する端末150が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル202は、例えば、変調信号の構成方法、使用している誤り訂正符号化方式の方法、フレーム構成方法などのデータを含んでいるシンボルである。
場所情報または位置情報に関するシンボル203は、図6で示した場所に関する情報または位置に関する情報101を含んだシンボルである。
なお、フレームには、シンボル201、202、203以外のシンボルを含んでいてもよい。例えば、図7に示すように、時刻情報に関するシンボル204を含んでいてもよい。時刻情報に関するシンボル204は、例えば、第1の機器100が変調信号を送信する時刻に関する情報105が含まれているものとする。なお、第1の機器100が送信する変調信号のフレームの構成は、図7に限ったものではなく、また、変調信号に含まれるシンボルは図7の構成に限ったものではない。フレームには、他のデータ・情報を含むシンボルが含まれていてもよい。
[効果]
図6、図7で説明したように、第1の機器100が変調信号を送信し、端末150がその変調信号を受信した際の効果について説明する。
第1の機器100は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末150は、第1の機器100が存在している場所から大きく離れた場所にはいない。したがって、第1の機器100が送信した場所・位置情報を端末150が得ることで、端末150は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理を行わずに)得ることが可能である。
また、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に第1の機器100を設置すれば、端末150は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、第1の機器100が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を安全に入手することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した第1の機器100が複数台存在する場合について説明する。
本実施の形態では、例えば、図8のように、図6に示す第1の機器100と同様の構成を持つ第1-1の機器301-1が変調信号を送信する。図6に示す端末150と同様の構成を持つ端末302は、第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-1の場所・位置に関する情報、および、第1-1の時刻に関する情報を得る。
同様に、図6に示す第1の機器100と同じ構成を持つ第1-2の機器301-2が変調信号を送信する。端末302は、第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-2の場所・位置に関する情報、および、第1-2の時刻に関する情報を得る。
そして、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報、および、第1-2の場所・位置に関する情報から、図8における第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2との間の距離を算出することができる。また、端末302は、第1-1の時刻に関する情報と、例えば、端末302が第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信した時刻とに基づいて、端末302と第1-1の機器301-1との距離を算出することができる。同様に、端末302は、第1-2の時刻に関する情報と、例えば、端末302が第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信した時刻とに基づいて、端末302と第1-2の機器301-2との間の距離を算出することができる。
また、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報から、第1-1の機器301-1の位置が分かる。端末302は、第1-2の場所・位置に関する情報から、第1-2の機器301-2の位置が分かる。
また、端末302は、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2との間の距離」、「第1-1の機器301-1と端末302との間の距離」、「第1-2の機器301-2と端末302との間の距離」から、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302とが構成する三角形」が分かる。
したがって、端末302は、「第1-1の機器301-1の位置」、「第1-2の機器301-2の位置」、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302とが構成する三角形」から、端末302の位置を高精度に計算し、得ることができる。
ただし、端末302が、場所・位置情報を得るための測地測量方法は、上述の説明に限ったものではなく、どのような方法で測地測量を行ってもよい。例えば、測地測量方法の例としては、三角測量、多角測量、三辺測量、水準測量などがある。
以上のように、本実施の形態では、端末302が、場所情報を送信する光源を具備する複数の機器301から、上述のような情報を得ることで、端末302は、端末302の位置の推定を高精度に行うことができる。
また、本実施の形態では、実施の形態1で説明したように、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に、場所情報を送信する光源を具備する機器301を設置すると、端末302は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、機器301が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を安全に入手することができる。
なお、上述の例では、端末302が、2台の機器301が送信した変調信号を受信する例について説明しているが、端末302が、2台より多くの機器301が送信した変調信号を受信する場合でも同様に実施することができる。なお、機器301の台数が多いほど、端末302は位置情報を高精度に算出することができるという利点がある。
(実施の形態3)
図9は、本実施の形態のおける、機器400、端末450、および、端末450と通信を行う基地局470(または、AP(access point))の構成の一例を示す。
機器400は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、またはライトを具備する。なお、以下では、機器400を「第1の機器」と呼ぶこともある。
なお、図9に示す第1の機器400において、図6に示す第1の機器100と同様に動作する構成については、同一の符号を付している。また、図9に示す端末450において、図6に示す端末150と同様に動作する構成については同一の符号を付している。
図9の第1の機器400において、送信部102は、例えば、場所に関する情報または位置に関する情報101、基地局470の識別子であるSSID(service set identifier)に関する情報401-1、アクセス先に関する情報401-2を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
なお、場所に関する情報または位置に関する情報101の例については、実施の形態1で説明したので、ここでは説明を省略する。
次に、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報401-1について説明する。
SSIDに関する情報401-1は、図9における基地局470のSSIDを示す情報である。ここで、光信号により通知されるSSIDが安全な基地局のSSIDであることが判明している場合、第1の機器400は、端末450に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図9の端末450が、基地局470より、情報を安全に入手することができる。
一方、第1の機器400は、基地局470に対してアクセスする端末を、第1の機器400が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末450は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末450は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途実施してもよい。例えば、第1の機器400が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末450は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。また、端末450は、安全な基地局であるか否かを判断する処理を行わずに、可視光の特性を利用して、ユーザが安全性の高い第1の機器400を選択して、端末450で第1の機器400から光信号の受信を行い、安全性の高い基地局のSSIDを取得してもよい。
なお、図9では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の他の基地局(または、AP)が1つ以上存在する場合も、端末450は、第1の機器400から取得したSSIDを用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、アクセス先に関する情報401-2について説明する。
アクセス先に関する情報401-2は、端末450が、基地局470にアクセスした後に、情報を入手するためのアクセス先に関する情報である。なお、本実施の形態の具体的な動作例については後述する。
以上、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2について説明した。
端末450は、第1の機器400から送信された変調信号103を受信する。
受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第1の機器400から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、端末450の場所・位置を推定する。そして、データ解析部155は、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、および、アクセス先に関する情報452を出力する。
表示部157は、端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、アクセス先に関する情報452を入力とし、例えば、端末450の場所・位置、端末450が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および/または、アクセス先を表示する(以下、この表示を「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDに関する情報451、および、アクセス先に関する情報452を入力とする。そして、無線装置453は、SSIDに関する情報451に基づいて、通信を行う相手先と、例えば、電波を利用することで接続する。なお、図9の場合、無線装置453は、基地局470と接続することになる。
そして、無線装置453は、アクセス先に関する情報452に基づいて、アクセス先に関する情報を含むデータから変調信号を生成し、この変調信号を、基地局470に対して、例えば、電波を用いて送信する。
図9において端末450の通信相手である基地局470は、端末450が具備する無線装置453が送信した変調信号を受信する。
そして、基地局470は、受信した変調信号の復調、誤り訂正復号などの処理を行い、端末450から送信されたアクセス先の情報を含む受信データ471を出力する。基地局470は、このアクセス先の情報に基づいて、ネットワークを介し、所望のアクセス先にアクセスするとともに、例えば、アクセス先から所望の情報472を得る。そして、基地局470は、所望の情報472を入力とし、所望の情報472から変調信号を生成し、この変調信号を、端末450(無線装置453)に対して、例えば、電波を用いて送信する。
端末450の無線装置453は、基地局470から送信された変調信号を受信し、復調・誤り訂正復号などの処理を行い、所望の情報472を得る。
例えば、所望の情報472が、地図、建物の地図・フロアガイド、施設の地図・フロアガイド、駐車場の地図・フロアガイド、コンサート施設・スタジアム・飛行機・空港ラウンジ・鉄道・駅などにある「エリア・座席・店舗・施設」の情報などであるとする。
表示部157は、所望の情報472を含む情報454、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451を入力とし、第1の表示後、所望の情報472と、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156とから、地図・フロアガイド・施設の情報・座席の情報・店舗の情報の表示上に、端末450の位置をマッピングした表示を行う。
図10は、表示部157の具体的な表示の例である。
図10の表示は「3階のフロア」であることを示している。そして、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースの位置をそれぞれ示している。また、あ-1、あ-2は、エレベータの位置を示している。この駐車スペースおよびエレベータの位置を含む地図の情報が、所望の情報454(472)の一例である。
図10に示すように、表示部157は、端末450の現在位置を、地図上にマッピングして表示している。なお、現在位置は、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156から得られる情報である。
図11は、図9に示す第1の機器400が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。図11において、横軸は時間である。また、図11において、図7と同様の情報を伝送するシンボルについては、同一の符号を付しており、その説明を省略する。
第1の機器400は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、場所情報または位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204に加え、SSIDに関するシンボル600-1、アクセス先に関するシンボル600-2を送信する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図9におけるSSIDに関する情報401-1を送信するためのシンボルであり、アクセス先に関するシンボル600-2は、図9のアクセス先に関する情報401-2を送信するためのシンボルである。なお、図11のフレームにおいて、図11に記載しているシンボル以外のシンボルが含まれていてもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図11の構成に限ったものではない。
図12は、図9に示す基地局470が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。図12において、横軸は時間である。
図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する端末450が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末450の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、情報を伝送するためのシンボルである。なお、本実施の形態の場合、情報シンボル703は、上述で説明した所望の情報472を伝送するためのシンボルである。
なお、図9に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在してもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第1の機器400が送信する図11に示すフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末400が、上述したような動作を実施することができる。
図13は、上述した、図9に示す「第1の機器400」、「端末450」、「基地局470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、第1の機器400は、図11に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST801)。
そして、端末450は、第1の機器400が送信した変調信号を受信し、端末450の場所・位置推定を行う(ST802)。
併せて、端末450は、第1の機器400が送信した変調信号を受信し、端末450がアクセスする基地局470のSSIDを把握する(ST803)。
そして、端末450は、地図などの情報を入手するためのアクセス先に関する情報452を含むデータを含む変調信号を、例えば、電波を用いて、基地局470に送信する(ST804)。
基地局470は、端末450が送信した変調信号を受信し、アクセス先の情報を得て、ネットワークを介して、所望のアクセス先にアクセスし、地図などの所望の情報(端末450に送信する情報)を得る(ST805)。
そして、基地局470は、入手した地図などの所望の情報を含む変調信号を、例えば、電波を用いて、端末450に送信する(ST806)。
端末450は、基地局470が送信した変調信号を受信し、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図などの情報と、既に得ている端末450の場所・位置の情報に基づいて、図10のような表示を行う(ST807)。
次に、図10に示す場所に、複数の第1の機器400、および、基地局470を設置した場合の動作例について説明する。
図14は、図10と同様の場所の地図を記載している。すなわち、図14は、図10で説明したように「3階のフロア」の地図である。図14において、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースを示し、あー1、あー2はエレベータを示す。
