(57)【要約】      （修正有）【課題】通信端末の移動に伴う通信品質低下の抑制を可能とする通信装置、通信装置の制御方法および制御プログラムを提供する。【解決手段】通信装置（３０）は、通信端末（１０）が使用するアプリケーションの通信負荷の程度に応じて、通信端末（１０）との通信方式を、指向性通信と無指向性通信とで切替える通信制御部（４１）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象である通信端末との通信方式を、指向性アンテナを用いた指向性通信と、無指向性アンテナを用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置であって、
上記通信端末が使用するアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定部と、
上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御部とを有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
上記通信量判定部が、上記通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度が極小であると判定すると、
上記通信制御部は、上記通信端末との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記無指向性通信を選択することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
上記指向性アンテナから出射するビームの走査角を変更するアンテナ制御部を有し、
上記通信制御部が、上記通信端末との通信方式として上記指向性通信を選択した場合、上記アンテナ制御部は、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて上記ビームの走査角を変更することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
上記通信量判定部が、上記通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度が極小より大きく、大より小さい中であると判定すると、
上記通信制御部は、上記通信端末との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記指向性通信を選択し、
上記アンテナ制御部は、上記ビームの走査角を、所定の第１の角度以上とすることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
上記通信量判定部が、上記通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度が中より大きい大であると判定すると、
上記通信制御部は、上記通信端末との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記指向性通信を選択し、
上記アンテナ制御部は、上記ビームの走査角を、上記第１の角度未満とすることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
上記アンテナ制御部は、上記指向性通信による信号の上記通信端末側の受信品質に応じて、上記ビームの走査角を変更することを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。
【請求項７】
上記通信量判定部は、
上記通信負荷の情報が示す値が、第１の閾値未満であれば、上記通信負荷の程度は極小であると判定し、
上記通信負荷の情報が示す値が、上記第１の閾値以上であり、当該第１の閾値より大きい第２の閾値未満であれば、上記通信負荷の程度は中であると判定し、
上記通信負荷の情報が示す値が、上記第２の閾値以上であれば、上記通信負荷の程度は大であると判定することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
上記通信量判定部は、
上記通信負荷の情報が示すファイルの種類に応じて、上記通信負荷の程度が、極小であるか、中であるか、または、大であるかを判定することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項９】
通信対象である通信端末との通信方式を、指向性アンテナを用いた指向性通信と、無指向性アンテナを用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置の制御方法であって、
上記通信端末が使用するアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定ステップと、
上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御ステップとを含むことを特徴とする通信装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の通信装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記通信量判定部、および上記通信制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信装置の制御方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＭＩＭＯ（Multiple-Input/Multiple-Output）通信における受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）が所定の閾値より大きいときはＭＩＭＯ通信を選択し、当該受信ＳＩＲが上記所定の閾値以下の場合は通信方式を切り替えて、指向性通信を選択する無線通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐２８７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信装置と通信する通信端末は通信中に移動する場合がある。そして、指向性通信が可能な範囲は、無指向性の通信が可能な範囲より狭い。特許文献１の技術によると、無線通信装置が指向性通信を選択した場合であって、当該指向性通信中に通信端末が移動すると、通信端末が移動した位置によっては通信品質が劣化するという問題がある。
