JP2023028721A - 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム - Google Patents

送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2023028721A
JP2023028721A JP2021134595A JP2021134595A JP2023028721A JP 2023028721 A JP2023028721 A JP 2023028721A JP 2021134595 A JP2021134595 A JP 2021134595A JP 2021134595 A JP2021134595 A JP 2021134595A JP 2023028721 A JP2023028721 A JP 2023028721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication
information
transmission
receiving device
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021134595A
Other languages
English (en)
Inventor
亮介 磯谷
Ryosuke Isoya
宜史 吉田
Yoshifumi Yoshida
幹雄 長谷川
Mikio Hasegawa
諒真 北川
Ryoma KITAGAWA
裕之 安田
Hiroyuki Yasuda
傲寒 李
Aohan Li
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Group Corp
Tokyo University of Science
Original Assignee
Seiko Group Corp
Tokyo University of Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Group Corp, Tokyo University of Science filed Critical Seiko Group Corp
Priority to JP2021134595A priority Critical patent/JP2023028721A/ja
Priority to PCT/JP2022/029806 priority patent/WO2023021996A1/ja
Priority to US18/683,707 priority patent/US20240349193A1/en
Publication of JP2023028721A publication Critical patent/JP2023028721A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H04W52/0238—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal where the received signal is an unwanted signal, e.g. interference or idle signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/20—Manipulation of established connections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

【課題】信頼性を維持したまま消費電力を抑止することができる通信技術を提供することができる。【解決手段】送信装置は、一以上の受信装置との間で情報通信を行う送信装置であって、前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶部と、記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算部と、演算された前記通信パラメータを出力する出力部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、送信装置、通信システム、送信方法及びプログラムに関する。
従来、送信装置と受信装置とを備える無線通信システムにおいて、送信装置から受信装置へ情報を送信する際、周波数が異なる複数のチャネルを使用して無線通信する方法があった。このような無線通信システムにおいて、無線通信の干渉が検出された場合、検出されたチャネルを使用しないことにより、不要な電力消費を防ぐ技術があった（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１８－１５７４２９号公報
上述したような従来技術は、無線通信の干渉が検出されたチャネルを使用しないことにより信頼性を犠牲にする。すなわち、従来技術によれば、信頼性とのトレードオフの結果、消費電力を抑止することはできるかもしれない。しかしながら、このような技術によれば、信頼性を維持したまま消費電力を抑止することは容易ではなかった。
そこで、本発明は、信頼性を維持したまま消費電力を抑止することができる通信技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る送信装置は、一以上の受信装置との間で情報通信を行う送信装置であって、前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶部と、記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算部と、演算された前記通信パラメータを出力する出力部とを備える。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、機械学習アルゴリズムを用いて、前記出力部により出力された前記通信パラメータを用いて前記情報通信した結果得られる前記劣化率に基づき学習される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、多腕バンディットアルゴリズムを用いて学習される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記通信履歴情報に含まれる前記通信パラメータを用いて電波を送信することにより生じる消費電力と、対応する前記劣化率とに基づいて前記通信パラメータを演算する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記消費電力を低減させる前記通信パラメータを演算する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、ＵＣＢ１アルゴリズムを用いて学習される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、ＴＯＷアルゴリズムを用いて学習される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、複数の前記受信装置と通信した結果得られる複数の前記通信履歴情報に基づき、前記通信パラメータを演算する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記劣化率は、二値である。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記劣化率とは、前記受信装置との通信が成功したか否かを示す。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記劣化率とは、前記受信装置から受信した電波に含まれる電波の強度に関する情報に基づく。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、出力された前記通信パラメータに基づいて前記受信装置に送信される信号は誤り検出機能を持つ符号化方式で符号化されており、前記劣化率は、前記受信装置から受信した信号を復号した際の誤り率に基づく。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信履歴情報記憶部は、複数の前記通信履歴情報を記憶し、前記演算部は、複数の前記通信履歴情報のうち、新しい情報ほど強く重みづけして演算する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信履歴情報は、前記通信パラメータを識別するパラメータ識別子に対応づけられ、前記演算部は、累積された前記通信パラメータと、前記通信パラメータを用いて前記情報通信を行った結果とに基づいて、前記通信パラメータを決定する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信パラメータは、複数の構成要素を含み、前記演算部は、前記通信パラメータに含まれる複数の構成要素の組み合わせのうち、一つの組み合わせを選択することにより、前記通信パラメータを演算する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記情報通信とは、所定の周波数帯域の中で複数の通信チャネルが定義された通信方法であって、前記通信パラメータは、前記通信チャネルに含まれる一または複数のチャネルであって、前記受信装置との間で行われる前記情報通信に用いられないチャネルを特定するチャネルマスクを含む。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記劣化率は、小さいほど、前記受信装置に送信した電波が劣化していないことを示し、前記演算部は、演算した前記通信パラメータに含まれる前記チャネルマスクを介して特定の相手方に通信を行った際に、前記劣化率が減少するように前記通信パラメータを決定する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記情報通信は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）規格に準拠する無線通信である。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信方法は、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングであって、前記通信チャネルとは、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルである。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記アドバタイジングとは、コネクション可能なアドバタイジングであって、前記劣化率とは、コネクション要求が返答されたかどうかに基づいて算出される値である。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記アドバタイジングとは、スキャン要求を受け入れるアドバタイジングであって、前記劣化率とは、スキャン要求が返答されたかどうかに基づいて算出される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記劣化率とは、特定の一又は複数の前記受信装置がアドバタイジングパケットを受信した数に基づいて算出される。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記出力部により出力された前記通信パラメータに基づいて前記受信装置との間で前記情報通信を行う無線通信部を更に備え、前記通信パラメータは、前記第一の送出間隔を含み、無線通信部は、第一の送出間隔に基づいて前記受信装置に信号を送出する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記無線通信部は、信号を生成し始めてから送出し終えるまでの時間である送出時間の間に前記受信装置への情報送出処理を完了し、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記送出時間を減少させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記無線通信部は、システムの起動時から想定動作寿命までの間に繰り返し送出処理を行い、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記情報送出処理に必要な合計時間を減少させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信パラメータは、前記第二の送出間隔と、前記送信回数を含み、前記無線通信部は、同一データを符号化した第１のデータを前記第一の送出間隔に基づいて特定の送信回数に達するまで送出した後、前記第１のデータとは異なる第２のデータを第二の送出間隔に基づいて送出する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記送信回数を減少させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記第二の送出間隔を増加させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報が前記受信装置により連続して受信されなかった場合に、前記第二の送出間隔を増加させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記第一の送出間隔を減少させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記第二の送出間隔は、ランダム値に基づいた時間間隔である。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記第一の送出間隔は、ランダム値に基づいた時間間隔である。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記通信パラメータは、前記受信装置との間で行われる前記情報通信における無線信号の強度を含む。