また、図14の「○」901-1の位置に、図9に示す第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-1の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-1の機器400」と呼ぶ。第1-1の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-1」という情報を持ち、「A-1」という情報を送信する。
図14の「○」901-2の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-2の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-2の機器400」と呼ぶ。第1-2の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-2」という情報を持ち、「A-2」という情報を送信する。
図14の「○」901-3の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-3の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-3の機器400」と呼ぶ。第1-3の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-3」という情報を持ち、「A-3」という情報を送信する。
図14の「○」901-4の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-4の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-4の機器400」と呼ぶ。第1-4の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-4」という情報を持ち、「A-4」という情報を送信する。
図14の「○」901-21の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-21の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-21の機器400」と呼ぶ。第1-21の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-21」という情報を持ち、「A-21」という情報を送信する。
図14の「○」901-22の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-22の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-22の機器400」と呼ぶ。第1-22の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-22」という情報を持ち、「A-22」という情報を送信する。
図14の「○」901-23の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-23の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-23の機器400」と呼ぶ。第1-23の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-23」という情報を持ち、「A-23」という情報を送信する。
図14の「○」901-24の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-24の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-24の機器400」と呼ぶ。第1-24の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-24」という情報を持ち、「A-24」という情報を送信する。
また、図14の「◎」902の位置に、図9の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)を設置する。以下では、図9の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)を単に「基地局470」と呼ぶ。また、ここでは、902の位置に設置された基地局470のSSIDを「abcdef」とする。
図14の地図で示されている位置周辺に存在する端末450は、無線通信を行う場合、図14の902の位置に設置した基地局470にアクセスすればよい。
したがって、図14の901-1に設置されている「第1-1の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
同様に、図14の901-2に設置されている「第1-2の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-3に設置されている「第1-3の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-4に設置されている「第1-4の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-21に設置されている「第1-21の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-22に設置されている「第1-22の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-23に設置されている「第1-23の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-24に設置されている「第1-24の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
以下、具体的な動作例を説明する。
図14の903-1の位置に図9の端末450と同様の構成を持つ端末(以下、単に「端末450」と呼ぶ)が存在するものとする。この場合、端末450は、図14の901-4の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「A-4」という位置情報を得る。また、端末450は、図14の901-4の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「abcdef」というSSIDの情報を得る。これにより、端末450は、図14の902に位置する基地局470にアクセスすることになる。また、端末450は、図14の902に位置する基地局470から、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図情報と位置情報を表示する(例えば、図10参照。ただし、図10はあくまでも表示の例である)。
同様に、図14の903-2の位置に図9の端末450と同様の構成を持つ端末(以下、単に「端末450」と呼ぶ)が存在するものとする。この場合、端末450は、図14の901-22の位置にある「第1の22の機器400」が送信した変調信号を受信し、「A-22」という位置情報を得る。また、端末450は、図14の901-22の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「abcdef」というSSIDの情報を得る。これにより、端末450は、図14の902に位置する基地局470にアクセスすることになる。また、端末450は、図14の902に位置する基地局470から、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図情報と位置情報を表示する(例えば、図10参照。ただし、図10はあくまでも表示の例である)。
なお、端末450は、図14のような地図(周辺情報)と位置情報を、端末450が具備する記憶部(図示せず)に記録し、端末450を使用するユーザが必要なときに、記憶部に記録されている情報を取り出せるようにしてもよい。これにより、ユーザはより便利に地図(周辺情報)と位置情報を活用することができる。
以上のように、第1の機器400は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末450は、第1の機器400の位置から光信号を受光できる範囲内に限定される。したがって、第1の機器400が送信した場所・位置情報を端末450が受信することで、端末450は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理をせずに)取得できる。
また、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に第1の機器400を設置すると、端末450は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、第1の機器400が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を、安全に入手することができる。
さらに、第1の機器400から送信されたSSIDの情報に基づいて、端末450が、基地局(または、AP)470と接続して情報を得ることで、端末450は、情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末450が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に、ユーザは変調信号を送信した第1の機器400を目視等により容易に認識することができ、情報元が安全かどうかの判断を行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、図9の端末450の無線装置453に、さらに複数の信号が入力されてもよい。例えば、無線装置453を制御するための制御信号、および、基地局470に送信する情報などが、無線装置453に入力されてもよい。このとき、無線装置453が制御信号に基づいて通信を開始するという動作が一例として考えられる。以上のように、本実施の形態では、第1の機器の構成は図9の第1の機器400の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図9の端末450の構成に限ったものではなく、基地局の接続先および構成についても図9に示した基地局470の接続先および構成に限定されない。
また、図9において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末450がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図9の第1の機器400が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDを示す情報が含まれていてもよい。この場合、図9の端末450の表示部157には、アクセス先の表示(前述した「第1の表示」)として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。そして、図9の端末450は、複数の基地局(または、AP)のSSIDの情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。この場合、第1の機器400が送信する変調信号の図11に示すフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。そして、図9の端末450は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局470を選択する。
(実施の形態4)
図15は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図15の通信システムは、例えば、機器1000、端末1050、および、端末1050と通信を行う基地局(または、AP)470を含む。
機器1000は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源104という)を具備する。なお、以下では、機器1000を本実施の形態における「第2の機器」と呼ぶこともある。
なお、図15に示す第2の機器1000において、図6に示す第1の機器100と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。また、図15に示す端末1050において、図6に示す端末150と同様に動作する構成要素については同一の番号を付している。また、図15に示す端末1050の無線装置453と基地局470との間の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図15の第2の機器1000において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、および、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、図15における基地局470のSSIDを示す情報である。なお、例として、基地局470は、端末1050への変調信号を電波で送信し、端末105からの変調信号を電波で受信する。つまり、第2の機器1000は、端末1050に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図15の端末1050が、基地局470から、情報を安全に入手することができる。
一方、第2の機器1000は、基地局470に対してアクセスする端末を、第2の機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第2の機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図15では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、第2の機器1000から取得したSSIDを用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が基地局470と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第2の機器1000から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、基地局470との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図15の端末1050は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図15の端末1050において、図6の端末150、図9の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第2の機器1000から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、接続先となる基地局のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局470は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
図16は、図15に示す第2の機器1000が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図16において、横軸は時間である。また、図16において、図7、図11と同様のシンボルについては、同一の番号を付しており、その説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図15のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図15の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、図15のデータ1002を送信するためのシンボルである。
第2の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、第2の機器1000は、図16で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図16の構成に限ったものではない。
図17は、図15の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図17において、横軸は時間である。
図17に示すように、端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。また、実施の形態3において、図9の端末450が具備する無線装置453が変調信号を送信する際、図17のフレーム構成を用いてもよい。
本実施の形態における基地局470が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、基地局470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図15に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第2の機器1000が送信する図16のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図18は、図15に示す「第2の機器1000」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、第2の機器1000は、図16に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1301)。
