(57)【要約】【課題】  帯域の利用効率を高めること。【解決手段】  実施形態によれば、通信装置は、位置取得部と、方向取得部と、受信部と、決定部と、送信部とを具備する。位置取得部は、自装置の位置情報を取得する。方向取得部は、自装置の方向情報を取得する。受信部は、送信元装置から、当該送信元装置の位置情報と当該送信元装置の方向情報とを付加された送信データを受信する。決定部は、自装置の位置情報と、自装置の方向情報と、送信元装置の位置情報と、送信元装置の方向情報とに基づいて、受信された送信データの転送の可否を決定する。送信部は、転送すると決定された送信データを送信先装置に送信する。【選択図】  図２
2020136915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置の位置情報を取得する位置取得部と、
自装置の方向情報を取得する方向取得部と、
前記自装置の位置情報と前記自装置の方向情報とを送信データに付加する情報付加部と、
前記位置情報および前記方向情報を付加された送信データを送信先装置に送信する送信部とを具備する、通信装置。
【請求項２】
前記情報付加部は、前記自装置の位置を中心とする半径ｄおよび中心角φの扇形を算出するための前記半径ｄおよび前記中心角φを示す補足情報を前記送信データにさらに付加する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記送信データは、音声情報を含む、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記送信データは、音声情報をテキスト化して生成された文字情報を含む、請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
自装置の位置情報を取得する位置取得部と、
自装置の方向情報を取得する方向取得部と、
送信元装置から、当該送信元装置の位置情報と当該送信元装置の方向情報とを付加された送信データを受信する受信部と、
前記自装置の位置情報と、前記自装置の方向情報と、前記送信元装置の位置情報と、前記送信元装置の方向情報とに基づいて、前記受信された送信データの転送の可否を決定する決定部と、
転送すると決定された送信データを送信先装置に送信する送信部とを具備する、通信装置。
【請求項６】
前記送信データが、前記送信元装置の位置を中心とする半径ｄおよび中心角φの扇形を算出するための前記半径ｄおよび前記中心角φを示す補足情報を含む場合に、
前記決定部は、前記扇形を算出し、当該扇形の内側に自装置が含まれる場合に、前記受信された送信データの転送を決定する、請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
自装置の位置情報を取得する位置取得部と、
自装置の方向情報を取得する方向取得部と、
送信元装置から、当該送信元装置の位置情報と当該送信元装置の方向情報とを付加された送信データを受信する受信部と、
前記自装置の位置情報と、前記自装置の方向情報と、前記送信元装置の位置情報と、前記送信元装置の方向情報とに基づいて、前記受信された送信データに含まれる音声情報の再生の可否を決定する決定部と、
再生すると決定された送信データに含まれる音声情報を再生する再生部を具備する、通信装置。
【請求項８】
前記送信データが、前記送信元装置の位置を中心とする半径ｄおよび中心角φの扇形を算出するための前記半径ｄおよび前記中心角φを示す補足情報を含む場合に、
前記決定部は、前記扇形を算出し、当該扇形の内側に自装置が含まれる場合に、前記音声情報の再生を決定する、請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を取得する過程と、
前記送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を送信データに付加する過程と、
前記送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を付加された送信データを送信先装置に送信する過程と、
前記送信先装置が、当該送信先装置の位置情報および方向情報を取得する過程と、
前記送信先装置が、前記送信元装置から、当該送信元装置の位置情報および方向情報を付加された送信データを受信する過程と、
前記送信先装置が、当該送信先装置の位置情報および方向情報と、前記送信元装置の位置情報および方向情報とに基づいて、前記受信された送信データの転送の可否を決定する過程と、
前記送信先装置が、転送すると決定された送信データを送信する過程とを具備する、通信方法。
【請求項１０】