また、本発明の一態様に係る送信装置において、前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記強度を減少させるように前記通信パラメータを調整する。
また、本発明の一態様に係る通信システムは、上述したいずれか一の前記送信装置と、前記送信装置との間で前記情報通信を行う前記受信装置とを備え、前記受信装置は、前記通信履歴情報を記憶する受信側通信履歴情報記憶部を備え、前記受信装置と前記送信装置とは、前記通信履歴情報を共有する。
また、本発明の一態様に係る送信方法は、一以上の受信装置との間で情報通信を行う送信方法であって、前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶工程と、記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算工程と、演算された前記通信パラメータを出力する出力工程とを有する。
また、本発明の一態様に係るプログラムは、一以上の受信装置との間で情報通信を行うコンピュータに、前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶ステップと、記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算ステップと、演算された前記通信パラメータを出力する出力ステップとを実行させる。
本発明によれば、信頼性を維持したまま消費電力を抑止することができる通信技術を提供することができる。
実施形態に係る通信システムの装置構成の一例について説明するための図である。 実施形態に係る通信システムの情報通信の一例について説明するための図である。 実施形態に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る通信履歴情報の一例を示す図である。 実施形態に係る送信装置の一連の動作について説明するための図である。 実施形態に係る通信パラメータの探索と活用について説明するための図である。 実施形態に係る送信装置が送出するデータのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る通信履歴情報の変形例を示す図である。 実施形態に係るパラメータ識別子を用いる場合の一例について説明するための図である。 実施形態に係る通信履歴情報に重み付けをする場合の一例について説明するための図である。 実施形態に係る指針情報を１台の送信装置が専有する場合の一例について説明するための図である。 実施形態に係る指針情報を複数台の送信装置が共有する場合の一例について説明するための図である。
［通信システム］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下において説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限定されない。
図１は、実施形態に係る通信システムの装置構成の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、通信システム１について説明する。
通信システム１は、送信装置２０と、受信装置３０とを備える。送信装置２０と受信装置３０とは、互いに情報通信を行う。通信システム１は、複数の送信装置２０と、複数の受信装置３０とを備えていてもよい。この場合、それぞれの送信装置２０は、一以上の受信装置３０との間で情報通信を行う。同図を参照しながら、通信システム１の一例として、一の送信装置２０と、複数の受信装置３０とを備える場合について説明する。具体的には、受信装置３０の一例として、受信装置３０－１と、受信装置３０－２と、受信装置３０－３とを備える場合について説明する。
送信装置２０と受信装置３０とは、互いにＮＦＣ（Near Field Communication）を用いた近距離無線通信により情報通信を行う。以降の説明において、送信装置２０と受信装置３０とは、近距離無線通信の一例として、ブルートゥース（登録商標）（Bluetooth）の規格に準拠する無線通信、特にＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）の規格に準拠する無線通信により情報通信を行う場合の一例について説明する。
本実施形態における近距離無線通信は、ＢＬＥの一例に限定されず、種々の通信方式を採用可能である。例えば、近距離無線通信とは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等であってもよい。あるいは、無線通信は近距離に限定されず、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）などであってもよい。
通信システム１がＢＬＥの規格に準拠する無線通信により情報通信を行う場合、送信装置２０はペリフェラルであり、受信装置３０は、セントラルであってもよい。
ペリフェラルである送信装置２０は、受信装置３０を特定せずに送信情報ＩＳを送信する。送信装置２０の付近に存在する受信装置３０は、送信情報ＩＳを受信した場合に、受信情報ＩＲを送信する。
送信装置２０及び受信装置３０の間で行われる情報通信とは、所定の周波数帯域の中で複数の通信チャネルが定義された通信方法であってもよい。例えば、送信装置２０と受信装置３０とは、ＢＬＥの規格に準拠する無線通信におけるアドバタイズパケットを用いて情報のやり取りを行ってもよい。
図２は、実施形態に係る通信システムの情報通信の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、通信システム１が備える送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信の一例について説明する。
送信装置２０は、アルゴリズム２３１により算出された通信パラメータに基づき、送信情報ＩＳを送信する。通信パラメータとは、例えば、通信に使用する周波数帯、信号の送信間隔や送信回数、又は送信電力等であってよい。
送信装置２０は、制御部２１と、無線通信部２２とを備える。
無線通信部２２は、制御部２１から取得した通信パラメータに基づき、アンテナ２２１から送信する電波を制御する。また、無線通信部２２は、アンテナ２２１により受信した電波に基づく情報を制御部２１に出力する。
制御部２１は、アルゴリズム２３１を備え、通信パラメータを演算する。制御部２１は、アルゴリズム２３１を備えることにより、通信履歴情報２３３に基づき通信パラメータを演算する。制御部２１は、演算した通信パラメータを指針情報２３２として随時更新する。制御部２１は、演算した通信パラメータを、無線通信部２２に出力する。
また、制御部２１は、無線通信部２２から、アンテナ２２１により受信した電波の情報を取得する。制御部２１は、取得した電波の情報に含まれる劣化率に基づいて、指針情報２３２を更新する。
劣化率とは、通信品質の劣化の程度を示す値であり、例えば、送信装置２０が送信した送信情報ＩＳがいずれかの受信装置３０に到達したか否かに基づいて算出されてもよい。すなわち、劣化率とは、送信装置２０と受信装置３０との間で通信が成功したか否かを示す値であってもよい。この場合、劣化率は、２値であってもよい。劣化率が２値である場合、制御部２１は、受信装置３０が正しく送信情報ＩＳを受け取った場合に返送する制御信号（例えば、ＡＣＫ信号）等によって算出される。
制御信号の他の実施形態として、ＢＬＥのアドバタイズパケットに対するスキャンレスポンス要求の有無を劣化率として用いてもよい、また、セントラル（すなわち、受信装置３０）からのコネクション要求の有無を劣化率として用いてもよい。受信装置３０が無線通信を介さず、異なる通信手段を用いて、正しく送信情報ＩＳを受け取ったか否かを伝えてもよい。制御部２１は、受信装置３０が正しく送信情報ＩＳを受け取った場合、劣化率を低く設定する。制御部２１は、受信装置３０が正しく送信情報ＩＳを受け取った場合、劣化率を０（ゼロ）に設定してもよい。
また、他の実施形態として、劣化率とは、アンテナ２２１が受信装置３０から受信した電波に含まれる電波の強度に関する情報に基づいていてもよい。電波の強度に関する情報とは、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）等であってもよい。この場合、受信装置３０は、不図示の電波強度測定部を備え、送信情報ＩＳを受信した時の電波強度を測定する。受信装置３０は、測定した電波強度を送信装置２０に受信情報ＩＲとして送信する。制御部２１は、受信した受信情報ＩＲに含まれる電波強度が低いほど、劣化率を高く設定する。すなわち、劣化率は、小さいほど、受信装置３０に送信した電波が劣化していないことを示す。
さらに、他の実施形態として、劣化率は、誤り検出符号あるいは誤り訂正符号により符号化された情報を受信装置３０が受け取った際に、その誤り率から算出されたものであってもよい。この場合、受信装置３０が備える制御部３１は、送信装置２０から取得した送信情報ＩＳの誤り率を算出する。受信装置３０は、算出した誤り率を受信情報ＩＲとして送信装置２０に送信する。送信装置２０が備える制御部２１は、受信した受信情報ＩＲに含まれる誤り率が高いほど、劣化率を高く設定する。
換言すれば、出力された通信パラメータに基づいて受信装置３０に送信される信号は誤り検出機能を持つ符号化方式で符号化されており、劣化率は、受信装置３０から受信した信号を復号した際の誤り率に基づく。
受信装置３０は、制御部３１と、無線通信部３２とを備える。
無線通信部３２は、アンテナ３２１を介して送信装置２０から電波を受信する。制御部３１は、無線通信部３２から入力された、受信した電波の情報に基づいて、受信した電波の電波強度（ＲＳＳＩ）や、誤り率等を算出する。無線通信部３２は、制御部３１により算出された電波強度や、誤り率等を受信情報ＩＲとして出力する。
ここで、送信装置２０と受信装置３０とは、同様の装置構成を有していてもよい。すなわち、通信システム１において、ある時点で送信側のふるまいを行う装置を送信装置２０と呼称し、送信装置２０により送信された電波を受信する装置を受信装置３０と呼称する。以降の説明において、送信装置２０と受信装置３０とを区別しない場合は、通信装置１０とも記載する。
［送信装置の機能構成］
図３は、実施形態に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。同図を参照しながら、送信装置２０の機能構成について説明する。通信システム１の説明において既に説明した構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。送信装置２０は、制御部２１と、無線通信部２２とを備える。送信装置２０は、バスで接続された不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＲＡＭ（Random access memory）等の記憶装置等を備え、送信プログラムを実行することによって制御部２１と、無線通信部２２とを備える装置として機能する。
制御部２１は、通信履歴情報記憶部２１１と、演算部２１２と、出力部２１３と、記憶制御部２１５とを備える。
なお、送信装置２０の各機能の全てまたは一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。送信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。送信プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
通信履歴情報記憶部２１１は、通信履歴情報ＩＨを記憶する。