そして、端末1050は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1302)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1303)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第2の機器1000から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第2の機器1000が、暗号鍵の情報を送信する場合について説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第2の機器1000は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、上述した構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第2の機器の構成は図15に示す第2の機器1000の構成に限ったものではなく、端末の構成は図15に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成は、図15に示す基地局470の接続先、構成に限ったものではない。
また、図15において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。なお、これらの複数の基地局と端末1050は、電波を用いて、変調信号の送受信をそれぞれ行うことになる。このとき、図15の第2の機器1000が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。この場合、図15の端末1050の表示部157には、アクセス先の表示として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。また、図15の第2の機器1000が送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図15の端末1050は、複数の基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波により)実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」とし、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、第2の機器1000が送信する変調信号の図16のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、図16のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図15の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波により)実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局470を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局470が送信する変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態5)
図19は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図19の通信システムは、例えば、機器1400A、1400B、端末1050、および、端末1050と通信を行う基地局(または、AP)470を含む。
機器1400A,1400Bは、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源1406-1、1406-2という)を具備する。なお、以下では、機器1400Aを本実施の形態における「第3の機器」と呼び、機器1400Bを本実施の形態における「第4の機器」と呼ぶ。
なお、図19に示す端末1050において、図6に示す端末150又は図15に示す端末1050と同様に動作する構成要素については、同一番号を付している。また、図19に示す基地局(またはAP)470についても、図9に示す基地局470と同様に動作する構成要素については、図9と同一番号を付している。また、図19に示す端末1050の無線装置453と基地局470との間の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図19の第3の機器1400Aにおいて、送信部1404-1は、SSIDに関する情報1401-1、データ1402-1を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号1405-1を生成し、変調信号1405-1を出力する。そして、変調信号1405-1は、例えば、光源1406-1から送信される。
図19の第4の機器1400Bにおいて、送信部1404-2は、暗号鍵に関する情報1403-2、データ1402-2を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号1405-2を生成し、変調信号1405-2を出力する。そして、変調信号1405-2は、例えば、光源1406-2から送信される。
次にSSIDに関する情報1401-1、および、暗号鍵に関する情報1403-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1401-1について説明する。
SSIDに関する情報1401-1は、図19における基地局470のSSIDを示す情報である。つまり、第3の機器1400Aは、端末1050に対して電波による安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図19の端末1050は、基地局470から、情報を安全に入手することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第3の機器1400Aが所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図19では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、第3の機器1400Aから取得したSSIDおよび第4の機器1400Bから取得した暗号鍵を用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1403-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1403-2は、端末1050が基地局470と電波による通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第4の機器1400Bから、暗号鍵に関する情報1403-2を得ることで、基地局470との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1401-1、および、暗号鍵に関する情報1403-2について説明した。
図19の端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第3の機器1400Aから送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局のSSIDの情報1051を出力する。無線装置453は、SSIDの情報1051から、無線装置453が電波により接続する基地局470のSSIDの情報を得ることになる。
図19の端末1050は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサなどである。受光部151は、第4の機器1400Bから送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
端末1050が具備する無線装置453は、(例えば、電波による)接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052から、無線装置453が接続する基地局470の暗号鍵の情報を得ることになる。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470との電波による接続を確立する。このとき、基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局470は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
図20は、図19に示す第3の機器1400Aが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図20において、横軸は時間である。また、図20において、図2、図11、図16と同様のシンボルについては、同一の符号を付しており、説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図19のSSIDに関する情報1401-1を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-1を送信するためのシンボルである。
第3の機器1400Aは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、データシンボル1102を送信する。なお、第3の機器1400Aは、図20で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図20の構成に限ったものではない。
図21は、図19の第4の機器1400Bが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図21において、横軸は時間である。また、図21において、図7、図16と同様のシンボルについては、同一符号を付しており、説明を省略する。
暗号鍵に関するシンボル1101は、図19の暗号鍵に関する情報1403-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-2を送信するためのシンボルである。
第4の機器1400Bは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、図19の第4の機器1400Bは、図21で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図21に限ったものではない。
本実施の形態における無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、図19の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図19に示す端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
本実施の形態における基地局470が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する図19の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。図19の端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、図19の基地局470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図19に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第3の機器1400Aが送信する図20のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。同様に、第4の機器1400Bが送信する図21のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図22は、図19に示す「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の第1の例を示すフローチャートである。なお、図22において、図18と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
まず、第3の機器1400Aは、図20に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1701)。
そして、端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1702)。
次に、第4の機器1400Bは、図21に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1703)。
そして、端末1050、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1704)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との電波による接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
図23は、図19に示す「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の第2の例を示すフローチャートである。なお、図23において、図18と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
まず、第4の機器1400Bは、図21に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1801)。
そして、端末1050は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1802)。
次に、第3の機器1400Aは、図20に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1803)。
そして、端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1804)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との電波による接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第3の機器1400Aから送信されたSSID、および、第4の機器1400Bから送信された暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得する。すなわち、端末1050がSSIDの情報を取得する機器と暗号鍵の情報を取得する機器とが異なるので、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第4の機器1400Bが、暗号鍵の情報を送信する場合を説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第4の機器1400Bによって暗号鍵の情報が送信されず、第3の機器1400AによってSSIDに関する情報のみが送信されればよい。この場合、上述下構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、本実施の形態のように、SSIDに関する情報を送信する機器(第3の機器1400A)と、暗号鍵に関する情報を送信する機器(第4の機器1400B)とを別にすることで、端末1050は基地局470とより安全な通信を実現することができる。
例えば、図24のような空間を考える。図24には、エリア#1とエリア#2があり、エリア#1とエリア#2の間には出入口と壁がある。すなわち、図24の空間では、エリア#1からエリア#2の移動、および、エリア#2からエリア#1の移動は、出入口からのみできるものとする。
図24のエリア#1に、基地局470、第3の機器1400A、および、第4の機器1400Bがそれぞれ設置されるものとする。一方、エリア#2には、第3の機器1400Aのみが設置されるものとする。また、図24において、基地局470が送信する電波は、エリア#1、エリア#2いずれのエリアでも受信が可能であるとするものとする。
このとき、第4の機器1400Bが設置されているエリア#1に存在する端末1050は、第4の機器1400Bから基地局470の暗号鍵を取得して、基地局470と通信が可能となる。また、エリア#1で基地局470との接続を行った端末1050が、エリア#2に移動した場合にも、エリア#1において第4の機器1400Bから取得していた暗号鍵を用いて、基地局470と通信が可能である。また、エリア#1で基地局470との接続を行った端末1050が、エリア#1、エリア#2以外のエリアに移動し、その後、エリア#1、エリア#2の何れかのエリアに戻ってきた場合も、エリア#1において第4の機器1400Bから取得していた暗号鍵を用いて、基地局470との通信が可能となる。
一方で、エリア#1に入ることができない端末1050は、第4の機器1400Bから暗号鍵を入手することができない。この場合、端末1050は、基地局(または、AP)470のSSIDのみを知っていることになる。そこで、例えば、基地局470のSSIDのみを知っていることで享受することができるサービスによる当該基地局470との通信を、端末1050が受けられるようにしてもよい。基地局470のSSIDのみを知っていることで享受できるサービスは、SSIDと暗号鍵の両方を知っている場合に享受できるサービスよりも限定的なものとすることができる。
したがって、エリア#1に入ることができた端末1050のみが、基地局470と通信を行うことができるようになる。これにより、通信の安全性を確保することができる。また、エリア毎に異なるサービスを提供することができるというシステムを構築することも可能となる。
なお、端末1050が基地局470と通信を行うための暗号鍵を(例えば、ある時間区間ごとに)変更することで、変更前の暗号鍵を保持する端末1050は、基地局470と通信が行うことができなくなる。このような運用を行うことで、より安全な通信を行うことが可能となる。
また、第3の機器の構成、第4の機器の構成は図19に示す第3の機器1400A、第4の機器1400Bの構成に限ったものではなく、端末の構成は、図19に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成は、図19に示す基地局470の接続先、構成に限ったものではない。