送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を取得する過程と、
前記送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を送信データに付加する過程と、
前記送信元装置が、当該送信元装置の位置情報および方向情報を付加された送信データを送信先装置に送信する過程と、
前記送信先装置が、当該送信先装置の位置情報および方向情報を取得する過程と、
前記送信先装置が、前記送信元装置から、当該送信元装置の位置情報および方向情報を付加された送信データを受信する過程と、
前記送信先装置が、当該送信先装置の位置情報および方向情報と、前記送信元装置の位置情報および方向情報とに基づいて、前記受信された送信データに含まれる音声情報の再生の可否を決定する過程と、
前記送信先装置が、再生すると決定された送信データに含まれる音声情報を再生する過程とを具備する、通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンピューティングデバイスに係わる技術領域において、無線通信に関する検討が活発になってきている。この分野では、ＡＯＤＶ（ad hoc on-demand distance vector routing ）や、ＤＳＲ（dynamic source routing）等が、アドホックネットワークにおけるプロトコルとして知られている。
【０００３】
これとは対照的に、ルーティングプロトコルに頼ることなく、マルチホップ型通信の特性を活かしてデータを所望の宛先に到達させるシステムもある。例えば、送信元から受信した送信データ（パケット）を無線ゾーン内の全てのノードに転送することで、送信データの未達無く通信を行えるようにした技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１８５８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送信データを全てのノードに転送する技術では、通信帯域が圧迫されやすい。特に、ノードの数が多くなると転送のための通信の数が指数関数的に多くなる。その結果、割り当てられた無線帯域などの通信リソースが混み合い、通信レートが劣化する等の不具合を生じてしまう。  
そこで、目的は、帯域の利用効率を高めた通信装置および通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、通信装置は、位置取得部と、方向取得部と、受信部と、決定部と、送信部とを具備する。位置取得部は、自装置の位置情報を取得する。方向取得部は、自装置の方向情報を取得する。受信部は、送信元装置から、当該送信元装置の位置情報と当該送信元装置の方向情報とを付加された送信データを受信する。決定部は、自装置の位置情報と、自装置の方向情報と、送信元装置の位置情報と、送信元装置の方向情報とに基づいて、受信された送信データの転送の可否を決定する。送信部は、転送すると決定された送信データを送信先装置に送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係わる無線通信装置を適用可能な無線通信システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、比較のため既存の技術における困難を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態に係わる無線通信装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、実施形態における通信環境の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係わる無線通信装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、送信元から送信先へと通知される情報の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、実施形態に係わる無線通信装置を適用可能な無線通信システムの一例を示す図である。このシステムは、アドホックネットワークを形成する複数の無線通信装置１１〜１７を備える。アドホックネットワークは、例えば災害発生時におけるトランシーバとしての用途や、バックボーンとなるインフラに頼ることが困難な条件（山間部など）での運用を期待される。図１に示される無線通信装置１１〜１７間の通信経路は、時間の経過や、個々の無線通信装置１１〜１７の移動、あるいは電波環境の変化等に応じて都度、更新される。
【０００９】