通信履歴情報ＩＨとは、情報通信を行うための通信パラメータＰＭと、当該通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行った際の劣化率Ｄとが対応付けられた情報である。劣化率Ｄとは、受信装置３０に情報を送信する際に通信パラメータＰＭを用いて送信された電波と、受信装置３０から受信した電波とに基づく値である。例えば、劣化率Ｄは、劣化率Ｄ＝（受信した電波の電波強度／送信した電波の電波強度）により定義されてもよい。通信履歴情報記憶部２１１は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよいし、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）を含んでいてもよい。
ここで、図を参照しながら、通信履歴情報記憶部２１１に記憶される通信履歴情報ＩＨについて説明する。
図４は、実施形態に係る通信履歴情報の一例を示す図である。同図を参照しながら、通信履歴情報ＩＨについて説明する。同図に示すように、通信履歴情報記憶部２１１には、通信パラメータＰＭと劣化率Ｄとが対応付けられて、通信履歴情報ＩＨとして記憶される。同図に示す一例において、具体的には、通信パラメータＰＭ１と、劣化率Ｄ１とが対応づけられて通信履歴情報ＩＨ－１として記憶され、通信パラメータＰＭ２と、劣化率Ｄ２とが対応づけられて通信履歴情報ＩＨ－２として記憶されている。
演算部２１２は、累積された通信パラメータＰＭと、通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行った結果とに基づいて通信パラメータを決定する。情報通信を行った結果とは、例えば、劣化率Ｄである。
図３に戻り、演算部２１２は、通信履歴情報記憶部２１１に記憶された通信履歴情報ＩＨに基づき、受信装置３０との通信を行う際に用いられる通信パラメータＰＭを演算する。具体的には、演算部２１２は、機械学習アルゴリズムを用いて、通信パラメータＰＭを演算する。機械学習アルゴリズムは、たとえばＱ学習、深層強化学習などの状態情報を用いる強化学習アルゴリズムであってよい。機械学習アルゴリズムが強化学習アルゴリズムである場合、機械学習アルゴリズムは劣化率Ｄを報酬として、報酬が最大化するための通信パラメータＰＭを学習する。
ここで、機械学習アルゴリズムは、予め学習された学習済モデルであってもよい。初回動作時は、機械学習アルゴリズムが未学習である場合があり、機械学習アルゴリズムは未学習の場合、乱数によって結果が決められてもよい。
機械学習アルゴリズムは、通信履歴情報ＩＨに基づき、学習される。通信履歴情報ＩＨとは、出力部２１３により出力された通信パラメータＰＭと、当該通信パラメータＰＭを用いて情報通信した結果得られる劣化率Ｄとが対応付けられた情報である。すなわち、演算部２１２は、出力部２１３により出力された通信パラメータＰＭを用いて情報通信した結果得られる劣化率Ｄに基づき学習される。
演算部２１２は、演算した通信パラメータＰＭが含まれるパラメータ情報ＩＰを、出力部２１３に出力する。
出力部２１３は、演算部２１２により演算された通信パラメータＰＭが含まれるパラメータ情報ＩＰを、無線通信部２２に出力する。
無線通信部２２は、出力部２１３により出力されたパラメータ情報ＩＰに含まれる通信パラメータＰＭに基づいて、受信装置３０との間で情報通信を行う。
記憶制御部２１５は、無線通信部２２から、劣化率Ｄが含まれる劣化情報ＩＤを取得する。記憶制御部２１５は、取得した劣化情報ＩＤを、通信パラメータＰＭと対応づけて、通信履歴情報ＩＨとして通信履歴情報記憶部２１１に記憶させる。記憶制御部２１５は、出力部２１３又は無線通信部２２のうち少なくともいずれか一方からパラメータ情報ＩＰを取得し、取得したパラメータ情報ＩＰに含まれる通信パラメータＰＭと劣化率Ｄとを対応付けることにより通信履歴情報ＩＨを生成し、生成した通信履歴情報ＩＨを通信履歴情報記憶部２１１に記憶させる。
［送信装置の一連の動作］
図５は、実施形態に係る送信装置の一連の動作について説明するための図である。同図を参照しながら、送信装置２０の動作の一例について説明する。アルゴリズム２３１は、送信装置２０に備えられる。通信履歴情報２３３とは、通信履歴情報記憶部２１１に記憶された通信履歴情報ＩＨの一例である。
アルゴリズム２３１は、送信装置２０が通信に用いた通信パラメータＰＭに基づき、通信履歴情報２３３を蓄積する。通信履歴情報２３３には、通信パラメータＰＭを識別する通信パラメータ識別子（パラメータ識別子）ＰＭＩＤと、劣化率Ｄと、時刻とが対応づけられる。時刻とは、当該パラメータ識別子ＰＭＩＤにより識別される通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行った時刻、又は情報通信を行った結果として劣化率Ｄを得た時刻である。
アルゴリズム２３１は、消費電力を抑制しつつ、効率的に情報を送信することができる通信パラメータＰＭを探索する。具体的には、アルゴリズム２３１は、好適な通信パラメータを学習する動作である「探索」と、探索において決定した通信パラメータＰＭを使用し、通信を行う動作である「活用」を繰り返しながら、情報通信を行う時点において最適な通信パラメータを導く。
図６は、実施形態に係る通信パラメータの探索と活用について説明するための図である。同図を参照しながら、アルゴリズム２３１の「探索」と「活用」について説明する。
“パラメータＡ”及び“パラメータＢ”は、通信パラメータＰＭの一例である。すなわち、同図を参照しながら説明する一例において、通信パラメータＰＭは、２つのパラメータを有する。それぞれのパラメータの時間変化を、横軸を時間として示す。“通信”は、アルゴリズム２３１が「探索」又は「活用」のいずれを行っているかについて、横軸を時間として示す。「探索」は黒塗りの矩形にて、「活用」は白抜きの矩形にて示す。
時刻ｔ１１において、アルゴリズム２３１は、「探索」を行う。アルゴリズム２３１は、パラメータＡの値を“Ａ１”に、パラメータＢの値を“Ｂ１”に決定する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２にかけて、送信装置２０は、決定された通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行う。すなわち、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２にかけて、「活用」を行う。
時刻ｔ１２において、アルゴリズム２３１は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２にかけて「活用」された結果、蓄積された通信履歴情報ＩＨに基づき、より好適な通信パラメータＰＭを「探索」する。探索の結果、アルゴリズム２３１は、パラメータＡの値を“Ａ１”から“Ａ２”に、パラメータＢの値を“Ｂ１”から“Ｂ２”に決定する。時刻ｔ１２から時刻ｔ１３にかけて、送信装置２０は、決定された通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行う。
時刻ｔ１３において、アルゴリズム２３１は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２、及び時刻ｔ１２から時刻ｔ１３にかけて「活用」された結果、蓄積された通信履歴情報ＩＨに基づき、より好適な通信パラメータＰＭを「探索」する。探索の結果、アルゴリズム２３１は、パラメータＡの値を“Ａ２”から“Ａ３”に、パラメータＢの値を“Ｂ２”から“Ｂ３”に決定する。時刻ｔ１３から時刻ｔ１４にかけて、送信装置２０は、決定された通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行う。
上述したように、アルゴリズム２３１は、「探索」と「活用」とを繰り返しながら、好適な通信パラメータＰＭを導き、導いた通信パラメータＰＭに基づき情報通信を行う。
なお、図６に示した一例では、「探索」を行うタイミングである時刻ｔ１１、時刻ｔ１２、時刻ｔ１３、及び時刻ｔ１４、はアルゴリズム２３１により決定された所定のタイミングである。「探索」を行うタイミングは、この一例のように、不定期であってもよいし、定期的なタイミングであってもよい。
図５に戻り、アルゴリズム２３１について説明する。アルゴリズム２３１は、具体的には機械学習アルゴリズムである。より具体的には、アルゴリズム２３１はＭＡＢ（Multi Armed Bandit、多腕バンディット）アルゴリズム等であってもよい。すなわち、演算部２１２は、ＭＡＢアルゴリズム（多腕バンディットアルゴリズム）を用いて学習されてもよい。
ＭＡＢアルゴリズムを用いることにより、送信装置２０は、少ない消費電力で、確実に受信装置３０に向けて情報を発信することができる。
［ＭＡＢアルゴリズム］
以下、ＭＡＢアルゴリズムについて説明する。ＭＡＢアルゴリズムは、報酬を得られる確率が明らかでないスロットマシンが複数台ある場合に、限られた試行回数の中で報酬を最大化する問題を解くために使用されるアルゴリズムである。このＭＡＢアルゴリズムを用いて好適な通信パラメータＰＭを決定するためには、送信に必要な電力消費と、受信装置３０が正しく情報を受信したか否かのトレードオフを考慮して報酬量を設定しなければならない。
送信装置２０は、所定の方法により、通信に要した電力量を取得する。送信装置２０は、例えば不図示の電力測定器を備えることにより、実際に消費される電力量を測定してもよい。また、送信装置２０は、通信パラメータＰＭと、電力消費推定量とが対応づけられた不図示の電力消費量対応表を記憶し、電力消費量対応表を参照することにより電力量を取得してもよい。
電力消費は少ない方がより好ましいため、電力消費が増えるにしたがって報酬量を減少することが望ましい。電力消費が増えるにしたがって報酬量を減少することにより、ＭＡＢアルゴリズムであるアルゴリズム２３１は、電力消費を低減させるように通信パラメータＰＭを決定することとなり、送信に要する電力量を抑止することができる。劣化率Ｄは低いほど高品質に（すなわち、確実に）情報を送信できたことを意味するため、劣化率Ｄが低いほど報酬量を増加させることが望ましい。
アルゴリズム２３１は、算出された劣化率Ｄを用いて、通信履歴情報ＩＨを構成する。例えば、通信履歴情報ＩＨは、劣化率Ｄの時系列データであってよい。アルゴリズム２３１は、劣化率Ｄの時系列データである通信履歴情報ＩＨに基づき、好適な通信パラメータＰＭを決定する。
なお、通信履歴情報ＩＨは過去に蓄積された劣化率Ｄに基づき算出された単一の値であってもよい。
他の一例として、通信履歴情報ＩＨを送信装置２０に保持する一例に代えて、他の装置から通信履歴情報ＩＨを取得してもよい。他の装置とは、例えば、受信装置３０であってもよい。すなわち、他の一例において、受信装置３０は、送信装置２０に代えて通信履歴情報ＩＨを保持する。この場合、受信装置３０は、送信装置２０から取りこぼさずに情報を受信できた回数をカウントし、カウントした回数に基づいて劣化率を推定してもよい。この場合、受信装置３０は、所定のタイミングにおいて送信装置２０に通信履歴情報ＩＨを送信する。
図５に示す通信履歴情報ＩＨにおいて、時刻とは、値が大きくなるほど直近の情報である。すなわち、時刻１、時刻２、時刻３、…、時刻Nと値が大きくなるほど直近の情報である。同図に示す一例の場合、時刻１、及び時刻２において、劣化率Ｄが十分小さかったため、アルゴリズム２３１は時刻３において通信パラメータＰＭを変更して試行する（すなわち、探索を行う。）。通信履歴情報ＩＨは、新たな通信パラメータＰＭを適用するごとに追加・更新される（すなわち、蓄積される。）。アルゴリズム２３１は、蓄積された通信履歴情報２３３に基づいて、指針情報２３２を更新する。
指針情報２３２は、通信パラメータＰＭをどのように設定するかを判断するために要する情報を含む。アルゴリズム２３１は、更新された指針情報２３２に基づいて通信パラメータＰＭを決定し、決定された通信パラメータＰＭを活用して通信を行う。
アルゴリズム２３１は、通信履歴情報ＩＨに基づき、送信装置２０の通信履歴を学習し、通信パラメータＰＭを決定するための指針情報２３２を更新する。「学習」と「指針の更新」には、上述したＭＡＢアルゴリズム等を用いる。「指針の更新」は、送信装置２０が情報を送信するたびに、すなわち通信履歴情報ＩＨが更新されるたびに行ってもよいし、所定の量の通信履歴情報ＩＨが蓄積された後に行ってもよい。
また、通信パラメータＰＭが、その構成要素として複数のパラメータを有し、さらに各パラメータが離散値により構成されている場合、アルゴリズム２３１は通信パラメータＰＭが取り得る全ての組み合わせから一つを選ぶことができる。すなわち、アルゴリズム２３１は、通信パラメータＰＭに含まれる複数の構成要素の組み合わせのうち、一つの組み合わせを選択することにより、通信パラメータＰＭを演算する。
具体的には、通信パラメータＰＭが、構成要素ｘ、構成要素ｙ及び構成要素ｚを有する場合について説明する。例えば、構成要素ｘがｘ１、ｘ２及びｘ３の三値であり、構成要素ｙがｙ１及びｙ２の二値であり、構成要素ｚがｚ１、ｚ２及びｚ３の三値であった場合、アルゴリズムは１８（３×２×３）の組み合わせから一つを選ぶことにより通信パラメータＰＭを決定できる。このように構成することにより、アルゴリズム２３１は、容易に複数要素からなる通信パラメータＰＭを最適に選択することができる。