また、図19において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図19の第3の機器1400Aが送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局470のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図19の第4の機器1400Bが送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。この場合、図19の端末1050の表示部157には、アクセス先の表示(前述した「第1の表示」)として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。そして、図19の端末1050は、複数の基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」とし、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、第3の機器1400Aが送信する変調信号の図20のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、第4の機器1400Bが送信する変調信号の図21のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図19の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局470を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局470が送信する変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態6)
図25は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図25の通信システムは、例えば、基地局2000、および、端末1050を含む。また、基地局2000は、送信装置2001と無線装置2002とを備える。なお、図25において、図6、図15と同様に動作するものについては、同一番号を付している。また、図25の無線装置2002と無線装置453との通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図25の基地局(または、AP)2000の送信装置2001は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源104という)を具備する。まず、送信装置2001(つまり、「LEDなどの可視光源、照明、光源、ライトに関連する部分」)の動作について説明する。
送信装置2001において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、図25における基地局2000の、電波を用いる無線装置2002のSSIDを示す情報である。つまり、送信装置2001は、端末1050に対して安全な無線によるアクセス先である無線装置2002へのアクセスを提供することができる。これにより、図25の端末1050が、無線装置2002から、情報を安全に入手することができる。
一方、送信装置2001は、無線装置2002に対してアクセスする端末を、送信装置2001が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、送信装置2001が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図25では、基地局2000のみを示しているが、例えば、基地局2000以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、送信装置2001から取得したSSIDおよび暗号鍵を用いて基地局2000の無線装置2002にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が無線装置2002と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、送信装置2001から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、無線装置2002との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図25の端末1050は、送信装置2001が送信した変調信号を受信する。なお、図25の端末1050において、図6の端末150、図15の端末1050と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、送信装置2001から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局2000の無線装置2002のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局2000の無線装置2002と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局2000の無線装置2002との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局2000の無線装置2002も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局2000の無線装置2002は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局2000の無線装置2002は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
本実施の形態における基地局2000の無線装置2002が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図16のフレーム構成と同様である。すなわち、図16において、SSIDに関するシンボル600-1は、図25のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図25の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、図25のデータ1002を送信するためのシンボルである。
図16に示すように、基地局2000の無線装置2002は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、基地局2000の無線装置2002は、図16で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図16の構成に限ったものではない。
本実施の形態における端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、図25の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局2000の無線装置2002が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、端末1050が変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局2000の無線装置2002は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
本実施の形態における無線装置2002が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、無線装置2002は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、無線装置2002が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、無線装置2002がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図25に示す基地局2000の無線装置2002は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置2002は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、送信装置2001が送信する図16のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図26は、図25に示す「基地局2000の送信装置2001」、「端末1050」、「基地局2000の無線装置2002」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、送信装置2001は、図16のフレーム構成の変調信号を送信する(ST1301)。
そして、端末1050は、送信装置2001が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局2000(無線装置2002)のSSIDを取得する(ST1302)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局2000(無線装置2002)との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1303)。
そして、端末1050は、基地局2000の無線装置2002との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局2000の無線装置2002の応答を受信することにより、端末1050と基地局2000の無線装置2002との接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局2000の無線装置2002に対して、接続先の情報を電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局2000の無線装置2002は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局2000の無線装置2002は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局2000の無線装置2002を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、基地局2000の送信装置2001から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局2000の無線装置2002と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局2000を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、送信装置2001が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明した。しかし、例えば、基地局2000の無線装置2002が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、送信装置2001は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、送信装置2001の構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、図25のように、基地局2000の無線装置2002のSSIDおよび暗号鍵を書き換え可能な構成をとってもよい。例えば、図25では、無線装置2002には、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2が入力される。基地局2000の無線装置2002は、入力されたSSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2により、SSIDと暗号鍵を書き換える。このようにすると、端末1050と基地局2000の無線装置2002との通信の安全性がさらに確保されることになる。なお、図25では、基地局2000の無線装置2002がSSID及び暗号鍵の書き換え機能を有しているが、SSID及び暗号鍵の双方又は何れか一方の書き換え機能がない構成であってもよい。
また、送信装置の構成は図25に示す送信装置2001の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図25に示す端末1050の構成に限ったものではなく、無線装置の接続先、構成は、図25に示す無線装置2002の接続先、構成に限ったものではない。
また、図25において、基地局2000が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)2000の無線装置2002が複数存在していてもよい。なお、これらの複数の基地局2000の無線装置2002と端末1050は、電波を用いて、変調信号の送受信を行うことになる。このとき、図25の送信装置2001が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局2000の無線装置2002のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図25の送信装置2001が送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局2000の無線装置2002のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図25の端末1050は、複数の基地局2000の無線装置2002のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局2000の無線装置2002を選択してもよい(または、複数の基地局の無線装置と接続してもよい)。
例えば、無線装置2002を具備する基地局2000が3つあるとする。ここでは、3つの基地局2000の無線装置2002をそれぞれ無線装置#A、無線装置#B、無線装置#Cと呼ぶ。また、無線装置#AのSSIDを「abcdef」とし、無線装置#BのSSIDを「ghijk」とし、無線装置#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、無線装置#Bと接続するための無線装置を「456」とし、無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、送信装置2001が送信する変調信号の図16のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「無線装置#AのSSIDを「abcdef」」、「無線装置#BのSSIDを「ghijk」」、「無線装置#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、図16のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図25の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「無線装置#AのSSIDを「abcdef」」、「無線装置#BのSSIDを「ghijk」」、「無線装置#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局2000の無線装置2002を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局2000との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局2000が送信する変調信号に、端末1050と基地局2000との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態7)
図27は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図27の通信システムは、機器1000、端末1050、端末1050と通信を行う基地局(またはAP)470-1(基地局#1)、基地局(またはAP)470-2(基地局#2)、基地局(またはAP)470-3(基地局#3)を含む。なお、図27において、図6、図9、図15と同様に動作するものについては同一番号を付している。
機器1000は、例えば、LEDなどの可視光、照明、光源、ライト(光源104)を具備する。なお、以下では、機器1000を本実施の形態における「第5の機器」と呼ぶ。また、図27の無線装置453と基地局470-1(基地局#1)の通信、無線装置453と基地局470-2(基地局#2)の通信、無線装置453と基地局470-3(基地局#3)の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図27の第5の機器1000において、送信部101は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、例えば、図27における基地局470-1(基地局#1)のSSIDを示す情報、基地局470-2(基地局#2)のSSIDを示す情報、および、基地局470-3(基地局#3)のSSIDを示す情報を含む。なお、例として、基地局470-1、470-2、470-3は、変調信号を電波で送信し、電波の変調信号を受信する。つまり、第5の機器1000は、端末1050に対して安全なアクセス先である基地局470-1、470-2、470-3へのアクセスを提供することができる。これにより、図27の端末1050が、基地局470-1、470-2、470-3から、情報を安全に入手することができる。
一方、第5の機器1000は、基地局470-1、470-2、470-3に対してアクセスする端末を、第5の機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第5の機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図27では、基地局470-1、470-2、470-3を示しているが、例えば、基地局470-1、470-2、470-3以外の基地局(または、AP)が存在してもよい。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が基地局470-1、470-2、470-3と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第5の機器1000から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、「端末1050と基地局470-1との間」、「端末1050と基地局470-2との間」、「端末1050と基地局470-3との間」で、暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図27の端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図27の端末1050において、図6の端末150、図9の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサなどである。受光部151は、第5の機器1000から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、接続先となる基地局470-1、470-2、470-3のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局470-1、470-2、470-3と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470-1、470-2、470-3のいずれかとの接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、接続された基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波として送信する。
