JP2014053780A - 通信装置、通信制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】受信側の通信装置の状態の検出、及び当該受信側の通信装置への処理の要求を行うことなく、簡単な処理でアダプティブアレイアンテナのビームパターンを適時更新することを可能にする。
【解決手段】通信装置１００−１はアダプティブアレイアンテナ１４０と、センサ１６０により検出される情報に基づいて、自装置の向きの変化を算出する算出部１７０と、算出される上記変化に基づいて、上記アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガを制御するトリガ制御部１８０とを備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、通信装置、通信制御方法及びプログラムに関する。

ミリ波のような直進性が強く減衰の激しい周波数を利用する無線通信システムでは、リンクマージンを増やすために、アダプティブアレイアンテナによるビームステアリングが利用されることが多い。ハンドヘルド型の端末装置が上記ビームステアリングを利用して無線通信する場合には、当該端末装置の移動、回転等の運動による無線チャネルの変動が考慮される必要がある。無線チャネルの変化に応じて、最適なタイミングで最適な方向に向けたビームステアリングを行わないと、無線リンクの安定性が損なわれて、パケット誤り率が上昇してしまうからである。

ビームパターンの更新頻度を多くすれば当然追従性は上がり、通信リンクの安定性は一般的には向上する。しかし、一律にビームパターンの更新頻度を増やすことは、消費電力の増大、及びビームサーチによる実行帯域の減少のようなデメリットが存在する。また、ビームサーチ自体のエラーが無視できない場合には、ビームパターンの更新によって逆に特性が劣化するリスクが増大する、とうデメリットも存在する。そのため、ビームパターンの更新頻度を調整するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、ビームフォーマ（Beamformer）が、自装置からビームフォーミ（Beamformee）への方位角度、及び自装置とビームフォーミとの間の距離の情報に基づいて、ビームパターンの更新頻度を調整する技術が、開示されている。上記ビームフォーマは、ビームを生成する通信装置であり、上記ビームフォーミは、ビームを受信する通信装置である。

また、例えば、特許文献２には、移動するビームフォーミの速度又は位置情報に応じてビームパターンの更新頻度を調整する技術が、開示されている。

また、例えば、特許文献３に開示されている発明によれば、ビームパターンの更新頻度を調整する技術ではないが、到来波角度の変動速度に基づいてビットレートを変更する技術が、開示されている。

特開２００６−２０３６７４ 特開２００７−１１０３６５ 特開２００５−１０２１３６

しかし、特許文献１に開示されている発明によれば、ビームフォーマが、いずれかの手法で、ビームフォーミの位置を検出する必要がある。また、通信相手との直線角度を利用するので、ビームフォーマとビームフォーミとの間に障害物があるような見通し外通信の場合には、ビームパターンの更新により、最適なビームが生成されない。

また、特許文献２に開示されている発明によれば、ビームフォーマが、ビームフォーミの速度を事前に検出する必要がある。また、速度のみが用いられ、移動方向が考慮されていないので、本来必要のない場合にもビームパターンの更新が発生し得る。

また、特許文献３に開示されている発明によれば、受信信号から到来波角度の推定を行う必要があるので、大きな演算が必要になるという欠点がある。

そこで、受信側の通信装置の状態の検出、及び当該受信側の通信装置への処理の要求を行うことなく、簡単な処理でアダプティブアレイアンテナのビームパターンを適時更新することを可能にする仕組みが提供されることが望ましい。

本開示によれば、アダプティブアレイアンテナと、センサにより検出される情報に基づいて、自装置の向きの変化を算出する算出部と、算出される上記変化に基づいて、上記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、を備える通信装置が提供される。

また、本開示によれば、センサにより検出される情報に基づいて、アダプティブアレイアンテナを備える通信装置の向きの変化を算出することと、算出される上記変化に基づいて、上記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御することと、を含む通信制御方法が提供される。

また、本開示によれば、アダプティブアレイアンテナを備える通信装置を制御するコンピュータを、センサにより検出される情報に基づいて、上記通信装置の向きの変化を算出する算出部と、算出される上記変化に基づいて、上記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、
として機能させるためのプログラムが提供される。

以上説明したように本開示によれば、受信側の通信装置の状態の検出、及び当該受信側の通信装置への処理の要求を行うことなく、簡単な処理でアダプティブアレイアンテナのビームパターンを適時更新することが可能となる。

本開示の実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成の一例を示す説明図である。 第１の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 アダプティブアレイアンテナの一例を説明するための説明図である。 第１の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るビームパターン更新処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の変形例に係る通信装置の構成及び当該通信装置に接続される通信装置３００の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る送信データ判定処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第４の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付の図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．無線通信システムの概略的な構成
２．第１の実施形態
２．１．通信装置の構成
２．２．処理の流れ
２．３．変形例
３．第２の実施形態
３．１．通信装置の構成
３．２．処理の流れ
４．第３の実施形態
４．１．通信装置の構成
４．２．処理の流れ
５．第４の実施形態
５．１．通信装置の構成
５．２．処理の流れ
６．まとめ

＜＜１．無線通信システムの概略的な構成＞＞
まず、図１を参照して、本開示の実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成を説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成の一例を示す説明図である。図１を参照すると、無線通信システムは、通信装置１００及び通信装置２００を含む。

（通信装置１００）
通信装置１００は、アダプティブアレイアンテナを有する通信装置である。通信装置１００は、アダプティブアレイアンテナにより、いずれかのビームパターンのビーム１０を生成する。また、通信装置１００は、生成されるビーム１０を用いて、データを送信する。このように、通信装置１００は、ビームフォーマ（Beamformer）として動作する。

また、通信装置１００は、アダプティブアレイアンテナのビームパターンを更新する。例えば、通信装置１００は、アダプティブアレイアンテナのビームパターンを、通信装置２００についてのリンク品質を最適化するビームパターンに更新する。そして、通信装置１００は、更新されたビームパターンのビームを生成する。

また、通信装置１００は、ハンドヘルド型の通信装置である。よって、通信装置１００は、不規則に移動し、又は回転し得る。即ち、通信装置１００の向きが、不規則に変わり得る。通信装置１００の向きが変わると、生成されるビームの向きも変わる。

なお、通信装置１００は、アダプティブアレイアンテナにより、通信装置２００を含む別の装置により生成されたビームを受信してもよい。そして、通信装置１００は、受信されたビームから、データを受信してもよい。このように、通信装置１００は、ビームフォーミ（Beamformee）としても動作してもよい。

（通信装置２００）
通信装置２００は、アダプティブアレイアンテナを有する通信装置である。通信装置２００は、アダプティブアレイアンテナにより、通信装置１００を含む別の通信装置により生成されたビームを受信する。そして、通信装置２００は、受信されたビームから、データを受信する。このように、通信装置２００は、ビームフォーミとして動作する。