図２は、比較のため既存の技術における困難を示す模式図である。図２は、アドホックネットワークで生じうる通信環境の一例を示しており、中央のユーザ（Ｕｓｅｒ０）の無線通信装置による無線ゾーン（点線）は、周囲のＵｓｅｒ１〜Ｕｓｅｒ４の無線通信装置にまで届いているとする。既存の技術では、Ｕｓｅｒ０からの送信データを受信したＵｓｅｒ１〜Ｕｓｅｒ４は、いずれもこの送信データを次の宛先にまで、盲目的に転送（ホップ）しようとする。このため通信帯域が混み合いやすく、潤沢にあるとは言えないリソースが圧迫されてしまう。以下では、このような不具合を解決することの可能な技術について開示する。
【００１０】
図３は、実施形態に係わる無線通信装置の一例を示す機能ブロック図である。図４に示される通信環境と合わせて説明する。図４では、Ｕｓｅｒ０が無線通信装置１１を所持し、Ｕｓｅｒ３が無線通信装置１２を所持し、Ｕｓｅｒ３−１が無線通信装置１３を所持することを想定する。実施形態では主にこれら３つの無線通信装置１１、１２、１３の動作について説明する。なお、Ｕｓｅｒ２は無線通信装置１４を、Ｕｓｅｒ１は無線通信装置１５を、Ｕｓｅｒ４は無線通信装置１６を、そしてＵｓｅｒ４−１は無線通信装置１７を、それぞれ所持するとする。
【００１１】
図３において、無線通信装置は、無線帯域の高周波信号を処理する高周波処理ブロック２０と、ベースバンド帯域の信号を処理する信号処理ブロック３０とを備える。図３において、アンテナ２１で捕捉された高周波信号は、高周波処理ブロック２０でダウンコンバートされて信号処理ブロック３０に送られる。また、信号処理ブロック３０からのベースバンド信号は、高周波処理ブロック２０でアップコンバートされてアンテナ２１から空間に放射される。
【００１２】
信号処理ブロック３０は、受信部３１、転送決定部３２、再生決定部３３、再生部３４、位置取得部３５、方向取得部３６、データ発生部３７、情報付加部３８、および、送信部３９を備える。これらの機能ブロックは、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等に専用のハードウェア記述言語を用いて実装されたプロセッサ回路として、理解される。
【００１３】
このうち、位置取得部３５は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置センサであり、例えば緯度（Ｌａｔｉｔｕｄｅ）および経度（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ）の各値の組で表される、自装置の位置情報を取得する。例えば、無線通信装置１１（図４）は、緯度（Ｌａｔ）Ｘ、経度（Ｌｏｎｇ）Ｙの各座標値で表される位置情報を取得する。
【００１４】
方向取得部３６は、例えば電子コンパスやジャイロセンサ等のセンサであり、自装置の方向情報を取得する。方向情報は、例えば真北（Ｎ）を基準方位とし、この基準方位に対する角度（Ｄｅｇｒｅｅ：Ｄｅｇ）で表されることができる。例えば、無線通信装置１１（図４）は、角度（Ｄｅｇ）θの値で表される方向情報を取得する。  
自装置の位置情報および方向情報は、転送決定部３２および再生決定部３３にそれぞれ渡され、参照される。
【００１５】
データ発生部３７は、送信データを生成する。データ発生部３７は、例えば音声から音声信号を生成するマイクロフォンと、音声信号をディジタル化するアナログ／ディジタル変換器と、ディジタル信号を符号化する符号化部を備え、話者の音声情報（発話情報）を含む送信データを生成する。さらに、音声情報をテキストデータに変換する機能をデータ発生部３７に実装し、音声情報をテキスト化して生成された文字情報を、送信データに含めることも可能である。
【００１６】
情報付加部３８は、位置取得部３５で取得された位置情報と、方向取得部３６で取得された方向情報とを、データ発生部３７で発生された送信データに付加する。送信部３９は、位置情報および方向情報を付加された送信データを送信先装置に送信する。
【００１７】
上記構成により、自装置で発生された送信データが送信先装置に送信される。他装置で発生された送信データを送信（転送）するための構成について、次に説明する。
【００１８】
受信部３１は、送信元装置から、この送信元装置の位置情報と方向情報とを付加された送信データを受信する。例えば図４において、無線通信装置１２（Ｕｓｅｒ３）が受信した無線通信装置１１（Ｕｓｅｒ０）からの送信データには、無線通信装置１１の位置情報と方向情報とが付加されている。この送信元装置の位置情報および方向情報は、転送決定部３２および再生決定部３３に渡され、それぞれで参照される。
【００１９】
