JP5777502B2

JP5777502B2 - 可視光通信送受信方法、可視光通信送信装置、およびプログラム

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Publication number: JP5777502B2
Application number: JP2011273166A
Authority: JP
Inventors: 善史白木; 優鎌本; 佐藤　尚; 尚佐藤; 守谷　健弘; 健弘守谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP2013126068A

Description

この発明は可視光およびその周辺帯域の電磁波を用いた通信における情報の送受信をする技術に関する。

近年、可視光源は明かりを得るための照明用途のみならず通信用途にも用いられている。これは可視光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の普及が進んだことが寄与している。発光ダイオードは素子１つあたりの発光量は白熱電球や蛍光灯などの従来の可視光源には及ばないものの、その寿命、大きさ、消費電力の面で従来の可視光源に対して優れている。発光ダイオードは上記のような特徴に加え、応答速度が非常に速いという特性を持つ。また、発光ダイオードの発光を電気的に制御することは容易である。

発光ダイオードには上記のような特性があるため、近年では明かりを得るための照明用途のみならず、可視光の点滅を利用し信号伝送用途に用いるための研究開発が行われている。例えば、非特許文献1では発光ダイオードを用いた家庭用照明器具に信号を重畳させて通信を行うことを提案している。また、現在のところ可視光は電波法の規制の対象外であることから帯域や電力の制限がなくこれらを大きくとることができ、このことを利用して発光ダイオードを通信専用に用いることを提案している研究もある。(例えば、非特許文献２参照)。以下では、発光ダイオードなどの可視光源を用いて行う通信を可視光通信と呼ぶ。

可視光通信において受信部側の素子としてはフォトダイオードなどの光検出器を用いる。フォトダイオードを単独で用いる場合、標本化周波数を大きくとれるため高速な通信を行うことができる。一方で、非特許文献３では受信部側の素子としてイメージセンサを利用することも提案されている。イメージセンサはフォトダイオードを格子状に並べたセンサが得た各々の可視光の強度情報を半導体素子によって取り出すことで二次元の可視光の強度分布を観測することができ、スチル写真や映像の取得に用いられる。イメージセンサを可視光通信に用いた場合、複数の発光素子の点滅を同時に観測できることから、並列通信を行うことができる。この特徴を生かした通信方法の提案が期待されている。

また、通信だけでなくセンサ情報の可視化のためにイメージセンサを使うことも提案されている。イメージセンサを用いた可視光通信の場合、単一（シリアル通信）ないし並列（パラレル通信）のいずれにおいても情報をオンオフ変調あるいはその多値化版を用いることが多い（例えば、非特許文献４参照）。

小峯敏彦，田中裕一，中川正雄，"白色ＬＥＤ照明信号伝送と電力線信号伝送の融合システム"，電子情報通信学会技術研究報告，社団法人電子情報通信学会，2002年3月12日，Vol.101，No.726，pp.99-104 石田正徳，春山真一郎，中川正雄，"並列可視光無線通信方式における通信速度限界の検討"，電子情報通信学会技術研究報告ＣＳ通信方式，社団法人電子情報通信学会，2007年1月4日，Vol.106，No.450，pp.37-41 飯塚宣男，"可視光イメージセンサ通信技術の動向と展望（研究会報告）"，マイクロメカトロニクス，社団法人日本時計学会，2010年6月10日，Vol.54，No.202，pp.26-37 Toru Nagura, Takaya YAMAZATO, Masaaki KATAYAMA, Tomohiro YENDO, Toshiaki FUJII, Hiraku OKADA, "Improved Decoding Methods of Visible Light Communication System for ITS Using LED Array and High-Speed Camera", Vehicular Technology Conference (VTC 2010-Spring), 2010 IEEE 71st, IEEE, 16-19 May 2010, pp.1-5

可視光通信において、受信装置の受光素子としてイメージセンサを使用する場合、フォトダイオードを使用する場合に比べて時間分解能の制約が高い。例えば、伝送する情報を符号化した、意味のある最小単位を「語」と呼び、「語」を構成する最小単位の信号を「シンボル」と呼ぶとして、１つの語はｋ個のシンボルで記述されており、送信装置が毎秒ｒ語、つまり（ｋ×ｒ）ビット毎秒のビット列を送信できるとする。通常のシリアル通信の場合に、受信装置が（ｋ×ｒ）ビット毎秒のビット列を受信できるという条件が満たされない場合は、送信されたビット列は全く無意味なものになってしまう。なぜなら、１語に含まれるｋ個のビットを順番に読むことができなければ語の値を知ることはできないからである。

従来の可視光通信送受信方法では、受信装置の制約に従って通信速度を下げることによってこの問題を回避している。しかし、性能が高い受信装置に対しては高い通信速度を、性能が低い受信装置に対しては低い通信速度を、同一の送信装置を用いて実現する方法は提案されていない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、処理速度が十分な受信装置と処理速度が不十分な受信装置が混在する場合であっても同一の送信装置を用いて伝送信号を送受信できる可視光通信送受信方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の可視光通信送受信方法は、ｋ個のシンボルからなる語をＮ（１≦ｎ≦Ｎ）個含む送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を、毎秒（ｋ×ｒ）シンボル送信可能な送信装置から、毎秒（ｋ×ｒ）シンボル受信可能な受信装置へ、可視光を用いて送信する。ｔは時刻を表し、ｉは各信号における語の番号を表し、ｊは各語におけるシンボルの番号を表し、ｋとｎは互いに素であり、ｎ＝ｐであるとする。送信装置が、送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を変調して、送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を生成する。送信装置が、送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を、ｎ語ごとに、ｉ’＝ｉ，ｊ’＝ｐ（ｊ−１）＋１として並べ替えを行い、送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）を生成する。送信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐｊ／ｋｒに送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）が送信されるように、発光素子を制御して、送信可視光信号Ｂ（ｔ）を出力する。受信装置が、受光素子を用いて、受信可視光信号Ｂ’（ｔ）を受信し、受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）を生成する。受信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐｊ／ｋｒに受信した受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）を、ｎ語ごとに、ｉ＝ｉ’，ｊ＝（ｊ’−１）／ｐ＋１として並べ替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を生成する。受信装置が、受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を復調して、受信信号Ｓ’（ｉ，ｊ）を出力する。