また、通信装置２００は、例えば、据え置き型の通信装置である。よって、通信装置２００の向きは固定され得る。

なお、通信装置２００は、アダプティブアレイアンテナにより、いずれかのビームパターンのビームを生成してもよい。また、通信装置２００は、生成されるビームを用いて、データを送信してもよい。このように、通信装置２００は、ビームフォーマとしても動作してもよい。この場合に、通信装置２００は、アダプティブアレイアンテナのビームパターンを更新してもよい。

以上、本開示の実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成を説明した。本開示の実施形態では、通信装置１００は、通信装置２００の状態の検出、及び通信装置２００への処理の要求を行うことなく、簡単な処理でアダプティブアレイアンテナのビームパターンを適時更新することが可能となる。以降、＜２．第１の実施形態＞、＜３．第２の実施形態＞、＜４．第３の実施形態＞及び＜５．第４の実施形態＞において、その具体的な内容を説明する。

＜＜２．第１の実施形態＞＞
まず、本開示の第１の実施形態を説明する。本開示の第１の実施形態によれば、通信装置１００の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新がトリガされる。以降、第１の実施形態を、＜２．１．通信装置の構成＞、＜２．２．処理の流れ＞、＜２．３．変形例＞という順序で説明する。

＜２．１．通信装置の構成＞
図２及び図３を参照して、第１の実施形態に係る通信装置１００−１の構成の一例を説明する。図２は、第１の実施形態に係る通信装置１００−１の構成の一例を示すブロック図である。図２を参照すると、通信装置１００−１は、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５０、センサ１６０、向き変化算出部１７０及びトリガ制御部１８０を備える。

（アプリケーション部１１０）
アプリケーション部１１０は、通信装置１００−１のユーザにアプリケーション機能を提供する。例えば、アプリケーション部１１０は、データを取得し、当該データを用いて処理を実行することにより、新たなデータを生成する。

また、アプリケーション部１１０は、他の装置にデータを送信する場合には、当該データを上記他の装置へ送信するように、通信処理部１２０に要求する。また、アプリケーション部１１０は、他の装置から通信装置１００−１に送信されたデータを通信処理部１２０から取得する。

なお、アプリケーション部１１０は、例えば、アプリケーションプログラムにより実装され得る。

（通信処理部１２０）
通信処理部１２０は、データを送信するための処理を実行する。例えば、通信処理部１２０は、アプリケーション部１１０からデータを受け取ると、当該データからパケットを生成し、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）のためのヘッダ付加、誤り検出符号の付加等の処理を実行する。そして、通信処理部１２０は、処理後のデータを変復調部１３０に提供する。

また、通信処理部１２０は、データを受信するための処理を実行する。例えば、通信処理部１２０は、変復調部１３０からのデータを受け取ると、ヘッダ解析、誤り検出、リオーダ処理等の処理を実行する。そして、通信処理部１２０は、処理後のデータをアプリケーション部１１０に提供する。

（変復調部１３０）
変復調部１３０は、通信処理部１２０から受け取ったデータを変調し、変調信号をアダプティブアレイアンテナ１４０に出力する。また、変復調部１３０は、アダプティブアレイアンテナ１４０からの信号を復調し、復調信号を通信処理部１２０に出力する。

（アダプティブアレイアンテナ１４０）
アダプティブアレイアンテナ１４０は、いずれかのビームパターンのビームを生成する。以下、アダプティブアレイアンテナ１４０の一例を、図３を参照してより具体的に説明する。

図３は、アダプティブアレイアンテナ１４０の一例を説明するための説明図である。図３を参照すると、アダプティブアレイアンテナ１４０は、複数のアンテナ素子１４１、可変増幅器１４３及び可変位相器１４５と、合成分配器１４７とを含む。各アンテナ素子１４１で送受信する電波の位相及び振幅を制御することにより、所望のビームパターンのビームを生成することが可能になる。各アンテナ素子１４１で送受信される電波の位相及び振幅の制御は、可変増幅器１４３及び可変位相器１４５の重みの設定により実現される。当該制御は、後述するアンテナ制御部１５０により行われる。また、合成分配器１４７は、変復調部１３０からの変調信号を各アンテナ素子１４１に分配する。また、合成分配器１４７は、複数のアンテナ素子１４１からの信号を合成し、変復調部１３０へ出力する。

（アンテナ制御部１５０）
アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０によるビームの生成を制御する。

例えば、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、所望のビームパターンのビームを生成させる。より具体的には、例えば、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０の可変増幅器１４３及び可変位相器１４５の重みの設定を行うことにより、アダプティブアレイアンテナ１４０に所望のビームパターンのビームを生成させる。例えばこのように、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンが、可変増幅器１４３及び可変位相器１４５の重みの設定により決定されるので、可変増幅器１４３及び可変位相器１４５の設定値（即ち、重み）が、記憶部（図示せず）に記憶される。

また、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。即ち、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、新たなビームパターンのビームを生成させる。

とりわけ第１の実施形態では、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新は、トリガ制御部１８０によりトリガされる。具体的には、例えば、アンテナ制御部１５０は、トリガ制御部１８０によりビームパターンの更新を指示されると、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。

また、例えば、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新は、所定の条件（以下、「ビームパターン更新条件」と呼ぶ）が満たされる場合にもトリガされる。より具体的には、例えば、ビームパターン更新条件が満たされると、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することを決定する。そして、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。

上記ビームパターン更新条件は、例えば、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含む。また、上記ビームパターン更新条件は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信における通信エラーの頻度が第１の閾値（以下、「閾値Ｔ_error」と呼ぶ）を超えることを含んでもよい。また、上記ビームパターン更新条件は、上記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信量が第２の閾値（以下、「閾値Ｔ_traffic」と呼ぶ）を超えることを含んでもよい。

（センサ１６０）
センサ１６０は、通信装置１００−１の向きの変化を算出するための情報を検出する。通信装置１００−１の当該向きは、例えば、通信装置１００−１の３次元の方向（以下、「３次元方向」と呼ぶ）である。

具体的には、例えば、センサ１６０は、地磁気センサ及び加速度センサを含む。そして、上記地磁気センサは、通信装置１００−１の２次元の方位を示す方位情報を検出する。また、上記加速度センサは、通信装置１００−１の重力加速度の方向を示す（即ち、通信装置１００−１の垂直方向の傾きを示す）重力加速度方向情報を検出する。即ち、センサ１６０は、上記方位情報及び上記重力加速度方向情報を検出する。

なお、センサ１６０は、地磁気センサ及び加速度センサの代わりに、３軸角速度センサを含んでもよい。そして、当該３軸角速度センサは、通信装置１００−１の３軸の角速度を示す角速度情報を検出してもよい。

（向き変化算出部１７０）
向き変化算出部１７０は、センサ１６０により検出される情報に基づいて、通信装置１００−１の向きの変化を算出する。通信装置１００−１の当該向きは、例えば、３次元方向である。

