(57)【要約】【課題】シャドーイング発生時においても伝搬状態を正確に把握する技術を提供する。【解決手段】無線通信装置が、テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信する送信手段と、この送信手段により送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測する計測手段と、を備える。【選択図】図２
2010263306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
複数の指向性を有するアンテナと、
前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況に応じて前記アンテナの指向性を切り替える切替手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記切替手段は、切り替え後の指向性を用いた前記テスト信号の送信を前記送信手段に依頼し、前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好となるまで、前記アンテナの指向性を順次切り替える、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記切替手段は、前記アンテナの指向性を順次切り替えた結果、前記アンテナの有する全ての指向性において前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好と判断されない場合には、通信相手の無線通信装置に放射指向性の切り替えを要求する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記計測手段は、前記複数の確認応答信号の受信状況として、前記テスト信号の送信回数に対する前記複数の確認応答信号の正常受信数の割合を算出する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信手段は、前記データ信号の受信状況が所定受信状況よりも悪い時、又は、無線通信開始時に、前記テスト信号の送信を開始する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
無線通信装置が、
テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信するステップと、
前記送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測するステップと、
を実行することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報を取得するセンサ装置と、センサ装置から生体情報を収集し他のネットワークへその生体情報を送信するゲートウェイ装置とから構成される近距離の無線通信ネットワークは、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）と呼ばれる。このＢＡＮを利用すれば、例えば、心拍、体温等の生体情報を常時測定することにより、医療機関における検査の効率化、又は医療機関外における健康管理の充実を図るアプリケーションを実現することができる。
【０００３】
ＢＡＮシステムで用いられる通信手法としては、生体から離れた空中を伝搬する電磁波を利用する手法、生体表面を伝搬する電磁波を用いる手法等が存在する。
【０００４】
このようなＢＡＮシステムのような空間伝搬路を用いる無線通信システムでは、通信不能な時間を短くするために、伝搬状態を正確に把握することが重要である。そこで、伝搬状態を把握するための幾つかの手法が開示されている（下記特許文献１から４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８１０４７号公報
【特許文献２】特開２００５−７２６５８号公報
【特許文献３】特開２００５−１１０２０１号公報
【特許文献４】特許２００２−２７１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のＢＡＮ等のような無線通信システムでは、シャドーイングが無線通信に及ぼす影響は大きい。例えば、ＢＡＮシステムでは、無線通信を行う各ノードが生体上又は生体の近傍（例えば、生体から数メートル）に配置される。これにより、ＢＡＮシステムでは、センサ装置を取り付けている生体の姿勢が変わることにより、腕や足等のような生体の一部がセンサ装置等の各通信ノードの伝搬路を塞ぐことによりシャドーイングが生じることがある。
【０００７】
シャドーイングは、フェージングよりも非統計的に発生及び継続する傾向にある。すなわち、シャドーイングは、フェージングよりもその発生を予測することが難しい。また、シャドーイングは、フェージングよりも大幅に長い時間にわたって通信不能を引き起こす可能性がある。
【０００８】
従来の無線通信システムでは、このようなシャドーイングが生じている間の伝搬状態を正確に把握することができなかった。伝搬状態を正確に把握することができない場合、ゲートウェイ装置等のように他のセンサ装置から生体情報を収集する装置が他のセンサ装置で取得された生体情報を適切に収集できない恐れが生ずる。
【０００９】
本開示の課題は、このような問題点に鑑み、シャドーイング発生時においても伝搬状態を正確に把握する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の態様では、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。
【００１１】
本開示の１態様では、無線通信装置が、テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信する送信手段と、この送信手段により送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測する計測手段と、を備える。
【００１２】
本開示の別態様としては、以上の何れかの構成を実現する方法であってもよいし、プログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記態様によれば、シャドーイング発生時においても伝搬状態を正確に把握する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＢＡＮシステムの構成例を示す図。
【図２】実施例１における無線通信処理部の構成を示す図。
【図３】実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図。
【図４】テスト信号のフレーム構成例を示す図。
【図５】実施例２における通信シーケンス例を示すシーケンスチャート。
【図６】実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例を示すフローチャート。
【図７】実施例２におけるセンサ装置１０の動作例を示すフローチャート。
【図８】実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図。
【図９】切替要求信号のフレーム構成例を示す図。
【図１０Ａ】実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例を示すフローチャート。