本発明の可視光通信送受信方法によれば、送信装置において変調したシンボルの送信順序の適切な並び替えを行い、受信装置においてそれぞれの明るさ強度信号の処理速度能力に見合った速度で受信した信号を適切な順序に並び替えて復調を行うため、明るさ強度の処理速度が十分な受信装置と明るさ強度の処理速度が十分でない受信装置が混在する場合であっても、同一の送信装置を用いて、明るさ強度の処理速度が十分な受信装置に対しては送信装置が送信した情報をすべて送信することができ、明るさ強度の処理速度が十分でない受信装置に対してもある程度の速度で情報を送信することができる。

従来の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図。従来の可視光通信送受信方法の原理を説明する模式図。処理速度の十分な受信装置の処理を表した模式図。処理速度の不十分な受信装置の処理を表した模式図。実施例１の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図。実施例１の送信装置１１の処理を表した模式図。実施例１の受信装置２１の処理を表した模式図。実施例１における受信装置２２の処理を表した模式図。実施例２の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図。実施例３の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図。実施例３の送信装置１２の処理を表した模式図。実施例３の受信装置２４の処理を表した模式図。実施例３における受信装置２２の処理を表した模式図。実施例４の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

［従来の可視光通信送受信方法］
実施例の説明に先立ち、図１，２を参照して従来の可視光通信送受信方法の動作を詳細に説明する。図１は従来の可視光通信送受信方法の構成を示すブロック図である。図２は従来の可視光通信送受信方法の原理を説明する模式図である。送信装置１０は、変調部１１０と可視光発光制御部１３０と発光素子１００を備える。受信装置２０は受光素子２００と可視光受信制御部２１０と復調部２３０を備える。送信装置１０および受信装置２０はエラーがない場合毎秒ｒ個の語を通信可能であるとする。以降の説明では、１つの語はｋ個のシンボルで記述されているとする。上述の通り、伝送する情報を符号化した、意味のある最小単位を「語」と呼ぶ。また、「語」を構成する最小単位の信号を「シンボル」と呼ぶ。例えば、（００１０）という信号が（ｂ）という意味を持つとき（ｂ）が「語」であり、（ｂ）を構成する０や１が「シンボル」である。

図１を参照しながら各信号の記述について説明する。Ｓ（ｉ）は符号化装置８の出力するディジタルの伝送信号である送信信号である。Ｍ（ｉ）は変調部１１０の出力する送信変調信号である。Ｃ（ｔ）は可視光発光制御部１３０の出力する電気信号である。Ｂ（ｔ）は発光素子１００の点滅パタンである送信可視光信号である。Ｂ’（ｔ）は受光素子２００が受信する点滅パタンである受信可視光信号である。Ｃ’（ｔ）は受光素子２００が出力する電気信号である。Ｍ’（ｉ）は可視光受光制御部２１０の出力する復調前のディジタル信号である受信変調信号である。Ｓ’（ｉ）は復調部２３０の出力する復調後のディジタル信号である受信信号。ただし、ｉは時刻についてのインデックスである。

Ｓ（ｉ，ｊ）はインデックスｉで表される時刻に送出されるビット列Ｓ（ｉ）のｊ番目のビットの値を表すものとする。例えば、送信信号Ｓ（ｉ）が（１０１１０１１１）である場合、Ｓ（ｉ，５）は０である。同様に、オンオフ変調された場合のＭ（ｉ，ｊ）はインデックスｉで表される時刻に送出されるオンオフ列Ｍ（ｉ）のｊ番目のオンオフの値を表すものとする。例えば、オンをｎでオフをｆで表わすとして、Ｍ（ｉ）が(ｎｆｎｎｆｎｎｎ)である場合、Ｍ（ｉ，５）はオフである。Ｓ（ｉ），Ｍ（ｉ）など意味のあるひと塊の列が「語」に対応する。Ｓ（ｉ，ｊ），Ｍ（ｉ，ｊ）などの語を構成する一つ一つの要素が「シンボル」に対応する。

上述の通り、ｉは時刻についてのインデックスであり、ｔ_ｉはＳ（ｉ）を送信する時刻とする。毎秒ｒ個の語を伝送する場合はｔ_ｉ＋１＝ｔ_ｉ＋１／ｒである。Ｓ（ｉ），Ｍ（ｉ），Ｃ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｂ’（ｔ），Ｃ’（ｔ），Ｍ’（ｉ），Ｓ’（ｉ）はそれぞれについて処理開始時刻を調整されているものとする。例えば、符号化部８０と復号化部９０の間で処理にτ_{符号化部，復号化部}秒かかる場合、復号化部９０における時刻をｔ_ｉ（復号化部）、符号化部８０における時刻をｔ_ｉ（符号化部）として、ｔ_ｉ（復号化部）＝ｔ_ｉ（符号化部）＋τ_{符号化部，復号化部}と表すことができる。以下では、「時刻（装置または部の名称）」をその名称の装置または部における時刻とする。

符号化装置８はディジタルの伝送信号Ｓ（ｉ）を出力する。送信装置１０の備える変調部１１０は伝送信号Ｓ（ｉ）を受け取り、変調信号Ｍ（ｉ）を出力する。可視光発光制御部１３０はＭ（ｉ）に基づいて、点滅パタンに対応した電気信号Ｃ（ｔ）を発光素子１００に送る。発光素子は電気信号Ｃ（ｔ）に従い点滅する。この点滅パタンをＢ（ｔ）とする。受光素子２００は明るさの強度の時系列である点滅パタンＢ’（ｔ）を得る。点滅パタンＢ’（ｔ）は点滅パタンＢ（ｔ）にノイズが重畳したものである。受光素子２００はＢ’（ｔ）を電気信号Ｃ’（ｔ）に変換し可視光受光制御部２１０に渡す。可視光受光制御部２１０では電気信号Ｃ’（ｔ）の標本化を行い、復調部２３０にＭ’（ｉ）を出力する。復調部２３０はＭ’（ｔ）を復調しディジタル信号Ｓ’（ｉ）を出力する。理想的にはＳ（ｉ）＝Ｓ’（ｉ）である。図１に記載された従来の送信装置１０の場合、送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）が送出される時刻は、（ｉ−１）／ｒ＋（ｊ−１）／ｋｒである。