【０００５】
本発明の一態様は、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置は、通信対象である通信端末との通信方式を、指向性アンテナを用いた指向性通信と、無指向性アンテナを用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置であって、上記通信端末が使用するアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定部と、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御部とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置の制御方法は、通信対象である通信端末との通信方式を、指向性アンテナを用いた指向性通信と、無指向性アンテナを用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置の制御方法であって、上記通信端末が使用するアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定ステップと、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る通信システムの構成を表すブロック図である。
【図２】実施形態１の指向性アンテナが備える各アンテナ素子のオンまたはオフの状態と指向性アンテナのビームの形状との関係を示す図である。
【図３】実施形態１の、中心角が中である場合の指向性アンテナが備える各アンテナ素子のオンまたはオフの状態と指向性アンテナのビームパターンとの関係を示す図である。
【図４】実施形態１のペンシルビームを出射する様子を表す図である。
【図５】実施形態１の通信システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
（通信システムの構成）
以下、本発明の一態様について、詳細に説明する。
【００１１】
図１は、実施形態１に係る通信システム１の構成を表すブロック図である。通信システム１は、通信端末１０と、通信装置３０とを有する。
【００１２】
通信端末１０は、通信装置３０と無線通信する機能を少なくとも備えた携帯型の端末装置であり、例えばスマートフォンのような携帯電話機、タブレット端末、ノートパソコン、または携帯ゲーム機等であってもよい。通信装置３０は、通信端末１０と無線通信する機能を少なくとも備えた通信装置であり、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）端末、またはアクセスポイント等であってもよい。
【００１３】
通信端末１０は、制御部２０と、外部装置と無線通信を行うためのアンテナ（不図示）とを有する。制御部２０は通信端末１０の各部を統括して制御し、受信品質測定部２１とアプリケーション情報生成部２２とを有する。受信品質測定部２１は、通信装置３０から受信した信号の受信品質を測定する。受信品質測定部２１が測定する信号の受信品質の例としては、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対干渉・雑音比（ＳＩＮＲ）、ビット誤り率、フレーム誤り率、パケット誤り率等、少なくとも何れかが表された値を挙げることができる。受信品質測定部２１は、測定した信号の受信品質の値を算出して、当該値を示す受信品質情報を通信装置３０に送信する。
【００１４】
アプリケーション情報生成部２２は、通信端末１０が現在使用しているアプリケーションに関する情報を示すアプリケーション情報を生成する。アプリケーション情報生成部２２は、生成したアプリケーション情報を、通信装置３０に送信する。
【００１５】
このアプリケーション情報生成部２２が通信装置３０に送信するアプリケーション情報とは、例えば、通信端末１０が現在使用しているまたはこれから使用を開始するアプリケーションのパッケージ名等のアプリケーションを特定する情報、または、当該アプリケーションが主として扱うファイルの種類（動画、静止画、または文字（テキストデータ））を示す情報等を挙げることができる。
【００１６】
通信装置３０は、制御部４０、記憶部５０および通信部６０を有する。
【００１７】
制御部４０は、通信装置３０の各部を統括して制御する。制御部４０は、受信品質モニタ部４２、ビーム幅決定部４３、アンテナ制御部４４、通信量判定部４５を有する。
【００１８】
記憶部５０は、通信装置３０が使用する各種データを記憶する。記憶部５０は、受信品質情報データ５１およびビーム幅制御テーブル５２を記憶する。
【００１９】
通信部６０は、通信装置３０が外部装置（本実施形態では通信端末１０）と通信するための機能を有する。通信部６０は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２と、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４とを有する。通信部６０は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を用いて通信端末１０と無指向性通信を行い、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を用いて通信端末１０と指向性通信を行う。通信部６０が行う指向性通信の例としては、例えばミリ波を介した通信等を挙げることができる。
【００２０】