ここで、アルゴリズム２３１は、ある程度複雑な通信パラメータＰＭの組み合わせである場合には、ＵＣＢ（Upper Confidence Bound）１アルゴリズムを用いることができる。この場合、演算部２１２は、ＵＣＢ１アルゴリズムを用いて学習される。
また、アルゴリズム２３１は、スペックが低いマイコンで動作させる必要がある場合には、より軽量なＴＯＷ（Tug Of War）アルゴリズムを用いることができる。この場合、演算部２１２は、ＴＯＷアルゴリズムを用いて学習される。
なお、ここでいうＵＣＢ１アルゴリズムは、ＵＣＢ１アルゴリズムと、ＵＣＢ１－ｔｕｎｅｄアルゴリズムとを含む。
［通信パラメータ］
図７は、実施形態に係る送信装置が送出するデータのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。同図を参照しながら、通信パラメータＰＭの具体的な構成要素について説明する。この一例において、通信パラメータＰＭは、その構成要素として、「通信チャネル」、「第１の送出間隔ＳＩ１」、「第２の送出間隔ＳＩ２」、「送信回数ＳＴ」、及び「送信電力」を有する。同図に示す一例においては、「通信チャネル」として、ＢＬＥのアドバタイズに用いられるアドバタイズチャネルである３７ｃｈ（２４０２ＭＨｚ）、３８ｃｈ（２４２６ＭＨｚ）、３９ｃｈ（２４８０ＭＨｚ）の３チャンネルを用いる。同図には、それぞれのチャネルに送信されるデータの時間変化について、横軸を時間軸として示す。
時刻ｔ２１から時刻ｔ２２において、無線通信部２２は、３７ｃｈ、３８ｃｈ及び３９ｃｈのそれぞれに順次データＡを出力する。期間Ｔ２１は、データＡの送出に要する期間を示す。
具体的には、無線通信部２２は、時刻ｔ２１において３７ｃｈにデータＡを出力し、その後、３８ｃｈにデータＡを出力し、その後、３９ｃｈにデータＡを出力する。無線通信部２２は、それぞれのチャネルにデータＡを出力した後、第１の送出間隔ＳＩ１を空けて、再度、それぞれのチャネルにデータＡを出力する。これを、所定の送信回数ＳＴになるまで繰り返す。図７に示す一例によれば、送信回数ＳＴは４であるため、各チャネルにつき、４回ずつ同一のデータを出力する。
すなわち、通信パラメータＰＭは、第一の送出間隔ＳＩ１を含み、無線通信部２２は、第一の送出間隔ＳＩ１に基づいて、受信装置３０に信号を送出する。
ここで、第１の送出間隔ＳＩ１とは、それぞれのチャネルに同一のデータを送る間隔である。ＢＬＥによれば、アドバタイズメント処理は、複数存在するアドバタイズチャネルのそれぞれに対して実行される処理であり、例えば、３７、３８、３９チャネルの３つのアドバタイズチャネルに対して別個に実行される。ここで、各チャネルは、空間中に存在する他の電波と干渉する場合がある。３チャネルともに干渉が発生した場合、又は受信装置３０の受信準備が整っていない場合、送信装置２０により送信された情報が、受信装置３０に到達しない事態が発生する。このような事態に備え、同一のデータを符号化したパケットを複数回にわたって定期的に送信する。
なお、受信装置の受信準備が整っていない場合とは、ＢＬＥの受信側（セントラル）において、消費電力を抑えるために断続的に受信動作を行う場合等である。
無線通信部２２は、時刻ｔ２１においてデータＡを出力し始めてから第２の送出間隔ＳＩ２経過後、データＡとは異なるデータＢを出力し始める。すなわち、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４において、無線通信部２２は、３７ｃｈ、３８ｃｈ及び３９ｃｈにデータＢを出力する。第２の送出間隔ＳＩ２とは、データが更新され、新たに送信するまでの間隔である。
ここで、無線通信部２２は、信号を生成し始めてから送出し終えるまでの時間である送出時間の間に受信装置３０への情報送出処理を完了する。
演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、送出時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。この場合、演算部２１２は、受信装置３０から受信した受信情報ＩＲに含まれる情報に基づいて、送出時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。
なお、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合とは、受信装置３０により判定されてもよいし、送信装置２０により判定されてもよい。送信装置２０により判定される場合、送信情報ＩＳに対する応答である受信情報ＩＲがあったか否かに基づいて判定されてもよい。
また、無線通信部２２は、システムの起動時から想定動作寿命までの間に繰り返し送出処理を行う。システムとは、例えば送信装置２０を動作させるシステムであって、システムの起動時とは、送信装置２０に電源が投入されたときであってもよい。送信装置２０に電源が投入されたときとは、工場出荷前に初めて電源投入されたときであってもよいし、工場出荷後に初めて電源投入されたときであってもよい。
この場合、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、情報送出処理に必要な合計時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。演算部２１２は、受信装置３０から受信した受信情報ＩＲに含まれる情報に基づいて、情報送出処理に必要な合計時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。
また、無線通信部２２は、同一データを符号化した第１のデータ（データＡ）を第一の送出間隔ＳＩ１に基づいて特定の送信回数ＳＴに達するまで送出した後、第１のデータとは異なる第２のデータ（データＢ）を第二の送出間隔ＳＩ２に基づいて送出する。さらに、継続して第二の送出間隔ＳＩ２に基づいて、第３、第４、…、第ｎ（ｎは１以上の自然数）の異なるデータを送出してもよい。
この場合、通信パラメータＰＭは、第二の送出間隔ＳＩ２と、送信回数ＳＴを含む。
また、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、送信回数ＳＴを減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。演算部２１２は、受信装置３０から受信した受信情報ＩＲに含まれる情報に基づいて、送信回数ＳＴを減少させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。
通信パラメータＰＭに第二の送出間隔ＳＩ２が含まれる場合、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、第二の送出間隔ＳＩ２を増加させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。また、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報が受信装置３０により連続して受信されなかった場合に、第二の送出間隔ＳＩ２を増加させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。また、通信環境が改善し、データが安定的に受信できるようになった場合、第二の送出間隔ＳＩ２を減少させる、あるいは元の値に戻してもよい。第二の送出間隔ＳＩ２を減少させる、あるいは元の値に戻すことにより、受信装置３０と接続されるまでの時間を短くすることができ、安定して接続することができる。
また、第二の送出間隔ＳＩ２は、緊急性の高いデータを送信する場合には減少させてもよい。これにより、通常のデータを送信する場合には消費電力を抑制しつつ、緊急性の高いデータを送信する場合には遅延なく受信装置３０に送信することができる。
［チャネルマスク］
次に、通信パラメータＰＭの一例であるチャネルマスクについて説明する。チャネルマスクとは、使用帯域の中で複数のチャネルが定義された通信方法を用いる場合、使用するチャネルを決めるための通信パラメータである。使用帯域の中で複数のチャネルが定義された通信方法を用いる場合、通信パラメータＰＭとして、使用するチャネルを決めるためのチャネルマスクを含んでもよい。
換言すれば、チャネルマスクにより指定されるチャネルは通信に使用されないチャネルであってもよい。具体的には、本実施形態における通信方法が、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングである場合、通信チャネルとは、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルであってもよい。アドバタイジングとは、コネクション可能なアドバタイジングであってもよい。劣化率Ｄとは、コネクション要求が返答されたかどうかに基づいて算出される値であってもよい。
演算部２１２は、演算した通信パラメータＰＭに含まれるチャネルマスクを介して特定の相手方の受信装置３０に通信を行った際に、劣化率Ｄが減少するように通信パラメータＰＭを決定する。
例えば、ＢＬＥのアドバタイズ処理は、３７、３８、３９チャネルの３つのアドバタイズチャネルに対して別個に実行される。このとき、３８チャネルをマスクすれば３７チャネル及び３９チャネルによりアドバタイズ処理が行われ、３８チャネル及び３９チャネルがマスクされれば３７チャネルによりアドバタイズ処理が行われる。このとき、当然使用チャネルが少ないほど送信に必要な電力が削減できるが、一方で干渉によって情報が伝達できない確率が増加するといったトレードオフの関係が生じる。
送信装置２０の置かれた環境が干渉の少ない通信環境であれば、チャネルマスクによって使用するチャネル数を最小限に抑え、かつ最も干渉の確率の少ないチャネルに限定するべきである。また、送信装置２０の置かれた環境が干渉の多い通信環境であれば消費電力を犠牲にしてでも使用するチャネルを多く使用するべきである。送信装置２０は前もって通信環境の状況を知ることはできないが、チャネルマスクの「活用」と「探索」によって、置かれている通信環境に適応し、小さい電力消費で情報を送信するような好適なチャネルマスクを選択することができる。
ここで、単純化された手続きとしては、劣化率Ｄが増加したときには情報通信に使用するチャネルが増えるようにチャネルマスクを調整するのが好適である。また、劣化率Ｄが十分に小さいとみなせるときは、通信に使用するチャネルを減少させて電力消費を抑えることが好適である。これらは相反するものであって、アルゴリズム２３１は情報の確実な伝送と消費電力のトレードオフを考慮して、適切にチャネルマスクを更新することが好適である。
一例として、アドバタイジングはスキャン要求を受け入れてもよい。この場合、アドバタイジングパケットを受信したセントラルはスキャン要求を発送でき、劣化率Ｄは、スキャン要求が返答されたかどうかに基づいて算出される。また、送信装置２０が、複数の受信装置３０と通信する場合、劣化率Ｄは、特定の一又は複数の受信装置３０がアドバタイジングパケットを受信した数に基づいて算出されてもよい。
［送信の時間間隔と回数］
次に、通信パラメータＰＭの一例である第１の送出間隔ＳＩ１、送信回数ＳＴ及び第２の送出間隔ＳＩ２について、より具体的に説明する。
第１の送出間隔ＳＩ１は、同一のデータを送信するための時間間隔である。これは情報の送信を時間的に分散（冗長化）することで干渉の確率を低減させるものである。ただし、単に劣化率に対して手続きを定義するのは現実的ではなく、たとえば、比較的長期間にわたって連続した干渉が発生するような場合には時間間隔を長くすることが望ましい。一方で、バースト的に（短時間に凝縮する形で）干渉が頻発する場合には時間間隔を短くすることが望ましい。こうした通信環境の時間に依存した干渉度合いは、事前に推測することは困難であるため、送信装置２０は、「活用」と「探索」を用いて、好適な通信パラメータＰＭを導き出す。
送信回数ＳＴは、劣化率Ｄが増加したときには増加させ、また劣化率Ｄが十分に小さいとみなせるときは、減少させることが望ましい。これは、送信回数ＳＴを減らすことにより所要電力を削減するためである。
第１の送出間隔ＳＩ１と、送信回数ＳＴとを合わせて考慮すると、同一データを送信完了するまでに必要な時間（必要送出時間、たとえば第１の送出間隔ＳＩ１×送信回数ＳＴ）を短縮することが電力削減において望ましい。これは、必要送出時間の間は次の送信処理のために不図示の制御部（マイクロコントローラや集積回路、その他の電子回路）が動作を継続する必要があり、必要送出時間が増加するにつれて電力を消費するためである。
したがって、必要送出時間は、劣化率Ｄが増加したときには増加させ、また劣化率Ｄが十分に小さいとみなせるときは、減少させることが望ましい。必要送出時間は第１の送出間隔ＳＩ１と、送信回数ＳＴとによって規定されるものであるため、アルゴリズム２３１は、これらの値を独立して調整する。