【図１０Ｂ】実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例を示すフローチャート。
【図１１】変形例におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図。
【図１２】変形例における通信シーケンスを示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、実施形態としての無線通信装置について具体例を挙げ説明する。以下の実施例では、ＢＡＮシステムに適用される無線通信装置を例に挙げるが、本実施形態としての無線通信装置は、利用されるシステム等を限定するものではない。また、以下の実施例における無線通信装置は、センシング機能を有してもよいし、センシング機能を有さなくともよい。なお、以下に述べる各実施例の構成はそれぞれ例示であり、本実施形態は以下の実施例の構成に限定されない。
【実施例１】
【００１６】
以下、実施例１における無線通信装置について説明する。実施例１における無線通信装置は、図１に示すようなＢＡＮシステムに適用される。図１は、ＢＡＮシステムの構成例を示す図である。ＢＡＮシステムは、センサ装置１０（＃１及び＃２）、ゲートウェイセンサ装置１５、ゲートウェイ装置５等を有する。センサ装置１０及びゲートウェイセンサ装置１５は、生体１に取り付けられ、例えば生体情報を測定する。なお、ゲートウェイセンサ装置１５は、センシング機能を有しなくともよい。
【００１７】
センサ装置１０（＃１及び＃２）は、空間を伝搬路としてゲートウェイセンサ装置１５
と無線通信する。センサ装置１０（＃１及び＃２）は、上記無線通信により、測定された生体情報をゲートウェイセンサ装置１５へ送信する。
【００１８】
ゲートウェイセンサ装置１５は、センサ装置１０（＃１及び＃２）から各生体情報をそれぞれ収集する。ゲートウェイセンサ装置１５は、空間を伝搬路としてゲートウェイ装置５と無線通信することにより、収集された生体情報をゲートウェイ装置５へ送信する。
【００１９】
ゲートウェイ装置５は、例えば、ゲートウェイセンサ装置１５と無線通信可能な範囲で生体１と離れた位置に設置される。ゲートウェイ装置５は、ゲートウェイセンサ装置１５から送られた生体情報をネットワーク８等へ送出する。なお、本実施形態は、ＢＡＮシステムで扱われる情報（生体情報等）を限定するものではない。
【００２０】
実施例１における無線通信装置は、上記ＢＡＮシステムに含まれるセンサ装置１０、ゲートウェイセンサ装置１５、及びゲートウェイ装置５がそれぞれ有する無線通信処理部に相当する。以下、実施例１における無線通信装置としての無線通信処理部について説明する。
【００２１】
〔無線通信処理部〕
図２は、実施例１における無線通信処理部の構成を示す図である。
【００２２】
実施例１における無線通信処理部２０は、送信情報を搬送するための高周波信号を生成しこの高周波信号をアンテナ素子へ出力する。一方で、無線通信処理部２０は、アンテナ素子で受信された信号を処理し、この受信信号から受信情報を取り出し、図示しない他の処理部へその取り出された受信情報を送る。無線通信処理部２０は、テスト信号送信部２４、受信状況計測部２６等を含む。
【００２３】
テスト信号送信部２４は、他の処理部からの指示に応じて、テスト信号送信処理を実行する。テスト信号送信部２４は、このテスト信号送信処理において、テストデータを符号化、変調等によりテスト信号に変換する。テストデータは、例えば、テストデータであることを示す情報、通信相手装置のアドレス情報等を含む。テスト信号送信部２４は、テスト信号がデータ信号送信間隔よりも短い所定の送信間隔で所定回数で無線送信されるようにアンテナ素子へ高周波信号を送る。ここでデータ信号とは生体情報のような送信データを含む信号であり、データ信号送信間隔とは、データ信号の送信側装置で利用されるパラメータであり、前回のデータ信号を送信してから次のデータ信号を送信するまでの時間を示す。データ信号送信側の装置は、そのデータ信号送信間隔でデータ信号を順次送信する。
【００２４】
受信状況計測部２６は、上記テスト信号送信部２４により生成され所定回数無線送信されたテスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測する。以降、この確認応答信号をＡＣＫ信号又はＡＣＫと表記する。実施例１における無線通信処理部２０を備える装置から複数回送信されたテスト信号を受信した通信相手装置は、正常に受信された各テスト信号に対してそれぞれＡＣＫ信号を送信する。受信状況計測部２６は、アンテナ素子で受信された信号のうち複数のＡＣＫ信号を受信すると、各ＡＣＫ信号に関し正常に受信されたか否かといった受信状況をそれぞれ計測する。
【００２５】
このように実施例１では、テスト信号が、データ信号の送信間隔よりも短い所定の送信間隔で所定回数無線送信される。すなわち、実施例１では、テスト信号により、全テスト信号が送信完了するまでの間の所定時間の伝搬状態が確認される。なお、所定時間は、フェージングやシャドーイング等の伝搬状態を把握できる程度に長い時間である。この所定時間は、例えばデータ信号の通信不能状態を許容できる時間等を考慮して定められること
が望ましい。
【００２６】
これにより、フェージングよりも伝搬状態に悪影響を与える時間が長い場合が多いシャドーイング発生時には、所定回数送信されたテスト信号のうち通信相手装置で正常受信されるテスト信号数は少なくなる傾向にある。一方で、フェージング発生時には、シャドーイング発生時よりも通信相手装置で正常受信されるテスト信号数は多くなる傾向にある。
【００２７】
実施例１では、このような各テスト信号に対してそれぞれ返信される複数のＡＣＫ信号の受信状況が計測される。例えば、フェージングが発生している場合には、ＡＣＫ信号の正常受信数は、伝搬状態が良好の場合よりも少なくなる傾向にある。シャドーイングが発生している場合には、ＡＣＫ信号の正常受信数は、フェージングが発生している場合よりも少なくなる傾向にある。
【００２８】
従って、実施例１によれば、伝搬環境に悪影響を与える時間が長い場合の多いシャドーイング発生時であっても伝搬状態を正確に把握することができる。また、伝搬環境に悪影響を与える時間がシャドーイングよりも短い場合の多いフェージング発生時であっても伝搬状態を正確に把握することができる。
【００２９】
実施例１における無線通信処理部２０は、上記構成に加えて、更に、切替部２８を備えるようにしてもよい。この場合には、受信状況計測部２６は、計測された複数のＡＣＫ信号の受信状況に関する情報を切替部２８に送る。
【００３０】
切替部２８は、複数のＡＣＫ信号の受信状況に関する情報を受けると、複数のＡＣＫ信号の受信状況に基づいて自装置のアンテナの指向性の切り替えの要否を決定する。例えば、当該受信状況が所定条件より悪いことから、伝搬環境に悪影響を与える時間が長い場合の多いシャドーイングが発生していると推定される場合には、切替部２８は、ゲートウェイ装置のアンテナの指向性を切り替える。
【００３１】
このような構成によれば、シャドーイング発生時であっても伝搬状態を正確に把握することができるため、アンテナの指向性を切り替えることで他の装置と無線通信不能となることを防ぐことができる。
【実施例２】
【００３２】
以下、実施例２における無線通信装置について説明する。実施例２における無線通信装置は、図１に示すゲートウェイセンサ装置１５に相当する。以下、実施例２における無線通信装置としてのゲートウェイセンサ装置１５について、センサ装置１０との無線通信処理に関連する事項を中心に説明する。
【００３３】