通信制御部４１は、通信端末１０が使用しているアプリケーションの通信量の負荷である通信負荷の程度に応じて、通信端末１０との通信方式を、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を用いた無指向性通信と、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を用いた指向性通信とのどちらかを用いるかを選択して当該選択した方に切り替える。
【００２１】
通信制御部４１は、通信量判定部４５が、通信負荷の程度は極小であると判定すると、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を用いた無指向性通信を選択し、通信量判定部４５が、通信負荷の程度は中または大きいと判定すると、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を用いた指向性通信を選択する。
【００２２】
通信制御部４１は、通信端末１０が使用しているアプリケーションの通信負荷の程度によって、無指向性通信と指向性通信を選択するため、例えば、上記アプリケーションの通信負荷が大きいときにだけ通信可能な範囲が狭くなる指向性通信を選択し、上記通信負荷が大きくないときは、通信可能な範囲が広い無指向性通信を選択するなどによって、通信端末１０との通信方式を切替えることができる。このため、できるだけ、通信端末１０と通信装置３０との間で、広い通信範囲を確保することができる。これにより、通信端末１０の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。この結果、通信端末１０が使用しているアプリケーションに応じて最適なアンテナを選択することができるため、必要な通信容量を確保した上で、さらに、広い通信範囲を確保することができる。
【００２３】
受信品質モニタ部４２は、通信部６０を介して通信端末１０から受信した受信品質情報を受信品質情報データ５１として記憶部５０に記憶する。
【００２４】
ビーム幅決定部４３は、指向性通信部６４を介した通信における信号の受信品質に応じた、指向性アンテナ６３のビーム幅等（以下、ビームパターンと呼ぶ）を決定する。そして、ビーム幅決定部４３は、指向性アンテナ６３のビームパターンを、決定したビームパターンとするためのアンテナ素子の制御情報をアンテナ制御部４４に送信する。なお、ビームパターンとアンテナ素子の制御との関係については図２に基づいて後述する。
【００２５】
アンテナ制御部４４は、指向性アンテナ６３の動作を制御する。例えば、アンテナ制御部４４は、指向性アンテナ６３のビームパターンが、ビーム幅決定部４３が決定したビームパターンとなるように、指向性アンテナ６３の各アンテナ素子の動作を制御する。このような制御により、アンテナ制御部４４は、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を介した指向性通信時に、通信端末１０が使用しているアプリケーションの通信量の負荷である通信負荷の程度に応じてビームの走査角を変更する。これにより通信端末１０と指向性通信を行う場合であっても、アンテナ制御部４４は、例えば、通信負荷の程度が比較的小さければビームの走査角を広くする（例えば、図２の（ｂ）（ｃ）に示すファンビームＦ２・Ｆ３とする）など、できるだけ、広い通信範囲を確保することができる。これにより、指向性通信を行う際においても、通信端末１０の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００２６】
また、アンテナ制御部４４は、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を介した指向性通信時に、通信端末１０が受信した信号の受信品質に応じてもビームの走査角を変更してもよい。これにより、通信端末１０との安定した通信を維持することができる。
【００２７】
通信量判定部４５は、通信端末１０が使用しているアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する。通信負荷の情報は、アプリケーション情報と予め対応付けられており、通信量判定部４５に記憶されていてもよいし、記憶部５０に記憶されていてもよいし、外部から通信により取得してもよい。
【００２８】
例えば、通信量判定部４５は、通信端末１０から受信したアプリケーション情報が、アプリケーションのパッケージ名等、アプリケーションを特定する情報である場合、当該アプリケーション情報に予め対応付けられた通信負荷の程度を表す値（通信負荷の情報）を取得し、当該通信負荷の程度を表す値が、所定の閾値である第１の閾値未満であれば通信負荷の程度は極小であると判定し、当該通信負荷の程度を表す値が第１の閾値以上であり第２の閾値未満であれば通信負荷の程度は中であると判定し、当該通信負荷の程度を表す値が第２の閾値以上であれば通信負荷の程度は大きいと判定してもよい。
【００２９】
または、通信量判定部４５は、通信端末１０から受信したアプリケーション情報が、アプリケーションが主として通信に扱うファイルの種類（動画、静止画、または文字（テキストデータ））の場合、当該ファイルの種類と対応付けられた通信負荷の程度（通信負荷の情報）を取得し、当該ファイルの種類に応じて、当該通信負荷の程度を判定してもよい。
【００３０】
この場合、例えば、通信量判定部４５は、メールまたはチャット等のアプリケーションが主として扱うファイルの種類が文字（テキスト）データ、または、音声データであっても音楽プレイヤ等、原則として通信を行わない場合、極小と対応付けられた通信負荷の情報から通信負荷の程度は極小であると判定してもよい。また、通信量判定部４５は、ファイルの種類が静止画の場合、中と対応付けられた通信負荷の情報から通信負荷の程度は中であると判定してもよい。また、通信量判定部４５は、ファイルの種類が、ストリーミング等の動画の場合、大と対応付けられた通信負荷の情報から通信負荷の程度は大きいと判定してもよい。
【００３１】
なお、上述した通信負荷の程度の判定例はあくまでも一例であり、これらに限定されるものではない。