そして、例えば、接続された基地局470は、ネットワークに対し、データの送信(471-1、471-2、471-3のいずれか)、およびネットワークからのデータの受信(472-1、472-2、472-3のいずれか)を行う。その後、例えば、接続された基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
第5の機器1000が送信する変調信号として、図27の場合、3種類のフレーム構成が存在する。図28は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-1(フレーム#1)であり、図29は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-2(フレーム構成#2)であり、図30は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-3(フレーム構成#3)である。
図28は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-1(フレーム#1)の構成の例を示している。図28において、横軸は時間である。また、図28において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明を省略する。図28のフレーム2300-1(フレーム#1)は、図27の基地局470-1(基地局#1)のSSIDの情報と基地局470-1(基地局#1)の暗号鍵(基地局470-1へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-1は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-1は、図27の第5の機器1000が基地局470-1(基地局#1)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図27の第5の機器1000が基地局470-1(基地局#1)の暗号鍵(基地局470-1へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-1、暗号鍵に関するシンボル2302-1、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図28で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-1(フレーム#1)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-1(フレーム#1)の構成は図28の構成に限ったものではない。
図29は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-2(フレーム#2)の構成の例を示している。図29において、横軸は時間である。また、図29において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図29のフレーム2300-2(フレーム#2)は、図27の基地局470-2(基地局#2)のSSIDの情報と基地局470-2(基地局#2)の暗号鍵(基地局470-2へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-2は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-2は、図27の第5の機器1000が基地局470-2(基地局#2)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図27の第5の機器1000が基地局470-2(基地局#2)の暗号鍵(基地局470-2へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-2、暗号鍵に関するシンボル2302-2、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図29で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-2(フレーム#2)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-2(フレーム#2)の構成は図29の構成に限ったものではない。
図30は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-3(フレーム#3)の構成の例を示している。図30において、横軸は時間である。また、図30において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図30のフレーム2300-3(フレーム#3)は、図27の基地局470-3(基地局#3)のSSIDの情報と基地局470-3(基地局#3)の暗号鍵(基地局470-3へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-3は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-3は、図27の第5の機器1000が基地局470-3(基地局#3)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-3は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-3は、第5の機器1000が基地局470-3(基地局#3)の暗号鍵(基地局470-3へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-3、暗号鍵に関するシンボル2302-3、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図30で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-3(フレーム#3)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-3(フレーム#3)の構成は図30の構成に限ったものではない。
図31は、第5の機器1000が、「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法の例を示す。図31において、横軸は時間である。
図31において、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2では、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が1つ以上送信される。また、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2では、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)が1つ以上送信される。また、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2では、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)が1つ以上送信される。
このときの詳しい説明を以下で行う。
まず、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2において図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が1つ以上送信される点について説明する。
例えば、受光部151において、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサを用いた場合、動画または静止画におけるフレーム単位で、受信信号を処理する可能性がある。なお、例えば、動画において、「4K 30p」と記載されていた場合、1フレームの画素数が3840×2160であり、1秒間のフレーム数が30であることを意味している。
したがって、第5の機器1000が、1フレーム内に「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」が存在するような構成の変調信号を送信すると、図27の端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470の選択が難しくなる。
そこで、本実施の形態では、図31に示すようなフレーム構成を提案する。
<第1-1の方法>
第1-1の方法として、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2の各々に、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)を複数含めることで、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2の各々が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
こうすることで、端末1050が、第5の機器1000より、動画または静止画における1フレーム内に「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」、つまり、異なるSSID、暗号鍵を含む変調信号を受信することを防ぐことができる。よって、図27の端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470を容易に選択することができる。
<第2-1の方法>
第2-1の方法として、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が占める時間区間を、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図28におけるSSIDに関するシンボル2301-1には、「基地局#1のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#1のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-1には、「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
こうすることで、端末1050が、第5の機器1000より、動画または静止画における1フレーム内に「図28の2300-1のフレーム#1」、「図29の2300-2のフレーム#2」、「図30の2300-3のフレーム#3」、つまり、異なるSSID、暗号鍵を含む変調信号を受信することを防ぐことができる。よって、端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470を容易に選択することができる。
同様に考えると、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2は、以下のような構成であるとよい。
<第1-2の方法>
第1-2の方法として、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2の各々に、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)を複数含めることで、「フレーム#2群送信」が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
<第2-2の方法>
第2-2の方法として、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図29におけるSSIDに関するシンボル2301-2には、「基地局#2のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#2のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-2には、「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
同様に考えると、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2は、以下のような構成であるとよい。
<第1-3の方法>
第1-3の方法として、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2の各々に、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)を複数含めることで、「フレーム#3群送信」が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
<第2-3の方法>
第2-3の方法として、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図30におけるSSIDに関するシンボル2301-3には、「基地局#3のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#3のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-3には、「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
次に、図28から図31のように第5の機器1000がフレームを送信した場合の効果について説明する。
一例として、図32における2700のエリアについて考える。図32では、「○」2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10の位置に、第5の機器1000が配置される。また、「◎」2702-1の位置に基地局470-1(基地局#1)が配置され、「◎」2702-2の位置に基地局470-2(基地局#2)が配置され、「◎」2702-3の位置に基地局470-3(基地局#3)が配置される。
そして、例えば、エリア2703の内側に、端末1050の構成と同様の構成を具備する端末(以下、単に端末1050と表す)が99台存在するものとする。
このとき、例えば、「○」2701-5、2701-10の位置に配置された第5の機器1000がともに、基地局470-3(基地局#3)のSSIDの情報を送信し、基地局470-3(基地局#3)にアクセスするための暗号鍵の情報を送信する。これは、「○」2701-5、2701-10の位置から最も近い基地局が基地局470-3(基地局#3)であるからである。
この場合、99台の全ての端末1050は、基地局470-3(基地局#3)にアクセスすることになる。すると、アクセス集中により、基地局470-3(基地局#3)にアクセス困難な端末1050が存在する可能性が高くなってしまう。
この点を考慮すると、99台の端末1050が、基地局470-1(基地局#1)(「○」2702-1の位置)、基地局470-2(基地局#2)([○]2702-2の位置)、基地局470-3(基地局#3)([○]2702-3の位置)にできる限り均等にアクセスするような制御を行うことで、上述したような、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
例えば、99台の端末1050が第5の機器1000にアクセスするタイミングは一般的には異なることになるので、本実施の形態のように、第5の機器1000が、図28から図31のようにフレームを送信した場合、99台の端末1050は、各々が第5の機器1000にアクセスするタイミングに応じて、基地局470-1、470-2、470-3の何れか1つのSSIDおよび暗号鍵を取得することになる。これにより、「99台の端末1050が、基地局470-1、470-2、470-3にできる限り均等にアクセスするような制御を行う」ことになる。したがって、上述したような、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
なお、図31では、第5の機器1000が、「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法の例を示している。しかし、第5の機器100が「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法はこれに限ったものではない。
例えば、図31では、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」の順に繰り返し送信する構成を示しているが、「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」は、図31のような順番で送信する必要はない。または、例えば、第5の機器1000が「フレーム群1送信」、「フレーム群#2送信」、「フレーム群#3送信」を時間的にランダムに送信してもよいし、「フレーム群1送信」、「フレーム群#2送信」、「フレーム群#3送信」の送信の順番を、図31とは異なる規則的な順番で送信してもよい。少なくとも、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」を送信していればよい。