演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、第一の送出間隔ＳＩ１を減少させるように、通信パラメータＰＭを調整してもよい。
第２の送出間隔ＳＩ２は、更新された情報を新たに送信する間隔である。たとえば情報の更新の頻度が高くない場合においては、劣化率Ｄが十分に小さいとみなせるとき、第２の送出間隔ＳＩ２を増加させることが望ましい。第２の送出間隔ＳＩ２も、装置の稼働開始から稼働終了までの期間における電力消費に影響する。
情報を送信する対象の装置である受信装置３０が、送信装置２０の通信可能範囲内に存在しないと推測される場合においては、無用な情報送出を頻繁に行うことを抑止するために、第２の送出間隔ＳＩ２を増加させることが望ましい。これは、例えば、すべてのチャネルを使用し、かつ送信電力を十分に大きくした場合であっても不通であったときなどである。通信の相手方となる受信装置３０が復帰したときの場合のためにチャネル数や送信電力はそのまま維持すべきであるが、存在確認の頻度は落とすべきである。
上述したような時間的要素（第１の送出間隔ＳＩ１、送信回数ＳＴ及び第２の送出間隔ＳＩ２）は、アルゴリズム２３１によって決定された数値と必ずしも完全に一致した値で使用する必要はない。例えば、アルゴリズム２３１により決定された数値に、ある程度の幅を持たせて通信間隔として使用してもよい。すなわち、第１の送出間隔ＳＩ１、送信回数ＳＴ及び第２の送出間隔ＳＩ２は、ランダム値に基づいた時間間隔であってもよい。例えば、決定された数値にランダムな値を加減算して使用すること等により、ランダム値に基づいた時間間隔を実現してもよい。
ランダム値に基づいた時間間隔を用いる方法は、複数機器が通信システム１の手法を利用したときに、互いに間隔が一致することで干渉しあうことを防ぐのに有用である。例えば、装置Ａの送信間隔が４００［ｍｓ（ミリ秒）］であり、装置Ｂの送信間隔も４００［ｍｓ］である場合に、タイミングが一致しているため干渉し続ける場合がある。このような場合であっても、ランダム値に基づいて時間間隔を決定すれば、干渉を避けることができる。
［送信電力］
送信電力が通信パラメータＰＭに含まれる場合において、劣化率Ｄが増加したときには電波の強度を増加させ、劣化率Ｄが十分に小さいとみなせるときは、電波の強度を減少させることが望ましい。通信環境に適応して電波の強度を加減することにより、所要電力を削減するためである。
なお、通信パラメータＰＭとして、送信装置２０が有する構成要素について説明してきたが、受信装置３０が有する構成要素を通信パラメータとしてもよい。受信装置３０が有する構成要素とは、例えば、受信装置３０の通信部のＯＮデューティー比、多段増幅器の段数、受信パケットに対する返答の応答速度等であってもよい。
［通信履歴情報の変形例］
図８は、実施形態に係る通信履歴情報の変形例を示す図である。同図を参照しながら、通信履歴情報ＩＨＡについて説明する。通信履歴情報ＩＨＡは、通信履歴情報ＩＨの変形例である。通信履歴情報ＩＨと同様の構成については、同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。通信履歴情報ＩＨＡは、パラメータ識別子ＰＭＩＤを更に有し、通信パラメータＰＭとして、チャネルマスクＣＭと、第１の送出間隔ＳＩ１と、送信回数ＳＴと、第２の送出間隔ＳＩ２と、消費電力ＰＣとを有する点において、通信履歴情報ＩＨと異なる。
通信履歴情報ＩＨＡは、通信履歴情報記憶部２１１に記憶され、演算部２１２は、通信履歴情報記憶部２１１に記憶された通信履歴情報ＩＨＡに基づき、通信パラメータＰＭを演算する。消費電力ＰＣとは、通信履歴情報ＩＨＡに含まれる通信パラメータＰＭを用いて電波を送信することにより生じる消費電力である。通信履歴情報ＩＨＡには、当該通信パラメータＰＭを用いた際の劣化率Ｄが対応付けられる。すなわち、演算部２１２は、通信履歴情報ＩＨＡに含まれる通信パラメータＰＭを用いて電波を送信することにより生じる消費電力ＰＣと、対応する劣化率Ｄとに基づいて通信パラメータＰＭを演算する。より具体的には、演算部２１２は、消費電力ＰＣを低減させるよう通信パラメータＰＭを演算する。
通信履歴情報ＩＨＡは、通信パラメータＰＭとして、チャネルマスクＣＭと、第１の送出間隔ＳＩ１と、送信回数ＳＴと、第２の送出間隔ＳＩ２と、消費電力ＰＣとを有するため、送信装置２０は、より精度よく、通信の信頼性と消費電力とのトレードオフを考慮して、好適な通信パラメータＰＭを用いて通信することができる。
ここで、通信履歴情報ＩＨＡは、パラメータ識別子ＰＭＩＤを有するため、それぞれの通信パラメータＰＭが取りうる値の全ての組み合わせについて、漏れなく検討することができる。また、通信履歴情報ＩＨＡは、パラメータ識別子ＰＭＩＤを有するため、アルゴリズム２３１は、好適なパラメータを容易に探し出すことができる。
［パラメータ識別子を用いる場合の一例］
図９は、実施形態に係るパラメータ識別子を用いる場合の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、パラメータ識別子ＰＭＩＤについて説明する。同図における説明では、通信パラメータＰＭとして、通信パラメータＰＭ１と、通信パラメータＰＭ２とを有する場合の一例について説明する。
通信パラメータＰＭ１は、離散値として、“ＰＭ１－１”と、“ＰＭ１－２”と、“ＰＭ１－３”とを取りうる。通信パラメータＰＭ２は、離散値として、“ＰＭ２－１”と、“ＰＭ２－２”と、“ＰＭ２－３”とを取りうる。この場合、通信パラメータＰＭの取りうる組み合わせは９通りであるので、パラメータ識別子ＰＭＩＤは、“＃１１”、“＃１２”、…、“＃３３”の９通りとなる。アルゴリズム２３１は、通信パラメータＰＭをパラメータ識別子ＰＭＩＤにより識別することで、送信装置２０と受信装置３０とは、互いに、使用する通信パラメータＰＭを容易に伝達し合うことができる。
また、他の一例として、通信パラメータＰＭは、受信装置３０との間で行われる情報通信における無線信号の強度を含んでいてもよい。無線信号の強度とは、例えばＲＳＳＩであってもよい。
この場合、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、強度を減少させるように通信パラメータＰＭを調整してもよい。
［通信履歴情報に重み付けをする場合の一例］
図１０は、実施形態に係る通信履歴情報に重み付けをする場合の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、通信履歴情報ＩＨＢについて説明する。通信履歴情報ＩＨＢは、通信履歴情報ＩＨＡの変形例である。通信履歴情報ＩＨＡと同様の構成については、同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。通信履歴情報ＩＨＢは、重みと、送出時刻とが更に対応づけられる点において、通信履歴情報ＩＨＡとは異なる。
通信履歴情報ＩＨＢは、通信履歴情報記憶部２１１に記憶され、演算部２１２は、通信履歴情報記憶部２１１に記憶された通信履歴情報ＩＨＢに基づき、通信パラメータＰＭを演算する。
送出時刻とは、当該通信パラメータＰＭを用いて通信を行った時刻、又は通信を行った結果として劣化率Ｄを得た時刻である。すなわち、通信履歴情報記憶部２１１は、送出時刻が異なる複数の通信履歴情報ＩＨを記憶する。
重みとは、アルゴリズム２３１が演算に用いる際の重みを百分率で示した値である。例えば、最近の通信環境を示す、新しい情報ほど強く重みづけされることが望ましい。すなわち、演算部２１２は、複数の通信履歴情報ＩＨのうち、新しい情報ほど強く重みづけして演算する。
なお、極端な例として、最新の通信履歴情報ＩＨが１００％の重みづけをされている場合には、アルゴリズム２３１が演算に用いる値は、最新の通信履歴情報ＩＨの劣化率Ｄと等しくなる。
［指針情報及び通信履歴情報］
次に、図１１及び図１２を参照しながら、指針情報２３２及び通信履歴情報２３３と、送信装置２０との関係について説明する。
図１１は、実施形態に係る指針情報を１台の送信装置が専有する場合の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、送信装置２０と受信装置３０とが、一対一で情報通信する場合の一例について説明する。
送信装置２０と受信装置３０とが一対一で情報通信する場合、複数の送信装置２０は、それぞれ自身が有する指針情報２３２に基づき、情報通信を行う。指針情報２３２は、それぞれの送信装置２０が情報通信を行った結果蓄えられた通信履歴情報２３３に基づいて、アルゴリズム２３１により導き出される。すなわち、送信装置２０と受信装置３０とが、一対一で情報通信する場合、送信装置２０は、それぞれ固有の指針情報２３２及び通信履歴情報２３３を有する。
図１２は、実施形態に係る指針情報を複数台の送信装置が共有する場合の一例について説明するための図である。同図を参照しながら、送信装置２０と受信装置３０とが、多対多で情報通信する場合の一例について説明する。多対多で情報通信する場合とは、例えば、マルチホップ通信装置であってもよい。また、複数の送信装置２０と、一の受信装置３０とによって情報通信を行う多対一の通信システムであってもよい。
図１２を参照しながら、複数の送信装置２０と、一の受信装置３０とが情報通信する場合について説明する。具体的には、送信装置２０－１、送信装置２０－２及び送信装置２０－３が、受信装置３０と情報通信する場合の一例について説明する。送信装置２０－１、送信装置２０－２及び送信装置２０－３は、指針情報２３２Ｓに基づき、情報通信を行う。指針情報２３２Ｓは、送信装置２０－１、送信装置２０－２及び送信装置２０－３が情報通信を行った結果蓄えられた通信履歴情報２３３に基づいて、アルゴリズム２３１により導き出される。すなわち、複数の送信装置２０と受信装置３０とが、多対一で情報通信する場合、又は多対多で通信する場合、複数の送信装置２０は、１つの指針情報２３２に基づき、情報通信を行う。
それぞれの送信装置２０又は複数の送信装置２０は、複数の受信装置３０と通信する場合、送信装置２０が備える演算部２１２は、複数の受信装置３０と通信した結果得られる、複数の通信履歴情報ＩＨに基づき、通信パラメータＰＭを演算する。
また、他の一例として、送信装置２０と、受信装置３０とは、通信履歴情報ＩＨを共有してもよい。この場合、受信装置３０は、送信装置２０が備える通信履歴情報記憶部２１１に代えて、又は加えて、通信履歴情報ＩＨを記憶する受信側通信履歴情報記憶部を備得ることにより、通信システム１に含まれる送信装置２０と受信装置３０とは、通信履歴情報ＩＨを共有する。
以上、送信装置２０と受信装置３０とが、無線通信により情報通信を行う場合の一例について説明したが、本実施形態は無線通信の一例に限定されない。送信装置２０と受信装置３０とは、有線通信により情報通信を行ってもよい。送信装置２０と受信装置３０とが有線通信により情報通信を行う場合、通信間隔、送信電力、通信が多重化されている場合はそのチャネルが通信パラメータとして含まれうる。
この場合、同一線路で接続される他の装置からの干渉を避けながら最小の電力消費で情報を送信することができる。有線通信の一例としては、バス接続、スター接続、メッシュ接続などの一体多、多対多の有線通信方式であってもよい。具体的には、インターネット、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信方式であってもよい。