転送決定部３２は、自装置の位置情報と、自装置の方向情報と、送信元装置の位置情報と、送信元装置の方向情報とに基づいて、受信部３１で受信された送信データの転送の可否を決定する。転送決定部３２によって転送すると決定された送信データは、送信部３９に渡される。送信部３９は、この送信データを送信先装置に送信（転送）する。
【００２０】
再生決定部３３は、自装置の位置情報と、自装置の方向情報と、送信元装置の位置情報と、送信元装置の方向情報とに基づいて、受信部３１で受信された送信データに含まれる音声情報の再生の可否を決定する。再生決定部３３によって再生すると決定された送信データは再生部３４に渡される。再生部３４は、この送信データに含まれる音声情報を再生し、拡声出力する。次に、上記構成における作用を説明する。
【００２１】
図５は、実施形態に係わる無線通信装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートでは、図４に対応付けて、無線通信装置１１を送信元装置とし、無線通信装置１２を送信先装置とする。なお、無線通信装置１１がノーホップ（転送無し）で送信データを送信できる範囲（無線ゾーン：図４の点線）に在圏している無線通信装置１４，１５，および１６も、無線通信装置１１に対する送信先装置といえる。どの無線通信装置が送信元になるかで、送信先となる装置は時々刻々と変化する。
【００２２】
図５において、無線通信装置１１は、ユーザ（Ｕｓｅｒ０）から発せられた音声に基づく音声情報を符号化し（ステップＳ１）、送信データを生成する（ステップＳ２）。また無線通信装置１１は、自装置の位置情報および方向情報を定常的に取得している（ステップＳ３，Ｓ４）。そして無線通信装置１１は、自装置の位置情報および方向情報を送信データに付加し（ステップＳ５）、音声情報、位置情報および方向情報を含む送信データを送信する（ステップＳ６）。
【００２３】
一方、無線通信装置１２も、自装置の位置情報および方向情報を定常的に取得している（ステップＳ７，Ｓ８）。無線通信装置１１からの送信データを受信（ステップＳ９）した無線通信装置１２は、この送信データから、無線通信装置１１の位置情報および方向情報を抽出する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。
【００２４】
そして無線通信装置１２は、自装置の位置情報と方向情報、および、無線通信装置１１の位置情報と方向情報に基づいて、判定基準エリアを算出する（ステップＳ１２）。  
判定基準エリアは、図４に示される、例えば点線で示される扇形の領域に対応する。このエリアは、送信元装置（無線通信装置１２）の位置を中心とする、例えば半径ｄ、および中心角φの扇形の形状で表される。
【００２５】
そして無線通信装置１２は、自らがこの判定基準エリアの内部にあるか、否かを判定する（ステップＳ１３）。エリア外であれば（ステップＳ１３でＮｏ）、ステップＳ１４〜Ｓ１６がスキップされ、無線通信装置１２の処理手順は再びステップＳ７に戻る。
【００２６】
一方、自らを判定基準エリア内にあると判定すると（ステップＳ１３でＹｅｓ）、無線通信装置１２は、受信した送信データを転送することを決定する。そして無線通信装置１２は、自らの無線ゾーン（図中一点鎖線）内にある無線通信装置１３に、この受信データをさらに転送する（ステップＳ１４）。
【００２７】
また無線通信装置１２は、ステップＳ１３での判定に基づき、送信データから音声情報を再生することを決定する。そしてこの決定に基づき、無線通信装置１２は、送信データに含まれる音声情報を復号し（ステップＳ１５）、音声を再生する（ステップＳ１６）。
【００２８】
一方、図４の、無線通信装置１１の無線ゾーン内にある無線通信装置１４，１５，および１６においても、図５の（送信先）と同様のシーケンスが実行されている。しかし無線通信装置１４，１５，１６は、いずれも判定基準エリアの外側にあることから、ステップＳ１３でＮｏの判定がなされる。従ってこれらの無線通信装置はいずれも、無線通信装置１１からの送信データを転送することはしない。よって、例えば、Ｕｓｅｒ０に対して横方向に位置するＵｓｅｒ４−１、Ｕｓｅｒ２−１，Ｕｓｅｒ２−２に対して、Ｕｓｅｒ０からの発話情報（音声情報）が届くことはない。
【００２９】
以上説明したようにこの実施形態では、送信先装置において、送信元装置の位置および方向を取得し、送信先装置の位置および方向とに基づいて、送信データの転送の可否を、送信先装置自身において決定するようにした。このようにすることで、従来のように、受信された送信データを盲目的に転送するのに比べて、通信量を飛躍的に少なくすることができる。つまり、必要最小限の通信量で、必要な相手先に情報を伝達することが可能になる。これにより、帯域の利用効率を高めることができ、ひいては通信リソースの圧迫を防止することが可能になる。さらには、通信データを、所定の規則性をもって転送することができるので、例えば、自らの前方（あるいは後方、側方など）に位置する無線通信装置だけに絞ってデータを転送することができるようになる。