【００３２】
ビーム幅制御テーブル５２は、ビーム幅決定部４３がビームパターンを決定するために用いる情報であり、受信品質に応じたビームパターンと、そのビームパターンとするためのアンテナ素子の制御情報とを示している。ビーム幅制御テーブル５２は、例えば、受信品質を段階的に規定すると共に、各段階に対応するアンテナ素子の制御情報を示すものであってもよい。また、ビーム幅制御テーブル５２は、高い受信品質ほど、広いビーム幅のビームパターンが対応付けられたものであってもよい。受信品質が低い場合には、コンテンツの送信に必要な最低限度の受信品質を確保するためにビーム幅を狭くする必要があり、受信品質が高い場合には、ビーム幅を広くしてもコンテンツの送信に必要な受信品質は確保されるためである。また、受信品質が高い場合にビーム幅を狭くして、データ伝送容量を大きくしてもよい。
【００３３】
受信品質情報データ５１は、通信端末１０から受信した受信品質情報を記録したデータである。受信品質情報データ５１は、無指向性通信部６２または指向性通信部６４を介して通信端末１０と通信した際に、通信端末１０が受信した信号の受信品質を示すデータである。よって、ビーム幅決定部４３は、受信品質情報データ５１から通信端末１０側の受信品質を特定することができる。そして、上述のように、特定した通信端末１０側の受信品質に対応するビームパターンをビーム幅制御テーブル５２から特定することができる。
【００３４】
（ビームパターン）
図２は、指向性アンテナ６３が備える各アンテナ素子６３１のオンまたはオフの状態と指向性アンテナ６３のビームパターンとの関係を示す図である。図２に示すように、指向性アンテナ６３は格子状に配置された複数のアンテナ素子６３１を備える。斜線が引かれているアンテナ素子６３１は給電されており、オンの状態のアンテナ素子６３１を示している。また、白塗りのアンテナ素子６３１は給電されていないオフの状態のアンテナ素子６３１を示している。オン状態のアンテナ素子６３１によって成型される送受信領域にて通信端末１０との間での信号の送信または受信が行われる。
【００３５】
図２の（ａ）に示すように、アンテナ素子６３１の全てがオンの状態である場合、指向性アンテナ６３は、指向性が強くビーム幅が狭いペンシルビームＦ１を成型する。ペンシルビームは、電波の放射方向に対する断面が狭い円形のビーム形状であり、後述するファンビームよりもビーム幅が狭い。ペンシルビームの走査角θ（第２の角度）は、例えば３０°以内である。指向性アンテナ６３の送信ビームパターンをペンシルビームとした場合、通信装置３０の正面方向の狭い範囲に、指向性アンテナ６３が送信する信号が受信される。
【００３６】
一方、図２の（ｂ）に示すように、中央横一列（水平方向に一列）のアンテナ素子６３１ａのみをオン状態とした場合、指向性アンテナ６３は、高低角方向に広がったファンビームＦ２を成型する。また、図２の（ｃ）に示すように、中央縦一列（垂直方向に一列）のアンテナ素子６３１ｂのみをオン状態とした場合、指向性アンテナ６３は、方位角方向に広がったファンビームＦ３を成型する。ファンビームは、扇のような形状のビームであり、走査角がペンシルビームよりも広い。このため、指向性アンテナ６３の送信ビームパターンをファンビームとした場合、通信装置３０の正面方向に、ペンシルビームよりも広い範囲に指向性アンテナ６３が送信する信号が受信される。このように、ファンビームはペンシルビームよりも通信範囲が広いという利点があるが、データの伝送容量はペンシルビームに劣る。
【００３７】
図３は、中心角が中である場合の指向性アンテナ６３が備える各アンテナ素子６３１のオンまたはオフの状態と指向性アンテナ６３のビームパターンとの関係を示す図である。
【００３８】
図３の（ａ）に示すアンテナ素子６３２ａのように中央横三列等、複数列のみを水平方向にオン状態とした場合、指向性アンテナ６３は、高低角方向に中程度に広がったファンビームＦ２ａを成型する。また、図３の（ｂ）に示すアンテナ素子６３２ｂのように、中央縦三列等、複数列のみを垂直方向にオン状態とした場合、指向性アンテナ６３は、方位角方向に中程度に広がったファンビームＦ３ａを成型する。
【００３９】
図３の（ａ）に示すファンビームＦ２ａの中心角は中であり、ファンビームＦ２（図２の（ｂ））よりも小さいものの、ペンシルビームＦ１（図２の（ａ））よりも大きい。ファンビームＦ２ａの通信範囲は、ペンシルビームＦ１よりも広いがファンビームＦ２に劣る。そして、ファンビームＦ２ａの伝送容量は、ファンビームＦ２より大きく、ペンシルビームＦ１には劣る。
【００４０】
同様に、図３の（ｂ）に示すファンビームＦ３ａの中心角は中であり、ファンビームＦ３（図２の（ｃ））よりも小さいものの、ペンシルビームＦ１（図２の（ａ））よりも大きい。ファンビームＦ３ａの通信範囲は、ペンシルビームＦ１よりも広いがファンビームＦ３に劣る。そして、ファンビームＦ３ａの伝送容量は、ファンビームＦ３より大きく、ペンシルビームＦ１には劣る。
【００４１】
このようなアンテナ素子６３１のオン／オフのパターンを示す情報を、アンテナ素子６３１の制御情報としてビーム幅制御テーブル５２に記録しておくことにより、通信端末側の受信品質に応じて、このようなビームパターンに設定することができる。
【００４２】
図２の（ｂ）に示すファンビームＦ２および図２の（ｃ）に示すファンビームＦ３のように広い走査角を第１の角度と称する。
【００４３】
（ペンシルビームの出射角度の特定）
図４は、ペンシルビームを出射する様子を表す図である。図４の（ａ）は、方位方向を特定しているステップを表し、（ｂ）は高低方向を特定しているステップを表す図である。
【００４４】
図４の（ａ）（ｂ）に示すように、ペンシルビームは、走査角が小さく、通信範囲が狭いため、出射方向を２ステップで決定することが好ましい。
【００４５】
図４の（ａ）に示すように、指向性アンテナ６３からペンシルビームを出射する前に、ます、高低方向に広がりをもつファンビームＦ４を方位方向Ｄ１へ走査する。そして、通信制御部４１は、方位方向Ｄ１の中で通信品質がよい角度を特定する。
【００４６】