また、図31では、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」を連続的に送信しているが、必ずしも連続的に送信しなくてもよい。例えば、図31において、フレーム#1群2601-1とフレーム#2群送信2602-2に時間的な間隔があってもよい。
また、図31では、「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」のみで構成しているが、他のシンボル、他のフレームが存在していてもよい。さらに、図31および図27において、基地局470の数を3台としているが、基地局470の数はこれに限ったものではなく、基地局470を2台以上とした場合でも、基地局470が3台の場合と同様に動作することが可能である。したがって、例えば、基地局470がN台(Nは2以上の整数)ある場合、第5の機器1000が図31のような送信を行う場合、「フレーム#k群送信」が存在することになる。なお、kは1以上N以下の整数となる。そして、「フレーム#k群送信」には、SSIDに関するシンボル(基地局#kのSSIDの情報)が含まれており、暗号鍵に関するシンボル(基地局#kのアクセスのための暗号鍵の情報)が含まれていることになる。
図27の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、図27の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局470-1、470-2、470-3が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470-1、470-2、470-3は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図27の端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。そして、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図27の基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470-1、470-2、470-3は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、基地局470-1、470-2、470-3がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、基地局470-1、470-2、470-3は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470-1、470-2、470-3は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図33は、「第5の機器1000」、「端末1050」、「基地局#X」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。なお、Xは1または2または3となる。
まず、第5の機器1000は、図31のフレーム構成の変調信号を送信する(ST2801)。
そして、端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局を図27の基地局470-1(基地局#1)、基地局470-2(基地局#2)、基地局470-3(基地局#3)から選択する(ST2802)。
以下、この点について説明する。端末1050は、基地局470の何れかとアクセスするために、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。このとき、端末1050は、例えば、動画または静止画のある1フレームにおいて、図31における「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」のいずれかを得ることになる。そして、端末1050は、得られた基地局の情報(例えばSSID)から、端末1050がアクセスする基地局470を基地局470-1(基地局#1)、基地局470-2(基地局#2)、基地局470-3(基地局#3)のいずれかに決定する。
次に、端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局#XのSSIDを取得する(ST2803)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局#Xとの通信に用いる暗号鍵を取得する(ST2804)。
そして、端末1050は、基地局#Xとの電波による接続を実施する(ST2805)。端末1050が基地局#Xの応答を受信することにより、端末1050と基地局#Xとの接続が完了する(ST2806)。
そして、端末1050は、基地局#Xに対し、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST2807)。
基地局#Xは、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST2808)。
そして、基地局#Xは、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST2809)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局#Xを介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第5の機器1000から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第5の機器1000が、暗号鍵の情報を送信する場合について説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第5の機器1000は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、上述した構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第5の機器の構成は図27に示す第5の機器1000の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図27に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局#1、#2、#3の接続先、構成についても図27に示す基地局470-1、470-2、470-3の接続先、構成に限ったものではない。
また、本実施の形態によれば、あるエリアに端末1050が複数存在していた場合でも、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
なお、図32において、「○」2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10の位置に配置した第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム構成は、全てが図31の構成と同様であってもよく、第5の機器1000が送信する変調信号がそれぞれ異なるフレーム構成であってもよく、同一のフレーム構成の変調信号を送信する第5の機器1000が複数存在していてもよい。
(実施の形態8)
本実施の形態では、上述した通信システムの適用例として、航空機内に適用する場合について説明する。
以下では、航空機内における座席エリアは、利用客に提供されるサービスのクラスに応じて区分されているものとする。例えば、以下では、上位サービスのクラス(例えば、ファーストクラス)、中位サービスのクラス(例えば、ビジネスクラス)、下位サービスのクラス(例えば、エコノミークラス)の3段階に区分されているものとする。なお、サービスのクラスの区分はこれに限るものではなく、例えばさらに細かくサービスのクラスが区分されてもよい。
また、図34に示すように、航空機内の座席エリアは、上位サービスの提供を受ける利用客の座席のエリア#1、中位サービスの提供を受ける利用客の座席のエリア#2、及び、下位サービスの提供を受ける利用客の座席のエリア#3に区分される。
また、以下の適用例において、通信システムを構成する機器、端末、AP(基地局)は、例えば、上述した図9、図15、図19、図25、図27で示した機器400、1000、1400、2001、端末450、1050、AP(基地局、無線装置)470、2002と同様の構成を有してもよい。
すなわち、本実施の形態における機器(例えば、機器#1、#2、#3)は、少なくとも1つのAP(基地局)のSSID(識別子)を含む光信号を送信(照射)する。また、本実施の形態における端末(例えば、端末#1、#2、#3)は、機器から照射された光信号を受光し、光信号に含まれるSSIDに基づいて、1つのAPを選択し、選択したAPのSSIDを用いてAPと無線接続し、無線により通信を行う。また、本実施の形態におけるAP(基地局)は、端末と無線により通信を行い、また、航空機内のネットワーク(ローカルネットワーク)又は航空機の外部のネットワーク(例えば、インターネット)を介して各種サーバと通信を行う。
<適用例1>
適用例1では、図34に示すように、エリア#1に、第1の無線LAN方式に対応したAP#1が1つ以上設置され、エリア#2に、第2の無線LAN方式に対応したAP#2が1つ以上設置され、エリア#3に、第3の無線LAN方式に対応したAP#3が1つ以上設置される。各APは、当該APが設置されるエリアで提供されるサービスのクラス毎に対応付けられている。
なお、第1の無線LAN方式の最大伝送速度は、第2の無線LAN方式の最大伝送速度より速く、第2の無線LANの最大伝送速度は、第3の無線LAN方式の最大伝送速度よりも速いものとする。つまり、提供されるサービスのクラスが高いほど、当該クラスに対応付けられたAPは最大伝送速度がより速い無線LAN方式(無線通信方式)に対応する。
例えば、適用例1において、第1の無線LAN方式では、IEEE 802.11ac, IEEE 802.11n, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11bに対応し、第2の無線LAN方式では、IEEE 802.11n, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11bに対応し、第3の無線LAN方式では、IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11bに対応してもよい。
すなわち、適用例1では、各APが対応する無線LAN方式は、当該APが対応付けられたサービスのクラスよりも下位のクラスに対応付けられたAPが対応する無線LAN方式を含む。具体的には、第1の無線LAN方式には、第2の無線LAN方式および第3の無線LAN方式の対応規格も含まれ、第2の無線LAN方式には、第3の無線LAN方式の対応規格も含まれる。ただし、第1の無線LAN方式の対応規格、第2の無線LAN方式の対応規格、第3の無線LAN方式の対応規格の例は上記に限ったものではない。
また、図34に示すように、エリア#1には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#1が1つ以上設置され、エリア#2には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#2が1つ以上設置され、エリア#3には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#3が1つ以上設置される。例えば、機器#1、機器#2、機器#3は、各座席に設置されている照明、または、モニタ画面などを光源とする機器であってもよい。
適用例1では、エリア#1に存在する機器#1は、第1の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#1のSSIDの情報を送信する。また、エリア#2に存在する機器#2は、第2の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#2のSSIDの情報を送信する。また、エリア#3に存在する機器#3は、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報を送信する。
各エリアに位置する端末は、機器#1、機器#2、機器#3の何れかの機器から照射される光信号を受光して取得したAPのSSIDの情報に基づいて、取得したSSIDに対応するAPと無線LANにより接続する。具体的には、図34に示すように、エリア#1(例えば、ファーストクラス)に位置する端末#1は、機器#1からAP#1のSSIDの情報を取得し、取得したSSIDを用いてAP#1と無線により接続する。同様に、図34に示すように、エリア#2(例えば、ビジネスクラス)に位置する端末#2は、機器#2からAP#2のSSIDの情報を取得し、取得したSSIDを用いてAP#2と無線により接続する。また、図34に示すように、エリア#3(例えば、エコノミークラス)に位置する端末#3は、機器#3からAP#3のSSIDの情報を取得し、取得したSSIDを用いてAP#3と無線により接続する。
これにより、適用例1では、サービスのクラスが高いエリアに位置する端末ほど、当該クラスに対応付けられたAPとの間でより早い伝送速度による無線通信が可能となる。また、或るサービスのクラスに対応付けられたAPは、当該クラスよりも下位のクラスに対応付らけれたAPが対応する無線LAN方式にも対応するので、サービスのクラスが高いエリアに位置する端末は、高速の無線LAN方式に限らず、当該端末が対応する無線LAN方式に応じて適切な無線LAN方式を選択することができる。
また、適用例1によれば、機器#1、機器#2、機器#3は、可視光によりSSIDの情報(変調信号)を送信しているため、このSSIDの情報を受信することができる端末は、各機器から光信号を受光できる範囲内の端末に限定される。すなわち、サービスクラス毎に区分されたエリアにそれぞれ位置する端末のユーザは、当該エリアに設置された機器(機器#1、機器#2、機器#3の何れか)から光信号を受信し、当該エリアのクラスに応じたサービスの提供を受けることができる。これにより、サービスクラス毎に異なるサービス(ここでは、異なる伝送速度の無線通信サービス)を提供することができる。
<適用例2>
適用例2では、適用例1と同様、図35に示すように、エリア#1に、第1の無線LAN方式に対応したAP#1が1つ以上設置され、エリア#2に、第2の無線LAN方式に対応したAP#2が1つ以上設置され、エリア#3に、第3の無線LAN方式に対応したAP#3が1つ以上設置されるものとする。つまり、各APは、当該APが設置されるエリアで提供されるサービスのクラス毎に対応付けられている。
なお、AP#1が対応する第1の無線LAN方式の最大伝送速度は、AP#2が対応する第2の無線LAN方式の最大伝送速度より速く、AP#2が対応する第2の無線LANの最大伝送速度は、AP#3が対応する第3の無線LAN方式の最大伝送速度よりも速いものとする。例えば、適用例2において、第1の無線LAN方式では、IEEE 802.11acに対応し、第2の無線LAN方式では、IEEE 802.11nに対応し、第3の無線LAN方式では、IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11bに対応してもよい。ただし、第1の無線LAN方式の対応規格、第2の無線LAN方式の対応規格、第3の無線LAN方式の対応規格の例は上記に限ったものではない。
また、図35に示すように、エリア#1には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#1が1つ以上設置され、エリア#2には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#2が1つ以上設置され、エリア#3には、LEDなどの可視光、照明、光源、ライトを具備する機器#3が1つ以上設置される。例えば、機器#1、機器#2、機器#3は、各座席に設置されている照明、または、モニタ画面などを光源とする機器である。
適用例2では、エリア#1に存在する機器#1は、第1の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#1のSSIDの情報、機器#2は、第2の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#2のSSIDの情報、および、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報を送信する。
また、エリア#2に存在する機器#2は、第2の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#2のSSIDの情報、および、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報を送信する。
また、エリア#3に存在する機器#3は、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報を送信する。
各エリアに位置する端末は、機器#1、機器#2、機器#3の何れかの機器から照射される光信号を受光して取得したAPのSSIDの情報に基づいて、取得したSSIDに対応するAPと無線LANにより接続する。
具体的には、図35に示すように、エリア#1(例えば、ファーストクラス)に位置する端末#1は、機器#1からAP#1のSSIDの情報、AP#2のSSIDの情報、および、AP#3のSSIDの情報を取得する。そして、エリア#1に位置する端末#1は、取得したAP#1のSSIDの情報、AP#2のSSIDの情報、および、AP#3のSSIDの情報のうち少なくとも何れか1つを用いてAPと無線接続する。
同様に、エリア#2(例えば、ビジネスクラス)に位置する端末#2は、機器#2からAP#2のSSIDの情報、AP#3のSSIDの情報を取得する。そして、エリア#2に位置する端末#2は、取得したAP#2のSSIDの情報、および、AP#3のSSIDの情報のうち少なくとも何れか1つを用いてAPと無線接続する。
また、エリア#3(例えば、エコノミークラス)に位置する端末#3は、機器#3からAP#3のSSIDの情報を取得する。そして、エリア#3に位置する端末#3は、取得したAP#3のSSIDを用いてAP#3と無線接続する。
つまり、適用例2では、端末は、当該端末が位置するエリアに存在する機器(送信機)から、当該エリアで提供されるサービスのクラスに対応付けられたAPのSSID、および、当該クラスよりも下位のクラスに対応付けられたAPのSSIDを含む光信号を受信する。そして、端末は、光信号に含まれるSSIDに基づいて、接続するAPを選択する。