図２はオンオフ変調を用いたシリアル通信の模式図である。符号化装置８が符号化したディジタル信号Ｓ（ｉ）はｋ個のシンボルで構成される列（ここでは、１０１１０１１１）で表現される。送信装置１０はこれを点滅パタンＢ（ｔ）のように変換する。受信装置２０はＢ（ｔ）にノイズが重畳した明るさの強度の時系列Ｂ’（ｔ）を受け取り、シンボルの列Ｓ’（ｉ）に変換して出力する。理想的にはＳ（ｉ）＝Ｓ’（ｉ）である。また、この場合、送信装置１０の出力する点滅パタンＢ（ｔ）は図２のようになり、１シンボルの送信に要する時間は１／（ｋ×ｒ）である。（ｋ×ｒ）ビット毎秒の伝送路をオンオフ変調のシリアル通信において実現するためには、受信装置２０において毎秒（ｋ×ｒ）回ビット列を読み出すことが必要になる。

［従来の可視光通信送受信方法の課題］
図３，４を参照して従来の可視光通信送受信方法の課題を説明する。図３は十分な処理速度を有する受信装置の処理を表した模式図であり、図４は処理速度が不十分な受信装置の処理を表した模式図である。図３では受信装置の処理速度が十分であることから適切な受信信号Ｓ’（１），Ｓ’（２），Ｓ’（３）が得られている。一方で、図４では受信装置の処理速度が適切な速さに対して１／４しかないために無意味な値Ｓ’（１）を出力してしまっている。

従来の可視光通信送受信方法では、受信装置の制約に従って通信速度を下げることによってこの問題を回避している。しかし、性能が高い受信装置に対しては高い通信速度を、性能が低い受信装置に対しては低い通信速度を、同一の送信装置を用いて実現する方法は提案されていない。本発明は、明るさ強度の処理速度が十分な受信装置と明るさ強度の処理速度が不十分な受信装置が混在する場合であっても、同一の送信装置を用いて伝送信号を送受信できる可視光通信送受信方法を実現する。

[実施例１の構成]
図５を参照して、本発明の実施例１に係る可視光通信送受信方法を詳細に説明する。図５は本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置の構成を示すブロック図である。本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置は、送信装置１１と受信装置２１もしくは受信装置２２で構成される。本実施例の周辺装置として、符号化装置８と復号化装置９がある。符号化装置８は、符号化部８０を備える。復号化装置９は復号化部９０を備える。

送信装置１１は、変調部１１０と変調結果並替部１２０と可視光発光制御部１３０と発光素子１００を備える。変調結果並替部１２０はメモリ、ＣＰＵ等で構成される。送信装置１１は毎秒ｒ語を送信する。よって送信装置１１は毎秒（ｋ×ｒ）個のシンボルを送信する。

受信装置２１は、受光素子２００と可視光受光制御部２１０と受光結果並替部２２０と復調部２３０からなる。受光結果並替部２２０はメモリ、ＣＰＵ等で構成される。受信装置２１は明るさ強度の処理速度が十分な受信装置であり、明るさ強度の処理速度が毎秒（ｋ×ｒ）個である。つまり、送信装置１１が出力した全ての明るさ強度信号を処理することができる。

受信装置２２は、受光素子２０１と可視光受光制御部２１０と受光結果並替部２２１と復調部２３０からなる。受光結果並替部２２１はメモリ、ＣＰＵ等で構成される。受信装置２２は明るさ強度の処理速度が十分でない受信装置であり、明るさ強度の処理速度が毎秒（ｋ×ｒ／ｐ）個である。つまり、送信装置１１が出力した明るさ強度信号のうち１／ｐ個を処理することができる。

なお、受信装置２１と受信装置２２は、パラメータｋ，ｒ，ｐ，ｎについて事前に知っているものとする。

本実施例では、従来の可視光通信送信方法と比較して、送信装置１１に変調結果並替部１２０を備えることで、送信信号Ｓ（ｉ）の順番の適切な入れ替えを行い、処理能力が十分でない受信装置２２であってもある程度の通信速度を確保することを可能とする。本実施例における送信信号１１の並び替えアルゴリズムは、送信信号を低遅延で送信することを目的としている。このため、本実施例の送信装置１１が変調信号Ｍ（ｉ，１）に対応する明るさ強度信号Ｂ（ｔ）を送出する時刻は、従来の送信装置１０が変調信号Ｍ（ｉ，１）に対応する明るさ強度信号Ｂ（ｔ）を送出する時刻に等しい。

以下、実際に行われる手続きの順に説明してゆく。まず、符号化装置８の備える符号化部８０は、符号化されたディジタル信号である送信信号Ｓ（ｉ）を生成し、送信装置１１へ出力する。

[送信装置１１の処理]
変調部１１０は、送信信号Ｓ（ｉ）を受け取り、変調して変調信号Ｍ（ｉ）を生成し出力する。Ｓ（ｉ）はｋ個のシンボルで構成される語である。Ｓ（ｉ，ｊ）はＳ（ｉ）のｊ番目のシンボルを表す。Ｍ（ｉ）はＳ（ｉ）に対応する変調語である。以下では簡単のため、Ｍ（ｉ，ｊ）をＳ（ｉ，ｊ）に対応する変調されたシンボルとする。例えば、ｋ＝８であり、シンボルがビットで表現されるとして、Ｓ（１）＝（０１０００１１０）とすると、Ｓ（１，２）＝１である。また、Ｓ（ｉ，ｊ）＝０に対応する変調シンボルＭ（ｉ，ｊ）＝ｆとし、Ｓ（ｉ，ｊ）＝１に対応する変調シンボルＭ（ｉ，ｊ）＝ｎとすると、Ｍ（１）＝（ｆｎｆｆｆｎｎｆ）である。