次に、図４の（ｂ）に示すように、アンテナ制御部４４はファンビームからペンシルビームＦ５に切り替え、（ａ）のステップで特定した角度におけるファンビームＦ４を出射させた出射範囲Ａ１内において、ペンシルビームＦ５を高低方向Ｄ２へ走査させる。
【００４７】
そして、通信制御部４１は、高低方向Ｄ２の中で通信品質がよい角度を特定する。
【００４８】
これにより、通信範囲が狭いペンシルビームであっても、確実に、また効率よく、通信品質がよい角度へ出射させることができる。
【００４９】
（通信システムの処理の流れ）
図５は、通信システム１の処理の流れを示すフローチャートである。以下Ｓ１１〜Ｓ２２までは無指向性アンテナを使用することを前提とするがこれに限定されない。
【００５０】
通信制御部４１はビーコンを送信する（Ｓ１１）。次いで、通信端末１０はビーコンを受信すると、制御部２０は当該ビーコンを送信した通信装置３０を検知する（Ｓ１２）。
【００５１】
次に、通信端末１０側の制御部２０はプローブ要求を送信する（Ｓ１３）。そして、通信制御部４１は、プローブ要求を受信すると（Ｓ１４）、プローブ応答を送信する（Ｓ１５）。次いで、通信端末１０がプローブ応答を受信すると（Ｓ１６）、通信端末１０側の制御部２０はプローブ応答を受信した旨を通信装置３０に送信する。そして、通信制御部４１は、プローブ応答を受信した旨を受信すると、認証要求を送信する（Ｓ１７）。
【００５２】
次いで、通信端末１０が認証要求を受信すると（Ｓ１８）、次に、通信端末１０側の制御部２０は通信装置３０との通信の認証可否を判定する（Ｓ１９）。
【００５３】
Ｓ１９において、通信端末１０側の制御部２０は、通信装置３０との通信が認証不可と判定した場合（Ｓ１９のＮＯ）、エラーと処理をし（Ｓ２０）、通信装置３０との通信を終了する。
【００５４】
Ｓ１９において、通信端末１０側の制御部２０は、通信装置３０との通信が認証可能と判定した場合（Ｓ１９のＹＥＳ）、認証応答を送信する（Ｓ２１）。そして、通信部６０が認証応答を受信すると（Ｓ２２）、通信制御部４１は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を介した無指向性通信による信号を送信する（Ｓ２３）。
【００５５】
無指向性通信によって送信された信号を通信端末１０が受信すると、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質を測定する（Ｓ２４）。そして、受信品質測定部２１は、当該測定した結果である受信品質情報を通信装置３０に送信する。
【００５６】
そして、受信品質モニタ部４２は、受信品質情報を受信すると当該受信した受信品質情報を無指向性通信による信号の受信品質情報データ５１として記憶部５０に記憶し、次に、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信する（Ｓ２５）。Ｓ２５では、通信制御部４１は、図２の（ｂ）に示したファンビームＦ２、または図２の（ｃ）に示したファンビームＦ３のような、中心角が大きいファンビームを用いて信号を送信する。
【００５７】
指向性通信によって送信された信号を通信端末１０が受信すると、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質を測定する（Ｓ２６）。そして、受信品質測定部２１は、当該測定した結果である受信品質情報を通信装置３０に送信する。
【００５８】
そして、受信品質モニタ部４２は、受信品質情報を受信すると当該受信した受信品質情報を指向性通信による信号の受信品質情報データ５１として記憶部５０に記憶し、次に、通信制御部４１は、通信方式切り替え判定を行う（Ｓ２７）。
【００５９】
Ｓ２７では、通信制御部４１は、記憶部５０に記憶された受信品質情報データ５１を参照し、無指向性通信による信号の受信品質と、指向性通信による信号の受信品質とのどちらの受信品質がよいかを比較する。
【００６０】
通信制御部４１は、指向性通信による信号の受信品質を示す値が無指向性通信による信号の受信品質を示す値以上であった場合、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２ではなく、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を選択し（Ｓ２８のＹＥＳ）、指向性アンテナ６３を選択した旨の信号を、指向性通信によって通信端末１０に送信する。
【００６１】
次に、指向性アンテナ６３を選択した旨の信号を通信端末１０が受信すると、通信端末１０側のアプリケーション情報生成部２２は、現在通信端末１０にて使用されているアプリケーションを特定するための情報であるアプリケーション情報を生成する。そして、通信端末１０側の制御部２０は、アプリケーション情報を送信する（Ｓ４０）。
【００６２】
そして、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を介してアプリケーション情報を受信すると（Ｓ４１）、通信量判定部４５は、アプリケーション情報に基づいて通信端末１０にて使用されるアプリケーションを特定またはアプリケーションの種類を特定し、当該アプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得する。
【００６３】
次に、通信量判定部４５は、アプリケーションの通信負荷の情報を取得すると、当該通信負荷の情報から、通信負荷の程度が極小であるか否かを判定する（Ｓ４２）。
【００６４】
Ｓ４２において、通信量判定部４５が、当該通信負荷の情報から、通信負荷の程度が極小であると判定すると（Ｓ４２のＹＥＳ）、通信制御部４１は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を選択し、無指向性通信により接続可否を要求する信号を通信端末１０に送信する（Ｓ２９）。
【００６５】