例えば、向き変化算出部１７０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新した際の通信装置１００−１の向きと、その後の通信装置１００−１の向きとの差分を、上記変化として算出する。より具体的には、例えば、上述したように、センサ１６０は、通信装置１００−１の２次元の方位を示す方位情報、及び通信装置１００−１の垂直方向の傾きを示す重力加速度方向情報を検出する。そして、向き変化算出部１７０は、上記方位情報が示す２次元の方位、及び上記重力加速度方向情報が示す垂直方向の傾きから、通信装置１００−１の３次元方向を算出する。さらに具体的には、向き変化算出部１７０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新した際の３次元方向を算出して、記憶部（図示せず）に記憶させる。そして、向き変化算出部１７０は、その後３次元方向を随時算出して、記憶された３次元方向（ビームパターンを更新した際の通信装置１００−１の向き）と随時算出された３次元方向（即ち、その後の通信装置１００−１の向き）との差分を算出する。

なお、上述したように、センサ１６０は、通信装置１００−１の３軸の角速度を示す角速度情報を検出してもよい。そして、向き変化算出部１７０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新後の角速度を積分することにより、随時上記差分を算出してもよい。

このようにビームパターンを更新した際の通信装置１００−１の向きと、その後の通信装置１００−１の向きとの差分が算出されることで、ビームのピークの方向が元の最適な方向からどの程度ずれたのかを知ることが可能になる。

（トリガ制御部１８０）
トリガ制御部１８０は、算出される通信装置１００−１の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガを制御する。とりわけ第１の実施形態では、トリガ制御部１８０は、算出される通信装置１００−１の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする。

より具体的には、例えば、トリガ制御部１８０は、算出される上記変化と第３の閾値との比較結果に基づいて、上記更新トリガを制御する。即ち、トリガ制御部１８０は、算出される上記差分と閾値Ｔ_angleとの比較結果に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする。さらに具体的には、例えば、トリガ制御部１８０は、上記差分の大きさが閾値Ｔ_angleを超えたかを判定する。そして、上記差分の大きさが閾値Ｔ_angleを超えていれば、トリガ制御部１８０は、アンテナ制御部１５０に、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新を指示する。

このようにビームパターンの更新をトリガすることにより、通信装置１００−１の向きが大きく変化する場合、即ちビームのピークの方向が大きく変化する場合に、ビームパターンを即座に更新することが可能になる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００−１の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比（Signal-to-Noise Ratio）の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００−２の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新がトリガされることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようにビームパターンの更新をトリガすることは、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することが可能である。

なお、上記第３の閾値（例えば、閾値Ｔ_angle）は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更されてもよい。上記第３の閾値がより小さくなれば、ビームパターンの更新頻度がより高くなるので、通信装置１００−１の運動に対するビームパターンの追従性がより高くなるが、通信装置１００−１の消費電力がより大きくなる。ビームパターンの追従性が高くなると、ビームのピークがあまりずれなくなるので、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。一方、上記第３の閾値がより大きくなれば、ビームパターンの更新頻度がより低くなるので、通信装置１００−１の消費電力がより小さくなるが、通信装置１００−１の運動に対するビームパターンの追従性がより低くなる。ビームパターンの追従性が低くなると、ビームのピークがずれてしまうので、無線リンクのＳＮ比が低減し、パケット誤りが増加し得る。即ち、上記第３の閾値に関して、通信品質と消費電力との間のトレードオフが存在する。そのため、例えば、アプリケーションソフトウェアの許容できる通信品質（例えば、許容できる遅延時間、許容パケット消失率、等）に応じて、上記第３の閾値が変更されてもよい。この際に、通信装置１００−１の能力（例えば、符号化による消失訂正能力）も考慮されてもよい。

上記閾値の変更により、アプリケーションソフトウェアからの通信品質についての要求を満たしつつ、消費電力を必要十分な程度に抑えることができる。

以上、第１の実施形態に係る通信装置１００−１の構成の一例を説明した。なお、図２では、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）、周波数変換器のような、無線通信に必要である構成要素の全てが、記載されているわけではない。しかし、当然ながら、これらの構成要素を通信装置１００−１が含むということは、当業者により理解されるであろう。

＜２．２．処理の流れ＞
次に、図４〜図６を参照して、第１の実施形態に係る各種処理を説明する。

（更新トリガ制御処理）
まず、図４を参照して、第１の実施形態に係る更新トリガ制御処理の一例を説明する。図４は、第１の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００−１と通信装置２００との間の接続が確立され、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンが更新されると、上記更新トリガ制御処理が開始する。

ステップＳ４０１で、向き変化算出部１７０は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）から、通信装置１００−１の３次元方向を算出して、記憶部（図示せず）に記憶させる。記憶される当該３次元方向は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新した際の３次元方向である。

ステップＳ４０３で、向き変化算出部１７０は、通信装置１００−１の３次元方向が変化したかを判定する。例えば、向き変化算出部１７０は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）が変化したかを判定することにより、通信装置１００−１の３次元方向が変化したかを判定する。３次元方向が変化していれば、処理はステップＳ４０５へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ４０３を繰り返す。

ステップＳ４０５で、向き変化算出部１７０は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）から、通信装置１００−１の３次元方向を算出する。算出される当該３次元方向は、現在の通信装置１００−１の３次元方向である。

ステップＳ４０７で、向き変化算出部１７０は、記憶されている３次元方向（即ち、ビームパターンを更新した際の通信装置１００−１の３次元方向）と直近に算出された通信装置１００−１の３次元方向（即ち、現在の３次元方向）との差分を算出する。

ステップＳ４０９で、トリガ制御部１８０は、算出された差分の大きさが閾値Ｔ_angleを超えたかを判定する。当該差分の大きさが閾値Ｔ_angleを超えていれば、処理はステップＳ４１１へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ４０３へ戻る。

ステップＳ４１１で、トリガ制御部１８０は、アンテナ制御部１５０に、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新を指示する。そして、処理はステップＳ４０１へ戻る。

（ビームパターン更新制御処理）
まず、図５を参照して、第１の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の一例を説明する。図５は、第１の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００と通信装置２００との間の接続が確立されると、上記ビームパターン更新制御処理が開始する。

ステップＳ５０１で、アンテナ制御部１５０は、トリガ制御部１８０によるビームパターンの更新の指示があったかを判定する。当該指示があった場合には、処理はステップＳ６００へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ５０３へ進む。

ステップＳ５０３で、アンテナ制御部１５０は、ビームパターン更新条件が満たされたかを判定する。当該ビームパターン更新条件は、例えば、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含む。この場合には、アンテナ制御部１５０は、更新期間が経過したかを判定する。ビームパターン更新条件が満たされている場合には、処理はステップＳ５０５へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ５０１へ戻る。

ステップＳ５０５で、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することを決定する。

ステップＳ６００で、アンテナ制御部１５０は、ビームパターン更新処理を実行する。即ち、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。

（ビームパターン更新処理）
まず、図６を参照して、第１の実施形態に係るビームパターン更新処理（即ち、ステップＳ６００）の一例を説明する。図６は、第１の実施形態に係るビームパターン更新処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ６０１で、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０の送信用のアンテナウェイト（即ち、可変増幅器１４３及び可変位相器１４５の重み）のトレーニングを行う。即ち、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０の様々な送信用のアンテナウェイトを設定し、当該アンテナウェイトに対応するビームパターンのビームを生成する。当該ビームは、通信装置２００により受信されて、評価される。