変調結果並替部１２０は、すでにｍ−１個の変調信号Ｍ（ｉ）が送信済みであるとして、ｎ個の変調信号Ｍ（ｍ），Ｍ（ｍ＋１），…，Ｍ（ｍ＋ｎ−１）を順次メモリに記憶する。以下、変調結果並替部１２０のメモリに書き込まれた信号をＭｅｍ（ｉ，ｊ）とする。ただし、ｉ，ｊはメモリアドレスを表すインデックスである。また、ｎはｐに等しいものとする。変調結果並替部１２０は以下の手順に従って、入力された変調信号Ｍ（ｉ）のシンボルの並び替えを行い並替信号Ｍｍ（ｉ）を生成して可視光発光制御部１３０に出力する。なお、並替信号Ｍｍ（ｉ）は時刻ｔ（変調結果並替部１２０）＝（ｉ−１）／ｒ＋（ｊ−１）／ｋｒにおける変調結果並替部１２０の出力である。また、変調結果並替部１２０のシンボルの並び替え手順が、並替信号Ｍｍ（ｉ，ｊ）の出力時刻の衝突を起こさないようにするため、ｋとｎは互いに素であることが必要である。
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新より１／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(変調結果並替部１２０）＝ｔ(変調結果並替部１２０）＋１／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：Ｍｅｍ（ｉ，ｐ（ｊ−１）＋１）にＭ（ｉ，ｊ）を代入する。
・ステップ４：ｔ(変調結果並替部１２０)＝（ｉ’−１）／ｒ＋ｐ（ｊ’−１）／ｋｒ、かつ１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ５へ。存在しない場合、ステップ６へ。
・ステップ５：Ｍｅｍ（ｉ’，ｊ’）をＭｍ（ｉ’，ｊ’）として出力する。ステップ７へ。
・ステップ６：ｊはｋと等しいか確認する。等しい場合、ステップ７へ。等しくない場合、ステップ８へ。
・ステップ７：ｉ＝ｉ＋１，ｊ＝１に設定する。ステップ２へ。
・ステップ８：ｊ＝ｊ＋１に設定する。ステップ２へ。
ここで、可視光発光制御部１３０に出力した変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）が記憶されていたＭｅｍ（ｉ，ｊ）は順次消去し、未使用のメモリ領域として再利用してもよい。

図６は送信装置１１が変調信号Ｍ（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。Ｍ（１，１）は従来の送信装置１０と同様に、時刻０にＭｍ（１，１）として、変調結果並替部１２０から可視光発光制御部１３０に送出される。続いて、Ｍ（１，２）は時刻３／８ｒにＭｍ（１，４）として送出される。さらに、Ｍ（１，３）は時刻６／８ｒにＭｍ（１，７）として送出される。以下、Ｍ（１，ｊ）は時刻３ｊ／８ｒにＭｍ（１，３（ｊ−１）＋１）として送出される。Ｍ（２，１）は従来の送信装置１０と同様に、時刻１／ｒにＭｍ（２，１）として、変調結果並替部１２０から可視光発光制御部１３０に送出される。続いて、Ｍ（２，２）は時刻１／ｒ＋３／８ｒにＭｍ（２，４）として送出される。さらに、Ｍ（２，３）は時刻１／ｒ＋６／８ｒにＭｍ（２，７）として送出される。以下、Ｍ（２，ｊ）は時刻１／ｒ＋３ｊ／８ｒにＭｍ（２，３（ｊ−１）＋１）として送出される。Ｍ（３，１）は従来の送信装置１０と同様に、時刻２／ｒにＭｍ（３，１）として、変調結果並替部１２０から可視光発光制御部１３０に送出される。続いて、Ｍ（３，２）は時刻２／ｒ＋３／８ｒにＭｍ（３，４）として送出される。さらに、Ｍ（３，３）は時刻２／ｒ＋６／８ｒにＭｍ（３，７）として送出される。以下、Ｍ（３，ｊ）は時刻２／ｒ＋３ｊ／８ｒにＭｍ（２，３×（ｊ−１）＋１）として送出される。

可視光発光制御部１３０は、ＬＥＤドライバなどで構成される。変調結果並替部１２０から出力される並替信号Ｍｍ（ｉ）に基づいて、電気信号Ｃ（ｔ）を出力して発光素子１００の点滅パタンを制御する。

発光素子１００は、ＬＥＤなどで構成される。可視光発光制御部１２０の出力する電気信号Ｃ（ｔ）に基づいて、発光パタンＢ（ｔ）で点滅する。

[受信装置２１の処理]
受光素子２００は、フォトダイオードなどで構成される。毎秒（ｋ×ｒ）個の明るさ強度信号を検出することでＢ’（ｔ）を受け取り電気信号Ｃ’（ｔ）に変換し出力する。

可視光受光制御部２１０は、電気信号Ｃ’（ｔ）を入力として受け取り受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を出力する。

受光結果並替部２２０は、可視光受光制御部２１０の出力するｎ個の受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を順次メモリに記憶する。以下、受光結果並替部２２０のメモリに書き込まれた信号をＭｅｍ’（ｉ，ｊ）とする。ただし、ｉ，ｊはメモリアドレスを表すインデックスである。受光結果並替部２２０は以下の手順に従って、入力された受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）のシンボルの並び替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ）を生成して復調部２３０に出力する。