例えば、Ｓ４２において、通信量判定部４５が、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が、第１の所定の閾値未満であると判定すると、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は極小であると判定し（Ｓ４２のＹＥＳ）、通信制御部４１は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を選択し、無指向性通信により接続可否を要求する信号を通信端末１０に送信してもよい（Ｓ２９）。
【００６６】
または、Ｓ４２において、通信量判定部４５が、アプリケーションが主として扱うファイルの種類が文字データまたは通信を行わないファイルの場合、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は極小であると判定し（Ｓ４２のＹＥＳ）、通信制御部４１は、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を選択し、無指向性通信により接続可否を要求する信号を通信端末１０に送信してもよい（Ｓ２９）。
【００６７】
次いで、通信端末１０は、アソシエーション応答を送信する（Ｓ３１）。通信制御部４１は無指向性通信部６２を介してアソシエーション応答を受信すると（Ｓ３２）、通信端末１０との無線接続を確立する（Ｓ３３）。そして、通信端末１０と通信装置３０とは無指向性通信を行う。
【００６８】
このように、通信量判定部４５が、通信負荷の情報から、通信負荷の程度が極小であると判定すると、通信制御部４１は、通信端末１０との通信方式として、指向性通信と無指向性通信とのうち、無指向性通信を選択する。
【００６９】
ここで、通信負荷の程度が小さい場合は、通信端末１０は、無指向性通信によっても十分な通信を行うことができる。そして、通信装置３０は、通信端末１０と無指向性通信を行うことで、広い通信範囲を確保することができる。これにより、通信端末１０の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００７０】
Ｓ４２において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションによる通信に必要な通信量が、極小ではないと判定すると（Ｓ４２のＮＯ）、通信量判定部４５は、次に、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が、大であるか否かを判定する（Ｓ４４）。
【００７１】
Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が、大ではないと判定すると、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は大きくはなく、中であると判定し（Ｓ４４のＮＯ）、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信する（Ｓ４５）。
【００７２】
例えば、Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が、第１の閾値より値が大きい所定の第２の閾値よりも小さいと判定すると、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は大きくはなく、中であると判定し（Ｓ４４のＮＯ）、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信してもよい（Ｓ４５）。
【００７３】
または、例えば、Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションが主として扱うファイルの種類が静止画である場合、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は大きくはなく、中であると判定し（Ｓ４４のＮＯ）、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信してもよい（Ｓ４５）。
【００７４】
Ｓ４５では、通信制御部４１は、中心角が大きいファンビームを用いて信号を送信する。例えば、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、図２の（ｂ）に示したファンビームＦ２または図２の（ｃ）に示したファンビームＦ３となるように指向性アンテナ６３から出射されるビームの走査角を第１の角度以上とさせる。
【００７５】
これにより通信端末１０と指向性通信を行う場合であっても、できるだけ、広い通信範囲を確保することができる。これにより、指向性通信を行う際においても、通信端末１０の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００７６】
次に、中心角が大きいファンビームを用いた指向性通信によって送信された信号を通信端末１０が受信すると、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質を測定し、当該受信品質が高いか否かを判定する（Ｓ４６）。Ｓ４６において、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質を示す値が所定の閾値以上であれば、当該受信品質が高いと判定し、当該受信した信号の受信品質を示す値が所定の閾値未満であれば、当該受信品質が低いと判定する。
【００７７】
Ｓ４６において、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質が高い、すなわち、当該受信した信号の受信品質を示す値が所定の閾値以上であると判定すると（Ｓ４６のＹＥＳ）、Ｓ３１〜Ｓ３３へと順に進む。
【００７８】
Ｓ４６において、受信品質測定部２１は、当該受信した信号の受信品質が低い、すなわち、当該受信した信号の受信品質を示す値が所定の閾値未満であると判定すると（Ｓ４６のＮＯ）、通信端末１０側の制御部２０は、受信品質が低い旨の信号を通信装置３０へ送信する。受信品質が低い旨の信号を受信すると、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信する（Ｓ４７）。Ｓ４７では、通信制御部４１は、中心角が中であるファンビームを用いて信号を送信する。