図36Aは、端末がAPのSSIDの情報を取得した場合の端末の表示画面の一例を示す。
例えば、エリア#1(例えば、ファーストクラス)に存在する端末は、機器#1から送信されたAPの情報(SSID)を得ると、図36Aに示すように、端末の画面(表示部)に「第1の無線LAN方式」、「第2の無線LAN方式」、「第3の無線LAN方式」の選択画面を表示してもよい。そして、端末のユーザが、「第1の無線LAN方式」を選択すると、当該端末は、第1の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#1のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#1との接続を行う。また、端末のユーザが、「第2の無線LAN方式」を選択すると、当該端末は、第2の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#2のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#2との接続を行う。また、端末のユーザが、「第3の無線LAN方式」を選択すると、当該端末は、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#3との接続を行う。
また、例えば、エリア#2(例えば、ビジネスクラス)に存在する端末は、機器#2から送信されたAPの情報(SSID)を得ると、図36Aに示すように、端末の画面(表示部)に「第2の無線LAN方式」、「第3の無線LAN方式」の選択画面を表示する。そして、端末のユーザが、「第2の無線LAN方式」を選択すると、第2の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#2のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#2との接続を行う。また、端末のユーザが、「第3の無線LAN方式」を選択すると、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#3との接続を行う。
また、例えば、エリア#3(エコノミークラス)に存在する端末は、機器#3から送信されたAPの情報(SSID)を得ると、図36Aに示すように、端末の画面(表示部)に「第3の無線LAN方式」の選択画面を表示する。そして、端末のユーザが、「第3の無線LAN方式」を選択すると、当該端末は、第3の無線LAN方式に対応した1つ以上のAP#3のSSIDの情報から、SSIDを選択し、無線LANによるAP#3との接続を行う。
つまり、ユーザは、端末に表示される無線LAN方式を選択するという容易な操作によって、端末とAPとの無線接続を実施することができる。
なお、上記説明において、図36Aに示すように、端末の画面に、「第1の無線LAN方式」、「第2の無線LAN方式」、「第3の無線LAN方式」と表示される場合について説明したが、実際に「第1の無線LAN方式」、「第2の無線LAN方式」、「第3の無線LAN方式」と表示される必要はなく、第1の無線LAN方式に関連する(相当する)表示、第2の無線LAN方式に関連する(相当する)表示、第3の無線LAN方式に関連する(相当する)表示が行われればよい。
また、端末の画面表示は、図36Aに示す例に限らず、例えば、図36Bに示すように、端末の表示部は、各無線LAN方式のSSIDを表示してもよい。この場合、各APのSSIDの選択は、画面上に表示されたSSIDをユーザが、SSIDの入力欄(図示せず)に入力することで実行されてもよい。
このように、適用例2では、サービスのクラスが高いエリアに位置する端末ほど、当該クラスに対応付けられたAPとの間でより早い伝送速度による無線通信が可能となる。また、或るサービスの各クラスのエリアに位置する端末は、当該クラスに対応付けられたAPに加え、当該クラスよりも下位のクラスに対応付けられたAPにも接続することが可能である。このため、サービスのクラスが高いエリアに位置する端末は、高速の無線LAN方式に限らず、当該端末が対応する無線LAN方式に応じて適切な無線LAN方式(つまり、AP)を選択することができる。
また、適用例2によれば、機器#1、機器#2、機器#3は、可視光によりSSIDの情報(変調信号)を送信しているため、このSSIDの情報を受信することができる端末は、各機器から光信号を受光できる範囲内の端末に限定される。すなわち、サービスクラス毎に区分されたエリアにそれぞれ位置する端末のユーザは、当該エリアに設置された機器(機器#1、機器#2、機器#3の何れか)から光信号を受信し、当該エリアのクラスに応じたサービスの提供を受けることができる。これにより、サービスクラス毎に異なる無線LANサービス(ここでは、異なる伝送速度の無線通信サービス)を提供することができる。
なお、適用例1、適用例2において、機器#1、#2、#3は、SSIDの情報に加えて、各APへのアクセスのための暗号鍵を送信してもよく、各機器の場所情報を送信してもよい。
また、適用例1、適用例2において、サービスのクラスに応じて、以下の使用例1,使用例2のような違いがあってもよい。
以下では、図37に示すように、航空機内の通信システムは、各エリア#1、#2、#3に設置される機器#1、#2、#3、AP(基地局)#1、#2、#3、および、各APがアクセス可能なローカルサーバを備える。ローカルサーバには、例えば、航空機の利用客に対して提供される情報、コンテンツなどが格納されてもよい。
また、航空機内の通信システムは、衛生回線、地上局を経由してインターネット(つまり、外部のネットワーク)にアクセスするための装置(インターネットサーバ、アンテナ等)を備える。
<使用例1>
使用例1では、端末は、第1の無線LAN方式によってAP#1と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセス、および、衛星回線を経由してインターネットへのアクセスが可能となる。
また、端末は、第2の無線LAN方式によってAP#2と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセス、および、衛星回線を経由してインターネットへのアクセスが可能となる。
また、端末は、第3の無線LAN方式によってAP#3と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセスが可能となる一方、衛星回線を経由したインターネットへのアクセスができない。
<使用例2>
使用例2では、端末は、第1の無線LAN方式によってAP#1と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセス、および、衛星回線を経由してインターネットへのアクセスが可能となる。
また、端末は、第2の無線LAN方式によってAP#2と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセスが可能となる一方、衛星回線を経由したインターネットへのアクセスができない。
また、端末は、第3の無線LAN方式によってAP#3と接続した場合、航空機内のローカルサーバへのアクセスが可能となる一方、衛星回線を経由したインターネットへのアクセスができない。
つまり、各エリアで提供されるサービスのクラス毎に対応付けられたAPの何れに端末が接続するかに応じて、端末がアクセス可能となるネットワークの範囲が異なる。具体的には、端末が無線接続したAPに対応付けられたサービスのクラスが高いほど、当該端末がアクセス可能なネットワークの範囲はより広くなる。このように、端末の接続先のAPに応じて、当該端末がアクセス可能な範囲(航空機内のローカルサーバまたはインターネット)を異ならせることで、ユーザに対して、サービスクラス毎に異なる通信サービスを提供することができる。
次に、端末のAPへのアクセスの手順の一例について説明する。
<アクセス手順1>
(1)端末は、機器#1、機器#2、機器#3の何れか1つの機器からAPのSSIDの情報(および、暗号鍵)を得て、得た情報に基づいて無線LANによるAPとの接続を試みる。
(2-1)APと接続できた場合、端末は、接続できたAPと通信を行う。
(2-2)APと接続できない場合、端末は、別のAPのSSIDの情報(および、暗号鍵)を得て、得た情報に基づいて無線LANによるAPとの接続を試みる。なお、別のAPは、端末が接続できないAPと同一エリア内に設置された(つまり、同一クラスに対応付けられた)APである。この際、SSIDの情報を含む光信号を照射する機器は、例えば、同一クラスに対応付らけれた複数のAPのSSID(および、暗号鍵)を、規則的に順に送信してもよく、不規則に送信してもよい。
(3-1)APと接続できた場合、端末は、接続できたAPと通信を行う。
(3-2)APと接続できない場合、端末は、手順(2-2)と同様の動作を行う。
<アクセス手順2>
端末は、変調信号を送信しているAPのSSIDを予め認識している(ただし、複数のSSIDであってもよい)。
その後、端末は、機器#1、機器#2、機器#3の何れか1つの機器からAPのSSIDの情報(および、暗号鍵)を得る。
端末は、このとき得たSSIDと認識しているSSIDとが一致している場合、このSSIDに対応するAPと無線LANによる接続を行う。
一方、端末は、このとき得たSSIDと認識しているSSIDとが一致しない場合、別の機器からAPのSSIDの情報(および、暗号鍵)を得る。なお、別のAPは、端末が接続できないAPと同一エリア内に設置された(つまり、同一クラスに対応付けられた)APである。この際、SSIDの情報を含む光信号を照射する機器は、例えば、同一クラスに対応付けられた複数のAPのSSID(および、暗号鍵)を、規則的に順に送信してもよく、不規則に送信してもよい。
以上、端末のAPへのアクセス手順について説明した。
また、端末とAPとの接続が完了すると、端末では、例えば、ウェブブラウザを起動した際に認証が行われる。例えば、ユーザが座席番号、名前、パスワードなどを入力することで、端末はデータ通信を行うことが可能になる。
以上のように、端末は、機器が送信(照射)した光信号に含まれるSSID(および、暗号鍵)の情報に基づいて、サービスクラス毎に区分されたエリアにそれぞれ設置されたAPと接続し、情報を取得することで、安全性の保証されたAPを介して情報を安全に入手することができる。
なお、ユーザが上述した航空機内の通信システムを利用する際、ユーザは、可視光通信を行うためのアプリケーションを端末に予めダウンロードしておく必要がある。
また、光通信を行うためのアプリケーションをダウンロードしていない端末のための対策として、例えば、サービスクラス毎の接続先であるAPのSSID(および暗号鍵)の情報を表示する機器を備えてもよい。この機器は、例えば、航空機の乗務員が携帯し、光通信を行うためのアプリケーションをダウンロードしていない端末のユーザに対して、当該ユーザのサービスクラスに応じたAPのSSID(および暗号鍵)を表示すればよい。
以上、本開示の各実施の形態について説明した。
なお、可視光通信を行う通信システムの一例として、図5の構成について説明したが、可視光通信を行う通信システムの構成は、図5に示す構成に限らない。例えば、図38に示すような構成でもよい(例えば、"IEEE 802.11-16/1499r1"を参照)。図38では、送信信号は、アップコンバートされずにベースバンド帯において光信号として送信される。すなわち、本実施の形態の光信号を送信する機器(つまり、光源を具備する機器)が図38に示す送信側の構成を具備し、本実施の形態の光信号を受光する端末が図38に示す受信側の構成を具備してもよい。
当然であるが、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を複数組み合わせて、実施してもよい。
また、各実施の形態については、あくまでも例であり、例えば、「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を例示していても、別の「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を適用した場合でも同様の構成で実施することが可能である。
変調方式については、本明細書で記載している変調方式以外の変調方式を使用しても、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を実施することが可能である。例えば、APSK(Amplitude Phase Shift Keying)(例えば、16APSK, 64APSK, 128APSK, 256APSK, 1024APSK, 4096APSKなど)、PAM(Pulse Amplitude Modulation)(例えば、4PAM, 8PAM, 16PAM, 64PAM, 128PAM, 256PAM, 1024PAM, 4096PAMなど)、PSK(Phase Shift Keying)(例えば、BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, 64PSK, 128PSK, 256PSK, 1024PSK, 4096PSKなど)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)(例えば、4QAM, 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 1024QAM, 4096QAMなど)などを適用してもよく、各変調方式において、均一マッピング、非均一マッピングとしてもよい。また、I-Q平面における2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点の配置方法(2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点をもつ変調方式)は、本明細書で示した変調方式の信号点配置方法に限ったものではない。
本明細書で説明した無線装置を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。また、本明細書で説明した無線装置は、通信機能を有している機器であって、その機器が、テレビ、ラジオ、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のアプリケーションを実行するための装置に何らかのインターフェースを解して接続できるような形態であることも考えられる。
また、本明細書で説明した受信部を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。
本実施の形態における電波による無線通信では、データシンボル以外のシンボル、例えば、パイロットシンボル(プリアンブル、ユニークワード、ポストアンブル、リファレンスシンボル等)、制御情報用のシンボルなどが、フレームにどのように配置されていてもよい。そして、ここでは、パイロットシンボル、制御情報用のシンボルと名付けているが、どのような名付け方を行ってもよく、シンボルそれぞれの役割が重要となっている。
パイロットシンボルは、例えば、送受信機において、PSK変調を用いて変調した既知のシンボル(または、受信機が同期をとることによって、受信機は、送信機が送信したシンボルを知ることができてもよい。)であればよく、受信機は、このシンボルを用いて、周波数同期、時間同期、(各変調信号の)チャネル推定(CSI(Channel State Information)の推定)、信号の検出等を行うことになる。
また、制御情報用のシンボルは、(アプリケーション等の)データ以外の通信を実現するための、通信相手に伝送する必要がある情報(例えば、通信に用いている変調方式・誤り訂正符号化方式・誤り訂正符号化方式の符号化率、上位レイヤでの設定情報等)を伝送するためのシンボルである。
なお、本開示は各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態では、通信装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。
なお、例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、そのプログラムをCPU(Central Processor Unit)によって動作させるようにしても良い。
また、上記通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
そして、上記の各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現され、上記の各実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力とを備えてもよい。LSIは、集積度の違いにより、IC(Integrated Circuit)、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。集積回路化の手法はLSIに限られるものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現しても良い。また、LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)またはLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
(補足1)
図38の送信装置と受信装置の通信方法についての説明を行う。図38の上段のシンボルマッピング部(Sym.Map)からLEDまでが、送信装置を構成する。また、図38の下段のフォトダイオード部(Photo-Diode)からシンボルデマッピング部(Sym.DE-Map)までが、受信装置を構成する。
まず、図38上段の送信装置の構成を説明する。この送信装置は、シンボルマッパー(Sym.Map)、等化前処理部(Pre-equalizer)、エルミート対称性処理部(Hermitian Symmetry)、逆(高速)フーリエ変換部(IFFT)、パラレルシリアル、および、サイクリックプレフィックス付加部(P/S&CP+)、デジタルアナログ変換部(DAC)、光源(LEDs)を有する。
シンボルマッパー(Sym.Map)は、送信データ(bi)を入力とし、変調方式に基づいたマッピングを行うことにより、シンボル系列(ci)を出力する。等化前処理部(Pre-equalizer)は、シンボル系列(ci)を入力とし、受信側での等化処理を軽減するために、シンボル系列(ci)に対し、等化前処理を行い、等化前処理後のシンボル系列を出力する。エルミート対称性処理部(Hermitian Symmetry)は、等化前処理後のシンボル系列を入力とし、エルミート対称性が確保できるように、等化前処理後のシンボル系列に対し,サブキャリア割り当てを行い、パラレル信号を出力する。