〔装置構成〕
図３は、実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図である。実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５は、図３に示すように、アンテナ素子３１、３２、３３及び３４、無線部（以降、ＲＦ部と表記する）４０、電力判定部４１、ベースバンド処理部（以降、ＢＢ処理部と表記する）４３等を含む。ＲＦ部４０、電力判定部４１及びＢＢ処理部４３は、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとしてそれぞれ実現される（［その他］の項参照）。図３は、ＲＦ部４０、電力判定部４１及びＢＢ処理部４３の設置位置を示すものではない。
【００３４】
回路基板３０は、トランジスタ、コンデンサ、抵抗器、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のような電子機器を固定し、各電子機器間を配線
で接続する。本実施形態はこの回路基板３０の構造、形態等を限定するものではない。
【００３５】
アンテナ素子３１、３２、３３及び３４はそれぞれ導体であり、回路基板３０上の図３に示すような位置に取り付けられる。アンテナ素子３１及び３３の各一端は、給電線路３５又は３６を介して給電点３７に接続される。アンテナ素子３１及び３３は給電点３７からそれぞれ給電される。
【００３６】
アンテナ素子３２は、高周波スイッチ３８を介してアンテナ素子３１と接続する。アンテナ素子３４は、高周波スイッチ３９を介してアンテナ素子３３と接続する。高周波スイッチ３８及び３９は、例えば、ＰＩＮ半導体ダイオードで形成される。高周波スイッチ３８及び３９は、ＢＢ処理部４３の切替部４８からバイアスが制御されることにより、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。オン状態の場合には高周波スイッチ３８は、アンテナ素子３１とアンテナ素子３２とを電気的に接続する。オフ状態の場合には、高周波スイッチ３８は、アンテナ素子３１とアンテナ素子３２とを電気的に切断する。同様に、オン状態の場合には高周波スイッチ３９は、アンテナ素子３３とアンテナ素子３４とを電気的に接続する。オフ状態の場合には、高周波スイッチ３９は、アンテナ素子３３とアンテナ素子３４とを電気的に切断する。
【００３７】
このように実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５は、高周波スイッチ３８及び３９のオン状態及びオフ状態を切り替えることにより、アンテナの指向性が切り替えられる。実施例２におけるアンテナ素子の配置によれば、高周波スイッチ３８及び３９をいずれもオフ状態とした場合には、図３における＋Ｙ方向に強い感度を持つ指向性（以降、指向性タイプ１と表記する）が実現される。高周波スイッチ３８をオン状態とし高周波スイッチ３９をオフ状態とした場合には、指向性タイプ１に較べて、図３における−Ｘ方向に強い感度を持つ指向性（以降、指向性タイプ２と表記する）が実現される。高周波スイッチ３８をオフ状態とし高周波スイッチ３９をオン状態とした場合には、指向性タイプ１に較べて、図３における＋Ｘ方向に強い感度を持つ指向性（以降、指向性タイプ３と表記する）となる。高周波スイッチ３８及び３９をいずれもオン状態とした場合には、±Ｘ方向及び±Ｙ方向にそれぞれ同程度の感度を持つ指向性（以降、指向性タイプ４と表記する）となる。本実施例２では、アンテナの指向性タイプの数Ｍは４である。
【００３８】
ＲＦ部４０は、ＢＢ処理部４３からベースバンド信号を受け、このベースバンド信号を所定の周波数を有する高周波信号に変換する。ＲＦ部４０は、この変換された高周波信号を所定の電力に増幅した後、増幅された高周波信号を給電点３７を介してアンテナ素子３１及び３３へ送る。一方で、ＲＦ部４０は、給電点３７を介してアンテナ素子３１及び３３から受信信号を受けると、この受信信号をノイズを低減させながら増幅する。ＲＦ部４０は、この増幅された受信信号をベースバンド信号に変換し、このベースバンド信号をＢＢ処理部４３へ送る。
【００３９】
電力判定部４１は、ＲＦ部４０により受信された受信信号の受信電力を判定する。この受信電力情報としては、例えば、受信電力強度（ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Identification)）が利用される。電力判定部４１は、判定された受信電力情報をＢＢ処理
部４３に送る。
【００４０】
ＢＢ処理部４３は、図示しない他の処理部から送られる送信データ及びＲＦ部４０から送られる受信信号を処理する。ＢＢ処理部４３は、テスト信号生成部４６、受信状況計測部４７、切替部４８等を備える。
【００４１】
テスト信号生成部４６は、他の処理部からの指示に応じて、以下に示すようなテスト信号生成処理を開始する。テスト信号生成部４６は、テストデータを符号化、変調等によりベースバンド信号に変換する。以降、テストデータを含む信号を総称してテスト信号と表
記する。テストデータは、例えば、テストデータであることを示す情報、通信相手装置のアドレス情報等を含み、予め保持される。テスト信号生成部４６は、テスト信号を生成する際に、無線フレームの所定位置に当該テストデータをマッピングする。テスト信号生成部４６は、テストデータを含むテスト信号がデータ信号の送信間隔よりも短い所定の送信間隔で所定回数連続で無線送信されるようにテスト信号を生成する。このように生成されたテスト信号はＲＦ部４０へ送られる。
【００４２】
テスト信号の送信回数は例えば１００[回]に設定され、テスト信号の送信間隔は例えば１ミリ秒[ms]に設定される。これらテスト信号の送信間隔及び送信回数は、予め保持される。これらテスト信号の送信間隔及び送信回数の決定方法については後述する。
【００４３】
図４は、テスト信号のフレーム構成例を示す図である。テスト信号には、テスト信号か否かを識別するためのテストビット（１ビット）、通信相手装置となるセンサ装置１０のアドレスを示すノードＩＤ等が含まれる。なお、本実施形態は、このようなテスト信号のフレーム構成を限定するものではなく、テスト信号かデータ信号かを識別可能とするための情報が含まれていればよい。
【００４４】
受信状況計測部４７は、電力判定部４１から送られるＡＣＫ信号の受信電力情報を用いて、上記テスト信号生成部４６により生成され所定回数連続で無線送信されたテスト信号に対しそれぞれ返信される複数のＡＣＫ信号の受信状況を計測する。具体的には、受信状況計測部４７は、各ＡＣＫ信号の受信電力が予め保持される所定閾値以上となるか否かをそれぞれ判定し、受信電力が所定閾値以上となるＡＣＫ信号の数を計測する。この所定閾値は、例えば、データ信号を受信した場合に正常受信とみなすのに利用される値と同じ値が利用される。なお、受信状況計測部４７は、ＡＣＫ信号の受信電力のみでなく、ＢＢ処理部４３による復号結果等も併せて考慮することにより正常受信されたＡＣＫ信号を判定するようにしてもよい。
【００４５】
受信状況計測部４７は、先頭のテスト信号が送信されてから所定時間までに受信されたＡＣＫ信号を対象として計測する。以降、この計測対象のＡＣＫ信号を判断するための所定時間を所定判定時間と表記する。この所定判定時間は、テスト信号を無線送信するための所定の送信間隔及びその送信回数に対応して決められる。この所定判定時間は、予め保持されるようにしてもよいし、テスト信号の送信間隔及び送信回数に関する情報を取得しこれら情報に基づいて決定されるようにしてもよい。