【００７９】
例えば、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、図３の（ａ）に示したファンビームＦ２ａのように、ファンビームＦ２（図２の（ｂ））よりも走査角が小さく（第１の角度未満）、図２の（ａ）に示したペンシルビームＦ１より走査角が大きく（第２の角度より大きく）なるように、または、図３の（ｂ）に示したファンビームＦ３ａのように、ファンビームＦ３（図２の（ｃ））よりも走査角が小さく（第１の角度未満）、図２の（ａ）に示したペンシルビームＦ１より走査角が大きく（第２の角度より大きく）なるように、指向性アンテナ６３から出射されるビームの走査角を制御させる。
【００８０】
このようにアンテナ制御部４４は、指向性通信による信号の通信端末１０側の受信品質に応じて、ビームの走査角を変更することで、通信端末１０との最適な通信状態を維持することができる。
【００８１】
そして、Ｓ３１〜Ｓ３３へと順に進む。
【００８２】
また、Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が大であると判定すると（Ｓ４４のＹＥＳ）、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４を制御させることでファンビームを出射させて、指向性通信による信号を送信する（Ｓ５０）。
【００８３】
例えば、Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションの通信に必要な通信量が、第２の閾値よりも大きいと判定すると、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は大であると判定してもよい（Ｓ４４のＹＥＳ）。
【００８４】
または、例えば、Ｓ４４において、通信量判定部４５は、当該アプリケーションが主として扱うファイルの種類が動画である場合、当該アプリケーションの通信に必要な通信量は大であると判定してもよい（Ｓ４４のＹＥＳ）。
【００８５】
Ｓ５０では、通信制御部４１は、中心角が大きいファンビーム（例えば、図２の（ｂ）に示したファンビームＦ２または図２の（ｃ）に示したファンビームＦ３）を用いて信号を送信する。
【００８６】
次いで、通信制御部４１は、アンテナ制御部４４に、ファンビームからペンシルビームへ切り替えさせて（Ｓ５１）、ファンビームの走査範囲の中で信号の品質がよかった角度を特定し、当該角度に向けて、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４からペンシルビーム（例えば、図２の（ａ）に示したペンシルビームＦ１）を出射させて、指向性通信による信号を送信する（Ｓ５２）。なお、Ｓ５１、Ｓ５２のステップは、図４を用いて説明したステップである。そして、Ｓ３１〜Ｓ３３へと順に進む。
【００８７】
Ｓ２８において、通信制御部４１は、無指向性通信による信号の受信品質の方が良かった場合（無指向性通信による信号の受信品質を示す値が大きかった場合）、指向性アンテナ６３および指向性通信部６４ではなく、無指向性アンテナ６１および無指向性通信部６２を選択し（Ｓ２８のＮＯ）、次いでＳ２９へ進み、無指向性通信により接続可否を要求する信号を通信端末１０に送信する。そして、Ｓ３１〜Ｓ３３へと順に進む。
【００８８】
上述のように、通信装置３０は、Ｓ２８において指向性アンテナを選択した場合であっても、さらに、アプリケーションの通信負荷の程度に応じて、ペンシルビームとファンビームとを使い分けることで、指向性に強弱をもたせて、最適な通信範囲を確保しつつ、最適な伝送容量を確保することができる。
【００８９】
〔ソフトウェアによる実現例〕
通信装置３０の制御ブロック（特に通信量判定部４５および通信制御部４１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００９０】
後者の場合、通信装置３０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００９１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る通信装置（３０）は、通信対象である通信端末（１０）との通信方式を、指向性アンテナ（６３）を用いた指向性通信と、無指向性アンテナ（６１）を用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置（３０）であって、上記通信端末（１０）が使用するアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定部（４５）と、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御部（４１）とを有することを特徴とする。
【００９２】
上記構成によると、上記通信制御部は、上記アプリケーションの通信負荷の程度によって、上記無指向性通信と上記指向性通信を選択する。このため、例えば、上記通信制御部は、上記通信負荷が大きいときにだけ通信可能な範囲が狭くなる指向性通信を選択し、上記通信負荷が大きくないときは、通信可能な範囲が広い無指向性通信を選択するなど、できるだけ、広い通信範囲を確保することができる。これにより、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００９３】
本発明の態様２に係る通信装置は、上記態様１において、上記通信量判定部（４５）が、上記通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度が極小であると判定すると、上記通信制御部（４５）は、上記通信端末（１０）との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記無指向性通信を選択してもよい。