（入力手順）
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新より１／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(受光結果並替部２２０）＝ｔ(受光結果並替部２２０）＋１／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：ｔ(受光結果並替部２２０)＝（ｉ’−１）／ｒ＋（ｊ’−１）／ｋｒ、かつｊ’＝ｐ（ｊ’’−１）＋１，１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’，ｊ’’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ４へ。存在しない場合、ステップ２へ。
・ステップ４：Ｍｅｍ’（ｉ’，ｊ’’）にＭｍ’（ｉ’，ｊ’）を代入する。ステップ２へ。

（出力手順）
・ステップ５：インデックスをｉ’’’＝１，ｊ’’’＝１にリセットする。
・ステップ６：Ｍｅｍ’（ｉ’’’，ｊ’’’）は書き込み済みか確認する。書き込み済みの場合、ステップ７へ。書き込み済みでない場合、書き込まれるまで待機する。
・ステップ７：Ｍｅｍ’（ｉ’’’，ｊ’’’）をＭ’（ｉ’’’，ｊ’’’）として出力する。
・ステップ８：ｊ’’’はｋと等しいか確認する。等しい場合、ステップ９へ。等しくない場合、ステップ１０へ。
・ステップ９：ｉ’’’＝ｉ’’’＋１，ｊ’’’＝１に設定する。ステップ６へ。
・ステップ１０：ｊ’’’＝ｊ’’’＋１に設定する。ステップ６へ。
ここで、復調部２３０に出力した受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）が記憶されていたＭｅｍ’（ｉ，ｊ）は順次消去し、未使用のメモリ領域として再利用してもよい。

図７は受信装置２１が受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻０に出力するＭｍ’（１，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２０はＭｍ’（１，１）をＭ’（１，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻３／８ｒに出力するＭｍ’（１，４）はＭ’（１，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２０に送出されるＭｍ’（１，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（１，ｊ）として復調部２３０に送出される。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻１／ｒに出力するＭｍ’（２，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２０はＭｍ’（２，１）をＭ’（２，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻１／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（２，４）はＭ’（２，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻１／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２０に送出されるＭｍ’（２，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（２，ｊ）として復調部２３０に送出される。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻２／ｒに出力するＭｍ’（３，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２０はＭｍ’（３，１）をＭ’（３，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２０に時刻２／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（３，４）はＭ’（３，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻２／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２０に送出されるＭｍ’（３，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（３，ｊ）として復調部２３０に送出される。

［受信装置２２の処理］
受光素子２０１は、フォトダイオードなどで構成される。毎秒（ｋ×ｒ／ｐ）個の明るさ強度信号を検出することでＢ’（ｔ）を受け電気信号Ｃ’（ｔ）に変換し出力する。

受光結果並替部２２１は、可視光受光制御部２１０の出力するｎ個の受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を順次メモリに記憶する。受光結果並替部２２１は以下の手順に従って、入力された受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）のシンボルの並び替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ）を生成して復調部２３０に出力する。なお、受信装置２２の可視光受光制御部２１０が時刻（ｉ−１）／ｒ＋（ｊ−１）／ｐに出力するＭｍ’（ｉ，ｊ）は従来の送信装置１０が送信した場合に、受信装置２１の可視光受光制御部２１０が時刻（ｉ−１）／ｒ＋（ｊ−１）／ｋｒに出力するＭ’（ｉ，ｊ）に対応する。
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新よりｐ／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(受光結果並替部２２１）＝ｔ(受光結果並替部２２１）＋ｐ／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：Ｍｅｍ’（ｉ，ｊ）にＭｍ’（ｉ，ｊ）を代入する。
・ステップ４：Ｍｅｍ’（ｉ，ｊ）をＭ’（ｉ，ｊ）として出力する。
・ステップ５：ｊはｋと等しいか確認する。等しい場合、ステップ６へ。等しくない場合、ステップ７へ。
・ステップ６：ｉ＝ｉ＋１，ｊ＝１に設定する。ステップ２へ。
・ステップ７：ｊ＝ｊ＋１に設定する。ステップ２へ。
ここで、復調部２３０に出力した受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）が記憶されていたＭｅｍ’（ｉ，ｊ）は順次消去し、未使用のメモリ領域として再利用してもよい。

図８は受信装置２２が受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２１に時刻０に出力するＭｍ’（１，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２１はＭｍ’（１，１）をＭ’（１，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２１に時刻３／８ｒに出力するＭｍ’（１，２）はＭ’（１，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２１に送出されるＭｍ’（１，ｊ）はＭ’（１，ｊ）として復調部２３０に送出される。

受信装置２２は受光結果並替部２２１を備えず、可視光受光制御部２１０の出力するＭｍ’（ｉ，ｊ）をＭ’（ｉ，ｊ）として復調部２３０へ出力する構成としてもよい。

復調部２３０は、受光結果並替部２２１から受け取った受信並替信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を復調して受信信号Ｓ’（ｉ）を出力する。

復号化装置９の備える復号化部９０は、復調部２３０の出力する受信信号Ｓ’（ｉ）を復号化する。

[実施例２の構成]
図９を参照して、本発明の実施例２に係る可視光通信送受信方法を詳細に説明する。図９は本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置の構成を示すブロック図である。本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置は、送信装置１１と受信装置２３で構成される。本実施例の周辺装置として、符号化装置８と復号化装置９がある。

受信装置２３は、受光素子２０２と可視光受光制御部２１０と受光結果並替部２２２と復調部２３０からなる。受信装置２３は明るさ強度の処理速度が実施例１の受信装置２２と比較してｑ倍である受信装置であり、明るさ強度の処理速度が毎秒（ｋ×ｒ×ｑ／ｐ）個である。つまり、実施例１の送信装置１１が出力した明るさ強度信号のうちｑ／ｐを処理することができる。ただし、１≦ｐ≦ｑであり、ｓ＝ｐ／ｑは整数でなければならない。なお、受信装置２３は、パラメータｋ，ｒ，ｐ，ｎ，ｑ，ｓについて事前に知っているものとする。

[受信装置２３の処理]
受光素子２０２は、フォトダイオードなどで構成される。毎秒（ｋ×ｒ×ｑ／ｐ）個の明るさ強度信号を検出することでＢ’（ｔ）を受け電気信号Ｃ’（ｔ）に変換し出力する。