ステップＳ６０３で、送信用のアンテナウェイトについてのフィードバックが、通信装置２００により送信され、通信装置１００により受信されると、アンテナ制御部１５０は、当該フィードバックを取得する。当該フィードバックは、いずれのビームパターン（即ち、送信用のアンテナウェイト）が最適であったかを示す。そして、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、最適であった送信用のアンテナウェイトを設定する。

ステップＳ６０５で、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０の受信用のアンテナウェイトのトレーニングを行う。即ち、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０の様々な受信用のアンテナウェイトを設定し、当該アンテナウェイトを評価する。そして、アンテナ制御部１５０は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、最適であった受信用のアンテナウェイトを設定する。

そして、ステップＳ６０７で、アンテナ制御部１５０は、送信用のアンテナウェイトのトレーニング及び受信用のアンテナウェイトのトレーニングの各々が所定回数繰り返したかを判定する。トレーニングの各々が所定回数繰り返されていれば処理は終了する。そうでなければ、処理はステップＳ６０１へ戻る。

以上、ビームパターン更新処理の概略的な流れの一例を説明した。このように、ビームパターン更新処理では、一般的に、２つの通信装置のうちの一方が、ビームパターンを固定し、他方が、様々なビームパターンを試し、最適なビームパターンのフィードバックを受ける。ビームパターン更新処理は、無線通信の規格によっても異なり得る。ビームパターン更新処理は、上述したステップの他に、開始タイミングの調整を行うステップ、遅延時間を推定するステップ等を含み得る。

＜２．３．変形例＞
次に、図７を参照して、第１の実施形態の変形例を説明する。上述した第１の実施形態では、図２に示されるように、通信装置１００−１が、トリガの制御部１８０を備える。一方、第１の実施形態の変形例では、当該変形例に係る通信装置１００−１０は、トリガの制御部１８０を備えず、通信装置１００−１に接続される通信装置が、トリガの制御部１８０の機能を備える。以下、この点について図７を参照してより具体的に説明する。

図７は、第１の実施形態の変形例に係る通信装置１００−１０の構成及び当該通信装置１００−１０に接続される通信装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、通信装置１００−１０及び通信装置３００が示されている。

（通信装置１００−１０）
通信装置１００−１０は、図２に示される通信装置１００−１と同様に、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５０、センサ１６０及び向き変化算出部１７０を備える。さらに、通信装置１００−１０は、通信装置３００と通信するための通信部１０１を備える。

通信部１０１は、向き変化算出部１７０により算出される通信装置１００−１０の向きの変化を、通信装置３００に送信する。また、通信部１０１は、通信装置３００からのビームパターンの更新の指示を受信し、アンテナ制御部１５０に当該指示を通知する。

（通信装置３００）
通信装置３００は、通信装置１００−１０と通信するための通信部３０１、向き変化取得部３７０及びトリガ制御部３８０を備える。

通信部３０１は、算出される通信装置１００−１０の向きの変化を、通信装置１００−１０から受信する。また、通信部３０１は、トリガ制御部３８０からのビームパターンの更新の指示を、通信装置１００−１０に送信する。

向き変化取得部３７０は、算出される通信装置１００−１０の向きの変化を取得する。より具体的には、例えば、通信部３０１が、算出された通信装置１００−１０の向きの変化を受信すると、向き変化取得部３７０は、当該向きの変化を取得する。そして、当該向きの変化をトリガ制御部３８０に提供する。

トリガ制御部３８０は、通信装置１００−１のトリガ制御部１８０と同様に動作する。即ち、例えば、トリガ制御部３８０は、算出される通信装置１００−１の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする（例えば、更新を指示する）。

以上のように、トリガ制御部は、アダプティブアレイアンテナ１４０を備える通信装置１００−１０とは別の通信装置に備えられ得る。なお、トリガ制御部に加えて、向き変化算出部１７０も、通信装置１００−１０に備えられず、通信装置３００に備えられてもよい。この場合には、センサにより検出される情報が、通信部１０１により通信装置３００に送信され、通信装置１００−１０の向きの変化は、通信装置３００により算出される。このような構成要素（即ち、トリガ制御部、向き変化算出部）の通信装置３００への配置は、第１の実施形態に係る通信装置１００−１のみならず、後述する第２〜４の実施形態に係る通信装置１００にも同様に適用され得る。

以上、本開示の第１の実施形態について説明したが、当該第１の実施形態によれば、通信装置１００の向きが大きく変化する場合、即ちビームのピークの方向が大きく変化する場合に、ビームパターンを即座に更新することが可能になる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新がトリガされることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようにビームパターンの更新をトリガすることは、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することが可能である。

＜＜３．第２の実施形態＞＞
続いて、本開示の第２の実施形態を説明する。本開示の第２の実施形態によれば、通信装置１００の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする条件が変更される。以降、第２の実施形態を、＜３．１．通信装置の構成＞、＜３．２．処理の流れ＞という順序で説明する。

＜３．１．通信装置の構成＞
図８を参照して、第２の実施形態に係る通信装置１００−２の構成の一例を説明する。図８は、第２の実施形態に係る通信装置１００−２の構成の一例を示すブロック図である。図８を参照すると、通信装置１００−２は、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５１、センサ１６０、向き変化算出部１７１及びトリガ制御部１８１を備える。

ここで、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０及びセンサ１６０については、第１の実施形態と第２の実施形態との間に差異はない。よって、ここでは、アンテナ制御部１５１、向き変化算出部１７１及びトリガ制御部１８１を説明する。

（アンテナ制御部１５１）
アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０によるビームの生成を制御する。

例えば、アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、所望のビームパターンのビームを生成させる。この点については、アンテナ制御部１５１は、第１の実施形態のアンテナ制御部１５０と同様である。

また、アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。即ち、アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０に、新たなビームパターンのビームを生成させる。

とりわけ第２の実施形態では、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新は、所定の条件（即ち、ビームパターン更新条件）が満たされる場合にトリガされる。より具体的には、例えば、ビームパターン更新条件が満たされると、アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することを決定する。そして、アンテナ制御部１５１は、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新する。

上記ビームパターン更新条件は、例えば、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含む。また、上記ビームパターン更新条件は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信における通信エラーの頻度が第１の閾値（即ち、閾値Ｔ_error）を超えることを含んでもよい。また、上記ビームパターン更新条件は、上記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信量が第２の閾値（即ち、閾値Ｔ_traffic）を超えることを含んでもよい。

とりわけ第２の実施形態では、上記ビームパターン更新条件は、後述するトリガ制御部１８１により変更される。

（向き変化算出部１７１）
向き変化算出部１７１は、センサ１６０により検出される情報に基づいて、通信装置１００−２の向きの変化を算出する。通信装置１００−２の当該向きは、例えば、３次元方向である。