［実施形態のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、送信装置２０は、通信履歴情報記憶部２１１を備えることにより通信パラメータＰＭと劣化率Ｄとを対応付けて通信履歴情報ＩＨとして記憶し、演算部２１２を備えることにより、記憶された通信履歴情報ＩＨに基づいて、受信装置３０との通信を行う際の通信パラメータＰＭを演算し、出力部２１３を備えることにより、演算された通信パラメータＰＭに基づいて受信装置３０と情報通信を行う。したがって、送信装置２０によれば、蓄積した通信履歴情報ＩＨに基づいて演算された好適な通信パラメータＰＭに基づいて情報通信を行うことができるため、信頼性を維持したまま消費電力を抑止することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、機械学習アルゴリズムを用いて、出力部２１３により出力された通信パラメータＰＭを用いて情報通信した結果得られる劣化率Ｄに基づき学習される。したがって、送信装置２０は、演算部２１２を備えることにより、単なる通信パラメータの選択ではなく、活用と探索を繰り返す。したがって、送信装置２０によれば、活用と探索を繰り返すことによって、送信装置２０が置かれた周囲の環境が変化した場合であっても、信頼性を維持し、消費電力を抑止したまま、情報通信することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、ＭＡＢアルゴリズム（多腕バンディットアルゴリズム）を用いて学習される。したがって、送信装置２０には、装置の軽量化、小型化、長寿命化をすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、通信パラメータＰＭを用いて電波を送信することにより生じる消費電力ＰＣと、対応する劣化率Ｄに基づいて通信パラメータＰＭを演算する。演算部２１２は、劣化率Ｄに基づいて、好適な通信パラメータＰＭを演算する。したがって、演算部２１２は、過大な余裕度をもった通信パラメータＰＭを選択することがない。よって、送信装置２０によれば、情報伝達の信頼性と消費電力ＰＣのトレードオフを成立することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、消費電力ＰＣを低減させる通信パラメータＰＭを演算する。したがって、送信装置２０によれば、情報通信に要する電力消費を抑止することができ、情報を伝達させるために好適なパラメータを決定することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、ＵＣＢ１アルゴリズムを用いて学習される。したがって、送信装置２０によれば、ある程度複雑な通信パラメータＰＭの組み合わせであっても、学習を進めることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、軽量なＴＯＷアルゴリズムを用いて学習される。したがって、送信装置２０によれば、スペックが低いマイコン等であっても、アルゴリズム２３１を動作させることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、複数の受信装置３０と通信した結果得られる複数の通信履歴情報ＩＨに基づき、通信パラメータＰＭを演算する。複数の受信装置３０との間で通信された劣化率Ｄを考慮することにより、送信装置２０は、通信相手である受信装置３０に、安定して情報が届くような通信パラメータＰＭを用いて情報通信することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、劣化率Ｄは、二値である。したがって、送信装置２０は、劣化率Ｄの算出や通信パラメータＰＭ決定のためのプロセスを簡単化することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、劣化率Ｄとは、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信が成功したか否かを示す。したがって、送信装置２０は、単純な計算で通信パラメータを決定することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、劣化率Ｄとは、受信装置３０から受信した電波に含まれる電波の強度に関する情報に基づく。電波の強度に関する情報とは、例えば、ＲＳＳＩである。したがって、送信装置２０によれば、劣化率Ｄを多値として扱うことができる。送信装置２０は、劣化率Ｄを多値として扱うことができるため、より多くの判断材料に基づいて、通信パラメータＰＭを決定することができる。例えば、送信装置２０は、電波強度がやや弱いため通信が確立していない可能性がある場合、通信強度をやや強くするような通信パラメータＰＭとすることにより、安定して情報が届くようにする等の「程度」を伴う処理をすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０は、誤り検出機能を持つ符号化方式で符号化された信号を、通信パラメータＰＭに基づいて受信装置３０に送信する。また、劣化率Ｄは、受信装置３０から受信した信号を復号した際の誤り率に基づく。換言すれば、送信装置２０によれば、受信信号の誤り率を劣化率Ｄに用いる。よって、送信装置２０によれば、パケットの破損状態を判断材料にすることができる。なお、パケットの破損状態とは、破損しているか否かの２値であってもよいし、破損の程度を示す多値であってもよい。
また、以上説明した実施形態によれば、通信履歴情報記憶部２１１は、複数の通信履歴情報ＩＨを記憶し、演算部２１２は、複数の通信履歴情報ＩＨのうち、新しい情報ほど強く重みづけして演算する。したがって、送信装置２０によれば、環境が変化した際であっても、素早く、新たな環境に応じて、好適な通信パラメータＰＭを用いた通信をすることができる。よって、送信装置２０によれば、信頼性が維持された情報通信をすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、通信履歴情報ＩＨは、通信パラメータＰＭを識別するパラメータ識別子ＰＭＩＤに対応づけられる。演算部２１２は、累積された通信パラメータＰＭと、通信パラメータＰＭを用いて情報通信を行った結果とに基づいて、通信パラメータＰＭを決定する。本実施形態によれば、通信履歴情報ＩＨをパラメータ識別子ＰＭＩＤに対応づけて管理するため、容易に通信パラメータＰＭを特定することができる。例えば、送信装置２０は、パラメータ識別子ＰＭＩＤを受信装置３０に送信することによって、受信装置３０側においても、情報通信に用いられた通信パラメータＰＭを特定することができる。したがって、送信装置２０以外の装置においても探索の経過を把握することができ、送信装置２０以外の装置において指針情報を更新することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、通信パラメータＰＭは、複数の構成要素を含む。この場合、演算部２１２は、通信パラメータＰＭに含まれる複数の構成要素の組み合わせのうち、一つの組み合わせを選択することにより、通信パラメータＰＭを演算する。したがって、送信装置２０によれば、通信パラメータＰＭが複数の要素を含む場合であっても、複数の組み合わせのうちから１つを選ぶようなアルゴリズムに単純化することができ、アルゴリズム２３１を軽量化することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信とは、所定の周波数帯域の中で複数の通信チャネルが定義された通信方法である。また、通信パラメータＰＭは、チャネルマスクＣＭを含む。チャネルマスクＣＭとは、通信チャネルに含まれる一または複数のチャネルであって、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信に用いられないチャネルを特定する。したがって、送信装置２０によれば、通信パラメータＰＭとして通信チャネルを含むため、情報伝送に不要なチャネルを使わないことができる。例えば、常に特定のチャネルに干渉が生じるような場合は、当該チャネルをマスクすることにより、通信の信頼性を維持したまま、不要な消費電力を抑止することができる。
ここで、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信がＢＬＥ規格に準拠する無線通信である場合、アドバタイズチャネルである３チャネルを介して無線信号を送信することがある。このとき、（１）受信装置３０が伝送可能範囲外に存在しないような場合に無駄な無線送信を行う（２）送信装置２０付近の機器との干渉により一部チャネルで頻繁に干渉が起き、そのチャネルを介した通信が無駄となる（３）確実に情報が到達するにも関わらず、通信装置１０間の距離が近い等の理由により、必要以上の回数又は時間の送信を行う、といった情報伝送に寄与しない無線送信が発生し、そのための電力が消費される場合がある。送信装置２０が電池によって駆動されている場合、不要な電力の消費は、電池寿命を短くすることに直結する。したがって、不要な電力消費を抑止することについての要望がある。
本実施形態によれば、不要なチャネルをマスクすることにより、不要な消費電力を抑止することができるため、電池寿命を長くすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、劣化率Ｄは、小さいほど受信装置３０に送信した電波が劣化していないことを示す。演算部２１２は、演算した通信パラメータＰＭに含まれるチャネルマスクＣＭを介して、特定の相手方である受信装置３０に通信を行った際に、劣化率Ｄが減少するように通信パラメータＰＭを決定する。したがって、送信装置２０は、劣化率Ｄを減らすようにチャネルマスクＣＭを選択することにより、相手に情報を伝達することができる好適な通信パラメータＰＭを導くことができる。
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信は、ＢＬＥ規格に準拠する無線通信である。ＢＬＥは、消費電力が小さいため、送信装置２０は、ＢＬＥに準拠した無線通信を行うことにより、消費電力を抑止することができる。また、送信装置２０は、ＢＬＥに準拠した無線通信を行うことにより、ＢＬＥに準拠した受信装置３０と情報通信を行うことができる。
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信は、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングである。また、通信チャネルとは、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルである。送信装置２０によれば、アドバタイジングチャネルをマスクすることにより、ＢＬＥアドバタイズパケットを必要最小限の消費電力により、周囲に存在する受信装置３０（セントラル）に送信することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、アドバタイジングとは、コネクション可能なアドバタイジングである。また、劣化率Ｄとは、コネクション要求が返答されたかどうかに基づいて算出される値である。すなわち、送信装置２０は、受信装置３０からコネクション要求が返答されたときに、パケットが到達したと判定する。したがって、送信装置２０によれば、容易に劣化率Ｄを算出することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、アドバタイジングとは、スキャン要求を受け入れるアドバタイジングである。この場合、劣化率Ｄとは、スキャン要求が返答されたかどうかに基づいて算出される。すなわち、送信装置２０は、受信装置３０からスキャン要求が返答されたときに、パケットが到達したと判定する。したがって、送信装置２０によれば、容易に劣化率Ｄを算出することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、劣化率Ｄとは、特定の一又は複数の受信装置３０がアドバタイジングパケットを受信した数に基づいて算出される。具体的には、受信装置３０は、送信装置２０から受信したパケットの数をカウントしておき、カウントしたパケットの数を、送信装置２０にフィードバックする。送信装置２０は、フィードバックされたパケットの数に基づいて、指針情報を一括更新する。したがって、劣化率Ｄの算出処理の一部を受信装置３０が担うことにより、送信装置２０の規模を縮小することができる。よって、本実施形態によれば、送信装置２０を小型化することができる。また、本実施形態によれば、劣化率Ｄの算出処理の一部を受信装置３０が担うことになるため、送信装置２０の消費電力を抑止することができる、すなわち、送信装置２０を長寿命化することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０は、無線通信部２２を備えることにより、通信パラメータＰＭに基づいて受信装置３０との間で情報通信を行う。ここで、通信パラメータＰＭは、第１の送出間隔ＳＩ１を含む。無線通信部２２は、第一の送出間隔ＳＩ１に基づいて、受信装置３０に信号を送出する。したがって、送信装置２０は、第１の送出間隔ＳＩ１を制御することにより、送信信号の粗密を制御する。送信装置２０は、送信信号の粗密を制御することにより。他の通信装置１０により送信された電波との干渉を避けることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、無線通信部２２は、送出時間の間に受信装置への情報送出処理を完了する。送出時間とは、信号を生成し始めてから送出し終えるまでの時間である。また、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、送出時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。本実施形態によれば、情報が受信装置３０に安定して到達した場合に送出時間を減少させることにより、余分な電力を消費しないようにすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、無線通信部２２は、システムの起動時から想定動作寿命までの間に繰り返し送出処理を行う。演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、情報送出処理に必要な合計時間を減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。