受光結果並替部２２２は、可視光受光制御部２１０の出力するｎ個の受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を順次メモリに記憶する。受光結果並替部２２２は以下の手順に従って、入力された受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）のシンボルの並び替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ）を生成して復調部２３０に出力する。受光結果並替部２２２は、受信装置２１の備える受光結果並替部２２０と比較して、シンボルの並べ替え手順のステップ２が異なるのが相違点である。

（入力手順）
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新よりｓ／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(受光結果並替部２２２）＝ｔ(受光結果並替部２２２）＋ｓ／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：ｔ(受光結果並替部２２２)＝（ｉ’−１）／ｒ＋（ｊ’−１）／ｋｒ、かつｊ’＝ｐ（ｊ’’−１）＋１，１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’，ｊ’’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ４へ。存在しない場合、ステップ２へ。
・ステップ４：Ｍｅｍ’（ｉ’，ｊ’’）にＭｍ’（ｉ’，ｊ’）を代入する。ステップ２へ。

（出力手順）
・ステップ５：インデックスをｉ’’’＝１，ｊ’’’＝１にリセットする。
・ステップ６：Ｍｅｍ’（ｉ’’’，ｊ’’’）は書き込み済みか確認する。書き込み済みの場合、ステップ７へ。書き込み済みでない場合、書き込まれるまで待機する。
・ステップ７：Ｍｅｍ’（ｉ’’’，ｊ’’’）をＭ’（ｉ’’’，ｊ’’’）として出力する。
・ステップ８：ｊ’’’はｋと等しいか確認する。等しい場合、ステップ９へ。等しくない場合、ステップ１０へ。
・ステップ９：ｉ’’’＝ｉ’’’＋１，ｊ’’’＝１に設定する。ステップ６へ。
・ステップ１０：ｊ’’’＝ｊ’’’＋１に設定する。ステップ６へ。

本発明の実施例２は、このような構成とすることにより、明るさ強度信号の処理能力が十分な受信装置２１や明るさ強度信号の処理能力が１／ｐである受信装置２２に加えて、明るさ強度信号の処理能力がｑ／ｐである受信装置２３が混在する環境であっても、同一の送信装置１１を用いて伝送信号を送受信することができる。

[実施例３の構成]
図１０を参照して、本発明の実施例３に係る可視光通信送受信方法を詳細に説明する。図１０は本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置の構成を示すブロック図である。本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置は、送信装置１２と受信装置２４もしくは実施例１の受信装置２２で構成される。本実施例の周辺装置として、符号化装置８と復号化装置９がある。

送信装置１２は、変調部１１０と変調結果並替部１２１と可視光発光制御部１３０と発光素子１００を備える。変調結果並替部１２１はメモリ、ＣＰＵ等で構成される。送信装置１２は毎秒ｒ語を送信する。よって送信装置１１は毎秒（ｋ×ｒ）個のシンボルを送信する。

受信装置２４は、受光素子２００と可視光受光制御部２１０と受光結果並替部２２３と復調部２３０からなる。受光結果並替部２２３はメモリ、ＣＰＵ等で構成される。受信装置２４は明るさ強度の処理速度が十分な受信装置であり、明るさ強度の処理速度が毎秒（ｋ×ｒ）個である。つまり、送信装置１２が出力した全ての明るさ強度信号を処理することができる。なお、受信装置２４は、パラメータｋ，ｒ，ｐ，ｎについて事前に知っているものとする。

本実施例によれば、送信装置１２の備える変調結果並替部１２１はｎ個の変調信号Ｍ（ｉ）をすべて並べ替えた後に並替信号Ｍｍ（ｉ）を可視光発光制御部１３０へ出力するため、実施例１より送受信の遅延が大きくなる。一方で、実施例１におけるｐはｋと互いに素である必要があったが、本実施例では自然数であればよいためｐの値の自由度が高くなり、より柔軟な設計が可能になる。

[送信装置１２の処理]
変調結果並替部１２１は以下の手順に従って、入力された変調信号Ｍ（ｉ）のシンボルの並び替えを行う。

（入力手順）
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新より１／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(変調結果並替部１２１）＝ｔ(変調結果並替部１２１）＋１／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：Ｍｅｍ（ｉ，ｐ（ｊ−１）＋１）にＭ（ｉ，ｊ）を代入する。
・ステップ４：ｊはｋと等しいか確認する。等しい場合、ステップ５へ。等しくない場合、ステップ６へ。
・ステップ５：ｉ＝ｉ＋１，ｊ＝１に設定する。ステップ２へ。
・ステップ６：ｊ＝ｊ＋１に設定する。ステップ２へ。

（出力手順）
・ステップ７：時刻を更新する。ステップ２の時刻を共有する。
・ステップ８：ｔ(変調結果並替部１２１)＝ｎ／ｒ＋（ｉ’−１）／ｋｒ＋（ｊ’−１）／ｋｒ、かつｊ’＝ｐ（ｊ’’−１）＋１，１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’，ｊ’’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ９へ。存在しない場合、ステップ７へ。
・ステップ９：Ｍｅｍ（ｉ’，ｊ’）をＭｍ（ｉ’，ｊ’）として出力する。ステップ７へ。
ここで、可視光発光制御部１３０に出力した変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）が記憶されていたＭｅｍ（ｉ，ｊ）は順次消去し、未使用のメモリ領域として再利用してもよい。

図１１は送信装置１２が変調信号Ｍ（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。Ｍ（１，１）は従来の送信装置１０と同様に、時刻３／ｒにＭｍ（１，１）として、変調結果並替部１２１から可視光発光制御部１３０に送出される。続いて、Ｍ（２，１）は時刻３／ｒ＋１／８ｒにＭｍ（２，１）として送出される。さらに、Ｍ（３，１）は時刻３／ｒ＋２／８ｒにＭｍ（３，１）として送出される。以下、Ｍ（ｉ，ｊ）は時刻３／ｒ＋（ｉ−１）／８ｒ＋３（ｊ−１）／８ｒにＭｍ（ｉ，３（ｊ−１）＋１）として変調結果並替部１２１から可視光発光制御部１３０に送出される。