例えば、向き変化算出部１７１は、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量を、上記変化として算出する。より具体的には、例えば、上述したように、センサ１６０は、通信装置１００−２の２次元の方位を示す方位情報、及び通信装置１００−２の垂直方向の傾きを示す重力加速度方向情報を検出する。そして、向き変化算出部１７１は、上記方位情報が示す２次元の方位、及び上記重力加速度方向情報が示す垂直方向の傾きから、通信装置１００−２の３次元方向を算出する。さらに具体的には、向き変化算出部１７１は、通信装置１００−２の３次元方向を算出して、記憶部（図示せず）に記憶させ、さらに、所定の時間の経過後に３次元方向を算出する。そして、向き変化算出部１７１は、記憶された３次元方向と、所定の時間の経過後に算出された３次元方向との差分（即ち、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量）を算出する。このように、向き変化算出部１７１は、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量を随時算出する。

なお、第１の実施形態と同様に、センサ１６０は、通信装置１００−２の３軸の角速度を示す角速度情報を検出してもよい。そして、向き変化算出部１７１は、所定の時間あたりの角速度を積分することにより、上記変化量を算出してもよい。

このように所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化が算出されることで、ビームのピークの方向がどの程度の速さでずれているのかを知ることが可能になる。

（トリガ制御部１８１）
トリガ制御部１８０は、算出される通信装置１００−２の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガを制御する。とりわけ第２の実施形態では、トリガ制御部１８０は、算出される通信装置１００−１の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする条件（即ち、ビームパターン更新条件）を変更する。

より具体的には、例えば、トリガ制御部１８１は、算出される上記変化と第３の閾値との比較結果に基づいて、上記更新トリガを制御する。即ち、トリガ制御部１８１は、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量と閾値Ｔ_{angle_rate}との比較結果に基づいて、ビームパターン更新条件を変更する。さらに具体的には、例えば、トリガ制御部１８１は、上記変化量の大きさが閾値Ｔ_{angle_rate}を超えたかを判定する。そして、上記変化量の大きさが閾値Ｔ_{angle_rate}を超えていれば、トリガ制御部１８１は、ビームパターン更新条件を変更する。

また、例えば、上記ビームパターン更新条件が、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含む。この場合に、トリガ制御部１８１は、上記更新期間の長さを変更する。例えば、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量の大きさが、閾値Ｔ_{angle_rate}を超える場合に、トリガ制御部１８１は、上記更新期間をより短くする。即ち、通信装置１００−２の向きの変化速度が速い場合に、より短い期間でビームパターンが更新される。

また、上記ビームパターン更新条件は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信における通信エラーの頻度が第１の閾値（即ち、閾値Ｔ_error）を超えることを含み、トリガ制御部１８１は、閾値Ｔ_errorを変更してもよい。例えば、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量の大きさが、閾値Ｔ_{angle_rate}を超える場合に、トリガ制御部１８１は、閾値Ｔ_errorを小さくしてもよい。即ち、通信装置１００−２の向きの変化速度が速い場合に、より少ない通信エラーで、ビームパターンが更新される。

また、上記ビームパターン更新条件は、上記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信量が第２の閾値（即ち、閾値Ｔ_traffic）を超えることを含み、トリガ制御部１８１は、閾値Ｔ_trafficを変更してもよい。例えば、所定の時間あたりの通信装置１００−２の向きの変化量の大きさが、閾値Ｔ_{angle_rate}を超える場合に、トリガ制御部１８１は、閾値Ｔ_trafficを小さくしてもよい。即ち、通信装置１００−２の向きの変化速度が速い場合に、より少ない通信量で、ビームパターンが更新される。

このようなビームパターン更新条件の変更により、通信装置１００−２の向きが大きく変化する場合に、ビームパターンの更新頻度をより高くすることができる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００−２の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００−２の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新頻度が高くなることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようなビームパターン更新条件の変更は、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新頻度を高めることが可能である。

なお、上記第３の閾値（例えば、閾値Ｔ_{angle_rate}）は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更されてもよい。この点については、トリガ制御部１８１は、第１の実施形態のトリガ制御部１８０と同様である。

また、上記更新期間、閾値Ｔ_error及び閾値Ｔ_trafficも、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更されてもよい。

＜３．２．処理の流れ＞
次に、図９及び図１０を参照して、第２の実施形態に係る各種処理を説明する。

（更新トリガ制御処理）
まず、図９を参照して、第２の実施形態に係る更新トリガ制御処理の一例を説明する。図９は、第２の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００−２と通信装置２００との間の接続が確立されると、上記更新トリガ制御処理が開始する。

ステップＳ４３１で、向き変化算出部１７１は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）から、通信装置１００−２の３次元方向を算出して、記憶部（図示せず）に記憶させる。記憶される当該３次元方向は、所定の時間の経過前の３次元方向である。

ステップＳ４３３で、向き変化算出部１７１は、所定の時間内に通信装置１００−２の３次元方向が変化したかを判定する。例えば、向き変化算出部１７０は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）が変化したかを判定することにより、通信装置１００−２の３次元方向が変化したかを判定する。３次元方向が変化していれば、処理はステップＳ４３５へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ４４３へ進む。

ステップＳ４３５で、向き変化算出部１７１は、センサ１６０により検出される情報（例えば、方位情報及び重力加速度方向情報）から、通信装置１００−２の３次元方向を算出する。算出される当該３次元方向は、所定の時間の経過後の通信装置１００−２の３次元方向である。

ステップＳ４３７で、向き変化算出部１７０は、記憶されている３次元方向（即ち、所定の時間の経過前の通信装置１００−２の３次元方向）と直近に算出された通信装置１００−２の３次元方向（即ち、所定の時間の経過後の３次元方向）との差分を算出する。即ち、向き変化算出部１７０は、所定の時間あたりの通信装置１００−２の３次元方向の変化量を算出する。

ステップＳ４３９で、トリガ制御部１８１は、算出された変化量の大きさが閾値Ｔ_{angle_rate}を超えたかを判定する。当該変化量の大きさが閾値Ｔ_{angle_rate}を超えていれば、処理はステップＳ４４１へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ４３１へ戻る。

ステップＳ４１１で、トリガ制御部１８０は、ビームパターン更新条件を変更する。そして、処理はステップＳ４０１へ戻る。

ステップＳ４４３で、トリガ制御部１８０は、更新頻度が最小になるようにビームパターン更新条件を変更する。即ち、通信装置１００−２の向きが変化しない場合には、ビームパターンの更新頻度が最小にされる。

（ビームパターン更新制御処理）
まず、図１０を参照して、第２の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の一例を説明する。図１０は、第２の実施形態に係るビームパターン更新制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００と通信装置２００との間の接続が確立されると、上記ビームパターン更新制御処理が開始する。

図１０に示される第２の実施形態に係るビームパターン更新制御処理は、ステップＳ５０１を含まないことを除き、図５に示される第１の実施形態に係るビームパターン更新制御処理と同様である。