【００９４】
上記構成によると、上記通信負荷の程度が小さい場合は、上記通信端末は、無指向性通信によっても十分な通信を行うことができる。そして、上記通信端末と無指向性通信を行うことで、広い通信範囲を確保することができる。これにより、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００９５】
本発明の態様３に係る通信装置は、上記態様１又は２において、上記指向性アンテナ（６３）から出射するビームの走査角を変更するアンテナ制御部（４４）を有し、上記通信制御部（４１）が、上記通信端末（１０）との通信方式として上記指向性通信を選択した場合、上記アンテナ制御部（４４）は、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて上記ビームの走査角を変更してもよい。
【００９６】
上記構成によると、上記通信端末と指向性通信を行う場合であっても、上記アンテナ制御部は、例えば、通信負荷の程度が比較的小さければ上記ビームの走査角を広くするなど、できるだけ、広い通信範囲を確保することができる。これにより、指向性通信を行う際においても、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００９７】
本発明の態様４に係る通信装置は、上記態様３において、上記通信量判定部（４５）が、上記通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度が極小より大きく大より小さい中であると判定すると、上記通信制御部（４１）は、上記通信端末（１０）との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記指向性通信を選択し、上記アンテナ制御部（６３）は、上記ビームの走査角を、所定の第１の角度以上としてもよい。
【００９８】
上記構成によると、上記通信端末と指向性通信を行う場合であっても、できるだけ、広い通信範囲を確保することができる。これにより、指向性通信を行う際においても、通信端末の移動に伴う通信品質の低下を抑制することができる。
【００９９】
本発明の態様５に係る通信装置は、上記態様４において、上記通信量判定部（４５）が、上記当該通信負荷の情報から、上記通信負荷の程度を表す値が中より大きい大であると判定すると、上記通信制御部（４１）は、上記通信端末（１０）との通信方式として、上記指向性通信と上記無指向性通信とのうち、上記指向性通信を選択し、上記アンテナ制御部（４４）は、上記ビームの走査角を、上記第１の角度未満としてもよい。
【０１００】
上記構成によると、上記通信端末との通信負荷が大きい場合は、上記ビームの走査角を、上記第１の角度未満となるように走査角を絞ることで、データの伝送容量を大きく確保することができる。これにより、上記通信端末が使用しているアプリケーションの通信を迅速に行うことができる。
【０１０１】
本発明の態様６に係る通信装置は、上記態様４または５において、上記アンテナ制御部（４４）は、上記指向性通信による信号の上記通信端末（１０）側の受信品質に応じて、上記ビームの走査角を変更してもよい。これにより、上記通信端末との最適な通信状態を維持することができる。
【０１０２】
本発明の態様７に係る通信装置は、上記態様５において、上記通信量判定部（４５）は、上記通信負荷の情報が示す値が、第１の閾値未満であれば、上記通信負荷の程度は極小であると判定し、上記通信負荷の情報が示す値が、上記第１の閾値以上であり、当該第１の閾値より大きい第２の閾値未満であれば、上記通信負荷の程度は中であると判定し、上記通信負荷の情報が示す値が、上記第２の閾値以上であれば、上記通信負荷の程度は大であると判定してもよい。
【０１０３】
本発明の態様８に係る通信装置は、上記態様５において、上記通信量判定部（４５）は、上記通信負荷の情報が示すファイルの種類に応じて、上記通信負荷の程度が、極小であるか、中であるか、または、大であるかを判定してもよい。
【０１０４】
本発明の態様９に係る通信装置の制御方法は、通信対象である通信端末（１０）との通信方式を、指向性アンテナ（６３）を用いた指向性通信と、無指向性アンテナ（６１）を用いた無指向性通信とで切り替え可能な通信装置（３０）の制御方法であって、上記通信端末（１０）が使用しているアプリケーションの通信量を示す通信負荷の情報を取得し、当該通信負荷の情報から通信負荷の程度を判定する通信量判定ステップと、上記通信負荷の程度の判定結果に応じて、上記通信端末との通信方式を、上記指向性通信と上記無指向性通信とで切替える通信制御ステップとを含むことを特徴とする。
【０１０５】
本発明の各態様に係る通信装置（３０）は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記通信装置（３０）が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記通信装置（３０）をコンピュータにて実現させる通信装置（３０）の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１０６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  通信システム
１０  通信端末
２０、４０  制御部
２１  受信品質測定部
２２  アプリケーション情報生成部
３０  通信装置
４１  通信制御部
４２  受信品質モニタ部
４３  ビーム幅決定部
４４  アンテナ制御部
４５  通信量判定部
５０  記憶部
５１  受信品質情報データ
５２  ビーム幅制御テーブル
６０  通信部
６１  無指向性アンテナ
６２  無指向性通信部
６３  指向性アンテナ
６４  指向性通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019102998.tif 000006
【図５】
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