逆(高速)フーリエ変換部(IFFT)は、パラレル信号を入力とし、パラレル信号に対し、逆(高速)フーリエ変換を施し、逆(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。パラレルシリアル、および、サイクリックプレフィックス付加部(P/S&CP+)は、逆(高速)フーリエ変換後の信号を入力とし、パラレルシリアル変換、および、サイクリックプレフィックスの付加を行い、信号処理後の信号として出力する。
デジタルアナログ変換部(DAC)は、信号処理後の信号を入力とし、デジタルアナログ変換を行い、アナログ信号を出力する。アナログ信号は、1つ以上の光源、例えばLEDから、光変調信号として出力される。
なお、図38上段の送信装置は、等化前処理部、エルミート対称性処理部を有しているが、送信装置は、等化前処理部およびエルミート対称性処理部を有さない構成であってもよい。つまり、可視光通信を行う送信装置において、等化前処理部、エルミート対称性処理部での信号処理は、行わない場合もあり得る。
続いて、図38下段の受信装置の構成を説明する。この受信装置は、フォトダイオード(Photodiode)、TIA(Transimpedance Amplifier)、アナログデジタル変換部(ADC)、サイクリックプレフィックス除去、および、シリアルパラレル変換部(CP-&S/P)、(高速)フーリエ変換部(FFT)、検波部(Detection)、シンボルデマッパー(Sym.DE-Map)を有する。
フォトダイオード(Photodiode)は、光変調信号を入力とし、光/電流変換により、光信号を電流信号に変換する。そして、TIA(Transimpedance Amplifier)は、フォトダイオード(Photodiode)から出力された電流信号をインピーダンス変換および増幅することにより、電圧信号を得る。アナログデジタル変換部(ADC)は、電圧信号に対し、アナログデジタル変換を行い、デジタル信号を出力する。
サイクリックプレフィックス除去、および、シリアルパラレル変換部(CP-&S/P)は、デジタル信号を入力とし、サイクリックプレフィックス除去を行い、その後、シリアルパラレル変換を行い、パラレル信号を出力する。(高速)フーリエ変換部(FFT)は、パラレル信号を入力とし、(高速)フーリエ変換を行い、(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。
検波部(Detection)は、フーリエ変換後の信号を入力とし、検波を行い、受信シンボル系列を出力する。シンボルデマッパー(Sym.DE-Map)は、受信シンボル系列を入力とし、デマッピングを行い、受信データ系列を得る。
以上のように図38を用いて例示的に説明した光変調信号を送信する送信装置、および、光変調信号を受信する受信装置を用いても、本明細書における各実施の形態を同様に実施することができる。
(補足2)
本開示においては、端末は、無線LANの基地局またはアクセスポイントと無線を用いて接続したが、端末と接続する装置は、無線を用いて接続可能な装置であれば、無線LANの基地局またはアクセスポイントに限らず、どのような装置であってもよい。例えば、その装置は、携帯電話(mobile phone)等の基地局、または、中継局であってもよい。また、本開示では、変調信号にSSIDの情報が含まれている例を説明したが、SSIDは一例であって、これに限定されない。つまり、変調信号に含まれる識別情報は、端末が接続する安全な基地局を識別し得る情報であれば、SSIDに限らず、どのような情報であってもよい。
また、本開示において説明した通信方法を実現するために必要なソフトウェアの全部あるいは一部を、FPGA(Field Programmable Gate Array)およびCPU(Central Processing Unit)の少なくとも一方が、無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。さらに、更新のためのソフトウェアの全部あるいは一部を無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。そして、ダウンロードしたソフトウェアを記憶部に格納し、格納されたソフトウェアに基づいてFPGAおよびCPU少なくとも一方を動作させることにより、本開示において説明したデジタル信号処理を実行するようにしてもよい。
このとき、FPGAおよびCPUの少なくとも一方を具備する機器は、通信モデムと無線または有線で接続し、この機器と通信モデムにより、本開示において説明した通信方法を実現してもよい。例えば、本明細書で記載した基地局、AP、端末などの通信装置が、FPGA、および、CPUのうち、少なくとも一方を具備しており、FPGA及びCPUの少なくとも一方を動作させるためのソフトウェアを外部から入手するためのインターフェースを通信装置が具備していてもよい。さらに、通信装置が外部から入手したソフトウェアを格納するための記憶部を具備し、格納されたソフトウェアに基づいて、FPGA、CPUを動作させることで、本開示において説明した信号処理を実現するようにしてもよい。
また、受信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、端末は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した受信装置の機能を実現してもよい。なお、受信処理に関するアプリケーションは、本明細書に記載した送信装置を具備する通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、端末に提供されてもよい。あるいは、受信処理に関するアプリケーションは、別の送信機能を有する通信装置が、ネットワークを介してサーバと接続することによって、端末に提供されてもよい。
同様に、送信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、通信装置は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した送信装置の機能を実現してもよい。なお、送信処理に関するアプリケーションは、他の通信装置がネットワークを介してサーバと接続することによって、この通信装置に提供されるという方法が考えられるが、この方法に限られない。
また、送信装置が具備している光源に関するソフトウェア、および、受信装置が具備している受光部に関するソフトウェアをサーバが提供してもよい。送信装置および受信装置がそれぞれ必要なソフトウェアを得ることで、送信装置が具備している光源が光変調信号の送信に対応でき、受信装置が具備している受光部が光変調信号の受信に対応できるようになる。
さらに、本明細書における送信装置が、サーバの機能を有していてもよい。この場合、送信装置が具備するアプリケーションを、何らかの通信手段を用いて、他の通信装置に提供することができる。通信装置は、送信装置から直接あるいは間接的にダウンロードすることにより得たアプリケーションにより、本明細書における受信装置を実現することができてもよい。
また、本開示における「照明部」および「光源」は、画像、動画、広告などを表示するディスプレイ、プロジェクタのように光を発するものであればよく、発する光に光変調信号が含まれていればよい。つまり、本開示における「照明部」および「光源」は、光を発する以外に、音声、画像、動画、あるいは光以外の信号等を出力する構成を有していてもよい。また、「照明部」および「光源」が、複数の「照明」あるいは「光源」により構成されていてもよい。
さらに、光変調信号を生成し、光変調信号を発する通信装置が用いる送信方法は、本明細書で記載された送信方法以外の方法であってもよい。また、光変調信号は、本明細書で説明した以外の情報が含まれていてもよい。
そして、LEDなどの照明・光源自身が、本明細書で説明した送信装置の機能を有していてもよい。あるいは、送信用の光変調信号を生成する装置自身は、照明または光源を具備しておらず、何らかのインターフェースを介して、照明または光源と接続されてもよい。
本明細書で説明した送信装置と受信装置の通信方法は、上述の例に限ったものではなく、光・可視光・赤外線・紫外線など、どのような周波数を用いた無線通信方式であっても同様に実施することは可能である。また、上述の説明では、イメージセンサにより、光変調信号を受信する場合を例に説明したが、イメージセンサのかわりにフォトダイオードを使用し、光変調信号を受信してもよい。また、イメージセンサ、フォトダイオード以外のものを使用して、光変調信号を受信してもよい。
また、本明細書において、「場所、または、位置情報に関するシンボル」、「時刻情報に関するシンボル」、「SSIDに関するシンボル」、「アクセス先に関するシンボル」、「暗号鍵に関するシンボル」などを「シンボル」と名づけて説明をしている場合がある。しかし、これらを「シンボル」と呼ばずに、「データ」、「情報」、「フィールド」、「ビット」あるいは「領域」と呼んでも、各実施の形態を同様に実施することが可能である。また、「シンボル」、「データ」、「情報」、「フィールド」、「ビット」、「領域」以外の呼び方をしてもよい。また、送信装置は、「場所、または、位置情報に関するシンボル」、「時刻情報に関するシンボル」、「SSIDに関するシンボル」、「アクセス先に関するシンボル」、「暗号鍵に関するシンボル」などを、どのようなシンボル構成で送信してもよい。つまり、「場所、または、位置情報に関するデータ」、「時刻情報に関するデータ」、「SSIDに関するデータ」、「アクセス先に関するデータ」、「暗号鍵に関するデータ」などを通信相手に伝送することができれば、どのような構成で送信してもよい。
繰り返しになるが、本明細書において、「光源」、「照明部」などを具備する送信装置において、「光源」、「照明部」は複数の「光源」、複数の「照明」で構成されていてもよい。
また、本明細書において、端末が基地局に無線で接続するための暗号鍵について説明したが、暗号鍵は「無線接続のための暗号鍵」に限ったものではない。例えば、基地局は、ネットワークに接続されており、端末は、基地局を介して、このネットワークと通信を行うものとする。このとき、暗号鍵は、「端末が、このネットワークに接続するための暗号鍵」であってもよい。したがって、本明細書で説明した光変調信号に「暗号鍵」の情報が含まれており、これにより、本明細書で説明した各実施の形態を実施しても、同様に実施することができ、これにより、各実施の形態で説明した効果を同様に得ることができる。
また、光変調信号に、「基地局と接続するための暗号鍵(例えば、SSIDに対する暗号鍵)」、「ネットワークに接続するための暗号鍵」の少なくとも一つの暗号鍵を含んでいてもよい。
本開示の端末は、送信機から照射され、少なくとも1つの基地局の識別子を含む光信号を受光する受光機と、受光した光信号に含まれる少なくとも1つの基地局の識別子に基づいて、1つの基地局を選択するデータ解析回路と、選択された基地局の識別子を用いて当該基地局と無線接続し、無線により通信を行う無線装置と、を具備する。
本開示の端末において、基地局はサービスのクラス毎に対応付けられ、クラスが高いほど、当該クラスに対応付けられた基地局は最大伝送速度がより速い無線通信方式に対応し、受光機は、第1のクラスのエリアに存在する送信機から、第1のクラスに対応付けられた第1の基地局の識別子を含む光信号を受光し、無線装置は、光信号に含まれる識別子を用いて第1の基地局と無線接続し、第1の基地局が対応する第1の無線通信方式は、第1のクラスよりも下位の第2のクラスに対応付けられた第2の基地局が対応する第2の無線通信方式を含む。
本開示の端末において、基地局はサービスのクラス毎に対応付けられ、クラスが高いほど、当該クラスに対応付けられた基地局は最大伝送速度がより速い無線通信方式に対応し、受光機は、第1のクラスのエリアに存在する送信機から、第1のクラスに対応付けられた第1の基地局の第1の識別子、および、第1のクラスよりも下位の第2のクラスに対応付けられた第2の基地局の第2の識別子を含む光信号を受光し、無線装置は、光信号に含まれる第1の識別子および第2の識別子のうち何れか1つを用いて基地局と無線接続する。
本開示の端末において、光信号に含まれる第1の識別子および第2の識別子を表示する表示回路、をさらに具備する。
本開示の端末において、光信号に含まれる第1の識別子および第2の識別子を有する第1の基地局および第2の基地局が対応する無線通信方式をそれぞれ表示する表示回路、をさらに具備する。
本開示の端末において、基地局はサービスのクラス毎に対応付けられ、端末が無線接続した基地局に対応付けられたクラスが高いほど、端末がアクセス可能なネットワークの範囲がより広い。
本開示の端末において、送信機及び基地局は航空機内に設置され、第1のクラスに対応付けられた第1の基地局と無線接続する端末は、航空機内のネットワーク、および、航空機の外部のネットワークにアクセス可能であり、第1のクラスよりも下位の第2のクラスに対応付けられた第2の基地局と無線接続する端末は、航空機内のネットワークにアクセス可能であり、外部のネットワークにアクセスできない。
本開示の通信方法は、送信機から照射され、少なくとも1つの基地局の識別子を含む光信号を受光し、受光した光信号に含まれる少なくとも1つの基地局の識別子に基づいて、1つの基地局を選択し、選択された基地局の識別子を用いて当該基地局と無線接続し、無線により通信を行う。
本開示の一態様は、可視光通信システムに有用である。
100,400,1000,1400A,1400B 機器
102,1404-1、1404-2 送信部
104,1406-1,1406-2 光源
150,450,1050 端末
151 受光部
153 受信部
155 データ解析部
157 表示部
453,2002 無線装置
470,2000 基地局
2001 送信装置

Claims (10)

  1. 可視光通信及び無線通信を行うことができる端末であって、
    LED照明から照射された、前記LED照明の位置情報及び複数の基地局の識別IDを含む可視光信号を受光する受光部と、
    前記受光した可視光信号に含まれる前記位置情報に基づいて前記端末の位置を推定し、前記複数の基地局の識別IDのうち無線接続すべき基地局の識別IDを選択するデータ解析部と、
    前記選択した識別IDを用いて前記基地局と無線により通信を行う無線通信部と、
    を具備する、端末。
  2. 前記データ解析部は、前記可視光信号の発光パターンを解析することにより、前記位置情報及び前記識別IDを取得する、
    請求項1に記載の端末。
  3. 前記LED照明は、空間内において互いに異なる位置に複数個設置されており、前記データ解析部は、前記受光部が受光した可視光信号を送信した前記LED照明の前記空間における位置に基づいて、前記端末の位置を推定する、
    請求項1に記載の端末。
  4. 前記LED照明は、互いに異なる位置に複数個設置され、
    前記複数個のLED照明が設置されている空間において、サービスのクラスが互いに異なる複数のエリアが設定されており、
    前記受光部は、前記端末が位置するエリアに対応する前記LED照明から照射された、複数の基地局の識別IDを含む前記可視光信号を受光し、
    前記複数の基地局の各々はいずれかのサービスのクラスに対応付けられ、
    前記クラスが高いほど、当該クラスに対応付けられた基地局は最大伝送速度がより速い無線通信方式に対応し、
    前記端末が第1のクラスのエリアに位置する場合は、
    前記受光部は、前記第1のクラスのエリアに存在する前記LED照明から、前記第1のクラスに対応付けられた第1の基地局の第1の識別ID、および、前記第1のクラスよりも下位の第2のクラスに対応付けられた第2の基地局の第2の識別IDを含む前記可視光信号を受光し、
    前記無線通信部は、前記第1の識別IDおよび前記第2の識別IDのうち何れか1つを用いて、前記第1の基地局又は前記第2の基地局と無線により通信を行う、
    請求項1に記載の端末。
  5. 前記複数の基地局の各々に関する情報を表示し、ユーザによる選択を受け付ける表示部、
    をさらに備える請求項1に記載の端末。
  6. 可視光通信及び無線通信を行うことができる端末のための通信方法であって、
    LED照明から照射された、前記LED照明の位置情報及び複数の基地局の識別IDを含む可視光信号を受光し、
    前記受光した可視光信号に含まれる前記位置情報に基づいて前記端末の位置を推定し、前記複数の基地局の識別IDのうち無線接続すべき基地局の識別IDを選択し、
    前記選択した識別IDを用いて前記基地局と無線により通信を行う、
    通信方法。
  7. 前記可視光信号の発光パターンを解析することにより、前記位置情報及び前記識別IDを取得する、
    請求項6に記載の通信方法。
  8. 前記LED照明は、空間内において互いに異なる位置に複数個設置されており、前記受光した可視光信号を送信した前記LED照明の位置に基づいて、前記端末の位置を推定する、
    請求項6に記載の通信方法。
  9. 前記LED照明は、互いに異なる位置に複数個設置され、
    前記複数個のLED照明が設置されている空間において、サービスのクラスが互いに異なる複数のエリアが設定されており、
    前記端末が位置するエリアに対応する前記LED照明から照射された、複数の基地局の識別IDを含む前記可視光信号を受光し、
    前記複数の基地局の各々はいずれかのサービスのクラスに対応付けられ、
    前記クラスが高いほど、当該クラスに対応付けられた基地局は最大伝送速度がより速い無線通信方式に対応し、
    前記端末が第1のクラスのエリアに位置する場合は、
    前記第1のクラスのエリアに存在する前記LED照明から、前記第1のクラスに対応付けられた第1の基地局の第1の識別ID、および、前記第1のクラスよりも下位の第2のクラスに対応付けられた第2の基地局の第2の識別IDを含む前記可視光信号を受光し、
    前記第1の識別IDおよび前記第2の識別IDのうち何れか1つを用いて、前記第1の基地局又は前記第2の基地局と無線により通信を行う、
    請求項6に記載の通信方法。
  10. 前記複数の基地局の各々に関する情報を表示し、ユーザによる選択を受け付ける、
    請求項6に記載の通信方法。
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