以上、本開示の第２の実施形態について説明したが、当該第２の実施形態によれば、通信装置１００の向きが大きく変化する場合に、ビームパターンの更新頻度をより高くすることができる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新頻度が高くなることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようなビームパターン更新条件の変更は、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新頻度を高めることが可能である。

＜＜４．第３の実施形態＞＞
続いて、本開示の第３の実施形態を説明する。本開示の第３の実施形態によれば、アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべきデータがないと判定される場合に、更新トリガの制御が停止される。以降、第３の実施形態を、＜４．１．通信装置の構成＞、＜４．２．処理の流れ＞という順序で説明する。

＜４．１．通信装置の構成＞
図１１を参照して、第３の実施形態に係る通信装置１００−３の構成の一例を説明する。図１１は、第３の実施形態に係る通信装置１００−３の構成の一例を示すブロック図である。図１１を参照すると、通信装置１００−３は、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５０、センサ１６０、向き変化算出部１７０、トリガ制御部１８３及び送信データ判定部１９０を備える。

ここで、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５０、センサ１６０及び向き変化算出部１７０については、第１の実施形態と第３の実施形態との間に差異はない。よって、ここでは、トリガ制御部１８３及び送信データ判定部１９０を説明する。

（送信データ判定部１９０）
送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する。

より具体的には、例えば、送信データ判定部１９０は、通信装置１００−３の使用状態に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する。以下、通信装置１００−３が、超音波プローブ（診断機器）である場合の一例を説明する。

一例として、通信装置１００−３は、超音波プローブであり、超音波を送受信する超音波送受信素子（図示せず）と、受信される超音波からエコー波形の情報を生成する手段（図示せず）とを備える。そして、通信装置１００−３は、生成したエコー波形の情報を、超音波診断装置である通信装置２００へ無線通信により送信する。また、通信装置１００−３は、上記超音波送受信素子の付近に圧力センサ（図示せず）を備える。超音波プローブが測定対象に触れていない場合、超音波プローブと空気との境界面で超音波がほとんど反射してしまうので、超音波プローブは有効な超音波を受信できない。よって、圧力センサが圧力を検出していない場合には、エコー波形の情報は、有効なものではないので、送信すべきデータではないと言える。

このような超音波プローブの例では、例えば、送信データ判定部１９０は、圧力センサの圧力の検出状況に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する。より具体的には、例えば、圧力センサにより圧力が検出される場合には、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあると判定する。一方、圧力センサにより圧力が検出されない場合には、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定する。

このように、通信装置１００−３の種類によっては、通信装置１００−３の使用状況から、送信すべきデータがあるか否かを判定することが可能である。

また、送信データ判定部１９０は、送信対象のデータの有効性に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定してもよい。

例えば、上述した超音波プローブの例では、送信データ判定部１９０は、受信された超音波の深部強度に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定してもよい。より具体的には、例えば、受信された超音波の深部強度が閾値を超えれば、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあると判定する。一方、受信された超音波の深部強度が閾値を超えなければ、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定する。

このように、通信装置１００−３の種類によっては、送信対象のデータが有効である場合と、送信対象のデータが有効でない場合とがあり得る。よって、送信対象のデータの有効性から、送信すべきデータがあるか否かを判定することが可能である。

また、送信対象のデータの送信先の装置の状態に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定してもよい。

例えば、上述した超音波プローブの例では、超音波診断装置（通信装置２００）は、精査のために表示をポーズ（フリーズ）させることがある。そして、超音波診断装置の表示がポーズ状態の間は、エコー波形の情報が超音波診断装置に送信されることは、必ずしも必須ではない。よって、超音波診断装置の表示がポーズ状態の間は、送信すべきデータはないと言える。

よって、例えば、送信データ判定部１９０は、超音波診断装置である通信装置２００の表示がポーズ状態であるか否かに基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定してもよい。より具体的には、例えば、通信装置２００の表示がポーズ状態であれば、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定する。なお、例えば、上記表示がポーズ状態である場合に、通信装置２００は、通信装置１００にその旨を通知する。

（トリガ制御部１８３）
トリガ制御部１８３は、算出される通信装置１００−３の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガを制御する。第３の実施形態では、トリガ制御部１８３は、第１の実施形態のトリガ制御部１８０と同様に、算出される通信装置１００−３の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする。

とりわけ第３の実施形態では、トリガ制御部１８３は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定される場合に、更新トリガの制御を停止する。より具体的には、例えば、送信データ判定部１９０が、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定した場合に、トリガ制御部１８３は、通信装置１００−３の向きの変化に基づくビームパターンの更新トリガの制御を停止する。

また、例えば、送信データ判定部１９０が、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあると判定した場合に、トリガ制御部１８３は、通信装置１００−３の向きの変化に基づくビームパターンの更新トリガの制御を再開する。

このような更新トリガの制御の停止により、送信すべきデータがない場合、即ちビームパターンを更新することによるメリットがない場合に、ビームパターンの更新を抑えることが可能になる。よって、消費電力が低減され得る。

＜４．２．処理の流れ＞
次に、図１２を参照して、第３の実施形態に係る各種処理を説明する。なお、ビームパターン更新制御処理、及び当該処理に含まれるビームパターン更新処理については、第１の実施形態と第３の実施形態との間に差異はない。よって、ここでは、第３の実施形態の更新トリガ制御処理、及び当該処理に含まれる送信データ判定処理を説明する。

（更新トリガ制御処理）
図１２を参照して、第３の実施形態に係る更新トリガ制御処理の一例を説明する。図１２は、第３の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００−３と通信装置２００との間の接続が確立されると、上記更新トリガ制御処理が開始する。

なお、ここでは、図４を参照して説明した第１の実施形態に係る更新トリガ制御処理と、第３の実施形態に係る更新トリガ制御処理との差分である、ステップＳ７００及びステップＳ４６１のみを説明する。

ステップＳ７００で、送信データ判定部１９０は、送信データ判定処理を実行する。即ち、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する。

ステップＳ４６１で、送信すべきデータがあると判定される場合に、処理はステップＳ４０３へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ７００へ戻る。

（送信データ判定処理）
図１３を参照して、第３の実施形態に係る送信データ判定処理の一例を説明する。図１３は、第３の実施形態に係る送信データ判定処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ７０１で、送信データ判定部１９０は、圧力センサにより圧力が検出されたかを判定する。圧力が検出されていれば、処理はステップＳ７０７へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ７０３へ進む。

ステップＳ７０３で、送信データ判定部１９０は、送信データ判定部１９０は、超音波診断装置である通信装置２００の表示がポーズ状態であるか否かを判定する。当該表示がポーズ状態であれば、処理はステップＳ７０５へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ７０７へ進む。

ステップＳ７０５で、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定する。そして、処理は終了する。

ステップＳ７０７で、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあると判定する。そして、処理は終了する。

以上、本開示の第３の実施形態について説明したが、当該第３の実施形態によれば、送信すべきデータがない場合、即ちビームパターンを更新することによるメリットがない場合に、ビームパターンの更新を抑えることが可能になる。よって、消費電力が低減され得る。