【００４６】
このように、受信状況計測部４７は、ＡＣＫ信号とテスト信号との個々の関連については特に判断せず、所定判定時間内に受信されるＡＣＫ信号の数を計測する。これにより、処理を簡易にすることができる。但し、テスト信号とＡＣＫ信号とを関連付ける情報をそれぞれの信号に含め、テスト信号とＡＣＫ信号との関連を判断するようにしてもよい。
【００４７】
受信状況計測部４７は、計測されたＡＣＫ信号数をテスト信号の送信回数で除算した値を算出し、この算出された値をテスト成功率として切替部４８へ送る。言い換えれば、このテスト成功率は、無線送信されたテスト信号の数に対して返信されたＡＣＫ信号の数の割合に相当する。例えば、ゲートウェイセンサ装置１５からセンサ装置１０への伝搬環境が悪くセンサ装置１０が正常受信することのできたテスト信号数が少ない場合には、そのセンサ装置１０から送信されるＡＣＫ信号の数は少なくなるため、上記テスト成功率は低下する。また、センサ装置１０からゲートウェイセンサ装置１５への伝搬環境が悪くＡＣＫ信号をゲートウェイセンサ装置１５が正常に受信できない場合にも、同様に、上記テスト成功率は低下する。
【００４８】
切替部４８は、受信状況計測部４７から送られるテスト成功率に応じて、ゲートウェイ
センサ装置１５のアンテナの指向性の切り替えを決定する。具体的には、切替部４８は、受信状況計測部４７から送られたテスト成功率が予め保持される成功率閾値を超えているか否かを判定する。切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値より低い場合に、現在選択されている指向性タイプの切り替えを決定する。切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値以上となる場合、即ち伝搬状態が良好の場合には、現在選択されている指向性タイプの維持を決定する。
【００４９】
切替部４８は、指向性タイプの切り替えを決定した場合には、高周波スイッチ３８及び３９を現在の状態とは異なる状態に切り替える。切替部４８は、高周波スイッチ３８及び３９のバイアスを制御することにより高周波スイッチ３８及び３９の状態を切り替える。例えば、高周波スイッチ３８及び３９が共にオフ状態の場合に指向性タイプの切り替えを決定した場合には、切替部４８は、高周波スイッチ３８をオン状態にする。
【００５０】
上記成功率閾値は、シャドーイングによる伝搬環境の悪化を識別可能な値に設定されることが望ましい。上述したように、フェージングはシャドーイングに較べて電力変動の周期が小さい傾向にあるため、指向性を切り替えることなく良好な伝搬環境に復帰する可能性が高い。従って、例えば、フェージング発生時のテスト成功率を予め計測し、このテスト成功率よりも大きい値を成功率閾値に設定する。なお、本実施形態は、フェージングのようなシャドーイング以外の現象を対象外とするものではなく、伝搬環境に悪影響を与える時間が比較的長い現象を検出する。
【００５１】
切替部４８は、高周波スイッチ３８及び３９の状態切り替えを行うことにより指向性タイプの切り替えを行うと、テスト信号生成部４６にテスト信号生成処理を再度実行するように依頼する。これにより、切り替えられた後のアンテナ指向性により、テスト信号生成部４６により生成されたテスト信号がデータ信号の送信間隔よりも短い所定の送信間隔で所定回数連続で無線送信される。
【００５２】
このとき、切替部４８は、切り替え前の指向性タイプによるテスト信号送信処理と、切り替え後の指向性タイプによるテスト信号送信処理と、の間に所定間隔を設ける。以降、この所定間隔をテスト実行間隔と表記する。このテスト実行間隔は、前回のテスト信号に対するＡＣＫ信号と今回のテスト信号に対するＡＣＫ信号との混在を防ぐために設けられる。なお、テスト信号とＡＣＫ信号とを関連付けるための情報を各信号にそれぞれ設け、テスト信号とＡＣＫ信号との関連を判断することで、混在を防ぐようにしてもよい。
【００５３】
切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値を超えるまで指向性タイプを順次切り替える。以降、テスト信号の送信及び指向性の切り替え、並びにこれらが繰り返される間をテスト信号送信モードと表記し、それ以外を通常処理モードと表記する場合がある。
【００５４】
〔テスト信号の送信間隔、送信回数及びテスト実行間隔〕
テスト信号生成部４６で利用されるテスト信号の送信間隔、送信回数及びテスト実行間隔は、例えば以下のように決定する。
【００５５】
テスト信号送信モードは短い時間で終了することが望ましい。伝搬状態の悪化を素早く検知して指向性を切り替えることにより、ゲートウェイセンサ装置１５が緊急性を要する生体情報をいち早くセンサ装置１０から収集するためである。また、テスト信号による無線リソースの圧迫を出来る限り最小限に留めることが望ましいからである。
【００５６】
一方で、切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値以上となる指向性タイプが選択されるまでテスト信号送信モードを繰り返す。つまり、テスト信号送信モードの最長継続時間は、センサ装置１が実現可能な全ての指向性タイプについて行われた場合にかかる時間で
ある。
【００５７】
従って、テスト信号の送信間隔、送信回数及びテスト実行間隔は、少なくとも、センサ装置１が実現可能な指向性タイプの数Ｍと、データ信号の通信不能状態を許容できる時間と、を加味して決定されることが望ましい。これにより、テスト信号の送信間隔は、データ信号のそれよりも短く設定される。更に、別な観点として、テスト信号の送信回数は、伝搬環境の判定時間に対応するため、シャドーイングのような伝搬環境に悪影響を与える時間が比較的長い現象を検出可能な回数に設定される。また、テスト実行間隔は、前回のテスト信号に対するＡＣＫ信号と今回のテスト信号に対するＡＣＫ信号との混在を防ぐことができるような時間に設定される。
【００５８】
ここで、データ信号の通信不能状態を許容できる時間を１秒[s]に設定した場合を例に
挙げる。実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５は、４つの指向性タイプを実現可能である。よって、例えば、テスト信号の送信間隔は１[ms]に、テスト信号の送信回数は１００[回]に、テスト実行間隔は１００[ms]に設定される。この場合、テスト信号送信の最長継続時間は８００[ms]（＝(1[ms]×100[回]＋100[ms])×4）となり、上記１[s]の要
件を十分に満たすことができる。
【００５９】
〔動作例〕
以下、実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例について説明する。図５は、実施例２における通信シーケンス例を示すシーケンスチャートである。
【００６０】
センサ装置１０（＃１及び＃２）は、自身の送信タイミングになると、生体情報等を含むデータ信号をゲートウェイセンサ装置１５宛てに無線送信する。伝搬状態が良好の場合には、ゲートウェイセンサ装置１５は、このデータ信号を所定の閾値よりも大きい受信電力を持った状態で正常に受信することができる。ゲートウェイセンサ装置１５は、データ信号を正常に受信すると、ＡＣＫ信号をセンサ装置１０宛てに無線送信する。
【００６１】
センサ装置１０（＃１及び＃２）は、前回のデータ信号送信時から所定間隔（Ｔ０）経過後、次のデータ信号をゲートウェイセンサ装置１５宛てに送信する。このとき、伝搬環境の悪化等の何らかの理由によりこのデータ信号が正常にゲートウェイセンサ装置１５へ届かなかったとする。