[受信装置２４の処理]
受光結果並替部２２３は、可視光受光制御部２１０の出力するｎ個の受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を順次メモリに記憶する。受光結果並替部２２３は以下の手順に従って、入力された受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）のシンボルの並び替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ）を生成して復調部２３０に出力する。

（入力手順）
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新よりｐ／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(受光結果並替部２２３）＝ｔ(受光結果並替部２２３）＋ｐ／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：ｔ(受光結果並替部２２３)＝（ｉ’−１）／ｋｒ＋（ｊ’−１）／ｋｒ、かつｊ’＝ｐ（ｊ’’−１）＋１，１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’，ｊ’’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ４へ。存在しない場合、ステップ２へ。
・ステップ４：Ｍｅｍ’（ｉ’，ｊ’’）にＭｍ’（ｉ’，ｊ’）を代入する。ステップ２へ。

図１２は受信装置２４が受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻３／ｒに出力するＭｍ’（１，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２３はＭｍ’（１，１）をＭ’（１，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻３／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（１，４）はＭ’（１，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻３／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２３に送出されるＭｍ’（１，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（１，ｊ）として復調部２３０に送出される。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻４／ｒに出力するＭｍ’（２，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２３はＭｍ’（２，１）をＭ’（２，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻４／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（２，４）はＭ’（２，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻４／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２３に送出されるＭｍ’（２，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（２，ｊ）として復調部２３０に送出される。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻５／ｒに出力するＭｍ’（３，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２３はＭｍ’（３，１）をＭ’（３，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２３に時刻５／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（３，４）はＭ’（３，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻５／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２３に送出されるＭｍ’（３，３（ｊ−１）＋１）はＭ’（３，ｊ）として復調部２３０に送出される。

[受信装置２２の処理]
実施例３における受信装置２２は、受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を受信開始する時刻が、実施例１と比較して、ｎ／ｒ秒遅延することを除いては、同様の動作となる。

図１３は、本実施例の送信装置１２が送信する信号を受信装置２２が受信した場合に、受信装置２２が受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を並び替える状況を示した模式図である。ここでは、ｋ＝８，ｎ＝３，ｐ＝３として説明する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２１に時刻３／ｒに出力するＭｍ’（１，１）は並び替えの必要がない。よって受光結果並替部２２１はＭｍ’（１，１）をＭ’（１，１）として復調部２３０に出力する。可視光受光制御部２１０が受光結果並替部２２１に時刻３／ｒ＋３／８ｒに出力するＭｍ’（１，２）はＭ’（１，２）として復調部２３０に送出される。以下、時刻３／ｒ＋３ｊ／８ｒに可視光受光制御部２１０から受光結果並替部２２１に送出されるＭｍ’（１，ｊ）はＭ’（１，ｊ）として復調部２３０に送出される。

[実施例４の構成]
図１４を参照して、本発明の実施例４に係る可視光通信送受信方法を詳細に説明する。図１４は本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置の構成を示すブロック図である。本実施例の可視光通信送受信方法を実行する装置は、送信装置１２と受信装置２５で構成される。本実施例の周辺装置として、符号化装置８と復号化装置９がある。

受信装置２５は、受光素子２０２と可視光受光制御部２１０と受光結果並替部２２４と復調部２３０からなる。受信装置２５は明るさ強度の処理速度が実施例３の受信装置２２と比較してｑ倍である受信装置であり、明るさ強度の処理速度が毎秒（ｋ×ｒ×ｑ／ｐ）個である。つまり、実施例３の送信装置１２が出力した明るさ強度信号のうちｑ／ｐを処理することができる。ただし、１≦ｐ≦ｑであり、ｓ＝ｐ／ｑは整数でなければならない。なお、受信装置２５は、パラメータｋ，ｒ，ｐ，ｎ，ｑ，ｓについて事前に知っているものとする。

[受信装置２５の処理]
受光結果並替部２２４は、可視光受光制御部２１０の出力するｎ個の受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）を順次メモリに記憶する。受光結果並替部２２４は以下の手順に従って、入力された受信並替信号Ｍｍ’（ｉ）のシンボルの並び替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ）を生成して復調部２３０に出力する。受光結果並替部２２４は、実施例３の受信装置２４の備える受光結果並替部２２３と比較して、シンボルの並べ替え手順のステップ２が異なるのが相違点である。

（入力手順）
・ステップ１：インデックスをｉ＝１，ｊ＝１にリセットする。
・ステップ２：時刻を更新する。前回の更新よりｓ／ｋｒ時間経過していた場合は、ｔ(受光結果並替部２２４）＝ｔ(受光結果並替部２２４）＋ｓ／ｋｒと更新する。経過していない場合は待機する。
・ステップ３：ｔ(受光結果並替部２２４)＝（ｉ’−１）／ｋｒ＋（ｊ’−１）／ｋｒ、かつｊ’＝ｐ（ｊ’’−１）＋１，１≦ｉ’≦ｎ，１≦ｊ’’≦ｋを満たす整数の組み合わせ（ｉ’，ｊ’，ｊ’’）が存在するか確認する。存在する場合、ステップ４へ。存在しない場合、ステップ２へ。
・ステップ４：Ｍｅｍ’（ｉ’，ｊ’’）にＭｍ’（ｉ’，ｊ’）を代入する。ステップ２へ。

本発明の実施例４は、このような構成とすることにより、明るさ強度信号の処理能力が十分な受信装置２４や明るさ強度信号の処理能力が１／ｐである受信装置２２に加えて、明るさ強度信号の処理能力がｑ／ｐである受信装置２５が混在する環境であっても、同一の送信装置１２を用いて伝送信号を送受信することができる。