＜＜５．第４の実施形態＞＞
続いて、本開示の第４の実施形態を説明する。本開示の第４の実施形態によれば、本開示の第３の実施形態と同様に、アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべきデータがないと判定される場合に、更新トリガの制御が停止される。第３の実施形態は、第１の実施形態が一部変更されたものであったが、第４の実施形態は、第２の実施形態が一部変更されたものである。以降、第４の実施形態を、＜５．１．通信装置の構成＞、＜５．２．処理の流れ＞という順序で説明する。

＜５．１．通信装置の構成＞
図１４を参照して、第４の実施形態に係る通信装置１００−４の構成の一例を説明する。図１４は、第４の実施形態に係る通信装置１００−４の構成の一例を示すブロック図である。図１４を参照すると、通信装置１００−４は、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５１、センサ１６０、向き変化算出部１７１、トリガ制御部１８５及び送信データ判定部１９０を備える。

ここで、アプリケーション部１１０、通信処理部１２０、変復調部１３０、アダプティブアレイアンテナ１４０、アンテナ制御部１５１、センサ１６０及び向き変化算出部１７１については、第２の実施形態と第４の実施形態との間に差異はない。また、第４の実施形態に係る送信データ判定部１９０は、第３の実施形態に係る送信データ判定部１９０と同様である。よって、ここでは、トリガ制御部１８５を説明する。

（トリガ制御部１８５）
トリガ制御部１８５は、算出される通信装置１００−４の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガを制御する。第４の実施形態では、トリガ制御部１８５は、第４の実施形態のトリガ制御部１８５と同様に、算出される通信装置１００−４の向きの変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする条件（即ち、ビームパターン更新条件）を変更する。

とりわけ第４の実施形態では、トリガ制御部１８５は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定される場合に、更新トリガの制御を停止する。より具体的には、例えば、送信データ判定部１９０が、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがないと判定した場合に、トリガ制御部１８３は、通信装置１００−３の向きの変化に基づくビームパターンの更新トリガの制御を停止する。

また、例えば、送信データ判定部１９０が、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあると判定した場合に、トリガ制御部１８５は、通信装置１００−４の向きの変化に基づくビームパターンの更新トリガの制御を再開する。

このような更新トリガの制御の停止により、送信すべきデータがない場合、即ちビームパターンを更新することによるメリットがない場合に、ビームパターンの更新を抑えることが可能になる。よって、消費電力が低減され得る。

＜５．２．処理の流れ＞
次に、図１５を参照して、第３の実施形態に係る各種処理を説明する。なお、ビームパターン更新制御処理、及び当該処理に含まれるビームパターン更新処理については、第４の実施形態と第２の実施形態との間に差異はない。よって、ここでは、第４の実施形態の更新トリガ制御処理を説明する。

（更新トリガ制御処理）
図１５を参照して、第４の実施形態に係る更新トリガ制御処理の一例を説明する。図１５は、第４の実施形態に係る更新トリガ制御処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。通信装置１００−４と通信装置２００との間の接続が確立されると、上記更新トリガ制御処理が開始する。

なお、ここでは、図９を参照して説明した第２の実施形態に係る更新トリガ制御処理と、第４の実施形態に係る更新トリガ制御処理との差分である、ステップＳ７００及びステップＳ４７１のみを説明する。

ステップＳ７００で、送信データ判定部１９０は、送信データ判定処理を実行する。即ち、送信データ判定部１９０は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する。なお、上記送信データ判定処理は、図１３を参照して説明した第３の実施形態に係る送信データ判定処理と同様である。

ステップＳ４７１で、送信すべきデータがあると判定される場合に、処理はステップＳ４３１へ進む。そうでなければ、処理はステップＳ４４３へ進む。

以上、本開示の第４の実施形態について説明したが、当該第４の実施形態によれば、送信すべきデータがない場合、即ちビームパターンを更新することによるメリットがない場合に、ビームパターンの更新を抑えることが可能になる。よって、消費電力が低減され得る。

＜＜６．まとめ＞＞
ここまで、図１〜図１５を用いて、本開示の実施形態に係る通信装置及び各処理を説明した。本開示に係る実施形態によれば、センサ１６０により検出される情報に基づいて、通信装置１００の向きの変化が算出される。そして、算出される上記変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新トリガが制御される。

これにより、受信側の通信装置の状態の検出、及び当該受信側の通信装置への処理の要求を行うことなく、簡単な処理でアダプティブアレイアンテナのビームパターンを適時更新することが可能となる。

また、第１の実施形態のように、例えば、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新した際の通信装置１００の向きと、その後の通信装置１００の向きとの差分が、上記変化として算出される。

これにより、ビームのピークの方向が元の最適な方向からどの程度ずれたのかを知ることが可能になる。

また、第１の実施形態のように、例えば、算出される上記変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新がトリガされる。

これにより、通信装置１００の向きが大きく変化する場合、即ちビームのピークの方向が大きく変化する場合に、ビームパターンを即座に更新することが可能になる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００−２の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新がトリガされることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようにビームパターンの更新をトリガすることは、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを更新することが可能である。

また、第２の実施形態のように、例えば、所定の時間あたりの上記通信装置の向きの変化量が、上記変化として算出される。

これにより、ビームのピークの方向がどの程度の速さでずれているのかを知ることが可能になる。

また、第２の実施形態のように、例えば、算出される上記変化に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新をトリガする条件（即ち、ビームパターン更新条件）が変更される。

これにより、通信装置１００の向きが大きく変化する場合に、ビームパターンの更新頻度をより高くすることができる。即ち、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンを適時更新することが可能となる。よって、ビームパターンの追従性が高くなる。その結果、通信装置１００の向きが大きく変化したとしても、ビームのピークの方向は最適な方向からあまりずれなくなる。そして、無線リンクのＳＮ比の低減及びパケット誤りの増加が抑制され得る。また、通信装置１００の向きが大きく変化しない場合には、このようにビームパターンの更新頻度が高くなることもないので、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

また、このようなビームパターン更新条件の変更は、通信装置１００の内部の処理により実現されるので、通信相手である通信装置２００の状態の検出も、通信装置２００への処理の要求も必要としない。そのため、通信装置間の煩雑な処理が発生しない。さらに、上記内部の処理は、通信装置１００の向きの変化の算出のような簡単な処理である。したがって、簡単な処理で、アダプティブアレイアンテナ１４０のビームパターンの更新頻度を高めることが可能である。

また、例えば、各実施形態のように、通信装置１００の向きの変化と第３の閾値との比較結果に基づいて、上記更新トリガが制御される。そして、当該第３の閾値は、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更される。

これにより、アプリケーションソフトウェアからの通信品質についての要求を満たしつつ、消費電力を必要十分な程度に抑えることができる。

また、例えば、第３の実施形態及び第４の実施形態のように、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かが判定される。そして、当該データがないと判定される場合に、上記更新トリガの制御が停止される。

これにより、送信すべきデータがない場合、即ちビームパターンを更新することによるメリットがない場合に、ビームパターンの更新を抑えることが可能になる。よって、消費電力が低減され得る。