【００６２】
ゲートウェイセンサ装置１５は、前回のＡＣＫ信号送信後、所定時間（Ｔ１）経過してもなお所定閾値よりも大きい電力を持ったデータ信号を受信できない場合に、データ信号の受信失敗と判定する（Ｓ１０１）。この受信タイミングは、例えば、センサ装置１０からのデータ信号を前回受信したときから所定時間Ｔ１経過したか否かで判断される。
【００６３】
ゲートウェイセンサ装置１５は、データ信号が正常に受信されないと判定されると、テストビット及び宛先となるセンサ装置１０のアドレス情報等を含むテスト信号を生成する。ゲートウェイセンサ装置１５は、そのテスト信号を上記データ信号の送信間隔（Ｔ０）よりも短い所定の送信間隔（Ｔ２）で所定回数（Ｎ回）連続で無線送信する（Ｓ１０２）。テスト信号は、そのとき選択されている指向性タイプの放射指向性により送出される。例えば、高周波スイッチ３８及び３９が共にオフ状態となっている場合には、このテスト信号は、指向性タイプ１の放射指向性により送出される。
【００６４】
センサ装置１０は、このように複数回連続送信されたテスト信号を受信すると、自身宛てのテスト信号であって正常受信された各テスト信号に対してそれぞれＡＣＫ信号を即座に返信する。全テスト信号を正常受信できた場合には、テスト信号と同数のＮ個のＡＣＫ信号が返信される。
【００６５】
このとき、ゲートウェイセンサ装置１５のアンテナは、指向性タイプ１に設定されている。ゲートウェイセンサ装置１５は、指向性タイプ１の指向性を持ってこれら複数のＡＣＫ信号を受信し、各ＡＣＫ信号の受信電力等をそれぞれ判定する。ゲートウェイセンサ装置１５は、テスト信号の送信を開始してから所定判定時間（Ｔ３）内に受信されたＡＣＫ信号を対象として、各ＡＣＫ信号の受信電力が予め保持される所定閾値を超えているか否かをそれぞれ判定する。ゲートウェイセンサ装置１５は、所定閾値を超えているＡＣＫ信号の数を正常に受信されたＡＣＫ信号の数としてカウントする。ゲートウェイセンサ装置１５は、カウントされたＡＣＫ信号数をテスト信号の送信数（Ｎ）で除算することによりテスト成功率（Ｐ）を算出する（Ｓ１０４）。言い換えれば、ゲートウェイセンサ装置１５は、テスト信号の送信数に対する返信されたＡＣＫ信号の正常受信数の割合を算出する。
【００６６】
ゲートウェイセンサ装置１５は、このテスト成功率（Ｐ）と予め保持される成功率閾値（Ｐｔｈ）とを比較する。ゲートウェイセンサ装置１５は、テスト成功率が成功率閾値より小さいと判定すると、アンテナの指向性の切り替えを行う（Ｓ１０５）。例えば、選択されていた指向性タイプ１から指向性タイプ２への指向性の切り替えが行われる。
【００６７】
ゲートウェイセンサ装置１５は、この切り替え後の指向性タイプ２の放射指向性により、テスト信号の送信を再度実行する。結果、指向性タイプ２により、テスト信号が、データ信号の送信間隔（Ｔ０）よりも短い所定の送信間隔（Ｔ２）で所定回数（Ｎ回）連続で無線送信される（Ｓ１１０）。
【００６８】
センサ装置１０は、このように複数回連続送信されたテスト信号を受信すると、前回と同様に、自身宛てのテスト信号であって正常受信された各テスト信号に対してそれぞれＡＣＫ信号を即座に返信する。
【００６９】
ゲートウェイセンサ装置１５は、切り替え後の指向性タイプ２の指向性を持ってセンサ装置１０から送信されたＡＣＫ信号を受信する。ゲートウェイセンサ装置１５は、受信されたＡＣＫ信号に関しテスト成功率（Ｐ）を算出し、このテスト成功率（Ｐ）が成功率閾値（Ｐｔｈ）より低い場合には指向性の切り替えを行う。これにより、例えば、前回の指向性タイプ２から指向性タイプ３にアンテナの指向性が切り替えられる。
【００７０】
ゲートウェイセンサ装置１５は、このようなテスト信号の送信及びアンテナ指向性の切り替えをテスト成功率が成功率閾値以上となるまで繰り返す。実施例２では、４つの指向性タイプを実現可能な構成を有しているため、最大４回テスト信号送信が行われる。
【００７１】
従って、実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５によれば、シャドーイングのような比較的長い間伝搬状態を悪化させる状況が発生していたとしても、指向性を切り替えることにより悪化した伝搬環境を回避してデータ信号を受信することができる。よって、実施例２によれば、センサ装置１０とゲートウェイセンサ装置１５との間の無線通信不能状態を回避することができる。
【００７２】
なお、最初に送信したテスト信号に関するテスト成功率が成功率閾値以上となる場合には、指向性を切り替えることなく、選択中の指向性をそのまま維持する。このような指向性を切り替える必要のないケースには、比較的短い間のみ伝搬状態が悪くなる状況が発生した場合が含まれる。例えば、電力変動周期の短いフェージングの影響でデータ信号が正常に受信できなかった場合が該当する。
【００７３】
このように、実施例２によれば、伝搬状態に悪影響を与える時間が長い現象と短い現象
とを区別し、長い現象発生時に指向性の切り替えを行うことで通信不能状態を回避する。
【００７４】
図６は、実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例を示すフローチャートである。
【００７５】
ゲートウェイセンサ装置１５では、ＢＢ処理部４３が、電力判定部４１から送られる受信電力情報やＲＦ部４０から送られるベースバンド信号の変調及び復号の結果等に基づいて、受信された信号が正常に受信されているか否かを判定する（Ｓ２０１）。ＢＢ処理部４３は、データ信号の受信電力が所定の閾値よりも低い場合等に、データ信号の受信失敗と判定する（Ｓ２０１；ＮＯ）。ゲートウェイセンサ装置１５では、データ信号の受信失敗が判定された場合には（Ｓ２０１；ＮＯ）、ＢＢ処理部４３がテスト信号生成部４６にテスト信号生成処理を依頼する。
【００７６】
この依頼を受けたテスト信号生成部４６は、テストビット（１）及び宛先となるセンサ装置１０のアドレス情報等を含むテスト信号を生成し、このテスト信号をＲＦ部４０へ送る。このテスト信号は、ＲＦ部４０により高周波信号に変換され増幅された後、給電点３７を介してアンテナ素子に送られる。このとき、高周波スイッチ３８及び３９が共にオフ状態となっている。これにより、このテスト信号は、指向性タイプ１の放射指向性により、上記データ信号の送信間隔（Ｔ０）よりも短い所定の送信間隔（Ｔ２）で所定回数（Ｎ回）連続で無線送信される（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。
【００７７】
このとき、アンテナの指向性が指向性タイプ１に設定されているため、上記テスト信号に対して返信されたＡＣＫ信号は、指向性タイプ１を持つアンテナ素子３１及び３３で受信される。アンテナ素子で受信されたＡＣＫ信号は、ＲＦ部４０で処理されＢＢ処理部４０へ送られる。更に、そのＡＣＫ信号の受信電力が電力判定部４１により計測され、この計測されたＡＣＫ信号の受信電力を示す情報が受信状況計測部４７に送られる。このとき、テスト信号生成部４６によりテスト信号生成処理が開始されたことが受信状況計測部４７に通知されている。
【００７８】
受信状況計測部４７は、この通知を受けてから所定判定時間（Ｔ３）内に受信されたＡＣＫ信号を対象として、各ＡＣＫ信号の受信電力が予め保持される所定閾値を超えているか否かをそれぞれ判定する。受信状況計測部４７は、受信電力が所定閾値を超えているＡＣＫ信号の数を正常に受信されたＡＣＫ信号の数としてカウントする。受信状況計測部４７は、テスト信号が送信されてから所定判定時間（Ｔ３）内にカウントされたＡＣＫ信号数をテスト信号の送信数（Ｎ）で除算することによりテスト成功率（Ｐ）を算出する。受信状況計測部４７は、この算出されたテスト成功率（Ｐ）を切替部４８に送る。