［変調結果並替部の位置］
上記のすべての実施例では、変調結果並替部を送信装置が備えるものとしたが、符号化装置もしくは図示されていない他の装置が備えるものとしてもよい。また、送信装置内の他の場所にあってもよい。

［可視光通信以外の通信方法への応用］
上記のすべての実施例では、可視光通信の場合に限定して説明したが容易に赤外光通信やその他の無線通信及び有線通信に応用可能である。その場合は送信装置の変調部より後の部分をそれぞれの通信方法に沿って変更すればよい。受信装置についても復調部よりも前の部分をそれぞれの通信方法に沿って変更すればよい。

［変調方法の他値化］
上記のすべての実施例では、０ないし１の値をとるオンオフ変調を用いる場合を説明したが、容易に多値化を行うことができる。この場合は符号化装置ないしは変調部、またはその両方を変更すればよい。

［パラレル通信への応用］
上記のすべての実施例では、シリアル通信の場合に限定して説明したが容易にパラレル通信に拡張することができる。その場合は送信装置、受信装置の対を複数用意すればよい。

［プログラム、記録媒体］
上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

この発明は発光ダイオード等の発光素子の発光する可視光およびその周辺帯域の電磁波をイメージセンサやフォトダイオードで検出することで伝送信号を送受信する可視光通信に利用することができる。

１０〜１２送信装置
１００発光素子１１０変調部
１２０〜１２１変調結果並替部１３０可視光発光制御部
２０〜２５受信装置
２００〜２０２受光素子２１０可視光受光制御部
２２０〜２２４受光結果並替部２３０復調部
８符号化装置８０符号化部
９復号化装置９０復号化部

Claims

ｋ個のシンボルからなる語をＮ（１≦ｎ≦Ｎ）個含む送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を、毎秒（ｋ×ｒ）シンボル送信可能な送信装置から、毎秒（ｋ×ｒ）シンボル受信可能な受信装置へ、可視光を用いて送信する可視光通信送受信方法であって、
ｔは時刻を表し、ｉは各信号における語の番号を表し、ｊは各語におけるシンボルの番号を表し、ｋとｎは互いに素であり、ｎ＝ｐであるとして、
前記送信装置が、前記送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を変調して、送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を生成する変調ステップと、
前記送信装置が、前記送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を、ｎ語ごとに、ｉ’＝ｉ，ｊ’＝ｐ（ｊ−１）＋１として並べ替えを行い、送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）を生成する変調結果並替ステップと、
前記送信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐ（ｊ−１）／ｋｒに前記送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）が送信されるように、発光素子を制御して、送信可視光信号Ｂ（ｔ）を出力する可視光発光制御ステップと、
前記受信装置が、受光素子を用いて、受信可視光信号Ｂ’（ｔ）を受信し、受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）を生成する可視光受光制御ステップと、
前記受信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐ（ｊ−１）／ｋｒに受信した前記受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）を、ｎ語ごとに、ｉ＝ｉ’，ｊ＝（ｊ’−１）／ｐ＋１として並べ替えを行い、受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を生成する受信結果並替ステップと、
前記受信装置が、前記受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を復調して、受信信号Ｓ’（ｉ，ｊ）を出力する復調ステップと、
を含むことを特徴とする可視光通信送受信方法。
ｋ個のシンボルからなる語をＮ（１≦ｎ≦Ｎ）個含む送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を、毎秒（ｋ×ｒ）シンボル送信可能な送信装置から、毎秒（ｋ×ｒ÷ｐ）シンボル受信可能な受信装置へ、可視光を用いて送信する可視光通信送受信方法であって、
ｔは時刻を表し、ｉは各信号における語の番号を表し、ｊは各語におけるシンボルの番号を表し、ｋとｎは互いに素であり、ｎ＝ｐであるとして、
前記送信装置が、前記送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を変調して、送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を生成する変調ステップと、
前記送信装置が、前記送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を、ｎ語ごとに、ｉ’＝ｉ，ｊ’＝ｐ（ｊ−１）＋１として並べ替えを行い、送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）を生成する変調結果並替ステップと、
前記送信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐ（ｊ−１）／ｋｒに前記送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）が送信されるように、発光素子を制御して、送信可視光信号Ｂ（ｔ）を出力する可視光発光制御ステップと、
前記受信装置が、受光素子を用いて、受信可視光信号Ｂ’（ｔ）を受信し、受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）を生成する可視光受光制御ステップと、
前記受信装置が、時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐ（ｊ−１）／ｋｒに受信した前記受信並替信号Ｍｍ’（ｉ’，ｊ’）から、受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を生成する受信結果並替ステップと、
前記受信装置が、前記受信変調信号Ｍ’（ｉ，ｊ）を復調して、受信信号Ｓ’（ｉ，ｊ）を出力する復調ステップと、
を含むことを特徴とする可視光通信送受信方法。
ｋ個のシンボルからなる語をＮ（１≦ｎ≦Ｎ）個含む可視光による送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を、発光素子を用いて毎秒（ｋ×ｒ）シンボル送信する可視光通信送信装置であって、
ｔは時刻を表し、ｉは各信号における語の番号を表し、ｊは各語におけるシンボルの番号を表し、ｋとｎは互いに素であり、ｎ＝ｐであるとして、
前記送信信号Ｓ（ｉ，ｊ）を変調して、送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を生成する変調部と、
前記送信変調信号Ｍ（ｉ，ｊ）を、ｎ語ごとに、ｉ’＝ｉ，ｊ’＝ｐ（ｊ−１）＋１として並べ替えを行い、送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）を生成する変調結果並替部と、
時刻ｔ＝（ｉ−１）／ｒ＋ｐ（ｊ−１）／ｋｒに前記送信並替信号Ｍｍ（ｉ’，ｊ’）が送信されるように、前記発光素子を制御して、送信可視光信号Ｂ（ｔ）を出力する可視光発光制御部と、
を備えることを特徴とする可視光通信送信装置。
請求項３に記載の可視光通信送信装置が備える変調部、変調結果並替部、及び、可視光発光制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。