また、例えば、第３の実施形態及び第４の実施形態のように、通信装置１００の使用状態に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かが判定される。

これにより、通信装置１００の種類によっては、通信装置１００−３の使用状況から、送信すべきデータがあるか否かを判定することが可能である。

また、第３の実施形態及び第４の実施形態のように、送信対象のデータの有効性に基づいて、アダプティブアレイアンテナ１４０を用いて送信すべきデータがあるか否かが判定されてもよい。

通信装置１００の種類によっては、送信対象のデータが有効である場合と、送信対象のデータが有効でない場合とがあり得るので、これにより、送信対象のデータの有効性から、送信すべきデータがあるか否かを判定することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態を説明したが、本開示は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、第１の実施形態及び第３の実施形態において、通信装置の向きの変化に基づいて、ビームパターンの更新がトリガされるとともに、ビームパターン更新条件が満たされるかに基づいて、ビームパターンの更新がトリガされたが、本開示はこれに限られない。例えば、第１の実施形態及び第３の実施形態において、ビームパターン更新条件が満たされるかに基づく更新のトリガは、行われなくてもよい。即ち、通信装置の向きの変化に基づく更新のトリガのみが、行われてもよい。

また、例えば、第１の実施形態及び第３の実施形態では、ビームパターンを更新した際の通信装置の向きとその後の通信装置の向きとの差分に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新が、トリガされた。一方、第２の実施形態及び第４の実施形態では、所定の時間あたりの通信装置の向きの変化量に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする条件が、変更された。しかし、本開示はこのような条件と制御の組合せに限られない。例えば、ビームパターンを更新した際の通信装置の向きとその後の通信装置の向きとの差分に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする条件が、変更されてもよい。また、例えば、所定の時間あたりの通信装置の向きの変化量に基づいて、アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新が、トリガされてもよい。

また、本明細書の通信装置における処理ステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に実行されなくてよい。例えば、通信制御処理（例えば、更新トリガ制御処理、ビームパターン更新制御処理、ビームパターン更新処理、送信データ判定処理、等）における処理ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で実行されても、並列的に実行されてもよい。

また、通信装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のハードウェアに、上記通信装置の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、当該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
アダプティブアレイアンテナと、
センサにより検出される情報に基づいて、自装置の向きの変化を算出する算出部と、
算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、
を備える通信装置。
（２）
前記算出部は、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンを更新した際の前記通信装置の向きと、その後の前記通信装置の向きとの差分を、前記変化として算出する、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記算出部は、所定の時間あたりの前記通信装置の向きの変化量を、前記変化として算出する、前記（１）に記載の通信装置。
（４）
前記制御部は、算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（５）
前記制御部は、算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする条件を変更する、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（６）
前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含み、
前記制御部は、前記更新期間の長さを変更する、
前記（５）に記載の通信装置。
（７）
前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信エラーの頻度が第１の閾値を超えることを含み、
前記制御部は、前記第１の閾値を変更する、
前記（５）又は（６）に記載の通信装置。
（８）
前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信量が第２の閾値を超えることを含む、
前記制御部は、前記第２の閾値を変更する、
前記（５）〜（７）のいずれか１項に記載の通信装置。
（９）
前記制御部は、算出される前記変化と第３の閾値との比較結果に基づいて、前記更新トリガを制御し、
前記第３の閾値は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更される、
前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の通信装置。
（１０）
前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記データがないと判定される場合に、前記更新トリガの制御を停止する、
前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の通信装置。
（１１）
前記判定部は、前記通信装置の使用状態に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべき前記データがあるか否かを判定する、前記（１０）に記載の通信装置。
（１２）
前記判定部は、送信対象のデータの有効性に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべき前記データがあるか否かを判定する、前記（１０）又は（１１）に記載の通信装置。
（１３）
センサにより検出される情報に基づいて、アダプティブアレイアンテナを備える通信装置の向きの変化を算出することと、
算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御することと、
を含む通信制御方法。
（１４）
アダプティブアレイアンテナを備える通信装置を制御するコンピュータを、
センサにより検出される情報に基づいて、前記通信装置の向きの変化を算出する算出部と、
算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、
として機能させるためのプログラム。

１０ ビーム
１００ 通信装置
１１０ アプリケーション部
１２０ 通信処理部
１３０ 変復調部
１４０ アダプティブアレイアンテナ
１４１ アンテナ素子
１４３ 可変増幅器
１４５ 可変位相器
１４７ 合成分配器
１５０、１５１ アンテナ制御部
１６０ センサ
１７０、１７１ 向き変化算出部
１８０、１８１、１８３、１８５ トリガ制御部
１９０ 送信データ判定部
２００ 通信装置

Claims (14)

1. アダプティブアレイアンテナと、
   センサにより検出される情報に基づいて、自装置の向きの変化を算出する算出部と、
   算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、
   を備える通信装置。
2. 前記算出部は、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンを更新した際の前記通信装置の向きと、その後の前記通信装置の向きとの差分を、前記変化として算出する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記算出部は、所定の時間あたりの前記通信装置の向きの変化量を、前記変化として算出する、請求項１に記載の通信装置。
4. 前記制御部は、算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする、請求項１に記載の通信制御装置。
5. 前記制御部は、算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新をトリガする条件を変更する、請求項１に記載の通信制御装置。
6. 前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンを定期的に更新するための更新期間が経過することを含み、
   前記制御部は、前記更新期間の長さを変更する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信エラーの頻度が第１の閾値を超えることを含み、
   前記制御部は、前記第１の閾値を変更する、
   請求項５に記載の通信装置。
8. 前記条件は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信における通信量が第２の閾値を超えることを含む、
   前記制御部は、前記第２の閾値を変更する、
   請求項５に記載の通信装置。
9. 前記制御部は、算出される前記変化と第３の閾値との比較結果に基づいて、前記更新トリガを制御し、
   前記第３の閾値は、前記アダプティブアレイアンテナを用いた無線通信を利用するアプリケーションソフトウェアの要求に応じて変更される、
   請求項１に記載の通信装置。
10. 前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべきデータがあるか否かを判定する判定部をさらに備え、
    前記制御部は、前記データがないと判定される場合に、前記更新トリガの制御を停止する、
    請求項１に記載の通信装置。
11. 前記判定部は、前記通信装置の使用状態に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべき前記データがあるか否かを判定する、請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記判定部は、送信対象のデータの有効性に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナを用いて送信すべき前記データがあるか否かを判定する、請求項１０又は１１に記載の通信装置。
13. センサにより検出される情報に基づいて、アダプティブアレイアンテナを備える通信装置の向きの変化を算出することと、
    算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御することと、
    を含む通信制御方法。
14. アダプティブアレイアンテナを備える通信装置を制御するコンピュータを、
    センサにより検出される情報に基づいて、前記通信装置の向きの変化を算出する算出部と、
    算出される前記変化に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナのビームパターンの更新トリガを制御する制御部と、
    として機能させるためのプログラム。
    
    

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