【００７９】
切替部４８は、受信状況計測部４７からテスト成功率（Ｐ）を受けると、このテスト成功率（Ｐ）と予め保持される成功率閾値（Ｐｔｈ）とを比較する（Ｓ２０４）。切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値以上となる場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）、現在選択されている指向性タイプの維持を決定する（Ｓ２０５）。これにより、ゲートウェイセンサ装置１５は、センサ装置１０からのデータ信号受信待ちとなる。
【００８０】
切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値より低い場合（Ｓ２０４；ＮＯ）、アンテナの指向性の切り替えを決定する（Ｓ２０６）。現在選択されているアンテナ指向性が指向性タイプ１である場合には、指向性タイプ２への切り替えが決定される。切替部４８は、この指向性タイプ２が実現可能か否かを判定する（Ｓ２０７）。実施例２のゲートウェイセンサ装置１５のアンテナは４つの指向性タイプを備えているため、指向性タイプ２は実現可能であると判定される（Ｓ２０７；ＹＥＳ）。
【００８１】
切替部４８は、指向性タイプ２が実現可能であると判定されると（Ｓ２０７；ＹＥＳ）、指向性タイプ１から指向性タイプ２へ切り替える（Ｓ２０８）。具体的には、切替部４８は、バイアスを制御することにより高周波スイッチ３８をオン状態とし高周波スイッチ３９をオフ状態とする。
【００８２】
切替部４８は、受信状況計測部４７からテスト成功率情報を受けてから所定間隔（テスト実行間隔）経過後に、テスト信号生成部４６にテスト信号生成処理を再度実行するように依頼する（Ｓ２０２へ戻る）。切替部４８は、このテスト実行間隔を設けることにより、前回のテスト信号に対するＡＣＫ信号と今回のテスト信号に対するＡＣＫ信号との混在を防ぐ。
【００８３】
いずれの指向性タイプに切り替えてもテスト成功率が成功率閾値以上とならない場合、最終的には、指向性タイプ４を用いたテスト信号送信が行われる。この結果、切替部４８は、テスト成功率が成功率閾値より低いと判定すると（Ｓ２０４；ＮＯ）、現在選択されている指向性タイプ４から指向性タイプ５への切り替えを決定する（Ｓ２０６）。
【００８４】
しかしながら、切替部４８は、実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５には指向性タイプ４しか設けられていないため、指向性タイプ５は実現不可能であると判定する（Ｓ２０７；ＮＯ）。この場合、ゲートウェイセンサ装置１５のアンテナ指向性では、その伝搬環境を回避することができないため、例えば、アラームが出力される（Ｓ２０９）。このアラーム出力は、例えば、ゲートウェイセンサ装置１５に備えられたＬＥＤの点灯や音声出力である。
【００８５】
図７は、実施例２におけるセンサ装置１０の動作例を示すフローチャートである。センサ装置１０は、自身の送信タイミングとなると、生体情報等を含むデータ信号をゲートウェイセンサ装置１５へ無線送信する。センサ装置１０は、データ信号送信後、ＡＣＫ信号待ち状態となる。
【００８６】
センサ装置１０は、自身宛ての信号を受信すると（Ｓ３０１）、その信号に含まれるテストビットがテスト信号を示しているか否かを判定する（Ｓ３０２）。センサ装置１０は、その信号がテスト信号を示すと判定すると（Ｓ３０２；ＹＥＳ）、即座にそのテスト信号を正常受信できたことを知らせるためにＡＣＫ信号を送信する（Ｓ３０５）。センサ装置１０は、テスト信号を受信した場合には、先に送信されたデータ信号が正常にゲートウェイセンサ装置１５に届いていないことを知ることができる。
【００８７】
一方で、センサ装置１０は、その信号に含まれるテストビットがテスト信号を示していないと判定すると（Ｓ３０２；ＮＯ）、その信号がテスト信号以外の信号であると判断する。このテスト信号以外の信号とは、例えば、先に自身により送信されたデータ信号に対するＡＣＫ信号やゲートウェイセンサ装置１５から送られるデータ信号等がある。センサ装置１０は、先に自身により送信されたデータ信号に対するＡＣＫ信号であると判定すると、所定送信間隔（Ｔ０）後に他のデータ信号を送信する（Ｓ３０４）。データ信号の送信間隔（Ｔ０）は、テスト信号の送信間隔（Ｔ２）よりも長く設定される。
【実施例３】
【００８８】
以下、実施例３における無線通信装置について説明する。実施例３における無線通信装置は、実施例２と同様に図１に示すゲートウェイセンサ装置１５に相当する。実施例３は、テスト信号の送信先となるセンサ装置１０が実施例２におけるゲートウェイセンサ装置１５のように指向性タイプの切り替え機能を有している場合の例である。以下、実施例２と異なる事項について主に説明する。
【００８９】
〔装置構成〕
図８は、実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図である。実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５は、図８に示すように、実施例２の構成に加えて、切替信号生成部７１を更に備える。この切替信号生成部７１は、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとしてそれぞれ実現される（［その他］の項参照）。以下、この切替信号生成部７１と、実施例２と異なる処理を行う切替部４８とについて説明する。
【００９０】
切替信号生成部７１は、切替部４８からの指示により、通信相手となるセンサ装置１０へのアンテナの指向性の切り替えを要求するための切替要求信号を生成する。切替信号生成部７１は、生成された切替要求信号をＲＦ部４０へ送る。
【００９１】
図９は、切替要求信号のフレーム構成例を示す図である。切替要求信号には、テスト信号か否かを識別するためのテストビット（１ビット）、通信相手装置となるセンサ装置１０のアドレスを示すノードＩＤに加えて、切り替え要求か否かを識別するためのアンテナ切替要求ビット（以降、ＡＣＲ（Antenna change request）ビットと表記する）が含まれる。なお、本実施形態は、このような切替要求信号のフレーム構成を限定するものではなく、切替要求信号か否かを識別可能とするための情報が含まれていればよい。
【００９２】
実施例３における切替部４８は、全ての指向性タイプに関しテスト成功率が成功率閾値より低いと判定した場合に、切替要求信号の生成を切替信号生成部７１へ依頼する。切替部４８は、この切替要求信号に対するＡＣＫ信号を所定時間内に受信すると、再度、実施例２と同様に、テスト信号生成部４６へテスト信号生成処理を要求する。
【００９３】
〔動作例〕
図１０Ａ及び１０Ｂは、実施例３におけるゲートウェイセンサ装置１５の動作例を示すフローチャートである。
【００９４】
実施例３における動作例は、図６に示される（Ｓ２０１）から（Ｓ２０８）まで実施例２と同様であり、全ての指向性タイプに関してテスト成功率が成功率閾値より低いと判定された後の処理が実施例２と異なる。具体的には、切替部４８は、実施例２と同様に指向性タイプ５は実現不可能であると判定すると（Ｓ２０７；ＮＯ）、実施例３では切替要求信号の生成を切替信号生成部７１へ依頼する。