したがって、本実施形態によれば、情報が安定して到達したときは、送出時間を減少させることができ、不要な電力を消費しないようにすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、通信パラメータＰＭは、第二の送出間隔ＳＩ２と、送信回数ＳＴを含む。無線通信部２２は、同一データを符号化した第１のデータを第一の送出間隔ＳＩ１に基づいて特定の送信回数ＳＴに達するまで送出する。無線通信部２２は、第１のデータを送出した後、第１のデータとは異なる第２のデータを第二の送出間隔ＳＩ２に基づいて送出する。すなわち、送信装置２０は、通信に要する各時間要素を通信パラメータＰＭに含む。送信装置２０は、各時間要素を含む通信パラメータＰＭを用いることにより、送信の粗密を制御して干渉を避けることができる。さらに、送信装置２０は、消費電力を抑止することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、送信回数ＳＴを減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。したがって、送信装置２０は、送出回数ＳＴを減少させることにより、不要な信号送出を抑制することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、第二の送出間隔ＳＩ２を増加させるように通信パラメータＰＭを調整する。第二の送出間隔ＳＩ２を増加させることにより、信号送出間隔が長くなるため、余分な信号送出を抑制することができる。すなわち、消費電力を抑止することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報が受信装置３０により連続して受信されなかった場合に、第二の送出間隔ＳＩ２を増加させるように通信パラメータＰＭを調整する。ここで、送信装置２０により送出された信号が連続して受信装置３０により受信されなかった場合（すなわち、不通だった場合）相手の受信装置３０が存在しない可能性がある。したがって、送信装置２０は、相手側が存在しない可能性がある場合には、第２の送出間隔ＳＩ２を増加させることにより、第二の送出間隔ＳＩ２を増加させ、不要な信号送出を抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、送信装置２０は、不要な消費電力を抑止することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、第一の送出間隔ＳＩ１を減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、不要な消費電力を抑止することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、第二の送出間隔ＳＩ２は、ランダム値に基づいた時間間隔である。換言すれば、無線通信部２２は、アルゴリズム２３１により決定された第２の送出間隔ＳＩ２に、ランダム時間だけゆらぎを持たせた値を使用する。無線通信部２２は、ランダム時間だけゆらぎを持たせた第２の送出間隔ＳＩ２を用いることにより、複数の送信装置２０の送出間隔が完全に一致してしまい、干渉が長期間続くことを避けることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、第一の送出間隔ＳＩ１は、ランダム値に基づいた時間間隔である。換言すれば、無線通信部２２は、アルゴリズム２３１により決定された第１の送出間隔ＳＩ１に、ランダム時間だけゆらぎを持たせた値を使用する。無線通信部２２は、ランダム時間だけゆらぎを持たせた第１の送出間隔ＳＩ１を用いることにより、複数の送信装置２０の送出間隔が完全に一致してしまい、干渉が長期間続くことを避けることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、通信パラメータＰＭは、送信装置２０と受信装置３０との間で行われる情報通信における無線信号の強度を含む。送信装置２０は、通信パラメータＰＭに無線信号の強度を含むため、伝送距離に応じた適切な電力消費により情報を送信することができる。
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、無線通信部２２により送出された情報を受信装置３０が連続して安定的に受信した場合に、無線信号の強度を減少させるように通信パラメータＰＭを調整する。送信装置２０は、無線信号の強度を減少させるように通信パラメータＰＭを調整することにより、不要な電力を消費しないようにすることができる。
また、以上説明した実施形態によれば、通信システム１は、送信装置２０と、送信装置２０との間で情報通信を行う受信装置３０とを備える。受信装置３０は、通信履歴情報ＩＨを記憶する受信側通信履歴情報記憶部を備え、受信装置３０と送信装置２０とは、通信履歴情報ＩＨを共有する。この場合、受信装置３０が指針情報を更新し、適切なタイミングで受信装置３０にフィードバックする。したがって、通信システム１によれば、送信装置２０は通信環境履歴ＩＨを記憶することを要せず、送信装置２０をさらに小型化・長寿命化することができる。
なお、上述した実施形態における通信システム１が備える各装置、及び各装置が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
１…通信システム、１０…通信装置、２０…送信装置、３０…受信装置、２１…制御部、２１１…通信履歴情報記憶部、２１２…演算部、２１３…出力部、２１５…記憶制御部、２２…無線通信部、２２１…アンテナ、２３１…アルゴリズム、２３２…指針情報、２３３…通信履歴情報、３１…制御部、３２…無線通信部、３２１…アンテナ、ＩＳ…送信情報、ＩＲ…受信情報、ＩＨ…通信履歴情報、ＩＰ…パラメータ情報、ＩＤ…劣化情報、ＰＭ…通信パラメータ、Ｄ…劣化率、ＳＩ１…第１の送出間隔、ＳＩ２…第２の送出間隔、ＳＴ…送信回数

Claims (38)

  1. 一以上の受信装置との間で情報通信を行う送信装置であって、
    前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶部と、
    記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算部と、
    演算された前記通信パラメータを出力する出力部と
    を備える送信装置。
  2. 前記演算部は、機械学習アルゴリズムを用いて、前記出力部により出力された前記通信パラメータを用いて前記情報通信した結果得られる前記劣化率に基づき学習される
    請求項１記載の送信装置。
  3. 前記機械学習アルゴリズムは、強化学習アルゴリズムである
    請求項２に記載の送信装置。
  4. 前記演算部は、多腕バンディットアルゴリズムを用いて学習される
    請求項３記載の送信装置。
  5. 前記演算部は、前記通信履歴情報に含まれる前記通信パラメータを用いて電波を送信することにより生じる消費電力と、対応する前記劣化率とに基づいて前記通信パラメータを演算する
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の送信装置。
  6. 前記演算部は、前記消費電力を低減させる前記通信パラメータを演算する
    請求項５記載の送信装置。
  7. 前記演算部は、ＵＣＢ１アルゴリズムを用いて学習される
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の送信装置。
  8. 前記演算部は、ＴＯＷアルゴリズムを用いて学習される
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の送信装置。
  9. 前記演算部は、複数の前記受信装置と通信した結果得られる複数の前記通信履歴情報に基づき、前記通信パラメータを演算する
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の送信装置。
  10. 前記劣化率は、二値である
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の送信装置。
  11. 前記劣化率とは、前記受信装置との通信が成功したか否かを示す
    請求項１０に記載の送信装置。
  12. 前記劣化率とは、前記受信装置から受信した電波に含まれる電波の強度に関する情報に基づく
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の送信装置。
  13. 出力された前記通信パラメータに基づいて前記受信装置に送信される信号は誤り検出機能を持つ符号化方式で符号化されており、
    前記劣化率は、前記受信装置から受信した信号を復号した際の誤り率に基づく
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の送信装置。
  14. 前記通信履歴情報記憶部は、複数の前記通信履歴情報を記憶し、
    前記演算部は、複数の前記通信履歴情報のうち、新しい情報ほど強く重みづけして演算する
    請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の送信装置。
  15. 前記通信履歴情報は、前記通信パラメータを識別するパラメータ識別子に対応づけられ、
    前記演算部は、累積された前記通信パラメータと、前記通信パラメータを用いて前記情報通信を行った結果とに基づいて、前記通信パラメータを決定する
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の送信装置。
  16. 前記通信パラメータは、複数の構成要素を含み、
    前記演算部は、前記通信パラメータに含まれる複数の構成要素の組み合わせのうち、一つの組み合わせを選択することにより、前記通信パラメータを演算する
    請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の送信装置。
  17. 前記情報通信とは、所定の周波数帯域の中で複数の通信チャネルが定義された通信方法であって、
    前記通信パラメータは、前記通信チャネルに含まれる一または複数のチャネルであって、前記受信装置との間で行われる前記情報通信に用いられないチャネルを特定するチャネルマスクを含む
    請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の送信装置。
  18. 前記劣化率は、小さいほど、前記受信装置に送信した電波が劣化していないことを示し、
    前記演算部は、演算した前記通信パラメータに含まれる前記チャネルマスクを介して特定の相手方に通信を行った際に、前記劣化率が減少するように前記通信パラメータを決定する
    請求項１７に記載の送信装置。
  19. 前記情報通信は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）規格に準拠する無線通信である
    請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の送信装置。
  20. 前記通信方法は、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングであって、
    前記通信チャネルとは、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルである
    請求項１７又は請求項１８に従属する請求項１９に記載の送信装置。
  21. 前記アドバタイジングとは、コネクション可能なアドバタイジングであって、
    前記劣化率とは、コネクション要求が返答されたかどうかに基づいて算出される値である
    請求項２０に記載の送信装置。
  22. 前記アドバタイジングとは、スキャン要求を受け入れるアドバタイジングであって、
    前記劣化率とは、スキャン要求が返答されたかどうかに基づいて算出される
    請求項２１に記載の送信装置。
  23. 前記劣化率とは、特定の一又は複数の前記受信装置がアドバタイジングパケットを受信した数に基づいて算出される
    請求項２２に記載の送信装置。
  24. 前記出力部により出力された前記通信パラメータに基づいて前記受信装置との間で前記情報通信を行う無線通信部を更に備え、
    前記通信パラメータは、第一の送出間隔を含み、
    前記無線通信部は、前記第一の送出間隔に基づいて前記受信装置に信号を送出する
    請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の送信装置。
  25. 前記無線通信部は、信号を生成し始めてから送出し終えるまでの時間である送出時間の間に前記受信装置への情報送出処理を完了し、