【００３０】
複数の宛先候補のうちから転送すべき装置を、何らかのアルゴリズムにより決定する場合、それだけ、計算時間が長くかかることになる。これは特に、ユーザの数（無線通信装置）が多くなればなるほど深刻になり、宛先の選択に時間がかかることから、通信をリアルタイムで行うことが難しくなる。
【００３１】
これに対し実施形態では、データの送信元と、自らの位置関係とに基づいて、データの受信側で転送の可否を判定するようにしている。その過程では、それぞれの宛先候補の数は、計算の量に関係しない。従って、計算量が無用に増加することもなく、通信のリアルタイム性が損なわれることもない。これらのことから、実施形態によれば、帯域の利用効率を高めた通信装置および通信方法を提供することが可能になる。
【００３２】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば実施形態では、送信元からその位置情報と方向情報を送信先に通知することで、送信先で判定基準エリアを計算できるようにしていた。さらに、判定基準エリアを計算するための情報（補足情報）を、送信元から送信先に通知するようにしてもよい。つまり、図４におけるｄおよびφを通知することで、データごと、あるいは送信処理ごとに、判定基準エリアを動的に変更することが可能になる。
【００３３】
図６に示されるように、各無線通信装置１１，１２，１３，１４は、それぞれの位置情報と方向情報をセンシングする。送信元としての無線通信装置１１は、判定基準エリアを計算するための半径ｄおよび中心角φを示す補足情報を、自らの位置情報、方向情報とともに送信データに付加する。これを受信した無線通信装置１２，１３，１４は、無線通信装置１１の位置情報および方向情報と、ｄおよびφとに基づいて判定基準エリアを算出し、転送の可否を決定することができる。  
このようにすることで、送信データごとに判定基準エリアをダイナミックに変更できる。例えば遠距離向けのデータについてはｄを長く、φを狭く（小さく）することで、或る程度の指向性をもってデータを転送することができる。逆に、近距離向けのデータについてはｄを短く、φを広くすることで、通信の指向性を緩和することができる。
【００３４】
また、判定基準エリアの形状は扇形に限定されるものではなく、例えば長方形などであってもよい。
【００３５】
また実施形態では、電子コンパスやジャイロセンサ等の方向取得部３６により方向情報θを取得するようにした。これに代えて、θを固定値に設定したり、あるいは、ユーザの手入力によりθを入力してもよい。このようにすると、電子コンパスやジャイロセンサ等に頼る必要を無くし、無線通信装置１１，１２，１３，１４を小型軽量化することが可能になる。
【００３６】
また実施形態では、一つの判定基準エリアを想定し、その内部に在るか否かで、転送の可否と、音声再生の可否とを決定するようにした。これに代えて、転送の可否、または再生の可否だけを一つの判定基準エリアを用いて決定してもよい。または、形状や大きさの異なる判定基準エリアを用いて、第１の判定基準エリアで転送の可否を、第２の判定基準エリアで音声再生の可否をそれぞれ決定してもよい。
【００３７】
また実施形態では、物理的な位置情報に基づく判定基準エリアにより、転送の可否を決定した。このほか、ネットワーク上の位置に基づいて、転送や音声再生の可否を決定するようにしてもよい。例えば、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを用い、その属するドメインに基づいて転送の可否を決定することができる。
【００３８】
実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１１〜１７…無線通信装置、２０…高周波処理ブロック、２１…アンテナ、３０…信号処理ブロック、３１…受信部、３２…転送決定部、３３…再生決定部、３４…再生部、３５…位置取得部、３６…方向取得部、３７…データ発生部、３８…情報付加部、３９…送信部。
【図１】
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【図２】
2020136915.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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