【００９５】
切替信号生成部７１は、切替部４８からの依頼により、通信相手であるセンサ装置１０宛ての切替要求信号を生成し、生成された切替要求信号をＲＦ部４０へ送る。この切替要求信号のアンテナ切替要求ビットには切替要求信号であることを示す値（１）がセットされる。これにより、切替要求信号が、そのとき選択されている指向性タイプの指向性で放射される（Ｓ５０１）。
【００９６】
センサ装置１０は、自身宛ての切替要求信号を受信すると、アンテナ指向性の切り替えが可能か否かを判断する。センサ装置１０は、アンテナ指向性の切り替えが可能と判断すると、自身のアンテナ指向性を切り替える。センサ装置１０は、自身のアンテナ指向性の切り替えに成功すると、切替要求信号に対するＡＣＫ信号を返信する。なお、センサ装置１０は、アンテナ指向性の切り替えが不可能と判断した場合には、何も返信しないようにしてもよいし、不可能を示すＮＡＣＫ（non-acknowledgement）信号を返信するようにし
てもよい。
【００９７】
切替部４８は、切替要求信号が送信されてから所定時間（Ｔ５）、切替要求信号に対するＡＣＫ信号待ち状態となる。切替部４８は、ＢＢ処理部４３からそのＡＣＫ信号が正常
に受信されたことを通知されると（Ｓ５０２；ＹＥＳ）、自身のアンテナ指向性を初期の指向性タイプ１に戻す。続いて、切替部４８は、再度、テスト信号の送信及び指向性の切り替えが指向性タイプ１から順次繰り返されるように制御する（Ｓ２０２に戻る）。
【００９８】
実施例３では、まず、受信側ノードであるゲートウェイセンサ装置１５において、全指向性タイプについてテスト成功率が成功率閾値より低いと判定された場合には、送信側ノードであるセンサ装置１０へアンテナ指向性の切り替えが要求される。これは、受信側ノードの指向性の切り替えでは、良好な伝搬環境を見いだすことができなかったからである。
【００９９】
結果として、センサ装置１０がアンテナ指向性の切り替え機能を有している場合には、センサ装置１０において指向性が切り替えられる。このように送信側ノードの指向性切り替えが行われた状態で、受信側ノードであるゲートウェアセンサ装置１５において、再度、全指向性タイプについてテスト成功率の判定が試される。
【０１００】
従って、実施例３によれば、データ信号の送信側ノード及び受信側ノードの双方がアンテナ指向性の切り替えを行える場合には、実施例２に較べてより多くの伝搬環境の状態を判定することができる。よって、実施例３によれば無線通信不能な状態を避けることのできる可能性が一層高まる。
【０１０１】
一方で、切替部４８は、ＢＢ処理部４３から所定時間（Ｔ５）内にＡＣＫ信号が正常に受信されない場合には（Ｓ５０２；ＮＯ）、切替信号生成部７１へ再度切替要求信号が送信されるように依頼する（Ｓ５０３）。切替部４８は、切替要求信号に対するＡＣＫ信号が正常に受信されるまで、切替要求信号の送信を所定回数（Ｋ）繰り返す（Ｓ５０４）。
【０１０２】
切替部４８は、切替要求信号を所定回数（Ｋ）送信してもＡＣＫ信号を受信することができない場合には（Ｓ５０４；ＹＥＳ）、例えば、アラームを出力する（Ｓ５０５）。切替要求信号に対するＡＣＫ信号を受信できない場合には、伝搬環境が悪くてその切替要求信号が正常にセンサ装置１０で受信できない場合、センサ装置１０がアンテナ指向性を切り替えることができない場合等が含まれる。このアラーム出力は、例えば、ゲートウェイセンサ装置１５に備えられたＬＥＤの点灯や音声出力である。
【０１０３】
［変形例］
〔アンテナ構成の変形例〕
本実施形態における無線通信装置は、複数の指向性を実現するアンテナの構成を実施例２及び３に示すようなアンテナ構成に限定するものではない。例えば、図１１に示すようなスイッチにより指向性が切り替えられる構成であってもよい。図１１は、変形例におけるゲートウェイセンサ装置１５の一部構成例を示す図である。
【０１０４】
アンテナ素子８１及び８２は、回路基板３０上の図１１に示すような位置にそれぞれ取り付けられる。アンテナ素子８１の一端は、給電線路８３を介して給電点８５に接続される。アンテナ素子８２の一端は、給電線路８４を介して給電点８６に接続される。スイッチ８９は、切替部４８からの指示信号に応じて、ＲＦ部４０と接続する給電点８７と、上記給電点８５及び８６との接続を切り替える。
【０１０５】
このような構成により、スイッチ８９が給電点８７と給電点８５とのみを接続する場合には、アンテナ素子８１のみに基づくアンテナ指向性が実現される。スイッチ８９が給電点８７と給電点８６とのみを接続する場合には、アンテナ素子８２のみに基づくアンテナ指向性が実現される。スイッチ８９が給電点８７を給電点８５及び８６に接続する場合には、アンテナ素子８１及び８２に基づくアンテナ指向性が実現される。この変形例によれ
ば、３つの指向性タイプが実現される。
【０１０６】
なお、本実施形態は、実施例２及び３、並びにこの変形例のようなアンテナ構成に限定するものではなく、更に多くのアンテナ素子がスイッチ８９で接続されるように構成してもよい。また、線状アンテナと平面アンテナ等のように形態の異なる複数のアンテナを備えるようにしてもよい。
【０１０７】
また、上述の実施例２及び３では、センサ装置１０を通信相手装置とするゲートウェイセンサ装置１５を例に挙げたが、ゲートウェイセンサ装置１５又はセンサ装置１０を通信相手とするゲートウェイ装置５に適用してもよい。この場合には、回路基板上に設けられたアンテナでなく、空間に突き出た形態のアンテナが備えられてもよく、アンテナ以外の構成については実施例２及び３と同様でよい。
【０１０８】
〔受信状況計測の変形例〕
上述の実施例２及び３における切替部４８は、受信電力が所定閾値以上となるＡＣＫ信号の数をテスト信号の送信回数で除算した値（テスト成功率）を用いて伝搬状態が良好か否かを判定していた。変形例として、切替部４８は、所定判定時間に受信されたＡＣＫ信号の受信電力の平均値を用いて伝搬状態が良好か否かを判定するようにしてもよい。この場合には、受信状況計測部４７が電力判定部４１から送られるＡＣＫ信号の受信電力情報を用いてこの受信電力の平均値を算出するようにすればよい。そして、切替部４８が、このＡＣＫ信号の受信電力の平均値が所定閾値より低くなる場合に、指向性の切り替えを決定する。
【０１０９】
また、所定の閾値を２つ設け、ＡＣＫ信号の受信電力の平均値が低いほうの閾値より低い場合に、指向性の切り替えを決定し、高いほうの閾値より高い場合には変調方式をデータレートが高くなるように変更するようにしてもよい。
【０１１０】
〔全般〕
実施例２及び３では、データ信号の受信側であるゲートウェイセンサ装置１５が主導でテスト信号の送信及び指向性の切り替えを行う例を示したが、データ信号の送信側の装置が主導でこれらを行うようにしてもよい。
【０１１１】
図１２は、変形例における通信シーケンスを示すシーケンスチャートである。図１２の変形例では、データ信号の送信側であるセンサ装置１０が主導でテスト信号の送信及び指向性の切り替えを行う。すなわち、センサ装置１０は、データ信号を無線送信した後、そのデータ信号に対するＡＣＫ信号を正常受信できない場合に、データ信号の送信処理を停止させ、テスト信号の送信処理を開始する。センサ装置１０は、指向性の切り替えによりテスト成功率が成功率閾値以上となった場合には、そのとき選択されている指向性によりデータ信号の送信を再開するようにする。
【０１１２】