    前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記送出時間を減少させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２４に記載の送信装置。
  26. 前記無線通信部は、システムの起動時から想定動作寿命までの間に繰り返し送出処理を行い、
    前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記情報送出処理に必要な合計時間を減少させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２５に記載の送信装置。
  27. 前記通信パラメータは、第二の送出間隔と、送信回数を含み、
    前記無線通信部は、同一データを符号化した第１のデータを前記第一の送出間隔に基づいて特定の送信回数に達するまで送出した後、前記第１のデータとは異なる第２のデータを前記第二の送出間隔に基づいて送出する
    請求項２４から請求項２６のいずれか一項に記載の送信装置。
  28. 前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記送信回数を減少させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２７に記載の送信装置。
  29. 前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記第二の送出間隔を増加させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２７又は請求項２８に記載の送信装置。
  30. 前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報が前記受信装置により連続して受信されなかった場合に、前記第二の送出間隔を増加させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２７から請求項２９のいずれか一項に記載の送信装置。
  31. 前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記第一の送出間隔を減少させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２４から請求項３０のいずれか一項に記載の送信装置。
  32. 前記第二の送出間隔は、ランダム値に基づいた時間間隔である
    請求項２７から請求項３０のいずれか一項に記載の送信装置。
  33. 前記第一の送出間隔は、ランダム値に基づいた時間間隔である
    請求項２４から請求項３１のいずれか一項に記載の送信装置。
  34. 前記通信パラメータは、前記受信装置との間で行われる前記情報通信における無線信号の強度を含む
    請求項１から請求項３３のいずれか一項に記載の送信装置。
  35. 前記演算部は、前記無線通信部により送出された情報を前記受信装置が連続して安定的に受信した場合に、前記強度を減少させるように前記通信パラメータを調整する
    請求項２４に従属する請求項３４に記載の送信装置。
  36. 請求項１から請求項３５のいずれか一項に記載の前記送信装置と、
    前記送信装置との間で前記情報通信を行う前記受信装置とを備え、
    前記受信装置は、前記通信履歴情報を記憶する受信側通信履歴情報記憶部を備え、
    前記受信装置と前記送信装置とは、前記通信履歴情報を共有する
    通信システム。
  37. 一以上の受信装置との間で情報通信を行う送信方法であって、
    前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶工程と、
    記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算工程と、
    演算された前記通信パラメータを出力する出力工程と
    を有する送信方法。
  38. 一以上の受信装置との間で情報通信を行うコンピュータに、
    前記情報通信を行うための通信パラメータと、前記受信装置に情報を送信する際に前記通信パラメータを用いて送信された電波と前記受信装置から受信した電波とに基づく値である劣化率とが対応づけられた通信履歴情報を記憶する通信履歴情報記憶ステップと、
    記憶された前記通信履歴情報に基づき、前記受信装置との通信を行う際の前記通信パラメータを演算する演算ステップと、
    演算された前記通信パラメータを出力する出力ステップと
    を実行させるプログラム。
JP2021134595A 2021-08-20 2021-08-20 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム Pending JP2023028721A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021134595A JP2023028721A (ja) 2021-08-20 2021-08-20 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム
PCT/JP2022/029806 WO2023021996A1 (ja) 2021-08-20 2022-08-03 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム
US18/683,707 US20240349193A1 (en) 2021-08-20 2022-08-03 Transmission device, communication system, transmission method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021134595A JP2023028721A (ja) 2021-08-20 2021-08-20 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023028721A true JP2023028721A (ja) 2023-03-03

Family

ID=85239499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021134595A Pending JP2023028721A (ja) 2021-08-20 2021-08-20 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240349193A1 (ja)
JP (1) JP2023028721A (ja)
WO (1) WO2023021996A1 (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9986422B2 (en) * 2011-08-30 2018-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Wireless communication device and wireless communication method
JP6235515B2 (ja) * 2015-03-26 2017-11-22 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 無線通信機器、無線送受信システム及び無線送受信方法
JP6608204B2 (ja) * 2015-07-14 2019-11-20 株式会社イーアールアイ 情報配信装置
US20170245204A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Qualcomm Incorporated Systems and methods for prioritizing channel scanning
JP6740155B2 (ja) * 2017-02-28 2020-08-12 日本電信電話株式会社 無線通信システム、集中制御局および無線通信方法
JP6971695B2 (ja) * 2017-08-04 2021-11-24 キヤノン株式会社 通信装置、通信装置の制御方法、及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20240349193A1 (en) 2024-10-17
WO2023021996A1 (ja) 2023-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10211685B2 (en) Systems and methods for real or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US10186893B2 (en) Systems and methods for real time or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US9014094B2 (en) Main hub, sub hub, and sensor node communicating in wireless body area network (WBAN) including at least one sub hub, and communication method thereof
CN102301680B (zh) 用于在无线系统中通信的方法和装置
JP6065178B2 (ja) 無線通信装置、無線通信システム、無線通信制御方法、および無線通信制御プログラム
US9526106B2 (en) Method and apparatus for transmitting data in wireless communication system
JP2007096988A (ja) 通信端末、移動体通信システム、および通信方法
JP2007088941A (ja) 周波数利用状況測定システム
CN102783225A (zh) 针对节能的传输选择比特率和发射功率的方法
US11843406B2 (en) Apparatus, systems, and methods for selecting a wireless device antenna for communication
CN115243312A (zh) 一种定位信息上报方法、设备及通信系统
US20170111243A1 (en) Systems and methods for real time or near real time wireless communications between electronic devices
CN110383909A (zh) 用于具有链路管理的公用设施网络的耗量表和远程读取方法
US20120051403A1 (en) Method and apparatus for supporting communication service of communication terminal having relay function
WO2023021996A1 (ja) 送信装置、通信システム、送信方法及びプログラム
US20090286486A1 (en) Transmit channel in wideband high frequency wireless system using multiple transmit antenna, and method thereof
KR101037679B1 (ko) 실시간 끊김없는 무선 데이터 전송 시스템, 및 방법
US11075548B2 (en) Reconfigurable power in a wireless power transfer system
WO2024031469A1 (en) Method of artificial intelligence-assisted configuration in wireless communication system
KR20110130146A (ko) 전송 파워 결정 방법
WO2024100950A1 (ja) 送信装置
WO2014058443A1 (en) Method for controlling transmission of protocol data units
US9153868B2 (en) Wireless electronic device and wireless transmission method thereof
WO2023074792A1 (ja) 通信装置、通信システム及び通信方法
JP7435761B2 (ja) 無線通信装置及び無線通信方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240610