また、上述の例では、データ信号又はＡＣＫ信号が所定閾値以上の受信電力を持って正常に受信されなかった場合にテスト信号送信処理が開始された。但し、指向性の切り替え機能を有する無線通信装置において電源起動時等のような装置起動時に当該テスト信号送信処理を開始するようにしてもよい。このようにすれば、装置起動時に既にシャドーイングが発生している場合にも無線通信不能状態を回避することができる。
【０１１３】
また、無線通信が行われていないときに、アンテナ指向性を時間的に逐次切り替えるようにしてもよい。更に、乱数等を用いて任意の周期でアンテナ指向性を切り替えるようにしてもよい。このようにして、先頭データ信号の損失確率を低減させることが可能となる。
【０１１４】
［その他］
〈ハードウェアの構成要素（Component）及びソフトウェアの構成要素（Component）について〉
ハードウェアの構成要素とは、ハードウェア回路であり、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ゲートアレイ、論理ゲートの組み合わせ、信号処理回路、アナログ回路等がある。
【０１１５】
ソフトウェアの構成要素とは、ソフトウェアとして上記処理を実現する部品（断片）であり、そのソフトウェアを実現する言語、開発環境等を限定する概念ではない。ソフトウェアの構成要素としては、例えば、タスク、プロセス、スレッド、ドライバ、ファームウェア、データベース、テーブル、関数、プロシジャ、サブルーチン、プログラムコードの所定の部分、データ構造、配列、変数、パラメータ等がある。これらソフトウェアの構成要素は、１又は複数のメモリ（１または複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）上で実現される。
【０１１６】
なお、上述の各実施形態は、上記各処理部の実現手法を限定するものではない。上記各処理部は、上記ハードウェアの構成要素又はソフトウェアの構成要素若しくはこれらの組み合わせとして、本技術分野の通常の技術者において実現可能な手法により構成されていればよい。
【０１１７】
〈付記〉
以上の本実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。各項に開示される態様は、必要に応じて可能な限り組み合わせることができる。
【０１１８】
（付記１）
テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１１９】
（付記２）
複数の指向性を有するアンテナと、
前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況に応じて前記アンテナの指向性を切り替える切替手段と、
を更に備えることを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。
【０１２０】
（付記３）
前記切替手段は、切り替え後の指向性を用いた前記テスト信号の送信を前記送信手段に依頼し、前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好となるまで、前記アンテナの指向性を順次切り替える、
ことを特徴とする付記２に記載の無線通信装置。
【０１２１】
（付記４）
前記切替手段は、前記アンテナの指向性を順次切り替えた結果、前記アンテナの有する全ての指向性において前記計測手段により計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好と判断されない場合には、通信相手の無線通信装置に放射指向性の切り替えを要求する、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の無線通信装置。
【０１２２】
（付記５）
前記計測手段は、前記複数の確認応答信号の受信状況として、前記テスト信号の送信回数に対する前記複数の確認応答信号の正常受信数の割合を算出する、
ことを特徴とする付記１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１２３】
（付記６）
前記送信手段は、前記データ信号の受信状況が所定受信状況よりも悪い時、又は、無線通信開始時に、前記テスト信号の送信を開始する、
ことを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１２４】
（付記７）
無線通信装置が、
テスト信号をデータ信号送信間隔よりも短い間隔で所定回数無線送信するステップと、
前記送信された各テスト信号に対しそれぞれ返信される複数の確認応答信号の受信状況を計測するステップと、
を実行することを特徴とする無線通信方法。
【０１２５】
（付記８）
前記無線通信装置は複数の指向性を有するアンテナを備え、
前記計測された複数の確認応答信号の受信状況に応じて前記アンテナの指向性を切り替えるステップ、
を更に実行することを特徴とする付記７に記載の無線通信方法。
【０１２６】
（付記９）
計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好となるまで、前記切り替え後のアンテナ指向性を用いたテスト信号の無線送信と前記アンテナの指向性の切り替えを繰り返すステップ、
を更に実行することを特徴とする付記８に記載の無線通信方法。
【０１２７】
（付記１０）
前記アンテナの指向性を順次切り替えた結果、前記アンテナの有する全ての指向性において計測された複数の確認応答信号の受信状況が所定受信状況よりも良好と判断されない場合には、通信相手の無線通信装置に放射指向性の切り替えを要求するステップ、
を更に実行することを特徴とする付記８又は９に記載の無線通信方法。
【０１２８】
（付記１１）
前記複数の確認応答信号の受信状況として、前記テスト信号の送信回数に対する前記複数の確認応答信号の正常受信数の割合を算出する、
ことを特徴とする付記７から１０のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【０１２９】
（付記１２）
前記データ信号の受信状況が所定受信状況よりも悪い時、又は、無線通信開始時に、前記テスト信号の送信を開始する、
ことを特徴とする付記７から１１のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【符号の説明】
【０１３０】
１  生体
５  ゲートウェイ装置
１０  センサ装置
１５  ゲートウェイセンサ装置
２０  無線通信処理部
２４、４６  テスト信号送信部
２６、４７  受信状況計測部
２８、４８  切替部
３１、３２、３３、３４、８１、８２  アンテナ素子
３７、８５、８６、８７  給電点
３８、３９  高周波スイッチ
４０  無線部（ＲＦ部）
４１  電力判定部
４３  ベースバンド処理部（ＢＢ処理部）
７１  切替信号生成部
８９  スイッチ
【図１】
2010263306.tif 000003
【図２】
2010263306.tif 000004
【図３】
2010263306.tif 000005
【図４】
2010263306.tif 000006
【図５】
2010263306.tif 000007
【図６】
2010263306.tif 000008
【図７】
2010263306.tif 000009
【図８】
2010263306.tif 000010
【図９】
2010263306.tif 000011
【図１０Ａ】
2010263306.tif 000012
【図１０Ｂ】
2010263306.tif 000013
【図１１】
2010263306.tif 000014
【図１２】
2010263306.tif 000015